CN1264189C - 在面板基板之间带有间隔片的平面显示装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

公开一种在第1面板基板和第2面板基板之间包括间隔片的平面显示装置及其制造方法。该间隔片介于阳极基板和阴极基板之间。形成具有细长片结构的并在其厚度方向上可弹性变形的各间隔片。多个突出部设置在阳极基板的每个黑条上，且每个间隔片通过该间隔片弹性变形时获得的反冲力紧固在该多个突出部上。这样，每个间隔片通过多个突出部在阳极基板上支撑成竖直状态。不需要粘接剂等用于将间隔片支撑成竖直状态。

Description

在面板基板之间带有间隔片的平面显示装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种在第1面板基板和第2面板基板之间带有间隔片的平面显示装置及其制造方法。

背景技术

当把高于阈值的电场施加到置于真空中的例如金属的导体或半导体的表面时，即使在常温下，电子在隧道效应的作用下穿过势垒，然后被发射到真空中。这种现象被称为场致发射，通过场致发射发射电子的器件称为场致发射器件。

近年来，把旋点式、薄膜式等形式的场致发射器件用作发射体的场致发射显示器(FED)已经引起了人们的注意。FED是通过运用半导体技术等在阴极上设置许多场致发射器件的平面显示装置。FED是一个系统，即，在该系统中，电子通过场集中以电子发射单元的形式从场致发射器件被发射，该电子发射单元由电选择，导致电子撞击阳极基板一侧上的荧光体，诱导荧光体激发或发光，借此显示图象。

FED具有如下结构，阴极基板和阳极基板彼此相对地设置并在它们之间带有微小缝隙，在真空条件下该缝隙空间部是密封的。因此，为了阴极基板和阳极基板能够承受大气压力，在基板之间安装间隔片以通过间隔片支撑基板。

根据外加到阳极上的、以引起电子束撞击荧光体诱导发光的、称为阳极电压的电压程度，FED通常分为低压式和高压式。间隔片，特别是用于高压式FED中的那些间隔片具有较高的长宽比；例如，间隔片具有1～2mm的高度和0.05～0.1的厚度。因此，间隔片自己立在基板上比较难。因此，需要支撑间隔片的某些机构。

然而，在制造FED的过程中，根据屏幕尺寸，需要在基板上安装大量的间隔片。所以在具有大屏幕尺寸的FED的情况下，要求简化安装间隔片的过程。对于传统的FED来说，采用了通过使用粘接剂固定间隔片的方法和通过将间隔片夹在设置于基板上的、与间隔片厚度一致的成对的夹子之间来支撑间隔片的方法等。然而这些方法的缺点是一系列的制造步骤如间隔片的卡紧和间隔片的定位非常复杂。此外，在采用成对的夹子的方法中，需要将各个间隔片插入到成对的夹子之间的缝隙中以夹紧间隔片。为了获得适当的夹紧力，需要严格控制成对的夹子的缝隙尺寸和间隔片的厚度，这样的控制需要大量的劳力和成本。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在第1面板基板和第2面板基板之间包括间隔片的显示装置及其制造方法，在该装置中，能够容易并可靠地支撑间隔片而不需要粘接剂等或零部件尺寸的严格控制等。

根据本发明，提供一种显示装置，该装置包括直接设置在第1面板基板和第2面板基板之间、并形成为可弹性变形的间隔片，和设置在第1面板基板上的间隔片安装位置处的多个突出部，其中，间隔片通过该间隔片弹性变形时获得的反冲力紧固在多个突出部上。

在如上构成的显示装置中，间隔片通过该间隔片弹性变形时获得的反冲力紧固在多个突出部上，借此，该间隔片在阳极基板上被支撑在竖直状态下。

根据本发明，通过多个突出部可容易并可靠地支撑间隔片，而不需要严格控制突出部的外形大小和位置精度以及间隔片的厚度等。

附图说明

参考结合附图的说明将看到本发明的这些及其它目的，其中：

图1是应用了本发明的平面显示装置的一个示例结构的总剖视图；

图2是本发明的一个实施例中所采用的间隔片的透视图；

图3A用图说明在本发明的一个实施例中所采用的间隔片的弹性变形特性，表示间隔片在外力的作用下是怎样被弯曲的；

图3B表示图3A所示的间隔片在没有外力时返回到其最初的直线形式的情况；

图4A用图说明在阳极基板上形成突出部的一个例子，其中，突出部设置在黑条上不同线路上；

图4B详细表示图4A中的突出部；

图5用图说明了突出部和间隔片在组装时的情况，其中，虚线表示间隔片在外力下变形以避免和突出部干涉的情况，实线表示在没有外力时间隔片与突出部压力接触的情况；

图6是表示间隔片由多个突出部支撑的情况的透视图；

图7A用图说明了突出部的另一个布局的例子；

图7B用图说明了突出部的又一个布局的例子；

图8A和图8B用图说明了间隔片受到支撑的另一个特例，其中，图8A表示间隔片在没有外力作用时具有弧形形状的情况，图8B用图说明了图8A所示的间隔片通过与多个突出部压力接触以直线形状受到支撑的情况；

图9A用图说明了突出部的形状的另一个例子；

图9B用图说明了突出部的形状的又一个例子。

具体实施形式

现在参考附图来详细说明本发明的一个实施例。

图1是应用了本发明的平面显示装置的一个示例结构的总剖视图。

图中，黑条2和荧光体3形成于平板样的阳极基板1的一侧上。该阳极基板1构成平面显示装置的前基板并由例如透明玻璃基板组成。所述黑条2正如从显示装置的前侧，即从图1的上侧所看到的一样以矩阵方式排列，因此，黑条2也被称为黑色矩阵。黑条2的宽度取决于显示装置的屏幕尺寸和显示的分辨率；通常，把宽度设置在100～200μm的范围内。荧光体3以预定的节距形成在阳极基板1的一侧上以填补黑条2之间的缝隙。例如，黑条2和荧光体3形成于叠层在阳极基板1的一侧上的阳极(未图示)上。例如，该阳极由ITO(氧化铟锡)透明电极组成。顺便提出的是，可以采用阳极叠层在黑条2和荧光体3上的结构。如上构成的阳极基板1相当于本发明中的第1面板基板。

而发射体5形成在平板样的阴极基板4的一侧上，即形成在面对阳极基板1的阴极基板4侧上。所述阴极基板4构成显示装置的背部基板并由例如玻璃等形成的绝缘基板组成。发射体5是用来通过场致发射发射电子的，并与形成在阳极基板1侧的荧光体一致地以预定节距形成在阴极基板4的一侧上。发射体5形成于叠层在阴极基板4的一侧上的阴极(未图示)上。另外，发射体5形成在阴极基板4的一侧上的在阴极(未图示)和通过绝缘层叠层在阴极上的栅极的交点处。如上构成的阴极基板4相当于本发明中的第2面板基板。

多个间隔片6介于阳极基板1和阴极基板4之间。为了方便，在图1中仅示出两个间隔片。由阳极基板1和阴极基板4组成的该显示装置的外围部分用焙接密封物7密封。设置间隔片6是为了耐压，即，设置间隔片以便于当显示装置进入真空状态时，阳极基板1和阴极基板4能够承受大气压力。间隔片6在阳极基板1和阴极基板4之间提供了一个固定的缝隙。另外，将间隔片6排列在黑条2上以致于不对所显示的图象产生坏的影响。焙接密封物7以框架形式沿阳极基板1和阴极基板4的外形设置。焙接密封物7保持阳极基板1和阴极基板4之间的缝隙空间，即，将显示装置的内部保持在真空状态下。

图2是本发明的实施例中所采用的间隔片6的透视图。如图所示，间隔片6整体上具有细长片结构，根据显示装置的尺寸等决定间隔片6的尺寸。例如，在高压式FED中，采用具有高度H＝2mm，厚度T＝100μm，长度L＝100mm的间隔片。关于间隔片6的材料，采用例如陶瓷和玻璃的绝缘材料。

当间隔片6最初形成直线形时，其具有的特性是当外力F按图3A中箭头方向作用于其上时，根据外力F间隔片在厚度方向上产生弹性变形。通过将间隔片6的厚度设置得小而获得该特性。另外，间隔片6还具有的特性是当解除如上施加在其上的外力F时，间隔片返回到图3B所示的最初形状，即，返回到图3A和图3B情况中的直线形状。即，当间隔片6弹性变形时，弹性变形所引起的反作用力克当使间隔片6返回其最初形状的力(下文称作反冲力)。

另一方面，如图4A所示，多个(图例中为8个)突出部8A和8B形成在阳极基板1上的黑条2上，突出部8A和8B设置在阳极基板1的一侧上，用来将间隔片6支撑在竖直状态下(垂直状态)。突出部8A和8B以从黑条2的表面突出的状态设置，并以交错方式沿黑条2的纵向排列。

即，4个突出部8A和4个突出部8B以沿黑条2的纵向彼此相邻的位置关系排列在黑条2上。8个突出部中的4个突出部8A设置在沿黑条2纵向的直线轴K1上。而4个突出部8B设置在平行于直线轴K1并沿黑条2的宽度方向从直线轴K1移开的直线轴K2上。另外，突出部8A和8B分别形成图4B所示的圆柱形并在黑条2的纵向上以有规律的节距排列。

突出部8A和8B的大小取决于间隔片6的高度H和厚度T以及黑条2的宽度；例如，突出部8A和8B被设置为具有φ＝30～100μm的直径和H_S＝30～100μm的高度。突出部8A和8B可以由任何不同的材料如树脂、金属、陶瓷等形成。顺便提及的是，阳极基板1上的任何位置都可以设置为间隔片安装位置，只要该位置不对显示的图象产生坏的影响。另外，突出部8A和8B可以设置在阴极基板上而不是黑条矩阵上。

接着将对作为根据本发明的显示装置的制造方法的一个例子，在采用了其中各间隔片6通过利用多个突出部8A和8B得到支撑的结构的情况下的制造程序进行说明。

首先，在制造阳极基板1的步骤中，阳极形成在构成阳极基板1的基体的透明基板的一侧上，然后黑条2形成在该阳极上。接着，上述的多个突出部8A和8B形成在黑条2上。作为形成突出部8A和8B的一个具体例子，有这样一个方法，在该方法中通过丝网印刷把例如聚酰亚胺的树脂施加到黑条2上，然后将这样获得的树脂膜通过光刻法形成所希望的形状的图案，从而获得突出部8A和8B。其它的例子包括通过镀敷将金属性材料施加到黑条2上以获得突出部8A和8B的方法。

之后，荧光体3被施加到阳极基板1的一侧上，然后如所要求的那样形成由铝膜构成的金属膜。接着，形成如上直线形状的间隔片6由保持机构(未图示)卡紧。作为卡紧间隔片6的系统，例如可采用真空吸引。在这种情况下，外力通过保持机构作用在间隔片6上，以使间隔片6不与形成在黑条2上的突出部8A和8B干涉。即，各间隔片6通过外力而弹性变形成弯曲形状，更具体的是，变形成图5中虚线所示的俯视图中的波浪形状。间隔片6在弹性变形的状态下组装到黑条2上。间隔片6的组装通过这样一种方法进行，在该方法中，使通过保持机构弹性变形成波浪形状的间隔片6的下端部与阳极基板1上的黑条2的形成表面接触。这样，每个间隔片6都进入波形弯曲状态以不和黑条2上的突出部8A和8B干涉。

随着间隔片6这样组装到黑条2上，通过保持机构作用到间隔片6上的外力被渐渐或瞬间解除。例如在采用真空吸引作为由保持机构卡紧间隔片6的系统的情况下，通过释放真空吸引进行外力的解除。此时，由于外力的释放，各间隔片6倾向于返回其最初形状，所以间隔片6的反冲力使间隔片6进入与突出部8A和8B侧表面的压力接触，如图5中的实线所示。在这种情况下，作用于直线轴K1上的突出部8A上的接触压力的方向与作用于直线轴K2上的突出部8B上的接触压力的方向相反。

即，图5中，一个向上的接触压力从直线轴K1上的每个突出部8A作用在间隔片6上，反之，一个向下的接触压力从直线轴K2上的每个突出部8B作用在间隔片6上。换言之，间隔片6通过其本身的反冲力紧固在多个突出部8A和8B上。这样，如图6所示，间隔片6通过多个突出部8A和8B以竖直的状态支撑在阳极基板1的黑条2上。通过按照上述程序之后将多个间隔片6安装到阳极基板1上，获得在其上安装有间隔片6的阳极基板1。

另一方面，在制造阴极基板4的步骤中，阴极、绝缘层、栅极顺序地叠层在构成阴极基板4的基底的绝缘基板的一侧上，然后在栅极中形成一些开口，栅极孔形成在绝缘层中。然后，发射体5形成在栅极孔中，这样获得阴极基板4。

之后，在其上已安装间隔片6的阳极基板1和在如上所述的基板制造步骤中所获得的阴极基板4通过相互对置彼此组合。结果，间隔片6介于阳极基板1和阴极基板4之间。在这种情况下，通过焙接密封物7进行抽真空和气密密封，借此，获得具有如图1所示的阳极基板1和阴极基板4彼此粘接的结构的显示装置。

在具有如上所述结构的显示装置中，各间隔片6通过运用间隔片6弹性变形时获得的间隔片的反冲力紧固在多个突出部8A和8B上，借此，间隔片6在阳极基板1上被支撑在竖直状态下。因此，通过利用多个突出部8A和8B可以容易并可靠地支撑间隔片6，而不需要严格控制突出部8A和8B的外形大小和位置精度和间隔片6的厚度精度等。

在上述实施例中，合计为8个的突出部8A和8B形成在黑条2上支撑1个间隔片6。然而，本发明并不限于此，如图7A所示，可以使用最少3个突出部8来支撑1个间隔片6。在这种情况下，突出部8位于间隔片6的纵向上的两端部和中间部。而且，突出部8的排列可以做不同变换；例如，如图7B所示，3个突出部8可以以第1排列节距排列在间隔片6的纵向上的中间部，1个突出部8可以以大于第1排列节距的第2排列节距排列在间隔片6的纵向上的两端部的每一端。

在上述实施例中，制备的间隔片6为直线形状，各直线形的间隔片6都弹性变形成波浪形状并紧固在多个突出部8A和8B上，借此，间隔片6最后被支撑为曲线形。

相反，至于图8A中所示的例子，制备的各个间隔片6可以是曲线形状，在所示例子中是弧形，曲线形的间隔片6可以通过图8B中所示的3个突出部8被支撑成直线形状。而且，作为在制备或支撑成曲线形的间隔片6的情况中的具体形状，可以采用不同的形状，例如，弧形、波浪形、S形等。

另外，虽然没有图示，间隔片6可以制备为曲线形状且可以支撑为另一种曲线形状。例如，制备成S形的间隔片6可以支撑成反S形，或制备成波浪形的间隔片6可以支撑成另一种与最初波浪形相反的波浪形。

而且，每个突出部8的形状并不限于上述的圆柱形，可做各种变型。例如，突出部可以具有如图9A所示的四方体形，或具有如图9B所示的头部直径大于下部直径的阶梯圆柱形。

虽然以具体形式描述了本发明的优选实施例，但这些描述仅是说明性目的，并应理解为在不脱离所附权利要求书的精神或范围内可以做出各种变化和变更。

Claims (3)

1.一种显示装置，其包括：

第1面板基板；

第2面板基板；

多个突出部，其位于所述第1面板基板上；

弹性间隔片，其位于所述第1面板基板和第2面板基板之间，所述弹性间隔片凭借弹性力固定在所述突出部上，所述突出部以交错方式设置在间隔片的两侧。

2.如权利要求1所述的显示装置，其中，

每个所述间隔片形成为直线形状，且每个所述间隔片通过所述直线形间隔片弹性变形时获得的反冲力紧固在所述多个突出部上，借此，每个所述间隔片被支撑成曲线形。

3.如权利要求1所述的显示装置，其中，

每个所述间隔片形成为曲线形状，且每个所述间隔片通过所述曲线形间隔片弹性变形时获得的反冲力紧固在所述多个突出部上，借此，每个所述间隔片被支撑成直线形。

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