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CN101136303A - 发光装置以及使用该发光装置作为光源的显示装置 - Google Patents

发光装置以及使用该发光装置作为光源的显示装置 Download PDF

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CN101136303A
CN101136303A CNA2007100919054A CN200710091905A CN101136303A CN 101136303 A CN101136303 A CN 101136303A CN A2007100919054 A CNA2007100919054 A CN A2007100919054A CN 200710091905 A CN200710091905 A CN 200710091905A CN 101136303 A CN101136303 A CN 101136303A
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light
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electrode
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Samsung SDI Co Ltd
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Abstract

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、位于该荧光层之间的光反射层、以及位于该荧光层和该光反射层的一面的阳极电极。

Description

发光装置以及使用该发光装置作为光源的显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，更特别地，涉及一种使用电子发射区域和荧光层发光的发光装置、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第一和第二基板、设置在第一基板上的多个电子发射区域、以及设置在第二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。
第一和第二基板在其外围使用密封部件密封在一起以形成真空封壳。在该发光装置中，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向荧光层加速，并且激励荧光层发射可见光。
该发光装置可以在具有非自发光显示面板的显示装置中用作光源。但是，当该发光装置朝向显示面板发光时，部分所发射的光没有穿过显示面板朝向观众传输，而是从显示面板朝向发光装置反射。朝向发光装置反射的光不能被重新使用，其导致光损失。
另外，当显示装置被驱动时，驱动发光装置以在整个发光表面上保持预定亮度。因此，很难将动态对比和显示质量提高到所期望的水平。
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，以更好地使用所反射的光和/或提高显示装置所显示的图像的动态对比度。
发明内容
根据本发明的示例性实施例提供一种可以通过反射来自装置外部的入射光来提高其发光效率的发光装置，以及使用该发光装置作为光源的显示装置。
根据本发明的示例性实施例还提供一种发光装置和一种显示装置，该发光装置能独立控制发光表面的多个分区的光强度，该显示装置通过使用该发光装置作为光源能提高屏幕的动态对比度。
根据本发明一示例性实施例，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、位于该荧光层之间的光反射层、以及位于该荧光层和该光反射层的一面上的阳极电极。
该光反射层可以由选自包括Al、Mo、及其合金的组的金属形成。
该荧光层可以以四边形形成，该光反射层可以以格状图案形成。
该阳极电极可包括位于该荧光层和该光反射层上在面对该第一基板一侧的金属层。可选择地，该阳极电极可包括位于该荧光层和该光反射层上在面对该第二基板一侧的透明导电层。
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；以及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、位于该荧光层之间的光反射层、以及位于该荧光层和该光反射层的一面上的阳极电极。
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，且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。
附图说明
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和发光单元的局部放大截面图；
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显示装置的分解透视图。
具体实施方式
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包括彼此面对且它们之间有预定距离的第一和第二基板12和14。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，且由此形成密封封壳(或密封容器)。密封封壳的内部保持约10-6Torr的真空度。因此，基板12、14和密封部件16可以被认为形成了真空封壳(或真空容器)。
在密封部件16围绕的区域内，第一和第二基板12和14的每个具有发射可见光的有源区域、以及围绕该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，用于将电流应用到电子发射区域28，且第二电极26是栅电极，用于通过根据该阴极电极和栅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是栅电极。
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(即沿图1和2中的y轴方向)布置，第二电极26沿发光装置10的行(即沿图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。
开口241和261分别穿过绝缘层24和第二电极26形成在第一和第二电极22和26的交叉区域，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施加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、或它们的组合形成。电子发射区域28可以通过例如丝网印刷工艺、直接生长、化学气相沉积、或溅射工艺来形成。
可选择地，电子发射区域可以以钼基或硅基材料形成的尖结构来形成。
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。可选择地，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。在该情况下根据一实施例，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)且以预定图案彼此间隔开的多个荧光层30，形成在荧光层30之间的光反射层32、以及形成在荧光层30和光反射层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。可选择地，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可以以四边形形成，如图3所示。
光反射层32由具有高的光反射率的材料形成。例如，光反射层32可包括选自Al、Mo、及其合金构成的组的材料。光反射层32可以适应于荧光层30的图案以格状图案形成在荧光层30之间。
阳极电极34可以由诸如铝的金属形成且覆盖荧光层30和光反射层32。阳极电极34是加速电极，其接收高电压以将荧光层30维持在高电势状态。阳极电极34用于通过将从荧光层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。
设置在第一和第二基板12和14之间的是间隔物(未示出)，用于抵抗外力或压强均匀地保持第一和第二基板12和14之间的间隙。
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上来驱动上述发光装置10。在图1中，附图标记36和38分别表示从第二电极延伸的第二电极引线和从阳极电极延伸的阳极引线。
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区域在电子发射区域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的高电压被加速，从而与对应的荧光层30碰撞，由此激励荧光层30。在各像素处荧光层30的发光强度对应于对应像素的电子发射量。
图4是图1的发光装置10的第二基板14和发光单元20的局部放大截面图。
参考图1和4，当发光装置10被驱动时，从发光装置10发射的光的一部分被放置在发光装置10前面的部件(例如显示面板或漫散器)反射，且被重新定向到发光装置10。此时，形成在荧光层30之间的光反射层32将所反射的光再次朝向第二基板14反射。
因此，从发光装置10发射的光量变成从荧光层30朝向第二基板14发射的光量、从阳极电极34反射的光量、以及从反射层32反射的光量的总和。因此，与不具有光反射层的常规发光装置相比，本实施例的发光装置10可以提高亮度。
图5是根据本发明另一实施例的发光装置的第二基板14’和发光单元20’的局部放大截面图。
参考图5，本实施例的发光单元20’包括利用透明导电材料例如铟锡氧化物(ITO)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’之间的光反射层32’。
在一个实施例中，额外的光反射层40形成在荧光层30’和光反射层32’上。
荧光层30’和光反射层32’的材料和形状与上述实施例的荧光层30和光反射层32的材料和形状基本相同。额外的光反射层40可以由诸如铝的金属形成。在本实施例中，光反射层32’不仅反射从放置在发光装置前的装置(例如显示面板或漫散器)反射的光，而且反射从阳极电极34’朝向第二基板14’反射的光，由此提高了亮度。
在上述实施例中，第一和第二基板12和14(或14’)之间的间隙可以在例如5-20mm的范围内，其大于常规场发射型背光单元。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，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发射的光的漫散器60可以设置在显示面板50和发光装置10之间。漫散器60可以与发光装置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任何其它非自发光型显示面板。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的底表面上以使穿过显示面板50的光偏振。
TFT基板52是玻璃基板，其上以矩阵图案布置TFT。数据线连接到一个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，电信号被输入到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，且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，从而在光穿过滤色器基板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。
当电源应用于TFT的栅极端子和源极端子以使TFT导通时，在TFT基板52的像素电极和滤色器基板54的公共电极之间形成电场。由于该电场，液晶层的液晶分子的取向可以被改变，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的像素数目少于显示面板50的像素数目，从而发光装置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在每个像素可以表现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，并且利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，当图像将要通过第一像素组显示时，发光装置10的对应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。沿每行布置的像素数目可以是2到99，沿每列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，本发明的显示装置100可以提高屏幕的动态对比度和图像质量。
虽然上面详细描述了本发明的示例性实施例，但是应清楚理解，这里教导的发明概念的许多变型和/或改变仍将落入所附权利要求及其等价物定义的本发明的思想和范围内。

Claims (17)

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；
位于该荧光层之间的光反射层；以及
位于该荧光层和该光反射层的一面的阳极电极。
2.根据权利要求1的发光装置，其中该光反射层由金属形成。
3.根据权利要求2的发光装置，其中该光反射层由选自包括Al、Mo、及其合金的组的金属形成。
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，该光反射层以格状图案形成。
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光反射层上的金属层，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光反射层上的透明导电层，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反射层上的额外反射层。
8.根据权利要求1的发光装置，其中该发光单元还包括：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、位于该荧光层之间的光反射层、以及位于该荧光层和该光反射层的一面的阳极电极。
11.根据权利要求10的显示装置，其中该光反射层包括选自包括Al、Mo、及其合金的组的金属。
12.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光反射层上的金属层，且其中所述一面面对该第一基板。
13.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光反射层上的透明导电层，且其中所述一面面对该第二基板。
14.根据权利要求13的显示装置，其中该发光单元还包括位于该荧光层和该光反射层上在面对该第一基板一侧的额外光反射层。
15.根据权利要求10的显示装置，其中该电子发射单元包括：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。
16.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控制。
17.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。
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