專(zhuān)利名稱(chēng)：場(chǎng)發(fā)射光源及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射裝置，更明確地說(shuō)，是涉及一種作為光源的場(chǎng)發(fā)射裝置，以及操作該場(chǎng)發(fā)射裝置的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，平面顯示裝置已經(jīng)被開(kāi)發(fā)且廣泛地使用在電子應(yīng)用中。平面顯示裝置的范例包含液晶顯示器(LCD)、等離子顯示板(PDP)、以及場(chǎng)發(fā)射顯示(FED)裝置。就下一代顯示裝置而言，F(xiàn)ED優(yōu)于LCD與PDP，因此深受重視。FED的操作原理為從微尖錐進(jìn)行電子的場(chǎng)發(fā)射，已知能夠克服常用LCD與PDP的許多限制并提供顯著的優(yōu)點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，與常用LCD與PDP的許多限制相比較，F(xiàn)ED具有較高的對(duì)比度、較寬的視角、較高的最大亮度、較低的功率消耗、較短的響應(yīng)時(shí)間、以及較廣的操作溫度范圍。因此，F(xiàn)ED可使用于各種應(yīng)用中，其范圍涵蓋家用電視乃至工業(yè)設(shè)備與電腦。
FED與LCD之間其中一項(xiàng)最重要的差異在于FED本身會(huì)產(chǎn)生光源，這點(diǎn)有別于LCD。FED并不需要復(fù)雜且耗電的背光與濾光片。FED所產(chǎn)生的光幾乎全部會(huì)被使用者看到。因此，便可省去LCD中昂貴的光源。利用該項(xiàng)自發(fā)光特性，場(chǎng)發(fā)射裝置便可充當(dāng)獨(dú)立的光源而非顯示裝置。圖1中扼要地討論電子的場(chǎng)發(fā)射原理。圖1為常用場(chǎng)發(fā)射裝置10的示意圖。參考圖1，場(chǎng)發(fā)射裝置10充當(dāng)光源，其包含第一基板12、陰極元件14、第二基板22、透明電極24、以及熒光層26。陰極元件14發(fā)射電子，這些電子經(jīng)加速射向熒光層26。當(dāng)所發(fā)射的電子與磷光體粒子產(chǎn)生碰撞時(shí)，熒光層26便發(fā)光。熒光層26所提供的光穿透透明電極24(舉例來(lái)說(shuō)，氧化銦錫(ITO)層)以及第二基板22到達(dá)顯示裝置(圖中未示)，舉例來(lái)說(shuō)，該顯示裝置可能是附加至第二基板22的LCD裝置。不過(guò)，場(chǎng)發(fā)射裝置10的可能缺點(diǎn)在于第二基板22處的溫度過(guò)高，因而對(duì)所附加的顯示裝置的效能甚至壽命造成負(fù)面的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是涉及一種場(chǎng)發(fā)射裝置及其操作方法，其可解決因現(xiàn)有技術(shù)的限制與缺點(diǎn)所造成的種種問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例提供一種場(chǎng)發(fā)射裝置，其包括第一基板；與該第一基板相隔開(kāi)的第二基板；形成于該第一基板與該第二基板之間的陰極結(jié)構(gòu)，用于朝該第二基板發(fā)射電子；形成于該第一基板與該第二基板之間的發(fā)光層，用于受這些電子撞擊時(shí)發(fā)光；以及形成于該第二基板與該發(fā)光層之間的反射層，用于將光反射回該第一基板。
根據(jù)本發(fā)明還提供一種場(chǎng)發(fā)射裝置，其包括第一基板；與該第一基板相隔開(kāi)的第二基板；形成于該第一基板的上的第一金屬層，其含有多條第一金屬線；形成于該第一金屬層的上的第二金屬層，其含有多條第二金屬線；形成于該第一金屬層與該第二金屬層之間的發(fā)射體，用于朝該第二基板發(fā)射電子；形成于該第一基板與該第二基板之間的發(fā)光層，用于受這些電子撞擊時(shí)發(fā)光；以及形成于該第二基板與該發(fā)光層之間的第三金屬層，用于將光反射回該第一基板。
根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)一步提供一種操作場(chǎng)發(fā)射裝置的方法，該場(chǎng)發(fā)射裝置包括提供第一基板；提供與該第一基板相隔開(kāi)的第二基板；于該第一基板與該第二基板之間提供陰極結(jié)構(gòu)；于該陰極結(jié)構(gòu)與該第二基板之間提供發(fā)光層；于該發(fā)光層與該第二基板之間提供反射層。該場(chǎng)發(fā)射裝置會(huì)從該陰極結(jié)構(gòu)朝該第二基板發(fā)出電子，從該發(fā)光層中將光輻射出來(lái)，并且從該反射層將該光朝該第一基板反射。
本發(fā)明仍有許多特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)，有些會(huì)在以下說(shuō)明中提出，而有些則從該說(shuō)明中就可理解，或者在實(shí)行本發(fā)明時(shí)可了解。通過(guò)權(quán)利要求中特別指出的元件與組合裝置，將可實(shí)現(xiàn)并達(dá)成本發(fā)明的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)該了解的是，上文的概要說(shuō)明以及下文的詳細(xì)說(shuō)明都僅供作示范與解釋?zhuān)洳⑽聪拗票疚乃鲝埖陌l(fā)明。
附圖為并入且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，其對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例予以圖示并且搭配本文敘述來(lái)解釋本發(fā)明的原理。


以上已經(jīng)詳細(xì)參考本發(fā)明的具體實(shí)施例，其范例顯示于以下的附圖中。在所有附圖中將盡可能利用相同的元件符號(hào)來(lái)代表相同或類(lèi)似的部件。
圖1為常用場(chǎng)發(fā)射裝置的示意圖；圖2A為根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射裝置的示意圖；圖2B為圖2A中所示的場(chǎng)發(fā)射裝置的發(fā)光層的示意圖；以及圖2C為圖2A中所示的場(chǎng)發(fā)射裝置的陰極結(jié)構(gòu)的示意圖。
主要元件標(biāo)記說(shuō)明10場(chǎng)發(fā)射裝置12第一基板14陰極元件22第二基板24透明電極26熒光層30場(chǎng)發(fā)射裝置32第一基板34陰極結(jié)構(gòu)341 第一金屬層342 電阻層
343 絕緣層344 第二金屬層345 發(fā)射體42第二基板44反射層46發(fā)光層47分隔體48散熱導(dǎo)體50陽(yáng)極結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
圖2A為根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施例的場(chǎng)發(fā)射裝置30的示意圖。參考圖2A，場(chǎng)發(fā)射裝置30包含第一基板32、陰極結(jié)構(gòu)34、第二基板42、反射層44以及發(fā)光層46。反射層44與發(fā)光層46統(tǒng)稱(chēng)為“陽(yáng)極結(jié)構(gòu)”50。舉例來(lái)說(shuō)，第一基板32與第二基板42均為玻璃基板。陰極結(jié)構(gòu)34可朝發(fā)光層46發(fā)射電子，發(fā)光層46受到所發(fā)射電子撞擊時(shí)發(fā)光。由發(fā)光層46產(chǎn)生的光由反射層44反射回第一基板32，如箭頭線所示。
于本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例中，場(chǎng)發(fā)射裝置30充當(dāng)獨(dú)立的光源。而在另一項(xiàng)實(shí)施例中，場(chǎng)發(fā)射裝置30充當(dāng)顯示裝置(舉例來(lái)說(shuō)，液晶顯示(LCD)裝置(圖中未顯示))的光源。該顯示裝置是附加至場(chǎng)發(fā)射裝置30的第一基板32，用以接收所發(fā)射出來(lái)的光。第一基板32處的溫度實(shí)質(zhì)上等于室溫，所以不會(huì)影響所附加顯示裝置的效能。場(chǎng)發(fā)射裝置30可包含散熱導(dǎo)體48(舉例來(lái)說(shuō)，散熱片)，其附加至第二基板42，用以排放所產(chǎn)生的過(guò)多熱量。
場(chǎng)發(fā)射裝置30于陽(yáng)極結(jié)構(gòu)50與陰極結(jié)構(gòu)34之間還可包含多個(gè)分隔體47，用于其間保持預(yù)設(shè)之間隔。可利用玻璃密封劑將分隔體47附著至陽(yáng)極結(jié)構(gòu)50與陰極結(jié)構(gòu)34。由陽(yáng)極結(jié)構(gòu)50、陰極結(jié)構(gòu)34以及分隔體47所界定出的內(nèi)部空間區(qū)域可保持約10-6托(Torr)至10-7托的真空，以確保能夠從陰極結(jié)構(gòu)34中連續(xù)確實(shí)地發(fā)射電子。
除了反射來(lái)自發(fā)光層44的光以外，反射層46還可充當(dāng)電極。于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，反射層46包含下面其中一種材料Al、TiO2或CoW。于另一實(shí)施例中，反射層46包含下面其中一種金屬材料Al、Ag、Pt、Au或Cu。
圖2B為圖2A中所示的場(chǎng)發(fā)射裝置30的發(fā)光層44的示意圖。參考圖2B，發(fā)光層44包含由磷光體粒子所組成的三個(gè)子層(未編號(hào))。這些由磷光體粒子所組成的子層可通過(guò)網(wǎng)版印刷或旋涂方式形成于反射層46之上。當(dāng)所發(fā)射的電子撞擊這些磷光體粒子時(shí)，發(fā)光層44便發(fā)光。發(fā)光層44的厚度約為5μm(微米)。也請(qǐng)參考圖2A，第一基板32與第二基板42每一片的厚度約為1.1至2.8mm(毫米)，陰極結(jié)構(gòu)34約為6μm至10μm，而反射層46則約為0.3μm至0.5μm。再者，散熱導(dǎo)體48的厚度約為7mm至12mm，分隔體47每一個(gè)的長(zhǎng)度均約為1mm至4mm。
圖2C為圖2A中所示的場(chǎng)發(fā)射裝置30的陰極結(jié)構(gòu)34的示意圖?，F(xiàn)在參考圖2C，陰極結(jié)構(gòu)34包含第一金屬層341、絕緣層343、第二金屬層344以及多個(gè)發(fā)射體345。第一金屬層341包含多條第一金屬線，假使場(chǎng)發(fā)射裝置30是用作顯示用途的話，這些金屬線便可充當(dāng)行線，而第二金屬層344包含多條第二金屬線，其可充當(dāng)列線。因?yàn)閳?chǎng)發(fā)射裝置30也可充當(dāng)光源而不作為顯示裝置，所以這些第一金屬線與第二金屬線便排列成在同方向延伸以增強(qiáng)第一基板32的反射光的光通量。
第一金屬層341是形成于第一基板32的上，由鉻(Cr)類(lèi)的金屬所制成。根據(jù)本發(fā)明其中的一個(gè)實(shí)施例，于第一金屬層341的上形成電阻層342，其是由非晶硅所制成，以便確保電子的均勻發(fā)射。由介電材料(例如SiO2)所構(gòu)成的絕緣層343以及第二金屬層344是一起沉積，并且經(jīng)由蝕刻以形成以規(guī)律間距排列的多個(gè)井區(qū)(未編號(hào))。發(fā)射體345是位于這些井區(qū)的中，這些發(fā)射體345的形式為由金屬(例如鉬(Mo))所構(gòu)成的錐狀微尖端?？衫靡韵路绞絹?lái)構(gòu)成發(fā)射體345化學(xué)氣相沉積(CVD)；等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)；或是其它合適的化學(xué)-物理沉積法，例如反應(yīng)式濺鍍、離子束濺鍍、以及雙重離子束濺鍍。
第二金屬層344是電連接至相對(duì)的正電壓源，第一金屬層341則電連接至相對(duì)的負(fù)電壓源。因此，當(dāng)電壓施加至第一金屬層341與第二金屬層344之間時(shí)，發(fā)射體345便發(fā)射電子。所發(fā)射的電子朝反射層46加速前進(jìn)，于該反射層46處則是被施加數(shù)百至數(shù)千伏特的電壓。于根據(jù)本發(fā)明的其中實(shí)施例中，第一金屬層341與第二金屬層344的電壓位準(zhǔn)分別約為0伏特與100至200伏特。反射層46是電連接至約1000伏特至8000伏特的電源供應(yīng)器。
上文已經(jīng)針對(duì)解釋與說(shuō)明的目的提供本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例的前述披露內(nèi)容。其并未竭盡說(shuō)明本發(fā)明或?qū)⒈景l(fā)明限于所披露的特定形式中。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員依照以上的披露內(nèi)容將會(huì)非常清楚本文所說(shuō)明的具體實(shí)施例的許多變化及修改。本發(fā)明的范疇僅由本文所附的權(quán)利要求及其等效范圍來(lái)定義。
另外，說(shuō)明本發(fā)明的代表性具體實(shí)施例時(shí)，雖然本說(shuō)明書(shū)將本發(fā)明的方法及/或程序表示為特定的步驟序列；不過(guò)，由于該方法或程序的范圍并不依賴(lài)本文所提出的特定的步驟序列，所以該方法或程序不應(yīng)僅限于所述的特定的步驟序列。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員便會(huì)發(fā)現(xiàn)，也可采用其它步驟序列。所以，不應(yīng)將本說(shuō)明書(shū)所提出的特定的步驟序列視為對(duì)權(quán)利要求的限制。此外，也不應(yīng)將針對(duì)本發(fā)明的該方法及/或程序的權(quán)利要求限制在僅能以書(shū)面的順序來(lái)實(shí)現(xiàn)該方法及/或程序的步驟，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易便可明白，這些序列也可加以改變，并且仍涵蓋于本發(fā)明的精神與范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是包括第一基板；與該第一基板相隔開(kāi)的第二基板；形成于該第一基板與該第二基板之間的陰極結(jié)構(gòu)，用于朝該第二基板發(fā)射電子；形成于該第一基板與該第二基板之間的發(fā)光層，用于受這些電子撞擊時(shí)發(fā)光；以及形成于該第二基板與該發(fā)光層之間的反射層，用于將光反射回該第一基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是還包括附加至該第二基板的散熱導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是該反射層包含下面其中一種Al、TiO2或CoW。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是該反射層包含下面其中一種Al、Ag、Pt、Au或Cu。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是該第一基板附加至液晶顯示裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是該陰極結(jié)構(gòu)包含含有多條第一金屬線的第一金屬層，以及含有多條第二金屬線的第二金屬層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是這些第一金屬線與這些第二金屬線是同向延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是該陰極結(jié)構(gòu)包含形成于該第一金屬層與該第二金屬層之間的電阻層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的場(chǎng)發(fā)射裝置，其特征是還包括多個(gè)分隔體，用以分隔該第一基板與該第二基板。
10.一種場(chǎng)發(fā)射顯示裝置，其特征是包括第一基板；與該第一基板相隔開(kāi)的第二基板；形成于該第一基板的上的第一金屬層，其包含多條第一金屬線；形成于該第一金屬層的上的第二金屬層，其包含多條第二金屬線；形成于該第一金屬層與該第二金屬層之間的多個(gè)發(fā)射體，用于朝該第二基板發(fā)射電子；形成于該第一基板與該第二基板之間的發(fā)光層，用于受這些電子撞擊時(shí)發(fā)光；以及形成于該第二基板與該發(fā)光層之間的第三金屬層，用于將光反射回該第一基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征是還包括附加至該第二基板的散熱導(dǎo)體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征是還包括多個(gè)分隔體，用以分隔該第一基板與該第二基板。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征是該第三金屬層包含下面其中一種Al、CoW、Ag、Pt、Au或Cu。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征是這些第一金屬線與這些第二金屬線是同向延伸。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征是還包括形成于該第一金屬層與該第二金屬層之間的電阻層。
16.一種操作場(chǎng)發(fā)射裝置的方法，其特征是包括提供第一基板；提供與該第一基板相隔開(kāi)的第二基板；于該第一基板與該第二基板之間提供陰極結(jié)構(gòu)；于該陰極結(jié)構(gòu)與該第二基板之間提供發(fā)光層；于該發(fā)光層與該第二基板之間提供反射層；從該陰極結(jié)構(gòu)朝該第二基板發(fā)射電子；從該發(fā)光層輻射光；以及將來(lái)自該反射層的光朝該第一基板反射。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是還包括將一散熱導(dǎo)體附加至該第二基板。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是還包括將來(lái)自該第一基板的光導(dǎo)向液晶顯示裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是該反射層包含下面其中一種Al、TiO2、或CoW。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征是該反射層包含下面其中一種Al、Ag、Pt、Au或Cu。
全文摘要
一種場(chǎng)發(fā)射裝置，其包含第一基板；與該第一基板相隔開(kāi)的第二基板；形成于該第一基板與該第二基板之間的陰極結(jié)構(gòu)，用以朝該第二基板發(fā)射電子；形成于該第一基板與該第二基板之間的發(fā)光層，用于受這些電子撞擊時(shí)發(fā)光；以及形成于該第二基板與該發(fā)光層之間的反射層，用以將光反射回該第一基板。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1855343SQ20051009303
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月19日
發(fā)明者林炳南, 李正中, 張悠揚(yáng), 李鈞道 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院