JP2007194034A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示パネル内部の残留ガスを改善させることにより、画質,輝度及び品質の高い画像表示が得られる画像表示装置を提供する。
【解決手段】スペーサ12をその長手方向の一端部を交互に枠体3の側壁に接触させて接着部材13により前面基板2及び背面基板1に固定配置させることにより、残留ガスが間隔保持部材の配列方向に沿って真空外囲器内を滞留することなく、円滑に流通する。
【選択図】図3
【解決手段】スペーサ12をその長手方向の一端部を交互に枠体3の側壁に接触させて接着部材13により前面基板2及び背面基板1に固定配置させることにより、残留ガスが間隔保持部材の配列方向に沿って真空外囲器内を滞留することなく、円滑に流通する。
【選択図】図3
Description
本発明は、前面基板と背面基板の間に形成される真空中への電子放出を利用した平面型の画像表示装置に係り、特に前面基板と背面基板との間に複数の間隔保持部材を備えた画像表示装置に関し、詳細には間隔保持部材の配設構造に関するものである。
高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして、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、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平面型画像表示装置(フラット・パネル・ディスプレイ:FPD)の要求が高まっている。
その典型例として液晶表示装置、プラズマ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、電子源から真空への電子放出を利用した自発光型表示装置として、電子放出型画像表示装置または電界放出型画像表示装置と呼ばれるものや、低消費電力を特徴とする有機ELディスプレイ等、種々の平面型画像表示装置の実用化も図られている。
平面型画像表示装置の中、自発光型のフラット・パネル・ディスプレイでは、電子源をマトリクス状に配置した構成が知られており、その一つとして、微小で集積可能な冷陰極を利用する前述した電子放出型画像表示装置(Electron Emission Display)も知られている。
また、自発光型のフラット・パネル・ディスプレイ(FPD)では、その冷陰極にスピント型、表面伝導型、カーボンナノチューブ型、金属―絶縁体―金属を積層したMIM(Metal-Insulator-Metal)型、金属―絶縁体―半導体を積層したMIS(Metal-Insulator-Semiconductor)型または金属―絶縁体―半導体−金属型等の薄膜型電子源などが用いられる。
MIM型電子源については、例えば特許文献1、特許文献2に開示されたものが知られている。また、金属―絶縁体―半導体型電子源についてはMOS型、金属―絶縁体―半導体−金属型電子源に関しては、HEED型電子源、EL型電子源、ポーラスシリコン型電子源などが知られている。
自発光型フラット・パネル・ディスプレイ(FPD)は、上記のような電子源を備えた背面基板と、蛍光体層とこの蛍光体層に電子源から放出される電子を射突させるための加速電圧を形成する陽極を備えた前面基板とを対向させ、両基板の対向する内部空間を所定の真空状態に封止する封止枠とで構成される表示パネルが知られている。この表示パネルに駆動回路を組み合わせて動作させる。
MIM型電子源を有する画像表示装置では、前記背面基板は絶縁材からなる基板を有し、この基板上には一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号電極が形成されている。また、この基板上には、前記他方向に延在し前記走査信号電極に交差する如く前記一方向に並設された複数の映像信号電極が形成されている。走査信号電極と映像信号電極の各交差部に上記の電子源が設けられ、これら両配線と電子源とは給電電極で接続され、電子源に電流が供給される。
個々の電子源は、対応する蛍光体層と対になって単位画素を構成する。通常は、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の単位画素で一つの画素(カラー画素、ピクセル)が構成される。なお、カラー画素の場合、各色を構成する単位画素は副画素(サブピクセル)とも呼ばれる。
上記構成による平面型の画像表示装置では、一般的に背面基板と前面基板間と支持体とで囲繞された空間に複数の間隔保持部材(以下スペーサと称する)が固定配置され、両基板間の間隔を支持体と協働して所定間隔に保持している。このスペーサは、一般にはガラスやセラミックスなどの絶縁材で形成した板状体からなり、通常、複数の画素毎に画素の動作を妨げない位置に設置される。
この種の平面型画像表示装置では、スペーサを長手方向に間欠的に複数設けた構成の画像形成装置が下記特許文献3に提案されている。さらに、他の平面型画像表示装置では、スペーサをリアプレート上に位置決め固定する構成の画像形成装置が下記特許文献4に提案されている。
背景技術において、FPDは、両基板間と、この両基板間の間隔保持を担う枠体と、この枠体に囲まれた表示領域内に配置する複数枚のスペーサとを有する表示パネル構成が提案されている。FPDパネルでは、この表示パネル内部を高真空度に維持する必要があることから、両基板間のギャップ約3mm間には、所定の真空耐圧に耐えるべき複数のスペーサが必要となる。現状では、表示パネルの長辺方向に長さ約100mm〜110mmのスペーサを約3列、短辺方向に約6〜13列並行且つ垂直にスペーサ間隔は約30mm程度のギャップを設けて固定配置されている。
この種のFPDでは、両基板間が約3mm程度の狭小間隔に設定されているので、スペーサを固定する接着部材の排気ガス出しが不十分となり易い。このことは、高真空維持を困難にする要因の一つであり、この点で長寿命化の阻害要因となる課題があった。
また、この種のFPDでは、封着プロセスにおける加熱による減圧封着時、または排気プロセスにおける真空排気時に表示パネル内部のガス抜けが不十分となる。これに起因して電子放出源がガス汚染により電子放出特性の劣化を引き起こすという課題があった。特にスペーサ間に溜まったガスが抜けずらい。
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る。本発明は、表示パネル内部の残留ガスを低減することにより、画質,輝度及び品質の高い画像表示が得られる画像表示装置を提供する。
本発明による画像表示装置は、X方向に延在する間隔保持部材(スペーサ)をY方向に沿って複数並べてある。並べられた間隔保持部材はその長手方向の一端部を交互にY方向に延在する枠体の側壁に接触させて前面基板及び背面基板に固定配置させる。内部ガスが間隔保持部材の配列方向に沿って真空外囲器内を滞留することなく、円滑に流通するので、背景技術の課題を解決することができる。
本発明によれば、間隔保持部材はその長手方向の一端部を交互に枠体の側壁に接触させて前面基板及び背面基板に固定配置させてことにより、内部ガスが間隔保持部材の配列方向に沿って円滑に流通するので、内部ガスの残留が改善され、電子源の内部ガスによる汚染が改善される。これによって電子放出特性に優れ、画質及び輝度の高い画像表示が得られるので、長寿命で品質及び信頼性の高い画像表示装置が得られるという極めて優れた効果を有する。
また、本発明によれば、間隔保持部材は、走査信号電極と重畳してこの走査信号電極と同一方向に延在配置されていることにより、電子源や画像信号電極等の電極類の損傷を防止できるという極めて優れた効果を有する。
なお、本発明は、上記の構成及び後述する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。
以下、本発明の具体的な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乃至図5は本発明の画像表示装置の一実施例を説明するための図であり、図1は前面基板側から見た平面図、図2は図1のI方向から見た側面図、図3は図1の前面基板を取り去って示す背面基板の模式平面図、図4は図3のII−II線に沿って切断した背面基板及びこの背面基板と対応する部分の前面基板の模式拡大断面図、図5は図3のIII−III線に沿って切断した模式拡大断面図である。
これら図1乃至図5において、参照符号1は背面基板、2は前面基板であり、これらの背面基板1及び前面基板2は、厚さ数mm、例えば3mm程度のガラス板から構成されている。3は枠体(フレーム)であり、この枠体3は、厚さ数mm、例えば3mm程度のガラス板またはフリットガラスの燒結体から構成されている。4は排気管であり、この排気管4は、背面基板1の対角する角部の背面側に固着配置されている。枠体3は、背面基板1と前面基板2との間の周縁部に周回して介挿され、背面基板1と前面基板2とがフリットガラスからなる封着部材5を介して気密封着して表示パネルが構成される。
この枠体3と背面基板1及び前面基板2と封着部材5とで囲まれた空間は、一方の排気管4を介して排気され、例えば10-3〜10-5Paの真空度を保持して表示領域6を構成している。また、背面基板1の対角部に設けられた一対の排気管4は、上述したように背面基板1の背面に取り付けられてこの背面基板1を貫通して穿設された排気孔7にそれぞれ連通されており、両排気管4は、内部のガス排気完了後にチップオフされて封止されて表示パネルが形成される。
また、8は映像信号電極であり、この映像信号電極8は、背面基板1の内面にY方向に延在しX方向に並設されている。これらの映像信号配線8は、一端に映像信号引出端子81を有している。これらの映像信号引出端子81の先端部は枠体3と背面基板1との気密封着部である封止領域51を気密に貫通して背面基板1の端部まで延在されている。
また、9は走査信号電極であり、この走査信号電極9は、映像信号電極8よりも上層でこれと交差するX方向に延在し、Y方向に並設されている。これらの走査信号電極9は、一端に走査信号電極引出端子91を有している。これらの走査信号引出端子91の先端部は、枠体3と背面基板1との気密封着部である封止領域51を気密に貫通して背面基板1の端部まで延在されている。
この走査信号電極9は、真空領域6内に配置された内部電極部92の電極厚さが走査信号電極引出端子91の封止領域51を気密に貫通する部分の封止電極部93の電極厚さよりも厚くして形成されおり、内部電極部92の電圧降下を小さくさせ、封止領域51の応力の発生を小さくさせている。
また、10は電子源であり、この電子源10は、走査信号電極9と映像信号電極8との各交差部に設けられている。この電子源10は、走査信号電極9及び映像信号電極8と電接続電極11,11Aを介してそれぞれ接続されている。また、映像信号電極8と、電子源10及び走査信号電極9との間には層間絶縁膜FTRが配置されている。
ここで、映像信号電極8は、例えばAl/Nd膜が用いられ、走査信号電極9は例えばIr/Pt/Au膜等が用いられる。また、電極引出端子81,91は電極の一端のみに設けられているが、両端に設けても良い。
また、参照符号12は前面基板2と背面基板1との間隔を保持するためのスペーサであり、このスペーサ12は、セラミックス材から構成されており、長方形の薄板形状に成形されている。この実施例では、スペーサ12は、走査信号電極9上に配置されている。スペーサ12は1本おきにその長手方向の一方の端面を交互に枠体3の側壁に接触させて直立配置され、該一方の端面及び上下端面が接着部材13により、背面基板1と前面基板2とに接着固定されている。これらのスペーサ12は、通常、複数の画素毎に画素の動作を妨げない位置に設置される。
なお、これらのスペーサ12の配置数及び配置位置は、大気圧による応力が配置した各スペーサ12に対して略均等に掛かり、基板の撓み及び損傷、さらにはスペーサ12の座屈が生じないように分散配置し、各スペーサ12の上下端面を背面基板1及び前面基板2に接着部材13を介して固着し、枠体3と協働して背面基板1と前面基板2との間の間隔を所定の寸法に保持している。
このスペーサ12の寸法は、基板寸法、枠体3の高さ、基板素材、スペーサの配置間隔、スペーサ素材等により設定される。一般的には、高さは上述した枠体3と略同一寸法、厚さは数十μm〜数mm以下、長さは20mm乃至400mm程度、好ましくは80mm乃至250mm程度が実用的な値となる。また、このスペーサ12は、108〜109Ω・cm程度の抵抗値を有している。
接着部材13は、絶縁性を発現する主成分の低融点フリットガラス(例えば約30wt%以上80wt%以下混合)と、導電性を発現する粒径数μm〜数十μm(例えば3μm〜10μm程度)の導電性成分(例えば銀微粒子)との混合体から構成されている。上記低融点フリットガラスとしては、例えばSiO2,B2O3及びPbOを主成分とする組成から構成されている。また、この接着部材13は、その組成比にもよるが、その厚さが接着固定の確保の点から十数μm以上、望ましくは20〜40μm程度の厚さに設定される。
一方、前面基板2の内面には、赤色,緑色,青色用の蛍光体膜15が遮光用のBM(ブラックマトリクス)膜16で区画されて配置され、これらを覆うように金属薄膜からなるメタルバック膜(陽極電極)17が設けられて蛍光面を形成している。
これらの蛍光体としては、例えば赤色としてY2O2S:Eu(P22−R)を、緑色としてZnS:Cu,Al(P22−G)を、青色としてZnS:Ag,Cl(P22−B)をそれぞれ用いることができる。この蛍光面構成で、電子源10から放射される電子を加速し、対応する画素を構成する蛍光体層15に射突させる。これにより、この蛍光体膜15が所定の色光で発光し、他の画素の蛍光体の発光色と混合されて所定の色のカラー画素を構成する。また、陽極電極17は面電極として示してあるが、走査信号電極9と交差して画素列ごとに分割されたストライプ状電極とすることもできる。
この実施例1の構成によれば、スペーサ12は、1本の走査信号電極9上に1本配置される。また、Y方向に並べたスペーサ12はその長手方向の端面を交互に枠体3の側壁に接触させて直立配置し、接着部材13により、背面基板1と前面基板2とを接着固定させているので、表示パネルの一方の角部の排気孔7から流入した空気が各スペーサ12の配列方向に沿って表示パネル内を円滑に流れる。また、対向する他方の角部の排気孔7から真空引きまたは吸引等により減圧流出する際に内部ガスが表示パネル内の全面に均一に流れることになる。よって表示パネル内の内部ガスの残留が改善され、電子源10の内部ガスによる汚染が改善されるので、電子放出特性の劣化を防止することができる。
図6は、本発明の画像表示装置の実施例2の構成を説明するスペーサ配置パターンの例を示す模式平面図であり、上述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図中、電子源等は省略されている。図6において、図3と異なる点は、表示パネルを構成する背面基板1の左辺側両角部に排気孔7がそれぞれ穿設されている。なお、これらの排気孔7は、背面基板1の背面に連通する図示しない排気管に連結されている。このような構成においても、上記実施例1と同様な作用効果が得られる。
図7は、本発明の画像表示装置の実施例3の構成を説明するスペーサ配置パターンの例を示す模式平面図であり、上述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図中、電子源等は省略されている。図7において、図3と異なる点は、表示パネルを構成する背面基板1の左辺側両角部及び右辺側の中央部に排気孔7がそれぞれ穿設されている。なお、この場合も、これらの排気孔7は、背面基板1の背面に連通する図示しない排気管に連結されている。
このような構成においては、背面基板1左辺側両角部に設けた2個の排気孔7から流入した空気が右辺の中央部に設けた1個の排気孔7から減圧流出する際に短時間で内部ガスが表示パネル内の全面を流れることになる。よって表示パネル内の内部ガスの滞留がなくなり、これによって電子源10の内部ガスによる汚染が改善され、電子放出特性の劣化を防止することができる。
図8は、本発明の画像表示装置の実施例4の構成を説明するスペーサ配置パターンの例を示す模式平面図であり、上述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図中、電子源等は省略されている。図8において、図3と異なる点は、表示パネルを構成する背面基板1の各角部に排気孔7が穿設されている。なお、この場合も、これらの排気孔7は、背面基板1の背面に連通する図示しない排気管に連結されている。
また、一方のスペーサ12が長手方向の一方の端面を枠体3の側壁に接触させ、他方のスペーサ12Aが長手方向の両端面を枠体3の側壁に非接触させて走査信号電極9の配列方向に沿って交互に直立配置されて接着部材13により、背面基板1と前面基板2とを接着固定させている。なお、これらのスペーサ12,12Aは、走査信号電極9上に配置される。1本の走査信号電極9上に1つまたは2つのスペーサを配置する。スペーサは画素の動作を妨げない位置に設置される。
このような構成においては、表示パネルの左辺側両角部に設けた2個の排気管4を介して排気孔7から流入した空気が右辺側両角部に設けた2個の排気孔7を介して排気管4から減圧流出する際に短時間で内部ガスが各スペーサ12,12Aの配列方向に沿って表示パネル内の全面を平滑に短時間で流れることになる。よって表示パネル内の内部ガスの滞留がなくなり、これによって電子源10の内部ガスによる汚染が改善され、電子放出特性の劣化を防止することができる。
図9は、本発明の画像表示装置の実施例5の構成を説明するスペーサ配置パターンの例を示す模式平面図であり、上述した図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。なお、図中、電子源等は省略されている。図9において、図8と異なる点は、表示パネルを構成する背面基板1の上辺側角部に2個の排気孔7が穿設され、その下辺側の中央部に1個の排気孔7が穿設されている。なお、この場合も、これらの排気孔7は、背面基板1の背面に連通する図示しない排気管に連結されている。このような構成においても、上記実施例3と略同様な作用効果が得られえる。
図10は、本発明に係わる画像表示装置を構成する背面基板の内面側から見た要部平面図である。図10において、ガラスまたはセラミックス材などを好適とする背面基板1の主面(前面)には、第1の方向(y方向)に延在して第1の方向と交差する第2の方向(x方向)に並設された複数のデータ線(または陰極ラインとも称する)DLと、第2の方向(x方向)に延在して第2の方向と交差する第1の方向(y方向)に並設された複数の走査線SLとを有している。マトリクス状に配置されたこれらのデータ線DL及び走査線SLの交差部または交差部近傍には電子放出素子が形成されている。
走査線SLは、その一端が走査ドライバSDに接続されている。一方、データ線DLはその一端がデータドライバDDに接続されている。前面基板は、図中、破線部分に沿って対向して配置される。前面基板2と背面基板1とはその対向領域の外周に沿って接着され、内部ガスを排気して封止される。前述したスペーサは走査線SL上に配置される。
図11は、本発明に係わる画像表示装置を構成する前面基板の内面側から見た要部平面図である。図11において、透光性ガラス材からなる前面基板2の内面には、図10に示す複数のデータ線DLの長さ方向に沿って赤色蛍光体層PHR,緑色蛍光体層PHG及び青色蛍光体層PHBを有する蛍光面PHが形成され、さらにこの蛍光面PHには各赤色蛍光体層PHR,緑色蛍光体層PHG及び青色蛍光体層PHBを区画するブラックマトリクス膜BMが形成されている。
図12は、前面基板2の内面に形成された蛍光面PHの拡大断面図である。図12において、蛍光面PHを構成する各赤色蛍光体層PHR,緑色蛍光体層PHG及び青色蛍光体層PHBはブラックマトリクス膜BMの一部を覆って形成されている。また、この蛍光面PH上には各赤色蛍光体層PHR,緑色蛍光体層PHG及び青色蛍光体層PHBの発光光を効率的に反射させるメタルバック膜MTが形成されている。このメタルバック膜MTには陽極電圧が印加され、陽極電極として機能する。前述したスペーサはブラックマトリクス膜BM上に配置される。
また、前述した実施例においては、画像表示装置として内面に蛍光体膜及びブラックマトリクス膜を有し、蛍光体膜及びブラックマトリクス膜の背面にメタルバック膜(陽極電極)を有する前面基板を用いた表示装置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い。
1・・・背面基板、2・・・前面基板、3・・・枠体、4・・・排気管、5・・・封着部材、6・・・表示領域、7・・・排気孔、8・・・映像信号電極、9・・・走査信号電極、10・・・電子源、11・・・接続電極、11A・・・接続電極、12・・・スペーサ(間隔保持部材)、12A・・・スペーサ(間隔保持部材)、13・・・接着部材、15・・・蛍光体層、16・・・BM膜、17・・・メタルバック膜(陽極電極)、FTR・・・層間絶縁膜。
Claims (9)
- 蛍光体層及び陽極電極を内面に有する前面基板と、
電子源を内面に有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、
前記前面基板と背面基板との間で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枠体と、
前記前面基板と背面基板との間の前記表示領域内に配置された複数の間隔保持部材と、
を備え、前記枠体と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着してなる表示パネルで構成した画像表示装置であって、
前記間隔保持部材は、長手方向の一端部を前記枠体の側壁に交互に接触させて固定配置されたことを特徴とする画像表示装置。 - 前記背面基板は、一方向に延在し該一方向と直交する他方向に並設されて前記他方向に走査信号が順次印加される複数の走査信号電極と、
前記他方向に延在し前記走査信号配線に交差する如く前記一方向に並設された複数の映像信号電極と、
前記走査信号電極と前記映像信号電極の各交差部に設けられた電子源と、
前記電子源と前記走査信号電極及び映像信号電極とをそれぞれ接続する給電電極と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記間隔保持部材は、長手方向の一端部を接着部材により前記枠体の側壁に固定配置させた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。
- 前記間隔保持部材は、前記走査信号電極と重畳して当該走査信号電極と同一方向に延在させて配置されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の画像表示装置。
- 前記間隔保持部材は、前記複数の走査信号電極上に1本おきに配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記間隔保持部材は、108〜109Ω・cmの抵抗値を有することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記間隔保持部材は、セラミックス材からなり、かつ全長が400mm以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記前面基板と前記背面基板と前記枠体とが気密封着された表示パネルに連通する少なくとも2個の排気孔が互いに離間して設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の画像表示装置。
- 前記排気孔は、前記表示パネルの角部に設けられていることを特徴とする請求項8に記載の画像表示装置。
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