CN101667519B - 发光体基板和使用发光体基板的图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发光体基板和使用发光体基板的图像显示装置。为了提供特征在于放电电流降低性能优异的发光体基板，在基板上沿X方向和Y方向配置多个荧光体，在荧光体上配置金属背，在沿X方向相邻的荧光体之间配置沿Y方向延伸的肋板，分别在肋板上形成电连接沿Y方向相邻的金属背的第一电阻器，并且，分别在肋板下面形成电连接沿X方向相邻的金属背的第二电阻器。

Description

发光体基板和使用发光体基板的图像显示装置

技术领域

本发明涉及适用于电子束显示装置的面板的发光体基板和利用发光体基板构成的图像显示装置。 

背景技术

近年来，作为下一代的图像显示装置，开发了将上面配置有大量电子发射器件的电子源基板和上面配置有响应于从电子发射器件发射的电子的照射而发光的多个发光体层的发光体基板对向配置的平板型图像显示装置。虽然存在不同类型的电子发射器件，但是这些器件基本上使用场发射。因此，这样的使用这些电子发射器件的显示装置一般被称为FED(场发射显示器)。在各种FED中，使用表面传导型电子发射器件的显示装置被特别地称为SED(表面传导型电子发射显示器)。但是，在本申请中，术语FED被用作包含SED的总称。 

FED具有以约1mm～2mm的较窄的间隙对向配置的电子源基板(即，后板)和发光体基板(即，面板)。这些基板通过使其各自的外围部分通过矩形框侧壁相互接合构成真空外封壳。真空外封壳的内部的真空度被维持在约10^-4Pa或更低的高真空。 

在电子源基板的内表面上，设置用于发射电子的大量电子发射器件，以矩阵的方式形成大量的扫描线和信号线，并且，扫描线和信号线与电子发射器件中的每一个连接。在发光体基板的内表面上，形成R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)荧光体作为发光体层，并且，对于形成的荧光体施加阳极电压。如果从电子发射器件发射且被阳极电压加速的电子束与荧光体碰撞，则荧光体发光，由此显示图像。此外，在荧光体之间设置肋板(rib)，以防止入射电子的一部分在任 意荧光体上被反射以及反射的电子进入与该任意荧光体相邻的荧光体中。 

为了在如上面描述的那样构成的FED中获得实用的显示特性，使用与普通的阴极射线管中的荧光体相同的荧光体，并进一步在荧光体上形成被称为金属背(metal back)的铝薄膜。在这种情况下，希望向金属背施加的阳极电压最低被设为几千伏，优选被设为10kV或更高。 

但是，从分辨率、隔板的特性等方面看，发光体基板和电子源基板之间的间隙不能太大。更具体而言，必须将相关的间隙设为约1mm～2mm。因此，在FED中，不可能避免在上述的发光体基板和电子源基板之间的较小的间隙上产生强电场，由此产生在这些基板之间的放电的问题。 

如果不对抑制由放电导致的损伤引入任何对策，则电子发射器件、荧光体、驱动器IC和驱动电路等由于放电而受损和/或劣化。以下，假定这样的损伤和劣化被统称为放电损伤。在出现放电损伤的情况下，为了将FED投入实用，必须绝对防止长期产生放电。但是，实现这种对策是极其困难的。 

因此，为了能够将放电抑制到放电损伤不出现或可被忽略的水平，降低放电电流(即使有放电产生)的对策是十分重要的。为了实现这一点，分割金属背(即，阳极电极)的技术是已知的。这里，应当注意，这样的金属背分割大致包括金属背沿一个方向被分成多个条带状金属背的一次分割和金属背沿两个方向被分成多个岛状金属背的二次分割。在二次分割中，与一次分割相比可以降低放电电流。 

在金属背被分割的情况下，必须确保束电流的路径，以将亮度劣化抑制在可接受的水平内，并且，还必须防止由于通过分割形成的间隙上的电势差产生的放电。关于这一点，日本专利申请公开No.2006-173094(与美国专利申请公开US2006/0103294对应)公开了在分割的金属背之间设置电阻器的构成。 

但是，即使在日本专利申请公开No.2006-173094公开的技 术中，也要求对于增加亮度、提高图像质量、抑制放电的产生并抑制产生的放电的大小的进一步改善。 

发明内容

为了解决如在背景技术中提出的那样的问题，完成本发明，并且，本发明的目的是，提供特征在于放电电流降低性能优异的发光体基板和使用相关发光体基板的图像显示装置。 

本发明的一个方面提供一种发光体基板，该发光体基板包括： 

基板；

分别沿第一方向和沿与第一方向垂直的第二方向以间隙被配置在基板上的多个发光体层；

被配置在沿第二方向相邻的发光体层之间并沿第一方向延伸的肋板；

多个金属背，每个覆盖发光体层中的至少一个并且分别沿第一方向和沿第二方向以间隙配置；

位于肋板上、适于电连接沿第一方向相邻的金属背的第一电阻器；和

位于肋板和基板之间、适于电连接沿第二方向相邻的金属背的第二电阻器，

其中，第一电阻器的体积电阻和第二电阻器的体积电阻比肋板的体积电阻低。

本发明的另一方面提供一种图像显示装置，其中，配备有多个电子发射器件的电子源基板和在本发明的上述一个方面中描述的发光体基板被相互对向配置。 

根据本发明，可以提供特征在于放电电流降低性能优异的图像显示装置。 

通过参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得清晰。 

附图说明

图1A、图1B和图1C是示意性地示出根据本发明的发光体基板的构成的示图。 

图2A和图2B是示意性地示出根据本发明的发光体基板的另一构成的示图。 

图3是示意性地示出作为根据本发明的图像显示装置的例子的显示面板的透视图。 

图4是示意性地示出根据本发明的发光体基板的制造工艺的示图。 

图5是示意性地示出根据本发明的发光体基板的制造工艺的示图。 

图6是示意性地示出根据本发明的发光体基板的制造工艺的示图。 

具体实施方式

以下参照附图描述本发明的示例性实施例。 

首先，参照图1A、图1B和图1C描述应用本发明的FED的一般构成。更具体而言，图1A是示出根据本发明的发光体基板的内部的示图，图1B是沿图1A中的线1B-1B切取的断面图，图1C是沿图1A中的线1C-1C切取的断面图。在本发明的实施例中，假定第一方向是Y方向并且与第一方向垂直的第二方向是X方向。 

在基板1的内表面上沿X方向和Y方向以各自间隔配置充当本发明的发光体层的多个荧光体4。这里，应当注意，作为将荧光体4施加到基板1上的方法，不管荧光体4是单色荧光体还是彩色荧光体，都可以采用沉淀方法、丝网印刷方法或分配器(dispenser)方法等。此外，典型地，在基板1上形成通过黑色构件制成的黑色条带或黑色矩阵，并且，在黑色条带或黑色矩阵的各开口(aperture)部分上配置荧光体4。更具体而言，图1A～1C作为例子示出黑色矩阵2 和开口部分2a。 

此外，在荧光体4上分别沿X方向和Y方向形成用作阳极电极的多个金属背5，使得金属背5中的每一个覆盖至少一个荧光体4。更具体而言，在本实施例中，每个金属背5覆盖一个荧光体4。这里，应当注意，作为形成分别沿X方向和Y方向分割的金属背5的方法，可以采用首先在上面形成有荧光体4的整个基板1上形成金属背5然后通过光蚀刻对形成的金属背5进行构图的方法(该方法被称为光刻方法)。同样地，也可以适时选择通过使用具有希望的开口的金属掩模作为遮蔽构件执行真空气相淀积的方法(该方法通常被称为掩模气相淀积方法)。 

在基板1上设置发射红(R)光、绿(G)光和蓝(B)光的多个荧光体4。这里，假定具有典型的横向屏幕(landscape screen)的FED。在这种情况下，如果屏幕的长轴方向被设为X方向并且屏幕的短轴方向被设为Y方向，则分别沿X方向和Y方向以预定的间距重复配置荧光体。这里，应当注意，允许在制造误差的范围或设计便利的范围内改变预定的间距。 

此外，在沿X方向配置的相邻的荧光体(R、G和B荧光体)4之间设置沿Y方向延伸的条带肋板6。在任何情况下，多个肋板6用于防止进入荧光体4的电子的一部分被反射以及反射的电子进入沿X方向相邻的相邻荧光体4。沿肋板6延伸的第一电阻器7被设置在肋板上(即，肋板顶部)，并且，第一电阻器7与在图像显示区域外面供给阳极电势的电极连接。此外，沿与第一电阻器7相交的方向(X方向)延伸的第二电阻器8被设置在肋板下面(即，肋板底部)。这里，第二电阻器8被形成为电连接沿Y方向相邻的金属背5。应当注意，作为形成肋板6、第一电阻器7和第二电阻器8的方法，可以采用光刻方法、丝网印刷方法或分配器方法等。 

这里，假定沿X方向的金属背5之间的间隙为Gx并且沿Y方向的金属背5之间的间隙为Gy。于是，由于R、G和B荧光体4被沿X方向配置，因此一般满足关系Gx＜Gy。顺便说一句，在图1A～1C 中，可根据放电电流指标(specification)和处理便利性等适当地选择沿Y方向的金属背5的分割间距。如刚才描述的，在满足关系Gx＜Gy的情况下，沿X方向明显出现由于反射电子导致的相邻的串扰(即，晕影)的影响。出于这种原因，如上所述，在沿X方向彼此相邻的荧光体之间形成沿列方向(Y方向)延伸的列条带肋板。可以通过形成的肋板来防止反射的电子进入沿X方向相邻的荧光体。顺便说一句，如果通过诸如玻璃等的绝缘构件制造肋板，则沿X方向的分割的金属背之间的电阻较高，由此在放电时产生的电压增加。并且，由于沿X方向的金属背5之间的间隙较窄，因此存在耐受放电破坏(withstanddischarge break)出现在间隙Gx中的问题。即，在产生的电压超出肋板的耐受放电的情况下，出现耐受放电破坏。然后，如果沿X方向出现耐受放电破坏的连锁，则金属背在较低的阻抗下互连，由此，由于基于二维分割的电流限制不起作用，因此较大的电流流动。因此，在本发明中，由于第二电阻器8被设置在肋板下面(即，肋板底部)以减小X方向的电阻，因此可以抑制在放电时在间隙Gx中产生的电压。 

在本发明中，出于制造的目的，希望如在图1A～1C中示例性地示出的那样使得第一电阻器7的形状为简单的条带。但是，应当注意，第一电阻器7目的在于调整间隙Gy的电阻Ry。即，如果第一电阻器7被形成为电连接沿Y方向相邻的金属背5，则可以任意地选择其形状。因此，当然可以使得第一电阻器7的形状复杂化，并且还能够通过以断续的方式形成第一电阻器7使得其形状不连续。 

此外，不必在整个肋板顶部设置第一电阻器7。即，在金属背5被形成为覆盖两个或更多个荧光体4的情况下，可以在可电连接沿Y方向相邻的金属背5的至少一个肋板6上形成第一电阻器7。例如，如图2A和图2B所示，在金属背5覆盖沿Y方向相邻的三个荧光体并与在沿Y方向位于端部的肋板6上的第一电阻器7连接的情况下，不必在每个位于沿X方向相邻的荧光体之间的两个肋板6上形成第一电阻器7。这里，应当注意，图2B是沿图2A中的线2B-2B切取 的断面图。 

类似地，在本发明中，出于制造的目的，希望如在图1A～1C中示例性地示出的那样使得第二电阻器8的形状为简单的条带。但是，应当注意，第二电阻器8目的在于调整间隙Gx的电阻Rx。即，如果第二电阻器8被形成为电连接沿X方向相邻的金属背5，则可以任意地选择其形状。因此，当然可以使得第二电阻器8的形状复杂化，并且还可以通过以断续的方式形成第二电阻器8使得其形状不连续。 

在本发明中，需要将第一电阻器7和第二电阻器8的电阻中的每一个设为充分地比肋板6的电阻低。即，优选将电阻中的每一个设为等于或小于10Ω·m。并且，希望设定第一电阻器7和第二电阻器8的电阻中的每一个，使得当图像显示装置被驱动时不出现由于电压降导致的明显的亮度劣化。如果一个电子发射器件的发射电流处于1μA～10μA的范围内，则希望将第一电阻器7和第二电阻器8的电阻中的每一个设为处于1KΩ～1GΩ的范围内。在电压降约等于或低于施加电压的百分之十到百分之几十并且不出现亮度不均匀的范围内确定电阻的实用上限。此外，希望将第一电阻器7和第二电阻器8中的每一个的耐受放电特性设为等于或高于1MV/m。 

顺便说一句，如图1B和图1C中的黑色矩阵2所示，在FED中一般出于增加对比度的目的希望在荧光体4之间设置黑色或带黑色的遮光层。在本发明中，肋板6、第一电阻器7或第二电阻器8可兼作遮光层。但是，如果用于肋板6、第一电阻器7或第二电阻器8的材料的颜色对于遮光层来说不合适，则可以如图1B和图1C所示的那样设置黑色矩阵2或黑色条带。 

此外，在本实施例中，仅沿Y方向形成肋板6。但是，存在仅沿X方向或同时沿X方向和Y方向形成肋板6的情况。即使在这种情况下，如果分别在肋板顶部和肋板底部形成的电阻器被配置为相交，则可以期望与以上的效果相同的效果。 

一般地，X方向是横向屏幕的长轴方向，并且，Y方向是横向屏幕的短轴方向。但是，一般基于是否满足关系Gx＜Gy限定这 样的相关关系。由于典型地沿长轴方向配置R、G和B荧光体4，因此长轴方向被设为X方向。但是，存在根据FED的构成将短轴方向设为X方向的情况。 

下面，将描述使用根据本发明的发光体基板的图像显示装置。图3是示意性地示出作为其中使用图1A～1C所示的发光体基板的图像显示装置的例子的显示面板的构成的透视图，并且图3的一部分被切掉。这里，应当注意，与图1A～1C所示的部分相同的部分分别由与图1A～1C所示的附图标记相同的附图标记表示，并且省略其说明。此外，在图3中，为了方便省略第一电阻器7。 

在图3中，面板18相当于在图1A～1C中示例性地示出的发光体基板。此外，通过X方向布线12和Y方向布线13以矩阵的方式配置被设置在电子源基板11上的多个表面传导型电子发射器件14，并且，形成的整个构成被设于后板15上。在本实施例中，形成m个X方向布线12，形成n个Y方向布线13，并且形成m×n个表面传导型电子发射器件14。这里，根据显示像素的目标数量适当地设定作为正整数的m和n。 

并且，在图3中，支撑框架16、面板18和后板15一起构成其中维持约10^-4Pa或更低的高真空的真空外封壳17。在任何情况下，通过适当地对于真空外封壳17添加未示出的电源和未示出的驱动电路等，构成图像显示装置。更具体而言，金属背5与真空外封壳17的Hv(高电压)端子19电连接，由此通过Hv端子19从高电压电源施加约1kV～15kV的高电压。m个X方向布线12分别与端子Dx1～Dxm电连接，并且，n个Y方向布线13分别与端子Dy1～Dyn电连接，由此通过端子向布线供给扫描信号和图像信号。从表面传导型电子发射器件14发射根据信号的电子，并且，通过金属背5的电势吸引发射的电子。然后，受到吸引的电子穿透金属背5，由此导致荧光体4发光。在这种情况下，可以基于高电压和信号调整亮度。顺便说一句，电子的一部分被散射和反射，散射和反射的电子的一部分进而又导致荧光体发光，由此出现所谓的晕影。因此，如果使用根据本发明的发光体 基板作为面板18，则可抑制晕影。因此，可以提供耐受放电功能优异的图像显示装置。 

(例子1) 

根据以下的工艺制造图1所示的发光体基板。 

首先，使用具有厚度2.8mm的玻璃基板(PD200：由AsahiGlass Co.，Ltd.制造)作为基板1，并且，利用黑色糊剂(NP-7803D：由Noritake Kizai Co.，Ltd.制造)在基板1上形成黑色矩阵2(图4)。然后，通过光刻方法依次形成第二电阻器8、肋板6和第一电阻器7(图5)。此外，R、G和B荧光体4被施加并烘焙(图6)。然后，通过真空气相淀积方法在荧光体4上形成岛状金属背5(图1A～1C)。 

在本例子中，使用Al作为金属背5。此外，沿X方向的金属背5的长度被设为160μm，沿Y方向的金属背5的长度被设为200μm，间隙Gx被设为50μm，并且，间隙Gy被设为430μm。使用体积电阻(volume resistance)为100kΩ·m的绝缘材料作为肋板6。此外，肋板6的宽度被设为50μm，并且肋板6的高度被设为200μm。使用体积电阻为10Ω·m的电阻材料作为第一电阻器7。由于第一电阻器7是在肋板6上形成的，因此第一电阻器7的宽度被设为与肋板6的宽度相同的50μm，并且第一电阻器7的膜厚被设为10μm。此外，使用与用作第一电阻器7的电阻材料相同并且体积电阻为10Ω·m的电阻材料作为第二电阻器8。这里，第二电阻器8的宽度被设为200μm，并且，第二电阻器8的膜厚被设为10μm。 

在本实施例中，通过在肋板底部设置第二电阻器8，可降低沿X方向相邻的金属背之间的电阻Rx。即，如果仅通过肋板6形成电阻器，则其电阻为Rx＝125MΩ。另一方面，如果在肋板底部形成第二电阻器8，则电阻为Rx＝250kΩ。 

通过利用使用相关发光体基板的图像显示装置，执行通过使内部的真空度劣化进行的耐受放电试验。然后，确认没有出现X方向的耐受放电破坏，并且，在放电时流动的电流降低。 

并且，在放电部分上没有出现任何点缺陷，由此可以维持 与产生放电之前的状态相同的状态。 

此外，驱动图像显示装置时的电压降等于或低于250V，并且，就可通过视觉观察确认来说，没有亮度劣化的问题。 

关于根据本例子在肋板底部形成第二电阻器8的发光体基板，计算在放电时在间隙Gx中产生的电压Vx，并且获得的结果为Vx＝0.8kV。另一方面，关于仅在不在肋板底部形成第二电阻器8这一点上与本例子的发光体基板不同的发光体基板，计算在放电时在间隙Gx中产生的电压Vx，并且获得的结果为Vx＝3.5kV。因此，确认，与常规的产生的电压相比，产生的电压可减小到约1/4，并由此确认可消除放电损伤。 

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这些变更以及等同的结构和功能。 

Claims (2)

1.一种发光体基板，包括：

基板；

分别沿第一方向和沿与第一方向垂直的第二方向以间隙被配置在基板上的多个发光体层；

被配置在沿第二方向相邻的发光体层之间并沿第一方向延伸的肋板；

多个金属背，每个覆盖发光体层中的至少一个并且分别沿第一方向和沿第二方向以间隙配置；

位于肋板上、适于电连接沿第一方向相邻的金属背的第一电阻器；和

位于肋板和基板之间、适于电连接沿第二方向相邻的金属背的第二电阻器，

其中，第一电阻器的体积电阻和第二电阻器的体积电阻比肋板的体积电阻低。

2.一种图像显示装置，其中，配备有多个电子发射器件的电子源基板和根据权利要求1的发光体基板被相互对向配置。

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