JP2008034226A - 自発光型表示器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で非蒸発型ゲッタの性能劣化や断線の発生を抑制すること。
【解決手段】 第２絶縁基板３０１とともに気密容器５０１を構成する第１絶縁基板１０１内面には帯状の複数のアノード電極１０２及び蛍光体が積層され、第２絶縁基板３０１内面には帯状の複数のカソード電極３０２及び電子放出材料が配設されている。各カソード電極３０２には幅狭の接続部３０４が複数形成されており、Ｚｒを組成として含む複数の非蒸発型ゲッタ３０５が、アノード電極１０２やカソード電極３０２等の金属に接しないように、接続部３０４に対応する位置に配設されている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、気密容器内に配設された蛍光体の発光駆動によって自発光表示を行う自発光型表示器に関する。

従来から、第１絶縁基板及び前記第１絶縁基板に対向して配設された第２絶縁基板を有する気密容器と、前記第１絶縁基板内面に積層された複数のアノード電極及び蛍光体と、前記第２絶縁基板内面に積層された複数のカソード電極及び電子放出材料とを有し、前記電子放出材料から放出される電子に基づいて前記蛍光体を選択的に発光させて表示を行うようにした自発光型表示器が開発されている。

前記表示器の気密容器内には、残留ガス又は新たに発生したガスを吸着するためにゲッタが設けられている。
前記ゲッタは蒸発型ゲッタと非蒸発型ゲッタに大別される。近年、表示器には薄型化が要望されているが、前記蒸発型ゲッタはサイズが大きいため薄型の表示器には適しておらず、薄型の表示器としては非蒸発型ゲッタを備えたものが主に開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。

例えば、電子放出材料としてカーボンナノチューブを使用した従来の電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）の例を説明すると、前記ＦＥＤは気密容器内の真空度を保持するためにＺｒ−Ｖを組成として含む非蒸発型ゲッタを使用している。前記非蒸発型ゲッタは非常に活性な合金である。
前記ＦＥＤの製造方法を概略説明すると、アノード基板内面上にアルミ電極及び蛍光体を積層形成し、平坦化処理を行った後、アノード基板とカソード基板の電極や配線を接続するための内部端子を印刷し、大気中所定温度で焼成した後、所定大きさの単品にカットする。

一方、アノード基板とともに気密容器を構成するカソード基板内面上には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等によりカソード電極が形成される。その後、電子放出材料であるカーボンナノチューブをカソード電極上に印刷形成する。
次に、カソード電極とアノード電極間を所定間隔に保持するためのスペーサを印刷した後、大気中所定温度で焼成する。次に、カーボンナノチューブが電子放出を行いやすいように、引きはがし処理を行うことによってカーボンナノチューブを所定方向に配向させて活性化する。

次に、気密容器の気密性保持のためにカソード基板の周囲にシールガラスを印刷塗布し、大気中所定温度で焼成する。
次に、カソード基板に非蒸発型ゲッタを印刷塗布する。Ｚｒを組成に含む非蒸発型ゲッタは、反応性が著しいため、低温で乾燥可能なアルコールの有機溶媒にて分散し、ペースト化している。前記有機溶媒を飛ばすために所定温度で乾燥させた後に所定大きさの単品にカットするが、前記乾燥処理のとき、前記非蒸発型ゲッタは反応が活発なため、ＩＴＯやアルミ等の電極や配線に接触していると、乾燥時に反応して、乾燥終了時に配線等の断線や剥離が発生してしまうという問題がある。

このようにして、アノード基板及びカソード基板を完成させた後、面付け、封着排気処理を行った後、点灯検査、エージングを行い、アノード基板とカソード基板の間隔を測定して完成する。
このとき、前記の如く非蒸発型ゲッタが金属と反応すると、非蒸発型ゲッタ自体のゲッタ機能（ガス吸着機能）が劣化するため、カソード基板製造完了後、面付けし、封着排気を完了した場合、気密容器内の真空度が著しく損なわれるという問題がある。

これらの問題を解決する方法として、特許文献２記載の発明のように、非蒸発型ゲッタと絶縁膜を立体構造にすることによって、非蒸発型ゲッタが電極等の金属に接しないようにすることが考えられる。
しかしながら、前記のような立体構造にすると、構成が複雑になり、製造が難くなるという問題がある。

特開平２−１００２４２号公報 特開２０００−１３３１１８号公報

本発明は、簡単な構成で非蒸発型ゲッタの性能劣化や断線の発生を抑制した自発光型表示器を提供することを課題としている。

本発明によれば、第１絶縁基板及び前記第１絶縁基板に対向して配設された第２絶縁基板を有する気密容器と、前記第１絶縁基板内面に積層された帯状の複数のアノード電極及び蛍光体と、前記第２絶縁基板内面に積層された帯状の複数のカソード電極及び電子放出材料とを有し、前記電子放出材料から放出される電子に基づいて前記蛍光体を選択的に発光させる自発光型表示器において、前記アノード電極及びカソード電極の少なくとも一方は、複数の幅広部及び幅狭部を有し、前記各電極に接しないように前記幅狭部に対応する位置に配設された複数の非蒸発型ゲッタを備えて成ることを特徴とする自発光型表示器が提供される。

ここで、前記第１、第２絶縁基板のうちの一方の絶縁基板上に配設された外部端子と、前記一方の絶縁基板内面に配設された電極間に、前記外部端子に接続するように配設された複数の内部配線と、前記複数の内部配線に接続された導電性柱とを有し、前記一方の絶縁基板に配設された電極は前記外部端子に直接接続され、他方の絶縁基板に配設された電極は前記導電性柱及び前記内部配線を介して前記外部端子に接続されて成り、前記非蒸発型ゲッタは前記電極及び内部配線に接しないように前記幅狭部に対応する位置に配設されて成るように構成してもよい。

また、前記非蒸発型ゲッタはＺｒを含むゲッタであってもよい。
また、前記非蒸発型ゲッタは１ｍｍ×１ｍｍ以下の面積に形成されて成るように構成してもよい。
また、前記非蒸発型ゲッタはパッシベーション層を介して前記絶縁基板上に配設されて成るように構成してもよい。

また、前記パッシベーション層は、ＳｉＯ_２の層、ＳｉＮの層又はゲッタ機能が無くなった前記非蒸発型ゲッタの層であるように構成してもよい。
また、前記アノード電極が前記幅広部を有する場合には前記幅広部に前記蛍光体が被着され、前記カソード電極が前記幅広部を有する場合には前記幅広部に前記電子放出材料が被着されて成るように構成してもよい。

また、前記カソード電極が幅広部を有する場合、前記幅広部は透光性を有するように非透光性材料によってメッシュ状に構成されると共に、前記幅広部に被着された電子放出材料はカーボンナノチューブを含んで透光性を有し、前記蛍光体の発光は前記カソード電極の幅広部を介して視認されるように構成してもよい。
また、前記アノード電極とカソード電極間に配設されたゲート電極を備えて成るように構成してもよい。

本発明に係る自発光型表示器は、簡単な構成で非蒸発型ゲッタの性能劣化や断線の発生を抑制することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係る自発光型表示器について説明する。尚、本実施の形態では、電子源として電界電子放出源を使用した２極管構造の電界放射ディスプレイ（ＦＥＤ）の例を挙げている。
図１は本発明の実施の形態に係る自発光型表示器の気密容器を構成する第１絶縁基板（本実施の形態ではアノード基板）の正面図である。
図２は、図１における領域Ａを拡大した部分拡大正面図である。

図３は本発明の実施の形態に係る自発光型表示器の気密容器を構成する第２絶縁基板（本実施の形態ではカソード基板）の正面図である。
図４は、図３における領域Ｂを拡大した部分拡大正面図である。
図５は本発明の実施の形態に係る自発光型表示器の正面図であり、前記第１絶縁基板と第２絶縁基板を重ねて周囲を封着することにより気密容器５０１を構成した状態を示す図である。

図６は、図５における領域Ｃを拡大した部分拡大正面図である。
図７は本発明の実施の形態に係る自発光型表示器の部分側断面図である。
尚、各図１〜図７には示していないが、第１絶縁基板と第２絶縁基板間の間隔を所定距離に保持するために、第１絶縁基板と第２絶縁基板間に複数のスペーサ部材が設けられている。また、図１〜図７において、同一部分には同一符号を付している。

以下、図１〜図７を用いて、本発明の実施の形態に係る自発光型表示器について説明する。
ガラス等の透光性絶縁部材によって形成された第１絶縁基板１０１の内面上には、複数の帯状のアノード電極１０２が被着形成されている。各アノード電極１０２上には、画素を構成する複数の点状の蛍光体７０１が被着形成されている。尚、アノード電極１０２は、単純な帯状ではなく、後述するカソード電極の様な、幅広の蛍光体配設部と幅狭の接続部が交互に設けられ全体として帯状の電極形状に形成し、前記蛍光体配設部上に蛍光体を被着配設するように構成してもよい。アノード電極１０２はアルミ等によって形成した非透光性電極でもよく又、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等によって形成した透光性電極でもよい。

各アノード電極１０２間の第１絶縁基板１０１内面上には、組成に銀を含む導電性材料によって構成された導電性柱７０３と電気的に接続するための円形状の複数の内部端子１０３が被着形成されている。
また、第１絶縁基板１０１の内面上には、外部の電子回路と接続するための複数の外部端子１０５が被着形成されている。各アノード電極１０２は外部端子１０５に直接接続されている。各内部端子１０３は、各アノード電極１０２間の第１絶縁基板１０１内面上に被着形成された複数の内部配線１０４を介して、外部端子１０５に接続されている。

ガラス等の透光性絶縁部材によって形成された第２絶縁基板３０１の内面上には、帯状のカソード電極３０２が被着形成されている。第１絶縁基板１０１及び第２絶縁基板３０１は、所定間隔をおいて対向配設されると共に周囲が絶縁性シールガラス（図示せず）によって封着されることにより気密容器５０１を構成する。気密容器５０１内は真空雰囲気に保持される。

カソード電極３０２は、電子放出材料７０２が積層配設される複数の電子放出材料配設部３０３と電子放出材料配設部３０３を相互に接続する複数の接続部３０４とを有すると共に、接続部３０４に対応する位置に配設された複数の非蒸発型ゲッタ３０５を備えている。
各アノード電極１０２と各カソード電極３０２はマトリクス状に構成され、画素を構成する各ドット状の蛍光体７０１と各ドット状の電子放出材料７０２とが対向するように配設される。

各カソード電極３０２は、導電性柱７０３、内部端子１０３及び内部配線１０４を介して外部端子１０５に電気的に接続されている。導電性柱７０３は、電気的な接続部材としての機能のみならず、絶縁基板１０１、３０１間を所定間隔に保持するためのスペーサ部材としての機能をも有している。
電子放出材料配設部３０３は透光性を有するようにメッシュ状に構成され又、電子放出材料７０２はカーボンナノチューブを含む炭素物質によって構成されて透光性を有するように構成されている。これにより、カソード電極３０２をアルミ等の非透光性材料によって構成した場合でも、第２絶縁基板３０１側から、電子放出材料配設部３０３及び電子放出材料７０２を介して蛍光体７０１の発光を視認することが可能になる。

接続部３０４は電子放出材料配設部３０３よりも幅狭に構成されている。ここで、電子放出材料配設部３０３は幅広部を構成し又、接続部３０４は幅狭部を構成している。
非蒸発型ゲッタ３０５は、金属（例えば、各電極１０２、３０２、内部配線１０４、内部端子１０３、外部端子１０５）に接しないように幅狭の接続部３０４に対応する位置（絶縁基板３０１上の接続部３０４周辺に形成されたスペース内）に配設されている。また、非蒸発型ゲッタ３０５は、接続部３０４に対応する位置に、カソード電極３０２と同一平面上に配設されている。

尚、各アノード電極１０２をカソード電極３０２と同様に、帯状の電極に形成すると供に、複数の幅広部及び幅狭部を交互に配設した構成とし、前記幅広部に蛍光体を被着配設すると共に、各アノード電極１０２や内部配線１０４等の金属に接しないように前記幅狭部に対応する位置（スペース内）に非蒸発型ゲッタを配設するように構成してもよい。
即ち、アノード電極１０２及びカソード電極３０２の少なくとも一方を、複数の幅広部及び幅狭部を有する形状に構成し、前記各電極１０２、３０２や内部配線等の金属に接しないように前記幅狭部に対応する位置に複数の非蒸発型ゲッタを配設するように構成してもよい。これにより、非蒸発型ゲッタと内部配線の干渉を回避しつつ、非蒸発型ゲッタを電子放出材料７０２の近傍に配置することができる。
非蒸発型ゲッタ３０５を絶縁基板１０１上に配設する場合には、アノード電極１０２と同一平面上に配設される。

非蒸発型ゲッタ３０５は、組成としてＺｒを含むゲッタである。例えば、非蒸発型ゲッタ３０５は、組成として、Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅを含むゲッタ、Ｚｒ−Ｖ−Ｆｅ−Ｎｉを含むゲッタ、Ｚｒ−Ａｌを含むゲッタが使用できる。
この場合、非蒸発型ゲッタ３０５の大きさは、これを配設するスペースにあわせて適宜選定できるが、１ｍｍ×１ｍｍ以下の大きさに形成することがより好ましい。非蒸発ゲッタ３０５を前記範囲内の大きさに構成すれば、非蒸発型ゲッタ３０５を電極や配線等の金属に直接当接するように配設した場合でも、非蒸発型ゲッタ３０５が酸素と反応した際に発生する熱は小さいため、電極を剥離したり断線を生じたりする事態の発生を抑制することが可能になる。前記大きさの複数個の非蒸発ゲッタ３０５を、接続部３０４に対応する同じスペース内に配設するように構成してもよい。

また、非蒸発型ゲッタ３０５が電極や内部配線等の金属と直接接触するのをより確実に防止するために、絶縁基板１０１及び絶縁基板３０１の少なくとも一方に形成した前記幅狭部に対応する位置にパッシベーション層を設け、前記パッシベーション層の上に非蒸発型ゲッタ３０５を設けるように構成してもよい。
前記パッシベーション層としては、例えば、ＳｉＯ_２の層、ＳｉＮの層又はゲッタ機能が無くなった（ゲッタ機能が所定レベル以下に低下した）前記非蒸発型ゲッタが使用できる。

Ｚｒは金属と反応しやすく、反応によってゲッタ機能（ガス吸着機能）が劣化したり、電極や内部配線等に使用している金属に損傷を与えて断線や剥離が生じる恐れがある等の問題があるが、このように構成することにより、非蒸発ゲッタ３０５の性能劣化をより効果的に抑制でき又、カソード電極３０２等の金属に断線や剥離等の損傷が発生するのをより確実に抑制することが可能になる。

本実施の形態に係る自発光型表示器を発光駆動する場合、発光させる画素に対応するアノード電極１０２及びカソード電極３０２を選択的に駆動することによって、前記両電極１０２、３０２間に電圧を印加する。これにより、当該画素に対応する電子放出材料７０２から電界の作用によって電子が放出され、前記画素に対応する蛍光体７０１が前記電子に基づいて発光する。

蛍光体７０１の発光は、カソード電極３０２の電子放出材料配設部３０３及び電子放出材料７０２を介して第２絶縁基板３０１側から視認される。
アノード電極１０２及びカソード電極３０２を選択駆動することによって、グラフィック表示が行われる。
気密容器５０１内に製造時に残存しているガスやその後発生したガスは、非蒸発型ゲッタ３０５に吸着されるため、表示品位の劣化を抑制して、表示器の長寿命化が可能になる。

以上述べたように、本発明の実施の形態に係る自発光型表示器によれば、アノード電極１０２及びカソード電極３０２の少なくとも一方は、複数の幅広部及び幅狭部を有し、前記各電極１０２、３０２に接しないように前記幅狭部に対応する位置に配設された複数の非蒸発型ゲッタ３０５を備えている。
したがって、複雑な立体構造にすることなく、簡単な構成で、非蒸発型ゲッタ３０５の性能劣化、電極等の金属の剥離や断線の発生を抑制することが可能になる。

また、パッシベーション層上に非蒸発型ゲッタ３０５を被着配設することにより、非蒸発型ゲッタ３０５が直接金属に当接するのをより効果的に抑制できるため、非蒸発型ゲッタ３０５の性能劣化や断線の発生を更に確実に抑制することが可能になる。
また、電極の幅狭部近傍に設けられたスペース内に非蒸発型ゲッタ３０５を配設するように構成しているので、電極や内部配線が高密度に配設された表示器においても、非蒸発型ゲッタ３０５の性能劣化や断線の発生をより確実に抑制することが可能になるという効果を奏する。

尚、前記実施の形態においては２極管構造の表示器の例で説明したが、アノード電極１０２とカソード電極３０２間にゲート電極を配設した３極管構造の表示器にも適用可能である。
また、電極１０２、３０２を不透光性金属材料であるアルミによって構成できるが、還元雰囲気での品質劣化が問題無いレベルであれば、少なくとも一方の電極をＩＴＯやＳｎＯ_２等の透光性材料によって形成することも可能であり、表示を所定の一方向側から、あるいは両方向側から視認するように構成してもよい。

また、前記実施の形態は、第１絶縁基板及び前記第１絶縁基板に対向して配設された第２絶縁基板を有する気密容器と、前記第１絶縁基板内面に積層された帯状の複数のアノード電極及び蛍光体と、前記アノード電極とマトリクスを構成すると共に前記第２絶縁基板内面に積層された帯状の複数のカソード電極及び電子放出材料とを有し、前記電子放出材料から放出される電子に基づいて前記蛍光体を選択的に発光させるグラフィック表示型の自発光型表示器の例で説明したが、セグメント表示型等の各種自発光型表示器にも適用可能である。
また、冷陰極型の自発光型表示器のみならず熱陰極型の自発光型表示器や、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の薄型の自発光型表示器にも適用可能である

冷陰極型や熱陰極型の陰極を用いた自発光型表示器をはじめとして、ＰＤＰ等の各種の自発光型表示器に利用可能である。

本発明の実施の形態に係る自発光型表示器に使用する第１絶縁基板側の正面図である。 図１における領域Ａを拡大した部分拡大正面図である。 本発明の実施の形態に係る自発光型表示器に使用する第２絶縁基板側の正面図である。 図３における領域Ｂを拡大した部分拡大正面図である。 本発明の実施の形態に係る自発光型表示器の正面図である。 図５における領域Ｃを拡大した部分拡大正面図である。 本発明の実施の形態に係る自発光型表示器の部分側断面図である。

符号の説明

１０１・・・第１絶縁基板
１０２・・・アノード電極
１０３・・・内部端子
１０４・・・内部配線
１０５・・・外部端子
３０１・・・第２絶縁基板
３０２・・・カソード電極
３０３・・・幅広部を構成する電子放出材料配設部
３０４・・・幅狭部を構成する接続部
３０５・・・非蒸発型ゲッタ
５０１・・・気密容器
７０１・・・蛍光体
７０２・・・電子放出材料
７０３・・・導電性柱

Claims (9)

1. 第１絶縁基板及び前記第１絶縁基板に対向して配設された第２絶縁基板を有する気密容器と、前記第１絶縁基板内面に積層された帯状の複数のアノード電極及び蛍光体と、前記第２絶縁基板内面に積層された帯状の複数のカソード電極及び電子放出材料とを有し、前記電子放出材料から放出される電子に基づいて前記蛍光体を選択的に発光させる自発光型表示器において、
   前記アノード電極及びカソード電極の少なくとも一方は、複数の幅広部及び幅狭部を有し、前記各電極に接しないように前記幅狭部に対応する位置に配設された複数の非蒸発型ゲッタを備えて成ることを特徴とする自発光型表示器。
2. 前記第１、第２絶縁基板のうちの一方の絶縁基板上に配設された外部端子と、前記一方の絶縁基板内面に配設された電極間に、前記外部端子に接続するように配設された複数の内部配線と、前記複数の内部配線に接続された導電性柱とを有し、
   前記一方の絶縁基板に配設された電極は前記外部端子に直接接続され、
   他方の絶縁基板に配設された電極は前記導電性柱及び前記内部配線を介して前記外部端子に接続されて成り、
   前記非蒸発型ゲッタは前記電極及び内部配線に接しないように前記幅狭部に対応する位置に配設されて成ることを特徴とする請求項１記載の自発光型表示器。
3. 前記非蒸発型ゲッタはＺｒを含むゲッタであることを特徴とする請求項１又は２記載の自発光型表示器。
4. 前記非蒸発型ゲッタは１ｍｍ×１ｍｍ以下の面積に形成されて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の自発光型表示器。
5. 前記非蒸発型ゲッタはパッシベーション層を介して前記絶縁基板上に配設されて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の自発光型表示器。
6. 前記パッシベーション層は、ＳｉＯ_２の層、ＳｉＮの層又はゲッタ機能が無くなった前記非蒸発型ゲッタの層であることを特徴とする請求項５記載の自発光型表示器。
7. 前記アノード電極が前記幅広部を有する場合には前記幅広部に前記蛍光体が被着され、前記カソード電極が前記幅広部を有する場合には前記幅広部に前記電子放出材料が被着されて成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の自発光型表示器。
8. 前記カソード電極が幅広部を有する場合、前記幅広部は透光性を有するように非透光性材料によってメッシュ状に構成されると共に、前記幅広部に被着された電子放出材料はカーボンナノチューブを含んで透光性を有し、前記蛍光体の発光は前記カソード電極の幅広部を介して視認されることを特徴とする請求項７記載の自発光型表示器。
9. 前記アノード電極とカソード電極間に配設されたゲート電極を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の自発光型表示器。

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