CN2706859Y - 高效率平面荧光灯光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高效率平面荧光灯光源，包括：由透明的上壳体(2)、下壳体(1)和侧边壳体(3)组成的平面密封灯盒，下壳体(1)内表面上设有荧光粉层(4)，灯盒内具有低压气体混合物，灯盒侧边或灯盒外侧边设置至少一对电极(6)，该电极在一定频率的电压下与另一侧边电极通过灯盒内的低压气体混合物电离放电产生紫外线，下壳体(1)之外或者之内的荧光粉层(4)之下设有光反射涂层(5)，反射涂层(5)充分反射所有可见光或直接通过下壳体(1)反射所有可见光。与相同电压、频率和电流下的同规格荧光灯相比，本实用新型高效率平面荧光光源的发光效率提高了10～300％。

Description

高效率平面荧光灯光源

技术领域

本实用新型涉及一种平面荧光光源，特别是一种新型高效率平面荧光灯光源，可以直接用于各种液晶显示器的背景光源、液晶电视光源、投影机光源、背投影机光源、前投影机光源、普通民用和商用照明、特殊专用照明、广告灯箱和广告标牌等各种照明装置。

背景技术

荧光灯是一种被广泛使用的灯具。普通荧光灯和平面荧光灯的结构如图1a、图1b、图1c、图2a、和图2b所示，包括灯管(灯盒壳)1、2和3、电极6、7以及荧光粉层4，电极6、7在一定频率的电压(热阴极荧光灯电极先通电发热激发电子发射物)下，使特定的气体电离，产生大量紫外线以激发灯管内壁上的荧光涂层，使之受激发光。这些光线中的一部分穿过荧光粉涂层再穿过玻璃层射出，而另一部分则因“荧光粉”的透光率及反射率的问题而在内部损耗掉，从而降低了发光效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种提高发光效率的高效率平面荧光光源。

根据本实用新型的高效率平面荧光灯光源，包括：由上、下壳体和侧边壳体组成的平面密封灯盒，上壳体是透明的，在灯盒内下壳体内表面上设有荧光粉层，灯盒内具有低压气体混合物，在灯盒侧边或灯盒外侧边设置至少一对电极，电极在一定频率的电压下通过灯盒内的低压气体混合物电离放电产生紫外线，其特征在于：在下壳体之外或者之内的荧光粉层之下设有光反射涂层，所述反射涂层充分反射所有可见光或直接通过下壳体反射所有可见光。

在下壳体内表面上还布置至少一个电极，该电极在一定频率电压下与侧边电极通过灯盒内的低压气体混合物产生电离放电反应，或与中间布置的其他电极通过灯盒内的低压气体混合物产生电离放电反应，以便更有效地电离以产生紫外线，从而激发荧光层发光。中间布置的电极周边可根据需要设置一些绝缘材料。

上壳体是由可见光透光率为20％-100％透明材料制成，该透明材料为玻璃。

上、下壳体之间的间隙为0.1mm或0.1mm以上；荧光粉层在下壳体内表面上可以是连续均匀分布的，或是按几何图形排列或按间隙排列组合而成，并使荧光粉层的面积占下壳体内表面积的10％～100％。

在上壳体内增加防止紫外线透过的材料，或增加一些反射紫外线的材料，或在上壳体的内(或外)表面设置反射紫外线的材料。

上壳体由可见光透光率为20％-100％的透明材料制成。

上壳体的内表面设置荧光材料，荧光材料的面积占上壳体内表面积的0-60％，或先设置反射紫外光的材料，再设置0-60％的荧光材料。

荧光粉材料在上壳体内表面上可以是连续均匀分布的，或是按几何图形排列或按间隙分布组合而成，该几何图形为圆点、方点、条形或网格形中的至少一种。按间隙分布的荧光材料其最低亮度与最高亮度之比的亮度均匀性高于70％。

电极连接引出线。电极设置在下壳体上，或分布在上壳体内表面，或分布在下壳体上及其侧边，或同时分布在上壳体、下壳体上和其侧边上。

下壳体为平面透明材料、曲面透明材料、杯状透明材料或不透明材料，该透明材料为玻璃。

在下壳体内表面直接设置荧光材料层，或先设置可见光反射层再在反射层上设置荧光材料层，或在透明的下壳体外表面先设置可见光反射层，再在下壳体内表面上设置荧光材料层。

在下壳体外表面设置加热装置，以便在环境温低于0℃下使用光源。

上壳体是透明的或上壳体的透光率为20％-100％，或在上壳体的外表面加一层或一层以上光学膜片，该光学膜片为扩散膜片或增光膜或扩散膜与增光膜的不同组合或其它任何光学膜片。

与同规格的荧光灯相比，在相同的工作条件下，即相同电压、频率和电流下，本实用新型高效率平面荧光光源的发光效率提高了10～300％，甚至更高。

上壳体内表面与下壳体内表面之间的空间间隙为0.1mm或0.1mm以上。荧光材料涂覆层的厚度可根据光电要求而定，电极及电极引出的材料和尺寸及几何形状完全根据使用要求而定。

电极可以是冷阳极的或是带灯丝的热阴极的。

附图说明

图1a为常规热阴极(加热灯丝)荧光灯意图；

图1b为常规冷阴极(CCFL)灯示意图；

图1b’为冷阴极(CCFL)灯的透视图；

图2a为常规的平面荧光灯外形示意图；

图2b为常规的平面荧光灯剖面图；

图3为本实用新型第一实施例的外形图，

图3A为沿图3中A方向的剖面图；

图3B为沿图3中B方向的剖面图；

图3C为图3B所示本发明第一实施例在电极通一定频率和电功率的电压后，使灯盒内含汞的低压气体电离产生紫外线光工作时的示意图；

图3D是本实用新型第一实施例的剖面图，其中可见光反射层放置在下壳体与荧光材料层之间；

图3E是本实用新型第一实施例的剖面图，其中在上壳体上表面放置扩散膜片或其他任意光学膜片。

图4是本实用新型的第二实施例，其中示出了下壳体上表面荧光材料间隙分部的一个实例；

图4A是本实用新型第二实施例下壳体内表面上连续分布荧光材料的视图；

图4B与图4C是本实用新型第二实施例均具有多个电极的视图。

图4D为本实用新型第二实施例具有多个电极分部的且在一定频率和电功率的电压下工作的示意图；

图4D’为本实用新型第二实施例在下壳体外设置有加热材料层(12)的示意图；

图5是荧光材料按筛网状或点状布置的剖面图。

附图标记：1下壳体；2上壳体；3侧边壳体；4荧光粉层；5可见光反射层；6电极；6a电极；7引出线；8紫外光反射层；9扩散膜片；10紫外光；11绝缘层；12加热装置。

具体实施方式

本实用新型是一种可直接用于各种液晶显示器的平面光源，如液晶电视机光源、前投影机光源、背投影电视和背投影机光源、普通民用和商用照明、特殊专用照明、广告灯箱和广告标牌等各种照明装置的高效率平面灯光光源，该高效率平面灯光光源包括冷阳极和热阴极。

如图3、3A～3E所示，高效率平面荧光灯光源设置在近似于平面的灯盒内，包括上、壳体1、下壳体2、侧边壳体3和位于下壳体1内表面上的荧光材料层4，上壳体2是透明材料，如玻璃材料，而且上壳体2没有涂覆荧光材料，或者上壳体2根据需要只涂覆小量的荧光材料，如涂覆0％～60％的荧光材料。下壳体1上的荧光材料所占的面积与下壳体1内表面面积之比为10％～100％，即在下壳体1内表面只涂覆10％～100％的荧光材料，而上壳体2内表面不涂覆荧光材料，或只在上壳体内表面涂覆0％～60％的荧光材料。该荧光材料可以是连续均匀分布，也可以间隙分布，如以圆点、方点、条形、任意几何形之组合或矩阵排列组合形式分布，其完全可根据使用需要来确定。

如图3B所示，上壳体2内表面无荧光材料涂层，但设有紫外线反射层8，且在下壳体1的外表面设有可见光反射层5。

如图3C所示，当电极6上通一定频率和电功率的电压后，灯盒内含汞的低压气体电离产生紫外线光10而进行工作。紫外光10一部分直接激发下壳体1上表面的荧光材料层4而使其受激发光，另一部分到达上壳体2内表面的紫外线反射层8后被反射回来，而到达下壳体1内表面的荧光材料层4，再次激发荧光材料层4发光，增加发光亮度，而荧光产生的可见光可全部穿过上壳体2而发射出来。还有荧光材料层4上表面所发出的光线直接通过上壳体2发出，另一部分通过荧光材料本身穿过下壳体到反射层5上再通过下壳体1和荧光材料层4发射出来。因此，该平面荧光灯比普通的荧光灯或平面荧光灯的实用光效率要高10％-300％或更高。

如图3D所示，可见光反射层5放置在下壳体1与荧光材料层4之间。

如图3E所示，在上壳体2上表面放置扩散膜片9或其他任意光学膜片9。

在图3和图3A-3E所示的本实用新型第一实施例高效率平面荧光灯光源中，下壳体1的材料可以是玻璃或陶瓷，或满足物理、电学、光学要求、满足使用和加工工艺要求的任意材料；上壳体2的材料要求是透明材料或玻璃材料；侧边壳体3的材料是满足电极固定或密封工艺和使用要求的任意材料；荧光粉层4的材料是荧光材料；反射材料位于荧光粉层4下面及下壳体1内表面上，或位于透明的下壳体1外表面上；电极6可以是一对电极。

图4和图4A-4D’示出了本实用新型的另一实施例，这是一种面积较大的平面荧光灯，如图4B、C、D所示，可以在里面设置多对电极6、6a来激发等离子放电，或者使用外部电路外部电极借助无内部电极放电激发等离子放电而产生紫外光，紫外光激发荧光材料发光。

平面荧光灯盒的侧壁可以有一对、两对或两对以上的电极或奇数电极6。如果面积较大的平面光源，在下壳体1内表面上也可根据需要排列一系列电极。

上壳体2透明材料的内表面可涂覆反射紫外线的反射层8，或在透明材料内加入一些防止紫外线透过的材料，但可见光均可顺利通过。

下壳体1上内壁的荧光材料涂层4的形状和大小跟下壳体内表面的形状和面积一样，或尺寸小于下壳体内壁表面面积的尺寸。

荧光材料涂层4的形状可以是矩形，圆形，长方形、正方形，可以涂覆满，也可以部分涂覆，也可根据需要间隙涂覆成点状、圆点、方点，线条形，筛网形等多种几何形状，完全可根据具体的用途和生产工艺来任意调整荧光材料涂层与下壳体内壁表面积的间隙占空比例和荧光材料涂层的形状、尺寸及排列组合分部方式等。根据不同用途，还可以在下壳体1上表面用荧光材料涂覆成各种不同的文字或字符或数字或它们的任意组合，以满足各种不同的用途，还可通过电极分段控制笔段以达到分段控制显示的要求，即可做成荧光数字或字符显示器。由于亮度高通常可做户外显示广告屏等。

如图4D’所示，在下壳体1的外层设置加热装置12，特别是当环境温度低于0℃时，可以保证灯盒内的材料更有效的充分电离产生更多的紫外光激发荧光材料发光。

有些使用场所要求中心区最亮，并按一定值逐步减小。当荧光材料涂层做成筛网状或圆点状或方点状时，如图5所示，如果间隙调配合理，则亮度可能还会高出整个下壳体表面涂满荧光材料的亮度，但必须在荧光材料涂层4下面与下壳体1之间加反射层5或在下壳体外层5加上反射层，或都不加反射层。

电极6、6a可以是冷阳极的或是带灯丝的热阴极。

Claims (18)

1、高效率平面荧光光源，包括：由上、下壳体(1、2)和侧边壳体(3)组成的平面密封灯盒，上壳体(2)是透明的，在灯盒内下壳体(1)内表面上设有荧光粉层(4)，灯盒内具有低压气体混合物，在灯盒侧边或灯盒外侧边设置至少一对电极(6)，电极(6)在一定频率的电压下通过灯盒内的低压气体混合物电离放电产生紫外线，其特征在于：

在下壳体(1)之外表面设有光反射涂层(5)或之内表面的荧光粉层(4)之下设有光反射涂层(5)，所述反射涂层(5)充分反射所有可见光或直接通过下壳体(1)反射所有可见光。

2、如权利要求1所述的光源，其特征在于：在下壳体(1)内表面上还可布置至少一个电极(6a)，该电极(6a)在一定频率电压下与侧边电极(6)通过灯盒内的低压气体混合物产生电离放电反应，或与中间布置的其他电极(6a)通过灯盒内的低压气体混合物产生电离放电反应，以便更有效地电离以产生紫外线，从而激发荧光层(4)发光。

3、如权利要求2所述的光源，其特征在于：所述中间布置的电极(6a)周边可设置一些绝缘材料(11)。

4、如权利要求1至3任一所述的光源，其特征在于：上壳体(2)是由玻璃材料制成的，或由(ITO)导电玻璃材料制成并将导电玻璃接地，以便屏蔽电磁辐干扰。

5、如权利要求1至3任一所述的光源，其特征在于：所述上、下壳体(1、2)之间的间隙为0.1mm或0.1mm以上；荧光粉层在下壳体内表面上可以是连续均匀分布的，或是按几何图形排列或按间隙排列组合而成，并使荧光粉层(4)的面积占下壳体内表面积的10％～100％，所述排列的几何图形为圆点、方点、条形或筛网形状中的至少一种。

6、如权利要求1至3任一所述的光源，其特征在于：上壳体(2)由可见光透光率为20％-100％的透明材料制成。

7、如权利要求1至3任一所述的光源，其特征在于：在上壳体(2)内增加防止紫外线透过的材料，或增加一些反射紫外线的材料，或在上壳体(2)内或外表面设置反射紫外线的膜层。

8、如权利要求7所述的光源，其特征在于：上壳体(2)由可见光透光率为20％-100％的透明材料制成。

9、如权利要求1至8任一所述的光源，其特征在于：上壳体(2)的内表面或设置荧光材料，所述荧光材料的面积占上壳体内表面积的0-60％，或先设置反射紫外光的材料，再设置0-60％的荧光材料。

10、如权利要求1至9任一所述的光源，其特征在于：所述荧光粉材料在上壳体(2)或下壳体(1)内表面上可以是连续均匀分布的，或是按几何图形排列或按间隙分布组合而成，所述排列的几何图形为圆点、方点、条形或筛网形状中的至少一种。

11、如权利要求1至10任一所述的光源，其特征在于：所述按间隙分布的荧光材料应该使其整体平面光源表面发光亮度的均匀高于70％，即最低亮度与最高亮度之比的亮度均匀性高于70％。

12、如权利要求1至11任一所述的光源，其特征在于：所述电极(6)连接引出线(7)。

13、如权利要求1至12任一所述的光源，其特征在于：所述电极(6)设置在下壳体(1)上，或分布在上壳体(2)内表面，或分布在下壳体(1)上及其侧边，或同时分布在上壳体(2)、下壳体(1)上和其侧边上。

14、如权利要求1至13任一所述的光源，其特征在于：所述下壳体(1)为平面透明材料、曲面透明材料、杯状透明材料或不透明材料。

15、如权利要求1至14任一所述的光源，其特征在于：所述透明材料为玻璃材料。

16、如权利要求1至3任一所述的光源，其特征在于：可在下壳体(1)外表面设置加热装置(12)，以便在环境温低于0℃下使用光源。

17、如权利要求1至3任一所述的光源，其特征在于：在上壳体(2)的外表面加一层或一层以上光学膜片(9)或增加一层透明的(ITO)导电膜层，以便良好接地防止电磁辐射干扰。

18、如权利要求17所述的光源，其特征在于：所述光学膜片(9)为扩散膜片或增光膜或扩散膜与增光膜的不同组合或其它任何光学膜片。

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