CN2587057Y - 场发射显示装置 - Google Patents

Abstract

一种场发射显示装置，其包括一形成在透明基板的阴极、一形成在阴极的基底、多个形成在基底的碳纳米管及一涂布荧光层的阳极。其中，该阴极是由透明材料制作，该碳纳米管用来充当电子发射源来发射电子，该阳极涂布的荧光层受碳纳米管发射的电子轰击而发光，且该光线是透过阴极出射来实现图像显示。

Description

场发射显示装置

【技术领域】

本实用新型涉及一种场发射显示装置，尤其是关于一种碳纳米管场发射显示装置。

【背景技术】

场发射显示器是平面显示器的一种。场发射显示器通过对阴极的尖端施加电压，电子从阴极的尖端发出，然后轰击沉积在阳极上的荧光层而发光产生图像。

目前高效的场发射材料，除传统的金属材料，如铌和钼之外，新材料的应用主要是纳米材料，其中碳纳米管是最合适的场发射材料之一。碳纳米管具有极优异的导电性能，而且其具有几乎接近理论极限的尖端表面积。

一种现有技术碳纳米管场发射显示器可参阅2001年12月20日公开的欧洲专利公开第1061554号，请参照图1，该场发射显示器1包括：形成在第一基板130上的作为阴极使用的金属膜132、形成在金属膜132上作为电阻缓冲层和碳纳米管生长基底的硅层140、垂直排列在硅层140上作为电子发射源使用的碳纳米管144、用于支撑并隔离显示器阴极和阳极的隔板142、以及位于隔板142且其上形成作为阳极使用的透明电极152和荧光层154的第二基板150。

另一种现有技术碳纳米管场发射显示器可参阅2002年1月31日公开的欧洲专利公开第1073090号，请参照图2，该场发射显示器2包括：形成在第一基板230上的作为阴极使用的第一金属膜232，位于第一金属膜232且具有多个微细孔246的绝缘层242，形成在微细孔246内部的硅层240，位于微细孔246内部，硅层240上形成垂直定向排列、作为电子发射源使用的碳纳米管248，形成在绝缘层242上作为栅极的第二金属膜244，设在第二金属膜244上的隔板256，以及位于隔板256且其上形成作为阳极使用的透明电极252和荧光层254的第二基板250。该场发射显示器2由于具有栅极，因而可降低发射电压，提高并较好的控制发射电流的强度。

但是，上述场发射显示器均具有以下缺陷。首先，场发射显示器是利用电子轰击荧光层而自发辐射发光，但荧光层所发的光的方向是无规则且杂乱无章的，其发光的方向大致是呈球状分布，而且上述场发射显示器的阴极和阳极排列于一直线上，电子轰击荧光层所发的光中仅前向发射的光方能透过第二基板，而后向及侧向的光则不能被利用，仅此就浪费近70％的光，由此降低场发射显示器的整体光利用率，并使其辉度不高。其次，为提高图像亮度，阳极的荧光层通常较薄，造成电子发射源所发的电子不能被荧光层充分吸收，由此降低场发射显示器的电光转换效率。

因此，提供一种改进以上缺点的场发射显示装置实为必要。

【实用新型内容】

本实用新型解决的技术问题在于提高场发射显示装置的光利用率、辉度和电光转换效率。

本实用新型解决技术问题的技术方案是：提供一种场发射显示装置，其包括一阴极，一形成在阴极的基底，多个形成在基底的碳纳米管，一涂布荧光层的阳极，其中，该阴极是形成在透明基板的透明电极，该阳极和荧光层之间的界面设有一光反射面，该荧光层所发光线的透过阴极出射来实现图像显示。

本实用新型场发射显示装置的进一步改进在于其还包括一栅极，该栅极和阴极相配合以利于电子由碳纳米管发射。

与现有技术相比较，本实用新型场发射显示装置的优点在于阳极和荧光层之间有一光反射面，荧光层所发的后向光线及侧向光线的一部分经由光反射面反射，又向前透过阴极出射，使得场发射显示装置的光利用率大大提高，从而增加场发射显示装置的辉度。由于该光反射面的存在，阳极的荧光层可制作的较厚，电子发射源所发的电子可被荧光层充分吸收，进而提高场发射显示装置的电光转换效率。

【附图说明】

图1是一种现有技术场发射显示器的截面图。

图2是另一种现有技术场发射显示器的截面图。

图3是本实用新型场发射显示装置的像素单元的剖视图。

图4是本实用新型场发射显示装置的像素单元的俯视图。

图5是本实用新型场发射显示装置的第一基板的截面图。

图6是本实用新型另一种实施方式场发射显示装置的像素单元的剖视图。

【具体实施方式】

请参照图3，本实用新型场发射显示装置包括多个像素单元3，其中各像素单元3分别包括：形成在透明基板330上的阴极332、形成在阴极332且作为电阻缓冲层和碳纳米管生长基底的硅层340、垂直排列在硅层340作为电子发射源使用的碳纳米管342、提供支撑对位作用的支撑座334和支撑体336、以及和支撑体336连接且其上形成第一绝缘层352和荧光层354的阳极350，其中，该阴极332是透明电极，该阳极350是由良导电导热材料制作。

请一并参照图3和图4，阴极332表面形成硅层340后，需要经过蚀刻去除和荧光层354相对应区域的硅层，使得阴极332露出，以利于透光。且为提高光利用率，阳极350和荧光层354之间的光反射界面356需要处理成光学镜面或镀全反射膜，用来提供反射光回路，增加出光率。为提高开口率，增加透过光，硅层340可处理为斜面，以便使单位面积上可容纳更多碳纳米管342，从而减少硅层340所占的遮光面积。形成在透明基板330的阴极332可包括铟锡氧化物类透明材质。连接阴极332上的支撑座334含一凹槽335，该凹槽335可与支撑体336扣合，便于透明基板330和阳极350的对位安装。另外，支撑座334和支撑体336均是利用导电材料制作，又因为支撑座334与阴极332相连接，所以支撑座334和支撑体336带负电，可使由碳纳米管342发射的电子向中央会聚，增大电子和荧光层354碰撞的几率，提高电光转换效率。支撑体336的高度可以用来控制两基板之间的间隔距离，来有效的降低发射电压。第一绝缘层352位于支撑体336和阳极350之间来避免短路。阳极350因为位于阳极，受电子轰击，所以其采用良导电导热材料制作，如金属。其可直接接地，从而简化电路设计并提升散热效果，增加显示装置可靠度。

请参照图5，透明基板330是利用透明材料制作，如玻璃或透明高分子聚合物材料等，其外表面可利用微蚀刻或机械加工、激光加工等方法形成菲涅耳透镜(Fresnel Lens)320，使出射光向中央会聚，提高场发射显示装置正面观看亮度。

本实用新型的场发射显示装置的像素单元3工作时，一发射电压加在阴极332和阳极350间使电子自多个碳纳米管342发射出来。该电子轰击位于阳极350的荧光层354而发光，所发的光经光反射界面356反射后透过阴极332和透明基板330输出而产生图像。

请参照图6，在本实用新型的另一种实施方式中，该场发射显示装置的像素单元4具有一栅极446结构，该栅极446形成在具有多个微细孔448的第二绝缘层444上，第二绝缘层444与形成在透明基板430的阴极432连接，该微细孔448是通过蚀刻形成，并在其内部形成硅层440，该硅层440上形成垂直定向排列、作为电子发射源使用的碳纳米管442。该栅极446接近碳纳米管442尖端(一般为0.5～1μm)，其可显著增强碳纳米管442的尖端电场及发射电流，通过栅极446电压的大小可控制发射电流强弱，进而控制荧光层454的发光强弱。

Claims (15)

1.一种场发射显示装置，其包括一阴极，一形成在阴极的基底，多个形成在基底的碳纳米管，一涂布荧光层的阳极，其特征在于：该阴极是形成在透明基板的透明电极，该阳极和荧光层之间的界面设有一光反射面，该荧光层所发光线的透过阴极出射来实现图像显示。

2.如权利要求1所述的场发射显示装置，其特征在于该光反射面为全反射膜制成。

3.如权利要求1所述的场发射显示装置，其特征在于其进一步包括一由导电材料制成的隔板，该隔板位于阴极和阳极之间，并与阴极电连接。

4.如权利要求3所述的场发射显示装置，其特征在于该隔板包括一支撑座和一支撑体。

5.如权利要求1所述的场发射显示装置，其特征在于该基底是相对围绕荧光层设置。

6.如权利要求5所述的场发射显示装置，其特征在于该基底是斜面结构。

7.如权利要求1所述的场发射显示装置，其特征在于其进一步包括一可会聚出射光的菲涅耳透镜，该菲涅耳透镜形成在透明基板。

8.如权利要求1所述的场发射显示装置，其特征在于其进一步包括一栅极，该栅极和阴极相配合以利于电子由碳纳米管发射。

9.一种场发射显示装置，其包括一阴极，一形成在阴极的绝缘层，该绝缘层具有多个微细孔，形成在该多个微细孔内的基底，形成在基底的碳纳米管，形成在绝缘层的栅极以及一涂布荧光层的阳极，其特征在于：该阴极是形成在透明基板的透明电极，该阳极和荧光层之间的界面设有一光反射面，该荧光层所发光线的透过阴极出射来实现图像显示。

10.如权利要求9所述的场发射显示装置，其特征在于该光反射面为全反射膜制成。

11.如权利要求9所述的场发射显示装置，其特征在于其进一步包括一由导电材料制成的隔板，该隔板位于阴极和阳极之间，并与阴极电连接。

12.如权利要求11所述的场发射显示装置，其特征在于该隔板包括一支撑座和一支撑体。

13.如权利要求9所述的场发射显示装置，其特征在于该基底是相对围绕荧光层设置。

14.如权利要求13所述的场发射显示装置，其特征在于该基底是斜面结构。

15.如权利要求9所述的场发射显示装置，其特征在于其进一步包括一可会聚出射光的菲涅耳透镜，该菲涅耳透镜形成在透明基板。

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