全新发明:GLED气体发光二极管-LED技术论文(1)

（福州协特来照明有限公司 福州 350014） 摘 要：LED是指发光二极管，LED又有无机发光二极管，即ILED；有机发光二极管，即OLED；ILED和OLED统称为固体发光二极管。GLED是指气体发光二极管，具有全新的灯芯结构和工作机理。

关键词 正晕放电 空心阴极放电 GLED 1引言 人们总希望象点白炽灯一样地使用荧光灯，这就出现了把直管荧光灯做成H、U、螺旋等型状的模式；另一方面也有人研发外观象白炽灯一样的小形放电灯。 图1所示为日本的昭63－234976专利所公开的小形放电灯，在结构上阳极和阴极近距离设置且相互平行。

这种灯芯将造成辉放电弧短路，阴极分解难以完成；在放电空间形成匀强电场，使放电落入正柱放电的模式，电极位降较大，阳极杆赤热（管流300mA，阳极杆800℃以上）。为了解决阳极杆赤热问题，该专利权人在阳极杆上采取了五种降温措施。

这就使得灯的结构复杂，性价比较低。 类似的技术方案还有美国专利USP3243632等等。

图2所示为国内外市场上出现的另一款小形放电灯，采用V型长灯丝做电极。点灯是利用灯丝通电后达到热点工作温度，在灯丝两端放电形成辐射；显然该灯是利用了阴极分解的辉放原理。

为了维持两端点放电，电子粉的涂敷只能局限在灯丝两端很短的范围，灯的寿命在2000小时左右，而且功率难以做大。为了满足市场的需求，使人们真正地获得白炽灯式的荧光灯，必须探索新的灯芯结构和工作机理。

2 正晕放电 所谓正晕放电是指阴极和阳极非平行设置，电极间分布非匀强电场，阴极的有效半径和阳极的有效半径之比大于自然常数e 。这种放电在阳极附近会产生阳极电晕，参与放电的主要就是阳极电晕层，阳极杆仅起传导电流的作用，这就有效缓解了阳极杆的赤热问题；这种放电的阳极电晕层的厚度与放电电流成正比，放电呈正阻特性，且放电稳定。

3空心阴极放电 如果把阴极制成具有内腔结构的型式，让阳极居于阴极内腔的中央，这样的放电就具备空心阴极放电的特性。电子从热点出来后，由于非匀强电场的作用，大部分电子的速度方向并不指向阳极，它们将沿抛物线轨道：在朝向阳极的空间受到电场的加速，在背离阳极的空间受到电场的减速，结果将绕着阳极做来回往复的振荡，这将导至电子与工作气体的碰撞次数增加，激发和电离的效果大大提高。

这种放电具有很低的电极位降，很大的放电电流密度。 4 GLED 气体发光二极管，即GLED，是一种综合采用正晕放电和空心阴极放电的新型放电灯。

图

3、图

4、图

5、图6为至今研发的部分GLED的示意图。其共同特征在于：阴极具有内腔结构，阳极杆居于阴极内腔的中央；阴极和阳极间分布非匀强电场，阴极的有效半径和阳极的有效半径之比大于自然常数e 。

玻壳内的阴极和阳极通过导丝和外界的电源实现电联接：支撑阴极灯丝螺旋的两根导丝的管外部分相并后与电源的负极联接；阳极杆导丝的管外部分与电源的正极联接。玻壳由透紫材料做成则为紫外灯；玻壳内壁涂敷荧光粉则成荧光灯。

5 点灯效果 5.1正阻放电 放电具有多种形式，现有技术常用的是正柱放电；正柱放电建立在平行电极、匀强电场的基础上，呈现负阻特性。呈正阻特性的放电是正晕放电，它建立在非平行电极、非匀强电场的基础上，阴极有效半径和阳极有效半径的比值必须大于自然常数e。

GLED的电极间滿足正晕放电的条件，正极到负极具备辐射状的非匀强电埸，阳极杆周边产生正电晕，参与放电的主要是正电晕，阳极杆仅起传导电流的作用，这就大大缓解了阳极