專利名稱：放電燈和用于為包括這種放電燈的顯示設(shè)備提供背光照明的背光照明單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種放電燈，它包括填充有可電離物質(zhì)的透光放電管和 至少兩個與所述管子相連的電極，在電極之間，在燈工作期間沿軸向距離進(jìn)行放電，其中，至少一個電極適用于將HF電能與所述可電離物質(zhì) 電容耦合。本發(fā)明也涉及一種用于為包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的放電燈 的顯示設(shè)備，特別是LCD單元，提供背光照明的背光照明模塊。本發(fā)明還 涉及具有至少一個根據(jù)本發(fā)明的背光照明模塊的顯示設(shè)備，特別是LCD 單元。
背景技術(shù)：
眾所周知，熱陰極熒光管(HCFL)用于為諸如液晶顯示(LCD) 等液晶設(shè)備提供背光照明，以及其它用途。通常，在HCFL的放電管的 放電空間上加有例如具有頻率范圍在20kHz到100kHz之間的高頻電 壓，從而形成產(chǎn)生電磁輻射的放電，其結(jié)果是可以照明顯示設(shè)備。然而， HCFL需要必須將它的熱陰極始終保持在較高的溫度，即使在HFCL被 暫時斷開時，用以確保再將它打開時該燈立即正常工作。從高能的角度 來看，對HCFL不間斷供電的需要是不受歡迎的。為了解決這個問題， 現(xiàn)在優(yōu)選采用冷陰極熒光燈(CCFL)或備選地外部電極熒光燈 (EEFL)。這些不需要在燈處于暫時空閑狀態(tài)下進(jìn)行持續(xù)供電，其結(jié) 果是LCD可以相對經(jīng)濟(jì)地照明。EEFL通常包括由適當(dāng)玻璃材料構(gòu)成的 放電管，放電管在它的端部具有導(dǎo)電涂層。導(dǎo)電涂層用作電容電極，在 它們之間，在燈工作期間沿兩端間的軸向距離進(jìn)行放電。在公知的EEFL 中，導(dǎo)電涂層基本上覆蓋放電管的外圓周外部，從而產(chǎn)生兩個不發(fā)光 端，因此減小了有效流明輸出。此外，在端部采用導(dǎo)電表面涂層會導(dǎo)致 大的能量消耗，從而導(dǎo)致表面過熱。這些現(xiàn)象是公知的EEFL的主要缺 點。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供與公知的EEFL相比具有改進(jìn)的流明輸出和減 小的變熱問題的放電燈。通過根據(jù)前述部分的放電燈可以實現(xiàn)該目的，其特征在于對所述包 括所述電容電極的放電燈管部分成形，使得與放電管的其余部分相比它 具有增加的單位軸向距離表面積。通過采用根據(jù)本發(fā)明的形狀，放電管的電極部分和所述電容電極之間的接觸面積得以增加。除了獲得對變熱 的更好限制，電極的電容也獲得顯著提高。非常有益地，這也不需要以 流明輸出為代價，因為采用更緊湊的電極設(shè)計可以同時獲得改進(jìn)的對熱 和電容的限制。由優(yōu)選位于放電管端部的電容電極覆蓋的軸向距離顯著小于具有相同或類似屬性的公知EEFL的。優(yōu)選地，放電管由熒光管構(gòu)成，其中，在軸向距離上具有增加的單 位表面積的放電管包括所述熒光管的端表面。在這樣的優(yōu)選實施例中， 放電燈包括熒光涂層，用于將在所述放電管內(nèi)產(chǎn)生的UV光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?光，所述熒光涂層被加在放電管的內(nèi)表面的有效部分上。更優(yōu)選地，放 電管的內(nèi)表面完全由所述熒光涂層覆蓋。因為與在軸向距離上具有增加 的單位表面積的部分耦合也會導(dǎo)致放電管的內(nèi)表面面積增加，焚光涂層 的用量也會增加，從而增加了 UV光到可見光的轉(zhuǎn)換，由此改進(jìn)了流明 輸出。在根據(jù)本發(fā)明的放電燈中，可以設(shè)想采用不同種類的電極，其中至 少一個電極適于將HF電能與可電離物質(zhì)進(jìn)行電容耦合，其中另一個電 極可以例如由傳統(tǒng)的熱陰極構(gòu)成，從而產(chǎn)生致混合類型的燈。然而，在 該后一實施例中，熱陰極需要在如上所述的背光掃描期間長期保持在較 高的溫度，從經(jīng)濟(jì)的角度來說，這是不受歡迎的。因此，優(yōu)選地每個電 極都適于將HF電能與所述可電離物質(zhì)進(jìn)行電容耦合，從而使放電管有 益地相對節(jié)能地工作，此外，由此與傳統(tǒng)的EEFL燈相比可以獲得顯著 改進(jìn)的流明輸出。優(yōu)選地，將具有增加的單位軸向距離表面積的放電管部分放置于放 電管的相對的端部，用以使在電極之間的所述管中產(chǎn)生的放電弧的長度 最大。這也使照明長度的比例最大。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，電容電極在與可電離物質(zhì)相對的側(cè)面上 包括位于放電管的增加表面積部分的導(dǎo)電涂層。以此方式，通過形成 (導(dǎo)電的)可電離和/或電離物質(zhì)的疊層、用作介質(zhì)的非導(dǎo)電放電管、和 導(dǎo)電電極，來產(chǎn)生電容。從而由導(dǎo)電涂層形成所述的電極，但是也可以 設(shè)想采用其它種類的電極，諸如金屬板或更堅固的導(dǎo)電元件。在具體的優(yōu)選實施例中，電容電極在與可電離物質(zhì)相對的側(cè)面上包括位于放電管 的增加表面積部分的傳導(dǎo)性涂層。將電極放置于該管的表面上，即與之 緊密接觸，而取代將它放置于管的表面，從而可以獲得電極和介質(zhì)間的 更好的接觸。優(yōu)選地，放電燈具有包括至少一個空腔的放電管，從而具有增加的 表面積部分。在具體的優(yōu)選實施例中，該至少一個空腔位于放電管的一 端或兩端，并基本上在該管的軸向上延伸。通常，通過與放電管的端表 面相連的排氣管填充該放電管。在填充放電管后，將排氣管密封。優(yōu)選 實施例具有附加的益處，所述排氣管的至少一部分可以位于空腔中，這 防止所述排氣管具有相對于放電管的不希望凸出。此外，優(yōu)選地，所述 排氣管的外表面至少部分地由電極覆蓋，以增加由前述的三個層疊形成 的電容的電容量。因此在沒有損失發(fā)光表積即保持不發(fā)光端盡可能小的 情況下增加電容的電容量。實際上，可以通過￡0xsrxA/d,來計算由(導(dǎo)電)可電離和/或電離物質(zhì)、用作介質(zhì)的非導(dǎo)電放電管和導(dǎo)電電極形成的分層電容的電容量(C),其中，^和Sr是介電常數(shù)，A表示不同層間的接觸表面，d表示中間介質(zhì)層的厚度。因而根據(jù)本發(fā)明，將電極和放電管之間的接觸表 面積最大化是有益的?？梢栽诜烹姽艿耐饷婧?或空腔內(nèi)獲得該增大的表面積?？梢悦靼椎氖牵绢I(lǐng)域技術(shù)人員在丈量和設(shè)計該增加的表面積部分 時具有幾個選擇。除了增加電極和放電管之間的接觸表面積外，至少在放電管的增加區(qū)域部分(其包括電容電極)減小放電管的厚度(d)是有益的。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，放電燈的特征在于放電管的增加表 面積部分包括具有增加的直徑的軸線對稱體。在該實施例中，放電管可 以例如是具有近似固定直徑的加長玻璃管，而在它的端部直徑漸漸和/ 或逐步增大。在另一個優(yōu)選實施例中，放電管的增加表面積部分包括軸 對稱體，其具有起伏表面和/或具有變化直徑的軸向間隔交替部分。另一 種優(yōu)選放電燈包括，球體形式放電管的增加表面積部分。如上所述，增 加的表面積部分可以位于放電管的外部，在此情形下，它實際上構(gòu)成該 管的外表面部分。另一個可能是，將增加的表面積部分放置于放電管的 至少一個空腔內(nèi)，在此情形下，它實際上構(gòu)成該至少一個空腔的內(nèi)表面部分。在一個具體的優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的放電燈具有增加表面積放電 管部分，其形式是該至少一個空腔內(nèi)的多個優(yōu)選為軸向延伸、空腔和凸 出。優(yōu)選的軸向延伸的空腔和凸出的截面是近似圓柱的。軸向延伸的空 腔和凸出的其它優(yōu)選截面是星形的?？涨缓屯钩隹梢砸砸?guī)則或不規(guī)則方 式分布在至少一個空腔的截面上。優(yōu)選實施例包括以同心方式排列的軸 向延伸空腔和凸出。如上所述的所有實施例提供了與公知的EEFL相比具有改進(jìn)的流明 輸出和減小的變熱問題的放電燈。然而，可以通過另一個優(yōu)選實施例進(jìn) 一步改進(jìn)熱傳導(dǎo)，其中，放電管的增加表面積部分包括多個固體導(dǎo)電材 料的軸向延伸凸出，其涂有介質(zhì)材料。在該實施例中，凸出用作電極。 固體導(dǎo)電材料可以是適用于該目的的任何材料。優(yōu)選的材料包括諸如鋁 和銅等金屬，或填充有導(dǎo)電顆粒的聚合物等。為了可以在放電管內(nèi)產(chǎn)生 放電弧，優(yōu)選地，放電燈進(jìn)一步包括與電容電極或電極電學(xué)地相連的 HF源。可以通過將由固體導(dǎo)電材料構(gòu)成的多個軸向延伸凸出與導(dǎo)電材 料的基板相連來實現(xiàn)非常合適地將HF源和電容電極耦合。然后，該基 板用作整個放電管的端板。在優(yōu)選的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的放電燈包括圓柱形的凸出。特別 優(yōu)選的凸出是圓錐形的，從而用于每個電極的圓錐尖部朝向內(nèi)部的氣體 容器，從而包括在放電管中。該實施例具有該益處在低功率下，在尖 部區(qū)域發(fā)生放電，熱量易于從該尖部區(qū)域向燈的外部傳導(dǎo)開。此外，在 高功率下，具有可用于放電的足夠表面(圓錐的基部區(qū)域)，另外該表 面也是易于達(dá)到的。本發(fā)明也涉及用在如上所述根據(jù)本發(fā)明的放電燈中的放電管，所述 放電燈具有包括電容電極的部分，該部分的形狀可以使得它與放電管的 其余部分相比具有增加的表面積。根據(jù)本發(fā)明的放電管的有益和優(yōu)選實 施例已經(jīng)如上所述，在此不再重復(fù)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于為顯示設(shè)備，尤其是LCD單元，提供背光 照明的背光照明模塊，其包括容納裝置，用于容納根據(jù)本發(fā)明的至少 一個放電燈；以及供電裝置，用于向所述放電燈提供能量。優(yōu)選地，所 述容納裝置適用于容納根據(jù)本發(fā)明的多個放電燈。此外，本發(fā)明涉及具有根據(jù)本發(fā)明的至少一個背光照明模塊的顯示 設(shè)備，尤其為LCD單元。在LCD之外，還可以采用所有類型的顯示設(shè)備，這些顯示設(shè)備需要通過一個或多個根據(jù)本發(fā)明的放電燈進(jìn)行有源照 明。


通過以下的非限制實施例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中 圖1示出本發(fā)明熒光燈第一實施例的部分的側(cè)視圖 圖2示出本發(fā)明熒光燈第二實施例的部分的側(cè)視圖 圖3示出本發(fā)明熒光燈第三實施例的部分的側(cè)視圖 圖4示出本發(fā)明熒光燈第四實施例的部分的側(cè)視圖 圖5示出本發(fā)明熒光燈第五實施例的部分的側(cè)視圖 圖6示出本發(fā)明熒光燈第六實施例的部分的側(cè)視圖；以及 圖7示出本發(fā)明的放電燈的可替換實施例的截面圖。
具體實施方式
圖1示出本發(fā)明熒光燈第一實施例的部分的側(cè)視圖。燈l包括加長 的基本圓柱形放電管，其由玻璃制成并填充有諸如水銀和稀有氣體的混 合物的可電離物質(zhì)3。通過與放電管2的端表面相連的排氣管15來填充 放電管2。在填充放電管2后，密封排氣管15。至少兩個電容電極4(在 圖中只示出了一個)與所述管子2相連，在兩個電極4之間，在燈工作 期間沿軸向距離進(jìn)行放電。軸向近似與管壁2平行。電容電極4適于將 HF電能與所述可電離物質(zhì)3進(jìn)行電容耦合。電容電極4由導(dǎo)電層5形 成，諸如金屬，尤其是銅，從而將管壁2和可電離物質(zhì)3電容耦合地形 成在一起，用于將HF電能傳遞給所述可電離物質(zhì)3。將包括所述電容電極4的放電管部分成形，以使得它與放電管2的 其余部分相比具有增加的(在軸向距離上每單位)表面積。在圖l所示 的實施例中，增加的表面積通過將管壁2的所述部分成形為軸對稱體實 現(xiàn)，該軸對稱體具有變化直徑的軸向間隔的交替部分2a、 2b…。在圖1 中，壁部分的直徑在兩個直徑值間交替。然而，逐漸增加直徑也是可以 的。由于電容電極4延伸有限的軸向距離，可以用熒光涂層7完全覆蓋 所述放電管2的較大內(nèi)彎曲表面6，用以將所述管子2內(nèi)產(chǎn)生的UV光 轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽猓瑥亩梢垣@得與傳統(tǒng)的電容耦合熒光燈相比具有改進(jìn)的 流明輸出。在圖2所示的實施例中，放電管2的增加的表面積部分包括球形 體，從左向右看，直徑逐漸增加然后減小。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的放電燈的另一實施例，其中，放電管2包括 至少一個空腔6，其包括增加的表面積部分。在所示的實施例中，將增 加的表面積部分按圖1的實施例中那樣成形，即成型為軸對稱體，具有 變化直徑的軸向間隔交替部分2a、 2b...。將增加的表面積部分置于空腔 6的內(nèi)側(cè)，可使得用熒光涂層7覆蓋管子2的更大表面。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的放電燈1的另一實施例。在該實施例中，放 電管2的增加表面積部分包括多個軸向延伸的空腔8和凸出9?？涨? 和凸出9由管壁材料2構(gòu)成，在其上施加導(dǎo)電材料涂層，諸如金屬等。 該實施例的可能截面如圖4(b)中所示，其示出軸向延伸的空腔8和凸 出9是圓柱形的。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的放電燈1的另一實施例。在該實施例中，放 電管2的增加表面積部分也包括多個軸向延伸的空腔8和凸出9。如圖4 的實施例，空腔8和凸出9由管壁材料2構(gòu)成，在其上施加有金屬涂層 5。本實施例的可能截面如圖5 (b)中所示，其示出軸向延伸的空腔8 和凸出9具有同心結(jié)構(gòu)。然而，也可以采用其它的截面，諸如星形截面， 如圖7所示。根據(jù)本發(fā)明的放電燈的特別優(yōu)選實施例如圖6所示。在該燈1中， 放電管2的增加表面積部分包括多個由固體導(dǎo)電材料構(gòu)成并涂有介質(zhì)材 料11的軸向延伸凸出10。優(yōu)選地，固體導(dǎo)電材料為諸如銅的金屬，而 介質(zhì)材料優(yōu)選為玻璃。凸出附在導(dǎo)電基板12上，該導(dǎo)電基板通過連接 器13與電源相連。該實施例通過利用金屬凸出10和金屬板12的高傳導(dǎo) 特性防止放電區(qū)域過熱。由于元件組12和元件13的良好的熱傳導(dǎo)，可 以容易地將由燈l產(chǎn)生的熱量排到燈的外部。在用于制造該實施例的典 型工藝中，金屬引腳組10被焊到金屬板12上。然后通過讓熔化的玻璃 流到其上來用介質(zhì)玻璃層11覆蓋金屬引腳10和板12。要明白的是，就 像圖4和圖5中所示的實施例那樣，凸出IO可以有幾種截面，諸如圓柱 形。另一個優(yōu)選實施例具有圓錐形凸出，它的基部-最靠近板12的部分-比頂部較大。要指出的是，上述實施例僅用于示意而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù) 人員能在不背離所附權(quán)利要求的范圍下設(shè)計多種可替換實施例。
權(quán)利要求
1.放電燈，包括透光放電管(2)，填充有可電離物質(zhì)(3)；以及至少兩個與所述管子相連的電極(4)，在所述電極之間，在燈運(yùn)行期間沿軸向距離發(fā)生放電，其中，至少一個電極適于將HF電能與所述可電離物質(zhì)進(jìn)行電容性耦合；其特征在于，包括所述電容電極的所述放電管部分經(jīng)成形，使得其與所述放電管的其余部分相比具有增加的(每個單位軸向距離)表面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈，其特征在于所述電容電極在所述可電離物質(zhì)相對的側(cè)面上包括位于所述放電 管的增加表面積部分的傳導(dǎo)性材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的放電燈，其特征在于所述電容電極在所述可電離物質(zhì)相對的側(cè)面上包括位于所述放電 管的增加表面積部分上的傳導(dǎo)性材料。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 每個電極適用于將HF電能與所述可電離物質(zhì)進(jìn)行電容性耦合。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電管包括至少一個空腔(6)，從而包括增加的表面積部分。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電管的所述增加表面積部分包括具有起伏表面的軸對稱體。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電管的所述增加表面積部分包括軸對稱體，其具有變化直徑的軸向間隔交替部分(2a、 2b、 2c、 2d、 2e)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電管的所述增加表面積部分包括球形體。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電管的所述增加表面積部分包括多個軸向延伸的空腔(8)和凸出(9)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的放電燈，其特征在于 所述軸向延伸的空腔和凸出是圓柱形的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的放電燈，其特征在于 所述軸向延伸的空腔和凸出具有星形截面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9到11中任意一項的放電燈，其特征在于 所述軸向延伸的空腔和凸出是同心的。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電管的所述增加表面積部分包括多個由固體導(dǎo)電材料構(gòu)成并涂有介質(zhì)材料的軸向延伸凸出(10)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的放電燈，其特征在于 所述凸出是圓柱形的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的放電燈，其特征在于 所述凸出是圓錐形的。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電燈進(jìn)一步包括與所述至少一個電容電極電學(xué)連接的HF源。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項的放電燈，其特征在于 所述放電燈進(jìn)一步包括熒光涂層(7),用于將在所述封套中產(chǎn)生的UV光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?，所述熒光涂層施加在所述放電管的相?dāng)大部分 內(nèi)表面上。
18. 用在根據(jù)權(quán)利要求1到17中任意一項的放電燈中的放電管，具 有包括所述電容電極的部分，該部分經(jīng)過成形使得它與所述放電管的其 余部分相比具有增加的表面積。
19. 用于為顯示設(shè)備提供背光照明的背光照明模塊，包括 容納裝置，用于容納至少一個根據(jù)權(quán)利要求1到17中任意一項的放電燈；以及供電裝置，用于向所述放電燈提供能量。
20. 顯示裝置，具體為LCD單元，具有至少一個根據(jù)權(quán)利要求19 的背光照明模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及放電燈，它包括填充有可電離物質(zhì)(3)的透光放電管(2)和至少兩個與所述管子相連的電極(4)，在該電極之間，在燈工作期間沿軸向距離進(jìn)行放電，其中，至少一個電極適用于將HF電能與所述可電離物質(zhì)電容性耦合，特征在于，包括所述電容電極的所述放電管部分經(jīng)成形，使得其與所述放電管的其余部分相比具有增加的表面積。本發(fā)明也涉及用于為包括至少一個根據(jù)本發(fā)明的放電燈的顯示設(shè)備特別是提供背光照明的背光照明模塊。本發(fā)明還涉及具有至少一個根據(jù)本發(fā)明的背光照明模塊的顯示設(shè)備。
文檔編號H01J61/32GK101268539SQ200680010389
公開日2008年9月17日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者C·費斯勒伊斯, H·M·布利克, J·莫森, M·格拉齊亞代, W·赫勒布勒克斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司