CN1630015A - 电子发射装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子发射装置及其制造方法。本发明的电子发射装置包括形成在一基板的一侧的至少一个阳极以及具有若干在该阳极上以预定间距隔开的多个分隔荧光层的发光区域。荧光层中至少一个具有至少一个分割图案。本发明的荧光层结构可维持优良的色坐标特性及极大地改善亮度特性。

Description

电子发射装置及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2003年11月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2003-0086107的优先权和利益，这里引入该申请的全部内容以供参考。
技术领域
本发明涉及一种电子发射装置及其制造方法，更具体的，涉及一种可维持优良的色坐标特性并极大地改进亮度特性的电子发射装置及其制造方法。
背景技术
通常，平板显示器包括一种真空容器，该真空容器具有间隔一定距离彼此相对的第一和第二基板。平板显示器提供从形成在第一基板的电子发射区域发出并撞击形成在第二基板的发光区域的电子，从而发光并显示预期图像。可用热或冷阴极作为电子发射源。
发光区域包括绿、蓝和红色荧光层以及黑色层。图1是表示传统发光区域的结构的示意图。其表示了绿色荧光层13G、蓝色荧光层13B、红色荧光层13R以及黑色层17。
首先，形成具有等间距条纹图案的黑色层，然后利用浆涂方法形成绿、蓝和红色荧光层以得到图1所示结构。每种颜色的视线宽基本相同。
但是，如果利用传统方法制造一种具有该发光区域的电子发射装置，每种颜色的亮度特性或彩色特性会变得比预期要差。例如，红光发射亮度变得低于蓝光发射亮度，从而使亮度特性变差。
发明内容
依照本发明，提供一种可维持优良的色坐标特性并极大地改进亮度特性的电子发射装置的示范性实施例及其制造方法。
该电子发射装置的一种示范性实施例包括形成在一基板的一面上的至少一个阳极；以及具有若干在该阳极上以预定间距隔开并分开构图的荧光层且形成在阳极的一面上的发光区域。至少荧光层之一具有多区分割图案。
该电子发射装置的一种示范性实施例包括形成在一基板的一面上的至少一个阳极；以及具有若干在该阳极上以预定间距隔开并分开构图的绿色、蓝色及红色荧光层且设在该阳极的一面上的发光区域。至少绿色荧光层和蓝色荧光层之一具有单个图案，而红色荧光层具有至少一个分割图案。
该电子发射装置的一种示范性实施例包括相互面对、其间具有预定间距且经由一密封剂连接以形成一真空容器的第一基板和第二基板。阴极形成在该第一基板上。一电子发射区域与该阴极连接。栅极形成在包围该电子发射区域的绝缘层之间的阴极上。至少一个阳极形成在该第二基板上，以及一具有若干分开构图的绿色、蓝色及红色荧光层的发光区域以预定间距设置在阳极上，其中，至少绿色荧光层、蓝色荧光层以及红色荧光层之一具有多区分割图案。
同时依照本发明，提供一种电子发射装置的制造方法包括：(a)在第二基板上形成至少一个阳极；以及(b)利用浆涂方法(slurry method)在该第二基板上的发光区域处以预定间距形成至少一绿色荧光层、蓝色荧光层及红色荧光层，其中，至少绿色荧光层、蓝色荧光层及红色荧光层之一具有至少一个分割图案。
该电子发射装置可具有位于荧光层之间的至少一个黑色层。
而且，至少绿色荧光层、蓝色荧光层及红色荧光层之一可具有双分割图案。
而且，该制造电子发射装置的方法还包括步骤：在步骤(a)与(b)之间，在第二基板的非发光区域处形成至少一个黑色层的步骤。
附图说明
图1是具有单条纹图案的绿、蓝和红色荧光层的一种传统发光区域的示意性透视图。
图2是依照本发明一种示范性实施例的具有双分割图案的红色荧光层的一种发光区域的示意性透视图。
图3是依照本发明一种示范性实施例的电子发射装置的局部剖视图。
图4是依照本发明一种示范性实施例的具有发光区域的基板部分的局部剖视图。
具体实施方式
本发明涉及一种电子发射装置及其制造方法，其中，该电子发射装置可通过为特性相对降低的颜色形成多分区荧光层以满足阳极面板所需要的亮度和色坐标要求来改善光学特性，例如亮度和色坐标特性。
对于特性弱的颜色，可通过形成更多条线来增加红、绿和蓝色荧光层的荧光层图案。
本发明通过形成一多分区图案能维持优良的色坐标特性并改善亮度特性。即，在一种特定导出条件(电压和电流密度)下一种具有优良色坐标特性但亮度弱的荧光粉与另一种具有弱色坐标但具有优良亮度特性的荧光粉形成为每根线。
本发明可形成至少一种分割图案，该分割图案可以是条纹或网格，但并不限于这些方法。
而且，至少绿、蓝及红色荧光层之一可具有多分区图案。
在本发明的一种示范性实施例中，为解决蓝光发射亮度低于红光发射亮度的问题，在蓝色荧光层的旁边形成一红色荧光层的线条以形成至少一个分割图案。
在本发明中，形成多分区图案的荧光层可以基本相同或不同，并且每种颜色至少可用两种不同的荧光粉。
依照本发明，在用于形成至少一个分割图案的荧光粉中，红色荧光粉可以是从以下组中选出的至少一种，该组包括Y2O3:Eu、Y2O2S:Eu以及CaxSr1-xS:Eu，其中，0＜x＜1。同时，ZnS:Al、Cl等可用作蓝色荧光粉，以及ZnS:Cu、Al等可用作绿色荧光粉。但是，依照本发明采用的荧光粉并不限于这些例子。
依照本发明，具有至少一个分割图案的荧光层的面积可基本相同或不同。
在一个示范性实施例中，具有至少一个分割图案的至少绿、蓝和红色荧光层之一的面积与其它荧光层的面积的比例在1∶1至1∶1.8的范围内。若具有至少一个分割图案的荧光层的面积比例较小，荧光特性的改善就小。相反，若其较大，会由于具有多区分割图案的荧光粉的集束光发射而打破白平衡。
以具有一个分割图案的红色荧光层作为例子，绿色和蓝色荧光层可具有相等面积，红色荧光层的面积与蓝色或绿色荧光层的面积的比例可在1∶1至1∶1.8的范围内。
本发明的电子发射装置可包括至少一个位于荧光层之间的黑色层。这里，黑色层可以是黑色基质层。
黑色层的面积与具有至少一个分割图案的荧光层的面积的比例可在1∶1至1∶2的范围内。若黑色层的面积比例较小，对比度就变弱。相反，若其较大，亮度就变弱。
以具有一个分割图案的红色荧光层作为例子，优选的，黑色层的面积与红色荧光层的面积的比例在1∶1至1∶2的范围内。
以下将参照附图更详细地描述本发明的示范性实施例。
图2是依照本发明一种示范性实施例的具有双条纹红色荧光层的一种发光区域的示意图。为解决红色荧光粉与绿色和蓝色荧光粉相比颜色质量较差的问题，在蓝色荧光层13B旁边形成一种具有双条纹图案的红色荧光层13R′，于是本发明的发光区域包括绿色荧光层13G、蓝色荧光层13B、具有双条纹图案的红色荧光层13R′以及位于这些荧光层之间的黑色层17。在具有双条纹图案的红色荧光层中，黑色层17′位于该红色荧光层条纹之间。即，对于需要特性增强的颜色，可形成双条纹图案，或者两种基本相同或不同的荧光粉可形成一荧光层。
图3是依照本发明一种示范性实施例的电子发射装置的局部剖视图。本发明的电子发射装置包括第一基板(或阴极基板)1和第二基板(或阳极基板)2，两基板相互间以预定间距平行设置且连接到一起以形成一真空容器。在该真空容器的内部，一可发射电子的电子发射区域形成在第一基板1上，以及一可利用从该电子发射区域发射的电子来发光从而呈现图像的发光区域形成在第二基板2上。例如，发光区域可具有以下结构。
阴极3、绝缘层5和栅极7形成在第一基板1上，阳极11和荧光层13形成在第二基板2上。阴极3和栅极7具有相互垂直的分割图案。在阴极3与栅极7相交的区域处，形成有穿透栅极7和绝缘层5的孔5a和7a。电子发射区域(例如，发射器)15与经由该孔5a和7a电暴露的阴极3连接。在本发明的这种实施例中，电子发射区域设在用于每个像素区域的阴极3的边缘处。这里，电子发射装置的像素区域由栅极7和阴极3的交叉区域限定。该电子发射区域可设在阴极的中央且可通过丝网印刷或光刻形成。
构成电子发射区域15的电子发射材料可以是碳基材料、纳米材料或其组合物。例如，碳基材料可包括碳纳米管、石墨、金刚石、类金刚石碳、C60(球壳状碳分子)等；纳米材料包括碳纳米管、石墨纳米纤维、硅纳米线等。电子发射区域可包括从以下组中选出的至少一种作为电子发射源，该组包括碳纳米管、石墨、金刚石、类金刚石碳、C60(球壳状碳分子)、石墨纳米纤维、硅纳米线及其组合。
电子发射区域15的形状并不限于上述例子。例如，其可具有锥形。也就是说，电子发射区域15的形状并不特别限定。
绝缘层5可具有大约20μm的厚度。其可通过对一种介电膏状物重复地进行印刷、干燥及焙烧处理来形成。该介电膏状物可具有普通成分。
通过在绝缘层5上沉积一种导电材料然后将其形成图案，使栅极7成形为一种垂直于阴极3的条纹图案。在阴极3与栅极7的相交处利用传统光刻方法形成穿透该栅极7和绝缘层5的孔5a和7a。
当在形成该穿过栅极和绝缘层的孔之后把一种形成电子发射区域的膏状合成物涂覆在阴极3上时，形成在该阴极3和栅极7上的导电碳基材料会导致两电极之间短路。可以有选择地采用一牺牲层来防止电极短路。但是，这不是必不可少的，也可形成发射装置而无表面牺牲层。
所得到的电子发射区域15利用在自真空容器外部施加的电压作用下在阴极3与栅极7之间所形成的电子分布发射电子。
用于形成本发明电子发射区域的膏状合成物可以包括碳基材料、无机粉末、粘合剂树脂及有机溶剂。
并不特别限定碳基材料，其可以是碳基材料、纳米材料或其组合。例如，碳基材料可以包括碳纳米管、石墨、金刚石、类金刚石碳、C60(球壳状碳分子)等；而纳米材料可以包括碳纳米管、石墨纳米纤维、硅纳米线等。
无机粉末、玻璃粉、粘合剂树脂及有机溶剂可用于预备传统碳基材料(优选碳纳米管)的膏状物，但并不特别限于这些材料。如果需要，还可包括感光树脂和UV引发剂。
阴极3沿着一方向以一种预定图案例如分隔图案形成在第一基板1上，绝缘层5形成在第一基板1上且覆盖阴极3。
绝缘层5上形成若干具有孔7a的栅极7，该孔7a与形成在绝缘层5上的孔5a连接。这些栅极7形成一种垂直于阴极3且相互间具有预定间距的分隔图案。
本发明的电子发射装置的结构并不限于以上描述。例如，以下结构也是可以的。栅极形成在作为阴极基板的第一基板上。阴极形成在该栅极上，且两电极之间具有绝缘层。接着，使一电子发射器与该阴极电连接。
发光区域包括形成在第二基板2的一面(与第一基板相对的一面)上的阳极11以及形成在该阳极11上的包括红色荧光层13R′、绿色荧光层13G和蓝色荧光层13B的荧光层13，如图4所示。
具体地说，至少一个阳极11形成在第二基板2的与第一基板1相对的一面上，以及至少一个包括红色荧光层13R′、绿色荧光层13G和蓝色荧光层13B的分区荧光层13以预定间距形成在该阳极11上，如图4所示。
阳极11由一种透明导电膜例如ITO膜制成，用于增强显示对比度的黑色层17形成在荧光层13之间的不发光区域。黑色层17和荧光层13构成了发光区域21。阳极11可经由传统光刻工艺形成为条纹图案。
荧光层13包括多个以预定间距隔开的条纹荧光层，在一种示范性实施例中，绿色荧光层13G和蓝色荧光层13B都具有单个图案，红色荧光层13R′具有位于蓝色荧光层旁边的单分割图案，黑色层17设在它们之间。
若与黑色层17无间隙地形成一金属膜，那么在该黑色层上选择性地形成一表面平坦层即一膜层，该膜层可通过烘焙去除。
利用金属背衬效应(metal back effect)增强显示亮度的一金属膜例如薄铝膜可形成在发光区域21上。
荧光层13可通过电泳、丝网印刷、旋涂等形成在阳极11上。
用于形成绿、蓝及红色荧光层的浆液成分并未特别限定，但在一种示范性实施例中，其包括荧光粉、感光树脂、溶剂、分散剂、增稠剂等。
感光树脂可以是聚酯丙烯酸酯基树脂，但不限于此。
溶剂可以是有机溶剂，例如，丁基溶纤剂(BC)、丁基卡必醇乙酸酯(BCA)、萜品醇(TP)等。
根据需要，本发明的成分还可包括感光单体、光敏引发剂、非感光乙烯聚合物例如纤维素和丙烯酸酯、分散剂、消泡剂等。
感光单体可以是能热分解的丙烯酸酯基单体、苯甲酮基单体、苯乙酮基单体、噻吨酮基单体等，更具体的，可以是环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、2，4-二乙基蒽酚酮、或2，2-二甲氧基-2-苯乙酮。该感光单体可以有1至70wt％。光敏引发剂可以是传统采用的光敏引发剂，其含量并无特别限定。
黑色层17可由薄氧化铬膜或厚碳基膜例如石墨制成。
若干隔离物22设在第一基板1与第二基板2之间，以维持该两基板的间距。这些隔离物22设在非发光区域处即黑色层17处，以避免影响电子发射和光发射。
当在栅极7和阴极3上施加一驱动电压时，由于两电极之间的电势差就在电子发射区域周围15形成一电场，并自该电子发射区域15发射电子。并且，若几百至几千伏的正电压施加给阳极11，自电子发射区域15发射的电子就被吸引到荧光层13并激发其发出可见光。
以下，经由示例更详细地描述本发明。但以下示例仅是为了理解本发明，本发明并不限于它们。
示例
(例1和2)
把In2O3溅射到一透明基板上，然后进行刻蚀以形成一种有分割图案的阳极。在该阳极图案之间形成黑色层。把一种包有In2O3的绿、蓝及红色荧光粉的浆液涂覆到透明基板上，然后干燥并曝光。通过用一种低压喷嘴进行显影去除还未硬化的荧光粉浆液。继之干燥基板并形成绿、蓝及红色荧光层以制备阳极。利用传统方法形成阴极、栅极及电子发射器以制成一种电子发射装置。
在例1中，红色荧光层采用Y2O2S:Eu作为主荧光粉形成一条纹图案，如表1所示。以及采用Y2O3:Eu形成一双条纹图案以增强亮度特性。
在例2中，红色荧光层采用Y2O2S:Eu作为主荧光粉形成一条纹图案。以及采用CaxSr1-xS:Eu形成一双条纹图案以增强色彩特性。
通过在形成黑色层的过程中在红色荧光层的条纹旁边形成另一条纹来获得双条纹图案。
具有双条纹图案的红色荧光层的线宽与绿色及蓝色荧光层的线宽的比例设定为1∶1。红色荧光层双条纹图案的两条纹的线宽设定为基本相同。
而且，黑色层的线宽与整个红色荧光层的线宽的比例设定为1∶2。
绿色及蓝色荧光层采用传统浆液成分形成为单条纹图案。
除了荧光粉之外，用于形成绿、蓝及红色荧光层的浆液还包括感光树脂、溶剂、分散剂和增稠剂。
测量具有双条纹图案红色荧光层的电子发射装置的发光亮度，结果在以下表1中给出。
表1
    荧光粉 效率(1kv，L/W)   色坐标
例1     Y2O2S:Eu     3.6   0.652，0.336
    Y2O3:Eu     5.4   0.649，0.343
例2     Y2O2S:Eu     3.6   0.652，0.336
    CaxSr1-xS:Eu     0.66   0.703，0.300
如表1所示，依照本发明的双条纹图案红色荧光层有助于防止发光亮度的降低。
如上所述，通过为需要增强特性的颜色增加子分区而获得的多分割图案荧光层防止了发光亮度的降低并改善了光学特性。
尽管已参照示范性实施例详细描述了本发明，但本领域技术人员将认识到可对本发明做出各种修改和替换，而不脱离所附权利要求书中阐述的本发明的精神与范围。

Claims (27)

1.一种电子发射装置包括：
至少一个形成在一基板一侧的阳极；以及
一处于所述阳极的一侧且具有在所述阳极上以预定间距隔开的多个多分隔的荧光层的发光区域，
其中所述荧光层中的至少一个荧光层具有至少一个分割图案。
2.如权利要求1所述的电子发射装置，其中所述荧光层包括至少一个绿色荧光层、蓝色荧光层和红色荧光层。
3.如权利要求1所述的电子发射装置，其中所述分割图案为一条纹图案。
4.如权利要求1所述的电子发射装置，其中所述分割图案为双条纹图案。
5.如权利要求1所述的电子发射装置，其中，所述具有至少一个分割图案的所述至少一个荧光层的面积与至少一个其它荧光层的面积的比例在1∶1至1∶1.8的范围内。
6.如权利要求1所述的电子发射装置，其进一步包括至少一位于所述荧光层之间的黑色层。
7.如权利要求6所述的电子发射装置，其中，所述黑色层的面积与所述具有至少一个分割图案的荧光层的面积的比例在1∶1至1∶2的范围内。
8.如权利要求1所述的电子发射装置，其中所述具有至少一个分割图案的荧光层是红色荧光层。
9.如权利要求8所述的电子发射装置，其中，所述红色荧光层的荧光粉是从包括Y2O3:Eu、Y2O2S:Eu以及CaxSr1-xS:Eu，其中0＜x＜1的组中选出的至少一种。
10.一种电子发射装置包括：
至少一个形成在一基板一侧的阳极；以及
一设在所述阳极的一侧且具有在所述阳极上以预定间距隔开的多个多分隔的绿色、蓝色及红色荧光层的发光区域，
其中所述绿色荧光层和所述蓝色荧光层中至少一个具有单个图案，并且所述红色荧光层具有至少一个分割图案。
11.如权利要求10所述的电子发射装置，其中，所述红色荧光层的所述分割图案是条纹图案。
12.如权利要求10所述的电子发射装置，其中，所述红色荧光层的面积与所述绿色荧光层或所述蓝色荧光层的面积的比例在1∶1至1∶1.8的范围内。
13.如权利要求10所述的电子发射装置，其进一步包括至少一位于所述荧光层之间的黑色层。
14.如权利要求13所述的电子发射装置，其中，所述黑色层的面积与所述红色荧光层的面积的比例在1∶1至1∶2的范围内。
15.如权利要求12所述的电子发射装置，其中，所述红色荧光层的荧光粉是从包括Y2O3:Eu、Y2O2S:Eu以及CaxSr1-xS:Eu，其中0＜x＜1的组中选出的至少一种。
16.一种电子发射装置包括：
相互面对、其间具有预定间距且经由一密封剂连接以形成一真空容器的第一基板和第二基板；
形成在所述第一基板上的阴极；
与所述阴极电连接的各个电子发射区域；
形成在包围所述各个电子发射区域的绝缘层之间的栅极；
至少一形成在所述第二基板上的阳极；以及
形成在所述阳极上且具有以预定间距设置的多个分隔的绿色、蓝色及红色荧光层的发光区域，
其中，所述绿色荧光层、所述蓝色荧光层以及所述红色荧光层中至少一层具有至少一个分割图案。
17.如权利要求16所述的电子发射装置，其中，所述绿色荧光层、所述蓝色荧光层以及所述红色荧光层中具有至少一个分割图案的至少一个的面积与至少一个其它荧光层的面积的比例在1∶1至1∶1.8的范围内。
18.如权利要求16所述的电子发射装置，其进一步包括至少一位于所述荧光层之间的黑色层。
19.如权利要求18所述的电子发射装置，其中，所述黑色层的面积与所述具有至少一个分割图案的荧光层的面积的比例在1∶1至1∶2的范围内。
20.如权利要求16所述的电子发射装置，其中所述具有至少一个分割图案的荧光层是红色荧光层。
21.如权利要求20所述的电子发射装置，其中，所述红色荧光层的荧光粉是从包括Y2O3:Eu、Y2O2S:Eu以及CaxSr1-xS:Eu，其中0＜x＜1的组中选出的至少一种。
22.一种制造电子发射装置的方法包括：
(a)在第二基板上形成至少一个阳极；以及
(b)利用浆涂方法在所述第二基板上的发光区域处以预定间距形成至少一绿色荧光层、蓝色荧光层及红色荧光层，
其中，所述绿色荧光层、蓝色荧光层及红色荧光层中至少一层具有至少一个分割图案。
23.如权利要求22所述的制造电子发射装置的方法，其中，所述具有至少一个分割图案的所述绿色荧光层、蓝色荧光层及红色荧光层中的至少一个的面积与至少一个其它荧光层的面积的比例在1∶1至1∶1.8的范围内。
24.如权利要求22所述的制造电子发射装置的方法，其进一步包括在形成至少一个阳极与形成至少一绿色荧光层、蓝色荧光层及红色荧光层的步骤之间，在所述第二基板上的非发光区域处形成至少一黑色层。
25.如权利要求24所述的制造电子发射装置的方法，其中，所述黑色层的面积与所述具有至少一个分割图案的荧光层的面积的比例在1∶1至1∶2的范围内。
26.如权利要求24所述的制造电子发射装置的方法，其中，所述具有至少一个分割图案的荧光层是红色荧光层。
27.如权利要求26所述的制造电子发射装置的方法，其中，所述红色荧光层的荧光粉是从包括Y2O3:Eu、Y2O2S:Eu以及CaxSr1-xS:Eu，其中0＜x＜1的组中选出的至少一种。
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