CN1617293A - 冷阴极荧光灯和背光单元 - Google Patents

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Abstract

一种冷阴极荧光灯，其包括：由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1－9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；以及封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体。除254nm的紫外光之外还充分地阻挡313nm的紫外光，由此使得可低成本地提供冷阴极荧光灯，该冷阴极荧光灯不会导致背光单元的表面亮度的下降。

Description

冷阴极荧光灯和背光单元
技术领域
本发明涉及一种用于液晶显示(LCD)电视机的背光单元、液晶显示(LCD)监视器等、以及一种形成该背光单元的主光源的冷阴极荧光灯(CCFL)，本发明尤其涉及背光单元和用于大型LCD电视的冷阴极荧光灯(CCFL)。
背景技术
近年来，对于LCD电视、LCD监视器等、以及用于这些装置的背光单元的需求正在增加。在背光单元方面，具有边缘照明式的背光单元用于个人计算机的LCD监视器等，而直接照明式的背光单元用于大型LCD电视等。
通常，直接照明式的背光单元包括多个冷阴极荧光灯(CCFL)、设置在背光单元的发光侧上的散射板、和设置在背光单元的光反射侧上的反射板。散射薄板和透镜薄板设置散射板的发光侧上，而LCD电视的LCD板设置在该透镜薄板的发光侧上。这些板和薄板一般由树脂制成。
在给定的通过使用硅酸硼玻璃制成的小直径且薄壁结构的发光管的情况下，CCFL对于减小背光单元的厚度和重量是理想的。由于硅酸硼玻璃相对于钠钙玻璃具有高熔点，因此硅酸硼玻璃在荧光体的焙烘温度下不变形，即使用于小直径且薄壁的发光管也是如此，并且其机械强度较高使得其更坚固。
在此所指的硅酸硼玻璃(也称为硬玻璃或耐热玻璃)包括9wt％(重量百分比)或更多的氧化硼(B2O3)，这是仅次于二氧化硅(SiO2)的最多的成分。钠钙玻璃包括氧化钠(Na2O)、氧化钙(CaO)等作为主要成分，并具有少量的氧化硼。应当注意，有时例如氧化钾(K2O)的材料用在钠钙玻璃中，以代替氧化钠(Na2O)。
CCFL通过使用紫外光(以下称为“UV光”或简称为“UV”)来产生可见光，该紫外光由在低压汞蒸气中的放电来激励荧光体从而发出。发出的紫外光的线光谱在包括254nm、313nm、365nm的波长处具有峰值。
然而，由放电发出的一些紫外光穿过荧光体并泄漏到发光管的外侧，其照射到背光单元的散射板和反射板上。紫外光导致例如散射板和反射板的树脂部件的质量变差并变色，这导致透明度和透光性的损失。因此在使用较短的时间之后，背光单元的表面亮度下降。
为了阻挡紫外光在发光管内穿过荧光体以便防止紫外光泄漏，该发光管掺杂有紫外光吸收剂。即，紫外光吸收剂包含在发光管内，作为构成该硅酸硼玻璃的成分之一。紫外光吸收剂的示例为氧化钛(TiO2)、氧化铈(CeO2)、和氧化锌(ZnO2)，典型的发光管掺杂有大约0.5wt％(重量百分比)的钛。在发光管中掺杂有大约0.5wt％的钛使得可几乎完全地阻挡254nm的紫外光，该紫外光对背光单元的表面亮度具有最不利的影响。另一方面，即使掺杂有大约0.5wt％的钛，313nm和365nm的紫外光也不能充分地被阻挡。
日本专利申请No.2003-167250披露了一种背光单元，由于紫外光在非常宽的波长范围内被阻挡，因此表面亮度几乎不下降。图1示出了该申请的CCFL的主要部分。在CCFL30中，紫外光吸收剂层33(0.2-0.5mg/cm3)形成在发光管31的内表面和荧光体层32之间，此外发光管31的硅酸硼玻璃掺杂有0.1-0.8wt％的紫外光吸收剂。
日本专利申请No.2003-73142披露了一种漫射光照明玻璃，其几乎没有过多的紫外光并具有极佳的热处理性能，即这是用于荧光照明、白炽灯灯所希望的。所披露的漫射光照明玻璃是掺杂有0.05-3.0wt％的氧化钛或氧化铈作为紫外光吸收剂的钠钙玻璃。
近年来，LCD电视的尺寸已经增大，具有超过17英寸的大型LCD电视现在已经广泛使用。大型LCD电视采用PC(聚碳酸酯)树脂的散射板，而不是小型LCD电视采用的丙烯酸树脂的散射板。
丙烯酸树脂的高吸收性意味着由于吸收使得丙烯酸树脂散射板容易翘曲，并且如果由翘曲引起的测量误差随散射板的尺寸的增大而增大，则背光单元的结构容易出现问题。另一方面，PC(聚碳酸酯)树脂具有极佳的抗吸收性、机械强度、和透光特性，这意味着不会出现上述的问题，这是因为由PC树脂制成的散射板的吸收性不会引起任何的翘曲。
然而，在超过17英寸的大型LCD电视中，由PC树脂制成的散射板所涉及的问题在于，与小型LCD电视采用的丙烯酸树脂的散射板相比，由于紫外光更容易地出现而引起质量变差和变色。如所指的，本申请的发明人认为，由于313nm的紫外光，引起PC树脂的散射板明显地质量变差/变色，这在丙烯酸树脂的散射板中已经不是一个问题。
另外，在上述日本专利申请No.2003-167250中披露的CCFL30中，由于发光管的直径较小，因此难以将紫外光吸收剂均匀地粘附在发光管31的内表面上，这意味着紫外光吸收剂的粘附量沿发光管的长度方向是波动的。发光管31由于其长度较长因而特别容易出现紫外光吸收剂的粘附量的波动。因此，在紫外光吸收剂的粘附量因波动而降低的区域中，紫外光不能充分地被阻挡。
此外，在CCFL30的制造过程中将紫外光吸收剂粘附到发光管31的内表面上所需的工艺导致制造成本的增加。
另一方面，由于使用了钠钙玻璃，用于CCFL的发光管不能由上述日本专利申请No.2003-73142所述的漫射光照明玻璃来制造。如上所述，钠钙玻璃的熔点比硅酸硼玻璃的熔点低，这意味着发光管在荧光体的焙烘温度下容易变形，并且钠钙玻璃的低机械强度使得发光管容易破裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本效率高的冷阴极荧光灯(CCFL)，由于除了254nm之外的313nm的紫外光被充分地阻挡，因此该冷阴极荧光灯不会使背光单元的表面亮度降低。
该目的通过这样一种冷阴极荧光灯来实现，其包括：由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；以及封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体。
对于这种结构，在不降低灯亮度的情况下，除了有效地阻挡其它波长的紫外光之外，还可充分地阻挡313nm的紫外光。因此，可抑制由于313nm和其它的紫外光引起的散射板和反射板的任何质量变差或变色，并且因此可抑制背光单元的表面亮度的任何下降。
该紫外光吸收剂是从包括氧化钛、氧化铈、和氧化锌的一组材料中选择的至少一种。
该结构有利于使得紫外光吸收剂均匀地分散在整个发光管中，由此使得紫外光阻挡效果稳定。另外，在该CCFL使用与常规CCFL相似方法制造的情况下，其没有增加制造成本。
本发明的另一目的在于提供一种防止表面亮度下降的背光单元。
该另一目的通过这样的一种背光单元来实现，其包括冷阴极荧光灯，该冷阴极荧光灯具有：由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；以及封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体。在这种结构中不会出现表面亮度的下降，因此可防止该背光单元的散射板和反射板由于紫外光而质量变差和变色。
该另一目的还可通过这样的一种直接照明式背光单元来实现，其包括多个冷阴极荧光灯，每一冷阴极荧光灯具有由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；和封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体；以及由聚碳酸酯制成的散射板，该散射板相对于所述多个冷阴极荧光灯设置在该背光单元的发光侧面上。对于这种结构，在该背光单元的CCFL而言可充分地阻挡313nm的紫外光，可有效地抑制背光单元的表面亮度的任何下降，其中该背光单元采用了由PC树脂制成的散射板。
附图说明
参照附图并结合本发明的特定实施例，可更好地理解本发明的这些和其它的目的、优点、和特征，在附图中：
图1示出了常规的冷阴极荧光灯(CCFL)的主要部分；
图2是本发明的优选实施例的冷阴极荧光灯(CCFL)的主要部分的示意图；
图3是本发明优选实施例的直接照明式背光单元的主要部分的示意图；
图4示出了在紫外光照射之后散射板的光谱透射率；
图5是实验所使用的紫外光照射方法的示意图；
图6示出了在紫外光照射之后反射板的光谱反射率；
图7示出了掺杂有氧化钛的硅酸硼玻璃的光谱透射率；
图8示出了荧光体薄膜厚度分别与CCFL亮度和313nm的紫外光的透射率的关系；
图9示出了氧化钛掺杂量与313nm紫外光的透射率之间的关系；
图10比较了CCFL的紫外光强度；和
图11比较了背光单元的亮度保持率。
具体实施方式
冷阴极荧光灯的结构
以下参照附图来详细描述本发明的冷阴极荧光灯(CCFL)的优选
实施例。
图2是涉及优选实施例的冷阴极荧光灯(CCFL)1的主要部分的示意图。CCFL1的结构基本上与使用常规技术制造的CCFL的结构一致。
使用硅酸硼玻璃(SiO2-B2O3-Al2O3-K2O-TiO2)制成的发光管2具有大约0.4毫米的外径、大约3.0毫米的内径、大约720毫米的总长度。应当注意，发光管2的内径、外径、总长度不限于以上的数值。因为在CCFL1中的发光管2优选为具有小直径和薄壁，所以外径通常设定在1.8-6.0毫米的范围内(内径1.4-5.0毫米)。
发光管2以大约6.0wt％(重量百分比)的浓度掺杂有氧化钛作为紫外光吸收剂。应当注意，该紫外光吸收剂不限于氧化钛，可以是氧化铈或氧化锌。该紫外光吸收剂还可以是包括氧化钛、氧化铈和氧化锌的一组材料中的一种或组合。
应当注意，紫外光吸收剂的掺杂量不限于大约6.0wt％(重量百分比)的浓度，可以在5.1-9.0wt％的范围内。如以下描述的实验清晰表明，使用该范围可以充分地阻挡313nm的紫外光。实验结果还清晰表明，当紫外光吸收剂的掺杂量低于5.1wt％时，不能充分地阻挡313nm的紫外光。相反，当紫外光吸收剂的掺杂量超过9.0wt％时，由于紫外光吸收剂的影响，发光管2损失透明度并且变为乳白色，由此导致CCFL的亮度下降。
紫外光吸收剂的掺杂量最优选为在5.5-6.5wt％的范围内，如以下描述的实验清晰表明，在充分阻挡313nm的紫外光的角度来看，该范围是最佳的，同时不阻挡可见光范围(380-450nm)内的光。
可见光范围内的光的透射率可通常在发光管2中掺杂0-1.0wt％的澄清剂来提高，该澄清剂例如为氧化砷(As2O3)、氧化锑(Sb2O3)、氧化硫(SO3)、氟化物(F2)、和氯(Cl2)，以便提高玻璃的透明度。应当注意，掺杂超过1.0wt％的澄清剂将使得玻璃带颜色，并且相反地降低可见光范围内的透光率。
发光管2在每一端由一块玻璃珠3气密密封。在发光管2的每一端附近，引线4由于该引线的钨丝部分气密地密封，以便穿过玻璃珠3，其中引线由钨-镍金属丝制成并具有大约0.8毫米的直径。另外，由镍或铌制成的盖状电极5装接到每一引线4上位于发光管2内的每一端处。应当注意，一块玻璃珠3、引线4和电极5不限于上述结构。
稀土荧光体6由红、绿、蓝荧光体(Y2O3:Eu，LaPO4:Ce，Tb，BaMgAl16O27:Eu，Mn)的混合物形成，该荧光体施加在发光管2的内表面上。发光管2充有0.8-2.5毫克的汞和具有冷却压力为10kPa的氖-氩混合气体(Ne+5％Ar)。
CCFLl在40-120kHz的照明频率和3.5-8.5mA的灯电流下工作，使用了电子稳定器(未示出)。
背光单元的结构
图3是本发明优选实施例的直接照明式背光单元10的主要部分的示意图。背光单元10的结构基本上与使用常规技术制造的背光单元的结构一致。
使用白PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂制成的壳体11由大致矩形的反射板12和多个围绕该反射板设置的侧板13形成。多个均匀间隔的CCFL1沿水平照明方向容纳在壳体11内，以便靠近反射板12。
使用PC(聚碳酸酯)树脂制成的散射板14设置在壳体11中，以便面对反射板12，CCFL置于它们之间。在背光单元10中，相对于CCFL设置散射板14的侧面是背光单元的发光侧面，而相对于CCFL设置反射板12的侧面是背光单元的光反射侧面。使用PC树脂制成的散射薄板15和使用丙烯酸树脂制成的透镜薄板16设置在散射板14的发光侧面上，以便彼此重叠。
在采用背光单元10的LCD电视中，该电视的LCD面板17设置在透镜薄板16的发光侧面上。
应当注意，背光单元10不限于上述结构。例如在32英寸的LCD电视采用的背光单元10的典型结构中。在这种情况下，壳体的测量数值设定成大约740毫米的宽度、大约408毫米的长度、大约19毫米的厚度。16个CCFL1以大约25.7毫米的等间距设置在壳体11内，在该CCFL内的发光管2均设定成大约4.0毫米的外径、大约3.0毫米的内径、大约720毫米的总长度。当背光单元10以5.5mA的灯功率工作时，用透镜薄板16可获得大约8000cd(坎德拉)的表面亮度。
紫外光对散射板的影响
图4示出了在紫外光照射之后散射板14的光谱透射率。图4中的线(0)示出了紫外光还未照射的初始状态下散射板的光谱透射率，线(1)示出了用254nm、313nm、365nm的紫外光照射时的光谱透射率，线(2)示出了用313nm、365nm的紫外光照射时的光谱透射率，线(3)示出了用365nm的紫外光照射时的光谱透射率。
图5是实验所使用的紫外光照射方法的示意图。如图5所示，散射板14设定在测试台20上，并用紫外灯(20W×3个灯)发出的经由紫外滤光器21的紫外光进行大约500小时的照射。紫外滤光器21切断特定波长的紫外光，仅允许希望照射到散射板14上的目标波长的紫外光通过。
应当注意，紫外灯22的紫外光强度大约是用于32英寸的LCD电视的CCFL1(大约4.0毫米的外径、大约3.0毫米的内径、大约720毫米的总长度)的紫外光强度的50倍，使得可在短时间内识别导致散射板14质量变差/变色的波长。
在图4的图表中，当比较线(3)和(0)时，在可见光范围内的透射率没有明显的下降。这意味着365nm的紫外光不会对于散射板14的质量变差和变色有明显的影响。
另一方面，当比较线(1)和(2)与线(0)时，在可见光范围内的透射率有明显的下降。这意味着254nm和313nm的紫外光对于散射板14的质量变差和变色有明显的影响。应当注意，为了改善紫外光的阻挡，如果给定254nm的紫外光在常规CCFL内已经充分地被阻挡，则必须阻挡313nm的紫外光。
紫外光对反射板的影响
图6示出了在紫外光照射之后反射板12的光谱反射率。图6中的线(0)示出了紫外光还未照射的初始状态下反射板的光谱反射率，线(1)示出了用254nm、313nm、365nm的紫外光照射时的光谱反射率，线(2)示出了用313nm、365nm的紫外光照射时的光谱反射率，线(3)示出了用365nm的紫外光照射时的光谱反射率。
使用与散射板14的情况相同的方法使得紫外光照射到反射板12上。如图5所示，反射板12设定在测试台20上，并用紫外灯(20W×3个灯)发出的经由紫外滤光器21的紫外光进行大约500小时的照射。紫外滤光器21切断特定波长的紫外光，仅允许希望照射到反射板12上的目标波长的紫外光通过。
应当注意，紫外灯22的紫外光强度大约是用于32英寸的LCD电视的CCFL1(大约4.0毫米的外径、大约3.0毫米的内径、大约720毫米的总长度)的紫外光强度的50倍，使得可在短时间内识别导致反射板12质量变差/变色的波长。
在图6的图表中，当比较线(3)和(0)时，在可见光范围内的反射率没有明显的下降。这意味着365nm的紫外光不会对于反射板12的质量变差和变色有明显的影响。
另一方面，当比较线(1)和(2)与线(0)时，在可见光范围内的反射率有明显的下降。这意味着254nm和313nm的紫外光对于反射板12的质量变差和变色有明显的影响。如上所述，为了改善紫外光的阻挡，必须阻挡313nm的紫外光，这是因为254nm的紫外光在常规CCFL内已经充分地被阻挡。
紫外光吸收剂的掺杂量对紫外光阻挡的影响
图7示出了掺杂有氧化钛的硅酸硼玻璃的光谱透射率。
具有大约0.5毫米厚度的玻璃板通过使用掺杂有氧化钛的硅酸硼玻璃制成，并且测量该玻璃板的光谱透射率。在图7中的曲线(a)-(e)分别示出了掺杂有1.5wt％、3.0wt％、6.0wt％、9.0wt％、15.0wt％的氧化钛的玻璃板的透射率。
以下首先描述氧化钛掺杂量的下限。
对于曲线(a)，313nm的紫外光的透射率是大约50％，这意味着仅有大约50％的313nm的紫外光被阻挡。因此当氧化钛的掺杂量为1.5wt％时，紫外光阻挡效果是不充分的。
另一方面，对于曲线(b)，313nm的紫外光的透射率是大约10％，这意味着有大约90％的313nm的紫外光被阻挡。在CCFL1中，313nm的紫外光被稀土荧光体部分地阻挡，这意味着如果有大约90％的313nm的紫外光被发光管2阻挡，则对于CCFL1而言紫外光几乎被完全地阻挡。
然而，所希望的是，紫外光的阻挡效果尽可能地高，以便防止散射板14和反射板12的质量变差或变色，并没有不均匀的荧光体施加的不利影响的风险。如此实施的实验澄清了313nm的紫外光被荧光体6阻挡的程度，基于该结果来规定发光管2的紫外光透射率的要求。图8示出了荧光体薄膜厚度分别与CCFL亮度和313nm的紫外光的透射率的关系。
图8中的曲线(a)示出了荧光体6的薄膜厚度与CCFL1亮度的关系。由曲线(a)可以知道，为了获得对于CCFL1在商业使用上所需的亮度(相对亮度+95％)，荧光体6的薄膜厚度需要在10-30微米的范围内。
图8中的曲线(b)示出了荧光体6的薄膜厚度与313nm的紫外光的关系。由曲线(b)可以知道，当荧光体6具有大于所需范围(10-30微米)的薄膜厚度时，313nm的紫外光的透射率是95％或低于95％。
这些结果意味着，对于具有商业使用的所需亮度等级的CCFL1，荧光体6阻挡至少5.0％的313nm的紫外光，如果发光管2的紫外光透射率保持在5.0％或低于5.0％，则313nm的紫外光的透射率对于CCFL1整体可减小到大致0％，这可有效地抑制散射板14和反射板12的任何质量变差或变色。
随后对实现313nm紫外光的透射率为5.0％所需的氧化钛掺杂量进行研究。图9示出了氧化钛掺杂量与313nm紫外光的透射率之间的关系。如图9清晰所示，当氧化钛的掺杂量为5.1％或更高时，313nm紫外光的透射率落入所需的范围(≤5％)。因此我们知道，为了有效地防止散射板14和反射板12的任何质量变差或变色，发光管2需要至少掺杂5.1％的氧化钛。
以下将描述对于氧化钛的掺杂量的上限。
为了实现CCFL1的实际亮度等级，在380nm波长处的透射率需为70％或更高。在图7中，对于9.0％的掺杂量的曲线(d)，在380nm处的透射率为70％。从曲线(d)中可以知道，当380nm处的透射率为70％或更高时，在545nm处透射率没有下降，该波长是对应于绿荧光体的发射峰值的波长，这具有最大的亮度效果。因此，在实际使用中氧化钛的掺杂量的上限是9.0％。
然而，一旦氧化钛的掺杂量超过9.0wt％，紫外光透射率将下降，如相对于15wt％的掺杂量的曲线(e)所示。对于曲线(e)，在绿荧光体的发射峰值545nm处透射率的下降导致亮度的明显降低。
这意味着为了实现CCFL1的实际亮度等级，氧化钛的掺杂量需为9.0wt％或低于9.0wt％。应当注意，对于曲线(d)和(e)，313nm紫外光的透射率大致为0％，由此313nm的紫外光几乎被完全地阻挡。
从以上的描述中我们知道，对于将氧化钛掺杂到发光管2中而言5.1-9.0wt％是适当的范围，并且在该范围内且在不降低亮度的情况下可充分地阻挡导致散射板14和反射板12质量变差和变色的313nm的紫外光。
另外，对于给定相对于6.0％掺杂量的曲线(c)，其示出了在波长380nm附近的透射率没有下降到低于75％，从充分地阻挡313nm的紫外光同时尽可能少地阻挡可见光范围(380-450nm)内的光的角度来看，氧化钛的掺杂量最好设定在5.1-6.0wt％的范围内。
氧化钛的掺杂量对紫外光强度的影响
图10比较了CCFL的紫外光强度。图10中的曲线(a)示出了使用掺杂有6.0wt％的氧化钛的发光管2的CCFL1的紫外线强度，而曲线(b)示出了使用掺杂0.5wt％的氧化钛的发光管的CCFL的紫外线强度。应当注意，紫外光强度是通过将紫外光绝对强度除以亮度等级而计算出的。另外应当注意，在此发光管2通过使用硅酸硼玻璃(70wt％SiO2-17wt％B2O3-5wt％Al2O3-2wt％K2O-6.0wt％TiO2+碱土金属氧化物)制成。
在图10中，曲线(a)所示的紫外光强度与曲线(b)相比在313nm附近明显地降低，这意味着实际上没有313nm的紫外光从掺杂有6.0wt％的氧化钛的发光管2中发射出来。因此可以得到结论，如果氧化钛的掺杂量是6.0wt％，则313nm的紫外光被充分地阻挡。
应当注意，对应于曲线(a)的CCFL1的亮度是23200cd/m2，而对应于曲线(b)的CCFL的亮度是23500cd/m2。因此可以得到结论，即使发光管2掺杂有6.0wt％的氧化钛，CCFL1的亮度也几乎保持不受影响。
背光单元的表面亮度随时间的变化
图11比较背光单元的亮度保持率。在图11中，曲线(a)和(b)按时间示出了背光单元的表面亮度的保持率。对应于曲线(a)的背光单元10设置有CCFL1，其使用掺杂6.0wt％的氧化钛的发光管2。对应于曲线(b)的背光单元设置有CCFL，其使用掺杂0.5wt％的氧化钛的发光管。应当注意，在此发光管2通过使用硅酸硼玻璃(70wt％SiO2-17wt％B2O3-5wt％Al2O3-2wt％K2O-6.0wt％TiO2+碱土金属氧化物)制成。
如图11清晰所示，与对应于曲线(b)的背光单元相比，明显抑制了对应于曲线(a)的背光单元10的表面亮度保持率随工作时间的任何降低。因此可以得到结论，背光单元10的寿命比曲线(b)的背光单元长。
应当注意，在大约4000工作小时之后对曲线(a)和(b)的背光单元的散射板和反射板的质量变差和变色进行视觉检查，对于对应于曲线(a)的背光单元10而言，散射板14和反射板12绝对没有明显的质量变差或变色，然而对于对应于曲线(b)的背光单元而言，射板14和反射板12的质量变差或变色是明显的。
如上所述，由于313nm的紫外光被充分地阻挡，因此优选实施例的CCFL1能够有效地防止在设置有CCFL1的背光单元10中的散射板14、反射板12、散射薄板15、透镜薄板16的任何质量变差或变色。因此，背光单元10具有长寿命，在使用过程中表面亮度的任何降低被明显地抑制。
尽管本发明基于CCFL和背光单元的优选实施例来详细描述，但是本发明不限于该优选实施例。
LCD电视的高清晰度技术特别近年来已经被开发，如果给定高清晰度的LCD电视需要比常规LCD电视更小的孔径比以及高的表面亮度，通过增加了CCFL的数量使得背光单元的表面亮度大大提高。
以这种方式提高背光单元的表面亮度使得254nm和313nm的紫外光的量增大，这严重地使得散射板和反射板质量变差并变色，并相反地导致背光单元的表面亮度下降。然而，依据本发明可解决该问题。
另外，虽然近年来对于长寿命的LCD电视的需求快速增加，例如LCD电视需要具有超过6000小时的使用寿命，但是通过使用本发明的CCFL可延长LCD电视的寿命，这是因为明显地抑制了背光单元的表面亮度的下降。
本发明的CCFL和背光单元可用于LCD电视和其它的LCD显示装置，并且特别适用于大型的LCD电视、大型的LCD监视器、和高清晰度的LCD电视，它们设置有采用PC树脂散射板的直接照明式的背光单元。
本领域的普通技术人员应当理解，本发明已经参照特定实施例进行了描述，这对于本发明的示意性的，而不理解成限定性的。本发明可以其它的形式来实现。其它变型、改变、变化的实施例也在后附的权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种冷阴极荧光灯，其包括：
由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；
涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；
封装在该发光管内的汞；以及
封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体。
2.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，该紫外光吸收剂是从包括氧化钛、氧化铈、和氧化锌的一组材料中选择的至少一种。
3.一种直接照明式背光单元，其包括冷阴极荧光灯，该冷阴极荧光灯具有：由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；以及封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体。
4.一种直接照明式背光单元，其包括冷阴极荧光灯，该冷阴极荧光灯具有：由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；以及封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体，该紫外光吸收剂是从包括氧化钛、氧化铈、和氧化锌的一组材料中选择的至少一种。
5.一种直接照明式背光单元，其包括：
多个冷阴极荧光灯，每一冷阴极荧光灯具有由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；和封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体；以及
由聚碳酸酯制成的散射板，该散射板相对于所述多个冷阴极荧光灯设置在该背光单元的发光侧面上。
6.一种直接照明式背光单元，其包括：
多个冷阴极荧光灯，每一冷阴极荧光灯具有由硅酸硼玻璃制成的发光管，该硅酸硼玻璃掺杂有范围在5.1-9.0wt％(重量百分比)内的紫外光吸收剂；涂覆在该发光管的内表面上的荧光体；封装在该发光管内的汞；和封装在该发光管内的作为缓冲气体的稀有气体，该紫外光吸收剂是从包括氧化钛、氧化铈、和氧化锌的一组材料中选择的至少一种；以及
由聚碳酸酯制成的散射板，该散射板相对于所述多个冷阴极荧光灯设置在该背光单元的发光侧面上。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102121677A (zh) * 2009-12-16 2011-07-13 优志旺电机株式会社 荧光灯
CN101946374B (zh) * 2008-03-04 2013-01-09 夏普株式会社 背光源装置、显示装置和电视接收机
CN105816962A (zh) * 2016-06-03 2016-08-03 孙德春 一种糖尿病治疗仪及其使用的光源材料

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4572687B2 (ja) * 2005-01-14 2010-11-04 ソニー株式会社 バックライト装置及び液晶表示装置
CN100529892C (zh) * 2005-04-23 2009-08-19 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 冷阴极灯管和使用该灯管的背光模组
KR101157289B1 (ko) * 2005-06-30 2012-06-15 엘지디스플레이 주식회사 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
US20070007897A1 (en) * 2005-07-08 2007-01-11 Billings Garth W Electromagnetic radiation sources and materials for their construction
KR20070012100A (ko) * 2005-07-22 2007-01-25 삼성전자주식회사 방전 램프 및 이를 갖는 표시장치
CN100592452C (zh) * 2005-07-29 2010-02-24 松下电器产业株式会社 荧光体悬浮液的制备方法、荧光灯、背光单元、直下方式的背光单元以及液晶显示装置
EP1929503B1 (en) * 2005-09-29 2010-11-10 Osram-Sylvania Inc. Uv-emitting phosphors, phosphor blend and lamp containing same
JP4555249B2 (ja) * 2006-04-24 2010-09-29 富士フイルム株式会社 透過率調整体ユニット、これを用いる面状照明装置及び液晶表示装置
JP2008305748A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Osram-Melco Ltd 電球形蛍光ランプ
JP5011473B2 (ja) * 2007-07-04 2012-08-29 株式会社ジャパンディスプレイイースト 液晶表示装置及びその製造方法
US20100245682A1 (en) * 2007-10-17 2010-09-30 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device for display device, display device and television receiver
JP2009238462A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Chiyoda Kohan Co Ltd 低圧水銀放電ランプ
CN110513616A (zh) * 2019-08-29 2019-11-29 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种线光源装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5557171A (en) * 1995-06-15 1996-09-17 Osram Sylvania Inc. High intensity discharge lamp with ultra violet absorbing envelope
JP4767456B2 (ja) 2001-09-04 2011-09-07 Ａｇｃテクノグラス株式会社 照明用ガラス組成物
JP4191925B2 (ja) 2001-12-04 2008-12-03 パナソニック株式会社 液晶バックライト装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101946374B (zh) * 2008-03-04 2013-01-09 夏普株式会社 背光源装置、显示装置和电视接收机
CN102121677A (zh) * 2009-12-16 2011-07-13 优志旺电机株式会社 荧光灯
CN105816962A (zh) * 2016-06-03 2016-08-03 孙德春 一种糖尿病治疗仪及其使用的光源材料

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