专利名称：放电灯和包括这样一种放电灯的用于背光照明显示器件的背光照明单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及 一 种放电灯,所说放电灯包括填充有可电离物质的透光 放电容器,和连接到所说容器的多个电极,在灯操作期间在所说电极之间 进行放电,其中至少 一个电极适合于将射频电能电容耦合到所说可电离物质。本发明还涉及一种背光照明模块,，Tt^t照明显示器件，特别 是LCD单元，所说模块包括至少一个按照本发明的放电灯。本发明进 一步还涉及一种显示器件，特别是LCD单元，所说显示器件设有至少 一个按照本发明的背光照明模块。
背景技术：
众所周知，热阴极荧光灯(HCFL)用于背光照明显示器件，例如 液晶显示器(LCD)和其它的应用。典型的频率范围在20千赫兹和100 千赫兹之间。以此方式，高频电压加在热阴极荧光灯的放电容器或放电 管里的放电空间，形成放电，导致电磁辐射的产生，其结果是可以照亮 显示器件。然而，当在这样一种显示器件如有源矩阵液晶显示器上显示 相对较快移动的图像素材时，由于所谓的"采样和保持"效应和液晶像 素的緩慢响应，图像有时变得模糊。扫描的背光产生光的行程，所说行 程以与行寻址速度的相同速度从屏幕的顶部到底部滚动，并且明显减小 了运动模糊。扫描的背光可以通过交替切换热阴极荧光灯产生。这就意 味着，每个灯将要工作预定时间，在此之后灯被临时切断。在扫描的背 光照明系统中使用热阴极荧光灯照明显示器件的主要缺点是，热阴极荧 光灯的热阴极必须永久保持升高的温度，即使在热阴极荧光灯临时切断 的情况下亦是如此，只有这样才能确保所说灯在灯再次接通后仍旧具有 正确的瞬时功能。连续为热阴极荧光灯供电的这个过程从能量观点看是 不利的。为了解决这个问题，最好使用电容耦合的荧光灯(CCFL), 这种灯在灯的临时备用状态期间不需要连续供电，其结果是能相当经济 地照明液晶显示器。CCFL包括放电容器，在放电容器的两端涂敷起电 极作用的导电涂层。然而，已知的CCFL的主要缺点是，导电涂层覆盖
放电容器的外圓周部分，导致了两个非发光端，因此也就减小了有效的 光输出。发明内容本发明的一个目的是提供一种放电灯，与常规的CCFL灯相比，它 改善了光输出。该目的可以通过提供按照导言的放电灯实现的，所说放电灯的特征 在于所说放电容器设有至少一个空腔，用于包含电极的至少一部分， 所说电极的至少一部分适合电容耦合射频(RF)电能到可电离物质。通 过在空腔内涂敷电极、或电极的至少一部分、优选是电极的相当大的部 分(substantial part),可以防止》文电容器被电才及覆盖，由此可产生改进的 光输出。优选地，放电容器是由荧光管形成的，其中所说荧光管的一个 端表面设有所说的空腔。通过在》丈电灯(空腔)内定位至少一个电极， 提供一个内部电容耦合荧光灯(ICCFL),它的功效是相对经济并且涉 及改进的光输出。在按照本发明的放电灯中，可以想象的是可以应用不 同类型的电极，其中至少一个电极适合于将射频电能电容耦合到可电离 物质，并且其中的另一个电极可以例如通过常^见热阴极形成，由此产生 一个混合类型的灯。然而，在最近的实施例中，如以上所述，在背光的 扫描期间，热阴极需要一直保持在升高的温度，从经济观点出发这是不 利的。因此优选的作法是，每个电极都适合于电容耦合射频电能到所说 的可电离物质，这就可以产生从能量观点出发起相当有益作用的放电 灯，而且相对于常规的CCFL 灯来说可实现光输出的显著改善。在特 别优选的实施例中，放电容器设有多个空腔，用于分别包含每个电极的 至少一部分。优选地，这些空腔定位在放电容器的相对端，以4更使电极 之间的所说放电容器内产生的放电电弧长度最大化。在一个优选实施例中，至少部分地包含在对应的空腔内的至少一个 电极与所说空腔的内表面接触，更加优选地，所说空腔的内表面至少基 本上由所说电极覆盖。以此方式，通过(导电的)可电离物质和/或已 电离物质、不导电的用作电介质的放电容器、和导电的电极如此形成的 叠层，就可产生一个电容器。通过导电涂层可以形成所说的电极，当然 还可以想象出来，还可应用其它类型的电极，如金属片或具有较大刚性 的导电元件。 通常，放电容器是借助排气管进行填充的，所说排气管连^l妻到放电 容器的端表面。在填充放电容器之后，密封排气管。优选地，至少一个 空腔设有所说排气管的至少 一部分，以便用可电离物质对放电容器进行 初始填充，防止对于放电容器排气管发生不期望的侵入。而且，所说排 气管的外表面优选至少部分地由一个电极覆盖以增加由上述三层的叠 层形成的电容器的电容。增加电容器的电容导致工作期间能量效率的损 失的减小。众所周知，电容器的电容(C)可以通过SQx srx A/d计 算，其中S。和5r是介电常数，A代表不同层之间的接触面积，d代表 中间介电层的厚度。因此优选通过利用至少一个表面增加元件，使空腔 内并且可能还有空腔外的电极和放电容器之间的接触表面面积最大是 有益的，所说表面增加元件连接到至少部分地由所说空腔包含的放电容 器和电极这两者上。显然，这样一个表面增加元件的尺寸和设计可以是 多种多样的。除了增加电极和放电容器之间的接触表面面积之外，减小 放电容器的厚度(d)、至少减小放电容器的支撑电极的位置的厚度， 也是有益的。为了进一步地增加放电容器和电极之间的接触表面面积(A),优选的作法可以是，部分地包含在一个空腔内的至少一个电极， 部分地连接到放电容器的外表面，距所说空腔有一定的距离。然而应该 注意，不要覆盖放电容器的外表面的过多的部分，以防止有效光输出的(相当大的)损失。为了能够在放电容器内产生放电电弧，放电灯优选还包括一个射频 源，所说射频源电耦合到至少一个电极，或者电耦合到适合于耦合射频 电能到所说可电离物质的多个电极。通常，放电容器包括至少一个细长的外壳，尤其是荧光管。在另一 个优选实施例中，所说放电容器包括多个细长外壳，多个细长外壳例如 借助一个(开通的)桥相互耦合，以便一起封闭单个的放电空间。以此 方式，两个、三个、四个、或者甚至于更多个外壳都可以桥4妻在一起，形成单个的放电灯。在一个可替换的优选实施例中，包含电极的每个空腔至少部分地设 置在与放电容器相连的辅助容器里。所说容器最好不用磷涂层覆盖。按 照这个实施例，放电容器(实际上)包括任何端表面在内作为一个整体 可以用于光输出。更加优选地，提供多个这样的容器以通过消除与放电 容器直接耦合的电极来改善光输出。
优选地，放电灯进一步还包括一个磷涂层，用于把在所说外壳内产 生的紫外光转换为可见光，所说磷涂层涂敷在放电容器的内表面的相当大的部分(substantial part)上。更加优选地，放电容器的内表面由所说磷 涂层完全覆盖。由于空腔的存在导致放电容器的内表面面积的增加，所 以涂敷的磷涂层的数量也要增加，导致紫外光向可见光的转换也增加， 因此改善了光输出。本发明还涉及用在按照本发明的放电灯中的一种放电容器，所说放 电容器设有至少一个空腔，用于包含至少一部分电极，适合于将射频电 能耦合到可电离物质。优选地，所说放电容器设有多个空腔，用于分别 容纳多个这样的电极。所说空腔最好定位在放电通道的端表面(或其附 近)，；故电通道最好是细长形状。以上全面地说明了4妄照本发明的》文电 容器的附加优点和优选实施例。本发明还涉及一种背光照明模块，用于背光照明显示器件，尤其是 液晶显示器，所说背光照明模块包括支承装置，用于支承至少一个按 照本发明的放电灯；和电源装置，用于向所说放电灯供电。优选地，所 说支承装置适合于支承按照本发明的多个放电灯。而且，本发明还涉及一种显示器件，尤其是涉及提供有至少一个按 照本发明的背光照明模块的液晶显示单元。除液晶显示器外，可以使用 要求通过 一 个或多个按照本发明的放电灯进行有源照明的所有种类的 显示器。
借助下面的非限制性实施例进一步说明本发明，其中 图1表示按照本发明的荧光灯的第一实施例的侧视图； 图2表示按照本发明的荧光灯的第二实施例的侧视图； 图3表示按照本发明的荧光灯的第三实施例的侧视图； 图4表示按照本发明的荧光灯的第四实施例的侧视图； 图5表示按照本发明的荧光灯的第五实施例的侧视图； 图6表示按照本发明的放电灯的可替换实施例的剖面图。
具体实施方式
图1表示按照本发明的荧光灯1的第一实施例的侧视图。灯1包括一个细长的基本上呈圆筒形的放电容器2，放电容器2由玻璃制成并且 填充可电离物质，例如汞与惰性气体的混合物。所说放电容器2的一端 设有热阴极电极3，所说放电容器2的另一端设有一个可替换电才及4。 所说可替换电极4设在提供给所说放电容器2另 一端的一个中空的空间 5内。所说可替换电极4是由一个导电层如金属层(尤其是铜层)形成 的，由此与放电容器和可电离物质一起形成一个电容耦合，用于转换射 频电能到所说的可电离物质。由于可替换电才及4定位在所说中空的空间 5内，所以可以用磷涂层7完全覆盖所说放电容器2的弯曲的内表面6， 把所说放电容器2内产生的紫外光转换成可见光，由此导致相对于常规 的电容耦合的荧光灯改善了光输出。图2表示按照本发明的荧光灯8的第二实施例的侧视图。图2中所 示的灯8在结构上是对称的，并且包括一个介质密闭的圆筒形放电外壳 9，外壳9中填充可电离物质。两个端表面10a、 10b都设有空腔lla、 llb。每个空腔lla、 lib由此形成用于导电电极12a、 12b的一个外罩， 以便实现射频电能的电容耦合，将射频电能耦合到所说外壳9。荧光灯8 的这个实施例优于图1所示的灯1的实施例，这是因为从能量的观点出 发，电容耦合明显优于热阴极荧电极，尤其是使用灯1、 8进行扫描背 光照明的情况下更是如此。如图2所示，将磷涂层13涂敷在外壳9的 整个的(弯曲的)内表面上，将不可见光转换成可见光。需要注意的是， 还可以为空腔lla、 llb提供外壳9的弯曲表面(代替端表面10a、 10b)。图3表示按照本发明的荧光灯14的第三实施例的侧视图。灯14包 括一个细长的圆筒形的放电容器15，放电容器15由不导电材料制成并 且填充可电离物质，所说放电容器15设有两个空腔16、 17,它们位于 所说放电容器15的相对的端表面18、 19。第一空腔16部分地由第一电 极20填充。但所说第一电极20的一部分位于所说第一空腔的外部，并 且基本上完全地覆盖对应的端表面18,同时也覆盖容器15的弯曲表面 21的一小部分，以便增加第一电极20和容器15之间的接触表面面积。 以此方式，可以增加由电极20、容器15、和其中包含的物质的叠层形 成的电容器的电容，导致灯工作期间能量效率损失的减小。第二空腔17 设有一个(密封的)排气管22，其最初适用于容器15的可电离物质的 初始填充。在第二空腔17余下的自由空间内，加有第二电极23。借此， 第二电极23啮合第二空腔17的内表面和排气管22的外表面，使第二
电极23和放电容器15之间的接触表面面积最大。与第一电极20类似， 第二电极23也适合于形成电容器的一部分，用于将射频电能耦合到所 说放电容器15。用磷涂层24覆盖放电容器15的整个内表面，其中包括 空腔16、 17的表面，从而使紫外光最大程度地转换成可见光。图4表示按照本发明的荧光灯25的第四实施例的侧视图。灯25包 括一个圆筒形的放电容器26,两个外部的中空容器27a、 27b借助中空 桥28a、 28b连接到放电容器26。每个外部容器27a、 27b都设有一个空 腔29a、 29b,用于装纳电极30a、 30b。放电容器26的内表面由磷涂层 31 (基本上)完全覆盖，以便将紫外光转换成可见光。优选地，所说外 部容器27a、 27b不设置这样的涂层以防止灯25 (暂时)断开期间(例 如在扫描背光照明期间)产生可见光。图5表示按照本发明的荧光灯32的第五实施例的侧视图。所说灯 32包括两个细长的放电容器33a、 33b,它们借助中空桥34彼此连通。 每个放电容器33a、 33b的端表面35a、 35b设有空腔36a、 36b,用于装 纳电极37a、 37b,使射频电能可以电容耦合到所说放电容器33a、 33b。 磷涂层38涂敷于放电容器33a、 33b的基本整个内表面上，其中包括桥 34。如图所示，以此方式可以形成一个单端的内部电容耦合的荧光灯 32。图6表示按照本发明的放电灯39的一个可替换实施例的剖视图。 所说灯39包括填充可电离物质的圆筒形放电容器40,所说放电容器40 的内表面涂敷磷涂层41。在所说放电容器40的端表面的中心，提供空 腔42,所说空腔42的周边由石英玻璃制成的凹进壁部分43确定。这个 壁部分43的外侧也由磷涂层44覆盖。在所示的实施例中，空腔42由 导电层45整体布满，所说导电层45由不导电(介电的)层46分开。 在空腔42的中心,提供密封的排气管47。所说排气管47由表面增加的 (导电)元件48覆盖，所说表面增加的元件48由不导电层49包围。 在后一种不导电层49和随后的不导电层46之间的空间填充导电材料。 以此方式，可以实现具有明显改善的电容的电容器，所说电容器导致放 电灯39工作期间能量效率的大量损耗。领域的普通技术人员在不偏离所附的权利要求书的范围的条件下，能够 设计出许多可替换实施例。在权利要求书中，在括号之间所加的任何参
考符号将不构成对权利要求的限制。使用动词"包括，，及其变化形式并 不排除存在除权利要求中所述的元件或步骤以外的元件或步骤。在元件 前边的冠词"一个"并不排除存在多个这样的元件。
权利要求
1、一种放电灯，所说放电灯包括-填充有可电离物质的透光放电容器，和-连接到所说容器的多个电极，在灯工作期间在所说电极之间进行放电，其中至少一个电极适合于将射频电能电容耦合到所说可电离物质，其特征在于所说放电容器设有至少一个空腔，用于包含电极的至少一部分，所说电极的至少一部分适合于电容耦合射频电能进入可电离物质。
2、 根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于每个电极都适合 于将射频电能电容耦合到所说可电离物质。
3、 根据权利要求2所述的放电灯，其特征在于放电容器设有多 个空腔，用于分别包含每个电极的至少一部分。
4、 根据前述权利要求之一所述的放电灯，其特征在于至少部分 地包含在对应空腔中的至少 一个电极与所说空腔的内表面接触。
5、 根据权利要求4所述的放电灯，其特征在于所说空腔的内表面至少基本上由所i兌电才及覆盖。
6、 根据前述权利要求之一所述的放电灯，其特征在于至少一个 空腔设有排气管的至少一部分，所说排气管用于为放电容器进行可电离 物质的初始填充。
7、 根据权利要求6所述的放电灯，其特征在于所说排气管的外 表面至少部分地由电才及覆盖。
8、 根据前述权利要求之一所述的放电灯，其特征在于至少一个 电极包括导电片，尤其是一个涂层。
9、 根据前述权利要求之一所述的放电灯，其特征在于至少一个 空腔设有至少一个表面增加元件，表面增加元件连接到放电容器和至少 部分地由所说空腔包含的电极这两者，用于增加所说放电容器和所说电 极之间的4姿触面积。
10、 4艮据前述一又利要求之一所述的放电灯，其特征在于部分地包 含在空腔内的至少一个电极在距所说空腔一定距离部分地连4妻到》文电 容器的外表面上。
11、 根据前述权利要求之一所述的放电灯，其特征在于放电灯进一步还包括电耦合到至少一个电极的射频源，所说至少一个电才及适合于 耦合射频电能到所说的可电离物质。
12、 根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于所说放电灯包括 至少一个细长的外壳。
13、 根据权利要求12所述的放电灯，其特征在于所说j文电灯包 括多个细长的相互耦合的外壳。
14、 根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于用于包含电极的 每个空腔至少部分地设在与放电容器相连的一个辅助容器中。
15、 根据前述权利要求之一所述的放电灯，其特征在于放电灯进所说磷涂层涂i在放电容器的内表面的相当大的部分上。、° "
16、 用在根据权利要求1 - 15之一所述的放电灯中的放电容器，所说放电容器设有至少一个空腔，用于包含电极的至少一部分，所说电极 的至少 一部分适合于耦合射频电能到可电离物质。
17、 用于背光照明显示器件的背光照明模块，包括支承装置，用于支承根据权利要求1 - 15之一所述的至少一个放电 灯；和电源装置，用于为所说放电灯供电。
18、 显示器件，尤其是液晶显示器单元，所说显示器件设有至少一 个根据权利要求17所述的背光照明模块。
全文摘要
本发明涉及一种放电灯(1)，所说放电灯包括填充有可电离物质的透光放电容器(2)，和连接到所说容器的多个电极(3、4)，在灯工作期间在所说电极之间进行放电，其中至少一个电极适合于将射频电能电容耦合到所说可电离物质。本发明还涉及用于背光照明显示器件的背光照明模块，所说模块包括至少一个按照本发明的放电灯。本发明进一步还涉及显示器件，显示器件设有至少一个按照本发明的背光照明模块。
文档编号H01J65/04GK101151706SQ200680010243
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月8日 优先权日2005年3月30日
发明者P·安东尼斯, W·赫尔布雷克斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司