[发明专利]有主汞剂的冷阴极荧光灯设备

说明书

技术领域

本发明是关于低压汞蒸汽气体放电荧光灯设备，特别是一种经改进的冷阴极荧光灯设备(″CCFL设备″)，  更具体地，涉及一种冷阴极荧光灯灯管里有主贡剂的冷阴极荧光灯设备。

背景技术

荧光灯一般作为照明用，同样的功率，它提供比白炽灯泡多几倍的可见光。荧光灯是一种低压汞蒸汽气体放电设备。一只密封灯管里的低压汞蒸汽气体在适当的电压和电流驱动下会释放出紫外线，紫外线辐射在灯管里的磷层便产生可见光。

荧光灯的灯管至少有一只阴极(一般地号称为″电极″)被封密在里面，阴极由导线连接到可产生高压和高频率电流的电子驱动器。这些阴极因应不同操作的模式可设计为″热阴极″、或者是″冷阴极″，更正确地应作为″弧光″(″arc″)或者″辉光″(″glow″)放电电极(″discharge electrode″)。由这两种完全不同放电方式产生可见光的荧光灯，通常被区分作为热阴极荧光灯(″HCFL″)，或者是冷阴极荧光灯(″CCFL″)。因为用完全不同的方法产生电子流，即：通过弧光放电或者辉光放电而产生电子流，它们属于两种完全不同的照明技术。

热阴极荧光灯在弧光放电时需要一个较大的电流，通常要用0.1到1.5安培的电流将热阴极的钨丝加热到大约800℃到1000℃，以激动热阴极面上的电子发出层(″emissive layer″)而释放出电子流。这个电子发出层通常是涂在钨丝上的碱氧化物。因此，热阴极荧光灯也被称为弧光放电灯或电弧放电灯。

当热阴极荧光灯的电子发出层被钨丝的高温差不多完全蒸发时，热阴极荧光灯的寿命便结束。同时，当热阴极荧光灯连续闪烁，或者当经常开关时，它的钨丝承受庞大的金属压力，并且不断地时断时续，以致非常容易损坏。热阴极荧光灯的钨丝亦因为本身的蒸发而不断衰弱，因此热阴极荧光灯只有一个与普通白炽灯相同的有限寿命，通常只有几千小时。

热阴极荧光灯的另一个缺点是它产生的光不能被平稳流畅地减弱或增强，即：不能被平稳地调光(″smoothly dimmable″)。因为热阴极荧光灯的钨丝需要一个不变的电流维持它的高温，使它的电子发出层连续地发出电子。因此，热阴极荧光灯只能用复杂和昂贵的电路，使它产生的光梯阶式地(″stepwise″)减弱或增强。

冷阴极荧光灯通过一个与热阴极荧光灯完全不同的机制发释放出电子流，它是利用阴极之间较大的电压降(″voltage drop″，通常是至少100伏特)把电子从阴极拉出。这是通常所知的辉光放电，它需要用高频率(10kHz-150kHz)，和在启动时几百到几千伏特、正常操作时保持在500到2500伏特的交流电。为了得到较高的效率和维持较大的电压降，冷阴极荧光灯的灯管尽可能不止一米长。

尽管冷阴极荧光灯的灯管较为脆弱，它在启动期间没有浪费能量去加热电极，也没有可自我蒸发和承受着庞大金属压力的钨丝，因此冷阴极荧光灯的寿命比热阴极荧光灯长得多，通常达到50000小时或以上。

冷阴极荧光灯能连续闪烁地操作，因为它的冷阴极电极通常由大面积的镍薄片形成，绝对不会像热阴极荧光灯的钨丝电极因为蒸发而减弱及不能承受因开关产生的庞大金属压力而损坏。冷阴极荧光灯可立刻启动，启动时通常是不到10毫秒灯管便完全发光。与热阴极荧光灯不同，由于冷阴极荧光灯不需要在启动将钨丝加热到至少800℃(这通常需要几百毫秒)，因此即使低温下，冷阴极荧光灯仍能立刻启动。此外，由于冷阴极荧光灯的操作电压高，只要将电压变大或者减弱，便能用普通的调光器(″dimmer″)将冷阴极荧光灯调光。

冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯都已经存在了很长的时间，市场上有大量不同的产品供选择。它们彼此的利弊，以及它们完全不同的发光机制，经已被熟识技术的人清楚了解，所以毫无疑问，它们基本上是两个完全不同的灯光设备，即使他们在汞蒸汽产生紫外线给磷层发光的过程中具有相同的特征。