專利名稱：圖像顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中應(yīng)用了電子發(fā)射器件的圖像顯示設(shè)備。
背景技術(shù)：
近些年來，因為具有薄厚度的平板顯示設(shè)備能夠節(jié)省空間并且重量輕，所以在使用電子發(fā)射器件的圖像顯示設(shè)備中，平板顯示器作為代替陰極射線型顯示設(shè)備的顯示器已經(jīng)引起了關(guān)注。
這種平板顯示設(shè)備具有這樣的一個密閉容器，所述密閉容器是通過接合裝有電子發(fā)射器件的后板和裝有通過電子束照射而發(fā)光的發(fā)光部件(熒光體)的前板而形成的，并且在后板和前板之間放置有架部件。為了形成密閉容器，在后板和前板之間需要進行高度精確的對準。然而，隨著顯示設(shè)備的尺寸變得越來越大，未對準的出現(xiàn)頻率已經(jīng)變得更高了，而且已經(jīng)需要采取對策。作為一種對策，專利文獻1公開了通過在其中已經(jīng)出現(xiàn)了未對準的顯示設(shè)備中控制電子發(fā)射器件的驅(qū)動來控制電子束的軌道，對由于未對準而引起的電子束的電子入射位置的偏移進行校正。
此外，雖然它沒有涉及由于未對準而引起的電子束入射位置的偏移，但是專利文獻2公開了通過控制熒光體間距(pitch)對由于使用電子發(fā)射器件的顯示設(shè)備的彎曲形狀(翹曲形狀)而引起的電子束照射位置的漂移進行校正。
(專利文獻1)日本專利申請公開H08-171875(USP 6,121,942)(專利文獻2)日本專利申請公開H05-174742因為在上述使用密閉容器的顯示設(shè)備中，當(dāng)形成密閉容器時對接合材料進行加熱，所以在前板、后板、和架部件的每一個中都出現(xiàn)熱膨脹和收縮。然而，已經(jīng)很清楚，如果每個部件的膨脹和收縮量不同，則在每個部件當(dāng)中會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，因此導(dǎo)致密閉容器翹曲。因為翹曲隨著顯示設(shè)備變大而變大，所以在某些情況下會導(dǎo)致新的問題，即電子束的電子入射位置不同于期望的位置，并且因而產(chǎn)生亮度和顏色的偏差。本發(fā)明涉及提供一種新穎的顯示設(shè)備，其能夠處理在顯示設(shè)備中出現(xiàn)的翹曲，以顯示良好的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種顯示設(shè)備，其包括具有電子源的電子源基板，該電子源包括多個電子發(fā)射器件、多條行方向的導(dǎo)線和多條列方向的導(dǎo)線，其中每個電子發(fā)射器件具有在一對電極之間的電子發(fā)射區(qū)，而且這些導(dǎo)線連接所述多個電子發(fā)射器件；以及位于電子源基板對面的相對(counter)基板，該相對基板包括與多個電子發(fā)射器件相對應(yīng)的多個發(fā)光部分，其中，在電子源基板中，電子源形成區(qū)域表面的法線方向以一種趨勢分布，而且從電子發(fā)射器件的電子發(fā)射區(qū)發(fā)出的電子的初始向量以與法線方向的分布趨勢相對應(yīng)的趨勢分布，以便從多個電子發(fā)射器件中的每一個中發(fā)出的電子可以照射多個發(fā)光部分中的與該電子發(fā)射器件相對應(yīng)的每一個發(fā)光部分。


圖1A、1B、1C和1D是用于說明本發(fā)明中的圖像顯示設(shè)備的翹曲的視圖，其中圖1A為圖像顯示設(shè)備的剖面圖，圖1B為示出了在其中前板和后板的對應(yīng)部分的長度彼此不同的情況下電子束的電子入射位置的偏移的視圖，圖1C為示出了在其中前板和后板的對應(yīng)部分相同、但是對應(yīng)部分的平行位置彼此偏離的情況下，電子入射位置的偏移的視圖，以及圖1D是示出在前板和后板不平行的情況下電子入射位置的偏移的視圖；圖2為示出了在四個完整的圖像顯示設(shè)備的樣本基板的X方向中的翹曲的圖示；圖3為用于說明顯示設(shè)備的圖像顯示設(shè)備結(jié)構(gòu)的視圖，該視圖包括圖像顯示設(shè)備的部分剖視透視圖和顯示設(shè)備的密封連接部分的放大剖面圖；圖4A和4B分別是包括表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件的基本結(jié)構(gòu)的俯視圖和剖面圖的視圖；圖5是在其中器件電極傾斜形成以產(chǎn)生面內(nèi)(in-plain)分布的情況下顯示設(shè)備的示意視圖；圖6為在圖像顯示設(shè)備的前板上形成的黑色導(dǎo)電材料、熒光體和電子束發(fā)光圖像的示意視圖；圖7為用于說明圖像顯示設(shè)備的密封連接方法的視圖；圖8為示出了作為本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的一個實施例的、用于電視顯示器的圖像顯示設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)的框圖；圖9為示出了電子入射位置的偏移與參考法線和實際法線之間的角度之間的關(guān)系的圖示；圖10為示出了在本發(fā)明的第一實施例中的電極形狀的視圖；圖11為示出了在本發(fā)明的第一實施例中、在參考平面和法線之間的角度與器件電極的傾斜角度之間的關(guān)系的圖示；圖12為示出了在本發(fā)明的第二實施例中的電極形狀的視圖；圖13為示出了在本發(fā)明的第二實施例中、在參考法線和實際法線之間的角度與在圓弧上的器件位置偏移之間的關(guān)系的圖示；圖14為示出了水平電子束入射距離的視圖；圖15為這樣一個圖示，它包含示出了在用于驅(qū)動器件的電壓Vf和亮度Lu之間的關(guān)系的圖示，和示出了在用于驅(qū)動器件的脈沖寬度Pw和亮度Lu之間的關(guān)系的圖示；圖16為示出了在參考法線和實際法線之間的角度與用于驅(qū)動器件的電壓Vf之間的關(guān)系的圖示；圖17為示出了在本發(fā)明的第三實施例中、在存在Y方向?qū)Ь€的情況下水平電子束入射距離的視圖；
圖18為示出了在本發(fā)明的第三實施例中、在參考法線和實際法線之間的角度與Y方向的導(dǎo)線高度之間的關(guān)系的圖示；圖19為示出了在本發(fā)明的第三實施例中、在參考法線和實際法線之間的角度與電子源和Y方向?qū)Ь€之間的距離之間的關(guān)系的圖示；圖20為示出了在熒光體和黑色導(dǎo)電材料的位置之間的關(guān)系的視圖；以及圖21為示出了在參考法線和實際法線之間的角度與熒光體位置的偏移之間的關(guān)系的圖示。
具體實施例方式
首先，在下面說明了本發(fā)明的目的。
可應(yīng)用于本發(fā)明的電子發(fā)射器件包括場致發(fā)射型器件、MIM型器件、表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件等。尤其是，因為表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件發(fā)出的電子具有與器件的圖像顯示表面平行的速度分量，所以由該器件的電子源自己進行的電子束位置校正是容易的，而且從這一點來看，表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件是所期望的、向其應(yīng)用本發(fā)明的形式。
本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備是電子束顯示設(shè)備。
在說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例之前，通過作為示例描述表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件，來具體地描述作為本發(fā)明目的的圖像顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
圖3中示出了使用電子源基板的傳統(tǒng)圖像顯示設(shè)備，其中該基板具有以矩陣形式布置的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件。從圖3中顯然可以看出，在該圖像顯示設(shè)備中，后板81和前板82彼此相對地布置，在后板81上以矩陣形式布置了許多表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件87，前板82通過在玻璃基板83的內(nèi)表面上形成熒光體84、金屬殼85等構(gòu)成，而且在后板81和前板82之間放置有支架86。這些后板81、支架86和前板82利用由熔合玻璃和銦(In)表示的接合部件彼此粘合，而且用于實現(xiàn)后板81、支架86和前板82的密封連接的部件是真空外殼90。在后板81上形成X方向的導(dǎo)線88和Y方向的導(dǎo)線89，它們連接到每個表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件87的一對器件電極上。
在上述的圖像顯示設(shè)備中，當(dāng)通過X方向的導(dǎo)線88和Y方向的導(dǎo)線89有選擇地在表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件單元87的器件電極之間應(yīng)用十幾V的、用于驅(qū)動器件的電壓Vf時，從表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件87中發(fā)出電子。發(fā)出的電子到達前板82并且使熒光體84發(fā)光，其中前板82具有通過高壓端子Hv向其施加幾千伏電壓的陽極。
圖3中由虛線包圍的部分是密封連接結(jié)構(gòu)的放大視圖。在該密封連接結(jié)構(gòu)中，為了消減由不同種玻璃材料制成的且已經(jīng)經(jīng)受了各種熱和機械工藝的板的收縮量之間的差別、以及這些板的翹曲，將諸如銦之類的具有高拉伸特征的材料用作接合部件206。借此，避免了由裂縫等所引起的真空泄漏。但是，由于殘余應(yīng)力，翹曲在整個外殼90中仍留有翹曲，而且翹曲隨著圖像顯示設(shè)備的尺寸變大而變得更加顯著。
圖2中示出了關(guān)于在圖像顯示設(shè)備中產(chǎn)生的翹曲的四個示例。在這種情況下，總翹曲量(最大翹曲量)大約為1毫米，而且對于總翹曲量中的翹曲偏差在大約0.1毫米之內(nèi)是可再現(xiàn)的。根據(jù)我們的研究已經(jīng)確定可再現(xiàn)性尤其取決于密封連接工藝中密封連接設(shè)備的加熱性能，而且當(dāng)使用相同的設(shè)備時可再現(xiàn)性是高的。因此，在這種情況下，圖像顯示設(shè)備的厚度的最大面內(nèi)偏差大約為0.1毫米，而且可以認為后板和前板在幾乎整個面內(nèi)區(qū)域上是平行的。
最初，當(dāng)圖像顯示設(shè)備是平板時，在從后板中的每個電子發(fā)射器件伸出的后板法線與前板交叉的位置處，有一個對應(yīng)于每個電子發(fā)射器件的發(fā)光部分。但是，如圖1A-1D所示，當(dāng)圖像顯示設(shè)備已經(jīng)翹曲了時，前板中的對應(yīng)發(fā)光部分偏離了與從電子發(fā)射器件伸出的后板法線的交點。因此，當(dāng)圖像顯示設(shè)備中存在翹曲時，從后板上的電子發(fā)射器件發(fā)出的電子束到達與該電子束最初應(yīng)該到達的位置偏離了的位置。該偏移導(dǎo)致亮度和顏色的偏差，并且使圖像質(zhì)量退化。
雖然圖像顯示設(shè)備的翹曲程度在圖像顯示設(shè)備之間是可再現(xiàn)的，但是這個程翹曲度在一個圖像顯示設(shè)備的圖像顯示區(qū)域中不是不變的。因此，在圖1所示的由從θa到θi的字母所指示的典型法線之間的關(guān)系也不需要由某一函數(shù)特別規(guī)定。在這種情況下，應(yīng)該對圖像顯示區(qū)域中的每個個別區(qū)域檢查任何關(guān)于位置偏移的對策。
作為由于翹曲而導(dǎo)致的位置偏移狀態(tài)，可以依據(jù)個別電子發(fā)射器件的位置考慮圖1B-1D所示的以下三個狀態(tài)。
圖1B所示的狀態(tài)是其中后板和前板的相對位置由于后板和前板收縮量不同而已經(jīng)偏移到與前板和后板的相對表面平行的方向的情況。
圖1C所示的狀態(tài)是其中因為后板和前板在經(jīng)受了密封連接后最終具有類似翹曲，所以從每個電子發(fā)射器件伸出的后板的法線與前板的交點已經(jīng)偏離了相應(yīng)顯示部分的情況。
圖1D所示的狀態(tài)是其中因為在非平行狀態(tài)下對后板和前板進行密封連接，所以從電子發(fā)射器件伸出的后板的法線與前板的交點已經(jīng)偏離了相應(yīng)顯示部分的情況。
在圖1B和1C所示的情況下，由從電子發(fā)射器件延伸到對應(yīng)的發(fā)光部分的向量和后板上的法線向量形成的角度θ，由x＝d×tanθ表示，其與電子束在前板上的電子入射位置的偏移x相關(guān)。也就是說，不需要區(qū)分在圖1B和1C所示的情況中的偏移。當(dāng)能夠得知電子束的電子入射位置的偏移x時，就能夠得知已經(jīng)由圖1B和1C所示的情況的影響而導(dǎo)致的上述角度θ。因此，通過使用用于在表面上任意地校正角度θ的裝置，就可以避免由圖像顯示設(shè)備的翹曲而引起的圖像質(zhì)量退化。
在具有圖2的示例中所示的翹曲的顯示設(shè)備中，幾乎不需要考慮圖1D所示的情況。原因是，在圖2所示的顯示設(shè)備的情況下，顯示設(shè)備厚度的面內(nèi)偏差是小的。但是，對于其中前板和后板在它們的標準設(shè)計中不平行的圖像顯示設(shè)備來說，存在著圖1D所示的布置關(guān)系產(chǎn)生問題的情況，而且必需處理該情況。
本發(fā)明的一個目的是提供一種這樣的圖像顯示設(shè)備，其通過在電子束軌道中形成面內(nèi)分布，對由上述圖1B和1C所示的圖像顯示設(shè)備的翹曲所引起的發(fā)光位置的偏移執(zhí)行校正，而具有高的視覺質(zhì)量。
本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的特征在于，形成面內(nèi)分布，以便從多個電子發(fā)射器件中的每一個發(fā)出的電子的初始速度向量可以照射到對應(yīng)的發(fā)光部分上，其中這些電子發(fā)射器件位于具有翹曲的后板上。此外，更為優(yōu)選的是形成發(fā)光部分的位置分布，以便其與在后板側(cè)的電子束特性的面內(nèi)分布一致。
下面描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
為了實現(xiàn)電子束的初始速度向量形成特定的面內(nèi)分布，如下面參考圖10所述，傾斜器件電極以便使圖4所示的電子束軌道相對于X方向傾斜，是所期望的。
此外，優(yōu)選的是，通過以弧形形成器件電極的形狀，在電極上的預(yù)定角度位置處形成電子發(fā)射區(qū)，這使得可以如稍后參考圖12所述的那樣任意地選擇電子束的初始速度向量。也就是說，優(yōu)選的是，通過在發(fā)射部分的位置中形成面內(nèi)分布，使電子束入射位置與前板的對應(yīng)的正確位置一致。
為了使電子的初始向量具有面內(nèi)分布，優(yōu)選的是，例如如稍后參考圖14所述，通過調(diào)整驅(qū)動器件的電壓Vf，在電子束的初始向量中形成面內(nèi)分布，來實現(xiàn)面內(nèi)分布。
為了使電子的軌道具有面內(nèi)分布，優(yōu)選的是，通過在由于矩陣結(jié)構(gòu)引起的電子束控制效應(yīng)中形成面內(nèi)分布而實現(xiàn)面內(nèi)分布。更具體地說，優(yōu)選的是，如稍后參考圖17所描述的那樣，通過控制Y方向?qū)Ь€的高度和相鄰電子發(fā)射器件的距離，來實現(xiàn)面內(nèi)分布。
在任何上述情況下，更好的仍然是，在前板的發(fā)光部分位置中的區(qū)域內(nèi)，在前板的發(fā)光部分處進一步給出面內(nèi)的分布。更具體地說，如稍后參考圖20所描述的那樣，通過改變前板的熒光體位置而實現(xiàn)它。因此，可以對僅僅通過在發(fā)射電子的向量中形成分布不能得到解決的大位置偏移進行校正。此外，可以對電子入射位置執(zhí)行更精細的調(diào)整。
為了說明必須要被校正的翹曲，下面對作為參考面的理想表面進行描述。恰當(dāng)?shù)氖?，用作校正的目標值的參考面基本上是與法線的平均值垂直的表面。其原因是，每個系統(tǒng)的校正量變得相等。當(dāng)接近圖像顯示設(shè)備一端產(chǎn)生的翹曲大于使得不可能執(zhí)行位置偏移校正的程度時，可以通過僅僅使用在圖像顯示設(shè)備的這一端區(qū)域處的法線計算單獨的參考面。此外，優(yōu)選的是，將參考面形成為曲面，這是因為彎曲的參考面使得可以執(zhí)行更靈活的校正。更為優(yōu)選的是，除了考慮校正量之外，還考慮參考面的光學(xué)特性來設(shè)計參考面。
實施例(實施例1)對本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的實施例進行描述。
圖3是圖像顯示設(shè)備的透視圖。為了示出它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，剖開該設(shè)備的一部分。在下面的虛線內(nèi)示出了密封連接部分的放大的剖面圖。依據(jù)圖3，當(dāng)前實施例的圖像顯示設(shè)備具有外殼90，其包含后板81、與后板81相對布置的前板82、以及支撐這些板的支架86。在此為表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件的許多電子發(fā)射器件87以矩陣形式布置在后板81上，而且這些表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件87中的每一個中的一對器件電極分別連接到X方向的導(dǎo)線88和Y方向的導(dǎo)線89。在當(dāng)前實施例中，X方向與水平(列)方向相同，而Y方向與垂直(行)方向相同。在當(dāng)前實施例中，包含銀(Ag)作為主要成分的導(dǎo)線用作X、Y導(dǎo)線。該X、Y導(dǎo)線由未示出的、包含氧化鉛(PbO)作為主要成分的層間絕緣層進行隔離。這些X、Y導(dǎo)線和層間絕緣層是空間結(jié)構(gòu)，而且它們對電子束軌道的影響不小。前板82由玻璃基板83制成，并且在前板82的內(nèi)表面上形成的熒光體84、金屬殼85等。
在當(dāng)前實施例中，表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件用作在后板81上形成的電子發(fā)射器件。下面對表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件的基本器件結(jié)構(gòu)進行描述。圖4A和4B分別為包括器件結(jié)構(gòu)的俯視圖和側(cè)視圖的視圖。
如圖4A和4B所示，表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件的結(jié)構(gòu)如下。即，在基板1上形成具有器件電極間隔L和器件電極長度We的一對器件電極2和3。此外，以橫跨在器件電極2和3上的狀態(tài)形成導(dǎo)電薄膜4，而且在該導(dǎo)電薄膜4的中心附近形成電子發(fā)射區(qū)5。此外，與基板1相對地安裝陽極，而且在該相對的表面上涂上熒光體。
在當(dāng)前實施例中，將無堿玻璃用作基板1。器件電極2和3的材料為導(dǎo)電材料，而且在當(dāng)前實施例中使用Pt。膜厚度取決于材料的電導(dǎo)率，而且在當(dāng)前實施例中大約為20nm。器件電極間隔L大約為5μm，器件電極長度We大約為120μm，而器件長度Wd大約為80μm。通過組合濺射和光刻法形成器件電極2和3。
由細微粒子構(gòu)成的薄膜用作導(dǎo)電薄膜4，以便獲得良好的電子發(fā)射特性。導(dǎo)電薄膜4的膜厚度大約為10nm。在當(dāng)前實施例中，將鈀(Pd)用作導(dǎo)電薄膜。通過在溶液涂敷(solution application)之后進行烘焙的方法將導(dǎo)電薄膜4形成為一個膜。
在導(dǎo)電薄膜4的膜形成之后，通過執(zhí)行稱為成形法(forming)的通電處理，形成電子發(fā)射區(qū)5。在當(dāng)前實施例中，在涂敷了有機鈀溶液之后，對所涂敷的有機鈀溶液進行烘焙，以形成氧化鈀(PdO)膜。因而，形成導(dǎo)電薄膜4。然后，在同時存在氫氣的還原空氣中使導(dǎo)電薄膜4經(jīng)受通電加熱，以將該導(dǎo)電薄膜4改變?yōu)殁Z(Pd)膜。通過同時形成裂縫部分，形成電子發(fā)射區(qū)5。起電時的電壓通常大約為20V。
在如上所述構(gòu)造的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件中，通過在器件電極對2和3之間施加電壓使電流(發(fā)射電流)在導(dǎo)電薄膜4的表面(器件表面)上流動，從電子發(fā)射區(qū)5的裂縫的附近處發(fā)出電子。由施加了大約10千伏的陽極電極加速所發(fā)射發(fā)出的電子，而且這些電子與陽極的熒光體碰撞以發(fā)出光。電子發(fā)射器件具有圖15所示的特性。當(dāng)驅(qū)動電壓Vf變得大于閾值電壓Vth時，發(fā)射電流按指數(shù)規(guī)律增加，而且陽極側(cè)熒光體上的發(fā)光亮度增加了。電子發(fā)射器件具有這樣的切換特性。閾值電壓Vth大約為10V，而且驅(qū)動電壓Vf在16V到20V的范圍之內(nèi)。由使用矩形脈沖的交流電實現(xiàn)對器件的驅(qū)動，而且器件的亮度也依據(jù)脈沖寬度Pw而增加。順便提及的是，在圖4A和4B所示的示例中，雖然將電子發(fā)射區(qū)5顯示為在導(dǎo)電薄膜4的中心處的矩形，但是該形狀是示意性顯示的一個形狀，并且沒有如實地示出實際電子發(fā)射區(qū)的位置和形狀。雖然在用顯微鏡觀察時裂縫是蜿蜒的，但是當(dāng)從宏觀上看時，裂縫具有與電極形狀相對應(yīng)的形狀。利用沿著由發(fā)射點附近的電極形成的電場方向的初始速度向量發(fā)射電子。也就是說，該電子具有沿一對器件電極相對的方向的初始速度向量，而且能夠根據(jù)器件電極的形狀設(shè)計電子束的初始速度向量的方向。
此外，圖14示出了電子的軌跡。如圖14所示，電子束的水平電子入射距離dx取決于電子的發(fā)射能量，而且與SQRT((Vf-V)/Va)成比例(V表示功函數(shù)(work function))。
圖6為示出了在圖3所示的圖像顯示設(shè)備的前板上形成的熒光體部分的視圖。熒光體部分包含黑色導(dǎo)電材料91和熒光體92，其中黑色導(dǎo)電材料91依據(jù)它的布置被稱為黑色條紋或者黑色矩陣。通常這樣設(shè)計電子束的發(fā)光圖像93，以便它可以到達熒光體開口(aperture)部分的中心。但是，當(dāng)后板和前板的對準出現(xiàn)偏移或者圖像顯示設(shè)備的翹曲大時，也可能出現(xiàn)下述情況發(fā)光圖像93沒有到達熒光體開口部分的中心，而且發(fā)光圖像被黑色導(dǎo)電材料遮蔽。如圖3所示，金屬殼85通常在熒光體膜84的內(nèi)表面?zhèn)壬闲纬伞?br> 如上所述的后板、前板和支架構(gòu)成了圖3所示的圖像顯示設(shè)備的外殼90。參見圖3的虛線的內(nèi)部，其中描述了外殼90的密封連接結(jié)構(gòu)。支架86和后板用熔合玻璃固定。支架86和前板82由接合部件206粘合。作為接合部件206，使用了柔軟并且不會在高溫下放出太多氣體的材料，以便能夠消減后板81和前板82的熱膨脹系數(shù)的差別。在當(dāng)前實施例中使用了銦(In)。在用接合部件206粘合的支架86和前板82的位置處形成內(nèi)涂層204，用于提高在接觸面處的粘合性。在當(dāng)前實施例中使用了對于銦(In)具有良好的可沾性的銀。下面對制造包括如上所述的密封連接結(jié)構(gòu)在內(nèi)的圖像顯示設(shè)備的過程進行描述。首先，利用熔合玻璃203將支架86粘合到后板81上，并且通過在400℃到500℃的溫度下對支架86烘焙10分鐘，固定支架86。在那之后，用接合部件206對支架86和前板82之間的部分進行密封連接，以形成外殼90。如圖7所示，由定位設(shè)備200實現(xiàn)對準，并且從前板82側(cè)和后板81側(cè)兩個方向?qū)㈩A(yù)定壓力施加到接合部件206上。然后，在該壓力下執(zhí)行大約十分鐘180℃的熱處理，以便用接合部件206將支架86和前板82進行接合。整個這一系列的過程在真空室中執(zhí)行，而且從一開始就可以使得外殼90的內(nèi)部成為真空。
順便提及的是，在當(dāng)前實施例的圖像顯示設(shè)備中，通過安裝未示出的、被稱為隔離物的支撐主體，構(gòu)造在具有大面積的情況下相對于大氣壓力也具有足夠強度的外殼90。
因為接合部件206具有拉伸性，所以接合部件206本身在熱處理之后的冷卻工藝中吸收由前板82和后板81的熱膨脹系數(shù)之間的差別所產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，即使彼此具有不同熱膨脹系數(shù)的前板和后板被選為前板82和后板81，也不會引起諸如出現(xiàn)裂縫之類的缺陷。接合部件206的厚度嚴重地影響接合部件206對應(yīng)力的吸收。當(dāng)外殼90的尺寸小時，僅僅通過采用用銦(In)接合起來的密封連接結(jié)構(gòu)，就能夠相對容易地形成使用由不同玻璃材料制成的板的真空室。但是，如果外殼90的尺寸變得較大，則當(dāng)沒有足夠的銦(In)厚度時，就不可能消減各類玻璃的熱膨脹系數(shù)之間的差別，而且在板上會產(chǎn)生裂縫。因此，如果外殼90的尺寸較大，則必須依據(jù)外殼的尺寸使銦(In)的厚度更厚。利用實驗的方法，銦(In)的厚度優(yōu)選為在外殼尺寸的0.05％到0.5％的范圍之內(nèi)。
雖然通過使用諸如銦(In)之類的具有高拉伸性的材料作為接合部件206來防止裂縫的出現(xiàn)，但是在那種情況下在接合部件的內(nèi)部出現(xiàn)了大的殘余應(yīng)力，而且在板中產(chǎn)生翹曲。因為當(dāng)進行外殼的密封連接時，必須使每個彩色熒光體和每個電子發(fā)射器件彼此相對應(yīng)，所以必須通過上和下基板的敲打方法等、實現(xiàn)充分的對準。但是，由翹曲而引起的電子束入射位置的偏移不能通過密封連接時的對準進行校正。如果外殼變得更大，則該問題變得更加顯著。
在當(dāng)前實施例中，如稍后所述，通過采用每個都具有傾斜形狀的器件電極形成電子束的初始速度向量的面內(nèi)分布，對由于翹曲所導(dǎo)致的電子束入射位置的偏移進行校正。
根據(jù)如上所述的當(dāng)前實施例中的表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件單元的基本特性，依據(jù)在相對的器件電極之間施加的脈沖狀(pulse-like)的振幅和寬度，對電子發(fā)射特性進行控制，而且由電子發(fā)射特性表示中間色調(diào)(halftones)。當(dāng)布置了許多電子發(fā)射器件時，通過利用掃描線信號選擇行，以通過信息線信號線將脈沖電壓施加到每個器件上，可以將單獨的電壓施加到任意的器件上，并且獨立地控制每個器件。
下面對圖像顯示設(shè)備的標準驅(qū)動設(shè)備進行描述。圖8中的框圖示出了在當(dāng)前實施例中、用于基于TV信號的電視顯示的圖像顯示設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)。
掃描信號電路102連接到使用電子發(fā)射器件的圖像顯示板101的X方向?qū)Ь€，其中該掃描信號電路102構(gòu)成用于施加掃描線信號的掃描驅(qū)動電路。此外，調(diào)制電壓轉(zhuǎn)換電路107和脈寬調(diào)制電路105連接到Y(jié)方向?qū)Ь€，其中調(diào)制電壓轉(zhuǎn)換電路107和脈寬調(diào)制電路105構(gòu)成用于將信息信號施加到Y(jié)方向?qū)Ь€上的數(shù)據(jù)驅(qū)動電路。電壓調(diào)制適當(dāng)?shù)貙⒚}沖的振幅調(diào)制到輸入電壓脈沖中。脈寬調(diào)制將電壓脈沖的寬度調(diào)制到輸入的并行圖像信號中。
同步控制電路103基于發(fā)自解碼器106的同步信號，發(fā)送同步控制信號。解碼器106是用于從從外部輸入的TV信號中分離出同步信號分量和圖像信號分量的電路。圖像信號分量與同步信號同步地輸入到并行轉(zhuǎn)換電路104中。
基于發(fā)自控制電路103的信號，控制并行轉(zhuǎn)換電路的操作，而且該并行轉(zhuǎn)換電路104執(zhí)行對以時間順序串行輸入的圖像信號的串并轉(zhuǎn)換。將已經(jīng)經(jīng)受了串并轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)輸出作為用于n個電子發(fā)射器件的并行信號。
脈寬調(diào)制電路105和調(diào)制電壓轉(zhuǎn)換電路107將每個亮度信號轉(zhuǎn)換為脈沖寬度和調(diào)制信號，它們被施加到每個電子發(fā)射器件上。調(diào)制電壓連接電路107的輸出信號通過Y方向的導(dǎo)線進入圖像顯示板101的內(nèi)部，并且施加到位于與由X方向?qū)Ь€所選擇的掃描線的交點處的各自電子發(fā)射器件上。通過執(zhí)行X方向的導(dǎo)線的逐行掃描，驅(qū)動在圖像顯示設(shè)備的整個表面上的電子發(fā)射器件。
如上所述，在當(dāng)前實施例中，在圖像顯示設(shè)備中通過X、Y導(dǎo)線向每個電子發(fā)射器件施加電壓，以使電子發(fā)射器件發(fā)出電子。然后，和電子的發(fā)射一起，通過高壓端子Hv將高電壓施加到作為陽極的金屬殼85上，并且對從每個電子發(fā)射器件發(fā)出的電子進行加速以便與熒光體碰撞。由此，能夠顯示圖像。該成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)是本發(fā)明中的成像設(shè)備的一個示例，而且能夠基于本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)進行各種修改。作為輸入信號，存在有NTSC、PAL、HDTV等制式的信號。
下面描述在當(dāng)前實施例中的對電子束入射位置的偏移的校正。
在密封連接工藝中的翹曲在一定程度上具有再現(xiàn)性。在如圖1A所示翹曲的圖像顯示設(shè)備中，從后板上的電子發(fā)射器件中延伸出的法線到達前板的到達點偏離理想發(fā)光位置多少，被稱為“參考法線和實際法線之間的角度”。因此，理想發(fā)光位置是指與電子發(fā)射器件相對應(yīng)的發(fā)光部件的形成位置。此外，“參考法線和實際法線之間的角度”是指由參考平面的法線和后板的實際法線形成的角度?；诼N曲的實際測量的平均值，計算“參考法線和實際法線之間的角度”。此外，與法線的向量平均值垂直的表面用作參考平面。圖9示出了當(dāng)在當(dāng)前實施例中的前板上的發(fā)光點偏移到X方向和Y方向中的任一個方向時，參考平面和法線之間的角度。雖然在當(dāng)前實施例中參考面是平面，但是當(dāng)由于光學(xué)特性而將參考面看作曲面更好時，該參考面不局限于平面。
當(dāng)如圖10所示器件電極與X、Y方向成角度時(X方向的導(dǎo)線延伸的方向稱為X方向，而Y方向的導(dǎo)線延伸的方向稱為Y方向)，器件電極所引起的電場方向變?yōu)榇怪庇陔姌O傾斜方向的方向。因為如圖4A和4B中的電子束軌跡所示，從電子源發(fā)出的電子束順著電場方向飛行，所以電子束具有沿Y方向的速度矢量。因此，依據(jù)器件電極的傾斜角度，電子束到達前板的電子束入射位置是偏移的。圖11示出了在參考平面和法線間的角度與器件電極的斜度角度θy之間的關(guān)系。如果使圖11中的關(guān)系與圖9中的位置偏移相對應(yīng)，則能夠選擇器件電極的適當(dāng)角度。例如，當(dāng)電子入射位置的偏移是5μm時，在基于圖9的情況下，參考法線和實際法線之間的對應(yīng)角度為0.17度。然后，根據(jù)圖11，可以得知器件電極的角度大約為2.5度。基于這個對應(yīng)關(guān)系，在器件電極形成工藝時預(yù)先形成事先具有與翹曲相對應(yīng)的角度的器件電極，而且翹曲對由于翹曲引起的電子束入射位置的偏移進行校正。圖5示出了這樣的器件電極的示意視圖，該器件電極被形成為在圖像顯示表面的整個區(qū)域上具有角度分布。在圖5中，翹曲主要存在于Y方向。在X方向中的翹曲相當(dāng)大的情況下，需要X方向的校正。在當(dāng)前實施例中，通過一般的濺射-光刻法刻蝕工藝形成器件電極。因此，雖然需要與翹曲相對應(yīng)的專用掩模，但是與諸如絲網(wǎng)印刷之類的其它工藝相比，圖案精確度更高，而且因為電子束位置的校正精確度更好，所以濺射-光刻法刻蝕工藝是更可取的。
如上所述，在當(dāng)前實施例中，通過在器件電極的角度中形成面內(nèi)分布，對由于圖像顯示設(shè)備中留有的翹曲而導(dǎo)致的電子束入射位置的偏移進行校正。
(實施例2)當(dāng)前實施例是其中如圖12所示電極形狀為弧形的情況，而且當(dāng)前實施例中的其它結(jié)構(gòu)與實施例1中的那些結(jié)構(gòu)相同。在這種情況下，如果如實施例1中所描述的那樣，在Y方向中，在像圖12中的Y4-Y6的電極上的預(yù)定角度位置dy4-dy6處形成電子發(fā)射區(qū)，則能夠任意地選擇電子束的初始速度向量。也就是說，通過在電子發(fā)射區(qū)的位置處形成面內(nèi)分布，使電子束入射位置達到正確的位置。圖13為示出了在其中電極半徑Ry為100μm的情況下，在參考平面和法線間的角度與對應(yīng)電子發(fā)射區(qū)位置的偏移之間的關(guān)系的圖示。通過與實施例1中類似的方法，使圖13中關(guān)系與圖9中的位置偏移相對應(yīng)，能夠選擇電子發(fā)射區(qū)位置的適當(dāng)偏移。例如，當(dāng)電子入射位置的偏移是5μm時，在基于圖9的情況下，參考法線和實際法線之間的對應(yīng)角度為0.17度。然后，根據(jù)圖13，可以得知在這時候的電子發(fā)射區(qū)位置的偏移大約為4.5μm。因為在矩陣導(dǎo)線的某些剛性結(jié)構(gòu)中，由于電子發(fā)射區(qū)的位置更偏離中心，圖13中的關(guān)系受到矩陣剛性結(jié)構(gòu)的影響，所以圖13中的關(guān)系在某些情況下變?yōu)榉蔷€性的。在這種情況下，能夠通過實際測量或者仿真重新繪制圖13中的關(guān)系。在當(dāng)前實施例的系統(tǒng)中，雖然校正范圍是狹窄的，但是即使當(dāng)改變設(shè)計時，也不需要改變掩模是本發(fā)明的特征。在通過噴墨工藝產(chǎn)生器件膜的情況下，可以通過改變從墨盒滴出到每個圖像顯示設(shè)備的小滴的沖擊位置而執(zhí)行不同的校正。在這種情況下，例如，能夠?qū)γ總€后板基板執(zhí)行依據(jù)翹曲的調(diào)整。
(實施例3)在當(dāng)前實施例中，電極角度在圖像顯示設(shè)備的整個表面上為零度(一對器件電極的相對部分與Y方向的導(dǎo)線平行)。然而，當(dāng)前實施例通過在由于矩陣結(jié)構(gòu)而引起的電子束控制效應(yīng)中形成面內(nèi)分布，使電子束入射位置在前板上達到正確的位置。下面將詳細描述當(dāng)前實施例。
Y方向?qū)Ь€的剛性結(jié)構(gòu)影響電子束的水平電子入射距離dx。Y方向?qū)Ь€的主要參數(shù)是距離電子源的距離xd，以及在Y方向的導(dǎo)線高度hd，而且這些參數(shù)將影響電子軌道。使用圖17進行具體說明，當(dāng)距離xd變小時，電子束的軌道例如從dx4改變到dx3，就好像它推開Y方向?qū)Ь€那樣。此外，當(dāng)高度hd變高時，電子束的軌道也發(fā)生改變，好像它推開Y方向?qū)Ь€那樣。圖18示出了在電子發(fā)射區(qū)和Y方向?qū)Ь€之間的距離為55μm的情況下，參考平面和法線的角度與Y方向的導(dǎo)線高度之間的關(guān)系，該關(guān)系通過擬合實驗獲得的結(jié)果而獲得。圖19類似地示出了在Y方向中的導(dǎo)線高度為19.5μm的情況下，在參考平面和法線間的角度與電子發(fā)射區(qū)和Y方向?qū)Ь€間的距離之間的關(guān)系。通過與實施例1中的類似的方法，使這些關(guān)系與圖9中的關(guān)系相對應(yīng)，以便執(zhí)行電子入射位置的適當(dāng)校正。例如，在其中電子入射位置的偏移是5μm的情況下，根據(jù)圖9，參考法線和實際法線之間的對應(yīng)角度為0.17度。根據(jù)圖18，可以得知在這時候在Y方向中的導(dǎo)線高度為20.3μm。此外，當(dāng)電子入射位置的偏移是5μm時，根據(jù)圖9，參考平面和法線的對應(yīng)角度大約為0.17度。根據(jù)圖19，可以得知在這時候在電子發(fā)射區(qū)和導(dǎo)線之間的距離為48μm。
在上述實施例1-3中，可以為每個單元進一步調(diào)整施加到電子發(fā)射器件的電壓Vf，而且可以進一步調(diào)整電子束入射位置。以下將對其進行詳細描述。
已知電子束的水平電子入射距離dx取決于發(fā)射能量，并且與SQRT((Vf-V)/Va)成比例(V表示功函數(shù)，而Va表示陽極電壓)。如果如圖16所示，類似于實施例1，對用于將器件驅(qū)動到圖9所示的電子入射位置的偏移的電壓Vf執(zhí)行校正，則能夠進一步調(diào)整電子束的位置。
然而，因為在這種情況下也導(dǎo)致亮度的改變，所以優(yōu)選的是，依據(jù)由于用于驅(qū)動器件的電壓Vf而導(dǎo)致的亮度改變，改變用于驅(qū)動器件的脈沖寬度Pw，以便校正亮度的改變。如圖15所示，當(dāng)在該圖示中由驅(qū)動電壓將亮度從Lu1改變到Lu2時，將驅(qū)動脈沖從Pw1調(diào)整到Pw2，并且校正由該驅(qū)動電壓導(dǎo)致的亮度改變。校正量取決于電子源的特性。在當(dāng)前實施例中，當(dāng)驅(qū)動電壓Vf從其中驅(qū)動電壓Vf為19.2V、脈沖寬度Pw為6.7μs、而且亮度為200cd/cm2的狀態(tài)中進行改變了時，能夠在脈沖寬度Pw為10.8μs處獲得幾乎是原有的亮度。不需要實時地執(zhí)行這個校正，而且可以給出事先測量的驅(qū)動電壓和脈沖寬度之間的關(guān)系，作為用于面內(nèi)分布的校正表。也就是說，當(dāng)沒有校正時，在提供給圖8所示的脈寬調(diào)制電路105和調(diào)制電壓轉(zhuǎn)換電路107的脈沖寬度Pw和驅(qū)動電壓Vf之間的關(guān)系對于圖像信號來說是一種類型。然而，當(dāng)存在校正時，依據(jù)表面中為校正而劃分的塊，存在多種關(guān)系。雖然當(dāng)前系統(tǒng)在圖像顯示設(shè)備的制造工藝中沒有改變?nèi)魏问挛?，但是將校正范圍變窄到在幾個μm之內(nèi)。
此外，在第一到第三實施例中，當(dāng)圖像顯示設(shè)備的翹曲超過某個程度的范圍時，不能僅僅在后板側(cè)處理該翹曲。例如，在第一實施例中，設(shè)計電極角度超過10度的模式是不可取的。因此，在這樣的情況下，通過在熒光體的位置處形成面內(nèi)分布，補充由電子束控制所進行的對電子入射位置的偏移的校正，使發(fā)光部分的位置與電子束入射位置一致。圖21示出了在參考平面和法線間的角度與僅僅考慮熒光體位置移動時的熒光體位置偏移之間的關(guān)系。此外，使用圖20描述熒光體的位置。參考標記dy表示在Y方向中熒光體位置的中心對熒光體間距的偏移量。因此，熒光體間距是指假定不存在翹曲時設(shè)置的參考間距(目標值)。參考標記Y8表示位于標準位置處的熒光體。因為在熒光體Y8處，熒光體位置沒有偏離熒光體間距，所以偏移量dy8為零。當(dāng)即使進行了實施例1-3所示的校正，在靠近圖像末端的區(qū)域中，電子束發(fā)射部分也沒有落入熒光體的開口區(qū)域中時，通過像熒光體Y7或者熒光體Y9那樣使熒光體的位置偏移，對電子束入射位置的校正進行進一步的補充。然而，因為該補充改變了熒光體的間距，而且可以考慮到其中該改變在光學(xué)上不可取的情況，所以偏移量dy7-dy9的數(shù)值優(yōu)選為小于10μm。通過改變諸如前板的黑色導(dǎo)電材料之類的掩模，可以實現(xiàn)使熒光體位置偏移的系統(tǒng)。
在如上所述的每個實施例中，雖然作為在電子源基板上形成的電子發(fā)射器件的一個示例而引用了表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件，但是本發(fā)明不局限于使用表面?zhèn)鲗?dǎo)型電子發(fā)射器件。例如，可以使用諸如場致發(fā)射型器件之類的其它電子發(fā)射器件。
此外，本發(fā)明校正了由翹曲產(chǎn)生的位置偏移，并且不限制由翹曲產(chǎn)生的位置偏移的類型。例如，此外，在當(dāng)后板和前板不平行時的偏移的情況下，雖然公式改變了，但是本發(fā)明可以處理這樣的偏移。
此外，雖然在當(dāng)前實施例1-3中已經(jīng)描述了其中每個實施例獨立的情況，但是本發(fā)明不局限于這樣的情況，而且可以通過組合每個實施例而實現(xiàn)發(fā)明目的。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)在其后板和前板通過密封連接而彼此附著的圖像顯示設(shè)備中由于存在殘余應(yīng)力而導(dǎo)致翹曲時，也能夠提供沒有亮度偏差和顏色偏差的高質(zhì)量的圖像顯示設(shè)備。
此外，依據(jù)本發(fā)明，因為可以允許更大的翹曲，所以能夠使前板和后板的厚度薄于傳統(tǒng)的那些板。因而，不僅可以提供明亮并且便宜的圖像顯示設(shè)備，而且可以提供具有更大和高清晰度屏幕的圖像顯示設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，包含具有電子源的電子源基板，所述電子源包括多個電子發(fā)射器件、多條行方向的導(dǎo)線和多條列方向的導(dǎo)線，其中每個電子發(fā)射器件具有在一對電極之間的電子發(fā)射區(qū)，而且所述這些導(dǎo)線連接所述多個電子發(fā)射器件；以及位于電子源基板對面的相對基板，所述相對基板包括與所述多個電子發(fā)射器件相對應(yīng)的多個發(fā)光部分，其中，在所述電子源基板中，電子源形成區(qū)域表面的法線方向以一種趨勢分布，而從所述電子發(fā)射器件的所述電子發(fā)射區(qū)發(fā)出的電子的初始向量以與所述法線方向的分布趨勢相對應(yīng)的趨勢分布，以便從所述多個電子發(fā)射器件中的每一個發(fā)出的電子可以照射所述多個發(fā)光部分中與所述電子發(fā)射器件相對應(yīng)的每個發(fā)光部分。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其特征在于通過使由所述器件電極對的相對表面與行方向形成的角度中形成分布趨勢，獲得從所述多個電子發(fā)射器件中的每一個發(fā)出的所述電子的所述初始速度向量的分布趨勢。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像顯示設(shè)備，其特征在于所述器件電極對的相對表面具有曲度，而且通過使所述具有曲度的相對表面上的所述電子發(fā)射區(qū)的位置中形成分布趨勢，獲得從所述多個電子發(fā)射器件中的每一個發(fā)出的所述電子的初始速度向量的分布趨勢。
4.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其特征在于通過使所述多個電子發(fā)射器件的每一個所述電子發(fā)射區(qū)和靠近該電子發(fā)射區(qū)的所述列方向?qū)Ь€之間的距離中形成分布趨勢，獲得從所述多個電子發(fā)射器件中的每一個發(fā)出的所述電子的初始速度向量的分布趨勢。
5.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其特征在于通過使靠近所述多個電子發(fā)射器件的每個所述電子發(fā)射區(qū)的所述列方向?qū)Ь€的高度中形成分布趨勢，獲得從所述多個電子發(fā)射器件中的每一個發(fā)出的所述電子的所述初始速度向量的所述分布趨勢。
6.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示設(shè)備，其特征在于所述多個發(fā)光部分的相鄰發(fā)光部分之間的間距具有與所述法線方向的分布趨勢相對應(yīng)的分布趨勢。
全文摘要
提供了一種對從電子發(fā)射器件發(fā)出的電子在前板上的偏移的對策，該偏移由于伴隨諸如密封連接之類的加熱過程出現(xiàn)的后板和前板的翹曲而產(chǎn)生。從在后板上形成的電子發(fā)射器件的電子發(fā)射區(qū)發(fā)出的電子的初始速度向量，具有與后板法線方向的面內(nèi)分布相對應(yīng)的分布趨勢，以便從多個電子發(fā)射器件中每一個發(fā)出的電子可以照射在前板上形成的多個發(fā)光部分中的與每個電子發(fā)射器件相對應(yīng)的每個發(fā)光部分。
文檔編號H01J1/30GK1797685SQ20051013418
公開日2006年7月5日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者山戶田武史, 久野光俊 申請人:佳能株式會社