(57)【要約】【課題】電極に使用される焼結体からの飛散物質がガラスバルブの内壁に付着することを抑制する。【解決手段】長手方向に延伸し、内部空間を有するガラスバルブと、該ガラスバルブの一端に設置された第１の電極と、前記ガラスバルブの他端に設置された第２の電極と、前記内部空間に封入されたネオンガスとを有するネオン放電管。前記第２の電極は、前記ガラスバルブの前記他端に封止された第２の金属棒と、該第２の金属棒の先端に設置された焼結体と、開放先端を有する金属筒とを有し、前記金属筒は、前記焼結体の周囲を完全に覆い、前記開放先端を介して、少なくとも前記焼結体の先端は、前記内部空間と気体連通され、前記長手方向に対して垂直な方向から見たとき、前記焼結体の前記先端は、前記金属筒の前記開放先端から突出しておらず、前記焼結体は、導電性マイエナイト化合物を含む。【選択図】図３
2013105530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延伸し、内部空間を有するガラスバルブと、該ガラスバルブの一端に設置された第１の電極と、前記ガラスバルブの他端に設置された第２の電極と、前記ガラスバルブの前記内部空間に封入されたネオンガスとを有するネオン放電管であって、
前記第１の電極は、前記ガラスバルブの前記一端に封止された第１の金属棒を有し、
前記第２の電極は、前記ガラスバルブの前記他端に封止された第２の金属棒と、該第２の金属棒の先端に設置された焼結体と、開放先端を有する金属筒とを有し、
前記金属筒は、前記焼結体の周囲を完全に覆い、前記開放先端を介して、少なくとも前記焼結体の先端は、前記内部空間と気体連通され、
前記長手方向に対して垂直な方向から見たとき、前記焼結体の前記先端は、前記金属筒の前記開放先端から突出しておらず、
前記焼結体は、導電性マイエナイト化合物を含むことを特徴とするネオン放電管。
【請求項２】
前記第１の電極は、前記第２の電極と同じ構成を有することを特徴とする請求項１に記載のネオン放電管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネオン放電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネオン放電管は、液晶表示、広告、および自動車用の表示光源等として、広く使用されている。
【０００３】
図１には、従来のネオン放電管の代表的な構成を示す（特許文献１）。図１に示すように、従来のネオン放電管１０は、内部空間３０を有する直管形状のガラスバルブ２０と、このガラスバルブ２０の内部空間３０に設置された第１の電極４０および第２の電極５０とを有する。ガラスバルブ２０の内部空間３０には、使用の条件に合わせて適量のネオンガスが封入されている。
【０００４】
第１の電極４０は、ニッケル線やジュメット線のような金属棒４５で構成される。一方、第２の電極５０は、第１の電極４０と同様の金属棒５５と、該金属棒５５の一端に取付けられた金属製の焼結体６０とで構成される。第１の電極４０は、金属棒４５の一端がガラスバルブ２０の一端を気密貫通しており、これにより、金属棒４５が外部に導出されている。同様に、第２の電極５０は、金属棒５５の一端がガラスバルブ２０の他端を気密貫通しており、これにより、金属棒５５が外部に導出されている。
【０００５】
従来のネオン放電管１０の作動の際には、第１の電極４０と第２の電極５０の間に、直流電圧または交流電圧が印加される。これにより、両電極４０、５０間にガス放電が生じ、ネオン放電管１０を点灯状態とすることができる。なお、直流電圧を印加する際には、第２の電極が陰極となるようにして、両電極に電圧が印加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１１００８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように構成される従来のネオン放電管１０において、第２の電極５０の焼結体６０は、通常、タングステン粉末の単体、またはタングステン粉末と例えばタンタル粉末やハフニウム粉末のような他の粉末との混合粉末をプレス成形した後、この成形体を５００℃以上の高温で焼結することにより製造される。その後、得られた焼結体を、金属棒５５の先端に、溶接等の方法で設置することにより、第２の電極５０が構成される。
【０００８】
ところで、ネオン放電管１０の使用時には、放電過程において、第２の電極５０の焼結体６０から、飛散物質が内部空間３０に飛散する。このため、ネオン放電管１０を長時間使用すると、飛散物質がガラスバルブ２０の内壁に徐々に付着、堆積するようになる。そして、このような現象が顕著となると、ガラスバルブ２０の光透過率が低下し、内部空間３０で発生した光量を十分に利用することができなくなるという問題が生じ得る。さらに、この問題がより深刻化すると、ガラスバルブ２０に微小クラックが生じ、ネオン放電管１０での放電点灯を行うことができなくなるおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、電極に使用される焼結体からの飛散物質がガラスバルブの内壁に付着することを有意に抑制することが可能なネオン放電管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、
長手方向に延伸し、内部空間を有するガラスバルブと、該ガラスバルブの一端に設置された第１の電極と、前記ガラスバルブの他端に設置された第２の電極と、前記ガラスバルブの前記内部空間に封入されたネオンガスとを有するネオン放電管であって、
前記第１の電極は、前記ガラスバルブの前記一端に封止された第１の金属棒を有し、
前記第２の電極は、前記ガラスバルブの前記他端に封止された第２の金属棒と、該第２の金属棒の先端に設置された焼結体と、開放先端を有する金属筒とを有し、
前記金属筒は、前記焼結体の周囲を完全に覆い、前記開放先端を介して、少なくとも前記焼結体の先端は、前記内部空間と気体連通され、
前記長手方向に対して垂直な方向から見たとき、前記焼結体の前記先端は、前記金属筒の前記開放先端から突出しておらず、
前記焼結体は、導電性マイエナイト化合物を含むことを特徴とするネオン放電管が提供される。
【００１１】
ここで、本発明によるネオン放電管において、前記第１の電極は、前記第２の電極と同じ構成を有しても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、電極に使用される焼結体からの飛散物質がガラスバルブの内壁に付着することを有意に抑制することが可能なネオン放電管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のネオン放電管の概略的な構成図である。
【図２】本発明によるネオン放電管の一構成例を概略的に示した断面図である。
【図３】本発明によるネオン放電管の第２の電極の先端部分を模式的に示した拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の構成を説明する。
【００１５】
図２には、本発明によるネオン放電管の一構成例を概略的に示した断面図を示す。
【００１６】
図２に示すように、本発明によるネオン放電管１００は、内部空間１３０を有する直管形状の光透過性のガラスバルブ１２０と、このガラスバルブ１２０の内部空間１３０に、互いに対向するように設置された第１の電極１４０および第２の電極１５０とを備える。ガラスバルブ１２０の内部空間１３０には、使用の条件に合わせて適量のネオンガスが封入されている。
【００１７】
図１に示した従来のネオン放電管１０と同様、第１の電極１４０は、ニッケル線またはジュメット線のような金属棒１４５で構成される。第１の電極１４０は、金属棒１４５の一端がガラスバルブ１２０の一端を気密貫通しており、これにより、金属棒１４５が外部、まで導出される。
【００１８】
しかしながら、第２の電極１５０は、図１に示した従来の電極５０とは異なる構成を有する。
【００１９】
図３には、本発明によるネオン放電管１００に使用される第２の電極１５０の先端部分を拡大した模式図を示す。
【００２０】
図３に示すように、第２の電極１５０は、第１の電極１４０と同様の金属棒１５５と、該金属棒１５５の一端に設置された焼結体１６０とを有する。第２の電極１５０は、金属棒１５５の一端がガラスバルブ１２０の他端を気密貫通しており、これにより、金属棒１５５が外部まで導出される（図２参照）。
【００２１】
さらに、第２の電極１５０は、開放先端１９０を有する金属筒１８０を有する。この金属筒１８０は、焼結体１６０の周囲全体を完全に覆うが、開放先端１９０のため、焼結体１６０の先端（金属棒１５５が設置された側とは反対側の先端）側は、開放されている。すなわち、焼結体１６０の先端は、金属筒１８０の開放先端１９０を介して、内部空間１３０と気体連通される。ただし、ネオン放電管１００の長手方向に対して垂直な方向から見たとき、焼結体１６０の先端は、金属筒１８０の開放先端１９０から突出してはいない。
【００２２】
金属筒１８０は、例えばタングステン金属のような高融点材料で構成される。また、焼結体１６０は、導電性マイエナイト化合物で構成される。
【００２３】
ここで、「マイエナイト化合物」とは、ケージ（籠）構造を有する１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３（以下「Ｃ１２Ａ７」ともいう）およびＣ１２Ａ７と同等の結晶構造を有する化合物（同型化合物）の総称である。
【００２４】
また、本願において、「導電性マイエナイト化合物」とは、ケージ中に含まれる「フリー酸素イオン」の一部もしくは全てが電子で置換された、電子密度が１．０×１０１８ｃｍ−３以上のマイエナイト化合物を表す。全てのフリー酸素イオンが電子で置換されたときの電子密度は、２．３×１０２１ｃｍ−３である。
【００２５】
なお、一般に、導電性マイエナイト化合物の電子密度は、マイエナイト化合物の電子密度により、２つの方法で測定される。電子密度は、１．０×１０１８〜３．０×１０２０ｃｍ−３未満の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルの２．８ｅＶ（波長４４３ｎｍ）の吸光度（クベルカムンク変換値）から算出される。この方法は、電子密度とクベルカムンク変換値が比例関係になることを利用している。以下、検量線の作成方法について説明する。
【００２６】
電子密度の異なる試料を４点作成しておき、それぞれの試料の電子密度を、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）のシグナル強度から求めておく。ＥＳＲで測定できる電子密度は、１．０×１０１４〜１．０×１０１９ｃｍ−３程度である。クベルカムンク値とＥＳＲで求めた電子密度をそれぞれ対数でプロットすると比例関係となり、これを検量線とした。すなわち、この方法では、電子密度が１．０×１０１９〜３．０×１０２０ｃｍ−３では検量線を外挿した値である。
【００２７】
電子密度は、３．０×１０２０〜２．３×１０２１ｃｍ−３の場合、導電性マイエナイト化合物粉末の拡散反射を測定し、クベルカムンク変換させた吸収スペクトルのピークの波長（エネルギー）から換算される。関係式は下記の式を用いた：
ｎ＝（−（Ｅｓｐ−２．８３）／０．１９９）０．７８２
ここで、ｎは電子密度（ｃｍ−３）、Ｅｓｐはクベルカムンク変換した吸収スペクトルのピークのエネルギー（ｅＶ）を示す。
【００２８】
また、本発明において、導電性マイエナイト化合物は、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）からなるＣ１２Ａ７結晶構造を有している限り、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）および酸素（Ｏ）の中から選ばれた少なくとも１種の原子の一部が、他の原子や原子団に置換されていても良い。例えば、カルシウム（Ｃａ）の一部は、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）および銅（Ｃｕ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されていても良い。また、アルミニウム（Ａｌ）の一部は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）、ヨーロピウム（Ｅｕ）、イットリビウム（Ｙｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびテリビウム（Ｔｂ）からなる群から選択される１以上の原子で置換されても良い。また、ケージの骨格の酸素は、窒素（Ｎ）などで置換されていても良い。
【００２９】
導電性マイエナイト化合物は、金属ニッケルなど、通常の電極構成材料に比べて、スパッタに対する耐性が高いという特徴を有する。
【００３０】
本発明によるネオン放電管１００は、金属筒１８０で焼結体１６０の周囲が被覆されている。このため、本発明では、ネオン放電管１００の点灯の際に、少なくとも、焼結体１６０の側面から、材料が飛散することを防止することができる。また、金属筒１８０の先端位置は、開放先端１９０から突出していないため、焼結体１６０の先端からの飛散物質の飛散に関しても、金属筒１８０により、有効に抑制することができる。
【００３１】
また、本発明では、焼結体１６０は、導電性マイエナイト化合物で構成されている。このため、ネオン放電管１００の点灯時に、焼結体１６０から生じ得る飛散物質の量自体を有意に抑制することができる。
【００３２】
従って、本発明によるネオン放電管１００では、以上の効果により、焼結体１６０から飛散物質が飛散して、これがガラスバルブ１２０の内壁に付着、堆積することを、有意に抑制することができる。また、これにより、ネオン放電管の寿命を延伸化することが可能となる。
【００３３】
なお、導電性マイエナイト化合物で構成された焼結体１６０は、マイエナイト化合物の粒子を還元性の雰囲気で焼成することにより、製造することができる。
【００３４】
例えばマイエナイト化合物は、以下の方法で製造することができる。
【００３５】
酸化カルシウム（ＣａＯ）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を、モル比換算で１２：７となるように秤量、混合し、この混合粉末を、大気中、１３５０℃まで加熱して白色塊体を得る。これを、アルミナ製スタンプミル等で大きさが約５ｍｍ程度に粉砕後、さらに、アルミナ製自動乳鉢など粗粉砕して白色粒子にする。さらに、ジルコニアボールと粉砕溶媒にイソプロピルアルコールを、ジルコニア製容器に入れ、ボールミル粉砕処理し、乾燥することによってイソプロピルアルコールを除去してマイエナイト化合物の微粉末を得る。
【００３６】
得られた粉末は有機物などのバインダーと混合し、金型成形、押し出し成形、射出成型などの一般的なセラミックス方法で成形する。成形体は、大気中１０００℃でバインダーを除去後、蓋付カーボン容器内にカーボンに触れないように設置し、雰囲気調整ができる電気炉で還元熱処理する。例えば、窒素雰囲気下で、３００℃／時間の昇温速度で１２８０〜１３２０℃の範囲で６〜１２時間加熱保持した後、３００℃／時間の降温速度で室温まで冷却させることにより、導電性マイエナイト化合物焼結体を製造することができる。
【００３７】
以上、図２および図３を参照して、本発明によるネオン放電管１００の特徴について説明した。なお、図２および図３の例では、第１の電極１４０は、金属棒１４５のみで構成されている。しかしながら、これは単なる一例に過ぎず、第１の電極１４０は、第２の電極１５０と同様の構成を有しても良いことは当業者には明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、液晶表示、広告、および自動車用の表示光源等として使用されるネオン放電管等に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０      従来のネオン放電管
２０      ガラスバルブ
３０      内部空間
４０      第１の電極
４５      金属棒
５０      第２の電極
５５      金属棒
６０      焼結体
１００    本発明によるネオン放電管
１２０    ガラスバルブ
１３０    内部空間
１４０    第１の電極
１４５    金属棒
１５０    第２の電極
１５５    金属棒
１６０    焼結体
１８０    金属筒
１９０    開放先端
【図１】
2013105530.tif 000003
【図２】
2013105530.tif 000004
【図３】
2013105530.tif 000005