DE3752218T2

DE3752218T2 - Entladungslampe

Info

Publication number: DE3752218T2
Application number: DE3752218T
Authority: DE
Inventors: Munemitsu Chuo-Ku Tokyo Hamada; Shouichi Chuo-Ku Tokyo Iwaya; Hitoshi Chuo-Ku Tokyo Masumura
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1987-06-09
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2007-06-10
Also published as: DE3752218D1; EP0249196B1; US4808883A; EP0249196A3; KR880002237A; EP0249196A2; CN87103377A; CN1006748B; KR900008794B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Entladungslampe mit einer Kathode aus keramischem Halbleitermaterial.
Es sind bereits Entladungslampen bekannt, bei denen Kaltkathoden wie beispielsweise Natriumdampflampen zum Einsatz kommen. Die Kathode bzw. Entladungselektrode einer Entladungslampe dieser Art weist einen zu erwärmenden gewickelten Wolframfaden auf, der auf seiner Oberfläche mit einem Elektronen abgebenden Werkstoff beschichtet ist, der in Form eines Oxids vorliegt, das hauptsächlich aus Barium, Strontium und Calcium besteht.
Des weiteren sind aus den US-Patentschriften A-2,251,045, A-3,911,309 und A-4,152,619 verschiedene Entladungslampen mit Elektroden bekannt, welche Elektronen abgeben. Beispielsweise werden in der US-PS A-3,766,423 Kathoden beschrieben, die eine längere Lebensdauer als andere Kathoden besitzen, da dort ein stärker emittierendes Material vorgesehen ist und bei denen ein gewickelter Heizdraht nicht erforderlich ist, da der Kathodenheizstrom im Korpus der Kathode fließt.
In der US-PS A-3,766,423 wird eine Emissionselektrode (neben einem Verfahren zu ihrer Herstellung) des Typs beschrieben, wie er bei Leuchtstofflampen zum Einsatz kommt.
Dabei besteht die Elektrode aus einem Gemisch aus einem Elektronen-Emissionsmaterial und einem Metall in Form einer Schmelze, welches unter anderem aus den Oxiden von Ba/Ti, Ba/Zr, Ca/Ti, Ca/Zr, Sr/Ti, Sr/Zr und aus Gemischen dieser Oxide besteht. Dabei wird nicht angegeben, daß die Werkstoffe gezielt dotiert sind. Über eine Elektrode dieser Art wird dort unter anderem ausgesagt, daß sie eine längere Lebensdauer habe.
In der DE-PS A-2501432 wird eine Elektrode beschrieben, die sich für Hochdruck-Natrium-Bogenentladungslampen eignet. In dem als D2 entgegengehaltenen Dokument wird die Verwendung von Elektroden aus keramischem/metallischem Material bzw. Cermet betont. Seine Bestandteile sind Metalloxide und (oder) Gemische aus Metallen und keramischen Stoffen, die mehr oder weniger je nach den Voraussetzungen in einer Wasserstoffatmosphäre reduziert werden. In dieser Veröffentlichung ist ein möglicher Bestandteil der Elektrode ein Gemisch aus Niob (bzw. W oder Ta) mit Titanoxid (bzw. ZrO). Diese Entgegenhaltung gibt über die Bestandteile nicht an, daß es sich um valenz-kompensierte Halbleiter handelt. Darüber hinaus spricht diese Veröffentlichung nicht das Problem möglicher chemischer Reaktionen zwischen der Lampenfüllung und Substanzen an, die aus den Elektroden verdampfen.
In der DE-PS A-2501432 wird eine Entladungslampe beschrieben, welche eine Elektronen emittierende und eine spezielle Dichtungsvorrichtung für das Ende der Röhre der Lampe aufweist.
Alle im Stand der Technik beschriebenen Entladungslampen enthalten aber kein entsprechendes Material, das die Halbleitereigenschaft herbeiführt.
Die konventionelle Kathode hat sich jedoch insofern als ungünstig erwiesen, daß das Elektronen emittierende Material zum Verdampfen neigt und mit dem Quecksilberdampf reagiert, mit dem die Lampenröhre gefüllt ist, und somit die verschiedenen erwünschten Anforderungen hinsichtlich der Hitzebeständigkeit, chemischen Beständigkeit und des Entladungsverhaltens der Entladungslampen nicht erfüllt. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Kosten der Entladungslampen hoch sind, weil Wolfram teuer ist.
Angesichts der vorgenannten Nachteile der herkömmlichen Entladungslampen liegt der vorliegenden Erfindung unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Entladungslampe zu schaffen, welche verschiedene erwünschte Anforderungen hinsichtlich Wärmebeständigkeit, chemischer Widerstandsfähigkeit und Entladungscharakteristik erfüllt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entladungslampe zu schaffen, die sich kostengünstig herstellen läßt.
Gemäß vorliegender Erfindung wird somit eine Entladungslampe mit einer Röhre und einer in der Röhre angeordneten Kathode aus einem keramischen valenz-kompensierten Halbleitermaterial bzw. aus einem keramischen valenz-kompensierten und zwangsweise reduziertem Halbleitermaterial vorgesehen, bei welcher das keramische valenz-kompensierte Halbleitermaterial einen valenz-kompensierten Zuschlagstoff aus der aus Y, Dy, Hf, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Ho, Er, Tb, Sb, Nb, W, Yb, Sc und Ta bestehenden Gruppe umfaßt, und bei welcher die Kathode eine gewölbte Entladungsfläche aufweist, und welche des weiteren Leitungsdrähte aufweist, die durch ein Ende der Röhre geführt sind und die Kathode abstützen. Da die Kathode kein Elektronen emittierendes Material enthält, sondern ein keramisches Halbleitermaterial, wird von der Kathode kein Dampf erzeugt und reagiert die Kathode nicht mit dem in die Röhre eingefüllten Quecksilberdampf. Deshalb besitzt die Entladungslampe verbesserte Eigenschaften wie Wärmebeständigkeit, chemische Beständigkeit und besseres Entladungsverhalten. Die Entladungslampe ist weniger kostspielig, da das als Kathode verwendete keramische Halbleitermaterial billig ist.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beispielhaft beschrieben werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht einer Entladungslampe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Versuchssystem für eine Kathode in der erfindungsgemäßen Entladungslampe;
Fig. 3 ist eine Graphik mit der Darstellung von Versuchsdaten der Kathode;
Fig. 4 zeigt einen fragmentarischen Querschnitt durch eine Entladungslampe gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 ist eine Unteransicht einer Kathode bei der Entladungslampe aus Fig. 4;
Fig. 6 ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsansicht einer Kathode, die eine Modifizierung der Kathode aus Fig. 5 darstellt;
Fig. 7 zeigt eine weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Entladungslampe in fragmentarischem Querschnitt;
Fig. 8 ist eine Unteransicht einer Kathode bei der Entladungslampe aus Fig. 7;
Fig. 9 stellt eine modifizierte Ausführung der Kathode aus Fig. 8 in vergrößertem fragmentarischen Querschnitt durch eine Kathode dar;
Fig. 10 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht einer Entladungslampe entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 zeigt eine Kathode in der in Fig. 10 dargestellten Entladungslampe in Seitenansicht;
Fig. 12 ist ein vergrößerter fragmentarischer Querschnitt durch eine Kathode, die eine modifizierte Bauform der Kathode aus Fig. 11 darstellt;
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Entladungslampe in fragmentarischem Querschnitt;
Fig. 14 zeigt eine Kathode in der in Fig. 13 dargestellten Entladungslampe in Draufsicht;
Fig. 15 und 16 sind jeweils eine fragmentarische Querschnittansicht der Kathodenenden entsprechend modifizierten Ausführungen der in Fig. 13 dargestellten Kathode;
Fig. 17 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Entladungslampe in fragmentarischem Querschnitt dar;
Fig. 18 ist eine Seitenansicht einer Kathode bei der in Fig. 17 dargestellten Entladungslampe, und
Fig. 19 und 20 zeigen jeweils eine fragmentarische Querschnittsansicht von Entladungslampen, bei denen die Kathodenenden entsprechend den modifizierten Ausführungen der Kathode gemäß Fig. 17 zum Einsatz kommen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 zeigt eine Entladungslampe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei weist die Entladungslampe eine Röhre 1 aus Glas mit einem Ende 1a auf, durch welches eine Kathode 2 verläuft. Die Kathode 2 besitzt eine konische Entladungsfläche 2a, die in der Röhre 1 positioniert ist, einen zylindrischen Basisabschnitt 2b, der sich auf dem Röhrenende 1a abstützt, und ein äußeres Ende 2c, das aus dem Röhrenende 1a vorsteht. Die Kathode 2 ist dabei in einem Dichtungsbereich 3 mit einer Dichtschicht 4 aus Glas abgedichtet, die zwischen dem Basisabschnitt 2b und dem Röhrenende 1a eingebracht ist. Die Röhre 1 ist mit Quecksilberdampf gefüllt. Die Kathode 2 ist aus einem keramischen Halbleitermaterial aufgebaut.
Das keramische Halbleitermaterial kann beispielsweise ein valenz-kompensiertes Keramikmaterial sein. Ein typisches Beispiel für ein keramisches valenz- kompensiertes Keramikmaterial ist Bariumtitanat.
Die Valenzkompensierung wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß als Fremdstoff ein Metallion eingelagert ist, dessen Valenz sich gegenüber einem aus einem Metallion eines Metalloxids bestehenden Bestandteil um ±1 unterscheidet und eine Erhöhung oder Verminderung der elektrischen Ladung, die durch den Zusatz des Fremdstoffs verursacht wird, mit der Valenzzahl der Metallionen-Komponente ausgleicht.
Beispiele solcher valenz-kompensierenden Zusatzstoffe, welche Materialien halbleitend machen, sind Y, Dy, Hf, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Ho, Er, Tb, Sb, Nb, W, Yb, Sc, Ta oder dergleichen. Diese Zusatzstoffe können einzeln oder in Kombinationen eingesetzt werden. Der Zusatzstoff bzw. die Zusatzstoffe können in einer Menge im Bereich zwischen 0,01 und 0,8 Mol-%, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 Mol-%, zugesetzt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material der Kathode 2 um einen Verbundwerkstoff aus Titanaten, beispielsweise Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Calciumtitanat und Lanthantitanat. Die Titansäure in den vorgenannten Titanaten kann durch Zirkonsäure, Kieselsäure und Zinnsäure, jeweils einzeln oder in Verbindung miteinander, ersetzt werden.
Das erfindungsgemäße keramische Halbleitermaterial kann ein zwangsweise reduziertes keramisches Halbleitermaterial sein. Insbesondere kann das keramische Halbleitermaterial für den Einsatz als Kathode unter ausreichend reduzierenden Bedingungen ohne die vorgenannte Verwendung eines Additivs hergestellt werden, statt unter Anwendung des vorstehend beschriebenen Reduktionsverfahrens. In einem solchen Fall findet der Reduktionsprozeß in einer reduzierenden N&sub2;- oder H&sub2;- Atmosphäre statt, vorzugsweise bei einer Temperatur von mindestens 700ºC und ganz besonders bevorzugt im Bereich zwischen 1200 und 1450ºC.
Die Kathode kann auch durch eine Kombination aus dem Valenz-Ausgleichs- Prozeß und dem Prozeß mit erzwungener Reduktion in folgender Weise gebildet werden:
a) Es wird ein Additiv zugesetzt, welches ein Kathodenmaterial halbleitend macht, um so einen Formkörper aus einem keramischen valenz-kompensierten Halbleitermaterial zu bilden; und
b) Der Formkörper wird zur Reduktion direkt kalziniert bzw. das Keramikmaterial, das durch Kalzinierung an der Luft gesintert wurde, wird zur Reduktion noch weiter kalziniert.
Nachstehend werden nun Versuche mit keramischen Halbleitermaterialien beschrieben.
Dabei wurde das Ende an der Spitze eines keramischen valenz-kompensierten Halbleitermaterials zu konischer Form mit 60º geschliffen. Der spezifische Widerstand des so erhaltenen keramischen Halbleitermaterials betrug 9,9 Ωcm.
Das keramische Halbleitermaterial wurde in einer reduzierenden H&sub2; + N&sub2;-Atmosphäre, wobei H&sub2; eine Dichte von 20% aufwies, bei 1250ºC zwei Stunden lang in stabilem Zustand kalziniert. Der spezifische Widerstand des kalzinierten Materials betrug 0,90 Ωcm.
Mit anderen Titanaten wurden im wesentlichen dieselben Ergebnisse erzielt. In der nachstehenden Tabelle sind die Werte des spezifischen Widerstands verschiedener keramischer Halbleitermaterialien für die Verwendung als Kathode in Entladungslampen aufgeführt.
Dieselben Ergebnisse wurden im wesentlichen mit den Materialien erzielt, in denen die Titansäure der Titanate durch Kieselsäure und/oder Zinnsäure ersetzt wurde.
Zur Überprüfung der Fähigkeit zur Emission von Elektronen wurde bei den vorstehend in Tabelle 1 genannten Kathodenmaterialien (1) bis (3) die Feldstärke gemessen. Andere Materialien wie Al mit vergleichsweise niedrigen Arbeitsfunktionen wurden zum Vergleich ebenfalls gemessen. Die Meßergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt. In der Graphik in Fig. 3 ist die vertikale Achse repräsentativ für die Entladungsspannungen [kV] in einem Polyethylenbehälter, wohingegen die horizontale Achse die Kathodenproben angibt, welche Vergleichskathoden aus Cu, Al, Fe und die erfindungsgemäßen Kathoden (1) bis (3) umfassen.
Die Versuche wurden mit einem in Fig. 2 dargestellten System vorgenommen. Dabei besaß ein Polyethylenbehälter 5 eine Breite von 15 mm, eine Tiefe von 5 mm und eine Höhe von 10 mm, und sein Boden war mit einer Schicht 6 aus Quecksilberpaste beschichtet. Über den Behälterboden wurde eine Probekathode 2' eingesetzt und zwischen der Probekathode 2' und der Schicht 6 aus Quecksilberpaste wurde eine Wechselspannungsversorgung 7 angeschlossen. Das Kugelende an der Spitze der Probenkathode 2' besaß einen Radius R von 20 Mikrometer und befand sich in einem Abstand D von 4 mm von der Schicht 6 aus Quecksilberpaste. Die mit der Wechselspannungsversorgung 7 zwischen der Probenkathode 2' und der Schicht 6 aus Quecksilberpaste angelegte Spannung betrug zunächst 10 kV und wurde in Abständen von 1 Minute schrittweise um 1 kV erhöht.
Wie sich aus den in Fig. 3 dargestellten Ergebnissen ergibt, können die erfindungsgemäßen Kathoden Entladungen bei niedrigeren Spannungen als die Vergleichskathoden erzeugen. Es wird verständlich, daß die erfindungsgemäßen keramischen Halbleitermaterialien Entladungscharakteristika besitzen, die ebenso gut wie das Verhalten von metallischen Materialien oder noch besser sind. Die Kathode 2 (Fig. 1), die aus dem erfindungsgemäßen keramischen Halbleitermaterial besteht, besitzt ein stabiles Entladungsverhalten und kann kostengünstig hergestellt werden.
Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Entladungslampe. Diese Entladungslampe weist eine Röhre 11, eine Kathode 12 aus einem keramischen Halbleitermaterial, die in der Röhre 11 angeordnet ist, und ein Paar Leitungsdrähte 13a, 13b auf, welche die Kathode 12 in der Röhre 11 in der Nähe eines Röhrenendes 11a abstützen.
Wie Fig. 5 zeigt weist die Kathode 12 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Kathode 12 ist halbkreisförmig und besitzt einen Basisabschnitt 12b mit halbkreisförmiger Entladungsfläche 12a. Die entgegengesetzten Enden des Basisabschnitts 12b dienen als Verbindungsteile 12c, 12d, die mit den Leitungsdrähten 13a, 13b verbunden sind. Die Leitungsdrähte 13a, 13b verlaufen durch das Röhrenende 11a und sind voneinander beabstandet. Die durch das Röhrenende 11a verlaufenden Abschnitte der Leitungsdrähte werden durch das Röhrenende 11a abgedichtet. Die Leitungsdrähte 13a, 13b besitzen Endabschnitte 13c, 13d, die sich in die Röhre 11 hinein erstrecken und in mehreren Windungen um die Verbindungsteile 12c, 12d der Kathode 12 gewickelt sind, um so die Kathode 12 in der Weise abzustützen, daß sie im wesentlichen senkrecht zum Röhrenende 11a liegt. Die Leitungsdrähte 13a, 13b besitzen außerdem rückwärtige Endabschnitte 13e, 13f, die aus der Röhre 11 herausstehen. Zwischen den rückwärtigen Endabschnitten 13e, 13f ist eine Stromversorgung angeschlossen, um einen elektrischen Strom durch die Kathode 12 fließen zu lassen.
Wie Fig. 6 vergrößert zeigt, kann auf den Außenumfang des Anschlußteils 12c ein elektrisch leitender Film 14 aufgedampft oder durch Sputtern aufgebracht werden. Das andere Anschlußteil 12d ist ebenfalls mit demselben elektrisch leitenden Film beschichtet, auch wenn dies in der Figur nicht dargestellt ist. Der elektrisch leitende Film verringert den Kontaktwiderstand zwischen den Leitungsdrähten 13a, 13b und der Kathode 12.
Fig. 7 und 8 zeigen jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Teile in Fig. 7, die von ihrer Funktion her identisch mit den in Fig. 4 dargestellten Elementen sind, werden mit identischen Bezugszeichen angegeben. Die Kathode 12 gemäß Fig. 7 unterscheidet sich von der Kathode aus Fig. 4 dadurch, daß die gegenüberliegenden Enden des Basisabschnitts 12b Anschlußteile 12c, 12d mit kleinerem Durchmesser als der Basisabschnitt 12b aufweisen und daß die Endabschnitte 13c, 13d der Leitungsdrähte 13a, 13b in mehreren Windungen um die Anschlußteile 12c, 12d so gewickelt sind, daß sie die Kathode 12 abstützen. Die Entladungslampe aus Fig. 7 funktioniert in gleicher Weise wie die Entladungslampe aus Fig. 4. Da die Leitungsdrähte 13a, 13b um die Verbindungsteile 12c, 12d mit kleinerem Durchmesser gewickelt sind, läßt sich das Wickeln der Leitungsdrähte 13a, 13b leicht ausführen. Gemäß Fig. 9 kann auf den Außenumfang des Anschlußteils 12c ein elektrisch leitfähiger Film aufgebracht werden. Das andere Verbindungsteil 12d kann ebenfalls mit einem elektrisch leitfähigen Film beschichtet werden.
Fig. 10 und 11 stellen jeweils eine Entladungslampe entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Dabei weist die Entladungslampe eine Röhre 21, eine Kathode 22 aus keramischem Halbleitermaterial, die in der Röhre 21 angeordnet ist, und ein Paar Leitungsdrähte 23a, 23b auf, welche die Kathode 22 in der Röhre 11 in der Nähe des Röhrenendes 21a abstützen.
Gemäß Fig. 11 weist die Kathode 22 einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Kathode 22 ist halbkreisförmig und umfaßt einen Basisabschnitt 22b mit einer halbkreisförmigen Entladungsfläche 12a. Die entgegengesetzten Enden des Basisabschnitts 22b dienen als Anschlußteile 22c, 22d, die mit den Leitungsdrähten 23a, 23b verbunden sind. Die Verbindungsteile 22c, 22d sind als vertiefte Bereiche mit kleinerem Durchmesser als der Basisabschnitt 22b dadurch ausgeführt, daß die Umfangsflächen des Basisabschnitts 22b, die von dessen entgegengesetzten Enden aus leicht nach innen positioniert sind, abgeschnitten werden.
Die Leitungsdrähte 23a, 23b verlaufen durch das Röhrenende 21a und sind voneinander beabstandet. Die durch das Röhrenende 21a verlaufenden Abschnitte der Leitungsdrähte werden durch das Röhrenende 21a versiegelt. Die Leitungsdrähte 23a, 23b besitzen Endabschnitte 23c, 23d, die in die Röhre 21 hineinragen und in mehreren Windungen um die Verbindungsteile 22c, 22d der Kathode 22 so gewickelt sind, daß sie die Kathode 22 in der Weise abstützen, daß die Kathode im wesentlichen senkrecht zum Röhrenende 21a liegt. Die Leitungsdrähte 23a, 23b besitzen außerdem rückwärtige Endabschnitte 23e, 23f, die aus der Röhre 21 herausstehen. Zwischen den rückwärtigen Endabschnitten 23e, 23f ist eine Stromversorgung angeschlossen, um einen elektrischen Strom durch die Kathode 22 fließen zu lassen.
Gemäß Fig. 12 kann auf den Außenumfang des Anschlußteils 22c ein elektrisch leitender Film durch Aufdampfen oder Sputtern aufgebracht werden. Das andere Anschlußteil 22d der Kathode 22 ist ebenfalls mit demselben elektrisch leitenden Film beschichtet, auch wenn dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Der elektrisch leitende Film verringert den Kontaktwiderstand zwischen den Leitungsdrähten 23a, 23b und der Kathode 22.
Entsprechend einem noch anderen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 13 und 14 dargestellt ist, umfaßt eine Entladungslampe eine Röhre 41, beispielsweise aus Glas, eine Kathode 42 aus einem keramischen Halbleitermaterial, die in der Röhre 41 angeordnet ist, und einen Abdichtbereich 43, welcher einen Außenumfang der Kathode 42 oder einen mittleren Zylinderabschnitt derselben beispielsweise mit einem Ende 41a der Röhre 41 unter Abdichtung sicher verbindet.
Die Kathode 42 weist einen zylindrischen Basisabschnitt 42b auf, die an einem Ende eine kreisförmige Entladungsfläche 42a trägt, wobei sich der Basisabschnitt 42b durch das Röhrenende 41a hindurch erstreckt. Auf dem Außenumfang der Fläche des Basisabschnitts 41a, die sich durch das Röhrenende 41a hindurch erstreckt, ist eine Dichtungsschicht 44, beispielsweise aus Glas, durch Beschichten oder Sintern aufgebracht. Der Dichtungsabschnitt 43 wird dadurch gebildet, daß die Dichtungsschicht 44 auf den Bereich der Kathode 42 unter Abdichtung aufgebracht wird, der sich durch das Röhrenende 41a hindurch erstreckt. Die Röhre 41 und die Dichtungsschicht 44 bestehen aus Glas, wodurch sich der Dichtungsvorgang vereinfacht und die Luftabdichtung des Dichtungsabschnitts 43 erhöht wird. Die Entladungsfläche 42a liegt parallel zum Röhrenende 41a. Die Kathode 42 besitzt ein äußeren vorstehendes Ende 42c, auf dem eine Elektrode 45, z. B. aus Silber, für den Außenanschluß angeordnet ist. Nun kann durch die Kathode 42 ein elektrischer Strom fließen, wenn die Elektrode 45 an eine (hier nicht dargestellte) Stromversorgung angeschlossen wird.
Gemäß Fig. 15 kann in das äußere vorstehende Ende 42c eine Schraube 47, die mit einem Leitungsdraht 46 verbunden ist, eingeschraubt werden, statt die Elektrode 45 aus Fig. 13 zu verwenden, wobei dann über die Schraube 47 der Kathode ein elektrischer Strom zugeführt wird. Alternativ kann gemäß Fig. 16 eine mit dem Leitungsdraht 46 verbundene Kappe 48 auf dem äußeren vorstehenden Ende der Kathode angebracht werden, um der Kathode elektrischen Strom zuzuführen.
Fig. 18 und 19 zeigen jeweils eine Entladungslampe entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei weist die Entladungslampe eine Röhre 51, eine Kathode 52 aus keramischem Halbleitermaterial, die in der Röhre 51 angeordnet ist, und einen Dichtungs- und Stützbereich 53 auf, der die Kathode 52 in der Röhre 51 in der Nähe eines Endes 51a der Röhre 51 unter Abdichtung abstützt.
Gemäß Fig. 18 besteht die Kathode 52 aus einem Basisabschnitt 52b, der im wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipeds aufweist, an dessen gegenüberliegende obere Kanten eine Gehrung in der Form vorgesehen ist, daß eine lineare Entladungsfläche 52a verbleibt; ein zylindrischer Vorsprung 52c erstreckt sich dabei von einer unteren Mittelfläche des Basisabschnitts 52b aus nach unten.
Der Dichtungs- und Abstützbereich 53 weist einen Leitungsdraht 54 auf, der sich durch das Röhrenende 51a hindurch erstreckt und unter Abdichtung auf dem
Der Dichtungs- und Abstützbereich 53 weist einen Leitungsdraht 54 auf, der sich durch das Röhrenende 51a hindurch erstreckt und unter Abdichtung auf dem Röhrenende 51a abgestützt ist. Der Leitungsdraht 54 weist einen inneren Endabschnitt 54a auf, der in der Röhre 51 angeordnet und um den Vorsprung 52c so gewickelt ist, daß er die Kathode 52 in der Röhre 51 in der Weise abstützt, daß die Entladungskante 52a parallel zum Röhrenende 51a liegt. Das gegenüberliegende Ende 54b des Leitungsdrahts 54 erstreckt sich aus dem Röhrenende 51a heraus.
Fig. 19 zeigt eine modifizierte Ausführung der Kathode aus Fig. 17. Die Teile in Fig. 19, die von der Funktion identisch mit den in Fig. 17 dargestellten Teilen sind, sind auch mit denselben Bezugszeichen angegeben. Gemäß Fig. 19 erstreckt sich der Vorsprung 52c zentral durch das Röhrenende 51a und besitzt ein äußeres Ende 52d, das aus dem Röhrenende 51a vorsteht. Eine Schraube 55, in der ein oberes Ende 54a des Leitungsdrahts 54 eingebettet ist, ist dabei in das vorstehende Ende 52d eingeschraubt und bildet somit einen Dichtungs- und Stützbereich 54. Der Leitungsdraht 54 ist an eine (hier nicht dargestellte) Stromversorgung so angeschlossen, daß ein elektrischer Strom durch die Kathode fließt.
Gemäß Fig. 20 kann der Leitungsdraht 54 mit der Kathode 52 dadurch verbunden werden, daß eine Kappe 56 über das vorstehende Ende 52d des Vorsprungs 52c gesetzt wird, wobei das obere Ende 54a des Leitungsdrahts 54 an ihr befestigt ist.
Auch wenn vorstehend bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt und beschrieben wurden, können selbstverständlich viele Veränderungen und Modifizierungen daran vorgenommen werden, ohne vom Umfang der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Entladungslampe mit einer Röhre und einer in der Röhre angeordneten Kathode aus einem keramischen valenz-kompensierten Halbleitermaterial bzw. aus einem valenz-kompensierten und zwangsweise reduzierten keramischen Halbleitermaterial, bei welcher das keramische valenz-kompensierte Halbleitermaterial einen aus der aus Y, Dy, Hf, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Ho, Er, Tb, Sb, Nb, W, Yb, Sc und Ta bestehenden Gruppe gewählten valenz-kompensierten Zusatzstoff enthält, und bei welcher die Kathode eine gekrümmte Entladungsfläche besitzt, und wobei sie des weiteren Leitungsdrähte aufweist, die durch ein Ende der Röhre geführt sind und die Kathode abstützen.

2. Entladungslampe nach Anspruch 1, bei welcher das keramische Halbleitermaterial einen Hauptbestandteil enthält, der aus der aus Titan-, Barium-, Strontium-, Calcium-, Lanthan-, Zirkon- und Zinnoxiden bestehenden Gruppe gewählt ist.

3. Entladungslampe nach Anspruch 1, bei welcher die Kathode einen Basisabschnitt mit einer halbkreisförmigen Entladungsfläche und Anschlußteile an entgegengesetzten Enden aufweist und außerdem Leitungsdrähte umfaßt, die durch ein Ende der Röhre hindurch verlaufen und jeweils die Anschlußteile abstützen.

4. Entladungslampe nach Anspruch 3, bei welcher jedes der Anschlußteile auf der Oberfläche mit einem elektrisch leitenden Film beschichtet ist.

5. Entladungslampe nach Anspruch 1, bei welcher die Kathode eine lineare Entladungsfläche aufweist, wobei die Röhre einen Dichtungs- und Stützbereich aufweist, über welchen die Kathode abgestützt wird.

6. Entladungslampe nach Anspruch 5, bei welcher der Dichtungs- und Stützbereich Leitungsdrähte aufweist, die durch ein Ende der Röhre hindurchgeführt und unter Abdichtung an diesem befestigt sind, wobei die Leitungsdrähte Endabschnitte aufweisen, die um einen Vorsprung gewickelt sind, der auf der Kathode entfernt von der Entladungsfläche angeordnet ist.

7. Entladungslampe nach Anspruch 5, bei welcher der Dichtungs- und Stützbereich einen Vorsprung aufweist, der entfernt von der Entladungsfläche auf der Kathode angeordnet und unter Abdichtung an einem Ende der Röhre befestigt ist.

8. Entladungslampe nach Anspruch 5, bei welcher der Dichtungs- und Stützbereich einen Vorsprung aufweist, der auf der Kathode angeordnet ist und ein Ende besitzt, das aus der Röhre heraussteht, wobei an das herausstehende Ende des Vorsprungs ein Leitungsdraht angeschlossen ist.

9. Entladungslampe nach Anspruch 1, bei welcher die Kathode eine gekrümmte Entladungsfläche aufweist und in gegenüberliegenden Enden derselben jeweils Vertiefungen ausgebildet sind, wobei sie des weiteren Leitungsdrähte aufweist, die in die Vertiefungen eingreifen und die Kathode in der Röhre abstützen.

10. Entladungslampe nach Anspruch 9, bei welcher die Kathode mit einem elektrisch leitenden Film in jeder Vertiefung beschichtet ist.

11. Entladungslampe nach Anspruch 1, bei welcher die Kathode ein zylindrisches Teil mit einer Entladungsfläche an einem Ende aufweist, wobei das zylindrische Teil ein gegenüberliegendes Ende besitzt, das sich durch ein Ende der Röhre hindurch erstreckt und unter Abdichtung an diesem befestigt ist.

12. Entladungslampe nach Anspruch 11, bei welcher die Röhre aus Glas besteht und welche des weiteren eine um das zylindrische Teil herum angeordnete und unter Abdichtung an der Röhre angebrachte Glasschicht aufweist.

13. Entladungslampe nach Anspruch 1, bei welcher die Kathode eine außerhalb der Röhre für den Außenanschluß angeordnete Elektrode aufweist.