(57)【要約】      （修正有）【課題】高真空度を要さず平面光源として製造が易しく、より良好な輝度および発光効率を有し、低動作電圧下でも動作可能な光源装置を提供する。【解決手段】バックライトモジュールに適用可能な光源装置は、カソード構造３０２ａ、アノード構造３０４ａ、蛍光層３０６、二次電子生成層３０８、および低圧ガス層３１０を含む。蛍光層はカソード構造とアノード構造との間に配設される。低圧ガス層はカソード構造とアノード構造との間に充填される。二次電子生成層はカソード構造上に配設され、さらなる二次電子を生成して蛍光層に衝突させて発光効率を向上させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の光透過特性を持ち、一の発光面として機能する一のカソード構造と、
一の光反射性を持ち、前記カソード構造の反対に配設される一のアノード構造と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に配設される一の蛍光層と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に充填され、前記カソードに複数の電子を均一に射出させる役割を果たす一の低圧ガス層と、を含み、
前記低圧ガス層は一の大きな電子平均自由行程（a large electron mean free path）を有し、
前記大きな電子平均自由行程は、一の動作電圧下で複数の電子を前記蛍光層に直接衝突させて複数の望ましい光を生成する、光源装置。
【請求項２】
二次電子生成層は、複数の電子を容易に生成することのできる一の材料を含む、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記複数の電子を容易に生成することのできる材料は、ＭｇＯ、Ｔｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、あるいはＣｅＯ２を含む、請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記低圧ガス層の一のガス圧は１０〜１０−３ｔｏｒｒの範囲である、請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記カソード構造と前記アノード構造とを隔て、一の封止空間を構成することで前記低圧ガス層を形成する一の側壁構造をさらに含む、請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
前記カソード構造上に配設される一の二次電子生成層をさらに含む、請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記アノード構造は、一の電極層および一の光反射層を含む、請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
前記アノード構造は、一の光反射性を有する一の金属材料からなる、請求項１に記載の光源装置。
【請求項９】
一の光透過特性を有する一のカソード構造と、
一の光透過反射性を有し、前記カソード構造の反対に配設される一のアノード構造と、
前記カソード構造および前記アノード構造の少なくとも一方に配設される一の放電層と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に配設される一の蛍光層と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に充填され、前記カソードに複数の電子を均一に射出させる役割を果たす一の低圧ガス層と、を含み、
前記低圧ガス層は一の大きな電子平均自由行程を有し、
前記大きな電子平均自由行程は、一の動作電圧下で複数の電子を前記蛍光層に直接衝突させて複数の望ましい光を生成する、光源装置。
【請求項１０】
前記放電層は前記カソード構造上に配設される、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記放電層は前記アノード構造上に配設される、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記放電層は、前記カソード構造上および前記アノード構造上に配設される、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記放電層は、容易に放電できる一の材料を含む、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記容易に放電できる材料は、一の金属を含む、請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記容易に放電できる材料は、カーボンナノチューブ、カーボンナノウォール、あるいはカーボンナノ材料を含む、請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記容易に放電できる材料は、柱状ＺｎＯ（column ZnO）あるいはＺｎＯフィルムを含む、請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記低圧ガス層の一のガス圧は１０〜１０−３ｔｏｒｒの範囲である、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記カソード構造と前記アノード構造とを隔て、一の封止空間を構成することで前記低圧ガス層を形成する一の側壁構造をさらに含む、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１９】
前記蛍光層と前記アノード構造との間に配設される一の反射層をさらに含む、請求項９に記載の光源装置。
【請求項２０】
少なくとも一つの動作電圧を提供する少なくとも一つの電力制御器と、
一の動作電圧で制御される少なくとも一つの発光パネルを含む一の発光ユニットと、を含み、
前記発光パネルは、
一のカソード構造と、
前記カソード構造の反対に配設される一のアノード構造と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に配設される一の蛍光層と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に充填され、前記カソードに複数の電子を均一に射出させる役割を果たす一の低圧ガス層と、を含み、
前記低圧ガス層は一の大きな電子平均自由行程を有し、
前記大きな電子平均自由行程は、一の動作電圧下で複数の電子を前記蛍光層に直接衝突させる、バックライト源装置。
【請求項２１】
前記発光パネルの一の裏面に配設される一のヒートシンク機構をさらに含む、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２２】
前記発光パネルの一の発光面に配設される一の輝度向上フィルムをさらに含む、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２３】
前記発光パネルは、前記カソード構造上に配設される一の二次電子生成層をさらに含む、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２４】
前記発光パネルは、前記カソード構造および前記アノード構造の少なくとも一方に配設される一の放電層をさらに含む、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２５】
前記発光ユニットは前記発光パネルを複数含む、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２６】
前記発光パネルの発光面の片面に配設される一の輝度向上フィルムをさらに含む、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２７】
前記複数の発光パネルと輝度向上フィルムとの間に配設される一の拡散モジュールをさらに含む、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２８】
前記カソード構造および前記アノード構造の一方は一の光透過特性を備え、他方は一の光反射性を備える、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項２９】
前記少なくとも一つの発光パネルは、それぞれ光を射出して一の発光面を形成する複数の発光パネルからなる一のアレイである、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【請求項３０】
前記少なくとも一つの発光パネルは、複数の発光パネルが形成する一の積層構造である、請求項２０に記載のバックライト源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大まかに言って、液晶バックライトモジュールに適用可能な平面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源装置は広く日常生活で利用されている。電球などの従来の光源装置は、フィラメントを介して電流を通し加熱することで可視光源を生成する。電球は一般にはスポット光源である。後には、管光源が開発された。長い期間の開発および改良の後に、平面光源デバイスが提供され平面ディスプレイにおいて広く利用されるようになっている。
【０００３】
光源は多くの機構により製造されうる。図１は、従来の平面光源装置機構を示す概略断面図である。図１を参照すると、二つの電極構造１００、１０２を電源１０６に接続して、動作電圧下で電界を生成して、ガス１０４をガス放電（プラズマ放電とも称される）によりイオン化して電子１１０を生成することにより、発光機構が達成されている。電子１１０は電界で加速され、電極構造１０２上の対応する赤色、緑色、青色の蛍光層１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃに衝突する。可視光１１２がその後生成され、蛍光層から射出される。ここで、電極構造１００は発光面であり、一般的には、ガラス基板およびインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）による透明導電層が構成する光透過材料からなる。
【０００４】
別の光源生成機構は、図２に示す電界放出機構である。図２は、別の従来の平面光源装置機構を示す概略断面図である。この従来の平面光源装置は、ガラス基板１２０、カソード構造層１２２、複数の円錐形の導電体１２４、ゲート層１２６、アノード構造層１２８、および蛍光層１３０を含む。カソード構造層１２２はガラス基板１２０上に配設される。複数の円錐形の導電体１２４はカソード構造層１２２上に配設される。ゲート層１２６は円錐形の導電体１２４上に配設される。円錐形の導電体１２４に対応する複数の孔がゲート層１２６に形成される。アノード構造層１２８は、ガラス基板上に配設される透明アノード層を有する。さらに、蛍光層１３０はアノード構造層１２８上に配設される。電子１３２は円錐形の導電体１２４の先端からカソードとアノードとの間の高電界の下に放出され、電界により加速されて蛍光層１３０に衝突して、可視光を射出する。
【０００５】
上述の二つの従来の発光機構は各々利点および不利点を持つ。ガス放電は方法が容易であり構造が簡易ではあるが、工程中にプラズマが生成されるのでエネルギーを消費する。電界放出型光源は冷陰極型の光源（cold light source）の一種であり、陰極線管（ＣＲＴ）と同様の原理を持っているので、電子はカソードからカソードとアノードとの間の高電界の下へ放出され、アノードを覆う蛍光体に衝突して発光する。電界放出型光源は高輝度および節電指向であり平面構造に形成可能なことから利点がある。しかし電界放出型光源は、発光材料の成長あるいは発光材料でカソードを均一に覆うという目的から、軸構造あるいはカーボンナノチューブを必要とする不利点を有する。この平面蛍光ランプは、カソードとアノードとを隔てさせる目的から、支持体がなくてはならず、カソードとアノードとの間の垂直距離は注意深く調節されねばならない。許容範囲が小さいので、大量生産応用については構造設計のコストおよび歩留まり率を考慮に入れる必要があり、全体にわたり光輝度を均一制御することは難しい。さらに、真空パッケージも問題である。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、高真空度を要さず平面光源として製造が易しく、より良好な輝度および発光効率を有し、低動作電圧下でも動作可能な光源装置の提供を対象とする。
【０００７】
本発明は、光源装置により達成されるバックライト源装置を対象としている。
【０００８】
本発明は一の光透過特性を持ち、一の発光面として機能する一のカソード構造と、一の光反射性を持ち、前記カソード構造の反対に配設される一のアノード構造と、前記カソード構造と前記アノード構造との間に配設される一の蛍光層と、前記カソード構造と前記アノード構造との間に充填され、前記カソードに複数の電子を均一に射出させる役割を果たす一の低圧ガス層と、を含み、前記低圧ガス層は一の大きな電子平均自由行程（a large electron mean free path）を有し、前記大きな電子平均自由行程は、一の動作電圧下で複数の電子を前記蛍光層に直接衝突させて複数の望ましい光を生成する、光源装置を提供する。
【０００９】
本発明はさらに、一の光透過特性を有する一のカソード構造と、一の光透過反射性を有し、前記カソード構造の反対に配設される一のアノード構造と、前記カソード構造および前記アノード構造の少なくとも一方に配設される一の放電層と、前記カソード構造と前記アノード構造との間に配設される一の蛍光層と、前記カソード構造と前記アノード構造との間に充填され、前記カソードに複数の電子を均一に射出させる役割を果たす一の低圧ガス層と、を含み、前記低圧ガス層は一の大きな電子平均自由行程を有し、前記大きな電子平均自由行程は、一の動作電圧下で複数の電子を前記蛍光層に直接衝突させて複数の望ましい光を生成する、光源装置を対象とする。
【００１０】
本発明はさらに、少なくとも一つの動作電圧を提供する少なくとも一つの電力制御器と、一の動作電圧で制御される少なくとも一つの発光パネルを含む一の発光ユニットと、を含み、前記発光パネルは、一のカソード構造と、前記カソード構造の反対に配設される一のアノード構造と、前記カソード構造と前記アノード構造との間に配設される一の蛍光層と、前記カソード構造と前記アノード構造との間に充填され、前記カソードに複数の電子を均一に射出させる役割を果たす一の低圧ガス層と、を含み、前記低圧ガス層は一の大きな電子平均自由行程を有し、前記大きな電子平均自由行程は、一の動作電圧下で複数の電子を前記蛍光層に直接衝突させる、バックライト源装置を対象とする。
【００１１】
上述の、およびその他の本発明の目的、特徴および利点を明らかにすべく、図面に関連する好ましい実施形態を以下に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
付随する図面は、発明の更なる理解のために含めており、本明細書の一部に含まれ、一部を構成する。図面は本発明の実施形態を例示し、記載とともに、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１３】
【図１】従来の平面光源装置機構を示す概略断面図である。
【００１４】
【図２】従来の別の平面光源装置機構を示す概略断面図である。
【００１５】
【図３】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００１６】
【図４】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００１７】
【図５】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００１８】
【図６】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００１９】
【図７】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００２０】
【図８】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００２１】
【図９】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００２２】
【図１０】本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。
【００２３】
【図１１】本発明の一実施形態によるバックライトモジュール構造を示す概略図である。
【００２４】
【図１２−１３】本発明の一実施形態による別のバックライトモジュール構造を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の好ましい実施形態を詳述するが、付随する図面にはその例示がなされている。可能な場合、同じ参照番号を図面に付し、同じまたは同様の部材についての記載としている。
【００２６】
以下に、本発明の特徴を例示する目的から幾らかの実施形態を記載するが、これらは本発明の範囲を限定することを意図していない。
【００２７】
第一実施形態
図３は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図３を参照すると、光源装置は、カソード構造３０２ａ、アノード構造３０４ａ、蛍光層３０６、二次電子生成層３０８、および低圧ガス層３１０を含む。
【００２８】
カソード構造３０２ａの材料は、金属層あるいは透過性導電材料が蒸着したガラス基板である。アノード構造３０４ａはカソード構造３０２ａの反対に配設される。アノード構造３０４ａは光透過構造であり、その材料はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素をドープした錫酸化物（ＦＴＯ）、あるいは別の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）材料である。カソード構造３０２ａおよびアノード構造３０４ａは例えば基板および当該基板上の電極層を基本的に含む。カソード構造３０２ａおよびアノード構造３０４ａの実際の構造は実際の設計により変わり得、これは当業者には明白であるのでここでは記載しない。
【００２９】
蛍光層３０６はカソード構造３０２ａとアノード構造３０４ａとの間に配設され、一般的には例えばアノード構造３０４ａ上に配設される。
【００３０】
二次電子生成層３０８はカソード構造３０２ａ上に配設される。二次電子生成層３０８はＭｇＯ、Ｔｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、あるいはＣｅＯ２であってよい。
【００３１】
低圧ガス層３１０は、カソード構造３０２とアノード構造３０４との間であって、低圧ガスが１０〜１０−３ｔｏｒｒの範囲である箇所に配設され、電子平均自由行程（electron mean free path）を略カソード―アノード間の距離とする。
【００３２】
一実施形態においては、図３の光源装置がさらに、カソード構造３０２ａとアノード構造３０４ａとの間を隔て、且つその内部が低圧ガスで充たされる低圧ガス層３１０を形成するよう封止する側壁構造３１２を有する。
【００３３】
本発明の本実施形態においては、希薄ガス（thin gas）を利用して充分な電子３２０を容易に均一に生じさせる。電界放出機構を利用して、イオン化した電子３２０を蛍光層３０６に衝突させて望ましい光を生成する。ガス内のイオン化した陽イオン３２２は二次電子生成層３０８に衝突し得るので、陽イオンが二次電子生成層３０８に衝突すると、さらなる二次電子３２４が生成されて蛍光層３０６に衝突して、発光効率を向上させ得る。
【００３４】
本実施形態においては、アノード構造３０４ａは光透過構造であり、電子３２０が蛍光層３０６に衝突すると、生成された光３３０はアノード構造３０４ａを通過する。この光源装置は透過型光源装置とも称される。さらに、透過型光源装置においては、カソード構造３０２ａは、反射性を向上させ輝度および発光効率を増加させる高反射金属であってよい。
【００３５】
ここで、充填ガスはカソードに均一に電子を放出させるのに利用されるので、選択するガスに特に制限はなく、大気、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈ２、あるいはＣＯ２などの任意のガスあるいはガス混合体であってよい。充填ガスは低真空度あるいは中程度の真空度であるので、電子平均自由行程は、電子が電界中の蛍光層３０６の材料に直接衝突して望ましい光を射出するのに充分な大きさを持つ。
【００３６】
図３の実施形態は、図４に示すような別の形態で実施されてもよい。図４は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図４を参照すると、光源装置はカソード構造３０２ｂ、アノード構造３０４ｂ、蛍光層３０６、二次電子生成層３０８、低圧ガス層３１０、側壁構造３１２、および反射層３１４を含む。
【００３７】
図４に示す光源装置は、図３の光源装置に類似しているが、以下の差異を有する。図４の光源装置は、アノード構造３０４ｂと蛍光層３０６との間に配設された反射層３１４をさらに含む。さらに、カソード構造３０２ｂは光透過構造であり、その材料は、例えばインジウム錫酸化物、フッ素をドープした錫酸化物、あるいは別の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）材料であってよい。アノード構造３０４ｂは透過性あるいは不透明な材料である。
【００３８】
ガス放電機構により生成された電子３２０、および陽イオン３２２が二次電子生成層３０８に衝突することに生成された追加的な二次電子３２４が蛍光層３０６に衝突すると、生成された光３３０は反射層３１４で反射してカソード構造３０２ｂを通過する。本光源装置は反射型光源装置とも称される。さらに反射型光源装置においては、アノード構造３０４ｂが、ガラス上に透過性導電材料を蒸着することにより形成され、反射層３１４は、反射性向上、輝度および発光効率向上を目的として高反射金属が蒸着した高反射金属あるいは高反射性光学フィルムであってよい。
【００３９】
第二実施形態
図５は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図５を参照すると、光源装置は、カソード構造４０２ａ、アノード構造４０４ａ、蛍光層４０６、放電層４０８、および低圧ガス層４１０を含む。
【００４０】
カソード構造４０２ａの材料は、金属層あるいは透明導電材料が蒸着したガラス基板である。アノード構造４０４ａはカソード構造４０２ａの反対に配設される。アノード構造４０４ａは光透過構造であり、例えばその材料はインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素をドープした錫酸化物（ＦＴＯ）、あるいは別の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）材料である。カソード構造４０２ａおよびアノード構造４０４ａは例えば基板および当該基板上の電極層を基本的に含む。カソード構造４０２ａおよびアノード構造４０４ａの実際の構造は実際の設計により変わり得、これは当業者には明白であるのでここでは記載しない。
【００４１】
蛍光層４０６はカソード構造４０２ａとアノード構造４０４ａとの間に配設され、一般的には例えばアノード構造４０４ａ上に配設される。
【００４２】
放電層４０８はカソード構造４０２ａ上に配設される。放電層４０８の材料は、金属、カーボンナノチューブ、カーボンナノウォール、カーボンナノ材料、柱状ＺｎＯ（column ZnO）、あるいはＺｎＯフィルムなどの容易に放電できる材料であってよい。
【００４３】
低圧ガス層４１０は、カソード構造４０２ａとアノード構造４０４ａとの間であって、低圧ガスが１０〜１０−３ｔｏｒｒの範囲である箇所に配設され、電子平均自由行程（electron mean free path）を略カソード―アノード間の距離とする。
【００４４】
一実施形態においては、光源装置がさらに、カソード構造４０２ａとアノード構造４０４ａとの間を隔て、且つその内部が低圧ガスで充たされる低圧ガス層４１０を形成するよう封止する側壁構造４１２を有する。
【００４５】
本発明においては、希薄ガス（thin gas）を利用して充分な電子４２０を容易に均一に生じさせる。高電圧を利用してイオン化した電子４２０を蛍光層４０６に衝突させて望ましい光を生成する。本実施形態においては、放電層４０８が容易に放電できる材料であるので、動作電圧は減らしてよい。
【００４６】
本実施形態においては、アノード構造４０４ａは光透過構造であり、その材料は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、フッ素をドープした錫酸化物、あるいは別の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）材料である。従って、電子４２０が蛍光層４０６に衝突すると、生成された光４３０はアノード構造４０４ａを通過する。この光源装置は透過型光源装置とも称される。さらに、透過型光源装置においては、カソード構造４０２ａは、反射性を向上させ輝度および発光効率を向上させる高反射金属であってよい。
【００４７】
ここで、充填ガスはカソードに均一に電子を放出させるのに利用されるので、選択するガスに特に制限はなく、大気、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈ２、あるいはＣＯ２などの任意のガスあるいはガス混合体であってよい。充填ガスは低真空度あるいは中程度の真空度であるので、電子平均自由行程は、電子が電界中の蛍光層４０６の材料に直接衝突して望ましい光を放出するのに充分な大きさを持つ。
【００４８】
図５の実施形態は、図６に示すような別の形態で実施されてもよい。図６は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図６に示す光源装置は、図５の光源装置に類似した構造および機能を有するので、ここではさらなる例示はしない。図６を参照すると、図６の光源装置と図５の光源装置との差異は、放電層４０８がアノード構造４０４ａと蛍光層４０６との間に配設されていることにある。
【００４９】
図５の実施形態は、図７に示すような別の形態で実施されてよい。図７は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図７に示す光源装置は、図５の光源装置に類似した構造および機能を有するので、ここではさらなる例示はしない。図７を参照すると、図７の光源装置と図５の光源装置との差異は、放電層４０８が、カソード構造４０２ａ上と、アノード構造４０４ａと蛍光層４０６との間の両方に配設されていることにある。
【００５０】
図５の実施形態は、図８に示すような別の形態で実施されてよい。図８は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図８を参照すると、光源装置は、カソード構造４０２ａ、アノード構造４０４ａ、蛍光層４０６、放電層４０８、低圧ガス層４１０、側壁構造４１２、および反射層４１４を含む。
【００５１】
図８に示す光源装置は、図５の光源装置に類似しているが、以下の差異を有する。図８の光源装置は、アノード構造層上に配設された反射層４１４をさらに有する。さらに、カソード構造４０２ｂは光透過構造であり、その材料は、例えばインジウム錫酸化物、フッ素をドープした錫酸化物、あるいは別の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）材料である。アノード構造４０４ｂは透過性あるいは不透明な材料であってよい。
【００５２】
電子４２０が蛍光層４０６に衝突すると、生成された光４３０は反射層４１４で反射してカソード構造４０２ｂを通過する。本光源装置は反射型光源装置とも称される。反射型光源装置においては、アノード構造４０４ｂは、好適には、反射性向上、輝度および発光効率向上ができる高反射金属である。
【００５３】
図８の実施形態は、図９に示すような別の形態で実施されてもよい。図９は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図９に示す光源装置は、図８の光源装置に類似した構造および機能を有するので、ここではさらなる例示はしない。図９を参照すると、図９の光源装置と図８の光源装置との差異は、放電層４０８が反射層４１４と蛍光層４０６との間に配設されていることにある。
【００５４】
図８の実施形態は、図１０に示すような別の形態で実施されてよい。図１０は、本発明の一実施形態による光源装置の概略断面図である。図１０に示す光源装置は、図８の光源装置に類似した構造および機能を有するので、ここではさらなる例示はしない。図１０を参照すると、図１０の光源装置と図８の光源装置との差異は、放電層４０８がカソード構造４０２ｂ上と、反射層４１４と蛍光層４０６との間の両方に配設されていることにある。
【００５５】
上述の実施形態においては、光反射機構を利用すると、発光表面は片面となる。反対に、光反射機構を利用しない場合、カソード構造およびアノード構造は両方とも透過性導電材料からなり、光透過特性を有し、両面発光効果が得られる。光強度は弱いが、発光面は両面発光面である。両面発光面は、任意の発光面の外側に反射層を追加することで、片面発光面に変更することもできる。例えば、透明基板の片面は透明電極構造であり、もう一方の面は金属蒸着反射層などの反射層である。
【００５６】
第三実施形態
さらに、上記の光源装置はディスプレイ用のバックライトモジュールとして製造されてよい。図１１は、本発明の一実施形態によるバックライトモジュール構造を示す概略図である。図１１を参照すると、本発明の実施形態によるバックライトモジュールは、上述の発光デバイスからなる発光パネル１１００により形成され、その動作電圧は電力制御器１１０２により供給される。さらにはヒートシンク機構１１０４が、例えば、発光パネル１１００の裏面に追加されてもよい。本発明の発光デバイスは容易に大面積平面光源として製造して、バックライトモジュールの構造および動作を簡略化して発光効率を増加させることができる。
【００５７】
さらに、輝度向上フィルム（ＢＥＦ）あるいは両面ＢＥＦ（ＤＢＥＦ）を追加して、バックライトモジュールの要件により方向性および輝度を増加させてもよい。図１２は、本発明の一実施形態による別のバックライトモジュール構造を示す概略図である。図１１の構造に基づくと、輝度向上フィルム１１０６は、例えば発光パネル１１００の発光面上に配設される。輝度向上フィルム１１０６は、例えば、ＢＥＦあるいはＤＢＥＦを含む。さらに必要に応じて、別の光学フィルムを必要とされる場合もある。例えば、輝度向上フィルム１１０６と発光パネル１１００との間に拡散モジュールを追加して、均一な光強度を達成してもよい。
【００５８】
上述の実施形態の発光モジュールは、単一の発光パネルにより形成される。しかし、発光モジュールは、複数の発光パネルユニットを含む一のアレイ構造であってもよい。図１３は、本発明の一実施形態による、別のバックライトモジュール構造を示す概略図である。図１３を参照すると、発光モジュール１１０１は、例えば、一のアレイに配列される複数の発光パネルユニット１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ...を含む。発光パネルユニット１１００ａ、１１００ｂ、１１００ｃ...は、例えば、異なる電力制御器１１０２ａ、１１０２ｂ、１１０２ｃ...によりそれぞれ制御される。本実施形態においては、光源は複数の発光パネルユニットを含み、元の光強度は不均一なので、複数の光源を均一に混合するために拡散モジュール１１０８を一緒に利用する。そして、輝度向上フィルム１１０６は、拡散した光を発光面に対して最大限に射出して光輝度を増加するのに利用される。
【００５９】
さらに、光強度を増す目的から、例えば、複数の発光パネルユニットを積層することができる。さらに、バックライトモジュールの適用においては、単一の発光面を達成する目的上、例えば反射面が最も外側の裏面に形成され、さらに、例えば電極が利用されるあるいは反射層を追加するなどして、反射効果を達成する。
【００６０】
上述に鑑みると、本発明の第一実施形態が提供する光源装置は、二次電子生成層を有する。ガス内のイオン化した陽イオンは二次電子生成層に衝突し得るので、陽イオンがカソード構造上の二次電子生成層に衝突すると、さらなる二次電子が生成されて、発光効率を向上させ得る。
【００６１】
本発明の第二実施形態が提供する光源装置においては、放電層がカソード構造およびアノード構造の両方に配設され、動作電圧を減らし得る。
【００６２】
本発明の第三実施形態においては、上述の実施形態のバックライトモジュールが、向上したバックライトモジュール性能を有し得る。
【００６３】
本発明の光源装置は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のバックライトモジュールに適用可能である。光源装置は光強度および光均一性を増加させ、さらに冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）が要する導光板および拡散器のコストを節約することができる。本発明の光源装置は、プラズマおよび電界放出型の光源の利点を含む。本発明の光源装置は、希薄ガスを利用して、カソードから電子を均一に生じさせ、電界放出型光源のカソード生成が困難であるという欠陥を避ける。
【００６４】
本発明の光源装置はパソコン、家庭用テレビセット、自動車テレビセット、あるいは相対的機能を持つ薄型ＬＣＤのバックライトモジュールを有するその他のデバイスに適合する。この形式の電界放出型の発光デバイスは節電、短いレスポンスタイム、高い発光効率、製造の容易さ、環境に優しいこと（水銀を使用しない）などの利点がある。
【００６５】
従来の電界放出型光源装置と異なり、本発明の光源装置のカソード構造は、特殊処理あるいは何ら材料提供のない、単なる平面金属あるいは導電フィルム構造であり、よって構造がより簡略化されている。さらに、本発明では高真空度パッケージは必要でないので、製造工程が簡略化され、大量生産を容易に達成できる。透過性構造内のカソード金属構造／高反射性材料、および反射性構造内のアノード金属構造／高反射性材料により、反射性を向上させ、輝度および発光効率を向上させることができる。
【００６６】
本発明の発光の波長は蛍光の種類に依るので、異なる照明／ディスプレイ用途によっては、異なる波長を持つ光源あるいはバックライトモジュールを設計することができる。本発明は平面あるいは曲面バックライトモジュールとして設計することができる。本発明においては、反射型の反射層により導光現象が避けられ、輝度および発光効率を向上させることができる。接地回路設計をオプションとして利用して、蛍光体における電荷蓄積を削減してもよい。
【００６７】
本発明は上記のように好ましい実施形態により開示されたが、これらは本発明を限定することを意図していない。当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱せずに幾らもの変形、変更を加えることができる。故に、本発明の保護範囲は付随する請求項およびそれらの均等物に存在する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年5月13日(2011.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの動作電圧を提供する少なくとも一つの電力制御器と、
一の動作電圧で制御される少なくとも一つの発光パネルをそれぞれ含む積層された複数の発光ユニットと、を含み、
前記発光パネルは、
カソード構造と、
前記カソード構造の反対に配設されるアノード構造と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に配設される蛍光層と、
前記カソード構造と前記アノード構造との間に充填され、前記カソードに複数の電子を均一に射出させる役割を果たす低圧ガス層と、を含み、
前記低圧ガス層は大きな電子平均自由行程を有し、
前記大きな電子平均自由行程は、一の動作電圧下で複数の電子を前記蛍光層に直接衝突させる、バックライト源装置。
【請求項２】
前記発光パネルの最裏面に配設されるヒートシンク機構をさらに含む、請求項１に記載のバックライト源装置。
【請求項３】
最表面の発光パネルの発光面に配設される輝度向上フィルムをさらに含む、請求項１または２に記載のバックライト源装置。
【請求項４】
前記発光パネルは、前記カソード構造上に配設される二次電子生成層をさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のバックライト源装置。
【請求項５】
前記発光パネルは、前記カソード構造および前記アノード構造の少なくとも一方に配設される放電層をさらに含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のバックライト源装置。
【請求項６】
前記発光パネルの発光面の片面に配設される輝度向上フィルムをさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載のバックライト源装置。
【請求項７】
前記発光パネルと輝度向上フィルムとの間に配設される拡散モジュールをさらに含む、請求項３または６に記載のバックライト源装置。
【請求項８】
前記カソード構造および前記アノード構造は光透過特性を備え、最裏面の発光パネルにおいては光反射性を備える、請求項１から７のいずれか１項に記載のバックライト源装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つの発光パネルは、それぞれ光を射出して発光面を形成する複数の発光パネルからなるアレイである、請求項１から８のいずれか１項に記載のバックライト源装置。
【外国語明細書】
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