一種分立式結構的場致發射顯示器件的製作方法

2023-05-30 15:49:01 1

專利名稱：一種分立式結構的場致發射顯示器件的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於平板顯示領域的場致發射顯示器件，具體涉及一種分立式結構的場致發射顯示器件。
背景技術：
隨著人們對視覺要求的逐日提高，顯示技術也隨之快速發展，從陰極射線管顯示(CRT)、液晶顯示(LCD)、等離子顯示(PDP)到有機電致發光顯示(OLED)以及場致發光顯示(FED)，陰極射線管顯示(CRT)存在體積大、功耗高和輻射性的缺點，逐漸失去顯示領域的霸主地位；而平板顯示技術被譽為一種朝陽技術，是二十一世紀顯示技術發展的主流，因而受到了人們的廣泛重視，它不僅要具有完美的顯示品質，而且需在體積、節能等方面有更多的改進。LCD、PDP和OLED是平板顯示的三大主流，但在色彩、對比度、亮度、功耗、尺寸和壽命等方面三者都無法同時滿足，於是一種新型的平板顯示技術-表面傳導電子發射技術(SED)就此誕生了。SED顯示是繼液晶顯示和等離子顯示後的又一種大有發展前途的平板顯示技術，被認為是目前最先進的顯示技術之一。
SED顯示技術，是一種場發射顯示，它由陽極玻璃基板和陰極玻璃基板通過在其間插入固定隔離層真空封裝在一起，陰極基板上由隧道效應形成的縫間傳導電子，在陽極電壓作用下，有一部分電子可以到達陽極基板，由於極間加速電壓很高，電子具有很高的動能，轟擊陽極基板上的螢光粉發光；它採用電子轟擊螢光粉來自主發光並顯示圖像。SED的亮度跟高端CRT電視的屏幕相當，但是所需功耗只有傳統CRT的一半，其尺寸通常都在40寸以上，且比現在的平面顯示器更薄；目前科學家認為SED是CRT的最終形態。SED顯示器的關鍵是微型電子發射器之間的縫隙，這個縫隙只有幾納米的寬度，只有形成這樣的狹縫在施加電壓的情況下才會產生隧道效應，從而使發射器發射電子，電子在電壓的作用下撞擊螢光材料從而發光。但納米狹縫的製備工藝不僅複雜，而且具有一定的技術難度，在很大程度上制約了表面傳導電子發射顯示的推廣和應用；只有在納米科學和半導體技術發展到一定水平，該問題才能圓滿解決。

發明內容
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供了一種使用壽命長，工作電壓低、能耗小，成本低，高亮度高清晰度的分立式結構的場致發射顯示器件。
為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是包括玻璃基板以及設置在玻璃基板內表面上的三基色螢光粉陣列和鋁膜，其特點是，在玻璃基板的下端設置有ITO玻璃基板，玻璃基板與ITO玻璃基板之間形成一個封閉的真空腔，鋁膜和ITO玻璃基板分別與直流高壓的正、負極相連，ITO玻璃基板上還蒸鍍有光電陰極陣列，ITO玻璃基板的下側依次設置有由帶有取向層的上ITO玻璃基板、液晶層和帶有取向層的下ITO玻璃基板構成的液晶光閥，在此液晶光閥的下端還設置有背光源。
本實用新型的另一特點是真空腔的厚度為1～6毫米；鋁膜的厚度為1～1000納米；光電陰極陣列與三基色螢光粉陣列的位置一一對應；背光源由發光二極體構成，且此二極體所發出的光的波長λ和光電陰極陣列所採用的材料禁帶寬度Eg之間必須滿足如下關係λ≤1.24/Eg(μm)。
本實用新型將陰極射線管顯示(CRT)和液晶顯示(LCD)的原理和結構相結合，採用了電子束轟擊螢光粉的結構、液晶光閥和發光二極體背光源，因此該器件在繼承了CRT優異的顯示品質和平板顯示器件輕便節能優點的同時，還摒棄了CRT體積大、強輻射和LCD發光亮度、對比度和視角不佳的缺點；相對於表面傳導電子發射顯示器，它不存在納米狹縫的製備問題，這在很大程度上大大降低了技術和工藝上的難度。


附圖是本實用新型的整體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
參見附圖，本實用新型包括玻璃基板1以及設置在玻璃基板1內表面上的三基色螢光粉陣列2和厚度為1～1000納米的鋁膜3，在玻璃基板1的下端設置有ITO玻璃基板6，玻璃基板1與ITO玻璃基板6之間形成一個厚度為1～6毫米的真空腔4，鋁膜3和ITO玻璃基板6分別與直流高壓的正、負極相連，ITO玻璃基板6上還蒸鍍有光電陰極陣列5，光電陰極陣列5與三基色螢光粉陣列2的位置一一對應，ITO玻璃基板6的下側依次設置有由帶有取向層的上ITO玻璃基板7、液晶層8和帶有取向層的下ITO玻璃基板9構成的液晶光閥，在此液晶光閥的下端還設置有由發光二極體構成的背光源10，且此二極體所發出的光的波長入和光電陰極陣列5所採用的材料禁帶寬度Eg之間必須滿足如下關係λ≤1.24/Eg(μm)。
其顯示原理是發光二極體背光源10發出一定波長的光，在光的傳輸過程中出射側光通量Φ受到液晶光閥的調製，最終到達真空腔4下玻璃基板6處的光子轟擊光電陰極陣列5，由於光子波長λ滿足λ≤1.24/Eg(μm)，其中Eg為光電陰極禁帶寬度，從而符合光電發射條件，在光電陰極陣列5的另一側有一定強度的電子束出射，電子束強度i＝SΦ，其中S為光電材料的光響應度，Φ為光通量，由於真空腔4的上、下玻璃基板之間加有直流高壓，電子在強電場作用下穿透很薄的鋁膜3轟擊玻璃基板1的三基色螢光粉陣列2，從而實現發光顯示。
本實用新型的基本顯示原理與CRT相同，都是由電子撞擊螢光材料而發光，但電子發射、轟擊的方式卻不一樣。CRT顯像管是將熱陰極電子槍射出的電子束在偏轉線圈的強大磁場下偏離原來方向，依次去轟擊螢光材料；而本實用新型則是將塗有三基色螢光粉陣列2的玻璃基板1與蒸鍍有光電陰極陣列5的ITO玻璃基板6平行擺放，大量的微型光電陰極電子發射源就像液晶或等離子顯示器的像素一樣。這種顯示器的關鍵是光電陰極陣列5在受到液晶光閥調製的一定波長光子的轟擊下可發射出電子束，液晶光閥在圖象信號的控制下對發光二極體背光源10發出的光通量進行調製，進而得到所要求的轟擊螢光粉電子束強度，達到很好的顯示效果。在結構上，本實用新型又和CRT完全不同；CRT是用一組電子槍負責整個屏幕的顯示，因此電子槍必須以掃描的方式才能生成一幅完整的畫面；而本實用新型實際上是將電子槍微型化，使每一個像素點都對應有三個微型電子槍即光電陰極，通過矩陣尋址方式實現動態顯示。
權利要求1.一種分立式結構的場致發射顯示器件，包括玻璃基板[1]以及設置在玻璃基板[1]內表面上的三基色螢光粉陣列[2]和鋁膜[3]，其特徵在於在玻璃基板[1]的下端設置有ITO玻璃基板[6]，玻璃基板[1]與ITO玻璃基板[6]之間形成一個封閉的真空腔[4]，鋁膜[3]和ITO玻璃基板[6]分別與直流高壓的正、負極相連，ITO玻璃基板[6]上還蒸鍍有光電陰極陣列[5]，ITO玻璃基板[6]的下側依次設置有由帶有取向層的上ITO玻璃基板[7]、液晶層[8]和帶有取向層的下ITO玻璃基板[9]構成的液晶光閥，在此液晶光閥的下端還設置有背光源[10]。
2.根據權利要求1所述的分立式結構的場致發射顯示器件，其特徵在於所說的真空腔[4]的厚度為1～6毫米。
3.根據權利要求1所述的分立式結構的場致發射顯示器件，其特徵在於所說的鋁膜[3]的厚度為1～1000納米。
4.根據權利要求1所述的分立式結構的場致發射顯示器件，其特徵在於所說的光電陰極陣列[5]與三基色螢光粉陣列[2]的位置一一對應。
5.根據權利要求1所述的分立式結構的場致發射顯示器件，其特徵在於所說的背光源[10]由發光二極體構成，且此二極體所發出的光的波長λ和光電陰極陣列[5]所採用的材料禁帶寬度Eg之間必須滿足如下關係λ≤1.24/Eg(μm)。
專利摘要一種分立式結構的場致發射顯示器件，包括玻璃基板以及設置在玻璃基板上的三基色螢光粉陣列和鋁膜，玻璃基板與ITO玻璃基板之間形成一個封閉的真空腔，鋁膜和ITO玻璃基板分別與直流高壓的正、負極相連，ITO玻璃基板上還蒸鍍有光電陰極陣列；液晶光閥主要由帶有取向層的上ITO玻璃基板、液晶層和帶有取向層的下ITO玻璃基板構成，在此液晶光閥的下端還設置有發光二極體背光源。本實用新型採用電子束轟擊螢光粉及液晶光閥和背光源結構，因此繼承了CRT優異的顯示品質和平板顯示器件輕便節能優點的同時，相對於表面傳導電子發射顯示器，不存在納米狹縫的製備問題，在很大程度上大大降低了技術和工藝上的難度。
文檔編號H01J31/12GK2852379SQ20052010593
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月20日 優先權日2005年12月20日
發明者牟強, 李新貝, 張方輝, 馬穎, 靳寶安, 張麥麗, 劉倩, 魏楠 申請人:陝西科技大學