氣體發(fā)光二極管

氣體發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域LED是指發(fā)光二極管，LED又有無機發(fā)光二極管，即ILED；有機發(fā)光二極管，即OLED；ILED和OLED統(tǒng)稱為固體發(fā)光二極管。本發(fā)明是指氣體發(fā)光二極管，即GLED。背景技術(shù)人們總希望象點白熾燈一樣地使用熒光燈，這就出現(xiàn)了把直管熒光燈做成H、U、螺旋等型狀的模式；另一方面也有人研發(fā)外觀象白熾燈一樣的小形放電燈。圖1所示為日本的昭63-234976專利所公開的小形放電燈，在結(jié)構(gòu)上陽極和陰極近距離設(shè)置且相互平行。這種燈芯將造成輝放電弧短路，陰極分解難以完成；在放電空間形成勻強電場，使放電落入正柱放電的模式，電極位降較大，陽極桿赤熱（管流300mA，陽極桿800°C以上）。為了解決陽極（桿）赤熱問題，該專利權(quán)人在陽極桿上采取了五種降溫措施。這就使得燈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性價比較低。類似的技術(shù)方案還有美國專利USP3243632等等。圖2所示為國內(nèi)外市場上出現(xiàn)的另一款小形放電燈，采用V型長燈絲做電極。點燈是利用燈絲通電后達到熱點工作溫度，在燈絲兩端放電形成輻射；顯然該燈是利用了陰極分解的輝放原理。為了維持兩端點放電，電子粉的涂敷只能局限在燈絲兩端很短的范圍，燈的壽命在2000小時左右，而且功率難以做大。為了滿足市場的需求，使人們真正地獲得白熾燈式的熒光燈，必須探索新的燈芯結(jié)構(gòu)和工作機理。發(fā)明內(nèi)容正暈放電是指陰極和陽極非平行設(shè)置，電極間分布非勻強電場，陰極的有效半徑和陽極的有效半徑之比大于自然常數(shù)e。這種放電在陽極附近會產(chǎn)生陽極電暈，參與放電的主要就是陽極電暈層，陽極（桿）僅起傳導(dǎo)電流的作用，這就有效緩解了陽極（桿）赤熱（的）問題；這種放電的陽極電暈層的厚度與放電電流成正比，放電呈正阻特性，且放電穩(wěn)定。如果把陰極制成具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的型式，讓陽極居于陰極內(nèi)腔的中央，這樣的放電就具備空心陰極放電的特性。電子從熱點出來后，由于非勻強電場的作用，大部分電子的速度方向并不指向陽極，它們將沿拋物線軌道：在朝向陽極的空間受到電場的加速，在背離陽極的空間受到電場的減速，結(jié)果將繞著陽極做來回往復(fù)的振蕩，這將導(dǎo)至電子與工作氣體的碰撞次數(shù)增加，激發(fā)和電離的效果大大提高。這種放電具有很低的電極位降，很大的放電電流密度。本發(fā)明的氣體發(fā)光二極管，即GLED，是一種綜合采用正暈放電和空心陰極放電的新型放電燈。它包括玻殼、芯柱、陽極桿和陰極螺旋；陽極桿、陰極螺旋—1—和芯柱組成燈芯；燈芯和玻殼再封接成GLED。其特征在于：陽極桿和螺旋陰極非平行設(shè)置，陽極桿到陰極螺旋間存在由強到弱的輻射狀的非勻強電場；陰極的有效半徑與陽極的有效半徑之比大于自然常數(shù)e，陽極桿和螺旋陰極間產(chǎn)生正暈放電；陰極螺旋具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，陽極桿居于螺旋陰極內(nèi)腔的中央，陽極桿與螺旋陰極及陰極導(dǎo)絲桿間產(chǎn)生空心陰極放電；陽極桿與內(nèi)腔式陰極的側(cè)壁的間距力求處處相等，與中間的偏離至多不超過內(nèi)腔徑向尺寸的六分之一；玻殼內(nèi)的陰極和陽極通過導(dǎo)絲和外界的電源實現(xiàn)電聯(lián)接：支撐陰極燈絲螺旋的兩根導(dǎo)絲的管外部分相并后與電源的負極聯(lián)接，陽極桿導(dǎo)絲的管外部分與電源的正極聯(lián)接；玻殼由透紫材料做成則為紫外燈，玻殼內(nèi)壁涂敷熒光粉則成熒光燈。附圖說明本發(fā)明由以下的附圖做進一步說明。附圖3一①②③是本發(fā)明的示意圖，圖中：1為外玻殼；2為陰極螺旋，它具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu)；3為陽極桿，它居于螺旋陰極內(nèi)腔的中央；4為芯柱；5.1和5.2為陰極導(dǎo)絲；6為陽極導(dǎo)絲。具體實施方式實施例一附圖3一①中：陰極螺旋2為A（侖姆打）型結(jié)構(gòu)；陽極桿3直徑0.6?0.9mm。實施例二附圖3一②中：陰極螺旋2為?（斯以他）型結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑為6mm，螺長9mm，螺旋3?5圈；陽極桿直徑0.6?0.9mm。實施例三附圖3一③中：陰極螺旋2為Q（奧米伽）型結(jié)構(gòu)；陽極桿3直徑0.6?0.9mm。陽極桿、陰極螺旋和芯柱組成燈芯；燈芯和玻殼再封接成本發(fā)明的GLED。將附圖3一①②③中的陰極外導(dǎo)絲5.1和5.2相并后與電源的負極聯(lián)接，陽極外導(dǎo)絲6與電源的正極聯(lián)接。燈內(nèi)的陰極和陽極組成了正暈放電系統(tǒng)和空心陰極放電系統(tǒng)。有益效果正阻放電放電具有多種形式，現(xiàn)有技術(shù)常用的是正柱放電；正柱放電建立在平行電極、勻強電場的基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)負阻特性。呈正阻特性的放電是正暈放電，它建立在非平行電極、非勻強電場的基礎(chǔ)上，陰極有效半徑和陽極有效半徑的比值必須大于自然常數(shù)e。GLED的電極間滿足正暈放電的條件，正極到負極具備輻射狀的非勻強電埸，陽極桿周邊產(chǎn)生正電暈，參與放電的主要是正電暈，陽極桿僅起傳導(dǎo)電流的作用，這就大大緩解了陽極（桿）赤熱的現(xiàn)象；正電暈的厚度與電離的強度成正比，放電具有正阻特性。GLED點燈中不需要電弧平衡電阻，僅用電容鎮(zhèn)流器，放電燈工作穩(wěn)定，且能效較高。交流點燈氣體放電燈適宜在理想的交流狀態(tài)下工作，這可防止整流效應(yīng)和汞泳現(xiàn)象的發(fā)生。GLED的陽極桿與燈絲螺旋組成空心陰極放電系統(tǒng)。電子從熱點出來后，由于非勻強電埸的作用，大部分電子的速度方向并不指向陽極桿，它們將沿拋物線軌道：在朝向陽極桿的空間受到電埸的加速，在背離陽極桿的空間受到電埸的減速，結(jié)果將繞著陽極桿做來回往復(fù)的振蕩。這就實現(xiàn)了直流供電交流點燈的潛在效果，不會出現(xiàn)整流效應(yīng)和汞泳現(xiàn)象。高效高功GLED由于采用了正暈放電和空心陰極放電兩種有別于正柱放電的工作模式，首先正柱放電所特有的一系列明暗相間的區(qū)域沒有了，取而代之的是渾然一體的弧光放電；由于它存在空心陰極放電的過程，可以有很高的放電電流密度、很低的電極位降。而提高放電燈的燈電流可以獲得更高的輻射輸出。這就為提高光效、增大功率創(chuàng)造了不可替代的條件。恒壓做功由于支撐陰極燈絲螺旋的兩根導(dǎo)絲的管外部分相并，陰極螺旋的電位基本上處處相等，點燈中可能出現(xiàn)兩個或兩個以上的熱點，陰極的零埸發(fā)射電流較大。當燈的工作電流取值在陰極零場發(fā)射電流的80%以下時，燈的工作穩(wěn)定可靠，而且燈的管壓基本恒定，燈功率與管流同步變化；GLED實現(xiàn)了恒壓做功的目的。封閉電場GLED的放電區(qū)間被封閉在陽極桿和陰極螺旋之間，激發(fā)汞放電產(chǎn)生的253.7nm等輻射光子不帶電，不受電極和極間電場的影響，它們將充分作用于管壁，從而完成紫外出射或激發(fā)熒光粉發(fā)光的功能。由于電埸封閉，極間放電對玻殼或熒光粉的損傷在有電極的放電燈中是最低的。瞬時啟動正柱放電的雙陰極燈不宜“一點就亮”，要想瞬時啟動必須在燈內(nèi)設(shè)置一個啟動電極。GLED的陽極桿起了很好的啟動電極的作用，能在四分之一秒內(nèi)點亮燈，起動損傷是非常小、非常輕的。由于不需預(yù)熱啟動，點燈中也不需對燈絲加熱，減少了許多無功損耗；對紫外殺菌燈而言，紫外線是殺傷細菌，可見光和紅外線是培養(yǎng)細菌，減少殺菌燈內(nèi)的熱輻射將提升紫外線的殺菌效果。點燈長壽GLED對于正離子又有不可逆轉(zhuǎn)的直流電埸。當發(fā)射物質(zhì)離開陰極后，被電離成正離子，在指向陰極的電埸作用下必將回到陰極（在陰極零埸發(fā)射電流充分大的情況下，約有85%?90%熱蒸發(fā)的發(fā)射物質(zhì)返回到陰極），這就大大減小了發(fā)射物質(zhì)的消耗速率。因此，GLED的壽命有望介于普通熒光燈和無極燈之間。說明書摘要本發(fā)明公開了一種氣體發(fā)光二極管，即GLED，它包括玻殼、芯柱、陽極桿和陰極螺旋。其特征在于：陰極螺旋具有內(nèi)腔式結(jié)構(gòu)；陽極桿居于螺旋陰極內(nèi)腔的中央。陰極與電源的負極聯(lián)接，陽極與電源的正極聯(lián)接。電源接通后，玻管內(nèi)的陰極和陽極（就）組成了“充滿電極內(nèi)腔的”正暈放電和空心陰極放電系統(tǒng)。本發(fā)明做成紫外線殺菌燈，有效提高紫外線輻射效率；做成熒光燈則有較高的流明和光效。權(quán)利要求書一種氣體發(fā)光二極管，即GLED，它由玻殼、芯柱、陽極桿和陰極螺旋組成，其特征在于：陽極桿和螺旋陰極非平行設(shè)置，陽極桿到陰極螺旋間存在由強到弱的輻射狀的非勻強電場。根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)光二極管，即GLED，其特征在于：陰極的有效半徑與陽極的有效半徑之比大于自然常數(shù)e，陽極桿和螺旋陰極間產(chǎn)生正暈放電。根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)光二極管，即GLED，其特征在于：陰極螺旋具有內(nèi)腔式結(jié)構(gòu)；陽極桿居于螺旋陰極的內(nèi)腔，陽極桿與螺旋陰極間產(chǎn)生空心陰極放電。根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體發(fā)光二極管，即GLED，其特征在于：陽