具有分隔体的电子发射显示器.pdf

一种电子发射显示器包括：电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；图像形成基板；以及至少两个分隔体，用于支撑电子发射基板和图像形成基板以使其彼此隔开。每单位面积的分隔体面积至少沿着从中心区域到周边区域的一个方向增加。例如，通过增加每个分隔体的横截面面积或增加分隔体的数量可以增加面积。在另一实施例中，分隔体的高度至少沿着从中心区域到周边区域的一个方向减小。

1.  一种电子发射显示器，包括：
电子发射基板，包括至少一个在其上形成的电子发射装置；
图像形成基板；以及
至少两个分隔体，用于将所述电子发射基板与所述图像形成基板隔开，
其中单位面积的分隔体面积至少沿着从所述电子发射显示器的中心区域到周边区域的第一方向增加。

2.  如权利要求1所述的电子发射显示器，其中所述第一方向为从所述中心区域到所述周边区域的径向。

3.  如权利要求1所述的电子发射显示器，其中在所述周边区域中每单位面积的所述分隔体面积与在所述中心区域中每单位面积的所述分隔体面积之比在约1.05～1.35的范围内。

4.  如权利要求1所述的电子发射显示器，其中在所述周边区域中每单位面积的所述分隔体面积与在所述中心区域中每单位面积的所述分隔体面积之比在约1.1～1.3的范围内。

5.  如权利要求1所述的电子发射显示器，其中所述分隔体的高度至少沿着从所述中心区域到所述周边区域的第二方向减小。

6.  如权利要求5所述的电子发射显示器，其中所述第二方向为从所述中心区域到所述周边区域的径向。

7.  如权利要求5所述的电子发射显示器，其中所述第二方向与所述第一方向相同。

8.  如权利要求5所述的电子发射显示器，其中在所述中心区域中所述分隔体的高度与在所述周边区域中所述分隔体的高度之比在约1.002～1.018的范围内。

9.  如权利要求5所述的电子发射显示器，其中在所述中心区域中所述分隔体的高度与在所述周边区域中所述分隔体的高度之比在约1.005～1.015的范围内。

10.  如权利要求1所述的电子发射显示器，其中通过增加每个所述分隔体的所述横截面面积增加每单位面积的所述分隔体的面积。

11.  如权利要求1所述的电子发射显示器，其中通过增加所述分隔体的数量增加每单位面积的所述分隔体的面积。

12.  一种电子发射显示器，包括：
电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；
图像形成基板，用于形成基于从所述电子发射装置发出的电子的碰撞的图像；以及
至少两个分隔体，用于将所述电子发射基板与所述图像形成基板隔开，
其中所述分隔体的横截面面积至少沿着从中心区域到周边区域的第一方向增加。

13.  如权利要求12所述的电子发射显示器，其中在所述周边区域中所述分隔体的所述横截面面积与在所述中心区域中所述分隔体的所述横截面面积之比在约1.1～1.3的范围内。

14.  如权利要求12所述的电子发射显示器，其中所述第一方向为径向。

15.  如权利要求12所述的电子发射显示器，其中所述分隔体的高度至少沿着从所述中心区域到所述周边区域的第二方向减小。

16.  如权利要求15所述的电子发射显示器，其中所述第二方向与所述第一方向相同。

17.  一种电子发射显示器，包括：
电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；
图像形成基板，用于形成基于从所述电子发射装置发出的电子的碰撞的图像；以及
至少两个分隔体，用于将所述电子发射基板与所述图像形成基板隔开，
其中所述分隔体的数量至少沿着从中心区域到周边区域的一个方向增加。

18.  如权利要求17所述的电子发射显示器，其中所述周边区域与所述中心区域的每单位面积的所述分隔体的数量之比在1.1～1.3的范围内。

19.  一种电子发射显示器，包括：
电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；
图像形成基板；以及
至少两个分隔体，用于将所述电子发射基板与所述图像形成基板隔开，
其中所述分隔体的高度至少沿着从所述电子发射显示器的中心区域到周边区域的第一方向减小。

具有分隔体的电子发射显示器
技术领域
本发明涉及一种包括分隔体的电子发射显示器，尤其涉及这样一种电子发射显示器，其中与电子发射显示器的屏板接触的单位面积的分隔体面积至少沿着从中心区域到周边区域的一个方向有所变化。
背景技术
通常，电子发射装置采用热阴极或冷阴极作为电子源。采用冷阴极的电子发射装置可以为场发射器阵列(FEA)型、表面导电发射器(SCE)型、金属绝缘体金属(MIM)型、金属绝缘体半导体(MIS)型、弹道电子表面发射器(BSE)型等。
利用这些电子发射装置可以实现电子发射显示器、多种背光源、用于光刻的电子束设备等。电子发射显示器包括阴极基板，该阴极基板包括电子发射装置以发出电子；阳极基板，用于允许电子与荧光层碰撞而发光。通常，在电子发射显示器中，阴极基板被配置为矩阵，使得阴极电极和栅极电极彼此交叉，阴极基板还包括在交叉的区域中界定的多个电子发射装置，阳极基板包括通过由电子发射装置发出的电子而发光的荧光层和连接到荧光层的阳极电极。配置电子发射显示器以矩阵的方式驱动交叉区域以选择性地显示交叉区域。为了维持特定间隙，在阴极基板和阳极基板之间插置分隔体。当真空封装电子发射装置与阳极基板之间的空间时，分隔体起着防止由于内部和外部部分之间的压力差而导致的电子发射装置和阳极基板的形变和损坏的作用，且通过均匀地维持两个基板之间的间隙减小基于发射位置的亮度非均匀性。
在韩国专利公告No.2003-31355中披露出采用分隔体的电子发射显示器的例子。
图1是包括传统的分隔体的电子发射显示器的横截面图。该电子发射显示器包括电子发射装置10、阳极基板20、在电子发射装置10的表面提供的线形的阴极电极12、与阴极电极12垂直交叉的线形栅极电极16以及在它们之间的插置绝缘层14、在阳极基板的表面以与阴极电极12相同的方向提供的线形阳极电极22。在阴极电极12和栅极电极16彼此交叉的像素区域形成栅极电极16和绝缘层14中的多个开口。还包括在各个开口中阴极电极12处提供的电子发射部分18，该电子发射部分由诸如碳纳米管(CNT)等的碳基材料制成。当与发自电子发射部分18的电子相碰撞时即发光的荧光层提供在阳极电极22的表面与电子发射部分18相对的位置。用于支撑真空密封的基板10和20的分隔体26的一端在荧光层24之间的阳极电极22的表面被支撑，而分隔体26的另一端在栅极电极16处被支撑。
通常，在显示屏板调整(adapting)分隔体的情况下，在施加到屏板的应力均匀的条件下调整(adapt)具有相同形状的分隔体。然而，尽管调整了分隔体，施加到屏板的应力随着它们的区域彼此不同，由于亮度差异，因此难以彻底抑制基板的变形且难以维持色彩复现的均匀性。
发明内容
本发明的多种实施例通过提供电子发射显示器解决了与传统的显示器有关的一个或多个上述问题，该电子发射显示器能够均匀地分布施加到屏板的应力，因此与屏板接触的分隔体的面积根据它们所处的区域而彼此不同。
在本发明的一个实施例中，电子发射显示器包括：电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；图像形成基板；和至少两个分隔体，用于支撑电子发射基板和图像形成基板以使其彼此隔开。每单位面积的分隔体面积至少沿着从中心区域到周边区域的第一方向增加。例如，可以通过增加分隔体的横截面面积或增加分隔体的数量增加面积。
在该电子发射显示器中，每单位面积的分隔体面积可以沿着从中心区域到周边区域的径向增加。周边区域与中心区域的每单位面积的分隔体面积之比可以在约1.05～1.35的范围内。在一些实施例中，周边区域与中心区域的每单位面积地分隔体面积之比在约1.1～1.3的范围内。分隔体的高度可以至少沿着从中心区域到周边区域的第二方向减小，该第二方向可以与第一方向相同。分隔体的高度可以沿着从中心区域到周边区域的径向减小。在中心区域与周边区域中分隔体的高度之比可以在约1.002～1.018的范围内。中心区域与周边区域的分隔体的高度之比可以在约1.005～1.015的范围内。
在本发明的另一示范性实施例中，电子发射显示器包括：电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；图像形成基板；以及至少两个分隔体，用于支撑电子发射基板和图像形成基板以使其彼此隔开。分隔体的横截面面积至少沿着从显示器的中心区域到周边区域的第一方向增加。
在该电子发射显示器中，周边区域与中心区域中分隔体的横截面面积之比可以在约1.05～1.35或1.1～1.3的范围内。
在本发明的又一示范性实施例中，电子发射显示器包括：电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；图像形成基板；以及至少两个分隔体，用于支撑电子发射基板和图像形成基板以使其彼此隔开。分隔体的数量至少沿着从中心区域到周边区域的第一方向增加。
在电子发射显示器中，在周边区域中分隔体的数量与在中心区域中分隔体的数量之比可以在约1.05～1.35或1.1～1.3的范围内。
在本发明的另一实施例中，电子发射显示器包括：电子发射基板，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；图像形成基板；以及至少两个分隔体，用于支撑电子发射基板和图像形成基板以使其彼此隔开。分隔体的高度从显示器的中心区域到周边区域有所减小。
附图说明
图1是包括传统的分隔体的电子发射显示器的横截面图。
图2是示出基于施加到电子发射显示器屏板的应力的位移的分布图。
图3A是根据本发明实施例的包括分隔体的电子发射显示器的示意性平面图。
图3B是沿图3A中I-I线截取的电子发射显示器的横截面图。
图4A是根据本发明另一实施例的采用分隔体的电子发射显示器的示意性平面图。
图4B是沿图4A中I-I线截取的电子发射显示器的横截面图。
图5A是示出施加到根据本发明实施例的包括分隔体的电子发射显示器屏板的应力的分布图。
图5B是在二维坐标中示出图5A的应力分布的图表。
图6是示出图3B或4B的电子发射显示器的结构的横截面图。
具体实施方式
图2是示出基于施加到电子发射显示器屏板的应力的位移的分布图。施加到电子发射显示器的显示屏板50的应力的分布以灰度级坐标表示，且应理解的是与周边区域B相比屏板的中心区域A为暗色。即，与屏板的中心区域A相比，来自于外部的应力在周边区域B中的更大。原因是包括玻璃的顶部基板(未示出)变形的拐点集中在周边区域B处，在该处形成有支撑框架(未示出)。当由于周边区域B的高应力而发生顶部基板的变形时，产生在中心区域A与周边区域B之间的亮度差异以在整个屏板中降低色彩复现的非均匀性。
图3A是根据本发明实施例的包括分隔体的电子发射显示器的示意性平面图，图3B是沿图3A中I-I线截取的电子发射显示器的横截面图。
电子发射显示器300包括电子发射基板100，具有至少一个在其上形成的电子发射装置；图像形成基板200，用于形成基于从电子发射装置发射的电子的碰撞的图像；以及至少两个分隔体330，用于支撑电子发射基板100和图像形成基板200以使其彼此隔开。与电子发射基板100或图像形成基板200接触的单位面积的分隔体330的面积至少沿着从电子发射基板100或图像形成基板200的中心区域A到周边区域B的一个方向增加。
在显示器屏板400的周边形成用于保护电子发射基板100和图像形成基板200的支撑框架320。在一个实施例中，为了使密封工艺方便，支撑框架320为正六面体，但是支撑框架不限于此形状。支撑框架320可以由诸如碱石灰(sodalime)的材料造成，但材料不限于此，且可以由PD200、陶瓷等制成。
在一个实施例中，支撑框架320由具有等于电子发射基板100和图像形成基板200的热膨胀系数的低热变形特征的材料制成。在一个实施例中，热变形特征不大于基板100、200的热膨胀系数的20％。该膨胀系数表示容积或长度变化与每1℃温度变化之比。
在显示屏板400上形成电子发射装置的区域中，即分隔体形成区s中，与电子发射基板100和图像形成基板200接触的单位面积的分隔体面积至少沿着从屏板的中心区域A到周边区域B的x、y或d的一个方向增加。即，决定周边区域B与中心区域A的每单位面积的分隔体面积的比以对应于图2中所示的应力分布图。在一些实施例中，该比值在1.05～1.35的范围内或在1.1～1.3的范围内。
在另一实施例中，分隔体330面积的增加方向分布在x方向、y方向、d方向(对角方向)或起自中心区域A的径向。
因此，通过沿着从中心区域A到周边区域B的至少一个方向增加分隔体的面积可以使由支撑结构320产生的额外应力在全部屏板中均匀分布。这允许得到更好的亮度均匀性。
一种增加从中心区域A到周边区域B的每单位面积的分隔体330的面积的特定方法是增加沿着至少一个方向的各分隔体330的横截面面积或占地面积(footprints)，且优选地周边区域B和中间区域A的各分隔体的横截面面积之比在1.1～1.3的范围内。
另一方法是增加至少沿着一个方向的分隔体330的数量，且在一实施例中周边区域B与中间区域A的分隔体的数量之比在1.1～1.3的范围内。各分隔体的横截面面积的变化与分隔体数量的变化具有相同的效果。
在这个过程中，电子发射基板100包括至少一个电子发射装置(未示出)，且该电子发射装置包括第一电极(未示出)、与第一电极电绝缘并交叉的第二电极(未示出)、以及与第一电极电连接的电子发射部分(未示出)，其中通过由于施加到第一和第二电极的电压而形成的电场从电子发射部分发出电子。图像形成基板200包括利用从电子发射部分发出的电子发光的荧光层(未示出)、与荧光层电连接的阳极电极(未示出)，其中将用于将所发射的电子加速到荧光层的电压施加到阳极电极以显示预定的图像。
图4A是根据本发明另一实施例采用分隔体的电子发射显示器的示意性平面图，图4B是沿图4A中I-I线截取的电子发射显示器的横截面图。
参考图4A和4B，电子发射显示器300′包括电子发射基板100′，该电子发射基板包括至少一个在其上形成的电子发射装置；图像形成基板200′，用于形成基于电子发射装置发出的电子的碰撞的图像；以及至少两个分隔体330′，用于支撑电子发射基板100′和图像形成基板200′以使其彼此隔开，其中分隔体330′的高度至少沿着从中心区域A到周边区域B的一个方向减小。
用于保护彼此隔开的电子发射基板100′和图像形成基板200′的支撑框架320′形成于显示屏板400′的周边。在一个实施例中，为了方便密封工艺，支撑框架320′为正六面体，但形状不限于此。该支撑框架320′由诸如碱石灰的材料制成，但材料不限于此，且可以由PD200、陶瓷等制成。
此外，在一实施例中，支撑框架320′由具有等于电子发射基板100′和图像形成基板200′的热膨胀系数的低热变形特征的材料制成。在一实施例中，热变形特征不大于基板100′、200′的热膨胀系数的20％。
在一实施例中，在显示屏板400′上形成电子发射装置的区域中，与电子发射基板100′和图像形成基板200′接触的分隔体的高度至少沿着从屏板的中心区域A到周边区域B的x、y或d的一个方向减小。即，形成于中心区域A的分隔体330′的高度h 1与形成于周边区域B的分隔体的高度h2之比h1/h2根据施加到显示屏板400′的外部压力来决定。在一些实施例中，该比值在1.002～1.018或1.005～1.015的范围内。分隔体330′的比率h1/h2通过由大气压导致的中心区域A与周边区域B的形变比来决定。在一些实施例中的形变比对应于分隔体高度的比值。
在一些实施例中，减小分隔体330′的高度的方向分布在x方向、y方向、d方向(对角方向)或起自中心区域A的径向。
因此，通过至少沿着从中心区域A到周边区域B的一个方向减小分隔体的高度使由外部大气压导致的应力可以在整个屏板中均匀地分布。这一压力的均匀性有助于提供亮度的均匀性。
电子发射基板100′包括至少一个电子发射装置(未示出)，该电子发射装置包括第一电极(未示出)、与第一电极电绝缘且交叉的第二电极(未示出)、以及与第一电极电连接的电子发射部分(未示出)，其中通过由于施加到第一和第二电极的电压形成的电场从电子发射部分发出电子。图像形成基板200′包括通过由电子发射部分发出的电子而发光的荧光层(未示出)、与荧光层电连接的阳极电极(未示出)，其中将用于将所发出的电子加速到荧光层的高电压施加到阳极电极以显示预定的图像。
在这个过程中，x方向表示显示屏板400′的横向，y方向表示显示屏板400′的纵向。
如上所述，分隔体的高度基于施加到显示屏板的大气压而改变以使右边和左边或上边和下边之间的亮度差异可以改善，因此维持色彩复现的均匀性。
图5A是示出根据本发明实施例施加到采用分隔体的电子发射显示器屏板的应力的分布图，图5B是在二维坐标中示出图5A的应力分布图。
参考图5A和5B，沿着x和y方向以灰度级水平表示了施加到分隔体的应力，应当理解可允许的应力从中心区域到周边区域增加，原因是每单位面积的分隔体面积从中心区域到周边区域增加，因此对应其的可允许的应力相对地增加。
对于x方向的可允许的应力，周边区域的可允许的应力比中心区域的高大约1.2倍，即，中心区域的可允许的应力为420Mpa，而周边区域的可允许的应力为590Mpa。
对于y方向的可允许的应力，周边区域的可允许的应力比中心区域的高约1.1倍，即，中心区域的可允许的应力为420Mpa，而周边区域的可以允许的应力为480Mpa。
在这个过程中，x方向表示显示屏板400′的横向，y方向表示显示屏板400′的纵向。在x方向中的可允许应力比在y方向中的高的原因是显示屏板的长度在x方向中比在y方向中的大。
图6是示出图3B或4B的电子发射显示器的结构的横截面图。这里，图6示出了根据本发明采用分隔体的电子发射显示器的特定实施例，但所述结构不限于此。
电子发射基板100包括至少一个在其上形成的电子发射装置，通过在阴极电极120与栅极电极140之间形成的电场从与阴极电极120连接的电子发射部分150发出电子。尽管在所示的实施例中，所图示的电子发射装置具有上部栅极结构，包括下部栅极结构、双栅极结构以及所有发射电子的多种结构都可以适用于本发明。
在底部基板110上以预定形状，例如条形设置至少一个阴极电极120。底部基板110通常由玻璃或硅基板制成，例如当通过曝光工艺使用碳纳米管(CNT)膏作为电子发射部分150从背面形成时的诸如玻璃基板的透明基板。
阴极电极120把由数据驱动部分(未示出)或扫描驱动部分(未示出)施加的每一数据信号或扫描信号供应给每个电子发射装置。在这个过程中，电子发射装置包括在阴极电极120与栅极电极140彼此交叉的区域的电子发射部分150。由于与基板110相同的原因，该阴极电极120由铟锡氧化物(ITO)制成。
绝缘层130形成于基板110和阴极电极120上以使阴极电极120与栅极电极140电绝缘。该绝缘层130包括在阴极电极120与栅极电极140交叉的区域的至少一个第一孔135以暴露阴极电极120。
在绝缘层130上沿与阴极电极120交叉的方向以预定的形状，例如条形设置栅极电极140，栅极电极140将由数据驱动部分或扫描驱动部分施加的每个数据信号或扫描信号供应给每个电子发射装置。该栅极电极140包括至少一个对应于第一孔135的第二孔145以暴露电子发射部分150。
电子发射部分150位于通过绝缘层130的第一孔135暴露的阴极电极120上以与阴极电极120电连接，优选地，由碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、金刚石碳、C60、硅纳米线以及它们的复合材料造成。
图像形成基板200包括顶部基板210、在顶部基板210上形成的阳极电极220、荧光层230，在阳极电极220上形成以通过由电子发射部分150发出的电子发光；以及在荧光层230之间形成的遮光层240。
荧光层230通过由电子发射部分150发出的电子的碰撞而发光，且在顶部基板210上彼此隔开任意间距设置。该荧光层指各单色荧光层。例如实施例示出的是荧光层分别表示红(R)、绿(G)和蓝(B)色，但所述荧光层不限于此。为了允许由荧光层230发出的光透射到外部，顶部基板210可以由透明材料制成。
在顶部基板210上形成阳极电极220以更有利地收集从电子发射部分150发出的电子。该阳极电极220由透明材料制成。例如，阳极电极220可以由铟锡氧化物(ITO)制成。
为了吸收和阻挡外部的光、防止光串扰和改善对比度，在荧光层230之间设置彼此隔开任意间距的遮光层240。
在电子发射基板100、100′与图像形成基板200、200′之间插置至少一个分隔体330′以维持一定的间隙和相对于从电子发射显示器300、300′的外部施加的大气压的基板100、100′与200、200′之间的内部真空空间。分隔体330、330′的一端接触遮光层240，分隔体330、330′的另一端接触绝缘层130。关于这一点，每单位面积的分隔体330、330′的面积从中心区域A到周边区域B增加。因此，均匀地分布了施加到显示屏板的应力，以改善右边和左边或上边和下边之间的亮度差异和维持色彩复现的均匀性。
如上所述的电子发射显示器300、300′包括支撑框架320、320′，用于支撑电子发射基板100、100′和图像形成基板200、200′以密封基板100、100′和200、200′和维持真空状态。从外部电源将正电压施加到阴极电极120，将负电压施加到栅极电极140，且将正电压施加到遮光层240。结果，由于阴极电极120与栅极电极140之间的电压差，在电子发射部分150的周围形成电场以发出电子，且通过施加到阳极电极220的高电压感应(induced)发出的电子，以与对应像素的荧光层230碰撞而从荧光层230发光，从而形成预定的图像。
从上述可以了解，根据本发明多种实施例的电子发射显示器能够防止显示屏板周围产生的基板的形变和损伤，且也可以通过补偿显示屏板的右边和左边或上边和下边之间的亮度差异均匀地维持色彩复现。
尽管已经参考本发明的某些实施例对本发明进行了说明，但是应当理解的是，本领域的普通技术人员可以在不背离权利要求及其等价物中定义的本发明的精神或范围的情况下，对本发明做出多种修改和变化。
本申请要求于2004年11月29日提交的韩国专利申请No.2004-98750的优先权和利益，在此引入其全部公开以做参考。