CN1249063A - 电子发射电极结构、放电灯及放电灯装置 - Google Patents

Abstract

此为一种电子发射电极结构连同采用该电极结构的放电灯和安装该放电灯的放电灯灯具,其中,电极结构可以缩短从辉光放电至电弧放电的过渡时间,同时,稳定电弧放电并防止电极寿命的缩短和管子内壁的变黑。本发明包括电子发射电极结构3A,连同采用该电极结构3A的放电灯1以及其中安装放电灯1的放电灯灯具9。其中,电极结构包括由颗粒51…的集合制成的电子发射体5和放电聚焦装置。所述颗粒当通过放电加热时从外露表面发射热电子,所述放电聚焦装置紧靠电子发射体5的上述外露表面或与之接触,并将放电聚集在上述外露表面上。

Description

电子发射电极结构、放电灯及放电灯装置

发明领域

本发明涉及按长寿命设计的电子发射电极结构、放电灯以及放电灯装置。

发明背景

放电灯用的电子发射电极广义上可以划分为热阴极和冷阴极。其中，例如将过渡金属和碱土金属包括钡的氧化物涂覆在钨丝绕组上的电极通常用作热阴极。

而例如将电子发射器包括钨酸钡注入多孔钨的电极被称为另一种热阴极。

同时，近年来一直在提倡节能和节省资源。因此，已经为安装在OA(办公室自动化)设备，诸如传真机以及液晶电视之类的图象设备内的、用于背景照明的放电灯设计了效率更高和毛细管化(微型化)的管子，更不用说用于通用照明的放电灯例如荧光灯了。此外，对此的需求也增加了。

然而，至于上述热阴极的前一种，随着灯管的微型化，灯丝绕组电极和灯丝的长度也变短了。因此，大量的电子发射器无法再维持原状，也不能获得令人满意的长寿命，由于导线很细，抗振动的强度也很低。

而且，尽管后者的多孔钨电极应用于大电流高压放电灯，但此种电极很难生产。再者，在诸如荧光灯之类的小电流的低压放电灯中，也还存在着诸如工作不如热阴极那样稳定的问题。

这样，就不可能设计采用上述热阴极的毛细管化的放电灯灯管。因此，通常采用由诸如镍或铝-锆合金一类金属制造的冷阴极。然而，这些冷阴极因存在较大的阴极降压损耗，而无法得到大的灯电流。

因此，作为设计微型化放电灯同时获得大的灯电流的一种手段，例如开发了第1-65764号日本特开平公报所述的电极结构。该公报描述了一种热阴极，其中的热电子发射部件由一个容器内的半导体陶瓷粒子形成，该容器为具有底部的圆柱体状，其前侧敞开。

而且，根据该公报的描述，由于使热电子发射部件为微粒状，故热电子发射部件的热容量显得比容器的热容量为低。这样，在辉光放电期间，热电子发射部件的温度上升很迅速，通过使热电子发射更为容易而加速过渡到电弧放电。在此情况下，由于能获得更大的电流密度，通过将电极的外径做得更小可以使放电灯灯管毛细管化。

然而，采用第1-65764号日本特开平公报中所述的半导体陶瓷的热电子发射部件，因诸如其表面的激活作用不够，故热电子发射部件无法在辉光放电期间达到规定的温度。因此，有时侯电弧点不是在热电子发射部件上形成，放电是围绕容器的外围进行的。这样，如果放电是围绕容器进行的，则放电灯的内壁将因阴极的下降电压较大而变黑，电极寿命缩短。尤其是，如果热电子发射部件的热电子发射能力减弱，在电极寿命终结之前因放电引起的围绕物将更容易产生，由此将加速电极的老化。

而且，例如根据第6-302297号日本特开平公报和第9＝507956号日本公开特许，热阴极可以保持在一个支承件内。该支承件连接到用以提供电流的引线，后者引出至放电灯的外侧。

辉光放电期间，该支承件扮演着一种冷阴极的角色，电子通过二次发射而供给。当辉光放电期间温度上升时，来自半导体陶瓷的热电子发射在整个二次发射期间占支配地位，然后过渡到产生电弧放电。

然而，采用第6-302297号特开平公报和第9-507956号日本公开特许中所述的这些结构，热电子发射部件的温度在辉光放电期间难以上升，故在过渡到电弧放电之前要花费一些时间。而且，如果辉光放电时间较长的话，由于冷阴极将受到较大的溅射影响，对热阴极将会产生麻烦。也就是说，半导体陶瓷表面上的有效物质将受到溅射。来自容器和内部引线的被溅射的物质将堆积在半导体陶瓷的表面上，由于逸出功将变高，将会产生使热电子发射能力减弱的缺陷。这将造成电极寿命的减短以及放电灯灯管内壁的变黑。

如上所述，采用第1-65764号日本特开平公报中所述的半导体陶瓷的热电子发射部件，因诸如其表面的活性不够而使热电子发射部件不能在辉光放电期间达到规定的温度。因此，有时侯电弧点就无法在热电子发射部件上形成，放电容易围着容器的外围进行。这样，如果放电围着容器进行，放电灯灯管的内壁将因阴极的下降电压较高而变黑，电极寿命缩短。

而且，采用第6-302297号日本特开平公报和第9-507956号日本公开特许中所述的结构，热电子发射部件的温度在辉光放电期间难以上升，故在过渡到电弧放电之前需要花费一些时间。而且，如果辉光放电时间较长，由于冷阴极将受到较大的溅射影响，对热阴极将产生麻烦。

也就是说，存在着使半导体陶瓷表面的有效物质受到溅射的问题。来自容器和内部引线的溅射物质将堆积在半导体陶瓷的表面上，这样将产生使逸出功变高以及使热电子发射能力减弱的缺陷。这将使电极的寿命缩短，放电灯灯管的内壁变黑。

本发明针对上述问题而设计。其目的在于提供各种电子发射电极结构，并提供采用这些电极结构的放电灯以及其中安装了这些放电灯的灯具。该电子发射电极结构缩短了从辉光放电过渡到电弧放电的时间，同时可以稳定电弧放电并可防止电极寿命缩短和灯的内壁变黑。

发明概述

本发明提供按以下编号的几种方案。

(1)一种电子发射电极结构，包括：

通过放电加热的电子发射体，它由集合的电子发射粒子组成，并由外露的表面发射热电子，以及

放电聚焦装置，它紧靠该电子发射体至少一部分外露表面或与之接触，并将放电聚集在外露表面上。

该热电子发射电极包括粒子的集合。开始时，该集合表面的外露表面作为冷阴极产生辉光放电，其温度因较高的阴极下降电压加速离子而提升，加热整个电极。除了电子发射体粒子的热容量小以外，由于相邻粒子之间的热阻也很大，所以该温度上升迅速。此后，当通过聚集粒子的发热达到可以发射足够的热电子的温度时，产生从辉光放电向电弧放电的过渡。

也就是说，在辉光放电期间，通过提供一种放电聚焦器可以将电场聚集在由粒子集合组成的电子发射体的至少一部分外露表面上。这样，电子发射体的温度就可以在短时间内上升。

(2)一种电子发射电极结构，包括：

通过放电加热的电子发射体，它由集合的粒子或颗粒组成，并由外露的表面发射热电子；

放电聚焦装置，它紧靠该电子发射体至少一部分外露表面或与之接触，并将放电聚集在外露表面上，以及

收容该电子发射体的容器。

这样，当容器由导电材料制成时通过使容器本身成为导体，或者，当容器由绝缘材料或半绝缘材料制成时，通过在容器内部的电子发射体的邻近处提供一个与容器分隔的导体，使电场可以在辉光放电期间聚集在导体上。

这样，电弧放电将发生在面向容器开口部分的电子发射体表面的外露表面上。

而且，通过短时间内提升电子发射体的温度，可以很快并稳定地形成电弧点。这样，当把此电极用于放电灯时，通过加速从辉光放电过渡到电弧放电，就不会使灯管的内壁变黑，灯的寿命也延长。

(3)一种电子发射电极结构，包括：

通过放电加热的电子发射体，它由集合的粒子组成，并由外露的表面发射热电子，以及

收容该电子发射体的容器，通过使其紧靠至少一部分外露表面或与之接触的那部分成为导体，将放电聚集在电子发射体的外露表面上。

(4)根据方案(3)的电子发射电极结构，其中，所述容器由金属制成。

容器的材料由至少一种金属组成，这种金属即使在放电期间电极所达到的温度时也具有较低的汽压，这些金属例如为W，Mo，Re，Ta，Ti，Zr，Ni或Fe，或它们的合金，或这些金属的碳化物C、氮化物N、硅化物Si或硼化物B。而且，当通电时，这些物质作为良导体可以令人满意地使电流流到收容于其内部的电子发射体。这样就容易形成电弧点并可获得优良的电子发射。

而且，可以将由Ba，Sr，Ca，Th等等之类的氧化物组成的半导体物质加到上述材料中。与整体由金属制成的容器相比，这些容器具有更小的热容量。同时，热量难以泄漏。这样，在电子发射体粒子上将可容易地形成电弧点。

(5)根据方案(4)的电子发射电极结构，其中，金属容器的外表面具有绝缘涂层。

有绝缘涂层的部分很难放电。电场聚集在金属外露的部分上，辉光放电可以集中发生在电子发射体的外露表面部分上。绝缘涂层可以用至少一种金属氧化物形成，诸如铝氧化物、硅氧化物、锆氧化物或钽氧化物，或这些氧化物的混合物。

(6)根据方案(2)的电子发射电极结构，其中，容器为绝缘或半绝缘。

(7)根据方案(6)的电子发射电极结构，其中，容器由金属氧化物组成。

根据方案(6)和(7)，容器为半绝缘的，例如通过将添加剂(诸如Ta₂O₃)加到母晶体(诸如BaTiO₃或BaZrO₃)而获得的半导体陶瓷。这种容器在常温下不具备良好的导电性，但随着温度的上升其电阻率降低而变成一种良导体。这样，一旦它变成导体，容器的温度就变高，并通过激活容器内收容的电子发射体继续维持放电。

而且，在高绝缘容器的情况下，可以在容器的表面上设置由金属碳化物、金属氮化物等等薄膜组成的导电涂层或金属板，由此与容器内收容的电子发射体建立电气连接。

(8)根据方案(2)至(7)的电子发射电极结构，其中，容器由一个支承件支承。

(9)根据方案(1)的电子发射电极结构，其中，放电聚焦装置为金属突缘，它紧靠电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触。

通过使棒状或板状金属突缘的顶端变尖，使该部分附近的电场在辉光放电期间变得更强。希望使该顶端的尖部成为能形成电场聚焦的形状，包括使该顶端成形为诸如尖的针状、角状、圆锥或锥体状那样的形状，或成形为诸如截去尖端的锥形、截去尖端的棱锥形或弧形那样的形状。

在容器为导电的以及导体与容器分开设置的情况下，希望这两者都是电气连接的，由此使它们具有相同的电位。

(10)根据方案(9)的电子发射电极结构，其中，金属突缘为舌状。

(11)根据方案(1)的电子发射电极结构，其中，放电聚焦装置为导电的棒形突缘，它穿过电子发射体从外露的表面突起。

(12)根据方案(10)的电子发射电极结构，其中，棒形突缘从外露表面的中央突起。

(13)根据方案(11)的电子发射电极结构，其中，棒形突缘从外露表面上偏离中央的位置突起。

通过使棒形突缘从电子发射体外露表面的中心轴移位位置突起，与容器内壁接触或邻近容器内壁的电子发射体以及突缘部分之外围(容易形成电弧点的位置)的温度上升更快。这样就可以改进从辉光放电到电弧放电的过渡。

(14)根据方案(2)的电子发射电极结构，其中，放电聚焦装置为金属网，它覆盖容器的开口部分。

通过在容器前面开口部分上提供由面对电子发射体的外露表面的金属网制成的导体，因辉光放电期间电场由金属网聚集，故电子发射体的温度可以得到提升，电弧点可以形成。这样，就可以加速辉光放电期间向电弧放电的过渡，而且当在放电灯内采用这种电极时，灯管的内壁不会变黑，寿命也不会缩短。

至于金属网，无论是由诸如Ni、W或不锈钢之类的金属丝织成的网，还是通过在金属板上冲制多个孔制成的网都可以采用。

(15)根据方案(9)至(13)任一所述的电子发射电极结构，其中，放电聚焦装置在容器内或支承件内部形成。

(16)根据方案(1)或(2)的电子发射电极结构，其中，电子发射体的颗粒主要由碱土金属、过渡金属或稀土金属的至少一种金属的氧化物制成。

希望电子发射体的颗粒状粒子主要由碱土金属、过渡金属或稀土金属的至少一种金属的氧化物制成。

至于形成的材料，例如可以采用主要由BaO、SrO、CaO，Ba₄Ti₂O₉、BaTaO₃、SrTiO₃、SrZrO₃之类碱土金属与金属氧化物组成的材料以及主要由碱土金属与稀土(诸如Sc，Y，La和镧系元素)金属氧化物组成的材料，诸如BaCeO₃。

而且，这些材料具有较低的逸出功，其阴极降压损耗较小。再者，由于它们不容易与大气成分起反应，因而具有诸如容易制造等作用。

(17)根据方案(1)或(2)的电子发射电极结构，其中，在电子发射体的颗粒的表面上形成碱土金属、过渡金属或稀土金属的至少一种金属的碳化物和/或氮化物薄膜。

由于由碱土金属、过渡金属或稀土金属的至少一种金属的碳化物和/或氮化物组成的薄膜是在电子发射体颗粒的至少一部分表面上形成的薄膜，因此，诸如Ti，Ta，Zr，Nb，Hf和W之类的碳化物和氮化物，例如，TaC和TiC之类的碳化物或TiN和ZrN之类的氮化物形成具有高熔点物质的薄膜。

通过此手段，电极物质，尤其是用于发射(电子发射)的碱土金属可以减少因离子轰击而产生的溅射和汽化。

(18)一种放电灯，包括：

充填气体提供放电的玻璃管，

由电子发射体组成的电子发射电极结构，它设置在管子内部，通过气体的放电加热并由从外露表面发射热电子的颗粒的集合组成，以及

放电聚集装置，它紧靠这些电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触，并将放电集中于那些外露的表面上。

(19)一种放电灯具，包括：

充填气体提供放电和形成放电路径的玻璃管；

电子发射电极结构，它包括：

设置在玻璃管端部的电子发射体，它通过气体放电加热并由从外露表面发射热电子的颗粒的集合所组成；

放电聚焦装置，它设置成紧靠这些电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触，并将放电聚焦于这些外露表面上；以及

电源电路，它连接到电子发射电极结构，在这些电极结构之间施加一个电压。

(20)一种放电灯具，包括：

由电子发射电极结构组成的放电灯，所述电子发射电极结构包括：

设置在充填气体玻璃管内部以提供放电的电子发射体，它由通过气体放电加热的颗粒的集合所组成，并从外露表面发射热电子；

放电聚焦装置，它设置成紧靠这些电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触，并将放电聚集在这些外露表面上；以及

收容该放电灯的灯罩。

采用该放电灯具的照明设备可以广泛应用于液晶显示设备、液晶电视、装饰设备等设备中作背景照明，用于在传真机之类设备内读取原件，用于诸如复印机一类的OA(办公自动化)设备内的曝光和消电荷，以及作为日常照明的用具和照明装置。

附图简述

图1是表示本发明一个实施例的放电灯(荧光灯)灯具的部分作了剖视的平面图。

图2是表示本发明一个实施例的热阴极的垂直截面图，该热阴极被封装到图1所示的放电灯(荧光灯)内。

图3是一个曲线图，表示图2中的热阴极(上面有绝缘体)的放电电流(A)与阴极下降电压(V)之间的关系。

图4是一个曲线图，表示图2中的热阴极(上面无绝缘体)的放电电流(A)与阴极下降电压(V)之间的关系。

图5是表示一个热阴极的斜视图，该热阴极是本发明的另一个实施例的电极。

图6是一个曲线图，它表示采用上述图5所示热阴极的一个荧光灯的辉光放电期间的输入功率(W)与辉光放电-电弧放电过渡时间τg之倒数(秒^-1)之间的关系。

图7是表示本发明另一个实施例的热阴极的平面图。

图8是图7所示热阴极的正视图。

图9是表示本发明另一个实施例的热阴极的平面图。

图10是图9所示热阴极的正视图。

图11是表示本发明另一个实施例的热阴极的平面图。

图12是图11所示热阴极的正视图。

图13是表示本发明另一个实施例的热阴极的一个斜视图。

图14是表示本发明另一个实施例的热阴极的斜视图。

图15是采用图14所示热阴极的一个荧光灯的平面图(部分作了剖视)。

图16是表示本发明另一个实施例的热阴极的斜视图。

图17是表示本发明另一个实施例的热阴极的平面图。

图18(a)和(b)是表示本发明另一个实施例的热阴极的平面图和垂直截面图。

图19是表示本发明另一个实施例的热阴极的部分作了剖视的截面图，以及

图20是表示本发明的一个实施例的放电灯灯具的斜视图。

本发明的较佳实施例

以下参照附图描述本发明的一个电子发射电极结构和放电灯的实施例。

图1是表示放电灯的部分作了剖视的平面图，图2是表示电子发射电极结构的垂直截面图。

图1中，标号1为放电灯，例如荧光灯。灯1中作为电极结构的热阴极3A和3A相互面对面设置在玻璃管2的两端内部，该玻璃管2由半透明容器组成，它为一直管，其外径例如为3毫米至15毫米，但这里为4毫米，总长约为300毫米。同时，连接到热阴极3A和3A的引出线4和4密封地封装到两端。

而且，玻璃管2的内部充填20乇的惰性气体例如氩(Ar)和作为放电介质的汞。热阴极3A与3A之间的距离约为260毫米。再者，玻璃管2的内壁表面涂覆荧光层(未图示)。

而且，热阴极3A由充填电子发射体5的容器6、支持容器6的支承件7A以及支承支承件7A同时形成电气连接的引线4组成。(这是当引线未作为热阴极部分时的情况)。

容器6由诸如钽Ta和锆Zr作为其主要组份的导电材料组成。它成形为带底部的圆柱形管子(杯状物)，底部有圆形的基部61，开口部分62在其端部，同时，在其外围的表面上形成圆周凹槽63。

而且，支承件7A由镍制成，它成形为带底部的圆柱形管子(杯状物)，具有圆形基部71和开口部分72，收容容器6。容器6和支承件7A通过插入和锁定在容器6的凹槽63内的支承件7A的开口部分72的轮缘结合在一起。这样，该两个部件在机械上和电气上都连接在一起，此结构使容器6和支承件7A为同轴安装。

然后，将电子发射体5装入并收容在容器6内。电子发射体5由多个半导体陶瓷颗粒51集合组成，其中，主要组份为钡Ba和钽Ta的微粒氧化物，粒径为10微米至500微米，较佳地为20微米至100微米，附加少量的锆氧化物ZrO₂.而且，标号8为铝氧化物制成的绝缘体，它覆盖在位于凹槽63以下的容器6的外表面上以及支承件7A的内表面上。

再者，引线4大致焊接到支承件7A底表面71的中央。这样，如上所述，热阴极3A就由容器6、支承件7A、电子发射体5和引线4组成。

除了以上所述以外，形成容器6的导电材料可以是钨W、钼Mo、铼Re、钛Ti、钽Ta、锆Zr、铌Nb、铪Hf、镍Ni或铁Fe，或它们的合金，或这些金属的碳化物C、氮化物N、硅化物Si或硼化物B的至少一种。而且，可以将由钡Ba、锶Sr、钙Ca或钍Th的氧化物制成的半导体物质添加到上述金属。

而且，作为容器6的其他形成材料，例如，可以采用通过将添加剂(诸如Ta₂O₃)加到母晶体(诸如BaTiO₃或BaZrO₃)而获得的半导体陶瓷。另外，例如也可以采用主要由BaO、SrO、CaO，Ba₄Ti₂O₉、BaTaO₃、SrTiO₃、SrZrO₃之类碱土金属与金属氧化物的混合物组成的材料，以及主要由碱土金属与稀土金属即Sc，Y，La和镧系元素的氧化物的混合物组成的材料如BaCeO₃。

再者，在容器6由上述碱土金属、过渡金属和稀土金属材料制成的情况下，可以在其表面上形成具有高熔点物质的薄膜，后者由碱土金属、过渡金属或稀土金属的至少一种金属的碳化物或氮化物组成，例如，诸如TaC和TiC之类的碳化物，或诸如TiN和ZrN之类的氮化物。这样将可以降低因离子轰击而引起的电极容器6的散射和汽化。

而且，在容器6为绝缘材料的情况下，导电金属板或金属棒可以邻近设置，可以形成由金属碳化物或金属氮化物制成的薄膜。

而且，对于电子发射体5，除了上述材料外，还可以采用诸如钡Ba、锶Sr、钙Ca的氧化物，或主要组份为碱土金属+金属氧化物，如Ba₄Ti₂O₉，BaTaO₃，SrTiO₃和SrZrO₃的材料，或主要组份为碱土金属+稀土(诸如钪Sc、钇Y、镧La和镧系元素)金属氧化物的材料。

再者，在电子发射体5由上述碱土金属、过渡金属和稀土金属材料制成的情况下，可以在其表面上形成高熔点物质的薄膜，它由碱土金属、过渡金属或稀土金属的至少一种金属的碳化物或氮化物组成，例如，诸如TaC和TiC一类的碳化物或诸如TiN和ZrN一类的氮化物，与容器6的方式相同。由此可以减低电子发射体5因离子轰击而产生的散射和汽化。

此外，在制作容器6和电子发射体5时，可以同时对两者进行烧结。而且，支承件7A可以由含有至少一种导电金属的材料制成。这种导电金属诸如镍Ni、钽Ta、钛Ti、锆Zr、铝Al和钨W。

再者，支承件7A并不局限于作为支承容器6的覆盖结构，它几乎覆盖其侧面和底部61的整个表面。它也可以是一个支架，诸如一个框架。此外，在引线4直接连接到容器6并支承和电连接容器6的情况下，对于支承件7A更无特定要求。

而且，通过排出和添加在醇类溶剂中已经分散了0.1μm或0.1μm以下的氧化铝微粒的液体，并在约100℃至200℃大气下加热约5分钟之后除去该溶剂和湿气而形成绝缘8。另外，也可以采用将所需部分浸入液体或将液体灌注到该部分等等方法。再者，绝缘8可以用至少一种金属氧化物形成，诸如用氧化铝A1₂O₃、氧化硅SiO₂、氧化锆ZrO₂和氧化钽Ta₂O₅或它们的混合物形成。

于是，通过将用上述组份做成的热阴极3A和3A封装在玻璃管2内作为电极结构而形成荧光灯1。之后，将引线4和4(或者在有接头的情况下为它们的接头)连接到拥有高频照明电路或类似电路的电源电路系统C。当完成这种连接时，电流将流到每个容器6，后者由导体组成并通过同样由导体组成的每个支承件7A支承并电连接到支承件7A。

然后，在采用导电容器6的热阴极3A与3A之间开始并维持放电，导电容器6面对面设置在玻璃管2的两端，后者变成放电通路。通过被电离和激发的管子2内的惰性气体和汞产生紫外光。该紫外光通过荧光层转换为可见光，然后，可见光穿过管子2的管壁向外辐射。

启动时，由相互面对面设置在放电通道两端的热阴极3A和3A的放电为作为冷阴极的辉光放电。通过高的阴极降压加速的离子对整个电极加热并使它的温度上升，电子发射体5的颗粒51…除了其本身的小的热容量外，因相邻颗粒51之间的热阻较高使其温度迅速上升。此后，当通过颗粒51的集中加热，使温度达到能够发射足够的热电子时，产生从辉光放电至电弧放电的过渡，在颗粒51上形成电弧点，电极起到热阴极的作用。

在辉光放电已经覆盖在几乎整个导电容器6(除了它的外表面外)之后，产生至电弧放电的过渡。该电弧放电起源于装填和收容于容器6的电子发射体5的表层的外露表面55，或起源于与开口部分62的内壁相接触的颗粒51的表面。其原因在于因电子发射体5为半导体陶瓷及它的电阻较高，致使电流难以流动。因此，在电子发射体5的颗粒51…上形成电弧点，该电子发射体5与导体制成的容器6的内壁相接触或与之邻近。当形成电子发射体5的颗粒51内的电子发射物质散射和消散时，电弧点移动到邻近的颗粒51，放电继续。

而且，容器6的外表面与同轴叠套的支承件7A的内表面之间形成有间隙，放电将可能通过作为中空阴极的间隙围绕该部分而进行。然而，在本发明中，因在容器6的外表面上以及支承件7A的内表面上形成绝缘8，放电不会围绕容器6的底部进行，故放电是稳定的。

结果，通过使热阴极3A作为放电聚焦装置，导电容器6不起该作用。这样，电子发射体5的温度合适地上升，照明期间电弧点没有很大的移位，放电时没有闪烁。由于电弧点合适地形成，故放电可以维持稳定。

而且，上述荧光灯1可以缩短从辉光放电至电弧放电的过渡时间，并减低阴极降压。同时，由于可以减少因离子轰击而产生的溅射，故可以设法改进发光效率，通过防止管子2的内壁变黑可以设计出长寿命。

图3和图4分别示出在容器6的外表面和支承件7A的内表面上形成和不形成绝缘8的薄膜的情况下，对阴极降压(V)的测量结果。

与图4所示不形成绝缘8薄膜的情况相比，在图3所示形成绝缘8薄膜的情况下，阴极降压(V)对放电电流(A)几乎是稳定的，基本上没有波动。而且，对于放电电流(A)的同样电流值的阴极降压(V)较低，由此可以防止阴极寿命的缩短。

接下来，将参照图5描述本发明的电极结构的另一个实施例的热阴极。图5是表示热阴极3B的斜视图。由于除了支承件外它与图1所示的相同，故相同的参照号用于相同的部件，相应的描述省略。

图5所示的支承件7B用与上述实施例相同的方法由一个带底部的圆柱形形成。支承件7B上形成一对从开口72边缘突起的突起部73和73。这些突起部73和73具有爪形的舌片74，它们大致以直角向内弯曲，在容器6的开口62上面向电子发射体5。这些舌片74和74的顶端以锐角三角形形成，其两个尖端75和75设置成面向电子发射体5的表面层的外露表面55，并相互面对面间隔开。

因此，通过在容器6的边缘弯曲舌片74的顶端75，容器6可以方便地安装到支承件7B内并由其支承，不会对容器6造成损坏，并可以防止容器6沿轴向移动。而且，即使在放电等期间可能在支承件7B内发生热膨胀，它也能支承容器6并防止容器6脱离。

突起部73和73由支承件7B形成作为其组成部分。然而，倘若突起部73和73电连接到支承件7B，它们也可以与支承件7B分开制作，而后再结合。而且，突起部73并不局限于两个一对，也可以形成一个或3个或者更多个。

采用该热阴极3B，通过安装突起部73的舌片74，它变成放电聚焦导体，面向容器6的开口62上的电子发射体5，在顶端75将发生辉光放电。然后，电场集中在顶端75。相邻的电子发射体5的颗粒51…的温度上升受到加速，这些辉光放电可以容易地在电子发射体5的颗粒51的表面上形成电弧点。这样，短时间就能完成辉光放电至电弧放电的过渡，从而使离子溅射难以发生。由此可以防止玻璃管2内壁发黑和电极寿命的缩短。

顺便说说，舌片74的顶端75越是尖锐，形成电场聚焦越是容易。因此，希望它们是锐角。

而且，图6是对本发明采用电极3B的放电灯的输入功率(W)与辉光放电-电弧放电过渡时间倒数[τg(sec^-1)]进行比较的曲线图，其中，所形成的导体由该实施例的舌片74组成(其特性由圆点标记表示)，而现有技术结构的放电灯不具备导体(其特性由×标记×表示)。

如图6所示，形成有突起部73(导体)的灯可以在小的输入功率W下达到较大的辉光放电至电弧放电过渡时间τg的倒数。因此，通过形成突起部73(导体)，可以缩短辉光放电至电弧放电的过渡时间，也可以缩短发生离子溅射等等的时间。

接下来将参照图7至图10描述本发明的电极结构的热阴极的某些其他实施例。图7和图8表示相同的热阴极3C，图7为平面图，图8为图7的正视图。同样，图9和图10表示相同的热阴极3D，图9为平面图，图10为图9的正视图。除了支承件以外，热阴极3C和3D都具有与图1或图5所示相同的组份。相同的参照号用于相同的部件，故对它们的描述作了省略。

采用图7和图8所示的热阴极3C，容器6也收容于支承件7C。支承件7C形成带底部的圆柱形，类似于图5所示热阴极3C的支承件。从开口72边缘往上突起的一对突起部73和73作为组合部分。突起部73和73具有构成导体的舌片74，它们以大致的直角向内弯曲面向电子发射体5的外露表面55，但是与容器6的开口62有一个较小的距离，它作为放电聚焦导体。而且，以弧形形成的两个舌片74和74的顶端76和76相互面对面设置，但是与电子发射体5的表面的外露表面55分离。

即使突起部73和73的顶端76和76如图7和图8所示形成弧形，在顶端76与76之间也可以产生电场聚集。

这里，对于图7和图8所示的实施例，进行启动电压测试和快速闪光周期测试，对表示具有突起部73(构成配备弧形顶端76的导体)的实施例的热阴极3C与不具有突起部73的热阴极进行比较。

为了测试，采用荧光灯1，其中，玻璃管2的管径约为6毫米，热阴极3C与3C之间的距离约为150毫米，约100乇的氩气和汞滴被充填其内。突起部73用宽约1毫米的镍片形成。

而且，在启动测试中，将灯在25℃的环境温度下搁置3小时。将从辉光放电至电弧放电的过渡电压作为启动电压。如表1所示，可以发现形成突起部73的灯大大降低了启动电压。

                         表1

                           启动电压(k Vrms)

无突起部                 1.75    1.81    1.83    1.68

(导体)

带突起部                 1.43    1.56    1.23    1.37

(导体)

而且，对于快速闪光周期测试，采用二次释放电压约为2.3kVrms、灯电流约为20毫安和灯电压约为200Vrms的照明电路。闪光照明重复进行，按30秒照明和30秒停止作为一个周期，测量颗粒上不能形成电弧点的次数。从表2所示可见，对于其中形成突起部73(导体)的灯，不能发光的次数大大增加，闪光寿命得到改善。

                          表2

                     闪烁次数(万)

无突起部             5.2    7.5    9.7    10.4

(导体)

带突起部             32.3   40.0   37.8   45.0

(导体)

接下来，将描述图9和图10所示本发明的电极结构的另一个实施例的热阴极3D。

对于图7和图8所示的热阴极3C，由支承件7C形成并与之结合成一体的突起部73具有舌片74。然而，本热阴极3D中，以棒形形成突出部77构成一个导体连接到热阴极，它以直角弯曲成形，并与支承件7D分离。使棒形突出部77的顶端面向容器6内的电子发射体5的表面的外露表面55。

即使按照该方式使放电聚焦装置成为棒形突出部77，如同图7和图8所示的上述突起部73，可以获得相同的作用和效果。顺便而言，如果棒形突出部77的顶端变尖，可以进一步改善使电场聚焦的效果。

另外，将参照图11和图12描述本发明的电极结构的另一个实施例的热阴极。图11和图12表示相同的热阴极3E。图11是一个平面图，图12为正视图。其中，与图1至图10相同的部件采用相同的参照号，故省略对它们的描述。

图11和图12所示的热阴极3E配备了导电的网状金属网78，它位于容器6的前面开口62上，由金属丝垂直和水平编织而成或在金属板上冲出多个孔形成，由此覆盖电子发射体5的表面的外露表面55，以取代上述板形舌片73和棒形突出部77。

即使按照该方式使放电聚焦装置成为导电金属网78，也可以获得与上述实施例的热阴极相同的作用和效果。

至于该金属网78，无论是由金属丝编织的还是通过在金属板上冲出多个孔形成的均可采用，所用的金属诸如镍Ni、钨W或不锈钢。

另外将参照图13至16描述本发明的电极结构的另一个实施例的热阴极。图13、图14和图16是表示热阴极3F、3G和3H的斜视图。图15是荧光灯1的部分作了剖视的一部分平面图，图14所示的热阴极3G被封装在其内。其中与图1至图12相同的部件采用相同的参照号，故省略了对它们的描述。图13、图14和图16所示的热阴极3F、3G和3H全部采用由电极棒组成的导电的棒形金属突出部等等作为放电聚焦装置。

对于图13所示的热阴极3F作为电极棒，在容器6F底部61的中央形成一个通孔(未图示)。构成一个导体(由钨W、钼Mo、钛Ti、钽Ta、镍Ni等等组成)的电极棒4A安装成穿过该通孔，位于填入和收容于容器6的微粒电子发射体5的颗粒51之间，并从开口62的大致中央位置突出。构成该棒形突缘的电极棒4A可以是兼作双重目的的引线4的顶端，或者作为一个独立的实体与引线4A分别形成，通过焊接等手段与之连接。

顺便提及，当引线4例如兼作电极棒4A的双重目的时，通过焊接可固定在容器6的通孔内。而且，如果构成导体并从开口62突出的电极棒4A的顶端按锐角形成，放电将更容易进行。

通过此方式将构成导体的导电引线4(它穿过容器6和电子发射体5的中央，并兼作电极棒4A的双重目的)的顶端突出于开口62之上，电场可以聚焦在该顶端上。

这样，通过提升电极棒4A的温度，可以激发与电极棒4A接触或邻近设置的电子发射体5的颗粒51…。然后，电弧点发生在与电极棒4A的外表面相接触的颗粒51的表面上，当这些颗粒51完成电子发射时，电弧点转移到邻近的颗粒51。这样，通过电弧点逐渐地转移到邻近的颗粒51…，表示出可以稳定地维持放电的作用。

而且，在图14所示的热阴极3G中，兼作电极棒4A(由图13所示的热阴极3F中的棒形突缘组成)双重目的的引线4置于与容器6G的轴向相同的轴向，但它在偏离中心轴69的位置上穿出。

也就是说，兼作电极棒4A双重目的的引线4置于底端侧上容器6G外面的容器6G的中心轴上。然而，弯曲部分41形成于容器6G底部61的附近和外部。因此，该部分设置成使构成导体并从内部容器6G和从开口62突出的部分偏离容器6G的中心轴69。

而且，通过将热阴极3G和3G封装到玻璃管2的端部而完成荧光灯1A，如图15所示。采用这些热阴极3G，开灯时，电流流经导电电极棒4A和容器6G，放电在相互面对面的热阴极3G之间发生。同时，与其位于容器6G的中心轴69时相比，容器6G内的电极棒4A更接近于容器6G的内壁。因此，可以使构成导体的电极棒4A和共同形成热阴极3G的容器6G的温度得到提升，通过伴随其的电子发射体5的温度提升可以增大对颗粒51…的激发。这样，从辉光放电到电弧放电的过渡是良好的。

而且，即使采用位于偏离位置而不是位于容器6G中心轴位置的电极棒4A，由于发生的电弧点转移到接近于开口62的电子发射体5的颗粒51…，故可以产生合适的电荷放电，它几乎不因稍微的偏移而影响发射性能。灯1A中，封装到管子2端部的引线4被大致封装在管子2的中心轴上。因此，封装部分不会因引线4的偏移而产生任何玻璃块状、不均匀等等，并且不会发生破裂。

顺便提及，已经证实，当容器6G的内壁附近的微粒电子发射体5的颗粒51因耗尽其电子发射物质而变得不能发射热电子时，位于容器6G之内壁圆周方向上附近的其他颗粒51将发射热电子。之后，电子发射功能逐渐转移到邻近该内壁圆周方向的颗粒51。

而且，当对比平均输入功率W与采用热阴极3G和3G的荧光灯1A的辉光放电至电弧放电过渡时间的倒数τg之间的关系时，可以发现结果与图6所示的几乎相同。然而，在较小的输入功率下，其中电极棒4A从容器6G突出的那种灯可以得到更大的辉光放电至电弧放电过渡时间的倒数τg。因此，通过形成突出的电极棒4A，辉光放电至电弧放电的过渡时间可以缩短，故减少了期间发生离子溅射等等的时间。

进一步，将参照图16描述另一个实施例的热阴极3H。图16是一个热阴极的斜视图。如图16所示将热阴极3H作为电极，兼作引线4的双重目的的电极棒4A沿着容器6H的中心轴设置，同时，在引线4内形成分支连接42。多个，例如4个棒电极4B按枝状形成分支连接42大致平行于电极棒4A。它们的顶端全部从开口62突出作为棒形突缘。

顺便提及，作为构成导体的棒形突缘的电极棒4A和4B…的设置可以以电极棒4A为中心与电极棒4B……等距或不等距地间隔。另外，这些分支的数量可以为1个或多个。

而且，通过该方式提供构成导体的多个电极棒4A和4B…，不仅在电极棒4A和4B…的周围，而且在它们的顶端周围可以使温度上升更有力，在电子发射体5的整个区域都形成发射范围。这样，辉光放电至电弧放电的时间就可以缩短，并且可以减少期间发生离子溅射等等的时间。而且，在耗尽一个电极棒4A或4B周围的电子发射体5的颗粒51…之后，电弧点在另一个电极棒4A或4B周围形成。这样，寿命就变得更长了。

而且，图17至19表示作为电极结构的热阴极3J至3L的其他实施例。图中，相同的参照号用于与图2中相同的部分，故省略对它们的相应描述。图17至19所示的各个热阴极3J至3L的容器的结构与图2至图16所示不同。

图17是导电热阴极3J的平面图。由图可见，尽管热阴极3J中所示容器6J的外圆周形成一个圆，但收容了电子发射体5的颗粒51…的开口62的内壁周缘却成形为纹波形的非均匀周缘63。

而且，在其中封装这些热阴极的放电灯中，由于容器6J的内壁为锯齿状，故内壁周缘的长度比之仅仅为外壁同心圆的可以做得更长。也就是说，电子发射体5的颗粒51…与之接触的区域可以做得更大。这样，当灯点燃时，与导电容器6J的非均匀的内壁62的非均匀的周缘63接触或邻近的电子发射体5的颗粒51…的绝对数量变得更大。

而且，当放电灯点燃时，电弧点在与作为导体的容器6的非均匀内壁62接触或邻近的电子发射体5的颗粒51内产生，而且由表面上的颗粒51产生。这样，当颗粒51中的电子发射材料消散耗尽时，电弧点转移到相邻的微粒51，放电将维持。

结果，象放电开始很简单那样，点燃期间电弧点将不会有大的转移，故可以维持无放电闪烁的稳定的放电。而且，上述的灯可以缩短从辉光放电至电弧放电的过渡时间，并且可以减低阴极降压。这样，可以对照明效率作出改进，同时可以达到能减少因离子轰击而产生的溅射、能防止灯2的内壁变黑以及能设计长的寿命等效果。

而且，图18表示另一个热阴极3K；其中，(a)为平面图，(b)为垂直截面图。热阴极3K具有设置成一体的圆形突出物，它从容器6K的圆形底部向开口的中心突起。容器6K内部具有环行凹穴65，电子发射体5的颗粒51…按环形装载到凹穴65内。在此情况下，中心突起64也是导体，作为放电起源的电弧点可以在内壁62和突起64的整个长度的圆周上产生。这样，可以呈现与上述实施例相同的效果。

采用图17和图18所示的热阴极3J和3K，容器6J和6K的内壁圆周的整个长度比单个圆更长。于是，这些热阴极的优点在于因电弧点容易在这些部分产生而可维持电弧放电，并可在长时期内进行热电子发射。

而且，容器的形状不局限于正圆。它们可以是椭圆形或多边形，诸如正方形或长方形。而且，内壁圆周的形状并不局限于图中所示在正圆内壁上形成的波纹形缺口。它们也可以是在椭圆形或多边形，诸如正方形或长方形内壁上形成的波纹形、锯齿形等等缺口。此外，上述中心突起64的形状也不局限于正圆形。它可以是椭圆形或多边形，并且可以形成一个或多个突起，或者分离或者相互连接，此外，其外围可以形成锯齿状。

顺便提及，当其用数字表示时，例如在圆形容器的情况下，其关系应为L＞2(π^*S)^1/2，其中，L为容器凹穴的内壁壁围长度，S为开口的突出面积。简而言之，容器内壁的壁围长度做得越长越好。

而且，采用图19所示的热阴极3L，容器6L的形状不同于前面所述。即，前面所述的都是成型为等直径的圆柱体，然而容器6L开口62的直径大于其底部表面61的直径。

若按此方法以喇叭形大直径开口62形成容器6L，容器6L和支承件7L的开口72的外围呈接触状态，其间隙显然不见了。由此可以防止放电通过围绕二者的空间间隙通过。

而且，由大量颗粒52...和53...组成的微粒电子发射体5可以设置在容易形成作为放电起源的电弧点位置的前面的外露表面上。通过此手段，采用内部封装这些热阴极3L的放电灯，可以使电弧放电稳定，照明期间不产生闪烁，而且寿命延长。

此外，本发明的发明人研究了上述实施例中所述的放电灯。他们发现，通过密封的惰性气体的压力(乇)、微粒电子发射体5的颗粒51的平均粒径D(μm)以及放电电流I_L(mA)之间的关系，从辉光放电至电弧放电的过渡可以被加速，同时可以在长时期内稳定电弧放电。

即，按以下方法生产荧光灯。将图5所示的热阴极3B和3B按大致260毫米的电极间间距相对设置在直管式玻璃管1的两端，玻璃管1的外径约为4毫米，总长约为300毫米，例如，如图1所示。在管子1的内表面上形成荧光层，氩Ar作为惰性气体与汞(Hg)滴密封其内。改变密封压力和颗粒状电子发射体5的颗粒51的平均粒径。

由粒径为10微米至100微米的颗粒51的集合组成的电子发射体5收容于由这些热阴极3B组成的底部为圆柱形的容器6内。而且，容器6和电子发射体5的颗粒51...由主要组分为钡Ba和钽Ta的氧化物加上少量氧化锆ZrO₂的一种材料制成。为了改善抗溅射性能，可以将碳化钽薄膜涂覆在其表面上。

此外，表3至表5所示结果为管子1内密封气体的压力、电子发射体5的颗粒51的平均粒径以及放电电流的变化。顺便提及，平均粒径是由粒子分布的算术平均数发现的。而且，对于气压，在密封气体总压例如氩Ar/氖Ne的总压约为70乇的大致室温下含有汞汽的情况下，密封气体的压力变为70乇。

                      表3

序号	粒径(μm)	IL(mA)	氩气压(乇)	辉光放电至电弧放电过渡	闪烁测试10秒开10秒关	寿命期内电弧放电	D·IL
								D
							123456789101112131415161718192021222324252627282930		45	1020305070	10203050701001020305070100102030507010010203050701001020305070100	××○○○○×○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○	×××○○○××○○○○×○○○○○○○○○○○○○○○○○	×××○○○××○○○○×○○○○○○○○○○○○○○○○○	247111622491322314471320334767112233567811116314778109156

表4

序号	粒径(μm)	IL(mA)	氩气压(乇)	辉光放电至电弧放电过渡	闪烁测试10秒开10秒关	寿命期内电弧放电	D·IL
								D
							313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960		75	1020305070	10203050701001020305070100102030507010010203050701001020305070100	×××○○○××○○○○×○×○○○○○○○○○○○○○○○	×××××○×××○○○××○○○○×○○○○○×○○○○○	×××××○×××○○○××○○○○×○○○○○×○○○○○	134791335813192748122028407132033476791928476593

                            表5

序号	粒径(μm)	IL(mA)	氩气压(乇)	辉光放电至电弧放电过渡	闪烁测试10秒开10秒关	寿命期内电弧放电	D·IL
								D
							61626364656667686970717273747576777879808182838485		105	50100150200250	2510205025102050251020502510205025102050	×××○○××○○○×○○○○×○○○○×○○○○	×××○○××○○○××○○○×○○○○×○○○○	×××○○××○○○××○○○×○○○○×○○○○	125102425101948371429714101938955122448119

这里，对于辉光放电至电弧放电的过渡，超过1秒的情况用标记×(劣)表示，1秒或1秒以下的情况用标记○(优)表示。至于闪烁测试，重复进行10秒通和10秒断，寿命短于100,000次的情况用标记×表示，而寿命为100,000次或100,000以上的情况用标记○表示。至于寿命期间的电弧放电，尽管钡Ba保留在粒子51的表面上但放电是颗粒51之外产生的情况用标记×表示，放电由颗粒51产生而钡保留在颗粒51中的情况用标记○表示。

而且，在关系式

P×I_L/D≥10

的情况下，其中，惰性气体密封压力取作P乇，微粒电子发射体5的颗粒51的平均粒径取作D微米，放电电流取作I_L毫安，从辉光放电至电弧放电的过渡可以得到加速。同时，电弧放电可以得到稳定，并可防止玻璃管1内壁变黑和寿命缩短。

此外，根据上述表达式，密封气压越大越佳。然而，如果规定的密封气压变高，启动电压将变高，照明效率将降低。因此，对密封气压也要限制使之与规范相一致。顺便提及，即使测试是对其他密封气体进行的，例如钠Na、氖Ne和氩的混合气体、钡Ba和氩Ar的混合气体以及钡Ba和氙Xe的混合气体，也可以获得同样的效果。

此外，在微粒电子发射体5采用不同粒径分布的混合体作为电子发射电极结构的情况下，可以获得便于进行光调节的放电灯。

也就是说，可以将由半导体陶瓷诸如氧化钽和钡BaTaO₃组成的具有两个大和小峰值平均粒径分布的多个热电子发射体5装填和收容到例如图19所示的热阴极3L的容器6L内。该粒径分布由较大粒径的颗粒52...(平均粒径峰值约为100微米)和较小粒径的颗粒53...(平均粒径峰值约为30微米)的混合体组成。粒子尺寸分布范围为10微米至150微米。

然后，通过调光电路装置(未图示)点亮其中密封这些热阴极3L和3L的荧光灯。当不作调光时的灯电流约为30毫安时，除了容器6L内收容的电子发射体5，电弧点发生在1或2个粒径约为100微米的直径相对较大的颗粒52...上，并维持稳定的放电。

然而，采用粒径约为30微米的直径相对较小的颗粒53...，产生的电弧点分跨几个粒子。因此，破坏了蓄热器结构，电弧点容易转移到其他颗粒。因此，实际上稳定的电弧点发生在粒径约为100微米的直径相对较大的颗粒52上。

而且，当用于调光时，电流在改变，这些灯由大约5毫安的电流点燃，电弧点发生在粒径约为30微米的1至2个直径相对较小的颗粒53...上，并维持稳定放电。然而，对于粒径约为100微米的直径较大的颗粒52...，由于与粒径约为30微米的直径较小的颗粒53相比，其热容量相对较大，用大约5毫安那样小的电流不能获得足够的热量用于热电子发射。因此，稳定的电弧点有效地发生在电子发射为优、直径较小的约为30微米的颗粒53上。

因此，采用以此方法使用不同粒径分布的混合电子发射体的放电灯，可以通过提升电子发射体的温度产生电弧点，而该电子发射体的峰值粒径对应于灯电流。因此，通过将此应用于放电灯(通过控制响应于电流值的电流进行调光)，可以执行稳定的电弧放电和调光。

顺便提及，该粒径分布峰值并非局限于两类混合物；它们可以是3类或3类以上。然而，当相邻的平均粒径值之间的差异为1.5或更高时，效果更好。

此外，图20是表示与本发明有关的放电灯灯具9的一个实施例的斜视图。图20中，示出了罩壳91。反射镜92、支承荧光灯1的支承件93和93(其中一个未图示)诸如插座以及电源电路装置C设置在罩壳91内部。

该放电灯灯具9可以用于液晶显示器的背景光，或传真机原稿阅读器。如上所述，由于荧光灯1的发光性能得到改善且具有长寿命，故上述灯具的发光性能也得到提高。因灯1长时期内无需掉换，故灯的维护就容易了。

顺便提及，本发明并不局限于上述实施例。例如，上述实施例的电极结构是通过在容器内收容微粒电子发射体组成的。然而，也可以通过将微粒发射体置于烧结中的容器，并连接引线等等到一物体，再在烧结之后从这些容器中除去该物体而制成电极结构。容器支承管子内的电极结构并作为与引线的电气连接，但它们并非是必需的。

而且，以上将组成热阴极(作为电极结构)的容器描述成是由导电金属制成的。然而，它们也可以由半绝缘即所谓的导电陶瓷制成，其中将半导体陶瓷物质与导电金属混合，或者也可以由表面形成导电的半导体陶瓷物质或绝缘材料制成。简而言之，只要使其在开灯时作为良导体并可令人满意地使电流流通至其内部收容的电子发射体的材料都可应用。

再者，放电灯也不局限于荧光灯。它们也可以应用于其他的放电灯，诸如紫外发射灯。而且，放电灯可以是惰性气体发光灯，无需装入汞作为放电介质。此外，玻璃管的结构并非局限于直管形的管子。灯可以采用弯管，诸如U形、W形和环形管，或者可以采用板状的管子。

而且，设置在一个放电灯内的电极数并非局限于一对(两个)。一个灯可以有3个或3个以上电极，不用说，它们也可以应用于其中电极部分是设置在管子外表面上的灯。

此外，放电灯灯具并非局限于实施例的构造。可以用许多方式改变其形状、结构等等。而且，收容灯等等的罩壳并非局限于所示的盒形罩壳。罩壳包括板状的灯体，其上以无掩蔽方式安装灯、它的支承件等等。而且，用于照明的电源电路装置和反射镜可以与放电灯灯具分开设置，这些并非是必要的。

工业应用性

按上述方式采用本发明所述的电子发射电极结构时，在启动放电灯时可以迅速释放热电子，辉光放电至电弧放电的过渡时间得到加速。此外，可以提供长寿命的电极，能防止内壁变黑和灯管寿命缩短。为此，对于采用这种灯的照明装置，发光性能和寿命性能都能得到改善，同时，维护工作可以简化。这些灯可以广泛应用于液晶显示器和液晶电视的背景照明；应用于OA设备诸如传真机内的原稿阅读；应用于复印机内的曝光和放电；应用于家用电器、灯具等等作普通照明。

Claims (20)

1.一种电子发射电极结构，其特征在于包括：

通过放电加热的电子发射体，它由集合的电子发射微粒或颗粒组成，并由外露的表面发射热电子，以及

放电聚焦装置，它紧靠该电子发射体至少一部分外露表面或与之接触，并将放电聚集在外露表面上。

2.一种电子发射电极结构，其特征在于包括：

通过放电加热的电子发射体，它由集合的电子发射粒子组成，并由外露的表面发射热电子；

放电聚焦装置，它紧靠该电子发射体至少一部分外露表面或与之接触，并将放电聚集在外露表面上，以及

收容该电子发射体的容器。

3.一种电子发射电极结构，其特征在于包括：

通过放电加热的电子发射体，它由集合的电子发射微粒或颗粒组成，并由外露的表面发射热电子，以及

一容器，它收容该电子发射体，并通过使紧靠电子发射体至少一部分外露表面或与之接触的那部分成为导体，将放电聚集在该外露表面上。

4.根据权利要求3的电子发射电极结构，其特征在于，所述容器由金属制成。

5.根据权利要求4的电子发射电极结构，其特征在于，容器的外表面涂覆绝缘层。

6.根据权利要求2的电子发射电极结构，其特征在于，该容器为绝缘或半绝缘。

7.根据权利要求6的电子发射电极结构，其特征在于，该容器由金属氧化物组成。

8.根据权利要求2至7任一的电子发射电极结构，其特征在于，该容器由一个支承件支承。

9.根据权利要求1的电子发射电极结构，其特征在于，放电聚焦装置为金属突缘，它紧靠电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触。

10.根据权利要求9的电子发射电极结构，其特征在于，金属突缘为舌状。

11.根据权利要求1的电子发射电极结构，其特征在于，放电聚焦装置为棒形突缘，它穿过电子发射体从外露的表面突起。

12.根据权利要求10的电子发射电极结构，其特征在于，棒形突缘从外露表面的中央突起。

13.根据权利要求11的电子发射电极结构，其特征在于，棒形突缘从外露表面上偏离中央的位置突起。

14.根据权利要求2的电子发射电极结构，其特征在于，放电聚焦装置为金属网，它覆盖容器的开口侧。

15.根据权利要求9至13任一所述的电子发射电极结构，其特征在于，放电聚焦装置形成在容器上或支承件上。

16.根据权利要求1或2的电子发射电极结构，其特征在于，将碱土金属、过渡金属和稀土金属的至少一种金属的氧化物作为主要组份形成电子发射体颗粒。

17.根据权利要求1或2的电子发射电极结构，其特征在于，在电子发射体颗粒的表面上形成碱土金属、过渡金属和稀土金属的至少一种金属的碳化物和/或氮化物薄膜。

18.一种放电灯，包括：

充填气体提供放电的玻璃管，

由电子发射体组成的电子发射电极结构，它设置在管子内部，通过气体的放电加热并由从外露表面发射热电子的颗粒的集合组成，以及

放电聚集装置，它紧靠这些电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触，并将放电集中于那些外露表面上。

19.一种放电灯具，包括：

充填气体提供放电和形成放电路径的玻璃管；

电子发射电极结构，它包括：

设置在玻璃管端部的电子发射体，它通过气体放电加热并由从外露表面发射热电子的颗粒的集合所组成；

放电聚焦装置，它紧靠这些电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触并将放电聚集在该外露表面上；以及

电源电路装置，它连接到电子发射电极结构，在这些电极结构之间施加一个电压。

20.一种放电灯灯具，包括：

由电子发射电极结构组成的放电灯，所述电子发射电极结构包括：

设置在玻璃管内部、管内充填气体以提供放电的电子发射体，它由通过气体放电加热并从外露表面发射热电子的颗粒的集合所组成；

放电聚焦装置，它紧靠这些电子发射体的至少一部分外露表面或与之接触，并将放电聚集在这些外露表面上；以及

收容该放电灯的罩壳。

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