[发明专利]介电质屏障放电灯

说明书

技术领域

本发明是有关于一种灯源(lamp)，且特别是有关于一种介电质屏障放电灯(dielectric barrier discharge lamp)。

背景技术

在传统技术中，美国专利第4,837,484号公开一种同心圆筒型介电质屏障放电灯管，此介电质屏障放电灯管包括一内管、一外管、一外电极、一内电极与一放电气体。其中，内管配置在外管的内部，且内管与外管呈共轴配置。外电极位于外管的外表面，内电极位于内管的内表面，而放电气体则配置在内管与外管之间。美国专利第4,837,484号所公开的介电质屏障放电灯管是借由在内电极与外电极之间施以一交流电压，使得放电气体受到激发而发出光线。上述的放电气体为氙(Xe)、氩(Ar)以及氪(Kr)等惰性气体，或是氟(F2)、氯(Cl2)等卤素气体，而所填入的气体压力通常在143托(torr)～480托(torr)之间。介电质屏障放电灯管会因为所填入的气体的种类不同，而发出不同波长(例如是172nm、222nm与308nm)的光线。这些不同波长的光线可以应用在各种不同的用途上。以清洗电子零件为例，为了分解附着在电子零件上的有机化合物，需要波长约为172nm的光线，此时，便可以使用填充有氙气(Xe)的介电质屏障放电灯来进行有机化合物的分解，以达到清洗电子零件的目的。

美国专利第4,837,484号所公开的介电质屏障放电灯管的外电极可有许多不同的设计，现介绍如下。日本公开特许公报(特开平)第714554号中公开了一种介电质屏障放电灯管的外电极，此外电极可以提高光输出的空间均匀性、时间稳定性以及发光效率。具体而言，上述的外电极是利用金属线织成的圆筒网状编织结构，而圆筒网状编织结构的外电极在沿着其轴向上具有可伸缩性，且圆筒网状编织结构的外电极可以紧密地套于介电质屏障放电灯管的外管的外表面。

相同于日本公开特许公报(特开平)第714554号中所公开的金属线网状编织的外电极结构，在美国专利第5,581,152号中也有所公开。在此篇专利中特别提及：为了让网状编织外电极具有优选的伸缩性以及较均匀的网目，其网目孔径通常都不大(约为1～2mm)。然而，此种外电极，通常由于网目过度细致(例如1～2mm)会降低介电质屏障放电灯管的开口率(意即，第一电极中可通过光的面积除以第一电极中可透光与不可透光的全部面积)。在此情况下，介电质屏障放电灯管内所发出的一大部分光线会被细致的网目所挡住，而无法有效地传递到外管外，进而导致介电质屏障放电灯管的发光强度偏低。

除了上述开口率偏低的缺点之外，圆筒网状编织结构的外电极还存在有其它缺点，如金属线的重叠处，因为电极高度增加，通常会阻碍介电质屏障放电灯管内的光线射出，也会导致介电质屏障放电灯管的发光输出效率降低，进而降低灯管的发光强度。在传统网状编织的电极技术中，为了增加该介电质屏障灯管的开口率，通常会使用线径约0.1毫米的细线径的金属线来制作外电极，但使用细线径的金属线将导致外电极的电阻增加，进而增加介电质屏障放电灯管操作时所需的功率消耗。如上所述，由前述的圆筒网状编织结构的外电极中，由于编织用的金属线在其交叉重叠处并未冶金接合，因此，有极高的接触电阻，这也会导致介电质屏障放电灯管操作时功率消耗的增加。再加上，圆筒网状编织结构的外电极在两侧终端部易形成针状或突出点，这也会导致终端部易产生电场集中或不均匀的现象，进而造成外电极终端部产生微等离子体(micro-plasma)；因此，无法产生均匀且等间距而稳定的放电丝，进而影响介电质屏障放电灯管的发光均匀性。

在日本公开特许第2003168394号中公开又一种介电质屏障放电灯管的外电极，其主要是以一条金属线以螺旋状来回捆绕于介电质屏障放电灯管的外管的外表面。此种方法的优点为开口率比上述圆筒网状编织结构的外电极较大，金属线交叉的格点数目比较少，且外电极更能紧贴于外管的外表面，避免外电极与外管的外表面之间产生微放电现象，借此可减少功率的耗损以及增加外电极的寿命。然而，由于介电质屏障放电灯管的外管一般为石英管，而石英管的表面相当光滑，所以捆绕的螺旋状金属丝不易固定，因此造成螺旋纹的间距不等，导致放电时电场的不稳定与放电丝摇晃等现象。如此一来，介电质屏障放电灯管的发光均匀度并不佳。