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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Entladungsröhre
zur Verwendung als Lichtquelle und insbesondere eine als Lichtquelle
dienende Entladungsröhre
wie eine Xenon-Kurzbogenlampe, eine Quecksilber-Xenon-Lampe und
dergleichen.
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Stand der Technik
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Beispiele für solche Entladungsröhren umfassen
die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 560-131751 (die im folgenden als Druckschrift 1 bezeichnet
wird), die in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift
Nr. 561-90157 (die im folgenden als Druckschrift 2 bezeichnet
wird), die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. H01-213952
(die im folgenden als Druckschrift 3 bezeichnet wird),
die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. H08-273622
(die im folgenden als Druckschrift 4 bezeichnet wird),
die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. H09-92201
(die im folgenden als Druckschrift 5 bezeichnet wird),
und die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. H09-129179
(die im folgenden als Druckschrift 6 bezeichnet wird) beschriebenen
Entladungsröhren.
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Die Druckschrift 1 beschreibt
eine Entladungsröhre
zur Verwendung als Lichtquelle mit einer Kathode, in der ein poröses Metallsubstrat
aus Wolfram oder dergleichen mit einem Elektronen emittierenden
Material wie einem Erdalkalimetall oder dergleichen imprägniert ist.
Diese Druckschrift 1 beschreibt, daß durch die Verwendung der
mit dem Elektronen emittierenden Material imprägnierten Metallelektrode eine
stabile und gute Entladung erhalten wird.
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Die Druckschrift 2 beschreibt
eine Entladungsröhre,
in der nur das scharfe Ende einer mit einer scharfen Spitze versehenen,
imprägnierten
Kathode mit einem Metall beschichtet ist, um die Austrittsarbeit
herabzusetzen, etwa mit Iridium oder dergleichen. Diese Druckschrift 2 beschreibt,
daß durch das
Beschichten nur des spitzen Endes des Metalls zur Herabsetzung der
Austrittsarbeit eine Verschlechterung der Elektrode vermieden wird
und die elektrische Entladung stabilisiert wird.
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Die Druckschrift 3 beschreibt
eine Entladungsröhre
mit einer Kathode, in der über
die ganze Oberfläche
eine Beschichtung aus einem hitzefesten Metall ausgebildet ist,
ohne daß die
Oberfläche
am Scheitelpunkt der spitzen Kathode freiliegt. Diese Druckschrift 3 beschreibt,
daß die
Dünnfilmbeschichtung
aus dem hitzefesten Metall auf der ganzen Oberfläche den Lichtbogen stabilisieren
kann und Fluktuationen des Lichtbogens verringert.
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Die Druckschrift 4 beschreibt
eine Kathode für
eine Entladungsröhre,
in der eine Metallelektrode wie ein spitzer, dünner Wolframdraht in Axialrichtung in
der Mitte der imprägnierten
Kathode eingebettet ist. Diese Druckschrift 4 beschreibt,
daß die
Lebens dauer erhöht
werden kann, da sich in der Metallelektrode in der Mitte kein Imprägniermittel
befindet.
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Die Druckschrift 5 beschreibt
eine Kathode für
eine Entladungsröhre,
in der die spitze Elektrode im Mittelteil der imprägnierten
Kathode aus einem porösen
metallischen Material besteht und in der die Außenseite des imprägnierten
Metallabschnitts um diese Mittelelektrode mit einem hitzefesten
Metall beschichtet ist. Diese Druckschrift 5 beschreibt,
daß die Betriebstemperatur
wegen der porösen
Struktur der Mittelelektrode und der Zufuhr von Elektronen emittierenden
Material aus dem umgebenden imprägnierten
Metallabschnitt herabgesetzt werden kann, und daß das Verdampfen des Elektronen
emittierenden Materials durch das Beschichten der Außenseite
unterdrückt
wird.
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Die Druckschrift 6 beschreibt
eine Kathode, in der eine Mischung aus einem hitzefesten Metall und
einem Elektronen emittierenden Material in das Innere eines becherförmigen Metallgehäuses mit
einer konischen durchbohrten Spitze gestopft ist. Diese Druckschrift 6 beschreibt,
daß dadurch
das Verdampfen und die Abnutzung der Kathode verringert werden kann.
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Für
die Kathoden von Entladungsröhren
in Lichtquellen wurden wie oben angegeben bereits eine ganze Reihe
von Verbesserungen und Ideen vorgeschlagen, es gibt jedoch bis jetzt
keine Kathode, die die verschiedenen Anforderungen an Entladungsröhren in
Lichtquellen erfüllt,
wie eine einfache Herstellung, eine stabile Entladung, eine lange
Lebensdauer undsoweiter, ohne daß Konflikte zwischen diesen
Anforderungen auftreten.
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Zum Beispiel soll in der Druckschrift 3,
die als Lösung
für die
in den Druckschriften 1 und 2 auftretenden technischen
Probleme vorgesehen wurde, das Verdampfen des Elektronen emittierenden
Materials durch das Beschichten der ganzen Oberfläche des
Spitzenteils der Kathode mit dem hitzefesten Metall verhindert werden.
Durch diesen Aufbau wird es jedoch schwierig, aus der Spitze der
Kathode eine gute Elektronenemission zu erhalten, und es kann auch
nicht, wie es später
noch im Vergleich mit der vorliegenden Erfindung erläutert wird,
das Verdampfen des Elektronen emittierenden Materials durch eine
solche Beschichtung verhindert werden.
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In der Druckschrift 4 liegt
die spitze Metallelektrode aus dem Wolframdraht an der Spitze der
Kathode frei, wodurch es schwierig wird, an der Spitze der Kathode
Elektronen bei niedrigen Temperaturen zu emittieren. In der Druckschrift 5 wird
vorgeschlagen, daß die
Mittelelektrode der Kathode porös
ist und von einem Metall umgeben ist, das ein Elektronen emittierendes
Material enthält,
es wird dadurch jedoch schwierig, aus der Spitze der Kathode eine gute
Elektronenemission zu erhalten, wie es im folgenden im Vergleich
mit der vorliegenden Erfindung noch näher erläutert wird.
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Die Druckschrift 6 beschreibt,
daß das
Verdampfen des Elektronen emittierenden Materials durch das Abdecken
mit der Metallkappe verhindert werden kann, es ist jedoch in der
Praxis nicht leicht, den Spitzenteil einer Kathode mit einem solchen
Aufbau herzustellen. Die Temperaturen an der Spitze der Kathode
betragen im Betrieb bis zu 1500°C,
und es schwierig, das poröse
Metall so in die Metallkappe zu pressen, daß über einen lan gen Zeitraum eine
stabile Emission von Elektronen bei einer solch hohen Temperatur
erhalten wird.
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Beschreibung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfidndung
ist es daher, eine Entladungsröhre
zur Verwendung als Lichtquelle zu schaffen, mit der eine stabile
Entladung, eine lange Lebensdauer, eine leichte Herstellung usw.
ohne Konflikte erhalten werden kann.
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Die erfindungsgemäße Entladungsröhre umfaßt ein mit
einem Entladungsgas gefülltes
Gefäß; eine
in dem Gefäß angeordnete
Kathode mit einem an einem Leiterstab befestigten Spitzenabschnitt; und
mit einer dem Spitzenabschnitt der Kathode gegenüber in dem Gefäß angeordneten
Anode, wobei die Kathode eine gegen die Anode gerichtete Spitze und
ein Metallsubstrat vom Imprägniertyp,
bei dem einporöses
hitzefestes Metall mit einem Elektronen emittierenden Material imprägniert ist,
oder vom Sintertyp aufweist, bei dem ein hitzefestes Metall, das ein
Elektronen emittierendes Material enthält, gesintert ist; wobei die
Entladungsröhre
gekennzeichnet ist durch einen Überzug
aus hitzefestem Metall, der innerhalb der Oberfläche des Metallsubstrats eine Fläche an der
Basis-Endseite der Spitze bedeckt, wobei im Spitzenabschnitt an
der Spitze der Kathode ein freiliegender Abschnitt vorgesehen ist,
in dem das Metallsubstrat ohne Bedeckung durch den Überzug frei
liegt.
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Erfindungsgemäß besteht der Spitzenabschnitt
der Kathode aus dem Metallsubstrat, das das Elektronen emittierende
Material enthält
oder damit imprägniert
ist, wobei die Oberfläche
davon an der Basis-Endseite der Spitze durch den Überzug aus hitzefestem
Metall bedeckt ist; im Betrieb wird dadurch das Verdampfen des Elektronen
emittierenden Materials verhindert. Da am Spitzenabschnitt der Spitze
andererseits das Metallsubstrat freiliegt und nicht durch den Überzug aus
dem hitzefesten Metall abgedeckt ist oder der Überzug so dünn oder porös ist, daß das Metallsubstrat, das das
Elektronen emittierende Material enthält oder damit imprägniert ist, im
wesentlichen frei liegt, wird die Elektronenemission durch das Elektronen
emittierende Material begünstigt,
das zum Spitzenabschnitt der Spitze diffundiert. Aus diesem Grund
werden bereits bei relativ niedrigen Temperaturen die Elektronen
wirkungsvoll emittiert, so daß die
Entladung stabil ist, und auch das Verdampfen des Elektronen emittierenden
Materials wird verhindert, so daß sich eine längere Lebensdauer
ergibt. Außerdem
läßt sich
der Spitzenabschnitt der erfindungsgemäßen Kathode mit einem simplen
Aufbau erhalten, in dem der Überzug
aus dem hitzefesten Metall auf der Oberfläche des Metallsubstrats mit
Ausnahme des Spitzenabschnitts der Spitze ausgebildet wird, so daß sich eine
Entladungsröhre
für eine
Lichtquelle mit hohem praktischen Nutzwert ergibt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine Ausführungsform
einer Xenon-Kurzbogenlampe.
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2 zeigt
eine Seitenansicht der Ausführungsform
der Kathode zur Darstellung von deren Aufbau.
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Beste Art der Ausführung der
Erfindung
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Im folgenden wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
In dieser Beschreibung der Zeichnungen werden gleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen
werden vermieden.
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Die 1 zeigt
einen Längsschnitt
zur Darstellung des Aufbaus der Xenon-Kurzbogenlampe gemäß der Ausführungsform, die 2 zeigt eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, des Aufbaus des Spitzenabschnitts der Kathode.
Ein stabförmiger Glaskolben 1 ist
in seinem Mittelabschnitt mit einem hohlen Gasbehälter 11 versehen,
wobei das Innere des Gasbehälters
mit einem Entladungsgas wie Xenon und dergleichen gefüllt ist.
Im Inneren des Gasbehälters 11 befinden
sich die Kathode 2 und die Anode 3, die einander
gegenüberliegen,
und an den beiden Enden des Glaskolbens 1 sind externe
Anschlüsse 4, 5 angebracht,
die elektrisch mit der Kathode 2 bzw. der Anode 3 verbunden
sind.
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Die Kathode 2 umfaßt einen
Leiterstab 21 aus Molybdän, dessen Basis am Glaskolben 1 aus Quarz
befestigt ist, und einen Kathoden-Spitzenabschnitt 22,
dessen Basis am freien Ende des Leiterstabes 21 befestigt
ist. Der Kathoden-Spitzenabschnitt 22 weist eine Geschoßform mit
einer konischen Spitze auf, die zur Anode 3 zeigt, und
besteht aus einem Metallsubstrat 221 und einem Metallüberzug 222.
Das Metallsubstrat 221 wird durch Imprägnieren von porösem Wolfram
(einem hitzefesten Metall) mit Barium (einem Elektronen emittierenden
Material) hergestellt, und der Metallüberzug 222 aus Iridium
(einem hitzefesten Metall) wird durch ein CVD-Verfahren auf der
Schräge
des Konusses und an der Seitenfläche
der zylindrischen Basis mit Ausnahme des Spitzenabschnittes an der
Spitze aufgebracht.
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Der Metallüberzug 222 aus Iridium
ist etwa 2000 Å dick
und kann nicht nur durch eine CVD ausgebildet werden, sondern auch
durch Sputtern oder dergleichen. Je näher die Position am Scheitelpunkt der
Spitze liegt, um so höher
ist die Temperatur am Kathoden-Spitzenabschnitt 22 im
Betrieb; und je mehr man sich dem Scheitelpunkt der Spitze nähert, um
so größer ist
die Rolle der Position hinsichtlich der Diffusion des Elektronen
emittierenden Materials. Der Metallüberzug 222 ist daher
ein unverzichtbares Element an der Schräge des Konusses, es werden jedoch
keine Probleme auftreten, wenn das Metallsubstrat 221 an
der Seitenfläche
der zylindrischen Basis freiliegt.
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Vorzugsweise liegt das Metallsubstrat 221 ohne
Vorhandensein von Iridium am Spitzenabschnitt der Spitze im Kathoden-Spitzenabschnitt 22 frei.
Dieser Aufbau kann zum Beispiel dadurch realisiert werden, daß auf der
ganzen Oberfläche
Iridium abgeschieden wird und danach das Iridium durch Polieren
mit Sandpapier vom Spitzenabschnitt der Spitze wieder entfernt wird.
Bei einem anderen Verfahren wird das Iridium vom Spitzenabschnitt
der Spitze durch die sogenannte Ablation beim Bestrahlen mit gepulsten
Laser strahlen entfernt. Bei einem weiteren Verfahren wird das Iridium
mit einer Maske auf dem Spitzenabschnitt der Spitze abgeschieden,
wodurch das Metallsubstrat 221, das das Elektronen emittierende
Material enthält,
am Spitzenabschnitt der Spitze freiliegt.
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Unter funktionellen Gesichtspunkten
wird dabei die Expositionsrate am Spitzenabschnitt der Spitze, d.
h. das Verhältnis
der Oberfläche
des freiliegenden Abschnitts 22b der Spitze zur Oberfläche des seitlichen
Bereichs 22a der Spitze vorzugsweise im Bereich von 2%
bis 80% und besser noch im Bereich von 2% bis 30% eingestellt. Alternativ
wird vorzugsweise unter funktionellen Gesichtspunkten der senkrechte
Expositionsabstand D des freiliegenden Abschnitts vom Scheitelpunkt
der Spitze bis zum Ende des freiliegenden Abschnitts im Bereich
von 0,1 mm bis 4 mm und besser noch im Bereich von 0,1 mm bis 0,4
mm eingestellt.
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Nach einem weiteren Verfahren wird
der Metallüberzug 222 am
Spitzenabschnitt der Spitze dadurch physikalisch "schwächer" ausgebildet als
die anderen Abschnitte, daß die
Dicke und die Abscheidungsbedingungen für den Metallüberzug 222 entsprechend
eingestellt werden, wobei nach dem Zusammenbau der Entladungsröhre eine
leichte Vorentladung durchgeführt
wird, um selektiv das Iridium vom Spitzenabschnitt der Spitze zu
entfernen und dadurch das Metallsubstrat 221 freizulegen.
Diese Vorentladung kann durch Zuführen von Gleich- oder Wechselstrom
erfolgen, sie kann jedoch auch als Teil des sogenannten Alterns
durchgeführt
werden.
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Am Spitzenabschnitt der Spitze im
Kathoden-Spitzenabschnitt 22 liegt das Metallsubstrat 221 vorzugsweise
in der Entladungsgasatmosphäre
ohne Vorhandensein von Iridium frei. Die hervorragenden Auswirkungen
der vorliegenden Erfindung lassen sich jedoch im allgemeinen auch
dann demonstrieren, solange das Metallsubstrat im wesentlichen, wenn
auch nicht perfekt freiliegt. Der Ausdruck "im wesentlichen freiliegen" bedeutet hier, daß das Elektronen
emittierende Material, das im Metallsubstrat 221 diffundiert,
sich in einem Zustand befindet, in dem es für das Entladungsgas freiliegt,
wenn es am Spitzenabschnitt der Spitze ankommt. Mit anderen Worten
ist eine erste Bedingung, daß der
Kathoden-Spitzenabschnitt sich in einem Materialzustand befindet,
in dem im Betrieb das Elektronen emittierende Material ausreichend
zu der Oberfläche
des Metallsubstrats 221 am Spitzenabschnitt der Spitze diffundieren
kann, und eine zweite Bedingung ist, daß der Spitzenabschnitt der
Spitze sich in einem Materialzustand befindet, in dem das Elektronen emittierende
Material mit dem Entladungsgas in Kontakt gehalten werden kann,
wobei die Dichte etwa einige bis einige zehn mal höher ist
als am Metallüberzug 222,
der an der Schräge
des Konusses im Kathoden-Spitzenabschnitt 22 ausgebildet
ist.
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Bei einer Beschreibung unter dem
mikroskopischen Aspekt kann, auch wenn feine Iridiumkörner in
Inselform auf dem Spitzenabschnitt der Spitze verteilt sind, das
Elektronen emittierende Material wie Barium leicht zu der freiliegenden
Oberfläche
des Metallsubstrats 221 am Spitzenabschnitt der Spitze geführt werden,
um die Abgabe von Elektronen in das Entladungsgas zu erleichtern.
Dabei wird, da das Metallsubstrat 221 an der Schräge des Konusses
im Kathoden-Spitzenabschnitt 22 durch den Metallüberzug (Iridi umüberzug) 222 abgedeckt
ist, das Verdampfen des Elektronen emittierenden Materials verhindert.
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Aus der mikroskopischen Sicht des
Metallüberzugs 222 ist
dieser eine Schicht, in der viele feine Iridiumkörner mit Teilchengrößen im Bereich
von einigen zehn bis einigen hundert Angström zufällig aufeinandergestapelt sind.
Wenn angenommen wird, daß die
Dicke der abgeschiedenen Iridiumkörner am Spitzenabschnitt der
Spitze einen Bruchteil von einigen bis einigen zehn von der an der
Schräge
des Konusses beträgt,
kann das Verhältnis
zwischen der Schräge
des Konusses und dem Spitzenabschnitt der Spitze so gesehen werden,
daß das
Metallsubstrat 221 am Spitzenabschnitt der Spitze sich in einem "im wesentlichen freiliegenden" Zustand befindet.
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Wenn der Abstand zwischen den Elektroden 2,0
mm beträgt,
erfolgt die Emission von Licht bei einem elektrischen Strom von
8 Å. Es
kann auch so gesehen werden, daß der
Unterschied in der Größe oder
der Abscheidungsdichte der Iridiumkörner liegt. Wenn zum Beispiel
die Korngröße am Spitzenabschnitt
der Spitze groß ist
und an der Schräge
des Zylinders klein, kann verhindert werden, daß das Elektronen emittierende
Material im Metallsubstrat 221 an der Schräge des Konusses
verdampft, wobei durch das Elektronen emittierende Material, das
zum Spitzenabschnitt der Spitze diffundiert ist, leicht Elektronen
in das Entladungsgas abgegeben werden können.
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Das hitzefeste Metall, das das Metallsubstrat 221 bildet,
muß ein
Metall sein, das sich bei den hohen Temperaturen im Betrieb nicht
zersetzt oder verformt und das das Elektronen emittierende Material durch
Imprägnieren
oder Sintern aufnehmen kann. Ein solches Metall ist neben Wolfram
entweder Molybdän
oder Tantal oder Niob, wobei Wolfram sowohl für den Imprägniertyp als auch für den Sintertyp
das bevorzugte Metall ist.
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Das Elektronen emittierende Material
muß ein
Metall mit einer niedrigen Austrittsarbeit sein, das leicht Elektronen
emittiert, und ist vorzugsweise eines, das bei hohen Temperaturen
nicht verdampft. Ein solches Material kann aus den Erdalkalimetallen wie
Kalzium, Strontium, usw. sowie Barium; Lanthan, Yttrium, Cer usw.
ausgewählt
werden. Das Material kann eine Mischung aus zwei oder mehr Metallen oder
auch ein Oxid sein.
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Es ist außerdem wichtig, daß das Metall,
das den Metallüberzug 222 bildet,
ein hitzefestes Metall ist, das den hohen Temperaturen im Betrieb
widersteht, und wenn es ein Metall ist, das die Austrittsarbeit
herabsetzt, erhöht
es die Emission von Elektronen aus dem Elektronen emittierenden
Material. Das beste Metall dafür
ist Iridium, es kann aber auch Rhenium, Osmium, Ruthenium, Wolfram,
Hafnium und Tantal verwendet werden. Der Überzug kann aus einer Mischung
aus zwei oder mehr Metallen bestehen oder aus einer laminierten
Schicht.
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Es werden nun die bemerkenswerten
Wirkungen und Effekte auf der Basis von bestimmten Beispielen der
Erfinder beschrieben.
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Mit dem Verfahren der Druckschrift 1 wurde ein
poröses
Metallsubstrat aus Wolfram mit Bariumoxid imprägniert und darauf durch CVD
ein Überzug aus
Iridium in einer Dicke von 2000 Å auf der Oberfläche des
konischen Teils und auf der Oberfläche des zy lindrischen Teils
mit Ausnahme des Spitzenabschnitts der Spitze ausgebildet. Die Kathode
mit diesem Kathoden-Spitzenabschnitt und eine Anode wurden in einen
Quarzkolben eingebaut, das Entladungsgas eingegeben, und die Entladungsröhre, die so
erhalten wurde, wurde einem Gleichstrombetrieb unterworfen. Die
Entladungsröhre
dieses Beispiels zeigte auch noch nach einem Leuchttest für die lange Zeitdauer
von 1000 Stunden eine Lichtleistung, die viel höher war als die von herkömmlichen
Entladungsröhren,
was eine Lebensdauer ergibt, die als Durchbruch betrachtet werden
kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Röhren
blieb die Innenseite sauber und ohne Niederschlag von gestreutem
Barium an der Innenseite des Emissionsbereiches des Kolbens, der
ultraviolette Strahlung bei einer Wellenlänge von 365 nm absorbiert.
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Aus der Analogie der Ergebnisse von
Vergleichsexperimenten der Erfinder dürfte der folgende Mechanismus
für diese
bemerkenswerten Wirkungen und Effekte verantwortlich sein.
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Wenn der Überzug aus dem Iridium die
ganze Oberfläche
des Metallsubstrats bedeckt, damit die Oberfläche des Metallsubstrats, das
Barium enthält, nicht
freiliegt, wie in der Druckschrift 3, kann das Barium,
das eigentlich speziell für
diesen Zweck vorgesehen ist, nicht bei niedrigen Temperaturen als
Elektronen emittierendes Material wirken, so daß die Betriebstemperaturen
hoch sein müssen,
wodurch sich die Verdampfung des Elektrodenmaterials erhöht und dadurch
die Lebensdauer der Lampe verkürzt. Das
heißt,
daß der
Iridiumüberzug,
der zum Zwecke des Verhinderns des Verdampfens des Elektronen emittierenden
Materials durch das "Vorsehen
einer Abdeckung" aufgebracht
wurde, die Ursache für
einen Hochtemperaturbetrieb sein kann, der im Gegenteil das Verdampfen
der Elektronen emittierenden Substanz unvermeidlich macht.
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Wenn andererseits die Kathode einen
Aufbau aufweist, bei dem das poröse
Metallelement, das das Elektronen emittierende Material enthält, um eine
poröse
Mittelelektrode herum angeordnet ist, die kein Elektronen emittierendes
Material enthält,
wie in der Druckschrift 5, ist eine beträchtliche
Zeit für
die Diffusion des Elektronen emittierenden Materials zu der Spitze
der Mittelelektrode beim Voraltern erforderlich, und die Temperatur
wird insbesondere am Spitzenabschnitt der Spitze extrem hoch. Dies
kann zu einer Zerstörung
des porösen
Metalls am Spitzenabschnitt der Spitze durch Schmelzen, Erweichen und
dergleichen führen
und ein Hindernis für
die ausreichende Diffusion des Elektronen emittierenden Materials
im Normalbetrieb sein. Es ist auch nicht einfach, die beiden porösen Metalle
separat auszubilden und sie dann so zusammenzufügen, daß eine glatte Diffusion des
Elektronen emittierenden Materials vom umgebenden Metallkörper in
die Mittelelektrode möglich
ist.
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Im Gegensatz dazu wird bei dem Kathoden-Spitzenabschnitt
für die
Entladungsröhre
für eine
Lichtquelle bei der vorliegenden Ausführungsform der Iridiumüberzug mit
der Ausnahme des Spitzenabschnitts an der Spitze des porösen Metallsubstrats,
das das Elektronen emittierende Material enthält, ausgebildet, so daß das poröse Metallsubstrat am
Spitzenabschnitt der Spitze selektiv freiliegt (oder im wesentlichen
freiliegt). Durch diesen Aufbau geht die Elektronenemission bereits
bei relativ niedrigen Temperaturen von etwas über 1000°C vom Barium am Spitzenabschnitt
der Spitze aus, wodurch die Betriebstemperaturen niedrig bleiben.
Da der Bereich um den Spitzenabschnitt der Spitze, der zu der Entladung
beiträgt,
d. h. an der Basis-Endseite des Spitzenabschnitts der Spitze (die
Schräge
des Konusses), von Iridium als hitzefestem Metall abgedeckt wird,
wird erwartet, daß das
Barium, das das Elektronen emittierende Material ist, am Verdampfen
gehindert werden kann.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Bei der erfindungsgemäßen Entladungsröhre für eine Lichtquelle
wird, wie oben erläutert,
das Elektronen emittierende Material vom Verdampfen an der Oberfläche der
Basis-Endseite der Spitze im Kathoden-Spitzenabschnitt im Betrieb
gehindert, während
die Diffusion des Elektronen emittierenden Materials zum Spitzenteil
erleichtert wird, um die Emission von Elektronen zu verbessern.
Dadurch können
die Elektronen wirkungsvoll bereits bei relativ niedrigen Temperaturen
emittiert werden, so daß eine
stabile Entladung erreicht wird, wobei auch das Verdampfen des Elektronen
emittierenden Materials verhindert wird, so daß sich die Lebensdauer drastisch
erhöht.
Da der Kathoden-Spitzenabschnitt einen einfachen Aufbau aufweist,
hat die Entladungsröhre
für eine
Lichtquelle einen hohen praktischen Nutzwert.
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Die vorliegende Erfindung erfüllt alle
die verschiedenen Anforderungen, die an eine Entladungsröhre für eine Lichtquelle
gestellt werden, einschließlich
einer einfachen Herstellung, einer stabilen Entladung, einer langen
Lebensdauer usw., ohne daß zwischen
diesen Anforderungen Konflikte auftreten.