CN100355008C - 高光效低工作电压冷阴极荧光灯 - Google Patents

Abstract

高光效低工作电压冷阴极荧光灯涉及液晶显示背光源、电器照明及日常照明等场合应用的冷阴极荧光灯，在结构上，在内壁涂有荧光粉(1)的荧光灯玻管(2)的两端，放置一对表面涂覆有具有高二次电子发射系数材料的介质层(3)的金属放电电极(4)，放电电极(4)通过金属引线电极(6)引出到玻管外，在灯管内部充入由惰性气体氦、或氖、或氩、或氙、或它们的混合气体，以及汞金属组成的放电气体(5)。本发明通过在现有冷阴极荧光灯的金属放电电极上制作介质层，特别具有高二次电子发射系数材料(如氧化镁，氧化铝等)的介质层，使冷阴极荧光灯具有工作电压低，发光效率高的特点。灯的工作电压降低了121v，发光效率提高了4.7%。

Description

高光效低工作电压冷阴极荧光灯

技术领域

本发明涉及液晶显示背光源、电器照明及日常照明等场合应用的冷阴极荧光灯，尤其是一种工作电压低，发光效率高的冷阴极荧光灯具。

背景技术

冷阴极荧光灯(CCFL)是一种不需要阴极灯丝加热、管径可以做的很细(一般在10mm以下，如1.8mm)的新型光源，冷阴极荧光灯中气体放电所需要的电子、离子由气体电离过程和电极的二次发射构成，这与热阴极荧光灯(HCFL)通过热阴极的热电子发射形成的气体放电不同。冷阴极荧光灯由于外径特别小，同时不需要加热，因此在在光源体积要求特别小的地方得到了广泛应用，如液晶显示背光源、家用电器(冰箱)照明等。但是冷阴极荧光灯也有一些不足之处，如放电电压较高(150～500v)，发光效率相对热阴极荧光灯低30％左右。近年来，随着液晶显示器和液晶电视的发展，对冷阴极荧光灯的需求量越来越大，大尺寸液晶电视，如34英寸液晶电视，由于要求亮度高，要达到目前显像管电视的亮度水平，每台电视需要100只左右的灯管才能满足要求。因此液晶电视的成本有很大一部分是在背光源上。要降低液晶背光源的成本，就需要提高冷阴极荧光灯的发光效率，减少灯管使用量或降低每根灯管的成本。由于每只灯管需要配备逆变器电源维持灯管正常工作，而逆变器电源的成本与其工作电压有很大关系，因此降低灯管工作电压可以有效降低逆变器的成本。

现有的冷阴极荧光灯如图1，一般是在内壁涂有荧光粉(1)的荧光灯玻管(2)的两端，放置一对由钨、镍、钼等金属或导电性金属氧化物(如氧化钡、氧化铯等)制作成的针装、杯装、环状、片装等形状的金属放电电极(4)，然后将金属放电电极和玻管进行真空封接、排气后，在其内部冲入由惰性气体如氦、氖、氩、氙或他们的混合气体，以及汞金属蒸汽等组成的放电气体(5)，然后将

管子密封，金属放电电极通过金属引线电极(6)引出到荧光灯玻管(2)外。工作时在两金属引线电极上施加由逆变器产生的交流电压，电子在电场的作用下在金属放电电极间运动，与管内气体分子不断发生电离碰撞，并形成管内气体在电极之间放电，由于放电空间足够大，可以形成发光效率高的正柱区放电，由放电激励汞放射紫外光，紫外光激发荧光粉发出可见光使其成为光源。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种高发光效率、低工作电压的冷阴极荧光灯。

技术方案：本发明的高光效低工作电压冷阴极荧光灯其结构与现有的荧光灯不同之处是在传统冷阴极荧光灯的金属放电电极(4)表面，制作一层介质层(3)，特别是具有高二次电子发射系数的介质材料薄膜如氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)薄膜。利用介质材料的二次电子发射，提高在气体放电区域进行电离碰撞的电子数；利用介质材料二次电子发射在介质材料上产生的电荷积累，形成介质材料上的壁电压。其具体方法是在内壁涂有荧光粉的荧光灯玻管的两端，放置一对表面涂覆有具有高二次电子发射系数材料的介质层的金属放电电极，放电电极通过金属引线电极引出到玻管外，在灯管内部充入由惰性气体氦、或氖、或氩、或氙、或它们的混合气体，以及汞金属组成的放电气体。

当逆变器施加在金属放电电极上的交流电压在下一相反相位时，逆变器施加的电压与壁电压极性相同，相互叠加，成为冷阴极荧光灯的放电工作电压，因此可以在低的金属放电电极施加电压的情况下形成正常的放电，从而降低了逆变器的工作电压，并降低逆变器的成本；或在相同的逆变器工作电压下，提高冷阴极荧光灯的亮度，获得高的发光效率。同时由于电极表面制作有一层介质层，可以有效防止离子轰击对金属电极产生的溅射损伤，延长灯管寿命。

有益效果：本发明通过在现有冷阴极荧光灯的金属放电电极上制作介质层，特别具有高二次电子发射系数材料(如氧化镁，氧化铝等)的介质层，使冷冷阴极荧光灯具有工作电压低，发光效率高的特点。对一种带装电极的冷阴极荧光灯的对比实验如表1所示，从中可以看出，灯的工作电压降低了121v，发光效率提高了4.7％。

表1  一种带状电极的冷阴极荧光灯的对比实验结果

	工作电压(V)	输入功率(w)	发光效率(hm/w)
				传统CCFL	459.7	2.1	19.5
电极上制作0.8μm氧化镁薄膜的CCFL	338.7	1.9	24.2

通过在金属放电电极表面制作一层介质层，使得冷阴极荧光灯的工作电压降低，发光效率提高，可以有效降低配套电路的成本，并延长灯管寿命。

附图说明

图1是现有冷阴极荧光灯结构示意图。

图2是本发明的冷阴极荧光灯结构示意图。

以上图中有：荧光粉1，荧光灯玻管2，介质层3，金属放电电极4，放电气体5，金属引线电极6。

具体实施方式

本发明的高光效低工作电压冷阴极荧光灯是在内壁涂有荧光粉1的荧光灯玻管2的两端，放置一对表面涂覆有具有高二次电子发射系数材料的介质层3的金属放电电极4，放电电极4通过金属引线电极6引出到玻管外，在灯管内部充入由惰性气体氦、或氖、或氩、或氙、或它们的混合气体，以及汞金属组成的放电气体5。金属放电电极4表面上制作的介质层3为氧化镁或氧化铝介质层。在传统的冷阴极荧光灯金属放电电极进行封接制管之前，采用真空镀膜、或化学镀膜、或涂附、或浸渍后干燥烧结、或印刷、或烧结、或金属电极表面氧化等方法在金属放电电极4表面制作一层介质层3，如氧化镁或氧化铝然后再进行封接制管。

Claims (3)

1、一种高光效低工作电压冷阴极荧光灯，其特征是在内壁涂有荧光粉(1)的荧光灯玻管(2)的两端，放置一对表面涂覆有具有高二次电子发射系数材料的介质层(3)的金属放电电极(4)，金属放电电极(4)通过金属引线电极(6)引出到玻管外，在灯管内部充入由惰性气体氦、或氖、或氩、或氙、或它们的混合气体，以及汞金属组成的放电气体(5)；工作时在两金属引线电极(6)上施加由逆变器产生的交流电压。

2、根据权利要求1所述的高光效低工作电压冷阴极荧光灯，其特征是金属放电电极(4)表面上制作的介质层(3)为氧化镁或氧化铝介质层。

3、根据权利要求1所述的高光效低工作电压冷阴极荧光灯，其特征是所述的金属放电电极(4)表面的介质层(3)的厚度为10微米以下的薄膜。

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