JP2006185614A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、基板間に放電を生じた場合であっても、過大な放電電流が流れることを防止でき、放電によるダメージを抑制できる表示装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ＳＥＤは、複数の蛍光体層およびメタルバック１４を有する前面基板と複数の電子放出素子およびその配線を有する背面基板を対向させて周縁部同士を封着して形成される。メタルバック１４は、複数の島状の領域１４ａに電気的に分断され、その周囲に設けられた共通電極２０に接続される。共通電極２０は、その長手方向に離間した複数の電極膜２４、および環状の抵抗膜２２を有する。抵抗膜２２は、複数の電極膜２４を電気的につなぐように重ねて設けられ、メタルバック１４の縁部に接続される。
【選択図】 図４

Description

この発明は、背面基板に設けた電子放出素子から電子を放出させて前面基板に設けた蛍光体層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。

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、液晶ディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。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。

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。

前面基板の内面には３色の蛍光体層に重ねてメタルバックを有する蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体層を励起発光させる電子を放出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。

前面基板と背面基板の間には板状或いは柱状の複数のスペーサが設けられている。これらスペーサは、前面基板および背面基板の内面に当接することで、大気圧荷重を支えて基板間の隙間を維持するよう機能する。

このＳＥＤを動作させる場合、メタルバックにアノード電圧を印加して基板間に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、各電子放出素子から選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、対応する蛍光体層に照射され、蛍光体層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いる。

上記構造のＳＥＤにおいて、１〜２［ｍｍ］程度の微小な隙間を介して対向した前面基板と背面基板との間に１０［ＫＶ］程度のアノード電圧を印加することから、基板間でしばしば放電の問題を生じる。基板間で放電を生じると、メタルバックの全面に帯電した電荷が放電個所に集中して過大な放電電流が流れ、電子放出素子を破壊してしまう重大な問題が発生する。

このため、従来、メタルバックを複数の短冊状の細長い領域に分断し、放電による電荷集中を少なくし、放電によるダメージを緩和したメタルバックのソフトフラッシュ構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

しかし、複数の領域に分断したメタルバックの一端を共通電極に接続した部位近くで放電を生じると、共通電極を介して過大な放電電流が流れて、放電によるダメージが大きくなる問題があった。
特開平１０−３２６５８３号公報（段落［０２１０］、図２７）

この発明の目的は、放電によるダメージを抑制できる表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明の表示装置は、複数の蛍光体層、複数の蛍光体層を覆う複数の領域に分断されたメタルバック、およびメタルバックにアノード電圧を印加する共通電極を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有し、上記共通電極は、複数の領域に電気的に分断されていることを特徴とする。

また、この発明の表示装置は、複数の蛍光体層、複数の蛍光体層を覆う複数の領域に分断されたメタルバック、およびメタルバックにアノード電圧を印加する共通電極を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有し、上記共通電極の電気抵抗は、最も遠い２点間で数１０［ＫΩ］であることを特徴とする。

上記発明によると、複数の領域に分断されたメタルバックと共通電極との間の接続部位近くで放電を生じた場合、過大な放電電流が流れることを防止できる。

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、基板間に放電を生じた場合であっても、過大な放電電流が流れることを防止でき、放電によるダメージを抑制できる。

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）について説明する。図１は、前面基板２を部分的に切り欠いた状態のＳＥＤの真空外囲器１０（以下、表示パネル１０と称する場合もある）を示す斜視図であり、図２は、図１の真空外囲器１０を線II-II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。

図１乃至図３に示すように、表示パネル１０は、それぞれ矩形のガラス板からなる前面基板２および背面基板４を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおい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を構成している。

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、および遮光層１１を並べて構成され、重ねてアルミニウム等からなるメタルバック１４を有する。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、ストライプ状あるいはドット状に形成されている。

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。

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。

また、表示パネル１０は、前面基板２と背面基板４の間にガラスからなる複数の細長い板状のスペーサ８を備えている。本実施の形態において、スペーサ８は、複数の細長いガラス板としたが、多数の柱状のスペーサでも良い。

各スペーサ８は、上述した蛍光体スクリーン１２のメタルバック１４および遮光層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を有する。しかして、これら複数のスペーサ８は、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している。

さらに、ＳＥＤは、前面基板２のメタルバック１４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、メタルバック１４に１０［ｋＶ］程度の高電圧を印加することにより、蛍光体スクリーン１２の電位を高くする。これにより、接地された背面基板４と前面基板２との間に１０［ｋＶ］程度の電位差が形成される。

そして、上記ＳＥＤ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の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、メタルバック１４にア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に照射される。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。

また、上記構造の表示パネル１０を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１２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およびスペーサ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。

ところで、上記構造のＳＥＤにおいて、前面基板２と背面基板４を１〜２［ｍｍ］程度の微小ギャップを介して対向させて内部を超高真空に維持するため、例えば、配線１８や電子放出素子１６などに薄膜片等の異物が付着すると、そのゴミを基点として基板２、４間で放電を生じてしまうことが知られている。このとき、前面基板２の全面に亘ってメタルバック１４を形成してしまうと、メタルバック１４に帯電した殆ど全ての電荷が放電個所に集中して過大な放電電流が流れ、電子放出素子１６を破壊してしまう場合がある。

このような放電の問題を解消するため、メタルバック１４を複数の領域に電気的に分断して、基板間で放電を生じたときに電荷が一ヶ所に集中することを防止するようにしている。しかし、複数の領域に分断したメタルバック１４にアノード電圧を印加するための共通電極とメタルバック１４縁部の接続部近くで放電を生じると、両者を接続した抵抗部材を介してメタルバック１４の縁部に放電電流が流れ込んで放電電流が増大する問題があった。この問題を解決するため、本実施の形態では、メタルバック１４の周囲に設けられた共通電極を以下のように改良した。

図４には、前面基板２の内面に設けられたメタルバック１４および共通電極２０の構造を部分的に拡大した概略図を示してある。
図４に示すように、本実施の形態のメタルバック１４は、複数の矩形の島状の領域１４ａに分断されている。より具体的には、例えば、ここでは図示しない蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂに１対１で重ねた複数の矩形の島状の領域１４ａがマトリックス状に形成され、各分断領域１４ａが抵抗部材１４ｂを介して電気的に接続されている。

一方、共通電極２０は、メタルバック１４の周囲を囲むように環状に設けられ、抵抗膜２２（抵抗部材）を介してメタルバック１４の縁部に接続されている。言い換えると、共通電極２０は、その長手方向に離間した複数の電極膜２４（導電部材）を有し、複数の電極膜２４を環状につなぐように抵抗膜２２が環状に複数の電極膜２４に重ねて設けられ、抵抗膜２２の内周辺がメタルバック１４の縁部に接続されている。電極膜２４は、例えば、銀ペーストのパターニングにより形成される。

このように、電極膜２４を複数の領域に電気的に分断することにより、電極膜２４を環状につなげた場合と比較して共通電極２０の電気抵抗を高めることができる。なお、共通電極２０の抵抗値は、電極膜２４間の分断長さ、電極膜２４の厚さや幅、抵抗膜２２の抵抗値などにより任意に設定可能である。本実施の形態では、共通電極２０の対角の２点間における電気抵抗が数１０［ＫΩ］になるように、電極膜２４および抵抗膜２２を設計した。電気抵抗をこの程度に設計することで、共通電極２０とメタルバック１４の接続部近くで放電を生じた場合であっても、電子放出素子１６を破壊するような過大な放電電流が流れることを防止できる。

以上のように、本実施の形態によると、メタルバック１４にアノード電圧を印加するための共通電極２０を複数の領域に電気的に分断したため、メタルバック１４のソフトフラッシュ構造に加えて、共通電極２０をもソフトフラッシュ構造にでき、共通電極２０近くで放電を生じた場合であっても、過大な放電電流が流れることを防止でき、背面基板４側の構造物を破壊することを防止できる。

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く、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化できる。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から幾つかの構成要素を削除しても良い。

例えば、上述した実施の形態では、共通電極２０の電極膜２４を物理的に分断して抵抗膜２２で接続する構造を採用した場合について説明したが、これに限らず、電極膜２４の材料を適当に選択して共通電極２０の電気抵抗を所望する値に設計しても良い。または、電極膜２４の厚さや幅を変更して電気抵抗を所望する値に設計しても良い。

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。 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。 図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。 前面基板の内面に設けられたメタルバックおよび共通電極の構造を説明するための図。

符号の説明

２…前面基板、４…背面基板、６…側壁、８…スペーサ、１０…真空外囲器（表示パネル）、１２…蛍光体スクリーン、１４…メタルバック、１４ａ…分断領域、１４ｂ…抵抗部材、１６…電子放出素子、１８…配線、２０…共通電極、２２…抵抗膜、２４…電極膜。

Claims (4)

1. 複数の蛍光体層、複数の蛍光体層を覆う複数の領域に分断されたメタルバック、およびメタルバックにアノード電圧を印加する共通電極を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有し、
   上記共通電極は、複数の領域に電気的に分断されていることを特徴とする表示装置。
2. 上記共通電極は、上記複数の領域に分断されたメタルバックの周囲を囲むように設けられ、抵抗部材を介して上記メタルバックに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 上記共通電極は、その長手方向に離間した複数の導電部材を有し、上記メタルバックに接続する上記抵抗部材が上記複数の導電部材をつなぐように重ねて設けら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. 複数の蛍光体層、複数の蛍光体層を覆う複数の領域に分断されたメタルバック、およびメタルバックにアノード電圧を印加する共通電極を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有し、
   上記共通電極の電気抵抗は、最も遠い２点間で数１０［ＫΩ］であることを特徴とする表示装置。

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