專利名稱：圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像顯示裝置，更具體地涉及一種使用電子發(fā)射器件的平面圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，已開發(fā)出多種平面圖像顯示裝置作為下一代圖像顯示裝置，其中大量電子發(fā)射器件被并排排列和朝向磷光顯示屏。盡管有多種類型的電子發(fā)射器件，但它們都基本上使用場發(fā)射。使用這些電子發(fā)射器件的顯示裝置一般被稱為場發(fā)射顯示器(FEDs)。在這些FEDs中，使用表面電導(dǎo)電子發(fā)射器件的顯示裝置也稱為表面電導(dǎo)電子發(fā)射顯示器(SED)。然而，在說明書中，術(shù)語“FED”用作包括SED在內(nèi)的裝置的通稱。
一般來說，F(xiàn)ED包括橫跨預(yù)設(shè)間隙而彼此對向的前基板和后基板。這些基板各自的周緣部分通過矩形框形狀的側(cè)壁彼此接合，由此構(gòu)成真空包封。真空包封的內(nèi)部被保持以高真空，由此真空度大約為10-4Pa或更低。為了支承作用在后基板和前基板上的大氣負(fù)載，多個(gè)支承件被定位在這些基板之間。
包括紅、藍(lán)和綠磷光層的磷光屏形成在前基板的內(nèi)表面上，大量發(fā)射出電子以激勵(lì)磷光體發(fā)出熒光的電子發(fā)射器件設(shè)置在后基板的內(nèi)表面上。另外，大量掃描線和信號線以矩陣形式形成被連接于電子發(fā)射器件。陽極電壓施加到磷光屏，從電子發(fā)射器件發(fā)射出的電子束陽極電壓加速并沖擊磷光屏，在那上面磷光發(fā)光并顯示圖像。
在這種類型的FED中，可將前基板和后基板之間的間隙設(shè)置為幾毫米或更小。因此，比較于用于現(xiàn)有TV或計(jì)算機(jī)顯示屏的陰極射線管(CRT)，F(xiàn)ED可獲得較輕的重量和較小的厚度。
為了獲得以此方式形成的FED的實(shí)踐顯示特性，有必要使用與傳統(tǒng)陰極射線管相似的熒光體并使用通過在磷光屏上形成被稱為金屬背部的薄鋁層的磷光屏。在這種情況下，施加于磷光屏的陽極電壓應(yīng)設(shè)置成至少幾千伏，較為有利地是10kV或更多。
有鑒于分辨率和支承件的特性等，前基板和后基板之間的間隙不能做得非常寬并應(yīng)設(shè)置成大約1-2mm。因此，在這種FED中，不可避免地將在前基板和后基板之間的狹窄間隙中形成強(qiáng)電場，由此在基板之間的放電(介質(zhì)擊穿)會(huì)引起問題。
如果產(chǎn)生放電，電子發(fā)射器件、磷光屏或驅(qū)動(dòng)電路可能會(huì)被切斷或劣化。這些故障被總括地稱為放電損壞。導(dǎo)致這些故障的放電是不允許出現(xiàn)在產(chǎn)品中的。因此，為了將FED投入實(shí)際使用，必需將其配置成可在長時(shí)間內(nèi)防止因?yàn)榉烹姰a(chǎn)生的損壞。然而，在長時(shí)間內(nèi)很好地抑制放電是非常困難的。
另一方面，據(jù)信可采取一種措施以抑制放電規(guī)模，從而使電子發(fā)射器件、磷光屏和驅(qū)動(dòng)電路上的放電所產(chǎn)生的影響(如果有的話)可被忽略，而不是防止放電的發(fā)生。例如在申請人為KOKAI第10-326583號日本專利中公開了與這種理念相關(guān)的技術(shù)。在這種技術(shù)中，金屬背面被分割并通過電阻器連接于磷光屏外的共用電極。
盡管根據(jù)這種技術(shù)，使用分割的金屬背面已產(chǎn)生一種效果以抑制磷光屏上放電的放電規(guī)模，然而，這對產(chǎn)生于磷光屏外的放電沒有效果。特別是，如果發(fā)生包括共用電極的放電，連接電阻被并聯(lián)。因此，會(huì)發(fā)生積蓄在整個(gè)磷光屏上的大量電荷流入放電點(diǎn)的現(xiàn)象，另外放電電流可能會(huì)增加到幾十安培或更多。盡管沒有電子源形成在這個(gè)區(qū)域上，但存在連接于電子源的線路。因此，如果發(fā)生放電，線路電壓會(huì)增加，由此不可避免地會(huì)發(fā)生因?yàn)檫^電壓而損壞電子源或驅(qū)動(dòng)IC的現(xiàn)象。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種圖像顯示裝置，其中在磷光屏外部區(qū)域中所產(chǎn)生的放電可被很好地抑制以避免放電損壞。本發(fā)明的另一目的是提供一種圖像顯示裝置，它能夠增加陽極電壓或減小前基板和后基板之間的間隙并能具有改善的性能，例如亮度、壽命、分辨等。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圖像顯示裝置包括具有磷光屏的前基板，該磷光屏包括磷光層和光屏蔽層；疊在磷光屏上并具有多個(gè)彼此隔開的分割區(qū)域的金屬背面層；將電壓施加到金屬背面層的共用電極；連接共用電極和金屬背面層的多個(gè)分割區(qū)域的連接電阻；以及具有高于連接電阻的薄膜電阻的薄膜電阻并覆蓋共用電極的鍍層；以及后基板，它朝向前基板并具有多個(gè)向磷光屏發(fā)射電子的電子發(fā)射器件。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，這里提供一種圖像顯示裝置，包括具有磷光屏的前基板，該磷光屏包括磷光層和光屏蔽層；疊在磷光屏上并具有多個(gè)彼此隔開的分割區(qū)域的金屬背面層；將電壓施加到金屬背面層的共用電極；連接共用電極和金屬背面層的多個(gè)分割區(qū)域的連接電阻；后基板，它對向前基板并具有多個(gè)向磷光屏發(fā)射電子的電子發(fā)射器件；多根連接于電子發(fā)射器件的線；以及覆蓋這些線中的位于朝向共用電極區(qū)域中的那些線并具有1E7Ω/□或更多薄膜電阻的鍍層。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的FED的立體圖；圖2是沿圖1的線II-II剖切的FED的截面圖；圖3是表示FED前基板的磷光屏和金屬背面層的平面圖；圖4是沿圖3的線IV-IV剖切的前基板的截面圖；圖5是沿圖1的線V-V剖切的FED的截面圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的FED前基板的磷光屏和金屬背面層的平面圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的FED的截面圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的FED的截面圖；以及圖9是表示根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的FED的前基板的平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)闡述應(yīng)用于本發(fā)明的FED的一個(gè)實(shí)施例。
如圖1和圖2所示，該FED包括前基板2和后基板1，這些基板由矩形玻璃板形成并彼此對向，它們之間具有1-2mm的間隙。前基板2和后基板1各自的周緣部分通過以矩形框形的側(cè)壁3彼此結(jié)合，由此形成一個(gè)平坦的、矩形的真空包封4，其內(nèi)表面保持在10-4Pa或更低的高真空之下。
磷光屏6形成在前基板2的內(nèi)表面上。如后面將提到的，磷光屏6具有分別發(fā)出紅、綠和藍(lán)光的磷光層以及矩陣結(jié)構(gòu)的光屏蔽層。用作陽極層的金屬背面層7形成在磷光屏6上。在顯示器工作期間，給定的陽極電壓施加到金屬背面層7上。
大量電子發(fā)射器件8設(shè)置在后基板1的內(nèi)表面上，電子發(fā)射器件8發(fā)出激勵(lì)磷光層的電子束。這些電子發(fā)射器件8設(shè)置成對應(yīng)于單個(gè)像素的多列和多行。電子發(fā)射器件8由設(shè)置成矩陣的線21驅(qū)動(dòng)。
大量盤形或柱形支承件10被定位在后基板1和前基板2之間。它們用來抵消作用在這些基板上的大氣壓力。
陽極電壓通過金屬背面層7施加于磷光屏6，從電子發(fā)射器件8發(fā)射出的電子束由陽極電壓加速并沖擊磷光屏6。于是，相應(yīng)磷光層發(fā)光并顯示圖像。
隨后將對上述FED的磷光屏6和金屬背面層7進(jìn)行詳細(xì)說明。盡管在本發(fā)明中使用術(shù)語“金屬背面層”，但該層并不局限于金屬，而是可使用多種材料。然而在本發(fā)明中，為方便起見而采用術(shù)語“金屬背面層”。
如圖3-圖5所示，設(shè)置在前基板2內(nèi)表面上的磷光屏6具有光屏蔽層22。光屏蔽層22具有大量條狀部分22a，這些條狀部分22a彼此與它們之間預(yù)設(shè)的間隙平行設(shè)置；以及沿磷光屏6的周緣延伸的矩形框部分22b。磷光屏6具有分別發(fā)出紅、藍(lán)和綠光的大量條形磷光層23。這些磷光層23被分別形成在光屏蔽層22的條狀部分22a之間。
磷光屏6上的金屬背面層7被形成為割裂的金屬背面層。具體地說，金屬背面層7被分割成大量的分割區(qū)域7a。每個(gè)分割區(qū)域7a形成為具有與每個(gè)磷光層23對應(yīng)的狹長條形狀。
金屬背面層7由諸如蒸汽沉積的薄膜工序形成。由于磷光屏6是粗糙的，如果將金屬背面層7直接形成在磷光層6上，則無法形成鏡面表面。因此大家知道有一種方法，其中在使用清漆等而進(jìn)行平滑處理后進(jìn)行蒸汽沉積。在另一可用方法中，用鋁之類物質(zhì)進(jìn)行薄膜蒸汽沉積是熱傳導(dǎo)，考慮到電子束的傳導(dǎo)性和薄膜強(qiáng)度，金屬背面層7的厚度較為有利地在大約50nm-200nm的范圍內(nèi)。
在分割金屬背面層7的現(xiàn)存方法中，在金屬背面層7形成于磷光屏6中將具有隔離薄膜特性的部分事先設(shè)置到光屏蔽層22上以。這樣，金屬背面層在其形成時(shí)就被分割。該方法在通過蒸汽沉積方法等形成金屬背面層7的場合中是有效的。在其他可用的分割方法中，在金屬背面層形成于一種非隔離狀態(tài)后使其處于物理壓力下或使用激光的熱處理會(huì)使金屬背面層加以隔離。
帶狀共用電極24被形成在光屏蔽層22的矩形框部分22b上，高電壓供給部分26形成在其一部分。通過合適的方法將高電壓施加于共用電極24。
共用電極24由導(dǎo)電材料組成。它例如由絲網(wǎng)印刷Ag糊形成。金屬背面層7的分割區(qū)域7a通過連接電阻30電氣連接于共用電極24。這種配置抑制了可歸因于磷光屏6和后基板1之間的放電的損害。然而，這種放電抑制被持續(xù)地限制在磷光屏6的區(qū)域中，并對共用電極24和后基板之間所造成的放電無效。
因此根據(jù)本發(fā)明，在共用電極和后基板1之間造成放電的情況下，共用電極24被覆以高電阻部分或絕緣條。特別地，如圖3和圖5所示，狹長的鍍層條32設(shè)置在共用電極24上以整個(gè)覆蓋共用電極24。鍍層條32也被設(shè)置成部分地疊在連接電阻30上。用作為外層的鍍層條32例如通過絲網(wǎng)印刷而形成。高電阻材料或絕緣材料被用于鍍層條32。例如，可使用低熔點(diǎn)玻璃或其中散布有電阻材料的低熔點(diǎn)玻璃。
鍍層條32的薄膜電阻必需高于連接電阻30的薄膜電阻，由此電阻值設(shè)置不會(huì)受到影響。取決于總體設(shè)計(jì)的連接電阻30的薄膜電阻的范圍在1E3至1E5Ω/□。因此，鍍層條32由所謂高電阻鍍層或絕緣薄組成。
一般都認(rèn)為如果高電阻鍍層或絕緣鍍層被設(shè)置在陽極側(cè)，則放電不容易發(fā)生。作為這種經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果，發(fā)明人就此確定用鍍層可抑制放電的發(fā)生。當(dāng)沒有鍍層時(shí)，F(xiàn)ED放電電壓的平均值為12kV。當(dāng)通過將電阻材料粉末擴(kuò)散到低熔點(diǎn)玻璃中而獲得4E8Ω/□薄膜電阻的高阻薄時(shí)，高電阻鍍層通過網(wǎng)眼印刷手段被形成為鍍層條32，平均放電電壓為16kV。當(dāng)僅從低熔點(diǎn)玻璃形成絕緣鍍層時(shí)，平均放電電壓為17kV。根據(jù)陽極電壓設(shè)置，在實(shí)踐中不會(huì)發(fā)生放電。
用于實(shí)現(xiàn)這種效果的機(jī)構(gòu)尚未被完全研制成功。然而，在FED的目標(biāo)電壓區(qū)中的多數(shù)放電可歸因?yàn)槲⒘！＜僭O(shè)它們是由于當(dāng)微粒與相對面碰撞時(shí)限制電荷交換，并因此由于微粒的加速處理以開始放電受到抑制所引起的。
根據(jù)如此構(gòu)成的FED，可抑制包括共用電極24的大規(guī)模放電的產(chǎn)生，由此在線路間產(chǎn)生的放電損壞現(xiàn)象被防止。
下面是對根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的FED的說明。盡管結(jié)合上述第一實(shí)施例僅提到共用電極，如果放電發(fā)生于連接電阻30中，也可能產(chǎn)生不允許的放電規(guī)模。
根據(jù)第二實(shí)施例，如圖6和圖7所示，鍍層條32被整個(gè)地覆蓋在共用電極24上和連接電阻30。鍍層條32也被設(shè)置成部分地覆蓋前基板2和金屬背面層7。鍍層條32通過例如絲網(wǎng)印刷方法而形成。通過這種配置，在磷光屏6外的區(qū)域中也整個(gè)地抑制放電的產(chǎn)生，并且能實(shí)現(xiàn)比第一實(shí)施例的更安全的對抗放電的措施。
在第二實(shí)施例中，真空包封等的基本配置與前述第一實(shí)施例的配置相同，由此相同標(biāo)號被用來表示相同的部分，對這些部分的說明被省去。
下面是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的FED的說明。如圖8所示，在第三實(shí)施例中，絕緣鍍層也被設(shè)置在后基板1的一側(cè)。具體地說，后基板側(cè)鍍層條33覆蓋位于朝向共用電極24和連接電阻30的線路21。實(shí)驗(yàn)結(jié)果已確定上述配置能夠更容易地減少放電的發(fā)生。當(dāng)鍍層條僅設(shè)置在前基板的一側(cè)時(shí)，平均放電電壓為16kV。另一方面，當(dāng)絕緣鍍層還形成在后基板1上時(shí)，平均放電電壓為20kV或更多。盡管這種機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)還無從得知，已推定它可歸因于下列事實(shí)即微粒的電荷交換被額外地抑制或者后基板側(cè)的放電源被覆蓋。
形成的鍍層條33被形成為具有5-15mm的寬度。由于在線路21之間的泄漏電流必須足夠低，較為有利的是將鍍層條33的薄膜電阻調(diào)整至1E7Ω/□或更多。在實(shí)踐中，較為有利的是鍍層條33必須與線21的內(nèi)層絕緣鍍層同時(shí)形成。在這種情況下，鍍層條33的薄膜電阻是足夠的。
可通過至少在后基板1的側(cè)面的朝向共用電極24的位置上提供鍍層條33，從而實(shí)現(xiàn)用于對抗放電的更好的方法。因此可使陽極電壓更高，而前基板和后基板之間的間隙可變窄，由此可提高諸如亮度、壽命、分辨率等特性。
即使當(dāng)鍍層條僅被設(shè)置在后基板側(cè)以覆蓋朝向磷光層外區(qū)域的區(qū)域時(shí)，也能察覺放電電壓抑制效果。因此，在磷光屏6外側(cè)區(qū)域中的絕緣鍍層被設(shè)置以下列三種形式中的任何一種僅設(shè)置在前基板側(cè)，僅設(shè)置在后基板側(cè)或設(shè)置在各側(cè)。
可設(shè)置覆蓋多個(gè)區(qū)域。即使前基板和后基板上的覆蓋區(qū)域不同，也能期待一種效果。例如，可覆蓋前基板的共用電極部分和連接電阻。在這種情況下，后基板側(cè)僅覆蓋與共用電極對應(yīng)的位置。如果由于多種設(shè)計(jì)限制，所要求的位置未能實(shí)現(xiàn)，有必要只要將放電抑制效果提高到所需程度。
金屬背面層7不局限于前述條形配置，它也可以是鋸齒形圖案，如圖9所示，這是通過將狹長的帶狀導(dǎo)體薄膜折疊成風(fēng)箱形狀而獲得的。在本發(fā)明中，分割的金屬背面層設(shè)置成包括具有這種鋸齒形圖案等的圖案化的金屬背面層。鋸齒形圖案中的金屬背面層7具有大量以狹長條形狀出現(xiàn)的分割區(qū)域7a，它們以給定間隙設(shè)置并彼此平行地延伸；另外還有多個(gè)彎折區(qū)域7c，在那里相鄰的分割區(qū)域的端部彼此結(jié)合。
在磷光屏6上，分隔區(qū)域7a和用作高電阻區(qū)的彎折區(qū)域7c被設(shè)置成疊在磷光層R、G、B上。疊在光屏蔽層22上的金屬背面層7這些區(qū)域形成間隙，通過間隙使光屏蔽層22的大部分暴露在外。與一端側(cè)結(jié)合的分隔區(qū)域7e和彎折區(qū)域7c的一端通過連接電阻30電氣連接于共用電極24。共用電極24和連接電阻30由鍍層條32覆蓋。
根據(jù)本發(fā)明，在磷光屏區(qū)域和磷光屏外的區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生放電均能得以抑制，由此可實(shí)現(xiàn)一種抑制放電損害的有效的措施。因此，可增加陽極電壓，并使前基板和后基板之間的間隙變窄，由此可改善顯示裝置的特性，例如亮度、壽命、分辨率等。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，包括具有磷光屏的前基板，所述磷光屏包括磷光層和光屏蔽層；疊在磷光屏上并具有多個(gè)彼此隔開的分割區(qū)域的金屬背面層；將電壓施加到金屬背面層的共用電極；連接共用電極和金屬背面層的多個(gè)分割區(qū)域的連接電阻；以及具有高于連接電阻的薄膜電阻的薄膜電阻并覆蓋共用電極的鍍層；以及后基板，所述后基板朝向前基板并具有多個(gè)向磷光屏發(fā)射電子的電子發(fā)射器件。
2.如權(quán)利要求1所述圖像顯示裝置，其特征在于，所述前基板的鍍層覆蓋共用電極和連接電阻。
3.如權(quán)利要求1或2所述圖像顯示裝置，其特征在于，包括設(shè)置在后基板上并驅(qū)動(dòng)電子發(fā)射器件的多根線；以及覆蓋這些位于朝向共用電極區(qū)域中的那些線的鍍層，其中所述覆蓋線的鍍層具有1E7Ω/□或更多電阻。
4.如權(quán)利要求3所述圖像顯示裝置，其特征在于，所述后基板的鍍層覆蓋那些處于背向共用電極和連接電阻區(qū)域的位置中的那些線。
5.如權(quán)利要求1或2所述圖像顯示裝置，其特征在于，金屬背面層的多個(gè)分割區(qū)域的每個(gè)被形成為狹長的條形狀并在其間具有間隙，每個(gè)分割區(qū)域的一端通過各相應(yīng)連接電阻而連接于共用電極。
6.一種圖像顯示裝置，包括具有磷光屏的前基板，所述磷光屏包括磷光層和光屏蔽層；疊在磷光屏上并具有多個(gè)彼此隔開的分割區(qū)域的金屬背面層；將電壓施加到金屬背面層的共用電極；連接共用電極和金屬背面層的多個(gè)分割區(qū)域的連接電阻；后基板，所述后基板朝向前基板并具有多個(gè)向磷光屏發(fā)射電子的電子發(fā)射器件；多根連接于電子發(fā)射器件的線；以及覆蓋這些線中的位于朝向共用電極區(qū)域中的那些線并具有1E7Ω/□或更多電阻的鍍層。
7.如權(quán)利要求6所述圖像顯示裝置，其特征在于，所述鍍層覆蓋那些位于背向共用電極和連接電阻區(qū)域中的那些線。
全文摘要
一種圖像顯示裝置的前基板包括磷光屏(6)；疊在磷光屏上并具有多個(gè)彼此隔開的分割區(qū)域(7a)的金屬背面層；將電壓施加到金屬背面層的共用電極(24)；連接共用電極和金屬背面層的多個(gè)分割區(qū)域的多個(gè)連接電阻(30)；與前基板相對的后基板(1)，后基板具有多個(gè)向磷光屏發(fā)射電子的電子發(fā)射器件，共用電極由薄膜電阻高于連接電阻的鍍層條(32)覆蓋。
文檔編號H01J29/08GK1809908SQ200480017018
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者原口雄次, 常味政貴, 伊吹裕昭, 村田弘貴 申請人:株式會(huì)社東芝