平板显示器件、其阳极面板、以及其各自的制造方法

文档序号:2936850阅读:372来源:国知局
专利名称:平板显示器件、其阳极面板、以及其各自的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法、平板显示器件的制造方法、用于平板显示器件的阳极面板和平板显示器件。
背景技术
作为替代当前主流阴极射线管(CRT)的图像显示器件,研究了各种扁平型(平板)显示器件。这种平板显示器件包括液晶显示器件(LCD)、电致发光显示器件(ELD)和等离子体显示器件(PDP)。此外,正在对结合了具有电子发射元件的阴极面板的平板显示器件进行开发。已知的电子发射元件有冷阴极场电子发射元件、金属-绝缘体-金属元件(也称作MIM器件)和表面传导型电子发射元件。结合了具有由这些冷阴极电子源形成的电子发射元件的阴极面板的平板显示器件因高分辨率、高亮度颜色显示和低功耗而引起了人门的注意。
图23为日本专利特开No.2004-158232中发明的第二实施例中公开的冷阴极场电子发射显示器件(此后简称为显示器件)中阳极的示意平面图。图24A、24B和24C分别为沿图23中箭头线A-A、B-B和C-C的阳极面板AP的局部示意端视图。图25为该显示器件的局部示意端视图。图26为阳极面板AP和阴极面板CP的局部示意透视图。顺便提及,在图26中,为了简化附图,未示出阳极单元,并且未示出阻挡肋。
该显示器件是通过将包括多个冷阴极场电子发射元件(以下简称为场致发射元件)的阴极面板CP和阳极面板AP在其周边部分彼此连接在一起而形成的。
图25中示出的场致发射元件是具有锥形电子发射部分的所谓Spindt型场致发射元件。该场致发射元件包括形成在支座10上的阴极11;形成在支座10和阴极11上的绝缘层12;形成在绝缘层12上的栅极13;形成在栅极13和绝缘层12中的开口部分14(形成在栅极13中的第一开口部分14A和形成在绝缘层12中的第二开口部分14B);形成在位于第二开口部分14B底部的阴极上的锥形电子发射部分15。通常,阴极11和栅极13沿着这两个电极的投影图像彼此正交的方向形成为条纹。通常,多个场致发射元件设置在这两个电极的投影图像彼此重叠的区域中(该区域对应一个子像素,此后称作重叠区域或电子发射区域)。而且,通常这种电子发射区域以二维矩阵的形式配置在阴极面板CP的有效区域(用作实际显示部分的区域)中。
阳极面板AP包括基底120;在基底120上形成的具有预定图案的单元荧光区域121;形成在单元荧光区域121上的阳极130;以及馈电部分140(图25中未示出)。作为整体,阳极130具有覆盖矩形有效区域的形状。阳极130由例如铝薄膜形成。在基底120上的单元荧光区域121和单元荧光区域121之间形成吸光层(黑矩阵)122。在吸光层122上形成阻挡肋123。阻挡肋123的平面形状为格子形状(格栅形状),并且具有包围一个子像素的形状(单元荧光区域)。
在该情况下,一个子像素包括阴极面板侧上设置在阴极11和栅极13的重叠区域中的一组场致发射元件,以及阳极面板侧上与该组这些场致发射元件(一个红光发射单元荧光区域、一个绿光发射单元荧光区域、或一个蓝光发射单元荧光区域)相面对的单元荧光区域121。在有效区域中排列了例如数十万到数百万数量级的这样的子像素。一个像素由三个子像素构成。
阳极130由覆盖单元荧光区域121的一组阳极单元131构成。在阳极单元131之间设置间隙132A和132B。间隙132A设置在基底120中没有形成单元荧光区域121的那部分上。形成间隙132B使其位于阻挡肋123的顶表面上,或者使其越过阻挡肋123延伸。在阳极单元131和阳极单元131之间形成电阻层133。更特别地,形成电阻层133以使其越过间隙132A和132B并且在相邻的阳极单元131之间延伸。电阻层133由例如SiC制得的电阻薄膜构成,并且是通过溅射法形成的。
阳极单元131的尺寸可以防止阳极单元131因阳极单元131和场致发射元件(更具体为栅极13或阴极11)之间发生放电所产生的能量而局部蒸发(更具体为该尺寸可以防止阳极单元131中与一个子像素相对应的部分因阳极单元131和栅极13或阴极11之间发生放电所产生的能量而蒸发)。顺便提及,为了使附图简化,图23示出了4×4个阳极单元131,并且部分示意剖视图示出了覆盖多个单元荧光区域的一个阳极单元131。然而,在实践中,阳极单元131的尺寸与例如覆盖单元荧光区域即一个子像素的尺寸相对应。
形成阳极130的一个侧面的阳极单元131A通过馈电部分140与阳极控制电路53连接。通常在阳极控制电路53和馈电部分140之间放置用于防止过电流和放电的电阻器R0。馈电部分140由通过馈电部分电阻层143彼此串联的馈电部分单元141形成。在馈电部分单元141和馈电部分单元141之间设置间隙142A。在间隙142A上形成馈电部分电阻层143以使其在馈电部分单元141和馈电部分单元141之间延伸。馈电部分单元141例如还可以由铝薄膜形成。在形成阳极130的一个侧面的阳极单元131A和馈电部分单元141之间设置间隙142B。形成阳极130的一个侧面的阳极单元131A和馈电部分单元141通过电阻元件134彼此连接。根据CVD方法在间隙142B上形成电阻元件134以使其在阳极单元131和馈电部分单元141之间延伸。
在日本专利特开No.2004-158232中公开的显示器件中,形成阳极使其分成具有较小面积的阳极单元131,而不是在有效区域的大致整个表面上形成,可以降低阳极单元131和冷阴极场电子发射元件之间的电容。结果,可以减少放电的发生,并且有效地减少放电对阳极和冷阴极场电子发射元件造成损坏的发生。而且,由于馈电部分140是由多个馈电部分单元141形成的,所以可以降低馈电部分140和形成阴极面板CP的场致发射元件之间形成的电容,并且有效地降低了由馈电部分140和冷阴极场电子发射元件之间的放电对馈电部分140和冷阴极场电子发射元件造成损坏的发生。此外,由于在阳极单元131和阳极电极单元131之间形成了电阻层133,所以确实可以减少阳极单元131之间的放电的发生。

发明内容
因而,日本专利特开No.2004-158232中公开的显示器件可以减少放电的发生。阳极单元131的形成是通过形成导电材料层,根据光刻技术形成抗蚀剂层(resist layer),然后通过蚀刻技术利用抗蚀剂层对导电材料层进行构图来执行。然而,在对导电材料层进行构图时蚀刻会对荧光区域造成损坏,并且在对导电材料层进行构图之后利用剥离溶液剥离抗蚀剂层时,剥离溶液对荧光区域造成损坏。这种现象降低了显示器件的图像质量。
虽然馈电部分140是由通过馈电部分电阻层143彼此串联的馈电部分单元141形成的,但是对进一步降低馈电部分140和冷阴极场电子发射元件之间的放电还有很强烈的需求。
因此,希望提供一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法,其可以消除在形成阳极单元时对荧光区域造成损坏这一担忧。还希望提供一种用于平板显示器件的阳极面板和其结构可以进一步降低馈电部分和冷阴极场电子发射元件之间的放电的平板显示器件,以及该用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和该平板显示器的制造方法。
根据本发明的第一实施例,提供一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中用于平板显示器件的阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从备单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,该方法包括获得形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元的步骤,该步骤通过以下步骤进行在基底上形成格子状阻挡肋,然后在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后,在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后,或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层的步骤;其中将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括将剥离部件接合到导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的部分上、然后机械地剥掉剥离部件的步骤。
此外,根据本发明第一实施例,提供一种平板显示器件的制造方法,该平板显示器件是通过将阳极面板和具有多个电子发射元件的阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此接合起来而形成的,该阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,该阳极面板是通过包括下述步骤的制造方法制造的获得形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元的步骤,该步骤通过以下步骤进行通过在基底上形成格子状阻挡肋来获得形成为从每个单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元,然后在基底中被阻当肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后,在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后,或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层的步骤;其中将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括将剥离部件接合到导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的部分上,然后机械地剥掉剥离部件的步骤。
根据本发明的第二实施例,提供一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中用于平板显示器件的阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,该方法包括获得形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元的步骤,该步骤通过以下步骤进行在基底上形成格子状阻挡肋,然后在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后,在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后,或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层的步骤;其中将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的部分上施加蚀刻剂的步骤。
此外,根据本发明第二实施例,提供一种平板显示器件的制造方法,该平板显示器件是通过将阳极面板和具有多个电子发射元件的阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此结合起来而形成,该阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,该阳极面板是通过包括下述步骤的制造方法制造的获得形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元的步骤,该步骤是通过下列步骤进行的在基底上形成格子状阻挡肋,然后在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后,在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后,或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层的步骤,其中将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上施加蚀刻剂的步骤。
在根据本发明第一实施例或第二实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或平板显示器件的制造方法中,阳极单元形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上。特别地,阳极单元可以形成为从各单元荧光区域延伸到阻挡肋的一个侧面上。顺便提及,阳极单元可以形成为从各荧光区域上延申到阻挡肋的一个侧面的中间部分上。形成电阻层的形式包括将电阻层形成在阻挡肋顶表面上的形式、电阻层形成为从阻挡肋顶表面上延伸到阻挡肋侧表面上的形式、在阻挡肋上和基底上连续形成电阻层的形式、以及在阻挡肋上和单元荧光区域上连续形成电阻层的形式。
根据本发明第一实施例或第二实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或平板显示器件的制造方法还包括在整个表面上形成导电材料层之前,在阻挡肋顶表面上和单元荧光区域上形成树脂层的步骤,其中在整个表面上形成导电材料层之后或在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,通过进行热处理去除掉树脂层。在形成这种树脂层时,树脂层用于在制造阳极面板的各种步骤中保护单元荧光区域。因而能够可靠地避免单元荧光区域受到损坏,并且使阳极单元获得镜面。
下面表1整体示出了在根据本发明第一实施例或第二实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或平板显示器件的制造方法中,在基底上形成格子状阻挡肋的步骤[阻挡肋形成步骤]、在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域的步骤[荧光区域形成步骤]、在整个表面上形成导电材料层的步骤[导电材料层形成步骤]、将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤[导电材料层部分去除步骤]、形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层的步骤[电阻层形成步骤]、在阻挡肋顶表面上和单元荧光区域上形成树脂层的步骤[树脂层形成步骤]、以及通过进行热处理将树脂层去除掉的步骤[树脂层去除步骤]的顺序。
表1

在包括上述优选构成的根据本发明第一实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或平板显示器件的制造方法(此后这些制造方法整体简称为根据本发明第一实施例的制造方法)中,剥离部件最好包括粘合层或粘结层、以及用于保持粘合层或粘结层的保持膜(支撑膜),并且将剥离部件贴附在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上的方法,最好是将形成剥离部件的粘合层或粘结层加压连结在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上的方法。可选择地,在该情况下,阻挡肋中包围单元荧光区域的那部分的平面形状最好为矩形,最好将树脂层涂覆在阻挡肋顶表面和单元荧光区域上,使得该树脂层与矩形的较短边平行并且宽度比矩形的较长边窄,并且最好沿着平行于矩形较长边的方向将剥离部件机械地剥离掉。这种构成使得能够可靠地将导电材料中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉,避免将导电材料层中其他部分意外地去除掉,并且容易控制树脂层的厚度。
在包括上述优选构成的根据本发明第二实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或平板显示器件的制造方法(此后这些制造方法整体简称为根据本发明第二实施例的制造方法)或者包括上述各种优选形式的根据本发明第一实施例的制造方法中,阳极面板还包括与阻挡肋的形成同时形成的凸凹状馈电部分;位于阳极面板最外周部分上的阳极单元通过馈电部分与阳极控制电路连接;在形成导电材料层的同时在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层;在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分进行去除的同时也将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉;并且在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
顺便提及,为了方便,将如此构成的制造方法称作根据本发明第一A实施例的制造方法或者根据本发明第二A实施例的制造方法。
此外,在包括上述各种优选形式的根据本发明第一实施例的制造方法或根据本发明第二实施例的制造方法中,一个像素可以由红光发射单元荧光区域、绿光发射单元荧光区域、蓝光发射单元荧光区域构成。
根据本发明第三实施例,提供一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中用于平板显示器件的阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层、以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分,该方法包括在基底上形成凹凸状馈电部分、然后在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层、接下来将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉的步骤;以及在基底上形成凹凸状馈电部分之后、或者在将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉之后,在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层的步骤。
根据本发明第三实施例,提供一种平板显示器件的制造方法,该平板显示器件是通过将阳极面板和具有多个电子发射元件的阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此接合起来而形成的,该阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层、以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分,该阳极面板是通过包括下述步骤的制造方法制造的在基底上形成凹凸状馈电部分、然后在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层、接下来将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉的步骤;以及在基底上形成凹凸状馈电部分之后、或者在将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉之后,在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于使位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层电连接的步骤。
在根据本发明第三实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或平板显示器件的制造方法(此后这些制造方法整体简称为根据本发明第三实施例的制造方法)中,形成馈电部分电阻层的形式包括在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层的形式、形成馈电部分电阻层使其从馈电部分凸起部分上延伸到馈电部分侧表面上的形式、以及在整个馈电部分上形成馈电部分电阻层的形式。馈电部分电阻层使位于阳极面板最外围部分的阳极单元和馈电部分(更具体为位于馈电部分凹陷部分中的馈电部分导电材料层)彼此电连接。馈电部分可以设置在非有效区域(包围有效区域的框架形区域,该有效区域为实际起到冷阴极场电子发射显示器件作用的中央显示区域)中。
根据本发明第三实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或者平板显示器件的制造方法,根据本发明第一A实施例的制造方法或根据本发明第二A实施例的制造方法还可以包括在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层之前,在馈电部分凸起部分上形成树脂层的步骤,其中在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层之后、或者在将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉之后,可以通过进行热处理将该树脂层去除掉。当形成了这种树脂层时,在制造阳极面板中的各个步骤中,树脂层就起到保护单元荧光区域的作用。因而能够可靠地避免单元荧光区域受到损坏,并且使阳极单元获得镜面。
以下的表2整体示出了在基底上形成凹凸状馈电部分的步骤[馈电部分形成步骤]、在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层的步骤[馈电部分导电材料层形成步骤]、将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉的步骤[馈电部分导电材料层部分去除步骤]、在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层的步骤,用于使位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层电连接[馈电部分电阻层形成步骤]、在馈电部分凸起部分上形成树脂层的步骤[树脂层形成步骤]、以及通过进行热处理将树脂层去除掉的步骤[树脂层去除步骤]。
表2

在包括上述优选构成的根据本发明第三实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或平板显示器件的制造方法中,将剥离部件贴附在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分上,然后将该剥离部件机械地剥离掉,由此可以将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉。顺便提及,为了方便,将这种制造方法简称为根据本发明第三-A实施例的制造方法。在该情况下,剥离部件最好包括粘合层或粘结层、以及用于保持粘合层或粘结层的保持膜(支撑膜),并且将剥离部件贴附在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分的那部分上的方法,最好是将形成剥离部件的粘合层或粘结层加压连结在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分的那部分上的方法。顺便提及,这同样应用到根据本发明第一A实施例的制造方法和根据本发明第二A实施例的制造方法。
可选择地,在包括上述优选形构成的根据本发明第三实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或者平板显示器件的制造方法中,最好是通过在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分上涂覆蚀刻剂,将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉。顺便提及,为了方便,将这种制造方法简称为根据本发明第三B实施例的制造方法。顺便提及,这同样应用到根据本发明第一A实施例的制造方法和根据本发明第二A实施例的制造方法。
根据本发明,提供一种用于平板显示器件的阳极面板,其中用于平板显示器件的阳极面板包括(A)基底;(B)形成在基底上的多个单元荧光区域;(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋;(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元;(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层;以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分;其中该馈电部分为凹凸形状,在馈电部分的凹陷部分中形成馈电部分导电材料层,以及在馈电部分的凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
此外,根据本发明,提供一种平板显示器件,该平板显示器件包括阳极面板和具有多个电子发射元件的阴极面板,其中该阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层、以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分;该平板显示器件是通过将阳极面板和阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此接合起来而形成的;其中该馈电部分具有凹凸形状,在馈电部分的凹陷部分中形成馈电部分导电材料层,以及在馈电部分的凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
在根据本发明的用于平板显示器件的阳极面板和平板显示器件中,一组阳极单元(排列成二维矩阵形式的阳极单元)的平面形状最好为矩形,并且馈电部分中凹陷部分的主要部分和馈电部分中凸起部分的主要部分最好基本上平行于矩形的边延伸。
在包括上述优选形式和构成的根据本发明第一实施例到第三实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法、根据本发明第一实施例到第三实施例的平板显示器件的制造方法、根据本发明的用于平板显示器件的阳极面板、或者根据本发明的平板显示器件中(此后将这些整体上简称为本发明),用于形成阳极面板的基底或者用于形成阴极面板的支座包括玻璃基底、在其表面上形成有绝缘膜的玻璃基底、石英基底、在其表面上形成有绝缘膜的石英基底、以及在其表面上形成有绝缘膜的半导体基底。从降低制造成本的观点出发,最好使用玻璃基底或在其表面上形成有绝缘膜的玻璃基底。玻璃基底的例子包括高应变点的玻璃、钠玻璃(Na2O·CaO·SiO2)、硼硅酸盐玻璃(Na2O·B2O3·SiO2)、镁橄榄石(2MgO·SiO2)和铅玻璃(Na2O·PbO·SiO2)。
在本发明中,设置阻挡肋以避免在从单元荧光区域中反冲的电子或从单元荧光区域中发射出来的二次电子进入到另一个单元荧光区域中时引起所谓的串光(颜色混浊),或者在这些电子越过阻挡肋进入到其他单元荧光区域时,避免从单元荧光区域中反冲的电子或从单元荧光区域中发射出来的二次电子与另一个单元荧光区域冲撞。
形成格子状阻挡肋的方法或者形成凹凸状馈电部分的方法的例子包括丝网印刷法、干膜法、感光法、浇注法和喷砂形成法。丝网印刷法是这样的方法丝网在其中与要形成阻挡肋或馈电部分的部分相对应的那部分上具有开口,可以用橡胶刮板使丝网上用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料通过开口,从而在基底上形成用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层,然后对用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层进行烧制。干膜法是这样的方法在基底上层叠感光膜,通过曝光和显影将感光膜中要形成阻挡肋(馈电部分)的那部分去除掉,用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料嵌入在通过去除形成的开口中,然后对用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料进行烧制。通过烧制使感光膜燃烧并且去除,而开口中嵌入的用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料保留下来形成阻挡肋(馈电部分)。感光法是这样的方法在基底上形成用于形成阻挡肋(馈电部分)的感光材料层,然后通过曝光和显影对用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层进行构图,然后进行烧制(变硬)。浇注法(模压形成方法)是这样的方法通过从模具(铸型)中将用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层挤到基底上,从而形成用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层,其中该材料层由浆糊形式的有机材料或无机材料形成,然后对用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层进行烧制。喷砂形成法是这样的方法通过使用例如丝网印刷、金属掩膜印刷、辊涂机、刮刀和喷嘴喷射型涂料机在基底上形成用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层,使用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料干燥,此后用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层中形成阻挡肋(馈电部分)的那部分由掩膜层覆盖,然后通过喷砂法将用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料层中暴露出来的那部分去除掉。在形成阻挡肋(馈电部分)之后,可以对阻挡肋(馈电部分)进行抛光使阻挡肋顶表面(馈电部分凸起部分)变平。
用于形成阻挡肋(馈电部分)的材料包括例如感光的聚酰亚胺树脂、因金属氧化物如氧化钴等变黑的铅玻璃、SiO2、低熔点玻璃浆。阻挡肋的表面(顶表面和侧表面)上可以形成抗蚀剂层(由例如SiO2、SiON或AIN组成),用于防止电子束冲撞到阻挡肋上以及从阻挡肋中排放出气体。
格子状阻挡肋中包围单元荧光区域的部分(该部分与阻挡肋的侧面投影图像的内部轮廓线相对应并且是一种开口区域)的平面形状包括矩形、圆形、椭圆形、卵圆形、三角形、具有五个或多个角的多边形、圆三角形、圆矩形和圆多边形。使这种平面形状(开口区域的平面形状)排列成二维矩阵形式,由此形成格子状阻挡肋。这种二维矩阵形式的排列可以是例如类似栅格的排列或交错排列。
用于形成导电材料层和馈电部分导电材料层的材料包括金属如钼(Mo)、铝(Al)、铬(Cr)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、金(Au)、银(Ag)、钛(Ti)、钴(Co)、锆(Zr)、铁(Fe)、铂(Pt)、锌(Zn)等;包括这些金属元素的合金或化合物(例如,氮化物如TiN等、硅化物如WSi2、MoSi2、TiSi2、TaSi2等);半导体如硅(Si)等;钻石等的碳薄膜;以及导电金属氧化物如ITO(氧化铟锡)、氧化铟、氧化锌等。顺便提及,当用于形成导电材料层和馈电部分导电材料层的材料因阳极面板和阴极面板组装工序中的氧化-还原反应而发生质量变化时,为了抑制这种质量变化,可以在除了需要电连接的部分以外的部分上形成抗蚀剂层(由例如SiO2、SiON或AlN组成),以对除了需要电连接的部分以外的部分进行保护。
形成导电材料层和馈电部分导电材料层的方法例如包括各种物理汽相淀积(PVD)法,例如,诸如电子束淀积法、热丝淀积法等这种淀积法、溅射法、离子镀敷法和激光消融法;各种化学汽相淀积法;丝网印刷法;金属掩膜印刷法;剥离法(lift-off)和溶胶-凝胶法。基底上(或基底上方)导电材料层和馈电部分导电材料层的平均厚度为例如5×10-8m(50nm)到5×10-7m(0.5μm),优选为8×10-8m(80nm)到3×10-7m(03μm)。
用于形成电阻层或馈电部分电阻层的材料(电阻层形成材料)包括碳基材料如碳、碳化硅(SiC)、SiCN等;SiN基材料;高熔点金属氧化物如氧化钌(RuO2)、氧化钽、氮化钽、氧化钛(TiO2)、氧化铬等;半导体材料如无定形硅等;以及ITO。此外,通过组合多种膜如SiC电阻膜和层叠在SiC电阻膜上的具有低电阻值的碳薄膜,可以得到所需要的稳定片电阻值。
在基底上形成格子状阻挡肋之后并且在基底中由阻挡肋包围的那部分上形成单元荧光区域之前形成电阻层时,可以通过包括例如各种PVD法,例如,诸如电子束淀积法、热丝淀积法等这种淀积法、溅射法、离子镀敷法和激光消融法;PVD法与蚀刻法的组合;各种CVD法;各种CVD法与蚀刻法的组合;丝网印刷法;金属掩膜印刷法;使用辊涂机的涂覆法;剥离法;激光消融法;以及溶胶-凝胶法的方法,在阻挡肋顶表面上形成电阻层,使其形成为从阻挡肋顶表面延伸到阻挡肋侧表面上的中间位置上,形成为延伸过阻挡肋顶表面和阻挡肋侧表面,或者在阻挡肋和基底的整个表面上形成电阻层。
在基底中由阻挡肋包围的那部分上形成单元荧光区域之后并且在整个表面上形成导电材料层之前形成电阻层时,可以通过包括例如各种PVD法和CVD法;丝网印刷法;金属掩膜印刷法;以及使用辊涂机的涂覆法的方法,在阻挡肋顶表面上形成电阻层,使其形成为从阻挡肋顶表面延伸到阻挡肋侧表面上的中间位置上,形成为延伸过阻挡肋顶表面和阻挡肋侧表面,或者在阻挡肋和单元荧光区域上形成电阻层。
在将导电材料层中位于阻挡肋侧表面上的那部分去除掉之后形成电阻层时,通过包括例如各种PVD法和CVD法;丝网印刷法;金属掩膜印刷法;以及使用辊涂机的涂覆法的方法,在阻挡肋顶表面上形成电阻层,使其形成为从阻挡肋顶表面延伸到阻挡肋侧表面上的中间位置上,形成为延伸过阻挡肋顶表面和阻挡肋侧表面,或者在阻挡肋和阳极单元上形成电阻层。
在基底上形成凹凸状馈电部分之后并且在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层之前,形成馈电部分电阻层时,可以通过包括各种PVD法;PVD法与蚀刻法的组合;各种CVD法;各种CVD法与蚀刻法的组合;丝网印刷法;金属掩膜印刷法;使用辊涂机的涂覆法;剥离法;激光消融法以及溶胶-凝胶法的方法,在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,使其形成为从馈电部分凸起部分延伸到馈电部分侧表面上的中间位置上,形成为延伸过馈电部分凸起部分和馈电部分侧表面;或者在馈电部分的整个表面上形成馈电部分电阻层。
在将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉之后形成馈电部分电阻层时,可以通过包括例如各种PVD法和CVD法;丝网印刷法;金属掩膜印刷法;以及使用辊涂机的涂覆法的方法,在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,使其形成为从馈电部分凸起部分延伸到馈电部分侧表面上的中间位置上,形成为延伸过馈电部分凸起部分和馈电部分侧表面;或者在馈电部分和馈电部分导电材料层上形成馈电部分电阻层。
用于形成树脂层的材料包括漆和聚乙烯醇(PVA)水溶液。该漆为一种广义上的清漆,包括含有纤维素衍生物的组合物,通常是以硝化纤维为主要成分溶解在挥发性溶剂如低脂肪族酸酯中的组合物、包合其他合成聚合物的氨基甲酯清漆、丙烯酸清漆、和添加有铬化合物或锰化合物的清漆。聚乙烯醇水溶液包括通过在稀释水溶液中混和二醇基溶剂和甘油,然后调整干燥速率所得到的聚乙烯醇水溶液,以及添加有铬化合物或锰化合物的聚乙烯醇水溶液。用于形成树脂层的方法包括丝网印刷法;金属掩膜印刷法;以及使用辊涂机、喷射涂覆机或转印法的涂覆法;清漆浮动法(基底放置在水中,在存储在水罐中的水的表面上形成树脂层,然后将水排掉使树脂层沉淀在基底上的方法)。通过热处理将树脂层去除掉。更具体地,可以通过在例如树脂层燃烧的温度下进行热处理使树脂层燃烧(分解和去除)。
在根据本发明第一实施例的制造方法中,最好使用在垂直于基底的方向上具有分量(Fv)的剥离力(F)将剥离部件机械地剥离掉。顺便提及,垂直方向上的分量(Fv)与剥离力(F)的比率超过剥离力(F)值的0%就够了。该比率可以是大约剥离力(F)值的100%(即,所谓的90度剥离)。具体地说,剥离力为大约3到25N/25mm就够了。施加剥离力(F)的方法可以是通过人力或者可以使用机器来执行。用于对形成剥离部件的粘合层或粘结层进行加压连结的方法具体包括使压敏粘合层或压敏粘结层与导电材料层或馈电部分导电材料层接触,对保持膜施加压力的方法。用于施加压力的方法包括例如在接触面上使用弹性辊的方法。也可以利用将基底进行预热或对辊进行加热来使紧密的粘结状态稳定。保持膜的例子包括由聚烯烃、PVC或PET构成的膜基材料。剥离部件的整体厚度可以适当确定,并且例如确定为40到150μm。用于形成粘合层或粘结层的其他材料包括热固性树脂和紫外线固化树脂。在将剥离部件机械地剥离掉之后,当担心粘合层或粘结层残留在阻挡肋顶表面上时,最好用紫外线对粘合层或粘结层进行照射来促进粘合层或粘结层的分解、利用臭氧气体促进粘合层或粘结层的分解、或者通过使用辊涂机等的涂覆方法涂覆去除剂,将粘合层或粘结层去除掉。
作为在根据本发明第二实施例的制造方法中涂履蚀刻剂的方法,需要选择除了导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分以外,不对导电材料层中其他部分涂覆蚀刻剂的涂覆方法。此外,作为在根据本发明第三B实施例的制造方法中涂覆蚀刻剂的方法,需要选择除了馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分的那部分以外,不对馈电部分导电材料层中其他部分涂覆蚀刻剂的涂覆方法。用于仅仅对导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分或者馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分的那部分涂覆蚀刻剂的方法包括使用辊涂机的涂覆方法,但不局限于此。形成辊涂机的辊的IRHD硬度为例如20到80。选择允许对形成导电材料层或馈电部分导电材料层的材料进行正确蚀刻的蚀刻剂就足够了。形成导电材料层或馈电部分导电材料层的材料和蚀刻剂的混合物包括例如铝和包含醋酸和硝酸的混合水溶液的混合物、钼-钨合金和包含磷酸、醋酸和硝酸的混合水溶液的混合物、以及铬和包含硝酸铵铈和高氯酸的混合水溶液的混合物。
单元荧光区域可以由单颜色的荧光颗粒或三基色的荧光颗粒形成。该单元荧光区域以点的形式排列。具体而言,当平板显示器件进行彩色显示时,单元荧光区域的布置或排列包括Delta排列、条纹排列、对角线排列、和矩形排列。也就是说一列排列成直线形式的单元荧光区域可以是完全被红光发射举元荧光区域占据的一列、完全被绿光发射单元荧光区域占据的一列、或者完全被蓝光发射单元荧光区域占据的一列。可选择地,一列排列成直线形式的单元荧光区域可以包括依次排列的红光发射单元荧光区域、绿光发射单元荧光区域、和蓝光发射单元荧光区域。单元荧光区域定义为在阳极面板上产生一个亮点的荧光区域。一个像素由包括一个红光发射单元荧光区域、一个绿光发射单元荧光区域、和一个蓝光发射单元荧光区域的这样一组形成。一个子像素由一个单元荧光区域(一个红光发射单元荧光区域、一个绿光发射单元荧光区域、或一个蓝光发射单元荧光区域)形成。
单元荧光区域使用由发光晶体颗粒制备的发光晶体颗粒合成物(例如微粒直径为大约2到10μm的荧光物颗粒)。例如,可以通过以下方法形成单元荧光区域其中将红色光敏发光晶体颗粒合成物(红色荧光浆料)涂覆到整个表面上,进行曝光和显影以形成红光发射单元荧光区域,然后将绿色光敏发光晶体颗粒合成物(绿色荧光浆料)涂覆到整个表面上,进行曝光和显影以形成绿光发射单元荧光区域,并且进一步将蓝色光敏发光晶体颗粒合成物(蓝色荧光浆料)涂覆到整个表面上,进行曝光和显影以形成蓝光发射单元荧光区域。可选择地,可以通过顺序涂覆红光发射荧光浆料、绿光发射荧光浆料、和蓝光发射荧光浆料,然后顺序对荧光浆料进行曝光和显影,从而形成每个单元荧光区域。可选择地,可以通过丝网印刷法、喷墨法、浮动涂覆法、沉降涂覆法、荧光膜转印法等形成各单元荧光区域。基底上单元荧光区域的平均厚度不作限定。然而,最好是基底上单元荧光区域的平均厚度为3μm到20μm,更优选为5μm到10μm。
构成发光晶体颗粒的荧光材料可以适当地从常规上公知公用的荧光材料选择并使用。在彩色显示的情况下,最好组合颜色纯度与NTSC定义的三基色接近的荧光材料,当混合三基色时可以获得正确的白色平衡,余辉时间短,并且使得三基色的余辉时间彼此基本上相等。构成红光发射单元荧光区域的荧光材料的例子包括(Y2O3:Eu)、(Y2O2S:Eu)、(Y3Al5O12:Eu)、(Y2SiO5:Eu)和(Zn3(PO4)2:Mn)。在这些例子中,优选使用(Y2O3:Eu)和(Y2O2S:Eu)。构成绿光发射单元荧光区域的荧光材料的例子包括(ZnSiO2:Mn)、(Sr4Si3O8Cl4:Eu)、(ZnS:Cu,Al)、(ZnS:Cu,Au,Al)、[(Zn,Cd)S:Cu,Al]、(Y3Al5O12:Tb)、(Y2SiO5:Tb)、[Y3(Al,Ga)5O12:Tb]、(ZnBaO4:Mn)、(GbBO3:Tb)、(Sr6SiO3Cl3:Eu)、(BaMgAl14O23:Mn)、(ScBO3:Tb)、(Zn2SiO4:Mn)、(ZnO:Zn)、(Gd2O2S:Tb)和(ZnGa2O4:Mn)。在这些例子中,优选使用(ZnS:Cu,Al)、(ZnS:Cu,Au,Al)、[(Zn,Cd)S:Cu,Al]、(Y3Al5O12:Tb)、[Y3(Al,Ga)5O12:Tb]和(Y2SiO5:Tb)。构成蓝光发射单元荧光区域的荧光材料的例子包括(Y2SiO5:Ce)、(CaWO4:Pb)、CaWO4、YP0.85V0.15O4、(BaMgAl14O23:Eu)、(Sr2P2O7:Eu)、(Sr2P2O7:Sn)、(ZnS:Ag,Al)、(ZnS:Ag),ZnMgO和ZnGaO4。在这些例子中,优选使用(ZnS:Ag)和(ZnS:Ag,Al)。
从提高显示图像对比度的观点出发,最好在相邻单元荧光区域之间或者在阻挡肋和基底之间形成吸光层,用于对来自单元荧光区域中的光进行吸收。吸光层起到所谓黑矩阵的作用。作为用于形成吸光层的材料,优选选择对来自单元荧光区域的光能够吸收90%或以上的材料。这种材料包括碳、金属薄膜(例如,由铬、镍、铝、钼或其合金形成)、金属氧化物(例如,氧化铬)、金属氮化物(例如氮化铬)、耐热有机树脂、玻璃浆和包含黑色颜料或银导电颗粒的玻璃浆等。其具体的例子包括感光聚酰亚胺树脂、氧化铬和氧化铬/铬层叠膜。顺便提及,氧化铬/铬层叠膜的铬膜与基底接触。可以通过根据使用的材料所选择的适当方法形成吸光层,例如真空淀积法和溅射法与蚀刻法的组合、真空淀积法、溅射法和旋涂法与蚀刻法的组合、丝网印刷法、光刻法等。
本发明实施例中的电子发射元件包括冷阴极场电子发射元件(此后简称为场致发射元件)、金属-绝缘体-金属元件(MIM元件)和表面传导型电子发射元件。平板显示器件包括具有冷阴极场电子发射元件的平板显示器件(冷阴极场电子发射显示器件)、包括MIM元件的平板显示器件、以及包括表面传导型电子发射元件的平板显示器件。
在冷阴极场电子发射显示器件中,作为将由施加给阴极和栅极的电压产生的强电场施加给电子发射部分的结果,由于量子隧道效应而从电子发射部分发射电子。设置在阳极面板上的阳极单元将电子吸引到阳极面板上,并且这些电子与单元荧光区域碰撞。作为电子与单元荧光区域碰撞的结果,单元荧光区域发光,其作为图像被感知。
在冷阴极场电子发射显示器件中,阴极与阴极控制电路连接,栅极与栅极控制电路连接,并且阳极单元通过馈电部分与阳极控制电路连接。顺便提及,这些控制电路可以由已知电路构成。在实际操作期间,阳极控制电路的输出电压VA通常是恒定的,例如可以是5千伏到15千伏。可选择地,阳极面板和阴极面板之间的距离最好为d(0.5mm≤d≤10mm),最好使VA/d(单位千伏/mm)的值为0.5到20,优选为1到10,或者更优选为5到10。
在冷阴极场电子发射显示器件的实际操作期间,对于施加到阴极的电压VC和施加到栅极的电压VG来说,当使用电压调制法作为阶段控制法时,具有(1)将施加给阴极的电压VC设置为恒定并且使施加给栅极的电压VG变化的方法,(2)使施加给阴极的电压VC变化并且将施加给栅极的电压VG设置为恒定的方法,和(3)使施加给阴极的电压VC变化并且使施加给栅极的电压VG变化的方法。更具体地,场致发射元件包括(a)形成在支座上且沿第一方向延伸的条形的阴极;(b)形成在阴极和支座上的绝缘层;(c)形成在绝缘层上且沿不同于第一方向的第二方向延伸的条形的栅极;(d)在栅极和绝缘层中位于阴极和栅极彼此重叠的重叠部分上的那部分上设置的开口部分,阴极在开口部分的底部露出来;以及
(e)在开口部分底部露出来的阴极上设置的电子发射部分,通过对阴极和栅极施加电压来控制电子发射部分的电子发射。
场致发射元件的类型不特别限定;场致发射元件包括Spindt型场致发射元件(在位于开口部分底部的阴极上设置圆锥形电子发射部分的场致发射元件)和平面型场致发射元件(在位于开口部分底部的阴极上设置基本扁平的电子发射部分的场致发射元件)。
从简化冷阴极场电子发射显示器件结构的观点出发,最好阴极投影图像和栅极投影图像彼此垂直,即,第一方向和第二方向彼此垂直。阴极面板中阴极和栅极彼此重叠的重叠部分对应于电子发射区域。电子发射区域排列成二维矩阵形式。每个电子发射区域没置有一个或多个场致发射元件。
场致发射元件通常由包括下述步骤的方法形成(1)在支座上形成阴极的步骤;(2)在整个表面(在支座和阴极上)上形成绝缘层的步骤;(3)在绝缘层上形成栅极的步骤;(4)在栅极和绝缘层中位于阴极和栅极被此重叠的重叠部分上的那部分上形成开口部分,并且使阴极在开口部分的底部露出来的步骤,以及(5)在位于开口部分底部的阴极上形成电子发射部分的步骤。
可选择地,场致发期元件可以通过包括下述步骤的方法形成(1)在支座上形成阴极的步骤;(2)在阴极上形成电子发射部分的步骤;(3)在整个表面(在支座和电子发射部分上或者在支座、阴极和电子发射部分上)上形成绝缘层的步骤;(4)在绝缘层上形成栅极的步骤;以及(5)在栅极和绝缘层中位于阴极和栅极彼此重叠的重叠部分上的那部分上形成开口部分,并且使电子发射部分在开口部分的底部露出来的步骤。
场致发射元件可以设置有会聚电极(converging electrode)。在绝缘层上方形成会聚电极,从而在会聚电极和绝缘层之间形成层间绝缘层。会聚电极使从开口部分发射出来的发射电子的轨道会聚,并且朝向阳极单元前进,由此可以提高亮度并且避免在相邻像素之间发生串光。在阳极单元和阴极单元之间的电势差在几千伏数量级并且阳极单元和阴极单元之间的距离相对长的所谓高电压型冷阴极场电子发射显示器件中,会聚电极特别有效。从会聚电极控制电路向会聚电极施加相对负电压(例如零电压)。不一定需要单独形成会聚电极以致于包围设置在位于阴极和栅极被此重叠的重叠区域上的各电子发射部分或电子发射区域。例如,会聚电极可以沿着电子发射部分或电子发射区域排列的预定方向延伸。可选择地,一个会聚电极可以包围所有电子发射部分或电子发射区域(即,会聚电极的结构可以是一个覆盖整个有效区域的薄片形式,其中该有效区域作为执行冷阴极场电子发射显示器件的实际功能的中央显示区域)。由此可以在多个电子发射部分或电子发射区域上产生公用的会聚效果。
用于形成阴极、栅极和会聚电极的材料包括例如包括过渡金属如铬(Cr)、铝(Al)、钨(W)、铌(Nb)、钽(Ta)、钼(Mo)、铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)、钛(Ti)、镍(Ni)、钴(Co)、锆(Zr)、铁(Fe)、铂(Pt)、锌(Zn)等的各种金属;包含这些金属的合金(例如MoW)或化合物(例如氮化物如TiN等、和硅化物如WSi2、MoSi2、TiSi2、TaSi2等);半导体如硅(Si)等;钻石等的碳薄膜;以及导电金属氧化物如ITO(氧化铟锡)、氧化铟、氧化锌等。用于形成这些电极的方法包括例如如电子束淀积法、热丝淀积法等的淀积法、溅射法、CVD法和离子镀敷法与蚀刻法的组合;丝网印刷法;镀敷法(电镀和无电镀);剥离法;激光消融法;以及溶胶-凝胶法。例如可以通过丝网印刷法或镀敷法直接形成条形的阴极和栅极。
用于形成Spindt型场致发射元件的电子发射部分的材料包括选自钼、钼合金、钨、钨合金、钛、钛合金、铌、铌合金、钽、钽合金、铬、铬合金、和包含杂质的硅(多晶硅和非晶硅)组成的组中的至少一种材料。Spindt型场致发射元件的电子发射部分不仅可以通过真空淀积方法形成,还可以通过例如溅射方法和CVD法形成。
平板型场致发射元件的电子发射部分优选由功函数Ф比形成阴极电极的材料小的材料构成。根据形成阴极的材料的功函数、栅极与阴极之间的电势差、发射电子所需的电流密度等条件来选择形成电子发射部分的材料。用于形成场致发射元件中阴极的材料的典型例子包括钨(Ф=4.55eV)、铌(Ф=4.02到4.87eV)、钼(Ф=4.53到4.95eV)、铝(Ф=4.28eV、铜(Ф=4.6eV)、钽(Ф=4.3eV)和铬(Ф=4.5eV)。优选电子发射部分的功函数Ф小于这些材料,其功函数的值优选大约为3eV或者以下。这种材料的例子包括碳(Ф<1eV)、铯(Ф=2.14eV)、LaB6(Ф=2.66到2.76eV)、BaO(Ф=1.6到2.7eV)、SrO(Ф=1.25到1.6eV)、Y2O3(Ф=2.0eV)、CaO(Ф=1.6到1.86eV)、BaS(Ф=2.05eV)、TiN(Ф=2.92eV)以及ZrN(Ф=2.92eV)。更优选地,电子发射部分由功函数Ф为2eV或者以下的材料制得。顺便提及,用于形成电子发射部分的材料不一定需要具有导电性。
可选择地,用于形成平板型场致发射器件中电子发射部分的材料可以适当地从二次电子增益δ比用于形成阴极的导电材料的二次电子增益δ更大的材料中选择。即,上述材料可以适当地选自金属如银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、钴(Co)、铜(Cu)、钼(Mo)、铌(Nb)、镍(Ni)、铂(Pt)、钽(Ta)、钨(W)、锆(Zr)等;半导体如锗(Ge)等;无机单质物质如碳、钻石等;以及化合物如氧化铝(Al2O3)、氧化钡(BaO)、氧化铍(BeO)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化锡(SnO2)、氟化钡(BaF2)、和氟化钙(CaF2)等。顺便提及,用于形成电子发射部分的材料不一定需要具有导电性。
可选择地,用于形成平板型场致发射元件中电子发射部分的特别优选材料包括碳,更具体为非晶形钻石、石墨、碳纳米管结构、ZnO晶须、MgO晶须、SnO2晶须、MnO晶须、Y2O3晶须、NiO晶须、ITO晶须、In2O3晶须和Al2O3晶须。当电子发射部分由这些材料形成时,可以在5×106V/m或以下的电场强度中获得冷阴极场电子发射显示器件所需要的发射电子流密度。此外,当用于形成电子发射部分的材料是电阻器时,可以使从该电子发射部分得到的发射电子流均匀,并且当电子发射部分组合在冷阴极场电子发射显示器件中时可以抑制亮度变化。此外,在冷阴极场电子发射显示器件中上述材料表现出对剩余气体的离子溅射影响具有很高的抵抗性,从而延长了场致发射元件的寿命。
具体地,碳纳米管结构包括碳纳米管和/或石墨纳米纤维。更具体地,电子发射部分可以由碳纳米管组成、电子发射部分可以由石墨纳米纤维组成、或电子发射部分可以由碳纳米管和石墨纳米纤维的混合物组成。宏观地,碳纳米管和石墨纳米纤维可以是粉末或薄膜形式。某些情况下碳纳米管结构可以为锥形。碳纳米管和石墨纳米纤维可以由PVD方法如公知的弧放电法、激光消融法等以及各种CVD法如等离子体CVD法、激光CVD法、热CVD法、汽相合成法、汽相生长方法等制造或形成。
作为形成绝缘层和层间绝缘层的材料,可以单独或适当混和使用例如SiO2基材料如SiO2、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、SiON、SOG(旋涂玻璃)、低熔点玻璃、玻璃浆等;SiN基材料;以及绝缘树脂如聚酰亚胺等。可以使用公知方法如CVD法、涂覆法、溅射法、丝网印刷法等形成绝缘层和间层绝缘层。
第一开口部分(栅极中形成的开口部分)或者第二开口部分(绝缘层中形成的开口部分)的平面形状(沿着平行于支座表面的虚平面剪切开口部分得到的平面形状)可以是任意形状如圆形、椭圆形、矩形、多边形、圆三角形、圆多边形等。第一个开口部分可以通过例如各向异性蚀刻、各向同性蚀刻或各向异性蚀刻和各向同性蚀刻的组合形成。可选择地,可以根据栅极的形成方法直接形成第一个开口部分。第二个开口部分也可以通过例如各向异性蚀刻、各向同性蚀刻或各向异性蚀刻和各向同性蚀刻的组合形成。
在场致发射元件中,根据场致发射元件的结构,可以在一个开口部分内具有一个电子发射部分;可以在一个开口部分内具有多个电子发射部分;或在栅极中设置多个第一开口部分,在绝缘层中设置与第一开口部分连通的一个第二开口部分,并且在绝缘层中设置的一个第二开口部分中具有一个或多个电子发射部件。
场致发射元件可以在阴极和电子发射部分之间形成有电阻薄膜。所形成的电阻薄膜可以使场致发射元件的操作稳定并且使场致发射元件的电子发射特性均匀。用于形成电阻薄膜的材料包括例如碳基电阻材料如碳化硅(SiC)和SiCN、半导体电阻材料如非晶硅化物、SiN等、以及高熔点金属氧化物如氧化钌(RuO2),氧化钽、氮化钽等。用于形成电阻薄膜的方法包括例如溅射法、CVD法、和丝网印刷法。一个电子发射部分的电阻值近似为1×106到1×1011Ω,优选为几十千兆欧姆。
使阴极面板和阳极面板在其周边部分上彼此结合在一起。可以通过粘结层实现该结合,或者可以使用由绝缘刚性材料如玻璃、陶瓷等制得的框架和粘结层二者实现该结合。在使用框架和粘结层时,通过适当选择框架的高度,可以将阴极面板和阳极面板之间的相对距离设定得长于仅仅使用粘结层时的情况。作为用于形成粘结层的材料,通常是熔融玻璃,但是也可以使用熔点大约为120℃到400℃的所谓低熔点金属材料。这样的低熔点金属材料包括例如In(铟熔点为157℃);铟-金基低熔点合金;锡(Sn)基高温焊料如Sn80Ag20(熔点为220℃到370℃)、Sn95Cu5(熔点为227℃到370℃)等;铅(Pb)基高温焊料如Pb97.5Ag2.5(熔点为304℃)、Pb94.5Ag5.5(熔点为304℃到365℃)、Pb97.sAg1.5Sn1.0(熔点为309℃)等;锌(Zn)基高温焊料如Zn95Al5(金属熔点为380℃)等;锡-铅基标准焊料如Sn5Pb95(熔点为300℃到314℃)、Sn2Pb98(熔点为316℃到322℃)等、以及钎焊材料如Au88Ga12(金属熔点为381℃)等(所有上述脚标表示原子%)。
当阴极面板、阳极面板和框架这三者连结在一起时,这三者可以同时彼此连结在一起。可选择地,在第一步骤中可以将阴极面板和阳极面板之一与框架连结在一起,在第二步骤中将阴极面板和阳极面板中的另一个与框架连结在一起。当在高真空度的环境中进行这三者的同时连结或第二步骤中的连结时,夹在阴极面板和阳极面板之间的空间(更具体为由阴极面板、阳极面板、框架和粘结层包围的空间,并且此后该空间可以简称为空间)在连结的同时变成真空。可选择地,在完成这三者的连结之后,该空间被排空形成真空。当在连结之后进行排空时,连结时的气压可以是大气压力或降低的压力,形成该环境的气体可以是大气、包括氮气的惰性气体或者属于周期表零族的气体(例如Ar气)。
当进行排空时,可以通过预先与阴极面板和/或阳极面板连接的尖管进行排空。尖管典型地由玻璃管构成。通过使用熔融玻璃或上述低熔点金属材料,将尖管与设置在阴极面板和/或阳极面板中无效区域上的通孔的周边接合在一起。在该空间达到预定真空度之后,通过加热熔化使尖管密封。顺便提及,在密封之前,适合对整个冷阴极场电子发射显示器件进行暂时加热,然后降低冷阴极场电子发射显示器件的温度,因为剩余气体可以被释放到该空间中并且通过排空可以将该剩余气体从该空间中去除掉。
由于该空间变成真空,所以大气压力对平板型显示器件造成损坏,除非在阴极面板和阳极面板之间设置隔板。
该隔板由例如陶瓷或玻璃形成。当隔板由陶瓷形成时,陶瓷包括例如多铝红柱石、氧化铝、钛酸钡、钛酸锆、锆、董青石、硼硅酸钡、硅酸铁、玻璃陶瓷材料以及通过将氧化钛、氧化铬、氧化铁、氧化钒和氧化镍添加到上述材料中得到的材料。在这种情况下,隔板可以通过形成所谓的生片、烧制该生片、然后剪切生片烧制品而制造。此外,用于形成隔板的玻璃包括钠钙玻璃。例如,在阻挡肋和阻挡肋之间插入隔板并且使隔板固定就足够了。可选择地,例如,在阳极面板中形成隔板保持部分并且由隔板保持部分固定隔板就足够了。
隔板的表面可以设置抗静电膜。用于形成抗静电膜的材料其二次电子发射系数优选接近1。可以使用半金属如石墨等、氧化物、硼化物、碳化物、硫化物、氮化物等作为用于形成抗静电膜的材料。例如,用于形成抗静电膜的材料包括半金属如石墨等、包含半金属元素的化合物如MoSe2等、氧化物如Cr2O3、Nd2O3、LaxBa2-xCuO4、LaxY1-xCrO3等、硼化物如AlB2、TiB2等、碳化物如SiC等、硫化物如MoS2、WS2等、氮化物如BN、TiN、AlN等。此外,例如可以使用日本专利特开No.2004-500688中描述的材料。抗静电膜可以由一种材料、多种材料、单层结构或多层结构形成。抗静电膜可以由已知方法如溅射法、真空淀积法、CVD法等形成。
根据本发明第一实施例或者第二实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或者平板显示器件的制造方法,通过机械剥离剥离部件的物理方法或者通过在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上涂覆蚀刻剂的化学方法,将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉。因此可以可靠地避免荧光区域受到损坏。结果,可以提供具有高显示质量的平板显示器件。
在根据本发明第三实施例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法或者平板显示器件的制造方法中、或者在根据本发明的用于平板显示器件的阳极面板或者平板显示器件中,馈电部分具有凹凸形状,因此可以进一步降低馈电部分中与阴极面板相面对的那部分的面积,因而可以进一步减少馈电部分和电子发射元件之间的放电。


图1为根据第一例或第二例的具有Spindt型冷阴极场电子发射元件的平板显示器件的示意部分端视图;图2为根据第一例或第二例的具有平面型冷阴极场电子发射元件的平板显示器件的示意部分端视图;图3A示意示出了根据第一例或第二例的在形成平板显示器件的阳极面板中阻挡肋和单元荧光区域的排列的实例;以及图3B为阻挡肋和单元荧光区域的部分切除示意透视图;图4为根据第一例或第二例形成平板显示器件的阳极面板中馈电部分等的示意部分平面视图;图5为根据第一例或第二例形成平扳显示器件的阳极面板中馈电部分等的变形的示意部分平面视图;
图6为根据本发明形成平板显示器件的阳极面板中馈电部分等的变形的示意部分平面视图;图7A、7B、7C和7D为基板等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释根据本发明第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图8为基板等的部分示意平面视图,这些部分示意平面图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图9延续图8,为基板等的部分示意平面视图,这些部分示意平面视图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图10A、10B、10C和10D延续图7A、7B、7C和7D,为基板等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图11延续图9,为基板等的部分示意平面图,这些部分示意平面图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图12延续图11,为基板等的部分示意平面图,这些部分示意平面图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图13A和13B延续图10C和10D,为基板等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图14A和图14B延续图13A和图13B,为基板等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图15A、15B、15C和15D延续图14A和14B,为基板等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图16延续图12,为基板等的部分示意平面视图,这些部分示意平面视图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图17延续图16,为基板等的部分示意平面视图,这些部分示意平面视图用于辅助解释根据第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图18为基板等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释根据第二例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图19为基板等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释根据第二例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法;图20A和20B为支座等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释Spindt型冷阴极场电子发射元件的制造方法;图21A和21B延续图20A和20B,为支座等的部分示意端视图,这些部分示意端视图用于辅助解释Spindt型冷阴极场电子发射元件的制造方法;图22为具有会聚电极的Spindt型冷阴极场电子发射元件的部分示意端视图;图23为日本专利特开No.2004-158232中公开的常规冷阴极场电子发射显示器件中的阳极示意平面图;图24A、24B和24C分别为图23中示出的常规冷阴极场电子发射显示器件中的阳极面板沿着图23中线A-A、B-B和C-C的示意部分端视图;图25为冷阴极场电子发射显示器件的示意部分端视图;以及图26为冷阴极场电子发射显示器件中的阴极面板的示意部分透视图。
具体实施例方式
此后参考附图,根据本发明的实例对本发明的实施例进行描述。
第一例涉及根据本发明第一实施例(更具体为本发明第一A实施例)的用于平板显示器件的阻极面板的制造方法、根据本发明第一实施例(更具体为本发明第一A实施例)的平板显示器件的制造方法、根据本发明第三实施例(更具体为本发明第三A实施例)的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法、根据本发明第三实施例(更具体为本发明第三A实施例)的平板显示器件的制造方法、以及根据本发明实施例用于平板显示器件的阳极面板和平板显示器件。顺便提及,稍后描述的根据第一例或第二例的平板显示器件具体为冷阴极场电子发射显示器件(此后简称为显示器件)。
图1或图2为根据稍后描述的第一例或第二例的显示器件的示意部分端视图。图3A示意示出了阻挡肋和单元荧光区域的排列的实例。图3B为阻挡肋和单元荧光区域的部分切除示意透视图。图4或图5为馈电部分等的示意部分平面视图。
如图1或图2的示意部分端视图中所示,根据稍后描述的第一例或第二例的显示器件是通过将具有多个电子发射元件的阴极面板CP和阳极面板AP在其周边部分彼比结合在一起而形成的。阴极面板CP和阳极面板AP之间的空间为真空状态(压力例如10-3Pa或以下)。顺便提及,当阴极面板CP和阳极面板AP拆开时,部分阳极面板AP和阴极面板CP的示意分解透视图基本上与图26相同。
在稍后描述的第一例或第二例中的电子发射元件由例如Spindt型冷阴极场电子发射元件(此后称作场致发射元件)形成。具体而言,如图1中所示,Spindt型场致发射元件包括(a)形成在支座10上的阴极11;(b)在支座10和阴极11上形成的绝缘层12;(c)形成在绝缘层12上的栅极13;(d)设置在栅极13和绝缘层12中的开口部分14(设置在栅极13中的第一开口部分14A和设置在绝缘层12中的第二开口部分14B);以及(e)位于开口部分14底部的阴极11上形成的圆锥形电子发射部分15。
可选择地,在稍后描述的第一例或第二例中的电子发射元件例如由平面型场致发射元件形成。具体而言,如图2中所示,平面型场致发射元件包括(a)形成在支座10上的阴极11;(b)在支座10和阴极11上形成的绝缘层12;(c)形成在绝缘层12上的栅极13;(d)设置在栅极13和绝缘层12中的开口部分14(设置在栅极13中的第一开口部分14A和设置在绝缘层12中的第二开口部分14B);以及(e)位于开口部分14底部的阴极11上形成的电子发射部分15A。在该情况下的电子发射部分15A由例如部分嵌入在矩阵中的大量碳纳米管形成。
在阴极面板CP中,阴极11为沿着第一方向(参见图1或图2中的Y方向)延伸的条形。栅极13为沿着与第一方向不同的第二方向(参见图1或图2中的X方向)延伸的条形。阴极11和栅极13的投影图像每一个形成为方向彼此垂直的条形。对应于一个子像素的电子发射区域EA设置有多个电子发射元件。
在稍后描述的第一例或第二例中的阳极面板AP基本上包括(A)基底20;(B形成在基底20上的多个单元荧光区域21(红光发射单元荧光区域21R、绿光发射单元荧光区域21G、和蓝光发射单元荧光区域21B);(C)包围各单元荧光区域21的格子状阻挡肋23;(D)由导电材料层形成并且形成为从各单元荧光区域21上延伸到阻挡肋23上的阳极单元31;(E)用于使相邻阳极单元31彼此电连接的电阻层33;以及(F)用于使位于阳极面板AP最外周部分上的阳极单元31A与阳极控制电路53连接的具有凹凸状的馈电部分41。
一个像素由红光发射单元荧光区域21R、绿光发射单元荧光区域21G、和蓝光发射单元荧光区域21B形成。一个子像素由单元荧光区域21形成。各单元荧光区域由阻挡肋23包围。格子状阻挡肋23中包围单元荧光区域的那部分(与阻挡肋侧面投影图像的内侧轮廓线相对应并且是一种开口区域23B的部分)的平面形状为矩形(长方形)。这种平面形状(开口区域23B的平面形状)排列成二维矩阵形式(更具体为栅格),由此形成格子状阻挡肋。为了避免颜色混乱,或者为了避免显示图像的串光,在单元荧光区域21和单元荧光区域21之间以及在阻挡肋23和基底20之间形成吸光层(黑矩阵)22。在阴极面板CP和阳极面板AP之间设置由氧化铝(Al2O3,重量纯度为99.8%)制得的隔板(未示出)。
图3A示意示出了阻挡肋23和单元荧光区域21的排列实例。顺便提及,在图3A中,制定单元荧光区域21、馈电部分41和馈电点44以清楚示出阳极面板AP的组件。图3A中单元荧光区域21的数量和排列是出于说明的目的,因此与实际显示器件的数量和排列不同。图3B为阻挡肋和单元荧光区域的部分剪切示意透视图。
在根据稍后描述的第一例或第二例的用于平板显示器件的阳极面板AP和显示器件中,如示出了馈电部分等的图1或图2中的示意部分端视图中所示,以及如示出了馈电部分等的图4或图5的示意部分平面视图中所示,馈电部分41具有凹凸形状,在馈电部分凹陷部分41B中形成馈电部分导电材料层42,在馈电部分突起部分41A上形成馈电部分电阻层43,用于使馈电部分41中的相邻凹陷部分41B中形成的馈电部分导电材料层42彼此电连接。此外,位于阳极面板AP最外围部分的阳极单元31A和馈电部分41中与阳极单元31A相邻的凹陷部分41B中形成的馈电部分导电材料层42通过馈电部分电阻层43彼此电连接。
如图4或图5中所示,一组阳极单元(排列成二维矩阵形式的阳极单元31)的平面形状为矩形,馈电部分凹陷部分41B的主要部分和馈电部分凸起部分41A的主要部分基本上平行于该矩形的边延伸。彼此相邻的馈电部分凸起部分41A的主要部分和馈电部分凸起部分41A的主要部分由馈电部分凹陷部分41B隔开。彼此相邻的馈电部分凸起部分41A的主要部分和馈电部分凸起部分41A的主要部分通过馈电部分凸起部分41A中基本上垂直于或不垂直于该矩形的边延伸的那部分连接。顺便提及,图4和图5中,制定阻挡肋23、电阻层33、馈电部分凸起部分41A、和馈电部分电阻层43以清楚地示出阳极面板AP的组件。
在馈电部分41的凹陷部分41B的一部分中形成的馈电部分导电材料层42延伸到馈电点44。馈电部分41与馈电点44连接,并且通过图中未示出的布线进一步与阳极控制电路53连接。顺便提及,一般最好是在阳极控制电路53和馈电点44之间设置用于防止过电流和放电的电阻R0(参见图1和图2)。电阻R0的电阻值优选在0.1kΩ到100kΩ之间,例如具体是10kΩ。
在根据第一例的显示器件中,通过馈电部分41,阴极11与阴极控制电路51连接、栅极13与栅极控制电路52连接、以及阳极单元31与阳极控制电路53连接。这些控制电路可以由已知电路形成。在显示器件的实际操作过程中,阳极控制电路53的输出电压VA通常是恒定的,并且可以是例如5千伏到15千伏。另一方面,在显示器件的实际操作期间,可以使用下述任何一种方法用于施加给阴极11的电压VC和施加给栅极13的电压VG
(1)将施加给阴极11的电压VC设置为恒定并且使施加给栅极13的电压VG变化的方法,(2)使施加给阴极11的电压VC变化并且将施加给栅极13的电压VG设置为恒定的方法,以及(3)使施加给阴极11的电压VC变化并且使施加给栅极13的电压VG变化的方法。
在显示器件的实际操作期间,从阴极控制电路51向阴极11施加相对负电压,从栅极控制电路52向栅极13施加相对正电压,并且从阳极控制电路53向阳极单元31施加甚至比施加给栅极13的电压更高的正电压。当显示器件进行显示时,例如,从阴极控制电路51向阴极11输入扫描信号,并且从栅极控制电路52向栅极13输入视频信号。顺便提及,可以从阴极控制电路51向阴极11输入视频信号,并且可以从栅极控制电路52向栅极13输入扫描信号。由于在阴极11和栅极13之间施加电压时产生的电场,根据量子隧道效应,从电子发射部分15或15A发射电子。电子被吸附在阳极单元31上,穿过阳极单元31,然后与单元荧光区域21冲撞。结果,单元荧光区域21被激发发光,由此得到所需要的图像。也就是说,由施加给栅极13的电压VG和施加给阴极11的电压VC对显示器件的操作进行基本地控制。
下面参考图7A到7D、图8、图9、图10A到10B、图11、图12、图13A和13B、图14A和14B、图15A到15D、图16和图17,对根据本发明第一例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法进行描述。
首先,在基底20上形成格子状阻挡肋23,同时在基底20上形成凹凸状馈电部分41。具体地,形成以金属氧化物如氧化钴等而着色成黑色的铅玻璃层使其厚度为大约50μm。此后通过光刻技术和蚀刻技术有选择地对铅玻璃层进行处理。由此形成格子状阻挡肋23(参见图7A的示意部分端视图和图8的示意部分平面视图),并且同时形成凹凸状馈电部分41(由馈电部分凸起部分41A和馈电部分凹陷部分41B)形成(参见图7B的示意部分端视图)。顺便提及,在某些情况下,阻挡肋23和馈电部分41可以通过丝网印刷法将低熔点玻璃浆印刷到基底20上,然后对低熔点玻璃浆进行烧制而形成,或者阻挡肋23和馈电部分41可以通过在基底20的整个表面上形成感光聚酰亚胺树脂层,然后对感光树脂层进行曝光并且对感光树脂层进行显影而形成。阻挡肋23中开口区域23B的尺寸大约为长280μm×宽100μm×高60μm。顺便提及,最好在形成阻挡肋23之前,在基底20中要形成阻挡肋23的那部分的表面上形成由例如氧化铬构成的吸光层(黑矩阵)22。顺便提及,附图标记23A表示阻挡肋顶表面。
接下来,在基底20中由阻挡肋23包围的那部分上形成单元荧光区域21。具体而言,把通过例如将红光发射荧光颗粒分散在聚乙烯醇(PVA)树脂和水中,然后再添加重铬酸氨而制备的红光发射荧光浆料涂覆在整个表面上,从而形成红光发射单元荧光区域21R。然后使红光发射荧光浆料干燥,此后,利用来自基底20侧面的紫外线对红光发射荧光浆料中要形成红光发射单元荧光区域21R的那部分进行照射以使红光发射荧光浆料曝光。红光发射荧光浆料人基底20侧面逐渐固化。由紫外线对红光发射荧光浆料的照射量来确定形成的红光发射单元荧光区域21R的厚度。在这种情况下,例如,红光发射举元荧光区域21R的厚度为大约8μm,这是通过调整紫外线对红光发射荧光浆料的照射时间而得到的。然后,对红光发射荧光浆料进行显影,由此可以在预定阻挡肋23之间形成红光发射单元荧光区域21R。此后,对绿光发射荧光浆料进行相似的处理以形成绿光发射单元荧光区域21G。进一步,对蓝光发射荧光浆料进行相似的处理以形成蓝光发射举元荧光区域21B。由此,可以得到图7C的示意部分端视图和图9的示意部分平面视图中示出的结构。形成单元荧光区域的方法不局限于上述方法。各单元荧光区域可以通过依次涂覆红光发射荧光浆料、绿光发射荧光浆料、和蓝光发射荧光浆料,然后依次对荧光浆料进行曝光和显影而形成。可选择地,各单元荧光区域可以由丝网印刷法等形成。顺便提及,在馈电部分41上没有形成单元荧光区域,因此馈电部分41的结构如图7D的示意部分端视图所示。
此后,在阻挡肋顶表面23A和单元荧光区域21上形成树脂层34,与此同时在馈电部分凸起部分41A(并且在第一例中还有馈电部分凹陷部分41B)上形成树脂层34。具体而言,可以通过金属掩膜印刷法或丝网印刷法形成树脂层34,其中金属掩膜印刷法或丝网印刷法中准备有开口的金属掩膜或网筛掩膜,其所具有的开口基本与树脂层34的形成图案相一致,然后在掩膜上施加例如丙烯酸清漆,通过橡皮刮板将掩膜上的丙烯酸清漆通过开口印到阻挡肋顶表面23A和单元荧光区域21上,以及印到馈电部分凸起部分41A和馈电部分凹陷部分41B上。顺便提及,在这种情况下,与矩形的较短边平行(图11中的X方向)且以比矩形的较长边更窄的宽度将树脂层涂覆(印刷)到阻挡肋顶表面23A和单元荧光区域21上,其中该矩形是格子状阻挡肋23中包围单元荧光区域的那部分的平面形状。图10A和10B的示意部分端视图和图11的示意部分平面视图中示出了这种状态。适当地调整所涂覆(印刷)的树脂层34的粘度等可以将树脂层34设置为覆盖阻挡肋顶表面23A、单元荧光区域21以及馈电部分凸起部分41A和馈电部分凹陷部分41B,而没有覆盖阻挡肋23侧表面和馈电部分41侧表面(或者如果阻挡肋23侧表面和馈电部分41侧表面被覆盖的话,也只是薄薄地覆盖阻挡肋23的侧表面和馈电部分41的侧表面)的状态。
接下来,干燥树脂层34。具体地,将基底20放入到干燥炉中,然后在预定温度下干燥。用于树脂层34的干燥温度优选在例如50℃到90℃的范围内。用于树脂层34的干燥时间优选在几分钟到几十分钟的范围内。当然,干燥时间随着干燥温度的升高或降低而降低或增加。
可选择地,树脂层34可以通过下述方法形成。将其上具有阻挡肋23和单元荧光区域21的基底20浸渍到装满在处理容器的液体(具体为水)中,使得单元荧光区域21面向液面侧。顺便提及,提前关闭处理容器的排放部分。然后,在液体表面上形成具有基本上平坦表面的树脂层34。具体而言,其中溶解了用于形成树脂层34的树脂(漆)的有机溶剂滴落在液体表面上。也就是,用于形成树脂层34的树脂层材料散布在液体表面上。在广义上,用于形成树脂层34的树脂(漆)是一种清漆,包括含有纤维素衍生物的组合物,通常是以硝化纤维为主要成分溶解在挥发性溶剂如低脂肪族酸酯中的组合物、包含其他合成聚合物的氨基甲酯清漆、以及丙烯酸清漆。然后,在漂浮在液体表面上的状态下,使树脂层材料干燥例如大约两分钟。由此形成树脂层材料膜,并且树脂层34平坦地形成在液体表面上。当形成树脂层34时,调整展开的树脂层材料的量,使得树脂层34的厚度为例如大约30nm。然后,打开处理容器的排放部分,使液体从处理容器排到较低的液体表面,由此在液面上形成的树脂层34朝向阻挡肋23移动,树脂层34与阻挡肋23接触,最后树脂层34与单元荧光区域21接触。树脂层34留在单元荧光区域21和阻挡肋23上。
此后,在整个表面上(具体在树脂层34和阻挡肋23上)形成导电材料层32,与此同时,在馈电部分41的整个表面上形成馈电部分导电材料层42。具体而言,通过各种淀积法或溅射法,形成由导电材料例如铝(Al)构成的导电材料层32和馈电部分导电材料层42以便覆盖树脂层34、阻挡肋23、和馈电部分41(参见图10C和10D中的示意部分端视图和图12中的示意部分平面视图)。导电材料层32和馈电部分导电材料层42在基底20上的厚度为例如0.15μm。
接下来,通过执行热处理将树脂层34去除掉。具体而言,在大约400℃下烧制树脂层34(参见图13A和13B中的示意部分端视图)。该烧结处理烧掉了树脂层34,导电材料层32保留在单元荧光区域21和阻挡肋23上,且馈电部分导电材料层42保留在馈电部分凸起部分41A和馈电部分凹陷部分41B上。树脂层34燃烧所产生的气体例如通过形成在导电材料层32和馈电部分41中沿着阻挡肋23和馈电部分41的形状弯曲的区域中的微孔排放到外部。由于该孔是微小的,所以该孔没有对阳极单元31和馈电部分41的结构强度或图像显示特性造成任何严重的影响。
此后,将导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分去除掉,从而得到形成为从各举元荧光区域21上延伸到阻挡肋23上的阳极单元31。与此同时,将馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分去除掉。
具体地,例如使用所谓干薄膜层合机,将剥离部件61连结在导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分上。此后将剥离部件61机械地剥离掉,从而将导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分去除掉(参见图14A中的示意部分端视图)。同时,将剥离部件61连结到馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分上。此后,将剥离部件61机械地剥离掉,从而将馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分去除掉。(参见图14B中的示意部分端视图)。由此,将阻挡肋顶表面23A和馈电部分凸起部分41A暴露出来。剥离部件61包括由丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸共聚物或通过将软化剂等添加到主要成分如硅橡胶等中得到的聚合物材料构成的粘合层或粘结层;以及用于保持粘合层或粘结层的保持膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚酰亚胺膜等)。使用辊子60A,将形成剥离部件61的粘合层或粘结层加压连结在导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分和馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分上。然后,使用辊子60B,将剥离部件61机械地剥离掉。最好沿着平行于作为格子状阻挡肋23中包围单元荧光区域的那部分的平面形状的矩形较长边的方向(图12中的Y方向)机械地剥离剥离部件61。因而,可以得到图15A和15B中的示意部分端视图和图16中的示意部分平面视图中示出的结构。
此后,形成电阻层33,用于使相邻的阳极单元31彼此电连接,并且与此同时,在馈电部分凸起部分41A上形成馈电部分电阻层43,用于使馈电部分41的相邻凹陷部分41B(馈电部分凹陷部分41B)中形成的馈电部分导电材料层42彼此电连接。具体而言,例如,根据由各种PVD法和CVD法、丝网印刷法、金属掩膜印刷法、以及使用辊涂机的涂覆法示例出的方法,形成由SiC构成的电阻层33,使其从阻挡肋顶表面23A延伸到阻挡肋侧表面上的中间位置,并且形成由SiC构成的馈电部分电阻层43,使其从馈电部分凸起部分41A延伸到馈电部分侧表面上的中间位置上。因而,可以得到图15C和15D中的示意部分端视图和图17中的示意部分平面视图中示出的结构。顺便提及,位于阳极面板AP最外周部分的阳极单元31A和形成在馈电部分41中与阳极单元31A相邻的那个凹陷部分41B中的馈电部分导电材料层42通过馈电部分电阻层43彼此电连接。
结果通过上述步骤,可以完成阳极面板AP。
制备其中形成有电子发射元件的阴极面板CP。此后对电子发射元件的制造方法进行描述。然后,组装显示器。具体而言,例如,将隔板(未示出)连接在阳极面板AP有效区域中设置的隔板支撑部分(未示出)上。阳极面板AP和阴极面板CP排列成使单元荧光区域21和电子发射元件彼此相面对。阳极面板AP和阴极面板CP(更具体为基底20和支座10)在其周边部分通过由陶瓷或玻璃制得的高度为大约1mm的框架24彼此连接在一起。在连接过程中,将熔融玻璃涂覆在用于使框架24和阳极面板AP彼此连接的部分上和用于使框架24和阴极面板CP彼比连接的部分上。阳极面板AP、阴极面板CP和框架24彼比接着在一起。通过初步烧结使熔融玻璃干燥,然后在大约450℃下进行完全烧结大约10到30分钟。此后,通过通孔(未示出)和尖管(未示出),使阳极面板AP、阴极面板CP、框架24和熔融玻璃(未示出)包围的空间排空。当空间的压力达到大约10-4Pa时,通过热熔使尖管密封。因而,可以使阳极面板AP、阴极面板CP、框架24包围的空间排空。可选择地,例如,可以在真空度高的氛围下使框架24、阳极面板AP、阴极面板CP连接在一起。可选择地,根据显示器件的结构,阳极面板AP和阴极面板CP可以单独通过粘结层彼此连接在一起而没有使用框架。此后执行与必要的外部电路的布线连接,由此完成显示器件。
下面参考图20A和20B对Spindt型场致发射元件的制造方法进行描述,其中图21A和21B为形成阴极面板的支座10等的示意部分端视图。
该Spindt型场致发射元件基本上可以通过金属材料的垂直汽相淀积形成圆锥形电子发射部分15这种方法得到。具体地,当淀积颗粒垂直地进入到栅极13中形成的第一开口部分14A中时,利用由第一开口部分14A的开口边缘周围形成的悬突淀积产生的掩蔽效果,使到达第二开口部分14B底部的淀积颗粒数量逐渐降低,使得基于自动调整形成作为圆锥型淀积物的电子发射部分15。下面对下述方法进行描述提前在栅极13和绝缘层12上形成剥离层16,从而可以容易地将不必要的悬突淀积物去除掉。顺便提及,在用于说明场致发射元件的制造方法的附图中,示出了一个电子发射部分。
例如,通过例如等离子体CVD法,在由玻璃基底构成的支座10上形成用于例如阴极的由多晶硅构成的导电材料层膜。然后,通过光刻技术和干蚀刻技术对用于阴极的导电材料层进行构图,形成条形阴极11。此后,通过CVD法在整个表面上形成由SiO2构成的绝缘层12。
接下来,通过溅射法在绝缘层12上形成用于栅极的导电材料层(例如TiN层)膜。然后,通过光刻技术和干蚀刻技术对用于栅极的导电材料层进行构图,形成条形栅极13。条形阴极11沿着关于附图纸面水平的方向延伸,条形栅极13沿着垂直于附图纸面的方向延伸。
栅极13可以通过公知的薄膜形成法如包括真空淀积法等的PVD法、CVD法、包括电镀法和无电镀法的镀敷法、丝网印刷法、激光消融法、溶胶-凝胶法、剥离法等、或者如果需要,通过这些方法中的一种与蚀刻技术的组合形成。例如,条形栅极可以通过丝网印刷法或镀敷法直接形成。
此后再次形成抗蚀剂层。通过蚀刻在栅极13上形成第一开口部分14A。此外,在绝缘层上形成第二开口部分14B。阴极11在第二开口部分14B的底部暴露出来。此后将抗蚀剂层去除掉,因而,可以得到图20A中示出的结构。
接下来,通过在栅极13和绝缘层12上倾斜汽相淀积镍(Ni)同时旋转支座10,从而形成剥离层16(参见图20B)。此时,选择淀积物颗粒相对支座10的法线的入射角要足够大(例如入射角为65度到85度),由此可以在栅极13和绝缘层12上形成剥离层16,同时镍几乎没有淀积在第二开口部分14B的底部上。剥离层16以屋檐形从第一开口部分14A的开口边缘延伸。由此有效地降低了第一开口部分14A的直径。
接下来,通过垂直汽相淀积(入射角为3度到10度)在整个表面上淀积例如钼(Mo)作为导电材料。此时,如图21A中所示,在剥离层16上生长悬突状导电部件层17时,第一开口部分14A的实际直径逐渐减小。因此,对到第二开口部分14B底部上的淀积作出贡献的淀积颗粒逐渐限制为通过第一开口部分14A的中央区域周围的那部分颗粒。结果,在第二口部分14B的底部上形成圆锥形淀积物。该圆锥形淀积物构成电子发射部分15。
然后,如图21B所示,通过剥离法将剥离层16从栅极13和绝缘层12的表面上剥离掉,从而有选择地将栅极13和绝缘层12上方的导电部件层17去除掉。因而,可以得到具有多个Spindt型场致发射元件的阴极面板。
在第一实施例中,可选择地,(1)依次执行[步骤100]、[步骤110]、[步骤120]、[步骤130]、[步骤150]、[步骤140]、[步骤160]和[步骤170]这些步骤,(2)依次执行[步骤100]、[步骤110]、[步骤120]、[步骤130]、[步骤150]、[步骤160]、[步骤140]和[步骤170]这些步骤,(3)依次执行[步骤100]、[步骤110]、[步骤160]、[步骤120]、[步骤130]、[步骤140]、[步骤150]和[步骤170]这些步骤,(4)依次执行[步骤100]、[步骤110]、[步骤160]、[步骤120]、[步骤130]、[步骤150]、[步骤140]和[步骤170]这些步骤,(5)依次执行[步骤100]、[步骤160]、[步骤110]、[步骤120]、[步骤130]、[步骤140]、[步骤150]和[步骤170]这些步骤,或(6)依次执行[步骤100]、[步骤160]、[步骤110]、[步骤120]、[步骤130]、[步骤150]、[步骤140]和[步骤170]这些步骤。
根据第一例的显示器件中的阳极单元是通过机械地剥离剥离部件61的物理法、或者所谓干处理形成,而不是通过所谓湿处理形成。因而,不存在对单元荧光区域造成损坏这样的担心。此外,由于馈电部分具有凹凸状,所以可以进一步降低馈电部分中与阴极面板相面对的那部分的面积,并且可以进一步降低馈电部分和电子发射元件之间的放电。结果,可以提供具有高显示质量和高稳定操作特性的平板显示器件。此外,由于将阳极形成为被划分成具有较小面积的阳极单元,所以可以降低阳极单元和电子发射元件之间的电容,并且可以降低所产生的能量。因此可以有效地避免在阳极单元和电子发射元件之间异常放电(真空弧放电)的发生、维持和扩大。此外,由于在阳极单元和阳极单元之间形成了电阻层,所以能够可靠地抑制阳极单元之间的放电。因而能够可靠地避免放电对阳极单元造成局部损坏的发生。此外,由于该组阳极单元的外围部分通过馈电部分与阳极控制电路连接,因此不存在从阳极控制电路施加的电压根据阳极单元的位置而降低这样的担心。
研究了阳极单元的尺寸和放电损坏率之间的关系。具体而言,制造具有根据第一例制造的阳极面板AP的阳极面板(阳极单元的尺寸为包围单元荧光区域),然后组装显示器件。此外,为了比较,根据常规方法制造阳极单元的尺寸分别为一个像素(尺寸为包围作为三个单元荧光区域的三个子像素)、12像素(4×3个像素)和42像素(7×6个像素)的阳极面板,以及阳极没有被划分的阳极面板,然后组装显示器件。然后,用激光在每个阳极面板的阳极单元或阳极上照射出大量的斑点。结果,部分阳极单元或阳极蒸发,形成了突起部分等,因而阳极单元或阳极处于流畅的放电状态。当这种显示器件工作时,在激光照射的斑点上发生放电。下面表3示出了结果,以百分比项表示了放电损坏的斑点(在显示器件工作时阳极单元或者阳极中没有出现亮点的这种损坏或损伤)数量对激光照射的斑点数量的比率。第一例的放电损坏率为0%。
阳极单元的尺寸放电损坏率一个子像素0%第一例 一个像素 30%12个像素 50%42个像素 85%没有划分 100%[第二例]第二例涉及根据本发明第二实施例(更具体为本发明第二A实施例)的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法、根据本发明第二实施例(更具体为本发明第二A实施例)的平板显示器件的制造方法、根据本发明第三实施例(更具体为本发明第三B实施例)的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法、根据本发明第三实施例(更具体为本发明第三B实施例)的平板显示器件的制造方法、以及根据本发明的用于平板显示器件的阳极面板和平板显示器件。
可以使根据第二例的显示器件、阳极面板AP、和阴极面板的构造和结构以及阻挡肋、馈电部分、电子发射元件等的构造和结构与第一例中的相同,因而省略了其详细描述。
下面参考图18和图19,对根据第二例的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法和平板显示器件的制造方法进行描述。
首先,如第一例中[步骤100]一样,在基底20上形成格子状阻挡肋23,同时在基底20上形成凹凸状馈电部分41。然后,如第一例中[步骤110]一样,在基底20中由阻挡肋23包围的那部分上形成单元荧光区域21。接下来,如第一例中[步骤120]一样,在阻挡肋顶表面23A和单元荧光区域21上形成树脂层34,与此同时在馈电部分凸起部分41A(在第一例的情况下还有馈电部分凹陷部分41B)上形成树脂层34。然后,如第一例中[步骤130]一样,在整个表面上(具体地在树脂层34和阻挡肋23上)形成导电材料层32,与此同时,在馈电部分41的整个表面上形成馈电部分导电材料层42。此后,如第一例中[步骤140]一样,通过执行热处理将树脂层34去除掉。
在第一例中的[步骤150]中,利用剥离件61将导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分去除掉,与此同时,将馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分去除掉。
另一方面,在第二例中,如图18和图19中所示意示出的,将导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分去除掉,同时将馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分去除掉的步骤包括下述两个步骤利用辊涂机70,导电材料层32面朝下,通过将蚀刻剂71涂覆在导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分上,从而将导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分去除掉的步骤,以及利用辊涂机70,馈电部分导电材料层42面朝下,通过将蚀刻剂71涂覆在馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分上,从而将馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分去除掉的步骤。因而,可以将导电材料层32中位于阻挡肋顶表面23A上的那部分去除掉,从而可以得到形成为从各单元荧光区域21上延伸到阻挡肋23上的阳极单元31。与此同时,可以将馈电部分导电材料层42中位于馈电部分凸起部分41A上的那部分去除掉。顺便提及,在图18和图19中,用交叉记号表示辊涂机70上的蚀刻剂。
当导电材料层32和馈电部分导电材料层42由铝(Al)构成时,可以使用包含醋酸和硝酸的混合水溶液作为蚀刻剂71。最好是例如,由辊涂机70涂覆蚀刻剂71可以由具有多个(三个)辊子的反向涂布机完成,使得在一次涂覆中涂覆的蚀刻剂71的厚度尽可能地减少。顺便提及,形成辊涂机的IRHD硬度可以例如为20到80。还最好是,完成蚀刻剂的涂覆和完成导电材料层32和馈电部分导电材料层42的涂覆之后,立即由例如三个辊子的反向涂布机形成的辊涂机进行水洗,从而去除掉蚀刻剂,然后通过例如喷射法进一步水洗,再利用热空气或加热器进行干燥。
此后,如第一例中[步骤160]一样,形成电阻层33,用于使相邻的阳极单元31彼此电连接,并且与此同时,在馈电部分凸起部分41A上形成馈电部分电阻层43,用于使馈电部分41的相邻凹陷部分41B(馈电部分凹陷部分41B)中形成的馈电部分导电材料层42彼此电连接。
结果通过上述步骤可以完成阳极面板AP。
然后,如第一例中的[步骤170]一样,组装显示器件。
在第二实施例中,可选择地,(1)依次进行{步骤100}、{步骤110}、[步骤120]、{步骤130}、{步骤210}、{步骤140}、{步骤160}和{步骤170}这些步骤,(2)依次进行{步骤100}、{步骤110}、[步骤120]、{步骤130}、{步骤210}、{步骤160}、{步骤140}和{步骤170}这些步骤,(3)依次进行{步骤100}、{步骤110}、{步骤160}、[步骤120]、{步骤130}、{步骤140}、{步骤210}和{步骤170}这些步骤,(4)依次进行{步骤100}、{步骤110}、{步骤160}、[步骤120]、{步骤130}、{步骤210}、{步骤140}和{步骤170}这些步骤,(5)依次进行{步骤100}、{步骤1600}、{步骤110}、[步骤120]、{步骤130}、{步骤140}、{步骤210}和{步骤170}这些步骤,或(6)依次进行{步骤100}、{步骤160}、{步骤110}、[步骤120]、{步骤130}、{步骤210}、{步骤140}和{步骤170}这些步骤。
在这种情况下,上述{步骤100}、{步骤110}、[步骤120]、{步骤130}、{步骤140}、{步骤160}和{步骤170}表示与[步骤100]相似的步骤、与[步骤110]相似的步骤、与[步骤120]相以的步骤、与[步骤130]相似的步骤、与[步骤140]相似的步骤、与[步骤160]相似的步骤、和与[步骤170]相似的步骤。
根据第二例的显示器件中的阳极单元通过所谓湿处理形成。然而,由于除了导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分和馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分以外,蚀刻剂并没有涂覆导电材料层中其他部分和馈电部分导电材料层中其他部分上,因此不存在对单元荧光区域造成损坏这样的担心。此外,由于馈电部分具有凹凸形状,所以可以进一步降低馈电部分中与阴极面板相面对的那部分的面积,并且可以进一步降低馈电部分和电子发射元件之间的放电。结果,可以提供具有高显示质量和高稳定操作特性的平板显示器件。此外,由于将阳极形成为被划分成具有较小面积的阳极单元,所以可以降低阳极单元和电子发射元件之间电容,并且可以降低所产生的能量。因此可以有效地避免在阳极单元和电子发射元件之间异常放电(真空弧放电)的发生。此外,由于在阳极单元和阳极单元之间形成了电阻层,所以能够可靠地抑制阳极单元之间的放电。因而能够可靠地避免放电对阳极单元造成局部损坏的发生。此外,由于该组阳极单元的外围部分通过馈电部分与阳极控制电路连接,因此不存在从阳极控制电路施加的电压根据阳极单元的位置而降低这样的担心。
虽然以上根据优选例子对本发明进行了描述,但是本发明不局限于这些例子。对例子中描述的阳极面板、阴极面板、阳极单元、馈电部分、显示器件和电子发射元件的构造和结构是说明性的,并且可以作适当改变。此外,阳极面板、阴极面板、阳极单元、馈电部分、显示器件、和电子发射元件的制造方法是说明性的,并且可以作适当改变。而且,制造阳极面板和阴极面板中使用的各种材料是说明性的,并且可以作适当改变。已经以彩色显示器作为实例对显示器件作了描述,该显示器也可以是单色显示器。
虽然在第一例和第二例中,已经时根据本发明第一A实施例的制造方法和根据本发明第二A实施例的制造方法进行了描述,但是很显然,当对馈电部分41使用不同的结构或不同的制造方法时,如第一例和第二例中描述的阳极单元制造方法仅可以应用于阳极单元的制造。也很显然,当阳极单元使用不同的结构或不同的制造方法时,如第一例和第二例中描述的馈电部分制造方法仅可以应用于馈电部分的制造。
在本发明的实施例中,发射各颜色光的单元荧光区域可以进一步被划分。在这种情况下,各个被划分的单元荧光区域可以被阻挡肋包围,或者一组被划分的单元荧光区域可以被阻挡肋包围。
在某些情况下,阳极单元可以形成在单元荧光区域和基底之间。此外,在凹凸状馈电部分中,馈电部分导电材料层可以形成在馈电部分的整个表面上。顺便提及,馈电部分的凹陷状部分和馈电部分的凸起状部分可以具有圆形图案。
在实例中,格子状阻挡肋23中包围单元荧光区域21的那部分(与阻挡肋的侧面投影图像的内部轮廓线相对应的部分并且是一种开口区域23B)的平面形状为矩形(长方形)。然而,如图6中所示,该部分的平面形状可以是正方形(图6中“马赛克”示出的)、圆形(图6中“圆点”示出的)、六边形(图6中“蜂窝状”和“曲流”示出的)、三角形(图6中“三角形”示出的)、椭圆形、卵圆形、具有五个角或五个角以上的多边形、圆三角形、圆矩形和圆多边形等。使这些平面形状(开口区域的平面形状)排列成二维矩阵,由此形成格子状阻挡肋。这种二维矩阵形式的排列可以是例如类似栅格的排列或交错排列。
虽然已经对在电子发射元件中一个电子发射部分只对应于一个开口部分这种形式进行了描述,但是取块于电子发射元件的结构,可以使用多个电子发射部分对应于一个开口部分的形式、或一个电子发射部分对应于多个开口部分的形式。可选择地,可以使用在栅极上设置多个第一开口部分,在绝缘层上设置与多个第一开口部分连通的多个第二开口部分,并且设置一个或多个电子发射部分这种形式。
在电子发射元件中,还可以在栅极13和绝缘层12上设置第二绝缘层82,并且可以在第二绝缘层82上形成会聚电极83。图22为具有这种结构的场致发射元件的示意部分端视图。第二绝缘层82具有与第一开口部分14A连通的第三开口部分84。可以如下形成会聚电极83。例如,在[步骤A2]中,在绝缘层12上形成条形栅极13之后形成第二绝缘层82;接下来,在第二绝缘层82上形成经过了构图的会聚电极83;在会聚电极83和第二绝缘层82上形成第三开口部分84;以及在栅极13上还形成第一开口部分14A。顺便提及,取决于会聚电极的图案,会聚电极可以是一组会聚电极单元的形式,其中每个会聚电极单元对应于一个或多个电子发射部分或者对应于一个或多个像素,或者会聚电极可以是覆盖有效区域的导电材料片的形式。顺便提及,虽然图22示出了Spindt型场致发射元件,但是很显然,图22的结构还可以用于另外类型的场致发射元件。
会聚电极不仅可以由这种方法形成,而且也可以由下述其他方法形成例如在42%Ni-Fe合金构成的厚度为几十μm的金属片的两个表面上形成由例如SiO2构成的绝缘膜,然后通过冲孔或蚀刻在与像素对应的区域中形成开口部分。然后堆叠阴极面板、金属片和阳极面板。将框架排列在这两个面板的周边部分上。执行热处理将金属片一个表面上形成的绝缘膜连接在绝缘层12上,以及将金属片另一个表面上形成的绝缘层连接在阳极面板上,由此以这些部件一体化。此后进行排空和密封。由此可以完成显示器件。
电子发射部分还可以由作为表面传导型场致发射元件公知的场致发射元件形成。表面传导型场致发射元件是通过在由例如玻璃制得的支座上以矩阵形式形成成对的对电极而制成,该对电极由导电材料如氧化锡(SnO2)、金(Au)、氧化铟(In2O3)/氧化锡(SnO2)、碳、氧化钯(PdO)等构成,具有微小的面积,并且一对对电极以预定间隔(间隙)排列。形成碳薄膜使其延伸横过对电极。将行方向上的布线或列方向上的布线(第一电极)与一对对电极之中一个电极连接,并且列方向上的布线或行方向上的布线(第二电极)与该对对电极之中另一个电极连接。当从第一电极和第二电极对成对的对电极施加电压时,对彼此相对并且之间具有间隙的碳薄膜施加了电场,因此从碳薄膜中发射电子。这种电子可以与阳极面板上的荧光区域冲撞,由此荧光区域被激发而发射光。因而,可以得到需要的图像。可选择地,电子发射源可以由金属-绝缘体-金属元件构成。
本领域技术人员应当明白,取决于设计需要和其他因素,只要在附带的权利要求或其等价物的范围之内时,可以进行各种变形、组合、次组合、替换。
权利要求
1.一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,用于所述平板显示器件的所述阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,所述方法包括下述步骤在基底上形成格子状阻挡肋之后,获得形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元,然后在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后、或者在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后、或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层;其中将所述导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括将剥离部件连结到导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的部分上,然后机械地剥掉剥离部件的步骤。
2.根据权利要求1所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,还包括在整个表面上形成导电材料层之前,在阻挡肋顶表面上和单元荧光区域上形成树脂层的步骤,其中在整个表面上形成导电材料层之后或在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,通过执行热处理去除掉树脂层。
3.根据权利要求1的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中剥离部件包括粘合层和粘结层之一、以及用于保持该粘合层和粘结层之一的保持膜;并且将剥离部件贴附在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上的方法,即是将形成剥离部件的粘合层和粘结层之一加压连结在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上的方法。
4.根据权利要求3的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中阻挡肋中包围单元荧光区域的那部分的平面形状大致为矩形;将树脂层涂覆在阻挡肋顶表面和单元荧光区域上,使得该树脂层与矩形的较短边平行并且宽度比矩形的较长边窄;以及沿着平行于矩形较长边的方向将剥离部件机械地剥离掉。
5.根据权利要求1所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中阳极面板还包括与阻挡肋的形成同时形成的凸凹状馈电部分;位于阳极面板最外周部分上的阳极单元通过馈电部分与阳极控制电路连接;在形成导电材料层的同时在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层;在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的同时,也将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉;以及在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
6.根据权利要求1的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中一个像素由红光发射单元荧光区域、绿光发射单元荧光区域、和蓝光发射单元荧光区域形成。
7.一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中用于所述平板显示器件的所述阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,所述方法包括下述步骤在基底上形成格子状阻挡肋之后,获得形成为从每个单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元,然后在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后、或者在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后、或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层;其中将所述导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的部分上涂覆蚀刻剂的步骤。
8.根据权利要求7所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,还包括在整个表面上形成导电材料层之前,在阻挡肋顶表面上和单元荧光区域上形成树脂层的步骤,其中在整个表面上形成导电材料层之后或在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,通过执行热处理来去除掉树脂层。
9.根据权利要求7所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中阳极面板还包括与阻挡肋的形成同时形成的凸凹状馈电部分;位于阳极面板最外周部分上的阳极单元通过馈电部分与阳极控制电路连接;在形成导电材料层的同时在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层;在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的同时,也将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉;以及在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
10.根据权利要求7所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中一个像素由红光发射单元荧光区域、绿光发射单元荧光区域和蓝光发射单元荧光区域形成。
11.一种平板显示器件的制造方法,所述平板显示器件是通过将阳极面板和具有多个电子发射元件的阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此接合起来而形成的,所述阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,所述阳极面板是通过包括下述步骤的所述方法制造的在基底上形成格子状阻挡肋之后,获得形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元,然后在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后、或者在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后、或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层;其中将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括将剥离部件连结到导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的部分上,然后机械地剥掉剥离部件的步骤。
12.一种平板显示器件的制造方法,所述平板显示器件是通过将阳极面板和具有多个电子发射元件的阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此接合起来而形成的,所述阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、以及(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层,该阳极面板是通过包括下述步骤的所述方法制造的在基底上形成格子状阻挡肋之后,获得形成为从备单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元,然后在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;以及在基底上形成格子状阻挡肋之后、在基底中被阻挡肋包围的部分上形成单元荧光区域之后、或者在将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉之后,形成用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层;其中将所述导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上涂覆蚀刻剂的步骤。
13.一种用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中用于所述平板显示器件的所述阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层、以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分,所述方法包括如下步骤在基底上形成凹凸状馈电部分,然后在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层,接下来将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉;以及在基底上形成凹凸状馈电部分之后、或者在将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉之后,在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
14.根据权利要求13所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,还包括在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层之前,在馈电部分凸起部分上形成树脂层的步骤,其中在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层之后、或者在将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉之后,通过执行热处理将该树脂层去除掉。
15.根据权利要求14所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中将剥离部件贴附在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分上,然后将该剥离部件机械地剥离掉,由此可以将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉。
16.根据权利要求15所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中剥离部件包括粘合层和粘结层之一、以及用于保持该粘合层和粘结层之一的保持膜;并且将剥离部件贴附在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分上的方法,即,将形成剥离部件的粘合层和粘结层之一加压连结在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分上的方法。
17.根据权利要求14所述的用于平板显示器件的阳极面板的制造方法,其中通过在馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分上涂覆蚀刻剂,从而将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉。
18.一种平板显示器件的制造方法,所述平板显示器件是通过将阳极面板和具有多个电子发射元件的阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此接合起来而形成的,所述阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层、以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分,所述阳极面板是通过包括下述步骤的所述方法制造的在基底上形成凹凸状馈电部分,然后在馈电部分的整个表面上形成馈电部分导电材料层,接下来将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉;以及在基底上形成凹凸状馈电部分之后、或者在将馈电部分导电材料层中位于馈电部分凸起部分上的那部分去除掉之后,在馈电部分凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
19.一种用于平板显示器件的阳极面板,所述面板包括(A)基底;(B)形成在基底上的多个单元荧光区域;(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋;(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元;(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层;以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分;其中馈电部分具有凹凸状,在馈电部分的凹陷部分中形成馈电部分导电材料层,以及在馈电部分的凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分中相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
20.根据权利要求19所述的用于平板显示器件的阳极面板,其中一组阳极单元的平面形状为矩形,并且馈电部分中凹陷部分的主要部分和馈电部分中凸起部分的主要部分基本上平行于矩形的边延伸。
21.一种平板显示器件,包括阳极面板,其中所述阳极面板包括(A)基底、(B)形成在基底上的多个单元荧光区域、(C)包围各单元荧光区域的格子状阻挡肋、(D)由导电材料层构成并且形成为从各单元荧光区域上延伸到阻挡肋上的阳极单元、(E)用于使相邻阳极单元彼此电连接的电阻层、以及(F)用于使位于阳极面板最外周部分上的阳极单元与阳极控制电路连接的凹凸状馈电部分;和具有多个电子发射元件的阴极面板;所述平板显示器件是通过将阳极面板和阴极面板在该阳极面板和该阴极面板的周边部分彼此接合起来而形成的;其中该馈电部分具有凹凸形状,在馈电部分的凹陷部分中形成馈电部分导电材料层,以及在馈电部分的凸起部分上形成馈电部分电阻层,用于电连接位于馈电部分的相邻凹陷部分中的馈电部分导电材料层。
22.根据权利要求21所述的平板显示器件,其中一组阳极单元的平面形状为矩形,并且馈电部分中凹陷部分的主要部分和馈电部分中凸起部分的主要部分基本上平行于矩形的边延伸。
全文摘要
本发明涉及平板显示器件、其阳极面板、以及其各自的制造方法,具体公开了一种阳极面板的制造方法,该阳极面板包括基底、单元荧光区域、格子状阻挡肋、阳极单元和用于使阳极单元彼此电连接的电阻层,该方法包括下述步骤通过在基底上形成阻挡肋和单元荧光区域,从而得到阳极单元,接下来在整个表面上形成导电材料层,然后将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉;然后形成电阻层;其中将导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分去除掉的步骤包括将剥离层贴附在导电材料层中位于阻挡肋顶表面上的那部分上,然后将该剥离层机械地剥离掉的步骤。
文档编号H01J29/00GK1971808SQ20061017288
公开日2007年5月30日 申请日期2006年6月27日 优先权日2005年6月27日
发明者加藤芳光, 井口如信, 冈南聪, 波多野靖人, 本田敬二 申请人:索尼株式会社
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