CN101118830A

CN101118830A - 显示装置

Info

Publication number: CN101118830A
Application number: CNA2007101282081A
Authority: CN
Inventors: 新谷英之; 国安努
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2008-02-06
Also published as: JP2008034269A; US20080024052A1

Abstract

本发明提供一种显示装置。本发明要解决的问题是具有背面基板和前面基板的电子发射型的显示装置在形成于背面基板的扫描布线和形成于前面板的阳极之间容易发生放电。在本发明的电子发射型的显示装置中，背面基板和前面基板分别由平板构成，且将各自的平面相对地配置。在背面基板的平面上形成有扫描布线和图像数据布线。扫描布线具有与前面基板相对的上表面和与上表面邻接而相对于上表面以15度以上75度以下的角度倾斜的连接面。通过在扫描布线上设置倾斜的连接面来抑制阳极与扫描布线间的放电。

Description

显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置，尤其涉及具有由背面基板、前面基板以及框体构成的真空封装的显示装置。

背景技术

在使电子碰撞荧光面来显示图像的显示装置中，除了采用热阴极的布劳恩管(Braun管)的电子发射型显示装置之外，还有从冷阴极发射电子来显示图像的电子发射型显示装置。

电子发射型显示装置使用具有多个电子发射元件的背面基板、具有荧光面的前面基板、以及由接合背面基板和前面基板的面板框体构成了封装(或称为容器)。在背面基板上形成有扫描布线和数据布线，电子源的电极连接在这些布线上。而在与背面基板相对配置的前面基板上形成有荧光面，该荧光面具有黑底(black matrix)、荧光体层以及阳极。

为了使从电子发射元件发射出的电子易于移动而在封装内部保持了高度真空。这样的显示装置通过电子发射元件发射出的电子碰撞与电子发射元件相对配置的荧光面而使荧光面发光来显示图像。另外，虽然封装被设计成使其能承受大气压，但显示装置特别是画面尺寸大的显示装置的前面板或背面板有可能向封装内侧凹陷。因此在图像显示区域内配置有间隔物以抑制前面板和背面板的凹陷。

对电子发射型显示装置的电子源应用场致发射型电子源、表面传导型电子源以及薄膜型电子源等。场致发射型电子源包括CNT(碳纳米管)和Spindt型(圆锥发射体型)电子源。另外，薄膜型电子源包括MIM(金属层/绝缘体层/金属层)、MIS(金属层/绝缘体层/半导体层)、以及MISM(金属层/绝缘体层/半导体层/金属层)等。

电子发射型显示装置能够薄型化，其作为具有布劳恩管的画面质量的薄型显示装置而受到关注。但是，随着薄型化，有可能在背面板和前面板之间发生放电。

专利文献1公开了为了防止电子发射部与电子照射面间的放电而在电子发射部和电子发射驱动电路之间设置电子发射部遮断电路的技术。

专利文献2公开了在包围作为显示部分发挥作用的有效区域的无效区域上具有接地电极的显示装置。

专利文献1：日本特开2000-169504号

专利文献2：日本特开2003-217468号

发明内容

电子发射型显示装置的背面板与前面板的间隔适宜选择为约3mm～5mm。另外，对阳极施加5kV～10kV，将由电子源发射出的电子导向荧光面。这样的电子发射型显示装置由于在具有数毫米间隔的背面板和前面板之间施加数千伏的电压，因此在背面板和前面板之间容易发生放电。

在现有的电子发射型显示装置中，提出有为了防止由电子发射部产生的放电而设置特殊的电路、或者为了抑制在无效区域产生的放电而设置电极等方案。因此，需要布设新的布线，导致制造工序增加。

另外，在现有的电子发射型显示装置中，在阳极和布线间发生了放电的情况下，布线发生破损而难以显示图像。特别是形成在背面基板上的扫描布线由于配置在与形成于前面基板上的阳极最接近的位置上，因此扫描布线和阳极之间容易发生放电。

本发明的显示装置具有封装，该封装包括形成有电子发射元件的第一基板、形成有荧光面的第二基板、以及连接第一基板和第二基板的框体。

第一基板包括在第一方向上延伸并在与上述第一方向交叉的第二方向上排列的多条扫描布线、和在上述第二方向上延伸并在上述第一方向上排列的多条数据布线，扫描布线配置在数据布线的上层。电子发射元件具有与上述扫描布线电连接的第一电极和与上述数据布线电连接的第二电极。

第二基板包括具有多个开口部的黑底层、配置在上述黑底层的开口部的荧光体层、以及覆盖上述荧光体层的金属薄膜层。

扫描布线包括第一基板侧的底面、第二基板侧的上表面、从上述底面向第二基板侧延伸的侧面、以及连接上述上表面和上述侧面的连接面，上述连接面相对于上述上表面以15度以上75度以下的角度倾斜。

另外，扫描布线包括位于第一基板侧的底面和位于第二基板侧的上表面，底面的宽度大于上表面的宽度。

按照上述结构能够解决现有的显示装置所存在的问题。

按照本发明的显示装置，通过在布线的与阳极相对的面上形成有倾斜部，能够抑制布线与阳极之间的放电。特别是扫描布线包括与前面基板相对的上表面、和与上表面相邻接并以相对于该上表面呈15度以上75度以下的角度倾斜的连接面。通过在扫描布线上设置倾斜的连接面，能够抑制阳极与扫描布线间的放电。

附图说明

图1是本发明的显示装置的背面基板的主视图。

图2是本发明的显示装置的电子发射元件附近的剖面图。

图3是本发明的扫描布线的一部分剖面图。

图4是本发明的扫描布线的一部分剖面图。

图5是本发明的表示装置的电子发射元件附近的剖面图。

图6是背面基板的立体图。

图7是前面基板的剖面图。

图8是本发明的电子发射型显示装置的剖面图。

图9是电子发射元件附近的剖面图，并且是用于与本发明的结构进行比较的布线剖面图。

具体实施方式

以下，参照实施例的附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是构成本发明的显示装置的第一基板的主视图。

在第一基板SUB1的主面上具有：在第一方向(X方向)上延伸并在与第一方向交叉的第二方向(Y方向)上并列设置的多条扫描布线SL，和在第二方向(Y方向)上延伸并在与第二方向交叉的上述第一方向(X方向)上并列设置的多条数据布线DL(或称为阴极线)。在配置成矩阵状的这些布线的交叉部或由这些布线包围的位置上形成有成为电子源的电子发射元件EE。构成电子发射元件EE的各电极分别与扫描布线SL和数据布线DL电连接。

在包含第一基板主面的中央部的区域内存在多个电子发射元件EE，构成了电子发射区域EA。而且，存在包围电子发射区域EA而未形成电子发射元件的周边区域。

扫描布线SL与扫描线驱动电路SD相连接，数据布线DL与数据线驱动电路DD相连接，各布线通过各驱动电路提供图像显示所需要的数据。

本发明的显示装置，以约3mm～5mm的间隔与第一基板SUB1相对地配置有第二基板SUB2。在第二基板的主面上形成层叠了荧光体的荧光面，存在包围荧光面Ph而没有荧光体层的周边区域。与第一基板SUB1的电子发射区域EA相对地配置有第二基板SUB2的荧光面。

通过从形成在第一基板SUB1上的电子源发射出的电子碰撞到形成在第二基板SUB2上的荧光体层而使荧光体发光，在第二基板上显示图像。因此，第一基板SUB1没必要是透光性的基板，对第一基板使用玻璃或陶瓷等材料。第二基板SUB2由于配置于图像显示装置的前面，所以也被称为前面基板，第一基板SUB1也被称为背面基板。背面基板SUB1和前面基板SUB2的外形为近似矩形，电子发射区域EA和荧光面Ph也形成为矩形。背面基板SUB1、前面基板SUB2、电子发射区域EA、荧光面都是长边沿X轴，短边沿Y轴的矩形。

图2是电子发射元件附近的剖视图。在本实施例中，使用MIM(金属层/绝缘体层/金属层)型电子源作为电子发射元件来进行说明。本发明也可以用于场致发射型电子源、表面传导型电子源、薄膜型电子源等。

在绝缘性的背面基板SUB1上配置有数据布线DL。并且，形成有与数据布线相连接而构成电子发射元件的第二电极E2。在本实施例中，因为使用了MIM型电子源，所以下部电极与数据布线DL相连接，并且与数据布线形成在同一层上。

数据布线DL是由Al(铝)或Al合金(铝合金)形成的。在数据布线的上部通过阳极氧化形成有保护用的绝缘膜。由于数据布线DL使用Al或Al合金，所以能够通过阳极氧化高精度地形成良好的绝缘膜。在本实施例中使用了Al-Nd(铝-钕)合金。

在保护绝缘膜PIN上形成有层间绝缘膜IN。层间绝缘膜IN是用于补偿在保护绝缘膜PIN上产生的缺陷例如小孔(pin hole)等而形成的。通过形成层间绝缘膜IN，能够使数据布线DL与扫描布线可靠地绝缘。

在层间绝缘膜IN上形成有基底电极BE，在基底电极BE上形成有扫描布线SL。基底电极BE是例如由Cr形成的。在对基底电极BE形成图案时，形成图2所示的檐EV来分离连接电极CEL。

另一方面，在第二电极E2的上部通过阳极氧化形成有隧道绝缘膜TI。在隧道绝缘膜上形成有构成电子发射元件的第一电极。第二电极的电子由于隧道效应通过隧道绝缘膜TI到达第一电极。到达第一电极的电子中，带有第一电极E1的功函数以上的能量而到达第一电极E1表面的电子被发射到真空中。

连接电极CEL对扫描布线与电子发射元件的第一电极E1进行电连接。另外，连接电极CEL覆盖扫描布线SL的一部分而形成。

通过设置基底电极，能够缩小台阶，防止连接电极的断开。

扫描布线SL配置在数据布线DL的上层。在扫描布线上与扫描布线平行地配置有间隔物。积蓄在间隔物的电荷经由扫描布线被除去。

图3是扫描布线SL的一部分剖面图。

扫描布线SL包括背面基板侧的底面1、前面基板侧的上表面2、从底面1向前面基板侧延伸的侧面3、以及连接上表面2和侧面3的连接面4。连接面4相对于上表面2以15度以上75度以下的角度倾斜。而上表面2和连接面4形成的角θ2为105度以上165度以下。

另外，图3的扫描布线SL的侧面3是倾斜的。通过这样构成能够抑制布线与阳极电极之间产生的放电。

图4是扫描布线SL的一部分剖面图，在与图3相同的部位标有相同的标号。连接面4相对于上表面2以15度以上75度以下的角度倾斜。而侧面3和连接面4所成的角θ3为105度以上165度以下。只要使连接面4相对于上表面2以15度以上75度以下的角度倾斜，就未必需要使侧面3倾斜，能够使扫描布线的侧面3相对于背面基板垂直地配置，能够易于制造。

当将连接面4相对于上表面2以小于15度或大于75度的大角度倾斜时，连接面4与上表面2构成的角或连接面4与侧面3构成的角接近90度，放电的可能性提高。

另外，在图3和图4中，W1是扫描布线SL的底面1的宽度，W2是扫描布线SL的上表面2的宽度。扫描布线SL的上表面的宽度W2小于底面的宽度W1。即，与扫描布线的Y轴平行的截面成为位于第一基板侧的底边大于位于第二基板侧的上边的梯形。1a是梯形截面的底边，2a是梯形截面的上边，3a是从梯形的底边端部向第二基板侧延伸的侧边，4a是连接上边1a和侧边3a的连接边。

通过采用这样的结构，能够减少可能发生放电的边缘部分，能够抑制放电。

由于在扫描布线上配置间隔物，所以上表面的宽度W2就必须大于间隔物的宽度。由于间隔物的宽度约为100μm，所以上表面宽度W2需要为100μm以上。另外，为了使图像高清晰化，底面宽度W1在400μm以下是最佳的。

扫描布线的宽度因图像显示装置的尺寸、析像度而不同，但最好是为了减小电阻而尽可能地采用较大宽度。扫描布线的宽度在扫描布线节距的一半以上为最佳。即，最好是300～400μm左右。

图5是本发明的另一实施例，是电子发射元件附近的剖面图。在与上述实施例相同的位置标记相同的标号。

本实施例的扫描布线SL由背面基板SUB1侧的下部扫描布线LSL、和前面基板侧的上部扫描布线USL的2层结构构成。通过将布线取为2层结构，能够控制布线的电阻、抗腐性(腐蚀性)。

连接下部扫描布线LSL的上表面和底面的侧面，相对于背面基板以小于90度的角度倾斜。

在下部扫描布线LSL上形成的上部扫描布线USL具有连接上表面和底面的侧面，该侧面相对于背面基板以小于75度的角度倾斜。

这些倾斜面沿布线延伸的方向连续地延伸。

图6是表示背面基板和间隔物的位置关系的立体图。间隔物SP配置于扫描布线上。在图6中，将间隔物每隔一条扫描布线SL进行配置，但也可以每隔几条布线或按每条扫描布线进行配置。

图7是前面基板SUB2的剖面图。前面基板SUB2的一个面有荧光面。该荧光面具有黑底BM、荧光体层以及金属敷层(metal back)MT。黑底层具有多个开口部。荧光体层配置在黑底BM的开口部，并且，荧光体覆盖了黑底BM的一部分。荧光体层由红色荧光体层R、蓝色荧光体层G、绿色荧光体层B构成。以覆盖黑底层和荧光体层的方式配置反射膜。

金属敷层MT是金属薄膜，是蒸镀铝而形成的。另外，金属敷层MT具有使荧光体发出的光反射到前面基板的外侧的作用。另外，金属敷层MT被施加7kV～10kV的阳极电压，也作为阳极电极发挥作用。观察者可以隔着前面基板2观察由荧光面Ph产生的发光。

图8是本发明的电子发射型显示装置的剖面图。该显示装置由具有多个电子发射元件的背面基板SUB1、具有荧光面的前面基板SUB2、连接背面基板与前面基板的框体FR构成了封装(也称为容器)。背面基板SUB1和框体FR、以及前面基板SUB2和框体FR分别通过熔敷烧结玻璃AD来进行固定。

封装内部为了使从电子发射元件发射出的电子易于移动，因而保持为高度真空。封装内部的气体通过在背面基板上所开的排气口而从排气管ET排出。然后，拆除(tip-off)排气管并进行密封。

另外，通过从电子发射元件发射出的电子碰撞到与电子发射元件相对配置的荧光面，使荧光面发光来进行图像显示。封装设置成能耐受大气压，但是特别是画面尺寸较大的显示装置的前面板或背面板有可能凹向封装内侧。因此，在图像显示区域内配置间隔物，抑制了前面板以及背面板的凹陷。

间隔物SP通过导电性粘结材料固定在背面基板上的扫描布线上。另外，间隔物配置于布线9上。间隔物SP的宽度优选小于扫描布线SL的上表面宽度，只要宽度为100μm-200μm，即使是32寸的显示装置也能够维持高析像度。在这种情况下，扫描布线的上表面宽度W2为100μm～200μm以上。另一方面，如上所述，扫描布线的宽度、即扫描布线的下表面宽度W1为300μm～400μm。这样，上表面宽度W相对于下表面宽度小100μm-300μm左右。

图9是电子发射元件附近的剖面图，是用于与本发明的结构相比较的剖面图。在驱动显示装置后与上述实施例具有相同功能的位置标记相同的标号。图9的扫描布线SL的剖面形状为近似矩形。因此，在前面基板侧具有近似直角的角部。该扫描布线的角部成为与形成于前面基板的阳极电极之间产生放电的主要原因。

另一方面，根据上述实施例的结构，若观察扫描布线的剖面，则呈现扫描布线的与阳极相对的面具有倾斜部的形状。即扫描布线的与阳极相对的角部形成为超过90度的角度，因此能够抑制扫描布线与阳极间的放电。

Claims

1.一种显示装置，具有封装并排出了上述封装内部的气体，上述封装包括形成有电子发射元件的第一基板、形成有荧光面的第二基板以及固定在上述第一基板和上述第二基板上的框体，

其特征在于：

上述第一基板包括在第一方向上延伸并在与上述第一方向交叉的第二方向上排列的多条扫描布线和在上述第二方向上延伸并在上述第一方向上排列的多条数据布线，上述电子发射元件包括与上述扫描布线电连接的第一电极和与上述数据布线电连接的第二电极，

上述第二基板包括具有多个开口部的黑底层、配置在上述黑底层的开口部上的荧光体层、以及覆盖上述荧光体层的金属薄膜层，

上述扫描布线配置于上述数据布线的上层，

上述扫描布线包括第一基板侧的底面、第二基板侧的上表面、从上述底面向第二基板侧延伸的侧面、以及连接上述上表面和上述侧面的连接面，上述连接面相对于上述上表面以15度以上75度以下的角度倾斜。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：

上述侧面与上述底面之间的角度为15度以上75度以下。

3.一种显示装置，具有封装并排出了上述封装内部的气体，上述封装包括形成有电子发射元件的第一基板、形成有荧光面的第二基板、以及固定在上述第一基板和上述第二基板上的框体，

其特征在于：

上述第二基板包括具有多个开口部的黑底层、配置在上述黑底层的开口部的荧光体层、以及覆盖上述荧光体层的金属薄膜层，

上述扫描布线配置于上述数据布线的上层，

上述扫描布线具有材料不同的上部扫描布线和下部扫描布线，上述上部扫描布线的截面具有上边和侧边，上述上边与上述侧边的角度为15度以上75度以下。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：

上述扫描布线的上述下部扫描布线的截面具有上边和侧边，上述下部扫描布线的上述上边与上述下部扫描布线的上述侧边的角度为15度以上75度以下。

5.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于：

上述下部扫描布线的上边和上述上部扫描布线的底边是一致的。

6.一种显示装置，具有封装并排出了上述封装内部的气体，上述封装包括形成有电子发射元件的第一基板、形成有荧光面的第二基板、以及固定在上述第一基板和上述第二基板上的框体，

其特征在于：

上述扫描布线配置于上述数据布线的上层，

上述扫描布线包括第一基板侧的底面和第二基板侧的上表面，上述底面的宽度大于上述上表面的宽度。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

上述底面的宽度比上述上表面的宽度宽100μm以上。

8.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

上述底面的宽度与上述上表面的宽度之差为100μm以上300μm以下。

9.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

上述上表面的宽度为100μm以上。

10.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

上述底面的宽度为400μm以下。

11.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于：

上述扫描布线具有材料不同的上部扫描布线和下部扫描布线，上述上部扫描布线的上表面的宽度为100μm以上，上述下部扫描布线的底面的宽度为400μm以下。