TW392195B - Dielectric barrier discharge lamp - Google Patents

Description

經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 * 、 五、發明説明（） (產業上之利用領域） 此發明係關於介經電介質障壁放電以形成激光分子， 利用該激光分子放散之光\即所謂的《介質障壁放電燈者 ，例如，.被做爲光化學反應用之紫外線光源來使用箸今 (先前之技術） 關於此發明之技術，例如》存在於日本國公關專利公 報平1 一 1 4 4 5 6 0號1或美國專利 9，8 3 7，4 8 4號》、於那些公報中係記載著關於〈在 放電容器中塡充製作激光分子之氣體、介經電介質障辈放 電以取得由激光分子放射之光之放射器，即電介質障壁放 燈、 此踅介質障壁放電燈，、別名稱爲放電，喊年聲放電> 於電氣爲會發光改定新版「放電便覽」平成1年6月再版 7次發行第2fi3頁有說明。 於此文獻中，記載者t略圓筒狀之放電容器之至少一 部分兼爲電介質障壁放電之電介質，、又，電介質係具透過 性，、由激光分子來之光被放射著$又也有記_載著：將外 側管與內側管同軸地配置爲二重管\在外側管之外側表面 設置有網狀電極，在內側管之內側表面設®有內側電極， 在此外側管與內側管之間之放電空間進行電介質障壁放髦 0 如此之《介質障壁放電燈，具有以往之低壓水銀燈或 高壓m弧放電燈所沒有之特徽，例如，放射其中心波長爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Γ • - - - - I - ...... I - - - · ! — - - - ill. - 1 -./it (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 1 7 2nm，2 2 2nm，3 0 8nm之短的波長之紫外 線，而且，接近線光譜之單一波長之光可以選擇性的高效 率地產生。 又，如前所述者，其外形爲略筒狀，.具有下列特徴 :_外側管與內側管同軸地配置之構造時，在放m容器可 以使用市售之石英玻璃〉燈全體之構造也簡單且容易製造 0 但是，以往之電介質障壁放電燈，具有以下之問題點 0 (1 ) '第1爲內側電極。 對於內.側電極而言，爲了引起電介質障壁放電用之電 力有效率地供給之故，有必要使內側電極密著在內側管。 因此> 在以往，介經蒸著法將薄膜狀之電極形成於內側管 0 但是，內側管爲，例如，直徑1 Omm至2 0‘mm， 長度1 0 0mm至1 0 0 0mm程度者之故，在此細長空 間不得不進行蒸著作業，要形成均一厚度之蒸著膜是不可 能的。 又，蒸著膜之厚度、例如，茬0. 01mm以上時， 蒸著膜易從內側管剝落。 再者，即使可以形成良好之內側電極，也有其厚度無 法做非破壞檢査之問題。 (2)、第2爲電介質陣壁放鼇燈長時閫黏燈時，內側m 極會腐蝕。 本紙張尺度適用中國國家搮準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ ς _ .·1, - . ^^1 ^^1 « HI HI Hi a^i— ^1« - 1V3 i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 --3---- 五、發明説明（〉 特別是，：^其肉厚之薄的部分容易引起腐蝕，由於腐 蝕而招致導電率的降低時，形成無法發揮電極之作用，燈 之壽命變短。 再者，此內側電極之腐食之機制，、推測爲如下： ① 被封入放電空間而使用之放電用氣體，爲氙或氬等之希 有氣體和氣等之混合氣體。由於鏆些氣體之作用，眞空紫 外被放射、，眞空紫外光被氧氣吸收，&氧氣產生臭氧4 ② 由內側管和外側管而形成之二重管型之電介質障壁放電 燈，巧了安全性之故，噸設置在內側管之內側電極做爲髙 電壓個h，使設置在外側管之網狀電極爲接地側。逋樣之內 側電極和人接觸之可能性乃變小之故/。 而且^在被施加高電壓之內側電極，會產生電翬放電 者，由於此電轚放m也使得氣氣產生臭氧。 如以上者，由於眞空紫外光》電暈放電而生成之臭氧 ，可以推斷爲腐蝕內側電極之物 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

另一方面，在通常之放電燈中、電極或導線和生成臭 氧之光的放出部之距離可以使之大些。但是，電介質障壁 放電燈中，電極和光之放出部爲很接近之構造，電極和光 之放出部之距離，原理上無法使之大些X 即，上述之由於臭氧而致之腐蝕問題 係m介質障壁 放電燈所特有之問題/ 代替以蒸著法製作上述內側《極'可以考慮以管狀金-属管做爲上述內側電極來使用*依據此方法時，雖可解決 先前所述之蒸著法所持有之缺點，但由於做爲內側管使用 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五

).¾ 4英 <石 土 爲 差 公 的 徑 內 的 管 璃 度 程mm 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印裝 很大之故”內側電極和內側管之密著性變很差1會產生往 放電空間之電'力的供給置有不均之缺點 (發明欲解決之課題） 本發明欲解決之課題爲在於提供如以下之電介質障壁 放電燈者。 (1 )、內側電極製造容易 > 可以和內側管密著。 (2 )、由於產生之臭氧X即使m極之一部分腐蝕*損耗 時，也可.以長時間安定地放電。 (解決課題之裝置） 關於本發明之電介質障壁放電燈Y外側管和內側管爲 同軸的SR置而成爲略圆筒狀之二重管構造，在此外側管之 外側表通_^ Μ外極，內側管之內側表面設置有內側 電掭^在這些外側管和內側管之間之放髦空間中v?塡充有 介經電介胃障壁放電以形成敦光分子之放電用氣體之電介 質陣壁放鼇燈中，¥特徵爲：上述之內側電極具有横跨其 之軸方向之全、長有缺_ 口_之略圓臂狀構件者。 再者，內側電極其之缺口在園周方向爲3. Omm以 下者。 再者\內側《極係以2個之半圃形構件所構成》其間_ 具有離間部者众 再者，內側髦極係由鋁而製成，肉厚在〇.1mm至 \ 本紙浪尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 7 . . I —II I. - - 1 « III —^1 8 1— 二· - ------ Τ» , 1 、ve yf\ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中夾橾準扃員工消費合作社印装 A7 B7 --—5 — - 五、發明説明（） 1.0mm之範園者° 再者，內側《極係以一片之金屬板《曲成園管狀而成 ，而且\_其之—部分係有重合而構成者f 再者，構成內側電極之金屬板其肉厚在0. 03mm 至0.lmm之範圍者。 (作用） 內側氰極不是以蒸著法而作成，而係使用略圓管狀構 成之故*製造極爲容易 > 又，在其軸方向之全長具有缺口 \ 之故，介《調整其之離間部之宽度，可以以彈性力使密著 在內側管r ---------Γ---^-- /IV (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 言 石英玻璃所構成之內側管2與 二重管構造，內側管2與外側 管之間形成爲放電空間8。 全長爲3 0 Omm，內側管2 ，外側管3外徑24. 5mm 電空間8之中，做爲放電用之 4 0 K p a被封入。 光反射板，而且，電介質障壁 極4 。 質陣壁放電之m介質之機能， 在外面設置有外側電極5。此 (實施例） 放電容器 外側管3同軸 管3之兩端被 放電容器 外徑1 6 m m ，肉厚1 m m 氣體用之氙氣 在內側管 放電之《極之 外側管3 以及做爲光取 1係把由合成 的配《以成爲 封閉，於這些 1 ，例如，係 ，肉厚1 m m 而構成。在放 體，例如，以 2設置有具有 機能之內側電 兼具做爲《介 出窗之機能， 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ A 7 B7 五、發明説明（） 外側電極5係在將金屬線無縫地編織成圃简狀者之中，將 放電容器1插入者以成爲網狀之形狀，由網目之間可以放 射光。 在放電空間8之一端，設置有收藏以鋇爲主成分之收 氣劑之收藏室7，介經此收氣劑，可以將放電空間8內之 不純氣體（例如，水）去除以使放電安定。 在圖2表示內側管2之斷面圖。在內側管2之內側內 面具有以保有缺口之金屬製之圓管狀構件所構成之內側電 極4。如此之內側電極4時，即使外徑小也可以容易製作 ，又，即.使內側管2之內徑有少許之不均，和內側管2之 密著性也可以很好，電力之供給可以很有效率地進行。 於此實施例之內側電極4，例如，係將厚度0. 15 mm之鋁箔》曲而製成，缺口11之離間部的距離D爲 0 . 9 m m ° 內側電極4在其兩端插入螺旋狀彈簧10而固定在內 側管2。又，內側電極4之一部分被延長，和高電壓導線 21機械的，電氣的連接著。 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印袈 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 如此地將高電壓導線21和內側電極4直接地連接之 故，可以提供有信賴性之電介質障壁放電燈，以一個之構 件以製成內側電極之故，製造變成很容易。 而且，依據本發明者們之實驗時，缺口 1 1之園周方 向的離間距離口超過3. 0mm時，爲鼇介質障壁放鼇之-發生之降低原因，該幫變成不均一者巳得到證明。即，缺 口 11之最大離間距«在3. Omni以下時，可以獏得外 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）_ 9 = " 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 _B7 _ 五、發明説明（) 側管之周方向之均一的放電。 圖3係表示內側管2之其他的實施例。在內側管2之 內面設置有半園型之電極4 a，4 b共2個。在其間存在 有離間部1 1 a，1 1 b。此電極4 a，4 b於內側管2 之中，在橫跨其軸方向之全長以螺旋狀彈簧1 0被壓往內 側管2 〇 如此之把2個的半園型電極4 a，4 b插於內側管2 之中，即使內側管2之內徑稍有些不均，可以調整半圓型 電極4 a之高度Η，或調整半圚型構件4 a，4 b之曲率 之簡單的方法，使得電極4和內側管2之密著性良好。因 此，往放電空間之電力的供給可以有效率地進行，而且， 電極之組裝變得容易。 . 此半園型電極，例如，以厚.度0. 5mm之鋁構成， 離間部 1 la 爲 0. 4mm，1 lb 爲 1.1mm。 螺旋狀彈簧10爲，例如，將0. 5mm之不銹鋼線 以節距1 3mm做成線圈狀者之故，其之一端介經壓著連 接構件2 3，和高電壓導線2 1連接。又，於內側管2之 高電壓導線2 1側中，設置有向著內側管之中心之突起部 2 4。在外側竄極5設置有低電壓導線2 2，必要時接地 Ο 由於將此螺旋狀彈簧10横跨內側《極4之全長而設 置之故，即使長時間點燈時，也可以保持內側《極4和外~ 側管2之密著性。又，內側m極.4在內側管2之中之故， 黏燈中，例如，變成3 0 0 eC程度之高溫，其結果，由於 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐）-_ -'n^— In I —i ί 1— — -- In I- - In s 二-(锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印製 本紙張又度適用中國國家橾準（〇呢）人4規格（210><297公釐）_ A7 B7 五、發明説明（） 長時間點燈使得該內側電極變形，有從內側管2而分離者 ，從防止此種現象之觀點，螵旋狀彈簧之意義很大。 又，嫘旋狀彈簧1 0之一端和高電壓導線2 1利用壓 著連接構件2 3以連接之故，和利用摩擦等連接之場合比 較，在機械，m氣之方面皆可堅固地被連接著。 再者，介經突起部2 4，即使作業者錯誤地拿著高電 壓導線2 1以運搬該燈時，內側電極4會勾到突起部2 4 ，可以防止內側電極4飛出外部。 於此實施例中，電源9對燈之施加電壓爲9 . 4 V， 燈之管壁.負載爲0. 2 5w/cm2,具有峰値波長爲 1 7 2 nm之由波長1 6 0 nm至波長18 0 nm之範圍 之眞空紫外光高效率的被放射著。 於圓4表示內側電極4之其他的實施例。內側電極4 ，例如，將鋁等之有柔軟性之一片金屬板彎曲成圓管狀而 構成，如圚所示者，其之一部分成爲重合之構造。 由於如此之極爲簡單的構造，可以使內側電極4密著 在內側管之內面，又，其製造也可以很容易進行之。 又，內側管2之內徑即使稍有不均，可以以調整內側 氰極4之重合部分12之宽度之極爲簡單的方法，以使得 內側Μ極4和內側管2之密著性成爲很好。 於此實施例中之內側電極4之厚度爲，例如， 0. 08mm，此厚度最好是在〇· 〇3mm至0. 1 - m m之範園。 道個厚度在〇· 〇3mm以上時，即使因爲奥氧而致 11 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T A 7 _____B7 五、發明説明（） 表面腐蝕時，還可以充分確保做爲放電用竃極之導電度， 厚度在0. 1mm以下時，重合部合12之宽度可以很容 易調整。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖5係表示關於本發明之電介質障壁放電燈之其他之 實施例，在放電容器1之側面，外側管3之一端，設置有 由合成石英玻璃所構成之光取出窗3 2，由此，可以成狀 地將光取出。於此，內側管2於端部1 6，1 7成爲密閉 之構造。 此密閉構造之內侧管2 ,係於將內側竜極4插於內側 管2之內澈後，將內側管2之內部眞空排氣，將氮氣氣體 以6 0 K p a導入，在端部3 4以氣密封住而製作之。往 內側電極4之電氣输入係介經將鉬線和設置在內側電極4 之一端之螺旋狀彈簧1 0連接，通過鉬箔3 3以及和其連 接之髙電壓導線21，和電源9連接而進行之。 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印装 內側電極4之構成，也可以如圖2所示之在一個之構 件上具有隙縫部之構成，又，也可以如圖3所示之以2個 之半圖型構件而構成，再者，也可以如圖4所示之其中一 部分重合之構造。又，於此實施例中，由激光分子所放出 之激光係由光取出窗3 2而放出。 如此構成之電介質陣壁放電燈時，內側電極4係配置 在密閉之空間內，介經在此空間內封以氨氣等之沒有活性 之氣髖，可以防止奥氧之發生。因此，可以防止內側電極-之腐食，可以獏得長壽命之《介質障壁放竃燈° 再者，由於在內側《極和內側管之間所生之間隙不會 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐> _ _ 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 ~^ -- 五、發明説明（） 有空氣跑入之故，不會使得此空氣中之氧氣吸收激光，以 降低激光之光强度。 又，使用鋁做爲內側《極之材料，由將其肉厚設定爲 0· 1mm至1. Omm之範圍所產生之優點很多。 第1:由電介質障壁放電所生之眞空紫外光，於鋁之 內側電極很有效率地反射之故，可以獲得高效率之光输出 Ο 第2:鋁很柔軟之故，於插入石英玻璃管之內側管之 中時，不會損傷到內側管。 第3 鋁之肉厚設定爲0. 1mm以上之故，本來， 機械强度雖爲較弱之物，可以很順利地插於內側管之中。 第4:鋁之肉厚設定爲1. 0mm以下之故，配合內 側管之大小，可以自由地使之變形。 又，內側電極最好以和內側管接觸之表面之對波長 1 7 2 nm之反射率在3 0%以下之金屬構件而構成者。 關於此發明之電介質障壁放電燈，使用氙氣做爲放電 用氣髏，此氙氣之激光爲具有中心爲1 7 2 nm，宽約 1 4 n m之眞空紫外光被放出。此眞空紫外光之一部分被 構成放電容器之石英玻璃吸收，在石英玻璃有造成缺陷之 顧慮。由於此眞空紫外光而致之歪曲之發生，眞空紫外光 之照射置愈多愈大，而且，石英玻璃之溫度愈髙愈大。又 ，內側管之溫度較外側管之溫度高之故，歪曲之發生變大-，內側管容易破壞。 於此，由於使用波長1 7 2 nm之光之反射率在3 0 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ . I. I I I H - n n . I —.1 n I n n ^ ..f V (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 Π 1 五、發明説明（1 %以下之金屬件，在內側電極反射而入射於內側管之眞 空紫外光之量可以成爲較少，也可以抑制歪曲之發生。 於此發明中，將竃介質障壁放電之氰力供給用導線和 蜾旋狀弾簧可以以溶接法，壓著固定法，螺絲固定等機械 的而且電氣的連接，此場合，以簡單之構成可以供給信賴 性高之電力。 於此發明中，也可以將電介質障壁放電之電力供給用 導線直接的和內側電極以溶接法、壓著固定法，螺絲固定 等機械的而且電氣的連接，此場合，以簡單之構成可以供 給信賴性.高之電力。 於此發明中，將電介質障壁放電之電力供給用導線由 內側管之一端接出，在內側管之導線接出側的端部，和放 髦空間爲反對側設匿有突起之故，即使作業者誤持著上述 導線以搬運該電介質障壁放電燈時，內側內極勾到突起， 可以防止內側電極飛到外部。 (圖面之簡單說明） (圖1 ) 關於本發明之電介質障壁放m燈之概略圖。 (HI 2 ) 關於本發明之亀介質障壁放電燈之內側電極之概略圚 〇 (圓3 ) 關於本發明之電介質陣壁放電燈之內側電極之概略圚 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ ~— ^m· J —^ϋ (n ^ϋ- 一 \ 3. 、T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 12 12 A7 B7 392195 五、發明説明（） 0 (圖4 ) 關於本發明之電介質障壁放電燈之內側電極之概略圆 Ο (圚5 ) 關於本發明之電介質障壁放電燈之概略圖。 (標號之說明） 1 .放電容器 2 .內側管 3 .外側管 4 .內側 電極 5 _.綱狀電極 6.吸氣劑 7.吸氣劑收藏室 8.放電空間 9.電源 10.螺旋彈簧 11.隙縫 1 2 .重合部分 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 15

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 392195 髮打衫4日修正/更正/補充 D8六‘、申請專利範圍 第84109951號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 8年3月修正 1 . 一種電介質障壁放電燈外側管和內側管同軸的配 置而成爲略圓筒狀之二重管構造，在此外側管之外側表面 設置有外側電極，內側管之內側內面設置有內側電極，在 這些外側管和內側管之間之放電空間中填充以介經電介質 障壁放電以形成激光分子之電用氣體之電介質障壁放電燈 ，其特徵爲：上述內側電極係橫跨其之軸方向之全長，具 有缺口之略圓管狀構件者。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電介質障壁放電燈 ，其中之上述內側電極，其缺口在圖周方向爲3. 0mm 以下者。 3. 如申請專利範圍第1項所載之電介質障壁放電燈 ’其中之上述內側電極係以2個之半圓型構件所構成，在 其間具有離間部者。 4. 如申請專利範圍第1項所載之電介質障壁放電燈 ’其中之上述內側電極係以鋁所構成，肉厚在〇· 1mm 至1. 0mm之範圍者。 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 392195 髮打衫4日修正/更正/補充 D8六‘、申請專利範圍 第84109951號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 8年3月修正 1 . 一種電介質障壁放電燈外側管和內側管同軸的配 置而成爲略圓筒狀之二重管構造，在此外側管之外側表面 設置有外側電極，內側管之內側內面設置有內側電極，在 這些外側管和內側管之間之放電空間中填充以介經電介質 障壁放電以形成激光分子之電用氣體之電介質障壁放電燈 ，其特徵爲：上述內側電極係橫跨其之軸方向之全長，具 有缺口之略圓管狀構件者。 2. 如申請專利範圍第1項所述之電介質障壁放電燈 ，其中之上述內側電極，其缺口在圖周方向爲3. 0mm 以下者。 3. 如申請專利範圍第1項所載之電介質障壁放電燈 ’其中之上述內側電極係以2個之半圓型構件所構成，在 其間具有離間部者。 4. 如申請專利範圍第1項所載之電介質障壁放電燈 ’其中之上述內側電極係以鋁所構成，肉厚在〇· 1mm 至1. 0mm之範圍者。 (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐1