CN102549707A - 放电灯用电极、放电灯用电极的制造方法以及放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放电灯用电极，在发射二次电子的电极的至少一部分中具有钙铝石化合物，其中，所述钙铝石化合物的表面进行了等离子体处理。

Description

放电灯用电极、放电灯用电极的制造方法以及放电灯

技术领域

本发明涉及放电灯，其中尤其是冷阴极荧光灯，特别涉及通过在电极的至少一部分或者冷阴极荧光灯内部的适当部位具有实施了等离子体处理的钙铝石化合物从而降低阴极位降电压和省电、并且提高耐溅射性由此延长寿命的放电灯用电极、放电灯用电极的制造方法以及放电灯。

背景技术

平板显示器或电脑等使用的液晶显示装置(LCD)中，组装有以用于照亮该LCD的冷阴极荧光灯为光源的背光源。该现有的冷阴极荧光灯的构成图如图44所示。

图44中，冷阴极荧光灯10的玻璃管1，在其内表面上涂布有荧光体3，并且在内部导入有作为放电气体的氩(Ar)、氖(Ne)以及荧光体激发用的汞(Hg)的状态下密封。在该玻璃管1的内部成对对称配置的电极5A、5B为杯型冷阴极，其端部分别固定有引线7A、7B的一端，引线7A、7B的另一端贯穿玻璃管1。

作为杯型冷阴极的材质，以往一般使用金属镍(Ni)、钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)等。其中，钼作为能够降低阴极位降电压的电极是有用的，但是昂贵。因此，近年来，通过在价廉的镍上包覆铯(Cs)等碱金属化合物、或者碱土金属化合物等，得到与钼同等的性能。

冷阴极荧光灯10通过辉光放电而发光，辉光放电是由α效应和γ效应而产生的现象，所述α效应是指在阴极、阳极间迁移的电子所引起的气体分子的电离，所述γ效应是指氩、氖、汞等的正离子撞击到负极上时发射出电子，即所谓的二次电子发射。该辉光放电中，在作为阴极侧放电部位的阴极位降部，氩、氖、汞的正离子密度提高，从而产生阴极位降部电压下降的现象即“阴极位降电压”。

该阴极位降电压是对灯的发光没有贡献的电压，因此，其结果是引起工作电压的高电压化、以及辉度效率的下降。

另外，针对近年来对于冷阴极荧光灯的长尺寸化以及大电流驱动的高辉度化的市场需求，要求开发能够降低阴极位降电压的冷阴极用电极。

在此，阴极位降电压与前述的二次电子发射有关，依赖于所选择的冷阴极材料的二次电子发射系数。对于作为冷阴极材料的金属的二次电子发射系数，镍为1.3，钼为1.27，钨为1.33。一般而言，二次电子发射系数越大，越能够降低阴极位降电压，但由于二次电子发射受表面状态的影响大，因此对于镍与钼之间的程度的差别是无法判断的。

如前所述，钼是能够降低阴极位降电压的冷阴极。作为二次电子发射系数大于钼的材料，可以例示金属铱(Ir)和铂(Pt)。铱的二次电子发射系数为1.5，铂为1.44。在专利文献1中，使用由铱和铑(Rh)构成的合金来降低阴极位降电压，但与钼的阴极位降电压相比，最多达到降低15％的程度。

另外，冷阴极荧光灯中，存在如下问题：辉光放电中产生的氩等的离子撞击到电极上，通过溅射而使杯型电极产生损耗。若杯型电极损耗，则不能发射充分量的电子，从而辉度下降。因此，存在电极寿命缩短、冷阴极荧光灯的寿命也缩短的问题。

为了解决这样的问题，提出了用具有耐溅射性的材料涂布杯型电极表面的方案，但是，存在杯型电极的二次电子发射性能变差的问题。因此，要求具有耐溅射性并且二次电子发射性能高的材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-300043号公报

发明内容

本发明鉴于这样的现有问题而创立，其目的在于提供通过在电极的至少一部分或者冷阴极荧光灯内部的适当部位具有实施了等离子体处理的钙铝石化合物从而降低阴极位降电压和省电、并且提高耐溅射性由此延长寿命的放电灯用电极、放电灯用电极的制造方法以及放电灯。

因此，本发明的放电灯用电极是在发射二次电子的电极的至少一部分中具有钙铝石化合物的放电灯用电极，其中，所述钙铝石化合物的表面进行了等离子体处理。

另外，本发明的放电灯用电极中，所述电极可以具有金属基体，所述金属基体的至少一部分中可以具有钙铝石化合物。

另外，本发明的放电灯用电极中，所述电极的至少一部分可以由钙铝石化合物的烧结体形成，所述钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分可以被电子置换，所述电子的密度可以为1×10¹⁹cm^-3以上。

另外，本发明的放电灯用电极中，所述钙铝石化合物的表面可以由通过放电而产生的等离子体进行了所述等离子体处理。

另外，本发明的放电灯用电极中，所述钙铝石化合物的表面可以由选自稀有气体和氢气组成的组中的至少一种气体的等离子体或者由选自稀有气体和氢气组成的组中的至少一种气体与汞气体的混合气体的等离子体进行了等离子体处理。

另外，本发明的放电灯用电极中，所述钙铝石化合物可以包含12CaO·7Al₂O₃化合物、12SrO·7Al₂O₃化合物、它们的混晶化合物或者它们的同型化合物。

另外，本发明的放电灯用电极中，所述钙铝石化合物中，构成所述钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分可以被电子亲合力比所述游离氧离子小的原子的阴离子置换。

另外，本发明的放电灯用电极中，电子亲合力比所述游离氧离子小的原子的阴离子可以为氢化物离子H^-。

另外，本发明的放电灯用电极中，所述氢化物离子H^-的H^-离子密度可以为1×10¹⁵cm^-3以上。

另外，本发明提供一种放电灯用电极的制造方法，用于制造冷阴极，其中，以钙铝石化合物形成电极的一部分或整个电极后，对该电极的钙铝石化合物的表面进行等离子体处理。

另外，本发明的放电灯中，安装有上述的放电灯用电极或通过上述的放电灯用电极的制造方法制造的所述放电灯用电极。

另外，本发明的放电灯，具备：荧光管，封入该荧光管内部的放电气体，和与该放电气体接触的、设置在所述荧光管内部的至少一部分中的钙铝石化合物，该钙铝石化合物具有进行了等离子体处理的表面。

发明效果

根据以上说明的本发明，通过在放电灯用电极的至少一部分中具有钙铝石化合物，并对该钙铝石化合物的表面实施暴露于等离子体中的处理，能够降低阴极位降电压并且节省电力。具体而言，通过将在至少一部分中具有钙铝石化合物的冷阴极暴露于等离子体中，能够使阴极位降电压低于镍、钼、钨、铌以及铱和铑的合金。并且，通过提高耐溅射性，还能够延长寿命。

附图说明

图1是本发明的实施方式的构成图。

图2是用于说明开路电池放电测定装置的图。

图3的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图4的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图5的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图6的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图7的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图8的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图9的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图10的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图11的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图12的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图13的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图14的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图15的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图16的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图17的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图18是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图19是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图20是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图21的(a)～(c)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图22的(a)～(c)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图23的(a)～(c)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图24的(a)和(b)是在电极上覆盖钙铝石化合物的情况的另一例。

图25的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图26的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图27的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图28的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图29的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图30的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图31的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图32的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图33的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图34的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图35的(a)和(b)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图36是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图37是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图38的(a)～(c)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图39的(a)～(c)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图40的(a)～(c)是由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的方式。

图41是表示实施例中试样A的阴极位降电压测定结果的图。

图42是表示实施例中试样B的阴极位降电压测定结果的图。

图43是表示实施例中试样C的阴极位降电压测定结果的图。

图44是现有的冷阴极荧光灯的构成图。

图45是表示实施例中试样F的阴极位降电压测定结果的图。

图46是表示实施例中试样G的阴极位降电压测定结果的图。

图47是表示实施例中试样L的阴极位降电压测定结果的图。

图48是表示对于实施例中的试样M，改变气体压力P与电极间距d的乘积时放电开始电压和阴极位降电压结果的图。

图49是表示实施例中试样M的阴极位降电压测定结果的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明的实施方式的一例的构成图如图1所示。图1显示的是本发明中作为优选应用的放电灯的例子的冷阴极荧光灯。冷阴极荧光灯中，放电灯用电极是指冷阴极。

另外，对于与图44相同的要素，使用相同的符号，并省略说明。

图1中，冷阴极荧光灯20的电极5A、5B，通过电极5A、5B的保持部11a保持于引线7A、7B的周围。并且，电极5A、5B具有自该保持部11a起呈圆锥状展开的圆锥状底部11b和自该圆锥状底部11b起朝向放电空间直立设置的圆筒状部11c。

该圆筒状部11c的内侧和外侧覆盖有表面经过等离子体处理的钙铝石化合物9。本实施方式中，例示了在杯型的冷阴极上覆盖钙铝石化合物的例子，但是，所述电极的形状可以是例如杯的末端部为半球形的形状，另外，除了杯型以外，也可以是条状、筒状、棒状、线状、线圈状、中空状的形状。

在此，在所述电极5A、5B上覆盖钙铝石化合物的情况的其他例子如图3(a)～图24(b)所示。

首先，对所述电极5A、5B为杯型的情况进行说明。

图3(a)表示杯型电极的前视剖面图，另外，图3(b)表示侧视图。图3中，圆筒状部11c的内周面以圆筒状覆盖有钙铝石化合物19。钙铝石化合物19可以如图3(a)所示那样从杯中突出。

另外，可以如图4(a)和(b)所示，在圆筒状部11c的外周面以圆筒状覆盖有钙铝石化合物21。此时，钙铝石化合物21可以如图4(a)所示那样从杯中突出，也可以如图5(a)所示那样，使钙铝石化合物22的位置与杯端对齐而不突出。

另外，可以如图6(a)和(b)所示，使圆柱状的钙铝石化合物23以部分突出的状态插入圆筒状部11c中，也可以如图7(a)和(b)所示，使圆柱状的钙铝石化合物25呈收纳于圆筒状部11c中的状态。

另外，也可以如图8(a)和(b)的钙铝石化合物27所示，使突出部分形成为直径比插入圆筒状部11c中的圆筒部分扩大的圆筒部。

另外，也可以如图9(a)和(b)的钙铝石化合物29所示，使突出部分形成为直径比插入圆筒状部11c中的圆柱部分扩大的圆柱部。

另外，也可以如图10(a)和(b)所示，将钙铝石化合物27与钙铝石化合物21进行组合。

另外，也可以如图11(a)和(b)所示，将钙铝石化合物30收纳到圆锥状底部11b的内侧。

以下，对所述电极为棒状或圆柱状的情况进行说明。

图12(a)和(b)是将棒状或圆柱状的电极15D的前端部分以外周和头部不露出的方式用钙铝石化合物31以有底圆筒状进行覆盖的例子。

另外，图13(a)和(b)是仅在电极15D的前端外周覆盖钙铝石33的例子。

另外，图14(a)和(b)是仅在电极15D的前端头部比照电极15D的直径而覆盖钙铝石化合物35的例子。

另外，图15(a)和(b)是仅在电极15D的前端头部以超出电极15D的直径而从前端头部伸出的方式覆盖钙铝石化合物37的例子。

以下，对所述电极为线状的情况进行说明。

图16(a)和(b)是将线状电极15E的前端部分以外周和头部不露出的方式用钙铝石化合物39进行覆盖的例子。

另外，图17(a)和(b)是线状电极15E朝向放电空间侧呈U型弯曲的情况。图17(b)是图17(a)中的A-A矢状线剖视图。并且，是将该线状电极15E的U型前端部分以外周不露出的方式用钙铝石化合物41进行覆盖的例子。

以下，对所述电极形成为线圈状的灯丝的情况进行说明。

可以如图18所示，以覆盖灯丝15F的整个线圈部的方式设置钙铝石化合物43，也可以如图19所示，使钙铝石化合物45覆盖灯丝15F的线。另外，也可以如图20所示，在线圈中负载钙铝石化合物47。

以下，对所述电极为条状的情况进行说明。

图21(a)表示俯视图，图21(b)表示侧视图，图21(c)表示仰视图。可以如图21(a)～(c)所示，在条状电极15G的前端部分以前端周围和前端头部不存在露出部分的方式覆盖钙铝石化合物55。

图22(a)表示俯视图，图22(b)和(c)表示侧视图。图22(a)～(c)是在条状电极15G的前端部分覆盖有钙铝石化合物49的例子，可以如图22(b)所示，仅在电极的单面覆盖钙铝石化合物，也可以如图22(c)所示，在电极的两面覆盖钙铝石化合物。

另外，钙铝石化合物的覆盖形状是自由的，可以如图23(a)～(c)所示，在电极表面上局部地以矩形覆盖钙铝石化合物51，也可以如图24(a)和(b)所示，以圆形覆盖钙铝石化合物53。另外，图23(a)和图24(a)为俯视图，图23(b)和(c)以及图24(b)为侧视图。

另外，前述各构成中，钙铝石化合物可以以粉末散布，可以以厚膜状覆盖，也可以填埋到杯内、圆筒内，但是，优选以5～300μm的厚度进行覆盖。突出的情况下，该突出部的长度优选为30mm以下。

图1所示的实施方式中，在杯型冷阴极的内侧全周以及外侧的一部分上覆盖有表面经过等离子体处理的钙铝石化合物9。即，本实施方式的冷阴极荧光灯20，在电极5A、5B的至少一部分中具有钙铝石化合物，所述钙铝石化合物的表面进行了等离子体处理。

但是，所述表面进行了等离子体处理的钙铝石化合物，若不仅存在于电极中而且存在于冷阴极荧光灯20的内部，则与放电气体接触时，可以期待阴极位降电压的降低。因此，具体而言，所述钙铝石化合物也可以存在于玻璃管1以及位于玻璃管1内部的电极、荧光体3、其他物体(例如，设置在电极附近的金属等)中与所述放电气体接触的部位。

另外，用于处理钙铝石化合物的表面的等离子体，可以是在冷阴极荧光灯使用时的放电中产生的等离子体。因此，存在于所述冷阴荧光灯20内部的钙铝石化合物可以是表面未经等离子体处理的钙铝石化合物，此时，在使用后暴露于规定的放电条件下后，可发挥理想的效果。

这样，本申请发明为一种放电灯用电极，在放电灯电极的至少一部分中具有钙铝石化合物，所述钙铝石化合物的表面进行了等离子体处理，由此能够降低阴极位降电压。

如上所述，本发明的放电灯用电极，可以是在具有镍、钼、钨、铌等的金属基体的电极的至少一部分中具有所述表面进行了等离子体处理的钙铝石化合物的冷阴极。具有所述金属基体的电极的形状可以例示杯状、条状、筒状、棒状、线状、线圈状、中空状等。金属基体可以例示前述镍、钼、钨、铌以及它们的合金、科瓦合金(コバ一ル)，但是不限于这些金属种类。特别是镍、科瓦合金由于价廉且容易得到，因而特别优选。

图3(a)～图24(b)表示在冷阴极上覆盖有钙铝石化合物的实施方式的例子。但是，本发明中，不限于钙铝石化合物覆盖具有金属基体的电极的方式。即，可以是所述电极的至少一部分仅由钙铝石化合物构成的方式，例如可以将钙铝石化合物的烧结体等的块材作为放电灯用电极。此时，需要在加工为所需的放电灯用电极形状的块材的表面实施等离子体处理。

在此，仅由钙铝石化合物的烧结体构成的电极的实施方式如图25(a)～图40(c)所例示。图25(a)～图35(b)中，(a)表示前视剖面图，(b)表示侧视图。另外，图36和图37表示俯视图。图38(a)～图40(c)中，(a)表示前视剖面图，(b)表示侧视图，(c)表示仰视图。

图25(a)和(b)是用钙铝石化合物的烧结体61构成杯型电极的例子。但是，也可以如图26(a)和(b)所示，用钙铝石化合物的烧结体63填埋杯的内部。

图27(a)和(b)是用钙铝石化合物的烧结体65以筒状成形为电极的例子，图28(a)和(b)是用钙铝石化合物的烧结体67以圆柱状成形为电极的例子。

图29(a)～图34(b)是借助圆板状底面的边缘直立设置的固定用金属69来设置由钙铝石化合物的烧结体形成的电极的例子。

图29(a)和(b)的钙铝石化合物的烧结体71为圆筒状，图30(a)和(b)的钙铝石化合物的烧结体73为圆柱状。

另外，图31(a)和(b)的钙铝石化合物的烧结体75及图32(a)和(b)的钙铝石化合物的烧结体77以覆盖固定用金属69的边缘的上端面并且位置与该边缘的外周对齐的方式进行设置。

另外，图33(a)和(b)的钙铝石化合物的烧结体79以及图34(a)和(b)的钙铝石化合物的烧结体81以覆盖固定用金属69的边缘的上端面并且超出该边缘的外周而伸出的方式进行设置。

图35(a)～图37是仅由钙铝石化合物的烧结体构成线状电极的例子。

线状电极通过固定用金属83进行安装。该线状电极，可以如图35(a)和(b)所示那样为直线状电极85，另外，也可以如图36所示那样为波状电极87，或者，也可以如图37所示那样为螺旋状电极89。

以下，对在包含板状的固定用托架(金具)的电极上设置钙铝石化合物的烧结体的例子进行说明。

图38(a)表示俯视图，图38(b)表示侧视图，图38(c)表示仰视图。可以如图38(a)～(c)所示，在包含板状的固定用托架的电极91的上表面固定以与电极的宽度相匹配的形式成形为长方形的钙铝石化合物的烧结体93。

另外，也可以如图39(a)～(c)所示，以包含板状的固定用托架的电极91的前端部分被嵌合的方式形成钙铝石化合物的烧结体95。

另外，也可以如图40(a)～(c)所示，在包含板状的固定用托架的电极91的上表面固定以超出电极的宽度的形式成形为椭圆板状的钙铝石化合物的烧结体97。

另外，前述由烧结体形成的电极的尺寸可以根据灯的形态而适当变化，其长度优选为2～50mm。线状的情况下，考虑到烧结体制造的难易性，其直径优选为0.1～3mm，板状的情况下，其宽度优选为1～20mm、其厚度优选为0.1～3mm。杯型、圆筒以及圆柱的情况下，外径优选为1～20mm。杯型及圆筒的情况下，其厚度优选为0.1～5mm。

等离子体处理是将覆盖在电极上的、或者构成电极的至少一部分的钙铝石化合物的烧结体的表面暴露于等离子体中的处理。

作为等离子体，优选将0.1～10000Pa压力的稀有气体、氢气或者稀有气体与氢气的混合气体、以及在稀有气体、氢气或混合气体中含有汞气体的气体进行等离子体化而得到的等离子体。这些气体中，可以组合使用其他惰性气体。通过将所述钙铝石化合物暴露于这样的等离子体中，可以飞跃性地提高表面的二次电子发射性能。

另外，等离子体处理可以通过将封入到腔室内的气体等离子体化来实施，也可以通过将等离子体发生装置产生的等离子体喷吹到钙铝石化合物的表面来实施。暴露于等离子体中的时间根据所述钙铝石化合物的种类而不同，大约为5小时以下。

等离子体的产生方法没有特别限制，特别优选准备对置的电极并在电极间施加交流电压的方法。这是因为：钙铝石化合物的电子密度低的情况下实质上为绝缘体，因此在配置有钙铝石化合物时等离子体容易持续。施加的交流电压的功率优选为0.1～1000W。

交流的频率没有特别限制，可以例示100Hz～50GHz。例如，可以例示RF频率、VHF频率以及微波频率。各自的频率通常使用13.56MHz、约40MHz～约120MHz、以及2.45GHz。这些频率中，进一步优选13.56MHz的频率，因为该频率的发生装置容易得到。

作为等离子体处理的方法，优选例示以下方法。在作为放电灯之一种的冷阴极荧光灯中，在其内部封入约1000Pa～约10000Pa的稀有气体与汞气体的混合气体，在作为制品点亮时，施加几十kHz的交流，由此将上述混合气体等离子体化从而引起放电。因此，所述等离子体处理可以通过在作为制品点亮时或者在放电灯的制造过程中由冷阴极荧光灯内的交流放电所产生的等离子体来实施。前者的情况下，在作为制品点亮时进行等离子体处理，因此在冷阴极及冷阴极荧光灯制造时，可以省略特别的等离子体处理工序，因而更优选。

等离子体虽然对材料产生效果，但是通过利用光学显微镜、电子显微镜进行的表面观察几乎检测不到外观的变化，推测由于等离子体的带电粒子撞击钙铝石化合物以及与此相伴随的电荷的迁移，而在距表面约100μm的范围内显现该效果。

另外，对表面进行等离子体处理后，优选不暴露于大气气氛中。这是因为：经过等离子体处理的表面会因大气气氛中的氧气、水蒸汽等而使表面状态发生变化，二次电子发射特性有可能劣化。因此，等离子体处理后期望在不暴露于大气气氛中的状态下制成制品。

另外，具备象这样预先对表面进行了等离子体处理的钙铝石化合物9的电极，可以在不暴露于大气中的情况下安装到玻璃管1内。另外，可以在预先将钙铝石化合物9配置到玻璃管1内的状态下用放电气体置换气氛，并在等离子体处理后在不暴露于大气中的情况下进行密封；或者也可以在密封后利用在电极间施加交流电压而产生的等离子体对所述钙铝石的表面进行等离子体处理。

以下，对钙铝石化合物进行说明。

本发明中，钙铝石化合物是由钙(Ca)、铝(Al)和氧(O)构成且具有笼结构的12CaO·7Al₂O₃(以下也称为“C12A7”)、以及将C12A7中的钙置换为锶(Sr)的12SrO·7Al₂O₃化合物、它们的混晶化合物或者与它们具有同等结晶结构的同型化合物。这样的钙铝石化合物，对于放电灯中使用的上述混合气体的离子的耐溅射性优良，因此可以延长放电灯用电极的寿命，因而优选。

所述钙铝石化合物可以是在其笼中包合氧离子，并且在保持C12A7晶格的骨架和由骨架形成的笼结构的范围内，骨架或笼中的阳离子或阴离子的至少一部分被置换的化合物。该笼中包合的氧离子按照惯例在下文中也称为游离氧离子。例如，C12A7中，Ca的一部分可以由镁(Mg)、锶(Sr)、钡(Ba)、锂(Li)、钠(Na)、铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)、铈(Ce)、钴(Co)、镍(Ni)等原子置换，Al的一部分可以由硅(Si)、锗(Ge)、硼(B)、镓(Ga)、钛(Ti)、锰(Mn)、铁(Fe)、铈(Ce)、镨(Pr)、铽(Tb)、钪(Sc)、镧(La)、钇(Y)、铕(Eu)、镱(Yb)、钴(Co)、镍(Ni)等置换，另外，笼骨架的氧可以置换为氮(N)等。这些置换的元素没有特别限制。

另外，本发明中，钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分可以由电子置换。本申请中，电子密度为1×10¹⁵cm^-3以上的钙铝石化合物也称为导电性钙铝石化合物。但是，由于电子的置换需要后述的还原气氛中的热处理，因此为了减轻制造时的负担，电子密度较低为宜，优选小于1×10¹⁷cm^-3。另外，电子密度的理论上限为2.3×10²¹cm^-3。

作为所述钙铝石化合物，具体可以例示下述(1)～(4)等的化合物，但是不限于这些。

(1)作为C12A7化合物的骨架Ca的一部分被置换为镁或锶的混晶的铝酸钙镁(Ca_1-yMg_y)₁₂Al₁₄O₃₃或铝酸钙锶(Ca_1-zSr_z)₁₂Al₁₄O₃₃。其中，y、z优选为0.1以下。

(2)硅置换型钙铝石Ca₁₂Al₁₀Si₄O₃₅。

(3)笼中的游离氧离子被H^-、H^2-、H^2-、O^-、O^2-、OH^-、F^-、Cl^-、Br^-、S^2-或Au^-等阴离子置换的例如Ca₁₂Al₁₄O₃₂:2OH^-或Ca₁₂Al₁₄O₃₂:2F^-。

(4)阳离子和阴离子均被置换的例如氯硅铝钙石Ca₁₂Al₁₀Si₄O₃₂:6Cl^-。

所述钙铝石化合物中，构成所述钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分优选被电子亲合力比所述游离氧离子小的原子的阴离子置换。作为阴离子，可以例示作为卤素离子的F^-、Cl^-、Br^-，作为氢原子或氢分子的阴离子的H^-、H₂ ^-、H^2-，作为活性氧的O^-、O₂ ^-，作为氢氧化物离子的OH^-等。阴离子更优选为H^-离子。用H^-离子置换游离氧离子时，可以缩短所述钙铝石化合物在等离子体中暴露的时间。

置换钙铝石化合物中的游离氧离子的H^-离子的密度优选为1.0×10¹⁵cm^-3以上，更优选1.0×10¹⁹cm^-3以上，进一步优选1.0×10²⁰cm^-3以上。这是因为：H^-离子多时，等离子体处理后的二次电子发射性能更高，可以进一步降低阴极位降电压。

另外，H^-离子密度的理论上限为2.3×10²¹cm^-3。在H^-离子的密度为1.0×10¹⁵cm^-3以上时，暴露于等离子体中的时间优选为0.01秒～10分钟，更优选0.1秒～5分钟，进一步更优选1秒～1分钟。暴露于等离子体中的时间短于0.01秒时，二次电子发射特性有可能不会提高。

钙铝石化合物的H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3时，暴露于等离子体中的时间随电子密度而不同，电子密度为1.0×10¹⁷cm^-3以上时，优选0.01秒～10分钟，更优选0.1秒～5分钟，进一步更优选1秒～1分钟。暴露于等离子体中的时间短于0.01秒时，二次电子发射特性有可能不会提高。

钙铝石化合物的电子密度为1.0×10¹⁵cm^-3以上且小于1.0×10¹⁷cm^-3时，暴露于等离子体中的时间优选为0.1秒～30分钟，更优选0.5秒～20分钟，进一步优选1秒～10分钟。本条件下，与前述电子密度的情况相比，等离子体处理前后二次电子发射特性的提高显著。所述暴露于等离子体中的时间短于0.1秒时，二次电子发射特性有可能不会提高。

钙铝石化合物的电子密度小于1.0×10¹⁵cm^-3时，暴露于等离子体中的时间优选为10分钟～5小时，更优选30分钟～4小时，进一步优选1～3小时。所述暴露于等离子体中的时间短于10分钟时，二次电子发射特性有可能不会提高。

所述电极的至少一部分由钙铝石化合物的烧结体形成的情况下，优选所述钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分被电子置换、并且具有1×10¹⁹cm^-3以上的电子密度。所述电子密度小于1×10¹⁹cm^-3时，导电性变低，因此在所述电极中通电时产生电位分布，从而不能作为放电灯用电极起作用，因此不优选。更优选为5×10¹⁹cm^-3以上，进一步优选为1×10²⁰cm^-3以上。

另外，本申请中，导电性钙铝石化合物的电子密度是指使用电子自旋共振装置测定得到的、或者通过吸收系数的测定计算得到的自旋密度的测定值。一般而言，自旋密度的测定值低于10¹⁹cm^-3的情况下，适合使用电子自旋共振装置(ESR装置)测定，超过10¹⁸cm^-3的情况下，可以如下计算电子密度。首先，使用分光光度计测定导电性钙铝石的笼中的电子产生的光吸收强度，求出2.8eV下的吸收系数。然后，利用该得到的吸收系数与电子密度成比例的关系，对导电性钙铝石的电子密度进行定量。另外，在导电性钙铝石为粉末等而难以使用光度计测定透射光谱的情况下，可使用积分球测定漫反射光谱，由通过库贝尔卡-蒙克(Kubelka-Munk)法得到的值计算导电性钙铝石的电子密度。

另外，本申请中，置换钙铝石化合物中的游离氧离子的H^-离子的密度，可以通过照射30分钟330nm的紫外线，使H^-→H⁰+e^-的反应充分进行后，利用前述的方法测定从H^-离子脱离的电子的量来计算。

所述钙铝石化合物的结晶结构，相比单晶而言更优选多晶。另外，可以将所述钙铝石化合物的多晶的粉末烧结后使用。使用单晶作为所述钙铝石化合物时，若未使适当的晶面露出于表面，则二次电子发射性能有可能劣化。

另外，需要使特定的晶面露出，因此工序烦琐。若为多晶，则通过晶界的存在，可以期待功函数的下降和二次电子发射能力的增强。另外，在晶界被散射的电子会进一步产生热电子、电场发射电子、二次发射电子，因此可以期待提高电子发射能力的效果，因而优选。

电极上负载的钙铝石化合物，可以是在同一粒子或块体中含有所述钙铝石化合物以外的化合物、例如CaO·Al₂O₃、3CaO·Al₂O₃等铝酸钙、氧化钙CaO、氧化铝Al₂O₃等的状态。但是，为了从放电灯用电极表面有效地发射二次电子，更优选在同一粒子或块体中存在50体积％以上的钙铝石化合物。

以下，对本发明的阴极位降电压低的放电灯用电极的制造方法进行说明。本发明的制造方法的特征在于，以钙铝石化合物形成电极的一部分或整个电极后，对电极的钙铝石化合物的表面进行等离子体处理以便易于发射二次电子。

以下，将以钙铝石化合物形成电极的一部分或整个电极的工序称为“电极形成工序”，将对电极的钙铝石化合物的表面进行等离子体处理以便易于发射二次电子的工序称为“等离子体处理工序”。以下，例示本发明的制造方法，但是，本发明不限于这些例子。

[电极形成工序]

放电灯用电极在所述电极具有金属基体、并且所述金属基体的至少一部分中具有钙铝石化合物的情况下，需要在所述金属基体的电极上覆盖钙铝石化合物。

作为覆盖所述钙铝石化合物的方法，可以例示例如：通过通常使用的湿法，将粉末状的钙铝石化合物与溶剂、粘结剂等混合后，使用通过喷涂、旋涂、浸涂或丝网印刷在所需的部位进行涂布的方法或者使用真空蒸镀、电子束蒸镀、溅射、热喷镀等物理蒸镀法将钙铝石化合物附着到所述放电灯用电极的至少一部分上的方法。

具体而言，可以例示如下方法：制备包含溶剂和粘结剂的浆料，通过浸涂等涂布到放电灯用电极的表面，然后进行在50～200℃下保持30分钟～1小时的热处理而除去溶剂，再进行在200～800℃下保持20～30分钟的热处理而除去粘结剂。

作为上述方法中使用的钙铝石化合物的粉末的制造方法，可以例示粉碎方法。粉碎优选在粗粉碎后进行微细粉碎。粗粉碎是使用捣碎机、自动研钵等将钙铝石化合物或含有钙铝石化合物的物质粉碎到平均粒径为约20μm的尺寸。微细粉碎是使用球磨机、珠磨机等粉碎到平均粒径为约5μm。粉碎可以在大气中进行，也可以在惰性气体中进行。

另外，可以在不含水分的溶剂中进行。作为优选的溶剂，可以例示醇类或醚类溶剂中碳原子数3以上的溶剂。使用这些溶剂时，能够容易地进行粉碎，因此这些溶剂可以单独使用或者混合使用。

上述粉碎时，使用具有羟基且碳原子数为1或2的化合物、例如醇类、醚作为溶剂时，钙铝石化合物有可能与它们反应而分解，因此不优选。粉碎时使用溶剂的情况下，加热到50～200℃使溶剂挥发而得到粉末。

更优选的是：以上述方法将钙铝石化合物覆盖到金属基体的电极上后，通过在电极的金属部分不会被氧化的氮气等惰性气体或真空等气氛中、或者在还原气氛中，实施在600～1415℃下保持约30分钟～约2小时的热处理，而使所述钙铝石化合物牢固地固定到金属基体的电极上。

还原气氛是指与气氛接触的部位存在还原剂、氧分压为10^-3Pa以下的气氛或者减压环境。作为还原剂，例如，可以将碳或铝的粉末混合到钙铝石化合物中，也可以在制作钙铝石化合物时混合到钙铝石化合物的原料(例如碳酸钙和氧化铝)中。另外，在与气氛接触的部位，可以设置碳、钙、铝、钛。碳的情况下，可以例示将所述电极放入碳容器中并在真空中煅烧的方法。通过在还原性气氛中实施热处理，可以将钙铝石化合物中的游离氧离子的至少一部分置换为电子。

另外，所述热处理温度为1200～1415℃时，属于钙铝石化合物被合成的温度，因此，例如使用C12A7作为钙铝石化合物的情况下，可以将钙化合物和铝化合物以氧化物换算的摩尔比计调配至12∶7，然后用球磨机等设备进行混合，将所得物与溶剂、粘结剂等混合，用制成的浆料或糊料进行涂布。本方法中，可以同时进行钙铝石化合物的制造和钙铝石化合物的粉末的烧结体的制造。

在使钙铝石化合物与金属基体的电极固定的热处理中，更优选在氢气气氛中实施在600～1415℃下保持约30分钟～约2小时的热处理。通过该热处理，钙铝石化合物中的游离氧离子的至少一部分被置换为H^-离子，因此在所述等离子体处理中，可以缩短暴露于等离子体中的时间，因而更优选。本热处理中，钙铝石化合物的电子密度为1×10¹⁵cm^-3以上时，置换了游离氧的电子容易被H^-离子置换，从而容易提高本热处理后的H^-离子密度，因此更优选。

只要该热处理的气氛中存在氢气，则也可以是其与氮气或氩气等惰性气体的混合气体，混合气氛中氢气的体积％优选为1体积％以上，更优选为10体积％以上，进一步优选为30体积％以上。小于1体积％时，H^-离子密度有可能达不到1×10¹⁵cm^-3以上，因此不优选。

另外，热处理温度为1200～1415℃时，属于钙铝石化合物被合成的温度，因此可以涂布钙化合物、铝化合物等钙铝石化合物的原料。另外，为了实现具有更高H^-离子密度的电极，特别优选：将游离氧离子的至少一部分被H^-离子置换的钙铝石化合物、或者游离氧离子的至少一部分被电子置换的导电性钙铝石化合物粉碎并涂布到所述金属基体的电极上，然后在所述氢气气氛中进行热处理。

以下，对电极的至少一部分由钙铝石化合物的烧结体形成的情况进行说明。以钙铝石化合物的烧结体形成电极的一部分时，需要钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分被电子置换，并且具有1×10¹⁹cm^-3以上的电子密度。

因此，烧结体优选通过如下方式制造：将钙铝石化合物的粉末制成浆料或糊料使得其烧结后可形成所需的形状例如电极或电极的一部分，然后进行预成形，并在所述游离氧离子的至少一部分被电子置换的条件下进行煅烧。根据需要，在煅烧后可以实施加工。

钙铝石化合物的粉末的烧结，优选通过如下方式进行：将粉末或由粉末形成的浆料或糊料通过模压成形、注射成形、挤出成形等成形为所需的形状后，将成形体在所述游离氧离子的至少一部分被电子置换的条件下进行煅烧。

粉末可以与聚乙烯醇等粘结剂捏合而成形为浆料或糊料状，也可以仅将粉末放入模具中用压制机加压而成形为压块。但是，成形体的形状会因煅烧而收缩，因此需要考虑其大小进行成形。

例如，通过在平均粒径5μm的钙铝石型化合物粉末中混合作为粘结剂的聚乙烯醇，并用所需的模具进行压制，可以得到成形体。使用含有粘结剂的浆料或糊料形成成形体时，在煅烧成形体之前，更优选预先在200～800℃下保持20～30分钟以除去粘结剂。

为了以电子置换游离氧离子的至少一部分，煅烧成形体时的气氛需在前述的还原气氛中进行。

氧分压优选为10^-3Pa，更优选为10^-5Pa，进一步优选为10^-10Pa，特别优选为10^-15Pa。氧分压高于10^-3Pa时，不能得到充分的导电性，因此不优选。热处理温度优选为1200～1415℃，更优选为1250～1350℃。低于1200℃时，烧结不进行，烧结体容易变脆，因此不优选。

另外，高于1415℃时，熔融得以进展，容易无法保持成形体的形状，因此不优选。在所述温度下保持的时间调节为使成形体的烧结结束即可，在所述温度下保持的时间优选为5分钟～6小时，更优选为30分钟～4小时，进一步优选为1小时～3小时。保持时间为5分钟以内时，不能得到充分的导电性，因此不优选。另外，即使延长保持时间，特性方面也没有特别的问题，但是如果考虑到制作成本，则优选6小时以内。

另外，本发明的烧结体可以通过用钙化合物、铝化合物以及铝酸钙等复合而成的粉末制作成形体，并在前述条件下进行煅烧来制造。1200～1415℃是钙铝石化合物被合成的温度，因此可以得到赋予了导电性的钙铝石化合物的烧结体。本方法中，可以同时进行钙铝石化合物的制造和钙铝石化合物的粉末的烧结体的制造。

通过前述方法得到的烧结体，可根据需要进行加工以得到所需的形状。将烧结体加工为所需的电极形状的方法没有特别限制，作为该方法可以例示机械加工、放电加工、激光加工等。通过加工为所需的放电灯用电极的形状，即杯型、条型、平板型等，可以得到本发明的放电灯用电极。

[等离子体处理工序]

本工序是将电极上覆盖的或者构成所述电极的至少一部分的钙铝石化合物的烧结体的表面暴露于等离子体中以便易于发射二次电子的工序。

所述等离子体优选将0.1～10000Pa压力的稀有气体、氢气或者稀有气体与氢气的混合气体、以及在所述稀有气体、所述氢气、所述混合气体中含有汞气体的气体进行等离子体化而得到的等离子体。所述气体可与其他惰性气体组合使用。通过将所述钙铝石化合物暴露于这样的等离子体中，可以飞跃性地提高表面的二次电子发射性能。

另外，所述等离子体处理可以通过将封入到腔室内的所述气体等离子体化来实施，也可以通过将等离子体发生装置产生的等离子体喷吹到所述钙铝石化合物的表面来实施。暴露于所述等离子体中的时间根据所述钙铝石化合物的种类而不同，大约为5小时以下。

等离子体的产生方法特别优选准备对置的电极并在电极间施加交流电压的方法。这是因为：钙铝石化合物的电子密度低的情况下实质上为绝缘体，因此在配置有钙铝石化合物时等离子体容易持续。施加的所述交流电压的功率优选为0.1～1000W。

交流的频率没有特别限制，可以例示100Hz～50GHz。例如，可以例示RF频率、VHF频率以及微波频率。各自的频率通常使用13.56MHz、约40MHz～约120MHz、以及2.45GHz。这些频率中，进一步优选13.56MHz的频率，因为该频率的发生装置容易得到。

作为具体的方法，可以例示例如：在腔室内配置对置的平板电极，并封入约1000Pa～约10000Pa的氩气。平板电极的材质可以例示例如镍和钼。通过在腔室内在该电极间施加前述条件的交流电压，使该电极间产生等离子体。作为交流电压，例如，以1kHz～120MHz的频率、5～100W的输出功率施加电压。

可以例示在该电极间配置所述钙铝石化合物形成的电极、或者所述至少一部分由钙铝石化合物的烧结体形成的电极，并将表面在等离子体中暴露规定时间的方法。对于暴露于等离子体中的时间，在所述钙铝石化合物的H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3的情况下，当电子密度为1.0×10¹⁷cm^-3以上时为0.01秒～10分钟，当电子密度为1.0×10¹⁵cm^-3以上且小于1.0×10¹⁷cm^-3时为0.1秒～30分钟，当电子密度小于1.0×10¹⁵cm^-3时为10分钟～5小时。另外，在H^-离子的密度为1.0×10¹⁵cm^-3以上的情况下，为0.01秒～10分钟。

特别优选例示以下的方法。在冷阴极荧光灯中，在其内部封入约1000Pa～约10000Pa的稀有气体与汞气体的混合气体，在作为制品点亮时，施加几十kHz的交流，由此将上述混合气体等离子体化从而引起放电。因此，所述等离子体处理可以通过在作为制品点亮时或者在放电灯的制造过程中由冷阴极荧光灯内的交流放电所产生的等离子体来实施。该情况下，在作为制品点亮时进行等离子体处理，因此在冷阴极及冷阴极荧光灯制造时，可以省略特别的等离子体处理工序，因而更优选。

另外，对表面进行等离子体处理后，优选不暴露于大气气氛中。这是因为：经过等离子体处理的表面会因大气气氛中的氧气、水蒸汽等而使表面状态发生变化，二次电子发射特性有可能劣化。因此，等离子体处理后特别期望在不暴露于大气气氛中的状态下制成制品。

另外，具备象这样预先对表面进行了等离子体处理的钙铝石化合物9的电极，可以在不暴露于大气中的情况下安装到玻璃管1内，也可以在预先将钙铝石化合物9配置到玻璃管1内的状态下用放电气体置换气氛，并在等离子体处理后在不暴露于大气中的情况下进行密封，或者在密封后利用在电极间施加交流电压而产生的等离子体对所述钙铝石的表面进行等离子体处理。

根据本发明，提供安装有所述放电灯用电极或者通过所述放电灯用电极的制造方法制造的所述放电灯用电极的放电灯。本发明的放电灯，在放电灯用电极的至少一部分中具有钙铝石化合物，并在该钙铝石化合物的表面实施了暴露于等离子体中的处理，因此阴极位降电压低，并且节省电力。

另外，放电灯用电极的耐溅射性提高，因此寿命长。具体而言，通过将至少一部分中具有钙铝石化合物的冷阴极中的钙铝石化合物的表面暴露于等离子体中，可以提供阴极位降电压低于镍、钼、钨、铌、铱与铑的合金的冷阴极荧光灯。另外，本冷阴极荧光灯由于冷阴极的耐溅射性提高，因此寿命长。

另外，根据本发明，提供一种放电灯，其特征在于，具备：荧光管，封入所述放电灯内部的放电气体，和与所述放电气体接触的、设置在所述放电灯内部的任意部位的钙铝石化合物，所述钙铝石化合物具有进行了等离子体处理的表面。具体而言，可以提供本实施方式的各图所示的冷阴极荧光灯。

本冷阴极荧光灯具备：在玻璃管1的内表面涂布有荧光体3的荧光管，和封入到所述冷阴极荧光灯内部的、包含例如氩(Ar)、氖(Ne)及荧光体激发用的汞(Hg)的放电气体。另外，作为在该玻璃管1的内部成对对称配置的杯型冷阴极的电极5A、5B上，覆盖有钙铝石化合物。

钙铝石化合物可以混合到荧光体3中，也可以配置到冷阴极荧光灯内其他暴露于放电产生的等离子体中的部位。这样的冷阴极荧光灯，其阴极位降电压低于使用镍、钼、钨、铌、铱与铑的合金作为冷阴极的现有荧光灯，因此节省电力，并且冷阴极的耐溅射性提高，因此寿命长。

实施例

<钙铝石化合物的制作>

将碳酸钙与氧化铝以摩尔比为12∶7的方式混合，在大气中在1300℃下保持6小时，制作12CaO·7Al₂O₃化合物的块。将得到的块用自动研钵粉碎，得到粉末A1。利用激光衍射散射法(SALD-2100、株式会社岛津制作所制)测定粒度，结果平均粒径为20μm。

通过X射线衍射可知，粉末A1仅为12CaO·7Al₂O₃结构。另外，由ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。可知粉末A1为钙铝石化合物。

<钙铝石化合物的糊料制作>

然后，将粉末A1在以异丙醇为溶剂的湿式球磨机中进一步粉碎。粉碎后，进行抽滤，并在80℃的空气中干燥，得到粉末A2。通过前述的激光衍射散射法测定的粉末A2的平均粒径为5μm。向粉末A2中以粉末A2∶丁基卡必醇乙酸酯∶萜品醇∶乙基溶纤剂的重量比为6∶2.4∶1.2∶0.4的方式加入丁基卡必醇乙酸酯、萜品醇和乙基溶纤剂并在自动研钵中捏合，再用离心捏合机进行精密捏合，得到糊料A。

<电极形成工序1>

然后，使用丝网印刷在市售的金属镍基板上涂布糊料A。使用大小为15mm见方、厚度1mm、纯度99.9％的金属镍基板。用异丙醇进行超声波清洗后，通过吹氮进行干燥后使用。通过丝网印刷将糊料A以10mm见方的大小进行涂布。涂膜的厚度以湿膜计为50μm，进而在80℃下干燥有机溶剂，得到干燥膜A。干燥膜A的厚度为30μm。

<电极形成工序2>

然后，对金属镍基板上的干燥膜A进行热处理。将具有干燥膜A的金属镍基板置于氧化铝板上，连同氧化铝板一起设置于钼制容器中。在室温下抽气到10^-4Pa，并用15分钟升温到500℃。为了除去粘结剂而保持30分钟，然后再用24分钟升温到1300℃。在1300℃下进行30分钟的热处理后，快速冷却到室温，得到作为由钙铝石化合物覆盖的金属镍基板的试样A。试样A的覆盖部呈白色，在测试仪中不导电。试样A的膜厚为20μm。通过X射线衍射可知，试样A仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。通过ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，结果算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。

<等离子体处理工序>

然后，将试样A设置到图2所示的开路电池放电测定装置的真空腔室中。设置金属钼作为对电极。电极间距为约1.48mm。在此，阴极和阳极的设置中使用石英玻璃制造的试样用夹具。抽气到5×10^-3Pa后，封入氩气直到达到3700Pa，在频率10kHz、输出功率6.4W的条件下实施3小时等离子体处理。通过X射线衍射可知，等离子体处理后的试样A仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。另外，通过ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，结果算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。

<阴极位降电压测定>

阴极位降电压测定使用开路电池放电测定装置实施。开路电池放电测定装置例如为图2所示的方式。开路电池放电测定装置30中，在真空腔室31内将两个试样(试样1、试样2)对置，并导入氩气等稀有气体或稀有气体与氢气的混合气体，然后在两试样间施加交流或直流电压。于是，在试样间产生放电，可以测定阴极位降电压。此时，作为试样的冷阴极的形状可以为杯型冷阴极、条型冷阴极、平板型冷阴极、以及其他形状。

实施例1

<阴极位降电压测定(之一)>

在前述的<等离子体处理工序>中，在等离子体处理后不向大气中开放，而是先将真空腔室内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到3700Pa。

然后，如图41所示，以峰间600V施加10Hz的交流电压，测定等离子体处理后的试样A的阴极位降电压，在Pd乘积为约4.1Torr·cm时为164V。在此，P为真空腔室内的气压，d为阴极与阳极的距离。与此相对，金属钼的阴极位降电压为206V。因此可知，等离子体处理后的试样A的阴极位降电压相对于金属钼降低20％。

实施例2

<阴极位降电压测定(之二)>

在<电极形成工序2>中，除了在气压为0.1MPa的氢气气氛中实施热处理以外，同样地得到作为由氢化钙铝石化合物覆盖的金属镍基板的试样B。试样B的覆盖部呈浅黄色，在测试仪中不导电。对于试样B的覆盖部，通过ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，结果H^-离子密度为7.3×10¹⁸cm^-3。另外，通过X射线衍射可知，试样B仅为12CaO·7Al₂O₃结构。

然后，在<等离子体处理工序>中，除了将暴露于等离子体中的时间设定为5秒以外，同样地实施等离子体处理。通过X射线衍射可知，等离子体处理后的试样B的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。通过ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。另外，进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，结果H^-离子密度为7.3×10¹⁸cm^-3，与等离子体处理前相比没有变化。

在等离子体处理后，将真空腔室内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到1850Pa。

然后，如图42所示，以峰间600V施加10Hz的交流电压，测定等离子体处理后的试样B的阴极位降电压，在Pd乘积为约2.1Torr·cm时为170V。与此相对，金属钼的阴极位降电压为204V。因此可知，等离子体处理后的试样B的阴极位降电压相对于金属钼降低17％。

实施例3

<阴极位降电压测定(之三)>

将粉末A2以2MPa的压力加压成形，制作直径1cm、厚度2mm的圆板形的成形体。进而，将该成形体在大气中加热到1350℃，得到烧结体。将所得烧结体放入底部铺有金属铝粉末的氧化铝容器中，再盖上氧化铝制的盖子。将该带盖的氧化铝容器在10^-3Pa以下的真空中加热到1300℃，得到被还原的烧结体。所得的被还原的烧结体呈黑色。通过与粉末A2同样的粉碎方法进行粉碎，得到平均粒径5μm的黑色粉末。从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法测定该黑色粉末的电子密度为1×10²¹cm^-3。另外，通过X射线衍射可知，该粉末仅为12CaO·7Al₂O₃结构。

在<钙铝石化合物的糊料制作>中，除了使用粉末A2作为所述电子密度为1×10²¹cm^-3的钙铝石化合物以外，同样地得到糊料C。另外，在<电极形成工序2>中，除了实施气压0.1MPa的氢气气氛、1340℃的热处理以外，同样地得到作为由氢化钙铝石化合物覆盖的金属镍基板的试样C。

试样C的覆盖部呈浅黄色，在测试仪中不导电。对于试样C的覆盖部，通过ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此算出的H^-离子密度为3.3×10²⁰cm^-3。另外，通过X射线衍射可知，试样C仅为12CaO·7Al₂O₃结构。

此外，在<等离子体处理工序>中，除了将电极间距设定为约1.63mm、将暴露于等离子体中的时间设定为1秒以外，同样地实施等离子体处理。通过X射线衍射可知，等离子体处理后的试样C的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。通过ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此算出的H^-离子密度为3.3×10²⁰cm^-3，与等离子体处理前相比没有变化。在等离子体处理后，将真空腔室内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到3200Pa。

然后，如图43所示，以峰间800V施加10Hz的交流电压，测定等离子体处理后的试样C的阴极位降电压，结果在Pd乘积为约3.9Torr·cm时为140V。与此相对，金属钼的阴极位降电压为218V。因此可知，等离子体处理后的试样C的阴极位降电压相对于金属钼降低36％。

实施例4

<阴极位降电压测定(之四)>

向<钙铝石化合物的糊料制作>中得到的粉末A2中添加1重量％的聚乙烯醇并进行捏合，然后利用单螺杆压制机得到2×2×2cm³的成形体。将所述成形体在置于带盖的碳制容器内的状态下设置到电炉中。在室温下抽气到10^-4Pa以下，然后用39分钟升温到1300℃。在1300℃下实施2小时的热处理，然后快速冷却到室温，得到烧结体。

然后，将所述烧结体在不使用水的状态下进行切削和研磨加工，得到外径8mmφ、内径5mmφ、高度16mm、深度5mm的有底的圆筒状试样D。通过X射线衍射可知，试样D仅为12CaO·7Al₂O₃结构。另外，从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出的电子密度为1.0×10¹⁹cm^-3，可知试样D为导电性钙铝石化合物。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。

试样D呈黑色。将与试样D相同形状的钼电极在外径20mmφ的玻璃管内以约10mm的电极电距对置。通过滴加的方式向玻璃管内引入120mg液体汞，然后连接排气管。抽气到10^-5Pa后封入氩气直到达到3000Pa，然后将玻璃管密封。通过高频加热使密封后的玻璃管内的汞气化，由此使玻璃管内成为氩气与汞的混合气体气氛。

进而，在频率10kHz、输出功率10W的条件下实施10秒等离子体处理。通过X射线衍射可知，等离子体处理后的试样D仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。另外，从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出试样D的电子密度为1.0×10¹⁹cm^-3。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。

然后，边改变电极间的直流电压边测定等离子体处理后的试样D的阴极位降电压，结果在Pd乘积为约22.6Torr·cm时为143V。与此相对，金属钼的阴极位降电压为204V。此时，基本上没有产生正电柱，因此可知，试样D的阴极位降电压相对于金属钼降低30％。

<钙铝石化合物的耐溅射性>

在<阴极位降电压测定(之四)>中，以峰间800V施加50kHz的交流电压，持续1000小时辉光放电。金属钼电极附近的玻璃管由于附着物而变为黑色，可知钼被溅射。与此相对，试样D电极附近的玻璃管上没有附着物而为无色透明，未产生外观变化。由此可知，经过等离子体处理的试样D、即钙铝石化合物的耐溅射性显著优于金属钼。

实施例5

<阴极位降电压测定(之五)>

将粉末A2以2MPa的压力加压成形，制作直径1cm、厚度2mm的圆板形的成形体。进而，将该成形体在大气中加热到1350℃，得到烧结体。将所得烧结体放入带盖的碳容器中，在10^-3Pa以下的真空中加热到1300℃，得到被还原的烧结体。所得的被还原的烧结体呈黑色。通过与粉末A2同样的粉碎方法进行粉碎，得到平均粒径5μm的深绿色粉末。从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法测定该深绿色粉末的电子密度为1×10¹⁹cm^-3。另外，通过X射线衍射可知，该粉末仅为12CaO·7Al₂O₃结构。

在<钙铝石化合物的糊料制作>中，除了使用粉末A2作为所述电子密度为1×10¹⁹cm^-3的钙铝石化合物外，同样地得到糊料E。另外，在<电极形成工序2>中，除了代替钼制容器而设置到带盖的碳制容器内以外，同样地得到作为由导电性钙铝石化合物覆盖的金属镍基板的试样E1。

试样E1的覆盖部呈绿色，从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出的试样E1的电子密度为1.4×10¹⁹cm^-3。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。另外，通过X射线衍射可知，试样E1仅为12CaO·7Al₂O₃结构。

此外，在<等离子体处理工序>中，除了将电极间距设定为约1.63mm、将暴露于等离子体中的时间设定为30秒以外，同样地实施等离子体处理。通过X射线衍射可知，等离子体处理后的试样E1的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出的电子密度为1.4×10¹⁹cm^-3，与等离子体处理前相比没有变化。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。

在等离子体处理后，将真空腔室内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到4400Pa。

然后，边改变电极间的直流电压边测定等离子体处理后的试样E1的阴极位降电压，结果在Pd乘积为约5.4Torr·cm时为152V。与此相对，金属钼的阴极位降电压为212V。因此可知，试样E1的阴极位降电压相对于金属钼降低28％。

实施例6

以下，设想冷阴极荧光灯制造的密封工序，对等离子体处理后的试样E1实施热处理。在冷阴极荧光灯的密封工序中，在氩气等惰性气体中、在400～500℃下保持约1分钟而进行密封。因此，将试样E1在设置到开路电池放电测定装置中的状态下，实施如下热处理：将作为惰性气体的氩气的压力设定为1.1×10⁵Pa，用15分钟升温到500℃，在500℃保持1分钟，然后快速冷却，从而得到将由导电性钙铝石化合物覆盖的金属镍基板进行热处理后的试样E2。

试样E2呈白色，通过ESR测定求出的试样E2的电子密度为8.3×10¹⁶cm^-3。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。另外，通过X射线衍射可知，试样E1仅为12CaO·7Al₂O₃结构。

然后，将真空腔室内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到4400Pa。将电极间距设定为约1.63mm以测定试样E2的阴极位降电压，但改变电极间的直流电压时不放电，无法测定阴极位降电压。

然后，在<等离子体处理工序>中，除了将电极间距设定为约1.63mm、将暴露于等离子体中的时间设定为30秒以外，同样地实施等离子体处理。通过X射线衍射可知，等离子体处理后的试样E2的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。通过ESR的测定求出的电子密度为8.3×10¹⁶cm^-3，与等离子体处理前相比没有变化。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。

在等离子体处理后，将真空腔室内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到4700Pa。

然后，边改变电极间的直流电压边测定等离子体处理后的试样E2的阴极位降电压，结果在Pd乘积为约5.7Torr·cm时为150V。与此相对，金属钼的阴极位降电压为206V。可知试样E2的阴极位降电压相对于金属钼降低27％。由此可知，即使所覆盖的钙铝石化合物的电子密度因热处理等而变小，通过实施等离子体处理，也能够降低阴极位降电压。

实施例7

<阴极位降电压测定(之六)>

向粉末A2中添加1重量％的聚乙烯醇并进行捏合，然后利用单螺杆压制机得到2×4×2cm³的成形体。将该成形体在空气中用4.5小时升温到1350℃，在1350℃保持6小时，用4.5小时冷却到室温，从而得到致密的钙铝石化合物的烧结体。该钙铝石化合物的烧结体呈白色，电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。将所述钙铝石化合物的烧结体加工成有底的圆筒型。各尺寸为：外径2.4mmφ、内径2.1mmφ、高度14.7mm、深度9.6mm。

进而进行以下的表面处理。将所述钙铝石化合物的有底圆筒型烧结体设置到带盖的碳容器内，然后将带盖的碳容器设置到气氛可调的电炉内。将炉内的空气抽出直到压力达到2Pa以下，然后通入氧气0.6ppm、露点-90℃的氮气，使炉内的压力恢复到大气压。之后，以5L/分钟的流量持续通入氮气。安装调节阀，使电炉中不会施加比大气压高12kPa以上的压力。用38分钟升温到1280℃，并在1280℃保持4小时，然后快速冷却到室温，得到作为钙铝石化合物烧结体的冷阴极的试样F。试样F呈黑色。同时制作了多个试样F。

用自动研钵将试样F粉碎，得到粉末F1。通过激光衍射散射法(SALD-2100、株式会社岛津制作所制)对试样F1进行粒度测定，平均粒径为20μm。通过X射线衍射可知，粉末F1仅为12CaO·7Al₂O₃结构。另外，从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出的电子密度为1.0×10¹⁹cm^-3。

然后，为了使引线与试样F导通，将试样F铆接到金属镍制的有底圆筒型电极(以下称为金属镍制杯)上。金属镍制圆筒型电极的尺寸为：外径2.7mmφ、内径2.5mmφ、高度5.0mm、深度4.7mm。在此，“铆接”是指在金属镍制杯的内侧插入试样F，像拧螺栓那样向底侧拧紧，以使试样F与金属镍制杯的接合部牢固地固定。金属镍制杯的内径为2.5mmφ以便试样F能够进入。此时为了易于铆接，可以在金属镍制杯上设置裂隙。在金属镍制杯的底部预先接合有科瓦合金线，可将试样F与引线容易地导通。

然后，实施等离子体处理。将试样F设置到图2所示的开路电池放电测定装置30的真空腔室31中。设置金属镍制杯作为对电极。金属镍电极通过焊接的科瓦合金制引线从玻璃管的内部伸出到外部。试样F与对电极的距离为2.4mm。首先将真空腔室31内抽气到3×10^-3Pa，然后再封入氩气直到达到1250Pa。以试样F为阴极的方式，在直流、输出功率3.2W的条件下实施10分钟等离子体处理。在等离子体处理后，将真空腔室31内抽气到3×10^-4Pa，然后再次封入氩气直到达到2000Pa。

通过X射线衍射可知，在同样的条件下进行等离子体处理后的试样仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。另外，从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出的电子密度为1.0×10¹⁹cm^-3。

如图45所示，以峰间900V施加10Hz的交流电压，测定试样F的阴极位降电压，结果在Pd乘积为约13.9Torr·cm时为112V。在此，P为真空腔室内的气压，d为阴极与阳极的距离。与此相对，金属镍的阴极位降电压为184V。因此可知，试样F的阴极位降电压相对于金属镍降低39％。

实施例8

<阴极位降电压测定(之七)>

制作电子密度为1.0×10¹⁹cm^-3的钙铝石化合物的烧结体而不是具有钙铝石化合物的金属冷阴极。首先，在钙铝石化合物的粉末A2中捏合作为粘结剂的EVA树脂(乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂)和丙烯酸类树脂、以及作为润滑剂的改性蜡、作为增塑剂的邻苯二甲酸二丁酯。以重量计，配比是粉末A2∶EVA树脂∶丙烯酸类树脂∶改性蜡∶邻苯二甲酸二丁酯为8.0∶0.8∶1.2∶1.6∶0.4。在捏合后的状态下通过注射成形法制作有底的圆筒型成形体。

然后，在空气中在520℃下保持3小时以使粘结剂成分挥散。进而，在空气中在1300℃下保持2小时，形成钙铝石化合物的烧结体，然后将该钙铝石化合物烧结体设置到带盖的碳容器内，再在氮气中在1280℃下实施30分钟的热处理，由此得到作为电子密度为1.0×10¹⁹cm^-3的钙铝石化合物的试样G。此时，烧结体的尺寸为：外径1.9mmφ、高度9.2mm、深度8.95mm、壁厚0.25mm。

与<阴极位降电压测定(之六)>同样地将试样G铆接到金属镍制杯上。金属镍制杯的尺寸是：外径2.7mmφ、内径2.5mmφ、高度10.0mm、深度9.7mm。然后，实施等离子体处理。将试样G设置到图2所示的开路电池放电测定装置30的真空腔室31中。设置金属镍制杯作为对电极。金属镍电极通过焊接的科瓦合金制引线从玻璃管的内部伸出到外部。试样G与对电极的距离为3.0mm。首先将真空腔室31内抽气到9×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到3000Pa。以试样G为阴极的方式，在直流、输出功率7.2W的条件下实施10分钟等离子体处理。在等离子体处理后，将真空腔室31内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到2000Pa。

如图46所示，以峰间900V施加10Hz的交流电压，测定试样G的阴极位降电压，结果在Pd乘积为约8.6Torr·cm时为116V。在此，P为真空腔室内的气压，d为阴极与阳极的距离。与此相对，金属镍的阴极位降电压为168V。因此可知，试样G的阴极位降电压相对于金属镍降低31％。

实施例9

<阴极位降电压测定(之八)>

在前述的<电极形成工序1>中，制作圆柱形的棒电极而不是基板。该电极由金属钼制成，直径2.7mmφ，长度15mm。在该电极的端部及侧面涂布糊料E直至距端部的长度为7mm处为止。此时，在作为电极前端一侧的圆柱的上表面也进行涂布。进而，在80℃下干燥有机溶剂，得到覆盖金属钼棒的干燥膜L。干燥膜L的厚度为30μm。然后，进行以下的表面处理。将干燥膜L设置到带盖的碳容器内后，将带盖的碳容器设置到气氛可调的电炉内。将炉内的空气抽出直到压力达到2Pa以下，然后通入氧气0.6ppm、露点-90℃的氮气，使炉内的压力恢复到大气压。之后，以5L/分钟的流量持续通入氮气。安装调节阀，使电炉中不会施加比大气压高12kPa以上的压力。用41分钟升温到1300℃，并在1300℃保持30分钟，然后快速冷却到室温，得到试样L。

通过X射线衍射可知，试样L的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。另外，从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出覆盖部的钙铝石化合物的电子密度为3.7×10¹⁹cm^-3。

然后，实施等离子体处理。将试样L设置到图2所示的开路电池放电测定装置30的真空腔室31中。设置相同棒状的金属钼作为对电极。金属钼电极通过焊接的科瓦合金制引线从玻璃管的内部伸出到外部，从而可以容易地导电。试样H与对电极的距离为3.0mm。首先将真空腔室31内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到3000Pa。以试样L为阴极的方式，在直流、输出功率7.2W的条件下实施10分钟等离子体处理。在等离子体处理后，将真空腔室31内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到5500Pa。

然后，如图47所示，施加30kHz的交流电压。以峰间2480V施加电压以产生辉光放电。测定试样L的阴极位降电压，结果在Pd乘积为约12.4Torr·cm时为194V。与此相对，金属钼的阴极位降电压为236V。因此可知，试样L的阴极位降电压相对于金属钼降低18％。

实施例10

<阴极位降电压以及放电开始电压测定>

在前述的<电极形成工序1>中，使用平板状电极而不是基板来制作电极。该电极由金属钼制成，宽度1.5mm，长度15mm，厚度0.1mm。糊料E在长度方向上涂布到12mm为止。此时，对条的两面进行涂布。进而，在80℃下干燥有机溶剂，得到覆盖金属钼条的干燥膜M。干燥膜M的厚度为30μm。然后，进行以下的表面处理。将干燥膜M设置到带盖的碳容器内后，将带盖的碳容器设置到气氛可调的电炉内。将炉内的空气抽出直到压力达到2Pa以下，然后通入氧气0.6ppm、露点-90℃的氮气，使炉内的压力恢复到大气压。之后，以5L/分钟的流量持续通入氮气。安装调节阀，使电炉中不会施加比大气压高12kPa以上的压力。用41分钟升温到1300℃，并在1300℃保持30分钟，然后快速冷却到室温，得到试样M。通过X射线衍射可知，试样M的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。另外，从漫反射光谱通过库贝尔卡-蒙克法求出覆盖部的钙铝石化合物的电子密度为1.7×10¹⁹cm^-3。

然后，实施等离子体处理。将试样M设置到图2所示的开路电池放电测定装置30的真空腔室31中。设置相同条状的金属钼作为对电极。金属钼电极通过焊接的科瓦合金制引线从玻璃管的内部伸出到外部，从而可以容易地导电。试样M与对电极的距离为2.8mm。首先将真空腔室31内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气直到达到3000Pa。以试样M为阴极的方式，在直流、输出功率7.2W的条件下实施10分钟等离子体处理。在等离子体处理后，将真空腔室31内抽气到3×10^-4Pa，然后再封入氩气。

然后，边改变Pd乘积边测定试样M与金属钼电极的阴极位降电压、放电开始电压。保持电极间距恒定，仅改变气压。施加10Hz的交流电压。如图48所示，可知在所有Pd乘积的范围内，相对于金属钼，试样M的阴极位降电压以及放电开始电压均降低。例如，如图49所示，在Pd乘积为40.3Torr·cm时试样M的阴极位降电压为152V、放电开始电压为556V。与此相对，金属钼的阴极位降电压为204V、放电开始电压为744V。因此可知，相对于金属钼，试样M的阴极位降电压降低25％、放电开始电压降低25％。

(比较例1)

<阴极位降电压测定(之九)>

省略<等离子体处理工序>，以峰间600V对试样A施加10Hz的交流电压，但是没有放电，无法测定阴极位降电压。通过X射线衍射可知，此时电极的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。另外，通过ESR的装置测定算出电极上覆盖的钙铝石化合物的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。进一步对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为电子后测定电子密度，由此计算H^-离子密度，算出的电子密度没有变化，H^-离子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。

(比较例2)

<阴极位降电压测定(之十)>

省略<等离子体处理工序>，以峰间600V对试样B施加10Hz的交流电压，但是没有放电，无法测定阴极位降电压。通过X射线衍射可知，此时电极的覆盖部仅为12CaO·7Al₂O₃结构，为钙铝石化合物。另外，通过ESR装置的测定求出的电子密度低于1.0×10¹⁵cm^-3。另外，对覆盖部进行UV照射，将H^-离子变为自由电子后测定电子密度，由此算出的H^-离子密度为7.3×10¹⁸cm^-3。

参考特定的实施方式详细地对本发明进行了说明，但是，对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种变更或修正。

本申请基于2009年8月25日提出的日本专利申请2009-194859号，该申请的内容以参考的方式并入本说明书。

标号说明

1玻璃管

3荧光体

5A、5B  电极

7A、7B  引线

9、19、21、22、23、25、27、29、30、31、33、35、37、39、41、43、45、47、49、51、53、55钙铝石化合物

61、63、65、67、71、73、75、77、79、81、85、87、89、93、95、97钙铝石化合物的烧结体

10、20冷阴极荧光灯

30开路电池放电测定装置

31真空腔室

Claims (12)

1.一种放电灯用电极，在发射二次电子的电极的至少一部分中具有钙铝石化合物，其中，

所述钙铝石化合物的表面进行了等离子体处理。

2.如权利要求1所述的放电灯用电极，其中，

所述电极具有金属基体，所述金属基体的至少一部分中具有钙铝石化合物。

3.如权利要求1所述的放电灯用电极，其中，

所述电极的至少一部分由钙铝石化合物的烧结体形成，所述钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分被电子置换，所述电子的密度为1×10¹⁹cm^-3以上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的放电灯用电极，其中，

所述钙铝石化合物的表面由通过放电而产生的等离子体进行了所述等离子体处理。

5.如权利要求1至4中任一项所述的放电灯用电极，其中，

所述钙铝石化合物的表面由选自稀有气体和氢气组成的组中的至少一种气体的等离子体或者由选自稀有气体和氢气组成的组中的至少一种气体与汞气体的混合气体的等离子体进行了等离子体处理。

6.如权利要求1至5中任一项所述的放电灯用电极，其中，

所述钙铝石化合物包含12CaO·7Al₂O₃化合物、12SrO·7Al₂O₃化合物、它们的混晶化合物或者它们的同型化合物。

7.如权利要求1至6中任一项所述的放电灯用电极，其中，

所述钙铝石化合物中，构成所述钙铝石化合物的游离氧离子的至少一部分被电子亲合力比所述游离氧离子小的原子的阴离子置换。

8.如权利要求7所述的放电灯用电极，其中，

电子亲合力比所述游离氧离子小的原子的阴离子为氢化物离子H^-。

9.如权利要求8所述的放电灯用电极，其中，

所述氢化物离子H^-的H^-离子密度为1×10¹⁵cm^-3以上。

10.一种放电灯用电极的制造方法，用于制造放电灯用电极，其中，

以钙铝石化合物形成电极的一部分或整个电极后，对该电极的钙铝石化合物的表面进行等离子体处理。

11.一种放电灯，其中，

安装有权利要求1至9中任一项所述的放电灯用电极或通过权利要求10所述的放电灯用电极的制造方法制造的所述放电灯用电极。

12.一种放电灯，

具备：

荧光管，

封入该荧光管内部的放电气体，和

与该放电气体接触的、设置在所述荧光管内部的至少一部分中的钙铝石化合物；

该钙铝石化合物具有进行了等离子体处理的表面。

Images