專利名稱：高光效外電極瓷管陰極熒光燈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示背光源、電器照明及日常照明等場合應(yīng)用的外電極熒光燈(EEFL)，尤其是一種工作電壓低，發(fā)光效率高的外電極熒光燈具。
背景技術(shù)：
冷陰極熒光燈是一種不需要陰極燈絲加熱、管徑可以做的很細(一般在10mm以下，如1.8mm)的新型光源，冷陰極熒光燈有二類，即內(nèi)電極熒光燈(CCFL)和外電極熒光燈(EEFL)。冷陰極熒光燈中氣體放電所需要的電子、離子由氣體電離過程和電極的二次發(fā)射構(gòu)成，這與熱陰極熒光燈(HCFL)通過熱陰極的熱電子發(fā)射形成的氣體放電不同。內(nèi)電極熒光燈由于發(fā)光效率高，外徑特別小，同時不需要加熱，壽命長，因此在光源體積要求特別小的地方得到了廣泛應(yīng)用，如液晶顯示背光源、家用電器(冰箱)照明等。但是內(nèi)電極熒光燈也有一些不足之處，如放電電壓較高(150～500v)，發(fā)光效率比熱陰極熒光燈低30％左右。近年來，隨著液晶顯示器和液晶電視的發(fā)展，對內(nèi)電極熒光燈的需求量越來越大，大尺寸液晶電視，如34英寸液晶電視，由于要求亮度高，要達到目前顯像管電視的亮度水平，每臺電視需要100只左右的燈管才能滿足要求。因此液晶電視的成本有很大一部分是在背光源上。要降低液晶背光源的成本，就需要提高冷陰極熒光燈的發(fā)光效率，減少燈管使用量或降低每根燈管的成本。由于每只燈管需要配備逆變器電源維持燈管正常工作，而逆變器電源的成本與其工作電壓有很大關(guān)系，因此降低燈管工作電壓可以有效降低逆變器的成本。外電極熒光燈相對于內(nèi)電極熒光燈來講具有更高的亮度和更長的壽命，同時可以采用多根燈管(如20根燈管)共用一個逆變器，降低背光源的成本。
現(xiàn)有的外電極熒光燈(EEFL)如圖1，它具有較大的直徑，氣體放電所需電壓也比較高，現(xiàn)在正在應(yīng)用于液晶電視作為背光源，可以預期這些冷陰極熒光燈的應(yīng)用將迅速發(fā)展，面臨的問題也是降低工作電壓和提高發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種高光效外電極瓷管陰極熒光燈及其制造方法，使外電極熒光燈具有工作電壓低、發(fā)光效率高、可以有效降低配套電路的成本，并延長燈管壽命。
技術(shù)方案本發(fā)明的高光效外電極瓷管陰極熒光燈以一根細長兩端開口的熒光燈玻管為主體，在熒光燈玻管內(nèi)表面涂有熒光粉，熒光燈玻管的兩端內(nèi)部放置陶瓷管，在熒光燈玻管內(nèi)部充入放電氣體，熒光燈玻管兩端外表面上設(shè)置一對金屬放電電極膜。熒光燈玻管兩端分別放置的陶瓷管為高二次電子發(fā)射系數(shù)的氧化鋁、或鋁酸鎂材料制成。充入熒光燈管的放電氣體是惰性氣體氦、或氖、或氬、或氙、或它們的混合氣體，以及汞金屬組成的放電氣體。在熒光燈玻管二端外表面上制備的一對金屬放電電極膜其厚度為10微米以下的金屬薄膜。金屬放電電極膜的材料為導電石墨，或銀漿或其他導電材料。
本發(fā)明的高光效外電極瓷管陰極熒光燈的制備方法包括以下步驟1).準備一根經(jīng)過清洗干燥的兩端開口的細長熒光燈管，2).在熒光燈管的內(nèi)表面上制備熒光粉，在熒光燈管的兩端開口處分別放置一個陶瓷管，3).將熒光燈管的一端用火燒熔封閉，另一端封接一個排氣管，將排氣管與真空系統(tǒng)連接并進行排氣，4).將熒光燈玻管內(nèi)部充入放電氣體，5).將熒光燈管從排氣臺上封離，6).將熒光燈玻管兩端外表面上制備一對金屬放電電極膜。
陶瓷管表面采用真空鍍膜、或化學鍍膜、或涂附、或印刷、或燒結(jié)、或金屬電極表面氧化的方法將陶瓷管上制備低逸出功的材料層，或通過加熱、放電的工藝形成如氧化鎂，鋇的低逸出功的材料層。
本發(fā)明的高光效低工作電壓外電極熒光燈其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的外電極熒光燈不同之處是在傳統(tǒng)外電極熒光燈玻管兩端的內(nèi)部放置陶瓷管，陶瓷管的材料一般為氧化鋁(Al2O3)，在熒光燈玻管兩端的外表面設(shè)置金屬放電電極。放電電極上施加交流信號，使管內(nèi)氣體發(fā)生放電。利用氧化鋁陶瓷材料的高二次電子發(fā)射系數(shù)，提高在氣體放電區(qū)域進行電離碰撞的電子數(shù)；利用陶瓷材料二次電子發(fā)射后在介質(zhì)材料上產(chǎn)生的電荷積累，形成介質(zhì)材料上的壁電壓。壁電壓在放電的下半周與交流信號疊加，共同作用成為下半周的放電電壓，降低驅(qū)動電路的工作電壓。具體方法是在內(nèi)表面涂有熒光粉的熒光燈玻管兩端的內(nèi)部放置陶瓷管，在熒光燈玻管的兩端外表面設(shè)置放電電極，在燈管內(nèi)部充入由惰性氣體氦、或氖、或氬、或氙、或它們的混合氣體，以及汞金屬組成的放電氣體。
當逆變器施加在管外金屬電極上的交流電壓在下一相反相位時，逆變器施加的電壓與壁電壓極性相同，相互疊加，成為外電極熒光燈的放電工作電壓，因此可以在金屬電極施加較低的電壓的情況下形成正常的放電，從而降低了逆變器的工作電壓，并降低逆變器的成本；或在相同的逆變器工作電壓下，提高外電極熒光燈的亮度，獲得高的發(fā)光效率。同時由于放電發(fā)生時離子轟擊的是氧化鋁陶瓷，該材料有良好的抗離子轟擊性能，防止燈管端面材料受離子轟擊產(chǎn)生蒸發(fā)，從而延長燈管壽命。
有益效果本發(fā)明通過在現(xiàn)有冷陰極熒光燈的二端內(nèi)放置陶瓷管，例如具有高二次電子發(fā)射系數(shù)材料氧化鋁制作的陶瓷管，使外電極熒光燈具有工作電壓低，發(fā)光效率高的特點。可以有效降低配套電路的成本，并延長燈管壽命。
本發(fā)明的基本思想是將現(xiàn)有的外電極熒光燈管兩端內(nèi)放置陶瓷管，利用陶瓷管氧化鋁介質(zhì)材料的高二次電子發(fā)射系數(shù)和耐離子轟擊性能，提高在氣體放電區(qū)域進行電離碰撞的電子數(shù)，從而提高發(fā)光效率。
本發(fā)明的外電極熒光燈的制造及工作原理如圖2。將外電極熒光燈管的內(nèi)表面涂敷熒光粉，然后在二端內(nèi)放置陶瓷管，并將一端燒結(jié)封閉，另一端封接排氣管，對熒光燈玻管排氣。排氣后，將惰性氣體以及汞放電氣體充入熒光燈玻管，然后將排氣管密封。將導電材料制作的涂層作為放電電極設(shè)置在熒光燈玻管的兩端外表面。工作時在兩端放電電極上施加由逆變器產(chǎn)生的交流電壓，電子在電場的作用下在熒光燈玻管內(nèi)運動，由于燈管兩端內(nèi)陶瓷材料表面上氧化鋁材料的高二次電子發(fā)射系數(shù)使二次電子數(shù)目大大增加與管內(nèi)氣體分子不斷發(fā)生電離碰撞，并使管內(nèi)氣體放電，由于放電空間足夠大，可以形成發(fā)光效率高的正柱區(qū)放電，由放電激勵汞放射紫外光，紫外光激發(fā)熒光粉發(fā)出可見光使其成為光源。從而達到提高發(fā)光效率，降低工作電壓的目的。由于瓷管的抗離子轟擊性能比普通外電極熒光燈的玻璃要好，而且有一定的厚度，因此可以延長外電極熒光燈的壽命。


圖1是現(xiàn)有外電極熒光燈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的外電極熒光燈結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是陶瓷管尾部未封閉的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是陶瓷管尾部一端封閉，另一端半封閉的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是燈管一端封閉，一端連排氣管的結(jié)構(gòu)示意圖。
以上圖中的標注為熒光粉1、燈管玻殼2、放電氣體和汞3、外部電極4、氧化鋁陶瓷管5、排氣管6。
具體實施例方式
本發(fā)明的該熒光燈以一根細長兩端開口的熒光燈玻管2為主體，在熒光燈玻管2內(nèi)表面涂有熒光粉1，熒光燈玻管2的兩端內(nèi)部放置陶瓷管5，在熒光燈玻管2內(nèi)部充入放電氣體3，熒光燈玻管2兩端外表面上設(shè)置一對金屬放電電極膜4。
熒光燈玻管2兩端分別放置的陶瓷管5為高二次電子發(fā)射系數(shù)的氧化鋁、或鋁酸鎂材料制成。充入熒光燈管2的放電氣體3是惰性氣體氦、或氖、或氬、或氙、或它們的混合氣體，以及汞金屬組成的放電氣體。在熒光燈玻管2二端外表面上制備的一對金屬放電電極膜4其厚度為10微米以下的金屬薄膜。金屬放電電極膜4的材料為導電石墨，或銀漿或其他導電材料。
高光效外電極瓷管陰極熒光燈的制備方法包括以下步驟1).準備一根經(jīng)過清洗干燥的兩端開口的細長熒光燈管2，2).在熒光燈管2的內(nèi)表面上制備熒光粉1，在熒光燈管2的兩端開口處分別放置一個陶瓷管5，3).將熒光燈管2的一端用火燒熔封閉，另一端封接一個排氣管6，將排氣管6與真空系統(tǒng)連接并進行排氣，4).將熒光燈玻管2內(nèi)部充入放電氣體3，5).將熒光燈管從排氣臺上封離，6).將熒光燈玻管2兩端外表面上制備一對金屬放電電極膜4。
陶瓷管5表面采用真空鍍膜、或化學鍍膜、或涂附、或印刷、或燒結(jié)、或金屬電極表面氧化的方法將陶瓷管5上制備低逸出功的材料層，或通過加熱、放電的工藝形成如氧化鎂，鋇的低逸出功的材料層。
在制作外電極熒光燈時，將外電極熒光燈管(二端開口)清洗干燥后，將外電極熒光燈管的內(nèi)表面涂復熒光粉1，在熒光燈玻管2的兩端內(nèi)放置陶瓷管如氧化鋁陶瓷管5，然后將外電極熒光燈管的一端開口燒結(jié)封閉。另一個端接有排氣管6，將排氣管與真空系統(tǒng)連接并進行排氣。排氣后，將惰性氣體氦、或氖、或氬、或氙、或它們的混合氣體，以及汞金屬組成的放電氣體3充入熒光燈管內(nèi)部，封離熒光燈管。最后在熒光燈管二端外壁上分別制備一對金屬放電電極膜4。
權(quán)利要求
1.一種高光效外電極瓷管陰極熒光燈，其特征在于該熒光燈以一根細長兩端開口的熒光燈玻管(2)為主體，在熒光燈玻管(2)內(nèi)表面涂有熒光粉(1)，熒光燈玻管(2)的兩端內(nèi)部放置陶瓷管(5)，在熒光燈玻管(2)內(nèi)部充入放電氣體(3)，熒光燈玻管(2)兩端外表面上設(shè)置一對金屬放電電極膜(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光效外電極瓷管陰極熒光燈，其特征在于熒光燈玻管(2)兩端分別放置的陶瓷管(5)為高二次電子發(fā)射系數(shù)的氧化鋁、或鋁酸鎂材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光效外電極瓷管陰極熒光燈，其特征在于充入熒光燈管(2)的放電氣體(3)是惰性氣體氦、或氖、或氬、或氙、或它們的混合氣體，以及汞金屬組成的放電氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光效外電極瓷管陰極熒光燈，其特征在于在熒光燈玻管(2)二端外表面上制備的一對金屬放電電極膜(4)其厚度為10微米以下的金屬薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光效外電極瓷管陰極熒光燈，其特征在于金屬放電電極膜(4)的材料為導電石墨，或銀漿或其他導電材料。
6.一種如權(quán)利要求1所述的高光效外電極瓷管陰極熒光燈的制備方法，其特征在于制備方法包括以下步驟1).準備一根經(jīng)過清洗干燥的兩端開口的細長熒光燈管(2)，2).在熒光燈管(2)的內(nèi)表面上制備熒光粉(1)，在熒光燈管(2)的兩端開口處分別放置一個陶瓷管(5)，3).將熒光燈管(2)的一端用火燒熔封閉，另一端封接一個排氣管(6)，將排氣管(6)與真空系統(tǒng)連接并進行排氣，4).將熒光燈玻管(2)內(nèi)部充入放電氣體(3)，5).將熒光燈管從排氣臺上封離，6).將熒光燈玻管(2)兩端外表面上制備一對金屬放電電極膜(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高光效外電極瓷管陰極熒光燈的制備方法，其特征在于陶瓷管(5)表面采用真空鍍膜、或化學鍍膜、或涂附、或印刷、或燒結(jié)、或金屬電極表面氧化的方法將陶瓷管(5)上制備低逸出功的材料層，或通過加熱、放電的工藝形成如氧化鎂，鋇的低逸出功的材料層。
全文摘要
高光效外電極瓷管陰極熒光燈及其制造方法涉及液晶顯示背光源、電器照明及日常照明等場合應(yīng)用的外電極熒光燈(EEFL)，尤其是一種工作電壓低，發(fā)光效率高的外電極熒光燈具。該熒光燈以一根細長兩端開口的熒光燈玻管(2)為主體，在熒光燈玻管(2)內(nèi)表面涂有熒光粉(1)，熒光燈玻管(2)的兩端內(nèi)部放置陶瓷管(5)，在熒光燈玻管(2)內(nèi)部充入放電氣體(3)，熒光燈玻管(2)兩端外表面上設(shè)置一對金屬放電電極膜(4)，在制作外電極熒光燈時，將外電極熒光燈管清洗干燥后，將外電極熒光燈管的內(nèi)表面涂復熒光粉1，在熒光燈玻管2的兩端內(nèi)放置陶瓷管如氧化鋁陶瓷管5，然后將外電極熒光燈管的一端開口燒結(jié)封閉。
文檔編號H01J9/40GK1801455SQ20061003768
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月10日
發(fā)明者張曉兵, 英達正 申請人:東南大學