(57)【要約】【課題】  スペーサの押圧によるデータ信号配線と走査信号配線との間にある層間絶縁層の破壊、あるいは薄膜で構成される電子源の電極やデータ信号配線の破断を回避する。【解決手段】  カソード基板SUB1の内面に、薄膜電子源ＥＬＳに表示信号を供給するデータ信号配線ＤＬと、このデータ信号配線DLとは層間絶縁層ＩＮＳ1,ＩＮＳ2を介して交叉し、薄膜電子源ＥＬＳに走査信号を印加する走査信号配線ＧＬとを備える。走査信号配線ＧＬとデータ信号配線ＤＬとの交叉領域に、当該データ信号配線ＤＬを平面的に間に挟むと突出部ＣＭを残した櫛歯状の切り欠き部を形成し、切り欠き部を橋絡する如く走査信号配線上に該走査信号配線に沿ってスペーサＳＰＣを設置した。【選択図】    図１
2006202572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のデータ信号配線と多数の操作信号配線の各交差部分に薄膜電子源を配置したカソード基板と、前記薄膜電子源のそれぞれに相対する如く配置した蛍光体とアノード電極を備えたアノード基板と、前記カソード基板と前記アノード基板とを所定間隔で保持する複数のスペーサと、前記カソード基板と前記アノード基板の周縁に介挿した封止枠とで真空容器が構成され、
前記カソード基板の内面に、前記薄膜電子源に表示信号を供給するデータ信号配線と、このデータ信号配線とは層間絶縁層を介して交叉し、前記薄膜電子源に走査信号を印加する走査信号配線とを備え、
前記走査信号配線は、１又は複数の前記データ信号配線との交叉領域に、当該データ信号配線を平面的に間に挟む櫛歯状の切り欠き部を有し、
前記スペーサが前記切り欠き部を橋絡する如く前記走査信号配線上に該走査信号配線に沿って設置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記走査配線に有する切り欠き部は、カラー表示の３色に対応する３本の前記データ信号配線毎に設けたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記薄膜電子源が、下部電極と上部電極、及び前記下部電極と前記上部電極の間に挟持された電子加速層で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記下部電極はアルミニウムであり、前記電子加速層が前記下部電極のアルミニウムの陽極酸化膜であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記スペーサが橋絡する前記データ信号配線の上に、前記走査信号配線の前記切り欠き部を導電接続する導電性ペーストが塗布されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記スペーサの前記走査信号配線に当接する下縁に導電性部材塗膜を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置にかかり、特に薄膜型電子源アレイを用いた自発光型のフラット・パネル・ディスプレイとも称する画像表示装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
微少で集積可能な薄膜電子源とも称する電子放出型電子源を利用する画像表示装置が開発されている。この種の画像表示装置の電子源は、電子放出型電子源とホットエレクトロン型電子源とに分類される。前者には、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等が属し、後者には金属―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、金属―絶縁体―半導体−金属型等の薄膜型電子源がある。
【０００３】
ＭＩＭ型について、例えば特許文献１、金属―絶縁体―半導体型についてはＭＯＳ型（非特許文献１）、金属―絶縁体―半導体−金属型ではＨＥＥＤ型(非特許文献２などに記載)、ＥＬ型（非特許文献３などに記載）、ポーラスシリコン型（非特許文献４などに記載）などが報告されている。
【０００４】
例えば、特許文献２に開示されているＭＩＭ型電子源の構造と動作は以下のとおりである。すなわち、上部電極と下部電極との間に絶縁層を介在させた構造を有し、上部電極と下部電極との間に電圧を印加することで、下部電極中のフェルミ準位近傍の電子がトンネル現象により障壁を透過し、電子加速層である絶縁層の伝導帯へ注入されホットエレクトロンとなり、上部電極の伝導帯へ流入する。これらのホットエレクトロンのうち、上部電極の仕事関数φ以上のエネルギーをもって上部電極表面に達したものが真空中に放出される。
【特許文献１】特開平７−６５７１０号公報
【特許文献２】特開平１０−１５３９７９号公報
【特許文献３】特願２００３−１３５２６８号公報
【非特許文献１】ｊ.Ｖａｃ.Ｓｃｉ.Ｔｅｃｈｏｎｏｌ.Ｂ１１(２)ｐ.４２９−４３２(１９９３)
【非特許文献２】ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ、Ｊｐｎ、ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、ｖｏｌ．３６、ｐｐ.９３９
【非特許文献３】Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、応用物理 第６３巻、第６号、５９２頁
【非特許文献４】応用物理  第６６巻、第５号、４３７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような電子源を複数の行（例えば水平方向、第１の方向、データ信号配線方向）と複数の列（例えば垂直方向、第１の方向と交差する第２の方向、走査信号配線方向）に並べてマトリクスを形成し、各電子源対応に配列した多数の蛍光体を真空中に配置して表示装置を構成することができる。この様な構成とした表示装置において画像表示を行う場合、線順次駆動方式と呼ばれる駆動方法が標準的に採用されている。これは、毎秒６０枚（６０フレーム）の静止画を表示する際、各フレームにおける表示を走査信号配線（走査電極）毎に行う方式である。
【０００６】
表示装置は、上記した薄膜電子源を一定の間隔で複数個配置したカソード基板と、薄膜電子源のそれぞれに相対する如く配置した蛍光体とアノード電極を備えたアノード基板とを所定間隔で保持する複数のスペーサを介して貼り合せる。そして、両基板の周縁で両基板の間に封止枠（枠ガラスとも称する）を挟んで接合して真空容器を構成する。この真空容器の一部に排気口を設け、この排気口から真空容器の内部を排気して所定の真空度とする。
【０００７】
カソード基板の内面には、薄膜電子源に表示データを供給するデータ信号配線と、このデータ信号配線とは層間絶縁層を介して交叉し、前記薄膜電子源に走査信号を印加する走査信号配線とが形成される。スペーサは走査配線の上に、該走査配線の延在方向に沿ってその一端縁を載置して設置される。そして、スペーサの他端縁にはアノード基板の内面が当接する。
【０００８】
表示信号配線と走査信号配線との交叉部は両配線の厚みを加算した厚みの盛り上がりとなっている。したがって、カソード基板とアノード基板の外面に加わる大気圧は、カソード基板ではデータ信号配線と走査信号配線との交叉部においてスペーサを介して印加されることになる。言い換えれば、スペーサを介してかかる圧力はデータ信号配線と走査信号配線との交叉部に集中することになる。その結果、データ信号配線と走査信号配線との間にある層間絶縁層を破壊して両は配線を短絡させ、あるいは導電性薄膜で構成される電子源の電極、あるいはデータ信号配線を破損、破断させてしまう。これは、表示装置の製造プロセスでのみならず、製品化後の動作中にも発生し、表示装置の歩留まりの低下、信頼性の低下をもたらす。
【０００９】
本発明の目的は、スペーサの押圧によるデータ信号配線と走査信号配線との間にある層間絶縁層の破壊、あるいは薄膜で構成される電子源の電極やデータ信号配線の破断を回避して歩留まりを向上すると共に、高信頼性の表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明は、カソード基板に有する走査信号配線とデータ信号配線の交差部分における該走査信号配線に１又は複数のデータ信号配線を跨ぐ切り欠け部（平面的に間に挟む櫛歯状の切り欠き部）を設け、この切り欠け部の間に表示信号配線を位置させて、スペーサの設置位置での交差部の盛り上がりを無くす構成とした。また、走査信号配線に切り欠け部を設けたことで該走査信号配線の抵抗値が高くなって、走査信号の劣化等の望ましくない減少が生じる場合は、その切り欠けを電気的に接続して抵抗値を下げる手段を設けることもできる。
【００１１】
本発明の代表的な構成を記述すれば、以下のとおりである。すなわち、
本発明の表示装置は、薄膜電子源を一定の間隔で複数個配置したカソード基板と、薄膜電子源のそれぞれに相対する如く配置した蛍光体とアノード電極を備えたアノード基板と、カソード基板とアノード基板とを所定間隔で保持する複数のスペーサと、カソード基板とアノード基板の周縁に介挿した枠ガラスとで真空容器を構成され、
カソード基板の内面に、薄膜電子源に表示信号を供給するデータ信号配線と、このデータ信号配線とは層間絶縁層を介して交叉し、薄膜電子源に走査信号を印加する走査信号配線とを備える。
【００１２】
そして、本発明では、走査信号配線に、１又は複数のデータ信号配線との交叉領域に、当該データ信号配線を平面的に間に挟む櫛歯状の切り欠き部を有し、
切り欠き部を橋絡する如く走査信号配線上に該走査信号配線に沿ってスペーサを設置した。
【００１３】
本発明は、走査信号配線に有する切り欠き部を、カラー表示の３色に対応する３本のデータ信号配線毎に設けることもできる。
【００１４】
本発明の薄膜電子源は、下部電極と上部電極、及び下部電極と上部電極の間に挟持された電子加速層で構成し、下部電極をアルミニウムとし、電子加速層を下部電極のアルミニウムの陽極酸化膜とすることができる。
【００１５】
本発明は、スペーサが橋絡する前記データ信号配線の上に切り欠き部を導電接続する導電性ペーストを塗布し、あるいは走査信号配線に当接するスペーサの下縁に導電性部材塗膜を設けることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の構成によれば、スペーサの圧力によるデータ信号配線と走査信号配線との間にある層間絶縁層の破壊、あるいはデータ信号配線の破断が回避され、製品の歩留まりが向上し、高信頼性の表示装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、MIM型電子源を用いた表示装置を例として説明するが、他の同様の薄膜電子源を用いた表示装置にも同様に適用できる。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１を説明するＭＩＭ型電子源を用いた表示装置の１画素付近の模式平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ'線およびＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。図２（a）はＡ−Ａ'線断面を、図２（b）はＢ−Ｂ'線断面を示す。なお、この１画素（ピクセル）は三原色カラー表示の場合は１副画素素（サブピクセル）である。ガラスを好適とするカソード基板SUB1の内面に、その一方向Ｘ（図１の左右方向）に並設され、他方向Ｙ（図１の上下方向）に延在する多数のデータ信号配線ＤＬが形成される。データ信号配線ＤＬは、アルミニウムＡｌにネオジムＮｄをドープしたＡｌ―Ｎｄ合金を成膜し、感光性レジストの塗布、パターン露光、エッチングによるホトリソグラフィ工程（ホトリソ工程と略記）によりストライプ状に形成する。
【００１９】
図２（a）に示すように、データ信号配線ＤＬの上にレジストパターン（図示せず）を形成し、電子源となる部分の周辺に陽極酸化を施して、例えば厚さ１４０nmの絶縁膜INS１を形成する。続いて、レジストを剥離し、再度データ信号配線DLに陽極酸化を施して絶縁膜ＩＮＳ３を形成する。絶縁膜ＩＮＳ３は厚さが例えば１３nmのトンネル絶縁膜（電子加速層）ＩＮＳ3となる。
【００２０】
次に、スパッタ、CVD等でＳｉＮ等の絶縁体を成膜して絶縁膜ＩＮＳ２を形成する。絶縁膜ＩＮＳ１と絶縁膜ＩＮＳ２で層間絶縁層を形成する。また、図２（ｂ）に示された電子源以外の部分では、データ信号配線ＤＬには層間絶縁層（絶縁膜ＩＮＳ１と絶縁膜ＩＮＳ２）が形成される。なお、絶縁膜ＩＮＳ２は、ＳＯＧ、無機ポリシラザン、もしくは含有機ポリシラザンなどの塗布で形成することも可能である。
【００２１】
データ信号配線ＤＬはＭＩＭ型薄膜電子源の下部電極を構成する。そして、電子加速層であるトンネル絶縁膜ＩＮＳ3の上層に走査信号配線ＧＬの上電極ＧＬ3が積層されて電子源ＥＬＳを構成する。走査信号配線ＧＬは、下層電極ＧＬ１と中層電極ＧＬ２および上層電極ＧＬ3の３層構造となっている。下層電極ＧＬ１はクロムＣｒで、その厚みは例えば１００nmである。中層電極ＧＬ２はＡｌ―Ｎｄ合金で、その厚みは例えば２μmである。そして、上層電極ＧＬ3はＣｒで、その厚みは例えば５０nmである。
【００２２】
線順次駆動を行うＭＩＭ型電子源を用いた表示装置では、走査信号配線には当該走査信号配線に交差する多数のデータ信号配線位置に配置される多数の電子源に供給する大きな電流が流れる。従って、走査信号配線の配線抵抗はデータ信号配線に比べて低くする必要がある。そのため、走査信号配線はデータ信号配線よりも幅広で膜厚も厚く形成される。
【００２３】
アノード基板とカソード基板の間隔を所定値に保持するためのスペーサＳＰＣは、走査信号配線ＧＬの上に設置される。実施例１では、走査信号配線ＧＬにデータ信号配線DLを平面的に間に挟む櫛歯状の突出部ＣＭを有する切り欠き部を形成してある。そして、スペーサＳＰＣは切り欠き部の突出部ＣＭに橋絡して走査配線ＧＬに沿って設置される。その状態を図２（b）に示す。
【００２４】
実施例１によれば、図２（b）に示すように、スペーサＳＰＣはデータ信号配線ＤＬの上空を横断して設置されるので、スペーサＳＰＣに加わる圧力は走査信号配線ＧＬの平坦な部分でカソード基板に伝達され、データ信号配線ＤＬに影響しない。したがって、スペーサの圧力で表示信号配線と走査信号配線との間にある層間絶縁層の破壊、あるいはデータ信号配線の破断を回避して歩留まりを向上すると共に、高信頼性の表示装置を実現することができる。
【００２５】
実施例１の構造では、切り欠き部ではスペーサ下面に中空が生じる。狭い真空ギャップであるこの中空部でスペーサ下面の高電圧と信号線の低電圧が対向するため、放電が発生して不要光を生じる場合がある。このような不要光は、表示コントラストを著しく損ねる。このような不要発光は完全に抑えることが必要となる。その対策として、（１）中空部を絶縁体、導電体、若しくはそれらの中間体で充填する（実施例２）。または、（２）スペーサの下面に導電性皮膜ＣＣＴをつけて電位を固定する（実施例３）。
【実施例２】
【００２６】
図３は、本発明の実施例２を説明するＭＩＭ型電子源を用いた表示装置の１画素付近の図２（ｂ）に相当する断面図である。前記した実施例１では、走査信号配線ＧＬに切り欠き部を形成したことで、抵抗値が高くなる。特に、大画面の表示装置の場合には、走査信号配線ＧＬの長さが長くなるので、給電部から遠くなる程、抵抗値が高くなって、走査信号に劣化が生じる場合がある。また、切り欠き部ではスペーサ下面に中空が生じることで上記したような不要発光が生じる場合がある。
【００２７】
実施例２では、走査信号配線ＧＬの切り欠き部を導電ペーストＡＧＰを塗布して当該切り欠き部にも走査信号配線としての機能を持たせるとともに、上記の不要発光を抑制した。なお、この導電ペーストＡＧＰとしては、銀粒子や金粒子、其の他の低抵抗金属等の物質を分散したペーストを使用できる。また、導電ペーストＡＧＰは、走査信号配線ＧＬの下面の直下部分のみに塗布してもよい。
【００２８】
実施例２により、実施例１の効果に加えて、走査信号配線ＧＬの抵抗の高騰を抑え、中空部での放電発生に起因する不要光の発生を抑制して、表示コントラストの劣化を防止することができる。
【実施例３】
【００２９】
図４は、本発明の実施例３を説明するＭＩＭ型電子源を用いた表示装置の１画素付近の図３と同様の断面図である。実施例３では、スペーサＳＰＣの下面すなわち走査信号配線ＧＬに対向する側の下端面に導電性皮膜ＣＣＴを設けた。この導電性皮膜ＣＣＴは、予めスペーサＳＰＣの下端面に成膜して置く。導電性皮膜ＣＣＴとしては、実施例２と同様の導電ペーストの塗布、あるいは低抵抗である導電性材料を蒸着したものでよい。
【００３０】
実施例３によっても、実施例１の効果に加えて、実施例２と同様に、走査信号配線ＧＬの抵抗の高騰を抑えることができ、また、中空部での放電発生に起因する不要光の発生を抑制して、表示コントラストの劣化を防止することができる。なお、実施例２に実施例３を組み合わせることもできる。
【実施例４】
【００３１】
図５は、本発明の実施例４を説明する図３と同様の断面図である。実施例１乃至３ではデータ信号配線DL毎に、スペーサＳＰＣに櫛歯状の突出部CMを有する切り欠き部を形成した。しかし、この切り欠き部は複数のデータ信号配線DL毎に形成することもできる。図５では、３本のデータ信号配線ＤＬ毎、すなわちカラー１画素の副画素を一つの切り欠き部に収容するようにしている。また、これに限らず、複数のカラー１画素のグループごとに一つの切り欠き部を形成することもできる。また、この構成に前記した実施例２や実施例３の構成を組み合わせることもできる。
【００３２】
実施例４によれば、実施例２乃至３の効果に加え、スペーサＳＰＣの加工とデータ信号配線との位置合わせが容易となるという効果がある。
【００３３】
スペーサＳＰＣは、表示装置の二次元領域で、多数の走査信号配線の要所要所に飛び飛びに配置されるのが一般的である。そして、スペーサＳＰＣは走査信号配線に沿っても、不連続に配置されることが多い。そのため、スペーサＳＰＣを設置しない走査信号配線には切り欠き部を必要としないが、実施例２や実施例３のような構成を採用しない場合には、抵抗値を考慮して、スペーサＳＰＣを設置しない走査信号配線の部分にも同様の切り欠き部を設けることが望ましい。
【００３４】
図６は、本発明による表示装置の全体構造の一例を模式的に説明する一部破断して示す斜視図である。また、図７は、図６のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。この表示装置はＭＩＭ型電子源を用いた表示装置である。カソード基板ＳＵＢ１の内面にはデータ信号配線ＣＬと走査信号配線ＧＬを有し、データ信号配線ＣＬと走査信号配線ＧＬの交差部分に電子源が形成され、全体として背面パネルＰＮＬ1と称する。データ信号配線ＣＬの端部にはカソード信号配線引出線ＣＬＴが形成され、走査信号配線ＧＬの端部には走査信号配線ＧＬＴが形成されている。カソード信号配線引出線ＣＬＴにはデータ信号線駆動回路（データドライバ）に接続され、走査信号配線ＧＬＴは走査信号線駆動回路（スキャンドライバ）に接続される。
【００３５】
アノード基板ＳＵＢ２の内面にはアノード（陽極）ＡＤと蛍光体層ＰＨが形成されて、全体として前面パネルＰＮＬ2と称する。カソード基板ＳＵＢ１とアノード基板ＳＵＢ２とは、その周縁に封止枠ＭＦＬを介在させて貼り合わされる。貼り合わせたカソード基板ＳＵＢ１とアノード基板ＳＵＢ２との間の間隙を所定値に保持するため、カソード基板ＳＵＢ１とアノード基板ＳＵＢ２の間にガラス板を好適とするスペーサＳＰＣを植立させている。図７はこの隔壁ＳＰＣに沿った断面で、隔壁ＳＰＣは走査信号配線ＧＬの上に3枚設置したものとして図示してある。
【００３６】
なお、背面パネルＰＮＬ1と前面パネルＰＮＬ２および封止枠ＭＦＬで密封された内部空間は、背面パネルＰＮＬ1の一部に設けた排気管ＥＸＣから排気して所定の真空状態に保持される。
【００３７】
図８は、本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。図８中に破線で示した領域は表示領域ＡＲであり、この表示領域ＡＲにｎ本のデータ信号配線ＣＬとｍ本の走査信号配線ＧＬが互いに交差して配置されてｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は副画素を構成し、図中の３つの単位画素、あるいは、副画素（"Ｒ"，"Ｇ"，"Ｂ"の１グループでカラー１画素）を構成する。なお、電子源の構成やスペーサは図示を省いた。データ信号配線ＣＬは、データ信号配線引出端子ＣＬＴでデータドライバＤＤＲに接続され、走査信号配線引出端子ＧＬＴはスキャンドライバＳＤＲに接続されている。データドライバＤＤＲには外部信号源から表示信号ＮＳが入力され、スキャンドライバＳＤＲには同様に走査信号ＳＳが入力される。
【００３８】
これにより、順次選択される走査信号配線ＧＬに交差するデータ信号配線ＣＬに表示信号（画像信号など）を供給することで、二次元のフルカラー画像を表示することができる。本構成例の表示装置を用いることにより、比較的低電圧で高効率の自発光平面型の表示装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１を説明するＭＩＭ型電子源を用いた表示装置の１画素付近の模式平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ'線およびＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。
【図３】本発明の実施例２を説明するＭＩＭ型電子源を用いた表示装置の１画素付近の図２（ｂ）に相当する断面図である。
【図４】本発明の実施例３を説明するＭＩＭ型電子源を用いた表示装置の１画素付近の図３と同様の断面図である。
【図５】本発明の実施例４を説明する図３と同様の断面図である。
【図６】本発明による表示装置の全体構造の一例を模式的に説明する一部破断して示す斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【図８】本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
ＳＵＢ1・・・カソード基板、ＤＬ・・・データ信号配線、ＩＮＳ１,ＩＮＳ２,ＩＮＳ３・・・絶縁膜、ＧＬ・・・走査信号配線、ＳＰＣ・・・スペーサ、ＣＭ・・・突出部。
【図１】
2006202572.tif 000003
【図２】
2006202572.tif 000004
【図３】
2006202572.tif 000005
【図４】
2006202572.tif 000006
【図５】
2006202572.tif 000007
【図６】
2006202572.tif 000008
【図７】
2006202572.tif 000009
【図８】
2006202572.tif 000010