CN1574180A - 电场发射型显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种电场发射型显示装置及其制造方法，可以以无须高的组装精度就可以保持荧光面(显示面)的发光均匀性的方式组装遮蔽电极。在该电场发射型显示装置(1)中，以控制电极(9)的开口部(11)的预定方向(x方向)的开口宽度(W1)形成为比遮蔽电极(23)的电子通过孔(21)的上述预定方向的开口宽度(W2)大，且遮蔽电极(23)的电子通过孔(21)的上述预定方向的开口宽度(W2)的全部范围重叠在控制电极(9)的开口部(11)的上述预定方向的开口宽度(W1)的范围内的方式，把遮蔽电极(23)配置在控制电极(9)的前侧。

Description

电场发射型显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及改善电场发射型显示装置的荧光面(显示面)的发光均匀性的电场发射型显示装置及其制造方法。
背景技术
一般地，电场发射型显示装置的主要结构包括：形成有阴极的阴极基板；在上述阴极基板和上述阴极上形成的绝缘体层；在上述绝缘体层上形成的控制电极；收存在贯通上述控制电极和上述绝缘体层形成的开口部内且从该开口部的底部露出的、在上述阴极上形成的电子发射物质层；以及在上述控制电极的前方配置的、形成有阳极和荧光体的阳极基板(专利文献1、2)。在这种现有的电场发射型显示装置中，上述控制电极的上述开口部形成为圆形。
在这样的电场发射型显示装置中，还具有在上述控制电极和上述阳极之间配置的、形成有使从上述电子发射物质层向上述荧光体流动的电子束通过的电子通过孔的遮蔽电极(专利文献3)。在这种现有的电场发射型显示装置中，上述控制电极的上述开口部形成为与上述同样的圆形。另外，上述遮蔽电极的各上述电子通过孔形成为，上述控制电极的对应的上述开口部的开口范围的全部正好重叠在该孔的开口范围内的大小(既不过大也不过小的大小)的例如圆形(参照专利文献3的图4)。在该结构中，从上述各电子发射物质层通过上述控制电极的对应的上述开口部和上述遮蔽电极的对应的上述电子通过孔向对应的上述荧光体流动的电子束的总量，与上述控制电极的对应的上述开口部的开口范围和上述遮蔽电极的对应的上述电子通过孔的开口范围相重叠的范围的大小成比例。
而且，在现有的电场发射型显示装置中，通过照相制造工艺形成贯通控制电极和绝缘体层的开口部。即，在绝缘体层上形成感光性控制电极材料层，在该感光性控制电极有材料层中使位于开口部的部分以未曝光的状态保留而只使位于控制电极的部分曝光，使控制电极变化。另外，在感光性控制电极材料层上流动显影液，通过用该显影液把感光性控制电极材料层的未曝光部分(位于开口部的部分)和绝缘体层中的未曝光部分相重叠的部分浸蚀除去，形成贯通控制电极和绝缘体层的开口部。
(专利文献1)美国专利第3500102号说明书(参照图1～4)
(专利文献2)美国专利第4857799号说明书(参照图2、3)
(专利文献3)日本专利特开2002-324501号公报
如上所述，在具有遮蔽电极的电场发射型显示装置中，由于上述遮蔽电极的各上述电子通过孔形成为，上述控制电极的对应的上述开口部的开口范围的全部正好重叠在该孔的开口范围内的大小，在控制电极和阳极之间组装遮蔽电极时，由于控制电极的对应的开口部的开口范围全部不伸出到控制电极的各电子通过孔的开口范围以外，而是相重叠，所以必须以高的组装精度组装控制电极。
而且，如果控制电极的组装位置有偏移，在各荧光体之间，控制电极的对应的电子通过孔的开口范围和控制电极的对应的开口部的开口范围相重叠的范围的大小不同，向各荧光体流入的电子束的总量有偏差，各荧光体的发光量不均匀，存在有损电场发射型显示装置的荧光面(显示面)的发光均匀性的问题。而且这样的不合格品导致制造成本增加。
而且，由于把贯通控制电极和绝缘体层的开口部形成为圆形，如果减小开口部的开口直径，在形成开口部时显影液难以流到开口部的底部，开口部的形成需要更多的时间，开口部的形成变得困难。为此，不得不增大开口部的开口直径，结果不能稠密地形成开口部，存在电子束的总量减少的问题。
发明内容
本发明正是为了解决上述的问题而提出的，其第一目的在于获得以无须高的组装精度就可以保持电场发射型显示装置的荧光面(显示面)的发光均匀性的方式组装了遮蔽电极的电场发射型显示装置。
第二目的是获得可以在控制电极和绝缘体层上稠密地形成开口部，由此可以增大电子束的总量的电场发射型显示装置的制造方法。
为了解决上述问题，本发明的第一方面是一种电场发射型显示装置，包括：形成有阴极的阴极基板；在上述阴极上形成的电子发射物质层；在上述电子发射物质层的前侧配置的、在与上述电子发射物质层对置的部分上形成有开口部的控制电极；在上述控制电极的前方配置的、形成有阳极和荧光体的阳极基板；以及在上述控制电极和上述阳极之间配置的、形成有使从上述电子发射物质层通过上述控制电极的上述开口部向上述荧光体流动的电子束通过的电子通过孔的遮蔽电极，其特征在于：以上述控制电极的上述开口部的预定方向的开口宽度形成为比上述遮蔽电极的上述电子通过孔的上述预定方向的开口宽度大，且上述遮蔽电极的上述电子通过孔的上述预定方向的开口宽度的全部范围重叠在上述控制电极的上述开口部的上述预定方向的开口宽度的范围内的方式，把上述遮蔽电极配置在上述控制电极的前侧。
另外，上述电子发射物质层与上控制电极的上述开口部的形状大致相同。
根据第一方面的发明，控制电极的开口部的预定方向的开口宽度形成为比遮蔽电极的电子通过孔的上述预定方向的开口宽度大，遮蔽电极的电子通过孔的上述预定方向的开口宽度的全部范围重叠在控制电极的开口部的上述预定方向的开口宽度的范围内，由于遮蔽电极配置在控制电极的前侧，即使遮蔽电极的组装位置在上述预定方向上有偏离，遮蔽电极的对应的电子通过孔的开口范围和控制电极的对应的开口部的开口范围的相重叠的范围的大小在各荧光体之间无偏差，因此向各荧光体流入的电子束的总量无偏差，由此可以以无须高的组装精度就可以保持电场发射型显示装置的荧光面(显示面)的发光均匀性的方式进行遮蔽电极的组装。
附图说明
图1是本发明的实施方式的电场发射型显示装置的示意斜视图；
图2是本发明的实施方式的电场发射型显示装置的从侧面看的示意结构图；
图3是在本发明的实施方式的电场发射型显示装置中从遮蔽电极的电子通过孔看控制电极的开口部时的平面示意图；
图4是说明本发明的实施方式的电场发射型显示装置的制造方法的图；
图5是现有的电场发射型显示装置的从侧面看的示意结构图；
图6是在现有的电场发射型显示装置中从遮蔽电极的电子通过孔看控制电极的开口部时的平面示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，该实施方式的电场发射型显示装置1包括：阴极基板3；在阴极基板3上形成的阴极5；在阴极5上形成的、形状与例如后述的控制电极9的开口部11大致相同的扁平型的电子发射物质层13；在电子发射物质层13的前侧配置的、在与电子发射物质层13对置的部分上形成了开口部11的控制电极9；在控制电极9的前方配置的透明性的阳极基板15；在阳极基板15的背面上形成的例如透明性的阳极17；在阳极17上形成的荧光体19；在控制电极9和阳极17之间配置的、形成有使从电子发射物质层13通过控制电极9的开口部11向荧光体19流入的电子束B通过的电子通过孔21的遮蔽电极23。
在此，在阴极基板3和阴极5上形成绝缘体层7，在该绝缘体层7上形成控制电极9。以贯通控制电极9和绝缘体层7的方式形成开口部11，以收存在该开口部11内的方式在从开口部11的底部露出的阴极5上形成电子发射物质层13。
在此，遮蔽电极23具有保护电子发射物质层13免受施加在阳极15上的高电压的影响的作用。控制电极9具有作为用来从电子发射物质层13发射(引出)电子的引出电极(栅电极)的作用。
以例如分别形成为以y方向作为长度方向的预定宽度的带状、且相互之间平行分离配置的方式，在阴极基板3上形成多个阴极5(在图1中只示出3个)。
以例如分别形成为以x方向作为长度方向的预定宽度的带状、且与各阴极5垂直、并相互之间平行分离配置的方式，在绝缘体层7上形成多个控制电极9(在图1中只示出1个)。
在阴极5和控制电极9的各垂直部分上，分别以形成为大致长方形(在此是长方形)、其长度方向分别与荧光体19的长度方向(y方向)垂直、且相互之间平行分离配离的方式，形成一个以上的上述开口部11(在此是3个(把它们叫作11a、11b、11c))。而且各开口部11a、11b、11c分别形成为其预定方向(在此是荧光体19的长度方向的垂直方向(x方向))的开口宽度W1，比遮蔽电极23的对应的电子通过孔21的上述预定方向(x方向)的开口宽度W2大。而且，各电子发射物质层13形成为与控制电极9的对应的开口部11a、11b、11c相似的形状。
在阳极17上的与阴极5和控制电极9的各垂直部分相对置的部分上，分别形成例如一个荧光体19。各荧光体19以例如分别形成为相同尺寸的线状(细长的长方形)且在同一方向(在此是y方向)上延伸的方式形成。
遮蔽电极23形成为例如与阴极3同样程度宽的板状。在遮蔽电极23上的与阳极17上的各荧光体19对置的部分上，分别以形成为与荧光体19大致相同尺寸的大致长方形、且其长度方向沿对应的荧光体19的长度方向(y方向)的方式设置一个上述电子通过孔21。
遮蔽电极23，以该各电子通过孔21位于阳极基板15上的对应的荧光体19的正表面上且该各电子通过孔21与控制电极9上的对应的开口部11垂直的方式(即，参照图3，该各电子通过孔21的x方向的开口宽度W2的全部范围重叠在控制电极9的对应的开口部11的x方向的开口宽度W1的范围内、且控制电极9的对应的全部开口部11a、11b、11c的y方向的开口宽度W4的全部范围重叠在该各电子通过孔21的y方向的开口宽度W3的范围内的方式)，配置在控制电极9和阳极17之间。
而且，虽然图中省略了，该电场发射型显示装置1还具有保持各基板3、15和遮蔽电极23的间隔的间隔保持体；把各基板3、15间的空间密闭保持为真空的外围器；以及向各电极5、9、15、23施加电压的驱动电路。
在该电场发射型显示装置1中，在阳极15上一直施加电子加速用的高电压(例如14kV)。在遮蔽电极23上，完全阻挡来自阳极15的高压电场，一直施加比在阳极15上施加的电压低的电压(例如与向控制电极9施加的电压同等程度的电压)。在阴极5和控制电极9中的一个上扫描性地施加扫描电压，在另一个上选择性地施加显示电压。在位于施加了扫描电压和显示电压的阴极5和控制电极9的垂直交叉部分上的电子发射物质层13上，施加利用扫描电压和显示电压的差发射电子所必需的电压(例如500V)，由此从该电子发射物质层13发射电子(即电子束B)。发射出的电子束B通过控制电极9的对应的开口部11和遮蔽电极23的对应的电子通过孔21，被阳极15的高电压加速，碰撞到对应的荧光体19上，该荧光体19发光。
下面，说明该电场发射型显示装置1的制造方法。
首先，如图4(a)所示，在阴极基板3上形成阴极5，在阴极基板3和阴极5上形成绝缘体层7，在绝缘体层7上形成感光性控制电极材料层27。
然后，如图4(b)所示，借助于对形成的感光性控制电极材料层27通过曝光原版来部分地照射紫外线，使感光性控制电极材料层27中的位于开口部11的部分27a不曝光而原样保留，只使位于控制电极9的部分27b曝光硬化变成控制电极9。此时，感光性控制电极材料层27的未曝光部分(位于开口部11的部分)27a形成为大致长方形。
然后，如图4(c)所示，在感光性控制电极材料层27(27a、27b)上喷药液(在此是显影像)，喷出的药液沿感光性控制电极材料层27的未曝光部分27a的长度方向(x方向)在感光性控制电极材料层27的上表面上流过，用该药液浸蚀除去感光性控制电极材料层27的未曝光部分27a和绝缘体层7中的与上述未曝光部分27a重叠的部分。由此形成贯通控制电极9和绝缘体层7、在底部上露出阴极5的大致长方形的开口部11。此时，由于使药液在感光性控制电极材料层27的表面上沿感光性控制电极材料层27的未曝光部分27a的长度方向流动，可以使药液有效地流到在控制电极9和绝缘体层7中形成的开口部11的底部。
然后，如图2所示，在从开口部11的底部上露出的阴极5上，以收存在贯通控制电极9和绝缘体层7形成的开口部11内的方式，形成电子发射物质层13。
然后，如图2和图3所示，把形成有大致长方形的电子通过孔21的遮蔽电极23，以配置在控制电极9的前侧且该各电子通过孔21与控制电极9上的对应的开口部11垂直的方式，组装在例如阴极基板3上。
此时，由于遮蔽电极23的大致长方形的电子通过孔21与控制电极9的大致长方形的开口部11垂直，即使遮蔽电极23的组装位置P1在控制电极9的面方向(例如在控制电极9的开口部11的长度方向(x方向)上有偏移的位置P2、P3(参照图3))上有偏移，遮蔽电极23的对应的电子通过孔21的开口范围和控制电极9的对应的开口部11的开口范围的相重叠的范围的大小在各荧光体19间无偏差，因此向各荧光体19流入的电子束B的总量无偏差。
而且，在象图5和图6的现有型的电场发射型显示装置100那样，控制电极9的开口部111形成为，正好重叠在遮蔽电极23的电子通过孔21内的程度的大小的例如圆形时，即使遮蔽电极23的组装位置P1在控制电极9的面方向(例如在控制电极9的开口部11的长度方向(x方向)上有偏移的位置P2、P3(参照图3))上有偏移，遮蔽电极23的对应的电子通过孔21的开口范围和控制电极9的对应的开口部11的开口范围的相重叠的范围的大小在各荧光体19之间无偏差，因此向各荧光体19流入的电子束B的总量无偏差。
然后，如图2所示，把形成有阳极17和荧光体19的阳极基板15，以配置在遮蔽电极23的前侧且该各荧光体19配置在遮蔽电极23的对应的电子通过孔21的正表面上的方式，组装在例如阴极基板3上。
根据如上所述那样构成的电场发射型显示装置1，由于控制电极9的各开口部11的预定方向(x方向)的开口宽度W1形成为比遮蔽电极23的对应的电子通过孔21的上述预定方向的开口宽度W2大，遮蔽电极23的各电子通过孔21的上述预定方向的开口宽度W2的全部范围重叠在控制电极9的对应的开口部11的上述预定方向的开口宽度W1的范围内，遮蔽电极23配置在控制电极9的前侧，所以即使遮蔽电极23的组装位置在上述预定方向上有偏离，遮蔽电极23的对应的电子通过孔21的开口范围和控制电极9的对应的开口部11的开口范围的相重叠的范围的大小在各荧光体19之间也无偏差，因此向各荧光体19流入的电子束B的总量无偏差，由此可以以无须高的组装精度就可以保持电场发射型显示装置1的荧光面(显示面)的发光均匀性的方式进行遮蔽电极23的组装。
而且，由于遮蔽电极23的电子通过孔21形成为大致长方形(在此为长方形)，控制电极9的开口部11形成为与遮蔽电极23的电子通过孔21交叉(在此为垂直)的大致长方形，所以即使遮蔽电极23的组装位置在控制电极9的面方向上有偏差，遮蔽电极23的对应的电子通过孔21的开口范围和控制电极9的对应的开口部11的开口范围的相重叠的范围的大小在各荧光体19之间也无偏差。
对于遮蔽电极23的一个电子通过孔21，由于在控制电极9上形成多个开口部11a、11b、11c，可以增大向一个荧光体19流入的电子束B的总量。
而且，根据如上所述那样实施的电场发射型显示装置的制造方法，由于感光性控制电极材料层27的未曝光部分(位于开口部11的部分)27a形成为大致长方形，通过使药液沿感光性控制电极材料层27的未曝光部分27a的长度方向在感光性控制电极材料层27的上表面上流过，浸蚀除去感光性控制电极材料层27的未曝光部分27a和绝缘体层7中的与上述未曝光部分27a重叠的部分，所以(1)可以使药液有效地流到在控制电极9和绝缘体层7中形成的开口部11的底部；(2)可以以比较短的时间形成开口部11。而且，由于上述(1)的效果，即使大致长方形的控制电极9的开口部11的长度方向的垂直方向的开口宽度W4细到某种程度，药液也能充分地流动开口部11的底部，由此开口部11可以形成为细长状。另外，由于上述(2)的效果，可以防止开口部11的边缘被药液过多地浸蚀而使开口部11的开口面增大到期望值以上，由此可以减小相邻的开口部11之间的间隔。由于这样的效果，可以使开口部11细长且减小间隔(即可以稠密地形成)，可以增大向各荧光体19流入的电子束B的总量。
而且，在该实施方式中，虽然对一个电子通过孔21形成了三个开口部11a、11b、11c，但是对一个电子通过孔21形成几个开口部11都可获得同样的效果。
而且，在该实施方式中，虽然与相同的电子通过孔21对应的各开口部11a、11b、11c的开口面的尺寸形成为相同，但只要这些各开口部11a、11b、11c的上述预定方向上的开口宽度W1比对应的电子通过孔21的上述预定方向上的开口宽度W2大，也可以形成为尺寸相互不同。
而且，在该实施方式中，虽然控制电极9的开口部11形成为长方形，但即使是跑道状的大致长方形、或四角是圆弧的大致长方形、或对边是锥形的大致长方形也都可以。
而且，在该实施方式的电场发射型显示装置1的制造方法中，虽然在曝光中使用了紫外线，但在曝光中使用的光不仅限于紫外线。
而且，在该实施方式的电场发射型显示装置1的制造方法中，虽然说明了以控制电极9作为引出电极(栅极)的场合，但只要通过药液腐蚀在控制电极9上形成了开口部11，控制电极9用作引出电极以外的其它功能的电极(例如聚光电极)时也可以适用。

Claims (6)

1.一种电场发射型显示装置，包括：
形成有阴极的阴极基板；
在上述阴极上形成的电子发射物质层；
在上述电子发射物质层的前侧配置的、在与上述电子发射物质层对置的部分上形成有开口部的控制电极；
在上述控制电极的前方配置的、形成有阳极和荧光体的阳极基板；以及
在上述控制电极和上述阳极之间配置的、形成有使从上述电子发射物质层通过上述控制电极的上述开口部向上述荧光体流动的电子束通过的电子通过孔的遮蔽电极，
其特征在于：以上述控制电极的上述开口部的预定方向的开口宽度形成为比上述遮蔽电极的上述电子通过孔的上述预定方向的开口宽度大，且上述遮蔽电极的上述电子通过孔的上述预定方向的开口宽度的全部范围重叠在上述控制电极的上述开口部的上述预定方向的开口宽度的范围内的方式，把上述遮蔽电极配置在上述控制电极的前侧。
2.根据权利要求1所述的电场发射型显示装置，其特征在于：上述遮蔽电极的上述电子通过孔形成为大致长方形，上述控制电极的上述开口部形成为与上述遮蔽电极的上述电子通过孔交叉的大致长方形。
3.根据权利要求1所述的电场发射型显示装置，其特征在于：对上述遮蔽电极的一个上述电子通过孔，在上述控制电极上形成多个上述开口部。
4.根据权利要求2所述的电场发射型显示装置，其特征在于：对上述遮蔽电极的一个上述电子通过孔，在上述控制电极上形成多个上述开口部。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电场发射型显示装置，其特征在于：上述电子发射物质层具有与上述控制电极的上述开口部大致相同的形状。
6.一种电场发射型显示装置的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(a)在阴极基板上形成阴极；
(b)在上述阴极基板和上述阴极上形成绝缘体层，在上述绝缘体层上形成感光性控制电极材料层；
(c)使形成的上述感光性控制电极材料层中的位于开口部的部分不曝光而原样保留，只使位于控制电极的部分曝光变成控制电极；
(d)通过用药液浸蚀除去上述感光性控制电极材料层的未曝光部分和上述绝缘体层中的与上述未曝光部分相重叠的部分，在上述绝缘体层上形成控制电极，同时形成贯通上述控制电极和上述绝缘体层的开口部，
其中，在上述(c)中把上述感光性控制电极材料层的未曝光部分形成为大致长方形，在上述(d)中通过使上述药液沿上述感光性控制电极材料层的上述未曝光部分的长度方向在上述感光性控制电极材料层的表面上流动，浸蚀除去上述感光性控制电极材料层的上述未曝光部分和上述绝缘体层中的与上述未曝光部分相重叠的部分。
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