专利名称：平板式荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平板式荧光灯，更具体地说，涉及一种通过在外灯体内安装管状隔离件而消除非发光区并扩大发光区、从而改进其发光效率和亮度的荧光灯，进而实现具有创造性的表面光源。
背景技术：
平板式荧光灯被广泛地用做用于平板显示屏的背光灯，还可用做发光器件，其应用领域显著拓宽。
传统的平板式荧光灯包括两个玻璃基底和侧板，它们彼此组装在一起。隔离件设置在玻璃基底之间，以在基底之间保持固定间隔，同时还提供放电通路。荧光体沉积在外灯体的内表面上，而放电电极安装在侧板的两端。灯体中的空气通过预先安装在侧板一侧的排气管被排出，并随后密封住排气管，由此制成平板式荧光灯。
其中一个隔离件设计成在这些隔离件的一端很短，以形成开孔，所述开孔和侧板限定放电通路。交替地与其中一个隔离件相邻的其它隔离件设计成在它们的相对端很短，从而限定成锯齿形的放电通路。在上述传统平板式荧光灯中，当预定电压施加到灯上时，在放电电极之间发生放电，从而激发荧光体发射出作为表面光源的光。
尽管上述平板式荧光灯对于实现表面光源来说很出色，但由于其存在非发光区，在整个表面上不能稳定地实现发光，亮度也不稳定。
例如，由于平板式隔离件与内表面上的荧光体一起安装在外灯体内，非发光区就不可避免地形成与平板式隔离件的厚度同样厚，而且限制了降低平板式隔离件的厚度。
由此，传统平板式荧光灯在安装隔离件的部位削弱了亮度，而没安装隔离件的部位亮度超常，因此产生了大量的亮度差别，总体上削弱了发光效率。
为解决上述问题，在传统平板式荧光灯的发光表面上设置散射件。但是，由于通常设置散射件的目的是，通过抑制高亮度区的发光而补偿均匀度，因此散射件削弱了整体的发光效率。因此，由于传统平板式荧光灯存在大量的亮度差别，采用散射件补偿亮度具有局限性。
发明内容
本发明致力于解决现有技术中存在的上述问题。
本发明的目的是提供一种平板式荧光灯，通过在外灯体内安装管状隔离件而消除非发光区并扩大发光区、从而改进其发光效率和亮度，进而实现具有创造性的表面光源。
为实现上述目的，本发明提供一种平板式荧光灯，包括被密封以限定放电空间的外灯体；以及管状隔离件，所述管状隔离件安装在外灯体中以分割放电空间，从而限定放电通路。
其中，所述外灯体包括前板、后板、以及由管状隔离件或平侧板形成的周围密封件。所述管状隔离件的截面呈圆形、椭圆形和多边形之一。管状隔离件可设有多个放电孔或者槽形放电孔。
优选地，管状隔离件彼此交替布置，并且形成的短于所述外灯体的宽度，从而在所述管状隔离件的一端和一个周密封件之间形成锯齿形放电通路。
可供选择地，管状隔离件从彼此相对的周围密封件的一侧向另一侧延伸，贯通孔形成在每个管状隔离件的一端附近，以限定放电通路。
可供选择地，管状隔离件的长度为外灯体宽度的1/10至1/2，管状隔离件对齐成一线或者随机布置。
优选地，荧光体层沉积在所述外灯体和所述管状隔离件的内和/或外表面上。荧光体层的厚度“d”被确定为满足下列范围d＝4logeW～d＝4logeW+16(其中，W表示灯的电功率)。
荧光体层可由三波长荧光材料和用于等离子显示屏的荧光体其中之一形成。沉积在所述外灯体的前板上的所述荧光体层和沉积在后板上的荧光体层具有不同的厚度。沉积在所述前板上的荧光体层的厚度大约是沉积在后板上的荧光体层厚度的60-70％。
根据另一实施例，荧光体层沉积在所述外灯体前板的外表面上。在此处，在所述荧光体层上还沉积透明保护层。可供选择地，外灯体的前板上组装荧光体层单元，所述荧光体层单元包括透明板、沉积在透明板上的荧光体层、以及沉积在荧光体层上的透明保护层。
优选地，平板式荧光灯包括被支撑在外灯体上的放电电极。所述放电电极是冷阴极和热阴极其中之一。
优选地，平板式荧光灯还包括一对所述外灯体的相对内部两侧的放电电极，而且所述管状隔离件被设置成在该对放电电极之间限定放电通路。
所述放电电极由平板形成，在所述平板的表面上形成有槽和凸起。放电电极是从由中空阴极、微型中空阴极、毫微管、碳毫微管、金属线和金属中空线组成的一组部件中选取的。
可供选择地，放电电极直接涂覆在所述外灯体的内表面上，而且是由从类金刚石碳、无定形碳以及亚硝酸硼中选择的材料形成的。
图1是根据本发明第一实施例的平板式荧光灯的分解透视图；图2是根据本发明的平板式荧光灯的剖视图；图3是根据本发明放电电极和排气管的改进实例的透视图；图4a和4b所示的曲线图示出传统技术和本发明之间的亮度比较情况；图5所示的平面剖视示出本发明第一实施例的改进实例；图6是改进本发明第二实施例的平板式荧光灯的分解透视图；图7是本发明第二实施例的剖视图；图8所示的平面剖视示出第二实施例的改进实例；图9所示的曲线示出本发明第三实施例的荧光体层的厚度；图10和11所示的剖视示出根据本发明第三实施例的荧光体层形成结构；图12是根据本发明第四实施例的平板式荧光灯的分解透视图；图13和14所述的透视示出构成本发明第四实施例的灯管状隔离件；
图15至19所述的透视示出构成本发明第四实施例的相对的放电电极。
具体实施例方式
下面结合附图更详细地说明本发明的具体实施例。
实施例1图1和2表示根据本发明第一实施例的平板式荧光灯。如图所示，本发明平板式荧光灯由诸如平板显示器的背光灯的用于实现表面光源的长方体形外灯体和发光器件限定。
外灯体包括前板1和后板3、以及用于密封限定在前板1和后板3之间的空间的纵向和横向密封件5、7和9。这里，后板3和密封件5、7和9由透明或半透明材料制成。而且，在后板3上形成反射层。
另外，横向密封件9可由管状隔离件形成。每一管状隔离件9的长度与外灯体的宽度相同。纵向密封件5和7由侧板形成。
作为本发明的特征，多个管状隔离件11设置在限定外灯体的前板1和后板3之间。管状隔离件11把放电空间分成相互连通的多个部分，以限定放电通路。
每一管状隔离件11都可以设计成具有构造为圆形、椭圆形或者多边形的截面，这样管状隔离件可把传统的非发光区转换成发光区。
如图2所示，荧光体层17均匀沉积在管状隔离件11的内外圆周上，由于可激发沉积在管状隔离件11的内圆周上的荧光体层17，因此扩大了发射区。这样，贯穿平板式荧光灯的整个表面上实现了均匀发光，从而提高了发光效率。
同时，为提高沉积在管状隔离件11内圆周上的荧光体层17的发光效率，可在每一管状隔离件11上形成多个放电孔11a。
另外，为限定放电通路，管状隔离件11设计的短于外灯体的宽度。管状隔离件11彼此交替地设置。其中一个管状隔离件粘接至侧板7，以在侧板5和其自由端之间限定空间。另一管状隔离件11粘接至侧板5，以在侧板7和其自由端之间限定空间。于是，利用侧板5和7、以及管状隔离件11自由端之间的空间，形成锯齿形的放电通路。
作为实质性发光部分的荧光体层17均匀地沉积在外灯体的内表面上。荧光体层17沉积在前板1和后板3、组装为一体的横向密封件9和管状隔离件11上，组装横向密封件9和管状隔离件11之后则组装纵向密封件5和7，从而限定外灯体。
同时，在本发明中，由管状隔离件11限定的放电通路的两端设有放电电极13。放电电极13可由热阴极和冷阴极之一形成。当灯为通常发光器件时，使用热阴极。
放电电极13安装成被支撑在纵向密封件5和7上，特别是被支撑在侧板5上。尽管图中示出了一对放电电极13，但本发明并不局限于此。也就是说，当采用大尺寸平板式荧光灯时，优选安装多于两个放电电极。
在上述平板式荧光灯中，为了使灯的放电空间成真空状态，排气管15一体地安装在纵向密封件5和7上，特别是安装在侧板5上。实现真空状态之后，排气管15采用热粘合工艺密封。作为最后的工艺，放电空间内的杂质由吸气器清除。
同时，为了更容易组装平板式荧光灯，如图3所示，通过集成放电电极13实现管座(stem)结构，排气管15和侧板5的一部分5a彼此设置在一起。在组装工艺过程中，将集成后的单元粘接到横向密封件5。
本发明所述的上述平板式荧光灯的技术效果将在后面参照图4a和4b进行说明。图4a所示的曲线图示出本发明灯的亮度，而图4b所示的曲线图示出传统技术中的亮度。曲线中的水平线表示外灯体的长度。
如图4a和4b所示，本发明的荧光灯彻底减小了安装管状隔离件的部位和不安装管状隔离件的部位之间的亮度差。
同时，为进一步提高亮度均匀性，在平板式荧光灯的前板上设置散射件。即便在设置散射件的情况下，也不会削弱灯的发光效率。
图5示出了第一实施例的改进实例。
这种改进实例的平板式荧光灯包括具有前板1、后板3和密封件5、7和9a的外灯体，设置在前板1和后板3之间的管状隔离件11，沉积在外灯体的内表面和管状隔离件11的内、外圆周上的荧光体层，以及在放电通路的相对端被支撑在外灯体上的放电电极13’。
作为本实例的特征，由平的侧板形成横向密封件9a。
进一步地，管状隔离件11形成为从纵向密封件5延伸到纵向密封件7，以把放电空间分成多个部分。管状隔离件11彼此交替地设置。入孔11b在纵向密封件7附近形成在各个相邻的管状隔离件11上，而入孔11b在纵向密封件5附近形成在各个相邻的管状隔离件11上。另外，多个出孔11a形成在每一管状隔离件11上，从而连通放电空间的分割部分。也就是说，放电通路形成为锯齿形。
在本实施例中，适宜于平板显示器背光灯的冷阴极被用做放电电极13’。
另外，本发明提供了排气管15的各种实例。作为实例，排气管15对应于放电空间的被分割部分设置、或者设置在平板式荧光灯的中心附近。可供选择地，可设置多个排气管15。作为另一种实施例，其中一个管状隔离件11设置成穿透纵向密封件5和7中的其中一个，从而使其可用做排气管。
实施例2图6和7表示根据本发明第二实施例的平板式荧光灯。
如图所述，本实施例所述发明的平板式荧光灯包括如第一实施例的外灯体。
作为本实施例的特征，多个管状隔离件111设置在前板1和后板3之间。
每一管状隔离件111被设计成短于外灯体的宽度。即，管状隔离件111的长度为外灯体宽度的1/10至1/2。管状隔离件111可随机设置或者对齐成一行设置。如同第一实施例，管状隔离件111的截面可被设计成各种形状，例如圆形、椭圆形或者多边形。
根据本发明的管状隔离件111的上述结构和布置可使荧光体层17更容易地沉积在外灯体的内表面。
同时，如同第一实施例那样，本实施例的放电电极13由冷阴极和热阴极其中之一形成。当把平板式荧光灯用做普通发光器件时，使用热阴极13，而在把平板式荧光灯用做图8所示的背光灯时，使用冷阴极13’。
图8图示出第二实施例的改进实例。在此实施例中，横向密封件9a由侧板形成，并改进了排气管的安装。
实施例3除了进一步优化了荧光体层17以提高发光效率和发光亮度之外，第三实施例和第一和第二实施例相同。
也就是说，在第三实施例中，沉积在外灯体内表面上的荧光体层17的厚度“d”被限定成要满足下列范围d＝4logeW～d＝4logeW+16其中，W表示灯的电功率。
利用上述条件获得的试验结果如表1和图9所示。在此试验中，把三波长荧光体用做荧光材料，而且对于荧光材料的红色R、绿色G和蓝色B的色彩，分别使用Y2O3:Eu、LaPO4:Ce，Tb以及(Sr，Ca，Ba)10(PO4)6C12:Eu。另外，荧光体的平均颗粒尺寸在2-10μm范围内，并且分布在整个表面区域的80±10％的区域内。
可供选择地，用于等离子显示屏(PDP)的荧光材料也可用做荧光体。用于PDP的荧光材料是一种能够与惰性气体产生的紫外线匹配的材料。用于PDP的荧光材料和三波长荧光体利用紫外线激发冷发光荧光体。
表1
表1和图9所示的荧光体层的厚度是通过多次试验获得的结果。当荧光体层的厚度超出上述厚度范围d＝4logeW～d＝4logeW+16时，即当荧光体层的厚度太薄或者太厚时，已经指出，就不能有效地利用紫外线，从而削弱了亮度。相同的结果也适用于荧光体层每单位面积的灯的电功率。
同时，在第三实施例中，荧光体层17可只是沉积在前板1上。沉积在前板1上的荧光体层17和沉积的后板13上的荧光体层17可形成彼此不同的厚度。在此情况下，优选沉积在前板1上的荧光体层厚度是沉积在后板3上的荧光体层厚度的60-70％。
同时，作为第三实施例改进实例，荧光体层沉积在外灯体的外表面上，以提高荧光体层的重量，并延长灯的寿命。
也就是说，如图10所示，荧光体层17沉积在前板1的外表面上，而透明保护层19沉积在荧光体层17上。
这里，在采用热粘合工艺形成外灯体之后，把荧光体层17沉积在平板和均匀的前板1上，注入内部放电气体，再密封住放电电极。采用沉淀工艺可获得均匀的荧光体层。因此，由于荧光体层17不经受外灯体热粘合过程中产生的高温，而且不受外灯体内产生的水银的影响，可延长灯的寿命。
荧光体层17由利用在外灯体内产生的紫外线可发射荧光的材料制成。在这一点上，限定外灯体的前板优选由诸如可使紫外线从中穿透的石英之类的材料形成。
图11表示本发明的第三实施例的改进实例。在此实例中，在外灯体上组装有特别制备的荧光体层单元。
该荧光体层单元包括透明板21、沉积在透明板21上的荧光体层17、以及形成在荧光体层17上的透明保护层19。
实施例4图12表示根据本发明的第四实施例的平板式荧光灯。
如图所示，本实施例的发明的平板式荧光灯包括外灯体、第一实施例中公开的管状隔离件、以及第一实施例中公开的荧光体层。
但是，在第四实施例中，在外灯体内安装用于部分地限定直列式(inline)放电通路的管状隔离件11’，在直列式放电通路的相对端安装一对相对的电极23，放电电极被纵向密封件5和7支撑住。
在此实施例中，如图13所示，在每个管状隔离件11’上形成多个放电孔11’a。可供选择地，如图14所示，在管状隔离件11’纵向方向上，在每个管状隔离件11’上可形成放电槽11’b。可供选择地，如图12所示，可在管状隔离件11’上不形成放电孔。
如图15中的放大示意图所示，相对的放大电极23形成条板形。采用喷砂、蚀刻、注射或者其它物理工艺在电极23上形成凹槽或凸起，从而扩大电极的表面。
可供选择地，如图16所示，电极23可设有中空阴极、微型中空阴极、毫微(nano-tube)管或者碳毫微管。另外，可在电极23的表面上进一步形成凹槽或凸起23a。
图17表示形成在相对放电电极23上的凹槽23c的结构。
在图18所示的结构中，为限定相对放电电极23，电极材料直接涂覆在纵向密封件5和7上，并进一步形成凹槽或凸起23a。
图19表示由金属线或者金属中空线形成的相对放电电极的改进实例。在此点上，相对放电电极23可从中穿过的凹槽形成在管状隔离件11’的相对端侧。
以上述方式形成的相对放电电极23由诸如Ni，Nb，W，Mo等常规电极材料制成。特别是，金刚石类碳、无定形碳以及亚硝酸硼也可用做用于制作电极23的材料。
同时，可形成多对相对放电电极23。
采用第四实施例的结构，平板式荧光灯可获得很短的直列式放电通路，从而有可能允许部分地直列放电。进一步地，由于空间的内、外部变成放电通路，因此发光效率可得到提高，并且实现了均匀的亮度。另外，可采用低压驱动灯。
工业应用如上所述，本发明的荧光灯被设计成，通过在外灯体内安装管状隔离件而消除非发光区并扩大发光区、从而改进其发光效率、发光亮度和亮度均匀性，进而实现具有创造性的表面光源。
另外，本发明的平板式荧光灯被设计成，通过优化荧光体层厚度和电功率之间的关系，优化了可见光色彩温度的平衡性和彩色的协调性，从而提高了亮度和亮度的均匀性。
更进一步地，当荧光体层形成在根据本发明的其中一个实施例的外灯体的外表面上时，提高了灯的质量，延长了寿命。
同时，由于即便通过部分地实现直列式放电而在管状隔离件内部实现发光，也可进一步提高发光效率和亮度。另外，缩短放电通路可降低电能消耗。
权利要求
1.一种平板式荧光灯，包括外灯体，所述外灯体被密封以限定放电空间；以及管状隔离件，所述管状隔离件安装在外灯体中，以分割放电空间并由此限定放电通路。
2.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中所述外灯体包括前板、后板、以及由管状隔离件或平侧板形成的周围密封件。
3.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中所述管状隔离件的截面呈圆形、椭圆形和多边形之一。
4.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中所述管状隔离件彼此交替布置，并且形成的短于所述外灯体的宽度，从而在所述管状隔离件的一端和一个周密封件之间形成锯齿形放电通路。
5.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中所述管状隔离件平行地交替布置，并从彼此相对的周围密封件的一侧向另一侧延伸，贯通孔形成在每个管状隔离件的一端附近，以限定放电通路。
6.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中所述管状隔离件还设有多个放电孔或者槽形放电孔。
7.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中所述管状隔离件的长度短于外灯体的宽度，所述管状隔离件对齐成一线或者随机布置。
8.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中荧光体层沉积在所述外灯体和所述管状隔离件的外和/或内表面上。
9.如权利要求8所述的平板式荧光灯，其中所述荧光体层的厚度“d”被确定为满足下列范围d＝4logeW～d＝4logeW+16其中，W表示灯的电功率。
10.如权利要求8所述的平板式荧光灯，其中通过利用由紫外线激发发光荧光体而沉积所述荧光体层。
11.如权利要求11所述的平板式荧光灯，其中沉积在所述外灯体前板上的所述荧光体层和沉积在所述外灯体后板上的荧光体层具有不同的厚度。
12.如权利要求11所述的平板式荧光灯，其中沉积在所述前板上的荧光体层的厚度大约是沉积在后板上的荧光体层厚度的60-70％。
13.如权利要求8所述的平板式荧光灯，其中所述荧光体层只沉积在所述外灯体前板的内表面上。
14.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中所述荧光体层沉积在所述外灯体前板的外表面上。
15.如权利要求14所述的平板式荧光灯，其中在所述荧光体层上还沉积透明保护层。
16.如权利要求1所述的平板式荧光灯，其中在所述外灯体的前板上组装荧光体层单元，所述荧光体层单元包括透明板、沉积在透明板上的荧光体层、以及沉积在荧光体层上的透明保护层。
17.如权利要求1所述的平板式荧光灯，还包括支撑在外灯体上的放电电极。
18.如权利要求17所述的平板式荧光灯，其中所述放电电极是冷阴极和热阴极其中之一。
19.如权利要求1所述的平板式荧光灯，还包括一对设置在所述外灯体相对内部两侧的放电电极，而且所述管状隔离件被设置成在该对放电电极之间限定放电通路。
20.如权利要求19所述的平板式荧光灯，其中所述放电电极由平板形成，在所述平板的表面上形成有凹槽或凸起。
21.如权利要求19所述的平板式荧光灯，其中所述放电电极是从由中空阴极、微型中空阴极、毫微管、碳毫微管、金属线和金属中空线构成的组中选取的。
22.如权利要求19所述的平板式荧光灯，其中所述放电电极涂覆在所述外灯体的内表面上。
23.如权利要求19所述的平板式荧光灯，其中所述放电电极是由从金刚石类碳、无定形碳以及亚硝酸硼中选择的材料形成的。
全文摘要
本发明公开一种平板式荧光灯，通过在两个板之间安装管状隔离件，而提高其发光效率和亮度。平板式荧光灯包括外灯体，该外灯体包括前板和后板，周围密封件，以及管状隔离件，所述管状隔离件安装在外灯体内、以将放电空间分成多个彼此相通的部分，从而限定放电通路；沉积在外灯体和管状隔离件上的荧光体层；以及被支撑在外灯体上的放电电极。
文档编号H01J61/42GK1643643SQ03807335
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月31日 优先权日2002年4月3日
发明者李桂承 申请人:李桂承