CN101350275B - 场发射元件及其电极结构 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种场发光元件及其电极结构，其包括一起始部及一弯曲的延伸部，其可形成于各种形状的表面或立体结构的表面上，故而增加其应用装置范畴。弯曲的延伸部亦大幅减少接电点的数目，因此在设计周边电路时可简化其流程，因而便利其实施。此外，在起始部上亦可制作一阻值段，通过其电阻值的变化而达到不同的发光效果。

Description

场发射元件及其电极结构

技术领域

本发明是关于一种场发射元件及其电极结构，尤其是指一种适用于显示或照明的场发射元件及其电极结构。

背景技术

在目前的发光元件种类中，场发射元件以其结构强固且发光均匀而受到青睐。其可应用至照明灯、显示器或背光模块等各项设施中。

场发射元件的发光原理主要是利用栅极施加电位以控制阴极底材上阴极的电子发射，而发射的电子受到阳极上电位的吸引而向阳极加速，以撞击至阳极上涂布的荧光物质，从而使荧光物质吸收电子携带的部分能量以激发荧光物质发出光芒。

然而，在公知技术中，场发射元件的阴极是在阴极底材上利用电子源材料制作出许多个独立的长条形结构，再利用导电材料于阴极的周缘制作出许多个长条形结构以作为栅极。之后，通过驱动电路对每个阴极与栅极分别产生不同的驱动讯号以控制其上的电位，进而使阴极发出电子以使荧光物质达到发光效果。多个独立结构的电子源或栅极使得其的接电处增加，因而使得驱动电路复杂化，如此将造成制作技术上的一大障碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种场发射元件的电极结构，能减少接电处以利电路设计，并能适用于各种表面形状或立体结构。

本发明的再一目的在于提供一种场发射元件，能提升场发射元件的发光均匀度。

为实现上述目的，本发明提供的场发射元件的电极结构，包括：

一起始部；以及

至少一延伸部，连接该起始部；

其中，该延伸部是弯曲形状。

所述的场发射元件的电极结构，其中，该起始部是长条形。

所述的场发射元件的电极结构，其中，该延伸部是圆弧形、圆形或螺旋形。

所述的场发射元件的电极结构，其中，该延伸部的个数是多个。

所述的场发射元件的电极结构，其中，该起始部还包括一阻值段，该阻值段是介于该些延伸部之间。

所述的场发射元件的电极结构，其中，该电极结构是形成于一表面。

所述的场发射元件的电极结构，其中，该表面是平面、曲面或球体、半球体或圆柱体的表面。

所述的场发射元件的电极结构，其中，该电极结构包括至少一电子源或至少一栅极。

本发明提供的场发射元件，包括：

一阳极；以及

一阴极，是对应该阳极设置，该阴极包括一起始部及至少一延伸部，该延伸部是连接该起始部，且其是弯曲形状。

所述的场发射元件，其中，还包括一栅极，该栅极设置于该阴极的周缘。

所述的场发射元件，其中，该栅极包括一起始部及至少一延伸部，该延伸部是连接该起始部，且其是弯曲形状。

所述的场发射元件，其中，该栅极的该起始部是长条形。

所述的场发射元件，其中，该栅极的该延伸部是圆弧形、圆形或螺旋形。

所述的场发射元件，其中，该栅极的该延伸部的个数是多个。

所述的场发射元件，其中，该栅极的该起始部还包括一阻值段，该阻值段是介于该些延伸部之间。

所述的场发射元件，其中，该起始部是长条形。

所述的场发射元件，其中，该延伸部是圆弧形、圆形或螺旋形。

所述的场发射元件，其中，该延伸部的个数是多个。

所述的场发射元件，其中，还包括一基板，该阴极是设置在该基板表面上。

所述的场发射元件，其中，该表面是平面、曲面或球体、半球体或圆柱体的表面。

所述的场发射元件，其中，该阳极还包括一荧光物质。

由本发明的实施，其场发电元件电极结构包括至少一延伸部，延伸部可为弯曲形状或是以多个延伸部彼此连接以制作在平面、曲面或立体结构的表面上，故而达到接电处数目的减少以利电路设计。此外，本发明的电极结构的各个部分可制作为不同电阻，以对其上电位产生补偿进而提升场发射元件的发光均匀度。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的场发射元件示意图。

图2为本发明一较佳实施例的场发射元件的阴极示意图。

图3为本发明二较佳实施例的阴极示意图。

图4为本发明三较佳实施例的阴极示意图。

图5为本发明四较佳实施例的阴极示意图。

图6为本发明五较佳实施例的阴极示意图。

附图中主要元件符号说明：

场发射元件1

阳极11

阴极12

荧光物质111

基板121

电子源122

栅极123

起始部1221、1231

阻值段1234

线路124A、124B、125A、125B

延伸部1222、1223、1224、1232、1233

具体实施方式

本发明提供的场发射元件的电极结构，包括：一起始部以及至少一延伸部。延伸部是连接于起始部，其中，延伸部是弯曲形状。

本发明提供的场发射元件，包括：一阳极以及一阴极。阴极是对应阳极设置，阴极包括一起始部及至少一延伸部，延伸部是连接起始部，且其是弯曲形状。

场发射元件的阳极与阴极分别施加不同电性的电位，使得阴极发出电子至阳极。上述场发射元件较佳包括一荧光物质，当电子射入荧光物质时，即可使荧光物质发出光芒。此外，上述场发射元件可还包括一设置于阴极周缘的栅极，以栅极的电位大小控制阴极是否发出电子。栅极可包括一起始部及一延伸部，起始部是连接于起始部，其中，延伸部是弯曲形状。

上述电极结构可为电子源或栅极，且其可制作于各种形状的表面或立体结构的表面上，如：圆形、椭圆或多边形的平面或球体、半球体或圆柱体的立体结构的表面上。弯曲形状的延伸部可降低接电处的数目，而使得在设计外围电路时能更为便利。

上述电极结构可为任意材料制作，其可使用一电子源材料或一导电体材料制作，前者可为任一功函数较低的材料，如：硅、金属或碳基材料，且较佳地为多晶硅、钼、铌、钨、钻石薄膜、纳米碳管或石墨等。后者可为金属，如：银或金。

上述起始部的形状可为任意形状，较佳为长条形。上述延伸部的形状亦可为任意形状，较佳是圆弧形、圆形或螺旋形，如：圆形螺旋形或多边形螺旋形等，且延伸部的个数可为任意个数，较佳为多个。当电极结构为阴极时，其可受到电场吸引而发射出电子。当电极结构为栅极时，上述起始部是被施加一正电位。上述栅极的起始部上在其二延伸部之间可还包括一阻值段，较佳为具有低电阻特质的材料，因此可对该二延伸部上随着传递路径增加而递减的电位产生补偿，因而使得其所适用的场发射元件的发光均匀度得以增加。

下面结合附图对本发明作详细地描述。

请一并参考图1及图2，其中图1显示本发明第一较佳实施例的场发射元件，图2显示本实施例的阴极。如图中所示，场发射元件1包括一阳极11以及一阴极12，阴极12是对应于阳极11。在本实施例中，阳极11是透明的铟锡化合物(ITO)，该化合物为一导电材质且是被施加一正电位。阳极11上涂布有一层荧光物质111，荧光物质111是选用可发出可见光波范围的材料。在本实施例中，阳极11与阴极12其中的空间是接近真空的低压状态，以防止杂质分子污染或损伤阳极11与阴极12，更精确地说，本实施例是将气压维持在10^-6torr以下。

阴极12是由一基板121、一电子源122以及一栅极123组成，电子源122与栅极123是制作于基板121上，且电子源122在基板121上的位置是对应于阳极11。基板121是玻璃材质，电子源122是由一电子源材料制作的，更精确地说，在本实施例中是以纳米碳管(CNT)制作。栅极123是设置在电子源122的周缘，其是由导电材质制作，在本实施例中是将金属浆料利用网印技术在基板121表面上形成栅极123的形状。

上述电子源122包括一起始部1221及一延伸部1222，延伸部1222是连接着起始部1221。在本实施例中，电子源122的起始部1221是长条形，而延伸部1222是弯曲形状，更精确地说，延伸部1222是圆形螺旋形。因此，栅极123亦是长条形与螺旋形的结合图形。一驱动电路(图中未示)通过线路124A、124B、125A及125B分别电性连接电子源122与栅极123的两端，如：电子源1225的起始部1221的A端、电子源122的延伸部1222没有与起始部1221连接的B端、栅极123的A端与栅极123的B端。驱动电路可通过穿入阴极12中间的线路124A、124B、125A及125B而连接上述A、B接电点，以控制电子源122与栅极123的电位。当阳极11的电位被控制为正电位，电子源122的电位被控制为零电位、负电位或较11的电位低时，阳极11与电子源122两端电位差足够电子源122发出电子至阳极11，并使得荧光物质111发出光芒。当电子源122的电位被控制为高电位且阳极11与电子源122两端电位差不足以让电子源122发射出电子，电子源122则没有发出电子，因此荧光物质111不会发光。栅极123用来降低阳极11的电位且提升均匀度。本实施例的电子源122与栅极123仅需分别以A、B两个接电处接到驱动电路，即可达到上述控制光源效果，因此确能简化驱动电路的设计。

请参考图3，其显示本发明第二较佳实施例的阴极。如图中所示，本实施例与上一实施例有几点不同。第一、本实施例是在方形阴极12上将电子源122的延伸部1222制作成四边形螺旋形，电子源122的个数是四个，且其是数组排列。第二、本实施例的电子源122两侧周缘皆制作有至少一栅极123以增加电场。第三、分别与电子源122与栅极123电性连接的驱动电路(图中未示)可控制四个电子源122在不同时间点轮流发出电子或者同时发出电子以达到多种不同的发光效果。

请参考图4，其显示本发明第三较佳实施例的阴极12，其上包括一基板121、一电子源122及一栅极123。如图中所示，本实施例与第一实施例不同之处在于：一、本实施例电子源122上与起始部1221连接的延伸部1223、1224及1225的数量是多数个，且其形状分别是圆弧形或圆形。二、本实施例栅极123包括一起始部1231及多个延伸部1232及1233，延伸部1232及1233的形状是圆弧形。三、栅极123在延伸部1232及1233之间还形成一阻值段1234，其与栅极123的其它部分相较，是电阻值较小的材质制作。在本实施例中，阻值段1234是以网印方式制作的电阻，其使用材料是氧化钌，然而在其它实施例中，可以利用其它材料及技术制作，如：可用网印、喷墨或蒸镀溅镀其它配合电阻材料方式完成图4的阻值段1234。因此，可补偿因传递路径增加而递减的电位而使延伸部1232与延伸部1233的电位更为相似，以使本实施例电子源122的各个延伸部1223、1224及1225受到的电场大小相似，因而增加适用此电子源122的场发射元件的发光均匀度。然而，在其它实施例中，可依照所需要的发光效果设计阻值段1234的电阻值，其甚至可造成延伸部1232与延伸部1233的电位值不同，而使适用其电子源122的场发射元件有渐层的发光效果。

请参考图5，其显示本发明第四较佳实施例的场发射元件。如图中所示，本实施例与第一实施例不同的处在于：本实施例的电子源122与栅极123是制作于一球体的表面，即阴极12的基板121的外形是一球体。另请参考图6，其显示本发明第五较佳实施例的场发射元件。如图中所示，本实施例与第一实施例不同之处在于：本实施例的电子源122与栅极123是制作于一圆柱体基板121的表面。因此，本发明的电极结构确可适用于各种表面形状或立体结构。

由上述中可以得知，本发明的场发射元件及其电极结构包括一起始部及一弯曲的延伸部，其可形成于各种形状的表面或立体结构的表面上，故而增加其应用装置范畴。弯曲的延伸部亦减少接电点的数目，因此在设计周边电路时可简化其流程，因而便利其实施。此外，在起始部上亦可制作一阻值段，通过其电阻值的变化而达到不同的发光效果。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利要求范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种场发射元件的电极结构，包括：

一起始部，包括一具有电阻值的连接段；以及

多个延伸部，连接该起始部；

其中，该多个延伸部是圆弧形或圆形；该具有电阻值的连接段是介于该多个延伸部之间，以使其所连接的该多个延伸部的电位相似。

2.如权利要求1所述的场发射元件的电极结构，其中，该起始部是长条形。

3.如权利要求1所述的场发射元件的电极结构，其中，该电极结构是形成于一表面。

4.如权利要求3所述的场发射元件的电极结构，其中，该表面是平面或曲面的表面。

5.如权利要求1所述的场发射元件的电极结构，其中，该电极结构包括至少一电子源或至少一栅极。

6.一种场发射元件，包括：

一阳极；以及

一阴极，是对应该阳极设置，该阴极包括一起始部及多个延伸部，该起始部包括一具有电阻值的连接段，该多个延伸部是连接该起始部，该具有电阻值的连接段是介于该多个延伸部之间，以使其所连接的该多个延伸部的电位相似，该多个延伸部是圆弧形或圆形。

7.如权利要求6所述的场发射元件，其中，还包括一栅极，该栅极设置于该阴极的周缘。

8.如权利要求7所述的场发射元件，其中，该栅极包括一起始部及至少一延伸部，该延伸部是连接该起始部，且其是弯曲形状。

9.如权利要求8所述的场发射元件，其中，该栅极的该起始部是长条形。

10.如权利要求8所述的场发射元件，其中，该栅极的该延伸部是圆弧形、圆形或螺旋形。

11.如权利要求8所述的场发射元件，其中，该栅极的该延伸部的个数是多个。

12.如权利要求6所述的场发射元件，其中，该起始部是长条形。

13.如权利要求6所述的场发射元件，其中，还包括一基板，该阴极是设置在该基板表面上。

14.如权利要求13所述的场发射元件，其中，该表面是平面或曲面的表面。

15.如权利要求6所述的场发射元件，其中，该阳极包括一荧光物质。

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