JP2007294131A - 自発光型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサ端部における電子ビームのミスランディングや放電発生を低減して色ムラや黒点欠陥を抑制する。
【解決手段】スペーサＳＰＣを走査線ｓＬ上では分割部を有しない単一部材として配置し、その両端部を前記電子源と前記蛍光体の二次元配置からなる表示領域ＡＲの左右方向（ｘ方向）の両側を超えて位置させている。陽極ＡＤを、表示領域ＡＲの走査線ｓＬの延在方向の幅を超える幅で当該表示領域を覆って形成する。スペーサＳＰＣの左右方向（ｘ方向）両端部を陽極ＡＤの幅よりも後退した位置に配置してある。左右方向において、表示領域ＡＲの幅＜スペーサＳＰＣの幅＜陽極ＡＤの幅となっている。蛍光体は、上下方向（y方向）に伸びるストライプ状のブラックマトリクス開口に塗布され、この蛍光体のパターンと表示領域ＡＲの幅を足した幅＜スペーサＳＰＣの幅＜陽極ＡＤの幅とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自発光型表示装置に係り、薄膜型電子源を用いたフラット・パネル型表示装置に好適なものである。

薄膜型電子源を用いたフラット・パネル型表示装置の一つにＭＩＭ型電子放出素子を電子源とした表示装置がある。図５は、ＭＩＭ型電子放出素子を電子源とした表示装置（以下、パネルとも称する）の構成例を説明する一部破断して内部を示した斜視図である。また、図６は、図５のＡ−Ａ'線で切断した断面図である。このパネルは、背面基板ＳＵＢ１の内面に電子源構造を形成した背面パネルＰＮＬ１と、前面基板ＳＵＢ２の内面に電子の励起で発光する蛍光面を形成した前面パネルＰＮＬ２、および背面パネルＰＮＬ１と前面パネルＰＮＬ２の対向周縁に介挿されてスペーサＳＰＣで間隔が規制される背面パネルＰＮＬ１と前面パネルＰＮＬ２の対峙領域に密封空間を形成する封止枠ＭＦＬを一体化して構成される。

背面パネルＰＮＬ１は、ガラスを好適とする背面基板ＳＵＢ1に複数のデータ線ｄＬとこのデータ線ｄＬに絶縁層を介して交差する複数の走査線ｓＬが敷設される。データ線ｄＬの走査線ｓＬ近傍には電子源が形成されている。前面パネルＰＮＬ２は、透明ガラスを好適とする前面基板ＳＵＢ２に遮光膜（ブラックマトリクス）ＢＭの開口（ＢＭ開口）に塗布された複数の蛍光体ＰＨと陽極（メタルバック）ＡＤからなる蛍光面が形成されている。電子源から放出された電子は、陽極ＡＤに印加される加速電圧で加速され、電子ビームとなって蛍光体に射突し、これが励起して発光する。

背面パネルＰＮＬ１と前面パネルＰＮＬ２の対向周縁に介挿される封止枠ＭＦＬもガラスが多く用いられる。また、この構成ではスペーサＳＰＣは各走査線ｓＬの上に３分割された状態で植立されている。これらの各構造部品はフリットガラスで接着される。データ線ｄＬの端部はデータ線引き出し端子ｄＬＴとして、また走査線ｓＬの端部は走査線引き出し端子ｓＬＴとして封止枠ＭＦＬの外に引き出されている。密閉空間の内部は排気管ＥＸＣで所定の真空度に減圧される。なお、この種の表示装置は、特許文献１に開示されている。
特開２００４−３６３０７５号公報 特許３３０５１６６号公報

ＭＩＭ型電子放出素子を電子源に用いた表示装置では、スペーサの近傍に位置された画素はスペーサの帯電による偏向作用で電子ビームが変位し、所定の蛍光体からずれてミスランディングしてしまい、輝度低下をもたらす。これが、画質不良の原因となる。これまで、スペーサの抵抗や表面コートにより対策しているが、完全に帯電電荷を除く条件ではスペーサの抵抗が低くなりスペーサでの消費電力が増大するため、低抵抗化のみで完全に画質不良を除くことは難しい。さらに、この帯電電荷による電子ビームのミスランディングはスペーサの長手方向の両端（走査線延在方向両端、左右端）においては、電子ビームの軌道が横方向（左右方向）に変化するため他色打ちが発生する。

スペーサの構成として、これまではスペーサ自体の製造が容易で、小型の表示装置の組み立てが容易であることから、表示装置の走査線１本につき２〜１０本程度のスペーサを並べて用いてきたが、横方向に1本の長いスペーサに置き換えることにより組み立て工数を簡略化し、部品数を低減して低コスト化を仕様としたものが特許文献２に記載されている。

特許文献２に記載の構成では、半導電性の１本の長いスペーサを走査配線上に配置しており、スペーサと前面基板（アノード基板とも言う）および走査線とは、当接により電気的に接続されている。半導電性のスペーサは表面の抵抗を１０⁵〜１０¹²Ω/□に制御することにより電子ビームの軌道変位（偏向）を防止できるとしている。

特許文献２では、スペーサを配置する場所については、走査線の上とすることのみを記述しているが、電子ビームの軌道変位について詳細に調べたところ、スペーサの端部ではｘ方向に変位することが判明した。図７は、スペーサと電子ビームが変移する画素の説明図である。図７において、符号ＢＳは電子ビームのスポット、ＥＬＳＣＸは電子源（カソード）のｘ方向開口部中心、ＥＬＳＣＹは電子源のｙ方向開口部中心、ＰＹはｙ方向に電子ビームが変位する画素、ＰＸＹはｘｙ方向に電子ビームが変位する画素を示す。

図７に示されたように、スペーサＳＰＣの端部以外の近傍に位置する画素では、電子ビームはｙ方向に変位する。そして、スペーサＳＰＣの端部近傍に位置する画素では、さらにｘ方向に変位する。つまり、この端部近傍に位置する画素では、ｘｙ方向に電子ビームが変位する。

特許文献２では、スペーサの上下（縦方向、ｙ方向）部分での変位についてのみ述べているが、ＲＧＢのサブ画素を繰り返し配置する表示装置では、左右方向（横方向、ｘ方向）のピッチが縦方向のピッチの１／３しかないため、スペーサの左右方向端部でのｘ方向の電子ビーム変位による画質不良に対して影響が大きく、ｙ方向に同じ量だけ変位するよりもより重要な問題である。なぜなら、Ｘ方向で電子ビームが変位すると隣接するサブ画素の蛍光体に電子ビームが照射されて他の色を発光させる表示不良である「他色打ち」が発生して、著しく表示品位を低下させる表示不良となるためである。このように、横方向のビーム変位による画質不良がないことが求められる。

スペーサの表面抵抗を低減した表示装置を試作して電子ビームの変位を調べたところ、抵抗率を下げると電子ビーム変位が低減するが、５×１０⁷Ω/□ではまだ電子ビームの変位が認められた。公称３２型のパネルでスペーサを２０本配列することを想定すると、５×１０⁷Ω/□ではスペーサを流れる電流が増大する。スペーサの消費電力を試算すると、４６Ｗになることが判明した。過大な電流を流すと表示装置の消費電力が増大する問題がある。また、スペーサに大電流が流れることによりスペーサが加熱し、熱応力により破壊に至る。このようにスペーサの消費電力が大幅に増大しない範囲の抵抗値でも電子ビーム変位による表示不良が無いことが求められる。また、スペーサ端部は放電の頻度が高く、画素の電子源で放電すると電子源の耐圧をはるかに超えた電圧が印加され、ＭＩＭ電子源素子（カソード）を破壊して黒点欠陥となってしまい、パネルの寿命を著しく縮めてしまう。

本発明の目的は、スペーサ端部における電子ビームのミスランディングや放電発生を低減して色ムラや黒点欠陥を抑制した自発光型表示装置を提供することにある。

本発明の自発光型表示装置は、複数の信号線と、この信号線とは絶縁されて交差して配置された複数の走査線と、前記信号線と前記走査線との交叉部近傍に設けられた複数の電子源とを有する背面基板と、
前記背面基板の前記電子源のそれぞれと対をなして該電子源から取り出される電子の励起で発光する複数色の蛍光体からなる蛍光面および陽極とを有して、前記背面基板と所定の間隔をもって対向する前面基板と、
前記背面基板と前記前面基板との対向周辺に介挿され、密閉空間を構成する封止枠と、 前記背面基板と前記前面基板との対向間隙に植立されて前記所定の間隔を保持するスペーサとを具備する。

そして、本発明では、上記目的を達成するために、前記スペーサを前記走査線上では分割部を有しない単一部材として配置し、その両端部を前記電子源と前記蛍光体の二次元配置からなる表示領域の両側を超えて位置させた。

また、本発明は、前記陽極を、前記表示領域の前記走査線の延在方向の幅を超える幅で当該表示領域を覆って形成し、前記スペーサの前記両端部を前記陽極の前記幅よりも後退した位置に配置することができる。

また、本発明は、前記蛍光体を、前記信号線の延在方向に沿ったストライプ状に形成されたブラックマトリクス開口に塗布し、あるいは前記信号線の延在方向に沿って前記スペーサの帯電電荷による該信号線の延在方向への電子ビームの変位量に相当する長さで前記信号線の延在方向に区切られたストライプ状のブラックマトリクス開口に塗布する構成とすることができる。

本発明により、スペーサ端部における電子ビームのミスランディングや放電発生が低減され、色ムラや黒点欠陥が生じ難い自発光型表示装置が得られる。

以下、本発明の最良の実施形態について、実施例を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による自発光型表示装置の実施例１を説明する平面図である。また、図２は、図１のｘ方向左端の要部断面図である。この自発光型表示装置は、背面基板ＳＵＢ1上で左右方向（ｘ方向）に延在する走査線ｓＬ上にスペーサＳＰＣを1本配置してある。前面基板ＳＵＢ２では、上下方向（ｙ方向）にストライプ状のブラックマトリクスＢＭの開口に蛍光体ＰＨを塗布してある。

この自発光型表示装置では、背面基板ＳＵＢ1に形成した電子源ＥＬＳと前面基板ＳＵＢ２に形成した蛍光体ＰＨとの対を二次元配置して表示領域ＡＲとしている。なお、表示領域ＡＲの左右両側には走査線引き出し領域ｓＴがあり、該表示領域ＡＲの上下両側にはダミーの走査線ｓＬＤが形成されている。

図示されているように、実施例１では、スペーサＳＰＣを走査線ｓＬ上では分割部を有しない単一部材として配置し、その両端部を前記電子源と前記蛍光体の二次元配置からなる表示領域ＡＲの左右方向（ｘ方向）の両側を超えて位置させている。なお、封止枠ＭＦＬはフリットガラスＦＧで背面基板ＳＵＢ1と前面基板ＳＵＢ２に接着して固定される。また、スペーサＳＰＣは導電性フリットガラスＦＧＣで背面基板ＳＵＢ1と前面基板ＳＵＢ２に接着して固定される。

また、陽極ＡＤを、表示領域ＡＲの走査線ｓＬの延在方向の幅を超える幅で当該表示領域を覆って形成してある。スペーサＳＰＣの左右方向（ｘ方向）両端部を陽極ＡＤの幅よりも後退した位置に配置してある。すなわち、左右方向において、表示領域ＡＲの幅＜スペーサＳＰＣの幅＜陽極ＡＤの幅となっている。また、蛍光体は、上下方向（y方向）に伸びるストライプ状のブラックマトリクス開口に塗布され、この蛍光体のパターンと表示領域ＡＲの幅を足した幅＜スペーサＳＰＣの幅＜陽極ＡＤの幅としている。

スペーサの長さを表示領域の横幅よりも長くすることによりスペーサの左右端部が表示領域の外にくるようにすることによりスペーサの左右端が表示領域に無いので表示領域全域において電子ビームのｘ方向の曲がりが無く表示不良が無い。

カソード基板上に信号配線、走査配線、を形成する。信号配線としてＡｌを用い、表面をＡＯ処理することにより電子源（ＭＩＭ素子）を形成する。背面基板、前面基板の製造プロセス、パネル組み立て、排気工程は従来と同じである。表示領域ＡＲの走査線ｓＬは表示領域ＡＲから走査配線引き出し領域ｓＴＲを経て左右の引き出し端子ｓＴに接続される。表示部領域外で表示領域の上下の領域には走査線の層を用いて走査線を配置し、左右の端子から引き出し、走査線の非選択電圧もしくは電源、設置電位、など任意の低インピーダンスの電位を印加する。こうすることにより、この部分の背面基板の表面への帯電を抑制し、放電を防ぐことができる。また、万一放電しても走査配線ダミーに放電させて信号配線への放電を防止するシールド効果があるので信号配線経由での電子源、信号線の駆動回路破壊が防止される。

カソード基板上には1本のスペーサを走査線上に概ね均等に配置する。スペーサの長さは表示領域の横幅よりも長くする。
アノード電極の横方向の幅は表示領域よりも外側であって、スペーサの左右端部よりも外側で、枠ガラスの内側よりも少なくする。こうすることによりスペーサの端部までアノード基板とカソード基板に平行な上下方向の電界の内側に配置することができる。
また、アノード電極の縦方向の高さは表示領域の外側であって枠ガラスよりも内側に設ける。こうすることにより表示領域の外側まで、アノード基板とカソード基板に平行な上下方向の電界の内側に配置することができ、画素への放電を防止することができる。

枠ガラスはフリットガラスを介してカソード基板、アノード基板に接着しており、パネル内部の真空を保持している。スペーサはカソード基板、アノード基板とフリットガラスと導電ペーストを混合した導電フリットによりカソード基板側は走査配線上、アノード基板側はＡｌからなるメタルバック面と接着することによりアノード基板、カソード基板とスペーサの導電性を有して接着する。
スペーサの左端は電子源（ＭＩＭ素子）を配置した表示領域の端よりも左側にある。また、メタルバック、ブラックマトリクスの端部はスペーサよりもさらに左側にあって、枠ガラスよりも短い。陽極に印加する高電圧による電界は表示領域の外側まで、基板間の並行電界の状態が維持されているので放電し難い。また、スペーサ端部や、陽極の電極端部で放電しても画素から離れており、放電しても電子源に放電しないで走査線に放電するので画素を破壊することが無く、信頼性が高い表示装置を得ることができる。

すなわち、実施例１では、スペーサＳＰＣの長さをアノード電極（陽極ＡＤ）の横幅よりも短くすることによりスペーサＳＰＣの端部も一様な電界内部に配置できるのでスペーサ端部でも放電し難い。また、万一放電しても画素から離れており画素が放電破壊することが無く、信頼性を高めることができる。実施例１の構成により、スペーサＳＰＣの端部における電子ビームの変位に起因する他色打ちが防止される。

図３は、本発明による自発光型表示装置の実施例２を説明する要部平面図である。実施例２では、実施例１のスペーサ構成において、背面基板の蛍光体を縦ストライプ状に形成し、ブラックマトリクスを縦長の連続した窓の構成とする。蛍光体領域ＰＨＲはブラックマトリクス開口ＢＭＡを覆って塗布されている。図中、ＥＬＳＣは電子源（ＭＩＭ素子）の開口の中心、ＬＳは発光スポット、ＡＲＬＰは表示慮プイ基板の左端画素を示す。

すなわち、実施例２では、画素構成を縦ストライプ構成として、蛍光体を上下方向に連続したパターンにＲ、Ｇ、Ｂ、Ｒ、Ｇ、Ｂと繰り返し塗布するパターンである。蛍光体を開口させるブラックマトリクスの開口部は縦に連続した窓とする。図３は全画素を点灯した場合の表示状態を示している。図中、丸印で示すＬＳは各電子源（ＭＩＭ素子）の開口部から出た電子ビームによる蛍光体の発光スポットである。スペーサの帯電により電子ビームが変位するため、スペーサＳＰＣの近傍では、発光スポットＬＳの位置は電子源の開口部の中心から上下にずれてスペーサＳＰＣに近づくように変位する。しかし、すべての電子ビームは蛍光体に到達して発光し、表示不良とはならない。

実施例２の構成では、電子ビームが変位する方向はすべての画素でｙ方向のみとなり、蛍光体はy方向に連続して形成してあるので電子ビームが変位しても蛍光体を不足なく照射することができるので輝度低下等の画質不良とならない。

図４は、本発明による自発光型表示装置の実施例３を説明する要部平面図である。図４における図３と同一符号は同一部分に対応する。実施例３では、実施例２においてさらにブラックマトリクスの形状を変位量に相当する長さで上下方向に区切ったものである。すなわち、ブラックマトリクス開口部ＢＭＡの形状を縦方向（ｙ方向）に区切ったものであり、ブラックマトリクス開口部ＢＭＡの高さはスペーサＳＰＣの近傍での最大ビーム位置変位ＢＳｍの２倍よりも大きくかつ、縦方向のドットピッチよりも狭い範囲にある。こうすることにより、電子ビームが変位しても蛍光体を照射するので画素の発光量が変化しないので表示不良にならない。さらに、実施例２に比べると蛍光体の開口面積が少なく、ブラックマトリクスの面積が増大し、表示に寄与しない蛍光体が表示面側から見えないので、蛍光体の開口率が低下し、実施例２の効果に加えコントラストを向上することができる。

本発明によれば、スペーサの抵抗をむやみに低下させる必要が無く、不要な消費電力増加がなく、低電力の表示装置が得られる。また、スペーサの使用本数を公称３２形パネルにて２０本程度に減らすことができるので部品点数を低減し組み立て工程を低減し、スペーサ部品の価格を抑え、低コスト化できる。

本発明は、電子源としてＭＩＭ素子を用いた表示装置に限らず、いわゆるＳＥＤ、ＢＳＤ、ＨＥＥＤ、ＭＯＳなどを用いた表示装置にも適用できることは言うまでもない

本発明による自発光型表示装置の実施例１を説明する平面図である。 図１のｘ方向左端の要部断面図である。 本発明による自発光型表示装置の実施例２を説明する要部平面図である。 本発明による自発光型表示装置の実施例３を説明する要部平面図である。 ＭＩＭ型電子放出素子を電子源とした表示装置の構成例を説明する一部破断して内部を示した斜視図である。 図５のＡ−Ａ'線で切断した断面図である。 スペーサと電子ビームが変移する画素の説明図である。

符号の説明

ＳＵＢ1・・・背面基板、ＳＵＢ２・・・前面基板、ｓＬ・・・走査線、ＳＰＣ・・・スペーサ、ＢＭ・・・ブラックマトリクス、ＰＨ・・・蛍光体。

Claims (4)

1. 複数の信号線と、この信号線とは絶縁されて交差して配置された複数の走査線と、前記信号線と前記走査線との交叉部近傍に設けられた複数の電子源とを有する背面基板と、
   前記背面基板の前記電子源のそれぞれと対をなして該電子源から取り出される電子の励起で発光する複数色の蛍光体からなる蛍光面および陽極とを有して、前記背面基板と所定の間隔をもって対向する前面基板と、
   前記背面基板と前記前面基板との対向周辺に介挿され、密閉空間を構成する封止枠と、
   前記背面基板と前記前面基板との対向間隙に植立されて前記所定の間隔を保持するスペーサとを具備する自発光型表示装置であって、
   前記スペーサは、前記走査線上では分割部を有しない単一部材として配置され、その両端部が前記電子源と前記蛍光体の二次元配置からなる表示領域の両側を超えて前記走査線の上に位置されていることを特徴とする自発光型表示装置。
2. 請求項１において、
   前記陽極は、前記表示領域の前記走査線の延在方向の幅を超える幅で当該表示領域を覆って形成されており、前記スペーサの前記両端部が前記陽極の前記幅よりも後退した位置にあることを特徴とする自発光型表示装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記蛍光体は、前記信号線の延在方向に沿ったストライプ状に形成されたブラックマトリクス開口に塗布されていることを特徴とする自発光型表示装置。
4. 請求項１又は２において、
   前記蛍光体は、前記信号線の延在方向に沿って前記スペーサの帯電電荷による該信号線の延在方向への電子ビームの変位量に相当する長さで前記信号線の延在方向に区切られたストライプ状のブラックマトリクス開口に塗布されていることを特徴とする自発光型表示装置。
   
   

Images