JP2008123730A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子源と陽極間の放電を防止して高信頼性の画像表示装置を提供する。
【解決手段】背面基板１の内面に映像信号配線８及び走査信号配線９を有し、映像信号配線８と走査信号配線９の交差部近傍に電子源１０が形成された画像表示装置で、前記走査信号配線９の上に放電防止部材１３を設置し、更にこの放電防止部材１３に給電する電位供給部材１４を枠体３の内側に配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、自発光型フラットパネル型画像表示装置に係り、特に電子源をマトリクス状に配列した画像表示装置に関するものである。

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−金属型等の電子源などがある。

一般的な自発光型ＦＰＤは、上記のような電子源をガラス板からなる背面基板上に備えた背面パネルと、蛍光体層及びこの蛍光体層に前記電子源から放出される電子を射突させるための電界を形成する陽極をガラス板からなる前面基板上に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間隔に保持する枠体とを備え、前記両パネルと枠体で形成される表示空間を真空状態に保持する構成とし、この表示パネルに駆動回路を組み合わせて構成される。

又、前記背面パネルの前記背面基板上には、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信号配線を有し、更にこの背面基板上には、前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の映像信号配線を備えている。加えて前記走査信号配線と映像信号配線の各交差部付近に上記の電子源がそれぞれ設けられ、走査信号配線と電子源とは給電電極で接続され、走査信号配線から電子源に電流が供給される構成が一般的である。

更に、前記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（カラー画素、ピクセル）が構成される。なお、カラー画素の場合、単位画素は副画素（サブピクセル）とも呼ばれる。

上述の構成に加え、前述したような画像表示装置では、背面パネルと前面パネル間の前記枠体で囲繞された表示領域内に複数の間隔保持部材（以下スペーサと言う）が配置固定され、前記両パネル間の間隔を前記枠体と協働して所定間隔に保持している。このスペーサは、一般に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。

又、封止枠となる枠体は背面基板と前面基板との内周縁にフリットガラスなどの封着部材で固着され、この固着部が気密封着され封止領域となっている。両基板と枠体とで形成される表示領域を含む減圧空間の真空度は、例えば１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒ程度である。

枠体と両基板との封止領域には、背面基板に形成された走査信号配線につながる走査信号配線引出端子や映像信号配線につながる映像信号配線引出端子がそれぞれ貫通する。

また、平面型画像表示装置において、スペーサを電子源及び電極へ当接する際に導電性ガラスフリットを用いて電気的及び機械的に固定した電子線装置が特許文献１に提案されている。このスペーサは、導電性ガラスフリットを塗布した後に単に加熱処理することにより接着固定されている。その他、スペーサに関する従来技術を開示したものとしては、特許文献２、特許文献３を挙げることができる。
特許第３５５４３１２号公報 特開平１０−１４４２０３号公報 特開２０００−２５１７８５号公報

前面基板の内面に有する陽極には、２ｋＶ〜２０ｋＶ程度の高電圧が印加される。電子源と陽極間の間隔は２ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。そのため、減圧空間内の部材表面での絶縁特性の劣化や減圧空間内の帯電で電子源と陽極間に放電が発生する恐れがある。放電が起こると、電子源が破壊されて表示装置として機能しなくなり表示装置の信頼性を低下させる。

本発明の目的は、電子源と陽極間の放電を防止して高信頼性の画像表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、前記走査信号配線の上に前記陽極と前記電子源との間での放電を抑制する放電防止部材を設け、この放電防止部材に所定の電位を供給する電位供給部材を別途配置した構成を特徴とする。

本発明の構成により、減圧空間内に放電が発生しても、この放電電流は放電防止部材を通して減圧空間の外に放出されて、電子源の破壊を防止できる。
又、放電防止部材への電位供給を封止枠体の内側に配置した電位供給部材を介して行うことにより、放電防止部材への電位供給が安定し、電子源保護の信頼性が確保できる。

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乃至図４は、本発明による画像表示装置の第1の実施例を説明する模式図で、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図、図２は図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った平面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図とその背面基板と対応する前面基板の断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

これら図１乃至図４において、参照符号１は背面基板、２は前面基板、３は枠体、４は排気管、５は封着部材、６は表示領域を含む減圧空間、７は貫通孔、８は映像信号配線、９は走査信号配線、１０は電子源、１１は接続配線、１２はスペーサ、１３は放電防止部材、１４は電位供給部材、１５は蛍光体層、１６は遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜、１７は金属薄膜からなるメタルバック（陽極）である。

これら両基板１、２は厚さ数ｍｍ、例えば１〜１０ｍｍ程度のガラス板から構成され、両基板共に略矩形状を呈し、所定の間隔を隔てて積層されている。参照符号３は枠状を呈する枠体を示し、この枠体３は例えばフリットガラスの燒結体或いはガラス板等から構成され、単体で若しくは複数部材の組み合わせで略矩形状とされ、前記両基板１、２間に介挿されている。

この枠体３は、前記両基板１、２間の周縁部に介挿され、両端面を両基板１、２と気密接合されている。この枠体３の厚さは数ｍｍ〜数十ｍｍ、その高さは両基板１、２間の前記間隔に略等しい寸法に設定されている。参照符号４は排気管で、この排気管４は前記背面基板１に固着されている。５は封着部材で、この封着部材５は例えばフリットガラスから構成され、前記枠体３と両基板１、２間を接合して気密封着している。

前記枠体３と両基板１、２及び封着部材５で囲まれた表示領域を含む減圧空間６は前記排気管４を介して排気され例えば１０^-5〜１０^-7Ｔｏｒｒの真空度を保持している。又、前記排気管４は前述のように前記背面基板１の外表面に取り付けられ、この背面基板１を貫通して穿設された貫通孔７に連通しており、排気完了後前記排気管４は封止される。

参照符号８は映像信号配線で、この映像信号配線８は後述するような金属材料を用い、前記背面基板１の内面に一方向（Ｙ方向）に延在し他方向（Ｘ方向）に並設されている。この映像信号配線８は前記表示領域を含む減圧空間６から枠体３と背面基板１との封止領域を気密に貫通し、背面基板１の端面まで延長している。この映像信号配線８は前記封止領域より外側先端部分を映像信号配線引出端子８１としている。

参照符号９は走査信号配線で、この走査信号配線９は後述するような金属材料を用い、前記映像信号配線８上でこれと交差する前記他方向（Ｘ方向）に延在し前記一方向（Ｙ方向）に並設されている。この走査信号配線９は前記表示領域を含む減圧空間６から枠体３と背面基板１との封止領域を気密に貫通し、背面基板１の端面近傍まで延長している。この走査信号配線９はその前記封止領域より外側先端部分を走査信号配線引出端子９１としている。

参照符号１０は電子源の一種のＭＩＭ型の電子源で、この電子源１０は前記走査信号配線９と映像信号配線８の交差部近傍に設けられている。又、この電子源１０は前記走査信号配線９と接続線１１で接続されている。又、前記映像信号配線８と、電子源１０の上部電極及び前記走査信号配線９間には層間絶縁膜ＩＮＳが配置されている。

ここで、前記映像信号配線８は例えばＡｌ（アルミニウム）膜、走査信号配線９は例えばＣｒ／Ａｌ／Ｃｒ膜、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ膜等が用いられる。又、前記配線引出端子８１、９１はそれぞれ信号配線の両端に設けられているが、何れか一端のみに設けても良い。

次に、参照符号１２はスペーサで、このスペーサ１２はガラスを好適とする板状の絶縁芯材１２１と、この絶縁芯材１２１の側面に成膜された導電層１２２から構成されている。なお、この導電層１２２に代えて絶縁芯材１２１自体に幾分かの導電性を持たせたものとしてもよい。
そして、スペーサ１２は前記枠体３と略平行で走査信号配線９上に１本おきに直立配置され、導電性接着部材１２３で前面基板２及び後述する構成からなる放電防止部材１３とそれぞれ接着固定している。又、スペーサ１２の配置は通常、複数の画素毎に画素の動作を妨げない位置に設置される。更に又、走査信号配線９上に数本おきに配置することも可能である。

このスペーサ１２の寸法は基板寸法、枠体３の高さ、基板素材、スペーサの配置間隔、スペーサ素材等により設定されるが、一般的には厚さは数十μｍ〜数ｍｍ以下である。スペーサの長さは２０ｍｍ乃至１０００ｍｍ程度、更にはそれ以上の長尺も可能である。好ましくは８０ｍｍ乃至３００ｍｍ程度が実用的な値となる。

前述した放電防止部材１３は、全ての走査信号配線９の上に設置してある。
この放電防止部材１３はガラスを好適とする絶縁芯材１３１の上面（陽極に対向する面）に導電層１３２を有し、下面をフリットガラス等の接着材１３３で走査信号配線９に固定してある。
前記導電層１３２は多層膜構成でも良い。更には下層が絶縁芯材１３１の上面の幅と略等しい薄膜とし、その上層に前記薄膜より狭幅の厚膜を配置することで抵抗値を低く抑えることが出来る。前記薄膜材料としてはクロム(Ｃｒ)、アルミニウム(Ａｌ)、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等があり、又厚膜材料としては銀（Ａｇ）、Ａｌ、Ａｕ等がある。
又、接着材１３３としては導電性接着材を用いることも可能である。

次に、この放電防止部材１３の前記走査信号配線９の延在方向と平行方向の長さは、高圧が印加されるメタルバック１７よりも外側に至る寸法に設定されている。
この走査信号配線９上に放電防止部材１３を設置することで、減圧空間６内に放電が発生しても、この放電電流は放電防止部材１３を通して減圧空間の外に放出することができ、電子源の破壊を防止できる。
この放電防止部材１３と前記スペーサ１２の一端側は導電性接着剤１２３で接合され、合成された構成でスペーサとしての効果を発揮する。勿論、それぞれの導電層１３２と導電層１２２とは導通される。

この構成で、導電層１３２の表面抵抗値を導電層１２２の表面抵抗値より低くすることで導電層１２２の表面の帯電を導電層１３２を通して速やかに外部に排出させることができる。
この放電防止部材１３の幅Ｗｂは走査信号配線９の幅Ｗｓよりも広くされており、陽極から見たときに、走査信号配線９を放電防止部材１３が覆っているような寸法とするのが望ましい。
隣接する放電防止部材１３相互間の距離Ｌと絶縁芯材１３１の厚みＴの関係は、厚みＴが大きいほど放電防止効果が大きいが、実験的にはＴ＞３Ｌとするのが望ましい。
又、背面基板１上面からの高さＨは５０μｍ〜３００μｍ程度が望ましい。

この放電防止部材１３は走査信号配線９の何本か置きに配置することも可能であり、又絶縁芯材１３１の側面に高抵抗層を形成してもよい。

次に、参照符号１４は電位供給部材で、この電位供給部材１４は金属板から矩形状に構成されている。この金属材料は、前記基板と熱膨張係数の近いものが望ましく、例えば鉄―ニッケル―クロム合金（４２％Ｎｉ―６％Ｃｒ―５２％Ｆｅ）等がある。
この電位供給部材１４は一対で用いられ、前記枠体３の前記映像信号配線８と平行方向の辺３ｓの内側にこれと略平行で前記放電防止部材１３の端部を覆ってそれぞれ配置されている。
この電位供給部材１４は前記放電防止部材１３の端部で前記放電防止部材１３の上面（陽極に対向する面）の導電層１３２と直接或いは他の導電層を介してそれぞれ接触し導通を図っている。
一方、この電位供給部材１４の両端部は枠体３の角部に配置された給電端子１４１と導電接続され、この給電端子１４１を介して電位供給部材配線１４２の一端側と接続され、所定の電位、例えば接地電位に保持される。
この給電端子１４１は前述した電気的な接続と共に電位供給部材１４の固定の役割も兼ね備えている。

一方、前記電位供給部材配線１４２の他端側は、前記枠体３と背面基板１との封止領域を気密に貫通し、両信号配線引出端子８１、９１の間隙に設けた電位供給部材配線引出端子１４３と接続している。

この電位供給部材１４の幅Ｗｅは、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度で良く、電位供給が確実であれば更に狭くてもよい。
又、構成材料としては前述した金属材料の他に、例えばガラスやセラミック材等の絶縁基材に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｒ等の導電材を塗布して用いることも可能である。

又、前記給電端子１４１としては、この実施例１では前記電位供給部材１４と同じガラスと熱膨張係数が近い金属材料（４２％Ｎｉ―６％Ｃｒ―５２％Ｆｅ）から構成し、給電端子１４１の他端側を背面基板１に固定して用いた。
勿論、電位供給部材１４と給電端子１４１を一体化した構成も可能である。

一方、前記スペーサ１２の他端側が固定された前面基板２の内面には、赤色、緑色、青色用の蛍光体層１５が遮光用のＢＭ（ブラックマトリクス）膜１６で区画された窓部に配置され、これらを覆うように金属薄膜からなるメタルバック（陽極）１７が例えば蒸着方法で設けられて蛍光面を形成している。
動作時この蛍光面には２ｋｖ〜２０ｋｖ程度の陽極電圧が印加される。
メタルバック１７は前面基板２と反対側、つまり背面基板１側への発光を前面基板２側へ向け反射させ、発光の取り出し効率を上げる為の光反射膜であると共に蛍光体粒子の表面の帯電を防ぐ機能も合わせ持っている。

前記蛍光体としては、例えば赤色用としてＹ₂Ｏ₃：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕを、又、緑色用としてＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｔｂ、更に、青色用としてＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ等を用いることができる。
この蛍光体層１５は蛍光体粒子の平均粒径は例えば４μｍ〜９μｍ、膜厚は例えば１０μｍ〜２０μｍ程度となっている。

次に、図５は本発明による画像表示装置の第２の実施例を説明する模式断面図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。
図５において、電位供給部材２４は金属材料から構成され、この電位供給部材２４の一端２４１を前面基板２に接着し、他端２４２を導電材２４３を介して放電防止部材１３と当接配置し、減圧空間６の真空応力を利用して固定する構成とした。
この構成では、前記放電防止部材１３の固定と、この放電防止部材１３と前記電位供給部材２４のコンタクトの信頼性も確保できる。
又、前記電位供給部材２４への給電は、前面基板２側からも可能で、例えば前記一端２４１と前面基板２との接着部材２４４を導電性接着剤とし、これを利用して図示しない引出線を介して行うこと等により可能となる。
前記電位供給部材２４は、実施例１と同様に前記枠体３の内側にこれと略平行で全放電防止部材１３に共通に一対配置する構成が望ましい。
勿論、放電防止部材１３毎に個別に配置することも可能である。

次に、図６は本発明による画像表示装置の第３の実施例を説明する模式断面図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。
図６において、電位供給部材４４は実施例２の電位供給部材２４と導電体３４の組み合わせから構成され、減圧空間６の真空応力を利用して固定する構成とした。
前記導電体３４は、前記放電防止部材１３と略等しい高さを持ち、上下端面３４１、３４２にそれぞれＡｇ等の導電材３４３を備えている。
この導電体３４は、導電材３４３を介して前記電位供給部材２４及び引出線１４２とそれぞれ接続する構成である。
この構成で、放電防止部材１３との接続は、電位供給部材２４の他端２４２と放電防止部材１３の上面（陽極に対向する面）の導電層１３２とを直接或いは他の導電層を介して行う。
或いは電位供給部材４４の側面と導電層を介して接触し導通を図ること等で行う。
又、この構成で、前記導電体３４を電位供給部材２４より薄肉とし、電位供給部材２４の側面より導電体３４を後退させ、前面基板２側から遮蔽する構成とすることも可能である。
更に、この導電体３４は前記電位供給部材２４の長さ方向の両端のみ、或いは長さ方向の両端と中間部分に分割配置する構成でも良く、この分割配置構成では全ての導電体３４と前記引出線１４２との接続は必須ではない。

次に、図７は本発明による画像表示装置の第４の実施例を説明する模式断面図で、前述した図と同じ部分には同一記号を付してある。
図７において、電位供給部材６４は実施例３の導電体３４の上部に電位供給部材５４を組み合わせた構成からなる。導電体３４の高さＨｅは図３の放電防止部材１３の高さＨと略等しい寸法に設定される。
この電位供給部材５４は実施例１の電位供給部材１４と同様な矩形形状とし、全ての放電防止部材１３に共通に接続し、導電体３４を給電端子とする構成である。
又、個々の放電防止部材１３毎に、電位供給部材５４と導電体３４の組み合わせからなる電位供給部材６４とすることも可能である。
ここで、前述の実施例では電子源としてＭＩＭ型について説明したが、本発明の電子源はＭＩＭ型に限定されるものではない。

本発明による画像表示装置の第1の実施例を説明する模式図で、図１（ａ）は前面基板側から見た平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の側面図である。 図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った模式平面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った模式断面図とその背面基板と対応する前面基板の断面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。 本発明による画像表示装置の第２の実施例を説明する模式断面図である。 本発明による画像表示装置の第３の実施例を説明する模式断面図である。 本発明による画像表示装置の第４の実施例を説明する模式断面図である。

符号の説明

１・・・背面基板、２・・・前面基板、３・・・枠体、４・・・排気管、５・・・封着部材、６・・・表示領域を含む減圧空間、７・・・貫通孔、８・・・映像信号配線、８１・・・映像信号配線引出端子、９・・・走査信号配線、９１・・・走査信号配線引出端子、１０・・・電子源、１１・・・接続配線、１２・・・スペーサ、１３・・・放電防止部材、１４・・・電位供給部材、１４１・・・給電端子、１４２・・・電位供給部材引出線、１４３・・・電位供給部材引出端子、１５・・・蛍光体層、１６・・・ＢＭ膜、１７・・・メタルバック（陽極）、ＩＮＳ・・・絶縁膜（層間絶縁膜）。

Claims (9)

1. 一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設された複数の走査信号配線と、前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の映像信号配線と、前記走査信号配線と前記映像信号配線の交差部近傍に設けられた電子源とを備えた背面基板と、
   前記電子源に対応して設けられた蛍光体層及び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如く加速するための高電圧が印加される陽極を備え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間で表示領域を含む減圧空間を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持する枠体と、
   前記枠体と前記前面基板及び背面基板とを気密封着する封着部材とを備えた画像表示装置であって、
   前記走査信号配線の上に配置され前記陽極と前記電子源との間での放電を抑制する放電防止部材と、
   前記枠体の内側に配置され前記放電防止部材と接続されて前記放電防止部材に前記陽極電位より低い電位を供給する電位供給部材とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記電位供給部材は前記枠体の内側で前記放電防止部材上に載置され、給電端子を介して引出線と接続してなることを特徴とする前記請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記電位供給部材は一端側を前記前面基板に固着し、他端側を前記放電防止部材と当接して接続してなることを特徴とする前記請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記電位供給部材は前記両基板間に挟持され、基板上に配置された引出線と接続してなることを特徴とする前記請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記背面基板に固定された前記電位供給部材の高さが前記走査信号配線上の前記放電防止部材の上面の高さと略等しいことを特徴とする前記請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記前面基板と前記放電防止部材間に前記枠体と略平行に間隔保持部材を配置したことを特徴とする前記請求項１乃至５の何れかに記載の画像表示装置。
7. 前記放電防止部材は、前記走査信号配線に沿った帯状であり、該帯状の放電防止部材の幅が前記走査信号配線の幅より大であることを特徴とする前記請求項１乃至６の何れかに記載の画像表示装置。
8. 前記帯状の放電防止部材の前記陽極と対向する面に導電層を有することを特徴とする前記請求項１乃至６の何れかに記載の画像表示装置。
9. 前記電位供給部材に接続した引出線を前記信号電極引出線と独立して設けたことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の画像表示装置。

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