CN1716511A - 图像显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种图像显示设备，其包括具有面板和表面上有导电部件的背板的真空外壳，在真空外壳中与所述导电部件相对的电极，以及与所述电极之一相抵的隔离体。该隔离体有一个凹陷，该凹陷的内表面与所述导电部件相抵。

Description

图像显示设备

技术领域

本发明涉及包括支持结构以抵抗大气压力的图像显示设备。

背景技术

如今，使用电子发射器件的图像显示设备，尤其是深度小的平面显示器，由于其尺寸小、重量轻，被视为阴极射线管显示器的取代者。

这样的平面显示设备包括形成一个气密壳体的背板、面板和框架部件。背板上设有电子发射器件(也就是多电子束源)，面板上设有通过电子束的照射而发光的发光部件(也就是荧光膜)。气密外壳的内部被保持在约10^-6乇的真空下。随着图像显示设备的显示面积的增大，容易发生由于气密外壳的内部和外部之间的压强差而导致面板或者背板的变形或者破裂。因此，需要一种防止变形和破裂的手段。因此，在气密外壳中设置了用于承受大气压强的玻璃板(称为隔离体或者加强肋)。从而，气密外壳的内部被保持在高度真空状态，同时背板和面板之间的距离通常在不到1mm到几个毫米。

需要使所述隔离体不对背板和面板之间的电子轨迹产生重大影响。但是，隔离体会影响隔离体附近的电场，使得电场产生由于充电而导致的静态变化或者动态变化，电场的这种变化导致电子轨迹的变化。隔离体的充电被认为是由于从电子源发射的某些电子或者被面板发射的某些电子进入了隔离体，从而从隔离体发射出了在其中产生的二次电子，或者是由于由于电子的撞击而产生的离子附着到了隔离体的表面上。

由于充正电的隔离体吸引在其附近运动的电子，在隔离体附近显示的图像会发生畸变。随着背板和面板之间的距离的增加，充电效应也增加。

为了避免充电的发生，一般将隔离体的表面做成导电的。结果，隔离体中可以流动少量的电流，从而将电荷释放。

日本专利申请公开No.10-302684公开了这样一种显示设备，其具有改善隔离体和背板的对准和电连接的结构，也就是，背板上的布线电极上设置有槽，所述隔离体与所述槽相抵。

但是，在上述专利文献中公开的隔离体还需要额外地提高隔离体的耐电压。

在上述专利文献中，在布线中设置的槽能够容易地提高组装精度。本发明提供了不同于该结构的一种结构，以提高组装精度，同时以新技术提高隔离体的耐电压。

发明内容

上述问题可由本发明来解决。本发明提供了显示设备，其包括具有面板和表面上有导电部件的背板的真空外壳，在真空外壳中与所述导电部件相对的电极，以及与所述导电部件和所述电极相抵的隔离体。该隔离体有一个凹陷，该凹陷的内表面与所述导电部件相抵。

结合附图阅读下面对实施例的说明可以更加清楚本发明的其它特征和优点。

附图说明

图1是根据第一实施例的隔离体在纵向上的部分剖面图；

图2是根据本发明的成像装置的局部切除透视图；

图3是第二实施例的隔离体在纵向上的部分剖面图；

图4是根据第一实施例的另一个隔离体在纵向上的部分剖面图。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明

图2是根据本发明第一实施例的成像设备的显示板的局部切除透视图。

见图2，第一实施例的显示板包括用作背板1的第一基板、用作面板2的第二基板、板形隔离体3和侧壁4。背板1和面板2相对设置，其间有一定的间隔。隔离体3设置在背板1和面板2之间。背板1和面板2与侧壁4密封，以将显示板内部保持在真空状态。

背板1上设有行布线电极5、列布线电极6、位于行布线电极和列布线电极之间的绝缘层7(见图1)以及电子发射器件8。

图2所示的电子发射器件8是表面传导电子发射器件，每一个电子发射器件具有连接到一对器件电极的导电膜。该导电膜具有电子发射部分。在本实施例中，通过以矩阵形式布置N×M个表面传导电子发射器件，使之连接到按照规则的节距布置的M个行布线电极5和按照规则节距设置的N个列布线电极6，从而形成多电子束源。所述行布线电极5隔着绝缘层7设置在所述列布线电极6上。通过伸出的端子D×1到D×m向所述行布线电极5提供扫描信号，通过伸出的端子Dy1到Dyn向所述列布线电极6提供调制信号(图像信号)。

可以通过丝网印刷施加银膏来形成列布线电极6和行布线电极5，或者可以使用光刻工艺形成。

作为列布线电极6和行布线电极5的组成材料，除了所述银膏之外，可以使用各种导电材料。例如，在丝网印刷中，可以使用金属和玻璃膏的混合物作为列布线电极6和行布线电极5的涂覆材料。当用金属淀积法形成行布线电极5和列布线电极6时，可以使用电镀槽组分。

面板2的底面(也就是对着背板1的面)上设有荧光膜10。由于根据本实施例的显示板是彩色显示，荧光膜10被分为三原色：红、绿和蓝。例如，所述三种颜色按照条状的结构布置，在每一种颜色的荧光物质条之间设置黑色导电材料(黑色条)。对于由于电子束照射的少许位置不精确导致的颜色偏移，所述黑色导电材料可以进行补偿，所述黑色导电材料还可以通过防止外部光线的反射来避免对比度降低，并防止荧光膜被电子束充电。黑色导电材料的一个例子是主要由石墨组成的材料，但是可以使用能够实现黑色导电材料的上述功能的任何材料。除了上述条状结构外，三原色的荧光物质还可以被布置为三角形结构或者其它结构。

荧光膜10的表面设有金属覆层11(加速电极)，其为设置在面板2上的导电材料。从高压端子Hv对所述金属覆层11施加高压，使得所述金属覆层11被保持在比行布线电极5更高的电位。这样，来自电子发射器件8的电子被金属覆层11加速和拖拉。在使用表面传导电子发射器件的显示板比如本实施例中，在行布线电极5和金属覆层10之间一般形成5到20KV的电位差。

在行布线电极5上设置板形隔离体3，使之平行于行布线电极5，并在两端被固定在所述背板1上。除了板形外，隔离体3的形状还可以是圆柱条，或者矩形条。

当使用板形隔离体时，相对于使用圆柱形隔离体的情况，可以减少隔离体的数量。因此，在成本方面，板形隔离体较优。

隔离体3的厚度约0.1到0.5mm，高度约1到5mm。特别地，厚度最好是0.15到0.3mm，高度最好是1.5到3mm。这是因为需要用上述尺寸来在相互冲突的要求之间取得平衡。那就是，从高图像分辨率的角度，需要降低对应于像素节距的隔离体尺寸，从隔离体的可加工性的角度来看，需要增加隔离体的尺寸。

一般，按照规则的节距设置多个隔离体3，以使显示板具有足够的强度以抵抗大气压强。隔离体被设置在背板1和面板2之间。背板1上设有电子发射器件8，以及用于驱动电子发射器件8的列布线电极6和行布线电极5。面板2设有荧光膜10和金属覆层11。每一个隔离体3的顶面和底面与金属覆层11和行布线电极5分别压接触。侧壁4在背板1和面板2的周缘设置在背板1和面板2之间。侧壁4与背板1和面板2之间的连接部分用熔合玻璃等密封。

隔离体3具有足够的绝缘性以耐受施加在面板2上的金属覆层11和背板1上的列布线电极6或者行布线电极5之间的高压。隔离体3可以具有一定程度的导电性，以防止表面被充电。隔离体3由绝缘材料的衬底构成，或者由在衬底表面上涂覆有高电阻膜的衬底构成。由衬底和电阻膜构成的隔离体比仅由衬底构成的隔离体更合适，这是因为其耐电压更高。图1图示了隔离体3在背板附近的部分的部分剖面图。该隔离体由绝缘材料的衬底13和覆盖衬底13的表面的高电阻膜14构成。

如图1所示，隔离体3与电极的抵接部分包括一个大致矩形的凹陷100。背板1上的行布线电极5的宽度小于隔离体3的厚度，并抵在隔离体3的凹陷100上。行布线电极5配合到隔离体3的矩形凹陷100中，从而由于引导作用而便于组装。来自电子发射器件8的电子在背板1部件的动能较小，因此电子轨迹容易受到电场的影响。因此，背板1和隔离体3的精确布置是很重要的。根据本发明，由于隔离体3相对于背板1精确地布置，抑制了由于隔离体3的错位在电子发射器件8附近导致的电场扰动。

行布线电极5可以具有突出部分(如图4所示)。在这样的行布线电极中，所述突出部分的宽度小于隔离体3的厚度，而行布线电极5的宽度可以大于隔离体3的厚度。

但是，从制造成本的角度来看，行布线电极5的宽度可以小于隔离体3的厚度。

V形或者弧形的凹陷也可以通过利用大气压力来提高组装精度。

但是，矩形凹陷优于V形或者弧形凹陷，这是因为矩形凹陷能够更稳定地耐大气压强。

据报导，三联点容易因为电场集中而导致放电。因此，改善背板附近的三联点也是很重要的。根据本发明，由于在隔离体中提供凹陷而不在背板上的布线中提供，三联点20相对于面板上的阳极来说被隐藏起来了，并且也被隔离体的凹陷屏蔽起来了。结果，可靠地防止了放电。

凹陷的深度103可以从几个毫米到几百毫米。随着深度103变深，耐电压提高，组装越容易。但是，不容易形成深的凹陷。一般，凹陷的深度为10到100微米。

可以使用切割、拉制(见日本专利公开No.2000-164129)等方法形成隔离体3。使用拉制工艺可以相对来说不那么费力地形成高度精确的形状。

隔离体3的衬底13的组成材料的例子包括石英玻璃、含杂质比如浓度较低的钠的玻璃、钠钙玻璃以及陶瓷比如氧化铝。衬底13的组成材料的热膨胀系数与背板1或者面板2的组成材料的热膨胀系数相同或者相近。

电流在覆盖隔离体3的表面的高电阻膜14中流过。电流量这样计算：用高电阻膜14的电阻去除施加给金属覆层11(也就是高电位侧)的加速电压Va。该电流防止隔离体3的表面被充电。因此，高电阻膜14的电阻被限定在对于防止充电同时降低功耗来说合适的范围内。从防止充电的角度，高电阻膜14的表面电阻最好是10¹⁴Ω/□或者更低，更好的是10¹²Ω/□或者更低，最好是10¹¹Ω/□或者更低。尽管高电阻膜14的表面电阻的下限取决于隔离体3的形状以及施加给隔离体3的电压，但是从降低功耗的角度来说，其最好是10⁵Ω/□或者以上，更好的是10⁷Ω/□或者以上。

高电阻膜14的厚度受以下因素影响：高电阻膜14的材料的表面能，高电阻膜14和衬底13之间的附着力，以及衬底13的温度。厚度小于或等于10nm的高电阻膜14一般形成为岛状，因此电阻不稳定，可再现性差。相反，在厚度大于或者等于1微米的高电阻膜14中，由于其薄膜应力大，容易发生剥离，并且由于形成膜的时间长而使生产率低。因此，设置在衬底13上的高电阻膜14的厚度范围为10nm到1微米，最好是50到500nm。表面电阻由ρ/t限定(ρ：比电阻；t：膜厚)。高电阻膜14的比电阻ρ的范围为0.1Ωcm到10⁸Ωcm，最好是从10²Ωcm10⁶Ωcm，以实现优选的表面电阻和膜厚范围。

高电阻膜14可以由金属氧化物组成，比如铬、镍或者铜的氧化物。由于这些氧化物具有较低的二次电子发射效率，所以，即便有来自电子发射器件8的电子的撞击，隔离体3也难以被充电。碳也具有较低的二次电子发射效率，可以与金属氧化物一样被用作高电阻膜14。特别地，无定形碳具有高电阻。因此，使用无定形碳，可以容易地对隔离体3实现合适的表面电阻。

通过调节过渡金属的组分，可以在从高度导电到绝缘的宽广范围内控制过渡金属和锗的氮化物的电阻。另外，过度金属和锗的氮化物具有稳定的电阻，在显示板的制造期间几乎不改变其电阻。因此，过渡金属和锗的氮化物适合用作所述高电阻膜14。过渡金属的例子包括钽、铬、钛和钨。

可以通过薄膜形成工艺比如溅镀、电子束蒸镀、离子电镀或者离子辅助蒸镀，来在氮气氛中形成所述氮化物薄膜。所述金属氧化物薄膜可以用薄膜形成工艺在氧气氛中形成。也可以用化学蒸汽淀积或者醇盐涂覆来形成金属氧化物膜。所述碳膜可以通过蒸镀、溅镀、化学蒸汽淀积或者等离子体化学蒸汽淀积等工艺形成。特别地，无定形碳膜可以在含氢气体氛围或者在碳氢化合物气体中形成。

例子

下面结合例子详细描述本发明。

例子1

用PD200(朝日玻璃公司，Asahi Glass Company)制备隔离体3的衬底13，通过切割在PD200(基础材料)上形成矩形凹陷。然后对所述基础材料成型，拉制为横剖面为2mm×0.25mm的长方形杆，然后后按照需要切割。所述凹陷的深度为20微米，宽度为110微米。

在氮气氛围中，用钨靶和锗靶在衬底13上同时溅镀，形成高电阻膜14。在溅镀工艺过程中旋转隔离体3的衬底13，以使衬底13均匀镀覆钨/锗的氮化合物(WGeN)的高电阻膜14。高电阻膜14的厚度为200nm，表面电阻为2.5×10¹²Ω/□。

背板的制备

下面描述用于设置隔离体的背板和用于组装背板和隔离体的方法。在背板上形成多个表面传导电子发射器件，以形成矩阵形式的电子源布线。下面描述制备工艺的步骤。

用溅镀方法在清洗过的钠钙玻璃的表面上形成厚度为0.5微米的二氧化硅(SiO₂)层，来制备背板1。用溅镀方法和光刻工艺在背板1上层叠钛和镍，形成用于表面传导电子发射器件的多对器件电极。钛层的厚度为5nm，镍层的厚度为100nm。器件电极之间的距离为2微米。

以预定的图案印刷银(Ag)膏，然后在480摄氏度烘烤，从而形成列布线电极6。列布线电极6延伸到电子源区的外部，形成图2所示的电子源驱动布线Dyn。列布线电极6的宽度为100微米，厚度约为10微米。

通过印刷含玻璃状粘合剂的氧化铅(PbO)膏形成绝缘层7。绝缘层7形成列布线电极6和下述行布线电极5之间的绝缘。绝缘层7的厚度约为20微米。

在绝缘层7上形成行布线电极5。

形成行布线电极5的工艺与形成列布线电极6的工艺一样。行布线电极5的宽度为100微米，厚度约10微米。接下来，用如下所述的光刻工艺在每一对器件电极之间形成细粒氧化钯(PdO)的导电膜：通过溅镀在具有行布线电极5和列布线电极6的背板1上形成铬(Cr)膜；在Cr膜中形成对应于导电膜的形状的孔；涂覆有机钯化合物(ccp-4230，Okuno Chemical Industries Co.，Ltd生产)的溶液，并在300摄氏度在空气中烘烤12分钟，形成细粒的PdO膜；用湿法蚀刻除去Cr膜；通过剔除(lift-off)形成所需图案的导电膜。

然后，通过喷涂其中分散了碳材料或者导电超细微粒的有机溶剂，然后在380摄氏度烘烤10分钟，在整个背板1上形成抗静电膜(未图示)，所述导电超细微粒主要由氧化锡或者氧化铬组成。所述抗静电膜的厚度为30nm，表面电阻为10¹⁰Ω/□。

隔离体3被设置在背板1上，使得隔离体3的凹陷与背板1上的对应行布线电极5配合。然后，设置图1所示的面板2，相对于设有隔离体3的背板1调节其位置。面板2和背板1被密封起来，形成用于显示设备的显示板。

在这样的显示设备中，隔离体的组装比较容易，通过施加高压比如10KV矩形图像显示，没有观察到放电现象。这种条件适合本例子，但是可以相应于板的结构矩形改变。

例2

在例2中，用与例1相同的工艺制备显示设备，只不过隔离体3的凹陷的形状近似圆弧形，在背板1上设置一个电子源衬底9。凹下的深度为20微米。衬底图示于图3。由于形成电子源的工艺和形成真空外壳的工艺以通过准备电子源衬底9而各自独立地执行，这种显示设备的制造时间可以缩短。

在例2制备的显示设备中，与例1一样，隔离体的组装精度好，通过施加高压比如10KV显示图像，没有观察到放电现象。

根据本发明，改善了隔离体和电极之间的对准，同时改善了耐电压。

上面结合实施例描述了本发明。但是应当理解，本发明不限于所描述的实施例。相反，本发明应覆盖包括在所附权利要求的实质范围内的各种变型和等效方案。所附权利要求的保护范围应作最宽的解释，以包括所有这样的变型和等效的结构和功能。

Claims (3)

1.一种显示设备，包括：

真空外壳，其包括面板和表面上有导电部件的背板；

在真空外壳中与所述导电部件相对的电极；以及

与所述导电部件和所述电极相抵的隔离体，其中，该隔离体有一个凹陷，该凹陷的内表面与所述导电部件相抵。

2.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述隔离体是电阻性的，被电连接到所述导电部件和一个所述电极。

3.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述导电部件有一个突出部分，所述隔离体的所述凹陷与该突出部分配合。

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