CN1959920A

CN1959920A - 电子发射显示器

Info

Publication number: CN1959920A
Application number: CNA2006101376309A
Authority: CN
Inventors: 丁奎元; 金一焕
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2007-05-09
Also published as: KR20070046537A; JP2007128885A; EP1780758A1; US20070096629A1; JP4418813B2

Abstract

一种电子发射显示器，包括：彼此相对的第一基板和第二基板；用于发射电子并在第一基板上形成的电子发射区域；在第一基板上形成并用于控制电子从所述电子发射区域发射的驱动电极。在第二基板的表面上形成荧光层。在荧光层表面上布置阳极电极。在第一基板和第二基板之间安装隔离物。将抗静电电极置于第一基板上面，该抗静电电极与驱动电极绝缘，并且与隔离物电连接。

Description

电子发射显示器

技术领域

本发明涉及电子发射显示器。特别地，本发明涉及具有安装在真空容器内用以抵挡施加于其上的压力的隔离物的电子发射显示器。

背景技术

通常，根据电子源的类型将电子发射元件分为不同的类型。这其中包括使用热阴极的第一类型和使用冷阴极的第二类型。使用冷阴极的第二类型电子发射元件包括场发射器阵列(FEA)类型、表面导电发射(SCE)类型、金属-绝缘体-金属(MIM)类型以及金属-绝缘体-半导体(MIS)类型。为了构造电子发射显示器，将电子发射元件的阵列布置在第一基板上，一起形成电子发射装置。将该电子发射装置与具有光发射单元和阳极的第二基板组合在一起，其中光发射单元具有荧光层。这样，就构成了电子发射显示器。

电子发射装置通常包括电子发射区域和用作扫描和驱动电极的多个电极。电子发射区域、扫描和驱动电极用来控制电子从由扫描和驱动电极交叉形成的像素发射出来、以及从电子发射区域发射出来的电子量。在电子发射显示器中，从电子发射区域发射出来的电子激发在第二基板中形成的荧光层，形成光发射，并显示所需要的图案。

为了形成电子发射显示器，具有电子发射区域以及扫描和驱动电极的第一基板与具有光发射单元的第二基板的外围利用密封件相互密封在一起。密封之后，将内部空间抽空到约10-6托。从而真空容器与密封件一起构成。由于真空容器内部和外部的压力差，该真空容器承受着高的压力。施加在真空容器上的压力与真空容器的屏幕尺寸成比例增加。

在第一基板和第二基板之间安装有多个隔离物，从而抵挡施加在真空容器上的压力，以及保持两个基板之间的距离。隔离物由具有良好强度且不导电的材料形成，例如玻璃或陶瓷。隔离物位于第二基板中由黑色层形成的区域上，从而使其不进入到荧光层的其它区域。

然而，在电子发射显示器的运行过程中，很难完全以笔直的方式发射电子束。换言之，虽然从第一基板的电子发射区域发射出来的大多数电子被漫射或吸引到第二基板的荧光层，但有些电子以预定的漫射角度被漫射或散射。由于电子束中一些电子的漫射，因此漫射的电子与隔离物的表面相撞击。因此，隔离物就会表面带电，根据材料的特性，例如介电常数和二次电子发射系数，隔离物会具有正的或负的电位。

表面带电的隔离物改变了隔离物周围的电场，从而扭曲了电子束的轨迹。例如，带有正电位的隔离物吸引电子束，带有负电位的隔离物排斥电子束。电子束轨迹的扭曲影响了隔离物周围荧光层区域中颜色的正确表现。

发明内容

本发明提供了一种电子发射显示器，其引出隔离物表面的电荷，以防止或者减少由于隔离物带电引起的电子束的扭曲以及显示质量的恶化。

根据本发明的一个方面，电子发射显示器包括：彼此相对的第一基板和第二基板；用于发射电子并在第一基板上形成的电子发射区域；在第一基板上形成并用于控制电子从所述电子发射区域发射的驱动电极。在第二基板的表面上形成荧光层。在荧光层表面上布置阳极电极。在第一基板和第二基板之间安装隔离物。将抗静电电极置于第一基板上面，该抗静电电极与驱动电极绝缘，并且与隔离物电连接。

抗静电电极可以被置于第一基板最上面的部分之上。

聚焦电极可以被置于驱动电极之上，该聚焦电极与驱动电极绝缘。在这种情况下，抗静电电极可以被置于与聚焦电极相同的表面上，该抗静电电极与聚焦电极被隔开一距离。抗静电电极可以具有小于隔离物宽度的宽度。

所述隔离物可以通过低电阻粘合层附在抗静电电极上。隔离物可以由基于玻璃和陶瓷中至少一种的隔离物主体、以及置于隔离物主体侧面上的高电阻涂敷膜形成。

根据本发明的另一方面，支撑着电子发射显示器两个基板之间空间的电子发射显示器的隔离物包括：主体和与该主体的一端连接的电极，其中该电极的宽度等于或小于所述主体的宽度，从而提高该电极的电压电阻。

根据本发明的另一方面，电子发射显示器包括：第一基板；至少一个用于发射电子并且在第一基板上形成的电子发射器；第二基板；至少一个在第一基板和第二基板之间形成的并且用于支撑第一基板和第二基板的隔离物；以及至少一个在第一基板和所述至少一个隔离物之间形成的电极，其中来自所述至少一个电极的电场阻止电子与所述至少一个隔离物撞击。

本发明的其它方面和/或优点将在以下描述中进行说明，且其中的部分特征可从这些描述中清楚地显现，或者可以通过实施本发明来获悉。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和/或其他方面及优点将变得更加清晰，并且容易理解，其中：

图1是根据本发明一个方面的电子发射显示器的局部分解透视图；

图2是图1所示的电子发射显示器的局部截面图；以及

图3是图1所示的电子发射显示器的局部平面图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面以及附图中的示例，其中类似的附图标记始终表示类似的元件。下面描述各个方面，从而通过参照附图解释本发明。

图1和图2分别是根据本发明一个方面的电子发射显示器的局部分解透视图和局部截面图。尽管并不是在所有结构中都需要，在图1和图2中示出了FEA类型的电子发射显示器。

如图1和图2所示，电子发射显示器1包括平行的第一基板10和第二基板12，两者相向并间隔预定的距离。在第一基板10和第二基板12的外围提供密封件(未显示)，从而将它们彼此密封在一起。密封之后，将密封空间抽空到约10-6托。从而由第一基板10和第二基板12以及密封件构成了真空容器。

为了在第一基板10上形成电子发射装置100，在第一基板10的表面上面向第二基板12布置电子发射元件的阵列。电子发射装置100与具有光发射单元110的第二基板12相结合。从而，构成了电子发射显示器装置1。

在电子发射装置100中，在第一基板10上(在第一基板10第一方向上)形成多个阴极电极(或一个电极)14(第一电极)。阴极电极14为条纹状的或带状的。在第一基板10的整个表面上形成第一绝缘层16，以覆盖阴极电极14。在第一绝缘层16上，在垂直于阴极电极14的第二方向上形成多个栅电极(或一个电极)18(第二电极)。栅电极18为条纹状的或带状的。

在这一方面，当将阴极电极14和栅电极18相交叉的多个区域(或一个区域)限定为多个像素(或一个像素)时，在相应像素的阴极电极14上形成了电子发射区域20。在第一绝缘层16和栅电极18中、与电子发射区域20对应的位置处，分别形成开口部分(或开口)161和181，从而使第一基板10上形成的电子发射区域20暴露出来。

电子发射区域20由在真空下向其施加电场时发射电子的材料形成。这种材料的例子包括含碳的材料和纳米尺寸的材料。例如，电子发射区域20可以由碳纳米管(CNT)、石磨、石磨纳米纤维、金刚石、类金刚石碳(DLC)、富勒烯(C60)、硅纳米丝或者它们的组合形成。可选地，电子发射区域20可以由主要基于钼Mo、硅Si或者它们的组合的尖头结构形成。这种尖头结构被称作spindt型结构。

在图1和图2所示的结构中，电子发射区域20为圆形的，并线形排列在阴极电极14的纵向上。然而，可以理解，电子发射区域20的形状、每像素数量以及排列并不局限于所示出的这些，可以有多种形式的变换。在不同方面，电子发射区域20的形状可以是椭圆形、矩形等等。每像素数量可以是三个、多于三个或少于三个。另外，排列可以是成对的、分组的等等。

更进一步，尽管所示的栅电极18被布置在阴极电极14的上面，从而在它们之间插入了第一绝缘层16，但是在其它方面，栅电极18也可以布置在阴极电极14下面，并且在它们之间插入第一绝缘层16。在后一情形中，可以在第一绝缘层16上所形成的阴极电极的侧面形成电子发射区域20。

在栅电极18和第一绝缘层16上形成聚焦电极(或多个电极)22(第三电极)。在聚焦电极22下面布置第二绝缘层24，从而将栅电极18与聚焦电极22绝缘。在聚焦电极22和第二绝缘层24中形成开口部分(或开口)221和241，以通过电子束。在开口部分221和241相互叠加地形成在相应的像素上面，以使得聚焦电极22将从每个像素发射出来的电子共同聚焦。

在另一基板12中，包括红荧光层26R、绿荧光层26G和蓝荧光层26B的荧光层26形成在第二基板12面向第一基板10的表面上。第一基板10和第二基板12被彼此隔开一定的距离。在荧光层26中，在相应的红荧光层26R、绿荧光层26G和蓝荧光层26B之间形成黑色层28，以增强屏幕的对比度。荧光层26R、26G和26B位于在第一基板10上限定的像素中，以使得每个带有颜色的荧光层26R、26G和26B对应于各个像素。

在荧光层26和黑色层28上形成阳极电极30。阳极电极30由金属材料形成，例如铝Al。阳极电极30接收加速来自电子发射区域20的电子束所需要的高电压，并使得荧光层26处于高压状态。阳极电极30在从第一基板10到第二基板12的方向上反射从荧光层26发出的可见射线，使得屏幕亮度增加。

可选地，阳极电极30可以由透明导电材料形成，例如氧化铟锡(ITO)。ITO的阳极电极30可以放置在荧光层26和黑色层28的下面，从而使得阳极电极30位于第二基板12上的荧光层26和黑色层28之间。另一方面，透明导电层或导电材料以及金属层或金属材料可以同时作为用于阳极电极30的层或材料。

在根据本发明一个方面的电子发射显示器1中，隔离物32被布置在第一基板10和第二基板12之间，以抵挡施加到真空容器(电子发射显示器)上的压力，并保持两个基板10和12之间的距离。隔离物32被放置在第二基板12的具有黑色层28的区域内，从而不进入荧光层26的具有颜色荧光层26R、26G和26B的区域。在所示的结构中，给出了壁式的隔离物。然而，可以理解，也可以使用其它形式的隔离物，包括柱式的、桁架式的、格子式的等等。

隔离物32可以由基于玻璃或陶瓷的隔离物主体321、覆盖隔离主体321侧面的涂敷膜322形成。在不同结构中，涂敷膜322可以是具有高电阻的膜。另一方面，隔离物32与分离的抗静电电极(或多个电极)34电连接，从而将隔离物32的表面电荷减到最少。

出于这个目的，如图2和图3所示，聚焦电极22接触隔离物32的部分被去除(或不存在)，从而暴露出下面的第二绝缘层24的表面。抗静电电极34形成于第二绝缘层24所暴露的表面部分上，并且与聚焦电极22隔离开。换言之，抗静电电极34和聚焦电极是分离的，并且不直接接触。

聚焦电极22和抗静电电极34可以由相同的导电材料形成。例如，可以在第二绝缘层24的整个表面上涂敷导电膜，作为聚焦电极22和抗静电电极34的前体。然后，可以在聚焦电极22和抗静电电极34之间蚀刻出边界部分，以使得两个电极22和34相互绝缘(例如电隔离或者绝缘)。抗静电电极34可以具有小于隔离物32的宽度，以加强抗静电电极34相对于聚焦电极22的电压电阻特性。另一方面，抗静电电极34的宽度可以形成得比隔离物32宽，以增加稳定性。

隔离物32通过允许电连接的低电阻粘合层36附在抗静电电极34上，抗静电电极34接收来自其它电极，例如聚焦电极22的分离的或者独立的电压，以防止或者减少隔离物32表面带电。例如，抗静电电极34接收负的直流(DC)电压，其高于聚焦电极22的电压。

抗静电电极34接收高于聚焦电极22的负的直流电压，从而排斥从电子发射区域20向着隔离物32漫射的电子。因此，负的直流电压防止或者减少了电子撞击隔离物32的表面。例如，当在聚焦电极22上施加-20V的电压时，在抗静电电极34上施加-30电压以改变聚焦电极22和抗静电电极34之间边界区域的电场分布。在本发明的不同方面中，抗静电电极34接收基于电子发射显示器的驱动时间而变化的可变电压。在其它方面，抗静电电极34接收固定电压。

因此，电子对隔离物32表面的撞击被减到最少，从而防止或减少了隔离物32的表面带电。那些仍然撞击到隔离物32表面的电子通过高电阻涂敷膜322、低电阻粘合层36以及抗静电电极34引出。因此，防止或减少了隔离物32的表面带电。

在其它方面中，除了所示出的壁状，隔离物32可以形成不同的形状，例如圆柱形或者十字形。另外，隔离物32可以是柱式、桁架式、格子式等等。用在隔离物主体321侧面的涂敷层322的材料也可以改变为不同形式。在本发明的不同方面中，抗静电电极34可以由与聚焦电极22不相同的材料形成。另外，抗静电电极34也不一定是带形，也可以是其它形状，例如连接的十字形。利用不同的形状，抗静电电极34的电场可以根据需要而变化。

通过向阴极电极14、栅电极18、聚焦电极22、阳极电极30以及抗静电电极34提供预定电压来驱动具有上述结构的电子发射显示器1。

例如，阴极电极14和栅电极18中的任一电极可以接收扫描驱动电压，以用作扫描电极，并且阴极电极14和栅电极18中的另一电极可以接收数据驱动电压，以用作数据电极。聚焦电极22和抗静电电极34可以接收聚焦电子束所需的电压，例如0V或者负的几伏特到几十伏特(例如相同极性的)直流电压。阳极电极30接收电压以加速电子束。例如，所述电压可以是正的几百伏特到几千伏特直流电压。

在电子发射显示器1的运行过程中，在阴极电极14和栅电极18之间的电压差超过了阈值的那些像素处，在电子发射区域20的周围形成电场，并且从这些电子发射区域20发射出电子。然后，发射出来的电子穿过聚焦电极22的开口部分221，并在电子束的束(或流)中心或附近聚焦。接着，聚焦的电子被施加在阳极电极30上的高电压吸引，分别撞击到荧光层26R、26G和26B上。

在电子发射显示器1的运行过程中，抗静电电极34排斥那些向隔离物32漫射的电子。因此，撞击到隔离物32的表面上的电子的数量被减到了最少。进一步，撞击到隔离物32的表面上的电子通过高电阻涂敷膜322和抗静电电极34被引出，从而使得隔离物32不会表面带电，并且通过隔离物周围的电子束也不会被扭曲。

以上是根据FEA类型的电子发射显示器进行说明的。然而，本发明的各个方面并不局限于FEA类型，还可以应用于其它类型的电子发射显示器，包括SCE类型、MIM类型以及MIS类型等等。

如上所述，在根据本发明各方面的电子发射显示器中，抗静电电极被分开提供，从而使得抗静电电极与隔离物电连接。因此，即使从电子发射区域发射出来的电子撞击到隔离物的表面，隔离物也不会表面充电，并且隔离物周围所形成的电场也不会被改变。因此，在隔离物周围能进行正确地进行颜色表现，并且隔离物也不影响屏幕上的图像。另外，也不会在屏幕上觉察到隔离物。因此，提高了显示质量。

尽管显示和描述了本发明的一些方面，但是熟悉本领域的技术人员应能理解，在不背离如所附权利要求及其等同替换所限定范围的本发明的原则和精神前提下，可以从各方面进行修改。

Claims

1、一种电子发射显示器，包括：

彼此相对的第一基板和第二基板；

用于发射电子并在第一基板上形成的电子发射区域；

在第一基板上形成并用于控制电子从所述电子发射区域发射的驱动电极；

在第二基板的表面上形成的荧光层；

布置在荧光层表面上的阳极电极；

安装在第一基板和第二基板之间的隔离物；

置于第一基板上面的抗静电电极，该抗静电电极与驱动电极绝缘，并且与隔离物电连接。

2、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述抗静电电极被置于第一基板最上面的部分之上。

3、如权利要求2所述的电子发射显示器，进一步包括置于驱动电极之上的聚焦电极，该聚焦电极与驱动电极绝缘，其中抗静电电极被置于与聚焦电极相同的表面上，该抗静电电极与聚焦电极被隔开一距离。

4、如权利要求3所述的电子发射显示器，其中，所述抗静电电极具有小于隔离物宽度的宽度。

5、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述隔离物通过低电阻粘合层连接到抗静电电极上。

6、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述隔离物包括基于玻璃和陶瓷中至少一种的隔离物主体，以及置于隔离物主体侧面上的高电阻涂敷膜。

7、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述抗静电电极接收基于显示装置的驱动时间变化的可变电压。

8、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述抗静电电极接收固定电压。

9、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，电子发射区域包括碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、金刚石、类金刚石碳、富勒烯(C60)以及硅纳米丝中的至少一种。

10、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述来自电子发射区域的电子通过抗静电电极被引出所述隔离物。

11、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述电子发射区域为场发射器阵列(FEA)发射器。

12、一种电子发射显示器，包括：

第一基板；

至少一个用于发射电子并且在第一基板上形成的电子发射器；

第二基板；

在第一基板和第二基板之间形成的并且用于支撑第一基板和第二基板的至少一个隔离物；

在第一基板和所述至少一个隔离物之间形成的至少一个电极，其中，来自所述至少一个电极的电场阻止电子与所述至少一个隔离物撞击。

13、如权利要求12所述的电子发射显示器，其中，所述至少一个电极的宽度等于或者窄于所述至少一个隔离物的宽度，以提高所述至少一个电极的电压电阻。

14、如权利要求12所述的电子发射显示器，其中，从所述至少一个电子发射器发射出来的电子通过所述至少一个电极被引出所述至少一个隔离物。

15、如权利要求12所述的电子发射显示器，其中，所述至少一个电极为抗静电电极。