平面式場發射照明模塊的製作方法

2023-10-06 23:04:24

專利名稱：平面式場發射照明模塊的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種場發射照明模塊，尤指一種適用於顯 示器或 一 般平面式照明設備的平面式場發射照明模塊。
背景技術：
近年來，由於顯示器在人們生活中的重要性日益增加， 除了使用計算機或網際網路外，電視機、手機、個人數字助理(PDA)、數字相機等，均須透過顯示器控制來傳遞信息。 相較於傳統顯像管顯示器，新世代的平面顯示器具有重量輕、 體積小、及符合人體健康的優點，但其亮度、功率消耗等問 題仍有改善的空間。在眾多新興的平面顯示器技術中，目前是以液晶顯示器 (LCD)為主要使用潮流。由於液晶顯示器為非自發光的顯示 器，須由外加光源方式方可產生顯示功能，因此背光模塊在 液晶顯示器中即扮演光源的角色，是為液晶顯示器重要的零 組件之一 。
傳統的顯示器背光源中，大多採用冷陰極燈管(CCFL)以照、明平面顯示器。然而冷陰極燈管(CCFL)具有壽命短、耗電量大、色彩表面不佳、以及燈管含有汞金屬對環境造成汙染等問題。而且，由於受到燈管外型拘束，顯示器的背光模塊通常需搭配導光板、反射板、擴散板等組件，以均勻化燈管發射的光束。故此，傳統冷陰極燈管(CCFL)作為光源的背光模塊時，除了搭配上述輔助性組件的外，尚須具有一定的空間厚度以均勻分散光源，才能提供液晶面板均勻的照明光線，使其應用範圍受到非常大的限制。另外，液晶顯示器的也可採用發光二極體(LED)背光模塊來昭明。發光二極體(LED)具有低功率消耗、高亮度輸出、以及體積小等優點，但是，由於發光二極體(LED)光源是直接將光線朝導光板側邊導入，造成在光源進入導光板的界面處有段無法克服的不均勻亮帶出現，而且所有的結構參數只針對尺寸的面板作設計，不同尺寸必須有不同的結構參數設計，使其應用大受面板尺寸的限制。因此，目前發展出以平面場發射照明模塊作為液晶顯示器的照、明模塊，以克服上述的應用限制。 一般平面場發射照、明模塊的結構如圖1所示，包括有: 一上基板100 ，該上基板10 0包含陽極1 0 1及螢光粉層1 o2; 一下基板103 ，包含有多數個陰極104 、電子發射體1 0 5、與絕緣層10 6 以及多數個支撐體1 0 7夾置於上基板10 0與下基板1o3之間，以維持兩者之間有 一 預設的垂直距離及維持兩者之間的空間真空度。該陰極1 0 4與絕緣層1 06是形成於該下基板10 3的上方，該電子發射體l 05是形成於該陰極104的上方。另外，該陽極1 Q 1是形成於該上基板1o0下方，該螢光粉層1 0 2是形成於該陽極10 1下方。由此結構，電子發射體1 0 5在陽極1 0 1的電壓吸引下，發射出電子，而撞擊螢光粉層1 0 2 ，使螢光粉層1 0 2受激發放光。一般而言，此平面場發射照明模塊的上基板1 0 0需為透明基板，則螢光粉層1 0 2的發光穿過上基板1 0 0，而形成面光源。然而， 一般場發射背光模塊應用於液晶顯示器時，由於陽極101緊貼於液臼 曰曰顯不器的膜片，當操作時間長時陽極1 01會因電子撞擊而過熱，導致膜片及液晶劣化。而且，由於螢光粉層1 o2除往上方顯示出來的光之外，還有往其它方向無法顯示出來的光，以致於發光效率降低。此外，場發射背光模塊由於封裝時因場發射背光模塊內部為真空狀 態，當內外壓差過大易時，容易導致上、下基板(一般為玻 璃基板)破裂。因此，隨著平面顯示器日趨大型化、高精細化及高畫質 化的發展，如何解決己知場發射背光模塊散熱性差、發光效 率低、以及封裝困難等問題，將是目前亟需解決的課題。

發明內容
本發明提供一種平面式場發射照明模塊，包括 一上基 板； 一包含多數個陰極、與多數個電子發射體的下基板；其 中，該等陰極是位於該下基板的上表面，該等電子發射體是 位於該等陰極之上； 一 夾置該上基板與該下基板間的陽極板， 該陽極板的下表面具有多數個溝槽或開口，且該等電子發射 體組裝後是容置於該等溝槽或開口中；以及 一 位於該等溝槽 或開口內表面的發光層。由此結構，電子發射體在陽極板的電壓吸引下，發射出電子，而撞擊位於陽極板凹槽(或開口 )中的發光層使發光層受激發放光，此發光層的發光會被陽極板反射而穿過下基板向外發光，形成平面光源。相較於己知的場發射照明模塊(如圖1所示)，本發明的平面式場發射照明模塊的陽極板具有多數個溝槽或開□因此，可增加場發射發光面積、與發光亮度，並且使發射至陽極板的電子分布均勻。而且，溝槽或開口的內表面可反射不同方向的發光層的發光，而提高出光量與發散出光方向使出光更均勻。此外，本發明的平面式場發射照明模塊的陽極板本身可 當作間隔體，故不需外加間隔體於場發射照明模塊中，可避免己知場發射照明模塊(如圖1所示)中的間隔體，需用特 殊的機械手臂放置所引起的成本上升，而且安裝容易無精密對準要求。本發明的陽極板材料可為金屬板或表面形成有金屬層的絕緣板，更佳為金屬板。當本發明陽極板為金屬板時，由於金屬導電性佳，電子易導出且金屬導熱快，可避免陽極板過熱。而且，陽極板背面還可選擇性的形成有輻射散熱用的黑色塗裝，故更容易將熱散出。本發明的平面式場發射昭明模塊的陽極板為具有多數個溝槽或開口的導電板，該溝槽或開口的橫截面形狀不限定，較佳為v形、u形、半圓形、弧形、梯形、不規則形、或其組合。本發明平面式場發射照明模塊的陽極板的溝槽可視製程需求而調整各溝槽彼此間的距離、排列方式、或數目，以達到最佳使用效率。故本發明的平面式場發射照明模塊的陽極板的溝槽形狀不限定，較佳為長條形、彎曲形、鋸齒形、不規則形或其組合形狀的條帶狀溝槽。本發明陽極板的溝槽寬度不限定，較佳為寬度相等。本發明陽極板的溝槽的排列 方式不限定，較佳為互相平行排列於下基板。同樣的，本發明平面式場發射照明模塊的陽極板的開口 可視製程需求而調整各開口彼此間的距離、排列方式、或數 目，以達到最佳使用效率。因此，本發明的平面式場發射照 明模塊的陽極板的開口形狀不限定，較佳為具有相等大小的圓形開口 。
本發明的平面式場發射照明模塊所適用的陰極形狀無限 制，較佳為條帶狀陰極，更佳可為長條形、彎曲形、鋸齒形、 或不規則形的條帶狀陰極。本發明的陰極寬度不限定，較佳 為寬度相等。本發明的陰極的排列方式不限定，較佳為互相 平行排列於下基板。本發明所使用的電子發射體材料限定，較佳為一含碳化合物(carbon-based material),更佳為選自由石墨、鑽石、 類鑽石結構碳(diamond-like carbon)、納米碳管、碳六十、及其組合所組成的群組。本發明平面式場發射照明模塊所照射出的光線色彩無限制，可視本發明發光層中發光材料的不同而照射出需求的光線色彩。其中，本發明的發光層可劃分多數個顯示區、或可整合為 一 體，以搭配不同色彩的照明需求。本發明的發光層材料不限定，較佳為螢光粉層或磷光粉層。本發明的平面式場發射照明模塊可選擇性的還包括具有圖樣的絕緣層，此絕緣層是位於各個陰極的兩側，以提供電性絕緣之用。本發明絕緣體形狀無任何限制，可依據本發 明陰極形狀與其排列方式而配合調整，較佳可為長條狀的絕緣體。本發明的平面式場發射照明模塊可選擇性的還包括有一 導電層於該上基板的下表面，該導電層的材料不限定，較佳 為透明導電層或金屬層。
本發明的平面式場發射照明模塊可選族性的還包括有—■散熱層位於該陽極板的上表面，該散層的材料不限定，較佳為一黑色凃裝材料。本發明的平面式場發射照明模塊可選族性的還包括有多數個位於該上基板與該下基板間的封膠層以提供 一 內部密閉空間於該平面式場發射照、明模塊中此內部密閉空間可選擇性的設置有一吸氣劑於中。本發明的平面式場發射照明模塊可應用於任 一 種需要昭 '、、、明的領域，較佳可應用於顯示器或般平面式照明設備的光源。


本發明的技術內容與功效，將於以下配合附圖的較佳實施例詳細說明中詳述，其中圖1是已知的平面式場發射照明模塊的剖面示意圖。圖2是本發明一較佳實施例的平面式場發射照明模塊的剖面示思圖。圖3是圖2陽極板的立體示意圖。圖4是本發明又 一 較佳實施例的平面式場發射照明模塊的剖面示意圖。圖5是本發明另 一 較佳實施例的平面式場發射照明模塊
的剖面示意圖。圖6是圖5陽極板的立體示意圖。圖7是本發明再 一 較佳實施例的平面式場發射照明模塊的陽極板示意圖。
具體實施方式
實施例一請參閱圖2 ，為本發明 一 較佳實施例平面式場發射照明 模塊2 0 0的剖面示意圖。本實施例的平面式場發射照明模 塊2 0 0主要包括有一上基板2 0 1、 一下基板2 0 2、 一 具有多數個溝槽2 0 4的陽極板2 0 3、以及一位於溝槽20 4內表面的發光層2 0 5 。如圖2所示，本實施例上基板2 0 l的下表面形成有一 層氧化銦錫(ITO)當作導電層2 0 6 ，作為向外連接的導線 之用，使外部電源可透過導電層2 0 6施與陽極板2 Q 3適 當的電壓。而下基板2 0 2的上表面則形成有多數個長條狀 陰極2 0 7 ，陰極2 0 7的上表面形成有電子發射體2 0 8 作為發射電子之用。在本實施例中，陰極2 0 7的材料為銀 膠，這些陰極2 0 7彼此以相等的間距互相平行排列，且每 個陰極2 0 7的寬度相同，而電子發射體2 0 8的材料則為 納米碳管，這些電子發射體2 0 8於組裝後會容置於溝槽20 4中。 請同時參閱圖2與圖3 ，圖3為陽極板2 0 3的立體圖。 在本實施例中，陽極板2 0 3的溝槽2 0 4為橫截面形狀U 型的長條型溝槽，這些溝槽2 0 4彼此以相等的間距互相平 行排列，並且每個溝槽2 0 4的寬度相同。本實施例的陽極 板2 0 3為鋁金屬板。在此陽極板2 0 3的上表面形成有輻 射散熱用黑色塗裝2 0 9 ，幫助陽極板2 0 3散熱，而在陽 極板2 0 3的構槽2 0 4內表面則形成有螢光粉層作為發光 層2 0 5 。本實施例的平面式場發射照明模塊2 0 Q於組裝後，電 子發射體2 Q 8會容置於溝槽2 0 4中。因此，當分別提供 陰極2 0 7與陽極板2 0 3 —電壓時(提供給陽極板2 0 3 的電壓高於提供給陰極2 0 7的電壓)，電子發射體2 0 8射 出的電子會被陽極板2 0 3的電壓吸引，而撞擊形成溝槽2 0 4內表面的發光層2 0 5 ，使發光層2 0 5受激放光。此 發光層2 0 5的放光會被溝槽2 0 4內表面反射，穿透下基 板2 0 2而為外部所見。由於溝槽2 0 4的橫截面形狀為U 型，因此可打散與反射不同方向的放光，使場發射照明模塊 的放光更均勻。另外，在場發射照明模塊2 0 Q的上基板2 0 1與下基 板2 0 2間還可以形成 一 封膠層2 1 0以提供 一 內部密閉空 間，並加設 一 吸氣劑2 1 1於內部密閉空間中，以提高場發 射照明模塊2 0 0的真空度。
實施例二請參閱圖4，為本發明另一較佳實施例平面式場發射照明模塊400的剖面示意圖。本實施例的平面式場發射照明模塊400的結構除了陽極板403與實施例一不同之外，其餘與實施例 一 大致相同。如圖4所示，本實施例上基板40 1的下表面形成有一層氧化銦錫(ITO)當作導電層406。下基板402的上表面則形成有多數個長條狀陰極407，陰極4 07的上表面形成有電子發射體4 0 8作為發射電子之用。在本實施例中， 陰極4 0 7的材料為銀膠，這些陰極4 0 7彼此以相等的間 距互相平行排列，且每個陰極4 0 7的寬度相同，而電子發 射體4 0 8的材料則為納米碳管，這些電子發射體4 0 8於 組裝後會容置於溝槽4 0 4中。如圖4所示，本實施例的陽極板4 0 3為具有凹凸的金 屬板，其是以衝壓方式形成。同樣的，本實施例的陽極板4 0 3的溝槽4 Q 4為橫截面形狀U型的長條型溝槽，這些溝 槽4 0 4彼此以相等的間距互相平行排列，並且每個溝槽4 0 4的寬度相同。本實施例的陽極板4 0 3為鋁金屬板。在 此陽極板4 0 3的上表面形成有輻射散熱用黑色塗裝4 0 9 ，幫助陽極板4 0 3散熱，而在陽極板4 0 3的構槽4 0 4內表面則形成有螢光粉層作為發光層4 Q 5 。本實施例的
平面式場發射照明模塊4 0 0於組裝後，電子發射體4 0 8 會容置於溝槽4 0 4中。實施例三請同時參閱圖5與圖6 ，圖5為本發明另 一 較佳實施例 平面式場發射照明模塊5 0 0的剖面示意圖，圖6為陽極板 5 0 3的立體圖。如圖6所示，本實施例的陽極板5 0 3具有多數個開口 。 在本實施例中，陽極板5 0 3的開口 5 0 4為橫截面形狀U 型的圓型開口 ，這些開口 5 0 4以相等的間距排列，並且每 個開口 5 0 4的大小相同。本實施例的陽極板5 0 3為鋁金 屬板。如圖5所示，此陽極板5 0 3的上表面還可形成有輻 射散熱用黑色塗裝5 0 9 ，幫助陽極板5 0 3散熱，另外， 在陽極板5 0 3的開口 5 Q 4內表面則形成有螢光粉層作為 發光層5 0 5 。請參閱圖5，本實施例上基板5 0 l的下表面形成有一 層氧化銦錫(ITO)當作導電層5 0 6 。本實施例下基板5 0 2的上表面則形成有多數個不連續的長條狀陰極5 0 7 ，其 位置是對應於陽極板5 0 3的開口 5 0 4 ，且陰極5 0 7的 上表面形成有電子發射體5 0 8 。因此，本實施例的平面式 場發射照明模塊5 0 0於組裝後，電子發射體5 0 8會容置 於開口 5 0 4中。在本實施例中，陰極5 0 7的材料為銀膠，
而電子發射體5 Q 8的材料為納米碳管。 實施例四圖7為本發明平面式場發射照明模塊的陽極板7 0 3的另一實施態樣。如圖7所示，陽極板7 Q 3的溝槽7 0 4為 鋸齒形的連續條帶狀，這些溝槽7 0 4彼此以相等之間距互 相平行排列，並且每個溝槽7 0 4的寬度相同，在本實施例中，溝槽7 0 4橫截面形狀為U型。本實施例的陽極板7 0 3於組裝成平面式場發射照明模塊時，陰極的形狀與位置需 對應於陽極板的溝槽，使電子發射體容置於溝槽中。上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發明所主 張的權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上 述實施例。
權利要求
1、一種平面式場發射照明模塊，其特徵在於，包括一上基板；一包含多數個陰極、與多數個電子發射體的下基板；其中，該等陰極位於該下基板的上表面，該電子發射體位於該陰極之上；一夾置該上基板與該下基板間的陽極板，該陽極板的下表面具有多數個溝槽或開口，且該等電子發射體組裝後是容置於該等溝槽或開口中；以及一位於該溝槽或開口內表面的發光層。
2 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，其 特徵在於，其中，該溝槽的橫截面形狀選自由V形、U形、 半圓形、弧形、梯形、不規則形、以及其組合所組成的群組。
3、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，特徵在於，其中，該溝槽的形狀選自由長條形、彎曲形、止兇形、不規則形、以及其組合所組成的群組。
4、如權利要求1項所述的平面式發射照明模塊，特徵在於，其中該溝槽的寬度相等
5、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，特徵在於，其中，該溝槽的間距相等。
6 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，其 特徵在於，其中，該溝槽互相平行排列。
7、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，其 特徵在於，其中，該開口的橫截面形狀選自由V形、U形、 半圓形、弧形、梯形、不規則形、以及其組合所組成的群組。
8 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，其 特徵在於，其中，該開口的形狀為圓形。
9 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，其 特徵在於，其中，該陽極板的材料為金屬。
10 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該陽極板的材料為鋁。
11 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該陽極板的電壓高於該陰極的電壓。
12、如權利要求1 1項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該平面式場發射照明模塊還包括有一導 電層於該上基板的下表面。
13 、如權利要求1 2項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該導電層為透明導電層或金屬層。
14 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該平面式場發射照明模塊還包括有一散 熱層位於該陽極板的上表面。
15、如權利要求1 4項所述的平面式場發射照明模塊，特徵在於，其中，該散熱層為 一 黑色塗裝材料。
16、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊，特徵在於，其中，該平面式場發射照明模塊還包括至少一位於該上基板與該下基板間的封膠層以提供 一 內部密閉空間於該平面式場發射照明模塊中。
17、如權利要求16項所述的平面式場發射照明模塊，特徵在於，其中，該平面式場發射照明模塊還包括至少一吸氣劑位於該內部密閉空間中。
18 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該陰極的材料為金屬。
19 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該電子發射體為納米碳材、鑽石、或類 鑽石。
20 、如權利要求1項所述的平面式場發射照明模塊， 其特徵在於，其中，該發光層為螢光粉層或磷光粉層。
全文摘要
本發明是有關於一種平面式場發射照明模塊，包括一上基板；一包含多數個陰極、與多數個電子發射體的下基板；其中，該陰極是位於該下基板的上表面，該電子發射體位於該等陰極之上；一夾置該上基板與該下基板間的陽極板，該陽極板的下表面具有多數個溝槽或開口，且該電子發射體組裝後容置於該等溝槽或開口中；以及一位於該等溝槽或開口內表面的發光層。由此，增加場發射背光模塊的散熱性、提高發光效率、以及降低封裝的困難度。
文檔編號H05B33/20GK101128073SQ20061010982
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月16日 優先權日2006年8月16日
發明者張榮監, 範明忠, 蔡五湖 申請人:福華電子股份有限公司;大同股份有限公司