TWI287820B - Dielectric barrier-discharge lamp with socket - Google Patents

Description

1287820 玖、發明說明： 技術領域 本發明涉及一種介電質阻障式放電燈。 “介電質阻障式放電燈”之槪念包含各種以介電質阻障式 氣体放電爲主之電磁輻射源。該輻射之光譜可包含可見光 之區域或UV(紫外線）/VUV(真空紫外線）-區域及IR(紅外 線）-區域。此外，亦可設有一種發光層使νυν-輻射轉換成 波長較長之輻射（例如，UVA-輻射或可見光）。 本發明中此種介電質阻障式放電燈之先決條件是至少一 所謂介電質阻障式電極。該介電質阻障式電極藉由介電質 而與放電管或放電氣体之內部相隔開。此種介電質（介電質 阻障）例如可以一覆蓋該電極所用之介電質層來構成，或藉 由燈本身之放電管來形成（此時該電極配置在該放電管之壁 之外側），該電極以下稱爲”外電極”。 本發明之介電質阻障式放電燈具有至少一種上述形式之 條形之外電極。此外，該燈包含一種二側已封閉之長形-或 管形之放電管，其包圍一種可離子化之塡料。 該可離子化之塡料通常由稀有氣体（例如，氣）或氣体混 合物所構成。在氣体放電（其較佳是藉由US 5 604 410中所 述之操作方法來操作）時會形成所謂受激準分子，其例如是 已受激發之Xe2*，其在返回至通常未鍵結之基（base)態時 會發出電磁輻射。在Xe2*之情況下該分子能帶輻射之最大 値大約是172nm 。 上述之燈因此在程序技術中適合用作UV/VUV-輻射器， 1287820 例如，可用在表面淨化，光學分解，臭氧產生，金屬化及 紫外線（UV)治療中。此處通常須直接在欠壓-程序氣体大氣 中或真空中操作該燈。因此須在適當之程序室中採取預防 措施以氣密地構成此種輻射器。 先前技術 由文件US 6060828中（特別是第5a圖至第5c圖）已知上 述之燈，其具有一般照明用之螺口 -螺栓式基座。此種燈在 放電管內部中具有螺旋形之電極。此外，4個條形之電極配 置在該放電管之外壁上。 φ EP-A 1 08 8 335揭示一種適用於紫外線輻射之介電質阻障 式放電燈（其具基座）。該基座具有一凸緣，其藉由澆注物質 而與該燈之壓腳相連且適用於欠壓之情況中。當然此種槪 念不太適用於高度真空中。此外，其它缺點是：需要較多 之澆注物質，若該澆注物質須塡入該壓腳和該基座套筒之 圓柱形內壁之間之整個空間中時。但若釋出空隙時，則在 欠壓之應用情況中亦可在壓腳末端和其後之密封件之間之 區域中形成一種欠壓。這樣會在電流引線之間形成各種寄 · 生性氣体放電之危險性。 發明內容 本發明之目的是提供一種已改良之介電質阻障式放電 燈。本發明之另一外觀是：該介電質阻障式放電燈可用在 欠壓之環境中。 上述目的以一種具有基座之介電質阻障式放電燈來達 成，其中該放電燈具有以下之組件：一種長形之二側已封 一 7- 1287820 閉之放電管，其壁圍繞一種可離子化之塡料；電極，其中 至少一個電極是內電極，即，配置在該放電管之內部中， 且至少一個電極是外電極’即，配置在該放電管之壁之外 側；一電流引線’其用於至少一內電極和一燈腳中，至少 一個內電極經由該燈腳而氣密地與該電流引線相連，其特 徵爲：該基座包含一種管’其設定在該放電管之燈腳側之 ' 末端上且圍繞該燈腳。 本發明特別有利之實施形式描述在申請專利範圍各附屬 項中。 # 本發明之基本原理是：在該介電質阻障式放電燈之放電 管之燈腳側之末端上設定一種管，其圍繞該燈腳。這樣可 在該外電極或內電極用之二條電流引線之間達成一種氣密 之隔離作用。以此種方式在欠壓時可使各電流引線之間不 會發生上述之寄生性放電現象。 爲了使該放電管和設置於其上之管有各種不同之直徑， 則適當之方式是設置一種適當之過渡區。在此種情況下該 管包含一種圓柱形之區段和一種錐形之區段，其中該錐形 φ 之區段使該放電管可與該圓柱形之區段相連。 爲了在程序室中氣密地構成本發明之燈，則適當之方式 是該管另具有一種密封用之元件。 在較佳之實施形式中，該密封用之元件由一小凸緣密封 件所構成，其經由該管而塞入。原則上商業上可作適當修 改之用於玻璃管之真空小凸緣密封件都可用作該密封件。 各外電極用之電流引線就像該外電極一樣可由近似導電軌 -8 - 1287820 之結構所構成。此種結構之厚度典型上只有數微米。這樣 可使外電極之配置在該管之外側上之電流引線氣密地貫穿 該真空小凸緣中通常用作密封件之〇-環。此外，在該管之 遠離該燈之末端上以適當之方式設置一種連接插頭，其例 如是一種BNC-HT之型式且與二條電流引線相連。其它細 節描述在本實施例中。 ‘ 另一方式是使一金屬真空凸緣藉由接合（Junction)玻璃而 與該管之自由端相連或一玻璃凸緣藉由直接熔合而與該管 之自由端相連。 φ 此外，該外電極用之電流引線未必以類似於導電軌之方 式而配置在該管之外側上。 由於各外電極較佳是處於接地電位，則使外電極直接（例 如藉由適當之接觸彈簧）與金屬性之程序室相連接時亦是有 利的。 如前所述，每種情況下若本發明之燈係藉助於該密封基 座而氣密地在一程序室中構成，則已設定之該管使內電極 之由氣壓所圍繞之電流引線可與該與外電極相連之電流引 φ 線之承受該程序大氣或真空之該部份相隔開。這樣在操作 時可有效地使處於不同電位之各電流引線之間不會發生上 述之寄生性放電現象。 實施方式 本發明以下將依據圖式中之實施例來描述。 該圖顯示本發明中具有基座之介電質阻障式放電燈1， 其例如是一種可用於表面淨化，光學分解，臭氧產生，金 -9- 1287820 屬化或紫外線（UV)治療中之UV/VUV-輻射器。此種輻射器 之電功率消耗大約是20W。 該放電燈1具有一由0.7 mm至1.5 mm厚之石英玻璃所 構成之圓柱形放電管2。該放電管2具有大約40mm之外直 徑和大約120mm、之長度。放電管2之內部在壓力大約2 OkPa 時以氙塡入。 該放電管2在第一末瑞處以圓頂形之方式封閉且在該圓 頂之中央具有一種泵尖瑞3。在面對該泵尖端3之燈腳之區 域中在該放電管2上熔接一石英管4。另一方式是該石英管 亦可藉由玻璃焊劑而接合。該石英管4具有一錐形之區段5 和一圓柱形之區段6。該錐形之區段5使管形之放電管2可 與圓柱形之區段6(其外直徑大約25mm)相連。在該石英管 4之遠離該燈之末端上配置一種BNC-HT型式之連接插頭 Ί。 在該放電管2之外側上施加6個外電極8a-8f(外電極8d-8f在第1圖中不可見），其形式是l2cm長，大約1至1.5 mm 寬之薄之鉑條且以等距之方式平行於該燈之縱軸而配置 著。各電極條8a-8f之末端分別利用一環形之鉑條9，10而 互相連接。其中一鉑條9(其施加在該放電管2和該石英管 4之間之連接區之直接相鄰之附近中）是與另一鉑條1 1相 連。該另一鉑條1 1在該石英管4之外側上延伸且終止於該 連接插頭7。該鉑條11是與該連接插頭7之第一極相連。 以此種方式該鉑條1 1可作爲各外電極8a-8f用之電流引線。 在該石英管4之圓柱形之區段6上配置一種已修改之型 -10- 1287820 式是ISO KF 40之基座-配件12(切面圖），其包含一真空-小 凸緣1 3和一以該小凸緣1 3來栓鎖之內套筒1 4。該內套筒 1 4經由一金屬環1 5而對著該小凸緣1 3之斜面1 7壓著一種 0-環16。這樣可使該0-環16針對該石英管4之外側而形 成密封作用。另一 0-環18在該內套筒14之無螺紋之末端 上放置在一內槽1 9中，這樣可在該基座-配件1 2中使該燈 1達成一種無應力之氣密式定位作用。該小凸緣1 3之密封 側上之環形槽20用來容納一種習知之定心環，其具有0-環 (未顯示）以便可安裝在一未顯示之程序室中。 在面對該泵尖端3之末端上該放電管3逐漸變細且轉換 成一種壓緊密封件2 1。該壓緊密封件2 1藉助於一由鉬所構 成之密封箔22可確保該內電極23與外部之電流引線24有 一種氣密之連接。此種電流引線24是與該連接插頭7之第 二極相連（未顯示）。 該內電極23是一以同心方式配置在放電管2內部之螺旋 式金屬層。該螺旋式電極23之面對該壓緊密封件21之未 端是固定在該泵尖端3中。該金屬線和該螺旋線之各別之 直徑是1mm或8mm。螺距高度（β卩，一種區段，在該區段 內該螺旋線完成一完整之旋轉）是12mm。 此燈操作時各電極之詳細之作用方式已描述在上述之US 6060823中，特別是描述在第5a至5c圖中。 圖式簡單說明 第1圖本發明具有基座之介電質阻障式放電燈之俯視 圖，其具有基座-配件（切面圖）。 - 1 1 - 1287820 牛要元件之符號說明= 1 放電燈 2 放電管 3 泵尖端 4 石英管 5 錐形之區段 6 圓柱形之區段 7 連接插頭 8a-8f 電極條 9，1 0，1 1 鉑條 12 基座-配件 13 真空小凸緣 14 內套筒 15 金屬環 16，18 0-環 17 斜面 19 內槽 20 環形槽 21 壓緊密封件 22 密封箔 23 螺旋式電極 24 電流引線

Claims (1)

12丨伽正本 k 第92 1 1 3 06 6號「具有基座之介電質阻障式放電燈」專利案 (2 0 0 6年1 0月修正） 1. 一種具有基座之介電質阻障式放電燈（1)，該放電燈（1)具 有以下之組件I 一種長形之二側已封閉之放電管（2)，其壁圍繞一種可離 子化之塡料；電極（8 a - 8 f，2 3 )，其中至少一個電極是內電 極（2 3 )，β卩，配置在該放電管（2 )之內部中，且至少一個 電極是外電極（8 a-8f)，即，配置在該放電管（2)之壁之外 側；一電流引線（24)，其用於至少一內電極（23)和一燈腳 (21)中，至少一個內電極（23)經由該燈腳而氣密地與該電 流引線（2 4)相連，其特徵爲：該基座包含一種管（4)，其 以氣密的方式配合在該放電管（2)之燈腳側之末端上且圍 繞該燈腳（21)。 2·如申請專利範圍第1項之具有基座之介電質阻障式放電 燈（1)，其中該管（4)另具有一種密封（12)用之元件。 3 ·如申請專利範圍第2項之具有基座之介電質阻障式放電 燈（1 )，其中該密封（1 2)用之元件圍繞一真空凸緣（1 3 )。 4 .如申請專利範圍第3項之具有基座之介電質阻障式放電 燈（1)，其中該真空凸緣（13)插在該管上。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之具有基座之介電 質阻障式放電燈（1 )，其中至少一外電極（8 a - 8 f)用之電流 引線（1 1)係配置在該管之外側上且經由該密封（12)用之元 件。 6 .如申請專利範圍第1至4項之具有基座之介電質阻障式 一卜 1287820 放謂;燈（1) ’其中一連接插頭（7)在該管（4)之遠離該燈之末 端上是與該內電極（2 3)用之至少一電流引線（24)相連。 7 ·如申gf專利範圍第6項之具有基座之介電質阻障式放電 ( 1 ) ’其中該連接插頭（7 )之型式是B n c - Η T。 8 .如申請專利範圍第5項之具有基座之介電質阻障式放電 燈（1 ) ’其中各外電極（8 a _ 8 f)及各外電極（8 a _ 8 f)用之電流 引線（η)是以類似導電軌之結構來形成。 9.如申請專利範圍第8項之具有基座之介電質阻障式放電 燈（1) ’其中該類似導電軌之結構包含多個條片（8a-8f， 1 1)’其在軸向中互相隔開而施加在該放電管（2)之外側。 1 〇 ·如申請專利範圍第3項之具有基座之介電質阻障式放電燈 (1 )’其中該真空凸緣（1 3 )由一與該管相同之材料所構成 且熔合在該管之自由端。 1 1 ·如申請專利範園第3項之具有基座之介電質阻障式放電燈 (1 )’其中該真空凸緣（1 3 )由金屬所構成且藉由接合玻璃而 熔合在該管之自由端。 1 2 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之具有基座之介電質 阻障式放電燈（1)，其中該內電極（2 3)屬螺旋形且在軸向中 相對於該放電管（2 )而被定向。 1 3 ·如申請專利範圍第]至4項中任一項之具有基座之介電質 阻障式放電燈（1)，其中該管（4)具有一種圓柱形之區段（6) 和一種錐形之區段（5)且該錐形之區段（5)使該放電管（2)與 該圓柱形之區段（6 )相連。