JP2002334670A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JP2002334670A
JP2002334670A JP2001138912A JP2001138912A JP2002334670A JP 2002334670 A JP2002334670 A JP 2002334670A JP 2001138912 A JP2001138912 A JP 2001138912A JP 2001138912 A JP2001138912 A JP 2001138912A JP 2002334670 A JP2002334670 A JP 2002334670A
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Kenji Miyata
健治 宮田
Shigemi Hirasawa
重實 平澤
Tomio Yaguchi
富雄 矢口
Yuichi Kijima
勇一 木島
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】陰極配線(電子源)と制御電極の間のギャップ
を均一とし、かつ背面パネルと前面パネルの間の間隙を
規定値に高精度で保持する。 【解決手段】背面パネル100に形成した陰極配線2と
交差する制御電極4の画素領域に、陰極配線2に有する
電子源からの電子を前面パネル200側に通過させる開
孔4aを有し、隣り合う陰極配線2の間に背面パネル1
00側に突出して制御電極4を支える接触部10を設
け、制御電極4の接触部10の直上で、かつ前面パネル
200側に、前面パネル200と背面パネル100の間
隙を規定値に保持する間隙保持部材9を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空中への電子放
出を利用した表示装置に係り、特に、電子源とこの電子
源からの電子の放出量を制御する制御電極の間隙を高精
度に形成して安定した電子放出量の制御を可能として表
示特性を向上した表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高輝度、高精細に優れたディスプレイデ
バイスとして従来からカラー陰極線管が広く用いられて
いる。しかし、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画
質化に伴い、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、
省スペースの平板状ディスプレイ(パネルディスプレ
イ)の要求が高まっている。
【0003】その典型例として液晶表示装置、プラズマ
表示装置などが実用化されている。また、特に、高輝度
化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を
利用した表示装置(以下、電子放出型表示装置、または
電界放出型表示装置と呼ばれる)や、低消費電力を特徴
とする有機ELディスプレイなど、種々の型式のパネル
型表示装置の実用化も近い。
【0004】このようなパネル型の表示装置のうち、上
記電界放出型表示装置には、C.A.Spindtらに
より発案された電子放出構造をもつもの(例えば、米国
特許第3453478号明細書、特開2000−213
05号公報参照)、メタル−インシュレータ−メタル
(MIM)型の電子放出構造をもつもの、量子論的トン
ネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造
(表面伝導型電子源とも呼ばれる特開2000−213
05公報参照)をもつもの、さらにはダイアモンド膜や
グラファイト膜、カーボンナノチューブの持つ電子放出
現象を利用するもの、等が知られている。
【0005】図38は既知の電界放出型の表示装置の一
構成例を説明する断面図、図39は1画素の電子放出源
とその電子放出量を制御する制御電極の構成例の説明図
で、同(a)は断面図、同(b)は平面図である。電界
放出型表示装置は、内面に電界放出型の電子源と制御電
極を形成した背面パネル100と、上記背面パネルと対
向する内面に陽極と蛍光体層を備えた前面パネル200
の両者の内周縁に封止枠300を介挿して封止し、当該
背面パネル100と前面パネル200および封止枠30
0で形成される内部を外界の気圧より低圧あるいは真空
(以下、真空と言う)にして構成される。
【0006】背面パネル100はガラスあるいはアルミ
ナ等を好適とする背面基板1の上に電子源をもつ複数の
陰極配線2と、絶縁層3を介して陰極配線2に交差して
設けた制御電極4を有する。そして、陰極配線2と制御
電極4との間の電位差で電子源からの電子の放出量(放
出のオン・オフを含む)を制御する。
【0007】また、前面パネル200はガラス等の光透
過性の材料で形成された前面基板5の上に陽極7および
蛍光体6を有する。封止枠300は背面パネル100と
前面パネル200との内周縁にフリットガラスなどの接
着材で固着される。背面パネル100と前面パネル20
0および封止枠300で形成される内部は、例えば10
-5〜10-7Torrの真空に排気される。
【0008】内部を真空としたこの種の表示装置では、
背面パネル100と前面パネル200の間の間隙、すな
わち陰極配線2(電子源2a)と陽極7との間の間隙
(ギャップ)を規定値に保つために、画素領域を避けた
部分に間隙保持部材9を設ける必要がある。
【0009】背面パネル100に有する陰極配線2と交
差する制御電極4の間には絶縁層3が介挿され、制御電
極の各交差部に開孔(グリッドホール)4aを有してい
る。この開孔4aは電子源2aから放出される電子を陽
極側に通過させる。一方、陰極配線2の上記交差部には
電子源2aを有し、制御電極4の開孔4aに対応する部
分では絶縁層3が除去されている。上記電子源は、例え
ばカーボンナノチューブ(CNT)、あるいはダイアモ
ンドライクカーボン(DLC)、その他の電界放出カソ
ード(陰極)で構成される。
【0010】なお、電子源として、ここではカーボンナ
ノチューブを用いたものとして示してある。この電子源
2aは、図39に示したように、制御電極4の開孔4a
の直下に設けられている。図39は電子源2aを1画素
あたり1つの場合であるが、これを複数個とすることも
できる。
【0011】図40は電子源を1画素あたり複数個形成
した表示装置の図39に対応する説明図である。ここで
は、制御電極4に複数の開孔4aを設けてあり、それぞ
れの開孔に対応した陰極配線2上に複数の電子源2aが
配置されている。
【0012】背面パネルから出射された電子は対向する
前面パネル200の蛍光体6に射突する。そして、蛍光
体6の発光特性に応じた光は前面パネル200の外部に
出射し、表示装置として機能する。
【0013】なお、この種の表示装置に関する従来技術
を開示したものとしては、例えば特開平11−1446
52号公報、特開2000−323078号公報などを
挙げることができる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図41は従来の電界放
出型の表示装置の背面パネルの構成例を説明する1画素
部分の拡大断面図である。この形式の表示装置では、そ
の背面パネル100は、背面基板1上に陰極配線2を薄
膜パターニング技法等で形成し、さらにその上に絶縁層
3を塗布して所要の厚さに形成し、画素部分の絶縁層を
除去する。そして、さらに開孔4aを残して絶縁層3の
上に蒸着法やスパッタリング法で制御電極4を形成す
る。
【0015】絶縁層3は樹脂材料をスクリーン印刷法を
用いた塗布で形成されるため厚みを均一とすることが困
難であり、表示領域の全面にわたってばらつきが無い一
様な厚さとはならない。制御電極4は絶縁層3の表面形
状に倣って形成されるため、図41に強調して示したよ
うに、陰極配線2と制御電極4のギャップはμm単位で
制御する必要があり、制御電極4の開孔4aの周縁での
厚さのばらつきは個々の画素における電子放出能のばら
つきを招く。
【0016】また、陰極配線2と制御電極4の交差部分
の間に絶縁層3が存在すると容量が形成される。絶縁層
3の厚みのばらつきは、容量のばらつきとなると共に、
その厚みが大きくなると高周波駆動の妨げとなる。その
ため、絶縁層3の厚みは薄い程よく、究極的には絶縁層
3を要しない構成とするのが望ましい。
【0017】そして、この種の表示装置では、前記図3
8で説明したように、背面パネルと前面パネルの間隙を
規定値に保持する間隙保持部材を設ける必要がある。背
面パネルと前面パネルの間隙が変化すると個々の画素の
輝度が均一でなくなり、信頼性のよい表示装置を得るこ
とができない。しかし、従来技術ではこれらの事項が表
示装置として実用化するのに充分でなく、解決すべき課
題となっていた。
【0018】本発明の目的は、上記した従来技術におけ
る諸課題を解決し、陰極配線(電子源)と制御電極の間
のギャップを均一とし、かつ背面パネルと前面パネルの
間の間隙を規定値に高精度で保持して高性能の電子放出
特性と高周波駆動を実現した高信頼性をもつ表示装置を
提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による表示装置は、板状部材に開孔を形成し
て制御電極を構成し、この開孔の板厚方向サイズで陰極
配線と制御電極の間隙を規制する。
【0020】また、本発明は、背面パネルと前面パネル
の間に略板状の間隙保持部材を高精度で設置することに
より、当該間隙を規定値に精密に保持する。
【0021】さらに、本発明は、制御電極と陰極配線と
の間に介在する絶縁層を除去、あるいは最小限として容
量低減を図る。さらに、制御電極の開孔部分あるいは開
口部分を避けた部分、すなわち開孔領域を含む陰極配線
側に当該開孔と前記陰極配線の間のギャップを規制する
大径口をにエッチング加工等で形成し、もしくは電子流
が通過する開孔と陰極配線間の間隙を制御する。本発明
の基本的な構成を列挙すれば、次のとおりである。
【0022】(1)、電子源を有する複数の陰極配線
と、前記陰極配線と交差して前記陰極配線との間の電位
差により前記電子源からの電子の放出量を制御する複数
の制御電極、および背面基板とを有する背面パネルと、
陽極および蛍光体を有する前面パネルとを備えた表示装
置であって、前記制御電極は板部材であり、前記陰極配
線と交差する画素領域に前記電子源からの電子を前記前
面パネル側に通過させる開孔を有すると共に、隣り合う
前記陰極配線の間に前記背面パネル側に突出して前記制
御電極を支える接触部を有するとともに、前記制御電極
の前記接触部の直上で、かつ前記前面パネル側に、前記
前面パネルと前記背面パネルの間隙を規定値に保持する
間隙保持部材を有することを特徴とする。
【0023】(2)、(1)にいて、前記接触部は第1
接触部と第2接触部を有し、前記制御電極の前記第1接
触部の直上で、かつ前記前面パネル側に前記間隙保持部
材を有することを特徴とする。
【0024】(3)、(1)または(2)において、前
記制御電極に有する前記接触部の直上で前記前面パネル
側に前記間隙保持部材の一端を嵌合する溝を有すること
を特徴とする。
【0025】(4)、(1)〜(3)の何れかにおい
て、前記陰極配線が前記画素領域で2以上に分割され、
前記制御電極に前記背面パネル側に突出して前記制御電
極を支える第3接触部を有し、分割された前記陰極配線
の間に前記第3接触部が配置されることを特徴とする。
【0026】(5)、(1)〜(3)の何れかにおい
て、前記陰極配線の前記画素領域内に前記制御電極側か
ら前記背面基板側に貫通する開口を有し、前記制御電極
に前記背面パネル側に突出して前記制御電極を支える第
3接触部を有し、前記第3接触部が前記陰極配線の前記
開口に配置されることを特徴とする。
【0027】(6)、(1)〜(6)の何れかにおい
て、前記制御電極と前記間隙保持部材が接着剤又は陽極
接合で固定されていることを特徴とする。
【0028】(7)、(1)〜(6)の何れかにおい
て、前記制御電極の各接触部のうちの少なくとも一部が
前記背面パネルに接着剤又は陽極接合により固定されて
いることを特徴とする。
【0029】(8)、(1)〜(7)の何れかにおい
て、前記間隙保持部材は、前記陰極配線と交差する支持
部材により互いに所定の間隙で支持されていることを特
徴とする。
【0030】(9)、(8)において、前記支持部材
は、前記間隙保持部材の間隙保持方向の側縁に嵌合する
切り込みを有することを特徴とする。
【0031】(10)、(8)において、前記支持部材
は、前記制御電極の間で前記間隙保持部材と交差する位
置に配置され、前記陰極配線側の端縁に嵌合する切り込
みを有することを特徴とする。
【0032】(11)、(1)〜(10)の何れかにお
いて、前記間隙保持部材は、隣接する前記画素領域の間
に前記陰極配線および前記制御電極のそれぞれに平行な
板状部を有し、前記陰極配線および前記制御電極と平行
する面方向の断面が略十字形を有することを特徴とす
る。
【0033】(12)、(1)〜(11)の何れかにお
いて、前記接触部が前記背面基板に接触していることを
特徴とする(13)、(1)〜(11)の何れかにおい
て、前記接触部と前記背面基板の間に絶縁層を有するこ
とを特徴とする。
【0034】(14)、(1)〜(11)の何れかにお
いて、前記制御電極の前記開孔領域を含む前記陰極配線
側に凹部を有することを特徴とする。
【0035】(15)、(14)において、前記制御電
極の幅よりも前記凹部の幅の方が小さく、前記凹部以外
の場所と前記陰極配線の間に絶縁層を有することを特徴
とする。
【0036】(16)、(1)〜(15)の何れかにお
いて、前記制御電極は、その長手方向に張力が印加され
ていることを特徴とする。
【0037】上記の各構成としたことで、板状部材の制
御電極の背面パネル側に突出した接触部が背面基板に押
接し、陰極配線との間の間隙を所定値に一様に規制で
き、背面パネルと前面パネルの両側から印加される空気
圧に対して効果的に対抗できる。
【0038】また、接触部を増やし、あるいは接着剤で
固定することにより、背面パネルと前面パネルの両側か
ら印加される空気圧に対してさらに効果的に対抗できる
と共に、間隙保持部材を強固に固定でき、信頼性が向上
する。
【0039】さらに、接着剤を接触面に介在さ、あるい
は間隙保持部材を制御電極の溝に嵌合すると共にその溝
の周縁を接着剤で固定することにより、より確実かつ強
固な固定がなされ、間隙保持部材や制御電極の加工ばら
つきを吸収でき、かつ間隙保持部材を強固に固定でき、
信頼性が向上すると共に、電子放出能の変化を無くして
高品質の画像表示を得ることができる。
【0040】断面が略十字形を有する形状の間隙保持部
材は、それ自体で自立機能を有し、これを画素領域間の
所要部分に設置することにより、前面パネルと背面パネ
ルの間隙を規定値に保持することができる。
【0041】また、前記間隙保持部材の前記陰極配線と
交差する板状部材と前記背面基板および前記陰極配線と
の間を接着剤で固定することで間隙保持部材を確実に植
立させることができ、さらに確実に前面パネルと背面パ
ネルの間隙を規定値に保持することができる。
【0042】そして、前記制御電極の前記開孔領域を含
む前記陰極配線側に前記開孔と前記陰極配線の間のギャ
ップを規制する大径口を有せしめ、この大径開孔の深さ
で制御電極の開孔と陰極配線間のギャップを調整でき、
かつより正確なギャップ設定が可能となる。
【0043】さらに、前記制御電極の長手方向に張力を
印加して背面パネルに組み込むことにより、制御電極の
平面性が保証され、その開孔と陰極配線間のギャップを
均一の設定できる。
【0044】なお、以上の説明、および後述する実施例
において、特に記述しない場合は陰極配線は電子源を含
む。また制御電極と陰極配線の間の間隙(ギャップ)は
制御電極の開孔と陰極配線(電子源)の間のギャップで
ある。
【0045】また、本発明は、上記の構成および後述す
る実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技
術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であること
は言うまでもない。
【0046】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【0047】図1は本発明による表示装置の第1実施例
を説明する背面パネルと前面パネルとの間に設ける間隙
保持部材の設置構造を説明する斜視図である。また、図
2は図1のA−B断面図、図3は図1の要部構造の説明
図であり、同(a)は図1のI−J方向からみた平面
図、同(b)は同(a)のA−A’断面図である。本実
施例は制御電極4をたとえば、単一板又は2以上の復合
板からなる板状部材、すなわち板部材とし、比較的板厚
の厚い鉄または鉄を主成分とする合金板で形成してあ
り、陰極配線との間に絶縁層を有しない構造とした。
【0048】すなわち、図1〜図3において、制御電極
4は背面パネル100を構成する背面基板1上に形成し
た陰極配線2に対して空間的に浮いた状態に設置したも
のである。制御電極4の板厚は10μm〜500μm程
度が好適であるが、これに限らない。陰極配線2上には
カーボンナノチューブやカーボンファイバ等の電子源を
有するが、図示は省略した。
【0049】背面パネル100を構成する背面基板1の
内面には複数の陰極配線2と複数の制御電極4が交差し
て設けられ、各交差部分に1画素が形成される。制御電
極4は1画素あたり複数の開孔4aを有し、背面基板1
と接する部分において当該背面基板1側に凸型形状の第
1接触部10と第2接触部11を有している。
【0050】第1接触部10と第2接触部11は背面基
板1に直接に、または後述する第2接着材15で固定さ
れる。また、第1接触部10の反対側に間隙保持部材9
が直接に、または後述する第1接着材14で固定されて
いる。第1接触部10と第2接触部11は複数の陰極配
線2間に形成され、間隙保持部材9が存在しない部分に
も第2接触部11が形成されている。間隙保持部材9の
設置数は全ての画素間に、あるいは任意の画素毎に設置
されるもので、その数は表示装置のサイズ等による。
【0051】背面基板1は無機絶縁物、ガラス、石英、
絶縁物で表面を覆った金属板などが使用できる。その板
厚は、0.5mm〜3mm程度であるが、これに限るも
のではない。
【0052】前面パネル200の内面には陽極と蛍光体
が形成されているが、図示は省略した。この前面パネル
200と背面パネル100との対向間隙を規定する間隙
保持部材9は無機絶縁物、ガラス、石英、絶縁物で表面
を被覆した金属板などで構成される。
【0053】本実施例では、間隙保持部材9は所謂リブ
構造と称する単純な板状部材を用いているが、後述する
ように、面内の異なる方向にもリブを持つ所謂クロス構
造を持つものなど他の形状のものも使用できる。
【0054】この種の表示装置の駆動特性に大きく影響
する制御電極4と陰極配線2の空間的な位置関係は、制
御電極4の精密加工で実現できる。接着電極4を金属板
で構成した場合は、感光性レジストを用いたフォトリソ
グラフィ技法によるエッチング処理を採用して開孔4a
を精密に加工することができる。
【0055】制御電極4は、その下面の一部で背面基板
1に直接、または接着剤を介して当接し、上面の一部は
間隙保持部材9に直接、または接着剤を介して当接して
いる。このとき、制御電極4に溝13を設けて間隙保持
部材9をこの溝13に嵌合して保持することができる。
図3に示したように、制御電極4に設ける電子通過用の
開孔4aは正方配列とされている。
【0056】この間隙保持部材9の上方は前面基板5に
直接、または接着剤を介して当接しており、背面パネル
100と前面パネル200を強固に支持して表示装置の
外面に加わる大気圧に抗して当該背面パネル100と前
面パネル200の対向間隙を所定値に高精度で保持す
る。
【0057】本実施例の表示装置は、陰極配線2と制御
電極4の間に絶縁層は介在せず、真空となっているた
め、両電極間の容量が最小となる。その結果、高周波の
制御信号を入力することができ、大画面で高精細の表示
装置を容易に実現することができる。
【0058】また、背面基板1と制御電極4を別個の部
品として加工できるため、それぞれを最適な加工方法で
製作した後に組み立てることが可能となり、結果として
生産性を向上することができる。例えば、エッチングや
2以上の部材を貼り合わせるなどである。なお、図2に
おけるA部分およびB部分の詳細は後述する。
【0059】図4は図1に示した本発明による表示装置
の第1実施例に用いる制御電極の他の形状を説明する平
面図である。図3では、制御電極4に設けた開孔4aが
正方配列であるが、図4に示した制御電極ではこの開孔
4aを所謂デルタ配列としたものである。
【0060】図3と同様に、開孔の形状を円形とするこ
とで加工精度および強度の維持性能が高い。そして、図
4に示したデルタ配列の開孔とすることで、複数の開孔
4aの全開孔面積の制御電極4の面積に占める割合、す
なわち開口率が図3の開孔配列よりも大きくなり、大き
な電子エミッション能を得ることができる。
【0061】図5は図1に示した本発明による表示装置
の第1実施例に用いる制御電極のさらに他の形状を説明
する平面図である。この制御電極4に形成する開孔4a
は当該制御電極4の長手方向と直交する方向に長軸をも
つ略長方形である。この形状の開孔としたことで開口率
をさらに大きくすることができ、さらに大きな電子エミ
ッション能を得ることができる。
【0062】図6は図1に示した本発明による表示装置
の第1実施例に用いる制御電極のさらにまた他の形状を
説明する平面図である。この制御電極4に形成する開孔
4aは当該制御電極4の長手方向と平行する方向に長軸
をもつ略長方形である。この形状の開孔としたことで図
5に示したものと同様に開口率をさらに大きくすること
ができ、さらに大きな電子エミッション能を得ることが
できると共に、制御電極4に長手方向に張力を印加した
場合の当該開孔4aの変形が図5のものに比較して少な
くなる。
【0063】図7は本発明による表示装置の第2実施例
を説明する背面パネルと前面パネルとの間に設ける間隙
保持部材の設置構造を説明する図2と同様の断面図であ
る。また、図8は図3(a)と同様の要部平面図であ
る。但し、ここでは前面パネルは図示を省略した。
【0064】本実施例は、1画素の陰極配線2をその長
手方向に沿って2−1と2−2に2分割し、その間に制
御電極4の第3接触部12を位置させたものである。制
御電極4に形成する開孔4aは2分割したそれぞれの陰
極配線2−1と2−2の画素範囲に含まれるように設け
ている。
【0065】本実施例は、制御電極4を第1と第2およ
び第3の3つの接触部10、11、12で陰極配線に当
接させることで、両電極の間隙を高精度に保持できる。
なお、間隙保持部材9は画素の両端のそれぞれの位置に
設けているが、この間隙保持部材9は必ずしも画素毎に
設ける必要はなく、幾つかの画素毎に設けてもよいもの
であることは前記したとおりである。
【0066】図9は本発明による表示装置の第3実施例
の説明図であり、同(a)は要部平面図、同(b)は同
(a)のA−A’断面図である。本実施例では、制御電
極4の下面に設ける第3接触部12を画素内に局在させ
たものである。第3接触部12を画素内に局在させたこ
とで、制御電極4と背面基板1との接触部を多くして両
者の間隙を精度良く設定できると共に前記第2実施例よ
りも電子エミッション面積を広く取ることができるよう
にしたものである。
【0067】図10は本発明による表示装置の図2にお
けるAで囲った部分の1構成例の説明図である。陰極配
線2は銀の粉末を好適とする導電物質を含有したペース
トを背面基板1上に印刷し、焼成して形成される。この
陰極配線2上にカーボンナノチューブあるいはカーボン
ファイバなどの極細の針状材料を含む導電性材料を塗布
等で形成して電子源2aとしている。
【0068】この電子源2aは電界の印加で電子を放出
する機能を有する。制御電極4に形成する開孔4aは電
子源2aの面積内に含まれる。このように、陰極配線2
と電子源2aを別個に形成し積層することで、陰極配線
2と電子源2のそれぞれに最適の材料を選択して用いる
ことができる。
【0069】図11は本発明による表示装置の図2のA
で囲った部分の他の構成例の説明図である。ここでは、
図10で説明した電子源2aを制御電極2の開孔2aの
面積内に含まれる範囲に形成した。この構成とすること
で、不要な電子エミッションを無くし、かつ高価な電子
源材料を節約することができる。
【0070】具体的には、図11において、電子源2a
のサイズbを開孔4aのサイズaより小さくすること
で、開孔4の端縁近傍で生じる電界の急激な変化に起因
する電子の走行乱れを抑制し、不用電子の拡散による画
質劣化を防止することができる。
【0071】図12は本発明による表示装置の図2のA
で囲った部分のさらに他の構成例の説明図である。この
構成例では、電子源を陰極配線の機能と電子源の機能を
陰極配線2として一体化したものである。例えば、銀の
粉末粒子とカーボンナノチューブを混合したペーストを
用いて印刷して陰極配線2とする。これにより、電気抵
抗が低く、しかも充分な電子放出が得られる陰極配線2
を構成できるため、生産が容易で簡潔な構造の表示装置
を提供できる。
【0072】図13は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の構成例の説明図である。この構成例で
は、背面基板1に制御電極4の第1接触部10が接触
(当接)し、その反対側に形成した溝13に間隙保持部
材9の下端を嵌合している。
【0073】間隙保持部材9は、前面パネルと背面パネ
ルの間隙を規定値に保持する機能と共に、図の上方(前
面パネル側)から下方に向けて印加される大気圧に起因
する圧力で制御電極4を背面基板1に押接して強固に保
持する機能を持つ。特に、制御電極4の上方に形成した
溝13に間隙保持部材9の下端を嵌合することで位置ず
れを無くし、間隙保持部材9を精密に配置することがで
きる。
【0074】図14は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の他の構成例の説明図である。この構成例
では、制御電極4の溝13の周縁に第1接着材14を塗
布して間隙保持部材9を固定したものである。これによ
り、さらに間隙保持部材9を強固に固定し、振動等の外
部衝撃による間隙保持部材9の位置ずれや制御電極4の
位置変動を回避することができる。
【0075】図15は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の他の構成例の説明図である。この構成例
では、制御電極4の溝13のサイズを間隙保持部材9よ
り若干大きくし、ここに第1接着材14を充填したもの
である。この構造としたことで、間隙保持部材9がさら
に強固に固定され、振動等の外部衝撃による間隙保持部
材9の位置ずれや制御電極4の位置変動を回避すること
ができる。
【0076】図16は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の他の構成例の説明図である。この構成例
では、制御電極4の溝13のサイズを間隙保持部材9よ
り若干大きくすると共に、溝13と間隙保持部材9の当
接面にも第1接着材14を充填したものである。この構
造としたことで、間隙保持部材9がさらに強固に固定さ
れ、振動等の外部衝撃による間隙保持部材9の位置ずれ
や制御電極4の位置変動を回避することができる。
【0077】図17は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の他の構成例の説明図である。この構成例
では、制御電極4に溝は設けずに間隙保持部材9を当該
制御電極4の上面に当接したものである。この構造は加
工が容易であると共に、制御電極4と間隙保持部材9が
熱変形(熱膨膨張や熱収縮)を起こした場合でも当接部
に歪みを及ぼさないため、熱変形に強い。
【0078】図18は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の他の構成例の説明図である。この構成例
では、図17の構成において、制御電極4と間隙保持部
材9の当接部周縁に第1接着剤14を塗布して固定した
ものである。本構成によれば、図17に比べて制御電極
4と間隙保持部材9の固定強度を大きくできる。
【0079】図19は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の他の構成例の説明図である。この構成例
では、図17の構成において、制御電極4と間隙保持部
材9の当接部周縁と両者の当接面に第1接着剤14を塗
布して固定したものである。本構成によれば、図17に
比べて制御電極4と間隙保持部材9の固定強度を大きく
できると共に、制御電極4の表面状態や間隙保持部材9
のサイズばらつきを接着剤で吸収でき、一様なギャップ
を容易に得ることができる。
【0080】図20は本発明による表示装置の図2のB
で囲った部分の他の構成例の説明図である。間隙保持部
材9は背面基板1に対して第1接触部10で当接した制
御電極4の当該第1接触部10の直上に配置される。制
御電極4の上面には溝13を有し、この溝13に間隙保
持部材9が嵌合している。
【0081】そして、制御電極4と背面基板1とは第2
接着剤15で固定されている。このように、制御電極4
と背面基板1とが直接接触して接着剤15で強固に固定
されるため、背面基板1と制御電極4、ひいては間隙保
持部材9は精度よく位置決めされ、この位置を維持でき
る。
【0082】図21は本発明による表示装置の図2にお
けるBで囲った部分のさらに他の構成例の説明図であ
る。間隙保持部材9は背面基板1に接着剤15を介して
第1接触部10で固定した制御電極4の当該第1接触部
10の直上に配置される。制御電極4の上面には溝13
を有し、この溝13に間隙保持部材9が嵌合している。
【0083】そして、制御電極4と背面基板1とは第2
接着剤15で固定されている。このように、制御電極4
は背面基板1に対して第1接触部10との間に浸透した
接着剤15で強固に固定されるため、仮に背面基板1と
複数の第1接触部10の間の間隙にばらつきがあって
も、接着剤がこのばらつきを埋めるため、背面基板1と
制御電極4、ひいては間隙保持部材9は精度よく位置決
めされ、この位置を維持できる。
【0084】図22は本発明による表示装置の図1のI
−J断面図である。背面基板1と複数の制御電極4の間
に第2接着剤15が介在して両者を固定している。制御
電極4は背面基板1に直接固定されるので、制御電極の
位置決めを高精度で行うことができる。なお、上記図1
3〜図22の構成を組み合わせることもできる。
【0085】次に、間隙保持部材の他の構造の実施例に
ついてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明中、背
面基板に設ける陰極配線や制御電極の構成は前記実施例
で説明したものと同様であるので、特に必要がない場合
は繰り返しの説明はしない。
【0086】図23は本発明による第4実施例を説明す
る間隙保持部材の構造を示す斜視図である。また、図2
4は図23における支持部材の斜視図である。本実施例
では、間隙保持部材9の端部を支持部材16で固定した
ものである。すなわち、間隙保持部材9は、陰極配線1
1と交差する支持部材16により互いに所定の間隙で支
持されている。
【0087】支持部材16には、図24に示したよう
に、間隙保持部材9の間隙保持方向の側縁に嵌合する切
り込み16aを有している。この構成としたことで、間
隙保持部材9間の位置が規制され、かつ背面パネルと前
面パネルの両側から印加される大気圧に対して効果的に
対抗でき、陰極配線2と制御電極4を正確に保持し、前
面パネルとの間隙を所定値に一様に規制できる。
【0088】また、支持部材16に間隙保持部材9の間
隙保持方向の側縁に嵌合する切り込みを16a有し、こ
の切り込みに間隙保持部材を嵌合することで間隙保持部
材間の位置をより精密に設定することができる。
【0089】図25は本発明による第5実施例を説明す
る間隙保持部材の構造を示す斜視図である。また、図2
6は図25における補助支持部材の斜視図である。本実
施例では、補助支持部材17を隣接する制御電極4の間
で間隙保持部材9と交差する位置に配置される。この補
助支持部材17の陰極配線2側の端縁に嵌合する切り込
み17aを有する。
【0090】そして、切り込み17に間隙保持部材9の
下端を嵌合することで間隙保持部材9間の位置が規制さ
れ、間隙保持部材9が陰極配線11と交差する補助支持
部材17により互いに所定の間隙で支持されている。
【0091】この構成としたことで、間隙保持部材9間
の位置が規制され、かつ背面パネルと前面パネルの両側
から印加される大気圧に対して効果的に対抗でき、陰極
配線2と制御電極4を正確に保持し、前面パネルとの間
隙を所定値に一様に規制できる。
【0092】この補助支持部材17は表示装置の周辺の
みならず、表示領域の内部にも設置できるので、表示装
置全体に間隙保持部材9を効率よく配置することでより
効果的なギャップ設定をすることができる。
【0093】なお、上記した第4実施例および第5実施
例における支持部材16あるいは補助支持部材17は、
無機絶縁物、表面に絶縁処理した金属、ガラス、石英な
どが使用できる。また、マイカも耐熱性があり、加工し
易く弾力性を有するのでこの材料として使用できる。ま
た、切り込みの部分を適当な接着剤を用いて固定するこ
ともできる。
【0094】図27は本発明による第6実施例を説明す
る間隙保持部材の構造を示す斜視図である。本実施例は
前記の図23〜図24の構造と図25〜図26の構造を
組み合わせたもので、この構成としたことで表示装置全
体にわたって間隙保持部材を精密かつ確実に固定するこ
とができる。
【0095】図28は本発明による第7実施例を説明す
る間隙保持部材の構造を示す斜視図である。また、図2
9は図28の上面図、図30は図29のM−N断面図で
ある。本実施例の間隙保持部材9は隣接する画素領域の
間に陰極配線2および制御電極4にそれぞれ平行な板状
部材でクロス構造とした略十字断面を有する。
【0096】この形状の間隙保持部材9は、それ自体で
基板面に対して自立機能を有し、これを画素領域間の所
要部分に設置することにより、前面パネルと背面パネル
の間隙を規定値に保持することができる。
【0097】間隙保持部材9の陰極配線2と交差する板
状部材と背面基板および陰極配線2との間に第2接着剤
15を有する。この第2接着剤15による固定で間隙保
持部材9を背面基板に確実に植立させることができ、さ
らに確実に前面パネルと背面パネルの間隙を規定値に保
持することができる。
【0098】図31は本発明による第8実施例を説明す
る間隙保持部材の構造を示す斜視図である。また、図3
2は図31の上面図、図33は図32のM−N断面図で
ある。本実施例の間隙保持部材9は第7実施例と同様に
隣接する画素領域の間に陰極配線2および制御電極4に
それぞれ平行な板状部材でクロス構造とした略十字断面
を有する。
【0099】そして、この間隙保持部材9の陰極配線2
と交差する板状部材のすべてが制御電極4の上に位置し
ている。図33に示したように、本実施例のクロス構造
を有する間隙保持部材9の中心線Z’−Z’は隣接する
画素の中央をとおる垂直線Z−Zに対してずれた位置と
なる。間隙保持部材9の下端が制御電極4の上に位置す
るため、その植立位置を正確に設定できる。
【0100】また、間隙保持部材9の陰極配線2と平行
する板状部材と背面基板との間に接着剤を有する。この
接着剤による固定を行うことにより、背面基板に間隙保
持部材9を安定して確実に固定できる。
【0101】図34は本発明による第9実施例を説明す
る間隙保持部材および背面パネルの構造図である。本実
施例の間隙保持部材9は前記第8実施例で説明したもの
と同様である。
【0102】制御電極4は、その開孔4aを形成した画
素領域を含む陰極配線2側に開孔4aと陰極配線2の間
にギャップを形成する凹部4cを有する。凹部4cは陰
極配線2の幅を越えて形成されている。この凹部4cの
深さで制御電極4の開孔4aと陰極配線2間のギャップ
を調整でき、かつより正確なギャップ設定が可能とな
る。
【0103】制御電極4は、その長手方向に張力を印加
して固定した方が望ましい。背面パネルの基板1に制御
電極4を組み込む際に、その長手方向に張力を印加しな
がら端部を接着剤などで固定する。これにより、制御電
極4の平面性が保証され、その開孔4aと陰極配線2間
のギャップを均一に設定できる。他の実施例についても
同様で或る。
【0104】図35は本発明による第10実施例を説明
する間隙保持部材および背面パネルの構造図である。本
実施例は第9実施例の変形例であり、その制御電極4は
前記第9実施例で説明したものと同様であるが、制御電
極4に形成する凹部4cの範囲を陰極配線と交差する領
域内に収めたものである。
【0105】図36は本発明による第11実施例を説明
する制御電極まわりの構造図で、同図(a)は平面図、
同図(b)および(c)は同図(a)のA−A’断面図
である。本実施例の制御電極4に形成する開孔4aは、
陰極配線側で大径を有し、陽極側で小径を有する2段形
状をもつ。陰極配線2と開孔4aの間のギャップは大径
側の加工深さに依存する。
【0106】図36の(b)のように、開孔4aの陰極
配線2側に絶縁層3を介在させてもよいし、図36の
(b)のように、陰極配線2に対して空間を持たせても
よい。図36の(b)の構造では制御電極4と陰極配線
2を正確に絶縁できるが、図36の(b)の構造とする
ことで容量を低減でき高周波駆動に適したものとなる。
【0107】上記した第9実施例、第10実施例、第1
1実施例は制御電極4の板状体の強度や寸法、表示装置
の画面サイズなどに応じて選定すればよい。また、間隙
保持部材9は前記した各実施例のものを採用してもよい
ものである。
【0108】また、制御電極4の熱膨張係数を背面基板
の熱膨張係数よりも大きく設定することで、製造工程に
おける加熱プロセス(例えば、300°以上に加熱され
るプロセス)を通す場合、室温より高い温度で背面基板
に制御電極を固定した後、室温まで冷却した時に制御電
極4に引張応力が発生する。これにより、制御電極4は
常に平坦性を維持し、陰極配線2との間の間隙が高精度
に維持される。
【0109】図37は本発明による表示装置の駆動方式
を説明する等価回路である。この表示装置は、y方向に
延びるn本の陰極配線2がx方向に並設されている。ま
た、x方向に延びるm本の制御電極4がy方向に並設さ
れ、陰極配線2と共にm行×n列のマトリクスを構成し
ている。
【0110】この表示装置を構成する背面パネルの周辺
には走査回路40と映像信号回路20が配置されてい
る。制御電極4のそれぞれには走査回路40から制御電
極端子41(Y1,Y2,・・・・Ym)で接続されて
いる。そして、陰極配線2のそれぞれには映像信号回路
20から陰極端子21(X1,X2,・・・・Xn)で
接続されている。
【0111】マトリクス配列された画素毎に前記の実施
例で説明した電子源が設けられている。図中のR,G,
Bはそれぞれ赤、緑、青の画素であり、それぞれの色に
対応した光を蛍光体から放出させる。
【0112】走査回路40には同期信号42が入力され
る。走査回路40は制御電極端子41を介して制御電極
4に接続されており、マトリクスの行を選択して制御電
極4に走査信号電圧を印加する。
【0113】一方、映像信号回路20には映像信号22
が入力される。映像信号回路20は陰極端子21(X
1,X2,・・・・Xn)を介して陰極配線2に接続さ
れ、マトリクスの列を選択して選択された陰極配線に映
像信号22に応じた電圧を印加する。これにより、制御
電極4と陰極配線2とで順次選択された所定の画素が所
定の色光で発光し、2次元の映像を表示する。本構成例
の表示装置により、比較的低電圧で高効率のフラットパ
ネル型の表示装置が実現される。
【0114】尚、今まで説明してきた各実施例において
は接着剤14、15を用いているが、制御電極4と背面
基板1とを固定する方法として陽極接合の技術を用いる
こともできる。間隙保持部材9と制御電極4とを固定す
る場合も同様に陽極接合の技術を用いることもできる。
【0115】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御電極を板状部材で形成して背面基板に組み立てると
共に、背面パネルと前面パネルの間に略板状の間隙保持
部材を高精度で設置することにより、当該間隙を規定値
に精密に保持でき、信頼性の高い表示装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表示装置の第1実施例を説明する
背面パネルと前面パネルとの間に設ける間隙保持部材の
設置構造を説明する斜視図である。
【図2】図1のA−B断面図である。
【図3】図1の要部構造の説明図である。
【図4】本発明による表示装置の第1実施例に用いる制
御電極の他の形状を説明する平面図である。
【図5】本発明による表示装置の第1実施例に用いる制
御電極のさらに他の形状を説明する平面図である。
【図6】本発明による表示装置の第1実施例に用いる制
御電極のさらにまた他の形状を説明する平面図である。
【図7】本発明による表示装置の第2実施例を説明する
背面パネルと前面パネルとの間に設ける間隙保持部材の
設置構造を説明する図2と同様の断面図である。
【図8】本発明による表示装置の第2実施例を説明する
図3(a)と同様の要部平面図である。
【図9】本発明による表示装置の第3実施例の説明図で
ある。
【図10】本発明による表示装置の図2におけるAで囲
った部分の1構成例の説明図である。
【図11】本発明による表示装置の図2のAで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図12】本発明による表示装置の図2のAで囲った部
分のさらに他の構成例の説明図である。
【図13】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の構成例の説明図である。
【図14】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図15】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図16】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図17】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図18】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図19】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図20】本発明による表示装置の図2のBで囲った部
分の他の構成例の説明図である。
【図21】本発明による表示装置の図2におけるBで囲
った部分のさらに他の構成例の説明図である。
【図22】本発明による表示装置の図1のI−J断面図
である。
【図23】本発明による第4実施例を説明する間隙保持
部材の構造を示す斜視図である。
【図24】図23における支持部材の斜視図である。
【図25】本発明による第5実施例を説明する間隙保持
部材の構造を示す斜視図である。
【図26】図25における補助支持部材の斜視図であ
る。
【図27】本発明による第6実施例を説明する間隙保持
部材の構造を示す斜視図である。
【図28】本発明による第7実施例を説明する間隙保持
部材の構造を示す斜視図である。
【図29】図28の上断面図である。
【図30】図29のM−N断面図である。
【図31】本発明による第8実施例を説明する間隙保持
部材の構造を示す斜視図である。
【図32】図31の上断面図である。
【図33】図32のM−N断面図である。
【図34】本発明による第9実施例を説明する間隙保持
部材および背面パネルの構造図である。
【図35】本発明による第10実施例を説明する間隙保
持部材および背面パネルの構造図である。
【図36】本発明による第11実施例を説明する制御電
極まわりの構造図である。
【図37】本発明による表示装置の駆動方式を説明する
等価回路である。
【図38】電界放出型の表示装置の一構成例を説明する
断面図である。
【図39】1画素の電子放出源とその電子放出量を制御
する制御電極の構成例の説明図である。
【図40】電子源を1画素あたり複数個形成した表示装
置の図39に対応する説明図である。
【図41】従来の電界放出型の表示装置の背面パネルの
構成例を説明する1画素部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 背面基板 2 陰極配線 2a 電子源 3 絶縁層 4 制御電極 4a 開孔 5 前面基板 6 蛍光体 7 陽極 9 間隙保持部材 10 第1接触部 11 第2接触部 12 第3接触部 13 溝 14 第1接着剤 15 第2接着剤 16 支持部材 17 補助支持部材 100 背面パネル 200 前面パネル 300 封止枠。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年6月11日(2001.6.1
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0047
【補正方法】変更
【補正内容】
【0047】図1は本発明による表示装置の第1実施例
を説明する背面パネルと前面パネルとの間に設ける間隙
保持部材の設置構造を説明する斜視図である。また、図
2は図1のA−B断面図、図3は図1の要部構造の説明
図であり、同(a)は図1のI−J方向からみた平面
図、同(b)は同(a)のA−A’断面図である。本実
施例は制御電極4をたとえば、単一板又は2以上の
板からなる板状部材、すなわち板部材とし、比較的板厚
の厚い鉄または鉄を主成分とする合金板で形成してあ
り、陰極配線との間に絶縁層を有しない構造とした。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図40
【補正方法】変更
【補正内容】
【図40】
フロントページの続き (72)発明者 矢口 富雄 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 木島 勇一 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Fターム(参考) 5C032 AA01 AA07 5C036 EE02 EE14 EE15 EE19 EF01 EF06 EF09 EG02 EG15 EG31 EH01 EH04

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子源を有する複数の陰極配線と、前記陰
    極配線と交差して前記陰極配線との間の電位差により前
    記電子源からの電子の放出量を制御する複数の制御電
    極、および背面基板とを有する背面パネルと、 陽極および蛍光体を有する前面パネルとを備えた表示装
    置であって、 前記制御電極は板部材であり、前記陰極配線と交差する
    画素領域に前記電子源からの電子を前記前面パネル側に
    通過させる開孔を有すると共に、隣り合う前記陰極配線
    の間に前記背面パネル側に突出して前記制御電極を支え
    る接触部を有するとともに、前記制御電極の前記接触部
    の直上で、かつ前記前面パネル側に、前記前面パネルと
    前記背面パネルの間隙を規定値に保持する間隙保持部材
    を有することを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】前記接触部は第1接触部と第2接触部を有
    し、前記制御電極の前記第1接触部の直上で、かつ前記
    前面パネル側に前記間隙保持部材を有することを特徴と
    する請求項1に記載の表示装置。
  3. 【請求項3】前記制御電極に有する前記接触部の直上で
    前記前面パネル側に前記間隙保持部材の一端を嵌合する
    溝を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の表
    示装置。
  4. 【請求項4】前記陰極配線が前記画素領域で2以上に分
    割され、前記制御電極に前記背面パネル側に突出して前
    記制御電極を支える第3接触部を有し、分割された前記
    陰極配線の間に前記第3接触部が配置されることを特徴
    とする請求項1〜3の何れかに記載の表示装置。
  5. 【請求項5】前記陰極配線の前記画素領域内に前記制御
    電極側から前記背面基板側に貫通する開口を有し、前記
    制御電極に前記背面パネル側に突出して前記制御電極を
    支える第3接触部を有し、前記第3接触部が前記陰極配
    線の前記開口に配置されることを特徴とする請求項1〜
    3の何れかに記載の表示装置。
  6. 【請求項6】前記制御電極と前記間隙保持部材が接着剤
    又は陽極接合で固定されていることを特徴とする請求項
    1〜6の何れかに記載の表示装置。
  7. 【請求項7】前記制御電極の各接触部のうちの少なくと
    も一部が前記背面パネルに接着剤又は陽極接合により固
    定されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに
    記載の表示装置。
  8. 【請求項8】前記間隙保持部材は、前記陰極配線と交差
    する支持部材により互いに所定の間隙で支持されている
    ことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の表示装
    置。
  9. 【請求項9】前記支持部材は、前記間隙保持部材の間隙
    保持方向の側縁に嵌合する切り込みを有することを特徴
    とする請求項8に記載の表示装置。
  10. 【請求項10】前記支持部材は、前記制御電極の間で前
    記間隙保持部材と交差する位置に配置され、前記陰極配
    線側の端縁に嵌合する切り込みを有することを特徴とす
    る請求項8に記載の表示装置。
  11. 【請求項11】前記間隙保持部材は、隣接する前記画素
    領域の間に前記陰極配線および前記制御電極のそれぞれ
    に平行な板状部を有し、前記陰極配線および前記制御電
    極と平行する面方向の断面が略十字形を有することを特
    徴とする請求項1〜10の何れかに記載の表示装置。
  12. 【請求項12】前記接触部が前記背面基板に接触してい
    ることを特徴とする請求項1〜11の何れかに記載の表
    示装置。
  13. 【請求項13】前記接触部と前記背面基板の間に絶縁層
    を有することを特徴とする請求項1〜11の何れかに記
    載の表示装置。
  14. 【請求項14】前記制御電極の前記開孔領域を含む前記
    陰極配線側に凹部を有することを特徴とする請求項1〜
    11の何れかに記載の表示装置。
  15. 【請求項15】前記制御電極の幅よりも前記凹部の幅の
    方が小さく、前記凹部以外の場所と前記陰極配線の間に
    絶縁層を有することを特徴とする請求項14に記載の表
    示装置。
  16. 【請求項16】前記制御電極は、その長手方向に張力が
    印加されていることを特徴とする請求項1〜15の何れ
    かに記載の表示装置。
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