專利名稱：光源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光源裝置。且特別涉及一種平面光源裝置，例如是可以 產(chǎn)生所要的光的平面光源裝置。
背景技術(shù)：
光源裝置在日常生活中的使用非常廣泛。傳統(tǒng)的光源裝置例如燈泡是通 過燈絲，于通電后由于高溫而產(chǎn)生可見光源。此種燈泡是的光源基本上是點(diǎn) 狀的。接著管狀的光源也接著被發(fā)展出來。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研發(fā)與改變，平面 光源的裝置也被提出，例如廣泛使用于平面顯示器上。要產(chǎn)光源的機(jī)制有多種。圖1繪示傳統(tǒng)平面光源裝置機(jī)制的剖面示意圖。參閱圖1，此發(fā)光機(jī)制是藉二電極結(jié)構(gòu)100、 102與電源106連接，在操作電 壓下產(chǎn)生電場(chǎng)，并利用氣體放電，又稱為等離子體放電(PlasmaDischarge)方 式促使氣體104被游離，通過氣體導(dǎo)電的方式使電子IIO撞擊氣體后產(chǎn)生躍 遷并發(fā)出紫外光，撞擊到在電極結(jié)構(gòu)102上對(duì)應(yīng)不同顏色的熒光層108a、 108b、 108c,例如紅、綠、藍(lán)焚光層吸收紫外光后l更發(fā)出可見光112。于此， 電極結(jié)構(gòu)100是出光面，因此一般要采用透光材料，其例如利用由玻璃基板 以及銦錫氧化物(ITO)的透明導(dǎo)電層所組成。另一種光源的產(chǎn)生機(jī)制是場(chǎng)發(fā)射(Field Emission)機(jī)制如圖2所示。圖2 繪示另 一傳統(tǒng)平面光源裝置機(jī)制的剖面示意圖。在玻璃基板120上設(shè)置有陰 極結(jié)構(gòu)層122。在陰極結(jié)構(gòu)層122設(shè)置有多個(gè)圓錐形導(dǎo)電體124。在圓錐形 導(dǎo)電體124上設(shè)置有柵層126(Gate layer)。在柵層126上對(duì)應(yīng)圓錐形導(dǎo)電體 124有多個(gè)孔洞。另一陽極結(jié)構(gòu)層128有透明陽極層設(shè)置在玻璃基板上。另 外熒光層130設(shè)置在陽極結(jié)構(gòu)層128上。通過陰陽極之間的高電場(chǎng)使電子132 從圓錐形導(dǎo)電體124的尖端逸出，經(jīng)電場(chǎng)加速后撞擊在熒光層130上使其發(fā) 出可見光。 一上述兩種傳統(tǒng)發(fā)光機(jī)制各有優(yōu)缺點(diǎn)。氣體放電的方式容易產(chǎn)生且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 卑，但是缺點(diǎn)是其過程需要產(chǎn)生等離子體且發(fā)光機(jī)制為能量二次轉(zhuǎn)換，因此
很耗電。場(chǎng)發(fā)射的光源是冷光源的一種，其原理類似陰極射線管(CRT),電子在高速真空中直接撞擊熒光粉以發(fā)出可見光。其優(yōu)點(diǎn)是亮度高且較省電，又容易做成平面結(jié)構(gòu)，而缺點(diǎn)是須在陰極上成長(zhǎng)或涂布均勻的發(fā)射(Emission) 材料，例如需要形成有針狀(spindle)結(jié)構(gòu)，或是要使用納米碳管。利用有大 的深寬比(Aspect Ratio)的微結(jié)構(gòu)使電子能克服陰極的功函數(shù)(work flmction) 以脫離陰極到真空的空間中。如此的方式，有困難達(dá)到大面積均勻形成此陰 極結(jié)構(gòu)。另外，場(chǎng)發(fā)射之間的陰極與陽極的距離需要準(zhǔn)確控制，因此其邊壁 結(jié)構(gòu)(Spacer)的規(guī)格要求很高，且真空的封裝也是問題之一。
發(fā)明內(nèi)容
'本發(fā)明提供一種光源裝置，可以容易制造成平面光源，無須要求纟艮高的 真空度，利用熒光材料的選擇例如也可以產(chǎn)生紫外光源、紅外光、可見光等。 本發(fā)明提供一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)；陽極結(jié)構(gòu)，其中該陰極結(jié)構(gòu) 與該陽極結(jié)構(gòu)是板狀結(jié)構(gòu)。熒光層位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間。低壓 氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的 作用。其中、該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下直接撞擊該熒光層。本發(fā)明又提供一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)，是線狀；陽極結(jié)構(gòu)，是長(zhǎng) 管狀，其中位于該陽極結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間，相對(duì)應(yīng)該長(zhǎng)管狀延伸。熒光層位于 該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間。低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié) 構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的作用。其中、該低壓氣體層有電子平均 自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下直接撞擊該熒光層。本發(fā)明又提供一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)，是至少一線狀陰極；陽極 結(jié)構(gòu)；熒光層，位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間；以及低壓氣體層，填 充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的作用。其中、 該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下 直接撞擊該焚光層。本發(fā)明又提供一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)，是至少一線狀陰極；陽極 結(jié)構(gòu)；；i4反結(jié)構(gòu)，具有至少一曲面凹溝，其中該陰^l結(jié)構(gòu)相對(duì)在該辨面凹溝 上方延伸，且位于該基板結(jié)構(gòu)的該曲面凹溝上。熒光層位于該陰極結(jié)構(gòu)與該 陽極結(jié)構(gòu)之間。低壓氣體層填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰
極均勻發(fā)射電子的作用。其中、該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至 少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下直接撞擊該熒光層。本發(fā)明又提供一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)；陽極結(jié)構(gòu)；熒光層，位于 該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間；基板。其中該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)位于該 基板上的兩邊，且焚光層位于該基板上，介于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間。 低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電 子的作用。其中、該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下直接撞擊該熒光層。本發(fā)明又提供一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)；陽極結(jié)構(gòu)，具有二個(gè)單 元設(shè)置在該陰極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；熒光層，位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間； 低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電 子的作用。其中、該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的 電子在操作電壓下直接撞擊該熒光層。又、上述的光源裝置可以重復(fù)排列， 形成無限延展的區(qū)域。本發(fā)明又提供一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)；曲面狀陽極結(jié)構(gòu)；熒光 層，位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間；以及低壓氣體層，填充于該陰極 結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的作用。其中該低壓氣體 層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下直接撞擊該 熒光層。本發(fā)明又提供一種光源裝置，包括第一基板；第二基板，其與第一基板 一起用以構(gòu)成封閉空間。至少一陰極結(jié)構(gòu)位在封閉空間內(nèi)的第一基板上。至 少一陽極結(jié)構(gòu)位在封閉空間內(nèi)的第一基板上。熒光層由多個(gè)單體組成，位在 第一基板上且位于陰極結(jié)構(gòu)與陽極結(jié)構(gòu)之間，以構(gòu)成至少一發(fā)光區(qū)域。低壓 氣體層填充于封閉空間內(nèi)，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的作用。低壓氣體層有 電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下直接撞擊該熒光 層。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu) 選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1繪示傳統(tǒng)平面光源裝置機(jī)制的剖面示意圖。
圖2繪示另一傳統(tǒng)平面光源裝置機(jī)制的剖面示意圖。 圖3繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，發(fā)光機(jī)制的剖面示意圖。圖4繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。圖5A B繪示依據(jù)本發(fā)明另一些實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。圖6繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。圖7繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。圖8A-8B繪示依據(jù)本發(fā)明另一些實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。圖9繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。圖IO繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。附圖標(biāo)記說明100、 102:電才及結(jié)構(gòu)104:氣體106電源108a、 108b、 108c:焚光層110電子112:可見光120玻璃基板122:陰極結(jié)構(gòu)層124圓錐形導(dǎo)電體126:柵層128陽極結(jié)構(gòu)層130:熒光層132電子200、 240、 254、 266、276、286、 290:陰極結(jié)構(gòu)層202、 246、 252、 262、272、282、 296:陽極結(jié)構(gòu)層204、 244、 258、 264、274、284、 294: 焚光層206透明層208.:低壓氣體210、 300:射出光242、 256、 292:邊壁結(jié)構(gòu)250、 270、 278、 280、288:基板260:管壁262電極導(dǎo)電層283:凹陷區(qū)域285:陽極結(jié)構(gòu)層289反射層298光轉(zhuǎn)換材料580基板582:陽極層584焚光層586:陰極線588基板具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出一種光源裝置，利用電子發(fā)射特性的基本機(jī)制，通過氣體的 真空度的控制，也可以達(dá)到發(fā)光的效果。因此，本發(fā)明的光源裝置可以容易 制造成均勻的平面光源。更利用熒光材料的選擇例如也可以產(chǎn)生平面紫外光 源，或是其他的波長(zhǎng)如可見光、紅外光等。本發(fā)明提出的光源裝置利用氣體傳導(dǎo)的特性，將足夠數(shù)量的電子從陰極 導(dǎo)出。這些電子在稀薄的氣體中飛行。由于稀薄氣體的平均電子自由路徑較 長(zhǎng)，仍有足夠數(shù)量的電子會(huì)直接撞擊到例如在陽極上的熒光粉材料，使其發(fā) 光。此種熒光粉會(huì)被電子激發(fā)而發(fā)光。如果需要紫外光，則可以調(diào)整會(huì)發(fā)出紫外光的熒光粉的元素比例，促使發(fā)出例如波長(zhǎng)為100腿 400 nm的光。 另外也可以利用電壓的改變來控制發(fā)光強(qiáng)度。本發(fā)明的光源裝置至少可以達(dá)到低成本、發(fā)光均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。以下舉一些實(shí)施例，用以舉例說明本發(fā)明的特征，但是本發(fā)明不受限于所舉的這些實(shí)施例。圖3繪示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，發(fā)光機(jī)制的剖面示意圖。 參閱圖3,發(fā)光裝置之一實(shí)施例包括陰極結(jié)構(gòu)層200以及陽極結(jié)構(gòu)層202。 于此，陰極結(jié)構(gòu)層200與陽極結(jié)構(gòu)層202基本上例如可以包括基板以及基板 上的電極層，其實(shí)際結(jié)構(gòu)可以依實(shí)際設(shè)計(jì)而變化。例如，陰極結(jié)構(gòu)層200以 及陽極結(jié)構(gòu)層202都是面狀的結(jié)構(gòu)，由于本發(fā)明發(fā)光機(jī)制容易配合電極結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)，可以達(dá)到大面積的面發(fā)光效能，與點(diǎn)狀光源的設(shè)計(jì)有不同程度的發(fā) 光效果。由于大面積的發(fā)光，例如就顯示器的背光源而言，有助于達(dá)到均勻 大面積的光源。熒光層204設(shè)置在陰極結(jié)構(gòu)層200與陽極結(jié)構(gòu)層202之間， 一般例如設(shè)置在陽極結(jié)構(gòu)層202上。另外也可以有透明層206,例如石英或 玻璃，將發(fā)光區(qū)域定義出來。在陰極結(jié)構(gòu)層200與陽極結(jié)構(gòu)層202之間也填 入低壓氣體208,例如是在10" 1(T3 torr的范圍內(nèi)，其例如使電子平均自由 路徑約大于5mm。于此，氣體當(dāng)然是被封閉于一空間中，如何封閉氣體也 是利用一般傳統(tǒng)技藝即可達(dá)成，不予詳述。另外，有關(guān)電壓的輸出入元件也 是利用一般傳統(tǒng)技藝即可達(dá)成，不予詳述。要注意的是，所填入的氣體是用來誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子之用，因此選 用的氣體以較易被游離的氣體為較佳，然而也可以是其他各類氣體。使用的 氣體例如大氣(atmospheric air)、 N2、 02、 He、 Ne、 Ar、 Kr、 Xe、 H2、 C02 等等。由于填入的氣體是中度真空，因此其平均電子自由路徑仍足夠.大，使 足夠數(shù)量的電子被電場(chǎng)加速到足夠能量，以撞擊熒光層204的材料上，以發(fā) 出所要的光。
換句話說，本發(fā)明利用氣體放電的機(jī)制以均勻產(chǎn)生足夠量的電子，又利 用場(chǎng)發(fā)射的機(jī)制，允許被游離的電子撞擊熒光層204,以產(chǎn)生所要的光。光的波長(zhǎng)會(huì)隨熒光層204的材料不同而有不同。又，熒光層204也不限制在單 層結(jié)構(gòu)或是單色光。例如熒光層204可以是多層結(jié)構(gòu)的疊層結(jié)構(gòu)或是混層結(jié) 構(gòu)，可以將不同熒光層發(fā)出的色光混合成另 一色光。又或是不同色光的熒光 層相互水平鄰近，而無須疊層也是其變化。其變化都在熒光層的變化設(shè)計(jì)的 范疇內(nèi)。圖4繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖4， 以平面發(fā)光裝置為例，包括陰極結(jié)構(gòu)240、陽極結(jié)構(gòu)246。熒光層244設(shè)置 在陰極結(jié)構(gòu)240與陽極結(jié)構(gòu)246之間，優(yōu)選地是在陽極結(jié)構(gòu)246的一面上。 邊壁結(jié)構(gòu)242將陰極結(jié)構(gòu)240與陽才及結(jié)構(gòu)246隔離 一距離，同時(shí)也封閉出一 空間，以填入低壓氣體208。利用前述的機(jī)制，當(dāng)對(duì)陰極結(jié)構(gòu)240與陽極結(jié) 構(gòu)246施加適當(dāng)?shù)墓ぷ麟妷阂援a(chǎn)生所要的電場(chǎng)，以對(duì)電子加速而撞擊熒光層 244。因此，所要的光源210從陽才及結(jié)構(gòu)246射出。陽才及結(jié)構(gòu)246例如是透 光的，其陽極導(dǎo)電材料例如是ITO，而支撐的基板例如是石英或是玻璃。又 為使產(chǎn)生的光不外漏，陰極結(jié)構(gòu)240的表面也可以設(shè)置有反射層，因此陰極 結(jié)構(gòu)240具有反射功能。其更例如陰極結(jié)構(gòu)240的陰極材料可以使用有反射 能力的金屬。又如果陰極結(jié)構(gòu)240的陰極材料也采用導(dǎo)電透明材料，則可以 增加反射面或是反射層，配合基板達(dá)成。換句或說，陰極結(jié)構(gòu)240可設(shè)計(jì)成 具有光反射功能，以增加光的使用效率，其實(shí)際設(shè)計(jì)可依需要而變化。又，陰極結(jié)構(gòu)的表面，可以是金屬，納米碳材料，氧化鋅等益于放電的 材料。陽才及結(jié)構(gòu)的陽極材料例如是透明導(dǎo)電材料，例如ITO、 FTO、 TCO等 材料。圖5A繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖 5A,依照相同的設(shè)計(jì)原則，利用上下的基板250,以及邊壁結(jié)構(gòu)256可以構(gòu) 成封閉空間，以填入所要的j氐壓氣體。然而，于此實(shí)施例的陽^L結(jié)構(gòu)252與 陰極結(jié)構(gòu)254皆是設(shè)置在下基板250上，以形成橫向的電場(chǎng)。于此結(jié)構(gòu)，焚 光層258也設(shè)置在陽極結(jié)構(gòu)252與陰極結(jié)構(gòu)254之間區(qū)域的下基板250上。 焚光層258例如設(shè)計(jì)成圓球面狀或是圓柱面狀的單體相鄰接觸，分布在陽極 結(jié)構(gòu)252與陰極結(jié)構(gòu)254之間之下基板250上。又為了使產(chǎn)生的光能4單一 邊射出，例如下基板250也可以設(shè)計(jì)成具有反射的功能。
又例如依照?qǐng)D5A的結(jié)構(gòu)，可以做一些進(jìn)一步的變化設(shè)計(jì)。5B繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖5B,通過多個(gè)陽極 結(jié)構(gòu)252與陰極結(jié)構(gòu)254的設(shè)置，可以構(gòu)成多個(gè)光區(qū)域。這些發(fā)光區(qū)域，依 實(shí)際的設(shè)計(jì)需要，可以發(fā)出相同頻率范圍的光，例如、紫外光、紅外光、白 光或是其他的單色光。又或是，這些發(fā)光區(qū)域發(fā)出不同頻率范圍的光，以混 合成所要的光。圖5B的陽極結(jié)構(gòu)252與陰極結(jié)構(gòu)254例如是交換配置，陰 極結(jié)構(gòu)254允許與二個(gè)陽極結(jié)構(gòu)252共用構(gòu)成二區(qū)域。但是，陽極結(jié)構(gòu)252 與陰極結(jié)構(gòu)254也可以是個(gè)別一對(duì)的設(shè)置，分別定義出發(fā)光區(qū)域。
圖6繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖6, 依照相同的設(shè)計(jì)原則，也可以設(shè)計(jì)出管狀的發(fā)光裝置，例如直線燈管或是彎 曲燈管。陽極結(jié)構(gòu)包括電極導(dǎo)電層262及焚光層264是設(shè)置于管壁260上。 管壁260會(huì)形成封閉空間，以填入低壓氣體。陰極結(jié)構(gòu)266是線狀結(jié)構(gòu)，依 照燈管的形狀延伸。例如燈管的剖面是圓形時(shí)，陰極結(jié)構(gòu)就設(shè)置在圓心上。 陰極結(jié)構(gòu)例如是金屬、納米碳管、納米碳壁、納米碳材、或是氧化鋅等易放 電材料。陽極結(jié)構(gòu)例如是透明導(dǎo)電材料。
圖7繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖7, 平面發(fā)光裝置包括下基板270與上基板278用以構(gòu)成封閉空間，該基板可以 是玻璃或是石英。于此實(shí)施例的設(shè)計(jì)是陰極結(jié)構(gòu)與陽極結(jié)構(gòu)排置不同，而基 本機(jī)制仍不變。在下基板270之內(nèi)部表面會(huì)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)凹溝，其橫剖 面的形狀為曲線，且優(yōu)選為圓弧。在凹溝表面設(shè)置有陽極結(jié)構(gòu)層272以及熒 光層274。陰極結(jié)構(gòu)276例如是線狀對(duì)應(yīng)位于凹溝上方，例如位于圓弧的圓 心處。陰極結(jié)構(gòu)276的材料例如與圖6的陰極結(jié)構(gòu)266相同。陽極結(jié)構(gòu)層272 也具有反射光的功能。如此，平面光源可以由多個(gè)陽極結(jié)構(gòu)層272與陰極結(jié) 構(gòu)276所構(gòu)成。又如前述，如果陽極結(jié)構(gòu)層272例如是金屬，則其本身就具 有反射功能。如果陽極結(jié)構(gòu)層272例如是導(dǎo)電透明材料，則也有其他變化。 例如，如果陰極的電壓是負(fù)電位，則陽極可以在正電位，例如相對(duì)負(fù)電壓的 地電位，因此下基板270與陽極結(jié)構(gòu)層272就是整合一體的金屬層，也具有 導(dǎo)電且具有反射功能。于此，在維持所需要的電場(chǎng)條件下其所需要的相對(duì)電 壓差而言，如果陰極是處于足夠大的負(fù)電位，則陽極可以處在小電壓值下操 作，更例如可以操作在前述的地電壓(OV),而不必是處在高的正電壓卞操作。 如此，陽極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以因應(yīng)變化甚或筒化。又，如果下基板270與陽
極結(jié)構(gòu)層272是透明材料，也可以在凹溝面設(shè)置反射層，又或是在下基板270 外表面(即是圖式的下表面)設(shè)置全面的反射層。其它多種變化不于此——列 舉。至于上基板278的設(shè)置可以是透明材料或是光反射材料。又，上基板278 與下基板270密合時(shí)，可以保持低壓氣體。取決于密封的方式，低壓氣體可 以是共用或是分別密封在個(gè)別的凹溝中。其細(xì)部的設(shè)計(jì)變化不受限于所舉的 實(shí)施例。于此，熒光層如前述可以是單層結(jié)構(gòu)或是多層結(jié)構(gòu)外，由于多個(gè)發(fā)光單 元是分離的位置，其也可以是陣列的設(shè)置，分別發(fā)出不同或相同的色光，而 后再混合成光源。圖8A繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖 8A，此實(shí)施例也是利用線狀的陰極結(jié)構(gòu)286與先前的描述相同。然而，陽極 結(jié)構(gòu)層282是平板狀，設(shè)置在基板280上。優(yōu)選地、陽^5J吉構(gòu)層282是在基 板280的凹陷區(qū)域283。在陽極結(jié)構(gòu)層282上有焚光層284。前述的導(dǎo)電氣 體例如是由基板288與基板280被封閉在一空間內(nèi)。此實(shí)施例的陽極結(jié)構(gòu)層 282構(gòu)成平面，但是多個(gè)陰極結(jié)構(gòu)286設(shè)置于陽極結(jié)構(gòu)層282上方構(gòu)成平面 光源。于此，依照所需要的發(fā)光方向，例如陽極結(jié)構(gòu)層282可以有反射功能結(jié) 構(gòu)的金屬板，將產(chǎn)生的光往陰極結(jié)構(gòu)286反射。另外，如果陽極結(jié)構(gòu)層282 是透明導(dǎo)電材料，則基板280可以具有反射的功能，或是在陽極結(jié)構(gòu)層282 的另 一面增加反射層。于此設(shè)計(jì)，基板288是光穿透的透明材料形成出光面。 另外，如果基板280是透明材料，則基板288設(shè)計(jì)為具有反射功能的基板， 例如是反射板或是具有反射層的基板，則出光面是在基板2S0。換話說，依 照相同的發(fā)光機(jī)制，其陰極結(jié)構(gòu)可以是線狀的設(shè)計(jì)，而出光面則依照需要而 決定。反射功能的結(jié)構(gòu)，可以并入發(fā)光裝置中的適當(dāng)位置，依照所要的方向 反射。又，配合電極結(jié)構(gòu)的設(shè)置，基板28S與基板280的邊緣，例如通過突出 的部分直接密合，以構(gòu)成封閉的空間，而無須另外的邊壁結(jié)構(gòu)?；宓耐怀?的部分可以例如設(shè)置在二基板280、 288其一或是兩者。上述圖8A的實(shí)施例的陽極結(jié)構(gòu)層282配合基板280,是設(shè)計(jì)成具有光 反射的功能，因此射往陽極結(jié)構(gòu)層282方向的部分熒光會(huì)被反射。茹此、所 發(fā)出的光是往基板288射出。然而，圖8A也可以有其他的設(shè)計(jì)變化。例如、
圖8B繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖8B， 陽極結(jié)構(gòu)層285與基板280都采用透光的材料，其中陽極結(jié)構(gòu)層285例如是 透明導(dǎo)電氧化物。在基板288設(shè)置有反射層289。如此，從熒光層284所發(fā) 出的部分光會(huì)經(jīng)由反射層289的反射，與另一部分光合并往基板280的方向 射出。上述^5l是可能的設(shè)計(jì)變化的其中的 一些實(shí)施例。圖9繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。本實(shí)施例 的發(fā)光機(jī)制與先前描述的發(fā)光機(jī)制相似，但是增加光轉(zhuǎn)換層的使用。參閱圖 9，平面發(fā)光裝置包括陰極結(jié)構(gòu)290以及陽極結(jié)構(gòu)296。陽極結(jié)構(gòu)296的內(nèi)表 面有熒光層294。又邊壁結(jié)構(gòu)292設(shè)置在陰極結(jié)構(gòu)290與陽極結(jié)構(gòu)296之間， 其依照設(shè)計(jì)更例如可以是設(shè)置在陰極結(jié)構(gòu)290與焚光層294之間。與圖4所 述相同，陰極結(jié)構(gòu)2卯優(yōu)選為具有光反射能力的結(jié)構(gòu)，例如電極材料本身是 具有反射能力的金屬，或是如果基板是透光的話，可以另外在陰極結(jié)構(gòu)290 外側(cè)設(shè)置反射層。通過邊壁結(jié)構(gòu)292的使用，陰極結(jié)構(gòu)290與陽極結(jié)構(gòu)296 隔開一距離，且構(gòu)成封閉空間以填入低壓氣體。陽極結(jié)構(gòu)296例如是透明電 極層。于此實(shí)施例，在陽極結(jié)構(gòu)296之外表面又設(shè)置光轉(zhuǎn)換層298。光轉(zhuǎn)換層 298的作用是可以將焚光層294發(fā)出的射出光轉(zhuǎn)換成不同波長(zhǎng)的光300,光 轉(zhuǎn)換層材料可以是納米結(jié)構(gòu)材料。例如是紫外光，其再被光轉(zhuǎn)換材料298轉(zhuǎn) 換成可見光，于是光源裝置可以直接當(dāng)作照明裝置來使用。又例如是綠光， 其被光轉(zhuǎn)換材料298轉(zhuǎn)換成紅外光，于是光源裝置可以用于醫(yī)療用途。又例 如光轉(zhuǎn)換層298也可以采用納米金屬，通過光學(xué)特性將某一種色光遮蔽，以 轉(zhuǎn)換出所要的光。又，圖10的結(jié)構(gòu)是曲面狀繪示。要達(dá)到曲面的設(shè)計(jì)，其陽極結(jié)構(gòu)與陰 極結(jié)構(gòu)做一些變化設(shè)計(jì)，做成所要的曲面。圖10繪示依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施 例，平面發(fā)光裝置剖面示意圖。參閱圖10,例如采用圖8的延伸設(shè)計(jì)，變化 成曲面的發(fā)光。其機(jī)制一樣，但是陽極結(jié)構(gòu)配合基板580可以設(shè)計(jì)成例如曲 面。陽極層582及焚光層584配合曲面的形狀做變化。至于陰極結(jié)構(gòu)的陰極 線586與基板588也做適當(dāng)調(diào)整，構(gòu)成曲面發(fā)光設(shè)計(jì)。本實(shí)施例僅是曲面設(shè) 計(jì)的另一種設(shè)計(jì)。于此要注意的是，上述所舉的多種實(shí)施例是單獨(dú)描述，但是其個(gè)別描述 的技術(shù)特征也可以取其至少一部分，做其他組合變化，不必限定于所舉的多 個(gè)實(shí)施例的個(gè)別設(shè)計(jì)。本發(fā)明的光源裝置，可以設(shè)置在其他多種不同裝置或系統(tǒng)作為其所需要 的光源，例如使用于曝光機(jī)、清洗工藝的紫外光，生醫(yī)或環(huán)保用途的元件等 等。本發(fā)明的光源的波長(zhǎng)范圍可以在紅外線，可見光、或是紫外光的范圍。本發(fā)明通過熒光機(jī)制發(fā)光，可以達(dá)到省電的效果，具有其獨(dú)特性。本發(fā) 明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，陰極只需為平面結(jié)構(gòu)，不需要特別處理，也可以不設(shè)置其他 材料。本發(fā)明不需要高真空封裝，可以筒化生產(chǎn)工藝，有利于大面積生產(chǎn)。 陰極的金屬結(jié)構(gòu)可提高反射率，以增加亮度與發(fā)光效率。光源裝置所發(fā)出的 光波長(zhǎng)可視焚光材料而定，以因應(yīng)不同設(shè)計(jì)所需的不同波長(zhǎng)范圍。光源裝置 可設(shè)計(jì)成平面、線型或是點(diǎn)光源，或是并用。依照相同機(jī)制，經(jīng)適當(dāng)?shù)男螤?設(shè)計(jì)，可以設(shè)計(jì)出平面或燈管的結(jié)構(gòu)。而發(fā)出的光波長(zhǎng)可以通過熒光材料的 選擇，可以發(fā)出紅外線，可見光、或是紫外光，有多種應(yīng)用。雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng) 域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因 此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)；陽極結(jié)構(gòu)，其中該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)分別是面狀結(jié)構(gòu)且相互平行，以達(dá)到面狀的光源；熒光層，位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間；以及低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的作用；其中該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操作電壓下直接撞擊該熒光層。
2. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中該低壓氣體層的氣壓是在 10" 1CT3 torr的范圍內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，還包括邊壁結(jié)構(gòu)，用以將該陰極結(jié)構(gòu) 與該陽極結(jié)構(gòu)隔開，且構(gòu)成密閉空間以構(gòu)成該低壓氣體層。
4. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中該熒光層位于該陽極結(jié)構(gòu)的第一 表面。
5. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中陰極結(jié)構(gòu)同時(shí)具有光反射功能。
6. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中該陽極結(jié)構(gòu)是透明結(jié)構(gòu)。
7. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中該熒光層包含單層結(jié)構(gòu)。
8. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中該熒光層包含有多區(qū)域,分別產(chǎn) 生對(duì)應(yīng)頻率的光。
9. 如權(quán)利要求1所述的光源裝置，其中該熒光層包含疊層結(jié)構(gòu)或是混層 結(jié)構(gòu)，包含有多種不同熒光材料。
10. —種光源裝置，包括 陰極結(jié)構(gòu)；陽極結(jié)構(gòu)，其中該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)分別是 面狀結(jié)構(gòu)，以達(dá)到面狀的光源；焚光層，位于該陽極結(jié)構(gòu)的第一表面上，面向該陰極結(jié)構(gòu)； 光轉(zhuǎn)換層，位于該陽極結(jié)構(gòu)的第二表面上，接收由該焚光層被激發(fā)出的 第一波長(zhǎng)光；以及 低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā) 射電子的作用；其中該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操 作電壓下直接撞擊該萸光層。
11. 如權(quán)利要求10所述的光源裝置，其中該低壓氣體層的氣壓是在10" 1(T3 torr的范圍內(nèi)。
12. 如權(quán)利要求IO所述的光源裝置，還包括邊壁結(jié)構(gòu)，用以將該陰極結(jié) 構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)隔開，且構(gòu)成密閉空間以構(gòu)成該低壓氣體層。
13. 如權(quán)利要求IO所述的光源裝置，其中該光轉(zhuǎn)換層接收該第一波長(zhǎng)光 后，轉(zhuǎn)換成第二波長(zhǎng)光。
14. 一種光源裝置，包括 陰極結(jié)構(gòu)，是線狀；陽極結(jié)構(gòu)，是長(zhǎng)管狀，其中位于該陽極結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間，相對(duì)應(yīng)該長(zhǎng)管 狀延伸，且容置該陰極結(jié)構(gòu)；焚光層，位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間；以及低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā) 射電子的作用，其中該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操 作電壓下直接撞擊該焚光層。
15. 如權(quán)利要求14所述的光源裝置，其中該長(zhǎng)管狀是直條管狀或是彎曲管狀。
16. 如權(quán)利要求14所述的光源裝置，其中該低壓氣體層的氣壓是在 10" lCT3torr的范圍內(nèi)。
17. 如權(quán)利要求14所述的光源裝置，其中該焚光層包含單層結(jié)構(gòu)。
18. 如權(quán)利要求14所述的光源裝置，其中該焚光層包含有多區(qū)域，分別 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的光。
19. 如權(quán)利要求14所述的光源裝置，其中該焚光層包含疊層結(jié)構(gòu)或是混 層結(jié)構(gòu)，包含有多種不同熒光材料。
20. —種光源裝置，包括陰極結(jié)構(gòu)，是至少一線狀陰極； " 陽極結(jié)構(gòu)； 焚光層，位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間；以及低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā) 射電子的作用，其中該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操 作電壓下直接撞擊該熒光層。
21. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，其中該陽極結(jié)構(gòu)是具有反射功能的 金屬平板，該熒光層位于該陽極結(jié)構(gòu)上。
22. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，還包括光反射基板結(jié)構(gòu)設(shè)置在該陽 極結(jié)構(gòu)的一邊與該陽極結(jié)構(gòu)相對(duì)，其中該陽極結(jié)構(gòu)是光穿透性的。
23. 如權(quán)利要求22所述的光源裝置，其中該陽極結(jié)構(gòu)包括 透明基纟反；以及透明導(dǎo)電層，在該透明基板上。
24. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，還包括基板結(jié)構(gòu)，具有凹陷平面， 且該陽4^結(jié)構(gòu)在該凹陷平面上。
25. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，還包括 第一基板結(jié)構(gòu)；以及第二基板結(jié)構(gòu)，其中該第 一基板結(jié)構(gòu)與該第二基板結(jié)構(gòu)的其一或是兩者的邊緣直接密 封，以構(gòu)成容置該陰極結(jié)構(gòu)、該陽極結(jié)構(gòu)與該低壓氣體層的空間。
26. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，還包括 第一基板結(jié)構(gòu)；第二基板結(jié)構(gòu)；以及間隔結(jié)構(gòu)，密封在該第一基板結(jié)構(gòu)與該第二基板結(jié)構(gòu)之間，以構(gòu)成容置 該陰極結(jié)構(gòu)、該陽極結(jié)構(gòu)與該低壓氣體層的空間。
27. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，其中該線狀陰極的表面是可放電材料。
28. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，其中該低壓氣體層的氣壓是在 10" 1(T3 torr的范圍內(nèi)。
29. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，其中該熒光層包含單層結(jié)構(gòu)。
30. 如權(quán)利要求20所迷的光源裝置，其中該熒光層包含有多區(qū)域，分別 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的光。
31. 如權(quán)利要求20所述的光源裝置，其中該熒光層包含疊層結(jié)構(gòu)或是混層結(jié)構(gòu)，包含有多種不同熒光材料。
32. —種光源裝置，包括 基板結(jié)構(gòu)，具有至少一曲面凹溝；陰極結(jié)構(gòu)，是至少一線狀陰極，分別在該曲面凹溝上方延伸；陽極結(jié)構(gòu)在該曲面凹溝的凹表面上；熒光層，位于該陽極結(jié)構(gòu)上；以及低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā) 射電子的作用，其中該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操 作電壓下直接撞擊該熒光層。
33. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中該線狀陰極是金屬條，該金屬 條表面附著有納米碳材料。
34. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中該線狀陰極約在該曲面凹溝上 方的曲面焦點(diǎn)上。
35. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，還包含反射功能結(jié)構(gòu)，依照所要的 方向反射。
36. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中在該曲面凹溝的該凹表面上還 有反光層。
37. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中該基板結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)皆是 透明。
38. 如權(quán)利要求37所述的光源裝置，其中該基板結(jié)構(gòu)還包括有光反射層。
39. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，還包括上基板，用以與基板結(jié)構(gòu)密 封，以保持該低壓氣體層。
40. 如權(quán)利要求39所述的光源裝置，其中該低壓氣體層是共用或是在分 離在該曲面凹溝內(nèi)。
41. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中該低壓氣體層的氣壓是在 10-1~l(T3torr的范圍內(nèi)。 '
42. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中該熒光層包含單層結(jié)構(gòu)'。
43. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中該熒光層包含有多區(qū)域，分別產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的光。
44. 如權(quán)利要求32所述的光源裝置，其中該熒光層包含疊層結(jié)構(gòu)或是混 層結(jié)構(gòu)，包含有多種不同熒光材料。
45. —種光源裝置，包括 陰極結(jié)構(gòu)； 曲面狀陽極結(jié)構(gòu)；熒光層，位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間；以及 低壓氣體層，填充于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā) 射電子的作用，其中該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操 作電壓下直接撞擊該熒光層。
46. 如權(quán)利要求45所述的光源裝置，其中該低壓氣體層的氣壓是在 10" 1CT3 torr的范圍內(nèi)。
47. 如權(quán)利要求45所述的光源裝置，其中該熒光層包含單層結(jié)構(gòu)。
48. 如權(quán)利要求45所述的光源裝置，其中該熒光層包含有多區(qū)域，分別 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的光。
49. 如權(quán)利要求45所述的光源裝置，其中該熒光層包含疊層結(jié)構(gòu)或是混 層結(jié)構(gòu)，包含有多種不同熒光材料。
50. —種光源裝置，包括 第一基板；第二基板，與該第一基板一起用以構(gòu)成封閉空間；至少一陰極結(jié)構(gòu)，在該封閉空間內(nèi)的該第一基板上；至少一陽極結(jié)構(gòu)，在該封閉空間內(nèi)的該第一基板上；焚光層，由多個(gè)單體組成，位在該第一基板上且位于該陰極結(jié)構(gòu)與該陽 極結(jié)構(gòu)之間，以構(gòu)成至少一發(fā)光區(qū)域；以及低壓氣體層，填充于該封閉空間內(nèi)，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的作用；其中該低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許至少足夠數(shù)量的電子在操 作電壓下直接撞擊該熒光層。
51. 如權(quán)利要求50所述的光源裝置，其中該低壓氣體層的氣庫是在 10-1~1(T3 torr的范圍內(nèi)。
52. 如權(quán)利要求50所述的光源裝置，其中該焚光層是由球面狀的多個(gè)焚光單體所組成。
53. 如權(quán)利要求50所述的光源裝置，其中該熒光層是由柱面狀的多個(gè)熒光單體所組成。
54. 如權(quán)利要求50所述的光源裝置，其中該至少一發(fā)光區(qū)域是單一區(qū)域。
55. 如權(quán)利要求54所述的光源裝置，其中該至少一發(fā)光區(qū)域是多個(gè)區(qū)域。
56. 如權(quán)利要求50所述的光源裝置，其中該熒光層包含單層結(jié)構(gòu)。
57. 如權(quán)利要求50所述的光源裝置，其中該熒光層包含有多區(qū)域，.分別 產(chǎn)生對(duì)應(yīng)頻率的光。
58. 如權(quán)利要求50所述的光源裝置，其中該熒光層包含疊層結(jié)構(gòu)或是混 層結(jié)構(gòu)，包含有多種不同熒光材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光源裝置。該光源裝置包括陰極結(jié)構(gòu)、陽極結(jié)構(gòu)、熒光層、以及低壓氣體層。熒光層位于陰極結(jié)構(gòu)與陽極結(jié)構(gòu)之間。低壓氣體層是填充于陰極結(jié)構(gòu)與陽極結(jié)構(gòu)之間，有誘導(dǎo)陰極均勻發(fā)射電子的作用。此低壓氣體層有電子平均自由路徑，允許大部分電子在操作電壓下直接撞擊該熒光層。
文檔編號(hào)H01J63/06GK101211748SQ200710142450
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月31日
發(fā)明者卓連益, 李中裕, 林依萍, 林韋至, 陳世溥 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院