TWI435359B - 場發射顯示裝置 - Google Patents

Description

場發射顯示裝置

本發明係關於一種場發射顯示器，尤指一種能提高電子發射均勻性，且可避免場發射源在製程中受到破壞的場發射顯示器。

場發射顯示器是繼陰極射線管顯示器及液晶顯示器之後，最具發展潛力之下一代興新技術。相對於現有之顯示技術，場發射顯示器具有低驅動電壓、無視角限制、操作溫度範圍大、高亮度、高對比及色彩飽和等優點，尤其是奈米碳管場發射顯示器，近年來越來越受到重視。

一般而言，場發射顯示器包括一塗佈有螢光材料的陽極基板和一設置有複數個場發射源之陰極基板。在真空環境下利用強電場使場發射源之電子游離出，而離開陰極基板的場發射電子受陽極基板正電壓的加速吸引，撞擊至陽極基板的螢光材料而發光。而奈米碳管因為具有低場發射起始電壓的特性，目前是製作場發射源最佳的材料之一，但奈米碳管在製程上會有不穩定的表現，而影響發光均勻性。為了提高電子發射的均勻性，習知之場發射顯示器中常會在陰極基板上設置介電材料或是通道等外加結構，以誘導電子有效撞擊陽極基板上之螢光層而發光，進而提升發光效果。然而，在製程中，場發射源容易受到陰極基板上外加結構的影響而受損或是產生電子偏向等問題，因此如何避免對場發射源造成破壞的前提下提高電子發射的均勻性已成為學者研究的目標。

本發明之主要目的之一在於提供一種場發射顯示器，以提高電子發射的均勻性，同時避免場發射源在製程中受到破壞。

為達上述目的，本發明提供一種場發射顯示裝置，具有相對設置的一陽極結構以及一陰極結構。陽極結構包括一陽極基板、一陽極層、複數個介電圖案以及複數個發光圖案。陰極結構包括一與陽極基板面對設置的陰極基板、複數個陰極圖案以及複數個場發射源，其中各場發射源係對應於陽極結構之各發光圖案。

根據本發明提出的場發射顯示器，陽極結構中的介電圖案造可造成電位線的扭曲，使介電圖案邊緣的局部電場增強吸引場發射源所發射出的電子，因此可有效提高電子發射均勻性。此外，由於本發明具有簡化的陰極結構，所以可避免場發射源在製程中受到破壞。

請參考第1圖，第1圖為本發明第一實施例之場發射顯示裝置之示意圖。如第1圖所示，本發明第一實施例之場發射顯示裝置100包括一陽極結構10以及一陰極結構20。陽極結構10包括一陽極基板12、一陽極層14、複數個介電圖案16以及複數個發光圖案18。在本實施例中，陽極基板12上定義有複數個介電區域D以及複數個發光區域L。陽極層14係位於陽極基板12上，且陽極層14可包括一透明電極層，例如一氧化銦錫層。介電圖案16係位於陽極層14上並分別對應於陽極基板12之各介電區域D。在本實施例中，介電圖案16包括一絕緣圖案或一光阻圖案，且介電圖案16之厚度T較佳係大於10微米，但不限於此。發光圖案18係位於陽極層14上並分別對應陽極基板12之各發光區域L。在本實施例中，發光圖案18可包括一螢光圖案，但不限於此。陰極結構20包括一與陽極基板12面對設置的陰極基板22、複數個陰極圖案24以及複數個場發射源26。陰極圖案24係位於陰極基板22上並分別對應陽極基板12之各發光區域L，且陰極圖案24可包括一金屬電極圖案，但不以此為限。場發射源26係分別位於各陰極圖案24之上。在本實施例中，場發射源26包括一奈米碳管，但不限於此，亦可為其他具有發射電子功能的材料。值得注意的是，在本實施例中，陽極結構10以及陰極結構20係相對設置，且陰極結構20中之各場發射源26係對應於陽極結構10之各發光圖案18。

請參考第2圖至第5圖，第2圖至第5圖為製作本發明第一實施例之陽極結構之方法之示意圖。如第2圖所示，首先提供一陽極基板12，並於陽極基板12上定義出複數個介電區域D以及複數個發光區域L。之後，於陽極基板12上形成一陽極層14。接著，如第3圖所示，覆蓋一介電材料層16’於陽極層14上。在本實施例中，介電材料層16’可包括一絕緣材料或一光阻材料，但不限於此。然後，如第4圖所示，可利用一微影暨蝕刻製程去除部分介電材料層16’，以於陽極層14上形成複數個對應介電區域D的介電圖案16。最後，如第5圖所示，利用一塗佈或是一網印製程將一發光材料覆蓋於陽極基板12之各發光區域L之上，以於陽極基板12上形成發光圖案18。在本實施例中，發光材料係一螢光材料，但不限於此。另外，請參考第6圖及第7圖，第6圖及第7圖為製作本發明第一實施例之陰極結構之方法之示意圖。如第6圖所示，首先提供一陰極基板22並形成陰極圖案24於陰極基板22上。接著，如第6圖所示，利用例如一網印製程於各陰極圖案24上形成場發射源26。

在本發明第一實施例中，如第1圖所示，於陽極層14以及陰極圖案24之間提供一電壓V1可使場發射源26發射出電子，並使電子撞擊陽極結構10中的發光圖案18，將電子的動能轉換成為光能，而在本實施例中，陽極結構10中的介電圖案16可造成電位線的扭曲，使介電圖案16邊緣的局部電場增強吸引場發射源26所發射出的電子，因此可有效提高電子發射均勻性。

請參考第8圖，第8圖為本發明第二實施例之場發射顯示裝置之示意圖。為了更清楚比較不同實施例之間之差異，在本實施例與第二較佳實施例中使用相同的標號標注相同的元件，並僅針對兩實施例之相異處進行說明，相同的部分不再贅述。如第8圖所示，場發射顯示裝置200具有一陽極結構10、一陰極結構20以及複數個閘極30。閘極30係分別位於陽極基板12之各介電圖案16之上。相較於本發明第一實施例的操作方式，本實施例係於閘極30以及陰極圖案24之間提供一較小的電壓V2，即可使場發射源26發射出電子。此外，本實施例可藉由調整閘極30以及陰極圖案24之間的電壓V2以控制場發射源發射出的電子密度。

綜上所述，根據本發明第一實施例以及第二實施例提出的場發射顯示器，陽極結構中的介電圖案可造成電位線的扭曲，使介電圖案邊緣的局部電場增強吸引場發射源所發射出的電子，因此可有效提高電子發射均勻性。此外，由於在本發明實施例中並未於陰極基板上設置其他外加結構，所以可避免陰極基板上的場發射源在製程中受到破壞。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．陽極結構

12．．．陽極基板

14．．．陽極層

16．．．介電圖案

16’．．．介電材料層

18．．．發光圖案

20．．．陰極結構

22．．．陰極基板

24．．．陰極圖案

26．．．場發射源

30．．．閘極

100,200．．．場發射顯示裝置

D．．．介電區域

L．．．發光區域

T．．．厚度

V1,V2．．．電壓

第1圖為本發明第一實施例之場發射顯示裝置之示意圖。

第2圖至第5圖為製作本發明第一實施例之陽極結構之方法之示意圖。

第6圖及第7圖為製作本發明第一實施例之陰極結構之方法之示意圖。

第8圖為本發明第二實施例之場發射顯示裝置之示意圖。

10．．．陽極結構

12．．．陽極基板

14．．．陽極層

16．．．介電圖案

18．．．發光圖案

20．．．陰極結構

22．．．陰極基板

24．．．陰極圖案

26．．．場發射源

100．．．場發射顯示裝置

D．．．介電區域

L．．．發光區域

T．．．厚度

V1．．．電壓

Claims (8)

1. 一種場發射顯示裝置，包括：一陽極結構，包括：一陽極基板，該陽極基板上定義有複數個介電區域以及複數個發光區域；一陽極層，位於該陽極基板上；複數個介電圖案，位於該陽極層上並分別對應於該陽極基板之各該介電區域；以及複數個發光圖案，位於該陽極層上並分別對應該陽極基板之各該發光區域；以及一陰極結構，包括：一陰極基板，與該陽極基板面對設置；複數個陰極圖案，位於該陰極基板上並分別對應該陽極基板之各該發光區域；以及複數個場發射源，分別位於各該陰極圖案之上，其中該陽極結構以及該陰極結構係相對設置，且該陰極結構中之各該場發射源係對應於該陽極結構之各該發光圖案。
2. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中該介電圖案包括一絕緣圖案或一光阻圖案。
3. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中該介電圖案之一厚度係大於10微米。
4. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中該發光圖案包括一螢光圖案。
5. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中該場發射源包括一奈米碳管。
6. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中該陽極層包括一透明電極層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，其中該陰極圖案包括一金屬電極圖案。
8. 如申請專利範圍第1項所述之場發射顯示裝置，另包括複數個閘極，分別位於該陽極基板之各該介電圖案之上。