專利名稱：真空熒光顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種真空熒光顯示器，它利用自場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源發(fā)射的電子轟擊熒光物質(zhì)來發(fā)光。
背景技術(shù)：
按照常規(guī)，作為音頻裝置或者汽車儀表板的顯示器元件，具有熒光顯示的真空管作為一種經(jīng)常使用的電子顯示元件。在這種真空熒光顯示器中，附加熒光物質(zhì)的陽(yáng)極和陰極安排在真空管的腔體內(nèi)彼此相對(duì)的位置，而從陰極發(fā)射的電子轟擊熒光物質(zhì)來發(fā)射光。作為一般的真空熒光顯示器，最經(jīng)常使用的是一種三極真空管結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，用于控制電子流的柵極提供在陰極和陽(yáng)極之間，因此熒光物質(zhì)選擇地發(fā)光。
最近，為了更大地增加真空熒光顯示器的亮度，提出了使用碳毫微管的場(chǎng)致發(fā)射類型電子-發(fā)射源在真空熒光顯示器中作為陰極。圖7顯示一種常規(guī)的真空熒光顯示器。參考圖7，常規(guī)的真空熒光顯示器有一個(gè)外殼300，它由一個(gè)至少部分具有光透射特性的前面玻璃部件，一個(gè)相對(duì)前面玻璃部件301的基片302，以及一個(gè)為了密封地連接前面玻璃部件301和基片302邊緣的框架-狀隔板303等構(gòu)成。外殼300的內(nèi)部是抽-真空的。
在該外殼300內(nèi)，多個(gè)前表面支撐部件304垂直地立在前面玻璃部件301的內(nèi)表面以預(yù)定的間隔彼此并行。構(gòu)成顯示象素的每個(gè)光-發(fā)射部分310形成在前面玻璃部件301的內(nèi)表面上相應(yīng)的區(qū)域，該區(qū)域是由前表面支撐部件304夾在中間的。光-發(fā)射部分310由一個(gè)形成在前玻璃部件301內(nèi)表面的帶-狀熒光物質(zhì)膜311和一個(gè)形成在熒光物質(zhì)膜311的表而并且作為陽(yáng)極的金屬背襯膜312構(gòu)成的。
多個(gè)基片支撐部件305相對(duì)前表面支撐部件304垂直地立在基片302上。多個(gè)帶-狀引線電極320與各自的光-發(fā)射部分310相對(duì)形成在基片302內(nèi)表面上的區(qū)域，每個(gè)電極320由基片支撐部件305夾在中間。用碳毫微管制造的場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330分別地形成在引線電極320上。還有，多個(gè)網(wǎng)孔-狀電子提取電極340被設(shè)置為按預(yù)定間隔與場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330隔開。該電子提取電極340以垂直于場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的方向形成，具有帶-狀形狀，而且以預(yù)定間隔彼此并列設(shè)置。電子提取電極340被固定并且夾在基片支撐部件305和前表面支撐部件304中間。
下面將參考圖8描述這種真空熒光顯示器的工作。注意，支撐部件304，支撐部件305，和安排在電極之間支撐部件306在圖8中都沒有顯示出。參考圖8，場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330以預(yù)定間隔彼此并行排列，而電子提取電極340被設(shè)置在場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的上面。電子提取電極340以垂直于場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的方向形成并且以預(yù)定間隔彼此并行排列。多個(gè)光-發(fā)射部分310以相對(duì)各自的場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的位置安排在電子提取電極340的上方。
一個(gè)正的電壓(加速電壓)被施加到光-發(fā)射部分310的金屬背襯膜312上。在這個(gè)狀態(tài)下，在真空熒光顯示器中，施加給每個(gè)場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330和每個(gè)電子提取電極340的電壓切換相對(duì)應(yīng)的一個(gè)光-發(fā)射部分310開或關(guān)狀態(tài)，該光-發(fā)射部分310是與場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330和電子提取電極340的相交區(qū)域相對(duì)的。在這個(gè)真空熒光顯示器中，當(dāng)0V電壓被加到該電子提取電極340時(shí)，不會(huì)在場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330產(chǎn)生用于發(fā)射電子所需要的電場(chǎng)。因此，光-發(fā)射部分310變成關(guān)閉狀態(tài)310a，與施加給場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的電壓無關(guān)。
當(dāng)一個(gè)預(yù)定的正電壓施加給電子提取電極340時(shí)，通過相對(duì)應(yīng)的一個(gè)引線電極320施加給每個(gè)場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的電壓可以切換相對(duì)應(yīng)的一個(gè)光-發(fā)射部分310狀態(tài)開或關(guān)，該光-發(fā)射部分310是與場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330和電子提取電極340的相交區(qū)域相對(duì)的。在這種情況下，當(dāng)施加給場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的電壓是0V時(shí)，光-發(fā)射部分310成為開狀態(tài)310b，而當(dāng)預(yù)定的正電壓施加給場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330時(shí)，光-發(fā)射部分310變成關(guān)閉狀態(tài)310a。因此，在這個(gè)真空熒光顯示器中，執(zhí)行掃描以致于正電壓按順序地施加給各個(gè)電子提取電極340，并且與這個(gè)掃描同步，施加給各個(gè)場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源330的電壓與各個(gè)要顯示的象素一致地被切換，從而實(shí)現(xiàn)矩陣顯示。
然而，在常規(guī)真空熒光顯示器中，電子-發(fā)射源是形成在基片上。所以，當(dāng)發(fā)現(xiàn)電子-發(fā)射源中亮度不均勻等缺點(diǎn)時(shí)，必須拋棄基片本身，因此導(dǎo)致制造生產(chǎn)量的減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種真空熒光顯示器，它使用場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源，能夠提高產(chǎn)量。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，這里提供一種真空熒光顯示器其包括至少部分具有光透射特性的前面玻璃部件，經(jīng)過真空空間與前面玻璃部件相對(duì)的基片，形成在基片內(nèi)表面的控制電極，具有多個(gè)通孔的板-狀場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源，其設(shè)置在真空空間中與該控制電極隔開，形成在場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源和前面玻璃部件之間將與場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源間隔開的網(wǎng)孔-狀電子提取電極，以及包括形成在前面玻璃部件內(nèi)側(cè)的熒光物質(zhì)膜。


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例真空熒光顯示器的主要部分的截面視圖；圖2是顯示圖1中所示場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源的放大的截面視圖；圖3是用于說明施加給圖1所示真空熒光顯示器電極的電壓與光-發(fā)射部分的光發(fā)射狀態(tài)之間相互關(guān)系的視圖；圖4是顯示施加給電子提取電極的電壓與由從場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源發(fā)射的電子產(chǎn)生的發(fā)射電流之間的相互關(guān)系的曲線圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的真空熒光顯示器的主要部分截面視圖；圖6是用于說明施加給圖5所示真空熒光顯示器的電極的電壓與光-發(fā)射部分的光發(fā)射狀態(tài)之間相互關(guān)系的視圖；
圖7是顯示常規(guī)真空熒光顯示器的主要部分的截面視圖；圖8是用于說明施加給圖7所示真空熒光顯示器的電極的電壓與光-發(fā)射部分的光發(fā)射狀態(tài)之間相互關(guān)系的視圖。
具體實(shí)施方案下面將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明。
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的真空熒光顯示器。參考圖1，這個(gè)實(shí)施例的真空熒光顯示器具有一個(gè)外殼100，它由至少部分具有光透射特性的前面玻璃部件101，相對(duì)該前面玻璃部件101的基片102，以及用于密封地連接前面玻璃部件101和基片102的邊緣的框架-狀隔板103等構(gòu)成。外殼100的內(nèi)部是抽-真空的。
在外殼100內(nèi)，多個(gè)前表面支撐部件104垂直地立在前面玻璃部件101的內(nèi)表面彼此以預(yù)定間隔并行排列。構(gòu)成顯示象素的每個(gè)光-發(fā)射部分110形成在前面玻璃部件101的內(nèi)表面相應(yīng)的區(qū)域，該區(qū)域是夾在表面支撐部件104中間。光-發(fā)射部分110由形成在前面玻璃部件101內(nèi)表面的帶-狀熒光物質(zhì)膜111和形成在熒光物質(zhì)膜111表面上并且作為陽(yáng)極的金屬背襯膜112構(gòu)成。
多個(gè)基片支撐部件105垂直地立在基片102上與前支撐部件104相對(duì)，而多個(gè)帶-狀控制電極120形成在由基片支撐部件105夾在中間的區(qū)域內(nèi)與各個(gè)光-發(fā)射部分110相對(duì)。具有大量通孔的板-狀場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130被設(shè)置為按預(yù)定的間隔在朝向前面玻璃部件101的方向與控制電極120隔開。場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130是由基片支撐部件105支撐的并且設(shè)置為以對(duì)應(yīng)所有的控制電極120。
多個(gè)網(wǎng)孔-狀電子提取電極140被設(shè)置為按預(yù)定間隔在前面玻璃部件101方向上與場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130隔開。帶-狀電子提取電極140形成在垂直于控制電極120的方向并且安排彼此以預(yù)定間隔并行排列。電子提取電極140被夾在并且固定在前表面支撐部件104和中間支撐部件106之間，該中間支撐部件106被形成為經(jīng)過場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130以致于對(duì)應(yīng)基片支撐部件105。
構(gòu)成外殼100的前面玻璃部件101，基片102，和隔板103都是用碳酸-氧化鈣玻璃制造的。作為前面玻璃部件101和基片102，都使用1mm到2mm厚度的平面玻璃。前表面支撐部件104是用一種絕緣體制造的，該絕緣體是通過在前面玻璃部件101的內(nèi)表面上預(yù)定位置反復(fù)地絲網(wǎng)-印刷一種包含低-熔點(diǎn)玻璃原料的絕緣漿料達(dá)到預(yù)定高度并焙燒該印制的絕緣漿料而形成的。在這個(gè)實(shí)施例中，前表面支撐部件104具有50μm的寬度，和2mm到4mm的高度，而且設(shè)置在由前表面支撐部件104夾在中間的區(qū)域的每個(gè)光-發(fā)射部分110具有0.3mm的寬度。
熒光物質(zhì)膜111是用一種具有預(yù)定的光發(fā)射色彩的熒光物質(zhì)制造的，而且是通過在前玻璃部件101的內(nèi)表面上以條紋的形狀絲網(wǎng)-印刷熒光物質(zhì)漿料而形成的，然后焙燒該印刷的條紋以便它有10μm到100μm的厚度和0.3mm的寬度。在這種情況下，作為熒光物質(zhì)膜111，可以使用三種類型的熒光物質(zhì)膜用于在彩色顯示器中發(fā)射三種基色紅色(R)，綠色(G)和藍(lán)色(B)，而且單一類型的熒光物質(zhì)膜可以被用于在單色顯示器中發(fā)射白色。作為熒光物質(zhì)膜111，可以使用大家都知道的氧化物熒光物質(zhì)或者硫化物熒光物質(zhì)，它們通常使用在陰極-射線管等中，而且是用由4kV到10kV的高電壓加速的電子轟擊來發(fā)射光。金屬背襯膜112是由厚度大約0.1μm的鋁薄膜形成的，而且利用已知的蒸發(fā)沉淀方法形成在熒光物質(zhì)膜111的表面上。
基片支撐部件105是用一種絕緣體制造的，該絕緣體是通過反復(fù)地絲網(wǎng)-印刷一種包含低-熔點(diǎn)玻璃原料絕緣漿料達(dá)到預(yù)定高度以至于將在基片102上的控制電極120夾在其間，并且焙燒該印刷的絕緣漿料而形成的?；尾考?05，例如，具有50μm的寬度和0.3mm到0.6mm的高度。由基片支撐部件105夾在中間的控制電極120具有0.3mm的寬度。
控制電極120是通過按預(yù)定圖案絲網(wǎng)-印刷包含銀或碳的作為一種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電漿料在基片102上，并且焙燒該印刷的導(dǎo)電漿料到具有大約10μm的厚度而形成的。形成控制電極120的方法并沒有限制為絲網(wǎng)印刷，例如，控制電極120可以使用已知的濺蝕和蝕刻形成的厚度大約1微米的鋁薄膜來形成。
如圖2所示，場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130包括含有大量通孔131a并且作為毫微管纖維生長(zhǎng)核心的板-狀金屬部件131，以及包括用大量毫微管纖維制造的覆蓋膜132，覆蓋膜132覆蓋板-狀金屬部件131的表面和通孔131a的內(nèi)壁。板-狀金屬部件131是用鐵或者含鐵合金制成的金屬板。通孔131a以矩陣的形式形成在板-狀金屬部件131上，所以板-狀金屬部件131具有網(wǎng)格-狀的形狀。
通孔131a的開口可以是任何形狀只要覆蓋膜132是均勻地分布在該板-狀金屬部件131上，而且這些開口的大小不需要相同。例如，這些開口可以是多邊形比如三角形，四邊形，或者六邊形，通過弄圓這些多邊形的角而形成的那種多邊形，或圓形或者橢圓形。在通孔131a之間的板-狀金屬部件131的截面形狀也沒有限制為正方形，可以是任何形狀比如由曲線構(gòu)成的圓形或者橢圓形，比如三角形，四邊形，或者六邊形等多邊形，或通過弄圓多邊形的角形成的那種多邊形。
板-狀金屬部件131是以下面的方式制造的。首先，在由鐵或者含鐵合金制成的平面金屬板上形成一種感光性的抗蝕膜。然后，將具有大量通孔圖案的掩膜放置在抗蝕膜上，利用光或者紫外線曝光，顯影，因此形成一個(gè)具有所期望圖案的抗蝕膜。隨后，金屬板被浸在蝕刻溶液中以便除去不必要的部分。在此之后，除去抗蝕膜并且沖洗這個(gè)生成的結(jié)構(gòu)，因此就獲得具有通孔131a的板-狀金屬基片131。
在這種情況下，通孔131a的開孔部分可以利用掩膜圖案形成任意的形狀。如果在該金屬板的一個(gè)表面上的抗蝕膜上形成一個(gè)圖案而另外一個(gè)表面的抗蝕膜原封不動(dòng)地保留下來，在相鄰?fù)?31a和構(gòu)成的網(wǎng)格之間的金屬部分的截面形狀就變成梯形或者三角形。如果圖案形成在兩個(gè)表面的抗蝕膜上，則截面的形狀變成六邊形或者菱形。截面的形狀可以根據(jù)制造方法和制造條件按照這個(gè)方式改變。在蝕刻之后，如果用電解拋光，可以獲得曲線的截面形狀。
因?yàn)殍F作為碳毫微管纖維的生長(zhǎng)核心，所以鐵或者含鐵合金被使用作為板-狀金屬部件131。當(dāng)鐵被選定來形成板-狀金屬部件131時(shí)，使用的是工業(yè)純鐵(具有99.96％純度的Fe)。這種純度沒有被特別地指定，例如，可以是97％或者99.9％的純度。作為含鐵合金，例如，可以使用一種42合金(42％的鎳)或一種42-6合金(42％的鎳和6％的鉻)。然而，本發(fā)明沒有限制它們。在這個(gè)實(shí)施例中，考慮到制造費(fèi)用和實(shí)用性，使用的是具有0.05mm到0.20mm厚度的42-6合金薄板。
覆蓋膜132的毫微管纖維具有大約10nm的厚度或者更多但是小于1μm，而長(zhǎng)度大約1μm或者更長(zhǎng)但是小于100μm，并且都是用碳制造的。毫微管纖維可以是單-層碳毫微管，在每個(gè)碳毫微管中單層石墨層是圓筒形地封閉的，并且一個(gè)5-節(jié)環(huán)形成在圓筒的頂部。替代地，毫微管纖維可以是共軸的多層碳毫微管，在它們每個(gè)中構(gòu)成多個(gè)石墨層以便形成套筒式的結(jié)構(gòu)并且分別地是圓筒狀地封閉的，可以是每個(gè)都具有無序的結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生缺陷的空心的石墨管，或者是用碳填滿石墨管。替代地，毫微管可以混合地具有這些結(jié)構(gòu)。
這樣的毫微管纖維有一端連接到板-狀金屬部件131的表面或者通孔131a的內(nèi)壁，而且它被卷曲或者與其他毫微管纖維纏在一起以便覆蓋構(gòu)成網(wǎng)格的金屬部分的表面，從而形成棉絮-狀覆蓋膜222。在這種情況下，覆蓋膜132按10μm到30μm的厚度覆蓋具有0.05mm到0.20mm厚度的42-6合金制成的板-狀金屬部件131，以便形成一個(gè)平滑的彎曲表面。
利用下面描述的熱化學(xué)汽相淀積(CVD)可以形成覆蓋膜132。首先，板-狀金屬部件131被安放在反應(yīng)室內(nèi)，而且該反應(yīng)室的內(nèi)部是抽成真空。然后，甲烷氣體和氫氣，或者一氧化碳?xì)怏w和氫氣以預(yù)定比例被引進(jìn)該反應(yīng)室，而且反應(yīng)室的內(nèi)部保持在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。在這種環(huán)境下，用紅外線燈對(duì)板-狀金屬部件131按預(yù)定的時(shí)間加熱，以致在板-狀金屬部件131的表面上以及構(gòu)成網(wǎng)格的通孔131a的內(nèi)壁表面上生長(zhǎng)碳毫微管纖維，因此形成覆蓋膜132。利用熱CVD，能夠形成卷曲狀態(tài)的構(gòu)成覆蓋膜132的碳毫微管纖維。
因?yàn)閳?chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130沒有必要印刷在基片102上，所以僅僅對(duì)場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130執(zhí)行操作檢查，以便檢查是否存在導(dǎo)致不均勻亮度的不均勻的電子發(fā)射。因此，在操作檢查結(jié)束之后場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130被組合在真空熒光顯示器中。
電子提取電極140由50μm厚的不銹鋼板或者42-6合金形成并且具有通過蝕刻形成大量電子通過孔的網(wǎng)孔狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)電子通過孔具有20μm到100μm的直徑。中間支撐部件106由具有多個(gè)對(duì)應(yīng)于各個(gè)光-發(fā)射部分110的縫隙的絕緣基片形成，并且堆疊在場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130上。該縫隙具有與光-發(fā)射部分110同樣的長(zhǎng)度和寬度。0.3mm厚的氧化鋁基片被使用作為絕緣基片，而這些縫隙是利用激光束形成的。
中間支撐部件106沒有限制為氧化鋁基片，而可以使用例如玻璃基片作為絕緣基片。場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130和電子提取電極140之間的間隔由中間支撐部件106的厚度設(shè)置。在這種情況下，中間支撐部件106的厚度必須考慮基片支撐部件105的高度來設(shè)置，因?yàn)樗绊懯┘拥綀?chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130的電場(chǎng)強(qiáng)度，基片支撐部件105的高度作為場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130和控制電極120之間的間隔。
下面將參考圖3描述具有上述結(jié)構(gòu)的真空熒光顯示器的工作。設(shè)置在這些電極之間的支持部件104，105，和106在圖3中沒有示出。參考圖3，單個(gè)場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130設(shè)置在以預(yù)定間隔彼此并行地排列的控制電極120的上方。多個(gè)電子提取電極140設(shè)置在場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130的上方以預(yù)定間隔彼此并行排列，它們形成在垂直于控制電極120的方向上。多個(gè)光-發(fā)射部分110設(shè)置在電子提取電極140的上方在相對(duì)各個(gè)控制電極120的位置。
場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130連接到地(GND)，而一個(gè)正電壓(加速電壓)被施加到光-發(fā)射部分110的金屬背襯膜112。在這種狀態(tài)下，施加給每個(gè)控制電極120和每個(gè)電子提取電極140的電壓切換相對(duì)應(yīng)的一個(gè)光-發(fā)射部分110的開或者關(guān)狀態(tài)，該光-發(fā)射部分110與這些電極的相交區(qū)域相對(duì)。當(dāng)施加給電子提取電極140的電壓是0V時(shí)，在場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130中沒有產(chǎn)生用于發(fā)射電子需要的電場(chǎng)。因此，光-發(fā)射部分110變成關(guān)閉狀態(tài)110a，而與施加給控制電極120的電壓無關(guān)。
當(dāng)一個(gè)預(yù)定正電壓施加給電子提取電極140時(shí)，施加給每個(gè)控制電極120的電壓可以切換與控制電極120和電子提取電極140的相交區(qū)域相對(duì)應(yīng)的一個(gè)光-發(fā)射部分110的開或關(guān)狀態(tài)。在這種情況下，當(dāng)施加給控制電極120的電壓是0V時(shí)，光-發(fā)射部分110變成開狀態(tài)110b，而當(dāng)一個(gè)預(yù)定的負(fù)電壓施加給控制電極120時(shí)，光-發(fā)射部分110變成關(guān)閉狀態(tài)110a。接下來將描述，如上所述的，施加給每個(gè)控制電極120的電壓切換一個(gè)相對(duì)應(yīng)的光-發(fā)射部分110的開或關(guān)狀態(tài)的原因。
當(dāng)一個(gè)高電場(chǎng)施加給固體表面時(shí)，在固體中限制電子的表面上的電勢(shì)壁壘變得淺而薄。因此，在固體中受限制的電子利用隧道效應(yīng)向外發(fā)射。這個(gè)現(xiàn)象被稱作場(chǎng)致發(fā)射，而場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源是一種利用場(chǎng)致發(fā)射現(xiàn)象的電子-發(fā)射源。為了觀察場(chǎng)致發(fā)射，一個(gè)109V/cm的高電場(chǎng)必須施加到該固體表面。作為實(shí)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射的一種方法，一個(gè)電場(chǎng)施加給具有尖銳頂部的導(dǎo)體。根據(jù)這種方法，電場(chǎng)集中在該導(dǎo)體的尖銳頂部，因此可以獲得需要的高電場(chǎng)以便從導(dǎo)體頂端發(fā)射電子。
在這個(gè)實(shí)施例中，高電場(chǎng)作用在構(gòu)成場(chǎng)發(fā)射電子-發(fā)射源130的覆蓋膜132的毫微管纖維上，以致從毫微管纖維場(chǎng)致發(fā)射電子。場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130有多個(gè)通孔131a，設(shè)置在控制電極120和電子提取電極140之間，并且連接到地(GND)。此時(shí)，0V電壓施加到控制電極120，而一個(gè)2kV的正電壓施加給電子提取電極140，因此使一個(gè)高電場(chǎng)作用在毫微管纖維上。這可以從毫微管纖維場(chǎng)致發(fā)射電子，從而可以獲得發(fā)射電流。
圖4顯示施加到電子提取電極140的電壓與由場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130發(fā)射的電子產(chǎn)生的發(fā)射電流之間的相互關(guān)系。如圖4中所示，為了從場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130產(chǎn)生場(chǎng)致發(fā)射，一個(gè)等于或者高于預(yù)定閥值電壓的電壓必須施加到電子提取電極140以便將作用在毫微管纖維上的電場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)置到一個(gè)預(yù)定閥值或者更高。例如，如果施加到電子提取電極140的電壓是1kV或者更高，則可以獲得發(fā)射電流。
另一方面，如果一個(gè)負(fù)的電壓，例如，-1kV被施加到控制電極120，則作用在毫微管纖維上的電場(chǎng)強(qiáng)度就變得低于預(yù)定閥值，因?yàn)樨?fù)的電場(chǎng)通過場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130的通孔131a作用。結(jié)果，場(chǎng)致發(fā)射被干擾，因此無法獲得發(fā)射電流。
因此，如果一個(gè)正電壓，例如2kV被施加到電子提取電極140，電子從場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130的第一區(qū)域發(fā)射，即，由電子提取電極140和被施加0V電壓的相對(duì)應(yīng)的控制電極120夾在中間的一區(qū)域。大多數(shù)發(fā)射的電子通過電子提取電極140的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)并且朝向金屬背襯膜112被加速。加速的電子通過金屬背襯膜112被發(fā)送并且轟擊熒光物質(zhì)膜111，引起它發(fā)光。因此，對(duì)應(yīng)于第一區(qū)域的光-發(fā)射部分110變成開狀態(tài)110b。
另一方面，在場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源130的第二區(qū)域，即，由電子提取電極140和控制電極120夾在中間的被施加負(fù)電壓的一個(gè)區(qū)域，例如，-1kV，電子發(fā)射被禁止。因此，對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域的光-發(fā)射部分110變成關(guān)閉狀態(tài)110a。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，因?yàn)殡娮?發(fā)射源是由單個(gè)板-狀部件形成的，操作檢查可以僅僅對(duì)電子-發(fā)射源進(jìn)行。這將使得能夠在裝配之前發(fā)現(xiàn)有缺陷的產(chǎn)品，從而減少由于電子-發(fā)射源產(chǎn)生的缺陷而且增加生產(chǎn)量。因?yàn)檫@個(gè)源是由單個(gè)部件形成的，所以可能有利于裝配，而且裝配步驟的數(shù)量可能減少。另外，電子-發(fā)射源包含具有通孔并且作為毫微管纖維生長(zhǎng)核心的板-狀金屬部件，以及包含覆蓋金屬部件表面和通孔壁的毫微管纖維形成的覆蓋膜。因此，通過控制電極控制開或者關(guān)是可以做到的，而且可以獲得高密度的均勻電子發(fā)射。
在下面將參考附圖5和6描述本發(fā)明的第二實(shí)施例。
這個(gè)實(shí)施例不同于第一實(shí)施例，在該實(shí)施例中每個(gè)光-發(fā)射部分210包括由形成在前玻璃部件201內(nèi)表面上而且作為陽(yáng)極的帶-狀透明電極構(gòu)成的顯示段，以及形成在透明電極212表面上的熒光物質(zhì)膜211。另外，電子提取電極240由具有尺寸幾乎等于場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源230大小的單個(gè)板-狀部件形成。
所有構(gòu)成外殼200的前面玻璃部件201，基片202，和隔板203，前支撐部件204，基片支撐部件205，中間支撐部件206，控制電極220，以及場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源230都與第一實(shí)施例中的那些相同，因此它們的描述將被省略。
透明電極212是通過已知的濺射和剝離技術(shù)由ITO(銦錫氧化物)膜形成的，作為透光的導(dǎo)電膜，并且是形成在前玻璃部件201的內(nèi)表面，具有預(yù)定顯示圖案。透明電極212沒有限制為ITO膜，而其它的透光導(dǎo)電膜例如銦氧化物膜也可以使用。代替透光導(dǎo)電膜，可以利用已知的濺蝕和蝕刻技術(shù)形成具有開孔的鋁薄膜，作為透光電極212。
熒光物質(zhì)膜211是用可以由低-速度電子束來激發(fā)的熒光物質(zhì)制造的而且具有預(yù)定的光發(fā)射顏色。熒光物質(zhì)膜211是通過在透明電極111上絲網(wǎng)-印刷熒光物質(zhì)漿料以便具有預(yù)定的顯示圖案，而且焙燒它而形成的。作為可以由低-速度電子束激發(fā)的熒光物質(zhì)，可以使用通常用于真空熒光顯示器中的氧化物熒光物質(zhì)或者硫化物熒光物質(zhì)。熒光物質(zhì)的類型可以為每個(gè)顯示圖案而改變以便獲得不同的光發(fā)射色彩。
在具有上述結(jié)構(gòu)的真空熒光顯示器中，場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源230連接到地(GND)，而且正電壓(加速電壓)被施加到光-發(fā)射部分210的電子提取電極240和透明電極212。在這種狀態(tài)下，施加給每個(gè)控制電極220的電壓切換與每個(gè)控制電極220相對(duì)應(yīng)的一個(gè)光-發(fā)射部分210的開或關(guān)狀態(tài)。即，當(dāng)施加給控制電極220的電壓是0V時(shí)，對(duì)應(yīng)的光-發(fā)射部分210變成開狀態(tài)210b，而當(dāng)一個(gè)預(yù)定的負(fù)電壓施加到控制電極220時(shí)，對(duì)應(yīng)的光-發(fā)射部分210變成關(guān)閉狀態(tài)210a。
根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，因?yàn)椴粌H僅場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源230由單個(gè)板-狀部件形成而且電子提取電極240也一樣，除了第一實(shí)施例中的效果外更進(jìn)一步有利于裝配。
在這個(gè)實(shí)施例中，形成用作顯示段的光-發(fā)射部分210，其具有帶-狀的形狀。本發(fā)明并不限制于此，而且光-發(fā)射部分210可以是任何形狀。明顯地，形成每個(gè)控制電極220以致它的形狀與光-發(fā)射部分210的形狀匹配。在這種情況下，顯示器圖案可以形成為與薄-膜晶體管210和通過印制形成的控制電極220相同的形狀，因此即使它們有復(fù)雜的形狀也容易形成顯示模式。
如上面的描述，根據(jù)本發(fā)明，場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源沒有直接地形成在基片上。因?yàn)殡娮?發(fā)射源是與基片無關(guān)的形成的，所以可以只對(duì)電子-發(fā)射源執(zhí)行操作檢查。這可以減少由于電子-發(fā)射源引起的基片缺陷而且增加生產(chǎn)量。另外，電子-發(fā)射源是由單個(gè)部件形成的，因此降低了成本并且有利于裝配。
權(quán)利要求
1.一種真空熒光顯示器，其特征在于它包括至少部分具有光透射特性的前面玻璃部件(101，201)；通過真空空間與所述前面玻璃部件相對(duì)的基片(102，202)；形成在所述基片內(nèi)表面的控制電極(120，220)；具有多個(gè)通過孔的板-狀場(chǎng)致發(fā)射型電子-發(fā)射源(130，230)，它被設(shè)置在真空空間中與所述控制電極隔開；形成在所述電子-發(fā)射源和所述前面玻璃部件之間的網(wǎng)孔-狀電子提取電極(140，240)，它與所述電子-發(fā)射源隔開；以及形成在所述前面玻璃部件內(nèi)側(cè)的熒光物質(zhì)膜(111，211)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于所述熒光物質(zhì)膜形成為一種對(duì)應(yīng)將被顯示圖案的形狀，以及所述控制電極是形成為一種對(duì)應(yīng)將要顯示圖案的形狀而且設(shè)置為與所述熒光物質(zhì)膜相對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于所述控制電極包括多個(gè)彼此并行排列的帶-狀控制電極，所述電子提取電極包括多個(gè)帶-狀電子提取電極，它們沿著垂直于所述帶-狀控制電極的方向延伸形成并且彼此并行排列，以及所述熒光物質(zhì)膜被設(shè)置為至少與所述帶-狀控制電極和所述帶-狀電子提取電極的相交區(qū)域相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于所述控制電極包括多個(gè)彼此并行排列的帶-狀控制電極，所述電子提取電極是由尺寸基本上等于所述電子-發(fā)射源尺寸的單個(gè)板-狀部件形成的，以及所述熒光物質(zhì)膜被安排為與所述帶-狀控制電極相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于所述電子-發(fā)射源包括具有大量通過孔(131a)并且作為毫微管纖維生長(zhǎng)核心的板-狀金屬部件(131)；以及用大量毫微管纖維制造并且形成在所述金屬部件的表面和通過孔的內(nèi)壁上的覆蓋膜(132)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器，其特征在于所述金屬部件是用鐵或者含鐵合金制造的，和所述覆蓋膜是用形成彎曲狀態(tài)的大量碳毫微管制造的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于它還包括第一支撐部件(105，205)，它形成在所述基片上以致于將所述控制電極分成多個(gè)帶-狀電極并且具有支撐所述電子-發(fā)射源的上面部分；第二支撐部件(106，206)，它形成在所述電子-發(fā)射源上以致于它對(duì)應(yīng)所述第一部件并且具有支撐所述電子提取電極的上面部分；以及第三支撐部件(104，204)，它形成在所述前面玻璃部件和所述電子提取電極之間以致于對(duì)應(yīng)于所述第一和第二支撐部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于它還包括一個(gè)光-發(fā)射部分(110)，其包含形成在所述前面玻璃部件內(nèi)表面的所述熒光物質(zhì)膜(111)以及包含形成在所述熒光物質(zhì)膜表面上并且用作陽(yáng)極的金屬背襯膜(112)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其特征在于它還包括光-發(fā)射部分(210)，其包含一個(gè)形成在所述前面玻璃的內(nèi)表面并且用作陽(yáng)極的透明電極(212)以及包含形成在所述透明電極表面的所述熒光物質(zhì)膜(211)。
全文摘要
一種真空熒光顯示器包括前面玻璃部件,基片,控制電極,板－狀場(chǎng)致發(fā)射類型電子－發(fā)射源,網(wǎng)孔－狀電子提取電極,和熒光物質(zhì)膜。前面玻璃部件至少部分具有光透射特性,而基片通過真空空間與前面玻璃部件相對(duì)。控制電極形成在該基片的內(nèi)表面。具有多個(gè)通過孔的板－狀場(chǎng)致發(fā)射型電子－發(fā)射源安排在真空空間內(nèi)與控制電極隔開。網(wǎng)孔－狀電子提取電極形成在場(chǎng)致發(fā)射型電子－發(fā)射源和前面玻璃部件之間,與場(chǎng)致發(fā)射型電子－發(fā)射源隔開。熒光體膜形成在該前面玻璃部件的內(nèi)側(cè)。
文檔編號(hào)H01J29/46GK1340840SQ0112037
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2001年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月29日
發(fā)明者上村佐四郎, 余谷純子, 長(zhǎng)迴武志, 山田弘, 倉(cāng)知宏行 申請(qǐng)人:伊勢(shì)電子工業(yè)株式會(huì)社, 諾利塔克股份有限公司