專利名稱：等離子體柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示等離子體放電的設(shè)備；尤其是該設(shè)備具有能美觀地顯示完整運(yùn)動(dòng)和連續(xù)的等離子體放電的柱狀結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
等離子體放電在安全和受限制的環(huán)境中重復(fù)出現(xiàn)光的閃電。這樣的的等離子體放電顯示器通常作為三維的藝術(shù)品或新穎的產(chǎn)品，特別當(dāng)以雙玻璃球形單元為形式時(shí)更是如此。在這里，美國專利5,281,898對(duì)發(fā)明者展示了球形單元28的例子。
等離子體放電是由封閉區(qū)域內(nèi)所含的氣體通過高壓激發(fā)電離而產(chǎn)生的結(jié)果。通常，封閉區(qū)域內(nèi)的電離氣體產(chǎn)生平滑的分層放電。為了達(dá)到預(yù)定的生動(dòng)的閃電效應(yīng)，必須引入不穩(wěn)定性從而激勵(lì)氣體脫離天然的分層流。把百萬分之5-20的微量摻雜劑添加到現(xiàn)有技術(shù)的顯示單元的氣體中，可生成激活和不穩(wěn)定的電離氣體(或等離子體放電)?？墒褂弥T如氮?dú)夂脱鯕庵惖膿诫s劑?，F(xiàn)有技術(shù)的顯示單元需精確平衡氣體混合物以獲得不穩(wěn)定性。向非惰性氣體添加摻雜劑的另一個(gè)固有的缺點(diǎn)是，隨著電極的濺射緩慢地將雜質(zhì)泵出，使顯示的活性減少或無活性，將不利地減少激活顯示的壽命。
現(xiàn)有技術(shù)的等離子體放電顯示單元的另一不利之處是封閉區(qū)域周圍總是有急速改變的通常極度活躍的等離子體放電。伴隨著這種極度活躍的是嗡嗡的噪聲，這也將降低顯示的總體美觀性。
因此，需要一種在不添加摻雜劑并能減小噪聲的條件下，能夠產(chǎn)生完整運(yùn)動(dòng)和連續(xù)激活的(但不是極度活躍的)等離子體放電的等離子體放電顯示單元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種設(shè)備，可在不添加摻雜劑且將操作噪聲減小到最小的條件下顯示具有完整運(yùn)動(dòng)和連續(xù)的激活等電離子放電。
本發(fā)明的等離子體放電顯示單元提供了獨(dú)特的容器結(jié)構(gòu)，被電離的氣體在其中穿過而產(chǎn)生完整運(yùn)動(dòng)和連續(xù)的等離子體放電，不必添加活性摻雜劑。
本發(fā)明用于顯示等離子體放電的設(shè)備包含一大致細(xì)長(zhǎng)的柱體，它具有柱形的上部和大致為球形的下部，形成單一的用于氣體電離的壁柱容器。柱形和球形部分軸向?qū)?zhǔn)。連接電源的兩個(gè)電極在柱形容器的兩端，位于上端和下端的切線上并與縱軸垂直。
在操作中，等離子體放電在位于底端的電極產(chǎn)生。由于大致為球形的下部，電離氣體偏離直接射向上端，使等離子體放電從下部底端的不同發(fā)射源發(fā)出。與由容器內(nèi)等離子體放電產(chǎn)生的熱量相結(jié)合，等離子體放電能夠維持從底端到上端的連續(xù)等離子體放電。上部和下部的彎曲內(nèi)表面使電離氣體的靜電吸引偏轉(zhuǎn)以產(chǎn)生激活的等離子體放電。
通過本發(fā)明的柱形容器結(jié)構(gòu)引入了至少兩個(gè)不穩(wěn)定性源，從而在不添加摻雜劑的條件下提供等離子體放電的激活顯示。


圖1是本發(fā)明用于電離氣體等離子體放電顯示的柱形容器的側(cè)視圖。
圖2是示出軸向排列的柱形和大致為球形部分的柱形容器的俯視平面圖。
圖3是沿著圖2中線3-3截取的部分橫截面圖，示出在柱形容器大致為球形部分的電離氣體激活。
圖4是本發(fā)明帶橢圓形下部的替代實(shí)施例。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述參考附圖，其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同部分，在圖1中顯示了顯示激活等離子體放電的設(shè)備10。設(shè)備10包含通過兩個(gè)電極13和14連接電源12的大致為柱形的容器11。
如圖1和圖2所示，大致為柱形的單一壁玻璃容器11包含軸向排列并與柱形上部16相互連接的大致為球形的下部15。柱形部分16的直徑小于大致為球形的部分15的直徑。容器11的球形和柱形部分15和16的彎曲面靜電吸引并偏轉(zhuǎn)高頻電離氣體而產(chǎn)生激活的等離子體放電顯示。電極13和14分別位于容器11下端和上端的切線上，與容器11的縱軸垂直。
容器11充滿了被電離的氣體?？墒褂玫入x子體放電顯示領(lǐng)域的技術(shù)人員所知道的任何類型和壓力的氣體。比如，可使用三分之一大氣壓的高純度氪氣(惰性氣體)。較佳地，容器11可包含吸氣劑，從而在設(shè)備10的壽命內(nèi)吸收容器11中的不純氣體?？墒褂弥T如氧氣、氮?dú)饣驓錃庵悶楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員所知的不同吸氣劑?？墒褂帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員所知道的不同種類的電極13和14，諸如硼硅酸鹽電極。類似地，可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的產(chǎn)生高頻的不同種類的電源12，諸如有可調(diào)節(jié)輸出以調(diào)節(jié)至柱形容器11的規(guī)定尺寸的霓紅燈型變壓器和氣體類型。
本發(fā)明柱形容器11的結(jié)構(gòu)向電離氣體引入不穩(wěn)定性而不需要像在現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備中那樣的添加摻雜劑。通過電源12操作在比如25-30kHz、9kV有效值和15-30mA，在容器11底端的電極13對(duì)氣體電離。
如圖3所示，電離氣體被吸引到平面區(qū)域A，其中球形部分15與電極13相交，從而使電離氣體(或等離子體放電)偏離直達(dá)容器11上端的電極14的直接路徑。取而代之的是，電離氣體似乎從容器11底端的不同發(fā)射源發(fā)出，因?yàn)殡婋x氣體在到達(dá)柱形部分16之前相對(duì)于球形部分15偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)的電離氣體通常由方向箭頭17表示。如圖3所示，平面區(qū)域A還可包含完成電離氣體偏轉(zhuǎn)的接地導(dǎo)電涂層18。
隨著電離氣體在容器11內(nèi)產(chǎn)生熱量，進(jìn)一步向容器11內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電離氣體引入熱氣體上升流造成的不穩(wěn)定性。將電離氣體源拉離球形和柱形部分15和16的靜電表面中心與在容器11內(nèi)部產(chǎn)生的熱流相結(jié)合，可充分利用容器11的構(gòu)造，以最小的噪聲并在不添加摻雜劑的條件下從容器11的一端到另一端產(chǎn)生激活而連續(xù)的全運(yùn)動(dòng)等離子體放電。根據(jù)本發(fā)明制造的設(shè)備10已測(cè)試了一萬個(gè)小時(shí)的壽命而從沒有出現(xiàn)失誤導(dǎo)致分層模式。
在本發(fā)明一可替代實(shí)施例中，容器11可具有橢圓形的下部，如圖4所示。橢圓形的下部提供了較大的平面區(qū)域A以偏轉(zhuǎn)電離氣體。
雖然本發(fā)明的某些特征已在這里示出并得到描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可作出其它的修改和變化。因此，應(yīng)該理解，所附的權(quán)利要求旨在包括所有落在本發(fā)明精神之內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于顯示等離子體放電的設(shè)備，其特征在于包含兩端含電離氣體的大致為柱形的容器；在每個(gè)所述容器的所述兩端電離所述氣體的第一和第二電極；以及為所述的第一和第二電極提供高頻電壓的電源。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，所述的柱形容器限定了一根縱軸，而且每個(gè)所述電極位于所述兩端的切線上且與所述的軸垂直。
3.權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，所述的柱容器包含與大致為球形部分相互連接的柱形部分。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于，所述的柱形部分與所述的球形部分軸向?qū)?zhǔn)。
5.權(quán)利要求4的設(shè)備，其特征在于，還包含所述容器在所述球形部分的所述兩端之一的接地導(dǎo)電涂層。
6.權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，所述的柱形容器包含與大致為橢圓形的部分互相連接的柱形部分。
7.權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于，所述的第一電極與所述兩端之一的所述柱形部分相切，所述的第二電極與另一端的所述球形部分相切。
全文摘要
一種等離子體放電顯示設(shè)備(10)包含帶一對(duì)位于容器兩端切線上的電極(13，14)的大致為柱形的容器，該對(duì)電極用于電離容器中的氣體。容器包含與大致為球形的部分(15)互相連接的柱形部分(16)。容器的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生激活(但不是過度活躍的)而連續(xù)的具有完整運(yùn)動(dòng)的等離子體放電，噪聲最小，且不需要為了不穩(wěn)定性而添加摻雜劑。
文檔編號(hào)H01J17/04GK1419705SQ01806968
公開日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2001年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月8日
發(fā)明者拉瑞·阿爾布萊特 申請(qǐng)人:拉瑞·阿爾布賴特