JP2007311355A - 発光装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アーク放電の発生を防止して発光装置の輝度を高め、表示装置に表示される画像の品質を向上させる。
【解決手段】発光装置１０Ａを、対向配置される第１基板１２及び第２基板１４と、密封部材１６とで構成される真空容器と、第１基板上に第１基板の一方向に沿って形成される第１電極２８と、絶縁層２６を間に介して第１電極の上部で第１電極と交差する方向に沿って形成される第２電極３０と、第１電極または第２電極に電気的に連結される電子放出部３２と、絶縁層の第２基板と対向する面が第２基板に向かって露出されないように絶縁層を覆う抵抗層３４ａと、第２基板の一方の面に形成される蛍光層３６と、蛍光層の一方の面に設けられるアノード電極３８とを含んで構成されるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置及び表示装置に関し、さらに詳しくは電子放出部と蛍光層を用いて光を放出する発光装置及びこの発光装置を光源として使用する表示装置に関する。

液晶表示パネルのような受光型表示パネルを備える発光装置は、表示パネルに光を提供する光源を必要とする。一般に、冷陰極蛍光ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）方式や、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）方式の発光装置が表示装置の光源として幅広く使用されている。

上記ＣＣＦＬ方式及び上記ＬＥＤ方式は、それぞれ線光源及び点光源を用いるため、これら線光源または点光源を拡散させるための複数の光学部材を備える。ここで、上記線光源または上記点光源から放出された光の相当量は、上記光学部材を経ながら損失されるので、ＣＣＦＬ方式及びＬＥＤ方式において十分な輝度を得るためには、消費電力を高めなければならない。

一方、最近になって、ＣＣＦＬ方式やＬＥＤ方式を代替する発光装置として、第１基板に電子放出部を具備し、第２基板に蛍光層及びアノード電極を備えた発光装置が提案されている。かかる発光装置は、第１基板と第２基板とが密封部材によって接合され、その内部が排気されて真空容器を構成し、上記電子放出部で放出された電子が上記蛍光層を励起させて可視光を放出させる。

上記発光装置の輝度は、アノード電極に印加される電圧（アノード電圧）に比例する。一方、アノード電圧を高めるほど、真空容器内部の不純ガスや非導電体の表面が帯電されること等によって、真空容器内部でアーク放電が発生しやすくなる。このように、アノード電圧を高めて発光装置の輝度を高めるには、限界が存在するという問題があった。

また、上記発光装置が表示装置の光源として使用されるとき、上記発光装置から発光される光は発光面全体で同じ輝度で発光する。したがって、上記発光装置は表示装置のコントラスト比のような画面品質を高めることには寄与しにくいという問題もあった。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、真空容器内部でのアーク放電の発生を抑制することによりアノード電圧を上げることを可能とし、輝度が高められた発光装置と、この発光装置を光源として使用する表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、表示装置により実現される画像のコントラスト比を高めることができる発光装置と、この発光装置を光源として使用する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に、本発明のある観点によれば、対向配置される第１基板及び第２基板と密封部材とで構成される真空容器と、上記第１基板上に上記第１基板の一方向に沿って形成される第１電極と、絶縁層を間に介して上記第１電極の上部で上記第１電極と交差する方向に沿って形成される第２電極と、上記第１電極または上記第２電極に電気的に連結される電子放出部と、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面が上記第２基板に向かって露出されないように上記絶縁層を覆う抵抗層と、上記第２基板の上記第１基板と対向する面に形成される蛍光層と、上記蛍光層の上記第１基板と対向する面に形成されるアノード電極と、を含むことを特徴とする発光装置が提供される。

このような本発明にかかる発光装置によれば、絶縁層の第２基板と対向する面に絶縁層を覆うように抵抗層を設け、絶縁層が第２基板に向かって露出されないようにしたことにより、電子放出部から放出された電子によって絶縁層が帯電されるのを防止することができる。このように絶縁層に電荷が蓄積されることを防止すれば、アノード電極に高い電圧を印加しても、真空容器内でアーク放電が発生しにくくなる。従って、アノード電極に高い電圧を印加して発光装置の輝度を高めることが可能となる。

このとき、上記抵抗層は、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面のうち、上記第２電極により覆われていない領域に形成されることができる。あるいは、上記抵抗層は、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面の全体に形成されることもできる。抵抗層が絶縁層の一面全体に形成される場合、抵抗層をパターニングする必要がないため、製造が容易になる。

また、上記第１電極と上記第２電極との各交差領域ごとに、上記第２電極及び上記絶縁層にそれぞれ開口部が相互に連通されるように形成され、上記開口部の内側の上記第１電極上に上記電子放出部が配設され、上記抵抗層が上記絶縁層の上記開口部の側壁を覆って形成されるようにすることもできる。電子の放出口となる開口部では上記開口部の側壁に頻繁に電子が衝突するが、かかる開口部の側壁に抵抗層を形成することにより、絶縁層への電荷の蓄積が抑制されてアーク放電が発生するのを防止することができる。

あるいは、上記絶縁層の周縁に上記第２電極から所定の距離だけ離隔されて形成される導電層を設けて、上記抵抗層が、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面のうち上記第２電極または上記導電層により覆われていない領域に形成されるようにすることもできる。この場合、上記抵抗層は、絶縁層が電荷の衝突により帯電されるのを抑制すると同時に、絶縁層に電荷が蓄積された際にはかかる電荷を上記導電層へ継続的に伝達する役割を果たすことができる。そして、上記導電層を接地させておけば、絶縁層への電荷の蓄積が防止されてアーク放電が発生しにくくなる。

また、上記発光装置は、上記密封部材の内側の面に形成される追加抵抗層を更に含むことができる。あるいは、上記発光層は、上記密封部材の内側の面に形成される追加抵抗層を更に含み、上記追加抵抗層が導電接着層を通じて上記導電層と電気的に連結されるように構成されることもできる。このような追加抵抗層を設けることにより、密閉部材への電荷の蓄積が抑制されて、アーク放電が発生するのを防止することができる。また、追加抵抗層を導電接着層を通じて導電層と電気的に連結させることにより、密閉部材に電荷が蓄積された場合に電荷は上記導電層へ継続的に伝達される。

ここで、上記抵抗層は、１０^６Ωｃｍ〜１０^１２Ωｃｍの比抵抗を有するのがよい。また、上記抵抗層は、接地電圧または負の直流電圧に印加されることもできる。

また、上記抵抗層は、追加絶縁層を間に介して上記絶縁層及び上記第２電極の上部に形成されるようにすることもできる。この場合、上記抵抗層及び上記追加絶縁層には、電子ビームを通過させる開口部が形成される。このとき、上記抵抗層は、１０^２Ωｃｍ〜１０^４Ωｃｍの比抵抗を有することができる。このように追加絶縁層を設けると、抵抗層と第２電極とが離隔されるので、抵抗層の比抵抗を低くすることが可能となる。抵抗層の比抵抗を低くすれば、電子放出部に対するアノード電界の影響を抑制することができ、電子が誤放出されるのを防止することができるので、発光装置の輝度を高めるためにアノード電圧を高くすることが可能となる。

上記電子放出部は、炭素系物質とナノメートルサイズ物質のうちの少なくとも一つを含むことができる。また、上記発光装置は、上記第１基板と上記第２基板が相互に５ｍｍ〜２０ｍｍの距離だけ離隔されて対向配置され、上記アノード電極に１０ｋＶ〜１５ｋＶの直流電圧を印加するアノード電圧印加部を更に含むように構成されることができる。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像を表示する表示パネルと上記表示パネルに向かって光を放出する発光装置とを含み、上記発光装置は、対向配置される第１基板及び第２基板と密封部材とで構成される真空容器と、上記第１基板上に上記第１基板の一方向に沿って形成される第１電極と、絶縁層を間に介して上記第１電極の上部で上記第１電極と交差する方向に沿って形成される第２電極と、上記第１電極または上記第２電極に電気的に連結される電子放出部と、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面が上記第２基板に向かって露出されないように上記絶縁層を覆う抵抗層と、上記第２基板の上記第１基板と対向する面に形成される蛍光層と、上記蛍光層の上記第１基板と対向する面に形成されるアノード電極とを含むこと、を特徴とする表示装置が提供される。

このような本発明にかかる表示装置によれば、発光装置に絶縁層を覆う抵抗層を設けたことにより、発光装置でアーク放電が発生するのを防止することができるので、発光装置のアノード電極に印加する電圧を高くして発光装置の輝度を高めることができる。このように発光装置の輝度を高めることにより、表示装置に表示される画像の輝度も高められて画像の品質が向上される。

このとき、上記抵抗層は、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面のうち、上記第２電極により覆われていない領域に形成されることができる。あるいは、上記抵抗層は、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面の全体に形成されることもできる。抵抗層が絶縁層の一面全体に形成される場合、抵抗層をパターニングする必要がないため、製造が容易になる。

あるいは、上記絶縁層の周縁に上記第２電極から所定の距離だけ離隔されて形成される導電層を設けて、上記抵抗層が、上記絶縁層の上記第２基板と対向する面のうち上記第２電極または上記導電層により覆われていない領域に形成されるようにすることもできる。
この場合、上記抵抗層は、絶縁層が電荷の衝突により帯電されるのを抑制すると同時に、絶縁層に電荷が蓄積された際にはかかる電荷を上記導電層へ継続的に伝達する役割を果たすことができる。そして、上記導電層を接地させておけば、絶縁層への電荷の蓄積が防止されてアーク放電が発生しにくくなる。

また、上記表示装置は、上記密封部材の内側の面に形成される追加抵抗層を更に含むことができる。このような追加抵抗層を設けることにより、密閉部材への電荷の蓄積が抑制されて、アーク放電が発生するのを防止することができる。

ここで、上記抵抗層は、１０^６Ωｃｍ〜１０^１２Ωｃｍの比抵抗を有し、接地電圧または負の直流電圧が印加されるのがよい。

また、上記抵抗層は、追加絶縁層を間に介して上記絶縁層及び上記第２電極の上部に形成されるようにすることもできる。この場合、上記抵抗層及び上記追加絶縁層には、電子ビームを通過させる開口部が形成される。追加絶縁層を設けると、抵抗層と第２電極とが離隔されるので、抵抗層の比抵抗を低くすることが可能となる。抵抗層の比抵抗を低くすれば、電子放出部に対するアノード電界の影響を抑制することができ、電子が誤放出されるのを防止することができるので、発光装置の輝度を高めるためにアノード電圧を高くすることが可能となる。

上記表示装置は、上記表示パネルが第１画素を形成し、上記発光装置が上記第１画素より少ない個数の第２画素を形成し、上記第２画素ごとに輝度を独立的に制御するように構成されるのがよい。このように、発光装置の画素ごとに輝度を独立的に制御して、発光装置の各画素に対応する表示パネルの複数の画素に適切な強さの光を提供するようにすれば、表示装置は、コントラスト比に優れた画面を表示することができ、より鮮明な画質を実現することができる。

上記表示パネルは、液晶表示パネルであることができる。

以上説明したように本発明によれば、抵抗層を設けたことにより、真空容器内部におけるアーク放電の発生が抑制され、アノード電圧を高めて輝度を高くすることができる発光装置及びこの発光装置を光源として使用する表示装置を提供できるものである。

また、本発明によれば、複数の画素を備えて画素別に輝度を独立的に制御できるようにしたことにより、輝度及びコントラスト比を向上させることができる表示装置及びこの発光装置を光源として使用する表示装置を提供できるものである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

先ず、本発明の第１の実施の形態にかかる発光装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる発光装置の断面図である。

図１を参照すれば、第１の実施の形態にかかる発光装置１０Ａは、相互に所定の距離だけ離隔されて平行に対向配置される第１基板１２及び第２基板１４を含む。第１基板１２と第２基板１４の周縁には密封部材１６が配置されて両基板を接合させる。そして、第１基板１２、第２基板１４及び密封部材１６により形成される内部空間は約１０^−６Ｔｏｒｒの真空度に排気され、第１基板１２、第２基板１４及び密封部材１６とで真空容器を構成する。

第１基板１２及び第２基板１４の密封部材１６の内側に位置する領域は、可視光の放出に実際に寄与する有効領域１８と、有効領域１８を囲む非有効領域２０とに区分することができる。第１基板１２の有効領域１８には、電子を放出させる電子放出ユニット２２ａが設けられる。また、第２基板１４の有効領域１８には、可視光が放出される発光ユニット２４が設けられる。

図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる発光装置のうち有効領域の部分を示した部分分解斜視図である。

図１及び図２を参照すれば、電子放出ユニット２２ａは、絶縁層２６を間において、相互に交差する方向に沿って帯状パターンに形成される第１電極２８及び第２電極３０と、第１電極２８または第２電極３０のいずれか一方の電極に電気的に連結される電子放出部３２とを含む。すなわち、第１電極２８は、第１基板１２の一方向に沿って形成され、第２電極３２は、第１電極２８との間に絶縁層２６を介して第１電極２８と交差する方向に沿って形成されることができる。このとき、絶縁層２６は、有効領域１８の全体と、非有効領域２０の全体または非有効領域２０の一部とにかけて形成されることができる。

ここで、電子放出部３２が第１電極２８に形成される場合、第１電極２８は電子放出部３２に電流を供給するカソード電極としての役割を果たし、第２電極３０はカソード電極との電圧差によって電界を形成して電子放出を誘導するゲート電極としての役割を果たす。そして反対に、電子放出部３２が第２電極３０に形成される場合、第２電極３０はカソード電極としての役割を果たし、第１電極２８はゲート電極としての役割を果たす。

第１電極２８と第２電極３０のうち、発光装置１０Ａの行方向（図１及び図２のｘ軸方向）に沿って位置する電極は走査電極として機能し、発光装置１０Ａの列方向（図１及び図２のｙ軸方向）に沿って位置する電極はデータ電極として機能する。例えば、図１及び図２に示された第１の実施の形態においては、第２電極３０が走査電極として機能し、第１電極２８がデータ電極として機能することになる。

図１及び図２では、電子放出部３２が第１電極２８に形成され、第１電極２８が発光装置１０Ａの列方向に沿って位置し、第２電極３０が発光装置１０Ａの行方向に沿って位置する場合を示した。しかし、電子放出部３２の位置と第１電極２８及び第２電極３０の配列方向は、前述した例に限定されず多様に変形可能である。

第１電極２８と第２電極３０は、間に絶縁層２６を介して交差するが、かかる交差領域ごとに第２電極３０と絶縁層２６に開口部３０１、２６１が形成されて第１電極２８の表面の一部を露出させ、絶縁層の開口部２６１の内側で第１電極２８の上に電子放出部３２が設けられる。すなわち、第２電極３０に形成される開口部３０１と絶縁層２６に形成される開口部２６１とは連通しており、これらの開口部により上記各交差領域ではそれぞれ第１電極２８の一部が露出され、かかる第１電極２８の露出部に電子放出部３２を形成することができる。

電子放出部３２は、電界が加えられると電子を放出する物質、例えば炭素系物質またはナノメートルサイズ物質から成ることができる。具体的には、電子放出部３２は、炭素ナノチューブ、黒鉛、黒鉛ナノファイバー、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、Ｃ_６０、シリコンナノワイヤー、またはこれらの混合物を含むことができる。また、電子放出部３２の製造法としては、スクリーン印刷、直接成長、化学気相蒸着、またはスパッタリングなどを適用することができる。

あるいは、電子放出部３２は、モリブデン（Ｍｏ）または、シリコン（Ｓｉ）等を主材質とする先端が尖っているチップ構造物から成ることもできる。

上記のような構造を有する発光装置において、第１の実施の形態では、絶縁層２６の第２基板２４と対向する側の面（上面）のうち、第２電極３０により覆われていない領域の全体に抵抗層３４ａを形成して、絶縁層２６の表面が真空に露出されないようにする。抵抗層３４ａは、絶縁層２６より比抵抗が低い層として、約１０^６〜１０^１２Ωｃｍの比抵抗を有する。また、抵抗層３４ａは高抵抗体であるため、第２電極３０が抵抗層３４ａを通じて、通電されるような現象は発生しない。

抵抗層３４ａは、第１基板１２の有効領域１８においては、相互に隣接する第２電極３０の間に位置することができる。また、抵抗層３４ａは、第１基板１２の非有効領域２０においては、有効領域１８の周縁を取り囲むように所定の幅を有して形成されることができる。このとき、有効領域１８に位置する抵抗層３４ａは、相互に隣接する第２電極３０の間の間隔Ｄ（図２参照）よりも大きい幅Ｗ（図２参照）を有するように形成されて、絶縁層２６の上面だけではなく第２電極３０の上面の一部を一緒に覆うように形成されることができる。すなわち、抵抗層３４ａは、絶縁層２６が第２電極３０に覆われずに露出されている領域に形成されるが、第２電極３０との境界部においては第２電極３０の縁の上を覆うように形成されることができる。したがって、非有効領域２０では、第２電極３０が延長されてリード部を形成している一辺に形成される抵抗層３４ａは、上記リード部と絶縁層２６との境界部において、上記リード部の縁の上を覆うように形成されることができる。

抵抗層３４ａは、ｎ型またはｐ型ドーピングされた非晶質シリコンで形成されたり、あるいは、絶縁物質と導電物質の混合体で形成されることもできる。抵抗層３４ａが絶縁物質と導電物質の混合体で形成される場合、導電物質としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）のような金属窒化物、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）のような金属酸化物、または、黒鉛のような導電性炭素系物質のうちの少なくとも一つを適用することができる。抵抗層３４ａの製造法としては、スクリーン印刷やプラズマ強化化学気相蒸着法（ＰＥＣＶＤ）などを適用することができる。

抵抗層３４ａは、その表面に電荷が蓄積されない帯電防止機能を有し、外部回路（図示せず）を通じて接地されたり、または、負の直流電圧が印加されるようにすることができる。

上記のような構造を有する発光装置において、第１電極２８と第２電極３０とが交差する一つの交差領域が発光装置１０Ａのある画素領域に対応することもできるし、あるいは、二つ以上の交差領域が発光装置１０Ａのある画素領域に対応することもできる。二つ以上の交差領域が発光装置１０Ａのある画素領域に対応する場合、一つの画素領域に対応する二つ以上の第１電極２８は、互いに電気的に連結されて同一の駆動電圧が印加される。同様に、一つの画素領域に対応する二つ以上の第２電極３０も、互いに電気的に連結されて同一の駆動電圧が印加される。

発光ユニット２４は、蛍光層３６と、蛍光層３６の一面に位置するアノード電極３８を含む。蛍光層３６は第２基板１４の第１基板１２と対向する側の面に形成されることができる。そして、かかる蛍光層３６の第１基板１２と対向する側の面にアノード電極３８を形成することができる。

蛍光層３６は、白色蛍光層で形成されたり、または、赤色と緑色と青色の蛍光層が組み合わせられた構成で形成されることができる。白色蛍光層は、第２基板１４の有効領域１８の全体に形成されたり、あるいは、画素領域毎に一つの白色蛍光層が位置するように所定のパターンで区分されて位置するように形成されることもできる。赤色と緑色と青色の蛍光層は、一つの画素領域内で所定のパターンで区分されて位置するように形成される。図１及び図２では、第２基板１４の有効領域１８全体に白色蛍光層が位置する場合を示した。

アノード電極３８は、蛍光層３６の表面を覆うアルミニウムのような金属膜から成ることができる。アノード電極３８は、電子ビームを引き寄せる加速電極として高電圧が印加されて蛍光層３６を高電位状態で維持させることができる。また、アノード電極３８は、蛍光層３６で放射した可視光のうち第１基板１２に向かって放射した可視光を、第２基板１４側に反射させて発光面の輝度を高める役割も果たす。

第１基板１２と第２基板１４の間には、真空容器に加えられる圧縮力を支持して両基板の間隔を一定に維持するスペーサ（図示せず）が位置する。

前述した構成を有する発光装置１０Ａは、真空容器の外部から第１電極２８と第２電極３０とに所定の駆動電圧が印加されて、アノード電極３８には数千ボルトの量の直流電圧が印加されて駆動される。

上記のような電圧の印加により、第１電極２８と第２電極３０の電位差が臨界値以上である画素において、電子放出部３２の周囲に電界が形成されて電子が放出される。そして、上記放出された電子がアノード電圧に引き寄せられ、対応する蛍光層３６の部位に衝突することによって蛍光層３６を発光させることができる。このとき、画素ごとの蛍光層３６の輝度は、当該画素の電子ビーム放出量に対応する。

前述した駆動過程において、第１の実施の形態にかかる発光装置１０Ａは、抵抗層３４ａによって絶縁層２６の表面が真空中に露出されないように構成されているため、電子放出ユニット２２ａのうち第２電極３０で覆われない部位が電荷により帯電されることが抑制される。その結果、電荷帯電によるアーク放電を最少化することができる。

従って、第１の実施の形態にかかる発光装置１０Ａは、アノード電極３８に高電圧、例えば１０ｋＶ以上の高電圧を印加することができるため、輝度を高めることができる一方で、アーク放電による内部構造物の損傷も抑制されて製品不良を防止することもできる。

第１の実施の形態において、第１基板１２と第２基板１４は、５ｍｍ〜２０ｍｍの比較的大きい間隔をおいて相互に離隔されて位置することができる。そして、アノード電極３８は、アノード電圧印加部４０（図１参照）を通じて１０ｋＶ以上、望ましくは１０ｋＶ〜１５ｋＶ程度の高電圧を提供することができる。第１の実施の形態にかかる発光装置１０Ａは、前述した構成によって、有効領域１８の中央部において、ほぼ１０，０００ｃｄ／ｍ^２以上の最大輝度を実現することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態にかかる発光装置について説明する。図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる発光装置のうち有効領域の部分を示した部分分解斜視図である。

図３を参照すれば、第２の実施の形態にかかる発光装置１０Ｂは、前述した第１の実施の形態の構造を基本としながら、抵抗層３４ｂが絶縁層２６の上面全体に形成された構造を有する。この場合、第２電極３０は抵抗層３４ｂの上面に形成することができる。このとき、図３に示されているように、抵抗層３４ｂにも開口部が形成され、第２電極３０の開口部と、抵抗層３４ｂの開口部と、絶縁層２６の開口とは連通し、これら開口部の内側に電子放出部３２が設けられる。第２の実施の形態にかかる発光装置１０Ｂの構造では、抵抗層３４ｂのパターニング作業を省略することができるので、電子放出ユニット２２ｂの製造をより容易に行うことができる。

次に、本発明の第３の実施の形態にかかる発光装置について説明する。図４は、本発明の第３の実施の形態にかかる発光装置のうち有効領域の部分を示した部分拡大断面図である。

図４を参照すれば、第３の実施の形態にかかる発光装置１０Ｃは、前述した第２の実施の形態の構造を基本としながら、抵抗層３４ｃが絶縁層２６の上面全体と絶縁層開口部２６１の側壁にかけて形成された構造を有する。

かかる構造では、電子放出部３２から放出された電子が絶縁層の開口部２６１の側壁に衝突しても、開口部２６１の側壁には電荷が蓄積されず、電荷は抵抗層３４ｃを通じて外部に流れていく。従って、第３の実施の形態による発光装置１０Ｃは、電子の衝突が頻繁に発生する絶縁層の開口部２６１の側壁に電荷が蓄積されるのを抑制して、アーク放電の発生を予防することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態にかかる発光装置について説明する。図５は、本発明の第４の実施の形態にかかる発光装置のうち有効領域の部分を示した部分拡大断面図である。

図５を参照すれば、第４の実施の形態にかかる発光装置１０Ｄは、抵抗層３４ｄが絶縁層２６と接触せず、追加絶縁層４２を間において絶縁層２６及び第２電極３０と分離された状態で第１基板１２の最上部に位置する構造を有する。

説明の便宜のために、第１電極２８と第２電極３０との間に位置する絶縁層２６を第１絶縁層と称することにすると、第２電極３０と第１絶縁層２６の上に、第１基板１２の全領域に渡って第２絶縁層４２が形成され、第２絶縁層４２の上に抵抗層３４ｄが形成される。このとき、抵抗層３４ｄと第２絶縁層４２にも、第２電極３０の開口部３０１及び第１絶縁層２６の開口部２６１と連通する開口部３４１と開口部４２１とがそれぞれ形成される。

第４の実施の形態では、抵抗層３４ｄは第２絶縁層４２を通じて、第２電極３０と分離されて位置するので、約１０^２Ωｃｍ〜１０^４Ωｃｍの比抵抗を有する低抵抗体で形成されるこができる。あるいは、抵抗層３４ｄの代わりに導電層が形成されても差し支えない。

抵抗層３４ｄは、基本的に帯電防止機能によって、アーク放電を抑制することができ、低い抵抗を持つほど電子放出部３２に対するアノード電界の影響を効果的に遮断することができる。従って、第４の実施の形態による発光装置１０Ｄは、１０ｋＶ以上のアノード電圧条件でもこれに伴うアーク放電を抑制することができる。また、アノード電圧を高くすると、電子が放出されるべきではない非表示の場合（オフの場合）に、アノード電界の影響で電子が誤って放出されてダイオード型の電子放出が発生することがあるが、第４の実施の形態による発光装置１０Ｄは、このようなアノード電界によるダイオードエミッションを抑制することもできる。

次に、本発明の第５の実施の形態にかかる発光装置について説明する。図６は、本発明の第５の実施の形態による発光装置の部分拡大断面図である。図７は、本発明の第５の実施の形態による発光装置の第１基板と電子放出ユニットを示した平面図である。

図６及び図７を参照すれば、第５の実施の形態にかかる発光装置１０Ｅは、前述した第１の実施の形態の構造を基本としながら、絶縁層２６の非有効領域に導電層４４を形成した構造を有する。導電層４４は、第２電極３０と所定の距離だけ離隔されて位置して、第２電極３０とは通電されず、外部回路を通じて接地されて電圧は印加されない。

導電層４４は、四角い平面構造を有する絶縁層２６の四つの辺のうち、第２電極３０が延長されて第２電極リード部４６を形成する一ケ所の短辺側の周縁を除いて、２ケ所の長辺側の周縁と、一ケ所の短辺側の周縁において、絶縁層２６の上面に形成されることができる。

抵抗層３４ｅは、絶縁層２６の上面のうち、第２電極３０、第２電極リード部４６または導電層４４によって覆われない領域の全体に形成されて、絶縁層２６の表面が真空中に露出されないようにする。このとき、抵抗層３４ａは、第２電極３０、第２電極リード部４６または導電層４４との境界部において、第２電極３０、第２電極リード部４６または導電層４４の縁の上を覆うように形成されることができる。

第５の実施の形態による発光装置１０Ｅは、抵抗層３４ｅが絶縁層２６の表面に蓄積される電荷を持続的に導電層４４に伝達することができ、更に導電層４４が外部回路を通して接地されているため、アーク放電の発生を効果的に抑制することができる。

次に、本発明の第６の実施の形態にかかる発光装置について説明する。図８は、本発明の第６の実施の形態による発光装置の部分拡大断面図である。

図８を参照すれば、第６の実施の形態にかかる発光装置１０Ｆは、前述した第１の実施の形態から第５の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の構造を基本としながら、密封部材１６の内側の面にアーク放電を抑制するための追加抵抗層４８（以下、‘第２抵抗層’という）を形成した構造を有する。

密封部材１６は、ガラスまたはセラミックで製作されるサポートフレーム１６１と、サポートフレーム１６１を第１基板１２及び第２基板１４と一体に接合させる一対の接着層１６２から成ることができる。接着層１６２は、サポートフレーム１６１の第１基板１２と対向する面及び、サポートフレーム１６１の第２基板１４と対向する面に対をなして配置されて、第１基板１２とサポートフレーム１６１及び第２基板１４とサポートフレーム１６１を接合させる。

第２抵抗層４８は、サポートフレーム１６１の内側の面に形成される。また、密閉部材１６には、第２抵抗層４８と、第１基板１２に設けられた抵抗層３４ａ，抵抗層３４ｂ，抵抗層３４ｃ，抵抗層３４ｄ、または導電層４４とを電気的に連結させる導電接着層５０が更に設けられる。

第２抵抗層４８は、真空容器組み立て後、導電接着層５０を通じて、第１基板１２に設けられた抵抗層と電気的に連結されたり、第１基板１２に設けられた導電層と電気的に連結されることによって、接地されることができる。また、第２抵抗層４８には、導電層を通して、負の直流電圧が印加されることもできる。

図８では、第５の実施の形態で説明した導電層４４と絶縁層２６が真空容器の外部に延長され、第２抵抗層４８が導電接着層５０を通じて、導電層４４と電気的に連結される場合を示した。

第６の実施の形態による発光装置１０Ｆは、駆動時に密封部材１６の内側の面に電荷が蓄積されないようにすることにより、電荷蓄積によるアーク放電の発生を抑制することができる。特に、第２抵抗層４８に負の直流電圧が印加される場合、有効領域の周縁に位置する画素から電子が拡散されて放出されるときに、第２抵抗層４８がこの電子に反発力を付与して、上記電子を対応する画素領域の蛍光層３６に押し出す効果を発揮することができる。その結果、第２抵抗層４８を通じて発光装置１０Ｆの発光効率を高めることができる。

次に、本発明の実施の形態にかかる表示装置について説明する。図９は、前述した発光装置を光源として使用する本発の実施の形態にかかる表示装置の分解斜視図である。図９に示した表示装置は本発明を例示するためのものであり、本発明はかかる実施の形態に限定されるものではない。

図９を参照すれば、本発明の実施の形態にかかる表示装置１００は、発光装置１０と、発光装置１０の前方に位置する表示パネル６０とを含む。発光装置１０と表示パネル６０の間には、発光装置１０から射出された光を均等に拡散させて表示パネル６０に提供する拡散板７０を設けることができる。拡散板７０と発光装置１０は、相互に所定の距離だけ離隔されて配設される。表示パネル６０の前方と発光装置１０の後方には、それぞれトップシャーシ７２とボトムシャーシ７４とが配設される。

表示パネル６０は、液晶表示パネルまたは他の受光型表示パネルから成ることができる。以下では、例えば表示パネル６０が液晶表示パネルである場合について説明する。

表示パネル６０は、複数の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が形成されたＴＦＴ基板６２と、ＴＦＴ基板６２の上部（前方）に位置するカラーフィルター基板６４と、ＴＦＴ基板６２とカラーフィルター基板６４との間に注入される液晶層（図示せず）とを含む。カラーフィルター基板６４の上部（前方）とＴＦＴ基板６２の下部（後方）には、偏光板（図示せず）が付着されて表示パネル６０を通過する光を偏光させる。

各ＴＦＴのソース端子にはデータラインが連結され、ゲート端子にはゲートラインが連結され、ドレイン端子には画素電極が連結される。上記ゲートライン及び上記データラインには、ゲート回路ボードアセンブリー６６及びデータ回路ボードアセンブリー６８からそれぞれ電気的な信号を入力することができる。ゲート回路ボードアセンブリー６６及びデータ回路ボードアセンブリー６８から上記ゲートライン及び上記データラインに電気的な信号が入力されると、ＴＦＴのゲート端子及びソース端子に電気的な信号が入力され、かかる信号の入力によりＴＦＴが導通または遮断されて、画素電極を駆動させるのに必要な電気的な信号がドレイン端子に出力される。

カラーフィルター基板６４には、赤色、緑色及び青色のカラーフィルターと、共通電極が設けられる。ＴＦＴが導通されると、画素電極と共通電極の間には電界が形成される。かかる電界によって、液晶層を構成する液晶分子の配列角が変化し、変化された配列角により画素別に光透過度が変化する。

表示パネル６０のゲート回路ボードアセンブリー６６及びデータ回路ボードアセンブリー６８は、駆動集積回路（ＩＣ）パッケージ６６１、６８１とそれぞれ接続される。表示パネル６０を駆動させるために、ゲート回路ボードアセンブリー６６はゲート駆動信号を駆動ＩＣパッケージ６６１に伝送し、データ回路ボードアセンブリー６８はデータ駆動信号を駆動ＩＣパッケージ６８１に伝送する。

発光装置１０は、表示パネル６０よりも少ない数の画素を形成して、発光装置１０のある画素が２ケ以上の表示パネル６０の画素に対応するようにする。発光装置１０の各画素は、対応する複数の表示パネル６０の画素のうち最も高い階調に対応して発光されることができる。発光装置１０は、画素別に２〜８ビットの階調を表現することができる。

以下では、便宜上、表示パネル６０の画素を第１画素と称し、発光装置１０の画素を第２画素と称し、一つの第２画素に対応する複数の第１画素を第１画素群と称することとする。以下に、発光装置１０の駆動過程について説明する。

発光装置１０の駆動過程は、表示パネル６０を制御する信号制御部（図示せず）が、第１画素群を構成する複数の第１画素が有する階調のうち最も高い階調を検出して、検出された階調により第２画素を発光させるために必要な階調を算出してこれをデジタルデータに変換し、このデジタルデータを用いて発光装置１０の駆動信号を生成する段階を含むことができる。ここで、発光装置１０の駆動信号には、走査駆動信号及びデータ駆動信号が含まれる。

発光装置１０の回路ボードアセンブリー（図示せず）、すなわち走査回路ボードアセンブリーとデータ回路ボードアセンブリーは、それぞれの駆動ＩＣパッケージ５２１、５４１と接続される。発光装置１０を駆動させるために、走査回路ボードアセンブリーは走査駆動信号を駆動ＩＣパッケージ５２１に伝送し、データ回路ボードアセンブリーはデータ駆動信号を駆動ＩＣパッケージ５４１に伝送する。

発光装置１０の第２画素は、対応する第１画素群に映像が表示されるとき、第１画素群と同期された所定の階調にて発光される。このように発光装置１０は、画素別に輝度を独立的に制御して、各画素に対応する表示パネル６０の画素に適切な強さの光を提供することができる。従って、本発明の実施の形態にかかる表示装置１０は、コントラスト比に優れた画面を表示することができ、より鮮明な画質を実現することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、発光装置及び表示装置に適用可能であり、特に電子放出部と蛍光層を用いて光を放出する発光装置及びこの発光装置を光源として使用する表示装置に適用可能である。

本発明の第１の実施の形態にかかる発光装置の断面図である。 本発明の第１の実施の形態にかかる発光装置の有効領域を示した部分分解斜視図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる発光装置の有効領域を示した部分分解斜視図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる発光装置の有効領域を示した部分拡大断面図である。 本発明の第４の実施の形態にかかる発光装置の有効領域を示した部分拡大断面図である。 本発明の第５の実施の形態にかかる発光装置の部分拡大断面図である。 本発明の第５の実施の形態にかかる発光装置の第１基板と電子放出ユニットの平面図である。 本発明の第６の実施の形態にかかる発光装置の部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態にかかる表示装置の分解斜視図である。

符号の説明

１０、１０Ａ〜１０Ｆ 発光装置
１２ 第１基板
１４ 第２基板
１６ 密封部材
１８ 有効領域
２０ 非有効領域
２２ａ〜２２ｅ 電子放出ユニット
２４ 発光ユニット
２６ 絶縁層（第１絶縁層）
２８ 第１電極
３０ 第２電極
３２ 電子放出部
３４ａ〜３４ｅ 抵抗層
３６ 蛍光層
３８ アノード電極
４０ アノード電圧印加部
４２ 第２絶縁層
４４ 導電層
４６ 第２電極リード部
４８ 第２抵抗層
５０ 導電接着層
１００ 表示装置
６０ 表示パネル
７０ 拡散板
７２ トップシャーシ
７４ ボトムシャーシ
６２ ＴＦＴ基板
６４ カラーフィルター基板
６６ ゲート回路ボードアセンブリー
６８ データ回路ボードアセンブリー
１６１ サポートフレーム
１６２ 接着層
２６１、３０１、３４１、４２１ 開口部
６６１、６８１ 表示パネル駆動ＩＣパッケージ
５２１、５４１ 発光装置駆動ＩＣパッケージ

Claims (22)

1. 対向配置される第１基板及び第２基板と、密封部材とで構成される真空容器と、
   前記第１基板上に前記第１基板の一方向に沿って形成される第１電極と、
   絶縁層を間に介して前記第１電極の上部で前記第１電極と交差する方向に沿って形成される第２電極と、
   前記第１電極または前記第２電極に電気的に連結される電子放出部と、
   前記絶縁層の前記第２基板と対向する面が前記第２基板に向かって露出されないように前記絶縁層を覆う抵抗層と、
   前記第２基板の前記第１基板と対向する面に形成される蛍光層と、
   前記蛍光層の前記第１基板と対向する面に形成されるアノード電極と、
   を含むことを特徴とする発光装置。
2. 前記抵抗層は、前記絶縁層の前記第２基板と対向する面のうち、前記第２電極により覆われていない領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記抵抗層は、前記絶縁層の前記第２基板と対向する面の全体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
4. 前記第１電極と前記第２電極との各交差領域ごとに、前記第２電極及び前記絶縁層にそれぞれ開口部が相互に連通されるように形成され、
   前記開口部の内側の前記第１電極上に前記電子放出部が配設され、
   前記抵抗層が、前記絶縁層の前記開口部の側壁を覆って形成されることを特徴とする請求項３に記載の発光装置。
5. 前記絶縁層の周縁に前記第２電極から所定の距離だけ離隔されて形成される導電層を更に含み、
   前記抵抗層が、前記絶縁層の前記第２基板と対向する面のうち、前記第２電極または前記導電層により覆われていない領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
6. 前記密封部材の内側の面に形成される追加抵抗層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
7. 前記密封部材の内側の面に形成される追加抵抗層を更に含み、
   前記追加抵抗層が導電接着層を通じて前記導電層と電気的に連結されることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
8. 前記抵抗層は、１０^６Ωｃｍ〜１０^１２Ωｃｍの比抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
9. 前記抵抗層に、接地電圧または負の直流電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
10. 前記抵抗層が、追加絶縁層を間に介して前記絶縁層及び前記第２電極の上部に形成されて、
    前記抵抗層及び前記追加絶縁層には、電子ビームを通過させる開口部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
11. 前記抵抗層が、１０^２Ωｃｍ〜１０^４Ωｃｍの比抵抗を有することを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
12. 前記電子放出部が、炭素系物質とナノメートルサイズ物質のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
13. 前記第１基板と前記第２基板が、相互に５ｍｍ〜２０ｍｍの距離だけ離隔されて対向配置され、
    前記アノード電極に１０ｋＶ〜１５ｋＶの直流電圧を印加するアノード電圧印加部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
14. 画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルに向かって光を放出する発光装置とを含み、
    前記発光装置は、
    対向配置される第１基板及び第２基板と、密封部材とで構成される真空容器と、
    前記第１基板上に前記第１基板の一方向に沿って形成される第１電極と、
    絶縁層を間に介して前記第１電極の上部で前記第１電極と交差する方向に沿って形成される第２電極と、
    前記第１電極または前記第２電極に電気的に連結される電子放出部と、
    前記絶縁層の前記第２基板と対向する面が前記第２基板に向かって露出されないように前記絶縁層を覆う抵抗層と、
    前記第２基板の前記第１基板と対向する面に形成される蛍光層と、
    前記蛍光層の前記第１基板と対向する面に形成されるアノード電極とを含むこと、
    を特徴とする表示装置。
15. 前記抵抗層は、前記絶縁層の前記第２基板と対向する面のうち、前記第２電極により覆われていない領域に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
16. 前記抵抗層は、前記絶縁層の前記第２基板と対向する面の全体に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
17. 前記絶縁層の周縁に前記第２電極から所定の距離だけ離隔されて形成される導電層を更に含み、
    前記抵抗層が、前記絶縁層の前記第２基板と対向する面のうち、前記第２電極または前記導電層により覆われていない領域に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
18. 前記密封部材の内側の面に形成される追加抵抗層を更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
19. 前記抵抗層は、
    １０^６Ωｃｍ〜１０^１２Ωｃｍの比抵抗を有し、
    接地電圧または負の直流電圧が印加されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
20. 前記抵抗層が、追加絶縁層を間に介して前記絶縁層及び前記第２電極の上部に形成されて、
    前記抵抗層及び前記追加絶縁層には、電子ビームを通過させる開口部が形成されることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
21. 前記表示パネルが第１画素を形成し、
    前記発光装置が前記第１画素より少ない個数の第２画素を形成し、
    前記第２画素ごとに輝度を独立的に制御することを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
22. 前記表示パネルが、液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。

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