JPH07296768A - 放電ランプ電極 - Google Patents
放電ランプ電極Info
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- JPH07296768A JPH07296768A JP8905894A JP8905894A JPH07296768A JP H07296768 A JPH07296768 A JP H07296768A JP 8905894 A JP8905894 A JP 8905894A JP 8905894 A JP8905894 A JP 8905894A JP H07296768 A JPH07296768 A JP H07296768A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 アーク放電を確実に維持することができる放
電ランプ電極を提供する。 【構成】 高融点金属あるいは半導体セラミックからな
る有底円筒形状の電極円筒２１の中空部２２に高融点金
属あるいは半導体磁器からなる放電ランプ電極材料粒２
３が充填され、この放電ランプ電極材料は粒子の接触部
のみが溶融したアグリゲート型の多孔質構造を有してい
る。
電ランプ電極を提供する。 【構成】 高融点金属あるいは半導体セラミックからな
る有底円筒形状の電極円筒２１の中空部２２に高融点金
属あるいは半導体磁器からなる放電ランプ電極材料粒２
３が充填され、この放電ランプ電極材料は粒子の接触部
のみが溶融したアグリゲート型の多孔質構造を有してい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯用のパーソナル・
コンピュータあるいはワード・プロセッサ等に用いられ
る液晶表示装置用バックライト放電ランプの電極に係る
ものである。
コンピュータあるいはワード・プロセッサ等に用いられ
る液晶表示装置用バックライト放電ランプの電極に係る
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の急速なパーソナル・コンピュータ
の普及の中で、携帯に適した小型のパーソナル・コンピ
ュータあるいはワード・プロセッサが急速に普及しつつ
あり、特に外形が一般のビジネス文書と同じＡ４型の大
きさであるノート型と呼ばれるパーソナル・コンピュー
タは小型軽量である上に価格が低廉であるということか
ら人気がある。
の普及の中で、携帯に適した小型のパーソナル・コンピ
ュータあるいはワード・プロセッサが急速に普及しつつ
あり、特に外形が一般のビジネス文書と同じＡ４型の大
きさであるノート型と呼ばれるパーソナル・コンピュー
タは小型軽量である上に価格が低廉であるということか
ら人気がある。
【０００３】このノート型パーソナル・コンピュータに
は表示装置として多くの場合液晶表示装置が用いられて
いるが、この液晶表示装置は発光表示装置でないため表
示内容を見るためには光源が必要である。この光源とし
て最も単純なものは外部光源を利用するが、外部光源が
不十分な場所で使用するためあるいはカラー表示を行う
ためには十分な量の光が必要なため内部光源が必要であ
る。この内部光源は液晶表示装置の背面から光を照射す
るためバックライト光源と呼ばれ、液晶表示面の全体を
表示するために面光源であることが要求されている。そ
のため、現在は電界発光（Electro Luminescent=EL）素
子あるいは導光板と組み合わされた蛍光放電ランプがバ
ックライト光源として使用されている。
は表示装置として多くの場合液晶表示装置が用いられて
いるが、この液晶表示装置は発光表示装置でないため表
示内容を見るためには光源が必要である。この光源とし
て最も単純なものは外部光源を利用するが、外部光源が
不十分な場所で使用するためあるいはカラー表示を行う
ためには十分な量の光が必要なため内部光源が必要であ
る。この内部光源は液晶表示装置の背面から光を照射す
るためバックライト光源と呼ばれ、液晶表示面の全体を
表示するために面光源であることが要求されている。そ
のため、現在は電界発光（Electro Luminescent=EL）素
子あるいは導光板と組み合わされた蛍光放電ランプがバ
ックライト光源として使用されている。
【０００４】蛍光放電ランプを用いたバックライト光源
１の構成を図１に示す。この図において２はガラスある
いはアクリル樹脂等の透光性材料からなる導光板であ
り、その表面には板の側面から入射された光を平面方向
に放射するための凹凸が形成されている。そして、導光
板２の両側面には導光板２に光を入射させるための光源
として蛍光放電ランプ３，３が取り付けられている。
１の構成を図１に示す。この図において２はガラスある
いはアクリル樹脂等の透光性材料からなる導光板であ
り、その表面には板の側面から入射された光を平面方向
に放射するための凹凸が形成されている。そして、導光
板２の両側面には導光板２に光を入射させるための光源
として蛍光放電ランプ３，３が取り付けられている。
【０００５】バックライト光源用に用いられる従来の蛍
光放電ランプの断面図を図２（ａ）に、管端部の円ｂ部
の拡大断面図を図２（ｂ）に示す。この図において４は
内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長い密封ガラス
管容器であり、ガラス管容器４の左右側端部にはそれぞ
れリード線５，５が設けられている。リード線５の先端
には酸化バリウム（ＢａＯ）等の電子放射物質を塗布さ
れたタングステン製フィラメント６，６が取り付けら
れ、このフィラメント６，６と管端部との間に水銀ディ
スペンサ９が配設されている。
光放電ランプの断面図を図２（ａ）に、管端部の円ｂ部
の拡大断面図を図２（ｂ）に示す。この図において４は
内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長い密封ガラス
管容器であり、ガラス管容器４の左右側端部にはそれぞ
れリード線５，５が設けられている。リード線５の先端
には酸化バリウム（ＢａＯ）等の電子放射物質を塗布さ
れたタングステン製フィラメント６，６が取り付けら
れ、このフィラメント６，６と管端部との間に水銀ディ
スペンサ９が配設されている。
【０００６】蛍光放電ランプの場合は放電用ガスに低圧
（１Ｐａ程度）の水銀（Ｈｇ）ガスを用い、ガラス管内
に対向して配置されたフィラメント６，６が通電加熱さ
れ、交流あるいは直流電圧が印加されることによって水
銀ガスから波長２５３.７nmの紫外線が放射され、この
紫外線がガラス管内壁に塗布されたハロ燐酸カルシウム
（３Ｃａ3（ＰＯ4）2・ＣａＦＣｌ／Ｓｂ，Ｍｎ）等の
蛍光物質に照射されることにより可視光に変換される。
（１Ｐａ程度）の水銀（Ｈｇ）ガスを用い、ガラス管内
に対向して配置されたフィラメント６，６が通電加熱さ
れ、交流あるいは直流電圧が印加されることによって水
銀ガスから波長２５３.７nmの紫外線が放射され、この
紫外線がガラス管内壁に塗布されたハロ燐酸カルシウム
（３Ｃａ3（ＰＯ4）2・ＣａＦＣｌ／Ｓｂ，Ｍｎ）等の
蛍光物質に照射されることにより可視光に変換される。
【０００７】放電用ガス中にはこの他に水銀ガスの電離
を促進して放電をし易くするため（ペニング効果）に数
１００Ｐａ程度の圧力のアルゴン（Ａｒ）ガスが封入さ
れている。蛍光放電ランプを製造するには、放電開始用
ガスであるアルゴンガスを封入してから管端部を閉じて
管全体を密封し、その後水銀ディスペンサ９を高周波誘
導加熱装置等を用いて加熱することにより、封入されて
いるＴｉ3Ｈｇから水銀蒸気を管中に放出させることに
より、水銀ガスが封入される。
を促進して放電をし易くするため（ペニング効果）に数
１００Ｐａ程度の圧力のアルゴン（Ａｒ）ガスが封入さ
れている。蛍光放電ランプを製造するには、放電開始用
ガスであるアルゴンガスを封入してから管端部を閉じて
管全体を密封し、その後水銀ディスペンサ９を高周波誘
導加熱装置等を用いて加熱することにより、封入されて
いるＴｉ3Ｈｇから水銀蒸気を管中に放出させることに
より、水銀ガスが封入される。
【０００８】このような構成を有する蛍光管の陰極とし
て、従来はタングステンフィラメントにＢａＯ，ＳｒＯ
あるいはＣａＯ等の電子放出材料を塗布した熱陰極が用
いられている。この、熱陰極は予熱回路が必要となるた
め装置コストが高く、消費電力も大きくなるばかりでな
く再点弧電圧が高い。また、放電中で生じた水銀イオン
が陰極前面の強い電界で加速されて電極に衝突し、電極
物質を飛散させるスパッタリングを生じるため電極寿命
の短縮化及び電極近辺の管端部を黒化させるという問題
がある。
て、従来はタングステンフィラメントにＢａＯ，ＳｒＯ
あるいはＣａＯ等の電子放出材料を塗布した熱陰極が用
いられている。この、熱陰極は予熱回路が必要となるた
め装置コストが高く、消費電力も大きくなるばかりでな
く再点弧電圧が高い。また、放電中で生じた水銀イオン
が陰極前面の強い電界で加速されて電極に衝突し、電極
物質を飛散させるスパッタリングを生じるため電極寿命
の短縮化及び電極近辺の管端部を黒化させるという問題
がある。
【０００９】蛍光放電ランプを使用したバックライト光
源が多く用いられているノート型パーソナル・コンピュ
ータに対する小型化及び省電力化の要求は強く、したが
ってバックライト光源に対する省電力化及び薄型化への
要求も強い。しかし、熱陰極であるフィラメントがある
程度の大きさを必要とするためガラス管の内径を小さく
することができず、通常のガラス管外径は８mm程度であ
る。
源が多く用いられているノート型パーソナル・コンピュ
ータに対する小型化及び省電力化の要求は強く、したが
ってバックライト光源に対する省電力化及び薄型化への
要求も強い。しかし、熱陰極であるフィラメントがある
程度の大きさを必要とするためガラス管の内径を小さく
することができず、通常のガラス管外径は８mm程度であ
る。
【００１０】この要求に応えるため、冷陰極型蛍光放電
ランプが提案されている。この冷陰極放電ランプは図２
に示された熱陰極放電ランプのフィラメント及び水銀デ
ィスペンサに代えて、水銀ディスペンサを兼ねる冷陰極
がリード線に取り付けられている。
ランプが提案されている。この冷陰極放電ランプは図２
に示された熱陰極放電ランプのフィラメント及び水銀デ
ィスペンサに代えて、水銀ディスペンサを兼ねる冷陰極
がリード線に取り付けられている。
【００１１】この冷陰極型蛍光放電ランプは図２に示し
た熱陰極型蛍光放電ランプと異なり熱陰極を有しないた
め、消費電力が小さくまた管の寿命は長い。また、フィ
ラメントを用いないためガラス管の内径を小さくするこ
とができ、通常ガラス管外径は４mm程度にすることがで
きる。冷陰極の材料としてはニッケル金属が用いられて
いるが、ニッケル金属は電子の放出が少ないため輝度を
高くすることができず、また放電開始電圧が高いといっ
た問題がある。
た熱陰極型蛍光放電ランプと異なり熱陰極を有しないた
め、消費電力が小さくまた管の寿命は長い。また、フィ
ラメントを用いないためガラス管の内径を小さくするこ
とができ、通常ガラス管外径は４mm程度にすることがで
きる。冷陰極の材料としてはニッケル金属が用いられて
いるが、ニッケル金属は電子の放出が少ないため輝度を
高くすることができず、また放電開始電圧が高いといっ
た問題がある。
【００１２】一方、ＢａＴｉＯ3などのセラミックを還
元処理により半導体化したセラミックを用いた放電ラン
プ電極が米国特許明細書２,６８６,２７４号に記載され
ているが、これらの塊状，粒状あるいは多孔質状の半導
体磁器は放電ガス中の水銀イオン及びアルゴン（Ａ
ｒ），ネオン（Ｎｅ），キセノン（Ｘｅ），クリプトン
（Ｋｒ）等の希ガスイオン等のイオン衝撃に弱く、イオ
ンの衝突によってスパッタリングをおこして電子放出特
性が劣化する。
元処理により半導体化したセラミックを用いた放電ラン
プ電極が米国特許明細書２,６８６,２７４号に記載され
ているが、これらの塊状，粒状あるいは多孔質状の半導
体磁器は放電ガス中の水銀イオン及びアルゴン（Ａ
ｒ），ネオン（Ｎｅ），キセノン（Ｘｅ），クリプトン
（Ｋｒ）等の希ガスイオン等のイオン衝撃に弱く、イオ
ンの衝突によってスパッタリングをおこして電子放出特
性が劣化する。
【００１３】この問題を解決するために表面に耐スパッ
タリング層を形成したセラミック半導体電極材料及びそ
の製造方法が米国特許４,８０８,８８３号明細書（特開
昭６２−２９１８５４号公報）、特開昭５５−４９８３
３号公報、特開平２−１８６５２７号公報、特開平２−
１８６５５０号及び特開平２−２１５０３９号公報に記
載されている。
タリング層を形成したセラミック半導体電極材料及びそ
の製造方法が米国特許４,８０８,８８３号明細書（特開
昭６２−２９１８５４号公報）、特開昭５５−４９８３
３号公報、特開平２−１８６５２７号公報、特開平２−
１８６５５０号及び特開平２−２１５０３９号公報に記
載されている。
【００１４】また、これらのセラミック半導体電極材料
を用いた蛍光放電ランプ陰極が米国特許４,８０８,８８
３号明細書（特開昭６２−２９１８５４号公報、実開昭
６３−１５５５１号公報、実開昭６３−１５５５２号公
報、実開昭６３−１５５５３号公報、実開昭６３−１５
５５４号公報）、特開平２−１８６５２７号公報、特開
平２−１８６５５０号公報、特開平２−２１５０３９号
公報に記載されている。これらの蛍光放電ランプ陰極は
セラミック半導体で構成されており、放電のための高温
を保ちにくい。この問題を解決するため、セラミック半
導体を粒状に形成して耐熱性セラミック容器中に収納し
た蛍光放電ランプ陰極が特開平４−４３５４６号公報に
記載されている。
を用いた蛍光放電ランプ陰極が米国特許４,８０８,８８
３号明細書（特開昭６２−２９１８５４号公報、実開昭
６３−１５５５１号公報、実開昭６３−１５５５２号公
報、実開昭６３−１５５５３号公報、実開昭６３−１５
５５４号公報）、特開平２−１８６５２７号公報、特開
平２−１８６５５０号公報、特開平２−２１５０３９号
公報に記載されている。これらの蛍光放電ランプ陰極は
セラミック半導体で構成されており、放電のための高温
を保ちにくい。この問題を解決するため、セラミック半
導体を粒状に形成して耐熱性セラミック容器中に収納し
た蛍光放電ランプ陰極が特開平４−４３５４６号公報に
記載されている。
【００１５】図３に示すのはこの蛍光放電ランプの管端
部の断面図である。この図において４はガラス管容器で
あり、１１は電極円筒である。ガラス管容器４は断面円
筒型の細長い容器で、ガラス管容器４の両端部にはそれ
ぞれ耐熱金属であるタングステン製リード線５，５が設
けられている。リード線５の先端部には電極円筒１１を
保持するための保持部１０が設けてあり、この保持部１
０は弾性のある導電性材料で形成され電極円筒１１の外
周を弾性的に挟持するように構成されている。水銀ディ
スペンサ１４は保持部１０とリード線５の間に巻付部１
５が形成されることにより取り付けられている。
部の断面図である。この図において４はガラス管容器で
あり、１１は電極円筒である。ガラス管容器４は断面円
筒型の細長い容器で、ガラス管容器４の両端部にはそれ
ぞれ耐熱金属であるタングステン製リード線５，５が設
けられている。リード線５の先端部には電極円筒１１を
保持するための保持部１０が設けてあり、この保持部１
０は弾性のある導電性材料で形成され電極円筒１１の外
周を弾性的に挟持するように構成されている。水銀ディ
スペンサ１４は保持部１０とリード線５の間に巻付部１
５が形成されることにより取り付けられている。
【００１６】電極円筒１１は一方が開放口となっている
有底円筒状の高融点又は耐スパッタリング性の良好な半
導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ3系の半導体磁
器であり、この電極円筒１１内に形成された中空部１２
に塊状または粒状もしくは多孔質状の半導体磁器１３が
収納されることによって構成されている。電極円筒１１
の大きさとしては内径０.９mm、外径１.９mm、長さ２.
３mmのもの及び内径１.６mm、外径２.６mm、長さ２.３m
mのものがある。本出願人はこれらの半導体磁器に用い
る材料として特願平５−５６７４７号において、０.５
〜１.５モルのＢａＯ，ＣａＯあるいはＳｒＯから選択
された第１の成分と、０.０５〜０.９５モルのＺｒＯ2
あるいはＴｉＯ2から選択された第２の成分と、０.０２
５〜０.４７５モルのＶ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5、Ｓ
ｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｄｙ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3あるい
は０.０５〜０.９５モルのＨｆＯ2，ＣｒＯ3，Ｍｏ
Ｏ3，ＷＯ3からから選択された第３の成分からなる塊状
または粒状もしくは多孔質状の放電ランプ電極材料を提
案した。
有底円筒状の高融点又は耐スパッタリング性の良好な半
導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ3系の半導体磁
器であり、この電極円筒１１内に形成された中空部１２
に塊状または粒状もしくは多孔質状の半導体磁器１３が
収納されることによって構成されている。電極円筒１１
の大きさとしては内径０.９mm、外径１.９mm、長さ２.
３mmのもの及び内径１.６mm、外径２.６mm、長さ２.３m
mのものがある。本出願人はこれらの半導体磁器に用い
る材料として特願平５−５６７４７号において、０.５
〜１.５モルのＢａＯ，ＣａＯあるいはＳｒＯから選択
された第１の成分と、０.０５〜０.９５モルのＺｒＯ2
あるいはＴｉＯ2から選択された第２の成分と、０.０２
５〜０.４７５モルのＶ2Ｏ5，Ｎｂ2Ｏ5，Ｔａ2Ｏ5、Ｓ
ｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｄｙ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3あるい
は０.０５〜０.９５モルのＨｆＯ2，ＣｒＯ3，Ｍｏ
Ｏ3，ＷＯ3からから選択された第３の成分からなる塊状
または粒状もしくは多孔質状の放電ランプ電極材料を提
案した。
【００１７】このセラミック陰極蛍光放電ランプにおい
て、放電開始用アルゴンガスにより放電が開始されると
電離したガスが放電ランプ電極付近でプラズマを生成
し、このプラズマにより半導体磁器１３が局所的に加熱
されてアークスポットが生成されることによりアーク放
電が発生し、この半導体磁器１３の熱伝導率が小さいこ
とによって安定な高温状態が保たれ、高密度のアーク放
電が維持される。このセラミック陰極蛍光放電ランプは
フィラメントを有しないため、消費電力が小さく、電子
放射物質等がスパッタして失われることによる短寿命の
問題はない。また、熱陰極型であるため冷熱陰極型と異
なり放電開始電圧が下げることができるとともに、輝度
を高くすることができる。
て、放電開始用アルゴンガスにより放電が開始されると
電離したガスが放電ランプ電極付近でプラズマを生成
し、このプラズマにより半導体磁器１３が局所的に加熱
されてアークスポットが生成されることによりアーク放
電が発生し、この半導体磁器１３の熱伝導率が小さいこ
とによって安定な高温状態が保たれ、高密度のアーク放
電が維持される。このセラミック陰極蛍光放電ランプは
フィラメントを有しないため、消費電力が小さく、電子
放射物質等がスパッタして失われることによる短寿命の
問題はない。また、熱陰極型であるため冷熱陰極型と異
なり放電開始電圧が下げることができるとともに、輝度
を高くすることができる。
【００１８】電極円筒と半導体磁器によって構成された
セラミック電極の構造拡大図を図４に示す。この図にお
いて、一方が開放口となっている有底円筒状の半導体磁
器円筒１１内に形成された中空部１２に、粒状の半導体
磁器１３が収納されている。このセラミック電極はプレ
ス成形によって得られた半導体磁器円筒１１の中空部１
２にスプレイ法によって得られた半導体磁器粒子１３を
充填し、半導体磁器粒子１３と半導体磁器円筒１１を一
緒に焼成することによって形成される。
セラミック電極の構造拡大図を図４に示す。この図にお
いて、一方が開放口となっている有底円筒状の半導体磁
器円筒１１内に形成された中空部１２に、粒状の半導体
磁器１３が収納されている。このセラミック電極はプレ
ス成形によって得られた半導体磁器円筒１１の中空部１
２にスプレイ法によって得られた半導体磁器粒子１３を
充填し、半導体磁器粒子１３と半導体磁器円筒１１を一
緒に焼成することによって形成される。
【００１９】その際、半導体磁器粒子同士及び半導体磁
器粒子と半導体磁器円筒との接触部が溶融する。この場
合、半導体磁器粒子の粒子径が小さいと焼成が不十分な
場合には半導体磁器粒子が半導体磁器円筒から脱落する
ことがある。また、焼成が過剰であると、半導体磁器粒
子の溶融が進みすぎ、この図に示すように半導体磁器粒
子と半導体磁器円筒とが僅かな空隙１６を残して一体化
してしまういわゆるスポンジ（Sponge）型の多孔質体と
なることがある。この図に示すように半導体磁器粒子と
半導体磁器円筒とが僅かな空隙を残してスポンジ型の大
きな塊に一体化してしまうと、電気抵抗が小さくなると
同時に熱抵抗も小さくなる。
器粒子と半導体磁器円筒との接触部が溶融する。この場
合、半導体磁器粒子の粒子径が小さいと焼成が不十分な
場合には半導体磁器粒子が半導体磁器円筒から脱落する
ことがある。また、焼成が過剰であると、半導体磁器粒
子の溶融が進みすぎ、この図に示すように半導体磁器粒
子と半導体磁器円筒とが僅かな空隙１６を残して一体化
してしまういわゆるスポンジ（Sponge）型の多孔質体と
なることがある。この図に示すように半導体磁器粒子と
半導体磁器円筒とが僅かな空隙を残してスポンジ型の大
きな塊に一体化してしまうと、電気抵抗が小さくなると
同時に熱抵抗も小さくなる。
【００２０】アーク放電は放電ランプ電極の一部が高温
により蒸発した状態で発生する。言い換えれば、放電ラ
ンプ電極の温度が高温でないとアーク放電を維持するこ
とはできない。したがって、放電ランプ電極の局所的な
温度上昇によってアークスポットが形成されることはア
ーク放電を維持するために必要なことであり、アークス
ポットが形成されない場合には、アーク放電の維持がで
きず、アーク放電が停止してしまうことがある。
により蒸発した状態で発生する。言い換えれば、放電ラ
ンプ電極の温度が高温でないとアーク放電を維持するこ
とはできない。したがって、放電ランプ電極の局所的な
温度上昇によってアークスポットが形成されることはア
ーク放電を維持するために必要なことであり、アークス
ポットが形成されない場合には、アーク放電の維持がで
きず、アーク放電が停止してしまうことがある。
【００２１】
【発明の概要】本件出願の発明はこのような状況に対し
てなされたものであり、本願においては、アーク放電を
確実に維持することができる放電ランプ電極を提供す
る。本願において提供する放電ランプ電極は、高融点金
属あるいは半導体セラミックからなる有底円筒形状の電
極円筒の中空部に高融点金属あるいは半導体磁器からな
る放電ランプ電極材料粒が充填され、この放電ランプ電
極材料は粒子の接触部のみが溶融したアグリゲート型の
多孔質構造を有している。
てなされたものであり、本願においては、アーク放電を
確実に維持することができる放電ランプ電極を提供す
る。本願において提供する放電ランプ電極は、高融点金
属あるいは半導体セラミックからなる有底円筒形状の電
極円筒の中空部に高融点金属あるいは半導体磁器からな
る放電ランプ電極材料粒が充填され、この放電ランプ電
極材料は粒子の接触部のみが溶融したアグリゲート型の
多孔質構造を有している。
【００２２】この放電ランプ電極は大きな塊を形成せず
熱抵抗が大きいため、アーク放電を行う粒子の温度が容
易に上昇してアークスポットが確実に形成され、アーク
放電が容易に維持される。
熱抵抗が大きいため、アーク放電を行う粒子の温度が容
易に上昇してアークスポットが確実に形成され、アーク
放電が容易に維持される。
【００２３】
【実施例】以下、図を用いて本願各発明の実施例を説明
する。なお、本発明の放電ランプ電極を用いたセラミッ
ク陰極放電ランプの基本的な構成は図４に示した従来の
セラミック陰極放電ランプの構成と共通であるから、以
下に説明する実施例においては本発明に係るセラミック
陰極放電ランプの概要についての説明は省略する。図５
（ａ）に示すのは本願発明に係る放電ランプ電極の断面
図であり、この放電ランプ電極は一方が開放口となって
いる有底円筒状の高融点又は耐スパッタリング性の良好
な半導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ3系の半導
体磁器からなる電極円筒２１、この電極円筒２１内に形
成された中空部２２に収納された粒状の半導体磁器２３
から構成されている。
する。なお、本発明の放電ランプ電極を用いたセラミッ
ク陰極放電ランプの基本的な構成は図４に示した従来の
セラミック陰極放電ランプの構成と共通であるから、以
下に説明する実施例においては本発明に係るセラミック
陰極放電ランプの概要についての説明は省略する。図５
（ａ）に示すのは本願発明に係る放電ランプ電極の断面
図であり、この放電ランプ電極は一方が開放口となって
いる有底円筒状の高融点又は耐スパッタリング性の良好
な半導体磁器、例えばＢａ（Ｚｒ，Ｔａ）Ｏ3系の半導
体磁器からなる電極円筒２１、この電極円筒２１内に形
成された中空部２２に収納された粒状の半導体磁器２３
から構成されている。
【００２４】電極円筒２１の大きさとしては図３及び４
に示された従来例と同様に内径０.９mm、外径１.９mm、
長さ２.３mmのもの及び内径１.６mm、外径２.６mm、長
さ２.３mmのものがある。また、半導体磁器２３の粒径
は５μｍ以下と小さい場合には焼成中あるいはアーク放
電中に粒子の溶融（ネック・グロウス）が進行しスポン
ジ型多孔質構造が形成されることがあり、５００μｍ以
上と大きいと粒子の熱容量が大きいためアークスポット
が形成されにくい。したがって、半導体磁器２３の粒径
は５μｍ〜５００μｍであることが望ましい。
に示された従来例と同様に内径０.９mm、外径１.９mm、
長さ２.３mmのもの及び内径１.６mm、外径２.６mm、長
さ２.３mmのものがある。また、半導体磁器２３の粒径
は５μｍ以下と小さい場合には焼成中あるいはアーク放
電中に粒子の溶融（ネック・グロウス）が進行しスポン
ジ型多孔質構造が形成されることがあり、５００μｍ以
上と大きいと粒子の熱容量が大きいためアークスポット
が形成されにくい。したがって、半導体磁器２３の粒径
は５μｍ〜５００μｍであることが望ましい。
【００２５】図５（ｂ）に放電ランプ電極の拡大断面図
を示す。この放電ランプ電極も図３に示された従来の放
電ランプ電極と同様に半導体磁器円筒２１の中空部２２
に半導体磁器粒子２３が充填されているが、図３に示さ
れた放電ランプ電極の半導体磁器粒子と半導体磁器円筒
とが僅かな空隙１６を残して一体化してしまったスポン
ジ型の多孔質構造であるのに対し、図５（ｂ）に示され
た放電ランプ電極は半導体磁器粒子及び半導体磁器円筒
の接触部のみが部分的に溶融したアグリゲート（Aggreg
ate）型の多孔質構造となっている。なお、この場合空
隙率は１５％以上であることが望ましい。
を示す。この放電ランプ電極も図３に示された従来の放
電ランプ電極と同様に半導体磁器円筒２１の中空部２２
に半導体磁器粒子２３が充填されているが、図３に示さ
れた放電ランプ電極の半導体磁器粒子と半導体磁器円筒
とが僅かな空隙１６を残して一体化してしまったスポン
ジ型の多孔質構造であるのに対し、図５（ｂ）に示され
た放電ランプ電極は半導体磁器粒子及び半導体磁器円筒
の接触部のみが部分的に溶融したアグリゲート（Aggreg
ate）型の多孔質構造となっている。なお、この場合空
隙率は１５％以上であることが望ましい。
【００２６】この放電ランプ電極も図３に示された従来
の放電ランプ電極と同様に半導体磁器円筒２１の中空部
２２に半導体磁器粒子２３を充填し、半導体磁器粒子２
３と半導体磁器円筒２１を一緒に焼成することによって
形成されるが、その際、焼成温度を若干下げることと焼
成雰囲気の調整をすることにより半導体磁器粒子同士及
び半導体磁器粒子と半導体磁器円筒との接触部の溶融を
制御することによって、半導体磁器粒子及び半導体磁器
円筒の接触部のみが部分的に溶融したアグリゲート型の
多孔質構造が得られる。
の放電ランプ電極と同様に半導体磁器円筒２１の中空部
２２に半導体磁器粒子２３を充填し、半導体磁器粒子２
３と半導体磁器円筒２１を一緒に焼成することによって
形成されるが、その際、焼成温度を若干下げることと焼
成雰囲気の調整をすることにより半導体磁器粒子同士及
び半導体磁器粒子と半導体磁器円筒との接触部の溶融を
制御することによって、半導体磁器粒子及び半導体磁器
円筒の接触部のみが部分的に溶融したアグリゲート型の
多孔質構造が得られる。
【００２７】図６に示した拡大図により本発明の放電ラ
ンプ電極の動作を示す。図６において（ａ）に示された
のはアグリゲート型の多孔質構造を有する図５に示され
た本発明の放電ランプ電極の半導体磁器粒子であり、
（ｂ）に示されたのはスポンジ型の多孔質構造を有する
図４に示された従来例の放電ランプ電極の半導体磁器粒
子である。これらの図において３０は本発明の放電ラン
プ電極の半導体磁器粒子、３１は従来例の放電ランプ電
極の半導体磁器粒子であり、実線Ａで示されたのはアー
ク放電経路、点線Ｈで示されたのは半導体磁器粒子中を
流れる熱の伝導経路、３２及び３３で示されたのはアー
クスポットである。
ンプ電極の動作を示す。図６において（ａ）に示された
のはアグリゲート型の多孔質構造を有する図５に示され
た本発明の放電ランプ電極の半導体磁器粒子であり、
（ｂ）に示されたのはスポンジ型の多孔質構造を有する
図４に示された従来例の放電ランプ電極の半導体磁器粒
子である。これらの図において３０は本発明の放電ラン
プ電極の半導体磁器粒子、３１は従来例の放電ランプ電
極の半導体磁器粒子であり、実線Ａで示されたのはアー
ク放電経路、点線Ｈで示されたのは半導体磁器粒子中を
流れる熱の伝導経路、３２及び３３で示されたのはアー
クスポットである。
【００２８】（ｂ）に示された従来例の半導体磁器粒子
３１は、スポンジ型の多孔質構造を有しているため半導
体磁器粒子同士間及び半導体磁器粒子と半導体磁器円筒
間の溶融個所は多い。したがって、半導体磁器粒子３１
中を流れる熱の伝導経路Ｈの面積は図に示すように大き
い。そのため、アークＡによってアークスポット３３で
発生する熱の多くは伝導によって失われ、アークスポッ
ト３３の温度が低下してしまい、アークを安定して維持
することができない。
３１は、スポンジ型の多孔質構造を有しているため半導
体磁器粒子同士間及び半導体磁器粒子と半導体磁器円筒
間の溶融個所は多い。したがって、半導体磁器粒子３１
中を流れる熱の伝導経路Ｈの面積は図に示すように大き
い。そのため、アークＡによってアークスポット３３で
発生する熱の多くは伝導によって失われ、アークスポッ
ト３３の温度が低下してしまい、アークを安定して維持
することができない。
【００２９】これに対して、（ａ）に示された半導体磁
器粒子３０は、アグリゲート型の多孔質構造を有してい
るため半導体磁器粒子同士間及び半導体磁器粒子と半導
体磁器円筒間の溶融は部分的である。したがって、半導
体磁器粒子３０中を流れる熱の伝導経路Ｈの断面は図に
示すように小さい。そのため、アークＡによってアーク
スポット３２で発生する熱が伝導によって失われること
が少なく、アークスポット３２の温度が高温に維持さ
れ、アークが安定して発生する。
器粒子３０は、アグリゲート型の多孔質構造を有してい
るため半導体磁器粒子同士間及び半導体磁器粒子と半導
体磁器円筒間の溶融は部分的である。したがって、半導
体磁器粒子３０中を流れる熱の伝導経路Ｈの断面は図に
示すように小さい。そのため、アークＡによってアーク
スポット３２で発生する熱が伝導によって失われること
が少なく、アークスポット３２の温度が高温に維持さ
れ、アークが安定して発生する。
【００３０】ところで、アークの温度は低いもので５０
０〜１０００Ｋ、高いものでは３０００〜６０００Ｋに
も達する。また、蛍光放電管内は低圧に保たれている。
そのため、融点が低い材料を電極に用いた場合には電極
が蒸発し、放電管の寿命が短くなる。したがって、電極
材料に用いる磁器粒子は半導体であるばかりでなく、高
融点であることが必要である。これらの条件を満足する
セラミックス材料には炭化物セラミックスとして、Ｔｉ
Ｃ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＴａＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，Ｂ
4Ｃが挙げられ、窒化物セラミックスとして、ＴｉＮ，
ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＨｆＮ，ＺｒＮ，ＢＮが挙げら
れ、ホウ化物セラミックスとしてＬａＢ6，ＣｅＢ6，Ｂ
ｅＢ6，ＮｂＢ2，ＴａＢ2，ＴｉＢ2が挙げられ、酸化物
セラミックスとしてはペロブスカイト型結晶構造を有す
る酸化物半導体やＴｉＯ2等を半導体化剤や還元焼成に
より半導体化させた半導体セラミックスが挙げられる。
０〜１０００Ｋ、高いものでは３０００〜６０００Ｋに
も達する。また、蛍光放電管内は低圧に保たれている。
そのため、融点が低い材料を電極に用いた場合には電極
が蒸発し、放電管の寿命が短くなる。したがって、電極
材料に用いる磁器粒子は半導体であるばかりでなく、高
融点であることが必要である。これらの条件を満足する
セラミックス材料には炭化物セラミックスとして、Ｔｉ
Ｃ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＶＣ，ＴａＣ，ＮｂＣ，ＷＣ，Ｂ
4Ｃが挙げられ、窒化物セラミックスとして、ＴｉＮ，
ＶＮ，ＮｂＮ，ＴａＮ，ＨｆＮ，ＺｒＮ，ＢＮが挙げら
れ、ホウ化物セラミックスとしてＬａＢ6，ＣｅＢ6，Ｂ
ｅＢ6，ＮｂＢ2，ＴａＢ2，ＴｉＢ2が挙げられ、酸化物
セラミックスとしてはペロブスカイト型結晶構造を有す
る酸化物半導体やＴｉＯ2等を半導体化剤や還元焼成に
より半導体化させた半導体セラミックスが挙げられる。
【００３１】以上説明した実施例においては電極材料に
半導体セラミックを用いた放電ランプ電極について説明
したが、アーク放電は電極材料として金属を用いて行わ
れることが多い。また、アーク放電は蒸発した電極材料
の存在によって生じるため、導電性がある材料ならばど
のような材料でもアーク放電ランプ電極材料に用いるこ
とが可能である。したがって、本願発明の放電ランプ電
極材料として金属を用いることが可能であるが、放電管
電極材料として使用可能な金属は少なくとも１０００℃
以上の融点を有する高融点金属であることが必要であ
る。そして、実用的にはチタン、鉄、ニッケル、ジルコ
ニウム、モリブデン、タンタル、タングステン、ニオブ
が適している。また、電極円筒に使用する材料としても
セラミックス以外に高融点金属が用いられる。
半導体セラミックを用いた放電ランプ電極について説明
したが、アーク放電は電極材料として金属を用いて行わ
れることが多い。また、アーク放電は蒸発した電極材料
の存在によって生じるため、導電性がある材料ならばど
のような材料でもアーク放電ランプ電極材料に用いるこ
とが可能である。したがって、本願発明の放電ランプ電
極材料として金属を用いることが可能であるが、放電管
電極材料として使用可能な金属は少なくとも１０００℃
以上の融点を有する高融点金属であることが必要であ
る。そして、実用的にはチタン、鉄、ニッケル、ジルコ
ニウム、モリブデン、タンタル、タングステン、ニオブ
が適している。また、電極円筒に使用する材料としても
セラミックス以外に高融点金属が用いられる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本願発明に係る半導体磁器粒子あるいは高融点金属粒子
は粒子同士あるいは粒子と粒子が収納された有底円筒状
電極円筒との融合部が少ないため、電気伝導率を保ちな
がら熱伝導率を小さくすることができるので、これらの
粒子は放電開始と同時に高温になりアークスポットが維
持されるのに十分な温度状態が安定に保たれ、その結果
電子流密度を高く取ることができて安定な放電が行われ
る。
本願発明に係る半導体磁器粒子あるいは高融点金属粒子
は粒子同士あるいは粒子と粒子が収納された有底円筒状
電極円筒との融合部が少ないため、電気伝導率を保ちな
がら熱伝導率を小さくすることができるので、これらの
粒子は放電開始と同時に高温になりアークスポットが維
持されるのに十分な温度状態が安定に保たれ、その結果
電子流密度を高く取ることができて安定な放電が行われ
る。
【図１】蛍光放電ランプを適用した液晶表示装置用バッ
クライトの斜視図。
クライトの斜視図。
【図２】タングステンフィラメントを用いた従来例のバ
ックライト用蛍光放電ランプの全体断面図及び管端部断
面図。
ックライト用蛍光放電ランプの全体断面図及び管端部断
面図。
【図３】半導体セラミック放電ランプ電極を用いた従来
例のバックライト用蛍光放電ランプの管端部断面図。
例のバックライト用蛍光放電ランプの管端部断面図。
【図４】図３に示されたバックライト用蛍光放電ランプ
の半導体セラミック放電ランプ電極の拡大断面図。
の半導体セラミック放電ランプ電極の拡大断面図。
【図５】本願発明のバックライト用蛍光放電ランプの半
導体セラミック放電ランプ電極の断面図及び拡大断面
図。
導体セラミック放電ランプ電極の断面図及び拡大断面
図。
【図６】本願発明の半導体セラミック放電ランプ電極及
び従来例の半導体セラミック放電ランプ電極の作動説明
図。
び従来例の半導体セラミック放電ランプ電極の作動説明
図。
１ バックライト光源 ２ 導光板 ３ 蛍光放電ランプ ４ ガラス管容器 ５ リード線 ６ フィラメント ７ 水銀ディスペンサ １０ 保持部 １１ 電極円筒 １２ 中空部 １３，２３，３０，３１ 半導体磁器 １４ 水銀ディスペンサ １５ 巻付部 １６ 空隙 ２１ 電極円筒 ２２ 中空部 ３２，３３ アークスポット Ａ アーク放電経路 Ｈ 熱の伝導経路
Claims (5)
- 【請求項１】 導電性を有する材料である有底円筒形状
の電極円筒、及び前記電極円筒の中空部に充填された導
電性を有する高融点材料である放電ランプ電極材料から
なり、前記放電ランプ電極材料がアグリゲート型の多孔
質構造を有していることを特徴とする放電ランプ電極。 - 【請求項２】 前記高融点材料が半導体セラミックであ
ることを特徴とする請求項１記載の放電ランプ電極。 - 【請求項３】 前記高融点材料が高融点金属であること
を特徴とする請求項１記載の放電ランプ電極。 - 【請求項４】 前記電極円筒が半導体セラミックである
ことを特徴とする請求項１記載の放電ランプ電極。 - 【請求項５】 前記電極円筒が高融点金属であることを
特徴とする請求項１記載の放電ランプ電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089058A JP2982888B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 放電ランプ電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089058A JP2982888B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 放電ランプ電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07296768A true JPH07296768A (ja) | 1995-11-10 |
| JP2982888B2 JP2982888B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=13960262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089058A Expired - Fee Related JP2982888B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 放電ランプ電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2982888B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048121A1 (fr) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Tdk Corporation | Lampe a decharge a cathode en ceramique |
| WO1999034402A1 (fr) * | 1997-12-26 | 1999-07-08 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Structure d'electrode pour emission electronique, lampe a decharge et appareil a lampe a decharge |
| CN100338723C (zh) * | 2002-04-26 | 2007-09-19 | 优志旺电机株式会社 | 放电管 |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP6089058A patent/JP2982888B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048121A1 (fr) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Tdk Corporation | Lampe a decharge a cathode en ceramique |
| US5982088A (en) * | 1996-06-12 | 1999-11-09 | Tdk Corporation | Ceramic cathode fluorescent discharge lamp |
| WO1999034402A1 (fr) * | 1997-12-26 | 1999-07-08 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Structure d'electrode pour emission electronique, lampe a decharge et appareil a lampe a decharge |
| EP0964429A1 (en) * | 1997-12-26 | 1999-12-15 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Electrode structure for electron emission, discharge lamp, and discharge lamp apparatus |
| EP0964429A4 (en) * | 1997-12-26 | 2001-03-21 | Toshiba Lighting & Technology | ELECTRODE STRUCTURE FOR ELECTRON EMISSION, DISCHARGE LAMP AND DISCHARGE LAMP APPARATUS |
| CN100338723C (zh) * | 2002-04-26 | 2007-09-19 | 优志旺电机株式会社 | 放电管 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2982888B2 (ja) | 1999-11-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990817 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |