TW580722B - Low-pressure gas discharge lamp - Google Patents

Description

580722 A7 B7 五、發明説明（ 發明背景 本發明係關於一種低壓氣體放電燈，其包含一放電容器 及至少兩彼此分離之電容性耦接架構，該放電容器具有一 最好專於或小於5爱米之小直控，而每一個搞接架構皆由至 少一由介電材料所構成的柱狀管予以形成，該柱狀管之外 表面為金屬化。已知之氣體放電燈係由一具有填充氣體之 谷器所組成，其中氣體放電係發生於填充氣體中，該容器 通常具有兩固定密封於放電容器中之金屬電極。一第一電 極供應放電所用之電子，且該等電子係經由第二電極予以 再次移至外部電流電路。電子之供應通常藉由輝光放射（熱 電極）而發生，但該電子供應可經由強烈電場中之放射或直 接經由離子衝擊（離子感應式二次放射）（冷電極）而交替產 生。 在電感性運作模式中，電荷載子係於氣體容積中藉由一 同頻電磁AC場（在低壓氣體放電燈的情況下一般高於i MHz)予以直接產生。電子於放電容器内沿著封閉執道移 動，且在此運作模式中沒有傳統之電極。電性耦接架構在 電谷〖生運作模式中係作為電極。這些電容性電極通常由絕 緣體（電介質）予以構成，該等電容性電極之—端接觸供氣 體放電且另-端係連接至具導電性之外部電流電路（例如藉 =金屬接觸作連接）。一 AC電場係在將一 AC電壓供應至電 令性電極時予以形成，且電荷載子沿著相關線性電場移動 在高賴圍（f > 1G顧2)中，電容性燈類似電感性燈，因 為電荷載子亦在電容性燈中遍及整個氣體容積而產生。介 -4 - 580722 A7 B7 五、發明説明（ 電電極之表面特性在此不具有重要性（所謂的α放電模 式）。在低頻時，電容性燈改變其運作模式，以及對放電具 有重要性之電子必須於介電電極之表面予以初始放射且必 須於所§胃的陰極接地區（cathode drop region)中予以大量 增加以維持放電。因此，介電材料的放射行為是燈功能的 決定因素（所謂的γ放電模式）。 在一些應用中，可用之螢光燈具有小直徑（最好等於或小 於5釐米）且每單位燈長度之光量（每公分之流明）儘可能地 大是有益處的。另外，大部分應用領域需要燈之高切換穩 定度。這在例如液晶顯示器之背景照明情況尤其真實。熱 陰極燈未滿足上述條件，一方面為其構造，另一方面是因 為此類燈之小直徑導致放電容器之内表面增強變黑性，從 而縮短燈壽命。 直到最近，具有小燈直徑（5釐米或更小）之螢光燈類型已 發現僅可能呈運作頻率高於1 MHz之電容性氣體放電燈或 冷陰極燈。冷陰極燈可運作於低頻（30至50 Hz)且因而僅呈 現小電磁輻射。然而，此種燈型之放電電流係強烈受限（至 大約1 0毫安培之最大值）。這一方面係在較高放電電流的情 況下由加強之電極材料濺鍍所造成。另一方面，需要電流 限制用以使電極免於局部受熱強到發生熱放射，熱放射亦 導致強烈加強之陰極濺鍍。經由分解而移除之電極材料將 使其本身沉積在放電容器内，該沉積致使燈快速變黑。 在運作頻率f大於1 MHz之電容性放電燈中，高運作頻率 加上燈内之高電流密度（強電流，小燈直徑）導致強烈電磁 輻射。為了限制此電磁輻射必須採行大規模量測（large_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 580722 A7 B7 五、發明説明（3 scale measure)。由於電源係電容性耦接，運作頻率係藉 由耦接表面之電容依向下方向予以限制（至大約！ MHz)。 EP-A-1 043 757說明一種具有電容性耦接架構之氣體放 電燈。此處之目的在於以電容性耦接架構自公共管線供應 氣體放電燈予私人家庭使用而不需用到具有啟動電子 (starter electronics)之電路。依據此公開文件，這可經由 適當選擇介電質飽和極性及有效介電質表面區予以達成。 此公開文件與直徑最好等於或小於5釐米且附加高發光輸出 之氣體放電燈無關。 研究表示，關於介電質，介電質厚度與介電常數及頻率 乘積之間的特定比率對於取得具高發光輸出和小直徑（最好 小於5釐米）之低壓氣體放電燈而言可具有重要性。氣體放 電燈可適當地由一具常見之填充氣體之透明放電容器所組 成並可用AC供應源之頻率f予以運作。放電容器之材料及 填充氣體可予以選擇以符合所產生之輻射之期望光譜。尤 甚者，放電容器可具有一螢光層，致使燈在一特定頻率範 圍（例如紫外線範圍）内放射輻射。至少呈現兩交互分離之 電容性搞接架構。介電質可由-或許多層予以組成。燈係 適用於放電電流大於丨〇毫安培時之運作，在此情況下，將 僅發生少量之電磁輻射。此種氣體放電燈之應用領域是廣 闊的。一重要應用為例如用作液晶顯示器之背景照明。 發明概沭 士發明係關於後面-種氣體放電燈型式。然而，為了達 成實際可應H必須解決進一步電性、機械性、及熱問

裝 η

線

580722 A7 B7 五、發明説明（5 ) 彈性封閉式夾件可由例如銅、黃銅、或彈菁鋼予以製 成。具有狹縫之夾鉗片最好由銅或黃銅予以構成，導電體 可輕易地緊固該夾鉗片。 根據本發明之低壓氣體放電燈係高度可適用予以容納於 形成一反射器之外罩内。該燈係藉著高度可適用作液晶顯 示器之背景照明。 適宜地，反射器可接著予以作成延長型鋁通道，燈之末 端包含耦接架構且封閉式夾件係含裝於反射器末端内側具 導熱性但電性絕緣之人造樹脂中。 效果特佳的熱移除係使用由5〇%三水化鋁所填充之聚氨 酯所組成的人造樹脂而獲得。 圖示簡單説明 本發明現在將在底下引用一僅依實施例所呈現之具體實 施例予以更加詳細地敘述。在圖式中： 圖1表示一具有電容性耦接架構之低壓氣體放電燈， 圖2表示一圖丨之燈之末端部分，其電性連接係呈夾鉗封 閉式夾件之形式， 圖3表示夾鉗封閉式夾件置於一反射器中之氣體放電燈， 以及 圖4表示燈在含裝於反射器内側人造樹脂中之末端部分。 發明詳細説明 圖1描綠一電容性氣體放電燈（藉由實施例，本發明未侷 限於該實施例），該電容性氣體放電燈已具有根據本發明之 量測。一玻璃管1作為放電容器且具有一磷光體層，致使該 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 五、發明説明（6 燈可於紫外線範圍内放射輕射。玻璃fl具有3爱米之内 仫、米之外控、4〇釐米之長度，且可予以填充5〇毫巴 之氬氣及5毫克之汞。一電容性搞接架構係由一介電質材料 (一種陶質氧化物，舉例WBaTi〇3、SrTi〇3、或pbZr〇3) 柱狀管2予以形成於其中_端。介電f柱體2具有恰低於3爱 :之外徑、0_5爱求之側壁厚度、以及14爱米之長度。介電 質柱體2之一端係藉由一玻璃熔解處理予以連接至玻璃管 1，且其#另一端係以一玻璃密封墊3以緊密真空方式予以封 閉 ¥電層，例如銀糊狀物，係置於介電質柱體上，且 -接點係連接至該導電層。燈係藉由該接點連接至一外部 電机ί、應器。4外部冑流供應器在此具體實施例中可由一 燈，動$電料以構成，該燈職ϋ電路於4G kHz時供應 30,安培之電流並供應約35() v之平均電壓。該燈接著在 固定運作期間產生大約6〇〇流明之光通量。該驅動器單元進 -步包含-用於點亮燈之元件。一固定之氣體放電係在點 亮之後形成。 ::於圖1之氣體放電燈係具有電性連接構件。最好亦應 將’主心力放在熱移除。燈之’經濟可實行性之必要條件在於 電性連接及熱移除應該適用於量產。 β表示氣體放電燈之末端部分，其具有最好予以使用 之連接構件。本發明之重點在於繞著圍繞柱狀管2之金屬化 而置之5早性夾鉗元件係用於電性連接。該彈性元件具有各 種結構，例如螺旋狀彈簧結構。在圖2所示之較佳具體實施 例中，彈性元件係作成_封閉式夹件4，該封閉式炎件㈣ -9- 本紙張尺度咖中^i^TcNS)

Claims (1)

1. 580722 丨 號專利申請案 S

   A8 B8 專利範圍替換本(92年l21¾ 1. 一種低壓氣體放電燈，其包含一放電容器及至少兩個空 間上彼此分離之電容性耦接架構，該放電容器具有一最 好等於或小於5釐米之小直徑，而每一個耦接架構皆由 至少一外表面具有金屬化之介電質材料柱狀管所構成， 其特徵在於對於每一個耦接架構之導電性連接皆由内徑 比介電質材料柱狀管外徑還小之彈性夾鉗元件予以構 成，該彈性夾鉗元件由可予以輕易焊接及/或熔接之抗 溫性材料所組成且該彈性夾鉗元件利用夾鉗力量圍繞至 少介電質材料柱狀管金屬化之一部分，以形成大量接 點，而彈性夾鉗元件之一面離放電容器之末端部分係藉 由熔接或焊接予以緊固於一導電性導線。 2. 如申請專利範圍第1項之低壓氣體放電燈，其特徵在於 該彈性夾鉗元件係由一圍繞耦接架構之彈性封閉式夾件 所構成，該耦接架構具有依耦接架構縱向延伸之肋部， 封閉式夾片之兩端係由一具有一狹縫之夾钳片予以互相 連接，而該導電性導線係緊固於該夾钳片。 3. 如申請專利範圍第2項之低壓氣體放電燈，其特徵在於 該彈性封閉式夾件係由銅或黃銅所構成。 4. 如申請專利範圍第2項之低壓氣體放電燈，其特徵在於 該彈性封閉式夾件係由彈簧鋼所構成。 5. 如申請專利範圍第2至4項中任一項之低壓氣體放電燈， 其特徵在於該夾鉗片具有一由銅或黃銅所構成之狹縫。 6. 如申請專利範圍中第1、2、3或4項之低壓氣體放電 燈，其特徵在於該燈係容納於一形成一反射器之外罩 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 5 80722〜一-;

   派默 ..... 年月匕 *> * ·«. t 。-士.. ·-#.··. i 補免I 六、申請#ίί範園 内。 7. 如申請專利範圍第6項之低壓氣體放電燈，其特徵在於 該反射器係作成一延長型鋁通道，該燈含有耦接架構與 封閉式夾件之末端部分係包裝於反射器各別末端部分内 側一導熱性但電性絕緣之人造樹脂中。 8. 如申請專利範圍第7項之低壓氣體放電燈，其特徵在於 該人造樹脂由50%三水化鋁所填充之聚氨酯所組成。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)