TW201310491A - 場發射式顯示器 - Google Patents

Abstract

一種場發射式顯示器，其包括第一基板、第二基板、間隙結構以及溫度調整層。第一基板與第二基板相對向設置。間隙結構位於第一基板與第二基板之間，且間隙結構具有與第一基板連接之第一端以及與第二基板連接之第二端。當所述場發射式顯示器於操作時，第一端以及第二端之溫度差約為攝氏0度至攝氏20度。溫度調整層位於第一基板之表面上。

Description

場發射式顯示器

本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種場發射式顯示器。

場發射顯示器的發光原理，是在真空環境下利用電場將材料尖端的電子吸引出，而離開陰極板的場發射電子受陽極上正電壓的加速吸引，撞擊至陽極的螢光粉而發光(Luminescence)。陰極板係作為場電子發射源，而陽極板作為發光源，由陰極板射出之電子撞擊陽極板上之螢光層而發光。

承上所述，當電子受陽極上正電壓的加速吸引而撞擊至陽極的螢光粉時除了會發光之外也會產生熱。因此，當場發射顯示器於操作一段時間之後，陰極板與陽極板之間會產生明顯的溫度差異。而所述溫度差異會進一步影響陰極板與陽極板之間的電場分佈的均勻性。換言之，當溫度差異越明顯時，陰極板與陽極板之間的電場分佈的均勻性就會越差。而電場分佈的均勻性越差會使電子束產生偏移，進而導致顯示器的顯示品質下降。

本發明提供一種場發射式顯示器，其可以解決傳統場發射式顯示器之陰極板與陽極板之間因電場分佈的均勻性不佳而導致電子束產生偏移的問題。

本發明提出一種場發射式顯示器，其包括第一基板、第二基板、間隙結構以及溫度調整層。第一基板與第二基板相對向設置。間隙結構位於第一基板與第二基板之間，且間隙結構具有與第一基板連接之第一端以及與第二基板連接之第二端。當所述場發射式顯示器於操作時，第一端以及第二端之溫度差約為攝氏0度至攝氏20度C。溫度調整層位於第一基板之表面上。

基於上述，本發明在第一基板之表面上設置溫度調整層，以使顯示器於操作過程之中第一基板與第二基板之間的溫度差異降低。由於第一基板與第二基板之間的溫度差異可以降低，因此第一基板與第二基板之間的電場分佈均勻性可以提高，進而降低電子束產生偏移的情形。如此一來，便可提高顯示器之顯示品質。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是根據本發明一實施例之場發射式顯示器的局部剖面示意圖。圖1是繪示場發射式顯示器之其中一個畫素單元的局部剖面視意圖。一般來說，場發射式顯示器是由多個畫素單元所構成。因此此領域技術人員根據圖1之畫素單元結構之說明，便可清楚地可以理解場發射式顯示器之架構。

請參照圖1，本實施例之場發射式顯示器包括第一基板100、第二基板200、間隙結構300以及溫度調整層400。

第一基板100包括承載基板102、第一電極層104、電介質層106、電阻層107、電子發射器108以及第二電極層110，其又可稱之為陰極側(cathode side)。

承載基板102之材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料(例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料)、或是其它可適用的材料。承載基板102主要是用來承載顯示器之元件以及線路之用。承載基板102具有內表面102a以及外表面102b。

第一電極層104位於承載基板102上。更詳細來說，第一電極層104位於承載基板102之內表面102a上。第一電極層104一般是使用金屬材料。然，本發明不限於此，根據其他實施例，第一電極層104也可以使用其他導電材料。例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或其它合適的材料)、或是金屬材料與其它導材料的堆疊層。

電阻層107位於基板100上且覆蓋第一電極層104。電阻層107可包括電阻材料或是電阻材料與絕緣材料兩者之堆疊層。上述之電阻材料可為矽、非晶矽、矽化物、非晶碳、陶瓷材料、半導體氧化物、半導體氮化物、金屬氧化物、金屬氮化物或是其他適用的電阻材料。上述之絕緣材料例如是氧化矽、氮化矽等無機絕緣材料或是有機絕緣材料。電介值層106位於電阻層107上。電介質層106具有多個開口106a，且開口106a貫穿電介質層106以暴露出電阻層107。本發明不限電介質層106之開口106a的數目。

電子發射器108位於電介質層106之開口106a內。電子發射器108可為奈米碳管電子發射端或是其他種尖端放電形式之電子發射端。此外，本發明不對電子發射器108的數目作限制。

第二電極層110位於電介質層106之頂表面上。根據本實施例，第二電極層110位於電介質層106之頂表面且未填入電介質層106之開口106a內。因此第二電極層110是圍繞於電子發射器108頂部之周圍，並且與電子發射器108之間不電性連接。在此，第二電極層110可進一步與閘極線(未繪示)電性連接。第二電極層110之材質包括金屬，然本發明不限於此。換言之，第二電極層110也可以使用其他導電材料。例如：合金、金屬材料的氮化物、金屬材料的氧化物、金屬材料的氮氧化物、或其它合適的材料)、或是金屬材料與其它導材料的堆疊層。

另外，第二基板200設置於第一基板100之對向側，且第二基板200包括承載基板202、發光材料層204以及第三電極層206，其又可稱之為陽極側(anode side)。

承載基板202之材質可為玻璃、石英、有機聚合物、或是不透光/反射材料(例如：導電材料、金屬、晶圓、陶瓷、或其它可適用的材料)、或是其它可適用的材料。承載基板202主要是用來承載顯示器之元件以及線路之用。

發光材料層204位於承載基板202上。在此，發光材料層204包括磷光材料層或是螢光材料層。在此，顯示器之各畫素單元中的發光材料層204可為紅色磷光/螢光材料層、綠色磷光/螢光材料層或是藍色磷光/螢光材料層。

第三電極層206覆蓋發光材料層204。第三電極層206主要是作為第一基板100內側的對向電極，以使得電子發射器108所產生的電子束可以往第三電極層206加速撞擊以激發發光材料層204放射出特定的色光。第三電極層206可採用金屬導電材料，其如是鋁、鉻、碳、或其它合適的金屬導電材料、或者是上述至少二者之堆疊層。

間隙結構300位於第一基板100與第二基板200之間，且間隙結構300具有第一端302以及第二端304，第一端302與第一基板100連接且第二端304與第二基板200連接。間隙結構300主要是用來支撐第一基板100與第二基板200，以使第一基板100與第二基板200之間具有真空腔體。間隙結構300之材質可採用玻璃、感光材料、絕緣材料或是其他合適的材料。

溫度調整層400位於第一基板100之表面上。根據本實施例，溫度調整層400是位於第一基板100之承載基板102的外表面102b上。上述之溫度調整層400包括電阻材料，其可包括金屬或是金屬氧化物。

根據本發明之一實施例，上述場發射式顯示器更包括溫度調整電源500，其與溫度調整層400電性連接。溫度調整電源500可提供溫度調整層400特定的電源，以控制溫度調整層400具有特定的溫度。換言之，藉由溫度調整電源500的控制，可以使得溫度調整層400進行升溫或是降溫。

承上所述，當所述場發射式顯示器於操作時，第一基板100與第二基板200之間可產生電場，且第二電極層110可誘發電子發射器108產生電子束，且所述電子束可順著電場而向第三電極層206加速，進而以撞擊發光材料層204以發出特定波長範圍的光線。然而，當電子束射向第三電極層206以撞擊發光材料層204之過程之中也會同時產生熱能，而使得第一基板100與第二基板200兩者之間具有明顯的溫度差異。而上述之溫度差異會導致間隙結構300之電阻呈現梯度變化，亦即間隙結構300越靠近第一基板100之處的電阻值越低，而間隙結構300越靠近第二基板200之處的電阻值越高。舉例來說，傳統場發射式顯示器之間隙結構兩端的電阻值差異可達120%。若間隙結構300的兩端302、304之電阻值有明顯的差異，就會影響第一基板100與第二基板200之間的電場發佈，進而導致電子束的路徑產生偏移。

基此，本實施例在第一基板100之表面上設置了溫度調整層400。亦即，藉由將溫度調整層400的溫度調高，以加熱第一基板100(特別是間隙結構300之第一端302)以使得第一基板100與第二基板200之間的溫度差異降低，特別是，使得間隙結構300之第一端302以及第二端304之間的溫度差異降低。在本實施例中，透過溫度調整層400的加熱作用，可使得間隙結構300之第一端302以及第二端304之溫度差約為攝氏0度至攝氏20度，較佳的是，間隙結構300之第一端302以及第二端304之溫度差約為攝氏0度至攝氏10度，更佳的是，間隙結構300之第一端302以及第二端304的溫度相當。

承上所述，在本實施例中，透過溫度調整層400的加熱作用，可使得間隙結構300之第一端302以及第二端304之溫度差異降低，便可使得間隙結構300之第一端302以及第二端304的電阻差異下降。而當間隙結構300具有均勻的電阻分佈時，第一基板100與第二基板200之間的電場就不會因為間隙結構300的電阻不均而有分佈不均勻的問題。因此，如此一來，電子發射器108產生的電子束於此電場中的傳遞路徑就不會產生偏移，進而使得顯示器的顯示品質獲得改善。

圖2是根據本發明另一實施例之場發射式顯示器的局部剖面示意圖。圖2之實施例與圖1之實施例相似，因此相同的元件以相同符號表示，且不再重複說明。圖2之實施例與圖1之實施例不相同之處在於，第一電極層104以及溫度調整層400都設置於第一基板100之承載基板102的內表面102a上，且第一電極層104與溫度調整層400彼此電性絕緣。

更詳細來說，溫度調整層400是設置在承載基板102的內表面102a上，且溫度調整層400上另外覆蓋有絕緣層120。而第一電極層104是形成在絕緣層120上。因此藉由絕緣層120可使得第一電極層104與溫度調整層400彼此電性絕緣。

類似地，在本實施例中，溫度調整層400與溫度調整電源500電性連接。溫度調整電源500可提供溫度調整層400特定的電源，以控制溫度調整層400具有特定的溫度。換言之，藉由溫度調整電源500的控制，可以使得溫度調整層400進行升溫或是降溫。

承上所述，在本實施例中，透過溫度調整層400的加熱作用可使得間隙結構300之第一端302以及第二端304之溫度差異降低，進而使得間隙結構300之第一端302以及第二端304的電阻差異下降。而當間隙結構300具有均勻的電阻分佈時，第一基板100與第二基板200之間的電場就不會因為間隙結構300的電阻不均而造成分佈不均。因此，如此一來，電子發射器108產生的電子束於所述電場中的傳遞路徑就不會產生偏移。如此，所述顯示器的顯示品質便可以獲得改善。

在上述圖1以及圖2之實施例中，溫度調整層400是全面地覆蓋於第一基板100之表面上。更詳細來說，圖1以及圖2之實施例中的溫度調整層400的佈局方式如圖3A所示，亦即溫度調整層400是未圖案化之膜層以覆蓋在承載基板102之表面上。間隙結構300位於承載基板102上，且溫度調整層400與溫度調整電源500電性連接。但是本發明不限於此，根據其他實施例，溫度調整層400亦可以是圖案化膜層，如下所述。

如圖3B所示，在此，溫度調整層400為圖案化膜層，即溫度調整層400具有多個圖案。而溫度調整層400之圖案是對應間隙結構300設置。在此實施例中，溫度調整層400之圖案是設置在間隙結構300的底下，且溫度調整層400之圖案皆與溫度調整電源500電性連接。

此外，如圖3C所示，在此，溫度調整層400為圖案化膜層，即溫度調整層400具有多個圖案。而溫度調整層400之圖案是對應間隙結構300設置。在此實施例中，溫度調整層400之圖案是設置在間隙結構300的兩側，溫度調整層400之圖案並不與間隙結構300接觸，且溫度調整層400之圖案皆與溫度調整電源500電性連接。

此外，如圖3C所示，在此，溫度調整層400為圖案化膜層，即溫度調整層400具有多個圖案。而溫度調整層400之圖案是對應間隙結構300設置。在此實施例中，溫度調整層400之圖案是設置在間隙結構300的兩側，且溫度調整層400之圖案皆與溫度調整電源500電性連接。

再者，溫度調整層400之圖案與間隙結構300之間的設置方式還可以是如圖3D所示。在此實施例中，溫度調整層400之圖案條狀式的排列於承載基板102上，且溫度調整層400之圖案皆與溫度調整電源500電性連接。而間隙結構300是設置在溫度調整層400之圖案上。

另外，溫度調整層400之圖案與間隙結構300之間的設置方式還可以是如圖3E所示。在此實施例中，溫度調整層400之圖案條狀式的傾斜排列於承載基板102上，且溫度調整層400之圖案皆與溫度調整電源500電性連接。而間隙結構300是設置在溫度調整層400之圖案上。

承上所述，無論溫度調整層400於承載基板102上是以何種形式或排列設置，藉由溫度調整層400的加熱作用都可以使得間隙結構300之第一端302以及第二端304之溫度差異降低，進而使得間隙結構300之第一端302以及第二端304的電阻差異下降。而當間隙結構300具有均勻的電阻分佈時，第一基板100與第二基板200之間的電場分佈就不會因為間隙結構300的電阻不均而造成變化。因此，如此一來，電子發射器108產生的電子束的路徑就不會產生偏移，進而使得顯示器的顯示品質獲得改善。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．第一基板

102．．．承載基板

102a．．．內表面

102b．．．外表面

104．．．第一電極層

106．．．電介質層

106a．．．開口

107．．．電阻層

108．．．電子發射器

110．．．第二電極層

120．．．絕緣層

200．．．第二基板

202．．．承載基板

204．．．發光材料層

206．．．第三導電層

300．．．間隙結構

302．．．第一端

304．．．第二端

400．．．溫度調整層

500．．．溫度調整電源

圖1是根據本發明一實施例之場發射式顯示器的局部剖面示意圖。

圖2是根據本發明另一實施例之場發射式顯示器的局部剖面示意圖。

圖3A至圖3E是本發明數個實施例之場發射式顯示器中溫度調整層與間隙結構的分佈示意圖。

100．．．第一基板

102．．．承載基板

102a．．．內表面

102b．．．外表面

104．．．第一電極層

106．．．電介質層

106a．．．開口

107．．．電阻層

108．．．電子發射器

110．．．第二電極層

200．．．第二基板

202．．．承載基板

204．．．發光材料層

206．．．第三導電層

300．．．間隙結構

302．．．第一端

304．．．第二端

400．．．溫度調整層

500．．．溫度調整電源

Claims (10)

1. 一種場發射式顯示器，包括：一第一基板；一第二基板，位於該第一基板相對向設置；一間隙結構，位於該第一基板與該第二基板之間，該間隙結構具有與該第一基板連接之一第一端以及與該第二基板連接之一第二端，當該場發射式顯示器顯示器於操作時，該第一端以及該第二端之溫度差約為攝氏0度至攝氏20度；以及一溫度調整層，位於該第一基板之一表面上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器，其中該第一基板，包括：一第一電極層，位於一承載基板上；一電阻層，覆蓋該第一電極層一電介質層，位於該電阻層上，且該電介質層具有多個開口；多個電子發射器，位於該電介質層之該些開口內；以及一第二電極層，位於該電介質層之一頂表面上；該第二基板包括：一發光材料層，該發光材料層包括一磷光材料層或是一螢光材料層；以及一第三電極層，覆蓋該發光材料層。
3. 如申請專利範圍第2項所述之場發射式顯示器，其中該第一基板之該承載基板具有一內表面以及一外表面，該第一電極層位於該內表面上，且該溫度調整層是設置在該外表面上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之場發射式顯示器，其中該第一基板之該承載基板具有一內表面以及一外表面，該第一電極層以及該溫度調整層都設置於該內表面上，且該第一電極層以及該溫度調整層彼此電性絕緣。
5. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器，更包括一溫度調整電源，其與該溫度調整層電性連接。
6. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器，其中該溫度調整層是全面地覆蓋於該第一基板之該表面上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器，其中該溫度調整層具有多個圖案，該些圖案對應該間隙結構設置。
8. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器，其中該溫度調整層包括一電阻材料。
9. 如申請專利範圍第8項所述之場發射式顯示器，其中該電阻材料包括金屬或是金屬氧化物。
10. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器，其中在該第一端以及該第二端之溫度差約為攝氏0度至攝氏10度。