(57)【要約】      （修正有）【課題】均一な光を、効率よく取り出すことできる、冷陰極電子源を使用したバックライト装置、及びこのバックライト装置を備えた液晶ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】カソード基板３０１上にカソード電極３０２を介して形成した電子放出層３０３を備えた冷陰極電子源３１０と、アノード基板３０５上にアノード電極３０６を介して形成した蛍光体層３０７を備えたアノード部３２０とが対向した構造を有するバックライト装置であって、電子放出層が、ファイバを含み、かつ波長５５０ｎｍでの可視光線透過率１０％以上である、バックライト装置である。【選択図】図４
2007287370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード基板上にカソード電極を介して形成した電子放出層を備えた冷陰極電子源と、アノード基板上にアノード電極を介して形成した蛍光体層を備えたアノード部とが対向した構造を有するバックライト装置であって、
電子放出層が、ファイバを含み、かつ波長５５０ｎｍでの可視光線透過率１０％以上である、バックライト装置。
【請求項２】
カソード基板上にカソード電極を介して形成した電子放出層を備えた冷陰極電子源と、アノード基板上にアノード電極を介して形成した蛍光体層を備えたアノード部とが対向した構造を有するバックライト装置であって、
電子放出層が、ファイバ、有機溶媒、有機樹脂及びガラス前駆体を含むペーストを、カソード電極上に塗布し、場合により乾燥させ、その後に加熱処理することにより形成したものである、請求項１記載のバックライト装置。
【請求項３】
ファイバが、カーボンナノチューブ及び／又はカーボンナノファイバである、請求項１又は２記載のバックライト装置。
【請求項４】
アノード基板が透明基板であり、アノード電極が透明電極である、請求項１〜３のいずれか１項記載のバックライト装置。
【請求項５】
カソード基板が透明基板であり、カソード電極が透明電極である、請求項１〜３のいずれか１記載のバックライト装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載のバックライト装置を備えた液晶ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極電子源を使用したバックライト装置に関し、このバックライト装置を備えた液晶ディスプレイ装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置は、プラズマディスプレイ等の発光型と異なり、非発光型であるため、発光源としてのバックライト装置を必要とする。バックライト装置としては、ＣＦＬ（Cathode Fluorescense Lamp）や、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が挙げられるが、前者については、線光源であるため、広い範囲で均一な発光を提供するのが困難であること等の問題があり、また、後者については、点光源で、かつ指向性が高いため、広い範囲で均一な発光を提供するのが困難であり、また多くの個数を必要とするため消費電力が大きいこと等の問題がある。このような中で、低い消費電力で、輝度や均一性に優れた発光を供給しうる面光源として、冷陰極電子源を使用したバックライト装置が注目されている。
【０００３】
図１に冷陰極電子源を使用したバックライト装置の一例を示す。バックライト装置は、カソード基板１０１上にカソード電極１０２を介して形成した電子放出層１０３を備えた冷陰極電子源１１０と、アノード基板１０５上にアノード電極１０６を介して形成した蛍光体層１０７を備えたアノード部１２０とが対向した構造を有する。カソード電極１０２とアノード電極１０６との間に電界が生ずると、電子放出層１０３から電子が放出され、蛍光体層１０７を発光させる。アノード基板１０５及びアノード電極１０６は通常、透明であり、発光をアノード基板１０５側から取り出すことができる。
【０００４】
冷陰極電子源の電子放出層を形成する材料としては、低電界で均一な強度の電子放出が可能であることから、各種のファイバが注目されており、その代表格がカーボンナノチューブである。電子放出層の形成にあたっては、ＣＶＤ等により、ファイバを直接、カソード電極上に成長させる方法、ファイバを含有するペーストを利用して、カソード電極上にファイバを付着させる方法が知られている。
【０００５】
このうち、ペーストを利用した方法が、ＣＶＤ等と異なり特殊な装置等を必要とすることなく、また広い面積でも、容易に電子放出層を形成できることから注目されている。一般に、ペーストとしては、有機樹脂と有機溶媒を含むビヒクルに、ファイバを配合したものが使用される。このペーストをカソード電極上に、スクリーン印刷等の手段によって塗布・印刷した後、加熱してビヒクル成分を分解・除去して、ファイバの電子放出層を形成する。
【０００６】
最近では、さらにシリカ粉末を配合したペーストを使用することにより、機械的強度が強く、カソード電極への密着性が良好な電子放出層を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、これらの技術においては、カソード電極との電気的接触を確保するために配合されたグラファイト粒子が、電子放出層を不透明にする。このような不透明の電子放出層をバックライト装置に使用すると、蛍光体層からの冷陰極電子源方向の発光を電子放出層が吸収することとなり、光の取り出し効率を悪化させる。
【特許文献１】特開２００３−３０３５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、均一な光を、効率よく取り出すことできる、冷陰極電子源を使用したバックライト装置、及びこのバックライト装置を備えた液晶ディスプレイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、カソード基板上にカソード電極を介して形成した電子放出層を備えた冷陰極電子源と、アノード基板上にアノード電極を介して形成した蛍光体層を備えたアノード部とが対向した構造を有するバックライト装置であって、電子放出層が、ファイバを含み、かつ可視光線透過率１０％以上である、バックライト装置に関する。
【０００９】
また、本発明は、カソード基板上にカソード電極を介して形成した電子放出層を備えた冷陰極電子源と、アノード基板上にアノード電極を介して形成した蛍光体層を備えたアノード部とが対向した構造を有するバックライト装置であって、電子放出層が、ファイバ、有機溶媒、有機樹脂及びガラス前駆体を含むペーストを、カソード電極上に塗布し、場合により乾燥させ、その後に加熱処理することにより形成したものである、上記のバックライト装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のバックライト装置は、均一な光を、効率よく取り出すことができ、液晶ディスプレイ装置の発光源として最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のバックライト装置における電子放出層は、特定のペーストをカソード電極上にスクリーン印刷等の手段によって塗布した後、加熱してビヒクル成分を分解・除去して形成する。
【００１２】
〔ペースト〕
ペーストは、ファイバ、有機樹脂、有機溶媒及びガラス前駆体を含む。
【００１３】
ファイバは、電子放出が可能であれば、種類や形態は、特に限定されない。ファイバの種類としては、カーボン系、窒化ホウ素系等が挙げられるが、好ましくはカーボン系である。
【００１４】
ファイバは、線状、筒状のいずれであってもよく、例えばチューブ状、繊維状又はリボン状が挙げられる。ファイバは、ナノメートルオーダー又はマイクロメートルオーダーのいずれであってもよい。ファイバは、多層又は単層のいずれであってもよい。
【００１５】
例えば、カーボン系としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノコイル、カーボンナノファイバ、グラファイトリボン等が挙げられる。
【００１６】
これらの中でも、電界集中が起こりやすいアスペクト比の高い構造をしている点から、カーボンナノチューブ及びカーボンナノファイバが好ましい。カーボンナノチューブは、通常、直径０．５〜１００ｎｍ、長さ０．５〜１００μｍの非常に細長い中空のチューブ状の炭素材料である。カーボンナノファイバは、通常、直径１〜５００ｎｍ、長さ０．５〜１００μｍの細長い繊維状の炭素材料である。本発明においては、直径、長さは、特に限定されないが、好ましくは、直径１〜４０ｎｍ、長さ０．５〜３０μｍである。カーボンナノチューブは、多層又は単層のいずれであってもよい。また、カーボンナノチューブ及びカーボンナノファイバは、アーク放電法、レーザ蒸発法、プラズマ合成法、炭化水素触媒分解法、化学気相成長法又は熱分解法等のいずれの方法によって製造したものも使用することができる。ファイバは、１種又は２種以上を用いることができる。
【００１７】
有機溶媒としては、カルビトール類、セロソルブ類、アルコール類等が挙げられるが、これらに限定されない。カルビトール類は、例えば、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート等である。セロソルブ類は、例えば、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート等である。アルコール類は、例えば、テルピネオール、テキサノール等である。これらの中でも、ファイバとの親和性、塗布適性の点から、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテートが好ましい。有機溶媒は、１種又は２種以上を用いることができる。
【００１８】
有機樹脂としては、セルロース系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂等が挙げられるが、これらに限定されない。セルロース系樹脂は、例えば、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート等である。（メタ）アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート等である。これらの中でも、ファイバとの親和性、塗布適性の点から、エチルセルロースが好ましい。有機樹脂は、１種又は２種以上を用いることができる。
【００１９】
ガラス前駆体は、電子放出層と電子放出層が形成される基材との密着性や接着性の点から配合するものであり、電子放出層形成のための加熱処理によって、ガラス成分を構成する物質であれば、特に限定されない。密着性、接着性の点から、テトラアルコキシシラン又はその縮合体、オルガノアルコキシシラン又はその縮合体が好ましい。ガラス前駆体は、１種又は２種以上を用いることができる。
【００２０】
ガラス前駆体は、液状であっても、粉末状であってもよいが、粉末状の場合は平均粒径１〜１００ｎｍの微粉末であることが好ましく、より好ましくは平均粒径１〜３０ｎｍの微粉末である。微粉末を使用する場合は、ペーストの分散性の点から、予めアルコール（例えば、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール）等に分散させたガラス前駆体分散液を使用することが好ましい。
【００２１】
ガラス前駆体の例としては、シラン化合物、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等及び金属アルコキシド、例えばチタンのアルコキシド（テトライソプロポキシチタン等）、ジルコニウムのアルコキシド（テトラ−ｎ−ブトキシジルコニウム等）、アルミニウムのアルコキシド（トリ−ｓ−ブトキシアルミニウム等）、並びにこれらの縮合体が挙げられる。縮合体は、単一の化合物の縮合体でも、複数の化合物の複合縮合体でもよい。
【００２２】
一般に、電子放出層を形成するためのペーストには、ミクロンオーダーのシリカ粉末が配合されているため、ペースト中でファイバが均一に分散するための障害となり、また十分に融解させるために高温にする必要があり、ファイバにダメージを与えうる。一方、本発明は、ガラス前駆体を使用することにより、ペースト中でファイバを均一に分散させ、より低温でのガラス化により、ファイバへのダメージを抑制し、それと同時に電子放出層と電子放出層が形成される基材との密着性・接着性を確保しようというものである。
【００２３】
ペーストは、上記の他に、分散剤、レベリング剤、導電性付与剤、感光性付与剤等の任意成分を含むことができる。
【００２４】
ペースト中のファイバの量は、ファイバの分散性、電子放出層の透過率の点から、０．０１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは０．０５〜１０重量％であり、特に好ましくは０．０８〜５重量％である。有機溶媒（ガラス前駆体分散液を用いる場合、分散液中の有機溶媒を含む）の量は、ペーストの粘度、レベリング性の点から、５０〜９９重量％が好ましく、より好ましくは６０〜９５重量％であり、特に好ましくは７０〜９２重量％である。有機樹脂の量は、ペーストの粘度の点から、０．１〜３０重量％が好ましく、より好ましくは０．５〜２０重量％であり、特に好ましくは１〜１５重量％である。ガラス前駆体の量は、密着性・接着性の点から、０．０５〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜９重量％であり、特に好ましくは０．１５〜８重量％である。
【００２５】
〔ペーストの調製方法〕
ペーストは、ファイバ、有機溶媒、有機樹脂、ガラス前駆体及び任意成分を混合することにより調製することができる。ペーストは、全成分を一度に混合して調製することもできるし、有機樹脂を有機溶媒に溶解させ、これにファイバ等を添加して、混合して調製することもできる。
【００２６】
特に、ペーストは、段階的な混合を経て調製することが好ましい。例えば、有機樹脂を有機溶媒に溶解させ、これにファイバを添加し、十分に混合して分散液を得て、次いで、この分散液に、さらに有機樹脂、有機溶媒、ガラス前駆体及び任意成分を添加し、十分に混合してペーストを得るといった方法である。このような段階を経ることにより、比較的均一かつ適度な大きさに制御されたファイバの凝集体が、良好に分散したペーストを容易に得ることができる。
【００２７】
この場合、分散液に用いる有機溶媒に対する有機樹脂の割合は、最終のペーストの有機溶媒に対する有機樹脂の割合よりも小さいことが好ましい。また、分散液におけるファイバの濃度は、最終のペーストにおけるファイバ濃度の約２〜４倍となるようにすることが好ましい。ファイバ添加後の混合は、超音波、スターラー、ミキサー、ホモジナイザー、ボールミル、ビーズミル等で行なうことができる。なお、分散液に使用する有機樹脂及び有機溶媒と、分散液に添加する追加の有機樹脂及び有機溶媒とは、同一であっても、異なっていてもよい。追加の有機樹脂及び有機溶媒、並びに他の成分を添加した後の混合は、ミキサー、ボールミル、ロールミル等で行なうことができる。
【００２８】
このようなペーストを使用することにより、電子放出層とした場合に、ファイバの存在密度が、場所によって極端に異なるといった事態を避けることができ、そのために均一な光の放出が可能となる。ファイバを凝集体として利用することによって、ファイバの存在密度を制御しつつ、電子放出を良好にすることができる。これは、電子放出点と解される末端部分や折れ曲がり部分を有効に活用することができるためと考えられる。ファイバの存在密度が膜厚方向に低く、電極面上に一定間隔で配列できると、電子放出層が半透明〜透明になるため、電子放出層に光が吸収されるのを抑制され、バックライト装置における光の取り出し効率を改善することができる。
【００２９】
具体的には、本発明のバックライト装置は、波長５５０ｎｍでの可視光線透過率が１０％以上であり、好ましくは２５％以上とすることができる。一般に、波長５５０ｎｍは、人間の被視感度（人の目が感じる光の強さ）が最も強い波長であり、輝度測定の際に最も影響を与える波長である。可視光線透過率は、膜厚やペースト中のファイバの濃度を調整することにより、変動させることができる。膜厚を薄く、ファイバの濃度を小さくすると、一般に可視光線透過率は大きくなるが、電子放出層においてファイバが極端に少ないと、電子放出が不十分となる。通常、可視光線透過率の上限は９５％程度が上限であるが、電子放出が十分であれば、これ以上であってもよい。なお、本発明のバックライト装置における電子放出層の膜厚は、例えば、０．０１〜３μｍ、好ましくは０．０２〜１μｍとすることができる。
【００３０】
〔バックライト装置〕
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るバックライト装置を説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００３１】
バックライト装置は、通常、カソード基板上にカソード電極を介して形成した電子放出層を備えた冷陰極電子源と、アノード基板上にアノード電極を介して形成した蛍光体層を備えたアノード部が対向した構造を有する。
【００３２】
〔トップエミッション型バックライト装置〕
図２を例にとって、バックライト装置の一例を説明する。このバックライト装置においては、アノード基板が透明基板２０５であり、アノード電極が透明電極２０６である。電子放出層２０３から放出された電子が蛍光体層２０７を発光させ、この光がアノード部２２０の透明基板２０５側から取り出されることにより光源として機能する。このように冷陰極電子源とは対向して位置するアノード部側から光を取り出すタイプのバックライト装置を、便宜上、トップエミッション型ということとする。
【００３３】
カソード基板２０１としては、例えば、石英基板、アルミナ基板、シリコン基板、Ｍｏ基板、ＳＵＳ基板、Ｎｉ−Ｆｅ基板、ガラス基板、例えばソーダライムガラス基板、パイレックス基板等が挙げられる。電極２０２としては、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等が挙げられる。基板２０１にカソード電極２０２を形成する方法としては、従来公知の方法を使用することができ、例えば、スパッタリング、蒸着により、所望の金属膜をカソード基板２０１に成膜した後、フォトリソグラフィー技術を使用してパターニングする方法等が挙げられる。
【００３４】
電子放出層２０３は、上記のペーストをカソード電極２０２の所望の位置に塗布し、場合により乾燥させた後、加熱処理をして、形成することができる。電子放出層２０３のファイバとカソード電極２０２との間のコンタクト抵抗を低減させるために、カソード電極２０２上に金属コロイド等の微細な導電性物質を配置しておき、その上に電子放出層２０３を形成してもよい。
【００３５】
ペーストの塗布方法は、特に限定されず、スクリーン印刷、ディスペンス、グラビア印刷、オフセット印刷、インクジェット印刷等が挙げられるが、膜厚の調整しやすさの点から、スクリーン印刷が好ましい。印刷後の膜厚は、所望の電子放出層の膜厚に応じて変更させることができる。
【００３６】
その後、ペーストを乾燥させ、加熱処理を行なう。乾燥の温度・時間は、有機溶媒等の種類により適宜選択することができるが、通常、１００〜２００℃で乾燥させることができる。また、加熱処理の条件もまた、適宜選択することができ、加熱温度は、３００〜５００℃が好ましく、より好ましくは３５０〜４５０℃であり、加熱時間は、０．１〜１０時間が好ましく、より好ましくは０．５〜５時間とすることができる。
【００３７】
このようにして、波長５５０ｎｍでの可視光線透過率１０％以上、好ましくは２５％以上の電子放出層を得ることができる。
【００３８】
冷陰極電子源２１０に対向して配置される、透明基板２０５、透明電極２０６及び蛍光体層２０７を備えたアノード部２２０は、従来公知の材料を使用し、公知の方法に従って積層することができる。アノード部２２０は、必要に応じて、ブラックマトリックス、蛍光体保護層、帯電防止層、外光反射層、光拡散層等をさらに備えていてもよい。透明基板２０５としてはガラス基板が代表的であり、また透明電極２０６としてはＩＴＯ電極が代表的である。
【００３９】
本バックライト装置においては、電子放出層２０３が半透明〜透明であるため、蛍光体層２０７で発光して冷陰極電子源２１０方向に向かった光が、電子放出層２０３を通過してカソード電極２０２で反射され、再びアノード部２２０方向に向かうため、光を効率よく取り出すことができる。
【００４０】
光を効率よく取り出すことができる点について、理解の容易のために、数値を用いて説明する。一般に蛍光体層は、ｎ個（通常、ｎ＝２〜６）の層からなり、電子放出層に一番近い最下層が発光する。この発光を１００％とすると、５０％は上方向に、５０％は下方向に向かう。従来の不透明な電子放出層を用いたトップエミッション型バックライト装置では、下方向の光は電子放出層に吸収されるため、取り出されることはない。上方向の光は、蛍光体層内を乱反射しながら通過して、透明基板側から取り出されるが、このとき、最下層の上にある（ｎ−１）層についてロスが発生するが、ｎ＝２〜６の場合、ロスは１層あたりａ％（通常、ａ＝６〜１０％）として近似できることが知られている。してみると、最終的に取り出される光は、式（Ｉ）で表される。
【００４１】
式（Ｉ）＝５０×〔１−（ｎ−１）×ａ／１００〕％
【００４２】
例えば、ｎ＝３、ａ＝８％とすると、取り出される光は、４２％である。図３に、３個の層を有する蛍光体層の発光についての模式図を示す。
【００４３】
一方、本バックライト装置については、下方向の光は電子放出層２０３（波長５５０ｎｍでの可視光線透過率をｂ％とする）を通過し、カソード電極２０２で反射され、再び電子放出層２０３を通過し、上方向に向かう。この光は、蛍光体層２０７内を乱反射しながら通過して、透明基板２０５側から取り出されるが、このとき、ｎ層について、１層あたりａ％のロスが生ずる。してみると、当初からの上方向の光とあわせて、最終的に取り出される光は、式（II）で表される。
【００４４】
式（II）＝
50 ×〔1−(n−1)×(a/100)〕％＋50 ×(b/100)2 ×〔1−n ×(a/100)〕％
【００４５】
例えば、ｎ＝３、ａ＝８％、ｂ＝７０％とすると、取り出される光は、６１％である。この例では、電子放出層が不透明な場合（蛍光体層の発光は同一であるとする）の１．４５倍の光が取り出される。
【００４６】
〔ボトムエミッション型バックライト装置〕
本発明のバックライトの他の態様について、図４を例にとって説明する。このバックライト装置においては、カソード基板が透明基板３０１であり、カソード電極が透明電極３０２である。電子放出層３０３から放出された電子が蛍光体層３０７を発光させ、この光が冷陰極電子源３１０の透明基板３０１側から取り出されることにより、光源として機能する。このように冷陰極電子源側から光を取り出すタイプのバックライト装置を、便宜上、ボトムエミッション型ということとする。
【００４７】
冷陰極電子源を構成する透明基板３０１としては、ガラス基板が代表的であり、また透明電極３０２としては、ＩＴＯ電極が代表的である。電子放出層３０３は、上記のペーストを透明電極３０２の所望の位置に塗布し、場合により乾燥させた後、加熱処理をして、形成されたものである。電子放出層３０３の形成については、トップエミッション型と同様である。
【００４８】
冷陰極電子源３１０に対向して配置される、アノード基板３０５、アノード電極３０６及び蛍光体層３０７を備えたアノード部３２０において、基板３０５は、例えば、石英基板、アルミナ基板、シリコン基板、Ｍｏ基板、ＳＵＳ基板、Ｎｉ−Ｆｅ基板、ガラス基板、例えばソーダライムガラス基板、パイレックス基板等が挙げられる。アノード電極３０６としては、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ等が挙げられる。アノード基板３０５にアノード電極３０６を形成する方法としては、従来公知の方法を使用することができ、例えば、スパッタリング、蒸着により、所望の金属膜をアノード基板３０５に成膜した後、フォトリソグラフィー技術を使用してパターニングする方法が挙げられる。蛍光体層３０７は、従来公知の材料を使用することができ、公知の方法で、アノード電極３０６上に積層することができる。アノード部３２０は、必要に応じて、ブラックマトリックス、蛍光体保護層、帯電防止層等をさらに備えていてもよい。
【００４９】
本バックライト装置においては、蛍光体層３０７で発光して冷陰極電子源３１０方向に向かった光は、半透明〜透明の電子放出層３０３及び透明電極３０２を通過して、透明基板３０１側から取り出される。さらに、蛍光体層３０７で発光してアノード電極３０６方向に向かった光は、アノード電極３０６で反射され、冷陰極電子源３１０方向に向かうため、光を効率よく取り出すことができる。
【００５０】
光を効率よく取り出すことができる点について、理解の容易のために、数値を用いて説明する。上述のように、一般に蛍光体層は、ｎ個の層からなり、電子放出層に一番近い最下層が発光する。この発光を１００％とすると、５０％は上方向に、５０％は下方向に向かう。上方向の光は、蛍光体層を通過して、アノード電極で反射され、蛍光体層を通過して、再び下向きに向かう。しかしながら、従来の不透明な電子放出層を用いたボトムエミッション型バックライト装置では、下方向の光は、最終的に電子放出層に吸収されるため、取り出される光は０％である。
【００５１】
一方、本バックライト装置については、当初から下方向の光は、電子放出層３０３（波長５５０ｎｍでの可視光線透過率をｂ％とする）を通過し、透明基板３０１側から取り出される。一方、上向きの光は、アノード電極３０６で反射され、再び下向きに向かい、電子放出層３０３を通過して、透明基板側から取り出される。この光は、アノード電極３０６で反射されるまでに、最下層の上の（ｎ−１）層について、１層あたりａ％のロスが生じており、さらにアノード電極３０６で反射されて、蛍光体層３０７内を通過するにあたって、ｎ層について、１層あたりａ％のロスが生じている。してみると、当初からの下方向の光とあわせて、最終的に取り出される光は、式（III）で表れる。
【００５２】
式（III）＝
50 ×(b/100)％＋50 ×〔1−(2n−1)×(a/100)〕× (b/100)％
【００５３】
例えば、ｎ＝３、ａ＝８％、ｂ＝７０％とすると、取り出される光は、５１％である。上述のとおり、電子放出層が不透明なボトムエミッション型バックライトで取り出される光は０％である。また、この例では、電子放出層が不透明なトップエミッション型バックライト装置（蛍光体層の発光は同一であるとする）の１．２１倍の光が取り出される。
【００５４】
上記のトップエミッション型とボトムエミッション型の組み合わせにより、様々な構造を有するバックライト装置を得ることができ、均一な光を、高い発光強度で得ることができる。図５は、トップエミッション型を積層したバックライト装置に関する。また、図６は、ボトムエミッション型を積層したバックライト装置に関する。
【００５５】
本発明のバックライト装置は、液晶ディスプレイ装置のバックライトの他、照明装置、表示ランプ等に用いることができる。
【実施例】
【００５６】
〔ペーストの製造〕
表１に示す分散液の配合で各成分を、遊星型ボールミルで６０分間混合して、分散液を得た。次いで、この分散液を用いて、表１に示すペーストの配合で各成分を、３本ロールミルで混合して、実施例１〜７のペーストを得た。比較例のペーストは、実施例１の全成分を、一緒に、３本ロールミルで混合して調製した。
【００５７】
〔冷陰極電子源の製造〕
実施例１〜７、比較例のペーストを用いて、図２に示すトップエミッション型バックライト装置に用いることができる冷陰極電子源２１０を、以下のようにして作成した。
【００５８】
カソード基板２０１としては、０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いた。カソード電極２０２は、蒸着によって、０．２ｍｍ厚のＣｒ膜を基板２０１上に形成した。実施例１〜７、比較例のペーストについて、スクリーン印刷（３２５メッシュ）で、印刷後の膜厚２３μｍでカソード電極２０２上に印刷した。印刷後、空気雰囲気中で、１０℃／分で昇温し、４００℃で６０分保持した後、冷却して電子放出層を得た。電子放出層の可視光線透過率について、島津製作所製紫外可視分光光度計ＵＶ−２５５０を用いて、波長３８０〜８００ｎｍの範囲で測定した。測定結果を図７〜９に示す。表１に、５５０ｎｍでの可視光線透過率を示す。また、これらを冷陰極電子源の電子放出層としたバックライト装置の発光効率について、上述した式（II）及び式（III）に基づく計算値を示す（ｎ＝３、ａ＝８％とする）。
【００５９】
【表１】
2007287370.tif 000003
【００６０】
〔トップエミッション型バックライト装置の製造〕
次いで、実施例１及び比較例のペーストを用いて得られた上記の冷陰極電子源２１０を用いて、トップエミッション型バックライト装置を作成した。
【００６１】
アノード部２２０の透明基板２０５としては、０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いた。透明電極２０６は、蒸着を用いて、０．２ｍｍ厚のＩＴＯ膜を透明基板２０５上に作成した。さらに透明電極２０６上に、蛍光体層２０７として、ＣＲＴ用緑色蛍光体（Ｐ２２）をスクリーン印刷して、１０μｍの蛍光体層（２層相当）を作成した。
【００６２】
次いで、実施例４及び比較例のペーストを用いて得られた上記の冷陰極電子源２１０とアノード部２２０とを、カソード基板２０１と透明基板２０５との距離が０．５ｍｍとなるように対向させて、トップエミッション型のバックライト装置を作成した。
【００６３】
１０−６ｔｏｒｒの真空環境下で、透明電極２０６に電圧２ｋＶを印加して、電子放出層２０３から電子を放出させて、蛍光体層２０７を発光させ、トプコンエンジニアリング製分光放射計ＳＲ−３を使用して、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの分光放射輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。結果を表２に示す。また、実施例４について、ＣＣＤカメラで光取り出し面のイメージ像を取り込んだところ、発光エリア内の全体に輝点が分布しており、発光が均一であることが確認された。
【００６４】
【表２】
2007287370.tif 000004
【００６５】
〔ボトムエミッション型バックライト装置〕
実施例７、比較例のペーストを用いて、図４に示すボトムエミッション型バックライト装置に用いることができる冷陰極電子源を作成した。
【００６６】
冷陰極電子源３１０は、以下のようにして製造した。透明電極３０２としては、０．２ｍｍ厚のＩＴＯ膜を用いた。ＩＴＯ膜は、蒸着を用いて作成した。電子放出層は、トップエミッション型バックライト装置に用いることができる冷陰極電子源と同様にして形成した。
【００６７】
アノード部３２０は、以下のようにして製造した。アノード部３２０のアノード基板３０５としては、０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いた。アノード電極３０６は、蒸着によって、０．２ｍｍ厚のＡｌ膜をアノード基板３０５上に形成した。さらにアノード電極３０６上に蛍光体層３０７として、ＣＲＴ用緑色蛍光体（Ｐ２２）をスクリーン印刷して、１０μｍの蛍光体層（２層相当）を作成した。
【００６８】
次いで、実施例７及び比較例のペーストを用いて得られた上記の冷陰極電子源３１０とアノード部３２０とを、透明基板３０１とアノード基板３０５との距離が０．５ｍｍとなるように対向させて、ボトムエミッション型のバックライト装置を作成した。
【００６９】
１０−６ｔｏｒｒの真空環境下で、透明電極３０２に電圧２ｋＶを印加して、電子放出層３０３から電子を放出させて、蛍光体層３０７を発光させ、トプコンエンジニアリング製分光放射計ＳＲ−３を使用して、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの分光放射輝度（ｃｄ／ｍ２）を測定した。結果を表３に示す。また、実施例７について、ＣＣＤカメラで光取り出し面のイメージ像を取り込んだところ、発光エリア内の全体に輝点が分布しており、発光が均一であることが確認された。
【００７０】
【表３】
2007287370.tif 000005
【００７１】
本発明のバックライト装置は、均一な光を効率よく取り出すことができ、輝度において優れている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】冷陰極電子源を使用したバックライト装置の一例である。
【図２】トップエミッション型バックライト装置の模式図である。
【図３】３個の層を有する蛍光体層の発光についての模式図である。
【図４】ボトムエミッション型バックライト装置の模式図である。
【図５】トップエミッション型を積層したバックライト装置の模式図である。
【図６】ボトムエミッション型を積層したバックライト装置の模式図である。
【図７】実施例１〜４のペーストを用いて得られた電子放出層の波長３８０〜８００ｎｍの透過率である。
【図８】実施例５〜７のペーストを用いて得られた電子放出層の波長３８０〜８００ｎｍの透過率である。
【図９】比較例のペーストを用いて得られた電子放出層の波長３８０〜８００ｎｍの透過率である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１  カソード基板
１０２  カソード電極
１０３  電子放出層
１０５  アノード基板
１０６  アノード電極
１０７  蛍光体層
１１０  冷陰極電子源
１２０  アノード部
２０１  カソード基板
２０２  カソード電極
２０３  電子放出層
２０５  透明基板
２０６  透明電極
２０７  蛍光体層
２１０  冷陰極電子源
２２０  アノード部
３０１  透明基板
３０２  透明電極
３０３  電子放出層
３０５  アノード基板
３０６  アノード電極
３０７  蛍光体層
３１０  冷陰極電子源
３２０  アノード部
【図１】
2007287370.tif 000006
【図２】
2007287370.tif 000007
【図３】
2007287370.tif 000008
【図４】
2007287370.tif 000009
【図５】
2007287370.tif 000010
【図６】
2007287370.tif 000011
【図７】
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【図８】
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【図９】
2007287370.tif 000014