CN1267967C - 背景照明用的平面荧光灯和带有该荧光灯的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

平面荧光灯(1)具有一个放电管(2)，该放电管(2)包括用焊料(10)相互气密连接的一块底板(7)、一块顶板(8)和一个框架(9)。印制导线似的结构在放电管内部起电极(3到6)的功能、在引线区段起引线的功能和在外部区段内起外部电源引线(13；14)的功能。这样就可用简单和高度自动化的生产工艺制造不同尺寸的平面荧光灯。此外，可实现几乎任意的电极形状，特别是考虑到了具有朝平面荧光灯边缘亮度很少下降的均匀亮度。至少阳极(5、6)分别用一介电层(15)覆盖。该灯(1)最好用一个脉冲电压源来启动，并作为例如监控器的液晶显示或司机信息显示的背景照明用。

Description

背景照明用的平面荧光灯和带有 该荧光灯的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种背景照明用的平面荧光灯。此外，本发明涉及带有这种平面荧光灯的一种照明系统。其次，本发明涉及一种带有这种照明系统的液晶显示装置。

背景技术

所谓“平面荧光灯”这里是指具有一个平面的几何形状的荧光灯，这种灯发射白色光并首先是为液晶显示的背景照明设计的。

其次，这里涉及具有条状电极的平面荧光灯，在这种灯中，一个极性的电极或全部电极即两个极性的电极用一介电层与放电隔开(一侧或两侧的介电阻隔放电)。这种电极下面简称为“介电电极”。

“条状电极”—也简称“电极片”—的概念，这里和下面是指一种与它的长度比较很细长的和直线的结构，这种结构能够起电极的作用。其中，这种结构的边缘不需相互平行，特别是沿电极片的纵边还包括下部结构。

也可通过放电管本身的壁来构成介电层，这时电极在放电管外大致布置在外壁上。这种具有外部电极的结构具有这样的优点，即没有气密的电流引线通过放电管的壁。当然，介电层的厚度-影响放电的点火电压和起弧电压的一个重要参数-主要由对放电管特别是它的机械强度的要求来决定。

另一方面，介电层也可用设置在放电管内的电极的至少阳极部分的至少部分覆盖物或层的形式来实现。其优点是，介电层的厚度可根据放电性质实现最佳化。当然，内电极要求气密的电流引线，从而需要附加的加工工序，这样通常会使制造成本增加。

液晶显示装置最近特别用于便携式计算机(膝上计算机、笔记本型计算机、掌上计算机等)中，但也用于固定的计算机监控器。在这里只提及一些其他的应用范围，即工业设备或航空监视装置的控制室的信息显示、出纳系统和自动取款系统以及电视机的显示。液晶显示装置在汽车工业中用作所谓司机信息系统也在不断增加。液晶显示装置需要一种背景照明来尽可能明亮地和均匀地照亮整个液晶显示。

专利文献WO94/23442公开了一种不相干的发光源、特别是一种放电灯借助于介电阻隔的放电的运行方法。这种方法利用一个有效功率脉冲序列，其中单个有效功率脉冲通过无效时间相互隔开。从而在不同极性的相邻电极之间分别在顶视图中、即在垂直于设置电极的平面中产生许多均匀的三角形(Δ)似的单个放电。这些单个放电沿电极排列成行，而且电极分别在(瞬态)阳极的方向内展宽。在一种两侧电阻隔的放电的电压脉冲的交换极性的情况中，可看到两个三角形放电结构的重叠。由于这种放电结构优先以千赫范围内的重复频率产生，所以观察者只能看出一个相当于人眼的时间分辨率的平均放电结构，其形状大致象一个计时沙漏。此外，可通过输入的电功率来影响单个放电结构的数目。这种脉动式的工作方式的优点是，产生辐射的效率高。这种工作方式同样也适用于前述那种曾在专利文献WO94/04625中公开的平面荧光灯。

亦即在该专利文献WO94/04625中公开了一种平面光源，该光源按照专利文献WO94/23442的工作方式工作。由于高效的工作方式，这种平面光源产生相当小的损耗热。在该文列出的一些实施例中，分别将条状电极设置在放电管的外壁上而带有前述的诸多缺点。这种解决方案的另一个缺点是，单位面积亮度朝边缘方向明显下降。其原因是由于放电管外面的相邻范围内在边缘上缺少辐射量所致。此外，单个放电优先在阳极和两个相应的直接相邻的阴极中的一个阴极之间产生。很明显，不是同时在阳极片两端产生相互独立的单个放电，而是不能预先确定两个相邻阴极中的哪一个阴极产生放电。从而在作为整体的平面光源上产生一个不规则的放电结构，所以产生一个时间和空间的不均匀的单位面积亮度。

但对这种光源的多数应用场合来说都要求均匀的单位面积亮度，所以例如对液晶显示的背景照明要求视觉的均匀度，其调制深度不超过15％。

专利文献DE195 48 003 A1提出了一种可产生单极脉冲电压序列的电路布置，特别是一侧介电阻隔放电的高效工作需要这种脉冲电压序列。在大多数起电容性作用的负载上—如介电阻隔的放电装置那样—也可实现具有小的电路损耗的平滑脉冲波形。

此外，专利文献EP0 363 832公开了具有条状电极的紫外线高效光源，该电极设置在放电管底板的内壁上。其中没有说明通过电流引线实现内部电极和电源的连接。该紫外线高效光源用正弦形的交流电压工作。众所周知，用交流电压运行时可达到的紫外线发射率限制到小于15％左右。但作为液晶显示系统的有效背景照明需要高的发射率。此外，提出了一个将冷却通路埋在底板上的一个实施例，这对多数应用场合，特别是办公部分以及移动的应用场合都是不适用的。

专利文献EP0 607 453公开了一种用平面照明装置的一种液晶显示。该平面照明装置主要由一个板形的光导体和至少一个弯曲的棒形荧光灯组成。该荧光灯根据弯曲度设置在光导板的两个或多个相互连接的边缘上。从而即使是一只荧光灯的光线就可发射到光导板至少两边上，并通过面向液晶显示的光导板表面散射。通过这个措施可达到高的发射率，而不需要许多荧光灯。这个方案的缺点是，不可能取消一块光导板。此外，还必须沿灯附加设置外部的反射器来将灯光的一部分侧向反射到光导板上。但在从直线的(棒式荧光灯)重新分布成平面的(光导板)光源时产生不可避免的输入损失和散射损失，从而降低可达到的亮度。此外，平面照明装置的寿命受荧光灯的限制。在使用多个荧光灯时，整个装置的故障率不断增加。

建立在水银低压放电原理上的荧光灯的其他缺点是由水银本身的性质引起的，其中的一个缺点是，水银必须首先达到它的工作蒸汽压力，亦即这种荧光灯显示出明显的启动响应特性，这对配有个人计算机监控器在工间休息过程中的断开是不受欢迎的。此外，水银有损健康，所以必须作为特殊垃圾清除掉。

发明内容

本发明的一个目的是，提出一种具有片状内电极的平面荧光灯，这种荧光灯具有这样的电极结构和电流引线，即这种平面光源—几乎与电极的尺寸从而与电极的数目无关—在制造时加工步骤相当少，因而成本低廉。另一方面，电极结构加工简单，有利于经济地生产具有高的和均匀的单位面积亮度的平面荧光灯。

这个目的技术方案在于这种背景照明用的平面荧光灯，具有一个用不导电的材料制成的、至少部分透明的和充气密封的平面放电管，在该放电管的内壁上至少部分地涂有一层荧光物质或荧光混合物，并在该放电管内壁上设置条状电极，其中，至少阳极用一介电层覆盖，其特征在于：该放电管由一块底板、一块顶板和一个框架组成，其中该底板、顶板和框架用焊料相互气密连接；设置在放电管的内壁上的条状电极由印制导线类型的结构构成，其中，这些结构穿过该放电管向外引出，由此由选些结构附加构成外部电源引线和相应的引线，即不仅条状电极而且引线和电源引线均由这些结构构成；其中引线用焊料气密覆盖向外引出，而直接连接在该引线上的外部电源引线则用来连接电源。

本发明的另一个目的是，提出这个目的的技术方案在于照明系统，带有一个平面荧光灯和带有一个与该平面荧光灯导电连接的电压源，该电压源适合于把在运行中通过间隔相互隔开的有效功率波动输入平面荧光灯中，其特征在于，该照明系统具有本发明的平面荧光灯。

最后，本发明还有一个目的是，提出一种液晶显示装置。这个目的的技术方案在于液晶显示装置，带有一个液晶显示器、一个用来控制该液晶显示器的电子控制器、一个作为该液晶显示器的背景照明用的照明系统以及一个支持体，带电子控制器和照明系统的液晶显示器设置在该支持体中，其特征在于，该装置具有本发明的照明系统。

本发明第一部分的基本想法在于，内部电极包括引线和外部电源引线作为三个不同功能的区段构成分别具有一个阴极侧或阳极侧连接的印制导线结构。

通过这种想法可将上述三个不同功能的部分—内部电极、引线和外部电源引线—在一个共同的加工步骤中，最好用印制电路技术几乎同时制成。与现有技术比较，明显减少了处理和加工工序。此外，取消了单个元件之间用焊接的连接。

此外，这两种结构具有几乎任意成形的优点。从而可在制造工艺上以简单而价廉的方式实现直到边缘都具有均匀单位面积亮度的电极的最佳形状。为此例如只用相应配置的印刷丝网即可。本发明的另一个优点是，由于所有加工步骤总是相同的，实际上与光源的尺寸无关，所以在结构上几乎可实现任意大的平面荧光灯的价廉的生产。这样就实现了不同大小的液晶显示的背景照明用的合适的平面荧光灯。其他的优点有：高的亮度和高的光发射率，典型的单位光强为一只灯大约8烛光/瓦，包括散射体。下面结合脉冲工作方式来说明平面荧光灯的一系列其他优点。由于脉冲工作的介电阻隔的放电具有正的电流电压特性，所以可并排排列任意多的单个放电，这样原则上就可实现几乎任意大的平面荧光灯。此外，这种平面荧光灯可只用一个电镇流器启动。由于灯内没有充电银，所以避免了有毒的水银蒸汽的危险和不存在清除问题。不充水银的另一个优点是，灯可立即启动而没有启动特性。由于层状的电极结构没有细丝状部分，所以灯很牢固并具有长的寿命。

根据本发明，放电管由一块底板和一块顶板构成，它们通过一个框架并用焊料例如玻璃焊料相互连接成一个封闭的放电管。在放电管的内壁上，条状电极—类似于印制导线设置在印制电路板上那样—例如通过蒸镀、借助于丝网印刷接着用烧渗工艺或类似技术气密地直接设置在底板和/或顶板上。

电极片分别用一端通过焊料气密地向外引出。引线和框架之间以及框架和底板或顶板之间的密封用焊料保证。

为了不同热膨胀引起的应力保持很小，并为了保证持续运行中的气密性，焊接材料和框架以及底板和顶板的材料应相互匹配。此外，最好金属电极片的厚度选择很薄，即一方面可使热应力保持很小，另一方面又可提供运行所需的电流强度。

所以印制导线的足够高的电流承受能力具有特殊意义，因为这种平面荧光灯力求高的光强而需要高的电流强度。亦即对液晶显示背景照明用的平面荧光灯来说，由于这种显示的透射率很小，一般只有6％，所以必然要求很高的电流强度。由于在重复的有效功率输入的相当短的持续时间过程中在印制导线内流过特别高的电流，对优选的脉冲工作方式的放电再次增加了这个问题的艰巨性。只有输入足够高的平均有效功率并由此而在平均时间内达到要求的高的光强时，才有可能解决这个问题。

为了保证上述的大电流承受能力，必须用相当粗的印制导线，亦即细的印制导线由于印制导线的局部过热而潜在着形成断裂的危险。印制导线的横截面面积越小，印制导线电流的电阻部分所引起的印制导线的温升越高。但印制导线的宽度应当限制，因为随着宽度的增加由印制导线所引起的平面光源照亮面积的遮蔽也相应增加。所以，为了解决印制导线中由于高的电流密度引起的放热形成的断裂问题，应当力求有意为此设置窄的但尽可能厚的印制导线。银片的典型厚度为5微米至50微米的范围，最好为5.5微米至30微米的范围，特别是最好6微米至15微米的范围。

当然，这样厚的印制导线在象平面荧光灯所用的相对膨胀的平面基体材料上可能由于材料应力引起断裂，例如在制造过程中放电管抽真空时由于弯曲荷载便可引起这种应力。断裂形成不断增加的危险，其原因是：根据公式 $\mathrm{\ϵ}\∝1/\sqrt{d},$ 层的伸长极限ε与层厚d有关。所以层厚越大，伸长极限就越小。此外，层内的不连续性的概率随层厚的增加而急剧增加。这种不连续性导致层内的局部拉应力的增加，从而最终产生该层从基体材料上分离。

但令人惊奇地表明，可气密制造具有这样厚的印制导线的平面荧光灯，且其寿命可高达几千小时。

可能底板和顶板之间设置的例如玻璃球形式的支点的适当距离也有助于使平面光源承受足够的抗弯稳定性，而不引起不可接受的大的遮蔽。

按现有的认识水平，两个参数P₁＝d_st·d_E1和P₂＝d_st/d_P1对平面光源的寿命至关重要。其中d_st表示支点相互的距离或到界定的侧壁的距离，d_E1表示电极导线的厚度，d_p1表示底板或顶板的两个厚度中的较小的厚度。典型的P₁值为50毫米微米至680毫米微米的范围，最好为100毫米微米至500毫米微米的范围，特别是最好为200毫米微米至400毫米微米的范围。典型的P₂值为8至20的范围，最好9至18的范围，特别是最好10至15的范围。

好的经验表明，例如用10微米厚的印制银层和厚度分别为2.5毫米的底板和顶板之间大约34毫米的相互距离配合嵌入用玻璃焊料作成的玻璃球。从这些数值得P₁＝340毫米微米和P₂＝13.6。

如前所述，在本底前断裂形成的危险原则上是有优点的，由于要求印制导线具有高的电流承受能力，同样需要印制导线具有大的横截面面积，这时可不用主要由印制导线的大的厚度，也可用印制导线适当的宽度来实现这个目的。特别是，当电极既设置在底板上，又设置在顶板上，亦即也设置在平面光源的基本发光面的内侧上时，由于印制导线本身引起的遮蔽问题可按下述方式至少可得到缓解。

为了这个目的，阳极和/或阴极分别用两个相互耦合的导电元件组成。其中，第一元件做成相当薄的片，但用承受大电流的材料最好用金属例如金或银制成。第二元件做成比第一元件宽的片。为此，第二元件应选用对可见的辐射基本上透明的材料例如用铟-锡氧化物制成。由于因此可得较大的片宽度，所以，虽然导电率较小，但加在一起仍可获得第二元件的足够的电流承受能力。两个元件相互保持电接触。这样也可得到一个足够大的电极面积-介电阻隔的放电的一个重要参数。

在一种方案中，上述两个元件通过一种电介质相互隔开电流。这两个元件之间的耦合是电容式的。最好第二元件比第一元件设置在离放电管的内部较近。此外，只有第一元件作为引线以及电源引线向外引出。在这种情况中，第二元件只起放电管内部有效电极面积的加大作用。

至少顶板的内壁用荧光混合物涂敷，这种混合物在运行中将气体放电的紫外线/真空紫外线辐射转换成白色光。为了能够转换紫外线/真空紫外线辐射的尽可能大的百分数，亦即为了光通量最大，放电管的内壁即顶板、框架和底板全部用荧光混合物涂敷。

外部电源引线设置在底板和/或顶板和/或框架的一个外边缘上。为此，底板或顶板至少在平面荧光灯从放电管内部向外引出引线的一侧上延长超出框架。在放电管外部，电极片与外部电源引线一致的电极片数目终止在引线区段后面，亦即每个电极片都可看成是一个印制导线似的结构，这种结构分别包括下列三个功能不同的区段：内电极区段、引线区段和外部电源引线区段。

相同极性的电源引线例如借助于一种适当的插头-电缆组合与脉冲电压源的两个极连接。

此外，相同极性的电极片可分别过渡到一个共同的母线状的外部电源引线。在运行时，这两根外部电源引线可直接分别与电压源的一个极连接。在这种情况中，可取消特殊的插头-电缆组合。

在第一种结构中，片状的电极并排排列布置在底板上(型式I)，从而在运行中可得一种基本上呈面积状的放电结构。其优点是，避免了在发光的顶板上由于电极引起的遮蔽。在阴极片之间分别设置两个相互平行的阳极片，即一对阳极代替迄今为止的单个阳极片。从而可避免开始时所述的问题，即在援引的先有技术中，分别只从两个相邻的阴极片中的一个在位于其间的单个阳极片的方向内引燃单个放电。

在一个方案中，每对阳极的两个阳极片在朝其相应的两个窄边的方向内展宽。沿着展宽方向达到电流密度的增加，因而也达到单个放电的亮度的增加。其优点是，一直到平面荧光灯的边缘都是相当均匀的亮度分布。

阳极片相对于其纵轴朝相应的阳极对应片的方向不对称展宽。通过这个措施，虽然阳极片展宽，但到相邻阴极的相应距离一般仍保持恒定。所以在运行时沿电极片的全部单个放电的点火条件都是相同的。这样就保证了沿整个电极长度构成排成一行的单个放电(在足够的电输入功率的前提下)。

阳极片同样可朝相应的相邻阴极的方向展宽，而在原则上又不失掉展宽的有利作用。当然，在这种情况中，展宽只是相当小的。因此防止了只在阳极片的最大宽度位置上，即在这种情况中的最短击穿间隙的位置上产生放电。展宽明显小于击穿间隙，一般约为击穿间隙的十分之一。此外，两种展宽方案也可组合，亦即既可朝相邻的对应阳极片的方向也可朝相邻阴极的方向展宽。

两侧阻隔放电的电极结构最好作成对称的，因为在这种情况中，电极的极性是交替变化的。所以每个电极都交替起阳极或阴极的作用。这种电极结构的基本情况如图1所示。整个印制导线似的结构100由第一部分101和第二部分102组成。这两部分101、102具有已描述过的双阳极片103a和103b或104a和104b。其中该电极结构的第一部分101的双阳极片103a，b和第二部分102的双阳极片104a，b交替并排排列。该电极结构的两部分101、102用一介电层(图示未)覆盖。在其相互交替侧对应的端上，双阳极片103a，b或104a，b通到母线状的外部电源引线105；106中。在运行时，这两个外部的电源引线105；106分别与电压源(图中未示)的一极连接。

在带有单极电源脉冲的一侧或两侧阻隔放电的一种方案中，阴极片最好在空间上具有单个放电的凸点。为清楚表明这种情况，平面荧光灯的电极结构在图2中用一条6.8英寸的对角线示出。阳极侧的电极结构107具有已经多次提及的双阳极片108a和108b。每个单独的阳极片109和110构成阳极侧结构107的两侧的终端。在阴极侧的结构112的阴极片111中，最好通过凸起的、分别面向相邻阳极片的凸部113来实现凸点。这些凸部引起电场的局部的有限增强，所以三角形的单个放电(图中未示)只在这些凸点113上点火，从而在运行时可在平面放电管内几乎可强制产生单个放电的均匀分布。如果没有这些凸部，则在垂直运行中由于平面荧光灯上部范围不断增加对流而可引起单个放电移动。这些凸部最好朝片状阴极的相应两窄边在空间上不断增加排列密度(图中未示；见图3a)，其优点又是一直到平面荧光灯的边缘都是相当均匀的亮度分布，亦即由此而有效地补救了在先有技术中亮度的边缘下降的上述缺点。阳极片109a，b和阴极片111在其交替侧对应端上通入一个阳极侧114或阴极侧115的母线状的外部电源引线中。在运行时，阳极侧的电源引线114和阴极侧的电源引线115分别与一个提供单极电压脉冲的电压源的(+)极和负极(-)连接。

此外，在一种结构中，双阳极片的展宽特点也可与阴极凸部的增多的特点组合起来。

在另一种结构中，阳极片和阴极片设置在不同的极上(型式II)。所以在运行时放电从一块板的电极通过放电空间引燃到另一块板的电极。其中每个阴极片都这样配制两个阳极片，即在横截面中相对于电极看去，阴极片和相应阳极片的推想的连接线成一个“V”字形。从而实现击穿间隙大于底板和顶板之间的距离。业已证明，用这种布置达到的紫外线发射率比阳极和阴极只在一块板上交替排列时的紫外线发射率高。根据现有的认识水平，这个有利的效应是由于减小了壁损耗所致。最好双阳极片设置在起光耦合作用的基本顶板上，而阴极片则设置在底板上。这种布置的优点是，从顶板发出的有效光线很少被遮蔽，因为阳极片做成比阴极片窄。

在型式II的平面荧光灯中，前述的两部分电极可特别利用来减少遮蔽效应。为了这个目的，最好至少阳极片分别由一个窄的电流承受能力高的部分和一个宽的透明部分组成。

此外，如果阴极片具有型式I那样的凸部，这对型式II也是有利的。这种凸部的增多和/或阳极片朝平面荧光灯的边缘方向的展宽对尽可能减少亮度的边缘下降是有利的。

其次，在底板上涂敷一反光层例如Al₂O₃和/或TiO₂是有利的。这样可阻止从荧光层通过紫外线/真空紫外线辐射的转换发射的白色光的一部分通过底板发射并通过底板在有效方向消失。

在放电管内部充惰气体，最好充氙，并可充一或多种缓冲气体体如氩或氖。内压一般约为10千帕至100千帕左右。

特别是对相当大的平面荧光灯在设置用电绝缘材料例如玻璃做成垫块或支点的球体放在底板和顶板之间，从而提高机械稳定性，并减小由于内外之间的压差引起的内爆危险。球体最好用焊料固定。此外，为了达到平面荧光灯的最大亮度，最好支点也涂敷一种反光层和荧光层。

此外，由上述新式平面荧光灯和一个脉冲电压源组成的照明系统需要保护装置。

本发明照明系统用一个脉冲电压源配套，它的输出极与放电管电极的外部电源引线连接并在运行中提供电压脉冲序列。产生单极脉冲序列的一种适当的电路布置已在德国专利申请P195 48 003·1中叙述。照明系统也可用单极和双极脉冲电压来启动，例如用专利WO96/05653中公布的电路来产生这种电压。

此外，上述照明系统作为液晶显示的背景照明用的液晶显示装置需要保护装置。

本发明液晶显示装置也是用这种照明系统作为液晶显示的背景照明。为此目的，该装置具有一个支持体，液晶显示器包括控制液晶显示用的电子控制器以及照明系统都设置在该支持体上。该照明系统和液晶显示器相互这样定向，使照明系统的平面荧光灯的顶板照亮、液晶显示器的后侧。可选择地在平面荧光灯和液晶显示器之间设置一个光的散射体。它的作用是，整平平面荧光灯的表面亮度的不均匀性。这对大面积的显示是特别有利的，以便消除由起支点作用的玻璃球所引起的遮蔽。此外，也可选择在平面荧光灯和液晶显示器之间或必要时在散射体和液晶显示器之间设置所谓的光增强膜(也叫增亮膜)。其作用是，在一个较窄的立体角中集中背景照明的光线，从而增加视线角范围内的亮度。平面荧光灯内不充水银可实现无启动响应的瞬时启动。这样也可在短时间不用显示装置时，例如在工间休息时间内关掉平面荧光灯，以节省电能。此外，提出的液晶显示装置不用外部反射器和导光装置，从而减少元件数目和降低系统价格。

附图说明

下面结合一个实施例来详细说明本发明。其中：

图1表示两侧阻隔放电的本发明电极结构的原理图；

图2表示具有一条对角线为6.8英寸的最好用单极电压脉冲启动的平面荧光灯的电极结构的基本情况；

图3a表示带有设置在一块底板上的电极的本发明平面荧光灯的部分剖开的示意顶视图；

图3b表示图3a平面荧光灯的示意侧视图；

图4表示一个双阳极的引线的截面图；

图5表示带有脉冲电压源的平面荧光灯；

图6a表示既在底板上又在顶板上设置电极的平面荧光灯的示意侧视图；

图6b表示图6a平面荧光灯的几条引线的部分截面图；

图7表示包括平面荧光灯的本发明液晶显示装置；

图8a表示在底板上布置电极的本发明另一种平面荧光灯的部分剖开的示意顶视图；

图8b表示图8a平面荧光灯的示意侧视图；

图9表示具有两部分阳极的平面荧光灯的部分截面。

具体实施方式

图3a、3b分别表示一种在工作中发出白光的平面荧光灯的示意顶视图和侧视图。这种灯是为液晶显示的背景照明设计的。

平面荧光灯1由一个带矩形基面的平面放电管2、四个片状金属阴极3、4(-)以及介电阻隔的阳极(+)组成。其中，三个作为纵长的双阳极5和两个作为单个的片状阳极6构成。放电管2本身则由一块底板7、一块顶板8和一个框架9组成。底板7和顶板8分别用玻璃焊料10与框架9这样气密连接，使放电管2的内部11构成长方形。底板7比顶板8大，所以放电管2具有一个环绕的伸出边缘。顶板8的内壁用荧光混合物涂敷(图中看不出)，这种混合物将放电产生的紫外线/真空紫外线辐射转换成可见的白色光线。这里涉及的是一种具有兰色成分BAM(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺)、绿色成分LAP(LaPO₄:[Tb³⁺，Ce³⁺])和红色成分YOB([Y，Gd]BO₃:Eu³⁺)的三原色荧光物质。顶板8的露开只是为了图示目的，以便看到阴极3、4和阳极5、6的一部分。

阴极3、4和阳极5、6交替和平行设置在底板7的内壁上。阳极5、6和阴极3、4分别在其一端延长并从放电管2的内部11两侧向外这样引出到底板7上，使相应的阳极引线12或阴极引线设置在底板7的相互对应的边上。在底板7的边缘上，电极片3、4、5、6分别过渡成阴极侧的外部电源引线13或阳极侧的外部电源引线14。外部电源引线13、14作为与最好一个电脉冲电压源(未示出)连接用的接点。与该脉冲电压源的两极的连接一般按下述方式进行：首先将单根阳极和阴极电源引线分别例如各用一个包括连接导线的适当的插塞接头(图中未示)相互连接，最后将两个共同的阳极或阴极连接导线与电压源的相应的两极连接。

在放电管2的内部11中，阳极5、6用玻璃层15完全覆盖，其厚度约为250微米。

每对阳极5的两个阳极片5a、5b在沿平面荧光灯1垂直于电极片3至6的两个边缘16、17定向的方向内展宽，即只在相应两个阳极片5b或5a的方向内不对称地展宽。每对阳极5的两片的相互最大距离约4为毫米，最小距离约为3毫米。两个单独的阳极片6分别设置在平行于电极片3至6的平面荧光灯1的两个边缘18、19的附近。

阴极片3；4具有半圆形的凸部20，该凸部分别面向相邻的阳极5；6。这些凸部引起电场的局部有限的增强，从而只在这些部位点火和引燃三角形的单个放电(图中未示)。与平面荧光灯1两个平行于电极片3至6的边缘18、19直接相邻的两个阴极4的凸部20在面向这个边缘18、19的一侧上和沿电极片4、5的窄边的方向内布置的距离比面向荧光灯1中部的一侧密。凸部20和相应的直接相邻的阳极片之间的距离约为6毫米。半圆形的凸部20的半径约为2毫米。

包括引线和外部电源引线13、14的单个电极3至6分别作为用银制的相互连接的印制导线结构的不同功能段构成。这种结构具有约10微米的厚度，并用丝网印刷技术和紧接着的烧渗工序直接印制在底板7上。

平面荧光灯1的内部11充有10千帕压力的氙气。

在另一个用于15英寸监控器背景照明的一种方案中(图中未示，其实施大致与图2一致)，14个双阳极片和15个阴极交替布置在平面荧光灯的底板上。每个单独的阳极片构成电极结构的两侧的终端。阴极沿其两个纵边分别具有32个相互错开布置的半圆形凸部。灯的外部尺寸约为315毫米×239毫米×10毫米(长×宽×高)。底板和顶板的壁厚各为2.5毫米左右。框架由一根直径约5毫米的玻璃管制成。在底板和顶板之间等距离设置48个具有直径5毫米的精密玻璃球作为支点用。阳极片和阴极片在其交替侧对应的端上通入阳极侧或阴极侧的母线状的一条外部电源引线中(也见图2)。在运行时，阳极侧的电源引线和阴极侧的电源引线分别与一个提供单极电压脉冲的电压源的正(+)极和负(-)极连接。

图4表示沿剖面线A-A(见图3a)剖开的截面的部分示意图。相同的特征用相同的参考号表示，图示出的部分例如包括一个双阳极5的引线12。其余电极的结构原则上是相似的。两个引线片12a、12b直接设置在底板7上，并用玻璃层15完全覆盖。带引线12的底板7包括玻璃层15也用玻璃焊料10与框架9气密连接。同样，顶板8也用玻璃焊料10与放电管2的框架9气密连接。

为了启动平面荧光灯1，图5中的阴极3、4和阳极5、6通过引线13或14分别连接在脉冲电压源23的一极21、22上。脉冲电压源在工作中提供单极电压脉冲，这种电压脉冲通过间隔隔开。适用于这种目的的脉冲电压源在德国专利申请P19548003·1中叙述。其中，在相应阴极3；4的凸部20和相应的直接相邻的阳极片5、6之间引燃许多单个放电(图中未示)。

图6a和6b表示图3a平面荧光灯另一种方案的垂直于电极的侧视图或部分截面的示意图。这里将阴极24设置在顶板8的内壁上。每个阴极24这样配置一对阳极25a、25b，即从图6b横截面看去，阴极24和相应阳极25a、25b的推想的连接线构成一个倒置的“V”字的形状。阴极24之间、相应阳极对的单个阳极25a、25b之间以及相邻的相应阳极对之间的大致距离分别为22毫米、18毫米和4毫米。阴极24沿其两纵边分别具有相距约10毫米的半圆形凸部26a、26b。在运行中，在这些凸部26a、26b上产生单个放电，这种放电朝其相应的阳极片25a或25b引燃。所示出的部分例如只包括两个阴极24与其分别对应的阳极对25a、25b。其余电极在结构上和布置上原则相同。阴极24和阳极25a、25b在荧光灯的同一个窄边向外引出，并在顶板8或底板7的相应边缘上过渡成阴极侧或阳极侧的外部电源引线27或14。如截面图(图6b)看出，阳极25a、25b以及阴极24分别用一电介质层28或29完全覆盖(两侧介电阻隔的放电)，该电介质层在底板7或顶板8的全部内壁延伸。在底板7的电介质层28上涂敷一层Al₂O₃或TiO₂的反光层30。然后最后一层用BAM、LAP和YOB混合物组成的荧光层31或32分别涂敷在底板7的反光层30和顶板8的电介质层29上。

图7表示一种液晶显示装置33的部分剖开的侧视示意图，用相当于图1a的平面荧光灯1作为一种人所共知的液晶显示器35的背景照明。在平面荧光灯1和液晶显示器35之间设置一个作为光散射体用的散射透镜片36。在该散射透镜片36和液晶显示器35之间设置两个3M公司的两层增亮膜。平面荧光灯1、散射透镜片36、两个增亮膜37、38和液晶显示器35设置在一个外壳内，并由该外壳的框架39支承。在外壳后壁40的外侧上设置一个冷却体41。此外，在外壳后壁40的外侧上设置电子控制器42，该电子控制器与按图5连接平面荧光灯34的电路布线23以及与液晶显示器35连接。带电子控制器42的一种适合的液晶显示器35的进一步详细说明可参考专利文献EP 0 607 453。

图8a至8b原理顶视图和侧视图所示的平面荧光灯1′与平面荧光灯1(图3a和图3b)只是外部电源引线12；13的结构上有所区别。每个电极片3；4的引线10；11首先引到底板7的边缘上，并通入在阴极侧或阳极侧的母线状的印制导线12；13中。这些印制导线12；13的两端(+，-)作为与一个电压源(图中未示)连接用的外接点。

图9表示平面荧光灯另一种方案的部分截面示意图。该荧光灯与图6b所示的荧光灯的区别主要是每对阳极25的阳极25a或25b做成两部分。这两部分分别由一个窄的银片25′和一个宽的透明的铟-锡氧化片25″组成，其中银片25′埋入铟-锡氧化片25″中。这样就减少了由于顶板上的阳极引起的遮蔽，亦即提高了有效光线的有效透明度。

本发明不限于所示的实施例。此外，不同实施例的特征也可组合。

Claims (18)

1.背景照明用的平面荧光灯(1)，具有一个用不导电的材料制成的、至少部分透明的和充气密封的平面放电管(2)，在该放电管(2)的内壁上至少部分地涂有一层荧光物质或荧光混合物，并在该放电管(2)内壁上设置条状电极(3至6)，其中，至少阳极(5、6)用一介电层(15)覆盖，其特征在于：

·该放电管(2)由一块底板(7)、一块顶板(8)和一个框架(9)组成，其中该底板(7)、顶板(8)和框架(9)用焊料(10)相互气密连接；

·设置在放电管(2)的内壁上的条状电极(3，4)由印制导线类型的结构(3，4，13；5，6，14)构成，其中，这些结构穿过该放电管向外引出，由此由这些结构附加构成外部电源引线(13；14)和相应的引线(12)，即不仅条状电极(3-6)而且引线(12)和电源引线(13；14)均由这些结构(3，4，13；5，6，14)构成；

其中引线用焊料(10)气密覆盖向外引出，而直接连接在该引线上的外部电源引线(13、14)则用来连接电源。

2.按权利要求1的平面荧光灯，其特征在于，上述结构的厚度为5微米和50微米之间的范围。

3.按权利要求1或2的平面荧光灯，其特征在于，在底板和顶板之间设置有垫块。

4.按权利要求3的平面荧光灯，其特征在于，垫块用玻璃球。

5.按权利要求3或4平面荧光灯，其特征在于，参数P₁＝d_st·d_E1为50毫米·微米至680毫米·微米的范围；式中的d_st表示支点相互的距离或到界定侧壁的距离，d_E1表示电极导线的厚度。

6.按权利要求3的平面荧光灯，其特征在于，参数P₂＝d_st/d_P1为8至20的范围；式中的d_st表示支点的相互距离或到界定侧壁的距离，d_P1表示底板或顶板两个厚度的较小的厚度。

7.按权利要求1的平面荧光灯，其特征在于，所述条状电极(3、4)被用作阴极，并沿其纵侧具有凸部(20)。

8.按权利要求7的平面荧光灯，其特征在于，凸部(20)在沿朝着条状阴极(4)的相应两个窄边的方向内在空间上不断增加排列密度。

9.按权利要求1的平面荧光灯，其特征在于，条状电极(3-6)并排排列在放电管(2)的底板(7)的内壁上，并在相邻阴极片(3、3或3、4)之间分别布置两个阳极片(5a、5b)，即一对阳极(5)。

10.按权利要求9的平面荧光灯，其特征在于，每对阳极(5)的两个阳极片(5a；5b)沿朝着其相应的两个窄边的方向展宽。

11.按权利要求10的平面荧光灯，其特征在于，相对于阳极片(5a；5b)的纵轴的展宽是不对称的，而且只在朝相应的对应阳极片(5b或5a)的方向内构成，所以阳极片(5a；5b)和相邻阴极片(3或4)之间的相应距离是恒定的。

12.权利要求1的平面荧光灯，其特征在于，阴极(24)和阳极(25)布置在不同的板上，阳极(25)布置在顶板(8)上，而阴极(24)则布置在底板(7)上；其中，每个阴极(24)都这样配置两个阳极(25a、25b)；即沿电极的横截面方向看去，阴极(24)和对应阳极(25a、25b)的推想的连接线构成一个“V”字的形状。

13.按权利要求1平面荧光灯，其特征在于，阳极和/或阴极分别由两个相互耦合的导电元件(25′、25″)组成，其中的第一元件(25′)做成较窄的、相对于第二元件电流承受能力大的片，而第二元件(25″)则做成比第一元件(25″)宽的对可见的辐射基本上透明的片。

14.按权利要求1的平面荧光灯，其特征在于，外部电源引线是这样构成的，即阴极(3、4)的引线(12)和阳极(5、6)通入所述阴极侧或阳极侧的一条母线状的印制导线(13；14)中。

15.照明系统，带有一个平面荧光灯(1)和带有一个与该平面荧光灯(1)导电连接的电压源(23)，该电压源适合于把在运行中通过间隔相互隔开的有效功率波动输入平面荧光灯(1)中，其特征在于，平面荧光灯(1)具有权利要求1所述的特征。

16.液晶显示装置(33)，带有一个液晶显示器(35)、一个用来控制该液晶显示器(35)的电子控制器(42)、一个作为该液晶显示器(35)的背景照明用的照明系统以及一个支持体(39)，带电子控制器(42)和照明系统的液晶显示器(35)设置在该支持体中，其特征在于，该装置具有权利要求15的照明系统。

17.按权利要求16的液晶显示装置，其特征在于，在平面荧光灯(1)和液晶显示器(35)之间至少设置了一个光散射体(36)。

18.按权利要求16或17的液晶显示装置，其特征在于，在平面荧光灯(1)和液晶显示器(35)之间至少设置了一个增亮膜(37、38)。

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