CN1979753A - 平面灯源及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种平面灯源，包括第一基板、多个电极组、第二基板、介电间隔壁、第一荧光体层以及放电气体。电极组设置于第一基板上。第二基板设置于第一基板上方。介电间隔壁覆盖电极组，而介电间隔壁连接于第一基板与第二基板之间，并且介电间隔壁将第一基板与第二基板之间的空间分隔成多个放电空间。第一荧光体层设置于放电空间内。放电气体设置于放电空间内。此平面灯源的结构简单，并且适于提高荧光体层涂布面积，以及防止基板产生裂缝。

Description

平面灯源及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种平面灯源(planar light source)及其制造方法，且特别涉及一种结构简单的平面灯源以及工艺简化的平面灯源的制造方法。

背景技术

由于平面灯源(planar light source)具有良好的发光效率与均匀性，且能够提供大面积的面光源，故平面灯源被广泛地应用于液晶显示面板的背光源(backlight)甚至于其它的应用领域上。平面灯源是一种等离子发光元件(plasma light-emitting device)，其主要是利用电子由阴极射出之后，电子会在阴极与阳极之间移动，并与放电空间(discharge space)中的惰性气体(inert gas)产生碰撞，以将气体离子化、激发而形成等离子。之后，等离子中的激发态原子(excited state atom)会以放射紫外线(Ultra-Violet)的方式回到基态(ground state)，而所放射的紫外线会进一步激发平面灯源中的荧光体(phosphor)，以产生可见光(visible light)。

图1为一种公知平面灯源的示意图。图1A为图1的平面灯源的局部剖面示意图。请同时参照图1与图1A，公知的平面灯源100包括上基板110(upper substrate)、下基板120(lower substrate)、荧光体层130a、130b、反射层140、介电层150、电极组160(electrode modules)、间隔壁170(spacer)以及位于放电空间180之间的放电气体(图中未表示)。其中，电极组160包含阳极160a与阴极160b，当阴极160b所放出的电子(图中未表示)往阳极160a移动时，电子会碰撞放电空间180中的放电气体，而使放电气体形成等离子。接着，从等离子中放射出的紫外线会激发荧光体层130a、130b，而使其发出可见光。

请继续参照图1与图1A，为了维持放电空间180，必须设置多个间隔壁170以支撑上基板110与下基板120。然而，间隔壁170的设置会占据上基板110与下基板120之间的部分空间，所以相对地放电空间180将随之变小。结果是，位于放电空间180中的荧光体层130a、130b的涂布面积也随之缩小。此外，在设置间隔壁170时，会利用玻璃胶(frit glue)，以将间隔壁170粘着于下基板120上。

图1B为图1A中A区域的局部放大示意图。请参照图1B，玻璃胶190是利用来将间隔壁170粘着于下基板120上。然而，玻璃胶190本身会与反射层140与下基板120产生化学反应，而侵蚀与玻璃胶190接触的反射层140以及下基板120。如此一来，局部的反射层140与下基板120会产生裂缝195。这不但会使间隔壁170固定于下基板120的效果变差，也使得反射层140与下基板120受到损伤。当然，与间隔壁170连接的上基板110，也会发生上述的问题。

另外，公知平面灯源的工艺也将较为繁琐。图2为图1的平面灯源的下基板的制造步骤流程图。请同时参照图1与图2，首先，提供下基板120，如步骤210所示。再来，于下基板120上制造反射层140，如步骤220所示。接着，于反射层140上制造多个电极组160，如步骤230所示。继之，形成介电层150以覆盖电极组160，如步骤240所示。之后，于介电层150上形成荧光体层130b，如步骤250所示。

值得注意的是，在步骤240中，位于下基板120上的介电层140是以多次印刷(printing)的方式而达到所需的图案以及厚度。由于多次印刷较为耗费工艺时间，故会使得下基板120的产量降低。此外，多次印刷的工艺也容易因为印刷的偏移(shift)现象，而造成图案的膜厚均匀性不佳，所以使得不同区域的发光效果出现很大的差异。

特别是，在结合上基板110与下基板120时，为了维持放电空间180，而必须再进行设置间隔壁170的步骤。由于多个间隔壁170是借着玻璃胶190而分别粘着于下基板120上，所以设置间隔壁170的工艺将会十分耗时且繁琐，而不利于平面灯源100的产量的提高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种平面灯源，其适于增大荧光体层涂布面积，并可防止基板产生裂缝。

本发明的另一目的是提供一种平面灯源的制造方法，其工艺较为简单，进而能提高平面灯源的产量。

为达上述或是其它目的，本发明提出一种平面灯源，包括第一基板、多个电极组、第二基板、介电间隔壁、第一荧光体层以及放电气体。电极组设置于第一基板上。第二基板设置于第一基板上方。介电间隔壁覆盖电极组，而介电间隔壁连接于第一基板与第二基板之间，并且介电间隔壁将第一基板与第二基板之间的空间分隔成多个放电空间。第一荧光体层设置于放电空间内。放电气体设置于放电空间内。

在本发明之一实施例中，上述每一个介电间隔壁与第一基板接触部分的宽度大于其与第二基板接触部分的宽度，并且每一个介电间隔壁的截面例如是梯形。

在本发明之一实施例中，上述介电间隔壁的厚度介于100μm～5,000μm之间。

在本发明之一实施例中，上述平面灯源还包括第二荧光体层，覆盖第二基板的表面。

在本发明之一实施例中，上述每一个介电间隔壁包括顶部与主体部，并且，上述平面灯源还包括第三荧光体层，设置在第二基板上并位于顶部之间以及放电空间内。

在本发明之一实施例中，上述平面灯源还包括反射层，设置于第一基板与电极组之间。

在本发明之一实施例中，上述电极组的材料是选自于银、铜及其组合中的一种。

在本发明之一实施例中，上述放电气体是选自于氙气、氖气、氩气及其组合中的一种。

为达上述或是其它目的，本发明再提出一种平面灯源的制造方法。首先，提供第一基板，而第一基板上已形成有多个电极组。接着，于第一基板上形成介电材料层，此介电材料层覆盖电极组，且介电材料层具有一厚度。再来，图案化此介电材料层，以形成多个介电间隔壁。接着，提供第二基板，而介电间隔壁将第一基板与第二基板之间的空间分隔成多个放电空间。继之，于放电空间内形成第一荧光体层。之后，结合第一基板与第二基板，并同时于放电空间填入放电气体，其中介电间隔壁连接于第一基板与第二基板之间。

在本发明之一实施例中，上述于第一基板上形成介电材料层的方法包括涂布法。

在本发明之一实施例中，上述于第一基板上形成介电材料层后，还包括对介电材料层进行烧结工艺(sinter process)。

在本发明之一实施例中，上述介电材料层的厚度介于100μm～5,000μm之间。

在本发明之一实施例中，上述图案化该介电材料层的方法包括下列步骤。首先，在介电材料层上贴覆光刻胶膜。继之，对光刻胶膜进行光刻工艺以形成图案化光刻胶膜。之后，利用图案化光刻胶膜为蚀刻罩板，对介电材料层进行蚀刻工艺以形成介电间隔壁。

在本发明之一实施例中，上述于放电空间内形成第一荧光体层的方法包括涂布法。

在本发明之一实施例中，上述平面灯源的制造方法，还包括于第二基板的表面形成第二荧光体层。

在本发明之一实施例中，上述平面灯源的制造方法，其中在形成电极组之前，还包括于第一基板上形成反射层。

本发明因采用介电间隔壁取代公知的间隔壁，因此，可以节省公知间隔壁所占据的空间，而增大本发明的平面灯源的放电空间。所以，涂布在放电空间内的荧光体层的面积也可以随之增加。另外，由于介电间隔壁是利用光刻蚀刻工艺而形成，所以不需使用玻璃胶，因此，可以防止基板产生裂缝。再者，本发明的平面灯源的制造方法的工艺较为简单，由于采用了成膜工艺配合光刻蚀刻工艺而形成介电间隔壁，所以与公知以多次印刷制造介电层的工艺相比而言，本发明的工艺步骤较为简化，进而能提高平面灯源的产量。

为让本发明之上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知一种平面灯源的示意图。

图1A为图1的平面灯源的局部剖面示意图。

图1B为图1A中A区域的局部放大示意图。

图2为图1的平面灯源的下基板的制造步骤流程图。

图3为本发明较佳实施例中一种平面灯源的示意图。

图4为本发明较佳实施例中另一种平面灯源的示意图。

图5A～5G为本发明较佳实施例中一种平面灯源的制造方法的步骤流程剖面示意图。

主要元件标记说明

100、300、302：平面灯源

110：上基板

120：下基板

130a、130b、350、390、392、490a、490b：荧光体层

140、380、430：反射层

150：介电层

160、320、420：电极组

160a、320a、420a：阳极

160b、320b、420b：阴极

170：间隔壁

180、370、500：放电空间

190：玻璃胶

195：裂缝

210、220、230、240、250：步骤

310、410：第一基板

330、480：第二基板

340、470：介电间隔壁

342：顶部

344：主体部

360、510：放电气体

440：介电材料层

450：烧结工艺

460：光刻胶膜

460a：图案化光刻胶膜

A：区域

d：厚度

W1、W2：宽度

具体实施方式

图3为本发明较佳实施例中一种平面灯源的示意图。请参照图3，此平面灯源300包括第一基板310、多个电极组320、第二基板330、介电间隔壁340、荧光体层350以及放电气体360。电极组320设置于第一基板310上。第二基板330设置于第一基板310上方。介电间隔壁340覆盖电极组320，而介电间隔壁340连接于第一基板310与第二基板330之间，并且介电间隔壁340将第一基板310与第二基板330之间的空间分隔成多个放电空间370。荧光体层350设置于放电空间370内。放电气体360设置于放电空间370内。

请继续参照图3，在一实施例中，第一基板310例如是玻璃基板。而电极组320包括阳极320a与阴极320b，其中，电极组320是以阳极320a、阴极320b、阳极320a、阴极320b的顺序依次排列于第一基板310上。然而，电极组320也可以阳极320a、阴极320b、阴极320b、阳极320a的顺序依次排列于第一基板上(图中未表示)。此外，电极组320的材料是选自于银、铜及其组合中的一种。

第二基板330例如是玻璃基板。而平面灯源300还包括另一荧光体层390，覆盖第二基板330的表面。因此，放电空间370内的等离子所放出的紫外线，除了可以激发荧光体层350而发出可见光外，还可以进一步激发另一荧光体层390而发出可见光，以提高平面灯源300的亮度。在一实施例中，平面灯源300也可以具有反射层380，设置于第一基板310与电极组320之间。此反射层380为高反射率材料所制成，其用以反射可见光，进而提高可见光的利用效率。而放电气体360是利用惰性气体使其填充于放电空间370内。在一实施例中，放电气体360是选自于氙气、氖气、氩气及其组合中的一种。

值得注意的是，本发明是利用介电间隔壁340的设置来取代公知的间隔壁170。在一实施例中，如图3所示的每一个介电间隔壁340与第一基板310接触部分的宽度W1大于其与第二基板330接触部分的宽度W2，并且每一个介电间隔壁340的截面例如是梯形。如此一来，介电间隔壁会具有较好的支撑效果，而更佳地维持介于第一基板310与第二基板330之间的放电空间370。另外，介电间隔壁340的厚度例如是介于100μm～5,000μm之间。也就是说，此介电间隔壁340的厚度相当于公知的间隔壁170的厚度。所以，本发明省略了公知的间隔壁170，并利用介电间隔壁340来维持第一基板310与第二基板330之间的放电空间370。

图4为本发明较佳实施例中另一种平面灯源的示意图。请参照图4，此平面灯源302的构成与图3所示的类似，相同或类似的构件标示以相同的标号。值得注意的是，在本实施例中，每一个介电间隔壁340包括顶部342与主体部344，并且平面灯源302还包括荧光体层392，其设置在第二基板330上并位于顶部342之间以及放电空间370内。更详细而言，平面灯源302是在第二基板330上设置介电间隔壁340的顶部342，以及在第一基板310上设置介电间隔壁340的主体部344。所以，如图4所示的介电间隔壁340可以更佳地支撑第一基板310与第二基板330而维持放电空间370。特别是，通过顶部342与主体部344的设计，可以有效地将第一基板310与第二基板330进行对位，而提高结合精确度。另外，如图4所示的荧光体层392的设置方法可以节省荧光体层392的使用，进而降低制造平面灯源302的成本。

综上所述，本发明之介电间隔壁340可扮演公知中间隔壁170的角色。由于本发明并不需要设置公知的间隔壁170，所以与公知的平面灯源100相比而言，本发明之平面灯源300、302的放电空间370较大。因此，可借此提高荧光体层350的涂布面积，进而提高平面光源300、302的亮度。并且，由于本发明不需要设置公知的间隔壁170，并且介电间隔壁340是利用成膜工艺与光刻蚀刻工艺而制造，所以不需使用玻璃胶，而可以避免因使用玻璃胶所导致的基板产生裂缝的现象。以下将说明本发明之平面灯源的制造方法的实施例。

图5A～5G为本发明较佳实施例中一种平面灯源的制造方法的步骤流程剖面示意图。首先，提供第一基板410，而第一基板410上已形成有多个电极组420，如图5A所示。在一实施例中，电极组420例如具有阳极420a与阴极420b，而形成电极组420的方法例如是印刷法，或是先在第一基板410的表面形成电极材料层(图中未表示)，再利用光刻蚀刻工艺(photolithography process)形成电极组420，此方法为所属技术领域的技术人员可据以实施，在此不予以赘述。此外，在一实施例中，于形成电极组420之前，可以于第一基板410上先形成反射层430。形成反射层430的方法例如是印刷法(printing)或是涂布法(coating)。

接着，于第一基板410上形成介电材料层440，此介电材料层440覆盖电极组420，且介电材料层440具有一厚度d，如图5B所示。在一实施例中，于第一基板410上形成介电材料层440的方法包括涂布法，并且所形成的介电材料层440的厚度介于100μm～5,000μm之间。此外，于第一基板410上形成介电材料层440后，还包括对介电材料层440进行烧结工艺450(sinter process)，以使介电材料层440固化。

再来，图案化此介电材料层440，以形成多个介电间隔壁470。在一实施例中，图案化介电材料层440的方法例如是如图5C～图5E所示的步骤。首先，如图5C所示，在介电材料层440上贴覆光刻胶膜460。继之，如图5D所示，对光刻胶膜460进行光刻工艺以形成图案化光刻胶膜460a。之后，利用图案化光刻胶膜460a为蚀刻罩板，对介电材料层440进行蚀刻工艺以形成如图5E所示的多个介电间隔壁470。值得注意的是，由于介电材料层440具有相当于公知间隔壁170的厚度，所以利用光刻蚀刻工艺而形成介电间隔壁470也具有间隔壁的效果。

本发明利用介电材料层440形成介电间隔壁470。与公知平面灯源100中需设置介电层140以及间隔壁170相比而言，本发明的工艺较为简单。并且介电间隔壁470是利用成膜工艺配合光刻蚀刻工艺而制造，所以，本发明可改善公知中因为印刷的偏移(shift)所造成的图案膜厚的不均匀，而使得不同区域的发光效果出现差异的现象。

接着，提供第二基板480，其中介电间隔壁470将第一基板410与第二基板480之间的空间分隔成多个放电空间500，如图5F所示。在一实施例中，还包括于第二基板的表面上形成荧光体层490a，此荧光体层490a例如是如图5F所示的全面覆盖于第二基板480上，或是仅对应形成于放电空间500内，如图4所示。另外，在第二基板480上也可以再形成一介电层(图中未表示)，此介电层可以与介电间隔壁470对应结合，而形成如图4所示的介电间隔壁340的结构。如此，第一基板410与第二基板480的结合准确度可借以提高。

继之，于放电空间500内形成荧光体层490b，如图5F所示。在一实施例中，于放电空间500内形成荧光体层490b的方法包括涂布法。

之后，结合第一基板410与第二基板480，并同时于放电空间500填入放电气体510，其中介电间隔壁470连接于第一基板410与第二基板480之间，如图5G所示。如此一来，第一基板410与第二基板480之间的放电空间500可通过介电间隔壁470而得以维持。

综上所述，本发明之平面灯源以及平面灯源的制造方法具有下列优点：

(1)利用介电间隔壁取代公知的间隔壁，可以节省公知间隔壁占据的空间。所以，可增加放电空间，进而使得涂布在放电空间内的荧光体层的面积也随之增加。

(2)本发明不需使用玻璃胶，所以可防止基板产生裂缝的现象。

(3)本发明之平面灯源的制造方法的工艺较为简单，由于采用了成膜工艺配合光刻蚀刻工艺而形成介电间隔壁，与公知以多次印刷工艺制造介电层，以及设置多个间隔壁的工艺相比而言，本发明的工艺步骤较为简化，进而能提高平面灯源的产量。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (18)

1.一种平面灯源，其特征是包括：

第一基板；

多个电极组，设置于该第一基板上；

第二基板，设置于该第一基板上方；

多个介电间隔壁，覆盖上述这些电极组，而上述这些介电间隔壁连接于该第一基板与该第二基板之间，并且上述这些介电间隔壁将该第一基板与该第二基板之间的空间分隔成多个放电空间；

第一荧光体层，设置于上述这些放电空间内；以及

放电气体，设置于上述这些放电空间内。

2.根据权利要求1所述的平面灯源，其特征是每一个介电间隔壁与该第一基板接触部分的宽度大于其与该第二基板接触部分的宽度。

3.根据权利要求2所述的平面灯源，其特征是每一个介电间隔壁的截面包括梯形。

4.根据权利要求1所述的平面灯源，其特征是上述这些介电间隔壁的厚度介于100μm～5,000μm之间。

5.根据权利要求1所述的平面灯源，其特征是还包括第二荧光体层，覆盖该第二基板的表面。

6.根据权利要求1所述的平面灯源，其特征是每一个介电间隔壁包括顶部与主体部。

7.根据权利要求6所述的平面灯源，其特征是还包括第三荧光体层，设置在该第二基板上，并位于该顶部之间以及该放电空间内。

8.根据权利要求1所述的平面灯源，其特征是还包括反射层，设置于该第一基板与上述这些电极组之间。

9.根据权利要求1所述的平面灯源，其特征是上述这些电极组的材料是选自于银、铜及其组合中的一种。

10.根据权利要求1所述的平面灯源，其特征是该放电气体是选自于氙气、氖气、氩气及其组合中的一种。

11.一种平面灯源的制造方法，其特征是包括：

提供第一基板，该第一基板上已形成有多个电极组；

于该第一基板上形成介电材料层，该介电材料层覆盖上述这些电极组，且该介电材料层具有一厚度；

图案化该介电材料层，以形成多个介电间隔壁；

提供第二基板，其中上述这些介电间隔壁将该第一基板与该第二基板之间的空间分隔成多个放电空间；

于上述这些放电空间内形成第一荧光体层；以及

结合该第一基板与该第二基板，并同时于上述这些放电空间填入放电气体，其中上述这些介电间隔壁连接于该第一基板与该第二基板之间。

12.根据权利要求11所述的平面灯源的制造方法，其特征是于该第一基板上形成该介电材料层的方法包括涂布法。

13.根据权利要求11所述的平面灯源的制造方法，其特征是于该第一基板上形成该介电材料层后，还包括对该介电材料层进行烧结工艺。

14.根据权利要求11所述的平面灯源的制造方法，其特征是上述这些介电材料层的厚度介于100μm～5,000μm之间。

15.根据权利要求11所述的平面灯源的制造方法，其特征是图案化该介电材料层的方法包括：

在该介电材料层上贴覆光刻胶膜；

对该光刻胶膜进行光刻工艺，以形成图案化光刻胶膜；以及

利用该图案化光刻胶膜为蚀刻罩板，对该介电材料层进行蚀刻工艺以形成上述这些介电间隔壁。

16.根据权利要求11所述的平面灯源的制造方法，其特征是于上述这些放电空间内形成该第一荧光体层的方法包括涂布法。

17.根据权利要求11所述的平面灯源的制造方法，其特征是还包括于该第二基板的表面形成第二荧光体层。

18.根据权利要求11所述的平面灯源的制造方法，其特征是在形成上述这些电极组之前，还包括于该第一基板上形成反射层。

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