[发明专利]用于电灯的发射电极材料及其制备方法

说明书

背景技术

总体而言，本发明公开涉及发射电极及其制造方法。具体地讲，本发明公开总体而言涉及包含氧化钕钡的发射电极、包含所述发射电极的灯及其制造方法。

存在多种已知类型的光源或灯及其制造方法。一种类型的荧光灯基于保持在低压下的气态汞的电离，通常在电极放电空间内的惰性气体填充物存在下，以产生UV光和/或可见光。由于含汞荧光灯优异的效率和良好的显色性，传统上被广泛使用。但是，由于意识到汞对环境的不利影响，近来试图由新的设计来替代汞荧光灯。

已提出用对环境友好的其他化学物质来替代汞或者降低汞浓度的较新的方法。制备基本上无汞的荧光灯的一种方法通常利用卤化镓和/或镓金属的混合物。目前使用的其他金属和混合物例如包括锌和/或铟以及它们的碘化物和/或氯化物。我们认为这些金属卤化物带来的优点在于，在20-200℃的温度范围内，金属卤化物的合理蒸汽压能提高金属的较低蒸汽压。在操作中，这些金属卤化物被激发，或者发射UV/可见光子，或者在激发能下化学分解。此外，它们的分解产物在放电时发射特征UV光谱/可见光谱。我们认为，在灯工作期间以及在工作时段之间，在灯的气相中存在金属卤化物、金属原子以及卤素分子/原子。

但是，在灯的不同部件(例如，玻璃外壳、导线或发射混合物等)与电离化的“卤化物等离子体”之间已观察到不利的相互作用，该电离化的“卤化物等离子体”含有许多化学上强反应性物类。此类不利的化学相互作用导致在外壳壁上形成有色沉积物，并且发射混合物的各组分的蒸发导致灯的寿命降低。在外壳壁上的有色沉积物由于其自身的吸收还会降低光输出，并且能与加入的金属和/或卤化物化学结合。此外，在放电灯中，过热点温度能达到1000-1200℃，并且钨丝本身能达到600-700℃，二者均可导致发射混合物材料的各组分缓慢蒸发。例如，在此类体系中，在已知的Ba/Ca/Sr三元氧化物/碳酸盐发射混合物的使用中，关键的限制性事实是Ba的蒸发。在此类混合物中，由于钡降低功函的效果而使用较高含量的钡；然而，比起其他各组分，Ba在较低的温度下开始蒸发。

因此，尽管已作了上述努力，仍需要开发改进的发射材料，该材料在发射混合物与灯中的气态环境之间具有较小的化学相互作用，并且降低发射混合物的各组分的蒸发。

发明概述

本发明公开的一个实施方案涉及一种电极，该电极包含电极基材和可用于响应激发而发射电子的电子发射组合物，所述组合物包含氧化钕钡。

本发明公开的另一个实施方案涉及一种灯，该灯包含透光外壳、包含在所述外壳内的放电填充物，并且所述电极包含电极基材和可用于响应激发而发射电子的电子发射组合物，所述组合物包含氧化钕钡。

本发明公开的又一个实施方案涉及一种制造电子发射体系的方法，所述方法包括：(a)将包含氧化钕钡的组合物与连结料共混，以形成浆料或悬浮液；(b)在热激发源或电激发源上涂布所述浆料或悬浮液，以形成经涂布的激发源；以及(c)从所述经涂布的激发源去除所述连结料。

由以下详细描述可以更好地理解本发明公开的其他特征和优点。

附图概述

参考附图进行以下详细描述，其中：

图1为根据本发明的示例性实施方案的电极的示意图。

图2为根据本发明的示例性实施方案的放电灯的示意图。

图3为根据本发明的示例性实施方案的另一个放电灯的示意图。

图4为根据本发明的示例性实施方案的发射组合物的显微照片。

实施方案详述

本文公开了包含氧化钕钡的电子发射组合物，及其作为发射电极的组分的用途。具体地讲，本文公开了包含电极基材和可用于响应激发而发射电子的电子发射组合物的电极，其中此类组合物包含氧化钕钡。使用氧化钕钡作为发射组合物的一种组分与某些典型的发射材料(如Ba-Ca-Sr碳酸盐/氧化物)形成对比。通过采用氧化钕钡代替这些典型的发射材料(或者除了这些典型的发射材料之外还使用氧化钕钡)，能使不利的化学相互作用(例如蒸发和与放电灯中的放电填充物材料反应)最小化。不受限于任何理论，但我们认为，与包含在三元碳酸盐/氧化物体系中的钡相比，钡更强地结合或复合在氧化钕钡体系中。该独特的特性使得氧化钕钡成为作为发射材料的理想的选择物，即使是在低剂量Hg荧光体系中，在Hg荧光体系中汞的消耗是关键的问题。

利用氧化钕钡作为宽范围的灯(包括汞荧光灯、低剂量汞和无汞低压荧光灯)中的发射混合物组分预期在本发明公开的范围内。