专利名称：放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个装配有一个气密性的，包含气体并配有电极的放电容器的放电灯，至少一个所述电极包括-适于连接到供电电源的一极的第一部分，该部分在操作过程中被电容性地耦合到放电灯的放电部分，-在第一介电材料的外面形成的第二部分，所述第二部分连接到第一部分并在放电灯的操作过程中与放电部分接触。
这种放电灯由US.2624858可知。在已知的放电灯中，两个电极的第一部分在金属或所沉积的石墨的外面形成。该电极的第二部分相对较厚并且第一介电材料的介电常数M高于100。在该灯的操作过程中，施加于第一电极的第一部分和第二电极的第一部分的工作电压通过第一电极的第二部分和第二电极的第二部分被感性耦合到放电部分。这两个电极在灯工作过程中形成感性阻抗。这些感性阻抗使得放电灯的电流/电压特性为正，这样可以免除一个分离的外部镇流器。因为第一介电材料的介电常数高于100，所以两个电极的感性阻抗相对较低，使得灯可以在相对较低频率(例如低于500KHz)下工作。然而，该已知的放电灯的一个重要缺点是每种材料实质上具有高介电常数，C从而还具有相对较高的电子亲和力。因为这种高的电子亲和力，电子相对较强地粘附在电极的第二部分的表面。这导致了一个相对较高的灯电压，相应的灯的低效率，还使得放电容器在电极附近的器壁变黑。
本发明的目的是提供一种在工作过程中感性耦合到供电电极上的，可以借助低频(小于500KHz)电源电压来工作的放电灯，该放电灯具有相对较高的效率和使放电容器相对变黑较少。
因此，根据本发明的在开头段中所述的放电灯的特征在于第一介电材料的电子亲和力为负。
我们发现第一电极的负电子亲和力引起根据本发明的放电灯的效率相对较高。实践中，第一介电材料的介电常数经常相对较低，例如，低于10。为了保持该电极的感性阻抗可以容忍地低，经常需要选择介电材料在灯电流方向上的厚度相对较少，即，小于100Tm，然而，最佳结果是厚度小于1Tm。
根据本发明，已经获得放电灯的非常好的结果，其中第一介电材料由钻石，AlN,AlGaN和BN中选择。
因为实际上该电极的第二部分相对较薄，所以经常希望借助由介电常数M高于100(优选地高于1000)的第二介电材料构成的第三部分来实现第一电极与放电部分的电绝缘。该电极的第三部分被放置于电极的第一部分和第二部分之间并与之接触。
优选地，根据本发明的放电灯中的一个电极的第一部分包括一个平板金属层，同时第二部分包括一片平行于该平板金属层的第一介电材料的薄片。在该电极包含第三部分的情况中，该第三部分可以方便地实现，其中它包括一片平行于该电极的第一和第二部分的第二介电材料的薄片。
实际中发现对于电极，希望有一个用于将机械强度给予该电极结构的载体，所述载体与第二电极部分平行。该载体可以是该电极的分离部分，但该载体还可以由第一电极部分形成。
在电极包括第三部分的情况中，载体还可由该第三部分形成。
下面参照附图来描述本发明的一个实施例。在附图中，
图1为根据本发明的一个放电灯的原理性表示。
图2为可用于根据本发明的放电灯中的三个可选电极结构的原理性表示。
在图1中，1为包含气体的放电管。5,7和4一起形成电极，分别为该电极的第一、第二和第三部分。3为用于连接到供电电源两极的接点。接点3被连接到相应电极的第一部分。2表示电极和放电容器所包围的空间，其中在放电灯的工作期间发生放电。7表示在电极和放电管之间的气密性密封。在该实施例中，电极，放电管和在放电管与电极之间的密封一起形成一个气密性放电容器。
该电极是如下制造的。一片玻璃薄片(Corning 7059)由一个厚度大约为100nm的钛层借助蒸发作用来覆盖。包括钛层的玻璃薄片在温度为600℃的还原性气氛中处理30分钟。在这种处理过程中，发生了钛到玻璃的扩散，产生了一个导电的，机械稳定的钛层。接着，该钛层由金刚石粉末来研磨以将金刚石粉末注入该钛层的表面。然后，该薄片借助一个在温度650℃和气压15托下进行的微波化学汽相沉积(CVD)过程覆盖上一层金刚石层。该微波能量为800瓦，而所使用的为包含碳、氢和氧的混合气体。金刚石薄片的厚度大约为300nm而它是H-终止的，意味着它的表面覆盖有氢。利用一个挡板，使得金刚石层的直径比放电管的内径稍微大一点。该钛层和金刚石层在大约650℃的温度下利用一个玻璃包容的引线以气密方式连接到放电管1。该灯容器被抽真空并被充满5mg的汞(mercury)和3mBar的氩(argon)。在用于在放电灯中的电极中，该钛层形成第一部分，该金刚石层形成第二部分而该玻璃形成该电极的载体。借助UV光电子光谱仪，可以发现对于氢覆盖的金刚石层具有大约为-1eV的电子亲和力。
在图2的所有三个电极结构1、2和3中，A是诸如金属的导电材料层的第一电极部分。C是在第一介电材料外面形成的电极的第二部分。部分C连接到部分A而部分C在放电灯的工作期间与放电部分相接触。在所有实施例中，W为气密性放电容器的壁。在实施例1和3中，第二电极部分C直接连接到第一电极部分A。在实施2中，B形成一个第三电极部分，该电极部分形成在具有高于100(优选地高于100)的介电常数的第二介电材料的外面，该电极的第三部分位于电极的第一部分A和第二部分C之间并与之相接触。在实施例3中，B为形成在介电材料的外面的载体，该载体与电极的第一部分相接触。在图2的实施例3中的电极结构非常类似于图1所示的结构。在放电灯工作期间，供电电源的两极与电极的第一部分A相接触。
权利要求
1．一个装配有一个气密性的，包含气体并配有电极的放电容器的放电灯，至少一个所述电极包括-适于连接到供电电源的一极的第一部分，该部分在操作过程中被电容性地耦合到放电灯的放电部分，-在第一介电材料的外面形成的第二部分，所述第二部分连接到第一部分并在放电灯的操作过程中与放电部分接触，其特征在于第一介电材料的电子亲和力为负。
2．根据权利要求1的放电灯，其中第一部分包括一个导电材料层，优选为金属层，而第二部分包括一个平行于平板金属层的第一介电材料薄片。
3．根据权利要求1或2的放电灯，其中第二部分在灯电流方向上的厚度小于100Tm，优选为小于1Tm。
4．根据权利要求1的放电灯，其中电极包括一个第三部分，该部分由介电常数M高于100(优选地高于1000)的第二介电材料构成，该电极的第三部分被放置于电极的第一部分和第二部分之间并与之接触。
5．根据权利要求2或4的放电灯，其中第三部分包括一个平行于电极的第一和第二部分的第二介电材料薄片。
6．根据前述任何一项权利要求的放电灯，其中第一介电材料由钻石，AlN,AlGaN和BN中选择。
7．根据前述任何一项权利要求的放电灯，其中电极包括一个用于将机械强度给予该电极结构的载体，所述载体与第二电极部分平行。
8．根据权利要求7的放电灯，其中载体由第一电极部分形成。
9．根据权利要求4或7的放电灯，其中载体由第三电极部分形成。
全文摘要
在感性耦合的放电灯中,电极(4,5,6)包括一个在工作期间与放电部分相接触的介电材料(6)。该介电材料的阻抗很小而其电子亲和力为负。这样可以实现该放电灯可以在低频(小于500KHz)下有效地工作。
文档编号H01J65/00GK1289449SQ99802539
公开日2001年3月28日 申请日期1999年11月17日 优先权日1998年11月30日
发明者P·K·巴克曼, B·劳森伯格, H·维尔森, A·克劳斯, N·布劳恩 申请人:皇家菲利浦电子有限公司