CN100421005C - 平面荧光灯的通道结构 - Google Patents

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Abstract

公开了一种平面荧光灯的通道结构。该平面荧光灯的通道结构被构造成使得该灯适于用作平面显示器的背光单元，例如LCD，或作为宽范围的光源以均匀照亮宽平面，例如宽的矩形表面。在该平面荧光灯的通道结构中，限定出呈连续蛇形的密封放电空间，该空间被多个间壁分隔成多个连通的放电通道，在该放电空间中设置有一个或多个电极。该放电通道具有沿远离热电极的方向减小的不同宽度。

Description

平面荧光灯的通道结构
技术领域
本发明总体上涉及平面荧光灯的通道结构，更具体而言，涉及一种被构造以使得这种灯适于用作平面显示器的背光单元(例如液晶显示器(LCD))或作为用于均匀照明宽的平坦表面(例如宽的矩形表面)的宽范围光源的平面荧光灯的通道结构。
背景技术
最为广泛并优选地在图像显示装置中用作平面显示器的LCD，是自身不发光且通常被称为“光接收型显示器”的非发射型显示器，这不同于传统的能自身发光的发射显示器，例如阴极射线管(CRT)，等离子显示屏(PDP)，场致发射显示器(FED)以及发光二极管(LED)。因而，当LCD不由单独的光装置从背后照亮时，LCD不能在其的显示屏上，特别是在黑暗中清晰地显示出任何图像。所以，在努力克服非发射型LCD的上述问题的过程中，背光单元(BLU)被置于LCD的后面，以使得该BLU从背面照亮LCD，并允许该LCD在它的显示屏上，特别是在黑暗中，清晰地显示出图像。
作为用于LCD的BLUs的传统元件的一个例子，已经提出并使用了一种具有细小管形的冷阴极荧光灯(CCFL)。使用CCFL制造的用于LCD的传统BLUs被分为两类：直射照明CCFL-BLU，在其中，多个CCFL被设置在LCD的后面，同时在CCFL和LCD之间插有漫射片；和边缘照明CCFL-BLU，在其中多个CCFL沿LCD的边缘设置，以便自CCFL发射出的光通过透明的光导板分散在LCD显示屏的整个区域上。此外，近些年中，提出了可将其光照更均匀地分布在LCD显示屏上的平面荧光灯(FFL)，并将其用作LCD的BLU。传统的平面荧光灯被制造成具有上部和下部FFL板，该上下FFL板被结合成其中具有放电空间的单个主体。放电空间被间壁分隔成多个放电通道。放电通道通过连通通路相互连通，并且在它们的内部表面上涂覆有荧光材料，并在其中设置有一个或多个电极。
为了制造这种传统的平面荧光灯，平面玻璃板被加热至预定温度，并使其软化至足以被成型。此后，加热过的平面玻璃板通过使用成型模具被成型，从而提供在其上具有多个放电通道的下部FFL板。在上述成型过程中所使用的模具有一种能在下部FFL板上形成放电通道的成型图案，以使得放电通道被间壁相互分开，但通过连通通路相互连通。此后，具有放电通道的下部FFL板从成型模具中移出，缓慢冷却，并在烘烤前在放电通道的内表面上涂覆荧光材料。此后，使用密封胶水将上部FFL板与下部FFL板结合成单个的灯体，以便在灯体中限定放电空间。在将上部和下部FFL板结合成灯体后，通过将空气自灯体的放电空间中抽出而使该空间形成真空。放电气体通过气体注入孔被注入到该被抽成真空的空间中。此后，气体注入孔被密封。当在电极受到供电时在放电空间中产生等离子体放电的一个或多个电极被安装在放电空间的预定位置上。
在制造传统平面荧光灯的上述过程中，加热后的平面玻璃板可被置于成型模具下面，并通过真空成型而成型，或可被置于成型模具上，并通过真空成型和吹塑成型而形成。此外，成型后的FFL板或平面玻璃板可被用作将与成型后的下部FFL板结合的上部FFL板。形成在成型后的下部FFL板上的放电通道可具有不同的横截面，例如半圆形横截面，半椭圆形横截面，三角形横截面或正方形横截面。
通过上述过程制造的传统平面荧光灯的代表性的例子示于图1至4中。
图1是平面图，示出了设置在传统的热-冷-热型平面荧光灯的下部FFL板上的通道结构。图2是沿图1中的线a-a’得到的下部FFL板的通道结构的剖面视图。图3是详细示出图2中的B部分的视图。
如图1至图3所示，传统的热-冷-热型平面荧光灯的下部FFL板1呈矩形，其具有限定在下部FFL板1上的连续的蛇形放电空间2，并且该放电空间由多个间壁3分隔成多个连通的放电通道6。该放电通道6通过连通通路相互连通。真空电极通道5设置在蛇形放电空间2的每一个端部上，同时连通通路起到抽真空路径的作用，通过该真空路径，在制造平面荧光灯的过程中，空气从放电通道6中被抽出。电极7被安装在每一个电极通道5中，因此不同于具有外部电极的外部电极荧光灯(EEFL)的是，具有内部电极7的平面荧光灯在相关技术中被称为“内部电极荧光灯(IEFL)”。放电空间2包括放电通道6，每一放电通道为具有预定尺寸的纵向矩形。在传统的热-冷-热型平面荧光灯的通道结构中，由于间壁3之间的距离彼此相同，因而间壁3将放电空间2分隔成宽度相同的放电通道6。在上述传统的具有通道结构的热-冷-热型平面荧光灯中，各自具有电极7的相对端部形成热区，而不具有任何电极的中间部分形成冷区。
然而，在具有上述通道结构的传统热-冷-热型平面荧光灯中，通过逆变器施加至电极的电压在由具有电极的灯的相对端部限定的热区上较高，而在由灯的中间部分限定的冷区上则较低。因而，在形成冷区的围绕平面荧光灯的中间部分的区域上产生了光损耗。因而，虽然灯在具有形成热区的电极的端部上提供了高亮度，该亮度沿从热区至限定在灯的中间部分的冷区的方向逐渐降低。因而，上述平面荧光灯不能有效地或均匀地照亮非发射型平面显示器，例如LCD。
图4是平面图，示出了设置在传统的热-冷型平面荧光灯的下部FFL板上的通道结构。
如图4所示，在传统的热-冷型平面荧光灯的下部FFL板1中，连续的蛇形放电空间被限定在下部FFL板1上，并且其被多个间壁3分隔成多个连通的放电通道6。放电通道6通过连通通路相互连通。以与对传统的热-冷-热型平面荧光灯进行说明的相同方式，内部电极7被安装在设置于蛇形放电空间2的每一端部的电极通道5内。此外，传统的热-冷型平面荧光灯的通道结构被构造成使得由于间壁3之间的间距彼此相同，因而放电通道6具有相同的宽度。在具有上述通道结构的传统的热-冷型平面荧光灯中，安装在放电空间2的相对端部的两个电极7之一被接地，以便使具有接地电极7即冷电极的端部形成冷区，同时使具有其它电极7即热电极的相对端部形成热区。
然而，在具有上述通道结构的传统热-冷型平面荧光灯中，通过逆变器施加至电极的电压在热区上较高，但在冷区上较低。因而在冷区周围的区域上产生了光损耗，这样，虽然灯在热区提供了高亮度，但该亮度沿从热区到冷区的方向逐渐降低。因而，上述平面荧光灯不能有效地或均匀地照亮非发射型平面显示器，例如LCD。
附图说明
结合附图，本发明的上述和其它目的、特征以及其它优点将通过下面的详细说明而更清楚地被了解，在附图中：
图1是平面图，示出了设置在传统的热-冷-热型平面荧光灯(FFL)的下部FFL板上的通道结构；
图2是沿图1的a-a’线得到的下部FFL板的通道结构的剖面视图；
图3是详细示出了图2的B部分的视图；
图4是示出了设置在传统的热-冷型平面荧光灯的下部FFL板上的通道结构的平面图；
图5是示出了设置在根据本发明第一实施例的热-冷-热型平面荧光灯的FFL板上的通道结构的平面图；
图6是示出了设置在根据本发明第二实施例的热-冷型平面荧光灯的FFL板上的通道结构的平面图；
图7是一图表，示出了传统的热-冷-热型平面荧光灯和传统的热-冷型平面荧光灯的亮度特征；和
图8是一图表，示出了根据本发明的具有通道结构的平面荧光灯的与传统平面荧光灯相比较的亮度特征。
发明内容
本发明要解决的技术任务
因此，本发明是针对在相关技术中出现的上述问题，并且本发明的一个目的在于提供一种平面荧光灯的通道结构，该平面荧光灯被构造成使得，无论电极的位置如何，灯都能提供高亮度，高光效率，和预期的亮度均匀性，因而能均匀地照明宽阔的平面，例如非发射型平面显示器的宽屏。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个实施例，提供了一种平面荧光灯的通道结构，在该结构内限定了一密封的放电空间，该放电空间具有连续的蛇形并且被多个间壁分隔成多个连通的放电通道，在该放电空间中设置有一个或多个电极，其中所述放电通道在沿远离热电极的方向具有减小的不同的宽度。此外，在平面荧光灯的通道结构中，放电通道的宽度可根据平面荧光灯的尺寸、特性、和将被施加至电极的电强度以及离电极的距离而发生变化。
当平面荧光灯为热-冷-热型灯时，通道结构中放电通道的宽度沿从具有热电极的灯的相对端部到该灯的中间部分的方向减小。当平面荧光灯为热-冷型灯时，通道结构中放电通道的宽度沿从具有热电极的灯的第一端部到该灯的第二端部的方向减小。
有益效果
从上述说明书中可明显得出，本发明提供了一种平面荧光灯的通道结构，该平面荧光灯被构造成使得该通道结构可提供高亮度，高光效率和灯的稳定的光发射特性。因而，无论电极的位置如何，灯都可提供预期的均匀亮度。具有根据本发明所述通道结构的平面荧光灯优选地被用作背光单元(BLU)，以均匀地照明非发射型的宽平面显示屏，例如LCD，并允许平面显示器在它的显示屏上清晰地显示出图像。此外，具有根据本发明所述通道结构的平面荧光灯有效地克服了传统BLU的问题，即亮度不均匀，较低的光效率和增加的电能消耗。
此外，由于根据本发明的通道结构而具有均匀亮度的平面荧光灯优选地被用作宽范围的光源，以便像用于LCD的BLU一样可均匀地照亮宽的平面。
具体实施方式
现在将更详细地参照本发明的优选实施例，这些优选实施例的示例示于附图5至图8中。在任何可能的地方，在说明相关技术时使用的相同附图标记将使用在整个附图和说明书中，以指代相同或相似的部分。
图5是平面图，示出了根据本发明第一实施例的设置在热-冷-热型平面荧光灯的FFL板上的通道结构。如图所示，在根据本发明第一实施例的热-冷-热型平面荧光灯中，该通道结构被特别地设计成使得构成灯的放电空间12的放电通道16的宽度沿从灯的相对端部到形成冷区的灯的中间部分的方向逐渐减小，其中该灯在电极通道15中具有内部电极17并形成热区，这不同于热-冷-热型平面荧光灯的传统通道结构。
用于等离子体放电的汞蒸汽和惰性气体被注入到灯的放电空间12中。此外，冷阴极或热阴极可被用作灯的内部电极17。
为了制造具有上述通道结构的热-冷-热型平面荧光灯，具有放电通道16的下部FFL板11与上部FFL板通过使用密封胶水结合到单独的灯体中，由此限定了灯体中的放电空间12。为了将下部FFL板11与上部FFL板一起结合到灯体中，通过密封胶水印刷过程或通过使用密封胶水分配器将密封胶水涂覆到上部和下部FFL板的配合表面上。此后，将可能对等离子体放电产生不利影响的有机物质从密封胶水上移除，并且上部和下部FFL板被连接在一起，以提供连接在一起的FFL板组件。此后，连接在一起的FFL板组件被加热以便将上部和下部FFL板结合成具有放电空间12的单一灯体。
在将上部和下部FFL板结合成灯体中，灯体的放电空间12通过将空气经由形成在下部FFL板11上的气体注入孔从空间12中抽出而形成真空。在使空间12真空化的过程中，真空装置被连接至气体注入孔。此后，用于等离子体放电的汞蒸汽和惰性气体在密封该气体注入孔之前，通过该气体注入孔被注入到真空空间12中。在本发明中，为了将汞蒸汽注入到空间12，可使用包括液态汞或汞合金的汞吸气剂。
荧光层形成在每一个上部和下部FFL板的内表面上。上部FFL板的内表面上的荧光层优选地通过印刷荧光物质形成，同时下部FFL板11内表面上的荧光层优选地通过喷涂荧光物质或涂覆荧光物质悬浮液形成。
在荧光层形成于上部和下部FFL板的内表面上后，灯被烘烤以便将有机物质从荧光层上移除，以允许荧光层紧密地粘附在FFL板的内表面上，从而提高灯的光效率，增加灯的预期寿命，并防止可由放电气体从放电空间中溢出所导致的不稳定的等离子体放电。因而，防止由于放电气体在等离子体的放电过程中自放电空间中溢出所导致的灯的亮度或光效率的降低，并防止灯的预期寿命的降低，以及维持灯的稳定的光发射是可能的。
为了促使放电空间中的等离子体放电，并允许灯发光，高频电流被施加至内部电极17，以便在放电空间12中感生电场。此后，在电场中加速电子并且使用于等离子体放电的惰性气体的激活原子和空间12中的激活汞原子电离，以使得惰性气体离子和汞离子以紫外线的形式放出能量。由惰性气体离子和汞离子辐射的紫外线激发涂覆在放电空间12内表面上的荧光物质，以使得平面荧光灯辐射出可见射线并发光。
在根据本发明的具有通道结构的热-冷-热型平面荧光灯中，多个间壁13将放电空间12分成放电通道16，并保持该放电通道16的形状。此外，当放电空间12被抽真空时，间壁13用作防止上部和下部FFL板断裂的支架。
如对相关技术的描述，用于构成传统热-冷-热型平面荧光灯的通道结构中的放电空间的放电通道具有相同的宽度，这不同于本发明。在带有具有相同宽度的放电通道的通道结构的传统热-冷-热型平面荧光灯中，用于等离子体放电的惰性气体在形成热区的具有热电极的灯体的端部被有效地电离，以便从热区中有效地辐射出可见光线。因而，在形成热区的灯体的相对端部上，具有高亮度的强光被发射出。然而，灯的亮度和光的强度沿从相对的端部到形成冷区的灯体的中间部分逐渐降低。
热-冷-热型荧光灯的亮度根据灯的大小以及施加至电极的电强度和特征而变化。在具有带有相同宽度放电通道的通道结构的热-冷-热型平面荧光灯中，灯的亮度与距热电极的距离成反比例地逐渐减小。然而，在具有带有不同宽度放电通道的通道结构的热-冷-热型平面荧光灯中，与窄通道相比，亮度根据距热电极距离的降低率在宽通道中增加。换句话说，在具有不同宽度放电通道的热-冷-热型平面荧光灯中，亮度的降低率与放电通道的宽度成正比地增加。
因而，在具有传统通道结构的热-冷-热型平面荧光灯中，灯的亮度发生变化，以使得在形成冷区的灯体的中间部分上的亮度低于具有形成热区的具有热电极的灯体端部上的亮度。因而，在传统热-冷-热型平面荧光灯中的亮度变化形成了示于图7的图表中的V型曲线。
在克服传统热-冷-热型平面荧光灯的通道结构中经历的亮度变化问题的努力过程中，根据本发明的热-冷-热型平面荧光灯的通道结构被构造成使得设置在灯体相对端部的热区周围的放电通道16较宽，但远离热区的放电通道16的宽度与离热区的距离成反比地减小。因而，根据本发明的热-冷-热型平面荧光灯在它的整个光发射区域上提供了均匀的亮度。
下面将参照图5在下文中对根据本发明第一实施例的热-冷-热型平面荧光灯的通道结构的示例做出说明。示于图5的热-冷-热型平面荧光灯的通道结构被构造成使得，在第一通道①的宽度被设定为10.0mm后，第二通道②、第三通道③、第四通道④和第五通道⑤的宽度被分别设定为9.5mm、9.0mm、8.5mm和8.0mm。此外，第六通道⑥、第七通道⑦、第八通道⑧、第九通道⑨和第十通道⑩的宽度被分别设定为8.0mm、8.5mm、9.0mm、9.5mm和10.0mm。在上述通道结构中，在将两个相邻的通道结合成一个通道组时，放电通道16的宽度可被设计为可以变化。但是，所有放电通道16的宽度可被设计为可以变化，而无需将这些通道结合成通道组。
图6为平面图，示出了根据本发明第二实施例的热-冷型平面荧光灯的FFL板21的通道结构。在根据本发明的热-冷型平面荧光灯的灯体中，通电的作为热电极的电极27被安装在设置于放电空间22第一端部的电极通道25中，而接地的作为冷电极的另一电极27被安装在设置于放电空间22的第二端部上的另一电极通道25中。因而，放电空间22的第一端部形成了热区，而放电空间22的第二端部形成了冷区。以与对热-冷-热型平面荧光灯的描述相同的方式，具有放电通道26的下部FFL板21与上部FFL板结合成一个灯体中，于是在灯体中限定了放电空间22。此外，放电空间22通过使用多个间壁23被分隔成放电通道26。用于等离子放电的惰性气体和汞蒸汽被注入到真空的放电空间22中。在根据第二实施例的热-冷型平面荧光灯中，通道结构被构造成使得围绕热区的通道最宽，而其余通道的宽度沿从热区到冷区的方向逐渐减小。
在具有带有相同宽度放电通道的传统通道结构的热-冷型平面荧光灯中，灯的亮度与距热电极的距离成反比例地逐渐降低。因而，在具有传统通道结构的热-冷型平面荧光灯中的亮度变化形成了如图7中的图表所示的沿向右的方向向下倾斜的倾斜直线。然而，由于根据本发明的热-冷型平面荧光灯的通道结构被设计成使得放电通道22具有不同的宽度，因此根据本发明的热-冷型平面荧光灯在它的整个光发射区域的上提供了均匀的亮度。
下面将参照图6对根据本发明第二实施例的热-冷型平面荧光灯的通道结构的示例进行说明。示于图6的热-冷型平面荧光灯的通道结构被构造成使得，在第一通道①的宽度被设定为10.0mm后，第二通道②、第三通道③、第四通道④、第五通道⑤、第六通道⑥、第七通道⑦、第八通道⑧、第九通道⑨和第十通道⑩的宽度被分别设定为9.5mm、9.0mm、8.5mm、8.0mm、7.5mm、7.0mm、6.5mm、6.0mm和5.5mm。在上述热-冷型平面荧光灯的通道结构中，在将两个相邻的通道结合成一个通道组时，放电通道26的宽度被设计成变化的。然而，所有放电通道26的宽度可被设计成变化的，而无需将这些通道结合到通道组中。
尽管已对本发明的优选实施例做出了示意性说明，但是本领域的技术人员将会理解，在不背离由所附权利要求公开的本发明的范围和精神的前提下，做出各种改进，添加和替换是可能的。

Claims (3)

1. 一种平面荧光灯的通道结构，该通道结构中限定出呈连续蛇形的密封放电空间，并由多个间壁分隔成多个连通的放电通道，在该放电空间中设置有一个或多个电极，其中该放电通道具有沿远离热电极位置的方向减小的不同宽度。
2. 根据权利要求1所述的平面荧光灯的通道结构，其中，当平面荧光灯为热-冷-热型灯时，放电通道的宽度沿从具有热电极的灯的相对端部到该灯的中间部分的方向减小。
3. 根据权利要求1所述的平面荧光灯的通道结构，其中，当平面荧光灯为热-冷型灯时，放电通道的宽度沿从具有热电极的灯的第一端部到该灯的第二端部的方向减小。
CNB2004800394065A 2003-12-31 2004-12-29 平面荧光灯的通道结构 Expired - Fee Related CN100421005C (zh)

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