专利名称：发光装置和利用该发光装置作为光源的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置，更特别地，涉及一种用于使用电子发射区域和荧光层来发光的发光装置，以及使用该发光装置作为光源的显示装置。
背景技术：
包括彼此面对且其间有间隙的前和后基板、设置在后基板上的多个电子发射区域、以及设置在前基板上的荧光层和阳极电极的发光装置是公知的。该发光装置与冷阴极荧光灯(CCFL)型发光装置和发光二极管(LED)型发光装置相比具有简化的光学部件和更低的功耗。
后和前基板在它们的外围使用密封部件密封在一起，从而形成真空容器。在发光装置中，从电子发射区域发射的电子通过应用于阳极电极的阳极电压朝着荧光层加速，且激励荧光层发射可见光。发光表面的亮度与阳极电压成比例。
该发光装置可以在包括非自发光型显示面板的显示装置中用作光源。在该发光装置中，通过与荧光层的持续电子碰撞，从前基板产生大量的热。但是，由于前基板面对显示面板设置，所以难以安装冷却装置。因此，从前基板产生的热不仅导致显示面板性能的恶化，还导致长时间暴露于热的荧光层的发光效率恶化。
另外，当显示装置被驱动时，发光装置被驱动，以在全部整个发光表面上保持预定亮度。因此，很难将显示质量提高到足够的水平。
因此，期望提供一种可以克服常规发光装置的缺点的发光装置，以更好地散热和/或提高显示装置显示的图像的动态对比。
发明内容
根据本发明的示例性实施例提供一种能够散去从前基板产生的热的发光装置、以及使用该发光装置作为光源以减少或防止显示面板的性能恶化的显示装置。
根据本发明的示例性实施例还提供一种能够独立地控制发光表面的多个分区的光强度的发光装置、以及通过使用该发光装置作为光源能增强屏幕的动态对比度的显示装置。
根据本发明的一个示例性实施例，发光装置包括彼此面对且形成真空容器的第一和第二基板；位于该第一基板上的电子发射单元；以及位于该第二基板上的发光单元。该发光单元包括位于该第二基板上且彼此间隔开的多个荧光层；位于该荧光层之间且具有延伸到该真空容器外从而暴露于空气的末端的散热层；以及位于该荧光层和该散热层一面上的阳极电极。
该散热层可以由碳基导电材料形成。可选地，该散热层可包括选自Al、Ag、Cu、Au、Pt、以及它们的合金构成的组的金属。
该阳极电极可包括位于该荧光层和该散热层上在面对该第一基板一例的金属层。供选地，该阳极电极可包括位于该荧光层和该散热层上在面对该第二基板一侧的透明导电层。
该电子发射单元可包括彼此绝缘且彼此交叉的第一和第二电极、以及电连接到该第一电极或该第二电极中的一个的电子发射区域。
根据本发明另一示例性实施例，显示装置包括用于显示图像的显示面板；用于朝向该显示面板发光的发光装置。该发光装置包括彼此面对且形成真空容器的第一和第二基板；位于该第一基板上的电子发射单元；以及发光单元，包括位于该第二基板上且彼此间隔开的多个荧光层、位于该荧光层之间且具有延伸到该真空容器外从而暴露于空气的末端的散热层、以及位于该荧光层和该散热层一面上的阳极电极。
该显示面板包括第一像素，该发光装置包括第二像素。该第二像素的数目可以少于该第一像素的数目，该第二像素的发光强度可以独立控制。该显示面板可以是液晶显示面板。
该电子发射单元可包括第一电极和交叉该第一电极的第二电极，其中该第一电极与该第二电极绝缘；以及电连接到该第一电极或该第二电极的电子发射区域。该电子发射区域可包括响应于电场发射电子的材料。该电子发射区域可包括碳基材料或纳米尺寸材料中的至少一种。
随着结合附图参照下面的详细描述而更好地理解本发明，对本发明及其许多附带特征和优点的更全面理解将容易地变得显然，附图中相似的附图标记表示相似的元件，其中图1是根据本发明一实施例的发光装置的截面图；图2是图1的发光装置的有源区域的局部分解透视图；图3是图1的发光装置的发光单元的局部顶视图；图4是图1的发光装置的第二基板的顶视图；图5是根据本发明另一实施例的发光装置的第二基板和发光单元的局部放大截面图；以及图6是根据本发明一实施例的液晶显示器的分解透视图。
具体实施例方式
现在将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。但是，本发明可以以多种不同的形式来实施，不应被解释为局限于此处所阐述的实施例；而是，提供这些实施例，以使得本公开将是彻底和完整的，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的概念。
图1是根据本发明一实施例的发光装置的截面图。
参考图1，本实施例的发光装置10包括彼此面对的第一和第二基板12和14，其间有预定间隔。在第一和第二基板12和14外围设置密封部件16，以将它们密封在一起，且由此形成密封容器。密封容器的内部保持约10-6Torr的真空度。因此，可以说基板12、14和密封部件16形成了真空封壳(或真空容器)。
在由密封部件16围绕的区域内，每个第一和第二基板12和14具有发射可见光的有源区域和围绕有源区域的非有源区域。用于发射电子的电子发射单元18设置在第一基板12的有源区域上，用于发射可见光的发光单元20设置在第二基板14的有源区域上。
图2是图1的发光装置的有源区域的局部分解透视图。
参考图1和2，电子发射单元18包括通过绝缘层24彼此绝缘的第一电极22和第二电极26、以及电连接到第一电极22的电子发射区域28。在其它实施例中，电子发射区域28可以电连接到第二电极26。
当电子发射区域28形成在第一电极22上时，第一电极22是阴极电极，用于施加电流到电子发射区域28，第二电极26是栅电极，用于通过根据阴极和栅极电极之间的电压差在电子发射区域28周围形成电场来诱导电子发射。相反，当电子发射区域28形成在第二电极26上时，第二电极26是阴极电极，第一电极22是栅极电极。
在第一和第二电极22和26中，沿发光装置10的行布置的电极起到扫描电极的作用，沿列布置的电极起到数据电极的作用。
在图1和2中，示出一个例子，其中电子发射区域28形成在第一电极22上，第一电极22沿发光装置10的列(即图1和2中的y轴方向)布置，第二电极26沿发光装置10的行(即图1和2中的x轴方向)布置。但是，电子发射区域28以及第一和第二电极22和26的布置不限于上述情况。
在第一和第二电极22和26的交叉区域开口241和261分别穿过绝缘层24和第二电极26形成，以部分地暴露第一电极22的表面。电子发射区域28穿过绝缘层24的开口241形成在第一电极22上。
电子发射区域28由在真空条件下当电场应用到其上时发射电子的材料形成，例如碳基材料或纳米尺寸材料。电子发射区域28可由碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、金刚石、类金刚石碳、C60、硅纳米线或其组合形成。电子发射区域28可以例如通过丝网印刷工艺、直接生长、化学气相沉积、或溅射工艺来形成。
供选地，电子发射区域可以以钼基或硅基材料形成的尖结构形成。
第一和第二电极22和26的一个交叉区域可以对应于发光装置10的一个像素区域。供选地，第一和第二电极22和26的两个或更多交叉区域可对应于发光装置10的一个像素区域。根据一实施例在这种情况下，位于一个像素区域中的两个或更多第一电极22和/或两个或更多第二电极26彼此电连接以接收公共驱动电压。
发光单元20包括形成在第二基板14上(例如以四边形)且彼此以预定图案间隔开的多个荧光层30，以预定图案(例如格状图案)形成在荧光层30之间的散热层32，以及形成在荧光层30和散热层32的面对第一基板12的一侧(或表面)的阳极电极34。
荧光层30可以是白荧光层。一个或更多荧光层可以对应于一个像素区域。供选地，一个荧光层可以对应于两个或更多像素区域。在所有这些情况中，每个荧光层30可以以矩形形成，如图3所示。
散热层32由具有高热导率的材料形成。例如，散热层32可以由碳基导电材料例如石墨形成。可选地，散热层32可包括选自Al、Ag、Cu、Au、Pt、以及它们的合金构成的组的金属。
散热层32可以适应于荧光层30的图案以格状图案形成。如图4所示，散热层32的末端321穿过密封部件16延伸到外面(即延伸到真空封壳外面)，以将发光装置的操作期间从第二基板14产生的热快速散到空气中。
阳极电极34可以由例如铝的金属形成，且覆盖荧光层30和散热层32。阳极电极34是加速电极，其接收高电压从而将荧光层30维持在高电势状态。阳极电极34通过将从荧光层30向第一基板12发射的可见光反射向第二基板14来提高亮度。
在第一和第二基板12和14之间设置的是间隔物(未示出)，用于抵抗外部的力或压强均匀地维持第一和第二基板12和14之间的间隔。
上述发光装置10通过将驱动电压应用到第一和第二电极22和26且将数千伏特的正DC电压应用到阳极电极34而被驱动。在图1中，附图标记36和38分别表示从第二电极26延伸的第二电极引线和从阳极电极34延伸的阳极引线。
这样，电场形成在第一和第二电极22和26之间的电压差高于阈值的像素处在电子发射区域28周围，由此从电子发射区域28发射电子。所发射的电子通过应用于阳极电极34的高电压加速从而与对应的荧光层30碰撞，由此激励荧光层30。位于每个像素处的荧光层30的发光强度对应于相应像素的电子发射量。
在上述驱动过程中，通过电子与荧光层30的碰撞，从荧光层30和阳极电极34位于其上的第二基板14产生热。在根据本实施例的发光装置10中，为了散热，由高热导率材料形成的散热层32形成在荧光层30之间，使得散热层32的末端321暴露到空气。因此，从第二基板14产生的热通过散热层32迅速地散发到空气中，由此降低了第二基板14的温度，且由此提高了发光效率。
因此，功耗可以减小或最小化，因为不需要额外的冷却装置来减小发光装置10的温度。另外，本实施例的发光装置10通过设置在显示面板的背面(即位于其后面)而可以用作显示装置的光源。在这种情况下，由第二基板产生的热导致的显示面板的性能恶化可以被减小或防止。
图5是根据本发明另一实施例的发光装置的第二基板和发光单元的局部放大截面图。
参考图5，本实施例的发光单元20’包括利用诸如ITO的透明导电材料在第二基板14’上形成的阳极电极34’、形成在阳极电极34’上且以预定图案彼此间隔开的多个荧光层30’、以及形成在荧光层30’之间的散热层32’。
金属反射层40可以形成在荧光层30’和散热层32’上。荧光层30’和散热层32’的材料和形状与上述实施例的荧光层30和散热层32的材料和形状相同。金属反射层40可以由铝形成。
在上述实施例中，第一和第二基板12和14之间的间隙可以在例如5-20mm的范围。阳极电极34通过阳极引线38接收至少10kV的高电压。在一个实施例中，该高电压在约10kV到15kV的范围。因此，本发明的发光装置10在有源区域的中心部分实现了超过10000cd/m2的亮度。
图6是根据本发明一实施例的显示装置的分解透视图。图6的显示装置仅是示例性的，不限制本发明。
参考图6，本实施例的显示装置100包括发光装置10和设置在发光装置10前面的显示面板50。用于均匀地漫射从发光装置10朝向显示面板50发射的光的漫射体60可以设置在显示面板50和发光装置10之间。漫射体60可以从发光装置10间隔开预定距离。顶架62设置在显示面板50前面，底架64设置在发光装置10后面。
显示面板50可以是液晶显示面板或其它任何非自发光显示面板。在下面的描述中，以液晶显示面板作为示例。
显示面板50包括具有多个薄膜晶体管(TFT)的TFT基板52、设置在TFT基板52上的滤色器基板54、以及设置在TFT基板52和滤色器基板54之间的液晶层(未示出)。偏振板(未示出)附着在滤色器基板54的顶表面和TFT基板52的底表面，从而使穿过显示面板50的光偏振。
TFT基板52是玻璃基板，其上以矩阵图案布置TFT。数据线连接到一TFT的源极端子，栅线连接到该TFT的栅极端子。另外，由透明导电层形成的像素电极连接到TFT的漏极端子。
当电信号从电路板组件56和58输入到各栅线和数据线时，电信号输入到TFT的栅极端子和源极端子。然后，TFT根据输入到其中的电信号导通或截止，并将驱动像素电极所需的电信号输出到漏极端子。
RGB滤色器形成在滤色器基板54上从而当光通过滤色器基板54时发出预定颜色。由透明导电层形成的公共电极沉积在滤色器基板54的整个表面上。
当电源应用到TFT的栅极和源极端子以使TFT导通时，电场形成在像素电极和公共电极之间。由于该电场，液晶层的液晶分子的取向可以被改变，且因此每个像素的光透射率可以根据液晶分子的取向而改变。
显示面板50的电路板组件56和58分别连接到驱动IC封装561和581。为了驱动显示面板50，栅极电路板组件56传输栅极驱动信号，数据电路板组件58传输数据驱动信号。
发光装置10的像素数目小于显示面板50的像素数目，使得发光装置10的一个像素对应于显示面板50的两个或更多像素。发光装置10的每个像素响应于显示面板50的对应像素中的最高灰度值发光。发光装置10可以在每个像素表示2～8位灰度值。
为了方便，显示面板50的像素将被称为第一像素，发光装置10的像素将被称为第二像素。另外，对应于一个第二像素的多个第一像素将被称为第一像素组。
为了驱动发光装置10，用于控制显示面板50的信号控制单元(未示出)检测第一像素组的第一像素中的最高灰度值，根据所检测的灰度值计算第二像素的发光所需的灰度值。将所计算的灰度值转换成数字数据，并且使用该数字数据产生发光装置10的驱动信号。发光装置10的驱动信号包括扫描驱动信号和数据驱动信号。
发光装置10的电路板组件(未示出)，即扫描电路板组件和数据电路板组件分别连接到驱动IC封装441和461。为了驱动发光装置10，扫描电路板组件传输扫描驱动信号，数据电路板组件传输数据驱动信号。第一和第二电极之一接收扫描驱动信号，另一个接收数据驱动信号。
因此，当图像将通过第一像素组被显示时，发光装置10的对应的第二像素与第一像素组同步以发射具有预定灰度值的光。发光装置10具有沿行和列布置的像素。每行中布置的像素数目可以是2到99，每列中布置的像素数目可以是2到99。
如上所述，在发光装置10中，发光装置10的像素的发光强度被独立控制以向显示面板50的每个第一像素组发射适当强度的光。结果，根据本发明一实施例的显示装置100可以提高屏幕的动态对比和图像质量。
虽然上面已经详细描述了本发明的示例性实施例，但是应清楚理解，这里教导的基本发明概念的许多变化和/或修改仍落入所附权利更求及其等价物定义的本发明的思想和范围内。
权利要求
1.一种发光装置，包括第一基板；面对该第一基板的第二基板，其中该第一和第二基板形成真空容器；位于该第一基板上的电子发射单元；以及位于该第二基板上的发光单元，该发光单元包括位于该第二基板上且彼此间隔开的多个荧光层；位于该荧光层之间且具有延伸到该真空容器外从而暴露到空气的末端的散热层；以及位于该荧光层和该散热层的一面处的阳极电极。
2.根据权利要求1的发光装置，其中该散热层由碳基导电材料形成。
3.根据权利要求1的发光装置，其中该散热层包括选自Al、Ag、Cu、Au、Pt、及其合金构成的组的金属。
4.根据权利要求1的发光装置，其中该荧光层的每个以四边形形成，该散热层以格状图案形成。
5.根据权利要求1的发光装置，其中该阳极电极包括位于该荧光层和该散热层上的金属层，且其中所述一面面对该第一基板。
6.根据权利要求1的发光装置，其中该阳极电极包括位于该荧光层和该散热层上的透明导电层，且其中所述一面面对该第二基板。
7.根据权利要求6的发光装置，其中该发光单元还包括位于该荧光层和该散热层上在面对该第一基板一侧的金属层。
8.根据权利要求1的发光装置，其中该电子发射单元包括彼此交叉的第一电极和第二电极，其中该第一电极与该第二电极绝缘；以及电连接到该第一电极或该第二电极中的一个的电子发射区域。
9.根据权利要求8的发光装置，其中该电子发射区域包括碳基材料或纳米尺寸材料中的至少一种。
10.一种显示装置，包括用于显示图像的显示面板；以及用于朝向该显示面板发光的发光装置，其中该发光装置包括第一基板；面对该第一基板的第二基板，其中该第一和第二基板形成真空容器；位于该第一基板上的电子发射单元；以及发光单元，包括位于该第二基板上且彼此间隔开的多个荧光层、位于该荧光层之间且具有延伸到该真空容器外以暴露到空气的末端的散热层、以及位于该荧光层和该散热层的一面处的阳极电极。
11.根据权利要求10的显示装置，其中该散热层由碳基导电材料形成。
12.根据权利要求10的显示装置，其中该散热层包括选自Al、Ag、Cu、Au、Pt、及其合金构成的组的金属。
13.根据权利要求10的显示装置，其中该荧光层的每个以四边形形成，该散热层以格状图案形成。
14.根据权利要求10的显示装置，其中该阳极电极包括位于该荧光层和该散热层上的金属层，且其中所述一面面对该第一基板。
15.根据权利要求10的显示装置，其中该阳极电极包括位于该荧光层和该散热层上的透明导电层，且其中所述一面面对该第二基板。
16.根据权利要求15的显示装置，其中该发光单元还包括位于该荧光层和该散热层上在面对该第一基板一侧的金属层。
17.根据权利要求10的显示装置，其中该电子发射单元包括彼此交叉的第一电极和第二电极，其中该第一电极与该第二电极绝缘；以及电连接到该第一电极或该第二电极的电子发射区域。
18.根据权利要求17的显示装置，其中该电子发射区域包括碳基材料或纳米尺寸材料中的至少一种。
19.根据权利要求10的显示装置，其中该显示面板包括第一像素，该发光装置包括第二像素，其中该第二像素的数目少于该第一像素的数目，且该第二像素的发光强度被独立地控制。
20.根据权利要求10的显示装置，其中该显示面板是液晶显示面板。
全文摘要
本发明提供一种发光装置和使用该发光装置作为光源的显示装置。该发光装置包括彼此面对且形成真空容器的第一和第二基板；位于该第一基板上的电子发射单元；以及位于该第二基板上的发光单元。该光发射单元包括位于该第二基板上且彼此间隔开的多个荧光层；位于所述荧光层之间且具有延伸到该真空容器外以暴露到空气的末端的散热层；以及位于该荧光层和该散热层的一面上的阳极电极。
文档编号H05B33/26GK101076210SQ20071009192
公开日2007年11月21日 申请日期2007年3月30日 优先权日2006年5月19日
发明者全笔句 申请人:三星Sdi株式会社