CN100395864C

CN100395864C - 平板显示器及其制造方法

Info

Publication number: CN100395864C
Application number: CNB2004100471896A
Authority: CN
Inventors: 黄成渊
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP2005166631A; US7250717B2; US7682211B2; KR20050051817A; US20050134169A1; CN1649075A; US20070032160A1

Abstract

本申请披露了一种平板显示器，其中，阳极与第二基板的接合增强。阳极与第二基板的接合增强，从而防止破坏位于间隔件形成区域处的阳极，并稳定将荧光体层接合到阳极上。该平板显示器包括彼此面对并且彼此分隔一定距离的第一和第二基板。在第一基板上形成电子发射单元。在第二基板上形成多个荧光体层。在第二基板上形成阳极，覆盖荧光体层和荧光体层之间的非发光区域。在非发光区域中，阳极设置于第二基板上，且在阳极与第二基板之间不留间隙。

Description

平板显示器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种平板显示器，并具体涉及一种阳极与具有荧光体层的基板的接合被加强的平板显示器。

背景技术

通常，平板显示器包括真空容器，该容器具有彼此面对且彼此分隔一定距离的第一和第二基板。在第一与第二基板之间形成间隔件。在平板显示器中，从处于第一基板上的电子发射源发射出电子。然后，这些发射电子与处于第二基板上的荧光体层碰撞。碰撞发射光，从而显示所希望的图像。

位于第一基板上的电子发射源可包括热或冷阴极。在包含冷阴极的已知电子发射源中有场发射阵列(FEA)型、金属-绝缘体-金属(MIM)型、金属-绝缘体-半导体(MIS)型、表面传导发射器(SCE)型和冲击电子表面发射器(BSE)型。

为了迫使从第一基板上的电子发射源发射出的电子朝向第二基板上的荧光体层运动，第二基板保持在高电势状态。在普通的平板显示器中，通过在第二基板上设置阳极来保持这种高电势状态。首先，在各荧光体层之间的第二基板上形成黑色层。这些黑色层提供屏幕对比度。阳极包括金属膜，并设置于黑色层和荧光体层上面。为了保持高电势状态，将数百至数千伏特的正电压施加给阳极。

荧光体层包括大小为数微米的荧光体粒子。阳极具有数百埃的厚度，以便于电子发射。当金属材料直接沉积在荧光体层上时，其没有均匀地覆盖荧光体粒子的表面。实际上，金属材料断断续续地破裂，从而难以形成均匀的金属膜。

因此，平板显示器通常包括处于第二基板表面上、荧光体层和黑色层之上的中间层。中间层用于使第二基板的表面平坦。然后，在中间层之上沉积金属材料，以形成阳极。不过，在烘烤时从第二基板去除中间层，在阳极与荧光体层和黑色层之间留下预定的间隙。因此，明显削弱了阳极与第二基板的接合，并且难以形成稳定的阳极。

结果，由于间隔件与阳极表面接触，在间隔件形成区域很可能损坏阳极。从而，削弱间隔件的接合力。在烘烤后，也削弱了荧光体层的接合力。间隔件和荧光体层与阳极接合的削弱，在功能上限制了阳极支撑荧光体层的能力。

发明内容

本发明涉及一种阳极与第二基板接合增强的平板显示器。这种阳极与第二基板的接合被将强，以防止破坏间隔件形成区域的阳极并增强荧光体层与阳极的接合。

本发明提供一种平板显示器，包括：

第一和第二基板，其彼此相对并彼此分隔一定距离；

设置于第一基板上的电子发射单元；

设置于第二基板上的多个荧光体层，所述第二基板的没有荧光体层的区域为非发光区域；以及

设置于第二基板上并覆盖所述多个荧光体层和非发光区域的阳极；

其中，所述阳极与所述荧光体层之间留有间隙，而所述阳极接触所述非发光区域，其间没有间隙。

在一个实施例中，平板显示器包括彼此相对且彼此分隔一定距离的第一和第二基板。电子发射单元处于第一基板上。荧光体层形成于第二基板上。阳极形成于第二基板上，用于覆盖荧光体层和荧光体层之间的非发光区域。在第二基板的非发光区域中，阳极处于第二基板上，而在阳极与第二基板之间不留间隙。

在另一实施例中，在第一与第二基板之间形成间隔件。第二基板上围绕各间隔件的区域为间隔件形成区域。在本实施例中，阳极仅沉积在第二基板的间隔件形成区域上，并且设置成阳极与第二基板之间不留有间隙。

在又一实施例中，荧光体层包括多个红、绿和蓝荧光体层。在本实施例中，阳极处于荧光体层之间的第二基板上，但是没有设置于荧光体层上。阳极处于荧光体层之间的第二基板上，且在阳极与第二基板之间不留有间隙。

在又一实施例中，平板显示器进一步包括处于荧光体层之间的第二基板上的多个黑色层。在本实施例中，阳极形成于黑色层上，且在黑色层与阳极之间不留有间隙。

在又一实施例中，平板显示器包括彼此相对并彼此分隔一定距离的第一和第二基板。该平板显示器还包括形成于第一基板上的电子发射单元。此外，在第二基板上形成至少一个透明阳极。在阳极上形成荧光体层。在第二基板的整个表面上形成金属膜，用于覆盖荧光体层和荧光体层之间的非发光区域。在荧光体层之间的非发光区域中，金属膜设置于第二基板上，且在金属膜与第二基板之间不留有间隙。

或者，在第一与第二基板之间设置间隔件。第二基板上围绕各间隔件的区域为间隔件形成区域。金属膜仅设置于第二基板的间隔件形成区域中，并且设置成在第二基板与金属膜之间不留有间隙。

在另一种方案中，荧光体层包括多个红、绿和蓝荧光体层。金属膜仅处于荧光体层之间非发光区域中的透明阳极上，并且设置在阳极上，而在阳极与金属膜之间不留有间隙。

在另一种方案中，平板显示器还包括设置于荧光体层之间非发光区域中第二基板上的多个黑色层。金属膜形成于黑色层上，且在金属膜与黑色层之间不留有间隙。

设置于第一基板上的电子发射单元包括被绝缘层覆盖的栅极，和处于绝缘层之上的阴极。栅极和阴极基本上彼此垂直地设置。电子发射源与阴极接触。

制造本发明一个实施例的平板显示器的一种方法包括，首先在第二基板上形成多个荧光体层。第二基板上设有荧光体层的区域为发光区域。然后在第二基板上的荧光体层之上形成中间层，不过没有在荧光体层之间的非发光区域中形成中间层。然后在第二基板的整个表面上形成阳极，用于覆盖中间层和非发光区域。之后烘烤第二基板，从而去除中间层。然后在第一基板上形成电子发射单元。

制造本发明一个实施例的平板显示器的另一种方法包括，首先在第二基板上形成至少一个透明阳极。然后在阳极上形成荧光体层。第二基板上设有荧光体层的区域为发光区域。然后在第二基板的表面上形成中间层，用于覆盖荧光体层，不过没有覆盖荧光体层之间的非发光区域。之后在第二基板的整个表面上形成金属膜，用于覆盖中间层和荧光体层之间的非发光区域。然后烘烤第二基板，从而去除中间层。然后在第一基板上形成电子发射单元。

附图说明

结合附图参照下面的详细描述，将更好地理解本发明及其众多优点，其中：

图1为根据本发明一个实施例的平板显示器的平面图；

图2为沿1-1线的图1的平板显示器的剖面图；

图3为根据本发明的平板显示器的一个实施例的第二基板的底视图；

图4为根据本发明的平板显示器的另一实施例的第二基板的底视图；

图5为根据本发明的平板显示器的一个实施例的第二基板的剖面图；

图6为根据本发明的平板显示器的另一实施例的第二基板的剖面图；

图7为根据本发明的平板显示器的第三实施例的剖面图；

图8为根据本发明的平板显示器的第四实施例的剖面图；

图9A到9D为根据本发明的平板显示器的一个实施例的第二基板的剖面图，表示出平板显示器一种制造方法的步骤；以及

图10A到10D为根据本发明的平板显示器的另一实施例的第二基板的剖面图，表示出平板显示器另一种制造方法的步骤。

具体实施方式

图1和2表示出使用FEA型电子发射源的平板显示器。如图所示，该平板显示器包括通过熔接封条2密封到一起以形成真空容器的第一基板4和第二基板5。电子发射单元形成于第一基板4上。电子发射单元发射出在第二基板6处形成可见光、然后显示所希望图像的电子。

具体来说，如图2中所示，在第一基板4上形成条形图案的栅极8，每个栅极8在Y方向上延伸。在第一基板4的表面上形成绝缘层10，用于覆盖栅极8。在绝缘层10之上形成条形图案的阴极12，每个阴极12在垂直于栅极8方向的X方向上延伸。

栅极8与阴极12相交的区域定义为像素区。电子发射源14设置于每个像素区的边缘上，各电子发射源14设置于各像素区的同一侧上。优选的是，各电子发射源14包括碳基材料。适用于电子发射源14的碳基材料的非限定例子包括碳纳米管、石墨、金钢石状碳，弗勒荣(fulleren，C60)及这些物质的混合物。或者，各电子发射源14包括纳米尺寸的材料。适用于电子发射源14的纳米尺寸材料的非限定例子包括纳米管、纳米线、纳米纤维及这些物质的混合物。

第一基板4与第二基板6彼此相对，并且彼此分隔预定距离。在第二基板6的表面上形成红、绿和蓝荧光体层18。在荧光体层18之间的非发光区域上形成用于提高屏幕对比度的黑色层20。黑色层20与荧光体层18一起形成荧光屏22。在荧光屏22上设置阳极24。优选的是，阳极24由诸如铝之类的金属材料形成，其通过金属衬垫效应(metal back effect)来增强屏幕的亮度。

在第一基板4与第二基板6之间设置多个间隔件26。间隔件26将第一基板4与第二基板6之间的距离保持恒定。间隔件26设置在非发光区域，即处于黑色层20的位置，从而不会影响电子束放电或者荧光体层18的光发射。

将预定的驱动电压施加给栅极8和阴极12时，在电子发射源14周围形成电场。通过栅极8与阴极12之间的电压差形成该电场。然后电子从电子发射源14发射出。在将测得为数百到数千伏特的正电压施加给阳极24时，从电子发射源14发射出的电子激发荧光体层18，产生可见光，从而显示所希望的图像。

根据本发明的平板显示器表现出，阳极24与第二基板6的接合增强。特别是，提高了荧光体层之间的非发光区域处，例如间隔件形成区域处阳极24的接合强度。在一个实施例中，如图2中所示，阳极24沉积在第二基板6的非发光区域上，在阳极24与第二基板之间不留有间隙。特别是，阳极24粘结到黑色层20，且在黑色层20与阳极24之间不留有间隙。通过在黑色层20上直接沉积金属材料来形成阳极24。

不过，阳极24与荧光体层18分隔预定的间隙。通过去除荧光体层18上形成的中间层(未示出)而形成该间隙。通过烘烤第二基板而去除中间层，从而使阳极24与荧光体层18分隔开。因而，阳极24与荧光体层18分隔开预定的间隙，同时阳极24直接接触黑色层20，而不留有间隙。

在一个实施例中，如图3中所示，阳极24设置于黑色层20上，且在阳极24与黑色层20之间不留有间隙。阳极覆盖第二基板上除围绕荧光体层18的区域B以外的整个区域。或者，如图4中所示，阳极24可以仅覆盖第二基板上完全围绕间隔件区域的区域C。阳极24所覆盖的区域C大于间隔件形成区域。

在本实施例中，阳极24与第二基板6的接合得到增强，从而防止破坏间隔件形成区域处的阳极24，并提高间隔件26与第二基板6的接合力。虽然在烘烤第二基板时削弱了荧光体层18与第二基板6的接合，不过接合加强的阳极24将荧光体层18牢固地接合到第二基板上。因而，荧光体层18处积累的电势易于通过阳极24的稳定结构而发生放电。

因此，阳极24减少了荧光体层18的劣化，并防止荧光体层18处积累的电势所导致的电弧放电。结果，可以将更高电压施加给阳极24，从而提高屏幕的亮度。

尽管本发明的平板显示器被描述成使用FEA型电子发射源，不过本发明不限于使用这些电子发射源的平板显示器。实际上，本发明的平板显示器可使用任何电子发射源，包括但不限于FEA型、MIM型、MIS型、SCE型和BSE型。

还可以改变荧光体层18和阳极24。例如图5到图8表示具有不同荧光体层和阳极的第二基板6。如图5中所示，红、绿和蓝荧光体层18可以彼此间隔，并且可省略黑色层。在本实施例中，阳极28设置于荧光体层18之间的第二基板6上，并且不留有间隙地接合到荧光体层18上。

在另一备选实施例中，如图6中所示，平板显示器包括形成于第二基板6上的透明阳极16、形成于阳极16上的荧光体层18以及形成于第二基板6的整个内表面上的金属膜29。在本实施例中，阳极16由透明导电材料形成，如铟锡氧化物(ITO)。一部分金属膜29设置于荧光体层18之间的阳极16上，在阳极16与金属膜29之间不留有间隙。在荧光体层18之间、金属膜29设置于阳极上的区域为非发光区域。

在又一实施例中，如图7中所示，该平板显示器包括图6的平板显示器的基本结构，不过还包括形成于荧光体层18之间、用于提高屏幕对比度的黑色层20。一部分金属膜29设置于黑色层20上，且在金属膜29与黑色层20之间不留有间隙。荧光体层18之间、金属膜29设置于黑色层20之上的区域为非发光区域。

在又一实施例中，如图8中所示，在第二基板6上设置条形图案的阳极30。荧光体层18形成于没有黑色层的阳极30上。一部分金属膜29处于荧光体层18之间的第二基板上，并且牢固地接合到第二基板6上，且在金属膜与第二基板之间不留有间隙。

图9A到9D说明了根据本发明一个实施例的平板显示器的一种制造方法。如图9A中所示，在非发光区域之上的第二平板上形成黑色层20。黑色层20可包括例如氧化铬的薄膜或者例如石墨的厚膜。然后，在发光区域中、黑色层20之间形成红、绿和蓝荧光体层18。

然后确定和保留阳极24的位置。如图3或4及图9B中所示，在荧光体层18之上或者在荧光体层18和黑色层20两者之上形成中间表面平坦化层34。不过，在留作阳极24的位置上不形成中间层。

通过在所希望的位置上有选择地涂覆中间层成分，而在荧光体层18之上或者在荧光体层18与黑色层20之上形成中间层34。或者，通过在荧光体层18和黑色层的整个表面上形成感光中间层，而在所希望的位置上形成中间层34。然后将感光中间层部分曝光，以有选择地使部分中间层34硬化。然后去除中间层34的未硬化部分。

此后，如图9C中所示，将金属材料如铝汽相沉积或者溅射到中间层34之上的第二基板6的整个表面上面，以形成阳极24。在去除了中间层34的位置，阳极24与黑色层20直接接触。

然后烘烤第二基板6，以去除中间层34，从而完成图9D中所示的第二基板的结构。在去除中间层34之后，阳极24处于荧光体层18上面的部分与荧光体层18分隔开预定的间隙。从而，阳极24处于荧光体层24上的部分，在结构上与阳极24处于黑色层20上的部分不同。

最后，在第一基板上形成电子发射单元。然后在电子发射单元的绝缘层上设置间隔件，并且设置在第一与第二基板之间。之后利用密封剂将第一与第二基板密封在一起，并且通过排气装置(未示出)清除第一与第二基板之间的内部空间，从而完成平板显示器。或者，可省略形成于第二基板6上的黑色层20。

图10A到10B表示出根据本发明另一实施例的平板显示器的制造方法。如图10A中所示，在第二基板6上形成包括导电材料如ITO的透明导电层作为阳极16。然后在非发光区域中的阳极16上形成黑色层20。然后在发光区域中的黑色层20之间的第二基板6上形成红、绿和蓝荧光体层18。

然后确定和保留金属膜29的位置。如图3或4及图10B中所示，通过上述方式在荧光体层18上或者在荧光体层18和黑色层20两者上有选择地形成表面平坦化层34。不过，在留作金属膜29的位置上不形成中间层。

然后，如图9C中所示，在中间层34上面的第二基板6的整个表面上汽相沉积或溅射金属材料如铝，以形成金属膜29。金属膜29与去除了中间层34的位置处的黑色层20直接接触。

然后将包含金属膜29的第二基板6烘烤，以去除中间层34，从而完成第二基板的结构(如图9D中所示)。在去除中间层34后，金属膜29处于荧光体层18上的部分与荧光体层18分隔预定的间隙。因此，金属膜29处于荧光体层24上的部分在结构上与金属膜29处于黑色层20上的部分不同。或者，可以在第二基板16上设置条形图案的阳极16，并且可省略黑色层20。

最后，在第一基板上形成电子发射单元。然后在电子发射单元的绝缘层上设置间隔件，并且设置于第一与第二基板之间。之后利用密封剂将第一与第二基板密封在一起，并且通过排气装置(未示出)清除第一与第二基板之间的内部空间，从而完成平板显示器。

尽管参照优选实施例详细描述了本发明，不过本领域技术人员在不偏离权利要求中限定的本发明精神和范围的条件下可进行多种变形和替换。

Claims

1.一种平板显示器，包括：

第一和第二基板，其彼此相对并彼此分隔一定距离；

设置于第一基板上的电子发射单元；

2.如权利要求1所述的平板显示器，还包括设置于第一与第二基板之间的间隔件，其中，第二基板上围绕间隔件的区域为间隔件形成区域，并且所述间隔件形成区域位于非发光区域内。

3.如权利要求1所述的平板显示器，其中，所述多个荧光体层包括彼此间隔开的多个红、绿和蓝荧光体层，阳极接触处于荧光体层之间的第二基板，其间不留有间隙。

4.如权利要求1所述的平板显示器，其中，所述多个荧光体层包括彼此间隔开的多个红、绿和蓝荧光体层，多个黑色层设置于荧光体层之间的第二基板上，所述阳极接触所述黑色层，其间不留有间隙。

5.如权利要求1所述的平板显示器，其中，所述电子发射单元包括多个栅极和多个阴极，所述电子发射单元还包括设置于栅极与阴极之间的第一基板上的绝缘层，该栅极设置成垂直于所述阴极，所述电子发射单元还包括与阴极接触的多个电子发射源。

6.一种平板显示器，包括：

第一和第二基板，其彼此相对并且彼此分隔一定距离；

设置于第一基板上的电子发射单元；

设置于第二基板上的至少一个透明阳极；

设置于阳极上的多个荧光体层，所述第二基板的没有荧光体层的区域为非发光区域；以及

设置于第二基板上并覆盖所述荧光体层和非发光区域的金属膜；

其中，所述金属膜与所述荧光体层之间留有间隙，而所述金属膜与所述非发光区域接触，其间没有间隙。

7.如权利要求6所述的平板显示器，还包括设置于第一与第二基板之间的间隔件，其中，第二基板上围绕间隔件的区域为间隔件形成区域，并且所述间隔件形成区域位于所述非发光区域内。

8.如权利要求6所述的平板显示器，其中，所述阳极形成在所述第二基板的整个表面上，所述多个荧光体层包括彼此间隔开的多个红、绿和蓝荧光体层，所述金属膜与阳极接触，其间不留有间隙。

9.如权利要求6所述的平板显示器，其中，所述多个荧光体层包括彼此间隔开的多个红、绿和蓝荧光体层，多个黑色层设置于荧光体层之间的第二基板上，所述金属膜接触黑色层，其间不留有间隙。

10.如权利要求6所述的平板显示器，其中，所述透明阳极包括铟锡氧化物。

11.一种制造平板显示器的方法，所述平板显示器包括第一和第二基板，所述方法包括：

(a)通过在第二基板上沉积多个荧光体层在第二基板上形成发光区域，荧光体层的位置为发光区域，荧光体层之间的区域为非发光区域；

(b)在第二基板上有选择地形成仅覆盖荧光体层的中间层，在未被中间层覆盖的荧光体层之间留有非发光区域；

(c)在第二基板的整个表面上形成阳极，用于覆盖中间层和荧光体层之间的非发光区域，其中阳极与非发光区域接触，且在阳极与第二基板之间不留有间隙；

(d)烘烤第二基板，去除中间层；以及

(e)在第一基板上形成电子发射单元。

12.如权利要求11所述的方法，还包括在第二基板上形成多个黑色层，所述黑色层形成于荧光体层之间的非发光区域中，其中，在荧光体层形成于第二基板上之后以及在中间层形成于第二基板上之前形成黑色层。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述形成中间层的步骤包括：

(i)在第二基板的整个表面上、包括在荧光体层和非发光区域之上形成感光中间层；

(ii)仅将覆盖荧光体层的中间层部分曝光，有选择地使所述部分的中间层硬化，而不会使覆盖非发光区域的中间层部分硬化；以及

(iii)去除未硬化的中间层部分。

14.如权利要求11所述的方法，其中，所述在第二基板的整个表面上形成阳极的步骤包括，在第二基板的表面上汽相沉积金属材料。

15.如权利要求11所述的方法，其中，所述在第二基板的整个表面上形成阳极的步骤包括：在第二基板的表面上溅射金属材料。

16.一种制造平板显示器的方法，所述平板显示器包括第一和第二基板，所述方法包括：

(a)在第二基板上形成至少一个透明阳极；

(b)在阳极上形成多个荧光体层，所述多个荧光体层定义第二基板的发光区域，并且荧光体层之间的区域定义非发光区域；

(c)在第二基板的表面上形成覆盖荧光体层的中间层，所述中间层不覆盖荧光体层之间的非发光区域；

(d)在第二基板的整个表面上形成金属膜，金属膜覆盖中间层和荧光体层之间的非发光区域；

(e)烘烤第二基板以去除中间层；以及

(f)在第一基板上形成电子发射单元。

17.如权利要求16所述的方法，还包括在第二基板上形成多个黑色层，所述黑色层形成于荧光体层之间的非发光区域中，其中，在所述阳极形成在第二基板上之后以及在所述荧光体层形成在第二基板上之前，形成所述黑色层。

18.如权利要求16所述的方法，其中，所述在第二基板的整个表面上形成金属膜的步骤包括，在第二基板的表面上汽相沉积金属材料。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述在第二基板的整个表面上形成金属膜的步骤包括，在第二基板的表面上溅射金属材料。

20.如权利要求16所述的方法，其中，所述形成中间层的步骤包括：

(i)在第二基板的整个表面上、包括在荧光层和非发光区域之上，形成感光中间层；

(ii)仅将覆盖荧光层的中间层部分曝光，有选择地使所述部分的中间层硬化，而不会使覆盖非发光区域的中间层部分硬化；以及

(iii)去除未硬化的中间层部分。