无汞平面荧光灯制造技术

本发明专利技术涉及一种无汞平面荧光灯，由两个分离电路组成，这两个分离电路是底板玻璃上的驱动电路和形成于氙（Ｘｅ）气腔室内的内部电路。该内部电路依靠表面束缚电荷由驱动电路接收电能，这些表面束缚电荷包含绝缘粒子表面的极化电荷（ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　　ｃｈａｒｇｅｓ）以及氙气腔室内离子化的Ｘｅ↑［＋］和ｅ↑［－］电荷，这些电荷由驱动电路的交流电场感应生成。该内部电路在氙气腔室内的绝缘粒子上分别累积的Ｘｅ↑［＋］和ｅ↑［－］电荷之间具有电子流；并且，氙气放电由氙气腔室内的移动电子生成。在因氙气腔室内的氙气放电而发出的真空紫外线光的照射下，涂覆于氙气腔室内壁上的荧光幕发出光致发光。由最佳化操作中所涉及的个别项目，发明专利技术了实用的无汞平面荧光灯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种无汞平面荧光灯(FFL)，其由涂覆于真空容器内的玻璃 平板的内表面上的荧光幕，因受到氙气(Xe)腔室内放电而发出的真空紫外 线光照射而发出光致发光(photoluminescence， PL);更精确地说，本专利技术 是荧光粒子组成的荧光幕，它们能够减小起始点灯电位、维持电位、黑暗 中的点灯延迟、以及氙气腔室内的荧光幕前面的移动电子的阻力；并且， 本专利技术的荧光幕能够消除氙气放电的闪烁现象；本专利技术涉及縮短放电路径 与荧光幕之间的间隙，以增加荧光幕上所到达的紫外线光强度；此外，本 专利技术还涉及由行扫描驱动模式而减少平面荧光灯的操作耗电。
技术介绍
人类保持白天活动的习惯七百万年，现已由专利技术光源将其活动大大延 伸至黑夜。这些光源始于木材取火、燃烧火把、燃烧油、蜡烛和煤气等， 利用燃烧火焰作为白热光源；在发现电子后，钨丝灯泡、管形荧光灯(FL)、 具有荧光粒子的高亮度发光二极管(high brightness LED， HBLED)、以及无 机和有机电致发光设备(分别是EL和OLEL)的薄膜板，都可作为白炽光源。 钩丝电灯泡和HBLED如同日光一般属于点光源，它们会生成物体的黑影。 七百万年以来，人眼已适应略微阴暗的天空的下的户外景色，因此人眼观 看平面照明的下的物体(如同白天的户外景色)感到很舒服。日光直接照射 下的景色(正如沙漠中的景色)，对于眼睛而言过于明亮；长时间观察较亮 的景色，眼睛会受到永久性的损伤。平面照明的下有较适当的照明亮度。 光是具有能量的粒子，根据《化学评论》(Chemical Review)中的文章(第 103巻，第10号，第3835至3855页，2003年)(以下称为参考书目A)， 略微阴暗的天空下的户外景色大约是由1021个光子/cm2 秒所形成。平面照 明应该对应这些数字。已开发的白炽光源被散射性板和薄膜覆盖使光散 开，正如云对日光所起的作用一般。但是，我们还未具备舒适的平面光源。适当的白炽光源选择标准如下所述钨丝电灯泡的能量转换效率(输出光能/输入能量)是0.8%，并且，点亮时被加热到大约300(TC，正好低于钨丝的熔化温度(3422t:)。钨丝电灯泡 利用改变钨丝的加热温度而有各种照明亮度，并且由于低生产成本，因此， 一个世纪以来，鸽丝电灯泡在住宅、办公室、商店和户外被广泛地用作照 明源。作为光源，钨丝电灯泡的缺点在于温度上升发热和功率低。近来，HBLED被期望取代钨丝电灯泡成为新的光源而吸引了人们的 关注。HBLED的光线是由电子和空穴的再结合而产生。HBLED的量子效 率(发出的光子数目/注入的电子数目)大约是50%。注入到LED的电子的 50%能量转换成光，剩余的50%能量转换成热。例如，实际运用中的HBLED 的操作是在5V条件下的60A/cm2。 1A电流包含0.6xl0个电子/秒。运作 的HBLED每秒发出大约2xl(^个光子/ci^秒，适合当作光源。HBLED 的运作问题在于150W/cm、-60x0.5x5W/cm、的能量会将HBLED加热到大 约200'C的高温。HBLED由有掺杂物的薄膜构造而成，这些掺杂物形成发 光中心。薄膜中的掺杂物是晶体杂质，并且，这些杂质由加热到20(TC的 薄膜缓慢地扩散出来，进而导致HBLED的光输出减少。实际操作寿命是 关于HBLED使用上的严重问题。当EL和OLEL在高亮度的条件下运作 时，依计算显示，情况与HBLED类似。FL利用汞蒸气放电，汞原子数目由加热的管形FL的温度决定。在低 压力的条件下，汞在大约4(TC的温度汽化。低气压条件下汞蒸汽的放电属 于电晕放电(corona discharge),由于二维延伸的放电区域可于电晕放电过 程中产生大量被激励的汞蒸汽，因此，FL的型态通常由管形玻璃而非点 光源构成。电晕放电中的汞蒸汽于254 nm波长处发出非常强烈的紫外线 (UV)光，伴随有可见波长的许多线状光。涂覆于管形玻璃内壁表面上的荧 光幕将254nm UV光的强大亮度转换成可见波长光。发出的光是光致发光 (photoluminescence， PL)。来自FL的PL输出(尸丄。 ,)如下所示 i^。w=f/。dsdt 方程式(l)其中，s是荧光幕的面积，/。是亮度(luminance)， t是时间。关于给定 的FL， /。和t通常是恒定的，s是可变的。根据方程式(l)， PL输出与FL 的s成正比。所以，在过去的50年间，FL由大直绿(例如，大约3 5cm)的管形玻璃构成并用于照明。室温下的汞是液体状态。在FL灯中，汞必须汽化来放电，由增加辅助的氩(Ar)气，可以使汞汽化。IO毫米汞柱的氩 气的电晕放电温度，使汞加热至蒸发(蒸发温度7^^357'C)。氩气不发出强 烈的UV光。商用FL的能量转换效率是大约20%。由于能量转换效率高、 生产成本低，FL在现代生活活动中很受欢迎，并且可以节约能量，有利 于环境保护。FL提供了一种具有微小荧光粒子的良好的散射光源。FL中的荧光幕由几微米Oim)的荧光粒子排列构造而成，并且，荧光 粒子不吸收可见光，其颜色为白色。除了粒子尺寸以外，实际的荧光粒子 (请见参考书目A)还是具有不对称中心的晶体。不对称晶体具有很大的介 电常数s，该介电常数s与折射率有关(￡=勺。商用荧光体具有大约n=2.5 的高介电常数(s-6至10)。所以，这些光的约三分之一((n—1)/(11+1)}在荧光 粒子的内、外边界上反射。荧光幕本身作为一种良好的可见光散射材料。FL的一个问题是管形光源，它不是平面光源。平面光源可以由多个 平行排列的管形FL与光散射性外壳组成。这在实际应用中有不便之处。 FL的另一个问题是PL输出随输入功率的增加而饱和，这是因为未激励的 汞蒸汽在放电柱与荧光幕之间进行自吸收的缘故。电晕放电柱的直径随着 输入功率的增加而縮短，因此荧光幕与放电柱之间未激励的汞蒸汽的数目 随输入功率的增加而增加。如上所述，来自荧光幕的PL输出在相当广泛 的范围内与荧光幕上的UV光强度成线性关系。虽然由管形FL生成的UV 光子的数目随输入功率的增加而增加，但是，荧光幕上所到达的UV光子 的数目是一个常数。这样，来自管形FL的PL输出显然随输入功率的增加 而饱和。电晕放电柱与荧光幕之间的间距可由管形玻璃直径的减小而縮短。当 FL的管形玻璃的直径缩小时，来自FL的PL输出确实增加了。然而，氩 气放电的点灯电压显着增加，因此需要高外施电压，但此高外施电压加速 激发的Hg+和Ar+离子，撞击并破坏了阴极丝。由将金属(冷)阴极应用于小 管径的管形FL，亦即冷阴极荧光灯(CCFL)，灯丝阴极的损害问题得到 了解决。CCFL的操作，需要具有用于电晕放电点火的高电压一几kV，这 需要大量的操作设备和成本。实际上，由应用很小尺寸的压电变压器，就 可以解决这一难题。由应用压龟变压器，CCFL的内部直径縮小到lcm，并且进一步縮小到l一2mm。由于CCFL玻璃温度增加，氩气气压增加到 大约50托(torr)，进而产生很高的254nmUV光强度。较窄的管内的CCFL 有很高的氩气气压。由于FL和CCFL的开发，PL生成的基础理论、UV 放电光和荧光幕的组合已得到充分的研究。将CCFL和光扩散板结合，使平面光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无汞平面荧光灯，其包含：一底板玻璃上的一驱动电路和形成于氙气体腔室内的一内部电路，其中，该驱动电路及该内部电路在电子流中被隔离，及一荧光幕涂覆于该氙气体腔室的一内壁上。

【技术特征摘要】
US 2007-1-23 11/656,4841、一种无汞平面荧光灯，其包含一底板玻璃上的一驱动电路和形成于氙气体腔室内的一内部电路，其中，该驱动电路及该内部电路在电子流中被隔离，及一荧光幕涂覆于该氙气体腔室的一内壁上。2、 如权利要求1所述的无汞平面荧光灯，其中，该内部电路包含该 氙气体腔室内的氙气和发光粒子。3、 如权利要求1所述的无汞平面荧光灯，其中，该内部电路包含由 离子化气体的电荷构成的电源，该电荷与极化电荷约束在一起，来自该驱 动电路的电场使该极化电荷于该发光粒子的表面体中感应。4、 如权利要求1所述的无汞平面荧光灯，其中，该内部电路还包括一开关，该开关的运作是由该发光粒子的表面释放的电子移动到该发光粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽隆二，蔡君徽，
申请(专利权)人：奇美实业股份有限公司，奇达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]