JP3958374B2

JP3958374B2 - フラットパネルディスプレイ用陰極

Info

Publication number: JP3958374B2
Application number: JP53095598A
Authority: JP
Inventors: キャセイ、デビッド・エイ; ワトキンス、チャールズ・エム; ホフマン、ジェームズ・ジェイ
Original assignee: マイクロン・テクノロジー・インク
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2017-12-31
Also published as: DE69731398D1; DE69731398T2; EP0951729A2; US6037711A; WO1998031039A3; ATE280999T1; KR20000070059A; WO1998031039A2; AU6936898A; JP2001508233A; EP0951729B1; US5827101A; KR100468280B1

Description

フラットパネルディスプレイ用陽極
政府権利供述
本発明は、高等研究計画庁（ＡＲＰＡ）により認められた契約第ＤＡＢＴ６３−９３−Ｃ−００２５を受けて政府援助でなされた。
発明の分野
本発明は、フラットパネルディスプレイ、すなわち、パネルディスプレイの陽極及びパネルディスプレイ視聴者によって観察される画像の改良方法に関する。
発明の背景
パネルディスプレイは、スペーサで分離されて真空で包囲された陰極及び陽極を含む。陽極は概して外部ガラス層及び内部蛍光体層を含む。陰極内のエミッタは電子を放出し、電子は陽極上の蛍光体層に突き当たって光を放出する。
視聴中陽極以外からの周囲の光は陽極のガラス層及び層間の交差点における陽極の色々な内部層外へ反射する傾向がある。これらの反射率はコントラストを低下させると共に聴取者によって見られる画像品質を低下させる。このようなシステムの全反射率は１４％程度に達し得る。これはある状況においては受け入れられない。
発明の概要
本発明の目的は、周囲の光の反射率を低下させることによって聴取者によって見られるパネルディスプレイ画像を改良することである。
本発明の一面によると、パネルディスプレイの陽極はガラス基板と、基板上のパターン化された黒色格子と、格子及び基板を覆う伝導層と、伝導層を覆う蛍光体層とをさらに有し、またパネルディスプレイの反射率を１４％から１％乃至４％まで低下させる１またはそれ以上の追加の透明層を有する。これらの追加の層は、黒色マトリックス格子と基板との間及び伝導層と蛍光体層との間に設けられる。２つの追加の層は、それぞれの境界で起こる反射率を低下させるように選択かつ設計される。
従って本発明は、パネルディスプレイ用の陽極と、低減された反射率及び改良されたコントラストを有する陽極を製造する方法とを提供する。
【図面の簡単な説明】
図１は、既知の陰極及び陽極を有する既知の電界放出ディスプレイの断面図である。
図２は、本発明による電界放出ディスプレイ用陽極の断面図を示す。
望ましい実施形態の詳細な説明
既知の電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）の従来の構成が図１に例示される。ＦＥＤ１０は、一連の円錐形薄膜エミッタ１４を有する陰極１２と、パターン化された黒色格子２６によって定められる解放領域内の蛍光体層１８を有する陽極１６とを有する。作動されると、エミッタ１４が電子２０を放出して蛍光体層１８を励起させて照射される画像を与える。陽極１６及び陰極１２はその間に真空間隙を有しスペーサ（図示せず）で分離され得る。
陽極１６は、透明な伝導層２４、望ましくはインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）、で覆われたガラス基板２２を有する。ＩＴＯ層２４を覆って、酸化コバルトのような、パターン化された黒色マトリックス２６が格子を形成する微粒子として滞積される。既に述べたとおり、この格子は蛍光体層１８が配置される一連の領域を定める。その代わりに、黒色マトリックスは基板２２上にパターン化され得る。本実施形態では、透明な伝導層２４が格子２６及び基板をおおって配置され、蛍光体層１８が伝導層上に配置される。
陰極１２は、基板３２及び基板をおおってストリップとして配列される多数の伝導層３４を有する。円錐形エミッタ１４が伝導層３４上に形成される。誘電層３６がエミッタ１４を包囲する。伝導性の引出グリッド３８が誘電層３６を覆う。
電源３０が、陽極１６の伝導層２４と、引出グリッド３８と、陰極１２の伝導層３４とに結合される。電源は、電界を制御し、したがってディスプレイの電流及び輝度を制御する。また電源は、引出グリッド３８及び伝導層３４を選択的に作動させることによって行・列アドレス指令を与える。エミッタ１４が作動されると電子が放出されて蛍光体層１８に突き当たる。
図２には、本発明による陽極４０が示されている。この陽極は、図１に示したような陰極１２、あるいは他の一般的な構成の陰極とともに用いても良い。陽極４０はＦＥＤスクリーンからの反射率が著しく減少するように構成されている。これを実現するために、陽極４０は特定の境界面において１以上の追加層を有する。
図２を参照すると、ガラス基板４４は、ソーダ石灰ガラス製が望ましいのであるが、透明な中間層４６の形でその上に滞積される第１反射率低減層を有する。パターン化された黒色格子４８が中間層４６上に堆積されて領域を定め、蛍光体層が励起されるとき同領域を通して蛍光体層が見られ得る。格子４８は酸化コバルト（ＣｏＯｘ）で作られるのが望ましい。透明な伝導層４２が中間層４６及びパターン化される黒色格子４８をおおって堆積される。図示のとおり、透明な伝導層は黒色格子のパターンと同じ輪郭を描く。透明な伝導層はＩＴＯ層でよい。
第２反射率低減層が、屈折率適応ガラス（ＩＭＧ）層５０の形でＩＴＯ層上に配置される。ＩＭＧ層は、境界において反射率を低下させるように、伝導層４２の屈折率を蛍光体層５２の屈折率に転移させることを求める。ＩＭＧ層には、蛍光体層５２が続く。蛍光体層５２は、イットリウム（Ｙ ₂ Ｏ ₃ ）製が望ましい。
２つの追加層が２つの境界に配置され、これらの界面において制御される屈折率変化を与えるようにさせる。追加される２つの層に関して以下に本発明を詳説する。
従来体験されてきた１４％の全反射率より、実質的に少ない全反射率を達成するために、中間層４６及びＩＭＧ層５０が用いられる。これらの両層が用いられると全反射率は１％乃至４％まで低減され得る。
反射率の第１源は基板２２と、パターン化された黒色格子２６との間の界面においてである。この高反射は１．５１の屈折率ｎ ₁を有する基板及び２．９の屈折率ｎ ₂を有する黒色格子によってもたらされる。これは中間層４６を基板と格子との間に設けることによって低減される。中間層に対して望ましい材料は下式１で決められる屈折率（ＲＩ）を有する透明材料であろう。

ここで、ｎ₁＝基板４４の屈折率
ｎ₂＝黒色格子４８の屈折率
式１で決められるＲＩは、格子と基板のＲＩの中間であろう。
一度中間層４６の材料が決められれば、次いで当該層の望ましい物理的厚さを決めることが必要である。中間層４６の物理的厚さの決定につき以下に述べる。
中間層４６の望ましい光学的厚さは、可視スペクトルの中心周波数λの１／４と等しく、名目上５２００Åである。この工学的厚さを前提とすれば、中間層４６の物理的厚さは下式２で決められる。
物理的厚さ＝（光学厚さ／４）／ＲＩ中間層（２）
中間層４６に対する望ましい材料は、２．１の屈折率を有する窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）である。もし窒化ケイ素が選択される材料なら、式２によるとその厚さは約６１９Åである。厚さのこの決定は、５２００Åの光学的厚さ及び窒化ケイ素の屈折率が２．１であることに基づく。も厚さが６１９Åの窒化ケイ素層が格子と基板間に配置されるなら、反射率は５％未満、望ましくは約４％まで低下されるはずである。
ＩＴＯ４２は、パターン化された黒色格子４８及び中間層４６を覆う。通常、ＩＴＯ層はその後蛍光体層で覆われる。この境界で起こる反射率はかなりのものであり、除去されるのが望ましい。
ＩＴＯ層４２及び蛍光体層５２間の反射率を低下させるためには、透明ＩＭＧ層５０が当該界面に配置される。ＩＭＧ層は、この界面に存在する真空空間を満たす目的に役立つと共に反射率を生じさせる。ＩＭＧ層は、コーニング（Corning）１４１６のような低融点の鉛系ガラスにより形成されるのが望ましい。
ＩＭＧ層は、一層の硝子粒子をＩＴＯ層上に滞積させ、次いでＩＭＧ層上に一層の蛍光体材料を滞積させることによって形成される。その後全構成体が約５２５℃で約２０分間焼かれる。これはＩＭＧを流れさせてＩＴＯ及び蛍光体層間の真空空間を除去させる。ＩＭＧ層がＩＴＯ及び蛍光体層間に配置されてしまった後ＦＥＤの反射率が１％乃至４％の範囲までさらに低減される。
もし分離層５４が、中間層４６が配置される面と反対の面上で基板４４上に配置されるなら、反射率はさらに低減され得る。これは慣習的なものであり、この層はフッ化マグネシウム（ＭｇＦ）又は２酸化ケイ素（ＳｉＯ2）で作ってもよい。
本明細書で用いる用語及び表現は表現用語として用いられものであり制限用語ではない。このような用語及び表現を用いるに当たっては、提示かつ記載される特性又はその一部と同等のものを除外する意図はなく、本発明の範囲内で色々な変更が可能であることが理解されよう。

Claims

透明な基板と、
該基板上に配置される透明な反射率低減中間層と、
該中間層上に配置される、多数の解放領域を定めるためにパターン化される格子と、
該格子及び中間層をおおって配置される伝導層と、
該伝導層上に配置される蛍光体層と、
を含む陽極から成るフラットパネルディスプレイ。
該透明基板がソーダ石灰ガラスを含む、請求項１のディスプレイ。
ｎ₁が基板の屈折率であり、
ｎ₂が格子の屈折率であるとき、
該中間層に対する屈折率は次式によって決定される、請求項１のディスプレイ。
光学的厚さが可視スペクトルの中心周波数λの１／４であるとき、
該中間層の厚さは次式で決定される、請求項１のディスプレイ。
物理的厚さ＝（光学厚さ／４）／ＲＩ中間層
該中間層が窒化ケイ素で形成される、請求項１のディスプレイ。
複数の選択的に作動可能なエミッタを有する陰極をさらに含む、請求項１のディスプレイ。
該フラットパネルディスプレイの全体の反射率が５％未満である、請求項１のディスプレイ。
透明な基板と、
該基板上に配置される透明な反射率低減中間層と、
該中間層上に配置される、多数の解放領域を定めるためにパターン化される格子と、
該格子及び中間層をおおって配置される伝導層と、
該伝導層上に配置される透明な反射率低減硝子層と、
該ガラス層上に配置される蛍光体層と、
を含む陽極から成るフラットパネルディスプレイ。
該透明基板がソーダ石灰ガラスを含む、請求項８のディスプレイ。
ｎ₁が基板の屈折率であり、
ｎ₂が格子の屈折率であるとき、
該中間層に対する適切な材料に対する反射率指標が次式によって決定される、請求項８のディスプレイ。
光学的厚さが可視スペクトルの中心周波数λの１／４であるとき、
該中間層の厚さは次式で決定される、請求項１０のディスプレイ。
物理的厚さ＝（光学厚さ／４）／ＲＩ中間層
該中間層が窒化ケイ素で形成される、請求項８のディスプレイ。
複数の選択的に作動可能なエミッタを有する陰極をさらに含む、請求項８のディスプレイ。
該フラットパネルディスプレイの全体の反射率が５％未満である、請求項８のディスプレイ。
該反射率低減硝子が鉛系ガラスを含む、請求項８のディスプレイ。
該反射率低減硝子が該伝導層の融点より低い融点を有する、請求項１５のディスプレイ。
該反射率低減硝子が５２５℃又はそれより低い融点を有する、請求項１６のディスプレイ。
該フラットパネルディスプレイの全体の反射率が１％乃至４％の範囲内である、請求項８のディスプレイ。
透明な第３反射率低減層が、該中間層が配置される面と反対の面上の該基板上に配置される、請求項８のディスプレイ。
該第３反射率低減層がフッ化マグネシウムで形成される、請求項１９のディスプレイ。
該第３反射率低減層が２酸化ケイ素で形成される、請求項１８のディスプレイ。
透明な基板を形成し、
該基板上に透明な反射率低減中間層を配置し、
該中間層上に解放領域のパターンを定める格子を該中間層上に配置し、
該格子及び中間層をおおって伝導層を配置し、
該伝導層上に蛍光体層を配置する、
ことから成る電界放出ディスプレイ用陽極製造方法。
該透明基板がソーダ石灰ガラスで形成される、請求項２２の方法。
ｎ₁が基板の屈折率であり、
ｎ₂が格子の屈折率であるとき、
該中間層に対する屈折率が次式によって決定される、請求項２２の方法。
光学的厚さが可視スペクトルの中心周波数λの１／４であるとき、
該中間層の厚さが次式で決定される、請求項２２の方法。
物理的厚さ＝（光学厚さ／４）／ＲＩ中間層
該中間層が窒化ケイ素で形成される、請求項２２の方法。
透明な基板を形成し、
該基板上に透明な反射率低減中間層を配置し、
該中間層上に解放領域のパターンを定める格子を該中間層上に配置し、
該格子及び中間層をおおって伝導層を配置し、
該伝導層上に透明な反射率低減硝子層を配置し、
該伝導層上に蛍光体層を配置する、
ことから成る電界放出ディスプレイ用陽極製造方法。
該基板がソーダ石灰ガラスで形成される、請求項２７の方法。
ｎ1が基板の屈折率であり、
ｎ2が格子の屈折率であるとき、
該中間層に対する屈折率が次式によって決定される、請求項２７の方法。
光学的厚さが可視スペクトルの中心周波数λの１／４であるとき、
該中間層の厚さが次式で決定される、請求項２７の方法。
物理的厚さ＝（光学厚さ／４）／ＲＩ中間層
該中間層が窒化ケイ素で形成される、請求項２７の方法。
該反射率低減硝子が鉛系ガラスを含む、請求項２７の方法。
該反射率低減硝子が該伝導層の融点より低い融点を有する、請求項２７の方法。
該反射率低減硝子が５２５℃又はそれより低い融点を有する、請求項２７の方法。
該陽極を５２５℃まで加熱することによって該反射率低減硝子層が該伝導層と蛍光体層との間に形成される、請求項２７の方法。
該陽極を２０分間にわたり５２５℃に加熱することによって該伝導層と蛍光体層との間に該反射率低減硝子層が形成される、請求項３５の方法。
該中間層が配置される面と反対の該基板上に第３反射率低減層を配置することによって該陽極がさらに形成される、請求項２７の方法。
該第３反射率低減層がフッ化マグネシウムで形成される、請求項３７の方法。
該第３反射率低減層が２酸化ケイ素で形成される、請求項３７の方法。