[发明专利]带有简化多电极结构的电子荧光显示系统及其加工

说明书

本发明一般地涉及平板电子荧光显示装置，且更具体地说是涉及一种改进的，带有简化的多电极结构和革新的处理方法平面矩阵阴极发光装置，其中该处理方法特别适用于大面积单件全彩色壁挂式显示器。

在很多平板显示技术—诸如LCD、PDP、EL、LED、VFD、平面CRT—中的研究者，已经尝试了开发彩色壁挂电视机。采用LCD技术的，几英寸至略微大于10英寸屏幕的彩色电视机已经被生产出来。采用LCD的这些电视机，在其基板上采用了大量的薄膜晶体管而且非常昂贵。由于制造这些LCD显示器的困难和复杂性，增大LCD显示器的屏幕尺寸是一个非常艰巨的工作而且是非常昂贵的。LCD显示器采用了借助滤色器和偏振器的背照明方案。采用薄膜晶体管以控制前光栅的基板，透射来自背光源的少量的光，因而限制了显示器的亮度。由于这些困难，在基于LCD技术的大面积(约25英寸对角线)显示器方面的研究已经主要集中在投影显示器上。

采用等离子体显示板(PDP)技术的全色显示器，由于制造放电室方面的复杂性，已经被限制在40英寸的屏幕。在大面积全色PDP显示器中，主要的问题包括荧光的低效率、低亮度、复杂的集成电路驱动电路、以及短的产品寿命。在LED和EL显示器方面的研究已经处于开发用于发射蓝光的、在成本上有效的发光材料。而多色显示器已经利用VFD而得到了开发，这种装置被限制在较小的显示屏幕尺寸。另外，除了采用诸如氧化锌的发光材料以产生蓝-绿光之外，其他彩色荧光体的亮度、发光效率和产品寿命在VFD的低运行电压范围内都是不可接受的。从这些显示技术的上述缺点，可以看出，已经提出的、采用这些已有平面显示技术的大面积全色壁挂显示器不是完全令人满意的。

阴极射线管(CRT)，由于其可负担的成本，已经被广泛地用于诸如用户电视系统的显示目的。这些管借助来自单个电子枪的扫描电子束进行工作。这种传统的配置不可避免地加大了装置的深度并限制了其小型化。因此，这些CRT系统的体积较大且在显示屏幕尺寸大于40英寸时难于制造。在很多应用中，较好地是采用其中显示器的体积小得多的平面显示系统。例如在转让给Oess等人的美国专利第3,935,500中，提出了一种平面矩阵CRT系统，其中有一个单片的叠置层—其中形成有电子束且这些电子束通过其而有选择地地投射到涂覆有荧光材料的面板上。该叠置结构具有若干个电子束可以通过的孔，且X-Y偏转电极被用来同时控制所有这些电子束。由Oess等人所限定的这种偏转控制结构，普通被称为网式CRT结构。虽然网式CRT结构的形式简单，但这些结构的制造成本高，特别是在大面积显示系统的情况下。

其他目前采用的传统平面系统包括Jumbotron和Flatvision，诸如在日本专利公开第62-150638和62-52846以及美国专利第4,955,581中所分别描述的。采用在Jumbotron和Flatvision显示装置中的这些结构与上述的平面矩阵CRT有些类似。Jumbotron中的各个阳极连接少于20个象素，从而难于利用Jumbotron结构借助高荧光点密度型显示系统来形成高分辨率的显示装置。

具有较小的深度(约4英寸)的Flatvision，由多个电子束源极组成，这些电子束由设置在板形层形式的多个电极聚焦和对准。电荷被用来对电子束进行静电偏转或对准，以击中适当的荧光点。这种平面CRT装置要求多个栅电极的准确对准，以提供良好的图象质量。需要有复杂的驱动电路来控制电子束的通过，以进行扫描和数据调制。

平面矩阵CRT、Jumbotron和Flatvision结构在原理上都与在上述由Oess等人所描述的平面CRT系统有效类似。这些结构都是把若干个分别受到控制的小型电子枪包围在一个板中，每一个枪都有其自己的栅电极以控制X-Y寻址和/或显示器的亮度。在上述CRT装置中，所用的控制栅电极都有网或带孔板型的结构。这些网/板结构一般是利用通过在导电板上蚀刻出孔的光刻技术制成的。从电子枪的阴极发出的电子束通过网/板结构上的这些孔而到达阳极上的荧光物质。如上所述，在这些显示装置的制造过程中，大面积的网/板结构是难于处理的。由于电子束必须通过网/板结构上的孔，从阴极发出的大量电子将不通过这些孔，而是损失在该结构的实心部分上而变成栅电流，因而只有一小部分的电子能够通过这些孔并到达阳极板上的荧光材料。因此，上述装置的渗透系数—它被定义为孔的面积与控制电极栅的网结构的比值—是非常低的。