(57)【要約】【課題】ディスプレイ装置において、高解像化、軽量化及び薄型化を図ること。【解決手段】ディスプレイ装置は、アノード基板２と、アノード基板２との間に真空封止された電子放出室６を形成する平板状のカソード基板４と、カソード基板４に形成された電子源３と、アノード基板２に形成された蛍光体１と、カソード基板４の反電子放出室側に圧力平衡室８を形成する真空封止部材７とを備える。真空封止部材７は、カソード基板４の反電子放出室側を覆うように配置され、且つカソード基板４との間に真空封止された圧力平衡室８を形成すると共に、大気圧を全面で略均一に受けるシェル構造となっている。【選択図】図２
2005332731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アノード基板と、
前記アノード基板に対向して配置され且つ前記アノード基板との間に真空封止された電子放出室を形成する平板状のカソード基板と、
前記カソード基板の電子放出室側に形成された電子源と、
前記アノード基板の電子放出室側に形成され且つ前記電子源からの電子線を受けて発光する蛍光体と、
前記カソード基板の反電子放出室側を覆うように配置され且つ前記カソード基板との間に真空封止された圧力平衡室を形成すると共に大気圧を全面で略均一に受けるシェル構造の真空封止部材とを備える
ことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたディスプレイ装置において、前記カソード基板はガラスで形成され、前記真空封止部材は金属板で形成されていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたディスプレイ装置において、前記真空封止部材は前記カソード基板より薄く且つ軽く形成されていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項１に記載されたディスプレイ装置において、前記カソード基板は四角形に形成され、前記真空封止部材はその外形が前記カソード基板の外形と略同形の四角形に形成されると共に少なくともその対向する２辺以上の端部が前記カソード基板の前記アノード基板に対する接合領域にまで延びて設置されていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項５】
請求項１に記載されたディスプレイ装置において、前記圧力平衡室にゲッタ材を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置に係り、特に電界放射型ディスプレイ装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電界放射型ディスプレイ装置の基本構造については、例えば電子材料２００４年４月号「特集：若い技術者のための電子ディスプレイの基礎知識」p.９４〜１０２（非特許文献１）に記載されている。電界放射型ディスプレイ装置は、電子を放出する電子源を数多く形成したカソード基板と、蛍光体を塗布したアノード基板とをギャップを介して対向配置した構造になっており、各画素に対応する電子源から放出された電子が蛍光体に当たることで発光し、画像を表示するものである。
【０００３】
電界放射型ディスプレイ装置では、上記ギャップを確保して真空封止する必要がある。多くの場合、アノード基板とカソード基板の間に複数の薄いスペーサを立てることで、大気圧によりギャップが潰れてしまうのを防いでいる。しかしながら、外部から見えない程度に薄いスペーサの製造および配置・組み立てが難しいことや、スペーサがチャージアップして画像を乱す原因になるなどの課題があり、スペーサが不要または少なくてよいディスプレイパネル構造が望まれている。そこで、アノード基板およびカソード基板を厚くすることで、大気圧に対する撓みを減少することが考えられるが、例えば３２インチを越える大画面パネルにおいては、ディスプレイパネル自体が非常に重くなってしまうという課題があった。これに関する特許文献として次のようなものがある。
【０００４】
従来の表示装置として、特開平３−２３６１４３号公報（特許文献１）に示されたものがある。この表示装置の真空容器は、透明なガラス板からなる正面板と、金属製で箱型の背面板とから表示用真空容器を構成すると共に、この背面板を覆うように金属製で箱型の別の背面カバーを設け、背面板と背面カバーとの間の空間を真空とすることにより、軽量化を図ろうとするものである。
【０００５】
また、従来の画像表示装置として、特開平０７−２９６７４６号公報（特許文献２）に示されたものがある。この画像表示装置は、内部に画像表示部材が配設された第１の外囲器と、この第１の外囲器全体を囲む第２の外囲器とを有し，両方の外囲器内を真空にすることで、第１の外囲器の大気圧による変形を防止しようとするものである。
【０００６】
さらには、従来のディスプレイ装置として、特開２０００−１００３５５号公報（特許文献３）に示されたものがある。このディスプレイ装置は、電子源を形成したシリコン基板を平板状の電子源側ガラス基板上に設置し、蛍光体側ガラス基板を電子源側ガラス基板と対向して配置し、蛍光体側ガラス基板に金属の網状体を埋設または取着したものである。これにより、蛍光体側ガラス基板の強度を向上し、蛍光体側ガラス基板の薄型化、軽量化を図ろうとするものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２３６１４３号公報
【０００８】
【特許文献２】特開平０７−２９６７４６号公報
【特許文献３】特開２０００−１００３５５号公報
【非特許文献１】電子材料２００４年４月号「特集：若い技術者のための電子ディスプレイの基礎知識」p.９４〜１０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の表示装置では、大気圧を受ける背面カバーが背面板と相似する箱型であるため、背面板の変形を防止できるとしても、背面カバーは大気圧に耐えられるように厚くする必要があり、この点で軽量化に課題が残っている。
【００１０】
また、特許文献２の画像表示装置では、大気圧を受ける第２の外囲器が第１の外囲器全体を囲む形状であるため、第１の外囲器の大気圧による変形を防止できるとしても、第２の外囲器は大気圧に耐えられるように厚くする必要があり、この点で軽量化に課題が残っている。
【００１１】
さらには、特許文献３のディスプレイ装置では、金属製の網状体の埋設によりアノード基板の強度が向上して破壊しにくくなったとしても、アノード基板の曲げ剛性はあまり変化しないため、アノード基板を薄型化すると曲げ剛性が低下アノード基板の撓みが大きくなり、電子源と蛍光体との間の適正ギャップが保てなくなるという課題がある。また、特許文献１では、カソード基板の薄型化、軽量化については開示されていない。
【００１２】
本発明の目的は、高解像化、軽量化及び薄型化を図ることができるディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は、アノード基板と、前記アノード基板に対向して配置され且つ前記アノード基板との間に真空封止された電子放出室を形成する平板状のカソード基板と、前記カソード基板の電子放出室側に形成された電子源と、前記アノード基板の電子放出室側に前記電子源と平行に形成され且つ前記電子源からの電子線を受けて発光する蛍光体と、前記カソード基板の反電子放出室側を覆うように配置され且つ前記カソード基板との間に真空封止された圧力平衡室を形成すると共に大気圧を全面で略均一に受けるシェル構造の真空封止部材とを備える構成としたディスプレイ装置にある。
【００１４】
係る本発明のより好ましい具体的な構成は次の通りである。
（１）前記カソード基板はガラスで形成され、前記真空封止部材は金属板で形成されていること。
（２）前記真空封止部材は前記カソード基板より薄く且つ軽く形成されていること。
（３）前記カソード基板は四角形に形成され、前記真空封止部材はその外形が前記カソード基板の外形と略同形の四角形に形成されると共にその４辺端部の全てが前記カソード基板の前記アノード基板に対する接合領域にまで延びて設置されていること。
（４）前記圧力平衡室にゲッタ材を備えること。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シェル構造の真空封止部材を用いてカソード基板の変形を防止することができ、高解像化、軽量化及び薄型化を図ることができるディスプレイ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施例について図１〜図４を用いて説明する。
【００１７】
まず、本実施例のディスプレイ装置７０の全体構成に関して図１を参照しながら説明する。図１は本実施例のディスプレイ装置７０の外観斜視図である。
【００１８】
このディスプレイ装置７０は、テレビセットに適用した例であり、筐体６５、ディスプレイパネル７２及びスピーカ６６を備えて構成されている。なお、本発明のディスプレイ装置は、テレビセット以外にも、パソコンやＤＶＤなどのディスプレイ装置として適用可能である。
【００１９】
ディスプレイパネル７２は薄型で軽量なものであり、筐体６５内に取り付けられ、ディスプレイパネル７２のアノード基板２が筐体６５の前面の窓（図１の斜線で示す部分）から平面状に露出されている。本実施例では、ディスプレイパネル７２は３２インチを越える大画面パネルで構成されている。なお、アノード基板２の表面には、アノード基板２の損傷防止などのため、透明な保護フィルムが貼り付けられている。
【００２０】
ディスプレイパネル７２の薄型化に伴って筐体６５も薄型に形成されている。筐体６５内部には、電源、テレビチューナー、制御部などが納められ、ディスプレイパネル７２に接続されている。また、スピーカ６６が、例えば筐体６５の両側面に取り付けられている。
【００２１】
次に、ディスプレイパネル７２について図２及び図３を参照しながら説明する。図２は本実施例のディスプレイパネル７２の横断面模式図、図３は本実施例のディスプレイパネル７２の背面模式図である。
【００２２】
ディスプレイパネル７２は、画像表示面を形成するアノード基板２と、アノード基板２に対向して配置され且つアノード基板２との間に真空封止された電子放出室６を形成する平板状のカソード基板４と、カソード基板４の電子放出室側に形成された電子源３と、アノード基板２の電子放出室側に形成され且つ電子源３からの電子線を受けて発光する蛍光体１と、カソード基板４の反電子放出室側を覆うように配置され且つカソード基板４との間に真空封止された圧力平衡室８を形成すると共に大気圧を全面で略均一に受けるシェル構造の真空封止部材７とを備えて構成されている。このように、真空封止筐体７を大気圧に対して軽量で形状維持できるシェル構造としているので、カソード基板４を厚くして同じ曲げ剛性とする場合と比較して、軽量化を図ることができる。なお、シェル構造の真空封止部材７に補強リブなどを形成することにより、さらなる軽量化を図ることができる。
【００２３】
アノード基板２は表面に蛍光体１の膜を形成した透明なガラスで平板状に形成されている。アノード基板２は四角形（具体的には長方形）に形成されている。アノード基板２の表面には大気圧が直接加わるので、大気圧によって撓まないように厚肉に形成されている。
【００２４】
カソード基板４は、その表面に電子源３を多数形成しており、平板状に形成されている。カソード基板４はアノード基板２より若干大きな四角形（具体的には長方形）に形成されると共に、アノード基板２よりも薄く形成されている。カソード基板４の材料としては、電子源３や配線６３の形成プロセスが流しやすいこと、アノード基板２との線膨張係数の整合性などから、ガラスが用いられている。枠５の材料に関してもカソード基板４と同様である。
【００２５】
アノード基板２とカソード基板４とは、蛍光体１と電子源３が対向する向きで平行になるように、枠５を介して接合されている。枠５の外形はアノード基板２の外形とほぼ一致しており、カソード基板４は枠５の外形より若干大きく形成されている。アノード基板２とカソード基板４との間の空間は、枠５により外周を封止された電子放出室６として形成されている。この電子放出室６は真空排気されており、電子源３から放出された電子が蛍光体１に当たることにより、蛍光体１が発光して画像を表示することができる。
【００２６】
アノード基板２と一体に外周部のカソード基板４と接合する部分が突き出した構造の足付きアノード基板として枠５を省略してもよい。この場合、例えば外周の電子放出室側の角部を円弧状とすることにより、角部の直上付近のアノード基板２外表面に集中的に発生する引張り応力を緩和し、真空引きにより破壊しにくい構造とすることができる。
【００２７】
なお、電子源３は、図１中では省略のため電子源の配置領域を一体として描いているが、実際は多数の電子源が二次元的に配列されている。蛍光体１についても、図１中では省略のため蛍光体の配置領域を一体として描いているが、例えばカラーパネルの場合は、赤、緑、青の蛍光体が電子源に対応して二次元的に配列されている。
【００２８】
真空封止部材７は、カソード基板４との間に電子放出室６とは独立して真空封止された圧力平衡室８を形成している。この真空封止部材７はカソード基板４より薄く且つ軽い金属板で形成されている。また、真空封止部材７は、図３に示すように、その外形がカソード基板４の外形と略同形の四角形に形成されると共にその４辺端部の全てがカソード基板４のアノード基板２に対する接合領域２３にまで延びて設置されている。圧力平衡室８は電子放出室６と独立して形成されているので、圧力平衡室８内に進入するガスなどが圧力平衡室８を通して電子放出室６に進入することがない。
【００２９】
電界放射型ディスプレイパネル７２においては、電子放出室６内部を真空引きするため、大気圧がカソード基板４に直接加わると、カソード基板４が電子放出室６内部へ向けて撓み、蛍光体１と電子源３との間の適正な間隔が保てなくなるという問題が生じる。この撓みを小さくするためにカソード基板４を厚くすると、例えば３２インチ以上の大型パネルにおいては、重量が重くなり、商品価値が低下するという課題が発生する。
【００３０】
本実施例では、真空封止部材７の外形がカソード基板４の外形と略同形の四角形に形成されると共にその４辺端部の全てがカソード基板４のアノード基板２に対する接合領域２３にまで延びて設置されているので、真空封止部材７を軽量にしつつ、カソード基板４が薄くても大気圧によるカソード基板４の撓みを小さくすることができ、これにより高解像化、軽量化及び薄型化を図ることができる。
【００３１】
電子放出室６の真空排気方法については、アノード基板２、枠５、カソード基板４のいずれかに少なくとも一箇所の排気ポートを設けることができる。ただし、アノード基板２の蛍光体１配置領域およびカソード基板４の電子源３配置領域（両者は同一投影面にあり、以下画像表示領域と呼ぶ）には、設けることができないので、画像表示領域の外側の領域に配置する。ただし、アノード基板２および枠５の外周部における強度を維持する観点から、上記排気ポートはカソード基板４に設けるのが好ましい。その場合は、例えばディスプレイパネルの四隅うちの少なくとも一箇所において、真空封止部材７に部分的に切り欠き部を形成してカソード基板４を露出させ、上記切り欠き部の領域に排気ポート４６を設けることができる。この場合は、部分的に補強体端部４２が枠接合領域内側端部４３よりも内側に位置するが、その４辺の端部の多くがカソード基板４のアノード基板２に対する接合領域２３に設置されていれば，強度上の問題はない。真空封止体７は，少なくとも対向する２辺にがカソード基板４のアノード基板２に対する接合領域２３に設置されていれば，カソード基板４の枠接合部内側端部付近に応力が集中するようなことがなく、カソード基板４の破壊を防ぐことができる。
【００３２】
アノード基板２は、蛍光体１からの発光を外部の視聴者に伝えるため、外部に露出する部分である。このため、アノード基板２の表面側に真空封止部材７を設置することは好ましくなく、本実施例のように美観に影響しないカソード基板４を真空封止部材７により軽量化することが好ましい。これによって、外観デザインの良好性を確保しつつ、ディスプレイパネル全体の重量を低減することができる。
【００３３】
次に、カソード基板４の具体的構成を図４及び図５を参照しながら説明する。図４は本実施例のカソード基板４の１／４部分を示す斜視模式図、図５は図４の配線引き出し部の拡大断面図である。
【００３４】
カソード基板４の表面（電子放出室６側の面）には、電子源３からの電子の放出を制御するための多数の走査線２１およびデータ線２２が形成されている。走査線２１及びデータ線２２は、ディスプレイパネル７２の外部に設置される制御装置に接続するため、電子放出室６の外へ引き出す必要がある。図４に点線で示されたカソード基板４のアノード基板２に対する接合領域である基板接合領域２３よりも外まで走査線２１及びデータ線２２を形成しておくことにより、カソード基板４を接合する構造であっても簡単に引き出すことができる。なお、基板接合領域２３は、図２に示す枠５を有する例ではカソード基板４と枠５との接合領域であり、枠を介さない例ではカソード基板４とアノード基板２との直接の接合領域とである。
【００３５】
枠５とカソード基板４の間の接合は、例えばフリットガラスを用いて行なわれる。ペースト状のフリットガラスを、基板接合領域２３に塗布し、枠５を位置合わせして、例えば４００℃程度で焼成することにより電子源３とカソード基板４とを接合できる。
【００３６】
基板接合領域２３には、配線６３が配置されている領域（以下、配線領域と呼ぶ）と、カソード基板４の表面が露出した領域（以下、非配線領域と呼ぶ）がある。配線６３は、走査線２１およびデータ線２２を総称して呼ぶ表現である。配線領域では、フリットガラスと配線６３間、および配線６３とカソード基板４間の密着力が、非配線領域の密着力と比べて低い場合がある。そうした場合には、配線領域の面積を非配線領域に対して相対的に小さくなるようにすることで、基板接合領域２３の接合強度を高くできる。配線を細くすることにより配線領域を小さくできるが、電子源３を駆動するための電流量を確保する観点から、細くするのには限界がある。そこで、図５（ａ）の平面模式図に示すように、基板接合領域２３を含む領域において部分的に配線６３を細くすることにより、配線抵抗の上昇を抑えつつ、同図（ｃ）に示す一様太さの配線の場合と比較して配線領域の面積を小さくすることができる。また、基板接合領域２３端部における配線６３の断線が問題となる場合は、同図（ｂ）に示すように、配線６３が細い部分を基板接合領域２３端部よりも内側にすることで、端部における配線太さを確保し、配線６３を断線しにくくできる。端部周辺のみ通常太さよりも太くしてもよい。
【００３７】
なお、走査線２１およびデータ線２２の本数は図３に示された限りではない。また、配線はカソード基板の４辺すべての方向に引き出してもよいし、３辺、あるいは２辺からの引き出しとしてもよい。３辺または２辺引き出しとすると、引き出し部が少ないため組み立ておよび配線のコストが低減できる。一方、４辺引き出しの方が、配線の配列密度を低くできるので、１辺における配線領域の面積が小さくなり、接合部の強度を高くしやすい。
【００３８】
電子放出室６の内部の真空度は、電子源３から電子が安定的に放出されるために、例えば１０−６Torr程度の高真空であることが望ましい。一方、真空封止部材７内部の圧力平衡室８の真空度は、カソード基板４が撓まない程度であればよく、製造工程の短縮の観点から、高真空にする必要はない。つまり、電子放出室６の真空度が、圧力平衡室８の真空度よりも高いことが望ましい。さらに言うと、カソード基板４には、電子放出室６内と圧力平衡室８内の圧力差に相当する圧力を受けることになるので、カソード基板４自身の剛性で耐えられる圧力差となるように設定される。
【００３９】
圧力平衡室８内にはゲッタ材９が配置されている。これにより、真空封止部材７を通して、或いは真空封止部材７とカソード基板４との接合部を通して、圧力平衡室８内にガス等が進入してもゲッタ材９で吸着することができ、圧力平衡室８内の真空度を長期間に亘って維持することができる。ゲッタ材９を真空封止部材７の内面全体に形成することにより、広い面積にゲッタ材９を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例のディスプレイ装置の外観斜視図である。
【図２】図１のディスプレイパネルの断面模式図である。
【図３】図２のディスプレイパネルの背面模式図である。
【図４】図２のカソード基板の１／４部分を示す斜視模式図である。
【図５】図２のカソード基板の配線引き出し部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…蛍光体、２…アノード基板、３…電子源、４…カソード基板、５…枠、６…電子放出室、７…真空封止部材、８…圧力平衡室、２１…走査線、２２…データ線、２３…基板接合領域、６３…配線、６５…筐体、６６…スピーカ、６７…画像表示部、７０…ディスプレイパネル、７２…ディスプレイパネル。
【図１】
2005332731.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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