专利名称：平板荧光灯及具有该荧光灯的显示器的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种显示器，尤其涉及一种平板荧光灯和具有该荧光灯的显示器，通过该荧光灯可以提高亮度并可降低驱动电压。
背景技术：
近年来半导体技术的发展使得可以制造出比先前的阴极射线管(CRT)显示装置尺寸更小重量更轻以及性能更好的显示器，但也因此更加需要不断改进的更可靠的照明源。
在各种平板显示器中，液晶显示器(此后称作LCD)作为能够克服常规阴极射线管(CRT)显示器不足的下一代显示器受到关注，因为LCD可以制作得比CRT显示器更小、更轻和功耗更低。为此原因，现今大部分数据处理器采用LCD装置。
在典型的LCD装置中，液晶盒的分子取向由施加于其上的电压改变。分子取向的这种改变导致光学特性的改变，如发光液晶盒中的双折射、光学旋转、光二向色性和光散射等特性，从而透过液晶盒的光得到调制，以致于用户可以视觉查看到所需的图象数据。
因为LCD板是一种非发光性元件，所以典型的LCD装置包括光源，如背光单元，用于从液晶板的底部提供光线。大尺寸LCD装置如数字TV通常采用多个灯源作为背光单元。其结果是需要提供大量的部件和组件并组装到一起，由此使制作过程变得复杂。另外，背光单元的厚度会增加，从而防止灯源由于外部撞击而破损。但是，这些附加的保护措施趋于增大LCD装置本身的整体厚度。
为了解决这些问题，开发了平板荧光灯。在这些灯中，荧光气体注入灯内部并放电以发光。荧光灯的缺陷在于如果电极设置在玻璃基板的外表面，则需要使用大约0.7mm～2.0mm的厚玻璃基板作为介电层。这个厚度范围造成玻璃基板中很大的电压降。为了补偿这种电压降，必须对平板荧光灯提供高电压。不用说这样不能保证理想的亮度。
在解决这些问题的尝试中，还开发了另一种平板荧光灯。在第二种平板荧光灯中，电极设置在玻璃基板的内表面中，介电层形成在电极上。此结构允许平板荧光灯利用减小的放电电压放电。但是，由于此类平板荧光灯的放电特性，其亮度保持在低于满意度。
需要一种提供具有提高的亮度和降低的驱动电压的改进的平板荧光灯以及含有该荧光灯的LCD的方案。
发明内容
根据本发明的原理制作的平板荧光灯(和结合该荧光灯的LCD)通过提供提高的亮度和降低的驱动电压至少可以解决前述的问题。
根据本发明原理制造的平板荧光灯可以包括下基板；与下基板结合以提供放电区域的上基板；多个隔开放电区域以提供多个放电单元的壁；设置在每个放电单元的两端并暴露于外部的第一和第二施压电极；分别形成在第一和第二施压电极上的第一和第二放电电极；涂覆在第一和第二施压电极上的介电层；和形成在放电区域上的荧光层。
这种平板荧光灯还可以包括夹置在第一放电电极和第一施压电极之间以及夹置在第二放电电极与第二施压电极之间的熔合层。此外，施压电极的上表面积可以大于放电电极的表面积。
在平板荧光灯中还可包含有其它特征。例如，第一放电电极和第二放电电极每个可以包含腔体。第一放电电极和第二放电电极中的至少一个既可以为矩形，也可以为圆柱形。而且，第一施压电极和第二施压电极中的至少一个可以被一个或多个壁间隔，并且间隔的部分可以彼此分开。
在根据本发明原理制作的平板荧光灯(以及结合有该荧光灯的LCD)中，可以包括多个放电单元，每个放电单元包括接近对应的第一施压电极形成的第一放电电极，和接近对应的第二施压电极形成的第二放电电极。而且，第一和第二施压电极每个都可以跨过壁形成为一体。
第一施压电极和第二施压电极可以均由选自一族包括Ag、Al、Au和Cu的导电材料形成。第一放电电极和第二放电电极均可以由选自一族包括Ni-Mo合金、Ni-Fe合金以及Ni-Fe-Cr合金的合金形成。Ni-Fe合金可以包括至少42％的Ni、Fe和杂质。
根据本发明原理制作的平板荧光灯(以及结合有该荧光灯的LCD)还可以包括形成在下基板上的反射层。反射层可以由选自Al2O3、TiO2和SiO2的材料形成。此外，每个壁可在它的侧面具有通气道。
本发明的另一方面可以提供一种具有面板单元和包括前述平板荧光灯的背光组件的显示器。
通过下面结合附图对示范性实施例的详细描述，本发明的上述及其它特征和优点将变得更加清晰，其中图1是根据本发明第一实施例的平板荧光灯的透视图；图2是图1中沿A-A线的截面图；图3是根据本发明第二实施例的平板荧光灯的透视图；图4是根据本发明第三实施例的平板荧光灯的透视图；图5是根据本发明第四实施例的平板荧光灯的透视图；图6是根据本发明第五实施例的平板荧光灯的透视图；以及图7是具有根据本发明第一实施例的平板荧光灯的液晶显示器的分解透视图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。以下对本发明各实施例的描述仅出于示意的目的，并不构成对本发明的限定。
图1是根据本发明第一实施例的平板荧光灯100的透视图，其中局部切除了上基板101以展示其内部。图1中所示的平板荧光灯100的结构仅出于示意的目的，不够成对本发明的限定。因此，根据图1所示原理制作的平板荧光灯100可以以各种方式实施。
如图1所示，平板荧光灯100包括下基板103和与下基板103结合到一起以提供放电区(即，形成在上基板101的内表面与下基板103的内表面之间的多维区域的所有或部分)的上基板101。如图所示，上基板101可以包括一个或多个形成为一体的侧壁102。但是，在其它实施例中，侧壁102可以独立地形成，或形成为下基板103的一部分。如图1的剖开立体图所示，放电区可以由设置在下基板103上的一个或多个内壁19分成多个放电单元。如图1所示，每个放电单元可以有矩形形状；但其它的结构也可以。此外，每个壁19可以有一个接近于其侧面中心形成的通气道191，调节每个放电单元中放电气体的压强。
第一施压电极10和第二施压电极11设置在每个放电单元的两端并用壁19隔开，以致于可以在下基板103上设置多个放电单元并且独立驱动。放电电极14接近于对应的施压电极10形成，并且放电电极15接近于对应的施压电极11形成。
第一施压电极10和第二施压电极11每个可以包括一个暴露于侧壁102外部的部分。这些暴露的部分分别从电源(未示出)接收将要传递给放电电极14和15的电压。第一和第二施压电极10和11可以由选自Ag、Al、Au和Cu的导电材料制成，并且可以通过溅射或利用糊形成。因此，可以简化其制造过程。
第一放电电极14从第一施压电极10接收电压，第二放电电极15从第二施压电极11接收电压，从而放出电子并产生光线。第一和第二放电电极14和15每个可以由选自Ni-Mo合金、Ni-Fe合金以及Ni-Fe-Cr合金的合金制成，由此产生良好的耐用性。优选第一和第二放电电极14和15由至少42％的Ni、Fe和杂质构成的Ni-Fe合金制成。制造这些材料或类似合金的放电电极14和15可以增大等离子体密度，由此提高亮度。
侧壁102和下基板103可以通过插入熔合层13(图2中所示)而组合到一起。
平板荧光灯100的内部可以利用通气孔17来通风，该通气孔可以穿过上基板101形成。通过通气孔17使灯内部通风之后，可以把放电气体(如Ar和Xe)注入到灯100的内部(经由通气孔17)。之后，可以密封通气孔17以防注入的气体逃逸。
当对平板荧光灯100供电时，从放电电极14和15发射出的电子激励先前注入的气体，使气体放电以产生一种或多种紫外线。接着，产生的紫外线激励荧光层18以产生可见光。在形成于放电区的荧光层18中，规律地分布着被紫外线冲击时能够产生红、绿和蓝色的荧光材料，以致于输出白光。另外，在下基板103上，可以在荧光层18之下设置反射层16以从荧光层18向上基板101反射光。反射层16可以由具有选自包括但不限于Al2O3、TiO2和SiO2的组的材料的厚膜糊制作。
为了防止第一和第二施压电极10和11被弧光放电损坏，可以在第一和第二施压电极10和11每个上涂覆介电层12。如图1所示，优选可把介电层12涂覆在第一和第二施压电极10和11的整个内部上表面。另外，介电层12可以由相对介电常数约为16～20的介电糊制成，并可具有大约在20μm～500μm范围内的厚度。介电层12的使用使得可以防止对第一和第二施压电极10和11的弧光放电损坏。
在平板荧光灯100中，电压可以均匀且有效地施加到放电电极14和15上，因为施压电极10和11的上表面积大于放电电极14和15的对应的下表面积。
第一放电电极14和第二放电电极15均可以形成为包含腔体104。每个腔体104可以用作电子排放孔。此外，每个腔体104可以分布在X轴方向并彼此相对定位(即，朝向放电区的中心开口)，以致于电子可以很容易地从孔中排出，并且可以很容易地激励放电气体。
如图1所示，第一和第二放电电极14和15中的至少一个具有矩形形状。虽然图示的第一和第二放电电极14和15具有图1所示的矩形形状，但本发明不限于此。而且可以是第一和第二放电电极14和15中只有一个为矩形。另一个可具有相同或不同的形状。
图2是图1中沿A-A线的截面图。在图2中，大量的箭头表示平板荧光灯100内受激电子所取的排放方向。
另外，在第一放电电极14和第一施压电极10以及第二放电电极15和第二施压电极11之间可夹置熔合层20，以便于每个放电电极和施压电极之间优良的电连结。
如参考图1所述，侧壁102(可以与或不与上基板101形成为一体)可以与下基板103通过夹置其间的熔合层13组合。通过这种方式，可以建立多个由壁19间隔的放电单元。在每个放电单元中，电子从第一和第二放电电极14和15排出，其中每个放电电极都包含一个腔体(即，电子孔)以产生一束或多束紫外线。产生的紫外线激励设置在上基板101和下基板103内表面的荧光层18以产生可见光。要使光损耗最小并提高亮度，可以在每个放电单元中设置反射层16(并且反射层16位于荧光层18以下的下基板103上)，把产生的可见光反射向上基板101。
下面参考图3、4、5、6和7描述本发明的其它各示范性实施例。这些实施例仅出于举例说明的目的，不构成对本发明的限定。
图3是根据本发明第二实施例的平板荧光灯200的透视图，图中，上基板101被局部地切除，展示出内部放电区和至少一个放电单元。图3所示的平板荧光灯200具有类似于图1所示平板荧光灯100的结构。因此，图3中的附图标记10、11、12、16、17、18、19、102、103、104和191也分别表示图1所示的部件，在此不再赘述，以免使本发明的叙述复杂化。
如图3所示，第一和第二放电电极24和25中的至少一个可以为柱形，但本发明不限于此。在另一结构中，可以是第一和第二放电电极24和25中仅一个为柱形。另一个可以有相同或不同的形状，如矩形。形成柱形放电电极可以便于并简化制造放电电极内腔(如，电子孔)的过程。
图4是根据本发明第三实施例的平板荧光灯300的透视图，在该图中，上基板101被局部切除以展示内部放电区和至少一个放电单元。图4所示的平板荧光灯300具有类似于图1所示平板荧光灯100的结构。因此在图4中的附图标记10、11、12、16、17、18、19、102、103、104和191也分别表示图1所示的部件，在此不再赘述，以免使本发明的叙述不必要地复杂化。
如图4所示，可以在第一施压电极10上设置多个第一放电电极34，并可在第二施压电极11上设置多个第二放电电极35。因而如图所示，可以对施压电极10设置两个矩形放电电极34，并可以对施压电极11设置两个矩形放电电极35，但本发明不限于此。在本发明的其它结构中，可以改变放电电极34和35的形状和数量。
图5是根据本发明第四实施例的平板荧光灯400的透视图，在该图中，上基板101被局部切除以展示内部放电区和至少一个放电单元。图5所示的平板荧光灯400具有类似于图1所示平板荧光灯100的结构。因此在图5中的附图标记10、11、16、17、18、19、102、103、104和191也分别表示图1所示的部件，在此不再赘述，以免使本发明的叙述复杂化。
如图5所示，第一施压电极40和第二施压电极41每个形成为单体。非分段的第一施压电极40跨过壁19的一端延伸；非分段的第二施压电极41跨过壁19的相对端延伸。如图5所示，第一和第二施压电极40和41每个形成为具有平行于Y轴的纵轴的单体。
令第一和第二施压电极40和41的每一个形成为非分段的单体可有利于允许与外电源很容易地连结，并还可以提供提高的放电效率。可以在第一和第二施压电极40和41每个单体的内部涂覆一介电层42，以保护第一和第二施压电极40和41在使用时被弧光放电损坏。
图6是根据本发明第五实施例的平板荧光灯500的透视图，在该图中，上基板101被局部切除以展示内部放电区和至少一个放电单元。图6所示的平板荧光灯500具有类似于图1所示平板荧光灯100的结构。因此在图6中的附图标记10、11、16、17、18、19、102、103、104和191也分别表示图1所示的部件，在此不再赘述，以免使本发明的叙述复杂化。
如图6所示，可以对第一施压电极40上的每个部分设置多个第一放电电极34；并可以对第二施压电极41上的每个部分设置多个第二放电电极35。在图6中，对每个第一施压电极40设置两个矩形放电电极34；并对每个第二放电电极41设置两个矩形放电电极35。但是本发明不限于此结构。在其它实施例中，可以改变放电电极的形状或数量。
图6所示实例结构的优点在于通过为每个放电单元提供多个放电电极34和35而可显著地增大发出的次级电子的数量。而增大的次级电子流也可以增大等离子体放电密度并提高放电效率。
图7是具有根据本发明第一实施例的平板荧光灯100的直视型显示器1000的分解透视图。图7所示的结构仅为示意性图示，不限定本发明。也可以有其它结构的直视型显示器1000。例如，图7所示的平板荧光灯100可以用图3、4、5或6中所示的平板荧光灯200、300、400和500中的任何一个代替。
如图7所示，显示器1000可以包括用于供给光线的背光组件700和用于利用产生的光线显示图像的面板单元800。面板单元组件包括面板单元800、驱动器集成电路(IC)封装930和940，以及印刷电路板(PCB)910和920。驱动器集成电路封装930和940可以是TCP(载带封装)或COF(薄膜上的芯片)。面板单元800通过顶座600固定在背光组件700上。
虽然在图7中将面板单元800展示为LCD面板，但这仅仅是示意性地表示本发明，不构成对本发明的限定。
图7所示的背光组件700可用于向面板单元组件900提供和导引光束；面板单元组件900控制面板单元800显示图像。
面板单元800可以包括具有多个薄膜晶体管的薄膜晶体管(TFT)面板810，设置在TFT面板810上的彩色滤光器面板830和夹置在其间的液晶层。
TFT面板810可以是其中具有以矩阵形状形成的薄膜晶体管的透明玻璃面板，并有连结到数据线的源极端和连结到栅极线的栅极端。此外，象素电极可以形成在漏极端。象素电极可以由透明导电的氧化铟锡(ITO)膜形成。
面板单元800的栅极线和数据线可以连结到PCB 910和920。当从PCB910和920输入电信号时，电信号流到TFT的源极端和栅极端，并且TFT根据电信号被导通或截止，以至于用于形成象素的电信号被输出到漏极端。驱动器IC封装930和940可以分别连结到PCB 910和920以从中接收图像信号，然后该信号传输并施加到面板单元800的数据线和栅极线作为驱动信号。
驱动器IC封装930和940产生栅极驱动信号和数据驱动信号以驱动面板单元，并产生多个计时信号以使得能够适时地施加数据驱动信号和栅极驱动信号。栅极驱动信号可以施加到栅极线，并且数据驱动信号可以施加到面板单元800的数据线。
彩色滤光器面板830可以设置在TFT面板810上。在彩色滤光器面板830上，可以通过薄膜过程形成红、绿和兰色(RGB)象素。当光线通过彩色滤光器面板830时，象素产生红、绿和兰颜色。此外，可以在彩色滤光器面板830的整个表面上涂覆由ITO制成的公共电极。当电源电压施加到TFT的栅极端和源极端以导通TFT时，在象素电极和彩色滤光器面板的公共电极之间产生电场。该电场可以改变夹置在TFT面板810和彩色滤光器面板830之间的液晶的取向角，并且因此改变光透射率，以至于可以获得所需颜色的象素。
在面板单元组件900下可以设置背光组件700以为面板单元800提供均匀的光线。背光组件700可以包括固定在底座640中向面板单元800供给光线的平板荧光灯100，扩散从平板荧光灯100输出的光线的散射板740和保持平板荧光灯100输出的光的亮度以为面板单元800提供光线的光学片720。
可以在底座640的后侧上设置逆变器(未示出)和控制板(未示出)。逆变器为平板荧光灯100提供电源电压，并且连结到数据PCB 920的控制板把模拟数据信号转变成数字数据信号以传递给面板单元800。
注意，具有平板荧光灯100的显示器1000不需要大量的作为背光组件的灯。因此可以减少元件的数量并简化制造过程。
如上所述，根据本发明的平板荧光灯包括设置在放电单元两端并暴露于外部的第一和第二施压电极。此外，第一和第二放电电极靠近对应的第一和第二施压电极设置。这种结构使得可以提供良好的次级电子放电效率，提高亮度及亮度的均匀性，并降低驱动电压。
虽然已参考实施例描述并展示了本发明，但本领域的技术人员在不脱离本发明实质和范围的前提下可以进行各种形式和细节上的改变。
权利要求
1.一种平板荧光灯，包括下基板；与所述下基板结合以提供放电区域于其间的上基板；多个隔开所述放电区域以提供多个放电单元的壁；设置在每个放电单元的一端并具有延伸到上基板的侧壁外的部分的第一施压电极；设置在每个放电单元的对向端并具有延伸到上基板的对向侧壁外的部分的第二施压电极；靠近所述第一施压电极形成的第一放电电极；靠近所述第二施压电极形成的第二放电电极；涂覆在所述第一和第二施压电极中每个的内部分上的介电层；和形成在所述放电区域内的荧光层。
2.如权利要求1所述的平板荧光灯，还包括夹置在所述第一放电电极和所述第一施压电极之间以及夹置在所述第二放电电极与所述第二施压电极之间的熔合层，其特征在于每一施压电极的上表面积大于每一放电电极的下表面积。
3.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于在所述第一放电电极中具有面朝所述放电区域的中心的第一腔体，在所述第二放电电极中具有面朝所述放电区域的中心的第二腔体。
4.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于所述第一放电电极和所述第二放电电极中的至少一个为矩形。
5.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于所述第一放电电极和所述第二放电电极中的至少一个为柱形。
6.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于所述第一施压电极和所述第二施压电极中的至少一个被所述壁间隔，并且间隔的部分彼此分开。
7.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于在每个放电单元中接近所述第一施压电极形成多个第一放电电极，并且在每个放电单元中接近所述第二施压电极形成多个第二放电电极。
8.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于所述第一施压电极跨过所述壁的端部形成为一体，和所述第二施压电极跨过所述壁的对向端形成为一体。
9.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于所述第一施压电极和所述第二施压电极均由选自一族包括Ag、Al、Au和Cu的导电材料形成。
10.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于所述第一放电电极和所述第二放电电极均由选自一族包括Ni-Mo合金、Ni-Fe合金以及Ni-Fe-Cr合金的合金形成。
11.如权利要求10所述的平板荧光灯，其特征在于所述第一放电电极和所述第二放电电极均由Ni-Fe合金制成，Ni-Fe合金中包括至少42％的Ni、Fe和杂质。
12.如权利要求1所述的平板荧光灯，还包括形成在所述下基板上的反射层，所述反射层由选自Al2O3、TiO2和SiO2的材料形成。
13.如权利要求1所述的平板荧光灯，其特征在于每个壁在其侧表面上具有一通气道。
14.一种显示器，包括面板单元；和包含平板荧光灯的背光组件，其中所述平板荧光灯包括下基板；与所述下基板结合以提供放电区域于其间的上基板；多个隔开所述放电区域以提供多个放电单元的壁；设置在每个放电单元的一端并具有延伸到上基板的侧壁外的部分的第一施压电极；设置在每个放电单元的对向端并具有延伸到上基板的对向侧壁外的部分的第二施压电极；靠近所述第一施压电极形成的第一放电电极；靠近所述第二施压电极形成的第二放电电极；涂覆在所述第一和第二施压电极中每个的内部分上的介电层；和形成在所述放电区域内的荧光层。
15.如权利要求14所述的显示器，其特征在于所述面板单元为液晶显示面板。
全文摘要
在此公开了一种改进的平板荧光灯和具有该荧光灯的显示器，通过该平板荧光灯可以提高亮度并降低驱动电压。平板荧光灯可以包括下基板；与下基板结合以提供放电区域的上基板；多个隔开放电区域以提供多个放电单元的壁；设置在每个放电单元的两端并暴露于外部的第一和第二施压电极；分别形成在第一和第二施压电极上的第一和第二放电电极；涂覆在第一和第二施压电极上的介电层；和形成在放电区域上的荧光层。
文档编号H01J61/06GK1770382SQ20051010871
公开日2006年5月10日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年10月7日
发明者石俸京 申请人:三星Sdi株式会社