电介质阻挡放电灯制造技术

本发明专利技术公开了一种电介质阻挡放电灯（１），其包括一个具有主轴（６）的放电容器（２）。该放电容器封闭着一个充满放电气体的放电容积。该放电容器（２）还包括被主轴（６）横切的端部。至少一个第一类型的电极（３）和至少一个第二类型的电极（４）位于该灯内。一个类型的电极被通以电流以作为阴极，另一个类型的电极被通以电流以作为阳极。该电极基本上是直线形伸长的电极（３、４），其具有的纵轴基本上平行于放电容器（２）的主轴（６）。至少一个电极（３、４）设置在该放电容积中，并且至少一个类型的电极通过一介电层（５）与放电容积隔离。至少一个位于该放电容积中的电极设置有外部发光层（１２）。此外，至少一个位于该放电容积中的设置有发光层（１２）的电极可以在该发光层下具有反射层（１１）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电介质阻挡放电灯。
技术介绍
目前已知的和商业的可得到的低压放电灯大部分是所谓的紧凑型荧光灯。这些灯填充有还包含少量的汞的气体。由于汞是极其有毒的物质，因此最近正在研制新型灯。一种替代含汞荧光灯的极具前景的选择是所谓的电介质阻挡放电灯(简称DBD灯)。除了去除汞之外，它还可以提供寿命长和预热时间可忽略的优点。 正如在例如美国专利No.6,633,109中所详细描述的，DBD灯的工作原理是基于惰性气体(典型为氙气)内的气体放电。该放电通过一对电极维持，在两电极之间至少有一个电介质层。具有频率在kHz范围内的几kV的AC电压加在这对电极上。通常，具有第一极性的多个电极与具有相反极性的单个电极相连。在放电过程中，在气体中产生激子(受激分子)，并且在亚稳态激子衰减时，发射电磁UV和VUV射线。激子的电磁辐射通过合适的发光材料经过与含汞荧光灯发生类似的物理过程转换成可见光。这种类型的放电也被称为电介质阻碍放电。 如上所述，DBD灯必须具有至少一个电极组，其通过电介质层与放电气体分离。已经知道的是使用放电容器壁本身作为电介质。在这种方式中，可以避免薄膜电介质层。这是有利的，因为薄膜电介质层难以制作和易于劣化。已经提出各种各样的放电容器电极结构来满足这样的要求。美国专利No.5,994,849公开了一种平面结构，其中放电容器壁作为电介质。具有相反极性的电极互相交替排列。这种设置具有的优点是电极不会从至少一侧覆盖放电容积，但是大部分用于在电极之间建立电场的能量却可以在放电容器外消散。另一方面，平面灯结构不能在为传统白炽灯设计的大多数现用的灯座和灯罩内使用。 美国专利No.6,060,828和No.5,714,835公开了基本上是圆柱形的DBD灯源，其适用于传统的拧入式灯座。这些灯具有位于放电容积内的单个内电极，其被数个外部电极围绕在放电容积的外表面上。已经发现，这种电极结构不能提供充分均匀的光线，因为在相对大的放电空间中的放电易于变得不均匀。某些容积部分实际上完全没有产生有效的放电，尤其是远离两个电极的那些容积部分。 美国专利No.6,777,878公开了一种具有延伸电极的DBD灯结构，该电极设置在圆柱形放电容器壁的内部并由一层电介质层覆盖。在这种结构中，这些电极彼此之间具有相对大的距离，因此需要很高的电压来启动点火。为了克服冷启动的困难，建议在延长的圆柱形放电容器的一个末端设置外部金属环。这种灯的结构属于具有传统延长圆柱形的DBD灯组，不能用作白炽灯的替换产品。 尽管DBD灯比较环保，因为它消除了对汞的需要并且还带来了寿命长和预热时间可忽略的优点，但是它们还是存在一个缺点，效率相对较低。已经为克服这种缺陷进行了数种尝试。例如美国专利No.5,604,410希望产生一个预定脉冲的特定电压脉冲链形成脉冲时间和空载时间以增加BDB灯的效率。然而通过使用这种操作方法获得的效率的提高是有限的。 另一种尝试继续在美国的一篇专利技术中批露，其是本申请人在2005年4月22日提交的、序列号为11/112620的部分申请，其中具有电介质层的电极在放电容积中作为阴极和阳极使用。通过适当选择电极排列的数量和结构，可以实现输出发光效率的大的提高。在这些灯中，放电容器的内表面可以涂有包含荧光粉的发光层。在这种布置下，涂有该发光层的表面区域限制了输出光强。由于表面区域取决于灯的形状，这种灯的输出光强不能增加到令人满意的程度。 因此，需要一种具有效率和输出光强提高的DBD灯结构。人们在寻求一种DBD灯，当具有改进的放电容器电极布置时，其制造可以相对简单。而且，人们在寻求一种放电容器电极结构，其容易得到不同类型电极插座结构的支持，依据的特征是使用的放电气体，激励电压，频率和激励信号的形状。提出的DBD灯能被用作传统白炽灯和含汞荧光灯的替代品。其具有电极布置，为了提供更高的亮度和效率，最小化了电极的自遮挡效应。
技术实现思路
在本专利技术的一个例举性的实施例中，提供了一种电介质阻挡放电灯，其包括具有主轴的放电容器，该放电容器封闭着填充放电气体的放电容积。该放电容器还包括被该主轴横切的端部。在该灯中使用第一类型的至少一个电极和第二类型的至少一个电极。一个类型的电极被通以电流作为阴极，另一个类型的电极被通以电流作为阳极。这些电极基本上是直线形伸长的电极，其具有的纵轴基本上平行于该放电容器的主轴。这些电极的至少一个位于放电容积中。至少一个类型的电极通过一介电层隔离。位于该放电容积中的电极的至少一个设置外部发光层。 在本专利技术另一方面的例举性的实施例中，设置在放电容器中并提供有发光层的电极的至少一个，并且具有位于该发光层下的反射层。 该公开的DBD灯与现有技术相比具有几个优点。可以确保完全使用可用的放电容积来接纳两种类型(阴极和阳极)的电极，并且在放电容器中没有其他可以减少可用放电容积和引起一定的遮挡效应的元件。因为电极之间的距离更短，所有电极位于该放电容器内且互相平行的布置，将使用具有kHz范围的频率、提供1-5kV激励电压的AC电源成为可能。电场中电力线的密度基本上高于已知的具有外部电极的传统灯的结构。根据本专利技术的灯由于电极上的发光层而以提高了的效率运行。使用在该发光层下的另外的反射层将进一步提高这种效果。该提高的效率是由于这样的事实，由放电产生的VUV光子，现在将被转换成可见白光或者彩色光，其全部或者部分的反射到该灯的外面，而不是被电极吸收。除此之外，该灯还能提供统一的和均匀的放电，以及大的发光面积。附图说明参考附图，将进一步描述本专利技术的方面和优点，其中图1是具有封闭着两种不同类型的电极的圆柱形放电容器的电介质阻挡放电灯横截面的顶视图， 图2是具有如图1所示的圆柱形放电容器的电介质阻挡放电灯横截面的侧视图，图3是具有与图1所示不同的平面放电容器和电极布置的电介质阻挡放电灯横截面的顶视图，图4是如图3所示的电介质阻挡放电灯横截面的侧视图，图5是具有封闭着四电极的圆柱形放电容器电介质阻挡放电灯横截面的顶视图，图6是具有与图5所示不同布置的封闭着四个电极的圆柱形放电容器的电介质阻挡放电灯横截面的顶视图，图7是具有封闭着多电极排列的圆柱形放电容器的电介质阻挡放电灯横截面的顶视图，图8是具有封闭着更多电极排列的圆柱形放电容器电介质的阻挡放电灯横截面的顶视图，以及图9是具有相同类型的电极彼此互连并与AC电源相连的电极布置的侧面示意图。具体实施方式现在参看图1和2，图中所示为低压放电灯1的示意图。该灯是电介质阻挡放电灯(下文中也称作DBD灯)，其具有单个放电容器2作为DBD灯的外壳。放电容器2封闭着放电容积，其填充放电气体。放电容器的壁可以涂敷发光层，以将激发气体的短波辐射转换为可见光。在所示实施例中，放电容器基本上是圆柱形的并且其形成外壳的壁由透明或半透明的材料制成，其可以是软或者硬玻璃，或者任何对于灯的发射波长来说是透明的或者至少半透明的类型的石英材料或任何合适的陶瓷材料。发光层可以覆盖发光容器的壁。因为安全性更高，还可以使用单独的外部外壳(未示出)，其可以由与放电容器相同的材料或者对于灯的发射波长来说是透明的或者至少半透明的合适的塑料材料制成。放电容器2和外部外壳(如果使用的话)由灯座(未示出)机械支撑，其还容纳与标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质阻挡放电灯，包括：ａ）具有主轴（６）的放电容器（２），该放电容器封闭着充满放电气体的放电容积，该放电容器还包括被该主轴横切的端部；ｂ）至少一个第一类型的电极（３）和至少一个第二类型的电极（４），该一个类型的电极被通以电流以用作阴极，该另一个类型的电极被通以电流以用作阳极，该电极基本上是直线形伸长的电极，其纵轴基本上平行于该放电容器的主轴；ｃ）至少一个电极（３、４）设置在该放电容积内；ｄ）至少一种类型的电极（３、４）被电介质层（５）隔离；以及ｅ）位于该放电容器内的至少一个电极（３、４）设置有外部发光层（１２）。

【技术特征摘要】
US 2005-12-14 11/3041051.一种电介质阻挡放电灯，包括a)具有主轴(6)的放电容器(2)，该放电容器封闭着充满放电气体的放电容积，该放电容器还包括被该主轴横切的端部；b)至少一个第一类型的电极(3)和至少一个第二类型的电极(4)，该一个类型的电极被通以电流以用作阴极，该另一个类型的电极被通以电流以用作阳极，该电极基本上是直线形伸长的电极，其纵轴基本上平行于该放电容器的主轴；c)至少一个电极(3、4)设置在该放电容积内；d)至少一种类型的电极(3、4)被电介质层(5)隔离；以及e)位于该放电容器内的至少一个电极(3、4)设置有外部发光层(12)。2.如权利要求1所述的灯，其中在放电容积内的至少一个电极(3、4)设置有发光层以及还包括在该发光层(12)下的反射层(11)。3.如权利要求1所述的灯，其中在放电容积内的电极(3、4)至少在该电极的端部涂覆有发光层(12)。4.如权利要求1所述的灯，其中在放电容积内的电极(3、4)沿着该电极的整个长度涂覆有发光层(12)。5.如权利要求1所述的灯，其中设置有发光层(12)的该电极(3、4)在该发光层下涂覆有至少部分反射层(11)。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z内梅思，C措马，L赖奇，L班库蒂，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]