JPH0514455Y2

JPH0514455Y2 -

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Publication number: JPH0514455Y2
Application number: JP1986108598U
Authority: JP
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1993-04-16
Anticipated expiration: 2001-07-15
Also published as: JPS6315559U

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］（産業上の利用分野）本考案は半導体磁器を用いた放電灯用電極に関
する。（従来の技術）ナトリウム灯等の冷陰極を用いた放電灯を例に
とると、その陰極を構成する放電電極は被加熱物
であるコイル状のタングステンフイラメント表面
に電子放射物質（バリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムを主体とする酸化物）を塗布して形成さ
れる。しかしながら、上記従来の電極は電子放射物質
の蒸発や放電灯内部に封入した水銀蒸気との反応
が避けられず、このため放電灯に要求される諸特
性を十分に満足させるものではなく、また、タン
グステンは戦略物質でコスト高であるという問題
がある。ところで、結晶性酸化チタニウムを主成分とす
る半導体磁器を電極とした放電灯が知られている
（特公昭26−3596号）が、この様な材料を用いた
ものは放電特性が悪く実用化困難であるという問
題点を有しているので好ましくない。（考案が解決しようとする問題点）そこで本考案の主たる目的は、安価に構成で
き、放電特性等の点でも優れた特性を有し、冷陰
極として好適でしかも熱陰極にも使用可能である
とともに陰極電極部の位置決めも容易な放電灯用
電極を提供することにある。［考案の構成］（問題点を解決するための手段）本考案の放電灯用電極は、放電灯用管体と、
BaTiO₃，SrZrO₃，BaZrO₃，SrZrO₃のいずれか
を主成分とする半導体磁器により形成した略円柱
状でその端面に円形放電面を有し、かつ、前記管
体内壁に当接する膨出部及び前記管体から外方に
突出する管体嵌合部を有する陰極電極部と、この
陰極電極部を前記管体内に封着する封着部とを有
することを特徴とするものである。（作用）上記構成の電極によれば、BaTiO₃，SrTiO₃，
SaZrO₃，SrZrO₃のいずれかを主成分とする半導
体磁器を用いているので放電特性に優れ、熱陰極
及び冷陰極の双方に適用でき、しかも、電極部に
膨出部が形成されているので製造時における管体
への位置決めが容易となるという利点がある。（考案の実施例）以下本考案の実施例を詳細に説明する。本実施例の放電灯用電極構造は、第１図に示す
ように放電灯用の管体（例えばガラス製）１と、
この管体１内に配置される半導体磁器を用いた陰
極電極部２と、この陰極電極部２を管体１の内部
で、かつ、管体１の端部１ａ近傍で封着する封着
部３とを有して構成されている。前記陰極電極部２は、略円柱状でその中腹部に
前記管体１の内壁の直径よりも若干小さい外径を
有する膨出部２ｃを有し、この膨出部２ｃの上面
中央から上方に向けてこの膨出部２ｃの外径より
も小さい外径を有する円柱状の突出基部２ｂを突
設しその端面に円形放電面２ａを形成している。また、前記膨出部２ｃの下面中央から下方に向
けてこの膨出部２ｃよりも小径の管体嵌合部２ｄ
を突設している。このような膨出部は電極を管体に組み込む際に
位置決めを容易にするという作用効果をもたら
す。そして、膨出部２ｃの前記管体１に接する外周
部分、すなわち、管体１の端部１ａ及び側壁部１
ｂに当接する部分には、この管体１と同一材料
（例えばガラス製）の封着層４が塗付又は焼き付
け等の手法により形成され、この封着層４を介し
て前記陰極電極部２を管体１内に封着することに
より前記封着部３を形成している。この場合、管
体１及び前記封着層４を共にガラス製とすること
により、封着工程の容易化を図り、かつ、その機
密性を向上することが可能となる。また、前記管体嵌合部２ｄの突出端部２ｅには
例えば銀製の電極部５が形成され、この電極部５
を図示しない電源に接続することにより、陰極電
極部２に通電するようになつている。尚、前記電極部５の代りに第３図に示すように
前記突出端部２ｅに対してリード線６を保持した
ネジ体７を螺合し、あるいは第４図に示すように
リード線６を保持した筒状のキヤツプ８を嵌着す
ることによつてもこの陰極電極部２に通電するこ
とが可能となる。ここで、前記陰極電極部２の素材である半導体
磁器について詳述する。この半導体磁器として
は、例えば原子価補償型半導体磁器を上げること
ができる。前記原子価補償型半導体磁器の代表例は、チタ
ン酸バリウム系を用いたものである。また、原子価補償とは、周知のように、金属酸
化物の構成金属イオンと原子価が±１価異なる金
属イオンを不純物として添加し、不純物の導入に
よつて生じた電荷量の増減を構成金属イオンの価
数により補償することである。この原子価補償用半導体化剤としては、Ｙ，
Dy，Hf，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Ho，Er，
Tb，Sb，Nb，Ｗ，Yb，Sc，Ta等を挙げること
ができ、それらを併用して添加することもでき
る。この添加材の添加量としては0.01〜0.8mol
％、特に0.1〜0.5mol％が望ましい。一方、本実施例の半導体磁器からなる陰極電極
部２を構成する素材は、チタン酸塩系のものが好
ましく、上記チタン酸バリウムのほか、チタン酸
ストロンチウム系、チタン酸カルシウム系、チタ
ン酸ランタン系であつてもよい。またそれらを複
合したものでもよい。さらに、上記チタン酸塩の
チタン酸をジルコン酸、ケイ酸、スズ酸の一種以
上で置換してもよい。ところで、上述したような陰極電極用半導体磁
器を還元する方法のほか、十分な還元条件を与え
れば、半導体化剤を添加することなく還元する方
法によつても得ることができる。この場合の還元
はN2またはH2等の還元雰囲気で、かつ、望まし
くは700℃以上、最適には1200〜1450℃程度の温
度条件下で行うことができる。また、原子価補償型のものと強制還元型のもの
とを併用して電極を形成することもできる。この
併用の態様としては、 (イ) 半導体化剤を添加し、原子価補償型半導体磁
器の成形体をつくる。 (ロ) (イ)の成形体を直接還元焼成するか、もしくは
空気焼成した焼結磁器をさらに還元焼成して、
原子価補償型及び強制還元型を併用した半導体
磁器を得る。この先端を約60゜の円錐状に研削した。こうして得られた半導体磁器の比抵抗は9.9Ω
cmであつた。さらに、H2＋N2の還元雰囲気中でH2濃度20
％とし、1250℃、安定時間2Hrで還元焼成したも
のの比抵抗は0.90Ωcmであつた。他のチタン酸塩系についてもほぼ同様な結果で
あつた。第１表に結果をまとめて示す。

【表】

【表】また、チタン酸塩のチタン酸をジルコン酸、ケ
イ酸、スズ酸の１種以上で置換したものについて
もほぼ同様の結果を得た。次に電子の放出し易さを検討するために、上記
試料No.１からNo.３について電界放出強度を測定し
た。また比較のために比較的仕事関数の低いAl
他についての測定も行つた。その結果を第５図に
示す。同図は縦軸にポリエチレン容器内放電発生
電圧［KV］をとり、横軸に試料電極を配列した
ものであり、試料電極として、Cu，Al，Feを比
較例にし、前記第１表の試料No.１〜No.３を並べて
いる。同図から明らかなように本実施例試料はいずれ
も従来のものに比べて発生電圧が低くても放電を
生じ易くなつている。上記結果によると、この半導体磁器は本実施例
に係る陰極電極用として金属と同等以上の放電特
性を備えていることが判る。このため冷陰極及び
熱陰極の双方に適用可能となる。したがつて、この半導体磁器を用いて形成した
陰極電極部２は、突出基部２ｂの円形の放電面２
ａと相俟つて安定した放電特性を得ることができ
るとともに製造コストも低減可能である。また、この電極構造によれば、その製造時に陰
極電極部２の膨出部２ｃの外周が管体１の内壁に
当接してその位置が規制されるため、製造時にお
ける陰極電極部２の位置決めを容易に実行でき
る。本考案は上述した実施例に限定されるものでは
なく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。［考案の効果］以上の通り、本考案によれば安価に構成できか
つ良好な放電特性を有し、冷陰極用として好適で
あるとともに熱陰極用としても適用可能な放電灯
用電極構造を提供することができる。また、陰極電極部に膨出部を備えたことによつ
て、この陰極電極部の位置決めを容易に実行でき
る放電灯用電極構造を提供することができる。また、電極中間部に膨出部を設けたので製造時
の位置決めの容易化が図れるという利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す断面図、第２図
は同上の陰極電極部の平面図、第３図は本考案の
実施例における陰極電極部の構成の他例を示す部
分断面図、第４図は本考案の実施例における陰極
電極部の構成のさらに別の例を示す部分断面図、
第５図は本実施例での電界放出強度測定結果を示
す相関図である。１……管体、２……陰極電極部、２ａ……円形
放電面、２ｃ……膨出部、２ｄ……管体嵌合部、
３……封着部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 放電灯用管体と、BaTiO₃，SrZrO₃，
BaZrO₃，SrZrO₃のいずれかを主成分とする半
導体磁器により形成した略円柱状でその端面に
円形放電面を有し、かつ、前記管体内壁に当接
する膨出部及び前記管体から外方に突出する管
体嵌合部を有する陰極電極部と、この陰極電極
部を前記管体内に封着する封着部とを有するこ
とを特徴とする放電灯用電極。 (2) 前記封着部は、前記膨出部外周に形成された
ガラス層をガラス製の管体により封着すること
により構成されるものである実用新案登録請求
の範囲第１項記載の放電灯用電極。 (3) 前記陰極電極部の管体嵌合部は、外部接続用
の電極を有するものである実用新案登録請求の
範囲第１項若しくは第２項記載の放電灯用電
極。