CN1828815A

CN1828815A - 显示板

Info

Publication number: CN1828815A
Application number: CNA2006100032436A
Authority: CN
Inventors: 大录范行; 木岛勇一; 井上勇一
Original assignee: Hitachi Displays Ltd
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2005-03-01
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-09-06
Also published as: US20080106183A1; JP2006244745A

Abstract

本发明提供一种显示板，包括具有利用电子束的照射而发光的发光部件的阳极基板、具有电子束发射元件的阴极基板、以及配置在内部的间隔物部件。而且，使阳极基板与间隔物部件之间的电阻率，比阴极基板同间隔物部件之间的电阻率大。

Description

显示板

技术领域

本发明涉及一种显示板，特别涉及具有电子源的显示板。

背景技术

在日本特开平10-334832号公报(专利文献1)和日本特开平9-73869号公报(专利文献2)中，公开了用于场致发射显示装置(FieldEmission Display)的显示板(FED板)。这些FED板为具有利用电子线的照射而发光的荧光体的阳极基板和具有场致发射型的电子源的阴极基板相对设置的结构。在FED板的内部，为了维持真空、抵抗外压而配置有间隔物。

专利文献1...日本特开平10-334832号公报

专利文献2...日本特开平9-73869号公报

发明内容

但是，在FED中没有校正电子束轨道的电极或线圈，由于电子束轨道由发射时的初始能量的矢量和整体施加的加速电场的加速矢量决定，因此，在电子束轨道的附近存在间隔物的情况下，当间隔物不在加速电场的等电位面上时，电子束会发生弯曲，不能正确地入射到目标荧光体。为了对其进行校正而另外准备额外的电位控制电极在成本上、控制上都是不现实的。

关于这一点，可以考虑使用不容易带电的间隔物，并对其施加二次电子发射效率接近于1的表面处理。但是，所谓“不容易带电的间隔物”，意味着使用电导率高的间隔物，在这种情况下，由加速电压引起的漏电流变大，因此难以获得很大的效果。另外，作为使二次电子发射效率接近于1的表面处理，可以考虑氧化铬的敷层(coating)。但是，就显示器的动作电位而言，一般来讲二次电子发射效率超过1，因此由二次电子发射造成的带电不能完全避免。

在上述专利文献1和2中，配置有导电性的间隔物。但是，在这种情况下，如上所述，难以避免电子束的偏转。

本发明的目的在于提供一种在具有电子源的显示板中，减轻由所配置的间隔物部件造成的电子束偏转的技术。

为了解决上述课题，在本发明中，使间隔物部件与上下的电极(阳极电极和阴极电极)的电导率保持为适当的比率。具体而言，使间隔物部件的电位从周围的等电位面向阴极侧偏移。

例如，本发明的显示板包括：具有利用电子束的照射而发光的发光部件的第1基板；具有电子源的第2基板；以及配置在上述第1基板和上述第2基板之间的间隔物部件；上述第1基板与上述间隔物部件的连接电阻，比上述第2基板与上述间隔物部件的连接电阻大。

另外，本发明的显示板，也可以使上述第1基板与上述间隔物部件之间的第1粘接层的电导率比上述第2基板与上述间隔物部件之间的第2粘接层的电导率小。

本发明可以应用于具有电子源(电子发射元件)、并且在显示板内部具有间隔物的显示板。也可以应用于例如以下这样的荧光显示装置(Vacuum Fluorescent Display)，即，从阴极发出的热电子，由位于阴极和阳极之间的栅极控制、加速，并撞击阳极上的荧光体(显示元件)而发光的荧光显示装置。

附图说明

图1是第1实施方式的显示板的剖视图(点亮前)。

图2是第1实施方式的显示板的剖视图(刚刚点亮之后)。

图3是第1实施方式的显示板的剖视图(稳定后)。

图4是说明第1实施方式的显示板的制造工序的图。

图5是用于说明电子束的偏转的显示板的剖视图(点亮前)。

图6是用于说明电子束的偏转的显示板的剖视图(刚刚点亮之后)。

图7是用于说明电子束的偏转的显示板的剖视图(稳定后)。

图8是部件与二次电子发射效率的关系图。

具体实施方式

以下，对应用了本发明的FED(Field Emission Display)板进行说明。

首先，对FED板的概略结构进行说明。

本实施方式的FED板，如图4所示，为阳极基板100和阴极基板200夹着框玻璃116和间隔物部件40而相对配置的结构。

在阴极基板200的玻璃等绝缘性基板10上，交叉地配置有信号线11和扫描线27。

图1是FED板的剖视图。为了易于理解，对阳极基板100和阴极基板200在厚度方向进行了放大描绘，另一方面，对阳极基板100和阴极基板200的间隔进行了缩小描绘。

如图1所示，信号线11和扫描线27交叉的部分为在基板10上按信号线(下部电极)11、保护绝缘层14、扫描线(上部总线电极)27、上部电极13的顺序层叠了信号线11、保护绝缘层14、扫描线27、上部电极13的结构。

信号线11由Al或Al合金等构成。此处，由掺杂了2原子量％的Nd的Al-Nd合金构成。

保护绝缘层14起到限制电子发射部，防止电场向下部电极边缘集中的作用。此处，保护绝缘层14由Al氧化物构成。

扫描线27为用于给上部电极13供电的布线。扫描线27形成按Cr、Al、Cr的顺序层叠了Cr、Al、Cr的结构。

上部电极13为电子源的电极。上部电极13，构成为例如按Ir、Pt、Au的顺序层叠了Ir、Pt、Au的结构。

电子源(冷阴极电子源)配置在每个信号线11与扫描线27交叉的位置，成矩阵状。冷阴极电子源大致分为Spindt型电子源、表面传导型电子源(Surface-conduction Electron-emitter)、碳纳米管型电子源等场致发射型电子源；层叠了金属-绝缘体-金属的MIM(Metal-Insulator-Metal)型电子源、层叠了金属-绝缘体-半导体电极的MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)型电子源等热电子型电子源。但也可以设置任意的电子源。关于MIM型电子源，已由日本特开平10-153979号公报、日本特开2004-111053号公报等公开。

在本实施方式的FED板中，配置有由下部电极(信号线)11、绝缘膜(电子加速层)12、以及上部电极13构成的MIM型电子源。电子加速层12由Al氧化物构成。

对MIM型电子源的动作进行简单说明。当在上部电极13与下部电极11之间施加驱动电压Vd，使电子加速层12内的电场达到1～10MV/cm左右时，下部电极11中的费米能级附近的电子因隧道现象而穿过势垒，注入电子加速层12而成为热电子。这些热电子在电子加速层12中、上部电极13中散射而损失能量，但上部电极13的具有大于或等于功函数ф的能量的一部分热电子，被发射到真空中。

阳极基板100由透明的玻璃板等构成。在阳极基板100的一个面上，形成有黑矩阵120、荧光体111、以及阳极电极114。形成面被配置成与阴极基板200的布线形成面相对。

在框玻璃116与阴极基板200及阳极基板100之间，用玻璃料等粘接剂密封，使得基板内部的压力能维持在10^-5Pa左右。

此外，为了防止被外压压碎，在阳极基板100与阴极基板200之间，以预定的间隔配置有间隔物部件40。间隔物部件40中间隔着粘接层115a和115b与各基板(阳极基板100和阴极基板200)上的电极(阳极电极114、上部电极113)进行粘接固定。对于这些粘接层115a和115b的详细情况，在后面描述。

间隔物部件40的材料为玻璃、陶瓷、氧化物类天然矿物的薄片等，但是从为了实施在高真空中施加高压的使用方法而要避免含有杂质的角度出发，优选由高纯度的玻璃、精细陶瓷等高纯度工业材料构成的绝缘物质。

在本实施方式中，作为间隔物部件40，使用了板状的间隔物。但也可以使用棒状、圆筒状、十字型的板材等其它形状的间隔物。

在FED板进行动作时，信号线11的末端与作为外部电路的信号线驱动电路连接。扫描线27的末端，与作为外部电路的扫描线驱动电路连接。对阳极电极114总是施加3～6kV左右的加速电压。并且，FED板通过例如行依次驱动方式，作为显示装置进行动作。

本实施方式的FED板具有以上的结构，并且，其特征还在于间隔物部件40与各基板(阳极基板100和阴极基板200)之间的电导率。以下，进行详细说明。

如上所述，在阴极基板200上配置有多个电子源。从这里射出的电子束，被施加于阴极电极(上部电极13)和阳极电极114的高电压加速，作为高能量的电子束射入荧光体111。此时，加速电压在整体上是大致均匀的，通过调整来自电子源的电子束发射量，能增强或减弱每一像素的显示。

为了将电子束的通过空间保持为真空，在显示板的周围存在框玻璃116，阳极基板100和阴极基板200被真空密封。而且，为了获得足够大的显示面，在显示面的各处配置有间隔物部件40，防止大气压将显示板压碎。

此处，可以考虑将间隔物部件40按所有像素均等地进行配置的方法。但是，在大型显示器的情况下，由于像素数达数百万个以上，因此，将间隔物按所有像素均等地安装是不现实的。因此，通常不是按所有像素均等地配置间隔物部件40，而是每隔预定数量的像素配置间隔物部件40。

此时，从配置于远离间隔物部件40的位置的电子源发射的电子束笔直地前进，射入与之相对的阳极电极114的荧光体111。另一方面，间隔物40附近的电子源，则产生电子束轨道的弯曲。

以下，使用图5～图7，对电子束轨道弯曲的情形进行说明。

图5～图7，是用于说明在间隔物部件40的上下进行了均匀的电连接时的电子束轨道的弯曲的图。另外，将间隔物部件40的阳极基板100侧作为“上”，阴极基板200侧作为“下”。而且，在图5～图7中，为了易于理解，对阳极基板100和阴极基板200在厚度方向进行了放大描绘，相反，对真空空间的厚度进行了缩小描绘，等电位面的波动也进行了放大表示。

图5是示意地示出了在间隔物部件40的上下的电连接均等的情况下，点亮前(电子源发射电子前)的阳极基板100和阴极基板200之间的电位状况的剖视图。该状态表示在开始点亮前，已经施加了加速电压，但电子源尚未动作，未射出电子束的状态。该状态为显示装置已经接入了电源，但尚未输入图像而显示黑色的画面的状态。

此时，间隔物部件40的电位分布，与阳极基板100和阴极基板200之间的等电位面大致平衡。除了由阳极基板100的表面结构、阴极基板200的表面结构导致的细微波动之外，等电位面是均等的。

图6表示刚刚点亮后的状态。从电子源发射出的电子束大致直线前进，射入荧光体111。但是，一定量的电子束随机地射入间隔物部件40。此时，依照射入电子束的能量，发射二次电子。其比率为二次电子发射效率。

图8举例示出一般的部件的二次电子发射效率。

在加速电压为几千伏到1万伏左右时，一般的材料的二次电子发射效率超过1。为此，射入1个电子，会击出1个以上的电子，从而使间隔物部件40带正电。虽然其电位会因间隔物部件40具有导电性而与漏电流一起消失，但是，如果间隔物部件40的电导率过高，高压的加速电压将导致过大的漏电流流过间隔物部件40，从而显示板的发光效率变差。因此，将间隔物部件40的电导率提高到能够忽略由二次电子发射造成的带电的程度，在一般的设计中无法实现。

此处，可以考虑对间隔物部件40的表面，用二次电子发射效率低的材料施以敷层的方法、或在间隔物部件40的表面用其它材料形成覆膜的方法。但是，在这种情况下，虽然二次电子发射效率接近于1，但还是超过1。因此，通过这些方法都无法避免因间隔物部件40的影响而导致的等电位面的畸变。

由此，电子束的轨道被间隔物部件40一点点地吸引过去。而且，射入间隔物部件40的电子数不断增加，进一步加剧间隔物部件40的带电。

该状态持续下去，在显示达到稳定的状态时，则如图7所示，变成电子束呈现大幅度向存在间隔物部件40的方向弯曲的轨道。而且，甚至在电子束密度高的区域，一部分电子束也落到间隔物部件40上。此外，在荧光体111上，将产生电子束不照射的部分，从而显示变暗。在极端的情况下，图中虽然省略了图示，但是电子束会射入相邻像素的荧光体，使图像产生畸变、或者产生混色。

鉴于这样的情况，本实施方式的FED板，如下这样构成。

对于本实施方式的FED板，使用图1～图3进行说明。

图1是表示点亮前的电位状态的剖视图。

在本实施方式的FED板中，使间隔物部件40的上下的电导率不同。具体而言，使间隔物部件40中间隔着粘接层115a和115b固定在作为阳极侧电极的电极114和作为阴极侧电极的上部电极11上。此时，使阳极基板100侧的粘接层115a的电导率比阴极基板200侧的粘接层115b的电导率小。

例如，在将间隔物部件40的电阻率设为10GΩ·cm左右的情况下，使阳极侧的粘接层115a的电阻率在5～1000MΩ·cm的范围，阴极侧的粘接层115b的电阻率在2～500MΩ·cm的范围。其中，使阴极侧的粘接层115b的电阻率，比阳极侧的粘接层115a的电阻率小。

具体而言，优选阳极侧的粘接层115a的电阻率为10MΩ·cm左右，阴极侧的粘接层115b的电阻率为前者的一半，在5MΩ·cm左右。

粘接层115a、115b的电阻率，可以通过改变用于粘接的玻璃料所包含的金属的种类及其比例来进行调整。

例如，间隔物部件40与阳极基板100的粘接，使用在玻璃料中添加了少量的银颗粒、镍颗粒的高电阻的粘接剂(例如，按重量计，铅玻璃∶Ag＝1∶4)。另一方面，间隔物部件40与阴极基板200的粘接，使用在玻璃料中添加了大量的金颗粒的低电阻的粘接剂(例如，按重量计，铅玻璃∶Ag＝1∶1)。

而且，也可以使用相同种类的金属，使其含量发生变化，从而使粘接层115a、115b的电阻率发生变化。

此外，还可以利用添加的颗粒的形状使电阻率发生变化，例如，也可以添加薄片状、粒状的颗粒使电阻率发生变化。

如果这样构成，则在非点亮状态下，间隔物部件40的电位状态，与周围的等电位面相比，接近阴极基板200侧的电位的部分增大，等电位面向阳极基板100侧偏移稍许。而且，在该状态下，由于未从电子源发射电子束，因此不显示图像，对显示没有影响。

接着，当如图2所示，从电子源开始发射电子束时，电子束的大部分射入与之相对的荧光体111，一部分射入间隔物部件40。但是，由于最初的等电位面偏移了，因此电子对间隔物部件40的射入概率，与上述图6的情况相比要少。因此，荧光体111的发光强度几乎未降低。

其结果是，即使进行间隔物部件40的带电，等电位面的畸变也如图3所示，处于轻微的范围内。因此，电子束密度高的区域持续射入荧光体111，荧光体的发光强度与附近没有间隔物的显示像素相比并不逊色。即，保持显示画面的均匀性，成为高质量的图像显示板。

此时，最好选择消除在显示中等程度的亮度的图像时产生的间隔物带电程度的电导率。显示亮的图像容易产生电子轨道的弯曲，显示暗的图像，电子轨道的弯曲轻微。

另外，间隔物部件40也可以利用能使表面的二次电子发射效率接近于1的氧化铬、或氧化铬与SiO₂的混合物进行表面处理。表面处理的材料及其程度可以根据来自电子源的电子发射量、以及所预估的间隔物部件40的带电量适当地进行选择。即，需要在目标电子发射量、根据该电子发射量预估的间隔物部件40的带电量以及通过预先改变电导率来消除带电的效果之间平衡地选择。不言而喻，使用二次电子发射效率接近于1、不容易产生电子轨道的弯曲的间隔物，将使得由显示图像的明暗引起的电子轨道的弯曲的变动变得很轻微，由此能够进行高质量的显示。

即使在使用实施了表面处理的间隔物部件40的情况下，粘接层115a和115b的电导率，也可以根据该间隔物部件40的二次电子发射效率，适当地进行选择。

接着，使用图4对上述那样构成的FED板的制造工序进行说明。

在阳极基板100上，形成有黑矩阵120、荧光体111、阳极电极114等。在阴极基板200上，使用照相制版、印刷等技术形成了所要的电子源、电路。并且，假设间隔物部件40、框玻璃116、以及其它的排气用部件等也已被组装、清洗完毕而准备好。

如图4(步骤(a))所示，在阳极基板100的在阳极电极114上设立间隔物部件40的位置，利用印刷或者分配器(dispenser)涂敷玻璃料浆料115ap。此时的玻璃料浆料115ap是例如在玻璃料中混入总体积为几％～25％的银颗粒，并与溶剂、粘合剂混合而形成浆料的。

之后，将间隔物部件40按压在其上，固定后进行预烧制。

另一方面，在阴极基板200的配置间隔物部件40的位置，另用印刷或者分配器涂敷玻璃料浆料115bp。此时的玻璃料浆料115bp是例如在玻璃料中混入总体积为20％～100％的金颗粒，并与溶剂、粘合剂混合而形成浆料的。然后，在涂敷浆料后，干燥并预烧制。

之后，如图4(步骤(b))所示，中间夹着涂敷了玻璃料116ap并已进行了干燥的框玻璃116，将配置了间隔物部件40的阳极基板100、与阴极基板200组合起来。然后，进行正式烧制，使整体固定。

进而，如图4(步骤(c))所示，使用安装在阳极基板100上的排气部件，对内部进行真空排气，然后，将排气管密封，通过吸气剂溅散(getter flash)实施防止真空劣化的措施。如此，FED板制造完成。

以上，对本实施方式的FED板以及该FED板的制造工序进行了说明。

根据上述实施方式，能将间隔物部件的上下的电导率保持在适当的比率。其结果是能使非点亮时的间隔物部件的电位，从等电位面向阴极侧偏移。而且，能够消除点亮中的间隔物部件的电位因二次电子发射而向阳极侧偏移的倾向。由此，能够防止伴随着间隔物部件的带电而产生的电子束轨道的偏移，这是以往的氧化物间隔物、实施了导电性敷层的非导电性间隔物所未能实现的。

而且，间隔物部件40中间隔着粘接层被阳极基板100和阴极基板200稳定地支撑。因此，与只在一个端部粘接支撑间隔物部件40的情况相比，支撑强度增大。

而且，阳极基板100侧的粘接层115a可以为低电阻，因此，可以使玻璃料中含有多的玻璃成分。在显示板的制造工序中，不是同时将间隔物部件40与阳极基板100和阴极基板200进行粘接，而是如图4所示，先将其与一个基板粘接后，再粘接另一个基板，这样实施起来更为容易。虽然只是暂时的，但在一个端部支撑间隔物部件40，仍需要足够的粘接强度。本实施方式的FED板，可以使阳极基板100侧的粘接层115a中含有更多的玻璃，能够获得足够的粘接强度。

本发明并不限于上述实施方式。上述实施方式可以在本发明的思想的范围内进行各种变形。

在上述实施方式中，通过金和银的区别、以及混入量来调整用于粘接间隔物部件40的玻璃料的构成，调整了电导率，但也可以两者都添加银颗粒，只通过混入量的差来改变电导率。

而且，作为添加的导电性物质，可以使用铟、白金等贵金属。

此外，也可以不是向玻璃料中添加高价的贵金属，而是通过加入镍颗粒等便宜金属、或加入SiC等导电性无机物来实施电导率的调整。

并且，也可以通过在玻璃料中加入导电性陶瓷颗粒、导电性陶瓷纤维而赋予玻璃导电性。在分别添加例如碳化硅的微粒和碳化硅的晶须时，在添加了微粒的情况下为高电阻，在添加了晶须的情况下为低电阻，因此，也可以使用这样的组合。这种情况与添加金属的情况相比，能够抑制与玻璃的反应，因此，具有能降低由烧制温度导致的低电导率的变动的优点。

此外，可以使用玻璃以外的各种粘接部件(浆料)来替代玻璃料，也可以是以有机化合物、无机化合物(例如陶瓷)为基础的物质。

而且，还可以利用电极材料和电极表面处理来改变间隔物部件40的电位，而不只是通过改变粘接层的材质来改变间隔物部件40的电位。

例如，将铁镍等高阻抗电极材料用于阳极。作为阳极电极和间隔物部件40的粘接工序的预烧制，在氧化气氛中实施。将铝制的低电阻电极用于阴极基板的电极。作为这样的连接的正式烧制，在还原性气氛中实施。如此，可以根据电极材料和表面的氧化状态，改变与间隔物部件40的电导率。在这种情况下，不改变玻璃料就能获得同样的效果，因而具有以廉价的玻璃料材料就可实现的优点。

本发明可以应用于具有电子源(电子发射元件)、并且在显示板内部具有间隔物的显示板。也可以应用于例如以下这样的荧光显示装置(VFD)，即，从阴极飞出的热电子，由位于阴极和阳极之间的栅极控制、加速，并撞击阳极的荧光体(显示元件)而发光的荧光显示装置(VFD)。

Claims

1.一种显示板，其特征在于：包括

具有利用电子束的照射而发光的发光部件的第1基板；

具有电子源的第2基板；以及

配置在上述第1基板和上述第2基板之间的间隔物部件；

上述第1基板与上述间隔物部件的连接电阻，比上述第2基板与上述间隔物部件的连接电阻大。

2.一种显示板，其特征在于：包括

具有利用电子束的照射而发光的发光部件的第1基板；

具有电子源的第2基板；以及

配置在上述第1基板和上述第2基板之间的间隔物部件；

上述第1基板与上述间隔物部件之间的第1粘接层的电导率，比上述第2基板与上述间隔物部件之间的第2粘接层的电导率小。

3.根据权利要求2所述的显示板，其特征在于：

上述第1粘接层和上述第2粘接层是包含非导电性物质和导电性物质的混合物，

上述第1粘接层和上述第2粘接层所包含的导电性物质的比例不同。

4.根据权利要求2所述的显示板，其特征在于：

上述第1粘接层和上述第2粘接层所包含的导电性物质的种类不同。

5.根据权利要求2所述的显示板，其特征在于：

上述第1粘接层和上述第2粘接层所包含的导电性物质的形状不同。

6.根据权利要求3～5的任意一项所述的显示板，其特征在于：上述非导电性物质为玻璃。