JP2006018027A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの低減、およびフレームに対する部材の取り付け強度向上を図ることが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置の外囲器を構成した矩形状の背面基板には、外囲器を補強した補強フレーム３０が取り付けられている。補強フレームには付帯部品が取り付けられている。補強フレームは、背面基板の外面と対向した板状のフレーム本体３１と、部品取り付け部３８を一体に有しフレーム本体に固定された枠部材３２、３４と、フレーム本体に埋め込まれたスタッドと、を有している。付帯部品は、枠部材の部品取り付け部およびスタッドに跨って固定されている。
【選択図】 図６

Description

この発明は画像表示装置に係り、特に、補強フレームを備えた平面型の画像表示装置に関する。

近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などがある。

例えばＦＥＤやＳＥＤでは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された２枚のガラス基板を有し、これらのガラス基板は周辺部同士を互いに接合することにより外囲器を構成している。このようなＦＥＤやＳＥＤでは、外囲器の厚さを数ｍｍ程度まで薄くすることができ、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ＣＲＴと比較して、軽量化、薄型化を達成することができるとともに、省電力化を達成することができる。

近年、画像表示装置の大型化に伴い、外囲器を構成する基板も大型となっている。しかし、大型化に伴い、外囲器の強度低下、共振周波数の低下、重量増大等が問題となる。そこで、外囲器の機械的強度を上げる目的で、ガラス基板からなる背面基板の裏面側に補強用のフレームを取り付けた構造が提案されている。この補強フレームは、背面基板とほぼ同じ大きさを有した金属板を背面基板の裏面全体に貼り付けた構造を有している（例えば、特許文献１）。金属板には、表示装置を制御および駆動する回路基板、電源等が取り付けられている。

装置全体の軽量化を図るため、フレームの金属板は薄い板厚、例えば、１〜２ｍｍ程度に形成されている。また、回路基板、電源等の部材は、金属板に埋め込まれたスタッドにねじ止めすることでフレームに固定されている。
特開２０００−１０４９３号公報

しかしながら、上述した表示装置において、薄い金属板に埋め込まれたスタッドに回路基板、電源等の部材を取り付けた場合、これらの部材に落下衝撃や振動、その他の外的負荷が作用すると、スタッドには回転モーメントが発生する。そのため、スタッドの埋め込み部分に大きな応力が作用し、金属板の変形やスタッドの抜けが生じる虞がある。スタッドが抜けた場合、取り付け部材を安定して支持することが困難となる。特に、電源等の比較的重い部材を取り付けた場合、上記のような問題が顕著となる。

また、フレームに対する部材の取り付けにスタッドを用いた場合、スタッドの部材費用、スタッド埋め込みの加工費用が高くなる。そのため、スタッドの数をなるべく少なくした方が製造コストの面で有利となる。

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、製造コストの低減、およびフレームに対する部材の取り付け強度向上を図ることが可能な画像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の態様に係る画像表示装置は、表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強する補強フレームと、前記補強フレームに取り付けられた付帯部品と、を備え、
前記補強フレームは、前記背面基板の外面側と対向した板状のフレーム本体と、部品取り付け部を有し前記フレーム本体に固定された枠部材と、前記フレーム本体に埋め込まれたスタッドと、を具備し、前記付帯部品は、前記枠部材の部品取り付け部およびスタッドに跨って固定されている。

この発明によれば、スタッドの数を減らして製造コストの低減を図ることができるとともに、補強フレームに対する部材の取り付け強度向上を図ることが可能な画像表示装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る画像表示装置をＳＥＤに適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、ＳＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス基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１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。前面基板１１および背面基板１２は矩形の枠状部材１３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偏平な矩形状の外囲器１０を構成している。前面基板１１の内面周縁部と枠状部材１３との間、および背面基板１２の内面周縁部と枠状部材１３との間は、例えば、インジウムあるいはインジウム合金等の低融点金属封着材、フリットガラス等の低融点封着材により接合されている。

図２に示すように、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、複数の板状のスペーサ１４が設けられている。これらのスペーサ１４は、外囲器１０の長辺と平行な方向に配置されているとともに、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。なお、スペーサ１４の形状については、特にこれに限定されるものではなく、例えば、柱状のスペーサ等を用いることもできる。

前面基板１１の内面側には表示面として機能する蛍光体スクリーン１５が設けられている。この蛍光体スクリーン１５は、赤、緑、青に発光する蛍光体層１６およびマトリクス状の黒色光吸収層１７を有している。蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム等からなるメタルバック２０が形成され、更に、メタルバック２０に重ねて図示しないゲッター膜が形成されている。

背面基板１２の内面側には、蛍光体層１６に電子を衝突させて励起する電子放出源として多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列され、それぞれの蛍光体層１６と対向して位置している。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、図１に示すように、背面基板１２の内面上には、電子放出素子１８を駆動する多数の配線２１がマトリックス状に形成され、その端部は背面基板１２の周縁部に引出されている。

上記のように構成されたＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、メタルバック２０にアノード電圧が印加され、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１５へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６が励起されて発光し、画像を表示する。

一方、図２ないし図４に示すように、ＳＥＤは、背面基板１２の外面側に取付けられ外囲器１０を補強した補強フレーム３０を備えている。ここで、前面基板１１の内面側および背面基板１２の内面側とは、前面基板１１と背面基板１２とが対向する内側を示し、前面基板１１の外面側および背面基板１２の外面側とは、前面基板１１と背面基板１２とが対向する内側と反対側をそれぞれ示している。

補強フレーム３０は、背面基板１２とほぼ同一の大きさの矩形板状に形成されたフレーム本体３１と、それぞれフレーム本体３１に固定された細長い一対の第１枠部材３２および細長い一対の第２枠部材３４と、を有している。

フレーム本体３１は、板厚１．５ｍｍのアルミニウム板により形成され、その周縁部は約高さ８ｍｍに折り曲げられている。図２、図４および図５に示すように、第１枠部材３２および第２枠部材３４は、それぞれアルミニウムを押し出し成形して形成され、矩形状の横断面を有した中空の棒状に構成されている。第１枠部材３２は、それぞれフレーム本体３１の長辺と間隔を置いてこの長辺と平行に延びている。第２枠部材３４は、それぞれフレーム本体３１の短辺と間隔を置いてこの短辺と平行に延びている。図３および図４に示すように、各第２枠部材３４の両端部はそれぞれ第１枠部材３２に固定され、第１枠部材を互いに連結している。これにより、第１および第２枠部材３２、３４は、全体としてほぼ井形状に形成されている。また、第１および第２枠部材３２、３４が取り付けられている部分を除いて、フレーム本体３１の複数箇所には後述するスタッドが埋め込まれ、フレーム本体３１の表面から外方に突出している。

図４ないし図８に示すように、各第１枠部材３２は矩形の横断面形状に形成され、フレーム本体３１に当接した底壁３２ａ、この底壁３２ａと直交して延びた一対の側壁３２ｂ、３２ｃ、底壁と対向した天壁３２ｄ、および底壁と天壁との間をこれらと平行に延びた隔壁３２ｅを有している。また、各第１枠部材３２は、側壁３２ｂ、３２ｃの下端から底壁３２ａと平行に、つまり、フレーム本体３１の表面に沿ってそれぞれ延出した延出部３６を有している。第１枠部材３２の各壁３２ａ〜３２ｅおよび延出部３６は、例えば、１．５ｍｍの板厚に形成されている。各延出部３６の延出端は肉厚に形成され、部品取り付け部３８を構成している。この部品取り付け部３８は、フレーム本体３１の表面と直交する方向に対して付帯部品をねじ止め可能な厚さ、例えば、５ｍｍに形成され、また、幅５ｍｍに形成されている。部品取り付け部３８を一体に備えた各延出部３６は、第１枠部材３２の全長に渡って延びている。

隔壁３２ｅの底壁３２ａ側表面にはビード４０が一体に成形され、このビード内にはねじ孔４０ａが形成されている。ビード４０は、第１枠部材３２の全長に渡って延びている。一方の側壁３２ｂにおいて、隔壁３２ｅと天壁３２ｄとの間に開口部４２が形成され、第１枠部材３２の全長に渡って延びている。開口部４２は、枠部材の外方に開放しているとともに他方の側壁３２ｃと対向している。図６に示すように、第１枠部材３２の各延出部３６は、その複数箇所がリベット４１によってフレーム本体３１にリベット止めされている。これにより、第１枠部材３２は、底壁３２ａおよび延出部３６がフレーム本体３１の表面に当接した状態でフレーム本体に固定されている。

図４ないし図８に示すように、各第２枠部材３４は矩形の横断面形状に形成され、フレーム本体３１に当接する底壁３４ａ、底壁３４ａと直交して延びた一対の側壁３４ｂ、３４ｃ、および底壁３４ａと対向した天壁３４ｄを有している。また、各第２枠部材３４は、側壁３４ｂ、３４ｃの下端から底壁３４ａと平行に、つまり、フレーム本体３１の表面に沿ってそれぞれ延出した延出部３６を有している。第２枠部材３４の各壁３４ａ〜３４ｄおよび延出部３６は、例えば、１．５ｍｍの板厚に形成されている。各延出部３６の延出端は肉厚に形成され、部品取り付け部３８を構成している。この部品取り付け部３８は、フレーム本体３１の表面と直交する方向に対して付帯部品をねじ止め可能な厚さ、例えば、５ｍｍに形成され、また、幅５ｍｍに形成されている。部品取り付け部３８を一体に備えた各延出部３６は、第２枠部材３４の全長に渡って延びている。

一方の側壁３４ｂの内面にはビード４４が一体に成形され、このビード４４内にはねじ孔４４ａが形成されている。ビード４４は、第２枠部材３４の全長に渡って延びている。第２枠部材の各延出部３６は、その複数箇所が図示しないリベットによってフレーム本体３１にリベット止めされている。これにより、第２枠部材３４は、底壁３４ａおよび延出部３６がフレーム本体３１の表面に当接した状態でフレーム本体に固定されている。

図３、図４、図７および図８に示すように、各第２枠部材３４の両端は、それぞれ第１枠部材３２にねじ止めすることにより第１枠部材に結合されている。図７および図８に示すように、結合位置において、第１枠部材３２の側壁３２ｃにはねじ止めようの透孔４５が形成され、開口部４２と対向している。そして、ねじ４６を、開口部４２から透孔４５を通して第２枠部材３４のねじ孔４４ａにねじ込むことにより、第２枠部材３４の端が第１枠部材３２の側壁３２ｃにねじ止めされている。

このような結合構造とすることにより、連結用の専用部材を設ける必要がなく、製造コスト低減および軽量化を図ることが可能となる。また、開口部４２と対向した側壁３２ｃに透孔４５を穴あけ加工することにより、穴あけ加工時に発生する削りかすは開口部４２を介して容易に洗浄することができる。更に、全長に渡って形成された開口部４２を通してねじ止め作業を行うことができ、枠部材の閉塞空間にねじを落としてしまうといった不都合をなくすることができる。従って、組立て作業性の向上を図ることができる。

図２、および図６に示すように、補強フレーム３０のフレーム本体３１は、接着剤５１、両面テープ５２等により背面基板１２の外面側に複数箇所を貼付することにより外囲器１０に固定されている。接着剤５１、両面テープ５２の部分を除いて、フレーム本体３１は僅かな隙間を置いて背面基板１２と対向している。図３に示すように、外囲器１０に固定した状態において、フレーム本体３１は背面基板１２全体を覆っているとともに、その長辺および短辺は背面基板の長辺および短辺とほぼ平行に延びている。また、一対の第１枠部材３２はそれぞれ背面基板１２の長辺とほぼ平行に延び、一対の第２枠部材３４はそれぞれ背面基板の短辺とほぼ平行に延びている。各第１枠部材３２は、背面基板１２の対応する長辺から所定間隔だけ離間して配置され、同様に、各第２枠部材３４は、背面基板１２の対応する短辺から所定間隔だけ離間して配置されている。

図２ないし図４、および図６に示すように、補強フレーム３０上には、電源、回路基板、制御部、駆動回路等を含む種々の付帯部品５０が取り付けられている。各付帯部品５０は、第１あるいは第２枠部材３２、３４の部品取り付け部３８とフレーム本体３１に埋め込まれたスタッド５４とに跨って取り付けられている。

例えば、付帯部品５０としてのプリント回路基板５５は、平坦な支持板５６上に固定されている。この支持板５６は、その一側縁部が第１枠部材３２の部品取り付け部３８上に載置され複数のねじ６０により部品取り付け部３８にねじ止めされている。図３に示すように、支持板５６の反対側の側縁部は他方の第１枠部材３２の部品取り付け部３８上に載置され複数のねじ６１により部品取り付け部３８にねじ止めている。また、図２、図４および図６に示すように、支持板５６の中央部、および他の側縁部の複数箇所は、フレーム本体３１に埋め込まれた複数のスタッド５４にねじ止めされている。各スタッド５４の高さは部品取り付け部３８の厚さとほぼ等しく形成されている。これにより、支持板５６は、フレーム本体３１とほぼ平行に対向した状態で、部品取り付け部３８およびスタッド５４に固定されている。支持板５６上には複数のプリント回路基板５５が固定されている。

なお、支持板５６を用いることなく、プリント回路基板５５を直接、部品取り付け部３８およびスタッド５４にねじ止め固定しても良く、あるいは、部品取り付け部３８のみに固定してもよい。他の付帯部品５０も同様に、第１あるいは第２枠部材３２、３４の部品取り付け部３８およびスタッド５４に直接、あるいは支持板５６を介して取り付けられている。

図３および図９に示すように、付帯部品５０の一部は、各第１枠部材３２の長手方向端部に取り付けされている。本実施形態において、各第１枠部材３２の長手方向端の角部は切欠かれ、フレーム本体３１の表面に対し傾斜している。この長手方向端には、第１枠部材３２に設けられたねじ孔４０ａを利用して、支持板６６が固定されている。支持板６６は、フレーム本体３１の短辺に沿って延びているとともに、フレーム本体の表面に対して傾斜している。そして、この支持板６６上に、付帯部品５０として複数の回路基板６８が並んで配置されている。図９に示すように、各回路基板６８は、フレキシブル回路基板７０を介して背面基板１２側に接続されている。

上記のように第１枠部材３２の長手方向端に付帯部品５０を固定することにより、部品取り付けの省スペース化を図ることができるとともに、第１枠部材３２に直接固定することにより、取り付け強度向上および低コスト化を図ることが可能となる。また、付帯部品５０を斜めに傾けて取り付けることにより、装置の厚さ方向の寸法を低減し、薄型化を図ることができる。

図６に示すように、付帯部品５０に接続された配線６２の少なくとも一部は、第１枠部材３２の開口部４２を介して第１枠部材内３２に収納され、第１枠部材３２内を通して引き回されている。そのため、第１枠部材３２により配線６２へのノイズ混入を低減することができる。同時に、配線６２からの電磁波の放射を第１枠部材３２により低減することが可能となる。また、配線６２が外部から直接見えなくなり、見栄えが良くなるとともに、配線をまとめるための結束具等を省略することが可能となる。

上記のように構成されたＳＥＤによれば、大画面化に伴い外囲器１０が大型化した場合でも、補強フレーム３０を設けることにより充分な強度を維持することができる。そして、必要最小限の最適な補強フレームとし、ＳＥＤ全体の軽量化および薄型化を図りながら、装置の機械的強度向上および共振防止を実現することができる。アルミニウムで形成されたフレーム本体３１を背面基板１２の全面と対向配置することにより、ＳＥＤの電磁シールドを兼ねることができる。

また、枠部材３２、３４に部品取り付け部３８を一体形成し、付帯部品５０の少なくとも一部を部品取り付け部３８に固定した構成としている。そのため、付帯部品５０に落下衝撃や振動などの横荷重が作用した場合でも、押し出し成型された高強度の枠部材、３２、３４で荷重を受け止めることができる。従って、補強フレーム３０に対する付帯部品５０の取り付け強度が向上し、フレーム本体３１の変形やスタッド５４の抜け、付帯部品５０の落下等を防止することができる。更に、フレーム本体３１に設けるスタッド５４の数を低減し、スタッド５４の埋め込み加工費を削減でき、ＳＥＤ全体の製造コスト削減を図ることができる。

なお、この発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

第１枠部材３２に形成された開口部４２は矩形状に限らず他の形状としてもよい。また、図１０に示すように、第１枠部材３２の天壁３２ｄを省略し、開口部４２を広げた構造としてもよい。図１１に示すように、付帯部品５０をフレーム本体３１の表面に対し垂直に立てた状態で第１枠部材３２の長手方向端に固定してもよい。

上述した実施形態において、部品取り付け部３８を各枠部材３２、３４の両側縁部に設けた構成としたが、部品取り付け部３８は枠部材の少なくとも一側にのみ設けてもよく、また、１つの枠部材のみに設けられてもよい。上述した実施形態では、電子放出素子として表面伝導型の電子放出素子を用いたが、これに限らず、ｐｎ型の冷陰極素子あるいは電界放出型の電子放出素子等の他の電子放出素子を用いてもよい。また、この発明は、ＦＥＤやＳＥＤに限らず、例えば、ＰＤＰのような他の平面型表示装置にも適用することができる。

この発明の実施の形態に係るＳＥＤの外観を示す斜視図。 図１の線Ａ−Ａに沿ったＳＥＤの断面図。 上記ＳＥＤの背面側および補強フレームを示す斜視図。 上記補強フレームの一部を拡大して示す斜視図。 前記補強フレームの枠部材を示す断面図。 前記補強フレームにおける枠部材とフレーム本体との取り付け構造、および付帯部品の取り付け構造を示す断面図。 前記補強フレームにおける枠部材の配置関係を示す分解斜視図。 前記補強フレームにおける枠部材同士の結合構造を示す断面図。 前記枠部材端部を示す側面図。 前記枠部材の他の実施形態を示す断面図。 前記枠部材の他の実施形態を示す断面図。

符号の説明

１０…外囲器、 １１…前面基板、 １２…背面基板、
１４…支持部材、 １５…蛍光体スクリーン、 １８…電子放出素子、
３０…補強フレーム、 ３１…フレーム本体、 ３２…第１枠部材、
３４…第２枠部材、 ３６…延出部、 ３８…部品取り付け部、
４２…開口部、 ４５…透孔、 ５０…付帯部品、 ５５…プリント回路基板、
６２…配線

Claims (10)

1. 表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強する補強フレームと、前記補強フレームに取り付けられた付帯部品と、を備え、
   前記補強フレームは、前記背面基板の外面側と対向した板状のフレーム本体と、部品取り付け部を有し前記フレーム本体に固定された枠部材と、前記フレーム本体に埋め込まれたスタッドと、を具備し、前記付帯部品は、前記枠部材の部品取り付け部およびスタッドに跨って固定されている画像表示装置。
2. 前記枠部材は棒状に形成されているとともに、前記フレーム本体の表面に沿って延出した延出部を有し、前記部材取り付け部は前記延出部と一体的に形成され、前記フレーム本体の表面と直交する方向に対して前記付帯部品をねじ止め可能な厚さを有している請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記延出部は、前記枠部材の全長に渡って延びている請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記枠部材は、金属を押し出し成形して中空の棒状に形成され、前記部品取り付け部は、前記枠部材の他の部分よりも肉厚に形成されている請求項２又は３に記載の画像表示装置。
5. 前記枠部材はそれぞれ金属を押し出し成形して中空の棒状に形成された第１および第２枠部材を含み、
   前記第１枠部材は、その全長に渡って所定方向に開口した開口部と、この開口部に対向した壁部と、を有し、前記第２枠部材は、前記第１枠部材の前記壁部にねじ止めされた端部を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記枠部材は金属を押し出し成形して中空の棒状に形成され、その全長に渡って所定方向に開口した開口部を有し、
   前記付帯部品に接続されているとともに、前記開口部を通して前記枠部材内に配置された配線が設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記枠部材は金属を押し出し成形して中空の棒状に形成されているとともに、ねじ止め部を有した一端を備え、前記枠部材の一端に付帯部品が取り付けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強する補強フレームと、前記補強フレームに取り付けられた付帯部品と、を備え、
   前記補強フレームは、前記背面基板の外面側と対向した板状のフレーム本体と、それぞれ中空の棒状に形成され前記フレーム本体に固定された第１および第２枠部材と、を具備し、前記第１枠部材は、その全長に渡って所定方向に開口した開口部と、この開口部に対向した壁部と、を有し、前記第２枠部材は、前記第１枠部材の前記壁部にねじ止めされた端部を有している画像表示装置。
9. 表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強する補強フレームと、前記補強フレームに取り付けられた付帯部品と、前記付帯部品に接続された配線と、を備え、
   前記補強フレームは、前記背面基板の外面側と対向した板状のフレーム本体と、中空の棒状に形成され前記フレーム本体に固定された枠部材と、を具備し、前記枠部材は、その全長に渡って所定方向に開口した開口部を有し、前記配線は、前記開口部を通して前記枠部材内に配置されている画像表示装置。
10. 前記前面基板の内面に設けられ前記表示面を構成した蛍光面と、前記背面基板の内面にそれぞれ設けられ前記蛍光面を励起する複数の電子放出素子と、を備えている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の画像表示装置。

Images