JPH0668847A - Cathode for electron tube - Google Patents
Cathode for electron tubeInfo
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- JPH0668847A JPH0668847A JP21593692A JP21593692A JPH0668847A JP H0668847 A JPH0668847 A JP H0668847A JP 21593692 A JP21593692 A JP 21593692A JP 21593692 A JP21593692 A JP 21593692A JP H0668847 A JPH0668847 A JP H0668847A
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Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron tube cathode used in an electron tube such as a discharge lamp having a bulb filled with a gas.
【0002】[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。2. Description of the Related Art Generally, in an electron tube such as a discharge lamp in which a gas is filled in a bulb, as shown in FIG. By depositing the different emitter 2 substantially uniformly, the emission of the thermoelectrons e is facilitated. The emitter 2 is made of a slurry-like electron emitting material as a main material 1.
It is usually formed by applying to the surface of.
【0003】[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。By the way, in a discharge lamp having a bulb filled with gas, ions i formed by ionization of gas collide with a cathode, and a phenomenon called ion bombardment or ion bombardment occurs. It has been known. As described above, since the emitter 2 is formed by coating the surface of the main material 1 with a slurry-like electron emitting substance, the emitter 2 is ion-impacted on the substantially entire surface of the main material 1. Will be received. Therefore, the evaporation rate of the emitter 2 is high (the small circle p in FIG. 3 indicates the scattered electron emission material). That is, since the emitter 2 is consumed by ion bombardment in addition to evaporation by heating, there is a problem that the life of the emitter 2 is shortened. When the emitter 2 is consumed, the electron emission material that evaporates and scatters adheres to the inner peripheral surface of the bulb to reduce the brightness, and the emission efficiency of thermions decreases, so that the excitation and ionization of the enclosed gas hardly occur. Therefore, the discharge lamp becomes difficult to light, and the life of the emitter 2 is one of the reasons for limiting the life of the discharge lamp.
【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。On the other hand, a cathode called an impregnated electrode in which the emitter 2 is embedded in the main material 1 has been proposed. In this type of cathode, since the emitter 2 is embedded in the main material 1, the exposed area of the emitter 2 with respect to the surface of the main material 1 is small, and the consumption speed of the emitter 2 is lower than that of the conventional structure. have. However, in this type of cathode, since the main material 1 is formed in a flat plate shape, the electric resistance of the main material 1 is small, and even if the main material 1 is energized as a direct heating type cathode, There is a problem that heat cannot be generated sufficiently. That is,
If it is used for a low pressure discharge lamp such as a fluorescent lamp,
Although it is necessary to form a directly heated cathode, the impregnated electrode is used only as an indirectly heated cathode because of its low electric resistance, and is not currently used in a low pressure discharge lamp.
【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。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and the consumption of the emitter due to ion bombardment is small,
Moreover, it is intended to provide a cathode for an electron tube which can be used as a direct heating type.
【0006】[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、金属の線材よりなる主材
と、主材の表面に形成し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、複数本
の主材が撚り合わされているのである。In order to achieve the above object, the present invention provides a direct heating type cathode used for an electron tube in which a gas is sealed in a bulb, which comprises a main material made of a metal wire and a main material. A plurality of main materials are twisted together with an emitter made of an electron emitting substance filled in a large number of minute recesses formed on the surface of the material.
【0007】[0007]
【作用】上記構成によれば、主材を金属の線材により形
成し、かつ主材の表面に多数の凹所を形成してエミッタ
を充填しているので、主材の両端間の電気抵抗を大きく
とることができ、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、主材の表面に形
成した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、主材の表面全面
にエミッタを被着する場合に比較すれば小さくなり、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。しかも、複数本の主材が撚り合わされているの
で、主材同士の対向する部位では、エミッタから蒸発し
た電子放出物質が他の主材に被着することになり、エミ
ッタの消耗が抑制されることになる。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。According to the above construction, since the main material is formed of a metal wire and a large number of recesses are formed on the surface of the main material to fill the emitter, the electrical resistance between both ends of the main material is reduced. It can be made large, and the heating temperature of the main material due to energization of the main material can be raised. Further, since the emitter is filled in the recess formed on the surface of the main material, the exposed area of the emitter with respect to the surface area of the main material is smaller than when the emitter is deposited on the entire surface of the main material, The probability of receiving an ion bombardment is reduced. As a result, the evaporation rate of the emitter is reduced as compared with the conventional case. Moreover, since the plurality of main materials are twisted together, the electron emission material evaporated from the emitter is deposited on the other main materials at the positions where the main materials face each other, and the consumption of the emitter is suppressed. It will be. Also, by making the recess deeper, it is possible to make the contact area between the main material and the emitter larger than in the conventional configuration, and it is possible to reduce only ion bombardment without reducing the radiation amount of thermoelectrons. is there.
【0008】[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。EXAMPLES In the following examples, a low-pressure discharge lamp (for example, a fluorescent lamp) having a small partial pressure of the enclosed gas will be described, but the technical idea of the present invention can be applied to other electron tubes. A gas formed of a translucent material is filled with a gas such as an inert gas or a metal vapor, and at least a pair of electrodes are arranged to face each other. In the type in which an alternating voltage is applied between both electrodes, an electron-emitting substance is deposited on the surface of each electrode so that thermoelectrons are emitted from each electrode,
In the type in which a DC voltage is applied between both electrodes, an electron-emitting substance is deposited on the surface of the electrode connected to the negative side so that thermoelectrons are emitted. The electrode on which the electron emission material is deposited will be called the cathode.
【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の線材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3本設けら
れており、互いに撚り合わされ、従来のフィラメントを
形成する線材の断面積と3本の主材1を合わせた断面積
とがほぼ等しくなるように設定されている。As shown in FIG. 1, the cathode is a main material 1 made of a wire made of a heat-resistant metal material such as tungsten,
It is composed of an emitter 2 made of an electron emitting substance such as an alkaline earth oxide deposited on a main material 1. Three main members 1 are provided and twisted with each other so that the cross-sectional area of a conventional wire forming a filament and the cross-sectional area of the three main members 1 combined are substantially equal.
【0010】主材1の表面には、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の開口径は、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
されている。凹所3は、たとえば断面円形になるように
エキシマレーザを用いて形成される。この凹所3の中に
エミッタ2が充填され、エミッタ2が充填された後に3
本の主材1が撚り合わされるのである。A large number of recesses 3 are formed on the entire surface of the main material 1. The opening diameter of the recess 3 is set smaller than the thickness of the ion sheath formed around the cathode. The recess 3 is formed by using an excimer laser so as to have a circular cross section, for example. This recess 3 is filled with the emitter 2, and after the emitter 2 is filled,
The main material 1 of the book is twisted together.
【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が開口し、かつ撚り合わされた主材1の外周に露
出し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。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。しかも、撚り合わされた主材
1が対向する部位では、エミッタ2の蒸発により飛散し
た電子放出物質pが、他の主材1に被着することにな
り、外部に飛散する電子放出物質pの量が大幅に低減さ
れ、エミッタ2が長寿命化につながるのである。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、熱によるエミッタの蒸発量も従来構成よりも大幅
に低減するのである。In the structure described above, the portion of the surface of the cathode that receives the ion bombardment where the emitter 2 is exposed is
Since the recess 3 is only open and exposed on the outer periphery of the twisted main material 1, if the emitter 2 is exposed on the entire surface of the main material 1, Most of the ions flying toward the emitter 2 collided with the emitter 2, whereas as shown in FIG.
There is a case where the emitter 2 collides with the main material 1 and a case where the main material 1 does not collide with the emitter 2 and the probability that the emitter 2 receives the ion bombardment is reduced. In addition, even if the emitter 2 is subjected to ion bombardment and a part thereof scatters (small circle p in FIG. 2 indicates scattered electron emission material) and a recess is formed in the emitter 2, the diameter of the recess 3 is equal to that of the ion. Since it is smaller than the thickness of the sheath, plasma is not generated in the recess 3 and the probability that the emitter 2 is subjected to ion bombardment does not change. In addition, at the portion where the twisted main materials 1 face each other, the electron emission material p scattered by the evaporation of the emitter 2 is attached to the other main material 1, and the amount of the electron emission material p scattered to the outside. Is significantly reduced, and the life of the emitter 2 is extended. Furthermore, since the area where the emitter 2 is exposed on the surface of the main material 1 is small, the amount of evaporation of the emitter due to heat is significantly reduced as compared with the conventional configuration.
【0012】[0012]
【発明の効果】本発明は上述のように、主材を金属の線
材により形成し、かつ主材の表面に多数の凹所を形成し
てエミッタを充填しているので、主材の両端間の電気抵
抗を大きくとることができ、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、直熱型として低圧放電ランプの陰極などに用い
ることが可能になるのである。また、主材の表面に形成
した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、主材の表面全面に
エミッタを被着する場合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、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がある。しか
も、複数本の主材が撚り合わされているので、主材同士
の対向する部位では、エミッタから蒸発した電子放出物
質が他の主材に被着することになり、エミッタの消耗が
抑制されるという利点を有する。As described above, according to the present invention, since the main material is formed of a metal wire and a large number of recesses are formed on the surface of the main material to fill the emitter, the gap between both ends of the main material is reduced. Has a merit that a large electric resistance can be obtained and the heating temperature of the main material can be raised by energizing the main material. That is, it becomes possible to use it as a direct heating type for a cathode of a low pressure discharge lamp or the like. Further, since the emitter is filled in the recess formed on the surface of the main material, the exposed area of the emitter with respect to the surface area of the main material is smaller than when the emitter is deposited on the entire surface of the main material, As a result, the probability of receiving ion bombardment is reduced, and the evaporation rate of the emitter is reduced as compared with the conventional case. Moreover, since the plurality of main materials are twisted together, the electron emission material evaporated from the emitter is deposited on the other main materials at the positions where the main materials face each other, and the consumption of the emitter is suppressed. Has the advantage.
【図1】実施例を示し、(a)は側面図、(b)は断面
図である。FIG. 1 shows an embodiment, (a) is a side view, and (b) is a sectional view.
【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。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the behavior of electrons and ions in the example.
【図3】従来例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional example.
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 1 Main material 2 Emitter 3 Recessed e Electron i Ion p Emitted and scattered electron emission material
Claims (1)
る直熱型の陰極であって、金属の線材よりなる主材と、
主材の表面に形成し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、複数本の主
材が撚り合わされて成ることを特徴とする電子管用陰
極。1. A direct heating cathode used for an electron tube in which a gas is sealed in a bulb, the main material being a metal wire rod,
A cathode for an electron tube, comprising: an emitter made of an electron-emitting substance filled in a large number of minute recesses formed on the surface of a main material, and a plurality of main materials twisted together.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21593692A JPH0668847A (en) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | Cathode for electron tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21593692A JPH0668847A (en) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | Cathode for electron tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0668847A true JPH0668847A (en) | 1994-03-11 |
Family
ID=16680715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21593692A Pending JPH0668847A (en) | 1992-08-13 | 1992-08-13 | Cathode for electron tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0668847A (en) |
-
1992
- 1992-08-13 JP JP21593692A patent/JPH0668847A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980526 |