[发明专利]利用表面发射型电子源的平板显示装置

说明书

技术领域

本发明属于显示器件制造领域，涉及平板显示装置，特别涉及一种利用由多层薄膜构成的电子源产生表面电子发射以激发气体原子的平板显示装置。

背景技术

当前，等离子体显示器(PDP)以其响应速度快、动态图像分辨率高、暗室对比度高、视角宽等优点，成为了平板电视市场上的主流器件之一。PDP的发光原理是利用惰性气体的辉光放电以产生真空紫外线(VUV)，再由VUV激励三基色荧光粉发光。但目前PDP较低的发光效率(1-2lm/w)和较高的功耗制约了其应用的进一步推广和普及。

导致PDP的发光效率较低的主要原因为它们是利用惰性气体的辉光放电来发光，而气体放电中大部分电能被用于气体原子的电离及离子加速上，这部分能量最后基本上都转化为热能损失掉，而用于激发气体原子来产生VUV的电能很少。并且目前PDP的工作电压一般较高，为150-260V。

如果能实现在不发生气体放电的情况下，直接由电子激发气体原子以产生VUV而激发荧光粉发光，则可大大提高PDP的发光效率，并且可有效降低器件工作电压。而要在不发生放电的情况下在气体空间中产生电子，则必须要有可不断地向气体空间注入较高能量电子的电子源。

金属-绝缘体-金属(MIM)和金属-绝缘体-半导体-金属(MISM)多层薄膜可构成性能优良的电子源，它们能产生场助热电子发射，具有表面电子发射能力、低电压工作、发射均匀性好和电子发散角小等特点，更为重要的是其抗污染能力强，实验已证实它们可在很低的真空度甚至一定的气体环境下工作。目前，MIM和MISM多层薄膜一般作为场发射阴极应用于场发射显示器(FED)中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将气体放电发光技术和场电子发射技术相结合的一种新型平板显示装置，该平板显示装置中设有多层薄膜构成的电子源，电子源在电场的作用下产生表面电子发射，向气体空间注入能量较高的电子以直接激发气体原子，从而提高平板显示装置的发光效率和亮度，并实现低电压工作，同时由于工作电压低，平板显示装置还可采用薄膜晶体管(TFT)矩阵来驱动，使其驱动电路集成度提高并得到简化。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术解决方案：

本发明的基本构思是：平板显示装置包括由玻璃材料制成的前基板和后基板，在前、后基板之一或两者上设置有荧光粉层，在前基板或后基板上设置能产生表面电子发射的电子源，它由用金属、绝缘体和半导体材料制备的多层薄膜构成，前、后基板间充入惰性气体。平板显示装置利用电子源发射电子来激发气体原子辐射VUV，从而激发荧光粉发光。具体方案如下：

一种利用表面发射型电子源的平板显示装置，包括由玻璃材料制成的前基板1和后基板2，其特征在于：所述前基板1或后基板2上设置有能产生表面电子发射的电子源；所述前基板1和后基板2中至少一个涂覆有荧光粉层4；所述电子源由上电极7、绝缘膜6和下电极5构成；所述下电极5平铺在后基板2表面，绝缘膜6平铺在下电极5表面，上电极7平铺在绝缘膜6表面；所述上电极7与下电极5各包括多条平行的条状电极，上电极7与下电极5成正交排列，在上电极7和下电极5的每一个交叉点处形成一个由电子源及荧光粉层组成的显示单元，相邻显示单元之间设置有障壁8；所述障壁8的侧壁上涂覆有荧光粉层4。

所述前基板1和后基板2之间充有惰性气体，电子源置于惰性气体中。

所述绝缘膜6连续铺放在下电极5表面，或只铺放在上电极7与下电极5交叉点处的下电极5表面。

所述绝缘膜6材料从三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁、五氧化二钽、氮化硅、二氧化铪和氧化锆中选择，膜厚为3-500nm。

所述绝缘膜6具有多晶或非晶结构。

所述上电极7和绝缘膜6之间设置有半导体膜9；

所述电子源由上电极7、半导体膜9、绝缘膜6和下电极5构成。

所述半导体膜9材料从硫化锌、氧化锌、氧化镁锌、硫化镁、硫化镉、硒化锌、硒化镉中选择，膜厚为3-100nm。

所述半导体膜9连续铺放在绝缘膜6表面，或只铺放在上电极7与下电极5交叉点处的绝缘膜6表面。

所述下电极5选用Al、W、Cr、Ni、Mo等材料制作，上电极7选用Au、Pt、Ir等材料制作。

所述显示单元采用由薄膜晶体管构成的矩阵来驱动。

上述技术方案可以是以下两种：

第一种技术方案：