CN102540567A - 薄型平板显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄型平板显示装置，包括依次设置的第一基板、第二基板、第三基板和第四基板，包围在所述第一基板和第二基板之间的是真空，包围在所述第三基板和第四基板之间的是液晶层；所述第一基板用于发射电子束，第二基板涂布发光荧光粉；所述第一基板和第二基板形成一个场发射显示装置，第三基板和第四基板形成一个液晶显示装置；所述场发射显示装置的红色荧光体单元、绿色荧光体单元和蓝色荧光体单元与所述液晶显示装置的像素单元一一对应。本发明能有效提高液晶显示装置的背光利用效率。

Description

薄型平板显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别涉及一种薄型平板显示装置。
背景技术
场发射显示装置是一种主动发光器件，具有阴极射线管的高亮度、高对比度等特点，也具有液晶显示装置的薄型平板化特点。场发射显示装置的结构有很多种，主体都是由带荧光粉的阳极基板和带电子发射源(简称“电子源”)的阴极基板组成。图1给出了一种场发射显示装置RGB像素的结构示意图。底部玻璃基板上分布着阴极、发射体和栅极，栅极和阴极之间隔着绝缘层。顶部玻璃基板上分布着阳极、黑色矩阵和荧光粉。顶部阳极基板和底部阴极基板之间为真空，并用间隙子进行支撑。
在场发射显示装置的发展过程中，受到成本、显示特性等的制约，一直未能在平板显示市场中推广普及。除了工艺设备的成本外，驱动电路的材料成本也是影响成本的一个关键因素。场发射显示装置栅极和阴极之间的驱动电压在数十伏特到数百伏特之间。200V以上的一股用分立元件进行驱动，成本非常高。200V以下的一股用高压集成电路芯片进行驱动，成本也相当高。场发射显示装置的驱动集成电路系统约占总成本的70～80％。此外，发射体作为电子发射源，在所有灰阶的显示中很难做到整面均匀显示，这使得场发射显示装置作为平板显示器的用途受到很大的制约。作为场发射显示装置的应用，一种方向是用作被动式显示装置，比如液晶显示装置的背光源。
许多专利和其他公开文献都提到了用场发射显示装置作为液晶显示装置的背光源。这些文献的共同思想是使场发射显示装置撞击一种荧光粉形成单色(白色)发光，或者在撞击RGB荧光粉后通过混光发出白光，并用光学膜片进行白光的均匀化处理。用场发射显示装置发出的白光作为液晶显示装置的背光源，液晶显示装置需要设计彩色滤光薄膜，使背光源的光利用效率降低到30％左右。为了提高液晶显示装置对背光源的光的利用效率，美国专利US5926239A提出了一种场发射显示装置的RGB荧光体发光单元(简称“荧光体单元”)直接给液晶显示装置的像素单元提供光源的方法。如图2所示，上方的液晶显示装置和下方的场发射显示装置的两层玻璃基板直接接触，一方面是两个显示装置的贴合不容易，另外一方面是两个显示装置之间存在电位干扰。此外，场发射显示装置的RGB荧光体发光单元(即图中的红绿蓝色荧光粉)没有与液晶显示装置的像素单元一一对应，降低了光的利用效率。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种薄型平板显示装置，有效提高液晶显示装置的背光利用效率。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种薄型平板显示装置，包括依次设置的第一基板、第二基板、第三基板和第四基板，包围在所述第一基板和第二基板之间的是真空，包围在所述第三基板和第四基板之间的是液晶层；所述第一基板用于发射电子束，第二基板涂布发光荧光粉；所述第一基板和第二基板形成一个场发射显示装置，第三基板和第四基板形成一个液晶显示装置；所述场发射显示装置的红色荧光体单元、绿色荧光体单元和蓝色荧光体单元与所述液晶显示装置的像素单元一一对应。
为了保证场发射显示装置的RGB发光单元与液晶显示装置的像素单元一一对应的时候，RGB发光单元发光亮度的稳定性，可把各所述红色荧光体单元短接，各所述绿色荧光体单元短接，各所述蓝色荧光体单元短接。短接后的所述红色荧光体单元的驱动电压、绿色荧光体单元的驱动电压和蓝色荧光体单元的驱动电压可分别调节，控制RGB发光单元的发光亮度，可以有效保证发光亮度的稳定性。
为了消除场发射显示装置的电位对液晶显示装置各配线电位的影响，在所述场发射显示装置和液晶显示装置之间可设有壁状间隙子。所述壁状间隙子可为阵列结构，该壁状间隙子的各边纵横交错围成的每个单元对应场发射显示装置的一个荧光体单元以及液晶显示装置的一个像素单元。为了最大限度减少背光损失，壁状间隙子各单元的开口面积大于荧光体单元的开口面积，壁状间隙子各单元的开口面积大于像素单元的开口面积。为使背光仅从壁状间隙子的开口通过，防止RGB发光单元之间出现色彩干扰，所述壁状间隙子的颜色优选为黑色或者灰色。
为了提高场发射显示装置和液晶显示装置的贴合精度，在间隙子上设计了对位用图案，所述壁状间隙子在非显示区具有对位标记，在所述第二基板上以及第三基板上或第四基板上具有与所述对位标记相对应的嵌合标记。调节壁状间隙子的高度，可以调节场发射显示装置的电位对液晶显示装置各配线电位的影响，直至影响降到可以忽略为止。
为减少背光损失，所述液晶显示装置可没有彩色滤光薄膜。
有益效果：本发明中，液晶显示装置没有彩色滤光薄膜，采用场发射显示装置的RGB发光单元与液晶显示装置的像素单元直接一一对应，提高了光的利用效率；设计场发射显示装置与液晶显示装置的对位贴合结构，提高场发射显示装置和液晶显示装置的贴合精度；RGB发光单元的驱动电压可分别调节，控制RGB发光单元的发光亮度，有效保证发光亮度的稳定性；消除了场发射显示装置的电位对液晶显示装置各配线电位的影响。
附图说明
图1为现有场发射显示装置RGB像素的结构示意图；
图2为现有场发射显示装置RGB荧光体发光单元与液晶显示装置像素单元对齐的结构示意图；
图3为实施例1的薄型平板显示装置的结构示意图；
图4为场发射显示装置的电压驱动方案示意图；
图5为壁状间隙子的平面结构示意图；
图6(A)为壁状间隙子上的对位标记示意图，图6(B)为液晶显示装置和场发射显示装置上的嵌合标记示意图；图6(C)为对位标记和嵌合标记的贴合效果示意图；
图7为实施例2的薄型平板显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：
把平板状的场发射显示装置用作液晶显示装置的背光源。如图3所示，第一基板为场发射显示装置中带电子源的阴极基板，第二基板为场发射显示装置中带荧光粉的阳极基板，第三基板为液晶显示装置中带TFT(薄膜晶体管)阵列的阵列基板，第四基板为液晶显示装置中的纯玻璃基板或者带ITO层的玻璃基板。
第一基板的电子源加电压后轰击第二基板上的荧光粉发光。如图4所示，在第一基板上，把所有对应红色荧光体单元的驱动合成为一个驱动电压Vr，把所有对应绿色荧光体单元的驱动合成为一个驱动电压Vg，把所有对应蓝色荧光体单元的驱动合成为一个驱动电压Vb。第二基板上的阳极电压为Vd，分别控制电压Vr、Vg和Vb的值，可以分别独立调节红色荧光体单元、绿色荧光体单元和蓝色荧光体单元的发光亮度。
在第二基板和第三基板之间的壁状间隙子如图5所示。显示区中的每个开口对应场发射显示装置的一个红色荧光体单元的开口或绿色荧光体单元的开口或蓝色荧光体单元的开口，同时也对应液晶显示装置中的一个像素单元的开口。显示区内的壁状间隙子所处的位置对应场发射显示装置第二基板上的黑色矩阵，同时也对应液晶显示装置第三基板上的金属配线。壁状间隙子的高度选择需要权衡场发射显示装置Vr、Vg、Vb和Vd对位对液晶显示装置各配线和导电层的电学干扰，要把这种干扰控制在可以忽略的程度。
如图5所示，壁状间隙子在非显示区设计有对位标记。在场发射显示装置的荧光体一侧玻璃基板上以及液晶显示装置的阵列基板(当然也可以是光玻璃基板或者带ITO层的玻璃基板)上具有与壁状间隙子的对位标记相对应的嵌合标记。为了最大限度减少背光损失，使背光仅从壁状间隙子各单元的开口通过，壁状间隙子各单元的开口面积大于荧光体单元的开口面积，壁状间隙子各单元的开口面积大于像素单元的开口面积。为使背光仅从壁状间隙子的开口通过，防止RGB发光单元之间出现色彩干扰，所述壁状间隙子的颜色优选为黑色或者灰色。图6给出了某一种用于场发射显示装置和液晶显示装置贴合的对位标记和嵌合标记。
实施例2：
如图7所示，本实施例与实施例1的不同在于：阵列基板与光玻璃基板或者带ITO层的玻璃基板的位置互换，使得液晶显示装置的阵列基板位于观察者一侧。通过阵列基板朝上贴合的处理，可以进一步改善场发射显示装置的强电场对阵列基板上各配线及导电层的电学干扰。

Claims (9)

1.一种薄型平板显示装置，包括依次设置的第一基板、第二基板、第三基板和第四基板，包围在所述第一基板和第二基板之间的是真空，包围在所述第三基板和第四基板之间的是液晶层；所述第一基板用于发射电子束，第二基板涂布发光荧光粉；所述第一基板和第二基板形成一个场发射显示装置，第三基板和第四基板形成一个液晶显示装置；所述场发射显示装置的红色荧光体单元、绿色荧光体单元和蓝色荧光体单元与所述液晶显示装置的像素单元一一对应。
2.根据权利要求1所述薄型平板显示装置，其特征在于：各所述红色荧光体单元短接，各所述绿色荧光体单元短接，各所述蓝色荧光体单元短接。
3.根据权利要求2所述薄型平板显示装置，其特征在于：短接后的所述红色荧光体单元的驱动电压、绿色荧光体单元的驱动电压和蓝色荧光体单元的驱动电压可分别调节。
4.根据权利要求1所述薄型平板显示装置，其特征在于：在所述场发射显示装置和液晶显示装置之间设有壁状间隙子。
5.根据权利要求4所述薄型平板显示装置，其特征在于：所述壁状间隙子为阵列结构，该壁状间隙子的各边纵横交错围成的每个单元对应场发射显示装置的一个荧光体单元以及液晶显示装置的一个像素单元。
6.根据权利要求5所述薄型平板显示装置，其特征在于：所述壁状间隙子各单元的开口面积大于荧光体单元的开口面积，且所述壁状间隙子各单元的开口面积大于像素单元的开口面积。
7.根据权利要求4所述薄型平板显示装置，其特征在于：所述壁状间隙子的颜色为黑色或者灰色。
8.根据权利要求4所述薄型平板显示装置，其特征在于：所述壁状间隙子在非显示区具有对位标记，在所述第二基板上以及第三基板上或第四基板上具有与所述对位标记相对应的嵌合标记。
9.根据权利要求1所述薄型平板显示装置，其特征在于：所述液晶显示装置没有彩色滤光薄膜。
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