CN1691861A - 具有发光亮度补偿结构的场发射显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有发光亮度补偿结构的场发射显示器及其制造方法，主要将红、蓝、绿三色的阴极导电层的高度按照其发光效率的不同而设定成不同高度，使位于阴极导电层顶端的电子发射源层与闸极层的距离按照颜色的不同而有差异，从而使不同颜色的阴阳极单元间的电场强度有所不同。发光效率较差的颜色(蓝色)，因电场强度较高，可从电子发射源层吸引较多的电子射向荧光粉体层，而补偿三种颜色的发光效率不一致的情况，使各种颜色可产生相同的亮度，从而使画面的颜色更为精确。

Description

具有发光亮度补偿结构的场发射显示器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有发光亮度补偿结构的场发射显示器及其制造方法，尤其涉及一种通过调整阴阳极间距离而改变电场强度，从而使发光效率不一致的三原色可达到亮度均匀化的场发射显示器补偿结构。

背景技术

场发射显示器(Field Emission Display，FED)是近年来新兴的平面显示器之一，其原因在于场发射显示器具有自体发光的效果，无须另外使用背光光源，与各种LCD相比较，除了具有较佳的亮度外，还具有可视角度范围更宽广、耗电量低、反应速度快(不留残影)及操作温度较广等优点，并且所呈现的影像画质非常近似于传统的阴极射线管(CRT)显示器，而体积却远比阴极射线管轻、薄，因此场发射显示器成为取代液晶显示器及电浆显示器的明日之星指日可待。另外，由于近年来纳米技术的迅速发展，将纳米材料应用于场发射显示器中，势必将进一步促进其发展成为成熟商品。

图1为一种公知的三极结构场发射显示器的剖视图。如图1所示，其结构主要包括阳极板10与阴极板20。阳极板10与阴极板20之间设置有支撑器(spacer)14，用于在阳极板10与阴极板20之间设置真空间隔并作为阳极板10与阴极板20之间的支撑。阳极板10包括一阳极基板11、一阳极导电层12及一荧光粉体层(phosphors layer)13。阴极板20包括一阴极基板21、一阴极导电层22、一电子发射源层23、一介电层24及一闸极层25。其中闸极层25被施加一电位差使电子发射源层23射出电子，通过阳极导电层12所提供的高电压来加速电子束，使电子有足够的动能撞击(impinge)阳极板10上的荧光粉体层13使其激发而发光。

显示器画面上的每一个像素(pixel)均由红、蓝、绿等三个颜色的阴阳极单元所组成，因荧光粉体层13成分的不同而发出不同颜色的光，但三色的荧光粉体层13的发光效率并不一致，具有相同能量的电子束撞击后所产生的亮度并不相同。但由于在公知的结构中，每一组阴阳极单元的配置都相同，电子发射源层23与闸极层25及荧光粉体层13的距离也相同，因此在闸极电位与阳极电位相同的情况下，闸极层25所吸引的电子数也相同，但三色的荧光粉体层13的发光效率不同，红蓝绿三色的比例约为2∶1∶7，而导致亮度不同，进而使画面的颜色及亮度失真，公知的场发射显示器为解决这一问题，需要设计出极为复杂的控制电路来精确控制闸极电位的高低，以补偿发光效率的不一致，但是这种解决方案的成本极高，不符合经济效益。

另一种解决方案是通过调整各色荧光粉体层13的厚度或面积，即对于发光效率较低的颜色，加大其荧光粉体层13的厚度或面积来补偿发光效率的不足，但因显示器的画面由大量像素(每三组阴阳极单元构成一像素)成矩阵排列，因此这种补偿方式难以使每一像素中的各荧光粉体层13均达到一致，且制造过程相当复杂，无法彻底解决这一问题。

本发明的内容

本发明的主要目的是提供一种具有发光亮度补偿结构的场发射显示器及其制造方法，可以最有效且以成本最低的方式补偿各色荧光粉体发光效率的不一致，使在相同条件下电子束的撞击可达到亮度的一致，且无须使用复杂的控制电路或繁复的制造过程即可达成上述目的，极具经济效益。

为了实现上述目的，本发明按照各色荧光粉体发光效率的不同而设定具有高度差的阴极导电层，使位于阴极导电层顶端的荧光粉体层与闸极间的距离有所不同，在施加相同的闸极电位的情况下，可产生不同的电场强度，使发光效率较低的阴阳极单元间产生较高的电场强度，吸引较多的电子撞击荧光粉体，从而补偿其发光效率的不足。

本发明不仅具有极为精密的高度控制，且制造过程极为简便，成本较低，又不需要繁复的控制电路，在最低成本支出下，达到最有效的亮度补偿功效。

附图的简要说明

图1为公知的三极结构场发射显示器的剖视图；

图2为本发明实施例的具有发光亮度补偿结构的场发射显示器的剖视图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，附图仅提供参考与说明用，并非用来限制本发明。

图2为本发明的剖视图。如图2所示，本发明的基本结构仍保留现有技术中的三极结构，主要包括阳极板30与阴极板40。阳极板30与阴极板40之间设置有支撑器34，用于在阳极板30与阴极板40之间设置真空间隔并作为阳极板30与阴极板40之间的支撑。阳极板30包括一阳极基板31、一阳极导电层32及一荧光粉体层33。阴极板40包括一阴极基板41、一阴极导电层42、一电子发射源层43、一介电层44及一闸极层45。本发明的主要特征在于每一像素中的红蓝绿三色的阴阳极单元，调整各色的电子发射源层43与闸极层45的距离，绿色、红色与蓝色的荧光粉体层33的发光效率比约为7∶2∶1，因此将各色电子发射源层43与荧光粉体层33的距离设定为相同的比率7∶2∶1，电场强度为1/7∶1/2∶1，即等于2∶7∶14，与发光效率比相乘后可得到1∶1∶1的理想发光亮度比，可在电压不变的情况下改变各色电极间的电场强度(电场强度为电压除以距离，E＝V/D)，通过电场强度的差异，使闸极层45从电子发射源层43吸引不同数量的电子射向荧光粉体层33，即可补偿各色荧光粉体层33发光效率的差异，即发光效率较低的荧光粉体层33(如蓝色与红色)，阴阳极间的电场强度较大，可吸引较多的电子射向对应的荧光粉体层33，从而提高其发光亮度，补偿发光效率的不足；而发光效率较高的颜色(如绿色)，阴极间的电场强度较小，从而减小其亮度，使三色的发光亮度趋于一致。由于三色荧光粉体在现有技术下仅能达到7∶2∶1的发光效率比，最大值与最小值之比达到7∶1，在阴阳极板30，40与闸极层45的间距须维持在一可行的范围的限制下，电子发射源层43与闸极层45间的距离在目前的技术条件下尚无法达到7∶2∶1的比例，即无法达到最理想的比例，现在能达到的仅约为2∶1∶1的比例，但也能达到相当优秀的补偿效果，如果未来三色荧光粉体的发光效率比有所改进而拉进其比例，即可以达到最佳的比例。

改变电子发射源层43与阳极板30间的距离的方法，为设定各色的阴极导电层42的高度，由于电子发射源层43位于阴极导电层42的顶端，因此改变阴极导电层42的高度即可改变电子发射源层43与闸极层45的距离。可以通过以下两种方式达到上述目的：

(1)厚膜制造过程：通过网版印刷方式多层印制形成阴极导电层42的银胶，由不同层数的银胶印制，产生不同的厚度，即产生不同高度的厚膜(即阴极导电层42)。

(2)微影制造过程：通过感光型银胶做为阴极导电层42，对感光型银胶进行不同时间的曝光，由曝光时间的长短比决定其高度。

通过上述两种方法即可产生不同高度的阴极导电层42，不仅可以达到极为精密的高度控制，且制造过程极为简便，不致使成本过高，也不需要繁复的控制电路，在最低成本的情况下，可以达到最有效的亮度补偿功效。与现有技术的解决方案相比，本发明是最佳的解决方案。特此提出申请专利。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用于其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种具有发光亮度补偿结构的场发射显示器，其特征在于，在所述场发射显示器中的每一像素中的三色的阴阳极单元，电子发射源层与对应的闸极层间的距离等于绿红蓝三色荧光粉体的发光效率比例，使三色的阴阳极单元间的电场强度不同，从而补偿发光效率的不同。

2.如权利要求1所述的具有发光亮度补偿结构的场发射显示器，其特征在于当所述绿红蓝三色的荧光粉体的发光效率为7∶2∶1时，所述三色的电子发射源层与对应的闸极层间的距离比为2∶1∶1。

3.一种具有发光亮度补偿结构的场发射显示器的制造方法，其特征在于用银胶做为所述场发射显示器中的阴极导电层，通过网版印刷方式印制不同层数的银胶，由此能产生不同的厚度，即产生不同高度的阴极导电层，使位于阴极导电层上的电子发射源层与闸极层的间距不同。

4.如权利要求3所述的具有发光亮度补偿结构的场发射显示器的制造方法，其特征在于当所述绿红蓝三色的荧光粉体的发光效率为7∶2∶1时，所述三色的电子发射源层与对应的闸极层间的距离比为2∶1∶1。

5.一种具有发光亮度补偿结构的场发射显示器的制造方法，其特征在于用感光型银胶做为所述场发射显示器中的阴极导电层，对感光型银胶进行不同时间的曝光，由曝光时间的长短比决定其高度，从而能产生不同高度的阴极导电层，使位于阴极导电层上的电子发射源层与闸极层的间距不同。

6.如权利要求5所述的具有发光亮度补偿结构的场发射显示器的制造方法，其特征在于当所述绿红蓝三色的荧光粉体的发光效率为7∶2∶1时，三色的电子发射源层与对应的闸极层间的距离比为2∶1∶1。

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