CN101047097A - 场发射显示器和场发射型背光装置 - Google Patents

场发射显示器和场发射型背光装置 Download PDF

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CN101047097A CNA2006101636293A CN200610163629A CN101047097A CN 101047097 A CN101047097 A CN 101047097A CN A2006101636293 A CNA2006101636293 A CN A2006101636293A CN 200610163629 A CN200610163629 A CN 200610163629A CN 101047097 A CN101047097 A CN 101047097A
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宋炳权
陈勇完
郑得锡
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Abstract

本发明提供一种具有用于抽真空的密封结构的场发射显示器和场发射型背光装置。该场发射显示器包括彼此相对贴附的阴极基板和阳极基板以及其间形成的真空抽气面板空间，以形成预定图像。此外，该场发射显示器包括沿该阴极基板和该阳极基板的边缘设置以密封该面板空间的密封部件。至少一个暴露于该面板空间的入口和入口通过其与该场发射显示器外部相通的抽气通道形成在该密封部件中。根据本发明的场发射显示器和场发射型背光装置具有数目减少的制造工艺并适合于紧凑、小巧且轻重量的设计，且通过具有用于抽真空的密封结构而获得大屏幕。

Description

场发射显示器和场发射型背光装置
技术领域
本发明涉及场发射显示器和场发射型背光装置，更特别地，涉及场发射显示器和场发射型背光装置，其中用于气密地密封抽真空的面板空间的密封结构设置为面板空间中杂质气体的抽气路径。
背景技术
场发射显示器是自发光显示器，其通过将高电场集中在作为电子发射源的发射体上以引起冷电子(cold electron)发射并使通过阴极电极和阳极电极间的电压差加速的电子碰撞红、绿和蓝磷光体来直接再现全色图像。场发射型背光装置是利用前述场发射的背光装置，且其自身不形成图像，只是安装在诸如液晶显示面板的单独的图像形成装置的背面上从而将均匀的表面光提供到图像形成装置。
在场发射显示器和场发射型背光装置中，阴极基板和阳极基板以预定间距彼此相对设置。阴极电极和与阴极电极交叉的栅极电极设置在阴极基板中，且作为电子发射源的发射体设置在阴极电极和栅极电极的交叉部分。阳极电极和通过与由阳极电极加速的电子碰撞而发光的磷光体设置在阳极基板中。阴极基板和阳极基板通过密封其间的面板空间的密封剂彼此附着。面板空间应保持高真空状态从而不干扰所发射电子的移动，特别是防止通过与加速电子碰撞而产生带电颗粒。因此，前述装置的制造方法必须包括用真空泵吸取面板空间中诸如蒸汽(vapor)的杂质气体并将杂质气体排除到外部的抽真空工艺。根据相关技术，将抽气孔打孔于偏离显示区域的阴极基板边缘附近的部分中，并将抽气管贴附于阴极基板的背面从而与抽气孔相通，然后将抽气管连接到真空泵，从而将面板中的杂质气体抽出，直到面板内部达到预定真空。在贴附抽气管时，玻璃料膏(frit paste)涂覆在位于阴极基板背面的抽气管周围，然后在加热室中将阴极基板加热至约玻璃料膏的熔化温度。
根据相关技术，由于在抽气工艺之前钻抽气孔且贴附抽气管，因此工艺数量增加。此外，当钻抽气孔时产生的微细颗粒进入面板时，会妨碍正常操作并导致不良产品。此外，由于抽气管被贴附从而从阴极基板背面突出，因此限制了减小面板厚度和实现薄型显示器，且被抽气管占用的背面空间不适于用于其他目的，因此降低了空间利用率。
同时，邻近阴极基板边缘的部分是提供用来钻抽气孔的区域，因此不是显示预定图像的有效显示区域。因此，根据相关技术，由于钻抽气孔而必然产生无效区域。
杂质气体在抽真空工艺之后通常残留在面板空间中。因此，与杂质气体良好反应的消气材料注入到面板中并被激活。激活的吸气剂吸收面板中的杂质气体，并使内部空间为高真空态。根据相关技术，吸气剂分散地设置在抽气管或除了布置电极的显示区以外的面板内空间中。在这点上，由于吸气剂实际上曝露于电子束的发射空间，所以从发射体发射的部分电子流由于与吸气材料的相互作用而在不期望的路径中畸变。另外，由于经过激活的无用吸气剂仍保留在面板中，因此单独需要用于吸气剂的空白区，且需要单独的支承结构来固定地支承吸气剂。因此，根据相关技术，面板结构复杂，且密集设计的面板结构中设计自由度受到限制。
发明内容
本发明提供一种通过提供用于抽气和密封功能的单个结构可以减少工艺数量的场发射显示器和场发射型背光装置。
本发明还提供一种增大面板背面空间利用率并有利于紧凑、小巧且轻重量结构的场发射显示器和场发射型背光装置。
本发明还提供一种通过消除用于杂质气体抽气的无效区域而适于大屏幕显示的场发射显示器和场发射型背光装置。
本发明还提供一种通过去除用于安装吸气剂的独立支承结构而具有简化的内部面板结构的场发射显示器和场发射型背光装置。
根据本发明的一个方面，提供一种场发射显示器，包括彼此相对设置且其间形成抽真空面板空间的阴极基板和阳极基板，从而形成预定图像。该场发射显示器包括沿该阴极基板和该阳极基板边缘设置的密封部件以密封该面板空间。该密封部件包括暴露于面板空间的至少一个入口和入口通过其与场发射显示器外部相通的抽气通道。
根据本发明的另一方面，提供一种场发射型背光装置，包括彼此相对设置且其间形成抽真空面板空间的阴极基板和阳极基板，以便将均匀光提供到图像形成面板。场发射型背光装置包括沿该阴极基板和该阳极基板的边缘设置的密封部件以密封该面板空间。该密封部件包括曝露于面板空间的至少一个入口和入口通过其与背光装置外部相通的抽气通道。
该密封部件可具有矩形框架形状，并包括构成密封部件长边的一对玻璃料条和构成密封部件的短边的其中形成抽气通道的一对抽气管。
入口可以包括在抽气管长度方向上以预定间距形成的多个孔或在抽气管长度方向上以伸长形状形成的一个孔。
每个抽气管可以由具有正方形截面且具有面对阳极基板的第一表面和面对阴极基板的第二表面的中空部件或圆柱形中空部件构成。每个玻璃料条可由具有正方形截面的固体部件构成。另外，玻璃料条和抽气管由玻璃材料构成。
该玻璃料条和抽气管可通过置于其间的玻璃料膏的热熔而彼此贴附。
通过热熔贴附基板的玻璃料膏可形成在面对该阴极基板和该阳极基板的该密封部件的上和下表面中。
吸气剂可注入到该密封部件中从而吸收杂质气体并设置在杂质气体的抽气通道上。
附图说明
通过参考附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其他特征及优点将变得更加明显，附图中：
图1是根据本发明一实施例的场发射显示器的平面图；
图2是根据本发明一实施例图1的场发射显示器的显示区域的分解透视图；
图3是根据本发明一实施例沿线III-III截取的图1的场发射显示器的截面图；
图4是根据本发明一实施例图3所示密封部件的透视图；
图5是根据本发明一实施例包括于图4所示密封部件中的抽气管的透视图；
图6是根据本发明另一实施例的场发射显示器的垂直截面图；
图7是根据本发明一实施例包括于图6所示场发射显示器中的抽气管的透视图；
图8是根据本发明另一实施例的场发射显示器的垂直截面图；
图9是根据本发明一实施例包括于图8的场发射显示器中的抽气管的透视图；
图10是根据本发明另一实施例包括于图8的场发射显示器中的抽气管透视图；
图11是根据本发明另一实施例的场发射显示器的垂直截面图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施例。图1是根据本发明一实施例的场发射显示器的平面图。参考图1，场发射显示器包括彼此交迭的阳极基板120和阴极基板110。阳极基板120和阴极基板110通过沿阳极基板120和阴极基板110的边缘形成的密封部件150彼此贴附。密封部件150大致形成矩形框架的形状。由密封部件150围绕的内部区域用作发光从而显示预定图像的显示区域P。密封部件150可以包括分别在显示区域P的右和左侧以及上和下侧相互平行地形成的一对抽气管151和一对玻璃料(frit)条152。抽气管151和玻璃料条152可以通过置于其间的玻璃料膏161的热熔而相互贴附。
多个阴极电极111和栅极电极115设置在显示区域P中以便从外部电路基板提供以控制信号，并延伸到显示区域P外。端子区域形成在显示区域P外，从而将阴极电极111和栅极电极115的端部电连接到外部电路基板。
图2是根据本发明一实施例的图1的场发射显示器的显示区域P的分解透视图。图3是根据本发明一实施例的沿线III-III截取的图1的场发射显示器的截面图。参考图2，阴极电极111沿一方向(y方向)以规则间距形成条图案且覆盖阴极电极111的电介质层113形成在阴极基板110上。栅极电极115在与阴极电极111交叉的方向(x方向)上以条图案形成在电介质层113上。从阴极电极111突出的多个发射体112形成在阴极电极111和栅极电极115彼此交叉的交叉区域中，且连接到阴极电极111以被提供以电流。多个发射体孔116形成在栅极电极115中从而暴露发射体112的锐利尖端。栅极电极115和发射体112的尖端以亚微米级的距离彼此间隔开，许多电子通过形成于栅极电极115和发射体112之间的高电场从发射体112发射。阳极电极121设置在阳极基板120上，预定偏置电压施加到阳极电极121从而加速从发射体112发射的电子。阳极电极121是对整个显示区域形成相同电压的公共电极，且可以由平面电极形成，如图2所示。考虑到光取出效率，阳极电极121可以由光学透明电极材料形成，例如氧化铟锡(ITO)等。阳极电极121被覆盖以磷光体层125，磷光体层125可包括红磷光体层125R、绿磷光体层125G和蓝磷光体层125B。磷光体层125通过与电子束B碰撞转化成激发态，然后在降到基态时根据磷光体的类型发射具有本征波长的显示光。具有不同发光颜色的磷光体层125被具有预定图案的黑矩阵123分开。黑矩阵123具有高光吸收效率的黑色以保持吸收外部光的高对比度。黑矩阵123还防止由于相邻发光颜色间的光学干扰引起的颜色混合。参考图3，例如保持超过10-6托高真空的面板空间G形成在阳极基板120和阴极基板110之间。面板空间G通过设置于其中的多个间隔物170保持在预定高度。
为了驱动场发射显示器，负(-)电压施加到阴极电极111，正(+)电压施加到阳极电极121。此时，电子束B通过由栅极电极115和阳极电极121形成的高电场从发射体112的尖端发射，且所发射的电子束B碰撞相应的磷光体层125，并由此发光。
密封部件150设置在阳极基板120和阴极基板110之间从而密封面板空间G。玻璃料膏162形成在密封部件150的上和下表面从而粘附阳极基板120和阴极基板110，密封部件150与阴极基板110和阳极基板120之间的空间通过玻璃料膏162的热熔而密封。
图4是根据本发明一实施例的图3所示密封部件150的透视图，图5是根据本发明实施例的包括于密封部件150中的抽气管151的透视图。密封部件150大致形成矩形框架形状，且包括在水平方向(x方向)延伸构成密封部件150的长边的玻璃料条155和在垂直方向(y方向)延伸构成密封部件150的短边的抽气管151。玻璃料条155密封阴极基板110和阳极基板120之间的空间并支承阴极基板110和阳极基板120从而保持阴极基板110和阳极基板120之间的规则间隔。玻璃料条155可以由具有正方形截面的固体部件形成，如图4所示。
在包括于显示器制造工艺中的抽气工艺中，抽气管151用作将面板空间G中的杂质气体释放到外部的抽气通道。为此，每个抽气管151由包括引导杂质气体的流动通道的中空部件形成。至少一个入口152形成在每个抽气管151中。例如，多个入口152可以以预定间距形成在抽气管151的长度方向上。面板空间G中的杂质气体通过由真空泵形成的负压经由入口152被迫进入抽气管151，并通过抽气管151释放到外部。抽气管151与玻璃料条155一起支承阳极基板120和阴极基板110之间的空间。例如，需要预定支承强度来承受加压并使阴极基板110和阳极基板120彼此贴附的工艺中施加的压力，或者承受保持真空状态的面板空间G内部和外部大气压之间的压力差。就此，由于抽气管151通过入口152之间的侧壁153在垂直方向(z方向)上被支承，因此诸如入口152的数量或长度的具体因素可确定在确保最小支承强度的范围内。另外，如果入口152形成在抽气管151的延伸到面板空间G外的端部151a中，真空泵的吸气压不能传递到面板空间G，即压力减小。因此，入口152不应形成在抽气管151的端部151a中。抽气管151和玻璃料条155可以由玻璃材料形成。
图6是根据本发明另一实施例的场发射显示器的垂直截面图，图7是根据本发明一实施例包括于图6所示的场发射显示器中的抽气管251的透视图。参考图7，入口252在抽气管251的长度方向上伸长。就此，如果入口252形成在抽气管251的延伸到面板空间外的端部251a中，则吸气压会损失，因此抽气管251的端部251a可具有封闭截面。
图8是根据本发明另一实施例的场发射显示器的垂直截面图，图9是根据本发明一实施例的包括于图8的场发射显示器中的抽气管的透视图。抽气管351由圆柱形中空部件形成。连接到真空泵的配合密封垫(fitting gasket)装配到在面板空间G外延伸的抽气管351的端部351a。配合密封垫通常具有与管相应的圆柱形以便装配到管。因此，抽气管351可以通过具有适当尺寸直径的一般配合密封垫连接到真空泵，并由此可以消除准备专用型配合密封垫的不便。用于杂质气体的多个入口351a可以在抽气管351的长度方向上以预定间距形成在抽气管351中。图10是根据本发明另一实施例的包括于图8的场发射显示器中的抽气管的透视图。参考图10，抽气管具有圆柱形并具有在抽气管长度方向上伸长的两个入口。至少一个以上的入口可以形成在本发明的抽气管中，且入口数量不限。另外，只要抽气管包括形成在其中用于引导杂质气体的流动通道，其截面不限于图5所示的正方形或图9和10所示的圆筒形，且可以不同地改变。
图11是根据本发明另一实施例的场发射显示器的垂直截面图。图11所示的场发射显示器包括彼此相对设置的阳极基板120和阴极基板110、以及密封阴极基板110和阳极基板120之间的面板空间G并保持真空状态的密封部件350。密封部件350包括抽取面板空间G中的杂质气体的抽气管351。特别地，在本实施例中，吸气剂180设置在抽气管351中。吸气剂180包括具有良好的杂质气体吸收性的成分，例如可包括选自W、Ti、Zr、Al、V和Fe作为主要成分的一种以上金属氧化物粉末，但不限于此。吸气剂180在抽气工艺后通过吸收并去除面板空间G中残留的杂质气体使面板空间G成为高真空状态。在抽气工艺后的吸气剂激活工艺中，例如可以通过将吸气剂180注入到抽气管351中，并从外部电源向吸气剂180施加预定电压或者从外部光源辐射激光来激活吸气剂180。
在现有技术中，吸气剂180实际上曝露于电子束B的发射空间，且未提供隔离吸气剂180和发射空间的结构。结果，电子束B的稳定性降低，例如，发射空间内电子的流动由于吸气剂180而畸变。根据本发明一实施例，注入到抽气管351中的吸气剂180在结构上与电子束B的发射空间隔离，由此完全防止了吸气剂180与所发射电子之间的相互作用以及电子流动的畸变，并产生稳定的电子流动。此外，在现有技术中，需要固定地支承吸气剂180的独立支承结构，但根据本发明一实施例，抽气管350还用作吸气剂180的支承结构，由此获得了方便的设计。
相关于场发射显示器描述了本发明，但是本发明的技术特征不限于显示预定图像的显示器，而是可以应用于具有基本类似结构的场发射型背光装置。例如，在本发明的场发射型背光装置中，可以包括发射多波长白光的白磷光体层，来代替以阵列形状布置在阳极基板中的发射不同颜色的红、绿和蓝磷光体层。在另一场发射型背光装置中，不同发光颜色的磷光体以阵列形状布置，且混合不同波长范围的多色光的光扩散膜等可以设置在场发射型背光装置前面。
本发明的场发射显示器和场发射型背光装置可以实现以下效果。
场发射显示器和场发射型背光装置具有对面板背面提高的空间利用率且适合于紧凑、小巧且轻重量的设计。具体地，由于不需要相关技术中的突出面板背面的抽气管，因此消除了背面空间，由此提供紧凑、小巧且轻重量的显示器。此外，背面空间可以用作用于改善性能的电子设备的安装空间以提高空间利用率。
由于减少了用于钻抽气孔和抽气管贴附所需的工艺和时间，因此制造的单位成本降低。并且，避免了在钻抽气孔和抽气管贴附期间产生的面板损伤或缺陷。
由于降低了相关技术中形成抽气孔浪费的无效区域，因此对于相同尺寸的面板来说获得了更大的有效像素区域。
用于吸收残留杂质气体的吸气材料提供在密封部件中，去除了单独设置在面板中以安装吸气材料的支承结构，简化了密集设计面板的内部结构，并提高了面板设计的弹性。并且，根据本发明，由于吸气材料设置在密封结构中从而与电子束的发射空间隔离，因此提高了电子束的稳定性。
由于提供了用于真空抽气的密封结构，与抽气结构和密封结构单独提供的相关技术相比，可以显著减少工艺数量。
在相关技术中，抽气孔的尺寸受到限制以使无效像素区域最小化，因此在真空抽气工艺中产生了时间延迟。然而，由于在本发明中抽气通道的尺寸自由增大，因此真空抽气迅速进行且制造的单位成本降低。
虽然已经参考示例性实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种形式和细节上的改变。

Claims (25)

1.一种场发射显示器，包括：
彼此相对设置且其间形成抽真空面板空间的阴极基板和阳极基板，以形成预定图像；以及
沿该阴极基板和该阳极基板的边缘设置以密封该面板空间的密封部件，其中该密封部件包括暴露于该面板空间的至少一个入口和入口通过其与该场发射显示器外部相通的抽气通道。
2.根据权利要求1的场发射显示器，其中该密封部件具有矩形框架形状，且包括构成该密封部件的长边的一对玻璃料条和构成该密封部件的短边的其中形成该抽气通道的一对抽气管。
3.根据权利要求2的场发射显示器，其中该入口包括在该抽气管的长度方向上以预定间距形成的多个孔。
4.根据权利要求2的场发射显示器，其中该入口包括在该抽气管的长度方向上以伸长形状形成的一个孔。
5.根据权利要求2的场发射显示器，其中每个抽气管由具有正方形截面且具有面对该阳极基板的第一表面和面对该阴极基板的第二表面的中空部件形成。
6.根据权利要求2的场发射显示器，其中每个抽气管由圆筒形中空部件形成。
7.根据权利要求2的场发射显示器，其中每个玻璃料条由具有正方形截面的固体部件形成。
8.根据权利要求2的场发射显示器，其中该玻璃料条和该抽气管由玻璃材料形成。
9.根据权利要求2的场发射显示器，其中该玻璃料条和该抽气管通过置于其间的玻璃料膏的热熔而彼此贴附。
10.根据权利要求2的场发射显示器，其中每个抽气管包括至少一个在该阴极基板和该阳极基板外部延伸的端部。
11.根据权利要求1的场发射显示器，其中通过热熔来贴附该基板的玻璃料膏形成在面对该阴极基板和该阳极基板的该密封部件的上和下表面中。
12.根据权利要求1的场发射显示器，其中吸气剂注入到该密封部件中从而吸收杂质气体。
13.根据权利要求12的场发射显示器，其中该吸气剂设置在该杂质气体的该抽气通道上。
14.根据权利要求1的场发射显示器，其中该阴极基板包括在第一方向上以条图案布置的阴极电极和在与该阴极电极交叉的第二方向上延伸的栅极电极、以及在该阴极电极与该栅极电极的交叉区域中设置为电子发射源的发射体，且
该阳极基板包括用于加速由该发射体发射的电子的阳极电极、以及通过与被加速电子的碰撞而发光的红、绿和蓝磷光体层，该阳极电极以及该红、绿和蓝磷光体层以预定阵列设置。
15.一种场发射型背光装置，包括：
彼此相对设置且其间形成抽真空面板空间的阴极基板和阳极基板，以便将均匀光提供到图像形成面板；以及
沿该阴极基板和该阳极基板的边缘设置从而密封该面板空间的密封部件，其中该密闭部件包括至少一个曝露于该面板空间的入口和该入口通过其与该背光装置外部相通的抽气通道。
16.根据权利要求15的场发射型背光装置，其中该密封部件具有矩形框架形状，且包括构成该密封部件的长边的一对玻璃料条和构成该密封部件的短边的其中形成该抽气通道的一对抽气管。
17.根据权利要求16的场发射型背光装置，其中该入口包括在该抽气管的长度方向上以预定间距形成的多个孔。
18.根据权利要求16的场发射型背光装置，其中该入口包括在该抽气管的长度方向上以伸长形状形成的孔。
19.根据权利要求16的场发射显示器，其中每个抽气管由具有正方形截面且具有面对该阳极基板的第一表面和面对该阴极基板的第二表面的中空部件形成。
20.根据权利要求16的场发射型背光装置，其中每个抽气管由圆筒形中空部件形成。
21.根据权利要求16的场发射型背光装置，其中每个玻璃料条由具有正方形截面的固体部件形成。
22.根据权利要求15的场发射型背光装置，其中通过热熔来贴附该阴极基板和该阳极基板的玻璃料膏形成在面对该阴极基板和该阳极基板的该密封部件的上和下表面中。
23.根据权利要求15的场发射型背光装置，其中吸气剂注入到该密封部件中从而吸收杂质气体。
24.根据权利要求23的场发射型背光装置，其中该吸气剂设置在该杂质气体的该抽气通道上。
25.根据权利要求15的场发射型背光装置，其中该阴极基板包括在第一方向上以条图案布置的阴极电极和在与该阴极电极交叉的第二方向上延伸的栅极电极、以及在该阴极电极与该栅极电极的交叉区域中设置为电子发射源的发射体，且
该阳极基板包括用于加速由该发射体发射的电子的阳极电极、以及通过与被加速电子碰撞而发光的磷光体层
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