CN1658365A

CN1658365A - 图像显示装置

Info

Publication number: CN1658365A
Application number: CN2005100085443A
Authority: CN
Inventors: 平泽重实; 木岛勇一; 川崎浩
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2005-08-24
Also published as: US20050212401A1; US7417366B2; KR20060042081A; JP2005235655A

Abstract

本发明提供一种图像显示装置，防止在显示图像的周边部产生的晕影，在高亮度下得到高对比度的图像显示。在阳极(ADE)的背面设置碳膜(MEC)，用来减少电子束碰撞时产生的二次电子对阳极(ADE)的再入射，由此，即使一次电子(e1)碰撞，也难以从阳极(ADE)发射二次电子，并且，发射的微量的二次电子主要由能量较小的电子形成，所以进行散射，难以再入射到阳极(ADE)。

Description

图像显示装置

技术领域

本发明涉及利用向形成于前面基板和背面基板之间的真空中的电子发射的图像显示装置，特别涉及减弱电子束碰撞到阳极时产生的二次电子的再入射的二次电子发射抑制构造。

背景技术

作为在高亮度、高清晰方面优良的显示设备，以往广泛使用彩色阴极射线管。但是，随着近年来的信息处理装置和电视播放的高像质化，除具有高亮度、高清晰的特性外，还提高了对重量轻、省空间的平板状显示器(平板显示器)的要求。

作为其典型的例子，液晶显示装置、等离子体显示装置等已被实用化。此外，特别地，作为可实现高亮度化的装置，利用了从电子源向真空中发射电子这一技术的图像显示装置(以下称为电子发射式显示装置或电场发射式显示装置。以下称为FED)和以低耗电为特征的有机EL显示器等各种形式的平板式显示装置已被实用化。

在这样的平板式的图像显示装置中的上述电子发射式显示装置中，已知有具有由C.A.Spindt等提出的电子发射构造的显示装置、具有金属-绝缘物-金属(MIM)式的电子发射构造的显示装置、具有利用量子理论的隧道效应的电子发射现象的电子发射构造(也称为表面传导式电子源)的显示装置、以及利用由金刚石膜或石墨膜、碳纳米管等产生的电子发射现象的显示装置等。

电子发射式的图像显示装置具有：在内面形成了具有电子发射式的电子源的阴极布线和控制电极的背面基板；与上述背面基板相对的在内面形成了阳极和荧光体的前面基板。在上述两者的内周边缘插入密封框并贴合，将其内部构成真空。上述控制电极，与阴极布线间隔绝缘层或具有绝缘空隙，并与该阴极布线交叉地设置。

另外，在上述控制电极中，每一像素具有一个或多个开孔，使来自阴极布线上所具有的电子源的电子通过。进而，为了使背面基板和前面基板之间的间隔保持为预定值，也有在该背面基板和前面基板之间设置间隔保持构件的结构。用于保持背面基板和前面基板之间的间隔的间隔保持构件，由例如玻璃、陶瓷的薄板形成，竖立嵌设于避开像素的位置。

图7是示意性地说明FED的基本构造的一个像素附近的主要部分放大剖面图。在图7中，具有背面面板PN1和前面面板PN2，其中，背面面板PN1，在背面基板SUB1的内面形成了具有作为电场发射式的电子源的阴极K的阴极布线CL和控制电极G；前面面板PN2，在与该背面面板PN1相对的透光性前面基板SUB2的内面形成有荧光体PHS、黑矩阵(matrix)BM和阳极ADE。在上述两者的内周边缘插入密封框并贴合，形成真空容器(外围器)，将其内部构成真空状态。另外，关于这种现有技术，能够列举下述专利文献1和专利文献2。

这样构成的FED，在设于背面基板SUB1上的阴极布线CL上的阴极K和设于前面基板SUB2上的阳极ADE之间，设置具有电子通过孔EHL的控制电极G，向控制电极G赋予相对于阴极布线CL的预定的电位差，由此从阴极引出电子E，使该电子E通过控制电极G的电子通过孔EHL，并碰撞到阳极ADE上的荧光体PHS，由此进行图像显示。

另外，这样构成的FED，阳极ADE和阴极布线CL相对的间距有数毫米左右，为了使荧光体PHS高效率地发光，向阳极ADE施加阳极电压Eb＝13±3kV左右的高电压，向控制电极G施加控制电压Eg＝1kV以下的电压，进而向阴极K施加阴极电压Ek＝数百伏的电压，如此进行驱动。

因此，在FED中，阳极电压Eb与其他各电极电压相比特别高，因此，在其间形成陡峭的电位梯度，所以，如图8中主要部分放大剖面图表示的那样，含有反射电子的二次电子e2再次通过电场而向阳极ADE再入射，激发相邻的荧光体PHS并使之发光，其中，上述反射电子是形成电子束的一次电子e1碰撞阳极ADE时所产生的。因此，实际上，在发光的显示图像的周边部位产生由二次电子e2的再入射所引起的晕影(halation)，成为降低对比度的最大因素。

作为解决这样的问题的方法，公开了这样的图像显示装置：在形成于阳极ADE上的荧光体PHS的上部形成铝层，并调整其膜厚，将二次电子向铝层的再入射效率抑制在30％以下，由此，在若干亮度下降范围内减少晕影，使对比度提高。另外，关于这种现有技术，能够列举例如下述专利文献3。

另外，作为解决这样的问题的其他方法，公开了这样的电场发射式显示装置：在形成于阳极ADE上的荧光体PHS的上部，顺次形成作为其光反射层的第1导电层(铝层)、和控制第一次电子散射的第2导电层(碳层)，由此同时得到作为金属衬(back)层的功能和散射抑制功能，从而提高对比度和色彩纯度。另外，关于这种现有技术，能够列举例如下述专利文献4。

[专利文献1]日本特开平10-134701号公报

[专利文献2]日本特开2000-306508号公报

[专利文献3]日本特开平5-314932号公报

[专利文献4]日本特开平10-321169号公报

发明内容

但是，在专利文献3所述的显示装置中，通过调整铝层的厚度，将从铝层产生的二次电子中的、再次通过铝层向荧光体再入射的电子抑制在30％以下，在亮度降低的必要最低限度内减少晕影，但不能切实防止高亮度发光时的显示图像的周边部所产生的晕影。

另外，在专利文献4所述的显示装置中，通过顺次形成铝层和碳层，同时实现作为金属衬层的功能和抑制一次电子散射的功能，但不能切实的防止高亮度发光时的显示图像的周边部所产生的晕影。

因此，本发明是为解决上述现有问题而设计的，其目的在于提供一种图像显示装置，防止高亮度发光时在显示图像的周边部产生的上述晕影，在高亮度下得到高对比度的图像显示。

本发明的图像显示装置具有：前面基板，其内面具有荧光体、黑矩阵、阳极；背面基板，其内面具有多个电子源，且具有预定间隔地与上述前面基板相对配置；以及框体，在上述前面基板和上述背面基板之间、环绕显示区域地插入，并保持上述预定间隔；其中，在上述阳极的背面上设置有二次电子抑制膜，用来减少电子束碰撞到上述阳极时产生的二次电子的再入射。由此，较难产生由于一次电子的碰撞而从阳极发射的二次电子，并且，发射的微量的二次电子进行散射，难以再入射到阳极。这样，能够解决背景技术的问题。

本发明的图像显示装置具有：前面基板，其内面具有荧光体、黑矩阵、阳极；背面基板，其内面具有多个电子源，且具有预定间隔地与上述前面基板相对配置；框体，在上述前面基板和上述背面基板之间、环绕显示区域地插入，并保持上述预定间隔；以及间隔保持构件，被竖立嵌设地夹持在上述前面基板和上述背面基板之间，使该前面基板和背面基板保持预定间隔；其中，在上述阳极的背面上，在避开上述间隔保持构件的位置设置有二次电子抑制膜，用来减少电子束碰撞到上述阳极时产生的二次电子的再入射。由此，较难产生由于一次电子的碰撞而从阳极发射的二次电子，并且，发射的微量的二次电子进行散射，难以再入射到阳极。这样，能够解决背景技术的问题。

另外，通过使二次电子抑制膜形成为不连续膜(岛状)，较难产生由于一次电子的碰撞而从阳极发射的二次电子，并且，发射的微量的二次电子进行散射，难以再入射到阳极。这样，能够解决背景技术的问题。

另外，通过用至少一层的碳膜来形成二次电子抑制膜，较难产生由于一次电子的碰撞而从阳极发射的二次电子，并且，发射的微量的二次电子进行散射，难以再入射到阳极。这样，能够解决背景技术的问题。

另外，通过用碳膜和石墨膜的层叠膜来形成二次电子抑制膜，较难产生由于一次电子的碰撞而从阳极发射的二次电子，并且，发射的微量的二次电子进行散射，难以再入射到阳极。这样，能够解决背景技术的问题。

另外，通过用至少一层的硼膜来形成二次电子抑制膜，较难产生由于一次电子的碰撞而从阳极发射的二次电子，并且，发射的微量的二次电子进行散射，难以再入射到阳极。这样，能够解决背景技术的问题。

另外，通过用硼膜和石墨膜的层叠膜来形成二次电子抑制膜，较难产生由于一次电子的碰撞而从阳极发射的二次电子，并且，发射的微量的二次电子进行散射，难以再入射到阳极。这样，能够解决背景技术的问题。

另外，显然本发明并不限于上述各结构以及在后述的实施形式中所记载的结构，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以进行各种变更。

根据本发明，在阳极背面设置二次电子抑制膜，用来阻止电子束入射到阳极时产生的二次电子的再入射，由此，即使一次电子碰撞，也难以从阳极发射含有反射电子的二次电子。另外，发射的微量的二次电子发生散射，其难以再次通过电场而再入射到阳极，所以难以在较亮的显示图像的周边部产生晕影，另外，画面整体模糊的散焦状态的产生也被减少，所以，具有在高亮度下得到高对比度的图像显示这样的极其优良的效果。

附图说明

图1是说明本发明的图像显示装置的一个实施例的结构的图。

图2是表示图1所示的图像显示装置的前面基板的结构的主要部分放大剖面图。

图3是表示本发明的图像显示装置的其他实施例的结构的前面面板的主要部分放大剖面图。

图4是表示本发明的图像显示装置的另一实施例的结构的前面基板的主要部分放大剖面图。

图5是表示本发明的图像显示装置的其他实施例的结构的前面基板的主要部分放大剖面图。

图6是表示本发明的图像显示装置的其他实施例的结构的前面基板的主要部分放大剖面图。

图7是表示图像显示装置的基本构造的主要部分剖面图。

图8是说明图7所示的图像显示装置的背景技术的课题的前面面板的主要部分放大剖面图。

具体实施方式

以下，参照实施例的附图详细地说明本发明的具体实施方式。

[实施例1]

图1是示意性地说明本发明的图像显示装置的一个实施例的FED的整体结构的主要部分剖面图。在图1中，SUB1是由以玻璃板等为优选的绝缘性基板构成的、构成背面面板PN1的背面基板。该背面基板SUB1的内面形成有多条阴极布线CL，该CL在一个方向y上(在这里是垂直方向)延伸，在另一个方向x上(在这里是水平方向)并列设置，且具有作为电子源的阴极K。

另外，在该背面面板PN1上，以非接触状态相对地配置着控制电极G。上述控制电极G，与阴极布线CL以非接触状态交叉，并且在与在x方向延伸、在y方向并列设置的阴极布线CL的交叉部位形成像素，并具有多个电子通过孔EHL，用来使从阴极K发射的电子E通过到前面面板PN2侧。

该阴极布线CL是通过印刷，使含有例如银等的导电性涂料形成图案，并煅烧而形成的。另外，配置在与这些阴极布线CL的控制电极G的交叉部分的上面(前面基板SUB2侧)的阴极K，例如使用CNT(碳纳米管)，作为一个例子，通过印刷等将Ag-B-CNT涂料等形成图案，并煅烧而形成。

另外，控制电极G为如下构造：将由例如镍等导电性金属板材构成的薄板，通过利用光刻(photolithography)法的蚀刻加工法，穿过每个像素地形成圆形的电子通过孔EHL，在背面面板PN1的显示区域AR的外侧固定配置。

另一方面，在Z方向上通过未图示的框体，具有预定间隔地使前面面板PN2贴合到背面面板PN1。该前面面板PN2，在由玻璃板等透光性绝缘基板构成的、板厚约2.8mm的前面基板SUB2的内面，形成由黑矩阵BM划块了的荧光体PHS，进而，在这些黑矩阵BM和荧光体PHS的背面，形成有由例如铝材料的蒸镀膜构成的阳极ADE。

另外，在与形成于前面基板SUB2的内面的阳极ADE的控制电极G相对的背面整个面上，作为二次电子抑制膜，通过溅射(sputtering)法等涂敷(coating)发射二次电子较少的例如碳材料，如图2的主要部分放大剖面图所示那样形成碳膜MEC。另外，该碳膜MEC的形成不仅限于溅射法，也可以通过电阻蒸镀法或电子束蒸镀法等以约500埃-约2500埃左右的膜厚成膜。

另外，背面面板PN1和前面面板PN2之间如下构成：在前面基板SUB2和背面基板SUB1之间竖立嵌设地夹持有使两基板间保持预定间隔的间隔保持构件SP，在两者的内周边缘插入未图示的密封框并贴合，形成真空容器，将其内部构成真空状态。

在这样的结构中，通过在阳极ADE的背面上用碳膜MEC进行覆盖来作为二次电子抑制膜，从而即使对阳极ADE施加阳极电压Eb＝13±3kV左右的高电压，设定陡峭的电位梯度，供给大电流，也难以发生由一次电子e1的碰撞所引起的、从阳极ADE发射含有反射电子的二次电子e2这一情况。另外，发射的微量的二次电子e2主要由能量较小的电子形成，因此进行散射，其难以再次通过电场向阳极ADE再入射，所以，由二次电子e2的再入射所引起的荧光体PHS的发光被抑制，由此，难以在亮的显示图像的周边部产生晕影，进而，也减少画面整体模糊的散焦状态的产生，所以，能在高亮度下得到高对比度的图像显示。

另外，在这样的结构中，通过使用碳膜MEC作为二次电子抑制膜，减轻了在FED的制造过程中、以约440℃进行的30分钟的加热处理过程中的热损伤，因此，能够大幅度提高产量和可靠度。

另外，该碳膜MEC的膜厚是采取了约500埃-约2500埃的范围，该膜厚不足500埃时，二次电子e2容易透过到阳极ADE，所以得不到足够的抑制二次电子的效果，另外，若该膜厚超过2500埃，则电子束的能量损失变大，电子束的透过率在约90％以下，难以到达荧光体PHS，得不到足够的发光亮度，所以最好是约500埃-约2500埃的范围。

另外，说明了在阳极ADE的背面上以碳材料的单层形成该碳膜MEC的情况，但用多层层叠的多层构造形成也能得到同样的效果。另外，该碳膜MEC是在阳极ADE的背面整个面上连续形成的，如图3的主要部分放大剖面图所示那样，即使在与各色荧光体PHS(PHS(R)、PHS(G)、PHS(B))相对应的部分不连续(岛状)地形成，也能得到与上述完全相同的效果。此时，形成为岛状的碳膜MEC，可以通过使碳的微粉末(微粒直径约10μm-约30μm)分散在粘合剂中成为膏状，通过掩模进行喷涂的方法容易地成膜。

[实施例2]

图4是示意性地说明本发明的图像显示装置的另一实施例的FED结构的主要部分放大剖面图。图4所示的FED，如图1所示，在前面基板SUB2和背面基板SUB1之间设置有使前面基板SUB2和背面基板SUB1间的间隔保持为预定值的间隔保持构件SP，该间隔保持部件SP由例如玻璃、陶瓷材料等的薄板形成，被竖立嵌设地夹持在避开了像素的位置，例如黑矩阵BM上。

在本实施例中，如图4所示，形成在阳极ADE的背面上的、作为二次电子抑制膜的碳膜MEC，被形成在避开间隔保持构件SP的区域。这种情况下，碳膜MEC也可以通过使碳的微粉末分散在粘合剂中成为膏状，对间隔保持构件SP的配置区域进行掩模后进行喷涂的方法，容易地成膜。在这样的结构中，也能得到与上述完全相同的效果。

另外，在上述实施例中，说明了仅形成碳膜MEC的单层来作为二次电子抑制膜的情况，但也可以如图5的主要部分放大剖面图所示的那样，在碳膜MEC的上面形成石墨膜MEG，以二层结构来构成。在该情况下，这些碳膜MEC和石墨膜MEG的成膜方法，可以使用上述各种形成方法的任意一种，没有特别的限定。

另外，作为二次电子抑制膜的其他实施例，也可以仅形成石墨膜MEG的单层来取代上述碳膜MEC，该石墨膜MEG可以通过使石墨的微粉末分散在粘合剂中成为膏状，经由掩模进行喷涂的方法而容易地成膜，因此，材料费和制造成本价格低廉，能够以低成本进行制作。

在这样的结构中，也能得到与上述完全一样的效果。另外，在阳极ADE的背面上，通过将石墨膜成膜于最表面，能够减少在FED的制造过程中以约440℃进行的30分钟的加热处理过程中的热损伤，稳定性变高，因此，能够更大幅度提高产量和可靠度。

另外，作为二次电子抑制膜的另一实施例，也可以取代上述碳膜或石墨膜而形成原子序号比铝小、且稳定性高的硼膜。另外，也可以在该硼膜的表面形成碳膜，以2层结构来形成。另外，也可以使用硼氧化膜来取代硼膜。另外，在该情况下，这些硼膜、硼氧化膜、碳膜的成膜方法，可以使用上述各种形成方法中的任一种，没有特别的限定。

在这样的结构中，也能得到与上述完全一样的效果。另外，在使用了硼膜的情况下，硼材料与上述石墨材料相比，材料费价格稍高，但通过采用使硼的微粉末分散在粘合剂中成为膏状来进行喷涂的方法，所以制造成本价格低廉，因此能抵消材料费的高成本，总的来说，能够以低成本进行制作。

图6是表示本发明的图像显示装置的其他实施例的FED结构的主要部分放大剖面图，对于与上述图相同的部分赋予相同标号，并省略其说明。在图6中，与图5的不同点为：在与形成于前面基板SUB2的内面的阳极ADE的控制电极G相对的背面上的整个面上，作为晕影防止膜，通过例如溅射法等，涂敷了具有难以发射二次电子、且该二次电子难以透过到阳极ADE的膜厚的铝膜ALP。

另外，该铝膜ALP的形成，不限于溅射法，通过电阻蒸镀法或电子束蒸镀法等，以约1000埃-约10000埃左右的厚度进行成膜。在阳极电压Eb＝13kV左右时，不足约1000埃时，阻拦二次电子的效果较少，如果可以，最好是在约2000埃以上。反之，在约10000埃以上时，会发生伴随着束透过率降低的亮度不足，并且，通过从所形成的Al膜的衬底荧光膜放出气体(gas)(例如，树脂、镀膜分解时产生的气体)，会出现Al从荧光膜脱落的现象，因此，考虑到加工过程中的合格率，最好是约7000埃以下。

在这样的结构中，通过在阳极ADE的背面形成铝膜ALP，形成了二次电子中的低能量电子不通过到阳极ADE的低截止滤波器，因此从阳极ADE发射的微量的二次电子e2中的低能量电子难以再入射到阳极ADE，减少了由低能量电子的再入射所引起的荧光体PHS的发光，能够防止在较亮的显示图像的周边部产生的晕影。

另外，在上述实施例中，说明了应用于使用了在内面具有荧光体和黑矩阵，在荧光体和黑矩阵的背面具有阳极的前面基板的FED的情况，但本发明并不限于此，应用于使用了在内面具有阳极，在该阳极的背面具有荧光体和黑矩阵的前面基板的前面基板的FED，显然也能得到与上述完全一样的效果。

另外，在上述实施例中，说明了应用于FED(场致发射显示器)面板的情况，但本发明并不限于此，即使应用于使用了FED(场致发射显示器)面板的显示器、图像接收机等，当然也能得到与上述完全一样的效果。

另外，在上述实施例中，说明了应用于使用了CNT(碳纳米管)来作为电子源的FED的情况，但本发明并不限于此，应用于使用了MIM(金属-绝缘体-金属)等的电子源的FED，当然也能得到完全一样的效果。

Claims

1.一种图像显示装置，包括：

前面基板，其内面具有荧光体、黑矩阵、阳极；

背面基板，其内面具有多个电子源，且具有预定间隔地与上述前面基板相对配置；以及

框体，在上述前面基板和上述背面基板之间、环绕显示区域地插入，并保持上述预定间隔；

其中，在上述阳极的背面上设置有二次电子抑制膜，用来减少电子束碰撞到上述阳极时产生的二次电子的再入射。

2.一种图像显示装置，包括：

前面基板，其内面具有荧光体、黑矩阵、阳极；

背面基板，其内面具有多个电子源，且具有预定间隔地与上述前面基板相对配置；

框体，在上述前面基板和上述背面基板之间、环绕显示区域地插入，并保持上述预定间隔；以及

间隔保持构件，被竖立嵌设夹持在上述前面基板和上述背面基板之间，使该前面基板和背面基板保持预定间隔；

其中，在上述阳极的背面上，在避开上述间隔保持构件的位置设置有二次电子抑制膜，用来减少电子束碰撞到上述阳极时产生的二次电子的再入射。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由不连续膜形成。

4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由至少一层碳膜形成。

5.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由碳膜和石墨膜的层叠膜形成。

6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由至少一层硼膜形成。

7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由硼膜和石墨膜的层叠膜形成。

8.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由不连续膜形成。

9.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由至少一层碳膜形成。

10.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由碳膜和石墨膜的层叠膜形成。

11.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由至少一层硼膜形成。

12.根据权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：

上述二次电子抑制膜由硼膜和石墨膜的层叠膜形成。