JP2006019219A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の優れた表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置は、蛍光面６、およびこの蛍光面に重なって設けられたメタルバック層７を有している。蛍光面６は、複数の開口部２３を含む遮光部、および遮光部上に形成された蛍光体層３０を有している。メタルバック層７は、分断部７ｂ、およびこの分断部によって複数の領域に分断された複数の分割部７ａを有している。分断部７ｂは、遮光部の上に蛍光体層３０を介して設けられている。分断部７ｂを挟んで設けられた分割部７ａ間の電気抵抗値は、蛍光体層３０を介して１０^２Ωないし１０^５Ωの範囲内である。
【選択図】 図４

Description

この発明は、表示装置に関する。

近年、表示装置として、電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた平面型表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界放出を用いている。例えば、薄型の表示装置として、電界放出型の電子放出素子から放出された電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、および表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）が知られている。

例えば、ＳＥＤは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が１０^−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。

前面基板の内面には、赤、青、緑の蛍光体層を含む蛍光面が形成され、背面基板の内側には、蛍光体を励起して発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線および信号線がマトリクス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。

蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光し映像が表示される。このようなＳＥＤでは、前面基板と背面基板との隙間を数ｍｍ以下に設定することができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）と比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。

上記のように構成されたＳＥＤにおいて、実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、さらに、蛍光体の上にメタルバックと呼ばれるアルミ薄膜を形成した蛍光面を用いることが必要となる。この場合、蛍光面に印加するアノード電圧は最低でも数ｋＶ、できれば１０ｋＶ以上にすることが望まれる。

しかし、前面基板と背面基板との間の隙間は、解像度や支持部材の特性などの観点からあまり大きくすることはできず、１〜２ｍｍ程度に設定する必要がある。したがって、ＦＥＤでは、前面基板と背面基板との小さい隙間に強電界が形成されることを避けられず、両面基板の放電（絶縁破壊）が問題となる。

放電が起こると、瞬間的に１００Ａ以上の電流が流れることがあり、電子放出素子や蛍光面の破壊あるいは劣化、さらには駆動回路の破壊を引き起こす可能性もある。これらをまとめて放電によるダメージと呼ぶことにする。このような不良発生につながる放電は製品としては許容されない。したがって、ＳＥＤを実用化するためには、長期間に渡り、放電によるダメージが発生しないように構成しなければならない。しかしながら、放電を長期間に渡って完全に抑制するのは非常に困難である。

そこで、放電が起きても電子放出素子等への影響を無視できるように、放電の規模を抑制する対策が重要になる。このような考え方に関連する技術として、メタルバックを複数に分断してＳＥＤを構成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。分断する具体的な手法としては、メタルバックをレーザによって分断する手法が採られている。
特開２００３−２４２９１１号公報

上記したように、メタルバックは分断された複数の分割部を有している。メタルバックが上記したように構成されたＳＥＤを用いて画像を表示する場合、ある分割部およびその分割部と対向した個所の背面基板間で放電する場合がある。しかしながら、この場合、放電した分割部の隣りの分割部が、さらに放電する場合がる。このため、放電の規模の拡大を抑制することは困難である。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、放電の規模の拡大を抑制し、電子放出素子や蛍光面の破壊、劣化や回路の破壊を抑制することが可能な表示品位の優れた表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る表示装置は、複数の開口部を含む遮光部、および前記遮光部上に形成された蛍光体層を有した蛍光面と、前記蛍光面に重なって設けられているとともに、分断部、およびこの分断部によって複数の領域に分断された複数の分割部を有したメタルバック層と、を有し、前記分断部は、前記遮光部の上に蛍光体層を介して設けられ、この分断部を挟んで設けられた分割部間の電気抵抗値は、前記蛍光体層を介して１０^２Ωないし１０^５Ωの範囲内であることを特徴としている。

この発明によれば、表示品位の優れた表示装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながらこの発明に係る表示装置をＳＥＤに適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、このＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラスからなる前面基板２、および背面基板１を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、前面基板２および背面基板１は、矩形枠状の側壁３を介して周縁部同士が接合され、内部が１０^−４Ｐａ程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器４を構成している。

前面基板２の内面には蛍光面６が形成されている。この蛍光面６は、後述するように、赤、緑、青に発光する蛍光体層および遮光層で構成されている。蛍光面６上には、アノード電極として機能するメタルバック層７が形成されている。表示動作時、メタルバック層７には所定のアノード電圧が印加される。

背面基板１の内面上には、蛍光体層を励起する電子ビームを放出する多数の電子放出素子８が設けられている。これらの電子放出素子８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。電子放出素子はマトリックス配線９により駆動される。

また、背面基板１および前面基板２の間には、耐大気圧のため、板状あるいは柱状に形成された多数のスペーサ１０が配置されている。
蛍光面６にはメタルバック層７を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子８から放出された電子ビームはアノード電圧により加速され蛍光面６に衝突する。これにより、対応する蛍光体層が発光し映像が表示される。

次に、上記した蛍光面６およびメタルバック層７について詳細に説明する。
図３および図４に示すように、前面基板２の内面に設けられた蛍光面６は、遮光部２０を有している。この遮光部２０は、例えば、所定の隙間を置いて平行に並んだ多数のストライプ部２１および蛍光面６の周縁に沿って延びた矩形枠部２２で形成されている。また、遮光部２０は、ストライプ部２１間の開口した個所に位置した複数の開口部２３を有している。遮光部２０（複数の開口部２３を含む）上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する多数の蛍光体層３０が互いに隣接して形成されている。この実施の形態において、各蛍光体層３０には透明な導電材料が混合されている。

蛍光面６上に重なって設けられたメタルバック層７は、複数の分割部７ａおよび複数の分断部７ｂを有している。各分割部７ａは分断部７ｂによって分断されている。より詳しくは、メタルバック層７の分割部７ａはそれぞれ細長いストライプ状に形成され、所定の隙間をおいて互いに平行に延びているとともに主に開口部２３に重なって位置している。

分断部７ｂはストライプ状に形成され、分割部７ａ間に位置している。分断部７ｂは遮光部２０のストライプ部２１上に蛍光体層を介して設けられている。なお、分断部７ｂは、開口部２３と対向した領域からはみ出さないようにすることが望ましく、マージンを取るために、分割部７ａの一部も、ストライプ部２１に重ねて形成するのが好適である。この実施の形態において、分断部７ｂは、メタルバック層７を複数の分割部７ａに分断するため、そのメタルバック層を部分的に除去して形成されている。

分断部７ｂによってメタルバック層７を分断すると、所定の電圧をメタルバック層全面に印加することが困難になる。そこで、分割部７ａは抵抗４０を介して、共通電極４１に接続されている。共通電極４１の一部には高圧供給部４２が形成され、適当な手段により高圧が印加されるようになっている。これにより、放電電流抑制機能は確保しつつ、電圧をメタルバック層全面に印加することができる。

ここで、本願発明者等は、分断部７ｂを挟んで設けられた分割部７ａ間の電気抵抗値およびメタルバック層７の分断幅（分断部を挟んで設けられた分割部間の幅）Ｗを変化させて画像を表示し、放電抑制効果および上記分割部間の耐電圧の特性を評価した。その際、分割部７ａ間の電気抵抗値を蛍光体層３０を介して１０Ω、１０^２Ω、１０^５Ω、１０^６Ω、およびオーバーロード（Ｏ．Ｌ．）に設定し、その分割部間の幅Ｗを５０μｍおよび１００μｍに設定して評価した。ここで、オーバーロードとは抵抗計での測定が不可能であることを意味している。本実施の形態において、オーバーロードは１０^７Ω以上のことを意味している。電気抵抗値は、蛍光体層３０に混合する導電材料の割合等を調整することにより設定されている。

放電抑制効果では、放電の規模の拡大が抑制され、実用上問題とならない場合は○を、放電の規模が拡大し、実用上問題となる場合は×を記して評価した。分割部７ａ間の耐電圧では、耐電圧特性が良好で、実用上問題とならない場合は○を、耐電圧特性が不良で、実用上問題となる場合は×を記して評価した。

図５に示すように、放電抑制効果では、電気抵抗値を１０^２Ω、１０^５Ω、および１０^６Ωに設定した場合に実用上問題にならないと判断される。これにより、１０^２Ωが分割部７ａ間の放電を抑制できる下限の値であることがわかる。分割部７ａ間の耐電圧では、電気抵抗値を１０Ω、１０^２Ω、および１０^５Ωに設定した場合に実用上問題にならないと判断される。すなわち、電気抵抗値を１０^６Ωに設定した場合、耐電圧が非常に高いため、分割部７ａ間で僅かな電流が流れることはない。このため、ある分割部７ａで放電し、分割部７ａにその容量を超えた電荷が蓄積した場合、放電した分割部とその隣りの分割部との間で放電することになる。電気抵抗値を１０^５Ωに設定した場合、耐電圧が高すぎないため、分割部７ａ間で僅かな電流が流れることになる。このため、ある分割部７ａで放電が生じた場合でも、放電が生じた分割部から隣りの分割部に僅かな電流が流れ続けることになる。これにより、放電が生じた分割部７ａ、およびこの隣りの分割部間に生じる二次的な放電を防ぐことができ、放電の規模の拡大を抑制できる。

上記したことから、分断部７ｂを挟んで設けられた分割部７ａ間の電気抵抗値は、蛍光体層３０を介して１０^２Ωないし１０^５Ωの範囲内に設定すると望ましいことがわかる。これにより、上述した実施の形態のＳＥＤにおいて、分断部７ｂを挟んで設けられた分割部７ａ間の電気抵抗値は、蛍光体層３０を介して１０^２Ωないし１０^５Ωの範囲内に設定されている。

以上のように構成された、ＳＥＤによれば、分断部７ｂを挟んで設けられた分割部７ａ間の電気抵抗値は、蛍光体層３０を介して１０^２Ωないし１０^５Ωの範囲内に設定されている。この電気抵抗値は、蛍光体層３０に混合する導電材料の割合等を調整することにより設定可能である。

このため、ある分割部７ａで放電が生じた場合でも、放電の規模の拡大を抑制でき、電子放出素子や蛍光面の破壊、劣化や回路の破壊を抑制することが可能である。これにより、表示品位の優れたＳＥＤを得ることができる。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、図６に示すように、前面基板２は、蛍光体層３０上にＩＴＯ等の透明な導電材料からなる導電膜３１を形成し、この導電膜上にメタルバック層７を形成して構成されても良い。この場合、蛍光体層３０に導電材料を混合させなくても良い。このため、分断部７ｂを挟んで設けられた分割部７ａ間の電気抵抗値は、導電膜３１の膜厚等、この導電膜により設定可能である。ここで、導電膜３１は、少なくとも遮光部２０のストライプ部２１と対向した領域であるとともに、蛍光体層３０およびメタルバック層７間に形成されていれば良い。

図７に示すように、分断部７ｂは、メタルバック層７を部分的に酸化（陽極酸化）することにより形成されても良い。これにより、導電部としての分割部７ａ、および電気的に高抵抗の分断部７ｂが得られる。
この発明は、ＳＥＤに限定されることなく、表示装置としてのＦＥＤにも適用することができる。

この発明の実施の形態に係るＳＥＤを示す斜視図。 図１の線Ａ−Ａに沿った上記ＳＥＤの断面図。 上記ＳＥＤにおける前面基板の蛍光面およびメタルバック層を示す平面図。 図３の線Ｂ−Ｂに沿った前面基板の断面図。 分断部間の電気抵抗値およびメタルバック層の分断幅の変化に対する放電抑制効果および分割部間の耐電圧の特性を示す図。 図４に示した前面基板の変形例を示す断面図。 図４に示した前面基板の他の変形例を示す断面図。

符号の説明

１…背面基板、２…前面基板、６…蛍光面、７…メタルバック層、７ａ…分割部、７ｂ…分断部、８…電子放出素子、２０…遮光部、２１…ストライプ部、２２…矩形枠部、２３…開口部、３０…蛍光体層、３１…導電膜。

Claims (3)

1. 複数の開口部を含む遮光部、および前記遮光部上に形成された蛍光体層を有した蛍光面と、前記蛍光面に重なって設けられているとともに、分断部、およびこの分断部によって複数の領域に分断された複数の分割部を有したメタルバック層と、を有し、
   前記分断部は、前記遮光部の上に蛍光体層を介して設けられ、この分断部を挟んで設けられた分割部間の電気抵抗値は、前記蛍光体層を介して１０^２Ωないし１０^５Ωの範囲内であることを特徴とする表示装置。
2. 前記蛍光体層には導電材料が混合されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記遮光部と対向した領域であるとともに、前記蛍光体層およびメタルバック層間に形成された導電膜を有していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

Images