(57)【要約】【課題】  陽極と各電極との間で生じる異常放電発生時の暗電流を検出する。【解決手段】  前面基板ＳＵＢ２の内面に陽極ＡＤＥが形成された画面表示領域ＡＲの外側に隣接する部位に陽極ＡＤＥの形成面とほぼ同一面上に暗電流検出用電極ＤＣＳを形成し、暗電流検出用電極ＤＣＳの電極端子には接地間に暗電流の流れを検出する電流計ＡＰＭと、陽極ＡＤＥに供給される高電圧よりもある程度電圧値の低い予め設定された電圧値を有する直流電源ＤＣＤとが直列接続される。電流計ＡＰＭで検出される暗電流値が事前に設定された設定値以下であれば、陽極ＡＤＥの電極端子に供給される直流電源ＤＣＡの陽極電圧は初期設定値の状態に保持される。陽極ＡＤＥと制御電極Ｇ１または陰極Ｋとの間に異常放電が発生し、電流計ＡＰＭが暗電流値の増大を検出した場合には、暗電流値が設定値以下となるように、陽極ＡＤＥに供給する直流電源ＤＣＡの電圧値を下げるように可変させて供給する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に陽極及び蛍光体が形成された前面基板と、
一方向に延在し前記一方向に交差する他方向に並設され、かつ電子源を有する複数の陰極配線と、前記陰極配線と非接触で対向配置され、かつ前記電子源とそれぞれ対向する領域に前記電子源から放出する電子を前記前面基板の内面側に通過させる複数の電子通過孔を有し、前記電子源から放出された電子放出量を制御する制御電極とを内面に有して前記前面基板と所定の間隔を有して対向配置される背面基板と、
前記陽極の近傍に暗電流検出電極を有する暗電流検出手段と、
前記前面基板と前記背面基板との間に画面表示領域を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持する封止枠体と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記前面基板と前記背面基板との対向間に配置され、かつ前記電子通過孔と対応する領域に電子ビームを通過させる開口を有する集束電極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。
【請求項３】
前記暗電流検出手段は、前記陽極の画面表示領域外に前記暗電流検出電極を有し、かつ前記暗電流検出電極が接地面との間に電流計と直流バイアス電源とが直列接続されて構成され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空中への電子放出を利用した画像表示装置に係わり、特に陽極電極と制御電極及び陰極との間に生じる異常放電発生時に流れる暗電流を検出する暗電流検出手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高輝度，高精細に優れた画像表示装置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，高精細の特性を有するとともに、軽量，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。
【０００３】
その典型的な例としては、液晶表示装置，プラズマディスプレイ表示装置など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は、電子源から真空中への電子放出を利用した表示装置（以下、電子放出型表示装置または電界放出型表示装置と称される。以下、ＦＥＤと称する）及び低消費電力化を特徴とする有機ＥＬディスプレイなど種々の型式のパネル型表示装置が実用化されている。
【０００４】
図６は、ＦＥＤの基本構造を模式的に説明する一画素近傍の拡大断面図である。図６において、内面に電界放出型の電子源としての陰極Ｋを有する陰極配線ＣＬと制御電極Ｇ１とを形成した背面基板ＳＵＢ１と、この背面基板ＳＵＢ１と対向する内面に陽極ＡＤＥと蛍光体ＰＨＳとブラックマトリクスＢＭとをそれぞれ形成した前面基板ＳＵＢ２とを有し、両者の内周縁に封止枠を介挿して貼り合わせ、その内部を真空状態にして構成される。
【０００５】
また、背面基板ＳＵＢ１と前面基板ＳＵＢ２との間隔を所定寸法に保持するために当該背面基板ＳＵＢ１と前面基板ＳＵＢ２との間に絶縁性の間隔保持部材ＩＳＰを設けている構造もある。なお、この種の従来技術に関しては、例えば下記特許文献１及び特許文献２などを挙げることができる。
【特許文献１】特開平１０−１３４７０１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０６５０８号公報  このように構成されるＦＥＤは、背面基板ＳＵＢ１上の陰極配線ＣＬに設けた陰極Ｋと前面基板ＳＵＢ２上に設けた陽極ＡＤＥとの間に電子通過孔ＥＨＬを有する制御電極Ｇ１を設け、制御電極Ｇ１に陰極配線ＣＬに対して所定の電位差を与えることにより、陰極Ｋから電子Ｅを引き出し、この電子Ｅを制御電極Ｇ１の電子通過孔ＥＨＬを通過させ、陽極ＡＤＥ側の蛍光体ＰＨＳに射突させることにより画像表示が行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように構成されるＦＥＤは、陽極ＡＤＥと陰極配線ＣＬとの間の対向間が数ｍｍ程度の寸法を有して構成されており、陽極ＡＤＥには蛍光体ＰＨＳを効率良く発光させるために５ｋＶ〜３０ｋＶ程度の高電圧が印加される。また、制御電極Ｇ１には約１ｋＶ以下の電圧が、さらに陰極Ｋには数百Ｖ程度の電圧がそれぞれ印加される。このためにＦＥＤでは、陽極電圧が他の各電極電圧と比較して高いため、陽極ＡＤＥとの間である程度の確率で異常放電が発生してしまう可能性が常に存在していた。
【０００７】
また、図６に示すような電極構造を有するＦＥＤでは、異常放電が陽極ＡＤＥと制御電極Ｇ１との間または陽極ＡＤＥと陰極Ｋとの間に発生したとき、制御電極Ｇ１及び陰極Ｋの電位が陽極ＡＤＥの電位とほぼ同電位までに上昇する。この結果、制御電極Ｇ１及び陰極Ｋの各駆動回路に陽極電位が印加されることになる。このため、制御電極Ｇ１及び陰極Ｋの各駆動回路の定格電圧は、精々数百Ｖ程度であるにも係わらず、その耐圧特性は陽極電圧に対して安全係数を見込んだものでなければ、異常放電発生時に各駆動回路が破壊されてしまう。
【０００８】
このような問題を解決するものとしては、スパークギャップまたはツェナーダイオード等の素子を用いてサージ対策を行う必要がある。しかしながら、ＦＥＤでは、通常、制御電極Ｇ１及び陰極Ｋはマトリクス駆動を行っているため、各駆動回路では各行配線及び列配線毎に異常放電の防止対策を施す必要がある。したがって、素子数も配線数の分量だけ必要となり、部品コストが上昇し、原価上昇の大きな要因となる。
【０００９】
また、耐電圧特性を十分に大きくした駆動回路では、その定格電圧に対して耐電圧特性が異常に高くなるので、駆動回路素子自体が高駆動電圧なものと同等な価格となってしまい、やはり部品コストの上昇による原価上昇を招くことになる。なお、従来からこのような観点から異常放電の発生に対する防止対策について考慮されたものは全く知られていない。
【００１０】
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、陽極と各電極との間で異常放電が発生したときにその暗電流を検出し、陽極電圧を制御することにより、各駆動回路の耐電圧を低く抑え、駆動回路素子のコストを低減させ、さらには異常放電の発生を確実に防止させることにより、品質及び信頼性を向上させることができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、暗電流検出手段を設けることにより、異常放電発生時に暗電流を検出し、検出電流値を予め設定した電流値に対応させて陽極電圧を制御する。
【００１２】
上述した本発明の構成により、望ましくは、暗電流検出手段は、暗電流検出電極と電流計と直流バイアス電源とを直列接続させて構成され、暗電流検出電極は、画面表示領域外の陽極と隣接する周辺位置に設けるものである。さらに望ましくは、暗電流検出電極は、画面表示領域外の陽極と対向する位置に設けることにより、異常放電発生時に陽極から流れる暗電流を検出する。
【００１３】
なお、本発明は、上記構成及び後述する各実施例の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。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように本発明による画像表示装置によれば、陽極と各電極との間で生じる異常放電の発生を確実に抑止することにより、各駆動回路に異常放電による高電圧が印加される危険性を除去することができるので、駆動回路の耐圧を低く抑えることができ、これによって駆動回路素子の価格を低く抑えることができる。また、高耐圧性の駆動回路素子の使用が不要となるので、セットコストが安価となるとともに、延いては異常放電の発生を未然に抑止できることにより、品質及び信頼性を大幅に向上させることができるなどの極めて優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の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。図１は、本発明による画像表示装置の一実施例を模式的に説明する一画素近傍の拡大断面図である。図１において、ＳＵＢ１はガラス板などを好適とする絶縁性基板からなる背面パネルＰＮ１を構成する背面基板であり、この背面基板ＳＵＢ１の内面には、一方向ｘ（ここでは、水平方向）に延在し、他方向ｙ（ここでは、垂直方向）に並設され、かつ電子源としての陰極Ｋを有する複数の陰極配線ＣＬが形成されている。
【００１６】
また、この背面パネルＰＮ１上には、陰極配線ＣＬと非接触状態で交差し、かつｙ方向に延在し、ｘ方向に並設される陰極配線ＣＬとの交差部に画素を形成して陰極Ｋから放出する電子Ｅを前面パネルＰＮ２側に通過させる複数の電子通過孔ＥＨＬを有する制御電極Ｇ１が非接触状態で対向配置されている。背面基板ＳＵＢ１に形成される陰極配線ＣＬは、例えば銀などを含む導電性ペーストを印刷などによりパターニングし、焼成して形成されている。
【００１７】
また、これらの陰極配線ＣＬの交差部分の上面（前面基板ＳＵＢ２側）に配置される陰極Ｋは、例えばＣＮＴ（カーボンナノチューブ）が用いられており、一例としてＡｇ−Ｂ−ＣＮＴペーストを印刷などによりパターニングさせ、焼成して形成されている。また、制御電極Ｇ１は、例えばニッケルなどの導電性金属板材からなる数ｍｍ程度の薄板をフォトリソグラフィ法によるエッチング加工法により円形状の電子通過孔ＥＨＬ及び電子ビーム通過孔ＡＨＬがそれぞれ多数穿設されて形成されている。
【００１８】
一方、背面パネルＰＮ１に対してｚ方向に図示しない枠体により所定の間隔を有して前面パネルＰＮ２が貼り合わされている。この前面パネルＰＮ２は、ガラス板などの透光性絶縁基板からなる前面基板ＳＵＢ２の内面にブラックマトリクスＢＭで区画された蛍光体ＰＨＳと陽極ＡＤＥとが形成されている。
【００１９】
また、この前面基板ＳＵＢ２の内面には、陽極ＡＤＥの画面表示領域ＡＲの外側に隣接する部位に陽極ＡＤＥの形成面とほぼ同一面上に暗電流検出手段の一部を構成する暗電流検出用電極ＤＣＳが形成されている。この暗電流検出用電極ＤＣＳは、例えば、ＩＴＯなどの透明高導電性材料を蒸着法により被着形成させて陽極ＡＤＥの形成と同時にパターン形成されている。
【００２０】
図２は、上述した陽極ＡＤＥ及び暗電流検出用電極ＤＣＳ等が形成された前面基板ＳＵＢ２を内面側から見た平面図を示したものである。図２において、前面基板ＳＵＢ２の内面に形成された暗電流検出用電極ＤＣＳは、具体的には図３に要部拡大断面図で示すようにこの暗電流検出用電極ＤＣＳと対向する前面基板ＳＵＢ２の前面側に検出用電極端子ＤＣＴを形成し、この暗電流検出用電極端子ＤＣＴに前面基板ＳＵＢ２を貫通させてスルーホール接続され、電気的に接続される構成となっている。なお、図２，図３中、ＡＤＴは陽極ＡＤＥに直流電圧を供給する陽極電極端子ＡＤＴ、ＳＥＡは図示しないが、封止枠体が接着配置されるシール領域である。
【００２１】
これらの暗電流検出電極端子ＤＣＴ及び陽極電極端子ＡＤＴは、前面基板ＳＵＢ２にフォトリソグラフィ法によるエッチング加工法により貫通孔を形成し、この貫通孔内に銀などを含む導電性ペーストを印刷などによりパターニングし、焼成して形成され、内面側にそれそれ形成される暗電流検出用電極ＤＣＳ及び陽極ＡＤＥと電気的に接続される構造となっている。なお、この暗電流検出電極端子ＤＣＴは、陽極ＡＤＥと接続される陽極電極端子ＤＣＴと同一工程で製作することができる。
【００２２】
また、背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２との間は画面表示領域ＡＲを周回して図示しない封止枠体により所定の間隔に保持され、その内部が真空封止されて構成されている。
【００２３】
このように構成されるＦＥＤは、陽極ＡＤＥには５〜３０ｋＶ程度の高電圧を供給する電圧値の可変可能な直流電源ＤＣＡが接続され、暗電流検出電極ＤＣＳには暗電流の流れを検出する電流計ＡＭＰと、陽極ＡＤＥに供給される高電圧よりもある程度電圧値の低い予め設定された電圧値を有する直流電源ＤＣＤとが接地間に直列接続されている。また、陰極Ｋ及び制御電極Ｇ１には、図示しないが、各駆動回路からマトリクス駆動させる数１００Ｖ程度のパルス電圧Ｖｋ，Ｖｇがそれぞれ駆動タイミングに対応させて供給される。
【００２４】
このような構成において、暗電流検出用電極ＤＣＳに接続された電流計ＡＰＭは、検出される暗電流値が事前に設定された設定値以下であれば、陽極ＡＤＥに供給される直流電源ＤＣＡの陽極電圧は初期設定値の状態に保持される。そして、真空度の劣化などによって陽極ＡＤＥと制御電極Ｇ１との間または陽極ＡＤＥと陰極Ｋとの間に異常放電が発生し、電流計ＡＭＰが暗電流値の増大を検出した場合には、暗電流値を設定値以下となるように陽極ＡＤＥに供給する直流電源ＤＣＡの電圧値を下げるように可変させて供給する。
【００２５】
このような構成によれば、暗電流値が常に設定値以下になるように陽極ＡＤＥに供給される陽極電位に対して補正を行うことにより、異常放電の発生を事前に抑制することが可能となる。この結果、異常放電の発生による各駆動回路が破損されることがなくなる。
【００２６】
図４は、本発明による画像表示装置の他の実施例を模式的に説明する一画素近傍の拡大断面図であり、前述した図１と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図２において、図１と異なる点は、制御電極Ｇ１の上方には、この制御電極Ｇ１の各電子通過孔ＥＨＬと対向する領域に各電子ビームＥＢを通過させる電子ビーム通過孔ＡＨＬを有する集束電極Ｇ２が非接触状態で陽極ＡＤＥに対向して配置されている。
【００２７】
この集束電極Ｇ２は、例えばニッケルなどの導電性金属板材からなる数ｍｍ程度の薄板をフォトリソグラフィ法によるエッチング加工法により円形状の電子通過孔ＡＨＬがそれぞれ多数穿設されて形成され、背面基板ＳＵＢ１の前面側に図示しない支持部材により取り付け固定される構造となっている。この集束電極Ｇ２には制御電極Ｇ１の電子通過孔ＥＨＬを通過した電子Ｅを陽極ＡＤＥに向かって集束させる約１ｋＶ程度の直流バイアス電源ＤＣＧが接続され、陰極Ｋ，制御電極Ｇ１に対して集束電極として動作させるような電位に設定し、陰極Ｋからの電子放出をトライオード動作化させても良い。
【００２８】
このように構成されるＦＥＤに対して陽極ＡＤＥと集束電極Ｇ２との間に異常放電が発生し、電流計ＡＭＰが暗電流値の増大を検出した場合でも、暗電流値を設定値以下となるように陽極ＡＤＥに供給する直流電源ＤＣＡの電圧値を下げるように可変させて供給し、陽極ＡＤＥに供給される陽極電位に対して補正を行うことにより、異常放電の発生を事前に抑制することが可能となる。この結果、異常放電の発生による各駆動回路が破損されることがなくなる。
【００２９】
また、このような異常放電が発生する可能性が高くなる理由の１つとして真空度の劣化がある。この真空度が劣化すると、陽極と制御電極との間または陽極と陰極との間に流れる暗電流が増大する。したがって、暗電流検出用電極ＤＣＳと電流計ＡＭＰと直流バイアス電源ＤＣＤとから構成される暗電流検出手段を設けることにより、電流計ＡＭＰによる暗電流値の検出程度を確認することによって真空度の劣化状態を監視することができる。
【００３０】
図５は、本発明による画像表示装置のさらに他の実施例による構成を説明する一画素近傍の要部拡大拡大断面図であり、前述した図３と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図５において、図３と異なる点は、前面基板ＳＵＢ２の内面側に形成した暗電流検出用電極ＤＣＳを図示しない封止枠体を挿通してその端部方向に前面基板ＳＵＢ２の内面に沿って引き出し、前面基板ＳＵＢの端面に暗電流検出電極端子ＤＣＴとして形成しても良い。
【００３１】
なお、前述した各実施例においては、画像表示装置としてＦＥＤに適用し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、フィールドエミッションパネルを用いたディスプレイ，受像機などに適用しても前述と全く同様に効果が得られることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による画像表示装置の一実施例による構成を模式的に示す一画素近傍の断面図である。
【図２】図１に示す画像表示装置の前面基板を内側から見た平面図である。
【図３】図１に示す暗電流検出手段の詳細な構成を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明による画像表示装置の他の実施例による構成を模式的に示す一画素付近の断面図である。
【図５】本発明による画像表示装置のさらに他の実施例による構成を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明に係わる画像表示装置の基本構造を模式的に示す一画素近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
ＰＮ１  背面パネル
ＰＮ２  前面パネル
ＳＵＢ１  背面基板
ＳＵＢ２  前面基板
ＣＬ  陰極配線
Ｋ  陰極
Ｅ  電子
ＥＢ  電子ビーム
Ｇ１  制御電極
ＥＨＬ  電子通過孔
ＡＨＬ  電子ビーム通過孔
Ｇ２  集束電極
ＤＣＳ  暗電流検出用電極
ＤＣＴ  検出用電極端子
ＡＰＭ  電流計
ＤＣＡ  陽極直流電源
ＤＣＤ  直流電源
ＡＤＴ  陽極電極端子
ＡＤＥ  陽極
ＢＭ  ブラックマトリクス
ＰＨＳ  蛍光体
ＳＥＡ  シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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