CN100543925C - 电磁感应式等离子体平板背光源 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电磁感应式等离子体平板背光源，包括平行设置的透明的前基板、后基板，其特征在于：所述前基板和后基板之间设置骨架，密封形成平板背光源的放电空间，放电空间中充有氙气或氖氙混合气，骨架上设置螺旋线圈，前基板和后基板的内表面涂覆有荧光粉。本发明具有长寿命，高光效，无闪烁，显色性好，光衰小，高功率因数，光通量恒定，可频繁开关，适用电压范围广，输出功率恒定，快速启动，低温启动等优点。

Description

电磁感应式等离子体平板背光源

技术领域

本发明涉及液晶显示器的平板背光源，具体涉及一种利用电磁感应原理制成的等离子体平板背光源。

背景技术

荧光灯技术是一项发展较为成熟的技术，所以在各种液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)的背光源器件中，荧光灯型背光源使用得最为广泛，其种类也最多。LCD的荧光灯型背光源与其他类型的LCD背光源相比，无论是在亮度、光效、发光均匀性等方面，还是在工作寿命方面都具有较大优势。

目前的用于LCD的荧光灯型背光源按其形态可分为以下几类：

(1)管式荧光灯型背光源

(2)平板式荧光灯型背光源

(3)其他形式

长期以来人类希望有大面积均匀发光的平面光源，提供便捷舒适的照明环境。进入21世纪电子信息时代，为了满足液晶背光源、取景器、数码照明及监视器和汽车导航系统等对高亮度、长寿命和亮度均匀性的要求，现有的管式荧光灯型背光源由于是管状的，为提高其发光均匀性，必须使用反射板和导光板，从而导致亮度损失。由于亮度及均匀性方面的原因，目前的管式荧光灯型背光源不适合做平面光源。

平板式荧光灯型背光源与传统的管式荧光灯型背光源的结构有很大的不同，无需导光板即可实现真正意义上的平面光源。平板式荧光灯型背光源的基本结构都是由两块平板玻璃组成，其上设置电极，不同的电极形式构成了各种类型的平板式荧光灯型背光源。目前现有的平板式荧光灯型背光源都是在电极上加交变电压，在两玻璃板之间的放电间隙中产生放电。但这种以电极激发放电的背光源同样存在启动速度慢、寿命短、发光不均匀等问题。

美国专利No.5962968曾公开了一种利用电磁感应原理制成的平板背光源。该平板背光源由前、后基板、电磁线圈等组成，电磁线圈设置在放电气体空间的后基板下面，紧贴着后基板放置，形状为绕制成四边形的平面的形状。这种无电极的平板型背光源具有亮度均匀，荧光粉寿命高，可调光性等优点。但由于电磁线圈放置在后基板下面，与放电空间之间仍存在一定的间隙，加上这种上下的位置关系都使得这种平板背光源的耦合效率不高。同时这种背光源的放电主气体为汞，汞会造成环境污染，并且低温下启动性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有平板背光源的的缺点，提供一种耦合效率高、寿命长、光效高、无闪烁、可调光并能快速启动、无污染的电磁感应式平板背光源。

本发明采用的技术方案如下：

一种电磁感应式等离子体平板背光源，包括平行设置的透明的前基板、后基板，其特征在于：所述前基板和后基板之间设置骨架，密封形成平板背光源的放电空间，放电空间中充有可电离并发射紫外线的工作气体，骨架上设置螺旋线圈，前基板和后基板的内表面涂覆有荧光粉。

作为本发明的一优选方案，所述骨架采用侧板，侧板与所述前基板、后基板密封形成放电空间，所述螺旋线圈沿侧板外周环状绕设。

作为本发明的另一优选方案，所述骨架采用环状铁芯，环状铁芯与所述前基板、后基板密封形成放电空间，所述螺旋线圈套设在环状铁芯上。

作为本发明的又一优选方案，所述骨架由侧板及套设在侧板外周的环状铁芯组成，侧板与所述前基板、后基板密封形成放电空间，所述螺旋线圈套设在环状铁芯上。

作为本发明的再一优选方案，所述可电离并发射紫外线的工作气体为氙气或氖氙混合气。

本发明所述平板背光源采用如下工作方式：在螺旋线圈上通高频交变电流，形成交变磁场，此交变磁场将电能耦合到放电空间的腔体内，引起腔内的气体电离，发射出紫外线激发荧光粉发光。

本发明的有益效果在于：

1.电磁感应式等离子体平板背光源利用电磁感应使通有高频电流的线圈产生变化的磁场，此交变磁场将电能耦合到放电腔内，利用高频感应磁场激发放电(H型放电)，使荧光粉发光，其具有亮度均匀这一显著特点，因此作为液晶背光源时不需要再加导光板，减少了光的损失。该类平板背光源不仅适用于大面积的液晶显示电视(LCD-TV)的背光源，而且适用于其它照明场合。

2.电磁感应式等离子体平板背光源中所充气体为氙气或氖氙混合气体，安全可靠无污染。

3.本发明中螺旋线圈围绕着放电空间设置，使得电磁能量可以更高效的耦合进放电空间，从而放电耦合效率较高，功率因数可达到0.95以上，尤其将螺旋线圈套设在铁芯上时，可以产生较高的磁感应强度，放电耦合效率更高。

4.本发明的电磁耦合式平板背光源无电极、无灯丝，不存在普通荧光灯管的灯丝预热问题，具有长寿命，高光效，无闪烁，显色性好，光衰小，高功率因数，光通量恒定，可频繁开关，适用电压范围广，输出功率恒定，快速启动，低温启动等优点。

5.本发明采用高频电磁耦合方式工作，使得光源的寿命较长，同时光源的工作频率一般在MHz范围，可从根本上消除频闪，真正做到无闪烁。

附图说明

下面结合附图对本发明具体实施方式进行详细说明。

图1为本发明电磁感应式等离子体平板背光源的正视图；

图2为本发明电磁感应式等离子体平板背光源的俯视图；

图3为螺旋线圈缠绕方式示意图；

图4为各种支撑体示意图；

图4-1为柱状支撑体示意图；

图4-2为球状支撑体示意图；

图4-3为栅格状支撑体示意图；

图5放电空间为楔形的电磁感应式等离子体平板背光源的正视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种电磁感应式等离子体平板背光源，包括平行设置的透明的前基板1、后基板2，其特征在于：所述前基板1和后基板2之间设置骨架3，密封形成平板背光源的放电空间5，放电空间5中充有氙气或氖氙混合气，骨架3上设置螺旋线圈4，前基板1和后基板2的内表面涂覆有荧光粉8。

骨架3由侧板301及套设在侧板301外周的环状铁芯302组成，侧板与前基板1、后基板2密封形成放电空间5，螺旋线圈4套设在环状铁芯302上，使整个环状铁芯302位于螺旋线圈4中，如图3所示。线圈的绕线直径为0.05mm～5mm。骨架3的具体设置还可以采用如下方式：单独采用侧板301，侧板301与前基板1、后基板2密封形成放电空间5，此时螺旋线圈4沿侧板301外周环状绕设，形成螺旋线圈4包裹侧板301的形式；或单独采用环状铁芯302，此时螺旋线圈4套设在环状铁芯302上。

电磁感应式等离子体平板背光源的工作原理是：在螺旋线圈4上通高频交变电流，形成交变磁场，此交变磁场将电能耦合到放电空间5的腔体内，产生垂直于前后基板的电场，引起腔内的气体电离，发射出紫外线激发荧光粉8发光。尤其将螺旋线圈4套设在铁芯上，可以产生较高的磁感应强度，放电耦合效率更高。

前基板1和后基板2的内表面涂覆有荧光粉8，两基板之间垂直放置复数个支撑体7。支撑体7的作用是使前后基板的距离6保持一致，并使平板背光源具有较高的抗压强度。支撑体7的数量取决于平板背光源的面积大小。图4为不同支撑体的示意图。支撑体可为一组柱状支撑体，柱状支撑体的截面可为圆形、矩形、六边形等，见图4-1；或为一组球状支撑体，见图4-2；也可为整张的栅格状支撑体，见图4-3。支撑体的材料为绝缘透明的材料，耐温温度为500℃以上。

在上述实施方式中，骨架3设置成矩形，放电空间5呈矩形。骨架3也可设置成如图5所示的形状，其放电空间5呈楔形。据此原理，骨架3还可设置成别的形状。

Claims (6)

1.一种电磁感应式等离子体平板背光源，包括平行设置的透明的前基板(1)、后基板(2)，其特征在于：所述前基板(1)和后基板(2)之间设置骨架(3)，密封形成平板背光源的放电空间(5)，放电空间(5)中充有可电离并发射紫外线激发荧光粉发光的工作气体，骨架(3)上设置螺旋线圈(4)，螺旋线圈(4)在骨架(3)上为环状绕设，并且环状绕设的方向与前基板(1)或后基板(2)垂直，前基板(1)和后基板(2)的内表面涂覆有荧光粉(8)。

2.如权利要求1所述的电磁感应式等离子体平板背光源，其特征在于所述骨架(3)采用侧板，侧板与所述前基板(1)、后基板(2)密封形成放电空间(5)，所述螺旋线圈(4)沿侧板外周环状绕设，螺旋线圈(4)在侧板上为环状绕设，并且环状绕设的方向与前基板(1)或后基板(2)垂直。

3.如权利要求1所述的电磁感应式等离子体平板背光源，其特征在于所述骨架(3)采用环状铁芯，所述螺旋线圈(4)套设在环状铁芯上。

4.如权利要求1所述的电磁感应式等离子体平板背光源，其特征在于所述骨架(3)由侧板及套设在侧板外周的环状铁芯组成，侧板与所述前基板(1)、后基板(2)密封形成放电空间(5)，所述螺旋线圈(4)套设在环状铁芯上。

5.如权利要求1所述的电磁感应式等离子体平板背光源，其特征在于所述前基板(1)和后基板(2)之间垂直放置复数个支撑体(7)。

6.如权利要求1所述的电磁感应式等离子体平板背光源，其特征在于可电离并发射紫外线激发荧光粉发光的工作气体为氙气或氖氙混合气。

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