CN102427014A - 场发射式显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种场发射式显示器，其包括第一基板、第二基板、间隙结构以及温度调整层。第一基板与第二基板相对向设置。间隙结构位于第一基板与第二基板之间，且间隙结构具有与第一基板连接的第一端以及与第二基板连接的第二端。当所述场发射式显示器于操作时，第一端以及第二端的温度差约为摄氏0度至摄氏20度。温度调整层位于第一基板的表面上。本发明解决了传统场发射式显示器的阴极板与阳极板之间因电场分布的均匀性不佳而导致电子束产生偏移的问题。
Description
技术领域
本发明是有关于一种显示器，且特别是有关于一种场发射式显示器。
背景技术
场发射显示器的发光原理，是在真空环境下利用电场将材料尖端的电子吸引出，而离开阴极板的场发射电子受阳极上正电压的加速吸引，撞击至阳极的荧光粉而发光(Luminescence)。阴极板作为场电子发射源，而阳极板作为发光源，由阴极板射出的电子撞击阳极板上的荧光层而发光。
承上所述，当电子受阳极上正电压的加速吸引而撞击至阳极的荧光粉时除了会发光之外也会产生热。因此，当场发射显示器于操作一段时间之后，阴极板与阳极板之间会产生明显的温度差异。而所述温度差异会进一步影响阴极板与阳极板之间的电场分布的均匀性。换言之，当温度差异越明显时，阴极板与阳极板之间的电场分布的均匀性就会越差。而电场分布的均匀性越差会使电子束产生偏移，进而导致显示器的显示质量下降。
发明内容
本发明提供一种场发射式显示器，其可以解决传统场发射式显示器的阴极板与阳极板之间因电场分布的均匀性不佳而导致电子束产生偏移的问题。
本发明提出一种场发射式显示器，其包括第一基板、第二基板、间隙结构以及温度调整层。第一基板与第二基板相对向设置。间隙结构位于第一基板与第二基板之间，且间隙结构具有与第一基板连接的第一端以及与第二基板连接的第二端。当所述场发射式显示器于操作时，第一端以及第二端的温度差约为摄氏0度至摄氏20度。温度调整层位于第一基板的表面上。
基于上述，本发明在第一基板的表面上设置温度调整层，以使显示器于操作过程之中第一基板与第二基板之间的温度差异降低。由于第一基板与第二基板之间的温度差异可以降低，因此第一基板与第二基板之间的电场分布均匀性可以提高，进而降低电子束产生偏移的情形。如此一来，便可提高显示器的显示质量。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的场发射式显示器的局部剖面示意图；
图2是根据本发明另一实施例的场发射式显示器的局部剖面示意图；
图3A至图3E是本发明数个实施例的场发射式显示器中温度调整层与间隙结构的分布示意图。
其中，附图标记：
100：第一基板
102：承载基板
102a：内表面
102b：外表面
104：第一电极层
106：电介质层
106a：开口
107：电阻层
108：电子发射器
110：第二电极层
120：绝缘层
200：第二基板
202：承载基板
204：发光材料层
206：第三导电层
300：间隙结构
302：第一端
304：第二端
400：温度调整层
500：温度调整电源
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是根据本发明一实施例的场发射式显示器的局部剖面示意图。图1是绘示场发射式显示器的其中一个像素单元的局部剖面视意图。一般来说，场发射式显示器是由多个像素单元所构成。因此此领域技术人员根据图1的像素单元结构的说明，便可清楚地可以理解场发射式显示器的架构。
请参照图1，本实施例的场发射式显示器包括第一基板100、第二基板200、间隙结构300以及温度调整层400。
第一基板100包括承载基板102、第一电极层104、电介质层106、电阻层107、电子发射器108以及第二电极层110，其又可称之为阴极侧(cathodeside)。
承载基板102的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶片、陶瓷、或其它可适用的材料)、或是其它可适用的材料。承载基板102主要是用来承载显示器的元件以及线路之用。承载基板102具有内表面102a以及外表面102b。
第一电极层104位于承载基板102上。更详细来说，第一电极层104位于承载基板102的内表面102a上。第一电极层104一般是使用金属材料。然，本发明不限于此，根据其它实施例，第一电极层104也可以使用其它导电材料。例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或其它合适的材料)、或是金属材料与其它导材料的堆叠层。
电阻层107位于基板100上且覆盖第一电极层104。电阻层107可包括电阻材料或是电阻材料与绝缘材料两者的堆叠层。上述的电阻材料可为硅、非晶硅、硅化物、非晶碳、陶瓷材料、半导体氧化物、半导体氮化物、金属氧化物、金属氮化物或是其它适用的电阻材料。上述的绝缘材料例如是氧化硅、氮化硅等无机绝缘材料或是有机绝缘材料。电介质层106位于电阻层107上。电介质层106具有多个开口106a，且开口106a贯穿电介质层106以暴露出电阻层107。本发明不限电介质层106的开口106a的数目。
电子发射器108位于电介质层106的开口106a内。电子发射器108可为纳米碳管电子发射端或是其它种尖端放电形式的电子发射端。此外，本发明不对电子发射器108的数目作限制。
第二电极层110位于电介质层106的顶表面上。根据本实施例，第二电极层110位于电介质层106的顶表面且未填入电介质层106的开口106a内。因此第二电极层110是围绕于电子发射器108顶部的周围，并且与电子发射器108之间不电性连接。在此，第二电极层110可进一步与闸极线(未绘示)电性连接。第二电极层110的材质包括金属，然本发明不限于此。换言之，第二电极层110也可以使用其它导电材料。例如：合金、金属材料的氮化物、金属材料的氧化物、金属材料的氮氧化物、或其它合适的材料)、或是金属材料与其它导材料的堆叠层。
另外，第二基板200设置于第一基板100的对向侧，且第二基板200包括承载基板202、发光材料层204以及第三电极层206，其又可称之为阳极侧(anode side)。
承载基板202的材质可为玻璃、石英、有机聚合物、或是不透光/反射材料(例如：导电材料、金属、晶片、陶瓷、或其它可适用的材料)、或是其它可适用的材料。承载基板202主要是用来承载显示器的元件以及线路之用。
发光材料层204位于承载基板202上。在此，发光材料层204包括磷光材料层或是荧光材料层。在此，显示器的各像素单元中的发光材料层204可为红色磷光/荧光材料层、绿色磷光/荧光材料层或是蓝色磷光/荧光材料层。
第三电极层206覆盖发光材料层204。第三电极层206主要是作为第一基板100内侧的对向电极，以使得电子发射器108所产生的电子束可以往第三电极层206加速撞击以激发发光材料层204放射出特定的色光。第三电极层206可采用金属导电材料，其如是铝、铬、碳、或其它合适的金属导电材料、或者是上述至少二者的堆叠层。
间隙结构300位于第一基板100与第二基板200之间，且间隙结构300具有第一端302以及第二端304，第一端302与第一基板100连接且第二端304与第二基板200连接。间隙结构300主要是用来支撑第一基板100与第二基板200，以使第一基板100与第二基板200之间具有真空腔体。间隙结构300的材质可采用玻璃、感光材料、绝缘材料或是其它合适的材料。
温度调整层400位于第一基板100的表面上。根据本实施例，温度调整层400是位于第一基板100的承载基板102的外表面102b上。上述的温度调整层400包括电阻材料，其可包括金属或是金属氧化物。
根据本发明的一实施例，上述场发射式显示器更包括温度调整电源500，其与温度调整层400电性连接。温度调整电源500可提供温度调整层400特定的电源，以控制温度调整层400具有特定的温度。换言之，通过温度调整电源500的控制，可以使得温度调整层400进行升温或是降温。
承上所述，当所述场发射式显示器于操作时，第一基板100与第二基板200之间可产生电场，且第二电极层110可诱发电子发射器108产生电子束，且所述电子束可顺着电场而向第三电极层206加速，进而以撞击发光材料层204以发出特定波长范围的光线。然而，当电子束射向第三电极层206以撞击发光材料层204的过程之中也会同时产生热能，而使得第一基板100与第二基板200两者之间具有明显的温度差异。而上述的温度差异会导致间隙结构300的电阻呈现梯度变化，亦即间隙结构300越靠近第一基板100之处的电阻值越低，而间隙结构300越靠近第二基板200之处的电阻值越高。举例来说，传统场发射式显示器的间隙结构两端的电阻值差异可达120％。若间隙结构300的两端302、304的电阻值有明显的差异，就会影响第一基板100与第二基板200之间的电场发布，进而导致电子束的路径产生偏移。
基此，本实施例在第一基板100的表面上设置了温度调整层400。亦即，通过将温度调整层400的温度调高，以加热第一基板100(特别是间隙结构300的第一端302)以使得第一基板100与第二基板200之间的温度差异降低，特别是，使得间隙结构300的第一端302以及第二端304之间的温度差异降低。在本实施例中，通过温度调整层400的加热作用，可使得间隙结构300的第一端302以及第二端304的温度差约为摄氏0度至摄氏20度，较佳的是，间隙结构300的第一端302以及第二端304的温度差约为摄氏0度至摄氏10度，更佳的是，间隙结构300的第一端302以及第二端304的温度相当。
承上所述，在本实施例中，通过温度调整层400的加热作用，可使得间隙结构300的第一端302以及第二端304的温度差异降低，便可使得间隙结构300的第一端302以及第二端304的电阻差异下降。而当间隙结构300具有均匀的电阻分布时，第一基板100与第二基板200之间的电场就不会因为间隙结构300的电阻不均而有分布不均匀的问题。因此，如此一来，电子发射器108产生的电子束于此电场中的传递路径就不会产生偏移，进而使得显示器的显示质量获得改善。
图2是根据本发明另一实施例的场发射式显示器的局部剖面示意图。图2的实施例与图1的实施例相似，因此相同的元件以相同符号表示，且不再重复说明。图2的实施例与图1的实施例不相同之处在于，第一电极层104以及温度调整层400都设置于第一基板100的承载基板102的内表面102a上，且第一电极层104与温度调整层400彼此电性绝缘。
更详细来说，温度调整层400是设置在承载基板102的内表面102a上，且温度调整层400上另外覆盖有绝缘层120。而第一电极层104是形成在绝缘层120上。因此通过绝缘层120可使得第一电极层104与温度调整层400彼此电性绝缘。
类似地，在本实施例中，温度调整层400与温度调整电源500电性连接。温度调整电源500可提供温度调整层400特定的电源，以控制温度调整层400具有特定的温度。换言之，通过温度调整电源500的控制，可以使得温度调整层400进行升温或是降温。
承上所述，在本实施例中，通过温度调整层400的加热作用可使得间隙结构300的第一端302以及第二端304的温度差异降低，进而使得间隙结构300的第一端302以及第二端304的电阻差异下降。而当间隙结构300具有均匀的电阻分布时，第一基板100与第二基板200之间的电场就不会因为间隙结构300的电阻不均而造成分布不均。因此，如此一来，电子发射器108产生的电子束于所述电场中的传递路径就不会产生偏移。如此，所述显示器的显示质量便可以获得改善。
在上述图1以及图2的实施例中，温度调整层400是全面地覆盖于第一基板100的表面上。更详细来说，图1以及图2的实施例中的温度调整层400的布局方式如图3A所示，亦即温度调整层400是未图案化的膜层以覆盖在承载基板102的表面上。间隙结构300位于承载基板102上，且温度调整层400与温度调整电源500电性连接。但是本发明不限于此，根据其它实施例，温度调整层400亦可以是图案化膜层，如下所述。
如图3B所示，在此，温度调整层400为图案化膜层，即温度调整层400具有多个图案。而温度调整层400的图案是对应间隙结构300设置。在此实施例中，温度调整层400的图案是设置在间隙结构300的底下，且温度调整层400的图案皆与温度调整电源500电性连接。
此外，如图3C所示，在此，温度调整层400为图案化膜层，即温度调整层400具有多个图案。而温度调整层400的图案是对应间隙结构300设置。在此实施例中，温度调整层400的图案是设置在间隙结构300的两侧，温度调整层400的图案并不与间隙结构300接触，且温度调整层400的图案皆与温度调整电源500电性连接。
此外，如图3C所示，在此，温度调整层400为图案化膜层，即温度调整层400具有多个图案。而温度调整层400的图案是对应间隙结构300设置。在此实施例中，温度调整层400的图案是设置在间隙结构300的两侧，且温度调整层400的图案皆与温度调整电源500电性连接。
再者，温度调整层400的图案与间隙结构300之间的设置方式还可以是如图3D所示。在此实施例中，温度调整层400的图案条状式的排列于承载基板102上，且温度调整层400的图案皆与温度调整电源500电性连接。而间隙结构300是设置在温度调整层400的图案上。
另外，温度调整层400的图案与间隙结构300之间的设置方式还可以是如图3E所示。在此实施例中，温度调整层400的图案条状式的倾斜排列于承载基板102上，且温度调整层400的图案皆与温度调整电源500电性连接。而间隙结构300是设置在温度调整层400的图案上。
承上所述，无论温度调整层400于承载基板102上是以何种形式或排列设置，通过温度调整层400的加热作用都可以使得间隙结构300的第一端302以及第二端304的温度差异降低，进而使得间隙结构300的第一端302以及第二端304的电阻差异下降。而当间隙结构300具有均匀的电阻分布时，第一基板100与第二基板200之间的电场分布就不会因为间隙结构300的电阻不均而造成变化。因此，如此一来，电子发射器108产生的电子束的路径就不会产生偏移，进而使得显示器的显示质量获得改善。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (10)
1.一种场发射式显示器，其特征在于，包括：
一第一基板；
一第二基板，位于该第一基板相对向设置；
一间隙结构，位于该第一基板与该第二基板之间，该间隙结构具有与该第一基板连接的一第一端以及与该第二基板连接的一第二端，当该场发射式显示器于操作时，该第一端以及该第二端的温度差约为摄氏0度至摄氏20度；以及
一温度调整层，位于该第一基板的一表面上。
2.根据权利要求1所述的场发射式显示器，其特征在于，
该第一基板，包括：
一第一电极层，位于一承载基板上；
一电阻层，覆盖该第一电极层；
一电介质层，位于该电阻层上，且该电介质层具有多个开口；
多个电子发射器，位于该电介质层的所述开口内；以及
一第二电极层，位于该电介质层的一顶表面上；
该第二基板包括：
一发光材料层，该发光材料层包括一磷光材料层或是一荧光材料层；
以及
一第三电极层，覆盖该发光材料层。
3.根据权利要求2所述的场发射式显示器，其特征在于，该第一基板的该承载基板具有一内表面以及一外表面，该第一电极层位于该内表面上，且该温度调整层是设置在该外表面上。
4.根据权利要求2所述的场发射式显示器，其特征在于，该第一基板的该承载基板具有一内表面以及一外表面，该第一电极层以及该温度调整层都设置于该内表面上，且该第一电极层以及该温度调整层彼此电性绝缘。
5.根据权利要求1所述的场发射式显示器，其特征在于，更包括一温度调整电源，其与该温度调整层电性连接。
6.根据权利要求1所述的场发射式显示器，其特征在于，该温度调整层是全面地覆盖于该第一基板的该表面上。
7.根据权利要求1所述的场发射式显示器，其特征在于，该温度调整层具有多个图案，所述图案对应该间隙结构设置。
8.根据权利要求1所述的场发射式显示器，其特征在于，该温度调整层包括一电阻材料。
9.根据权利要求8所述的场发射式显示器，其特征在于，该电阻材料包括金属或是金属氧化物。
10.根据权利要求1所述的场发射式显示器，其特征在于，在该第一端以及该第二端的温度差约为摄氏0度至摄氏10度。
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