JP2002343282A

JP2002343282A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2002343282A
Application number: JP2001147963A
Authority: JP
Inventors: Takashi Enomoto; 貴志榎本; Akiyoshi Yamada; 晃義山田; Masahiro Yokota; 昌広横田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-11-29

Abstract

(57)【要約】【課題】クリープの発生を防止し、良好な画像表示を維
持可能な画像表示装置を提供することにある。【解決手段】画像表示装置の真空外囲器１０は、対向配
置された背面基板１２および前面基板１１と、背面基板
および前面基板の間に設けられた側壁１８と、を有して
いる。前面基板と側壁とはインジウム膜を介して封着さ
れている。前面基板と背面基板との間の相対変位を規制
する基板支持部材３０が、背面基板、前面基板、側壁の
下側縁に接触して設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、対向配置された
基板と、複数の画素と、を有した画像表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、高品位放送用あるいはこれに伴う
高解像度の画像表示装置が望まれており、そのスクリー
ン表示性能については一段と厳しい性能が要望されてい
る。これら要望を達成するためにはスクリーン面の平坦
化、高解像度化が必須であり、同時に軽量、薄型化も図
らねばならない。

【０００３】上記のような要望を満たす画像表示装置と
して、例えば、フィールドエミッションディスプレイ
（以下ＦＥＤと称する）等の平面表示装置が注目されて
いる。このＦＥＤ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し、これらの基板は、そ
の周縁部同士が直接あるいは矩形枠状の側壁を介して互
いに接合され真空外囲器を構成している。前面基板の内
面には蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面に
は、蛍光体を励起して発光させる電子放出源として複数
の電子放出素子が設けられている。

【０００４】また、背面基板および前面基板に加わる大
気圧荷重を支えるために、これら基板の間には複数の支
持部材が配設されている。背面基板の端部には、真空外
囲器を封着した後に内部を排気するための排気管が設け
られている。そして、このＦＥＤでは、電子放出素子か
ら放出された電子ビームを蛍光体スクリーンに照射し、
蛍光体スクリーンが発光することにより、画像を表示す
る。

【０００５】このようなＦＥＤでは、電子放出素子の大
きさがマイクロメートルオーダーであり、前面基板と背
面基板との間隔をミリメートルオーダーに設定すること
ができる。このため、現在のテレビやコンピュータのデ
ィスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）な
どと比較して、高解像度化、軽量化、薄型化を達成する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような平面表示装置では、真空外囲器の薄型化が可能で
あるにも拘わらず、真空外囲器から突出した排気管の長
さは、背面基板、側壁、透明基板によって規定される厚
さ以上の長さとなってしまう。この排気管は、真空外囲
器が完成した後には特に用途がなく不要なものであり、
排気管の長さ分だけ平面表示装置全体が厚くなってしま
う。

【０００７】また、上述した平面表示装置では、真空外
囲器内部の真空度を例えば１０^−７〜１０^−８Ｔｏｒｒ
に保つ必要がある。従来の排気工程では、真空外囲器を
３００℃程度まで加熱するベーキング処理により、外囲
器内部の表面吸着ガスを放出させるようにしていた。

【０００８】しかし、このような排気方法では表面吸着
ガスを十分に放出させることはできない。そのため、例
えば特開平９−８２２４５号公報には、前面基板の蛍光
体スクリーン上に形成されたメタルバックを、Ｔｉ，Ｚ
ｒもしくはそれらの合金からなるゲッタ材で被覆する構
成、メタルバック自身を上記のようなゲッタ材で形成す
る構成、あるいは、画像表示領域内で、電子放出素子以
外の部分に、上記のようなゲッタ材を配置した構成の平
板表示装置が記載されている。そして、このゲッタ材に
より真空外囲器内のガスを吸着し、真空外囲器内の真空
度を上げる試みがなされている。

【０００９】しかしながら、特開平９−８２２４５号公
報に開示された画像表示装置では、ゲッタ材を通常のパ
ネル工程で形成しているため、ゲッタ材の表面は当然酸
化することになる。ゲッタ材は、特に表面の活性度合い
が重要であるため、表面酸化したゲッタ材では満足なガ
ス吸着効果を得ることができない。

【００１０】そこで、本発明者等は先に出願した特願平
１１−１２２２２０号において、背面基板、側壁、前面
基板を真空装置内に投入し、真空雰囲気中でこれらのべ
一キング、電子線照射を行って表面吸着ガスを放出させ
た後、ゲッタ膜を形成し、そのまま真空雰囲気中でフリ
ットガラスやインジウムなどを用いて側壁と背面基板お
よび前面基板とを封着する方法を提案している。

【００１１】この方法によれば、電子線洗浄によって表
面吸着ガスを十分に放出させることができ、ゲッタ膜も
酸化されず十分なガス吸着効果を得ることができる。ま
た、排気管が不要であるため、画像表示装置のスペース
が無駄に消費されることがなくなる。

【００１２】このように構成された平板型の像表示装置
は、全体が垂直に立てられた状態で使用されるため、外
囲器の封着部の低融点金属は前面基板および背面基板の
重量によって垂直下向きの力を常に受けている。このた
め、長期間経過すると、金属のクリープ現象によって前
面基板と背面基板との位置が相対的にずれてしまい、良
好な画像が得られなくなる恐れがある。

【００１３】この発明は以上の課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、クリープの発生を防止し、良好な画像
表示を維持可能な画像表示装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る画像表示装置は、対向配置された背
面基板および前面基板を有した外囲器と、上記外囲器の
内部に設けられた複数の画素と、上記背面基板および前
面基板の少なくとも一方に接触して設けられ、上記前面
基板と背面基板との間の相対変位を規制した基板支持部
材と、を備えたことを特徴としている。

【００１５】また、この発明に係る他の画像表示装置
は、対向配置されたほぼ矩形状の背面基板および前面基
板と、上記背面基板および前面基板の間に設けられた矩
形枠状の側壁と、を有した外囲器と、上記外囲器の内部
に形成された複数の画素と、上記背面基板、前面基板、
側壁の少なくともいずれか２つの側縁に接触して設けら
れ、上記前面基板と背面基板との間の相対変位を規制し
た基板支持部材と、を備えたことを特徴としている。

【００１６】上記のように構成された画像表示装置によ
れば、基板支持部材を設けることにより、封着部には実
質的に前面基板および背面基板に重量よる重力が作用せ
ず、前面基板と背面基板との間の位置ずれを防止し、高
真空で画像品位の高い画像表示装置を得ることができ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照ながら、この発
明の画像表示装置をＦＥＤに適用した実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００１８】図１ないし図３に示すように、このＦＥＤ
は、それぞれ矩形状の絶縁基板、例えば、ガラス板から
なる前面基板１１および背面基板１２を備え、これらの
基板は、例えば、１．６ｍｍの隙間を置いて対向配置さ
れている。背面基板１２の大きさは前面基板１１よりも
大きく形成され、その外周部には後述の映像信号を入力
するための引き出し線（図示せず）が形成されている。
そして、前面基板１１および背面基板１２は、矩形枠状
の側壁１８を介して周縁部同士が接合され、内部が真空
状態に維持された扁平な矩形状の真空外囲器１０を構成
している。

【００１９】真空外囲器１０の内部には、前面基板１１
および背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、
複数の細長い板状の支持部材１４が設けられている。こ
れらの支持部材は、真空外囲器１０の長辺と平行な方向
に延在しているとともに、短辺と平行な方向に沿って所
定の間隔を置いて配置されている。

【００２０】背面基板１２と側壁１８との間、および背
面基板と支持部材１４との間は、フリットガラス等の低
融点ガラス２９によって封着されている。この低融点ガ
ラス２９の厚さは約０．２ｍｍに設定されている。ま
た、前面基板１１と側壁１８との間は、低融点金属とし
て、インジウム膜３２を介して接合されている。このイ
ンジウム薄膜３２の厚さは約０．２ｍｍに設定されてい
る。このインジウム膜３２による接合は真空雰囲気で行
われるため、従来の排気管は不要となっている。

【００２１】図４に示すように、前面基板１１の内面に
は蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体
スクリーン１６は、赤、緑、青の３色に発光する蛍光体
層Ｒ、Ｇ、Ｂとマトリックス状の黒色光吸収部２０とで
形成されている。上述の支持部材１４は、黒色光吸収部
の影に隠れるように配置されている。なお、蛍光体スク
リーン１６上には、たとえばアルミニウム層からなるメ
タルバック層１７が蒸着されている。

【００２２】また、図３に示すように、背面基板１２の
内面上には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起す
る電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多
数の電子放出素子２２が設けられている。これらの電子
放出素子２２は、各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。詳細に述べると、背面基板１２の
内面上には、導電性カソード層２４が形成され、この導
電性カソード層上には多数のキャビティ２５を有した二
酸化シリコン膜２６が形成されている。二酸化シリコン
膜２６上には、モリブデンやニオブ等からなるゲート電
極２８が形成されている。そして、背面基板１２の内面
上において各キャビティ２５内にはモリブデンなどから
なるコーン状の電子放出素子２２が設けられている。

【００２３】上記のように構成されたＦＥＤにおいて、
映像信号は、単純マトリックス方式に形成された電子放
出素子２２とゲート電極２８に入力される。電子放出素
子を基準とした場合、最も輝度の高い状態の時、＋１０
０Ｖのゲート電圧が印加される。また、蛍光体スクリー
ン１６には＋１０ｋＶが印加される。これにより、電子
放出素子２２から電子ビームが放出される。そして、電
子放出素子から放出される電子ビームの大きさは、ゲー
ト電極２８の電圧によって変調され、この電子ビームが
蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起して発光させる
ことにより画像を表示する。

【００２４】一方、実際の画像表示動作時、上記のよう
に構成されたＦＥＤは、図５および図６に示すように、
全体が垂直に立てた状態で使用される。そこで、本実施
の形態によれば、ＦＥＤは、自重による前面基板１１お
よび背面基板１２間の相対変位を防止する２つの基板支
持部材３０を備えている。

【００２５】各基板支持部材３０は、例えばステンレス
等の金属によって形成され、使用時に真空外囲器１０の
下端部となる前面基板１１および背面基板１２の下端部
３２に固定されている。また、各基板支持部材３０は、
前面基板１１の下端縁１１ａおよび背面基板１２の下端
縁１２ａにそれぞれ当接し変位を規制した第１および第
２支持面３０ａ、３０ｂを有し、段付きのブロック状に
形成されている。なお、２つの基板支持部材３０は、前
面基板１１の下端縁１１ａに沿って間隔を置いて取り付
けられている。

【００２６】以上のように構成されたＦＥＤによれば、
真空雰囲気中で側壁と前面基板との封着を行うことがで
き、同時に、インジウム膜３２を介して封着することに
より、容易にかつ確実に真空外囲器の封着を行うことが
できる。また、基板支持部材３０によって前面基板１１
および背面基板１２に加わる重力を同時に支持すること
により、インジウムによる封着面には前面基板、背面基
板の自重に起因する力がほとんど作用しない。したがっ
て、荷重に起因するクリープ現象の発生を防止すること
ができ、その結果、長期間経過した後も前面基板１１と
背面基板１２との相対的な位置ずれを抑制し、良好な画
像を維持することができる。

【００２７】なお、前面基板１１と背面基板１２との相
対変位を防止する基板支持部材は、上述した実施の形態
に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、
図７に示すように、基板支持部材３０は２つに限らず、
３つ以上設けられていても良い。また、図８に示すよう
に、基板支持部材３０は、真空外囲器１０の下端側のコ
ーナ部に設けられていてもよい。この場合、各基板支持
部材３０の第１および第２支持面は、前面基板１１およ
び背面基板１２の下端縁に加え、側縁にも当接し水平方
向の相対変位も規制することができる。

【００２８】更に、図９に示すように、基板支持部材３
０は、前面基板１１および背面基板１２の下端縁全長に
亘って延びた構成としてもよく、あるいは、必要に応
じ、前面基板１１および背面基板１２の全周に亘って設
けられていてもよい。

【００２９】基板支持部材は、前面基板と背面基板との
間の相対変位を防止できればよく、上述したブロック形
状に限らず、図１０に示すように、リベット状に形成さ
れていてもよい。この場合、基板支持部材３０は前面基
板１１の４つの角部に設けられ、各基板支持部材は、前
面基板１１および背面基板１２を貫通して延びこれら基
板同士を互いに固定している。各基板支持部材３０は、
図１０（ｂ）に示すような円柱形状、あるいは図１０
（ｃ）に示すような切頭円錐形状としてもよい。

【００３０】更に、図１１に示すように、基板支持部材
３０として、低融点ガラス等の塗布部材を用いることも
できる。この場合、塗布部材は、真空外囲器１０の下部
において、前面基板１１の下端縁、側壁１８の下端縁、
および背面基板１２の外周部上面を覆うように塗布さ
れ、固まることにより基板支持部材として機能する。

【００３１】なお、この塗布部材は、上記のように前面
基板１１の下端縁の全長に渡って、あるいは、下端縁に
沿って所定の間隔をおいて複数箇所に、更には、前面基
板の全周に亘って塗布されていてもよい。

【００３２】また、図１２に示すように、上記構成のＦ
ＥＤをテレビやコンピューターディスプレイとして使用
する場合、キャビネット４０により前面基板１１、背面
基板１２、側壁１８の上部側面と下部側面を支える構成
としてもよい。

【００３３】なお、図７ないし図１２に示した各実施の
形態において、他の構成は前述した第１の実施の形態と
同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してそ
の詳細な説明を省略する。そして、図７ないし図１２に
示した各実施の形態において、第１の実施の形態と同様
の作用効果を得ることができる。

【００３４】その他、この発明は上述した実施の形態に
限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能
である。例えば、真空外囲器の外形状や支持部材の構成
は上述した実施の形態に限定されないことはいうまでも
ない。また、支持部材は、前述した細長い板状に限らず
柱状としてもよく、例えば、マトリックス型の黒色光吸
収層と蛍光体層とを形成し、断面が十字型の柱状支持部
材を黒色光吸収層に対して位置決めして封着する構成と
してもよい。

【００３５】また、電子放出素子は、ｐｎ型の冷陰極素
子、あるいは表面伝導型の電子放出素子を用いてもよ
い。更に、上述した実施の形態では、独立した側壁を備
えた構成としたが、前面基板あるいは背面基板の周縁部
を折り曲げ側壁と同様の機能を持たせる構成としてもよ
い。

【００３６】この発明は、外囲器内部が高真空でなくと
もよく、プラスマディスプレイパネルや液晶表示パネル
に適用することもできる。また、前面基板と側壁とをイ
ンジウム膜で封着する構成を説明したが、本発明はこれ
に限らず、背面基板と側壁、前面基板と支持部材、背面
基板と支持部材を金属膜で封着する構成としてもよい。
封着に用いる金属膜は、インジウムに限らず、インジウ
ム合金、アルミニウム、クロム、モリブデン等の他の金
属膜を用いても良い。更に、背面基板と側壁、前面基板
と支持部材、背面基板と支持部材をポリイミド樹脂のよ
うな耐熱性樹脂で封着する構成としてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
クリープの発生を防止し、長期間経過した後も前面基板
と背面基板との相対的な位置ずれを生じることなく、良
好な画像を維持可能な画像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】この発明の第１の実施の形態に係るＦＥＤを示
す斜視図。

【図２】上記ＦＥＤの前面基板を取り外した状態を示す
斜視図。

【図３】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図。

【図４】上記ＦＥＤの蛍光体スクリーンを示す平面図。

【図５】上記ＦＥＤの画像表示時における立位状態を示
す斜視図。

【図６】上記ＦＥＤの基板支持部材を拡大して示す側面
図。

【図７】この発明の他の実施の形態に係るＦＥＤを示す
斜視図。

【図８】この発明の更に他の実施の形態に係るＦＥＤを
示す斜視図。

【図９】この発明の他の実施の形態に係るＦＥＤを示す
斜視図。

【図１０】この発明の他の実施の形態に係るＦＥＤを示
す斜視図。

【図１１】この発明の他の実施の形態に係るＦＥＤの一
部を拡大して示す断面図。

【図１２】この発明の他の実施の形態に係るＦＥＤを示
す断面図。

【符号の説明】

１０…真空外囲器１１…前面基板１２…背面基板１４…支持部材１６…蛍光体スクリーン１７…メタルバック層１８…側壁２２…電子放出素子２９…低融点ガラス３０…基板支持部材３０ａ…第１支持面３０ｂ…第２支持面３２…インジウム膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者横田昌広埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２株式会社東芝深谷工場内Ｆターム(参考） 5C032 AA01 BB18 5C036 EE15 EE17 EF01 EF06 EF09 EG02 EG05 EG06 EH04 EH10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された背面基板および前面基板を
有した外囲器と、上記外囲器の内部に設けられた複数の画素と、上記背面基板および前面基板の少なくとも一方に接触し
て設けられ、上記前面基板と背面基板との間の相対変位
を規制した基板支持部材と、を備えたことを特徴とする
画像表示装置。
【請求項２】対向配置されたほぼ矩形状の背面基板およ
び前面基板と、上記背面基板および前面基板の間に設け
られた矩形枠状の側壁と、を有した外囲器と、上記外囲器の内部に形成された複数の画素と、上記背面基板、前面基板、側壁の少なくともいずれか２
つの側縁に接触して設けられ、上記前面基板と背面基板
との間の相対変位を規制した基板支持部材と、を備えた
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】上記基板支持部材は、上記背面基板に固定
されているとともに、上記前面基板の側縁に当接した当
接面を有していることを特徴とする請求項１又は２に記
載の画像表示装置。
【請求項４】上記基板支持部材は、上記前面基板および
上記側壁に接触して設けられていることを特徴とする請
求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】上記外囲器の少なくとも一部は、低融点金
属により封着されていることを特徴とする請求項１ない
し４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】上記低融点金属は、インジウムまたはイン
ジウム合金であることを特徴とする請求項５に記載の画
像表示装置。
【請求項７】上記外囲器の少なくとも一箇所が樹脂によ
り封着されていることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】上記基板支持部材は、上記外囲器に塗布さ
れて固まった低融点ガラスにより形成されていることを
特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画
像表示装置。
【請求項９】上記基板支持部材は、上記外囲器の周縁部
を支持したキャビネットを備えていることを特徴とする
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像表示装
置。
【請求項１０】上記背面基板は、上記前面基板よりも大
きな寸法を有していることを特徴とする請求項１ないし
９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】上記背面基板上に設けられ上記複数の画
素を構成した複数の電子放出素子と、上記前面基板上に
形成され上記電子放出素子から放出された電子ビームに
より発光する蛍光体スクリーンと、を備えていることを
特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の
平面型画像表示装置。