CN101170045A - 电介质屏障放电灯 - Google Patents

Abstract

一种电介质屏障放电灯，其包括一灯体、一第一电极、一第二电极以及一放电气体。灯体包括一外管以及一内管，内管配置于外管内，且与外管连接。第一电极配置于外管的外表面上。第二电极配置于内管的内表面上。第二电极与第一电极电性绝缘，且第二电极略呈筒状。此外，第二电极包括一电极部与一弹性部。电极部紧靠于内管的内表面。弹性部与电极部连接，且卷绕于电极部内，并紧靠于电极部的内表面。放电气体填充于灯体内，且位于第一电极与第二电极之间。上述第二电极除了容易制作与安装之外，还能使此电介质屏障放电灯具有较高的发光强度。

Description

电介质屏障放电灯

技术领域

本发明涉及一种光源(light source)，且特别是涉及一种电介质屏障放电灯(dielectric barrier discharge lamp)。

背景技术

在现有技术中，美国专利第4,837,484号揭露一种圆筒型电介质屏障放电灯管，此电介质屏障放电灯管包括一内管、一外管、一第一电极(electrode)、一第二电极与一放电气体(discharge gas)。其中，内管配置于外管的内部。第一电极位于外管的外表面，第二电极位于内管的内表面，而放电气体则配置于内管与外管之间。通过在第二电极与第一电极之间施以一交流电压，可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乇(torr)～480乇(torr)之间。电介质屏障放电灯管会因为所填入的气体种类的不同，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，可提供波长约为172nm的光线。此时，便可以使用填充有氙气(Xe)的电介质屏障放电灯管来进行有机化合物的分解，以达到清洗电子零件的目的。

对于上述圆筒型放电灯管的第二电极已知有许多种构造与制造方法，兹说明如下。传统圆筒型电介质屏障放电灯管的第二电极为一棒状金属，直接置入内管的管径中。一般放电灯管使用石英管(quartz tube)作为内管。然而，石英管在制造过程中均会产生些微的变形公差，以致金属棒很难与石英管的内表面完全紧密贴合，亦即此种第二电极与石英管内管壁之间会有空隙。在此情况下，放电灯管在放电期间会在该间隙产生微放电(micro-discharge)现象，导致第二电极寿命降低与额外电功率的消耗。另一方面，此种棒状第二电极因为无法自行固定于石英内管内表面，因此需要额外的固定机构，以避免第二电极在内管内滑动而造成放电灯管发光不均或短路的不良影响。

为了使第二电极密着于内管的内表面，也有现有技术利用印刷法或蒸着法，将金、银、铝、铜或镍等金属涂布在电介质屏障放电灯管的内管的内表面上，以形成第二电极，如日本公开特许公报(特开平)第200123577号中所揭示的内容。但是，通常放电灯管的内管管径小(例如为5mm-15mm)、管长又长(例如为300mm-1200mm)，在此细长空间内不易获得厚度均一的印刷膜或蒸镀膜。同时，印刷膜或蒸镀膜容易剥落，且当放电灯管经过长期点灯之后，电极容易遭受腐蚀。

美国专利第5,432,398号中揭示一种以金属线卷绕成螺旋状的第二电极。日本公开特许公报(特开平)第2002343306-A号中也揭示另一种由金属网所形成的第二电极。然而，由于此种线状或网状的第二电极无法完全覆盖整个内管的内表面，以致放电时有一部份的光线会穿透内管的内表面，而无法被第二电极反射至外管外。简言之，这种线状或网状的第二电极因不具光反射效果，所以采用此种电极的电介质屏障放电灯管的发光效率与发光强度偏低。

日本公开特许公报(特开平)第8-96770号或台湾专利公开号第392195号中揭示一种以金属板折弯成一略圆管状的第二电极，此略圆管状构件在横跨其的轴方向的全长具有一缺口。由于此专利中的金属板仅折弯成半圆管状或接近一周的略圆管状的第二电极再放入内管中，所以第二电极因往外扩张的弹力不佳而无法只靠自身的弹力紧贴于电介质屏障放电灯管的内管管壁上。因此，在组装第二电极时还需要在横跨其的轴方向的全长上额外加装螺旋弹簧，以使得第二电极紧贴于电介质屏障放电灯管的内管壁上。由于一般电介质屏障放电灯管的内管管径很小(约5-15mm)且管身又长(约300-1200mm)，故增设弹簧会提高第二电极安装时的困难度，同时也会增加电介质屏障放电灯管的制作成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种电介质屏障放电灯，其电极设计有利于电介质屏障放电灯的制造。

本发明的另一目的是提供一种电介质屏障放电灯，其发光强度良好。

本发明的又一目的是提供一种电介质屏障放电灯，其可减缓放电灯的发光强度随着时间减弱。

为达上述或是其它目的，本发明提出一种电介质屏障放电灯，其包括一灯体、一第一电极、一第二电极以及一放电气体。灯体包括一外管以及一内管，内管配置于外管内，且与外管连接。第一电极配置于外管的外表面上。第二电极配置于内管的内表面上。第二电极与第一电极电性绝缘，且第二电极略呈筒状。此外，第二电极包括一电极部与一弹性部。电极部紧靠于内管的内表面。弹性部与电极部连接，且卷绕于电极部内，其中弹性部的外表面紧靠于电极部的内表面。放电气体填充于灯体内，且位于第一电极与第二电极之间。

在本发明的一实施例中，上述的弹性部的卷绕圈数大于或等于1。

在本发明的一实施例中，上述的第二电极为单层金属或多层金属所构成，其中多层金属例如彼此治金接合或彼此接触。

在本发明的一实施例中，上述的电极部的外表面具有多个导电性突出点或导电性突出线，这些导电性突出点或导电性突出线朝第一电极方向突出。

为达上述或是其它目的，本发明更提出一种电介质屏障放电灯，其包括一灯体、一第一电极、一第二电极以及一放电气体。第一电极配置于灯体的一表面上。第二电极配置于灯体的另一表面上。第二电极朝向第一电极的表面上具有多个朝向第一电极突出的导电性突出点或导电性突出线，且第二电极与第一电极电性绝缘。放电气体填充于灯体内，且位于第一电极与第二电极之间。

在本发明的一实施例中，上述的灯体包括一外管以及一内管。内管配置于外管内，且与外管连接。放电气体是位于外管与内管之间。第一电极是配置于外管的外表面上，而第二电极是配置于内管的内表面上。此外，第二电极例如为由金属板片卷绕而成的略呈筒状的电极。或者，第二电极例如为棒状电极或管状电极。

在本发明的一实施例中，上述的灯体包括一上基板、一下基板以及多个侧壁。下基板位于上基板的下方。多个侧壁连接上基板与下基板。第一电极与第二电极分别配置于上基板的上表面以及下基板的下表面。此外，第二电极例如为板状电极。

为达上述或是其它目的，本发明更提出一种电介质屏障放电灯，其包括一灯管、一第一电极、一第二电极以及一放电气体。第一电极配置于灯管的外表面上。第二电极配置于灯管内。第二电极朝向第一电极的表面上具有多个朝向第一电极突出的导电性突出点或导电性突出线，且第二电极与第一电极电性绝缘。放电气体填充于灯管内，且位于第一电极与第二电极之间。

在本发明的一实施例中，上述的第二电极为一棒状电极、一管状电极、一板状电极或一略呈筒状的电极。棒状电极、管状电极或略呈筒状的电极的轴心例如与灯管的轴心平行。

在本发明的一实施例中，上述的第一电极具有多个透光开口。

在本发明的一实施例中，部分上述的导电性突出点或导电性突出线例如位于欲在上述灯体或上述灯管内产生的电弧放电的对应位置。

在本发明的一实施例中，上述的第一电极或第二电极的材料包括铜、铝、镍、铬、金、钼、银、铂、铁、钛、钨、钴或上述金属的组合。

在本发明的一实施例中，上述的放电气体包括气态汞、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气、硒化氢气、重氢、氟气、氯气、溴气、碘气或上述气体的组合。

在本发明的电介质屏障放电灯中，第二电极的制作与安装十分容易，且由于第二电极能够紧贴于灯体的内表面，故电介质屏障放电灯能够具有较高的发光强度。此外，在本发明的电介质屏障放电灯中，由于其第二电极具有导电性突出点或突出线，故电介质屏障放电灯的发光强度可以被提升，且发光强度随着使用时间而递减的现象可获得改善。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明第一实施例的一种电介质屏障放电灯在轴向上的剖面示意图。

图2是依照本发明第一实施例的一种电介质屏障放电灯在径向上的剖面示意图。

图3是图2中第二电极与内管的放大示意图。

图4是本发明第一实施例中一种制造第二电极的金属板片卷绕机构的示意图。

图5为依照本发明第二实施例的第二电极置于内管的剖面示意图。

图6A及图6B是将形成图5中的第二电极的金属板片展开后的示意图。

图7是依照本发明第二实施例的实验中三种不同电介质屏障放电灯放电时随着时间的发光强度的变化曲线图。

图8是依照本发明第三实施例的一种第二电极置于内管的剖面示意图。

图9是依照本发明第三实施例的另一种的第二电极置于内管的剖面示意图。

图10为依照本发明第四实施例的一种第二电极置于内管的剖面示意图。

图11为依照本发明第五实施例的一种第二电极置于内管的剖面示意图。

图12是依照本发明第六实施例的一种电介质屏障放电灯的剖面示意图。

图13是依照本发明第七实施例的一种电介质屏障放电灯的剖面示意图。简单符号说明

100、200、300：电介质屏障放电灯

110、310：灯体

111：容置空间

112：外管

114：内管

116：外管的外表面

118：内管的内表面

120、220、320：第一电极

122、322：透光开口

130、130b、130c、130d、130e、130f、230、330：第二电极

131、131e、131f、231、331：导电性突出点

132、132’、132”、132b：电极部

132c、132d：第一金属层

133c、135d：第三金属层

133d、135c：第四金属层

134、134’、134”、：弹性部

134c、134d：第二金属层

135d’：第五金属层

135d”第六金属层

136c、136c’、136c”、136c”’、138、212：外表面

137、137c、137c’、137c”：内表面

139、139e、139f、239、339：导电性突出线

140、240、340：放电气体

150：卷绕机构

152：主动滚轮

154：隙缝

156：被动滚轮

158：弹簧

159、159a、159b：金属板片

210：灯管

312：上基板

312a：上表面

314：下基板

314a：下表面

316：侧壁

具体实施方式

第一实施例

图1与图2分别是依照本发明第一实施例的一种电介质屏障放电灯在轴向与径向上的剖面示意图。请参考图1与图2，本实施例的电介质屏障放电灯100包括一灯体110、一第一电极120、一第二电极130与一放电气体140。灯体110包括一外管112与一内管114。外管112与内管114彼此相连接，且外管112与内管114之间会形成一容置放电气体140的容置空间111。第一电极120配置于外管112的一外表面116上，而第二电极130配置于内管114的一内表面118上。当放电气体140填充于灯体110内(即容置空间111中)时，放电气体140会位于第一电极120与第二电极130之间。此外，第一电极120与第二电极130彼此电性绝缘。当施加一偏压(|V₁-V₂|)于第一电极120与第二电极130之间时(此时第一电极120的电位例如为V₁，而第二电极130的电位例如为V₂)，灯体110内的放电气体140会受到所通入的偏压(|V₁-V₂|)的影响，而产生气体放电发光现象。电介质屏障放电灯100可在不同波形与大小的电压或不同频率的驱动条件下操作以产生光线。在某些驱动条件下，电介质屏障放电灯100中可能会有放电丝(streamer)的产生，在其它驱动条件下，电介质屏障放电灯100中可能不会有放电丝产生。在本实施例中，第一电极120可具有多个透光开口122，以让灯体110内所产生的光线能透过这些透光开口122传递至灯体110外。第一电极120及第二电极130的材料例如是铜、铝、镍、铬、金、钼、银、铂、铁、钛、钨、钴或上述金属的组合，而放电气体140例如是气态汞、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气、硒化氢气、重氢、氟气、氯气、溴气、碘气或上述气体的组合。

图3是图2中第二电极与内管的放大示意图。请参考图1至图3，本实施例中所采用的第二电极130略呈筒状，且例如是由单层金属所构成。第二电极130包括一电极部132以及一弹性部134。电极部132紧靠于内管114的内表面118。弹性部134与电极部132连接，且卷绕于电极部132内，此外，弹性部134的外表面138会紧靠于电极部132的内表面137。弹性部134具有沿径向往外撑住电极部132的弹力，以使电极部132更加紧靠于内管114的内表面118。

在本实施例中，为了使上述的第二电极130能紧贴固定于内管114的内表面118，第二电极130的制作如下所述。首先，利用一卷绕机构150(如图4所示，其构造将于下文中另说明之)将一金属板片卷绕成一略呈筒状的第二电极130(包括电极部132与弹性部134)。当此第二电极130尚未被套入内管114内之前且不受外力拘束而可以自然伸展时，第二电极130的外径(即电极部132的外径)大于内管114的内径。接着，施加一外力使第二电极130的外径小于放电灯内管114的内径，一面保持此外力，一面将第二电极130慢慢放入内管114内。当此第二电极130完全被放入内管114之后，即可利用电极部132本身的金属弹力使电极部132紧靠于内管114的内表面118，此时，弹性部134亦会紧靠于电极部132的内表面137，且弹性部134能对电极部132施一沿径向往外的力，而进一步确保电极部132能紧密地贴附于内管114的内表面118。本实施例在不须使用其它固定用构件的情况下，即可使第二电极130有效地密贴于内管114的内表面118。因此，本实施例的电极设计可以使第二电极130的安装更为简化与便利。

在上述第二电极130的制作过程中，若金属板片的卷绕圈数越多，卷绕成形的第二电极130的弹力便会增加，本实施例可通过调整金属板片的卷绕圈数来调整第二电极130本身所具备的弹力。为了使第二电极130能够顺利地固定于内管114的内表面118，弹性部134的卷挠圈数例如大于或等于1，而图3所绘示的是弹性部134的卷绕圈数为1的例子。当弹性部134的卷绕圈数大于1时，被卷绕的每一圈弹性部134皆彼此紧靠。

请参考图1至图3，为了确保第二电极130的加工可行性以及第二电极130本身所具备的弹性，所选用的金属板片不宜过厚或过薄。一般而言，形成第二电极130的金属板片的厚度范围优选为介于10μm至300μm之间。

图4是本发明第一实施例中一种制造第二电极的金属板片卷绕机构的示意图。请参照图4，卷绕机构150包括一主动滚轮152、至少一被动滚轮156以及至少一弹簧158。主动滚轮152的轴向有一直线形隙缝154。被动滚轮156配置于主动滚轮152与弹簧158之间。弹簧158对被动滚轮156施力，以使被动滚轮156的轮面紧靠着主动滚轮152的轮面。图4所绘示的被动滚轮156与弹簧158的数量各为2个，且弹簧158对被动滚轮156的施力方向与主动滚轮152的轮面垂直。图4中所绘示的状态仅是用以举例说明，其并非用以限定本发明，此领域技术人员在参照本实施内容后，当可作适当的更动与润饰。

请参照图3及图4，第二电极130的制作包含下列步骤。首先，将一金属板片159的一端***主动滚轮152的隙缝154内。接着，转动滚轮152以使金属板片159卷绕于其上。当金属板片159经过被动滚轮156时，金属板片159受到进一步折弯而贴紧主动滚轮152。经过卷绕后的金属板片159(即第二电极130)的外径会略小于电介质屏障放电灯100的内管114的内径。由于卷绕后的金属板片159仍然具有回弹的力量，因此在不受外力拘束下由金属板片159卷绕而成的第二电极130的外径仍会大于内管114的内径。此时，只要对第二电极130施加一沿径向往内的外力，便可使其外径略小于内管114的内径。如此一来，就可以将第二电极130连同主动滚轮152一起放入内管114中，最后再将主动滚轮152抽出，如此即可轻易将第二电极130安装并固定于内管114的内表面118。本发明不限定必须以卷绕机构150来对金属板片159加工，金属板片159亦可通过一般金属板加工领域者所熟悉的其它机构来加工。举例来说，本发明可利用单一滚轮在一平面上加以滚动，以将金属板片159卷绕于滚轮表面上，如此亦能达到相同的加工效果。

以下为根据第一实施例所作的实验。请参照图1与图2，在本实验中所采用的放电灯100全长为400mm，其中外管112与内管114为厚度1mm的石英管，其外径分别为27mm及16mm。在外管112与内管114中间的空间内密封入300torr的氙气作为放电气体140。外管112与内管114为同轴心配置，所以气体140的放电间距为4.5mm。第一电极120为具有多个透光开口122且厚度为0.08mm的JIS SUS304不锈钢(含18％铬及8％镍的铁合金)板片，此透光开口122为正六边形且成蜂巢状排列。任相邻两透光开口122的中心间距为4mm，而第一电极120的非透光区的线宽为0.2mm。第一电极120与第二电极130间施以频率为18kHz、偏压|V₁-V₂|为5kV的交流电。

利用前述的第二电极130的制作方法，本实验制作了以下三种第二电极130。将一片长355mm、宽85mm的金属板片卷绕两圈以成355mm长的略呈筒状的第二电极130，再将此第二电极130放入内管114中并贴紧内管114的内表面118。三种第二电极130所采用的金属板片分别为：(1)厚度95μm的ASTM规范中1070铝合金(

)板片、(2)厚度35μm的ASTM规范中C11000铜合金(铜含量≥99.9％)板片、(3)厚度34μm的JIS SUS304不锈钢板片。上述金属板片皆为精密压延板，其表面粗糙度约为Ra＝0.2～0.3μm。为了比较上述三种第二电极130的效果，本实验采用同一个的灯体110与相同的第一电极120，依序安装入三种不同的第二电极130以进行电介质屏障放电灯100的光强度测试。将一172nm紫外光强度仪置于第一电极120的正下方2.2mm处，于空气中所量到的172nm紫外光强度如下表：

表1.本发明第一实施例的电介质屏障放电灯的发光强度

金属板种类	厚度(μm)	表面状况(Ra，μm)	发光强度(172nm，mW/cm2)
				1070铝合金	95	光滑表面Ra＝0.2～0.3	5.8-6.2
C11000铜合金	35	光滑表面Ra＝0.2～0.3	5.7-6.1
				304不锈钢	34	光滑表面Ra＝0.2～0.3	5.8-6.3

如前所述，本发明利用金属板片卷绕的方法制作第二电极130具有容易制作与安装的优点，而经由上述实验的验证结果得知，本实施例的电介质屏障放电灯100亦具有其实用性。由上述的实验结果可知，利用本实施例所揭露的方法所制作出的三种第二电极130，可使电介质屏障放电灯100具有几乎相同的发光强度，且电介质屏障放电灯100的发光效率皆优于现有的电介质屏障放电灯管。

第二实施例

图5为依照本发明第二实施例的第二电极置于内管的剖面示意图。请参照图5，本实施例的第二电极130b与图1的第二电极130类似，其差异处在于第二电极130b的电极部132b靠近内管114的表面具有多个规则或不规则排列的导电性突出点131或导电性突出线139。这些导电性突出点131或导电性突出线139朝内管114的内表面118突出，并紧贴于内管114的内表面118。举例而言，部分导电性突出点131或导电性突出线139的位置例如是对应于放电丝的位置。

图6A及图6B是将形成图5中的第二电极的金属板片展开后的示意图。请参照图5、图6A及图6B，金属板片159a的部分表面具有导电性突出点131的构造，而金属板片159b的部分表面具有导电性突出线139的构造。这些金属板片159a、159b卷绕后的导电性突出点131或导电性突出线139例如是出现在直接贴紧内管114的内表面118的部分。

金属板片159a及金属板片159b上面的导电性突出点131与突出线139例如是采用传统的压花加工方法所形成。传统的压花加工方法是让金属板片159a或金属板片159b通过两个滚轮(未绘示)，经由滚轮表面上突出纹路的设计，即可滚压出如图6A或图6B所示的导电性突出点131或导电性突出线139的构造。当然，此导电性突出点131或导电性突出线139也可由其它方法形成，例如是：挤压、冲压、珠击或机械加工等，或者将多个导电性颗粒、线材或网状物以软焊、硬焊、网印或其它适当的方式固定于电极部132b的外表面。

在本实施例中，由于第二电极130b具有导电性突出点131或导电性突出线139，因此第二电极130b可加强尖端放电效果，使每一根放电丝的放电电流更为集中，进而使电介质屏障放电灯的发光强度提高。此外，导电性突出点131或导电性突出线139也具有减少电介质屏障放电灯放电时放电丝漂移的功效。再者，这些导电性突出点131或突出线139还可减缓电介质屏障放电灯的发光强度随着时间减弱的现象。以上的功效将以采用第二电极130b的电介质屏障放电灯的实验加以说明于下。

本实验所采用的电介质屏障放电灯与第一实施例的实验所采用的电介质屏障放电灯100(请参照图1)除了第二电极130b与第二电极130(请参照图3)不同之外，其它构件及其参数皆相同。请再参照图6A及图6B，本实验将一片长355mm、宽85mm的金属板片159a、159b的一半面积(长355mm、宽42.5mm)的表面以前述压花加工法制造出多个导电性突出点131或突出线139(分别如图6A及图6B所绘示)。上述金属板片159a、159b的卷绕方法与卷绕后所形成的第二电极130b的安装方法与本发明第一实施例中所提及的实验相同。值得注意的是，由于本实验的金属板片159a、159b的部分面积是具有导电性突出点131或突出线139，因此在卷绕时，图4中的被动滚轮156作用在主动滚轮152的压力需适当降低(可通过调整弹簧158的弹力来达成)，以避免导电性突出点131或突出线139在卷绕时被滚轮压平。在本实验中采用的金属板片159a、159b为1070铝合金板，厚度为95μm，且其表面分别具有导电性突出点131与突出线139。突出点131的平均突出高度约为0.1mm，突出点131的平均直径约为0.5mm，相邻两突出点131的平均间距约为1.2mm，而突出点131呈不规则排列。突出线139为与内管114(请参照图5)的轴向互相平行且横跨金属板片159b的全长，其平均突出高度约为0.1mm。此外，突出线139呈等距离排列，且相邻两突出线139的平均间距约为1.5mm。

请参照图5，为了比较上述两种第二电极130b(其一具有导电性突出点131，另一具有导电性突出线139)，本实验采用与第一实施例的实验相同的灯体110(请参照图1)与第一电极120(请参照图1)，并依序装入不同的第二电极130b以进行电介质屏障放电灯的发光强度测试。将172nm紫外光强度仪置于第一电极120(请参照图1)的正下方2.2mm处，于空气中所量到的172nm紫外光强度如表2：

表2.本发明第二实施例的电介质屏障放电灯的发光强度

金属板片种类	厚度(μm)	表面状况	发光强度(172nm，mW/cm2)
				1070铝合金	95	具突出线	6.1-6.5
1070铝合金	95	具突出点	6.7-7.0

由上述的实验结果可知，本发明第二实施例中采用具有导电性突出点131或突出线139的第二电极130b可提高电介质屏障放电灯的发光强度(请比较表2与表1即可得知)。

图7是依照本发明第二实施例的实验中三种不同电介质屏障放电灯放电时随着时间的发光强度的变化曲线图。请参照图1、图5及图7，一般来说，随着放电的时间增加，电介质屏障放电灯的温度会逐渐升高，且电介质屏障放电灯的发光强度亦逐渐降低，如图7所示。具光滑表面的第二电极130的电介质屏障放电灯100的发光强度随着放电时间而逐渐降低。然而，图7中具导电性突出点131或突出线139的第二电极130b的电介质屏障放电灯的发光强度，并未随着放电时间而逐渐降低。造成此现象的原因有下列两点：

一、由于紧贴于内管114的内表面118的第二电极130b是以导电性突出点131或突出线139与内管114的内表面118接触，因此当电极部132b与弹性部134的弹力作用到这些导电性突出点131或突出线139时，内管114的内表面118对应于导电性突出点131或突出线139的位置所受到的局部接触压力会比具光滑表面的第二电极130所施加在内管114的内表面118的局部接触压力来得大。如此一来，这些导电性突出点131或突出线139可以更为紧贴于内管114的内表面118上。此外，由于这些导电性突出点131或突出线139在紧贴内管114的内表面118时可以使第二电极130b与第一电极120的间距缩短，因此可增加第二电极130b与第一电极120之间的电场强度，进而提高电介质屏障放电灯的发光强度。

二、当电介质屏障放电灯100的温度升高时，这些导电性突出点131或突出线139会受热膨胀，因而更加贴紧于内管114的内表面118上。

第三实施例

图8是依照本发明第三实施例的一种第二电极置于内管的剖面示意图。请参照图8，本实施例的第二电极130c与图3的第二电极130类似，其差异处在于第二电极130c是由双层金属所构成。第二电极130c例如是由两片金属板片重叠后再加以卷绕而成，其卷绕圈数例如大于2或等于2，而图8为卷绕圈数为2之例。此外，此两片金属板片可彼此冶金接合或彼此接触。

更详细地来说，第二电极130c包括一电极部132’及一弹性部134’，其中电极部132’与弹性部134’彼此连接。电极部132’包括一第一金属层132c、一第二金属层134c，而弹性部134’包括一第三金属层133c以及一第四金属层135c。第一金属层132c的外表面136c紧贴内管114的内表面118，而第二金属层134c的外表面136c’紧靠第一金属层132c的内表面137c。再者，第三金属层133c的外表面136c”紧靠第二金属层134c的内表面137c’，而该第四金属层135c的外表面136c”’紧靠该第三金属层133c的内表面137c”。此外，构成第二电极130c的两片金属板片的其中一片构成第一金属层132c与第三金属层133c，另一片构成第二金属层134c与第四金属层135c。如此一来，第一金属层132c会与第三金属层133c连接，而第二金属层134c会与第四金属层135c连接。

利用叠层的金属板片作为第二电极130c的优点是可利用两种或两种以上材料的金属板片的特性，以符合第二电极130c的所需，并进而提高电介质屏障放电灯的效能。举例来说，一个好的第二电极除了要有适当的反射率外，高导电率也具有提高电介质屏障放电灯发光强度的功效。为了增加第二电极的反射率，一般的第二电极采用铝或铝合金。而若将一片铝板与一片铜板叠层在一起之后再卷成筒状以作为第二电极130c，并使铝板外露以贴紧内管114的内表面118，如此不仅可使电极部132’具有高反射率，也可提高电极部132’的导电率(因铜的导电率较高)。亦即，第二电极130c的第一金属层132c与第三金属层133c是由一铝合金板所构成，而第二金属层134c与第四金属层135c是由一铜合金板所构成。

另外，第二电极130c需尽量紧靠内管114的内表面118，藉以缩短放电间距，提高电介质屏障放电灯的发光强度，并可防止第二电极130c在内管114中滑动。为了增加第二电极130c的紧贴效果，卷绕用的金属板片也需要有适度的刚性。因此，第二电极130c也可以采用弹力较好的不锈钢板与铝合金板。亦即，第一金属层132c与第三金属层133c是由一铝合金板所构成，而第二金属层134c与第四金属层135c是由一不锈钢板所构成。如此一来，电极部132’本身不但具有高反光率(因具有铝合金板)，更具有良好的弹性(因具有不锈钢板)以紧靠内管114的内表面118。再加上弹性部134’的弹力沿径向往外撑住电极部132’后，电极部132’便可更加紧靠内管114的内表面118。

图9是依照本发明第三实施例的另一种的第二电极置于内管的剖面示意图。请参照图9，本实施例的第二电极130d与图8的第二电极130c类似，其差异处在于第二电极130d是以三片金属板片重叠后再加以卷绕而成。第二电极130d的卷绕圈数例如大于2或等于2，而图9为卷绕圈数为2之例。图9所示的第二电极130d包括一电极部132”及一弹性部134”，其中电极部132”与弹性部134”彼此连接。电极部132”由外往内依序包括一第一金属层132d、一第二金属层134d以及一第三金属层135d，而弹性部134”由外往内依序包括一第四金属层133d、一第五金属层135d’以及一第六金属层135d”。上述三片金属板片的材料，例如为铝合金/铜合金/铝合金，更详细的说，此三片金属板片的上下两片是铝合金板，而中间一片是铜合金板。如此一来，卷绕成形的第二电极130d的第一金属层132d、第三金属层135d、第四金属层133d与第六金属层135d”为铝合金，而第二金属层134d与第五金属层135d’为铜合金。

本实施例中的第二电极，也可以采用四片以上的金属板片重叠后再卷绕成形，如此一来，第二电极可同时具有适当的反射率、导电率与弹力，藉此提高电介质屏障放电灯的发光强度。

上述的第二电极130c与第二电极130d所产生的功效将以实验结果加以验证如下。

请参照图8及图9，本实验所采用的电介质屏障放电灯与第一实施例中提及的实验所采用的电介质屏障放电灯100除了第二电极130c、130d与第二电极130不同之外，其它构件及其参数皆相同。

本实验中所用的第二电极130c、130d的作法是先将两片或三片的金属板片(该些金属板片的尺寸皆为长355mm、宽85mm)完全重叠在一起之后，再将叠层后的金属板片卷绕成两圈以成长度355mm的圆管状物件。所采用的叠层金属板片例如是厚度95μm的1070铝板片与厚度35μm的C11000铜合金的两层叠层板。或者，例如是厚度95μm的1070铝板片与厚度20μm的304不锈钢板的两层叠层板。或者，例如是厚度95μm的1070铝板片、厚度35μm的C11000铜合金与厚度95μm的1070铝板片的三层叠层板。

为了比较上述三种第二电极130c、130d的效果，本实验采用与第一实施例的实验相同的灯体110与第一电极120(请参照图1)，并依序装入不同的第二电极130c及第二电极130d以进行电介质屏障放电灯的光强度测试。将172nm紫外光强度仪置于第一电极120的正下方2.2mm处，于空气中所量到的172nm紫外光强度，如表3：

表3.本发明第三实施例中放电灯的发光强度

金属板片种类	厚度(μm)	表面状况Ra(μm)	发光强度(172nm，mW/cm2)
				1070铝/C11000铜合金	95/35	光滑表面，	5.9-6.4

		Ra＝0.2～0.3
				1070铝/304不锈钢	95/20	光滑表面，Ra＝0.2～0.3	6.0-6.5
1070铝/C11000铜/1070铝	95/35/95	光滑表面，Ra＝0.2～0.3	6.7-7.2

由上述的实验结果可知，本发明第三实施例中采用多层金属板片叠层的第二电极130c、130d可提高电介质屏障放电灯的发光强度(请比较表3与表1即可得知)。

上述实验中两片或三片金属板片的尺寸约略相同，且各金属板片的表面全部重叠之后再加以卷绕成形以构成第二电极130c或第二电极130d。然而，若叠层所用的金属板若尺寸不相同或表面非全部重叠，所卷绕成形的第二电极也会有如前所述的功效。或者是，将这些金属板片个别先卷绕成圆管状对象之后，再依序放入内管114之内，并使第一个放入内管114的圆管状对象的最外圈紧贴内管114的内表面118。并且，使第二个放入内管114的圆管状对象的最外圈紧贴第一个放入内管114的圆管状对象的最内圈的内表面，依此类推。如此的第二电极也会有如前所述的功效。

第四实施例

图10为依照本发明第四实施例的一种第二电极置于内管的剖面示意图。请参照图3与图10，本实施例的第二电极130e适于取代第一实施例的第二电极130。第二电极130e为一管状(例如空心圆柱状)电极或一棒状(例如实心圆柱状)电极，图10所绘示为一管状电极。第二电极130e紧靠内管114的内表面118，且第二电极130e紧邻内管114的内表面118上具有多个朝向第一电极120突出的导电性突出点131e或突出线139e。导电性突出点131e或突出线139e的样式、形成方法与功效如第二实施例中所述。

第五实施例

图11为依照本发明第五实施例的一种第二电极置于内管的剖面示意图。请参照图3与图11，本实施例的第二电极130f适于取代第一实施例的第二电极130。第二电极130f为由金属板片卷绕而成的一略呈筒状的电极。第二电极130f紧贴于内管114的内表面118，且第二电极130f紧邻内管114的内表面118上具有多个朝向第一电极120突出的导电性突出点131f或突出线139f。导电性突出点131f或突出线139f的样式、形成方法与功效如第二实施例中所述。值得注意的是，本实施例中第二电极130f(请参考图11)省去如第二电极130b(请参考图5)的弹性部134的构造；即使如此，由于第二电极130f具有导电性突出点131f或突出线139f之故，因此仍然会有足够的弹力紧贴于内管114的内表面118。其理由如第二实施例中所述：当电介质屏障放电灯100的温度升高时，这些导电性突出点131或突出线139会受热膨胀，因而更加贴紧于内管114的内表面118上。

第六实施例

图12是依照本发明第六实施例的一种电介质屏障放电灯的剖面示意图。请参考图12，本实施例的电介质屏障放电灯200包括一灯管210、一第一电极220、一第二电极230以及一放电气体240。第一电极220配置于灯管210的外表面212上。第二电极230配置于灯管210内，且第二电极230朝向第一电极220的表面上具有多个朝向第一电极220突出的导电性突出点231或导电性突出线239。此外，第一电极220与第二电极230电性绝缘。放电气体240填充于灯管210内，且位于第一电极220与第二电极230之间。

本实施例的第一电极220的材料及样貌如同第一实施例所述的第一电极120(请参照图1)，而第二电极230的材料亦如同第一实施例的第二电极130(请参照图3)。第二电极230可为一棒状电极、一管状电极、一板状电极、一与图5的第二电极130b相同的电极或一与图11的第二电极130f相同的电极(图12中所示是棒状电极的例子)，其中棒状电极、管状电极、与图5的第二电极130b相同的电极以及与图11的第二电极130f相同的电极的轴心例如与灯管210的轴心实质上平行。

导电性突出点231与突出线239的样貌、制作方法、配置位置及功效分别如同第二实施例中所述的导电性突出点131与突出线139(请参照图6A及图6B)的说明。放电气体240则与第一实施例的放电气体140(请参照图1)相同。

第七实施例

图13是依照本发明第七实施例的一种电介质屏障放电灯的剖面示意图。请参考图13，本实施例的电介质屏障放电灯300包括一灯体310、一第一电极320、一第二电极330以及一放电气体340。灯体310包括一上基板312、一下基板314以及多个侧壁316。下基板314位于上基板312的下方，而侧壁316连接上基板312与下基板314。第一电极320配置于上基板312的上表面312a，而第二电极330配置于下基板314的下表面314a，且第一电极320与第二电极330电性绝缘。此外，第一电极320例如是以焊接或扣接方式固定于上基板312的上表面312a。同样地，第二电极330也例如是以焊接或扣接方式固定于下基板314的下表面314a。放电气体340填充于灯体310内，且位于第一电极320与第二电极330之间。

第一电极320可为一板状电极，其材料如同第一实施例的第一电极120(请参照图1)，且亦具有多个透光开口322。第二电极330朝向第一电极320的表面上具有多个朝向第一电极320突出的导电性突出点331或导电性突出线339。第二电极330亦可为一板状电极，其材料与第二实施例的第二电极130b(请参照图5)相同。此外，导电性突出点331或突出线339的制作方法、配置位置、样貌及功效与第二实施的导电性突出点131或突出线139相同。再者，放电气体340亦与放电气体140(请参照图1)相同。

综上所述，本发明至少具有下列优点及特性：

一、在本发明的电介质屏障放电灯中，第二电极的制作与安装十分容易，且由于第二电极能够紧贴于灯体的内表面，故电介质屏障放电灯能够具有较高的发光强度。

二、在本发明的电介质屏障放电灯中，由于其第二电极具有导电性突出点或突出线，故电介质屏障放电灯的发光强度可以被提升，且发光强度随着使用时间而递减的现象可获得改善。

三、在本发明的电介质屏障放电灯中，由于第二电极是由多层金属板片所卷绕而成，故第二电极可同时兼具多种特性，如：较高导电性、较高反光率及较高的弹性，并因这些特性而使电介质屏障放电灯具有较高的发光强度。

四、本发明的各种第二电极皆具有良好的安定性，而不会如现有用印刷法或蒸镀法制成的电极那样容易剥落或在长期点灯后遭受腐蚀。

虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims (28)

1.一种电介质屏障放电灯，包括：

灯体，包括：

外管；以及

内管，配置于该外管内，且与该外管连接；

第一电极，配置于该外管的外表面上；

第二电极，配置于该内管的内表面上，该第二电极与该第一电极电性绝缘，其中该第二电极呈筒状，且该第二电极包括：

电极部，紧靠于该内管的内表面；以及

弹性部，与该电极部连接，且卷绕于该电极部内，其中该弹性部的外表面紧靠于该电极部的内表面；以及

放电气体，填充于该灯体内，且位于该第一电极与该第二电极之间。

2.如权利要求1所述的电介质屏障放电灯，其中该第一电极具有多个透光开口。

3.如权利要求1所述的电介质屏障放电灯，其中该弹性部的卷绕圈数大于或等于1。

4.如权利要求1所述的电介质屏障放电灯，其中该第二电极为单层金属所构成。

5.如权利要求1所述的电介质屏障放电灯，其中该第二电极为多层金属所构成。

6.如权利要求5所述的电介质屏障放电灯，其中该些金属彼此冶金接合。

7.如权利要求5所述的电介质屏障放电灯，其中该些金属彼此接触。

8.如权利要求1所述的电介质屏障放电灯，其中该电极部的外表面具有多个导电性突出点或导电性突出线，该些导电性突出点或导电性突出线朝该第一电极方向突出。

9.如权利要求8所述的电介质屏障放电灯，其中部分该些导电性突出点或导电性突出线位于欲在该灯体内产生的电弧放电的对应位置。

10.如权利要求1所述的电介质屏障放电灯，其中该第一电极或该第二电极的材料包括铜、铝、镍、铬、金、钼、银、铂、铁、钛、钨、钴或上述金属的组合。

11.如权利要求1所述的电介质屏障放电灯，其中该放电气体包括气态汞、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气、硒化氢气、重氢、氟气、氯气、溴气、碘气或上述气体的组合。

12.一种电介质屏障放电灯，包括：

灯体；

第一电极，配置于该灯体的表面上；

第二电极，配置于该灯体的另一表面上，该第二电极朝向该第一电极的表面上具有多个朝向该第一电极突出的导电性突出点或导电性突出线，且该第二电极与该第一电极电性绝缘；

放电气体，填充于该灯体内，且位于该第一电极与该第二电极之间。

13.如权利要求12所述的电介质屏障放电灯，其中该灯体包括：

外管；以及

内管，配置于该外管内，且与该外管连接，其中该放电气体是位于该外管与该内管之间，该第一电极是配置于该外管的外表面上，而该第二电极是配置于该内管的内表面上。

14.如权利要求13所述的电介质屏障放电灯，其中该第二电极为由金属板片卷绕而成的呈筒状的电极。

15.如权利要求13所述的电介质屏障放电灯，其中该第二电极为棒状电极或管状电极。

16.如权利要求12所述的电介质屏障放电灯，其中该灯体包括：

上基板；

下基板，位于上基板的下方；以及

多个侧壁，连接该上基板与该下基板，其中该第一电极与该第二电极分别配置于该上基板的上表面以及该下基板的下表面。

17.如权利要求16所述的电介质屏障放电灯，其中该第二电极为板状电极。

18.如权利要求12所述的电介质屏障放电灯，其中该第一电极具有多个透光开口。

19.如权利要求12所述的电介质屏障放电灯，其中部分该些导电性突出点或导电性突出线配置于欲在该灯体内产生的电弧放电的对应位置。

20.如权利要求12所述的电介质屏障放电灯，其中该第一电极或该第二电极的材料包括铜、铝、镍、铬、金、钼、银、铂、铁、钛、钨、钴或以上述金属的组合。

21.如权利要求12所述的电介质屏障放电灯，其中该放电气体包括气态汞、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气、硒化氢气、重氢、氟气、氯气、溴气、碘气或上述气体的组合。

22.一种电介质屏障放电灯，包括：

灯管；

第一电极，配置于该灯管的外表面上；

第二电极，配置于该灯管内，该第二电极朝向该第一电极的表面上具有多个朝向该第一电极突出的导电性突出点或导电性突出线，且该第二电极与该第一电极电性绝缘；以及

放电气体，填充于该灯管内，且位于该第一电极与该第二电极之间。

23.如权利要求22所述的电介质屏障放电灯，其中该第一电极具有多个透光开口。

24.如权利要求22所述的电介质屏障放电灯，其中该第二电极为棒状电极、管状电极、板状电极或呈筒状的电极。

25.如权利要求24所述的电介质屏障放电灯，其中该棒状电极、该管状电极或该呈筒状的电极的轴心与该灯管的轴心平行。

26.如权利要求22所述的电介质屏障放电灯，其中部分该些导电性突出点或导电性突出线配置于欲在该灯管内产生的电弧放电的对应位置。

27.如权利要求22所述的电介质屏障放电灯，其中该第一电极或该第二电极的材料包括铜、铝、镍、铬、金、钼、银、铂、铁、钛、钨、钴或以上述金属的组合。

28.如权利要求22所述的电介质屏障放电灯，其中该放电气体包括气态汞、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气、氮气、硒化氢气、重氢、氟气、氯气、溴气、碘气或上述气体的组合。

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