CN101174538A - 发光装置与显示装置 - Google Patents

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CN101174538A CNA2007101671060A CN200710167106A CN101174538A CN 101174538 A CN101174538 A CN 101174538A CN A2007101671060 A CNA2007101671060 A CN A2007101671060A CN 200710167106 A CN200710167106 A CN 200710167106A CN 101174538 A CN101174538 A CN 101174538A
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Abstract

本发明提供一种发光装置和一种采用该发光装置作为光源的显示装置。该发光装置包括具有第一和第二基板以及密封构件的真空容器、设置在该第一基板的内表面上并且具有驱动电极和电子发射区的电子发射单元、设置在该第二基板的内表面上的发光单元、设置在该第一和第二基板之间的多个间隔体，以及形成在该第一基板上并且耦接到至少一个该驱动电极的电阻层。该电阻层围绕该间隔体的周围。

Description

发光装置与显示装置
技术领域
本发明涉及发光装置和显示装置，尤其涉及能增强亮度的发光装置和采用该发光装置作为光源的显示装置。
背景技术
传统的发光装置包括设置有电子发射区的后基板和设置有荧光层与阳极电极的前基板。从电子发射区发射的电子激发荧光层，以从荧光层发射可见光。
密封构件提供在前、后基板的边缘，以将他们密封在一起，并且因此形成真空容器(vacuum vessel)，其内部空间被抽空。在前、后基板之间设有间隔体(spacer)，以承受施加到真空容器的压力。
当发光装置用作显示装置的光源时，所希望的是用相对低的功率消耗实现高亮度。然而，在传统的发光装置中，当高电压施加给阳极电极时，在真空容器中会产生电弧。
电弧通常由包含在真空容器中的气体杂质和在非导体表面上的电荷(例如，间隔体上的电荷)引起。电弧导致损坏装置的内部结构，并且导致带有缺陷的装置。
因此，传统的发光装置的缺点是，由于电弧，不能充分增加施加给阳极电极的电压以实现高亮度。
发明内容
本发明的示例实施例提供一种发光装置和一种采用该发光装置作为光源的显示装置，该发光装置可以通过抑制间隔体的充电和电弧的产生来增强亮度。
本发明的示例实施例提供一种发光装置，包括：真空容器，具有第一和第二基板及密封构件；电子发射单元，提供在第一基板的内表面上，并且具有驱动电极和电子发射区；发光单元，提供在第二基板的内表面上；多个间隔体，设置在第一和第二基板之间；和电阻层，形成在第一基板上，并且耦接到至少一个驱动电极。该电阻层围绕间隔体的周围。
驱动电极可以包括第一电极和与该第一电极交叉的第二电极，在第一和第二电极之间插设有绝缘层，并且电子发射区电耦接到第一电极或第二电极。
间隔体可以设置在第二电极之间的绝缘层上。电阻层可以形成在绝缘层上同时围绕间隔体的周围，并且接触第二电极。
电阻层可以具有延伸部分，延伸部分设置在第二电极之间并且平行于第二电极，或者可以形成在至少一对第二电极之间的整个部分上，除了形成有间隔体的部分外。
间隔体在第二电极的宽度方向上的宽度可以大于两个相邻第二电极之间的距离，并且在相邻的第二电极中可以形成凹入部分，从而第二电极容放间隔体和对应于安装有间隔体的部分的电阻层。电阻层可以具有106至1012Ωcm范围内的电阻率。
本发明的另一个示例实施例提供一种显示装置，包括：用于显示图像的显示板，以及向该显示板发光的发光装置，其中，该发光装置包括：真空容器，具有第一和第二基板及密封构件；电子发射单元，提供在第一基板的内表面上，并且具有驱动电极和电子发射区；发光单元，提供在第二基板的内表面上，多个间隔体，设置在第一和第二基板之间；和电阻层，形成在第一基板上，并且耦接到至少一个驱动电极，该电阻层围绕每个间隔体的周围。
显示板可以包括第一像素，而发光装置可以包括第二像素。第二像素可以少于第一像素。每个第二像素的发光强度可以单独控制。该显示板可以是液晶显示板。
附图说明
图1是根据本发明第一示例实施例的发光装置的截面图。
图2是图1所示发光装置的有源区域的局部剖透视图。
图3A是在安装间隔体前图1所示发光装置的电子发射单元的局部截面图。
图3B是在安装间隔体后图1所示发光装置的电子发射单元的局部截面图。
图4是根据本发明第二示例实施例的发光装置的电子发射单元和间隔体的局部平面图。
图5是根据本发明第三示例实施例的发光装置的电子发射单元和间隔体的局部平面图。
图6是根据本发明示例实施例的显示装置的分解透视图。
具体实施方式
参照图1和2，本示例实施例的发光装置10包括第一和第二基板12和14，它们彼此平行面对，并且彼此以一定的距离或间隔(gap)分隔。两基板之间的间隔可以是预定的。密封构件16设置在第一和第二基板12和14的边缘，以将它们密封在一起，并且因此形成真空容器。真空容器的内部被抽空为真空，并且保持真空为约10-6Torr的压力。
在通过密封构件16形成的真空容器内，第一和第二基板12和14每个分成用于发射可见光的有源区域和围绕有源区域的无源区域。用于发射电子的电子发射单元18设置在第一基板12的内表面的有源区域上，而用于发射可见光的发光单元20设置在第二基板14的内表面的有源区域上。
电子发射单元18包括条形图案排列的第一电极24、条形图案排列交叉第一电极24的第二电极26、以及电连接到第一电极24或第二电极26的电子发射区28。绝缘层22插设在第一和第二电极24和26之间。
当电子发射区28形成在第一电极24上时，第一电极24用作阴极电极向电子发射区28施加电流，并且第二电极26用作栅极电极以用于通过对应于栅极和阴极电极之间的电压差形成电场诱导电子发射。相反，当电子发射区28形成在第二电极26上时，第二电极26用作阴极电极，并且第一电极24用作栅极电极。
第一和第二电极24和26之一(例如第二电极26)与发光装置10的行方向平行，可以用作扫描电极，并且可以接收扫描驱动电压。另一个电极(例如第一电极24)与发光装置10的列方向平行，可以用作数据电极，并且接收数据驱动电压。
在图1和2中，作为实例图解了电子发射区28形成在第一电极24上的示例实施例。在该示例实施例中，在第一和第二电极24和26的每个交叉区域穿过第二电极26和绝缘层22分别形成开口261和开口221，以局部暴露第一电极24的表面。电子发射区28形成在绝缘层22的开口221中的第一电极24上。
电子发射区28可以由这样的材料形成，当电场施加给该材料时其发射电子，例如碳基材料或纳米尺寸的材料。例如，电子发射区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、硅纳米线或其结合形成。
供选地，电子发射区可以以钼基或硅基材料的尖结构形成。
就上述的结构而言，第一和第二电极24和26的一个交叉区域可以对应于一个像素区。供选地，第一和第二电极24和26的两个或更多的交叉区域可以对应于一个像素区。在后者的情况中，设置在相同像素区的两个或更多的第一电极24和/或两个或更多的第二电极26彼此电连接以接收公共电压。
发光单元20包括荧光层30和设置在荧光层30表面上的阳极电极32。荧光层30可以形成有红、绿和蓝荧光体，他们的结合发射白光。荧光层30可以形成在有源区域第二基板14的整个表面上，或者对应于像素区形成预定的图案。
阳极电极32可以是覆盖荧光层30表面的金属层，如铝层。阳极电极32是加速电极(acceleration electrode)，其接收高电压来维持荧光层30处于高电势状态。阳极电极32通过向第二基板14反射回从荧光层30向第一基板12发射的可见光可以起到增强亮度的作用。
间隔体34设置在第一和第二基板12和14之间，用于承受施加给真空容器的压力，并且用于均匀地保持第一和第二基板12和14之间的间隔。间隔体34设置在第一和第二电极24和26交叉区域的外面。例如，间隔体34可以对应于第二电极26之间所定义的部分而设置在第一电极24之间定义的部分处。
间隔体34可以形成为具有矩形或圆形截面的柱状或条状。柱为基本上垂直于基板，而条基本上与基板平行。间隔体34可以由玻璃、陶瓷、钢化玻璃或玻璃-陶瓷混合物形成。为了方便起见，在图1和2中只图解了一个矩形柱状间隔体34。
在本示范性示例实施例中，电阻层36形成在第二电极26之间所定义的部分上且围绕间隔体34的周围。电阻层36接触第二电极26。电阻层36可以具有预定的宽度。
电阻层36的电阻率范围是约106至约1012Ωcm。电阻层36使得聚集在间隔体34表面上的电荷流动到第二电极26。因为电阻层36由高电阻材料形成，所以在相邻第二电极26之间通过该电阻层36不能产生短路。
电阻层36围绕间隔体34的周围形成在绝缘层22的表面上。电阻层36可以围绕间隔体34的周围以预定的宽度形成。电阻层36包括延伸部分361，其设置在第二电极26之间，并且平行于第二电极26。
图3A和3B分别是在安装间隔体34之前和之后图1所示发光装置的电子发射单元18的局部截面图。
参照图3A，在第二电极26形成在绝缘层22上后，采用具有上述电阻率的材料形成电阻层36。电阻层36可以由掺杂p型或n型杂质的非晶硅或者导电材料和绝缘材料的混合物形成。定位间隔体34的开口362可以通过光刻工艺形成在电阻层36中。
参照图3B，间隔体34采用如玻璃料(glass frit)的粘合材料固定在电阻层36的开口362中。用于固定间隔体34的粘合层38可以包含导电材料。在这种情况下，聚集在间隔体34表面上的电荷可以更有效地传输到电阻层36。在安装间隔体34时电阻层36防止粘合材料溢出。
上述发光装置10通过向第一电极24和第二电极26施加驱动电压并且向阳极电极32施加几千伏的正直流(DC)电压(阳极电压)来驱动。该驱动电压可以是预定的。
作为施加驱动电压的结果，围绕电子发射区28在像素处形成电场，在所述像素处，第一和第二电极24和26之间的电压差等于或者大于阈值，并且因此从电子发射区28发射电子。所发射的电子由阳极电压吸引，从而与荧光层30的对应部分撞击。因此，荧光层30发射可见光。每个像素荧光层30的发光强度对应于在像素所发射电子束的强度。
在上述的驱动过程中，由于电子束的弥散(diffusion)，一些电子与间隔体34的表面撞击。结果，间隔体34的表面根据其材料特性(例如，介电常数和二次电子发射系数等)而充正电或负电。
因为电阻层36用来使聚集在间隔体34表面上的电荷流到第二电极26，所以间隔体34表面的充电可以最小化。
因此，本示范性示例实施例的发光装置10可以抑制在真空容器中的电弧。因此，可以给阳极电极32施加更高电压，由此增强发光表面的亮度。
另外，在本示例实施例中，第一和第二基板12和14之间的间隙可以是5至20mm，通过阳极电压施加部分(未示出)可以给阳极电极32施加10kv以上的高电压，例如约10-15kv。因此，发光装置10在有源区域的中心部分实现约10,000cd/m2的峰值亮度。
图4是根据本发明第二示范性示例实施例的发光装置的电子发射单元18’和间隔体的局部平面图。
参照图4，第二示范性示例实施例的发光装置具有类似于第一示范性示例实施例的基本结构。然而，在第二示范性示例实施例中，电阻层36’形成在第二电极26之间所定义的整个部分上。
电阻层36’形成在绝缘层22的整个表面上而不覆盖第二电极26，以有效抑制绝缘层22表面以及间隔体34表面的充电。
图5是根据本发明第三示范性示例实施例的发光装置的电子发射单元18”和间隔体的局部平面图。
参照图5，在第三示范性示例实施例中，跨第二电极26’的宽度方向量得的间隔体34’的宽度大于第二电极26’之间的距离。在第二电极26’中，凹入部分40形成在间隔体34’的安装区域中，从而第二电极26’可以容置间隔体34’和电阻层36”。
图6是根据本发明示范性示例实施例的显示装置的分解透视图，该显示装置可以采用上述的发光装置作为光源。图6所图解的显示装置仅为示范，而不限定本发明。
参照图6，本示范性示例实施例的显示装置100包括发光装置10和设置在该发光装置10前面的显示板50，即在第二基板14侧。漫射器(diffuser)60可以设置在发光装置10和显示板50之间，以使从发光装置10发射的光均匀地向显示板50漫射。漫射器60可以与发光装置10分隔预定的距离。顶架和底架62和64分别安装在显示板50的前面和发光装置10的后面。图6中的前面称为图中所示Z轴的正向，其对应于显示装置显示图像的一侧。相反，图6中的后方向对应于Z轴的负向。
显示板50可以是液晶显示板或者其他类型的接收光的显示板。下面描述用作显示板50的液晶显示板。
显示板50包括薄膜晶体管(TFT)基板52和液晶层(未示出)，所述薄膜晶体管(TFT)基板52上以阵列设置多个TFT，且滤色器基板54设置在TFT基板52的上方，所述液晶层设置在TFT基板52和滤色器基板54之间。偏振片(未示出)附着在滤色器基板54的前表面和TFT基板52的后表面上，以使通过显示板50的光偏振。
数据线耦接到对应的TFT源极端子，而栅极线耦接到对应的TFT栅极端子。由透明导电层形成的像素电极耦接到对应的TFT漏极端子。
电信号分别从栅电路板组件56和数据电路板组件58输入到栅极和数据线，并且分别从栅极和数据线输入到TFT的栅极和源极端子。TFT根据输入信号导通或者关闭，从而驱动像素电极所需的电信号提供到漏极端子。
滤色器基板54可以具有红、绿和蓝色滤色器，当光通过滤色器基板54时可以发射有色光。公共电极(未示出)由透明导电层形成在滤色器基板54的整个表面上。当TFT通过给栅极和源极端子施加电而导通时，在像素电极和公共电极之间形成电场。由于该电场的存在，液晶层的液晶分子的扭转角(twisting angle)发生变化，以控制透射通过每个像素的光的量。
显示板50的栅和数据电路板组件56和58耦接到各自的驱动IC封装561和581。为了驱动显示板50，栅电路板组件56传输栅极驱动信号，而数据电路板组件58传输数据驱动信号。
发光装置10的像素数少于显示板50的像素数，从而发光装置10的每个像素对应于显示板50的两个或更多的像素。发光装置10的每个像素响应显示板50的对应像素灰度中的最高灰度而发光。在一个示范性示例实施例中，发光装置对于每个像素可表现2-8比特的灰度，代表4至256灰度梯度。
为了方便起见，显示板50的像素将称为第一像素，而发光装置10的像素将称为第二像素。对应于一个第二像素的第一像素将称为第一像素组。
为了驱动发光装置10，控制显示板50的信号控制器(未示出)探测第一像素组的第一像素灰度中的最高灰度，根据所探测的最高灰度计算从对应的第二像素发光所需的灰度，将计算出来的灰度转换成数字数据，并且采用该数字数据为发光装置10产生驱动信号。发光装置10的驱动信号包括扫描驱动信号和数据驱动信号。
发光装置10的扫描和数据电路板组件(未示出)分别耦接到驱动IC封装421和441。为了驱动发光装置10，扫描电路板组件传输扫描驱动信号，同时数据电路板组件传输数据驱动信号。第一和第二电极24和26之一接收扫描驱动信号，而另一个接收数据驱动信号。
当对应于发光装置10的一个第二像素的第一像素组显示图像时，第二像素与第一像素组同步以预定的灰度发光。如上所述，发光装置10单独控制包括在发光装置10上的每个第二像素的发光强度。本示范性示例实施例的显示装置100可以增强屏幕的动态对比，并且改善图像质量。
虽然根据目前所考虑的实用的示范性示例实施例已经描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所揭示的示例实施例，而且恰恰相反，本法明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置以及他们的等同物。

Claims (20)

1.一种发光装置，包括：
真空容器，具有第一基板和第二基板以及密封构件；
电子发射单元，设置在所述第一基板的内表面上，并且具有驱动电极和电子发射区；
发光单元，设置在所述第二基板的内表面上；
多个间隔体，设置在所述第一基板和所述第二基板之间；及
电阻层，形成在所述第一基板上，并且耦接到所述驱动电极中的至少一个，所述电阻层围绕所述多个间隔体中的一个或更多的周围。
2.如权利要求1所述的发光装置，
其中所述驱动电极包括第一电极和与所述第一电极交叉的第二电极，在所述第一电极和所述第二电极之间插设有绝缘层；并且
其中所述电子发射区电耦接到所述第一电极或者所述第二电极。
3.如权利要求2所述的发光装置，其中所述多个间隔体设置在所述第二电极之间的所述绝缘层上。
4.如权利要求3所述的发光装置，其中所述电阻层形成在所述绝缘层上，并且接触至少一个所述第二电极。
5.如权利要求4所述的发光装置，其中所述电阻层包括设置在一对所述第二电极之间并且平行于该对第二电极的延伸部分，该对第二电极的成员彼此相邻。
6.如权利要求4所述的发光装置，其中除了该对第二电极之间的对应于设置在该对第二电极之间的间隔体的一部分区域之外，所述电阻层覆盖该对第二电极之间的所有区域，该对第二电极的成员彼此相邻，所述间隔体来自所述多个间隔体之中。
7.如权利要求4所述的发光装置，
其中在所述第二电极的宽度方向上间隔体宽度大于该对第二电极的成员之间的距离，所述间隔体来自所述多个间隔体之中并且设置在该对第二电极的成员之间，该对第二电极的所述成员彼此相邻，并且
其中在该对第二电极的每个成员中形成凹入部分，从而容置每个所述间隔体和所述电阻层。
8.如权利要求1所述的发光装置，其中所述电阻层的电阻率在106至1012Ωcm的范围内。
9.一种显示装置，包括：
显示板，用于显示图像；及
发光装置，向所述显示板发光，
其中所述发光装置包括具有第一基板和第二基板以及密封构件的真空容器、设置在所述第一基板的内表面上并且具有驱动电极和电子发射区的电子发射单元、设置在所述第二基板的内表面上的发光单元、设置在所述第一基板和所述第二基板之间的间隔体，以及形成在所述第一基板上并且耦接到所述驱动电极中的至少一个的电阻层，所述电阻层围绕所述间隔体的周围。
10.如权利要求9所述的显示装置，
其中所述驱动电极包括第一电极和与所述第一电极交叉的第二电极，在所述第一电极和所述第二电极之间设置有绝缘层，并且
其中所述电子发射区电耦接到所述第一电极或者所述第二电极。
11.如权利要求10所述的显示装置，
其中所述间隔体设置在所述第二电极之间的所述绝缘层上，并且
其中所述电阻层形成在所述绝缘层上并且接触所述第二电极。
12.如权利要求11所述的显示装置，其中所述电阻层具有设置在所述第二电极之间并且平行于所述第二电极的延伸部分。
13.如权利要求11所述的显示装置，其中所述电阻层覆盖成对的第二电极之间的所有区域，除了该对第二电极之间对应于所述间隔体的一部分区域之外。
14.如权利要求11所述的显示装置，
其中在所述第二电极的宽度方向上所述间隔体的宽度大于所述第二电极的两个相邻电极之间的距离，并且
其中在所述第二电极中形成凹入部分，以容置所述间隔体和所述电阻层。
15.如权利要求9所述的显示装置，
其中所述显示板包括第一像素，并且
其中所述发光装置包括第二像素，所述第二像素少于所述第一像素，每个所述第二像素的发光强度被单独控制。
16.如权利要求9所述的显示装置，其中所述显示板是液晶显示板。
17.一种发光装置，包括：
真空容器，具有第一基板和第二基板以及密封构件，所述第一基板与所述第二基板相对设置，并且通过所述密封构件与所述第二基板分隔；
电子发射单元，设置在所述第一基板的内表面上并且具有驱动电极和电子发射区，所述驱动电极包括第一电极和在所述第一电极上交叉的第二电极；
发光单元，设置在所述第二基板的内表面上；
多个间隔体，设置在所述第一基板和所述第二基板之间；及
电阻层，形成在所述第一基板上，并且耦接到所述驱动电极中的一个或更多，所述电阻层围绕来自所述多个间隔体中的每个间隔体的周围，
其中所述电阻层适于通过所述驱动电极消散聚集在所述多个间隔体上的电荷，
其中所述电阻层的电阻率高于所述驱动电极的电阻率。
18.如权利要求17所述的发光装置，还包括：
绝缘层，设置在所述第一电极和所述第二电极之间，
其中所述电子发射区电耦接到所述第一电极或者所述第二电极。
19.如权利要求17所述的发光装置，其中所述多个间隔体设置在所述绝缘层上并且在所述第二电极之间。
20.如权利要求17所述的发光装置，其中所述电阻层形成在所述绝缘层上，并且接触一对所述第二电极，该对第二电极彼此相邻，并且相邻于设置在该对第二电极的成员之间的间隔体，所述间隔体来自所述多个间隔体之中。
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