JPH05234502A - Manufacture of electric discharge lamp electrode - Google Patents

Manufacture of electric discharge lamp electrode

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JPH05234502A
JPH05234502A JP3536092A JP3536092A JPH05234502A JP H05234502 A JPH05234502 A JP H05234502A JP 3536092 A JP3536092 A JP 3536092A JP 3536092 A JP3536092 A JP 3536092A JP H05234502 A JPH05234502 A JP H05234502A
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JP
Japan
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emitter
electrode
single fiber
discharge lamp
powder
Prior art date
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Application number
JP3536092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigetoshi Sakon
茂俊 佐近
Yoshinobu Takegawa
禎信 竹川
Shuji Yamada
修司 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a manufacturing method of an electric discharge lamp electrode excellent in sputter resistance, of a long-life, easy for manufacturing, and of low cost. CONSTITUTION:A material in which a single fiber 1 of diameter 5-100mum, aspect ratio 5-1000 is mixed with emitter powder 2, and which is formed of a high melting point metal or high melting point alloy is compression molded; or this single fiber 1 is compression molded and then coated and impregnated with slurry including emitter powder; thus an electrode formed of an compression molded body in which the single fiber 1 is integrated with the emitter powder 2 is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、放電ランプ用電極の
製造方法に関し、詳しくは、蛍光灯その他の放電ランプ
に用いる電極を製造する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing electrodes for discharge lamps, and more particularly to a method for manufacturing electrodes used in fluorescent lamps and other discharge lamps.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の放電ランプ用電極は、タングステ
ンフィラメントに、主としてBa、Ca、Sr等の炭酸
物からなる電子放射物質すなわちエミッタ材料が有機溶
剤中に分散されたエミッタスラリーを塗布し、このフィ
ラメントを真空中で通電加熱することで、溶剤を飛ば
し、炭酸物を酸化物にすることにより、製造されるもの
が一般的であった。
2. Description of the Related Art In a conventional discharge lamp electrode, a tungsten filament is coated with an emitter slurry in which an electron-emitting material mainly composed of a carbonate such as Ba, Ca, Sr, that is, an emitter material is dispersed in an organic solvent. In general, the filament is produced by heating the filament in a vacuum to remove the solvent and convert the carbonate to an oxide.

【0003】そのほか、高電圧放電ランプ用に、耐スパ
ッタ性に優れた電極として、タングステン粒子とエミッ
タ粉末を混合し、これを成形したものや、この成形体を
焼結したものが提案されている(特公昭42−2721
3号公報など)。また、タングステン多孔体にエミッタ
を溶融含浸させた電極も提案されている(特公昭33−
1714号公報、特公昭40−8389号公報、特公昭
45−28879号公報、特開昭55−1028号公報
など)。
In addition, for high voltage discharge lamps, there have been proposed, as electrodes having excellent spatter resistance, those obtained by mixing tungsten particles and emitter powder and molding the same, or those obtained by sintering the molded body. (Japanese Patent Publication No. 42-2721
No. 3, etc.). Further, an electrode in which a porous tungsten body is melt-impregnated with an emitter has also been proposed (Japanese Patent Publication No. 33-33).
1714, JP-B-40-8389, JP-B-45-28879, JP-A-55-1028).

【0004】さらに、1本の太いタングステン線のまわ
りに極細タングステン線を綿菓子状に巻きつけ、これを
電極基体として用いることによって、切れにくい電極フ
ィラメントを提供する技術が、特開平2−236941
号公報に開示されている。
Further, a technique of winding an extra fine tungsten wire around one thick tungsten wire in a cotton candy shape and using this as an electrode substrate to provide an electrode filament which is difficult to cut is disclosed in JP-A-2-236941.
It is disclosed in the publication.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
放電ランプ用電極は、使用中にスパッタ等によるエミッ
タの消失がはやいため、放電ランプの寿命が短かく、ま
た、耐スパッタ性に優れたものは製造が面倒でコストが
高くつくことになり、何れにしても十分に満足できるも
のはなかった。
However, the above-mentioned conventional discharge lamp electrode has a short life of the discharge lamp and is excellent in spatter resistance because the emitter disappears quickly due to spatter during use. However, the manufacturing process was troublesome and the cost was high.

【0006】放電ランプ用電極は、熱電子放射電極であ
り、エミッタが消失すれば、電子放射が行えず、寿命と
なる。電極からエミッタが消失する原因には、主として
2つの原因が考えられる。ひとつは、放電時に発生する
イオンが電極に衝突し、この衝突エネルギーでエミッタ
を電極から飛び出させることによるもの(スパッタリン
グ)、もう一つは、エミッタの蒸発によるものである。
[0006] The discharge lamp electrode is a thermionic emission electrode, and if the emitter disappears, electron emission cannot be performed and the life is extended. There are mainly two possible causes for the disappearance of the emitter from the electrode. One is that ions generated at the time of discharge collide with the electrode and the collision energy causes the emitter to jump out of the electrode (sputtering), and the other is due to evaporation of the emitter.

【0007】前記した一般的なタングステンフィラメン
トにエミッタスラリーを塗布した電極では、エミッタ
は、フィラメントコイル間に緩く保持されているに過ぎ
ず、エミッタの蒸発に対しては、何ら対策がとられてい
ない。しかも、エミッタの大部分は、陽極に対して露出
しているため、スパッタリングされ易い。そのため、電
極すなわち放電ランプの寿命が大変に短いという問題が
あった。
In the above-mentioned electrode in which the emitter slurry is applied to the general tungsten filament, the emitter is only held loosely between the filament coils, and no measures are taken against the evaporation of the emitter. .. Moreover, since most of the emitter is exposed to the anode, it is easily sputtered. Therefore, there is a problem that the life of the electrode, that is, the discharge lamp is very short.

【0008】タングステン粉末とエミッタ粉末を成形し
たり焼結したりしたものは、エミッタが成形体もしくは
焼結体からなる電極の表面だけでなく内部にも存在して
いるので、内部のエミッタはスパッタリングされ難く、
耐スパッタ性が高まる利点を有し、また、電極内部のエ
ミッタは蒸発し難いので、電極すなわち放電ランプの寿
命が伸びる。しかし、タングステン粉末およびエミッタ
粉末を成形して、一定の機械的強度を有する電極を製造
するのは、技術的に非常に難しく、製造コストも高くつ
く欠点がある。特に、焼結体の製造は、処理設備が大掛
かりになり、余計に製造時間および製造コストがかか
る。
In the case where the tungsten powder and the emitter powder are molded or sintered, the emitter is present not only on the surface of the electrode made of the molded body or the sintered body but also inside the electrode. Hard to be done,
It has the advantage of increasing the resistance to sputtering, and since the emitter inside the electrode is less likely to evaporate, the life of the electrode, that is, the discharge lamp, is extended. However, it is technically very difficult to manufacture the electrode having a certain mechanical strength by molding the tungsten powder and the emitter powder, and the manufacturing cost is high. In particular, the production of a sintered body requires a large amount of processing equipment, which requires extra production time and production cost.

【0009】また、タングステン多孔体にエミッタを溶
融含浸させたものも、耐スパッタ性の向上や寿命の延長
化には有効であるが、この構造の場合、タングステン多
孔体を作製した後、機械加工を行う必要がある。そのた
め、タングステン多孔体に、一旦、銅を含浸した後、加
工成形し、ついで、エミッタを還元雰囲気で溶融してタ
ングステン多孔体に含浸させるという、きわめて複雑な
工程をとる必要がある。したがって、前記粉末成形体や
粉末焼結体と同様に、製造時間および製造コストがかか
る欠点がある。
Further, a porous tungsten body in which an emitter is melt-impregnated is also effective in improving the sputter resistance and extending the life. In this structure, the porous tungsten body is machined and then machined. Need to do. Therefore, it is necessary to take a very complicated process of impregnating the tungsten porous body with copper, processing and molding, and then melting the emitter in a reducing atmosphere to impregnate the tungsten porous body. Therefore, similar to the powder compact and the powder sintered body, there is a drawback that the production time and the production cost are increased.

【0010】さらに、極細タングステン線からなる綿菓
子状の電極は、極細タングステン線を綿菓子状に巻き付
けて、所定の形状に成形するのが難しい。また、綿菓子
状の電極は隙間が大きいため、内部のエミッタまでスパ
ッタリングされたり、蒸発したりする可能性があり、耐
スパッタ性の向上や長寿命化にはあまり有効ではない。
Further, it is difficult to form a cotton candy-shaped electrode made of an ultrafine tungsten wire into a predetermined shape by winding the ultrafine tungsten wire into a cotton candy shape. Further, since the cotton candy-shaped electrode has a large gap, it may be sputtered or evaporated to the internal emitter, which is not so effective in improving the spatter resistance and extending the life.

【0011】そこで、この発明の課題は、上記した従来
における放電ランプ用電極の問題点を解消し、耐スパッ
タ性に優れ、長寿命であると同時に、製造が容易でコス
ト安価な放電ランプ用電極の製造方法を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional discharge lamp electrode, to have excellent spatter resistance, to have a long service life, and at the same time, to be easily manufactured at a low cost. It is to provide a manufacturing method of.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する、こ
の発明にかかる放電ランプ用電極の製造方法のうち、ま
ず、請求項1の方法は、高融点金属または高融点合金で
形成された、線径5〜100μm、アスペクト比5〜1
000の単繊維とエミッタ粉末が混合された材料を圧縮
成形する。
In the method for manufacturing an electrode for a discharge lamp according to the present invention which solves the above-mentioned problems, first, the method of claim 1 is formed of a high melting point metal or a high melting point alloy, Wire diameter 5-100 μm, aspect ratio 5-1
000 monofilaments and emitter powder mixed material is compression molded.

【0013】単繊維の材料には、従来の放電ランプ用電
極で電極基体として用いられていたのと同様の各種高融
点金属または高融点合金が用いられる。そのなかでも、
タングステン、モリブデン、タンタル、ニッケル、鉄お
よびこれらをベースとした合金の何れかが好ましい。単
繊維の線径は、5〜100μmが好ましく、これよりも
太いと、成形が難しく、緻密な成形体が得られ難いなど
の問題が生じる。また、あまり細いものは、製造および
取り扱いが難しい。単繊維のアスペクト比は、5〜10
00のものが好ましい。アスペクト比が大き過ぎるも
の、すなわち線径に比べて長すぎるものは、成形時の取
り扱いが難しく、緻密な成形体が得られ難い。アスペク
ト比が小さ過ぎるものは、粉体に近くなり、単繊維のか
らみによる、形状保持性や機械的強度が十分に発揮でき
ない。
As the material of the single fiber, various high melting point metals or high melting point alloys similar to those used as the electrode substrate in the conventional discharge lamp electrode are used. Among the,
Any of tungsten, molybdenum, tantalum, nickel, iron and alloys based on these are preferred. The fiber diameter of the single fiber is preferably 5 to 100 μm, and if it is thicker than this, there are problems such as difficulty in molding and difficulty in obtaining a dense molded body. Also, if it is too thin, it is difficult to manufacture and handle. Single fiber aspect ratio is 5-10
00 is preferable. If the aspect ratio is too large, that is, if the aspect ratio is too long compared to the wire diameter, it is difficult to handle during molding, and it is difficult to obtain a dense molded body. If the aspect ratio is too small, the aspect ratio becomes close to that of powder, and the shape retention and mechanical strength due to the entanglement of the single fiber cannot be sufficiently exhibited.

【0014】エミッタ粉末としては、従来の放電ランプ
用電極において、電子放射物質として用いられていた各
種の炭酸物などが使用できる。具体的には、例えば、B
a、Ca、Sr等の炭酸物が挙げられる。圧縮成形と
は、単繊維とエミッタ粉末とを混合して、電極形状に対
応する成形型に供給した後、大気圧以上の比較的高い圧
力を加えて圧縮し、目的の形状に成形する。圧縮成形に
おける具体的成形条件は、通常の各種製品における成形
条件と同様の範囲で行え、単繊維やエミッタ粉末の種類
により、適切な条件を設定すればよい。また、単繊維と
エミッタ粉末の混合割合も、電極の要求性能や放電ラン
プの用途などに合わせて調整すればよい。圧縮成形によ
って形成する電極の形状は、単純な円板状などが製造容
易であるが、必要に応じて任意の形状に成形することが
できる。
As the emitter powder, various carbonates which have been used as electron emitting substances in conventional electrodes for discharge lamps can be used. Specifically, for example, B
Carbonates such as a, Ca and Sr can be mentioned. In compression molding, a single fiber and an emitter powder are mixed and supplied to a molding die corresponding to the shape of an electrode, and then a relatively high pressure of atmospheric pressure or higher is applied to compress it to form a desired shape. The specific molding conditions for compression molding can be the same as the molding conditions for various ordinary products, and appropriate conditions may be set depending on the types of single fiber and emitter powder. Also, the mixing ratio of the single fiber and the emitter powder may be adjusted according to the required performance of the electrode, the use of the discharge lamp and the like. The shape of the electrode formed by compression molding is a simple disk shape or the like, which is easy to manufacture, but can be formed into any shape as necessary.

【0015】電極には、上記単繊維とエミッタ粉末の圧
縮成形体を保護するためのスリーブや、電極を加熱する
ためのヒータなども取り付けられるが、これらの構造
は、必要に応じて、従来の通常の電極などと同様の構造
部品を適当に組み合わせて構成される。つぎに、請求項
2の方法は、高融点金属または高融点合金で形成され
た、線径5〜100μm、アスペクト比5〜1000の
単繊維を圧縮成形し、得られた単繊維圧縮成形体に、エ
ミッタを含有するスラリーを塗布含浸させる。
A sleeve for protecting the compression molding of the above-mentioned monofilament and the emitter powder, a heater for heating the electrode, and the like are attached to the electrode, but these structures are, if necessary, conventional ones. It is configured by appropriately combining structural components similar to ordinary electrodes. Next, the method of claim 2 compression-molds a single fiber having a wire diameter of 5 to 100 μm and an aspect ratio of 5 to 1000, which is formed of a high-melting point metal or a high-melting point alloy, to obtain a single-fiber compression molded body. , Slurry containing emitter is applied and impregnated.

【0016】単繊維は、請求項1と全く同じものが用い
られる。そして、この単繊維のみで、前記同様の圧縮成
形を行って、所定形状の単繊維圧縮成形体を得る。エミ
ッタを含有するスラリーは、従来の塗布含浸法による電
極の製造に用いられていたエミッタスラリーと同様のも
のが用いられる。具体的には、前記エミッタ粉末、例え
ば、アルカリ土類炭酸物を、無機バインダーとともに有
機溶剤中に分散させたものである。
The same monofilament as in claim 1 is used. Then, the compression molding similar to the above is performed by using only this single fiber to obtain a single fiber compression molded body having a predetermined shape. As the slurry containing the emitter, the same slurry as the emitter slurry used for manufacturing the electrode by the conventional coating and impregnating method is used. Specifically, the emitter powder, for example, an alkaline earth carbonate is dispersed in an organic solvent together with an inorganic binder.

【0017】このようなスラリーを、前記単繊維圧縮成
形体に塗布含浸させる。塗布含浸の具体的手段は、従来
の塗布含浸法の場合と同様でよい。このようにして得ら
れた電極は、前記請求項1の方法で得られた電極と同様
に、単繊維とエミッタとが一体化された構造を有してい
る。上記した以外の構成については、請求項1について
説明したことが、そのまま適用できる。
Such a slurry is applied to and impregnated into the single fiber compression molded body. The specific means of coating and impregnating may be the same as in the case of the conventional coating and impregnating method. The electrode thus obtained has a structure in which monofilaments and an emitter are integrated, like the electrode obtained by the method of the first aspect. With respect to the configuration other than the above, the description of claim 1 can be applied as it is.

【0018】[0018]

【作用】まず、請求項1の方法のように、単繊維とエミ
ッタ粉末を圧縮成形すると、内部にエミッタ粉末を取り
込んだ状態で単繊維同士が絡み合って一体化するため、
比較的容易に成形され、成形体の形状維持性が高い。す
なわち、単繊維を用いることにより、従来の電極におけ
る、粉末成形や粉末焼結あるいは溶融含浸などの複雑な
コストのかかる製造手段を採用しなくても、機械的強度
や形状維持性に優れた電極が容易に得られるのである。
First, when the single fiber and the emitter powder are compression-molded as in the method of claim 1, the single fibers are entangled and integrated with each other in a state where the emitter powder is incorporated therein.
It can be molded relatively easily, and the shape retention of the molded product is high. That is, by using single fibers, an electrode excellent in mechanical strength and shape retention can be obtained without employing complicated and costly manufacturing means such as powder molding, powder sintering or melt impregnation in the conventional electrode. Is easily obtained.

【0019】また、圧縮成形するため、単繊維とエミッ
タ粉末が、緻密に成形され、単繊維同士の間に過剰な隙
間が存在しない。そのため、極細フィラメントを綿菓子
状に巻いただけのものに比べて、成形後にエミッタ粉末
が抜け落ちたり、電極の使用時に、内部のエミッタまで
スパッタされたり、内部のエミッタが蒸発したりする問
題が生じ難い。しかも、使用にともなって、スパッタや
蒸発で表面のエミッタが消失しても、内部に存在するエ
ミッタが徐々に表面に出てくるので、長期間にわたっ
て、エミッタの機能すなわち電極性能が良好に発揮でき
る。
Further, since the compression molding is performed, the single fibers and the emitter powder are densely molded, and there is no excessive gap between the single fibers. Therefore, compared to a product in which an ultrafine filament is wound in a cotton candy shape, the problem that emitter powder falls off after molding, the internal emitter is sputtered when the electrode is used, and the internal emitter is evaporated is less likely to occur. .. In addition, even if the emitter on the surface disappears due to sputtering or evaporation due to use, the emitter inside will gradually come out on the surface, so that the function of the emitter, that is, the electrode performance, can be exhibited well for a long period of time. ..

【0020】つぎに、請求項2の方法では、単繊維とエ
ミッタ粉末を混合してから圧縮成形する代わりに、単繊
維のみを圧縮成形して所定の電極形状を形成し、この単
繊維圧縮成形体にエミッタを含有するスラリーを塗布含
浸するので、結果的には、請求項1の方法で得られるも
のと同様に、単繊維とエミッタ粉末とが一体がされた電
極が得られ、前記同様の作用が発揮できる。
Next, in the method of claim 2, instead of mixing the single fiber and the emitter powder and then compression-molding, only the single fiber is compression-molded to form a predetermined electrode shape. Since the body is coated and impregnated with the slurry containing the emitter, as a result, an electrode in which the monofilament and the emitter powder are integrated is obtained, similar to the one obtained by the method of claim 1. The effect can be demonstrated.

【0021】この方法の場合、単繊維のみを圧縮成形す
るので、単繊維とエミッタ粉末を同時に圧縮成形するよ
りも、圧縮成形自体は容易である。但し、単繊維圧縮成
形体にエミッタスラリーを塗布含浸する方法では、単繊
維圧縮成形体の内部までスラリーが含浸されるようにし
なければならないので、含浸性の良いスラリーを用いる
必要がある。この点では、予め単繊維とエミッタ粉末を
混合しておいたほうが、単繊維とエミッタ粉末の分布が
均一になり易い。また、エミッタスラリーには、エミッ
タ以外に無機バインダや有機溶剤が含まれるので、これ
らの成分が電極の性能に悪影響を及ぼさないようにして
おく必要がある。
In the case of this method, since only the single fiber is compression-molded, the compression-molding itself is easier than the simultaneous compression-molding of the single fiber and the emitter powder. However, in the method of coating and impregnating the single fiber compression molded body with the emitter slurry, it is necessary to impregnate the slurry into the single fiber compression molded body, and therefore it is necessary to use a slurry having a good impregnation property. In this respect, if the single fibers and the emitter powder are mixed in advance, the distribution of the single fibers and the emitter powder tends to be uniform. Further, since the emitter slurry contains an inorganic binder and an organic solvent in addition to the emitter, it is necessary to prevent these components from adversely affecting the performance of the electrode.

【0022】さらに、この発明にかかる製造方法では、
従来の方法に比べて、つぎのような作用が期待できる。 −耐スパッタ性について− 通常のフィラメント型電極や酸化物電極は、その構造
上、エミッタが陽極に対して露出している割合が大き
い。そのため、エミッタに、放電時のイオン衝撃(スパ
ッタリング)をまともに受ける。これに対し、この発明
の方法で製造された電極は、単繊維成形体の内部に多量
のエミッタを含有しているため、エミッタの全量に対し
て、表面に露出しているエミッタの割合は少なく、内部
のエミッタはイオン衝撃を直接受けることはない。した
がって、耐スパッタ性は、前記電極に比べて、はるかに
優れたものとなる。
Further, in the manufacturing method according to the present invention,
The following effects can be expected compared with the conventional method. -Regarding Sputter Resistance-A normal filament type electrode or an oxide electrode has a large proportion of the emitter exposed to the anode due to its structure. Therefore, the emitter is properly subjected to ion bombardment (sputtering) during discharge. On the other hand, since the electrode manufactured by the method of the present invention contains a large amount of emitters inside the single fiber molded body, the ratio of the emitters exposed on the surface is small relative to the total amount of the emitters. , The internal emitter is not directly subjected to ion bombardment. Therefore, the sputtering resistance is far superior to that of the electrode.

【0023】また、従来、エミッタに有機溶剤などを加
えてスラリー状にし、このエミッタスラリーを、フィラ
メントに塗布する技術が存在するが、この発明の方法の
うち、請求項1の方法では、粉末状のエミッタをそのま
ま単繊維とともに圧縮成形している点で異なる。エミッ
タ粉末をそのまま用いるので、前記方法に比べて、電極
中に含有されるエミッタの密度が高くなり、加熱によっ
てエミッタが焼結一体化されることも期待できる。ま
た、エミッタと電極基体である単繊維との接触面積も大
きくなるので、エミッタと電極基体の密着性が向上す
る。これらの結果、この発明の方法で得られた電極は、
前記塗布含浸法で得られる電極に比べて、電極基体に対
して、エミッタがより強固に含浸されることになり、耐
スパッタ性にも優れたものとなる。この利点は、請求項
1の方法が、請求項2の方法に対して優れている点でも
ある。
Conventionally, there is a technique in which an organic solvent or the like is added to an emitter to form a slurry, and the emitter slurry is applied to a filament. Of the methods of the present invention, the method of claim 1 is in the form of powder. The difference is that the emitter of is directly compression-molded with the single fiber. Since the emitter powder is used as it is, the density of the emitter contained in the electrode is higher than that in the above method, and it can be expected that the emitter is sintered and integrated by heating. Further, since the contact area between the emitter and the monofilament serving as the electrode base is increased, the adhesion between the emitter and the electrode base is improved. As a result of these, the electrode obtained by the method of the present invention is
As compared with the electrode obtained by the coating impregnation method, the emitter is more strongly impregnated into the electrode base body, and the sputtering resistance is also excellent. This advantage is also that the method of claim 1 is superior to the method of claim 2.

【0024】−エミッタの蒸発について− 通常のフィラメント型電極や酸化物電極は、その構造
上、放電空間に露出している部分のエミッタが蒸発すれ
ば、新しいエミッタ表面が露出し、これが連続的に繰り
返されるようになっており、常に、非常に大きい面積の
エミッタ表面が放電空間に露出している。したがって、
エミッタは非常に蒸発し易い状態にある。これに対し、
この発明の方法で作製された電極は、エミッタの一部し
か表面に露出しておらず、前記従来技術に比べて、エミ
ッタの露出割合が少なくなっており、その結果、エミッ
タの蒸発が少なくなる。また、この発明の方法では、電
極基体内にエミッタがより密に含まれることになるの
で、製造された電極は、より多くのエミッタを含有し、
エミッタの蒸発があっても、長期間にわたってエミッタ
の機能が維持できる。
-Regarding Evaporation of Emitter-Due to the structure of a normal filament type electrode or oxide electrode, if the emitter in the portion exposed to the discharge space evaporates, a new emitter surface is exposed and this is continuously formed. Repeatedly, a very large area of the emitter surface is always exposed in the discharge space. Therefore,
The emitter is in a state where it is very easy to evaporate. In contrast,
In the electrode manufactured by the method of the present invention, only a part of the emitter is exposed on the surface, and the exposure ratio of the emitter is smaller than that in the above-mentioned prior art, and as a result, the evaporation of the emitter is reduced. .. Also, in the method of the present invention, since the emitter is more densely contained in the electrode substrate, the manufactured electrode contains more emitter,
Even if the emitter is evaporated, the function of the emitter can be maintained for a long period of time.

【0025】−表面状態の電子放射におよぼす影響− 酸化物エミッタを用いた電極における電子放射率は、エ
ミッタそのものの物理的性質に依存する内部仕事関数
と、表面形状や清浄度等の外的要因に依存する外部仕事
関数に支配される。このうち、外部仕事関数は、表面の
幾何学的構造によって大きく左右される。この発明の方
法で製造された電極は、表面に多数の微細な単繊維が分
布しており、表面形状は複雑な凹凸構造を有するので、
局所的な電解集中が期待でき、電子放射に好ましい影響
を与えることができる。また、この発明では、単繊維の
形状寸法、電極全体に占める割合、圧縮成形時の成形圧
などを変えることで、前記した電極の表面形状を容易に
変更でき、その結果、電子放射などの電極の機能や性能
を、目的に合わせて容易に調整することができる。
-Effect of Surface State on Electron Emission-The electron emissivity in an electrode using an oxide emitter is an internal work function depending on the physical properties of the emitter itself and external factors such as surface shape and cleanliness. Is dominated by an external work function that depends on. Of these, the external work function is greatly influenced by the geometrical structure of the surface. The electrode produced by the method of the present invention has a large number of fine single fibers distributed on the surface, and the surface shape has a complicated uneven structure,
Localized electrolytic concentration can be expected, which can have a favorable effect on electron emission. Further, in the present invention, the surface shape of the above-mentioned electrode can be easily changed by changing the shape and size of the single fiber, the proportion of the whole fiber, the molding pressure during compression molding, etc. The functions and performance of can be easily adjusted according to the purpose.

【0026】[0026]

【実施例】ついで、この発明の実施例を図面を参照しな
がら以下に説明する。図1は、電極の組み立て状態にお
ける概略構造を表し、ステンレス製の円筒状をなすスリ
ーブ3の一端内部に、タングステン等からなる単繊維1
とエミッタ粉末2とが均一に混合された状態で一体化さ
れた円板状の電極本体が収容されている。電極本体の裏
側には、加熱用のヒータ4が取り付けられている。電極
の表面には、様々な姿勢をとった単繊維1による凹凸、
および、この単繊維1の間に均一に分布したエミッタ粉
末2が露出することになる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic structure of an electrode in an assembled state. A single fiber 1 made of tungsten or the like is provided inside one end of a sleeve 3 having a cylindrical shape made of stainless steel.
The disk-shaped electrode body is integrally housed in a state where the powder and the emitter powder 2 are uniformly mixed. A heater 4 for heating is attached to the back side of the electrode body. The surface of the electrode has irregularities due to the monofilaments 1 in various postures,
And, the emitter powder 2 uniformly distributed between the single fibers 1 is exposed.

【0027】つぎに、より具体的な実施例について説明
する。 −実施例1− 単繊維1として、線径50μm、アスペクト比30のタ
ングステン線を約5000本(合計0.3g)を用い
た。エミッタ粉末2として、トリプルカーボネイト
(0.2g)を用いた。これらの材料を均一に混合し
て、内径10.0mmの円筒状をなす金型に供給し、92
60kgf/cm2 の圧力をかけて圧縮成形を行った。その結
果、厚さ0.83mmの円形ディスク状をなす電極成形体
が得られた。
Next, a more specific embodiment will be described. -Example 1-As the single fiber 1, about 5,000 tungsten wires having a wire diameter of 50 μm and an aspect ratio of 30 (total 0.3 g) were used. As the emitter powder 2, triple carbonate (0.2 g) was used. These materials are uniformly mixed and supplied to a cylindrical mold having an inner diameter of 10.0 mm.
Compression molding was performed by applying a pressure of 60 kgf / cm 2 . As a result, a circular disk-shaped electrode molded body having a thickness of 0.83 mm was obtained.

【0028】この電極成形体を、内径9.95mmのステ
ンレス製スリーブ3にはめ込み、さらに、スリーブ3内
に、絶縁物で被覆されたタングステン製フィラメントか
らなるヒータ4を取り付けた。上記のようにして製造さ
れた電極部品を、放電ランプ内に組み込んだ。ヒータ4
で電極を加熱(20W)し、活性化を行った後、ランプ
内にNeガス(1.5Torr)を封入し、40.0Vのラ
ンプ電圧を印加したところ、放電ランプは点灯し、この
ときの放電電流は3.2Aであった。
This electrode molded body was fitted into a stainless steel sleeve 3 having an inner diameter of 9.95 mm, and a heater 4 made of a tungsten filament covered with an insulating material was attached to the inside of the sleeve 3. The electrode part manufactured as described above was incorporated into a discharge lamp. Heater 4
After heating (20 W) the electrode with and activating it, Ne gas (1.5 Torr) was filled in the lamp and a lamp voltage of 40.0 V was applied, and the discharge lamp was lit. The discharge current was 3.2A.

【0029】従来のタングステンフィラメントからなる
電極を取り付けた放電ランプで、ランプ電圧31.7V
を印加して点灯させたところ、放電電流は3.2Aであ
った。両方の放電ランプを、500時間点灯しておいた
ところ、従来型の電極では、エミッタが完全に消失し、
放電しなくなった。これに対し、この発明にかかる電極
では、依然エミッタが保持されており、放電を続けるこ
とができた。この段階で、電極には、放電前の約2/3
のエミッタが保持されていることが確認できた。
A conventional discharge lamp equipped with an electrode made of a tungsten filament has a lamp voltage of 31.7 V.
When a voltage was applied to turn on the light, the discharge current was 3.2 A. When both discharge lamps were lit for 500 hours, the conventional electrode lost the emitter completely,
It stopped discharging. On the other hand, in the electrode according to the present invention, the emitter was still held and the discharge could be continued. At this stage, the electrode has about 2/3 of that before discharge.
It was confirmed that the emitter of was retained.

【0030】−実施例2− 単繊維1は、実施例1と同様のものを用いた。この単繊
維1のみを用いて、実施例1と同様の条件で圧縮成形を
行った。その結果、厚さ0.75mmの単繊維圧縮成形体
が得られた。つぎに、エミッタとなるアルカリ土類炭酸
物と無機バインダーを有機溶剤中に分散させてなるエミ
ッタスラリーを用意した。このエミッタスラリーを、前
記単繊維圧縮成形体に塗布含浸させて、実施例1と同様
の電極本体を得た。電極本体は、実施例1と同様のスリ
ーブ3およびヒータ4と組み立てて、電極部品を製造し
た。
-Example 2- The same monofilament 1 as in Example 1 was used. Using only this single fiber 1, compression molding was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, a 0.75 mm-thick single fiber compression molded product was obtained. Next, an emitter slurry prepared by dispersing an alkaline earth carbonate serving as an emitter and an inorganic binder in an organic solvent was prepared. The emitter slurry was applied to and impregnated into the single fiber compression molded body to obtain the same electrode body as in Example 1. The electrode body was assembled with the sleeve 3 and the heater 4 similar to those in Example 1 to manufacture an electrode component.

【0031】上記のようにして製造された電極部品を、
放電ランプ内に組み込んだ。実施例1と同様の条件でラ
ンプ電圧を印加したところ、放電ランプは点灯し、この
ときの放電電流は3.5Aであった。この放電ランプ
を、500時間点灯しておいたところ、実施例1の場合
と同様に、依然エミッタが保持されており、その後も放
電を続けることができた。この段階で、電極には、放電
前の約1/2のエミッタが保持されていることが確認で
きた。したがって、実施例2の電極は、実施例1の電極
に比べると寿命が短いと予測されるが、従来の電極に比
べれば、はるかに長寿命であると言える。
The electrode component manufactured as described above is
Built into the discharge lamp. When a lamp voltage was applied under the same conditions as in Example 1, the discharge lamp was turned on and the discharge current at this time was 3.5A. When this discharge lamp was turned on for 500 hours, the emitter was still held as in the case of Example 1, and discharge could be continued thereafter. At this stage, it was confirmed that about 1/2 of the emitter before discharge was retained on the electrode. Therefore, the electrode of Example 2 is expected to have a shorter life than the electrode of Example 1, but it can be said that the electrode has a much longer life than the conventional electrode.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上に述べた、この発明にかかる放電ラ
ンプ用電極の製造方法によれば、電極基体となる単繊維
とエミッタ粉末とを圧縮成形するか、単繊維のみを圧縮
成形した後、エミッタスラリーを塗布含浸させることに
より、耐スパッタ性に優れ、長期間にわたってエミッタ
の機能を発揮できる電極を、簡単かつ能率的に製造する
ことができる。
As described above, according to the method of manufacturing an electrode for a discharge lamp according to the present invention, the monofilament serving as the electrode substrate and the emitter powder are compression-molded, or only the monofilament is compression-molded. By coating and impregnating the emitter slurry, it is possible to easily and efficiently manufacture an electrode having excellent sputter resistance and capable of exhibiting the function of the emitter for a long period of time.

【0033】その結果、このような電極を取り付けた放
電ランプの長寿命化とともに、生産性の向上、製造コス
トの削減を図ることができる。しかも、電極の製造段階
で、材料の組み合わせや、成形条件の設定により、電極
の表面構造を比較的簡単に制御することができるので、
電極の用途や要求性能に合わせて、電子放射特性などを
簡単に調整制御することができ、このような電極の性能
向上や新たな需要の拡大にも貢献できることになる。
As a result, it is possible to improve the productivity and reduce the manufacturing cost as well as prolonging the life of the discharge lamp having such electrodes. Moreover, at the electrode manufacturing stage, the surface structure of the electrode can be controlled relatively easily by combining the materials and setting the molding conditions.
It is possible to easily adjust and control the electron emission characteristics and the like according to the use and required performance of the electrode, which can contribute to the improvement of the performance of the electrode and the expansion of new demand.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施例を示す電極の斜視図および
断面図
FIG. 1 is a perspective view and a sectional view of an electrode showing an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 単繊維 2 エミッタ粉末 3 スリーブ 4 ヒータ 1 Single fiber 2 Emitter powder 3 Sleeve 4 Heater

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高融点金属または高融点合金で形成され
た、線径5〜100μm、アスペクト比5〜1000の
単繊維とエミッタ粉末が混合された材料を圧縮成形する
ことを特徴とする放電ランプ用電極の製造方法。
1. A discharge lamp characterized by compression-molding a material in which a single fiber having a wire diameter of 5 to 100 μm and an aspect ratio of 5 to 1000 and an emitter powder, which is made of a high melting point metal or a high melting point alloy, is mixed. Method for manufacturing electrodes.
【請求項2】 高融点金属または高融点合金で形成され
た、線径5〜100μm、アスペクト比5〜1000の
単繊維を圧縮成形し、得られた単繊維圧縮成形体に、エ
ミッタを含有するスラリーを塗布含浸させることを特徴
とする放電ランプ用電極の製造方法。
2. A single fiber formed of a high melting point metal or a high melting point alloy and having a wire diameter of 5 to 100 μm and an aspect ratio of 5 to 1000 is compression molded, and the obtained single fiber compression molded product contains an emitter. A method for manufacturing an electrode for a discharge lamp, which comprises coating and impregnating a slurry.
【請求項3】 請求項1または2の方法において、高融
点金属または高融点合金として、タングステン、モリブ
デン、タンタル、ニッケル、鉄およびこれらをベースと
した合金の何れかを用いる放電ランプ用電極の製造方
法。
3. The method for producing a discharge lamp electrode according to claim 1, wherein the refractory metal or the refractory metal alloy is any one of tungsten, molybdenum, tantalum, nickel, iron and alloys based on them. Method.
JP3536092A 1992-02-21 1992-02-21 Manufacture of electric discharge lamp electrode Pending JPH05234502A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999059178A1 (en) * 1998-05-14 1999-11-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cathode-ray tube having oxide cathode and method for producing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999059178A1 (en) * 1998-05-14 1999-11-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cathode-ray tube having oxide cathode and method for producing the same

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