專利名稱：電子發(fā)射器件以及驅動該電子發(fā)射器件的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子發(fā)射器件、包括該器件的背光單元(BLU)、 具有該背光單元的平板顯示裝置，以及驅動電子發(fā)射器件的方法。 尤其是，本發(fā)明涉及具有高的電子發(fā)射效率以及發(fā)光均勻性的電 子發(fā)射器件、包括該電子發(fā)射器件的BLU、包括該BLU的平板顯 示裝置，以及驅動電子發(fā)射器件的方法。
背景技術：
一般來說，電子發(fā)射器件都使用熱陰極或者冷陰極來作為電子 發(fā)射源。使用冷陰極作為電子發(fā)射源的電子發(fā)射器件包括場發(fā) 射陣列(FEA)器件、表面?zhèn)鲗Оl(fā)射(SCE)器件、金屬-絕緣體 -金屬(MIM)器件、金屬-絕緣體-半導體(MIS)器件、彈道 電子表面發(fā)射(BSE)器件，等等。本發(fā)明涉及FEA器件。FEA電子發(fā)射器件所使用的原理是當具有低功函數(shù)或者高p 函數(shù)的材料作為電子發(fā)射源使用時，處于真空條件下的材料一旦 對其施加電勢就會迅速發(fā)射電子。已經(jīng)開發(fā)了一些采用尖錐結構 的FEA器件，該尖錐結構可使用諸如Mo、 Si、為主要成份，諸如
石墨、類金剛石碳(DLC)等的碳類材料，或者諸如碳納米管、 納米線等納米結構來形成。FEA電子發(fā)射器件可以根據(jù)陰極和柵極電極的布置分類成上 柵極器件和下柵極器件。FEA電子發(fā)射器件可以根據(jù)所包含的電 才及數(shù)量分類成雙電極、三電極和四電極。圖1是常規(guī)FEA電子發(fā)射器件1的剖面示意圖。參考圖1， FEA電子發(fā)射器件1包括基底基片10、以條狀形 成在基底基片10上的陰極20、以條狀形成在基底基片10上且平 行于陰極20的柵極電極30,以及覆蓋著陰極20和柵極電極30的 電子發(fā)射源40和50。電子發(fā)射間隙G形成在環(huán)繞著陰極20和柵 極電極30的電子發(fā)射層40和50之間。前屏2設置在電子發(fā)射器件1的前表面上。前屏2包括前基 片90、形成在前基片90下表面上的陽極80,以及覆蓋在陽極80 上的熒光層70。電子發(fā)射器件1和前屏2 —起構成表面發(fā)光源或 者顯示器件3。在前屏2和電子發(fā)射器件1之間空間中的壓力保持低于大氣的 壓力，并且在電子發(fā)射器件1和前屏2之間插入支承件6，用于承 受在電子發(fā)射器件1和前屏2之間所產(chǎn)生的壓力并確保發(fā)光的空 間103。在上述的電子發(fā)射器件l中，通過柵極電極30和陰極20之間 的電場，可由形成在陰極上的電子發(fā)射源40發(fā)射出電子，并且最 初所發(fā)射出的電子直接引向柵極電極30，但最終受陽極80和陰極 20之間的強電場的作用而纟皮拉向陽纟及80。也就是說，在陽極80和陰極20之間的電場大大于在柵極電極 30和陰極20之間的電場，并由此產(chǎn)生二極管放電。由于熒光材料的發(fā)光特性，當由入射到熒光材料的電子發(fā)出光 時，其它入射的電子并不會發(fā)光。于是，通過增加入射熒光材料 的電子數(shù)量并不能改善發(fā)光的效率，并且就能量效率而言，利用 高陽極電壓的電子發(fā)射并不可取。換句話說，應該使用較低的柵
極電壓和均勻加速所發(fā)射的電子的方法來穩(wěn)定和高效地發(fā)射電 子。然而，當使用較強的陽極電壓來發(fā)射電子時，就不可能獲得高效的電子發(fā)射和發(fā)光。因此，就需要一種具有能夠阻擋在陽極80 和陰極20之間電場的新的結構的電子發(fā)射器件。發(fā)明內容本發(fā)明提供了 一種能夠有效阻擋由陽極所產(chǎn)生的電場、可以較 低的柵極電壓持續(xù)和穩(wěn)定地發(fā)射電子并具有高的發(fā)光均勾性和發(fā) 光效率的電子發(fā)射器件。本發(fā)明還提供了 一種使用該電子發(fā)射器件作為背光單元 (BLU)的平^反顯示裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電子發(fā)射器件，它包括 基底基板；第一電極，包括布置在基底基板表面上且以預定方向 延伸的第 一主電極部分和從第 一主電極部分延伸出的第 一輔助電 才及；第二電極，包括布置在基底基板表面上并與第一電極相隔離 且以預定方向延伸的第二主電極部分和從第二主電極部分延伸出 的第二輔助電極；以及布置在第一和第二電極中的至少一個電極上的電子發(fā)射源。第一和第二輔助電極較佳地各自布置在第一和第二電極的至少 一部分上以阻擋外界電場對第 一和第二電極之間電場的影響。第 一和第二輔助電極較佳地各自布置在第一和第二電極的所有部分上。第一和第二輔助電極較佳地厚于第一和第二電極。電子發(fā)射器件較佳地還包括絕緣層，它插入在第一和第二輔助 電極與分別布置著第一和第二輔助電極的第一和第'二電極的部分 之間。在第 一和第二輔助電極之間保持恒定的距離。 第一和第二輔助電極各自較佳地具有螺旋形圖形，在該圖形中，第一和第二輔助電極的曲率半徑都是逐漸減小的。第一和第 二輔助電極各自較佳地具有彎曲形圖形，在該圖形中，第一和第
二輔助電極各自邊長都是逐漸減小的。第 一和第二輔助電極各自 較佳地具有直角形圖形，在該圖形中，第一和第二輔助電極各自 相鄰邊都是相互垂直的。在第 一主電極部分和第二輔助電極之間的最短距離較佳地等于 在第一和第二輔助電極之間的距離。在第二主電極部分和第 一輔助電極之間的最短距離較佳地等于 在第一和第二輔助電極之間的距離。電子發(fā)射源較佳地僅僅只設置在第一或者第二電極的一部分上。第一和第二電極較佳地具有相互面對的表面，而且電子發(fā)射源 設置于第一和第二電極的相互面對的表面中的一個表面上。在第一和第二電極中的一個電極上的電子發(fā)射源與第一和第二 電極中的另 一個電極之間的距離或者其與面對著它且相隔離的另一個電子發(fā)射源之間的距離較佳地是在1.0納米至0.01微米的范圍內。電子發(fā)射源所占據(jù)的基底基板部分較佳地是在由第 一和第二電 極所占據(jù)的以及第 一和第二電極之間的空間所占據(jù)的基底基板部分的0.0001至50.0%的范圍內。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種背光單元(BLU),它包 括基底基板、多個第一電極且各個第一電極都包括布置在基底 基板表面上且以預定方向延伸的第一主電極部分和從第一主電極 部分延伸出的第 一輔助電極、對應于第一電極的多個第二電極且 各個第二電極都包括布置在基底基板表面上并與第一電極相隔離且以預定方向延伸的第二主電極部分和從第二主電極部分延伸出 的第二輔助電極、布置在第一和第二電極中的至少一個電極上的電子發(fā)射源，以及布置在基底基板前面的焚光層，響應在第一和層從而產(chǎn)生可見光。第 一主電極部分和第二主電極部分較佳地相互交替和平行布置
在基底基板上，第 一輔助電極較佳地從各個第 一主電極部分的一 邊延伸；第二輔助電極較佳地從各個第二主電極部分的 一邊延伸。第一主電極部分和第二主電才及部分4交佳i也相互交替和平4亍布置 在基底基板上，第 一輔助電極較佳地從各個第 一主電極部分的兩邊延伸；第二輔助電極較佳地從各個第二主電極部分的兩邊延伸。 BLU較佳地還包括與基底基板平行布置的前基板以及布置在前基板之后的陽極，該陽極可用于使電子發(fā)射源所發(fā)射出的電子 加速撞擊熒光層。第一和第二輔助電極各自較佳地布置在第一和第二電極的至少一部分上并阻擋外界電場對第一和第二電極之間電場的影響。第 一和第二輔助電極各自較佳地布置在第一和第二電極的所有部分上。第一和第二輔助電極較佳地厚于第一和第二電極。BLU較佳地還包括絕緣層，它插入在第一和第二輔助電極與 分別布置著第一和第二輔助電極的第一和第二電極的部分之間。 在第 一和第二輔助電極之間較佳地保持恒定的距離。 第 一和第二輔助電極各自較佳地具有螺旋形圖形，在該圖形中，第一和第二輔助電極的曲率半徑都是逐漸減小的。第一和第 二輔助電極各自較佳地具有彎曲形圖形，在該圖形中，第一和第 二輔助電極各自邊長都是逐漸減小的。第 一和第二輔助電極各自 較佳地具有直角形圖形，在該圖形中，第一和第二輔助電極各自 相鄰邊都是相互垂直的。在第 一主電極部分和第二輔助電極之間的最短距離較佳地等于 在第一和第二輔助電極之間的距離。在第二主電極部分和第 一輔助電極之間的最短距離較佳地等于 在第一和第二輔助電極之間的距離。電子發(fā)射源較佳地僅僅只設置在第一或者第二電極的一部分 上。電子發(fā)射源較佳地設置在第一和第二電極相互面對面的一個 表面上。在第一和第二電極中的一個電極上的電子發(fā)射源與第一和第二 電極中的另 一個電極之間的距離或者其與面對著它且相隔離的另一個電子發(fā)射源之間的距離較佳地是在1.0納米至0.01微米的范圍內。電子發(fā)射源所占據(jù)的基底基板部分較佳地是在由第 一和第二電極以及第一和第二電極之間的空間所占據(jù)的基底基板部分的0.0001 至50.0%的范圍內。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種平板顯示裝置，它包括背 光單元(BLU),其包括基底基板；多個第一電極，每個包括 布置在基底基板表面上且以預定方向延伸的第一主電極部分和從 第 一主電極部分延伸出的第 一輔助電極；對應于第 一 電才及的多個 第二電極，每個包括布置在基底基板表面上并與第一電極相隔離 且以預定方向延伸的第二主電極部分和從第二主電極部分延伸出 的第二輔助電極；布置在第一和第二電極中的至少一個電極上的電子發(fā)射源；和布置在基底基板前面的熒光層，該熒光層由電子 發(fā)射源響應在第一和第二電極之間的電場而發(fā)射的電子激發(fā)，從 而產(chǎn)生可見光；以及包括布置在BLU之前并通過控制BLU提供 的光來顯示圖像的光接^lt/產(chǎn)生器件的顯示屏。該光接4t/產(chǎn)生器件較佳地包括液晶器件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種驅動電子發(fā)射器件的方法，該電子發(fā)射器件包括第一電極、與第一電極相隔離的第二電極以及布置在第一和第二電極上的電子發(fā)射源；該方法包括按照下列方式交替地向第一和第二電極提供正的和負的電壓向 第一和第二電極中的一個電極提供負的電壓且持續(xù)預定的時間周期，與此同時向第一和第二電極中的另一個電極提供正的電壓且持續(xù)該預定的時間周期，并且向第一和第二電極中的一個電極提供正的電壓且持續(xù)預定的時間周期，與此同時向第一和第二電極中的另一個電極提供負的電壓且持續(xù)該預定的時間周期；第一和第二電極交替地起電子發(fā)射器件的陰極的作用。


本發(fā)明所具有的更完整的含義及其附加的優(yōu)點將通過參考以下 詳細的說明以及附圖將變得更加明顯，在附圖中，相同的標號將表示同樣或者類似的部件圖l是常規(guī)場發(fā)射陣列(FEA)電子發(fā)射器件的剖面示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電子發(fā)射器件的投影示意圖；圖3是圖2所示電子發(fā)射器件的平面示意圖；圖4是才艮據(jù)本發(fā)明第二實施例的電子發(fā)射器件的投影示意圖；圖5是圖4所示電子發(fā)射器件的平面示意圖；圖6至15是圖3或圖4所示的電子發(fā)射器件的改進示意圖；圖16是與根據(jù)本發(fā)明實施例的電子發(fā)射器件的驅動方法有關的時序圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的平板顯示裝置的分解投影圖，該裝置包 括含有圖2所示電子發(fā)射器件的背光單元(BLU);圖18是才艮據(jù)本發(fā)明實施例的圖17所示的BLU后屏的平面示 意圖；圖19是才艮據(jù)本發(fā)明另一實施例的后屏的平面示意圖；以及， 圖20是沿著圖17所示VIII - VIII所截取的平板顯示裝置的剖 面示意圖。
具體實施方式
以下將參照附圖對本發(fā)明作更加全面的描述，在附圖中顯示了 本發(fā)明的典型實施例。然而，本發(fā)明可以許多不同的方式來實施， 不應解釋為局限于這里所闡述的具體方式，但是，本文所提供的這些實施例將更加全面和充分地公開本發(fā)明，將本發(fā)明的概念充 分地傳達給本技術領域的技術人員。在附圖中，相同的標號將表 示相同的元件。 第一實施例圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電子發(fā)射器件101的投影示意
圖；圖3是圖2所示電子發(fā)射器件101的平面示意圖。參考圖2和圖3,才艮據(jù)本發(fā)明第一實施例的電子發(fā)射器件101 包括基底基板110、第一電極120、第二電極130,以及電子發(fā) 射源150?；谆?10是一個具有一定厚度的主體部件，或者是玻璃基 板，由石英玻璃、含有少量雜質(例如，Na)的玻璃、平板玻璃、 采用Si02、氧化鋁或者陶瓷涂覆的玻璃所制成。如果要實現(xiàn)的是 柔性顯示裝置的話，則基底基板210可以采用柔性材料制成。第一電極120包括第一主電極部分121和第一輔助電極部分 123,第一主電極部分121在基底基板110上沿一個方向延伸；而 第一輔助電極部分123形成為預定的圖形且電氣連接著第一主電 極部分121的一邊。第二電極130包括第二主電極部分131和第二輔助電極部分 133,第二主電極部分131平行于第一電極120的第一主電極部分； 而第二輔助電極部分133形成為預定的圖形且電氣連接著第二主 電才及部分131的一邊。第一和第二輔助電極部分123和133的形狀使得它們之間相互 面對著的區(qū)域與它們的長度的比率最大。例如，第一和第二輔助 電極部分123和133的邊緣長度可以逐漸變短和沿一個方向以預 定的角度彎曲，正如圖2和圖3所示。在圖2和圖3中，第一和 第二輔助電極部分1"和133是以90度的角度彎曲的。然而，第 一和第二輔助電極部分123和133可以任意角度進行彎曲，使得 它們可以具有多邊形的形狀。另外，第一和第二輔助電極部分123 和133可以具有類似螺旋形的形狀且曲率半徑逐漸減小。第一和第二輔助電極部分123和133可以具有基本類同的形 狀，以及在第一和第二輔助電極部分123和133之間可以保持基 本恒定的距離。第一和第二電極120和130可以由常用的導電材料來形成，例 如，Al、 Ti、 Cr、 Ni、 Au、 Ag、 Mo、 W、 Pt、 Cu、 Pd等金屬或者這類金屬的合金；印刷導電材料可由玻璃與諸如Pd、 Ag、 Ru02、 Pd-Ag等之類金屬混合，或者與這類金屬的氧化物混合，或者用諸 如ITO、 ln203、 Sn02之類的透明導電材料，或者用諸如多晶硅或 類似的半導體材料來形成。電子發(fā)射源"0設置在相互面對面的第一和第二電極120和 130的各邊部分上。電子發(fā)射源150可以設置在第一和第二電極120 和130中的任意一個電極或者兩個電極上。尤其是，電子發(fā)射源150 可以設置在具有大的面對面面積的第一和第二輔助電極部分123 和133的各邊上。另外，電子發(fā)射源150可以設置在面對面的第 一主電極部分121和第二輔助電4及部分133的表面和/或面對面的 第二主電極部分131和第一輔助電極部分123的表面上。電子發(fā) 射源150也可以設置在本文所沒有討論的其它部分上。電子發(fā)射源250可以由具有低的功函數(shù)或者高的P函數(shù)的碳基 材料或者納米材料所形成，碳基材料包括碳納米管(CNT)、石 墨、金剛石或者類金剛石。納米材料包括納米管、納米線或納米 棒。尤其是，CNT容易被較低的電壓所驅動，因為CNT具有良好 的電子發(fā)射特性。因此，CNT十分適合于大屏幕顯示器件。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電子發(fā)射器件101向第一電極120和 第二電極130中的一個電極提供負的電壓以及向第一電極120和 第二電極130中的另一個電極提供正的電壓，使得電子發(fā)射源150 在第一電極120和第二電極130之間的電場作用下發(fā)射出電子。電子發(fā)射器件101可用在通過產(chǎn)生可見光來實現(xiàn)圖像的電子發(fā) 射顯示器件100中。電子發(fā)射顯示器件100還包括熒光層70,它 可設置在電子發(fā)射器件101之前。前屏102包括焚光層70、用于 將電子加速到熒光層70的陽極80，以及用于支撐陽極80和熒光 層70的前基板90。類似于基底基板110,前基板90是具有一定厚度的主體部件。 基底基板110和前基板90可以相同的材料所形成。類似于第一電 極UO和第二電極130，陽極80可以由常用的導電材料所形成。
熒光層70可以由陰極發(fā)光(CL)磷所形成，它可以被電子所激發(fā) 并釋放出可見光?？梢杂糜诜俟鈱?0的磷包括諸如"SrTi03:Pr"、"Y203:Eu，，或"Y203S:Eu，，的紅磷，諸如"Zn(Ga, Al)204:Mn，， 、 "Y3(A1, Ga)5012:Tb" 、"Y2Si05:Tb"和"ZnS:Cu,AI"的綠磷以及諸如 "Y2Si05:Ce" 、 "ZnGa204"或"ZnS:Ag, CI"的藍磷。熒光層70也 可由其它非磷的材料所形成。包括基底基板110的電子發(fā)射器件101和包括前基板90的前 屏102可以面對面地以預定間隔距離隔開，以形成光發(fā)射空間103。 多個支承件60 (類似于圖1中所示的支承件)可形成在電子發(fā)射 器件101和前屏102之間，用于保持它們之間的間隙。支承件60 可以絕緣材料形成。同樣，為了形成在光發(fā)射空間103中的真空，由電子發(fā)射器件 101和前屏102所形成的空間四周可以使用玻璃料(未顯示)來密 封，并且抽空在該空間中的空氣。電子發(fā)射顯示器件100的工作如下電子發(fā)射顯示器件100向第一電極120和第二電極130中的一 個電極提供負的電壓以及向第一電極120和第二電極130中的另 一個電極提供正的電壓，使得設置在第一電極120和/或第二電極 130上的電子發(fā)射源150發(fā)射出電子。當將高的正電壓提供給陽極 80時，就會從電子發(fā)射源150的碳基材料或納米材料中發(fā)射出電 子，且加速到陽極80。加速到陽極80的電子通過激發(fā)設置在陽極 80上的熒光層70而產(chǎn)生可見光。第二實施例圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電子發(fā)射器件201的投影示意 圖。圖5是圖4所示電子發(fā)射器件201的平面示意圖。參考圖4和圖5，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電子發(fā)射器件201 具有類似于上述根據(jù)第一實施例的電子發(fā)射器件101的相同結構， 但是，它還包括在第一和第二電極120和130上的輔助電極122 和132。輔助電極122和132可以借助隔離絕緣層與第一和第二
電極120和130相互絕緣或者可以電氣連接著第一和第二電極120 和130。類似于第一和第二電極120和130,輔助電極122和123 可以采用導電材料形成，然而，并不一定要采用與第一和第二電 極120和130相同的材料來形成。當輔助電極122和132添加到電子發(fā)射器件101中時，可以 獲得下列效果為了實現(xiàn)圖2所示的電子發(fā)射顯示器件100或者背光單元 (BLU)，將熒光層70形成在電子發(fā)射器件101的前面。為了便 于電子發(fā)射器件101所發(fā)射出的電子加速到達熒光層70,所包含 的陽極80與熒光層70和施加高負電壓的相鄰區(qū)域接觸。當由陽 極80所產(chǎn)生的電場干擾了在第一和第二電極120和130之間的電 場時，在第一和第二電極120和130之間就不會發(fā)射出電子。相 反，由于在陽極80和第一電才及120或者第二電極130之間的電場 作用，電子發(fā)射器件101就會發(fā)射出電子，于是形成二極管放電。 當產(chǎn)生二極管放電時，就無法控制電子發(fā)射器件101所發(fā)射出的 電子流。因此，就希望能夠避免二極管放電，這就是增加輔助電 極122和132的原因。輔助電極122和132可以防止陽極80所形 成的電場干擾在第一和第二電極和130之間的電場。因此， 當安裝了輔助電極122和132時，就避免了二極管放電。所以， 由于可以控制電子發(fā)射器件所發(fā)射出的電子流，因此熒光層70可 以得到有效地激發(fā)，從而增加了發(fā)光的效率。在圖4和圖5中，輔助電極122和132形成在第一電極120 的第一主電極部分121和第一輔助電極部分123以及第二電極130 的第二主電極部分131和第二輔助電極部分132的整個電極上。 然而，輔助電極122和132也可以形成在上述電極的一些部分上， 正如以下所討論的那才羊。第一和第二實施例的改進圖6至15是才艮據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖3所示電子發(fā)射器件 和沖艮據(jù)本發(fā)明笫二實施例的圖4和圖5所示電子發(fā)射器件的改進 示意圖。在圖6中，不同于4艮據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖5所示的電子 發(fā)射器件201,電子發(fā)射源150僅僅只設置在第二電極130上。在 這點上，由設置在第一電極UO和第二電極130中向其提供負的 電壓的一個電極上的電子發(fā)射源150發(fā)射電子，并因此，電子發(fā) 射源150就不需要設置在第一和第二電極120和130的兩個電極 上，而可以更加有效地^5U叉在一個電才及上，例如，如圖6所示只 在第二電極130上，形成電子發(fā)射源150。參考圖7和圖8，輔助電極1K和132可以形成在第一和第二 主電極部分121和131中的一個電極部分上或者形成在第一和第 二輔助電極部分123和133的一個電極部分上。另外，電子發(fā)射 源150可以設置在具有輔助電極132的第二輔助電極部分133 (見 圖7)上或者設置在沒有輔助電極132的第二輔助電極部分133(見 圖8)上。參考圖9，輔助電極122和132可以形成在第一電極120的第 一主電極部分121和第二電極130的第二輔助電極部分131上。 參考圖10和圖11，輔助電極122和132可以形成在第一電極120 的第一輔助電極部分123和第二電極130的第二輔助電極部分133 上。另外，電子發(fā)射源150可以設置在第一和第二電極120和130 的至少一個輔助電極部分上，例如，形成在第二電極130的第二 輔助電極部分133上(見圖10)或者形成在第一和第二電極120 和130的第一和第二輔助電極部分123和133兩者上(見圖11)。參考圖12，電子發(fā)射源150和輔助電才及132可以設置在第一 和第二電極120和130的第一和第二輔助電極部分123和133中 的一個電極部分上，例如，在第二電極130的第二輔助電極部分133 上。另外，參考圖13，電子發(fā)射源150和輔助電極132可以形成 在第一和第二電極120和130中的一個電極的第一和第二輔助電 極部分123和133中的一個電極部分上，例如，在第二電極130 的第二輔助電極部分133上。另外，輔助電極122可以設置在第 一和第二電極120和130中的另一個電極的第一和第二主電極部 分中的一個電極部分上，例如，第一電極120的第一主電極部分 l21。另外，參考圖l4,輔助電才及122和132可以形成在第一和第 二電極UO和130的第一和第二主電極部分121和131上，以及 在第一和第二電極120和130的第一和第二輔助電極部分123和133 中的一個電極部分上，例如，在第二電極130的第二輔助電極部 分133上。另外，電子發(fā)射源150可以設置在第一和第二電極120 和130兩者上。參考圖15，輔助電極122和132可以形成在第一和第二電極 120和130中的任意一個電極上，并且電子發(fā)射源150可以形成在 相互面對面的第一和第二電極120和130的整個表面上。換句話 說，電子發(fā)射源150可以形成在相互面對面的第一電極120的第 一輔助電極部分123和第二電極130的第二主電極部分131的表 面150a以及第二電極130的第二輔助電極部分133和第一電極120 的第一主電極部分121的表面150a上。由于向第一和第二電極120 和130的第一和第二主電極部分121和131以及第一和第二輔助 電極部分和133分別提供相等的電壓，因此有效地提高了電 流的密度。正如以上所討論的，在本發(fā)明的實施例中，輔助電極 可以設置在各種不同的位置上。電子發(fā)射源150可以形成在第一 和第二電極120和130中的一個電極上。另外，電子發(fā)射源150 可以形成在第一和第二輔助電極部分123和133的端面150b上。以下4又述的驅動方法適用于第一和第二實施例以及其各種改 進方案并且可以減小功耗和延長電子發(fā)射源的壽命，將參考圖16 來討論該驅動方法。例如，當電子發(fā)射源形成在第一和第二電極兩者上，正如圖5、 11、 14和15所示，可以任意確定提供正電壓的電極和提供負電壓 的電極。在這種情況下，可以將正的和負的電壓交替地提供給第 一和第二電極，正如圖16所示。當采用該驅動方法時，形成在第 一和第二電極兩者上的電子發(fā)射源就會交替地發(fā)射出電子。此外，
電子發(fā)射源的壽命將等效于僅僅只使用 一個電極作為陰極時的兩 倍。對于才艮據(jù)本發(fā)明第一和第二實施例的電子發(fā)射器件101和201 以及在各種改進的實施方案中的電子發(fā)射器件而言，為了發(fā)射出 電子，電子發(fā)射源150—端與另一電極或者面對著電子發(fā)射源150 的另一電子發(fā)射源之間的距離可以保持在1.0納米至0.01微米。 另外，電子發(fā)射源150可以占據(jù)第一和第二電極120和130所占 據(jù)的基底14l部分的0.0001至50.0%，以確保高效的電子發(fā)射源。BLU和平板顯示裝置的實施例圖17是一個平板顯示裝置的分解投影圖，該顯示裝置包括 BLU，且該BLU含有圖2所示的根據(jù)本發(fā)明實施例的電子發(fā)射器 件101。參考圖17，平板顯示裝置包括作為光接iR/產(chǎn)生顯示屏的液晶 顯示(LCD)屏700和向LCD屏700提供光的BLU 1000。用于 傳輸圖像信號的柔性印刷電路板(FPCB) 720附著在LCD700上， 并且將用于保持LCD屏700和BLU 1000之間間隙的支承件730 設置在LCD屏700的背面。BLU 1000包括后屏1001和前屏102,其中，后屏1001包括 圖2所示的電子發(fā)射器件101，前屏102設置在后屏102之前并包 括熒光層。BLU 1000可通過連接電纜104來提供功率，并且使得 后屏1001所包括的電子發(fā)射器件101向設置在后屏1001之前的 前屏102發(fā)射出電子。隨后，在前屏102中所包括的熒光層被射 來的電子所激發(fā)并產(chǎn)生可見光V。所產(chǎn)生的可見光V提供給LCD 屏700,而LCD屏700通過控制可見光V的傳輸來顯示圖像。前屏102可以包括作為具有預定尺寸的主體部件的前基板、 設置在前基板上的熒光層、以及使電子向熒光層加速的陽極。圖18是圖17所示的根據(jù)本發(fā)明實施例的BLU 1000的后屏 1001的平面示意圖。圖19是才艮據(jù)本發(fā)明另一實施例的后屏2001 的平面示意圖。
參考圖18,才艮據(jù)本發(fā)明實施例的多個電子發(fā)射器件都相鄰接 排布在后屏1001上，電子發(fā)射器件可沿垂直和水平方向排布成方 格圖案。換句話說，電子發(fā)射器件可以沿一個方向(在圖18中顯 示了沿垂直方向)延伸，并且可以相鄰接排布，使得相鄰電子發(fā) 射器件的第一和第二主電極部分121和131也都是相鄰的。另外， 電子發(fā)射器件的第二電極130的第二主電極部分131與水平相鄰 電子發(fā)射器件的第一電極120的第一主電極部分121可以相互平 行設置。這種結構允許在基底基板110上以方格圖案來排布電子 發(fā)射器件。當后屏1001如圖18所示圖案構成時，盡管在附圖中沒有顯 示，電子發(fā)射源150就可以形成在相互面對面的主電極部分的二 表面上，也就是間隙G存在于其間的二表面上。因此，能夠發(fā)射 電子的有效電子發(fā)射源150的數(shù)目可以顯著增多。參考圖19，在鄰接排布于后屏2001上的多個電子發(fā)射器件的 各個器件中，輔助電極部分可以從主電極部分延伸。在主電極部 分之間保持基本相等的距離，并且將不同的電壓交替地提供給各 主電極部分。在這種情況下，可以在基底基板110上形成更多的 輔助電極，這會對電子的發(fā)射產(chǎn)生實質性的貢獻。將圖18與圖19 相比較，彼此相對地設置的輔助電極部分的區(qū)域數(shù)目都是9個， 但是在圖19中由相同數(shù)目的輔助電極部分所占據(jù)區(qū)域的水平長度 顯著減小。圖20是沿著圖17所示的XX-XX線所截取的平板顯示裝置 的剖面示意圖。以下將參考圖20來描述作為根據(jù)本發(fā)明實施例的平板顯示裝 置的實例的LCD裝置的結構和工作。在描述LCD裝置時，相同 的術語將用于表示相同的元件，例如第一和第二電極以及支承件。 無論這些元件是包括在LCD裝置中或者在BLU中，它們都可由 相應的標號來清楚地表示。圖20所示的電子發(fā)射器件102可以是上述電子發(fā)射器件中的
任意一種器件。參考圖20， BLU 1000包括電子發(fā)射器件101和前 屏102，該前屏102與電子發(fā)射器件101以其間預定的間隙相耦合。 由于電子發(fā)射器件101和前屏102的結構類同于上述電子發(fā)射器 件和BLU,因此其詳細描述將不再重復。電子由于在電子發(fā)射器 件101中所包括的第一和第二電極120和130之間電場的作用而 發(fā)射。隨后，所發(fā)射出的電子被設置在前屏102上的陽極80所形 成的電場加速。加速后的電子依次激發(fā)熒光層70，從而產(chǎn)生可見 光V。所產(chǎn)生的可見光V射向在BLU 1000之前的LCD屏700。LCD屏700包括第一基板505。在第一基板505上形成緩沖 層510，并在該緩沖層510上以預定的圖形形成半導體層580。第 一絕緣層520形成在半導體層580上，柵極電極590以預定的圖 形形成在第一絕緣層520上，以及第二絕緣層530形成在柵極電 極590上。在形成第二絕緣層530之后，可以采用諸如干法刻蝕 工藝之類的刻蝕工藝來刻蝕第一和第二絕緣層520和530，從而暴 露出半導體層580部分。在所暴露的半導體層580部分上形成源 極電極570和漏極電極610并向下延伸至所暴露的半導體層580 部分。在形成源極電極570和漏極電極610之后，形成第三絕緣 層540，以及在第三絕緣層540上形成平整層550?？涛g第三絕緣 層540和部分平整層550，以及將第一電極620以預定圖形形成在 平整層550上，使得漏極電極610和第一電極620相互接觸。透 明的第二基板680可與第一基板505分別制成，濾色層670形成 在第二基板680的下表面680a上。第二電極660形成在濾色層670 的下表面670a上，并且用于排列在液晶層6恥中的液晶分子的第 一^f非列層630和第二排列層650分別形成在相互面對面的第一和 第二電極620和660的表面上。第 一極化層500形成在第 一基板505 的下表面上，以及第二極化層690形成在第二基板6犯的上表面 680b上。保護膜695形成在第二極化層690的上表面690a上。用 于限定液晶層640的支承件560插入在濾色層670和平整層550 之間。
由柵極電極590、源極電極570和漏極電極610所控制的外界 信號可在第一電極620和第二電極660之間產(chǎn)生電勢差。該電勢 差確定液晶層640的排列，并且可以根據(jù)液晶層640的排列來阻 擋或傳輸提供給BLU 130的可見光V。當通過液晶層640所傳輸 的可見光V通過濾色層670時，該可見光就變成彩色的，從而形 成圖像。如圖10所示的LCD屏700 (尤其是TFT-LCD)，在此作為 一個實例。然而，在本發(fā)明的平板顯示裝置中所使用的顯示屏并 不局限于此。各種非發(fā)射的顯示屏也可以用于本發(fā)明的平板顯示 裝置。由于增加了 BLU的亮度和壽命，因此包括了 BLU來作為電 子發(fā)射器件的平板顯示裝置可以增強的亮度來產(chǎn)生圖像并且具有 比常規(guī)平板顯示裝置更長的壽命。正如以上所討論的那樣，才艮據(jù)本發(fā)明，輔助電極向陽才及延伸。 因此，輔助電極可以防止陽極所產(chǎn)生的電場干擾在第一電極(陰 極)和第二電極(柵極電極)之間的電場。因此，容易通過控制 陽極和柵極電極來加速和發(fā)射電子，從而使得熒光體的發(fā)光均勻 性和發(fā)光效率最大化。根據(jù)本發(fā)明，具有預定的形狀且能使電子發(fā)射源發(fā)射出電子 的輔助電極部分可以從第一和第二電極延伸出，并且相互面對面 的輔助電極部分的表面區(qū)域最大化。因此，電子發(fā)射源可以安裝 在較大的區(qū)域內，從而導致電子發(fā)射效率的增加。當BLU包括了根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射器件時，能夠改善使用BLU的顯示裝置的亮度和發(fā)光均勻性。雖然特別參照了這幾個示范性實施例來表達和描述本發(fā)明，本技術領域的技術人員將會理解到，可以對其形式和細節(jié)作出各 種改進，而并沒有背離所附權利要求所定義的本發(fā)明的精神和范 圍。
權利要求
1. 一種電子發(fā)射器件，包括基底基板；第一電極，其包括布置在基底基板表面上且以預定方向延伸的第一主電極部分和從第一主電極部分延伸出的第一輔助電極；第二電極，其布置在基底基板表面上且與所述第一電極相隔離和以預定方向延伸的第二主電極部分和從第二主電極部分延伸出的第二輔助電極；以及電子發(fā)射源，其布置在所述第一和第二電極中的至少一個電極上。
2. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述第 一和第二輔助電極各自布置在第一和第二電極的至少一部分上，并阻擋外界電場對第一和第二電極之間電場的影響。
3. 如權利要求2所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述第 一和第二輔助電極各自布置在第一和第二電極的所有部分上。
4. 如權利要求2所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述第 一和第二輔助電極厚于所述第一和第二電極。
5. 如權利要求2所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，還包括 絕緣層，其插入在第一和第二輔助電極與各自布置著第一和第二 輔助電極的第一和第二電極的部分之間。
6. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，在所述 第一和第二輔助電極之間保持恒定的距離。
7. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述第 一和第二輔助電極各自具有螺旋形圖形，其中，所述第一和第二輔助電極的曲率半徑逐漸減'J 、。
8. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述第 一和第二輔助電極各自具有彎曲形圖形，其中，所述第一和第二輔助電極各自的邊長逐漸減小。
9. 如權利要求8所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述第 一和第二輔助電極各自具有直角形圖形，其中，所述第一和第二輔助電極各自的相鄰邊都是相互垂直的。
10. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，在所述第一主電極部分和第二輔助電極之間的最短距離等于在所述第 一和第二輔助電極之間的距離。
11. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，在所 述第二主電極部分和第一輔助電極之間的最短距離等于在所述第 一和第二輔助電極之間的距離。
12. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述電子發(fā)射源Y又設置在所述第一或者第二電極的一部分上。
13. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述 第一和第二電極具有相互面對的表面，且電子發(fā)射源設置于所述 第一和第二電極的相互面對的表面中的一個表面上。
14. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述 第一和第二電極中的一個電極上的電子發(fā)射源的端部與所述第一和第二電極中的另一個電極之間或者與面對且與所述電子發(fā)射源 相隔離的另一個電子輻射源之間的距離在1.0納米至0.01微米的 范圍內。
15. 如權利要求1所述的電子發(fā)射器件，其特征在于，所述 電子發(fā)射源所占據(jù)的所述基底基板部分在由所述第 一 和第二電極 以及所述第一和第二電極之間的空間所占據(jù)的所述基底基板部分 的0.0001至50.0%的范圍內。
16. —種背光單元，它包括 基底基板；多個第一電極，每個包括布置在所述基底基板表面上且以預 定方向延伸的第 一主電極部分和從所述第 一主電極部分延伸出的 第一輔助電極；對應于所述第一電極的多個第二電極，每個所述第二電極包 括布置在所述基底基板表面上并與對應的所述第 一 電極相隔離且 以預定方向延伸的第二主電極部分和從所述第二主電極部分延伸出的第二輔助電極；電子發(fā)射源，它布置在所述第一和第二電極中的至少一個電才及上；以及，布置在所述基底基板的前面的萸光層，所述焚光層由電子發(fā) 射源響應所述第 一和第二電極之間的電場而發(fā)射出的電子予以激 發(fā)，從而產(chǎn)生可見光。
17. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述第一 主電極部分和第二主電極部分相互交替和平行布置在所述基底基 板上，所述第一輔助電極從每個所述第 一主電極部分的一邊延伸， 所述第二輔助電極從每個所述第二主電極部分的一邊延伸。
18. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述第一 主電極部分和第二主電極部分相互交替和平行布置在所述基底基 板上，所述第一輔助電極從所述第一主電極部分的兩邊延伸，所 述第二輔助電極從所述第 一主電極部分的兩邊延伸。
19. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，還包括 前基板，它與所述基底基板平行布置；以及陽極，它布置在所述前基板的后面，用于使所述電子發(fā)射源所發(fā)射出的電子加速到達所述熒光層。
20. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述第一 和第二輔助電極各自布置在所述第一和第二電極的至少一部分上并阻擋外界電場對所述第 一和第二電極之間電場的影響。
21. 如權利要求20所述的背光單元，其特征在于，所述第一 和第二輔助電極各自布置在所述第一和第二電極的所有部分上。
22. 如權利要求20所述的背光單元，其特征在于，所述第一 和第二輔助電極厚于所述第一和第二電極。
23. 如權利要求20所述的背光單元，其特征在于，還包括絕 緣層，它插入在所述第一和第二輔助電極與各自布置著所述第一 和第二輔助電極的所述第一和第二電極的部分之間。
24. 如;f又利要求20所述的背光單元，其特征在于，在所述第 一和第二輔助電極之間保持恒定的距離。
25. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述第一 和第二輔助電極各自具有螺旋形圖形，其中，所述第一和第二輔 助電極的曲率半徑都是逐漸減小的。
26. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述第一 和第二輔助電極各自具有彎曲形圖形，其中，所述第—和第二輔助電極各自的邊長都是逐漸減小的。
27. 如權利要求26所述的背光單元，其特征在于，所述第一 和第二輔助電極各自具有直角形圖形，其中，所述第一和第二輔助電極各自的相鄰邊都是相互垂直的。
28. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，在所述第 一主電極部分和第二輔助電極之間的最短距離等于在所述第一和 第二輔助電極之間的距離。
29. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，在所述第 二主電極部分和第一輔助電極之間的最短距離等于在所述第一和 第二輔助電極之間的距離。
30. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述電子 發(fā)射源僅設置在所述第一或者第二電極的一部分上。
31. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述電子 發(fā)射源設置在所述第一和第二電極相互面對的一個表面上。
32. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述第一 和第二電極中的一個電極上的電子發(fā)射源的端部與所述第一和第 二電極中的另一個電極之間或者與面對且與所述電子發(fā)射源相隔 離的另一個電子輻射源之間的距離在1.0納米至0.01微米的范圍 內。
33. 如權利要求16所述的背光單元，其特征在于，所述電子 發(fā)射源所占據(jù)的所述基底基板部分在由所述第一和第二電極以及 所述第 一和第二電極之間的空間所占據(jù)的所述基底基板部分的 0.0001至50.0%的范圍內。
34. —種平板顯示裝置，它包括 背光單元，包括基底基板；多個第一電極，每個包括布置在所述基底基板表面上且 以預定方向延伸的第 一主電極部分和/人所述第 一主電極部分 延伸出的第一輔助電極；對應于所述第一電極的多個第二電極，每個所述第二電 極包括布置在所述基底基板表面上并與對應的第 一 電極相隔 離且以預定方向延伸的第二主電極部分和從所述第二主電極部分延伸出的第二輔助電極；電子發(fā)射源，它布置在所述第一和第二電極中的至少一 個電極上；以及布置在所述基底基板的前面的焚光層，所述熒光層由電 子發(fā)射源響應所述第 一和第二電極之間的電場而發(fā)射出的電 子予以激發(fā)，乂人而產(chǎn)生可見光；以及顯示屏，它包括布置在所述背光單元之前并且通過控制背光 單元所提供的光來顯示圖像的光接4t/產(chǎn)生器件。
35. 如權利要求34所述的裝置，其特征在于，所述光接收/產(chǎn)生器件包括液晶器件。
36. —種驅動電子發(fā)射器件的方法，其中，所述電子發(fā)射器 件包括第一電極、與所述第一電極相隔離的第二電極以及布置 在所述第一和第二電極上的電子發(fā)射源；所述方法包括按照下列方式交替地向第一和第二電極提供正的和負的電壓向第一和第二電極中的一個電極提供負的電壓且持續(xù)預 定的時間周期，與此同時向第一和第二電極中的另一個電極 提供正的電壓且持續(xù)該預定的時間周期；以及向第一和第二電極中的一個電極提供正的電壓且持續(xù)預 定的時間周期，與此同時向第一和第二電極中的另一個電極 提供負的電壓且持續(xù)該預定的時間周期； 其中，所述第一和第二電極交替地起所述電子發(fā)射器件的陰 極的作用。
全文摘要
一種電子發(fā)射器件，其有效地阻擋了由陽極所產(chǎn)生的電場并且可以在低的柵極電壓下持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)射電子，以及提供良好的發(fā)光均勻性和發(fā)光效率。另外，還提供了使用該電子發(fā)射器件作為背光單元(BLU)的平板顯示裝置以及驅動該電子發(fā)射器件的方法。該電子發(fā)射器件包括基底基板、包括布置在基底基板表面上且以預定方向延伸的第一主電極部分和從第一主電極部分延伸出的第一輔助電極的第一電極、包括布置在基底基板表面上并與第一電極相隔離且以預定方向延伸的第二主電極部分和從第二主電極部分延伸出的第二輔助電極的第二電極、以及布置在第一和第二電極中的至少一個電極上的電子發(fā)射源。
文檔編號H01J1/30GK101211729SQ200610063649
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月27日 優(yōu)先權日2005年12月29日
發(fā)明者姜東賢, 孫景千, 崔龍洙, 張東植, 曹永錫, 朱圭楠, 林翼喆, 裵宰佑, 都義松 申請人:三星Sdi株式會社