CN101211740B - 图像显示设备 - Google Patents

Abstract

提供一种更小电子束偏移的图像显示设备，其中通过使最接近隔板100的第一电子发射器件发射的电子的初始速度矢量和平行于隔板100的纵向方向的线所形成的角度绝对值更小，而不是使第二接近隔板100的第二电子发射器件发射的电子的初始速度矢量和平行于隔板100的纵向方向的线所形成的角度绝对值更小。

Description

图像显示设备

技术领域

本发明涉及一种图像显示设备。

背景技术

近来，人们一直积极地研究使用电子发射器件的平板显示器。平板显示器具有装备有电子发射器件的背板、装备有发光元件(例如荧光体)的前板、以及通过借助于框架连接背板和前板而获得的面板。由于在面板中保持减压气氛，该面板包含隔板，该隔板充当能够抵制大气压以防止面板被大气压折断的支撑结构。已知暴露于电子和前板所反射的其他辐射的隔板的表面被静电充电，从而影响来自电子发射器件的电子束的轨迹。为了解决该问题，设计具有各种特征的隔板。具体地说，给隔板表面施加抗静电涂层，或者，将隔板的表面几何结构制得凹凸不平。与抗静电技术一起，创造性方案通过在隔板附近控制来自电子发射器件的电子束的轨迹来使隔板的静电电荷不显明。

专利文献1描述借助于热拉伸(hot drawing)的隔板制造方法，并且披露一种有效地制造在表面上形成有凹凸图案的隔板的方法。

专利文献2披露，隔板表面上的高电阻膜的电阻值取决于膜形成的方向。

专利文献3披露，隔板和电子源之间的距离越短，对电子束的轨迹的影响就越大。这意味着，像素间距越窄，要校正的电子束入射位置偏离就越大。

专利文献4披露，在隔板附近的电子束位置由扫描布线的高度限定。

专利文献5披露，在用于静电控制的隔板表面上形成凹凸图案，并且以这种方式确定凹槽形状以便减少隔板表面的二次电子发射系数δ的入射角依存性。

专利文献6和7披露，在隔板表面上形成凹凸图案，凹凸图案具有间距分布，通过间距分布在隔板表面上产生电阻分布。

专利文献8披露一种通过以与隔板的纵向方向垂直的方向倾斜器件电极的相对表面，控制隔板附近的来自表面导电电子发射器件的电子束轨迹的技术，其中每一个表面导电电子发射器件都具有一对器件电极。

<专利文献1>日本专利申请公开No.2000-311608(美国专利No.6494757)

<专利文献2>日本专利申请公开No.2003-282000

<专利文献3>日本专利申请公开No.2003-331761(美国专利No.6992447)

<专利文献4>日本专利申请公开No.H08-315723(美国专利No.5905335)

<专利文献5>日本专利申请公开No.2000-311632(美国专利No.6809469)

<专利文献6>日本专利申请公开No.2003-223858(美国专利No.6963159)

<专利文献7>日本专利申请公开No.2003-223857

<专利文献8>日本专利申请公开No.2006-019253(美国专利公开2005/264166)

图2所示的图像显示设备包括：背板81，其具有矩阵布线和电子发射器件；前板82，其具有面向相应电子发射器件的被照射部分；以及支撑框架86，上述背板81、前板82以及支撑框架86一起形成外壳90。该图像显示设备具有保护内部空间不受大气压影响的隔板100，在该图像显示设备中保持高度真空。

图3A示出在隔板附近从Y侧导线89所观看到的横截面。该隔板被安装成夹于背板侧上Y侧导线和前板侧上的抵靠元件131之间。由于隔板所形成的电场，隔板附近的电子束轨迹不同于远离隔板的电子束轨迹。由于电子束轨迹不同，隔板附近的电子束和远离隔板的电子束在电子束入射在前板上的位置不同。因此，在隔板附近，发光点的密度改变，这导致在图像中将看出明线或暗线，从而引起图像质量降级。

图4示出由于隔板电场而引起隔板附近电子束在电子束入射位置上如何偏离。随着距离隔板的距离减小，电场对电子束轨迹的影响增大，并且随着距离隔板的距离增大，电场对电子束轨迹的影响减少。

发明人近来研究提出，隔板附近的电子束偏离大致分成三种。第一种是“原始电子束偏离”，第二种是“温差相关电子束偏离”，第三种是“充电相关电子束偏离”。“原始电子束偏离”是由于隔板表面上的电势分布而引起电子束入射位置偏离，而且，该偏离仅仅是归因于前板和背板之间的电势差。“温差相关电子束偏离”是由于隔板表面上的高阻电势调节膜的电阻值改变而引起电子束入射位置偏离，高阻电势调节膜的电阻值改变是由于前板和背板之间的温差而引起的。“充电相关电子束偏离”是由于当由金属背面反射的电子束到达隔板表面时对隔板表面进行充电而引起电子束入射位置偏离。充电可以是正的或负的，取决于隔板表面的二次电子发射系数。因此，隔板附近的电子束偏离由于这三种偏离的叠加而产生。

为了校正电子束偏离，专利文献3描述一种通过根据入射位置偏离提高隔板附近的像素间距来校正电子束入射位置偏离的方法。此外，专利文献4描述通过调节抵靠所述隔板的元件的高度来校正电子束入射位置偏离的方法。尽管这些方法可以校正“原始电子束偏离”到一定程度，但是这些方法不能充分地校正“温差相关电子束偏离”和“充电相关电子束偏离”。

在校正隔板附近的电子束偏离的过程中，在隔板表面上形成凹凸的方法覆盖了宽范围校正，并且可以解决三种电子束偏离中的原始电子束偏离和充电相关电子束偏离。在专利文献1中所描述的热拉伸过程中，可以容易地制造纵向表面上具有条形的凹凸图案的隔板。此技术也可以用于本发明实例中。为了使用隔板表面上的凹凸图案来最小化隔板充电，有必要考虑二次电子发射系数δ，该系数是通过将发射电子数除以隔板表面上单位面积的入射电子数而得到的值。当δ是1时，发射电子数等于入射电子数，从而没有对隔板充电。当δ大于1时，发射电子的比例增大，从而对隔板表面充正电。当δ小于1时，发射电子的比例减小，从而对隔板表面充负电。δ的值取决于隔板表面上的抗静电膜的材料、隔板的表面几何结构和入射电子的入射角。如果假设当电子垂直地入射到隔板表面时入射角等于0，则二次电子发射系数随着入射角增大而增大。电子很少垂直地入射到隔板上，并且在大多数情况下从前板侧或背板侧入射。因此，当隔板表面是平坦的时，δ变成远大于1，从而倾向于对隔板表面充正电。相反，当隔板表面包含形成深凹槽的凹凸时，入射角可以在凹槽中保持低，从而可以减少δ。基于这些原理，专利文献5描述了通过在隔板上形成凹凸图案而减小δ来减少充电的方法。该方法可以减少“充电相关电子束偏离”，但是，隔板表面上的凹凸图案也影响隔板表面上的电阻分布并因此影响“原始电子束偏离”，从而难以如所期望的那样控制这两种偏离。

使用凹凸分布校正“原始电子束偏离”的原理导致使用凹凸分布在隔板表面上产生电阻分布，从而产生所需的电势分布。也就是说，由于爬电距离(creepage distance)随着凹凸变化，可以根据凹凸图案分布隔板表面上的电阻。在专利文献6和7中描述此技术。

随便提一下，作为用于校正电子束位置的技术，专利文献8公开一种用于精巧地调节一对器件电极取向的技术。具体地说，该技术通过以与隔板的纵向方向垂直的方向倾斜器件电极的相对表面，控制隔板附近来自表面导电电子发射器件的电子束轨迹，其中每一个表面导电电子发射器件都具有一对器件电极。下文中，相对表面以与隔板的纵向方向垂直的方向被倾斜的器件电极称为“倾斜器件电极”。然而，具有窄像素间距的图像显示设备导致漂移距离减少以及器件电极的倾斜角度减少，这是倾斜器件电极的重要要素，从而减少了其校正量。

鉴于上述的常规问题，本发明的目的是通过校正由于距离隔板的间隔距离之差而引起的电子束入射位置之差来实现更高质量的图像显示设备。

发明内容

为了解决上述问题，本发明具有下述特征。

本发明提供一种图像显示设备，该图像显示设备包括：背板，在其上包括第一电子发射器件和第二电子发射器件，每一个电子发射器件都具有一对器件电极和位于所述一对器件电极之间的电子发射区域，所述一对器件电极彼此相对设置且其间夹有一个间隙；前板，其具有荧光体；以及板状隔板，其设置在所述背板和所述前板之间，更靠近所述第一电子发射器件而非所述第二电子发射器件，其中所述第一电子发射器件的所述间隙的纵向方向相对于与所述隔板的纵向方向垂直的方向成第一倾斜角度倾斜，所述第二电子发射器件的所述间隙的纵向方向相对于与所述隔板的纵向方向垂直的方向成第二倾斜角度倾斜，并且所述第二倾斜角度大于所述第一倾斜角度。

根据下面参照附图对范例实施例的描述，本发明的其他特征将显而易见。

附图说明

图1示出背板的视图，其中倾斜器件电极安装在第二最接近器件中。

图2示出根据本发明的图像显示设备的结构，是图像显示设备的部分剖面透视图和图像显示设备的密封部分的放大横截面图。

图3A是示出隔板附近的结构和电子束轨迹的视图。

图3B是示出隔板附近的结构和电子束轨迹的视图。

图4是前板的顶视图，示出隔板附近的电子束偏离。

图5是示出隔板的凹凸图案和各隔板部分的名称的视图。

图6是示出隔板上的各种膜的视图。

图7是示出膜形成的角度依存性的视图。

图8是示出表面导电电子发射器件的基本结构的视图。

图9是示出表面导电电子发射器件的基本特性的视图。

图10是示出隔板的热拉伸过程的视图。

图11是示出图像显示设备的驱动系统的视图。

图12是示出漂移距离的视图。

图13A示出第一最接近倾斜器件电极和第二最接近倾斜器件电极的安装例子的视图。

图13B、13C、13D、13E和13F示出隔板间的第三和后续的最接近倾斜器件电极的变体的视图。

图14示出电子发射器件的一对器件电极的结构。

具体实施方式

认真研究的结果是发明人最新发现，根据像素间距，距离隔板第二最接近的电子发射器件比距离隔板最接近的电子发射器件受隔板充电影响更大。本发明是基于此新的发现。下文中，距离隔板最接近的电子发射器件可以称为“第一最接近器件”或者“最接近的器件”。另一方面，距离隔板第二最接近的电子发射器件可以称为“第二最接近器件”。普通认为，通过下述事实可以解释我们的发现：在前板侧对隔板充正电，在背板侧对隔板充负电，尽管前板相对比较平坦，在背板上存在布线和其它突起结构。更具体地，通过隔板表面上的正电荷和负电荷二者影响从第一最接近器件发射的电子束。关于从第二最接近器件发射的电子束，通过对布线进行电势屏蔽，减少隔板的背板侧上的负电荷的影响，但是隔板的前板侧上的正电荷直接影响隔板。以这样的方式，由于对隔板充电不同地影响第一最接近器件和第二最接近器件，很难提供能够如所需的那样控制第一最接近器件和第二最接近器件二者的电子束轨迹的隔板。因此，提供能够以与常规方式不同的方式分别地控制第一最接近器件和第二最接近器件的技术是重要的。本发明是基于此新的知识。

接下来，描述本发明的范例实施例。图2是根据本发明的图像显示设备的部分剖面透视图。如图2所示，图像显示设备包括：背板81，其具有以矩阵形式布置的X侧导线88和Y侧导线89(扫描布线)以及电子发射器件；前板82，其与背板相对设置，并且装备有被照射部分；以及隔板100，其竖立在背板和前板之间，所有这些都在理想真空气氛下被封闭在外壳90中。外壳的内部必须保持所需的真空下以连续地驱动电子发射器件87。

背板上的矩阵布线必须具有足以驱动电子源的低电阻。但是，图2所示的X侧导线和Y侧导线不必具有相同的电阻值。为了避免X侧导线和Y侧导线之间的电接触，在这两种导线之间安装绝缘层。绝缘层必须足够厚，以避免这两种导线之间串扰。隔板与这两种导线的上部抵靠设置，优选地，尽可能地增大抵靠表面，以使电子发射器件附近的电场均匀。

根据本发明，理想地，电子发射器件是表面导电电子发射器件。这是因为本发明使用电子束传播曲线特性的缘故，电子束传播的曲线特性是表面导电电子发射器件的特征。

如图2、3A和3B所示，前板包括黑底91、荧光体92和金属背面93。为了减少电子束没有到达的前板区域上的外部反射以及避免相邻荧光体的色彩混合，需要黑底。当电子碰撞受激发时，荧光体发光以显示图像。在荧光体的内侧上形成的金属背面具有通过朝外镜面反射来自荧光体的光而提高亮度的功能、以及在前板整个图像显示区域上施加加速电子所需的加速电压的功能。

接下来，将描述根据本发明的电子束位置校正。在图3A和图3B中，电子发射器件87表示为按距离隔板100的顺序第一最接近、第二最接近等。此外，在隔板两侧上的电子发射器件中，较早扫描-即较早施加电压到其上的器件表示为上部器件，较晚扫描的器件表示为下部器件。从电子发射器件定位在其上的玻璃表面到隔板在其上与Y侧导线89抵靠的表面的高度表示为扫描布线(Y侧导线)高度。在电子束从电子发射器件发出之后，电子束在受隔板和矩阵布线的电场作用下加速入射到前板侧上的金属背面93上。一些电子通过金属背面93，以致使荧光体92发光，一些电子被金属背面93反射后入射在隔板上。入射在隔板上的电子致使对隔板充电。随便提一下，图3A示出没有应用本发明的情况，图3B示出应用本发明的情况。

用像素间距的百分比表示电子束偏离。0％的偏离对应于非隔板部分，-10％的偏离是指距离隔板10％像素间距的偏离。

在图4中，当没有电子束偏离时，电子束发光图像94的重心与荧光体的开口中心重合。在该实例中，由于第三最接近器件和后续器件的电子束发光图像距离隔板很远，即使由于矩阵结构中的制造误差或者未对准(稍后描述)而导致重心位置或多或少偏离，该偏离通常对人来说也是不可察觉到的。然而，在隔板电场的作用下，隔板附近的电子束发光图像均匀地偏离。在图4中，第一最接近器件的电子束发光图像以这种方式偏离从而距离隔板的均匀地移开(称为排斥)，第二最接近器件的电子束发光图像以这种方式偏离从而朝隔板均匀地移动(称为吸引)。隔板附近的电子束偏离取决于结构，而不是第一/第二器件或者上部/下部器件。

图5示出隔板的凹凸图案和各隔板部分的名称。在图像显示设备的厚度方向上的隔板长度称为横向隔板长度102，与图像显示设备的图像显示区域平行地延伸的隔板长度称为纵向隔板长度。随便提一下，纵向隔板长度与在图2中的Y侧导线89延伸的方向平行，与图1中的扫描方向垂直。此外，与横向长度垂直的方向上的厚度称为隔板厚度101。纵向隔板长度取决于图像显示设备的尺寸。基于隔板强度和隔板对电子束轨迹的影响，确定隔板厚度。在暴露于背板的电子发射器件和前板的被照射部分之间的隔板的那个表面(下文称为侧面)上形成凹凸。在隔板的凹凸部分和背板侧上的隔板末端之间以及在隔板的凹凸部分和前板侧上的隔板末端之间存在平坦部分。在背板侧上的端面和背板侧上的第一凹槽的最深部分之间的距离表示为背板侧平坦部分长度108。在前板侧上的端面和前板侧上的第一凹槽的最深部分之间的距离表示为前板侧平坦部分长度104。将凹凸部分分成三个区域：背板侧上的区域、其凹槽深度不同于背板侧上的深度的前板侧上的区域、以及其凹槽深度在上述两个区域之间连续地变化(即，凹槽深度在背板侧区域和前板侧区域之间平滑地结合)的区域。这些区域分别称为背板侧凹槽深度区域107、前板侧凹槽深度区域105和过渡区域106。三角函数或者梯形主要用作凹槽形状。为了改变凹槽的深度，对该形状进行线性增加或减少。对凹凸图案的加工方法没有特殊限制，只要可以得到所需形状即可。可行的方法包括诸如切割和研磨之类的机械方法以及诸如光刻加蚀刻之类的化学方法。机械方法例如切割或研磨和热拉伸可以结合使用，如本发明的实例的情况一样。

如图6所示，在隔板表面上形成具有不同功能的膜。在背板侧端面上形成背板侧边缘表面电势调节膜123，以均衡隔板整个背板侧抵靠表面的电势。由于电场作用在电子束具有低速度的区域上，在隔板的背板侧上的电场对电子束轨迹有大影响。这样，膜的电阻必须足够低，以使电势变化最小。与凹凸表面上形成的高阻电势调节膜的比值表示为电阻值。通常，优选的是，该比值为1000∶1或者更大。以不伸出进入凹凸表面的这种方式形成低阻膜，以避免增大对电子束轨迹的影响。在前板侧端面上形成前板侧边缘表面电势调节膜120，也均衡前板侧上的电势。

在形成端面电极膜之后，在隔板的侧面上形成高阻电势调节膜121。图7示出如何形成该膜。

接下来，在高阻电势调节膜上形成高阻抗静电膜122。以电阻比值而言，高阻抗静电膜具有100∶1或者更大的高电阻，从而不影响高阻电势调节膜的功能。高阻抗静电膜的功能是借助于入射在隔板上的电子控制二次电子发射系数以及保护高阻电势调节膜。因此，高阻抗静电膜使用具有低二次电子发射系数的膜材料，并且具有相对较大的膜厚度。

可以使用典型的溅射或气相沉积过程在隔板表面上形成这些膜。

图像显示设备的外壳通过密封过程来制造。

该外壳由驱动单元驱动以显示图像。为了避免由于电压降低而亮度下降，通过每次在X和Y方向中的一个方向上扫描一条至几条线来驱动图像显示设备。根据本实施例，在图3A、3B和4中用箭头表示的方向上进行扫描(扫描信号输入给Y侧导线)。优选地，从减少闪动的角度来看，扫描周期短，但是扫描周期的上限由通过高阻电势调节膜除去聚集在隔板上的电子所需的时间常量确定。

将描述倾斜器件电极。图8中箭头表示从表面导电电子发射器件发出的电子组的平均初始速度矢量。产生该结果是因为电子源附近的宏观电场平行于电极彼此相对的方向。所发射的电子组在加速电压Va下加速，并且到达前板上的被照射部分。与前板平行的方向上从电子发射器件到入射位置的距离称为漂移距离d₀。如图1所示，根据本发明，隔板附近的电子发射器件的器件电极3和2的相对面与垂直于隔板纵向方向的方向(扫描方向)成θ角度倾斜。换句话说，器件电极3和2之间间隙的纵向方向与垂直于隔板纵向方向的方向成θ角度倾斜。随便提一下，当一对器件电极之间间隙的纵向方向以这样的方式相对于与所述隔板纵向方向垂直的方向倾斜时，在下文中器件电极称为倾斜器件电极(inclined device electrodes)。如果倾斜器件电极的倾斜度是θ_d，则由倾斜器件电极所校正的电子束位置校正量表示为：

d_y＝d₀×cos(90-θ_d)。

另一方面，从具有倾斜器件电极的电子发射器件发出的电子束和从没有倾斜器件电极的电子发射器件发出的电子束之间的漂移距离之差Δd_x表示为：

Δd_x＝d₀×(1-sin(90-θ_d))。

Δd_x通常是1μm或更小，从而通常可以忽略不计。倾斜器件电极对电子束的校正影响随着d₀和θ_d增大而增大，从而更加实用。然而，随着像素间距减小，如图1所示布线包围的器件电极在设计灵活性方面下降，从而可用的θ_d值变小。此外，如图12所示，漂移距离受相邻X侧导线电场的影响，原本应该是d_x4的值减小到d_x3。减少量取决于电子发射器件和X侧导线之间的距离x_d以及X侧导线的高度h_d。由于上述原因，像素间距越小，倾斜器件电极对电子束轨迹的校正影响就越小。

在这些情况下，本发明人基于位于距离隔板更远的“第二最接近器件”比位于最靠近隔板的“第一最接近器件”需要更多校正的这一新发现提出了本发明。

如上所述，本发明是基于这样的新发现，即距离隔板第二最接近的电子发射器件比距离隔板最接近的电子发射器件受隔板充电的影响更大。基于此发现，本发明人开发了一种新结构，其中，第二最接近器件的器件电极比位于最靠近隔板的第一最接近器件的器件电极更加倾斜。随便提一下，第二最接近器件受隔板充电影响更大的原因在于隔板表面上的电荷分布以及前板和背板之间表面几何结构的不同。也就是说，原因是对隔板的前板侧充正电，而对隔板的背板侧充负电，并且在背板上存在布线和其他突起结构，而前板是相对较平坦的。更具体地说，从第一最接近器件发出的电子束受隔板表面上的正电荷和负电荷二者的影响。至于从第二最接近器件发出的电子束，由于布线的电势屏蔽，负电荷对背板侧的影响减少，但是前板侧的正电荷直接影响隔板。这样，第二最接近器件被隔板充电不均匀地影响，即，受前板侧上的正电荷的影响更大。因此，第二最接近器件比第一最接近器件受隔板充电的影响更大。基于此新发现，本发明人提供了一种新结构，其中第二最接近器件比位于最靠近隔板的第一最接近器件更加倾斜。

接下来，描述本发明的多个实施例中的所需条件。

(第一实施例)

将描述这样的范例实施例，其中只在第二最接近器件上安装倾斜器件电极。该实施例示于图13A中。即，第二最接近器件的器件电极之间间隙的纵向方向相对于与所述隔板纵向方向垂直的方向倾斜，而第一最接近器件的器件电极相对于与所述隔板的纵向方向垂直的方向不倾斜。因此，第二最接近器件的倾斜器件电极比第一最接近器件的器件电极更加倾斜。

(第二实施例)

将描述这样的范例实施例，其中在第二最接近器件上安装倾斜器件电极，以及在第一最接近器件上补充安装倾斜器件电极。该实施例示于图13D至13F。即，在第一最接近器件和第二最接近器件中，器件电极之间间隙的纵向方向相对于与所述隔板纵向方向垂直的方向都倾斜，但是第二最接近器件中的倾斜度大于在第一最接近器件中的倾斜度。当第一最接近器件的电子束偏离大于第一实施例中的电子束偏离时，使用此结构。

(第三实施例)

将描述这样的范例实施例，其中不仅在第一最接近器件和第二最接近器件中，而且在第三最接近器件和后续的最接近器件中，安装倾斜器件电极。该实施例示于图13B、13C、13E和13F。当第一最接近器件的电子束入射位置的偏离太大而不能被第一实施例或第二实施例校正时，使用此结构。

<实例>

(实例1)

将描述根据本发明的图像显示设备的实例。

图2是图像显示设备的透视图，示出内部结构的局部剖面。此外，在该透视图的下面用虚框示出图像显示设备的密封部分的放大截面图。如图2所示，根据该实例的图像显示设备包括背板81、与背板相对设置的前板82和用于支撑这两个板的支撑框架86，所有这些由外壳90包装。在背板81上，以矩阵形式布置大量电子发射器件87，在这种情况下电子发射器件87是表面导电电子发射器件。在每个表面导电电子发射器件87上的一对器件电极连接到X侧导线88和Y侧导线89。根据该实例，X侧导线和Y侧导线主要由银(Ag)构成。X侧导线和Y侧导线被主要由氧化铅(PbO)的中间绝缘层(未图示)绝缘。X侧导线和Y侧导线以及中间绝缘层构成三维结构，并且在不小程度上影响电子束轨迹。前板82由玻璃基底83构成。在玻璃基底83内壁上形成荧光体92和金属背面93。由于在前板82和背板81之间维持高度真空，隔板100设置在作为扫描布线的Y侧导线上，以保护内部真空区域不受大气压影响。

图3B是在图像显示设备的隔板附近的截面图。隔板100安装在前板82和背板81之间。隔板抵靠一个前板侧抵靠元件131和Y侧导线89。

根据该实例，安装在背板81上的电子发射器件是表面导电电子发射器件。

将描述表面导电电子发射器件的基本器件结构。图8分别是器件结构的顶视图和侧视图。如图8所示，表面导电电子发射器件包括在基底1上形成的一对器件电极2和3，其中器件电极间隔是L，器件电极长度是We。在器件电极2和3(即，该实例中的倾斜器件电极)之间间隙的纵向方向与垂直于隔板纵向方向的方向成θ角度倾斜。此外，形成导电薄膜4，其桥接器件电极2和3，在导电薄膜4的中心附近形成电子发射部分5。与基底1相对地安装阳极，该相对表面涂敷有荧光体。

根据该实例，非碱性玻璃用于基底1。器件电极2和3由导电材料(在该实例中，即，钛(Ti)和铂(Pt))构成。膜厚度取决于材料的导电率，根据该实例，为约45nm。器件电极间隔L为约10μm，器件电极长度We为约120μm，器件长度Wd为约60μm。使用溅射和光刻的组合方法形成器件电极2和3。因此，不难以对倾斜器件电极进行图案化。

颗粒构成的颗粒膜用作导电薄膜4，以获得良好电子发射特性。导电薄膜4的厚度为约10nm。在该实例中，导电薄膜4由Pd构成。在施加溶液之后，通过烘烤成型导电薄膜4。

电子发射部分5通过在导电薄膜4成型之后在称为成型的工序中施加电压来形成。根据该实例，在施加有机钯溶液之后，通过烘烤，形成氧化钯(PdO)膜，从而形成导电薄膜4。然后，通过在氢气共存的减压气氛中在高温下施加电压，将氧化钯(PdO)膜还原成钯(Pd)膜。同时，形成裂缝以得到电子发射部分5。通常，所施加的电压为20V。接下来，执行称为激励的工序，以增加电子发射效率。在真空下引入含碳的气体，以在电子源中的裂缝附近沉积碳膜。根据该实例，trinitrile用作碳源。

如上所构造的表面导电电子发射器件在这对器件电极2和3之间施加电压，使电流(发射电流)经过导电薄膜4的表面(器件表面)，从而在电子发射部分5中从裂缝附近释放电子。所释放的电子通过在其上施加约12kV电压的阳极电极加速，入射在阳极的荧光体上，从而发光。电子发射器件具有如图9所示的特性，即，按照如下的切换特性：当驱动电压Vf超过阈值电压Vth时，发射电流指数地增大，从而增大阳极侧荧光体的发射亮度。阈值电压Vth是约10V，驱动电压Vf是约19V。该器件被基于交流的矩形脉冲驱动，随着脉冲宽度Pw增大，亮度增大。脉冲宽度Pw为0至约12μsec，表示降级。

接下来，将描述具有多个电子源的背板的制造。首先，在电子源基底上作为主要涂层形成5nm膜厚的钛(Ti)膜，通过溅射，在钛膜上形成40nm厚的铂(Pt)膜。通过使用光刻的图案化，形成器件电极。接着，对银(Ag)光涂料进行丝网印刷、干燥、曝光和显影。然后，在约480℃下烘烤银光涂料，以形成X侧导线，即调制布线。在烘烤之后，调制布线被设计成约8μm高、约45μm宽。接下来，对主要由氧化铅(PbO)构成的光涂料进行丝网印刷、干燥、曝光和显影。这样提供中间绝缘层，该中间绝缘层用来保护X侧导线并将使X侧导线和Y侧导线相互绝缘。X侧导线为约60μm宽、约16μm高，包括绝缘层。在Y侧导线下方的绝缘层是约435μm宽、约25μm高。在Y侧导线下方的中间绝缘层中设置接触孔，以能够与在前述过程中安装的底层电极电接触。接下来，在绝缘层上形成Y侧导线。对主要由氧化铅(PbO)构成的光涂料进行丝网印刷、干燥、曝光和显影，从而在Y侧导线的绝缘层上形成Y侧导线。充当扫描布线的Y侧导线是400μm宽、约35μm高。根据该实例，如图3B所示，Y侧导线具有两层结构，以提高其高度尺寸。当上述过程完成时，彻底地冲洗电子源基底，用包含挥发性物质的溶液对电子源基底的表面进行处理，以使电子源基底的表面成为疏水性的。然后，通过喷墨工艺在器件电极之间施加主要由有机钯构成的溶液。此时，由于前述的疏水性处理，在器件电极上形成具有合适面积和厚度的薄膜，根据该实例，Wd是60μm。随后的烘烤产生上述的主要由氧化钯(PdO)构成的导电薄膜。随后，通过上述的成型和激励过程，形成所述背板。

图4是在图2所示的图像显示设备的前板82上的电子束发光图像94的顶视图。前板82包括黑底91和荧光体92。在通过丝网印刷在玻璃表面上形成黑色条纹之后，滴下并印刷荧光体。然后，铝(Al)沉积为金属背面。黑色条纹防止色彩混合和由于外部反射而引起对比度减少。金属背面具有通过使来自荧光体的内向光朝外镜面反射来提高亮度的功能、以及对阳极电极施加加速电子所需要的加速电压的功能。

将描述隔板的制造过程。使用图10所示的热拉伸机制造隔板的基材。首先，通过切割在绝缘基材的表面上形成凹凸图案。用于该实例中的绝缘基材是由Asahi Glass有限公司制造的PD200。包括凹凸的绝缘基材的横截面形状被构造成与隔板的所需横截面形状相似。结果所得到的产品称为隔板基材501。在基材501的两端固定的情况下，通过加热器502，将基材501纵向方向上的一部分加热到软化点以上的温度。根据该实例，该温度为500至700℃。接着，在加热端的方向上以速度V2进送基材501，从加热器502的相对端以速度V1拉出基材501。在进入加热器502之前的横截面面积S2和从加热器502出来的横截面面积S1设计成满足下述关系：S2×V2＝S1×V1。尤其是，进入之前和输出之后的横截面被设计成彼此相似。将拉伸后的基材切割成所需的长度。金刚石切割机、激光切割机等用于切割。根据该实例，在与图5相比较图示时，膜形成之前的隔板506的各个部分尺寸如下：隔板的厚度101为195μm，隔板的长度102为1600μm，前板侧上的平坦部分的长度为337μm，背板侧上的平坦部分的长度为33μm。共有42个凹槽，凹槽间距为30μm。前板侧上有8个凹槽，凹槽的深度为10.5μm。在背板侧上有10个凹槽，凹槽的深度为12.5μm。在过渡区域106中有24个凹槽，其中凹槽的深度从背板侧凹槽深度到前板侧凹槽深度线性地变化。使用表面粗糙度测量仪(由三丰公司制造的SV-3000)，测量隔板的实际尺寸。

接下来，通过在膜形成之后在隔板端面506上进行溅射，形成低阻电势调节膜。在前板侧，溅射金(Au)和铝(Al)，从而形成由金(Au)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)所组成的化合物构成的膜。膜厚为0.1μm。在背板侧上形成5-nm厚度钨(W)膜。

接下来，在隔板表面上溅射金(Au)和铝(Al)，从而形成由金(Au)、铝(Al)、氧(O)和氮(N)所组成的化合物构成的膜，作为高阻电势调节膜。该化合物具有约1E+11(Ω/)的表面电阻，膜厚为0.1μm。

此外，在高阻电势调节膜上溅射钨(W)和锗(Ge)，从而形成由钨(W)、锗(Ge)、氧(O)和氮(N)所组成的化合物构成的膜，作为高阻抗静电膜。该化合物具有约1E+14(Ω/)的表面电阻，膜厚为1μm。

由此所产生的隔板具有如图6所示的表面膜组合物。在前板侧端面和背板侧端面上存在低阻抵靠表面电势调节膜。在低阻抵靠表面电势调节膜上，隔板被高阻电势调节膜包围。然后，高阻电势调节膜被高阻抗静电膜覆盖。这些膜对其各自下面紧邻的膜具有足够粘附性，但是未被混合时各个组成部分分别起作用。

上述的背板、前板、隔板和支撑框架构成图2所示的图像显示设备的外壳90。首先，通过在背板上用预定力拉伸两个纵向端，在扫描布线上安装隔板，并且用粘合剂将两个纵向端固定。通过参照图2中用虚框包围的部分，描述外壳90的密封结构。用烧熔玻璃将支撑框架86和背板固定在一起。通过接合元件206，结合支撑框架86和前板82。可用于接合元件206的材料包括足够软以吸收背板81和前板82之间的热膨胀系数之差并在高温下不会释放很多气体的材料。铟(In)用于本实例中。将底涂层204施加到支撑框架86和前板82通过接合元件206所结合的部分，以提高界面上的粘附力。在本实例中，使用银(Ag)，相对于铟(In)，银(Ag)具有良好的润湿性。

当密封外壳90时，由于不同颜色的荧光体必须与电子发射器件匹配，需要通过将上基底和下基底轻推而充分对准。

由于根据本实例的表面导电电子发射器件的上述基本特性，通过施加在相对的器件电极之间的脉冲电压的振幅和宽度，控制电子发射特性以便进行半调色。当放置大量电子发射器件时，通过扫描线信号选择布线，通过信息信号布线(X侧导线)，将脉冲电压施加在各个器件，从而允许将不同电压施加在任何所需的器件上，从而允许独立地控制各个器件。

将描述图像显示设备的标准驱动单元。图11的框图概述了根据本实例的图像显示设备结构，其中图像显示设备用于基于电视信号的电视显示器。

使用电子发射器件的图像显示面板301的Y侧导线与施加扫描线信号的扫描驱动电路的扫描信号电路302连接。另一方面，X侧导线与施加信息信号的数据驱动电路的脉冲宽度调制电路305和调制电压转换电路307连接。关于电压调制，适当地调制输入电压脉冲的振幅。关于脉冲宽度调制，调制输入并行图像信号的电压脉冲的宽度。

同步控制电路303基于从解码器306接收到同步信号来发送出同步控制信号。解码器306是将同步信号分量和图像信号分量与外部输入电视信号分离的电路。图像信号分量与所述同步信号同步输入一个并行转换电路304。

并行转换电路304的操作是基于来自同步控制电路303的信号而控制的，随着图像信号串行地输入，并行转换电路304按照时间顺序对图像信号进行串行到并行的转换。将经过串行到并行转换的图像信号作为用于电子发射器件的并行信号输出。

如上所述，根据本实例，当通过图形显示设备中的X导线和Y导线施加电压时，电子发射器件释放电子。此外，图像显示设备通过高压端子Hv施加高压到金属背面，金属背面是阳极电极，从而使从电子发射器件释放的电子加速，因此使电子入射在荧光体上以显示图像。如本文所描述那样配置的图像显示设备只是根据本发明的图像显示设备的例子，基于本发明的技术思想，可以进行各种修改。可能的输入信号包括NTSC、PAL和HDTV。

将描述根据本实例的电子束位置校正。根据本实例，绝缘层和扫描布线(Y侧导线)的组合高度是75μm，像素间距是630μm，如上所述。在隔板和第一最接近电子源的中心之间的距离是215μm。此外，由于通过上述隔板形状适当地校正第一最接近器件，仅在第二最接近器件(图13A)中安装倾斜的器件电极。为了在远离隔板的方向上校正第二最接近器件0.51％，将角度θ设置为1.9度。也就是说，第二最接近器件的器件电极以这样方式形成使得器件电极之间间隙的纵向方向相对于与隔板纵向方向垂直的方向成1.9度的角度倾斜。另一方面，除了第二最接近器件以外的器件的器件电极以这样的方式形成使得器件电极之间间隙的纵向方向与垂直于隔板纵向方向的方向平行。这样得到的图像显示设备在第一最接近器件和第二最接近器件的电子束入射位置上没有偏离。

(实例2)

该实例与实例1的不同之处在于绝缘层和扫描布线的总高度为45μm。隔板和第一最接近电子源的中心之间的距离为215μm。因此，第一最接近器件的电子束位置被吸引0.43％。第二最接近器件的电子束入射位置与实例1中的电子束入射位置相同。这样，在远离隔板的方向上校正第一最接近器件的电子束入射位置的偏离(图13D)。也就是说，第一最接近器件和第二最接近器件的器件电极以这样的方式形成使得器件电极之间间隙的纵向方向相对于与隔板纵向方向垂直的方向倾斜。也就是说，第一最接近器件的器件电极以这样的方式形成使得器件电极之间间隙的纵向方向相对于与隔板纵向方向垂直的方向成1.6度的角度倾斜。这样，第二最接近器件比第一最接近器件更加倾斜。这样得到的图像显示设备在第一最接近器件和第二最接近器件的电子束入射位置上没有偏离。

(实例3)

该实例与实例1的不同之处在于：像素间距为483μm，隔板的厚度为160μm，并且隔板和第一最接近器件之间的距离为161.5μm。在第一最接近器件中没有使用倾斜的器件电极。另一方面，在第二最接近器件和第三最接近器件中，倾斜的器件电极相对于远离隔板的方向分别倾斜3.0和1.5度(图13B)。本实例得到的图像显示设备图像质量没有降级。

这样，通过根据其特征将表面具有凹凸图案和高阻膜的隔板与倾斜的器件电极结合，可以实现没有电子束偏离的较高质量的图像显示设备。

随便提一下，本文所指的一对器件电极之间间隙的纵向方向是指连接间隙两个相对端的直线的方向。因此，例如，如果所述一对器件电极成形为图14所示的形状，所述一对器件电极间隙的纵向方向与线段A-A’延伸方向重合。随便提一下，器件电极用2和3标识，导电膜用4标识，电子发射部分用5标识，与上述的其他附图的情况一样。

通过校正由于距离隔板的间隔距离不同所引起的电子束入射位置差异，本发明可以实现更高质量的图像显示设备。

虽然已经就范例实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的范例实施例。应该最广义地解释下述权利要求的范围，以包括所有的这种修改和等同结构及功能。

Claims (3)

1.一种图像显示设备，包括：

背板，在其上包括第一电子发射器件和第二电子发射器件，每一个电子发射器件都具有一对器件电极和位于所述一对器件电极之间的电子发射区域，所述一对器件电极彼此相对设置且其间夹有一个间隙；

前板，其具有荧光体；以及

板状隔板，其设置在所述背板和所述前板之间，更靠近所述第一电子发射器件而非所述第二电子发射器件，其中

所述第一电子发射器件的所述间隙的纵向方向相对于与所述隔板的纵向方向垂直的方向成第一倾斜角度倾斜，所述第二电子发射器件的所述间隙的纵向方向相对于与所述隔板的纵向方向垂直的方向成第二倾斜角度倾斜，并且所述第二倾斜角度大于所述第一倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的图像显示设备，其中第一倾斜角度是零。

3.根据权利要求1所述的图像显示设备，还包括第三电子发射器件，该第三电子发射器件包括彼此相对设置且其间夹有一个间隙的一对器件电极、以及在所述一对器件电极之间的电子发射区域，所述第三电子发射器件设置成与所述第二电子发射器件相比不更靠近所述隔板，其中所述第三电子发射器件的所述间隙的纵向方向相对于与所述隔板的纵向方向垂直的方向成第三倾斜角度倾斜，以及所述第三倾斜角度小于所述第二倾斜角度。

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