JPH0564417B2 - - Google Patents
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- JPH0564417B2 JPH0564417B2 JP15192785A JP15192785A JPH0564417B2 JP H0564417 B2 JPH0564417 B2 JP H0564417B2 JP 15192785 A JP15192785 A JP 15192785A JP 15192785 A JP15192785 A JP 15192785A JP H0564417 B2 JPH0564417 B2 JP H0564417B2
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- electrons
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- Discharge Lamp (AREA)
- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、管内に封入した光放射気体を電子と
の衝突により励起させ、光を管外へ放射する光放
射電子管に関する。Detailed Description of the Invention (Technical Field) The present invention relates to a light-emitting electron tube that excites a light-emitting gas sealed inside the tube by collision with electrons and emits light outside the tube.
(背景技術)
先行技術として、例えば、特願昭58−106230号
に示すようなランプがある。(Background Art) As a prior art, for example, there is a lamp as shown in Japanese Patent Application No. 106230/1982.
かかるランプは第1図に示すように、所望の光
放射(ここにいう光放射とは、紫外線放射および
赤外線放射を含む)に対して透光性を有する材
料、例えば、透明ガラスにより気密に形成された
管体1の内部には、一対のカソード2a,2bが
配設されており、両カソード2a,2bの少なく
とも一方は熱電子放射型である(説明の都合上、
同図において左側のカソード2aを熱電子放射型
のカソードとする)。上記両カソード2a,2b
の略中間にはメツシユ状あるいは格子状の如き電
子通過性のアノード3が配設されている。また、
管体1の内部には希ガスあるいは蒸気化水銀の如
き電子の衝突により励起され、光を放射しうる低
圧の光放射気体が封入されている。そして、アノ
ード3とカソード2a,2bとの間にはそれぞれ
直流電圧が、抵抗4を介して直流電源5によつて
印加される。上記直流電圧の大きさは、一方のカ
ソード2aより放出された熱電子を加速すると共
に、ビーム状に形成してアノード3に到達させ、
アノード3を通過した後は減速し、他方のカソー
ド2bに到達する直前で速度が0になるように設
定されている。 Such a lamp, as shown in FIG. A pair of cathodes 2a, 2b is disposed inside the tubular body 1, and at least one of the cathodes 2a, 2b is of the thermionic emission type (for convenience of explanation,
In the figure, the cathode 2a on the left side is a thermionic emission type cathode). Both cathodes 2a, 2b mentioned above
An electron-permeable anode 3 having a mesh or lattice shape is disposed approximately in the middle of the electrode. Also,
A low-pressure light-emitting gas such as a rare gas or vaporized mercury that can be excited by collision with electrons and emit light is sealed inside the tube 1 . A DC voltage is applied between the anode 3 and the cathodes 2a, 2b by a DC power source 5 via a resistor 4, respectively. The magnitude of the DC voltage is such that the thermoelectrons emitted from one cathode 2a are accelerated, formed into a beam shape, and reach the anode 3;
After passing through the anode 3, the speed is decelerated, and the speed is set to zero just before reaching the other cathode 2b.
次に、このように構成されたランプの動作を簡
単に説明すると、熱電子放射型のカソード2aよ
り放出された電子は電界により加速され、その大
半はそのままアノード3を通過し、減速電界域に
入り、カソード2bの直前で失速し、速度が0に
なつた電子は逆向きに加速される。このように、
電子はアノード3を中心に往復運動し、封入され
た物質(例えば、蒸気化水銀)に何度も衝突し励
起発光を引き起こすので、より効率良く紫外線放
射が成され、発光効率の高いランプが得られると
いうものである。 Next, to briefly explain the operation of the lamp configured as described above, electrons emitted from the thermionic emission type cathode 2a are accelerated by the electric field, and most of them pass through the anode 3 as they are and enter the deceleration electric field region. The electrons enter the cathode 2b, stall just before the cathode 2b, and have a velocity of 0, which accelerates them in the opposite direction. in this way,
The electrons reciprocate around the anode 3 and collide with the enclosed substance (e.g., vaporized mercury) many times to cause excited light emission, which results in more efficient ultraviolet radiation and a lamp with high luminous efficiency. It is said that it will be done.
しかしながら、アノード3とカソード2a,2
bの距離が長いと、その間で電子は水銀原子と衝
突するため、かなり高い電圧を与えてやらなけれ
ばアノード3を通過しない。しかも、その場合、
電流−電圧特性は負となり、一般の放電灯と同様
に電流制限要素が必要になり、一般の放電灯と差
異がなくなる。また、電圧が低いと電子と水銀原
子との非電離衝突のため空間電荷が生じ、電子は
アノード3を通過しない。 However, the anode 3 and cathode 2a, 2
If the distance b is long, the electrons will collide with mercury atoms between them, and will not pass through the anode 3 unless a fairly high voltage is applied. Moreover, in that case,
The current-voltage characteristic is negative, and a current limiting element is required like a general discharge lamp, so there is no difference from a general discharge lamp. Furthermore, when the voltage is low, space charges are generated due to non-ionizing collisions between electrons and mercury atoms, and the electrons do not pass through the anode 3.
一方、アノード3とカソード2a,2bの距離
が短いと、上記の理論通りの現象は生じうるが、
発光領域自体が小さいので、全体の光束が低いと
いうことがわかつた。 On the other hand, if the distance between the anode 3 and cathodes 2a, 2b is short, the phenomenon according to the above theory may occur;
It was found that because the light emitting area itself was small, the overall luminous flux was low.
(発明の目的)
本発明は、上記問題点を改善するためになされ
たもので、その目的とするところは、光放射電子
管としての特徴、つまり電流−電圧特性が正であ
るという特徴を生かし、かつ、より発光効率の高
いランプを提供するにある。(Object of the Invention) The present invention has been made to improve the above-mentioned problems, and its purpose is to take advantage of the characteristics of a light-emitting electron tube, that is, its positive current-voltage characteristics. Another object of the present invention is to provide a lamp with higher luminous efficiency.
(発明の開示)
本発明は、内部に低圧の光放射気体が封入さ
れ、光放射に対して透光性を有する管体と、該管
体内に配設された2つの熱電子放射型のカソード
と2つのアノード(少なくとも一方は電子通過
性)とを具備して成る光放射電子管において、一
方のカソード−アノード(このアノードは電子通
過性である)間を電子の平均自由行程より短くす
ると共に、他方のカソード−アノード間を電子の
平均自由行程より充分に長くすることにより、発
光領域を拡げると共に発光効率を上昇させたこと
を特徴とする。(Disclosure of the Invention) The present invention comprises a tube in which a low-pressure light emitting gas is sealed and is transparent to light radiation, and two thermionic-emitting cathodes disposed within the tube. and two anodes (at least one of which is electron-transmissive), the distance between one cathode and the anode (which is electron-transmissive) is shorter than the mean free path of electrons, and By making the distance between the other cathode and the anode sufficiently longer than the mean free path of electrons, the light emitting region is expanded and the light emitting efficiency is increased.
第2図は本発明の原理図を示すもので、所望の
光放射(ここにいう光放射とは、紫外線放射およ
び赤外線放射を含む)に対して透光性を有する材
料、例えば、透明ガラスにより気密に形成された
管体1の内部には、熱電子放射型の第1、第2の
カソード2a,2bが配設されており、第1のカ
ソード2aから距離L1の位置に電子通過性の第
1のアノード3aが、そして第2のカソード2b
から距離L2の位置に第2のアノード3bがそれ
ぞれ配設されている。ここで、電子の平均自由行
程をλとすると、L1<λ<L2なる関係がある。
なお、管体1の内部には希ガスあるいは蒸気化水
銀の如き電子の衝突により励起され、光を放射し
うる低圧の光放射気体が封入され、管体1の内面
には必要に応じて蛍光体が被着される。そして、
カソード2a,2bのそれぞれの両端には加熱用
電源6が接続され、第1のアノード3と第1のカ
ソード2aとの間には、封入物質を充分に電離さ
せうるエネルギーを電子が持つような電圧を与え
るための直流電源7が接続され、第2のアノード
3bと第2のカソード2bとの間には、封入物質
を励起させるに最適なエネルギーを持つような電
圧(電離電圧より低い)を与えるための直流電源
8が接続されている。 FIG. 2 shows a diagram of the principle of the present invention, and is made of a material that is transparent to desired light radiation (here, light radiation includes ultraviolet radiation and infrared radiation), such as transparent glass. Inside the airtight tubular body 1, first and second cathodes 2a and 2b of thermionic emission type are disposed, and an electron-permeable electrode is placed at a distance L 1 from the first cathode 2a. a first anode 3a, and a second cathode 2b
Second anodes 3b are disposed at distances L 2 from each other. Here, if the mean free path of an electron is λ, then there is a relationship L 1 <λ<L 2 .
Note that a low-pressure light-emitting gas such as a rare gas or vaporized mercury that can be excited by electron collision and emit light is sealed inside the tube 1, and the inner surface of the tube 1 is filled with fluorescent gas as needed. The body is covered. and,
A heating power source 6 is connected to both ends of each of the cathodes 2a and 2b, and there is a gap between the first anode 3 and the first cathode 2a such that electrons have enough energy to ionize the enclosed substance. A DC power supply 7 for applying voltage is connected, and a voltage (lower than the ionization voltage) having the optimum energy to excite the enclosed substance is applied between the second anode 3b and the second cathode 2b. A DC power supply 8 for supplying the power is connected.
次に、上記実施例の動作を第3図により、光放
射気体が蒸気化水銀の場合を例に挙げ説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be explained with reference to FIG. 3, taking as an example the case where the light emitting gas is vaporized mercury.
直流電源7によつて第1のカソード2aから第
1のアノード3aに向かつて引き出された電子
は、該アノード3aを通過した後、水銀原子と衝
突し水銀原子を電離させる。その場合、電離した
後の加速的な電界が存在しないため、電子なだれ
を引き起こさない。そのため第1のカソード2a
と第1のアノード3aとの間の電流−電圧特性は
正となる。そして、電離により空間が中和される
と、第2のカソード2bから第2のアノード3b
へ向かつて直流電源8により電子が加速される。
この電圧は水銀原子を励起させるだけのもので、
電離を引き起こすほど高くない(例えば、5eV〜
9eV)。そのため、第2のカソード2bから放出
された電子は途中、水銀原子と衝突し、それを励
起させながら第2のアノード3bへドリフトして
行く。この電子は電離を引き起こさないので、や
はり電流−電圧特性は正となる。従つて、本発明
によるランプを点灯するのに電流制限要素は不要
となる。 Electrons extracted from the first cathode 2a toward the first anode 3a by the DC power source 7 collide with mercury atoms after passing through the anode 3a, thereby ionizing the mercury atoms. In that case, there is no accelerating electric field after ionization, so no electron avalanche occurs. Therefore, the first cathode 2a
The current-voltage characteristic between the first anode 3a and the first anode 3a is positive. Then, when the space is neutralized by ionization, the transition from the second cathode 2b to the second anode 3b
The electrons are accelerated by the DC power supply 8.
This voltage only excites the mercury atoms,
Not high enough to cause ionization (e.g. 5eV ~
9eV). Therefore, the electrons emitted from the second cathode 2b collide with mercury atoms on the way and drift toward the second anode 3b while exciting them. Since these electrons do not cause ionization, the current-voltage characteristics are still positive. Therefore, no current limiting element is required to operate the lamp according to the invention.
なお、上記両カソード2a,2bの配置を図4
に示すように構成してもよい。 The arrangement of both cathodes 2a and 2b is shown in FIG.
It may be configured as shown in .
(発明の効果)
本発明は上記のように、内部に低圧の光放射気
体が封入され、光放射に対して透光性を有する管
体と、該管体内に配設された2つの熱電子放射型
のカソードと、少なくとも一方が電子通過性の2
つのアノードとを具備して成る光放射電子管にお
いて、一方のカソードと電子通過性のアノードと
の間隔を電子の平均自由行程より短くすると共
に、その間に光放射気体を電離させるに充分な電
圧を与え、他方のカソードと他方のアノードとの
間隔を電子の平均自由行程より充分に長くすると
共に、その間に光放射気体を励起させるに最適な
電圧を与えたことにより、電離を引き起こす電子
と発光を引き起こす電子を分離させることができ
ると共に、発光を引き起こすための領域を管全体
に拡げることができる。従つて、本発明によれ
ば、電流・電圧特性は正となり、電流制限要素は
不要で、しかも、より広い発光領域を得ることが
できる、つまり発光効率の高い光放射電子管を提
供できた。(Effects of the Invention) As described above, the present invention includes a tube in which a low-pressure light emitting gas is sealed and is transparent to light radiation, and two thermoelectrons disposed inside the tube. a radiation-type cathode and a cathode, at least one of which is electron-transmissive;
In a light-emitting electron tube comprising two anodes, the distance between one cathode and an electron-transmissive anode is made shorter than the mean free path of electrons, and a voltage sufficient to ionize the light-emitting gas is applied therebetween. , by making the distance between the other cathode and the other anode sufficiently longer than the mean free path of electrons, and applying an optimal voltage to excite the light-emitting gas between them, causing electrons that cause ionization and light emission. The electrons can be separated and the area for causing light emission can be extended throughout the tube. Therefore, according to the present invention, a light-emitting electron tube with positive current-voltage characteristics, no need for a current limiting element, and a wider light-emitting area, that is, with high light-emitting efficiency, can be provided.
第1図は従来例の原理図、第2図は本発明の一
実施例を示す原理図、第3図は同上の動作説明
図、第4図は本発明の異なる実施例を示す原理図
である。
1……管体、2a,2b……カソード、3a,
3b……アノード、6,7,8……電源。
Fig. 1 is a principle diagram of a conventional example, Fig. 2 is a principle diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is an explanatory diagram of the same operation, and Fig. 4 is a principle diagram showing a different embodiment of the present invention. be. 1... tube body, 2a, 2b... cathode, 3a,
3b...anode, 6,7,8...power supply.
Claims (1)
に対して透光性を有する管体と、該管体内に配設
された2つの熱電子放射型のカソードと、少なく
とも一方が電子通過性の2つのアノードとを具備
して成る光放射電子管において、一方のカソード
と電子通過性のアノードとの間隔を電子の平均自
由行程より短くすると共に、その間に光放射気体
を電離させるに充分な電圧を与え、他方のカソー
ドと他方のアノードとの間隔を電子の平均自由行
程より充分に長くすると共に、その間に光放射気
体を励起させるに最適な電圧を与えたことを特徴
とする光放射電子管。1 A tube in which a low-pressure light emitting gas is sealed and is transparent to light radiation, two thermionic emission type cathodes disposed within the tube, and at least one of which is electron-transmissive. In a light-emitting electron tube comprising two anodes, the distance between one of the cathodes and the electron-transmissive anode is made shorter than the mean free path of electrons, and a voltage sufficient to ionize the light-emitting gas is applied between the two anodes. A light-emitting electron tube characterized in that the distance between the other cathode and the other anode is sufficiently longer than the mean free path of electrons, and an optimum voltage for exciting a light-emitting gas is applied therebetween.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15192785A JPS6212059A (en) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | Luminous radiation electron tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15192785A JPS6212059A (en) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | Luminous radiation electron tube |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6212059A JPS6212059A (en) | 1987-01-21 |
| JPH0564417B2 true JPH0564417B2 (en) | 1993-09-14 |
Family
ID=15529240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15192785A Granted JPS6212059A (en) | 1985-07-10 | 1985-07-10 | Luminous radiation electron tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6212059A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5003178A (en) * | 1988-11-14 | 1991-03-26 | Electron Vision Corporation | Large-area uniform electron source |
| JPH06111787A (en) * | 1992-09-25 | 1994-04-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultraviolet ray emitting electron tube |
| US7049606B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-05-23 | Applied Materials, Inc. | Electron beam treatment apparatus |
| JP5237538B2 (en) * | 2006-01-18 | 2013-07-17 | パナソニック株式会社 | Discharge plasma equipment |
-
1985
- 1985-07-10 JP JP15192785A patent/JPS6212059A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6212059A (en) | 1987-01-21 |
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