(57)【要約】【課題】この発明は、安価な構成により輝度斑を効果的に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、蛍光体層を有する前面基板１０、電子放出素子を有する背面基板１２、および基板の周縁部を封着する側壁１４を有し、内部を真空にした真空外囲器を有する。複数の電子放出素子を接続したマトリックス状の配線２１は、画像表示領域内を延びた第１部分４１、および画像表示領域から外れた第２部分４２からなる。第１部分４１は、金属ペーストの印刷により形成され、電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下に設定されており、輝度斑を抑制している。第２部分４２は、金属材料の成膜により緻密に形成され、封着部のシール性を確保して信頼性を高めている。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに絶縁状態でマトリックス状に形成された複数本の配線およびその交点にそれぞれ設けられた複数の電子放出素子を有する背面基板と、この背面基板に離間対向して配置されその周縁部同士が封着されて内部が真空にされているとともに上記複数の電子放出素子に対応する複数の表示画素を有する前面基板と、を備えた真空外囲器を有する表示装置であって、
上記マトリックス状に形成された配線のうち少なくとも１方向に延設された配線の上記背面基板と前面基板の封着部より内側の画像表示領域に設けられた第１部分の電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下であり、上記第１部分に続く上記封着部の配線と上記封着部より外側の配線のうち少なくとも上記封着部の配線が金属材料の成膜により形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記第１部分は、金属ペーストの印刷によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記金属ペーストは、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕのうち少なくとも１種の金属材料を含むことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記封着部の配線は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＩＴＯなどの金属材料のスパッタリング、蒸着、メッキにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
上記封着部の配線の膜厚は、上記第１部分より薄いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
上記第１部分の厚さは５［μｍ］以上であり、上記封着部の配線の膜厚は５［μｍ］未満であることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
上記封着部より外側の配線には、異方性導電膜を介して駆動回路が圧着により取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
互いに絶縁状態でマトリックス状に形成された複数本の配線およびその交点にそれぞれ設けられた複数の電子放出素子を有する背面基板と、この背面基板に離間対向して配置されその周縁部同士が封着されて内部が真空にされているとともに上記複数の電子放出素子に対応する複数の表示画素を有する前面基板と、を備えた真空外囲器を有する表示装置であって、
上記マトリックス状に形成された配線のうち少なくとも１方向に延設された配線の上記背面基板と前面基板の封着部より内側の画像表示領域に設けられた第１部分の電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下であり、上記画像表示領域から外れた上記第１部分より外側の第２部分が金属材料の成膜により形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
互いに絶縁状態でマトリックス状に形成された複数本の配線およびその交点にそれぞれ設けられた複数の電子放出素子を有する背面基板と、この背面基板に離間対向して配置されその周縁部同士が封着されて内部が真空にされているとともに上記複数の電子放出素子に対応する複数の表示画素を有する前面基板と、を備えた真空外囲器を有する表示装置であって、
上記マトリックス状に形成された配線のうち少なくとも１方向に延設された配線の上記背面基板と前面基板の封着部より内側の画像表示領域に設けられた第１部分の電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下であり、上記画像表示領域から外れた上記第１部分より外側の第２部分が上記第１部分と異なる材料によって上記第１部分より薄く形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
上記配線には、１〜１０［ｍＡ］の電流が流れることを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記電子放出素子は、表面伝導型の電子放出素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のうちいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有し、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。
【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、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や、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。
【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３色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起発光させる電子の放出源として、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、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ペーサが設けられている。
【０００６】
このＳＥＤを動作させる場合、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が印加される。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、グリッドの対応するビーム通過孔を通って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。
【０００７】
このＳＥＤにおいて、電子放出素子から蛍光体層に照射される電子は、電子放出素子間を流れるごく一部の電子に過ぎず、画像表示に十分な電子ビーム照射を行うためには、１〜１０ｍＡ程度の大きな電流を配線に流す必要がある。このため、配線部では配線抵抗と上述の大きな電流により電圧降下が発生し、電圧降下に起因した輝度斑が生じる。このため、ＳＥＤの配線は、抵抗を小さくするため、厚膜の印刷ペースト配線で形成していた。しかしながら、このようなペースト配線では、厚膜で多孔質なため、封着部の気密性を維持することが難しく、また駆動回路への接続部の耐久性も劣化する問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、安価な構成により輝度斑を抑制しつつ信頼性を確保した表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、互いに絶縁状態でマトリックス状に形成された複数本の配線およびその交点にそれぞれ設けられた複数の電子放出素子を有する背面基板と、この背面基板に離間対向して配置されその周縁部同士が封着されて内部が真空にされているとともに上記複数の電子放出素子に対応する複数の表示画素を有する前面基板と、を備えた真空外囲器を有し、上記マトリックス状に形成された配線のうち少なくとも１方向に延設された配線の上記背面基板と前面基板の封着部より内側の画像表示領域に設けられた第１部分の電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下であり、上記第１部分に続く上記封着部の配線と上記封着部より外側の配線のうち少なくとも上記封着部の配線が金属材料の成膜により形成されていることを特徴とする
上記発明によると、画像表示領域内の配線の第１部分の電気抵抗を十分に低くでき、少なくとも画像表示領域に延設された配線部分における電圧降下を所望する程度に低く押えることができ、電圧降下に起因した輝度斑を効果的に抑制できる。また、封着部の配線と封着部より外側の配線のうち少なくとも封着部の配線を第１部分を延長して形成するのではなく金属材料の成膜により形成したため、少なくとも封着部の配線を第１部分と比較して薄く緻密な構造にでき、信頼性の高い封着を実現できる。また、封着部より外側の配線を緻密な構造とすることにより、この配線部分に異方性導電膜を介して駆動回路を圧着する際の信頼性を高めることができる。
【００１０】
また、本発明の表示装置は、互いに絶縁状態でマトリックス状に形成された複数本の配線およびその交点にそれぞれ設けられた複数の電子放出素子を有する背面基板と、この背面基板に離間対向して配置されその周縁部同士が封着されて内部が真空にされているとともに上記複数の電子放出素子に対応する複数の表示画素を有する前面基板と、を備えた真空外囲器を有し、上記マトリックス状に形成された配線のうち少なくとも１方向に延設された配線の上記背面基板と前面基板の封着部より内側の画像表示領域に設けられた第１部分の電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下であり、上記画像表示領域から外れた上記第１部分より外側の第２部分が金属材料の成膜により形成されていることを特徴とする。
【００１１】
更に、本発明の表示装置は、互いに絶縁状態でマトリックス状に形成された複数本の配線およびその交点にそれぞれ設けられた複数の電子放出素子を有する背面基板と、この背面基板に離間対向して配置されその周縁部同士が封着されて内部が真空にされているとともに上記複数の電子放出素子に対応する複数の表示画素を有する前面基板と、を備えた真空外囲器を有し、上記マトリックス状に形成された配線のうち少なくとも１方向に延設された配線の上記背面基板と前面基板の封着部より内側の画像表示領域に設けられた第１部分の電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下であり、上記画像表示領域から外れた上記第１部分より外側の第２部分が上記第１部分と異なる材料によって上記第１部分より薄く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
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、安価な構成により輝度斑を抑制しつつ信頼性を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００１４】
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤ１は、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１０および背面基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。そして、前面基板１０および背面基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同志が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器１５を構成している。
【００１５】
前面基板１０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１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６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、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム等からなるメタルバック１７が形成されている。
【００１６】
背面基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層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１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素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１８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１２の内面上には、各電子放出素子１８に駆動電圧を与えるための多数本の配線２１がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１５の外部に引き出されている。
【００１７】
接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、前面基板１０の周縁部および背面基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同志を接合している。本実施の形態では、背面基板１２と側壁１４をフリットガラスを用いて接合し、前面基板１０と側壁１４をインジウムを用いて接合した。もし、配線２１のある背面基板１２と側壁１４の間を低融点金属で封着する場合は、配線２１と封着材２０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ている。
【００１８】
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤ１は、前面基板１０と背面基板１２の間に配設されたスペーサ構体２２を備えている。本実施の形態において、スペーサ構体２２は、矩形状の金属板からなるグリッド２４と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ３０と、で構成されている。
【００１９】
グリッド２４は、前面基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび背面基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。そして、グリッド２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを通過させる。
【００２０】
グリッド２４の第１表面２４ａ上には、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置して第１スペーサ３０ａが一体的に立設されている。第１スペーサ３０ａの延出端は、メタルバック１７、および蛍光体スクリーン１６の遮光層１１を介して前面基板１０の内面に当接している。また、グリッド２４の第２表面２４ｂ上には、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置して第２スペーサ３０ｂが一体的に立設されている。第２スペーサ３０ｂの延出端は、背面基板１２の内面上に設けられた配線２１上に当接している。
【００２１】
上記のように構成されたスペーサ構体２２は、前面基板１０および背面基板１２間に配設され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを前面基板１０および背面基板１２の内面にそれぞれ当接せしめることにより、これらの基板に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。
【００２２】
また、ＳＥＤ１は、グリッド２４および前面基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備え、例えば、グリッド２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に１０ｋＶの電圧が印加される。
【００２３】
そして、上記ＳＥＤ１において、画像を表示する場合、配線２１を介して電子放出素子１８の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１８の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７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、グリッド２４の電子ビーム通過孔２６を通った後、蛍光体スクリーン１６に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００２４】
上記構造のＳＥＤ１を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７の設けられた前面基板１０と、電子放出素子１８および配線２１が設けられているとともに側壁１４が接合された背面基板１２と、を用意しておく。また、グリッド２４に多数のスペーサ３０ａ、３０ｂを設けたスペーサ構体２２を用意しておく。
【００２５】
そして、スペーサ構体２２を背面基板１２上に位置決め配置する。この状態で、前面基板１０、背面基板１２、およびスペーサ構体２２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１４を介して前面基板を背面基板に接合する。これにより、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤ１が製造される。
【００２６】
上述したＳＥＤ１においては、電子放出素子１８から放出されるごく一部の電子が蛍光体スクリーン１６に照射され、大部分はそのまま配線２１を流れる。このため、配線２１（特に線順次走査を行う走査配線）では多大な電流が流れることとなり、配線２１の電気抵抗に基づく電圧降下に起因した輝度斑の問題が顕著となる。つまり、駆動ドライバから遠くなる領域（画面中央）ほど電圧降下により十分な電圧を与えることができなくなり、電子の放出量が少なくなり、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂに照射する電子が少なくなり、蛍光体層の輝度が低下する。このような輝度斑を防止するため、本実施の形態では、配線２１を厚膜の印刷ペーストで形成し、電気抵抗を十分に低くして配線２１の電圧降下を抑制するようにした。このように厚膜の低抵抗配線を形成する場合、理想的には緻密な金属で形成することが望ましいが、このような配線では基板（一般的にはガラスであり金属より熱膨張係数が低い）との熱膨張係数差により製造時に剥離断線などの不具合を生じる。このため、フリットガラスと金属粉を溶媒で混ぜ合わせたペーストを用い、基板と金属粉をフリットガラスで固着させる形態としている。このような形態の配線であれば、５μｍ以上の厚膜配線を形成することができ、配線抵抗を１００［Ω／ｍ］以下にすることができる。特に、ＳＥＤ１は、他のＦＥＤやＰＤＰなどの表示パネルと比較して、配線２１に１〜１０［ｍＡ］程度の大きな電流が流れるため、上述の配線形態により電圧降下を０．１〜１Ｖ以下に抑制することができる。
【００２７】
具体的には、本実施の形態では、図５に示すように、背面基板１２と前面基板１０を側壁１４を介して封着した封着部より内側の画像表示領域に延設された配線２１の部分（以下、この部分を第１部分４１と称する）の電気抵抗を１００［Ω／ｍ］以下に設定した。第１部分４１の電気抵抗をこの程度に設定することにより、画面の中央部近くで表示画素の輝度が低下することを防止できる。言い換えると、上述した構造のＳＥＤ１において、１〜１０［ｍＡ］程度の駆動電流を流すと、第１部分４１の電気抵抗が１００［Ω／ｍ］を超えた場合、表示画像の輝度斑がわずかながら確認された。つまり、第１部分４１の電気抵抗を１００［Ω／ｍ］以下に設定することで、輝度斑を生じることのない十分に低い電気抵抗とすることができる。
【００２８】
本実施の形態では、上述した電気抵抗を実現するため、配線２１の第１部分４１を厚膜の印刷ペーストにより形成した。具体的には、Ａｇ粒子とフリットガラスを溶媒に分散させた金属ペーストにより膜厚５［μｍ］以上の配線を第１部分４１として形成した。なお、金属ペーストは、銀ペーストに限らず、Ａｌ粒子やＣｕ粒子を用いてもよく、数種類の金属粒子を混ぜ合わせて用いても良い。
【００２９】
また、本実施の形態では、上述した画像表示領域から外れた第１部分４１より外側の配線２１の第２部分４２を薄く緻密な金属材料の成膜により形成した。具体的には、配線４１を形成する前に、スパッタリングにより周辺部にＴｉを成膜し、これをイオンミリングで配線パターンに形成した。つまり、上述した厚膜ペースト配線では、金属粉とフリットの混合体であるため多孔質であり、第２部分４２を第１部分４１と同じ構造の配線により形成した場合、背面基板１２と側壁１４との間の封着部４４において、良好な気密性を得ることが難しく、駆動回路接続部の耐久性も損なわれる。このため、本実施の形態では、封着部４４を通って延びた配線２１の第２部分４２をできるだけ緻密な構造とするため、金属材料を物理蒸着により形成した。
【００３０】
例えば、第２部分４２を成膜する金属材料として、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＩＴＯなどを用いることができる。また、金属材料の成膜方法としては、例えば、スパッタリングや通電加熱蒸着、高周波加熱蒸着、エレクトロンビーム蒸着などの物理成膜、或いはメッキなどがある。
【００３１】
以上のように、本実施の形態によると、配線２１のうち画像表示領域内の第１部分４１を電気抵抗が１００［Ω／ｍ］以下の材料により形成したため、安価な構成によって表示装置の輝度斑を効果的に抑制するができた。その上、本実施の形態によると、封着部を通る配線２１の第２部分４２を第１部分４１とは異なる金属材料の成膜により緻密に形成したため、上述した輝度斑の問題を解消した上で、真空外囲器１５の高い気密性を保持でき、より信頼性の高い表示装置を提供できる。
【００３２】
また、本実施の形態によると、真空外囲器１５から引き出される配線２１の第２部分４２を緻密な金属材料の成膜により形成したため、表示装置の図示しない駆動回路を図示しない異方性導電膜を介して接続する場合に、良好な接続状態を維持できる。
【００３３】
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。
【００３４】
特に、本発明は、表示装置に走査信号を与える走査線（横配線）に適用した場合に効果的であるが、映像信号を与える信号線（縦配線）に本発明を適用しても良く、横配線および縦配線の両方に本発明を適用しても良い。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、金属ペーストの印刷によって配線２１の第１部分４１を形成して金属材料の成膜によって第２部分４２を形成した場合について説明したが、これに限らず、第１部分４１は配線抵抗が上述した程度に低くなるものであれば何でも良い。これに対し、第２部分４２は、膜厚が薄くなることが望ましい。第２部分４２が厚膜の場合、封着材が凸凹の隅まで回り込まずにリークパスを形成する要因となり、駆動回路接続部も同様に気密性の崩れから耐久性劣化を引き起こすこととなる。膜厚的には、上述の低抵抗配線のしきい値と同様に５μｍ程度以下とすることが信頼性面で望ましい。これ以上の厚さでは、封着材や接着部に特別な組成や気密処理が強いられる。
【００３６】
さらに、上述した実施の形態では、画像表示領域より外側の全ての配線部分を第２部分４２として緻密な金属材料の成膜により形成した場合について説明したが、少なくとも背面基板１２と側壁１４との間の封着部だけを緻密な配線構造とすれば良い。或いは、封着部の配線構造に拘わらず、封着部より外側の配線を緻密な配線構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤを示す外観斜視図。
【図２】図１のＳＥＤの断面図。
【図３】図２の部分拡大図。
【図４】図１のＳＥＤに組み込まれたスペーサ構体を示す斜視図。
【図５】図１のＳＥＤにおける封着部付近の配線構造を説明するための要部の部分断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１…ＳＥＤ、１０…前面基板、１１…遮光層、１２…背面基板、１４…側壁、１５…真空外囲器、１６…蛍光体スクリーン、１７…メタルバック、１８…電子放出素子、２１…配線、２２…スペーサ構体、４１…第１部分、４２…第２部分、４４…封着部。
【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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