[发明专利]一种单面柔性超薄平面紫外光源

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种等离子体平板光源的技术领域。

 

背景技术

紫外光源在环保、能源、加工、医疗、照明等方面，如杀菌、消毒，激光泵浦，光敏材料的固化，介质表面的改性，光清洗，微电子集成电路的刻蚀，污染物的降解，生物医学检测及诊治等有重要应用。紫外辐射指光波长介于X射线和可见光波段的电磁辐射，主要分为长波（称为UVA，波长315nm～400nm）、中波（UVB，280nm～315nm）、短波（UVC，200nm～280nm）、真空紫外（VUV，100nm～200nm）四个波段，相应的紫外光源分别称之为长波、中波、短波和真空紫外光源。尤其对于波长在312nm左右的窄谱中波紫外（NB-UVB）光源，在医疗行业尤其是治疗皮肤顽症方面得到广泛的应用。

传统的紫外光源的结构形式主要有直管形，U形等管状结构，工作气体有两类，一类是汞蒸气，由于其对环境有污染，逐步在减少使用该类光源。另一类是以Xe、Ne等惰性气体为工作气体的紫外光源。后者在国际上处于领先地位，其工作方式为介质阻挡放电（DBD），产生受激准分子发光，具备单色性好，紫外发光效率高的优点。以NB-UVB光源为例，目前经过长期的研究认为安全有效的NB-UVB光源主要是由荷兰飞利浦公司研发的紫外灯管，市场上绝大多数NB-UVB紫外线光疗仪设备皆采用该种灯管。由于管状结构类似普通的日光灯和节能灯结构，不能贴合皮肤表面，皮肤接受到的UVB光分布不均，调制亮度比较困难，不能做到精确控制照射剂量，对于治疗有一定程度的影响。此外， 管状结构为360°C发光，难以控制照射面积，使用紫外波段的高反射材料汇聚发光面会导致其成本增加，实际的能源效率较低。

 

发明内容

本发明针对现有管状紫外光源的不足，提供一种发光亮度、发光面积可控的单面超薄柔性平面紫外光源。

一种单面柔性超薄平面紫外光源，包括前基板、后基板、荫罩、封接框；前基板上远离后基板的一侧布置至少一对放电电极，后基板上远离前基板的一侧布置至少一对辅助电极，前基板、后基板之间通过封接框连接，荫罩设置在前基板、后基板、封接框形成的空间内，前基板上朝向后基板的一侧镀有保护膜层，后基板上朝向前基板的一侧镀有紫外漫反射层，荫罩上设置与放电电极平行的荫罩通槽，荫罩通槽上朝向前基板的一侧布置荫罩孔，所述荫罩孔与放电电极对应布置。

比较好的是，本发明的前基板由厚度在20mm～200mm之间的可以透过紫外光的柔性超薄玻璃或聚合物基板制成。 

比较好的是，本发明的后基板由厚度在20mm～200mm之间的柔性超薄玻璃或聚合物基板制成，镀着在后基板上的紫外漫反射层为纳米SiO2漫反射层，颗粒大小20nm～50nm，厚度为500nm～1um。

比较好的是，本发明的辅助电极与放电电极在空间上垂直正交。

比较好的是，本发明的放电电极、辅助电极由银、铜或铝材料通过蒸镀光刻工艺构成

比较好的是，本发明的荫罩为金属导电网格板。

比较好的是，本发明的荫罩孔包括面孔、底孔，面孔直径为底孔直径的3～4倍，即面孔面积是底孔面积的10～20倍，面孔位于远离荫罩的一端，底孔与荫罩相接触。荫罩孔内壁涂覆辐射紫外光的荧光粉层。

本发明的工作原理是，前基板及放电电极、后基板及辅助电极、荫罩孔所在的空间构成了等离子体放电的单元，所充的工作气体主要为惰性气体（He，Ne，Ar，Kr，Xe）的混和气体，工作气体在外加电场下，直接产生真空紫外光，通过紫外荧光粉产生所需不同波段的紫外辐射。如在面孔内壁涂覆荧光粉YAl3(BO3)4 : Gd，则可作为窄谱中波紫外（NB-UVB）光源产生312nm的紫外辐射，构成窄谱中波紫外柔性面光源。该光源采用表面型放电模式，在放电电极对施加交流维持脉冲，在辅助电极施加点火脉冲，当点火脉冲与维持脉冲的幅值之和高于气体放电的着火电压，放电单元产生电离放电，产生真空紫外光，从而激发紫外荧光粉产生紫外光。通过对放电电极对和辅助电极的程序控制，选择放电的面积位置及大小，通过对放电电极对上的维持脉冲时间的控制，达到控制紫外光的发光强度。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明对紫外光受照体，在后基板内表面制备一层漫反射层，将出射到后基板的紫外反射到前基板，有针对性的形成单面照射，减小了其他角度光源的无效输出，提高发光效率和发光强度。