放电灯和用于为包括这种放电灯的显示设备提供背光照明的背光照明单元的制作方法

专利名称：放电灯和用于为包括这种放电灯的显示设备提供背光照明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，它包括填充有可电离物质的透光放电管和 至少两个与所述管子相连的电极，在电极之间，在灯工作期间沿轴向距离进行放电，其中，至少一个电极适用于将HF电能与所述可电离物质 电容耦合。本发明也涉及一种用于为包括至少一个根据本发明的放电灯 的显示设备，特别是LCD单元，提供背光照明的背光照明模块。本发明还 涉及具有至少一个根据本发明的背光照明模块的显示设备，特别是LCD 单元。
背景技术：
众所周知，热阴极荧光管(HCFL)用于为诸如液晶显示(LCD) 等液晶设备提供背光照明，以及其它用途。通常，在HCFL的放电管的 放电空间上加有例如具有频率范围在20kHz到100kHz之间的高频电 压，从而形成产生电磁辐射的放电，其结果是可以照明显示设备。然而， HCFL需要必须将它的热阴极始终保持在较高的温度，即使在HFCL被 暂时断开时，用以确保再将它打开时该灯立即正常工作。从高能的角度 来看，对HCFL不间断供电的需要是不受欢迎的。为了解决这个问题， 现在优选采用冷阴极荧光灯(CCFL)或备选地外部电极荧光灯 (EEFL)。这些不需要在灯处于暂时空闲状态下进行持续供电，其结 果是LCD可以相对经济地照明。EEFL通常包括由适当玻璃材料构成的 放电管，放电管在它的端部具有导电涂层。导电涂层用作电容电极，在 它们之间，在灯工作期间沿两端间的轴向距离进行放电。在公知的EEFL 中，导电涂层基本上覆盖放电管的外圆周外部，从而产生两个不发光 端，因此减小了有效流明输出。此外，在端部采用导电表面涂层会导致 大的能量消耗，从而导致表面过热。这些现象是公知的EEFL的主要缺 点。发明内容本发明的目的是提供与公知的EEFL相比具有改进的流明输出和减 小的变热问题的放电灯。通过根据前述部分的放电灯可以实现该目的，其特征在于对所述包 括所述电容电极的放电灯管部分成形，使得与放电管的其余部分相比它 具有增加的单位轴向距离表面积。通过采用根据本发明的形状，放电管的电极部分和所述电容电极之间的接触面积得以增加。除了获得对变热 的更好限制，电极的电容也获得显著提高。非常有益地，这也不需要以 流明输出为代价，因为采用更紧凑的电极设计可以同时获得改进的对热 和电容的限制。由优选位于放电管端部的电容电极覆盖的轴向距离显著小于具有相同或类似属性的公知EEFL的。优选地，放电管由荧光管构成，其中，在轴向距离上具有增加的单 位表面积的放电管包括所述荧光管的端表面。在这样的优选实施例中， 放电灯包括荧光涂层，用于将在所述放电管内产生的UV光转变为可见 光，所述荧光涂层被加在放电管的内表面的有效部分上。更优选地，放 电管的内表面完全由所述荧光涂层覆盖。因为与在轴向距离上具有增加 的单位表面积的部分耦合也会导致放电管的内表面面积增加，焚光涂层 的用量也会增加，从而增加了 UV光到可见光的转换，由此改进了流明 输出。在根据本发明的放电灯中，可以设想采用不同种类的电极，其中至 少一个电极适于将HF电能与可电离物质进行电容耦合，其中另一个电 极可以例如由传统的热阴极构成，从而产生致混合类型的灯。然而，在 该后一实施例中，热阴极需要在如上所述的背光扫描期间长期保持在较 高的温度，从经济的角度来说，这是不受欢迎的。因此，优选地每个电 极都适于将HF电能与所述可电离物质进行电容耦合，从而使放电管有 益地相对节能地工作，此外，由此与传统的EEFL灯相比可以获得显著 改进的流明输出。优选地，将具有增加的单位轴向距离表面积的放电管部分放置于放 电管的相对的端部，用以使在电极之间的所述管中产生的放电弧的长度 最大。这也使照明长度的比例最大。在本发明的优选实施例中，电容电极在与可电离物质相对的侧面上 包括位于放电管的增加表面积部分的导电涂层。以此方式，通过形成 (导电的)可电离和/或电离物质的叠层、用作介质的非导电放电管、和 导电电极，来产生电容。从而由导电涂层形成所述的电极，但是也可以 设想采用其它种类的电极，诸如金属板或更坚固的导电元件。在具体的优选实施例中，电容电极在与可电离物质相对的侧面上包括位于放电管 的增加表面积部分的传导性涂层。将电极放置于该管的表面上，即与之 紧密接触，而取代将它放置于管的表面，从而可以获得电极和介质间的 更好的接触。优选地，放电灯具有包括至少一个空腔的放电管，从而具有增加的 表面积部分。在具体的优选实施例中，该至少一个空腔位于放电管的一 端或两端，并基本上在该管的轴向上延伸。通常，通过与放电管的端表 面相连的排气管填充该放电管。在填充放电管后，将排气管密封。优选 实施例具有附加的益处，所述排气管的至少一部分可以位于空腔中，这 防止所述排气管具有相对于放电管的不希望凸出。此外，优选地，所述 排气管的外表面至少部分地由电极覆盖，以增加由前述的三个层叠形成 的电容的电容量。因此在没有损失发光表积即保持不发光端尽可能小的 情况下增加电容的电容量。实际上，可以通过￡0xsrxA/d,来计算由(导电)可电离和/或电离物质、用作介质的非导电放电管和导电电极形成的分层电容的电容量(C),其中，^和Sr是介电常数，A表示不同层间的接触表面，d表示中间介质层的厚度。因而根据本发明，将电极和放电管之间的接触表 面积最大化是有益的。可以在放电管的外面和/或空腔内获得该增大的表面积。可以明白的是，本领域技术人员在丈量和设计该增加的表面积部分 时具有几个选择。除了增加电极和放电管之间的接触表面积外，至少在放电管的增加区域部分(其包括电容电极)减小放电管的厚度(d)是有益的。在本发明的优选实施例中，放电灯的特征在于放电管的增加表 面积部分包括具有增加的直径的轴线对称体。在该实施例中，放电管可 以例如是具有近似固定直径的加长玻璃管，而在它的端部直径渐渐和/ 或逐步增大。在另一个优选实施例中，放电管的增加表面积部分包括轴 对称体，其具有起伏表面和/或具有变化直径的轴向间隔交替部分。另一 种优选放电灯包括，球体形式放电管的增加表面积部分。如上所述，增 加的表面积部分可以位于放电管的外部，在此情形下，它实际上构成该 管的外表面部分。另一个可能是，将增加的表面积部分放置于放电管的 至少一个空腔内，在此情形下，它实际上构成该至少一个空腔的内表面部分。在一个具体的优选实施例中，本发明的放电灯具有增加表面积放电 管部分，其形式是该至少一个空腔内的多个优选为轴向延伸、空腔和凸 出。优选的轴向延伸的空腔和凸出的截面是近似圆柱的。轴向延伸的空 腔和凸出的其它优选截面是星形的。空腔和凸出可以以规则或不规则方 式分布在至少一个空腔的截面上。优选实施例包括以同心方式排列的轴 向延伸空腔和凸出。如上所述的所有实施例提供了与公知的EEFL相比具有改进的流明 输出和减小的变热问题的放电灯。然而，可以通过另一个优选实施例进 一步改进热传导，其中，放电管的增加表面积部分包括多个固体导电材 料的轴向延伸凸出，其涂有介质材料。在该实施例中，凸出用作电极。 固体导电材料可以是适用于该目的的任何材料。优选的材料包括诸如铝 和铜等金属，或填充有导电颗粒的聚合物等。为了可以在放电管内产生 放电弧，优选地，放电灯进一步包括与电容电极或电极电学地相连的 HF源。可以通过将由固体导电材料构成的多个轴向延伸凸出与导电材 料的基板相连来实现非常合适地将HF源和电容电极耦合。然后，该基 板用作整个放电管的端板。在优选的实施例中，根据本发明的放电灯包括圓柱形的凸出。特别 优选的凸出是圆锥形的，从而用于每个电极的圆锥尖部朝向内部的气体 容器，从而包括在放电管中。该实施例具有该益处在低功率下，在尖 部区域发生放电，热量易于从该尖部区域向灯的外部传导开。此外，在 高功率下，具有可用于放电的足够表面(圆锥的基部区域)，另外该表 面也是易于达到的。本发明也涉及用在如上所述根据本发明的放电灯中的放电管，所述 放电灯具有包括电容电极的部分，该部分的形状可以使得它与放电管的 其余部分相比具有增加的表面积。根据本发明的放电管的有益和优选实 施例已经如上所述，在此不再重复。本发明进一步涉及用于为显示设备，尤其是LCD单元，提供背光 照明的背光照明模块，其包括容纳装置，用于容纳根据本发明的至少 一个放电灯；以及供电装置，用于向所述放电灯提供能量。优选地，所 述容纳装置适用于容纳根据本发明的多个放电灯。此外，本发明涉及具有根据本发明的至少一个背光照明模块的显示 设备，尤其为LCD单元。在LCD之外，还可以采用所有类型的显示设备，这些显示设备需要通过一个或多个根据本发明的放电灯进行有源照 明。


通过以下的非限制实施例更详细地解释本发明，其中 图1示出本发明荧光灯第一实施例的部分的侧视图 图2示出本发明荧光灯第二实施例的部分的侧视图 图3示出本发明荧光灯第三实施例的部分的侧视图 图4示出本发明荧光灯第四实施例的部分的侧视图 图5示出本发明荧光灯第五实施例的部分的侧视图 图6示出本发明荧光灯第六实施例的部分的侧视图；以及 图7示出本发明的放电灯的可替换实施例的截面图。
具体实施方式
图1示出本发明荧光灯第一实施例的部分的侧视图。灯l包括加长 的基本圆柱形放电管，其由玻璃制成并填充有诸如水银和稀有气体的混 合物的可电离物质3。通过与放电管2的端表面相连的排气管15来填充 放电管2。在填充放电管2后，密封排气管15。至少两个电容电极4(在 图中只示出了一个)与所述管子2相连，在两个电极4之间，在灯工作 期间沿轴向距离进行放电。轴向近似与管壁2平行。电容电极4适于将 HF电能与所述可电离物质3进行电容耦合。电容电极4由导电层5形 成，诸如金属，尤其是铜，从而将管壁2和可电离物质3电容耦合地形 成在一起，用于将HF电能传递给所述可电离物质3。将包括所述电容电极4的放电管部分成形，以使得它与放电管2的 其余部分相比具有增加的(在轴向距离上每单位)表面积。在图l所示 的实施例中，增加的表面积通过将管壁2的所述部分成形为轴对称体实 现，该轴对称体具有变化直径的轴向间隔的交替部分2a、 2b…。在图1 中，壁部分的直径在两个直径值间交替。然而，逐渐增加直径也是可以 的。由于电容电极4延伸有限的轴向距离，可以用荧光涂层7完全覆盖 所述放电管2的较大内弯曲表面6，用以将所述管子2内产生的UV光 转变为可见光，从而可以获得与传统的电容耦合荧光灯相比具有改进的 流明输出。在图2所示的实施例中，放电管2的增加的表面积部分包括球形 体，从左向右看，直径逐渐增加然后减小。图3示出根据本发明的放电灯的另一实施例，其中，放电管2包括 至少一个空腔6，其包括增加的表面积部分。在所示的实施例中，将增 加的表面积部分按图1的实施例中那样成形，即成型为轴对称体，具有 变化直径的轴向间隔交替部分2a、 2b...。将增加的表面积部分置于空腔 6的内侧，可使得用荧光涂层7覆盖管子2的更大表面。图4示出根据本发明的放电灯1的另一实施例。在该实施例中，放 电管2的增加表面积部分包括多个轴向延伸的空腔8和凸出9。空腔8 和凸出9由管壁材料2构成，在其上施加导电材料涂层，诸如金属等。 该实施例的可能截面如图4(b)中所示，其示出轴向延伸的空腔8和凸 出9是圆柱形的。图5示出根据本发明的放电灯1的另一实施例。在该实施例中，放 电管2的增加表面积部分也包括多个轴向延伸的空腔8和凸出9。如图4 的实施例，空腔8和凸出9由管壁材料2构成，在其上施加有金属涂层 5。本实施例的可能截面如图5 (b)中所示，其示出轴向延伸的空腔8 和凸出9具有同心结构。然而，也可以采用其它的截面，诸如星形截面， 如图7所示。根据本发明的放电灯的特别优选实施例如图6所示。在该灯1中， 放电管2的增加表面积部分包括多个由固体导电材料构成并涂有介质材 料11的轴向延伸凸出10。优选地，固体导电材料为诸如铜的金属，而 介质材料优选为玻璃。凸出附在导电基板12上，该导电基板通过连接 器13与电源相连。该实施例通过利用金属凸出10和金属板12的高传导 特性防止放电区域过热。由于元件组12和元件13的良好的热传导，可 以容易地将由灯l产生的热量排到灯的外部。在用于制造该实施例的典 型工艺中，金属引脚组10被焊到金属板12上。然后通过让熔化的玻璃 流到其上来用介质玻璃层11覆盖金属引脚10和板12。要明白的是，就 像图4和图5中所示的实施例那样，凸出IO可以有几种截面，诸如圆柱 形。另一个优选实施例具有圆锥形凸出，它的基部-最靠近板12的部分-比顶部较大。要指出的是，上述实施例仅用于示意而非限制本发明，本领域技术 人员能在不背离所附权利要求的范围下设计多种可替换实施例。
权利要求
1.放电灯，包括透光放电管(2)，填充有可电离物质(3)；以及至少两个与所述管子相连的电极(4)，在所述电极之间，在灯运行期间沿轴向距离发生放电，其中，至少一个电极适于将HF电能与所述可电离物质进行电容性耦合；其特征在于，包括所述电容电极的所述放电管部分经成形，使得其与所述放电管的其余部分相比具有增加的(每个单位轴向距离)表面积。
2. 根据权利要求1的放电灯，其特征在于所述电容电极在所述可电离物质相对的侧面上包括位于所述放电 管的增加表面积部分的传导性材料。
3. 根据权利要求1的放电灯，其特征在于所述电容电极在所述可电离物质相对的侧面上包括位于所述放电 管的增加表面积部分上的传导性材料。
4. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 每个电极适用于将HF电能与所述可电离物质进行电容性耦合。
5. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电管包括至少一个空腔(6)，从而包括增加的表面积部分。
6. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电管的所述增加表面积部分包括具有起伏表面的轴对称体。
7. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电管的所述增加表面积部分包括轴对称体，其具有变化直径的轴向间隔交替部分(2a、 2b、 2c、 2d、 2e)。
8. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电管的所述增加表面积部分包括球形体。
9. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电管的所述增加表面积部分包括多个轴向延伸的空腔(8)和凸出(9)。
10. 根据权利要求9的放电灯，其特征在于 所述轴向延伸的空腔和凸出是圆柱形的。
11. 根据权利要求9的放电灯，其特征在于 所述轴向延伸的空腔和凸出具有星形截面。
12. 根据权利要求9到11中任意一项的放电灯，其特征在于 所述轴向延伸的空腔和凸出是同心的。
13. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电管的所述增加表面积部分包括多个由固体导电材料构成并涂有介质材料的轴向延伸凸出(10)。
14. 根据权利要求13的放电灯，其特征在于 所述凸出是圆柱形的。
15. 根据权利要求13的放电灯，其特征在于 所述凸出是圆锥形的。
16. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电灯进一步包括与所述至少一个电容电极电学连接的HF源。
17. 根据前述权利要求中任意一项的放电灯，其特征在于 所述放电灯进一步包括荧光涂层(7),用于将在所述封套中产生的UV光转变为可见光，所述荧光涂层施加在所述放电管的相当大部分 内表面上。
18. 用在根据权利要求1到17中任意一项的放电灯中的放电管，具 有包括所述电容电极的部分，该部分经过成形使得它与所述放电管的其 余部分相比具有增加的表面积。
19. 用于为显示设备提供背光照明的背光照明模块，包括 容纳装置，用于容纳至少一个根据权利要求1到17中任意一项的放电灯；以及供电装置，用于向所述放电灯提供能量。
20. 显示装置，具体为LCD单元，具有至少一个根据权利要求19 的背光照明模块。
全文摘要
本发明涉及放电灯，它包括填充有可电离物质(3)的透光放电管(2)和至少两个与所述管子相连的电极(4)，在该电极之间，在灯工作期间沿轴向距离进行放电，其中，至少一个电极适用于将HF电能与所述可电离物质电容性耦合，特征在于，包括所述电容电极的所述放电管部分经成形，使得其与所述放电管的其余部分相比具有增加的表面积。本发明也涉及用于为包括至少一个根据本发明的放电灯的显示设备特别是提供背光照明的背光照明模块。本发明还涉及具有至少一个根据本发明的背光照明模块的显示设备。
文档编号H01J61/32GK101268539SQ200680010389
公开日2008年9月17日 申请日期2006年3月8日 优先权日2005年3月30日
发明者C·费斯勒伊斯, H·M·布利克, J·莫森, M·格拉齐亚代, W·赫勒布勒克斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司