TW201103360A - Flat light source and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

201103360 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 · 本發明揭露了一種平面光源產生器’待別是一種局允度且尚發 光效率的平面光源產生器。 【先前技術】 近幾年來，液晶顯示面板(liquid crystal display panel, LCD panel) 由於外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染，已經躍升成為主流的顯 示裝置。由於液晶顯示面板本身·並不具有發‘光的功能故在液晶顯.一 示面板後方必須提供一背光模組(backlightmodule)作為光源，才能 達到顯示的功能。 由於冷陰極燈管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)具有高輝 光7C度且已為成熟的發展技術，背光模組中常使用冷陰極燈管作為 ，光之燈源。冷陰極燈管所提供之高輝紐係於燈管内灌注果㈣ 蒸氣作為其放電氣體。但近年來環保意識的興起，各國對於采蒸氣 雜p &轉制乳5_平開兮與朗各種無料平面光 源產生器已經成為一個重要的課題。 請參考第i圖，第i __為#絲之平面光源產生器之 201103360 示意圖。如第1圖所示，此平面光源產生器包含兩透明基板u，13， 在兩透明基板11，13之間則設置有兩螢光層15，17、一反射層19以 及一放電室21。放電室21内具有氙氣作為主要放電氣體，並搭配 氖氣作為緩衝氣體。此平面光源產生器還包含一組左電極23a，23b 以及一組右電極25a，25b。若分別對左電極23a，23b與右電極25a，25b 施加一交流電，例如在左電極2如，231)施以正電壓而在右電極 25a，25b施以負電壓，於兩電極之間會形成一放電路徑A，.促使放電 室21中喊氣解離喊生電漿。電衆.巾被激發的雜原子會以放射 紫外線的方式將能量釋放出來，而所釋放的紫外線會進一步撞擊螢 光層15，17以發出可見光，而成為一光源。 + 、， 由於此無汞平面光源之電極係位於基板的左右兩側，其放# 徑較長（如放電路徑A) ’故可提供較高的發光亮度和效率。例如在 30%氙氣/70%氖氣，250ton·的氣體混合下，以25kHz的交流電壓驅 動可達到1側ed/m2的亮度和35.9 lm/W的發級率。但由於放電 路徑的增加，其驅動電壓必須增強到28kv才能達到上述的亮度和 效率，存在著高電壓驅動之操佩險。且在放電雜過長的情況下， 其電漿大多產生在電場最強之處，即區❹的地方，使得可見光多 集中於同-處，而造絲源均勻性不足的問題。另—方面，所產生 乏寸見光>_透明之貪被gb‘與電極所檣彳圭，使择其奋光效 果大打折扣。 因此，還需要-設計良好之平面光源產生器，以能克服上述問 201103360 題。 【發明内容】 ^發月係提供-種平面光源產生器’特別是—種低驅動電壓， 且高亮度及高發纽麵平面統產生_。 根據本侧之t請專纖圍，本發日祕提供—種平面光源產生 :。該平面光誠生器包含―第—基板、-第二基板、依序位於第 -基板上之-第-電極、—第—絕緣層與—第—勞光層、依序位於 第—土板上之第—電極、第二絕緣層與第二螢光層、以及一氣體放 “ /、中第電極包含有一導電層以及複數個尖端電極，各尖 ^電極均突出於導電層上，且分別與導電層電性連接。氣體放電室 麟置於第—螢光層與第二榮光層之間，其内部填充有至少-放電 根j本（明之φ請專纖圍，本發明還提供了-種製作平面光 源產=的方法。該方法首先提供—第—基板，接著於第—基板上 +冑極其中第—電極包含有-導電層以及複數個尖端電 極Λ、备尖罐電極均料錢電層上且分別與導錢電 於各尖端電極鱼導带思货.接者 , /、導电層上形成一第一絕緣層，再於第一基板與第一 、、巴表層上域—第—螢光層。提供m並依序在第二基板 上心成電極、一第二絕緣層以及一第二營光層。最後，將第 201103360 基板與第二基缺行封合組裝，以在f-級與$二基板之間形 成一氣體放電室。 本發明之平面光源產生器，產生的電漿並不會侷限於尖端電極 之處，而係均勻散佈於氣體放電室中，因此可達到一均勻之平面光 發射。且由於本發明特殊之電極設計，於低驅動電壓即可具備高亮 度及尚發光效率，而能廣泛應用於各種顯示裝置。 » .» 【實施方式】 在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱身寺 疋的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能脅拥 不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並 不X名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差 異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的 「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」，在 此容先敘明。 請參考第2圖，第2圖所繪示為本發明之平面光源產生器示意 圖。，如第.2.圖所示λ...本發明之平面光源產生器包含有一第一基板 3〇1、一第一電極305、一第二基板303以及一第二電極311。第一 基板301與第二基板303係相對設置，其材質可包含有機材料或無 機材料，例如玻璃、石英、塑膠、樹脂、壓克力或其他合適的透明 201103360 材質。第-電極305係設置於第-基板301面對第二基板3〇3之表 面，並包含有一導電層307以及複數個尖端電極3〇9。 ♦ . . ★導電層3〇7係位於第-基板叫之表面，討為一全面覆蓋於 第-基板301上之層狀結構，或者具有一圖案化^象㈣之結構。 參考第3 ®與第4目，第3酿第4 __為本發财平面 產生器之立體結構示意圖，為了方便卿，計僅第一基板 301、第-電極305、第二基板3〇3與第二電極311。如第3圖所示， 導電層3〇7係為全面覆蓋於第一基板3〇1之單層或多層結構，而各 尖端電極3〇9則突出於導電層撕上，並與導電層撕電性連接， 使得導電層307與各尖端電極3〇9結合而成為第一電極3〇5。 而在本發明之另一實施例之中，導電層撕亦可具有—圖案化 構如第4圖所不’導電層3〇7可配合各尖端電極卿的分布 而具有-圖案化之層狀結構。在第4财，導電層3 連接電極·，各連接電極彼此平行且沿—第—方向細延伸， 而各尖端雜係如於各連接電極之上，並與各連接電極 308電性連接。 307 質 鋁、銀 ^ 注意跡本發光轉生_二基板興係設 —、、光φ衫基板3〇1為反光面因此位於反光面之導電層 ”材質且選用不透明之導電材質，較佳者為可反光之導電材 !如銅！呂銀等。各尖端電極3〇9的材質則包含銅、 201103360 或其他金屬導電材質，其可以和導電層3σ7使用相同的材質也可 依各種情況*採用不同於導電層sa7之導電材質，例如導電層3〇7 採用金屬銀，而尖端電極3()9可採用金屬銘。另外，在本發明之較 佳實施例中，尖電極3〇9的形狀為圓錐體，但在不影響其他元件 的排歹!下’亦可包含其他立體形狀，例如圓柱或各種角錐體，其設 置以能突出於導電層3〇7為原則，突出高度以介於2.5馨米至3釐 米之間為佳。 清縣考第2圖，本發明之平面光源產生器還包含有一第一營 光層315，係全面覆蓋於第一基板以及位於其上之第一電極 305，其材質包含各種有機、無機或混合之螢光材料 極305以及第一螢光層315之間則設置有一絕緣層 保護第一電極305。 。另外，第4.電 313，以絕緣友 在第二基板303面對第-基板301之表面，則依序設置有一第 二電極3U、-第二絕緣層317以及一第二螢光層319。第二電極 311设置於第二基板303之表面，其可為一全面覆蓋於第二基板观 之層狀結構，如第3.圖所示，或者為—圖案化之層狀結構，如第* 圖所示’其第二電極311圖案係相對設置於第一電極3ιι圖案之上。 但第；.之排触圖索應不受限靜”電極嘗，嘗當第 -電極305為第4圖之排列方式時，其第二電極3ιι亦可為第田3圖 中全面覆蓋之層狀結構4外，於第二籠311上錢有第二絕緣 層奶。值得注意的是，由於第二基板舶係設計為平面光源產生 201103360 器之出光面’因此第二電極犯與第二絕緣層31?宜使用透明材質， 例如第二電極311可包含如氧化鋼錫(ΙΤΟ)、氧化銦辞(ιζο)、氣化 鋅!呂（ΑΖΟ)、氧化鋅鎵（GZ0)和氧化姻鎖（ΜΙ〇)等透明導電材 質。而在第二絕緣層317以及第二基板303上則全面設置有一第二 螢光層319，其材質包含各種有機、無機或混合之螢光材料。 接著4參考第2圖，本發明之平面光源產生器還包含一邊框 ’設置於第-基板3〇1與第二基板3〇3之間，使得第一螢光層 315與第二螢光層319之間形成一密封之氣體放電室323。邊框切# 之高度視各尖端電極3〇9之高度而調整，較佳者為各尖端電極· 之頂端距離第二螢光層319介於50至300微米之間。氣體放電室 323内填充有至少一放電氣體，例如各種惰性氣赋其它適合之氣 體’在本發明較佳實施例當中，氣體放電室323所填入為氣氣。 如第2圖所不’當施加一直流雙極脈衝電壓325於第一電極305 與第二電極311時，即可點亮此平面光源產生器。於兩電極3〇5,311 · 之間所形成之電壓，使位於氣體放電室323中的&氣解離產生電 漿’並發出真空紫外光，此散發之紫外光接著撞擊位於氣體放電室 323上下兩側之第一螢光層315與第二螢光層319，即可放出可見 心可見光穿過透明.之第苎基板搬與第立電極311…即耶 平面光源產生器。 由於本發明之第一電極3〇5與第二電極311係分別設置於第一 201103360 基板301與第二基板303上’而呈現一上一下的電極排列，故能實 現一較短且較平均之電場分布。4發明之尖端電極309係突出於 導電層307上，根據尖端處放電較強之原理，兩電極之間的電場會 集中在大端電極309上的尖端區域c，目此所解離之電聚也多產生 於线區域C之處。由於_觸高能量狀態，相較於第 一電極305 與仁電極311之較低電位，產生的電漿在直流雙極脈衝電壓325 交替的運作下即移往較低電位的第一電極3〇5和第二電極3ιι，也 •就是往約圖中箭頭〇的方向移動，因此所產生之電漿並不會侷限 於尖端區域C之處’而疋均勻散佈於氣體放電室奶中，故能實現 一較廣、較均勻之平面光源產生器。 一請參考第5圖與第6圖，第㈤與第6圖所繪示為本發明找 面光源產生H，其發光讀與發光效概著電壓_之關係示意；

圖，其驅動電壓之範圍為150V到26〇v。如第5圖所示，本發日胖 面光源產生絲度隨㈣壓的升高而增加，且相較於習知技 術中道V __壓，本㈣之平面絲產生科15GV的時候 就可以點亮’而在黯即可_ 78GGed/m2的發光亮度。而如第6 圖所示 不發明之平面絲產生料發光效率雜著·提高耐 加，在260V的驅動下可達到441m/w的高發光效率。因此，本事 明之平源產1器T讀能織__電_舊亮v立在; 電壓的_下仍赌高亮纽高發光效率，補省電且能廣泛應月 於各種顯示裝置。 11 201103360 ，月參考第7圖至第9圖，第7圖至第9圖所緣示為本發明中平 面光原產生器之製作步驟示意圖。如第7圖所示，首先提供一第一 基板301接著於第一基板3〇1形成一導電層如7。如前文所述，導 電層307可為一覆蓋於第一基板應上之層狀結構，或者具有一圖 案化之結構。若導電層3〇7為一圖案化層，，，如第7圖所示，其可包 3複數個連接電極3.08 ’各連接電極’ 3〇8彼此平行且沿第一方向31〇 L伸而各連接電極.3〇8可用網版印刷(呂⑽⑶printing)、噴墨印刷 (I业Jet Priming)或微影製程等方式形成。若導電層3〇7為全面覆蓋 於第基板301上之層狀結構，則可直接由一沈積製程形成。 接著，將複數個尖端電極3〇9分別植於導電層3〇7上，各尖端 電極309均突社於導電層3〇7上且分·別與導電層，3〇7..電性.連接使 知導電層307與各尖端電極3〇9形成了第一電極3〇5。接著如第8 圖所示，同樣以網版印刷的方式，於該導電層3〇7與各尖端電極3〇9 上形成第一絕緣層313。最後以喷塗法的方式將螢光體來回噴灑在 第-絕緣層313以及第-基板3Q1上，以形成第一螢光層315，如 · 此一來，即完成第一基板301上各元件之製作。 請參考第9圖，提供一第二基板303，並在第二基板3〇3上形 成卓一電極311。若’第二電極311.為一圖案化1層，，如第9圖戶斤示， 可用網版印刷、喷墨印刷或微影製程等方式形成。若第二電極311 為全面覆蓋於第二基板303上之層狀結構，則可直接由一沈積製程 形成。接著於第二電極311之上形成第二絕緣層317，最後在第二 12 201103360 .絕緣層317以及第二基板3〇3上，以喷塗法形成第二營光層3i9， 即完成第二基板303上各元件之製作。 最後，封合組裝第一基板3〇1與第二基板3〇3，例如在第一基 板3〇1與第二基板303之間形成邊框321，使得第—基板3〇1與第： 二基板303之間形成密閉之氣體放電室m。接著進行，抽真空步： 驟，將氣體放電室323内之壓力調整至的⑽，最後再冑入放電氣 •體如氙氣’即可完成本發明之平面光源產生器。. 綜上而言’本發明提供了—種平面光源產生器之結構，係使用 氙氣作為放電氣體，不僅符合環保概念，且上下兩層的電極排列加 a 上尖端電極的使用可產生更強的電場，產生的電漿並不會侷限赠 ^ 端電極之處，而係均勻散佈於氣體放電室中，因此可達到一均勻之 、: ，，發射:且由於本發明特殊之電極設計，於低驅動電_可具 ^ 備1¾¾度及高發光效率，而能廣泛應用於各種顯示裝置。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利 所做之均㈣倾修飾，冑應屬本發明之涵蓋範圍。 … 6【爆式停明】〜 -y- * 1 ·-»·.. « · .· . · …'·卜 ,-； 第1圖所繪福習知無汞之平面光源產生H之示意圖。 第2圖所繪示為本發明之平面光源產生器之結構示意圖。 13 201103360 ^圖與第4圖崎示為本發明中平面光源細之立體結構示意 二t第6圖所％示為本發明之平面光源產生11，Α發光古 發先效率隨著電_動之關絲意圖。 ，、發“度” ^圖至第9 _f谢㈣她細之製作步驟示意 【主要元件符說說明】 11,13 透明基板 15,17 螢光層 19 反射層 21 放電室 23a，23b左電極 25a，25b右電極 301 第一基板 303 第二基板 305 第一電極 307 導電層 308 連接電極: 309 尖端電極 310 第一方向 311 第二電極 313 第一絕緣層 315 第一螢光層 317 第二絕緣層 319 第二螢光層 321 邊框 323 氣體放電室 325 直流雙極脈衝電壓 'n ·

Claims (1)

1. 201103360 七、申請專利範圍： 1.一種平面光源產生器，其包含： 一第一基板； 一第二基板’與該第一基板相對設置； -第-電極’設置於該第-基板面對該第二基板之表面，該第一 電極包含有-導電層以及複數個尖端電極，其料該央端電 •、 極均突出於該導電層上且分別與該導電層電性連接； 一第一螢光層，設置於該第一基板與該第一電極上； 一第一絕緣層，設置於該第一電極與該第一螢光層之間； 一第二螢光層，設置於該第二基板與該第一螢光層之間； 一第一電極，設置於該第二基板與該第二螢光層之間； ‘ -第二絕緣層’ s置於該第二電極與該第二螢光層之間；以及 -氣體放電室，言史置於該第一螢光層與該第二榮光層之間，其中 _ 該氣體放電室内填充有至少一放電氣體。 “ 2·如申請專利範圍第1項之平面光源產生器，其中該導電層包含有 複數個連接電極，彼此平行且沿一第一方向延伸。 3.如申請專利翻口項乏平面光源產生器，其牛各讀尖魏電極突 出於該導電層之高度介於25麓米至3董米之間。 4.如申„月專利乾園第！項之平面光源產生器，其令各該尖端電極之 15 201103360 頂端與該第二螢光層之距離介於50至300微米之間。 5. 如申請專利範圍第1項之平面光源產生器，其中該放電氣體包含 惰性氣體。 6. 如申請專利範圍第5項之平面光源產生器，其中該惰性氣體包含 &氣。 7. 如申請專利範圍第1項之平面光源產生器，另包含一邊框，設置 於該第一基板與該第二基板之間使得該氣體放電室形成一密閉 空間。 8. 如申請專利範圍第1項之平面光源產生器，其令該第一電極與該 第二電極具有一直流雙極脈衝電壓。 9. 如申請專利範圍第1項之平面光源產生器，其中該第二電極的材 質包含有透明導電材料。 10. 如申請專利範圍第1項之平面光源產生器，其中該第一電極的材 質包含有反光導電材料。. -* ' * · * * . ΓΪ * / -； 、'•口 厶 ν : / *· v ^ V — , ' *. 11. 一種製作平面光源產生器的方法，其包含： 提供一第一基板； 16 201103360 於該導電層上 於該形成一第一電極，其中該第—電極包 層以及複數個尖端電極，各該尖端電極均突$ 且分別與該導電層電性連接； 於各該尖端電極與該導電層上形成—第—絕緣層； 於該第一基板與該第―絕緣層上形成-第-螢光層； 提供=第二基板，並依序在該第二基板上形成—^二電極、 二絕緣層以及—第二螢光層；以及 將該^基板與該第二基板進行封合喊，以在該第—基板與該 第一基板之間形成一氣體放電室。 12, 如申請專利範圍第u 其中形成該第-電極的步驟， 包含： 於該第一基板上形成該導電層；以及 於該導電層上形成複數個尖端電極。 13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中形成該導電層的方法包含 —網版印刷製程。 认如申請專利範圍第叫之方法，其中該導電層包含有複數個連 接電極，彼此平行且沿一第一方向延伸。 15·如申請專利範圍第11項之方法，其帽該第-基板與該第二基 板進行封合組襄之步驟，包含於該第一基板與該第二基板之間 17 201103360 形成一邊框，使得該氣體放電室形成一密閉空間。 16. 如申請專利範圍第11項之方法，其中於該第一基板與該第二基 板進行封合組裝之後，還包含： 進行一抽真空步驟；以及 接著於該氣體放電室内填入一放電氣體。 17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該放電氣體包含惰性氣體。 18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該惰性氣體包含氙氣。 19. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該抽真空步驟包含將該氣 體放電室之壓力調整至10_6torr。 20. 如申請專利範圍第11項之方法，其中形成該第一絕緣層的方法 包含一網版印刷製程。 21. 如申請專利範圍第11項之方法，其中形成該第一螢光層的方法 包含一喷塗製程。 . - -- .-. . .+·.·: 、-· 22. 如申請專利範圍第11項之方法，其中形成該第二絕緣層的方法 包含一網版印刷製程。 23. 如申請專利範圍第11項之方法，其中形成該第二螢光層的方法 18 201103360 包含一喷塗製程。 八、圖式：