專利名稱：電子發(fā)射器件、電子發(fā)射型背光單元和平板顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的方案涉及電子發(fā)射器件、電子發(fā)射型背光單元和具有電子發(fā)射型背光單元的平板顯示裝置，更尤其是涉及具有改善了電子發(fā)射效率和發(fā)光均勻性的電子發(fā)射器件、應(yīng)用電子發(fā)射器件的電子發(fā)射型背光單元和具有電子發(fā)射型背光單元的平板顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，電子發(fā)射器件可以分成使用熱電子陰極作為電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件和使用冷陰極作為電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件。使用冷陰極作為電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件包括場(chǎng)發(fā)射陣列(FEA)型器件、表面?zhèn)鲗?dǎo)發(fā)射(SCE)型器件、金屬絕緣體金屬(MIM)型器件、金屬絕緣體半導(dǎo)體(MIS)型器件、發(fā)射電子表面發(fā)射(BSE)型器件等。本發(fā)明的方案涉及FEA型器件。
FEA型電子發(fā)射器件使用這樣的原理，當(dāng)使用具有低功函數(shù)或者高β函數(shù)的材料作為電子發(fā)射源時(shí)，由于電勢(shì)該材料在真空中容易發(fā)射電子。已經(jīng)研發(fā)出了應(yīng)用錐形尖端結(jié)構(gòu)的FEA器件，這種結(jié)構(gòu)是由以下材料構(gòu)成的，例如Mo、Si作為主要成分，碳族材料例如石墨、金剛石類碳(DLC)等，或者納米結(jié)構(gòu)，例如納米管、納米線等。
根據(jù)陰極和柵極的布置FEA型電子發(fā)射器件可以分成頂柵型和底柵型。根據(jù)電極的數(shù)量FEA可以分成兩電極、三電極或者四電極型發(fā)射器件。
已經(jīng)將這種研究實(shí)施到使用電子發(fā)射器件作為非發(fā)射顯示器件的背光單元的方法中。
圖1描述了常規(guī)電子發(fā)射型背光單元3。
參考圖1，常規(guī)電子發(fā)射型背光單元3包括前面板1和電子發(fā)射器件2。前面板1包括前基板90、形成在前基板90的下表面上的陽極80和涂覆在陽極80上的磷光體層70。
電子發(fā)射器件2包括和前基板90相對(duì)并平行的底部基板10、以帶狀形成在底部基板10上的陰極20、以帶狀形成并平行于陰極20的柵極30和分別圍繞陰極20和柵極30形成的電子發(fā)射層40和50。在圍繞陰極20和柵極30的電子發(fā)射層40和50之間形成電子發(fā)射間隙G。
在前面板1和電子發(fā)射器件2之間的間隔中維持低于周圍大氣壓力的真空，并且在前面板1和電子發(fā)射器件2之間設(shè)置隔板60，以便于支撐由前面板1和電子發(fā)射器件2之間的真空產(chǎn)生的壓力，并保護(hù)發(fā)光間隔103。
在上述的電子發(fā)射型背光單元3中，通過柵極30和陰極20之間產(chǎn)生的電場(chǎng)，電子從電子發(fā)射層40和50中的一個(gè)中發(fā)射出，也就是，從圍繞陰極20形成的電子發(fā)射層40發(fā)出。最初發(fā)射的電子朝著柵極30行進(jìn)，然后由陽極80的強(qiáng)電場(chǎng)牽引并朝著陽極80移動(dòng)。
然而，在陽極80和陰極20之間產(chǎn)生的電場(chǎng)干擾在柵極30和陰極20之間的電場(chǎng)，并由此干擾二極管放電，也就是，出現(xiàn)由于陽極80的電場(chǎng)導(dǎo)致的電子發(fā)射和電子加速。
而且，由于磷光體材料的發(fā)光特性，在由入射到磷光體材料上的電子發(fā)射光的預(yù)定時(shí)間周期中，其它入射電子不能有助于發(fā)光。因此，通過將入射電子增加到超過磷光體層70上的飽和程度不能改善發(fā)光效率并且通過高陽極電壓的電子發(fā)射對(duì)于能量效率方面不利。換句話說，為了獲得最佳的效率，必須通過低柵極電壓穩(wěn)定地和有規(guī)則地發(fā)射電子，并且同時(shí)必須通過強(qiáng)的陽極電壓均勻地加速發(fā)射的電子。然而，當(dāng)通過強(qiáng)的陽極電壓發(fā)射電子時(shí)，高效的電子發(fā)射和發(fā)光變得不可能。因此，需要具有新結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射型背光單元，其中在該新結(jié)構(gòu)中可以阻止陽極80和陰極20之間的電場(chǎng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方案提供具有改善了電子發(fā)射效率的電子發(fā)射器件和具有使用電子發(fā)射器件的新結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射型背光單元，其中可以有效地阻止電子發(fā)射器件中陽極和陰極之間的電場(chǎng)，并由低柵極電壓連續(xù)和穩(wěn)定地發(fā)射電子，由此改善發(fā)光的均勻性和發(fā)光效率。
本發(fā)明的方案還提供了應(yīng)用電子發(fā)射型背光單元的平板顯示裝置。
根據(jù)本發(fā)明的方案，提供了一種電子發(fā)射器件，包括底部基板；形成在底部基板上的陰極；形成在底部基板上并和陰極隔開的柵極，并且當(dāng)有多于一個(gè)的陰極和/或柵極時(shí)，柵極和陰極交替；設(shè)置在陰極表面上的電子發(fā)射層；和形成在陰極和柵極的其中一個(gè)上面并從基板遠(yuǎn)離陰極和柵極延伸的輔助電極。盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極和柵極上形成輔助電極。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極的兩側(cè)上形成電子發(fā)射層。電子發(fā)射層可以設(shè)置在陰極的一側(cè)上，可以設(shè)置電子發(fā)射層覆蓋陰極。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是電子發(fā)射層可以包括選自碳類材料和納米材料的電子發(fā)射材料，其中碳類材料選自由碳納米管、石墨、金剛石和金剛石類碳組成的組，以及納米材料選自由納米管、納米線、納米棒和納米針組成的組。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極和柵極之間形成具有預(yù)定厚度的絕緣層。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以以帶狀形成陰極和柵極。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極中形成預(yù)定長(zhǎng)度和寬度的凸起，在這種情況中，可以在柵極中形成對(duì)應(yīng)于在陰極中形成的凸起的凹陷。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極中形成預(yù)定長(zhǎng)度和寬度的凹陷，在這種情況中，可以在柵極中形成對(duì)應(yīng)于在陰極中形成的凹陷的凸起。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極中形成具有預(yù)定曲率的彎曲表面。彎曲表面可以朝著柵極凸起或者朝著柵極凹陷。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是陰極在其兩側(cè)上都具有帶有凹陷和凸起表面的平面，并且柵極可以具有對(duì)應(yīng)于陰極的平面形式的平面形式，以基本上和陰極隔開預(yù)定距離。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是陰極的兩個(gè)彎曲表面圍繞陰極的中心可以是對(duì)稱的或者圍繞電極的中心線具有基本相同的平面形式。而且，可以在柵極中形成對(duì)應(yīng)于在陰極中形成的彎曲表面的彎曲表面。
根據(jù)本發(fā)明的方案，可以在陰極或者柵極上形成輔助電極。盡管不是在所有的方案中都需要，但是輔助電極具有對(duì)應(yīng)于陰極或者柵極的平面形式且與其電連接的水平橫截面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供了一種電子發(fā)射型背光單元，包括含有陽極和磷光體層的前基板；和前基板隔開預(yù)定距離的底部基板；形成在底部基板上的多個(gè)陰極；交替地形成在底部基板上和陰極隔開的多個(gè)柵極；形成在朝著柵極的每個(gè)陰極側(cè)上的電子發(fā)射層；維持前基板和底部基板之間的距離的隔板；和形成在每個(gè)陰極上并從底部基板遠(yuǎn)離陰極延伸的輔助電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供了一種平板顯示裝置，包括電子發(fā)射型背光單元；和非發(fā)射的顯示器件，該非發(fā)射的顯示器件形成在電子發(fā)射型背光單元的前面以控制從電子發(fā)射器件提供的光，以獲得圖像。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是非發(fā)射的顯示器件可以是液體顯示器件。
將在隨后的說明書中部分地描述本發(fā)明另外的方案和域優(yōu)點(diǎn)，并且通過說明書本發(fā)明另外的方案和/或優(yōu)點(diǎn)將顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明，可以獲得另外的方案和/或優(yōu)點(diǎn)。
結(jié)合附圖，從對(duì)實(shí)施例的以下描述中本發(fā)明的這些和/或其它方案和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見并更容易理解，其中圖1示出了常規(guī)電子發(fā)射型背光單元；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子發(fā)射型背光單元的透視圖；圖3是沿著圖2的線III-III切割的電子發(fā)射型背光單元的橫截面圖；圖4到6是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，構(gòu)成電子發(fā)射型背光單元的電子發(fā)射器件的橫截面圖；圖7是沿著圖3的線VII-VII切割的電子發(fā)射器件的平面圖；圖8到14是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，構(gòu)成電子發(fā)射型背光單元的電子發(fā)射器件的平面圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平板顯示裝置的透視圖；圖16是沿著圖15的線X VI-X VI切割的平板顯示裝置的部分橫截面圖；和圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將具體作出對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例的參考，其中的例子在附圖中描述，其中在全文中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。為了解釋本發(fā)明，以下將結(jié)合圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子發(fā)射型背光單元100的透視圖；圖3是沿著圖2的線III-III切割的電子發(fā)射型背光單元100的橫截面圖。
參考圖2和圖3，電子發(fā)射型背光單元100包括彼此面對(duì)并且彼此平行設(shè)置以形成真空空間103的前面板101和電子發(fā)射器件102，和維持前面板101和電子發(fā)射器件102之間的距離的隔板60。
前面板101包括前基板90、設(shè)置在前基板90的下表面上的陽極80和設(shè)置在陽極80的下表面上的磷光體層70(參見圖3)。
電子發(fā)射器件102包括與前基板90平行且間隔預(yù)定距離設(shè)置的底部基板110，由此在前面板101和電子發(fā)射器件102之間形成真空空間103、形成在底部基板110的表面上的陰極120、和陰極120隔開且平行的柵極130、設(shè)置在陰極120的一側(cè)以和柵極130相對(duì)的電子發(fā)射層150，和形成在陰極120的上表面上的輔助電極125。
陽極80施加高電壓使得電子高速碰撞磷光體層70，該高電壓對(duì)于加速從電子發(fā)射層150發(fā)射的電子是必須的。通過電子激發(fā)磷光體層70，并從高電勢(shì)變化到低電勢(shì)，由此發(fā)出可見光。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是當(dāng)存在多于一個(gè)的陰極120和/或柵極130時(shí)，陰極120和柵極130交替地布置在底部基板110上，并可以在陰極120的兩側(cè)上形成電子發(fā)射層150。
將前面板101和電子發(fā)射器件102之間的真空空間103保持為低于周圍大氣壓力的壓力，并且在前面板101和電子發(fā)射器件102之間設(shè)置隔板60，以維持在前面板101和電子發(fā)射器件102之間由真空產(chǎn)生的壓力，并隔開真空空間103。隔板60是由絕緣材料例如非導(dǎo)電的陶瓷或玻璃構(gòu)成的。在隔板60上的電子發(fā)射型背光單元100的運(yùn)行過程中，電子可以聚集，并發(fā)射這些聚集的電子，可以用導(dǎo)電材料涂覆隔板60。
陰極120和柵極130形成電場(chǎng)，以容易地從電子發(fā)射層150發(fā)射電子。
輔助電極125電連接到陰極120并朝著陽極80延伸，并由此阻止在陽極80和陰極120之間產(chǎn)生的電場(chǎng)干擾電子發(fā)射層150。因此，通過施加到柵極130的電壓控制電子發(fā)射，通過陽極80形成的電場(chǎng)只能加速發(fā)射的電子。由此改善了電子發(fā)射效率和磷光體的發(fā)光效率，并且電子發(fā)射的均勻性和發(fā)光的均勻性提高了。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極120和柵極130之間另外設(shè)置具有預(yù)定厚度的絕緣層。絕緣層(未示出)絕緣電子發(fā)射層150和柵極130，并可以阻止柵極130和陰極120之間的短路。
在下文中，將描述構(gòu)成上述電子發(fā)射背光單元100的部件的材料。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是前基板90和底部基板110是具有預(yù)定厚度的板部件，并可以由石英玻璃、包括雜質(zhì)例如少量Na的玻璃、平板玻璃、用SiO2涂覆的玻璃基板、氧化鋁基板或者陶瓷基板構(gòu)成。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是陰極120、柵極130和輔助電極125可以由普通的導(dǎo)電材料構(gòu)成。普通導(dǎo)電材料的例子包括金屬(例如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Mo、W、Pt、Cu、Sn、In、Sb或者Pb)或者其合金、由例如Pd、Ag、RuO2和Pd-Ag的任何一種金屬或者其氧化物和玻璃構(gòu)成的導(dǎo)電材料、透明導(dǎo)電材料，例如ITO、In2O3和SnO2，以及半導(dǎo)體材料，例如多晶硅。
盡管不是在所有的方案中都需要，但是由于電場(chǎng)發(fā)射電子的電子發(fā)射層150可以由納米尺寸的任何電子發(fā)射材料構(gòu)成。可以優(yōu)選具有低功函數(shù)和高β函數(shù)的碳類材料，例如碳納米管(CNT)、石墨、金剛石和金剛石類碳。CNT尤其具有良好的電子發(fā)射特性，并可以在低壓時(shí)被驅(qū)動(dòng)。因此，使用CNT作為電子發(fā)射材料的器件可以應(yīng)用到更大的電子發(fā)射顯示器。
如下操作上述實(shí)施例的電子發(fā)射型背光單元100。
為了電子發(fā)射，向陰極120施加負(fù)(-)電壓，并向柵極130施加正(+)電壓以從形成在陰極120上的電子發(fā)射層150發(fā)射電子。而且，將強(qiáng)(+)電壓施加到陽極80，以加速向著陽極80發(fā)射的電子。由此從電子發(fā)射層150發(fā)射電子，并向著柵極130行進(jìn)，然后向著陽極80加速。向著陽極80加速的電子和在陽極80處的磷光體層70碰撞，并由此產(chǎn)生可見光。
由于輔助電極125比陰極120更靠近陽極80形成，所以可以阻止由陽極80形成的電場(chǎng)干擾陰極120和柵極130之間的電場(chǎng)。因此，陽極80只加速電子，由此使得可以用柵極130容易控制電子發(fā)射，由此最大化了發(fā)光的均勻性和磷光體的發(fā)光效率并阻止二極管放電。
在下文中，將描述在圖2和3中所示的電子發(fā)射器件的其它例子的實(shí)施例。
圖4到6是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，構(gòu)成電子發(fā)射型背光單元的電子發(fā)射器件的橫截面圖。
如圖4所示，電子發(fā)射層150可以只形成在陰極120的一側(cè)上。而且，如圖5所示，可以設(shè)置電子發(fā)射層150以覆蓋陰極120。根據(jù)生產(chǎn)工藝或者電子發(fā)射材料的數(shù)量，多種布置的電子發(fā)射層150也是可以的。
同時(shí)，如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的方案，可以不在陰極120上形成輔助電極135，而是可以在柵極130的任一個(gè)上形成。在這種情況中，輔助電極135還屏蔽了陽極80的電場(chǎng)，并幫助柵極130容易控制電子發(fā)射。
圖7是沿著圖3的線VII-VII切割的電子發(fā)射器件102的平面圖；圖8到14是示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，構(gòu)成電子發(fā)射型背光單元的電子發(fā)射器件的平面圖。
如圖7所示，陰極120和柵極130可以以帶狀圖案布置，并彼此平行地形成。而且，為了增加電子發(fā)射層150的表面面積，如圖8到13所示，可以在陰極120和柵極130中形成凸起、凹陷或者彎曲的表面。
換句話說，如圖8和9所示，陰極120包括在柵極130處具有預(yù)定曲率的彎曲表面120a和120b，并可以在彎曲表面120a和120b中形成電子發(fā)射層150。彎曲表面120a和120b可以是朝著柵極130的凹陷表面120a(參見圖5)或者朝著柵極130的凸起表面120b(參見圖6)。在這種情況中，可以在柵極130中形成分別對(duì)應(yīng)于彎曲表面120a和120b的彎曲表面130a和130b。
如圖10所示，陰極120包括在柵極130處具有預(yù)定長(zhǎng)度和寬度的凹陷120c，并可以在凹陷120c的表面上形成電子發(fā)射層150。然后在柵極130中形成對(duì)應(yīng)于凹陷120c的形狀的凸起130c。
可替換地，如圖11所示，陰極120包括凸起120d，以及可以在凸起120d上形成電子發(fā)射層150。然后在柵極130中形成對(duì)應(yīng)于凸起120d的形狀的凹陷130d。
在陰極120和柵極130中形成的凹陷和凸起的形狀不局限于矩形，并可以是梯形或者其它多邊形。
而且，在上述的實(shí)施例中，將輔助電極125表示成線性的，但是輔助電極125的形狀可以具有對(duì)應(yīng)于陰極120的平面表面的水平橫截面。
如圖12和13所示，陰極120和柵極130的平面可以是連續(xù)彎曲的。在這種情況中，如圖12所示，可以圍繞陰極120的中心在陰極120的兩側(cè)上形成具有相同形狀的兩個(gè)平面。而且，如圖13所示，陰極120和柵極130圍繞陰極120的中心具有對(duì)稱的平面。如圖12和13所示，當(dāng)陰極120和柵極130具有連續(xù)彎曲的表面時(shí)，增加了用于電子發(fā)射層的表面面積，并由此可以最大化電流密度。
同時(shí)，如圖14所示，可以以規(guī)則間隔布置形成在陰極120上的電子發(fā)射層150。在這種情況中，可以減少構(gòu)成電子發(fā)射層150的電子發(fā)射材料的量。換句話說，磷光體層70發(fā)出和達(dá)到電流密度某個(gè)值的電流密度成比例的可見光，但是超過了某個(gè)飽和的電流密度，可見光的強(qiáng)度不隨著電流密度的提高而增加。因此，通過優(yōu)化電流密度可以減少電子發(fā)射材料的不必要的消耗，該電流密度可以最大化包含在電子發(fā)射型背光單元中的磷光體層70中的可見光的效率。而且，如果在生產(chǎn)過程很難連續(xù)地制造電子發(fā)射層150，那么可以在某個(gè)預(yù)定的部分中不連續(xù)地制造電子發(fā)射層150。
根據(jù)本發(fā)明的方案，可以使用上述電子發(fā)射型背光單元100作為用于液晶顯示器的背光單元，并且，在這種情況中，可以彼此基本平行地設(shè)置陰極120和柵極130。而且，磷光體層70可以由發(fā)出所需顏色的可見光的磷光體或者以一定適合比例發(fā)出紅、綠和藍(lán)光的混合色以獲得白光的磷光體構(gòu)成。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平板顯示裝置的透視圖；以及圖16是沿著圖15的線X VI-X VI切割的平板顯示裝置的部分橫截面圖。
如圖15所示，本實(shí)施例的平板顯示裝置是包括液晶顯示器700和給液晶顯示器700提供光的背光單元100的非發(fā)射顯示器。將傳輸圖像信號(hào)的軟印刷電路板720貼附到液晶顯示器700，并設(shè)置隔板730以維持與設(shè)置在液晶顯示器700的背面的背光單元100的一定距離。盡管在圖15中只示出了一個(gè)隔板730，但是可以布置另外的隔板730，以維持背光單元100和液晶顯示器700之間的距離。
背光單元是根據(jù)本發(fā)明的前述實(shí)施例的電子發(fā)射型背光單元100的其中一個(gè)，并通過連接電纜104對(duì)其提供電源，以及通過前面板90發(fā)射可見光V，以向液晶顯示器700提供可見光V。
在下文中，將參考圖16描述本實(shí)施例的平板顯示裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
在圖16中所示的電子發(fā)射型背光單元100可以是本發(fā)明的多種實(shí)施例中的其中一種電子發(fā)射型背光單元100。如圖16所示，電子發(fā)射型背光單元100是由彼此隔開預(yù)定距離的前面板101和電子發(fā)射器件102構(gòu)成的。本實(shí)施例的前面板101和電子發(fā)射器件102和前面的實(shí)施例具有相同的結(jié)構(gòu)，因此不再重復(fù)對(duì)其的描述。由設(shè)置在電子發(fā)射器件102中的陰極120和柵極130形成的電場(chǎng)使電子發(fā)射。由設(shè)置在前面板101上的陽極80形成的電場(chǎng)加速電子，并且電子與磷光體層70碰撞，由此產(chǎn)生可見光V。可見光V朝著液晶顯示器700行進(jìn)。
液晶顯示器700包括前基板505、形成在前基板505上的緩沖層510和以預(yù)定圖案形成在緩沖層510上的半導(dǎo)體層580。在半導(dǎo)體層580上形成第一絕緣層520，在第一絕緣層520上以預(yù)定圖案形成柵極590，并在柵極590上形成第二絕緣層530。在形成第二絕緣層530之后，使用工藝?yán)绺煞涛g或者類似的工藝刻蝕第一和第二絕緣層520和530，并由此露出部分半導(dǎo)體層580。在包括半導(dǎo)體層580的露出部分的預(yù)定區(qū)域中形成源極570和漏極610。在形成源極570和漏極610之后，形成第三絕緣層540，并在第三絕緣層540上形成極化層550。以預(yù)定圖案在極化層550上形成第一電極620，并刻蝕第三絕緣層540和極化層550的一部分，并由此形成連接漏極610和第一電極620的導(dǎo)電路徑。和前基板505隔開地形成透明底部基板680，并在透明底部基板680的下表面680a上形成濾色層670。在濾色層670的下表面670a上形成第二電極660，并在和第一電極620和第二電極660相對(duì)的表面上形成和液晶層640對(duì)準(zhǔn)的第一對(duì)準(zhǔn)層630和第二對(duì)準(zhǔn)層650。在前基板505的下表面上形成第一極化層500，以及在底部基板的上表面680b上形成第二極化層690，和在第二極化層690的上表面690a上形成保護(hù)膜695。在濾色層670和極化層550之間形成分隔液晶層640的隔板560。
液晶顯示器700如下運(yùn)行。由柵極590、源極570和漏極610控制的外部信號(hào)在第一電極620和第二電極660之間形成電勢(shì)差，并且該電勢(shì)差決定液晶層640的排列。根據(jù)液晶層640的排列，屏蔽或者傳輸由背光單元100提供的可見光V。光通過濾色層670傳輸并發(fā)出顏色，由此獲得圖像。
圖16示出了液晶顯示器700(尤其是TFT-LCD)，然而，用于本發(fā)明的平板顯示裝置的非發(fā)射顯示器不局限于此。
由于背光單元已經(jīng)增加了亮度和延長(zhǎng)了壽命，所以應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的電子發(fā)射型背光單元100的平板顯示裝置已經(jīng)增加了圖像亮度和壽命。
而且，如上所述，可以將具有上述結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射器102用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的顯示器。在這種情況中，電子發(fā)射器可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中柵極和陰極以帶狀形成并彼此交叉，并且這對(duì)于施加信號(hào)來獲得圖像是有利的。例如，當(dāng)以帶狀在一個(gè)方向上延伸形成陰極時(shí)，柵極可以由和陰極交叉的主電極和從主電極延伸以和陰極相對(duì)的支路電極構(gòu)成。如圖17所示，當(dāng)然，陰極和柵極的排列可以交換。當(dāng)獲得了彩色顯示器時(shí)，在陽極80下面形成單元像素160的真空空間103中形成紅、綠和藍(lán)的發(fā)光磷光體材料。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，靠近陽極布置輔助電極，使得可以阻止陽極的電場(chǎng)干擾陰極和柵極之間的電場(chǎng)。因此，陽極只加速電子，以及柵極可以容易地控制電子發(fā)射，由此獲得發(fā)光的均勻性并最大化磷光體的發(fā)光效率。
而且，盡管不是在所有的方案中都需要，但是可以在陰極和柵極中形成以帶狀布置的彎曲表面、凸起或者凹陷，并因此增加電子發(fā)射層的表面面積，由此增加電子發(fā)射效率。
其間，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的方案形成背光時(shí)，應(yīng)用背光單元的顯示裝置能夠改善亮度和發(fā)光效率。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的條件下可以在該實(shí)施例中作出改變，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求中和它們的等價(jià)物中限定。
權(quán)利要求
1.一種電子發(fā)射器，包括底部基板；形成在底部基板上的陰極；形成在底部基板上并和陰極隔開的柵極；設(shè)置在陰極的表面上的電子發(fā)射層；和輔助電極，形成在陰極和柵極的其中一個(gè)上并從底部基板遠(yuǎn)離于陰極和柵極延伸。
2.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中陰極和柵極是多個(gè)并交替布置，其中輔助電極分別形成在一個(gè)或者多個(gè)陰極、一個(gè)或者多個(gè)柵極或者其組合上。
3.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中電子發(fā)射層形成在陰極的兩側(cè)上。
4.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中電子發(fā)射層只設(shè)置在陰極的一側(cè)上。
5.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中電子發(fā)射層被設(shè)置成覆蓋陰極。
6.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中電子發(fā)射層以規(guī)則間隔不連續(xù)地形成在陰極上。
7.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中電子發(fā)射層包括選自碳類材料和納米材料的電子發(fā)射材料，其中碳類材料選自由碳納米管、石墨、金剛石和金剛石類碳組成的組，以及納米材料選自由納米管、納米線、納米棒和納米針組成的組。
8.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中陰極、柵極和輔助電極是導(dǎo)電材料。
9.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，還包括具有預(yù)定厚度并形成在陰極和柵極之間的絕緣層。
10.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中以帶狀形成陰極和柵極。
11.如權(quán)利要求11的電子發(fā)射器，其中彼此平行地形成陰極和柵極。
12.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中在陰極上形成預(yù)定長(zhǎng)度和寬度的凸起。
13.如權(quán)利要求13的電子發(fā)射器，其中凸起具有多邊形的形狀。
14.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中在陰極中形成預(yù)定長(zhǎng)度和寬度的凹陷。
15.如權(quán)利要求15的電子發(fā)射器，其中凹陷具有多邊形的形狀。
16.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中在陰極中形成具有預(yù)定曲率的彎曲表面。
17.如權(quán)利要求17的電子發(fā)射器，其中陰極的彎曲表面是連續(xù)彎曲的。
18.如權(quán)利要求17的電子發(fā)射器，其中彎曲表面朝著柵極凸起。
19.如權(quán)利要求17的電子發(fā)射器，其中彎曲表面朝著柵極凹陷。
20.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中陰極在其兩側(cè)上具有凹陷和凸起表面的平面。
21.如權(quán)利要求21的電子發(fā)射器，其中陰極的兩個(gè)彎曲表面圍繞陰極的中心對(duì)稱。
22.如權(quán)利要求21的電子發(fā)射器，其中陰極的兩個(gè)彎曲表面圍繞陰極的中心線具有基本相同的平面形式。
23.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中柵極具有對(duì)應(yīng)于陰極的平面形式的平面形式，以基本和陰極隔開預(yù)定的距離。
24.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中在陰極上形成輔助電極。
25.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中在柵極上形成輔助電極。
26.如權(quán)利要求1的電子發(fā)射器，其中輔助電極具有對(duì)應(yīng)于的陰極或者柵極的平面形式且與其電連接的水平橫截面。
27.一種電子發(fā)射型背光單元，包括包括陽極和磷光體層的前基板；和前基板隔開預(yù)定距離的底部基板；形成在底部基板上的多個(gè)陰極；交替地形成在底部基板上并和陰極隔開的多個(gè)柵極；形成在向著柵極的每個(gè)陰極的一側(cè)上的電子發(fā)射層；維持前基板和底部基板之間的距離的隔板；和輔助電極，形成在每個(gè)陰極上并向著陽極遠(yuǎn)離陰極延伸。
28.如權(quán)利要求28的電子發(fā)射型背光單元，其中陰極和柵極以帶狀圖案布置并彼此交叉，其中陰極具有延伸到和柵極相對(duì)的第一分支電極；柵極具有延伸到和陰極相對(duì)的第一分支電極；或者陰極具有第一分支電極，以及柵極具有延伸到和陰極的第一分支電極相對(duì)的第二分支電極。
29.如權(quán)利要求28的電子發(fā)射型背光單元，其中磷光體層是形成單元像素的紅、綠和藍(lán)的發(fā)光。
30.如權(quán)利要求28的電子發(fā)射型背光單元，其中輔助電極形成在每個(gè)柵極上，并向著陽極遠(yuǎn)離柵極延伸。
31.如權(quán)利要求28的電子發(fā)射型背光單元，其中還包括具有預(yù)定厚度并形成在陰極和柵極之間的絕緣層。
32.一種平板顯示裝置，包括電子發(fā)射型背光單元，其包括包含陽極和磷光體層的前基板，和前基板隔開預(yù)定距離的底部基板，形成在底部基板上的多個(gè)陰極，交替地形成在底部基板并和陰極隔開的多個(gè)柵極，形成在向著柵極的每個(gè)陰極的一側(cè)上的電子發(fā)射層，維持前基板和底部基板之間的距離的隔板，和輔助電極，形成在每個(gè)陰極上并向著陽極遠(yuǎn)離陰極延伸；和非發(fā)射顯示器，其形成在電子發(fā)射型背光單元的前面并控制從電子發(fā)射器提供的光以獲得圖像。
33.如權(quán)利要求32的平板顯示裝置，其中非發(fā)射顯示器是液晶顯示器。
34.一種電子發(fā)射型背光單元，包括包含陽極和磷光體層的第一基板；和第一基板隔開的底部基板；布置在底部基板上的陰極；布置在底部基板上并和陰極隔開的柵極；形成在陰極的一側(cè)上并和柵極相對(duì)的電子發(fā)射層；維持第一基板和底部基板之間的距離的隔板；和輔助電極，形成在陰極、柵極或者其組合的其中一個(gè)上，以便將陰極與陽極屏蔽。
35.如權(quán)利要求34的電子發(fā)射型背光單元，其中輔助電極被形成為比陰極和柵極更靠近陽極。
全文摘要
一種具有提高了電子發(fā)射效率的電子發(fā)射器和使用電子發(fā)射器具有新結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射型背光單元，其中有效地阻止了陽極和陰極之間的電場(chǎng)，并且通過低柵極電壓連續(xù)和穩(wěn)定地發(fā)射電子，由此改善了發(fā)光的均勻性和發(fā)光效率。還提供了一種應(yīng)用具有電子發(fā)射器的電子發(fā)射型背光單元的平板顯示裝置。電子發(fā)射器包括底部基板；形成在底部基板上的陰極；形成在底部基板上并且當(dāng)存在多于一個(gè)的陰極時(shí)和陰極交替隔開的柵極；設(shè)置在陰極的表面上的電子發(fā)射層；和形成在陰極或者柵極上并高于相應(yīng)的電極的輔助電極。
文檔編號(hào)H01J63/00GK1913089SQ20061011081
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月19日
發(fā)明者曹永錫, 裵宰佑, 林翼喆, 崔龍洙 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社