專利名稱：使用電子發(fā)射的發(fā)光器件和使用該器件的平板顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明各實(shí)施例涉及使用電子發(fā)射的發(fā)光器件器件以及使用該發(fā)光器件器件的平板顯示裝置，尤其涉及使用具有低驅(qū)動(dòng)電壓和高發(fā)光效率的電子發(fā)射的發(fā)光器件器件，以及使用該發(fā)光器件器件的平板顯示裝置。
背景技術(shù)：
作為平板顯示裝置的等離子體顯示屏(PDP)使用放電來(lái)形成圖像。由于DPD諸如高亮度和大視角等出眾的顯示特性而被廣泛地使用。可以根據(jù)電極的配置，把PDP分類成飾面放電型(facing discharge type)或表面放電型。在飾面放電型PDP所具有的結(jié)構(gòu)中，分別在上襯底和下襯底上形成一對(duì)維持電極，并且放電是垂直于襯底而發(fā)生的。在表面放電型PDP所具有的結(jié)構(gòu)中，在同一襯底上形成一對(duì)維持電極，并且放電是平行于襯底而發(fā)生的。在PDP中，在電極之間施加AC(交流)或DC(直流)電壓而引起氣體放電，并且從由氣體放電產(chǎn)生的紫外(UV)線所激勵(lì)的磷光體材料來(lái)發(fā)射可見(jiàn)光。
在如上構(gòu)造的傳統(tǒng)PDP中，當(dāng)使包含Xe(氙)的放電氣體電離然后使其結(jié)束(drop)受激狀態(tài)從而發(fā)射UV線時(shí)，發(fā)生等離子體放電。然而，傳統(tǒng)的PDP和通過(guò)等離子體放電操作的平板燈需要足夠高的能量來(lái)使放電氣體電離，因此，具有高的驅(qū)動(dòng)電壓和低的發(fā)光效率。
通常，應(yīng)用電子發(fā)射的發(fā)光器件使用熱陰極或冷陰極作為電子發(fā)射源。使用冷陰極作為電子發(fā)射源的發(fā)光器件包括場(chǎng)發(fā)射器陣列(FEA)型器件、表面導(dǎo)電發(fā)射器(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、沖擊(ballistic)電子表面發(fā)射(BSC)型器件，等等。
使用電子發(fā)射的SCE型發(fā)光器件是自身發(fā)光顯示器，諸如場(chǎng)發(fā)射器件(FED)、陰極射線管(CRT)以及PDP。SCE型發(fā)光器件的等級(jí)率(gradation rate)要比PDP的等級(jí)率高。因此，SCE型發(fā)光器件可以提供自然色彩顯示。此外，SCE型發(fā)光器件具有快的響應(yīng)時(shí)間(這是液晶顯示器(LCD)的缺點(diǎn)之一)，并且不會(huì)產(chǎn)生余象，甚至當(dāng)存在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，例如，在體育節(jié)目中。同樣，甚至當(dāng)實(shí)施作為大于40英寸的大屏幕時(shí)，SCE型發(fā)光器件還是比CRT薄。此外，由于SCE型發(fā)光器件一般功耗低，所以作為下一代顯示器，它們正受到許多關(guān)注。
圖1是如由Banno、Yoshikazu等人在美國(guó)專利公開(kāi)2002-0028285中所揭示的、使用電子發(fā)射的傳統(tǒng)SCE型發(fā)光器件的示意性橫截面圖。圖2是圖1中部分II的放大的示圖。
參考圖1，使用電子發(fā)射的傳統(tǒng)SCE型發(fā)光器件包括第一板10和第二板20。第一板包括透明的第一襯底11、形成在第一襯底11表面上的磷光體層12、覆蓋磷光體層12表面的保護(hù)層以及集成在磷光體層12內(nèi)的陽(yáng)極(未示出)。第二板20包括第二襯底21、相互對(duì)立的陰極23和柵極22以及插在陰極23和柵極22之間的電子發(fā)射源24。
參考圖1和圖2，當(dāng)把負(fù)電壓施加于陰極23而把正電壓施加于柵極22時(shí)，在電子發(fā)射源24各部分之間的區(qū)域中發(fā)射電子，發(fā)射的方向是從陰極23到柵極22。所發(fā)射的電子由于電場(chǎng)的緣故而朝向陽(yáng)極行進(jìn)，而電場(chǎng)是由施加于陽(yáng)極以及與同陽(yáng)極集成在一起的磷光體層12相碰撞從而產(chǎn)生UV線的高、正電壓而產(chǎn)生的。
具有如上所述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)發(fā)光器件在陰極23和柵極22之間具有納米大小的間隙，由于電子的隧道效應(yīng)，通過(guò)該間隙發(fā)射電子。納米大小的間隙是薄膜中的一個(gè)裂紋，它是在向薄膜提供電流以后產(chǎn)生的。然而，形成納米大小的間隙的傳統(tǒng)方法在可重復(fù)性和/或可靠性方面有些問(wèn)題。因此，需要一種新的發(fā)光器件其結(jié)構(gòu)可以容易地形成納米大小的間隙。此外，需要一種使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，這種發(fā)光器件能夠在低驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)使其亮度最大并且因此實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)發(fā)光器件更高的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，該器件包括多個(gè)PN結(jié)，每一個(gè)PN結(jié)都包含具有預(yù)定厚度的耗盡層；面對(duì)耗盡層并與耗盡層隔開(kāi)預(yù)定距離的陽(yáng)極；以及形成在陽(yáng)極表面上的磷光體層。
該器件還包括支撐陽(yáng)極和磷光體層的襯底；以及保持PN結(jié)和襯底之間的間隙的隔片。
另一方面，該器件還包括在其上形成有PN結(jié)的第一襯底；支撐陽(yáng)極和磷光體層的第二襯底；以及保持第一襯底和第二襯底之間的間隙的隔片。
根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供了一種使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，該器件包括完全摻雜p-型雜質(zhì)的單晶襯底；通過(guò)把n-型雜質(zhì)擴(kuò)散到單晶襯底的表面內(nèi)而在單晶襯底中形成的多個(gè)PN結(jié)；與單晶襯底相對(duì)立的陽(yáng)極；以及形成在陽(yáng)極表面上的磷光體層。
可以使陽(yáng)極和PN結(jié)之間的空間保持在真空中，并且可以通過(guò)加速電子來(lái)激勵(lì)磷光體層并產(chǎn)生可見(jiàn)光。這樣，可以用陰極發(fā)光(CL)-型磷光體來(lái)形成磷光體層，所述陰極發(fā)光(CL)-型磷光體包括從包含‘SrTiO3:Pr’、‘Y2O3:Eu’或‘Y2O3S:Eu’的一組材料中選擇出來(lái)的紅色磷光體、從包含‘Zn(Ga，Al)2O4:Mn’、‘Y3(Al，Ga)5O12:Tb’、‘Y2SiO5:Tb’或‘ZnS:Cu，AI’的一組材料中選擇出來(lái)的綠色磷光體和從包含‘Y2SiO5:Ce’、‘ZnGa2O4’或‘ZnS:Ag，CI.’的一組材料中選擇出來(lái)的藍(lán)色磷光體。
也可以用激發(fā)氣體來(lái)填充陽(yáng)極和PN結(jié)之間的空間，可以通過(guò)被加速的電子來(lái)激勵(lì)激發(fā)氣體，而磷光體層可以通過(guò)從激發(fā)氣體發(fā)射的紫外(UV)線來(lái)激勵(lì)并且可以產(chǎn)生可見(jiàn)光。這樣，可以用從包含Xe、N2、D2、CO2、H2、CO、Kr和空氣的一組氣體中選擇出來(lái)的至少一種或多種氣體來(lái)形成激發(fā)氣體?？梢杂霉庵掳l(fā)光(PL)型磷光體來(lái)形成磷光體層，該光致發(fā)光(PL)型磷光體包括Y(V，P)O4:Eu+3、從包含Zn2SiO4:Mn和YBO3:Tb和BaMgAl10O17:Eu的一組材料中選擇出來(lái)的綠色磷光體。
耗盡層的厚度可以從1nm到約100nm。
根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供了一種平板顯示裝置，它包括使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，該器件包括多個(gè)PN結(jié)，每一個(gè)PN結(jié)都包括具有預(yù)定厚度的耗盡層；面對(duì)耗盡層并與耗盡層隔開(kāi)預(yù)定距離的陽(yáng)極；以及形成在陽(yáng)極表面上的磷光體層；以及顯示屏，該顯示屏包括安裝在陽(yáng)極前面和通過(guò)控制從發(fā)光器件提供的光的發(fā)射而實(shí)現(xiàn)圖像的非發(fā)射器件。
根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的另一個(gè)方面，提供了一種平板顯示裝置，它包括使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，該器件包括完全摻雜p-型雜質(zhì)的單晶襯底；通過(guò)把n-型雜質(zhì)擴(kuò)散到單晶襯底的表面內(nèi)而在單晶襯底中形成的多個(gè)PN結(jié)；與單晶襯底相對(duì)立的陽(yáng)極；以及形成在陽(yáng)極表面上的磷光體層；以及顯示屏，該顯示屏包括安裝在陽(yáng)極前面并通過(guò)控制從發(fā)光器件提供的光的發(fā)射而實(shí)現(xiàn)圖像的非發(fā)射器件。非發(fā)射器件可以是液晶器件。


通過(guò)參考附圖對(duì)本發(fā)明的示例實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明各實(shí)施例的上述和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，其中圖1是使用電子發(fā)射的傳統(tǒng)表面導(dǎo)電發(fā)射器(SCE)型發(fā)光器件的橫截面圖；圖2是圖1中II部分的放大的示圖；圖3是根據(jù)第一種實(shí)施例的使用電子發(fā)射的發(fā)光器件的示意橫截面圖；圖4是曲線圖，說(shuō)明在圖3所示發(fā)光器件中使用的PN結(jié)的電流特性；圖5是根據(jù)第二種實(shí)施例的使用電子發(fā)射的發(fā)光器件的示意性橫截面圖；圖6是根據(jù)第三種實(shí)施例的使用電子發(fā)射的發(fā)光器件的示意性橫截面圖；圖7是根據(jù)一種實(shí)施例的平板顯示裝置的透視圖，該裝置包括有使用電子發(fā)射的發(fā)光器件；以及圖8是沿圖7所示VIII-VIII線截取的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明各實(shí)施例提供了一種具有低驅(qū)動(dòng)電壓和高發(fā)光效率的、使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，以及使用該發(fā)光器件的平板顯示裝置。
本發(fā)明各實(shí)施例還提供了一種具有可以重復(fù)形成并具有可靠性的納米大小間隙的、使用電子發(fā)射的發(fā)光器件。
圖3是根據(jù)第一種實(shí)施例的使用電子發(fā)射的發(fā)光器件30的示意性橫截面圖。圖4是曲線圖，說(shuō)明在圖3所示的發(fā)光器件30中使用的PN結(jié)31的電流特性。
參考圖3，發(fā)光器件30包括PN結(jié)31、陽(yáng)極12以及磷光體層13。
在p-型半導(dǎo)體和n-型半導(dǎo)體結(jié)合的區(qū)域中，PN結(jié)31包括具有預(yù)定厚度的耗盡層34。陽(yáng)極12面對(duì)耗盡層34，并且與耗盡層34隔開(kāi)預(yù)定距離。磷光體層13附在陽(yáng)極12的表面上。耗盡層34的厚度為約1nm到約100nm。
發(fā)光器件30還包括襯底11，在該襯底上順序地形成有陽(yáng)極12和磷光體層13。PN結(jié)31和襯底11相互面對(duì)，在它們之間有空間35。在PN結(jié)31和襯底11之間可以形成多個(gè)隔片(spacer]36以保持它們之間的空間35。
如圖3所示，當(dāng)施加反向偏置電壓時(shí)，由于PN結(jié)31的電流特性，在反方向上流過(guò)極小的電流，如在圖4所示的曲線圖所示。具體說(shuō)來(lái)，如果電壓范圍局限于圖4中虛線所表示的區(qū)域，則反向偏置電壓不會(huì)達(dá)到擊穿電壓。因此，雖然電場(chǎng)是形成在耗盡層34中的，但電流也不會(huì)流動(dòng)。在該狀態(tài)下，如果把較高的正電壓施加于陽(yáng)極12，則電子由于電子隧道效應(yīng)而從n-型半導(dǎo)體發(fā)射到p-型半導(dǎo)體。然后，電子向陽(yáng)極12加速。
發(fā)光器件30可以產(chǎn)生可見(jiàn)光如下。
發(fā)光器件30可以按與傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射器件(FED)相似方式進(jìn)行操作。換言之，如在圖3中所示，把負(fù)電壓施加于p-型半導(dǎo)體，并且把正電壓施加于n-型半導(dǎo)體。然后，由于電子隧道效應(yīng)，從p-型半導(dǎo)體和n-型半導(dǎo)體之間的納米大小的耗盡層34發(fā)射電子。此時(shí)，把比施加于n-型半導(dǎo)體的正電壓更高的正電壓施加于陽(yáng)極12，以使所發(fā)射的電子向陽(yáng)極12行進(jìn)。向陽(yáng)極12行進(jìn)的電子由施加于陽(yáng)極12的高的正電壓而加速，并激勵(lì)覆蓋陽(yáng)極12的磷光體層13，從而產(chǎn)生可見(jiàn)光。
為了以這種方式產(chǎn)生可見(jiàn)光，由陰極發(fā)光(CL)型磷光體來(lái)形成磷光體層13，這種陰極發(fā)光(CL)型磷光體可以是諸如‘SrTiO3:Pr，’、‘Y2O3:Eu’或‘Y2O3S:Eu，’的紅色磷光體、諸如‘Zn(Ga，Al)2O4:Mn，’、‘Y3(Al，Ga)5O12:Tb，’、‘Y2SiO5:Tb’或‘ZnS:Cu，AI’的綠色磷光體，或諸如‘Y2SiO5:Ce，’、‘ZnGa2O4’或‘ZnS:Ag，CI.’的藍(lán)色色磷光體。適當(dāng)?shù)纳逝渲檬沟每梢孕纬上袼匾约皩?shí)現(xiàn)圖像。
同樣，使在PN結(jié)31和襯底11之間形成的空間35保持高真空，具有約10-7乇或更小的壓力。
發(fā)光器件30可以使用另一個(gè)方法來(lái)產(chǎn)生可見(jiàn)光。即，根據(jù)另一種實(shí)施例，用激發(fā)氣體來(lái)填充PN結(jié)31和襯底11之間的空間35。從耗盡層34發(fā)射并通過(guò)陽(yáng)極12加速的電子激勵(lì)激發(fā)氣體，結(jié)果產(chǎn)生紫外(UV)線。然后，UV線激勵(lì)磷光體層13以產(chǎn)生可見(jiàn)光。
為了以這種方式產(chǎn)生可見(jiàn)光，用光致發(fā)光(PL)型磷光體來(lái)形成磷光體層，該光致發(fā)光(PL)型磷光體可以包括諸如Y(V，P)O4:Eu+3的紅色磷光體、諸如Zn2SiO4:Mn和YBO3:Tb的綠色磷光體以及諸如BaMgAl10O17:Eu的藍(lán)色磷光體。
為了通過(guò)電子激勵(lì)并因此產(chǎn)生UV線，可以用從Xe、N2，、D2、CO2、H2、CO、Kr和空氣中選擇出來(lái)的至少一種或多種氣體來(lái)形成激發(fā)氣體。
圖5是根據(jù)第二種實(shí)施例的使用電子發(fā)射的發(fā)光器件130的示意性橫截面圖。
參考圖5，發(fā)光器件130包括多個(gè)PN結(jié)131、陽(yáng)極12和磷光體層13。發(fā)光器件130還可以包括在其上形成有PN結(jié)131的第一襯底37、在其上順序地形成有陽(yáng)極12和磷光體層13的第二襯底11以及在第一襯底37和第二襯底11之間保持間距35的多個(gè)隔片(未示出)?？梢杂貌ＡЯ蟻?lái)密封第一襯底37和第二襯底11。發(fā)光器件130也可以使用上述兩種方法來(lái)產(chǎn)生可見(jiàn)光。
圖6是根據(jù)第三種實(shí)施例的使用電子發(fā)射的發(fā)光器件230的示意橫截面圖。
參考圖6，發(fā)光器件230包括單晶襯底231、陽(yáng)極12和磷光體層13。整個(gè)單晶襯底231都摻雜有p-型雜質(zhì)，并在單晶襯底231的表面上形成多個(gè)PN結(jié)。每個(gè)PN結(jié)包括具有預(yù)定厚度的耗盡層234，并且通過(guò)把n-型雜質(zhì)232擴(kuò)散到單晶襯底的表面內(nèi)來(lái)形成耗盡層234。陽(yáng)極12與單晶襯底231相對(duì)立，并且磷光體層13附在陽(yáng)極12的表面上。發(fā)光器件230還可以包括在其上順序地形成有陽(yáng)極12和磷光體層13的前襯底11，耗盡層234的厚度可以從約1nm到約100nm。由于把n-型雜質(zhì)232擴(kuò)散到單晶襯體231的表面中，耗盡層234是向前襯底11暴露的。電子從耗盡層234發(fā)射并朝向陽(yáng)極12行進(jìn)。如上所述，這些電子使可見(jiàn)光得以產(chǎn)生。
根據(jù)第三種實(shí)施例，由前襯底11和單晶襯體231限定發(fā)光空間35。在本實(shí)施例中，可以使用多個(gè)隔片(未示出)，并且可以用玻璃料(未示出)來(lái)密封前襯底11和單晶襯體231。
上述發(fā)光器件30、130和230可以用作預(yù)定大小的表面光源。具體說(shuō)來(lái)，發(fā)光器件30、130和230可以用作背光單元(BLU)，即，液晶顯示器(LCD)的表面光源。
圖7是根據(jù)一種實(shí)施例的平板顯示裝置的透視圖，該平板顯示裝置包括作為BLU的、使用電子發(fā)射的發(fā)光器件。圖8是沿圖7中VIII-VIII線截取的橫截面圖。使用相同的名稱來(lái)表示圖7和8中示出的平板顯示裝置的元件，這些元件對(duì)應(yīng)于上述元件，如第一襯底、第二襯底以及隔片。然而，使用了不同的標(biāo)號(hào)。參考標(biāo)號(hào)，可以清楚地區(qū)分將作為例子描述的、包括在LCD屏700中的元件。
參考圖7，平板顯示裝置包括作為光接收/產(chǎn)生顯示屏的LCD屏700以及把光提供給LCD屏700的BLU。發(fā)送圖像信號(hào)的柔性印刷電路板(FPCB)720連接在LCD 700上，而在LCD屏700的背面放置保持LCD屏700和BLU之間的間隙的隔片730。
BLU是上述發(fā)光器件130，并且通過(guò)連接電纜104向其提供電源。BLU通過(guò)放置在發(fā)光器件130的前表面上的第二襯底11發(fā)射可見(jiàn)光V，從而可以把所發(fā)射的可見(jiàn)光V提供給LCD屏700。
現(xiàn)在參考圖8詳細(xì)描述LCD屏700的配置和操作。
圖8中示出的發(fā)光器件130與圖5中示出的發(fā)光器件130可以相同，也可以不同。換言之，圖8中的發(fā)光器件130可以包括相互隔開(kāi)預(yù)定高度并在其之間形成預(yù)定空間35的第一襯底37和第二襯底11。由于第一、第二襯底37和11和安裝在其上的元件的配置可以與根據(jù)第二種實(shí)施例的發(fā)光器件130的元件配置相同，所以不再重復(fù)其詳細(xì)說(shuō)明。在根據(jù)第二種實(shí)施例的發(fā)光器件130中，由于在n-型半導(dǎo)體、p-型半導(dǎo)體和陽(yáng)極12之間形成的電場(chǎng)，而從耗盡層34發(fā)射電子。當(dāng)所發(fā)射的電子與磷光體層13碰撞時(shí)，就產(chǎn)生可見(jiàn)光V。所產(chǎn)生的可見(jiàn)光V向放置在發(fā)光器件130前面的LCD屏700行進(jìn)。
LCD屏700包括第一襯底505。在第一襯底505上形成緩沖層510，并且在緩沖層510上按預(yù)定圖案形成半導(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上按預(yù)定圖案形成柵極590，以及在柵極590上形成第二絕緣層530。在形成第二絕緣層530之后，通過(guò)諸如干蝕刻處理之類的蝕刻處理對(duì)第一、第二絕緣層520和530進(jìn)行蝕刻，從而使一部分半導(dǎo)體層580暴露。在上面形成源極570和漏極610，并且將其向下延伸到半導(dǎo)體層580的暴露部分。在形成源極570和漏極610之后，形成第三絕緣層540，并且在第三絕緣層540上形成平面化層550。對(duì)第三絕緣層540和一部分平面化層550進(jìn)行蝕刻，并且按預(yù)定圖案在平面化層550上形成第一電極620，從而漏極610和第一電極620相互接觸。制造與第一襯底505隔開(kāi)的透明的第二襯底680，并在第二襯底680的底面680a上形成濾色層670。在濾色層670的底面670a上形成第二電極660，并且在相互面對(duì)的第一、第二電極620和660的表面上分別形成用于調(diào)整液晶層640中的液晶分子的第一調(diào)整層630和第二調(diào)整層650。在第一襯底505的底面上形成第一偏振層500，并且在在第二襯底680的頂面680b上形成第二偏振層690。在第二偏振層690的頂面690a上形成保護(hù)膜695。限定液晶層640的隔片560介于濾色層670和平面化層550之間。
通過(guò)受柵極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之間產(chǎn)生電位差。該電位差決定液晶層640的調(diào)整以及根據(jù)液晶層640的調(diào)整而阻擋或發(fā)射提供給BLU 130的可見(jiàn)光V。當(dāng)已經(jīng)通過(guò)液晶層640發(fā)射的可見(jiàn)光V通過(guò)濾色層670時(shí)，它變成彩色的，從而形成圖像。
在圖8中示出LCD屏700作為例子。然而，用在平板顯示裝置中的顯示屏不局限于此。可以在平板顯示裝置中使用不同的非發(fā)射顯示屏。
由于BLU的亮度和壽命的增加，包括使用電子發(fā)射的發(fā)光器件作為BLU的平板顯示裝置可以產(chǎn)生具有增強(qiáng)亮度和較長(zhǎng)壽命的圖像。
如上所述，本發(fā)明各實(shí)施例提供了一種可以使用電子發(fā)射來(lái)顯示圖像的發(fā)光器件。該發(fā)光器件可以使用磷光體按不同方式來(lái)顯示圖像，所述的磷光體是根據(jù)是否將內(nèi)部可見(jiàn)保持在真空狀態(tài)下或是否使該可見(jiàn)充滿激發(fā)氣體而用不同的材料而形成的。
此外，發(fā)光器件所具有的結(jié)構(gòu)使得可以用PN結(jié)的耗盡層來(lái)容易地形成納米大小的間隙。
根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的發(fā)光器件可以如下運(yùn)作。用激發(fā)氣體充滿發(fā)光器件的內(nèi)部空間，通過(guò)電子來(lái)激勵(lì)激發(fā)氣體，并通過(guò)經(jīng)激勵(lì)的激發(fā)氣體來(lái)產(chǎn)生UV線。UV線使磷光體層產(chǎn)生可見(jiàn)光。發(fā)光器件具有比傳統(tǒng)PDP(傳統(tǒng)PDP產(chǎn)生等離子體放電來(lái)產(chǎn)生UV線，使用UV線來(lái)激勵(lì)磷光體層以及因此而產(chǎn)生可見(jiàn)光)優(yōu)良得多的能效。
盡管上文種參考本發(fā)明的示例實(shí)施例特別地示出和描述了本發(fā)明各實(shí)施例，但是本領(lǐng)域種的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離由權(quán)利要求書所限定的各實(shí)施例的精神和范圍的情況下，還可以對(duì)形式和細(xì)節(jié)作各種修改。
權(quán)利要求
1.一種使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件包含多個(gè)PN結(jié)，每一所述PN結(jié)包括具有預(yù)定厚度的耗盡層；面對(duì)所述耗盡層并與所述耗盡層隔開(kāi)預(yù)定距離的陽(yáng)極；以及形成在所述陽(yáng)極表面上的磷光體層。
2.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，它還包含支撐所述陽(yáng)極和所述磷光體層的襯底；以及保持所述PN結(jié)和所述襯底之間的間隙的隔片。
3.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，它還包含在其上形成有所述PN結(jié)的第一襯底；支撐所述陽(yáng)極和所述磷光體層的第二襯底；以及保持所述第一襯底和所述第二襯底之間的間隙的隔片。
4.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，使所述陽(yáng)極和所述PN結(jié)之間的空間保持在真空中，并且所述磷光體層受加速電子的激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光。
5.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于，使所述陽(yáng)極和所述PN結(jié)之間的空間保持在真空中，并且所述磷光體層受加速電子的激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光。
6.如權(quán)利要求3所述的器件，其特征在于，使所述陽(yáng)極和所述PN結(jié)之間的空間保持在真空中，并且所述磷光體層受加速電子的激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光。
7.如權(quán)利要求4所述的器件，其特征在于，用陰極發(fā)光(CL)型磷光體來(lái)形成所述磷光體層，所述陰極發(fā)光(CL)型磷光體包含從包含‘SrTiO3:Pr’、‘Y2O3:Eu’或‘Y2O3S:Eu’的一組材料中選擇出來(lái)的紅色磷光體、從包含‘Zn(Ga，Al)2O4:Mn’、‘Y3(Al，Ga)5O12:Tb’、‘Y2SiO5:Tb’或‘ZnS:Cu，AI’的一組材料中選擇出來(lái)的綠色磷光體和從包含‘Y2SiO5:Ce’、‘ZnGa2O4’或‘ZnS:Ag，CI.’的一組材料中選擇出來(lái)的藍(lán)色磷光體。
8.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，用激發(fā)氣體來(lái)填充所述陽(yáng)極和所述PN結(jié)之間的空間，激發(fā)氣體受加速電子的激勵(lì)，而所述磷光體層受從激發(fā)氣體發(fā)射出的紫外(UV)線的激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光。
9.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于，用激發(fā)氣體來(lái)填充所述陽(yáng)極和所述PN結(jié)之間的空間，激發(fā)氣體受加速電子的激勵(lì)，而所述磷光體層受從激發(fā)氣體發(fā)射出的紫外(UV)線的激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光。
10.如權(quán)利要求3所述的器件，其特征在于，用激發(fā)氣體來(lái)填充所述陽(yáng)極和所述PN結(jié)之間的空間，激發(fā)氣體受加速電子的激勵(lì)，而所述磷光體層受從激發(fā)氣體發(fā)射出的紫外(UV)線的激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光。
11.如權(quán)利要求8所述的器件，其特征在于，用從包含Xe、N2，、D2、CO2、H2、CO、Kr和空氣的一組氣體中選擇出來(lái)的至少一種或多種氣體來(lái)形成所述激發(fā)氣體。
12.如權(quán)利要求8所述的器件，其特征在于，用光致發(fā)光(PL)型磷光體來(lái)形成所述磷光體層，所述光致發(fā)光(PL)型磷光體包括Y(V，P)O4:Eu+3、從包含Zn2SiO4:Mn和YBO3:Tb和BaMgAl10O17:Eu的一組材料中選擇出來(lái)的綠色磷光體。
13.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所述耗盡層的厚度從約1nm到約100nm。
14.如權(quán)利要求2所述的器件，其特征在于，所述耗盡層的厚度從約1nm到約100nm。
15.如權(quán)利要求3所述的器件，其特征在于，所述耗盡層的厚度從約1nm到約100nm。
16.一種使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，其特征在于，所述器件包含大體上摻雜p-型雜質(zhì)的單晶襯底；形成在所述單晶襯底中的多個(gè)PN結(jié)；與所述單晶襯底相對(duì)立的陽(yáng)極；以及形成在所述陽(yáng)極表面上的磷光體層。
17.如權(quán)利要求16所述的器件，其特征在于，它還包含配置成支撐所述陽(yáng)極和所述磷光體層的前襯底，其中，把所述前襯底和所述單晶襯底之間的空間保持在真空中，并且所述磷光體層受加速電子的激勵(lì)并產(chǎn)生可見(jiàn)光。
18.如權(quán)利要求17所述的器件，其特征在于，用陰極發(fā)光(CL)型磷光體來(lái)形成所述磷光體層，所述陰極發(fā)光(CL)型磷光體包含從包含‘SrTiO3:Pr’、‘Y2O3:Eu’和‘Y2O3S:Eu’的一組材料中選擇出來(lái)的紅色磷光體、從包含‘Zn(Ga，Al)2O4:Mn’、‘Y3(Al，Ga)5O12:Tb’、‘Y2SiO5:Tb’和’ZnS:Cu，AI’的一組材料中選擇出來(lái)的綠色磷光體和從包含‘Y2SiO5:Ce’、‘ZnGa2O4’和‘ZnS:Ag，CI.’的一組材料中選擇出來(lái)的藍(lán)色磷光體。
19.如權(quán)利要求16所述的器件，其特征在于，它還包含支撐所述陽(yáng)極和所述磷光體層的前襯底，其中，所述前襯底和所述單晶襯底之間的空間被激發(fā)氣體所填充。
20.如權(quán)利要求19所述的器件，其特征在于，所述激發(fā)氣體是用從包含Xe、N2，、D2、CO2、H2、CO、Kr和空氣的一組氣體中選擇出來(lái)的至少一種或多種氣體來(lái)形成的。
21.如權(quán)利要求19所述的器件，其特征在于，所述磷光體層是用光致發(fā)光(PL)型磷光體來(lái)形成的，所述光致發(fā)光(PL)型磷光體包含Y(V，P)O4:Eu+3、從包含Zn2SiO4:Mn和YBO3:Tb和BaMgAl10O17:Eu的一組材料中選擇出來(lái)的綠色磷光體。
22.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述耗盡層的厚度從約1nm到約100nm。
23.一種平板顯示裝置，其特征在于，它包含使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，所述器件包含多個(gè)PN結(jié)，每一所述PN結(jié)包含具有預(yù)定厚度的耗盡層；面對(duì)所述耗盡層并與所述耗盡層隔開(kāi)預(yù)定距離的陽(yáng)極；以及形成在所述陽(yáng)極表面上的磷光體層；以及顯示屏，它包含配置成安裝在所述陽(yáng)極前面的非發(fā)射器件。
24.一種平板顯示裝置，其特征在于，它包含使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，所述設(shè)備包含大體上摻雜p-型雜質(zhì)的單晶襯底；形成在所述單晶襯底中的多個(gè)PN結(jié)；與所述單晶襯底相對(duì)立的陽(yáng)極；以及形成在所述陽(yáng)極表面上的磷光體層；以及顯示屏，它包含配置成安裝在所述陽(yáng)極前面的非發(fā)射器件。
25.如權(quán)利要求23所述的平板顯示裝置，其特征在于，所述耗盡層的厚度從約1nm到約100nm。
26.如權(quán)利要求23所述的平板顯示裝置，其特征在于，所述非發(fā)射器件是液晶器件。
27.如權(quán)利要求24所述的平板顯示裝置，其特征在于，所述非發(fā)射器件是液晶器件。
全文摘要
所提供的是具有低驅(qū)動(dòng)電壓和高發(fā)光效率的一種使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，以及使用該發(fā)光器件的平板顯示裝置。此外，提供了一種使用電子發(fā)射的發(fā)光器件，在該器件中可以重復(fù)和可靠地形成納米大小的間隙。該發(fā)光器件包括多個(gè)PN結(jié)，每一個(gè)PN結(jié)包括具有預(yù)定厚度的耗盡層；面對(duì)耗盡層和與該耗盡層隔開(kāi)預(yù)定距離的陽(yáng)極；以及形成在陽(yáng)極表面上的磷光體層。平板顯示裝置包括該發(fā)光設(shè)備。
文檔編號(hào)F21Y101/00GK1949434SQ200610136200
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2006年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者孫承賢, 金起永 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社