JP2007095321A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 信号線を２分割した場合の分割部の端部と陽極間のスパークを抑制し、高輝度の画像表示を可能とした画像表示装置を提供する。
【解決手段】 表示領域内で走査線ＧＡＮとＧＢ１の間で信号線を当該信号線の一方向に上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢに２分割する。信号線ＤＡとＤＢの幅をＷ、分割された電極部分の対向端部の間隔をＳ、信号線のピッチをＰとしたとき、Ｓ≦Ｗ/２とすることで、信号線の端部に集中する異常な電荷による電位の影響が円状に広がり、分割部の中央部には及ばず、異常放電が抑制される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自発光型フラットパネル型画像表示装置に関し、特に薄膜型電子源をマトリクス状に配列した画像表示装置に好適なものである。

マトリクス状に配置した電子源を有する自発光型フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の一つとして、微少で集積可能な冷陰極を利用する電界放出型画像表示装置（ＦＥＤ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）や電子放出型画像表示装置が知られている。これらの冷陰極には、スピント型電子源、表面伝導型電子源、カーボンナノチューブ型電子源、金属―絶縁体―金属を積層したＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ ）型、金属―絶縁体―半導体を積層したＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ）型、あるいは金属―絶縁体―半導体−金属型等の薄膜型電子源などがある。

ＦＰＤは、上記のような電子源を備えた背面パネルと、蛍光体層とこの蛍光体層に電子源から放出される電子を射突させるための加速電圧を形成する陽極を備えた前面パネルと、両パネルの対向する内部空間を所定の真空状態に封止する封止枠とで構成される表示パネルを有する。背面パネルは背面基板上に形成された上記の電子源を有し、前面パネルは前面基板上に形成された蛍光体層と電子源から放出された電子を蛍光体層に射突させる電界を形成するための加速電圧を形成する陽極を有する。この表示パネルに駆動回路を組み合わせて構成される。

個々の電子源は対応する蛍光体層と対になって単位画素を構成する。通常は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の単位画素で一つの画素（カラー１画素、１カラーピクセル）が構成される。なお、カラー１画素の場合、単位画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は副画素（サブピクセル）とも呼ばれる。

背面パネルと前面パネルの間隔は隔壁と称する部材で所定間隔に保持される。この隔壁はガラスやセラミックスなどの絶縁材あるいは幾分かの導電性を有する部材で形成した板状体からなり、通常、複数の画素ごとに画素の動作を妨げない位置に設置される。

この種の画像表示装置では、背面基板の主面上に、一方向（例えば、縦方向、垂直方向）に延在し該一方向と直交する他方向（例えば、横方向、水平方向）に並設されて画像信号が供給される複数の画像信号配線と、上記他方向に延在し前記一方向に並設されて前記画像信号配線の上層に絶縁して設けられて走査信号が順次印加される複数の走査信号配線とが形成される。そして、走査信号配線の上、かつ当該走査信号配線の延在方向に隔壁を設置した背面パネルを構成する。

また、前面基板の主面上に、背面基板に設けられた電子源のそれぞれに対応して遮光膜（ブラックマトリクス）の開口にマトリクス状に設けられた蛍光体層と、電子源から放出される電子を蛍光体層に指向する加速電圧が印加される陽極が形成され、前面パネルが構成される。

ＦＰＤでは、電子源と陽極の間には、５ｋＶ乃至１０ｋＶの加速電圧（陽極電圧）が印加される。蛍光体の発光輝度は陽極電圧に比例する。この電子放出型ＦＰＤでは、陽極電圧が同様の発光原理を用いたカラーブラウン管（ＣＲＴ）に比較して低いため、明るい表示画像を得るためには画像信号配線に流れる駆動電流値が大となる。画像信号配線は配線長が長くなるほど、また給電端から遠ざかるほど、配線抵抗による電圧降下が大きくなり、表示輝度にむらが生じる。これは、画面サイズの大型化と共に著しい。

そして、明るい表示画像を得るために電流値を大きくすると、蛍光体のダメージが大きくなる。これを避けるために画像信号配線を２分割して同時駆動することで蛍光体の発光時間を長くして輝度を稼ぎ、ピーク電流を下げることが有効である。しかし、画像信号配線を２分割した場合、画像信号配線の分割部分の対向端での電位変化が陽極に対して露呈するため、この端部と陽極の間にスパークが生じ、画素破壊を招く。

本発明は、画像信号配線を２分割した場合の分割部の端部と陽極間のスパークを抑制し、高輝度の画像表示を可能とした画像表示装置を提供することにある。

本発明は、走査信号配線の下層に形成される画像信号配線を表示領域内で２分割し、２分割した場合の分割部における電極配置を特定の関係とした。また、本発明は、この分割部を走査線で覆うことで、分割部の端部が陽極から見えないようにした。

本発明の代表的な構成は以下のとおりである。すなわち、
（１）本発明は、画像信号配線を表示領域内で当該画像信号配線の一方向に２分割する。そして、該画像信号配線の幅をＷ、分割された部分の対向端部の間隔をＳとしたとき、Ｓ≦Ｗ/２とする。

（２）また、（１）において、画像信号配線の幅をＷ、分割された部分の対向端部の間隔をＳ、画像信号配線の他方向（一方向と交差する方向）のピッチをＰとしたとき、Ｓ≧Ｐ−Ｗとする。

（３）本発明は、画像信号配線を表示領域内で当該画像信号配線の一方向に２分割し、この２分割された部分の対向端部を前面パネルから見えないように走査信号配線で覆った。

（４）３個の電子源で正方形のカラー１画素を構成したとき、２Ｐ＋Ｗ≧Ｓ≧Ｐ−Ｗとした。

（５）電子源を、下部電極と上部電極、および下部電極と上部電極の間に挟持される電子加速層の積層構造であり、下部電極と上部電極との間に電圧を印加することで該上部電極より電子を放出する薄膜型電子放出素子とした。

２分割した画像信号配線の端部と陽極との間の電界不均衡が改善されるので、分割したことによるスパークが抑制される。その結果、陽極電圧を高くすることができるため、電流値を低く抑えて高輝度表示が可能となる。また、２分割した画像信号配線の端部を走査信号配線で覆うことで陽極との間のスパークが抑制される。そして、電流値の抑制で長寿命化が達成される。

以下、本発明を実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の画像表示装置の画像表示装置を説明する背面パネルの平面図である。なお、前面パネルについては後述する。背面パネルＰＮＬ１は、その背面基板ＳＵＢ１の表示領域が一方向である図１の上下方向における上側の表示領域ＡＲ１と下側の表示領域ＡＲ２に２分割されている。符号ＤＡは上側の表示領域ＡＲ１の画像信号配線（以下、単位に信号線あるいはデータ線とも称する）、符号ＤＢは下側の表示領域ＡＲ２の信号線、符号ＧＡは上側の表示領域ＡＲ１の走査信号配線（以下、走査線とも称する）、符号ＧＢは下側の表示領域ＡＲ２の走査線である。

これら表示領域ＡＲ１とＡＲ２の周囲の上側長辺には上側信号線ＤＡに画像信号（表示信号）を供給する上側信号線駆動回路ＤＤＡが実装され、下側長辺には下側信号線ＤＢに画像信号（表示信号）を供給する下側信号線駆動回路ＤＤＢが実装されている。上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢは表示領域ＡＲ１とＡＲ２の境界付近で機械的かつ電気的に分離されている。また、短辺の上側両側には上側走査線ＧＡに走査信号を供給する上側走査線駆動回路ＧＤＡが実装され、短辺の下側両側には下側走査線ＧＢに走査信号を供給する下側走査線駆動回路ＧＤＢが実装されている。上下の信号線ＤＡ、ＤＢと上下の上下の走査線ＧＡ、ＧＢの交差部近傍には画素を構成する電子源が形成されている。

図１の構成において、上側信号線駆動回路ＤＤＡと下側信号線駆動回路ＤＤＢから上下の表示領域ＡＲ１の上側信号線ＤＡ、ＡＲ２の下側信号線ＤＢにそれぞれ表示信号（画像信号）が供給される。そして、上側走査線駆動回路ＧＤＡと下側走査線駆動回路ＧＤＢから上下側走査線ＧＡとＧＢにそれぞれ走査信号が印加される。この走査信号は、上側の表示領域ＡＲ１と下側の表示領域ＡＲ２の最上側走査線から同時に下側に順次移動するように印加される、所謂同方向パラレル同時走査方式であるが、他の走査方式も可能である。

図２は、本発明の実施例１を説明する図１のＣ部分の拡大図である。図２において、表示領域における信号線はその中央部分で２つの信号線（上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢ）に分割されている。符号ＧＡＮ-１、ＧＡＮは上側走査線、符号ＧＢ１、ＧＢ２は下側走査線であり、上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢの対向端に関して上側走査線の最下端上側走査線ＧＡＮと下側走査線の最上端下側走査線ＧＢ１とが隣接している。

図３は、図２における上側信号線と下側信号線の対向部分の配置関係を説明する図である。なお、図３では上側走査線の最下端上側走査線ＧＡＮと下側走査線の最上端下側走査線ＧＢ１を仮想線で示してある。上側走査線の最下端上側走査線ＧＡＮと下側走査線の最上端下側走査線ＧＢ１の間隔は符号Ｔで示した。

実施例１では、上下の表示領域を同方向パラレル同時走査方式とした。このような走査方式では、上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢの対向部分（端部）での陽極に対する電位が異なる。実施例１では、上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢの幅をＷ、分割された部分の対向端部の間隔をＳ、上下信号配線の配列ピッチ（前記他方向のピッチ）をＰとしたとき、Ｓ≦Ｗ/２とした。

そしてさらに、Ｓ≧Ｐ−Ｗとすることで、分割された信号線間でも、隣接する信号線間と同等の間隔が保たれるので、線間耐圧が確保される。分割部の間隔が走査線の間隔よりも狭いので、後述の実施例２で説明するように、分割部を走査線の直下に隠すことができる。

信号線と走査線は絶縁体の層で絶縁されているが、上記対向端部の間隔Ｓが下側信号線ＤＢの幅Ｗに対して大きいと、当該信号線の分割部分にある絶縁体の表面電荷が不安定となり、異常放電の原因となってしまう。この異常放電の対策として、分割部分の電位を安定させればよい。実施例１の構成とすることで、信号線外縁部の電位の影響はクーロンの法則により円状に広がるため、分割部の中央部でも電位の安定が確保され、異常放電が抑制される。

図４は、本発明の実施例２を説明する図１のＣ部分に相当する拡大図である。実施例２では、上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢの分割部を走査線ＧＡＮで覆ったものである。実施例２では、信号線の分割部を表示領域ＡＲ１の最下端にある走査線ＧＡＮで覆った構成とした。しかし、これに代えて表示領域ＡＲ２の最上端にある走査線ＧＢ１で覆った構成とすることもできる。この構成を図４の右側に示した。

この構成により、分割された信号線の対向端部が陽極から見えなくなるため、当該端部と陽極の間のスパーク発生を効果的に抑制できる。なお、実施例２に前記実施例１の配置寸法を適用することで、さらに効果的にスパーク発生を抑制できる。

また、電子源が３個で正方形のカラー１画素を構成したとき、１カラー画素のサイズは３Ｐである。このとき、走査線の間隔は信号線間隔と同等を確保する必要があるので、走査線の最大幅は、３Ｐ−（Ｐ−Ｗ）＝２Ｐ＋Ｗとなる。信号線の分割部を確実に走査線で覆われるようにするためには、分割部が走査線幅より小さい必要があるので、前記したＳ≧Ｐ−Ｗの関係より、２Ｐ＋Ｗ≧Ｓ≧Ｐ−Ｗとなる。

実施例２により、スパーク発生が抑制され、信号線間の耐圧が確保されるので、信頼性が向上し、陽極電圧を高くできる。その結果、低電流で高輝度化が実現でき、超寿命の画像表示装置を得ることができる。

図５は、本発明の実施例３を説明する図１のＣ部分に相当する拡大図である。実施例３では、上側信号線ＤＡと下側信号線ＤＢの分割部を走査線ＧＡＮで覆うときに、上側の表示領域の最下側の走査線ＧＡＮで覆われる信号線の対向部を下側の表示領域の最上部の走査線ＧＢ１側にｄ１>ｄ２となるように変位させたものである。

実施例３によれば、実施例２の効果に加え、走査線ＧＡＮによる画素の選択を確実にすることができる。

図６は、フルカラーの画像表示装置の全体構成例を説明する展開斜視図である。背面パネルＰＮＬ1には、第１の基板である背面基板ＳＵＢ1の主面に、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査線Ｇと、他方向に延在し走査線Ｇに交差する如く前記一方向に並設された複数の信号線Ｄと、走査線Ｇと信号線Ｄの各交差部近傍に設けた電子源ＥＬＳを有する。

そして、前面パネルＰＮＬ２には、第２の基板である前面基板ＳＵＢ２の主面に遮光膜（ブラックマトリクス）ＢＭで互いに区画された３色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））の３つの副画素（サブピクセル）ＰＨと、陽極（アノード）ＡＤが形成されている。この構成例では、背面パネルＰＮＬ1の走査線Ｇの上に、当該走査線Ｇに沿ってスペーサＳＰＣを設置して両パネルを所定の間隔で図示しない封止枠により封止している。

図７は、本発明の背面パネルに有する電子源の構成例を説明する断面図である。背面基板ＳＵＢ１の主面に形成された信号線Ｄの上に、絶縁層ＩＮＳ１、ＩＮＳ２を介在させて走査線Ｇに交差する如く形成されている。図６に示した電子源ＥＬＳは信号線Ｄを下部電極とし、走査線Ｇ給電電極ＥＬＣを通して接続される上部電極ＡＥＤと、絶縁膜ＩＮＳ１の薄膜部分ＩＮＳ３をトンネル絶縁膜として構成される。図７にＥで囲んだ部分は隣接画素との分離部分を示し、接続電極ＥＬＣの隣接画素側の端縁を走査線Ｇから後退させた状態で上部電極ＡＥＤをＣＶＤ成膜することで、隣接画素との間で上部電極ＡＥＤが自己整合的に分離されるようにしたものである。

以上の実施例では、電子源にＭＩＭを用いた構造を例としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記した各種の電子源を用いた自発光型ＦＰＤに対しても同様に適用できるものである。

本発明の画像表示装置の画像表示装置を説明する背面パネルの平面図である。 本発明の実施例１を説明する図１のＣ部分の拡大図である。 図２における上側信号線と下側信号線の対向部分の配置関係を説明する図である。 本発明の実施例２を説明する図１のＣ部分に相当する拡大図である。 本発明の実施例３を説明する図１のＣ部分に相当する拡大図である。 フルカラーの画像表示装置の全体構成例を説明する展開斜視図である。 本発明の背面パネルに有する電子源の構成例を説明する断面図である。

符号の説明

ＳＵＢ１・・・背面基板、ＳＵＢ２・・・前面基板、ＡＲ１・・・上側表示領域、ＡＲ２・・・下側表示領域、ＥＬＳ・・・電子源、ＥＬＣ・・・接続電極、ＡＤ・・・陽極、ＢＭ・・・ブラックマトリクス、ＰＨ（ＰＨ（Ｒ）， ＰＨ（Ｇ）， ＰＨ（Ｂ））・・・蛍光体層、ＳＤＲ・・・走査信号線駆動回路、ＤＡ・・・上側信号線、ＤＢ・・・下側信号線、ＤＤＡ・・・上側信号線駆動回路、ＤＤＢ・・・下側信号線駆動回路、ＧＤＡ・・・上側走査線駆動回路、ＧＤＢ・・・下側走査線駆動回路、ＳＰＣ・・・隔壁。

Claims (8)

1. 背面基板の主面上に、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて画像信号が供給される複数の画像信号配線と、前記他方向に延在し前記一方向に並設されて前記画像信号配線の上層に絶縁して設けられて走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、前記画像信号配線と前記走査信号配線の各交差部近傍に設けられ表示領域を構成するごとくマトリクス状に配置された電子源と、前記表示領域の外側に搭載された駆動回路とを備えた背面基板を有する背面パネルと、
   前記電子源のそれぞれに対応してマトリクス状に設けられた蛍光体層と、前記電子源から放出される電子を前記蛍光体層に指向する加速電圧が印加される陽極とを備えた前面基板を有する前面パネルと、
   前記背面パネルと前記前面パネルの周縁に介在して当該背面パネルと前面パネルが所定間隔をもって対向する内部空間を所定の真空状態に保持する封止枠と、
   前記背面パネルと前記前面パネルとの間に前記所定間隔を保持するための隔壁とを備え、
   前記画像信号配線は前記表示領域内で当該画像信号配線の前記一方向に２分割されており、前記画像信号配線の幅をＷ、前記分割された部分の対向端部の間隔をＳとしたとき、
   Ｓ≦Ｗ/２
   であることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記画像信号配線の幅をＷ、前記分割された部分の対向端部の間隔をＳとしたとき、
   Ｓ≧Ｐ−Ｗ
   であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 背面基板の主面上に、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて画像信号が供給される複数の画像信号配線と、前記他方向に延在し前記一方向に並設されて前記画像信号配線の上層に絶縁して設けられて走査信号が順次印加される複数の走査信号配線と、前記画像信号配線と前記走査信号配線の各交差部近傍に設けられ表示領域を構成するごとくマトリクス状に配置された電子源と、前記表示領域の外側に搭載された駆動回路とを備えた背面基板を有する背面パネルと、
   前記電子源のそれぞれに対応してマトリクス状に設けられた蛍光体層と、前記電子源から放出される電子を前記蛍光体層に指向する加速電圧が印加される陽極とを備えた前面基板を有する前面パネルと、
   前記背面パネルと前記前面パネルの周縁に介在して当該背面パネルと前面パネルが所定間隔をもって対向する内部空間を所定の真空状態に保持する封止枠と、
   前記背面パネルと前記前面パネルとの間に前記所定間隔を保持するための隔壁とを備え、
   前記画像信号配線は前記表示領域内で当該画像信号配線の前記一方向に２分割されており、前記前面パネルから見た前記２分割された部分の対向端部が前記走査信号配線で覆われていることを特徴とする画像表示装置。
4. 前記画像信号配線の幅をＷ、前記分割された部分の対向端部の間隔をＳ、前記画像信号配線の前記他方向のピッチをＰとしたとき、
   Ｓ≧Ｐ−Ｗ
   であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記電子源が３個で正方形のカラー１画素を構成したとき、
   ２Ｐ＋Ｗ≧Ｓ≧Ｐ−Ｗ
   であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 前記電子源は、下部電極と上部電極、および前記下部電極と前記上部電極の間に挟持される電子加速層を有し、前記下部電極と前記上部電極との間に電圧を印加することで該上部電極より電子を放出する薄膜型電子放出素子であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の画像表示装置。
7. 前記隔壁は、前記走査信号配線の上に複数に分割して設置されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の画像表示装置。
8. 前記前面パネルに有する蛍光体層は赤、緑、青の３色から構成され、各蛍光体層は遮光層で区画されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の画像表示装置。
   
   

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