JP2012227112A - Light emitter and display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、発光素子に関し、特に、蛍光層発光を利用した発光素子およびそれを応用した表示装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device utilizing phosphor layer light emission and a display device using the light emitting device.
現在、量産されている光源装置または表示装置においては、大別して主要に2種類の発光構造がある。
1.ガス放電光源:例えばプラズマパネルまたはガス放電ランプに応用され、主要には、陰極(カソード)および陽極(アノード)間の電場を利用して、放電チャンバー内に充填されたガスを遊離し、グロー放電(glow discharge)の方式により電子がガスを打撃後に遷移するとともに紫外線を発射して、同様に放電チャンバー内に位置する蛍光層が紫外線を吸収した後に可視光線を発射する。
2.電界放出光源:例えばカーボンナノチューブ電界放出ディスプレイなどに応用されて、主要には、超真空環境を提供し、かつ陰極上にカーボンナノチューブの電子発射端(electron emitter)を製作し、電子発射端中の高いアスペクト比のマイクロ構造を利用して電子が陰極の仕事関数(work function)を克服し陰極を離脱する。また、インジウム錫酸化物(ITO)で作られた陽極上に蛍光層を塗布して、陰極および陽極間の高電場により電子を陰極のカーボンナノチューブから離脱させる。このようにして、電子が真空環境中において陽極上の蛍光層を打撃することができ、可視光線を発射する。
Currently, mass-produced light source devices or display devices are roughly classified into two types of light emitting structures.
1. Gas discharge light source: Applied to plasma panels or gas discharge lamps, for example, mainly using an electric field between the cathode (cathode) and the anode (anode) to release the gas filled in the discharge chamber and glow discharge According to the (glow discharge) method, electrons transition after bombarding the gas and emit ultraviolet rays, and similarly, the fluorescent layer located in the discharge chamber emits ultraviolet rays after absorbing the ultraviolet rays.
2. Field emission light source: applied to, for example, carbon nanotube field emission display, mainly to provide an ultra-vacuum environment, and to produce an electron emitter of carbon nanotube on the cathode, Using a high aspect ratio microstructure, electrons overcome the cathode's work function and leave the cathode. In addition, a fluorescent layer is applied on an anode made of indium tin oxide (ITO), and electrons are released from the cathode carbon nanotubes by a high electric field between the cathode and the anode. In this way, electrons can strike the phosphor layer on the anode in a vacuum environment, emitting visible light.
しかしながら、上記した2種類の発光構造は、いずれもその欠点がある。例えば、紫外線照射後の減衰問題を考慮すると、ガス放電光源内の材料の選択に対して特殊な必要性がある。また、ガス放電の発光メカニズムは、2つの過程を経て初めて可視光を発射できるため、エネルギーの損耗が比較的大きく、もしも過程中でプラズマを発生させる必要があれば、電気がさらに消耗する。その一方で、電界放出光源は、陰極上に均一な電子発射端を成長または塗布する必要があるけれども、現在、このような陰極構造を大きな面積に製作することは、技術的にまだ未熟であり、また電子発射端の均一性ならびに生産歩留まりが好くないというボトルネックがある。その外、電界放出光源の陰極および陽極間の間隔が精確に制御される必要があり、超高真空度のパッケージが困難で、また製作コストを相対的に増大させる。 However, each of the two types of light emitting structures described above has its drawbacks. For example, considering the attenuation problem after UV irradiation, there is a special need for the selection of materials in the gas discharge light source. In addition, since the light emission mechanism of gas discharge can emit visible light only after two processes, the energy consumption is relatively large, and if it is necessary to generate plasma in the process, electricity is further consumed. On the other hand, the field emission light source needs to grow or apply a uniform electron emitting edge on the cathode, but it is still technically unskilled to manufacture such a cathode structure in a large area. In addition, there is a bottleneck that the uniformity of the electron emission end and the production yield are not favorable. In addition, the distance between the cathode and the anode of the field emission light source needs to be accurately controlled, which makes it difficult to package an ultra-high vacuum and relatively increases the manufacturing cost.
この発明にかかる実施形態は、発光素子を提供し、それが密閉容器と低圧ガスと陽極と陰極と蛍光層とを含む。密閉容器が密閉空間を定義し、かつ密閉空間が密閉容器の内部に位置する。低圧ガスが密閉空間内に充填される。陽極が密閉容器の外部に配置される。陰極が密閉容器の外部に配置され、そのうち、陽極と陰極とがそれぞれ密閉容器の外部の対向する両側に位置する。蛍光層が密閉空間中に配置される。 Embodiments according to the present invention provide a light emitting device, which includes a sealed container, a low pressure gas, an anode, a cathode, and a fluorescent layer. The sealed container defines a sealed space, and the sealed space is located inside the sealed container. The low pressure gas is filled in the sealed space. An anode is disposed outside the sealed container. The cathode is disposed outside the sealed container, and the anode and the cathode are respectively located on opposite sides of the sealed container. A fluorescent layer is disposed in the sealed space.
この発明にかかる別な実施形態は、表示装置を提出し、それが複数の上記発光素子を含み、そのうち、これらの発光素子がアレイとして配列される。 Another embodiment according to the present invention provides a display device, which includes a plurality of the light emitting elements, wherein the light emitting elements are arranged in an array.
まとめると、この発明の実施形態にかかる発光素子中、陽極および陰極が密閉容器の外側にあるため、陽極と陰極とがイオンまたは電子の打撃を受けて破壊されることを回避することができるので、発光素子の使用寿命が有効に延長できる。また、従来のガス放電光源と比較して、この発明の実施形態にかかる発光素子は、2つの過程を経て光線を発生させる必要がなくて、発光効率が比較的高く、またエネルギーの損耗を減少させることができる。その外、従来の電界放射光源と比較して、この発明の実施形態にかかる発光素子が内部に希薄なガスを充填し、超高真空環境を必要とせず、かくして、超高真空パッケージを行う時に遭遇する困難を回避することができる。また、電界放射光源の達成することが比較的難しい均一な発光がこの発明の実施形態にかかる発光素子中、均一に蛍光層を塗布する方式を利用することで簡単に均一な発光を達成できるため、製造工程が比較的容易である。これ以外に、この発明の実施形態にかかる発光素子構造は簡単であり、製造工程もまた容易である。 In summary, in the light emitting device according to the embodiment of the present invention, since the anode and the cathode are outside the sealed container, it can be avoided that the anode and the cathode are broken by being hit by ions or electrons. The service life of the light emitting element can be effectively extended. In addition, compared with a conventional gas discharge light source, the light emitting device according to the embodiment of the present invention does not need to generate light through two processes, has a relatively high luminous efficiency, and reduces energy consumption. Can be made. In addition, as compared with the conventional field emission light source, the light emitting device according to the embodiment of the present invention is filled with a dilute gas and does not require an ultra-high vacuum environment, and thus when performing an ultra-high vacuum package. Difficulties encountered can be avoided. In addition, uniform light emission, which is relatively difficult to achieve by the field emission light source, can be easily achieved by using a method of uniformly applying a fluorescent layer in the light emitting device according to the embodiment of the present invention. The manufacturing process is relatively easy. In addition, the light emitting device structure according to the embodiment of the present invention is simple, and the manufacturing process is also easy.
以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
この発明の提出する発光素子は、従来のガス放電光源および電界放出光源の利点を兼ね合わせており、しかもこの2種類の発光構造の欠点を克服している。図1において、上記した2種類の従来の発光構造とこの発明の発光素子の発光メカニズムの比較図を示す。より詳細に言うと、従来のガスグロー放電光源は、陰極および陽極間の電場を利用して、放電チャンバー内に充満したガスを遊離させ、ガス導電の方式で電子を他の気体分子に衝突させて紫外線を発生させ、蛍光層が紫外線を吸収した後に可視光線を発射させる。また、従来の電界放出光源は、超高真空環境において陰極の電子発射端の高いアスペクト比構造によって電子が陰極の仕事関数を克服して陰極から離れるのを助ける。その後、電子が陰極および陽極間の高い電場によって陰極の電子発射端から飛び出すとともに、陽極上の蛍光層と衝突して可視光線を発射する。つまり、蛍光層の材料は、設計メカニズムの必要性により可視光線、赤外線または紫外線などの材料を採用することができる。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
The light emitting device presented by the present invention combines the advantages of the conventional gas discharge light source and field emission light source, and overcomes the disadvantages of these two types of light emitting structures. FIG. 1 shows a comparative view of the light emission mechanism of the above-described two types of conventional light emitting structures and the light emitting element of the present invention. More specifically, a conventional gas glow discharge light source uses an electric field between a cathode and an anode to release a gas filled in a discharge chamber and cause electrons to collide with other gas molecules in a gas conductive manner. Ultraviolet rays are generated, and visible light is emitted after the fluorescent layer absorbs the ultraviolet rays. Also, the conventional field emission light source helps the electrons to move away from the cathode by overcoming the work function of the cathode by the high aspect ratio structure of the cathode electron emission end in an ultra-high vacuum environment. Thereafter, electrons are ejected from the electron emission end of the cathode by a high electric field between the cathode and the anode, and collide with the fluorescent layer on the anode to emit visible light. That is, as the material of the fluorescent layer, a material such as visible light, infrared light, or ultraviolet light can be adopted depending on the necessity of the design mechanism.
上記2種類の発光メカニズムの差異は、この発明の発光素子が電子発射端を形成する必要がなく、交流電源またはパルス電源を利用して希薄なガスを遊離させて、電子を発生させるとともに、電子を蛍光層と直接反応させて光線を発射させる。 The difference between the above two types of light emission mechanisms is that the light emitting device of the present invention does not need to form an electron emitting end, and an AC power source or a pulse power source is used to release a dilute gas to generate electrons. React directly with the fluorescent layer to emit light.
従来のガスグロー放電光源と比較して、この発明の発光素子内に充満させるガス量は交流電源またはパルス電源を作用を受けた時に電子を遊離させるだけで良く、グロー放電を発生させることはなく、紫外線照射を利用して蛍光層から光線を発生させるのではないため、素子内の材料が紫外線照射のために減衰する問題を心配する必要がない。実験ならびに理論が証明するように、この発明の発光素子内のガスは、比較的希薄であり、電子の平均自由経路が約5mmまたは5mm以上に達する。言い換えれば、大部分の電子が気体分子に衝突する前に、蛍光層に衝突して光線を発射する。この外、この発明の発光素子は、2つの過程を経て光線を発生させる必要がないため、発光効率が比較的高く、エネルギーの損耗を減らすことができる。 Compared with the conventional gas glow discharge light source, the amount of gas to be filled in the light emitting device of the present invention only needs to liberate electrons when acting on an AC power source or a pulse power source, and does not generate a glow discharge. Since light is not generated from the fluorescent layer using ultraviolet irradiation, there is no need to worry about the problem that the material in the element is attenuated due to ultraviolet irradiation. As experiment and theory prove, the gas in the light emitting device of the present invention is relatively dilute and the mean free path of electrons reaches about 5 mm or more. In other words, before most electrons collide with gas molecules, they collide with the fluorescent layer and emit light. In addition, since the light emitting element of the present invention does not need to generate light through two processes, the light emitting efficiency is relatively high and energy consumption can be reduced.
もう一方で、従来の電界放出光源において、陰極上に電子発射端のマクロ構造を形成する必要があり、このマクロ構造は、大面積の製造工程において制御が困難である。最も好く使用されるマクロ構造は、カーボンナノチューブ(carbon nanotube)であり、陰極上に塗布するカーボンナノチューブの長さが不均一であり集まりになってしまい、その発光面に黒点が存在し、発光均一性に劣るということが電界放出光源において技術的ボトルネックであり、コスト高の原因となっている。それに比較すると、この発明の発光素子は、交流電源またはパルス電源によってガスから電子を遊離させるので、簡単な陰極平面構造さえあれば、この発明の発光素子の発光均一性は80%以上の程度に達し、従来の電界放出光源の発光均一性がボトルネックを突破することが困難であるという問題を解決する。製作コストを大幅に節約することができ、製造工程上でも比較的簡単である。また、この発明の発光素子内には希薄なガスが充填されるため、超高真空環境を必要とせず、超高真空度パッケージを行う時の困難性を回避することができる。 On the other hand, in a conventional field emission light source, it is necessary to form a macro structure of an electron emitting end on the cathode, and this macro structure is difficult to control in a large-area manufacturing process. The most preferred macro structure is carbon nanotubes, and the carbon nanotubes coated on the cathode are non-uniform in length and gather, and there is a black spot on the light emitting surface. Inferior uniformity is a technical bottleneck in the field emission light source, which causes high costs. In comparison, the light emitting device of the present invention releases electrons from the gas by an AC power source or a pulse power source, so that the light emitting uniformity of the light emitting device of the present invention is about 80% or more with a simple cathode plane structure. This solves the problem that the light emission uniformity of the conventional field emission light source is difficult to break through the bottleneck. Production costs can be greatly reduced, and the manufacturing process is relatively simple. Further, since the light emitting element of the present invention is filled with a rare gas, an ultra-high vacuum environment is not required, and difficulty in performing an ultra-high vacuum package can be avoided.
図2は、この発明の実施形態にかかる発光素子を示す断面説明図であり、図3A〜3Cは、図2の発光素子を駆動するために用いられる駆動電圧波形図である。図2と図3A〜3Cとにおいて、この実施形態の発光素子100は、密閉容器110と、低圧ガス122と、陽極150と、陰極160と、蛍光層140とを含む。密閉容器110が密閉空間120を定義し、かつ密閉空間120が密閉容器110の内部に位置する。また、低圧ガス122が密閉空間120内に充填される。この実施形態中、密閉容器110は、第1基板112と、第2基板114と、密封構造116とを含む。第2基板114が第1基板112に対向し、かつ密封構造116が第1基板112および第2基板114のエッジに配置され、そのうち、第1基板112と、第2基板114と、密封構造116とが密閉空間120を取り囲んでいる。この実施形態中、密封構造116が例えば框状を呈し、密閉空間120を取り囲んでいる。さらに、密封構造116が第1基板112と第2基板114との間に連接され、低圧ガス122を密閉空間120に密封している。
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A to 3C are drive voltage waveform diagrams used for driving the light emitting device of FIG. 2 and 3A to 3C, the
この実施形態中、第1基板112と第2基板114とは、例えば、ガラス基板である。しかし、別な実施形態中、第1基板112と第2基板114とは、他の材質の透光基板であることもできる。また、この実施形態中、密封構造116が例えばガラスシール材である。しかし、他の実施形態中、密封構造116がまたその他の第1基板112および第2基板114間の空間を密封する材料であることもでき、密封構造116もまた別な第1基板112および第2基板114間の空間を密封する機構であることもできる。また、低圧ガス122の圧力が例えば5x10-1(トル torr)〜1x10-3トルの範囲である。また、低圧ガスが空気、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、水素、二酸化炭素あるいは酸素、または前記ガスの任意の組み合わせである。
In this embodiment, the
陽極150が密閉容器110外部に配置され、陰極160が密閉容器110外部に配置され、そのうち、陽極150と陰極160とがそれぞれ密閉空間120外の対向する両側に位置する。この実施形態中、陽極150が第1基板112上に位置し、陰極160が第2基板114上に位置する。また、この実施形態中、第1基板112が陽極150と第2基板114との間、かつ第2基板114が第1基板112と陰極160との間に配置される。
The
陽極150および陰極160の少なくとも1つが透明導電層である。または、陽極150および陰極160の少なくとも1つが金属またはカーボンナノチューブである。例えば、この実施形態中、陽極150および陰極160がいずれも透明導電層であり、かつ、この透明導電層の材質が酸化インジウム錫(ITO)、フッ素ドープド酸化錫(FTO)、アルミニウムドープド酸化錫(AZO)、ガリウムドープド酸化亜鉛薄膜(GZO)またはその他の透明導電材料である。あるいは、別な実施形態中、陽極150および陰極160の1つが透明導電層であり、かつ別な1つが金属層またはカーボンナノチューブである。または、他の実施形態中、陽極150および陰極160がいずれも金属層またはカーボンナノチューブであり、かつ陽極150および陰極160のうち少なくとも1つが網状を呈して、透光の効果を達成する。
At least one of the
蛍光層140が密閉空間120中に配置される。この実施形態中、蛍光層140が例えば電子から衝撃を受けた後に可視光線を発射できる蛍光粉層である。また、この実施形態中、蛍光層140が第1基板112上に配置される。しかし、別な実施形態中、蛍光層140は、また第2基板114上に配置される。この実施形態中、蛍光層140は、シャドーマスクを利用してスクリーン印刷またはスプレー方式で蛍光粉を第2基板114上に印刷して形成される。
The
この実施形態中、発光素子100が更に電源170を含み、それが陽極150および陰極160に電気接続されて交流電圧を提供するが、図3A、図3Bまたは図3Cに図示したような交流電圧であり、つまり、交流電圧信号が正弦波(図3A)、方形波(図3B)、三角波(図3C)あるいはその他の適当な形状を呈する交流電圧信号であることができる。交流電圧は、低圧ガス122を遊離させるのに適しており、複数の電子180を発生させる。具体的に言うと、交流電圧は、気体分子を気体イオン130と電子180とに遊離させる。これらの電子180が交流電圧の作用で蛍光層140を打撃して、蛍光層140を発光させる。この実施形態中、発光素子100の第1基板112、第2基板114、陽極150および陰極160がいずれも透明であるため、蛍光層140が発射した光142は順番に第1基板112から陽極150へと外界に伝えられ、かつ順番に第2基板114、陰極160を経て外界に伝えられる。
In this embodiment, the
この実施形態の発光素子100中、陽極150および陰極160が密閉容器110の外側に位置するので、陽極150および陰極160がイオンまたは電子から打撃を受けて破壊されることを有効に回避できるので、発光素子100の使用寿命を有効に延長することができる。また、従来のガス放電光源と比較して、この実施形態の発光素子100が2過程を経て光線を発射させる必要がないため、発光効率が比較的高く、エネルギーの損耗を減少させることができる。さらに、従来の電界放出光源と比較して、この実施形態の発光素子100内に希薄なガスを充填するため、超高真空度環境を必要とせず、超高真空度パッケージを行う困難性を回避できる。また、電界放出光源が比較的均一な発光を達成し難いことと比較して、この実施形態の発光素子100中、蛍光層140を均一に塗布する方式によって簡単に均一な発光を達成することができ、製造工程が比較的容易である。これ以外に、この実施形態の発光素子100の構造が簡単で、製造工程も容易である。
In the
この実施形態の発光素子100が発射する光色・光温および演色性は、蛍光層の材質に対して選択できるので、ユーザーの必要性に応じてカスタマイズ化できる。また、この実施形態の発光素子100は、応答時間が短く水銀を含まない環境保持性がある。さらに、この実施形態の発光素子100内部の低圧ガスの真空環境に類似するため、この実施形態の発光素子100によって真空ガラスに置き換えることができ、建築物の窓、床下窓、ガラスカーテンとすることで断熱や防音効果を達成できる。発光素子100によって真空ガラスに置き換える時、発光素子100が透光効果を備えており、昼間は自然光を通過させて室内照明とし、かつユーザーが発光素子100を介して戸外の風景を観賞できる。また、発光素子100の第1基板112と第2基板114と陽極150とは全て透明であるから、発光素子100が両面発光の効果を有する。従って、発光素子100を夜間に使用する時、外に対する照明エリアを出現させるだけでなく、内に対する室内照明の補助光源とすることができ、しかも室内に対する照明を昼間の自然光に似た照明環境とできる。発光素子100を真空ガラスに代えて夏期に使用する時、その断熱効果が屋外の熱が室内に入れることを防ぎ、冷房の電気を節約する。また発光素子100を冬期に使用する時、その断熱効果が室内の熱が屋外に漏れ出ることを防ぎ、暖房の電気を節約する。
Since the light color / light temperature and color rendering properties emitted by the
更に、発光素子100は、使用の必要に応じて各種の大きさや各種の形状(例えば、長方形、方形または円形などの形状)とすることができ、使用効率を上げることができる。発光素子100は、建築物の窓以外にも、戸外の看板または目印にも応用でき、環境効果に併せて発光効果のある化粧タイルとして屋外用照明とすることもできる。
Furthermore, the
以下、表1によりこの実施形態の発光素子100の各パラメーターの実施例を挙げるが例示説明に過ぎず、この発明の範疇を制限するためのものではない。
表1は、発光素子100の3組のパラメーターを列記したものであり、そのうち、電極の行が陽極150および陰極160の材質が、いずれもフッ素ドープト錫酸化物(FTO)を採用している。ガスの行が、いずれもネオン(Ne)を採用している。圧力の行は、低圧ガスの圧力を表す。Vpp(volt)の行は、電源170が発生させる電圧信号のピークから谷までの電圧差、単位は、ボルト(volt)。Offset(Vdc)の行は、電源170が発生させる電圧信号の変位量(offset)即ち、交流信号の直流部分。Freq(Hz)の行は、電源170が発生させる電圧信号の周波数、単位はヘルツ(Hz)を表す。Dutyの行は、電源170が発生させる電圧信号の能率(Duty)を表す。また、表1中の3列のデータは3組の発光素子100のパラメーターを表す。
Table 1 lists three sets of parameters of the light-emitting
図4A〜図4Dは、図2の発光素子を駆動するために使用した4種類の駆動電圧波形図である。図2と図4A〜図4Dとにおいて、電源170でパルス電圧を陽極150および陰極160に提供することもできる。例を挙げて言うと、図4Aまたは図4Cのパルス電圧信号を陰極160に提供し、陽極150は接地であり、そのうち、図4Aおよび図4Cの信号の主要な差異は、図4Aの信号の直流部分がマイナス値であり、図4Cの信号の直流部分がゼロである。あるいは、図4Bまたは図4Dのパルス電圧信号を陽極150に提供し、陰極160は接地であり、そのうち、図4Bまたは図4Dの信号の主要な差異は、図4Bの信号の直流部分がプラス値であり、図4Dの信号のを直流部分がゼロである。パルス電圧で低圧ガス122を遊離させて複数の電子を発生させこともでき、かつ、これらの電子180がパルス電圧の作用のもとで蛍光層140を打撃し、蛍光層140を発光させる。
4A to 4D are diagrams showing four types of driving voltage waveforms used for driving the light emitting device of FIG. In FIG. 2 and FIGS. 4A-4D, a
図5Aは、この発明の別な実施形態にかかる発光素子を示す説明断面図である。図5Bは、図5Aの発光素子を示す平面図である。そのうち、図5Aは、図5BのI−I線に沿った断面図である。図5Aと図5Bとにおいて、この実施形態の発光素子100aは、図2の発光素子100と類似しており、両者のうち同じ符号が同一または類似する素子を示し、両者の差異は、以下の通りである。この実施形態の発光素子100a中、密封構造116が対向する第1側辺116aと第2側辺116bを備え、第1側辺116aが陽極150および密閉空間120間に位置し、かつ第2側辺116bが密閉空間120ならびに陰極160間に位置する。言い換えれば、陽極150および陰極160が発光素子100aの側辺に位置する。比較すると、図2の陽極150および陰極160が発光素子100の上下両側に位置する、つまり2つの出光面に位置する。従って、この実施形態中、陽極150および陰極160が透明導電層を採用できる外にも、また不透明な金属電極またはナノミーカーボンチューブを採用することができて、遮光の問題を考慮する必要があまりない。
FIG. 5A is an explanatory cross-sectional view showing a light emitting device according to another embodiment of the present invention. FIG. 5B is a plan view showing the light emitting device of FIG. 5A. 5A is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 5B. 5A and 5B, the light-emitting element 100a of this embodiment is similar to the light-emitting
この実施形態中、密封構造116が更に対向する第3側辺116cと第4側辺116dとを備え、第3側辺116cが第1側辺116aおよび第2側辺116bに連接し、かつ第4側辺116d第1側辺116aならびに第2側辺116bに連接して、換言すれば例えば矩形框である。別な実施形態中、陽極150および陰極160が密封構造116の第3側辺116cの傍らと第4側辺116dの傍らにそれぞれ配置される。
In this embodiment, the sealing
以下、表2がこの実施形態の発光素子100aの各パラメーターを挙げるが、例示説明のためだけに使用されるものであり、この発明の範疇を使用するためではない。
表2は2組の発光素子110aを挙げており、表2中の物理意義は、表1の説明を参照たれたく、ここでは繰り返さない。 Table 2 lists two sets of light emitting elements 110a. The physical significance in Table 2 is not repeated here for the explanation of Table 1.
図6Aは、この発明のまた別な実施形態にかかる発光素子を昼間に使用した時の断面説明図であり、図6Bは、図6Aの発光素子を夜に使用した時の説明断面図であり、図6Cは、発光素子の平面図である。図6Aから図6Cにおいて、この実施形態の発光素子100bは、図2の発光素子100に類似しているが、両者において同一符号が同一または類似した素子を示し、両者の差異は、以下の通りである。この実施形態の発光素子100bは、更に、ソーラーモジュール192を含み、かつ密封構造116の第1側辺116aがソーラーモジュール192および密閉空間120間に位置している。この実施形態中、ソーラーモジュール192が同時に密封構造116の第1側辺116a、第2側辺116b、第3側辺116cならびに第4側辺116dの傍らに配置されており、つまりソーラーモジュール192が密封構造116を取り囲んでいる。しかし、その他の実施形態中、ソーラーモジュール192は、また第1側辺116a、第2側辺116b、第3側辺116cならびに第4側辺116d中の1つ或いは、二者または三者の傍らに配置することができる。ソーラーモジュール192は、例えばクリスタリンシリコンソーラーセルであり、マイクロクリスタリンソーラーセルであり、シリコン薄膜ソーラーセル、III V族ソーラーセル、銅インジウムセレン(copper indium diselenide = CIS)ソーラーセル、銅インジウムガリウムセレン(copper indium gallium diselenide = CIGS)ソーラーセル、テルル化カドミウム(CdTe)ソーラーセル、マルチ接合面ソーラーセル、有機高分子ソーラーセルまたは染料鋭敏化電池である。
6A is a cross-sectional explanatory view when a light-emitting element according to another embodiment of the present invention is used in the daytime, and FIG. 6B is an explanatory cross-sectional view when the light-emitting element of FIG. 6A is used at night. FIG. 6C is a plan view of the light-emitting element. 6A to 6C, the
また、この実施形態中、発光素子100bが更に赤外線反射膜118を含んで、第1基板112または第2基板114上に配置するが、図6Aおよび図6Bにおいては、第1基板112上に配置されたものを例としている。赤外線反射膜118は、例えば、光学多層膜であり、表面マイクロ構造を有する膜層あるいは化学塗料を備え、赤外線反射の効果を達成する。
In this embodiment, the
発光素子100bが真空ガラスに置き換えられて昼間使用される時、電源170をオフにして発光素子100bを発光させず、この時屋外の自然光(赤外線54または可視光線52 図6A参照)が順番に陰極160、第2基板114および低圧ガス122から発光層140へ伝送される。蛍光層140が赤外線54の一部と一部の可視光線52とに対して乱反射作用を発生させ、赤外線54の一部と可視光線52の一部とをソーラーモジュール192へ散乱させる。別な部分の可視光線52は、蛍光層140を透過するとともに、第1基板112および陰極160を透過して室内に伝達される。このようにして、室内のユーザーが戸外の自然光を利用することができ、かつ発光素子100bを透過して戸外の風景を見ることができる。第1基板112上に赤外線反射膜118が配置されている時、可視光52は、赤外線反射膜118を透過して室内に到達する。また、第1基板112上に赤外線反射膜118が配置されている時、戸外からの赤外線54は、赤外線反射膜118によって反射されるとともに、第1基板112および第2基板114によってソーラーモジュール192まで伝達される。このようにして、赤外線54が室内には進入せず、断熱効果を強化できる。
When the light-emitting
ソーラーモジュール192が可視光線52および赤外線54のエネルギーを吸収した後、電力を発生して、ソーラーモジュール192の蓄電池194にソーラーモジュール192の電力を蓄積する。
After the
発光素子100bが真空ガラスに置き換えられて夜間使用される時、電源170をオンにして、発光素子100bを使用できるが、この時、蛍光層140が電子180の打撃を受けた後に光142を発射できる(例えば可視光線)。光142は、第1基板112を経て室内または第2基板114を経て戸外へ伝送される以外、一部の光142は、また第1基板112、第2基板114の反射作用および蛍光層140の乱射作用を受けてソーラーモジュール192まで伝達され、ソーラーモジュール192が利用しなかった光142のエネルギーを回収できる。
When the
従って、発光素子100bが自然光のエネルギーを吸収および蓄積でき、夜間に発光素子100bが発光エネルギーの1つソースにできる。また、たとえ発光素子100bが夜間に発光した時、発光素子100bの外部に伝達されなかったの光142は、また回収できるため、この実施形態の発光素子100bは、エネルギー節約の効果を有効に達成することができる。
Therefore, the
図7は、この発明の更に別な実施形態にかかる発光素子を示す平面図である。図7において、この実施形態の発光素子100cは、図5Bの発光素子100aおよび図6Aの発光素子100bに類似しており、三者のうち同一の符号は同一または類似する素子を表し、三者の差異は、以下の通りである。この実施形態の発光素子100cは、図5Bの発光素子100aの両側面に配置する陽極150および陰極160を採用し、ソーラーモジュール192を発光素子100aの別な両側辺に配置している。具体的に言うと、陽極150および陰極160がそれぞれ密封構造の116の第1側辺116aおよび第2側辺116bの傍らに配置し、ソーラーモジュール192が密封構造の116の第3側辺116cおよび第4側辺116dの傍らに配置している。しかし、その他の実施形態中、ソーラーモジュール192もまた第3側辺116cまたは第4側辺116dの傍らにのみ配置している。
FIG. 7 is a plan view showing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 7, the
図8は、この発明のまた更に別な実施形態にかかる発光素子を示す断面説明図である。図8において、この実施形態の発光素子100dと図2の発光素子100は類似しており、両者において同一な符号が同一または類似する素子を表し、両者の差異は、以下の通りである。この実施形態の発光素子100dの製造工程は、真空ガラスの製造工程の改良から来ており、この実施形態の製造工程を真空ガラスの製造工程と比較すると、陽極150と陰極160と蛍光層140の形成が増えている。この実施形態中、発光素子100dが複数のスペーサー(spacer)195を含んでおり、第1基板112および第2基板114の間に分散して配置されて、第1基板112および第2基板114の間の距離を保持するとともに、ストレスを吸収する。また、発光素子100dの一側に厚いガラス60を貼り付けて、総体構造の強さを増強する。
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view showing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention. 8, the
図9は、この発明のまた更に別な実施形態にかかる発光素子を示す断面説明図である。図9において、この実施形態の発光素子100eは、図5Aの発光素子100aおよび図8の発光素子100dに類似しており、三者のうち同一の符号は同一または類似する素子を表し、三者の差異は、以下の通りである。この実施形態の発光素子100eは、図5Aの発光素子100aの両側面に配置する電極および図8の真空ガラスの製造工程の改良を採用したものである。具体的に言うと、この実施形態中、陽極150および陰極160が密封構造116の両脇に配置され、発光素子100eの一側にまた厚いガラス60が貼り付けられている。
FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view showing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention. 9, the
図10は、この発明の実施形態にかかる表示装置を示す説明図である。図10において、この実施形態の表示装置200は、複数の上記発光素子100を含み、そのうちこれらの発光素子100はアレイに配列される。その他の実施形態においては、表示装置200は、更に複数の上記発光素子100a,100b,100c,100dまたは100eを含むことができ、そのうち、発光素子100を例として説明する。これらの発光素子100は例えば2次元アレイとして配列され、かくして、建築物のガラスカーテンとなる時、各発光素子100が1つの画素となることができ、これらの発光素子100が大型表示ウオールを形成する。具体的に言えば、これらの発光素子100が発光する又は不発光となること、異なる輝度の光あるいは異なる色彩の光によって動態または静態の表示画面を形成する。また、これらの発光素子100のサイズを非常に小さくして、比較的小型のディスプレイとすることもできる。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a display device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 10, the
この実施形態中、表示装置200が更に複数の第1信号線220と、複数の第2信号線210と1つの行駆動回路240と、1つの列駆動回路230を含む。各第1信号線220が1行のこれらの発光素子100の陽極150に電気接続され(図2に図示)、各第2信号線210が1列のこれらの発光素子100の陰極160に電気接続される(図2に図示)。行駆動回路240がこれらの第1信号線220に電気接続され、そのうち、行駆動回路240がこれらの第1信号線220を選択的に駆動する。列駆動回路230がこれらの第2信号線210に電気接続され、これらの第2信号線210を選択的に駆動する。例を挙げて言えば、行駆動回路240が図10の右から数えて第1本目および第2本目の第1信号線をオンし、かつ列駆動回路230が図10の最も中心にある第2信号線をオンにすれば、図10中の斜線を付けた2つの発光素子100が光線を発射する。また、行駆動回路240および列駆動回路230を制御ユニット250に電気接続できる。制御ユニット250が方程式または予め焼き付けたデータにより如何に行駆動回路240および列駆動回路230を駆動して発光素子100を駆動するかを決定し、これら発光素子100が方程式または焼き付けたデータ中の達成したい静態または動態画面を形成する。
In this embodiment, the
図11は、この発明の別な実施形態にかかる表示装置を示す説明図である。図11において、この実施形態の表示装置200aと図10の表示装置200は、類似しており、両者において同一の符号は、同一または類似する素子を表し、両者の差異は、以下の通りである。この実施形態の表示装置200aは、複数個の駆動回路を含み(陽極信号線回路210aおよび陰極信号線220aを含むことができる駆動回路)、それぞれこれらの発光素子100に電気接続され、これらの発光素子100をそれぞれ駆動する。具体的に言えば、陽極信号線210aが発光素子100の陽極150に電気接続され(図2に示す)、陰極信号線220aが陰極160に電気接続される(図2に示す)。電圧が同一の発光素子100の陽極信号210aおよび陰極信号線220aに印加される時、この発光素子100を発光するよう駆動することができる。具体的に言うと、図11中の斜線で示した2つの発光素子100の陽極信号線回路210aおよび陰極信号線220aがいずれもオンとなっているので、この2つの発光素子100が発光できる。
FIG. 11 is an explanatory view showing a display device according to another embodiment of the present invention. In FIG. 11, the display device 200a of this embodiment is similar to the
別な実施形態中、表示装置200aは、また複数個の上記した発光素子100a,100b,100c,100d,100eを含むことができる。
In another embodiment, the display device 200a may include a plurality of the
以上のように、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。 As described above, the present invention has been disclosed by the embodiments. However, the present invention is not intended to limit the present invention, and within the scope of the technical idea of the present invention, as can be easily understood by those skilled in the art, Appropriate changes and modifications can be made, so that the scope of protection of the patent right must be determined on the basis of the scope of claims and the equivalent area.
52 可視光線
54 赤外線
60 厚いガラス
100,100a,100b,100c,100d,100e 発光素子、
110 密閉容器
112 第1基板
114 第2基板
116 密封構造
116a 第1側辺
116b 第2側辺
116c 第3側辺
116d 第4側辺
118 赤外線反射膜
120 密閉空間
122 低圧ガス
130 ガスイオン
140 蛍光層
142 光
150 陽極
160 陰極
170 電源
180 電子
192 ソーラーモジュール
194 蓄電池
195 スペーサー
200,200a 表示装置
210 第2信号線
210a 陽極信号線
220 第1信号線
220a 陰極信号線
230 列駆動回路
240 行駆動回路
250 制御ユニット
52
DESCRIPTION OF
Claims (27)
前記密閉空間内に充填される低圧ガスと、
前記密閉容器の外側に配置される陽極と、
前記密閉容器の外側に配置される陰極であって、そのうち、前記陽極と前記陰極とがそれぞれ前記密閉空間の外側の対面する両側に位置する、陰極と、
前記密閉空間中に配置される蛍光層と、を含む発光素子。 A sealed container defining a sealed space, wherein the sealed space is located inside the sealed container; and
Low-pressure gas filled in the sealed space;
An anode disposed outside the sealed container;
A cathode disposed outside the sealed container, wherein the anode and the cathode are located on opposite sides of the sealed space, respectively,
And a fluorescent layer disposed in the sealed space.
第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板のエッジに配置される密封構造と、を含み、
そのうち、前記第1基板と前記第2基板と前記密封構造とで前記密閉空間を囲み込む、請求項1記載の発光素子。 The sealed container is
A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A sealing structure disposed at an edge of the first substrate and the second substrate,
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the sealed space is surrounded by the first substrate, the second substrate, and the sealing structure.
そのうち、前記各発光素子が、
密閉空間を定義する密閉容器であって、前記密閉空間が前記密閉容器内部に位置する密閉容器と、
前記密閉空間内に充填される低圧ガスと、
前記密閉容器の外側に配置される陽極と、
前記密閉容器の外側に配置される陰極であり、前記陽極および前記陰極がそれぞれ前記密閉空間の対向する両側に位置する陰極と、
前記密閉空間中に配置される蛍光層とを有する、表示装置。 A display device comprising a plurality of light emitting elements arranged as an array,
Among them, each light emitting element is
A sealed container defining a sealed space, wherein the sealed space is located inside the sealed container;
Low-pressure gas filled in the sealed space;
An anode disposed outside the sealed container;
A cathode disposed outside the sealed container, wherein the anode and the cathode are respectively located on opposite sides of the sealed space; and
A display device comprising: a fluorescent layer disposed in the sealed space.
それぞれが一行の前記複数の発光素子の前記複数の陰極に電気接続にされる複数本の第2信号線と、
前記第1信号線に電気接続され、選択的に前記第1信号線を駆動する行駆動回路と、
前記第2信号線に電気接続され、選択的に前記第2信号線を駆動する列駆動回路と、を含む請求項18記載の表示装置。 Further, a plurality of first signal lines each electrically connected to the plurality of anodes of the plurality of light emitting elements in one row,
A plurality of second signal lines each electrically connected to the plurality of cathodes of the plurality of light emitting elements in one row;
A row driving circuit electrically connected to the first signal line and selectively driving the first signal line;
The display device according to claim 18, further comprising: a column driving circuit that is electrically connected to the second signal line and selectively drives the second signal line.
第1基板と、
前記第1基板に対向する第2基板と、
前記第1基板および前記第2基板のエッジに配置される密封構造と、を備え、
そのうち、前記第1基板、前記第2基板および前記密封構造が前記密閉空間を取り囲む請求項18記載の表示装置。 The sealed container is
A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A sealing structure disposed at an edge of the first substrate and the second substrate,
The display device according to claim 18, wherein the first substrate, the second substrate, and the sealing structure surround the sealed space.
Applications Claiming Priority (2)
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