TWI445037B - 場發射式顯示器之畫素結構及其修補方法 - Google Patents

Description

場發射式顯示器之畫素結構及其修補方法

本發明是有關於一種畫素結構及其修補方法，且特別是有關於一種場發射式顯示器的畫素結構及其修補方法。

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)。陰極板是作為場電子發射源，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。

一般來說，場發射顯示器的場電子放射器是位於兩條訊號線交叉重疊的區域中，此區域又稱為顯示發射區。當顯示發射區發生任何缺陷，例如構件之間的不當短路、構件之間的不當斷路或是有微粒子掉落在顯示發射區時，若是利用雷射切割或是其他合適的方法將對應的訊號線切斷，將造成被切斷的訊號線所連接的畫素結構失去發光的效能。如此一來，顯示發射區的作用面積將大為減少，使得場發射示顯示器的良率下降。

本發明提供一種場發射式顯示器的畫素結構及其修補方法，其具有可修補的結構設計，有助於提升畫素結構的良率。

本發明提出一種場發射式顯示器的畫素結構包括第一導線、第二導線以及多個電子放射器。第一導線具有第一主線以及第一延伸部。第一主線具有第一延伸方向。第二導線具有第二主線以及第二延伸部。第二主線具有第二延伸方向。第一延伸部以及第二延伸部之間形成重疊區域。電子放射器位於第一延伸部以及第二延伸部之間並且位於重疊區域中。

本發明再提出一種場發射式顯示器的修補方法。首先，提供場發射式顯示器。所述場發射式顯示器具有多個如上所述之畫素結構。所述畫素結構的其中之一為一缺陷畫素。接著，對所述缺陷畫素之第一延伸部與第一主線進行第一分離程序以使第一延伸部與第一主線分離，或是對所述缺陷畫素之第二延伸部與第二主線進行第二分離程序以使第二延伸部與第二主線分離。

本發明更提出一種場發射式顯示器的修補方法。首先，提供場發射式顯示器。所述場發射式顯示器具有多個如上所述之畫素結構，且各畫素結構之第二延伸部包括連接部以及至少一重疊部，連接部與第二主線連接，且重疊區域位於第二延伸部之重疊部與第一延伸部之間。所述畫素結構的其中之一為一缺陷畫素。接著，對所述缺陷畫素之第一延伸部與第一主線進行第一分離程序以使第一延伸部與第一主線分離，或是對缺陷畫素之第二延伸部的連接部與重疊部進行第二分離程序以分離連接部與重疊部。

基於上述，本發明之場發射式顯示器中畫素結構之電子放射器是配置在第一延伸部以及第二延伸部的重疊區域中。當所述場發射式顯示器的構件之間發生缺陷時，可以使用分離程序將發生缺陷所對應之區域的延伸部與主線分離。如此一來，主線部分仍為連續的傳輸線路，其他沒有發生缺陷的畫素結構可以正常的運作。因此，根據本發明之場發射式顯示器的修補方法，可以大幅提升場發射式顯示器的製程良率。

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1A是本發明一實施例之場發射式顯示器的畫素結構P1的上視示意圖。圖1B是沿圖1A中剖線A-A’的剖面示意圖。圖1A以及圖IB僅繪示場發射式顯示器的其中一個畫素結構P1以作說明。一般來說，場發射式顯示器是由多個畫素結構所構成。因此此領域技術人員根據圖1A之畫素結構P1之說明，便可清楚地可以理解場發射式顯示器的畫素結構之架構。

請同時參考圖1A以及圖1B，本實施例之場發射式顯示器的畫素結構P1包括第一導線110、第二導線120以及多個電子放射器130。此外，本實施例之畫素結構P1更包括基板102、電阻層140、介電層150以及保護層160。

第一導線110位於基板102上。第一導線110具有第一主線112以及至少一第一延伸部114，且第一主線112具有第一延伸方向D1。第一導線110一般是使用金屬材料。然，本發明不限於此，根據其他實施例，第一導線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電材料的堆疊層。

電阻層140位於基板102上且覆蓋第一導線110。電阻層140例如為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。

介電層150位於電阻層140上。介電層150具有多個開口150S，且開口150S貫穿介電層150。本發明不限介電層150之開口150S的數目。

電子放射器130位於介電層150之開口150S內。電子放射器130可為奈米碳管電子放射端或是其他種尖端放電形式之電子放射端。此外，本發明不對電子放射器130的數目作限制。

第二導線120位於介電層150之上。第二導線120具有第二主線122以及至少一第二延伸部124，且第二主線122沿第二延伸方向D2延伸。特別一提的是，第一延伸部114以及第二延伸部124之間形成重疊區域I。電子放射器130位於第一延伸部114以及第二延伸部124之間並且位於所述重疊區域I中。此外，第二延伸部124更包括連接部124a以及至少一重疊部124b。詳細而言，第二延伸部124中的連接部124a是與第二主線122連接，且連接部124a的延伸方向與第一主線112的第一延伸方向D1平行。另外，所述的重疊區域I是位於第二延伸部124中的重疊部124b與第一延伸部114之間。根據本實施例，重疊部124b位於介電層150中靠近開口150S之頂表面且填入開口150S內。因此重疊部124b是圍繞於電子放射器130頂部之周圍，且與電子放射器130之間電性連接。第二導線120之材質包括金屬，然，本發明不限於此。換言之，第二導線120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電材料的堆疊層。值得一提的是，由於電子放射器130位於重疊部124b之上，而且電子放射器130與重疊部124b之間的黏著性比電子放射器130與介電層150之間的黏著性佳，因此電子放射器130不易產生剝落的現象。保護層160位於第二導線120上。保護層160的材質例如為氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或是其他合適的保護層材料。

圖1C為圖1A之畫素結構P1應用於場發射式顯示器100a時，對應圖1A之剖線A-A’示意圖。請參考圖1C，本實施例之場發射式顯示器更包括間隙結構200以及陽極結構300。陽極結構300跟畫素結構P1相對設置。間隙結構200位於陽極結構300跟畫素結構P1之間。一般而言，陽極結構300包括基板、黑矩陣層、發光材料層以及陽極層(未繪示)。在此，第一導線110例如為陰極，第二導線120之重疊部124b例如為閘極。當場發射式顯示器100a運作之時，電子放射器130會發射出電子束e。所述電子束e撞擊發光材料層而使場發射式顯示器發光。

在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2A為本發明另一實施例之畫素結構P2的剖面示意圖。圖2B是沿圖2A中剖線B-B’的剖面示意圖。請參照圖2A以及圖2B，本實施例之場發射式顯示器的畫素結構P2包括第一導線110、第二導線120以及多個電子放射器130。在此須說明的是，本實施例之畫素結構P2與前述圖1A之實施例之畫素結構P1類似，相似構件的材料及功能在此不重複敘述，惟二者主要差異之處在於：本實施例之畫素結構P2更包括金屬導線126。而金屬導線126是在形成第二導線120之第二主線122以及第二延伸部124之前所形成。另外，本實施例之畫素結構P2更包括基板102、電阻層140、介電層150以及保護層160。所述金屬導線126配置於介電層150之上，且其配置於介電層150與第二主線122以及連接部124a之間。換言之，第二主線122以及連接部124a覆蓋在金屬導線126之上。類似地，在本實施例中，電子放射器130位於第二延伸部124之第二重疊部124b之上，而且電子放射器130與重疊部124b之間的黏著性比電子放射器130與介電層150之間的黏著性佳，因此電子放射器130不易產生剝落的現象。

圖2C為圖2A之畫素結構P2應用於場發射式顯示器100b時，對應圖2A之剖線B-B’的示意圖。請參考圖2C，與圖1C之實施例類似地，本實施例之場發射式顯示器100b包括間隙結構200以及陽極結構300。陽極結構300跟畫素結構P2相對設置。間隙結構200位於陽極結構300跟畫素結構P2之間。一般而言，陽極結構300包括基板、黑矩陣層、發光材料層以及電極層(未繪示)。在此，電極層例如為陽極、第一導線110例如為陰極，第二導線120之重疊部124b例如為閘極。當場發射式顯示器運作之時，第一導線110與陽極結構300之間會形成一電場，激發電子放射器130發射出電子束e。所述電子束e撞擊發光材料層而使場發射式顯示器發光。

一般來說，習知場發射式顯示器的畫素結構中通常是將電子放射器配置在第一主線與第二主線交會之處，以作為發射顯示區。而本發明之實施例中畫素結構P1與P2則是提供具有第一延伸部114以及第二延伸部124的第一導線110與第二導線120，並且將電子放射器配置在第一延伸部114與第二延伸部124重疊之上，以作為發射顯示區。當畫素結構P1或P2中發生構件之間的短路、斷路或是有微粒子掉落在重疊區域I中時，部分的畫素結構P1或P2會失去效能，造成有瑕玼的顯示畫面。

有鑑於此，本發明提出一種場發射式顯示器的修補方法。圖3A為本發明一實施例中場發射式顯示器的修補方法的示意圖。圖3B為沿圖3A中剖線C-C’的剖面示意圖。在此以圖2A中的場發射式顯示器100b為例說明，當然，場發射式顯示器100a也可以使用相同的修補方式，本發明不以此為限。請同時參考圖3A以及圖3B，本實施之場發射式顯示器100b的修補方法包括提供場發射式顯示器100b，場發射式顯示器100b具有多個畫素結構P2，而多個畫素結構P2的其中一個為缺陷畫素P’。須說明的是，為清楚繪示修補的方式，在圖3A中僅繪示場發射式顯示器100b中的缺陷畫素P’，而省略繪示場發射式顯示器的其他構件。具體而言，本實施例的缺陷畫素P’中具有一個微粒子U。所述微粒子U造成缺陷畫素P’的顯示功能產生異常。因此，本實施例之場發射式顯示器100b的修補方法可以對缺陷畫素P’中的第一延伸部114與第一主線112進行第一分離程序L1，以使第一延伸部114與第一主線112分離。具體而言，所述第一分離程序例如為雷射切割程序，其可以將第一延伸部114以及第一主線112進行切割而形成一分離區域M1(如圖3B所示)。換言之，位於分離區域M1中的第一延伸部114、電阻層140、介電層150以及保護層160會形成開孔以暴露出基板102。詳細而言，根據本發明所述之修補方法，主要是能夠使第一延伸部114與第一主線112斷開即可達到修補的效果。如此一來，與第一主線112連接的缺陷畫素P’將失去訊號的輸入而停止運作。另外，與第一主線112連接的其他畫素結構P2將維持正常的運作。

另外，本實施例所述之修補方法也可以對缺陷畫素P’中的第二延伸部124的連接部124a與重疊部124b進行第二分離程序L2，以使連接部124a與重疊部124b分離。具體而言，所述第二分離程序L2例如為雷射切割程序，其可以將第二延伸部124中的連接部124a以及重疊部124b進行切割而形成一分離區域M2。此外，位於此分離區域M2中的電阻層140、介電層150、重疊部124b以及保護層160會形成開孔以暴露出基板102。詳細而言，根據本發明所述之修補方法，主要是能夠使第二延伸部124中的連接部124a以及重疊部124b斷開即可達到修補的效果。如此一來，連接缺陷畫素P’的連接部124a與重疊部124b之間就會形成斷路，所述的缺陷畫素P’將與其他正常的畫素結構P2獨立地失去傳輸訊號。因此，第一主線112或第二主線122仍為連續的傳輸線路。更佳的是，第二延伸部124亦為連續的傳輸線路而不受修補動作影響。因此，本實施例之修補方法可以針對單一的缺陷畫素進行修補，而讓其他與第二延伸部124連接的畫素結構在修補之後仍具有正常的功效，而使得場發射示顯示器100b維持高良率的輸出顯示品質。值得說明的是，所述第一分離程序L1以及第二分離程序L2可以擇一進行，或是同時進行，本發明不以此為限。

圖4為本發明另一實施例中場發射式顯示器的修補方法示意圖。在此，以圖2A中的場發射式顯示器100b為例說明，當然，場發射式顯示器100a也可以使用相同的修補方式進行修補，本發明不以此為限。請參考圖4，本實施之場發射式顯示器100b的修補方法包括提供場發射式顯示器100b，場發射式顯示器100b具有多個畫素結構P2，而多個畫素結構P2的其中一個為缺陷畫素P’。須說明的是，為清楚繪示修補的方式，在圖4中僅繪示場發射式顯示器100b中的缺陷畫素P’，而省略繪示場發射式顯示器的其他構件。舉例而言，當本實施例的缺陷畫素P’中具有多個微粒子U時，所述微粒子U將造成缺陷畫素P’的顯示功能產生異常。因此，本實施例之場發射式顯示器100b的修補方法就是針對缺陷畫素P’中的第一延伸部114與第一主線112進行第一分離程序L1。所述第一分離程序L1使第一延伸部114與第一主線112分離。如此一來，與第一主線114連接的缺陷畫素P’會失去訊號傳輸的來源而失去效能。而與第一主線114連接的其他畫素結構P2則可以維持正常的效能。另外，本實施例所述之修補方法也可以針對缺陷畫素P’中的第二主線122以及第二延伸部124進行第二分離程序L2，而使第二主線122以及第二延伸部124分離。如此一來，與第二延伸部124連接的缺陷畫素P’將失去效能，而與第二主線122連接的其他畫素結構P2則可以維持正常的運作，不受修補動作之影響。值得說明的是，所述第一分離程序L1以及第二分離程序L2可以擇一進行，或是同時進行，本發明不以此為限。

特別說明的是，所述第一分離程序L1與所述第二分離程序L2可以是相同或不相同的分離程序，其中，所述第一分離程序L1例如為紅寶石雷射(ruby laser)切割程序、二氧化碳雷射(CO₂ laser)切割程序或其他適合的程序。而所述第二分離程序L2例如為紅寶石雷射(ruby laser)切割程序、二氧化碳雷射(CO₂ laser)切割程序或其他適合的程序。

綜上所述，本發明之場發射式顯示器的畫素結構中，將電子放射器設置在第一延伸部與第二延伸部的重疊區域中，以作為發射顯示區。當場發射式顯示器的其中一個畫素結構發生缺陷，例如構件之間的不當短路或是構件之間的不當斷路等，可以針對連接此缺陷畫素的延伸部與主線進行分離的程序。此時，主線仍維持連續的傳輸線路而不受修補動作的影響。換言之，本發明之場發射式顯示器的修補方法可以針對單一的缺陷畫素進行獨立地修補，而使其他畫素結構正常地運作，如此一來，場發射式顯示器將維持良好的輸出品質。

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。

100a、100b．．．場發射式顯示器

102．．．基板

110．．．第一導線

112．．．第一主線

114．．．第一延伸部

120．．．第二導線

122．．．第二主線

124．．．第二延伸部

124a．．．連接部

124b．．．重疊部

126．．．金屬導線

130．．．電子放射器

140．．．電阻層

150．．．介電層

150S．．．開口

160．．．保護層

200．．．間隙結構

300．．．陽極結構

D1．．．第一延伸方向

D2．．．第二延伸方向

A-A’、B-B’、C-C’．．．剖線

I．．．重疊區域

M．．．分離區域

P1、P2．．．畫素結構

P’．．．缺陷畫素

e．．．電子束

L1．．．第一分離程序

L2．．．第二分離程序

圖1A是本發明一實施例之場發射式顯示器的畫素結構的上視示意圖。

圖1B是沿圖1A中剖線A-A’的剖面示意圖。

圖1C為圖1A之畫素結構應用於場發射式顯示器時，對應圖1A之剖線A-A’示意圖。

圖2A為本發明另一實施例之畫素結構的剖面示意圖。

圖2B是沿圖4A中剖線C-C’的剖面示意圖。

圖2C為圖2A之畫素結構應用於場發射式顯示器時，對應圖2A之剖線B-B’的示意圖。

圖3A為本發明另一實施例中場發射式顯示器的修補方法的示意圖。

圖3B為沿圖3A中剖線C-C’的剖面示意圖。

圖4為本發明一實施例中場發射式顯示器的修補方法示意圖。

110．．．第一導線

112．．．第一主線

114．．．第一延伸部

120．．．第二導線

122．．．第二主線

124．．．第二延伸部

124a．．．連接部

124b．．．重疊部

130．．．電子放射器

D1．．．第一延伸方向

D2．．．第二延伸方向

A-A’．．．剖線

I．．．重疊區域

P1．．．畫素結構

Claims (10)

1. 一種場發射式顯示器的畫素結構，包括：一第一導線，其具有一第一主線以及至少一第一延伸部，且該第一主線沿一第一延伸方向延伸；一第二導線，其具有一第二主線以及至少一第二延伸部，該第二主線沿一第二延伸方向延伸，其中該第一延伸部以及該第二延伸部形成至少一重疊區域；以及多個電子放射器，位於該第一延伸部以及該第二延伸部之間並且位於該重疊區域中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器的畫素結構，其中該第二延伸部包括一連接部以及至少一重疊部，該連接部與該第二主線連接，且該重疊區域位於該第二延伸部之該重疊部與該第一延伸部之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之場發射式顯示器的畫素結構，其中該連接部的一延伸方向與該第一延伸方向平行。
4. 如申請專利範圍第1項所述之場發射式顯示器的畫素結構，更包括：一電阻層，覆蓋該第一導線；一介電層，位於該電阻層上，其中該介電層中具有多個開口，該些電子放射器位於該些開口內，且該第二導線位於該介電層上；以及一保護層，位於該第二導線上。
5. 一種場發射式顯示器的修補方法，包括：提供一場發射式顯示器，其具有多個畫素結構，每一畫素結構如申請專利範圍第1項所述，其中該些畫素結構其中之一為一缺陷畫素；以及對該缺陷畫素之該第一延伸部與該第一主線進行一第一分離程序以使該第一延伸部與該第一主線分離，或是對該缺陷畫素之該第二延伸部與該第二主線進行一第二分離程序以使該第二延伸部與該第二主線分離。
6. 如申請專利範圍第5項所述之場發射式顯示器的修補方法，其中該第一或第二分離程序包括一紅寶石雷射切割程序或一二氧化碳雷射切割程序。
7. 如申請專利範圍第5項所述之場發射式顯示器的修補方法，其中該第一及該第二分離程序係不相同。
8. 一種場發射式顯示器的修補方法，包括：提供一場發射式顯示器，其具有多個畫素結構，每一畫素結構如申請專利範圍第2項所述，其中該些畫素結構其中之一為一缺陷畫素；以及對該缺陷畫素之該第一延伸部與該第一主線進行一第一分離程序以使該第一延伸部與該第一主線分離，或是對該缺陷畫素之該第二延伸部的該連接部與該重疊部進行一第二分離程序以使該連接部與該重疊部分離。
9. 如申請專利範圍第8項所述之場發射式顯示器的修補方法，其中該第一或第二分離程序包括一雷射切割程序。
10. 如申請專利範圍第8項所述之場發射式顯示器的修補方法，其中該第一及該第二分離程序係不相同。