专利名称：一种分立式结构的场致发射显示器件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于平板显示领域的场致发射显示器件，具体涉及一种分立式结构的场致发射显示器件。
背景技术：
随着人们对视觉要求的逐日提高，显示技术也随之快速发展，从阴极射线管显示(CRT)、液晶显示(LCD)、等离子显示(PDP)到有机电致发光显示(OLED)以及场致发光显示(FED)，阴极射线管显示(CRT)存在体积大、功耗高和辐射性的缺点，逐渐失去显示领域的霸主地位；而平板显示技术被誉为一种朝阳技术，是二十一世纪显示技术发展的主流，因而受到了人们的广泛重视，它不仅要具有完美的显示品质，而且需在体积、节能等方面有更多的改进。LCD、PDP和OLED是平板显示的三大主流，但在色彩、对比度、亮度、功耗、尺寸和寿命等方面三者都无法同时满足，于是一种新型的平板显示技术-表面传导电子发射技术(SED)就此诞生了。SED显示是继液晶显示和等离子显示后的又一种大有发展前途的平板显示技术，被认为是目前最先进的显示技术之一。
SED显示技术，是一种场发射显示，它由阳极玻璃基板和阴极玻璃基板通过在其间插入固定隔离层真空封装在一起，阴极基板上由隧道效应形成的缝间传导电子，在阳极电压作用下，有一部分电子可以到达阳极基板，由于极间加速电压很高，电子具有很高的动能，轰击阳极基板上的荧光粉发光；它采用电子轰击荧光粉来自主发光并显示图像。SED的亮度跟高端CRT电视的屏幕相当，但是所需功耗只有传统CRT的一半，其尺寸通常都在40寸以上，且比现在的平面显示器更薄；目前科学家认为SED是CRT的最终形态。SED显示器的关键是微型电子发射器之间的缝隙，这个缝隙只有几纳米的宽度，只有形成这样的狭缝在施加电压的情况下才会产生隧道效应，从而使发射器发射电子，电子在电压的作用下撞击荧光材料从而发光。但纳米狭缝的制备工艺不仅复杂，而且具有一定的技术难度，在很大程度上制约了表面传导电子发射显示的推广和应用；只有在纳米科学和半导体技术发展到一定水平，该问题才能圆满解决。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种使用寿命长，工作电压低、能耗小，成本低，高亮度高清晰度的分立式结构的场致发射显示器件。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括玻璃基板以及设置在玻璃基板内表面上的三基色荧光粉阵列和铝膜，其特点是，在玻璃基板的下端设置有ITO玻璃基板，玻璃基板与ITO玻璃基板之间形成一个封闭的真空腔，铝膜和ITO玻璃基板分别与直流高压的正、负极相连，ITO玻璃基板上还蒸镀有光电阴极阵列，ITO玻璃基板的下侧依次设置有由带有取向层的上ITO玻璃基板、液晶层和带有取向层的下ITO玻璃基板构成的液晶光阀，在此液晶光阀的下端还设置有背光源。
本实用新型的另一特点是真空腔的厚度为1～6毫米；铝膜的厚度为1～1000纳米；光电阴极阵列与三基色荧光粉阵列的位置一一对应；背光源由发光二极管构成，且此二极管所发出的光的波长λ和光电阴极阵列所采用的材料禁带宽度Eg之间必须满足如下关系λ≤1.24/Eg(μm)。
本实用新型将阴极射线管显示(CRT)和液晶显示(LCD)的原理和结构相结合，采用了电子束轰击荧光粉的结构、液晶光阀和发光二极管背光源，因此该器件在继承了CRT优异的显示品质和平板显示器件轻便节能优点的同时，还摒弃了CRT体积大、强辐射和LCD发光亮度、对比度和视角不佳的缺点；相对于表面传导电子发射显示器，它不存在纳米狭缝的制备问题，这在很大程度上大大降低了技术和工艺上的难度。
附图是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参见附图，本实用新型包括玻璃基板1以及设置在玻璃基板1内表面上的三基色荧光粉阵列2和厚度为1～1000纳米的铝膜3，在玻璃基板1的下端设置有ITO玻璃基板6，玻璃基板1与ITO玻璃基板6之间形成一个厚度为1～6毫米的真空腔4，铝膜3和ITO玻璃基板6分别与直流高压的正、负极相连，ITO玻璃基板6上还蒸镀有光电阴极阵列5，光电阴极阵列5与三基色荧光粉阵列2的位置一一对应，ITO玻璃基板6的下侧依次设置有由带有取向层的上ITO玻璃基板7、液晶层8和带有取向层的下ITO玻璃基板9构成的液晶光阀，在此液晶光阀的下端还设置有由发光二极管构成的背光源10，且此二极管所发出的光的波长入和光电阴极阵列5所采用的材料禁带宽度Eg之间必须满足如下关系λ≤1.24/Eg(μm)。
其显示原理是发光二极管背光源10发出一定波长的光，在光的传输过程中出射侧光通量Φ受到液晶光阀的调制，最终到达真空腔4下玻璃基板6处的光子轰击光电阴极阵列5，由于光子波长λ满足λ≤1.24/Eg(μm)，其中Eg为光电阴极禁带宽度，从而符合光电发射条件，在光电阴极阵列5的另一侧有一定强度的电子束出射，电子束强度i＝SΦ，其中S为光电材料的光响应度，Φ为光通量，由于真空腔4的上、下玻璃基板之间加有直流高压，电子在强电场作用下穿透很薄的铝膜3轰击玻璃基板1的三基色荧光粉阵列2，从而实现发光显示。
本实用新型的基本显示原理与CRT相同，都是由电子撞击荧光材料而发光，但电子发射、轰击的方式却不一样。CRT显像管是将热阴极电子枪射出的电子束在偏转线圈的强大磁场下偏离原来方向，依次去轰击荧光材料；而本实用新型则是将涂有三基色荧光粉阵列2的玻璃基板1与蒸镀有光电阴极阵列5的ITO玻璃基板6平行摆放，大量的微型光电阴极电子发射源就像液晶或等离子显示器的像素一样。这种显示器的关键是光电阴极阵列5在受到液晶光阀调制的一定波长光子的轰击下可发射出电子束，液晶光阀在图象信号的控制下对发光二极管背光源10发出的光通量进行调制，进而得到所要求的轰击荧光粉电子束强度，达到很好的显示效果。在结构上，本实用新型又和CRT完全不同；CRT是用一组电子枪负责整个屏幕的显示，因此电子枪必须以扫描的方式才能生成一幅完整的画面；而本实用新型实际上是将电子枪微型化，使每一个像素点都对应有三个微型电子枪即光电阴极，通过矩阵寻址方式实现动态显示。
权利要求1.一种分立式结构的场致发射显示器件，包括玻璃基板[1]以及设置在玻璃基板[1]内表面上的三基色荧光粉阵列[2]和铝膜[3]，其特征在于在玻璃基板[1]的下端设置有ITO玻璃基板[6]，玻璃基板[1]与ITO玻璃基板[6]之间形成一个封闭的真空腔[4]，铝膜[3]和ITO玻璃基板[6]分别与直流高压的正、负极相连，ITO玻璃基板[6]上还蒸镀有光电阴极阵列[5]，ITO玻璃基板[6]的下侧依次设置有由带有取向层的上ITO玻璃基板[7]、液晶层[8]和带有取向层的下ITO玻璃基板[9]构成的液晶光阀，在此液晶光阀的下端还设置有背光源[10]。
2.根据权利要求1所述的分立式结构的场致发射显示器件，其特征在于所说的真空腔[4]的厚度为1～6毫米。
3.根据权利要求1所述的分立式结构的场致发射显示器件，其特征在于所说的铝膜[3]的厚度为1～1000纳米。
4.根据权利要求1所述的分立式结构的场致发射显示器件，其特征在于所说的光电阴极阵列[5]与三基色荧光粉阵列[2]的位置一一对应。
5.根据权利要求1所述的分立式结构的场致发射显示器件，其特征在于所说的背光源[10]由发光二极管构成，且此二极管所发出的光的波长λ和光电阴极阵列[5]所采用的材料禁带宽度Eg之间必须满足如下关系λ≤1.24/Eg(μm)。
专利摘要一种分立式结构的场致发射显示器件，包括玻璃基板以及设置在玻璃基板上的三基色荧光粉阵列和铝膜，玻璃基板与ITO玻璃基板之间形成一个封闭的真空腔，铝膜和ITO玻璃基板分别与直流高压的正、负极相连，ITO玻璃基板上还蒸镀有光电阴极阵列；液晶光阀主要由带有取向层的上ITO玻璃基板、液晶层和带有取向层的下ITO玻璃基板构成，在此液晶光阀的下端还设置有发光二极管背光源。本实用新型采用电子束轰击荧光粉及液晶光阀和背光源结构，因此继承了CRT优异的显示品质和平板显示器件轻便节能优点的同时，相对于表面传导电子发射显示器，不存在纳米狭缝的制备问题，在很大程度上大大降低了技术和工艺上的难度。
文档编号H01J31/12GK2852379SQ20052010593
公开日2006年12月27日 申请日期2005年12月20日 优先权日2005年12月20日
发明者牟强, 李新贝, 张方辉, 马颖, 靳宝安, 张麦丽, 刘倩, 魏楠 申请人:陕西科技大学