CN1870203A - 真空容器和利用其的电子发射显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空容器包括面对彼此的第一和第二基板，和设置在第一和第二基板的周边以和两基板一起限定真空密闭地密封的内部空间的密封元件。密封元件具有预定宽度和预定高度的支撑框，和设置在支撑框外部以把第一和第二基板连接在一起的粘结部分。支撑框宽于粘结部分，且支撑框的宽度和高度之间的差在宽度或高度的 ±10％的范围内。

Description

真空容器和利用其的电子发射显示器

技术领域

本发明涉及一种真空容器，更具体而言，涉及一种具有设置在第一和第二基板的周边以把它们密封在一起的改善的密封元件的真空容器，和利用该真空容器的电子发射显示器。

背景技术

通常，电子发射装置分类为利用热阴极为电子发射源的装置和利用冷阴极为电子发射源的装置。存在几种类型的冷阴极电子发射装置，包括场发射器阵列(FEA)装置、金属-绝缘体-金属(MIM)装置、金属-绝缘体-半导体(MIS)装置和表面传导发射器(SCE)装置。

电子发射装置用作用于诸如背光的光发射源或图像显示器的电子发射结构。由利用电子发射装置的电子发射显示器的典型结构，第一和第二基板彼此面对，且电子发射区与用于控制电子从电子发射区的发射的驱动电极一起形成在第一基板上。荧光层和把荧光层置于高电位状态的阳极形成在第二基板面对第一基板的表面上。

利用密封元件把第一和第二基板在它们的周边密封在一起，且基板之间的内部空间被抽空以形成真空容器使得电子的发射和迁移能够顺利地发生。多个分隔件安装在真空容器内以在施加到真空容器的压力下把第一和第二基板彼此分隔开预定的距离。

由此真空容器，釉料条(frit bar)用作密封元件。通过把玻璃釉料和有机化合物的混合物挤压形成而制备了釉料条。

由利用釉料条的真空容器的成形工艺，釉料条设置在第一和第二基板之一的周边，且另一个基板在釉料条上对准，接着在炉中融化釉料条的表面并把两个基板密封在一起。两个基板之间的内部空间通过配备在基板之一上的排气管抽空，且排气管的端部以真空密闭方式密封。

在烧制工艺期间当外来(alien)气体从釉料条漏气(out-gassed)时，真空容器的真空度降低了。而且，因为当釉料条的表面被融化以把基板密封在一起时，基板会滑动，第一和第二基板的对准降低了。

发明内容

在本发明的一个示范性实施例中，提供了阻止由于从密封元件漏气而导致的真空度降低并防止第一和第二基板的对准降低的真空容器，和利用真空容器的电子发射显示器。

在本发明的示范性实施例中，真空容器包括：第一基板；面对第一基板并与其分隔开的第二基板；和密封元件，其设置在第一和第二基板周边，以与第一和第二基板一起限定真空密闭地密封的内部空间。密封元件包括有预定宽度和高度的支撑框，和设置在支撑框外部并用于把第一和第二基板连接在一起的粘结部分。

支撑框优选包括从由玻璃、陶瓷、玻璃和陶瓷的混合物、强化玻璃以及陶瓷与强化玻璃的混合物构成的组中选出的材料。

粘结部分优选包括玻璃釉料。

支撑框优选宽于粘结部分。支撑框的宽度和高度的差优选在宽度或高度的±10％的范围内。支撑框的宽度优选等于支撑框的高度。

密封元件优选包括设置在支撑框面对第一基板的表面和支撑框面对第二基板的相对表面的至少之一上的粘结层。

在本发明的另一个示范性实施例中，电子发射显示器包括：第一基板；面对第一基板并与其分隔开的第二基板；电子发射单元，设置在第一基板面对第二基板的表面上；光发射单元，设置在第二基板面对第一基板的表面上；和密封元件，设置在第一和第二基板周边以与第一和第二基板一起限定真空密闭地密封的内部空间。密封元件包括用于把第一和第二基板连接在一起的粘结部分，和设置在粘结部分内部并用于把内部空间和粘结部分隔离的支撑框。

支撑框优选宽于粘结部分。支撑框的宽度和高度的差优选在宽度或高度的±10％的范围内。

密封元件优选包括设置在支撑框面对第一基板的表面和支撑框面对第二基板的相对表面的至少之一上的粘结层。

附图说明

当结合附图参照以下的详细描述时，本发明变得更容易理解，本发明更完全的理解及其很多附加优点将显而易见，在附图中，同样的参考标号标示相同或相似的元件，其中：

图1是根据本发明实施例的真空容器的局部分解透视图；

图2是根据本发明实施例的真空容器的局部剖面图；

图3是图1的密封元件的局部放大图；

图4是包括密封元件的第一变体的真空容器的局部剖面图；

图5是包括密封元件的第二变体的真空容器的局部剖面图；

图6是根据本发明实施例的利用真空容器的场发射器阵列(FEA)电子发射显示器的局部剖面图；

图7是根据本发明实施例的利用真空容器的表面传导发射器(SCE)电子发射显示器的局部剖面图。

具体实施方式

如图1和图2中所示，根据本发明实施例的真空容器100包括面对彼此并以预定距离分隔开的第一和第二基板2和4，和配备在第一和第二基板2和4的周边以把它们密封在一起的密封元件12。真空容器100的内部保持约10^-6torr的真空度。

密封元件12具有设置在真空容器100内部以支持第一和第二基板2和4的支撑框14，和设置在支撑框14外部以把第一和第二基板2和4连接在一起的粘结部分16。

支撑框14由玻璃、陶瓷、玻璃和陶瓷的混合物、强化玻璃、或陶瓷与强化玻璃的混合物形成。支撑框14设置在第一和第二基板2和4的周边以把它们彼此隔开预定的距离。粘结部分16可以由玻璃釉料形成。粘结部分16外部地包围支撑框14以把第一和第二基板2和4连接在一起。粘结部分16以真空密闭方式密封第一和第二基板2和4及支撑框14以防止泄漏。

为了制造利用密封元件12的真空容器100，支撑框14设置在第一和第二基板2和4之一的周边，且釉料条设置在支撑框14的外部以形成粘结部分16。另一个基板在支撑框14和釉料条上对准，且釉料条的表面在炉中融化从而把第一和第二基板2和4及支撑框14彼此连接。基板2和4之间的内部空间通过排气管(未示出)被抽空，接着以真空密闭方式密封排气管。

因为支撑框14设置在粘结部分16的内部，当在烧制工艺期间发生从粘结部分16漏气时，它拦截向真空容器100内部扩散的外来气体。所以，可以防止在烧制工艺期间由于漏气导致的真空度的降低。

此外，当粘结部分16的表面在烧制工艺期间被融化时，带有支撑框14的密封元件12不会引起第一和第二基板2和4的滑动，且因此，第一和第二基板2和4彼此正确对准。为了这个目的，沿着第一和第二基板2和4的表面测量的支撑框14的宽度大于粘结部分16的宽度。

如图3中所示，对于支撑框14，支撑框14的宽度w和高度h之间的差在宽度w或高度h的±10％的范围内。例如，支撑框14的宽度w和高度h可以相同。

由于支撑框14具有1或近似1的宽高比，在制造利用密封元件12的真空容器100的工艺期间处理支撑框14时，省去了对支撑框14的宽度和高度的辨认。即，当支撑框14的宽度和高度之间的差超出宽度或高度的±10％的范围时，难于处理支撑框14，且降低了在制造支撑框14的切裁工艺中的工作效率。

由上述结构，支撑框14直接接触第一和第二基板2和4，或粘结层可以设置在支撑框14和至少一个基板之间以把它们连接在一起。

即，如图4中所示，第一粘结层18诸如玻璃釉料，可以设置在支撑框14面对第一基板2的底部表面上，或如图5中所示，第二粘结层20诸如玻璃釉料，可以设置在支撑框14面对第二基板4的顶部表面上。虽然没有示出，但是粘结层也可以设置在支撑框14的顶部和底部表面上。

由上述真空容器100，电子发射单元设置在第一基板2面对第二基板4的表面上，且光发射单元设置在第二基板4面对第一基板2的表面上，从而构造了电子发射显示装置。在利用真空容器100的电子发射显示器中，场发射器阵列(FEA)装置和表面传导发射器(SCE)装置说明如下。

如图6中所述，由FEA型电子发射显示器，作为第一电极的阴极32和作为第二电极的栅电极34彼此交叉在第一基板2上。第一绝缘层36插入其间。电子发射区38设置在阴极32与栅电极34的交叉区的阴极32上。开口形成在相应于各个电子发射区38的第一绝缘层36和栅电极34，并暴露电子发射区38。

电子发射区38是在真空气氛下当电场施加到其上时发射电子的材料，诸如含碳材料和纳米尺寸材料。电子发射区38可以由碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、金刚石、类钻碳、C₆₀、硅纳米线或其组合形成。

以上说明了栅电极34设置在阴极32上，第一绝缘层36插入其间。然而，栅电极34也可能设置在阴极32下面，第一绝缘层36插入其间。在此情形，电子发射区可以接触在第一绝缘层上的阴极的侧表面。

用作第三电极的聚焦电极40设置在栅电极34和第一绝缘层36上。第二绝缘层42设置在聚焦电极40下面以使聚焦电极40与栅电极34绝缘，且开口形成在第二绝缘层42和聚焦电极40以通过电子束。

荧光层44和黑色层46形成在第二基板4面对第一基板2的表面上，且阳极48由金属材料诸如铝形成在荧光层44和黑色层46上。阳极48接收加速电子束所需的高电压，并把从荧光层44向第一基板2发射的可见光线朝第二基板4反射，从而提高屏幕亮度。

阳极可以由透明导电材料诸如氧化铟锡(ITO)代替金属材料形成。在此情形，阳极设置在荧光层和黑色层面对第二基板的表面上。此外，阳极可以由具有基于透明导电材料的层和基于金属材料的层的双层结构形成。

分隔件50设置在第一和第二基板2和4之间以在施加到其上的压力下支持真空容器，并把第一和第二基板2和4彼此分隔开预定的距离。分隔件50位于相应于黑色层46的位置，从而它们不占用荧光层44的面积。

由上述结构，当预定的驱动电压施加到阴极和栅电极32和34时，由于两个电极之间的电压差，电场形成在电子发射区38周围，且电子从电子发射区38发射。发射的电子在穿过聚焦电极40的开口时被聚焦到电子束丛的中央，且被施加到阳极48的高电压吸引，从而撞击相关像素的荧光层44并导致它们发光。

如图7中所示，由SCE型电子发射显示器，第一和第二电极52和54设置在第一基板2上，彼此平行并分隔开，且第一和第二导电薄膜56和58彼此靠近设置，同时部分覆盖第一和第二电极52和54的表面。电子发射区60设置在第一和第二导电薄膜56和58之间。

第一和第二电极52和54可以由多种导电材料形成。第一和第二导电薄膜56和58可以由基于导电材料诸如镍、金、铂和钯的微颗粒形成。电子发射区60可以由提供在第一和第二导电薄膜56和58之间的高阻抗裂纹(crack)形成，或可以包含碳和/或一种或多种碳化合物。

由FEA型电子发射显示器的结构，荧光层44、黑色层46和阳极48形成在第二基板4的表面上。

由上述结构，当预定驱动电压施加到第一和第二电极52和54时，电流平行于电子发射区60的表面流过第一和第二导电薄膜56和58，从而导致表面导电电子发射。发射的电子被施加到阳极48的高电压吸引，并向第二基板4迁移，从而碰撞相关的像素的荧光层44并导致它们发光。

由以上结构的电子发射显示器，电子发射单元形成在第一基板2的有源区上，且光发射单元形成在第二基板4的有源区上。利用带有支撑框14和粘结部分16的密封元件12将第一和第二基板2和4密封在一起，且其内部利用排气管(未示出)抽空，接着以真空密闭方式密封排气管。

由根据本实施例的电子发射显示器，在利用密封元件12把第一和第二基板2和4密封在一起的工艺期间，支撑框14拦截粘结部分16向真空容器100内部的漏气，从而防止真空容器100的真空度降低。因此，电子发射区38和60具有优异的发射特性和寿命特性。

此外，由根据本实施例的电子发射显示器，可以防止由于在烧制工艺期间密封元件12的滑动导致的第一和第二基板2和4的不对准(mis-alignment)，从而提高产品质量。

在利用真空容器的电子发射显示器中，示例了FEA和SCE显示器。然而，根据本发明的电子发射显示器不限于此。

虽然本发明的示范性实施例已经详细描述于此，但应该清楚地理解的是此处所教导的基本发明观念的很多变体和/或改进体仍然落在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

Claims (11)

1.一种真空容器，包括：

第一基板；

第二基板，面对所述第一基板并与其分隔开；和

密封元件，设置在所述第一和第二基板的周边以和第一和第二基板一起限定真空密闭地密封的内部空间；

其中所述密封元件包括预定宽度和预定高度的支撑框，和设置在所述支撑框外部并用于把第一和第二基板连接在一起的粘结部分。

2.根据权利要求1所述的真空容器，其中所述支撑框包括从由玻璃、陶瓷、玻璃和陶瓷的混合物、强化玻璃以及陶瓷与强化玻璃的混合物构成的组中选出的材料。

3.根据权利要求1所述的真空容器，其中所述粘结部分包括玻璃釉料。

4.根据权利要求1所述的真空容器，其中所述支撑框宽于所述粘结部分。

5.根据权利要求1所述的真空容器，其中所述支撑框的宽度和高度之间的差在宽度或高度的±10％的范围内。

6.根据权利要求5所述的真空容器，其中所述支撑框的宽度等于所述支撑框的高度。

7.根据权利要求1所述的真空容器，其中所述密封元件包括设置在支撑框面对第一基板的表面和支撑框面对第二基板的相对表面的至少之一上的粘结层。

8.一种电子发射显示器，包括：

第一基板；

第二基板，面对所述第一基板并与其隔开；

电子发射单元，设置在所述第一基板面对所述第二基板的表面上；

光发射单元，设置在所述第二基板面对所述第一基板的表面上；和

密封元件，设置在所述第一基板和第二基板的周边以和第一及第二基板一起限定真空密闭地密封的内部空间；

其中所述密封元件包括用于把所述第一和第二基板连接在一起的粘结部分，和设置在所述粘结部分内部并用于把所述内部空间和粘结部分隔离的支撑框。

9.根据权利要求8所述的电子发射显示器，其中所述支撑框宽于所述粘结部分。

10.根据权利要求8所述的电子发射显示器，其中所述支撑框的宽度和高度之间的差在宽度或高度的±10％的范围内。

11.根据权利要求8所述的电子发射显示器，其中所述密封元件包括设置在所述支撑框面对第一基板的表面和所述支撑框面对第二基板的相对表面的至少之一上的粘结层。

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