專利名稱：熒光顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用包括碳納米管的電子發(fā)射源的三極結構熒光顯 示裝置。
背景技術：
使用碳納米管的場發(fā)射型電子發(fā)射源作為熒光顯示裝置例如FED (場 發(fā)射顯示器)或真空熒光顯示器的電子發(fā)射源引人注意。在碳納米管中， 單石墨層巻成圓柱形，在圓柱體的末端形成5員環(huán)。由于碳納米管的直徑 通常很小，為10nm至50nm， 一旦施加大約100V的電場，碳納米管就能從 它的末端場發(fā)射電子。碳納米管包括具有同軸的多層結構的碳納米管和上 述的具有單層結構的碳納米管，在所述多層結構中，多個石墨層層疊，以 形成套筒式結構，每個石墨層巻成圓柱形。任一類型可被用來形成電子發(fā) 射源(見第6， 522， 055號美國專利)。使用傳統(tǒng)的典型碳納米管的場發(fā)射型電子發(fā)射源包括平坦的基板電 極，在平坦的基板電極中布置許多碳納米管。通過在基板電極和與基板電 極相對的電子提取電極之間施加高電壓，電場被聚集到碳納米管的末端， 以從碳納米管的末端發(fā)射電子。如所公知的，制造這種電子發(fā)射源的方法 包括使用由包括鐵或鎳的金屬制成的基板，以及根據(jù)熱CVD (化學氣相 沉積)在基板的表面和通孔壁的壁上形成由碳納米管形成的膜。當根據(jù)這 個方法制造碳納米管時，電子發(fā)射均勻性提高，可以獲得其中不易發(fā)生由 于本地場聚集而導致鏈破壞現(xiàn)象的狀態(tài)。作為使用這種電子發(fā)射源的熒光顯示裝置，己經(jīng)提出了在圖4A中示 出的三極結構FED (平板顯示器)(見第2001-146050號日本專利特許公 開)。這個平板顯示器包括玻璃基板401和布置成與玻璃基板401相對的半 透明前玻璃408?？驙罘指艏Ａ?未示出)的兩端面通過低熔玻璃料(fritglass)玻璃粘接到玻璃基板401和前玻璃408的外圍部分。玻璃基板401、 前玻璃408和分隔件玻璃形成包封(envelope)。包封的內(nèi)部保持在級別為 10'spa的真空度。
在玻璃基板401上設置相互平行的垂直立起的多個基板肋402。電子發(fā) 射源403被基板肋402夾在中間地設置在玻璃基板401上。如圖4B中所示， 每個電子發(fā)射源403包括電極部分431，用作陰極；電子發(fā)射層432，形 成在電極部分431的表面上。電子發(fā)射層432包括碳納米管，通過使用碳源 氣體例如甲醛或者一氧化碳的CVD在由鐵、鎳或者類似物的合金制成的電 極部分431的表面上形成所述碳納米管。在電子發(fā)射層432中，多個纖維狀 碳納米管互相纏繞，以形成厚度為大約5pm至5(Him的棉花狀層。
每個電子發(fā)射源403 (電極部分431)形成在與基板肋402相同的方向 上延伸的條形形狀，并包括預定間隔的開口。換言之，每個電子發(fā)射源403 形成梯形形狀。多個電子提取電極404在垂直于基板肋402的方向上在基板 肋402上延伸。所述多個電子提取電極404在垂直于基板肋402的方向上以 預定間隔布置。每個電子提取電極404具有預定間隔的電子穿過孔404a， 以形成梯形形狀。
在基板肋402上形成在垂直于基板肋402的方向上延伸并且相互平行 地垂直立起的前肋405。在包封中，前玻璃408通過前肋405支撐在基板肋 402上。前肋405以與電子提取電極404相對應的間隙設置在基板肋402上。 換言之，在基板肋402上，每個電子提取電極404設置在兩個相鄰的前肋405 之間。
熒光體層407R、407G和407B以及用作陽極的金屬背膜406層疊在前玻 璃408的包封的內(nèi)表面上，所述金屬背膜406覆蓋熒光體層407R、 407G和 407B。在前玻璃408的包封的內(nèi)表面上，熒光體層407R、 407G和407B中 的每個順序地布置在兩個相鄰的前肋405之間。熒光體層407R包括發(fā)射紅 光的熒光體。熒光體層407G包括發(fā)射綠光的熒光體。熒光體層407B包括 發(fā)射藍光的熒光體。
在具有上述布局的平板顯示器中，在電子提取電極404和電子發(fā)射源 403之間施加預定的電勢差，使得電子提取電極404側具有正電勢。這從碳 納米管的末端提取電子，所述碳納米管在電子提取電極404和電子發(fā)射源
403相交的區(qū)域形成電子發(fā)射層432，所提取的電子從電子提取電極404的 矩形電子穿過孔404a發(fā)射。此時，如果正電壓(加速電壓)被施加到金屬 背膜406，則該正電壓加速電子從所述電子穿過孔404a朝所述金屬背膜406 發(fā)射。被加速的電子傳輸穿過金屬背膜406，并轟擊熒光體層407R、 407G 和407B，從而導致熒光體層407R、 407G和407B發(fā)光。
例如，將金屬背膜406施加正電壓，預定的電子發(fā)射源403施加預定的 負電壓，假定正電壓施加到預定的電子提取電極404。這可以選擇性地熒 光體層407R、 407G和407B中的任何一個發(fā)光，所述熒光體層407R、 407G 和407B中的所述任何一個與施加有負電壓的電子發(fā)射源403的行和施加有 正電壓的電子提取電極404的列相交叉的部分對應。上述的交叉部分與平 板顯示器的一個顯示點相對應。
在上述的傳統(tǒng)的平板顯示器中，會出現(xiàn)即使沒有被選中也一直發(fā)光的 非正常點，并且一些電子發(fā)射源403 (電極部分431)在操作期間會振動， 從而產(chǎn)生異常噪聲。這些問題由于下面的因素而出現(xiàn)。在操作期間，來自 施加有電壓的電子提取電極404的電場導致相應的電子發(fā)射層432發(fā)射電 子。發(fā)射的電子中的一些會聚集在玻璃基板401的表面上，從而使其帶電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熒光顯示裝置，其中，抑制了操作期間恒定 發(fā)光的異常點的產(chǎn)生，并且抑制了用作陰極的電極部分的異常振動。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種熒光顯示裝置，包括
前玻璃，所述前玻璃的至少部分是半透明(translucent)的；基板，由布 置成與所述前玻璃相對的絕緣構件形成，所述前玻璃和所述基板構成真空 包封的部分；陰極，設置在所述基板上；電子發(fā)射層，包括碳納米管，并 形成在所述陰極的表面上；電子提取電極，布置在所述基板和所述前玻璃 之間，以與所述陰極分隔開；熒光體膜和陽極，層疊在所述前玻璃的與所 述基板相對的表面上；以及導電層，形成在所述陰極和所述基板之間。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的熒光顯示裝置的主要部分的剖視 圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的熒光顯示裝置的主要部分的剖視
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的熒光顯示裝置的主要部分的透視
圖4A是示出傳統(tǒng)的平板顯示器的主要部分的透視圖；和 圖4B是沿著圖4A的線I-I截取的剖視圖。
具體實施例方式
將參照圖l來描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的平板顯示裝置。在圖1 中，平板顯示裝置將以平板顯示器作為示例。根據(jù)這個實施例的平板顯示 裝置包括基板IOI，由絕緣材料例如玻璃制成，并且基板101的至少一部 分是半透明的；多個基板肋102，相互平行地設置在基板101上；多個電子 發(fā)射源103，在基板肋102之間設置在基板101上；多個電子提取電極104， 支撐在基板肋102上；多個前肋105，以與電子提取電極104相對應的間隙 支撐在基板肋102上；半透明的前玻璃108，支撐在前肋105上；R、 G、 B 熒光體層107和金屬背膜106，順序地層疊在前玻璃108的與基板101相對的 表面上。
上述的基板IOI、多個基板肋102、多個電子發(fā)射源103、多個電子提 取電極104、多個前肋105、前玻璃108、熒光體層107以及金屬背膜106形 成的結構與圖4A和圖4B中示出的由玻璃基板401、多個基板肋402、多個 電子發(fā)射源403、多個電子提取電極404、多個前肋405、前玻璃408、熒光 體層407R、 407G、 407B以及金屬背膜406形成的結構相同。
基板101和前玻璃108以預定的距離彼此相對地布置?？驙罘指艏Ａ?(未示出)的兩端面通過低熔點玻璃料玻璃粘接到基板101和前玻璃108 的外圍部分。基板IOI、前玻璃108和分隔件玻璃形成包封。包封的內(nèi)部被 保持級別為10—spa的真空度。
多個基板肋102垂直地立起在基板101上，從而相互平行地延伸?；?肋102由考慮在表面上帶電的導電材料制成。多個條狀電子發(fā)射源103 (分 割(split)電子發(fā)射源)設置在基板101的這些區(qū)域上，所述區(qū)域中的每個
被兩個相鄰的基板肋102夾著，從而在與基板肋102的延伸方向相同的方向
上延伸。換言之，多個電子發(fā)射源103夾在基板肋102之間相互平行地布置。 每個電子發(fā)射源103包括用作陰極的電極部分131 (分割電極(split electrode))和形成在電極部分131的表面上的電子發(fā)射層132。每個電子發(fā) 射源103具有在縱向上預定間隔隔開的開口，從而形成梯形形狀。
電子發(fā)射層132包括碳納米管，通過使用碳源氣體例如甲醛或者一氧 化碳的CVD在由鐵、鎳或者類似物的合金制成的電極部分131的表面上形 成所述碳納米管。在電子發(fā)射層132中，多個纖維狀碳納米管互相纏繞， 以形成厚度為大約5pm至5(Hmi的棉花狀層。
設置在多個基板肋(substrate rib) 102上的多個條形電子提取電極104 (分割電極)在垂直于基板肋102的方向上相互平行地延伸。每個電子提 取電極104具有梯形形狀，其中，在縱向上以預定間隔形成矩形電子穿過 孔104a。在沿著基板肋102排列的方向上以預定間隔布置多個電子提取電 極104。
在相鄰的電子提取電極104之間的基板肋102上，多個前肋105被設置 成在垂直于基板101的方向上延伸。換言之，電子提取電極104設置在由相 鄰的前肋105分隔的區(qū)域上。在包封的前玻璃108的內(nèi)表面上，R、 G、 B熒 光體層107以預定的次序形成在由相鄰的前肋105分隔的各個區(qū)域中。用作 陽極的金屬背膜106形成為覆蓋熒光體層107。熒光體層R包括發(fā)射紅光的 熒光體。熒光體層G包括發(fā)射綠光的熒光體。熒光體層B包括發(fā)射藍光的 熒光體。上述布局與在圖4A和圖4B中示出的傳統(tǒng)的平板顯示器的布局相 同。
在根據(jù)這個實施例的熒光顯示裝置中，除了上述布局之外，為了抑制 基板101和各電極部分131之間充電，多個導電層109 (分割導電層)設置 在電子發(fā)射源103的各電極部分131和基板101之間。更具體地講，在基板 101上形成導電層109之后，在導電層109上設置電極部分131，電極131的 圖形與電極部分131的圖形相同。導電層109形成在相鄰的基板肋102之間 的基板101上，以在與基板肋102和電子發(fā)射源103的延伸方向相同的方向 上延伸。導電層109相互絕緣且相互隔離。
導電層109由導電材料例如鋁、ITO (氧化銦錫)或者類似物形成，
并且形成為每層厚度為幾微米至幾十微米的膜層。例如，可以通過絲網(wǎng)印 刷形成ITO膜來在基板101上形成導電層109。也可以通過濺射或真空氣相
沉積沉積鋁來形成導電層109。當由金屬例如鋁形成導電層10卯寸，導電層 109可以被形成為節(jié)距為幾微米至幾百微米的網(wǎng)格(meshes)，例如六邊形 網(wǎng)格。導電層109不需要均勻地形成在整個形成區(qū)域上。
將描述導電層109的作用。在上述的熒光顯示裝置中，在電子提取電 極104和電子發(fā)射源103之間提供預定的電勢差，使得電子提取電極104側 具有正電勢。這從在電子提取電極104和電子發(fā)射源103相交的區(qū)域形成電 子發(fā)射層132的碳納米管的末端提取電子，所提取的電子從電子提取電極 1404的矩形電子穿過孔104a發(fā)射。此時，提取的電子中的一些也泄漏到基 板101側。如果如在通常的情況下那樣不設置導電層109，則泄漏的電子聚 集在基板101的表面上，從而將基板101的表面的在電極部分131的區(qū)域上
的那些部分充電成負電勢。
當電子發(fā)射源103將要發(fā)射電子來執(zhí)行顯示操作時，負電勢施加到電 極部分131。因此，電極部分131承受負電勢排斥力并且振動，從而產(chǎn)生異 常噪聲。排斥力反作用于電極部分131和電子發(fā)射層132。更具體地講，已 經(jīng)承受排斥力的電子發(fā)射層132的一些碳納米管朝電子提取電極104突出，
從而導致異常光發(fā)射。
這些問題是由于聚集在基板101的表面上的電子引起的。通過將導電 層109設置在基板101和電極部分131之間，抑制電子聚集在基板101的表面 上，從而解決上述問題。具有與電極部分131的圖形相同圖形的導電層109 只布置在基板101和電極部分131之間?？蛇x地，條形導電層109可以被形 成為覆蓋相鄰的基板肋102之間的區(qū)域。
在上述的第一實施例中，在相鄰的基板肋102之間保留間隔(space), 導電層109分別布置在間隔中。但是，本發(fā)明不限于此。例如，如圖2所示， 可以這樣布置導電部分209，使得在每個導電部分209的延伸方向上的兩側 部分呈現(xiàn)在基板肋102的下部分和基板101之間。導電層209被形成為覆蓋 基板101的在相鄰的基板肋102之間的表面。在這種情況下，每個基板肋102 的與導電層209接觸的下部分由絕緣構件202形成。這使得相鄰的導電層 209相互絕緣并相互隔離。
本發(fā)明不限于上述的三極結構熒光顯示裝置，而是可以自然地應用于 其它三極結構熒光顯示裝置。例如，本發(fā)明也可以應用于在第2006/0145594號美國授權前公布和第2006-164825號日本特許專利公開中示出的平板顯示器。本發(fā)明也可以應用于圖3中示出的平板顯示器。在圖3所示的平板顯示 器中，具有多個陰極313的陰極基板310設置在玻璃基板311上。具有熒光 體膜323G、 323B和323R以及用作陽極的金屬背膜324的陽極基板320形成 在至少一部分是半透明的前玻璃321的內(nèi)表面上。柵基板330幾乎平行于基 板311和前玻璃321設置。柵基板330包括一個用作場控制電極的平坦電極 331 ，柵基板(gate substrate) 33O具有多個帶(條)狀柵電極(gate electrode) 335?；?11和前玻璃321通過設置到它們的周邊部分的框狀分隔件玻璃 (未示出)彼此相對。基板311和前玻璃321通過低熔點玻璃料玻璃粘接到 分隔件玻璃的兩端面，從而形成包封。該包封的內(nèi)部保持在級別為10—spa 的真空度。在下面的描述中，當從前面看時，圖3中的垂直方向、深度方 向以及左右方向分別與高度方向、縱向方向以及側向方向相對應。在高度 方向上，陰極基板310側與下側相對應。在陰極基板310中，多個基板肋312以預定間隔垂直立起在玻璃基板 311的與柵基板330相對的表面上并相互平行，從而支撐柵基板330。陰極 313設置成在玻璃基板311上的夾在基板肋312之間的那些區(qū)域上形成條。 在每個陰極313中，由納米管纖維例如碳納米管或者碳納米纖維形成的電 子發(fā)射源固定到金屬構件的表面。陰極313與圖1中示出的電子發(fā)射源103 相對應。這樣布置陰極313，使得它們的上表面低于基板肋312的上端面。設置在包封中的柵基板330包括多個棒狀柵電極間絕緣構件 333a333a，所述多個絕緣構件333a在垂直于陰極基板310的基板肋312的方 向上相互平行地延伸，并且被基板肋312支撐。各個柵電極335中的每個布 置在兩個相鄰的柵電極間絕緣構件333a之間并通過基板肋312支撐。柵電 極335與圖1中示出的電子提取電極104相對應。柵電極335與柵電極間絕緣 構件333a—起在垂直于基板肋312的方向上延伸。從頂部看時具有類似柵 格形狀的中間肋333設置在柵電極間絕緣構件333a和柵電極335上。中間肋333的平行于柵電極335的延伸方向的那些部分被設置在柵電極間絕緣構 件333a上。柵基板330包括由中間肋333支撐的導電板狀平坦電極331和設置在平 坦電極331上的陽極肋332，當從頂部看時，所述陽極肋332具有類似柵格 的形狀。在柵電極間絕緣構件333a的在陰極基板310側的下表面上形成多 個陰極肋334，所述多個陰極肋334被布置成在柵電極間絕緣構件333a的縱 向方向上以預定距離相互隔開。陰極肋334支撐陰極313上的柵電極間絕緣 構件333a。因此，基板肋312和陰極肋334支撐柵電極間絕緣構件333a。每個柵電極335具有多個通孔335a，所述多個通孔335a在柵電極335 延伸的縱向方向上以預定的距離相互隔開。平坦電極331具有類似矩陣的 多個通孔331a，以與通孔335a相對應。中間肋333和陽極肋332被布置成當 從頂部看時交疊，通孔331a和通孔335a被布置在柵格的開口 (柵格開口) 中。被布置成與一致的把持開口 (coincident grip opening)相對應的通孔 形成平板顯示器的一個像素。在相鄰的基板肋312之間的每個陰極313上， 陰極肋334分開多個像素。在具有上述布局的平板顯示器中，在柵基板330和陰極313之間提供預 定的電勢差，使得柵基板330具有正電勢。因此，從陰極313的與柵電極335 相交的那些區(qū)域提取的電子通過通孔335a和通孔331a發(fā)射到陽極基板320 的外部。更具體地講，通過向場控制電極331施加具有電勢比陰極313的電勢高 的正電勢的電壓，事先產(chǎn)生從場控制電極331朝陰極313的表面延伸的電 場。接著，通過向柵電極335施加電壓，柵電極335被設置成具有比陰極313 的電勢高的正電勢。這從而在柵電極335和通孔335a的表面(側表面)之 間產(chǎn)生強電場，并導致陰極313從設置在陰極313的表面上的電子發(fā)射源提 取電子。電壓已經(jīng)施加到其上從而被設置成相對于柵電極335具有正電勢的場 控制電極331對所提取的電子加速，使得電子從通孔331a向前玻璃321發(fā) 射。此時，如果向金屬背膜324施加比場控制電極331的電勢高的正電勢(加 速電壓)，貝U從通孔331a發(fā)射的電子向金屬背膜324加速，并穿過金屬背膜 324，從而轟擊熒光體膜323G、 323B和323R。這導致熒光體膜發(fā)光。 如上所述，在平板顯示器中，位于玻璃基板311和陰極313之間的導電層319能夠抑制陰極313振動。導電層319還能夠抑制未選中的點的異常(恒 定)發(fā)光。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，導電層被設置在陰極和基板之間。這能夠抑 制操作期間恒定發(fā)光的異常點的產(chǎn)生，以及抑制用作陰極的電極部分的異 常振動。
權利要求
1. 一種熒光顯示裝置，其特征在于包括前玻璃(108)，所述前玻璃(108)的至少部分是半透明的； 基板(IOI)，由布置成與所述前玻璃相對的絕緣構件形成，所述前玻 璃和所述基板構成真空包封的部分；陰極(131)，設置在所述基板上；電子發(fā)射層(132)，包括碳納米管，并形成在所述陰極的表面上； 電子提取電極(104)，布置在所述基板和所述前玻璃之間，以與所述 陰極分隔開；熒光體膜(107)和陽極(106)，層疊在所述前玻璃的與所述基板相 對的表面上；以及導電層(109、 209、 319)，形成在所述陰極和所述基板之間。
2. 根據(jù)權利要求l所述的顯示裝置，其中所述陰極包括多個分割電極，所述多個分割電極沿著第一方向在所述 基板上延伸成相互平行，并在垂直于所述第一方向的第二方向上以預定的 間隔布置，所述電子提取電極包括多個分割電極，所述多個分割電極沿著所述第 二方向相互平行地延伸，并在所述第一方向上以預定的間隔布置，所述導電層包括多個分割導電層，所述多個分割導電層形成在所述基 板和所述多個分割電極之間，并與所述多個分割電極中的每個相互絕緣且 隔離。
3. 根據(jù)權利要求2所述的顯示裝置，進一步包括多個基板肋(102)，所述多個基板肋在所述第一方向上相互平行地延 伸，并在所述第二方向上以預定的間隔垂直立起在所述基板上，從而支撐 所述提取電極；和多個絕緣構件(202)，與所述基板的表面接觸，并設置到所述基板肋 的下部，其中，在所述第二方向上的所述分割導電層(209)的側部形成在所 述基板和所述絕緣構件之間。
4. 根據(jù)權利要求l所述的顯示裝置，其中，所述導電層(109)形成 在所述基板上，所述導電層的圖形與所述所述陰極的圖形相同。
5. 根據(jù)權利要求l所述的顯示裝置，其中，所述導電層被形成為覆蓋 所述基板的設置所述陰極的區(qū)域。
全文摘要
一種熒光顯示裝置，包括至少部分是半透明的前玻璃、基板、陰極、電子發(fā)射層、電子提取電極、熒光體膜和陽極、以及導電層。所述基板由布置成與所述前玻璃相對的絕緣構件形成。所述前玻璃和所述基板構成真空包封的部分。所述陰極設置在所述基板上。所述電子發(fā)射層包括碳納米管，并形成在所述陰極的表面上。所述電子提取電極布置在所述基板和所述前玻璃之間，以與所述陰極分隔開。所述熒光體層和所述陽極層疊在所述前玻璃的與所述基板相對的表面上。所述導電層形成在所述陰極和所述基板之間。
文檔編號H01J31/15GK101145491SQ20071010874
公開日2008年3月19日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權日2006年9月12日
發(fā)明者上村佐四郎, 余谷純子 申請人:諾利塔克股份有限公司