專利名稱：一種超薄平板紫外光源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種紫外光源，尤其涉及一種采用超薄玻璃制作成的平板紫外光源。
背景技術：
近年來，大面積長壽命高效紫外光源的研究得到了人們的廣泛關注，新型紫外光源的開發(fā)有望在環(huán)保、能源、光固化、醫(yī)療殺菌、照明等方面獲得重要應用。紫外輻射是波長小于紫色光波長的一定范圍的電磁輻射，波長為1 380nm，可劃分為長波(代號UV-A，波長 315 380nm)、中波(UV-BJ80 315nm)、短波(UV_C，200 ^Onm)、真空(UV-D，1 200nm)4個波段，相應的紫外光源分別稱之為長波、中波、短波和真空紫外光源。目前市場上的紫外光源的結構形式主要有直管形，U形等，所充氣體也主要為各種不同壓強的汞蒸氣 (不環(huán)保)，對大面積平面處理具有一定的局限性。而目前國內外專利中提及的平板紫外光源也具有偏厚偏笨重的缺點，使用上不方便。

實用新型內容實用新型目的本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種體積輕巧、 應用靈活、可彎曲變形的超薄平板紫外光源。技術方案本實用新型所述的一種超薄平板紫外光源，包括由透光材料制備的前基板和后基板，置于所述前基板和后基板之間的網格孔板；所述前基板、后基板和網格孔板一起放進真空腔體內進行抽氣，然后對四周氣密封接，優(yōu)選采用低熔點玻璃制作的封接框進行氣密封接；所述網格孔板上設置有若干個通孔將所述前基板和后基板之間的空間分隔為若干個放電空間，每個放電空間對應著前基板外側的第一電極、第二電極和后基板外側的第三電極，該放電空間的大小與前后基板的尺寸和網格孔陣列的數目有關；在氣密封接前向所述放電空間中充入工作氣體；所述前基板的外側交錯平行設置有第一電極組和第二電極組，所述后基板的外側設置有與所述第一電極組和第二電極組方向垂直的第三電極組。該平板紫外光源的抽氣、充氣及封接在真空腔體內完成。所充的工作氣體可為惰性氣體(He，Ne, Ar，Kr，Xe)或惰性氣體/鹵素物(如Xe/ Br, Xe/I, Xe/F, Ar/Cl)或它們的混和氣體，工作氣體直接產生各種波段的紫外光或通過轟擊熒光粉產生各種不同波段的紫外光，氣壓范圍在50-760torr。例如，所充工作氣體為 Xe，或Ne-Xe混合氣體(Xe的比例> 20% )，可以直接產生147nm和172nm的真空紫外光 (UV-D)。若所充工作氣體為惰性氣體/鹵素物，如)CeI，則可直接產生波長為UV-C波段的紫外光。若利用熒光粉，則可將產生的真空紫外光轉化為UV-C或UV-B波段的紫外光。如在純Xe或Ne-Xe混合氣體中，在網格板上涂覆熒光粉(Gd，La)&06:Bi，則可產生31 Inm的紫外光，該紫外光可利用來做牛皮癬等皮膚病的治療。而如在網格板上涂覆熒光粉YP04，則可產生250nm左右的紫外光，可利用來進行殺菌消毒處理。該平板光源上制作有第一電極組，第二電極組和第三電極組。第一電極組、第二電極組和第三電極組由銀、銅或鋁材料通過蒸鍍光刻工藝構成，也可由ITO(銦錫氧化物半導體)透明導電膜或aio(氧化鋅)薄膜構成。本實用新型將氣體密封形成密閉的放電空間， 在外加電壓的驅動下，氣體放電產生紫外光。光源工作時，高壓電源不同的連接，可使放電空間的氣體放電工作在表面放電(第一和第二電極組之間的放電)，對向放電(第一、第二電極組和第三電極組之間的放電)或混合放電形式(表面放電和對向放電混合)。具體采用哪種放電形式，由哪種放電更容易產生或具有更高的亮度和光效決定，最終是由網格孔的結構尺寸、電極的結構尺寸和所充氣體成分等多方面因素決定。為了降低工作電壓，在所述前基板的內側蒸鍍有前基板保護薄膜層；在所述后基板的內側也蒸鍍有后基板保護薄膜層。保護薄膜層由氧化鎂，氧化鈣，或其它可提高二次電子發(fā)射系數的材料制成。所充的工作氣體可直接產生UV-D，UV-C，UV-B，UV-A各種不同波段的紫外光；亦可涂覆熒光粉層材料，由所充的工作氣體產生的真空紫外光激發(fā)熒光粉產生UV-C，UV-B，UV-A 等不同波段的紫外光；可將熒光粉材料涂覆在中間網格孔板的通孔內側；前基板和后基板的內側也可根據需要涂覆有熒光粉層。所述網格孔板可以為玻璃等絕緣材料制作，也可以為鐵、鐵合金或其他導電材料制作。為了便于加工，所述網格孔板的通孔優(yōu)選為矩形，其邊長范圍為50μπι 50mm。當然，通孔的形狀并不影響本實用新型產品的性能，通孔的形狀可以為各種幾何形狀，典型的形狀如矩形，圓形，菱形等。所述網格孔板的厚度為50 μ m 50mm。前后基板除了密封工作氣體作為平板紫外光源的外圍支撐外，還作為氣體放電的介質阻擋。為了降低氣體放電的工作電壓和提高紫外光的透過率，基板的厚度不易過大，比較優(yōu)選地，所述前基板的厚度為30 500 μ m ；所述后基板的厚度為30 500 μ m。前后基板所選用的透光材料優(yōu)選采用石英玻璃，AF45玻璃等，既具有很強的紫外光透射率，又可制作成幾十微米量級的厚度。本實用新型與現有技術相比，其有益效果是1、本實用新型平板紫外光源電極制作在外，且可與光源的玻璃基板分離裝配，制作更為靈活，電極結構調整方便。2、本實用新型平板紫外光源的抽氣、充氣及封接都在真空腔體內完成，因此沒有普通等離子體器件封接所必需的封接管，器件結構更為穩(wěn)固。3、本實用新型平板紫外光源的主體結構為可彎曲變形的超薄玻璃，內置的網格孔陣列板如為金屬薄板，亦可彎曲變形，因此該平板光源輕巧方便，且可彎曲變形，應用更為靈活，既適合大面積處理，也適合具有特定形狀的表面處理。

圖1為本實用新型超薄平板紫外光源的結構示意圖。圖2是本實用新型超薄平板紫外光源的正視剖面圖；圖3是本實用新型的一種電極連接示意圖。圖4是本實用新型的另一種電極連接示意圖。圖5是本實用新型的另一種電極連接示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。實施例1 如圖1、2所示，一種超薄平板紫外光源，包含前基板1，后基板2，及置于前后基板之間的網格孔板3。所述的前基板1由石英玻璃制成，在前基板的內側蒸鍍有保護層薄膜4a，用來降低工作電壓，在前基板的外側制作有交錯平行的第一電極組5和第二電極組6。所述的后基板2由石英玻璃制成，在后基板的內側蒸鍍有保護層薄膜4b，在后基板的外側制作有第三電極組7，該電極組的方向與第一、第二電極組的方向垂直。置于前后基板之間的網格孔板，起到分離開前后基板形成多個微小的放電空間的作用。所述網格孔板3 上設置有若干個通孔10將所述前基板1和后基板2之間的空間分隔為若干個放電空間9， 每個放電空間對應著前基板外側的第一電極、第二電極和后基板外側的第三電極。在放電空間內充入工作氣體為Xe+50% Ne，氣壓范圍可為50torr 760torr，在網格孔板3的通孔的內壁涂覆熒光粉層8，該熒光粉材料為(Gd，La)B3O6:Bi0所述網格孔板3的通孔10的縱截面為矩形，其邊長范圍在50 μ m 50mm ；網格孔板3的厚度為50 μ m 50mm。在后基板四周用用低熔點玻璃粉制作封接框，并將其與前基板、網格孔板一起放進真空腔體內進行抽氣，并充以一定氣壓的所需工作氣體后進行氣密封接，就形成了本實用新型所提供的平板紫外光源，在外加電壓的驅動下，氣體放電產生的真空紫外光的激發(fā)熒光粉，產生311nm 的紫外光。該平板紫外光源的工作原理如下將氣密封接后的平板紫外光源，按照圖3的電極連接方式連接妥當，然后將產生的正負交流脈沖HVl施加到第一電極組5上，正負交流脈沖HV2施加到第二電極組6上，第三電極組7接地。交流脈沖HVl和HV2的頻率和占空比完全相同，只是極性完全相反，即第一電極組施加正電壓時，第二電極組施加負電壓，反之亦然。在這種電壓施加方式下，可產生表面和對向混合放電的形式，有利于提高光源的亮度和光效。另外一種簡單的驅動方式如圖4所示為，第一電極組和第二電極組施加統(tǒng)一的正負交流脈沖，第三電極組接地。另外一種簡單的驅動方式如圖5所示為，第一電極組施加統(tǒng)一的正負交流脈沖，第二電極組和第三電極組接地。實施例2 如圖1所示，一種平板紫外光源，包含前基板1，后基板2，及置于前后基板之間的網格孔板3。所述的前基板由石英玻璃制成，在前基板的內側蒸鍍有保護層薄膜如，用來降低工作電壓。所述的后基板2由石英玻璃制成，在后基板的內側蒸鍍有保護層薄膜4b。在放電空間內充入工作氣體為Xel。在后基板四周用用低熔點玻璃粉制作封接框， 并將其與前基板、網格孔板一起放進真空腔體內進行抽氣，并充以一定氣壓的所需工作氣體后進行氣密封接。采用ITO(銦錫氧化物半導體)薄膜或SiO(氧化鋅)薄膜等透明電極材料制作出與網格孔陣列相匹配的第一電極組5和第二電極組6薄膜，并制作相匹配的第三電極組7的透明電極薄膜，兩者與玻璃基板裝配形成真空紫外平板光源器件。在外加電壓的驅動下，氣體放電直接產生253nm的紫外光。本實施例僅給出了部分具體的應用例子，但對于本領域技術人員而言，還可根據以上啟示設計出多種變形產品，這仍被認為涵蓋于本實用新型之中。
權利要求1.一種超薄平板紫外光源，其特征在于包括由透光材料制備的前基板(1)和后基板 O)，置于所述前基板(1)和后基板( 之間的網格孔板(3)；所述前基板(1)、后基板(2) 和網格孔板( 的四周氣密封接；所述網格孔板( 上設置有若干個通孔(10)將所述前基板(1)和后基板(2)之間的空間分隔為若干個放電空間(9)，所述放電空間(9)中充入有工作氣體；所述前基板(1)的外側交錯平行設置有第一電極組( 和第二電極組(6)，所述后基板( 的外側設置有與所述第一電極組( 和第二電極組(6)方向垂直的第三電極組 ⑵。
2.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述前基板(1)的內側蒸鍍有前基板保護薄膜層Ga)；所述后基板O)的內側蒸鍍有后基板保護薄膜層Gb)。
3.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述網格孔板(3)的通孔 (10)內側涂覆有熒光粉層(S)0
4.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述前基板(1)和后基板 (2)的內側涂覆有熒光粉層(8)。
5.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述前基板(1)、后基板 (2)和網格孔板(3)的四周通過低熔點玻璃粉制作的封接框進行氣密封接。
6.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述通孔(10)為矩形，其邊長為50 μ m 50mm。
7.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述前基板(1)的厚度為 30 500 μ m ；所述后基板O)的厚度為30 500 μ m。
8.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述網格孔板(3)的厚度為 50 μ m 50mmo
9.根據權利要求1所述的超薄平板紫外光源，其特征在于所述透光材料為石英玻璃或AF45玻璃。
專利摘要本實用新型公開一種超薄平板紫外光源，包括由透光材料制備的前基板和后基板，置于所述前基板和后基板之間的網格孔板；所述前基板、后基板和網格孔板的四周氣密封接；所述網格孔板上設置有若干個通孔將所述前基板和后基板之間的空間分隔為若干個放電空間，所述放電空間中充入有工作氣體；所述前基板的外側交錯平行設置有第一電極組和第二電極組，所述后基板的外側設置有與所述第一電極組和第二電極組方向垂直的第三電極組。本實用新型平板紫外光源電極制作在外，且可與光源的玻璃基板分離裝配，制作更為靈活，電極結構調整方便。
文檔編號H01J61/36GK202084507SQ20112010884
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月14日 優(yōu)先權日2011年4月14日
發(fā)明者哈姆·托勒, 屠彥, 張 雄, 李青, 楊蘭蘭, 王莉莉, 馬善樂 申請人:東南大學