专利名称：双面场发射显示器的制作方法
技术领域：
本发明提供一种平面型双面显示器，特别涉及一种正反两面可同时显示图像的双面场发射显示器。
背景技术：
近年来，平面显示器发展迅速，已被广泛的应用于个人计算机、移动通讯及消费性电子产品等领域，成为信息技术的一大平台。目前应用较为普遍的平面显示器有液晶显示器(LCD)、等离子体显示器(PDP)及场发射显示器(FED)等。其中，场发射显示器与其它平面型显示器相比，具有更高的对比度、更广的视角、更高的亮度、更低的能量消耗、更短的响应时间以及更宽的工作温度等优点。目前大多数平面型显示器都是单面显示，背面并不显示。然而，在大型面板显示应用中，如交通指示灯、各种大型场合的信息显示板及环形电影院等，需要展示两个面的，传统的方法就是采用两个单面显示板置于相反方向，以达到前后都可观看之目的，但是，这样设置需要两套驱动系统，成本太高，且线路复杂，造成显示器的可靠性不好，不利于实际推广应用。通常平面型显示器的两面是悬空的，其背面也可以用作平面显示，可制成正反两面都可以显示的平面显示器，以充分利用显示空间，达到节省成本提高显示可靠性的目的。
为了实现双面显示，中国科学院电子学研究所的中国专利申请第00133684.3号揭示了一种双面场发射阴极真空微电子发光器件，请参阅图1，该发光器件包括阳极引线1，阴极场发射硅尖阵列2，荧光屏3，消气剂4及阴极引线5。其中，在两荧光屏3间设有一两面都发射电子的阴极，该阴极的发射体采用硅尖阵列2，通过硅尖阵列2两面都发射电子轰击它们前面的荧光屏3，从而实现双面显示的目的。其中，硅尖阵列2与荧光屏3的阳极之间的距离为2～30微米，需要较高的驱动电压才能实现电子的场发射显示。而且，这种直接双面显示的结构应用于显示图像时，难以控制灰度、亮度。另外，采用该发光器件两面所显示的图像各不相同，两面显示的图像是手性对称，图像顺序是相反的。此外，该器件的两个发射腔互相独立，因此在抽真空时需分别处理，不利于制备。
综上所述，提供一种驱动电压低、结构简便、显示图像可控及成本低的双面场发射显示器实为必要。
发明内容为了解决现有技术中双面场发射显示器的驱动电压高、显示图像不可控、结构复杂及成本高等不足，本发明提供一种电压低、显示图像可控、结构简便及成本低的双面场发射显示器。
为实现上述目的，本发明提供一种双面场发射显示器，其包括两块相互平行的荧光屏；以及位于两荧光屏之间的电子发射结构；所述荧光屏分别包括透明基板及形成于其表面的阳极和荧光层；所述电子发射结构将显示器的内部空间分隔为两部分，其包括一不透明的绝缘基底，该绝缘基底具有两相反表面，分别面对所述两块荧光屏，所述绝缘基底的两表面分别对称形成有行电极、电子发射体和列电极；行电极和列电极之间有绝缘层分隔。
该绝缘基底的材料包括陶瓷材料；所述绝缘基底的两表面上形成的行电极可为阴极或栅极，列电极则相应为栅极或阴极；该电子发射体可选用碳纳米管阵列、硅尖阵列或其他具有微尖结构的场发射材料，而且每个阴极上的电子发射体都正对于相应的一荧光层。
本发明的进一步改进在于该双面场发射显示器的每一对关于绝缘基底的面对称的相同行电极是互相电连接的，每一对关于绝缘基底的中心轴对称的列电极是互相电连接的，因此可采用一套驱动系统实现双面显示相同图像。
另外，所述绝缘基底的非场发射边缘区域形成有通孔，便于显示器内部同时抽真空。
与现有技术相比，本发明的双面场发射显示器采用的三电极双显示屏结构，充分利用了显示屏的双面空间；加上行电极和列电极并存，可降低场发射驱动电压，使得能耗降低，实现图像可控。本发明的双面场发射显示器进一步通过上述行列电极连接方式，实现两面显示屏显示相同图像；同时，通过共用一套驱动系统，节省了一套驱动系统的成本。
图1是现有技术的一种双面场发射显示器的结构示意图；图2是本发明的双面场发射显示器的结构示意图；图3是本发明的双面场发射显示器的电极的行连接示意图；图4是本发明的双面场发射显示器的电极的列连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图2，图2为本发明场发射显示器的一个显示单元，即一包括三原色(RGB)的像素原理结构图，整个显示结构由大量这样的像素排列构成。这种结构包括两块轴对称的荧光屏10和10′；以及位于两荧光屏之间能双面发射电子的电子发射结构20。荧光屏10包括透明基板11(如玻璃)、形成在透明基板11表面上的阳极12、形成在阳极12上的荧光层13及覆盖荧光层13的铝膜14，荧光层13具有三种类型，分别代表三原色，即红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种荧光层(图未分别标示)，每三种荧光层为一组，通过它们的组合能显示各种颜色。荧光屏10′与荧光屏10的结构相同，包括透明基板11′、阳极12′、荧光层13′及铝膜14′。电子发射结构20包括一不透明的绝缘基底28，其面向荧光屏10的表面281上形成有多个阴极26及与该阴极26相问的多个绝缘层251。该阴极26上形成有发射体27，该绝缘层251上形成有栅极25。同样，在不透明的绝缘基底28面向荧光屏10′的表面282上对称形成有上述相同的结构，包括阴极26′、发射体27′、绝缘层251′及栅极25′。其中，发射体27、27′分别正对于相应的一种原色的荧光层13、13′，发射体27、27′可选用碳纳米管阵列、硅尖阵列、金属尖端或其他具有微尖结构的场发射材料，而碳纳米管阵列的尖端较小，更有利于尖端放电，降低电子发射的驱动电压，并能提高场发射的精度。
该电子发射结构20将本发明的双面场发射显示器的内部空间分隔为两部分，分别为前后两发射腔31、31′，在发射腔31、31′的边缘围有侧壁30及30′，其与前后两荧光屏10、10′构成显示器的外壳。在此，不透明的绝缘基底28起到挡光的作用，能消除正反两面的荧光层13、13′的互相影响，从而形成两个互不干扰的场发射区域。在绝缘基底28的非发射边缘区域形成有通孔29，利用通孔29可以将被分割的前后两发射腔31、31′连通起来，这样，在制备过程中可以一次性地将两发射腔31、31′抽成真空，无需分别抽气，减少制程复杂性。另外，通孔29设在非场发射边缘区域，不会对场发射和显示效果产生不良影响。
当显示器工作时，在栅极25与阴极26之间以及栅极25′与阴极26′之间同时施加不同电压，以使发射体27、27′分别发射电子，电子在电场作用下轰击荧光层13、13′使之发光，所发的光通过透明绝缘层11、11′而产生图像，即可达到双面显示图像的效果。由于栅极25、25′的存在，可实现对电子发射的精确控制，而且发射体27、27′在较低的电压下就能发射出电子，从而可降低电子发射的驱动电压，并降低能耗，成本也相应地减少。
请一起参阅图3及图4，分别为本发明的双面场发射显示器电极的行连接与列连接示意图。电极的连接方式有两种情况一是行电极为阴极，列电极则为栅极；二是行电极为栅极，列电极则为阴极。此两种情况的电极连接方式是相同的，在此以第一种情况为例加以详细说明。先将相同行的阴极相连接，即将分别位于不透明的绝缘基底28两表面上的第一行的阴极261与阴极261′通过线路32相连接，再将位于绝缘基底28两表面上的第二行的两阴极262、262′相连接，然后依次将位于绝缘基底28两表面上的其他各行按此相同的方式连接(如图3所示)。而对于列栅极，由于观看图像时人们习惯上按从左到右的顺序，因此列栅极的连接应该将位于绝缘基底28两表面上关于其中心轴对称的列栅极相连接，即将分别位于不透明的绝缘基底28两表面上的栅极250与栅极250′通过线路32′相连接，同样，其他栅极也按此相同的方式连接(如图4所示)。那么，行列电极按这样的连接方式即可实现双面显示相同的图像。
此外，为使双面显示不同的图像，可采用两套驱动系统，电极的连接方式采用正反两面独立的连接方式，通过两套驱动系统对它们分别控制，即可实现正反两面显示不同的图像。
权利要求
1.一种双面场发射显示器，其包括两块相互平行的荧光屏；以及位于两荧光屏之间的电子发射结构；所述荧光屏分别包括透明基板及形成在其表面的阳极和荧光层；所述电子发射结构将显示器的内部空间分隔为两部分，其包括一不透明的绝缘基底，该绝缘基底具有两相反表面，分别面对所述两块荧光屏，其特征在于该绝缘基底的两表面分别对称形成有行电极、电子发射体和列电极，该行电极和列电极之间有绝缘层分隔。
2.如权利要求1所述的双面场发射显示器，其特征在于该双面场发射显示器的每一对关于绝缘基底的面对称的相同行电极互相电连接，每一对关于绝缘基底的中心轴对称的列电极互相电连接。
3.如权利要求2所述的双面场发射显示器，其特征在于该行电极是阴极，列电极是栅极，电子发射体形成在阴极上。
4.如权利要求2所述的双面场发射显示器，其特征在于该行电极是栅极，列电极是阴极，电子发射体形成在阴极上。
5.如权利要求3或4所述的双面场发射显示器，其特征在于该阴极与栅极是互相间隔形成的。
6.如权利要求1所述的双面场发射显示器，其特征在于该绝缘基底的非场发射边缘区域形成有通孔。
7.如权利要求1所述的双面场发射显示器，其特征在于该电子发射体选自碳纳米管阵列、硅尖阵列或金属微尖发射材料。
8.如权利要求1所述的双面场发射显示器，其特征在于每个阴极上的电子发射体都正对于相应的一荧光层。
9.如权利要求1所述的双面场发射显示器，其特征在于该绝缘基底材料包括陶瓷材料。
10.如权利要求1所述的双面场发射显示器，其特征在于该双面场发射显示器采用一套驱动系统。
全文摘要
本发明提供一种双面场发射显示器，包括两块相互平行的荧光屏；以及位于两荧光屏之间的电子发射结构。两荧光屏的结构相同，分别包括透明基板及形成在其表面的阳极和荧光层；该电子发射结构包括一不透明的绝缘基底，分别对称形成有行电极、电子发射体和列电极。该双面场发射显示进一步包括对称性电极连接方式，以实现双面显示相同的图像。本发明的双面场发射显示器具有结构简便、显示图像可控及成本低等优点。可应用于交通指示牌、大型场合信息显示板及环形电影院等方面。
文档编号H01J31/12GK1705070SQ20041002752
公开日2005年12月7日 申请日期2004年6月2日 优先权日2004年6月2日
发明者陈丕瑾, 柳鹏, 潜力, 魏洋, 盛雷梅, 雷有华, 刘亮, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司