CN1862762A - 平面荧光灯和具有该荧光灯的背光照明单元 - Google Patents

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Abstract

平面荧光灯，包括分别置于上部位置和下部位置的两个面板(110，120，210，220)；形成设有放电气体的放电空间(160，260)的隔板(130，230)；部分形成于隔板(130，230)上用以将隔板部分地粘合到面板(110，120，210，220)上的第一粘合部分(140，240)；沿两个面板(110，120，210，220)的边缘完全形成于两个面板(110，120，210，220)之间用以完全地粘合两个面板(110，120，210，220)的边缘的第二粘合部分(150，250)；以及给放电气体施加放电电压的电极(170，270)。

Description

平面荧光灯和具有该荧光灯的背光照明单元
技术领域
本发明涉及平面荧光灯和背光照明单元，更具体而言，涉及其中的隔板部分地粘合到一个面板上的平面荧光灯和具有该荧光灯的背光照明单元。
背景技术
LCD(液晶显示)装置利用LC(液晶)的电特性和光特性显示图像。相比于其他显示装置、如阴极射线管(CRT)，LCD装置具有厚度薄及轻巧的多种优势。因此，LCD装置已经被广泛应用在各种产品中，如可移动电脑、通信设备、液晶电视及飞机等。
LCD装置通常包括一个LC控制单元和一个向液晶提供光线的背光照明单元。LC控制单元包括置于第一面板上的象素电极，置于第二面板上的共用电极以及置于第一和第二面板之间的LC。每个象素电极都连接到一个薄膜晶体管上以接收象素电压，相同水平的参考电压被施加到共用电极。象素电极和共用电极由透明并导电的材料制成。
从背光照明单元发出的光相继通过象素电极、LC和共用电极。显示在LCD装置上的图像的质量会很大程度上受到背光照明单元亮度特性的影响。一般而言，高亮度和亮度均匀性可改善LCD装置的图像质量。
传统的背光照明单元通常利用了冷阴极荧光灯(CCFL)或发光二极管(LED)。CCFL显示出高亮度和长使用寿命，并且相比于白炽灯产生很少量的热。LED的功耗高，但亮度也高。但是，CCFL或LED具有很差的亮度均匀性。因此，传统背光照明单元必须设置附加的光学元件，如附加光导面板、散射片和棱镜片来改进其亮度均匀性。光学元件的添加不可避免地导致背光照明单元的尺寸和重量的增加。
为解决上面提到的问题，开发了平面荧光灯。平面荧光灯可被划分为具有独立于面板的隔板的灯和具有整体形成于面板上的隔板的灯。
前一种类型的灯包括分别处在上部位置和下部位置彼此相对的两个面板，形成备有放电气体的放电空间的隔板以及用以施加放电电压给放电气体的电极。
后一种类型的灯具有在其上整体形成有隔板的上部面板。
凭借其又薄又轻的优势，对平面荧光灯的需求近年来迅速增长。然而，随着需求的增长，市场也变得更加竞争激烈。因而，制造商将他们的研究能力都集中在降低生产成本、简化生产工艺以及提高亮度和亮度均匀性上。
发明内容
因此，本发明的一个目的是在生产平面荧光灯过程中降低生产成本，简化生产工艺，同时使得平面荧光灯在灯表面发出高亮度均匀性的光。
此外，本发明的另一个目的是提供具有平面荧光灯的背光照明单元。
为实现上述目的，本发明提供一种平面荧光灯，包括：分别置于上部位置和下部位置的两个面板；形成备有放电气体的放电空间的隔板；部分形成于隔板上用以将隔板部分地粘合到面板上的第一粘合部分；沿着两个面板的边缘完全地形成于两个面板之间用以完全粘合两个面板边缘的第二粘合部分；以及用以给放电气体施加放电电压的电极。
优选地，第一粘合部分形成于隔板的两端。
优选地，第一粘合部分具有3-5厘米的长度。
优选地，第一粘合部分和第二粘合部分由玻璃或陶瓷制成。
根据本发明的一个实施方案，第二粘合部分包括一个密封部件和粘合层，密封部件沿两个面板的整个边缘置于两个面板之间，粘合层形成于面板和密封部件之间用以将密封部件完全粘合到面板上。
根据本发明的另一个实施方案，隔板整体形成于两个面板的至少一个面板上。
优选地，该平面荧光灯还包括一个反射层，该反射层形成于暴露到放电空间的置于下部位置的面板的上表面中暴露出来的区域上；一个形成于该反射层上的第一荧光层，以及第二荧光层，该第二荧光层形成于暴露到放电空间的置于上部位置的面板的下表面中暴露出来的区域上。
此外，本发明提供一种背光照明单元，包括：一个平面荧光灯，它包含分别置于上部位置和下部位置的两个面板、形成备有放电气体的放电空间的隔板、部分地形成于隔板上用以部分地将隔板粘合到面板的第一粘合部分、沿着两个面板的边缘完全形成于两个面板之间用以完全地粘合两个面板边缘的第二粘合部分以及给放电气体施加放电电压的电极；容纳平面荧光灯的上壳和下壳；置于上壳和平面荧光灯之间的光学片；以及给电极施加放电电压以驱动平面荧光灯的转换器。
附图说明
通过参照附图来详细描述优选的实施方案，本发明的上述目的和其他优点将会变得更加显而易见，其中：
图1到图4图示了根据对比例的平面荧光灯，以解释说明依照本发明的优选实施方案的图5到图10中的平面荧光灯的优势；
图5是示出根据本发明的第一实施方案的平面荧光灯的立体图；
图6是示出图5中平面荧光灯的粘合部分的排列的平面图；
图7是沿图5的VII-VII线所取的剖视图；
图8是沿图5的VIII-VIII线所取的剖视图；
图9是示出根据本发明的第二实施方案的平面荧光灯的立体图；
图10是沿图9的X-X线所取的剖视图；
图11是示出根据本发明的第三实施方案的背光照明单元的分解立体图；
图12是示出图4的平面荧光灯的照明测试结果的图片；以及
图13是示出图9的平面荧光灯的照明测试结果的图片。
优选实施方案详述
第一和第二对比例
为了降低生产成本，简化生产工艺，同时增加亮度和亮度均匀性，已经设计了具有多种结构的平面荧光灯并且完成了测试。
图1到图4图示了根据对比例的平面荧光灯，以解释说明依照本发明的优选实施方案的图5到图10中的平面荧光灯的优势。图1到图4图示了在依照本发明实施方案的平面荧光灯之前设计的原型平面荧光灯。
图1图示了依照第一对比例的平面荧光灯。如图所示，图1中的平面荧光灯是具有独立于面板的隔板的灯。该平面荧光灯包括被放置得彼此分开并彼此相对的两个面板1，2。
多个隔板置于两个面板1，2之间。这些隔板以相同的间距相互平行排列。因此，这些隔板将两个面板1，2之间的空间分隔成多个长矩形形状的放电空间6。这些隔板借助于第一粘合部分4粘合到两个面板1，2上。
第二粘合部分5形成于两个面板1，2的边缘之间，用以将放电空间6与外界隔离。放电气体被注入隔离的放电空间6。第二粘合部分5包括密封部件5a和粘合层5b。密封部件5a借助粘合层5b粘合到面板1，2。
给放电气体施加放电电压的电极7被置于面板1，2的外表面的两侧。
放电空间彼此相通使得放电气体可被均匀地注入放电空间。例如，隔板交错地排列，使得放电空间被排列成蜿蜒的结构，或者给隔板提供流通孔，这样就提供了放电气体的气流路线。当放电电压从电极7施加到放电气体时，在放电空间6中产生隔板放电并发射可见光。
图2是示出根据第二对比例的平面荧光灯的剖面图。图2的平面荧光灯包括面板11和其上整体形成有隔板的面板12。隔板13借助于第一粘合部分14粘合到面板11上，形成多个放电空间16。两个面板的边缘由第二粘合部分15粘合在一起。第二粘合部分15可由氧化铝或玻璃料制成。
在图1和图2的平面荧光灯中，为了将隔板3，13粘合到面板，第一粘合部分4必须被施用到隔板3，13的整个上下表面。因此，不可避免地需要将第一粘合部分4施用到隔板3，13的整个上下表面的步骤，增加了生产成本。
第三和第四对比例
为解决上面的问题，在图3和图4中示出了其中限制了施加第一粘合部分到隔板的步骤的平面荧光灯。
图3图示了根据第三对比例的平面荧光灯，其中粘合层5b形成于密封部件5a的上表面和下表面，但第一粘合部分4并没有在隔板上形成。因此，密封部件5a借助于粘合层5b粘合到面板1，2，而隔板只是简单地与面板1，2接触。
参照图4，第二粘合部分15沿着两个面板1，2的边缘在两个面板1，2之间形成。然而，隔板13却简单地与面板1，2直接相接触。
在图3和图4的平面荧光灯中，尽管隔板3，13并没有粘合到面板上，但是通过在排气和密封工艺中的真空抽气，它们与面板紧密接触。因而，这就可能形成彼此隔离的放电空间。
由于图3和图4的平面荧光灯不具有第一粘合部分4，14，这就有可能降低生产成本并简化生产工艺。
然而，图3和图4的平面荧光灯具有亮度均匀性差的问题。
为了增强平面荧光灯的亮度均匀性，最优先的做法是防止沟道效应(channeling)。沟道效应就是当相邻的放电空间之间产生电势差的时候，高电压状态中放电空间中的电流向低电压状态的放电空间。沟道效应是降低平面荧光灯的亮度均匀性的主要因素。
从这一观点看，由于隔板3，13只简单地与面板接触，存在很大的可能性在隔板3，13和面板之间造成间隙。通过这个间隙发生严重的沟道效应。该间隙主要产生在相应于放电空间两端的隔板的两端。
此外，为了驱动显示装置，如利用平面荧光灯的LCD电视，需要调节平面荧光灯的亮度。亮度调节可通过调节施加给平面荧光灯的电流而实现。因此，即使给荧光灯输入了低电流，该平面荧光灯也必须能够在灯表面显示出正常的发光性能。
从这一观点出发，图3和图4的平面荧光灯具有在低电流输入和低温的情况下亮度均匀性显著降低的问题。这一问题将会参照图12来解释。
第一实施方案
如上所述，图1和图2的平面荧光灯从生产成本和生产工艺的观点看具有产品竞争力不强的问题。另一方面，图3和图4的平面荧光灯尽管可能降低生产成本并简化生产工艺，但是具有亮度均匀性严重不足的问题。
因此，本发明旨在解决上述两个问题，也就是说，降低生产成本和简化生产工艺，并且同时不导致亮度均匀性的降低。
图5是示出依照本发明的第一实施方案的平面荧光灯的立体图，图6是示出图5的平面荧光灯中粘合部分的排列的平面图，图7是沿图5的VII-VII线所取的剖视图，图8是沿图5的VIII-VIII线所取的剖视图。
参照图5到图8，根据第一实施方案的平面荧光灯具有独立于面板的隔板。该平面荧光灯包括面板110，120，隔板130，第一粘合部分140，第二粘合部分150和电极170。
面板120置于面板110之上。面板110，120具有矩形平板的形状。面板110，120可由传输可见光但阻挡紫外线的玻璃制成。
第一粘合部分140部分地形成于隔板130上，用以将隔板130部分地粘合到面板110，120。
第二粘合部分150沿两个面板110，120的边缘完全地形成于两个面板110，120之间，用以形成与外界隔离的内部空间。第二粘合部分150包括密封部件150a和粘合层150b。密封部件150a沿两个面板110，120的整个边缘被置于该两个面板110，120之间。粘合层150b形成于密封部件150a与面板110，120之间，用以将密封部件150a完全地粘合到面板110，120。
隔板130在内部空间内沿第一方向形成于面板110，120和密封部件150a之间，用以将内部空间分隔成多个具有矩形横截面的放电空间160。隔板130可被排列为蜿蜒的结构或者隔板可设有流通孔(未示出)，以便放电气体可被均匀注入每个放电空间130。汞气体、氩气体、氖气体、氙气体等中的每一种可被用作放电气体。也可采用它们的混合物。
电极170沿着大体上与第一方向垂直的第二方向被置于面板110，120的外表面的两端。电极170施加放电电压给放电气体。电极170可由具有良好导电性的材料制成，如铜、镍、银、金、铝、铬等。电极170可通过在面板的外表面粘附上一个导电带或涂上金属粉末来形成。
第一粘合部分140和粘合层150b可由诸如玻璃料的玻璃或诸如氧化铝的陶瓷制成。为防止第一粘合部分140和粘合层150b产生深暗的区域，它们优选地由白色或灰色的材料制成。
粘合层150b完全地形成于分别与面板110，120接触的密封部件150a的上下表面。因此，密封部件150a的全部上下表面借助于粘合层150b粘合到面板110，120，通过此粘合将内部空间与外界隔离。
第一粘合部分140部分地形成于分别与面板110，120相接触的隔板130的上下表面上。特别地，第一粘合部分140从被电极170围绕的隔板130的两端起算具有长度D。第一粘合部分140的长度D优选地约为3-5厘米。因此，隔板130的上下表面的两端借助于第一粘合部分140粘合到面板110，120。但是，由于第一粘合部分并没有形成在隔板130的上下表面的中央区域和面板110，120之间，因此隔板130的上下表面的中央区域并没有粘合到面板110，120，而是简单地与面板110，120相接触。
由于隔板130的两端借助于第一粘合部分140粘合到面板110，120，在隔板130的两端与面板110，120之间没有产生间隙。因此，这就有可能防止相邻的放电空间之间通过隔板130与面板110，120之间的间隙发生沟道效应。
一个反射层181形成于面板110的上表面上。该反射层181将产生于放电空间160的光线反射向面板120。反射层181由TiO2或Al2O3制成，并可通过化学气相沉积法、喷涂法或溅射法而形成。第一荧光层182形成于该反射层181上。第二荧光层183形成于面板120的下表面上。
在此，第一粘合部分140可通过下述的两种方法形成。
在第一种方法中，反射层181，第一荧光层182和第二荧光层183只在暴露到放电空间的面板110，120的暴露出来的区域上形成。也就是说，它们并没有形成在面板110，120和隔板130之间，取而代之的是，第一粘合部分在面板和隔板之间形成。更具体的说，反射层181形成于暴露到放电空间160的面板110的上表面中暴露出来的区域上。第一荧光层182形成于反射层181上。第二荧光层183形成于暴露到放电空间160的面板120的下表面中暴露出来的区域上。
在第二种方法中，反射层181，第一荧光层182和第二荧光层183被涂到面板110，120的整个内表面上，随后在隔板130和面板110，120之间提供诸如具有渗透性的玻璃料之类的粘合剂。然后，形成第一粘合部分140的粘合剂渗透入第一和第二荧光层182，183，因此第一和第二荧光层182，183位于隔板130与面板110，120之间的部分具有很强的粘性。于是，借助于粘合剂渗透入其中的第一和第二荧光层，隔板130的两端被粘合到面板110，120。
第二实施方案
图9是示出根据本发明的第二实施方案的平面荧光灯的立体图，图10是沿图9的X-X线所取的剖视图。
参照图9和图10，依照第二实施方案的平面荧光灯包括面板210，其上整体形成有隔板230的面板220，第一粘合部分240，第二粘合部分250以及电极270。
面板210置于面板220之上。沿第一方向形成的面板220的隔板230与面板210相接触，以形成多个具有拱形形状横截面的放电空间160。隔板230具有1-5毫米的宽度。电极270沿着大体上与第一方向垂直的第二方向形成于面板210，220的外表面的两端。
第一粘合部分240将隔板部分地粘合到面板210。该第一粘合部分240部分地形成于隔板230的下表面的两端。从被电极270围绕的隔板230的两端起算，第一粘合部分具有长度D。该第一粘合部分的长度D优选的约为3-5厘米。
第二粘合部分250完全沿面板的边缘形成，因而形成一个与外界隔离的内部空间。因此，借助于第二粘合部分250，两个面板的整个边缘彼此粘合在一起。
第二粘合部分250可由诸如玻璃料之类的玻璃或诸如氧化铝之类的陶瓷制成。
反射层281形成于面板210的上表面上。第一荧光层282形成于反射层281之上。第二荧光层283形成于面板220的下表面上。
第一粘合部分240可通过上述的两种方法形成。
第三实施方案
图11是示出依照本发明第三实施方案的背光照明单元的分解立体图。
参照图11，依照第三实施方案的背光照明单元包括图9的平面荧光灯，上壳和下壳1100，1200，光学片900，和转换器1300。
以上实施方案中前述的其中一个荧光灯可作为背光照明单元的光源。在此实施方案中，为了说明的目的，选取依照第二实施方案的灯。
下壳1200包括底部1210和从底部1210的边缘延伸出去的侧壁1220以容纳灯200。灯200容纳于下壳1200之内。
产生放电电压以操作灯200的转换器1300被置于下壳1200下面。从转换器1300产生的放电电压通过第一线路1352和第二线路1354被传输到灯200的电极270。
光学片900可包含一个用以散射从平面荧光灯200发出的光的散射片(未示出)和一个用以校准散射光的棱镜片(未示出)。
上壳1100与下壳1200彼此相连以固定平面荧光灯200和光学片900。此外，上壳1100可防止灯200从下壳1200脱离。
一个LCD面板(未示出)可置于上壳1100之上。
低电流和低温度下的发光测试
对依照第四对比例的图4的灯和依照本发明第二实施方案的图9的灯进行了发光测试。两个灯同样地被供以1.348A的低电流，并且它们被放在-20℃的低温下24个小时。
图12是示出依照第四对比例的图4的平面荧光灯的发光测试结果的图片。图13是示出依照本发明第二实施方案的图9的平面荧光灯的发光测试结果的图片。
如图12所示，在这样的低电流和低温条件下，图4所示灯的一些放电空间没有发光。这间接证明了在隔板13的两端和面板14之间产生了间隙，通过此间隙发生了沟道效应。
与此相反，如图12所示，在同样的条件下，图9所示灯的所有放电空间都发光。这意味着在本发明中，隔板的两端与面板借助于第一粘合部分被彼此粘合在一起，隔板两端与面板之间没有产生间隙，于是防止了沟道效应的发生。
如上所述，本发明可同时获得两项彼此冲突的优势。也就是说，本发明可简化生产工艺，降低生产成本，同时不导致亮度均匀性的降低。
隔板两端与面板之间没有间隙产生，这样可防止放电空间之间的沟道效应。因此，所有的放电空间在低电流和低温下都可以发光，这样改进了平面荧光灯的亮度均匀性。
参照前述的实施方案，以上对本发明进行了描述。然而，很明显的是，根据前面的描述，许多替代性的更改和变化对于本领域普通技术人员来说都将是显而易见的。因此，在所附权利要求书的精神和范畴之内，本发明包含所有这样的替代性更改和变化。

Claims (8)

1.一种平面荧光灯，包括：
分别置于上部位置和下部位置的两个面板；
形成设有放电气体的放电空间的隔板；
部分形成于隔板上用以将隔板部分地粘合到面板的第一粘合部分；
沿两个面板的边缘完全形成于两个面板之间，用以完全粘合两个面板边缘的第二粘合部分；以及
给放电气体施加放电电压的电极。
2.如权利要求1所述的平面荧光灯，其特征在于，第一粘合部分形成于隔板的两端。
3.如权利要求2所述的平面荧光灯，其特征在于，第一粘合部分具有3-5厘米的长度。
4.如权利要求1所述的平面荧光灯，其特征在于，第一粘合部分和第二粘合部分由玻璃或陶瓷制成。
5.如权利要求1到4中的一个权利要求所述的平面荧光灯，其特征在于，第二粘合部分包括密封部件和粘合层，
密封部件沿两个面板的整个边缘被置于两个面板之间，以及粘合层形成于面板与密封部件之间，以将密封部件完全粘合到面板上。
6.如权利要求1到4中的一个权利要求所述的平面荧光灯，其特征在于，隔板整体形成在两个面板中的至少一个上。
7.如权利要求1到4中的一个权利要求所述的平面荧光灯，还包括：
在暴露于放电空间的置于下部位置的面板的上表面中暴露出来的区域上形成的反射层；
形成于反射层上的第一荧光层；
在暴露于放电空间的置于上部位置的面板的下表面中暴露出来的区域上形成的第二荧光层。
8.一种背光照明单元，包括：
一个平面荧光灯，它包含分别置于上部位置和下部位置的两个面板，
形成设有放电气体的放电空间的隔板，
部分形成于隔板上用以将隔板部分地粘合到面板上的第一粘合部分，
沿两个面板的边缘完全形成于两个面板之间、用以完全粘合两个面板的边缘的第二粘合部分，以及
给放电气体施加放电电压的电极；
容纳该平面荧光灯的上壳和下壳；
置于上壳和平面荧光灯之间的光学片；以及
给电极施加放电电压以驱动平面荧光灯的转换器。
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