JPH0668845A - 電子管用陰極 - Google Patents
電子管用陰極Info
- Publication number
- JPH0668845A JPH0668845A JP21593292A JP21593292A JPH0668845A JP H0668845 A JPH0668845 A JP H0668845A JP 21593292 A JP21593292 A JP 21593292A JP 21593292 A JP21593292 A JP 21593292A JP H0668845 A JPH0668845 A JP H0668845A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main material
- emitter
- cathode
- recess
- filled
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】イオン衝撃によるエミッタの消耗が少なく、か
つ直熱型として用いることができるようにした電子管用
陰極を提供する。 【構成】主材１は、タングステンの薄板よりなり、クラ
ンク型に蛇行した形状を有する。主材１は、表面に多数
の微細な凹所３を備え、各凹所３の中に電子放出物質よ
りなるエミッタ２が充填されている。エミッタ２が凹所
３の中に充填されていることによって、主材１の表面積
に対するエミッタ２の露出面積が小さくなり、イオン衝
撃や蒸発による消耗速度が低減する。また、主材１が蛇
行した線状に形成されているから、主材１の両端間の電
気抵抗を大きくとることができ、直熱型として用いるこ
とができる。
つ直熱型として用いることができるようにした電子管用
陰極を提供する。 【構成】主材１は、タングステンの薄板よりなり、クラ
ンク型に蛇行した形状を有する。主材１は、表面に多数
の微細な凹所３を備え、各凹所３の中に電子放出物質よ
りなるエミッタ２が充填されている。エミッタ２が凹所
３の中に充填されていることによって、主材１の表面積
に対するエミッタ２の露出面積が小さくなり、イオン衝
撃や蒸発による消耗速度が低減する。また、主材１が蛇
行した線状に形成されているから、主材１の両端間の電
気抵抗を大きくとることができ、直熱型として用いるこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バルブ内にガスを封入
した放電ランプのような電子管に用いる電子管用陰極に
関するものである。
した放電ランプのような電子管に用いる電子管用陰極に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にバルブ内にガスを封入した放電ラ
ンプのような電子管では、図３に示すように、タングス
テン等の主材１の表面の略全面に仕事関数の小さい材料
の電子放出物質よりなるエミッタ２をほぼ均一に被着す
ることによって、熱電子ｅの放射を容易にしている。エ
ミッタ２はスラリ（slurry) 状の電子放出物質を主材１
の表面に塗布することによって形成されるのが普通であ
る。
ンプのような電子管では、図３に示すように、タングス
テン等の主材１の表面の略全面に仕事関数の小さい材料
の電子放出物質よりなるエミッタ２をほぼ均一に被着す
ることによって、熱電子ｅの放射を容易にしている。エ
ミッタ２はスラリ（slurry) 状の電子放出物質を主材１
の表面に塗布することによって形成されるのが普通であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バルブ内に
ガスを封入した放電ランプでは、ガスの電離により形成
されたイオンｉが陰極に衝突し、イオン衝撃、イオンボ
ンバリングなどと称する現象が生じることが知られてい
る。上述したように、エミッタ２はスラリ状の電子放出
物質を主材１の表面の略全面に塗布して形成されている
ものであるから、主材１の表面の略全面においてエミッ
タ２がイオン衝撃を受けることになる。したがって、エ
ミッタ２の蒸発速度が速いものである（図３の小さい丸
ｐは飛散した電子放出物質を示す）。すなわち、エミッ
タ２は、加熱による蒸発に加えてイオン衝撃によっても
消耗するから、エミッタ２の寿命が短くなるという問題
がある。エミッタ２が消耗すれば、蒸発・飛散した電子
放出物質がバルブの内周面に被着することによって輝度
が低下し、また熱電子の放射効率が低下して封入ガスの
励起・電離が生じにくくなるから放電ランプが点灯しに
くくなるのであって、エミッタ２の寿命が放電ランプの
寿命を制限する一つの原因になっている。
ガスを封入した放電ランプでは、ガスの電離により形成
されたイオンｉが陰極に衝突し、イオン衝撃、イオンボ
ンバリングなどと称する現象が生じることが知られてい
る。上述したように、エミッタ２はスラリ状の電子放出
物質を主材１の表面の略全面に塗布して形成されている
ものであるから、主材１の表面の略全面においてエミッ
タ２がイオン衝撃を受けることになる。したがって、エ
ミッタ２の蒸発速度が速いものである（図３の小さい丸
ｐは飛散した電子放出物質を示す）。すなわち、エミッ
タ２は、加熱による蒸発に加えてイオン衝撃によっても
消耗するから、エミッタ２の寿命が短くなるという問題
がある。エミッタ２が消耗すれば、蒸発・飛散した電子
放出物質がバルブの内周面に被着することによって輝度
が低下し、また熱電子の放射効率が低下して封入ガスの
励起・電離が生じにくくなるから放電ランプが点灯しに
くくなるのであって、エミッタ２の寿命が放電ランプの
寿命を制限する一つの原因になっている。
【０００４】これに対して、エミッタ２を主材１の中に
埋め込んだ形式の含浸電極と称する陰極が提案されてい
る。この種の陰極では、エミッタ２が主材１に埋め込ま
れているものであるから、主材１の表面に対するエミッ
タ２の露出面積が小さくなり、エミッタ２の消耗速度が
従来構成よりも少ないという利点を有している。しかし
ながら、この形式の陰極では、主材１が平板状に形成さ
れているものであるから主材１の電気抵抗が小さく、直
熱型の陰極として主材１に通電しても主材１を十分に発
熱させることができないという問題がある。すなわち、
蛍光ランプのような低圧放電ランプに用いるとすれば、
直熱型の陰極を構成する必要があるが、含浸電極は電気
抵抗が小さいから傍熱型の陰極としてのみ用いられてお
り、低圧放電ランプには用いられていないのが現状であ
る。
埋め込んだ形式の含浸電極と称する陰極が提案されてい
る。この種の陰極では、エミッタ２が主材１に埋め込ま
れているものであるから、主材１の表面に対するエミッ
タ２の露出面積が小さくなり、エミッタ２の消耗速度が
従来構成よりも少ないという利点を有している。しかし
ながら、この形式の陰極では、主材１が平板状に形成さ
れているものであるから主材１の電気抵抗が小さく、直
熱型の陰極として主材１に通電しても主材１を十分に発
熱させることができないという問題がある。すなわち、
蛍光ランプのような低圧放電ランプに用いるとすれば、
直熱型の陰極を構成する必要があるが、含浸電極は電気
抵抗が小さいから傍熱型の陰極としてのみ用いられてお
り、低圧放電ランプには用いられていないのが現状であ
る。
【０００５】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、イオン衝撃によるエミッタの消耗が少なく、
かつ直熱型として用いることができるようにした電子管
用陰極を提供しようとするものである。
のであり、イオン衝撃によるエミッタの消耗が少なく、
かつ直熱型として用いることができるようにした電子管
用陰極を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、バルブ内にガスを封入した電子管に用
いる直熱型の陰極であって、金属の薄板を線状に板抜き
加工した主材と、主材の表裏の少なくとも一面に形成さ
れた多数の微細な凹所の中に充填された電子放出物質よ
りなるエミッタとを備えているのである。
達成するために、バルブ内にガスを封入した電子管に用
いる直熱型の陰極であって、金属の薄板を線状に板抜き
加工した主材と、主材の表裏の少なくとも一面に形成さ
れた多数の微細な凹所の中に充填された電子放出物質よ
りなるエミッタとを備えているのである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、主材を金属の薄板を線状に
板抜き加工しているのであって、主材の両端間の距離を
長くするとともに、主材の両端間の線路の幅を狭くする
ことによって、主材の電気抵抗を大きくすることがで
き、主材への通電による主材の加熱温度を高くすること
ができるのである。また、主材の表裏の少なくとも一面
には凹所が形成され、この凹所内にエミッタが充填され
ているので、主材の表面積に対するエミッタの露出面積
は、従来構成（主材の表面全面にエミッタを被着した構
成）に比較すれば小さくなり、結果的にイオン衝撃を受
ける確率が低減されるのである。その結果、エミッタの
蒸発速度が従来よりも低減されることになる。また、凹
所を深くすれば従来構成よりも主材とエミッタとの接触
面積を大きくすることが可能であり、熱電子の放射量を
低減させることなく、イオン衝撃のみを低減させること
が可能である。
板抜き加工しているのであって、主材の両端間の距離を
長くするとともに、主材の両端間の線路の幅を狭くする
ことによって、主材の電気抵抗を大きくすることがで
き、主材への通電による主材の加熱温度を高くすること
ができるのである。また、主材の表裏の少なくとも一面
には凹所が形成され、この凹所内にエミッタが充填され
ているので、主材の表面積に対するエミッタの露出面積
は、従来構成（主材の表面全面にエミッタを被着した構
成）に比較すれば小さくなり、結果的にイオン衝撃を受
ける確率が低減されるのである。その結果、エミッタの
蒸発速度が従来よりも低減されることになる。また、凹
所を深くすれば従来構成よりも主材とエミッタとの接触
面積を大きくすることが可能であり、熱電子の放射量を
低減させることなく、イオン衝撃のみを低減させること
が可能である。
【０００８】
【実施例】以下の実施例では、封入ガスの分圧が小さい
低圧放電ランプ（たとえば、蛍光ランプ）について説明
するが、他の放電ランプ等の電子管についても本発明の
技術思想は適用可能である。透光性材料により形成され
たバルブ内に不活性ガスや金属蒸気などのガスが封入さ
れ、少なくとも一対の電極が対向して配置される。両電
極間に交番電圧を印加する形式のものでは、各電極の表
面に電子放出物質を被着して各電極から熱電子が放出さ
れるようにし、両電極間に直流電圧を印加する形式のも
のでは、負側に接続される電極の表面に電子放出物質を
被着して熱電子が放出されるようにする。電子放出物質
を被着した電極を陰極と呼ぶことにする。
低圧放電ランプ（たとえば、蛍光ランプ）について説明
するが、他の放電ランプ等の電子管についても本発明の
技術思想は適用可能である。透光性材料により形成され
たバルブ内に不活性ガスや金属蒸気などのガスが封入さ
れ、少なくとも一対の電極が対向して配置される。両電
極間に交番電圧を印加する形式のものでは、各電極の表
面に電子放出物質を被着して各電極から熱電子が放出さ
れるようにし、両電極間に直流電圧を印加する形式のも
のでは、負側に接続される電極の表面に電子放出物質を
被着して熱電子が放出されるようにする。電子放出物質
を被着した電極を陰極と呼ぶことにする。
【０００９】陰極は、図１に示すように、タングステン
等の耐熱性金属材料により形成された主材１と、主材１
に被着されたアルカリ土類酸化物等の電子放出物質より
なるエミッタ２とからなる。主材１は、ケミカルエッチ
ングなどの方法で線状に加工されており、ここではクラ
ンク型に蛇行した線路を形成する。線路は、たとえば主
材１の板厚が１００μｍ、線路の幅が２００μｍとなる
ように形成されており、従来のフィラメントを形成する
線材の断面積と線路の断面積とがほぼ等しく設定されて
いる。ここに、主材１の板圧や線路の幅は限定する趣旨
のものではなく、使用用途によって設定されるものであ
る。また、主材１の形状についても、他の形状としても
よい。
等の耐熱性金属材料により形成された主材１と、主材１
に被着されたアルカリ土類酸化物等の電子放出物質より
なるエミッタ２とからなる。主材１は、ケミカルエッチ
ングなどの方法で線状に加工されており、ここではクラ
ンク型に蛇行した線路を形成する。線路は、たとえば主
材１の板厚が１００μｍ、線路の幅が２００μｍとなる
ように形成されており、従来のフィラメントを形成する
線材の断面積と線路の断面積とがほぼ等しく設定されて
いる。ここに、主材１の板圧や線路の幅は限定する趣旨
のものではなく、使用用途によって設定されるものであ
る。また、主材１の形状についても、他の形状としても
よい。
【００１０】主材１の表面には、断面積が略均一な断面
円形の微細な凹所３が全面に亙って多数個形成されてい
る。この凹所３の直径は、陰極の周囲に形成されるイオ
ンシースの厚みよりも小さく設定されており、たとえ
ば、エキシマレーザを用いて直径５０μｍ、深さ５０μ
ｍなどとして形成することができる。この凹所３の中に
エミッタ２が充填される。
円形の微細な凹所３が全面に亙って多数個形成されてい
る。この凹所３の直径は、陰極の周囲に形成されるイオ
ンシースの厚みよりも小さく設定されており、たとえ
ば、エキシマレーザを用いて直径５０μｍ、深さ５０μ
ｍなどとして形成することができる。この凹所３の中に
エミッタ２が充填される。
【００１１】上述した構成では、陰極においてイオン衝
撃を受ける面のうちエミッタ２が露出している部分は凹
所３が形成されている部分だけであるから、主材１の全
表面にエミッタ２が露出している場合であれば、主材１
に向かって飛来したイオンはほとんどがエミッタ２に衝
突していたのに対して、図２に示すように、イオンｉは
エミッタ２に衝突する場合と、エミッタ２に衝突せずに
主材１に衝突する場合とが生じるのであって、エミッタ
２がイオン衝撃を受ける確率が低減することになる。す
なわち、エミッタ２がイオン衝撃を受ける確率は、凹所
３の開口率に比例するのであって、凹所３が形成されて
いない従来構成に比較すれば、エミッタ２がイオン衝撃
を受ける確率が大幅に低減することになる。また、エミ
ッタ２がイオン衝撃を受けて一部が飛散して（図２の小
さい丸ｐは飛散した電子放出物質を示す）エミッタ２に
窪みが形成されたとしても、凹所３の直径がイオンシー
スの厚みよりも小さいから、凹所３の中にプラズマが生
成されることがなく、エミッタ２がイオン衝撃を受ける
確率は変化しないのである。さらに、エミッタ２が主材
１の表面に露出する面積が小さいから、熱によるエミッ
タ２の蒸発量も従来構成よりも大幅に低減するのであ
る。
撃を受ける面のうちエミッタ２が露出している部分は凹
所３が形成されている部分だけであるから、主材１の全
表面にエミッタ２が露出している場合であれば、主材１
に向かって飛来したイオンはほとんどがエミッタ２に衝
突していたのに対して、図２に示すように、イオンｉは
エミッタ２に衝突する場合と、エミッタ２に衝突せずに
主材１に衝突する場合とが生じるのであって、エミッタ
２がイオン衝撃を受ける確率が低減することになる。す
なわち、エミッタ２がイオン衝撃を受ける確率は、凹所
３の開口率に比例するのであって、凹所３が形成されて
いない従来構成に比較すれば、エミッタ２がイオン衝撃
を受ける確率が大幅に低減することになる。また、エミ
ッタ２がイオン衝撃を受けて一部が飛散して（図２の小
さい丸ｐは飛散した電子放出物質を示す）エミッタ２に
窪みが形成されたとしても、凹所３の直径がイオンシー
スの厚みよりも小さいから、凹所３の中にプラズマが生
成されることがなく、エミッタ２がイオン衝撃を受ける
確率は変化しないのである。さらに、エミッタ２が主材
１の表面に露出する面積が小さいから、熱によるエミッ
タ２の蒸発量も従来構成よりも大幅に低減するのであ
る。
【００１２】
【発明の効果】本発明は上述のように、主材を金属の薄
板を線状に板抜き加工しているので、主材の両端間の距
離を長くするとともに、主材の両端間の線路の幅を狭く
することによって、主材の電気抵抗を大きくすることが
でき、主材への通電による主材の加熱温度を高くするこ
とができるという利点がある。すなわち、直熱型の陰極
として、低圧放電ランプなどの電極に用いることができ
るのである。また、主材の表裏の少なくとも一面には凹
所が形成され、この凹所内にエミッタが充填されている
ので、主材の表面積に対するエミッタの露出面積が比較
的小さくなり、イオン衝撃を受ける確率が低減されてエ
ミッタの蒸発速度が従来よりも低減されるという効果を
奏する。また、凹所を深くすれば従来構成よりも主材と
エミッタとの接触面積を大きくすることが可能であり、
熱電子の放射量を低減させることなく、イオン衝撃のみ
を低減させることが可能であるという利点を有する。
板を線状に板抜き加工しているので、主材の両端間の距
離を長くするとともに、主材の両端間の線路の幅を狭く
することによって、主材の電気抵抗を大きくすることが
でき、主材への通電による主材の加熱温度を高くするこ
とができるという利点がある。すなわち、直熱型の陰極
として、低圧放電ランプなどの電極に用いることができ
るのである。また、主材の表裏の少なくとも一面には凹
所が形成され、この凹所内にエミッタが充填されている
ので、主材の表面積に対するエミッタの露出面積が比較
的小さくなり、イオン衝撃を受ける確率が低減されてエ
ミッタの蒸発速度が従来よりも低減されるという効果を
奏する。また、凹所を深くすれば従来構成よりも主材と
エミッタとの接触面積を大きくすることが可能であり、
熱電子の放射量を低減させることなく、イオン衝撃のみ
を低減させることが可能であるという利点を有する。
【図１】実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は同図
（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】実施例の電子とイオンとの振る舞いを示す説明
図である。
図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
１ 主材 ２ エミッタ ３ 凹所 ｅ 電子 ｉ イオン ｐ 蒸発・飛散した電子放出物質
Claims (1)
- 【請求項１】 バルブ内にガスを封入した電子管に用い
る直熱型の陰極であって、金属の薄板を線状に板抜き加
工した主材と、主材の表裏の少なくとも一面に形成され
た多数の微細な凹所の中に充填された電子放出物質より
なるエミッタとを備えて成ることを特徴とする電子管用
陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21593292A JPH0668845A (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 電子管用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21593292A JPH0668845A (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 電子管用陰極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668845A true JPH0668845A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16680650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21593292A Pending JPH0668845A (ja) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | 電子管用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668845A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55144643A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Lamp electrode |
| JPS63207043A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 直熱型陰極 |
-
1992
- 1992-08-13 JP JP21593292A patent/JPH0668845A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55144643A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-11 | Matsushita Electric Works Ltd | Lamp electrode |
| JPS63207043A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 直熱型陰極 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980526 |