NL7909301A - Elektrode voor een gasontladingslamp. - Google Patents

Description

* 1 i * -1- 21064/Vk/iv

Aanvrager: Mitsubishi DenkL Kabushiki Kaisha, Tokio, Japan.

Korte aanduiding: Elektrode voor een gasontladingslamp.

De uitvinding heeft betrekking op een elektrode voor een gasontla-5 dingslamp bestaande uit een. elektrodesubstraat en een elektron-emissiemateriaal op het elektrodesubstraat. Met name heeft de uitvinding betrekking op een elektrode die gebruikt wordt in een hoge druk metaaldamp-ontladingslamp zoals een hoge druk kwikdamp-ontladingslarap waarbij kwik en edelgassen als vulling worden gebruikt. Een hoge druk natriumdamp-10 ontladingslamp waarbij kwik-edelgassen en natrium aanwezig zijn, een metaal-damp-ontladingsbuis waarbij kwik, edelgassen en metaalhalide als vulling worden gebruikt of een lage druk ontladingslamp zoals een fluorescerende lamp. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een verbetering ten aanzien van het elektron-emissiemateriaal op de elektrode.

15 In een hoge druk metaaldamp-ontladingslamp zoals een hoge druk kwik- ' damp -ontladingslamp wordt een mengsel gebruikt van barium, strontium, calciumwolframaat (Ba^Sr^CaWOg waarbij x is 0 tot 0,5), berylliumoxyde (BeO) en yttriumoxyde (I^) als elektron-emissiemateriaal aangebracht op de elektrode. In het elektron-emissiemateriaal wordt een vaste oplos-20 sing gevormd van BeO en YgO^ waarbij een handhaving van lumen en een startkar ak ter is tiek voortreffelijk zijn en stabiel gedurende een lange tijd dat de lanp gebruikt wordt. In het elektron-emissiemateriaal is echter BeO aanwezig dat giftig is voor de mens en het werken hiermee en met het elektron-emissiemateriaal waarin deze stof is verwerkt moeten zeer zorg-25 vuldig gebeuren en een verbetering ten aanzien van de produktiviteit brengt om deze reden nadelen met zich mee. Bovendien treedt bij een hoge druk metaaldamp-ontladingslamp waarbij het elektron-emissiemateriaal wordt gebruikt het verschijnsel op van de afzetting van zwart neerslag vooral in de beginperiode. Het zwarte neerslag wordt in de loop van de tijd ver-30 anderd tot wit tijdens het in werking zijn en heeft geen invloed op de levensduur van de lamp. Wel beïnvloedt het enigszins de lumen-fluxwaarde die laag is in de beginperiode.

In een metaalhalidelamp wordt gewoonlijk een zeldzaam aardmetaal-oxyde gebruikt als elektron-emissiemateriaal. Yttriumoxyde is met name 35 effectief omdat het voortreffëijke elektron-emissiekarakteristieken heeft. Yttriumoxyde heeft echter een hoog smeltpunt waarbij de adhesie van de component op het elektrodesubstraat niet voldoende is om het te verwijderen van het elektron-emissiemateriaal tijdens het in werking zijn van de ontladingslamp. Dit heeft een nadelige werking op de activiteit van de 40 elektron-emissie en de zwartkleuring van de boogbuis van de lamp wordt 7909301 Γ 1* -2- 21064/Vk/iv bewerkstelligd en heeft een korte levensduur tot gevolg.

In een fluorescerende lamp wordt een elektronemissiemateriaal van een mengsel van barium, strontium, calciumcarbonaat en zirkoniumoxyde aangebracht op een spiraal vervaardigd uit wolfraam en het carbonaat wordt 5 thermisch ontleed tot de oxyden zoals bariumoxyde bij het vervaardigen van de elektroden voor een fluorescerende lamp. Het conventionele elektronemissiemateriaal wordt gereduceerd door wolfraam als het elektrodesubstraat tijdens het in werking zijn van de ontladingslamp en bariumoxyde (BaO) wordt omgezet tot bariummetaal (Ba) door de volgende reactie: •jq 6BaO + W — " ' — ' " ") Ba^WO^ + 3Ba.

Het bariummetaal geeft een bijdrage tot de elektronen-emissie uit de elektrode waarbij echter een deel van het bariummetaal gesputterd wordt in de boogruimte en hecht op de binnenwand van de boog-buis. Zodoende kan een zwartkleuring bewerkstelligd worden aan het uiteinde van de bovenbuis 15 wanneer de hoeveelheid bariummetaal groot is. Zirkoniumoxyde wordt verwerkt om de reductie door het elektrodesubstraat te verlagen en om het sputteren van het bariummetaal te verlagen. De uiteindelijke zwartkleuring van de buis kan worden verlaagd door het verwerken van zirkoniumoxyde hetgeen echter de activiteit van de elektronen-emissie van de elektrode na-20 delig kan beïnvloeden. Wanneer een dergelijke elektrode wordt gebruikt in een fluorscerende lamp is de beginspanning onvoordelig hoog.

Een van de doelstellingen volgens de uitvinding is het overwinnen van deze nadelen van de conventionele elektrode en het verkrijgen van een elektrode waarbij een adhesie van een elektron-emissiemateriaal op een elek-25 trodesubstraat aan merkelijk wordt verbeterd en dat een voortreffelijke elektron-afgifte-activiteit heeft, hetgeen resulteert in een minder nadelige beïnvloeding van de lichtflux in een metaaldamp-ontladingsbuis.

Deze en andere doelstellingen volgens de uitvinding kunnen worden bereikt met een elektrode voor een gasontladingslamp volgens de uitvinding, bestaan-30 de uit een elektrodesubstraat en een elektron-emissiemateriaal op het elektrodesubstraat en de elektrode wordt hierdoor gekenmerkt dat het elektron-emissiemateriaal bestaat uit yttriumoxyde en lanthaniumoxyde. Een andere doelstelling volgens de uitvinding is het verkrijgen van een elektrode voor een ontladingslamp waarbij de beginspanning van de ontladingslamp verlaagd 35 wordt en de zwartkleuring aan het uiteinde van de boogbuis wordt verminderd. Dit wordt bewerkstelligd door een elektron-emissiemateriaal te gebruiken dat yttriumoxyde en lanthaniumoxyde bevat.

Verder wordt bij de uitvinding gestreefd naar het verkrijgen van een elektrode voor een ontladingslamp waarbij een verlaging van de lichtzo flux in het begin wordt verlaagd en geen toxisch BeO bevat zodat een 7909301 i '

r I

-3- 21064/Vk/iv speciale wijze van bewerking wordt voorkomen en om een normaal bewerkingsprocédé te verkrijgen en de produktiviteit te verhogen. Ook deze doelstelling kan worden bereikt met een elektron-emissiemateriaal dat yttriumoxyde en lanthaniumoxyde bevat.

5 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de onder staande beschrijving waarbij verwezen wordt naar de tekening waarin

Fig. 1 een aanzicht is van een metaaldamp-ontladingslamp, en

Fig. 2, 3 en 4 respectievelijk dwarsdoorsneden zijn van verschillende structuren van de elektrode van de metaaldamp-ontladingslamp.

10 De elektrode van de metaaldamp-ontladingslamp volgens de uitvinding zal hieronder nader*worden toegelicht.

De metaaldamp-ontladingslamp heeft een structuur zoals aangegeven is in fig. 1 waarbij een boogvormige buis 1 vervaardigd is uit transparant kwartsglas waarin kwik, edelgas en een metaalhalide zijn aangebracht en 15 de elektroden 2a en 2b in de uiteinden van de boogvormige buis zijn geplaatst tegenover elkaar en met elkaar zijn verbonden via molybdeenfolie 3a en 3b aan elk uiteinde afsluitend door de boogbuis 1 verbonden met de ge-leidingsdraad 4a en 4b. Aan de uiteinden van de boogbuis 1 zijn als deklaag aangebracht warmte-opslaglagen 5. Ondersteuningsplaten 6 zijn aange-20 bracht aan de uiteinden van de boogbuis 1 en deze zijn gelast op frame 9 en 10 opdat de boogbuis 1 op zijn plaats gehouden wordt binnen de buitenste buis 14. Een bandvormige geleidingsdraad 7. geeft de verbinding tussen de geleidingsdraad 4a en frame 9 terwijl een stiftvormige geleidingdraad 11 aan frame 9 is gelast en een andere stiftgeleidingsdraad 12 een soort-25 gelijke verbinding geeft. Een boogvormige draad 8 verbindt de geleidingsdraad 4b met de stiftdraad 12 en aan het uiteinde is een basis of fitting 13 aangebracht aan de buitenkant van de buis en is verbonden met de stift-draden 11 en 12.

Zoals aangegeven is in fig. 2 bestaat elk van de elektroden 2a en 30 2b uit een elektrodekem 15» vervaardigd uit een hittebestendig metaal zoals wolfraam en een binnenste spiraal 16 en een buitenste spiraal 17 die om de elektrodekem is gewonden. Verder is een elektron-emissiemateriaal 18 gevormd door het aanbrengen van een deklaag op de binnenste spiraal 16 en op de buitenste spiraal 17 en het geheel te sinteren bij hoge tem-35 peraturen.

Zodoende wordt volgens de uitvinding een gasontladingslamp verkregen met name een elektrode hiervoor die te gebruiken is bij hoge druk metaaldamplampen en fluorescerende lampen, waarbij een elektronen-emissie-materiaal is gebruikt dat lanthaniumoxyde en yttriumoxyde bevat. Het elek-40 tronen-emissiemateriaal kan een combinatie zijn van lanthaniumoxyde en 79 0 93 0 1 -4- 21064/Vk/iv r « » * yttriumoxyde met barium.strontium.calciumwolframaat of een aardalkali-metaaloxyde dat ten minste bariumoxyde bevat. Wanneer de elektrode gebruikt wordt in een hoge druk metaaldamp-ontladingslamp is de procentuele gehandhaafde lichtflux in de beginperiode dat licht afgegeven wordt sterk 5 verbeterd zonder dat een zwart neerslag gevormd wordt op het uiteinde van de boogbuis. Wanneer de elektrode gebruikt wordt in een fluorescerende lamp wordt de vorming van zwart neerslag voorkomen en wordt de beginspan-ning verlaagd.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van bepaalde 10 voorbeelden en vergelijkende voorbeelden.

Volgens een conventionele uitvoeringsvorm wordt een wolfraamdraad met een diameter van 0,9 mm gebruikt als elektrodekern 15 en een wolfraamdraad met een diameter van 0,5 mm gebruikt als binnenste spiraal 16 en buitenste spiraal 17 ter vorming van het elektrodesubstraat.

15 Een elektron-emissiemateriaal dat alleen bestaat uit yttriumoxyde wordt gemengd met nitrocelluloselak en butylacetaat en het mengsel wordt gemalen in een kogelmolen gedurende 24 uren om een suspensie te bereiden.

Het elektrodesubstraat wordt ondergedompeld in de suspensie om het elektron-emissiemateriaal aan te brengen op de binnenste spiraal 16 en op de 20 buitenste spiraal 17 en het*geheel wordt gedroogd en gesinterd 'in een argonatmosfeer bij 1800°C gedurende 2 minuten zodat het elektron-emissiemateriaal 18 gebonden wordt op het elektrodesubstraat.

De elektroden 2a en 2b die voorzien zijn van het elektron-emissiemateriaal 18 worden gebruikt ter vervaardiging van een metaaldamp-ontladings-25 lamp van 400 Watt die voorzien is van een boogvormige buis 1 met een binnendiameter van 18 mm en een opening tussen de elektroden 2a en 2b van 44 mm met geschikte hoeveelheden kwik, argon, scandiumjodide en natrium-jodide. De levensduur van de metaaldamp-ontladingslamp van 400 Watt wordt bepaald. De gehandhaafde lichtsterkte was 50% nadat de lamp gedurende .

30 9000 uren had gebrand.

Voorbeeld I

In dit voorbeeld wordt een elektrode volgens de uitvinding vervaardigd. Hiertoe wordt lanthaniumoxyde gemengd met yttriumoxyde. bij verschillende verhoudingen om een elektronen-emissiemateriaal 18 te verkrijgen.

35 De elektroden 2a en 2b worden vervaardigd door het aanbrengen van het elektron-emissiemateriaal op het elektrodesubstraat. Diverse metaaldamp-ontladingslampen van 400 Watt worden vervaardigd onder toepassing van de bovenvermelde elektroden en de levensduur wordt bepaald. De hierbij verkregen resultaten zijn samengevat in tabel A.

40 79 0 9 3 0 f • l -5- 21064/Vk/iv

Tabel A

samenstelling van het elektronen- gehandhaafde licht- emissiemateriaal (mol%) waarde na 9000 uren 5 in bedrijf te zijn __geweest (%)_ referentie (100 mol%) 50 voorbeeld Y203 (99»7 mol%) - La203 (0,3 mol%) 55 10 1-1___ voorbeeld (99,5 mol%) - La203 (0,5 mol%) 60 _ 1-2___ voorbeeld Y^ (90 mol%) - La^ (10 mol%) 68 1-3___ 15 voorbeeld Y203 (80 mol%) - La203 (20 mol%) 75 1-4___ voorbeeld Y203 (40 mol%) - ba2°3 ^0 65 1-5___ voorbeeld Y203 (20 mdl%) - La203 (80 mol%) 61 20 1^6___ voorbeeld Y203 (17 mol%) - La203 (83 mol%) 56 1-7__

Zoals blijkt uit tabel A is de gehandhaafde lichtwaarde van de 25 metaaldamp-ontladingslamp waarbij een elektronen-emissiemateriaal wordt gebruikt zoals aangegeven in voorbeeld I opmerkelijk beter dan van de metaaldamp-ontladingslamp waarbij alleen yttriumoxyde gebruikt wordt als elektronen-emissiemateriaal (18).

De reden waarom de handhaving van de lichtwaarde uit voorbeeld I* 30 aanzienlijk beter is dan volgens de bekende stand van de techniek is als volgt. Yttriumoxyde heeft een hoog smeltpunt. Wanneer het gesinterd wordt na aanbrengen op het elektrodesubstraat wordt de adhesie van het yttriumoxyde op het elektronen-emissiemateriaal (18) op het elektrodesubstraat niet hoog genoeg en het elektronen-emissiemateriaal (18) wordt 35 verwijderd van het elektrodesubstraat tijdens het in werking zijn van de ontladingslamp. Wanneer het elektronen-emissiemateriaal gebruikt dat alleen yttriumoxyde bevat wordt de lichtflux verlaagd bij een lange gebruikstijd. Wanneer het elektronen-emissiemateriaal (18) echter bestaat uit een mengsel van yttriumoxyde en lanthaniumoxyde zoals aangegeven is in voorbeeld 40 I, vormt het mengsel een vaste oplossing of een complexe verbinding van 79 0 93 0 f r -¾ -6- 21064/Vk/iv yttriumoxyde en lanthaniumoxyde waardoor het smeltpunt wordt verlaagd. Zodoende wordt het elektronen-emissiemateriaal goed verspreid over het elektrodesubstraat om de adhesie te verbeteren en wordt het afbladeren of verwijderen van het elektronen-emissiemateriaal in de ontladingslamp 5 verlaagd waarbij een voortreffelijke elektronen-emissie-activiteit van yttriumoxyde wordt gehandhaafd gedurende lange tijd zodat een ontladingslamp wordt verkregen met minder achteruitgang van de lichtflux.

Bovendien blijkt uit tabel A dat het optimale resultaat verkregen wordt door een mengsel te gebruiken waarin 0,5 tot 80 mol% lanthaniumoxyde 10 is verwerkt. Wanneer het gehalte aan lanthaniumoxyde minder is dan 0,5 mol% wordt de invloed van het verlagen van het smeltpunt te klein om te hechten op het elektrodesubstraat en de lichthandhaving is minder dan 60% hetgeen een weinig invloed is voor het verbeteren van de lumen-hand-having. Wanneer het lanthaniumoxyde-gehalte meer is dan 80 mol% is het ge-15 halte aan yttriumoxyde dat aangebracht wordt op de elektroden 2a en 2b relatief klein zodat de elektronen-emissie-activiteit wordt verlaagd. Daardoor is de invloed van het verbeteren van de handhaving van de lichtwaar-de nadelig klein.

In de voorbeelden is yttriumoxyde gebruikt als elektronen-emissiemate-20 riaal. Zodoende is het mogelijk om een kleine hoeveelheid wolfraam en/of molybdeenpoeder in het mengsel te verwerken.

In de voorbeelden is een structuur voor de elektrode gebruikt zoals aangegeven in fig. 2. De structuur van de elektrode is niet beperkt tot deze vorm en er kunnen ook andere vormen worden toegepast zoals bij-25 voorbeeld de elektrode die aangegeven is in fig. 3 waarbij de binnenste spiraal 16 gewonden is om de elektrodekem 15 zodat ruw gewonden delen en buitenste spiraal 17 gewonden worden op de binnenste spiraal ter vorming van het elektrodesubstraat en het elektronen-emissiemateriaal 18 wordt aangebracht in de ruimte in het elektrodesubstraat. Ook is het mor 30 gelijk om de elektrode zoals vermeld in fig. 4 te gebruiken waarbij slechts een binnenste spiraal 16 gewonden is om de elektrodekern 15 ter vorming van een elektrodesubstraat en het elektrode-emissiemateriaal 18 is aangebracht op het elektrodesubstraat. Binnen de uitvinding kunnen verschillende vormen en structuren van de elektrode worden toegepast.

35 In de voorbeelden zijn scandiumjodide en natriumjodide aangebracht in de boogbuis van de metaaldamp-ontladingslamp. Zodoende is het mogelijk om binnen het kader van de uitvinding bij de metaaldamp-ontladingslampen ook andere haliden te gebruiken zoals dysprosiumjodide, thalliumjodide en indiumjodide.

40 Volgens de bovenvermelde uitvoeringsvorm worden de elektroden ver- 7909301 * * -7- 21064/Vk/iv vaardigd onder toepassing van een elektronen-emissiemateriaal bestaande uit yttriumoxyde en lanthaniumoxyde ter vervaardiging van een metaaldamp-ontladingslamp die metaalhalide in de boogvormige buis bevat. Zodoende is de adhesie van het elektronen-emissiemateriaal op het elektrodesubstraat 5 aanzienlijk beter en de elektronen-eraissie-activiteit wordt zeer goed gehandhaafd gedurende een lange levensduur en de daling van de lichtflux is klein terwijl de lamp een lange levensduur heeft.

Een andere uitvoeringsvorm van de elektrode voor een hoge druk-kwikdamp-ontladingslamp zal nader worden toegelicht in voorbeeld II.

10 Voorbeeld II

Ter vergelijking werd een wolfraamdraad met een diameter van 1 ,'2 mm gebruikt als elektrodekem 15 en een wolfraamdraad met een diameter van 0,6 mm werd gebruikt als de binnenste spiraal 16 en als buitenste spiraal 17 ter vorming van het elektrodesubstraat. Een elektronen-emissiemateriaal 15 18 bestaande uit een mengsel van 15,2 mol% barium.strontium.calcium- wolframaat (Ba^ gSrQ ^CaWOg), 76,3 mol%.* berylliumoxyde (BeO) en 8,5 mol% yttriumoxyde werd gemengd met nitrocelluloselak en butylacetaat en het mengsel werd in een kogelmolen gemalen gedurende 24 uren om een suspensie te bereiden. Het elektrodesubstraat werd ondergedompeld in de sus-20 pensie om het elektronen-emissiemateriaal als deklaag aan te brengen op het elektrodesubstraat en dit werd gedroogd en gesinterd in een argon-atmosfeer bij 1700°C gedurende 2 minuten, zodat het elektronen-emissiemateriaal (18) gebonden werd aan het elektrodesubstraat.

De elektroden (2a), (2b) aangebracht op het elektronen-emissiemate-25 riaal (18) werden gebruikt ter vervaardiging van een hoge druk kwikdamp-ontladingslamp van 400 W voorzien van een boogvormige buis (1) met een binnendiameter van 18 mm en een booglengte van 70 mm waarin geschikte hoeveelheden kwik en argongas als vulling werden gedaan. De lampen brandden gedurende cycli van 15 minuten aan en 15 minuten uit en de handhaving van 30 de lichtsterkte na 50 keren en 6000 keren werd gemeten. De lichthandhaving is 86% na 50 keren. Een zwarte neerslagvorming blijkt aanwezig te zijn aan de binnenkant van de boogvormige buis in de lamp. Beryllium en barium-verbindingen worden aangetroffen in het zwarte neerslag wanneer dit wordt geanalyseerd. De lichthandhaving is 70% na 6000 keren.

35 Het vervaardigen van elektroden volgens de uitvinding heeft hieren- tegen als volgt plaats met resultaten die vermeld zijn in tabel B.

Lanthaniumoxyde (LagO^) en yttriumoxyde (^¾) worden gemengd met barium, strontium en calciumwolframaat (Ba^ gSrQ ^CaWOg) bij verschillende verhouding/^ een elektronen-emissiemateriaal (18) te verkrijgen. De 40 elektroden 2a en 2b worden vervaardigd» door het aanbrengen van elektronen- 7909301 -8- 21064/Vk/iv emissiemateriaal op het elektrodesubstraat. Verschillende hoge druk kwik-damp-ontladingslampen van 400 W worden vervaardigd onder toepassing van deze elektroden en de levensduurtesten worden uitgevoerd zoals hierboven is aangegeven. De resultaten van deze testen zijn samengevat in tabel B.

5 Tabel B

samenstelling van het elektronen- La^O^ : emissiemateriaal (mol%)___ (molaire verhouding)

Ba1,8Sr0,2CaWO6 La2°3 Y2°3 Be0 10__I____ ter verge- 15,2 — 8,5 76,3 lijking voorbeeld 15,2 4,8 80,0 1 : 17 II-1____'__ 15 voorbeeld 15,2 8,5 76,3 — 1:9 II-2____;___ voorbeeld 15,2 21,2 63,6 — 1:3 II-3______ voorbeeld 15,2 70,7 14,1 — 5:1 20 11^4______ voorbeeld 15,2 80,6 4,2 — 19 : 1 II-5__;_____ voorbeeld 15,2 81,4 3,4 — 24 : 1 II-6 _____ 25 handhaving van de lichtwaarde (%)_ na 50 keren__na 6000 keren ter vergelijking 86,0__70,0_ 30 voorbeeld II-1__91,0__65,0_ voorbeeld II-2__95,0__76,0_ voorbeeld II-3__98,0__80,0_ voorbeeld II-4__96,0__78,0_ voorbeeld II-5__93,0__74,0_ 35 voorbeeld II-6__90,0__64,0_

Zoals blijkt uit tabel B is de handhaving van -de lichtwaarde na 50 keren de lamp te hebben gebruikt, wanneer in deze lamp het elektronen-emissiemateriaal (18) aanwezig is bestaande uit La^ en en 40 Ba.j gSr0 g^aWOg aanzienlijk beter dan bij het conventionele elektronen- 7909301 t 9 -9- 21064/Vk/iv emissiemateriaal bestaande uit BeO en Wanneer de molaire verhouding van LagO : Y^O^ gelegen is tussen 19:1 en 1:9 is de handhaving van de licht-waarde na 6000 keren aanzienlijk beter dan bij een conventionele lamp.

De reden voor deze verbetering is waarschijnlijk de volgende. Bij 5 het conventionele elektronen-emissiemateriaal (18) wordt een vaste oplossing gevormd uit BeO en YgO^ zodat de adhesie verbeterd wordt in het elek-trodesubstraat en de vorming van een actieve bariumverbinding bewerkstelligd wordt in een gewenste mate. Het elektronen-emissiemateriaal 18 wordt echter aangebracht op het elektrodesubstraat en gedroogd en hiermee ver-10 bonden door het te sinteren bij een hoge temperatuur. BeO in de vaste op-losisng reageert gedeeltelijk met het wolframaat in het elektronen-emissiemateriaal 18 ter vorming van complexe verbindingen met een relatief laag smeltpunt zoals Be0.3Ba0. Wanneer een boogvlek wordt verschoven naar de plaats waar de complexe verbindingen gevormd worden op de elektrode 15 worden de complexe verbindingen plotseling verwarmd tot een hoge temperatuur zodat selectief Be en Ba wordt verdampt om deze te hechten op de binnenwand van de boogvormige buis. Zodoende wordt een vermindering van de licht-flux bewerkstelligd in de beginperiode.

Wanneer anderzijds het elektronen-emissiemateriaal (18) dat LagO^ 20 en YgOg bevat wordt gebruikt, wordt een vaste oplossing of een stabiele complexe verbinding gevormd door La2°3 en Y2°3’ Bovenciien zijn.LagO^ en YgOg niet reactief ten opzichte van het wolframaat. Daarom wordt de vorming van het actieve barium uit het elektronen-emissiemateriaal (18) op een gewenste vormingssnelheid gehouden bij stabiele omstandigheden tijdens 25 de begingperiode en de lange levensduur en blijft de lichtwaarde gehandhaafd en is stabiel gedurende de bedrijfsperiode.

Zoals boven vermeld geldt dat wanneer de molaire verhouding La2®3 tot YgOg gelegen is tussen 19:1 en 1:9 het bovenvermelde effect aanzienlijk is. Wanneer de molaire verhouding LagO^ tot YgO^ hoger is dan 19:1 .

30 wordt het smeltpunt van de vaste oplossing te hoog en de hechting van het elektronen-emissiemateriaal 18 aan het elektrode-substraat wordt nadelig beïnvloed en de handhaving van de lichtwaarde na 6000 keren is iets lager dan de waarde van de conventionele lamp zoals aangegeven in tabel B.

Wanneer de molaire verhouding tot ^2^3 ^aSer is dan 1:9 35 wordt het smeltpunt van de vaste oplossing te hoog en de hechting van het elektronen-emissiemateriaal (18) aan het elektrodesubstraat wordt verminderd en de handhaving van de lichtwaarde na 6000 keren is lager.

In de voorbeelden is de invloed aangegeven volgens de uitvinding waarbij het molpercentage van het barium.strontium.calciumwolframaat ge-40 lijk is als bij de conventionele lamp. Zodoende kan een vergelijkbare 7909301 %· · » -10- 21064/Vk/iv invloed worden bewerkstelligd zelfs wanneer het raolpercentage van het wolframaat verschillend is.

De invloed die bewerkstelligd wordt met behulp van de elektrode volgens de uitvinding kan ook worden verwezenlijkt'·.bij een kleine hoeveel-5 heid AlgO^, w0^^raam> verwerkt in het elektronen-emissiemateriaal (18) volgens de uitvinding. In de voorbeelden is de structuur van de toegepaste elektrode'weergegeven in fig. 2. De structuur van de elektrode kan ook andei® zijn»namelijk zoals bijvoorbeeld is aangegeven in fig. 3 waarbij de binnenste spiraal 16 gewonden is op de elektrodekem 15 zodat 10 ruw gewonden delen achterblijven en de buitenste spiraal 17 gewonden wordt op de binnenste spiraal ter vorming van het elektrodesubstraat en het elektronen-emissiemateriaal (18) aangebracht wordt in de ruimte in het elektrodesubstraat en de sintering wordt uitgevoerd.

Bij de volgende uitvoeringsvorm wordt een elektronen-emissiemateri-15 aal gebruikt bestaande uit een mengsel van bariumoxyde, calciumoxyde, lanthaniumoxyde en yttriumoxyde ter verbetering van de achteruitgang van de lichtflux in de beginperiode en ter verbetering van de produktiviteit van de ontladingslamp omdat geen toxisch berylliumoxyde wordt toegepast.

De uitvoeringsvorm van een elektrode voor een hoge druk kwikdamp-ontladings-20 lamp wordt hieronder nader aangegeven.

Voorbeeld III

Ter vergelijking werd een wolfraamdraad met een diameter van 1,2 mm gebruikt als elektrodekem 15 en een wolfraamdraad met een diamter van 0,6 mm werd gebruikt als binnenste spiraal 16 en buitenste spiraal 17 zo-25 dat het elektrodesubstraat werd gevormd. Een elektronen-emissiemateriaal (18) bestaande uit een mengsel van’42,3 mol% BaO, 16,5 mol% CaO, 37»1 mol% BeO en 4,1 mol% werd gemengd met nitrocelluloselak en butylacetaat en het mengsel werd gemalen in een kogelmolen gedurende 24 uren om een suspensie te bereiden. Het elektrodesubstraat wordt ondergedompeld in de süs-30 pensie om het elektronen-emissiemateriaal aan te brengen als deklaag op het elektrodesubstraat en het geheel wordt gedroogd en gesinterd * in een argonatmosfeer bij een temepratuur van 1700°C gedurende 2 minuten zodat het elektronen-emissiemateriaal 18 gebonden wordt op het elektrodesubstraat.

De elektroden 2a en 2b worden gecoat met het elektronen-emissie-35 materiaal 18 en gebruikt ter vervaardiging van een hoge druk kwikdamp-ontladingslamp van 400 W voorzien van een boogbuis 1 met een binnendiame-ter van 18 mm en een booglengte van 70 mm waarbij geschikte hoeveelheden kwik en argon als vulling worden toegepast. De tijdsduurtesten worden uitgevoerd zoals aangegeven in voorbeeld II en het niveau waarop het licht 40 wordt gehandhaafd na 50 keren en 6000 keren schakelen wordt gemeten.

790930T

ί · * -11- 21064/Vk/iv

Het niveau waarop het licht gehandhaafd wordt na 50 keren bedraagt 85¾. Een zwart neerslag is aanwezig aan de binnenkant van de boog-buis in de lamp. Beryllium en bariumverbindingen zijn aanwezig , zoals blijkt uit een uitgevoerde analyse van het zwarte neerslag. Het lichtniveau wordt ge-5 handhaafd op 62¾ na 6000 keren.

Een elektrode volgens de uitvinding wordt hierentegen als volgt vervaardigd.

Bariumoxyde (BaO), calciumoxyde (CaOJ als aardalkalimetaaloxyden en lanthaniumoxyde (La^) en yttriumoxyde (ï2°3^ wor<*en gemengd bij ver-10 schillende verhoudingen om een elektronen-emissiemateriaal 18 te verkrijgen.

De elektroden 2a en 2b worden vervaardigd door het aanbrengen van het elektronen-emissiemateriaal op het elektrodesubstraat. Verschillende hoge druk kwikdamp-ontladingslampen van 400 W worden vervaardigd onder toepassing van de elektroden zoals boven vermeld en tijdsduurtesten worden uit-15 gevoerd zoals hierboven is aangegeven. De hierbij verkregen resultaten zij samengevat in tabel C.

Tabel C

samenstelling van het elektronen- La2°3 : Y2°3 20 emisiemateriaal ¢11101¾) (molaire verhouding)

BaO CaO ^2®3 Be0 ter verge- 42,3 16,5 — 4,1 37,1 lijking_____ 25 voorbeeld 42,3 16,5 3,2 38,0 — 1 : 12 III-1_______ voorbeeld 42,3 16,5 4,2 37,0 — 1:9 III-2_______ voorbeeld 42,3 16,5 10,3 30,9 — 1:3 30 III-3_______ yoorbeeld . .42,3 16,5 36,0 5,2 — 7 :1 III-4_______ voorbeeld 42,3 16,5 39,1 2,1 — 19 : 1 III-5_______ 35 voorbeeld 42,3 16,5 39,4 1,8 — 22 : 1 III-6 I I I I __ 40 79 0 93 0 i * 0 -12- 21064/Vk/iv % handhaving licht-niveau_ __na 50 keren na 6000 keren ter vergelijking 85.0_ 62,0_! voorbeeld III-1__90,0__58,0 5 voorbeeld III-2' 93,0 69,0_ voorbeeld III-3__97,0__73,0_ voorbeeld III-4__95,0 70,0_ voorbeeld III-5 92,0 67,0_ voorbeeld III-6__89,0__56,0_ 10

Zoals blijkt uit tabel C is de handhaving van het lichtpercéntage na 50 keren bij de lamp onder toepassing van het elektronen-emissiemateriaal (18) dat LagOg en Υ,,Ο^ ^eva^ aanzienlijk beter dan van het conventioneel elektronen-emissiemateriaal dat BeO en bevat. Wanneer de molaire ver-15 houding, : ^3 plegen is tussen 19 : 1 en 1 : 9 is de lichthand- having na 6000 keren aanzienlijk beter dan bij de conventionele lamp.

De achtergrond van deze eigenschappen kan de volgende zijn. Bij het conventionele elektronen-emissiemateriaal (18) wordt een vaste oplossing gevormd door BeO en Υ^,Ο^ zodat een verbetering bewerkstelligd wordt 20 ten aanzien van de hechting bij het elektrodesubstraat en een vorming van een actieve bariumverbinding die werkzaam is gehouden wordt op de gewenste mate . Het elektronen-emissiemateriaal 18 wordt echter als deklaag . aangebracht op het elektrodesubstraat en gedroogd en hiermee verbonden door het te sinteren bij een hoge temepratuur. BeO in de vaste oplossing 25 reageert gedeeltelijk met BaO in het elektronen-emissiemateriaal (18) zodat een complexe verbinding gevormd wordt met een relatief laag smeltpunt zoals Be0.3Ba0. Wanneer een boog-lichtbundel (arc spot) verplaatst wordt naar de positie waarbij de complexe verbindingen gevormd worden op de elektrode worden de complexe verbindingen plotseling tot hoge tempera-30 tuur verhit zodat selectief Be en Ba verdampt zodat deze hechten op de binnenwand van de boogbuis. Zodoende wordt de lichtflux vooral in het beginstadium nadelig beïnvloed.

Anderzijds kan gesteld worden dat wanneer het elektronen-emissiemateriaal (18) dat La2®3 en Y2°3 ^eva^ toegepast wordt, een vaste oplos-35 sing of een stabiele complexe verbinding gevormd wordt door en YgO^.

Bovendien is en niet reactief ten aanzien van BaO. Daarom wordt de vorming van het actieve barium uit het elektronen-emissiemateriaal (18) gehouden op een gewenste snelheid onder stabiele omstandigheden gedurende de beginperiode en de lange tijd dat de lamp in werking is en wordt 40 het lichtniveau gehandhaafd gedurende de tijd dat de lamp in werking is.

7909301 Λ t * -13- 21064/Vk/iv

Zoals boven aangegeven is het opmerkelijk dat het gewenste effect wordt bewerkstelligd wanneer de molaire verhouding van La^ tot Y^ gelegen is bij 19 : 1 tot 1:9· Wanneer de molaire verhouding van LagOg tot YgOg hoger is dan 19:1 is het smeltpunt van de vaste oplossing te 5 hoog en de hechting van het elektronen-emissiemateriaal (18) op het elektrodesubstraat wordt nadelig beïnvloed en de handhaving van het licht na 6000 keren is iets lager dan bij de conventionele elektrode zoals blijkt uit tabel C.

Wanneer de molaire verhouding La^O^ tot YgO^ lager is dan 1:9 is 10 het smeltpunt van de vaste oplossing te hoog en de hechting van het elek-tronenemissiemateriaal (18) op het elektrode substraat wordt verminderd en de handhaving van het licht na 6000 keren is lager.

In de voorbeelden is de invloed aangegeven volgens de werkwijze van de uitvinding in die gevallen dat het mölpercentage BaO en CaO gelijk 15 is als bij de bekende elektroden. Dezelfde werking kan ook worden verkregen wanneer het mölpercentage BaO of CaO verschillend is.

De elektroden waarbij BaO en CaO verwerkt zijn als aardalkalime-taaloxyde zijn aangegeven. Volgens deze uitvoeringsvorm is het voldoende dat in elk geval BaO aanwezig is als aardalkalimetaaloxyde. Dit betekent 20 dat het aardalkalimetaaloxyde enkel BaO kan zijn of een combinatie van BaO en SrO of een combinatie van BaO, CaO en SrO.

De werking volgens de uitvinding kan ook worden verkregen wanneer een kleine hoeveelheid M^O^, SiO^ of wolfraam verwerkt is in het elektronen-emissiemateriaal 18 volgens de uitvinding.

25 In de voorbeelden is de structuur toegepast van de elektrode zoals aangegeven in fig. 2. De structuur van de elektrode kan echter ook zodanig zijn als aangegeven in fig. 3 waartij de binnenste spiraal 16 gewonden is rond de elektrodekern 15 zodat aan de buitenkant ruw gewonden delen blijven en de buitenste spiraal 17 gewonden is rond de binnenste -30 spiraal zodat het elektrodesubstraat gevormd wordt en het elektronen-emissiemateriaal 18 aangebracht wordt in de ruimte in het elektrodesubstraat en het geheel gesinterd wordt.

De oxyden zijn verwerkt in het elektronen-emissiemateriaal 18 volgens deze uitvoeringsvorm. Zodoende is het mogelijk om carbonaten of 35 oxalaten te gebruiken en on deze om te zetten tot de oxyden door ze te sinteren nadat het elektronen-emissiemateriaal als deklaag is aangebracht op het elektrodesubstraat.

Volgens de bovenvermelde uitvoeringsvorm bevat het elektronen-emissiemateriaal het aardalkalimetaaloxyde dat ten minste BaO en 40 en YgO^ bevat ter verbetering van het minder worden van de licht flux in 7909301 i.1· -14- 21064/Vk/iv de beginperiode en om de produktie van de ontladingslamp te verbeteren omdat geen toxisch berylliumoxyde wordt toegepast.

Het vervaardigen van een elektrode voor een fluorescerende lamp zal nader worden toegelicht in voorbeeld IV aan . de hand van de daarin 5 genoemde uitvoeringsvormen en vergelijkende voorbeelden.

Voorbeeld IV

Een fluorescerende lamp van 40 W werd zoals bekend voorzien van elektroden waarbij de deklaag bestond uit een elektronen-emissiemateriaal bestaande uit 40 mol% BaO, 30 mol% SrO, 26 mol% CaO en 4 mol% ZrOg.

10 De elektrode werd vervaardigd door het mengen van zirkoniumoxyde met bariumcarbonaat, strontiumcarbonaat en calciumcarbonaat en het mengen van het mengsel met nitrocelluloselak en butylacetaat in een kogelmolen ter bereiding van een suspensie en het aanbrengen van de suspensie op een dubbel gewonden spiraal of een driedubbelgebonden spiraal vervaardigd 15 uit wolfraam en het verhitten ter verwijdering van de vrijgekomen gassen.

De levensduur van deze fluorescerende lampen van 40 W werd als volgt uitgevoerd. De beginspanning bij 0°C is 160 V en de lichthandhaving na 3000 uren 85%.

Volgens de uitvinding ging men als volgt te werk.

20 Elke fluorescerende lamp van 40 W werd voorzien van elektroden die voorzien waren van een deklaag met een elektronen-emissiemateriaal bestaande uit'La203 en Y203 in verhoudingen zoals aangegeven in tabel D en de levensduur werd bepaald zoals aangegeven in het vergelijkende voorbeeld. De hierbij verkregen resultaten zijn samengevat in tabel D.

25_____Tabel D__ samenstelling van het lichthandhaving elektronen-emissie- na 3000 uren in materiaal (mol%) bedrijf te zijn ___geweest 30 voorbeeld IV-1 Y203 (93 mol%) - La,^ (7 mol%) 85 voorbeeld IV-2 Y203 (90 mol%) - La203 (10 mol%) 87 voorbeeld IV-3 ^2®3 ^ m0·^ ” La2°3 ^ ffi°l%) 95 35_.__'__ voorbeeld IV-4 Y203 (10 mol%) - La203 (90 mol%) 89 voorbeeld IV-5 Y203 ( 7 mol%) - La^ (93 mol%) 85 40 7909301 * -15- 21064/Vk/iv

Zoals blijkt uit tabel D is de handhaving-van het licht van de fluorescerende lampen wanneer een elektronen-emissiemateriaal gebruikt wordt bestaande uit 10 tot 90 mol% La2°3 en 9°·*10 mol% aanmerkelijk beter dan van het elektronen-emissiemateriaal dat ZK>2 bevat. De 5 verbetering van de eigenschappen kan als volgt worden verklaard.

Bij het bekende elektronen-emissiemateriaal voorkomt Zr02 een reactie van BaO met wolfraam van het elektrodesubstraat waarbij de vorming van Ba wordt geregeld waarbij het sputteren van Ba in de boogruimte kan worden verlaagd hoewel dit niet voldoende is en Ba wordt in de loop van IQ de tijd neergeslagen op het uiteinde van de buis tijdens het branden van de lamp waardoor een verkleuring wordt bewerkstelligd.

Anderzijds wordt in het elektronen-emissiemateriaal volgens de uitvinding La2°3 en ^2°3 gebruikt *n plaats van de Ba-component. Zowel La2°3 en hebben een goede bestendigheid tegen warmte en de goede emissie-•J5 karakteristieken. Wanneer zowel La202 en Y^ worden gecombineerd wordt een gemengd kristal of een complexe verbinding gevormd ter verbetering van de elektronen-emissie-eigenschappen. Het resultaat hiervan is dat de combinatie van La2C>2 en de elektronen-emissie-eigenschappen heeft die nagenoeg gelijk zijn aan die van de conventionele lamp ondanks het feit 2q dat een aardalkalimetaaloxyde zoals BaO hierin is verwerkt. Daarom is het beginvoltage van de fluorescerende lamp waarin deze combinatie wordt gebruikt niet slechter dan van de conventionele fluorescerende lamp waarbij het bekende elektronen-emissiemateriaal wordt gebruikt.

De combinatie La203 en Y^ geeft de elefetronen-emissie als de 25 elektronen-emissie van een halfgeleider zonder dat het metaalelement gesputterd wordt in de boogruimte tijdens het in bedrijf zijn zoals bij de conventionele elektrode. Daarom wordt geen verkleuring aan het uiteinde van de buis veroorzaakt.

Zoals boven vermeld is het gewenst om 10-90 mol% La^ en 90-10 30 mol% Υ20^ te combineren omdat een gewenste verbetering van het afgeven van elektronen bij de combinatie La^ en Υ,,Ο^ niet buiten deze grenzen wordt waargenomen. In de voorbeelden is als elektronen-emissiemateriaal La^ en YgOg toegepast. Deze werking volgens de uitvinding kan ook worden bewerkstelligd wanneer kleine hoeveelheden Al, SiO^, Zr02 of wolfraam 35 verwerkt zijn in het elektronen-emissiemateriaal.

In de voorbeelden zijn de oxyden aangegeven als elektronen-emissiemateriaal. De werking volgens de uitvinding kan worden bewerkstelligd door gebruik te maken van een verbinding die thermisch omzetbaar is tot het oxyde zoals een carbonaat en dit te verhitten zodat het omgezet wordt tot 7909301 -16- 21064/Vk/iv het oxyde. Volgens deze uitvoeringsvorm wordt een elektronen-emissiemateri-aal gebruikt bestaande lanthaniumoxyde en yttriumoxyde ter verkrijging van een fluorescerende lamp met minder zwartkleuring bij het uiteinde van de buis.

5 _Een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding zal nader worden aangegeven in voorbeeld V.

Voorbeeld V

Ter referentie dient het vergelijkende voorbeeld zoals vermeld onder voorbeeld IV. LagOg en YgOg worden gecombineerd met bariunustrontium.

10 calciumwolframaat (Ba^ gSr^ ^CaWOg) bij verschillende verhoudingen als elektronen-emissiemateriaal.

Een fluorescerende lamp van 40 W voorzien van elektroden wordt bedekt met elk van de elektronen-emissiematerialen zoals aangegeven in tabel E en de levensduur hiervan wordt bepaald. De hierbij verkregen resul-15 taten zijn samengevat in tabel E.

Tabel E

samenstelling van het elektronen- LagO^ : totaal van emissiemateriaal (mol%) ka2^3 en 20 Bai,8Sr0,2CaW06| u2°3 |Y2°3 (molaire I203 __|___verhouding) (mor/ο) voorbeeld 90 0,8 9,2 1 : 12 10 V-1________ voorbeeld 90 1,0 9,0 1:9 10 25 V^g________ voorbeeld 90 2,5 7,5 1:3 10 V-3____;_____ voorbeeld 90 9,0 1,0 9:1 10 V-4__________: 30 voorbeeld 90 9,5 0,5 1.9;: 1 10 V-5____;___ voorbeeld 90 9,6 0,4 24 : 1 10 V-6______ voorbeeld 99,4 0,15 0,45 1 : 3 0,6 35 V-7______ voorbeeld gg,o 0,25 0,75 1:.3 1 V-8_____.____ voorbeeld 70,0 7,5 22,5 1:3 30 V-9______ 40 voorbeeld 65,0 8,8 26,2 1:3 35 V-10____1_____ 7909301 -17- 21064/Vk/iv

Tabel E (vervolg) beginspanning (V) bij handhaving van het licht 0°C {%) nadat de lamp 3000 5 _______________uren in bedrijf is geweest voorbeeld V-1__160__85_ voorbeeld Y-2__155 87_ voorbeeld V-3__150__95_ voorbeeld V-4__150 90 10 voorbeeld V-5 155_'__85 voorbeeld V-6 160__85 voorbeeld V-7__160__72 voorbeeld Y-8__155__§7_ voorbeeld V-9 155 85_ 15 voorbeeld V-10 170 _ 70_

Zoals blijkt uit tabel E geldt dat wanneer het elektronen-emissiemateriaal met Ba^ gSrQ 2CaW0g en La^ en Y2Ö3 bij een molaire verhouding van La2°3 : Y2°3 van tot 1;9 en 1 fcofc 30 aan La2°3 en ^2°3 wor" 20 den gebruikt de beginspanningen lager zijn en de lichthandhaving wordt beter in vergelijking met die van het conventionele elektronen-emissie-materiaal.

De reden van deze eigenschappen kan de volgende zijn. Bij het conventionele elektronen-eraissiemateriaal voorkomt Zr02 een reactie van BaO 25 met wolfraam van het elektrodesubstraat waarbij de vorming van Ba wordt geregeld waarbij het sputteren van Ba in de boogruimte kan worden verlaagd. De werking van het elektronen-emissiemateriaal wordt echter verbeterd waardoor een hogere beginspanning bewerkstelligd wordt bij de fluorescerende lamp.

30 Anderzijds wordt bij het elektronen-emissiemateriaal volgens de uitvinding zowel La^ als YgOg gebruikt. Zowel La^ als YgOg hebben een warmtebestendigheid en goede eigenschappen met betrekking tot de elektro- nen-emissie. Wanneer zowel LagO^ als YgO^ worden gecombineerd, wordt een gemengd kristal of een complexe verbinding gevormd waardoor de elektronen- 35 emissie-eigenschappen worden verbeterd. Als resultaat van de combinatie

La„0_ - Y„0„ met Ba„ „Sr. «CaWO, worden de elektronen-emissie-eigenschappen 2 3 2 3 1 Uf2 o van Ba^gSr^ 2CaW0g verder verbeterd door het toevoegen van LagO^ -YgOg. Daarom kan de beginspanning van de fluorescerende lamp worden verlaagd en de achteruitgang van het uitgestraalde licht worden verminderd.

40 Zoals boven vermeld verdient het de voorkeur om LagO^ en Y20g te 7909301 T y -18- 21064/Vk/iv combineren in een molaire verhouding van 19:1 tot 1:9 omdat een gewenste verbetering van'de elektronen-emissie-eigenschappen van de combinatie en YgOg niet gevonden is buiten deze grenzen.

Het verdient de voorkeur om 1 tot 30 mol% van het totaal aan 5 La2°3 en Y2^3 fce Sebruiken. Wanneer het totaal minder is dan 1 mol% is de invloed van La^ - voor het verbeteren van de elektronen-emissie-eigenschappen niet voldoende en de beginspanning van de fluorescerende lamp is hoog. Wanneer het gehalte hoger is dan 30 mol% is het gehalte aan Ba^ 8Sr0 gCaWOg als uitgangsmateriaal voor Ba relatief klein en 'is de 10 elektronên-emissie : niet voldoende en'· wordt een zwartklenring bij het uiteinde van de buis bewerkstelligd.

In de voorbeelden is Ba. „Sr_ „CaWO. gebruikt als barium.strontium.

l,o Ufd O

calciumwolframaat. De invloed volgens de uitvinding kan worden bewerkstelligd onder toepassing van ander wolframaat met formule Ba2_xSrxCaWOg 15 waarbij x de waarde heeft van 0 tot 0,5.

De werking volgens de uitvinding kan ook worden verkregen wanneer een kleine hoeveelheid AlgO^, Si02, ZrOg of wolfraam eveneens verwerkt is in het elektronen-emissiemateriaal.

In de voorbeelden is aangegeven dat het wolframaat en de lanthanium-20 oxyden en yttriumoxyden het elektronen-emissiemateriaal kunnen vormen. Zodoende kan de werking volgens de uitvinding worden verkregen door een verbinding, te gebruiken die omgezet kan worden in die verbinding zoals een mengsel van bariumcarbDnaat, strontiumcarbonaat en calciumcarbonaat met wolfraamoxyde en LagOg en Υ,,Ο^ en dit mengsel te verhitten tot het 25 bovenvermelde elektronen-emissiemateriaal is gevormd. Volgens deze uitvoeringsvorm wordt het elektronen-emissiemateriaal gebruikt bestaande uit barium.strontium.calciumwolframaat (Ba2 xSrxCaW0g waarbij x is 0-0,5) en lanthaniumoxyde en yttriumoxyde ter verkrijging van een fluorescerende lamp met een lagere beginspanning en minder zwartkleuring nabij het uit-30 einde van de buis.

Een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding zal nader worden toegelicht in voorbeeld VI.

Voorbeeld VI

De lamp die vervaardigd is met een elektrode volgens de uitvinding 35 wordt vergeleken met een bekende lamp zoals hierboven is vermeld. LagOg en Y20g worden gecombineerd met een drievoudig oxyde van BaO, SrO en CaO bij verschillende verhoudingen als elektronen-emissiemateriaal. De fluorescerende lamp van 40 W wordt voorzien van elektroden die bedekt zijn met elk van de elektronen-emissiematerialen zoals vermeld in tabel F en de 40 levensduur wordt getest van de aldus verkregen lampen en hiervan zijn de 7909301 -19- 21064/Vk/iv resultaten eveneens vermeld in tabel F.

Tabel F

samenstelling van het elektronen- La2°3 : totaal aan 5 emissiemateriaal (mol%)__La2°3 en

Bao SrO CaO LagO^ Y2°3 (molaire YgO^ (mol%) ________ verhouding)__ voorbeeld 37,5 28,1 24,4 0,8 9,2 1 : 12 10 VI-1________ 10 voorbeeld 37,5 28,1 24,4 1,0 9,0 1:9 10 VI-2________ voorbeeld 37,5 28,1 24,4 2,5 7,5 1:3 10 vi-3_______;__ voorbeeld 37,5 28,1 24,4 9,0 1,0 9:1 10 15 VI-4________ voorbeeld 37,5 28,1 24,4 9,5 0,5 19 : 1 10 VI-5________ voorbeeld 37,5 28,1 24,4 9,6 0,4 24 : 1 10 VI-6________ 20 voorbeeld 41,4 31,1 26,9 0,15 0*45 1 : 3 0,6 VI-7__________ voorbeeld 41,2 31,0 26,8 0,25 0,75 1:3 1 VI-8________ voorbeeld 29,2 21,9 18,9 7,5 22,5 1:3 30 25 VI-9________ voorbeeld 27,1 20,3 17,6 8,8 26,2 1:3 35 VI-10 I I I I____ 7909301 T » -20- 21064/Vk/iv

Tabel F (vervolg) beginspanning bij handhaving van de lichtsterkte 0°C (V) {%) nadat de lamp 3000 uren in 5 _ bedrijf is geweest__ voorbeeld VI-1 160__85_ voorbeeld VI-2 155 86_ voorbeeld VI-3 140__92_ voorbeeld VI-4 145__88 10 voorbeeld Vl-5 155__85_ voorbeeld VI-6 160 85_ voorbeeld VI-7 160__70_ voorbeeld VI-8 155 85_ voorbeeld VI-9 155 85 15 voorbeeld VI-10 ,170 70_

Uit de voorbeelden van tabel F blijkt dat de molaire verhouding van Ba, Sr en Ca in het elektronen-emissiemateriaal gelijk is aan 1 : 0,75 : 0,65. Ook blijkt uit tabel F dat wanneer de elektronen-emissiematerialen 20 die La^Q^ en YgO^ bevatten bij een molaire verhouding van La203 : Y2°3 van 19:1 tót 1:9 en 1 tot 30 mol% La203 en bevatten worden gebruikt de beginspanning lager is en de handhaving van de lichtsterkte wordt verbeterd in vergelijking met de conventionele elektronen-emissiematerialen die Zr02 ' bevatten. De verklaring voor een en ander kan als volgt zijn.

25 Bij het conventionele elektronen-emissiemateriaal voorkomt Zr02 een reactie van BaO met wolfraam van het elektrodesubstraat zodat de vorming van BaO wordt geregeld waarbij een sputtering van Ba in de boogruimte kan worden verminderd waarbij echter de werkzaamheid van het elektronen-emissiemateriaal wordt verhoogd· zodat een hogere beginspanning van de fluoresce-30 rende lamp wordt verkregen.

Anderzijds wordt bij het elektronen-emissiemateriaal volgens de uitvinding zowel La^O^ als YgO^ gebruikt. Zowel LagO^ als Y^O^ hebben een goede warmtebestendigheid en goede elektronen-emissiekarakteristieken. Wanneer zowel La203 als YgO^ worden gecombineerd wordt een gemengd kristal 35 of een complexe verbinding gevormd zodat de elektronen-emissiekarakteristie-ken worden verbeterd. Als resultaat van de combinatie La2Q3- Y2°3 niet het aardalkalimetaaloxyde zoals BaO wordt de reactie van BaO met het elektrodesubstraat verminderd en de elektronen-emissiekarakteristieken verbeterd. Zodoende kan de beginspanning van de fluorescerende lamp worden 40 verlaagd en het achteruitgaan van de lichtsterkte worden tegengegaan.

7909301 -21- 21064/Vk/iv

Zoals boven vermeld verdient het de voorkeur om La203 en te combineren in een molaire verhouding van 19:1 tot 1:9 omdat een gewenste verbetering van het elektronen-emissiegedrag van de combinatie La203 en YgO^ niet gevonden is buiten deze grenzen.

5 Het verdiént de voorkeur om 1 tot 30 mol% van het totaal aan La203 en Y^O^ te gebruiken. Wanneer het totaal minder is dan 1 mol% is de invloed van - YgO^ ter verbetering van de elektronen-emissie-eigenschappen niet hoog genoeg en is de beginspanning van de fluorescerende lamp hoog. Wanneer meer dan 30 mol% gebruikt wordt is de invloed voor het verminderen 10 van de reactie te hoog en de elektronen-emissie niet voldoende en wordt een zwartkleuring op het uiteinde van de buis bewerkstelligd.

In de voorbeelden worden de aardalkalimetaaloxyden van Ba, Sr en Ca gecombineerd bij molaire verhoudingen van 1:0,75:0,65 met La203 en Y2°3* De invloed volgens de uitvinding kan worden bewerkstelligd onder toepas-15 sing van andere molaire verhoudingen van de aardalkalimetaaloxyden of de combinatie van BaO en SrO of BaO en CaO of alleen BaO.

De werking volgens de uitvinding kan ook worden verkregen wanneer een kleine hoeveelheid A1203, SiO,,, Zr02 of wolfraam toegevoegd wordt aan het elektronen-emissiemateriaal.

20 In de voorbeelden is het elektronen-emissiemateriaal aangegeven in de oxydevorm. De werking van de uitvinding kan echter ook worden bewerkstelligd onder toepassing van een verbinding die omgezet kan worden tot de oxydevorm zoals carbonaten, waarbij bijvoorbeeld een mengsel wordt aangebracht van aardalkalimetaalcarbonaten, La^O^ en Y203 op het elektrode-25 substraat en een verhitting bewerkstelligd wordt om de carbonaten om te zetten tot de oxyden.

Volgens de uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het elektronen-emissiemateriaal gebruikt bestaande uit aardalkalimetaaloxyde met inbegrip van bariumoxyde en lanthaniumoxyde en yttriumoxyde ter verkrijging van een 30 fluorescerende lamp met een lagere beginspanning en minder zwartkleuring bij het uiteinde van de buis.

-CONCLUSIES- 7909301

Claims (12)

1. Elektrode voor een gasontladinngslamp, bestaande uit een elektro-desubstraat en een elektronen-emissiemateriaal op het elektrodesubstraat, 5 met het kenmerk, dat het elektronen-emissiemateriaal yttriumoxyde en lan-thaniumoxyde bevat.

2. Elektrode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 0,5 tot 80 mol% lanthaniumoxyde en 99,5 - 20 mol% yttriumoxyde worden gecombineerd in het elektronen-emissiemateriaal.

3. Elektrode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 10-90 mol% lanthaniumoxyde en 90-10 mol% yttriumoxyde worden gecombineerd in het elektronen-emissiemateriaal.

4. Elektrode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de molaire. verhouding lanthaniumoxyde tot yttriumoxyde gelegen is tussen 1:9 en 15 19:1 in het elektronen-emissiemateriaal.

5. Elektrode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de molaire verhouding lanthaniumoxyde tot yttriumoxyde gelegen is tussen 1:9 en 19:1 en een totaalgehalte aan lanthaniumoxyde en yttriumoxyde in het elektronen-emissiemateriaal gelegen'is tussne 1 en 30 mol% van het elektronen-emissie- 20 materiaal.

6. Elektrode volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat het elektronen-emissiemateriaal verder bevat barium.strontium.calciumwolframaat met formule Ba,, xSrxCaW0g, waarbij x is 0-0,5, en lanthaniumoxyde en yttriumoxyde.

7. Elektrode volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat het elek tronen-emissiemateriaal een aardalkalimetaaloxyde bevat dat ten minste ba-riumoxyde bevat evenals lanthaniumoxyde en yttriumoxyde.

8. Elektrode volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het aardalkalimetaal bariumoxyde is. 30

9- Elektrode volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het aard- alkalimetaaloxyde een combinatie is van bariumoxyde en calciumoxyde in het elektronen-emissiemateriaal.

10. Elektrode volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het aardalkalimetaaloxyde een combinatie is van bariumoxyde en strontiumoxyde in 35 het elektronen-emissiemateriaal.

11. Elektrode volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het aardalkalimetaaloxyde een combinatie is van bariumoxyde, strontiumoxyde en calciumoxyde in het elektronen-emissiemateriaal.

12. Gasontladingslamp met elektroden, met het kenmerk, dat een elek- 40 trode is toegepast zoals beschreven in conclusie 1-11. 79 0 93 0 1