JPH0855567A

JPH0855567A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH0855567A
Application number: JP12331595A
Authority: JP
Inventors: Yasue Sato; 安栄佐藤; Shinichi Kawate; 信一河手; Hisafumi Azuma; 尚史東
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1996-02-27
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: KR960002433A; DE69523344T2; ATE188311T1; DE69523344D1; DE69514151D1; JP3234740B2; EP0686991B1; EP0844640B1; US5869919A; CN1133487A; EP0844640A2; KR100220358B1; EP0686991A1; DE69514151T2; CN1102797C; EP0844640A3; ATE207240T1

Abstract

(57)【要約】【目的】画面に歪みが発生することなく、色ずれの生
じない画像表示装置を実現すること。【構成】蛍光体を配したフェースプレートと、電子放
出素子を配したリアプレートと、を対向配置し、前記電
子放出素子より放出された電子を前記蛍光体に照射して
画像を表示する表示パネルを、外装ケース中に収容して
構成される画像表示装置において、前記表示パネルと、
前記外装ケースとの間の気体を流通させるための送風手
段を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子源を用いたフラッ
トな画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大きく重いブラウン菅に代わる画
像表示装置として、軽く、薄型のいわゆるフラットディ
スプレイが注目されている。フラットディスプレイとし
ては液晶表示装置（Liquid Crystal Display）が盛んに
研究開発されているが、液晶表示装置には画像が暗い、
視野角が狭いといった課題が依然として残っている。液
晶表示装置に代わるものとして電子源より放出される電
子ビームを蛍光体に照射して蛍光を発生させることで画
像を表示する自発光型のフラットディスプレイがある。
電子線源を用いた自発光型のフラットディスプレイは液
晶表示装置に比べて明るい画像が得られると共に視野角
も広い、更に、大画面化、高精細化の要求にもこたえ得
るとから、そのニーズが高まりつつある。

【０００３】電子線を用いた自発光型平板状画像表示装
置は、例えばフェースプレート（face plate）とリアプ
レート（rear plate）に挟まれた真空パネル内に、電子
ビームを発生する電子放出素子を配して構成されるもの
である。電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を
用い、該電子ビームを加速して蛍光体に照射し、蛍光体
を発光させて画像を表示させる薄型の画像表示装置が本
出願人により出願されている（特開平３−２６１０２４
号公報等）。

【０００４】図１０は、上述の表面伝導型電子放出素子
を用いた平板状画像表示装置の１例を示す摸式的断面図
である。

【０００５】図１０において、１００１は青板ガラス等
の絶縁材で構成される基板、１００２は表面伝導型の電
子放出素子である。１００３は基板１００１上に形成さ
れた絶縁層、１００４は基板１００１および絶縁層１０
０３上に形成され、電子ビームが通過する孔を持った変
調電極であるところのグリッドである。１００５はＡｌ
薄膜のメタルバック１００７で覆われた蛍光体１００６
がパネル内側に設置された青板ガラスからなるフェース
プレート、１００８はフリットガラスであり、外枠１０
０９を挟んでフェースプレート１００５と基板１００１
が封着され、真空外囲器を構成している。表面伝導型電
子放出素子１００２、グリッド１００３は外部駆動回路
（不図示）に接続され、メタルバック１００７は高圧ケ
ーブル１０１４によって高圧電源１０１３に接続されて
いる。

【０００６】図１１は表面伝導型の電子放出素子１００
２の構成を詳細に示す摸式図である。

【０００７】図１１において１１０２，１１０３は一定
の間隔Ｌを隔てて設置された素子電極、１１０４は有機
Ｐｄ（例えばＣＣＰ４２３０奥野製薬株式会社製）を塗
布することによって形成された薄膜である。１１０５は
電子を放出する電子放出部で、フォーミングと呼ばれる
通電処理によって形成される。ここでフォーミングと
は、素子電極１１０２，１１０３間に電圧を印加通電
し、局所的に前記薄膜１１０４を破壊、変形もしくは変
質させ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部１１０
５を形成することである。

【０００８】なお、電子放出部１１０５としては、薄膜
１１０３の一部に発生した亀裂を用いることもある。こ
の場合には、その亀裂付近から電子放出が行われる。こ
の他、表面伝導型電子放出素子として薄膜としてＳｎＯ
₂膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの［Ｇ．Ｄｉｔｔ
ｍｅｒ：”ＴｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ”、９、
３１７（１９７２）］、Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂薄膜による
もの［Ｍ．ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ．Ｇ．Ｆｏｎ
ｓｔａｄ：”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＥＤＣｏｎ
ｆ．”、５１９（１９７５）］、カーボン薄膜によるも
の［荒木久他：真空、第２６巻、第１号、２２頁（１
９８３）］等が報告されている。

【０００９】上述の画像表示装置は内部の圧力がおおよ
そ１０^-6ｔｏｒｒの真空に維持され、外部駆動回路によ
って図１１に示した素子電極１１０２，１１０３に駆動
パルス電圧が印加されると電子がビーム状に放出され
る。該電子ビームはグリッド１００３を通過し、高圧電
源１０１３から蛍光体１００６、メタルバック１００７
に印加された正の高電圧によって加速され、蛍光体１０
０６に衝突して蛍光体１００６を発光させる。前記電子
ビームの速度は、駆動回路１０２０がグリッド１００６
に印加する電圧によって制御することができ、それによ
って蛍光体の発光状態が制御され、所望の画像が表示さ
れる。

【００１０】なお、電子源として表面伝導型電子放出素
子を用いたもののほか熱カソードを用いた熱電子源、電
界放出型電子放出素子（Ｗ．Ｐ．Ｄｙｋｅ＆Ｗ．Ｗ．Ｄ
ｏ１ａｎ、”Ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎ”Ａｄｖａ
ｎｃｅｉｎＥｌｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓｉｃｓ、
８、８９（１９５６）やＣ．Ａ．Ｓｐｉｎｄｔ、”Ｐｈ
ｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｉｎ
−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｔｈｏ
ｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍｃｏｎｅ
ｓ”、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、４７、５２４８（１
９７６）等）、金属／絶縁層／金属型電子放出素子
（Ｃ．Ａ．Ｍｅａｄ、”Ｔｈｅｔｕｎｎｅｌ−ｅｍｉ
ｓｓｉｏｎａｍｐｌｉｆｉｅｒ、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．、３２、６４６（１９６１）等）を用いたものが
知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような画像表示装
置にあっては、電子を蛍光体に衝突させて蛍光を発せせ
しめること、電子放出素子に電流を流して電子を放出さ
せること、及び平面的に複数個配列された電子放出素子
を電気配線を介して順次駆動すること等、に起因して必
然的に発熱が生じる。この発熱によって基板１００１及
びフェースプレート１００５は不可避的に加熱され、両
者に温度差を生じたり、部分的な温度の不均一を生ず
る。そしてこの温度差若しくは温度の不均一により熱膨
張量の差が生じ、場合によっては画面が歪んでしまった
り、色ずれが起きるということが懸念される。

【００１２】この問題は画面サイズが大きくなるとさら
に深刻な問題となることが予想される。

【００１３】本発明は上述した技術的課題を解決した画
像表示装置を提供することを目的とする。本発明の別の
目的は、表示パネルを構成するリアプレートとフェース
プレートの熱膨張量の差を生じないか、若しくは極めて
低い値に抑えた画像表示装置を提供することにある。本
発明のさらに別の目的は、画像の歪みおよび色ずれを実
質的に生ずることなく優れた画像を安定して表示できる
画像表示装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明の画像表示装置は、下述する構成のものである。

【００１５】即ち、本発明の画像表示装置は、蛍光体を
配したフェースプレートと、電子放出素子を配したリア
プレートと、を対向配置し、前記電子放出素子より放出
された電子を前記蛍光体に照射して画像を表示する表示
パネルを、外装ケース中に収容して構成される画像表示
装置において、前記表示パネルと、前記外装ケースとの
間の気体を流通させるための送風手段を備えたことを特
徴とするものである。

【００１６】本発明の画像表示装置によれば、上述した
解決すべき技術的課題が解決され、上述の目的が達成さ
れる。本発明の画像表示装置においては、送風手段を備
えたことで表示手段を構成するフェースプレートとリア
プレートとの間で空気を媒介とした熱交換が行われ、各
プレート間の温度差が少なくなる。また、フェースプレ
ート、リアプレートそれぞれの温度分布も均一化される
ため、リアプレートとフェースプレートの熱膨張量の差
が減少する。これにより、本発明の画像表示装置は、画
面の歪みおよび色ずれを実質的に生ずることがなく優れ
た画像を安定して表示できる。

【００１７】更にリアプレートに高熱伝導性の導電性材
料からなる熱伝導部材を設けた場合には、リアプレート
での放熱を更に良好に行うことができ、更に効率良く表
示パネルの温度分布均一化が図られる。また、フェース
プレート面上を透明な導電性材料で被覆し、熱導電性材
料を用いてフェースプレート、リアプレート上に形成し
た熱伝導性部材を連結させることによって、一層の熱分
布均一化向上が図られる。そして、この構成では画像表
示領域での自然光の反射をも低減することが可能であ
り、更にはほこりなどの吸着が抑制されるという利点も
ある。

【００１８】

【実施例】本発明の画像表示装置は、前述した通りの構
成のものである。

【００１９】図１を参照しながら本発明の画像表示装置
の一例を説明する。図１は、本発明の画像表示装置の一
例を示す摸式図である。図１の画像表示装置は、外装ケ
ース１１５中に表示パネル１００を収容して構成されて
いる。表示パネル１００は、蛍光体２０６を配したフェ
ースプレート２０５と、電子放出素子２０２を配したリ
アプレート２０１と、を対向配置させて構成されてい
る。１１７は、表示パネル１００と、外装ケース１１５
との間の基体を流通させるためのファン（送風手段）で
ある。ここで、ファン１１７は、パネル外部より空気を
取り入れ、強制的に矢印１１６の方向にに示す冷却空気
の流れを作り出すたように配されている。

【００２０】以上の構成により本発明の画像表示装置
は、基本的になりたつ。図１に示した例ではこれらの構
成に加えて、高圧電源１１３、高圧電源１１３から表示
パネル１００の蛍光体に高電圧を供給するための高圧ケ
ーブル１１４及び、外部より取り入れた空気中のごみや
塵を取り除くためのフィルタ１１８が設けられている。

【００２１】本例における表示パネル１００の冷却動作
について以下に説明する。

【００２２】冷却用空気は、表示パネル１００を囲む外
装ケース１１５に取り付けられたファン１１７によって
外部より導入される。フィルタ１１８によってごみが除
去された冷却用空気は、指示線１１６が示す流れにした
がって進み、表示パネル１００の基板２０１を冷却し、
同時に該冷却用空気の温度も上昇する。その後、前記冷
却用空気は表示パネル１００のフェースプレート２０５
側に回り込み、フェースプレート２０５は回りこんだ冷
却用空気と熱交換し、冷却用空気の温度に近づく。結果
的に表示パネル２００のリアプレート、すなわち基板２
０１とフェースプレート２０５の温度差が少なくなり、
フェースプレート２０５、基板２０１のそれぞれの温度
分布およびこれらを含む表示パネル１００内の温度分布
が均一化する。これにより、両プレートの熱膨張量の差
が減少して熱歪みが減少し、画像歪みや色ずれが実質的
に生じなくなる。

【００２３】なお、空気の流れを逆にし、フェースプレ
ート２０５側から空気を導入して基板２０１側に供給す
る構成とすることもできる。

【００２４】送風手段の外装ケースへの取付け位置は、
特に限定されるものではないが、フェースプレート部の
開口を覆う画面カバーを設けた場合には、送風手段によ
って流通する空気が外部の空気と直接接触しないので、
熱交換の効率が向上する。

【００２５】更にリアプレートに高熱伝導性の導電性材
料からなる熱伝導部材を設けた場合には、リアプレート
での放熱を更に良好に行うことができ、更に効率良く表
示パネルの温度分布均一化が図られる。また、フェース
プレート面上を透明な導電性材料で被覆し、熱導電性材
料を用いてフェースプレート、リアプレート上に形成し
た熱伝導性部材を連結させることによって、一層の熱分
布均一化向上が図られる。そして、この構成では画像表
示領域での自然光の反射をも低減することが可能であ
り、更にはほこりなどの吸着が抑制されるという利点も
ある。

【００２６】このリアプレート上に配置される熱伝導性
部材材料としては高熱伝導性材料であるＣｕ、Ａｌが適
しており、特にＣｕが望ましい。またフェースプレート
上に配置される熱伝導性部材材料としてはＩＴＯ、Ｓｎ
Ｏ₂が適している。

【００２７】表示パネルに画像を表示させるためにＩＣ
を含む駆動回路が必要であるが、この駆動回路をも冷却
するのが好ましい。そのため気流を妨げないように空間
を介して駆動回路を配置させると画像表示装置の肥大を
招くことなく、装置を形成することができる。

【００２８】本例で示した表示パネル１００は入力され
た表示画像信号に応じた駆動信号を生成する駆動回路
（不図示）により駆動されるものである。表示パネル１
００について図２および図３を参照して説明する。

【００２９】図２は表示パネル１００の構成を示す断面
図、図３（ａ）および図３（ｂ）のそれぞれは、図２中
の表面伝導型の電子放出素子の上面図および断面図であ
る。

【００３０】尚、電子放出素子２０２の数は、図に示し
たものに限定されるものではない。

【００３１】図２において、２０１はガラス等の絶縁材
で構成され、リアプレートである基板、２０２は表面伝
導型の電子放出素子である。２０３は基板２０１上に形
成された絶縁層、２０４は基板２０１および絶縁層２０
３上に形成され、電子ビームが通過する孔を持った変調
電極であるところのグリッドである。２０５はフェース
プレートであり、Ａｌ薄膜のメタルバックが配された蛍
光体２０６がフェースプレート２０５の内側に設けられ
ている。２０８はフリットガラスであり、外枠２０９を
挟んでフェースプレート２０５と基板２０１が封着さ
れ、真空外囲器を形成している。

【００３２】素子電極２０３、２０４、グリッド２０
４、蛍光体２０６は、各配線（不図示）によって外囲器
外部に取り出され、電気的な接続がなされている。

【００３３】電子放出素子２０２について図３を参照し
て説明する。

【００３４】図３において、３０２，３０３は一定の間
隔を隔て設置された素子電極、３０４は電子放出部を含
む薄膜、３０５は電子放出部である。本例における電子
放出部３０５を含む薄膜３０４のうち、電子放出部３０
５となる部分は粒径が数十オングストロームの導電性微
粒子からなり、電子放出素子３０５以外の電子放出部を
含む薄膜３０４は微粒子膜からなる。なお、ここで述べ
る微粒子膜とは、複数の微粒子が集合した膜であり、そ
の微細構造として、微粒子が個々に分散配置された状態
のみならず、微粒子が互いに隣接、あるいは重なり合っ
た状態（島状も含む）の膜をさす。なお、電子放出部を
含む薄膜３０４は、導電性微粒子が分散されたカーボン
薄膜等としてもよい。

【００３５】本例の画像表示装置の作製方法を以下に述
べる。

【００３６】まず、表面伝導型電子放出素子２０２の作
製法について述べる。基板２０１を十分に洗浄後、真空
蒸着技術、フォトリソグラフィ技術（エッチング、リフ
トオフ等の加工技術も含む）により該基板２０１の面上
にニッケル等の素子電極３０２，３０３を、例えば素子
電極間隔Ｌ＝２μｍ、素子電極長さＷ＝３００μｍ、素
子電極３０２，３０３の膜厚ｄ＝１０００Åの大きさで
形成する。素子電極３０２，３０３の材料としては導電
性を有するものであれば金属、半導体等どのようなもの
であっても良い。

【００３７】次に、基板２０１上に設けられた素子電極
３０２と素子電極３０３との間に、有機金属溶液を塗布
して放置することにより、有機金属薄膜を形成する。な
お、有機金属溶液とは、前記Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、
Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、
Ｗ、Ｐｂ等の金属を主元素とする有機化合物の溶液であ
る。この後、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオ
フ、エッチング等によりパターニングして図３に示す様
な薄膜３０４を形成する。なお、薄膜３０４の材質は上
述した例のみに制限されるものではなく、Ｐｄ、Ｒｕ、
Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓ
ｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂
Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｓｂ₂０₃等の酸化物、ＨｆＢ₂、Ｚｒ
Ｂ₂、ＬａＢ₆、ＣｅＢ₆、ＹＢ₄、ＧｄＢ₄等の硼化物、
ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭
化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ
等の半導体、カーボン、ＡｇＭｇ、ＮｉＣｕ、Ｐｂ、Ｓ
ｎ等でも良い。さらに、電子放出部を含む薄膜３０４の
形成法は、真空蒸着法、スパッタ法、化学的気相堆積
法、分散塗布法、ディッピング法、スピナー法等が適用
可能で、要するに薄膜が形成できれば特に作製方法は問
わない。

【００３８】なお、電子源として表面伝導型電子放出素
子のほか熱カソードを用いた熱電子源、電界放出型電子
放出素子等、要するに電子を放出する素子であれば特に
制限されない。

【００３９】次いで、表面伝導型電子放出素子２０２に
電力を供給するための配線（不図示）を形成する。ま
ず、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、等の金属の蒸着、スパッタ等の
手段を用い数μｍ程度の厚さで成膜し、フォトリソグラ
フィ技術（エッチング、リフトオフ等の加工技術も含
む）によって素子電極３０３、３０４に重なる様に配線
を施す。さらに、前記配線の端は外囲器外に出ており、
外部と電気的接続ができる様になっている。なお、ここ
で配線の作製方法はこの他、メッキ法、導電性ペースト
を用い他印刷法等他の手段も適応でき、作製手段は特に
制限されない。

【００４０】次いで、グリッド２０４と絶縁層２０３を
形成する。まずＳｉＯ₂をスパッタ法により１〜５μｍ
程度成膜し、さらにＡｕ、Ｃｕ等の金属を０．５〜１μ
ｍ程度蒸着またはスパッタ法で成膜する。フォトリソグ
ラフィ技術（エッチング、リフトオフ等の加工技術も含
む）によって表面伝導型電子放出素子２０２の電子放出
部３０５よりやや大きく電子を通過させる孔を前記Ａ
ｕ、Ｃｕ等の金属に開け、さらに孔を開けたＡｕ、Ｃｕ
等の金属をマスクにして前記絶縁膜である酸化膜をエッ
チングし、同様に電子を通過させる孔を開ける。さら
に、前記Ａｕ、Ｃｕ等の金属をフォトリソグラフィ技術
（エッチング、リフトオフ等の加工技術も含む）によっ
て配線を兼ねたグリッドを形成する。該グリッド配線の
端は外囲器外に出ており、外部と電気的接続ができる様
になっている。

【００４１】蛍光体２０６を塗布し、該蛍光体にＡｌの
メタルバックを施したフェースプレート２０５と、前述
の表面伝導型電子放出素子等を作製した基板２０１とを
外枠２０９を間に挟んだ形態とし、フェースプレート２
０５、基板２０１と外枠２０９が接する部分にフリット
ガラスを塗布し、フリットガラスの封着温度（例えば、
日本電気硝子（株）製のＬＳ−０２０６を用いた場合４
５０℃）で、所定の時間（同フリットでは１０分）加熱
し、封着を行う。なお、蛍光体２０６としてカラー蛍光
体を用いる場合には、蛍光体２０６の画素と基板の電子
源の位置合わせを行う。

【００４２】排気管（不図示）を通して表示パネル１０
０内の圧力をおおよそ１０^-6ｔｏｒｒに真空排気する。
続いて、フォーミング、すなわち素子電極３０２、３０
３に通電処理を行い、さらに表示パネル１００全体を加
熱して脱ガス、ゲッタ（不図示）をフラッシュし、排気
管を封じ切り、表示パネル１００を作製する。

【００４３】次に、上述の様に作製した表示パネル１０
０を外装ケース１１５内に設置して画像表示装置が得ら
れる。

【００４４】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳
細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００４５】（実施例１）図１に示される画像表示装置
を作製した。

【００４６】まず、表示パネル１００を作製した。基板
２０１の大きさは２４０ｍｍ×３２０ｍｍ、フェースプ
レートの大きさは１９０ｍｍ×２７０ｍｍであった。電
子源である表面伝導型電子放出素子２０２は、図３に示
した構造を持ち、膜厚１０００Åの金である素子電極３
０２、３０３を、素子電極間隔Ｌ＝２μｍ、素子電極長
さＷ＝１５０μｍとして形成した。続いて、薄膜３０４
として有機金属溶液である有機パラジウム（奥野製薬
（株）製、ｃｃｐ−４２３０）含有溶液を塗布した後、
３００℃で１０分間の加熱処理をして、パラジウムを主
成分とする微粒子）からなる微粒子膜を形成した。

【００４７】次に、表面伝導型電子放出素子２０２に電
力を供給するための配線（不図示）として、厚さ２μ
ｍ、幅１５０μｍのＣｕ配線を施した。グリッド２０４
として厚さ１μｍ、幅８００μｍ、電子通過孔として５
００μｍ×ｌ００μｍを備えた金にて形成した。絶縁層
２０３としてはＳｉＯ₂を用いた。

【００４８】上記の各部材のうち、金属、ＳｉＯ₂はス
パッタ法によって成膜し、加工はフォトリソグラフィ技
術（エッチング、リフトオフ等の加工技術も含む）によ
って行った。フェースプレート２０５はＲＧＢの三色の
カラー蛍光体２０６を持ち、それぞれ各色の画素の大き
さは８００μｍ×２５０μｍであった。

【００４９】次に、基板２０１とフェースプレート２０
５を位置合わせして外枠２０９を挟んだ状態とし、日本
電気硝子（株）製のＬＳ−０２０６を用いて、４５０℃
で１０分間加熱して封着した。続いて、排気管（不図
示）を通して表示パネル内の圧力を１０^-6ｔｏｒｒに真
空排気した。フォーミングは三角波形（底辺１ｍｓｅ
ｃ、周期１０ｍｓｅｃ、波高値５Ｖ）の電圧パルスを６
０ｓｅｃ間印加して電子放出部を３０５を形成した。

【００５０】次に、表示パネル１００全体を１３０℃で
２４時間加熱脱ガスし、ゲッタ（不図示）をフラッシュ
して排気管を封じ切り、本例の画像表示装置のパネル部
を作製した。続いて上述の様に作製した表示パネル１０
０を、図１に示す様に、風量１ｍ³／ｍｉｎの性能を持
つファン１１７を有する外ケース１１５内に設置して本
例の画像表示装置を構成した。

【００５１】上述の様に作製した画像表示装置に外部駆
動回路より電気信号を送って駆動し、画像を表示させ
た。長時間表示させても画面周辺部での色ずれは見られ
ず、優れた画像を安定して表示できた。

【００５２】（実施例２）フェースプレートの前面に透
明なカバーを設置したものについて説明する。

【００５３】図４は本例の画像表示装置の構成を示す断
面図である。

【００５４】本例は、図１に示した第１の実施例と同様
に構成された表示パネル１００を用いるものであり、表
示パネル１００を覆う透明な画面カバー４１９を設けた
ものである。その他の部材である高電圧源４１３、高圧
ケーブル４１４、外ケース４１５、ファン４１７および
フィルタ４１８のそれぞれは図１中の高電圧源１１３、
高圧ケーブル１１４、外ケース１１５、ファン１１７お
よびフィルタ１１８と同様に機能するものである。

【００５５】本例における外装ケース４１５には、表示
パネル１００のフェースプレート側となる面に上述した
画面カバー４１９が取り付けられている。この画面カバ
ー４１９によって表示パネル１００のフェースプレート
面からの排気（および吸気）は不可能となるため、ファ
ン４１７およびフィルタ４１８のそれぞれは、外ケース
４１５の側部（図中左端部）の表示パネル１００の基板
裏面部分に対応する位置に設けられている。また、上記
の側部の表示パネル１００と画面カバー４１９の間に対
応する位置には、ファン４１７によって取り込まれた冷
却用空気を排出するための孔が設けられている。

【００５６】画面カバー４１９はガラス、プラスチック
等が好適であるが、表示パネル１００からの光を透過す
るものであれば材質は特に問わない。また画面カバー４
１９に光学薄膜のコーティング等の反射防止処理、プラ
スチックフィルムのラミネート等の飛散防止処理等の処
理を行っても良い。反射防止処理を施した場合には、視
認性を向上することができ、飛散防止処理を行った場合
には、安全性を向上することができる。

【００５７】表示パネル１００の作製方法、画像の表示
方法は第１の実施例と同様に行うことができる。

【００５８】次に、本例における冷却動作について説明
する。

【００５９】第１の実施例と同様に、ファン４１７によ
って外部より導入され、フィルタ４１８によってごみが
除去された冷却用空気は指示線４１６が示す流れにした
がって表示パネル１００の基板２０１を冷却し、同時に
該空気の温度も上昇する。その後、前記冷却空気は表示
パネル１００のフェースプレート２０５側に回り込み、
フェースプレート２０５と画面カバー４１９の間を通り
抜けながらフェースプレート２０５と熱交換し、冷却空
気の温度に近づく。

【００６０】本例では、画面カバー４１９を設けたこと
によって、外部の空気と冷却空気とが直接接触しないた
めに、実施例１と比較して熱交換の効率が向上した。

【００６１】この結果、実施例１と同様に表示パネル２
００のリアプレートすなわち基板２０１とフェースプレ
ート２０５の温度差がさらに少なくなり、フェースプレ
ート２０５、基板２０１それぞれの温度分布およびこれ
らを含む表示パネル内の温度分布がより一層均一化し
た。これにより、両プレートの熱膨張量の差が減少して
熱歪みがさらに減少し、画像歪みや色ずれがさらに減少
した。また、破壊が発生することもなく、信頼性が向上
した。

【００６２】本例の構成について、以下により具体的に
説明する。

【００６３】表示パネル１００として、実施例１と同じ
パネルを用い、図４に示す様に設置した。画面カバー４
１９として表面に厚さ０．０５ｍｍプラスチックフィル
ムを貼り、飛散防止処理をした厚さ２ｍｍのアクリル板
をフェースプレート２０５から１ｃｍ離して設置した。
ファン１１７の風量は実施例１と同じ１ｍ³／ｍｉｎで
あった。

【００６４】次に、外部回路より電気信号を送って表示
パネルを駆動し、画像を表示させた。１時間動作させて
温度分布が一定になった後、フェースプレート２０５と
基板２０１の温度差を測ったところ、実施例１のものよ
りも温度差が少なかった。また、画面周辺部での色ずれ
は全く見られず、破損も起こらなかった。

【００６５】また、送風ファン４１７、フィルタ４１８
を図１に示したように外ケースに設置し、排気口をフェ
ースプレート２０５とリアプレート２０１が対向する面
と略垂直な面、すなわち、図４における側面のうちの１
つの面あるいは複数の面に１つあるいは複数個設けても
よい。このように構成した場合、空気は送風ファン４１
７によってリアプレート４０１を冷却後、排気口を設置
していない側面を通ってフェースプレート２０５側へ送
られてフェースプレート２０５を冷却し、前記排気口よ
り排気され、実施例１と同様の効果を得ることができ
る。

【００６６】排気口を１つ設ける場合には、空気の流れ
の制御が容易となるため、発熱部が偏在する画像表示装
置での冷却に適したものとなる。

【００６７】排気口を複数設ける場合には、フェースプ
レートの略中心点に対して対称となるように対向して１
対設けることが好ましい。このような構成とすることに
より、リアパネルから排気口を設置していない側面を通
って送られてくる空気がフェースプレートの略中心にて
ぶつかり、各排気口から排気される。この場合には、温
度分布が均一になりやすいという特徴を有する。

【００６８】（実施例３）電子源に熱電子源を用いた例
について説明する。

【００６９】本例の画像表示装置全体の構造は図１に示
した実施例１と同様であり、表示パネル１００の構造の
みを異なるものであるため、表示パネル部分のみの構造
について説明する。

【００７０】図５は本例で用いた電子源の構成を示す斜
視図である。

【００７１】図５において、２０１はガラス基板、５０
２は厚さ１μｍのタングステンでできたフィラメント
層、５０３は配線の代わりとなる厚さ２００μｍ、幅３
００μｍのＣｕでできた導電性支持層、５０４は熱電子
を放出する熱電子放出部である。さらに、図６に電子ビ
ーム制御用グリッドの構成を示す。同図において６０３
は厚さ１ミリの感光性ガラス基板でできた絶縁基板、６
０４は該絶縁基板６０３上に密着した厚さ１μｍのＡｕ
でできたグリッド電極であり、この絶縁基板６０３とグ
リッド電極６０４には光学的に位置合わせされた大きさ
４００μｍ×ｌ００μｍの電子通過孔が開いている。

【００７２】本例における上記の部分以外の表示パネル
の構造は図２に示したものと同じであり、フェースプレ
ート２０５は画像表示装置の構造も図１に示したものと
同じである。図５、図６において導電性支持層５０３を
介して熱電子放出部５０５に電流を流すことによって電
子放出部５０５が加熱され熱電子を放出する。熱電子は
グリッド６０４によって変調され、さらに高圧電源１１
３より蛍光体２０６に印加された高電圧によって加速さ
れ、蛍光体２０６に衝突して蛍光体２０６を発光させ、
画像が表示される。

【００７３】本例の表示パネル１００は実施例１のもの
と同じ大きさを持つ。すなわち、基板２０１の大きさは
２４０ｍｍ×３２０ｍｍ、フェースプレートの大きさは
１９０ｍｍ×２７０ｍｍで、ＲＧＢの三色のカラー蛍光
体２０６を持ち、それぞれ各色の画素の大きさは８００
μｍ×２５０μｍとした。絶縁基板６０３とグリッド電
極６０４は基板２０１の熱電子源等の加工と別に、両方
とも金属はスパッタ法によって成膜し、加工はフォトリ
ソグラフィ技術（エッチング、リフトオフ等の加工技術
も含む）によって行った。グリッド電極６０４を有する
絶縁基板６０３を表示パネル内に設置し、外部と電気的
な接続を取り、第１の実施例と同様に基板２０１とフェ
ースプレート２０５を位置合わせして外枠２０９を挟
み、日本電気硝子（株）製のＬＳ−０２０６を用い４５
０℃、１０分間加熱し封着した。その後の作製工程は実
施例１と同様に行った。

【００７４】次に、上述の様に作製した表示パネル１０
０を図１の様に、風量１ｍ³／ｍｉｎの性能を持つファ
ン１７を有する外ケース１１５内に外ケース１１５から
フェースプレートを１ｃｍはなして設置した。

【００７５】上述の様に作製した画像表示装置に外部回
路より電気信号を送り駆動させ画像を表示させた。本例
では電子源として熱電子源を用いているので基板からの
熱の発生が大きい。１時間動作させ温度分布が一定にな
った後、フェースプレート２０５と基板２０１の温度差
を測ったところ±６℃以内であり、実施例１よりも温度
差が大きかったが、さらに長時間動作させても画面周辺
部での色ずれは見られず、破損も起こらなかった。

【００７６】［実施例４］画像表示装置内にパネルを駆
動する電子回路を内蔵させた例について説明する。図７
に本例の画像表示装置を示す。

【００７７】図７において、７１５は外装ケース、７１
７は風量４ｍ³／ｍｉｎのファン、７２０は電子放出素
子およびグリッドを電気的に駆動するための駆動回路、
７２１は電子放出素子およびグリッドへ電気信号を送る
ためのケーブルである。

【００７８】本例のこの他の構成は図１に示した実施例
１と同様である。図７中、１００は表示パネル、７１３
は高圧電源であり、７１４は高圧電源から表示パネル１
００の蛍光体に高電圧を供給するための高圧ケーブルで
ある。７１５は本画像装置の外装ケース、７１６は冷却
空気の流れを表す指示線、７１７はパネル外部より空気
を取り入れ、強制的に矢印７１６に示す冷却空気の流れ
を作り出すためのファンであり、７１８は外部より取り
入れた空気中のあるごみや塵を取り除くためのフィルタ
である。

【００７９】本例における外装ケース７１５は、平板状
の表示パネル１００とともに駆動回路７２０をも囲むも
ので、表示パネル１００のフェースプレート２０１（図
２参照）側の面にはフェースプレート２０１を露出させ
る大きな開口が設けられ、基板２０１側の面には、略中
央部にファン７１７およびフィルタ７１８を収容するた
めの筒状の容器が形成されている。

【００８０】また、駆動回路７２０は、中央に冷却用の
空気を通すための開口を有するものであり、これによ
り、冷却用の空気は、駆動回路の裏面もしくは表示パネ
ル１００と駆動回路７２０の間を通って表示パネル１０
０のフェースプレート２０１側へ流れる。

【００８１】実施例１と同様にファン７１７によって外
部より導入され、フィルタ１１８によってごみが除去さ
れた冷却用空気は指示線１１６が示す流れにしたがって
駆動回路７２０と表示パネル１００の基板２０１を冷却
し、同時に該空気の温度も上昇する。その後前記冷却空
気は表示パネル１００のフェースプレート２０５側に回
り込み、フェースプレート２０５と画面カバー４１９の
間を通り抜けながらフェースプレート２０５と熱交換し
冷却空気の温度に近づく。１時間動作させ温度分布が一
定になった後、フェースプレート２０５と基板２０１の
温度差を測ったところ実施例１と同様温度差は極めて小
さく、さらに長時間表示させても画面周辺部での色ずれ
は見られず、破損も起こらなかった。

【００８２】本例のものは、駆動回路が組み込まれてい
るので、使用する際には表示画像信号を供給するのみで
表示が行われるため、装置の使用性が向上したものとな
っている。

【００８３】（実施例５）フェースプレート表面上に熱
伝導の良好な透明膜を被覆し、リアプレート表面上にリ
アプレート材（青板ガラス）よりも熱伝導率が大なる金
属膜８２５と平板状の突起物からなるフィンを形成した
例について説明する。図８に本例の画像表示装置を示
す。

【００８４】図８において、８３０はフェースプレート
の温度均一化、反射防止と帯電による挨の付着を防止す
る目的で、フェースプレート表面上にコーティングした
熱伝導部材の透明膜である。８１７は風量５ｍ³／ｍｉ
ｎの横流ファンであり、８２５はリアプレート裏面上に
形成した熱伝導部材であるＡｇの金属膜８２５、さら
に、金属膜８２５上には、Ａｇのフィン８２７を設置し
た。本例のその他の構成はの実施例２と同様である。

【００８５】本例の構成において、フェースプレート、
外枠、そして基板からなる表示パネル１００の作製方
法、画像の表示方法は実施例１と同様である。フェース
プレート表面上にコーティングした透明膜８３０は、真
空蒸着によりＩＴＯ／ＳｎＯ₂を塗布して成膜した。

【００８６】リアプレート裏面上にはＡｇの金属膜８２
５と、さらに、金属膜８２５上にフィン８２７を形成し
た。金属膜８２５、フィン８２７ともにスクリーン印刷
により形成し、金属膜８２５の厚さはほぼ２０μｍ程
度、前記フィン８２７の高さ、幅、長さはそれぞれ数十
μｍ、１ｍｍ、５ｍｍである。金属膜８２５の熱伝導率
は４３０Ｗ／ｍＫ程度であり、リアプレート（青板ガラ
ス）の熱伝導率（１．１Ｗ／ｍＫ）より大きいため、金
属膜８２５を通じて熱伝導が行われ、リアプレートの温
度均一化が達成できた。また、フェースプレート上の防
塵膜８３０により、フェースプレートへの埃付着が防止
でき、フェースプレート表面印度が防塵膜８３０無しの
場合よりも均一化することが確認できた。さらに、表示
パネル１００で生じた熱が、金属膜８２５上のフィン８
２７を通じて伝導し、ファン８１７から送風される冷却
空気へ効果的に放熱することができ、同時に駆動回路８
２０上のＩＣも冷却できた。

【００８７】本例における冷却動作について以下に説明
する。

【００８８】横長のファン８１７によって外部より導入
され、フィルタ８１８によってごみが除去された冷却用
空気は指示線８１６が示す流れにしたがって進む。これ
により、表示パネル１００の基板２０１の裏面上の金属
膜８２５とフィン８２７を冷却し、同時に該冷却空気の
温度も上昇する。その後、前記冷却空気は表示パネル１
００のフェースプレート２０５側に回り込み、フェース
プレート２０５と画面カバー８１９の間を通り抜けなが
らフェースプレート２０５上のＩＴＯ／ＳｎＯ ₂膜と熱
交換し、冷却空気の温度に近づく。

【００８９】１時間動作させ、温度分布が一定になった
後、フェースプレート２０５と基板２０１の温度差を測
定したところ、実施例１と同程度の温度差であり、さら
に長時間表示させても画面周辺部での色ずれは見られ
ず、破損も起こらなかった。

【００９０】本例ではリアプレート裏面の熱伝導部材に
Ａｇを用いたが、Ｃｕを用いると更に良好になる。ま
た、本例では、実施例４と同様に、駆動回路８２０が外
装ケース８１５内に組み込まれているので、使用する際
には表示信号を供給するのみで表示が行われるため、装
置の使用性が向上したものとなっている。

【００９１】なお、先に述べたＩＴＯ／ＳｎＯ₂の成膜
方法は、本例で述べた真空蒸着に限らず、印刷、スプレ
ー法等でも何ら問題なく、透明膜８３０により爆縮防止
等、安全性の向上もはかれる。また、少なくともフェー
スプレート表面上の画像が表示される画像表示領域が透
明であれば、他の部位は不透明の熱伝導部材で被覆して
も何ら間題ない。

【００９２】（実施例６）フェースプレートと外枠、リ
アプレートからなる表示パネル表面上に熱伝導の良好な
透明膜を被覆し、リアプレート上にリアプレート材（青
板ガラス）よりも熱伝導率が大なる金属板とフィン（凹
凸）を設置した例について説明する。図９に本例の画像
表示装置を示す。

【００９３】図９において、８３０は表示パネル全体の
温度均一化と帯電による挨の付着を防止する目的で、全
表面上にコーティングした熱伝導部材の透明膜である。
なお、引き出し電極部にはガラス成分の絶縁膜（不図
示）を成膜した後に透明膜８３０をコーテイングした。
８１７は風量５ｍ³／ｍｉｎの横流ファンであり、８２
６はリアプレート裏面上に設置した熱伝導部材であるア
ルミ製の金属板、さらに、前記金属板上には、アルミ製
のフィン８２７を設置した。フィン８２７の長手方向
は、垂直方向と一致させておりアルミ金属板８２６とア
ルミフィン８２７の斜視図を図１２に示す。本例のその
他の構成は実施例２と同様である。

【００９４】本例の構成において、フェースプレート、
外枠、そして基板からなる表示パネル１００の作製方
法、画像の表示方法は実施例１と同様である。表示パネ
ル表面上にコーティングした透明膜８３０は、真空蒸着
によりＩＴＯ／ＳｎＯ₂を塗布して成膜した。

【００９５】また、リアプレート裏面上には、切削加工
により形成したアルミ製の金属板８２６と、金属板８２
６上のフィン８２７を設置し、金属板８２６の板厚は３
ｍｍ、フィン８２７の高さ、幅、長さはそれぞれ、３ｍ
ｍ、２ｍｍ、１０ｍｍとした。金属板８２６の熱伝導率
は１９０Ｗ／ｍＫ程度であり、リアプレート（青板ガラ
ス）の熱伝導率（１．１Ｗ／ｍＫ）より大きいため、金
属板８２６を通じて熱伝導が行われ、リアプレートの温
度均一化が達成できた。なお、金属板８２６はリアプレ
ート裏面のみでなく、外枠部からフェースプレート２０
５上の画像表示部以外まで拡大してもよく、重量が問題
とならない限り大きく設置した方が好ましい。また、フ
ェースプレート上の防塵膜８３０によりフェースプレー
トへの挨付着が防止でき、フェースプレート表面温度が
防塵膜８３０無しの場合よりも均一化することが確認で
きた。さらに、表示パネル１００で生じた熱が、全属板
８２６上のフィン８２７を通じて伝導し、横長のファン
８１７から送風される冷却空気へ効果的に放熱すること
ができ、同時に駆動回路８２０上のＩＣも冷却できた。
本例では、フィン８２７の長手方向をファンの送風方向
と一致するように設置しており、放熱効率を高めてい
る。

【００９６】本例における冷却動作について説明する。
実施例２と同様にファン８１７によって外部より導入さ
れ、フイルタ８１８によってごみが除去された冷却用空
気は指示線８１６が示す流れにしたがって進む。これに
より、表示パネル１００の基板２０１の裏面上の金属板
８２６とフィン８２７を冷却し、同時に該冷却空気の温
度も上昇する。金属板８２６とフィン８２７と十分な熱
交換が行われると、主として表示パネル上の熱伝導部材
である透明膜８３０を通じて、温度の大小に応じて、熱
流が伝導する。そのため、表示パネルの温度分布が平坦
化される。

【００９７】１時間動作させ、温度分布が一定になった
後、フェースプレート２０５と基板２０１の温度差を測
定したところ、実施例１と同程度の温度差であり、さら
に長時間表示させても画面周辺部での色ずれは見られ
ず、破損も起こらなかった。

【００９８】本例では、実施例４と同様に、駆動回路８
２０が外装ケース８１５内に組み込まれているので、使
用する際には表示信号を供給するのみで表示が行われる
ため、装置の使用性が向上したものとなっている。

【００９９】なお、先に述べた透明膜８３０（ＩＴＯ／
ＳｎＯ₂）の成膜方法は、本実施例で述べた真空蒸着に
限らず、印刷、スプレー法等でも何ら問題ない。また、
透明膜８３０は、少なくともフェースプレート上の画像
表示部のみが透明であればよく、外枠等のその他の部分
は第５の実施例で示したＡｇ膜を形成しても、上述した
効果が得られる。

【０１００】また、以上述べたフィン８２７の形状は、
上記の単純なものに限らず、表面積を増加させるよう
に、フィン上にさらにフィンを設けてあってもよい。放
熱量は放熱部の表面積にほぼ比例するが、一般には表面
積を増加させると、ファンの圧力損失が大きくなり、送
風流量が減少する。そのため、冷却目的とする流路形状
に応じて、フィン形状および表面積を適時設定する。

【０１０１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【０１０２】表示パネルを構成するリアプレートとフェ
ースプレートの熱膨張量の差が減少するため、画面の歪
みおよび色ずれが減少し、画質が向上された画像表示装
置とすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の１例を示す摸式的断面
図である。

【図２】図１中の表示パネル１００の構成を示す摸式図
である。

【図３】（ａ），（ｂ）のそれぞれは、本発明の画像表
示装置に適用可能な電子線発生装置の上面図および正面
図である。

【図４】画面カバーを有する画像表示装置一例を示す摸
式図である。

【図５】本発明に適用可能な熱電子を放出する電子源の
一例を示す摸式図である。

【図６】熱電子源の熱電子放出部とグリッドの構成を示
す摸式図である。

【図７】駆動回路を内蔵する画像表示装置の一例を示す
摸式図である。

【図８】フィンとファンを備えた画像表示装置の一例を
示す摸式図である。

【図９】フィンとファンを備えた画像表示装置の一例を
示す摸式図である。

【図１０】表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装
置の一例を示す摸式図である。

【図１１】表面伝導型電子放出素子の一例を示す摸式図
である。

【図１２】図９に示したフィンの構成を示す摸式図であ
る。

【符号の説明】

１００表示パネル１１３，４１３，７１３高圧電源１１４，４１４，７１４高圧ケーブル１１５，４１５，７１５外ケース１１７，４１７，７１７ファン１１８，４１８，７１８フィルタ２０１基板２０２電子放出素子２０３絶縁層２０４グリッド２０５フェースプレート２０６蛍光体２０８フリットガラス２０９外枠３０２，３０３素子電極３０４薄膜３０５電子放出部４１９画面カバー５０２フィラメント層５０３導電性支持層５０４熱電子放出部６０３絶縁基板６０４グリッド電極７２０駆動回路７２１ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体を配したフェースプレートと、電
子放出素子を配したリアプレートと、を対向配置し、前
記電子放出素子より放出された電子を前記蛍光体に照射
して画像を表示する表示パネルを、外装ケース中に収容
して構成される画像表示装置において、前記表示パネルと、前記外装ケースとの間の気体を流通
させるための送風手段を備えたことを特徴とする画像表
示装置。
【請求項２】前記リアプレートに熱伝導部材を設けた
請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記フェースプレートを透光性の導電性
材料で被覆した請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】前記リアプレートの複数の平板状の突起
物を設けた請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】前記熱伝導部材と、前記透光性の導電性
部材と、が電気的に接続された請求項２または請求項３
に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記複数の平板状の突起物の長軸が前記
送風手段による基体の流通方向と平行に配置されている
請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項７】前記外装ケースの前記リアプレート側の
面の中央部に前記送風手段が配置されている請求項１に
記載の画像表示装置。
【請求項８】前記外装ケース及び前記リアプレートの
下部の間隙に前記送風手段が配置されている請求項１に
記載の画像表示装置。
【請求項９】前記表示パネルを駆動する駆動回路が前
記外装ケース内に配置されている請求項１に記載の画像
表示装置。
【請求項１０】前記送風手段が横長ファンである請求
項１、４、６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記熱電子放出素子が表面伝導型電子
放出素子である請求項１〜１０のいずれかに記載の画像
表示装置。