CN100487846C - 电子发射器件 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电子发射器件，其包括：基板，形成在基板上的阳极电极，形成在阳极电极上的磷光层，以及形成在基板上并电连接到阳极电极的电阻层。

Description

电子发射器件
技术领域
本发明涉及一种电子发射器件，更具体而言，涉及一种用于具有阳极电极和磷光层的电子发射器件的基板。
背景技术
通常，电子发射器件被分为使用热阴极作为电子发射源的第一种类型和使用冷阴极作为电子发射源的第二种类型。
第二种类型的电子发射器件包括场发射体阵列(FEA)器件、表面导电发射体(SCE)器件、金属-绝缘体-金属(MIM)器件、金属-绝缘体-半导体(MIS)器件和弹道电子表面发射(BSE)器件。
电子发射器件根据其类型在它们的具体结构上有所不同，但其基本具有放置在真空容器内以发射电子的电子发射单元、以及面对真空容器内的电子发射单元以用来发光或用来显示预定图像的图像显示单元。
对FEA电子发射器件来说，由于在对放置在电子发射区周围的驱动电极施加驱动电压时所形成的电场，从电子发射区发射电子。
然而，对电子发射器件来说，由于用于形成真空容器的基板之间的距离保持在几毫米内，并且阳极电极具有几千伏特的电势以实现稳定的亮度和寿命效果，所以由于真空容器内的残余气体而易于出现电弧(arcing)，从而会损坏图像显示单元。
当由真空容器内的残余气体引起有害的电弧时，与参考电流相比相对高的电流流经施加有阳极电压的电极，从而损坏电极，或者会损坏用于图像显示单元的磷光层同时使磷光体点燃并溃散。因此，电子发射器件永久地破裂或被严重地损坏，同时经受不可恢复的器件故障。
此外，对于全色电子发射器件来说，阳极电压被均匀地施加给对应于磷光层的电极而不用在每一相应的红色、绿色和蓝色磷光层中被区分。在这种情况下，电压的施加不能适当地处理对于每一相应的颜色彼此不同的磷光层的发光特性，从而恶化了亮度均匀性。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种电子发射器件，其能够根据施加给阳极电极的电流值来改变施加给阳极电极的阳极电压。
本发明的另一目的是提供一种电子发射器件，其能够将很好地适合于红色、绿色和蓝色磷光层特性的阳极电压施加给对应于红色、绿色和蓝色磷光层的阳极电极。
通过具有下列特征的电子发射器件能实现这些和其它目的。
电子发射器件包括第一基板、形成在基板上的阳极电极、形成在阳极电极上的磷光层、以及形成在基板上并电连接到阳极电极的电阻层。
电阻层可以在结构上与阳极电极分开。
电阻层可以形成在于基板上形成的阳极电压引入部分的区域处并电连接到阳极电极。
可以在基板上形成两个或更多个电压引入部分。每个电阻层设置在电压引入部分之间并电连接到电压引入部分。
阳极电极可以是对应于界定在基板上方的整个有效显示区域的平面形状。
可以用透明材料在基板上形成阳极电极。在阳极电极上构图磷光层。
可以在基板上构图磷光层。用金属材料在基板上形成阳极电极并覆盖磷光层。
可以在基板上构图多个阳极电极。
电阻层可以设置在基板上所形成的阳极电压引入部分与多个阳极电极之间，并且与其电连接。
电阻层可以与多个阳极电极一一对应地分别形成在基板上。
电阻层可以根据形成在多个阳极电极上的磷光层的颜色而具有不同的电阻值。
对应于不同颜色的磷光层的电阻层可以具有相同的宽度，但具有不同的长度。用红色、绿色和蓝色磷光层来形成磷光层。当用lR表示对应于红色磷光层的电阻层的长度、用lG表示对应于绿色磷光层的电阻层的长度以及用lB表示对应于蓝色磷光层的电阻层的长度时，则电阻层满足下列条件：lG>lR>lB。
对应于不同颜色的磷光层的电阻层可以具有相同的长度，但具有不同的宽度。用红色、绿色和蓝色磷光层来形成磷光层。当用wR表示对应于红色磷光层的电阻层的宽度、用wG表示对应于绿色磷光层的电阻层的宽度以及用wB表示对应于蓝色磷光层的电阻层的宽度时，则电阻层满足下列条件：wB>wR>wG。
电阻层可以逐一地连接到多个阳极电极。多个阳极电极具有对应于不同颜色磷光层的不同长度。
电阻层包括形成在基板上的阳极电压引入部分的区域处并且连接到阳极电极的第一电阻层，以及设置在阳极电压引入部分和阳极电极之间并与其电连接的第二电阻层。
第一电阻层的厚度比第二电阻层的厚度大。
电子发射器件进一步包括面对第一基板的第二基板，以及形成在第二基板上的电子发射单元。电子发射单元包括形成在第二基板上的阴极电极、形成在阴极电极上的电子发射区、以及形成在阴极电极上方并插入绝缘层的栅电极。
附图说明
通过参考结合附图的以下详细描述，对本发明更全面的理解以及本发明的许多优点将变得更加显而易见，附图中相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中：
图1是根据本发明一实施例的电子发射器件的局部分解透视图；
图2是根据本发明第一实施例的电子发射器件的平面图，包括形成在其阳极基板上的主要部件；
图3是根据本发明第一实施例的电子发射器件的第一变体的平面图；
图4是根据本发明第一实施例的电子发射器件的第二变体的平面图；
图5A和5B是根据本发明第二实施例的电子发射器件的平面图和放大部分，包括形成在其阳极基板上的主要部件；
图6A和6B是根据本发明第二实施例的电子发射器件的第一变体的平面图和放大部分；
图7A和7B是根据本发明第二实施例的电子发射器件的第二变体的平面图和放大部分；以及
图8A1至8C1和8A2至8C2是根据本发明第三实施例的电子发射器件的平面图和放大部分，包括形成在其阳极基板上的主要部件。
具体实施方式
下文中将参考附图更充分地说明本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。
图1是根据本发明一实施例的电子发射显示器的局部分解透视图，图2是包括其阳极基板的主要结构部件的电子发射显示器的平面图。
如图所示，电子发射器件包括彼此面对并间隔开以形成真空容器的阴极基板12和阳极基板14。电子发射单元设置在阴极基板12上以发射电子。图像显示单元设置在阳极基板14上以发光并显示预期的图像。
更具体而言，条状图案的阴极电极16排列在阴极基板12上。绝缘层18形成在阴极电极16上，并且条状图案的栅电极20沿与阴极电极16相交的方向设置在绝缘层18上。
在阴极和栅电极16和20的相交像素区处形成孔22以局部露出阴极电极16。在通过孔22露出的阴极电极16上用电子发射材料形成电子发射区24。孔22包括形成在绝缘层18中的孔18a以及形成在彼此连接的栅电极20中的孔20a。
用含碳材料或纳米大小的材料(nanometer-sized material)形成电子发射区24。含碳材料选自石墨、金刚石、类金刚石的碳、碳纳米管、C60(富勒烯，fulleren)、或其组合。纳米大小的材料选自纳米管、纳米纤维、或纳米线(nanowire)。
在本实施例中，用碳纳米管形成电子发射区24。
阳极电极26形成在面对阴极基板12的阳极基板14上。用红色、绿色和蓝色磷光体在阳极电极26上形成磷光层28R、28G和28B。黑色层30形成在磷光层28R、28G和28B之间以增强对比度。
现将参考图2进一步说明阳极基板14的结构。在面对阴极基板的阳极基板14上所限定的有效显示区A处用透明导电材料、例如ITO形成平面阳极电极26。磷光层28R、28G和28B以及黑色层30形成在阳极电极26上。
阳极电压引入部分(下文中简称为引入部分)32形成在有效显示区A以外的阳极基板14上，从而将驱动电压从阳极电极控制电路40提供到阳极电极26。
引入部分32电连接到阳极电极26。引入部分32的形状或位置不局限于图2中所示例的，而是可以变化，只要其能够将驱动电压给提供给阳极电极26。
电阻层34设置在阳极基板14上。当由电子发射显示器的真空容器内的电弧引起的不期望的电流被施加给阳极电极26时，电阻层34防止阳极电极26和/或磷光层28R、28G和28B受损。
在本实施例中，电阻层34形成在引入部分32的区域处并与阳极电极26分开。
引入部分32包括连接到阳极电极26的第一引入部分32a和连接到阳极电极控制电路40的第二引入部分32b。电阻层34设置在第一和第二引入部分32a和32b之间并电连接到其上。
如上所述，当设置两个或更多个引入部分32以互连阳极电极控制电路40和阳极电极26、并且在引入部分32之间设置电阻层34同时将它们互连时，即使由于真空容器内的电弧(在老化过程、或电子发射器件的初始开启期间)所产生的不期望的电流经由引入部分32而提供给阳极电极26，也会通过电阻层34引起电压降，使得迅速降低阳极电压。
由此，能够防止阳极电极26的破损、例如其裂开(splitting)，同时抑制由磷光层28R、28G和28B的磷光体分散和淀积到阴极基板12侧所引起的不良效果。以这种方式，能够防止对磷光层28R、28G和28B以及电子发射器件的可能的损坏。
图3是根据本发明第一实施例的电子发射显示器的第一变体的视图，其中改变了阳极电极和磷光层的排列。
对于根据第一实施例的电子发射显示器来说，阳极电极26首先形成在阳极基板14上，而磷光层28R、28G和28B形成在阳极电极26上。相反，对于电子发射显示器的第一变体来说，磷光层42R、42G和42B以及黑色层44首先形成在阳极基板14上，而阳极电极46形成在阳极基板14上并覆盖磷光层42R、42G和42B。
阳极电极46用金属材料、例如铝来形成，并且用作阳极电极以及用于增强电子发射器件的亮度的反射层。由于反射层的功能在电子发射显示领域中是众所周知的，所以省略对其的详细说明。
图4是根据本发明第一实施例的电子发射显示器的第二变体的视图，其中在结构上改变了阳极电极。
对电子发射显示器的第二变体来说，沿阳极基板14的短轴(Y)方向在阳极基板14上纵向排列了多个条状图案的阳极电极48。阳极电极48连接到引入部分32的第一引入部分32a，并且在阳极电极48上形成红色、绿色和蓝色磷光层49R、49G和49B。
对电子发射显示器的第一和第二变体来说，仅仅不同地构图阳极电极，而电阻层的结构和作用与第一实施例的相同。由此，省略对后者的详细说明。
图5A和5B是根据本发明第二实施例的电子发射器件的阳极基板的平面图和放大图，包括其主要部件。
在本实施例中，在阳极基板50上所限定的有效显示区A上形成多个阳极电极52，并且在阳极电极52上形成红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B。阳极电极52为条状图案同时沿阳极基板50的短轴(Y)方向纵向延伸，如图4的阳极电极那样。
阳极电极52形成在阳极基板50上并且电连接到引入部分58，而引入部分58又电连接到阳极电极控制电路56。
此外，电阻层60形成在阳极基板50上并且电连接到引入部分58和阳极电极52。
电阻层60分别连接到阳极电极50并且被构造为使得其根据红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B的颜色而具有不同的电阻值。
例如，对应于红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B的电阻层60a、60b和60c具有相同的宽度而长度上不同，并且形成矩形形状。
各个电阻层60a、60b和60c的长度满足下列条件：lG>lR>lB。
若不存在电阻层60，在将相同的阳极电压施加给阳极电极50时，红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B亮度不同，从而恶化了电子发射器件的亮度均匀性。因此，经由电阻层60a、60b和60c将不同的阳极电压施加给红色、绿色和蓝色磷光层以均匀地保持其亮度。
也就是说，表现出最低亮度特性的对应于蓝色磷光层54B的电阻层60c具有最短的长度lB，而表现出最高亮度特性的对应于绿色磷光层54G的电阻层60a具有最长的长度lG。因此，具有不同值的阳极电压被施加给对应于红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B的阳极电极52。
如上所述，不同的电流流入对应于红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B的各个阳极电极52，由此补偿红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B的亮度特性，增强电子发射器件的亮度均匀性，并理想化地实现了亮度平衡。
图6A和6B是根据本发明第二实施例的电子发射器件的第一变体的平面图和放大图。对应于红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B，分别连接到对应于红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B的阳极电极52的电阻层62具有相同的长度，而宽度不同。
也就是说，构造各个电阻层62a、62b和62c以满足下列条件：wB>wR>wG。
在第一变体中，电阻层62a、62b和62c在宽度上不同，因此，不同的阳极电压被施加给阳极电极52，由此补偿与红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B相关的亮度特性。
电阻层62a、62b和62c的作用类似于第二实施例，省略对其的详细说明。
图7A和7B是根据本发明第二实施例的电子发射显示器的第二变体的平面图和放大图。在第二变体中，阳极电极52以及红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B与和第二实施例及其第一变体相关的阳极电极和磷光层相似。
在第二变体中，每个电阻层64设置在阳极基板5上所形成的引入部分58和阳极电极52之间，并电连接到其上。电阻层64为直线形状同时沿阳极基板50的长轴(X)方向纵向延伸。
电阻层64由与第二实施例及其第一变体的相同的材料和厚度形成。连接到电阻层64的各个阳极电极52对应于红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B而具有不同长度。
也就是说，对应于蓝色磷光层54B的阳极电极52具有最大的长度，而对应于红色磷光层54R的阳极电极52的长度比对应于绿色磷光层54G的阳极电极52的长度大。
当阳极电极52连接到电阻层64时，如图7A和7B所示，电阻层64的末端与各个阳极电极52的末端之间的距离以对应于红色磷光层54R、蓝色磷光层54B和绿色磷光层54G的阳极电极52的顺序增大。
电阻层64和阳极电极52的互连结构类似于图5A和5B中所示的电阻层58和阳极电极52的互连结构，并且预期的电阻层的效果也相似。
在这种情况下，每个电阻层64逐一地连接到多个阳极电极52，同时增强了红色、绿色和蓝色磷光层54R、54G和54B的亮度特性，能够简化电阻层64的加工步骤。
图8A1至8C1和8A2至8C2是根据本发明第三实施例的电子发射器件的平面图和放大部分，包括其阳极基板和形成在其上的主要部件。
在本实施例中，全部使用关于第一实施例的电阻层和关于第二实施例的电阻层。图8A1和8A2表示了提供关于第一实施例的电阻层作为第一电阻层70并且提供关于第二实施例的电阻层作为第二电阻层72的情况。
图8B1和8B2示例了提供关于第一实施例的电阻层作为第一电阻层74和关于第二实施例的第一变体的电阻层作为第二电阻层76的情况。
图8C1和8C2示例了提供关于第一实施例的电阻层作为第一电阻层78和关于第二实施例的第二变体的电阻层作为第二电阻层80的情况。
如上所述，对第三实施例来说，全部使用用于保护阳极电极和/或磷光层的电阻层(第一电阻层)和用于增强磷光层的亮度的电阻层(第二电阻层)，以发挥其所有的效果。
对形成在阴极基板处的电子发射单元来说，阴极电极首先形成在阴极基板上，然后在阴极电极上方形成栅电极同时插入绝缘层，但电子发射单元的结构不局限于此。例如，还可以使栅电极首先形成在阴极基板上，随后在栅电极上方形成阴极电极同时插入绝缘层。
如上所述，电阻层电连接到平面或直线形状的阳极电极，以防止阳极电极和/或磷光层由于电弧而引起损坏，并且补偿红色、绿色和蓝色磷光层的亮度特性，由此增强亮度均匀性。
尽管上文已详细描述了本发明的示例性实施例，但应清楚理解的是，对此处讲述的基本发明构思的多种变化和/或修改仍将落入由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内。

Claims (17)

1、一种电子发射器件，包括：
第一基板；
设置在所述基板上的阳极电极；
设置在所述阳极电极上的磷光层；以及
设置在所述基板上并电连接到所述阳极电极的电阻层，
在所述基板上设置有两个或更多个阳极电压引入部分，并且每个电阻层设置在所述阳极电压引入部分之间并电连接到所述阳极电压引入部分。
2、如权利要求1所述的电子发射器件，其中所述电阻层在结构上与所述阳极电极分开。
3、如权利要求1所述的电子发射器件，其中所述阳极电极是对应于所述基板上方所限定的整个有效显示区的平面形状。
4、如权利要求3所述的电子发射器件，其中所述阳极电极包括设置在所述基板上的透明材料，其中在所述阳极电极上构图所述磷光层。
5、如权利要求3所述的电子发射器件，其中在所述基板上构图所述磷光层，并且所述阳极材料包括设置在所述基板上的金属材料。
6、如权利要求1所述的电子发射器件，还包括面对所述第一基板的第二基板，以及设置在所述第二基板上的电子发射单元。
7、一种电子发射器件，包括：
第一基板；
设置在所述基板上的多个阳极电极；
设置在所述阳极电极上的磷光层；以及
设置在所述基板上并电连接到所述阳极电极的电阻层，
在所述基板上设置有两个或更多个阳极电压引入部分，并且
所述电阻层设置在所述基板上所形成的阳极电压引入部分与所述多个阳极电极之间，并与其电连接。
8、如权利要求7所述的电子发射器件，其中所述电阻层与所述多个阳极电极一一对应地分别设置在所述基板上。
9、如权利要求8所述的电子发射器件，其中所述电阻层根据在所述多个阳极电极上所形成的磷光层的颜色而具有不同的电阻值。
10、如权利要求9所述的电子发射器件，其中对应于不同颜色磷光层的电阻层具有相同的宽度，但具有不同的长度。
11、如权利要求10所述的电子发射器件，其中所述磷光层包括红色、绿色和蓝色磷光层，并且当对应于所述红色磷光层的电阻层的长度为1R、对应于所述绿色磷光层的电阻层的长度为1G并且对应于所述蓝色磷光层的电阻层的长度为1B时，所述电阻层满足以下条件：1G>1R>1B。
12、如权利要求9所述的电子发射器件，其中对应于不同颜色磷光层的电阻层具有相同的长度，但具有不同的宽度。
13、如权利要求12所述的电子发射器件，其中所述磷光层包括红色、绿色和蓝色磷光层，并且当对应于所述红色磷光层的电阻层的宽度为wR、对应于所述绿色磷光层的电阻层的宽度为wG并且对应于所述蓝色磷光层的电阻层的宽度为wB时，所述电阻层满足以下条件：wB>wR>wG。
14、如权利要求7所述的电子发射器件，其中所述电阻层逐一地连接到所述多个阳极电极，所述多个阳极电极具有对应于不同颜色磷光层的不同的长度。
15、如权利要求7所述的电子发射器件，其中所述阳极电极为直线形状并且纵向沿所述基板的短轴方向。
16、如权利要求7所述的电子发射器件，还包括设置在所述阳极电压引入部分之间并电连接到所述阳极电压引入部分的第一电阻层。
17、如权利要求16所述的电子发射器件，其中所述第一电阻层的厚度大于所述电阻层的厚度。
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