JPH04272109A - 冷陰極蛍光ランプ用電極材料およびそれからなる電極 - Google Patents
冷陰極蛍光ランプ用電極材料およびそれからなる電極Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、冷陰極蛍光ランプの
電極に関し、特に液晶テレビやワードプロセッサ、パー
ソナルコンピュータなどの液晶表示画面のバックライト
に好適に用いられ得る小型蛍光ランプの冷陰極用電極材
料およびそれからなる電極に関する。 【０００２】 【従来の技術】蛍光ランプには熱陰極タイプと冷陰極タ
イプのものがあり、熱陰極タイプのものは陰極を加熱し
て熱電子を放出させるため発光効率は高いが寿命が数千
時間と短い。一方、冷陰極タイプのものは寿命は数万時
間と長いため、メンテナンスフリー化を図ることができ
るメリットがあるが、電極の材質、構造などによっては
電極部分およびその近傍での電圧降下が大きくなり発光
効率が低くなる欠点がある。 【０００３】冷陰極タイプの場合、従来は電極としてＮ
ｉ、Ｔｉ、Ａｌなどの比較的加工しやすい材料を用いて
、円筒形や平行平板形に成形していた。しかし、これら
の材料は電子放射特性が低いため、その表面にＬａＢ６
、ＢａＯなどの電子放射性の良い物質を塗布、スパッ
タ、ＣＶＤなどの方法によって、コーティングして発光
効率を上げている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法でコーティングされた物質は使用中に蒸発、消失して
、長時間使用後には電極はベースの材料の特性に戻って
しまう。さらに蒸発した物質がバルブ内壁に付着して管
端黒化を引き起こし、照度を低下させる問題がある。 また、従来のように板材からの加工では、ＷやＭｏなど
の難加工材をベース材として使用できず、複雑な形状の
電極の作製は困難であった。 【０００５】この発明は、上記の課題を解決するために
なされたもので、電極部分付近での電圧降下を低く押さ
え、電子放射の局部集中が起こらず効率の良い電子放射
特性を有し、長時間の使用によっても経時変化がなく、
管端黒化を低減させる冷陰極蛍光ランプ用電極材料、お
よび難加工材をも電極材料として使用を可能にし、複雑
な形状、特に効率向上に効果の大きなホローカソード形
状の電極の作製も容易な上記電極材料からなる電極を提
供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この発明は、金属粉末か
らなるベース材料中に電子放射特性の優れた添加物を均
一に分散させた混合物の材料を冷陰極ランプ用電極材料
として使用するとともに、この混合物を成形、焼成して
得られた電極によれば、この発明の目的達成に非常に有
効であるとの知見に基づいて完成された。 【０００７】すなわち、本発明の冷陰極ランプ用電極材
料は、金属粉末からなるベース材と電子放射性物質から
なる粉末とが均一に混合されてなるものであることを特
徴とするものである。 【０００８】また、本発明の冷陰極ランプ用電極は、金
属粉末からなるベース材と電子放射性物質からなる粉末
とが均一に混合された混合物を成形、焼成して得られた
ものであることを特徴とするものである。 【０００９】 【作用】この発明において用いられるベース材は、電極
を構成する主成分をなすもので、導電性の金属材料の粉
末が用いられる。具体的には、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ａｌおよび
これらの合金からなる群から選ばれた少なくとも１種の
金属粉末を用いる。これらのうちでは、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ
、Ｒｅなどが導電性が高く、蒸気圧が低いため好ましい
。このベース材としての金属粉末の粒径は、０．５μｍ
〜５０μｍ程度の範囲である。 【００１０】次に、電子放射性物質は、ベース金属に比
べ、より低温、低電界で多量の電子を放出可能な作用を
なす物質である。この電子放射性物質としては、仕事関
数が小さく、かつ蒸気圧の低い金属化合物が好ましい。 ここで、仕事関数というのは、ある物質の表面から真空
中へ電子が遊離されるために必要とするエネルギー量の
ことである。従って、この仕事関数が小さい物質ほど電
子放射性が高く好ましい。また、蒸気圧の低い物質ほど
使用中に蒸発消失して経時変化しにくいので好ましい。 具体的には、仕事関数が約６〜約５ｅＶ以下、好ましく
は３．５ｅＶ以下、かつ１０００℃における蒸気圧が５
×１０−３Ｐａ以下、さらには仕事関数が３．０ｅＶ以
下、かつ１０００℃における蒸気圧が５×１０−４Ｐａ
以下の金属化合物が好ましい。また、できるだけ高融点
の物質が望ましく、融点が２０００℃以上である物質が
より好ましい。 【００１１】このような電子放射性物質として、具体的
には、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属複酸
化物、希土類金属酸化物、ＺｒＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、
ＴｈＯ２ 、ＴｉＯ２ 、Ｉｒ２ Ｏ３ 、希土類金属
ホウ化物、ＢａＢ６ 、ＳｒＢ６ 、遷移金属炭化物、
遷移金属窒化物からなる群から選ばれた少なくとも１種
の金属化合物を挙げることができる。ここでアルカリ土
類金属酸化物としてはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯなど、ア
ルカリ土類金属複酸化物としてはＢａＴｉＯ３ 、Ｂａ
３ ＷＯ６ 、Ｂａ２−ｘ Ｓｒｘ ＣａＷＯ６ （ｘ
は０ 〜２ の数）など、希土類金属酸化物としては
ＣｅＯ２ 、Ｌａ２ Ｏ３ 、Ｄｙ２ Ｏ３ など、希
土類金属ホウ化物としてはＬａＢ６ 、ＣｅＢ６ 、Ｇ
ｄＢ６ など、遷移金属炭化物としてはＴｉＣ、ＺｒＣ
、ＨｆＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｗ２Ｃ、ＴｈＣ２
など、遷移金属窒化物としてはＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ
、ＴａＮ、ＴｈＮなどを挙げることができる。これらの
うちでは、ＢａＯ、ＣａＯ、ＢａＴｉＯ３ 、Ｌａ２
Ｏ３ 、ＬａＢ６ 、ＴｉＣ、ＮｂＣが好ましく、さら
に好ましくはＬａＢ６ 、Ｌａ２ Ｏ３ である。 【００１２】また、電子放射性物質として２種以上の金
属化合物を用いる場合としては上記の化合物を任意に組
み合わせることができるが、好ましくはたとえばアルカ
リ土類金属酸化物、アルカリ土類金属複酸化物および希
土類金属酸化物から選ばれる１種以上の酸化物と、電子
放射性物質の全量に対したとえば１〜５０重量％のＺｒ
Ｏ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＴｈＯ２ 、ＴｉＯ２ および
Ｉｒ２ Ｏ３ から選ばれる１種以上の酸化物との混合
物を用いることができる。また、希土類金属ホウ化物の
１種以上と、電子放射性物質の全量に対したとえば１〜
５０重量％のＢａＢ６ およびＳｒＢ６ から選ばれる
１種以上のホウ化物との混合物を用いることができる。 【００１３】この電子放射性の金属化合物の粉末の粒径
は、０．１μｍ〜１０μｍ程度の範囲である。この電子
放射性物質の添加量は、電極材料を基準として０．１〜
２０重量％、好ましくは１〜７重量％である。添加量が
０．１重量％未満では、電子放射性物質添加による効果
が得られず、一方、２０重量％を超えると、成形が困難
となり、また導電性が著しく低下するという不都合があ
る。 【００１４】本発明の電極材料は、上記の金属粉末から
なるベース材と電子放射性物質からなる粉末が均一に混
合されたものである。このようにベース金属中に電子放
射性物質が均一に混合分散されることにより、この電極
材料を用いて成形、焼成された電極もベース金属中に電
子放射性物質が均一に混合分散され、その結果、本発明
の電極材料を使用した電極は使用中に経時変化がなく安
定した発光が得られるとともに、電子放射性物質の蒸発
やスパッタが抑制されて管端黒化も小さく押さえること
ができる。均一に混合するには、粉末の混合に一般に用
いられるボールミル、振動ミル、アトライターなどを用
いて行うことができる。 【００１５】この発明の冷陰極ランプ用電極は、上記の
ベース材と電子放射性物質との混合物を成形し、焼結し
て得られたものである。混合物の成形は、粉末材料の一
般的な成形法を用いることができるが、特に押出し成形
が好ましい。電極材料を粉末形態にして成形すれば、従
来使用できなかったＷやＭｏなどの難加工材も電極材料
として使用することができ、材料選択の自由度が大きく
なる。また、粉末材料を用いた成形法によれば、複雑な
形状のもの、たとえば、内側に仕切板の設けられたパイ
プ状のものの成形も容易であるため、ホローカソード効
果などの形状による効果を得ることができる。特に押出
し成形によれば、このような複雑形状のものも容易に、
連続的にかつ大量につくることができて、能率的な成形
が可能である。 【００１６】この成形を行うに当たって、成形原料とし
て、上記のベース材と電子放射性物質との粉末混合物に
バインダーおよび必要により水などを添加し、混練した
ものを用いることが好ましい。バインダーとしては、メ
チルセルロース系、プラスチック系などのバインダーが
用いられ得る。必要に応じて水などの溶剤を添加するこ
とができる。混練はたとえば、３ロール式ニーダー、ス
クリュー式ニーダーなどを用いて行う。 【００１７】上記のようにして成形した成形物を焼結す
ることにより、本発明の電極を得る。焼結条件は、成形
原料に応じて適宜選択されるが、一般に、焼結温度は材
料によって異なるが９００〜２３００℃程度、焼結時間
は０．５〜１０時間程度、雰囲気は水素などの還元性雰
囲気、不活性ガス雰囲気または真空中で行う。なお、焼
結に先立ち、成形物を湿水素などの還元性雰囲気中で４
００〜７００℃×３〜１０時間程度加熱して脱脂処理を
行う。 【００１８】図１〜図２（ａ） 、（ｂ） は、本発明
の電極材の焼結前の成形体の例を示す図である。図１は
、円筒状の成形体１を示す斜視図、図２（ａ） 、（ｂ
） は、仕切り付きの成形体１を示し、図２（ａ） は
その斜視図、図２（ｂ） は横断面図である。図２（ａ
）、（ｂ） において、成形体１の外筒２の内側には仕
切り３が２枚平行に設けられている。なお、図３は従来
のＮｉ板を円筒状に加工した電極を示す斜視図である。 【００１９】このような成形体を焼結して得られた電極
を冷陰極蛍光ランプの電極として用いるのであるが、そ
の冷陰極蛍光ランプの構成の概略を図４に示す。ガラス
バルブ４の内面には蛍光体５がコーティングされており
、電極６にはウェルズ（導入線）７が溶接されてバルブ
４内に封入されている。また、Ａｒガスと数ｍｇのＨｇ
が同時に封入されている。この蛍光ランプを点灯回路に
より点灯すると、電極間で放電し、Ｈｇより放射される
紫外線により蛍光体が発光する。 【００２０】 【実施例】以下の実施例は、本発明を更に具体的に説明
するためのものである。本発明はこれらの実施例により
限定されるものではない。例中の部は重量部である。 【００２１】実施例１ 平均粒径４．５μｍのタングステン粉末に５重量％のＬ
ａＢ６ 粉末（平均粒径１．８μｍ）を加えてボールミ
ルで８時間粉砕、混合する。この混合粉１００部に対し
メチルセルロース系バインダー１．８部、水５．６部を
加え混合、混練を行った後、押出し成形機にて外径φ５
．２ｍｍ、壁厚０．５ｍｍのパイプに成形し、９ｍｍの
長さに切断した後、湿水素中６００℃×３時間加熱して
脱脂し、引続いてＡｒ中２２００℃×６時間加熱して焼
結した。 焼結後の寸法はφ４ｍｍ、壁厚０．４ｍｍ、長さ７ｍｍ
であった。本焼結体にウェルズをスポット溶接して電極
とし、φ６×２００ｍｍ（電極間１７０ｍｍ）のバルブ
内に図４に示すように封入した。バルブ内面には３波長
域発光蛍光体を色温度が７５００Ｋとなるよう調合しコ
ーティングしてある。また、Ａｒガス２０Ｔｏｒｒと数
ｍｇのＨｇが同時に封入してある。本蛍光ランプを点灯
回路（高周波点灯、４０ＫＨｚ）により点灯すると、電
極間で放電しＨｇより放射される２５４ｎｍの紫外線に
より蛍光体が発光する。 【００２２】実施例２ メチルセルロース系バインダー２部、水６部を加え混合
、混練を行った後、押出し成形機にて外径φ５．２ｍｍ
で内側に図２（ａ） 、（ｂ） に示すように２枚の仕
切板のついたパイプに成形した他は実施例１と同成分、
同手順で、仕切板の付いたパイプ状の電極を試作した。 この電極を使用して、実施例１と同様にして蛍光ランプ
をつくった。 【００２３】参考例１ タングステン粉末とＬａＢ６ 粉末の混合粉１００部に
代えて平均粒径４．５μｍのタングステン粉末１００部
を用いた他は実施例１と同成分、同手順でパイプ状の電
極をつくり、電極としてバルブに封入し、実施例１と同
様にして蛍光ランプをつくった。 【００２４】参考例２ Ｎｉ板を円筒状に加工（φ４ｍｍ、長さ７ｍｍ、板厚０
．１ｍｍ）し、電極としてバルブに封入し、実施例１と
同様にして蛍光ランプをつくった。 【００２５】比較例１ 参考例２と同様にＮｉ板を円筒状に加工（φ４ｍｍ、長
さ７ｍｍ、板厚０．１ｍｍ）し、その表面にＬａＢ６
をスパッターにてコーティング（１５μｍ厚）し、電極
としてバルブに封入し、実施例１と同様にして蛍光ラン
プをつくった。 【００２６】陰極電圧降下の測定 実施例１、実施例２、参考例１、参考例２および比較例
１において得られた蛍光ランプについて、陰極電圧降下
を測定した結果を第１表に示す。 【００２７】
第１表
電極の種類
降下電圧 実施例１ 仕切りな
しＬａＢ６ ５重量％添加Ｗ電極 １０５Ｖ
実施例２ 仕切り付きＬａＢ６ ５重量％添加Ｗ
電極 ８５Ｖ 参考例１ Ｗ電極
１２０Ｖ 参考例２ Ｎｉ電
極
１３０Ｖ 比較例１ ＬａＢ
６ コーティングＮｉ電極 １
０８Ｖ
【００２８】陰極電圧降下は印加電圧のうち電極近傍で
低下する電圧で発光に寄与しないので、この電圧が低い
ほど発光効率が高く好ましい。第１表からも明らかなよ
うに、ＮｉをＷに変えることにより１０Ｖ、ＷにＬａＢ
６ を添加することによって更に１５Ｖ低減することが
でき、従来のＮｉ表面にＬａＢ６ をコーティングした
電極を使用したものに比べてもＷにＬａＢ６を添加した
ものは３Ｖ低くなっている。また、パイプ内側に仕切り
をつけることにより、ホローカソード効果が得られ、仕
切りのないものに比べて降下電圧を２０Ｖ低下させるこ
とが可能となった。このような形状のものは、押出し成
形以外では、能率的に成形することが困難である。 【００２９】管端黒化度 図５は蛍光ランプのバルブ内壁の管端黒化度を示すグラ
フで、８はＷ中に５ｗｔ％ＬａＢ６ を添加した実施例
１の電極、９はＮｉ表面にＬａＢ６をスパッタコーティ
ングした比較例１の電極を使用した場合の管端黒化度を
示すグラフである。ここで、グラフにおける縦軸に示し
ている管球黒化度とは、電極近傍の黒化程度を目視によ
り評価したものであり、 ０：黒化なし １：注意して確認すると確認可 ２：少し黒化 ３：２と４の中間 ４：管端の周上に渡り黒化 として、表している。 【００３０】実施例１の電極を使用した場合の２０００
時間点灯後の黒化の度合いは、従来使用されているコー
ティング電極に比べ約６０％であり、ベース材中への電
子放射性物質の均一分散が管端黒化度を低めるために非
常に効果的であることがわかる。なお、実施例２の電極
を使用した場合の管端黒化度も実施例１の電極を使用し
た場合のそれとほぼ同じであった。 【００３１】 【発明の効果】本発明によれば、ベース材金属中に電子
放射性物質が均一に混合、分散されることにより、この
電極材料を用いて成形、焼成された電極もベース材金属
中に電子放射性物質が均一に分散されるので、この電極
を用いた冷陰極ランプは経時変化がなく安定した発光が
得られるとともに、電子放射性物質の蒸発が抑制されて
管端黒化度を小さく押さえることができる。 【００３２】また、本発明による電極は、ベース材と電
子放射性物質との粉末混合物を成形、焼成して得られた
ものであるので、難加工材も電極材料として使用するこ
とができ、材質選択の自由度が大きい。また、粉末形態
の材料を用いた成形によるので、複雑な形状のものも、
特に押出し成形によるときは成形が容易であり、ホロー
カソード効果など形状による効果を得ることができる。 さらに、寸法精度、安定性に優れ、経時変化のほとんど
ない電極を提供できる。
電極に関し、特に液晶テレビやワードプロセッサ、パー
ソナルコンピュータなどの液晶表示画面のバックライト
に好適に用いられ得る小型蛍光ランプの冷陰極用電極材
料およびそれからなる電極に関する。 【０００２】 【従来の技術】蛍光ランプには熱陰極タイプと冷陰極タ
イプのものがあり、熱陰極タイプのものは陰極を加熱し
て熱電子を放出させるため発光効率は高いが寿命が数千
時間と短い。一方、冷陰極タイプのものは寿命は数万時
間と長いため、メンテナンスフリー化を図ることができ
るメリットがあるが、電極の材質、構造などによっては
電極部分およびその近傍での電圧降下が大きくなり発光
効率が低くなる欠点がある。 【０００３】冷陰極タイプの場合、従来は電極としてＮ
ｉ、Ｔｉ、Ａｌなどの比較的加工しやすい材料を用いて
、円筒形や平行平板形に成形していた。しかし、これら
の材料は電子放射特性が低いため、その表面にＬａＢ６
、ＢａＯなどの電子放射性の良い物質を塗布、スパッ
タ、ＣＶＤなどの方法によって、コーティングして発光
効率を上げている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法でコーティングされた物質は使用中に蒸発、消失して
、長時間使用後には電極はベースの材料の特性に戻って
しまう。さらに蒸発した物質がバルブ内壁に付着して管
端黒化を引き起こし、照度を低下させる問題がある。 また、従来のように板材からの加工では、ＷやＭｏなど
の難加工材をベース材として使用できず、複雑な形状の
電極の作製は困難であった。 【０００５】この発明は、上記の課題を解決するために
なされたもので、電極部分付近での電圧降下を低く押さ
え、電子放射の局部集中が起こらず効率の良い電子放射
特性を有し、長時間の使用によっても経時変化がなく、
管端黒化を低減させる冷陰極蛍光ランプ用電極材料、お
よび難加工材をも電極材料として使用を可能にし、複雑
な形状、特に効率向上に効果の大きなホローカソード形
状の電極の作製も容易な上記電極材料からなる電極を提
供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】この発明は、金属粉末か
らなるベース材料中に電子放射特性の優れた添加物を均
一に分散させた混合物の材料を冷陰極ランプ用電極材料
として使用するとともに、この混合物を成形、焼成して
得られた電極によれば、この発明の目的達成に非常に有
効であるとの知見に基づいて完成された。 【０００７】すなわち、本発明の冷陰極ランプ用電極材
料は、金属粉末からなるベース材と電子放射性物質から
なる粉末とが均一に混合されてなるものであることを特
徴とするものである。 【０００８】また、本発明の冷陰極ランプ用電極は、金
属粉末からなるベース材と電子放射性物質からなる粉末
とが均一に混合された混合物を成形、焼成して得られた
ものであることを特徴とするものである。 【０００９】 【作用】この発明において用いられるベース材は、電極
を構成する主成分をなすもので、導電性の金属材料の粉
末が用いられる。具体的には、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ａｌおよび
これらの合金からなる群から選ばれた少なくとも１種の
金属粉末を用いる。これらのうちでは、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ
、Ｒｅなどが導電性が高く、蒸気圧が低いため好ましい
。このベース材としての金属粉末の粒径は、０．５μｍ
〜５０μｍ程度の範囲である。 【００１０】次に、電子放射性物質は、ベース金属に比
べ、より低温、低電界で多量の電子を放出可能な作用を
なす物質である。この電子放射性物質としては、仕事関
数が小さく、かつ蒸気圧の低い金属化合物が好ましい。 ここで、仕事関数というのは、ある物質の表面から真空
中へ電子が遊離されるために必要とするエネルギー量の
ことである。従って、この仕事関数が小さい物質ほど電
子放射性が高く好ましい。また、蒸気圧の低い物質ほど
使用中に蒸発消失して経時変化しにくいので好ましい。 具体的には、仕事関数が約６〜約５ｅＶ以下、好ましく
は３．５ｅＶ以下、かつ１０００℃における蒸気圧が５
×１０−３Ｐａ以下、さらには仕事関数が３．０ｅＶ以
下、かつ１０００℃における蒸気圧が５×１０−４Ｐａ
以下の金属化合物が好ましい。また、できるだけ高融点
の物質が望ましく、融点が２０００℃以上である物質が
より好ましい。 【００１１】このような電子放射性物質として、具体的
には、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属複酸
化物、希土類金属酸化物、ＺｒＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、
ＴｈＯ２ 、ＴｉＯ２ 、Ｉｒ２ Ｏ３ 、希土類金属
ホウ化物、ＢａＢ６ 、ＳｒＢ６ 、遷移金属炭化物、
遷移金属窒化物からなる群から選ばれた少なくとも１種
の金属化合物を挙げることができる。ここでアルカリ土
類金属酸化物としてはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯなど、ア
ルカリ土類金属複酸化物としてはＢａＴｉＯ３ 、Ｂａ
３ ＷＯ６ 、Ｂａ２−ｘ Ｓｒｘ ＣａＷＯ６ （ｘ
は０ 〜２ の数）など、希土類金属酸化物としては
ＣｅＯ２ 、Ｌａ２ Ｏ３ 、Ｄｙ２ Ｏ３ など、希
土類金属ホウ化物としてはＬａＢ６ 、ＣｅＢ６ 、Ｇ
ｄＢ６ など、遷移金属炭化物としてはＴｉＣ、ＺｒＣ
、ＨｆＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｗ２Ｃ、ＴｈＣ２
など、遷移金属窒化物としてはＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ
、ＴａＮ、ＴｈＮなどを挙げることができる。これらの
うちでは、ＢａＯ、ＣａＯ、ＢａＴｉＯ３ 、Ｌａ２
Ｏ３ 、ＬａＢ６ 、ＴｉＣ、ＮｂＣが好ましく、さら
に好ましくはＬａＢ６ 、Ｌａ２ Ｏ３ である。 【００１２】また、電子放射性物質として２種以上の金
属化合物を用いる場合としては上記の化合物を任意に組
み合わせることができるが、好ましくはたとえばアルカ
リ土類金属酸化物、アルカリ土類金属複酸化物および希
土類金属酸化物から選ばれる１種以上の酸化物と、電子
放射性物質の全量に対したとえば１〜５０重量％のＺｒ
Ｏ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＴｈＯ２ 、ＴｉＯ２ および
Ｉｒ２ Ｏ３ から選ばれる１種以上の酸化物との混合
物を用いることができる。また、希土類金属ホウ化物の
１種以上と、電子放射性物質の全量に対したとえば１〜
５０重量％のＢａＢ６ およびＳｒＢ６ から選ばれる
１種以上のホウ化物との混合物を用いることができる。 【００１３】この電子放射性の金属化合物の粉末の粒径
は、０．１μｍ〜１０μｍ程度の範囲である。この電子
放射性物質の添加量は、電極材料を基準として０．１〜
２０重量％、好ましくは１〜７重量％である。添加量が
０．１重量％未満では、電子放射性物質添加による効果
が得られず、一方、２０重量％を超えると、成形が困難
となり、また導電性が著しく低下するという不都合があ
る。 【００１４】本発明の電極材料は、上記の金属粉末から
なるベース材と電子放射性物質からなる粉末が均一に混
合されたものである。このようにベース金属中に電子放
射性物質が均一に混合分散されることにより、この電極
材料を用いて成形、焼成された電極もベース金属中に電
子放射性物質が均一に混合分散され、その結果、本発明
の電極材料を使用した電極は使用中に経時変化がなく安
定した発光が得られるとともに、電子放射性物質の蒸発
やスパッタが抑制されて管端黒化も小さく押さえること
ができる。均一に混合するには、粉末の混合に一般に用
いられるボールミル、振動ミル、アトライターなどを用
いて行うことができる。 【００１５】この発明の冷陰極ランプ用電極は、上記の
ベース材と電子放射性物質との混合物を成形し、焼結し
て得られたものである。混合物の成形は、粉末材料の一
般的な成形法を用いることができるが、特に押出し成形
が好ましい。電極材料を粉末形態にして成形すれば、従
来使用できなかったＷやＭｏなどの難加工材も電極材料
として使用することができ、材料選択の自由度が大きく
なる。また、粉末材料を用いた成形法によれば、複雑な
形状のもの、たとえば、内側に仕切板の設けられたパイ
プ状のものの成形も容易であるため、ホローカソード効
果などの形状による効果を得ることができる。特に押出
し成形によれば、このような複雑形状のものも容易に、
連続的にかつ大量につくることができて、能率的な成形
が可能である。 【００１６】この成形を行うに当たって、成形原料とし
て、上記のベース材と電子放射性物質との粉末混合物に
バインダーおよび必要により水などを添加し、混練した
ものを用いることが好ましい。バインダーとしては、メ
チルセルロース系、プラスチック系などのバインダーが
用いられ得る。必要に応じて水などの溶剤を添加するこ
とができる。混練はたとえば、３ロール式ニーダー、ス
クリュー式ニーダーなどを用いて行う。 【００１７】上記のようにして成形した成形物を焼結す
ることにより、本発明の電極を得る。焼結条件は、成形
原料に応じて適宜選択されるが、一般に、焼結温度は材
料によって異なるが９００〜２３００℃程度、焼結時間
は０．５〜１０時間程度、雰囲気は水素などの還元性雰
囲気、不活性ガス雰囲気または真空中で行う。なお、焼
結に先立ち、成形物を湿水素などの還元性雰囲気中で４
００〜７００℃×３〜１０時間程度加熱して脱脂処理を
行う。 【００１８】図１〜図２（ａ） 、（ｂ） は、本発明
の電極材の焼結前の成形体の例を示す図である。図１は
、円筒状の成形体１を示す斜視図、図２（ａ） 、（ｂ
） は、仕切り付きの成形体１を示し、図２（ａ） は
その斜視図、図２（ｂ） は横断面図である。図２（ａ
）、（ｂ） において、成形体１の外筒２の内側には仕
切り３が２枚平行に設けられている。なお、図３は従来
のＮｉ板を円筒状に加工した電極を示す斜視図である。 【００１９】このような成形体を焼結して得られた電極
を冷陰極蛍光ランプの電極として用いるのであるが、そ
の冷陰極蛍光ランプの構成の概略を図４に示す。ガラス
バルブ４の内面には蛍光体５がコーティングされており
、電極６にはウェルズ（導入線）７が溶接されてバルブ
４内に封入されている。また、Ａｒガスと数ｍｇのＨｇ
が同時に封入されている。この蛍光ランプを点灯回路に
より点灯すると、電極間で放電し、Ｈｇより放射される
紫外線により蛍光体が発光する。 【００２０】 【実施例】以下の実施例は、本発明を更に具体的に説明
するためのものである。本発明はこれらの実施例により
限定されるものではない。例中の部は重量部である。 【００２１】実施例１ 平均粒径４．５μｍのタングステン粉末に５重量％のＬ
ａＢ６ 粉末（平均粒径１．８μｍ）を加えてボールミ
ルで８時間粉砕、混合する。この混合粉１００部に対し
メチルセルロース系バインダー１．８部、水５．６部を
加え混合、混練を行った後、押出し成形機にて外径φ５
．２ｍｍ、壁厚０．５ｍｍのパイプに成形し、９ｍｍの
長さに切断した後、湿水素中６００℃×３時間加熱して
脱脂し、引続いてＡｒ中２２００℃×６時間加熱して焼
結した。 焼結後の寸法はφ４ｍｍ、壁厚０．４ｍｍ、長さ７ｍｍ
であった。本焼結体にウェルズをスポット溶接して電極
とし、φ６×２００ｍｍ（電極間１７０ｍｍ）のバルブ
内に図４に示すように封入した。バルブ内面には３波長
域発光蛍光体を色温度が７５００Ｋとなるよう調合しコ
ーティングしてある。また、Ａｒガス２０Ｔｏｒｒと数
ｍｇのＨｇが同時に封入してある。本蛍光ランプを点灯
回路（高周波点灯、４０ＫＨｚ）により点灯すると、電
極間で放電しＨｇより放射される２５４ｎｍの紫外線に
より蛍光体が発光する。 【００２２】実施例２ メチルセルロース系バインダー２部、水６部を加え混合
、混練を行った後、押出し成形機にて外径φ５．２ｍｍ
で内側に図２（ａ） 、（ｂ） に示すように２枚の仕
切板のついたパイプに成形した他は実施例１と同成分、
同手順で、仕切板の付いたパイプ状の電極を試作した。 この電極を使用して、実施例１と同様にして蛍光ランプ
をつくった。 【００２３】参考例１ タングステン粉末とＬａＢ６ 粉末の混合粉１００部に
代えて平均粒径４．５μｍのタングステン粉末１００部
を用いた他は実施例１と同成分、同手順でパイプ状の電
極をつくり、電極としてバルブに封入し、実施例１と同
様にして蛍光ランプをつくった。 【００２４】参考例２ Ｎｉ板を円筒状に加工（φ４ｍｍ、長さ７ｍｍ、板厚０
．１ｍｍ）し、電極としてバルブに封入し、実施例１と
同様にして蛍光ランプをつくった。 【００２５】比較例１ 参考例２と同様にＮｉ板を円筒状に加工（φ４ｍｍ、長
さ７ｍｍ、板厚０．１ｍｍ）し、その表面にＬａＢ６
をスパッターにてコーティング（１５μｍ厚）し、電極
としてバルブに封入し、実施例１と同様にして蛍光ラン
プをつくった。 【００２６】陰極電圧降下の測定 実施例１、実施例２、参考例１、参考例２および比較例
１において得られた蛍光ランプについて、陰極電圧降下
を測定した結果を第１表に示す。 【００２７】
第１表
電極の種類
降下電圧 実施例１ 仕切りな
しＬａＢ６ ５重量％添加Ｗ電極 １０５Ｖ
実施例２ 仕切り付きＬａＢ６ ５重量％添加Ｗ
電極 ８５Ｖ 参考例１ Ｗ電極
１２０Ｖ 参考例２ Ｎｉ電
極
１３０Ｖ 比較例１ ＬａＢ
６ コーティングＮｉ電極 １
０８Ｖ
【００２８】陰極電圧降下は印加電圧のうち電極近傍で
低下する電圧で発光に寄与しないので、この電圧が低い
ほど発光効率が高く好ましい。第１表からも明らかなよ
うに、ＮｉをＷに変えることにより１０Ｖ、ＷにＬａＢ
６ を添加することによって更に１５Ｖ低減することが
でき、従来のＮｉ表面にＬａＢ６ をコーティングした
電極を使用したものに比べてもＷにＬａＢ６を添加した
ものは３Ｖ低くなっている。また、パイプ内側に仕切り
をつけることにより、ホローカソード効果が得られ、仕
切りのないものに比べて降下電圧を２０Ｖ低下させるこ
とが可能となった。このような形状のものは、押出し成
形以外では、能率的に成形することが困難である。 【００２９】管端黒化度 図５は蛍光ランプのバルブ内壁の管端黒化度を示すグラ
フで、８はＷ中に５ｗｔ％ＬａＢ６ を添加した実施例
１の電極、９はＮｉ表面にＬａＢ６をスパッタコーティ
ングした比較例１の電極を使用した場合の管端黒化度を
示すグラフである。ここで、グラフにおける縦軸に示し
ている管球黒化度とは、電極近傍の黒化程度を目視によ
り評価したものであり、 ０：黒化なし １：注意して確認すると確認可 ２：少し黒化 ３：２と４の中間 ４：管端の周上に渡り黒化 として、表している。 【００３０】実施例１の電極を使用した場合の２０００
時間点灯後の黒化の度合いは、従来使用されているコー
ティング電極に比べ約６０％であり、ベース材中への電
子放射性物質の均一分散が管端黒化度を低めるために非
常に効果的であることがわかる。なお、実施例２の電極
を使用した場合の管端黒化度も実施例１の電極を使用し
た場合のそれとほぼ同じであった。 【００３１】 【発明の効果】本発明によれば、ベース材金属中に電子
放射性物質が均一に混合、分散されることにより、この
電極材料を用いて成形、焼成された電極もベース材金属
中に電子放射性物質が均一に分散されるので、この電極
を用いた冷陰極ランプは経時変化がなく安定した発光が
得られるとともに、電子放射性物質の蒸発が抑制されて
管端黒化度を小さく押さえることができる。 【００３２】また、本発明による電極は、ベース材と電
子放射性物質との粉末混合物を成形、焼成して得られた
ものであるので、難加工材も電極材料として使用するこ
とができ、材質選択の自由度が大きい。また、粉末形態
の材料を用いた成形によるので、複雑な形状のものも、
特に押出し成形によるときは成形が容易であり、ホロー
カソード効果など形状による効果を得ることができる。 さらに、寸法精度、安定性に優れ、経時変化のほとんど
ない電極を提供できる。
【図１】本発明の電極材を円筒状に成形した成形体の斜
視図。
視図。
【図２】本発明の電極材を仕切り付きの円筒状に成形し
た成形体の図。
た成形体の図。
【図３】従来のＮｉ板を円筒状に加工した電極の斜視図
。
。
【図４】冷陰極蛍光ランプの構成の概略説明図。
【図５】冷陰極蛍光ランプの管端黒化度を示すグラフ。
１ 成形体
２ 外筒
３ 仕切り
４ ガラスバルブ
５ 蛍光体
６ 電極
７ ウェルズ
８ 実施例１の電極を使用した場合の管端黒化度を示
すグラフ ９ 比較例１の電極を使用した場合の管端黒化度を示
すグラフ
すグラフ ９ 比較例１の電極を使用した場合の管端黒化度を示
すグラフ
Claims (7)
- 【請求項１】金属粉末からなるベース材と電子放射性物
質からなる粉末とが均一に混合されてなることを特徴と
する、冷陰極蛍光ランプ用電極材料。 - 【請求項２】前記ベース材が、Ｗ、Ｍｏ、Ｒｅ、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ａｌおよび
これらの合金からなる群から選ばれた少なくとも１種の
金属粉末である、請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプ用
電極材料。 - 【請求項３】前記電子放射性物質が、仕事関数３．５ｅ
Ｖ以下、かつ１０００℃における蒸気圧５×１０−３Ｐ
ａ以下の金属化合物である、請求項１に記載の冷陰極蛍
光ランプ用電極材料。 - 【請求項４】前記電子放射性物質が、アルカリ土類金属
酸化物、アルカリ土類金属複酸化物、希土類金属酸化物
、ＺｒＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＴｈＯ２ 、ＴｉＯ２
、Ｉｒ２ Ｏ３、希土類金属ホウ化物、ＢａＢ６ 、Ｓ
ｒＢ６ 、遷移金属炭化物、遷移金属窒化物からなる群
から選ばれた少なくとも１種の金属化合物である、請求
項１に記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材料。 - 【請求項５】前記電子放射性物質の含有量が、電極材料
を基準として０．１〜２０重量％である、請求項１に記
載の冷陰極蛍光ランプ用電極材料。 - 【請求項６】請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプ用電極
材料からなる電極。 - 【請求項７】請求項１に記載の冷陰極蛍光ランプ用電極
材料を押出し成形し、焼結して得られた請求項６に記載
の電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3310191A JPH04272109A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 冷陰極蛍光ランプ用電極材料およびそれからなる電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3310191A JPH04272109A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 冷陰極蛍光ランプ用電極材料およびそれからなる電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04272109A true JPH04272109A (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=12377276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3310191A Pending JPH04272109A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | 冷陰極蛍光ランプ用電極材料およびそれからなる電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04272109A (ja) |
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