TWM251288U - High-brightness planar lamp structure - Google Patents

Description

M251288 四、創作說明（1) 【新型所屬之技術領域】 本創作係一種平面燈結構，尤指一種利用結構之設計 以及元件材質之選擇’以提高發光效率並節省製造成本之 高亮度平面燈結構。 【先前技術】 習知的螢光燈分為冷陰極螢光燈（Cold Cathode

Fluorescent Lamp)與熱陰極螢光燈（Hot Cathode

Fluorescent Lamp )，其發光原理分別如第一及第二圖所 示，由第一圖可知，當冷陰極螢光燈之電極1〇施加高電壓 時，電子12由電極10射出，接著電子12因受高電壓加速而 與管内水銀（汞）原子1 4撞擊，水銀（汞）原子丨4被撞擊 後形成不穩定狀態，並隨即由不穩定狀態快速返回安定狀 態’此時水銀（汞）原子1 4因能階躍遷（量子效應）的關 係即放出波長253.7nm之紫外光16，其再射向塗於燈管管 壁之螢光粉層18 ’並由螢光粉層18吸收轉換為可見光2〇。 參照第二圖，熱陰極螢光燈之發光原理與上述冷陰極 螢光燈之發光原理類似’兩者之差別在於冷陰極螢光燈係 由電極放射出電子，而熱陰極螢光燈則係在電極3〇施加電 壓時’由塗在電極30上之陰極物因受熱而放射出電子32， 同樣地，電子32會受高電壓加速而與管内水銀（汞）原子 34撞擊，並藉由水銀（汞）原子34能態的變化以放出波長 253.7nm之紫外光36，其再透過螢光粉層38吸收，便 換為可見光40。 然而’無論是冷陰極螢光燈或是熱陰極螢光燈，其製

M251288 四、創作說明（2) 〜 造均需利用封口與真空排氣等製程，故生產上較為不易且 成本難以降低，另螢光燈於使用後，會隨著時間增加而於 電極處附近的燈管管壁產生焦黑情形，此情況雖然多為榮 光燈之正吊老化現象’但實際上卻會嚴重影響發光效率。 又應用上述螢光燈發光原理之平面燈甚多，如中華民 國專利「用於背光照明之平型螢光燈及具有此種平型螢光 燈之液晶顯示器裝置」（公告號第412,77〇號）、「具借 有電介質阻抗之電極的氣體放電燈」（公告號第412 771 號）以及「平型幅射器（二）」（公告號第41 2773號）等 專利所示，其所述之平面燈均包含一由頂板（或上蓋）與 底板等元件所形成之氣密容置空間，其内設置有複數個陽 極與陰極等電極，且容置空間壁面上塗佈有螢光粉層，故 電極放電所激發之紫外線即會被螢光粉層吸收轉換為可見 光’以作為平面光源。然上述平面燈除會發生螢光燈之焦 黑，化現象，製造過程亦相當複雜，且需利用封口與真空 排氣等製程，故成本相對地高昂。 _ =為改善上述習知技術之缺點，本創作人提出一種高 =度=面燈改良結構，如中華民國專利申請號第92211758 ^所不’，特徵在於將複數個紫外線光源置於一塗佈有二 乳$鈦與鬲分子聚合物的反射腔體内，再將一塗佈有高分 物與營光粉的螢光面板覆蓋在反射腔體上，藉以讓 談你源f發散之光能直接或經由反射腔體之反射，射向 分子聚合物與螢光粉之螢光面板，進而激發螢 刀《以發出南亮度的可見光，然而此一設計可能存在著

M251288 四、創作說明（3) 紫外線幅射出基板之問題，其會對人體健康造成潛在威 脅，且此設計僅揭露利用高分子聚合物與螢光粉之塗佈以 形成螢光粉層，故材料選擇性仍不足，此外，反射腔體之 形狀未有任何設計，因此亦無法經由適當的形狀設計來提 高反射腔體之反射效果。 有鑑於此，本創作即針對上述先前技術之不足，提出 ’ 種南免度平面燈結構’以有效克服習知之缺失。 【新型内容】 本創作之主要目的，係提供一種高亮度平面燈結構， 其將紫外線阻隔層及基板覆蓋於反射框上，以形成一可容 置複數個紫外線光源之容置空間，而紫外線光源所發散之 紫外光能激發容置空間中之螢光粉層，使其發出可見光， 故藉此結構設計能省略習知螢光燈之抽真空、充填氣體與 高溫封口等製程，以達到節省成本之目的。 本創作之另一目的’係提供一種高亮度平面燈結構， 藉以避免習知螢光燈之焦黑老化而影響發光效率等問題。 本創作之另一目的’係提供一種高亮度平面燈結構， 藉以防止紫外線幅射出基板而對人體健康造成傷害。 本創作之另一目的’係提供一種高亮度平面燈结構， 其藉由反射框形狀之適當設計，來提高反射效率。％ 本創作之另一目的，係提供一種高亮度平面燈結構， 其藉由使用特定材質之反射框’以增加發光效率。 本創作之另一目的，係提供一種高亮度平面燈枯構， 其提供各種特定材質之選擇，以增加本創作各元造用 M251288 四、創作說明（4) 料之便利性與多元性。 根據本創作，其結構包含一反射框，此反射框上覆蓋 有一基板’藉此形成至少一容置空間，另有一紫外線阻隔 層形成於基板之至少其中一表面，且有一螢光粉層設於容 置空間内之基板表面或紫外線阻隔層表面，此外，容置空 間中設有複數個紫外線光源’其所發出之光會直接射向榮 光粉層’或經由反射框之反射而射向螢光粉層以激發出可 見光，因此，根據上述結構設計，本創作無需利用習知真 空排氣、充填氣體與高溫封口之製程，即能製造出高亮度 之平面燈，再者，上述之反射框可選用多種金屬或其氧= 物、塑膠材質、披覆有金屬層或其氧化物之塑膠材質、及 高分子聚合物等特定材質，並可製造成多種特定形狀之框 體，如此除能增加生產用料上的彈性，亦可調整反射框之 反射效果；另外，基板之材質可選自玻璃材質、塑膠材質 及表面附有透明導電層之玻璃或塑膠材質；而紫外線阻隔 層之材質則選自光學薄膜、玻璃材質與高分子聚合物；螢 光粉層則選自螢光粉與溶劑混合物、螢光粉與溶液混合物 及榮光粉與面分子聚合物之混合物；至於紫外線光源則選 自紫外線燈或發光二極體紫外光源，因此藉由上述多種特 定材質之選擇使用’可大幅增加本創作製造用料的便利 性。 底下藉由具體實施例之說明，再對照所附之圖式，當 更容易瞭解本創作之目的、技術内容、特點及其所達成I 功效。

M251288

【實施方式】 本創作係一種高亮度平面燈結構，其藉由紫外線阻 層之設置，以避免紫外線幅射出基板外而對人體造成傷° 害’並精由反射框形狀之没计’以及選用特定材質之反射 框，來增加其反射能力，且本創作提供多種特定材質之琴 擇，來增加本創作製造用料之便利性與多元性，此外，^ 創作更可省略習知螢光燈真空排氣、充填氣體及高溫封口 等製程，故能節省製造成本。 如第三（a)圖及第三（b)圖所示，其均為本創作之 實施例示意圖，由圖可知，一反射框50上依序覆蓋有一紫 外線阻隔層52與一基板54，藉此形成容置空間，此容置空 間被反射框50之框體分隔出複數個間格，其中第三（a)二 圖之反射框50，其周邊與内部凸出之框體均頂接紫外線阻 隔層52，而第三（b )圖之反射框50則只有周邊框體與紫 外線阻隔層5 2頂接在一起’此框體與紫外線阻隔層5 2頂接 關係之設計可應用於本創作其它實施例，為免重覆敘述， 本創作其它實施例不再針對此一設計之應用重新說明。再 參照第二（a)圖與第三（b)圖，反射框5〇之材質可為 鋁、鉻、金、銀、不鏽鋼及銅等金屬材質或其氧化物；或 為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA )、聚碳酸酯（Pc )及聚對笨 二甲酸乙二醇酯（PET )等塑膠材質；亦可為披覆有鋁、 TiN、TiC、鉻等金屬層或其氧化物之塑膠材質；或可為塑 膠材質與白色陶竟粉之複合材料，其中白色陶竟粉係^自 MgO、Ti〇2與ΑΙΑ等材料。另外，基板54之材質則選自玻璃

M251288 四、創作說明（6) 材質或塑膠材質，其中玻璃材質之選擇包含碳酸鈉石灰玻 璃、石英玻璃、鈉玻璃、矽酸硼玻璃及硼鉛鈉玻璃、無鉛 玻璃；而塑膠材質之選擇則包含聚甲基丙烯酸曱酯 (PMMA )、聚碳酸酯（PC)及聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)等塑膠材質，另玻璃材質與塑膠材質之基板5 4的 至少一表面可附有透明導電層，例如附有銦錫氧化物 (ITO )、氧化銦（Ιη2 03 )及二氧化錫（Sn02 )等。 又 如第三（a) 、 （b)二圖所示，容置空間中之每一間格可 置放至少一紫外線光源56，其可為紫外線燈或發光二極體 紫外光源，而容置空間中之紫外線阻隔層5 2表面更設有螢 光粉層58 ’其可吸收波長範圍200nm至400nm之紫外線而發 射出可見光，此螢光粉層58選自螢光粉與溶劑的混合物、 螢光粉與溶液的混合物或螢光粉與高分子聚合物之混合 物，故紫外線光源56所發散之紫外光射向螢光粉層58後， 會激發螢光粉層58使其發出可見光，其再直接穿透基板 54，或經由反射框50之反射而穿透基板54，形成一高亮度 之平面光源。 而前述紫外線阻隔層52之設置可防止紫外線直接或間 接穿透基板5 4，如第三（a)圖與第三（b)圖所示，且紫 外線阻隔層52亦可設於基板54朝外之表面或每一表面，如 第四（a)圖與第四（b)圖所示，此紫外線阻隔層52可為

CaF2、Na3AlF6、A1F3、ThF4、LaF3、NdF3、CeF3、PbF2、

ZnS、CdS、ZnSe、ZnTe、Sb2S3、Ge30As17Te30Se23、InSb、 InAs、PbTe、Si、Ge、Si02、SiO、A 12 03、Nd203、Cd2 03、

第12頁 M251288 四、創作說明（7)

Th02、Y2〇3、Sc203、La2 03、Pr6On、Hf02、ZnO、TiO、PbO、 Zr02、Ti02、ZrTi04、MgO、Ce02、Ta2 05、MgF2、NaF 及LiF 等 光學薄膜；亦可為碳酸鈉石灰玻璃、石英玻璃、鈉玻璃、 矽酸硼玻璃及硼鉛鈉玻璃或無鉛玻璃等玻璃材質其中之 一；或可為高分子聚合物，該紫外線阻隔層52設置之位置 與材質之選擇同樣可應用於本創作其它實施例中，為避免 說明重覆，之後的實施例說明將不再重新敘述此設計。 參照第五（a )圖至第五（e )圖，其分別為本創作應 用不同形狀之反射框50的實施例示意圖，如第五（a)圖 所示，本創作之反射框50可為一簡單的容置框體，其包含 一圍繞容置空間之側面與一底面，此底面可進行表面處 理，藉以形成水平圖樣、垂直圖樣、斜紋圖樣及花紋圖 樣，不同圖案化表面之反射框50具有不同反射效果，且此 底面圖案化之設計可應用於本創作所有具備平面底部之反 射框50上；第五（b)圖則顯示了 一具有複數個凸起部6〇 之反射框5 0，每一凸起部6 0上設有至少一紫外線光源5 6， 且凸起部6 0之形狀可為圓弧形、梯形、三角形、矩形、階 梯形、波浪形及其餘多邊形；而第五（c) 、（d)二圖所 示之反射框50分別具有不同形狀之凸起部6〇，而紫外線光 源56則係設置於凸起部60所分隔形成之間格内，然而凸起 部6 0之形狀亦可為圓弧形、梯形、三角形、矩形（來明第 三（b )圖）、規則或不規則多邊形等其中之一；至於第 五（e )圖所示之反射框5 0則為一圓弧狀之連續溝槽，每 一溝槽中均设有紫外線光源5 6 ’而溝槽之形狀可設計為梯

M251288 四、創作說明（8) 形、三角形、矩形、階梯形及其餘規則或不規則多邊形。 需注意的是，第五（b)圖至第五（e)圖之實施例中，每 一凸起部上、或每一間格内、或每一溝槽中，均可設置一 個以上之紫外線光源，藉此符合不同設計與應用之需求。 另外，第六（a )圖及第六（b )圖所示之分別顯示了 具有凸起部60之反射框50與連續溝槽所形成之反射框5〇， 第六圖（a) 、 （b)二圖與第五（b) 、 （e)二圖的主要 不同處在於：第六圖（a) 、（b)二圖中，複數個紫外線 光源5 6之設置方向，分別垂直於凸起部6 〇之延伸方向與溝 槽之延伸方向，此設計可增加本創作製造組配上的彈性， 使本創作於製作時能具有更多樣化的選擇，而同樣地，此 設计可應用於本創作具有連通容置空間的其它實施例中。 又於第五圖與第六圖所示之各實施例中，反射框之狀 亦可為具有環繞該容置空間之側面與一底面，其中底面之 形狀為規則曲面或不規則曲面。 _ 無而利用習知螢光燈 程，便可提供一高亮 燈容易且節省成本， 減損發光效率等情況 設置，防止紫外線射 ;此外，本創作提供 各元件製造用料的便 格或取得難易度來選 框之形狀亦有多種設 之抽真空、 度平面燈結 於長久使用 :再者，本 出基板，並 多種特定材 利與彈性， 擇各元件之 計變化，除 由上述可知，本創作 充填氣體與高溫封口等製 構，且製造上較習知螢光 後亦不會產生燈管發黑而 創作利用紫外線阻隔層之 避免對人體健康造成危害 料之選擇，以增加本創作 例如本創作可根據材料價 材質；另外，本創作反射

第14頁 M251288 扭、創作說明（9) 可增加製造彈 果，而 率，藉 外，當 造本創 粉層之 惟 並非用 範圍所 飾，均 利用金 此進一 利用螢 作之螢 製作更 以上所 以限定 述之形 應包含 性，並可因， 屬等材質來^之形狀設計以提高反射效 步提高本創作框亦可有效增加反射 光粉與溶劑或馨:’效率。除上述之優點 光粉層時，^处田粉與溶液之混合物，來製 為便捷。更此因溶劑之揮發特性而使螢光 ί 2二施例僅為本創作之較佳實施例而已， 1卞實施之範圍。故凡依本創作申請專利 構造、特徵及精神所為之均等變化與修 於本創作之申請專利範圍内。 …

M251288 圖式簡單說明 圖式說明： 第一圖為習知冷陰極管發光原理示意圖。 第二圖為習知熱陰極管發光原理示意圖。 第三（a )圖與第三（b )圖為本創作實施例示意圖。 第四（a)圖與第四（b)圖為本創作紫外線阻隔層設於不 同位置之實施例示意圖。 第五（a)圖至第五（e)圖為本創作具有不同形狀反射框 之實施例示意圖。 第六（a )圖與第六（b )圖為本創作之紫外線光源不同設 置方式之實施例示意圖。 圖號說明 10 電極 12 1418303438505458 水銀（汞）原子I6 螢光粉層 2G 電極 ％ 水銀（汞）原子36 螢光粉層 反射框 基板 螢光粉層 40525660 電子 紫外光 可見光 電子 紫外光 可見光 紫外線阻隔層 紫外線光源 ΰ；起部

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Claims (1)

1. M251288 五、申請專利範圍 1、 一種高亮度平面燈結構，其包含： 一反射框； 一基板，其覆蓋於該反射框上，藉此形成至少一容置空 間； 至少一紫外線阻隔層，其設於該基板之至少其中一表面 一螢光粉層，當該紫外線阻隔層僅設於該基板外露之表 面時，該螢光粉層設於該容置空間中之該基板表面，而 當該紫外線阻隔層設於該容置空間中之該基板表面時， 該螢光粉層設於該紫外線阻隔層表面；以及 複數個紫外線光源，其設於該容置空間中。 2、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其中 該基板之材質係選自玻璃材質與塑膠材質。 3、 如申請專利範圍第2項所述之高亮度平面燈結構，其中 該玻璃材質係選自碳酸鈉石灰玻璃、石英玻璃、鈉玻璃 、石夕酸硼玻璃及硼鉛鈉玻璃及無鉛玻璃。 4、 如申請專利範圍第2項所述之高亮度平面燈結構，其中 該塑膠材質係選自聚甲基丙烯酸甲酯（pmma )、聚碳酸 醋（PC )及聚對苯二甲酸乙二醇酯（pet )。 5、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，更可 增設一透明導電層於該基板之至少其中_表面。 6、 如申請專利範圍第5項所述之高亮度平面燈結構，其中 該透明導電層係選自銦錫氧化物（I TO )、氧化銦 (In2〇3 )及二氧化錫（Sn〇2 )。 7、 如申睛專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其中

   第17頁 M251288 五、申請專利範圍 該紫外線阻隔層之材質係選自光學薄膜、玻璃材質與高 分子聚合物。 8、 如申請專利範圍第7項所述之高亮度平面燈結構，其中 該光學薄膜係選自 CaF2、Na3AlF6、A1F3、ThF4、LaF 、 NdF3、CeF3、PbF2、ZnS、CdS、ZnSe、ZnTe、Sb2S3、 Ge30As17Te30Se23、InSb、InAs、PbTe、Si、Ge、Si02、 SiO、A 12 03、Nd2 03、Cd2 03、Th02、Y2 03、Sc2 03、La2 03、 Pr60u、Hf02、ZnO、TiO、PbO、Zr02、Ti02、ZrTi04、 MgO、Ce02、Ta2 05、MgF2、NaF 及LiF。 9、 如申請專利範圍第7項所述之高亮度平面燈結構，其中 該玻璃材質係選自碳酸鈉石灰玻璃、石英玻璃、鈉玻璃 、矽酸硼玻璃及硼鉛鈉玻璃及無鉛玻璃。 10、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該螢光粉層係選自溶劑與螢光粉之混合物、溶液與螢 光粉之混合物及高分子聚合物與螢光粉之混合物 11、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該螢光粉層可吸收波長範圍200 nm至400 nm之紫外光， 以放射出可見光。 12、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該紫外線光源係選自紫外線燈與發光二極體紫外光源 13、如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該反射框之材質係選自金屬材質、金屬氧化物、塑膠 材質、披覆有金屬層之塑膠材質、披覆有金屬層氧化物

   第18頁 M251288 _- 五、申請專利範圍 之塑膠材質、及塑膠材質與白色陶竞粉的複合材料。 14、 如申請專利範圍第13項所述之高亮度平面燈結構，其 中該金屬材質係選自紹、絡、金、銀、不鏽鋼及鋼。 15、 如申請專利範圍第13項所述之高亮度平面燈結構，其 中該塑膠材質係選自聚曱基丙浠酸曱酯（ΡΜΜΑ )、聚雙 酸酯（PC)及聚對苯二甲酸6二醇酯（PET)。 16、 如申請專利範圍第項戶斤述之南免度手面燈結構，政 中該金屬層之材質係選自鋁、TiN、TiC及鉻。 17、 如申請專利範圍第13項所述之高亮度平面燈結構，其 中該白色陶曼粉係選自Mg〇、Ti〇2及Al2〇3。 1 8、如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該反射框具有一環繞該容置空間之側面與一底面，讀 底面形成有複數個凸起部，每一凸起部上方設有至少〜 紫外線光源。 19、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該反射框具有一環繞該容置空間之側面與一底面，該 底面形成有至少一凸起部，且該凸起部分隔該容置空間 而形成複數個間格。 20、 如申請專利範圍第19項所述之高亮度平面燈結構，其 中該紫外線阻隔層設於該基板朝外之表面時，該凸起部 與該基板相隔一距離。 21、 如申請專利範圍第19項所述之高亮度平面燈詰構，其 中該紫外線阻隔層設於該基板朝外之表面時，該凸起部 頂接該基板。

   M251288 五、申請專利範圍 22、 如申請專利範圍第19項所述之高亮度平面燈結構，其 中該紫外線阻隔層設於該容f空間中之該基板表面時， 該凸起部與該紫外線阻隔層間隔一距離。 23、 如申請專利範圍第μ項所述之咼壳度平面燈結構，其 中該紫外線阻隔層設於該容置空間中之該基板表面時， 該凸起部頂接該紫外線阻隔層。 24、 如申請專利範圍第19項所述之高亮度平面燈結構，其 中該凸起部之形狀係選自矩形、梯形、三角形、波浪形 、圓弧形、階梯形及其餘多邊形。 25、 如申請專利範圍第19項所述之高亮度平面燈結構，其 中每一該間格中設有至少一該紫外線光源。 26、 如申請專利範圍第19項所述之高亮度平面燈結構，其 中該紫外線光源係設置於垂直該凸起部之延伸方向。 27、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該反射框為一連續之溝槽。 28、 如申請專利範圍第27項所述之高亮度平面燈結構，其 中每一該溝槽中設有至少一該紫外線光源。 29、 如申請專利範圍第27項所述之高亮度平面燈結構，其 中該紫外線光源係設置於垂直該溝槽之延伸方向。 30、 如申請專利範圍第27項所述之高亮度平面燈結構，其 中該溝槽之形狀係選自圓弧形、梯形、三角形、矩形、 階梯形、波浪形及其餘多邊形。 31、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該反射框具有一環繞該容置空間之側面與一底面，該

   第20頁 M251288 五、申請專利範圍 底面經表面處理而形成一特定圖樣。 32、 如申請專利範圍第31項所述之高亮度平面燈結構，其 中該特定圖樣係選自水平圖樣、垂直圖樣 '斜紋圖樣及 花紋圖樣。 33、 如申請專利範圍第1項所述之高亮度平面燈結構，其 中該反射框具有一環繞該容置空間之側面與一底面，該 底面之形狀係選自規則曲面與不規則曲面。