專利名稱：納米碳管場發射顯示器的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種顯示器，且特別是有關于一種納米碳管場發射顯示器(carbon nanotube field emitting display，CNT-FED)。
背景技術：
場發射顯示器具有質輕、耗電量低、無視角差等優點，是目前廣為研究的一種顯示器。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(anodesubstrate)作為發光源，由陰極基板射出的電子撞擊陽極基板上的螢光層而發光。
請參閱圖1所示，繪示習知一種納米碳管場發射顯示器(carbonnanotube field emitting display)的結構示意圖。請參照圖1所示，習知納米碳管場發射顯示器30包括一陰極基板10與一陽極基板20。陰極基板10的下基板11上有多條陰極線12、多個納米碳管13以及多條閘極線(gateline)14。納米碳管13則是配置于陰極線12上，且每一納米碳管13與對應的陰極線12電性相連。閘極線14與陰極線12交錯排列，且每一閘極線14具有多個開孔14a，而每一開孔14a暴露其中一納米碳管13。
陽極基板20的上基板21上具有一陽極電極22、多個紅光螢光圖案23r、多個綠光螢光圖案23g以及多個藍光螢光圖案23b。這些紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案23b配置于陽極電極22之上。
在納米碳管場發射顯示器30中，當電子從納米碳管13游離出之后，會受到陽極電極22的正電壓加速而射向紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案23b。當電子碰撞到紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案23b后，紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案23b便會發出紅光、綠光以及藍光。若在陰極線12、閘極線14以及陽極電極22上施加適當的電壓訊號，則可以使納米碳管場發射顯示器30顯示影像。
然而，在形成陽極基板20的紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案23b時，部份紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案23b的位置可能會有些許的偏移(shift)。這種偏移現象在大尺寸顯示器的制程中更容易發生。當部份區域的偏移量太大時，紅光螢光圖案23r、綠光螢光圖案23g以及藍光螢光圖案23b將會嚴重偏離預定的位置。在陰極基板10與陽極基板20對組成納米碳管場發射顯示器30以后，原先應只撞擊到紅光螢光圖案23r的電子束將可能會撞擊到綠光螢光圖案23g。如此將導致同時發出紅光與綠光，因而降低了納米碳管場發射顯示器30的顯示品質。
發明內容
有鑒于上述，本發明的目的是提供一種顯示品質較佳的納米碳管場發射顯示器。
為達上述或是其他目的，本發明提出一種納米碳管場發射顯示器，此納米碳管場發射顯示器包括一陰極基板以及一陽極基板。陽極基板配置于陰極基板上方，此陽極基板包括一第一基板、一陽極電極、一螢光材料層以及多個彩色濾光薄膜。第一基板具有一第一表面與一第二表面，第一表面面對陰極基板。陽極電極配置于第一基板的第一表面上。螢光材料層配置于陽極電極與陰極基板之間。彩色濾光薄膜配置于螢光材料層與第一基板之間或第一基板的第二表面上。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中彩色濾光薄膜配置于螢光材料層與陽極電極之間。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中彩色濾光薄膜配置于陽極電極與第一基板之間。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中彩色濾光薄膜包括紅光濾光薄膜、綠光濾光薄膜以及藍光濾光薄膜。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中陽極基板更包括一黑矩陣層，配置于彩色濾光薄膜之間，且彩色濾光薄膜部份覆蓋黑矩陣層。
依照本發明一實施例所述的納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、多個場發射元件以及多條閘極線。陰極線配置于第二基板上。場發射元件配置于第二基板上，且每一場發射元件分別與陰極線之一電性相連。閘極線配置于陰極線上方，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于彩色濾光薄膜之一。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中上述的場發射元件包括納米碳管。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中上述的陰極基板更包括一絕緣層，配置于陰極線與閘極線之間，而閘極線的開孔更延伸至絕緣層，以暴露場發射元件。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中上述的絕緣層的材質包括玻璃。
依照本發明一實施例所述的納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、閘極線以及主動元件皆配置于第二基板上，且每一主動元件分別與陰極線之一以及閘極線之一電性相連。場發射元件配置于第二基板上，每一場發射元件分別與主動元件之一電性相連，且每一場發射元件分別對應于彩色濾光薄膜之一。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中上述的場發射元件包括納米碳管。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中上述的陰極基板更包括一絕緣層，此絕緣層覆蓋陰極線、閘極線以及主動元件，而場發射元件配置于絕緣層上。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中上述的絕緣層的材質包括玻璃。
依照本發明一實施例所述，納米碳管場發射顯示器更包括多個間隔物(spacer)，這些間隔物配置于陰極基板與陽極基板之間。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中陽極電極的材質包括銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、銦鋅氧化物(Indium ZincOxide，IZO)或其他透明的導電材質。
依照本發明一實施例所述的納米碳管場發射顯示器，其中螢光材料層的材質包括白光螢光材料。
依照本發明一實施例所述的納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于1毫米(mm)至10毫米之間。在另一實施例中，陽極基板與陰極基板之間的距離介于1毫米至5毫米之間。
在本發明所提出的納米碳管場發射顯示器中，螢光材料層為單一結構層。形成此螢光材料層時，不會有偏離預定位置的問題。因此，在本發明所提出的納米碳管場發射顯示器中，從同一場發射元件射出的電子束不會導致兩種不同顏色的光線產生。換言之，本發明所提出的納米碳管場發射顯示器具有較佳的顯示品質。
為讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖1繪示習知一種納米碳管納米碳管場發射顯示器的結構示意圖。
圖2A繪示本發明第一實施例的納米碳管場發射顯示器的結構剖面圖。
圖2B繪示圖2A的納米碳管場發射顯示器中陰極基板的局部俯視圖。
圖2C繪示本發明另一實施例的納米碳管場發射顯示器的結構剖面圖。
圖3A繪示本發明第二實施例的納米碳管場發射顯示器的結構剖面圖。
圖3B繪示圖3A的納米碳管場發射顯示器中陰極基板的局部俯視圖。
圖4A繪示本發明第三實施例的納米碳管場發射顯示器的結構剖面圖。
圖4B繪示圖4A的納米碳管場發射顯示器中陰極基板的局部俯視圖。
10、100、100’陰極基板 11下基板12、120、120’陰極線 13納米碳管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納米碳管場發射顯示器110第二基板130場發射元件150、150’絕緣層160主動元件 210第一基板210a第一表面 210b第二表面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黑矩陣層具體實施方式
第一實施例請參閱圖2A所示，繪示本發明第一實施例的納米碳管場發射顯示器的結構剖面圖，圖2B繪示圖2A的納米碳管場發射顯示器中陰極基板的局部俯視圖。其中，圖2A中的陰極基板為沿圖2B的剖面線I-I’的剖面圖。請同時參閱圖2A與圖2B，納米碳管場發射顯示器300包括一陰極基板100以及一陽極基板200。陽極基板200配置于陰極基板100上方，此陽極基板200包括一第一基板210、一陽極電極220、一螢光材料層230以及多個彩色濾光薄膜240。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100。陽極電極220配置于第一基板210的第一表面210a上。螢光材料層230配置于陽極電極220與陰極基板100之間。彩色濾光薄膜240配置于螢光材料層230與第一基板210之間或第一基板210的第二表面210b上。
在本實施例中，彩色濾光薄膜240是配置于螢光材料層230與陽極電極220之間。彩色濾光薄膜240包括紅光濾光薄膜240r、綠光濾光薄膜240g以及藍光濾光薄膜240b。此外，陽極基板200還包括一黑矩陣層250，配置于紅光濾光薄膜240r、綠光濾光薄膜240g以及藍光濾光薄膜240b之間，且紅光濾光薄膜240r、綠光濾光薄膜240g以及藍光濾光薄膜240b部份覆蓋黑矩陣層250。
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140。陰極線120配置于第二基板110上。場發射元件130配置于第二基板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140配置于陰極線120上方，每一閘極線140具有多個開孔140a，且每一開孔140a分別暴露場發射元件130之一，而每一場發射元件130分別對應于紅光濾光薄膜240r、綠光濾光薄膜240g以及藍光濾光薄膜240b其中之一。另外，陰極基板100更包括一絕緣層150，其配置于陰極線120與閘極線140之間，而閘極線140的開孔140a更延伸至絕緣層150，以暴露場發射元件130。
除上述構件的外，本實施例的納米碳管場發射顯示器300還包括多個間隔物(未繪示)，這些間隔物配置于陰極基板100與陽極基板200之間。
承上述，陽極基板200與陰極基板100之間的距離例如介于1毫米(mm)至10毫米之間，較佳的是介于1毫米至5毫米之間。第二基板110例如為玻璃基板、石英基板或是其他適當材料的基板，且第二基板110可為透明或不透明的基板。陰極線120的材質例如為銀(silver，Ag)或是其他適當的材質。場發射元件130例如為納米碳管或其他適當的元件。閘極線140的材質例如為銀或是其他適當的材質。絕緣層150的材質例如為玻璃或其他適當的材質。第一基板210例如為玻璃基板、石英基板或是其他適當材料的透明基板。陽極電極220的材質例如為銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)或其他透明的導電材質。螢光材料層230的材質例如為白光螢光材料或其他適當的螢光材料。
若在陰極線120、閘極線140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130游離出并受到陽極電極220的正電壓加速而射向螢光材料層230。當電子碰撞到螢光材料層230后，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的濾光后，會形成紅光、綠光或藍光。經由上述的方式，納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螢光材料層230后，陽極基板200便可被形成。由于螢光材料層230為一單層的結構，在形成螢光材料層230時，不會有類似習知技術中的偏離預定位置的問題。因此，從同一場發射元件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，納米碳管場發射顯示器300具有較佳的顯示品質。
需注意的是，本實施例中的陰極基板100并不限定為上述的形式。舉例而言，如同在圖2C繪示的另一實施例中，納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110、多條陰極線120’、多條閘極線140’、一絕緣層150’、多個主動元件(activedevice)160以及多個場發射元件130。
陰極線120’、閘極線140’、主動元件160以及場發射元件130皆配置于第二基板110上。每一主動元件160分別與陰極線120’之一以及閘極線140’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，且每一場發射元件130分別對應于彩色濾光薄膜240之一。絕緣層150’覆蓋陰極線120’、閘極線140’以及主動元件160，而場發射元件130配置于絕緣層150’上。陰極線120’以及閘極線140’的材質例如適當的導電材質。絕緣層150’的材質例如為玻璃或其他適當材質。主動元件160例如為薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)或其他具有三端子的開關元件。
第二實施例請參閱圖3A所示，繪示本發明第二實施例的納米碳管場發射顯示器的結構剖面圖，圖3B繪示圖3A的納米碳管場發射顯示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3B的剖面線II-II’的剖面圖。請同時參閱圖3A與圖3B，本實施例的納米碳管場發射顯示器600與第一實施例的場發射顯器300類似，不同之處在于在納米碳管場發射顯示器600的陽極基板500中，彩色濾光薄膜240是配置于陽極電極220與第一基板210之間。
由于納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。
第三實施例請參閱圖4A所示，繪示本發明第三實施例的納米碳管場發射顯示器的結構剖面圖，圖4B繪示圖4A的納米碳管場發射顯示器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III-III’的剖面圖。請同時參閱圖4A與圖4B，本實施例的納米碳管場發射顯示器800與第一實施例的場發射顯器300類似，不同之處在于在納米碳管場發射顯示器800的陽極基板700中，彩色濾光薄膜240是配置于第一基板210的第二表面上；同時第一基板210可以是由兩片基板背對背疊合而成。
由于納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。
綜上所述，本發明所提出的納米碳管場發射顯示器至少具有下列優點一、在本發明所提出的納米碳管場發射顯示器中，螢光材料層為一單層的結構，形成此螢光材料層不會有偏離預定位置的問題。而在本發明所提出的納米碳管場發射顯示器中，從同一場發射元件射出的電子束不會導致兩種不同顏色的光線產生。故本發明所提出的納米碳管場發射顯示器具有較佳的顯示品質。
二、在本發明所提出的納米碳管場發射顯示器中，陽極基板的制作步驟較簡單，只需在彩色濾光基板上形成一螢光材料層即可。因此，本發明所提出的納米碳管場發射顯示器的制作成本較低且容易量產。
三、本發明所提出的納米碳管場發射顯示器制作成本較低且容易量產，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，然其并非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護范圍當視前述的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種納米碳管場發射顯示器，其特征在于其包括一陰極基板；以及一陽極基板，配置于該陰極基板上方，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，配置于該第一基板的該第一表面上；一螢光材料層，配置于該陽極電極與該陰極基板之間；及多個彩色濾光薄膜，配置于該螢光材料層與該第一基板之間或該第一基板的該第二表面上。
2.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該些彩色濾光薄膜配置于該螢光材料層與該陽極電極之間。
3.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該些彩色濾光薄膜配置于該陽極電極與該第一基板之間。
4.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該些彩色濾光薄膜包括紅光濾光薄膜、綠光濾光薄膜以及藍光濾光薄膜。
5.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陽極基板更包括一黑矩陣層，配置于該些彩色濾光薄膜之間，且該些彩色濾光薄膜部份覆蓋該黑矩陣層。
6.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陰極基板包括一第二基板；多條陰極線，配置于該第二基板上；多個場發射元件，配置于該第二基板上，每一場發射元件分別與該些陰極線之一電性相連；多條閘極線，配置于該些陰極線上方，每一閘極線具有多個開孔，且每一開孔分別暴露該些場發射元件之一，而每一場發射元件分別對應于該些彩色濾光薄膜之一。
7.根據權利要求6所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該些場發射元件包括納米碳管。
8.根據權利要求6所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陰極基板更包括一絕緣層，配置于該些陰極線與該些閘極線之間，而該些閘極線的該些開孔更延伸至該絕緣層，以暴露該些場發射元件。
9.根據權利要求8所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該絕緣層的材質包括玻璃。
10.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陰極基板包括一第二基板；多條陰極線，配置于該第二基板上；多條閘極線，配置于該第二基板上；多個主動元件，配置于該第二基板上，每一主動元件分別與該些陰極線之一以及該些閘極線之一電性相連；多個場發射元件，配置于該第二基板上，每一場發射元件分別與該些主動元件之一電性相連，且每一場發射元件分別對應于該些彩色濾光薄膜之一。
11.根據權利要求10所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該些場發射元件包括納米碳管。
12.根據權利要求10所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陰極基板更包括一絕緣層，該絕緣層覆蓋該些陰極線、該些閘極線以及該些主動元件，而該些場發射元件配置于該絕緣層上。
13.根據權利要求12所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該絕緣層的材質包括玻璃。
14.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其更包括多個間隔物，配置于該陰極基板與該陽極基板之間。
15.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陽極電極的材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化物或其他透明的導電材質。
16.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該螢光材料層的材質包括白光螢光材料。
17.根據權利要求1所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陽極基板與該陰極基板之間的距離介于1毫米至10毫米之間。
18.根據權利要求17所述的納米碳管場發射顯示器，其特征在于其中該陽極基板與該陰極基板之間的距離介于1毫米至5毫米之間。
全文摘要
一種納米碳管場發射顯示器，包括一陰極基板與一陽極基板。陽極基板配置于陰極基板上方，且包括一第一基板、一螢光材料層、一陽極電極以及多個彩色濾光薄膜。第一基板具有一第一表面與一第二表面，且第一表面面對陰極基板。陽極電極配置于第一基板的第一表面上。螢光材料層配置于陽極電極與陰極基板之間。彩色濾光薄膜配置于螢光材料層與第一基板之間或第一基板的第二表面上。依據上述，本發明提出一種顯示品質較佳的納米碳管場發射顯示器。
文檔編號H01J31/12GK101047096SQ20061006693
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月30日 優先權日2006年3月30日
發明者陳銘如 申請人:欣興電子股份有限公司