JP2005302373A - フラットパネルディプレイ管 - Google Patents

Abstract

【課題】スペーサの位置調整が容易に行えるフラットパネルディプレイ管を得る。
【解決手段】電子放出素子７が行列状に配列して形成されたリア基板２と、蛍光体８が電子放出素子７と対向配置されているフロント基板３とが、外枠体４を介装して気密に連結され、その内部に、スペーサ１３が両端を固定部材１１の側枠部に固定されて表示有効領域を列方向に横切るように配設されている。固定部材１１の四隅には円柱状の係合突起１４が突設され、係合突起１４が係合される案内溝１５が溝方向を行方向としてリア基板２に形成されている。そして、係合突起１４を案内溝１５内を行方向に移動させて、スペーサ１３と電子放出素子７との行方向の位置調整がなされる。
【選択図】図２

Description

この発明は、フラットパネルディプレイ管に関し、特にフラットパネルディプレイ管のスペーサ構造に関するものである。

一般に、フラットパネルディプレイ管においては、ガラス基板が枠状の側部材を介して前面と背面とに気密に配置され、その内部が真空状態にされている。このように、フラットパネルディスプレイ管では、その内部が真空以下であるのに対し、外面が大気圧に晒されているので、管を押しつぶすような応力が両ガラス基板に加わる。そして、ガラス基板の厚みを厚くすることで管の圧潰を防止することが可能であるが、ガラス基板の重量が重くなってしまう。
また、最新の映像視聴の環境においては、テレビジョン放送ではハイビジョン化、ビデオではデジタルビデオ化に代表されるように、高画質化、高解像度化が進み、表示管自体の大型化が好まれる傾向にある。そして、ガラス基板の厚みを厚くして管の圧潰を防止する対策では、管の大型化にともなってますますガラス基板の重量が重くなってしまう。

そこで、フラットパネルディプレイ管では、ガラス基板に作用する応力を支持するスペーサを内部に配置して、ガラス基板の厚みを厚くすることなく管の圧潰を防止できるスペーサ構造が必要とされている。この場合、スペーサの幅を厚くすることは、強度確保の点で有利となるが、実際には、映像部分の領域を遮ることになり、スペーサの幅をできる限り薄くする必要がある。そして、幅を薄くしたスペーサを配置する場合、スペーサをガラス基板に対してほぼ垂直に配置しなければ、強度補強の効果は得られない。
このような状況に鑑み、従来のフラットパネルディプレイ管のスペーサ構造は、枠状の相対する側部材に溝を形成し、スペーサを相対する側部材の溝に嵌め込んで、その自立性を確保している（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１９０７８６号公報

このようなフラットパネルディプレイ管においては、映像の発光領域に対してスペーサの位置調整が必要となる。
しかしながら、従来のフラットパネルディプレイ管のスペーサ構造は、スペーサの自立させるために、スペーサを相対する側部材の溝に嵌め込んで構成されているので、映像の発光領域に対してスペーサを簡易に位置調整できないという不具合があった。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、スペーサの位置調整が容易に行えるフラットパネルディプレイ管を得ることを目的とする。

この発明は、電子放出素子が主面上に行列状に配列して形成されたリア基板と、上記リア基板の主面に対向して配置され、電子の照射を受けて発光する蛍光体が該リア基板の主面に対向する主面上に上記電子放出素子と対向配置されているフロント基板と、上記リア基板と上記フロント基板との間に気密に介装され、上記電子放出素子および上記蛍光体の形成領域を囲繞する外枠体と、上記リア基板、上記フロント基板および上記外枠体により構成される空間内に配置された耐大気圧支持構造体と、を有し、上記空間内が真空雰囲気にされているフラットパネルディプレイ管において、上記耐大気圧支持構造体は、上記リア基板の主面上に上記電子放出素子の形成領域の外側に配設された固定部材と、それぞれ両端を上記電子放出素子の列方向に相対する上記固定部材の側枠部に固定され、上記リア基板の主面に対して垂直に、かつ、行方向に隣接する上記電子放出素子間に位置して上記電子放出素子の形成領域を横切るように配設されて上記リア基板と上記フロント基板との間の間隔を保持する複数のスペーサと、を備え、さらに、上記電子放出素子の列方向に対する上記固定部材の移動を規制し、かつ、上記電子放出素子の行方向に対する上記固定部材の移動を可能とする位置調整機構が設けられているものである。

この発明によれば、固定部材に取り付けられたスペーサは、電子放出素子の形成領域を列方向に横切るように配設されている。そこで、位置調整機構により、固定部材を電子放出素子の行方向に移動させることで、スペーサを行方向に隣接する電子放出素子間に位置させることができ、スペーサの位置調整が容易となる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管の構造を説明する図であり、フロント基板を除去したフラットパネルディプレイ管を真上から見た図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３はこの発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管におけるリア基板を主面側から見た平面図、図４はこの発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管におけるフロント基板を主面側から見た平面図、図５はこの発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管における耐大気圧支持構造体を示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管における蛍光体とスペーサとの位置関係を説明する図、図７はこの発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管における位置決め機構部を説明する要部拡大図である。なお、図６および図７におけるＸ方向およびＹ方向は、行列状に配列されている電子放出素子および蛍光体の行方向および列方向を示している。

図１および図２において、フラットパネルディプレイ管１は、電子ビームを発生する電子放出素子７が主面上に形成されたリア基板２と、電子ビームの照射により蛍光する蛍光体８が主面上に形成され、該蛍光体８を電子放出素子７に対向配置させるようにリア基板２の主面側に平行に配置されたフロント基板３と、リア基板２とフロント基板３との間に気密に配設され、電子放出素子７および蛍光体８の形成領域（表示有効部分１０）を囲繞する外枠体４と、リア基板２、フロント基板３および外枠体４により構成される空間６内に配設され、リア基板２とフロント基板３との間の間隔を保持する耐大気圧支持構造体５とを備え、空間６内を真空雰囲気として構成されている。

リア基板２には、例えば石英ガラスや青板ガラスからなるガラス基板が用いられ、その主面上には、図３に示されるように、電子放出素子７が行列状（ｎ行ｍ列）に配列されて形成されている。なお、ｎ、ｍは２以上の整数であり、目的とする表示画素数に応じて適宜設定される。また、リア基板２には、セラミック基板を用いてもよい。
そして、電子放出素子７には、電界放出型放出素子、金属／絶縁物／金属型放出素子、表面伝導型放出素子などを用いることができる。電界放出型放出素子としては、W. P. Dyke & W. W. Dolan, "Field emission", Advance in Electron Physics,8,89(1956)などが知られている。また、金属／絶縁物／金属型放出素子としては、C. A. Mead, "The tunnel-emission amplifier", J. Appl. Phys.,32,646(1961)などが知られている。また、表面伝導型放出素子としては、M. Hartwell and C. G. Fonstad: "IEEE Trans. ED Conf.",519(1975)などが知られている。

フロント基板３には、例えば石英ガラスや青板ガラスからなるガラス基板が用いられ、その主面上には、図４に示されるように、蛍光体８が電子放出素子７の配列状態に対応したｍ列のストライプ状に形成されている。そして、グラファイト材などからなるブラックマトリクス（ＢＭ）９が蛍光体８の隙間および周囲に形成され、発光光のコントラストを高めるようになっている。なお、蛍光体８は、図８に示されるように、電子放出素子７の配列状態に対応した行列状（ｎ行ｍ列）に形成されてもよい。

ここで、電子放出素子７および蛍光体８の配列領域が表示有効部分１０となる。また、フロント基板３は、斜め方向から見たときに発生する画像のゆがみや視差を抑えるために、薄くすることが望ましく、通常数ｍｍ程度の厚さのガラス板が用いられる。

外枠体４は、例えばガラス材を用い、表示有効部分１０を取り囲む大きさの枠状に作製されている。また、外枠体４には、セラミックやプラスチックを用いてもよい。そして、外枠体４は、リア基板２とフロント基板３との間に表示有効部分１０を取り囲むように配置され、例えばフリットガラス（低融点ガラス）や接着剤によりリア基板２およびフロント基板３に気密に接合されている。

耐大気圧支持構造体５は、図５に示されるように、例えばガラス材を用い、表示有効部分１０を取り囲む大きさの枠状に作製された固定部材１１と、両端を固定部材１１の相対する一対の側枠部１２に固定された複数のスペーサ１３とを備えている。スペーサ１３は、リア基板２とフロント基板３との間の間隔を規定するもので、外枠体４の高さまたは外枠体４の高さより僅かに低い、例えば数ｍｍ程度の高さを有する平板状のガラス板が用いられる。そして、スペーサ１３の厚みは、フロント基板３側から蛍光体８の発光部分の領域を遮らず、かつ、スペーサ１３の存在を見えにくくするために、できるだけ薄くすることが望ましく、薄いものでは１００μｍ前後の値になっている。そして、溝１２ａがダイアモンド・ソーなどを用いて一対の側枠部１２の相対する部位に数十ｍｍ間隔で形成され、各スペーサ１３がその両端を溝１２ａに嵌め込み固定されて固定部材１１に取り付けられている。ここで、固定部材１１には、ガラス材の他に、セラミックやプラスチックなどの材料を用いることができ、スペーサ１３には、ガラス材の他に、セラミックや絶縁物を被覆した金属などを用いることができる。

円柱状の係合突起１４が固定部材１１の四隅の裏面に突設されている。また、案内溝１５が、リア基板２の主面に、表示有効部分１０の四隅の外周側の部位に、溝方向を行方向（Ｘ方向）として凹設されている。ここで、案内溝１５は、固定部材１１に突設された係合突起１４が嵌め込まれる位置関係に形成されている。また、係合突起１４の径は案内溝１５の溝幅とほぼ同等に形成され、案内溝１５の内壁面上を摺動して行方向（Ｘ方向）に移動できるようになっている。なお、係合突起１４と案内溝１５とから位置決め機構部を構成している。

この耐大気圧支持構造体５は、固定部材１１の一対の側枠部１２が表示有効部分１０の列方向（Ｙ方向）の両側に位置し、かつ、係合突起１４が案内溝１５内に収まるようにリア基板２の主面上に設置され、係合突起１４を案内溝１５内を摺動移動させて固定部材１１の行方向（Ｘ方向）の位置決めを行い、仮止めされる。つまり、各スペーサ１３が行方向に隣接する電子放出素子７間に位置するように位置決めされて、固定部材１１がリア基板２に仮止めされる。これにより、固定部材１１が表示有効部分１０を取り囲み、各スペーサ１３が、リア基板２の主面に対して垂直な姿勢で、行方向に隣接する電子放出素子７間に位置して表示有効部分１０を列方向に横切っている。
また、外枠体４および耐大気圧支持構造体５がリア基板２に仮止めされた後、フロント基板３が載置・位置調整されて、各部材が接合一体化される。これにより、各スペーサ１３は、図６に示されるように、行方向（Ｘ方向）に隣接する蛍光体８間に位置している。なお、各蛍光体８は、列方向（Ｙ方向）に延設されている。

ここで、耐大気圧支持構造体５やフロント基板３などの位置決めは、例えばアライメントマーク（図示せず）などを形成しておき、ＣＣＤカメラでモニターに映像を映し、部材とアライメントマークとがモニター上で重なるように位置調整することで行うことができる。

なお、フラットパネルディプレイ管１の内部を真空雰囲気とするには、内部空間を排気する構造、真空度を高めるために内部のガスを吸着するゲッターなどの配置、電子放出素子７に制御電圧や信号電圧を印加するための配線構造などが必要となるが、ここではこれらの説明は省略する。

この実施の形態１では、スペーサ１３が、リア基板２、フロント基板３および外枠体４により構成される空間６内に、リア基板２の主面に対して垂直に、表示有効領域１０を列方向に横切って配設されている。そして、スペーサ１３が外枠体４の高さ或いは僅かに低い高さに形成されているので、スペーサ１３は、リア基板２の主面に接し、フロント基板３の主面に接して、或いは微小な隙間をもって配設されている。そこで、フラットパネルディプレイ管１の内外の圧力差に起因してフロント基板３に作用する応力は、フロント基板３がスペーサ１３に当接して受けられるので、フロント基板３を厚くすることなく、管の圧潰を防止することができる。さらに、フロント基板３を薄くできるので、斜め方向から見たときに発生する画像のゆがみや視差を抑えることができる。

また、案内溝１５が溝方向を行方向（Ｘ方向）としてリア基板２の主面に形成され、案内溝１５に係合する係合突起１４が固定部材１１に突設されている。そして、スペーサ１３が列方向（Ｙ方向）に延設されている。そこで、係合突起１４を案内溝１５内を移動させることにより、固定部材１１が行方向に移動される。これにより、列方向に延設されているスペーサ１３が行方向に隣接する電子放出素子７間に位置調整される。つまり、行方向の位置合わせだけで、スペーサ１３を表示有効部分１０に対して位置調整できるので、スペーサ１３の位置調整作業が著しく簡易となる。
また、係合突起１４と案内溝１５とが固定部材１１の四隅（４箇所）で係合しているので、固定部材１１がリア基板２の主面上を蛇行することなく行方向に移動される。そこで、スペーサ１３の表示有効部分１０に対する位置調整精度が高くなる。

なお、上記実施の形態１では、係合突起１４が固定部材１１に設けられ、案内溝１５がリア基板２に設けられているものとして説明しているが、係合突起１４がリア基板２に設けられ、案内溝１５が固定部材１１に設けられてもよい。この場合、係合突起１４の設置領域は案内溝１５の設置領域に比べて小さくなるので、電子放出素子７に制御電圧や信号電圧を印加するための配線を避けてリア基板２に簡易に設けることができる。また、案内溝１５を固定部材１１に設ける場合には、固定部材１１には配線がないので、行方向に離間している２つの案内溝１５を一続きの案内溝で構成してもよい。
また、上記実施の形態１では、係合突起１４と案内溝１５とが固定部材１１の四隅の４箇所で係合するものとして説明しているが、係合突起１４と案内溝１５との係合が４箇所に限定されるものではなく、２箇所以上であればよい。

実施の形態２．
図９はこの発明の実施の形態２に係るフラットパネルディプレイ管における位置決め機構部を説明する要部拡大図である。
図９において、係合突起１４ａが固定部材１１の１つの隅部の裏面に突設されている。また、案内溝１５ａが、リア基板２の主面に、表示有効部分１０の四隅の外周側の部位に、溝方向を行方向（Ｘ方向）として凹設されている。ここで、案内溝１５ａは、固定部材１１に突設された係合突起１４ａが嵌め込まれる位置関係に形成されている。また、係合突起１４ａは、案内溝１５ａの溝幅とほぼ同等の幅を有し、案内溝１５ａの溝方向に延在する直方体に作製されており、案内溝１５内を行方向（Ｘ方向）に移動できるようになっている。そして、係合突起１４ａと案内溝１５ａとから位置決め機構部を構成している。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２においても、係合突起１４ａを案内溝１５ａ内を移動させることにより、固定部材１１が行方向に移動され、列方向に延設されているスペーサ１３が行方向に隣接する電子放出素子７間に位置調整される。そこで、行方向の位置合わせだけで、スペーサ１３を表示有効部分１０に対して位置調整できるので、スペーサ１３の位置調整作業が著しく簡易となる。
また、係合突起１４ａが直方体に作製されているので、固定部材１１がリア基板２の主面上を蛇行することなく行方向に移動される。そこで、スペーサ１３の表示有効部分１０に対する位置調整精度が高くなる。さらに、係合突起１４ａと案内溝１５ａとの係合が１箇所ですみ、安価に位置調整機構を構成できる。

なお、上記実施の形態２では、係合突起１４ａが固定部材１１に設けられ、案内溝１５ａがリア基板２に設けられているものとして説明しているが、係合突起１４ａがリア基板２に設けられ、案内溝１５ａが固定部材１１に設けられてもよい。
また、上記各実施の形態では、固定部材１１が枠状に作製されているものとしているが、固定部材１１は必ずしも枠状に作製されている必要はなく、少なくとも表示有効領域１０の列方向両側に配置される一対の側枠部１２があればよい。

この発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管の構造を説明する図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 この発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管におけるリア基板を主面側から見た平面図である。 この発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管におけるフロント基板を主面側から見た平面図である。 この発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管における耐大気圧支持構造体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管における蛍光体とスペーサとの位置関係を説明する図である。 この発明の実施の形態１に係るフラットパネルディプレイ管における位置決め機構部を説明する要部拡大図である。 この発明の実施の形態１の実施態様に係るフラットパネルディプレイ管におけるフロント基板を主面側から見た平面図である。 この発明の実施の形態２に係るフラットパネルディプレイ管における位置決め機構部を説明する要部拡大図である。

符号の説明

１ フラットパネルディプレイ管、２ リア基板、３ フロント基板、４ 外枠体、５ 耐大気圧支持構造体、７ 電子放出素子、８ 蛍光体、１０ 表示有効領域、１１ 固定部材、１２ 側枠部、１３ スペーサ、１４、１４ａ 係合突起、１５、１５ａ 案内溝。

Claims (4)

1. 電子放出素子が主面上に行列状に配列して形成されたリア基板と、上記リア基板の主面に対向して配置され、電子の照射を受けて発光する蛍光体が該リア基板の主面に対向する主面上に上記電子放出素子と対向配置されているフロント基板と、上記リア基板と上記フロント基板との間に気密に介装され、上記電子放出素子および上記蛍光体の形成領域を囲繞する外枠体と、上記リア基板、上記フロント基板および上記外枠体により構成される空間内に配置された耐大気圧支持構造体と、を有し、上記空間内が真空雰囲気にされているフラットパネルディプレイ管において、
   上記耐大気圧支持構造体は、上記リア基板の主面上に上記電子放出素子の形成領域の外側に配設された固定部材と、それぞれ両端を上記電子放出素子の列方向に相対する上記固定部材の側枠部に固定され、上記リア基板の主面に対して垂直に、かつ、行方向に隣接する上記電子放出素子間に位置して上記電子放出素子の形成領域を横切るように配設されて上記リア基板と上記フロント基板との間の間隔を保持する複数のスペーサと、を備え、
   さらに、上記電子放出素子の列方向に対する上記固定部材の移動を規制し、かつ、上記電子放出素子の行方向に対する上記固定部材の移動を可能とする位置調整機構が設けられていることを特徴とするフラットパネルディプレイ管。
2. 上記位置調整機構は、上記リア基板と上記固定部材との相対する部位の一方に凹設された溝方向を上記電子放出素子の行方向とする案内溝と、上記リア基板と上記固定部材との相対する部位の他方に上記案内溝内に突出するように突設された係合突起と、を備え、上記係合突起の上記案内溝の溝方向への移動により、上記電子放出素子の行方向に対する上記固定部材の位置が調整されることを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディプレイ管。
3. 上記係合突起と上記案内溝との係合が少なくとも２箇所で行われていることを特徴とする請求項２記載のフラットパネルディプレイ管。
4. 上記係合突起は、上記案内溝の溝幅と同等の幅を有し、該案内溝の溝方向に延在する直方体に形成されていることを特徴とする請求項２記載のフラットパネルディプレイ管。

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