专利名称：带有简化多电极结构的电子荧光显示系统及其加工的制作方法
技术领域：
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。
如Ge Shichao等人的美国专利第5,170,100中所教导的，为了避免常规显示装置的低渗透系数的问题，不是采用分别受控的电子枪，而是提出了一种电荧光装置(EFD)—其中可以采用两组或更多组长形的栅电极以扫描并控制整个阳极上的象素的亮度，其中阻挡电子的栅电极的面积远小于传统装置的网结构的面积。
上述基于CRT的装置具有另一缺点。在Jumbotron的情况下，每一个电子枪被用来扫描总共20个象素。在Oess等人的上述专利中，通过孔的每一个电子束也被用来寻址并照射大量的象素。在平面显示中，需要复杂的电路来驱动14英寸显示装置中的大量的电子束。当希望对一个具体的象素进行照射时，一定的电压被加到孔内表面上的X-Y偏转电极上，从而使通过该孔的电子束中的电子打到该象素的阳极上。然而，电噪声和其他的环境因素，会使Oess等人的系统、Jumbotron和Flatvision中的电子束偏离其预定路径。另外，某些电子将不可避免地从电子束路径发散出去并落到所要寻址的象素之外的阳极区域上。这使得与所要寻址的象素相邻的象素发光，从而造成交扰并降低显示器的性能。
如本领域的技术人员所已知的，阴极发光视频显示装置的内腔必须被抽成高度真空，从而使阴极所发出的电子不会受到空气分子的阻挡而能够自由地到达阳极上的荧光元素。因此，包含阴极、阳极和控制电极的外壳必须足够地强，以在外壳中的腔被抽至高度真空时承受大气压强。当显示装置具有大的表面面积时，象在大屏幕显示器中那样，大气加在外壳上的力是很大的，特别是当腔被抽至非常高的真空(＜10-7乇)时。因此，传统的平面阴极发光显示装置采用了厚的面板和背板，以制成牢固的外壳。这种厚板使得外壳变得笨重，从而使装置沉重、昂贵且难于制造。
在电子荧光型平板显示器中，重要是必须消除分隔壁充电效应。在阴极和显示表面之间有高电压差。电子发射表面与显示表面之间的电击穿必须得到防止。虽然已经采用了众多的方法，但结果不是非常令人满意的，特别是对于平面显示器-其中从光发射表面与背后的阴极之间的间隔必须保持很小。即使利用引导电子通过的多个电极而使壁充电效应能够得到控制，制造用于这种目的的多个电极也要求对多个电极的每一层进行准确的控制和用于使电子通过的各个电极部件的精确对准。因而希望的是提供一种改进的、没有上述困难的平面阴极发光视频显示装置。
本发明是基于这样的观点的，即通过在阴极发光视频显示装置中采用简化的多电极结构，可以借助两组控制栅电极来实现矩阵寻址，且较好地是只需要一个隔离器结构-在该隔离器结构上设置有一组控制电极。
在最佳实施例的背板上采用支撑柱，使得不仅能够对平面显示装置进行刚性支撑，而且还能够构成重量轻的装置。更重要地，简化的多电极结构，实现了具有图象质量可与传统CRT的亮度和鲜明色彩相比的、经济的大面积平面显示器的制造。
本发明的一个方面涉及一种阴极发光视频显示装置，该装置具有多个象素点以当从观看方向观看时显示图象。该装置包括其中限定了一个腔的外壳，该外壳具有一个面板和一个背板。该装置还包括在面板之上或附近的一个阳极；响应于电子而发光并位于阳极之上或附近的的发光装置；在面和背板之间的腔中的至少一个阴极；以及，在阳极和阴极之间的至少第一和第二组长的栅电极，当沿着观看方向看时各组中的电极与至少一个其他组中的栅电极和发光装置相重叠，其中重叠点限定了象素点；用于使阴极发射电子以形成电子云的装置；以及，用于将电势加到阳极、阴极和两组控制栅电极上以使阴极所发射的电子行进到发光装置上位于阳极之上或附近的象素点上以显示图象的装置。该装置进一步包括一个整体的隔离器结构(即单个部件的核心多电极结构)，它与两个组控制栅电极刚性连接。
在最佳实施例中，该装置还包括在面板与隔离器结构的支撑柱，用于支撑该装置，从而使外壳不会在外壳被抽真空时坍塌。在本发明的最佳实施例中，隔离器结构限定了多个孔，这些孔的每一个都允许电子通过以对多个象素点进行寻址，且一组栅电极被淀积在孔的表面上，以使电子能够通过这些孔而聚焦。该隔离器结构可包括由高温粘合剂刚性地连接在一起的单独的层。在最佳实施例中，该隔离器结构包括支撑装置和控制装置，用于使电子的行进向着发光装置。该控制装置可进一步包括用于消除交扰的薄的分隔或分离壁，且该支撑装置是用具有适当电阻的材料制成的以减小充电。
本发明的另一个方面涉及制造一种阴极发光视频显示装置的方法，该装置具有多个象素点以当沿着一个观看方向观看所述装置时显示图象。该方法包括以下步骤(a)制造一个分隔器板，所述分隔器板上限定有孔，用于使电子在一阳极和一或多个阴极之间通过，其中预定数目的一或多个象素点对应于一个孔并在空间上与该孔相重叠，所述制造步骤包括在所述分隔器板上淀积一个被用作栅电极组的导电膜；(b)将一个网状结构和分离分隔器对准并附在分隔器板上，以被用作附加的栅电极组，从而使该分离分隔器分离这两组栅电极，并使各组栅电极中的电极与另一组中的栅电极在交汇点出相重叠—该交汇点当沿着观看方向观看时与所述象素点相重叠，该分隔器板、网状结构和分离分隔器形成了一个整体的刚性隔离器结构；(c)将其上带有发光装置并限定象素点的面板对准并附在隔离器结构上，从而使象素点与交汇点相对准；以及(d)把一个背板附到隔离器结构上与将阴极灯丝连接到背板上。
本发明的另一个方面涉及一种阴极发光视频显示装置，该装置具有多个象素点，用于当沿着一个观看方向观看所述装置时显示图象，该装置包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有面板和背板；在一个阳极平面中并位于所述面板上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光，且它位于阳极之上或附近；在腔中并位于面板与背板之间并处于一个阴极平面内的多个阴极，以及在该阳极和阴极平面之间并分别处于第一和第二栅极平面中的至少第一和第二组长形栅电极，所述第一栅极平面比第二栅极平面更接近阴极平面，当沿着观看方向观看时各个组中的电极与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在交汇点处相重叠，其中这些重叠点限定了象素点。该装置进一步包括用于使阴极发射电子的装置；用于将电势加到阳极、阴极和两或更多组栅电极上从而使阴极发出的电子行进到发光装置上位于阳极之上或附近的象素点以显示图象的装置；以及与面和背板相连的分隔器装置，用于为这些板提供机械支撑，从而使外壳不会在腔被抽真空时发生坍塌，所述分隔器装置包括其上限定有孔以使电子在阳极和阴极之间通过的分隔器板，该阴极位于适当的位置且加到阳极、阴极和栅电极上的电势具有适当的值以使电子通过分布在所述分隔器板的一个区域上的孔，从而限定了分隔器板的一个有效区域。至少一个阴极所发射的、通过阳极的电子只受到栅电极和分隔器板的阻挡，所述分隔器板在小于分隔器板的有效区域的80％的区域上阻挡所述通过的电子的通过。另外，阴极平面离阳极平面的距离小于40mm。
为了进行大面积显示，希望把阴极分成短的段，以减小下垂并易于组装。阴极发光视频显示系统经常出现的一个问题，是阴极中的灯丝(filament)的两端比中间部分冷且因而所发射的电子少于中间部分。当把长的阴极分成较短的灯丝段时，在灯丝端部的上述不均匀电子发射问题变得复杂了。该问题通过以这样的方式设置灯丝的端部而得到了减轻，即由于灯丝组被平行地设置而使各个灯丝段的端部当沿着观看方向看时与一个不同的灯丝段的端部相接近并重叠，以形成有效产生电子的阴极板。由于灯丝排列的节距，沿着观看方向能够看到非均匀发射的电子。这种问题，还能够通过采用电子成形装置以使得从灯丝至观看方向的电子发射分布得更为均匀，而得到减轻。本发明是基于这样的观测，即通过在灯丝之后的阳极板上排列电极组，以产生直接在灯丝之后的电场分布以使电子更为均匀地向前行进，从而改善亮度的均匀性。因此，在阳极或背板上的电子成形电极组的间隔与同电子成形电极相平行的灯丝的排列的节距之间有直接的关系。
本发明的另一个方面涉及组装该隔离器结构和采用本实施例中的结构的显示装置的方法。通常用在显示装置中的隔离器结构是用绝缘材料制成的，以防止为控制电子的通过而施加的高压的短路。在制造大面积高分辨率平板显示装置中的一个主要问题，是当阳极和阴极与控制栅电极相接近时的充电效应。一种方法是将高电阻材料覆到该绝缘材料上以减小充电。在传统的阴极发光视频显示器中已经采用了石墨涂覆，但由于接近阳极、阴极和控制栅电极，石墨涂覆不是所希望的，因为其残留电场能够在装置运行期间影响图象质量。另外，涂覆在显示装置的制造过程中是一个附加的处理步骤，因而增大了制造的成本。该方法包括形成有两层的隔离器结构，由薄的分隔壁所分开的开口组成的阵列所组成的金属模板层，以限定一个包含荧光点的腔；以及，绝缘支撑层，用于限定控制栅电极与高电压阳极板之间的间隔。该金属模板层涂覆有绝缘材料，而在薄分隔层的内壁上有一个淀积导电层，以形成控制栅电极分隔层。这两层随后借助高温粘合剂而被接合到一起，以形成该隔离器结构。采用这种隔离器结构的主要优点，包括选择具有适当体电阻以消除充电的材料方面的灵活性，与玻璃/陶瓷材料相比机械强度较大的金属模板的刚性，以及在金属模板上的精确图案确定。
本发明的又一个方面，涉及一种阴极发光视频显示装置，它具有多个象素点以当沿着一个观看方向看所述装置时显示图象。该装置包括其中限定有一个腔的一个外壳，所述外壳具有面板和背板；在所述面板上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光并位于阳极之上或附近；以及，在腔中并位于面和背板之间的至少一个阴极。该装置包括在该阳极和该至少一个阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，在各组中的电极当沿着观看方向看时与发光装置和至少一个其他组中的栅电极相重叠，且其中重叠点限定了象素点；用于使至少一个阴极发射电子的装置；以及，用于将电势加到阳极、至少一个阴极和两或更为组的栅电极上以使从至少一个阴极发出的电子通过发光装置而行进到阳极之上或附近的象素点上以显示图象的装置。该装置进一步包括与至少第一和第二组栅电极相刚性连接的隔离器结构，所述结构包括一个网形的网状结构—它具有孔和孔表面，其中第一组栅电极比第二组更接近阳极，且其中所述第二组栅电极包括导电材料层—该层位于网形网状结构的孔的表面上并基本上覆盖了该表面。
本发明的另一个方面涉及制造一种阴极发光视频显示装置的方法，该装置具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向得到观看时显示图象，该方法包括制造至少一个分隔器板，所述至少一个分隔器板上限定有用于使电子在一个阳极和一或多个阴极之间通过的孔，其中预定数目的一或多个象素点对应于一个孔并在空间上与一个孔重叠，所述制造步骤包括在所述分隔器板上淀积一个导电膜以用作栅电极组；把一个栅电极阵列对准并附在该至少一个分隔器板上，以用作一个附加的栅电极组，从而使在各组栅电极中的电极与其他组的栅电极在交汇点相重叠—该交汇点当沿着观看方向得到观看时与所述象素点重叠；将其上具有发光装置并限定象素点的一个面板连接到该至少一个分隔器板，从而使这些象素点与交汇点相对准；以及，将一个背板连接到该至少一个分隔器板并把阴极灯丝连接到该背板。该淀积步骤包括将至少一个分隔器板的第一侧和在至少一个分隔器板上的孔的表面上涂覆第一层感光聚合材料；使所述第一层暴露于深紫外线辐射；在所述第一层上提供第二层图象抗蚀剂；在用掩膜掩盖至少一个分隔器板的第一侧但不掩盖与至少一个分隔器板上的孔相邻的区域的情况下，使该第二层受到辐射照射；显影第二抗蚀剂层的曝光部分；以及蚀刻掉第二层的曝光部分以及在第二层的所述曝光部分之下的第一层部分，从而形成网形残留层。该淀积步骤进一步包括用导电层掩盖由于蚀刻步骤而受到曝光的至少一个分隔器板的涂覆表面，并除去所述残留层。
本发明的再一个方面涉及一种阴极发光视频显示装置，该装置具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象。该装置包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光并位于阳极之上或附近；以及在该腔中并在面和背板之间的多个阴极。该装置进一步包括在阳极和阴极之间的至少一个第一和第二组长形栅电极，当沿着观看方向得到观看时，在各个组中的电极与发光装置和至少一个其他组中的栅电极在这样的点处相重叠，即其中这些重叠点限定了象素点；用于使阴极连续发射电子的装置；以及，包围所有阴极的多个网状电极，其中每一个网状电极包围一个相应的阴极。该装置进一步包括用于将时间变化的电势加到阳极网状电极和两或更多组栅电极上的装置，从而使阴极发射的电子行进到发光装置并到达在阳极之上或附近的象素点，以显示图象。
本发明的又一个方面涉及一种阴极发光视频显示装置，该装置具有多个象素点以当该装置沿着一个观看方向得到观看时显示图象。该装置包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳包括一个面板和一个背板；响应于电子而发光的发光装置，该发光装置位于阳极之上或附近；以及在面和背板之间的一个腔中的多个阴极。该装置进一步包括在阳极和阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，当沿着一个观看方向得到观看时，在各个组中的电极在这样的点上与发光装置和至少一个其他组中的栅电极相重叠，即其中重叠点限定了象素点；以及，用于使阴极发射电子的装置。该装置进一步包括用于将随时间变化的电势加到阳极、网状电极和两或更多组栅电极上的装置，以使阴极所发射的电子行进到发光装置并到达阳极之上或与该阳极相邻的象素点，以显示图象；以及，至少一个隔离器结构，该隔离器结构包括一个分隔器板，该分隔器板中限定了一个长形的孔的阵列，用于使电子在阳极与阴极之间通过，其中预定数目的一或多个象素点发射相同颜色的、与一个孔相对应并在空间上重叠的光，所述分隔器板在任何两个相邻的孔之间具有一个支撑壁，所述孔不包含分隔部分以使电子能够不受限制地通过。第一组栅电极包括沿着与长形孔阵列相交并相对应的方向的栅电极阵列，当沿着一个观看方向观看时，在这种阵列中的每一个栅电极都通过这些孔而与一行象素点重叠，所述电势施加装置将这样的电势加到第一组栅电极上，即使得电子在通过孔阵列的每一个孔时只向着一个象素点行进。
本发明的再一个方面涉及采用一种阴极发光视频显示装置的图象显示方法，该装置具有多个象素点，以当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象。该装置包括在一个面板之上或附近的阳极、响应于电子而发光并位于阳极之上或附近的发光装置、在面板和背板之间的多个阴极、在该阳极和阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，在每一个组中的电极当沿着一个观看方向受到观看时与该发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在这样的点相重叠，即其中这些重叠点限定了象素点。该装置还包括包围所有阴极的多个网状电极，每一个网状电极都包围相应的阴极。该方法包括以下步骤使阴极持续发射电子；将随时间变化的电势加到该阳极、网状电极和两或更多组栅电极上，从而使阴极所发射的电子行进到发光装置并到达在阳极之上或附近的象素点，以显示图象，所述施加步骤将扫描信号加到第一组栅电极上并将亮度信息信号加到第二组栅电极上。
本发明的另一个方面涉及阴极发光视频显示装置，该装置具有多个象素点以当所述装置沿着一个观看方向受到观看时进行图象显示，并包括其中限定有一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发射电子并位于该阳极之上或附近；在面和背板之间的腔中的至少一个阴极；以及在该阳极和至少一个阴极之间的至少一个第一和一个第二组长形栅电极，在每一个组的电极当沿着一个观看方向受到观看时与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在这样的点处相重叠，即其中重叠点限定了象素点。该装置进一步包括用于使至少一个阴极发射电子的装置；用于将电势加到阳极、至少一个阴极和两或更多组栅电极上以使至少一个阴极所发射的电子行进到发光装置并到达在阳极之上或附近的象素点以显示图象的装置。该装置进一步包括在该阳极之上或附近的一个网状结构，所述网状结构具有与那些象素点相匹配的图案。该网状结构屏蔽了射向至少一个象素点的电子而使该电子不会到达相邻的象素点，以减小象素点之间的交扰。
本发明的进一步的方面涉及制造一种阴极发光视频显示装置的方法，该装置具有多个象素点以当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，包括制造至少一个分隔器板、其中限定有孔的至少一个分隔器板组成的组以及一或多个阴极的步骤，其中预定数目的一或多个象素点与一个孔相对应并在空间上重叠，所述制造步骤包括在至少一个分隔器板组成的组上淀积导电膜以将其用作一组栅电极；将一个栅电极阵列对准并附在至少一个分隔器板上以将其用作附加的栅电极组，从而使每一组栅电极中的电极都与其他组中的栅电极在交汇点上相交，而该交汇点当沿着一个观看方向受到观看时与所述象素点相重叠。该方法进一步包括将其上有限定象素点的发光装置对准并连接到至少一个分隔器板上，从而使这些象素点与交汇点相对准；以及，将背板连接到至少一个分隔器板上并将阴极灯丝连接到该背板上。该制造步骤包括提供其中有孔的图案的基底层以及对所述基底层进行微研磨喷砂处理和化学侵蚀。
图1A是一种阴极发光视频显示装置的一部分的横截面图，用于显示本发明的最佳实施例。
图1B是图1A的装置的正视图，但其中未显示图1A的电流源。
图2A是图1A的装置中的一个分隔器板的一部分和用于调制显示亮度的栅电极的横截面图。
图2B是图2A的分隔器板的一部分的正视图。
图3A是该阴极发光视频显示装置的一部分的横截面图，用于显示本发明的一个替换实施例。
图3B是图3A的装置300的部分的正视图。
图3C是一个象素中的象素点的排列的示意图。
图3D是一个象素中的象素点的另一种排列的示意图。
图4是图1A和3A的装置的一部分的横截面图，用于显示本发明。
图5A是阴极发光视频显示装置的一部分的横截面图，用于显示采用两层隔离器结构的电子荧光显示(EFD)装置中的简化电子结构的最佳实施例。
图5B是一种阴极发光视频显示装置的一部分的横截面图，用于显示该电子荧光显示(EFD)装置中的简化电子结构的一个替换实施例。
图6是图5A的单件核心多电极分隔器的最佳实施例的一部分的横截面图，其中分隔器包含一个两层分隔器板。
图7是大面积EFD显示器的示意图，显示了采用柱阵列以改进大面积面板的机械强度。
图8A是图7的阴极板沿着线8A-8A的横截面图，显示了柱的支撑。
图8B是图7的阴极板沿着线8B-8B的横截面图，显示了柱的支撑、电子成形电极组与灯丝位置的关系。
图9A是一种阴极发光视频显示装置中的栅电极排列和灯丝的示意图，显示了在EFD装置中形成电子云的电子的散布图9B是图9A中的装置的显示器的亮度的图案显示。
图10A是一种阴极发光视频显示装置中的灯丝和栅电极排列以及电子成形电极的示意图，显示了电子成形电极对从灯丝发射的电子的影响。
图10B是图10A的装置的显示器的亮度的图案显示。
图11是流程图，显示了制造EFD装置的过程，用于显示本发明。
图12是图5A的装置的切去立体图，用于显示本发明。
图13是图5A的显示装置的一部分的部分横截面图和部分示意图，用于显示本发明的最佳实施例。
图14是为控制图5A和13的装置而施加的电势的时序图，用于显示本发明的最佳实施例。
图15是流程图，显示了在图5A、5B和6的隔离器结构上制造列电极的处理步骤。
图16是流程图，显示了用于在图5A、5B和6的隔离器结构上制造列电极的最佳方法。
图17是利用图16的方法制造的隔离器结构和列电极的一部分的横截面图，用于说明本发明的最佳实施例。
图18A是12个荧光条的示意图，显示了象素的排列与阴极灯丝和扫描电极的关系，其中采用了带有分隔壁的隔离器结构。
图18B是12个荧光条、阴极灯丝和扫描电极的示意图—其中采用了不带分隔壁的一种隔离器结构，用于显示本发明的最佳实施例。
图19A是图18A的结构沿着图18A中的线19A-19B的简化横截面图，示意显示了电子的轨迹以说明洗衣板效应。
图19B是图18B的结构沿着图18B中的线19B-19B的简化横截面图，用于说明电子轨迹和洗衣板效应的降低。
图20是设置在一种交错排列中的多个荧光条的示意图，用于说明本发明。
图21是面板、其上的阳极以及三个荧光条以及其中有与荧光条相匹配的孔以减小交扰的网状结构的一部分的横截面图，用于显示本发明。
图22A-22E是化学加工之后的基底的横截面图，用于显示在只采用化学加工的情况下的问题。
图23是经过了在化学加工之后进行的微研磨喷砂和化学抛光之后的基底的横截面图。
为了简化描述，在本申请中的各个图中的各步骤中相同的部件都用相同的标号表示。
下面结合图1A-4给出的描述大体上包含在母申请序号08/070343之中，这些附图与序号08/070343的图1A-4相同。
图1A是平板阴极发光视频显示装置100和用于向装置100提供电力的电流源150的一部分的横截面图，用于显示本发明的最佳实施例。图1B是图1A的装置100沿着图1A的观看方向50的正视图。由于该装置和在此所描述的所有装置的外观在很多情况下都是有决定作用的因素，所以“观看方向”在以下所指的是象图1A和1B那样从装置的正面观看显示装置的方向，就象观众通常观看显示器的情况那样，即使在很多其他的图中没有显示这样的方向。在此情况下，如果当沿着这样的观看方向看上去装置的两个部件重叠或不重叠，则这样的部件被叫做“重叠”或“不重叠”。装置100包括阴极101、三组栅电极102、103、104、阳极105和分隔器106、107和108。这些电极和部分被密封在由面板109和背板110和侧板或壁110’所包围的一个腔中，其中面、背和侧板被连接在一起以形成平面真空装置的一个外壳的一部分，而该外壳包围并围绕一个腔。装置100的由面、侧和背板所包围的腔被抽真空，从而使阴极产生的电子能够以如下所述的方式自由地向着阳极行进。
阴极101形成了一组基本上平行的直接加热氧化物覆盖灯丝。三组栅电极102、103、104中的每一组都包括基本上平行的薄金属连线。在图1A的最佳实施例中，在第一组栅电极102(以下叫做G1)和背板110之间是一组基本上平行的长形分隔器部件111—它们沿着灯丝101设置并最好与灯丝101平行。金属连线G1被附在分隔器111上，以减小它们由于装置的运动而产生的振动的幅度。在第一组栅电极102(G1)与第二组电极103(G2)之间，有一个隔离器结构106—它是网形的，该结构在其上限定了网眼，每一个网眼都允许电子在阴极和阳极之间通过以对多个象素点进行寻址。在第二组栅电极103(G2)与第三组栅电极104(G3)之间有另一隔离器结构107—它较好地是与隔离器结构106类似。这两个隔离器结构将三组栅电极分开。这三组栅电极的引线也可以被附在这两个隔离器结构上，以减少振动。
在面板109的内表面109a上，有阳极105，该阳极包括透明导电膜层，而该膜有三基色低压阴极发光荧光点112以及在这些荧光点之间以增大对比度的黑绝缘层113。在阳极105与第三组电极104(G3)之间，有一个其上带有孔的分隔器板108，其中孔与荧光点和阳极相重叠和匹配。这意味着分隔器板108上的每一个孔都与形成一个象素的少量的预定象素点组相对应，并具有与该象素基本相同的形状和大小并位于板108上，从而使其位置与其对应的荧光的位置相匹配，从而使来自阴极的电子能够通过这样的孔而到达象素中的对应象素点的任何部分上而不会到达围绕这种象素的绝缘层113上。电极G3的连线被附在并置于分隔器板108和隔离器结构107之间。
如以下所更为详细地描述的，背板110的内表面和长形分隔器部件106的表面分别具有阴影减小电极114、115，用于改善显示器的亮度均匀性。背板110的外表面被附在在印刷电路板116上，而印刷电路板116上焊接有阴极、阳极和三组栅电极的输入和输出引线。阴极101与电流源150相连(在图1A中没有显示其连接)，用于加热阴极灯丝。除了电流源150，用于装置100的驱动电子线路被省略了，以使该图得到简化。
当源150向阴极101提供电流时，阴极灯丝被加热从而发射电子。也能够借助加热以外的方法—诸如冷阴极发射，来使这些阴极发射电子。这与其中产生电子束而不是电子云的多CRT型装置是非常不同的。这些电子被吸引向其上相对于阴极加有高正电压的阳极。电子当向着阳极行进时的路径，受到加到三组栅电极上的电压的控制，从而使电子到达所寻址或扫描的适当象素处的荧光点，以显示彩色图象。
如上所述，在传统装置中，电噪声和杂散电子经常造成与所寻址的象素相邻的象素发光，从而引起交扰和CRT装置的性能的下降。交扰可以借助在图2A和2B中得到更为详细显示的分隔器板108而得到减小。图2A是分隔器板200的横截面图，且图2B是分隔器板200从图2A中的方向2B看的正视图，其中图2A的电极已经被省略了，以简化图2B。分隔器板200最好用感光玻璃—陶瓷材料制成；在最佳实施例中板200用硅化锂玻璃矩阵制成，其中带有通过加入痕量的银和铈而得到敏化的钾和铝改性剂。板200上的孔201可以通过光蚀刻而形成。孔201可以具有倾斜的表面，从而使它们在前表面200a处的端部202大于这些孔在板的后表面200b处的端部的。孔201在前表面200a处的端部202每一个都具有与其所对应的荧光或象素点基本相同的大小，其中孔201的位置是这样的，即端部202与其所对应的象素点相匹配和重叠。孔201基本上是矩形的，从而与它们所对应的象素点的形状相匹配。
在在后表面200b处的孔201端部处，有若干栅导线203(在图1A的第三组电极104中的导线)，它们基本上平行于孔201的长边。一或多条导线203与每一个孔相对准；如果一条以上的导线与一个孔重叠—象图1A所示的情况(其中三条导线与一个孔重叠)，与同一孔相重叠的导线被电连接在一起，以形成一个电极。这种由一或多条栅极导线所形成的电极，可以被用来通过控制该电极的电压而控制与这样的孔对应的象素点的亮度。如图2B所示，每一个象素250可以对应于三相邻的孔201，这些孔201对应于具有一个红、一个蓝和一个绿荧光点的三个荧光象素点。孔201在板200上的排列，可以被视为与显示器的一个单个象素相对应的一个大孔250，其中板200的每一个孔250具有两个分隔壁204，以将该孔分成三个较小的孔201—其每一个较小的孔都与象素的红、蓝或绿荧光点相匹配、重叠和对应。
分隔壁204减小或消除了同一象素的相邻荧光点之间的交扰，从而使显示器的彩色纯度得到了显著的改善。如图2A所示，分隔壁204是楔形的，而楔的薄端对着表面200a，以减小分隔壁投射在所显示的图象上的阴影。参见图2A和1A，从阴极101发出的电子将通过分隔器板200的后表面200b处的孔端部而进入孔201，并在这些孔的端部202出射。由于孔的端部202与其所对应的荧光和象素点相重叠和匹配，电子打到这些点上，从而使所寻址的适当的点发光以显示图象。
下面将结合图1A和2A来描述图1A的详细描述的整个分隔器设置。参见图1A，隔离器结构106和107每一个都包括一个网形结构，该结构可简单地由基本上平行的条所组成的第一阵列组成，而这些条刚性地连接到第二阵列的基本平行的条上，其中两组条彼此基本上垂直，从而在第一组的相邻的一对条和第二组中的另一对相邻的条之间限定了网眼。每一个网眼的面积最好大得能够包含若干个象素，从而使通过阴极和阳极而射向这些象素的电子通过这样的网，其中条不会阻挡所产生的大部分电子。
两个隔离器结构106、107和分隔器板108(图2A中的200)以这样的方式被叠置在一起，即该方式提供了对面和背板109、110的有力的刚性支撑。如图1A所示，分隔器板108(与图2A中的板200相同)壁250a(与图1A中的标号不一样)与结构107中形成条和结构106中的另一个条相对准，并沿着一条线与分隔器部件111相对准—该线基本上与面和背板相垂直且其中面板和背板基本上平行。以此方式，分隔器板108、结构106和107以及分隔器部件111的对准部分彼此和与面和背板相邻接，从而沿着与面板和背板垂直的一条线形成了对面板和背板的支撑。显然，结构106、107、板108和部件111可以包括不沿着与面板和背板垂直的线对准的其他的部分，且面板和背板不一定彼此平行；所有这些可能的配置都属于本发明的范围之内。借助对面和背板的这种刚性支撑，装置100的屏幕的面积可以很大，同时面和背板可以用较薄的玻璃制成。虽然面和背板较薄，但上述的分隔器设置仍然产生了机械上强有力的外壳结构—该结构在外壳被抽真空时适合于支撑显示器的大屏幕外壳。
为了减小显示器中不希望的阴影，通过与相邻象素之间的屏幕部分相对应的分隔器板108、结构106、107和部件111，设置了刚性支撑。在分隔器板200(108)的前表面200a处的楔204的厚度，小于或等于相邻象素点之间的间隔。为了构成非常大屏幕的电视机，为了简化制造，在通过将较小的板或结构设置在一个两维阵列中的同一平面中以形成较大的板或结构的过程中，分隔器板108和隔离器结构106、107可以从较小的板或结构制造。
图3A是阴极发光视频显示装置300的一部分的横截面图，用于说明本发明的替换实施例。图3B是图3A中的装置300的部分的顶视图。如图3A中所示，阴极301、三组栅电极302、303、304、阳极305被包围在面板309和背板310之间的一个腔中，如图3A所示。装置300还包括在结构上与图1A的分隔器板108类似的分隔器板308和在结构上与图1A的结构106、107类似的隔离器结构306、307。装置300还包括与图1A的部件111类似的分隔器装置311，其中部件311被沿着阴极301设置并以与图1A中的方式相同的方式与隔离器结构306、307和分隔器板308相连接，以为面和背板提供刚性支撑。装置300与图1A的装置100的不同之处，在于分隔器板308被置于第二组栅电极303(G2)与第三组栅电极304(G3)之间，而不是象在装置100中那样在第三组栅电极与阳极之间；相反地，隔离器结构307被设置在第三组栅电极与阳极之间。因此，如果第一、第二和第三组栅电极分别被设置在位于面板309和背板310的平面之间的第一、第二和第三平面上，则分隔器板108、308可以被设置在阳极的平面上或第三平面上，或者在第三与第二平面之间。较好地，面和背板基本上彼此平行。装置300与图1A的装置100的不同，还在于在装置300中，第一和第三组栅电极302、304基本上彼此平行，但基本上垂直于第二组栅电极303和阴极301。在图1A的装置100中，第一和第二组栅电极103、102则基本上彼此平行但基本上垂直于第三组栅电极104和阴极101。
如图3A所示，在结构307中的分隔器条较好还以基本上相同的角度渐细，以作为分隔器板308中的象素之间渐细的分割部件并与其相对准并具有如图3A中所示的宽度，从而使这些分隔器条和在分隔器板308中的孔之间的壁308a(类似于图2A中的壁250a)形成基本上平滑的渐细表面，以增大能够透过其的电子的数目并减小分隔器的设置所产生的暗区。象在装置100中那样，分隔器板308和隔离器结构306、307以及分隔器装置311都具有沿着与彼此邻接的面和背板相垂直的一条直线的至少一个部分和该面和背板，以当面和背板之间的腔被抽真空时提供对面和背板的刚性机械支撑。
图3C是四个象素350的示意图，这些象素每一个都包括三个荧光点351和它们各自的控制栅电极，这些栅电极用于控制这些象素的扫描和亮度。这里不是象在图2A中所示的那样有与对应于各个象素点的各个孔201相重叠的三条导线，而是组G2’、G2”和G2每一个都包括五条电连接到并重叠每一个象素点351(对应于图2A的每一个孔201)的导线，用于控制与这样的孔相重叠并匹配的象素点的亮度。如图3C所示，每一个象素的上半部分都由诸如线G131的一组扫描线所寻址，且下半部分由扫描线G132寻址。虽然象素350的上和下半部分可以通过将相同的电压加到两组导线G131、G132上而同时得到扫描，象素的这两半可以被单独地寻址并基本上象两个不同的象素那样得到处理，从而增大分辨率。
图3D是四个象素350’的示意图，每一个象素都包括四象素点352且用于扫描并控制这些象素352的亮度的控制栅极线，用于说明本发明的一个替换实施例。如图3D所示，四个象素350’每一个都包括一个红、一个蓝和两个绿象素点352。在此情况下，用于扫描这些象素的电极组应该使所有四个象素点都得到扫描，以使该象素提供所希望的正确发光。在采用图3D的方案的情况下，图1A、2A或3A中的分隔器板108、200或308中的每一个孔，都应该被两个基本垂直的分隔壁分割成四个更小的孔—这些孔与图3D中的各个象素350’的四个象素点352之一相对准和重叠。显然，也可以采用在象素中的象素点的其他设置和把对应于一个象素的每一个较大孔250分割成较小的、与这种象素点设置相匹配的孔，且这些设置都属于本发明的范围。
如图1A、3A所示，分隔器部件111、311分别比结构106、107和306、307中的条厚。为了减小隔离器结构106、107、306、307所产生的暗的阴影，与这些结构的条接近的栅电极的间隔，比远离这些条的栅电极的间隔小。由于相同的理由，加到离这些条较近的栅电极上的电势可以高于加到远离这些条的栅电极上的电势。这两个特征都倾向于使阴极产生的电子中的更多电子打到离条更近的象素点上，从而补偿了条在阻挡电子上的作用。
借助上述分隔器装置，面和背板可用厚度小于1mm的玻璃板制成。在这三组中的这些栅电极，可以用横截面尺寸大于约5微米的镀金的钨导线制成。图2A的孔201的大小大于约0.2毫米。虽然在图3C、3D中显示了多色的荧光，应该理解的是，也可以采用用于单色显示器的单色荧光，且这也属于本发明的范围。
所显示的图象的清晰度和分辨率，取决于三组栅电极和阴极灯丝的相对方向。以下描述的四种设置实现了可接受的分辨率和聚焦1.阴极灯丝被水平地设置，并基本上与第一和第二组栅电极G1、G2平行。第一和第二组栅电极G1、G2被用于行扫描。第三组栅电极G3与第一和第二组相垂直并被用于调节所扫描的象素点的亮度。
2.阴极灯丝被水平设置并基本上与第一和第三组栅电极G1、G3平行；第一和第三组栅电极G1、G3被用于行扫描。第二组栅电极G2基本上与第一和第三组的电极垂直并被用于调节cf象素点的亮度。
3.阴极灯丝被基本上沿着纵向地设置并基本上垂直于第一和第二组栅电极G1、G2；第一和第二组栅电极被用于行扫描。第三组栅电极G3基本上垂直于第一和第二组并被用于调节象素点的亮度。
4.阴极灯丝基本上沿着纵向地得到设置并基本上垂直于第一和第三组栅电极；第一和第三组栅电极G1、G3被用于行扫描。第二组cf栅电极G2基本上垂直于第一和第三组并被用于调节象素点亮度。
阴极灯丝较好地是沿着纵向设置，以减小下垂。第二和第四种电极设置—其中采用第一和第三组栅电极进行行扫描并用第二组栅电极调节象素点亮度—具有调节电压低、电流小、和驱动电路简单的优点。
图1A、3A中的装置100、300，可以通过只采用两组栅电极而不是三个—例如分别去掉第三组栅电极104、304，而得到简化。在此情况下，为了保持良好的分辨率和聚焦特性，第一组栅电极103、302与阴极灯丝相平行并按照以下方式设置1.阴极灯丝被水平地设置并基本上平行于第一组栅电极，其中第一组栅电极G1被用于行扫描。第二组栅电极102、303基本上垂直于第一组栅电极并被用于调节象素点亮度。
2.阴极灯丝被纵向地设置并平行于第一组栅电极，其中第一组栅电极G1被用于调节亮度。第二组栅电极G2基本垂直于第一组并被用于行扫描。
在上述实施例中，采用了不同的分隔器设置，以当面和背板所包围的腔被抽真空时为这些板提供机械支撑。这些分隔器设置某些情况下会成为阴极发射的电子的阻碍并在阴极发光视频显示器上造成暗区，而这是不希望的。为了减小甚至消除这种暗区，在阴极灯丝周围的电场得到改变，以使打到象素点上离分隔器元件较近的部分上的电子多于打到象素点上离这种分隔器元件较远的部分上的电子。
图4是图1A、3A的装置100、300的背部的横截面图，用于说明在所有三种在阴极灯丝周围的电场的情况下的一种这样的方案。在图4中，401是阴极灯丝。背板402的内表面有分成两组的导电层403和404。电极组403直接对着灯丝并因而与阴极灯丝相重叠；加到电极403上的电压与加到阴极灯丝401上的电压相同。电极404不与阴极401重叠。适当的电压被加到电极404上，从而使它们相对于阴极灯丝401和电极403处于高电势，从而使它们倾向于吸引灯丝401所发射的电子，从而使更多的电子打到阳极上离分隔器部件405较近位置处的荧光点上。在最佳实施例中，两组电极403、404都基本上平行于阴极灯丝401并有效地减小了分隔器部件405在也平行于阴极灯丝的分隔器条106、107、306、307处的存在所造成的阴影。
设置在分隔器部件405两侧的另一组电极406，也被置于相对于阴极灯丝401来说较高的电势，以进一步吸引阴极灯丝所发射的电子并使它们沿着更接近分隔器部件405的方向行进，从而减小分隔器部件所造成的阴影。
包括电极407、408的第一组电极，也以这样的间隔分开，以使更多的电子更接近分隔器部件406地行进。这通过使栅极导线408在接近分隔器部件的位置处具有比在远离分隔器部件的位置处更近的间隔，而实现的。如图4所示，这是通过适当地定位栅电极从而使电极408比电极407彼此更为接近，而得到显示的。
减小分隔器部件406所造成的阴影的另一种技术，是施加电压而使栅电极408处于比栅电极407更高的电势。这最后描述的涉及栅电极的方法，也可以用来减小与阴极灯丝401相交的分隔器条所造成的阴影，其方式是通过使与这种条平行的栅电极在接近这种分隔器条的位置处比在远离这种分隔器条的位置处具有更近的间隔，和/或通过使加到接近分隔器条的栅电极上的电压比加到远离分隔器条的栅电极上的电压更高。
以上的描述基本上是取自专利申请08/070,343号的。
下面从图5A开始给出对本申请所独特具有的整体多电极及其处理方法的描述。这种简化电极结构的关键特征包括(1)在隔离的腔中只有一个隔离器结构，从而减少了装置组装期间的复杂的对准；(2)隔离器结构与阳极板相接触，以消除壁充电效应；(3)采用了薄的分隔壁来分离射向三象素点的电子，从而消除三种颜色之间的交扰，从而增加显示装置的颜色的纯度；(4)在薄分隔壁的内表面上直接淀积了薄导电膜，以即使在阳极被保持在高电压的情况下也提供低操作电压范围；(5)在阴极附近设置了电子成形电极，以提供来自灯丝的均匀电子发射，从而提高亮度均匀性；(6)只采用一个隔离器结构，以提供方便的大规模生产，因为多电极能够通过具有自对准特征的步骤来制造，从而减少了装置组装中的复杂对准程序；(7)采用具有柱阵列—它同时起着对准调节标志和加强的作用—的背板，使得大面积的薄玻璃板能够承受全部大气压差。虽然以上特征能够被有利地用在同一装置中，这些特征的每一个都可以独立于其他特征地得到利用。在EFD装置多电极结构设计中所作的所有这些改进，使得能够采用目前可获得的低成本制造过程来制造大面积EFD显示装置(40英寸以上)。
参见图5A，其中显示了该阴极发光装置的最佳实施例。图5A是装置500的横截面图，而装置500具有单件核心多电极结构502，即整体或单元隔离器结构502。该实施例包括面板504和背板506以及可选的侧壁(未显示)—它们形成了一个外壳，而该外壳在腔508中包围了一或多个阴极512、两组栅电极G1和G2，其中G2优选地是被淀积在隔离器结构的支撑和/或分离分隔部分的内壁上。换言之，隔离器结构502上带有孔，其中G2被淀积在这些孔的内表面上。这些电极和部件都被封闭在腔508中并处于装置的周边或侧壁上，以形成平面真空装置。该装置由板的周边所包围的腔被抽真空，从而使阴极产生的电子能够按照以下所述的方式自由地向着阳极行进。
如图5A所示，隔离器结构502被刚性和牢固地连接(即附在)在两组栅电极G1和G2上。结构502包括支撑壁502a和分隔壁502b以及在栅电极组G1和栅电极组G2之间的分离分隔器502c。使一或多个阴极灯丝512中的每一个都在腔508中产生电子。随后适当的电压被加到栅电极G1、G2上，以将这些电子引向设置在阳极516的顶部上的荧光层514上的适当荧光点。在图5A所示的方案中，加在栅电极组G1上的电压被用来进行扫描，而加在栅电极G2上的电压被用来进行电子聚焦，以借助以下结合图6所描述的具有适当厚度的层1和适当的电压，来获得高分辨率。因此，借助加到G2、G1上的适当电压和层1的适当厚度—较好地是在1.0至30mm范围内的厚度，通过结构502上的孔并通过覆在该孔的内表面上的一个G2电极(诸如覆在孔的表面上的矩形环形G2)的电子将使通过其的电子被聚焦到重叠的象素点上。这种聚焦作用在图5A中得到显示。因此，该G2电极较好地还具有约0.2至30mm之间的厚度(即垂直于阳极的尺寸)。除了矩形之外，在结构502和G2电极上的孔，根据尺寸和所加的电压，还可以具有椭圆、圆形、正方形、六角形、八角形或其他多边形的形状，以得到有效的聚焦机制。加到G2上的电压也被用来控制三种颜色红、绿和蓝的亮度。在图5A所示的例子中，在需要使荧光层上的绿象素点514a发光的情况下，加到在支撑和分隔壁上的栅电极G2的电势是这样的—即使得来自电子云的电子被聚焦在两个分隔壁之间以飞向荧光点514a。
图5B是阴极发光视频显示装置或EFD的一部分的横截面图，用于说明采用与图5A的结构略微不同的简化电子结构的装置的一个替换实施例。图5B的装置500’与图5A的装置500的不同之处，只在于装置500’的分隔壁502b’具有渐细或楔形的横截面，而不是象图5A的装置500的分隔壁502b的正方形或矩形横截面。这种渐细分隔壁可以通过附上相应的、由与图6中的层类似的两个层构成的渐细分隔部分而形成。在图12中显示了装置500的部分切去立体图。
参见图6，图5A所示的最佳实施例中的隔离器结构的分隔器板部分包括两层。顶层(层1)可以用金属板或箔基底模板522制成，该模板522上有被分隔部分所分隔的孔，而这些分隔部分可以用若干方式形成—包括借助光刻掩膜的化学侵蚀、冲压成形和电成形。可以借助各种涂覆处理，诸如但不限于浸渍涂覆和蒸发覆技术，在金属模板522上覆盖一层绝缘材料524。或者，层1可以用玻璃或陶瓷材料制成，在此情况下不需要用绝缘材料对其进行涂覆。隔离器结构的支撑模板(层2)可以用玻璃或陶瓷制成，且可以用若干种处理技术形成开口阵列—这些技术例如但不限于喷砂、超声加工和化学侵蚀。用于隔离器结构(层2)的玻璃或陶瓷材料，可以得到适当的选择，以使其具有适当的体电阻，以减小充电效应。以此方式，就完全消除了通常采用的用高电阻覆层覆盖绝缘材料的昂贵的涂覆处理。诸如借助粘合剂，这两层附着或牢固地接合在一起，以形成作为单件核心多电极隔离器结构502的一部分的分隔器板。如图5A、6所示，层1具有较厚的部分—这些部分与层2的较厚的部分相匹配，其中这些较厚的部分接合在一起而形成图5A的隔离器结构的支撑壁502a，而层1的较薄的分隔部分形成了隔离器结构的分隔壁502b。栅电极G2是淀积在层1中的孔的内表面上的导电层。
阴极512形成了一组基本上平行的直接加热氧化物覆盖的灯丝，这些灯丝以短的段的形式被设置在背板上，而该背板具有支撑柱阵列和导电膜图案。同样，也可以采用其他技术来形成阴极，且这些技术都属于本发明的范围。在装置500较小(例如4英寸)的情况下，在边缘以外的地方在面和背板之间不需要支撑。然而，对于较大的装置，诸如大到41英寸或更大的装置，采用了在背板上的支撑柱或柱530的阵列，以在大型装置结构被抽真空时对其进行加强。在最佳实施例中，这些柱被附在隔离器结构上，但其覆盖面积不超过隔离器结构或板的有效(如下面所描述的)面积的30％。采用了在背板上的一个导电膜，而该导电膜的形状具有特定的电极图案—诸如与阴极灯丝512相平行的长条532的形式，以通过调整从阴极向着阳极行进的电子的路径，来增强从灯丝发射并向着观看方向行进的电子的均匀性；且该导电膜在下面也被称为电子成形电极。
灯丝被设置成多个短的段，以减小操作期间的振动和下垂—特别是在大面积显示装置中。图5A显示了灯丝、背电极和柱阵列中的一个柱在背板上的设置。在以下描述的图8B、图10A中，电子成形电极的图案得到了更为详细的显示。
在图5A的最佳实施例中，只采用了一个单件芯多电极结构，从而消除了EFD装置的组装过程中众多复杂的对准和隔离器结构放置步骤。在隔离器结构上的电极G2上，被蒸发出一个薄膜或有选择地镀上适当的金属。如此地设置在刚性隔离金属模板上的栅电极，使得不需要采用固定器来减小大型装置的运动所引起的振动的幅度。在分隔器板上的第一组栅电极G1与第二组电极G2之间，有分离分隔器—这些分离分隔器可以直接被制成在隔离器结构502的分隔器板部分的层1上。借助混合在高温粘合剂中的尺寸可控玻璃珠，形成了分离隔离器结构502c。采用这种制造技术，使得能够对大面积显示器的G1和G2之间的分隔器分隔进行精确的控制。
G1栅电极，可以借助例如化学侵蚀、电成形和精细节距屏幕印刷，而被形成图案。为了便于控制通过装置的电子路径，必须精确地限定两组栅电极G1和G2之间的间隔。G1和G2电极之间的精确间隔，是通过将高温粘合剂混合物加到G1栅电极网眼上而形成的，且所产生的G1栅电极组件随后通过固化而被牢固地附在在隔离器结构上，从而形成本最佳实施例中的单件芯多电极结构502。因而单件芯多电极结构的形成消除了多个分隔器的使用以及在电子荧光显示装置的组装中的众多精确的对准步骤。消除了某些关键的组装步骤，使得能够低成本地制造非常大面积的显示器。
在面板的内表面上的是阳极—它包括具有三种低电压基色(R、B、G)阴极发光荧光点的导电膜层以及在荧光点之间以增加各个彩色象素的对比度的黑矩阵层。在阳极和阴极之间，是用于控制电子路径的单件芯多电极结构502。该隔离器结构上有孔的阵列，其中这些孔与荧光点和阳极重叠并匹配。在这种设置中，隔离器结构中的每一个孔都对应于构成象素的少数个预定组象素点，并具有与该象素基本相同的尺寸和形状，从而使其位置与其所对应的象素的位置相匹配，从而使来自阴极的电子可以通过这样的孔而到达象素中—而不是围绕该象素的黑矩阵分隔层中—的相应点的任何部分。因此，如图5A所示，在支撑壁502a之间的结构中的孔，与具有象素点514a、514b的象素相匹配。分隔壁502b将结构502中的这样的孔分成较小的孔—它们每一个当沿着观看方向504看时都与一个相应的象素点相匹配或重叠。
控制栅电极G2被直接淀积在金属形成层1上的绝缘覆层上。较好地，图6中的具有被薄壁所分隔的多个室的绝缘支撑层2是，采用图案产生处理和空气研磨技术的结合，而用高电阻材料制成的。以此方式，完全消除了由于采用光敏玻璃陶瓷而加上的对总尺寸的限制，从而能够制造大面积显示装置。
背板506的内表面具有支撑柱530的阵列，用于固定栅电极G1，并用于加强大面积显示装置，并具有电子成形电极532，以改善显示器的亮度均匀性。该大面积装置的周边与一个印刷电路板(未显示)相连，而阴极、阳极和两组栅电极的输入和输出引线被连接到电源和驱动电子线路(未显示)。图7和图8A及8B的横截面图，其中更清晰地显示了在背板上的柱530。
当电源将电流提供给阴极时，灯丝被加热而发射电子。这非常不同于多CRT型显示装置，因为灯丝没有产生电子束。在CRT装置中，电子被聚焦到或通过小孔以形成一束，且该束随后借助偏转电极而得到偏转。
参见图9A，阴极灯丝512位于阴极平面C上，且电子所打到的阳极表面位于一个阳极平面A上，且离阴极平面比栅电极G2近的栅电极G1位于栅极平面G上。在最佳实施例中，三个平面A、G、C是基本上平行的。如图9A所示，由于电子的彼此排斥，一旦它们从灯丝512被发射出来，它们倾向沿着所有方向散开。在CRT装置中，试图把电子聚焦或集中到沿着多少垂直于阳极的一个窄束中。与此相对比地，在本发明的阴极发光装置中，在通过将适当的电势加到阴极灯丝、两组栅电极以及阳极上而使电子向着阳极行进之前，允许电子沿着所有方向(包括不垂直于平面A的横向方向)散开。这些电子路径在图9A中用线550表示。为了简单，在图9A中省略了隔离器结构502。如图5A、9A所示，从阴极灯丝512至阳极516的电子路径只受到两组栅电极和隔离器结构502的阻挡。除了这种阻挡之外，电子可以在腔508中自由地散开，特别是在背板506与平面G之间的空间里。当电子接近平面G时，栅电极和阳极上的电势对这些电子的影响，将使它们向着阳极加速，如路径550所示。在最佳实施例中，阴极灯丝C平面至最近的栅极平面G的距离至少是阴极平面C与阳极平面A之间的距离的5％。特别是在还采用了电子成形电极以有助于电子的横向散开(如图10A所示)的情况下，这将保证灯丝所发射的电子，在其向着阳极得到加速之前，沿着与平面A平面或成小的角度的横向方向得到适当散开，从而实现均匀亮度的显示。如图9A所示，如果两个相邻的阴极灯丝分开了显著的距离，阳极的部分554和从观看方向540看与在这两个灯丝之间一半的区域相重叠的荧光部分将接收不到几个电子，因而其发光强度将低于沿着观看方向540看与两个灯丝相重叠的部分552的发光强度，如图9A所示。图9B是图9A中的显示器的部分的亮度的图形显示，其中显示了图9A的平面A上的亮度。因此，如图9A、9B所示，显示器的亮度在直接与阴极灯丝重叠的位置552达到最大值B1，且在与两个相邻灯丝之间的一半相重叠的区554达到最小值B2。因此，与CRT装置相比，图9A、9B中显示的EFD装置的优点，在于灯丝512所产生的大部分电子都直接飞向阳极和用于发光的荧光部分，而不是象在CRT装置中那样只有一小部分所产生的电子。因此在某些CRT装置中，为了形成窄横截面的电子束，使灯丝产生的电子通过具有小孔的分隔器。这样，灯丝所产生的大部分电子被损失了，且只有小部分将通过这些孔。在本申请的发明中，使隔离器结构上的孔的尺寸尽可能地大，以增大能够从阴极到达阳极的电子的百分比。在最佳实施例中，阻挡电子通过的隔离器结构或板只占分隔器板的有效区域的不到80％。换言之，该装置的渗透系数大于20％。在此方面，分隔器板的有效区域被定义为当全范围的寻址和扫描电势被加到阴极、阳极和栅电极上时电子能够通过而从阴极到达阳极的孔的分布面积。换言之，如果显示装置在刚好具有没有阴极或栅电极或分隔器上的允许电子通过的孔的区域，则这种区域将不是分隔器板的有效区域的一部分。换言之，隔离器结构或板的有效区域被定义为其上分布有通孔的区域—其中当适当的电势被加到阳极、阴极和栅电极上时来自阴极灯丝所发射的电子云的电子能够通过这些通孔。
为了进一步减小对阴极所发射的电子的横向散开的阻挡，使柱530的数目最少。如上所述，屏幕小于4英寸的装置不需要柱。对于较大的装置，只需要间隔在约1至100mm的柱，因而对于41英寸屏幕的装置，就需要柱以抵抗大气压，因为腔508中是高度的真空。
如上图9A、9B所示，在相邻的阴极灯丝512分开显著的距离时，与相邻灯丝之间的间隔对应的阳极区域所发的光会小于其他的区域。这可以通过增大阴极灯丝的密度来补偿。但增大灯丝密度会具有增大装置电流因而增大总功率消耗的不利效果。借助图10A、10B中所示的方案中的电子成形电极，就能够在不增大功率消耗的情况下改善亮度均匀性。图10A显示了与图9A的结构类似的EFD结构，只是背电极是导电膜—它构成了与阴极灯丝平行的平面细长条阵列的图案。
图10A是装置500的一部分的横截面图，其中隔离器结构被省略了以使该图得到简化，其中背电极是一层平行长条的形式的—该背电极形成了与阴极灯丝512平行的一个阵列。如图10A所示，某些电子成形电极562、566比其他排列的电子成形电极564宽，从而使每一对相邻的较宽的电极562、566被一个较窄的电极564所分隔，且反之也是一样。如图10A所示，阴极灯丝512与主电极562重叠。电极566也与在相邻灯丝512中间的空间重叠。各个灯丝512对应于一组电子成形电极—诸如组570(包括与这种灯丝重叠的主电极562、在这种主电极旁边的两个窄电极564和与这两个电极564紧密相邻的两个电极566)，而在该组电子成形电极上加有电势以影响从相应的阴极灯丝向着阳极行进的电子的路径。如图10A所示，一个电压V0被加在当沿着观看方向540看时与相应的灯丝直接重叠的主电子成形电极562上，而这种电极限定了组的主电极。电势V1、V2分别被加到与该主电极紧密相邻的两对电极564、566上，如图10A所示。在最佳实施例中，V2是比V1更高的电势，而V1又高于V0。以此方式，从灯丝512发射的电子以横向方向或沿着与平面A平行或成小的角度的方向得到吸引，从而增大了平面G与背板之间的腔508的一部分中的电子云的横向散开。这增大出现在两个相邻灯丝512之间的中间处的电子密度，因而增大了到达与两个相邻灯丝之间的中间处的空间相重叠的阳极部分554’上的电子的密度。因而这增大了显示器的亮度均匀度。这在图10A中用比图9A中的路径550的间隔更为均匀的电子路径550’的间隔来表示。图10B是图10A中的显示器沿着阳极平面A的亮度的图形。如图10B所示，在与灯丝直接重叠的阳极部分552’处的亮度，只是略微大于与两个相邻灯丝之间的中间空间相重叠的部分554’处的亮度。
电子当向着阳极行进时的路径，受到加到两组栅电极G1和G2上的电压的调节，从而使到达适当的象素处的各个荧光点的电子得到寻址或扫描，以显示彩色图象。
如上所述，在传统的CRT系统中，电噪声和偏离的电子经常使与所寻址的象素相邻的象素发光，从而造成交扰和显示装置性能的下降。已经采用了一种分隔器板来减小交扰。这种分隔器板较好地是用诸如康宁光敏(Corning Fotoform)玻璃的感光玻璃陶瓷材料制成。然而，对于大面积显示器，采用感光玻璃—陶瓷材料受到材料的尺寸选择和可获得性的限制。在采用单件芯多电极结构的最佳实施例中，通过图15的基底704(图6中的层1)的所有孔的内表面上淀积或镀上薄的导电膜G2，以为聚焦电子而使其直接打到发光装置上的适当的象素点上，并使隔离器结构与阳极板相接触，以及通过增大高电压阳极板与控制栅电极之间的距离，而减小了交扰。
借助上述单件芯多电极隔离器结构502或502’，面和背板可以用厚度小于3mm的大型玻璃板制成。具有尺寸在约0.05至5mm但较好地是在0.1至0.2mm的范围内的孔阵列的大面积分隔器板，可以用高电阻材料并利用光刻和空气研磨喷射和/或超声加工技术而制成。栅电极G2因而在与阳极板平行的平面中也具有与分隔器板上的孔阵列的大小类似的大小。栅电极G2，可以用诸如铝、镍和钨的薄导电材料或者借助选择淀积技术，而被形成在分隔壁的内表面上，以限定栅电极图案。该单件芯多电极结构组件，可以通过借助专门设计的对准固定器和工具来结合单独的子组件，而高精度地得到形成。
该大面积EFD平面电视包括以下子组件(1)阳极板子组件；(2)阴极板子组件；以及(3)G1-G2芯子组件。阳极板是用带有诸如氧化锡铟ITO的导电膜的背面板制成的。在围绕荧光部分的选定区域中采用黑的玻璃熔接，以改善对比度。随后，将三基色红、绿和蓝荧光点加到玻璃板上。这样，该阳极板就可以用于最后的组装了。阳极板的对准控制是利用精确的光刻处理以确定黑玻璃熔料和荧光点的图案而实现的。阴极板是用带有柱阵列并覆有ITO的玻璃基底制成的。电子成形电极是通过在ITO膜上形成图案而制成的。在形成了电子成形电极之后，把玻璃封闭熔料加到选定区域以进行灯丝支撑设置，并加到板的周边上以进行装置封闭。此时，将吸气剂材料装到吸气剂口中，以进行随后的烧瓶。最后，灯丝被装到灯丝支撑部分上—诸如在背板的周边上的支撑部分(未显示)，以完成阴极子组件。G1-G2芯电极结构是由两个部件构成的，即分隔器板和栅电极G1。分隔器板可以用玻璃—陶瓷材料并采用各种微加工技术而制成，或者可以用覆有具有具体的不同电阻的绝缘材料以消除壁充电效应的金属模板制成。这种材料可以借助各种形式的涂覆技术—诸如蒸发、浸渍涂覆等等而被加到金属模板上。
最后组装处理流程涉及采用各种对准固定装置，以防止各种组件在大面积EFD装置的高温封装期间发生位移。首先，阳极板被装到一个对准固定装置上，而G1-G2芯子组件在对准固定装置上得到适当的对准。最后，使阴极子组件与芯子组件适当地对准。显而易见的是，在该最佳实施例中，由于所有的子组件都在最后组装之前借助最佳实施例中的对准板而得到了适当的对准，这种组装处理得到了简化。
将会看到，本发明的单件芯多电极结构能够被用来制造非常大面积的EFD装置，而没有多数大面积显示器制造技术中所遇到的问题。还会看到，该单件多电极结构设计使得能够制成延伸到玻璃熔料区域之外的金属导电器。这意味着这些电极能够与外界的驱动电路直接接触，而不需要焊接各个扫描电极的复杂程序。
参见图5A和6，层1和2的总厚度较好地是在1-30mm的范围之内，且分离分隔器502c的厚度较好地是在0.1-5mm的量级，从而使结构502的厚度可以处于约1至30mm的范围之内。参见图9A，在最佳实施例中，阴极平面C与两个栅极平面G中较接近的一个之间的距离在0.5-20mm的量级。在面和背板的厚度在0.5-10mm的范围内，且阴极平面C与背电极之间的距离在0.3-5mm的量级的情况下，装置500的总厚度在4至40mm的量级。图10A中的V0与V2之间的电势差具有0-500伏特的量级，但较好地是从0至80伏特。相邻阴极灯丝之间的间隔较好地是在1-132mm的量级。阴极平面C与阳极平面A处于4-35mm的范围。阳极工作在1-20kV的电压下，较好的范围是1-12kV。阴极的工作电压较好地是低于100伏特和栅电极G1、G2的工作电压较好地是低于200伏特，其通常的范围为50-100伏特。较好地，象素点514a-514c每一个的宽度都小于0.3mm。支撑壁502a通常的宽度为0.1-0.3mm，且分隔壁502b通常的厚度约0.06-0.12mm，且在相邻的一对分隔壁502b之间和分隔壁502b与相邻的支撑壁502a之间的孔处于0.1mm的量级。支撑壁502a和图5B中渐细的分隔壁较好地是具有3度的渐细角。象素的总宽度在1.3mm或更小的量级，而黑矩阵部分通常分别具有0.15和0.08mm的宽度。图6中的层2较好地是用体电阻在108-1014Ω-cm范围中的材料制成。其中图6中的层1覆有介电材料，这种材料可以从以下材料中选出玻璃粉末混合物、聚酰胺和硅氧烷。
现在结合图11来详细描述装置500、500’的组装过程。首先，在金属箔上蚀刻出孔的图案，以形成图6中的层1的内金属框架。所产生的结构随后被覆上一个绝缘层，以形成图6的层1。在采用玻璃或陶瓷材料来代替金属箔或模板的情况下，当然省略涂覆步骤。在层1结构的孔的内表面的适当或选定的部分上，淀积有导电材料薄或厚膜，以形成一组栅电极G2。在一个材料层上形成孔的图案并随后覆上一种高电阻材料，以形成图6的层2。层1和2紧密地接合或附在一起，诸如通过利用粘合剂，从而使它们的支撑部分以图6所示的方式对准。这种和其他的处理在图11中得到了说明，其中在框600中显示了制造分隔器板的过程。栅电极组G1如图11的框602所示地得到形成。一种热塑覆层被叠置在金属箔上。该箔随后被附在支撑板上，且在覆层和箔上蚀刻出一个图案，以形成栅电极组G1。随后参照图11中的框604中的步骤组装隔离器结构。首先，包含诸如玻璃珠的分隔器材料的高温粘合剂混合物的糊状物，被加到分隔器板上。随后，借助支撑板，栅电极组G1借助该热塑覆层被附在到在分隔器板顶部的该高温粘合剂混合物上。该粘合剂混合物得到固化以牢固地把电极G1附在分隔器板上。随后借助本领域的技术人员所已知的处理—诸如通过在高温下把该热塑材料烧成灰烬，而除去用于栅电极组G1的该支撑板。阳极和阴极板用上述过程(框606、608)形成。形成在层1和2上的孔的图案是这样的，即与阳极板上的象素点的大小相匹配，且在金属箔上蚀刻出该图案以形成栅电极G1，从而使电极G1的密度与阳极板上的荧光点的密度相匹配。当栅电极G1被附在分隔器板上时，它得到了对准，从而使两组栅电极G1、G2之间的交汇点当沿着一个观看方向看时与阳极板上的象素点相重叠。当随后把借助框600、602和604的步骤制成的单件整体隔离器结构与阳极和阴极板组装在一起时，这可以通过把单件隔离器结构与阳极板上的象素点相对准并使装在灯丝支撑部分(在该图中未显示)的阴极灯丝与栅电极和象素点相匹配，而简单地得到进行。面和背板(阳极和阴极板)随后被连接到任何可选的侧壁上，或者简单地彼此相连，以形成外壳，且腔508随后被抽真空(框610)以形成阴极发光装置。
图13是图5A的装置的一部分的部分横截面图和部分示意图，用于说明本发明的最佳实施例。图13显示了一种阴极发光装置的特别有利的配置。在具有380行象素点的显示装置中，如果控制电路独立地控制每一行象素点的寻址和扫描，这种电路将一定是复杂和高成本的。图13的显示器设计大大地简化了这种控制电路。虽然在图13中只显示了两个阴极，应该理解的是这只是装置500的一部分，且图13的结构沿着横向得到重复，从而包括了总共24个用于发射电子以寻址480行象素点的阴极灯丝512。如图13所示，每一个阴极灯丝512都具有相应的网状电极—它们被集体地标为G0。一般地，如果采用了总数为N个的阴极灯丝，将有总共N个网状电极G0，每一个都对应于并包围一个阴极灯丝。因此，如果阴极灯丝被标为C(1)至C(N)，则网状电极可以相应地被标为G0(1)至G0(N)。如果采用了24个元件，N将为24。在图13中只显示了两个阴极灯丝C(j)，C(j+1)，其中j从1至23，因为显示了具有两个阴极灯丝的装置500的两个部分。
在最佳实施例中，当装置500的电力接通时，阴极灯丝512连续地发射电子，但这些电子只在一定的时间被允许通过围绕这些阴极灯丝的网状电极，该时间取决于阴极灯丝和它们所包围的相应网状电极的相对电势。如果网状电极处于比它所包围的阴极灯丝更负的电势，则这种发射的电子将不能通过网状电极并被限制在灯丝的附近。
每一个阴极灯丝512都发射能够飞向20行象素点中的任何一个的电子。如上所述，每一个栅电极G1当沿着图5A中的观看方向540看显示装置时都与一行象素点相重叠。因而为了扫描和寻址480行象素点，应该采用480个栅电极G1。每一个阴极灯丝都被用来发射电子以扫描和寻址20行象素点。因而每一个阴极灯丝、包围它的相应的网状电极、以及相应的一组20个栅电极G1，都被用来扫描和寻址相应的20行象素点。如图13中所示，阴极C(j)、其相应的网状电极G0(j)和20个栅电极G1(j)(i)—其中i从1至20，都被用来控制对当沿着如图5A所示的观看方向540看时在空间上与栅电极G1(j)(i)相重叠的20行象素点的寻址和扫描。
为了简化用于寻址480行象素点的控制电路，24组中的每一组在空间上对应的栅电极都一起电连接到20条扫描线路中的一条上，如图13所示。换言之，所有的24个栅电极G1(1)(i)、G1(2)(i)……，G1(24)(i)都一同电连接到第i条扫描线路上，其中i从1至20。扫描或寻址电势如图14所示。
在图14中，用于扫描或寻址所有480行象素点的完整的循环被分成24个子循环。在每一个子循环中，电势都被加到阴极灯丝和它们相应的网状电极上，从而只允许24个阴极灯丝中的一个所发射的电子穿过其相应的网状电极而到达荧光表面以寻址一行象素点。例如，如果所有的阴极灯丝都处于地或略微正的电势，则除了一个以外的所有网状电极都处于地或略微负的电势，且这一个例外是处于一个正电势V伏特，从而使只由处于V伏特的这种网状电极所包围的灯丝所发射的电子被允许通过而到达荧光表面。
因此，在第一个子循环中，包围第一阴极灯丝C(1)的网状电极处于V伏特，而其他23个网状电极都处于地或略微负的电势，从而使得只有C(1)所发射的电子可以通过而到达荧光表面。在第一子循环中，按照时间序列的扫描脉冲VG11至VG120在时刻t1至t20被依次加到图13的20条扫描线路1至20上，从而使阴极灯丝C(1)所发射的电子在这样的子循环期间依次扫描或寻址行1至20的象素点。这些行当沿着观看方向540看时与栅电极G1(1)(1)至G(1)(20)相重叠。如图14所示，在下一个子循环期间，包围阴极灯丝C(2)的网状电极处于V伏特，而其他的23个网状电极处于地或略微负的电势，从而使得只有C(2)所发射的电子被允许通过而到达荧光表面。在第二子循环期间，按照时间顺序的20个扫描脉冲VG11至VG120被依次在时刻t1至t20加到图13的扫描线路1至20上，从而使阴极灯丝C(2)所发射的电子在这种子循环期间依次扫描或寻址行21至40的象素点。这些行当沿着观看方向540看时与栅电极G1(2)(1)至G(2)(20)相重叠。这种过程随后对于其余的22组阴极灯丝C(j)、网状电极G)(j)和栅电极组G1(j)(i)而得到重复，其中j从3至24，且i从1至20。
图13的配置的特别有利之处，在于网状电极G0具有适当的形状，而使得电子沿着垂直于观看方向540的方向得到了比没有采用这种网状电极的情况下更为广阔的横向散开，从而使每一个阴极灯丝所发射的电子能够被用来对比在其他情况下数目更多的象素点进行寻址。在图13的实施例中，每一个阴极灯丝都被用来发射电子以对20行象素点进行寻址，从而只需要24个阴极灯丝就能够寻址总共480行象素点，从而大大地简化了控制电路。在背板和在长条分隔器或支撑柱530上的电子成形电极532，在使阴极灯丝所产生的电子沿着横向散开以覆盖更大的显示器面积从而改善飞向荧光表面的电子的均匀性和增大灯丝间距从而只需要少量的灯丝方面，也是重要的。阴极灯丝较好地是以特定的节距设置的、覆有碱金属氧化物的、用于产生电子的钨丝。
以上的配置在栅电极G1和阴极灯丝的平面之间有足够的分离，以使电子在飞至荧光表面上的象素点之前有沿着横向方向散开的时间。借助上述的受控驱动方案，只需要两个集成电路。上述配置具有以下优点1.在平坦的大面积上的电子的均匀分布；
2.用于覆盖大面积显示器的电子散开；3.用在阴极结构中的灯丝总数的减小；4.由于灯丝减少而导致的功率消耗的下降；5.容易进行大规模生产；以及6.简单和低成本的集成扫描电路。
列电极的制作在传统的微电子制造中，采用了光刻工艺。然而，这种工艺通常只适合于应用传统光刻胶处理的平面表面。对于具有三维特征的电极结构，限定具有少量缺陷的光刻胶图案是困难的。
上述的困难，借助双重光刻胶剥离处理而得到了解决，而这种处理对于栅电极(特别是基底面积大于20英寸尺寸的)的高产量是关键的。该制造过程在图15中得到显示，该图显示了一个流程图，用于在图5A的隔离器结构502上制造列电极G2。如图15所示，在一个基底704上涂覆了感光聚合材料(例如聚二甲基戊二酰亚胺或PMGI)，该材料能够经历借助深紫外线(UV)曝光的光解处理以减小光敏性并增大碱可溶性。在此方面，深UV曝光的意思是将该覆层暴露于短波长的紫外线，诸如波长在240至260nm范围的紫外线。该覆层被暴露于深紫外线，直到整个覆层的厚度都得到光解。这种深曝光的优点，是为聚合覆层的光解提供了更大的处理幅度。与此相对比的是，多数成象光刻胶不具有宽的曝光幅度，且厚度均匀性对于高产量的光刻胶处理是关键的。
借助表面上的这种UV光解聚合覆层，可以在厚度得到良好的控制的情况下，把成象光刻胶加到部件上。这种厚度控制对于高产量的列电极图案形成处理是重要的，因为成象光刻胶的曝光需要得到良好的控制。光解过的、在下面的聚合覆层在碱显影剂中具有比成象光刻胶更快的蚀刻速率。当顶部的成象光刻胶在碱性显影剂中得到显影时，产生了蘑菇状的双层光刻胶形状。借助这种特殊的形状，光刻胶能够在薄膜淀积之后被方便地剥离，因为双层光刻胶没有得到完全的覆盖。采用对于非平面部件的双层剥离处理来制造列电极，具有以下的优点*在剥离处理中采用了有机溶剂，从而不用采用腐蚀性的化学品—它对于下面的基底是有害的
*能够更好地选择用作导电列电极的金属*蘑菇双层光刻胶形状的形成，使得光刻胶容易被剥离*光刻胶处理的产量较高，因为可以容忍成象光刻胶中的针孔*光刻胶缺陷比损坏的基底更容易得到修复在以上述方式淀积了列电极G2以形成完整的隔离器结构502之后—其中只有分隔壁部分502b在图15中得到显示，底表面704a随后被用来支撑分隔器502c和以上结合图5A、5B和11所描述的第一组栅电极G1。或者，上述的包含电极G1、G2的复合刚性单件隔离器结构，可以在不在分隔器502c中使用玻璃珠的情况下得到实现。这在图16中被显示在一种替换的双层剥离光刻胶处理中。
图16的处理与图15的类似，只是在图15的处理中基底层704的底面704a倚靠在一个支撑表面上，从而使它没有被PMGI所覆盖、暴露于UV、被成象光刻胶所覆盖或在溅射处理中被金属所覆盖。在图16的处理中，底表面704a被成象光刻胶所覆盖并得到曝光和显影。图16的处理与图15的处理相比的净效果，是在底表面704a附近的侧表面上的一个小区域704b没有在溅射处理期间被金属所覆盖。这是由于掩膜710略微大于表面704a，从而使区域704b没有在光刻处理中受到暴光且因而在溅射处理期间得到了覆盖。
图16的处理所产生的隔离器结构502’，以如图17所示的方式得到使用，以形成包含电极G1、G2的改进的隔离器结构。首先在由图16的处理所产生的隔离器结构502’的表面704a上淀积一个绝缘层。随后把G1电极连同支撑结构一起附在该绝缘层上。由于列电极G2现在没有一直延伸到表面704a上，而是与其分开了一个间隙—其尺寸等于区域704b的宽度，因而两组栅电极G1、G2之间发生短路的机会被大大地减小了，从而使生产过程更为可靠。如果基底材料704的表面是电流绝缘的，额外的绝缘层实际上可以得到省略，从而进一步降低了生产成本。
在采用分隔器部件的阴极发光显示装置中，一个经常遇到的问题被称为“洗衣板”效应，其中分隔器的部件会阻挡电子的通过，从而在显示器上产生交替的较亮和暗的区域，从而造成洗衣板的视觉印象。这种效应当然是不希望的。本发明的另一个方面，涉及到减小这种“洗衣板”效应的阴极发光显示装置。
图18A显示了一种产生“洗衣板”效应的隔离器结构。12个矩形框752是荧光长条—它们分别被标为R、G、B并用于发射红、绿和蓝光。每一个荧光长条都包含若干个象素点。如图18A所示，采用了单个的灯丝512来发射电子，以对每一个荧光条752上的所有象素点进行寻址。带有分隔壁754的隔离器结构可以产生交替的较亮和较暗的长形区域—也称为“洗衣板”效应。这种效应在图19A中得到了更清楚的显示，该图是沿着图18A中的线19A-19A的横截面图。
如图19A所示，在灯丝512发射电子—这些电子在它们飞到条752上的荧光点之前按照沿着横向方向散开的轨迹760行进—的同时，分隔壁754的作用是使荧光条的某些区域比其他区域暗。因而如图19A所示，区域752a处于分隔壁之一的阴影中而区域752b则不是。其结果，长形区域752b的发光强度将比长形区域752a的高。
图13、18B、19B所示的结构，显示了本发明中减小这种“洗衣板”效应的方面。如图13所示，20行象素点与用于发射对这20行进行寻址的电子的阴极灯丝之间的电子轨迹，没有受到任何分隔壁的阻挡，因而基本上消除了上述的“洗衣板”效应。如图18B所示，在荧光长条752与用于发射对这些条进行寻址的电子的阴极灯丝512之间，没有分隔壁。在这种装置中的电子762的路径在图19B中得到了显示，而图19B是图18B中的装置沿着图18B中的线19B-19B的横截面图。如图19B所示，在灯丝512与荧光条752之间没有阻挡电子通过的分隔壁，因而减小了上述的“洗衣板”效应。为此，隔离器结构中的孔最好是长形的，且每一个孔当沿着一个观看方向看时将与一个相应的荧光条752相重叠。由于孔的边界与条752的边缘相重叠，这些孔在图18B中只被标为770。
图20是阴极发光显示器的一部分的示意图，用于显示本发明的一个替换实施例。与图18A、18B中所示的配置不同，荧光条752不需要得到对准，而是可以被设置成图20所示的交错排列。在此情况下，上述装置仍然可被用于以图20中所示的方式对荧光条进行寻址。如图20所示，栅电极G1’、G1”被用来对若干荧光条的上或下半部分进行寻址。图20还显示了这样的设计，即其中象素点的大小可以通过选择栅电极G1的密度而得到选择，从而使得G1电极的节距越小，象素点的大小就越小，因而分辨率越高。
图21是图5A的装置500的一部分的横截面图，用于显示本发明的最佳实施例的另一个方面。当阴极灯丝所发出的电子打到荧光表面514上时，某些电子可能被弹出并最终到达这些电子本不应该到达的荧光表面。这将产生不希望的交扰。如图21所示，网状结构782用导电或非导电材料制成的，并被设置在把每一个荧光条与相邻的不同颜色的荧光条分开的黑矩阵材料784的顶部，从而使至少某些从图21所示的三种荧光表面514a、514b、514c弹回的电子将借助阳极的高电压而被吸引回到它们所被弹处的条上，而不是打到相邻的、它们所不应该打到的荧光条上。交扰因而被减小了。网状结构782可以用金属并借助化学蚀刻和/或介电涂覆而制成，其方式与G2电极的制作相同。
隔离器结构502的厚度较好地是在0.2至0.6毫米的量级，且其上带有小孔。在制造结构502的过程中，有传统处理所固有的限制，诸如光蚀刻或化学加工金属部分—它们将阻止在金属基底上制成小孔。这是由于化学侵蚀过程的特性及其对表面的光刻胶图案的边缘的切割。所有的尺寸、容差和配置都是所侵蚀的基底以及材料本身的函数，且在较小的意义上说也是过程变量的函数。
一般地，在基底平面上的孔的尺寸D，不能比金属厚度T小得太多。在典型的0.13米以上的金属厚度的指导中，最小的孔直径(d)必须为金属厚度的至少110％。这是由于利用一步化学侵蚀技术的化学加工的最终能力。
侵蚀剂沿着横向和纵向侵蚀材料。例如，在图22A中，材料是从一侧被侵蚀的，从而形成了带有锋利的边缘802的弯曲表面。假定金属是从两侧得到侵蚀的，如图22B所示，则可以看到产生了具有锋利边缘804的斜角。这种斜角大约为金属厚度的20％。还显示了其他的可能的边缘结构。(见图22C、22D、22E)。金属基底中的所有这些边缘结构，在化学加工的金属部分上产生了锋利边缘和/或点。这些锋利边缘和点对于显示装置的性能是有害的，特别是当这些开口被用于强电场下的电子通过时。
在金属基底上用于支撑G2列电极的这些边缘构造，可以通过将附加的处理步骤加到化学加工的基底上，而得到消除。这些附加的处理步骤包括微研磨喷砂和化学抛光。通过以适当的参数对化学加工的部分进行微研磨喷砂，在锋利边缘和点处的材料由于研磨粉末的冲击而受到损坏或变形。损坏或变形的材料对多数化学侵蚀剂都具有均匀的侵蚀特性。在此方面，在微研磨喷砂处理之后的化学抛光将消除边缘结构而不会从基底上除去大量的材料。图23显示了在微研磨喷砂和化学抛光之后的金属基底的直的边缘结构。
由于喷砂步骤不会对金属表面造成研磨损坏或变形，材料在化学抛光步骤中对于化学侵蚀剂呈现出高度良好的侵蚀特性。因此，为了只通过化学抛光而在没有微研磨喷砂步骤的情况下消除锋利边缘和点，需要除去大量的材料。因此，在经过了较长时间的化学抛光之后，金属基底的开口和线尺寸将发生很大的改变。
虽然以上结合区域和实施例而描述了本发明，但应该理解的是，在不脱离本发明的范围的前提下，可以进行不同的改变和修正，而本发明的范围只由所附的权利要求书来限定。
权利要求
1.一种阴极发光视频显示装置，它具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光，并位于阳极之上或附近；在腔中并位于面和背板之间的至少一个阴极；在阳极和阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，每一个组中的电极当沿着该观看方向看时与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在重叠点相重叠，其中重叠点限定了象素点；用于使阴极发射电子的装置；用于将电势加到阳极、阴极和两或更多组栅电极上的装置，用于使阴极所发射的电子行进到在阳极之上或附近的象素点处的发光装置，用于显示图象；以及与至少第一和第二组栅电极刚性连接的至少一个单件隔离器结构，所述结构与面和背板相接触以为面和背板提供机械支撑，从而使外壳在腔被抽真空时不会坍塌。
2.根据权利要求1的装置，所述至少一个隔离器结构包括一个分隔器板，在该分隔器板中限定了用于使电子在阳极和阴极之间通过的孔，其中预定数目的一或多个象素点对应于并在空间上重叠于一个孔，所述分隔器板具有在任何两个相邻的孔之间的支撑壁和在至少一个孔之内的一或多个分隔壁以将所述孔分成更小的孔，所述分隔壁比支撑壁薄，从而减小了交扰。
3.根据权利要求2的装置，所述分隔器板是网形的网状结构，所述网形网状结构上具有孔和孔表面，其中第一组栅电极离阳极比第二组近，且其中所述第二组栅电极包括在孔的整个表面上并基本上覆盖了该表面的一层导电材料，所述电势施加装置将这样的电势加到孔表面上的这些层上—即使得通过这些孔的电子被聚焦到一选定的象素点上。
4.根据权利要求2的装置，所述至少一个结构包括至少第一和第二单独的层—这些层得到附着以形成至少一个结构，所述第一层离背板比面板近，且所述第二层离面板比背板近；所述第一层具有支撑部分和分隔部分，所述第二层具有对应于并附着在第一层的支撑部分上的支撑部分以在分隔器板的所述任何两个相邻孔之间形成支撑壁，第一层的所述分隔部分形成了所述至少一个孔中的分隔壁，以将所述至少一个孔分成较小的孔。
5.根据权利要求4的装置，所述第一层包括一个金属基底和一个介电材料覆层，且所述第二层包括绝缘电阻大于约108Ω的材料。
6.根据权利要求5的装置，其中所述介电材料覆层包括玻璃粉末混合物、聚酰亚胺或硅氧烷聚合物。
7.根据权利要求4的装置，其中所述第一和第二层的总厚度在约1至30mm的范围内。
8.根据权利要求4的装置，其中所述第二组栅电极包括在第一层的支撑和分隔部分上的导电材料薄膜，所述至少一个隔离器结构进一步包括在第一组栅电极和第一层之间并附在这些栅电极和第一层上的分离分隔器，所述分离分隔器包括玻璃珠和高温粘合剂。
9.根据权利要求4的装置，其中所述第二组栅电极包括在第一层的支撑和分隔部分上的导电材料薄膜，所述至少一个隔离器结构进一步包括附第一组栅电极和第一层上并分隔第一组栅电极和第一层的绝缘分隔覆层。
10.根据权利要求1的装置，其中所述第一或第二组栅电极包括在第一层的支撑和分隔部分上的导电材料薄膜。
11.根据权利要求1的装置，所述结构具有在1至30mm范围内的厚度，其中至少一个阴极与阳极之间的距离在2至30mm的范围内。
12.根据权利要求11的装置，所述电势施加装置施加电势以使阳极的电势处于1kV至20kV的范围内，至少一个阴极的电势小于约100V且两组栅电极的电势小于200V。
13.根据权利要求2的装置，进一步包括在背板之上或附近的电子成形电极，以控制从阴极发射的电子而使之得到均匀的分布，从而改善亮度的均匀性。
14.根据权利要求13的装置，所述装置包括空间排列的灯丝模板的多个阴极，其中所述电子成形电极包括导电材料层，而该导电材料层具有与灯丝的空间排列相对应的设计图案。
15.一种阴极发光视频显示装置，它具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光，并位于阳极之上或附近；在腔中并位于面和背板之间的至少一个阴极；在阳极和阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，每一个组中的电极当沿着该观看方向看时与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在重叠点相重叠，其中重叠点限定了象素点；用于使阴极发射电子的装置；用于将电势加到阳极、阴极和两或更多组栅电极上的装置，用于使阴极所发射的电子行进到在阳极之上或附近的象素点处的发光装置，用于显示图象；以及与至少第一和第二组栅电极刚性连接的至少一个隔离器结构，所述至少一个结构包括其中具有孔和孔表面的网形网状结构，其中第一组栅电极距阳极比第二组近，且其中所述第二组栅电极包括在网形网状结构的孔的表面上并基本上覆盖了这些表面的导电材料层。
16.一种制造阴极发光视频显示装置的方法，该阴极发光视频显示装置具有多个象素点，用于所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，该方法包括以下步骤制作至少一个分隔器板，所述至少一个分隔器板上限定有用于使电子在一个阳极和一或多个阴极之间通过的孔，其中预定数目的一或多个象素点对应于并在空间上重叠于一个孔，所述制作步骤包括在所述至少一个分隔器板上淀积一个导电膜—该导电膜被用作一组栅电极；把一个栅电极的阵列和分离分隔器对准并附至少一个分隔器板上以作为附加的一组栅电极，从而使分离分隔器分隔这两组栅电极，并从而使在每一组栅电极中的电极当沿着该观看方向看时都与另一组中的栅电极在交汇点相重叠，这些栅电极和分离分隔器形成了至少一个整体刚性隔离器结构；将其上具有限定象素点的发光装置的面板对准并附着在至少一个隔离器结构上，从而使象素点与所述交汇点相对准；以及将背板附在至少一个隔离器结构上并将阴极灯丝连接到该背板上。
17.根据权利要求16的方法，所述至少一个分隔器板具有在任何两个相邻的孔之间的支撑壁和在至少一个孔之内的、将所述孔分成更小的孔的一或多个分隔壁，所述制作步骤包括提供具有支撑部分和分隔部分的第一分隔器层以及一个第二层—该第二层具有对应并附着于第一层的支撑部分的支撑部分，以形成在至少一个分隔器板的所述任何两个相邻孔之间的支撑壁，第一层的所述分隔部分形成了在所述至少一个孔之内的、将所述至少一个孔分成更小的孔的分隔壁；以及刚性连接第一和第二层，以形成至少一个分隔器板。
18.根据权利要求16的方法，所述栅电极和分离分隔器对准和附着步骤包括将一个热塑覆层叠置在一个导电材料箔上；对所述箔进行蚀刻以形成栅电极和覆层结构；将所述分离分隔器对准并附着在至少一个分隔器板上并把所述栅电极和覆层结构对准并附着在分离分隔器上；以及除去该覆层。
19.根据权利要求18的方法，其中所述栅电极和分离分隔器对准和附着步骤包括形成高温粘合剂糊的图案，该高温粘合剂糊包含具有预定尺寸的颗粒。
20.根据权利要求19的方法，其中所述栅电极和分离分隔器对准和附着步骤包括形成高温粘合剂糊的图案，而该高温粘合剂糊包含玻璃珠。
21.根据权利要求18的方法，其中所述栅电极和分离分隔器对准和附着步骤包括在一个绝缘层上形成图案。
22.一种阴极发光视频显示装置，它具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近并处于一个阳极平面中的阳极；发光装置，它响应于电子而发光并位于阳极之上或附近；在腔中并位于面和背板之间且位于一个阴极平面上的多个阴极；在阳极和阴极平面之间并分别处于第一和第二栅极平面上的至少第一和第二组长形栅电极，所述第一栅极平面距离至少一个阴极比第二栅极平面近，在各组中的电极当沿着该观看方向看时与发光装置和至少一个其他组中的栅电极在重叠点处相重叠，其中重叠点限定了象素点；用于使阴极发射电子的装置；用于将电势加到阳极、阴极和两或更多组栅电极上以使阴极所发射的电子行进到发光装置上在阳极之上或附近的象素点以显示图象的装置；分隔器装置，它连接面和背板以为这些板提供机械支撑，从而使外壳在腔被抽真空时不会坍塌，所述分隔器装置包括至少一个分隔器板—该分隔器板上限定有孔以使电子在阳极和阴极之间通过，该阴极的位置以及加到阳极、阴极和栅电极上的电势使得阴极所发射的电子穿过分布在所述至少一个分隔器板的一个区域上的孔-该区域限定了分隔器板的有效区域；其中至少一个阴极所发射的、向阳极行进的电子只受到栅电极和至少一个分隔器板的阻挡，阻挡所述行进的电子的通过的所述至少一个分隔器板只占该至少一个分隔器板的有效区域的不到80％，所述阴极平面距阳极平面小于30mm。
23.根据权利要求22的装置，进一步包括附在分隔器板和背板上以支持背板抵抗大气压的长形部件，所述柱基本上垂直于阴极平面并覆盖了分隔器板的有效区域的不到30％。
24.根据权利要求20的装置，所述分隔器装置进一步包括分离分隔器—该分离分隔器与分隔器板一起形成了厚度不大于30mm的至少一个隔离器结构。
25.根据权利要求20的装置，所述电势施加装置这样地施加电势，即使得阳极的电势在1kV至20kV的范围内，阴极的电势小于100V且两组栅电极的电势小于200V。
26.根据权利要求20的装置，所述分隔器板限定了所述孔之间的分隔壁，所述装置进一步包括在背板和分隔壁之上或附近的电子成形电极，用于控制从阴极发射的电子以使其均匀地分布，从而改善亮度的均匀性。
27.根据权利要求20的装置，所述多个阴极包括设置成平行阵列的长形灯丝，其中所述电子成形电极包括形成导电材料的平行长条阵列的层，该平行长条阵列与灯丝阵列平行。
28.根据权利要求27的装置，其中导电材料的所述平行长条阵列位于所述背板上。
29.根据权利要求27的装置，其中所述长条阵列包括多组条—每一个条对应于一个灯丝，各组都包括当沿着该观看方向看时与相应的电子相重叠或比阵列中的其他条更接近相应的灯丝的一个主条，以及分别位于该主条两侧的至少两个附加的侧条，所述装置进一步包括用于将电势加到这些组的条上以使侧条的电势高于主条的电势的装置。
30.一种制造阴极发光视频显示装置的方法，该阴极发光视频显示装置具有多个象素点，用于所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，该方法包括以下步骤制作至少一个分隔器板，所述至少一个分隔器板上限定有用于使电子在一个阳极和一或多个阴极之间通过的孔，其中预定数目的一或多个象素点对应于并在空间上重叠于一个孔，所述制作步骤包括在所述至少一个分隔器板上淀积一个导电膜—该导电膜被用作一组栅电极；将一个栅电极阵列对准和附着在至少一个分隔器板上以用作附加的栅电极组，从而使各组栅电极中的电极都与其他组中的栅电极在交汇点处重叠—该交汇点当沿着该观看方向看时与所述象素点相重叠；将其上具有限定了象素点的发光装置的面板对准并连接到至少一个分隔器板，从而使这些象素点与交汇点相对准；以及将一个背板连接到至少一个分隔器板并将阴极灯丝连接到该背板，其中所述淀积步骤包括在至少一个分隔器板的第一侧以及在至少一个分隔器板上的孔的表面上涂覆第一层感光聚合材料；将所述第一层曝光于深紫外线辐射；在所述第一层上提供第二层成象光刻胶；在用掩膜掩盖至少一个分隔器板的第一侧但不掩盖分隔器板上的孔的邻接区域的情况下，用辐射对第二层进行曝光；对第二光刻胶层的曝光部分进行显影；蚀刻掉第二层的曝光部分和在第二层的所述曝光部分之下的第一层部分，以形成蘑菇形的残留层；用导电层覆盖由于蚀刻步骤而暴露的至少一个分隔器板的表面；以及除去所述残留层。
31.一种阴极发光视频显示装置，它具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光，并位于阳极之上或附近；在腔中并位于面和背板之间的多个阴极；在阳极和阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，每一个组中的电极与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在当沿着该观看方向看时的点相重叠，其中重叠点限定了象素点；用于使阴极连续发射电子的装置；包围所有阴极的多个网状电极，每一个网状电极都包围一个相应的阴极；以及用于将随时间变化的电势加到阳极、网状电极和两或更多组栅电极上以使阴极所发射的电子行进到发光装置在阳极之上或附近的象素点上以显示图象的装置。
32.根据权利要求31的装置，所述装置包括N个阴极和N个网状电极以对MN行象素点进行照射，其中M和N是大于1的正整数，所述第一组栅电极包括N个栅电极阵列，每一个阵列都包括M个栅电极，其中当沿着该观看方向看时第i个阵列中的M个栅电极与在第i组象素点中的M行象素点和第i个阴极相重叠，其中i从1至N；其中所述电势施加装置施加这样的电势—即使得阴极之一所发射的电子在一个时刻飞向一行象素点。
33.根据权利要求32的装置，其中第一组的N个栅电极阵列的第j个栅电极得到电连接，其中j从1至M。
34.根据权利要求32的装置，所述网状电极具有弯曲的横截面形状。
35.根据权利要求34的装置，所述网状电极具有圆形或椭圆形的横截面形状。
36.根据权利要求34的装置，进一步包括分隔壁以及在背板和分隔壁上的电子成形电极。
37.根据权利要求31的装置，其中第一组栅电极处于其与阴极的距离基本上为0.5至20mm的范围之内的一个平面上。
38.一种阴极发光视频显示装置，它具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光，并位于阳极之上或附近；在腔中并位于面和背板之间的多个阴极；在阳极和阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，每一个组中的电极与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在当沿着该观看方向看时的点相重叠，其中重叠点限定了象素点；用于使阴极发射电子的装置；用于将随时间变化的电势加到阳极、网状电极和两或更多组栅电极上以使阴极所发射的电子行进到发光装置并到达阳极之上或附近的象素点以显示图象的装置；以及至少一个包括分隔器板的隔离器结构，其中该分隔器板上限定有用于使电子在阳极和阴极之间通过的长形孔阵列，其中发射相同颜色的光的、预定数目的一或多个象素点对应并在空间上重叠于一个孔，所述分隔器板具有在两个相邻孔之间的支撑壁，所述孔不包含分隔部分以便不对电子的通过构成限制；其中第一组栅电极包括沿着与一个长形孔阵列相交和对应的方向的栅电极阵列，在这种阵列中的每一个栅电极当沿着该观看方向看时都通过这些孔而与一行象素点相重叠，所述电势施加装置将这样的电势加到第一组栅电极上—即使得电子在一个时刻通过阵列中的各个孔只飞向一个象素点。
39.根据权利要求38的装置，其中至少一个长形孔当沿着该观看方向看时与超过2个的发射相同颜色的光的象素点相重叠。
40.根据权利要求38的装置，其中至少一个长形孔当沿着该观看方向看时与用于发射相同颜色的光的2至100个象素点相重叠。
41.根据权利要求38的装置，其中至少一个长形孔的长度至少为0.5mm。
42.根据权利要求41的装置，其中至少一个长形孔的长度在0.5至132mm的范围内。
43.根据权利要求38的装置，进一步包括在分隔器板的长形孔的表面上的电子聚焦电极。
44.一种采用阴极发光视频显示装置来显示图象的方法，该阴极发光视频显示装置具有用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象的多个象素点，所述装置包括在一个面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光，并位于阳极之上或附近；位于面和背板之间的多个阴极；在阳极和阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，每一个组中的电极当沿着该观看方向看时与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在重叠点相重叠，其中该重叠点限定了象素点；包围所有阴极的多个网状电极，每一个网状电极都包围一个相应的阴极；所述方法包括以下步骤使阴极连续发射电子；将随时间变化的电势加到阳极、网状电极和两或更多组栅电极上，以使阴极所发射的电子行进到发光装置并到达在阳极之上或附近的象素点以显示图象，所述施加步骤将扫描信号加到第一组栅电极上并将亮度信息信号加到第二组栅电极上。
45.根据权利要求44的方法，所述装置包括N个阴极和N个相应的网状电极以对MN行象素点进行照射，M和N是大于1的正整数，所述第一组栅电极包括N个栅电极阵列，每一个阵列都包括M个栅电极，其中当沿着该观看方向看时在第i个阵列中的M个栅电极与在第i组象素点中的M行象素点和第i个阴极和第i个网状电极相重叠，其中i从1至N；其中所述电势施加步骤施加这样的电势—即使得阴极之一所发射的电子在一个时刻飞向一行象素点。
46.根据权利要求45的方法，其中第一组的N个阵列的栅电极中的第j个栅电极得到电连接，其中j从1至M，所述施加步骤施加这样的电势—即使得该装置从第一至第M个周期而得到寻址，其中在第j个周期中—j从1至M—施加步骤使扫描信号被加到第一组的第i个栅电极上，且在每一个周期的N个子循环段N个信号的时间序列被加到N个网状电极上，从而使得在第i个子循环期间所述施加步骤将这样的电势加到第i个网状电极上—即使得第i个阴极所发射的电子被允许通过第i个网状电极而飞向第j个栅电极，而使第i个阵列中的第j行中的象素点发光。
47.一种阴极发光视频显示装置，它具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，包括其中限定了一个腔的一个外壳，所述外壳具有一个面板和一个背板；在所述面板之上或附近的一个阳极；发光装置，它响应于电子而发光，并位于阳极之上或附近；在腔中并位于面和背板之间的至少一个阴极；在阳极和至少一个阴极之间的至少第一和第二组长形栅电极，在各组中的这些电极当沿着该观看方向看时与发光装置和在至少一个其他组中的栅电极在重叠点相重叠，其中该重叠点限定了象素点；用于使至少一个阴极发射电子的装置；用于将电势加到阳极、至少一个阴极和两或更多组栅电极上以使阴极所发射的电子飞向发光装置并到达在阳极之上或附近的象素点以显示图象的装置；以及在阳极之上或附近的一种网状结构，所述网状结构具有一种图案—该图案与象素点的图案相匹配，所述网状结构把飞向至少一个象素点的电子从相邻的象素点屏蔽开，以减小象素点之间的交扰。
48.一种用于制造阴极发光视频显示装置的方法，该阴极发光视频显示装置具有多个象素点，用于当所述装置沿着一个观看方向受到观看时显示图象，该方法包括以下步骤制作至少一个分隔器板，所述至少一个分隔器板上限定有用于使电子在一个阳极和一或多个阴极之间通过的孔，其中预定数目的一或多个象素点对应于并在空间上重叠于一个孔，所述制作步骤包括在所述至少一个分隔器板上淀积一个导电膜—该导电膜被用作一组栅电极；将一个栅极导线阵列对准并附着在至少一个分隔器板上以用作附加的栅电极组，从而使各组栅电极中的电极与其他组中的栅电极在交汇点相重叠—这些交汇点当沿着该观看方向看时与所述象素点相重叠；将其上具有限定了象素点的发光装置的面板对准并连接到至少一个分隔器板，从而使这些象素点与交汇点相对准；以及将一个背板连接到至少一个分隔器板并将阴极灯丝连接到该背板，其中所述制作步骤包括提供其中具有孔的图案的基底层；对所述基底层进行微研磨喷砂和化学蚀刻。
49.根据权利要求48的方法，所述微研磨喷砂或化学蚀刻步骤是这样的—即使得其中的孔的表面基本上是平的。
全文摘要
一种改进的阴极发光装置(500)，包括一个单件隔离器结构(502)，而该隔离器结构被刚性连接到两组栅电极(G1、G2)上。
文档编号H01J29/87GK1158182SQ9519510
公开日1997年8月27日 申请日期1995年9月15日 优先权日1994年9月15日
发明者葛世超, 黄希, 许义, 查尔斯·S·龙 申请人:潘诺科普显示系统公司