專利名稱：平板顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示裝置，更具體地，涉及具有熱消散機(jī)構(gòu)的平板顯示裝置。
背景技術(shù)：
近來，已經(jīng)加強(qiáng)開發(fā)平板顯示裝置。平板顯示裝置的實(shí)例包括液晶顯示
器(LCD)、等離子體顯示裝置、場(chǎng)發(fā)射顯示器件和真空熒光顯示器件。
包括在這種平板顯示裝置中的電子發(fā)射元件可以具有熱陰極或冷陰極作為電子發(fā)射源。使用冷陰極的電子發(fā)射元件的實(shí)例包括場(chǎng)發(fā)射器件(FED )型電子發(fā)射元件、表面?zhèn)鲗?dǎo)發(fā)射器(SCE)型電子發(fā)射元件、金屬絕緣體金屬(MIM)型電子發(fā)射元件和彈道電子表面發(fā)射(BSE)型電子發(fā)射元件。在FED型電子發(fā)射元件中，當(dāng)具有小的功函數(shù)或大的貝塔函數(shù)(betafunction)的材料用于形成電子發(fā)射源時(shí)，由于真空態(tài)中的電場(chǎng)差導(dǎo)致電子易于^皮發(fā)射。已經(jīng)開發(fā)了這樣的器件，在其中具有由鉬(Mo)、硅(Si)等形成的銳利頂端的尖端結(jié)構(gòu)，或者碳基材料，例如石墨、類金剛石碳(DLC)等，或者納米材料，例如納米管或納米線，被用于形成電子發(fā)射源。
FED型電子發(fā)射元件可以根據(jù)陰極和柵電極的布置分為頂柵型和底柵型，或者可以根據(jù)電極的數(shù)量分為二極管、三極管、四極管等。在常規(guī)電子發(fā)射元件中，通過陰極和柵電極之間形成的電場(chǎng)從電子發(fā)射源發(fā)射電子。電子從電子發(fā)射源發(fā)射出，該電子發(fā)射源圍繞在陰極和柵電極之間的起負(fù)電極作用的電極設(shè)置。凈線射的電子朝向處于初始態(tài)的起正電極作用的電極前進(jìn)、受到陽極的強(qiáng)電場(chǎng)引導(dǎo)、以及朝向磷光層加速。
由于大量的電流，常規(guī)FED型電子發(fā)射元件的陽極產(chǎn)生很多熱量。這樣，整個(gè)面板的溫度升高，由此可產(chǎn)生一些問題。例如，由于陽極產(chǎn)生的熱量具有100。C或更大的高溫，所以玻璃基板可因熱膨脹而毀壞。此外，其他具有低抗熱性的元件受到影響，使得產(chǎn)品的缺陷率提高。特別地，因?yàn)閺年枠O和在其上安裝陽極的前基板發(fā)射光，所以散熱板不能直接安裝在平 板顯示裝置上，因此平板顯示裝置不能被有效冷卻。
為了解決這些問題，在現(xiàn)有技術(shù)中，產(chǎn)生的熱通過外部冷卻風(fēng)扇來冷 卻。然而，外部風(fēng)扇不能總是提供有效的冷卻并使得平板顯示裝置的制造 成本相對(duì)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方案提供了一種平板顯示裝置，在其中由陽極和其上安裝有陽 極的前基板產(chǎn)生的熱能夠被有效冷卻。
一種平板顯示裝置包括用于顯示圖像的顯示單元、電連接到顯示單元的 第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體，以及電連接到第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體的散熱件。
散熱件可以與顯示單元相對(duì)并可以消散顯示單元產(chǎn)生的熱使其遠(yuǎn)離散 熱件。由顯示單元產(chǎn)生的光可以沿遠(yuǎn)離散熱件的方向被發(fā)射。
第一半導(dǎo)體可以是P型半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體可以是N型半導(dǎo)體。此外， 顯示單元和散熱件可包括不同的導(dǎo)電材料，顯示單元可經(jīng)由金屬導(dǎo)線被連接 到第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體。金屬導(dǎo)線可被連接到不顯示圖像的顯示單元的 非有效區(qū)域。


通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它方 面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，附圖中
圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有電子發(fā)射源的電子發(fā)射型背光單 元的示意性構(gòu)造的部分透視圖2為沿著圖1的II-II線得到的截面圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的平板顯示裝置的示意性構(gòu)造的平面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將參考其中顯示本發(fā)明的示例性實(shí)施例的附圖更加全面地描述本發(fā)明。圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的具有電子發(fā)射源的電子發(fā)射型背光單元的示意性構(gòu)造的部分透視圖，和圖2為沿著圖1的II-II線得到的截面圖。
如圖1和圖2所示，電子發(fā)射型背光單元100包括平行設(shè)置且在真空態(tài)下形成發(fā)射空間103的電子發(fā)射元件101、前面板102、以及保持電子發(fā)射元件101和前面板102之間的距離的間隔體60。
每個(gè)電子發(fā)射元件101包括第一基板110、第一電極120、絕緣層130、第二電極140和電子發(fā)射源150 (圖2)。
第一電極120和第二電極140設(shè)置上第一基板IIO上以相互交叉，絕緣層130設(shè)置在第二電極140和第一電極120之間以使第二電極140和第一電極120電絕緣。電子發(fā)射源孔131形成在第二電極140與第一電極120相互交叉的區(qū)域中，電子發(fā)射源150設(shè)置在電子發(fā)射源孔131中(圖2)。
第一基板IIO可以是具有一厚度的板形構(gòu)件。石英玻璃、含有比如少量Na的雜質(zhì)的玻璃、板玻璃、涂敷Si02的玻璃基板、氧化鋁或陶瓷基板可以用作第一基板IIO。此外，柔性材料可用于形成柔性顯示裝置。
第一電極120和第二電極140通?？捎蓪?dǎo)電材料例如Al、 Ti、 Cr、 Ni、Au、 Ag、 Mo、 W、 Pt、 Cu、 Pd等或其合金，包含玻璃和金屬例如Pd、 Ag、Ru02或Pd-Ag或者金屬氧化物的印刷導(dǎo)體，透明導(dǎo)體例如111203或Sn02，或者半導(dǎo)體材料例如多晶硅等形成。
絕緣層130使第一基板110與第二基板140絕緣。絕緣層130通?？捎山^緣材料形成。例如，除了其他的之外，絕緣材料可以是氧化硅、氮化硅、玻璃料(frit)。玻璃料可以是PbO-Si02基玻璃料、PbO-B203-Si02基玻璃料、ZnO-Si02基玻璃料、ZnO-B2OrSi02基玻璃料、Bi2OrSi02基玻璃料或
Bi203-B203-Si02基玻璃料。然而，本發(fā)明并不限于這些材料。
電子發(fā)射源150包括電子發(fā)射材料。功函數(shù)小且貝塔函數(shù)大的碳納米管(CNT)可用作電子發(fā)射材料。特別地，CNT具有優(yōu)良的電子發(fā)射特性且易于被低電壓驅(qū)動(dòng)，因此常被用于形成大尺寸器件。然而，本發(fā)明并不限于CNT,碳基材料，例如石墨、金剛石、類金剛石碳(DLC)等，或者納米材料，例如納米管、納米線或納米棒等，也可以用作電子發(fā)射材料。可替換地，電子發(fā)射材津十可包括碳化物誘導(dǎo)碳(carbide-driven carbon )。
前面板102包括傳輸可見光的第二基板90、設(shè)置在第二基板90上并被從電子發(fā)射元件101發(fā)射出的電子激發(fā)以產(chǎn)生可見光的磷光層70 (圖2)以及將從電子發(fā)射元件101發(fā)射出的電子朝向磷光層加速的第三電極80。 第二基板90可由與上文所述的第一基板110的材料相同的材料形成，
并可以傳輸可見光。
第三電極80可由與上文所述的第一電極120或第二電極140的材料相
同的材料形成。
磷光層170由陰極發(fā)光(CL)型磷光體形成，該磷光體被加速的電子激 發(fā)并產(chǎn)生可見光。能夠用于形成磷光層70的磷光體可以是包括SrTiO:Pr、 Y203:Eu或Y203S:Eu的發(fā)紅光的磷光體，包括Zn(Ga,Al)204:Mn 、 Y3(Al,Ga)5012:Tb、 Y2SiOs:Tb、 ZnS:Cu、 Al等的發(fā)綠光的磷光體，或者包括 Y2Si05:Ce、 ZnGa204、 ZnS:Ag、 Al等的發(fā)藍(lán)光的磷光體。然而，本發(fā)明并 不限于上文提到的磷光體。
為了運(yùn)行根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電子發(fā)射型背光單元110，磷光層70 和電子發(fā)射元件101之間的空間保持在真空狀態(tài)。因此，可進(jìn)一步使用玻璃 粉(glass frit),玻璃粉密封帶有間隔體60的真空空間，該間隔體60保持磷 光層70和電子發(fā)射元件101之間的距離。玻璃粉圍繞著真空空間設(shè)置以密 封它。
具有上述結(jié)構(gòu)的電子發(fā)射型背光單元100以下述方式運(yùn)行。將負(fù)(-) 電壓施加到i殳置在電子發(fā)射元件101中的第一電4及120上，將正(+ )電壓 施加到第二電極140上，使得電子由于第一電極120和第二電極140之間形 成的電場(chǎng)而從電子發(fā)射源150朝向第二電極140發(fā)射。這樣，當(dāng)比施加到第 二電極140的電壓更大的正電壓施加到第三電極80時(shí)，從電子發(fā)射源150 發(fā)射出的電子朝向第三電極80加速。電子激發(fā)鄰近第三電極80的磷光層70, 使得從磷光層產(chǎn)生可見光。電子的發(fā)射可通過施加到第二電極140的電壓來 控制。
將負(fù)電壓施加到第一電極120以產(chǎn)生第一電極120和第二電極140之間 的電子發(fā)射所需要的適當(dāng)電勢(shì)差。
圖1和2所示的電子發(fā)射型背光單元100可以是作為表面光源用于非發(fā) 射顯示器件例如薄膜晶體管-液晶顯示器(TFT-LCD)的背光單元。此外， 為了從表面光源產(chǎn)生可見光并產(chǎn)生圖像，或者為了構(gòu)成具有減光功能 (dimming fUnction)的背光單元，電子發(fā)射元件101的第一電極120和第二 電極140可以相互交叉設(shè)置。因此，第一電極120和第二電極140中的一個(gè)形成為具有主電才及部分和支電極部分。主電極部分與其他電極交叉，支電極 部分乂人主電4及部分突出并設(shè)置為與其他電極相對(duì)。電子發(fā)射層可以形成在支 電極部分或面對(duì)支電極部分的一部分主電才及部分中。
圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的平板顯示裝置的示意構(gòu)造的平面圖。 參考圖3,根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的平板顯示裝置1包括電子發(fā)射型背光單元100、 第一半導(dǎo)體IO、第二半導(dǎo)體20、散熱件30和金屬導(dǎo)線40。
由于大量的電流導(dǎo)致常規(guī)FED型電子發(fā)射元件的第三電極(陽極)產(chǎn) 生高溫且如前文所述帶來了幾個(gè)問題。由于大量的電流，由常規(guī)FED型電 子發(fā)射元件的陽極產(chǎn)生大量熱，由此引起整個(gè)面板的溫度升高并導(dǎo)致上文所 述的幾個(gè)問題。
然而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過使用熱電器件(thermoelectric device )， 在平板顯示裝置的前側(cè)中產(chǎn)生的熱能夠朝向平板顯示裝置的后側(cè)有效地消 散。
具體地，熱電模塊串聯(lián)電連接n型或p型熱電半導(dǎo)體且并聯(lián)熱連接它們。 在一個(gè)實(shí)施例中，熱電模塊可以具有倒置"L，，形(r形)以將p型元件和 n型元件串聯(lián)到金屬電極。當(dāng)電流從n型元件流到p型元件使得在p-n耦合 (p-n couple)的兩個(gè)分支端部處的電極分別為負(fù)電極和正電極時(shí)，p型元件 中的空穴朝向負(fù)電極移動(dòng)，n型元件中的電子朝向正電極移動(dòng)。同樣地，由 于空穴和電子從p-n結(jié)(p-n junction )電極加熱并移動(dòng)到其他分支端電極， 所以上接合處(upper junction)被冷卻并從外圍吸收熱量，下部分支端散熱。 這種現(xiàn)象被稱為珀耳帖效應(yīng)(Peltiereffect),并凈皮用作熱管以冷卻。
也就是說，在直流電流流過由形狀相同的兩種不同金屬形成的電路時(shí)產(chǎn) 生珀耳帖效應(yīng)，在一個(gè)接合處吸收熱量和在另一個(gè)接合處消散熱量。當(dāng)反轉(zhuǎn) 電流方向時(shí)，熱吸收和熱消散也發(fā)生顛倒。因此，當(dāng)電負(fù)載施加到具有相連 接的截面的兩種不同金屬時(shí)，熱消散和冷卻在金屬的每個(gè)截面處同時(shí)發(fā)生并 能夠由以下方程表示
<formula>formula see original document page 8</formula>I 其中，iQpl為單位時(shí)間產(chǎn)生的熱的絕對(duì)值，aab為根據(jù)周圍環(huán)境溫度兩種金 屬a和b的相對(duì)導(dǎo)熱能力，n-aah^Tj為珀耳帖系數(shù)，I為電流。
結(jié)果，在珀耳帖效應(yīng)中，當(dāng)電流流過兩種不同材料之間的接合處時(shí)，發(fā) 生熱消散和熱吸收。如果在電流以一個(gè)方向流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生熱量，那么當(dāng)電流以相反方向流動(dòng)時(shí)則吸收熱量。因此，珀耳帖效應(yīng)是可逆的。如果電流流過4妾 合處，除了電流流過導(dǎo)體時(shí)發(fā)生焦耳熱效應(yīng)外，會(huì)發(fā)生由于珀耳帖效應(yīng)導(dǎo)致 的熱產(chǎn)生或熱吸收。
再參考圖3,電子發(fā)射型背光單元100的前面板102的第三電極80通常 可由如上所述的導(dǎo)電材料形成。導(dǎo)電材料的實(shí)例包括例如Al、 Ti、 Cr、 Ni、 Au、 Ag、 Mo、 W、 Pt、 Cu或Pd等或其合金的金屬，包含玻璃和金屬例如 Pd、 Ag、 Ru02或Pd-Ag或者金屬氧化物的印刷導(dǎo)體，例如111203或Sn02的 透明導(dǎo)體，或者例如多晶硅等的半導(dǎo)體材料。由于大量電流而在第三電極80 中產(chǎn)生高溫?zé)崃俊?br> 散熱件30可在平板顯示裝置1的后側(cè)形成。更一般地，散熱件30可形 成于與平板顯示裝置1的電子發(fā)射型背光單元100中產(chǎn)生的光的方向(見圖 3的箭頭A)相反的一側(cè)。換句話說，在透射型平面顯示面板裝置1中，在 其中電子發(fā)射型背光單元100中產(chǎn)生的光發(fā)射經(jīng)過前面板102，附加的散熱 件不能貼附到第三電極80上以將第三電極80產(chǎn)生的熱散去。這樣，根據(jù)本 發(fā)明一實(shí)施例，散熱件30設(shè)置在平板顯示裝置1的后側(cè)。第一半導(dǎo)體IO、 第二半導(dǎo)體20以及連接到第一半導(dǎo)體IO和第二半導(dǎo)體20的金屬導(dǎo)線40設(shè) 置在前面板102和散熱件30之間。為了增強(qiáng)珀耳帖效應(yīng)，散熱件30可以由 與第三電極80的材料不同的導(dǎo)電材料形成。在一個(gè)實(shí)施例中，散熱件30是 珀耳帖效應(yīng)散熱件。
第一半導(dǎo)體10形成為經(jīng)由金屬導(dǎo)線40連接到前面板102的第三電極80 的一端和散熱件30的一端。
相似地，第二半導(dǎo)體20形成為經(jīng)由金屬導(dǎo)線40連接到前面板102的第 三電極80的另 一端和散熱件30的另 一端。
金屬導(dǎo)線40連接到的第三電極80的端部可以是不傳輸光的區(qū)域，例如， 黑矩陣的區(qū)域。由于上述結(jié)構(gòu)，能夠在不損失發(fā)射的光的情況下達(dá)到冷卻第 三電極80中產(chǎn)生的熱的效果。
如上文提到的，第一半導(dǎo)體IO可以是P型半導(dǎo)體，第二半導(dǎo)體20可以 是N型半導(dǎo)體。這樣，當(dāng)電流從第二半導(dǎo)體20施加到第一半導(dǎo)體10時(shí)，由 于珀耳帖效應(yīng)，第三電極80起冷卻單元的作用，散熱件30起加熱單元的作 用。因此，第三電極80產(chǎn)生的熱被傳遞到散熱件30并且被朝向平板顯示裝 置1的外部消散。第一半導(dǎo)體10和第二半導(dǎo)體20可以設(shè)置在平板顯示裝置1的兩側(cè)表面 上，如圖3所示。
由于本發(fā)明實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)，在第三電極和其中安裝有第三電極的前 基板中產(chǎn)生的熱能夠被有效消散。因此，平板顯示裝置1的壽命和各種特性 能夠得到提高。此外，由于利用電子器件控制熱量，所以通過本發(fā)明的實(shí)施 例能夠達(dá)到精確溫度控制。此外，在提供電源之后能夠進(jìn)行快速冷卻，也能 夠進(jìn)行局部冷卻。另夕卜，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的平板顯示裝置能夠在任意位置 或方向上工作而不需要考慮器件的取向。另外，冷卻單元能夠被縮小尺寸和 變輕，能夠?qū)崿F(xiàn)低噪聲和低振動(dòng)冷卻。
電子發(fā)射型背光單元IOO被描述為在其中產(chǎn)生光的發(fā)射單元，但本發(fā)明 不限于此。換句話說，本發(fā)明能夠應(yīng)用到在其中產(chǎn)生熱的任意平板顯示裝置 中，例如LCD或等離子體顯示裝置，特別地，透射型平板顯示裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的平板顯示裝置中，由陽極和其中安裝有陽極的 前基板產(chǎn)生的熱能夠被有效消散。
雖然參考其示范性實(shí)施例具體顯示和描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的一般 技術(shù)人員可以理解在不脫離由權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情 況下，可以作出形式和細(xì)節(jié)上的不同變化。
權(quán)利要求
1.一種平板顯示裝置，包括用于顯示圖像的顯示單元；電連接到所述顯示單元的第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體；和電連接到所述第一半導(dǎo)體和所述第二半導(dǎo)體的散熱件。
2. 如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述散熱件與所述顯示單元 相對(duì)。
3. 如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述散熱件將所述顯示單元 產(chǎn)生的熱從所述顯示單元散去。
4. 如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述顯示單元產(chǎn)生的光沿遠(yuǎn) 離所述散熱件的方向發(fā)射。
5. 如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述第一半導(dǎo)體是P型半 導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體是N型半導(dǎo)體。
6. 如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述顯示單元和所述散熱件 包括不同的導(dǎo)電材料。
7. 如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述顯示單元經(jīng)由金屬導(dǎo)線 -故連接到所述第 一半導(dǎo)體和所述第二半導(dǎo)體。
8. 如權(quán)利要求7所述的平板顯示裝置，其中所述金屬導(dǎo)線被連接到所述 顯示單元的不顯示圖像的非有效區(qū)域。
9. 如權(quán)利要求1所述的平板顯示裝置，其中所述散熱件是珀耳帖效應(yīng)散 熱件。
10. —種平板顯示裝置，包括電子發(fā)射元件，其包括后基板、在所述后基板上的第一電極、與所述第 一電極電絕緣的第二電極以及電連接到所述第一電極的電子發(fā)射源；前面板，其包括前基板、在所述前基板上與所述電子發(fā)射源相對(duì)的磷光三電極；電連接到所述前面板的第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體；和 電連接到所述第一半導(dǎo)體和所述第二半導(dǎo)體的散熱件。
11. 如權(quán)利要求10所述的平板顯示裝置，其中所述散熱件與所述前面板相對(duì)。
12. 如權(quán)利要求IO所述的平板顯示裝置，其中由所述第三電極產(chǎn)生的熱通過所述散熱件被消散。
13. 如權(quán)利要求IO所述的平板顯示裝置，其中在所述磷光層中產(chǎn)生的光被遠(yuǎn)離所述散熱件發(fā)射。
14. 如權(quán)利要求10所述的平板顯示裝置，其中所述第一半導(dǎo)體是P型半導(dǎo)體和所述第二半導(dǎo)體是N型半導(dǎo)體。
15. 如權(quán)利要求IO所述的平板顯示裝置，其中所述第三電極和所述散熱件包括不同的導(dǎo)電材料。
16. 如權(quán)利要求IO所述的平板顯示裝置，其中所述前面板經(jīng)由金屬導(dǎo)線被連接到所述第 一半導(dǎo)體和所述第二半導(dǎo)體。
17. 如權(quán)利要求16所述的平板顯示裝置，其中所述金屬導(dǎo)線被連接到所述顯示單元的不顯示圖像的非有效區(qū)域。
18. 如權(quán)利要求IO所述的平板顯示裝置，其中所述散熱件是珀耳帖效應(yīng)散熱件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種平板顯示裝置，其包括用于顯示圖像的顯示單元、電連接到所述顯示單元的第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體以及電連接到第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體的散熱片。
文檔編號(hào)H01L23/34GK101527100SQ20091012690
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者文希誠, 朱圭楠, 樸鉉基, 李邵羅, 金潤珍, 金載明 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社