JP2922485B2 - 低圧放電ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は交流点灯される低圧
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交流点灯される低圧放電ランプに関
する。

【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、交流点灯される低圧放電ランプの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
しても交流点灯される低圧放電ランプが使用されてい
る。

【０００３】交流点灯される低圧放電ランプは、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。

【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。

【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。

【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。

【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
ことのできる交流点灯される低圧放電ランプを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の交流点灯される
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
る酸化物からなる電子放出物質が電極基体に保持されて
なり、前記酸化物中の全金属元素に対するリチウムの含
有率が３０モル％以上であることを特徴とする。

【０００９】本発明において、電子放出物質として使用
する酸化物は、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。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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、例えば鉄、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がある。

【００１３】電子放出物質層２１を形成するリチウムを
含有する酸化物からなる電子放出物質としては、リチウ
ムの酸化物（Ｌｉ₂ Ｏ）、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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】リチウムを含有する酸化物からなる上記電
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、リチウムの含有割合は他の金属元素との合
計に対して３０モル％以上とされる。この割合が過小の
場合には、陰極降下電圧を低下させる程度が小さくな
る。

【００１７】リチウムを含有する酸化物からなる電子放
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、酸化物からなる電子放
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、当該電子放出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材
料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。

【００１８】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酸
化物からな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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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
ムを含有する酸化物からな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。

【００２２】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。

【００２３】このような多孔質電極基体３０にリチウム
を含有する酸化物からな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
リチウム含有酸化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含有酸化物からなる電
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。

【００２４】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。

【００２５】また、本発明においては、焼結されて既述
のようなリチウム含有酸化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３
０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含有酸化物
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。

【００２６】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はリチウム含有
酸化物からなる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１４は、電子放出物質と、電
極基体を構成する金属粒子４１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。

【００２７】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。

【００２８】本発明の交流点灯される低圧放電ランプに
おいて、電極１４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、従って本発明の交流点灯
される低圧放電ランプは、いわゆる冷陰極型の低圧放電
ランプである。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】本発明の交流点灯される低圧放電ランプに
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酸化物からなる電子放出
物質が保持されているため、当該リチウムを含有する酸
化物からな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酸化物からなる電子放出物質
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。

【００３４】

〔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１．６ｍｍ，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２ｍｇ

【００３５】以上において、電極のリチウムを含有する
酸化物からなる電子放出物質は、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。

【００３６】 〔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。

【００３７】 〈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２３
０Ｖ（実効値）であった。

【００３８】 〈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１
７５Ｖ（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。

【００３９】 〈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２ｍｇ

【００４０】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、リチウ
ムを含有する酸化物からなる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／ｃｍ
² である。

【００４１】 〔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５
００Ｋであった。

【００４２】 〈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 ＣＯ₃ ）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３ｍｇ／ｃｍ² であっ
た。

【００４３】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、
多孔質電極基体にリチウムを含有する酸化物からなる電
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。

【００４４】 〈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、電子放出物質材料として平均粒径が１μ
ｍ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１．４ｍ
ｍ、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１
０００℃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。

【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、
電極基体を構成する金属粒子とリチウムを含有する酸化
物からなる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。

【００４６】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酸化物からなる電子放出物質が
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。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の交流点灯
される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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (56)参考文献 特開 平５−3016（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−302712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 61/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、交流点灯され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酸化物からなる電子放
   出物質が電極基体に保持されてなり、前記酸化物中の全
   金属元素に対するリチウムの含有率が３０モル％以上で
   あることを特徴とする低圧放電ランプ。
2. 【請求項２】 電子放出物質は、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に記載の低圧放電ランプ。