CN1790604A - 电子发射显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子发射显示器及其制造方法。所述电子发射显示器包括：电子发射基板，包括至少一个电子发射装置；和图像形成基板，包括至少一个发射区和至少一个非发射区。通过从电子发射装置发射的电子与发射区的碰撞从而在发射区中形成图像。图像形成基板还包括设置在发射区上的金属层和设置在至少一个非发射区上的至少一个电子收集器。电子收集器可以包括第一和第二端，其中将第一端贴附到图像形成基板且第二端面对电子发射基板。电子收集器温度了金属层和荧光层，由此通过将散射的电子重新引导向荧光层从而减少了电弧且保持了均匀的亮度。

Description

电子发射显示器

技术领域

本发明涉及一种电子发射显示器，且更具体而言，涉及一种电子发射显示器，其包括至少一个设置于电子反射显示器的图像形成基板的非发射区中的电子收集器。为了在像素中均匀地产生光，电子收集器散射入射电子。电子收集器还稳定了图像形成基板上的金属层和荧光层之间的结构。

背景技术

一般地，电子发射显示器或者采用热阴极或冷阴极作为电子源。使用冷阴极的电子发射显示器可以被分为场发射体阵列(FEA)型、表面导电发射体(SCE)型、金属绝缘体金属(MIM)型、金属绝缘体半导体(MIS)型、弹道电子表面发射(BSE)型等。

电子发射装置用于形成电子发射显示器、各种背光、用于光刻的电子束设备等。通常的电子发射显示器包括电子发射基板或第一基板以及图像形成基板或第二基板。电子发射基板包括多个电子发射装置和用于控制电子发射的控制电极。图像形成基板包括荧光层，发射的电子与荧光层碰撞，由此发射光。图像形成基板还包括电连接到荧光层的电极。

为了改善电子发射显示器的亮度，反射金属层设置于荧光层上。在通过电子与荧光层碰撞从而电子被反射向电子发射基板之后，金属层将发射的电子引导到图像形成基板且将电子吸引到荧光层。而且，金属层防止剩余的电子与荧光层碰撞。因此，金属层可以增加荧光层的寿命且可以防止电子发射基板和图像形成基板之间的电弧。在韩国专利公开No.2001-75972中公开了制造电子发射显示器的这样的金属层的示范性方法。

现将结合附图描述根据现有技术的制造金属层的方法。图1A到1E是根据现有技术的图像形成基板的横截面图。图1A到1E示出了用于制造电子发射显示器的金属层的现有技术工艺中的各个步骤。

如图1A所示，通过首先制备顶层110制造金属层。然后在顶层110上形成阳极120，且在阳极120上形成荧光层130。一般地，荧光层130形成为矩阵或条纹图案。

如图1B所示，在阳极120上的荧光层130之间的空间中形成光屏蔽层140。如图1C所示，然后通过将丙烯乳液或漆溶液施加到荧光层130并干燥溶液，从而在荧光层130上形成中间层150。然后在阳极120上形成金属层160，覆盖中间层150，如图1D所示。中间层150防止金属层160的不规则沉积，当在荧光层130的粗糙表面上直接沉积金属层160时不规则沉积可能发生。通过防止荧光层130上的金属层160的不均匀沉积，中间层150改善了荧光层130的反射效率。

通常，中间层150每层具有约10μm的厚度，且在金属层160的沉积之后去除中间层150。因此，在荧光层130和金属层160之间形成空间，如图1E所示。

但是，当中间层包括丙稀组分，难于在去除中间层之后调整荧光层和金属层之间产生的空间。而且，当施加高外部电压时，在荧光层和金属层之间的这些空间可以在金属层上导致电弧。

发明内容

在本发明的一个实施例中，电子发射显示器包括设置于电子发射显示器的图像形成基板的非发射区上的电子收集器。电子收集器保护荧光层免受电弧的影响。

在本发明的另一个实施例中，电子发射显示器包括电子收集器，所述电子收集器从图像形成基板的表面延伸向电子发射显示器的电子发射基板。电子收集器可以包括第一端和第二端，其中第一端贴附到图像形成基板且第二端面对电子发射基板。在一个实施例中，电子收集器的第二端的宽度大于第一端的宽度。电子收集器收集从电子发射基板发射的电子且将它们引导到荧光层。电子收集器还收集通过荧光层散射的不规则发射的电子。根据该实施例的电子发射显示器呈现了改善的发光效率。

在本发明的一个示范性实施例中，电子发射显示器包括：电子发射基板，包括至少一个电子发射装置；和图像形成基板，面对电子发射基板且包括至少一个发射区和至少一个非发射区。通过从电子发射装置发射的电子与图像形成基板的发射区的碰撞从而形成图像。至少在第二基板的发射区上设置金属层。在所述至少一个非发射区上设置至少一个电子收集器。电子收集器向电子发射基板延伸了预定距离。电子收集器可以包括第一端和第二端，其中将第一端贴附到图像形成基板且第二端面对电子发射基板。在一个实施例中，电子收集器的第二端的宽度大于第一端的宽度。电子收集器可以包括任何适当的材料，比如金属，且可以包括与金属层相同的材料。

在本发明的另一示范性实施例中，电子发射显示器包括：第一基板或电子发射基板，包括至少一个电子发射装置；第二基板或图像形成基板，面对第一基板且包括至少一个发射区和至少一个非发射区。通过从电子发射装置发射的电子与第二基板的发射区的碰撞从而形成图像。图像形成基板可以还包括在荧光层之间的至少一个光屏蔽层。至少在第二基板的发射区上设置金属层。在第二基板上沉积电子收集器，所述电子收集器包括具有至少一个开口的金属片，所述开口在位置上相应于发射区的位置。金属片可以具有预定的厚度，且开口可以成斜角使得面对电子发射基板的开口的第一区大于面对图像形成基板的开口的第二区。金属片可以为单一或多层片。

另外，可以在图像形成基板的整个表面上形成金属层，且可以在金属层上形成电子收集器。电子收集器和金属层可以由相同的电源激励。

在一个实施例中，电子收集器从图像形成基板向电子发射基板延伸约5到约200μm的预定的距离。

电子收集器可以包括反射金属，且金属层可以包括铝。可以通过比如玻璃料的粘结剂从而将电子收集器贴附到金属层。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下的详细附图，本发明的以上和其他特征和优点将变得更加显见，在附图中：

图1A是根据现有技术的电子发射装置的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出用于沉积金属层的现有技术工艺中的第一步骤；

图1B是图1A的电子发射装置的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出用于沉积金属层的现有技术工艺中的第二步骤；

图1C是图1B的电子发射装置的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出用于沉积金属层的现有技术工艺中的第三步骤；

图1D是图1C的电子发射装置的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出用于沉积金属层的现有技术工艺中的第四步骤；

图1E是图1D的电子发射装置的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出用于沉积金属层的现有技术工艺中的第五步骤；

图2是根据本发明的一个实施例的电子发射显示器的横截面图；

图3A是图2的电子发射装置的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出根据本发明的一实施例的制造图像形成基板的工艺中的第一步骤；

图3B是图3A的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出制造图像形成基板的工艺中的第二步骤；

图3C是图3B的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出制造图像形成基板的工艺中的第三步骤；

图3D是图3C的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出制造图像形成基板的工艺中的第四步骤；

图3E是图3D的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出制造图像形成基板的工艺中的第五步骤；

图3F是图3E的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出制造图像形成基板的工艺中的第六步骤；

图3G是图3F的图像形成基板的代表部分的横截面图，示出制造图像形成基板的工艺中的第七步骤；

图4是图2的图像形成基板的区域A的放大横截面图；

图5是根据本发明的可替换实施例的图像形成基板的代表部分的示意性透视图；

图6是图5的图像形成基板的侧横截面图，沿线6-6截取；

图7是根据本发明的又一实施例的电子发射显示器的图像形成基板的侧横截面图；

图8A是根据现有技术的电子发射显示器的绿荧光层的发射照片；以及

图8B是根据本发明的一个实施例的电子发射显示器的绿荧光层的发射照片。

具体实施方式

现将参考图2到图4描述本发明的示范性实施例。图2是根据本发明实施例的具有至少一个电子收集器的电子发射显示器的横截面图。参考图2，电子发射显示器10包括电子发射基板200和设置来面对电子发射基板200的图像形成基板300。

电子发射基板200包括底层210且至少一个阴极220设置于底层210上，呈预定图案，例如为条纹图案。至少一个栅电极240在基本垂直于阴极220的方向上设置于底层210上。至少一个电子发射装置250也设置于底层210上。绝缘层230设置于阴极220和栅电极240之间来电绝缘阴极220和栅电极240。电子发射装置250设置于底层210上，呈预定图案，例如为矩阵图案，且设置于底层的区域上，在该区域阴极220和栅电极240相交。

底层210可以包括任何适当的材料，例如玻璃或硅。使用碳纳米管浆料通过背表面曝光方法从而可以形成底层210。当以该形式形成时，底层210优选地包括比如玻璃的透明材料。

阴极220和栅电极240将数据信号和/或扫描信号从数据驱动区(未显示)和/或扫描驱动区(未显示)引导到电子发射装置250。这驱动了电子发射装置250，电子发射装置250例如在底层210上分别在阴极220和栅电极240的交点处设置为矩阵图案。以该方式驱动电子发射装置250形成围绕电子发射装置250的电场，致使电子发射装置250发射电子。

将图像形成基板300设置来面对电子发射基板200，该图像形成基板300包括顶层310、阳极320和至少一个荧光层330。图像形成基板300可以还可选地包括至少一个光屏蔽层340。另外，图像形成基板300还包括形成于荧光层330上的至少一个金属层360和形成于光屏蔽层340上的至少一个电子收集器370。这里，电子收集器370可以被金属构件取代。图像形成基板300的顶层310可以包括透明材料。

阳极320设置于顶层310上将从电子发射装置250发射的电子朝向荧光层330加速。阳极320可以包括任何适当的材料，例如氧化铟锡(“ITO”)或铟掺杂的氧化锌(“IZO”)。但是，因为以下描述的金属层360可以执行与阳极320相同的功能，所以可以省略阳极320。

荧光层330设置于阳极320上，呈预定的图案，例如矩阵或条纹图案。通过由电子发射装置250发射的电子与荧光层330的碰撞来发光。在一个实施例中，至少一个荧光层330包括至少一个红荧光层(R)、至少一个绿荧光层(G)和至少一个蓝荧光层(B)。

当存在时，光屏蔽层340设置于图像形成基板300上的荧光层之间的空间中。光屏蔽层340吸收并阻挡外部光且防止光的串扰，由此改善了对比度。光屏蔽层340可以设置于图像形成基板300上，为任何期望的图案，例如为矩阵或条纹图案。在一个实施例中，光屏蔽层340的图案相应于荧光层330的图案。

荧光层330和光屏蔽层340可以设置为各种不同的图案，且荧光层330的区域可以重叠光屏蔽层340的区域。图像形成基板300包括其中形成图像的至少一个发射区和其中没有形成图像的至少一个非发射区。在该实施例中，发射区是其中设置荧光层的在图像形成基板上的那些区域，且非发射区是其中没有设置荧光层的在图像形成基板上的那些区域。

金属层360电连接到荧光层330。因此，金属层360将从电子发射装置250发射的电子引导向荧光层330，且将由电子与荧光层330的碰撞发射的光反射向图像形成基板300的顶层310，由此改善反射效率。金属层360可以包括任何适当的材料，例如铝。

每个电子收集器370设置于图像形成基板300的非发射区上。电子收集器370可以取任何适当的形状，且电子收集器370的定位将取决于电子收集器370的形状。在包括光屏蔽层340的实施例中，将每个电子收集器370贴附到金属层360和光屏蔽层340。该结构牢固地将金属层360贴附到图像形成基板300的顶层310。

在一个实施例中，每个电子收集器370具有第一端和第二端，其中将第一端贴附到图像形成基板300，将第二端面对电子发射基板200。每个电子收集器370向电子发射基板200延伸预定的距离。每个电子收集器的第二端的宽度大于该电子收集器的第一端的宽度，如图3G和图4所示。另外，电子收集器370的中心宽度窄于第二端的宽度。电子收集器370和金属层360由相同的外部电压激励。电子收集器370可以包括任何适当的材料，比如金属，且可以包括与金属层360相同的材料。

在形成图像形成基板和电子发射基板之后，将电子发射显示器气密闭地密封来产生真空。然后，外部电源用于将正电压施加到阴极220，将负电压施加到栅电极240，且将正电压施加到阳极320。阴极220和栅电极240之间的电压差产生围绕电子发射装置250的电场。该电场导致电子发射装置250来发射电子。然后施加到阳极320的高电压致使发射的电子与相应于像素的荧光层330碰撞，在像素处设置电子发射装置250。电子与荧光层330的碰撞发射光，由此显示预定的图像。

图3A到3G示出了根据本发明的一个实施例的制造图像形成基板的方法中的各步骤。参考图3A到3G，根据本发明的一个实施例的形成图像形成基板300的方法包括：首先在顶层310上形成至少一个荧光层330；然后在荧光层330上形成至少一个中间层350。在中间层350上设置金属层360，然后去除中间层350。然后在金属层360上形成至少一个电子收集器370。

具体而言，首先在顶层310上形成阳极320，如图3A所示。阳极320可以包括透明材料的ITO，有时将该阳极称为“ITO电极”。然后在阳极320上设置荧光层330，如图3B所示。通过任何适当的方法，例如通过浆料沉积、丝网印刷、电泳(EL)或转印在阳极上沉积荧光层330。

然后在阳极320上的荧光层330之间设置光屏蔽层340，如图3C所示。通过任何适当的装置，例如通过溅射和构图金属材料，可以沉积光屏蔽层340，比如将Cr沉积到ITO电极上。然后，将金属材料氧化为金属氧化物，例如将Cr氧化为比如黑氧化铬(“CrOx”)。或者，通过式样印刷黑Fodel或Ag Fodel的光敏浆料可以沉积光屏蔽层340。

在沉积光屏蔽层340之后，将包括溶解到溶剂中的粘结树脂的溶液施加到荧光层330且将其干燥来形成中间层350，如图3D所示。中间层350在荧光层330上产生了平表面且将荧光层330从金属层360分开。另外，中间层350最小化了荧光层330中的小孔的形成，否则在金属层360的沉积期间小孔可能形成。因此，中间层350增加了显示器的亮度。

然后在中间层350上沉积金属层360，如图3E所示。在一个实施例中，金属层360包括铝。铝金属层350改善了亮度和荧光层330的色彩重现，因为通过溅射可以在薄层中沉积铝。而且，通过将散射的电子反射向荧光层330，铝改善了荧光层330的亮度。

在沉积金属层360之后，溶解中间层350，在荧光层330和金属层360之间留下空间，如图3F所示。

最后，在金属层360上设置至少一个电子收集器370。在使用光屏蔽层340的实施例中，在光屏蔽层340上方，在金属层370上设置电子收集器370。该结构稳定了金属层的结构。电子收集器370每个可以包括第一端和第二端，其中将第一端贴附到图像形成基板，且将第二端面对电子发射基板。电子收集器370每个向电子发射基板200延伸约5到约200μm的预定距离。在一个实施例中，每个电子收集器370的第二端的宽度大于第一端的宽度，如图3G所示。每个电子收集器370可以包括反射金属材料，比如Al、Ag等。通过玻璃料等将电子收集器370贴附到金属层。

图4是图2的区域A的放大图。参考图4，在金属层360是设置电子收集器370，且电子收集器370将金属层360压向荧光层330和顶层310。因此，减少了金属层360和荧光层330之间的任何间隙。在使用中，将相同的电压施加到电子收集器370和金属层360，由此在相邻的电子收集器370之间产生电场，如图4中的虚线所示。

电子收集器370使荧光层330更完全地收集从电子发射装置250发射的电子(e^-)。电子收集器370反射通过电子与荧光层330碰撞而发射的光。将该光反射通过金属层360到顶层310。另外，每个电子收集器370包括第一端和第二端，其中第二端的宽度大于第一端的宽度。该结构使电子收集器370收集从中心区中阴极发射的电子，且将散射的电子重新引导向荧光层330。散射的电子与电子收集器370的表面370a碰撞且由此重新被引导向荧光层330。

图5是根据本发明的可替换实施例的图像形成基板的代表性部分的示意性透视图。图6是图5的图像形成基板沿线6-6截取的侧横截面图。图7是根据本发明的又一实施例的电子发射显示器的图像形成基板的侧横截面图。

参考图5和图6，图像形成基板500包括顶层510、设置于顶层510上的阳极520、设置于阳极520上的至少一个荧光层530、和设置于荧光层530上的金属层560。图像形成基板500可以还可选地包括设置于阳极520上的至少一个光屏蔽层540。另外，包括金属片的电子收集器570设置于金属层560上。图像形成基板500的元件和操作大致相似于图像形成基板300的那些，如以上参考图2到图4所详细描述的。因此，现将仅描述图像形成基板500和图像形成基板300之间的差别。

电子收集器570设置于图像形成基板500的非发射区中，其中没有设置荧光层530。电子收集器570设置于金属层560上在光屏蔽层540上方。在沉积金属层560之后，去除中间层(未显示)，在荧光层530和金属层560之间产生空间。如图5和图6所示，电子收集器570包括单一片。该片可以具有约5到约200μm的厚度。

电子收集器570包括多个开口571，所述开口在位置上相应于荧光层530的位置，即图像形成基板500的发射区。另外，采用比如玻璃料的粘结剂将电子收集器570贴附到金属层560。

相似地，在图7中所示的实施例中，图像形成基板700包括顶层710、设置于顶层710上的阳极720、设置于阳极720上的至少一个荧光层730、和设置于荧光层730上的金属层760。图像形成基板700可以还可选地包括设置于阳极720上的至少一个光屏蔽层740。另外，包括金属片的电子收集器770设置于金属层760上。图像形成基板700的元件和操作大致相似于图像形成基板300的那些，如以上参考图2到图4所详细描述的。因此，现将仅描述图像形成基板700和图像形成基板300之间的差别。

电子收集器770设置于图像形成基板700的非发射区中，其中没有设置荧光层730。电子收集器770在光屏蔽层740上方设置于金属层760上。在沉积金属层760之后，去除中间层(未显示)，在荧光层730和金属层760之间产生空间。如图7所示，电子收集器770包括多层金属片。该片可以包括反射金属材料，比如Al、Ag等。该片可以具有约5到约200μm的厚度。

电子收集器770包括多个开口771，所述开口在位置上相应于荧光层730的位置，即图像形成基板700的发射区。另外，采用比如玻璃料的粘结剂将电子收集器770贴附到金属层7560。

虽然上述的图像形成基板每个包括图像形成基板的顶层上的阳极，但是可以理解金属层可以执行与阳极相同的功能。因此，可以省略阳极。

图8A是根据现有技术的电子发射显示器的绿荧光层的发射照片。图8B是根据本发明的一个实施例的电子发射显示器的绿荧光层的发射照片。如图8A所示，在图像形成基板上没有电子收集器的电子发射显示器在相邻于绿荧光层的红或蓝荧光层之间出现了干扰。因此，减小了绿荧光层的彩色纯度且没有匀称地保持了亮度。相反，如图8B所示，根据本发明的使用电子收集器的电子发射显示器更有效地收集电子。因此，改善了荧光层的彩色纯度且匀称地保持了亮度。

因此，根据本发明的电子发射显示器更有效地收集从电子发射装置发射的电子，由此改善了显示器的亮度，彩色重现和彩色纯度。

另外，通过设置于非发射区的电子收集器减少了荧光层和金属层之间的空间，由此减少了由施加到金属层的电压所形成的电弧。另外，在本发明的电子发射显示器中使用的电子收集器改善了发光效率且使得能够保持均匀的亮度，因为发射的电子被更有效地收集。

虽然参考某些示范性实施例描述了本发明，然而本领域的一般技术人员可以理解在不脱离由权利要求所界定的本发明的精神和范围的情形，可以做出各种改进和变化。

本申请要求于2004年11月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2004-0098908的优先权和权益，其全部内容引入于此作为参考。

Claims (25)

1、一种电子发射显示器，包括：

电子发射基板，包括至少一个电子发射装置；和

图像形成基板，包括：

至少一个荧光层；

金属层，设置于所述至少一个荧光层上方；和

至少一个电子收集器，设置于所述金属层上，在所述图像形成基板的没有设置荧光层的至少一个区域中。

2、根据权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括第一端和第二端，其中，将所述第一端贴附到所述图像形成基板的金属层，且所述第二端面对所述电子发射基板，所述第二端向所述电子发射基板延伸预定距离。

3、根据权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括片，所述片包括在位置上相应于荧光层的位置的至少一个开口。

4、根据权利要求3所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括多层片。

5、根据权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述金属层覆盖所述图像形成基板的整个表面。

6、根据权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器向所述电子发射基板延伸约5到约200μm的距离。

7、根据权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括反射金属。

8、根据权利要求7所述的电子发射显示器，其中，所述反射金属选自Al和Ag。

9、根据权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述金属层包括铝。

10、根据权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器被贴附到所述金属层。

11、根据权利要求10所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器通过玻璃料被贴附到所述金属层。

12、根据权利要求1所述的电子发射显示器，还包括阳极，其中所述荧光层设置于所述阳极上。

13、根据权利要求1所述的电子发射显示器，还包括至少一个光屏蔽层。

14、根据权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器的中心宽度窄于所述第二端的宽度。

15、一种电子发射显示器，包括：

电子发射基板，包括至少一个电子发射装置；和

图像形成基板，包括：

至少一个荧光层；

金属层，设置于所述至少一个荧光层上方；和

包括片的电子收集器，所述电子收集器设置于所述金属层上，且包括至少一个开口，所述开口在位置上相应于所述荧光层的位置。

16、根据权利要求15所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括单片。

17、根据权利要求15所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括多层片。

18、根据权利要求15所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括约5到约200μm的厚度。

19、根据权利要求15所述的电子发射显示器，其中，所述电子收集器包括反射金属。

20、根据权利要求15所述的电子发射显示器，还包括阳极，其中所述荧光层设置于所述阳极上。

21、根据权利要求15所述的电子发射显示器，还包括至少一个光屏蔽层。

22、一种制造电子发射显示器的图像形成基板的方法，所述方法包括：

在第一层上设置至少一个荧光层；

在每个荧光层上设置至少一个中间层；

至少在所述中间层上方设置金属层；

去除所述中间层；和

在所述金属层上设置至少一个电子收集器。

23、根据权利要求22所述的方法，还包括在收缩第一层上设置至少一个光屏蔽层，其中所述光屏蔽层在其中没有设置荧光层的第一层的区域中设置于所述第一层上。

24、根据权利要求22所述的方法，还包括在所述第一层上设置阳极，其中所述荧光层设置于所述阳极上。

25、一种电子发射显示器，包括：

电子发射基板，包括至少一个电子发射装置；和

图像形成基板，包括：

至少一个荧光层；

金属层，设置于所述至少一个荧光层上方；和

至少一个金属构件，在所述图像形成基板其中没有设置荧光层的至少一个区域中，设置于所述金属层上。

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