JP4865235B2

JP4865235B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP4865235B2
Application number: JP2005028931A
Authority: JP
Inventors: 俊光川瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-02-04
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: EP1688984A3; DE602006015551D1; EP1688984B1; CN1822303A; KR20060089652A; KR100724638B1; US8040037B2; EP1688984A2; JP2006216432A; CN100557754C; US20060175955A1

Description

本発明は、気密容器内の画像表示部材へ給電する端子を、当該気密容器外に導出するための構造を備えた画像表示装置に関する。

近年、大画面のフラットディスプレイパネルが注目されている。このフラットディスプレイパネルは、例えば、図１０の概略断面図に示されるような構造を有している。

画像の表示面側に相当するフェースプレート３３と、フェースプレー３３に対向して配置されたリアプレート３４と、フェースプレート３３とリアプレート３４の周縁部を封着する封着部材３５とにより気密容器が形成されている。更に、気密容器内には、画像表示のための画像表示部材３６が配置されており、かかる画像表示部材３６には外部より端子３７を介して給電がなされ、画像信号に応じた画像が表示される。ここで画像表示部材３６は、その表示方式によって様々であるが、液晶表示装置においては光の透過非透過を制御する制御電極、プラズマ表示装置においてはプラズマ励起を制御する制御電極、電子線表示装置においては電子を加速させる制御電極などである。

従来の電子線表示装置、即ち、電子源から放出される電子を蛍光体に照射して画像を表示する表示装置の例としては、蛍光面を有する前面パネル（フェースプレート）と、これと小間隔を保持して対向する背面パネル（リアプレート）とより成る扁平管体内に上記蛍光面と対向して電界放出型カソードを有する電極構体が配置されて成る超薄型平面表示装置が特許文献１に記載されており、更にかかる特許文献１には、上記画像表示部材に相当する蛍光面の給電導電層に、背面パネル（リアプレート）に形成された孔部を貫通する端子を介して給電がなされる構造が記載されている。

また、特許文献２には、上記特許文献１に記載された電子線表示装置と同様に、リアプレートに形成された孔部を貫通する端子が記載されており、更に、異常放電によるダメージを低減する目的で前記端子の周囲に、リング状で所定電位の導電部材が配置された構造が記載されている。
特開平０５−１１４３７２号公報特開２００３−０９２０７５号公報

特許文献２に記載された電子線表示装置においては、異常放電によるダメージを低減できるという好ましい給電端子の導出構造を採用してはいるが、かかる給電端子の導出構造に関してより一層の改善が望まれている。

本発明は、異常放電によるダメージの低減に優れた、給電端子の導出構造を備える画像表示装置を提供することを目的とする。

また本発明は、狭額縁の画像表示装置に対しても好適な、給電端子の導出構造を備える画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１の基板と、前記第１の基板に対向配置された第２の基板と、両基板間に配置された外枠とを有する気密容器と、前記気密容器内に配置された画像表示部材とを備える画像表示装置であって、前記第１の基板上には電子源が配置され、前記第２の基板上には、蛍光体と前記電子源から放出される電子を加速するための加速電極とを含む前記画像表示部材が配置されており、前記第１の基板は、前記画像表示部材への給電端子がその内側を貫通する開口部を有しており、前記開口部は、前記第１の基板の前記外枠が配置されている面とは反対の裏面に接着された、前記給電端子を前記気密容器外に導出する封止部材によって封止されていると共に、前記封止部材と前記裏面との間には、前記給電端子に印加される電位よりも低い所定の電位が印加される導電部材が配置され、該導電部材により、前記封止部材の接着が成され、前記導電部材から前記第１の基板上に配置されてなる部材へと至る沿面経路において、前記導電部材の一部が露出していることを特徴とする画像表示装置である。

本発明は、異常放電によるダメージの低減に優れた、給電端子の導出構造を備える画像表示装置を提供することができる。

また本発明は、狭額縁の画像表示装置に対してもより好適な、給電端子の導出構造を備える画像表示装置を提供することができる。

図１は、本発明の画像表示装置の実施の形態を示す概略図であり、図１の（ａ）は外観の斜視図、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。

図１の（ａ）に示されるように、本実施形態の画像表示装置は、まず、基板１（第１の基板）と、基板１に対向して配置された基板２（第２の基板）と、基板１と基板２との間に配置された外枠３とを有する気密容器４を備える。

ここで、基板１と基板２のいずれか一方は、画像表示面となるので、少なくともその画像表示領域は光透過性の部材にて構成されている。また、外枠３は、前記両基板間を封着するものであり、一般的な封着材そのもの、あるいは枠状に加工された部材とこれを前記両基板に接着する前記封着材とで構成されたものである。

図１の（ｂ）に示されるように、気密容器４の内部には、画像表示部材５が配置されているが、画像表示部材５は、その表示方式によって異なるが、液晶表示装置においては光の透過非透過を制御するための電極、プラズマ表示装置においてはプラズマ励起を制御するための電極、電子線表示装置においては電子を加速させるための電極などである。

この画像表示部材５へ所定の電位を供給するために当該画像表示部材に電気的に接続された給電端子６は、基板１に形成された開口部７の内側を貫通し、気密容器４の外部に導出されているが、このように気密容器４内の気密性を維持しつつ給電端子６の前記外部への導出を可能にしているのが封止部材８である。

この封止部材８は、基板１の外枠３が配置されている面ａとは反対の面ｂ（裏面）側に接着されて開口部７を封止しているが、このように面ｂ側で接着されているのは、上述の特許文献２に記載された、異常放電によるダメージを低減するための、所定電位の導電部材９を基板１の面ａ側ではなく、面ｂ側に配置したいがためである。

まず、所定電位の導電部材９は、給電端子６と、基板１の面ａ上に配置された不図示の部材との間で異常放電が発生した際に、上記基板１の面ａ上に配置された不図示の部材へのダメージを低減する目的で設けられる。あるいは、前記異常放電が発生した際に、画像表示部材５へのダメージを低減する目的で設けられる。

この所定電位の導電部材９は、給電端子６との間に、あるいは、上記基板１の面ａ上に配置された不図示の部材との間に、耐圧を確保するためのある程度の距離を要するが、本実施形態においては、基板１の面ｂ側にこの導電部材９を配置することで、基板１の面ａ上に配置された不図示の部材や外枠３によるスペース上の制約を受けることなく上記距離を確保することができる。このことは、画像表示領域と外枠３との間の距離が狭い所謂狭額縁構造の画像表示装置に適している。

以上のように、封止部材８と基板１の面ｂとの間に所定電位の導電部材９が配置されて、前記開口部７が封止部材８によって封止されている。

以下に、本発明の好ましい実施形態の例を挙げて、更に本発明を詳述する。

（実施形態１）
電子線表示装置を例に挙げ、本実施形態を以下に説明する。図２は、本実施形態の画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。図２に示されるように、電子源１０が配置されたリアプレート（第１の基板）１１と画像表示部材１２が配置されたフェースプレート（第２の基板）１３とが対向して配置されており、更にリアプレート１１とフェースプレート１３との間には外枠１４が配置されて、これらリアプレート１１、フェースプレート１３、及び、外枠１４にて気密容器が構成されている。また、上記気密容器内は、減圧雰囲気とされ、好ましくは、１０^―４Ｐａ〜１０^―６Ｐａの範囲とされる。

上記電子源１０は、複数の電子放出素子が配線にて結線されている。例えば、図３に示すように、複数の電子放出素子１８が、互いに絶縁層２０を介して配置された、複数の行方向配線１９ａと複数の列方向配線１９ｂとによってマトリクス配線された構成を有する。また、電子放出素子としては既によく知られている素子が適用されるが、好ましくは、電界放出型素子（ＦＥ：フィールドエミッター）や表面伝導型電子放出素子やＭＩＭ型素子などである。

また、上記画像表示部材１２は、蛍光体膜と、前記電子源から放出される電子を加速する加速電極とを備えている。この蛍光体膜は、例えば、図４に示されるように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の蛍光体２１と、これらの蛍光体の間に配置された非発光部材２２とを有し、また、上記加速電極は、例えば、この蛍光膜を被覆して設けられたメタルバックである。

また、外枠１４は、枠状に加工された部材と、この枠状部材をリアプレート１１とフェースプレート１３の両基板に接着する、ガラスまたは金属などからなる封着材とで構成されている。尚、以上述べたリアプレート１１、フェースプレート１３、枠状部材は、青板ガラス、表面にＳｉＯ２被膜を形成した青板ガラス、Ｎａの含有量を少なくしたガラス、石英ガラスなどの各種材料を用いることができる。

また、図３の行方向配線１９ａ及び列方向配線１９ｂは、図２に示された引出し配線１５ａ、１５ｂと接続されており、引出し配線１５ａ、１５ｂは、リアプレート１１と外枠１４との間の絶縁性の封着材に埋設されて気密容器の外に引き出され、電子源の駆動のための外部電源と接続される。一方、上記メタルバックは、フェースプレート１３の隅（コーナー）に向かって伸びた引出し配線１６と接続されており、この引出し配線１６は、リアプレート１１の隅（コーナー）に形成された開口部１７の内側を貫通して気密容器の外に導出され、上記メタルバックに電位を供給するための外部電源と接続された給電端子（不図示）と接続される。以上の外部電源により、画像信号に基づいて、リアプレート１１側の電子源１０には、例えば、１０Ｖ〜１００Ｖの低電位が供給され、一方、フェースプレート１３側のメタルバックには、例えば、５００Ｖ〜３０ｋＶの高電位が供給されることで、電子源１０から放出される電子を加速して蛍光体に照射し、画像の表示がなされる。

以下に、メタルバックとこれに電位を供給するための外部電源との電気的接続の方法について述べる。

図５は、上述した図２の画像表示装置において、前述した蛍光膜２３を覆うメタルバック２４と電気的に接続された給電端子２５の気密容器からの導出部分の部分拡大断面図である。給電端子２５が、フェースプレート１３側のメタルバック２４に接続された引出し配線１６と、弾性部材２６を介して電気的に接続されている。更に給電端子２５は、リアプレート１１の開口部１７の内側を貫通するとともに、封止部材２７をも貫通して、リアプレート１１、フェースプレート１３、及び、外枠１４で構成される気密容器の外に導出されており、不図示の外部電源に接続されている。

ここで、引出し配線１６は、例えば、Ａｇなどの導電材料からなり、印刷法などにより形成される。また、弾性部材２６は、例えば、ステンレスなどの導電材料からなるバネ部材であり、引出し配線１６を押圧して給電端子２５と引出し配線１６との電気的接続をより一層確実にすることができるので好ましくは設けられるが、必要がなければ給電端子２５を直接引出し配線１６に接触させても構わない。

給電端子２５は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｏ合金材等の導電材料からなる直径０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの部材であり、上記弾性部材２６を設ける場合は、かかる弾性部材とは、レーザ溶接、導電性接着材、金属接合等の方法により接続される。また、給電端子２５が貫通するリアプレート１１の開口部１７は、例えば、直径１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの円形で、超音波加工機などを用いた機械加工によって形成される。

また、封止部材２７は、例えば、アルミナ等のセラミック、ガラスなどからなる直径４．５ｍｍ〜５．５ｍｍの円形の板状部材であり、中央部に前記給電端子が貫通する孔２８を有し、かかる孔２８部分で給電端子２５を保持して当該給電端子を気密容器の外に導出している。尚、給電端子２５と孔２８とは、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ−Ｎｉなどのろう材料にてろう付けすることにより気密封止されている。

更に、リアプレート１１に接着される前の封止部材２７を図６に示す。図６は封止部材２７を、図５におけるリアプレート１１との接着面側から見た模式的斜視図である。

封止部材２７の前記リアプレート１１との接着面側には、導電部材２９が配置されている。この導電部材２９は、例えば、Ａｇ、Ｉｎなどからなる、給電端子２５を中心にして内径１．５ｍｍ〜３．０ｍｍのリング状部材であり、印刷法や通常の塗布法によって封止部材２７上に形成される。

尚、上記封止部材２７の形状は、図５における開口部１７を封止することができれば円形に限られず、また、上記開口部１７の形状も円形に限られるものではない。また更には、上記導電部材２９の形状についても、少なくとも給電端子２５とリアプレート１１上の電子源１０との間、図２で示したような引出し配線１５ａ、１５ｂが存在する場合には、更にかかる引出し配線と給電端子２５との間に配置されていれば良く、リング状である必要はないが、電界集中を軽減できるという点からはリング状であることが好ましい。

また、図６に示される封止部材２７の、導電部材２９と給電端子２５との間の表面には凹凸３１が形成されている。この凹凸３１は、導電部材２９と給電端子２５との間の沿面距離を増大させ、これによって導電部材２９と給電端子２５との間の耐圧（耐電圧性）をより一層向上させることができるので好ましくは設けられるが、必須ではない。また、凹凸３１は、例えば、サンドブラスト法などによって形成される。

以上述べた図６に示される封止部材２７は、図５に示されるように、リアプレート１１の外枠１４が配置されている面とは反対の裏面に、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎ、またはその合金などの金属の封着材３０を用いて、給電端子２５が開口部１７のほぼ中心を貫通し、引出し部材１６に当接されるように接着される。この際、金属の封着材３０は、前記導電部材２９と電気的な接続がなされるように封止部材２７あるいはリアプレート１１の前記裏面に塗布され、当該封止部材２７の接着後、かかる金属の封着材３０を介して、気密容器外の不図示の電源と前記導電部材２９とは電気的に接続される。導電部材２９にはこの不図示の電源から所定の電位が印加される。ここで所定の電位とは、前記給電端子２５に外部電源より供給される電位よりも低い電位であり、好ましくはグランド電位である。

また、前記導電部材２９自体が、上記金属の封着材３０から構成されることが、上述の封着材３０を別途用いる必要はなく、封着材と導電部材との接続不良を危惧する必要もないので好ましい。

（実施形態２）
本実施形態は、図６で示された実施形態１の封止部材２７において、凹凸３１に代えて抵抗膜を設けた形態であり、これ以外は実施形態１と同様である。

図７は、本実施形態の封止部材２７’を、図５におけるリアプレート１１との接着面側から見た模式的斜視図である。

まず、導電部材２９、給電端子２５、この給電端子が貫通する孔２８については実施形態１と同様に形成されるが、導電部材２９と給電端子２５との間には、実施形態１で述べた凹凸に代わって、図７に示す通り、抵抗膜３１’が導電部材２９と給電端子２５とに接続されるようにして設けられている。

この抵抗膜３１’は、実施形態１における凹凸同様に、導電部材２９と給電端子２５との間の耐圧（耐電圧性）をより一層向上させる目的で好ましくは設けられるもので、例えば、Ｗ−Ｇｅ−Ｎ、ＳｂドープのＳｎＯ_２などからなる、シート抵抗が、１×１０^７□／Ω〜１×１０^１３□／Ωの膜であり、スパッタリング法や、塗布・焼成によって形成される。

以上の図７に示される封止部材２７’もまた、実施形態１と同様、図５に示されるように、リアプレート１１の外枠１４が配置されている面とは反対の裏面に、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｓｎ、またはその合などの金属の封着材３０を用いて、あるいは、導電部材２９自体が封着材として、給電端子２５が開口部１７のほぼ中心を貫通し、引出し部材１６に当接されるように接着される。更には、かかる導電部材２９は気密容器外の不図示の電源と電気的に接続され、導電部材２９にはこの不図示の電源から所定の電位が印加される。

尚、以上述べた実施形態において、封止部材２７、２７’はいずれも平板状の部材であるが、これに限らず、例えば、図８に示すようにキャップ状の封止部材２７”であって、しかも、導電部材２９、及び、凹凸又は抵抗膜（３１”）がそのキャップ状の封止部材２７”の内側底部に配置されたものであっても構わない。このような場合であっても、上述の給電端子２５を導出する孔２８同様に、気密封止された孔から、不図示の外部電源と導電部材２９との電気的な接続をなす導体３２を別途設導出することにより、導電部材２９を所定の電位とすることができる。

即ち、本発明にかかる所定電位の導電部材は、給電端子が導出される基板の、外枠が配置されている面とは反対の裏面と、封止部材との間に配置されていれば良い。

本実施例の画像表示装置を、図２〜図４、図７、図９を用いて以下で説明する。

まず、洗浄した青板ガラスの表面に、０．５μｍのＳｉＯ_２層をスパッタリングにより形成し、更に、超音波加工機を用いて直径２ｍｍの図２に示される開口部１７を形成したリアプレート１１を用意する。

次に、上記リアプレート上に、印刷法などを用いて、図３に示されるような、複数の電子放出素子１８が、互いに絶縁層２０を介して配置された複数の行方向配線１９ａ及び複数の列方向配線１９ｂによってマトリクス配線された電子源１０を形成する。ここで電子放出素子１８としては表面伝導型電子放出素子が形成されるが、かかる表面伝導型電子放出素子、並びに、上記配線及び絶縁層の形成方法については、例えば、特開２０００−３１１５９４号公報などに記載された公知の方法により形成することができる。

また、図２に示される外枠１４を構成する部材として、青板ガラスを枠状に機械加工した枠状部材と、青板ガラスの上に、図４に示される、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の蛍光体２１と、これらの蛍光体の間に配置された非発光部材（ブラックマトリクス）２２とを有する蛍光膜が形成され、更に、その蛍光膜上の全面にスパッタリングによりＡｌからなるメタルバックが形成された、蛍光膜とメタルバックからなる画像表示部材１２が配置された図２に示されるフェースプレート１３とを用意する。

尚、上記フェースプレート１３のメタルバックに接続された引出し配線１６は、Ａｇペーストを印刷法で塗布し、これを焼成することで形成される。

次に、図７に示されるような封止部材２７’を青板ガラスを機械加工することにより作成する。この封止部材２７’はその中央部に孔２８を有し、直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍに作成される。また、Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる直径０．６ｍｍ、長さ５ｍｍの給電端子２５を、封止部材２７’の孔２８に貫通させて、Ａｕ−Ｎｉのろう材料にてろう付けすることにより、封止部材２７’に固定するとともに孔２８を気密封止する。

次に、上記封止部材２７’の片面に、酸化スズと酸化アンチモンの微粒子を有機溶剤中に分散させた溶液を塗布し、焼成して、シート抵抗１０^９Ω／□の抵抗膜３１’を形成する。

更に、ステンレスからなる直径１．５ｍｍのバネ材を給電端子２５にスポット溶接により固定して、図９に示される弾性部材２６とする。弾性部材２６の長さは、後述の気密容器形成の際に、図９に示される通り、当該弾性部材２６が引出し配線１６を押圧するように設定される。

以上の封止部材２７’の抵抗膜３１’上の一部に、封止部材外縁から１ｍｍ幅でリング状に溶融させたＩｎを塗布し、かかるＩｎ塗布面をリアプレート１１の裏面（電子源１０が形成されていない方の面）の開口部１７の周囲に加熱しながら押し当てて接着する。この際、給電端子２５が開口部１７のほぼ中央となるように位置合わせするとともに、直径０．５ｍｍの銅線の一部をＩｎに埋設させて取出し線４０を図９に示すように配置する。

本実施例において、封止部材の接着に用いた上記Ｉｎ自体が給電端子２５周囲の電位を規定する導電部材２９の役割をなす。

次に、上記封着部材２７’接着されたリアプレート１１の表面（電子源１０が形成されている方の面）に封着材であるフリットガラスを用いて、上述した枠状部材を接着固定し、更にかかる枠状部材の図９に示すフェースプレート１３との当接面側に封着材としてＩｎを塗布しておく。

以上の、封止部材と枠状部材が接着固定されたリアプレート１１と上述したフェースプレート１３とを、１０^―６Ｐａの減圧雰囲気中に配置するとともに、枠状部材のフェースプレート１３との当接面に塗布されたＩｎを加熱溶融するとともに、リアプレート１１とフェースプレート１３との位置合わせを行って、両プレートを封着する。

以上のようにして、リアプレート１１、枠状部材と封着材からなる外枠１４、及び、フェースプレート１３からなり、電子源１０と、蛍光膜２３及びメタルバック２４からなる画像表示部材１２とを内包する気密容器が作成される。

上記気密容器内のメタルバック２４に接続された引出し配線１６には、図９に示されるように、弾性部材２６を介して給電端子２５が接続されており、気密容器の外から不図示の電源により５００Ｖ〜３０ｋＶの高電位が供給される。また、本実施例においては、取出し線４０はグランド電位とされ、よって、かかる取出し線４０に接続された導電部材２９はグランド電位とされる。

以上述べた本実施例の画像表示装置によれば、とりわけ、高電位が供給される給電端子付近での異常放電による、電子源へのダメージを極力低減させ得る、気密容器外への給電端子の導出構造を備えているとともに、かかる給電端子の導出構造は、狭額縁の画像表示装置に対してもより好適な導出構造となっていると言える。

本発明の画像表示装置の実施の形態を示す概略図であり、図１の（ａ）は外観の斜視図、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。実施形態の画像表示装置の構成を模式的に示す分解斜視図である。複数の電子放出素子が配線にて結線された電子源の例を模式的に示す平面図である。蛍光膜の例を模式的に示す平面図である。実施形態の画像表示装置における給電端子の気密容器からの導出部分の部分拡大断面図である。実施形態に係る封止部材の例を模式的に示す斜視図である。実施形態に係る封止部材の別の例を模式的に示す斜視図である。実施形態に係る封止部材の更に別の例を模式的に示す斜視図である。実施例の画像表示装置における給電端子の気密容器からの導出部分の部分拡大断面図である。従来のフラットディスプレイパネルの概略断面図である。

符号の説明

１第１の基板
２第２の基板
３外枠
４気密容器
５画像表示部材
６給電端子
７開口部
８封止部材
９導電部材

Claims

第１の基板と、前記第１の基板に対向配置された第２の基板と、両基板間に配置された外枠とを有する気密容器と、前記気密容器内に配置された画像表示部材とを備える画像表示装置であって、
前記第１の基板上には電子源が配置され、前記第２の基板上には、蛍光体と前記電子源から放出される電子を加速するための加速電極とを含む前記画像表示部材が配置されており、
前記第１の基板は、前記画像表示部材への給電端子がその内側を貫通する開口部を有しており、前記開口部は、前記第１の基板の前記外枠が配置されている面とは反対の裏面に接着された、前記給電端子を前記気密容器外に導出する封止部材によって封止されていると共に、前記封止部材と前記裏面との間には、前記給電端子に印加される電位よりも低い所定の電位が印加される導電部材が配置され、該導電部材により、前記封止部材の接着が成され、前記導電部材から前記第１の基板上に配置されてなる部材へと至る沿面経路において、前記導電部材の一部が露出していることを特徴とする画像表示装置。
前記導電部材と前記給電端子とは、抵抗膜によって接続されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
前記導電部材と前記給電端子との間の前記封止部材表面は、凹凸を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。