(57)【要約】【課題】カソード基板上の金属配線等での反射光を低減してアノード基板から出射するこの反射光がアノード基板から観察者側に直接出射する光と混合することによる画像のコントラスト低下や混色の発生を抑制して高品質の表示画像を得る。【解決手段】カソード基板ＳＵＢ１上の電子源ＥＬＳを構成する上部電極ＡＥＤをスパッタする際の温度等の成膜条件を調整することにより表面凹凸を増大させ、反射率を低下させる。【選択図】図１
2008041293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス配列された複数の配線および電子源を有する背面基板と、前記背面基板の前記電子源の形成面と対向する内面に陽極及び前記電子源対応で形成された蛍光体を有する前面基板とで構成され、内部を気密封止された真空容器を有する画像表示装置であって、
前記電子源および配線が微細凹凸からなる低光反射表面を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
マトリクス配列された複数の配線および電子源を有する背面基板と、前記背面基板の前記電子源の形成面と対向する内面に陽極及び前記電子源対応で形成された蛍光体を有する前面基板とで構成され、内部を気密封止された真空容器を有する画像表示装置であって、
前記電子源および配線の表面に低光反射物質のスパッタ膜を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記低光反射物質が、クロム、タングステン、モリブデン又はそれらの２以上を混合したものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記低光反射物質が、窒化シリコンであることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に係り、特にマトリクス状に配置した電子放出素子と蛍光体とを組み合わせた画像表示装置に係り、特に電子放出素子の光反射によるコントラスト低下や混色を抑制した画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子を蛍光面に衝突させて発光させて表示する画像表示装置の一種に、電界放出型電子源を備えた電界放出型画像表示装置(Field Emission Display)や表面伝導型電子源を備えた表面伝導型画像表示装置に代表される平板型画像表示装置がある。平板型画像表示装置は、複数の電子放出源が形成された背面基板（カソード基板とも言う）と、前記背面基板の前記電子放出源の形成面と対向する内面に陽極及び蛍光体が形成された前面基板（アノード基板とも言う）とを所定の間隔をもって対向配置し、前記背面基板と前面基板との外周内縁に封止枠を介在して貼り合し、内部を気密封止された減圧又は真空状態とされた密封容器で構成される。
【０００３】
この種の画像表示装置におけるコントラスト低下の防止に関する従来技術を開示したものとしては特許文献１を挙げることができる。特許文献１では、金属膜のマトリクス配線の交差部に設けた電子源を有する画像表示装置において、走査パルスが印加されない非選択期間に電子源に印加する電圧を該電子源表面の金属電極の仕事関数よりも小さくすることで、走査線数の増加に伴うコントラストの低下を抑制している。
【特許文献１】特開平１０−１５３９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カソード基板に配置される電子源表面の金属電極は光の反射率が高いため、アノード基板に形成された蛍光体（通常は、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ）で発光した光の一部がカソード基板側にある電子源表面を含む配線の金属電極（以下、金属配線等とも称する）で反射してアノード基板に戻る。この反射光が表示画像のコントラスト低下や混色をもたらし、表示品質を低下させる。
【０００５】
本発明の目的は、カソード基板上の金属配線等での反射光を低減してアノード基板から出射するこの反射光がアノード基板から観察者側に直接出射する光と混合することによる画像のコントラスト低下や混色の発生を抑制して高品質の表示画像を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、カソード基板上の金属配線等の反射率を低下させた。カソード基板上に金属配線等をスパッタする際の温度等の成膜条件を調整することにより表面凹凸を増大させる。現状のカソード基板上に有する金属配線等の反射率は約６０％である。本発明の表面凹凸を有する金属配線等の反射率は約３０％となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カソード基板上に有する金属配線等の光の反射率が約６０％から約３０％になることで、アノード基板からカソード基板側に放出されて該カソード基板に有する金属配線等で反射して再度アノード基板から観察者側方向に反射する各色の光は従来の約５０％となり、コントラスト低下や混色の発生が抑制されて高品質の表示画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明の画像表示装置の実施例１を説明する単位画素付近の模式断面図である。この画像表示装置は背面パネルＰＮＬ1と前面パネルＰＮＬ２を図示しない封止枠で貼り合せ、内部空間を真空状態に保持される。背面パネルＰＮＬ1は、例えばガラス基板などのカソード基板ＳＵＢ1の主面（内面）にアルミニウムＡＬ膜を好適とする電子源の下部電極を構成する画像信号配線（所謂、データ線）ＣＬ、下部電極のアルミニウムを陽極酸化した陽極酸化膜からなる第１の絶縁膜ＩＮＳ1、チッ化シリコン膜ＳｉＮを好適とする第２の絶縁膜ＩＮＳ２、給電電極（接続電極）ＥＬＣ、アルミニウムＡｌを好適とする走査信号配線ＧＬ、走査信号配線ＧＬに接続した副画素の電子源を構成する上部電極ＡＥＤが形成されている。
【００１０】
電子源は、画像信号配線ＣＬを下部電極とし、下部電極の上に位置する第１の絶縁膜ＩＮＳ1の一部を形成する薄膜部分ＩＮＳ３、前記薄膜部分ＩＮＳ３の上層に積層する上部電極ＡＥＤの部分とで構成される。上部電極ＡＥＤは、走査信号配線ｓと給電電極ＥＬＣの一部とを覆って形成されている。薄膜部分ＩＮＳ３は、所謂トンネル膜である。この構成で、所謂ダイオード電子源ＥＬＳが形成される。
【００１１】
一方、前面パネルＰＮＬ２は、透明なガラス基板を好適とするアノード基板ＳＵＢ２の主面に遮光膜（ブラックマトリクス）ＢＭで隣接画素と区画された蛍光体ＰＨ、アルミニウム蒸着膜を好適とする陽極ＡＤが形成されている。
【００１２】
背面パネルＰＮＬ1と前面パネルＰＮＬ２の間の間隔は３ないし５ｍｍ前後であり、この間隔を隔壁とも称するスペーサＳＰＣで維持している。カソード基板ＳＵＢ1とアノード基板ＳＵＢ２の板厚は、例えば２．８ｍｍ、スペーサＳＰＣの高さは例えば３ｍｍ程度である。図１では、分かり易くするために各構成層の厚みを強調して示してあるが、走査信号配線ＧＬの膜厚は例えば３μｍである。
【００１３】
この様な構成において、背面パネルＰＮＬ1の上部電極ＡＥＤと前面パネルＰＮＬ２の陽極ＡＤの間に加速電圧（２、３ｋＶ乃至１０ｋＶ程度、図１では約５ｋＶ）を印加すると、下部電極である画像信号配線ＣＬに供給される表示データの大きさに応じた電子ｅ-が出射し、加速電圧によって蛍光体ＰＨに射突し、これを励起して所定周波数の光Ｌを前面パネルＰＮＬ２の外部に出射する。なお、フルカラー表示の場合は、この単位画素はカラーの副画素（サブピクセル）であり、通常は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの副画素で１カラー画素を構成する。
【００１４】
図２は、本発明の画像表示装置の実施例１を説明するカラー画素付近における蛍光体の発光とカソード基板―アノード基板間での光反射を示す模式断面図である。図１と同一符号は同一機能部分に対応する。カソード基板ＳＵＢ1の電子源ＥＬＳから放出された電子ｅ-はアノード基板ＳＵＢ２の蛍光体Ｒ、Ｇ、Ｂに射突して励起し、それぞれの蛍光体はその特性に応じた色光を発生する。なお、カソード基板ＳＵＢ1側に出射した蛍光体の発光の一部Ｌ２はアノードＡＤで反射して再度当該蛍光体に戻り、この蛍光体を透過して観察者側に出射する。しかし、カソード基板ＳＵＢ1側に出射した蛍光体の発光の他の一部Ｌ３はアノードＡＤを通過してカソード基板ＳＵＢ1側に至る。
【００１５】
例えば、蛍光体Ｂでは、アノード基板ＳＵＢ２から観察者側に直接出射する光Ｌ０の他に、カソード基板―アノード基板間で反射した後に出射する光Ｌ１がある。この光Ｌ１は以下のような経路をたどることで、結果的にコントラスト低下や混色の発生の原因となる。すなわち、例えば、蛍光体Ｂからカソード基板ＳＵＢ1側に出射した光Ｌ３は、該カソード基板ＳＵＢ1上に形成された膜ＡＥＤで反射して反射光Ｌ４となる。
【００１６】
反射光Ｌ４は他の色の蛍光体（例えば、Ｒ）に入射し、この蛍光体を透過して他の色光成分（Ｂ成分）Ｌ１として観察者側に出射する。そのため、蛍光体Ｒの発光色はＢを混色したものとなるとともに、コントラストが低下する。この反射光Ｌ４の大きさはカソード基板上に形成された最上層の膜の反射率に依存する。実施例１では、上部電極ＡＥＤの光反射率を下げるために上部電極ＡＥＤの表面状態そのものを低光反射状態とした。
【００１７】
上部電極ＡＥＤの表面状態を低反射性とするには、上部電極ＡＥＤをスパッタする際の成膜条件を変えればよい。図３は、上部電極ＡＥＤをスパッタする際の成膜条件を変えた場合の光波長に対する反射率の変化を説明する図である。横軸は光の波長（ｎｍ）を、縦軸には絶対反射率（％）で示す。膜１は凹凸の小さい膜、膜２は凹凸の大きい膜である。図３に示されたように、膜１の絶対反射率の平均値は８８％、膜２の絶対反射率の平均値は３０％である。本実施例では、カソード基板上の最上層の膜による正反射を低下させた。すなわち、最上層の膜で乱反射させることで反射光を散乱させている。凹凸は電極だけでなく配線に設けてもよい。
【００１８】
実施例１により、画像のコントラスト低下や混色の発生を抑制して高品質の表示画像を得ることができる。
【実施例２】
【００１９】
実施例２では、カソード基板に形成した膜での光反射を下げるために上部電極ＡＥＤの表面に低反射物質をスパッタした。即ち、カソード基板に形成した膜の最上層に低反射性の膜を形成した。低反射物質には、金属、非金属のいずれも用いることができる。低反射性の金属としては、クロムＣｒ、タングステンＷ、モリブデンＭｏ又はそれらの２以上を混合したものが採用できる。低反射性の非金属には窒化シリコンが使用できる。なお、これらの他にも、スパッタで成膜できる低反射性の金属、非金属があれば、それも採用可能である。低反射性の膜は配線上に形成してもよい。
【００２０】
実施例２の構成によっても、画像のコントラスト低下や混色の発生を抑制して高品質の表示画像を得ることができる。
【００２１】
図４は、本発明の画像表示装置をさらに具体的に説明する模式平面図である。なお、図４では、主として電子源を有する一方のガラス基板（カソード基板、陰極基板などとも称する）すなわち背面基板ＳＵＢ１の平面を示すが、蛍光体や陽極を形成した他方のガラス基板（アノード基板、蛍光体基板、表示側基板、カラーフィルタ基板などとも称する）とした前面基板に有するブラックマトリクスＢＭと蛍光体ＰＨ（Ｒ），ＰＨ（Ｇ），ＰＨ（Ｂ）および陽極ＡＤを部分的に示し、前面基板ＳＵＢ２自体は図示していない。
【００２２】
背面基板ＳＵＢ１には、画像信号配線駆動回路ＤＤＲに接続する画像信号配線ＣＬ、絶縁層ＩＮＳ１で画像信号配線ＣＬと絶縁して交差配置されて走査信号配線駆動回路ＧＤＲに接続した走査信号配線ＧＬ等が形成されている。画像信号配線ＣＬを第１の電極とし、トンネル絶縁層を介して積層した走査信号配線ＧＬの薄膜電極を第２の電極とする複数の電子源ＥＬＳが電子源アレイとして配置される。なお、符号ＣＬＴは画像信号配線ＣＬの引き出し端子、ＧＬＴは走査信号配線ＧＬの引き出し端子を示す。
【００２３】
前面基板に有する蛍光体ＰＨ（Ｒ）、ＰＨ（Ｇ）、ＰＨ（Ｂ）は背面基板ＳＵＢ１の電子源ＥＬＳと対向している。この前面基板と背面基板ＳＵＢ１の間をスペーサＳＰＣで所定の間隙に規制されている。薄膜電極（電子源ＥＬＳの上部電極）は、分離部ＳＥＰで隣接する電子源アレイの走査信号線と電気的に分離されている。
【００２４】
図５は、図４に示した本発明による画像表示装置の全体構造の一例をさらに説明する一部破断して示す斜視図である。また、図６は、図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。背面基板ＳＵＢ１の内面には画像信号配線ＣＬと走査信号配線ＧＬを有し、画像信号配線ＣＬと走査信号配線ＧＬの交差部分に電子源が形成されている。画像信号配線ＣＬの端部には画像信号配線引き出し端子ＣＬＴが形成され、走査信号配線ＧＬの端部には走査信号配線引き出し端子ＧＬＴが形成されている。
【００２５】
前面基板ＳＵＢ２の内面には陽極ＡＤと蛍光体ＰＨが形成されている。背面基板ＳＵＢ１と前面基板ＳＵＢ２とは、その周縁部の内側に封止枠ＭＦＬを介在させて貼り合わされる。この貼り合わせた間隙を所定値に保持するため、背面基板ＳＵＢ１と前面基板ＰＮＬ２の間にガラス板を好適とする隔壁ＳＰＣを植立させていることは前記したとおりである。図６はこの隔壁ＳＰＣに沿った断面なので、隔壁ＳＰＣは図示を省略してある。
【００２６】
図７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７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本の画像信号配線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の画素からなるマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部はカラーの副画素を構成し、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画素を構成するのは前記のとおりである。なお、電子源の構成は図示を省いた。
【００２７】
画像信号配線ＣＬは、画像信号配線引き出し端子ＣＬＴでデータ信号線駆動回路ＣＤＲに接続される。走査信号配線ＧＬは走査信号配線引き出し端子ＧＬＴで走査信号駆動回路ＧＤＲに接続されている。データ信号線駆動回路ＣＤＲには外部信号源から画像データ信号ＮＳが入力され、走査信号線駆動回路ＧＤＲには同様に走査信号ＳＳが入力される。
【００２８】
これにより、順次選択される走査信号線ＧＬに交差する画像信号配線ＣＬに表示データ（画像信号）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表示装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の画像表示装置の実施例１を説明する単位画素付近の模式断面図である。
【図２】本発明の画像表示装置の実施例１を説明するカラー画素付近における蛍光体の発光とカソード基板―アノード基板間での光反射を示す模式断面図である。
【図３】上部電極ＡＥＤをスパッタする際の成膜条件を変えた場合の光波長に対する反射率の変化を説明する図である。
【図４】本発明の画像表示装置をさらに具体的に説明する模式平面図である。
【図５】図４に示した本発明による画像表示装置の全体構造の一例をさらに説明する一部破断して示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。
【図７】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】
【００３０】
ＳＵＢ１・・・背面（カソード）基板、ＳＵＢ２・・・前面（アノード）基板、ＭＦＬ・・・封止枠、ＥＬＳ・・・電子源、ＡＥＤ・・・上部電極、ＰＨ・・・蛍光体、ＡＤ・・・アノード（陽極）、ＣＬ・・・画像信号配線、ＧＬ・・・走査信号配線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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