JP2001332198A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空外囲器の外部に各種配線を引き出すため
の構成が簡単であるとともに、真空外囲器を構成する際
にフリットガラスの焼成工程が必要となるが、焼成工程
に先だって真空外囲器内の排気を確実にできる平板型画
像表示装置を提供する。 【解決手段】 背面容器２内には、背面容器２の底面か
ら中板基板３の方向に向けて垂直に延在する隔壁１１が
配設されている。隔壁１１は、背面気密空間ＳＰ２をほ
ぼ均等に２分して、排気管９に連通する第１の空間ＳＰ
２１と、排気管６に連通する第２の空間ＳＰ２２とを形
成するように配設され、その高さは、背面容器２の底面
から中板基板３の第２の主面にほぼ達する高さに設定さ
れ、第１の空間ＳＰ２１と第２の空間ＳＰ２２との間
で、直接に気体が流通することを防止する構成となって
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像表示装置に関
し、特に複数の陰極から放出された電子を、対向配置さ
れた蛍光体に照射して、蛍光体の励起発光により画像表
示を行う平板型画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像表示装置の大型化に伴って、ＣＲＴ
（Cathode Ray Tube）表示方式に代えて種々の表示方式
が実用化されつつある。

【０００３】その１つとして、電子線発光励起を利用し
た平板型画像表示装置がある。この方式の原理はＣＲＴ
表示方式と同様に、電子線により蛍光体を発光させるも
のであるが、電子の発生方法が異なり、例えば電界放出
（field emissiion）により電子を発光させるフィール
ドエミッションディスプレイ（以後、ＦＥＤと呼称）な
どがある。

【０００４】図８を用いてＦＥＤの動作原理について簡
単に説明する。図８においてカソード基板ＣＢ上にカソ
ード電極ＣＤが配設され、カソード電極ＣＤ上には、コ
ーン形状のエミッタ電極ＥＤが形成されている。そして
エミッタ電極ＥＤとの間隔を保って、エミッタ電極ＥＤ
を取り囲むように絶縁膜ＺＦが配設され、絶縁膜ＺＦ上
にはエミッタ電極ＥＤの上部が開口部となったゲート電
極ＧＤが配設されて電子放出源ＥＳを構成している。そ
して、電子源放出源ＥＳに対向して、電子放出源ＥＳか
ら離れた位置にアノード電極ＡＤが配設され、アノード
電極ＡＤの電子放出源ＥＳに対向する主面上には蛍光体
ＰＨが配設されＦＥＤを構成している。

【０００５】このような構成において、ゲート電極ＧＤ
を正電位として、ゲート電極ＧＤとカソード電極ＣＤと
の間に５０〜１００Ｖ程度の電圧を印加して、エミッタ
電極ＥＤの先端部に１０⁷〜１０⁹Ｖ／ｃｍ程度の強い電
界を発生させると、トンネル効果によって先端部から電
子放出が行われる。このとき、アノード電極ＡＤを正電
位としてカソード電極ＣＤとの間に２００〜６０００Ｖ
程度の電圧を印加しておくことでエミッタ電極ＥＤから
放出された電子がアノード電極ＡＤに到達し、蛍光体Ｐ
Ｈを励起発光させることになる。ＦＥＤは、この発光を
制御することでディスプレイとして使用するものであ
る。

【０００６】図９にＦＥＤのより具体的な構成例を示
す。図９において、カソード基板ＣＢ上に、互いに平行
に配列された複数のストライプ状のカソード電極ＣＤ
と、カソード電極ＣＤの上部に図示しない絶縁膜を介し
て配設され、カソード電極ＣＤとは直交する方向に互い
に平行に配列された複数のストライプ状のゲート電極Ｇ
Ｄが示されている。そして、ゲート電極ＧＤがカソード
電極ＣＤ上に重なる部分においては、その部分のカソー
ド電極ＣＤ上にエミッタ電極ＥＤがそれぞれ配設されて
いる。

【０００７】そして、各カソード電極ＣＤの上部には、
各カソード電極ＣＤに１対１で対応する複数のストライ
プ状の蛍光体ＰＨが配列されている。蛍光体ＰＨはＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３本が１組となってお
り、対応するカソード電極ＣＤのエミッタ電極ＥＤから
放出される電子の放出時間に差をつけりことで、あるい
は電子の放出量に差をつけることで発光強度を変え、上
記３本をほぼ同時に発光させることで、カラー表示が可
能となる。

【０００８】なお、各エミッタ電極ＥＤからの電子放出
は、各カソード電極ＣＤおよび各ゲート電極ＧＤに与え
る電圧の組み合わせによって制御され、例えば、各カソ
ード電極ＣＤのうち電子放出を望むエミッタ電極ＥＤを
有する１本の電位を０Ｖとし、当該エミッタ電極ＥＤの
上部に配設されるゲート電極ＧＤに例えば＋５０Ｖを印
加することで所望のエミッタ電極ＥＤから電子を放出さ
せることができる。

【０００９】なお、他のカソード電極ＣＤには例えば＋
５０Ｖを印加しておくことで、カソード電極ＣＤとゲー
ト電極ＧＤとの間に電界が発生せず、他のエミッタ電極
ＥＤからは電子は放出されない。

【００１０】なお、ゲート電極ＧＤは走査選択電極、カ
ソード電極ＣＤは色選択電極と呼称する場合もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したような構
成のＦＥＤや、電界放出ではなく、熱電子放出により発
生した電子による発光励起を用いる平板型画像表示装置
においては、従来、電子放出源を搭載する基板（図８に
おいてはカソード基板ＣＢ）と蛍光体を塗布する基板
（図８においてはアノード電極ＡＤを搭載する図示しな
い基板）とを対向して配設し、両基板の端縁部に沿って
フリットガラスを塗布して焼成することで真空外囲器を
構成していたが、電子放出源の各電極に電圧を印加する
ための配線や、アノード電極に電圧を印加するための配
線を真空外囲器の外部に引き出すための構成が複雑にな
るという問題があった。

【００１２】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、真空外囲器の外部に各種配線を引
き出すための構成が簡単であるとともに、真空外囲器を
構成する際にフリットガラスの焼成工程が必要となる
が、焼成工程に先だって真空外囲器内の排気を確実にで
きる平板型画像表示装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の画像表示装置は、底面に蛍光体が配設された有底無
蓋の前面容器と、前記前面容器に対向して配設された有
底無蓋の背面容器と、前記蛍光体に電子を照射する電子
放出源をその第１の主面上に有した中板基板とを備え、
前記前面容器および前記背面容器のそれぞれの開口部が
向かい合うように配設され、両者の間に挟まれるように
前記中板基板が配設され、前記前面容器と前記中板基板
とで前面気密空間が規定され、前記背面容器と前記中板
基板とで背面気密空間が規定されるように、前記前面容
器の開口部端縁と前記中板基板の第１の主面との間、お
よび前記背面容器の開口部端縁と前記中板基板の第２の
主面との間に配設された接着部と、前記背面気密空間を
区分して、第１および第２の空間を構成し、該第１およ
び第２の空間の間で、直接に気体が流通することを防止
する隔壁とをさらに備え、前記中板基板は、前記前面容
器および前記背面容器で囲まれた領域内の端縁部におい
て、前記第１および第２の主面間を貫通する複数の導通
孔を有し、前記隔壁は、前記複数の導通孔のうち１つ以
上が前記第１および第２の空間にそれぞれ含まれるよう
に前記第１および第２の空間を区分する。

【００１４】本発明に係る請求項２記載の画像表示装置
は、前記背面容器が、前記第１および第２の空間にそれ
ぞれ連通する、第１および第２の排気管を有し、前記第
１および第２の排気管の一方から前記蛍光体に所定の電
圧を印加する電圧導入配線が挿入される。

【００１５】本発明に係る請求項３記載の画像表示装置
は、前記隔壁が、前記背面容器とは別個に準備され、前
記背面容器の底面に接着される。

【００１６】本発明に係る請求項４記載の画像表示装置
は、前記隔壁が、前記背面容器と一体成形で形成され
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】＜Ａ．序論＞上述したような問題
を解消するため、発明者は図１に示す平板型画像表示装
置９０を開発した。

【００１８】図１に示すように、平板型画像表示装置９
０は、有底無蓋の箱状の前面容器１および背面容器２
が、互いに開口部が向き合うように配設され、両者の間
に中板基板３が挟み込まれた構成となっている。これら
三つの部材は、ほぼ等しい熱膨張係数を有するガラスで
構成されており、平板型画像表示装置９０の真空外囲器
を構成している。なお、前面容器１の開口部端縁と中板
基板３の第１の主面との間、および背面容器２の開口部
端縁と中板基板３の第２の主面との間にはフリットガラ
スが塗布され、焼成により内部を高真空に維持できるよ
うに気密接着された接着部４となっている。

【００１９】また、中板基板３は、前面容器１および背
面容器２との接合部よりも外方に延在する大きさで構成
され、また、背面容器２の底面部には、封止された排気
管６および９が配設されている。

【００２０】ここで、中板基板３は図８を用いて説明し
たＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）にお
けるカソード基板ＣＢに相当し、中板基板３の前面容器
１側の第１の主面上には、電子放出源である陰極部８が
配設されている。なお、図８を用いて説明したように、
ＦＥＤであれば、陰極部８はカソード電極と、カソード
電極上に配設されたコーン形状のエミッタ電極と、エミ
ッタ電極との間隔を保って、エミッタ電極を取り囲むよ
うに絶縁膜と、当該絶縁膜上に配設され、エミッタ電極
の上部が開口部となったゲート電極とを備えていること
になるが、陰極部８の構成は本発明とは関係が薄く、ま
た、本発明の適用はＦＥＤに限定されるものではなく、
電子による発光励起を用いる平板型画像表示装置であれ
ば適用可能であり、陰極部８の構成には限定されないの
で、陰極部８についてのこれ以上の説明は省略する。

【００２１】なお、陰極部８におけるカソード電極およ
びゲート電極への電圧印加のための配線パターン１５
が、陰極部８から中板基板３上にかけて配設され、配線
パターン１５は接着部４を通って外部にまで延在してい
る。

【００２２】また、陰極部８に対向する前面容器１の底
面には蛍光体５が配設され、当該蛍光体５には、背面容
器２に設けられた排気管６および中板基板３に配設され
た導通孔１０（詳細は後に説明）を介して導入された電
圧導入線７が電気的に接続され、陰極部８から放出され
る電子を蛍光体５に向けて加速する電圧（数１００Ｖ〜
数ＫＶ）が印加される構成となっている。

【００２３】このような構成を有する平板型画像表示装
置９０においては、陰極部８に所定の電圧を印加する配
線パターン１５が中板基板３上に配設され、接着部４を
通って外部にまで延在しているので、真空外囲器の外部
に各種配線を引き出すための構成を簡単にできるが、以
下に説明するような問題が発生する。

【００２４】図２は、平板型画像表示装置９０の製造工
程を示す図であり、排気管６および９は封止されておら
ず開口状態である。

【００２５】図２は、前面容器１、背面容器２および中
板基板３をフリットガラスにより接合して真空外囲器を
構成した状態を示している。なお、ここで使用するフリ
ットガラスは、約450℃の温度に加熱されて溶融し、前
面容器１、背面容器２および中板基板３を気密に接着す
る。

【００２６】この接着工程において、平板型画像装置９
０内部に残留ガス（Ｏ₂、Ｈ₂Ｏなど）があると、約450
℃の温度で加熱される中板基板３において、陰極部８が
酸化され電子放出機能が損なわれる。そこで、接着工程
中に平板型画像表示装置９０内部に不活性ガス（Ｎ₂、
Ａｒなど）を導入し、内部の残留ガス（Ｏ₂、Ｈ₂Ｏな
ど）を置換することにより、陰極部８の酸化を防止して
いる。

【００２７】この置換作業においては、排気管９から不
活性ガスを導入し、電圧導入線７の導入孔も兼ねる排気
管６から不活性ガスを排気（どちらを排気口とするかは
任意）する。なお、中板基板３には、前面容器１と中板
基板３とで囲まれる前面気密空間ＳＰ１と、背面容器２
と中板基板３とで囲まれる背面気密空間ＳＰ２とを空間
的に繋いでガスの導通を行うための複数の導通孔１０が
配設されている。

【００２８】導通孔１０は、平板型画像表示装置９０内
部における中板基板３の端縁部に配設されており、背面
容器２に設けられた排気管９から真空排気を行う際に
は、前面気密空間ＳＰ１を背面気密空間ＳＰ２と同様に
真空状態にするための孔であり、排気孔９から不活性ガ
スを導入する際には、前面気密空間ＳＰ１にも不活性ガ
スを導入するための孔である。

【００２９】この導通孔１０は中板基板３の端縁部に配
設されるが、中板基板３上には陰極部８における複数の
カソード電極および複数のゲート電極のそれぞれに接続
される複数の配線パターン１５が配設されるので、導通
孔１０の配置位置、配設個数および寸法が限定され、導
通孔１０の総面積は背面容器２内の容積に比べて小さ
く、排気管９から導入した不活性ガスは、背面気密空間
ＳＰ２に充満するものの前面気密空間ＳＰ１には流入し
にくく、また、図２に太線の矢印で示すように、背面気
密空間ＳＰ２に充満した不活性ガスはその大部分が背面
気密空間ＳＰ２内を流れて排気管６から排気されるの
で、導通孔１０を通って前面気密空間ＳＰ１内に流入
し、前面気密空間ＳＰ１内を流れて排気管６側の導通孔
１０を通って排気管６から排気される不活性ガスは、全
体の一部でしかない。このため、前面気密空間ＳＰ１内
の残留ガスの排出が不十分となり、上述した接着工程に
おいて陰極部８が酸化され電子放出機能が損なわれるこ
とがあった。

【００３０】そこで、発明者は平板型画像表示装置９０
に改良を加え、真空外囲器内の排気を確実にできる平板
型画像表示装置１００を開発した。

【００３１】以下、本発明に係る実施の形態として、平
板型画像表示装置１００の構成について説明する。

【００３２】＜Ｂ．実施の形態の構成＞図３に本発明に
係る実施の形態の平板型画像表示装置１００の断面構成
を、図４に平面構成を示す。なお、図３において、図１
を用いて説明した平板型画像表示装置９０と同一の構成
には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【００３３】図３において、背面容器２内には、背面容
器２の底面から中板基板３の方向に向けて垂直に延在す
る隔壁１１が配設されている。

【００３４】隔壁１１は、背面気密空間ＳＰ２をほぼ均
等に２分して、排気管９に連通する第１の空間ＳＰ２１
と、排気管６に連通する第２の空間ＳＰ２２とを形成す
るように配設され、その高さは、背面容器２の底面から
中板基板３の第２の主面にほぼ達する高さに設定され、
第１の空間ＳＰ２１と第２の空間ＳＰ２２との間で、直
接に気体が流通することを防止する構成となっている。

【００３５】図４に示す平面図は、図３におけるＤ−Ｄ
線での矢視方向断面図であり、導通孔１０は中板基板３
の４隅にそれぞれ設けられ、隔壁１１は左右の導通孔１
０の配列に平行に、背面容器２の相対向する壁面間に配
設されている。なお、図３は、図４におけるＡ−Ｂ−Ｃ
−Ｃ−Ｂ−Ａ線での断面図である。

【００３６】なお、配線パターン１５は、中板基板３上
において平面視形状が矩形の陰極部８の４辺から延在す
るように配設されており、導通孔１０は中板基板３の４
隅にしか配設されていない構成を示しているが、導通孔
１０を迂回して配線パターン１５を形成するのであれ
ば、導通孔１０は中板基板３の４隅以外の端縁部にさら
に配設しても良い。

【００３７】＜Ｃ．作用効果＞以下、平板型画像表示装
置１００の製造工程を示す図５を用いて、平板型画像表
示装置１００の作用および効果について説明する。

【００３８】図５は、前面容器１、背面容器２および中
板基板３をフリットガラスにより接着して真空外囲器を
構成した状態を示しており、図２を用いて説明した平板
型画像表示装置９０の接着工程と同様の工程を示してい
るので、重複する説明は省略する。

【００３９】この接着工程中に平板型画像表示装置１０
０内部に不活性ガス（Ｎ₂、Ａｒなど）を導入し、内部
の残留ガス（Ｏ₂、Ｈ₂Ｏなど）を置換するが、例えば、
排気管９から導入した不活性ガスは、隔壁１１の存在に
よって第２の空間ＳＰ２１内には直接には流入せず、第
１の空間ＳＰ２１内に充満するとともに、図５において
太線の矢印で示すように、導通孔１０を通って前面気密
空間ＳＰ１内に流入し、前面気密空間ＳＰ１内を流れて
排気管６側の導通孔１０を通って第２の空間ＳＰ２２内
に流入し、排気管６から排気される。

【００４０】従って、排気管９から導入した不活性ガス
は、そのほとんど全てが前面気密空間ＳＰ１内に流入
し、前面気密空間ＳＰ１内を流れて排気管６側の導通孔
１０を通って排気管６から排気されるので、不活性ガス
の排気に伴って前面気密空間ＳＰ１内の残留ガスが確実
に置換され、接着工程において陰極部８が酸化されるこ
とが防止され、電子放出機能が損なわれることがない。

【００４１】なお、隔壁１１には背面容器２と同じ材質
のガラスで構成された角材を使用し、接着部４を構成す
るフリットガラスを用いて背面容器２に接着するように
すれば、熱膨張係数の違いにより隔壁１１と背面容器２
との間で応力歪みが発生することを防止でき、また、接
着部４を焼成により形成する際に、同時に隔壁１１を背
面容器２に接着することも可能となる。もちろん、予め
焼成により隔壁１１を接着した背面容器２を使用しても
良いことは言うまでもない。

【００４２】なお、隔壁１１を背面容器２と別個の構成
とすることで、隔壁１１が必要と判断される場合には隔
壁１１を配設すれば良く、隔壁１１の配設、非配設の選
択が自由にできる。

【００４３】＜Ｄ．変形例＞以上説明した平板型画像表
示装置１００においては、背面容器２内に背面容器２と
同じ材質のガラスで構成された角材を接着することで隔
壁１１を構成する例を示したが、一般的にガラスのプレ
ス成形によって形成される背面容器の形成時に、隔壁を
成形するようにしても良い。

【００４４】図６に、一体的に成形された隔壁１２を有
する背面容器２Ａを備えた平板型画像表示装置１００Ａ
の断面構成を示す。なお、図６において、図１を用いて
説明した平板型画像表示装置９０と同一の構成には同一
の符号を付し、重複する説明は省略する。また、図７に
背面容器２Ａの斜視図を示す。

【００４５】図６および図７に示すように、隔壁１２を
背面容器２Ａと一体で成形することにより、隔壁と背面
容器とを別個に形成する場合に比べて画像表示装置の組
立工程を簡略化できる。

【００４６】

【発明の効果】本発明に係る請求項１記載の画像表示装
置によれば、電子放出源に所定の電圧を印加する配線を
中板基板上に配設することで、それらを気密空間の外部
に引き出すことが容易にできるとともに、背面気密空間
を区分して、第１および第２の空間を構成し、該第１お
よび第２の空間の間で、直接に気体が流通することを防
止する隔壁を備え、隔壁は、中板基板に設けられた複数
の開口部のうち１つ以上が第１および第２の空間にそれ
ぞれ含まれるように、第１および第２の空間を区分する
ので、例えば、第１の空間側にガス導入部を設け、そこ
から不活性ガスを導入した場合、隔壁の存在によって第
２の空間内には直接には流入せず、導通孔を通って前面
気密空間内に流入し、前面気密空間内を流れて第２の空
間側の導通孔を通って第２の空間内に流入し、第２の空
間側に設けたガス導入部から排気される。従って、不活
性ガスの排気に伴って前面気密空間内の残留ガスを確実
に置換することができ、例えば接着部を形成する際に加
熱が必要となった場合でも、前面気密空間内の残留ガス
によって電子放出源が酸化されることが防止され、電子
放出機能が損なわれることがない。

【００４７】本発明に係る請求項２記載の画像表示装置
によれば、第１の排気管を介して前面気密空間および背
面気密空間内に不活性ガスを導入し、第２の排気管から
排出することで、前面気密空間および背面気密空間内の
残留ガスを確実に置換することができ、また、第１およ
び第２の排気管の一方を電圧導入配線の導入部として兼
用することで、電圧導入配線の導入を容易に行うことが
できる。

【００４８】本発明に係る請求項３記載の画像表示装置
によれば、隔壁が背面容器とは別個に準備され、背面容
器の底面に接着されるので、必要に応じての隔壁の配設
が可能となる。

【００４９】本発明に係る請求項４記載の画像表示装置
によれば、隔壁が背面容器と一体成形で形成されるの
で、隔壁と背面容器とを別個に形成する場合に比べて画
像表示装置の組立工程を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る平板型画像表示装置の基本構成
を示す断面図である。

【図２】 本発明に係る平板型画像表示装置の基本構成
の製造工程を説明する断面図である。

【図３】 本発明に係る平板型画像表示装置の実施の形
態の構成を示す断面図である。

【図４】 本発明に係る平板型画像表示装置の実施の形
態の構成を示す平面図である。

【図５】 本発明に係る平板型画像表示装置の実施の形
態におけるガス置換の工程を示す断面図である。

【図６】 本発明に係る平板型画像表示装置の実施の形
態の変形例の構成を示す断面図である。

【図７】 本発明に係る平板型画像表示装置の実施の形
態の変形例の背面容器の構成を示す斜視図である。

【図８】 フィールドエミッションディスプレイの動作
原理を説明する図である。

【図９】 フィールドエミッションディスプレイの映像
表示動作を説明する図である。

【符号の説明】

１ 前面容器、２，２Ａ 背面容器、３ 中板基板、４
接着部、５ 蛍光体、６，９ 排気管、７ 電圧導入
線、８ 陰極部、１０ 導通孔、１１，１２隔壁、ＳＰ
１ 前面気密空間、ＳＰ２ 背面気密空間、ＳＰ２１
第１の空間、ＳＰ２２ 第２の空間。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底面に蛍光体が配設された有底無蓋の前
   面容器と、 前記前面容器に対向して配設された有底無蓋の背面容器
   と、 前記蛍光体に電子を照射する電子放出源をその第１の主
   面上に有した中板基板とを備え、 前記前面容器および前記背面容器のそれぞれの開口部が
   向かい合うように配設され、両者の間に挟まれるように
   前記中板基板が配設され、 前記前面容器と前記中板基板とで前面気密空間が規定さ
   れ、前記背面容器と前記中板基板とで背面気密空間が規
   定されるように、前記前面容器の開口部端縁と前記中板
   基板の第１の主面との間、および前記背面容器の開口部
   端縁と前記中板基板の第２の主面との間に配設された接
   着部と、 前記背面気密空間を区分して、第１および第２の空間を
   構成し、該第１および第２の空間の間で、直接に気体が
   流通することを防止する隔壁と、をさらに備え、 前記中板基板は、 前記前面容器および前記背面容器で囲まれた領域内の端
   縁部において、前記第１および第２の主面間を貫通する
   複数の導通孔を有し、 前記隔壁は、前記複数の導通孔のうち１つ以上が前記第
   １および第２の空間にそれぞれ含まれるように、前記第
   １および第２の空間を区分する、画像表示装置。
2. 【請求項２】 前記背面容器は、 前記第１および第２の空間にそれぞれ連通する、第１お
   よび第２の排気管を有し、 前記第１および第２の排気管の一方から前記蛍光体に所
   定の電圧を印加する電圧導入配線が挿入される、請求項
   １記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 前記隔壁は、前記背面容器とは別個に準
   備され、前記背面容器の底面に接着される、請求項１記
   載の画像表示装置。
4. 【請求項４】 前記隔壁は、前記背面容器と一体成形で
   形成される、請求項１記載の画像表示装置。