JP2006202523A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子放出表示装置において、スペーサの圧力による走査線とデータ線との交差部における盛り上がった層間絶縁膜の破壊を防止する。
【解決手段】データ線１１と走査線２０との間に、データ線１１側より走査線２０側において平坦化された層間絶縁膜１４を形成することによって、スペーサ３０が立てられる走査線２０が平坦化され、走査線２０とデータ線１１との交差部における層間絶縁膜１４の盛り上がりが小さく、スペーサ３０の圧力が交差部に集中することが軽減される。
【選択図】図３

Description

本発明は、マトリクス状に配置された複数の冷陰極から放出した電子ビームで蛍光面を発光させ，画像を表示する画像表示装置に関する。

冷陰極を用いた画像表示装置、特に、薄型のフラットパネルディスプレイ（以下「ＦＰＤという。」としては、電子ビームで蛍光面を発光させ，画像を表示する電子放出表示装置（以下「電子放出ＦＰＤ」という。）がある。

下記特許文献１には、電子放出ＦＰＤは大型のパネルになると，パネル内部の真空スペースを外気圧から支持するため、基板と前面パネルの間に複数のスペーサを必要とするが、基板や前面パネルに合成樹脂を用いて、スペーサを基板あるいは前面パネルと一体形成した画像表示装置が記載されている。

また、下記特許文献２には、金属−絶縁体−金属（ＭＩＭ：Metal Insulator Metal）構造の電子放出素子を用いたフラットパネルディスプレイ装置の背面基板に複数の絶縁性の隔壁(スペーサ)を有するディスプレイ装置が記載されている。
特開平９−２０４８８９号公報 特開平１１−１８５６７６号公報

電子放出ＦＰＤは、カソード基板上のデータ線とそれに直交する走査線とを絶縁層を介して、重ね合わせた構造であって、走査線上にスペーサを立てて、カソード基板とアノード基板を支え、真空を維持している。

データ線に直交する走査線は、データ線との重なり部分が局部的に盛り上がっており、スペーサを走査線上に立てた場合に、盛り上がり部分に圧力が集中し、層間の絶縁膜が押し潰されて破壊し、絶縁破壊に繋がっていた。特に、データ線の角部の破壊が問題となっていた。

そこで、本発明は、走査線とデータ線との層間の絶縁破壊を防止した画像表示装置を提供することを目的とする。

データ線を走査線が形成される面に対し、少なくとも下側に位置する面に形成し、データ線の上部より走査線の下面が同一平面か上方（アノード基板側）に形成されるようにし、走査線とデータ線との重なり部分のアノード基板方向への盛り上がりを小さくし、平坦化あるいは、へこむようにそれぞれの線を形成して、走査線上にスペーサを立てる。また、カソード基板に予め溝を形成しておき、そこにデータ線を形成してもよい。

走査線に盛り上がり部分が小さくなることから、スペーサの圧力が走査線とデータ線との重なり部分に集中し難く、その結果、層間の絶縁層の破壊に繋がらない。絶縁破壊が起こらないことから、大気圧、加重による画素の破壊が発生しない。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明に係る画像表示装置の概略図であって、カソード基板１０上に、電子放出領域Ｓが形成されたストライプ状のデータ線１１が配置される。データ線１１上に層間絶縁膜１４を介してデータ線１１と交差するストライプ状の走査線２０を形成する。この走査線２０上にスペーサ３０が配置される。

カソード基板１０に対向するアノード基板１００の内面には、コントラストを上げるためのブラックマトリクス１２０で区画された赤色蛍光体１１１、緑色蛍光体１１２及び青色蛍光体１１３が塗布され、これら蛍光体を覆う数ＫＶの高電圧が印加される陽極(メタルバック)１３０が蒸着されている。

カソード基板１０とアノード基板１００とは、パネルを大気圧から支持する高強度のスペーサ３０を介して貼り合わせられている。このスペーサ３０は、カソード基板１０の走査線２０上に配置し、アノード基板１００のブラックマトリクス１２０の下に隠れるように配置する。

データ線１１は、画像データを供給するデータ線駆動回路５０へ接続され、走査線２０は、選択信号を供給する走査線駆動回路４０に接続される。

走査線駆動回路４０により選択された走査線２０に対応して、データ線駆動回路５０からデータ線１１を介して画像データが供給され、この画像データに応じて電子放出領域Ｓから電子が放出され、加速されて蛍光体を発光させることで、画像が表示される。

図２は、図１に示す電子放出領域Ｓを取り囲む点線部分の拡大図であって、この拡大図における点線Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’の断面図を、それそれ図３，４，５に示す。

図３ないし図５におけるカソード基板１０の構成について説明する。まず、図５において、ガラス等の絶縁性のカソード基板１０上に、ストライプ状の金属膜からなる下部電極１１−１を形成する。下部電極１１−１の材料としてはアルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金（Ａｌ合金）を用いる。

このストライプ形状の下部電極１１−１における電子放出領域Ｓ（絶縁層１３の領域）をマスクして、下部電極１１−１を陽極酸化することにより保護絶縁層１１−２を形成する。この保護絶縁層１１−２は、下部電極１１−１のエッジへの電界集中を防止する。その後、マスクを除去し、下部電極１１−１を陽極酸化することにより絶縁層１３を形成する。

次に、電子放出領域Ｓを除いて、層間絶縁膜１４を形成する。この層間絶縁膜１４は、下部層間絶縁膜１４−１と上部層間絶縁膜１４−２とからなるが、これらの絶縁膜としては、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化膜などを用いることができる。これらの絶縁膜は、陽極酸化で形成する保護絶縁層１１−２にピンホールがあった場合、その欠陥を埋め、データ線１１と走査線２０との間の絶縁を保つ役割を果たす。

下部層間絶縁膜１４−１をデータ線１１の厚みと同等以上に形成し、さらに、その上に上面が下面より凹凸の小さい平面の上部層間絶縁膜１４−２を形成する。上面が下面より凹凸の小さい平面の層間絶縁膜１４上に、走査線を構成する上部電極１７を形成する。

図３及び図４に示す走査線２０は、データ線１１と交差するストライプ状の下層金属膜１５、上層金属膜１６及び上部電極１７からなり、下層金属膜１５としては、例えば、アルミニウム−ネオジム合金（Ａｌ−Ｎｄ合金）、上層金属膜１６としては、例えば、銅（Ｃｕ）やクロム（Ｃｒ）などの各種の金属材料を用いることができる。

上部電極１７には、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）の積層膜を用いた。上部電極１７は、隣接するストライプ状の走査線２０の一方側（図４右側）では、その上層金属膜１６により切断されて成膜され、他方側（図４左側）では、下層金属膜１５がコンタクト部となり上部電極１７は断線を起こすことなく、層間絶縁膜１４や絶縁層１３を覆って自己整合的に連続成膜される。

スペーサ３０は、カソード基板１０と陽極基板１００とを支持して、大気圧に耐えるもので、例えば、板状のガラス、セラミックス又は合成樹脂が用いられる。

ここで、図３を用いて、層間絶縁膜１４について説明する。層間絶縁膜１４は、下部層間絶縁膜１４−１と上部層間絶縁膜１４−２との２層で構成され、上部層間絶縁膜１４−２の上面が下面より凹凸が小さいから、その上に形成される走査線２０も平坦化される。したがって、スペーサ３０による圧力が、走査線２０全体に加わり、従来のように、特に、データ線１１上の走査線２０に圧力が強く加わることがないので、層間絶縁膜１４が破壊されることがない。なお、層間絶縁膜１４の構成は、１層であってもよい。

本実施例においては、図６に示すように、カソード基板１０におけるデータ線１１、層間絶縁膜１４及び走査線２０の構成は、従来のものと変わらないが、スペーサ３０と走査線２０との間に、スペーサ３０から走査線２０の凸部への圧力を吸収し、走査線２０の抵抗を低減する厚膜電極２２を形成した。この厚膜電極２２は、スクリーン印刷法やディスペンサ法、インクジェット法等により銀（Ａｇ）などの金属材料とガラス材料を含んだペーストを印刷して形成する。なお、この厚膜電極２２は、１層であっても、図６の点線で示すように２層であってもよい。

本実施例においては、図７に示すように、カソード基板１０に、データ線１１を収納する凹部を形成し、その上に平坦な走査線２０を形成する。これによって、スペーサ３０の圧力を走査線２０が一様に受けるので、走査線２０とデータ線１１との絶縁が破壊されることがない。したがって、層間ショートが防止できる。

本実施例においては、図８に示すように、カソード基板１０に、データ線１１と走査線２０の一部を収納する凹部を形成する。この場合、走査線２０は、データ線１１の境界において盛り上がり、スペーサ３０からの圧力を受けるが、この盛り上がった走査線２０の部分は、データ線１１の境界であるから、走査線２０とデータ線１１の絶縁破壊を起こすことはない。

本発明に係る画像表示装置の概略図 図１に示す電子放出領域Ｓを取り囲む点線部分の拡大図 図２のＡ−Ａ’線に沿ったカソード基板の断面図 図２のＢ−Ｂ'線に沿ったカソード基板の断面図 図２のＣ−Ｃ'線に沿ったカソード基板の断面図 本発明の他の実施例を示す図２のＡ−Ａ’線に沿ったカソード基板の断面図 本発明の他の実施例を示す図２のＡ−Ａ’線に沿ったカソード基板の断面図 本発明の他の実施例を示す図２のＡ−Ａ’線に沿ったカソード基板の断面図

符号の説明

１０…カソード基板、１１…データ線、１１−１…下部電極、１１−２…保護絶縁膜、１３…絶縁層、１４…層間絶縁膜、１４−１…下部層間絶縁膜、１４−２…上部層間絶縁膜、１５…下層金属膜、１６…上層金属膜、１７…上部電極、２０…走査線、２２…厚膜電極、３０…スペーサ、Ｓ…電子放出領域、４０…走査線駆動回路、５０…データ線駆動回路、１００…アノード基板、１１１…赤色蛍光体、１１２…緑色蛍光体、１１３…青色蛍光体、１２０…ブラックマトリクス、１３０…陽極(メタルバック)

Claims (5)

1. 電子放出領域が形成されたデータ線と交差する走査線とが設けられたカソード基板と、
   電子放出領域からの電子により発光する蛍光体が設けられたアノード基板と、
   アノード基板とカソード基板との間に走査線上に設けられた複数のスペーサとを備えた画像表示装置において、
   前記データ線と走査線との間に形成される層間絶縁膜は、走査線側がデータ線側より凹凸が小さいことを特徴とする画像表示装置。
2. 電子放出領域が形成されたデータ線と交差する走査線とが設けられたカソード基板と、
   電子放出領域からの電子により発光する蛍光体が設けられたアノード基板と、
   アノード基板とカソード基板との間に走査線上に設けられた複数のスペーサとを備えた画像表示装置において、
   前記走査線上に形成される厚膜電極は、スペーサ側が走査線側より凹凸が小さいことを特徴とする画像表示装置。
3. 前記層間絶縁膜又は厚膜電極は、２層で形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 電子放出領域が形成されたデータ線と交差する走査線とが設けられたカソード基板と、
   電子放出領域からの電子により発光する蛍光体が設けられたアノード基板と、
   アノード基板とカソード基板との間に走査線上に設けられた複数のスペーサとを備えた画像表示装置において、
   前記カソード基板にデータ線を収納する凹部を形成し、このカソード基板上に平坦な走査線を形成することを特徴とする画像表示装置。
5. 電子放出領域が形成されたデータ線と交差する走査線とが設けられたカソード基板と、
   電子放出領域からの電子により発光する蛍光体が設けられたアノード基板と、
   アノード基板とカソード基板との間に走査線上に設けられた複数のスペーサとを備えた画像表示装置において、
   前記カソード基板にデータ線と走査線の一部を収納する凹部を形成し、このカソード基板上に走査線を形成することを特徴とする画像表示装置。