CN101169554A - 发光装置和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发光装置以及设有该发光装置的显示装置。该发光装置包括：彼此相对的第一和第二基板；侧部构件，位于该第一和第二基板外围区域之间，与该第一和第二基板一起定义真空腔；置于该第一基板上的电子发射单元；以及置于该第二基板上并设为利用从该电子发射单元发射的电子而发光的发光单元。该发光单元包括荧光层以及置于该荧光层表面上的阳极电极，且该阳极电极通过穿过该侧部构件的阳极端子被施加电压。

Description

发光装置和显示装置
技术领域
本发明涉及发光装置以及使用该发光装置作为光源的显示器。
背景技术
液晶显示器是需要光源的无源类型显示装置(或者非自发光显示装置)的一个示例。液晶显示器包括具有液晶层和偏振片的显示面板以及用于向该显示面板发射光的发光装置。显示面板从发光装置接收光，利用液晶层和偏振片选择性地透射或阻挡光，由此显示图像。
最近，在无源类型显示装置中，作为使用冷阴极电子发射源为表面(或区域)光源的发光装置已经被提议用于替代作为线光源的冷阴极荧光灯(CCFL)和/或作为点光源的发光二极管(LED)。
使用冷阴极电子发射源的发光装置包括用于加速电子的阳极电极。阳极电极通过阳极端子被施加了几百至几千伏特的高压。阳极端子通常位于发光装置的基板表面上，并从真空室(或腔体)向外延伸超过基板和侧部构件之间的间隙。
在上述的向阳极施加电压的结构中，由于阳极端子位于基板的表面上，基板应该设于侧部构件的外部，该侧部构件具有放置阳极端子的附加延伸部。因此，上述发光装置的向阳极施加电压的结构存在缺陷，因为这种结构增大了基板的死区。
发明内容
本发明实施例的一个方面涉及用于向阳极电极施加电压的阳极端子。
本发明的示范性实施例的各方面涉及一种发光装置，其可以避免损伤基板，同时也可以减小(或最小化)死区(例如，发光装置的无效区域)。
本发明的示范性实施例的各方面涉及一种发光装置，其具有划分成多个区域的发光表面，并可以独立地控制各个分区的发光强度，并涉及一种通过采用该发光装置可以增强动态对比度的显示装置。
在本发明的示范性实施例中，发光装置包括彼此相对的第一和第二基板；侧部构件，位于该第一和第二基板外围区域之间，与该第一和第二基板一起定义真空腔；置于该第一基板上的电子发射单元；以及置于该第二基板上并设为利用从该电子发射单元发射的电子而发光的发光单元。这里，该发光单元包括荧光层以及置于该荧光层表面上的阳极电极，且该阳极电极通过穿过该侧部构件的阳极端子被施加电压。
此外，该侧部构件可设有阳极端子穿过的通孔，且该阳极端子可包括插入并固定在通孔内的引线部分，以及从该引线部分延伸并接触阳极电极的布线部分。该布线部分可以由具有弹性性质的材料形成。
此外，该引线部分可布置成基本上平行于该第一和第二基板，该布线部分可朝该阳极电极弯曲预定的角度。此外，接触该阳极电极的布线部分的远端可以朝该第一基板拐弯。
此外，密封构件可夹置于该侧部构件和该阳极端子之间。
该第一和第二基板之间的距离的范围为约5mm至约20mm。
在本发明的另一个示范性实施例中，显示装置包括上述发光装置，以及用于从该发光装置接收光以显示图像的显示面板。这里，该显示面板可以是液晶面板。
此外，该显示面板可包括第一像素，该发光装置可包括第二像素，该第二像素数目小于第一像素且从该第二像素发射的光的强度可以独立地控制。
附图说明
图1为根据本发明示范性实施例的发光装置的部分剖面视图；
图2为图1的发光装置的侧部构件和阳极端子的部分透视图；
图3为图1的发光装置的部分分解透视图；
图4为根据本发明实施例的显示装置的分解透视图。
具体实施方式
在下述详细描述中，简单地通过说明的方式，仅示出和描述本发明的特定示范性实施例。本领域技术人员将会意识到，在不背离本发明的精神或范围的情况下可以对所述实施例通过各种不同的方式进行调整。因此，图示和说明书应视为本质上是说明性质而非限制性的。此外，在本发明的情形中，当一元件被提到与另一个元件的关系为“在......上”时，其可以是与其它元件或层的关系为直接位于其之上，或者可能中间夹置有一个或多个元件。全文中相同的参考数字表示相同的元件。
特定示范性实施例的发光装置可以解释为显示装置(例如，诸如液晶显示器等的非自发光显示装置)的光源，或者是用于显示图像的显示装置(例如，用于显示图像的自发光显示装置)。
图1为根据本发明的示范性实施例的发光装置的部分剖面视图，图2为图1的发光装置的侧部构件和阳极端子的部分透视图。
参照图1，根据本发明示范性实施例的发光装置10包括平行地彼此相对(或面对)且其间存在一距离(其中该距离可以是预定的)的第一和第二基板12和14。侧部构件16设于第一和第二基板12和14的外围(或外围区域)之间，从而将第一和第二基板12和14密封在一起以由此形成真空室(或真空腔)。真空室的内部被抽气，并保持约10-6Torr的真空度。
第一和第二基板12和14分别被划分为基本上用于发射可见光的有源区(例如，用于在由侧部构件16和第一及第二基板12和14形成的真空室内发射光)以及围绕有源区的无效区域。用于发射电子的电子发射单元18设于第一基板12的有源区，用于发射可见光的发光单元20设于第二基板14的有源区。
电子发射单元18包括其间夹置有绝缘层22的第一和第二电极24和26，以及电子发射区域28。发光单元20包括荧光层30和阳极电极32。发光单元18和发光单元20将在下文作更详细的描述。
此外，通过穿过侧部构件16的阳极端子36对阳极电极32施加阳极电压。也就是说，阳极端子36穿透侧部构件16直接接触阳极电极32。这里，侧部构件16设有通孔161，密封构件38位于侧部构件16和阳极端子36之间。
更详细地并参照图2进行描述，阳极端子36包括部分(或不完全地)插入并固定于侧部构件16的通孔161内的引线部分361，以及从引线部分361朝真空室的侧部延伸并直接接触阳极电极32的布线部分362。
由于引线部分361固定于侧部构件16的通孔161内，引线部分361布置成基本上平行于第一及第二基板12和14。
为了接触阳极电极，布线部分362朝阳极电极32弯曲一角度(该角度可以是预定的)。布线部分362的末端(或远端)362A向下拐弯(例如，先朝第二基板14弯曲随后朝第一基板12弯曲)，从而防止(或保护)阳极端子36在接触阳极电极32时受到损伤。
阳极端子36由可以对阳极电极32施加电压的导电材料形成。此外，布线部分362可以由具有相对高的弹性(该弹性可以是预定的)的材料形成，例如，布线部分362可以由例如铬或其合金的金属形成，使得布线部分362可以容易地穿过侧部构件16的通孔161并获得与阳极电极32之间足够的接触力。
在一个实施例中，由于具有相对高的弹性，即使布线部分362在穿过通孔161时变形，其仍可以通过弹性恢复力恢复到其初始形状，且布线部分362与阳极电极32的接触可以可靠地实现。
此外，位于侧部构件16和引线部分361之间的密封构件可以由玻璃材料例如玻璃釉料形成。
在图1中，出于示例性目的示出了通孔161和引线部分361具有圆形剖面的情形，本发明并不限于这种情形。通孔161和引线部分361的剖面(或截面)可以形成为任何合适的多边形形状。此外，尽管布线部分362示为具有直的纵剖面，但是本发明不限于此。也就是说，布线部分362的直的纵剖面可以恰当地改变为具有例如弯曲的纵剖面，只要其可以可靠地接触阳极电极32。
相反，在一个实施例中，如果阳极端子36形成为穿透第一和第二基板12和14之一，而不是穿透侧部构件16，则被穿透(或相关)的基板可能受损伤。也就是说，由于真空室的真空力，压缩力沿垂直方向作用于第一和第二基板12和14之间。因此，如果用于插入阳极端子36的通孔形成于第一和第二基板12和14之一内，则通孔周围的部分被削弱(或者所形成的压力集中于通孔周围的部分)，由此导致通孔周围出现裂纹。由于侧部构件16在结构上具有更大的耐压缩力的支持力，设有通孔时侧部构件损伤的机会低于基板。
此外，当通孔形成于第一和第二基板12和14之一内时，则在相关基板上难以执行薄膜沉积和图案化工艺。
此外，在一个实施例中，在第一和第二基板12和14被密封在一起之前，阳极端子36通过侧部构件16的通孔161插入。在另一个实施例中，在第一和第二基板12和14被密封在一起之后，阳极端子36通过侧部构件16的通孔161插入。在又一个实施例中，大约在第一和第二基板12和14被密封在一起的同时，阳极端子36通过侧部构件16的通孔161插入。
图3为发光装置的部分分解透视图，示出了电子发射单元18和发光单元20的详细结构。
电子发射单元18可以包括场发射器阵列(FEA)电子发射元件、表面传导发射器(SCE)电子发射元件、金属-绝缘体-金属(MIM)电子发射元件、和/或金属-绝缘体-半导体(MIS)电子发射元件。在图3中，电子发射单元18示出为具有FEA电子发射元件。
参照图3，电子发射单元18包括布置成沿第一方向延伸的条形图案的第一电极24和布置成沿第二方向延伸的条形图案的第二电极26，该第二方向与第一电极24的第一方向交叉(或相交)。绝缘层22夹置于第一电极24和第二电极26之间。电子发射单元18还包括电连接到第一电极24或第二电极26的电子发射区域28。
当电子发射区域28形成于第一电极24上时，第一电极24作为阴极电极，用于对电子发射区域28施加电流，第二电极26作为栅电极，通过利用来自阴极电极的电压差形成电场而引起电子发射。相反，当电子发射区域28形成于第二电极26上时，第二电极26作为阴极电极，第一电极24变为栅电极。
在一个实施例中，在第一和第二电极24和26中，沿发光装置10的行方向(例如图3中的x轴)延伸的电极作为扫描电极，沿列方向(例如图3中的y轴)延伸的电极作为数据电极。
在图3中，作为示例示出了下述情形，电子发射区域28形成于第一电极24上，第一电极24沿发光装置10的行方向布置，第二电极26沿发光装置10的列方向布置。然而，电子发射区域28的位置以及第一和第二电极24和26的布置不限于上述情形，而可以进行恰当地改变(或变化)。
开口261和开口221分别形成于第二电极26和绝缘层22内，从而部分(或不完全)暴露第一电极24的表面。电子发射区域28位于绝缘层22的开口221内和/或第二电极26的开口261内的第一电极24上。
电子发射区域28由在真空气氛下施加电场时发射电子的材料形成，该材料为例如碳基材料或者纳米尺寸材料。
例如，电子发射区域28可以由碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、金刚石、类金刚石碳、富勒烯C60、硅纳米线或其组合形成。电子发射区域28可以通过丝网印刷工艺、直接生长工艺、和/或化学沉积形成。
考虑到电子束扩散特性，在一个实施例中，电子发射区域28聚集在第一和第二电极24和26的各个交叉(或相交)区域的中心部分，而不是各个交叉(或相交)部分的外围。
第一和第二电极24和26的各个交叉(或相交)区域可对应于发光装置10的一个像素区域。备选地，第一和第二电极24和26的两个或多个交叉(或相交)区域可对应于发光装置10的一个像素区域。这种情况下，置于公共像素区域的两个或多个第一电极24和/或两个或多个第二电极26相互电连接以施加公共驱动电压。
发光单元20包括荧光层30以及形成于荧光层30表面上的阳极电极32。荧光层30可以由白色荧光层形成，或者由可发射白光的红、绿、蓝荧光剂的组合形成。在图3中，示出前一种情形作为示例。
当荧光层30由白色荧光层形成时，该荧光层可以形成于第二基板14的整个表面上，或者图案化成具有与各个像素相对应的多个部分。
当发光装置10设计成用做成像显示器时，荧光层30由红、绿、蓝荧光层的组合形成。这种情况下，在具有预定图案的各个像素区域内形成红、绿、蓝荧光层。可以在红、绿、蓝荧光层之间形成黑色层。
阳极电极32可以由覆盖荧光层30的例如铝(Al)层的金属层形成。阳极电极32为加速电极，其接收高压从而将荧光层30维持在高电势状态。这里，阳极电极32还可以通过将从荧光层30发射到第一基板12的可见光反射朝向第二基板14，由此增强有源区的亮度。
间隙壁34位于第一和第二基板12和14之间，该间隙壁能够承受施加于发光装置10的真空室的压缩力并均匀地维持该第一和第二基板12和14之间的间隙。
通过对第一电极24和第二电极26施加外部驱动电压并对阳极电极32施加例如几千伏特的正直流电压，由此驱动上述发光装置10。
电场形成于第一和第二电极24和26之间的电压差等于或大于阈值的像素处的电子发射区域28周围，因此电子从电子发射区域28发射。发射的电子被吸引至施加于阳极电极32的高压而与相关像素的荧光层30的相应部分碰撞，由此激励荧光层30。各个像素的荧光层的发光强度对应于相应像素的发光量。
当上述发光装置10用作显示装置的光源时，其在有源区的中心部分可以实现10,000cd/m2的亮度。可以对阳极电极32施加10kV以上的电压，且在一个实施例中，对阳极电极32施加10至15kV的电压。因此，第一和第二基板12和14彼此隔开约5至20mm的相对大的距离，以避免由于施加于阳极电极32的高压而在真空室内引起的例如短路的电学不稳定。
图4为根据本发明实施例的显示装置的分解透视图。图4所示显示装置仅仅是示例，本发明不限于此。
参照图4，显示装置100包括位于发光装置10前(或上)的显示面板40。用于将发光装置10发射的光均匀地扩散到显示面板40的扩散板50可置于发光装置10和显示面板40之间。扩散板50与发光装置10分隔预定的距离。顶盘52置于显示面板40前(或上)，底盘54置于发光装置10的后方(或之后)。
液晶面板或其他合适的非自发光型(或无源类型)显示面板可以用做显示面板40。在下述描述中，将更详细地描述显示面板40为液晶面板的情形。
显示面板40包括具有多个薄膜晶体管(TFT)的TFT面板42、置于TFT面板42上方(或上)的滤色器面板44、以及形成于面板42和44之间的液晶层。一个或多个偏振片附着在滤色器面板44和TFT面板42上，以偏振穿过显示面板40的光。
TFT面板42为TFT在其上布置成矩阵图案的透明玻璃基板。各个TFT具有连接到数据线的源极端子、连接到栅线的栅极端子、以及其上形成了由透明导电材料形成的像素电极的漏极端子。
当电学信号从第一印刷电路板46和48输入到各个栅线和数据线时，该电学信号被输入到TFT的栅极和源极端子，且该TFT依据该电学信号导通或截止从而将形成像素所需的电学信号输出到漏极端子。
滤色器面板44为其上通过薄膜工艺形成了RGB像素的面板，当光通过时该RGB像素是用于发出彩色的彩色像素。由透明导电材料形成的公共电极形成于滤色器面板44的整个表面上。
当通过对栅极和源极端子通电而导通TFT时，电场形成于像素电极和滤色器面板44的公共电极之间。TFT面板42和滤色器面板44之间液晶分子配向和/或取向的扭转角度发生变化，相应像素的光透过率据此变化。
显示面板40的第一印刷电路板46和48分别连接到驱动IC封装461和481。为了驱动显示面板40，栅极印刷电路板46传输栅极驱动信号，数据印刷电路板48传送驱动信号(或者数据驱动信号)。
发光装置10包括多个像素，该像素的数目小于显示面板40的像素的数目，使得发光装置10的一个像素对应于显示面板52的两个或多个像素。发光装置10的各个像素响应于显示面板40相应像素的灰阶水平中最高灰阶水平而发光。发光装置10可以在各个像素表现出从2至8位的灰阶水平。
为了方便，显示面板40的像素称为第一像素，发光装置10的像素称为第二像素。与一个第二像素对应的两个或多个第一像素称为第一像素组。
描述发光装置10的驱动过程，用于控制显示面板40的信号控制单元探测第一像素组的最高灰阶水平，响应于探测到的最高灰阶水平操作从第二像素发光所需的灰阶水平，将所操作的灰阶水平转换成数字数据，并使用该数字数据产生发光装置10的驱动信号。发光装置10的驱动信号包括栅极驱动信号和数据驱动信号。
发光装置10的第二印刷电路板36和38连接到驱动IC封装361和381。为了驱动发光装置10，扫描印刷电路板36传输扫描驱动信号，数据印刷电路板38传输数据驱动信号。对第一和第二电极24和26之一施加扫描驱动信号，对另一个施加数据驱动信号。
当图像显示于第一像素组上时，发光装置10的相应的第二像素通过与该第一像素组同步而发出可以为预定灰阶水平的光。各行和各列中发光装置的像素的数目的范围为2至99。在一个实施例中，如果各行和各列中像素的数目大于99，则发光装置10的驱动变得复杂，由此提高了驱动电路的制造成本。
如前所述，发光装置10独立地控制各个像素的发光强度，因此向显示面板40的相应像素提供恰当的强度。结果，本示范性实施例的显示装置100可以提高屏幕的动态对比度，由此改善显示质量。
鉴于前述内容并根据本发明的示范性实施例的发光装置，由于发光装置的阳极端子设为贯穿(或者延长穿过)发光装置的侧部构件，因此可以减小(或者防止)对发光装置的基板的损伤，且可以减小发光装置的死区(例如无效区域)。此外，在基板上形成结构的工艺可以更容易地执行。
根据使用该发光装置作为光源的显示装置，由于屏幕对比度和屏幕动态对比度提高，其显示装置质量可以得到改善。
尽管已经结合特定示范性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所述实施例，相反，本发明旨在覆盖落在所附权利要求及其等同描述的精神和范围内的各种改进或等效布置。

Claims (17)

1.一种发光装置，包括：
彼此相对的第一和第二基板；
侧部构件，位于所述第一和第二基板外围区域之间，与所述第一和第二基板一起定义真空腔；
置于所述第一基板上的电子发射单元；以及
发光单元，置于所述第二基板上并设为利用从所述电子发射单元发射的电子而发光，
其中所述发光单元包括荧光层以及置于所述荧光层表面上的阳极电极，且
其中所述阳极电极通过穿过所述侧部构件的阳极端子被施加电压。
2.权利要求1所述的发光装置，其中所述侧部构件具有所述阳极端子穿过的通孔，且其中所述阳极端子包括插入并固定在所述通孔内的引线部分，以及从所述引线部分延伸并接触所述阳极电极的布线部分。
3.权利要求2所述的发光装置，其中所述引线部分布置成基本上平行于所述第一和第二基板，且其中所述布线部分朝所述阳极电极倾斜一角度。
4.权利要求2所述的发光装置，其中接触所述阳极电极的所述布线部分的远端朝所述第一基板拐弯。
5.权利要求2所述的发光装置，其中接触所述阳极电极的所述布线部分的远端包括用于防止所述阳极电极受到接触损伤的装置。
6.权利要求2所述的发光装置，其中所述布线部分包括具有弹性性质的材料。
7.权利要求6所述的发光装置，其中所述布线部分的弹性性质设为允许所述布线部分在穿过所述通孔时变形，并恢复到其初始形状以接触所述阳极电极。
8.权利要求1所述的发光装置，其中密封构件夹置于所述侧部构件和所述阳极端子之间。
9.权利要求1所述的发光装置，其中所述第一和第二基板之间的距离的范围为约5mm至约20mm。
10.权利要求1所述的发光装置，其中所述电子发射单元包括：
沿第一方向延伸的第一电极；
沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸的第二电极；以及
电学连接到所述第一电极或所述第二电极之一的电子发射区域。
11.一种显示装置，包括：
设为显示图像的显示面板；以及
配置有所述显示面板的发光装置，朝所述显示面板发射光，
其中所述发光装置包括：
彼此相对的第一和第二基板；
侧部构件，位于所述第一和第二基板外围区域之间，与所述第一和第二基板一起定义真空腔；
置于所述第一基板上的电子发射单元；以及
发光单元，置于所述第二基板上并包括荧光层以及置于所述荧光层表面上的阳极电极，
其中所述阳极电极通过穿过所述侧部构件的阳极端子被施加电压。
12.权利要求11所述的显示装置，其中所述侧部构件具有所述阳极端子穿过的通孔，且其中所述阳极端子包括插入并固定在所述通孔内的引线部分，以及从所述引线部分延伸并接触所述阳极电极的布线部分。
13.权利要求12所述的显示装置，其中密封构件夹置于所述侧部构件和所述阳极端子之间。
14.权利要求11所述的显示装置，其中所述显示面板为液晶面板。
15.权利要求11所述的显示装置，其中所述显示面板包括第一像素，所述发光装置包括第二像素，其中所述第二像素的数目小于所述第一像素，且其中从所述第二像素发射的光的强度被独立地控制。
16.权利要求11所述的显示装置，其中所述电子发射单元包括：
沿第一方向延伸的第一电极；
沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸的第二电极；以及
电学连接到所述第一电极或所述第二电极之一的电子发射区域。
17.一种显示装置，包括：
设为使用外部光显示图像的显示面板；
第一基板；
夹置于所述第一基板和所述显示面板之间的第二基板；
侧部构件，位于所述第一和第二基板的外围区域之间，与所述第一和第二基板一起定义真空腔；
置于所述第一基板上的电子发射单元；以及
置于所述第二基板上并利用从所述电子发射单元发出的电子而发射外部光的发光单元，
其中所述发光单元包括荧光层和置于所述荧光层表面上的阳极电极，以及
其中所述阳极电极通过穿过所述侧部构件的阳极端子被施加电压。
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