以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の表示装置に用いる電圧印加構造の一例の分解斜視図及び組み立て断面図をそれぞれ図1及び図2に示す。また、図1及び図2に示した電圧印加構造を用いた表示装置の概要図を図4に示す。尚、図4は、説明上、表示装置の筐体115を部分的に省略し、表示パネル113のリアプレート大気側を示したものである。
本発明の表示パネル113を作製する場合、まず、アノード電極106と発光部材(例えば蛍光体)とから構成される画像形成部材を表面に搭載したフェイスプレート(第二の基板)101と、電子源領域105を表面に搭載したリアプレート(第一の基板)102とを向かい合わせ、両者を枠103を介してフリット104bによって封着する。その後、フェイスプレート101とリアプレート102との間の内部の空気を排気管(不図示)から吸い出し、封止し、真空構造を形成することで表示パネル113を作製する。尚、フェイスプレート101、リアプレート102及び枠103はガラス等からできている。
電圧印加構造117は、真空中のアノード電極106に大気から電圧を印加するための構造であり、本例ではその好ましい形態として、真空中の引き出し配線(第二の導電体)100、弾性構造107、耐圧部材109及び低圧配線110と、真空から大気を導通させるスルーホール構造108と、大気側の電位規定構造とから構成される。尚、引き出し配線100とアノード電極106は別々の名称で説明しているが、引き出し配線100はアノード電極の部分名称であり、第二の導電体はアノード電極106と引き出し配線100とから構成されるものである。また、ここで、スルーホール構造108とは、リアプレート102に設けた貫通穴と、この穴を介して直接または他の導電体を介してアノード電極(第二の導電体)106に電気的につながるスルーホール端子(図5の配線118b)と、このスルーホール端子に電気的に接続するリアプレート102の真空側に設けた電極(第一の導電体:図5の配線118a)と、リアプレート102の大気側に設けた電極(図5の配線118c)とからなる構造を意味する。また、電位規定構造は、耐電圧構造116と低電圧層114とから構成される。尚、以下において、電圧印加構造117のうち、アノード電極106へと同電位が印加される構造を高圧印加構造(導電性部材)と言う場合もあり、上述の実施形態において、高圧印加構造(導電性部材)は、弾性構造107及びスルーホール構造108から構成されることとなる。尚、高圧印加構造(導電性部材)は上述の構造に限るものではなく、例えば、開口を導電体で完全に充填したタイプのスルーホール構造や、また電位規定構造を有する場合においては、ピン状の構造(例えば図10の蛍光面電位供給用端子16)等も使用可能である。
上述の本実施形態においては、リアプレート102のスルーホール構造108の大気側に電子源領域105よりも高電位に規定された電圧が印加され、その電圧がスルーホール構造108の真空側電極(第一の導電体)、弾性構造107、及び引き出し配線100を介してアノード電極106(第二の導電体)に印加されることになる。
以下に、スルーホール構造108、弾性構造107、及び電位規定構造について詳細に説明する。
(1)スルーホール構造 スルーホール構造108は、リアプレート102に予めドリル等で空けておいた円柱状の貫通穴に設けられており、リアプレート102の真空内面に形成された電極(第一の導電体)と、大気側に形成された電極と、これらの電極が電気的導通するように貫通穴の内面に形成された電極(スルーホール端子)とから構成される。尚、スルーホール構造108は中心軸においてほぼ軸対称に構成されている。
スルーホール構造108の作製方法について図5を参照して説明する。
まず、リアプレート102上に、電子源領域105を形成すると同時に配線118a(第一の導電体)を形成する(図5(a))。次に、配線118aとリアプレート102を挟んで対極側のリアプレート102上に配線118cを形成する(図5(b))。次に、配線118aと配線118cとの間の穴壁面に配線118b(スルーホール端子)を形成する(図5(c))。その後、乾燥・焼成を行うことで配線118a,118b,118cを一体としたスルーホール構造108が作製される。また、スルーホール構造108の穴をフリット104aによって埋めることで真空気密を確保する。
(2)弾性構造 弾性構造107は、リアプレート102上のスルーホール構造108とフェイスプレート101との間に設置されている。尚、弾性構造107は中心軸においてほぼ軸対称に構成されており、弾性構造107の中心軸はスルーホール構造108の中心軸と略一致している。また、フェイスプレート101上には、上述したアノード電極106から弾性構造107に接触する部分まで引き出し配線100(第二の導電体)が設けられている。ここで、弾性構造107は、上述の第一の導電体のフェイスプレート101への正射影領域と、第二の導電体のリアプレート102への正射影領域とが重なる領域の内部に内包されるように配置されている。これによって、弾性構造107の伸縮状態に影響されることなく、アノード電位の印加領域が規定されるため、高圧印加構造の近傍の電子放出素子から放出される電子ビームの軌道の変化、及び表示パネル113内での不慮の放電を防止することができる。尚、弾性構造107は、リアプレート102とフェイスプレート101との封着時にリアプレート102上に設置する方法、もしくは、スルーホール構造108の作製時にフリット104aで固定する方法のどちらの方法で設置しても良い。
弾性構造107の材質としては、導電性のものであれば良く、例えば、金属やカーボン等である。尚、弾性構造107の材質の選定にあたり、リアプレート102との熱膨張係数を合わせるように材質を選ぶと良い。例えば、426合金や48Ni合金等である。
弾性構造107の構造としては、少なくともその一部に弾性を備えていれば良い。例えば、弾性部分の構造としては、板ばね構造、さらばね構造、コイルばね構造等である。更に、弾性構造107を設置するために位置決め部材(後述の212,312,412等)を使用しても良い。この位置決め部材の材質としては、導電性のものが良い。中でも、金属、カーボンであると更に良い。尚、弾性構造107の材質に金属を用いる場合、リアプレート102がガラスからできているため、熱膨張係数を合わせるように材質を選ぶと良い。例えば、426合金や48Ni合金等である。
また、第一の導電体の周辺における、より好ましい形態を以下に記す。
スルーホール構造108の真空側の電極(第一の導電体)の周辺には、電子源領域105の作製時にスルーホール構造108の真空側から一定距離を保つ様に、円状の低圧配線110をリアプレート102上に形成するのが好ましい。低圧配線110は、リアプレート102の端において、筐体115側のグランドに電気的接続されている低圧配線引き出し配線111により、グランド電位に規定されている。このように低圧配線110を、電圧が印加されるスルーホール構造108の周囲に配置することで、スルーホール構造108に印加された高電位の存在領域を、低圧配線110の内側(低圧配線110とスルーホール構造108との間の領域)に閉じ込めることができるため、スルーホール構造108周辺での不慮の放電を防止することが可能となる。これによって、スルーホール構造108周囲の電界の変化を抑制することができ、その結果、電位の安定した電圧印加構造117が得られる。これにより、表示パネル113を安定して駆動することができるようになる。
更に、スルーホール構造108の真空側の電極(第一の導電体)と低圧配線110との間には、耐圧部材109がリアプレート102上に形成されているのがより好ましい。耐圧部材109には高抵抗な膜が形成されており、この膜によって電位をより安定させ、耐電圧を向上させている。この膜としては、スルーホール構造108の真空側と低圧配線110との距離や形状によって最適な耐電圧を示す抵抗値を持つものが良く、例えば、帯電防止膜等である。これによって、第一の導電体と低圧配線110との間に微小な電流が流れることで、第一の導電体と低圧配線110との間の電位が略均等間隔で分布しながら低圧配線110の内側に閉じ込めることが可能となり、より確実に放電を防止できる。
(3)電位規定構造 低電圧層(導電層)114は、リアプレート102上に、スルーホール構造108の大気側から一定距離に形成された層である。低電圧層(導電層)114は、筐体115側の例えばグランドに電気的接続されており、グランド電位に規定されている。この構成によって、スルーホール構造108に印加された高電位の存在領域を、低電圧層(導電層)114の内側(低電圧層(導電層)114とスルーホール構造108との間の領域)に閉じ込めることができるため、リアプレート大気側の周辺での不慮の放電を防止することが可能となる。
耐電圧構造116は、スルーホール構造108と低電圧層(導電層)114との間に形成されている。耐電圧構造116は、体積抵抗の高い絶縁物もしくは高抵抗の膜に被膜された絶縁性の部材から構成されている。例えば、絶縁物によるポッティングや帯電防止膜等である。尚、耐電圧構造116の中心軸は、弾性構造107及びスルーホール構造108の中心軸と略一致している。
電位規定構造は、電圧が印加されるスルーホール構造108の周囲に低電圧層114(導電層)を配置し、好ましくは、スルーホール構造108と低電圧層(導電層)114との間に耐電圧構造116を設置した構造であり、それにより、より確実に高電位の存在領域を低電圧層114の内側に閉じ込めることが可能となり、スルーホール構造108周囲の電界の変化をより確実に抑制することができる。このような電位規定構造を採用することで、電圧を安定して印加することができ、表示パネル113を安定して駆動することができるようになる。
また、図11に示すように、表示パネル113を、駆動回路131、回路基板132、不図示の電圧電源、電圧ケーブル、低圧電源等とともに、筐体115によって封入することで表示装置を作製する。
ここで、第一の導電体及び第二の導電体と弾性構造107との位置関係について、図12及び図13を用いて説明する。
図12は、リアプレート102上の電圧印加構造近傍をフェイスプレート101側から見た平面図であり、図13は、フェイスプレート101上の電圧印加構造近傍をリアプレート102側から見た平面図である。
本実施形態においては、図12及び図13に示すように、弾性構造107が第一の導電体及び第二の導電体の内側に位置する。言い換えれば、弾性構造107が、第一の導電体のフェイスプレート101への正射影領域と、第二の導電体のリアプレート102への正射影領域との間に内包される。それにより、弾性構造107付近の電位分布は、弾性構造107と低圧配線110との間の電位差によって生じるものから第一の導電体と低圧配線110との間の電位差によって生じる電位分布へと変わり、弾性構造107の形状や加工粗さ等に起因した突起部による放電発生を抑制することができる。
また、リアプレート102の電子源領域105の形成面とは反対側の面(裏面)に低電圧層(導電層)114を設けたことで、リアプレート102の裏面にアノード電極106と同電位の高圧印加構造(導電性部材)が存在しても、高電位の存在領域を低電圧層(導電層)114の内側に閉じ込めることができるため、リアプレート102の裏面周辺での不慮の放電を防止することが可能となる。特にフラットパネルディスプレイにおいては、図11に示すように、リアプレート102の裏面に近接して回路基板132等が配置されるため、不慮の放電発生が懸念されるが、本発明の構造を用いることで放電発生を回避でき特に好ましい。
また、更に、本実施形態においては、アノード電極106への電圧印加構造117に、ほぼ軸対象である弾性構造107と、リアプレート102に形成したスルーホール構造108と、大気側の耐電圧構造116とを採用し、さらにそれぞれの中心軸を略一致させるのが好ましい。このように構成することによって、電圧印加構造117の中心軸からの電位分布もほぼ軸対象となることで、放電の原因となる電位の歪みをより少なくすることができる。その結果、電位の安定した電圧印加構造117及び表示パネル113を得ることができる。また、上述のようにスルーホール構造108を用いることによって、スルーホール構造108の貫通穴のみを封止すれば真空構造を封止することができるため、封止箇所を減少させることができる。それにより、電圧印加構造117の気密信頼性を向上することができる。そして、真空気密をスルーホール108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113背面の出っ張りを無くすことができる。
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(第1の実施例)図1に、本発明の第1の実施例の表示装置に用いる電圧印加構造の分解斜視図を示す。また、図2に、本発明の第1の実施例の表示装置に用いる電圧印加構造の組み立て断面図を示す。また、図4に、図1及び図2に示した電圧印加構造を用いた表示装置の概要図を示す。尚、図4は、説明上、表示装置の筐体115を部分的に省略し、表示パネル113のリアプレート大気側を示したものである。
本実施例の表示パネル113を作製する場合、まず、アノード電極106を表面に搭載したフェイスプレート101と、電子源領域105を表面に搭載したリアプレート102とを向かい合わせ、両者を枠103を介してフリット104bによって封着する。その後、フェイスプレート101とリアプレート102との間の内部の空気を排気管(不図示)から吸い出し、封止し、真空構造を形成することで表示パネル113を作製する。尚、フェイスプレート101、リアプレート102、及び枠103はガラスからできている。
電圧印加構造117は、真空中のアノード電極106に大気から電圧を印加するための構造であり、真空中の引き出し配線100、弾性構造107、耐圧部材109及び低圧配線110と、真空から大気を導通させるスルーホール構造108と、大気側の電位規定構造とから構成される。電位規定構造は、耐電圧構造116と低電圧層114とから構成される。
本実施例においては、リアプレート102の大気側のスルーホール構造108に印加された電圧が、スルーホール構造108の真空側、弾性構造107、及び引き出し配線100を介してアノード電極106に印加されることになる。
以下に、スルーホール構造108、弾性構造107及び電位規定構造について詳細に説明する。
(1)スルーホール構造 スルーホール構造108は、リアプレート102(厚さ約2.8mm)に予めドリル等で空けておいた円柱状の貫通穴(直径約2mm)に設けられており、リアプレート102の表裏面(真空内面及び真空構造外面)に形成された電極(厚さ約20μm)と、これらの電極が電気的導通するように貫通穴の内面に形成された電極(厚さ約20μm)とから構成される。尚、スルーホール構造108は中心軸においてほぼ軸対称に構成されている。
スルーホール構造108の作製方法について図5を参照して説明する。
まず、リアプレート102上に、電子源領域105を形成すると同時に、銀ペースト(NP−4045:株式会社ノリタケカンパニーリミテド製)を420℃で焼成することで配線118aを形成する(図5(a))。次に、配線118aとリアプレート102を挟んで対極側のリアプレート102上に、銀ペーストをスキージ印刷により転写することで配線118cを形成する(図5(b))。次に、配線118aと配線118cとの間の穴壁面に金属棒を用いて銀ペーストを斑無く塗りこむことで配線118bを形成する(図5(c))。その後、120℃で乾燥し、420℃で焼成することによって配線118a,118b,118cを一体としたスルーホール構造108が作製される。また、スルーホール構造108の中央穴にフリット104aを注入し、120℃で乾燥し、390℃で焼成することで、真空気密を保持している。
また、スルーホール構造108の真空側には、電子源領域105の作製時にスルーホール構造108の真空側から一定距離である4[mm]を保つ様に、円状の低圧配線110をリアプレート102上に形成する。低圧配線110は、リアプレート102の端において、筐体115側のグランドに電気的接続されている低圧配線引き出し配線111により、グランド電位に規定されている。この低圧配線110を、電圧が印加されるスルーホール構造108の周囲に配置することで、環境の変化によるスルーホール構造108周囲の電界の変化を抑制することができ、その結果、電位の安定した電圧印加構造117が得られる。これにより、表示パネル113を安定して駆動することができるようになる。
更に、スルーホール構造108の真空側と低圧配線110との間には、耐圧部材109がリアプレート102上に形成されている。この耐圧部材109には高抵抗な膜(シート抵抗値=約1011Ω)が形成されており、この膜によって電位をより安定させ、耐電圧を向上させている。この膜の抵抗値としては、スルーホール構造108の真空側と低圧配線110との距離や形状によって最適な耐電圧を示す抵抗値を持つものが良く、ここでは、特開平08−180801号公報に開示された帯電防止膜を用いている。
(2)弾性構造 弾性構造107は、リアプレート102上のスルーホール構造108とフェイスプレート101との間に設置されている。尚、弾性構造107は中心軸においてほぼ軸対称に構成されており、弾性構造107の中心軸はスルーホール構造108の中心軸と略一致している。また、フェイスプレート101上には、上述したアノード電極106から弾性構造107に接触する部分まで引き出し配線100が設けられている。
ここで、弾性構造107の概要について図3を参照して説明する。尚、弾性構造107は、図3の上部に図示されている面がフェイスプレート101の方向を向くように設置される。
台座122の上下には、弾性部121がそれぞれの外形円の中心軸を一致させてレーザースポット溶接等によって接地されている。そして、その弾性部121の台座122と接地されていない面側の円周縁に支点120a,120bが同様に中心軸を一致させてレーザースポット溶接等により接地されている。
弾性構造107は、支点120aの弾性部121と接地されていない面がフェイスプレート101上の引き出し配線100に密着し、支点120bの弾性部121と接地されていない面がリアプレート102上のスルーホール108に密着するように設計されている。弾性構造107の主要材料としては48Ni合金を採用している。
弾性構造107は、フェイスプレート101とリアプレート102とが封止される前に、リアプレート102のフェイスプレート101と向かい合う面上であるスルーホール構造108の真空側に設置される。
弾性構造107の設置方法としては、リアプレート102の貫通穴(不図示)をフリット104aにより封止する工程で、リアプレート102に位置決めされた弾性構造107の中央穴からフリット104aを塗布し、リアプレート102の穴と弾性構造107の中央穴とをフリット104aで埋め、乾燥炉内(120℃/10分)で乾燥させ、焼成炉内(390℃/10分)で焼成する方法を用いた。
弾性構造107には、2枚の板ばね構造を採用し、各板ばね構造は、3本のばねからなる弾性部で構成されている。1枚目の板ばね構造は、板ばねの両支点の一方がフリット104aによりリアプレート102に固定されている台座に固定されており、他方がリアプレート102のスルーホール構造108に圧接されている。2枚目の板ばね構造は、板ばねの両支点の一方がフリット104aによりリアプレート102に固定されている台座に固定されており、板ばねの両支点の他方がフェイスプレート101の引き出し配線100に圧接されている。
フェイスプレート101側の引き出し配線100とリアプレート102側のスルーホール構造108との電気的導通を取るために、弾性構造107を用いたことによって、フェイスプレート101とリアプレート102との間の熱変化による微少変形や平行度の悪さ等による接地不良を防ぐことができる。
弾性部121は、3本以上の複数本のばねから構成されるのが良く、ここでは、3本のばねが並列に配置されている。これにより、フェイスプレート101、リアプレート102と支点120a,120bとの接触面に小さな突起や傷が存在している場合にも、支点120a,120bをフェイスプレート101とリアプレート102に確実に接触させることができる。
リアプレート102上の弾性構造107(直径約5mm)の占有面積は、スルーホール構造108(直径約6mm)を構成するリアプレートの真空側に設けた電極(第一の導電体:配線118a)の占有面積及びフェイスプレートの引き出し配線100(第二の導電体)の占有面積よりも小さくなっている。これにより、弾性構造107を、フェイスプレート101側の引き出し配線100及びリアプレート102側のスルーホール構造108上からはみ出さずに収まるように設置することができる。すなわち、弾性構造107を、第一の導電体のフェイスプレート101への正射影領域と、第二の導電体のリアプレート102への正射影領域とが重なる領域に内包されるように設置することができる。その結果、弾性構造107付近の電位分布は、弾性構造107と低圧配線110との間の電位差から生じるものからスルーホール構造108と低圧配線110との間の電位分布から生じるものへと変わり、弾性構造107の形状や加工粗さ等から来る突起部による放電発生を抑制することができる。
また、スルーホール構造108の貫通穴のみを封止すれば真空構造を封止することができるため、封止箇所を減少させることができる。それにより、電圧印加構造117の気密信頼性を向上することができる。そして、真空気密をスルーホール構造108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113背面の出っ張りを無くすことができる。
スルーホール構造108を用いることで、フリット104aの真空側から大気側への電位をほぼ均一に保つことができるため、ボイド放電、絶縁破壊などを防ぐことができ、その結果、真空気密信頼性を向上することができる。
(3)電位規定構造 低電圧層114(導電層)は、リアプレート102上に、スルーホール構造108の大気側から一定距離に形成された円状の層である。低電圧層(導電層)114は、筐体115側のグランドに電気的接続されており、グランド電位に規定されている。
耐電圧構造116は、スルーホール構造108と低電圧層114との間に形成されている。耐電圧構造116は、体積抵抗の高い絶縁物もしくは高抵抗の膜によって被膜された絶縁性の部材から構成されている。例えば、絶縁物によるポッティング構造や帯電防止膜等である。尚、耐電圧構造116の中心軸は、弾性構造107及びスルーホール構造108の中心軸と略一致している。電圧印加構造117には、不図示の電圧電源から電圧ケーブルを通して給電する。
電位規定構造は、電圧が印加されるスルーホール構造108の周囲に低電圧層114を配置し、スルーホール構造108と低電圧層114との間に耐電圧構造116が設置される構造であり、それにより、スルーホール構造108に印加された高電位の存在領域を、低電圧層(導電層)114の内側(低電圧層(導電層)114とスルーホール構造108との間の領域)に閉じ込めることができるため、リアプレート大気側の周辺での不慮の放電を防止することが可能となる。また、環境の変化によるスルーホール構造108周囲の電界の変化を抑制することも可能となる。このような電位規定構造を採用することで、電圧を安定して印加することができ、表示パネル113を安定して駆動することができるようになる。
また、図11に示すように、表示パネル113を、駆動回路131、回路基板132、不図示の電圧電源、電圧ケーブル、低圧電源等とともに、筐体115によって封入することで表示装置を作製する。
また、更に、本実施例においては、アノード電極106への電圧印加構造117に、弾性構造107と、リアプレート102に形成したスルーホール構造108と、大気側の耐電圧構造116とを採用し、それぞれの中心軸を略一致させているため、電圧印加構造117の中心軸からの電位分布もほぼ軸対象となることで、放電の原因となる電位の歪みを少なくすることができ、特に好ましい。その結果、電位の安定した電圧印加構造117及び表示パネル113を得ることができる。また、真空気密をスルーホール108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113背面の出っ張りを無くすことができる。それにより、表示装置を小型化、薄型化することができるとともに、導通信頼性のある安定した画像表示を行うことができる。
また、スルーホール構造108が形成されたリアプレート102の穴を封止する真空封止と、弾性構造107の位置決めとを、フリット104aの同一部材で、同一工程で行うことができるため、表示装置をローコストな構造とすることができる。
(第2の実施例)図6に、本発明の第2の実施例の表示装置に用いる電圧印加構造の組み立て断面図を示す。尚、本実施例の電圧印加構造の分解斜視図は、第1の実施例の図1と同様である。また、本実施例の表示装置の概要図は、第1の実施例の図4と同様である。よって、以下では、第1の実施例との差異である、弾性構造について詳述する。尚、図6中の部材番号は、図2と同じものについては同じ番号を用いる。また、それ以外の部材についても、図2と同様のものは、200番から始まる番号を用いて説明する。
弾性構造207は、リアプレート102上のスルーホール構造108とフェイスプレート101との間に設置されている。尚、弾性構造207は中心軸においてほぼ軸対称に構成されており、弾性構造207の中心軸はスルーホール構造108の中心軸と略一致している。また、フェイスプレート101上には、上述したアノード電極106から弾性構造207に接触する部分まで引き出し配線100が設けられている。
弾性構造207には、線径φ0.2mmの圧縮コイルばね構造を採用しており、圧縮コイルばねの材質にはピアノ線(SWP)を採用している。
弾性構造207は、フェイスプレート101とリアプレート102とが封止される前に、リアプレート102のフェイスプレート101と向かい合う面上であるスルーホール構造108の真空側に設置される。
弾性構造207の設置方法としては、リアプレート102の貫通穴(不図示)をフリット204aにより封止する工程で、リアプレート102の穴にフリット204aを塗布してから位置決め部材212を挿入し、乾燥炉内(120℃/10分)で乾燥させ、焼成炉内(390℃/10分)で焼成し、その後、弾性構造207を設置する方法を用いた。
このように、弾性構造207の位置決めに位置決め部材212を用いることで、位置決めが容易となり、工程時間を短縮することができる。尚、位置決め部材212の材質には426合金を採用している。
フェイスプレート101側の引き出し配線100とリアプレート102側のスルーホール構造108との電気的導通を取るために、弾性構造207を用いたことによって、熱変化による微少変形、フェイスプレート101とリアプレート102との間の平行度の悪さ等による接触不良を防ぐことができる。
リアプレート102上の弾性構造207(直径約5mm)の占有面積は、スルーホール構造108(直径約6mm)を構成するリアプレート102の真空側に設けた電極(第一の導電体)の占有面積及びフェイスプレート101の引き出し配線100(第二の導電体)の占有面積よりも小さくなっている。これにより、弾性構造207を、フェイスプレート101側の引き出し配線100及びリアプレート102側のスルーホール構造108上からはみ出さずに収まるように設置することができる。すなわち、弾性構造207を、第一の導電体のフェイスプレート101への正射影領域と、第二の導電体のリアプレート102への正射影領域とが重なる領域に内包されるように設置することができる。その結果、弾性構造207付近の電位分布は、弾性構造207と低圧配線110との間の電位差から生じるものからスルーホール108と低圧配線110との間の電位分布から生じるものへと変わり、よって、弾性構造207の形状に依存することなく、弾性構造207の形状や加工粗さ等から来る突起部による放電発生を抑制することができる。
また、スルーホール構造108の貫通穴のみを封止すれば真空構造を封止することができるため、封止箇所を減少させることができる。それにより、電圧印加構造117の気密信頼性を向上することができる。そして、真空気密をスルーホール構造108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113の背面の出っ張りを無くすことができる。
スルーホール構造108を用いることで、フリット204aの真空側から大気側への電位をほぼ均一に保つことができるため、ボイド放電、絶縁破壊などを防ぐことができ、その結果、真空気密信頼性を向上することができる。
また、本実施例においては、第1の実施例と同様に、リアプレート102の大気側の面に電位規定構造を設けた。それにより、スルーホール構造108に印加された高電位の存在領域を、低電圧層(導電層)114の内側(低電圧層(導電層)114とスルーホール構造108との間の領域)に閉じ込めることができるため、リアプレート大気側の周辺での不慮の放電を防止することが可能となる。また、環境の変化によるスルーホール構造108周囲の電界の変化を抑制することができる。このような電位規定構造を採用することで、電圧を安定して印加することができ、表示パネル113を安定して駆動することができるようになる。
また、図11に示すように、表示パネル113を、駆動回路131、回路基板132、不図示の電圧電源、電圧ケーブル、低圧電源等とともに、筐体115によって封入することで表示装置を作製する。
また、更に、本実施例においては、第一の実施例と同様に、アノード電極106への電圧印加構造117に、弾性構造207と、リアプレート102に形成したスルーホール構造108と、大気側の耐電圧構造116とを採用し、それぞれの中心軸を略一致させているため、電圧印加構造117の中心軸からの電位分布もほぼ軸対象となることで、放電の原因となる電位の歪みを少なくすることができ、特に好ましい。その結果、電位の安定した電圧印加構造117及び表示パネル113を得ることができる。また、真空気密をスルーホール108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113背面の出っ張りをなくすことができる。それにより、表示装置を小型化、薄型化することができるとともに、導通信頼性のある安定した画像表示を行うことができる。
また、位置決め部材212を用いて弾性構造207の位置決めを行うことにより、弾性構造207を容易に設置することができるため、表示装置を簡単な工程で作製できるローコストな構造とすることができる。
(第3の実施例)図7に、本発明の第3の実施例の表示装置に用いる電圧印加構造の分解斜視図を示す。また、図8に、本発明の第3の実施例の表示装置に用いる電圧印加構造の組み立て断面図を示す。尚、本実施例の表示装置の概要図は、第1及び第2の実施例の図4と同様である。よって、以下では、前述の実施例と本実施例との差異である、弾性構造についてのみ詳述する。尚、図7及び図8中の部材番号は、図1と同じものについては同じ番号を用いる。また、それ以外の部材についても、図1及び図2と同様のものは、300番から始まる番号を用いて説明する。
弾性構造307は、リアプレート102上のスルーホール構造108とフェイスプレート101との間に設置されている。尚、弾性構造307は中心軸においてほぼ軸対称に構成されており、弾性構造307の中心軸はスルーホール構造108の中心軸と略一致している。また、フェイスプレート101上には、上述したアノード電極106から弾性構造307に接触する部分まで引き出し配線100が設けられている。
ここで、弾性構造307の概要について図3を参照して説明する。尚、弾性構造307は、図3の上部に図示されている面がフェイスプレート101の方向を向くように設置される。
台座122の上下には、弾性部121がそれぞれの外形円の中心軸を一致させてレーザースポット溶接等によって接地されている。そして、その弾性部121の台座122と接地されていない面側の円周縁に支点120a,120bが同様に中心軸を一致させてレーザースポット溶接等により接地されている。
弾性構造307は、支点120aの弾性部121と接地されていない面がフェイスプレート101上の引き出し配線100に密着し、支点120bの弾性部121と接地されていない面がリアプレート102上のスルーホール108に密着する様に設計されている。
弾性構造307は、フェイスプレート101とリアプレート102とが封止される前に、リアプレート102のフェイスプレート101と向かい合う面上であるスルーホール構造108の真空側に設置される。
弾性構造307の設置方法としては、リアプレートの貫通穴(不図示)をフリット304aにより封止する工程で、リアプレート102の穴にフリット304aを塗布してから位置決め部材312を挿入し、乾燥炉内(120℃/10分)で乾燥させ、焼成炉内(390℃/10分)で焼成し、その後に弾性構造307を設置する方法を用いた。
このように、弾性構造307の位置決めに位置決め部材312を用いることで、弾性構造307の位置決めが容易となり、工程時間を短縮することができる。
また、フリット304aの焼成後に、弾性構造307をリアプレート102上に置いているだけであるため、リアプレート102と弾性構造307とは接着されていない。従って、フリット304a焼成時に弾性構造307を押し圧して設置する手間が省けるため、作製工程を簡素化できる。また、弾性構造307を傾いて設置したり、押し圧によってリアプレート102が割れたりする等の問題を防ぐことができる。
弾性構造307には、板ばね構造を採用しており、主な材質は426合金である。また、位置決め部材312は、426合金からできており、直径1.5mm、高さ3mmの円柱の形状となっている。このように、リアプレート102及び位置決め部材312を熱膨張率の近い材質から構成することで、熱変化による熱応力が発生せず、接着界面での剥離などが無い電圧印加構造117を得ることができる。
フェイスプレート101側の引き出し配線100とリアプレート102側のスルーホール構造108との電気的導通を取るために、弾性構造307を用いたことによって、フェイスプレート101とリアプレート102間の熱変化による微少変形、平行度の悪さ等による接触不良を防ぐことができる。
弾性部121は、3本以上の複数本のばねから構成されるのが良く、ここでは、3本のばねが並列に配置されている。これにより、フェイスプレート101、リアプレート102と支点120a,120bとの接地面に小さな突起や傷が存在していた場合にも、支点120a,120bをフェイスプレート101とリアプレート102に確実に接触させることができる。
リアプレート102上の弾性構造307の占有面積は、スルーホール構造108を構成するリアプレート102の真空側に設けた電極(第一の導電体)の占有面積及びフェイスプレート101の引き出し配線100(第二の導電体)の占有面積よりも小さくなっている。これにより、弾性構造307を、フェイスプレート101側の引き出し配線100及びリアプレート102側のスルーホール構造108上からはみ出さずに収まるように設置することができる。すなわち、弾性構造307を、第一の導電体のフェイスプレート101への正射影領域と、第二の導電体のリアプレート102への正射影領域とが重なる領域に内包されるように設置することができる。その結果、弾性構造307付近の電位分布は、弾性構造307と低圧配線110との間の電位差から生じるものから、スルーホール108と低圧配線110との間の電位分布から生じるものへと変わり、よって、弾性構造307の形状に依存することなく、弾性構造307の形状や加工粗さ等から来る突起部による放電発生を抑制することができる。
また、スルーホール構造108の貫通穴のみを封止すれば真空構造を封止することができるため、封止箇所を減少させることができる。それにより、電圧印加構造117の気密信頼性を向上することができる。そして、真空気密をスルーホール108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113背面の出っ張りを無くすことができる。
スルーホール構造108を用いることで、フリット304aの真空側から大気側への電位をほぼ均一に保つことができるため、ボイド放電、絶縁破壊などを防ぐことができ、その結果、真空気密信頼性を向上することができる。
また、本実施例においては、前述の他の実施例と同様に、リアプレート102の大気側の面に電位規定構造を設けた。それにより、スルーホール構造108に印加された高電位の存在領域を、低電圧層(導電層)114の内側(低電圧層(導電層)114とスルーホール構造108との間の領域)に閉じ込めることができるため、リアプレート大気側の周辺での不慮の放電を防止することが可能となる。また、環境の変化によるスルーホール構造108周囲の電界の変化を抑制することができる。このような電位規定構造を採用することで、電圧を安定して印加することができ、表示パネル113を安定して駆動することができるようになる。
また、図11に示すように、表示パネル113を、駆動回路131、回路基板132、不図示の電圧電源、電圧ケーブル、低圧電源等とともに、筐体115によって封入することで表示装置を作製する。
また、更に、本実施例においては、前述の他の実施例と同様に、アノード電極106への電圧印加構造117に、弾性構造307と、リアプレート102に形成したスルーホール構造108と、大気側の耐電圧構造116とを採用し、それぞれの中心軸を略一致させているため、電圧印加構造117の中心軸からの電位分布もほぼ軸対象となることで、放電の原因となる電位の歪みを少なくすることができ、特に好ましい。その結果、電位の安定した電圧印加構造117及び、表示装置を得ることができる。また、真空気密をスルーホール108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113背面の出っ張りを無くすことができた。それにより、表示装置を小型化、薄型化することができるとともに、導通信頼性のある安定した画像表示を行うことができる。
また、位置決め部材312を用いて弾性構造307の位置決めを行うことにより、弾性構造307を容易に設置することができるため、表示装置を、簡単な工程で作製できるローコストな構造とすることができる。
また、リアプレート102と弾性構造307とを、フリット304aで接着せずに電気的導通を確保しているため、接着面の剥離や接着不良による電気的導通不良などを防ぐことができる。
(第4の実施例)図9に、本発明の第4の実施例の表示装置に用いる電圧印加構造の組み立て断面図を示す。尚、本実施例の電圧印加構造の分解斜視図は、弾性構造の形状を除き、第3の実施例の図7と同様である。また、本実施例の表示装置の概要図は、第1〜第3の実施例の図4と同様である。よって、以下では、前述の実施例と本実施例との差異である、弾性構造についてのみ詳述する。尚、図9中の部材番号は、図7及び図8と同じものについては同じ番号を用いる。また、それ以外の部材についても、図7及び図8と同様のものは、400番から始まる番号を用いて説明する。
弾性構造407は、リアプレート102上のスルーホール構造108とフェイスプレート101との間に設置されている。尚、弾性構造407は中心軸においてほぼ軸対称に構成されており、弾性構造407の中心軸はスルーホール構造108の中心軸と略一致している。また、フェイスプレート101上には、上述したアノード電極106から弾性構造407に接触する部分まで引き出し配線100が設けられている。
弾性構造407は、フェイスプレート101とリアプレート102とが封止される前に、リアプレート102のフェイスプレート101と向かい合う面上であるスルーホール構造108の真空側に設置される。
弾性構造407の設置方法としては、リアプレートの貫通穴(不図示)をフリット404aにより封止する工程で、リアプレート102の穴に位置決め部材412を挿入し、その隙間にフリット404aを塗布し、乾燥炉内(120℃/10分)で乾燥させ、焼成炉内(390℃/10分)で焼成し、その後に弾性構造407を設置する方法を用いた。
このように、弾性構造407の位置決めに位置決め部材412を用いることで、弾性構造407の位置決めが容易となり、工程時間を短縮することができる。
また、フリット404aの焼成後に、弾性構造407をリアプレート102上に置いているだけであるため、リアプレート102と弾性構造407とは接着されていない。従って、弾性構造407をリアプレート102に押し圧して接着する手間が省けるため、作製工程を簡素化できる。また、弾性構造407をフリット404aの焼成時に押し圧して接着を行う必要が無くなるため、弾性構造407を傾いて接着したり、押し圧によってリアプレート102が割れたりする等の不具合を防ぐことができる。
弾性構造407には、線径φ0.2mmの圧縮コイルばね構造を採用しており、圧縮コイルばねの材質にはSUS304を採用している。また、位置決め部材412は48Ni合金からできており、直径1.5mm、高さ3mmの円柱と、その一端に直径3mm、厚さ0.5mmの円盤とが一体になった形状をしていて、この円盤部がリアプレートと接することで開口を封じ、表示パネル113を封止する構造を兼ねている。
また、この位置決め部材412の円盤と反対側には、弾性構造407がレーザースポット溶接等で接地されている。
フェイスプレート101側の引き出し配線100とリアプレート102側のスルーホール構造108との電気的導通を取るために、弾性構造407を用いたことによって、熱変化による微少変形、フェイスプレート101とリアプレート102間の平行度の悪さ等による接触不良を防ぐことができる。
リアプレート102上の弾性構造407の占有面積は、スルーホール構造108を構成するリアプレート102の真空側に設けた電極(第一の導電体)の占有面積及びフェイスプレート101の引き出し配線100(第二の導電体)の占有面積よりも小さくなっている。これにより、弾性構造407を、フェイスプレート101側の引き出し配線100及びリアプレート102側のスルーホール構造108上からはみ出さずに収まるように設置することができる。すなわち、弾性構造407を、第一の導電体のフェイスプレートへの正射影領域と、第二の導電体のリアプレートへの正射影領域とが重なる領域に内包されるように設置することができる。その結果、弾性構造407付近の電位分布は、弾性構造407と低圧配線110との間の電位差から生じるものからスルーホール108と低圧配線110との間の電位分布から生じるものへと変わり、よって、弾性構造407の形状に依存することなく弾性構造407の形状や加工粗さ等から来る突起部による放電発生を抑制することができる。
また、スルーホール構造108の貫通穴のみを封止すれば真空構造を封止することができるため、封止箇所を減少させることができる。それにより、電圧印加構造117の気密信頼性を向上することができる。そして、真空気密をスルーホール108の貫通穴内部及び円盤部によって行ったため、表示パネル113背面の出っ張りを無くすことができる。
位置決め部材412は、リアプレート102の電子源領域105と反対側面において円盤型の形状となっているため、フリット404aの焼成前の設置時に座りが良く、リアプレート102に対しての垂直性が良くなる。その結果、焼成後の位置決め部材412のリアプレート102に対する垂直性が、位置決め部材412の上下で最大0.2mm傾いていたものが、0.1mm以下に収まり、弾性構造407に対して良好な位置決めを行うことができる。また、位置決め部材412と弾性部材407との金属同士を接着したことにより、引き出し配線100までの電気的導通の信頼性が向上する。また、位置決め部材412とスルーホール構造108との電気的導通も、表示パネル113を作製した後に半田等により確実に補修することができ、電圧印加構造117全体の電気的導通の信頼性が向上する。そして、位置決め部材412に円盤部分を設けたことによって、位置決め部材412の軸方向のリアプレート102に対する位置精度を大幅に改善することができ、弾性部材407の高さのばらつきが0.2mmであったものが、0.1mm以下に抑制することができる。
スルーホール構造108を用いることで、フリット404aの真空側から大気側への電位をほぼ均一に保つことができるため、ボイド放電、絶縁破壊などを防ぐことができ、その結果、真空気密信頼性を向上することができる。
また、本実施例においては、前述の他の実施例と同様に、リアプレート102の大気側の面に電位規定構造を設けた。それにより、スルーホール構造108に印加された高電位の存在領域を、低電圧層(導電層)114の内側(低電圧層(導電層)114とスルーホール構造108との間の領域)に閉じ込めることができるため、リアプレート大気側の周辺での不慮の放電を防止することが可能となる。また、環境の変化によるスルーホール構造108周囲の電界の変化を抑制することができる。このような電位規定構造を採用することで、電圧を安定して印加することができ、表示パネル113を安定して駆動することができるようになる。
また、図11に示すように、表示パネル113を、駆動回路131、回路基板132、不図示の電圧電源、電圧ケーブル、低圧電源等とともに、筐体115によって封入することで表示装置を作製する。
また、更に、本実施例においては、前述の他の実施例と同様に、アノード電極106への電圧印加構造117に、弾性構造407と、リアプレート102に形成したスルーホール構造108と、大気側の耐電圧構造116とを採用し、それぞれの中心軸を略一致させているため、電圧印加構造117の中心軸からの電位分布もほぼ軸対象となることで、放電の原因となる電位の歪みを少なくすることができ、特に好ましい。その結果、電位の安定した電圧印加構造117及び表示パネル113を得ることができる。また、真空気密をスルーホール108の貫通穴内部で行ったため、表示パネル113背面の出っ張りをなくすことができた。これにより、表示装置を小型化、薄型化することができるとともに、導通信頼性のある安定した画像表示を行うことができる。
また、位置決め部材412の下側に、リアプレート102の穴を塞ぐように段差(円盤部分)を形成しているため、位置決め部材412のリアプレート102厚み方向の位置精度を向上することができ、個体差なく弾性構造407の弾性力を得ることができる。
また、スルーホール構造108と引き出し配線100との電気的導通を、弾性構造407と位置決め部材412を介して、リアプレート102の大気側で行うことになるため、スルーホール構造108と引き出し配線100とが電気的不導通である場合は、表示パネル113を作製した後でも補修して電気的導通を確保することができ、それにより、歩留まりを向上させることができる。
以上説明したように本発明においては、アノード電極等の第二の導電体への給電用の導電性弾性構造が、第一の基板の真空面に設けた第一の導電体の第二の基板への正射影と、第二の基板に設けた第二の導電体の第一の基板への正射影との重なる領域に内包される。それにより、導電性弾性構造体周辺の電位分布は、導電性弾性構造体の形状に依存することなく、第一の導電体と第二の導電体によって規定されるため、導電性弾性構造体の形状(突起等)や、配置関係による不慮の放電を防止することができるという優れた効果が得られる。
また、第一の導電体と導電性弾性構造のそれぞれを中心軸において軸対称とし、かつ第一の導電体と導電性弾性構造のそれぞれの中心軸を略一致させているため、表示装置の背面の出っ張りをなくし、小型化、薄型化、ローコスト化を図ることができるとともに、気密信頼性が高く、安定した画像表示を行うことができるという優れた効果が得られる。
また、第一の基板の大気面に設けた導電層をアノード電極よりも低電位のグラウンド等に規定することで、アノード電極への給電用に設けられた導電性部材を第一の基板に設けた穴を介して引き出す構成においても、導電性部材に印加された高電位の存在領域を、導電層の内側(導電層と導電性部材との間の領域)に閉じ込めることができるため、第一の基板の大気側の周辺での不慮の放電を防止することができるという優れた効果が得られる。