CN1476626A - 显示设备 - Google Patents

Abstract

显示设备的一个真空外罩(10)包括一个背面板(12)，一个和背面板相对的正面板(11)，和一个插入背面板和正面板之间的侧壁(18)。磷光体屏幕(16)形成在正面板的内表面上。在背面板的内表面上设置了众多电子发射元件(22)向磷光体屏幕发射电子。设置一个加强玻璃板(32)和正面板的外表面相对。在加强玻璃板和正面板之间设置一个稳定层(30)。稳定层有10Ω/□或更大的薄层电阻并设定一个阳极电位。

Description

显示设备

技术领域

本发明涉及一种显示设备。更具体地说，本发明涉及一种包括许多电子发射元件的显示设备。

背景技术

近年来，既轻又薄的平面显示设备作为下一代的显示器而得到发展。它们包括一个磷光体屏幕和许多和该磷光体屏幕相对的电子发射元件(下文中称之为“发射器”)。这些发射器可以是场致发射型的或表面传导型的。任何包括被用作发射器的场致发射型的电子发射元件的显示设备都被总称为“场致发射显示器”(下文中称之为“FED”)。任何包括被用作发射器的表面传导型的电子发射元件的显示设备都被称为“表面传导型，电子发射显示器”(下文中称之为“SED”)。

一般说来，一个FED有一个正面板和一个背面板，两者互相相对并之间相隔一个指定的间隙。两个衬底在其外周边缘连接在一起，在两者之间插入一个矩形框架形的侧壁。衬底和侧壁构成了一个真空外罩。磷光体屏幕形成在正面板的内表面。许多发射器被设置在背面板的内表面。这些发射器被用作发射电子的元件，所发射的电子激发磷光体，使磷光体发出光来。众多支撑构件被设置在背面板和正面板之间，防止衬底因施加在面板上的大气压力而塌陷。

背面板的电位约为0V。阳极电压Va被施加到磷光体屏幕。由发射器发射的电子流被施加到磷光体屏幕的红、绿和蓝磷光体上。因为接收到电子，磷光体发光，从而FED显示出图象。

在FED中，正面板和背面板之间的间隙可以被减小到几个毫米或更小。因此FED就比当前被用作TV显示器和计算机显示器的阴极射线管(CRTs)更轻更薄。

因为显示设备这样构成，就必须使用和在普通的阴极射线管使用的相同类型的磷光体，并将阳极电压设定在几千伏或更大，这样该显示设备才能获得实用的性能。然而，考虑到分辨率，支撑构件的性能，制造的便利等因素，正面板和背面板之间的间隙不能那么大。该间隙应为约1到2mm。正面板和背面板之间将不可避免地产生强烈的电场，并且两板之间可能发生放电(电介质击穿)。

如果放电发生，发射器和磷光体屏幕可能被破坏或状态恶化。因为放电会导致故障，因此在产品中不能发生放电。但是，防止放电是极端困难的事。

放电可以控制，但不是防止，这样，放电对发射器的影响小到可以忽略。这种技术概念类似于在CRTs领域被广泛应用的技术概念，并被认作为“软闪光”。该技术是增加CRT内表面上薄层的电阻以减小放电电流。这样，即使发生放电，该技术也能防止结合在射线管中的电路的击穿。

然而，在FED和SED中，磷光体屏幕的作用好比放电电极，这样，就不能应用上述技术，而且没有任何解决对策。

发明内容

鉴于上述考虑而提出了本发明，并且其目的是提供一种显示设备，在该显示设备中如果发生放电，放电电流也能受到控制，防止发射器和磷光体屏幕被破坏或状态恶化。

为了达到这个目的，根据本发明的一个实施例的显示设备包括：一个有形成在其内表面上的磷光体屏幕的正面板；一个和磷光体屏幕相对并且有众多向磷光体屏幕发射电子的电子发射元件的背面板；一个和正面板的外表面相对的透明的绝缘衬底；和一个在正面板和绝缘衬底之间配备的稳定层。

在根据本发明的这个实施例的显示设备中，要求该稳定层有10Ω/□或更大的薄层电阻，该稳定层可以包括一个透明的导电薄膜或由填充物等类似材料形成。

在这样构造的显示设备中，绝缘衬底相对于正面板的外表面，阳极电压或类似的电压也被施加到正面板的外表面上。这样可以最大程度地减少堆积在正面板上的电荷，几乎可以减到零。绝缘衬底实际上堆积了电荷。然而，除非这些电荷穿过稳定层，否则它们不能到达放电区，因为稳定层是配备在正面板和强化的玻璃板之间。这样，放电电流就受到控制，防止发射器和磷光体屏幕被破坏和状态恶化。

假设在正面板和背面板之间发生了放电。放电的量由堆积在由正面板和背面板构成的电容器中的电荷确定。该电容器由电容器C1和电容器C2构成，电容器C1存在于正面板和背面板之间，电容器C2存在于正面板的内外表面之间。电容器C1和C2可以被看作互相并联连接。如果不应用本发明，正面板的电压将瞬间变到几乎为0V。如果发生这种情况，堆积在C1和C2中的大部分电荷都将变为放电电流。

在根据本发明的该实施例的显示设备中，和C2有关的电位差变为零，C2将不产生电荷。通常，C2要远远大于C1，因为一个介电常数约为8的玻璃层被插进C2。为了使设备更轻，减小正面板的厚度是可取的。但是，如果正面板薄了，C2将加大。根据这一点，能够消除C2的影响是很有利的。虽然应用本发明不能完全消除C1的影响，但放电的量将大大减少。这是因为C2要比C1大得多。

附图的简要说明

图1是根据本发明的一个实施例的FED的一个透视图；

图2是取自图1中II-II线的一个剖面图；

图3是该FED的一个磷光体屏幕的一个平面图；

图4是显示该FED的一部分的一个放大的剖面图；和

图5是描绘根据本发明的一个修改的FED的一部分的一个放大的剖面图。

具体的实施方式

对本发明的一个实施例，即一个显示设备或一个FED将参考附图进行详尽叙述。

如图1和图2所示，FED包括一个正面板11和一个背面板12，都是用玻璃制成的矩形板。两块面板互相相对，之间有一个1到2mm的间隙。正面板11和背面板12在其外周边缘连接在一起，两者之间插入一个矩形框架形的侧壁18。这样，面板和侧壁构成一个平坦的矩形真空外罩10，在其内保持真空。

在真空外罩10内配备众多支撑构件14。这些构件14防止正面板11和背面板12因施加在面板11和12上的大气压力而塌陷。支撑构件14平行于外罩10的长侧边延伸，并在平行于外罩10的短侧边的方向间隔一个指定的间距。

如从图3所见，在正面板11的内表面上形成一个磷光体屏幕16。该屏幕16包括红磷光体层、绿磷光体层、蓝磷光体层和一个光吸收黑层20。磷光体层被按行列设置，形成一个矩阵。支撑构件14位于光吸收黑层的后面并因此而隐藏。一个用作背金属的铝层(未显示)被气相淀积在磷光体屏幕16上。

如图4所描绘，用于发射电子束的众多电子发射元件22被设置在背面板12的内表面上。元件22就是激发磷光体层的电子源。电子发射元件22被按行列设置，每一个元件都和一个磷光体层对齐。更具体地说，一个阴极层即传导层24形成在背面板12的内表面，一个有很多空腔25的二氧化硅薄膜26形成在阴极层24上。用钼，铌等材料制成的栅电极28设置在二氧化硅薄膜6上。形如圆锥并用钼等材料形成的电子发射元件22被设置在空腔25中并在背面板12的内表面上。

如图1，2和4所示，稳定层30形成在正面板11的整个外表面上。用作透明的绝缘衬底的加强玻璃板32设置在稳定板30上。如上面所示，玻璃板32有和正面板11几乎相同的尺寸。

稳定层30是一个形成在正面板11的外表面上的透明的传导薄膜。它约1到10μm厚并有10Ω/□或更大的薄层电阻。该透明的传导薄膜可以用已知的诸如溅射、气相淀积或旋转涂覆的工艺形成。加强玻璃板32有约例如2.8mm厚并且用环氧树脂等材料固定到稳定层30上。它加强了正面板11。为了防止界面反射，最好所用的树脂有尽可能接近玻璃的折射率。

稳定层30的一部分通过形成在正面板11中的通孔34电气连接到磷光体屏幕16。用作连接部分的通孔34位于靠近侧壁18的地方。电源或电位施加单元36被连接和设置在传导阴极层24和稳定层30之间。电源36向稳定层30施加一个阳极电位。电源36在靠近通孔34的位置有其连接到稳定层30的高压端。电源36和通孔34之间的电阻有这样的数值，由束流引起的电压降可以小到忽略不计。

在这样构造的FED中，视频信号被输入到设置成一个简单矩阵的电子发射元件22和栅电极28。当亮度为最高时施加一个+20V的栅电压，电子发射元件22被看作参考。+10kV电压被施加到磷光体屏幕16。从元件22发射的电子束用栅电压进行调制。这样调制的电子束激发屏幕16的磷光体层。磷光体层发光，FED因此而显示图象。

在这样构造的FED中，加强玻璃板32和正面板11的外表面相对，稳定层30被插入玻璃板32和正面板11之间，阳极电压或接近阳极电压的电压也被施加到正面板11的外表面上。这样将堆积在正面板11上的电荷最大程度地减小到几乎为零(0)。实际上加强玻璃板32堆积了电荷。但是，因为在正面板11和加强玻璃板32之间设置了稳定层30，在加强玻璃板上的这些电荷不能到达放电区，除非在放电产生时这些电荷穿过稳定层30和孔34。因此放电电流受到控制。这样就防止了电子发射元件22和磷光体屏幕16破坏和状态恶化。

为了确定稳定层电阻和控制因放电引起的损坏的效果之间的关系，本发明人曾对有10英寸屏幕但不同电阻的FED进行过一系列实验。实验的结果显示，如果该电阻为10Ω/□或更大，就能得到一定的优点。结果也显示，该电阻可以是1000Ω/□或更大，以得到更显著的优点。

如果不应用本发明，放电电弧的最低电阻可以被测量为约100Ω。该电阻应该比这个数值显著加大以控制放电电流。也因为鉴于这一点，该结果是来自正当的理由。

进行该实验的FED有相同的尺度。通常，放电电弧的电阻并不十分依赖于FED的尺度。因此该结果可以被认为对任何FED都正确，不必考虑FED的尺寸。这样，在本发明中，稳定层有10Ω/□或更大的薄层电阻。

在上述实施例中，稳定层30是一个透明的传导薄膜。作为替代，稳定层30可以是在正面板11和加强玻璃板32之间的间隙中施加的填充物。另外，透明的传导层可以形成在绝缘衬底上，不象上述那样形成在正面板的整个外表面上。

构型成将稳定层30电气连接到磷光屏幕16的连接部分不限于通孔，如图5中所显示，它可以是一个形成在正面板11的一个侧面上的传导薄膜38。

稳定层30可以不电气连接到磷光体屏幕16。更确切地说，层30和屏幕16可以被设定在不同的电位，其电位差小于层30和衬底16中固有的电位之间的差异。

稳定层在整个表面上并不需要有一个均匀的数值。只要该层的至少一个部分有10Ω/□或更大的薄层电阻就能够得到本发明的优点。不用说，如果稳定层在整个表面上都有10Ω/□或更大的薄层电阻那是最理想的。在该层的某些部分薄层电阻可以小于10Ω/□。

在上述实施例中，透明的绝缘衬底和正面板的整个外表面相对。作为替代，可以设置小于正面板的透明的绝缘衬底面对正面板。在这种情况下，正面板的边缘部分可以用绝缘衬底以外的任何绝缘构件覆盖。

本发明不限制于上述实施例。在本发明的范围和精神内可以进行各种变化和修改。本发明不仅能应用于FED，也能应用于有表面传导类型的电子发射元件的SED以及任何其他类型的平面显示设备。元件的尺寸和材料不限制于上述规定，如果必须也是可以变化的。

工业适用性

如已经叙述的那样，本发明提供的显示设备，如果在正面板和背面板之间发生放电，放电电流能受到控制，防止电子发射元件和磷光体屏幕被破坏和状态恶化。

被用来获得这些优点的加强玻璃板也被用来加强正面板和屏蔽X射线。这样，显示设备能更坚固而耐冲击，并且能控制X射线。因此，正面板的厚度以及材料有更宽广的范围。这也是本发明的另一个优点。

Claims (9)

1.一种显示设备，该设备包括：

一个有形成在其内表面上的一个磷光体屏幕的正面板；

一个和磷光体屏幕相对并有众多向磷光体屏幕发射电子的电子发射元件的背面板；

一个和正面板的外表面相对的透明的绝缘衬底；以及

一个设置在正面板和绝缘衬底之间的稳定层。

2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，稳定层有至少10Ω/□的薄层电阻。

3.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，稳定层包括一个透明的传导薄膜。

4.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，稳定层由施加在正面板和绝缘衬底之间的间隙中的填充物形成。

5.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，磷光体屏幕和稳定层之间的电位差小于稳定层和绝缘衬底之间的电位差。

6.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，正面板有一个将稳定层电气连接至磷光体屏幕的连接部分。

7.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，稳定层和磷光体屏幕通过一个形成在正面板中的通孔电气连接。

8.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，稳定层和磷光体屏幕通过一个形成在正面板的一个侧面上的传导部分电气连接。

9.如权利要求6所述的显示设备，其特征在于，该设备进一步包括一个在靠近连接部分的位置上连接到稳定层的电位施加部分，该电位施加部分向稳定层施加阳极电位。

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