[发明专利]荧光灯用电极

说明书

本发明涉及一种荧光灯用电极及制造该电极的方法。

一般而言，荧光灯的寿命是取决于充满多线圈钨灯丝基本线圈内部之电子发射材料的消耗程度。这种消耗是由启动和维持灯的照明时材料固有的耗散与蒸发而引起的。对多线圈灯丝而言，实践中已采用双线圈灯丝、三线圈灯丝(其中将一细灯丝松散地绕在双线圈灯丝上)、块型线圈灯丝(其中的线圈以三线圈形式绕制而成)等等。

对于已知的电子发射材料，已采用的有含几个wt.％氧化锆的碱土金属(钡，锶及钙)氧化物的组合物，而在近年来经多种改进使得例如FL10的额定寿命为6000小时、FL20SS为8500小时及FL40SS和FLR40S为12000小时。

然而，由于近年来提出了地球环境问题，要求制造荧光灯时应节约自然资源，禁止释放含在灯管中的水银并且进一步延长放电灯的寿命。然而，按照已有技术制得的荧光灯不能确立任何合适的额定寿命水平。

对于延长荧光灯平均寿命的最简单的做法而言，对于多线圈灯丝增加电子发射材料的涂覆量被认为是一有效的方法。然而，已知的电子发射材料其电阻率高而导热系数低，且存在这样一些问题，即当对于多线圈灯丝增加电子发射材料的涂覆量时，制造荧光灯时的电热解作用(将碳酸盐转化为氧化物的处理)可能显得不够，其结果导致未分解的电子发射材料残留在灯管中从而影响电极上的电子发射，因此释放出不纯的气体，由此导致灯管壁发黑，光通量减少及类似现象，从而缩短了荧光灯的寿命并使灯的质量显著下降。

此外还存在另一问题，由于钨作为多线圈灯丝的基底材料，使有助于电子发射达到最大程度的氧化钡减少，从而产生游离的钡并降低了逸出功，而由于扩散而减少的电子发射基底的厚度最大为几十微米，因此即使为了增大涂覆量而增加了电子发射材料的厚度，仍无法有效地使用电子发射材料的主要部分，故不能延长荧光灯的平均寿命。    

采用上述技术手段之荧光灯的实例在日本专利公开第43-10901号及日本专利公布第62-213059中已提及。但前者试图通过抑制电极表面的振动来防止噪音的产生却无法提出任何延长灯寿命的方法，后者试图防止灯管末端部分的变黑以延长灯寿命，但其特征在于缩短灯丝长度且具有最佳灯丝配置方式，因而不足以令人满意地延长灯寿命。美国专利2,530,394中揭示了另一例荧光灯。然而，日本公开的专利申请43-10901、62-213059或美国专利2,530,394均未能解决前面所述的问题。

因而，本发明的一个基本目的在于提供一种解决上述问题的荧光灯用电极及制造电极的方法，从而能够用一种简单的办法在灯丝上涂覆大量电子发射材料并能延长灯寿命。

根据本发明，可用一种荧光灯用电极来实现上述的目的。其中，进一步绕成一个多线圈的基本线圈的灯丝上涂覆有电子发射材料，所述电子发射材料含有至少一种碱土金属碳酸盐和氧化锆，其特征是，所述电子发射材料(13)包含由碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙组成的所述碱土金属碳酸盐组合物、6至7wt％的氧化锆，以及2至15wt％的具有高熔点的还原金属粉末，所述还原金属粉末是从钽、铌、钨、钼组成的族中选择出来的至少一种金属，所述电子发射材料(13)覆盖所述多线圈(13)，并填充灯丝的多线圈的所有灯丝空间内直至多线圈的两端。

通过以下参照附图对本发明所作的详细描述可明了本发明的目的及优点。

图1示出了根据本发明荧光灯用电极的一种实施例的带有部分剖面的透视图；

图2示出了根据本发明荧光灯用电极的另一种实施例的带有部分剖面的透视图；

图3按顺序示出了对根据本发明制造荧光灯用电极的方法进行说明的示意图；

图4示出了图3制造方法中电极涂层电子发射材料的变劣缺陷因数(drop away defective factor)对于增加的粘合剂的特性曲线。

现在参照示于附图中的实施例来描述本发明，可以理解，其目的并非将本发明仅限于这些实施例而是包括了在所附权项范围之内的所有变更、修改及等效做法。

根据本发明的荧光灯用电极是用将含有碱土金属的电子发射材料涂覆在多线圈灯丝上构成的。这里，所述电子发射材料是专门将含有几个wt.％氧化锆的碱土金属碳酸盐组合物与3至10wt.％高熔点还原金属粉末加以混合而特殊配制的。为了使这种还原金属以粉末形式相混合，应使用金属钽，铌，钨，钼及这些金属的等价材料中的一种或多种。

另一方面，对于多线圈灯丝，用电子发射材料充满整个线圈空间直至端部的数匝，即，使电子发射材料包覆从线圈绕组匝的始端至末端的整个区域。从这一点看，对于单线圈型及捧状线圈型灯丝而言，由于它们的结构，难以增加电子发射材料的涂覆量使之多于现有技术所可能提供的量。