JPH04349336A - Negative glow discharge lamp - Google Patents

Negative glow discharge lamp

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JPH04349336A
JPH04349336A JP3139791A JP3139791A JPH04349336A JP H04349336 A JPH04349336 A JP H04349336A JP 3139791 A JP3139791 A JP 3139791A JP 3139791 A JP3139791 A JP 3139791A JP H04349336 A JPH04349336 A JP H04349336A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glow discharge
discharge lamp
anode
negative glow
cesium
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3139791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Joseph D Michael
ジョゼフ・ディー・マイケル
Radomir Lagushenko
ラドミル・ラグシェンコ
Jakob Maya
ヤコブ・マヤ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram Sylvania Inc
Original Assignee
GTE Products Corp
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Filing date
Publication date
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

PURPOSE: To maximize the energy transfer efficiency by providing a light transmitting envelope and an electrode means, and making filling material contain gas, the base of which is metal having low ionization potential. CONSTITUTION: A vacuum type lamp envelope 10 formed of light transmitting material such as glass or the like surrounds a discharge space 12, and the space 12 is adapted to emit ultraviolet radiation by excitation and contains filling material provided for reducing power needed for promoting electron emission. This filling material contains cesium-mercury mixture and noble gas, one of noble gas is neon, mercury is adapted to radiate ultraviolet rays by excitation, and cesium makes a tungsten anode adhere to be used for reducing work function. Further, a cathode 16 and an anode 18 are provided in the space 12, thereby accelerating the emitted electrons. Thus, the energy transfer efficiency can be maximized as much as possible and the energy conversion efficiency can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は一般的には負グロー放電
ランプに関するものであり、詳述すると、充填物質がた
とえば水銀および貴ガスだけでなく、電子放出を促すの
に必要とされるパワーを減ずることによりランプの全体
効率を高めるセシウムなどの金属をベースにしたガス(
以下、単にメタルベースガスという)をも含むランプに
関するものである。
TECHNICAL FIELD This invention relates generally to negative glow discharge lamps, and more particularly to negative glow discharge lamps in which the fill material contains, for example, mercury and noble gases, as well as the power required to stimulate electron emission. metal-based gases, such as cesium, which increase the overall efficiency of the lamp by reducing
The invention relates to a lamp that also contains metal-based gas (hereinafter simply referred to as metal-based gas).

【0002】0002

【従来の技術】たいていの水銀負グローランプはタング
ステンから作られた電極構造体を使用する。以下の、米
国特許第4、450、380号、4、518、897号
、4、516、057号、4、494、046号、4、
450、380号、4、413、204号は、従来より
開示されている水銀負グロー放電ランプの標準例である
。熱電子カソードおよび裸のアノードを有する電極構造
体は電子放射ないし放出を行い順次可視光発生のプロセ
スを起動する。標準的なタングステンアノードの仕事関
数は約4.55電子ボルトでありそしてこれは、放出中
、電子が打ち勝たねばならない位置エネルギー障壁とし
て定義される。この位置エネルギー障壁により、適当な
電子放出のためには十分なエネルギーが供給されねばな
らず、そのため非効率なエネルギー伝達が生ずる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Most mercury negative glow lamps use electrode structures made from tungsten. No. 4,450,380; 4,518,897; 4,516,057;
Nos. 450, 380, 4, 413, and 204 are standard examples of previously disclosed mercury negative glow discharge lamps. An electrode structure with a thermionic cathode and a bare anode emits electrons, which in turn initiates the process of visible light production. The work function of a standard tungsten anode is approximately 4.55 electron volts and is defined as the potential energy barrier that electrons must overcome during emission. This potential energy barrier requires that sufficient energy be provided for proper electron emission, resulting in inefficient energy transfer.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】それゆえ、本発明の目
的は、生ずるエネルギー伝達効率をできるだけ最大限に
した水銀負グロー放電ランプを提供することである。本
発明の別の目的は、電子放出プロセスの駆動に必要とさ
れるパワーが減ぜられた放電ランプを提供することであ
る。本発明のさらに別の目的は、タングステンアノード
の仕事関数位置エネルギー障壁が減ぜられた放電ランプ
を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the invention to provide a mercury negative glow discharge lamp in which the resulting energy transfer efficiency is maximized as much as possible. Another object of the invention is to provide a discharge lamp in which the power required to drive the electron emission process is reduced. Yet another object of the invention is to provide a discharge lamp in which the work function potential energy barrier of the tungsten anode is reduced.

【0004】本発明の上述の目的およびそのほかの目的
、特徴ならびに利益を実現するために、光透過性外囲器
と、外囲器内面のけい光層および電子放出を達成する電
極手段とで構成された負グロー放電ランプを提供する。 本発明による改善は充填物質の提供に存し、詳述すると
、該充填物質は、電極手段のタングステンアノードを被
いそしてこれに関連付けられた仕事関数を減ずる好まし
くはセシウムのようなメタルベースガスを含む。このメ
タルベースガスは低イオン化ポテンシャルを有するよう
選択する。本発明のランプは、セシウムという不純物が
タングステンアノードの位置エネルギー障壁を約50%
減ずるという事実に基づいてその純粋な水銀ランプ同等
物よりも非常に高いエネルギー変換効率を持つことによ
り特徴付けられている。
[0004] In order to achieve the above and other objects, features and advantages of the present invention, a light transmissive envelope, a fluorescent layer on the inner surface of the envelope and electrode means for effecting electron emission are provided. To provide a negative glow discharge lamp. The improvement according to the invention consists in the provision of a filler material, in particular a filler material containing a metal-based gas, preferably cesium, covering the tungsten anode of the electrode means and reducing the work function associated therewith. include. The metal-based gas is selected to have a low ionization potential. In the lamp of the present invention, the impurity cesium reduces the potential energy barrier of the tungsten anode by about 50%.
It is characterized by having a much higher energy conversion efficiency than its pure mercury lamp counterpart on the basis of the fact that

【0005】[0005]

【図示の実施例の説明】第1図は本発明による負グロー
放電ランプを図示する。ガラスなどの光透過性物質から
作られた真空タイプのランプ外囲器10が放電空間12
を包囲している。放電空間12は、励起により紫外放射
を放射するとともに電子放出を促すのに必要とされるパ
ワーを減ずるのにも供される充填物質を包有している。 充填物質はセシウム−水銀混合物ならびに貴ガスを含む
。この種の貴ガスの一つがネオンである。水銀は励起に
より紫外放射を放射するのに供されそしてセシウムはタ
ングステンアノードを被着しそしてその位置エネルギー
障壁すなわち仕事関数を減ずるのに供される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 illustrates a negative glow discharge lamp according to the invention. A vacuum type lamp envelope 10 made of a light-transmitting material such as glass serves as a discharge space 12.
is surrounding. The discharge space 12 contains a filling material that upon excitation emits ultraviolet radiation and also serves to reduce the power required to stimulate electron emission. The fill material includes a cesium-mercury mixture as well as a noble gas. One of these noble gases is neon. The mercury is used to emit ultraviolet radiation upon excitation and the cesium is used to deposit the tungsten anode and reduce its potential energy barrier or work function.

【0006】ランプ外囲器10の内面は紫外放射の吸収
により可視光を放射するけい光層14を有する。第1図
は、ランプのコールドスポット温度を高めるために赤外
反射性物質が被着される排気された外側ガラス包被11
をも図示している。ランプ外囲器10の放電空間12内
にはカソード16およびアノード18もまた含まれてい
る。
The inner surface of the lamp envelope 10 has a phosphorescent layer 14 which emits visible light by absorption of ultraviolet radiation. FIG. 1 shows an evacuated outer glass envelope 11 where an infrared reflective material is deposited to increase the cold spot temperature of the lamp.
is also illustrated. Also included within the discharge space 12 of the lamp envelope 10 are a cathode 16 and an anode 18 .

【0007】一般に、カソード16の機能は電子を放射
することでありそしてアノードの機能はカソード16に
より放射された電子を加速することである。カソード1
6およびアノード18は両方ともタングステンから作ら
れておりそしてカソード16は電子放出を助けるために
放射性物質が被着され且つ巻回されておりそしてアノー
ド18は裸のままである。
Generally, the function of the cathode 16 is to emit electrons, and the function of the anode is to accelerate the electrons emitted by the cathode 16. cathode 1
6 and anode 18 are both made of tungsten and cathode 16 is coated and wrapped with radioactive material to aid in electron emission and anode 18 is left bare.

【0008】支持導体20が空密封止部において外囲器
10を通じて単一電源との電気的な接続を行う。動作中
、導体20を通じ熱電子カソード16へ電圧が印加され
、容易に利用できる電子供給源が用意される。
A support conductor 20 provides an electrical connection to a single power source through the envelope 10 in the airtight seal. In operation, a voltage is applied to the thermionic cathode 16 through conductor 20 to provide a readily available source of electrons.

【0009】純粋なタングステンアノードの仕事関数は
約4.55電子ボルトである。仕事関数は電子が位置エ
ネルギー障壁を越えるのに必要とされるエネルギー量と
して定義される。2.0アンペア数の放電電流について
、浪費されるパワー損失は約9.0ワットであり、これ
は約30ワットのパワーで動作するランプについて重大
である。本発明によれば、セシウムなどのメタルベース
ガスがタングステンの不純物として導入され仕事関数を
それゆえ電子放出を駆動するのに必要とされる全パワー
を減ずる。
The work function of a pure tungsten anode is approximately 4.55 eV. Work function is defined as the amount of energy required for an electron to cross a potential energy barrier. For a discharge current of 2.0 amperage, the wasted power loss is about 9.0 watts, which is significant for a lamp operating at a power of about 30 watts. According to the present invention, a metal-based gas such as cesium is introduced as an impurity in the tungsten to reduce the work function and therefore the total power required to drive electron emission.

【0010】第3図は、タングステン電極にセシウム膜
を使用する装置における電子放出についてのs字形等温
曲線を図示している。グラフは種々の電極温度について
の電流密度を図示している。等温線は純粋セシウム系に
ついての浴温度として定義される。図示の直線はタング
ステン電極での種々のセシウム面被覆範囲を表し、それ
ゆえ種々の仕事関数を有する。水銀負グロー放電ランプ
のアノードの標準的な動作温度は、第3図で影を付した
領域として図示されておりそして参照番号28を付した
900〜1000°Kの範囲である。ランプは、ランプ
の水銀放射機能を乱すことがないようこの温度範囲内で
動作する。
FIG. 3 illustrates an s-shaped isotherm curve for electron emission in a device using a cesium film for the tungsten electrode. The graph illustrates current density for various electrode temperatures. The isotherm is defined as the bath temperature for a pure cesium system. The straight lines shown represent different cesium surface coverages on the tungsten electrode and therefore have different work functions. The typical operating temperature of the anode of a mercury negative glow discharge lamp is in the range of 900-1000 DEG K., illustrated as the shaded area in FIG. 3 and designated by the reference numeral 28. The lamp operates within this temperature range so as not to disturb the mercury emission function of the lamp.

【0011】約7.0×10−5トルのセシウム蒸気圧
に相当する標準的なセシウム浴温度341°K(68℃
)が参照番号30のs字形等温曲線として表示されてい
る。この曲線は、(仕事関数が表示されているように2
.2電子ボルトに等しい)参照番号32を付したセシウ
ム面被覆範囲の直線と、許容可能な電極動作温度範囲2
8において点34で交差している。これは、341°K
のセシウム浴温度について、タングステンアノードの仕
事関数は4.55電子ボルトという純粋タングステンの
仕事関数から(セシウムの導入により)2.2電子ボル
トへ減ぜられるであろうことを示している。上記例で使
用されているのと同様の2.0アンペア放電電流で、4
.7ワットのエネルギーの節約が達成され、これは、セ
シウムを導入しなければ浪費されるであろうパワーの5
0%以上である。水銀をベースにした充填物質にどの程
度のセシウムを導入するかを決めるのに用いられる手順
を以下に略述する。
A standard cesium bath temperature of 341°K (68°C
) is shown as an s-shaped isotherm curve with reference numeral 30. This curve is (2 as the work function is shown)
.. 2 electron volts) and the line of cesium surface coverage marked with reference number 32 and the allowable electrode operating temperature range 2
8 and intersect at point 34. This is 341°K
It shows that for a cesium bath temperature of , the work function of the tungsten anode would be reduced (by the introduction of cesium) from the pure tungsten work function of 4.55 eV to 2.2 eV. At a 2.0 amp discharge current similar to that used in the example above,
.. An energy savings of 7 watts was achieved, which is 5 watts of power that would have been wasted without the introduction of cesium.
It is 0% or more. The procedure used to determine how much cesium to incorporate into a mercury-based fill material is outlined below.

【0012】仕事関数を減少するために、タングステン
アノードで被吸収セシウムを使用するというこの考え方
はセシウムガスが充填物質中に存在することを要求する
。セシウム−水銀形負グロー放電ランプは、単にランプ
の光出力を増加させる充填物質放射のみ考え仕事関数の
減少を無視するときには、水銀負グロー放電ランプと比
較して効率が減少する。これは、ランプの全光出力を増
加させない(波長が852nmおよび894nmの)追
加のエネルギーチャンネルのセシウム共鳴線励起による
ものである。それゆえ、ランプからの全光出力に悪影響
を及ぼすほどには十分ではないがアノードの仕事関数を
減ずるのに十分のセシウムが導入されるよう両者のバラ
ンスが達成されるべきである。
This concept of using adsorbed cesium in a tungsten anode to reduce the work function requires that cesium gas be present in the fill material. Cesium-mercury type negative glow discharge lamps have reduced efficiency compared to mercury negative glow discharge lamps when one considers only the fill material radiation which simply increases the light output of the lamp and ignores the reduction in work function. This is due to the cesium resonance line excitation of additional energy channels (with wavelengths of 852 nm and 894 nm) which does not increase the total light output of the lamp. Therefore, a balance should be achieved such that enough cesium is introduced to reduce the work function of the anode, but not enough to adversely affect the total light output from the lamp.

【0013】仕事関数の減少によるエネルギー利得を無
視し、種々のセシウム蒸気圧でのセシウム−水銀形負グ
ロー放電ランプの光出力の挙動を研究するためにコンピ
ュータのシミュレーション研究を行った。これらの研究
によって、セシウム放射による光効率損失が明らかにな
った。研究の目的は、光効率が、仕事関数利得を無視し
、同様の条件下で動作する水銀負グロー放電ランプの光
効率よりも以下3.0%より大きくないできるだけ最大
のセシウム蒸気圧を見出すことであった。結果が第4図
および第5図に図示されている。
A computer simulation study was carried out to study the behavior of the light output of a cesium-mercury negative glow discharge lamp at various cesium vapor pressures, ignoring the energy gain due to work function reduction. These studies revealed optical efficiency losses due to cesium radiation. The objective of the study is to find the maximum possible cesium vapor pressure where the light efficiency is not greater than 3.0%, ignoring work function gain, and less than the light efficiency of a mercury negative glow discharge lamp operated under similar conditions. Met. The results are illustrated in FIGS. 4 and 5.

【0014】第4図は、変化するセシウム蒸気圧力につ
いて、水銀負グロー放電ランプについての光効率の減少
割合(パーセント)を図示するグラフ図である。第5図
は、第3図の種々の等温線に対応する、変化するセシウ
ムコールドスポット温度について同様の減少割合(パー
セント)を図示している。使用されているパラメータは
4×10−3トルの水銀蒸気圧力と2.0Aの放電電流
である。
FIG. 4 is a graph illustrating the percent reduction in light efficiency for a mercury negative glow discharge lamp with varying cesium vapor pressure. FIG. 5 illustrates similar percentage reductions for varying cesium cold spot temperatures corresponding to the various isotherms of FIG. The parameters used are a mercury vapor pressure of 4 x 10-3 Torr and a discharge current of 2.0A.

【0015】許容可能な光効率減少を約3.0%として
選択すると、これに対応するセシウム蒸気圧は、第4図
において参照番号36の点でわかるように、2×10−
4〜3×10−4トルの範囲である。この点36は効率
曲線における減少と効率水平線における3.0%の減少
との間の交差点を指示している。
Choosing an allowable light efficiency reduction of approximately 3.0%, the corresponding cesium vapor pressure is 2×10 − , as can be seen at point 36 in FIG.
It is in the range of 4 to 3 x 10-4 Torr. This point 36 marks the intersection between the decrease in the efficiency curve and the 3.0% decrease in the efficiency horizon.

【0016】セシウム蒸気圧および水銀蒸気圧が分かれ
ば、セシウム−水銀系について必要とされる充填重量が
決定できる。上記の結果を使用すると、セシウム蒸気圧
について適当な範囲が2×10−4〜3×10−4トル
の範囲である。水銀蒸気圧について標準的な範囲が4×
10−3〜9×10−3トルの範囲である。種々のセシ
ウムアマルガムについての結果により、第6図で図示さ
れているように、正しいセシウム蒸気圧および水銀蒸気
圧を得るためには、約120℃のコールドスポット温度
で動作する45重量パーセントの水銀および55重量パ
ーセントのセシウムからなる好ましいアマルガムの使用
で所望の結果が得られることが示される。
Knowing the cesium vapor pressure and the mercury vapor pressure, the required fill weight for the cesium-mercury system can be determined. Using the above results, a suitable range for cesium vapor pressure is between 2.times.10@-4 and 3.times.10@-4 Torr. The standard range for mercury vapor pressure is 4×
It ranges from 10-3 to 9 x 10-3 Torr. The results for various cesium amalgams show that in order to obtain the correct cesium and mercury vapor pressures, as illustrated in FIG. It is shown that the use of a preferred amalgam consisting of 55 weight percent cesium provides the desired results.

【0017】セシウムおよび水銀からなる好ましいアマ
ルガムに加えセシウムおよび水銀の重量は基本的には4
0パーセントと60パーセントとの間で変化できる。た
とえば、アマルガムは60重量パーセントのセシウムお
よび40重量パーセントの水銀から構成してもよい。も
う一方の限界では、アマルガムは40重量パーセントの
セシウムおよび60重量パーセントの水銀から構成して
もよい。さらに、セシウムの替わりにナトリウムが充填
物質として水銀および貴ガスと組み合わせて使用可能で
ある。セシウムに代わるナトリウムの使用について、同
様の重量パーセントもまた応用可能である。
In addition to the preferred amalgam consisting of cesium and mercury, the weight of cesium and mercury is essentially 4
It can vary between 0 percent and 60 percent. For example, an amalgam may be comprised of 60 weight percent cesium and 40 weight percent mercury. At the other end of the spectrum, the amalgam may consist of 40 weight percent cesium and 60 weight percent mercury. Furthermore, instead of cesium, sodium can be used as a fill material in combination with mercury and noble gases. Similar weight percentages are also applicable for the use of sodium in place of cesium.

【0018】本発明によるランプの製造方式との関係に
おいて、製造方法の中間段階、詳述すれば、充填物質の
うちのセシウム部分を提供することに関係した中間段階
を図示する第2図をも参照されたい。
In the context of the method of manufacturing a lamp according to the invention, FIG. Please refer.

【0019】詳述すれば、第2図は、内部がけい光配合
物14で被着されたA−23形白熱ランプ外囲器10の
使用を図示している。所定の水銀対セシウム比を持った
セシウム−水銀のペレット40が大径の排気管42に配
置される。電極マウント用アッセンブリ44は0.02
インチ(約0.051cm)径のニッケル線から作られ
た導入線20が装着される複数ピン形ウエファ状ステム
部材46から構成される。電極が順次導入線の各ペアの
端部にクランプ保持される。番号41の三重コイルタン
グステンエキサイタをカソード16として供される放射
性被着物が被着された一方のコイル巻き電極について使
用する。他方の電極は裸のままに残されアノード18と
して供される。
Specifically, FIG. 2 illustrates the use of an A-23 incandescent lamp envelope 10 coated internally with a fluorescent compound 14. Cesium-mercury pellets 40 having a predetermined mercury to cesium ratio are placed in a large diameter exhaust pipe 42. Electrode mount assembly 44 is 0.02
It consists of a multi-pin wafer-like stem member 46 to which is attached a lead-in wire 20 made of inch (approximately 0.051 cm) diameter nickel wire. Electrodes are clamped to the ends of each pair of lead-in wires in turn. A triple coil tungsten exciter numbered 41 is used with one coiled electrode deposited with a radioactive deposit serving as cathode 16. The other electrode is left bare and serves as the anode 18.

【0020】ランプは順次排気されそしてオーブンで約
400℃の温度へ加熱される。カソードは、これを約1
250℃へ加熱することにより、密封された真空中で順
次賦活が行われる。ペレット状態のセシウム−水銀アマ
ルガムは順次RF電磁界50を用いて急激に加熱されて
これを液体状態に変化させる。続いて、(約300トル
)のネオンガスバーストがアマルガムをランプ外囲器内
へ強制するのに使用される。ランプは順次2〜3トルの
ネオンガスで満たされそしてランプのチップオフが行わ
れる。最後にランプは赤外線を反射する排気された外側
包被11に配置される。
The lamp is then evacuated and heated in an oven to a temperature of about 400°C. The cathode is approximately 1
Activation is performed sequentially in a sealed vacuum by heating to 250°C. The cesium-mercury amalgam in pellet form is then rapidly heated using an RF electromagnetic field 50 to transform it into a liquid state. A burst of neon gas (approximately 300 torr) is then used to force the amalgam into the lamp envelope. The lamp is sequentially filled with 2-3 torr of neon gas and tip-off of the lamp is performed. Finally, the lamp is placed in an evacuated outer envelope 11 that reflects infrared radiation.

【0021】上述したように、本発明の好ましい実施例
においては、セシウムガスが負グロー放電ランプの充填
物質で使用される。これは、水銀負グロー放電ランプと
比較してランプ効率を高める。本発明では、パワーを浪
費する電子によるエネルギー損失は、タングステンサブ
ストレートの位置エネルギー障壁仕事関数により、約5
0%減ずることができる。
As mentioned above, in a preferred embodiment of the invention, cesium gas is used in the fill material of the negative glow discharge lamp. This increases lamp efficiency compared to mercury negative glow discharge lamps. In the present invention, the energy loss due to power-wasting electrons is approximately 5
It can be reduced by 0%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明による負グロー放電ランプの模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic illustration of a negative glow discharge lamp according to the invention.

【図2】ランプの製造における中間段階、特にその充填
に関係した中間段階を図示する模式図である。
2 is a schematic diagram illustrating intermediate steps in the manufacture of the lamp, in particular those related to its filling; FIG.

【図3】種々の電極温度についての電流密度の曲線を図
示しそしてセシウムが被着されるタングステン電極の対
応する仕事関数を列挙したグラフ図である。
FIG. 3 is a graphical diagram illustrating current density curves for various electrode temperatures and listing the corresponding work function of a cesium-deposited tungsten electrode.

【図4】種々のセシウム蒸気圧についてセシウム輻射損
失に関するランプの効率減少を図示するグラフ図である
FIG. 4 is a graph illustrating lamp efficiency reduction with respect to cesium radiation losses for various cesium vapor pressures.

【図5】種々のセシウムコールドスポット温度について
セシウム輻射損失に関するランプの効率減少を図示する
グラフ図である。
FIG. 5 is a graph illustrating lamp efficiency reduction with respect to cesium radiation losses for various cesium cold spot temperatures.

【図6】セシウム−水銀重量比の曲線を対応する蒸気圧
およびコールドスポット温度について図示するグラフ図
である。
FIG. 6 is a graphical diagram illustrating a cesium-mercury weight ratio curve with corresponding vapor pressure and cold spot temperature.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図中の各参照番号が示す主な名称は以下のとおりである
。 10      外囲器 11      外側包被 12      放電空間 14      けい光層 16      カソード 18      アノード 20      導入線
The main names indicated by each reference number in the figure are as follows. 10 Envelope 11 Outer envelope 12 Discharge space 14 Fluorescent layer 16 Cathode 18 Anode 20 Lead-in wire

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光透過性外囲器と当該外囲器の内面のけい
光層と電子放出を達成する電極手段とを有する負グロー
放電ランプにおいて、充填物質が、前記電極手段の仕事
関数を減ずるために低イオン化電位を有する金属をベー
スにしたガスを包含することを特徴とする負グロー放電
ランプ。
1. A negative glow discharge lamp having a light-transparent envelope, a fluorescent layer on the inner surface of the envelope, and electrode means for effecting electron emission, wherein the filling material has a work function of the electrode means. Negative glow discharge lamp characterized in that it contains a metal-based gas with a low ionization potential to reduce the ionization potential.
【請求項2】ランプのコールドスポット温度を高めるよ
う被覆される排気された外側ガラス包被を備えた請求項
1の負グロー放電ランプ。
2. The negative glow discharge lamp of claim 1 including an evacuated outer glass envelope coated to increase the cold spot temperature of the lamp.
【請求項3】前記充填物質は貴ガスを含む請求項1の負
グロー放電ランプ。
3. The negative glow discharge lamp of claim 1, wherein said fill material includes a noble gas.
【請求項4】前記貴ガスはネオンを含む請求項3の負グ
ロー放電ランプ。
4. The negative glow discharge lamp of claim 3, wherein said noble gas comprises neon.
【請求項5】前記電極手段は電子加速を行うためにタン
グステンから作られたアノードを含む請求項1の負グロ
ー放電ランプ。
5. The negative glow discharge lamp of claim 1, wherein said electrode means includes an anode made of tungsten for providing electron acceleration.
【請求項6】前記の金属をベースにしたガスは、タング
ステンアノードに吸収され仕事関数を減ずるセシウムを
含む請求項5の負グロー放電ランプ。
6. The negative glow discharge lamp of claim 5, wherein said metal-based gas includes cesium which is absorbed by the tungsten anode and reduces its work function.
【請求項7】前記の金属をベースにしたガスは、タング
ステンアノードに吸収され仕事関数を減ずるナトリウム
を含む請求項5の負グロー放電ランプ。
7. The negative glow discharge lamp of claim 5, wherein said metal-based gas includes sodium which is absorbed by the tungsten anode and reduces its work function.
【請求項8】前記充填物質は、重量で40%〜60%の
セシウムと重量で残余の水銀とから構成されている請求
項1の負グロー放電ランプ。
8. The negative glow discharge lamp of claim 1, wherein said fill material is comprised of 40% to 60% by weight cesium and the balance by weight mercury.
【請求項9】前記充填物質は、重量で40%〜60%の
ナトリウムと重量で残余の水銀とから構成されている請
求項1の負グロー放電ランプ。
9. The negative glow discharge lamp of claim 1, wherein said fill material is comprised of 40% to 60% by weight sodium and the balance by weight mercury.
【請求項10】光透過性外囲器と、当該外囲器内に配置
されておりそしてアノードおよびカソードを備えており
且つ当該アノードおよびカソード間で電子放射を達成す
る電極手段と、当該外囲器内に導入される充填物質とを
備えており、当該充填物質は、アノードの仕事関数を減
じて金属をベースにしたガスなしに動作せられるランプ
を超えてランプの効率ないしエフィカシーを高めるよう
アノードで吸収されるようになっている所定の量の金属
ベースガスと水銀および貴ガスを含んでいることを特徴
とする負グロー放電ランプ。
10. A light-transmissive envelope, electrode means disposed within the envelope and comprising an anode and a cathode and for effecting electron emission between the anode and the cathode; a filler material introduced into the vessel, the filler material reducing the work function of the anode and increasing the efficiency of the lamp over metal-based gasless lamps. A negative glow discharge lamp characterized in that it contains a predetermined amount of a metal-based gas and mercury and a noble gas adapted to be absorbed in the lamp.
【請求項11】前記の金属をベースにしたガスはセシウ
ムから構成された請求項10の負グロー放電ランプ。
11. The negative glow discharge lamp of claim 10, wherein said metal-based gas comprises cesium.
【請求項12】前記の金属をベースにしたガスはナトリ
ウムから構成された請求項10の負グロー放電ランプ。
12. The negative glow discharge lamp of claim 10, wherein said metal-based gas comprises sodium.
【請求項13】前記の金属をベースにしたガスは、重量
で約40%〜60%のセシウムと重量で残余の水銀とか
ら構成されている請求項10の負グロー放電ランプ。
13. The negative glow discharge lamp of claim 10, wherein said metal-based gas is comprised of about 40% to 60% by weight cesium and the balance by weight mercury.
【請求項14】前記の金属をベースにしたガスは、重量
で40%〜60%のナトリウムと重量で残余の水銀とか
ら構成されている請求項10の負グロー放電ランプ。
14. The negative glow discharge lamp of claim 10, wherein said metal-based gas is comprised of 40% to 60% by weight sodium and the balance by weight mercury.
【請求項15】アノードでの吸収のためにランプ外囲器
へ金属をベースにしたガスを導入することによりアノー
ドの仕事関数を減ずることにより実行される、改善され
たエフィカシーを有するグロー放電ランプの構成方法に
おいて、水銀および金属ベースガスからなるアマルガム
を提供し、アマルガムを加熱し、液体状態でアマルガム
を外囲器へ導入し、外囲器をさらに希ガスで充填し、外
囲器のチップオフを行うことから構成されており、当該
金属ベースガスはアノードに吸収され、アノードの仕事
関数を減じ、それによりランプのエフィカシーを高める
ようになされていることを特徴とするグロー放電ランプ
の構成方法。
15. A glow discharge lamp with improved efficiency, carried out by reducing the work function of the anode by introducing a metal-based gas into the lamp envelope for absorption at the anode. The construction method includes providing an amalgam of mercury and a metal-based gas, heating the amalgam, introducing the amalgam in a liquid state into an envelope, further filling the envelope with a noble gas, and tipping off the envelope. a method of constructing a glow discharge lamp, the metal-based gas being absorbed by the anode to reduce the work function of the anode and thereby increase the efficiency of the lamp.
【請求項16】前記カソードは加熱により密封真空中で
活性化される請求項15のグロー放電ランプの構成方法
16. The method of claim 15, wherein said cathode is activated in a sealed vacuum by heating.
【請求項17】前記カソードの活性化は約1250℃の
温度へ加熱することによるものである請求項16のグロ
ー放電ランプの構成方法。
17. The method of claim 16, wherein activation of the cathode is by heating to a temperature of about 1250°C.
【請求項18】前記アマルガムは、RF磁界を用いて急
激に加熱され液体状態に変化するセシウム−水銀ペレッ
トから形成される請求項15のグロー放電ランプの構成
方法。
18. The method of claim 15, wherein said amalgam is formed from cesium-mercury pellets that are rapidly heated to a liquid state using an RF magnetic field.
【請求項19】ネオンガスバーストを導入してアマルガ
ムをランプ外囲器へ強制することを備えた請求項18の
グロー放電ランプの構成方法。
19. A method of constructing a glow discharge lamp according to claim 18, comprising introducing a burst of neon gas to force the amalgam into the lamp envelope.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006046598A1 (en) * 2004-10-27 2006-05-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Glow starter and method for manufacturing same

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