JP3892769B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界の印加による真空中への電子放出を利用した表示装置に係り、特に電子放出機構を構成する多数の陰極配線と多数の制御電極を形成した背面基板と、蛍光体と陽極を形成した前面基板とを貼り合わせた電界放出型の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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（ＦＥＤ）と呼ばれる）や、低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）など、種々の型式のパネル型表示装置の実用化も近い。
【０００４】
このようなパネル型の表示装置のうち、上記電界放出型表示装置には、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらにより発案された電子放出構造をもつもの、メタル−インシュレータ−メタル（ＭＩＭ）型の電子放出構造をもつもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造（表面伝導型電子源とも呼ばれる）をもつもの、さらにはダイアモンド膜やグラファイト膜、カーボンナノチューブの持つ電子放出現象を利用するもの、等が知られている。
【０００５】
電界放出型の表示装置は、内面に電界放出型の電子源を有する陰極配線と制御電極を形成した背面パネルと、この背面パネルと対向する内面に陽極と蛍光体を形成した前面パネルを有し、両者の内周縁に封止枠を介挿して貼り合わせ、その内部を真空にして構成される。また、背面パネルと前面パネルの間の間隔を所定値に保持するために、当該背面パネルと前面パネルの間に上記陰極配線ならびに制御電極を避けた位置に間隔保持部材を設けている。
【０００６】
背面パネルはガラスあるいはアルミナ等を好適とする背面基板の上に電子源をもつ複数の陰極配線と制御電極を有する。陰極配線は、背面基板上の一方向に延在し、他方向に多数本並設される。制御電極は陰極配線とは絶縁され、かつ近接して、上記他方向に延在し上記一方向に多数本並設される。陰極配線（陰極配線に有する電子源）と制御電極との交差部に１画素（モノクロ表示の単位画素）または１単位画素（カラー表示の場合は例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの単位画素でカラー１画素を構成する。この場合のＲ，Ｇ，Ｂの単位画素を意味する。以下、これらを総称して画素と称する）が形成される。
【０００７】
そして、陰極配線と制御電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量（オン・オフを含む）を制御する。一方、前面パネルはガラス等の光透過性の材料で形成された前面基板の上に陽極と蛍光体とを有する。封止枠で封止された内部は、例えば１０-5〜１０-7Ｔｏｒｒの真空に排気される。制御電極は陰極配線と制御電極の各交差部に電子通過孔を有し、陰極配線の電子源から放出される電子を陽極側に通過させる。上記電子源は、例えばカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、あるいはダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、所謂スピント、その他の電界放出陰極（以下、陰極をカソードとも言う）で構成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
陰極配線同士は間隙をもって並設される。また、制御電極は電子通過孔を有する板状の金属薄板、あるいは金属メッシュ、金属蒸着膜で構成される。金属メッシュの場合は、そのメッシュ孔が電子通過孔となり、金属蒸着膜の場合は陰極配線との間に絶縁層を設け、その上に電子通過孔を有する金属膜を蒸着する。電子通過孔に対応する電子源の部分の絶縁層は除去される。
【０００９】
近年、本出願人から上記の制御電極としてリボン状の金属薄板を用いた形式としたものが提案されている。この形式の制御電極はメタルリボングリッド（ＭＲＧ）と称される。このような制御電極は金属薄板にホトリソグラフィー法等を用いて形成され、各リボン状電極には画素ごとに１または複数の電子通過孔を有する。
【００１０】
図１６はリボン状の金属薄板を制御電極として用いた電界放出型表示装置の概略構造を説明する模式図であり、（ａ）は展開斜視図、（ｂ）は断面図を示す。なお、図１６では、細かい構成は省略してある。図中、参照符号ＰＮ１は背面パネル、ＰＮ２は前面パネル、ＭＦＬは封止枠を示す。背面パネルＰＮ１を構成する背面基板ＳＵＢ１の内面には多数の陰極配線ＣＬが一方向（ｙ方向）に延在しｙ方向に交差する他方向（ｘ方向）に並設して形成されている。その上にｘ方向に延在しｙ方向に並設された多数の制御電極ＭＲＧが設置されている。一方、前面パネルＰＮ２を構成する前面基板ＳＵＢ２の内面には陽極ＡＰＥと蛍光体ＰＨＳを有し、前面パネルＰＮ２は背面パネルＰＮ１に対して直角方向（ｚ方向）に封止枠ＭＦＬを介して貼り合わされる。
【００１１】
背面基板ＳＵＢ１に形成される陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧの間には絶縁層ＩＮＳが介在されている。陰極配線ＣＬから陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔが引き出され、制御電極ＭＲＧから制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔが引き出されている。また、参照符号ＥＸＣは排気管であり、背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２を貼り合わせた後、この排気管ＥＸＣで前記した真空度になるよう排気される。
【００１２】
このような表示装置では、表示画像の精細度が向上するに従い、陰極配線や制御電極は精細になり、両者を高精度で位置合わせすることが一つの課題となっている。精細度の向上に伴い、陰極配線と制御電極の間隙を均一に保持することも困難となる。また、電子源は陰極配線ＣＬ上に形成されるものでは、陰極配線ＣＬが精細になる程、電子源の形成領域が小さくなり、十分な電子源を設置することが難しくなる。これらも又解決すべき課題の一つである。
【００１３】
本発明の目的は、背面基板に形成した陰極配線に充分な電子源領域を確保し、この電子源領域に制御電極を高精度で位置合わせると共に、両者を均一にかつ容易に保持して固定して高精度かつ高信頼性の表示装置を実現することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、陰極配線を配線部（バスライン）と陰極部とに分け、配線部は信号の伝達に必要とされるだけの細いものとし、電子源を形成する陰極部の面積を島状に広く形成した。また、複数の陰極配線を群化（グループ化）し、その各陰極部を制御電極に有する電子通過孔に対応させた位置に形成し、配線部の間の間隙を小さくして、隣接する群の間に比較的大きなスペースを確保した。このスペースを利用して、背面基板への制御電極の設置における裕度を大きくする。
【００１５】
さらに、制御電極の背面基板側に点状あるいは線状の突出部（ブリッジ）を設け、この突出部を上記スペース部で背面基板に当接させることで陰極配線と制御電極との間に所定の間隙を確保する。そしてさらに、背面基板に前面基板を貼り合わせる際の両者の間の間隔を所定値に保持するための間隔保持部材を上記スペースを利用して設置する。
【００１６】
このようにしたことで、陰極面積を拡大して制御電極の電子通過孔との間の位置合わせを容易にし、組立て作業の容易化が実現される。その結果、歩留りが向上し、コスト低減が可能となる。
【００１７】
本発明の代表的な構成を記述すれば以下のとおりである。すなわち、
（１）、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た多数本の陰極配線と、前記他方向に延在し前記一方向に並設され前記陰極配線に所定の間隙をもって設置されて前記陰極配線との交差部に電子通過孔を有する多数本の制御電極とを内面に有する背面基板と、
前記背面基板に対して所定の間隔をもって対向配置されて前記制御電極の電子通過孔に対向する位置に設けた蛍光体および陽極を前記背面基板の内面に対向する内面に有する前面基板と、
を有する表示装置であって、
前記多数本の陰極配線は、前記一方向に延在する配線部と、前記制御電極との交差部に前記配線部と一体的に形成されて当該配線部よりも大面積の陰極部とからなり、
前記陰極部の、少なくとも前記制御電極の電子通過孔に臨む部分に電子源を有する。
【００１８】
（２）、（１）において、前記陰極配線は複数本毎の群に構成され、隣接する群の陰極配線間の間隔が同一群内の陰極配線間の間隔と同一とした。
【００１９】
（３）、（１）において、前記陰極配線は複数本毎の群に構成され、隣接する群の陰極配線間の間隔が同一群内の陰極配線間の間隔より大とした。
【００２０】
（４）、（２）または（３）において、前記陰極配線の各群の中央から前記他方向の端部側に離れて位置する陰極部は当該陰極部を構成する配線部に関して非対称とした。
【００２１】
（５）、（２）乃至（４）の何れかにおいて、前記群の陰極配線は赤、緑、青に対応する３本とした。
【００２２】
（６）、（５）において、前記群の中央の陰極配線の陰極部は当該配線部の延在方向に関して対称であり、両側の陰極配線の陰極部は当該配線部の延在方向に関して非対称とした。
【００２３】
（７）、（２）乃至（６）の何れかにおいて、前記群の間に前記制御電極を背面基板に所定の間隙で保持する絶縁層を設けた。
【００２４】
（８）、（２）乃至（６）の何れかにおいて、前記制御電極の前記背面基板側に前記背面基板に当接させて所定の間隙で保持する突出部を有し、前記突出部を前記群の間に位置させた。
【００２５】
（９）、（１）乃至（８）の何れかにおいて、前記背面基板に前記前面基板を所定の間隔で設置する間隔保持部材を有せしめた。
【００２６】
（１０）、（２）乃至（８）の何れかにおいて、前記間隔保持部材を前記群の間に設置した。
【００２７】
（１１）、（１０）において、前記間隔保持部材を、前記制御電極の間で前記背面基板に当接させた。
【００２８】
なお、本発明は、上記の各構成およ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しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
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は本発明による表示装置の第１実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。また、図２は図１における陰極配線の構成を分かり易く示した模式図であり、陰極配線が陰極部と配線部とから構成されることを示している。図１および図２中、参照符号ＣＬＢは配線部、ＣＬＡは陰極部である。なお、仮想線で示した参照符号ＭＲＧは制御電極を示す。この制御電極には後述するような電子通過孔を有する。本実施例では、陰極配線ＣＬは配線部ＣＬＢと陰極部ＣＬＡで構成される。
【００３０】
この陰極配線はインジウム・チン・オキサイド（ＩＴＯ）やクロム、銅、アルミニウムなどの金属膜やそれらの合金、若しくはそれらの積層体の成膜、あるいは銀ペースト等の導電性塗料の印刷などで構成される。配線部ＣＬＢと陰極部ＣＬＡは同時に形成するのが好ましいが、配線部の形成と陰極部の形成を別工程とすることも可能である。しかし、本実施例を含む本発明の実施例では同じ工程で同時に形成されるものとして説明する。陰極配線ＣＬの形成時、陰極部ＣＬＡは配線部ＣＬＢよりも幅広に（面積が大きく）形成される。陰極部ＣＬＡの形状は制御電極ＭＲＧの幅方向（ｙ方向）に長辺を有する矩形である。この陰極部ＣＬＡにカーボンナノチューブ等の電子源が形成される。図１に示した実施例は、陰極配線ＣＬの配線部ＣＬＢは当該陰極配線の配列方向（ｘ方向）に等間隔であり、各陰極部ＣＬＡは配線部ＣＬＢの延在方向（ｙ方向）に関して対称とされている。
【００３１】
本実施例のように、陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡの面積を配線部ＣＬＢより広くしたことにより、電子源の設置に要する面積を大きく確保することが可能となり、電子源を設置する際の当該電子源の形成領域の位置決定、電子源の設置作業が容易になる。その結果、電子源から取り出される電子の量を増大することが可能となり、表示装置として要求される十分な電子を確保することができる。なお
、配線部ＣＬＢは所要の陰極電圧の印加に必要な電気抵抗に問題がない範囲でできるだけ細くする。またこの配線部ＣＬＢは、他の部品との接触を避けるためにも細いことが望ましい。そして、電子源を設置した後に行う制御電極ＭＲＧの組み立て工程での位置合わせも容易になる。
【００３２】
図３は本発明による表示装置の第２実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。図１および図２と同一の参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例の陰極配線ＣＬのそれぞれは第１実施例と同様に陰極部ＣＬＡの面積を配線部ＣＬＢより広くするという点では同じであるが、次の点で異なる。すなわち、本実施例では、陰極配線ＣＬを複数本ごとの群に分けてグルーピング配列（群化またはグループ化とも称する）としている。図３には隣接するグループＧｎとグループＧｎ＋１として示した。ここではカラー１トリオ画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する３本の陰極配線で１グループを構成している。そして、中央に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡは当該配線部ＣＬＢの延在方向（ｙ方向）に関してｘ方向で左右対称に広がり、両側の陰極配線ＣＬの各陰極部ＣＬＡは当該両側各配線部ＣＬＢに対しｘ方向で左右非対称に同面積で互いに離れる方向に広がって形成されている。陰極部ＣＬＡは矩形をなし、表示領域の全域でｘ方向に全て等ピッチで配列される。なお、色度、輝度が弱い色に対応する陰極部の面積を広くしてもよい。
【００３３】
本実施例の構成としたことにより、配線部ＣＬＢが形成される背面基板の基板面の無地領域を広くとることができ、後述する絶縁層や間隔保持手段の設置裕度を大きくすることができる。なお、グルーピングの１グループを構成する陰極配線の数は上記の３本に限るものではない。４本以上の陰極配線を１単位としてグルーピングする場合の陰極部の構成は３本の場合に準じる。すなわち、グループの中央部から外側に向けて、陰極部を配線部に対しｘ方向に左右非対称かつ同面積、あるいは色度、輝度が弱い色に対応する陰極部の面積を広くして配列する。
【００３４】
図４は本発明による表示装置の第３実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。図１〜図３と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例は、図３で説明した第２実施例と同様に３本の陰極配線で１グループを形成したグルーピング配列としたものである。図４には隣接するグループＧｎとグループＧｎ＋１として示した。図示したように、グループ内の左右に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡの形状が、中央に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡとは異なる形状としたものである。すなわち、左右に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡのｘ方向の辺が、ｙ方向に傾斜するようにカットした形状に形成した。３本の陰極配線の陰極部ＣＬＡの面積は同一として示したが、色度、輝度の弱い色に対応する陰極部の面積を大きくするようにしてもよい。
【００３５】
本実施例により、配線部ＣＬＢが形成される背面基板の基板面の無地領域をさらに広くとることができ、後述する絶縁層や間隔保持手段の設置裕度をより大きくすることができる。なお、第２実施例と同様にグルーピングの１グループを構成する陰極配線の数は上記の３本に限るものではない。４本以上の陰極配線を１単位としてグルーピングする場合の陰極部の構成は３本の場合に準じる。すなわち、グループの中央部から外側に向けて、陰極部を配線部に対しｘ方向に左右非対称かつ同面積、あるいは色度、輝度が弱い色に対応する陰極部の面積を広くして配列する。
【００３６】
図５は本発明による表示装置の第４実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。図中の参照符号ＳＵＢ１は背面基板、ＩＮＳは絶縁層、ＭＲＧは制御電極、ＥＰＨは電子通過孔、ＰＮ１は背面パネル、前記実施例の図面における参照符号と同一符号は同一機能部分を示す。本実施例は図４で説明した陰極配線を形成した背面基板ＳＵＢ１に絶縁層ＩＮＳを介して制御電極ＭＲＧを設置したものである。
【００３７】
制御電極ＭＲＧはリボン状の金属薄板からなり、各陰極部ＣＬＡに対応した位置に複数の電子通過孔ＥＰＨを有する。この制御電極ＭＲＧは絶縁層ＩＮＳの高さで陰極配線（陰極部ＣＬＡ）との間に所定の間隙をもって設置される。絶縁層ＩＮＳはグループ化した陰極配線の外側に位置する陰極部ＣＬＡのカット部分で確保された基板面のスペースに配置される。この絶縁層の断面形状は上記カット部分の形状に合わせた６角形としているが、これに限るものではなく、円形、楕円形、その他の多角形であってもよい。また、ｘ方向あるいはｙ方向もしくはｘ−ｙ方向に隣接する絶縁層を互いに連結させて配置してもよい。
【００３８】
なお、制御電極ＭＲＧに有する電子通過孔ＥＰＨは陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡに対応した位置に（直上に）形成される。その個数、サイズ、配列形状は図示したものに限らない。本実施例によれば、背面基板ＳＵＢ１に制御電極ＭＲＧを設置するための絶縁層は陰極配線ＣＬをグルーピングすることで確保された基板面のスペースに大きな裕度で配置することができる。また、絶縁層ＩＮＳの断面積を大きくとることができるため、制御電極ＭＲＧを正確、かつ強固に設置することが可能となる。
【００３９】
図６は本発明による表示装置の第５実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における制御電極を除去した背面基板の平面図であり、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図を示す。なお、同図（ｂ）には制御電極ＭＲＧの電子通過孔ＥＰＨを実線で示して陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡとの位置関係を明らかにしてある。図６中、図５と同一の参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例は、制御電極ＭＲＧの背面すなわち陰極配線側に突出部ＢＲＧを一体的に形成し、この突出部ＢＲＧを背面基板ＳＵＢ１に基板面に当接させて陰極配線ＣＬとの間に所定の間隙を確保して設置したものである。本実施例も図４で説明した陰極配線を形成した背面基板ＳＵＢ１に制御電極ＭＲＧを設置したものである。
【００４０】
図５の実施例と同様に、制御電極ＭＲＧに有する電子通過孔ＥＰＨは陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡに対応した位置に（直上に）形成される。その個数、サイズ、配列形状は図示したものに限らない。制御電極ＭＲＧに有する突出部ＢＲＧは当該制御電極ＭＲＧのホトリソグラフィー法等での形成時に同時に形成される。図６には、突出部ＢＲＧを矩形断面として示してあるが、これに限るものではなく、円形、楕円形、その他の多角形であってもよい。また、この突出部ＢＲＧをｘ方向あるいはｙ方向もしくはｘ−ｙ方向の陰極配線ＣＬが存在しない部分で互いに連結させて配置してもよい。本実施例によれば、背面基板ＳＵＢ１に制御電極ＭＲＧを設置するための突出部ＢＲＧは陰極配線ＣＬをグルーピングすることで確保された基板面のスペースに大きな裕度で配置することができる。また、この突出部ＢＲＧの断面積を大きくとることができるため、制御電極ＭＲＧを正確、かつ強固に設置することが可能となる。
【００４１】
図７は本発明による表示装置の第６実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。本実施例は、図６で説明した制御電極ＭＲＧの突出部ＢＲＧを、隣り合う制御電極ＭＲＧ間でｘ方向にずらして形成したものである。そして、この突出部ＢＲＧの位置を制御電極ＭＲＧの延在方向と交差する方向（ｙ方向）に突出させ、隣りの制御電極ＭＲＧの前記突出部と対応する部分を凹みＡＬＣを形成した。
【００４２】
本実施例によれば、第５実施例の効果に加えて、突出部ＢＲＧの存在しないスペースに陰極配線ＣＬの陰極部を延長させて形成することができる。その結果、陰極部の面積を広げ、電子放出量を増加させることができる。
【００４３】
図８は本発明による表示装置の第７実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。本実施例は図７の実施例で説明した突出部ＢＲＧを隣り合う制御電極ＭＲＧで同じ位置に設けたものである。すなわち、同一の制御電極ＭＲＧ内では、図のｙ方向に突出部ＢＲＧが存在する場合はそのｙ方向と逆方向には突出部ＢＲＧを設けずに凹みＡＬＣを形成し、この突出部ＢＲＧと凹みＡＬＣを互いに千鳥状に配置した。本実施例によれば、第６実施例の効果に加えて、さらに突出部ＢＲＧの設置スペースの裕度を増加させることができる。
【００４４】
図９は本発明による表示装置の第８実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。なお、同図（ｂ）では、背面基板ＳＵＢ１に有する陰極配線や前面基板ＳＵＢ２に有する蛍光体等は図示を省略してある。本実施例は、制御電極ＭＲＧの背面にｙ方向に長い突出部ＢＲＧを形成してある。この突出部ＢＲＧはグループ化した陰極配線ＣＬの隣接するスペースに位置させている。
【００４５】
そして、制御電極ＭＲＧの突出部ＢＲＧの両端部に凹部ＡＬＣを形成し、隣接する制御電極ＭＲＧについても同様の位置に凹部ＡＬＣを形成してある。したがって、互いに隣接する制御電極ＭＲＧの上記凹部ＡＬＣと両制御電極ＭＲＧの間隙でｘ方向とｙ方向に交差するスペースが形成される。このスペースに前面パネル（前面基板ＳＵＢ２）との間の間隔を規制する間隔保持部材ＳＰＣを設置する。この間隔保持部材ＳＰＣはガラス等の絶縁材で構成された略十字形の断面を有し、背面基板ＳＵＢ１と前面基板ＳＵＢ２の間の間隔を所定値に保持する。
【００４６】
なお、突出部ＢＲＧは複数の突起の配列、制御電極ＭＲＧの幅方向両端（凹みＡＬＣの端部）にのみ形成することもでき、さらにこの突出部ＢＲＧに代えて図５で説明したものと同様の絶縁層とすることもできる。
【００４７】
本実施例により、陰極配線の複数毎を１群としてグルーピングすることで、各グループの間のスペースが広く確保され、制御電極ＭＲＧを背面基板ＳＵＢ１に有する陰極配線ＣＬに対して所定の間隙で設置する裕度が向上する。また、間隔保持部材ＳＰＣの設置裕度が向上し、前面基板ＳＵＢ２を背面基板ＳＵＢ１に対して所定の間隔を保持して容易に組み立てることができる。
【００４８】
図１０は本発明による表示装置の前面パネルを除去して封止枠と共に示す背面パネルの平面図である。背面パネルＰＮ１を構成する背面基板ＳＵＢ１はガラスあるいはアルミナ等を好適とする絶縁材料で構成され、その内面に前記したカーボンナノチューブ等の電子源をもつ陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧを有する。陰極配線ＣＬは背面基板ＳＵＢ１上のｙ方向に延在し、このｙ方向に交差するｘ方向に多数本並設される。陰極配線ＣＬは銀などを含む導電ペーストの印刷等でパターニングされ、その端部から陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔが封止枠ＭＦＬの外側に引き出されている。なお、図１０では陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔを背面基板ＳＵＢ１の一辺にのみ引き出しているが、対向する両辺に引き出してもよい。
【００４９】
制御電極ＭＲＧは電子源を有する陰極配線ＣＬの上方に近接して、ｘ方向に延在しｙ方向に多数並設される。制御電極ＭＲＧは表示領域ＡＲの外側に設けた固定部でガラス材などの絶縁体からなる押さえ部材ＨＬＭ等で背面基板ＳＵＢ１に固定される。この固定部の近傍で制御電極ＭＲＧに制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔが接続されて封止枠ＭＦＬの外側に引き出されている。この制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔは背面基板ＳＵＢ１の一辺にのみ引き出しているが、対向する両辺に引き出してもよい。陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧの交差部に単位画素が形成される。なお、封止枠ＭＦＬに押さえ部材ＨＬＭの機能を持たせることもできる。
【００５０】
そして、陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧとの間の電位差で陰極配線ＣＬに有する電子源からの電子の放出量（オン・オフを含む）を制御する。一方、図示しない前面パネルを構成する前面基板の上に蛍光体と陽極とを有する。蛍光体は陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧの交差部に形成される画素に対応して形成される。
【００５１】
図１１は本発明による表示装置の等価回路例を説明するブロック図である。図中に破線で示した領域は表示領域ＡＲであり、この表示領域ＡＲに陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧが互いに交差して配置されてｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は単位画素を構成し、図中にＣ−ＰＸで示したＲ，Ｇ，Ｂのグループでカラー１画素を構成する。陰極配線ＣＬは陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔ（Ｘ１，Ｘ２，・・・Ｘｎ）で映像信号駆動回路ＸＤＲに接続される。制御電極ＭＲＧは制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔ（Ｙ１，Ｙ２，・・・Ｙｍ）で走査駆動回路ＹＤＲに接続されている。
【００５２】
映像信号駆動回路ＸＤＲには外部信号源から映像信号ＸＤＳが入力され、走査駆動回路ＹＤＲには同様に制御信号（同期信号等）ＹＤＳが入力される。これにより、制御電極ＭＲＧと陰極配線ＣＬとで順次選択された所定の画素が所定の色光で発光し、２次元の映像を表示する。本構成例の表示装置により、比較的低電圧で高効率のフラットパネル型の表示装置が実現される。
【００５３】
図１２は本発明の表示装置における間隔保持部材の設置状態の一例を模式的に説明する展開斜視図である。背面パネルＰＮ１や前面パネルＰＮ２の構成は図示を省略してある。この例では、間隔保持部材ＳＰＣをｙ方向、例えば図９で説明した陰極配線ＣＬの延在方向に延在させ、ｘ方向に並設している。この間隔保持部材ＳＰＣは、例えば図９における制御電極ＭＲＧに形成した突出部ＢＲＧの上に多数の制御電極ＭＲＧを横断させて載置する。また、この間隔保持部材ＳＰＣは図９の陰極配線のグループ毎に設置するものに限るものではなく、複数のグループ毎に設置してもよい。また、この間隔保持部材ＳＰＣは図９等に示した制御電極ＭＲＧの隣接スペースで多数の陰極配線ＣＬを横断するように設置してもよい。この場合も、複数の制御電極ＭＲＧ毎に設置することができる。
【００５４】
図１３は本発明による表示装置の全体構成の一例を模式的に説明する断面図である。背面パネルＰＮ１には、その内面にｙ方向に延在し、ｘ方向に並設された多数本の陰極配線ＣＬを有する。この陰極配線ＣＬの上にはカーボンナノチューブ等の電子源ＣＳを有する。また、前面基板ＰＮ２の内面には陽極ＡＰＥおよび蛍光体ＰＨＳを有する。なお、蛍光体ＰＨＳを覆って陽極ＡＰＥを形成してもよい。背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２は間隔保持部材ＳＰＣで所定の間隔に規制されている。背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２の両者の内周縁にはガラス等の絶縁材で形成された封止枠ＭＦＬを介挿して貼り合わされている。貼り合わされた内部を真空にして構成される。
【００５５】
本構成例では、陰極配線ＣＬをグルーピングさせており、グループ内の陰極配線ＣＬ間の間隙をｄ２、隣接するグループとの間隙をｄ１としたとき、ｄ１＞ｄ２となっている。この間隙ｄ１に前記図６等で説明した制御電極ＭＲＧに有する突出部ＢＲＧが位置する。また、間隔保持部材ＳＰＣは上記突出部ＢＲＧの前面パネルＰＮ２側に載置されて当該前面パネルＰＮ２と背面パネルＰＮ１を所定の間隔で保持している。
【００５６】
前面パネルＰＮ２に有する蛍光体ＰＨＳは等間隔としても良いが、本構成例では陰極配線ＣＬ間の間隙に対応してグルーピングし、１グループ内の蛍光体ＰＨＳ間の間隙をｄ４とし、隣接するグループの間の間隙をｄ３としたとき、ｄ３＞ｄ４としている。これにより、隣りのグループの蛍光体に電子が当たることを低減できる。また、陽極ＡＰＥをグルーピングしても良い。これにより、制御電極ＭＲＧと陰極配線ＣＬとで順次選択された所定の画素が所定の色光で発光し、２次元の映像を表示する。本構成例の表示装置により、比較的低電圧で高効率のフラットパネル型の表示装置が実現できる。
【００５７】
図１４は本発明による表示装置の背面パネルに対する前面パネルの蛍光体配置例の模式図である。表示領域ＡＲはｘ方向に長辺をもつ矩形であり、カラー表示のための各蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂはｘ方向に配列されている。ｘ方向は制御電極の延在方向、ｙ方向は陰極配線の延在方向、ｚ方向は前面基板側を示す。図中、参照符号ＥＸＣは排気管の位置を示す。
【００５８】
図１５は本発明の表示装置を実装した電子機器の一例としてのテレビ受像機の外観図である。このテレビ受像機の表示部ＤＳＰには前記した表示装置が実装され、その表示領域ＡＲが観察窓に露呈している。この表示部ＤＳＰはスタンド部ＳＴＤで植立して保持されている。なお、このテレビ受像機の形状はあくまで一例であり、この他に種々の形状を有するものとすることができる。
【００５９】
以上のように、様々な実施例を用いて本発明を説明してきたが、発明の目的や効果から考えて必須でない構成要素については適宜省略や変更が可能である。例えば、制御電極の構造が別部材として作製した板部材に限定されないものについては、別部材ではなく薄膜として形成してもよい。また、制御電極を陰極配線よりも下層に配置したアンダーゲート構造としても良い。さらに、制御電極を省略して２極管の構成としても良い。あるいは、集束電極を追加して４極管の構成としてもよい。
【００６０】
また、単純マトリクス型ではなく、アクティブ素子を用いたアクティブマトリクス型としても良い。前記したが、陽極の構造や陽極と蛍光体との積層順についても、陽極を金属とし、前面基板と陽極との間に蛍光体を配置したいわゆるメタルバック構造としても良い。その他、上記した以外にも様々な変更が可能であることは言うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、陰極配線を配線部と陰極部とで形成し、配線部は信号の伝達に必要とされるだけの細いものとし、電子源を形成する陰極部の面積を島状に広く形成し、また、複数の陰極配線を群化（グループ化：グルーピング）し、その各陰極部は制御電極に有する電子通過孔に対応させた位置に形成し、配線部の間の間隙を小さくすることで隣接する群の間に比較的大きなスペースを確保でき、このスペースを利用して背面基板への制御電極の設置における裕度、および前面基板を貼り合わせる際の両者の間の間隔を所定値に保持するための間隔保持部材の設置裕度を大きくでき、制御電極の電子通過孔との間の位置合わせを容易にし、組立て作業の容易化が実現される。その結果、歩留りが向上し、コスト低減が可能となり、表示品質の良好な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示装置の第１実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。
【図２】図１における陰極配線の構成を分かり易く示した模式図である。
【図３】本発明による表示装置の第２実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。
【図４】本発明による表示装置の第３実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。
【図５】本発明による表示装置の第４実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図である。
【図６】本発明による表示装置の第５実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図である。
【図７】本発明による表示装置の第６実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。
【図８】本発明による表示装置の第７実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。
【図９】本発明による表示装置の第８実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。
【図１０】本発明による表示装置の前面パネルを除去して封止枠と共に示す背面パネルの平面図である。
【図１１】本発明による表示装置の等価回路例を説明するブロック図である。
【図１２】本発明の表示装置における間隔保持部材の設置状態の一例を模式的に説明する展開斜視図である。
【図１３】本発明による表示装置の全体構成の一例を模式的に説明する断面図である。
【図１４】本発明による表示装置の背面パネルに対する前面パネルの蛍光体配置例の模式図である。
【図１５】本発明の表示装置を実装した電子機器の一例としてのテレビ受像機の外観図である。
【図１６】リボン状の金属薄板を制御電極として用いた電界放出型表示装置の概略構造を説明する模式図である。
【符号の説明】
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、ＣＬＡ・・・・陰極部、ＣＬＢ・・・・配線部、ＣＳ・・・・電子源、ＣＬ−Ｔ・・・・陰極配線引出端子、ＭＲＧ・・・・制御電極、ＭＲＧ−Ｔ・・・・制御電極引出端子、ＥＰＨ・・・・電子通過孔、ＢＲＧ・・・・突出部、ＳＰＣ・・・・間隔保持部材、ＩＮＳ・・・・絶縁層、ＡＬＣ・・・・凹部、ＭＦＬ・・・・封止枠、ＨＬＭ・・・・保持部材、ＥＸＣ・・・・排気管、ＡＰＥ・・・・陽極、ＰＨＳ・・・・蛍光体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界の印加による真空中への電子放出を利用した表示装置に係り、特に電子放出機構を構成する多数の陰極配線と多数の制御電極を形成した背面基板と、蛍光体と陽極を形成した前面基板とを貼り合わせた電界放出型の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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（ＦＥＤ）と呼ばれる）や、低消費電力を特徴とする有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）など、種々の型式のパネル型表示装置の実用化も近い。
【０００４】
このようなパネル型の表示装置のうち、上記電界放出型表示装置には、Ｃ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔらにより発案された電子放出構造をもつもの、メタル−インシュレータ−メタル（ＭＩＭ）型の電子放出構造をもつもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造（表面伝導型電子源とも呼ばれる）をもつもの、さらにはダイアモンド膜やグラファイト膜、カーボンナノチューブの持つ電子放出現象を利用するもの、等が知られている。
【０００５】
電界放出型の表示装置は、内面に電界放出型の電子源を有する陰極配線と制御電極を形成した背面パネルと、この背面パネルと対向する内面に陽極と蛍光体を形成した前面パネルを有し、両者の内周縁に封止枠を介挿して貼り合わせ、その内部を真空にして構成される。また、背面パネルと前面パネルの間の間隔を所定値に保持するために、当該背面パネルと前面パネルの間に上記陰極配線ならびに制御電極を避けた位置に間隔保持部材を設けている。
【０００６】
背面パネルはガラスあるいはアルミナ等を好適とする背面基板の上に電子源をもつ複数の陰極配線と制御電極を有する。陰極配線は、背面基板上の一方向に延在し、他方向に多数本並設される。制御電極は陰極配線とは絶縁され、かつ近接して、上記他方向に延在し上記一方向に多数本並設される。陰極配線（陰極配線に有する電子源）と制御電極との交差部に１画素（モノクロ表示の単位画素）または１単位画素（カラー表示の場合は例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの単位画素でカラー１画素を構成する。この場合のＲ，Ｇ，Ｂの単位画素を意味する。以下、これらを総称して画素と称する）が形成される。
【０００７】
そして、陰極配線と制御電極との間の電位差で電子源からの電子の放出量（オン・オフを含む）を制御する。一方、前面パネルはガラス等の光透過性の材料で形成された前面基板の上に陽極と蛍光体とを有する。封止枠で封止された内部は、例えば１０-5〜１０-7Ｔｏｒｒの真空に排気される。制御電極は陰極配線と制御電極の各交差部に電子通過孔を有し、陰極配線の電子源から放出される電子を陽極側に通過させる。上記電子源は、例えばカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、あるいはダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、所謂スピント、その他の電界放出陰極（以下、陰極をカソードとも言う）で構成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
陰極配線同士は間隙をもって並設される。また、制御電極は電子通過孔を有する板状の金属薄板、あるいは金属メッシュ、金属蒸着膜で構成される。金属メッシュの場合は、そのメッシュ孔が電子通過孔となり、金属蒸着膜の場合は陰極配線との間に絶縁層を設け、その上に電子通過孔を有する金属膜を蒸着する。電子通過孔に対応する電子源の部分の絶縁層は除去される。
【０００９】
近年、本出願人から上記の制御電極としてリボン状の金属薄板を用いた形式としたものが提案されている。この形式の制御電極はメタルリボングリッド（ＭＲＧ）と称される。このような制御電極は金属薄板にホトリソグラフィー法等を用いて形成され、各リボン状電極には画素ごとに１または複数の電子通過孔を有する。
【００１０】
図１６はリボン状の金属薄板を制御電極として用いた電界放出型表示装置の概略構造を説明する模式図であり、（ａ）は展開斜視図、（ｂ）は断面図を示す。なお、図１６では、細かい構成は省略してある。図中、参照符号ＰＮ１は背面パネル、ＰＮ２は前面パネル、ＭＦＬは封止枠を示す。背面パネルＰＮ１を構成する背面基板ＳＵＢ１の内面には多数の陰極配線ＣＬが一方向（ｙ方向）に延在しｙ方向に交差する他方向（ｘ方向）に並設して形成されている。その上にｘ方向に延在しｙ方向に並設された多数の制御電極ＭＲＧが設置されている。一方、前面パネルＰＮ２を構成する前面基板ＳＵＢ２の内面には陽極ＡＰＥと蛍光体ＰＨＳを有し、前面パネルＰＮ２は背面パネルＰＮ１に対して直角方向（ｚ方向）に封止枠ＭＦＬを介して貼り合わされる。
【００１１】
背面基板ＳＵＢ１に形成される陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧの間には絶縁層ＩＮＳが介在されている。陰極配線ＣＬから陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔが引き出され、制御電極ＭＲＧから制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔが引き出されている。また、参照符号ＥＸＣは排気管であり、背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２を貼り合わせた後、この排気管ＥＸＣで前記した真空度になるよう排気される。
【００１２】
このような表示装置では、表示画像の精細度が向上するに従い、陰極配線や制御電極は精細になり、両者を高精度で位置合わせすることが一つの課題となっている。精細度の向上に伴い、陰極配線と制御電極の間隙を均一に保持することも困難となる。また、電子源は陰極配線ＣＬ上に形成されるものでは、陰極配線ＣＬが精細になる程、電子源の形成領域が小さくなり、十分な電子源を設置することが難しくなる。これらも又解決すべき課題の一つである。
【００１３】
本発明の目的は、背面基板に形成した陰極配線に充分な電子源領域を確保し、この電子源領域に制御電極を高精度で位置合わせると共に、両者を均一にかつ容易に保持して固定して高精度かつ高信頼性の表示装置を実現することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、陰極配線を配線部（バスライン）と陰極部とに分け、配線部は信号の伝達に必要とされるだけの細いものとし、電子源を形成する陰極部の面積を島状に広く形成した。また、複数の陰極配線を群化（グループ化）し、その各陰極部を制御電極に有する電子通過孔に対応させた位置に形成し、配線部の間の間隙を小さくして、隣接する群の間に比較的大きなスペースを確保した。このスペースを利用して、背面基板への制御電極の設置における裕度を大きくする。
【００１５】
さらに、制御電極の背面基板側に点状あるいは線状の突出部（ブリッジ）を設け、この突出部を上記スペース部で背面基板に当接させることで陰極配線と制御電極との間に所定の間隙を確保する。そしてさらに、背面基板に前面基板を貼り合わせる際の両者の間の間隔を所定値に保持するための間隔保持部材を上記スペースを利用して設置する。
【００１６】
このようにしたことで、陰極面積を拡大して制御電極の電子通過孔との間の位置合わせを容易にし、組立て作業の容易化が実現される。その結果、歩留りが向上し、コスト低減が可能となる。
【００１７】
本発明の代表的な構成を記述すれば以下のとおりである。すなわち、
（１）、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た多数本の陰極配線と、前記他方向に延在し前記一方向に並設され前記陰極配線に所定の間隙をもって設置されて前記陰極配線との交差部に電子通過孔を有する多数本の制御電極とを内面に有する背面基板と、
前記背面基板に対して所定の間隔をもって対向配置されて前記制御電極の電子通過孔に対向する位置に設けた蛍光体および陽極を前記背面基板の内面に対向する内面に有する前面基板と、
を有する表示装置であって、
前記多数本の陰極配線は、前記一方向に延在する配線部と、前記制御電極との交差部に前記配線部と一体的に形成されて当該配線部よりも大面積の陰極部とからなり、
前記陰極部の、少なくとも前記制御電極の電子通過孔に臨む部分に電子源を有する。
【００１８】
（２）、（１）において、前記陰極配線は複数本毎の群に構成され、隣接する群の陰極配線間の間隔が同一群内の陰極配線間の間隔と同一とした。
【００１９】
（３）、（１）において、前記陰極配線は複数本毎の群に構成され、隣接する群の陰極配線間の間隔が同一群内の陰極配線間の間隔より大とした。
【００２０】
（４）、（２）または（３）において、前記陰極配線の各群の中央から前記他方向の端部側に離れて位置する陰極部は当該陰極部を構成する配線部に関して非対称とした。
【００２１】
（５）、（２）乃至（４）の何れかにおいて、前記群の陰極配線は赤、緑、青に対応する３本とした。
【００２２】
（６）、（５）において、前記群の中央の陰極配線の陰極部は当該配線部の延在方向に関して対称であり、両側の陰極配線の陰極部は当該配線部の延在方向に関して非対称とした。
【００２３】
（７）、（２）乃至（６）の何れかにおいて、前記群の間に前記制御電極を背面基板に所定の間隙で保持する絶縁層を設けた。
【００２４】
（８）、（２）乃至（６）の何れかにおいて、前記制御電極の前記背面基板側に前記背面基板に当接させて所定の間隙で保持する突出部を有し、前記突出部を前記群の間に位置させた。
【００２５】
（９）、（１）乃至（８）の何れかにおいて、前記背面基板に前記前面基板を所定の間隔で設置する間隔保持部材を有せしめた。
【００２６】
（１０）、（２）乃至（８）の何れかにおいて、前記間隔保持部材を前記群の間に設置した。
【００２７】
（１１）、（１０）において、前記間隔保持部材を、前記制御電極の間で前記背面基板に当接させた。
【００２８】
なお、本発明は、上記の各構成およ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しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
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は本発明による表示装置の第１実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。また、図２は図１における陰極配線の構成を分かり易く示した模式図であり、陰極配線が陰極部と配線部とから構成されることを示している。図１および図２中、参照符号ＣＬＢは配線部、ＣＬＡは陰極部である。なお、仮想線で示した参照符号ＭＲＧは制御電極を示す。この制御電極には後述するような電子通過孔を有する。本実施例では、陰極配線ＣＬは配線部ＣＬＢと陰極部ＣＬＡで構成される。
【００３０】
この陰極配線はインジウム・チン・オキサイド（ＩＴＯ）やクロム、銅、アルミニウムなどの金属膜やそれらの合金、若しくはそれらの積層体の成膜、あるいは銀ペースト等の導電性塗料の印刷などで構成される。配線部ＣＬＢと陰極部ＣＬＡは同時に形成するのが好ましいが、配線部の形成と陰極部の形成を別工程とすることも可能である。しかし、本実施例を含む本発明の実施例では同じ工程で同時に形成されるものとして説明する。陰極配線ＣＬの形成時、陰極部ＣＬＡは配線部ＣＬＢよりも幅広に（面積が大きく）形成される。陰極部ＣＬＡの形状は制御電極ＭＲＧの幅方向（ｙ方向）に長辺を有する矩形である。この陰極部ＣＬＡにカーボンナノチューブ等の電子源が形成される。図１に示した実施例は、陰極配線ＣＬの配線部ＣＬＢは当該陰極配線の配列方向（ｘ方向）に等間隔であり、各陰極部ＣＬＡは配線部ＣＬＢの延在方向（ｙ方向）に関して対称とされている。
【００３１】
本実施例のように、陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡの面積を配線部ＣＬＢより広くしたことにより、電子源の設置に要する面積を大きく確保することが可能となり、電子源を設置する際の当該電子源の形成領域の位置決定、電子源の設置作業が容易になる。その結果、電子源から取り出される電子の量を増大することが可能となり、表示装置として要求される十分な電子を確保することができる。なお
、配線部ＣＬＢは所要の陰極電圧の印加に必要な電気抵抗に問題がない範囲でできるだけ細くする。またこの配線部ＣＬＢは、他の部品との接触を避けるためにも細いことが望ましい。そして、電子源を設置した後に行う制御電極ＭＲＧの組み立て工程での位置合わせも容易になる。
【００３２】
図３は本発明による表示装置の第２実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。図１および図２と同一の参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例の陰極配線ＣＬのそれぞれは第１実施例と同様に陰極部ＣＬＡの面積を配線部ＣＬＢより広くするという点では同じであるが、次の点で異なる。すなわち、本実施例では、陰極配線ＣＬを複数本ごとの群に分けてグルーピング配列（群化またはグループ化とも称する）としている。図３には隣接するグループＧｎとグループＧｎ＋１として示した。ここではカラー１トリオ画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する３本の陰極配線で１グループを構成している。そして、中央に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡは当該配線部ＣＬＢの延在方向（ｙ方向）に関してｘ方向で左右対称に広がり、両側の陰極配線ＣＬの各陰極部ＣＬＡは当該両側各配線部ＣＬＢに対しｘ方向で左右非対称に同面積で互いに離れる方向に広がって形成されている。陰極部ＣＬＡは矩形をなし、表示領域の全域でｘ方向に全て等ピッチで配列される。なお、色度、輝度が弱い色に対応する陰極部の面積を広くしてもよい。
【００３３】
本実施例の構成としたことにより、配線部ＣＬＢが形成される背面基板の基板面の無地領域を広くとることができ、後述する絶縁層や間隔保持手段の設置裕度を大きくすることができる。なお、グルーピングの１グループを構成する陰極配線の数は上記の３本に限るものではない。４本以上の陰極配線を１単位としてグルーピングする場合の陰極部の構成は３本の場合に準じる。すなわち、グループの中央部から外側に向けて、陰極部を配線部に対しｘ方向に左右非対称かつ同面積、あるいは色度、輝度が弱い色に対応する陰極部の面積を広くして配列する。
【００３４】
図４は本発明による表示装置の第３実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。図１〜図３と同一参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例は、図３で説明した第２実施例と同様に３本の陰極配線で１グループを形成したグルーピング配列としたものである。図４には隣接するグループＧｎとグループＧｎ＋１として示した。図示したように、グループ内の左右に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡの形状が、中央に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡとは異なる形状としたものである。すなわち、左右に位置する陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡのｘ方向の辺が、ｙ方向に傾斜するようにカットした形状に形成した。３本の陰極配線の陰極部ＣＬＡの面積は同一として示したが、色度、輝度の弱い色に対応する陰極部の面積を大きくするようにしてもよい。
【００３５】
本実施例により、配線部ＣＬＢが形成される背面基板の基板面の無地領域をさらに広くとることができ、後述する絶縁層や間隔保持手段の設置裕度をより大きくすることができる。なお、第２実施例と同様にグルーピングの１グループを構成する陰極配線の数は上記の３本に限るものではない。４本以上の陰極配線を１単位としてグルーピングする場合の陰極部の構成は３本の場合に準じる。すなわち、グループの中央部から外側に向けて、陰極部を配線部に対しｘ方向に左右非対称かつ同面積、あるいは色度、輝度が弱い色に対応する陰極部の面積を広くして配列する。
【００３６】
図５は本発明による表示装置の第４実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図を示す。図中の参照符号ＳＵＢ１は背面基板、ＩＮＳは絶縁層、ＭＲＧは制御電極、ＥＰＨは電子通過孔、ＰＮ１は背面パネル、前記実施例の図面における参照符号と同一符号は同一機能部分を示す。本実施例は図４で説明した陰極配線を形成した背面基板ＳＵＢ１に絶縁層ＩＮＳを介して制御電極ＭＲＧを設置したものである。
【００３７】
制御電極ＭＲＧはリボン状の金属薄板からなり、各陰極部ＣＬＡに対応した位置に複数の電子通過孔ＥＰＨを有する。この制御電極ＭＲＧは絶縁層ＩＮＳの高さで陰極配線（陰極部ＣＬＡ）との間に所定の間隙をもって設置される。絶縁層ＩＮＳはグループ化した陰極配線の外側に位置する陰極部ＣＬＡのカット部分で確保された基板面のスペースに配置される。この絶縁層の断面形状は上記カット部分の形状に合わせた６角形としているが、これに限るものではなく、円形、楕円形、その他の多角形であってもよい。また、ｘ方向あるいはｙ方向もしくはｘ−ｙ方向に隣接する絶縁層を互いに連結させて配置してもよい。
【００３８】
なお、制御電極ＭＲＧに有する電子通過孔ＥＰＨは陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡに対応した位置に（直上に）形成される。その個数、サイズ、配列形状は図示したものに限らない。本実施例によれば、背面基板ＳＵＢ１に制御電極ＭＲＧを設置するための絶縁層は陰極配線ＣＬをグルーピングすることで確保された基板面のスペースに大きな裕度で配置することができる。また、絶縁層ＩＮＳの断面積を大きくとることができるため、制御電極ＭＲＧを正確、かつ強固に設置することが可能となる。
【００３９】
図６は本発明による表示装置の第５実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における制御電極を除去した背面基板の平面図であり、同図（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図を示す。なお、同図（ｂ）には制御電極ＭＲＧの電子通過孔ＥＰＨを実線で示して陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡとの位置関係を明らかにしてある。図６中、図５と同一の参照符号は同一機能部分に対応する。本実施例は、制御電極ＭＲＧの背面すなわち陰極配線側に突出部ＢＲＧを一体的に形成し、この突出部ＢＲＧを背面基板ＳＵＢ１に基板面に当接させて陰極配線ＣＬとの間に所定の間隙を確保して設置したものである。本実施例も図４で説明した陰極配線を形成した背面基板ＳＵＢ１に制御電極ＭＲＧを設置したものである。
【００４０】
図５の実施例と同様に、制御電極ＭＲＧに有する電子通過孔ＥＰＨは陰極配線ＣＬの陰極部ＣＬＡに対応した位置に（直上に）形成される。その個数、サイズ、配列形状は図示したものに限らない。制御電極ＭＲＧに有する突出部ＢＲＧは当該制御電極ＭＲＧのホトリソグラフィー法等での形成時に同時に形成される。図６には、突出部ＢＲＧを矩形断面として示してあるが、これに限るものではなく、円形、楕円形、その他の多角形であってもよい。また、この突出部ＢＲＧをｘ方向あるいはｙ方向もしくはｘ−ｙ方向の陰極配線ＣＬが存在しない部分で互いに連結させて配置してもよい。本実施例によれば、背面基板ＳＵＢ１に制御電極ＭＲＧを設置するための突出部ＢＲＧは陰極配線ＣＬをグルーピングすることで確保された基板面のスペースに大きな裕度で配置することができる。また、この突出部ＢＲＧの断面積を大きくとることができるため、制御電極ＭＲＧを正確、かつ強固に設置することが可能となる。
【００４１】
図７は本発明による表示装置の第６実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。本実施例は、図６で説明した制御電極ＭＲＧの突出部ＢＲＧを、隣り合う制御電極ＭＲＧ間でｘ方向にずらして形成したものである。そして、この突出部ＢＲＧの位置を制御電極ＭＲＧの延在方向と交差する方向（ｙ方向）に突出させ、隣りの制御電極ＭＲＧの前記突出部と対応する部分を凹みＡＬＣを形成した。
【００４２】
本実施例によれば、第５実施例の効果に加えて、突出部ＢＲＧの存在しないスペースに陰極配線ＣＬの陰極部を延長させて形成することができる。その結果、陰極部の面積を広げ、電子放出量を増加させることができる。
【００４３】
図８は本発明による表示装置の第７実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。本実施例は図７の実施例で説明した突出部ＢＲＧを隣り合う制御電極ＭＲＧで同じ位置に設けたものである。すなわち、同一の制御電極ＭＲＧ内では、図のｙ方向に突出部ＢＲＧが存在する場合はそのｙ方向と逆方向には突出部ＢＲＧを設けずに凹みＡＬＣを形成し、この突出部ＢＲＧと凹みＡＬＣを互いに千鳥状に配置した。本実施例によれば、第６実施例の効果に加えて、さらに突出部ＢＲＧの設置スペースの裕度を増加させることができる。
【００４４】
図９は本発明による表示装置の第８実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。なお、同図（ｂ）では、背面基板ＳＵＢ１に有する陰極配線や前面基板ＳＵＢ２に有する蛍光体等は図示を省略してある。本実施例は、制御電極ＭＲＧの背面にｙ方向に長い突出部ＢＲＧを形成してある。この突出部ＢＲＧはグループ化した陰極配線ＣＬの隣接するスペースに位置させている。
【００４５】
そして、制御電極ＭＲＧの突出部ＢＲＧの両端部に凹部ＡＬＣを形成し、隣接する制御電極ＭＲＧについても同様の位置に凹部ＡＬＣを形成してある。したがって、互いに隣接する制御電極ＭＲＧの上記凹部ＡＬＣと両制御電極ＭＲＧの間隙でｘ方向とｙ方向に交差するスペースが形成される。このスペースに前面パネル（前面基板ＳＵＢ２）との間の間隔を規制する間隔保持部材ＳＰＣを設置する。この間隔保持部材ＳＰＣはガラス等の絶縁材で構成された略十字形の断面を有し、背面基板ＳＵＢ１と前面基板ＳＵＢ２の間の間隔を所定値に保持する。
【００４６】
なお、突出部ＢＲＧは複数の突起の配列、制御電極ＭＲＧの幅方向両端（凹みＡＬＣの端部）にのみ形成することもでき、さらにこの突出部ＢＲＧに代えて図５で説明したものと同様の絶縁層とすることもできる。
【００４７】
本実施例により、陰極配線の複数毎を１群としてグルーピングすることで、各グループの間のスペースが広く確保され、制御電極ＭＲＧを背面基板ＳＵＢ１に有する陰極配線ＣＬに対して所定の間隙で設置する裕度が向上する。また、間隔保持部材ＳＰＣの設置裕度が向上し、前面基板ＳＵＢ２を背面基板ＳＵＢ１に対して所定の間隔を保持して容易に組み立てることができる。
【００４８】
図１０は本発明による表示装置の前面パネルを除去して封止枠と共に示す背面パネルの平面図である。背面パネルＰＮ１を構成する背面基板ＳＵＢ１はガラスあるいはアルミナ等を好適とする絶縁材料で構成され、その内面に前記したカーボンナノチューブ等の電子源をもつ陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧを有する。陰極配線ＣＬは背面基板ＳＵＢ１上のｙ方向に延在し、このｙ方向に交差するｘ方向に多数本並設される。陰極配線ＣＬは銀などを含む導電ペーストの印刷等でパターニングされ、その端部から陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔが封止枠ＭＦＬの外側に引き出されている。なお、図１０では陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔを背面基板ＳＵＢ１の一辺にのみ引き出しているが、対向する両辺に引き出してもよい。
【００４９】
制御電極ＭＲＧは電子源を有する陰極配線ＣＬの上方に近接して、ｘ方向に延在しｙ方向に多数並設される。制御電極ＭＲＧは表示領域ＡＲの外側に設けた固定部でガラス材などの絶縁体からなる押さえ部材ＨＬＭ等で背面基板ＳＵＢ１に固定される。この固定部の近傍で制御電極ＭＲＧに制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔが接続されて封止枠ＭＦＬの外側に引き出されている。この制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔは背面基板ＳＵＢ１の一辺にのみ引き出しているが、対向する両辺に引き出してもよい。陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧの交差部に単位画素が形成される。なお、封止枠ＭＦＬに押さえ部材ＨＬＭの機能を持たせることもできる。
【００５０】
そして、陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧとの間の電位差で陰極配線ＣＬに有する電子源からの電子の放出量（オン・オフを含む）を制御する。一方、図示しない前面パネルを構成する前面基板の上に蛍光体と陽極とを有する。蛍光体は陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧの交差部に形成される画素に対応して形成される。
【００５１】
図１１は本発明による表示装置の等価回路例を説明するブロック図である。図中に破線で示した領域は表示領域ＡＲであり、この表示領域ＡＲに陰極配線ＣＬと制御電極ＭＲＧが互いに交差して配置されてｎ×ｍのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は単位画素を構成し、図中にＣ−ＰＸで示したＲ，Ｇ，Ｂのグループでカラー１画素を構成する。陰極配線ＣＬは陰極配線引出端子ＣＬ−Ｔ（Ｘ１，Ｘ２，・・・Ｘｎ）で映像信号駆動回路ＸＤＲに接続される。制御電極ＭＲＧは制御電極引出端子ＭＲＧ−Ｔ（Ｙ１，Ｙ２，・・・Ｙｍ）で走査駆動回路ＹＤＲに接続されている。
【００５２】
映像信号駆動回路ＸＤＲには外部信号源から映像信号ＸＤＳが入力され、走査駆動回路ＹＤＲには同様に制御信号（同期信号等）ＹＤＳが入力される。これにより、制御電極ＭＲＧと陰極配線ＣＬとで順次選択された所定の画素が所定の色光で発光し、２次元の映像を表示する。本構成例の表示装置により、比較的低電圧で高効率のフラットパネル型の表示装置が実現される。
【００５３】
図１２は本発明の表示装置における間隔保持部材の設置状態の一例を模式的に説明する展開斜視図である。背面パネルＰＮ１や前面パネルＰＮ２の構成は図示を省略してある。この例では、間隔保持部材ＳＰＣをｙ方向、例えば図９で説明した陰極配線ＣＬの延在方向に延在させ、ｘ方向に並設している。この間隔保持部材ＳＰＣは、例えば図９における制御電極ＭＲＧに形成した突出部ＢＲＧの上に多数の制御電極ＭＲＧを横断させて載置する。また、この間隔保持部材ＳＰＣは図９の陰極配線のグループ毎に設置するものに限るものではなく、複数のグループ毎に設置してもよい。また、この間隔保持部材ＳＰＣは図９等に示した制御電極ＭＲＧの隣接スペースで多数の陰極配線ＣＬを横断するように設置してもよい。この場合も、複数の制御電極ＭＲＧ毎に設置することができる。
【００５４】
図１３は本発明による表示装置の全体構成の一例を模式的に説明する断面図である。背面パネルＰＮ１には、その内面にｙ方向に延在し、ｘ方向に並設された多数本の陰極配線ＣＬを有する。この陰極配線ＣＬの上にはカーボンナノチューブ等の電子源ＣＳを有する。また、前面基板ＰＮ２の内面には陽極ＡＰＥおよび蛍光体ＰＨＳを有する。なお、蛍光体ＰＨＳを覆って陽極ＡＰＥを形成してもよい。背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２は間隔保持部材ＳＰＣで所定の間隔に規制されている。背面パネルＰＮ１と前面パネルＰＮ２の両者の内周縁にはガラス等の絶縁材で形成された封止枠ＭＦＬを介挿して貼り合わされている。貼り合わされた内部を真空にして構成される。
【００５５】
本構成例では、陰極配線ＣＬをグルーピングさせており、グループ内の陰極配線ＣＬ間の間隙をｄ２、隣接するグループとの間隙をｄ１としたとき、ｄ１＞ｄ２となっている。この間隙ｄ１に前記図６等で説明した制御電極ＭＲＧに有する突出部ＢＲＧが位置する。また、間隔保持部材ＳＰＣは上記突出部ＢＲＧの前面パネルＰＮ２側に載置されて当該前面パネルＰＮ２と背面パネルＰＮ１を所定の間隔で保持している。
【００５６】
前面パネルＰＮ２に有する蛍光体ＰＨＳは等間隔としても良いが、本構成例では陰極配線ＣＬ間の間隙に対応してグルーピングし、１グループ内の蛍光体ＰＨＳ間の間隙をｄ４とし、隣接するグループの間の間隙をｄ３としたとき、ｄ３＞ｄ４としている。これにより、隣りのグループの蛍光体に電子が当たることを低減できる。また、陽極ＡＰＥをグルーピングしても良い。これにより、制御電極ＭＲＧと陰極配線ＣＬとで順次選択された所定の画素が所定の色光で発光し、２次元の映像を表示する。本構成例の表示装置により、比較的低電圧で高効率のフラットパネル型の表示装置が実現できる。
【００５７】
図１４は本発明による表示装置の背面パネルに対する前面パネルの蛍光体配置例の模式図である。表示領域ＡＲはｘ方向に長辺をもつ矩形であり、カラー表示のための各蛍光体Ｒ，Ｇ，Ｂはｘ方向に配列されている。ｘ方向は制御電極の延在方向、ｙ方向は陰極配線の延在方向、ｚ方向は前面基板側を示す。図中、参照符号ＥＸＣは排気管の位置を示す。
【００５８】
図１５は本発明の表示装置を実装した電子機器の一例としてのテレビ受像機の外観図である。このテレビ受像機の表示部ＤＳＰには前記した表示装置が実装され、その表示領域ＡＲが観察窓に露呈している。この表示部ＤＳＰはスタンド部ＳＴＤで植立して保持されている。なお、このテレビ受像機の形状はあくまで一例であり、この他に種々の形状を有するものとすることができる。
【００５９】
以上のように、様々な実施例を用いて本発明を説明してきたが、発明の目的や効果から考えて必須でない構成要素については適宜省略や変更が可能である。例えば、制御電極の構造が別部材として作製した板部材に限定されないものについては、別部材ではなく薄膜として形成してもよい。また、制御電極を陰極配線よりも下層に配置したアンダーゲート構造としても良い。さらに、制御電極を省略して２極管の構成としても良い。あるいは、集束電極を追加して４極管の構成としてもよい。
【００６０】
また、単純マトリクス型ではなく、アクティブ素子を用いたアクティブマトリクス型としても良い。前記したが、陽極の構造や陽極と蛍光体との積層順についても、陽極を金属とし、前面基板と陽極との間に蛍光体を配置したいわゆるメタルバック構造としても良い。その他、上記した以外にも様々な変更が可能であることは言うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、陰極配線を配線部と陰極部とで形成し、配線部は信号の伝達に必要とされるだけの細いものとし、電子源を形成する陰極部の面積を島状に広く形成し、また、複数の陰極配線を群化（グループ化：グルーピング）し、その各陰極部は制御電極に有する電子通過孔に対応させた位置に形成し、配線部の間の間隙を小さくすることで隣接する群の間に比較的大きなスペースを確保でき、このスペースを利用して背面基板への制御電極の設置における裕度、および前面基板を貼り合わせる際の両者の間の間隔を所定値に保持するための間隔保持部材の設置裕度を大きくでき、制御電極の電子通過孔との間の位置合わせを容易にし、組立て作業の容易化が実現される。その結果、歩留りが向上し、コスト低減が可能となり、表示品質の良好な表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示装置の第１実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。
【図２】図１における陰極配線の構成を分かり易く示した模式図である。
【図３】本発明による表示装置の第２実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。
【図４】本発明による表示装置の第３実施例を説明する背面パネルに有する陰極配線の要部平面の模式図である。
【図５】本発明による表示装置の第４実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図である。
【図６】本発明による表示装置の第５実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部模式図である。
【図７】本発明による表示装置の第６実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。
【図８】本発明による表示装置の第７実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。
【図９】本発明による表示装置の第８実施例を説明する背面パネルと前面パネルの組み合わせの要部平面の模式図である。
【図１０】本発明による表示装置の前面パネルを除去して封止枠と共に示す背面パネルの平面図である。
【図１１】本発明による表示装置の等価回路例を説明するブロック図である。
【図１２】本発明の表示装置における間隔保持部材の設置状態の一例を模式的に説明する展開斜視図である。
【図１３】本発明による表示装置の全体構成の一例を模式的に説明する断面図である。
【図１４】本発明による表示装置の背面パネルに対する前面パネルの蛍光体配置例の模式図である。
【図１５】本発明の表示装置を実装した電子機器の一例としてのテレビ受像機の外観図である。
【図１６】リボン状の金属薄板を制御電極として用いた電界放出型表示装置の概略構造を説明する模式図である。
【符号の説明】
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、ＣＬＡ・・・・陰極部、ＣＬＢ・・・・配線部、ＣＳ・・・・電子源、ＣＬ−Ｔ・・・・陰極配線引出端子、ＭＲＧ・・・・制御電極、ＭＲＧ−Ｔ・・・・制御電極引出端子、ＥＰＨ・・・・電子通過孔、ＢＲＧ・・・・突出部、ＳＰＣ・・・・間隔保持部材、ＩＮＳ・・・・絶縁層、ＡＬＣ・・・・凹部、ＭＦＬ・・・・封止枠、ＨＬＭ・・・・保持部材、ＥＸＣ・・・・排気管、ＡＰＥ・・・・陽極、ＰＨＳ・・・・蛍光体。
Claims (9)
- 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た多数本の陰極配線と、前記他方向に延在し前記一方向に並設され前記陰極配線と絶縁されて設置された多数本の制御電極とを内面に有する背面基板と、
前記背面基板に対して所定の間隔をもって対向配置されて、表示領域を構成する蛍光体および陽極を内面に有する前面基板を有する表示装置であって、
前記背面基板と前記前面基板の間隔を保持する為の間隔保持部材を前記表示領域内に有し、
前記多数本の陰極配線は、前記一方向に延在する配線部と、当該配線部よりも前記他方向の幅が広く当該配線部の延在方向に対して当該他方向で非対称に形成された陰極部を有し、
前記陰極部に電子源を有することを特徴とする表示装置。 - 前記陰極配線は複数本毎の群に構成され、隣接する群の陰極配線間の間隔が同一群内の陰極配線間の間隔と同一であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
- 前記陰極配線は複数本毎の群に構成され、隣接する群の陰極配線間の間隔が同一群内の陰極配線間の間隔より大であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
- 前記蛍光体は３色（赤、緑、青）で構成され、前記群の陰極配線は前記３色（赤、緑、青）に対応する３本毎の群に構成されていることを特徴とする請求項２又は３の何れかに記載の表示装置。
- 前記群の中央の陰極配線の陰極部は当該配線部の延在方向に関して対称であり、両側の陰極配線の陰極部は当該配線部の延在方向に関して非対称であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
- 前記群の間に前記制御電極を背面基板と所定の間隙で保持する絶縁層を設けたことを特徴とする請求項２乃至５の何れかに記載の表示装置。
- 前記制御電極の前記背面基板側に前記背面基板に当接させて所定の間隙で保持する突出部を有し、前記突出部を前記群の間に位置させたことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の表示装置。
- 前記間隔保持部材は前記群の間に設置されていることを特徴とする請求項２乃至７の何れかに記載の表示装置。
- 前記間隔保持部材は、前記制御電極の間で前記背面基板に当接していることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
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