CN1664979A - 平板显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平板显示器，包括：第一基板；形成在第一基板上的电子发射区域；与第一基板相对的在其间具有预定间隙的第二基板；由第一和第二基板形成的真空组件；以及光发射区域，包括具有预定图案并且通过从电子发射区域发射出的电子发光的荧光体层，以及形成在荧光体层一侧的阳极，其中突起和凹口形成在阳极上，或者在第二基板上。

Description

平板显示装置
技术领域
本发明涉及平板显示装置，尤其涉及具有强粘着力的荧光体的平板显示装置，由此提供改进的显示质量。
背景技术
平板显示装置通常包括发射电子的阴极和通过从阴极发射出的电子发光的阳极，分别排列在两个基板上来显示图像。
基于平板显示装置的结构，电子发射显示器，一种平板显示装置，与阴极基板上的冷阴极电子发射源对齐，和已经在其上形成有绿、蓝和红色荧光体层的阳极被电子束撞击，从而产生色彩显示。
荧光体层如下制造：配制包括光敏聚合物的光致抗蚀剂树脂和其它添加剂、例如光交联剂和分散剂的荧光体浆料，以及将该浆料涂覆在基板的黑体层图案上，随后烘干。其后，已烘干的基板被安装上了掩膜并且在高压下利用汞灯曝光，随后通过用纯水清洗来产生荧光体层。
为了提高荧光体层和基板之间的粘着力已经建议采用各种尝试。这些尝试包括使用化学添加剂，例如丙烯酰胺，双丙酮丙烯酰胺共聚物，或者重氮基感光剂(韩国专利待审公开No.99-12416)，或者丙烯感光乳剂(韩国专利待审公开No.98-23556)。然而，在后来的烧结步骤之后，这些化学添加剂可能残留在最后所得到的荧光体层中，以及能形成使最后所得到的平板显示装置的质量恶化的烧焦物。
其它尝试包括在涂覆荧光体层之前提供预涂覆溶液，或者用例如二氧化硅(SiO2)的材料对荧光体进行表面处理。然而，这些方法仍使用了更多的化学材料，以至于前述问题不能完全克服。
发明内容
在本发明的一个实施例中，平板显示装置提供在荧光体层和基板之间优良的粘着力而不使用化学制品。
根据本发明的实施例，平板显示装置包括第一基板、在第一基板上形成的电子发射区域、与第一基板相对的在其间形成预定间隙的第二基板和光发射区域。第一基板和第二基板一起形成真空组件。光发射区域包括当从电子发射区域发射电子时发光的、具有预定图案的荧光体层和形成在荧光体层的一侧的阳极。在本发明的平板显示装置中，阳极或者第二基板包括突起和凹口。
附图说明
图1是局部横截面图，示出平板显示装置；
图2是局部横截面图，示出本发明的一个实施例的形成在包括突起和凹口的基板上的荧光体层；
图3是平面图，示出具有不同区域的基板，每个区域具有突起和凹口的不同图案；
图4是示出根据本发明的例子1的荧光体层的表面的照片；
图5是示出根据比较例1的荧光体层表面的照片；
图6是示出根据本发明例1的阳极电极表面的SEM照片；
图7是示出根据比较例1的阳极电极表面的SEM照片；以及
图8是示出根据本发明的例1和比较例1的作为蚀刻时间函数的荧光体层表面粗糙度变化图。
具体实施方式
本发明包括突起和凹口的形成，其不均衡地形成在将要形成荧光体层的基板上，从而使这种基板的不均衡产生荧光体层在基板上的强粘着力。即，突起和凹口在涂覆和烧结过程中牢固地把持荧光体层，由此物理上提高了基板和荧光体层之间的粘着力。不需附加的化学制品可获得提高的粘着力。
用于在阳极上形成突起的方法已经在美国专利No.5,637,958和No.5,608,286中被教导。然而，在那些专利中，为了降低光的散射，期望的是用非常精确的、固定的棱镜形状来蚀刻基板。然而，根据本发明，因为不需要非常精确的棱镜形状，则突起和凹口能够用简单得多的加工技术来形成。
制备突起和凹口将在下面更详细地描述。突起和凹口形成在基板上。不是在形成阳极之前就是在形成阳极之后，突起和凹口可形成在透明玻璃基板上。当突起和凹口形成在玻璃基板上时，透明铟锡氧化物(ITO)电极优选作为阳极，而当突起和凹口形成在阳极电极上时，金属薄层，例如Al薄层，优选作为阳极。
通过化学方法突起和凹口可通过湿法蚀刻工艺形成，或者通过干法蚀刻工艺、例如RIE(reactive ion etching，反应离子蚀刻)形成。湿法蚀刻工艺通过利用蚀刻剂在大约50℃来完成，该蚀刻剂包括适当比例的盐酸和硝酸的混合物，例如，1∶1。
干法蚀刻通过利用例如在干法蚀刻工艺中通常使用的HBr气体来进行。不依赖于执行湿法蚀刻还是干法蚀刻工艺，当蚀刻工艺进行的时间为1到100秒以及优选比100秒更少的时间时，能获得表面粗糙度(Ra)的优选范围是0.0001μm＜Ra＜0.3μm。超过100秒的蚀刻工艺太重地蚀刻基板。具体地说，因为重蚀引起阳极被基本上地完全从玻璃基板上除去，所以这对于形成有阳极的玻璃基板成为问题。
突起和凹口能够采取几种不同形状的任意一种。举例来说，它们能够以锯齿排列均衡的形成，或者它们能够是不规则的形状。它们能在基板的所有区域形成，或者基板能够被分为几个区域，在每一个区域上形成有不同形状的突起和凹口。
根据用于形成突起和凹口的工艺，基板的表面粗糙度可以被控制，并优选被控制在0.0001μm到0.3μm的范围内以及更优选地在0.01μm到0.1μm的范围内。如果基板的表面粗糙度小于0.001μm，则形成突起和凹口的期望效果就不能实现。如果基板的表面粗糙度大于0.3μm，则在荧光体层和基板之间的粘着力降低，并且蚀刻太重。特别地，如果在形成有阳极的玻璃基板上将蚀刻进行到超过0.3μm，则阳极可基本上完全从玻璃基板上除去。
其后，在突起和凹口的上方在基板上形成黑体层，并且荧光体浆料被涂覆在黑体层上随后进行烧结，由此制备荧光体层。由于基板形成有突起和凹口，荧光体层的表面呈现粗糙的形状。图2是通过涂覆荧光体102在基板100上形成的荧光体层的横截面图，基板100包括突起和凹口的不规则设置。另一种情况是，图3是被分成几个区域的基板的平面图，在每一个区域上具有不同形状的突起和凹口。
本发明的平板显示装置包括第一基板、形成在第一基板上的电子发射区域、与第一基板相对的在其间具有预定间隙的第二基板和光发射区域。第一和第二基板形成真空组件。光发射区域包括具有预定图案并且通过从电子发射区域发射出的电子发光的荧光体层，以及在荧光体层的一侧形成的阳极。根据本实施例，突起和凹口形成在阳极或者在第二基板上。
举例来说，荧光体层包括绿荧光体、蓝荧光体和红荧光体。作为例证的荧光体包括：绿荧光体，例如ZnS:Cu，Al；蓝荧光体，例如ZnS:Ag，Cl；以及红荧光体，例如Y2O3:Eu或者SrTiO3:Pr，Al。
本发明的平板显示装置参考如图1所示的电子发射显示装置的横截面图来描述。然而，本发明的平板显示装置不局限于图1所示的电子发射显示装置，这是本领域普通技术人员容易明白的。
参考附图，电子发射显示装置包括预定尺寸的第一基板2(或者阴极基板)和预定尺寸的第二基板4(或者阳极基板)。第二基板4提供为基本上平行于第一基板2，在其间具有预定的间隙。当互相连接时，第一基板2和第二基板4形成定义电子发射显示装置的真空组件6。
在该真空组件中，在第一基板2上提供电子发射区域，和通过从电子发射区域发射出的电子能够实现预定图像的光发射区域提供在第二基板4上。光发射区域的例子如下：
电子发射区域包括在第一基板2上形成的阴极8、在阴极8上形成的绝缘层10、在绝缘层10上形成的栅电极12、以及在阴极8上形成的电子发射源14，具有形成为贯穿绝缘层10和栅电极12的孔10a和12a。
阴极电极8以预定图案例如条纹图案、以预定间隔形成在第一基板2上，和绝缘层10以预定厚度沉积在第一基板2的整个表面上并覆盖阴极电极8。
而且，多个栅电极12以预定间隔形成在绝缘层10上并且以条纹图案与阴极电极8垂直相交，每一个栅电极具有连接绝缘体孔10a的栅电极孔12a。
电子发射源14形成于在孔10a、12a内提供的阴极电极8上。电子发射源利用从碳纳米管、C60(富勒烯)、金刚石、DLC(类金刚石碳)或者石墨中选择的一种或者多种碳基材料来形成，碳纳米管是优选的。
在本发明中，材料的类型或者形状或者电子发射源的形状当然不受局限。例如，电子发射源可以利用钼以锥形形状来形成。即，在本发明中，不存在电子发射源14的材料和电子发射源14的形状的限制。
通过从真空组件6之外在阴极电极8和栅电极12之间施加电压差，根据在阴极电极8和栅电极12之间形成的电场分布，电子发射区域从电子发射源14发射电子。然而，电子发射区域的结构不受限制。另一种情况是，电子发射区域可以包括形成在第一基板上的栅电极、阴极基板、形成在栅电极上的绝缘体层、形成在绝缘体层上的阴极电极和与阴极电连接的电子发射源。
光发射区域包括形成在第二基板4的一个表面(与第一基板相对的表面)上的阳极电极16，和在阳极电极16的一个表面上形成红(R)、绿(G)和蓝(B)颜色荧光体区域18。黑体层24在颜色荧光体区域18之间形成。
阳极电极16可以由透明材料制成，例如铟锡氧化物(ITO)，或者可以由金属薄层制成，例如铝。此外，阳极电极能以多种形式在第二基板上形成，例如具有预定间隙，例如条纹图案，或者可以在第二基板上形成为单一形式。可以选择地，阳极电极能以多个不同的部分形成在第二基板上。荧光体层18和黑体层24可以通过例如电泳工艺、丝网印刷工艺或者旋涂工艺的工艺形成在阳极电极16上。
下面的例子更详细地说明了本发明，但是可以理解，本发明并不受这些例子的限制。
例1
厚度为3000埃的ITO阳极电极形成在透明玻璃基板上。形成有阳极的玻璃基板通过利用ITO蚀刻剂在50℃蚀刻30秒来在阳极电极的表面上形成不规则突起和凹口。其后，ZnS:Ag，Cl绿荧光体浆料被涂覆在得到的阳极电极上并在450℃烧结10分钟来由此产生光发射区域。
对比例1
通过与例1中相同的步骤产生光发射区域，除了没有进行蚀刻工艺。为了测量根据例1和对比例1的光发射区域的粘着力，胶带被粘结到已烧结的荧光体层屏幕上并且施加压力。除去胶带并且观察残留在基板上的荧光体层。图4示出根据例1的荧光体层的表面照片，和图5示出根据对比例1的荧光体层的表面照片，两张照片都是在胶带除去之后。如图4所示，对于例1，在除去胶带之后，荧光体残留在阳极电极上，但是如图5所示，对于对比例1，当阳极电极表面暴露时，荧光体几乎不残留。
图6示出根据例1的阳极电极表面的SEM照片，和图7示出根据对比例1的阳极电极表面的SEM照片。如图6所示，通过蚀刻工艺在根据例1的阳极电极的表面上产生了不规则的突起和凹口，但是如图7所示，对于对比例1，突起和凹口几乎不存在于阳极电极的表面上。
例2到11
通过与例1中相同的步骤形成光发射区域，除了用如表1所示的时间段来执行蚀刻工艺。
对比例2
除了没有进行蚀刻工艺，通过与例1相同的步骤形成光发射区域。
对比例3-6
通过与例1中相同的步骤形成光发射区域，除了用如表1所示的时间周期来执行蚀刻工艺。
为了测量根据例1到11和对比例2到6的荧光体层的粘着力，在粘结胶带之前和之后测量重量。在除去胶带之后残留在基板上的荧光体层的重量表示为粘结胶带之前基板上的荧光体层的重量的％比。在表1中示出结果：
                       表1
    时间(秒)   重量(％)     表面粗糙度(Ra)(μm)
    对比例2     0   22     0.0001
    例2     1   22     0.019
    例3     5   30     0.024
    例4     10   56     0.028
    例5     15   72     0.030
    例6     20   81     0.032
    例1     30   94     0.041
    例7     40   93     0.052
    例8     50   91     0.063
    例9     60   80     0.72
    例10     70   80     0.131
    例11     80   77     0.225
    对比例3     100   70     -
    对比例4     120     66 -
    对比例5     150     62 -
    对比例6     200     62 -
-代表ITO被完全蚀刻。
图8是示出根据本发明的例1和对比例1的作为蚀刻时间函数的荧光体层的表面粗糙度的变化图。在图8中，参考标记A表示在表1中的wt％，和参考标记B表示在表1中的表面粗糙度。
如表1所示，对于不存在蚀刻的对比例2，表面粗糙度非常低为0.0001μm。对于蚀刻时间超过100秒的对比例3到5，通过蚀刻工艺ITO被完全地除去。然而，在具有蚀刻时间1到80秒的例1到11的情况下，获得了合适的表面粗糙度。
如上所述，不使用化学材料，本发明能提供通过在基板的表面形成突起和凹口的工艺来提高荧光体层和基板之间的粘着力的平板显示装置。
本申请要求了2004年3月3日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2004-0014257的优先权并受益于该申请，为了这里提出的所有目的结合其内容作为参考。

Claims (20)

1.一种平板显示装置，包括：
第一基板；
形成在所述第一基板上的电子发射区域；
与所述第一基板相对的在其间具有预定间隙的第二基板；所述第一基板和所述第二基板形成真空组件；以及
光发射区域，包括：阳极；和与所述阳极邻近并且限定预定图案的荧光体层；其中所述阳极或者所述第二基板的至少一个限定与所述荧光体层邻近的突起和凹口的图案。
2、根据权利要求1的平板显示装置，其中所述阳极限定所述突起和凹口的图案并且具有从0.0001μm到0.3μm的表面粗糙度(Ra)。
3、根据权利要求2的平板显示装置，其中所述阳极具有从0.01μm到0.1μm的表面粗糙度(Ra)。
4、根据权利要求1的平板显示装置，其中所述第二基板限定了所述突起和凹口的图案并且具有从0.0001μm到0.3μm的表面粗糙度(Ra)。
5、根据权利要求4的平板显示装置，其中所述第二基板具有从0.01μm到0.1μm的表面粗糙度(Ra)。
6、根据权利要求1的平板显示装置，其中所述突起和凹口通过湿法刻蚀或者干法蚀刻来形成。
7、根据权利要求1的平板显示装置，其中所述阳极是透明电极。
8、根据权利要求7的平板显示装置，其中所述阳极是铟锡氧化物(ITO)电极。
9、一种平板显示装置，包括：
第一基板；
形成在所述第一基板上的电子发射区域；
与所述第一基板相对的在其间具有预定间隙的第二基板；其中所述第二基板限定突起和凹口的图案以及所述第一基板和所述第二基板形成真空组件；以及
包括阳极和具有预定图案的荧光体层的光发射区域，其中所述荧光体层与所述第二基板的所述突起和凹口邻近。
10、根据权利要求9的平板显示装置，其中所述第二基板具有0.0001μm＜Ra＜0.3μm的表面粗糙度(Ra)。
11、根据权利要求10的平板显示装置，其中所述第二基板具有0.01μm＜Ra＜0.1μm的表面粗糙度(Ra)。
12、根据权利要求9的平板显示装置，其中所述突起和凹口通过湿法蚀刻或者干法蚀刻来形成。
13、根据权利要求9的平板显示装置，其中阳极电极由金属薄层形成。
14、根据权利要求13的平板显示装置，其中所述金属是铝。
15、一种平板显示装置，包括：
第一基板；
形成在所述第一基板上的电子发射区域；
与所述第一基板相对的在其间具有预定间隙的第二基板；所述第一基板和所述第二基板形成真空组件；以及
光发射区域，包括：限定了突起和凹口的图案的阳极：以及具有预定图案的荧光体层；其中所述荧光体层与阳极的突起和凹口邻近。
16、根据权利要求15的平板显示装置，其中所述阳极具有0.0001μm＜Ra＜0.3μm的表面粗糙度(Ra)。
17、根据权利要求16的平板显示装置，其中所述阳极具有0.01μm＜Ra＜0.1μm的表面粗糙度(Ra)。
18、根据权利要求15的平板显示装置，其中所述突起和凹口通过湿法蚀刻或者干法蚀刻来形成。
19、根据权利要求15的平板显示装置，其中所述阳极是透明电极。
20、根据权利要求15的平板显示装置，其中所述阳极是铟锡氧化物(ITO)电极。
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