JP2006093051A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位に優れた画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置は、前面基板１と、背面基板と、を有し、内部が真空に維持された真空外囲器を備えている。前面基板１は複数の分割部８ａを含むメタルバック８と、複数の第１接続抵抗２１と、複数の第２接続抵抗２２と、共通電極３０と、高電圧供給端子４０と、を備えている。共通電極３０は、第１接続抵抗２１を介して分割部８ａに電気的に接続された第１電極３１と、第２接続抵抗２２を介して分割部に電気的に接続された第２電極と、一端３３ａが第２電極と電気的に接続されているとともに、他端３３ｂが第１電極と離間して設けられた第３電極３３と、第１電極および第２電極と電気的に接続された第４電極３４と、を有している。高電圧供給端子４０は、第３電極３３の他端３３ｂに形成されている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、画像表示装置、特に分断されたメタルバックを有した画像表示装置に関する。

近年、画像表示装置として、電子放出素子を多数並べ、これら電子放出素子に蛍光面を対向配置させた平面型画像表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界放出を用いている。例えば、薄型の画像表示装置として、電界放出型の電子放出素子から放出された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）、および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）が知られている。

例えば、ＳＥＤは、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、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空外囲器の内部は、真空度が１０^−４Ｐａ程度以下の高真空に維持されている。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、これらの基板の間には複数のスペーサが配設されている。

前面基板の内面には、赤、青、緑の蛍光体層を含む蛍光面が形成され、背面基板の内側には、電子を放出し、蛍光体を励起して発光させるための多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線および信号線がマトリクス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。

蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光し映像が表示される。このようなＳＥＤでは、前面基板と背面基板との隙間を数ｍｍ以下に設定することができ、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陰極線管（ＣＲＴ）と比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。

上記のように構成されたＳＥＤにおいて、実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の複数の蛍光体層を用い、さらに、これら蛍光体層の上にメタルバックと呼ばれるアルミ薄膜を形成した蛍光面を用いることが必要となる。この場合、蛍光面に印加するアノード電圧は最低でも数ｋＶ、できれば１０ｋＶ以上にすることが望まれる。

しかし、前面基板と背面基板との間の隙間は、解像度やスペーサの特性などの観点からあまり大きくすることはできず、１〜２ｍｍ程度に設定する必要がある。したがって、ＳＥＤでは、前面基板と背面基板との小さい隙間に強電界が形成されることを避けられず、両面基板の放電（絶縁破壊）が問題となる。

放電が起こると、瞬間的に１００Ａ以上の電流が基板間に流れることがあり、電子放出素子や蛍光面の破壊あるいは劣化、さらには駆動回路の破壊を引き起こす可能性もある。これらをまとめて放電によるダメージと呼ぶことにする。このような不良発生につながる放電は製品としては許容されない。したがって、ＳＥＤを実用化するためには、長期間に渡り、放電によるダメージが発生しないように構成しなければならない。しかしながら、放電を長期間に渡って完全に抑制するのは非常に困難である。

そこで、放電が起きても電子放出素子等への影響を無視できるように、放電の規模を抑制する対策が重要になる。この対策として、メタルバックを複数に分断してＳＥＤを構成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。メタルバックは分断された複数の分割部を有している。さらに、前面基板には共通電極および抵抗が形成され、共通電極および分割部は抵抗を介して接続されている。共通電極の一部に高電圧供給端子が形成され、この高電圧供給端子に上記したアノード電圧が印加されるようになっている。
特開２００４−１５２４９４号公報

上記したようにメタルバックが形成されたＳＥＤを用いて画像を表示すると、前面基板および背面基板間で放電が発生することにより、共通電極およびメタルバック間で放電が発生する場合がある。更に共通電極および背面基板間の放電に発展し、筋状のダメージが入る。この場合、電子放出素子や蛍光面の破壊または劣化、ひいては回路の破壊を引き起こし、表示品位を低下させてしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位の優れた画像表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る画像表示装置は、複数の蛍光体層を含む蛍光面が形成された前面基板と、前記前面基板に隙間を置いて対向配置されているとともに前記蛍光面を励起する複数の電子放出素子が設けられた背面基板と、を有し、内部が真空に維持された真空外囲器と、第１方向に隙間を置いて並べられ、前記第１方向と直交する第２方向にそれぞれ延び、前記蛍光体層に重なった複数の分割部を含むメタルバックと、前記分割部の一端にそれぞれ電気的に接続された複数の第１接続抵抗と、前記分割部の他端にそれぞれ電気的に接続された複数の第２接続抵抗と、前記メタルバックの外側で、前記第１方向に延び、前記第１接続抵抗を介して前記複数の分割部に電気的に接続された第１電極と、前記第２方向にメタルバックを挟んで前記第１電極と対向し、前記第１方向に延び、前記第２接続抵抗を介して前記複数の分割部に電気的に接続された第２電極と、前記メタルバックの外側で、前記第２方向に延び、一端が前記第２電極と電気的に接続され、他端が前記第１電極と離間して設けられた第３電極と、前記第１方向にメタルバックを挟んで前記第３電極と対向し、前記第２方向に延び、前記第１電極および第２電極と電気的に接続された第４電極と、を有した共通電極と、前記第３電極の他端に形成された高電圧供給端子と、を備えている。

この発明によれば、表示品位の優れた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この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ないし図３に示すように、このＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラスからなる前面基板１および背面基板２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。そして、前面基板１および背面基板２は、矩形枠状の側壁３を介して周縁部同士が接合され、内部が１０^−４Ｐａ程度以下の高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器４を構成している。

前面基板１の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン５が形成されている。この蛍光体スクリーン５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光し、第１方向ｄ１に所定の隙間を置いて平行に並ぶとともに第２方向ｄ２に延びた複数のストライプ状の蛍光体層６と、これら蛍光体層の隙間に設けられた遮光層７と、で構成されている。蛍光体スクリーン５上には、アノード電極として機能するメタルバック８が形成されている。図３および図４に示すように、メタルバック８は、第１方向ｄ１に所定の隙間を置いて平行に並ぶとともに第２方向ｄ２に延びた複数のストライプ状の分割部８ａで構成されている。各分割部８ａは蛍光体層６に重なって形成されている。

背面基板２の内面上には、蛍光体スクリーン５の蛍光体層６を励起する電子ビームを放出する多数の電子放出素子９が設けられている。これらの電子放出素子９は、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。各電子放出素子９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、背面基板２の内面には、電子放出素子９に電位を供給する多数本の配線１０がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器４の周縁部に引出されている。また、前面基板１および背面基板２間には、大気圧荷重を支えるため、板状あるいは柱状に形成された多数のスペーサ１１が配置されている。

次に、上記した前面基板１について詳細に説明する。
図４に示すように、前面基板１の内面には、複数の第１接続抵抗２１、複数の第２接続抵抗２２、共通電極３０、および高電圧供給端子４０が形成されている。第１接続抵抗２１は、分割部８ａの一端に電気的に接続されている。第２接続抵抗２２は、分割部８ａの他端に電気的に接続されている。

共通電極３０は、ほぼ矩形枠状に形成され、第１電極３１、第２電極３２、第３電極３３、および第４電極３４が一体となって構成されている。この実施の形態において、共通電極３０の幅Ｗは１．５ｍｍである。

第１電極３１は、メタルバック８の外側で、第１方向ｄ１に延びている。第１電極３１は、第１接続抵抗２１を介して複数の分割部８ａに電気的に接続されている。第２電極３２は、第２方向ｄ２にメタルバック８を挟んで第１電極３１と対向し、第１方向ｄ１に延びている。第２電極３２は、第２接続抵抗２２を介して複数の分割部８ａに電気的に接続されている。

第３電極３３は、メタルバック８の外側で、第２方向ｄ２に延びている。第３電極３３は、その一端３３ａが第２電極３２と電気的に接続されているとともに、その他端３３ｂが第１電極３１と離間して設けられている。第４電極３４は、第１方向ｄ１にメタルバック８を挟んで第３電極３３と対向し、第２方向ｄ２に延びている。第４電極３４は、第１電極３１および第２電極３２と電気的に接続されている。

高電圧供給端子４０は、第１電極３１と離間し、第３電極３３の他端３３ｂに形成されている。この実施の形態において、導電材料としての銀を印刷することにより、高電圧供給端子４０と、共通電極３０とは一体に形成されている。この実施の形態において、第３電極３３および高電圧供給端子４０と、第１電極３１との間隔Ｓは１０ｍｍである。なお、高電圧供給端子４０には、適当な手段により高電圧が印加される。

上記したようなＳＥＤでは、画像を表示する場合、高電圧供給端子４０に駆動電圧としてアノード電圧Ｖａを印加する。高電圧供給端子４０に印加されたアノード電圧Ｖａは、第３電極３３、第２電極３２、および第２接続抵抗２２を介して分割部８ａに印加されるとともに、第３電極３３、第２電極３２、第４電極３４、第１電極３１、および第１接続抵抗２１を介して分割部８ａに印加される。

通常、アノード電圧Ｖａは数ｋＶから十数ｋＶであるため、前面基板１および背面基板２間に電位差が生じる。そして、電子放出素子９から放出された電子ビームをアノード電圧Ｖａにより加速して蛍光体スクリーン５へ衝突させる。これにより、対応する蛍光体層６が励起されて発光し、カラー画像を表示する。

以上のように構成された、ＳＥＤによれば、高電圧供給端子４０は第１電極３１と離間し、第３電極３３の他端３３ｂに形成されている。上記した実施の形態に係る高電圧供給端子４０と分割部８ａとの電気的な接続距離は、高電圧供給端子または第３電極３３の他端３３ｂと、第１電極３１とを直接接続した場合に比べ、第３電極３３の分長い。

前面基板１および背面基板２間で放電が発生した場合、共通電極３０とメタルバック８間に電位差が発生し、共通電極３０とメタルバック８間で放電が発生する。更に共通電極３０と背面基板２間の放電に発展し、筋状のダメージが入る。この時のトリガとなる放電は、メタルバック８と接続抵抗付近で発生するが、この放電は電流が多く流れることによって発生する。

前面基板１および背面基板２間の放電は、１０ＭＨｚ相当の電流が流れるため、放電が起きていない定常時は、第３電極３３は低インピーダンスになっているが、放電発生時はインダクタンスが働くことによりインピーダンスが高くなり、放電電流が少なくなる。よって、メタルバック８と接続抵抗付近で発生する放電を抑制することができ、共通電極３０とメタルバック８間の放電を抑制することができる。

放電電流が流れた場合、高電圧供給端子４０と第１電極３１の高電圧供給端子側の一端には電位差が発生するため、両者の間には適度な間隔Ｓを与える必要があり、その間隔は大きいほど良い。共通電極３０や接続抵抗、メタルバック８等との位置関係からこの実施形態においては１０ｍｍの間隔Ｓを取っている。

上記したことから、共通電極３０とメタルバック８間に生じる放電を防止することができ、筋状のダメージを防止することができる。このため、電子放出素子や蛍光面の破壊または劣化や、回路の破壊を防止できる。これにより、表示品位に優れたＳＥＤを得ることができる。

なお、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、高電圧供給端子４０は第３電極３３の他端３３ｂに形成されたが、これに限らず第１電極３１ないし第４電極３４のいずれかの電極の一端側に設けられていれば良い。なお、この場合、高電圧供給端子４０および高電圧供給端子が形成された電極の一端と、この付近の電極とが１ｍｍ以上間隔Ｓを置いて離間していれば上述した効果を得ることができる。この発明は、ＳＥＤに限定されることなく、画像表示装置としてのＦＥＤ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を示す斜視図。 図１の線Ａ−Ａに沿った上記ＳＥＤの断面図。 図２に示した前面基板を拡大して示す断面図。 上記ＳＥＤの前面基板の平面図。

符号の説明

１…前面基板、２…背面基板、３…側壁、４…真空外囲器、５…蛍光体スクリーン、６…蛍光体層、７…遮光層、８…メタルバック、８ａ…分割部、９…電子放出素子、１０…配線、１１…スペーサ、２１…第１接続抵抗、２２…第２接続抵抗、３０…共通電極、３１…第１電極、３２…第２電極、３３…第３電極、３３ａ…一端、３３ｂ…他端、３４…第４電極、４０…高電圧供給端子、Ｓ…間隔。

Claims (2)

1. 複数の蛍光体層を含む蛍光面が形成された前面基板と、前記前面基板に隙間を置いて対向配置されているとともに前記蛍光面を励起する複数の電子放出素子が設けられた背面基板と、を有し、内部が真空に維持された真空外囲器と、
   第１方向に隙間を置いて並べられ、前記第１方向と直交する第２方向にそれぞれ延び、前記蛍光体層に重なった複数の分割部を含むメタルバックと、
   前記分割部の一端にそれぞれ電気的に接続された複数の第１接続抵抗と、
   前記分割部の他端にそれぞれ電気的に接続された複数の第２接続抵抗と、
   前記メタルバックの外側で、前記第１方向に延び、前記第１接続抵抗を介して前記複数の分割部に電気的に接続された第１電極と、前記第２方向にメタルバックを挟んで前記第１電極と対向し、前記第１方向に延び、前記第２接続抵抗を介して前記複数の分割部に電気的に接続された第２電極と、前記メタルバックの外側で、前記第２方向に延び、一端が前記第２電極と電気的に接続され、他端が前記第１電極と離間して設けられた第３電極と、前記第１方向にメタルバックを挟んで前記第３電極と対向し、前記第２方向に延び、前記第１電極および第２電極と電気的に接続された第４電極と、を有した共通電極と、
   前記第３電極の他端に形成された高電圧供給端子と、を備えている画像表示装置。
2. 前記高電圧供給端子と、前記第１電極とは離間している請求項１に記載の画像表示装置。

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