JP2006236594A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 密閉空間の気密性を維持することができる封止構造を低コストで実現可能とするとともに、生産性の高い画像表示装置を提供する。
【解決手段】 前面パネルSUB2と、背面パネルSUB1と、球状枠BF1とを備え、前面パネルSUB2,背面パネルSUB1及び球状枠BF1がフリットガラスFTにより固定され、前面パネルSUB2,背面パネルSUB1及び球状枠BF1で囲まれた内部の密閉空間が外部より低圧である画像表示装置において、球状枠BF1は、球状ガラスGBの集合体により構成することにより、枠ガラス部材及びその加工費用が不要となり、安価な構成となる。
【選択図】 図1
【解決手段】 前面パネルSUB2と、背面パネルSUB1と、球状枠BF1とを備え、前面パネルSUB2,背面パネルSUB1及び球状枠BF1がフリットガラスFTにより固定され、前面パネルSUB2,背面パネルSUB1及び球状枠BF1で囲まれた内部の密閉空間が外部より低圧である画像表示装置において、球状枠BF1は、球状ガラスGBの集合体により構成することにより、枠ガラス部材及びその加工費用が不要となり、安価な構成となる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、画像表示装置に係り、特に内部の密閉空間を外部より低圧に気密保持された平面パネル型の画像表示装置に関し、詳細には外枠の形状構造に関するものである。
高輝度及び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、高輝度及び高精細の特性を有するとともに、軽量及び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。
その典型例として液晶表示装置及びプラズマ表示装置等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界放出型ディスプレイ(以下、FEDとも称する)や低消費電力化を特徴とする有機ELディスプレイ等、種々の型式のパネル型表示装置の実用化も近い。
このようなパネル型表示装置のうち、前面パネルと背面パネルとの二枚のパネル間の密閉空間を外界の気圧より低気圧または真空とした画像表示装置では、二枚のパネル間の間隙を所定値に保持するとともに、当該密閉空間に気密を維持する必要がある。二枚のパネルの対向間隙に密閉空間を形成するには、両パネルの外周内縁部に間隔保持部材(スペーサまたは隔壁とも称する)を介挿する必要がある。
この間隔保持部材は、接着剤(フリットガラス等)をディスペンサによる塗布または多重印刷法等により塗布することにより得られる。しかし、両パネル間に間隔が大きい場合は、このような塗布手段により形成された間隔保持部材は、接着材の流れや変形等が生じるために所望の間隙を保持することが難しく、また、多重印刷法では時間を要する。
例えば、両基板間の間隔が大きいFEDでは、パネル材料としてガラス板を用い、これらのガラス板(前面パネル及び背面パネル)の間に形成する密閉空間の間隙は約1mm前後、またはそれ以上である。これら前面パネル及び背面パネルを必要な厚さのガラス材からなる外枠を接着材で固定することにより、上述した間隙を形成している。
図10は、この種のパネル型画像表示装置の一例としての電界放出型表示装置(FED)の構成例を説明する模式断面図である。この電界放出型表示装置は、背面パネル1と前面パネル2との周縁内壁を外枠3で固定し、この外枠3で囲まれた内部を低圧あるいは真空の密閉空間としている。外枠3の厚みは約1mm程度であり、接着材4により背面パネル1と前面パネル2とに固定される。
背面パネル1の内面には、カソード電極5,絶縁層6及び格子電極7が形成され、前面パネル2の内面には、アノード電極8と蛍光体9とが形成されている。カソード電極5と蛍光体9との対で1画素が構成され、カラー表示の場合は、異なる色(一般に、赤、緑、青)の光を放出する隣接する3個の異なる蛍光体のグループで1カラー画素を構成する。なお、各画素の間には絶縁材の隔壁10が設置されている。
この型式のFEDは、カソード電極5から放出される電子ビームを格子電極7に印加される画像情報により制御してアノード電極8に積層した蛍光体9に射突させて所定の色を発色させる。
図11(a)及び図11(b)は、図10における背面パネルと前面パネルと外枠との従来の封止構造の構成例を模式的に説明する展開斜視図である。図11(a)に示すように背面パネル1と前面パネル2との間に設置される外枠3は、一体型の枠形状からなり、背面パネル1及び前面パネル2の内面に対向する外枠3の各開口端面にフリットガラスを好適とする接着材3a,3bを印刷等の手段で塗布して介在させ、仮接着させた後、焼成することにより固定し、内部空間を低気圧または気密空間としている。
また、図11(b)に示すように従来の他の構成例では、外枠3は、複数種の角柱状の棒部材3a1,3a2,3b1,3b2にそれぞれ分割して形成し、各棒部材3a1,3a2,3b1,3b2の各接合面に図示しない接着材を塗布し、枠状に組み合わせて枠体を形成した後、この枠体の各開口端面に接着材を印刷等の手段により塗布して介在させ、焼成することにより固定し、内部空間を低気圧または気密空間としている。
なお、背面ガラスの内面に複数の電子源を形成した背面パネルと、背面ガラスの電子源形成面と対向する前面ガラスの内面に陽極(アノード)及び蛍光体が形成された前面パネルとを所定の間隔をもって対向配置し、背面パネルと前面パネルとの外周内縁部に外枠を介在して貼り合され、真空容器を構成した例は下記特許文献1等を挙げることができる。
しかしながら、このように構成される画像表示装置は、対向する二枚の背面パネルと前面パネルとを接着固定する外枠が大型の板ガラス材から約1mm程度の寸法で多数本の棒状のガラス部材に切断し、さらにその切断面を研磨した後、この棒状のガラス部材を枠状に組み合わせて形成されるので、加工工数が大幅に増大し、封止構造を生産性良く、しかも低コストで形成することが困難である等の課題があった。つまり、低コスト化が困難であった。
また、画像表示装置の少量生産の場合には、外枠の製造コストが高価となり、また、大量生産の場合には、ガラス引き抜き棒を使用することも考えられるが、生産計画に沿った入手が困難である等の課題があった。
さらに、画像表示装置が大型化した場合、棒状ガラス部材の取り扱い時に破損し易く、また、その材料取りに無駄が生じて結果として高価となってしまうという課題があった。
したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、密閉空間の気密性を維持することができる封止構造を低コストで実現可能とするとともに、生産性及び信頼性を高めた画像表示装置を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明による画像表示装置は、前面パネルと、背面パネルと、外枠とを備え、前面パネル,背面パネル及び外枠が接合材により固定され、前面パネル、背面パネル及び外枠で囲まれた内部の密閉空間が外部より低圧である画像表示装置において、外枠は、球体の集合体により構成することにより、前面パネルと背面パネルとの対向間の間隔精度を向上させ、簡単且つ容易に気密封止が実現可能となるので、背景技術の課題を解決することができる。
本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、外枠を構成する球体は、球径が互いに異なることにより、各球体間の気密性を確保できるとともに、外枠の機械的強度を向上させることができる。
本発明によるさらに他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、球体をガラス球,セラミックス球または球面に絶縁処理が施された金属球の単独またはそれらの混合体を用いることができる。
本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、球体は、前面パネルの外周内縁と、背面パネルの外周内縁との間に接合材を介して互いに固定することにより、接合部にリークが生じ難くなり、密閉空間の気密が維持される。
本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、球体は前面パネルまたは背面パネルと同一素材であり、接合材としてフリットガラスを用いることが好ましい。
本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、密閉空間を真空とすることにより、前面パネル側と背面パネル側とから圧力を受けるので、接合部にリークが生じ難くなり、密閉空間の気密が維持される。
本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、背面パネルに電界放出素子を形成して前面パネルと背面パネルとの間の間隔が1mm以上であるFEDに適用して特に有効である。
本発明による他の画像表示装置は、好ましくは、上記構成において、前面パネルと背面パネルとの対向間に複数の間隔保持部材を有することにより、前面パネルと背面パネルとの対向間の間隔精度の向上が図れる。
なお、本発明は、上記各構成及び後述する実施の形態に記載される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。
本発明によれば、外枠を球体の集合体により構成することにより、外枠を構成していた枠ガラス部材が不要となるので、従来の板ガラス材を切断及び研磨処理等により製作するよりも加工費及び材料費共に安価で容易に製作することができるなどの極めて優れた効果が得られる。
また、本発明によれば、外枠を球体の集合体により構成することにより、封止枠の封止構造が容易に形成され、且つ簡素化されるので、製造工数が著しく低減され、生産性が向上し、製作コストが大幅に低減でき、生産性の高い画像表示装置が実現可能となる等の極めて優れた効果が得られる。
以下、本発明の具体的な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。なお、ここでは本発明をFEDに適用したものについて説明するが、他の同様の画像表示装置あるいは類似する機器にも同様に適用できるものである。
図1及び図2は、本発明による画像表示装置の実施例1を説明する図であり、図1(a)は前面パネル側から見た平面図を、図1(b)は図1(a)のA−A'線に沿って切断された断面図をそれぞれ示している。図2は背面パネルと前面パネルと球状枠との封止構造の構成例を模式的に説明する展開斜視図を示している。
図1において、この画像表示装置は、板ガラス材からなる背面基板の内面側に複数の電子放出源等が形成された背面パネルSUB1と、この背面パネルSUB1の電子放出源形成面(内面)と対向する内面にブラックマトリクス膜,蛍光体層及び陽極等が形成された透光性ガラス基板からなる前面パネルSUB2とが対向配置され、背面パネルSUB1及び前面パネルSUB2の外周内縁部には、図2に斜視図で示すように辺の長さ方向に沿って多数個の球体として球径約1mmの球状ガラスGBを一列に数珠繋ぎに連接させて構成された球状枠BF1がフリットガラスFTを介在させて接着固定により配置されている。
また、これらの背面パネルSUB1と前面パネルSUB2との対向間には、複数枚の間隔保持部材SPCが図示しないフリットガラスを介在させて固定配置され、背面パネルSUB1と前面パネルSUB2との間が所定間隔で保持固定され、背面パネルSUB1と前面パネルSUB2と球状枠BF1と間隔保持部材SPCとが一体となって内部に密閉空間が形成されて気密封止された真空容器が構成される。
なお、図中の間隔保持部材SPCは、球状枠GB1を固着配置する前後の何れの段階で接着固定させても良い。また、ここでは、背面パネルSUB1及び前面パネルSUB2の各対向内面に形成される各種の構成部材及び排気管等は図示を省略してある。また、背面パネルSUB1をセラミックス基板で構成しても良い。
この球状枠BF1は、内面側に複数の電子放出源が形成された背面パネルSUB1及びこの背面パネルSUB1の電子放出源形成面(内面)と対向する内面にブラックマトリクス膜及び蛍光体層等が形成された前面パネルSUB2の外周内縁部にフリットガラスFTをスクリーン印刷法等により塗布した後、何れか一方のパネルのフリットガラスFT上に多数個の球状ガラスGBを一列に数珠繋ぎに連接させて配置した後に背面パネルSUB1と前面パネルとSUB2とを内面側を対向させて組み合わせ、乾燥させた後に約430℃程度で加熱焼成して接着固定させることにより、封着される。
この画像表示装置では、y方向(図1(a)の上下方向)にデータ信号配線が延在してx方向(図1(a)の左右方向)に多数並設されている。また、データ信号配線と交差するx方向に走査信号線が延在してy方向に多数並設されている。実施例1は、走査信号線への駆動信号を図1(a)の左右両側の辺に搭載したゲートドライバGDR(1)とGDR(2)から印加する方式である。
データ信号配線は図1(a)の上側に搭載したデータドライバDDRで駆動される。(このため、封止の信頼性の観点から、ゲッタルームGBXは引き出し配線の無い図の下側の辺に設置するのが好適である。)なお、説明を簡単にするため、図1(a)にはゲートドライバとデータドライバは各辺に一個のみを示した。
薄い板ガラス材等からなる間隔保持部材SPCは、走査信号線の上に当該走査信号線の長手方向に沿って幅方向がz方向になるように植立され、背面パネルSUB1と前面パネルSUB2の間隙を所定値に維持する。図1(a)では、各走査信号線の長手方向に沿って4枚の間隔保持部材SPCを設置しているが、これは一例に過ぎず、配置数及びその間隔等は、画像表示装置の表示面のサイズ,背面パネルSUB1及び前面パネルSUB2の材料及びその板厚及び解像度等により決定される。
実施例1の構成により、球状枠BF1は、背面パネルSUB1及び前面パネルSUB2の外周内縁部にフリットガラスFTを介在させて多数個の球状ガラスGBを一列に数珠繋ぎに連接させて配設する一括形成により構成されるので、枠ガラス部材等が不要となり、加工費及び材料費が安価となり、生産性を大幅に向上させることができる。また、品種毎に長さの異なる枠ガラス部材等が不要となるので、加工費及び材料費等が安価となり、生産性を大幅に向上させることができる。
また、実施例1の構成により、球状枠BF1は、品種毎に異なる外枠の設計変更を印刷用マスクの変更のみで可能となるので、小型から大型までの各種の表示パネルを生産性良く製作することができる。また、このように構成される球状枠BFは、表示パネルを構成する板ガラス材の大型板ガラス材からの多面取りが可能となるので、板ガラス材の材料取りに無駄が激減し、歩留まりが向上し、表示パネルのコストを大幅に低減させることができる。
図3は、本発明による画像表示装置の実施例2を説明する球状枠の構成を示す上方から見た要部拡大平面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付してある。図3において、図1と異なる点は、フリットガラスFT内に多数個の球状ガラスGBを二列に千鳥状に数珠繋ぎに連接して配置されて球状枠BF2が構成されている。
実施例2の構成により、球状枠BF2は、球状ガラスGBを千鳥状配置させて構成されるので、内部の密閉空間の気密性を向上させ、信頼性を大幅に向上させることができる。
図4は、本発明による画像表示装置の実施例3を説明する球状枠の構成を示す上方から見た要部拡大平面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付してある。図4において、図1と異なる点は、フリットガラスFT内に多数個の球状ガラスGBと、この球状ガラスGBよりも球径の小さい球状ガラスGB1とを二列に千鳥状に数珠繋ぎに連接して配置されて球状枠BF3が構成されている。
実施例3の構成により、球状枠BF3は、球状ガラスGBと径小の球状ガラスGB1とを千鳥状に配置させて構成されるので、内部の密閉空間の気密性の信頼性確保が容易となる。
図5は、本発明による画像表示装置の実施例3を説明する図であり、図5(a)は前面パネル側から見た平面図を、図5(b)は図5(a)のA−A'線に沿って切断された断面図をそれぞれ示し、前述した図1と同一部分に同一符号を付し、その説明は省略する。
図5において、図1の構成と異なる点は、フリットガラスFT内に多数個の球状ガラスGBと、この球状ガラスGBよりも球径の小さい球状ガラスGB1と、この球状ガラスGB1よりもさらに球径の小さい球状ガラスGB2とを混在させて球状枠BF4が構成されている。
なお、この球状枠BF4は、フリットガラスFT内に多数個の球状ガラスGBと、この球状ガラスGBよりも球径の小さい球状ガラスGB1と、この球状ガラスGB1よりもさらに球径の小さい球状ガラスGB2とを適宜混在させたフリットガラスペーストを、何れか一方のパネルの外周内縁部に例えばディスペンサー法または印刷塗布法等により塗布し、両パネル内面側を対向させて組み合わせ、約430℃で加熱焼成することにより形成することができる。したがって、背面パネルSUB1と前面パネルSUB2との自動組み立てが極めて容易となる。
実施例4の構成により、球状枠BF4は、球状ガラスGBと、径小の球状ガラスGB2と、さらに径小の球状ガラスGB3とを混在させて構成されるので、球径の異なる各球状ガラス相互間の接着強度が向上し、内部の密閉空間の気密性の信頼性確保がさらに容易となる。
なお、前述した各実施例においては、球状枠BF1,BF2,BF3,BF4を構成する球体として球状ガラスGB,GB1,GB2を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、セラミックス球または球面に絶縁処理が施された金属球を用いて良く、さらにはガラス球,セラミックス球及び金属球の何れかを組み合わせた混合球体を用いても前述と同様の効果が得られることは勿論である。
また、前述した各実施例においては、球状ガラスGBの球径を約1mmとしたが、前面パネルSUB2の内面に形成される陽極に印加される高電圧が低いと、球径を例えば約1mm程度に小さくすることができるが、この場合、蛍光体層に流れる電流密度が大きくなり、蛍光体層の劣化が速くなる。したがって、通常では、高い高電圧、例えば約10KV以上を印加して球状ガラスGBの球径を約1mm以上、約5mm以下の範囲としている。
図6は、本発明の画像表示装置の典型例としてのMIM型薄膜電子源を用いた画像表示装置のさらに詳細な模式平面図である。なお、図6では、主として電子源を有する一方のガラス基板(陰極基板)すなわち背面パネルSUB1の平面を示すが、蛍光体及び陽極等を形成した他方のガラス基板(蛍光体基板、表示側基板、カラーフィルタ基板等とも称する)とした前面パネルSUB2に有するブラックマトリクスBMと蛍光体PH(R),PH(G),PH(B)と陽極ADとを部分的に示し、前面パネルSUB2自体は図示していない。
背面パネルSUB1には、データ信号線駆動回路DDRに接続するデータ信号線DL及び絶縁層INS1でデータ信号線DLと絶縁して交差配置されて走査信号線駆動回路GDRに接続した走査信号線GL等が形成されている。データ信号線DLを第1の電極とし、トンネル絶縁層を介して積層した走査信号線GLの薄膜電極を第2の電極とする複数の電子源ELSが電子源アレイとして配置される。なお、符号DLTはデータ信号線DLの引き出し端子、GLTは走査信号線GLの引き出し端子をそれぞれ示している。
前面パネルSUB2に有する蛍光体PH(R),PH(G),PH(B)は背面パネルSUB1の個々の電子源ELSと対向している。この前面パネルSUB2と背面パネルSUB1との間を間隔保持部材SPCで所定の間隙に規制されている。薄膜電極(電子源ELSの上部電極)は、分離部SEPで隣接する電子源アレイの走査信号線と電気的に分離されている。
図7は、図6に示した本発明による画像表示装置の全体構造の一例をさらに説明する一部破断して示す斜視図である。また、図8は、図7のA−A’線に沿って切断した断面図である。背面パネルSUB1の内面にはデータ信号線DLと走査信号線GLとを有し、データ信号線DLと走査信号線GLとの交差部分に電子源が形成されている。データ信号線DLの端部にはデータ信号線の引き出し端子DLTが形成され、走査信号線GLの端部には走査信号線引き出し端子GLTが形成されている。
前面パネルSUB2の内面には陽極ADと蛍光体層PHとが形成されている。背面パネルSUB1と前面パネルSUB2とは、その周縁部の内側に本発明の構成を適用した球状枠BFを介在させて貼り合わされる。この貼り合わせた間隙を所定値に保持するため、背面パネルSUB1と前面パネルSUB2との間にガラス板を好適とする間隔保持部材SPCを植立させていることは前述したとおりである。図8はこの間隔保持部材SPCに沿った断面なので、間隔保持部材SPCは図示を省略してある。
図9は、本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。図9中に破線で示した領域は表示領域ARであり、この表示領域ARにはn本のデータ信号線DLとm本の走査信号線GLとが互いに交差して配置されてn×mのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部はカラーの副画素を構成し、図中の3つの単位画素(あるいは、副画素)"R","G","B"の1グループでカラー1画素を構成する。なお、電子源の構成は図示を省いた。
データ信号線DLは、データ信号線引き出し端子DLTでデータ信号線駆動回路DDRに接続される。走査信号線GLは走査信号線引き出し端子GLTで走査信号駆動回路GDRに接続されている。データ信号線駆動回路DDRには外部信号源から画像データ信号NSが入力され、走査信号線駆動回路GDRには同様に走査信号SSが入力される。
これにより、順次選択される走査信号線GLに交差するデータ信号線DLに表示データ(画像信号)を供給することにより、二次元のフルカラー画像を表示することができる。本構成例を用いることにより、比較的低い電圧で高効率の自発光平面表示装置が実現される。
SUB1・・・背面パネル、SUB2・・・前面パネル、BF・・・球状枠、BF1・・・球状枠、BF2・・・球状枠、BF3・・・球状枠、BF4・・・球状枠、GB1・・・球状ガラス、GB2・・・球状ガラス、GB3・・・球状ガラス、FT・・・フリットガラス、SPC・・・間隔保持部材、DDR・・・データ線駆動回路、GDR・・・走査線駆動回路。
Claims (12)
- 前面パネルと、背面パネルと、外枠とを備え、前記前面パネル,前記背面パネル及び前記外枠が接合材により固定され、前記前面パネル、前記背面パネル及び前記外枠で囲まれた内部の密閉空間が外部より低圧である画像表示装置であって、
前記外枠は、球体の集合体により構成されていることを特徴とする画像表示装置。 - 前記球体は、球径が互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
- 前記球体は、ガラス球とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記球体は、セラミックス球とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記球体は、球面に絶縁処理が施された金属球とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記球体は、前記ガラス球,前記セラミックス球及び前記金属球から選ばれた少なくとも二種類を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。
- 前記球体は、球径を1mm以上とすることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記球体は、前記前面パネルの外周内縁と、前記背面パネルの外周内縁との間に前記接合材を介して互いに固定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記接合材がフリットガラスであることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記密閉空間が真空であることを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記背面パネルに電界放出素子を有することを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記前面パネルと前記背面パネルとの対向間に複数の間隔保持部材を有することを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れかに記載の画像表示装置。
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