WO2007018046A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2007018046A1
WO2007018046A1 PCT/JP2006/314895 JP2006314895W WO2007018046A1 WO 2007018046 A1 WO2007018046 A1 WO 2007018046A1 JP 2006314895 W JP2006314895 W JP 2006314895W WO 2007018046 A1 WO2007018046 A1 WO 2007018046A1
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phosphor
phosphor pixels
columnar spacer
display device
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PCT/JP2006/314895
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English (en)
French (fr)
Inventor
Satoko Oyaizu
Satoshi Ishikawa
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Toshiba
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H01J31/123—Flat display tubes
    • H01J31/125—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127—Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/18—Luminescent screens
    • H01J29/30—Luminescent screens with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots, in lines
    • H01J29/32—Luminescent screens with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots, in lines with adjacent dots or lines of different luminescent material, e.g. for colour television
    • H01J29/322—Luminescent screens with luminescent material discontinuously arranged, e.g. in dots, in lines with adjacent dots or lines of different luminescent material, e.g. for colour television with adjacent dots
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    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/86—Vessels; Containers; Vacuum locks
    • H01J29/864—Spacers between faceplate and backplate of flat panel cathode ray tubes
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J2329/00—Electron emission display panels, e.g. field emission display panels
    • H01J2329/86—Vessels
    • H01J2329/8625—Spacing members

Definitions

  • the present invention relates to a display device that displays a color image by emitting electron-emitting source electrons provided on a back substrate and exciting and emitting phosphor pixels provided on the front substrate.
  • a liquid crystal display has been known as a display device having a vacuum envelope having a flat flat panel structure.
  • a display device (hereinafter referred to as SED) including a surface conduction electron-emitting device is being developed.
  • the SED has a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other with a predetermined gap.
  • These substrates are joined to each other at their peripheral portions via rectangular frame-shaped side walls, and the inside is evacuated to form a flat envelope having a flat panel structure.
  • a large number of sets of three-color phosphor pixels are formed on the inner surface of the front substrate, and on the inner surface of the rear substrate, a large number of electrons corresponding to each pixel are used as electron emission sources for exciting and emitting the phosphor pixels.
  • the emitting elements are aligned.
  • On the inner surface of the back substrate, a large number of wires for driving the electron-emitting devices are provided in a matrix, and the end portions are drawn out of the vacuum envelope.
  • a plate-shaped grid is disposed between the front substrate and the rear substrate.
  • a number of beam passage holes are formed in a positional relationship with respect to the electron-emitting devices, and the grids are formed on the inner surfaces of the front substrate and the rear substrate at positions away from the electron-emitting devices and the phosphor pixels.
  • a plurality of columnar spacers are provided to maintain the gaps between the substrates by contact (see, for example, Patent Document 1).
  • each electron-emitting device force also selectively emits an electron beam, which is irradiated to the corresponding phosphor pixel through the corresponding beam passage hole of the grid, and the phosphor pixel is Excited light is emitted and a color image is displayed! /
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-312818
  • An object of the present invention is to provide a display device capable of forming a high-quality image, improving the yield, and improving the reliability.
  • a display device includes a first substrate having a large number of phosphor pixels, and a large number of electron-emitting devices facing the first substrate and corresponding to the large number of phosphor pixels.
  • a second substrate having a source; and a first substrate and a second substrate disposed in contact with the first and second substrates at positions away from the plurality of phosphor pixels and the plurality of electron emission sources.
  • a plurality of columnar spacers that support atmospheric pressure acting on the column, and among the plurality of phosphor pixels, at least a phosphor pixel close to a contact position of the columnar spacer is the columnar spacer. It is characterized in that it is formed by shifting in the separating direction.
  • the first columnar spacer without reducing the number of pixels.
  • a sufficient contact area with the substrate can be secured, columnar spacers can be made thicker, spacers can be manufactured and attached easily, yield can be increased, and reliability can be improved. it can.
  • the trajectory of the electron beam irradiated to the phosphor pixel adjacent to the columnar spacer is also separated from the columnar spacer force, the beam trajectory may be shifted due to factors such as charging of the columnar spacer. It is possible to suppress image defects such as color misregistration.
  • the display device of the present invention includes a first substrate having a large number of phosphor pixels, and a first substrate having a large number of electron emission sources facing the first substrate and corresponding to the large number of phosphor pixels.
  • Atmospheric pressure applied to the first and second substrates, arranged in contact with the first substrate and the second substrate at positions away from the two substrates and the plurality of phosphor pixels and the plurality of electron emission sources A plurality of columnar spacers that support the at least one of the plurality of electron emission sources, wherein at least an electron emission source close to the contact position of the columnar spacers is separated from the columnar spacer. It is characterized by being formed by being shifted to
  • FIG. 1 is an external perspective view showing a vacuum envelope of an SED according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of the vacuum envelope of FIG. 1 cut along line II II.
  • FIG. 3 is a partially enlarged sectional view showing a partially enlarged section of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the waveform pattern of the phosphor layer according to the embodiment of the present invention formed on the front substrate of the SED of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a normal arrangement pattern of phosphor layers for comparison.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a state where phosphor layers of the same color in adjacent pixel rows partially overlap.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example in which the waveform pattern period is shortened.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example in which the period of the waveform pattern is increased.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a waveform pattern of electron-emitting devices formed on the back substrate of the SED of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the vacuum envelope 10 of the SED 1 with the front substrate 2 partially cut away, and FIG. 2 shows the vacuum envelope 10 of FIG. 1 at the position of line ⁇ - ⁇ .
  • FIG. 3 is a partially enlarged sectional view in which the section of FIG. 2 is partially enlarged.
  • each SED 1 is a front substrate 2 made of a rectangular glass plate.
  • the back substrate 4 has a size that is one size larger than the front substrate 2.
  • the front substrate 2 and the rear substrate 4 are joined to each other through a rectangular frame-shaped side wall 6 made of glass, and constitute a vacuum envelope 10 having a flat planar panel structure in which the inside is a vacuum.
  • a phosphor screen 12 that functions as an image display surface is formed on the inner surface of the front substrate 2.
  • This phosphor screen 12 is configured by arranging red, blue, and green phosphor layers R, G, and B (phosphor pixels) and a light shielding layer 11, and these phosphor layers are striped and ⁇ are dot-shaped. Is formed.
  • a metal back 14 having an aluminum thin film isotropic force is formed on the phosphor screen 12.
  • each electron-emitting device 16 is provided on the inner surface of the back substrate 4. These electron-emitting devices 16 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to each pixel, that is, for each of the phosphor layers R, G, and B. Each electron-emitting device 16 includes an electron emitting portion (not shown) and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron emitting portion. In addition, on the inner surface of the back substrate 4, each electron A large number of wirings 18 for applying a driving voltage to the emitting element 16 are provided in a matrix shape, and the ends thereof are drawn out of the vacuum envelope 10.
  • the side wall 6 functioning as a bonding member is sealed to the peripheral edge portion of the front substrate 2 and the peripheral edge portion of the back substrate 4 by a sealing material 19 such as low melting point glass or low melting point metal, for example.
  • a sealing material 19 such as low melting point glass or low melting point metal, for example.
  • the plates are joined together.
  • the back substrate 4 and the side wall 6 are bonded using frit glass 19a, and the front substrate 2 and the side wall 6 are bonded using indium 19b. If the back substrate 4 and the side wall 6 with the wiring 18 are sealed with a low melting point metal, it is necessary to provide an insulating layer as an intermediate layer in order to avoid an electrical short between the wiring 18 and the sealing material 19.
  • the SED 1 includes a plurality of columnar spacers 8 (columnar spacers) between the front substrate 2 and the rear substrate 4.
  • Each spacer 8 includes an upper end 8a that comes into contact with the inner surface of the front substrate 2 via the metal back 14 and the light shielding layer 11 of the phosphor screen 12, and a wiring 18 provided on the inner surface of the rear substrate 4.
  • the lower end 8b is in contact with the front substrate 2 and functions to support an atmospheric pressure load acting from the outside of the front substrate 2 and the rear substrate 4 and to maintain a predetermined value between the substrates.
  • each spacer 8 has its upper end 8a abutted against the front substrate 2 at a position (abutting position) deviated from a large number of phosphor layers R, G, B, and from a large number of electron emitting elements 16.
  • the lower end 8b is brought into contact with the rear substrate 4 at the disengaged position (contact position).
  • the SED 1 includes a voltage supply unit (not shown) that applies an anode voltage between the metal back 14 of the front substrate 2 and the rear substrate 4.
  • the voltage supply unit sets the potential of the back substrate 4 to OV and applies an anode voltage between the two so that the potential of the metal back 14 is about 10 kV.
  • the SED 1 when displaying an image, a voltage is applied between the element electrodes of the electron-emitting device 16 via a drive circuit (not shown) connected to the wiring 18, and the arbitrary electron-emitting device 16 The electron emission force also emits an electron beam, and an anode voltage is applied to the metal back 14. The electron beam emitted from the electron emitting portion is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen 12. As a result, the phosphor layers R, G, and B of the phosphor screen 12 are excited to emit light, and a color image is displayed.
  • the front substrate 2 provided with the phosphor screen 12 and the metal knock 14 is prepared in advance, and the electron-emitting device 16 and the wiring 18 are provided.
  • a rear substrate 4 is prepared which is bonded to the side wall 6 and the spacer 8. Then, the front substrate 2 and the rear substrate 4 are placed in a vacuum chamber (not shown), the inside of the vacuum chamber is evacuated, and then the front substrate 2 is joined to the rear substrate 4 via the side wall 6. As a result, an SED 1 having a plurality of spacers 8 is manufactured.
  • FIG. 5 shows a normal arrangement pattern of the phosphor layers R, G, and B. Further, in both FIG. 4 and FIG. 5, the illustration of the light shielding layer 11 is omitted in order to facilitate the explanation.
  • the multiple phosphor layers R, G, B of the phosphor screen 12 formed on the front substrate 2 are arranged in a plurality of rows of waveform patterns. Yes.
  • the phosphor layers R, G, and B are regularly (left side in the figure) along the long side direction (X direction in the figure) (first direction) of the front substrate 2 as shown in FIG.
  • R ⁇ G ⁇ B) in a straight line to form a straight pixel row 20, and place multiple pixel rows 20 in the short side direction of the front substrate 2 (Y direction in the figure) (second direction) Are arranged side by side at a predetermined distance.
  • the upper end 8a of the spacer 8 is brought into contact with the contact position T set in the elongated strip-shaped region (contactable region) between the two adjacent pixel rows 20.
  • the spacer 8 of the plurality of phosphor layers R, G, B of each pixel array 20 arranged regularly is arranged.
  • Several phosphor layers that are close to the contact position T are formed so as to be shifted in the direction away from the spacer 8 along the vertical direction in the figure.
  • the waveform patterns of the phosphor layers R, G, and B are formed in a waveform having a constant amplitude and period in which adjacent pixel columns 20 are substantially line-symmetric, and are adjacent in the Y direction in the figure.
  • Each phosphor pixel in the pixel array 20 has a shape that repeats approaching and moving away from each other.
  • the region where the pixel row 20 is separated becomes a contactable region, and the spacer 8 is in contact therewith.
  • the phosphor layers R, G, and B are arranged in a waveform with the same pattern in the area where the spacer 8 is not in contact, and the arrangement pattern is uniform over substantially the entire surface of the front substrate 2. Is formed. In this way, display unevenness can be prevented by eliminating the unevenness in the arrangement pattern of the phosphor layers R, G, and B.
  • the interval between the adjacent pixel columns 20 is set to be smaller. If it is spread out periodically (periodically), there will inevitably be a region where adjacent pixel rows 20 approach each other. That is, when the pitch along the Y direction of the adjacent pixel columns 20 is not changed, a portion where the pixel columns 20 approach each other occurs. In other words, if the pitch along the Y direction of the pixel array 20 is not changed, the distance when the pixel array 20 approaches is very short compared to the normal pattern of FIG. However, the phosphor layers R, G, and B of each pixel column 20 adjacent in the Y direction are regularly arranged so that pixels of the same color are arranged along the Y direction.
  • the phosphor layers R and G have a pitch (Y wiring pitch) force of 50 ⁇ m of the pixel row 20 of the pattern shown in FIG. 5 so that adjacent phosphor layers of the same color do not overlap each other.
  • the length of B along the Y direction is 250 ⁇ m
  • the width of the contactable region along the Y direction is 400 ⁇ m
  • the maximum shift amount of the phosphor layers R, G, B is 200 m.
  • the spacer 8 can be brought into contact between the pixel rows 20 as compared with the pattern shown in FIG.
  • the area can be expanded, and the pitch of the pixel rows 20 adjacent in the Y direction can be made very close, and the phosphor layers R, G, and B can be arranged at high density.
  • the distance between the phosphor layer adjacent to the contact position T of the spacer 8 and the spacer 8 is increased.
  • the phosphor layers R, G, and B are regularly arranged in a waveform pattern as shown in FIG. After widening, the pitch along the Y direction of multiple pixel rows 20 could be shortened. In other words, according to the present embodiment, the density of the phosphor layers R, G, and B can be increased, and the diameter of the spacer 8 can be increased, so that a high-definition image can be displayed and the reliability can be improved. .
  • the spacer can be made thicker, it is possible to reduce the number of spacers 8 rather than increasing the number of spacers 8 in order to support atmospheric pressure load acting on both substrates 2 and 4. As a result, the spacer 8 can be easily manufactured, the alignment accuracy during mounting can be lowered, and the manufacturing cost of the SED1 can be reduced.
  • the trajectory of the electron beam irradiated to the adjacent phosphor layer can be separated from each other and the spacer 8 can be separated, for example, it can be prevented that the beam trajectory is adversely affected by factors such as the charging of the spacer 8, and a high-quality image without color misregistration can be displayed. it can.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the spirit of the invention in the implementation stage.
  • various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be deleted from the total component force shown in the above-described embodiment.
  • the constituent elements in different embodiments may be appropriately combined.
  • the phosphor layers R, G, and B are not necessarily in a uniform pattern. There is no need to line up.
  • the period (wavelength) of the waveform pattern of the phosphor layers R, G, and B can be arbitrarily changed.
  • the period can be shortened as shown in the conceptual diagram of FIG.
  • the cycle can be lengthened.
  • FIG. 7 shows an example in which two sets of phosphor layers R, G, and B are arranged in one period of the waveform pattern
  • FIG. 8 shows phosphors in one period of the waveform pattern.
  • An example of 10 layers R, G, and B is shown.
  • the period of the waveform pattern can be arbitrarily changed according to the number of spacers 8 and the contact position.
  • the display device of the present invention has the configuration and operation as described above, it can form a high-quality image, increase the yield, and increase the reliability.

Landscapes

  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

　ＳＥＤは、多数の蛍光体層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を有する前面基板、多数の蛍光体層に対応した多数の電子放出素子を有する背面基板、基板の周縁部同士を封着する側壁、および基板間に当接して大気圧加重を支える複数本の柱状スペーサを有する。蛍光体層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、前面基板の長辺方向に沿って波形パターンで配列された画素列（２０）を基板の短辺方向に離間させて複数列並べて配列されている。そして、隣接する画素列（２０）の蛍光体層が互いに離れる広くされた領域にスペーサの当接位置（Ｔ）が設定される。

Description

明 細 書
表示装置
技術分野
[0001] この発明は、背面基板に設けた電子放出源力 電子を放出させて前面基板に設け た蛍光体画素を励起発光させることによりカラー画像を表示する表示装置に関する。 背景技術
[0002] 近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する表示装置として、液晶ディス 知られている。また、 FEDの一種として、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示 装置（以下、 SEDと称する）の開発が進められている。
[0003] SEDは、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有する。
これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合され、内部を真空に されて偏平な平面パネル構造の真空外囲器を構成している。
[0004] 前面基板の内面には多数組みの 3色の蛍光体画素が形成され、背面基板の内面 には、蛍光体画素を励起発光させる電子放出源として、画素毎に対応する多数の電 子放出素子が整列配置されている。また、背面基板の内面上には、電子放出素子を 駆動するための多数本の配線がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器 の外部に引き出されている。
[0005] 前面基板と背面基板の間には板状のグリッドが配設されている。このグリッドには、 電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成されていると ともに、電子放出素子および蛍光体画素から外れた位置で前面基板および背面基 板の内面に当接することで基板間の隙間を維持するための複数の柱状のスぺーサ が設けられている (例えば、特許文献 1参照。 ) o
[0006] この SEDを動作させる場合、基板間に 10 [kV]程度の高電圧を与え、配線に接続 した駆動回路を介して各電子放出素子に選択的に駆動電圧を印加する。これにより 、各電子放出素子力も選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、グリツ ドの対応するビーム通過孔を通って対応する蛍光体画素に照射され、蛍光体画素が 励起発光されてカラー画像が表示されるようになって！/、る。
[0007] このような SEDにおいて、画像の高精細化が進むと、同じパネルサイズにより多くの 蛍光体画素 (電子放出素子)を配置しなければならず、柱状スぺーサを当接させるこ とのできる領域が狭くなる。画像の高精細化の要求は高まる一方であり、柱状スぺー サの当接可能領域は狭くなる一方である。
[0008] 柱状スぺーサの当接可能領域が狭くなると、柱状スぺーサは必然的に細くなり、ス ぺーサ強度が低下し、大気圧加重を支えられなくなりパネルの信頼性が低下する。こ のため、前面基板および背面基板に作用する大気圧加重を支えることのできるより多 くの柱状スぺーサを配置する必要性が生じる。このように細い柱状スぺーサをより多く 製造するにはより高度な製造技術が必要であり、 SEDの製造が困難になり、製造コ ストが増大するとともに、歩留まりが低下する問題が生じる。
[0009] また、柱状スぺーサの当接可能領域が狭くなると、柱状スぺーサをグリッドに取り付 ける際の位置合わせ精度を高める必要がある。つまり、柱状スぺーサの基板に対す る当接位置のズレを許容するマージンが狭くなり、より高い位置決め精度が要求され 、スぺーサグリッドの製造コストが増大する問題が生じる。
[0010] さらに、柱状スぺーサの当接可能領域が狭くなると、電子放出素子から蛍光体画素 に照射される電子ビームの軌道と柱状スぺーサとの間の距離が近くなり、柱状スぺー サ表面の帯電等の要因によりビーム軌道に悪影響を及ぼす問題が生じる。電子ビー ムの軌道にズレを生じると、ビームの蛍光体画素に対するランディング位置にズレを 生じ、色ずれ等の画像不良を生じてしまう。
特許文献 1 :特開 2003— 312818号公報
発明の開示
[0011] この発明の目的は、良質な画像を形成でき、歩留まりを高めることができ、信頼性を 高めることができる表示装置を提供することにある。
[0012] 上記目的を達成するため、この発明の表示装置は、多数の蛍光体画素を有する第 1基板と、この第 1基板に対向し、上記多数の蛍光体画素に対応した多数の電子放 出源を有する第 2基板と、上記多数の蛍光体画素および多数の電子放出源から外 れた位置で上記第 1および第 2基板間に当接して配置され、上記第 1および第 2基板 に作用する大気圧加重を支える複数本の柱状スぺーサと、を有し、上記多数の蛍光 体画素のうち少なくとも上記柱状スぺーサの当接位置に近接した蛍光体画素が当該 柱状スぺーサ力 離間する方向にシフトされて形成されていることを特徴とする。
[0013] 上記発明によると、柱状スぺーサに近接したいくつかの蛍光体画素が当該柱状ス ぺーサ力 離れる方向にシフトされているため、画素数を減らすことなぐ柱状スぺー サの第 1基板に対する当接領域を十分な大きさで確保でき、柱状スぺーサを太くでき 、スぺーサの製造および取り付けを容易にでき、歩留まりを高めることができるととも に、信頼性を高めることができる。また、当該柱状スぺーサに近接した蛍光体画素に 照射される電子ビームの軌道も当該柱状スぺーサ力 離間するため、柱状スぺーサ の帯電等の要因によりビーム軌道にズレを生じることを抑制でき、色ずれ等の画像不 良をも防止できる。
[0014] また、この発明の表示装置は、多数の蛍光体画素を有する第 1基板と、この第 1基 板に対向し、上記多数の蛍光体画素に対応した多数の電子放出源を有する第 2基 板と、上記多数の蛍光体画素および多数の電子放出源から外れた位置で上記第 1 および第 2基板間に当接して配置され、上記第 1および第 2基板に作用する大気圧 加重を支える複数本の柱状スぺーサと、を有し、上記多数の電子放出源のうち少なく とも上記柱状スぺーサの当接位置に近接した電子放出源が当該柱状スぺーサから 離間する方向にシフトされて形成されて ヽることを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0015] [図 1]図 1は、この発明の実施の形態に係る SEDの真空外囲器を示す外観斜視図で ある。
[図 2]図 2は、図 1の真空外囲器を線 II IIに沿って切断した断面斜視図である。
[図 3]図 3は、図 2の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図である。
[図 4]図 4は、図 1の SEDの前面基板に形成されるこの発明の実施の形態に係る蛍 光体層の波形パターンを説明するための概略図である。
[図 5]図 5は、比較のため蛍光体層の通常の配列パターンを示す概略図である。
[図 6]図 6は、隣接した画素列の同色の蛍光体層が部分的に重なった状態を示す概 略図である。 [図 7]図 7は、波形パターンの周期を短くした例を示す概念図である。
[図 8]図 8は、波形パターンの周期を長くした例を示す概念図である。
[図 9]図 9は、図 1の SEDの背面基板に形成される電子放出素子の波形パターンを 説明するための概略図である。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
始めに、図 1乃至図 3を参照して、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例とし て、 sED (； surface— conduction Electron-emitter Display) 1につ ヽて説明する。図 1は 、前面基板 2を部分的に切り欠いた状態の SED1の真空外囲器 10を示す斜視図で あり、図 2は、図 1の真空外囲器 10を線 Π-Πの位置で切断した断面図であり、図 3は、 図 2の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。
[0017] 図 1乃至図 3に示すように、 SED1は、それぞれ矩形のガラス板からなる前面基板 2
(第 1基板)および背面基板 4 (第 2基板)を備え、これらの基板は約 1. 0〜2. Omm の隙間を介して互いに平行に対向配置されている。なお、背面基板 4は、前面基板 2 より 1回り大きいサイズを有する。また、前面基板 2および背面基板 4は、ガラスからな る矩形枠状の側壁 6を介して周縁部同士が接合され、内部が真空の扁平な平面パネ ル構造の真空外囲器 10を構成して 、る。
[0018] 前面基板 2の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン 12が形成され ている。この蛍光体スクリーン 12は、赤、青、緑の蛍光体層 R、 G、 B (蛍光体画素）、 および遮光層 11を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状ある ヽはドット 状に形成されている。また、蛍光体スクリーン 12上には、アルミニウム薄膜等力もなる メタルバック 14が形成されている。
[0019] 背面基板 4の内面には、蛍光体スクリーン 12の蛍光体層 R、 G、 Bを励起発光させ るための電子を放出する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の 表面伝導型の電子放出素子 16が設けられている。これらの電子放出素子 16は、画 素毎、すなわち蛍光体層 R、 G、 B毎に対応して複数列および複数行に配列されてい る。各電子放出素子 16は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加 する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板 4の内面上には、各電子 放出素子 16に駆動電圧を与えるための多数本の配線 18がマトリックス状に設けられ 、その端部は真空外囲器 10の外部に引き出されている。
[0020] 接合部材として機能する側壁 6は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材 19により、前面基板 2の周縁部および背面基板 4の周縁部に封着され、これらの基 板同士を接合している。本実施の形態では、背面基板 4と側壁 6をフリットガラス 19a を用いて接合し、前面基板 2と側壁 6をインジウム 19bを用いて接合した。もし、配線 1 8のある背面基板 4と側壁 6を低融点金属で封着する場合は、配線 18と封着材 19の 電気ショートを避けるため、中間層として絶縁層を設ける必要がある。
[0021] また、 SED1は、前面基板 2と背面基板 4の間に、複数本の円柱状のスぺーサ 8 (柱 状スぺーサ）を備えている。各スぺーサ 8は、上述したメタルバック 14、および蛍光体 スクリーン 12の遮光層 11を介して前面基板 2の内面に当接する上端 8a、および背面 基板 4の内面上に設けられた配線 18上に当接する下端 8bを有し、前面基板 2およ び背面基板 4の外側から作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に 維持するように機能する。つまり、各スぺーサ 8は、多数の蛍光体層 R、 G、 Bから外 れた位置（当接位置)でその上端 8aを前面基板 2に当接せしめ、多数の電子放出素 子 16から外れた位置（当接位置)でその下端 8bを背面基板 4に当接せしめる。
[0022] さらに、 SED1は、前面基板 2のメタルバック 14と背面基板 4との間にアノード電圧 を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、背面基板 4の電位を OVに設定し、メタルバック 14の電位を 10kV程度にするよう、両者の間に アノード電圧を印加する。
[0023] そして、上記 SED1において、画像を表示する場合、配線 18に接続した図示しな い駆動回路を介して電子放出素子 16の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放 出素子 16の電子放出部力も電子ビームを放出するとともに、メタルバック 14にァノー ド電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加 速され、蛍光体スクリーン 12に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン 12の蛍光体 層 R、 G、 Bが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
[0024] また、上記構造の SED1を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン 12およびメタル ノ ック 14の設けられた前面基板 2を用意し、電子放出素子 16および配線 18が設け られているとともに側壁 6およびスぺーサ 8が接合された背面基板 4を用意しておく。 そして、前面基板 2、および背面基板 4を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空 チャンバ内を真空排気した後、側壁 6を介して前面基板 2を背面基板 4に接合する。 これにより、複数本のスぺーサ 8を備えた SED1が製造される。
[0025] 以下、この発明の実施の形態に係る蛍光体層 R、 G、 Bの配列構造について、図 4 を参照して説明する。なお、比較のため、図 5には蛍光体層 R、 G、 Bの通常の配列 パターンを示してある。また、図 4、図 5ともに、説明を分力りやすくするため、遮光層 1 1の図示を省略してある。
[0026] 図 4に示すように、本実施の形態によると、前面基板 2に形成した蛍光体スクリーン 12の多数の蛍光体層 R、 G、 Bは、複数列の波形のパターンで配列されている。
[0027] 通常、蛍光体層 R、 G、 Bは、図 5に示すように、前面基板 2の長辺方向（図中 X方向 ) (第 1の方向）に沿って規則的（図中左側から R→G→Bの順番）に一直線に並べら れて真っ直ぐな画素列 20を形成し、複数の画素列 20を前面基板 2の短辺方向（図 中 Y方向）（第 2の方向）に一定距離ずつ離間させて並べて整列配置される。そして、 隣接する 2つの画素列 20の間の細長い帯状の領域 (当接可能領域)に設定された 当接位置 Tにスぺーサ 8の上端 8aが当接される。
[0028] これに対し、本実施の形態の波形パターン（図 4)によると、規則的に並べられた各 画素列 20の複数の蛍光体層 R、 G、 Bのうち少なくともスぺーサ 8の当接位置 Tに近 接した 、くつかの蛍光体層が図中 Υ方向に沿ってスぺーサ 8から離れる方向にシフト されて形成されている。具体的には、当該蛍光体層 R、 G、 Bの波形パターンは、隣 接する画素列 20同士が略線対称となる一定の振幅および周期の波形状に形成され 、図中 Y方向に関して隣接する画素列 20の各蛍光体画素が互いに近づ 、たり離れ たりを繰り返す形状を有する。当然、画素列 20が離れた領域が当接可能領域となり ここにスぺーサ 8が当接される。なお、スぺーサ 8が当接されていない領域も同じパタ ーンで波形に蛍光体層 R、 G、 Bが配列されており、前面基板 2の略全面に亘つて均 一な配列パターンに形成されている。このように、蛍光体層 R、 G、 Bの配列パターン のムラを無くすことにより、表示ムラを防止できる。
[0029] このように、スぺーサ 8の当接位置 Tを確保するため隣接する画素列 20の間隔を部 分的 (周期的）に広げると、必然的に隣接する画素列 20同士が近づく部位が発生す る。つまり、隣接する画素列 20の Y方向に沿ったピッチを変えない場合、画素列 20 同士が近づく部分が発生する。言い換えると、画素列 20の Y方向に沿ったピッチを 変更しない場合、画素列 20が近づいたときの距離は、図 5の通常パターンと比較し て極めて近くなる。しかし、 Y方向に隣接する各画素列 20の蛍光体層 R、 G、 Bは、 Y 方向に沿って同じ色の画素が並ぶよう規則的に配列されているため、例えば図 6に 示すように、画素列 20同士が近づいて特定の色の蛍光体層 (G)が部分的に重なつ たとしても大きな問題は生じない。この場合、特に、蛍光体層 R、 G、 Bに対するビー ムスポットから外れた領域同士が重なれば問題はない。
[0030] 理想的には近接した同色の蛍光体層同士が重ならないように、例えば、図 5に示す パターンの画素列 20のピッチ（Y配線ピッチ）力 50 μ mで蛍光体層 R、 G、 Bの Y方 向に沿った長さが 250 μ mである場合、当接可能領域の Y方向に沿った幅は 400 μ mとなり、蛍光体層 R、 G、 Bの最大シフト量は 200 mとなる。
[0031] つまり、本実施の形態の波形パターンで蛍光体層 R、 G、 Bを並べると、図 5に示し たパターンと比較して、画素列 20間でスぺーサ 8を当接可能な領域を広げることがで き、且つ Y方向に隣接する画素列 20のピッチを極めて近づけることができ、蛍光体層 R、 G、 Bを高密度で配列できる。特に、図 5に示した通常パターンと比較すると、スぺ ーサ 8の当接位置 Tに近接する蛍光体層とスぺーサ 8との間の距離が広がっているこ とが分かる。
[0032] 以上のように、本実施の形態によると、蛍光体層 R、 G、 Bを図 4に示すような波形パ ターンで規則的に配列したため、スぺーサ 8の当接可能領域を広げた上で複数の画 素列 20の Y方向に沿ったピッチを短縮できた。つまり、本実施の形態によると、蛍光 体層 R、 G、 Bの密度 (解像度)を高めた上でスぺーサ 8の径を太くでき、高精彩画像 を表示でき信頼性を高めることができる。
[0033] 特に、スぺーサを太くできることから、両基板 2、 4に作用する大気圧加重を支える ため、スぺーサ 8の本数を増やす必要はなぐむしろ本数を減らすことができる。これ により、スぺーサ 8の製造を容易にでき、取り付け時の位置合わせ精度を低くでき、 S ED1の製造コストを低減できる。 [0034] また、本実施の形態によると、スぺーサ 8に近接する蛍光体層とスぺーサ 8との間の 距離を大きくできるため、近接する蛍光体層に照射される電子ビームの軌道と当該ス ぺーサ 8との間の距離を離すことができ、例えばスぺーサ 8の帯電等の要因によりビ ーム軌道に悪影響を与えることを抑制でき、色ずれの無い良質な画像を表示できる。
[0035] なお、上述した実施の形態では、前面基板 2側の蛍光体層 R、 G、 Bの波形パター ンについてのみ説明した力、背面基板 4の電子放出素子 16についても同様にスぺ ーサ 8の当接可能領域を広げる必要があり、多数の電子放出素子 16も図 9に示すよ うな波形パターンで配列されて 、る。
[0036] なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなぐ実施 段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体ィ匕できる。また、上 述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種 々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素力も幾 つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜 組み合わせても良い。
[0037] 例えば、上述した実施の形態では、スぺーサ 8の当接可能領域を広げるため、蛍光 体層 R、 G、 Bを図 4に示す波形パターンに形成した場合について説明した力 これ に限らず、蛍光体層 R、 G、 Bの形状やサイズを異ならせることで当接可能領域を広 げても良ぐ表示画像が見やすくなれば必ずしも均一なパターンで蛍光体層 R、 G、 Bを並べる必要もない。
[0038] また、蛍光体層 R、 G、 Bの波形パターンの周期（波長）は任意に変更可能であり、 例えば図 7に概念図として示すように周期を短くしたり、図 8に示すように周期を長くし たりすることができる。具体的には、図 7には波形パターンの 1周期の間に蛍光体層 R 、 G、 Bを 2組並べた例を示してあり、図 8には波形パターンの 1周期の間に蛍光体層 R、 G、 Bを 10組並べた例を示してある。いずれにしても、波形パターンの周期は、ス ぺーサ 8の本数や当接位置に応じて任意に変更可能である。
産業上の利用可能性
[0039] この発明の表示装置は、上記のような構成および作用を有しているので、良質な画 像を形成でき、歩留まりを高めることができ、信頼性を高めることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 多数の蛍光体画素を有する第 1基板と、
この第 1基板に対向し、上記多数の蛍光体画素に対応した多数の電子放出源を有 する第 2基板と、
上記多数の蛍光体画素および多数の電子放出源から外れた位置で上記第 1およ び第 2基板間に当接して配置され、上記第 1および第 2基板に作用する大気圧加重 を支える複数本の柱状スぺーサと、を有し、
上記多数の蛍光体画素のうち少なくとも上記柱状スぺーサの当接位置に近接した 蛍光体画素が当該柱状スぺーサカも離間する方向にシフトされて形成されているこ とを特徴とする表示装置。
[2] 上記多数の蛍光体画素は、複数の蛍光体画素を第 1の方向に規則的に並べた画 素列を上記第 1の方向と交差する第 2の方向に離間させて複数列並べて形成されて おり、
上記複数本の柱状スぺーサは、隣接する上記画素列の間で上記第 1基板に当接 する位置にそれぞれ配置され、
上記隣接した各画素列の複数の蛍光体画素のうち上記柱状スぺーサの当接位置 に近接した蛍光体画素は、上記第 2の方向に沿って当該柱状スぺーサ力 それぞれ 離間する方向にシフトされて形成されて ヽることを特徴とする請求項 1に記載の表示 装置。
[3] 上記多数の蛍光体画素は、上記隣接した各画素列が、当該柱状スぺーサに対して シフトした蛍光体画素の配列パターンを上記第 1の方向に沿って波形に繰り返した 波形パターンで複数の蛍光体画素を配列するように、全ての蛍光体画素を上記第 1 基板に対して均一に配置して形成されていることを特徴とする請求項 2に記載の表 示装置。
[4] 上記複数の画素列は、隣接する画素列同士において、上記第 2の方向に沿って同 じ色の蛍光体画素が配列されていることを特徴とする請求項 3に記載の表示装置。
[5] 上記隣接する画素列において、上記波形パターンが互いに近接する位置にある同 じ色の蛍光体画素同士が僅かに重なるように、両者の間隔が設定されていることを特 徴とする請求項 4に記載の表示装置。
多数の蛍光体画素を有する第 1基板と、
この第 1基板に対向し、上記多数の蛍光体画素に対応した多数の電子放出源を有 する第 2基板と、
上記多数の蛍光体画素および多数の電子放出源から外れた位置で上記第 1およ び第 2基板間に当接して配置され、上記第 1および第 2基板に作用する大気圧加重 を支える複数本の柱状スぺーサと、を有し、
上記多数の電子放出源のうち少なくとも上記柱状スぺーサの当接位置に近接した 電子放出源が当該柱状スぺーサ力 離間する方向にシフトされて形成されているこ とを特徴とする表示装置。
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