CN1975978A - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像显示装置，其包括真空容器，该真空容器具有彼此面对的第一基板和第二基板，以及被置于第一基板与第二基板之间的密封构件。电子发射单元被提供于第一基板的面对第二基板的表面上，而光发射单元被提供于第二基板的面对第一基板的表面上。阳极导线从所述光发射单元被拉到第二基板周边的一侧，并在所述密封构件的内部和外部上方延伸。抗静电层被提供于所述真空容器中的阳极导线与密封构件之间的边界区域处。

Description

图像显示装置

技术领域

本发明涉及图像显示装置，更具体地，涉及一种在真空容器(vacuumvessel)中抑制充电从而防止电弧放电的图像显示装置。

背景技术

通常，使用冷阴极的电子发射元件具有场发射阵列(FEA)型、表面传导发射(SCE)型、金属-绝缘体-金属(MIM)型，和金属-绝缘体-半导体(MIS)型。

虽然电子发射元件根据其类型而在具体结构上有所区别，但是它们基本上均包括提供于基板上的电子发射区，和用于控制电子发射的开启/关闭以及数量的驱动电极。这种电子发射元件可以被用来作为诸如背光单元的光源或者作为图像显示装置的电子发射结构。

在使用电子发射元件的图像显示装置中，电子发射区和驱动电极形成于第一基板上，而荧光层和阳极电极一起形成于第二基板的面对第一基板的表面上，以使荧光层处于高电势状态。

第一基板和第二基板在它们的周边利用密封构件而彼此密封，从而构成真空容器。阳极电极通过阳极导线被连接到外部电源，以接收加速电子束所需的高电压，其中阳极导线形成于第二基板上并在密封构件的内部和外部上方延伸。

在图像显示装置中，由于电子发射区和驱动电极的作用，电子从电子发射区被发射。这些电子朝向第二基板加速，并且碰撞到荧光层，接着激发荧光层并发出可见光线。

不过，在荧光层被激发后，电子并不快速地流出，而是聚集在真空容器的内部，从而造成充电。

充电引发了电弧放电，从而破坏了电子发射结构并降低了真空度，进而使产品的特性恶化。此外，在常规图像显示装置中，施加于阳极电极的高电压由于电弧放电而被限制到预定的程度，这样要提高屏幕亮度就变得很困难。

发明内容

根据本发明，提供有一种图像显示装置，其防止在真空容器中进行充电以及由此带来的电弧放电，进而提高了屏幕亮度。

根据本发明的一方面，一种图像显示装置包括真空容器，其具有彼此面对的第一基板和第二基板，以及被置于第一基板和第二基板之间从而将这两个基板彼此密封的密封构件。所述真空容器具有处于所述密封构件内部的活性区域；和围绕处于所述密封构件内部的所述活性区域的非活性区域。电子发射单元被提供于第一基板的活性区域处。光发射单元被提供于第二基板的活性区域处，以发射由于从所述电子发射单元发射的电子而产生的可见光线。抗静电层被提供于所述非活性表面区域的至少一部分上。

阳极导线可以从所述光发射单元被拉到所述第二基板周边的一侧，并在所述密封构件的内部和外部上方延伸。所述抗静电层覆盖所述密封构件的内壁与所述阳极导线之间的边界区域。

所述抗静电层可以为具有预定宽度的带状，并且覆盖所述阳极导线处于所述密封构件内部而围绕所述边界区域的表面部分，和所述密封构件内壁的一部分。所述抗静电层具有比所述阳极导线的宽度更大的宽度。

可替换地，所述抗静电层可形成于第一基板的整体非活性表面区域上，包括所述阳极导线的第二基板的整体非活性表面区域上，以及所述密封构件的整体内壁上。

所述抗静电层由二级电子发射系数约为1的材料制成，例如由氧化铬Cr₂O₃制成。可替换地，所述抗静电层由基于金属材料的金属氧化物制成，所述金属材料选自由Cr、Mn、Fe、Co、Y、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Ru和上述材料的组合所组成的组中。

所述真空容器进一步具有强化构件，其被提供于第一基板的后部以与第一基板一起形成内部空间，且第一基板至少具有在所述真空容器中的一个通孔。可替换地，所述真空容器进一步包括强化基板，其被连接到第一基板的后部，且所述强化基板具有比第一基板的厚度更大的厚度。通过利用所述真空容器，不需要在第一基板与第二基板之间提供任何间隔物。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的图像显示装置的分解透视图；

图2是图1所示图像显示装置的第二基板和密封构件的底视图；

图3是根据本发明第一实施例的图像显示装置的局部截面图；

图4是根据本发明第二实施例的图像显示装置的局部截面图；

图5是根据本发明第二实施例的图像显示装置的第二基板和密封构件的底视图；

图6是用于FEA型显示装置的根据本发明第一实施例的图像显示装置的局部截面图；

图7是根据本发明第三实施例的图像显示装置的横截面图；和

图8是根据本发明第四实施例的图像显示装置的横截面图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，根据本发明第一实施例的图像显示装置包括以预定距离平行设置而彼此面对的第一基板2和第二基板4。在第一基板2和第二基板4的周边提供有密封构件6，以将二者彼此密封。第一基板2、第二基板4和密封构件6形成了真空容器8。

在密封构件6的周边中，第一基板2和第二基板4包括活性区和围绕该活性区的非活性区。电子发射单元10A被提供在第一基板2的活性区处，以向第二基板4发射电子。先发射单元12A被提供在第二基板4的活性区处，以发射由于电子而引起的可见光线，从而发光并显示期望的图像。

电子发射单元10A具有电子发射区；用于控制来自所述电子发射区的电子发射的开启/关闭和数量的驱动电极；以及用于校正电子束的轨迹的另一电极。光发射单元12A具有例如红色、绿色和蓝色荧光层的荧光层，和用于使所述荧光层保持在高电势状态的阳极电极。

光发射单元12A包括用于将电压施加到阳极电极的阳极导线(anodelead)14。阳极导线14从光发射单元12A被拉到第二基板4周边的一侧，并且在密封构件6的非活性区及外部延伸。

阳极导线14被成对提供在第二基板4的一侧区域处。随着数百伏特到数千伏特的直流(DC)电压被施加于阳极导线14，它们具有足够大的宽度以使内阻下降。阳极导线14可以由诸如铬Cr的具有高电导率的金属材料而制成。

在本实施例中，密封构件6具有：支撑架16，其用于将第一基板2和第二基板4彼此以预定距离相隔开；和粘合层18，其被置于第一基板2和支撑架16之间以及第二基板4和支撑架16之间，从而将这两个基板粘合到支撑架16。

支撑架16由玻璃、陶瓷、玻璃-陶瓷混合物、强化玻璃，或陶瓷-强化玻璃混合物而制成，并且在一示例性实施例中，所述支撑架具有与第一基板2和第二基板4相同的或相似的热膨胀系数。粘合层18主要由玻璃粉构成，以将第一基板2和第二基板4粘合到支撑架16，且同时防止真空泄漏。

可替换地，密封构件6可以仅由熔接条(frit bar)形成，而支撑架被省略。

在本实施例中，抗静电层20形成于真空容器8的内部非活性区处，以抑制电荷的聚集。抗静电层20覆盖彼此接触的密封构件6的内壁与阳极导线14之间的边界区。

具体地说，抗静电层20可以形成为具有预定宽度的带状。抗静电层20覆盖阳极导线14处于密封构件6内部的部分，密封构件6的内壁与阳极导线14之间的边界，以及密封构件6的内壁。为了有效地抑制充电，抗静电层20具有的宽度可以大于阳极导线14的位于密封构件6内部的宽度。

在本实施例中，抗静电层20可以对应于阳极导线14的数目而被成对地提供。

抗静电层20可抑制集中在如下区域处进行的充电，即高电压基于导体的阳极导线14和基于绝缘体的密封构件6之间的接触区域，也就是，彼此接触的密封构件6的内壁与阳极导线14之间的边界区域。

抗静电层20由不发生充电的二级电子发射系数约为1的材料而制成，例如，由氧化铬Cr₂O₃制成。抗静电层20可以由丝网印刷或溅射涂布以粘贴剂或包含氧化铬的液体混合物而容易地构成。

可替换地，抗静电层20可以由基于金属材料的金属氧化物制成，所述金属材料从Cr、Mn、Co、Y、Ni、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Ru或其组合中选出。在这种情况下，抗静电层20可以通过溅射而容易地形成。

因此，在根据本实施例的所述图像显示装置中，在所述真空容器中集中进行的充电可通过抗静电层20而得到抑制，从而防止由于充电可能引起的电弧放电。结果是，可有效地防止电子发射单元10A和光发射单元12A被破坏，同时使所述真空容器的真空度保持不变。即使在约10kV或更大的高电压被施加于阳极电极38时，也可以防止电弧放电，并且依据阳极电压的提高而增强屏幕亮度。

如图4和图5所示，根据本发明第二实施例的图像显示装置基本上具有与涉及第一实施例的图像显示装置相同的结构，不过抗静电层的面积被进一步扩大。

在本实施例中，抗静电层20′形成在如下部分之上，即直接暴露于真空环境的第一基板2的整体非活性表面区域，包含阳极导线14的第二基板4的整体非活性表面区域，以及密封构件6的整体内壁。抗静电层20′可由与有关之前实施例中抗静电层的材料相同的材料而制成。

抗静电层20′抑制电荷在基于介电玻璃的第一基板2和第二基板4以及密封构件6的表面上的聚集，从而在所述真空容器中防止由于所聚集的电荷而发生的电弧放电。

在附图中，附图标记10B表示电子发射单元，附图标记12B表示光发射单元，并且相同的参考号被用来代表其它结构元件。

根据第一和第二实施例的所述图像显示装置可以为FEA型、SCE型、MIM型、和MIS型图像显示装置。FEA型图像显示装置的结构将参照图6进行简要说明。

如图6所示，提供于第一基板2上的电子发射单元10C包括：作为驱动电极的阴极电极22和栅电极24；第一绝缘层26，其被置于阴极电极22与栅电极24之间并将二者彼此绝缘；电子发射区28，其电气连接至阴极电极22；聚焦电极30，其被置于栅电极24的上方；和第二绝缘层32，其被置于栅电极24与聚焦电极30之间以将二者彼此绝缘。

电子发射区28由在真空环境下施加电场时可发射电子的材料而制成，例如由含碳材料和纳米尺寸的材料制成。可替换地，所述电子发射区可以由基于钼Mo或硅Si的尖端形结构而制成。

提供于第二基板4上的光发射单元12C包括红色、绿色和蓝色荧光层34；黑层36，其被置于各相应的荧光层34之间以提高屏幕对比度；和阳极电极38，其形成于荧光层34和黑层36上。阳极电极38可以由诸如铝Al的金属材料制成。阳极电极38将从荧光层34到第一基板2发射的可见光线向第二基板4反射，从而提高屏幕亮度。

间隔物40被设置于第一基板2和第二基板4之间，以承受施加于所述真空容器的压力，并将这两个基板彼此隔开预定的距离。间隔物40对应于黑层36而放置，使得所述黑层不干扰荧光层34的区域。

通过采用上述结构，阴极电极22和栅电极24中的一个电极接收扫描驱动电压，而另一电极接收数据驱动电压。聚焦电极30接收聚焦电子束所需要的电压，例如，0V或几伏特至几十伏特的负DC电压。阳极电极38接收加速电子束所需的电压，例如数百乃至数千伏特的正DC电压。

然后，由于阴极电极22与栅电极24之间的电压差，在电子发射区28周围产生了电场，并且电子从这些电子发射区28发射出。所发射的电子经过聚焦电极30的开口部分，接着被聚焦于电子束的中心处，并被施加于阳极电极38的高电压所吸引，从而碰撞荧光层34且将所述荧光层激发而发光。

在本实施例中，有关第一实施例的抗静电层或有关第二实施例的抗静电层形成于所述真空容器的内部非活性区域处。

如上文中所述，间隔物40被设置在第一基板2和第二基板4之间，从而将二者彼此隔开预定的距离。可替换地，不需要将所述间隔物设置在第一基板2和第二基板4之间，也可以获得稳定的真空容器。现在将参照图7对根据本发明第三实施例的具有这种真空容器的图像显示装置进行说明。

如图7所示，真空容器8′包括：第一基板2和第二基板4，其通过***第一区域100而彼此面对，并且通过利用密封构件6而彼此连接；和强化构件42，其被连接到第一基板2的后部，以与第一基板2一起形成第二区域200。第一区域100和第二区域200所对应的空间由第一基板2分开。通孔44形成于第一基板2上，使得第一区域100和第二区域200通过所述通孔而彼此相通。

电子发射单元10D被提供于第一基板2的面对第二基板4的表面上，而光发射单元12D和阳极导线14形成于第二基板4的面对第一基板2的表面上。抗静电层20覆盖阳极导线14的被置于密封构件6内部的部分、密封构件6的内壁与阳极导线14之间的边界，和密封构件6的内壁的一部分。

在一实施例中，第二基板4可被形成而具有足够大的厚度以承受真空压力，例如，具有10毫米或更大的厚度。相反地，由于真空压力未被施加于第一基板2，第一基板2可被形成而具有小于第二基板4的厚度，例如，具有5毫米或更小的厚度。

如上所述，第一基板2是这样一种基板，其带有：电子发射区；和各种不同的电极，其用于控制来自所述电子发射区的电子发射的开启/关闭和数量，以及电子束的轨迹。在形成电子发射区、电极和内部电极绝缘层的过程期间，进行了多次高温热处理。在该过程中，厚度为5毫米或更小的第一基板2即使在温度变化剧烈的情况下也具有低热应力，这样就可防止第一基板2受到破坏，并且可提高电子发射单元10D的层成特性。

强化构件42显示出了真空容器8′的轮廓，而非第一基板2的轮廓，并且强化构件42具有凹陷部分46，以形成被第一基板2和强化构件42所围绕的第二区域200。第二区域200被设置以具有比第一区域100更大的容积。强化构件42具有：排气孔48和排气管50，用于对结构内部进行排放；和吸气剂件(未显示)，其用于吸收排放之后的残余气体从而提高真空度。

真空容器8′的内部容积通过形成第一区域100和第二区域200而得到扩大，这样，第一基板2和第二基板4之间的距离被保持不变，而不需要设置间隔物于第一区域100处，从而获得一种稳定的结构。随着真空容器8′的内部容积的扩大，其内部真空度可被提高到约10^-6托或更高，而且真空度的恶化由于产品使用期间进行的除气而得到补偿，从而提供优良的产品特性。

而且，强化基板可以被提供于第一基板2的后部而取代上述的强化构件42。图8是根据本发明第四实施例的图像显示装置的横截面图。如图8所示，强化基板52被连接到第一基板2的后部，使得第一基板2、第二基板4和强化基板52可形成真空容器8″。

强化基板52具有比第一基板更大的厚度。在第一基板2上形成对于电子发射单元10E的多个层的步骤都经过之后，强化基板52利用粘合层54而被连接到第一基板2的后部。为了承受真空压力，强化基板52的厚度可为10毫米或更大，而在一示例性实施例中为15毫米或更大。如图8所示，附图标记12E表示光发射单元。

即使采用根据第三实施例和第四实施例的所述图像显示装置，有关第一实施例和第二实施例的抗静电层也形成于所述真空容器的内部非活性区域处。图7和8示出了有关第一实施例的抗静电层20形成于真空容器8′和8″中的情况。

虽然本发明的示例性实施例已经在上文中得到详细描述，但是应该明确理解的是，本领域的技术人员可认知的此处所教导的基本发明概念的多种变化和/或修改，仍将落入如所附权利要求书中所限定的本发明的精神和范围之中。

Claims (15)

1、一种图像显示装置，包括：

真空容器，其具有彼此面对的第一基板和第二基板，以及置于第一基板与第二基板之间的密封构件，所述真空容器具有处于所述密封构件内部的活性区域，和围绕所述处于所述密封构件内部的活性区域的非活性区域；

电子发射单元，其被提供于第一基板的活性区域处；

光发射单元，其被提供于第二基板的活性区域处，以发射由于从所述电子发射单元发射的电子而产生的可见光线；和

抗静电层，其被提供于所述非活性表面区域的至少一部分上。

2、如权利要求1所述的图像显示装置，进一步包括阳极导线，其从所述光发射单元被拉到第二基板周边的一侧，并在所述密封构件的内部和外部上方延伸，其中所述抗静电层覆盖所述密封构件的内壁与所述阳极导线之间的边界区域。

3、如权利要求2所述的图像显示装置，其中所述抗静电层为具有预定宽度的带状，并且覆盖所述阳极导线处于所述密封构件内部而围绕所述边界区域的表面部分，和所述密封构件的内壁的一部分。

4、如权利要求3所述的图像显示装置，其中所述抗静电层具有比所述阳极导线的宽度更大的宽度。

5、如权利要求3所述的图像显示装置，其中所述阳极导线被成对地提供于第二基板周边的一侧，且所述抗静电层对应于所述阳极导线而被成对地提供。

6、如权利要求2所述的图像显示装置，其中所述抗静电层形成于第一基板的整体非活性表面区域上、包括所述阳极导线的第二基板的整体非活性表面区域上，以及所述密封构件的整体内壁上。

7、如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述抗静电层由二级电子发射系数约为1的材料制成。

8、如权利要求7所述的图像显示装置，其中所述抗静电层由氧化铬Cr₂O₃制成。

9、如权利要求7所述的图像显示装置，其中所述抗静电层由基于金属材料的金属氧化物制成，且所述金属材料选自由Cr、Mn、Fe、Co、Y、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Ru和上述材料的组合所组成的组中。

10、如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述真空容器进一步包括强化构件，该强化构件被提供于第一基板的后部而与第一基板一起形成内部空间，并且第一基板至少包括在所述真空容器中的一个通孔。

11、如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述真空容器进一步包括强化基板，该强化基板被连接到第一基板的后部，且具有比所述第一基板的厚度更大的厚度。

12、如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述电子发射单元包括具有冷阴极电子源的电子发射区。

13、如权利要求1所述的图像显示装置，其中所述电子发射单元包括通过绝缘层而彼此分开的阴极电极和栅电极；和电连接到所述阴极电极的电子发射区。

14、如权利要求13所述的图像显示装置，进一步包括聚焦电极，该聚焦电极位于所述阴极电极和栅电极上方，且所述聚焦电极与所述阴极电极和栅电极相绝缘。

15、一种防止图像显示装置中电弧放电的方法，所述图像显示装置具有真空容器，所述真空容器由彼此面对的一对基板和位于该对基板周边处的密封构件而形成，所述真空容器包括光发射单元，所述光发射单元具有阳极电极和用于对所述阳极电极施加电压的阳极导线，所述阳极导线从所述光发射单元被拉到所述基板的周边，并在所述密封构件内部的非活性区域和所述密封构件外部上方延伸，该方法包括：

在所述真空容器内部的非活性区域形成抗静电层，所述抗静电层至少覆盖所述真空容器中的密封构件的内壁和阳极导线。

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