[发明专利]用于场致发光装置的谐振电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种场致发光装置(field emission lighting arrangement)。更具体地，本发明涉及用于大体上在谐振态下驱动所述场致发射装置的设备。

背景技术

当今，采用更节能的可选产品来替代传统的灯泡逐渐成为了一种趋势。已经呈现一种在形式上类似于传统灯泡的荧光光源，其通常被称为紧凑型荧光灯(compact fluorescent lamps，简称CFLs)。众所周知，所有的荧光光源均含有少量的汞，由于汞的暴露会影响健康从而带来了一些问题。此外，由于对汞的处理具有非常严格的规定，从而这种荧光光源的循环利用也变得复杂和昂贵。

因此，存在提供荧光光源替代品的需求。这种替代品的一个例子在WO2005074006中被提出，其公开了一种不包含汞和任何其他健康有害物质的场致发光源。该场致发光源包括阳极和阴极，该阳极包括电导层和荧光层(phosphor layer)，该荧光层在被该电导层和阴极之间的电势差而引起的电子轰击激发时发光。为了获得高强度的光发射，需要施加位于4-12kV之间的驱动信号。

WO 2005074006中所公开的场致发光源提供了一种有希望的途径来得到更好的环境友好性的光，例如汞的利用并不是必需的。然而，总是希望提高驱动条件以提升使用寿命和/或减少功率消耗。

发明内容

根据本发明的一个方面，上述的需求通过场致发光装置至少部分地得到了满足，该场致发光装置包括：场致发光源，其包括阳极和阴极并且具有固有的预设电容；电感器，其具有预设的电感值并且与所述场致发光源的阳极和阴极中的至少一个相连接；以及电源，其与所述场致发光源和电感器相连接并且被配置为提供给场致发光源供电的驱动信号，该驱动信号包括第一频率分量，该第一频率分量具有选自频率范围内的第一频率，该第一频率基于预设电容和预设电感并且对应于场致发光装置的谐振处的半功率宽度。

本发明基于以下理解，一旦制作阴极和阳极的材料被选择，则灯的配置和物理尺寸也随之被确定；灯的物理性质也就被确定。从电路的观点来看，这些性质中的某些可视为与电子元器件(例如具有预设电阻、电容和电感的二极管、电容器和电感器)的性质相一致。因此该灯总体上以不同的方式呈现出像这些元器件，最重要的是以在不同驱动条件(例如直流驱动、低频率驱动和谐振频率驱动)下的谐振电路的方式。此处，将低于谐振频率的任何频率均定义为低频率。通过调整在灯内部和/或外部的电容和/或电感，可以选择所需要的谐振频率以及输入电压和电流之间的相位关系。

根据本发明，第一频率的选择是这样的：使得可获得场致发光装置谐振处的半功率宽度，第一频率的选择被理解为：第一频率被选择为以场致发射配置的谐振频率为中心并且在频率范围内，以使总功率的一半被包含。换句话说，第一频率被选择为位于该频率范围之内的某一位置，在该位置，驱动信号具有高于其幅值最大值一半的功率。

得益于包含电感器以及选择用于在谐振时设置场致发光装置的驱动信号，本发明有益的效果包括：场致发光装置的功率消耗降低以及场致发光装置的输出光增大。更确切地，场致发光装置优选地包括荧光层，该荧光层被临近于阳极设置。在运行过程中，阴极能够发射电子，所述电子朝荧光层被加速。当射出的电子与荧光颗粒相碰撞时，荧光层能够发出荧光。由荧光层发出的光通过被配置为透明的阳极(例如，通过使用基于铟锡氧化物“ITO”的阳极)传输。

在本发明优选的实施例中，第一频率高于20kHz，主要取决于阳极和阴极的固有电容。驱动信号还可以包括第二频率分量，该第二频率分量包含低于所述第一频率的第二频率，例如低于1kHz。优选地，第二频率分量被设置为第一频率分量的载波。

优选地，第一频率分量和/或第二频率分量可以被选择为具有大致正弦的波形。然而，其他的波形当然也是可能的，同样包含在本发明的范围之内。

为了得到高强度的光输出，第二频率分量被设置为具有高于10kV的幅值。然而，可以允许由所述场致发光装置发射出亮度较低的光。在亮度较低的模式下，所述幅值可以在4-15kV的范围之内。

电感器可以被设置成与阳极和阴极串联或并联。第一频率的选择还取决于电感器设置的位置。

在本发明优选的实施例中，该场致发光装置进一步包括：包含所述阳极和阴极的真空腔；以及基座结构，所述基座结构连接至所述真空腔并且包含所述电感器和所述电源。通过提供这样的一种实现，该场致发光装置能够被设置为通常电灯泡的改型。于是，该基座可以配备有卡口螺丝以安装于合适的灯座上。