发光器件和发光器件作为光源的显示装置的制作方法

专利名称：发光器件和发光器件作为光源的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光器件和显示装置，特别涉及一种用来提高亮度均匀 性的发光器件和用发光器件作为光源的显示装置。
背景技术：
有许多不同类型的发射可见光的发光器件。 一种类型发光器件包括这样 的结构，该结构中具有多个电子发射元件的电子发射单元放置在后衬底上并且具有萤光体层(phosphor layer )和阳极电极的发光单元放置在前衬底上。 在前衬底和后衬底外围二者用密封件彼此密封并且前衬底和后衬底之间的 内部空间被排气以形成真空容器(或者腔室)。场发射阵列(field emission array， FEA )型电子发射元件和表面传导发射 (surface conduction emission, SCE )型电子发射元件是众所周知的。电子发 射元件向萤光体层发射电子，并且电子激发萤光体层以引起萤光体层发射可 见光。阳极电极接收几千伏的高压以使电子向萤光体层加速。发光器件可以用作具有被动型(或者非自发射型)显示面板的显示装置 中的光源。在这种情况下，需要增加发光器件的亮度均匀性。然而，当驱动发光器件时，萤光体层划分为接收高密度电子的第一区域 和接收低密度电子的第二区域。从而第一区域发射高亮度光，第二区域发射 低或者极低亮度光。由于亮度不同，传统发光器件具有低亮度均匀性。在此背景技术部分公开以上信息，仅仅用于增加对本发明背景的了解， 因此它可能包括不构成现有技术的信息。发明内容本发明的示范性实施例提供发光器件和用发光器件作为光源的显示装 置，该发光器件能够提高亮度均匀性。本发明的实施例提供发光器件，该发光器件包括发光面板，包括至少' 两个彼此隔开的发射区域和发射区域之间的非发射区域；和散光器(lightdiffuser)，位于发光面板的前面，该散光器包括至少两个与发射区域相对应 的第一漫射部分和与非发射区域相对应的第二漫射部分，其中第二漫射部分 的漫透射率大于第 一漫射部分的漫透射率(difflision transmittance)。第一漫射部分的漫透射率可以约为60%到80% ，并且第二漫射部分的 漫透射率可以约为80 %到100 % 。第 一 漫射部分和第二漫射部分可以包括基层，该基层包括透明树脂和多 个散光粒子；并且第二漫射部分中的散光粒子密度可以大于第一漫射部分中 的散光粒子密度。第 一漫射部分每单位面积由散光粒子占据的面积可以约为50 %到80 % ， 并且第二漫射部分每单位面积由散光粒子占据的面积可以约为70%到 100% 。发光面板可以包括第一衬底和第二衬底，彼此面对且二者之间有间隙； 电子发射单元，位于第一衬底的一面上且包括多个电子发射元件；和发光单 元，位于第二衬底的一面上且包括阳极电极和萤光体层。发光面板可以包括多个像素区域，每个像素区域具有至少 一个电子发射 元件，并且其中每个发射区域与每个像素区域相对应；和非发射区域，与像 素区域的外围相对应。至少一个电子发射元件可以包括阴极电极；门(gate)电极，与阴极电 极交叉且与阴极电极绝缘；和至少一个电子发射区域，电连接到阴极电极。至少一个电子发射元件可以包括第一电极；第二电极，与第一电极交叉 且与第一电极绝缘；第一导电层，与第一电极连接；第二导电层，与第二电 极连接且与第一导电层隔开；和电子发射区域，在第一导电层和第二导电层 之间。本发明的另一个实施例提供显示装置，该显示装置包括显示面板，用 来显示图像；发光面板，用来向显示面板发射光且包括至少两个彼此隔开的 发射区域和发射区域之间的非发射区域；和散光器，位于显示面板和发光面 板之间且包括至少两个与发射区域相对应的第一漫射部分和与非发射区域 相对应的第二漫射部分，其中第二漫射部分的漫透射率比第一漫射部分的漫 透射率大。第一漫射部分的漫透射率可以约为60%到80%,并且第二漫射部分的 漫透射率可以约为80%到100%。第 一 漫射部分和第二漫射部分可以包括基层，该基层包括透明树脂和多个散光粒子；并且第二漫射部分的散光粒子密度可以大于第一漫射部分的散光粒子密度。第一漫射部分每单位面积由散光粒子占据的面积可以约为50%到80% ， 并且第二漫射部分每单位面积由散光粒子占据的面积可以约为70%到 100% 。发光面板可以包括第一衬底和第二衬底，彼此面对且二者之间具有间 隙；电子发射单元，位于第一衬底的一面上且包括多个电子发射元件；和发 光单元，位于第二衬底的一面上且包括阳极电极和萤光体层。发光面板可以包括多个像素区域，每个像素区域具有至少 一个电子发射 元件，并且其中每个发射区域与每个像素区域相对应；并且非发射区域与像 素区域的外围相对应。显示面板可以包括第 一像素并且发光器件包括第二像素，第二像素的数 量可以小于第一像素的数量并且每个第二像素的亮度可以被独立地控制。显示面板可以是液晶显示面板。


附图与说明书结合对本发明的示范性实施例进行了图解，并且附图和说 明一起，用来解释本发明的原理。图1为图解本发明第一示范性实施例的发光器件的分解透视图。 图2为图解图1所示发光器件的局部截面图。 图3为图解图1所示发光面板活动区域内部结构的局部剖面透射图。 图4为图解图1所示发光面板的局部截面图。图5为图解本发明第二示范性实施例发光器件的发光面板的局部截面图。图6为图解图5所示的电子发射单元的局部俯视图。图7为图解本发明示范性实施例的显示装置的分解透视图。图8为图解图7所示显示装置的显示面板的局部截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行更加全面的描述，在附图中展示了本发明的示.范性实施例。然而，本发明可以实现为许多不同形式并且不应解释为局限于在此列出的实施例；更确切地，提供这些实施例使得本发明公开得充分和完整并且向本领域的技术人员充分传达本发明的概念。本发明的示范性实施例中，所有向外面发射光的发光器件被认为是发光 器件。因此，所有通过显示符号、字母、数字传递信息的显示装置可以被认 为是发光器件。此外，发光器件可以用作向被动型显示面板发射光的光源。参考图1到图4对本发明第一示范性实施例的发光器件进行描述。参考图1和图2,第一示范性实施例的发光器件100包括发光面板10 和位于发光面板前面的散光器50。散光器50与发光面板10隔开且二者之间 具有距离(例如，预定的距离)。发光面板10包括第一衬底12和第二衬底14， 二者以基本平行的方式彼 此面对且之间具有间隔(例如，预定的间隔)。密封件24放置在第一衬底12 和第二衬底14的外围以使二者密封在一起并且从而形成真空容器(或者腔 室)。真空容器的内部空间保持约10—6托(Torr)的真空度。发光面板10还包括用来连接放置在发光面板10内的驱动电极和放置在 第一衬底12背面上的电路板组件的第一连接器20和第二连接器22以向驱 动电4及施加驱动信号。参考图3和图4,在密封件24内，每个第一衬底12和第二衬底14可以 划分为发射可见光的活动区域和包围活动区域的非活动区域，发射电子的电 子发射单元26放置在第 一衬底12活动区域的内表面上并且用来发射可见光 的发光单元28放置在第二衬底14活动区域的内表面上。其上放置发光单元28的第二衬底14可以是发光面板10的前衬底，并 且其上放置电子发射单元26的第一衬底12可以是发光面板10的后衬底。 放置在第一衬底12和第二衬底14之间的是隔垫物，该隔垫物能抵抗施加到 真空容器的压力并且能保持第一衬底12和第二衬底14间的间隙基本均匀。第一示范性实施例中，电子发射单元26包括多个场发射阵列(FEA) 型电子发射元件。电子发射单元26包括电子发射区域30和用来控制电子发射区域30电 子发射量的驱动电极32与34。驱动电极32和34包括阴极电极32，排列成 以第一衬底12的第一方向(图3的y轴方向)延伸的条形图案；和门电极 34，排列成以基本垂直于第一方向的第二方向(图3的x轴方向)延伸的条形图案。绝缘层36置于阴极电极32和门电极34之间。开口 341和开口 361分别形成于每个阴极电极32与门电极34彼此交叉 区域的门电极34和绝缘层36中以部分暴露阴极电极32。电子发射区域30 位于绝缘层36的开口 361中的阴极电极32上。电子发射区域30由这样的材料形成，在真空条件下当电场在该材料周 围形成时，该材料发射电子，例如碳基材料或者纳米尺度的材料。例如，电 子发射区域30可以包括至少一种选自由碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、 金刚石、类金刚石碳、富勒分子(C6Q,fullerene)、硅纳米线和其结合组成的 组中的材料。或者，电子发射区域30可以由钼基(molybdenum-based)材料或者硅 基(silicon-based)材料制成的锐利尖端结构(sharp tip structure )形成。在上面描述的结构中， 一个阴极电极32， 一个门电极34和位于阴极电 极32和门电极34的一个交叉区域的电子发射区域30形成单个电子发射元 件。 一个电子发射元件可以与发光面板10的单个像素区域相对应。可选择 地，两个或者更多的电子发射元件可以与发光面板10的单个像素区域相对 应。发光单元28包括阳极电极38、位于阳极电极38 —个表面上的萤光体层 40和覆盖萤光体层40的反射层42。阳极电才及38由透明导电材料形成，如氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)， 使得萤光体层40发射的可见光可以透过阳极电极38。阳极电极38是一个加 速电极，该电极接受几千伏或者更高的高压(也就是阳极电压)以使萤光体 层40置于高电位状态。萤光体层40可以由红色、绿色和蓝色荧光粉的混合物形成，该混合物 可以共同发射白光。在这种情况下，萤光体层40可以形成于第二衬底14的 整个活动区域上或者可以划分成与像素区域相对应的多个部分。图3和图4 展示了萤光体层40形成于第二衬底14整个活动区域上的情况。反射层42可以是厚度约为几千埃(A)并包括多个用来通过电子的微孔 的铝层。反射层42通过向第二衬底14反射可见光起到增加发光面板10亮 度的作用，该可见光从萤光体层40射向第一衬底12。由透明导电材料形成的阳极电极38可以去除，并且反射层42通过接受 阳极电压起阳极电才及38的作用。当扫描驱动电压施加于阴极电极32或者门电极34中的一个，数据驱动 电压施加于阴极电极32或者门电极34中的另 一个并且几千伏或者更大的正 直流阳极电压施加于阳极电极38时，发光面板10便被驱动。在阴极电极32和门电极34之间的电压差等于或者大于阈值的各个像素 处，电场形成于电子发射区域30周围，并且从而电子发射区域30发射电子。 发射的电子被施加到阳极电极3 8的阳极电压吸引而与萤光体层40的相应部 分碰撞，因此激发萤光体层40。当萤光体层40形成于第二衬底14的整个活动区域上时，萤光体层40 与像素区域相对应的确定区域通过接收来自电子发射元件的高密度电子发 射高亮度光。相反,萤光体层40与像素区域外围相对应的其他区域通过接 收来自(例如，偏离)电子发射元件的低密度电子发射低亮度光。当萤光体层40划分为多个与彼此之间具有距离(例如，预定的距离) 的像素区域相对应的部分时，发光面板10在萤光体层40的该些部分之间形 成非发射区域。因此，如图1所示，发光面板10在活动区域大体上形成多个彼此隔开 的发射区域16和多个设置在发射区域16之间的非发射区域18(或者低发射 区域)。发射区域16与像素区域相对应，并且非发射区域18与像素区域外 围相对应，发射区域16可以以发光面板10的4亍方向(图1的x轴方向)和 列方向(图1的y轴方向)彼此隔开。非发射区域18可以形成为网格图案。参考图1和图2，散光器50漫射发光面板IO发射的光。散光器50包括 多个与发光面板10的发射区域16相对应的第一漫射部分52和多个与发光 面板10的非发射区域18相对应的第二漫射部分54。散光器50可以是能保 持板形的散光板。第一漫射部分52和第二漫射部分54包括由透明树脂形成的基层56和 多个放置在基层56内或者放置在基层56表面的散光粒子58。散光粒子58 可以是透光率与基层56透光率不同的微球。图2展示了散光粒子58放置在 基层56内的情况。第二漫射部分54的散光粒子58密度大于第一漫射部分52的散光粒子 58密度。此夕卜,第二漫射部分54的漫射效率(diffusion efficiency)大于第 一漫射部分52的漫射效率。也就是，第二漫射部分54的漫透射率大"于第一 漫射部分52的漫透射率。例如，第一漫射部分52每单位面积由散光粒子58占据的面积可以约为 50%到80%，并且第一漫射部分52可以具有约60%到80%的漫透射率。其 中如果漫透射率小于约60%，发光器件100的亮度均匀性可能变差，并且如 果漫透射率大于约80%,发光器件100的透光率可能减少。第二漫射部分 54每单位面积由散光粒子58占据的面积可以约为700/。到100%，并且第二 漫射部分54的漫透射率可以约为80%到100%。当发光面板10发射的光透过散光器50时，发射区域16发射的光由第 一漫射部分52漫射。同样，非发射区域18或者发射区域16边界发射的光 由第二漫射部分54漫射，该第二漫射部分54的漫射效率大于第一漫射部分 52的漫射效率。因此，第一漫射部分52和第二漫射部分54之间的亮度差减少，从而提 高发光器件100的亮度均匀性。因此，发光面板10的非发射区域18可以不 被注视散光器50的观察者看出。参考图5和图6对本发明第二示范性实施例的发光器件进行描述。 参考图5和图6，除了电子发射单元261包括多个表面传导发射型电子 发射元件之外，此示范性实施例的发光器件101具有和本发明第一示范性实 施例发光器件IOO相同的结构。与第一示范性实施例相同的元件由相同的参 考数字标注。电子发射单元261包括第一电极43，以第一衬底12的第一方向(图6 的y轴方向)延伸；第二电极44,以基本垂直于第一方向的第二方向(图6 的x轴方向)延伸并且与第一电极43绝缘；第一导电层46，连接到每个第 一电极43;第二导电层48,连接到每个第二电极44并且与第一导电层46 隔开；和电子发射区域49,放置在第一导电层46和第二导电层48之间。电子发射区域49可以由碳基材料形成。例如，电子发射区域49可以包 括至少一种选自由碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、金刚石、类金刚石碳、 富勒分子(C60)、硅纳米线和其结合组成的组中的材料。或者，电子发射区 域可以由在第 一导电层46和第二导电层48之间的细裂缝(fme crack)形成。在上面描述的结构中， 一个第一电极43、 一个第二电极44、 一个第一 导电层46、 一个第二导电层48和一个电子发射区域49形成单个电子发射元 件。 一个电子发射元件或者多个电子发射元件可以与发光器件101的单个像 素区域相对应。当电压施加到第 一 电极43和第二电极44上时，电流以基本平行于电子发射区域49表面的方向流动穿过第一导电层46和第二导电层48，从而实现 来自电子发射区域49的表面传导发射。参考图7和图8对本发明示范性实施例的显示装置进行描述。显示装置 包括作为光源的第一示范性实施例或者第二示范性实施例的发光器件。参考图7，此示范性实施例的显示装置200包括发光器件100,具有发 光面板IO和散光器50;和显示面板60，位于发光器件100的前面。顶架(top chassis )(未示出)位于显示面板60的前面并且底架位于发光器件100的后面。液晶显示面板或者其他被动型(或者非发射型)显示面板可以用作显示 面板60。下面的描述中，对显示面板60为液晶显示面板的情况作为例子进 行解释。参考图8，显示面板60包括下衬底62，其上形成多个薄膜晶体管(TFTs ) 72和多个像素电极74;上衬底64，其上形成彩色滤光层76和公共电极78; 和液晶层80,放置在下衬底62和上衬底64之间。偏振板82和84分别贴附 于上衬底64的顶面和下衬底62的底面以使穿过显示面板60的光偏振。为每个子像素提供像素电极74，并且每个像素电极的驱动由TFT 72控 制。像素电极74和公共电极78由透明导电材料形成。彩色滤光层76包括 排列的以与各自的子像素相对应的红色、蓝色和绿色层。三个子像素，即例 如并排放置的红色、蓝色和绿色层，定义单个像素。当预定子像素的TFT 72开启时，电场在像素电极74和公共电极78之 间形成。液晶层80的液晶分子扭曲角改变则相应子像素的透光率也相应地 改变。显示面板60通过控制子像素的透光率实现了每个像素期望的亮度和 颜色。图7中，参考数字66标注用来向TFTs 72的每个栅电极传递栅驱动信 号的栅电路板组件，并且参考数字68标注用来向TFTs 72的每个源电极传 递数据驱动信号的数据电路板组件。参考图7,发光面板10包括多个像素，其数量小于显示面板60的像素 数量，使得发光面板10的一个像素与显示面板60的两个或者多个像素相对 应。发光面板10的每个像素响应显示面板60相应像素灰度中的最高灰度而 发射光。发光面板10在每个像素可以表现2至8比特的灰度。为了方便，显示面板60的像素被称为第一像素并且发光面板10的像素被称为第二像素。与一个第二像素相对应的各个第一像素被称为第一像素 组。在发光面板10的驱动过程中，控制显示面板60的信号控制单元(i )探测第 一像素组的最高灰度；(ii)确定第二像素响应探测到的最高灰度而发射 光的所需灰度并且把灰度转换为数字数据；(iii)用数字数据产生发光面板 10的驱动信号；和(iv) ^te驱动信号施加到发光面板10。发光面板10的驱动信号包括扫描驱动信号和数据驱动信号。阴极电极 和各个门电极中的一个(例如，门电极)被施加扫描驱动信号并且阴极电极 和门电极中的另一个(例如，阴极电极)被施加数据驱动信号。发光面板10的扫描和数据电路板组件(未示出)可以位于发光面板10 的后表面上。图7中，参考数字20标注用来电连接阴极电极和数据电路板 组件的第一连接器并且参考数字22标注用来电连接门电极和扫描电路板组 件的第二连接器。参考数字70标注用来把阳极电压施加到阳极电极的第三 连接器。当图像在第一像素组上显示时，发光面板10相应的第二像素通过与第 一像素组同步发射具有预定灰度的光。也就是，发光面板10独立控制每个 像素的亮度，并且从而与第一像素组亮度成比例地为显示面板60的相应像 素提供合适的光强度。因此，本示范性实施例的显示装置200可以增加屏幕 对比度，从而提高显示质量。虽然以上对本发明的示范性实施例进行了详细描述，但应当清楚地理 解，正如由所附权利要求和它们的等价物定义的，在此教导的本发明基本概 念的变化和修改仍然在本发明的精神和范围之内。
权利要求
1.一种发光器件包括发光面板，包括至少两个彼此隔开的发射区域和在所述发射区域之间的非发射区域；和散光器，位于所述发光面板的前面，所述散光器包括至少两个与所述发射区域相对应的第一漫射部分和与所述非发射区域相对应的第二漫射部分，其中，所述第二漫射部分具有大于所述第一漫射部分漫透射率的漫透射率。
2. 如权利要求1所述的发光器件，其中所述第一漫射部分的漫透射率为 60%到80%,并且所述第二漫射部分的漫透射率为80%到100%。
3. 如权利要求1或2所述的发光器件，其中所述第一漫射部分和所述第 二漫射部分包括基层，所述基层包括透明树脂和多个散光粒子；并且第二漫射部分中散光粒子的密度大于第一漫射部分中散光粒子的密度。
4. 如权利要求3所述的发光器件，其中所述第一漫射部分每单位面积由 所述散光粒子占据的面积为50%到80%,并且所述第二漫射部分每单位面积 由所述散光粒子占据的面积为70%到100%。
5. 如权利要求1所述的发光器件，其中所述发光面板包括 第一和第二衬底，彼此面对且二者之间具有间隙；电子发射单元，位于所述第一衬底的一面上，所述电子发射单元包括多 个电子发射元件；和发光单元，位于所述第二衬底的一面上，所述发光单元包括阳极电极和 萤光体层。
6. 如权利要求5所述的发光器件，其中所述发光面板包括多个像素区 域，每个像素区域具有至少一个所述电子发射元件，并且其中每个所述发射区域与每个所述像素区域相对应；并且所述非发射区域与所述像素区域的外围相对应。
7. 如权利要求6所述的发光器件，其中所述至少一个电子发射元件包括 阴极电极；门电极，与所述阴极电极交叉且与所述阴极电极绝缘；和至少一 个电子发射区域，电连接到所述阴极电极。
8. 如权利要求6所述的发光器件，其中所述至少一个电子发射元件包括第一电极；第二电极，与所述第一电极交叉且与所述第一电极绝缘；第一导 电层，连接到所述第一电极；第二导电层，连接到所述第二电极且与所述第 一导电层隔开；和电子发射区域，在所述第一导电层和所述第二导电层之间。
9. 一种显示装置包括 显示面板，用来显示图像；发光面板，用来向所述显示面板发射光，所述发光面板包括至少两个彼 此隔开的发射区域和所述发射区域之间的非发射区域；和散光器，位于所述显示面板和所述发光面板之间，所述散光器包括至少 两个与所述发射区域相对应的第 一 漫射部分和与所述非发射区域相对应的 第二漫射部分，其中所述第二漫射部分具有大于所述第一漫射部分漫透射率的漫透射率。
10. 如权利要求9所述的显示装置，其中所述第一漫射部分的漫透射率 为60%到80%，并且所述第二漫射部分的漫透射率为80%到100%。
11. 如权利要求9或IO所述的显示装置，其中所述第一漫射部分和所述 第二漫射部分包括基层，所述基层包括透明树脂和多个散光粒子；并且所述第二漫射部分的散光粒子密度大于所述第一漫射部分的散光粒子 密度。
12. 如权利要求11所述的显示装置，其中所述第一漫射部分每单位面积 由所述散光粒子占据的面积为50%到80%,并且所述第二漫射部每单位面积 分由所述散光粒子占据的面积为70%到100%。
13. 如权利要求9所述的显示装置，其中所述发光面板包括 第一和第二衬底，彼此面对且二者之间具有间隙；电子发射单元，位于所述第一衬底的一面上，所述电子发射单元包括多 个电子发射元件；和发光单元，位于第二衬底的一面上，所述发光单元包括阳极电极和萤光 体层。
14. 如权利要求13所述的显示装置，其中所述发光面板包括多个像素区 域，每个所述像素区域具有至少一个所述电子发射元件，并且其中每个所述发射区域与每个所述像素区域相对应；并且所述非发射区 域与所述像素区域的外围相对应。
15. 如权利要求9所述的显示装置，其中所述显示面板包括第一像素并 且所述发光器件包括第二像素，所述第二像素的数量小于所述第 一像素的数 量，并且每个所述第二像素的亮度被独立地控制。
16. 如权利要求9所述的显示装置，其中所述显示面板是液晶显示面板。
全文摘要
一种发光器件包括发光面板，包括至少两个彼此隔开的发射区域和该发射区域之间的非发射区域；和散光器，位于该发光面板的前面，该散光器包括至少两个与发射区域相对应的第一漫射部分和与非发射区域相对应的第二漫射部分，其中该第二漫射部分的漫透射率大于第一漫射部分的漫透射率。
文档编号H01J63/06GK101308760SQ200810097149
公开日2008年11月19日 申请日期2008年5月19日 优先权日2007年5月18日
发明者丁憙星, 吴准植, 文东建, 朴度炯, 朴规钻, 柳在光, 沈勉基, 裵宰佑, 许京宰, 许相烈, 金建植 申请人:三星Sdi株式会社