TW498390B - Lamp utilizing fiber for enhanced starting field - Google Patents

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498390 附件一：第90109768號專利申請案中文說明書修正頁 民國91年6月修正 五、發明説明（i 發明領域_ 一般言之’本發明與放電燈有關。更明確地說，本發 明與用於放電燈之創新的啓動輔助有關。本發明也與製造 具有創新啓動輔助之放電燈的創新方法有關。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

相關技術 放電燈技術是吾人 的方法各有不同。在絕 的場，遠高於將燈帶至 很多專利描述用以 法。與本發明最相關的 及與其相關的日本專利 202644、以及 58-5960。 粗的（例如直徑〇·5到1 燈泡內用以增進啓動場 金屬絲存在很多問題。 電漿反應。粗的金屬絲 保護金屬絲不受電漿危 分被粗金屬絲阻擋，甚 信已揭示的所有結構都 題，它導致電漿扭曲， (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所熟知的習知技術，點燃電漿放電 大部分的放電燈中，點燃電漿所需 全輸出並保持穩定放電所需的場。 輔助放電燈啓動之不同的裝置與方 習知技術包括美國專利RE32,626 公告 57-55057、57- 1 52663、57-這些公告揭示一封在石英中相當 毫米）金屬絲，並配置在無電極的 。不過，在放電燈的外殼中使用粗 例如，很難保護金屬絲抵抗熱及與 不容易順應外殼的壁，因此，很難 害。此外，輸出的光中有相當的部 至可能投射出令人討厭的陰影。相 有很大能量耦合到啓動金屬絲的問 最後使金屬絲過熱。 發明槪述 本發明的目的是在放電燈的外殼內提供一增進自勺場 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 498390 A7 B7 五、發明説明（2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在啓動期間輔助塡充在外殼內之惰性氣體的分解。本發明 的優點是施加相同的場，塡充氣體能被分解的塡充壓力高 於不使用本發明者。換言之，在一既定的塡充壓力下，可 幅降低所需的功率位準。雖然發明人等不願受操作理論的 束縛，但一般相信，本發明具有提高燈效率、縮短啓動與 再觸發（re-stnke)的時間、延長燈泡壽命、以及降低對RF電 源的應力。其它潛在優點還包括不需要外部的點燃熱裝置 即可使燈泡點燃、使用非本發明不易點燃的塡充物以增進 光輸出及/或光譜、使用熱傳導性低（原子序較高）的氣體以 降低外殻壁的溫度、使用一直處在氣體狀態的塡充物質（例 如S〇2氣體）以提供”立即亮"。其它的優點相信還包括不需 要使用放射性的啓動輔助（例如Kn5)即可點燃惰性氣體。當 然，使用本發明之原理的放電燈並不必然提供上述所有優 點，視特定的結構與用途而定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的一態樣是燈泡中包括一可透光的外殼，在可 透光的外殼上配置至少一條導電或半導電的纖維，該至少 一條纖維是一適當的材料配置在適當的方向用以提供增進 的啓動場（例如在啓動期間有較高的電場強度）。例如，纖維 可以包括一種材質或結合多種材質，例如選用自碳（例如石 墨）、碳化矽（SiC)、鉬、鉑、鉅、及鎢，其厚度以1〇〇微米 或更薄較佳，甚至薄至次微米的厚度。也可以使用鋁，但 鋁不適合石英外殼，因鋁會與SiCh反應，致使石英外殼變 得不透明。例如’外殼內塡充惰性氣體，纖維能有效地增 進施加於氣體的場，以啓始氣體的分解。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） :5 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498390 A7 _ B7 五、發明説明（3 ) 可透光的外殼可以由任何適合的材料製成，例如石英 、複晶氧化鋁（PC A)及藍寶石。一般言之，低成本的應用較 偏好石英。 使用極細的纖維相對於較粗的金屬絲具有很多潛在的 優點，視應用而定。例如，纖維通常易彎曲且很容易順應 燈泡壁，因此，保持纖維遠離穩態的電漿放電。較佳的情 況是，纖維沿著它的整個長度與壁實質地相合（熱接觸）（經 由被覆或纖維與燈泡間的黏著劑）。不受操作理論的限制， 纖維可配置成在穩態操作期間的電阻較高，以使耦合到纖 維的能量不會產生大量的熱，且所產生的任何熱都很容易 消散，因爲纖維的熱消失於燈泡壁。不受操作理論的限制 ，纖維比粗金屬絲具有彈性，因此，對不同熱漲係數所導 致之熱應力的感受性較小。實際上，纖維無法以肉眼看見 ，因此，不會阻擋可察覺到的光輸出量，或投射出顯而易 見的陰影。 纖維配置在可透光之外殼的內表面較佳。纖維可選擇 性地以保護材料覆蓋以抑制燈之塡充物與纖維間的交互作 用。保護材料例如包括以溶膠-凝膠沈積二氧化矽被覆。保 護材料例如包括厚度小於2微米的二氧化矽被覆。 按照本發明的另一態樣，纖維包括碳化矽細絲。 按照本發明的另一態樣，纖維包括被覆鉑的碳化矽纖 維。 按照本發明的另一態樣，纖維包括複數條間隔緊密且 平行排列的纖維。或者纖維包括複數條任意分布的纖維。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 7〇1 ' " ~ 裝-----:---訂----^--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 498390 A7 B7 五、發明説明（4 ) 例如，每一條纖維的長度大約3毫米或更短。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 按照本發明的另一態樣，放電裝置包括一可透光的容 器，其內配置有能放射光的塡充物；一耦合結構適合將能 量耦合給容器內的塡充物；一高頻源連接到耦合結構；至 少一條纖維配置在容器的壁上，其中每一條纖維的厚度小 於100微米，纖維是由導電材料、半導電材料或結合導電 與半導電材料製成。纖維具有足夠的撓性可很容易地順應 容器壁。例如，塡充物包括惰性氣體，纖維可有效地增進 施加於氣體的場以起始氣體的分解。例如，塡充物包括壓 力高於300托的惰性氣體，在啓動期間施加於燈泡的場小 於4χ 1 〇5V/m，所施加的場能有效地使惰性氣體分解。 在某些例中，高頻源包括磁控管，以及，耦合結構包 括連接於微波腔的波導。在啓動期間，至少一條纖維對準 電場較佳。裝置可以是燈，容器可以包括一密封的無電極 燈泡。例如，無電極燈泡包括一直線形燈泡，纖維包括集 中於直線形燈泡兩端的複數條纖維。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 按照本發明的另一態樣，製造一放電燈泡的方法包括 提供一可透光的外殼；以及將纖維固定在外殼的壁上。例 如’固定纖維的方法包括以光學製版法將在壁上固定纖維 。或者，包括在外殼的內側沈積纖維，以及以溶膠-凝膠溶 液將纖維黏著到外殼的壁上。該方法還包括以保護材料覆 蓋纖維。例如，保護材料包括二氧化矽，覆蓋包括以溶膠_ 凝膠溶液被覆纖維。 本文所描述之發明的前述及其它目的、態樣、優點及/ 本紙張尺度適财酬家標準（CNS ) A4規格（21GX297公釐） 498390 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ___ _B7五、發明説明（冷 或特徵可分別或組合地達成。不應將發明解釋成需要兩或 多種這些特徵，除非明確地列舉於某特定的申請專利範圍 內。 圖式簡單說明 從以下對較佳實施例更特定的描述並配合附圖的說明 ，將可明瞭本發明的前述及其它目的、特徵與優點，各圖 中相同的部分以相同的參考符號指示。圖示並非按比例繪 製，重點是在說明本發明的原理。 圖1是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第一例 的橫剖面槪圖。 圖2是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第二例 的橫剖面槪圖。 圖3是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第三例 的橫剖面槪圖。 圖4是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第四例 的橫剖面槪圖。 圖5是使用本發明創新之啓動輔助之微波放電燈泡的 槪圖。 圖6是使用本發明創新之啓動輔助之電感耦合放電燈 的槪圖。 圖7是使用本發明創新之啓動輔助之電容耦合放電燈 的槪圖。 圖8是使用本發明創新之啓動輔助之行波放電燈的槪 (請先閲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） -8 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498390 A7 B7 五、發明説明（台 圖。 圖9的槪圖表示在石英基體內側之纖維的等位線。 圖10的槪圖表示在石英基體外側之纖維的等位線。 圖11是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第五 例的橫剖面槪圖。 圖12是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第六 例的橫剖面槪圖。 圖13是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第七 例的橫剖面槪圖。 圖14是包括按照本發明之啓動輔助之放電燈泡第八 例的橫剖面槪圖。 圖15是使用本發明創新之啓動輔助之微波放電燈的 槪圖。 圖16是使用本發明創新之啓動輔助且包括內部電極 之放電燈泡的橫剖面槪圖。 圖17是部分立體圖，槪略顯示使用本發明之原理的 裝置。 圖1 8是圖1 7之結構的部分頂視圖。 圖19是電場強度對壓力的曲線圖，顯示有及沒有本 發明之纖維點燃裝置分解氙氣所需的電場強度。 圖20是電場強度對壓力的曲線圖，顯示有及沒有本 發明之纖維點燃裝置分解氪氣所需的電場強度。 圖21是電場強度對壓力的曲線圖，顯示有及沒有本 發明之纖維點燃裝置分解氬氣所需的電場強度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ q _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498390 A7 B7 五、發明説明（7 ) 元件表 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 放電燈泡 13 外殼 15 纖維 21 放電燈泡 23 外殼 25 纖維 27 保護材料 31 放電燈泡 33 外殻 35 纖維 41 放電燈泡 43 外殼 45 纖維 47 保護材料 51 微波放電燈 53 無電極燈泡 55 纖維 57 圓柱形網狀物 58 磁控管 59 波導 61 電感耦合放電燈 63 無電極燈泡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 1〇 - 498390 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（8 ) 65 纖維 67 激勵線圈 69 高頻源 71 電容耦合放電燈 73 無電極燈泡 7 5 纖維 77 電容器 7 9 高頻源 81 行波放電燈 8 3 無電極燈泡 85 纖維 8 7 行波發射器 89 高頻源 93 石英基體 95 纖維 103石英基體 105纖維 11 1放電燈泡 1 1 3外殼 1 1 5纖維 1 2 1放電燈泡 123外殼 125纖維 1 3 1放電燈泡 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 —0 498390 A7 B7 五、發明説明（9 ) 1 3 3外殼 1 3 5 細絲 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 4 1直線形放電燈泡 143外殼 145纖維 147保護材料 1 5 1放電燈系統 1 5 3無電極燈泡 155纖維 157微波腔結構 1 5 8磁控管 159波導 1 6 1放電燈泡 163外殼 167 內電極 168內電極 169 交流電源 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 171裝置 173石英管 175纖維 177共振微波腔 179電場探針 181測量裝置 183調諧器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12 - 498390 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（1〇 ) 185石英基體 187石英桿 發明詳細說明 以下的描述是爲解釋而非限制，其中所提出的特定細 節，如特定結構、介面、技術等，是爲提供對本發明徹底 瞭解。不過，熟悉此方面技術之人士應瞭解，本說明書中 的優點，也可實施於與這些特定細節背離的其它實施例。 在某些例中，對習知裝置、電路、及方法的描述都予省略 ，以免不必要的細節混淆了本發明的描述。 RF或微波供電的無電極燈泡已是吾人所熟知的技術， 啓動這種燈泡比啓動有電極的同類型燈泡困難，因爲它沒 有內部電極。當然，從燈泡的壽命及相容之塡充物的選擇 方面來看，內部電極有它們的缺點。 如本文所使用的燈泡”點燃π，意指燈泡外殼內是在持 續電氣放電的狀態。在達到點燃後，典型上放電將擴大且 消散掉之RF能量的量增加，直到維持穩定的放電。放電的 形狀及大小視燈泡的外殼以及電漿的激勵方式而定，π增長 "(Run up)意指從燈點燃到穩定放電產生全輸出光所需的時 間。從施加RF能量到燈點燃所需的時間在本文中稱爲”延 遲"時間。π再觸發n(Re-stnke)意指當RF能量從燈泡移開到 燈再度能被點燃所需的時間。在習用的放電燈中，典型的 再觸發時間從數十秒到數十分鐘。 典型上，在延遲時間期間以及在點燃後的整個增長時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐Ί :13 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498390 A7 _ ____B7_ 五、發明説明（11 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 間期間，RF源與燈的匹配不良，且有大量的RF功率被反 射回RF源。爲降低熱及/或電壓駐波比（VSWR)損壞電源的 潛力，吾人需要縮短延遲及增長時間，特別是需要頻率啓 動的放電燈系統。 典型上，惰性氣體是無電極燈習用的塡充成分之一。 惰性氣體被離子化並加熱燈外殼的壁，它依次使任何固態 的塡充物質蒸發以產生所要的光譜。以直徑大約30毫米之 圓形燈球由微波激勵的無電極燈泡而言，低壓（例如50托） 氬氣放電的增長時間典型上是10到40秒。典型上，氣體壓 力愈高愈不易點燃，但一旦點燃，增長的速度就較快。 典型上，在相同的塡充壓力下，原子序較高的惰性塡 充氣體（例如氙氣）比原子序較低的惰性氣體更難點燃。不過 ，一旦放電穩定，原子序較高的氣體能提供放電與燈泡間 較佳的熱隔離，藉以降低從電漿轉移到燈泡壁的熱，且提 高工作效率。熱轉移降低允許施加較高的功率密度，因爲 燈泡壁較冷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 UV及可見光的燈都可塡充一直處於氣體狀態的塡充物 。例如，高壓氙氣放電（例如大約1大氣壓或更高）可產生大 量的可見及UV光。準分子（excimer)燈包括高壓的氣氣與氯 氣的混合物。完全塡充氣體的另一例二氧化硫，它產生可 見光的放電。一旦點燃，這些類型的塡充物就產生足夠高 的初始光輸出，將其視爲”立即亮”的光源。此種立即亮的 光源適合很多可見光的應用，包括一般的照明、汽車的照 明、劇場的照明，以及許多需要UV處理的應用。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） Γ77Ι 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498390 A7 ___B7_ 五、發明説明（坞 足夠高的場可以瞬間再觸發熄滅的熱燈泡塡充物，因 此，不需要如一般等待數分鐘直到燈泡內的壓力降下。無 論如何，較高的場允許較快的再觸發。 現請參閱圖1，放電燈泡11包括可透光的外殼1 3，外 殼1 3具有配置在其內表面上的導電或半導電纖維15。纖 維1 5沿著纖維1 5的整個長度與燈泡壁實質地相合。換言 之，纖維15實質地沿著它的整個長度散熱至外殼13 (亦 即，與其熱接觸）。在應用中，外殻13較佳地定位成使纖 維1 5被對齊以耦合施加的電場。不受操作理論的限制，一 般相信，纖維1 5應具有足夠的導電性，以使施加的E場 可將足夠的電荷移到纖維15的兩端，以在啓動期間增強場 ，但導電性也不能高到對穩定狀態時的操作有明顯影響。 例如，在外徑35毫米的圓形外殼13中，纖維15可以 是直徑10微米長度20毫米的石墨纖維。一般言之，本文所 描述的纖維具有圓形的橫剖面（垂直於長方向的軸），且適用 於纖維厚度之尺寸爲直徑。不過，可使用具有任何有用形 狀的纖維。對於具有圓形以外的剖面之纖維而言，可應用 於纖維厚度之尺寸是垂直於纖維長度方向的軸之任何可能 剖面的最薄尺寸。從纖維與壁接合或具有較薄的輪廓以增 進場的角度而言，非圓形的剖面可能有益於某些特定用途。 現請參閱圖2，放電燈泡21包括可透光的外殼23， 及配置在外殼23內表面上的導電或半導電纖維25。燈泡 21還包括覆蓋住纖維25的保護材料27。 現請參閱圖3，放電燈泡3 1包括可透光的外殼3 3， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 15 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498390 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（1)3 及配置在外殼33外表面上的導電或半導電纖維35。纖維 3 5沿著纖維3 5的整個長度與燈泡壁實質地相合。 現請參閱圖4，放電燈泡4 1包括可透光的外殼43， 及配置在外殼43外表面上的導電或半導電纖維45。燈泡 41還包括覆蓋住纖維45的保護材料47。 現請參閱圖5，微波的放電燈5 1包括無電極燈泡5 3 ，導電或半導電纖維55配置在燈泡53的壁上。纖維55 以配置在燈泡53的內壁並以保護材料覆蓋較佳。燈泡53 配置在圓柱形網狀物57的內部，它定義微波腔。微波腔 被架構成將能量耦合到燈泡53內的塡充物。微波能量是 .由磁控管5 8提供，並經由波導59傳送到微波腔。如有需 要或想要，可將燈泡53架構成可旋轉。 現請參閱圖6，電感耦合的放電燈61包括無電極燈 泡63，導電或半導電纖維65配置在燈泡63的壁上。纖 維65配置在燈泡63的內壁並以保護材料覆蓋較佳。燈泡 63置於激勵線圏67的附近，以便將能量耦合到燈泡63 內的塡充物。高頻源69提供的微波、RF或其它高頻能量 經由激勵線圈67耦合到塡充物。如有需要或想要，可將 燈泡6 3架構成可旋轉。 現請參閱圖7,電容耦合的放電燈71包括無電極燈泡73 導電或半導電纖維75配置在燈泡73的壁上。纖維75配置 在燈泡73的內壁並以保護材料覆蓋較佳。燈泡’73置於電 容器77的兩外部電極之間，它將能量耦合到燈泡73內的塡 充物。高頻源79提供的微波、RF或其它高頻能量經由電 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -16- 498390 A7 B7 五、發明説明（14) 容器77耦合到塡充物。如有需要或想要，可將燈泡63架構 成可旋轉。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 現請參閱圖8，行波放電燈8 1包括無電極燈泡8 3，導 電或半導電纖維85配置在燈泡83的壁上。纖維85配置在 燈泡83的內壁並以保護材料覆蓋較佳。燈泡83的一端置於 行波發射器87之外部電極的附近，它將能量耦合到燈泡83 內的塡充物。高頻源89提供的微波、RF或其它高頻能量經 由發射器87耦合到塡充物。如有需要或想要，可將燈泡83 架構成可旋轉。 圖9的槪圖顯示石英基體93內壁上之纖維95的等位線 (虛線）。曲線是電腦模擬1 00微米的纖維配置在1毫米厚之 石英基體內部所產生的場。等位線間較窄的部分指示該區 域的場強度高。如圖9所示，在纖維95尖端附近的場被增 強，且高的場強度出現在燈泡內部。不過，石英外部的場 強度較低，不太可能導致燈泡外側的空氣分解。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖10的槪圖顯示石英基體103外壁上之纖維105的等 位線。曲線是電腦模擬100微米的纖維配置在1毫米厚之石 英基體外表面所產生的場。如圖1 0所示，場被集中在燈泡 的外部，在燈泡內的場只有很小的增進。對在啓動期間只 需要小增進場的放電燈而言，將纖維置於燈泡的外表面具 有數項優點。製造簡單，因爲纖維很容易牢固在燈泡外壁 上任何所要的位置。以介電物質被覆在纖維外較佳，可降 低空氣分解的可能，與內側表面相較，此被覆很容易施加 到燈泡的外表面。纖維與電漿放電間有良好的隔離，因此 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -17 - 498390 A 7 B7 五、發明説明（15) ，纖維具有較長的有用壽命。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 不過，對很難啓動的塡充物而言，較佳的做法是將纖 維貼在燈泡壁的內側，且在點燃前要將其定位在施加之電 場的方向。在圓形的燈中，纖維的長度大約等於燈泡外殻 的半徑，藉以延伸圍繞燈泡大約60度。纖維在燈泡內部， 場的增強是集中在燈泡的內部而非外側，這是習用外部點 燃裝置所採用的方法。 不受操作理論的限制，一般相信，由於纖維的電阻高 於穩態電漿的體電阻，因此，在穩態操作期間它不會耦合 明顯的能量。此降低了穩態操作期間在尖端增強的場，結 果，在穩態操作期間電漿的分布與纖維的過熱都可降低。 以中壓力的放電而言，在外殼壁與電漿放電間，存在 非離子化冷氣體的邊界層。邊界層的厚度在大約0.25到1 毫米間變化。因此，細纖維乃位在穩態電漿放電的外側。 邊界層也降低了傳送到纖維的熱。 多纖維 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現請參閱圖11，放電燈泡111包括可透光的外殼11 3 ，在外殼113的內表面上配置有複數條導電或半導電的纖 維11 5。圖示的外殼11 3是另一種結構。特別之處是，外殻 113是由兩個半球113a及113b構成，在接合處113c接合在 一起。兩件式的結構可更精確地在燈泡的內表面定位及/或 配置纖維。不過，外殼11 3也可以是單件式結構，或是以 其它習用的外殼製造技術製造。纖維11 5相互間緊密平行 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498390 A7 ____B7 _ 五、發明説明（16 ) 排列。在操作期間，燈泡以定位較佳，以使纖維與施加的 電場耦合。纖維1 1 5以保護材料覆蓋較佳，例如在石英上 沈積數層溶膠-凝膠。 現請參閱圖12，放電燈泡121包括可透光的外殻123 ，在外殼113的內表面上配置有複數條導電或半導電的纖 維125。纖維125沿著外殼123的內表面任意分布。纖維以 保護材料覆蓋較佳，例如在石英上沈積數層溶膠-凝膠。較 佳的結構是大約100到200條碳化矽纖維.，每一條的長度大 約在2到3毫米之間，直徑大約1 5微米。 如圖12所示，當任意分布時，某些纖維會重疊。在交 叉點，其中一條纖維與燈泡壁不會直接接觸。不過，該纖 維仍與燈泡壁熱接觸，實質上仍是沿著它的整個長度散熱 。此外，當被覆溶膠-凝膠沈積的保護覆蓋時，被覆會實質 地塡滿交叉點區域的間隙。 碳化矽細絲 現請參閱圖13，放電燈泡131包括可透光的外殼133 ，在外殼133的內表面上配置有導電或半導電細絲135的貼 片。細絲135以保護材料覆蓋較佳，例如在石英上沈積·數 層溶膠-凝膠。例如，一片碳化矽細絲的貼片中可能包含數 千條長度大約1毫米或更短的碳化矽纖維，每一條的直徑 小於1微米。雖然發明人等不希望受操作理論的束縛，但 一般相信，以碳化矽細絲獲致增進啓動之結果的工作原理 與本文所描述的其它纖維啓始裝置不同。 本紙張尺度適用}國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~^\Q . — rl·------裝^----：---訂----ΓΙ-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 498390 A7 ____B7 五、發明説明（17) 藍邀形燈泡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 現請參閱圖1 4，直線形放電燈1 4 1包括可透光的外殼 143，複數條導電或半導電纖維145配置在外殼141的內表 面上。纖維145沿著外殼143之長度方向的軸排列。如圖所 示，纖維145以保護材料147覆蓋，例如在石英上沈積數層 溶膠-凝膠。外殼143是圓柱形狀，中間部分向內收縮。或 者，直線形燈泡也包括筆直的燈管，中間段不向內收縮。 現請參閱圖1 5，放電燈系統1 5 1包括無電極直線形燈 泡153，複數條導電或半導電纖維155任意地散布在燈泡 153內，但集中在燈泡153的兩端附近。燈泡53配置在定義 共振微波腔之結構157的內部。一對磁控管158a及158b所 產生的微波能量經由包括波導159a及159b的耦合結構連接 到微波腔結構1 57，以提供給燈泡1 53內的塡充物。 具有內部電極的弧光燈 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現請參閱圖16，放電燈1 61包括可透光的外殼1 63 ’ 及配置在外殼163內表面上的纖維165。放電燈161還包括 內電極167及168，分別連接到交流（A/C)電源169。在啓動 期間，纖維1 65對準施加的場以與其耦合以增進啓動場。 纖維以保護材料覆蓋較佳，如在石英上沈積溶膠-凝膠。 雖然本發明主要是應用於無電極燈泡，因爲啓動這類 燈一般都需要較高的功率，但在某些應用中’具有內部電 極的弧光燈也可從本發明所提供之增進的啓動場受益。其 它的結構包括多纖維及碳化矽細絲。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 2〇 - 498390 A7 B7 五、發明説明（18) 溶膠-凝膠被覆處理 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在上述的較佳結構及以下所描述的每一個例中，溶膠_ 凝膠被覆處理是用來將纖維牢固於燈泡的內表面及/或保護 纖維以避免與電漿放電反應。溶膠-凝膠被覆處理是習知技 術。PCT公告WO 9 8/562 1 3描述被覆微波燈屏之各種溶膠_ 凝膠的配方與方法。PCT公告WO 00/30142描述被覆燈泡內 表面之各種溶膠-凝膠的配方與方法。一般言之，溶膠-凝膠 溶液是在有機溶劑蒸發並以高溫焙燒經過被覆的燈泡外殼 後能得到被覆的配方。在本申請案中，所需要的被覆是二 氧化矽（Si〇2) 〇 以下是按照本發明施加二氧化矽被覆的例示性處理。 使用二氧化矽的前質（例如TEOS)來準備溶膠-凝膠溶液。在 控制下將溶膠-凝膠溶液倒入預先形成的燈泡中接著倒出， 並留下厚度相當均勻的被覆。或者，溶膠-凝膠也可旋附到 預先形成之燈泡的內表面。接著乾燥與焙燒被覆。按此方 法施加數層' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可在加入溶膠*凝膠前先將纖維或多纖維塞入預先形成 的燈泡內，或者，可將纖維或多纖維預先加入溶膠-凝膠中 再倒入預先形成的燈泡中，使用溶膠-凝膠將纖維帶入燈泡 中，接著旋轉、搖動、或其它方式的攪動以將纖維配置在 燈泡的內表面上。接著乾燥與焙燒以將纖維固定。當以此 方法固定時，纖維與燈泡壁間可能有一層薄的被覆。不過 ，爲了熱消散的目的，在整個纖維長度之纖維與燈泡壁間 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） :21 - 498390 B7 五、發明説明（ite 都有良好的熱接觸。還可添加數層不含纖維的溶膠-凝膠 層，以確保纖維被充分地被覆。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 隨著高轉速，作用在一根長纖維上的離心力使纖維沿 著燈泡的赤道（相對於旋轉軸）配置。較低速的旋轉也迫使 纖維抵住燈泡壁，但方向較散亂。搖動或攪動燈泡則可使 纖維的分布更散亂。 石英之薄膜被覆的例示性溶膠-凝膠配方如下（其範圍 以莫爾比表示）： 範圍 TE0S EtOH H2O HCL 一般 1 1-4 0-5 0.1-0.3 無裂縫 1 1-3 0.5-1.5 0.1-0.3 較佳 1 3 1 0.15 其中：TEOS :四乙氧基矽烷-Si(0C2H5)4

Et〇H :酒精-C2H5〇H 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 大體上，一般相信所得到之二氧化矽層的厚度度大約 0.2微米。可施加數層，最後所得到的厚度仍小於1到2 微米。不受操作理論的限制，一般相信，被覆的較佳厚度 要厚到足以阻止電漿與纖維間反應，且要薄到足以有利於 所需要的場增強。視所施加的啓動場強度而定，溶膠-凝 膠施加的層數以2到4層較佳。 以鉑被覆碳化矽纖維 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX 297公釐） _ 22 - 498390 A7 __________ —____B7_ 五、發明説明（2〇) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 現請參閱圖17及18，圖中所顯示的裝置171可用來量 測分解氣體所需要的電場。一圓柱形的石英管1 73適合以 氣體加壓，且纖維175位於石英管173的內部，用以增強所 施加用以分解氣體的場。長方形的共振微波腔1 77內配置 一電場探針1 79，以量測被測區域內的場。探針1 79連接到 測量裝置181。腔177內配置一可調整的調諧器183。因此 ’微波功率的量與腔的Q値都可調整以設定所要的E場。 纖維175置於石英基體185(材質與燈泡壁相同）上，基體固 在石英桿187上，並插入石英管173內部。石英管173穿過 腔177，以使微波能量可以施加到石英管173內的氣體。纖 維175沿著場線對齊。探針179置於腔177內，以便量測探 針1 79所在位置的E場，對應於施加在石英管1 73所在位置 之加壓氣體的E場。在圖示的裝置中，例如，石英管1 73距 離腔177之一端1/4波長，探針179置於距離腔177之一端 3/4波長的位置。石英管173內之氣體的種類及壓力可改變 ，也可量測不同壓力與施加之場強度的分解延遲時間，以 描繪纖維175所提供之增強的特性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不受操作理論的限制，一般相信，使用碳化矽的纖維 可提供各種機械的優點，包括材質的強度，很容易順應彎 曲的表面（例如燈泡壁），且其材質對於靠在熾熱的石英燈泡 壁上較鈍性。碳化矽在室溫的電阻係數從數歐姆·厘米到 1 03歐姆·厘米，視碳化矽的等級而定。對延遲時間較長的解 釋之一是需要時間將碳化矽的溫度增加到電阻降低的溫度 。例如，在1000 °C時，碳化矽的電阻係數下降到比室溫低 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -23 - 498390 Α7 Β7 五、發明説明（21 ) 大約一個數量級或更低。在某一點，足夠的電流即可對纖 維的尖端充電，並產生高電場。因此，一般相信，增加纖 維在室溫的導電率即可縮短延遲時間。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在說明本發明之原理的一例中，直徑8微米長度大約3 毫米的碳化矽纖維以電子束蒸鍍法被覆0.2微米的鉑。被覆 的面積大約是纖維周圍的1 80度。也可使用其它方法在碳 化矽上結合鉛或將鉑透入碳化矽，以用來產生所要的導電 或半導電材料。大塊鉑金屬在室溫時的電阻係數爲10.6χ 1(Τ6歐姆·厘米，因此，它支配了纖維的電阻，它使纖維的 電阻係數大約降低了 1 0個數量級。一般相信，8微米直徑 3毫米長的碳化矽纖維在室溫時的電阻較高，然而，一般相 信，碳化矽纖維在被覆鉑後的電阻會大幅降低。雖然絕對 低的電阻並非必要，但碳化矽被覆鉑在室溫即具有夠低的 電阻以增進啓動性能，且提供短的延遲時間。在有纖維點 燃裝置的情況下，所量測到分解2,300托之氙氣（沒有氪85) 的場爲1.8x1 05伏/米，延遲時間少於0.4毫秒。如以下的詳 細討論，短的延遲時間對延長纖維的有用壽命很重要。熟 悉此方面技術之人士應瞭解，沒有本發明的輔助，在圖示 說明的裝置中嘗試分解2,300托的氙氣不切實際。不過，在 沒有纖維的情況，200托的氙氣可在4x1 05伏/米的場中分解 。因此，有了被覆鉑的碳化矽纖維’只需施加少於一半的 場即可使壓力高1 〇倍的氙氣點燃。 現請參閱圖19，圖中顯示有及沒有3毫米長之被覆鉑 的碳化矽纖維在各種壓力下使氙氣分解的比較數據。從圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -24 - ~ ' 498390 A7 ___ B7 五、發明説明（22 ) 中可明顯看出，有纖維可大幅增強氣體的分解。同樣的情 況也見於圖20及21 ’分別是氯氣及氣氣。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 纖維導電率的重要性或多或少視應用而定。例如，在 以微波激勵的無電極燈中，纖維在操作溫度下應該要有足 夠的電阻，以便與施加於穩態電漿的場去耦。按照本發明 的本態樣，可調整被覆及/或透入以按需要提供或多或少的 電阻。例如，減少被覆的量或厚度可增加電阻。對某特定 的應用而言，所謂適量的電阻是使啓動期間的場增強要高 ，但在穩態操作期間與場不能有明顯的耦合。 單纖維啓動輔助的實例 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下是用以說明的實例。一 3 5毫米的圓形燈球塡充以 26毫克的硫、600托的氙氣、以及少量的氪85(例如相當於 大約0.06微居禮）。長度20毫米直徑10微米的石墨纖維置 於燈泡的內表面，並使用上述的較佳配方被覆2層二氧化 矽。纖維置於燈泡內，在將燈泡置入LightDdve® 1000型微 波燈（馬里蘭Rockville的Fusion Lighting Inc.製造）的微波腔 內時，纖維與所施加的E場對齊。量測磁控管的電流，當 纖維對齊時，點燃燈的電流大約100毫安（微波功率大約250 瓦）。當纖維不對齊時，點燃燈所需的功率增加。 與沒有纖維點燃裝置的相同燈泡比較，當塡充50托的 氙氣及大約0.06微居禮的氪85時，需要275微安的磁控管 電流（微波功率大約850瓦）才能將燈點燃。因此，增加石墨 纖維可使啓動功率降低，同時氙氣的壓力可加大10倍。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 498390 A7 __B7 五、發明説明（23 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在結構相同的燈（600托的氙氣）中使用直徑15微米長度 20毫米的鉬纖維，且纖維對齊E場，所量測到的點燃電流 爲150毫安（微波功率大約450瓦）。在另一結構相同的燈 (600托的氙氣）中使用直徑25微米長度20毫米的鉑纖維， 且纖維對齊E場，所量測到的點燃電流爲250毫安（微波功 率大約750瓦）。在很多應用中，鉬是一良好的纖維材料， 因爲它是饋入密封之燈所選用的材料。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以下是另一用以說明的例。一 35毫米的圓形燈球塡充 以23毫克的硫及100托的S〇2。長度20毫米直徑10微米的 石墨纖維置於燈泡的內表面，並使用上述的較佳配方被覆2 層二氧化矽。纖維置於燈泡內，在將燈泡置入 LightDrive®1000 型微波燈（馬里蘭 Rockville 的 Fusion Lighting Inc.製造）的微波腔內時，纖維與所施加的E場對齊 。當纖維對齊時，量測點燃燈的電流大約350毫安（微波功 率大約110瓦）。在結構相同的燈中只塡充600托的S〇2，量 測點燃燈的電流大約800毫安（估計微波功率大約2500瓦） 。視燈的操作溫度而定，在某些應用中石墨不是較佳的選 擇，因爲它在高溫中會與S〇2反應。 以下是另一用以說明的例。一 35毫米的圓形燈球塡充 以300托的S〇2。直徑14微米長度20毫米的碳化矽纖維置 於燈泡的內表面，並使用上述的較佳配方被覆2層二氧化 矽。纖維置於燈泡內，在將燈泡置入LightDrive® 1000型微 波燈（馬里蘭Rockville的Fusion Lighting Inc.製造）的微波腔 內時，纖維與所施加的E場對齊。當纖維對齊時，量測點 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） :26 - A7

498390 五、發明説明（24 ) 燃燈的電流大約是350毫安（微波功率大約u〇瓦）。在結構 相同的燈中塡充600托的S〇2，量測點燃燈的電流大約是 8 00毫安（微波功率大約2500瓦）。估計碳化矽使電場增強的 因數大約是20-30。 不受操作理論的限制，一般相信，在燈的熱再觸發期 間’由半導電材料（如碳化矽）製成的纖維，其所提供的優點 要超過導體的纖維。材料的電阻係數一般視材料的溫度而 定。絕大部分金屬的電阻係數隨溫度增加而增加，這會使 得熱再觸發期間纖維使場增強的性能降低。不過，碳化砂 的電阻係數隨的溫度升高而下降，此使得熱再觸發期間由 碳化矽所製成之纖維使場增強的性能獲得增進。 硫磺燈使用高壓（例如600托）氙氣做緩衝氣體以及單條 碳化矽纖維，在操作8000小時以上及有限的開/關循環之後 再點燃。碳化矽纖維沒有明顯可見的改變，顯示在一般的 燈操作條件下，纖維不會與塡充物或石英反應。 纖維長度對延遲時間的影響 在以下的例中，燈泡塡充600托的氙氣及小量的氪85 。在每一種情況中，都使用直徑14微米的單碳化矽纖維。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27 - — l·.------裝^----Γ——訂---------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498390 A7 B7 五、發明説明（25) 纖維長度 延遲 5毫米 292毫秒-314毫秒 20毫米 93毫秒-99毫秒 30毫米 53毫秒-74毫秒 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖然發明人等不希望受操作理論的限制，但一般相信 ’太長的延遲時間（例如>50毫秒）是使纖維之有用壽命縮短 的因素，特別是碳化矽纖維，因爲它的加熱速率較快。碳 化砂的加熱速率大約10-100 °c /毫秒，但相信在本申請案中 的速率要遠小於此，因爲熱都傳到燈泡壁上。如果纖維的 溫度到達800 °C以上，則可見到纖維發出白熱光。延長RF 加熱的時間會致使碳化矽纖維解體，最後（例如數百到一千 以循環）纖維無法再增強啓動場。爲延長纖維的壽命，因此 要縮短延遲時間，以避免纖維被過量的歐姆加熱導致損壞 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不受操作理論的限制，一般相信，延遲/增長時間期間 與穩態操作期間所需求的纖維特性有所不同。在延遲與增 長時間期間，纖維足夠的導電率將提高電場的增強，但有 明顯的能量耦合到纖維，最後會降低了纖維增強點燃的能 力。過長的延遲時間是使纖維劣化的重大因素。不過，採 用多纖維或其它適當的措施（例如少量的氬氣或氪85)，延 遲時間會縮短，也可得到數千次的啓動循環（某些例子超過 10，000次循環）。較高電阻的纖維也受歡迎，只要纖維能提 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 498390 A7 B7 五、發明説明（26) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 供足夠的場增強。在穩態操作期間，纖維的電阻比電漿高 ，將可使耦合到纖維的能量少。由於纖維的熱很容易消散 到燈泡壁，因此纖維不會過熱。 多纖維啓動輔肋的實例 外徑11毫米長度6吋的圓柱形燈泡，其中段向內收縮 將其分隔成兩個放電室。兩條直徑14微米長度25毫米的碳 化矽纖維置於燈泡的內壁，與燈泡的長軸方向平行，且分 別大致位在每一室的中央部位（例如圖9)。燈泡內塡充500 托的氙氣。纖維以兩層前述較佳配方的溶膠-凝膠被覆保護 〇 塡充物例如使用美國專利5686793中所描述的燈裝置激 勵。塡充物可在型號爲F3 00、HP-6及F5 00的燈系統中可 靠地點燃，這些燈系統可從馬里蘭州Gaithersburg的Fusion UV Systems 購得。 以下是另一例。外徑1 8毫米長度1 0吋的圓柱形燈泡。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4條直徑14微米長度25毫米的碳化矽纖維置·於燈泡的內壁 ，例如與燈泡的長軸方向平行。燈泡內塡充1 530托的氙氣 與氯氣。纖維以兩層保護的二氧化矽被覆覆蓋，使用前述 較佳配方的溶膠-凝膠。塡充物可在型號爲F450及F600的 燈系統中可靠地點燃，這些燈系統可從馬里蘭州 Gaithersburg的Fusion UV Systems購得。第一種結構相同的 例中使用4條石墨纖維，每一條的直徑10微米長度25毫米 。另一種結構相同的例中使用4條鉑纖維，每一條的直徑 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 498390

五、發明説明（27) 25微米長度25毫米。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氯可能擴散通過溶膠-凝膠膜的覆蓋與碳化矽、石墨、 鉬、及鎢反應。還相信，在膜-纖維-石英之三-接合處的角 落可能會出現微裂痕。因此，薄膜被覆可能不足以保護纖 維抵抗高活性之氯電漿多次的啓動循環。以溶膠-凝膠膜覆 蓋的鈾沒有可見到的反應，但在數次點燃之後，長的延遲 時間使被覆與鉑劣化。其它的被覆材料（例如氧化鋁）對含氯 的塡充物可能較佳。 使用多纖維之直線圓柱形燈泡及各種氙氣壓力的其它 實例如下： 燈 泡 型 式（內徑X 外 徑 ) 氣氣 壓力 纖維量 13 毫 米 χ15 毫 米 內 縮 燈 管 1700 托 4.8 毫 克 15 毫 米 χ18 毫 米 筆 直 燈 管 1530 托 4.8 毫 克 15 毫 米 χ18 毫 米 筆 直 燈 管 1700 托 4.8 毫 克 15 毫 米 χ18 毫 米 筆 直 燈 管 2000 托 4.8 毫 克 13 毫 米 χ 15 毫 米 內 縮 燈 管 1700 托 2.4 毫 克 13 毫 米 χ15 毫 米 內 縮 燈 管 1700 托 1.2 毫 克 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在以上的每一例中，各個纖維都是直徑1 4微米長度25 毫米的H i - N i c a 1 ο η碳化砂纖維。多纖維的總纖維量以毫克 表示，配置在燈管的內部，且集中在直線形燈泡的兩端， 在兩端的纖維是半隨意分布（例見圖15)。操作期間，燈泡 的兩端置於強場區內。纖維以兩層溶膠-凝膠沈積的二氧化 -30- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 498390 A7 __B7 五、發明説明（28 ) 矽被覆。以上每一例都能可靠地點燃塡充物。當纖維量減 少到大約0.4毫克或更少時，仍可點燃但不可靠。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 多纖維對延遲時間的效果 在以下的例中，燈泡塡充600托的氙氣及少量的氪85 。所有的纖維都是直徑14微米的碳化矽。 纖維長度 纖維數量 延遲 3毫米 100-200 29毫秒-80毫秒 如前所述，過長的延遲時間（>50毫秒）可能是縮短纖維 有效壽命的因素，特別是碳化矽，因爲它的加熱速率較高 。使用很多的短纖維，相信多位置激勵可縮短延遲時間’ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因爲有較大的體積突然經歷雪崩分解。使用多纖維可大幅 縮短延遲時間，且由於啓動循環次數的增加因而增進燈泡 的有效壽命。例如，使用多條短碳化矽纖維的硫-氙氣燈泡 ，其循環的次數增加到超過數千次，是使用單條長碳化矽 纖維的3-4倍。 此外，一般相信，多條短之被覆鉑的碳化矽纖維比無 被覆的碳化矽纖維更能縮短延遲時間。使用3毫米長8微米 直徑的纖維鍍以0.2微米的鉑，能使29毫秒的延遲時間更 短，甚至還能點燃壓力超過2000托的氙氣。纖維可置於燈 泡內壁任意的方向，但在點燃期間以在高強度的場中較佳 。例如，可在一平方厘米的面積內放置數十或數百條纖維 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 498390 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ________ B7 _五、發明説明（29 ) 。還可使用上述溶膠-凝膠配方沈積一或多層的二氧化矽以 保護纖維。 使用碳化矽細絲之燈的實例 以下是說明的實例。35毫米的圓形燈球塡充以26毫克 的硫及600托的氙氣，以及少量的氨85。碳化矽細絲直徑 範圍在0.4微米到0.7微米之間，長度範圍在〇.〇5到2毫米 之間，在燈泡內表面上成束配置且是任意分布。使用上述 較佳的配方在碳化矽細絲上被覆一層二氧化矽。將燈泡置 入 LightDrive® 1000 型微波燈（馬里蘭 Rockville 的 Fusion Lighting Inc.製造）的微波腔內。由於有碳化矽細絲，所量測 到點燃燈的電流大約320毫安（微波功率大約1〇〇〇瓦）。 惰性氣體混合 爲進一步縮短啓動時間及降低加諸於纖維與RF電源的 應力，可在塡充物中加入少量低原子序的惰性氣體（例如氬 氣、氖氣或氮氣）。此種混合氣體的優點詳細描述於PCT公 告 W0 99/08865。 以下是說明的實例。35毫米的圓形燈球塡充以26毫克 的硫及600托的氙氣，以及少量的氪85與10托的氬氣。碳 化矽細絲的直徑範圍在〇·4微米到〇·7微米之間’長度範圍 在0.05到2毫米之間，在燈泡內表面上成束配置且是任意 分布。使用上述較佳的配方在碳化矽細絲上被覆一層二氧 化石夕。將燈泡置入L i g h t D r i v e ® 1 0 0 0型微波燈（馬里蘭 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) :32: ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '裝.· 、訂 .加 498390 A7 ______B7 五、發明説明（3〇)

Rockville的Fusion Lighting Inc.製造）的微波腔內。由於有 碳化矽細絲’所量測到點燃燈的電流大約320毫安（微波功 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 率大約1 000瓦）。延遲時間尙不到上述不含氬氣之例的一半 〇 以下是另一實例。35毫米的圓形燈球塡充以26毫克的 硫及600托的氙氣，以及少量的氪85。使用一條直徑14微 米長度25毫米的碳化矽纖維配置在燈泡內壁上，並覆以溶 膠-凝膠所沈積的2層二氧化矽。其延遲時間大約1 〇〇毫秒 。在添加了 1 0托的氬氣之後，延遲時間小於25毫秒。因此 ，添加少量的氬氣可大幅縮短延遲時間。 以上的實例只是用於說明並非限制。雖然以上的例子 都是以微波激勵描述，但其它耦合到無電極燈泡的激勵技 術與結構也都可從本發明的啓動輔助獲益。這些其它的耦 合結構例如包括電感耦合、電容耦合、及行波發射器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲便於製造，某特定的燈泡使用相同類型的纖維（例如 相同材質、相同直徑）做爲啓動輔助。不過，如某特定用途 需要或想要，可以結合上述的纖維物質及/或結構。例如， 任意分布之碳化矽細絲的貼片可以連同與電場對齊的長碳 化矽纖維一起使用。另一例是結合不同材質及/或直徑的纖 維。其它的組合也同樣可以使用。 在其它分解困難的電漿處理應用中也可以使用本發明 ，特別是不太適合使用內部電極的那些應用。 雖然是以較佳實施例描述本發明，但須瞭解，本發明 並不限於所揭示的實施例，反之，本發明意欲涵蓋各種修 本紙張尺度適用中國國家標準（〇灿）八4規格（210父297公釐） -33 - " ~ 498390 A7 B7 五、發明説明（31 ) 改與相等的配置，都包括在本發明的精神與範圍內。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 498390 A8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 s —種放電燈泡，包括可透光的外殼，以及至少一條 纖維配置在外殼的壁上，其中，每一條纖維的厚度小於1 〇〇 微米。 2.如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中配置在外 殼壁上的至少一條纖維是由導電材料製成。 3 ·如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中配置在外 殼壁上的至少一條纖維是由半導電材料製成。 4 ·如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中配置在外 殻壁上的至少一條纖維是結合導電及半導電材料製成。 5. 如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中的纖維具 有足夠的撓性，很容易順應外殼的壁。 6. 如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中配置在外 殼壁上之至少一條纖維的厚度小於25微米。 7 ·如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中配置在外 殼壁上之至少一條纖維的厚度小於1 0微米。 8.如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中配置在外 殼壁上之至少一條纖維的厚度小於1微米。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9·如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中每一個纖 維的橫剖面是圓形，且其中纖維的厚度對應於纖維的直徑 〇 10. 如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中的燈泡是 無電極燈泡。 11. 如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中的燈泡包 括內部電極。 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7Γ7 498390 A8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 2 ·如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中製造配置 在外殼壁上之至少一條纖維的材料是選用自碳、碳化矽、 銘、組、銷、鈾及鶴組成的群類。 1 3.如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中配置在外 殼壁上之至少一條纖維是由塗著鉑之碳化矽製成。 14·如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中的纖維包 括複數條緊密平行排列的纖維。 1 5 ·如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中的纖維包 括複數條任意分布的纖維。 1 6 ·如申請專利範圍第1 5項的放電燈泡，其中每一條纖 維的長度大約3毫米或更短。 17.如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中的纖維包 括碳化矽細絲片。 1 8.如申請專利範圍第1項的放電燈泡，其中的纖維是 配置在可透光之外殼的內表面，且其中的纖維以保護材料 覆蓋。 19. 如申請專利範圍第18項的放電燈泡’其中的保護材 料包括厚度小於2微米之二氧化矽塗層。 20. 如申請專利範圍第1項的放電燈泡’其中的外殻內 塡充惰性氣體，且其中的纖維能有效地增強施加於氣體的 場，以啓始氣體的分解。 2 1. —種放電裝置，包括： 可透光的容器，其內配置有能放射光的塡充物； 耦合結構，適合將能量耦合給容器內的塡充物·’ -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -36 - 498390 A8 B8 C8 ____D8 ____ 六、申請專利範圍 高頻源，連接到耦合結構；以及 至少一條纖維，配置在容器的壁上，其中，每一條纖 維的厚度小於1 00微米，其中的纖維是由導電材料、半導 電材料或導電與半導電材料之組合製成。 22·如申請專利軺圍第21項的放電裝置，其中的纖維 具有足夠的撓性，很容易順應容器的壁。 23. 如申請專利範圍第21項的放電裝置，其中的塡充 物包括惰性氣體，且其中的纖維能有效地增強施加於氣體 的場，以啓始氣體的分解。 24. 如申請專利範圍第21項的放電裝置，其中的塡充 物包括壓力大於300托的惰性氣體，在啓動期間施加於燈 泡的場小於4χ 1 05伏/米，且所施加的場能有效地致使惰 性氣體分解。 25. 如申請專利範圍第21項的放電裝置，其中的高頻 源包括磁控管，且其中的耦合結構包括連接到微波腔的波 導。 26. 如申請專利範圍第21項的放電裝置，其中，在啓. 動期間，至少一纖維與電場對齊。 27. 如申請專利範圍第21項的放電裝置，其中裝置包 括燈，且其中容器包括密封的無電極燈泡。， 28·如申請專利範圍第27項的放電裝置，其中無電極 燈泡包括直線形的燈泡，且其中纖維包括複數條纖維，集 中在直線形燈泡的個別端。 29.—種製造放電燈泡的方法，包括： 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -3 :7 - 498390 A8 B8 C8 D8 __ 六、申請專利範圍 提供一可透光的外殼；以及 將纖維緊固於外殼的壁。 30.如申請專利範圍第29項的方法，其中緊固纖維包 括以微影法在壁上製作纖維。 3 1.如申請專利範圍第29項的方法，其中緊固纖維包 括在外殻的內側沈積纖維，並以溶膠-凝膠溶液將纖維黏 著於外殼的壁上。 32·如申請專利範圍第29項的方法，還包括在纖維上 覆蓋保護材料。 3 3·如申請專利範圍第32項的方法，其中的保護材質 包括一氧化砂’且其中的覆盖包括以溶膠-凝膠溶液被覆 纖維。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）