TW200426883A - Image display device - Google Patents

Description

200426883 ⑴ 玫、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於場致發射顯示裝置（f i e 1 d e m i s s i ο η display)等之影像顯示裝置。 【先前技術】 以往以來’在陰極射線管（CRT )或場致發射顯示器 (FED )等之影像顯示裝置中，係使用在螢光體層上形成 A1 (鋁）等之金屬膜之金屬背層方式之螢光面。此螢光面的金 屬膜（金屬背層）之目的在於：在藉由電子源所放射之電 子，而由螢光體所發出之光中，令進入電子源側之光往面板 側反射以提高亮度，及對螢光體層賦予導電性，以達成陽極 電極之功能。另外，也具有防止由於殘留在影像顯示裝置之 真空外圍器內之氣體電離所產生之離子，而損傷螢光體層的 功能。 但是’在FED中，具有螢光面之面板和具有電子放射 兀件之背板之間的間隔（間隙）極爲狹窄至1 m m〜數m m之 程度，在此窄的間隙施加1 OkV前後之高電壓以形成強電場 故，電場在金屬背層之外端部的銳角部份集中，而有由該處 產生放電（真空電弧放電）。而且，一產生此種異常放電， 大至數A至數百A之放電電流瞬間流通故，會有陰極部之 電子放射元件或陽極部之螢光面被破壞或者損傷之虞。 以往以來，以耐壓特性提升爲目的，而且，爲了緩和前 述之放電產生時之損傷，將導電膜之金屬背層分裂爲幾個區 (2) (2)200426883 塊’在邊界部（以下，顯示爲分裂部）設置間隙。（例如， 參考日本專利特開2000-3 1 1 642號公報）。 另外’近年來，在平板型影像顯示裝置中，爲了吸附由 真空外圍器的內壁等所放出之氣體，在影像顯示領域內形成 吸氣材之層一事也受到檢討中，揭示有，在金屬背層之上重 疊形成具有鈦（Ti )、鉻（Zr )等之導電性的吸氣材之薄膜 之構造。（例如，參考日本專利特開平9-82245號公報）。 但是’在具有分裂的金屬背層之螢光面中，分裂部之電 阻値的控制不單困難，分裂部之兩側的金屬背層端部呈現尖 銳之形狀故’電場在此銳角部份集中，存在有容易產生放電 之問題。 另外’在此種具有形成有分裂部之金屬背層的影像顯示 裝置中，於影像顯示領域內形成吸氣材之層的情形，乃要求 於不損及分裂金屬背層之效果下，能抑制放電之產生，以改 善耐壓特性。 本發明係爲了解決這些問題所完成者，目的在於提供： 大幅提升耐壓特性，基於異常放電之電子放射元件或螢光面 之破壞、劣化得以防止，可做高亮度、高品質之顯示的影像 顯示裝置。 【發明內容】 本發明之影像顯示裝置其特徵爲：具備有，面板，和與 前述面板相對而配置之背板，和形成在前述背板上之多數的 電子放射元怦.，和形成在前述面板內面，藉由由前述電子放 (3) (3)200426883 射元件所放射之電子束以發光之螢光面’前述螢光面係具 有：光吸收層及螢光體層，和形成在前述螢光體層之上而具 有分裂部之金屬背層，和橫跨該分裂部之兩側的金屬背層而 形成在此金屬背層之分裂部上之電阻抗被覆層，和形成在此 高阻抗被覆層之上的耐熱性微粒子層，和呈膜狀而形成在前 述金屬背層上，藉由前述耐熱性微粒子層所分裂之吸氣層。 在此影像顯示裝置中，金屬背層之分裂部可位於光吸收 層之上。另外，高阻抗被覆層可以具有lx 1〇3〜lx 1〇12Ω/〇 之表面阻抗。另外，可令耐熱性微粒子之平均粒徑爲 5nm〜30//m。進而，可設耐熱性微粒子爲由Si02、Ti〇2' Al2〇3、Fe203所選擇之至少其中一種的氧化物之微粒子。 另外，可設吸氣層爲以由Ti ' Zr、Hf、V、Nb、Ta、W、Ba 所選擇之金屬、或者這些金屬之至少其中一種爲主成分之合 金層。 【實施方式】 以下，說明本發明之實施形態。另外，本發明並不限定 於以下之實施形態。 第1圖係模型地顯示本發明之影像顯示裝置的第1實施 形態之FED的構造剖面圖。 在此FED中，具有含金屬背層之螢光面1的面板2和 具有呈矩陣狀排列之表面傳導型電子放射元件之電子放射元 件3的背板4係藉由支持框5及間隔物（省略圖示），隔有 1 mm〜數m;m之狹窄間隙而相對配置。面板2及背板4和支 -7- (4) (4)200426883 持框5係藉由如燒結玻璃之接合材料（省略圖示）所密封。 而且，藉由面板2及背板4和支持框5而形成真空外圍器， 內部被排氣而保持爲真空。另外，在面板2和背板4之間的 極爲狹窄間隙施加5〜1 5kV之高電壓而構成。另外，圖中 付號6係顯不面板之玻璃基板’ 7係顯τρ;背板之基板。 第2圖係放大顯示具有含金屬背層之螢光面1之面板2 的構造。 如第2圖所示般，在玻璃基板6之內面係藉由微影法等 形成有由黑色顏料所成之特定圖案（例如，條紋狀）之光吸 收層8，在光吸收層8之圖案間係藉由使用ZnS系、Υ2 03 系、Y2 02S系等之螢光體液之漿料法以特定之圖案形成有 紅（R)、綠（G)、藍（B)之3色的螢光體層9。而且， 藉由光吸收層8和3色之螢光體層9，形成有螢光體螢幕 S。另外，各色之螢光體層9的形成也可藉由噴灑法或印刷 法進行。在噴灑法或印刷法中，也可因應需要而並用藉由微 影法之圖案形成。 另外，在如此構成之螢光體螢幕S上形成有由如A1膜 之金屬膜所成之金屬背層1 0。在形成金屬背層1 〇上，例如 可以採用：在以旋轉塗佈法所形成的硝化纖維素等之有機樹 脂所成之薄的膜上，真空蒸鍍A1膜等之金屬膜，進而燒成 以去除有機物之方法（塗漆法）。 另外，也可以使用以下所示之轉印薄膜，藉由轉印法以 形成金屬背層1 〇。轉印薄膜係具有在基底薄膜上藉由離型 劑層（因應需要，保護膜）而依序積層A1等之金屬膜和接 -8- (5) (5)200426883 著劑層之構造。將此轉印薄膜配置爲接著劑層與螢光體層相 接，施以按壓處理。按壓方式有沖壓方式、輥輪方式等。如 此一面加熱轉印薄膜一面按壓，接著金屬膜後，藉由去除基 底薄膜，金屬膜得以轉印予螢光體螢幕S上。 在本發明之實施形態中，爲了耐壓特性之提升，在金屬 背層1 〇形成分裂部]0a，於分裂部1 〇a設置有間隙。爲了 獲得高亮度的螢光面，期望金屬背層1 0的分裂部1 0a系設 置在光吸收層8上。 在金屬背層1 0形成分裂部1 0 a上，可以採用：將以前 述之塗漆法或轉印法而形成在螢光面之全面的金屬膜藉由雷 射等之照射予以切斷或切除之方法，或同樣地，將形成在螢 光面之全面的金屬膜藉由酸或鹼性水溶液之塗佈予以溶解而 加以去除之方法等。另外，使用具有特定之負型的開孔之金 屬遮罩，藉由蒸鍍A1等之金屬膜，也可以一個工程形成具 有分裂部l〇a之金屬背層10。 而且，在此種金屬背層1 〇的分裂部1 0a上以網版印 刷、噴灑塗佈等方法形成橫跨兩側之金屬背層1 0的端部而 具有高電氣阻抗之高阻抗被覆層]1，藉由此高阻抗被覆層 1 1，金屬背層1 〇的分裂部1 0a以特定的阻抗値而電性連 接。另外，金屬背層1 〇的分裂部]〇a有複數個時，則期望 在全部的分裂部形成有高電氣阻抗之高阻抗被覆層]1。 此處，高阻抗被覆層Π的表面阻抗値則期望爲1 X 103〜lx 10]2 Ω /□ ( :平方）。在高阻抗被覆層]I的 表面阻抗低於]X 1 〇3 Ω /□時，被分裂之金屬背層]〇間的電 -9- (6) (6)200426883 氣阻抗太低故，無法充分獲得放電之抑制及放電電流的峰値 之降低效果，其結果爲，無法發揮太大的耐壓特性提升效 果。局阻抗被覆層11的表面阻抗如超過1χ 10]2Ω/□時， 則被分裂之金屬背層1 0間的電性連接不充分，由耐壓特性 之觀點而言，並不理想。 進而，此高阻抗被覆層1 1的圖案寬度係設爲金屬背層 1〇之分裂部10a的寬度以上，設高阻抗被覆層11完全覆蓋 金屬背層1 〇的分裂部1 〇a。在此之同時，期望設爲下層之 光吸收層8的寬度以下，以便不會令螢光面的發光效率降 低。 構成此種高阻抗被覆層11之材料例如可以舉分別包含 耐熱性之無機粒子和低融點玻璃之接著性之材料。 此處，作爲低融點玻璃，只要是融點在58(TC以下，具 有接著性之玻璃材料，則種類並不特別限定。例如，可以使 用由以組成式（Si02· Β203· PbO) 、（Β203· Bi203)、（Si02· PbO)或者（Β2〇3· PbO)所表示之玻璃所選擇之至少其中一 種。另外，作爲耐熱性之無機粒子，種類並不特別限定，可 以使用碳粒子，或由 Fe203、Si02、Al2〇3、Ti02、Μη02、 In2〇3、Sb205、Sn02、W03、NiO、ZnO、Zr02、ITO、ATO 之類的金屬等之氧化物所選擇之至少其中一種。另外，無機 粒子之粒徑則期望能令高阻抗被覆層11精密地圖案化之5 // m以下。另外，包含耐熱性之無機粒子和低融點玻璃之高 阻抗被覆層1 1的厚度，由於其本身並不會成爲放電的原因 故，雖然並不特別限制，但是，期望在1 0 // m以下。 -10- (7) (7)200426883 進而，對於此種高阻抗被覆層1]所含有之低融點玻璃 的無機粒子之重量比率係期望在5 0重量％以上。對於無機 粒子之低融點玻璃的重量比率（低融點玻璃/無機粒子）在 低於5 0重量％之情形，則高阻抗被覆層1]的強度不足，無 機粒子脫落，會有耐壓特性劣化之虞。 另外，在本發明之實施形態中，以網版印刷等之方法在 前述之高阻抗被覆層Π上形成有特定圖案之耐熱性微粒子 層1 2，由此耐熱性微粒子層1 2的圖案上蒸鍍吸氣材。而 且，只在沒有形成耐熱性微粒子層1 2之領域形成吸氣材之 蒸鍍膜的結果，得以在金屬背層1 〇上形成具有與耐熱性微 粒子層1 2的圖案相反圖案之膜狀的吸氣層1 3。如此，可以 獲得藉由耐熱性微粒子層1 2之圖案所被分裂的膜狀之吸氣 層1 3。 作爲耐熱性微粒子，只要是具有絕緣性，且可耐得住密 封工程等之高溫加熱者，可以不特別限定種類加以使用。例 如，可舉 Si02、Ti02、A]2〇3、Fe203等之氧化物的微粒 子，也可組合這些之1種或2種以上而加以使用。 另外，這些耐熱性微粒子之平均粒徑係期望設爲 5nm〜30 /i m，更好爲設爲1 〇ηηι〜1 0 // m。微粒子的平均粒徑 如低於5nm時，則在耐熱性微粒子層1 2的表面幾乎不存在 凹凸故，在由其上之蒸鍍吸氣材之情形，於耐熱性微粒子層 ]2上也形成吸氣膜，難於在吸氣層1 3形成分裂部。另外， 在耐熱性微粒子之平均粒徑超過3 0 // m之情形，則耐熱性 微粒子層]2的形成本身便是不可能。 -11 - (8) (8)200426883 此處，形成耐熱性微粒子層]2的圖案之領域係高阻抗 被覆層Π之上，位於光吸收層8的上方之故，具有由於耐 熱性微粒子吸收電子束所致之亮度降低少的優點。另外，此 耐熱性微粒子層].2的圖案寬度則是期望在50 " m以上，更 好爲1 5 0 // m以上、光吸收層8的寬度以下。在耐熱性微粒 子層1 2的圖案寬度低於5 0 # m之情形’無法充分獲得吸氣 膜之分裂效果，另外，在圖案寬度超過光吸收層8的寬度之 情形，則耐熱性微粒子層1 2會令螢光面的發光效率降低 故，並不理想。 構成吸氣層1 3之吸氣材係可以使用由Ti、Zr、Hf、 V、Nb、Ta、W、Ba所選擇之金屬，或者以這些金屬之至少 其中一種爲主成分之合金。 另外，藉由吸氣材之蒸鍍，形成吸氣層1 3後，爲了防 止吸氣材的劣化，設吸氣層1 3經常被.保持在真空環境中。 因此，在高阻抗被覆層1 1之上形成耐熱性微粒子層]2的圖 案後，藉由組裝真空外圍器，將螢光面配置於真空外圍器 內，在真空外圍器內進行吸氣材的蒸鍍工程。 在本發明之實施形態中，爲了提升耐壓特性，在被分裂 爲幾個區塊之金屬背層1 0的分裂部]0a上設置橫跨兩側之 金屬背層1 0之表面阻抗高的高阻抗被覆層1 1，藉由此高阻 抗被覆層II以覆蓋金屬背層1 〇的端部。被分裂之金屬背層 1 〇的端部雖屢屢成爲電性突起部，但是，由於其藉由高阻 抗被覆層1 1完全被覆蓋故，放電的發生受到抑制。此外， 所被分裂之金屬背層1 0係藉由高阻抗被覆層Π.而以所期望 -12- 200426883 Ο) 的阻抗値（表面阻抗lx 103〜lx ΙΟ12 Ω /□)所連接故，耐壓 特性更爲提升。 另外，在此種高阻抗被覆層Π之上形成有耐熱性微粒 子層1 2的圖案，藉由此耐熱性微粒子層1 2，在金屬背層10 上形成爲膜狀之吸氣層1 3被分裂故，可不損及金屬背層1 0 的分裂效果，而確保良好的耐壓特性。另外，藉由此被分裂 之吸氣層1 3，得以充分進行真空外圍器內的放出氣體之吸 附。 因此，在如FED之平面型影像顯示裝置中，放電的發 生受到抑制，而且發生放電之情形的放電電流的峰値被壓抑 得很低。而且，放電能量的最大値得以降低之結果，可以防 止電子放射元件或螢光面的破壞、損傷或劣化。另外，在實 施形態之FED中，金屬背層1 0的分裂部1 Oa係被限定在對 應光吸收層8之領域，在其上設置有高阻抗被覆層1 1及耐 熱性微粒子層1 2故，金屬背層1 0的反射效果幾乎不會減 少。此外，不會產生由於高阻抗被覆層Π及耐熱性微粒子 層1 2的形成所致之發光效率的降低，可以獲得高亮度的顯 示0 接著，說明將本發明使用於影像顯示裝置之具體的實施 例0 實施例 藉由微影法在玻璃基板上形成由黑色顏料所成之條紋狀 的光吸收層（圖案寬1 0 0 A m )後’在光吸收層之間藉由發 > 13- (10) (10)200426883 料法形成紅（R )、綠（G )、藍（B )之3色的螢光體層， 藉由微影法予以圖案化。而且，在光吸收層之間形成條紋狀 之3色的螢光體層被依序排列之螢光面。 接著’藉由轉印方式在此螢光面上形成金屬背層。即在 聚酯樹脂製之基底薄膜上藉由離型劑層而積層A1膜，將在 其上塗佈接著劑層而形成之A1轉印薄膜配置爲接著劑層與 螢光面接觸，由上方藉由加熱輥輪予以加熱、加壓令其密 接。接著，剝離基底薄膜，在螢光面上接著A1膜後，對A1 膜施以沖壓處理。如此獲得具有轉印了金屬背層之螢光面的 基板A。 接著，將此基板A的溫度保持在5 0 °C，使用在對應光 吸收層上之位置具有開孔之金屬遮罩，在AI膜上塗佈含有 磷酸、溴酸等之酸糊漿（pH 5.5以下）後，以45 0°C之溫度 進行1 〇分鐘烘烤。藉由酸糊漿的塗佈及烘烤，塗佈部之A1 膜溶解’在由A]膜所成之金屬背層形成條紋狀之分裂部 (寬度80 // m )。如此，製作了具有被分裂之金屬背層之基 板B。 接著’在基板B之金屬背層的分裂部之上網版印刷具 有以下組成之高阻抗糊漿後，以4 5 0 °C進行3 0分鐘加熱烘 烤，分解、去除有機成分，形成橫跨金屬背層之分裂部的兩 側之圖案寬90 " m、厚度5.0 /i m之高阻抗被覆層。測量此 高阻抗被覆層之表面阻抗，爲1 X1 Ο9 Ω /□。如此，獲得在 金屬背層之分裂部上形成有高阻抗被覆層之基板c。 (11) (11)200426883 [高阻抗糊漿之組成] 碳粒子（粒徑50nm ) ......2 0 w t % 低融點玻璃材（Si〇2· Β203· PbO) ......1 〇 w t % 樹脂（乙基纖維素） ......7 w t % 溶媒（丁基卡比醇醋酸酯） ......6 3 w t % 接著，在基板C之高阻抗被覆層上網版印刷具有以下 組成之二氧化矽糊漿，形成圖案寬厚度7.0/im之 二氧化矽粒子層。如此獲得在高阻抗被覆層之上進而形成有 二氧化矽粒子層之基板D。 [二氧化矽糊漿之組成] 二氧化矽粒子（粒徑3.0 μ m ) …… • 4 0 w t % 樹脂（乙基纖維素） …… 6 w t % 溶媒（（丁基卡比醇醋酸酯） …… 5 4 w t % 接著，將如此獲得之基板D當成面板使用，藉由常法 以製作FED。首先，將在基板上多數形成電子放射元件成 爲條紋狀之電子產生源固定於背面玻璃基板，製造背板。接 著’將前述基板D當成面板，將此面板和背板藉由支持框 及間隔物而相對配置，藉由燒結玻璃加以密封。另外，面板 和背板之間隙設爲2 m m。 接著，真空排氣外圍器內後，朝向面板內面蒸鍍Ba， 在二氧化矽粒子層上蒸鍍Ba。其結果爲，在二氧化矽粒子 層上堆積吸氣材之B a，但是並不行成同樣的膜，相對於 -15- (12) 200426883 此，在金屬背層上之沒有形成二氧化矽粒子層之領域得以形 成Ba之均勻的蒸鍍膜。而且，形成藉由二氧化矽粒子層所 被分裂之膜狀的Ba吸氣層。之後，施以密封等必要之處 理，完成FED。 另外，作爲比較例1，將具有被分裂之金屬背層之基板 B當成面板使用，藉由與實施例相同的常法來製作FED。另 外，在比較例2中，將在金屬背層之分裂部上形成有高阻抗 被覆層之基板C當成面板使用，藉由與實施例相同的常法 來製作FED。進而，在比較例3中，在具有被分裂之金屬 背層之基板B的分裂部上不形成高阻抗被覆層而直接形成 二氧化矽粒子層，將此基板當成面板使用來製作FED。 如此，藉由常法來測量在實施例及比較例1〜3中分別 所獲得之FED的耐壓特性（放電電壓及放電電流），於表 1顯示測量結果。 [表1]

實施例 比較例1 比較例2 比較例3 高阻抗被覆層之有無 有 Λβε j \ w 有 Μ j\\\ 二氧化矽粒子層之有無 有 並 ^\\\ 有 耐壓特性 放電電壓 12kV 2kV 5kV 6kV 放電電流 1 A 1 20A ]20A 50A 由表1可以明白，以實施例所獲得之FED係在金屬背 層之分裂部上形成有高阻抗被覆層，進而在其上形成二氧化 -16- (13) (13)200426883 5夕粒子層，以分裂B a吸氣膜故，與不具有此種構造之比較 例1〜3之FED相比，得知放電電壓格外提升，進而，放電 電流値也大幅獲得抑制。 [產業上之利用可能性] 如前述所說明般，如依據本發明，可以獲得耐壓特性大 幅提升，由於異常放電所致之電子放射元件或螢光面的破 壞、劣化得以防止之影像顯示裝置，可以實現高亮度、高品 質之顯示。 【圖式簡單說明】 第1圖係模型地顯示本發明之影像顯示裝置的第1實施 形態之FED的構造剖面圖。 第2圖係將第1實施形態之FED的面板之構造予以放 大顯示之剖面圖。 [主要元件符號說明] 1 :含金屬背層之螢光面， 2 :面板， 3 :電子放射元件， 4 :背板， 5 :支持框， 6 :玻璃基板， 8 :光吸收層， -17- (14) (14)200426883 9 :螢光體層， ， 1 〇 :金屬背層， ^ l〇a :分裂部， 1 1 :高阻抗被覆層， 1 2 :耐熱性微粒子層， ， 1 3 :吸氣層

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Claims (1)

1. 200426883 ⑴ 拾、申請專利範圍 1. 一種影像顯示裝置，其特徵爲具備有： 面板；和與前述面板相對而配置之背板；和形成在前 述背板上之多數的電子放射元件；和形成在前述面板內 面，藉由由前述電子放射元件所放射之電子束以發光之螢光 面； 前述螢光面係具有：光吸收層及螢光體層；和形成在 前述螢光體層之上而具有分裂部之金屬背層；和橫跨該分 裂部之兩側的金屬背層而形成在此金屬背層之分裂部上之電 阻抗被覆層；和形成在此高阻抗被覆層之上的耐熱性微粒 子層；和呈膜狀而形成在前述金屬背層上，藉由前述耐熱 性微粒子層所分裂之吸氣層。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之影像顯示裝置，其 中，前述金屬背層之分裂部係位於前述光吸收層之上。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所記載之 影像顯示裝置，其中，前述高阻抗被覆層係具有lx 1〇3〜lx 10]2Ω /□之表面阻抗。 4.如申請專利範圍第1項所記載之影像顯示裝置，其 中，前述耐熱性微粒子之平均粒徑係5nm〜30// m。 5 .如申請專利範圍第1項所記載之影像顯示裝置，其 中，前述耐熱性微粒子係由：Si02、Ti02、Al2〇3、Fe203所 選擇之至少其中一種的氧化物的粒子。 6.如申請專利範圍第1項所記載之影像顯示裝置，其中 ，前述吸氣層係由T i、Z r、H f、V、N b、T a、W ' B a所選擇 -19- (2)200426883 之金屬、或者以這些金屬之至少其中一種爲主成分之合金層