JPH10233188A - Low pressure discharge lamp - Google Patents
Low pressure discharge lampInfo
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- JPH10233188A JPH10233188A JP29888097A JP29888097A JPH10233188A JP H10233188 A JPH10233188 A JP H10233188A JP 29888097 A JP29888097 A JP 29888097A JP 29888097 A JP29888097 A JP 29888097A JP H10233188 A JPH10233188 A JP H10233188A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は低圧放電ランプに関
し、詳しくは、液晶表示装置のバックライト、スキャナ
ー装置用光源、一般照明用光源、紫外線光源等に用いら
れる低圧放電ランプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-pressure discharge lamp, and more particularly, to a low-pressure discharge lamp used for a backlight of a liquid crystal display device, a light source for a scanner device, a light source for general illumination, an ultraviolet light source, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示装置が種々の分野におい
て使用されるようになっているが、液晶表示装置のバッ
クライトとしては、低圧放電ランプの１種である蛍光ラ
ンプが好適に使用されている。また、最近においては、
スキャナー装置の光源、紫外線光源等としても低圧放電
ランプが使用されている。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been used in various fields. As a backlight of a liquid crystal display device, a fluorescent lamp, which is one type of a low-pressure discharge lamp, is suitably used. I have. Also recently,
Low-pressure discharge lamps are also used as light sources for scanner devices, ultraviolet light sources, and the like.
【０００３】低圧放電ランプは、放電現象に寄与する電
子放出のメカニズムの差により、主として熱電子放出現
象を利用するいわゆる熱陰極型のものと、主として二次
電子放出現象を利用するいわゆる冷陰極型のものに分類
される。そして、この冷陰極型の低圧放電ランプは、加
熱用フィラメントを有さず、その電極の動作温度（点灯
動作中の温度）は約７００Ｋまたはそれ以下である。一
方、熱陰極型の低圧放電ランプの電極の動作温度は例え
ば約１０００Ｋであり、低圧放電ランプではない例えば
ショートアーク放電ランプでは、電極の動作温度は例え
ば約２５００Ｋにもなる。There are two types of low-pressure discharge lamps: a so-called hot-cathode type, which mainly uses a thermionic emission phenomenon, and a so-called cold-cathode type, which mainly uses a secondary electron emission phenomenon, due to the difference in the mechanism of electron emission that contributes to the discharge phenomenon. Are classified into This cold-cathode low-pressure discharge lamp does not have a heating filament, and its operating temperature (temperature during lighting operation) is about 700K or less. On the other hand, the operating temperature of the electrodes of the hot-cathode type low-pressure discharge lamp is, for example, about 1000K, and the operating temperature of the electrodes is, for example, about 2500K in a non-low-pressure discharge lamp, for example, a short arc discharge lamp.
【０００４】図１を参照して説明すると、冷陰極型の低
圧放電ランプの一例においては、直管型のガラスバルブ
１１内において互いに対向するように一対の電極１４，
１４が当該ガラスバルブ１１の両端に設けられ、電極１
４，１４の基部に接続されたリード線１３，１３がガラ
スバルブ１１の両端封止部１２，１２を貫通して外部に
引き出された構成とされている。このような冷陰極型の
低圧放電ランプにおいて、電極１４としては、図１に示
されている先端開放型有底スリーブ状の他、金属板材を
例えば両端開放型スリーブ状、短冊状等の適宜の形状に
加工して形成されたものや、棒状の金属体が使用されて
おり、ガラスバルブ１１内に水銀を導入するためにその
ような電極の表面に水銀合金を形成したものが配置され
る場合もある。ここに、電極１４は、主として鉄、ニッ
ケル、アルミニウム等の金属単体または合金よりなるも
のが用いられ、通常は電子放出物質は設けられていない
場合が多い。Referring to FIG. 1, in an example of a cold-cathode type low-pressure discharge lamp, a pair of electrodes 14 and 14 are opposed to each other in a straight tube type glass bulb 11.
14 are provided at both ends of the glass bulb 11, and the electrodes 1
The lead wires 13, 13 connected to the bases of the glass bulbs 11 and 14 penetrate the sealing portions 12, 12 at both ends of the glass bulb 11, and are drawn out to the outside. In such a cold-cathode type low-pressure discharge lamp, as the electrode 14, in addition to the open-ended bottomed sleeve shape shown in FIG. When a product formed by processing into a shape or a rod-shaped metal body is used, and a product formed with a mercury alloy on the surface of such an electrode for introducing mercury into the glass bulb 11 is disposed. There is also. Here, the electrode 14 is mainly composed of a simple substance of metal such as iron, nickel, aluminum or the like, or an alloy, and is usually not provided with an electron emitting material in many cases.
【０００５】しかしながら、冷陰極型の低圧放電ランプ
においても、その電極に電子放出物質が設けられていな
い場合は、動作時における陰極降下電圧（電極の表面か
ら陽光柱（プラズマ）に至る間の中間領域における電位
差）が大きくて例えば１２０Ｖ以上となるが、このこと
からも理解されるように、ランプ全体において消費され
る電力のうち、電極体それ自体において消費される電
力、すなわち発光に寄与しない電力の割合が大きく、結
局、消費電力に対する発光効率が低いという問題点があ
る。However, even in a cold cathode type low-pressure discharge lamp, when an electrode is not provided with an electron emitting material, a cathode drop voltage during operation (an intermediate voltage between a surface of the electrode and a positive column (plasma)). (Potential difference in the region) is large, for example, 120 V or more. As can be understood from this, of the power consumed in the entire lamp, the power consumed in the electrode body itself, that is, the power not contributing to light emission Therefore, there is a problem that the luminous efficiency with respect to the power consumption is low.
【０００６】このため、冷陰極型の低圧放電ランプにお
いても電極に電子放出物質を設ける場合があり、その場
合には、熱陰極型低圧放電ランプなどの電極における場
合と同様に、主としてバリウム（Ｂａ）等よりなる電子
放出物質が、金属よりなる電極基体の表面に塗布または
焼き付けによって保持される。このように電極基体に電
子放出物質が設けられた場合には、当該電子放出物質の
存在によって陰極降下電圧が例えば６０Ｖ程度となって
電極それ自体における消費電力が減少するので、消費電
力に対する発光効率が高いものとなる。しかしながら、
バリウム等よりなる電子放出物質は、ガラスバルブ内で
生ずる電子の衝撃作用（スパッタリング）によって飛散
し易いものであるため、当該低圧放電ランプを連続点灯
させた場合には点灯開始後数百時間のうちに当該電子放
出物質が消失してしまい、その後は発光効率が低いもの
となり、結局、長時間にわたって高い発光効率が得られ
る低圧放電ランプを得ることができない。For this reason, an electron emitting material may be provided on the electrode even in a cold cathode type low pressure discharge lamp. In this case, barium (Ba) is mainly used as in the case of an electrode such as a hot cathode type low pressure discharge lamp. An electron-emitting substance such as) is held on the surface of an electrode substrate made of metal by coating or baking. When the electron-emitting substance is provided on the electrode substrate as described above, the cathode drop voltage becomes, for example, about 60 V due to the presence of the electron-emitting substance, and the power consumption of the electrode itself decreases. Will be higher. However,
Since the electron-emitting substance made of barium or the like is easily scattered due to the impact action (sputtering) of electrons generated in the glass bulb, when the low-pressure discharge lamp is continuously operated, it takes several hundred hours after the start of operation. Then, the electron-emitting substance disappears, and thereafter the luminous efficiency becomes low. As a result, it is impossible to obtain a low-pressure discharge lamp capable of obtaining high luminous efficiency over a long period of time.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
連続点灯においても長時間にわたってランプ電圧が低い
特性が維持され、長時間にわたって高い発光効率を得る
ことのできる低圧放電ランプを提供することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above circumstances, and its object is to provide:
It is an object of the present invention to provide a low-pressure discharge lamp in which the characteristics of a low lamp voltage are maintained for a long time even in continuous lighting, and high luminous efficiency can be obtained for a long time.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の低圧放電ランプ
は、管型のガラスバルブと、このガラスバルブ内におい
て互いに対向するように配置された一対の電極とを有し
てなり、前記電極は、リチウムを含有する電子放出物質
が電極基体に保持されてなることを特徴とする。A low-pressure discharge lamp according to the present invention comprises a tube-shaped glass bulb and a pair of electrodes arranged in the glass bulb so as to face each other. An electron emission material containing lithium is held on an electrode substrate.
【０００９】以上において、電極は、リチウムを含有す
る電子放出物質が電極基体の表面に保持されてなる構成
とすることができる。あるいは、電極は、リチウムを含
有する電子放出物質が、多孔質の電極基体に含浸されて
保持されてなる構成、またはリチウムを含有する電子放
出物質が電極基体を構成する金属粒子と共に焼結されて
なる構成とすることができる。In the above, the electrode may have a structure in which an electron-emitting substance containing lithium is held on the surface of the electrode substrate. Alternatively, the electrode has a structure in which an electron-emitting substance containing lithium is impregnated and held in a porous electrode substrate, or a structure in which an electron-emitting substance containing lithium is sintered together with metal particles constituting an electrode substrate. Configuration.
【００１０】本発明において、電子放出物質は、リチウ
ム金属、リチウムと他の金属との合金、リチウムの酸化
物、リチウムの酸化物と他の金属酸化物との混合物、お
よびリチウムと他の金属元素を含有する酸化物であって
式Ｌｉ−Ｍ−Ｏ（ここで、Ｍはアルカリ土類金属、希土
類金属および遷移金属から選ばれた少なくとも１種の元
素である。）で示される化合物、のうちの少なくとも１
種を含有することが好ましい。更に、前記ガラスバルブ
内には希ガスまたは希ガスと水銀とが封入され、その封
入圧力が合計０．５〜３０ｋＰａであることが好まし
い。In the present invention, the electron-emitting substance is lithium metal, an alloy of lithium and another metal, a lithium oxide, a mixture of lithium oxide and another metal oxide, and lithium and another metal element. And a compound represented by the formula Li-MO (where M is at least one element selected from an alkaline earth metal, a rare earth metal, and a transition metal). At least one of
Preferably, it contains a species. Further, it is preferable that a rare gas or a rare gas and mercury are sealed in the glass bulb, and the sealing pressure is 0.5 to 30 kPa in total.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。図１は、小型蛍光ランプとして用い
られる本発明の低圧放電ランプの一例における構成を示
す説明用断面図である。この低圧放電ランプ１０におい
ては、内径が例えば５ｍｍ以下である直管型のガラスバ
ルブ１１の両端部にそれぞれ封止部１２，１２が形成さ
れており、この封止部１２，１２の各々を気密に貫通し
てガラスバルブ１１の軸方向に伸びるリード線１３，１
３が設けられている。このリード線１３，１３の各々の
内端部には、ガラスバルブ１１の軸方向において互いに
対向するように電極１４，１４が設けられている。また
ガラスバルブ１１の内周面には、例えば厚みが１０〜３
０μｍの蛍光体層１７が形成されている。そして、ガラ
スバルブ１１内には、水銀および希ガスが封入されてい
る。Embodiments of the present invention will be described below in detail. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an example of a low-pressure discharge lamp of the present invention used as a small fluorescent lamp. In this low-pressure discharge lamp 10, sealing portions 12, 12 are formed at both ends of a straight tube type glass bulb 11 having an inner diameter of, for example, 5 mm or less, and each of the sealing portions 12, 12 is hermetically sealed. Lead wires 13 and 1 extending in the axial direction of glass bulb 11
3 are provided. Electrodes 14, 14 are provided at the inner ends of the lead wires 13, 13 so as to face each other in the axial direction of the glass bulb 11. In addition, for example, a thickness of 10 to 3
A phosphor layer 17 of 0 μm is formed. Further, mercury and a rare gas are sealed in the glass bulb 11.
【００１２】図２は、本発明の低圧放電ランプの一例に
おける電極部分の構成を拡大して示す説明用断面図であ
って、この例の電極１４は、板状金属材料を先端開放型
有底状スリーブの形状に成形加工してなる電極基体２０
における、リード線１３との接続部以外の全表面に、リ
チウムを含有する電子放出物質層２１が、塗布または焼
き付けによって保持または付着されて構成されている。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of an electrode portion in an example of the low-pressure discharge lamp of the present invention. In this example, the electrode 14 is made of a plate-shaped metal material having an open-ended bottom. Electrode base 20 formed in the shape of a cylindrical sleeve
, An electron-emitting material layer 21 containing lithium is held or attached by coating or baking on the entire surface other than the connection portion with the lead wire 13.
【００１３】以上において、当該電極１４の電極基体２
０の形状は特に限定されるものではなく、例えば板状金
属材料を両端開放型スリーブ状または短冊状等の適宜の
形状に加工して形成されたもの、あるいは棒状の金属を
使用することができるが、電子放出物質の保持面積を大
きく確保することができることから、スリーブ状である
ことが好ましい。また、電極基体２０の材質としては、
従来からこの種の電極基体の材質として用いられている
ものを用いることができるが、特に鉄、例えばステンレ
ス鋼等の鉄の合金、ニッケルまたはニッケルの合金であ
ることが、例えば二次電子放出の効率が高い点、スパッ
タリングが少ない点やガス放出が少ない点で好ましい。In the above, the electrode substrate 2 of the electrode 14
The shape of 0 is not particularly limited, and for example, a plate-shaped metal material formed by processing into an appropriate shape such as a sleeve shape or a strip shape with open ends, or a bar-shaped metal can be used. However, since it is possible to secure a large holding area for the electron-emitting substance, it is preferable to use a sleeve. Further, as a material of the electrode base 20,
Conventionally, materials used as a material for this type of electrode substrate can be used.In particular, iron, for example, an alloy of iron such as stainless steel, nickel or an alloy of nickel, for example, for secondary electron emission It is preferable in terms of high efficiency, low sputtering, and low gas release.
【００１４】電子放出物質層２１を形成するリチウムを
含有する電子放出物質としては、リチウム金属（Ｌ
ｉ）、リチウムと他の金属との合金、リチウムの酸化物
（Ｌｉ2Ｏ）、リチウムの酸化物と他の金属の酸化物と
の混合物、およびリチウムと他の金属を共に含有する酸
化物であって式Ｌｉ−Ｍ−Ｏで示される化合物（複酸化
物）、のうちの少なくとも１種を含有するものを用いる
ことが好ましい。The electron emitting material containing lithium forming the electron emitting material layer 21 is lithium metal (L
i) an alloy of lithium and another metal, an oxide of lithium (Li 2 O), a mixture of an oxide of lithium and an oxide of another metal, and an oxide containing both lithium and another metal. It is preferable to use a compound containing at least one of the compounds (double oxides) represented by the formula Li-MO.
【００１５】上記の複酸化物の式において、Ｍはアルカ
リ土類金属、希土類金属および遷移金属から選ばれた少
なくとも１種の金属元素である。ここにＭの具体例を挙
げると、アルカリ土類金属としてはＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ、希土類金属としてはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、遷移金属としてはＳｃ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃ
ｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕが
ある。これらのうち、特にＳｒ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｎｉ等
は、リチウムの蒸発およびスパッタリングを抑制する効
果を有すること、並びにランプ作製上の取扱いが容易で
ある点で好ましい。In the above formula of the double oxide, M is at least one metal element selected from alkaline earth metals, rare earth metals and transition metals. Here, specific examples of M include Be, Mg, Ca, and alkaline earth metals.
Sr, Ba, rare earth metals include Y, La, Ce, P
r, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, E
r, Tm, Yb, Lu, as transition metals Sc, Ti,
V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y,
Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, C
d, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, and Au. Among these, Sr, Ca, Zr, Ni and the like are particularly preferable in that they have the effect of suppressing the evaporation and sputtering of lithium and are easy to handle in lamp production.
【００１６】電子放出物質として、リチウムの酸化物と
他の金属の酸化物との混合物またはリチウムを含有する
複酸化物よりなるものを用いる場合には、酸化リチウム
の存在状態が安定であるためにガラスバルブ内における
蒸発が抑制され、その結果、所期の電子放出を容易化す
る作用が長時間にわたって発揮されることとなるので有
利である。When a mixture of a lithium oxide and an oxide of another metal or a compound oxide containing lithium is used as the electron-emitting substance, the existence state of the lithium oxide is stable. This is advantageous because evaporation in the glass bulb is suppressed, and as a result, the effect of facilitating the intended electron emission is exerted for a long time.
【００１７】上記電子放出物質層２１はリチウム元素の
含有割合が高いことが好ましく、例えば他の金属酸化物
との混合物または他の金属との複酸化物よりなる電子放
出物質の場合には、リチウムの含有割合が他の金属元素
との合計に対して例えば１０モル％以上であることが好
ましく、特に３０モル％以上であることが好ましい。こ
の割合が１０モル％未満の場合には、陰極降下電圧を低
下させる程度が小さくなる。The electron emitting material layer 21 preferably has a high content ratio of lithium element. For example, in the case of an electron emitting material composed of a mixture with another metal oxide or a complex oxide with another metal, lithium Is preferably, for example, 10 mol% or more, and particularly preferably 30 mol% or more, based on the total amount with other metal elements. When this ratio is less than 10 mol%, the degree of reducing the cathode drop voltage becomes small.
【００１８】リチウムを含有する電子放出物質を電極基
体の表面に保持させるための具体的な手段は特に限定さ
れるものではなく、種々の適宜の手段を利用することが
できる。例えば、電子放出物質の種類によっては、スパ
ッタリング蒸着法、真空蒸着法などを利用して電子放出
物質層２１を形成することができる。また、リチウムの
酸化物、リチウムの酸化物と他の金属の酸化物との混合
物またはリチウムと他の金属との複酸化物を電子放出物
質として用いる場合には、例えば当該物質の粉末を有機
溶剤よりなる適宜の液体分散媒に分散させて電子放出物
質のスラリーを調製し、これを電極基体の表面に塗布し
加熱処理する方法を好適に利用することができる。The specific means for holding the lithium-containing electron emitting material on the surface of the electrode substrate is not particularly limited, and various appropriate means can be used. For example, depending on the type of the electron emitting material, the electron emitting material layer 21 can be formed using a sputtering deposition method, a vacuum deposition method, or the like. When an oxide of lithium, a mixture of an oxide of lithium and an oxide of another metal, or a double oxide of lithium and another metal is used as the electron-emitting substance, for example, a powder of the substance is used as an organic solvent. A method of preparing a slurry of the electron-emitting substance by dispersing the slurry in an appropriate liquid dispersion medium, applying the slurry to the surface of the electrode substrate, and performing heat treatment can be suitably used.
【００１９】具体的には、例えば酸化リチウム、酸化ス
トロンチウム、酸化カルシウムおよび酸化ジルコニウム
を適宜の割合で混合して得られる組成物を適宜の有機溶
剤と混合してスラリーとし、これを電極基体の表面に適
宜の付着量で電極基体の表面に塗布したものを、水素ガ
ス雰囲気または真空中で例えば温度８００〜１２００℃
で加熱処理することにより、酸化リチウムを含有する電
子放出物質を電極基体の表面に設けることができる。Specifically, for example, a composition obtained by mixing lithium oxide, strontium oxide, calcium oxide, and zirconium oxide in an appropriate ratio is mixed with an appropriate organic solvent to form a slurry, and the slurry is formed on the surface of the electrode substrate. Is applied to the surface of the electrode substrate with an appropriate amount of coating at a temperature of, for example, 800 to 1200 ° C. in a hydrogen gas atmosphere or vacuum.
, The electron-emitting substance containing lithium oxide can be provided on the surface of the electrode substrate.
【００２０】更に、このような加熱処理を含む方法にお
いては、当該加熱処理によって酸化リチウムを生成する
適宜の化合物、例えばリチウムの炭酸塩や水酸化物等を
原料として用いることができる。この場合には、それら
の原料化合物が当該加熱処理によって分解され、あるい
は酸化されることによって、酸化リチウムが生成され
る。また、製作の条件によっては、酸化リチウムを最初
から用いることも可能である。Further, in the method including such a heat treatment, an appropriate compound that generates lithium oxide by the heat treatment, for example, lithium carbonate or hydroxide can be used as a raw material. In this case, those raw material compounds are decomposed or oxidized by the heat treatment to generate lithium oxide. Further, depending on manufacturing conditions, lithium oxide can be used from the beginning.
【００２１】上記の電極において、電極基体の表面にお
ける電子放出物質の保持量または付着量は、用いる電子
放出物質の種類等によっても異なるので一概に限定され
るものではないが、例えば電極基体の表面の単位面積当
たりの保持量は、０．１〜５ｍｇ／ｃｍ2 であり、電子
放出物質層２１の厚さは、例えば０．１〜１０μｍ程度
である。また、電極基体の表面における電子放出物質の
保持領域は、二次電子放出が生ずる可能性のある全領
域、すなわち電極基体の全表面とすることが好ましい
が、本発明がこれに限定されるものではない。In the above-mentioned electrode, the amount of the electron-emitting substance held or adhered on the surface of the electrode substrate varies depending on the kind of the electron-emitting substance to be used, and is not specifically limited. Is 0.1 to 5 mg / cm 2 , and the thickness of the electron emitting material layer 21 is, for example, about 0.1 to 10 μm. In addition, the holding region of the electron-emitting substance on the surface of the electrode substrate is preferably the entire region where secondary electron emission may occur, that is, the entire surface of the electrode substrate, but the present invention is not limited to this. is not.
【００２２】図３は、本発明の低圧放電ランプの他の例
における電極部分の構成を拡大して示す説明用断面図で
あって、この例の電極１４は、先端開放型有底状スリー
ブの形状に形成された多孔質電極基体３０中に、リチウ
ムを含有する電子放出物質が含浸されることによって保
持されて構成されている。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of an electrode portion in another example of the low-pressure discharge lamp of the present invention. In this example, the electrode 14 has an open-ended bottomed sleeve. The porous electrode substrate 30 formed in a shape is held by being impregnated with an electron-emitting substance containing lithium.
【００２３】ここに、多孔質電極基体３０を製造する方
法としては、適宜の材料金属の粉末をプレスして焼結す
る方法を好ましく利用することができる。この材料金属
の粉末としては、例えばＴｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、これら
の合金を粉末の１種またはそれ以上を組合せて用いるこ
とができる。当該材料金属の粉末の平均粒径は、通常、
１〜５μｍ程度であることが好ましい。また、材料金属
の粉末をプレスする圧力は１〜１．５ｔｏｎ／ｃｍ2 で
あり、焼結の温度は８００〜１２００℃とされる。Here, as a method of manufacturing the porous electrode substrate 30, a method of pressing and sintering powder of an appropriate metal material can be preferably used. As the powder of the material metal, for example, Ti, Cr, Mn, Fe, C
o, Ni, Cu, Zn, Nb, Mo, Ru, Rh, P
d, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt and alloys thereof may be used in combination with one or more powders. The average particle size of the powder of the material metal is usually
It is preferably about 1 to 5 μm. The pressure for pressing the material metal powder is 1 to 1.5 ton / cm 2 , and the sintering temperature is 800 to 1200 ° C.
【００２４】このような多孔質電極基体３０にリチウム
を含有する電子放出物質を保持させるためには、例えば
加熱などの後処理によって既述のようなリチウムまたは
リチウム含有化合物を生成する電子放出物質材料のスラ
リーを、多孔質電極基体３０に含浸させた上で所定の後
処理を施し、これによりリチウムを含有する電子放出物
質を生成させる方法を利用することができる。この含浸
処理は、例えば水素ガス、窒素ガス、酸素ガスなどの各
種のガス雰囲気で行うことができる。In order for such a porous electrode substrate 30 to hold an electron-emitting substance containing lithium, for example, an electron-emitting substance material that produces lithium or a lithium-containing compound as described above by post-treatment such as heating. The porous electrode substrate 30 is impregnated with the slurry described above and then subjected to a predetermined post-treatment, whereby a lithium-containing electron emitting material can be produced. This impregnation process can be performed in various gas atmospheres such as a hydrogen gas, a nitrogen gas, and an oxygen gas.
【００２５】図４は、このような方法によって得られる
電極１４の組織の状態を模式的に示す説明図であり、３
１は多孔質電極基体３０を構成する焼結金属粒子であっ
て、この焼結金属粒子３１は焼結によって互いに結合さ
れて粒子間に間隙が形成されており、この間隙内に電子
放出物質３２が保持されると共に、一部の電子放出物質
により、電子放出物質層２１が形成されている。このよ
うな電極１４においては、電子放出物質を保持する電極
基体が多孔質電極基体の間隙に多量の電子放出物質を保
持させることができ、その結果、当該電極１４を有する
低圧放電ランプでは、良好な低いランプ電圧状態を長時
間にわたって維持することができる。これは、電極の表
面における電子放出物質が消耗されると、内部に含浸保
持されている電子放出物質が有効に動作するようになる
からである。FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the state of the structure of the electrode 14 obtained by such a method.
Reference numeral 1 denotes a sintered metal particle constituting the porous electrode substrate 30. The sintered metal particles 31 are bonded to each other by sintering to form a gap between the particles, and an electron emitting material 32 is formed in the gap. Is held, and the electron emission material layer 21 is formed by a part of the electron emission material. In such an electrode 14, the electrode substrate holding the electron-emitting substance can hold a large amount of the electron-emitting substance in the gap between the porous electrode substrates. A very low lamp voltage state can be maintained for a long time. This is because when the electron-emitting substance on the surface of the electrode is consumed, the electron-emitting substance impregnated and held therein operates effectively.
【００２６】また、本発明においては、焼結されて既述
のようなリチウムまたはリチウム含有化合物を生成する
電子放出物質材料を、電極基体を構成する金属粒子と共
に焼結して得られる混合焼結体により電極１４を構成す
ることができる。ここに金属粒子としては、既述の多孔
質電極基体３０を形成するための材料金属の粉末と同様
のものを用いることができる。一方、焼結されてリチウ
ムまたはリチウム含有化合物を生成する電子放出物質材
料としては、例えばリチウムの炭酸塩、水酸化物、有機
酸塩、酸化リチウムなどの、焼結に際して不純物を生成
しないリチウム化合物を好ましく用いることができる。According to the present invention, there is also provided a mixed sintering material obtained by sintering an electron emitting material which is sintered to produce lithium or a lithium-containing compound as described above together with metal particles constituting an electrode substrate. The electrode 14 can be composed of a body. Here, as the metal particles, the same particles as those of the material metal powder for forming the porous electrode substrate 30 described above can be used. On the other hand, examples of the electron emitting material that sinters to generate lithium or a lithium-containing compound include lithium compounds that do not generate impurities during sintering, such as lithium carbonate, hydroxide, organic acid salts, and lithium oxide. It can be preferably used.
【００２７】図６は、このような方法によって得られる
電極１４の組織の状態を模式的に示す説明図であり、４
１は電極基体を構成する金属粒子、４２は電子放出物質
の粒子であって、これらの粒子は焼結によって互いに結
合されて電極１４が構成されている。このような電極１
４は、電子放出物質と、電極基体を構成する金属粒子４
１とを適宜の割合で混合し、必要に応じて造粒して得ら
れる材料を焼結することによって製造することができる
ので、最終的に得られる電極１４に保持される電子放出
物質の割合を相当の範囲において調整することが可能で
ある。その結果、当該電極１４中に多量の電子放出物質
を保持させることができるため、このような電極１４を
有する低圧放電ランプでは、良好な低いランプ電圧状態
を長時間にわたって維持することができる。これは、電
極の表面における電子放出物質が消耗されると、内部に
保持されている電子放出物質が有効に動作するようにな
るからである。FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the state of the structure of the electrode 14 obtained by such a method.
Reference numeral 1 denotes metal particles constituting an electrode substrate, and reference numeral 42 denotes particles of an electron-emitting substance. These particles are combined with each other by sintering to form the electrode 14. Such an electrode 1
Reference numeral 4 denotes an electron-emitting substance and metal particles 4 constituting an electrode substrate.
1 in an appropriate ratio, and if necessary, sintering a material obtained by granulation. Therefore, the ratio of the electron emission material retained on the electrode 14 finally obtained. Can be adjusted in a considerable range. As a result, a large amount of electron-emitting substance can be held in the electrode 14, and thus a low-pressure discharge lamp having such an electrode 14 can maintain a favorable low lamp voltage state for a long time. This is because when the electron-emitting material on the surface of the electrode is consumed, the electron-emitting material held inside operates effectively.
【００２８】更に、本発明においては、電極基体を構成
する金属との合金の形態でリチウムを保持させることに
より、電極１４を構成することもできる。Further, in the present invention, the electrode 14 can be formed by holding lithium in the form of an alloy with the metal constituting the electrode base.
【００２９】以上において、電極１４の形状は特に限定
されるものではなく、例えば先端開放型もしくは両端開
放型のスリーブ状、短冊状あるいは棒状などとすること
ができるが、電子放出物質が有効に露出して存在する部
分の面積を大きく確保することができることから、スリ
ーブ状であることが好ましい。In the above, the shape of the electrode 14 is not particularly limited, and may be, for example, a sleeve shape, a strip shape or a rod shape having an open end or an open end, but the electron emitting material is effectively exposed. Since a large area can be ensured for the existing portion, the sleeve is preferably used.
【００３０】本発明の低圧放電ランプにおいて、電極１
４はそれ自体が主として熱電子を放出するものではな
く、また電極１４には、熱電子を放出するようなフィラ
メントは設けられない。すなわち、本発明の低圧放電ラ
ンプにおいて、電極１４は対向電極からの電子等の衝突
を受けて二次電子を放出するものであり、この二次電子
放出現象が放電の主たる原因となって当該放電が維持さ
れ、これによって当該低圧放電ランプの点灯状態が持続
されるのであり、従って本発明の低圧放電ランプは、い
わゆる冷陰極型の低圧放電ランプである。In the low-pressure discharge lamp of the present invention, the electrode 1
Reference numeral 4 does not emit thermoelectrons itself, and the electrode 14 is not provided with a filament which emits thermoelectrons. That is, in the low-pressure discharge lamp of the present invention, the electrode 14 emits secondary electrons in response to collision of electrons or the like from the counter electrode, and the secondary electron emission phenomenon is a main cause of the discharge, and Is maintained, whereby the lighting state of the low-pressure discharge lamp is maintained. Therefore, the low-pressure discharge lamp of the present invention is a so-called cold cathode type low-pressure discharge lamp.
【００３１】本発明において、低圧放電ランプのガラス
バルブ１１を構成する材料としては例えば鉛ガラス、コ
バールガラスまたは硼珪酸ガラスを用いることが好まし
く、これにより、ガラスバルブの内径が例えば５ｍｍ以
下であっても、十分に高い強度を得ることができる。In the present invention, it is preferable to use, for example, lead glass, Kovar glass or borosilicate glass as a material for forming the glass bulb 11 of the low-pressure discharge lamp, so that the inner diameter of the glass bulb is, for example, 5 mm or less. However, a sufficiently high strength can be obtained.
【００３２】また、リード線１３を構成する材料として
は、ニッケル合金よりなる芯線に銅が被覆されてなるジ
ュメット線、コバール、タングステンなどを用いること
ができる。ガラスバルブ１１を鉛ガラスにより構成する
場合には、ジュメット線を用いることが好ましく、ま
た、ガラスバルブ１１をコバールガラスにより構成する
場合には、コバールを用いることが好ましい。ジュメッ
ト線の熱膨張係数は、鉛ガラスの熱膨張係数に極めて近
似しており、一方、コバールの熱膨張係数は、コバール
ガラスの熱膨張係数に極めて近似しているため、ガラス
バルブ１１とリード線１３とを気密性の高い状態で直接
封着することができるので、特殊な封止構造を採用する
必要がなく、ガラスバルブ１１の内径が例えば５ｍｍ以
下であっても、有利に封止部１２を形成することができ
る。As a material for forming the lead wire 13, a dumet wire in which a core wire made of a nickel alloy is coated with copper, kovar, tungsten, or the like can be used. When the glass bulb 11 is made of lead glass, it is preferable to use a dumet wire, and when the glass bulb 11 is made of Kovar glass, it is preferable to use Kovar. The thermal expansion coefficient of the dumet wire is very close to that of lead glass, while the thermal expansion coefficient of Kovar is very close to that of Kovar glass. 13 can be directly sealed in a highly airtight state, so that it is not necessary to employ a special sealing structure, and even if the inner diameter of the glass bulb 11 is, for example, 5 mm or less, the sealing portion 12 is advantageously used. Can be formed.
【００３３】上記のような低圧放電ランプにおいては、
ガラスバルブ１１内に希ガスまたは希ガスと水銀とが封
入されるが、その封入圧力は合計０．５〜３０ｋＰａと
される。ここに、希ガスとしては、ネオン、アルゴン、
クリプトンおよびキセノンから選ばれた少なくとも１種
が用いられるが、ネオンとアルゴンとを主成分とするこ
とが好ましく、特に全希ガスにおけるネオンの割合が５
０〜９５モル％であることが好ましい。このような条件
を満足することにより、始動電圧が低くて、輝度の高い
小型蛍光管が得られる。そして、低圧放電ランプにおい
て、封入された希ガスまたは希ガスと水銀の封入圧力が
合計０．５ｋＰａ未満の場合には、電子放出物質のスパ
ッタリングによる消耗が激しくて早期にその効果が失わ
れてしまい、一方当該封入圧力が３０ｋＰａを超える場
合には、ランプの始動電圧が上昇し、発光効率が低下す
るので、いずれの場合も好ましくない。In the low-pressure discharge lamp as described above,
A rare gas or a rare gas and mercury are sealed in the glass bulb 11, and the sealing pressure is 0.5 to 30 kPa in total. Here, as the rare gas, neon, argon,
At least one selected from krypton and xenon is used, and it is preferable that the main component be neon and argon.
Preferably it is 0 to 95 mol%. By satisfying such conditions, a small fluorescent tube having a low starting voltage and a high luminance can be obtained. In a low-pressure discharge lamp, when the sealed pressure of the sealed rare gas or the rare gas and mercury is less than 0.5 kPa, the electron-emitting material is greatly consumed by sputtering and its effect is lost at an early stage. On the other hand, if the sealing pressure exceeds 30 kPa, the starting voltage of the lamp increases, and the luminous efficiency decreases.
【００３４】本発明の低圧放電ランプのガラスバルブ１
１内には、希ガスの他に、水銀を封入することが好まし
い場合がある。この場合に、水銀の封入量は、例えばガ
ラスバルブ１本当たり１〜１０ｍｇであるが、ガラスバ
ルブの内容積によってはこの限りではない。また、本発
明の低圧放電ランプは蛍光ランプとして実施することが
でき、この場合には、ガラスバルブ１１の内周面に蛍光
体層が形成される。この蛍光体層としては従来知られて
いるものをそのまま利用することができる。Glass bulb 1 of low-pressure discharge lamp of the present invention
In some cases, it may be preferable that mercury be enclosed in addition to the rare gas. In this case, the enclosed amount of mercury is, for example, 1 to 10 mg per glass bulb, but is not limited depending on the internal volume of the glass bulb. Further, the low-pressure discharge lamp of the present invention can be implemented as a fluorescent lamp. In this case, a phosphor layer is formed on the inner peripheral surface of the glass bulb 11. A conventionally known phosphor layer can be used as it is.
【００３５】本発明の低圧放電ランプによれば、後述す
る実施例の説明からも明らかなように、その電極にリチ
ウムを含有する電子放出物質が保持されているため、当
該リチウムを含有する電子放出物質によって二次電子放
出現象が容易に生起されるようになり、その結果、電極
が加熱フィラメントを有しない冷陰極型であって動作温
度が例えば７００Ｋ程度の低い温度で所期の発光を得る
ことができると共に、このように電極が過熱状態となら
ないために当該リチウムを含有する電子放出物質が飛散
する程度が低くなり、従って当該電子放出物質の所期の
作用が長時間にわたって維持され、その結果、長時間に
わたって高い発光効率を得ることができる。According to the low-pressure discharge lamp of the present invention, as will be apparent from the description of the embodiments below, since the electrode contains the electron-emitting substance containing lithium, the electron-emitting substance containing lithium is emitted. The secondary electron emission phenomenon is easily caused by the substance, and as a result, the desired emission can be obtained at a low operating temperature of, for example, about 700 K with a cold cathode type electrode having no heating filament. In addition, since the electrode does not become overheated, the degree of scattering of the lithium-containing electron-emitting substance is reduced, and the intended action of the electron-emitting substance is maintained for a long time. Thus, high luminous efficiency can be obtained for a long time.
【００３６】[0036]
材質：鉛ガラス 寸法：全長７０ｍｍ，外径２．６ｍｍ，内径２．０ｍｍ 〔リード線（１３）〕 材質：ジュメット線，外径０．３５ｍｍ 〔電極（１４）〕 電極基体（２０）：形状；先端開放型有底スリーブ状，
材質；ステンレス鋼，寸法；全長４ｍｍ，外径１．６ｍ
ｍ，内径１．２ｍｍ 電子放出物質：酸化リチウム 〔蛍光体層（１７）〕 材質：三波長蛍光体，厚み：１５μｍ 〔封入物〕 封入ガス：ネオンおよびアルゴンの混合ガス（組成比：
ネオン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％），封入
圧：１．０６ｋＰａ（８０Ｔｏｒｒ） 水銀：封入量２ｍｇMaterial: Lead glass Dimensions: Overall length 70 mm, outer diameter 2.6 mm, inner diameter 2.0 mm [Lead wire (13)] Material: Dumet wire, outer diameter 0.35 mm [Electrode (14)] Electrode substrate (20): Shape; Open-ended bottomed sleeve,
Material: Stainless steel, Dimensions: Overall length 4mm, outer diameter 1.6m
m, inner diameter 1.2 mm Electron emitting material: lithium oxide [Phosphor layer (17)] Material: three-wavelength phosphor, thickness: 15 μm [filling material] Filling gas: a mixed gas of neon and argon (composition ratio:
Neon / argon = 90 mol% / 10 mol%), filling pressure: 1.06 kPa (80 Torr) Mercury: filling amount 2 mg
【００３７】以上において、電極の電子放出物質は、炭
酸リチウム（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）の粉末を有機溶剤の酢酸ブ
チルと混合し、その後適量のニトロセルロースを加える
ことによって粘度を調整してスラリー状とし、この電子
放出物質材料のスラリーを電極基体の外周面および内周
面を含む全表面に塗布し、これを水素ガス雰囲気中にお
いて約９００℃の温度で加熱処理して炭酸リチウムを加
熱分解して酸化リチウムを生成させる手段により、電子
放出物質を電極基体の表面に保持させたものであり、保
持量は約０．８ｍｇ／ｃｍ2 である。In the above, the electron-emitting material of the electrode is prepared by mixing lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) powder with butyl acetate as an organic solvent and then adding an appropriate amount of nitrocellulose to adjust the viscosity to form a slurry. The slurry of the electron emitting material is applied to the entire surface of the electrode substrate including the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, and is heated at about 900 ° C. in a hydrogen gas atmosphere to thermally decompose lithium carbonate. The electron-emitting substance is held on the surface of the electrode substrate by means of generating lithium oxide, and the holding amount is about 0.8 mg / cm 2 .
【００３８】〔ランプ電圧特性の測定〕上記の低圧放電
ランプを、ランプ電流が５ｍＡとなる条件で定電流点灯
回路によって連続点灯させ、ランプ電圧の経時変化を調
べたところ、図５の曲線Ａ（破線）に示すとおりであっ
た。すなわち、この低圧放電ランプの連続点灯初期にお
けるランプ電圧は約１５５Ｖ（実効値）であり、連続点
灯時間が５０００時間を超えるまで略同様の電圧特性が
維持された。なお、電極の動作温度は約５００Ｋであっ
た。[Measurement of Lamp Voltage Characteristics] The above low-pressure discharge lamp was continuously lit by a constant current lighting circuit under the condition that the lamp current was 5 mA, and the change with time of the lamp voltage was examined. (Broken line). That is, the lamp voltage at the initial stage of continuous lighting of the low-pressure discharge lamp was about 155 V (effective value), and substantially the same voltage characteristics were maintained until the continuous lighting time exceeded 5000 hours. The operating temperature of the electrode was about 500K.
【００３９】〈対照例１〉一方、電子放出物質を設けて
いない電極を用いたこと以外は上記実施例１と全く同様
にして対照用の低圧放電ランプを作製し、同様の連続点
灯テストを行ってランプ電圧特性を調べた。結果は図５
に曲線Ｒ（実線）で示すとおりであり、連続点灯初期に
おけるランプ電圧は約２３０Ｖ（実効値）であった。Comparative Example 1 On the other hand, a control low-pressure discharge lamp was prepared in the same manner as in Example 1 except that an electrode having no electron emitting material was used, and a similar continuous lighting test was performed. Lamp voltage characteristics. The results are shown in FIG.
As shown by a curve R (solid line), the lamp voltage at the initial stage of continuous lighting was about 230 V (effective value).
【００４０】〈比較例１〉また、炭酸リチウムの代わり
に炭酸バリウムを用いたこと以外は上記実施例１と全く
同様にして比較用低圧放電ランプを作製し、同様の連続
点灯テストを行ってランプ電圧特性を調べた。結果は図
５に曲線Ｂ（鎖線）で示すとおりであり、連続点灯初期
におけるランプ電圧は約１７５Ｖ（実効値）であり、連
続点灯時間が８０時間を超えるとランプ電圧が大きく上
昇し、１００時間を経過する時点では対照例１に係る低
圧放電ランプと同様の特性となった。Comparative Example 1 A comparative low-pressure discharge lamp was prepared in exactly the same manner as in Example 1 except that barium carbonate was used instead of lithium carbonate, and a similar continuous lighting test was performed. The voltage characteristics were examined. The results are as shown by the curve B (chain line) in FIG. 5, and the lamp voltage at the initial stage of continuous lighting is about 175 V (effective value). At the time when lapsed, the characteristics were the same as those of the low-pressure discharge lamp according to Comparative Example 1.
【００４１】〈実施例２〉図１の構成に従い、下記の条
件により低圧放電ランプ（１０）を作製した。 〔ガラスバルブ（１１）〕 材質：鉛ガラス 寸法：全長７０ｍｍ，外径２．６ｍｍ，内径２．０ｍｍ 〔リード線（１３）〕 材質：ジュメット線，外径０．３５ｍｍ 〔電極（１４）〕 電極基体（２０）：形状；先端開放型有底スリーブ状，
材質；ステンレス鋼，寸法；全長４ｍｍ，外径１．６ｍ
ｍ，内径１．２ｍｍ 電子放出物質：酸化リチウム、酸化ストロンチウム、酸
化カルシウムおよび酸化ジルコニウムの混合物 〔蛍光体層（１７）〕 材質：三波長蛍光体，厚み：１５μｍ 〔封入物〕 封入ガス：ネオンおよびアルゴンの混合ガス（組成比：
ネオン／アルゴン＝９０モル％／１０モル％），封入
圧：１．０６ｋＰａ（８０Ｔｏｒｒ） 水銀：封入量２ｍｇExample 2 A low-pressure discharge lamp (10) was manufactured according to the configuration shown in FIG. 1 under the following conditions. [Glass bulb (11)] Material: Lead glass Dimensions: Overall length 70 mm, outer diameter 2.6 mm, inner diameter 2.0 mm [Lead wire (13)] Material: Dumet wire, outer diameter 0.35 mm [Electrode (14)] Electrode Substrate (20): shape; open-ended bottomed sleeve shape,
Material: Stainless steel, Dimensions: Overall length 4mm, outer diameter 1.6m
m, inner diameter 1.2 mm Electron emitting material: mixture of lithium oxide, strontium oxide, calcium oxide and zirconium oxide [phosphor layer (17)] Material: three-wavelength phosphor, thickness: 15 μm [filling material] Filling gas: neon and Argon mixture gas (composition ratio:
Neon / argon = 90 mol% / 10 mol%), filling pressure: 1.06 kPa (80 Torr) Mercury: filling amount 2 mg
【００４２】以上において、電極の電子放出物質は、３
０〜５０重量％の範囲内の酸化リチウム（Ｌｉ2 Ｏ）、
３０重量％以下の酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、３０
重量％以下の酸化カルシウム（ＣａＯ）および５重量％
以下の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）の粉末混合物を有
機溶剤の酢酸ブチルと混合し、その後適量のニトロセル
ロースを加えることによって粘度を調整してスラリー状
とし、この電子放出物質材料のスラリーを電極基体の外
周面および内周面を含む全表面に塗布し、これを水素ガ
ス雰囲気中において約１０００℃の温度で加熱処理して
各金属酸化物の混合体を生成させる手段により、電子放
出物質を電極基体の表面に保持させたものであり、保持
量は約１ｍｇ／ｃｍ2 である。In the above, the electron emission material of the electrode is 3
Lithium oxide in the range of 0 to 50 wt% (Li 2 O),
30% by weight or less of strontium oxide (SrO);
Up to 5% by weight of calcium oxide (CaO) and 5% by weight
The following powder mixture of zirconium oxide (ZrO 2 ) is mixed with butyl acetate as an organic solvent, and then the viscosity is adjusted by adding an appropriate amount of nitrocellulose to form a slurry. The electron-emitting material is applied to the entire surface of the electrode substrate including the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, and heated in a hydrogen gas atmosphere at a temperature of about 1000 ° C. to form a mixture of metal oxides. And the holding amount is about 1 mg / cm 2 .
【００４３】〔ランプ電圧特性の測定〕上記の低圧放電
ランプについて、実施例１におけると同様にしてランプ
電圧の経時変化を調べたところ、連続点灯初期における
ランプ電圧は約１５０Ｖ（実効値）であり、連続点灯時
間が７０００時間を超えるまで殆ど同様の電圧特性が維
持された。なお、電極の動作温度は約５００Ｋであっ
た。[Measurement of Lamp Voltage Characteristics] With respect to the above-mentioned low-pressure discharge lamp, when the change with time of the lamp voltage was examined in the same manner as in Example 1, the lamp voltage in the initial stage of continuous lighting was about 150 V (effective value). Almost the same voltage characteristics were maintained until the continuous lighting time exceeded 7000 hours. The operating temperature of the electrode was about 500K.
【００４４】〈実施例３〉下記のようにして得られた電
極を用いたこと以外は上記実施例１と全く同様にして低
圧放電ランプを作製した。 〔電極の製造〕平均粒径が３μｍのニッケル粉末をプレ
ス成形した後、温度９００℃で焼結することにより、先
端開放型有底スリーブ状の多孔質電極基体（３０）を得
た。一方、平均粒径が１μｍの炭酸リチウム（Ｌｉ2 Ｃ
Ｏ3 ）の粉末を有機溶剤酢酸ブチルと混合し、適量のニ
トロセルロースを添加することによって粘度を調整し
て、電子放出物質形成材料のスラリーを調製した。この
スラリーを、上記多孔質電極基体の表面に塗布した後、
水素ガス雰囲気中において約１０００℃の温度で加熱処
理し、これにより炭酸リチウムを加熱分解して酸化リチ
ウムを生成させると共に溶融させて当該多孔質電極基体
中に含浸させ、これにより、表面および多孔質の内部に
電子放出物質を保持させてなる電極を製造した。この電
極の単位表面積当たりの電子放出物質の保持量は約３ｍ
ｇ／ｃｍ2 であった。<Example 3> A low-pressure discharge lamp was manufactured in exactly the same manner as in Example 1 except that the electrodes obtained as described below were used. [Production of Electrode] A nickel powder having an average particle diameter of 3 μm was press-molded, and then sintered at 900 ° C. to obtain a porous electrode substrate (30) in the form of a sleeve having an open end and a bottom. On the other hand, lithium carbonate (Li 2 C) having an average particle size of 1 μm
The powder of O 3 ) was mixed with an organic solvent butyl acetate, and the viscosity was adjusted by adding an appropriate amount of nitrocellulose to prepare a slurry of the electron emission material forming material. After applying this slurry to the surface of the porous electrode substrate,
In a hydrogen gas atmosphere, heat treatment is performed at a temperature of about 1000 ° C., whereby lithium carbonate is thermally decomposed to generate lithium oxide and is melted and impregnated into the porous electrode substrate. An electrode having an electron-emitting substance held therein was manufactured. The holding amount of the electron-emitting substance per unit surface area of this electrode is about 3 m.
g / cm 2 .
【００４５】この低圧放電ランプについて、実施例１と
同様にして、連続点灯によるランプ電圧特性を調べたと
ころ、連続点灯初期におけるランプ電圧は約１５０Ｖ
（実効値）であり、連続点灯時間が９０００時間を超え
るまで殆ど同様の電圧特性が維持された。このように、
多孔質電極基体に電子放出物質が含浸されて保持された
電極を有する本発明の低圧放電ランプは、単位面積当た
りの電子放出物質の保持量を多くすることができるた
め、良好な特性状態がきわめて長い期間にわたって維持
される。When the lamp voltage characteristics of this low-pressure discharge lamp in continuous lighting were examined in the same manner as in Example 1, the lamp voltage in the initial stage of continuous lighting was about 150 V
(Effective value), and almost the same voltage characteristics were maintained until the continuous lighting time exceeded 9000 hours. in this way,
The low-pressure discharge lamp of the present invention, which has an electrode in which a porous electrode substrate is impregnated with an electron-emitting substance, can maintain a large amount of the electron-emitting substance per unit area. Maintained for a long period.
【００４６】〈実施例４〉下記のようにして得られた電
極を用いたこと以外は上記実施例１と全く同様にして低
圧放電ランプを作製した。 〔電極の製造〕電極を構成する金属粒子材として平均粒
径が３μｍのニッケル粉末と、電子放出物質として平均
粒径が１μｍの炭酸リチウム（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）の粉末
を、両者のモル比が５：１となる割合で混合し、これに
バインダーとしてステアリン酸を０．５重量％加え、加
熱しながら混合して平均粒径が約５μｍの造粒粉末を調
製した。この造粒粉末を、１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で外
径１．４ｍｍ、内径１．０ｍｍ、長さ５．０ｍｍの先端
開放型有底スリーブ状にプレス成形し、これを水素ガス
雰囲気中で８００℃に加熱してステアリン酸を焼失さ
せ、その後１０００℃まで昇温して２０分間保持して焼
結し、その後冷却して電極を製造した。Example 4 A low-pressure discharge lamp was manufactured in exactly the same manner as in Example 1 except that the electrode obtained as described below was used. [Production of Electrode] A nickel powder having an average particle diameter of 3 μm as a metal particle material constituting an electrode, and a powder of lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) having an average particle diameter of 1 μm as an electron-emitting substance were mixed at a molar ratio of both. The mixture was mixed at a ratio of 5: 1, and 0.5% by weight of stearic acid as a binder was added thereto and mixed while heating to prepare a granulated powder having an average particle diameter of about 5 μm. This granulated powder was press-formed at a pressure of 1 ton / cm 2 into an open-ended bottomed sleeve having an outer diameter of 1.4 mm, an inner diameter of 1.0 mm, and a length of 5.0 mm. The resulting mixture was heated to 1000C to burn off stearic acid, then heated to 1000C, held for 20 minutes, sintered, and then cooled to produce an electrode.
【００４７】この低圧放電ランプについて、実施例１と
同様にして、連続点灯によるランプ電圧特性を調べたと
ころ、連続点灯初期におけるランプ電圧は約１５０Ｖ
（実効値）であり、連続点灯時間が９０００時間を超え
るまで殆ど同様の電圧特性が維持された。このように、
電極基体を構成する金属粒子と電子放出物質が共に焼結
されて電子放出物質が保持された電極を用いる場合に
も、良好な特性状態がきわめて長い期間にわたって維持
される低圧放電ランプを提供することができる。When the lamp voltage characteristics of this low-pressure discharge lamp in continuous lighting were examined in the same manner as in Example 1, the lamp voltage in the initial stage of continuous lighting was about 150 V
(Effective value), and almost the same voltage characteristics were maintained until the continuous lighting time exceeded 9000 hours. in this way,
Provided is a low-pressure discharge lamp in which a good characteristic state is maintained for an extremely long period even when an electrode in which metal particles and an electron emitting material constituting an electrode substrate are sintered together and an electron emitting material is used is used. Can be.
【００４８】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、リチウムを含有する電子放出物質が保持された電極
を備える本発明の低圧放電ランプでは、連続点灯の初期
におけるランプ電圧が低く、しかもそのような低いラン
プ電圧特性がきわめて長い時間にわたって維持され、長
時間にわたって高い発光効率が得られる。As is clear from the above description of the embodiment, in the low-pressure discharge lamp of the present invention provided with the electrode holding the electron-emitting substance containing lithium, the lamp voltage at the initial stage of the continuous lighting is low and the lamp voltage is low. Such a low lamp voltage characteristic is maintained for an extremely long time, and high luminous efficiency is obtained for a long time.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の低圧放電
ランプによれば、連続点灯においても長時間にわたって
ランプ電圧が低い特性が維持され、長時間にわたって高
い発光効率を得ることができる。As described above, according to the low-pressure discharge lamp of the present invention, the characteristic that the lamp voltage is low is maintained for a long time even in continuous lighting, and high luminous efficiency can be obtained for a long time.
【図１】本発明の低圧放電ランプの一例における構成を
示す説明用断面図である。FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a configuration of an example of a low-pressure discharge lamp of the present invention.
【図２】本発明の低圧放電ランプの一例における電極部
分の構成を拡大して示す説明用断面図である。FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing an enlarged configuration of an electrode portion in an example of the low-pressure discharge lamp of the present invention.
【図３】本発明の低圧放電ランプの他の例における電極
部分の構成を拡大して示す説明用断面図である。FIG. 3 is an explanatory sectional view showing an enlarged configuration of an electrode portion in another example of the low-pressure discharge lamp of the present invention.
【図４】図３における電極構成物質の組織の状態を模式
的に示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the state of the structure of the electrode constituent material in FIG. 3;
【図５】実施例１の低圧放電ランプのランプ電圧の経時
変化を、対照例および比較例の低圧放電ランプのランプ
電圧特性と共に示す特性曲線図である。FIG. 5 is a characteristic curve diagram showing the change over time of the lamp voltage of the low-pressure discharge lamp of Example 1 together with the lamp voltage characteristics of the low-pressure discharge lamps of the control example and the comparative example.
【図６】本発明の低圧放電ランプの他の例における電極
部分の構成を拡大して示す説明用断面図である。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing an enlarged configuration of an electrode portion in another example of the low-pressure discharge lamp of the present invention.
１０ 低圧放電ランプ １１ ガラスバルブ １２ 封止部 １３ リード線 １４ 電極 １７ 蛍光体層 ２０ 電極基体 ２１ 電子放出物質層 ３０ 多孔質電極基体 ３１ 焼結金属粒子 ３２ 電子放出物質 ４１ 金属粒子 ４２ 電子放出物質の粒子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Low-pressure discharge lamp 11 Glass bulb 12 Sealing part 13 Lead wire 14 Electrode 17 Phosphor layer 20 Electrode base 21 Electron emission material layer 30 Porous electrode base 31 Sintered metal particle 32 Electron emission material 41 Metal particle 42 Electron emission material particle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊田 豊彦 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 (72)発明者 藤井 誠 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 (72)発明者 畠 亜希子 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Toyohiko Kumada 1194, Sado, Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo (72) Inventor Makoto Fujii 1194, Sado, Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo USHIO Inc. (72) Inventor Akiko Hata 1194 Sado Bessho-cho Himeji-shi Hyogo
Claims (6)
ブ内において互いに対向するように配置された一対の電
極とを有してなる低圧放電ランプにおいて、 前記電極は、リチウムを含有する電子放出物質が電極基
体に保持されてなることを特徴とする低圧放電ランプ。1. A low-pressure discharge lamp comprising a tube-shaped glass bulb and a pair of electrodes disposed in the glass bulb so as to face each other, wherein the electrode is an electron-emitting substance containing lithium. Characterized by being held on an electrode substrate.
質が電極基体の表面に保持されてなることを特徴とする
請求項１に記載の低圧放電ランプ。2. The low-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the electrode has an electron emission material containing lithium held on the surface of the electrode substrate.
質が、多孔質の電極基体に含浸されて保持されてなるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の低圧放電ラン
プ。3. The low-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the electrode is formed by impregnating and holding an electron-emitting substance containing lithium in a porous electrode substrate.
質が電極基体を構成する金属粒子と共に焼結されてなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の低圧放電ラ
ンプ。4. The low-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the electrode is formed by sintering an electron-emitting substance containing lithium together with metal particles constituting an electrode substrate.
ムと他の金属との合金、リチウムの酸化物、リチウムの
酸化物と他の金属酸化物との混合物、およびリチウムと
他の金属元素を含有する酸化物であって式Ｌｉ−Ｍ−Ｏ
（ここで、Ｍはアルカリ土類金属、希土類金属および遷
移金属から選ばれた少なくとも１種の元素である。）で
示される化合物、のうちの少なくとも１種を含有するこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の低圧放
電ランプ。5. The electron emission material contains lithium metal, an alloy of lithium and another metal, an oxide of lithium, a mixture of an oxide of lithium and another metal oxide, and lithium and another metal element. Oxides of the formula Li-MO
Wherein M is at least one element selected from the group consisting of alkaline earth metals, rare earth metals and transition metals. A low-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 4.
水銀とが封入され、その封入圧力が合計０．５〜３０ｋ
Ｐａであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の低圧放電ランプ。6. A rare gas or a rare gas and mercury are sealed in a glass bulb, and the sealing pressure is 0.5 to 30 k in total.
The low-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 5, wherein the pressure is Pa.
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|---|---|---|---|
| JP29888097A JP2922485B2 (en) | 1996-12-20 | 1997-10-30 | Low pressure discharge lamp |
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| JP34093696 | 1996-12-20 | ||
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| JPH10233188A true JPH10233188A (en) | 1998-09-02 |
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| JP (1) | JP2922485B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-10-30 JP JP29888097A patent/JP2922485B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2922485B2 (en) | 1999-07-26 |
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