專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)有彼此相對(duì)的基板以及設(shè)置在基板之間的間隔件的圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，各種平面圖像顯示裝置作為取代陰極射線管(CRT)的下一代輕量級(jí)薄型顯示裝置受到關(guān)注。例如，已研發(fā)出表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射裝置(SED)作為一種用作平面顯示裝置的場(chǎng)致發(fā)射裝置(FED)。
SED包括彼此相對(duì)地設(shè)置并在其間具有預(yù)定間隔的第一基板和第二基板。這些基板各自的周緣部分通過(guò)矩形側(cè)壁結(jié)合在一起，由此形成真空包封。三色熒光層被形成在第一基板的內(nèi)表面上。大量電子發(fā)射元件被設(shè)置在第二基板的內(nèi)表面上，這些電子發(fā)射元件分別與各像素對(duì)應(yīng)，并用作激發(fā)熒光體的電子發(fā)射源。為了支承作用于第一基板和第二基板之間的大氣負(fù)載并保持兩基板之間的間隙，在兩基板之間設(shè)置多個(gè)間隔件。根據(jù)例如日本特開(kāi)2002-082850號(hào)公報(bào)中描述的裝置，支承基板被設(shè)置在第一基板和第二基板之間，并且將多個(gè)間隔件設(shè)置在支承基板上。支承基板被形成為具有多個(gè)電子束孔，分別從電子發(fā)射元件發(fā)射出的電子束通過(guò)這些電子束孔。
在將圖像顯示在上述SED上的過(guò)程中，陽(yáng)極電壓被施加于熒光層，并且從電子發(fā)射元件發(fā)射出的電子束被陽(yáng)極電壓加速并與熒光層碰撞。于是，熒光體發(fā)光并顯示圖像。為了獲得實(shí)用的顯示特性，需要使用與常規(guī)陰極射線管的相同的熒光體并將陽(yáng)極電壓設(shè)置成幾千伏或以上，較佳地為5千伏或以上。
在如此構(gòu)造的SED中，所顯示圖像的輝度取決于陽(yáng)極電壓，由此陽(yáng)極電壓以高為佳。然而，考慮到分辨率和支承部件的性質(zhì)和可制造性，第一基板和第二基板之間的間隙被設(shè)置成相對(duì)小的值，例如大約1-2mm。如果施加了高電壓，則不可避免地在第一基板和第二基板之間的小間隙中形成強(qiáng)電場(chǎng)，由此容易在兩基板之間產(chǎn)生放電(介質(zhì)擊穿)。如果發(fā)生放電，則可能造成第一基板上的電子發(fā)射元件、熒光屏或布線的擊穿或劣化。在成品中不希望有導(dǎo)致這種故障發(fā)生的放電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮這些情形而作出的，并且其目的是提供一種具有提高的可靠性和顯示質(zhì)量的、抑制放電發(fā)生的圖像顯示裝置。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，這里提供一種圖像顯示裝置，包括第一基板，其上形成有熒光屏；第二基板，它形成間隙地與第一基板相對(duì)，并設(shè)有多個(gè)激發(fā)熒光屏的電子發(fā)射源；多個(gè)間隔件，它們位于第一和第二基板之間并支承作用于第一和第二基板的大氣負(fù)載；以及柵格單元，它們被設(shè)置在間隔件和第二基板之間。
柵格單元包括板狀柵格，該板狀柵格具有各自與電子發(fā)射源相對(duì)的多個(gè)電子束孔并與第二基板相對(duì)，并且施加了預(yù)定電壓；第一介電層，它覆蓋柵格的外表面；導(dǎo)電層，它被設(shè)置在第一介電層和第二基板之間并連接于接地電位；以及第二介電層，它形成為覆蓋導(dǎo)電層并位于導(dǎo)電層和第二基板之間。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的SED的立體圖；圖2是沿圖1的線II-II剖切的SED的立體圖；圖3是放大地示出SED的截面圖；圖4是示出SED的柵格單元的平面圖；以及圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的SED的截面圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳模式具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)將本發(fā)明應(yīng)用于作為平面圖像顯示裝置的SED的第一實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1-3所示，SED包括第一基板11和第二基板12，它們各自由矩形玻璃板形成。這些基板彼此相對(duì)并在其間有大約1.0至2.0mm的間隙。第一基板11和第二基板12各自的周緣部分通過(guò)矩形框形狀的玻璃側(cè)壁13結(jié)合在一起，由此形成內(nèi)部保持真空的平板的真空包封10。
作為熒光屏的熒光屏16被形成在第一基板11的內(nèi)表面上。熒光屏16由分別發(fā)出紅、藍(lán)和綠光的熒光層R、G和B、以及并排設(shè)置的光屏蔽層15構(gòu)成。這些熒光層是帶狀、點(diǎn)狀或矩形的。鋁等金屬背襯17和吸氣膜19被接連形成在熒光屏16上。
大量表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射元件18被設(shè)置在第二基板12的內(nèi)表面上，這些電子發(fā)射元件18各自發(fā)射出電子束作為激發(fā)熒光屏16的熒光層R、G和B的電子源。這些電子發(fā)射元件18以對(duì)應(yīng)于各像素的多列和多行的形式排列。每個(gè)電子發(fā)射元件18由電子發(fā)射部分(未圖示)、將電壓施加于電子發(fā)射部分的一對(duì)元件電極等構(gòu)成。用于驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射元件18的大量布線21以矩陣形式設(shè)置在第二基板12的內(nèi)表面上，并且它們的各端部從真空包封10中引出。
起到連接部件作用的側(cè)壁13通過(guò)例如低熔點(diǎn)玻璃或低熔點(diǎn)金屬等密封劑20密封到第一基板11的外緣部分和第二基板12的外緣部分，由此將這些基板結(jié)合在一起。
如圖2和圖3所示，SED包括位于第一基板11和第二基板12之間的間隔件結(jié)構(gòu)22；以及位于間隔件結(jié)構(gòu)和第二基板之間的柵格單元40。在本實(shí)施例中，間隔件結(jié)構(gòu)22具有由矩形金屬板構(gòu)成的支承基板24；以及一體地設(shè)置在支承基板的一個(gè)表面上的大量柱形間隔件30。
更具體地說(shuō)，支承基板24被形成為具有尺寸基本等于熒光屏16的矩形形狀。支承基板24具有與第一基板11的內(nèi)表面相對(duì)的第一表面24a以及與第二基板12的內(nèi)表面相對(duì)的第二表面24b，并且設(shè)成與這些基板平行。大量電子束孔26通過(guò)蝕刻等方式形成于支承基板24中。諸電子束孔26分別與諸電子發(fā)射元件18相對(duì)地排列，并且從電子發(fā)射元件發(fā)射出的電子束通過(guò)相應(yīng)的電子束孔。
支承基板24由例如0.1至0.25mm厚度的鐵鎳基金屬板形成，并且電子束孔26被形成為具有例如尺寸為0.15-0.25mm×0.15-0.25mm的矩形形狀。通過(guò)涂敷和燒制主要由玻璃或陶瓷構(gòu)成的介電材料而獲得的作為介電層的高阻膜32被形成在支承基板24的表面上。根據(jù)本實(shí)施例，支承基板24的第一和第二表面24a和24b以及電子束孔26的各內(nèi)壁表面由厚度大約10μm的鋰基堿性硼硅酸玻璃的高阻膜32覆蓋。支承基板24被設(shè)置成使其第一表面24a通過(guò)其間的吸氣膜19、金屬背襯17和熒光屏16與第一基板11的內(nèi)表面形成表面接觸。
如果第一基板11和第二基板12的縱向和橫向分別為X和Y，則支承基板24中的電子束孔26在X方向上以預(yù)定節(jié)距排列，并在Y方向上以大于X方向節(jié)距的節(jié)距排列。形成于第一基板11中的熒光層R、G和B以及第二基板12上的電子發(fā)射元件18在X和Y方向上以與電子束孔26相同的節(jié)距排列，并分別面向電子束孔。因此，電子發(fā)射元件18各自通過(guò)電子束孔26面向它們相應(yīng)的熒光層。
間隔件30被一體地設(shè)置在支承基板24的第二表面上，并位于在Y方向上排列的諸電子束孔26之間。間隔件30的各延伸端與將在后面提到的柵格單元40相抵。每個(gè)間隔件30呈楔形以使其直徑從支承基板24一側(cè)向其延伸端減小。每個(gè)間隔件30在平行于柵格表面的方向上的橫截面基本為橢圓形。
如此構(gòu)造的間隔件結(jié)構(gòu)22位于第一基板11和第二基板12之間。另外，在間隔件結(jié)構(gòu)22中，支承基板24與第一基板11表面接觸，并且間隔件30各延伸端與第二基板12的內(nèi)表面相抵，在它們之間插有柵格單元40，由此來(lái)支承作用于這些基板的大氣負(fù)載并將基板之間的間隔保持在預(yù)定值。
如圖2至圖4所示，柵格單元40具有矩形板形狀的柵格42，其尺寸基本上與熒光屏16的相等。柵格42具有與第一基板11的內(nèi)表面和第二基板12的內(nèi)表面相對(duì)并平行于這些基板設(shè)置的兩個(gè)表面。通過(guò)蝕刻等技術(shù)在柵格42中形成大量電子束孔44。電子束孔44在方向X上以預(yù)定節(jié)距排列，并且在方向Y上以大于X方向節(jié)距的節(jié)距排列。電子束孔44各自與電子發(fā)射元件18相對(duì)地排列，并且從電子發(fā)射元件發(fā)射出的電子束分別通過(guò)諸電子束孔44。
柵格42由例如厚度0.1-0.25mm的鐵鎳基金屬形成，并且電子束孔44是矩形的。柵格42的表面、包括電子束孔44的各內(nèi)表面由厚度大約10μm的第一介電層46覆蓋。第一介電層46通過(guò)涂敷和燒制主要由玻璃或陶瓷構(gòu)成的介電材料、例如鋰基堿性硼硅酸玻璃等而形成。
諸如鋁、銅或銀等金屬導(dǎo)電層48被形成為覆蓋柵格42在第二基板12一側(cè)的表面上的第一介電層46。導(dǎo)電層48被形成在柵格42的除電子束孔44外的整個(gè)表面上。在本實(shí)施例中，導(dǎo)電層48是各自在X方向上延伸并位于在Y方向上并排設(shè)置的電子束孔44之間的帶狀導(dǎo)電層的形式。
第二介電層50被形成為覆蓋柵格42在第二基板12一側(cè)的表面上的導(dǎo)電層48。第二介電層50通過(guò)涂敷和燒制主要由玻璃或陶瓷構(gòu)成的介電材料、例如鋰基堿性硼硅酸玻璃而形成。
另一組諸如鋁、銅或銀等金屬導(dǎo)電層52被形成為覆蓋柵格42在第一基板11一側(cè)的表面上的第一介電層46。導(dǎo)電層52被形成在柵格42除電子束孔44外的整個(gè)表面上。在本實(shí)施例中，導(dǎo)電層52是各自在X方向上延伸并位于在Y方向上并排設(shè)置的電子束孔之間的帶狀導(dǎo)電層的形式。導(dǎo)電層52和導(dǎo)電層48通過(guò)網(wǎng)眼印刷、蒸鍍、濺鍍、CVD等形成。
第三介電層54被形成為覆蓋柵格42在第一基板11一側(cè)的表面上的導(dǎo)電層52。第三介電層54通過(guò)涂敷和燒制主要由玻璃或陶瓷構(gòu)成的介電材料(例如鋰基堿性硼硅酸玻璃)而形成。
如此構(gòu)成的柵格單元40被設(shè)置在第二基板12上，其中第二介電層50與第二基板的內(nèi)表面接觸。柵格單元40的電子束孔44各自面向它們相應(yīng)的電子發(fā)射元件18。在本實(shí)施例中，柵格單元40被設(shè)置成重疊于形成在第二基板上的布線21上。因此，在介電層50和第二基板12的內(nèi)表面之間界定一小間隙，例如大約20μm的間隙。該間隙被形成為占每個(gè)電子束孔44的直徑的50％或一下。此外，布線21起到限定柵格單元40和第二基板12之間的間隙的間隙限定部件的作用。
構(gòu)成間隔件結(jié)構(gòu)22的多個(gè)間隔件30各自在電子束孔44之間的區(qū)域與柵格單元40的第三介電層54相抵。因此，柵格單元40被保持在間隔件30和第二基板12之間。
SED包括將電壓施加于柵格單元40和第一基板11的金屬背襯17的電壓供給部分。電壓供給部分具有將例如約8千伏的高電壓施加于金屬背襯17的第一電源60a和將例如約1千伏的電壓施加于導(dǎo)電層52的第二電源60b。第二基板12和位于柵格42與第二基板12之間的導(dǎo)電層48連接于接地電位。
在如此構(gòu)造的SED上顯示圖像時(shí)，從電子發(fā)射元件18發(fā)射出的電子束由施加于熒光屏16和金屬背襯17的陽(yáng)極電壓加速并與熒光屏16碰撞。于是，熒光屏16的熒光層被激發(fā)以發(fā)光并顯示圖像。在這完成之后，被施加電壓的柵格42起到從電子發(fā)射元件18引出電子束的引出電極的作用。被施加電壓的第一基板11一側(cè)的導(dǎo)電層52具有使通過(guò)電子束孔44透射的電子束向熒光層匯聚的作用。
根據(jù)如此構(gòu)造的SED，具有柵格42和導(dǎo)電層48的柵格單元40被設(shè)置在第二基板12的內(nèi)表面上，預(yù)定電壓被施加于柵格42，并且位于柵格和第二基板之間的導(dǎo)電層48連接于接地電位。因此，柵格單元40基本上能使在第二基板12內(nèi)表面上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度大量減至零，即0V/m，從而抑制放電(潛流放電)發(fā)生。因此能夠提供可靠性和顯示質(zhì)量提高的SED。
柵格42被設(shè)置在電子發(fā)射元件18附近并還起到引出電極的作用。因此能高效地發(fā)射電子束。此外，柵格單元40的另一導(dǎo)電層52設(shè)置在第一基板11一側(cè)，并且可通過(guò)將電壓施加于導(dǎo)電層來(lái)提高電子束在熒光層上的匯聚性?；谶@些情形，可獲得顯示質(zhì)量進(jìn)一步改善的SED。
下面是對(duì)本發(fā)明第二實(shí)施例的說(shuō)明。根據(jù)第二實(shí)施例，如圖5所示，柵格單元40具有柵格42、第一介電層46、導(dǎo)電層48和第二介電層50。第一基板1一側(cè)的導(dǎo)電層和第三介電層被省去。柵格42被設(shè)置在第二基板12上方，在它們之間有第一介電層46、導(dǎo)電層48和第二介電層50。柵格42連接于第二電源60b，而導(dǎo)電層48連接于接地電位。
代替前述間隔件結(jié)構(gòu)，將多個(gè)間隔件30設(shè)置在柵格單元40和第一基板11之間。這些間隔件30是柱形或板狀的。每個(gè)間隔件30的一端與相鄰電子束孔44之間的柵格單元40的第一介電層46相抵，而其另一端與第一基板11的內(nèi)表面相抵，在所述另一端和第一基板11之間插有吸氣膜19、金屬背襯17和光屏蔽層15。因此，間隔件30支承作用于第一基板11和第二基板12的大氣負(fù)載，從而將基板之間的間隔保持在一預(yù)定值。
在第二實(shí)施例中，其它配置與前述第一實(shí)施例的配置相同，因此用相同標(biāo)號(hào)表示相同部分，且其詳細(xì)說(shuō)明被省去。
根據(jù)如此構(gòu)造的SED，具有柵格42和導(dǎo)電層48的柵格單元40被設(shè)置在第二基板12的內(nèi)表面上，將預(yù)定電壓施加于柵格42，并且位于柵格和第二基板之間的導(dǎo)電層48連接于接地電位。因此，柵格單元40能減少在第二基板12內(nèi)表面上產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度，從而抑制放電發(fā)生。柵格42被設(shè)置在電子發(fā)射元件18附近并且兼作引出電極之用。因此能夠提供可靠性和顯示質(zhì)量提高的SED。
本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施例，并且其組件可用修改的形式體現(xiàn)而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神。此外，可通過(guò)將結(jié)合以上實(shí)施例描述的多個(gè)所述組件適當(dāng)組合來(lái)作出各種發(fā)明。例如，可省略根據(jù)諸實(shí)施例的一些組件。此外，可根據(jù)需要組合根據(jù)不同實(shí)施例的組件。
在前述實(shí)施例中，限定第二基板和柵格單元之間的間隙的間隙限定部件由第二基板上的布線構(gòu)成。然而作為替換，它們也可由多個(gè)獨(dú)立間隔件構(gòu)成。
間隔件的直徑和高度、其它組件的尺寸和材料、施加于柵格的電壓等不局限于前述實(shí)施例，而是可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇。本發(fā)明不局限于將表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射元件用作電子源的圖像顯示裝置，而是也可以適用于使用例如場(chǎng)致發(fā)射型、碳納米管等其它電子源的圖像顯示裝置。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，這里提供一種可靠性和顯示質(zhì)量提高的圖像顯示裝置，其中第二基板的表面上的電場(chǎng)強(qiáng)度由柵格單元降低并因此抑制放電發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括第一基板，其上形成有熒光屏；第二基板，所述第二基板形成間隙地與所述第一基板相對(duì)，并設(shè)有多個(gè)激發(fā)所述熒光屏的電子發(fā)射源；多個(gè)間隔件，所述多個(gè)間隔件位于所述第一和第二基板之間并支承作用于所述第一和第二基板的大氣負(fù)載；以及柵格單元，所述柵格單元被設(shè)置在所述間隔件和所述第二基板之間；所述柵格單元包括板狀柵格，所述板狀柵格具有各自與所述電子發(fā)射源相對(duì)的多個(gè)電子束孔，并被設(shè)置成與所述第二基板相對(duì)，預(yù)定電壓被施加于所述板狀柵格；第一介電層，所述第一介電層覆蓋所述柵格的外表面；導(dǎo)電層，所述導(dǎo)電層被設(shè)置在所述第一介電層和所述第二基板之間并連接于接地電位；以及第二介電層，所述第二介電層被形成為覆蓋所述導(dǎo)電層并位于所述導(dǎo)電層和所述第二基板之間。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述柵格單元被設(shè)置成使所述第二介電層與所述第二基板相接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述柵格單元形成間隙地與所述第二基板相對(duì)，并且間隙限定部件被設(shè)置于所述柵格單元和所述第二基板之間。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述柵格單元和所述第二基板之間的間隙被限定為占每個(gè)所述電子束孔的直徑的50％或以下。
5.如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述柵格單元具有另一導(dǎo)電層，所述另一導(dǎo)電層被形成為覆蓋所述第一介電層并面向所述第一基板；以及第三介電層，所述第三介電層被形成為覆蓋所述另一導(dǎo)電層。
6.如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于，還包括位于所述第一基板和所述柵格單元之間的間隔件結(jié)構(gòu)，所述間隔件結(jié)構(gòu)包括面向所述第一基板并具有各自與所述電子發(fā)射源相對(duì)的多個(gè)電子束孔的板狀支承基板，并且所述間隔件建立在所述支承基板的表面上。
7.如權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述支承基板具有與所述第一基板接觸的第一表面以及橫跨一間隙與所述柵格單元相對(duì)的第二表面，并且每個(gè)所述間隔件被設(shè)置在所述第二表面上并且具有與所述柵格單元相抵的遠(yuǎn)端部分。
8.如權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述間隔件是柱狀間隔件。
全文摘要
間隔件(30)和柵格單元(40)被設(shè)置在其上形成有熒光屏的第一基板(11)和設(shè)有多個(gè)電子發(fā)射源(18)的第二基板(12)之間。柵格單元包括板狀柵格(42)，所述板狀柵格具有各自與電子發(fā)射源相對(duì)的多個(gè)電子束孔(44)并設(shè)置成與第二基板相對(duì)，預(yù)定電壓被施加于所述板狀柵格；第一介電層(46)，所述第一介電層覆蓋柵格的外表面。柵格單元包括導(dǎo)電層(48)，所述導(dǎo)電層被設(shè)置在第一介電層和第二基板之間并連接于接地電位；以及第二介電層(50)，所述第二介電層被形成為覆蓋導(dǎo)電層并位于導(dǎo)電層和第二基板之間。根據(jù)本發(fā)明，這里可提供一種可靠性和顯示質(zhì)量提高的圖像顯示裝置，其中第二基板表面上的電場(chǎng)強(qiáng)度由柵格單元減少以抑制放電發(fā)生。
文檔編號(hào)H01J29/87GK1981359SQ20058002291
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者青山信行, 平原祥子, 石川諭, 小柳津聰子, 島山賢太郎, 高橋健 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝