TW200303568A - Image display device - Google Patents

Description

(1) 200303568 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 及配設於一方之 隨該廣播之高解 能有進一步嚴格 面平坦化與高解 ，例如場效發射 稱FED)等之平 隔著特定間隙相 板之周緣部間直 真空外圍器。第 內面設有多個電 做爲激勵螢光體 2基板之大氣壓 (spacer) 做爲支 在螢光體層施加 件射出之電子束 本發明係有關具有相對配置之基板以 基板內面之多個電子源之影像顯示裝置。 【先前技術】 近幾年，用戶期望高品位廣播用或伴 析度之影像顯示裝置，對於其螢幕顯示性 的要求。爲達成該等渴望，必須將螢幕表 析度化，同時必須講求輕量化與薄型化。 做爲達成上述之願望的影像顯示裝置 顯示器（Field emission display)(以下簡 面顯示裝置開始引人注意。該FED具有 對配置之第1基板與第2基板，該等基 接或隔著矩形框狀的側壁互相接合以構成 1基板內面形成有螢光體層，第2基板 子方女身寸元素 (electron emission element) 層發光之電子源。 此外，爲支撐施加於第1基板及第 負荷，在該等基板之間設有多個間隔物 撐構件。而要在該FED中顯示影像時， 陽極電壓，藉由陽極電壓將由電子放射元 加速使其撞撃螢光體層，俾螢光體發光以顯示影像。 此種 FED之電子放射元件之大小爲微米級 (2) (2)200303568 (micrometer order)，可以將第1基板與第 2基板之間 隔設定於微米級。因此，較之現在的電視機與電腦的顯示 器用之陰極射線管（CRT)等更可以達成影像顯示裝置之 高解析度化，輕量化以及薄型化。 在上述之影像顯示裝置中，要獲得實用上之顯示特性 ，宜使用與一般的陰極射線管相同的螢光體並將陽極電壓 設定高於數kV。但是，第1基板與第2基板之間之間 隙由於解析度與支撐構件之特性與製造性的觀點看來不能 太大，必須設定於1至2mm左右。因此，由第2基板射 出之電子撞擊形成於第1基板之螢光面時，即射出二次 電子與反射電子，該第二次電子與反射電子撞擊間隔物， 由於該電場配設於基板間之間隔物成爲帶電。在FED之 加速電壓下之間隔物通常帶正電，由電子放射元件射出之 電子束被間隔物所拉引而由本來的軌道偏離。 結果，對螢光體層發生電子束之錯誤定位 (mislanding)，而在顯示影像發生彩色純度惡化的問題。 本發明爲鑑及上述各點而完成者，其目的在提供一種 可以防止電子束之偏離軌道且提升影像品位之影像顯示裝 置。 【發明內容】 爲達成上述目的，本發明形態有關之影像顯示裝置具 備：具有影像顯示面之第1基板，第2基板，隔著間隙 與上述第1基板相對配置，同時用於激勵上述影像顯示 -7- (3) (3)200303568 面之多個電子源以特定之像素間距設置於互相正交的X方 向與Y方向，以及多個間隔物，配設於上述第1基板與 第2基板之間以保持第1基板與第2基板間之間隔。 上述多個間隔物在上述X方向是以上述像素間距的數 倍之間距排列，在上述Y方向是至少在上述影像顯示面之 至少一部分區域，以上述像素間距相同之間距與上述電子 源排列配置，即配置於各電子源兩側俾包夾由各電子源射 出之電子。 另外，本發明之另一形態有關之影像形成裝置具備： 具有影像顯示面之第1基板，第2基板，隔著間隔與上 述第1基板相對配置，同時用於激勵上述影像顯示面之 多個電子源以特定之像素間距設置於互相正交的X方向與 Y方向，格柵（qrid)，具有面對上述第1基板之第1表 面與面對上述第2基板之第2表面，以及分別面對上述 電子源之多個開口，而設置於上述第1及第2基板之間 ’多個柱狀之第1間隔物，竪立於上述格柵之第1表面上 而頂接於上述第1基板，以及多個柱狀第2間隔物，竪 立於上述格柵之第2表面上而頂接於上述第2基板。上 述第1與第2間隔物在上述X方向係以上述像素間距之數 倍的間距排列，而上述第1與第2間隔物之至少一方之上 述Y方口在上述影像顯面之至少一部分之區域，以與上述 像素間距相同之間距與上述電子源排列配置，即配置於各 電子源之兩側俾包夾由各電子源所放射之電子。因此各電 子被兩側之間隔物所拉引而軌道偏離被抵消。因此，電子 -8 - (4) (4)200303568 不致由本來的軌道偏離而可以正確地定位於影像顯示面之 企望位置。藉此，可以製得降低起因於電子的錯誤定位所 引起之彩色純度之惡化而提升影像品位之影像顯示裝置。 【實施方式】 * 下面要邊參照圖式詳細說明將本發明適用於做爲平面 顯示裝置之表面傳導型之電子放射裝置（以下簡稱SED) 之實施形態。 如圖1至圖3所示，該SED具有分別由矩形的玻璃 所構成之第1基板12以及第2基板1 〇做爲透明之絕緣 基板，該等基板是隔著約1 · 0至2 · 0mm的間隙相對配置。 第2基板1 〇之尺寸比第1基板12稍大。而且，第1基 板1 2及第2基板1 0藉由玻璃所構成之矩形框狀之側壁 1 4將各周緣部接合以形成扁平的矩形狀之真空外圍器1 5 〇 第1基板1 2內面形成有螢光體螢幕1 6做爲影像形 成面。該螢光體螢幕1 6係將電子撞擊時發出紅、青、綠 色光之螢光體層R，G，B以及黑色著色層11排列構成。 該等螢光體層R，G，B呈條紋狀或點狀。另外，在螢光 體螢幕16上面形成有由鋁等所構成之金屬敷層（metal back) 17。另外，在第1基板12與螢光體螢幕之間也可 以設置例如由ITO所構成的透明導電膜或彩色過濾膜。 在第2基板1 0之內面分別設有放射電子束之多個表 面傳導型之電子放射元件1 8做爲用於激勵螢光體螢幕1 6 -9- (5) 200303568 之螢光體層之電子源。該等電子放射元件1 像素排列有多列與多行。各電子放射元件1 之電子放射部以及對該電子放射部施加電壓 極等所構成。另外，在第2基板1 〇上面以 條配線2 1以便對電子放射元件1 8施加電壓 部拉到第2基板之外部。 具有接合構件之功能的側壁1 4係利用 璃，低熔點金屬等之密封材料20密封於第 周緣部與第丨基板i 2之周緣部以接合第1 〇 此外，如圖2與圖3所示，SED具備酉| 板12與第2基板10之間的間隔物總成22 態中，間隔物總成22係由板狀的格柵24， 柵兩面成一體的多個柱狀間隔物。 詳細地說，格柵24具有面對第1基板 表面24a與面對第2基板10裡面之第2表 置成與該等基板平行。而且，在格柵24利 有多個電子束貫穿孔26與多個間隔物開孔 穿孔26分別排列成面對電子放射元件丨8， 孔28分別位於電子束貫穿孔間而以特定之間 格柵2 4係以例如鐵-鎳系之金屬板形月 0.2 5 m m。在格柵2 4表面形成有由藉由氧化 屬板之元素所形成之氧化膜，例如，Fe3〇4， 成之氧化膜。另外，在格柵24表面形成有: 8對應於每一 8係以未圖示 之一對元件電 矩陣狀設置多 ，而配線的端 例如低熔點玻 2基板10之 與第2基板 3設於第1基 。在本實施形 以及立設於格 12內面之第1 面24b ，且配 用蝕刻等形成 28。電子束貫 同時間隔物開 丨距排列。 交厚度〇. 1至 處理以構成金 NiFeaCh 所形 塗敷與煅燒由 -10- (6) (6)200303568 玻璃，陶瓷所構成之高電阻物質，且高電阻膜的電阻被設 定大於E+ 8 Ω /□。 電子束貫穿孔26之形狀爲例如（M5至0.25mmx 0.15 至0.2 5 m m之矩形，而間隔物開口 2 8之直徑爲例如約0.2 至0.5mm。上述之高電阻膜也形成於設置於格柵24之電 子束貫穿孔26內面。 格柵24之第1表面24a上面重疊於各間隔物開口 28 立設著第1間隔物30a成爲一體。第1間隔物30a之藉由 金屬敷層 （metal back) 17與螢光體螢幕16之黑色著色層 1 1頂接於第1基板12之內面。在本實施形態中，各第1 間隔物30a之延伸端係藉由具有高度緩和層之功能的銦層 3 1頂接於金屬敷層1 7。雖然利用金屬銦層3 1做爲高度緩 和層，但是該層並非用於對電子束給予任何影響，只要具 有對間隔物之高度之參差有緩和的效果之適當硬度者，並 非侷限於金屬。 格柵24之第2表面24b上面，重疊於各間隔物開口 28立設著第2間隔物30b成爲一體，其延伸端頂接於第2 基板10的內面。而各間隔物開口 28，第1及第2間隔物 3 0a ’ 3 0b互相排列定位，且第1及第2間隔物透過該間隔 物開口 2 8互相連結成一體。 第1及第2間隔物30a，30b分別形成爲由格柵24側 朝延伸端直徑變小的尖細推拔狀。 例如，各第丨間隔物30a在格柵24側之基端的直徑 被形成爲約〇 · 4 m m，延伸端的直徑爲約〇. 3 m m，高度爲約 -11 - (7) (7)200303568 0.4mm ’另外，各第2間隔物30b在格柵24側之基端的直 徑被形成爲約0.4mm，延伸端的直徑爲約〇.25mm，高度 爲約1.0mm。如上所述，第1間隔物30a之高度形成得比 第2間隔物30b之高度低，而第2間隔物之高度宜設定爲 第1間隔物之高度之約4/3以上，較理想爲2倍以上。 因爲將第1間隔物30a與第2間隔物30b排列在間隔 物開口 28之同軸上而設成一體，所以第1與第2間隔物 透過間隔物開口互相連結，由兩面包夾格柵24之狀態與 格柵24形成一體。 如圖2與圖3所示，間隔物總成2 2係配設於第1基 板12與第2基板10之間。而由於第1與第2間隔物30a ，3 0b頂接於第1基板12與第2基板10內面，所以支 撐了作用於該等基板之大氣壓負荷，並將基板間之間隔維 持於物定値。 如圖2所示，SED具備對格柵24與第1基板12之 金屬敷層17施加電壓之電壓供應部50。該電壓供應部50 分別連接到格柵24與金屬敷層1 7，並對格柵24施加例 如12kV，對金屬敷層17施加例如l〇kV之電壓。施加於 格柵24之電壓被設定爲施加於第1基板12之電壓高， 例如被設定於1.25倍以內。 其次，要詳細說明電子放射元件1 8，電子束貫穿孔 26，螢光體層以及間隔物之配置關係。 如圖3至圖5所示，設第1基板12與第2基板1〇 之長度方向爲X，寬度方向爲Y時，第2基板10上面的 -12- (8) (8)200303568 電子放射元件1 8在X方向與Y方向分別以特定之像素間 距Ρ，例如0.62mm排列。設置於格柵24之電子貫穿孔26 也在X方向與Y方向以與電子放射元件1 8相同的間距p 排列。另外設置於第1基板12之螢光體螢幕丨6之螢光 體層R，G，B以及黑色著色層1 1分別延伸至形成爲條紋 狀之X方向。而螢光體層R，G，B分別位於黑色著色層 11之間，且以與像素間距相同的間距排列於Y方向。 另方面，第1與第2間隔物30a，30b在Y方向以與 像素間距P相同的間隔0 · 6 2 m m與電子放射元件1 8與電子 束貫穿孔26排列配置，而位於各電子放射元件1 8之兩側 ，即各電子束貫穿孔26之兩側。另外，在X方向，則第 1與第2間隔物30a，30b是以比像素間距P大的間距，例 如像素間距的14倍的間距8.68mm排列。而且，如上所述 ，第1與第2間隔物30a，30b是與黑色著色層11相對配 置。 依據如上構成之SED，第1與第2間隔物30a，30b 在Y方向係位於各電子放射元件18與各電子束貫穿孔26 之兩側，而配置成包夾由各電子放射元件射向螢光體層之 電子束。因此，第1與第2間隔物30a，30b帶電，即使 電子束被該等間隔物拉引時，也可以防止電子束之軌道偏 離。 亦即，如圖6所示，當第1與第2間隔物30a，30b 僅設置於電子放射元件1 8或電子束貫穿孔26之一邊時’ 電子束 B被帶電之間隔物拉引，會由本來應著陸 -13- (9) (9)200303568 (landing)之螢光體層之位置著陸於偏離到間隔物之位置 〇 相對地，如圖7所示，利用本實施形態第1與第2間 隔物30a，30b係配置於各電子放射元件18與各電子束貫 穿孔26之兩側宛如由兩側包夾電子束B。各電子束被兩 側之間隔物拉引，軌道偏離被抵消。因此，電子束絕不會 由本來的軌道偏離，而可以正確定位（著陸）於企望的螢 光體層。藉此，可以降低起因於電子束之錯誤定位 (rnislanding)之彩色純度之惡化而製得提高影像品位之 SED。 依據本實施形態有關之SED，位於電子放射元件1 8 側之第2間隔物30b之表面電阻被設定得比第1間隔物 3 0a之表面電阻爲小。因此，可以降低第2間隔物30b之 帶電，並降低由第2間隔物之帶電而引起之電子束之位移 。結果，可以顯示彩色純度更提升之影像。 準備本實施形態有關之SED並與僅在電子放射元件 之單側設有間隔物之SED比較之結果，本實施形態之SED 完全沒有通過間隔物附近之電子束之位移，而且獲得本來 的顯示影像之彩色純度。 依據.上述SED，不但在第1基板12與第2基板10 之間設有格柵24，而且第1間隔物30a之高度被形成得比 第2間隔物30b之高度爲低。因此，格柵24的位置比第2 基板10更接近第1基板12側。因此，即使由第1基板 1 2側發生放電時，可以藉由格柵24抑制設置於第2基板 -14- (10) (10)200303568 1 0上面之電子放射元件1 8之放電破壞。從而具有優異的 對放電之耐壓性並可以製得提升影像品位之SED。 準備具有第1基板側之第1間隔物被形成高於第2 基板側之第2間隔物爲高之間隔物總成之其他SED與本 實施形態有關之SED，並針對該等SED比較1000小時操 作後之電子放射元件之破壞狀態。相較於上述其他SED， 本實施形態有關之SED之電子放射元件之破壞減少40% 〇 藉將設置於第1基板12側之第1間隔物3 0a之高度 設成低於設置於第2基板10側之第2間隔物3Ob，則縱 使將施加於格柵24之電壓增強至大於施加於第1基板1 2 之電壓時，也可以使由電子放射元件1 8所發生之電子確 實到達螢光體螢幕側。 利用本實施形態有關之SED，由於設有高度緩和層， 縱使在多個第1間隔物30a有高度之參差，也可以由高度 緩和層吸收參差而使多個第1間隔物與第1基板12確實 接觸。因此，藉由第1與第2間隔物30a，30b可以將第1 基板1 2與第2基板1 0之間之間隔大致上全區域保持均 与 ° 此外，本發明並非侷限於上述實施形態，在該發明之 範圍內可能有各種變形。例如’針對γ方向，第1及第2 間隔物30a，30b雙方被構成配置於各電子放射元件18及 各電子束貫穿孔2 6之兩側’但是也可以構成如圖8所示 之第2實施形態，在Y方向僅將第1間隔物3 0a配置於 -15- (11) (11)200303568 以與像素間距相同之間距配置電子束貫穿孔2 6之兩側俾 包夾由各電子放射元件1 8所射出之電子束，並將第2間 隔物3 Ob以像素間距之數倍的間距配置構成。 如圖9所示之第3實施形態也可以在γ方向以與像 素間距相同的間距僅將第2間隔物30b配置於電子束貫穿 孔26之兩側以包夾由各電子放射元件1 8射出之電子束， 並以像素間距之數倍之間距配置構成。 不受那種情形，皆可以與上述第1實施形態一樣製 得減低由間隔物之帶電所引起之電子束的軌道偏離而提升 影像品位之SED。此外，在圖8與圖9所示之SED中，其 他構造與第1實施形態相同，相同部分附加相同之參照 符號而省略其詳細說明。 另外，在Y方向之第1與第2間隔物基本上係以與像 素間距相同之間距在整個影像顯示區域排列爲宜，惟視情 形，也可以在影像顯示區域之一部分省略第1與第2間隔 物。 本發明不但可適用於具有格柵之影像顯示裝置，而也 可適用於不具格柵之影像顯像裝置。此時，藉由利用分別 形成一體之柱狀或板狀之間隔物，並將該等間隔物對X方 向與Y方向配置成與上述之實施形態一樣，即可獲得與上 述一樣的作用效果。 此外，在上述實施形態中，係將第2基板1 〇與第1 基板12之長度方向定爲X方向’寬度方向定爲Y方向， 惟也可以相反地以長度方向爲Y方向’寬度方向爲X方 -16- (12) (12)200303568 向配置間隔物。此時，如將螢光體螢幕之螢光體層與黑色 著色層設成條紋狀時，則該等螢光體層與黑色著色層即設 成沿著寬度方向Y延伸。 再者，在本發明中，間隔物之構成材料並不限於上述 之玻璃糊 （glass paste)，而可以視需要適當選擇。另外 ，間隔物之直徑與高度，其他構成要件之尺寸，材質等可 以視需要適當選擇。此外，設置於格柵表面與第2間隔物 之高電阻膜並不限於玻璃或氧化錫與氧化銻，可以視需要 適當選擇。 電子源並不限於表面導電型電子放射元件，可以選擇 電場放射型’碳毫微管（carbon nanotube)等等。另外， 本發明並不侷限於上述之SED，也可以適用於FED，PDP 等之各種影像顯示裝置。 [產業上之可利用性] 如上所述，利用本發明，可以提供一種防止電子束之 軌道偏離且提升影像品位之影像顯示裝置。 【圖式之簡單說明】 圖1爲表示本發明之實施形態有關之SED之斜視圖 〇 圖2爲沿著圖1之線π - II截斷之上述S ED斜視圖。 圖3爲沿著放大表示上述sED之Y方向之剖面圖。 圖4爲表示上述SED之電子放射元件及電子束貫穿 -17- (13) (13)200303568 孔與間隔物之配置關係之平面圖。 圖5爲沿著放大表示上述SED之Y方向之剖面圖。 圖6爲槪略表示間隔物僅設置於電子束軌道之單側時 之電子束對螢光體層之定位狀態之平面圖。 圖7爲槪略表不電子束對本實施例之SED中之螢光 體層的定位狀態之平面圖。 圖8爲放大表示本發明之第2實施形態之SED的一 部分之剖面圖。 圖9爲放大表示本發明之第3實施形態之SED的一 部分之剖面圖。 元件對照表 10:第2 基板 11:黑色著色層 12:第1基板 1 4 :側壁 15：真空外圍器 1 6 ·•螢光體螢幕 1 7 :金屬敷層 1 8 :電子放射元件 2 0 :密封材料 2 1:配線 2 2 .間隔物總成 24:格柵 -18- (14) (14)200303568 26:電子束貫穿孔 2 8 :間隔物開口 30a:第1間隔物 3 0b:第2間隔物 3 1:銦層 24a:第1表面 24b:第2表面 50:電壓供應部 -19

Claims (1)

1. 200303568 ⑴ 拾、申請專利範圍 1 · 一種影像顯示裝置，其特徵具備： 具有影像顯示面之第1基板， 第2基板，隔著間隙相對配置於上述第1基板，同 時用於激動上述影像顯示面之多個電子源以特定之像素間 距設置於互相正交的X方向與γ方向，以及 多個間隔物，配設於上述第1基板與第2基板之間 以保持第1基板與第2基板間之間隔，而且 上述多個間隔物在上述X方向係以上述像素間距的數 倍的間距排列，在上述γ方向之至少上述影像顯示面之一 部分區域’以與上述像素間距相同之間距與上述電子源排 列配置，並配置於各電子源之兩側以包夾由各電子源射出 之電子。 2 ·如申請專利範圍第1項之影像顯示裝置，其中上 述多個間隔物在上述Y方向係以與上述像素間距相同之間 距配置於上述影像顯示面全部區域。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之影像顯示裝置，其 中上述影像顯示面具有分別向上述X方向延伸之多個螢光 體層及黑色著色層，而上述間隔物係相對配設於該等黑色 著色層。 4 · 一種影像顯示裝置，其特徵具備： 具有影像顯示面之第1基板， 第2基板’隔著間隔相對配置於上述第1基板，同 時用於激勵上述影像顯示面之多個電子源以特定之像素間 -20- (2) (2)200303568 距設置於互相正父的X方向與Y方向， 格柵，具有面對上述第1基板之第1表面與面對上 述第2基板之第2表面，以及分別對上述電子源之多個 開口，並設置於上述第1及第2基板之間， 多個柱狀之第1間隔物，立設於上述格柵之第1表面 上且頂接於上述第1基板，以及 多個柱狀之第2間隔物，立設於上述格柵之第2表面 上且頂接於上述第2基板，而且 上述第1與第2間隔物以上述像素間距之數倍之間距 排列於上述X方向，而上述第1與第2間隔物之至少一方 在上述Υ方口之上述影像顯示面之至少一部分區域，以與 上述像素間距相同之間距與上述電子源排列配置，並配置 於各電子源之兩側俾包夾由各電子源射出之電子。 5.如申請專利範圍第4項之影像顯示裝置，其中上 述第1與第2間隔物之至少一方在上述Υ方向以與上述像 素間距相同之間距配置於上述影像顯示面之全部區域。 6·如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 中上述第1與第2間隔物在上述γ方向以與上述像素間距 相同之間距與上述電子源排列配置。 7·如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 中上述第1間隔物在上述Υ方向以與上述像素間距相同之 間距與上述電子源排列配置，而上述第2間隔物在上述Υ 方向以上述像素間距之數倍的間距排列。 8·如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 -21 - (3) (3)200303568 中上述第2間隔物在上述Y方向以與上述像素間距相同之 間距與電子源排列配置，而上述第1間隔物在上述γ方向 以與上述像素間距之數倍的間距排列。 9 ·如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 中上述第1間隔物之高度比上述第2間隔物高度低。 10·如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 中上述各第1間隔物透過高度緩和層與上述第1基板頂 接。 11. 如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 中上述格柵之第1與第2表面，以及各開口之內面被施予 高電阻表面處理。 12. 如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 中上述格柵與第1基板具有用於供應互不相同之電位的 電壓供應部。 1 3.如申請專利範圍第4或5項之影像顯示裝置，其 中上述影像顯示面具有分別延伸至上述X方向之多個螢光 體層與黑色著色層，上述第1間隔物配置成與該等黑色著 色層相對。 -22-