CN1808685A - 平板型荧光灯和具有该平板型荧光灯的液晶显示器 - Google Patents

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黄仁瑄
朴海日
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Abstract

本发明公开了一种具有最小化的针形孔的平板型荧光灯和液晶显示器。该平板型荧光灯包括：第一基底；第二基底，与第一基底一起形成多个放电空间；外部电极，垂直于放电空间延伸的同时覆盖第一基底和第二基底的外部边缘表面。第二基底具有与第一基底具有基本相同的厚度，特别是在被外部电极覆盖的位置。

Description

平板型荧光灯和具有该平板型荧光灯的液晶显示器
                        技术领域
本发明涉及一种液晶显示器(LCD)，更具体地讲，涉及一种具有平板型荧光灯的LCD。
                        背景技术
液晶显示器(LCD)通过使光穿过具有光学双折射性能的液晶分子来显示图像。LCD比其它显示装置例如阴极射线管(CRT)和等离子体显示面板(PDP)更轻、更薄、功效更高。
由于LCD不是自发光显示器，所以LCD在其后侧需要光源。通常，将窄并薄的冷阴极荧光灯(CCFL)用作光源。然而，每个LCD中的CCFL的数量随着LCD尺寸的增加而增加，从而导致制造成本增加并且亮度不均匀。
为了降低制造成本并提高亮度均匀性，已经提出了从比传统CCFL宽的表面发光的平板型荧光灯。该平板型荧光灯包括：灯体，具有多个分离的放电空间；一对外部电极，对灯体的放电空间供电。灯体具有一对玻璃基底，所述一对玻璃基底中的至少一个被构造以形成放电空间。灯体还包括位于放电空间中用于辐射光的荧光层。
通过从电源例如逆变器(inverter)向外部电极供电，在每个放电空间中顺序地产生等离子体和紫外光；之后，当紫外光穿过荧光层时，辐射可见光。
在供电的过程中，如果对外部电极施加超过绝缘破坏电压的过电压或者超过临界电流的过电流，则会损坏位于被外部电极覆盖处的灯体。更坏的情况是，焦耳热会使灯体熔化，并且在外部电极或者玻璃基底上产生针孔。然后，放电空间中的等离子体气体例如Ne、He、Ar或者Hg气通过该针孔会泄漏到外部；相反地，外部气体可流入放电空间中。结果，平板型荧光灯异常驱动，从而引起不规则地辐射甚至辐射失败。
因此，需要一种通过使针孔最小化来正常并稳定驱动的平板型荧光灯和LCD。
                         发明内容
根据本发明的实施例，平板型荧光灯包括具有第一厚度的第一基底和具有第二厚度的第二基底。第二基底和第一基底彼此结合，以形成放电空间，等离子体气体填充到放电空间中。该灯还包括位于第一基底和第二基底的端部的一对外部电极。在设置外部电极的区域，第一厚度与第二厚度基本相同。该灯还包括通过与第一基底接触来划分放电空间的分隔部分。
通常，第一厚度和第二厚度均不小于0.7mm并且不大于1.1mm。设置外部电极处的第二厚度可与形成放电空间处的第二厚度基本不同。形成放电空间处的第二厚度与分隔部分处的第二厚度基本不同。
第一基底包括面向第二基底的第一荧光层，第二基底包括面向第一基底的第二荧光层。第一荧光层的厚度增加了第一厚度，第二荧光层的厚度增加了第二厚度。反射层形成在第一荧光层和第二荧光层中的至少一个的下面。反射层的厚度增加了形成反射层处的第一基底或者第二基底的厚度。
根据本发明的另一个实施例，液晶显示器包括上述的灯、液晶面板以及与灯的外部电极连接以向灯施加放电电流的逆变器。
                        附图说明
图1是根据本发明实施例的平板型荧光灯的透视图。
图2是沿着图1的线I-I′截取的局部剖视图。
图3是沿着图1的线II-II′截取的局部剖视图。
图4是根据本发明另一个实施例的平板型荧光灯的局部剖视图。
图5是根据本发明又一个实施例的平板型荧光灯的局部剖视图。
图6是根据本发明又一个实施例的液晶显示器的透视图。
在不同的图中，使用相同的标号表示相似或相同的项。
                      具体实施方式
图1是根据本发明实施例的平板型荧光灯100的透视图。图2和图3分别是沿着图1的线I-I′和II-II′截取的剖视图。
参照图1、图2和图3，平板型荧光灯100包括灯体200和一对外部电极110。灯体200包括第一基底210和第二基底220，它们结合以形成放电空间230。第一基底210和第二基底220具有基本上相同的厚度。
外部电极110位于灯体200的两个边缘上，从而当外部电极110开启时，包含在放电空间230中的气体放电。外部电极110中的一个可被内在化。在本实施例中，由于外部电极110位于灯体200的端部，所以外部电极110横过放电空间230。外部电极110位于第一基底210或第二基底220的外表面上，或者位于第一基底210和第二基底220的外表面上。
当气体放电时，在灯体200中彼此分离的放电空间230辐射光。当从灯体200的顶部观看时，灯体200通常为矩形形状。如前所述，放电空间230填充有放电气体例如He、Ne、Ar和/或Hg。当通过外部电极110对每个放电空间230供电时，放电空间230中的气体被激发，从而产生紫外光，随后，该紫外光通过穿过放电空间230的内侧上的荧光材料层260而被转换为可见光。为了提高光效率和光均匀性，灯体200的内部空间被分为多个放电空间230，从而灯体200从灯体200的表面均匀地辐射光。
灯体200的第一基底210为矩形形状，并且由具有第一厚度t1的玻璃制成。第一基底210可具有紫外光阻挡材料层270，以防止紫外光从放电空间230漏出。
第二基底220由具有第二厚度t2的玻璃制成。第二基底220由透明玻璃制成，以透过可见光。第二基底220还可具有紫外光阻挡材料层(未示出)，以防止紫外光漏出。
根据本实施例，第一基底210和第二基底220具有使针孔最小化的彼此相似的厚度。即，厚度t1和t2基本相同。当厚度不同时，更多的电流流入较薄的基底，结果形成针孔。
针孔是形成在第一和/或第二基底210和220上的缺陷。更具体地讲，源自逆变器(未示出)并且施加到外部电极110的放电电流流入第一基底210和第二基底220中并且流过第一基底210和第二基底220。因为基底210和220的电容与基底210和220的厚度成反比，所以电流的量与基底210和220的电容成比例。因此，电流密度与基底210和220的厚度成反比。从而，基底的厚度差导致不均匀的电流流入基底210和220；即，较大的电流密度在较薄的基底上或基底中。当电流密度增加并达到或超过临界密度值时，针孔形成在基底210和220上或基底210和220中。
然而，如本实施例中所提出的，当第一基底210和第二基底220的厚度相似时，放电电流均匀地流入基底210和220的每个中，而不偏向基底210和220中的任何一个。从而，形成的针孔被最小化。
第二基底220能以各种方法形成。例如，加热平面玻璃板，然后放入具有期望结构的模具中，从而根据该结构而变形。
在第二基底220的成型过程中，因为该成型使原始玻璃基底的表面积增大，所以第二基底220的厚度小于原始的玻璃厚度。因为第一基底厚度t1与第二基底厚度t2基本上相同，所以如果1.1mm厚的玻璃板变为0.7mm厚的第二基底220，则制备大约0.7mm厚的第一基底210。
确定基底的厚度是很重要的。当第一基底210和第二基底220很薄时，灯体200会被弯曲甚至易于破裂。当第一基底210和第二基底220很厚时，灯体200变得笨重，从而使得LCD的紧凑性差。另外，当LCD的尺寸变大时，厚度明显增大。第一基底210和第二基底220的典型厚度在0.7mm～1.1mm的范围内。
第二基底220具有多个放电空间部分222、多个分隔部分224和密封部分226。放电空间部分222与第一基底210结合形成放电空间230。分隔部分224位于相邻的放电空间部分222之间，并且通过与第一基底210接触来分离灯体200的相邻的放电空间230。沿着第二基底220的边缘部分设置的密封部分226通过粘附层240附于第一基底210。如图2中所示，以预定间隔重复地形成放电空间230。该间隔可为均匀的或不均匀的。放电空间部分222的弯曲形状可为如图2所示的弓形；另外，该弯曲形状可为各种形状例如半圆形、矩形和梯形。
第二基底220也可包括用于连接相邻放电空间230并且允许气体在放电空间230之间流动的多个气体通道228。第二基底220的每个分隔部分224具有至少一个气体通道228。气体通道228用于在排气步骤中从放电空间230中排出气体，用于在气体注入步骤中向放电空间230中填充气体，并且使得气体流动以使灯体200的亮度均匀。气体通道228可以为各种形状；例如，因为S形能防止由于相邻的放电空间230之间的干扰引起的等离子体分布不均匀，所以气体通道228可为S形。
第一基底210和第二基底220通过密封部分226处的粘附层240彼此附着。为了形成粘附层240，将熔点低于第一基底210和第二基底220的熔点的玻璃料置于与灯体200的密封部分226对应的位置。然后，玻璃料熔化，以使第一基底210和第二基底220结合。优选地，结合温度为大约400～600℃。
为了确保分隔部分224与第一基底210接触，利用灯体200的内部空间和外部空间之间的气压差。详细地讲，在第一基底210和第二基底220结合后，抽空放电空间230使之处于真空状态。然后，各种等离子体气体被注入放电空间230中。放电空间230内部的气压为大约50～70托，该气压小于大约为760托的外部气压。因此，该气压差将第一基底210和第二基底220相互挤压。结果，第二基底220的分隔部分224紧密地接触第一基底210。
灯体200还包括在第一基底210和第二基底220的各自内表面上的第一荧光层250和第二荧光层260。荧光层250和260被等离子体气体的紫外光激发之后辐射可见光。与第二基底220相比，荧光层250和260非常薄。荧光层250和260的典型厚度小于100μm，例如为40μm。荧光层250和260位于第一基底210和第二基底220上，电流可均匀地分布到第一基底内和第二基底内。
灯体200可包括第一基底210和第一荧光层250之间的反射层(未示出)。反射层截断可能通过第一基底210损失的可见光的泄漏。为了提高反射率并避免色移，反射层可由AlOx和/或BaSO4制成。通常，反射层的厚度小于100μm，例如为80微米，该厚度远比第一基底210的厚度薄。因此，在设计平板型荧光灯100时，反射层的厚度可被添加到第一基底210的厚度中。
荧光层250、260和反射层可通过在第一基底210和第二基底220上溅射适当的材料来形成。
此外，灯体200可包括位于第一基底210和反射层之间或者位于第二基底220和第二荧光层260之间的保护层(未示出)。保护层阻止基底210和220与放电空间230中的Hg之间的化学反应，从而使Hg的损失最小化，并且使灯100的变黑现象最小化。额外的导电夹(未示出)可用于外部电极110的电连接。外部电极110可用银膏即Ag和SiOx的混合物来涂覆。可选地，金属粉末可被喷射在外部电极110上，从而形成导电涂层。为了保护的目的，导电层(未示出)可覆盖外部电极110。
图4示出了根据本发明另一个实施例的平板型荧光灯300。参照图4，除了第二基底220的存在外部电极110的部分的厚度与第二基底220不接触外部电极110的部分的厚度不同以外，平板型荧光灯300与图1中的平板型荧光灯100相同。
与图3中的实施例相同，在平板型荧光灯300中，因为流入第一基底210和第二基底220的电流取决于第一基底210和第二基底220在外部电极110与第一基底210和第二基底220接触的部分的厚度，所以第一基底210的第一厚度t1与第二基底220的第二厚度t2相似，以避免形成针孔。将第二基底厚度减小为第三厚度t3能够增加灯300的透光率，并减小灯300的重量且不产生针孔。
图5示出了根据本发明又一个实施例的平板型荧光灯400。参照图5，除了第二基底220的分隔部分224的厚度与第二基底220的其它部分的厚度不同以外，平板型荧光灯400与图1中的平板型荧光灯100相同。与图3中的实施例相同，在平板型荧光灯400中，第一基底210的第一厚度t1与第二基底220的第二厚度t2相似，以避免形成针孔。分隔部分224处的第二基底220的第四厚度t4可大于或者小于第二厚度t2。当厚度t4小于厚度t2时，灯400的总重量减轻。另一方面，当厚度t4大于厚度t2时，灯400对外部碰撞更具抵抗性。
在本发明的另一个实施例中，厚度t4和图4的厚度t3都应用到平板型荧光灯中。
图6示出了根据本发明实施例的LCD 600。
参照图6，LCD 600包括平板型荧光灯610、逆变器620和显示单元700。平板型荧光灯610响应来自逆变器620的电信号辐射可见光。已经参照图1至图5解释了几种类型的平板型荧光灯610。因此，省略了平板型荧光灯610的详细描述。逆变器620通过第一导线622和第二导线624对平板型荧光灯610传送交流电。
显示单元700包括显示图像的液晶显示面板710和对液晶显示面板710提供信号的驱动电路部分720。
液晶面板710包括一对玻璃基底712和714以及玻璃基底712和714之间的液晶层716。基底712含有多个布置成矩阵的薄膜晶体管。基底714含有其上具有透明导电公共电极的多个红色、绿色和蓝色滤色器。
驱动电路部分720包括：第一印刷电路板(PCB)722，对液晶面板710提供数据信号；第二印刷电路板724，对液晶面板710提供栅极信号；第一柔性膜726，连接PCB 722和液晶面板710；第二柔性膜728，连接PCB 724和液晶面板710。
LCD 600还包括扩散件630和光学片640。扩散件630位于平板型荧光灯610上，通过扩散来自平板型荧光灯610的光使得亮度均匀。扩散件630由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。光学片640用于提高发光性能例如亮度和均匀性。
另外，LCD 600包括用于容纳平板型荧光灯610并具有底部底面652和侧表面654的容器650。容器650可由金属制成。
LCD 600还可包括位于容器650和平板型荧光灯610之间的用于支撑平板型荧光灯610的减震件660。减震件660位于平板型荧光灯610的边缘，从而允许平板型荧光灯610和容器650之间存在间隙。另外，减震件660由绝缘材料制成。减震件660可由硅制成。
LCD 600可具有位于平板型荧光灯610和扩散件630之间的第一模制框670。第一模制框670在模制框670的边缘稳固平板型荧光灯610和扩散件630。如图6中所示，模制框670可为封闭的形状，可选地，模制框670可为断开的U形。
LCD 600还可包括位于光学片640和液晶面板710之间的用于紧固并固定光学片640和液晶面板710的第二模制框680。第二模制框680可为与第一模制框670相似的形状。
最后，LCD 600具有覆盖并包围显示单元700的顶部框架690。顶部框架690与容器650结合来固定液晶面板710的边缘部分。顶部框架690由金属制成。
本发明的上述实施例仅为解释性的而不是限制性的。因此，对本领域的技术人员来说很明显的是，在本发明的更广阔的方面，在不脱离本发明的情况下，可作各种改变和修改。因此，权利要求包含了落入本发明的真正的精神和范围内的所有的这种改变和修改。

Claims (19)

1、一种平板型荧光灯，包括：
第一基底，具有第一厚度；
第二基底，具有第二厚度，其中，所述第二基底和所述第一基底彼此结合，以形成放电空间；
等离子体气体，填充在所述放电空间中；
一对外部电极，位于所述第一基底和所述第二基底的端部，其中，在设置所述外部电极的区域处，所述第一厚度与所述第二厚度基本相同。
2、如权利要求1所述的平板型荧光灯，其中，所述第二基底还包括通过与所述第一基底接触来划分所述放电空间的分隔部分。
3、如权利要求1所述的平板型荧光灯，其中，所述第一厚度和所述第二厚度均不小于0.7mm并且不大于1.1mm。
4、如权利要求1所述的平板型荧光灯，其中，设置所述外部电极处的所述第二厚度与形成所述放电空间处的所述第二厚度基本不同。
5、如权利要求1所述的平板型荧光灯，其中，形成所述放电空间处的所述第二厚度与所述分隔部分处的所述第二厚度基本不同。
6、如权利要求1所述的平板型荧光灯，其中，所述第一基底包括面向所述第二基底的第一荧光层，所述第二基底包括面向所述第一基底的第二荧光层。
7、如权利要求6所述的平板型荧光灯，其中，所述第一厚度包括所述第一荧光层的厚度，所述第二厚度包括所述第二荧光层的厚度。
8、如权利要求6所述的平板型荧光灯，其中，反射层形成在所述第一荧光层和所述第二荧光层中的至少一个的下面。
9、如权利要求8所述的平板型荧光灯，其中，所述反射层的厚度增加了形成所述反射层处的所述第一基底或所述第二基底的厚度。
10、如权利要求1所述的平板型荧光灯，其中，所述外部电极之一被内在化。
11、一种液晶显示器，包括：
液晶面板，包括液晶分子；
平板型荧光灯，包括：灯体，具有第一基底和第二基底，所述第二基底被构造为结合所述第一基底来形成放电空间；一对外部电极，覆盖所述第一基底和所述第二基底的端部，其中，所述第一基底的厚度与所述第二基底的厚度基本相同；
逆变器，与所述灯体的所述外部电极连接，以对所述平板型荧光灯的所述灯体施加放电电流；
容器，容纳所述平板型荧光灯；
顶部框架，包围所述液晶面板和所述平板型荧光灯。
12、如权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述第二基底还包括通过与所述第一基底接触来划分所述放电空间的分隔部分。
13、如权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述第一基底和所述第二基底的厚度均不小于0.7mm并且不大于1.1mm。
14、如权利要求11所述的液晶显示器，其中，设置所述外部电极处的所述第二基底的厚度与形成所述放电空间处的所述第二基底的厚度基本不同。
15、如权利要求11所述的液晶显示器，其中，形成所述放电空间处的所述第二基底的厚度与所述第二基底在所述分隔部分处的厚度基本不同。
16、如权利要求11所述的液晶显示器，其中，所述第一基底包括面向所述第二基底的第一荧光层，所述第二基底包括面向所述第一基底的第二荧光层。
17、如权利要求16所述的液晶显示器，其中，所述第一荧光层的厚度增加了所述第一基底的厚度，所述第二荧光层的厚度增加了所述第二基底的厚度。
18、如权利要求16所述的液晶显示器，其中，反射层形成在所述第一荧光层和所述第二荧光层中的至少一个的下面。
19、如权利要求18所述的液晶显示器，其中，所述反射层的厚度增加了形成所述反射层的位置的所述第一基底或者所述第二基底的厚度。
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