JP2003031165A

JP2003031165A - 表示装置

Info

Publication number: JP2003031165A
Application number: JP2001215504A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kijima; 勇一木島; Shigemi Hirasawa; 重實平澤; Hiroshi Kawasaki; 浩川崎
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 2001-07-16
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2003-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】陰極配線と制御電極の間のギャップを均一と
して、かつ張力を印加した制御電極を前面基板との間の
真空封止を損なうことなく背面基板１に対して充分な固
定を実現した信頼性の高い表示装置を提供する。【解決手段】電子源を有する複数の陰極配線２とと交
差して電位差により電子源からの電子の放出量を制御す
る複数の制御電極４とを有する背面パネル１００と、陽
極および蛍光体を有する前面パネルと、背面パネル１０
０と前面パネルの周縁に介挿されて両者を所定の間隙を
以て貼り合わせ固定する封止枠３００を備え、制御電極
４は陰極配線２と交差する領域に電子源からの電子を前
面パネル側に通過させる１または複数の開孔を有する帯
状板部材であり、制御電極４はその両端部近傍の固定領
域で背面パネル１００に固着剤で固定されているととも
に、制御電極４の長手方向単位長さあたりの両端部近傍
の固定領域の面積が陰極配線２と交差する領域の長手方
向単位長さあたりの面積より小なる面積を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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隔を高精
度に保持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
型表示装置が実用化されつつある。

【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、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）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１３は電界放出型の表示装置の一構成例
を説明する断面図、図１４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まわりの構成例の説明図
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、当該前面パネル１００と背面パネル２００およ
び封止枠３００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、両者をまとめて真空と言う）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（オ
ン・オフを含む）を制御する。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と蛍光体６とを有する。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２００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。背面パネル１００と前面パネル２００の間の間隙は
間隙保持部材９により保持される。

【０００７】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
ードで構成される。

【０００８】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１４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１４は電子源２ａが１画素
あたり１つの場合であるが、これは１個に限るものでは
なく、実際には複数個とするのが一般的である。

【０００９】図１５は電子源を１画素あたり複数個形成
した表示装置の図１４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。

【００１０】この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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図１６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。

【００１２】絶縁層３は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１６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、矢印で示したように、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
出性能のばらつきを招く。

【００１３】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が存在するので容量が形成される。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。従来技術で
はこれらの事項がこの種の表示装置を実用化する際の解
決すべき課題の一つとなっていた。

【００１４】この課題を解決する一つの方法として本願
の出願人は、制御電極を別部材として形成した帯状板部
材とし、必要に応じてこの帯状板部材の長手方向に張力
を加え、背面基板に固定した表示装置を提案した（特願
２００１−１３９０３８、等）。この提案は、陰極配線
と交差する画素構成部分に１または複数の開孔を形成し
た複数の金属製の帯状板部材を当該表示装置の表示領域
を横断するように必要に応じて張力をかけて配置するも
のである。

【００１５】図１７は本出願人が検討した表示装置の全
体構成の一例を模式的に説明する斜視図である。この表
示装置は、背面パネル１００と前面パネル２００を封止
枠３００で一体化してある。背面パネル１００を構成す
る背面基板の内面には、電子源をもつ陰極配線２がｙ方
向に延在してｘ方向に平行して設置されている。陰極配
線２の端部には陰極端子２Ｔを有する。また、封止枠３
００の内部の表示領域において、陰極配線２の上方には
開孔をもつ制御電極４がｘ方向に延在してｙ方向に平行
に設置されている。制御電極の端部には制御電極端子４
０が設けられている。

【００１６】前面パネル２００は前面基板５の内面に陽
極と蛍光体が設けられている。ここでは、陰極配線２と
制御電極４の間には絶縁層３を介在させているが、制御
電極４に張力ＴＳを印加して陰極配線との間に間に所定
の間隙を安定的に保持すれば絶縁層３は必須ではなく、
または必要に応じて隣接する１または複数の画素間にの
み設けてもよい。

【００１７】制御電極４は鉄または鉄を主成分とする合
金板で形成してある。制御電極４の板厚は１０μｍ〜５
００μｍ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。

【００１８】また、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。なお、背面基板と前面基板の間に
は、その対向間隙を規定する間隙保持部材（図１３参
照）が設けてある。この間隙保持部材は無機絶縁物、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。

【００１９】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。制御電極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。

【００２０】図１８は制御電極を背面基板に固定する部
分の拡大図である。制御電極４はその長手方向と直交す
る方向に複数平行に配置され、両端を押さえ部材８によ
り背面基板１に固定される。この押さえ部材８はガラス
板などの絶縁材が好適であり、その下面にフリットガラ
スなどの固着剤１０を介挿して制御電極４を背面基板１
に接着固定する。この押さえ部材８は封止枠３００の内
側に設けられている。また背面パネル１００に設けられ
た制御電極端子４０と制御電極４とが接続される。

【００２１】図１９は表示装置を構成する背面パネルの
構成を模式的に説明する平面図である。背面パネル１０
０を構成するガラス製の背面基板１の内面の表示領域Ａ
Ｒには複数の陰極配線２と複数の制御電極４が交差して
配置されている。この各交差領域で制御電極４には開孔
が形成されている。図１９にはカラー１画素を構成する
Ｒ，Ｇ，Ｂの配列状態を示している。表示領域ＡＲの外
側には制御電極４の両端を横断して押さえ部材８が配置
され、図１８に示した構造で固定されている。

【００２２】図１９では、陰極配線２の一端が封止枠３
００の外側に延在して陰極端子２Ｔとしているが、この
陰極端子２Ｔは陰極配線２とは別個に形成してもよいも
のである。同様に、制御電極４の一端を封止枠３００の
外側まで延在させて制御電極端子としてもよいが、ここ
では、制御電極端子４０を別個に形成し、これに制御電
極４の端部を接続している。そして、表示領域ＡＲおよ
び押さえ部材８の外側を周回させて封止枠３００を設置
し、図１３に示した前面パネルとの間を真空封止する。

【００２３】このような制御電極の構造では、制御電極
４または制御電極端子４０の固定が隣接する制御電極４
または制御電極端子４０の隙間と背面基板１との間で行
われる。この隙間は制御電極４または制御電極端子４０
の面積に比較して小である。そのため、制御電極４また
は制御電極端子４０の固着力が充分に確保されないおそ
れがある。特に、画面サイズが大きくなるほど、制御電
極に印加する張力が大となるため、制御電極４または制
御電極端子４０を背面基板１に対する固着を安定的に確
保することが難しい。これが、解決すべき課題の一つと
なっていた。

【００２４】本発明の目的は、上記課題を解決し、陰極
配線（電子源）と制御電極の間のギャップを均一とし
て、帯状板部材で形成した制御電極４を前面基板との間
の真空封止を損なうことなく背面パネル１００に対して
充分な固定を実現した信頼性の高い表示装置を提供する
ことにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、開孔を有する帯状板部材で構成した制御
電極を背面パネルに固定する構造において、少なくとも
当該制御電極の固定領域の長手方向単位長さあたりの面
積を表示領域の面積より小さくした。これにより、固着
剤の領域を大きくすることができ、制御電極を充分な固
着力で固定することができる。本発明の典型的な特徴構
成を記述すれば、次のとおりである。

【００２６】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、前記背面パネルと前記前面パネルの周縁に介
挿されて両者を所定の間隙を以て貼り合わせ固定する封
止枠を備え、前記制御電極は前記陰極配線と交差する領
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１または複数の開孔を有する帯状板部材であり、前
記制御電極はその両端部近傍の固定領域で前記背面パネ
ルに固着剤で固定されているとともに、前記制御電極の
長手方向単位長さあたりの前記両端部近傍の前記固定領
域の面積が前記陰極配線と交差する領域の長手方向単位
長さあたりの面積より小なる面積を有することを特徴と
する。

【００２７】前記固定領域の面積を陰極配線と交差する
領域の面積より小とする一つの手段としては、前記制御
電極の前記固定領域の幅を前記陰極配線と交差する領域
の幅より小とすることができる。また、前記固定領域に
１または複数の開口を形成することで前記固定領域の前
記制御電極の占める面積を実質的に小さくすることがで
きる。

【００２８】固定領域における押さえ部材として前記封
止枠を利用してもよい。また、封止枠とは異なる別部材
を用いることができる。別部材の押さえ部材を用いる場
合は、この押さえ部材を前記封止枠の内側に配置するこ
とで真空封止性能の低下を回避できる。

【００２９】そして、固着剤としては例えばフリットガ
ラスを用いることができる。また、前記制御電極の前記
固定領域の外側に前記制御電極に接続される制御電極端
子を設け、前記制御電極端子を前記固定領域で前記制御
電極に接続する構造とすることができる。あるいは、前
記制御電極の前記固定領域の外側に前記制御電極に接続
される制御電極端子を設け、前記制御電極端子を前記固
定領域より外側で前記制御電極に接続する構造とするこ
ともできる。

【００３０】また、前記制御電極には長手方向に張力が
印加されている構成とすることもできる。なお、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。

【００３１】

【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。図１は本
発明の表示装置の第１実施例における背面パネルの構成
を模式的に説明する平面図である。背面パネル１００を
構成するガラスを好適とする背面基板１の内面の表示領
域ＡＲには複数の陰極配線２と複数の制御電極４が交差
して配置されている。この各交差領域で制御電極４には
複数の開孔が形成されている。図１ではカラー１画素を
構成するＲ，Ｇ，Ｂの配列状態を示している。

【００３２】陰極配線２の一端は封止枠３００の外側に
延在し、ここに陰極端子２Ｔが形成されている。この陰
極端子２Ｔの形状は図示したように表示領域から直線状
に引き出された形状に限らず、外部回路からの配線（フ
レキシブルプリント基板等）に対して接続が容易な形
状、例えば先端が拡大された形状等とすることができ
る。表示領域ＡＲの外側で制御電極４の両端が幅狭とさ
れ、一方の端部に有する端子部４Ｔは背面基板１に形成
された制御電極端子４０に接続されている。制御電極４
は帯状板部材で形成されている。

【００３３】制御電極４の表示領域の外に位置する固定
領域の幅は表示領域における幅より狭くされている。そ
して、制御電極端子４０に接続する一方の端部は端子部
４Ｔとされ、制御電極端子４０に接続されている。この
接続部分は圧着溶接、レーザ溶接、半田接続、その他の
既知の接続手段で接続される。接続部分に導電ペースト
を塗布してもよい。そして、制御電極４は固定領域を横
断してガラス板などの押さえ部材８が配置されて押圧し
て固定されている。このとき、固定のためにフリットガ
ラスなどの固着剤を用いている。制御電極４の他端４Ｅ
に形成した幅狭部分にも同様の押さえ部材８が設けてあ
り、同様の構造で固定される。尚、制御電極４には長手
方向に張力を印加しない構成とすることもできるが、張
力を印加した方が好ましい。

【００３４】図２は図１における制御電極の固定領域の
形状例を拡大した模式図である。図２の（ａ）の平面図
は図１で説明したものと同様の形状であり、表示領域Ａ
Ｒ側方向は幅Ｗ１の平行な側縁を有する帯状で、固定領
域を形成した端部側ＥＸ方向の幅Ｗ２を狭くしてある。
これにより、制御電極４の長手方向単位長さあたりの両
端部近傍の固定領域（図２（ａ）では電極部４Ｔ）の面
積が陰極配線と交差する領域の長手方向単位長さあたり
の面積より小なる面積を有するものとなり、制御電極４
の固定力が図１９の構造に比較して大幅に向上し、高い
信頼性をもつ表示装置を提供できる。

【００３５】図２の（ｂ）は同（ａ）に形状を有する制
御電極４の固定領域（図２（ｂ）では制御電極端子側）
に開口４０ａを形成したものである。この場合、図２
（ａ）の場合よりもさらに大きな固定力を達成すること
ができる。この場合、固定領域の幅Ｗ２’を図２（ａ）
の場合より大とすることも可能である。また、図２の
（ｃ）は図２（ｂ）の変形であり、制御電極４の固定領
域の幅は表示領域ＡＲの幅Ｗ１と同一とされ、この固定
領域に大きな開口４０ｂを形成したものである。この開
口４０ｂの大きさ、すなわち幅Ｗ２”、長さＬを調整す
ることで上記した固定力を調整することができる。図２
の（ｂ）（ｃ）における開口形状は矩形に限らず、丸、
楕円あるいは多角形等とすることができる。なお、固定
領域の形状は、表示領域よりも面積が小さくなるもので
あれば、上記の各形状に限らない。

【００３６】上記制御電極４の表示領域での幅Ｗ１（幅
寸法ａ）は、当該制御電極４の配列ピッチＰに対して、
Ｗ１／Ｐ＝０．５〜０．９５程度とすることで前記した
開口率を確保し、端子部４Ｔでの制御電極の幅Ｗ２（幅
寸法ｂ）は、Ｗ２＝０．１〜０．６程度とすることで固
着力及び真空封止性能を確保することができる。以下の
実施例でも同様である。

【００３７】図３は本発明の表示装置の第１実施例の要
部構造を説明する説明図である。図３の（ａ）は要部平
面図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は同（ａ）のＡ−Ａ
線に沿った断面図である。なお、図３では２本の制御電
極の端子部４Ｔの形成部分のみを示し、図１と同一符号
は同一機能部分に対応する。

【００３８】制御電極４の一端の端子部４Ｔは制御電極
端子４０に重畳している。この重畳部分にガラス製の押
さえ部材８がフリットガラス１０を介して設けられてい
る。制御電極４の端子部４Ｔと制御電極端子４０の重畳
部分は押さえ部材８と背面基板１の間でフリットガラス
１０により接着固定されている状態を図３の（ｃ）の断
面で示してある。この図からわかるように、フリットガ
ラス１０の領域が大きくなるため、固着力を大きくする
ことができる。

【００３９】なお、制御電極４の表示領域では、図示し
ない陰極配線との間に間隙を有しており、当該制御電極
４に印加されている張力あるいは板部材の制御電極４自
身の剛性で陰極配線との間に所定の間隙を保持してい
る。しかし、画面サイズが大きくなった場合は、隣接す
る１画素の間あるいは複数画素の間に陰極配線と制御電
極４を絶縁する絶縁層を設けることで所定の間隙を設定
することができる。

【００４０】封止枠３００は上記の押さえ部材８の外側
に位置し、制御電極端子４０を横断してフリットガラス
１０で背面基板１に固定される。なお、陰極端子側でも
同様に固定される。このように、本実施例によれば、制
御電極４の固定力が大幅に向上し、高い信頼性をもつ表
示装置を提供できる。

【００４１】図４は本発明の表示装置の第２実施例の要
部構造を説明する要部平面図である。図４でも２本の制
御電極４の端子部４Ｔの形成部分のみを示し、図３と同
一符号は同一機能部分に対応する。本実施例は、制御電
極４の端子部４Ｔの先端の面積を大きくして制御電極端
子４０との接続性を高めたものである。その他の構成は
図３と同様であるので繰り返しの説明はしない。本実施
例によっても、制御電極４の固定力が大幅に向上し、高
い信頼性をもつ表示装置を提供できる。

【００４２】尚、以上説明した各実施例においては、固
定領域で押さえ部材８を用いているが、これを用いずに
フリットガラスなどの固着剤のみで固定してもよい。但
し、押さえ部材８を用いた方が信頼性が向上するので好
ましい。

【００４３】図５は本発明の表示装置の第３実施例の要
部構造を説明する図１と同様の模式図である。図５の
（ａ）は要部平面図、同（ｂ）は同（ａ）の側面図、同
（ｃ）は同（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図を示し、同
一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例は、制
御電極４の押さえ部材として封止枠３００を利用したも
のである。封止枠３００のみで真空封止を行うものであ
るため、本実施例では、制御電極４の端部を封止枠３０
０の外側まで延在させ、その端子部４Ｔが封止枠３００
の外側で制御電極端子４０に接続するように構成してい
る。

【００４４】端子部４Ｔは外枠３００の外側で制御電極
端子４０に重畳して接続している。この重畳部分には導
電性ペースト１１が塗布されて電気的接続を向上させて
いるが、この導電性ペースト１１のみでの接続でない場
合、例えば圧着接続、レーザ溶接、半田溶接等での接続
を行った場合は必須ではないが、この導電性ペースト１
１を塗布することで接続性能を保証することができる。
本実施例によっても、制御電極４の固定力が大幅に向上
し、高い信頼性をもつ表示装置を提供できる。

【００４５】さらに、端子部４Ｔの幅が制御電極４の幅
よりも小さくなっているため、封止部における真空リー
クの可能性を低減でき、真空封止性能を向上することが
できる。

【００４６】図６は本発明の表示装置の第４実施例の要
部構造を説明する図４と同様の平面図である。本実施例
は、図５で説明した第３実施例と同様に、制御電極４の
押さえ部材として封止枠３００を用いている。そして、
この封止枠３００の外側に引き出した制御電極端子の先
端部の面積を大きくし、制御電極４の固定力が大幅に向
上し、図４で説明したものと同様に制御電極端子４０と
の接続性能を向上させて、高い信頼性をもつ表示装置を
提供できる。また、真空封止性能も向上している。

【００４７】なお、以上説明した本発明の各実施例にお
いて、制御電極端子４０の幅は制御電極４の端子部４Ｔ
の幅より大きくした方が好ましい。さらに、制御電極４
の表示領域の幅寸法をａ、端子部４Ｔの幅寸法をｂ、制
御電極端子４０の幅寸法をｃ、隣接する制御電極４の端
子部４Ｔ間の間隔をｄとしたとき、幅寸法ａは開口率を
大きくするためには大きい方がよい。また、ａ＞ｂ、ｄ
＞ｂ、ｃ＞ｂのうちの１つあるいは２つ以上の組合せと
することが好ましい。特に、ｄ＞ｂは、真空封止性能を
向上する上で好ましい。

【００４８】上記説明した各実施例において、背面パネ
ル１００の背面基板１、前面基板２００の前面基板２、
押さえ部材８あるいは封止枠３００にガラス材を用いた
場合、制御電極４としては、これらのガラス材と熱膨張
係数が近似した材料、例えば“４２６合金”（ニッケル
４２％、クロム６％、残り鉄５２％）を用いることがで
きる。

【００４９】次に、本発明の表示装置の画素部の要部構
造、および関連する構造部分について説明する。図７は
本発明による表示装置の背面パネルに設ける画素部の１
構成例の説明図で、同図（ａ）は背面パネルの要部平面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面
図を示す。この構成例は、背面基板１の内面に陰極配線
２が敷設され、その上部に例えばＣＮＴ（カーボンナノ
チューブ）等の電子源２ａが形成されている。陰極配線
２と交差して電子源２ａに対向する制御電極４の上面側
に電子を通過させる開孔４ａを有している。また、制御
電極４の上記開孔４ａの反対側（陰極配線２側）の全域
には開孔４ａより大径の凹部４ｂが形成されている。こ
れらの開孔４ａ、凹部４ｂはフォトリソグラフィ技法の
エッチング加工で形成できる。背面基板１と制御電極４
の画素部分を避けた領域の間には絶縁層３を有し、凹部
４ｂと共に電子源２ａと制御電極４の開孔４ａの間の間
隙を規制している。しかし、制御電極４の隣接画素間の
背面部分を背面基板１側に所定量突出させて背面基板１
に当接させることで絶縁層を用いることなく上記ギャッ
プを設定することもできる。

【００５０】図８は本発明による表示装置の背面パネル
に設ける画素部の他の構成例の説明図で、同図（ａ）は
背面パネルの要部平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ
−Ａ’線に沿った断面図、同（ｃ）は同図（ａ）のＢ−
Ｂ’線に沿った断面図である。本構成例では、制御電極
４の１画素部（図中にＲ１で示す）の上面（陽極側）に
複数の開孔４ａを、陰極配線２の側の１画素部に大径の
凹部４ｂを形成したものである。これら開孔４ａ、凹部
４ｂもフォトリソグラフィ技法のエッチング加工で形成
できる。

【００５１】背面基板１の電子源２ａに対する制御電極
４のギャップは隣接する画素の間に有する絶縁層３の厚
さで所定値に規制している。前記構成例と同様に、制御
電極４の隣接画素間の背面部分を背面基板１側に所定量
突出させて背面基板１に当接させることで絶縁層を用い
ることなく上記ギャップを設定することもできる。本実
施例により、陰極配線２と制御電極４の開孔４ａ間隙の
ギャップを正確に規制できる。

【００５２】図９は本発明による表示装置の背面パネル
に設ける画素部のさらに他の構成例の説明図で、同図
（ａ）は背面パネルの要部平面図、同図（ｂ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図、同図（ｃ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。本構成例で
は、制御電極４に形成する複数の開孔４ａを電子源２ａ
側に形成し、大径の凹部４ｂを陽極側に形成したもので
ある。制御電極４の画素部以外の背面基板との間には絶
縁層３が形成されている。他の構成は図８と同様であ
る。本実施例によっても、陰極配線２と制御電極４の開
孔４ａ間隙のギャップを正確に規制できる。

【００５３】図１０は本発明による表示装置の背面パネ
ルに設ける画素部のさらにまた他の構成例の説明図で、
同図（ａ）は背面パネルの要部平面図、同図（ｂ）は同
図（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図、（ｃ）は同図
（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った他の変形例の断面図であ
る。本構成例では、１画素について複数個設ける開孔４
ａのそれぞれを、陽極側の小径孔と陰極配線側の比較的
大きな凹部からなる個別の開孔４ａを複数形成したもの
である。

【００５４】制御電極４と背面基板１の間には絶縁層３
を有し、また同図（ｂ）に示したように各開孔４ａの周
囲と陰極配線２の間にも絶縁層を設けることで制御電極
４と陰極配線２の間の間隙を所定値に規定することがで
きる。また、制御電極４の機械的な強度、あるいは画面
サイズによっては、同図（ｃ）に示したように、各開孔
４ａの周囲と陰極配線２の間には絶縁層を設けなくても
よい。

【００５５】図１１は本発明による表示装置の背面パネ
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。制御電極４は前記実施例で説
明した構造で背面基板１に固定されている。この構成は
陰極配線２と制御電極４の間に絶縁層を有しない構造と
したものであり、制御電極４の背面基板側に突出部１０
を設けることで陰極配線２と制御電極４の間の間隔を所
定値に保持したものである。

【００５６】しかし、このような構造に限らず、陰極配
線２と制御電極４の間に絶縁層を設けて陰極配線２と制
御電極４の間の間隔を所定値に保持したものにでも同様
に、間隙保持部材９によって背面パネル１００と前面パ
ネル２００の間の間隔を保持するようにすることができ
る。

【００５７】図１１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される。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。

【００５８】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と多数の開孔４ａを有する複
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１２Ａと第２接触部１
２Ｂを有している。

【００５９】第１接触部１２Ａと第２接触部１２Ｂは背
面基板１に直接に、または接着材を介して固定される。
また、第１接触部１２Ａの反対側に間隙保持部材９が直
接に、または接着材で固定されている。第１接触部１２
Ａと第２接触部１２Ｂ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１
２Ｂ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。

【００６０】なお、前記したように、背面基板１はガラ
スを用いるのが一般的であるが、この他に石英、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。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。

【００６１】この間隙保持部材９の上方は前面パネル２
００を構成する前面基板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。

【００６２】図１２は本発明による表示装置の駆動方式
の一例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。

【００６３】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４３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４３から制御電
極端子４０（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２Ｔ（Ｘ１，Ｘ２，・・・・Ｘｎ）で
接続されている。

【００６４】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。

【００６５】走査回路４３には同期信号４２が入力され
る。走査回路４３は制御電極端子４０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。

【００６６】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２Ｔ（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。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御電極を帯状板部材で形成して背面基板に組み立てる
ものであるため、電子源を有する陰極配線と制御電極と
の間のギャップのばらつきが低減される。

【００６８】そして、背面基板への制御電極の固定領域
の幅を画素領域の幅より狭くすることで制御電極を良好
に固定でき、固定部分での真空封止の信頼性を向上した
高精度の電子放出構造を持つ表示装置を提供することが
できる。

【００６９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の第１実施例における背面パ
ネルの構成を模式的に説明する平面図である。

【図２】図１における制御電極の固定領域の形状例を拡
大した模式図である。

【図３】本発明の表示装置の第１実施例の要部構造を説
明する説明図である。

【図４】本発明の表示装置の第２実施例の要部構造を説
明する要部平面図である。

【図５】本発明の表示装置の第３実施例の要部構造を説
明する図１と同様の模式図である。

【図６】本発明の表示装置の第４実施例の要部構造を説
明する図４と同様の平面図である。

【図７】本発明による表示装置の背面パネルに設ける画
素部の１構成例の説明図である。

【図８】本発明による表示装置の背面パネルに設ける画
素部の他の構成例の説明図である。

【図９】本発明による表示装置の背面パネルに設ける画
素部のさらに他の構成例の説明図である。

【図１０】本発明による表示装置の背面パネルに設ける
画素部のさらにまた他の構成例の説明図である。

【図１１】本発明による表示装置の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１２】本発明による表示装置の駆動方式の一例を説
明する等価回路である。

【図１３】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１４】１画素の電子放出源とその電子放出量を制御
する制御電極まわりの構成例の説明図である。

【図１５】電子源を１画素あたり複数個形成した表示装
置の図１４に対応する説明図である。

【図１６】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。

【図１７】本出願人が検討した表示装置の全体構成の一
例を模式的に説明する斜視図である。

【図１８】制御電極を背面基板に固定する部分の拡大図
である。

【図１９】表示装置を構成する背面パネルの構成を模式
的に説明する平面図である。

【符号の説明】

１背面基板２陰極配線２ａ電子源２Ｔ陰極端子３絶縁層４制御電極４ａ開孔４ｂ凹部４Ｔ端子部４０制御電極端子５前面基板６蛍光体７陽極８押さえ部材９間隙保持部材１０フリットガラス１００背面パネル２００前面パネル３００封止枠。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平澤重實千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者川崎浩千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 5C036 EE14 EE19 EF01 EF06 EF09 EG15

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記背面パネルと前記前面パネルの周縁に介
挿されて両者を所定の間隙を以て貼り合わせ固定する封
止枠を備えた表示装置であって、前記制御電極は前記陰極配線と交差する領域に前記電子
源からの電子を前記前面パネル側に通過させる１または
複数の開孔を有する帯状板部材であり、前記制御電極はその両端部近傍の固定領域で前記背面パ
ネルに固着剤で固定されているとともに、前記制御電極の長手方向単位長さあたりの前記両端部近
傍の前記固定領域の面積が前記陰極配線と交差する領域
の長手方向単位長さあたりの面積より小なる面積を有す
ることを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記制御電極の前記固定領域の幅が前記陰
極配線と交差する領域の幅より小であることを特徴とす
る請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】前記制御電極は前記固定領域に開口を有す
ることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装
置。
【請求項４】前記封止枠で前記制御電極が押さえられて
い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。
【請求項５】前記固定領域で前記制御電極を背面パネル
に押さえる押さえ部剤を有す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。
【請求項６】前記押さえ部材が前記封止枠の内側に配置
されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装
置。
【請求項７】前記固定領域において前記制御電極はフリ
ットガラスにより固定されていることを特徴とする請求
項１から６の何れかに記載の表示装置。
【請求項８】前記制御電極の前記固定領域の外側に前記
制御電極に接続される制御電極端子を有し、前記制御電
極端子が前記固定領域で前記制御電極に接続されている
ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の表示
装置。
【請求項９】前記制御電極の前記固定領域の外側に前記
制御電極に接続される制御電極端子を有し、前記制御電
極端子が前記固定領域より外側で前記制御電極に接続さ
れていることを特徴とする請求項１から７の何れかに記
載の表示装置。
【請求項１０】前記制御電極には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から９の何れかに
記載の表示装置。