CN1959923A - 电子发射显示器 - Google Patents

Abstract

一种电子发射显示器，包括：第一基底和第二基底，彼此面对，以形成真空包壳；电子发射单元，形成在第一基底上；发光单元，形成在第二基底上。发光单元包括阳极，所述阳极形成在第二基底上并电连接到至少一个阳极端子以从阳极端子接收阳极电压，阳极端子布置在第一基底的在真空包壳外部的侧面上，并与第一基底平行布置。

Description

电子发射显示器

                            技术领域

本发明涉及一种电子发射显示器，更具体地讲，涉及一种用于向电子发射显示器的阳极提供电压的结构。

                            背景技术

通常，布置在电子发射装置上的电子发射元件分为采用热阴极作为电子发射源的电子发射元件和采用冷阴极作为电子发射源的电子发射元件。

冷阴极电子发射元件有几种类型，包括场发射阵列(FEA)元件、表面传导发射(SCE)元件、金属-绝缘体-金属(MIM)元件和金属-绝缘体-半导体(MIS)元件。

MIM元件包括第一金属层、第二金属层和置于第一金属层和第二金属层之间的绝缘层。在MIM元件中，当在第一金属层和第二金属层之间施加电压时，从第一金属层产生的电子通过穿隧现象经由绝缘层到达第二金属层。在到达第二金属层的电子中，其能量比第二金属层的逸出功高的一些电子从第二金属层发射。

MIS元件包括金属层、半导体层和置于金属层与半导体层之间的绝缘层。在MIS元件中，当在金属层和半导体层之间施加电压时，从半导体层产生的电子通过穿隧现象经由绝缘层到达金属层。在到达金属层的电子中，其能量比金属层的逸出功高的一些电子从金属层发射。

SCE元件包括彼此面对的第一电极和第二电极以及设置在第一电极和第二电极之间的传导层。细缝隙形成在传导层上，以形成电子发射区。当将电压施加到第一电极和第二电极以使电流能够沿着传导层的表面流动时，电子从电子发射区发射。

FEA元件利用这样的原理，即，当利用逸出功较低或宽高比较大的金属作为电子源时，在真空中通过电场来有效地发射电子。近来，已经由逸出功较低或宽高比较大的材料来形成电子发射区，例如，由钼基材料、硅基材料和碳基材料例如碳纳米管、石墨和类金刚石碳来形成电子发射区，使得当在真空中将电场提供到电子发射区时可有效地发射电子。当电子发射区由钼基材料或硅基材料形成时，它们可以以尖端结构形成。

典型的电子发射显示器包括形成在第一基底上的电子发射元件的阵列和形成在第二基底上的发光单元。发光单元包括荧光体层和阳极。

电子发射显示器包括：电子发射区，形成在第一基底上；驱动电极，形成在第一基底上，用来控制各像素的电子发射。形成在第二基底上的阳极功能在于使从形成在第一基底上的电子发射区发射的电子向荧光体层有效地加速。因此，从电子发射区发射的电子激发荧光体层，以显示图像。

阳极接收直流电压，例如接收能使从第一基底发射的电子向第二基底加速的正几百伏至正几千伏的直流电压。从输入端提供所述电压。输入端从阳极向第二基底的边缘延伸，以置于真空包壳的外部。

因此，第二基底必须提供有在其上将设置有输入端的部分。在传统的电子发射显示器中，第二基底的一个侧边缘凸出，以提供在其上将设置有输入端的部分。

第二基底具有在密封构件的上方延伸的延伸部分。输入端具有：第一端，与阳极接触；第二端，设置在第二基底的在密封构件上方的延伸部分上。

如上所述，为了向阳极供应电压，第二基底设置有凸出成比第一基底更远的延伸部分。这导致电子发射显示器的总尺寸增大。

即，在传统的电子发射显示器中，第二基底的延伸部分的功能在于仅提供用于放置输入端的部分。延伸部分是不显示图像的非活性区。即，延伸部分是增大了显示器的总尺寸的无效区，从而难以使显示器小型化。

                            发明内容

本发明提供了一种电子发射显示器，所述电子发射显示器可将阳极的输入端占用的空间最小化，从而减少除用于显示图像的活性区之外的不必要的空间。

在本发明的示例性实施例中，提供了一种电子发射显示器，所述电子发射显示器包括：第一基底和第二基底，彼此面对，以限定真空包壳；电子发射单元，布置在第一基底上；发光单元，布置在第二基底上，发光单元包括阳极，所述阳极布置在第二基底上并电连接到至少一个阳极端子以从阳极端子接收阳极电压，阳极端子布置在第一基底的在真空包壳外部的侧面上，并与第一基底平行地布置。

连接到阳极端子的导线优选地布置在真空包壳内的第一基底上，导线和阳极优选地通过连接构件相互电连接。

连接构件优选地接触阳极的一部分。连接构件优选地接触阳极的延伸部分。

在延伸部分面向导线的地方优选地限定交叉区域，连接构件优选地布置在所述交叉区域内。

延伸部分优选地包括多个单独的延伸部分。延伸部分与导线交叉成直角。

导线优选地包含从由Cr、Al、Ag、ITO及它们的组合组成的组中选择的材料。

延伸部分优选地包含从由Cr、Al、Ag、ITO及它们的组合组成的组中选择的材料。

连接构件通过导电粘合剂优选地固定到阳极和导线中的至少一个。连接构件优选地包括导电间隔体。连接构件优选地包括导电弹性体。连接构件优选地包括盘簧。连接构件优选地包括具有菱形截面的弹簧。连接构件优选地包括具有弯曲的中心线的片弹簧。连接构件优选地包括电阻材料。

第一基底和第二基底优选地通过密封构件彼此结合，阳极端子在第一基底上与密封构件邻近地布置。

第一基底的边缘优选地与第二基底的边缘重合，或者布置在第二基底的边缘内。

阳极端子优选地布置在第一基底的延伸部分上，所述延伸部分延伸到第二基底的在真空包壳的外部的侧面。阳极端子优选地接触阳极，并优选地电连接到连接构件，所述连接构件穿过布置在第一基底上的排出孔。

                            附图说明

参照结合附图的以下的详细描述，随着本发明变得被更好地理解，对本发明更加彻底的理解及本发明许多伴随的优点将容易清楚，在附图中，相同的标号表示相同或相似的组件，其中：

图1是根据本发明第一实施例的电子发射显示器的剖视图；

图2是图1中的电子发射显示器的分解透视图；

图3是图1中的电子发射显示器的主要部分的俯视图；

图4是根据本发明第二实施例的电子发射显示器的主要部分的俯视图；

图5是根据本发明第三实施例的电子发射显示器的主要部分的俯视图；

图6至图8是本发明的电子发射显示器的连接构件的各种变更的示例的局部剖视图；

图9是根据本发明第四实施例的电子发射显示器的局部剖视图。

                            具体实施方式

以下参照附图来更加充分地描述本发明，本发明的示例性实施例示出在附图中。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，本发明不应该被解释为局限于在这里阐释的实施例；相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底的和完全的，并将向本领域技术人员充分传达本发明的理念。

图1是根据本发明第一实施例的电子发射显示器的剖视图，图2是图1中的电子发射显示器的分解透视图，图3是图1中的电子发射显示器的主要部分的俯视图。

参照图1至图3，根据本发明实施例的电子发射显示器包括彼此面对且彼此隔开预定距离的第一基底2和第二基底4。密封构件6设置在第一基底2和第二基底4的外周，以将第一基底2和第二基底4密封在一起。因此，第一基底2、第二基底4和密封构件6形成真空包壳。

密封构件6可由条形的烧结玻璃(frit glass)形成。可选择地，密封构件6包括：玻璃框，设置在第一基底2和第二基底4之间；烧结玻璃，沉积在第一基底2与第二基底4的每个和玻璃框之间。

电子发射单元8形成在第一基底2上，以向第二基底发射电子。发光单元10设置在第二基底4上，以通过被从电子发射单元8发射的电子激发来发射可见光线。

电子发射单元8和发光单元10分别形成在第一基底2和第二基底4的活性区。密封构件形成为环绕活性区。

在这个实施例中，电子发射单元8和发光单元10被构造为用在具有FEA元件的阵列的电子发射显示器中。

更加详细地描述电子发射单元8，电子发射区12、用于控制电子发射区12的电子发射的阴极14和栅电极16形成在第一基底2上。用于会聚电子束的会聚电极18形成在阴极14和栅电极16的上方。

在这个实施例中，以在某个方向(沿着图2中的Y轴)上延伸的条纹图案来形成阴极14，第一绝缘层20形成在第一基底2上，以覆盖阴极14。栅电极16以在某个方向(沿着图1中的X轴)上延伸的条纹图案形成在第一绝缘层20上，以与阴极14成直角交叉。

阴极14和栅电极16的交叉区域限定像素区。各像素区具有一个或多个电子发射区12。对应于电子发射区12的开口161和201形成为穿过第一绝缘层20和栅电极16，以暴露电子发射区12。由当在真空中将电场提供到其时发射电子的材料来形成电子发射区12，例如，由含碳材料或纳米尺寸的材料来形成电子发射区12。

例如，可由碳纳米管、石墨、石墨纳米纤维、金刚石、类金刚石碳、C₆₀、硅纳米线或它们的组合来形成电子发射区12。

可选择地，可由钼基材料或硅基材料来形成电子发射区12。可以以尖端结构来形成电子发射区。

阴极14和栅电极16中的一个用作接收扫描驱动电压的扫描电极，另一个用作接收数据驱动电压的数据电极。随后，环绕在阴极14和栅电极16之间的电压差等于或高于阈值的电子发射区12形成电场，电子从电子发射区12发射。

这个实施例提供了一种示例，其中，栅电极16设置在阴极上方且第一绝缘层20置于栅电极16和阴极之间。然而，本发明不局限于此。即，阴极14可设置在栅电极16的上方。在这种情况下，电子发射区在接触阴极的表面的同时可形成在第一绝缘层上。

第二绝缘层22形成在第一绝缘层20上，以覆盖栅电极16，会聚电极18形成在第二绝缘层22上。开口181和221形成为穿过会聚电极18和第二绝缘层22，以暴露电子发射区12。为各像素区形成开口181和221。

更加详细地描述发光单元，荧光体层24和用于提高图像的对比度的黑层26形成在第二基底4的面向第一基底2的表面上。阳极28形成在荧光体层24和黑层26的表面上，阳极28是例如由铝形成的金属层。

阳极28的功能在于通过接收加速电子束所需的高电压，并将从荧光体层24向第一基底2照射的可见光线向第二基底4反射，来提高屏幕亮度。阳极28设置在第二基底4的活性区。

阳极28可以是除金属层之外的由例如氧化铟锡(ITO)形成的透明导电层。在这种情况下，阳极形成在荧光体层和黑层的面向第二基底4的表面上。

间隔体50设置在第一基底2和第二基底4之间，用于均匀地维持第一基底2和第二基底4之间的间隔对抗外力。可以以圆柱形状或者壁的形状来形成间隔体50。

阳极28通过与第一基底2平行布置的阳极端子30来接收阳极电压。

当预定的电压被施加到阴极14、栅电极16、会聚电极18和阳极28时，上述电子发射显示器被驱动。阳极端子30形成在第一基底2的面向第二基底4的表面上，并具有暴露于真空包壳即密封构件6的外侧的端部。

设置一个或多个阳极端子30，且所述一个或多个阳极端子30与电子发射单元隔开充足的距离，以避免与电子发射单元的相互电干扰。

阳极端子30连接到形成在真空包壳中的导线32。形成导线32，以使导线32部分地面对阳极28的延伸部分281。

因此，导线32和阳极28的延伸部分281具有沿着基底2和4的厚度(图3中的Z轴方向)的交叉区域。例如，如图3所示，可以存在导线32的端部面向在活性区外从阳极28的侧面延伸长度L的延伸部分281的区域。

阳极端子30和导线32彼此单独地形成，或者彼此整体地形成。可利用Cr、Al、Ag、ITO或它们的组合通过溅射工艺、真空沉积工艺或丝网印刷工艺来形成阳极28的延伸部分、阳极端子30和导线32。

在这个实施例中，阳极28的延伸部分281和导线32电连接到连接构件34。结果，延伸部分281电连接到导线32。连接构件34垂直地布置在阳极28的延伸部分281和导线32的交叉区域。即，连接构件34具有分别接触延伸部分281和导线32的相对的端部。

以柱形形状来形成连接构件34，所述柱形形状具有以圆形、矩形或十字形形状形成的截面。由导电材料来形成连接构件34。连接构件34也可用作间隔体。

当没有延伸部分281与导线32交叉的区域时，连接构件34可以倾斜，而不是垂直，以将延伸部分281连接到导线32。

连接构件34通过粘合剂牢固地固定到连接部分281和导线32。更具体地讲，所述粘合剂可包含导电材料，例如Ag，以降低连接构件34和阳极28的延伸部分281之间以及连接构件34和导线32之间的接触电阻。

为了防止由提供到阳极28的阳极电压的电效应引起电弧放电，连接构件34涂覆有电阻层(resistive layer)，或者连接构件34由电阻材料形成。

从相对于高频释气少、发热少且电阻变化小的材料中选择电阻材料。即，可由从由碳基材料、金属合金材料例如镍铬合金(Ni-Cr)和半导体基材料例如硅组成的组中选择的电阻材料来形成连接构件。

在正常的操作中，连接构件34使阳极电压降低0.5-1％。当由电弧放电过度地产生电流时，连接构件34使阳极电压降低5-10％，从而具有可防止电弧放电的电阻值。例如，当在阳极电流为1-10mA且阳极电压为5-10kV的条件下操作电子发射显示器时，连接构件34的电阻可以是10-100kΩ。

另外，为了屏蔽由阳极28产生的电场，屏蔽壁可安装在连接构件34的侧面上。

参照图3来更加详细地描述阳极的电压提供结构，当第一基底2通过密封构件6结合到第二基底4时，限定凸出得比第二基底4更远的延伸部分20a、20a’和20b。

例如，第一基底2具有相对的纵向(沿着图3中的X轴方向)边缘2a和2a’，横向(沿着图3中的Y轴方向)边缘2b的一个从密封构件6向外延伸，以形成延伸部分20a、20a’和20b。横向边缘2b的另一个可与第二基底4的对应的横向边缘重合(见图3)，或者从第二基底4的对应的横向边缘向内设置。

分别具有宽度W1和W2的延伸部分20a和20a’提供可放置连接到阴极的阴极焊垫(未示出)的区域。具有宽度W3的延伸部分20b提供可放置连接到栅电极的栅极焊垫(未示出)的区域。

阳极具有在第二基底4的纵向(沿着图3中的X轴方向)上延伸的延伸部分281，而当导线32的一部分面向阳极28时，导线32设置在第二基底4的横向(沿着图3中的Y轴方向)上。阳极端子30布置在第一基底2的延伸部分20a和20a’上，并连接到导线32。

如上所述，在根据这个实施例的电子发射显示器中，在阳极28与密封构件之间没有电学特性问题的范围内，将阳极28延伸成最接近密封构件6的内表面，阳极端子30放置在第一基底2的延伸部分上。

因此，不需要在密封构件6的外部的第二基底4上形成阳极端子30。即，由于阳极端子没有布置在其上形成有阳极的基底(这个实施例中的第二基底)上，所以在第二基底中可去除阳极端子占用的空间。相同或相似的部件。

图4是根据本发明第二实施例的电子发射显示器的主要部分的俯视图。

如图4所示，阳极28具有宽度各为W且长度各为L’的多个延伸部分282，延伸部分282连接到在第二基底4上的阳极28的侧面。导线32形成在第一基底2上，以部分地面向延伸部分282。导线32连接到阳极端子30。

阳极28的延伸部分282和导线32没有必要在垂直方向上彼此交叉。延伸部分282和导线32以各种角度彼此交叉。

延伸部分282和导线32的交叉区域可形成在它们的端部附近。然而，本发明不局限于此。只要它们彼此交叉，交叉区域的位置就可改变。

连接构件34放置在延伸部分282和导线32的交叉区域。

图5是根据本发明第三实施例的电子发射显示器的主要部分的俯视图。

参照图5，在阳极28上没有设置延伸部分。即，阳极28直接连接到连接构件34，以通过导线32和阳极端子30接收阳极电压。

在这个实施例中，与上述实施例不同，由于在阳极28上没有设置延伸部分，所以可简化制造工艺。

图6至图8是根据本发明实施例的电子发射显示器的连接构件的各种变更的示例的局部剖视图。

可以由导电弹性体例如弹簧来形成连接构件。所述弹簧可具有各种形状。

参照图6，连接构件36可以是盘簧。可选择地，如图7所示，连接构件38可以是具有菱形截面的弹簧。可选择地，如图8所示，连接构件40可以是具有弯曲的中心线的片弹簧。

当由如上所述的弹性体来形成连接构件时，在通过将第一基底2和第二基底4中的一个向另一个按压来将第一基底2和第二基底4彼此结合的密封工艺中，连接构件的高度可以变化。因此，可通过作为弹性体的连接构件来校正密封工艺过程中出现的制造误差，从而提高了电子发射显示器的品质。

在上述实施例中，阳极端子30形成在第一基底2的面向第二基底4的表面上。然而，本发明不局限于此。即，阳极端子可形成在第一基底2的不面向第二基底4的表面上。

图9是根据本发明第四实施例的电子发射显示器的局部剖视图。

参照图9，阳极28通过连接构件44电连接到阳极端子42。连接构件44穿透第一基底2并连接到形成在第一基底2上的阳极端子42。例如，连接构件44可穿过形成在第一基底2上的排出孔46，并连接到阳极端子42。即，连接构件44穿过排出管48的结合部分，并连接到阳极端子42。

在以上描述中，将本发明应用于具有FEA元件的阵列的电子发射显示器。然而，本发明不局限于这种应用。例如，本发明可应用于具有SCE元件的阵列的电子发射显示器。

根据本发明，由于用于提供阳极电压的阳极端子形成在第一基底上，所以可去除阳极端子在第二基底上占用的空间。因此，在电子发射显示器中可减少除活性区之外的不必要的区域。

此外，由于用于提供电压的端子布置在第一基底上，所以可减小阳极端子与第二基底上的烧结玻璃叠置的可能性。因此，可减少电子发射显示器的真空包壳的泄漏。

虽然在上文已经详细描述了本发明的示例性实施例，但是应该清楚地理解，在这里教导的本发明的基本理念的许多变化和/或更改仍落入如权利要求限定的本发明的精神和范围内。

Claims (20)

1、一种电子发射显示器，包括：

第一基底和第二基底，彼此面对，以限定真空包壳；

电子发射单元，布置在所述第一基底上；

发光单元，布置在所述第二基底上，所述发光单元包括阳极，所述阳极布置在所述第二基底上并电连接到至少一个阳极端子以从所述阳极端子接收阳极电压，所述阳极端子布置在所述第一基底的在所述真空包壳外部的侧面上，并与所述第一基底平行地布置。

2、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，连接到所述阳极端子的导线在所述真空包壳内布置在所述第一基底上，其中，所述导线和所述阳极通过连接构件相互电连接。

3、如权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件接触所述阳极的一部分。

4、如权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件接触所述阳极的延伸部分。

5、如权利要求4所述的电子发射显示器，其中，在所述延伸部分面向所述导线的地方限定交叉区域，其中，所述连接构件布置在所述交叉区域内。

6、如权利要求4所述的电子发射显示器，其中，所述延伸部分包括多个单独的延伸部分。

7、如权利要求6所述的电子发射显示器，其中，所述延伸部分与所述导线交叉成直角。

8、如权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述导线包含从由Cr、Al、Ag、氧化铟锡及它们的组合组成的组中选择的材料。

9、如权利要求4所述的电子发射显示器，其中，所述延伸部分包含从由Cr、Al、Ag、氧化铟锡及它们的组合组成的组中选择的材料。

10、如权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件通过导电粘合剂固定到所述阳极和所述导线中的至少一个。

11、如权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件包括导电间隔体。

12、如权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件包括导电弹性体。

13、如权利要求12所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件包括盘簧。

14、如权利要求12所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件包括具有菱形截面的弹簧。

15、如权利要求12所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件包括具有弯曲的中心线的片弹簧。

16、如权利要求2所述的电子发射显示器，其中，所述连接构件包括电阻材料。

17、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述第一基底和所述第二基底通过密封构件彼此结合，其中，所述阳极端子在所述第一基底上与连接构件邻近地布置。

18、如权利要求17所述的电子发射显示器，其中，所述第一基底的边缘与所述第二基底的边缘重合，或者布置在所述第二基底的边缘内。

19、如权利要求17所述的电子发射显示器，其中，所述阳极端子布置在所述第一基底的延伸部分上，所述延伸部分延伸到所述第二基底的在所述真空包壳的外部的侧面。

20、如权利要求1所述的电子发射显示器，其中，所述阳极端子接触阳极并电连接到连接构件，所述连接构件穿过布置在所述第一基底上的排出孔。

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