TWI331374B - Carbon nanotube field emitting display - Google Patents

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TWI331374B
TWI331374B TW095110009A TW95110009A TWI331374B TW I331374 B TWI331374 B TW I331374B TW 095110009 A TW095110009 A TW 095110009A TW 95110009 A TW95110009 A TW 95110009A TW I331374 B TWI331374 B TW I331374B
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Description

1331374 98-6-6 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ,本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種奈 nanotube field emitting display CNT-FED)。 6 ”， 【先前技術】
%發射顯示益具有質輕、耗電量低、無視角差等優 點’是^前廣為研究的-種顯示ϋ。場發射顯示器的發光 原理，是在真空環境下利用強電場使材料尖端的電子游離 出，而離開陰極基板(cathode substrate)的場發射電子受陽 極基板正電壓的加速吸引，撞擊至陽極基板的螢光材料而 發光(Luminescence)。即陰極基板作為場電子發射源，而陽 極基板(anode substrate)作為發光源，由陰極基板射出之電 子撞擊陽極基板上之螢光層而發光。
k月β·日％替換頁 圖1繪示習知一種奈米碳管場發射顯示器（carb〇n nanotube field emitting display)的結構示意圖。請參照圖 1，習知奈米碳管場發射顯示器30包括一陰極基板1〇與一 陽極基板20。陰極基板10的下基板u上有多條陰極線 12、多個奈米碳管13以及多條閘極線(gate Une)14。奈米 石反管13則疋配置於陰極線12上’且每一奈米碳管13盘對 應之陰極線12電性相連。閘極線14與陰極線12交錯排 列’且母一閘極線14具有多個開孔i4a，而每一開孔14a 暴露其中一奈米碳管13。 陽極基板20的上基板21上具有一陽極電極22、多個 5 1331374
98-6-6 紅光螢光圖案23r、多個綠光螢光圖案 螢光圖案23b。這些紅光螢光圖案2知、、δ以及多個藍光 以及藍光螢光圖案23b配置於陽極電極g光螢光圖案23g 在奈米碳管場發射顯示器30中，春^上。 13游離出之後，會受到陽極電極22的^番^攸奈米碳管 紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖宰幻、電壓加逮而射向 挪。當電子碰撞到紅光螢 ^藍光$光圖案 以及藍光螢細，紅螢光圖案％ 圖案23g以及藍光螢光圖案23b便合發出、綠光螢光 藍光。若在陰極線12、閘極、線14以及Χ陽極工以及 ::的電厂細虎，則可以使奈米碳管場發射顯示器3= j而，在开乂成陽極基板2〇的紅光 發光圖㈣g«聽光螢細案 綠光勞光圖案23g以及藍光發光圖案2=】 可此會有些許的偏移(shift)。這種偏移現象在大尺寸顯示哭 的製程中更容易發生。者邻份 00 罄#圖老π = 偏移量太大時，紅光 合„·_/、 Γ、、·亲光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案 23b 將曰嚴重偏離預定的位置。在陰極基板1〇與陽極基板2〇 對組成奈米碳管場發射顯示n 3G吨，原先應只撞擊到紅 光榮光圖案Br的電子束將可能會撞擊到綠光螯光圖案 =如此將導致同時發出紅光與綠光，因而降低了奈米碳 管場發射顯示器30的顯示品質。 1331374 99-1-19 ~~ 1 ··· · 】月t日參正替換頁j 【發明内容】 f鑑=上述，本發明之目的是提供—種顯示品質較佳 的奈米奴管場發射顯示器。 抑ί達ί述ΐί其他目的’本發明提出一種奈米碳管場 管場發射顯示器包括—陰極基板以 c，。陽極基板配置於陰極基板上方，此陽極基 基？、一陽極電極、一螢光材料層以及多個 =色雇光驗。卜基板具有—第—表面與—第二表面， m'f極基板。陽極電極配置於第-基板的第- 严ϊ。1 ΐίΓ4層全面地覆蓋於陽極電極與陰極基板之 二美:ίΐ:膜配置於營光材料層與第-基板之間或第 霜ΐϊίί上’其中該螢光材料層直接地且全面地 配;於==薄膜上，而該些彩色據光薄膜直接地 配詈於昤LI 丨两位丞扳。％極基板 叱罝於陰極基板上方，此陽極基板包括 =第η以;多個彩色渡先薄膜:第= 陽陰極基板。 續陰;基板之間。彩色濾光薄膜配置於連 讀先材枓層與弟—基板之間或第—基板 哭1照本發明—#施例所述之奈米碳管場發、射續示 。。’；!:=，_光材料層與陽極電、；· 八中矽色濾光溥膜配置於陽極電極與第一基板之間。 山 1374 99-1-19 ”依照本發明-實施例所述之奈米碳管場發射顯示 态’其切色遽光薄膜包括紅光滤光帛膜、_ 以及藍総光薄膜。 域光稍 。。依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯 盗’其中陽極基板更包括—黑㈣層，配置於彩色遽光薄 膜之間，且彩色濾光薄膜部份覆蓋黑矩陣層。 心 _依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 盗’其中陰極基板包括—第二基板、多條陰極線、多個場 發射元件以及多條閘極線。陰極線配置於第二基板上。p 發射元件配置於第二基板上，且每-場發射元件分別與^ 極線之一電性相連。閘極線配置於陰極線上方，每一閘極 線具有多個開孔，且每一開孔分別暴露場發射元件之一， 而每一場發射元件分別對應於彩色濾光薄膜之—。 依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 器’其中上述之場發射元件包括奈米碳管。 依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 裔，其中上述之陰極基板更包括一絕緣層，配置於陰極線 與閘極線之間，而閘極線之開孔更延伸至絕緣層，以 場發射元件。 依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 器’其中上述之絕緣層的材質包括玻璃。 依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 器，其中陰極基板包括一第二基板、多條陰極線、多條閘 極線、多個主動元件以及多個場發射元件。陰極線、閑極 ------28^6^ 線以及主動元件皆配置於第 ，^ 別與陰極線之—^ 置於第二从卜線之一電性相連。場發射元件酉己 性相i Λ板母—場發射元件分前主動树之1 \母—場發射元件分別對應於彩色濾光薄膜之〜。 器，明r實施例所述之奈米碳管場發射顯示 〃中上述之場發射元件包括奈米碳管。 哭，ΓΓΓ+發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 ;㈣ 陰極基板更包括一絕緣層，此絕緣層覆蓋 ^上。、閘極線以及主動元件，而場發射元件配置於絕緣 2本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 益，其中上述之絕緣層的材質包括玻璃。 依照本發明一實施例所述，奈米碳管 包括多個間隔物細钟這些間隔物配置於陰極 極基板之間。 w 依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 器，其中陽極電極之材f包括銦錫氧化物(Indium Oxide, ITO)、銦辞氧化物(Indium Zinc 〇xide，j 透明之導電材質。 〃 依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 盗，其中螢光材料層之材質包括白光螢光材料。 依照本發明一實施例所述之奈米碳管場發射顯示 器，其中陽極基板與陰極基板之間的距離介於丨毫米(mm) 至50毫米之間。在另一實施例中，陽極基板與陰極基板之
98-6-6 間的距離介於1毫米至5毫米之間。 料層ΐΐ發米碳管場細_中，螢光材 定位置的問題。因此 +曰有偏離預 : 中，仗同一場發射元件射出之電子束不會導致兩種 場的ί線產生。換言之’本發明所提出之奈米碳管 豕發射顯示斋具有較佳的顯示品質。 县播為^本^ Θ之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 明如^了文特舉較佳實㈣，並配合所關式，作詳細說 【實施方式】 第一實施例 〇〇圖2Α繪示本發明第一實施例之奈米碳管場發射顯示 的結構剖面圖，圖2Β繪示圖2Α之奈米碳管場發射顯示 盗中陰極基板的局部俯視圖。其中，圖2Α中的陰極基板 為沿圖2Β的剖面線ΐ_Γ之剖面圖。請同時參照圖2Α與圖 2Β，奈米碳管場發射顯示器3〇〇包括一陰極基板1〇〇 ^及 一陽極基板200。陽極基板200配置於陰極基板1〇〇上方， 此陽極基板200包括一第一基板210、一陽極電極220、一 (連續）螢光材料層230以及多個彩色濾光薄膜24〇。第一基 板210具有一第一表面210a與一第二表面210b，第一表 面210a面對陰極基板1〇〇。陽極電極220配置於第一基板 210的第一表面210a上。（連續）螢光材料層230全面地覆 蓋於陽極電極220與陰極基板1〇〇之間。彩色濾光薄膜240 配置於(連續）螢光材料層230與第一基板210之間或第一 1331374 98-6-6 基板210之第二表面2i〇b上。 6·日修Ί替顧 在本實施例中，彩色濾光薄膜240是配置於(連續）螢 光材料層230與陽極電極22〇之間。彩色濾光薄膜24〇包 ^紅光濾光薄膜240r、綠光濾光薄膜24〇g以及藍光濾光 薄膜240b。此外’陽極基板2〇〇還包括一黑矩陣層250， 配置於紅光濾光薄膜24〇r、綠光濾光薄膜240g以及藍光 濾光薄臈240b之間，且紅光濾光薄膜24〇r、綠光濾光薄 膜240g以及藍光濾光薄膜24〇b部份覆蓋黑矩陣層25〇。 更詳細而言，陰極基板100包括一第二基板110、多 條陰極線120、多個場發射元件130以及多條閘極線丨4〇。 陰極線120配置於第二基板11〇上。場發射元件13〇配置 於第二基板110上，且每一場發射元件130分別與陰極線 120之一電性相連。閘極線14〇配置於陰極線12〇上方，
每一閘極線140具有多個開孔M〇a，且每一開孔14〇a分 別暴露場發射元件130之一，而每一場發射元件13〇分別 對應於紅光濾光薄膜240r、綠光濾光薄膜24〇g以及藍光 濾光薄膜240b其中之一。另外，陰極基板1〇〇更包括—絕 緣層150，其配置於陰極線120與閘極線14〇之間，而閱 極線140之開孔140a更延伸至絕緣層150，以暴露場發 元件130 〇 T 除上述構件之外，本實施例的奈米碳管場發射顯示哭 3〇〇還包括多個間隔物(未繪示），這些間隔物配置於陰極^ 板100與陽極基板200之間。 a ^ 承上述，陽極基板200與陰極基板1〇〇之間的距離例 如介於1毫米(mm)至50毫米之間，較佳的是介於丨亳米 11 ♦月曰修正替换頁 98_6_6 6- 毫米之間。第二基板11G例如為玻璃基板、石英基板 或是其他適當材料之基板，且第二基板ιι〇可為透明或不 透明的基板。陰極線120的材質例如為银(silver,知)或是 其他適當的材質。場發射元件13〇例如為奈米碳管或其他 適當的元件。閘極線140的材質例如為银或是其他適當的 ^質。絕緣層15G的材質例如為麵或其他適當的材質。 第一基板210例如為玻璃基板、石英基板或是其他適當材 料之透明基板。陽極電極22〇之材質例如為姻錫氧化物 (Indium Tin Oxide，ΠΌ)、銦辞氧化物(Indium ⑹知， IZO)或其他透明之導電材質。（連續）螢光材料層 230之材 質例如為白光螢光材料或其他適當的螢光材料。 斋在陰極線120、閘極線14〇以及陽極電極220上施 加適當的電壓訊號，電子將可從各場發射元件13〇游離出 並受到陽極電極220的正電壓加速而射向（連續）螢光材料 層230。當電子碰撞到(連續）螢光材料層23〇後，（連續）螢 光材料層230會發出白光。而白光在經過紅光濾光薄膜 240r、綠光濾光薄膜240g或藍光濾光薄膜240b的濾光後， 會形成紅光、綠光或藍光。經由上述的方式，奈米碳管場 發射顯示器300便可顯示影像。 值得一提的是，上述提到的第一基板210、陽極電極 220以及彩色濾光薄膜240形成一彩色濾光基板（未標 示）。在此彩色濾光基板上形成(連續)螢光材料層230後， 陽極基板200便可被形成。由於(連續)螢光材料層23〇為 一單層的結構，在形成(連續）螢光材料層230時，不會有 12 1331374
年月曰 -- 類似習知技術中的偏離預定位置之問題。因此，從同 ， 發射元件130射出的電子束不會導致兩種不同顏色的光線 產生。換言之，奈米碳管場發射顯示器3〇〇具有較佳的顯 示品質。 需注意的是’本實施例中的陰極基板1〇〇並不限定為 上述之形式。舉例而言，如同在圖2C繪示的另一實施例 中’奈米碳管場發射顯示器300,的陰極基板100,為一主動 元件陣列基板。此陰極基板100’包括一第二基板11〇、多 條陰極線120,、多條閘極線140,、一絕緣層15〇,、多個主 動元件(active device)160以及多個場發射元件13〇。 一陰極線12〇’、閘極線140’、主動元件ι6〇以及場發射 元件130皆配置於第二基板no上。每一主動元件⑽分 別與陰極線120’之一以及閘極線14〇,之一電性相連。每一 場發射元件130分別與主動元件160之一電性相連，且每 —場發射元件130分別對應於彩色濾光薄膜24〇之一。= 緣層150,覆蓋陰極線12〇,、閘極線14〇，以及主動元$ =〇’而場發射元件13〇配置於絕緣層15〇，上。陰極線 从及閘極線140,的材質例如適當的導電材質。絕緣層丨5〇, 例如為玻璃或其他適當材質。主動元件刷二 叫祺电晶體(thin film transistor，TFT)或其他呈有二二 開關元件。 一啕—鸲子之 第二實施例器的It繪示本發明第二實施例之奈Μ管場發射顯示 、-構。j面圖，® 3Β!會示圖3Α之奈米後管場發射顯示 13 ⑶ 1374 ⑶ 1374 98-6-6 器中陰極基板的局部俯視圖。其中，圖3A中的陰極基板 為沿圖3β的剖面線ΙΙ-ΙΓ之剖面圖。請同時參照圖3A與 圖3B’本實施例之奈米碳管場發射顯示器6〇〇與第一實^ 例之場發射顯器300類似，不同之處在於：在^米碳管場 發射顯示器600的陽極基板500中’彩色濾光薄^ 240是 配置於陽極電極220與第一基板210之間。 由於奈米碳管場發射顯示器600具有的優點與第一實 施例中所述相同，在此不再贅述。 /、 、 第三實施例 圖4A繪不本發明第三實施例之奈米碳管場發射顯示 器的結構剖面圖，圖4B繪示圖4A之奈米碳管場發射顯示 裔中陰極基板的局部俯視圖。其中，圖4A中的陰極基板 為沿圖4B的剖面線ΠΙ_ΠΙ，之剖面圖。請同時參照圖4A與 圖4B本貝把例之奈米碳管場發射顯示器與第一實施 例之場發射顯器300類似，不同之處在於：在奈米碳管場 發射顯不盗800的陽極基板7〇〇中，彩色濾光薄膜24〇是 ，置於第一基板21〇的第二表面上;同時第一基板21〇可以 是由兩片基板背對背疊合而成。 由於奈米碳管場發射顯示器800具有的優點與第一實 施例中所述相同，在此亦不再贅述。 知上所述，本發明所提出的奈米碳管場發射顯示器至 少具有下列優點： 、在本發明所提出之奈米碳管場發射顯示器中，螢 =料詹為-f層的結構，形成此螢光材料 =問題。而在本發明所提出之奈米碳管場發射顯 ::J?—場發射元件射出之電子束不會導致兩種不 0亡4產生。故本發明所提出之奈米碳管場發射每 不态具有較佳的顯示品質。 I負
―、在本發明所提出之奈米碳管場發射顯示器中，陽 ϊ=γ步驟較簡單，只需在細光基板上形成： 顯示器的製作成本較低且容易量產。 ^
較低” ίίΓ愤出之奈米碳管場發射顯示器製作成本 -且谷易里產，因此具有較佳的市場競爭優勢。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上’然复並非用以 限J本發明’任何熟，此㈣者，林麟树明之精神 二靶圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 钝圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1綠示習知-種奈米碳管奈米碳管場發射顯示器 、、、。構示意圖。 繪示本發明第—實施狀奈米碳管場發射顯示 。。的結構剖面圖。 的局2A f #發Μ顯_中陰極基板 ，2C緣示本發明另一實施例之奈米碳管場發射顯示 的、、”構剖面圖。 15 丄叫374
98-6-6 圖3A I會示本發明第二實施例之奈米< °。的結構剖面圖。 每S射顯不 圖3Β繪示圖3Α之奈米碳管場發軸 的局部俯視圖。 干陰極基板
圖4Α繪平本發明第三實施例之奈米碳 的結構剖面圖。 凡 管場發射顯示 的局部圖彳:ΤΒ4Α之奈料管場發__中陰極餘 【主要元件符號說明】 10、100、100’ ：陰極基板 11 :下基板
12、120、120’ ：陰極線 13 :奈米碳管 14、140、140’ ：閘極線 14a、140a :開孔 20、200、500、700 :陽極基板 21 :上基板
22、220 ·陽極電極 23r :紅光螢光圖案 23g :綠光螢光圖案 23b :藍光螢光圖案 30、300、600、800 :奈米碳管場發射顯 110:第二基板 130 :場發射元件 150、150’ ：絕緣層 160 :主動元件 16

Claims (1)

  1. 99-1-19 十、申請專利範圍： 1.—種奈米碳管場發射顯示器，包括： 一陰極基板；以及 一陽極基板，配置於該陰極基板上方，該陽極基板包 括： —一第一基板，具有一第一表面與一第二表面，該 第一表面面對該陰極基板； 一陽極電極，配置於該第一基板的該第一表面 上； 一螢光材料層，全面地覆蓋於該陽極電極與該陰 極基板之間； K 多個彩色濾光薄膜，配置於該螢光材料層與該第 —基板之間，
    f，其中該些彩色濾光 薄膜以及藍光濾光薄膜。 濾光薄膜、綠光濾光 器，===上項所述之奈米碳管場發射顯示 清括—黑轉層，配置於該些彩色 1膜之間，些彩⑽光薄膜部份覆蓋顧矩陣声。 專利翻第丨項所述之奈米碳管場發射顯曰示 °°其中該陰極基板包括： 弟—基板， 多條陰極線，配置於該第二基板上； 一多個場發射元件，配置於該第二基板上 元件分別與該些陰極線之一電性相連； 每一場發射 夕條閘極線’配置於該些陰極線上方，每—閘極線具 ^固開孔’且每-開孔分別暴露該些場發射讀之一， 母一場發射元件分別對應於該些彩色濾光薄膜之一。 哭7·如申凊專利範圍第6項所述之奈米石炭管場發射顯示 m，其中該些場發射元件包括奈米碳管。 8.如申5月專利範圍第6項所述之奈米碟管場發射顯示 态」其中該陰極基板更包括一絕緣層，配置於該些陰極線 亥些閘極線之間，而該些閘極線之該些開孔更延伸呈該 絕緣層，以暴露該些場發射元件。 〇〇 9.如申請專利範圍第8項所述之奈米碳管場發射顯示 其中該絕緣層之材質包括玻璃。 一 ίο.如申請專利範圍第1項所述之奈米碳管場發射顯 不器’其中該陰極基板包括： —第二基板； 多條陰極線，配置於該第二基板上； 19 99-1-19 多條閘極線，配置於該第二基板上· 分別之配置=二基板上，每-主動元件 ，昜發射元件：置;;以:·相連； 70件分別與該些主動元件之—電:母一場發射 件分別對聽該些彩色濾、光_之-。母—場發射元 一 .如申請專利範圍第10項所述之夺米碳 不器’其中該些場發射元件包括奈米碳A發射顯 示器，項所&奈米碳管場發射顯 些陰極線、該該絕緣層覆蓋該 元件配置於魏iifu而該些場發射 示器贿12項所述之奈米碳管場發射顯 其中該絕緣層之材質包括玻璃。 示哭鄕㈣1項職之奈米碳管場發射顯 陽i基板=隔物(sp叫，配置於該陰極基板與該 申請專·圍第1項所述之奈米碳管場發射顯 =t ’八中該陽極電極之材質包括銦錫氧化物(Indium Tin 透x:之ίί)材ί辞氧化物(Indium Zinc 〇 一。„16.如申請專利範圍第1項所述之奈米碳管場發射顯 不器，其中該螢光材料層之材質包括白光螢光材料。 一 „17.如申請專利範圍第1項所述之奈米碳管場發射顯 ^器’其中該陽極基板與該陰極基板之間的距離介於1毫 来(mm)至50毫米之間。 20 1331374 . QQ-1-1Q U 1月1日#正替换頁 18.如申請專利範圍第17項所述之奈米%炭>%發射顯 示器，其中該陽極基板與該陰極基板之間的距離介於1毫 米至5毫米之間。
    21 1331374 9赍ί 1日#正替換頁j -二 99-Γ-19-1 210 :第一基板 210a :第一表面 210b :第二表面 230 :(連續）螢光材料層 240 :彩色濾光薄膜 240r :紅光濾光薄膜 240g :綠光濾光薄膜 240b :藍光濾光薄膜 250 :黑矩陣層 A w 17 1331374 98-6-6 七、指定代表圖： (一） 本案之指定代表圖：圖2A (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 100 :陰極基板 110 :第二基板 120 :陰極線 130 :場發射元件 140 :閘極線 140a :開孔 150 :絕緣層 200 :陽極基板 210 :第一基板 210a :第一表面 210b :第二表面 220 :陽極電極 230 :螢光材料層 240 :彩色濾光薄膜 240r :紅光濾光薄膜 240g :綠光濾光薄膜 240b :藍光濾光薄膜 250 :黑矩陣層 300 :奈米碳管場發射顯示器 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵 的化學式：無
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