画像表示装置
【課題】基板を損傷することなく安定して強度向上を図ることができ、信頼性の向上した画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置の外囲器１０を構成した背面基板１２には、外囲器を補強した補強フレーム３０が取り付けられている。補強フレームは、背面基板の外面に固定され背面基板と対向した板状のフレーム本体３１と、フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された枠部材３２、３４とを有している。枠部材は、フレーム本体に当接した第１層と、第１層に積層されフレーム本体と反対側に位置しているとともに、第１層よりも熱膨張量が小さい第２層と、を有している。
【解決手段】画像表示装置の外囲器１０を構成した背面基板１２には、外囲器を補強した補強フレーム３０が取り付けられている。補強フレームは、背面基板の外面に固定され背面基板と対向した板状のフレーム本体３１と、フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された枠部材３２、３４とを有している。枠部材は、フレーム本体に当接した第１層と、第１層に積層されフレーム本体と反対側に位置しているとともに、第１層よりも熱膨張量が小さい第２層と、を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像表示装置に係り、特に、補強フレームを備えた平面型の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などがある。
【０００３】
例えばＦＥＤやＳＥＤは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は周辺部同士を互いに接合することにより外囲器を構成している。前面基板の内面には蛍光体層が形成され、背面基板の内面上には、蛍光体層を励起する複数の電子放出素子が設けられている。画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させることにより、蛍光体が発光して画像を表示する。
【０００４】
このようなＦＥＤやＳＥＤでは、外囲器の厚さを数ｍｍ程度にまで薄くすることができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されているＣＲＴと比較して、軽量化、薄型化を達成することができるとともに、省電力化を達成することができる。
【０００５】
近年、画像表示装置の大型化に伴い、外囲器を構成する基板も大型となっている。しかし、大型化に伴い、外囲器の強度低下、共振周波数の低下、重量増大等が問題となる。そこで、外囲器の機械的強度を上げる目的で、ガラス基板からなる背面基板の裏面側に補強用のフレームを取り付けた構造が提案されている。このようなフレームとしては、背面基板とほぼ同じ大きさを有した金属板を背面基板の裏面全体に貼り付けた構造、あるいは、矩形枠状の金属フレームを背面基板の外面周縁部に沿って固定した構造が提案されている（例えば、特許文献１および２）。
【特許文献１】特開２０００−１０４９３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４６３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したＦＥＤやＳＥＤでは、表示時、前面基板に設けられた蛍光体層に電子ビームを照射して発光させる。そのため、前面基板の温度が背面基板の温度よりも高くなり、熱膨張による伸び量は背面基板よりも前面基板の方が大きくなる。そのため、補強フレームにより拘束されていない前面基板は、前面側に凸となる反りを生じる。
【０００７】
しかしながら、外囲器の背面基板には補強フレームが固定され、外囲器の延び、変形が拘束されている。そのため、外囲器は自由に反ることができず、外囲器には熱応力が発生する。このような熱応力が大きくなると、外囲器の破壊、あるいは前面基板と背面基板とのアライメントずれが発生する虞がある。従って、表示装置の信頼性および表示品位が低下する。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、外囲器の強度向上を図ることができ、信頼性および表示品位の向上した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の態様に係る画像表示装置は、表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定された板状のフレーム本体を有し、前記フレーム本体は、前記背面基板に対向した第１層と、前記第１層に積層され前記背面基板と反対側に位置しているとともに、前記第１層よりも熱膨張量が小さい第２層と、を有している。
【００１０】
この発明の他の態様に係る画像表示装置は、表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定され背面基板と対向した板状のフレーム本体と、それぞれ前記フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された枠部材とを具備し、前記枠部材は、前記フレーム本体に当接した第１層部と、前記第１層部に積層され前記フレーム本体と反対側に位置しているとともに、前記第１層部よりも熱膨張量が小さい第２層部と、を有している。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、補強フレームを熱膨張量の異なる第１層および第２層によって２層構造とすることにより、外囲器に発生する熱応力を低減することができる。これにより、外囲器を損傷することなく強度向上を図ることができ、信頼性の向上した画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る画像表示装置をＳＥＤに適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、ＳＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス基板からなる前面基板１１、および背面基板１２を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。前面基板１１および背面基板１２は矩形の枠状部材１３を介して周縁部同士が接合され、前面基板１１、背面基板１２、枠状部材１３で囲まれた空間内部が真空状態に維持された偏平な矩形状の外囲器１０を構成している。前面基板１１の内面周縁部と枠状部材１３との間、および背面基板１２の内面周縁部と枠状部材１３との間は、例えば、インジウムあるいはインジウム合金等の低融点金属封着材、フリットガラス等の低融点封着材により接合されている。
【００１３】
図２に示すように、外囲器１０の内部には、前面基板１１および背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数の板状のスペーサ１４が設けられている。これらのスペーサ１４は、外囲器１０の長辺と平行な方向に配置されているとともに、短辺と平行な方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、スペーサ１４の形状については、特にこれに限定されるものではなく、例えば、柱状のスペーサ等を用いることもできる。
【００１４】
前面基板１１の内面側には表示面として機能する蛍光体スクリーン１５が設けられている。この蛍光体スクリーン１５は、赤、緑、青に発光する蛍光体層１６およびマトリクス状の黒色光吸収層１７を有している。蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム等からなるメタルバック２０が形成され、更に、メタルバック２０に重ねて図示しないゲッター膜が形成されている。
【００１５】
背面基板１２の内面側には、蛍光体層１６に電子を衝突させて励起する電子放出源として多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列され、それぞれの蛍光体層１６と対向して位置している。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、図１に示すように、背面基板１２の内面上には、電子放出素子１８を駆動する多数の配線２１がマトリックス状に形成され、その端部は背面基板１２の周縁部に引出されている。
【００１６】
上記のように構成されたＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、メタルバック２０にアノード電圧が印加され、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１５へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６が励起されて発光し、画像を表示する。
【００１７】
図２ないし図５に示すように、ＳＥＤは、背面基板１２の外面側に取付けられ外囲器１０を補強した補強フレーム３０を備えている。ここで、前面基板１１の内面側および背面基板１２の内面側とは、前面基板１１と背面基板１２とが対向する内側を示し、前面基板１１の外面側および背面基板１２の外面側とは、前面基板１１と背面基板１２とが対向する内側と反対側をそれぞれ示している。
【００１８】
補強フレーム３０は、背面基板１２とほぼ同一の大きさの矩形板状に形成されたフレーム本体３１と、それぞれフレーム本体３１の外面に固定された細長い一対の第１枠部材３２および細長い一対の第２枠部材３４と、を有している。
【００１９】
フレーム本体３１は、背面基板１２側に位置した第１層３１ａと、反対側に位置した第２層３１ｂとを積層した２層構造を有している。第１層３１ａは、第２層３１ｂよりも線熱膨張係数の大きい金属により形成されているとともに、第２層３１ｂよりも厚く形成されている。第１層３１ａの線熱膨張係数は、第２層３１ｂの線熱膨張係数の約１．２〜５倍に設定されている。本実施形態において、第１層３１ａは板厚１．０ｍｍのアルミニウム板により形成され、第２層３１ｂは板厚０．５ｍｍの鋼板により形成されている。第１層３１ａおよび第２層３１ｂは、接着あるいは溶接等によって互いに固定されている。これにより、フレーム本体３０は、全体として板厚１．５ｍｍに形成されている。
【００２０】
第１枠部材３２および第２枠部材３４は、それぞれ矩形状の横断面を有した中空の棒状に構成されている。第１枠部材３２は、それぞれフレーム本体３１の長辺と間隔を置いてこの長辺と平行に延びている。第２枠部材３４は、それぞれフレーム本体３１の短辺と間隔を置いてこの短辺と平行に延びている。図２および図３に示すように、各第２枠部材３４の両端部はそれぞれ第１枠部材３２に固定され、第１枠部材を互いに連結している。これにより、第１および第２枠部材３２、３４は、全体としてほぼ井形状に形成されている。
【００２１】
第１枠部材３２は、外囲器１０の背面基板１２側、つまり、フレーム本体３１側に位置した第１層部３２ａと、反対側に位置した第２層部３２ｂとを積層した２層構造を有している。第１層部３２ａの線熱膨張係数は、第２層部３２ｂの線熱膨張係数の約１．２〜５倍に設定されている。本実施形態において、第１層部３２ａはアルミニウムを押し出し成形して形成され、第２層部３２ｂは、例えば、鋼板を板金することにより形成されている。第１層部３２ａおよび第２層部３２ｂは、接着あるいは溶接等によって互いに固定されている。
【００２２】
同様に、第２枠部材３４は、外囲器１０の背面基板１２側、つまり、フレーム本体３１側に位置した第１層部３４ａと、反対側に位置した第２層部３４ｂとを積層した２層構造を有している。第１層部３４ａの線熱膨張係数は、第２層部３４ｂの線熱膨張係数の約１．２〜５倍に設定されている。本実施形態において、第１層部３４ａはアルミニウムを押し出し成形して形成され、第２層部３４ｂは、例えば、鋼板を板金することにより形成されている。第１層部３４ａおよび第２層部３４ｂは、接着あるいは溶接等によって互いに固定されている。
【００２３】
第１および第２枠部材３２、３４が取り付けられている部分を除いて、フレーム本体３１の複数箇所には後述するスタッドが埋め込まれ、フレーム本体３１の表面から外方に突出している。
【００２４】
図４および図５に示すように、各第１枠部材３２は矩形の横断面形状に形成され、フレーム本体３１に当接した底壁３３ａ、この底壁３３ａと直交して延びた一対の側壁３３ｂ、底壁と対向した隔壁３３ｃを有している。各第１枠部材３２は、側壁３３ｂの下端から底壁３３ａと平行に、つまり、フレーム本体３１の表面に沿ってそれぞれ延出した延出部３６を有している。第１枠部材３２の各壁および延出部３６は、例えば、１．５ｍｍの板厚に形成されている。各延出部３６の延出端は肉厚に形成され、部品取り付け部３８を構成している。この部品取り付け部３８は、フレーム本体３１の表面と直交する方向に対して付帯部品をねじ止め可能な厚さ、例えば、５ｍｍに形成され、また、幅５ｍｍに形成されている。部品取り付け部３８を一体に備えた各延出部３６は、第１枠部材３２の全長に渡って延びている。
【００２５】
図５に示すように、第１枠部材３２の各延出部３６は、その複数箇所がリベット４１によってフレーム本体３１にリベット止めされている。これにより、第１枠部材３２は、底壁３３ａおよび延出部３６がフレーム本体３１の表面、つまり、第２層３１ｂの表面に当接した状態でフレーム本体に固定されている。
【００２６】
図４および図５に示すように、各第２枠部材３４は矩形の横断面形状に形成され、フレーム本体３１に当接する底壁３５ａ、この底壁３５ａと直交して延びた一対の側壁３５ｂ、および底壁３５ａと対向した隔壁３５ｃを有している。各第２枠部材３４は、側壁３５ｂの下端から底壁３５ａと平行に、つまり、フレーム本体３１の第２層３１ｂ表面に沿ってそれぞれ延出した延出部３６を有している。第２枠部材３４の各壁および延出部３６は、例えば、１．５ｍｍの板厚に形成されている。各延出部３６の延出端は肉厚に形成され、部品取り付け部３８を構成している。この部品取り付け部３８は、フレーム本体３１の表面と直交する方向に対して付帯部品をねじ止め可能な厚さ、例えば、５ｍｍに形成され、また、幅５ｍｍに形成されている。部品取り付け部３８を一体に備えた各延出部３６は、第２枠部材３４の全長に渡って延びている。
【００２７】
第２枠部材３４の各延出部３６は、その複数箇所が図示しないリベットによってフレーム本体３１にリベット止めされている。これにより、第２枠部材３４は、底壁３５ａおよび延出部３６がフレーム本体３１の第２層３１ｂ表面に当接した状態でフレーム本体に固定されている。
【００２８】
図２および図５に示すように、補強フレーム３０のフレーム本体３１は、接着剤５１、両面テープ５２等により背面基板１２の外面側に複数箇所を貼付することにより外囲器１０に固定されている。この際、フレーム本体３１の第１層３１ａが背面基板１２側に位置した状態で固定されている。接着剤５１、両面テープ５２の部分を除いて、フレーム本体３１は僅かな隙間を置いて背面基板１２と対向している。接着剤５１の厚さは、スペーサとしても機能する両面テープ５２により一定の厚さに制御されている。外囲器１０に固定した状態において、フレーム本体３１は背面基板１２全体を覆っているとともに、その長辺および短辺は背面基板の長辺および短辺とほぼ平行に延びている。
【００２９】
一対の第１枠部材３２はそれぞれ背面基板１２の長辺とほぼ平行に延び、一対の第２枠部材３４はそれぞれ背面基板の短辺とほぼ平行に延びている。各第１枠部材３２は、背面基板１２の対応する長辺から所定間隔だけ離間して配置され、同様に、各第２枠部材３４は、背面基板１２の対応する短辺から所定間隔だけ離間して配置されている。
【００３０】
図２ないし図５に示すように、補強フレーム３０のフレーム本体３１上には、メイン電源５０ａ、高圧電源５０ｂ、Ｘドライバ基板５０ｃ、Ｙドライバ基板５０ｄ、アナログ基板５０ｅ、制御基板５０ｆ等を含む種々の付帯部品５０が取り付けられている。付帯部品５０の大部分は、第１あるいは第２枠部材３２、３４の部品取り付け部３８とフレーム本体３１に埋め込まれたスタッド５４とに跨って取り付けられている。
【００３１】
例えば、付帯部品５０としてのアナログ基板５０ｅは、平坦な支持板５６上に固定されている。この支持板５６は、その一側縁部が第１枠部材３２の部品取り付け部３８上に載置され複数のねじ６０により部品取り付け部３８にねじ止めされている。支持板５６の反対側の側縁部は、その複数箇所が、フレーム本体３１に埋め込まれた複数のスタッド５４にねじ止めされている。各スタッド５４の高さは部品取り付け部３８の厚さとほぼ等しく形成されている。これにより、支持板５６は、フレーム本体３１とほぼ平行に対向した状態で、部品取り付け部３８およびスタッド５４に固定されている。
【００３２】
なお、支持板５６を用いることなく、アナログ基板５０ｅを直接、部品取り付け部３８およびスタッド５４にねじ止め固定しても良く、あるいは、部品取り付け部３８のみに固定してもよい。他の付帯部品５０も同様に、第１あるいは第２枠部材３２、３４の部品取り付け部３８およびスタッド５４に直接、あるいは支持板５６を介して取り付けられている。
【００３３】
上記のように構成されたＳＥＤによれば、大画面化に伴い外囲器１０が大型化した場合でも、補強フレーム３０を設けることにより充分な強度を維持することができる。そして、必要最小限の最適な補強フレームとし、ＳＥＤ全体の軽量化および薄型化を図りながら、装置の機械的強度向上および共振防止を実現することができる。アルミニウムで形成されたフレーム本体３１を背面基板１２の全面と対向配置することにより、ＳＥＤの電磁シールドを兼ねることができる。
【００３４】
ＳＥＤの動作中において、外囲器１０および補強フレーム３０が加熱された場合、外囲器の前面基板１１および背面基板１２は、前面側に凸となる反りを生じる。また、補強フレーム３０のフレーム本体３１は、２層構造を有し、外囲器１０側の第１層３１ａが反対側に位置した第２層３１ｂよりも熱膨張量が大きくなるように形成されている。そのため、フレーム本体３１は加熱されると、バイメタル効果により、外囲器１０側に凸となる反りを生じる。同様に、第１および第２枠部材３２、３４は、それぞれ２層構造を有し、外囲器１０側の第１層部３２ａ、３４ａが外囲器と反対側に位置した第２層部３２ｂ、３４ｂよりも熱膨張量が大きくなるように形成されている。そのため、第１および第２枠部材３２、３４は加熱されると、バイメタル効果により、外囲器１０側に凸となる反りを生じる。補強フレーム３０の反り量は、２層構造を構成している第１および第２層、あるいは、第１層部および第２層部の材質、あるいは、厚さを変えることにより適宜調整することができる。
【００３５】
このように、外囲器１０が熱膨張により変形した場合でも、これに併せて補強フレーム３０が熱変形するため、外囲器の熱変形に対する補強フレームの拘束力を弱め、外囲器に作用する熱応力を低減することができる。従って、外囲器１０が熱膨張した場合でも、外囲器の損傷、および前面基板と背面基板とのアライメントずれを防止することができする。これにより、外囲器の強度向上を図り、信頼性の向上したＳＥＤが得られる。同時に、アライメントずれによるが画像劣化を防止し、表示品位の向上したＳＥＤが得られる。
【００３６】
この発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３７】
例えば、フレーム本体および枠部材の２層構造において、材質は、アルミニウムと鋼板との組み合わせに限らず、外囲器側に位置する第１層、あるいは第１層部の熱膨張量が第２層あるいは第２層部よりも大きくなる組み合わせであれば、他の材料を用いてもよい。 第１層、第１層部の熱膨張量がそれぞれ第２層、第２層部の熱膨張量よりも大きい場合、必ずしも
第１層の熱膨張係数＞第２層の熱膨張係数、
第１層厚さ＞第２層厚さ
第１層部の熱膨張係数＞第２層部の熱膨張係数、
の関係を満たさなくてもよい。
【００３８】
また、上述した実施形態では、フレーム本体および第１、第２枠部材の両方を２層構造としたが、フレーム本体のみ、あるいは第１、第２枠部材のみを２層構造としてもよい。この場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
この発明は、ＦＥＤやＳＥＤに限らず、例えば、ＰＤＰのような他の平面型画像表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係るＳＥＤの外観を示す斜視図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＳＥＤの断面図。
【図３】図３は、前記ＳＥＤの背面側および補強フレームを示す斜視図。
【図４】図４は、前記補強フレームの一部を拡大して示す斜視図。
【図５】図５は、前記補強フレームにおける枠部材とフレーム本体との取り付け構造、および付帯部品の取り付け構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０…外囲器、 １１…前面基板、 １２…背面基板、 １５…蛍光体スクリーン、
１８…電子放出素子、 ３０…補強フレーム、 ３１…フレーム本体、
３１ａ…第１層、 ３１ｂ…第２層、 ３２…第１枠部材、
３２ａ、３４ａ…第１層部、 ３２ｂ、３４ｂ…第２層部、 ３４…第２枠部材、
【技術分野】
【０００１】
この発明は画像表示装置に係り、特に、補強フレームを備えた平面型の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などがある。
【０００３】
例えばＦＥＤやＳＥＤは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は周辺部同士を互いに接合することにより外囲器を構成している。前面基板の内面には蛍光体層が形成され、背面基板の内面上には、蛍光体層を励起する複数の電子放出素子が設けられている。画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させることにより、蛍光体が発光して画像を表示する。
【０００４】
このようなＦＥＤやＳＥＤでは、外囲器の厚さを数ｍｍ程度にまで薄くすることができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されているＣＲＴと比較して、軽量化、薄型化を達成することができるとともに、省電力化を達成することができる。
【０００５】
近年、画像表示装置の大型化に伴い、外囲器を構成する基板も大型となっている。しかし、大型化に伴い、外囲器の強度低下、共振周波数の低下、重量増大等が問題となる。そこで、外囲器の機械的強度を上げる目的で、ガラス基板からなる背面基板の裏面側に補強用のフレームを取り付けた構造が提案されている。このようなフレームとしては、背面基板とほぼ同じ大きさを有した金属板を背面基板の裏面全体に貼り付けた構造、あるいは、矩形枠状の金属フレームを背面基板の外面周縁部に沿って固定した構造が提案されている（例えば、特許文献１および２）。
【特許文献１】特開２０００−１０４９３号公報
【特許文献２】特開平１１−１４６３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したＦＥＤやＳＥＤでは、表示時、前面基板に設けられた蛍光体層に電子ビームを照射して発光させる。そのため、前面基板の温度が背面基板の温度よりも高くなり、熱膨張による伸び量は背面基板よりも前面基板の方が大きくなる。そのため、補強フレームにより拘束されていない前面基板は、前面側に凸となる反りを生じる。
【０００７】
しかしながら、外囲器の背面基板には補強フレームが固定され、外囲器の延び、変形が拘束されている。そのため、外囲器は自由に反ることができず、外囲器には熱応力が発生する。このような熱応力が大きくなると、外囲器の破壊、あるいは前面基板と背面基板とのアライメントずれが発生する虞がある。従って、表示装置の信頼性および表示品位が低下する。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、外囲器の強度向上を図ることができ、信頼性および表示品位の向上した画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の態様に係る画像表示装置は、表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定された板状のフレーム本体を有し、前記フレーム本体は、前記背面基板に対向した第１層と、前記第１層に積層され前記背面基板と反対側に位置しているとともに、前記第１層よりも熱膨張量が小さい第２層と、を有している。
【００１０】
この発明の他の態様に係る画像表示装置は、表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定され背面基板と対向した板状のフレーム本体と、それぞれ前記フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された枠部材とを具備し、前記枠部材は、前記フレーム本体に当接した第１層部と、前記第１層部に積層され前記フレーム本体と反対側に位置しているとともに、前記第１層部よりも熱膨張量が小さい第２層部と、を有している。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、補強フレームを熱膨張量の異なる第１層および第２層によって２層構造とすることにより、外囲器に発生する熱応力を低減することができる。これにより、外囲器を損傷することなく強度向上を図ることができ、信頼性の向上した画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る画像表示装置をＳＥＤに適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２に示すように、ＳＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス基板からなる前面基板１１、および背面基板１２を備え、これらの基板は１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。前面基板１１および背面基板１２は矩形の枠状部材１３を介して周縁部同士が接合され、前面基板１１、背面基板１２、枠状部材１３で囲まれた空間内部が真空状態に維持された偏平な矩形状の外囲器１０を構成している。前面基板１１の内面周縁部と枠状部材１３との間、および背面基板１２の内面周縁部と枠状部材１３との間は、例えば、インジウムあるいはインジウム合金等の低融点金属封着材、フリットガラス等の低融点封着材により接合されている。
【００１３】
図２に示すように、外囲器１０の内部には、前面基板１１および背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数の板状のスペーサ１４が設けられている。これらのスペーサ１４は、外囲器１０の長辺と平行な方向に配置されているとともに、短辺と平行な方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、スペーサ１４の形状については、特にこれに限定されるものではなく、例えば、柱状のスペーサ等を用いることもできる。
【００１４】
前面基板１１の内面側には表示面として機能する蛍光体スクリーン１５が設けられている。この蛍光体スクリーン１５は、赤、緑、青に発光する蛍光体層１６およびマトリクス状の黒色光吸収層１７を有している。蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム等からなるメタルバック２０が形成され、更に、メタルバック２０に重ねて図示しないゲッター膜が形成されている。
【００１５】
背面基板１２の内面側には、蛍光体層１６に電子を衝突させて励起する電子放出源として多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列され、それぞれの蛍光体層１６と対向して位置している。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、図１に示すように、背面基板１２の内面上には、電子放出素子１８を駆動する多数の配線２１がマトリックス状に形成され、その端部は背面基板１２の周縁部に引出されている。
【００１６】
上記のように構成されたＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、メタルバック２０にアノード電圧が印加され、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１５へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６が励起されて発光し、画像を表示する。
【００１７】
図２ないし図５に示すように、ＳＥＤは、背面基板１２の外面側に取付けられ外囲器１０を補強した補強フレーム３０を備えている。ここで、前面基板１１の内面側および背面基板１２の内面側とは、前面基板１１と背面基板１２とが対向する内側を示し、前面基板１１の外面側および背面基板１２の外面側とは、前面基板１１と背面基板１２とが対向する内側と反対側をそれぞれ示している。
【００１８】
補強フレーム３０は、背面基板１２とほぼ同一の大きさの矩形板状に形成されたフレーム本体３１と、それぞれフレーム本体３１の外面に固定された細長い一対の第１枠部材３２および細長い一対の第２枠部材３４と、を有している。
【００１９】
フレーム本体３１は、背面基板１２側に位置した第１層３１ａと、反対側に位置した第２層３１ｂとを積層した２層構造を有している。第１層３１ａは、第２層３１ｂよりも線熱膨張係数の大きい金属により形成されているとともに、第２層３１ｂよりも厚く形成されている。第１層３１ａの線熱膨張係数は、第２層３１ｂの線熱膨張係数の約１．２〜５倍に設定されている。本実施形態において、第１層３１ａは板厚１．０ｍｍのアルミニウム板により形成され、第２層３１ｂは板厚０．５ｍｍの鋼板により形成されている。第１層３１ａおよび第２層３１ｂは、接着あるいは溶接等によって互いに固定されている。これにより、フレーム本体３０は、全体として板厚１．５ｍｍに形成されている。
【００２０】
第１枠部材３２および第２枠部材３４は、それぞれ矩形状の横断面を有した中空の棒状に構成されている。第１枠部材３２は、それぞれフレーム本体３１の長辺と間隔を置いてこの長辺と平行に延びている。第２枠部材３４は、それぞれフレーム本体３１の短辺と間隔を置いてこの短辺と平行に延びている。図２および図３に示すように、各第２枠部材３４の両端部はそれぞれ第１枠部材３２に固定され、第１枠部材を互いに連結している。これにより、第１および第２枠部材３２、３４は、全体としてほぼ井形状に形成されている。
【００２１】
第１枠部材３２は、外囲器１０の背面基板１２側、つまり、フレーム本体３１側に位置した第１層部３２ａと、反対側に位置した第２層部３２ｂとを積層した２層構造を有している。第１層部３２ａの線熱膨張係数は、第２層部３２ｂの線熱膨張係数の約１．２〜５倍に設定されている。本実施形態において、第１層部３２ａはアルミニウムを押し出し成形して形成され、第２層部３２ｂは、例えば、鋼板を板金することにより形成されている。第１層部３２ａおよび第２層部３２ｂは、接着あるいは溶接等によって互いに固定されている。
【００２２】
同様に、第２枠部材３４は、外囲器１０の背面基板１２側、つまり、フレーム本体３１側に位置した第１層部３４ａと、反対側に位置した第２層部３４ｂとを積層した２層構造を有している。第１層部３４ａの線熱膨張係数は、第２層部３４ｂの線熱膨張係数の約１．２〜５倍に設定されている。本実施形態において、第１層部３４ａはアルミニウムを押し出し成形して形成され、第２層部３４ｂは、例えば、鋼板を板金することにより形成されている。第１層部３４ａおよび第２層部３４ｂは、接着あるいは溶接等によって互いに固定されている。
【００２３】
第１および第２枠部材３２、３４が取り付けられている部分を除いて、フレーム本体３１の複数箇所には後述するスタッドが埋め込まれ、フレーム本体３１の表面から外方に突出している。
【００２４】
図４および図５に示すように、各第１枠部材３２は矩形の横断面形状に形成され、フレーム本体３１に当接した底壁３３ａ、この底壁３３ａと直交して延びた一対の側壁３３ｂ、底壁と対向した隔壁３３ｃを有している。各第１枠部材３２は、側壁３３ｂの下端から底壁３３ａと平行に、つまり、フレーム本体３１の表面に沿ってそれぞれ延出した延出部３６を有している。第１枠部材３２の各壁および延出部３６は、例えば、１．５ｍｍの板厚に形成されている。各延出部３６の延出端は肉厚に形成され、部品取り付け部３８を構成している。この部品取り付け部３８は、フレーム本体３１の表面と直交する方向に対して付帯部品をねじ止め可能な厚さ、例えば、５ｍｍに形成され、また、幅５ｍｍに形成されている。部品取り付け部３８を一体に備えた各延出部３６は、第１枠部材３２の全長に渡って延びている。
【００２５】
図５に示すように、第１枠部材３２の各延出部３６は、その複数箇所がリベット４１によってフレーム本体３１にリベット止めされている。これにより、第１枠部材３２は、底壁３３ａおよび延出部３６がフレーム本体３１の表面、つまり、第２層３１ｂの表面に当接した状態でフレーム本体に固定されている。
【００２６】
図４および図５に示すように、各第２枠部材３４は矩形の横断面形状に形成され、フレーム本体３１に当接する底壁３５ａ、この底壁３５ａと直交して延びた一対の側壁３５ｂ、および底壁３５ａと対向した隔壁３５ｃを有している。各第２枠部材３４は、側壁３５ｂの下端から底壁３５ａと平行に、つまり、フレーム本体３１の第２層３１ｂ表面に沿ってそれぞれ延出した延出部３６を有している。第２枠部材３４の各壁および延出部３６は、例えば、１．５ｍｍの板厚に形成されている。各延出部３６の延出端は肉厚に形成され、部品取り付け部３８を構成している。この部品取り付け部３８は、フレーム本体３１の表面と直交する方向に対して付帯部品をねじ止め可能な厚さ、例えば、５ｍｍに形成され、また、幅５ｍｍに形成されている。部品取り付け部３８を一体に備えた各延出部３６は、第２枠部材３４の全長に渡って延びている。
【００２７】
第２枠部材３４の各延出部３６は、その複数箇所が図示しないリベットによってフレーム本体３１にリベット止めされている。これにより、第２枠部材３４は、底壁３５ａおよび延出部３６がフレーム本体３１の第２層３１ｂ表面に当接した状態でフレーム本体に固定されている。
【００２８】
図２および図５に示すように、補強フレーム３０のフレーム本体３１は、接着剤５１、両面テープ５２等により背面基板１２の外面側に複数箇所を貼付することにより外囲器１０に固定されている。この際、フレーム本体３１の第１層３１ａが背面基板１２側に位置した状態で固定されている。接着剤５１、両面テープ５２の部分を除いて、フレーム本体３１は僅かな隙間を置いて背面基板１２と対向している。接着剤５１の厚さは、スペーサとしても機能する両面テープ５２により一定の厚さに制御されている。外囲器１０に固定した状態において、フレーム本体３１は背面基板１２全体を覆っているとともに、その長辺および短辺は背面基板の長辺および短辺とほぼ平行に延びている。
【００２９】
一対の第１枠部材３２はそれぞれ背面基板１２の長辺とほぼ平行に延び、一対の第２枠部材３４はそれぞれ背面基板の短辺とほぼ平行に延びている。各第１枠部材３２は、背面基板１２の対応する長辺から所定間隔だけ離間して配置され、同様に、各第２枠部材３４は、背面基板１２の対応する短辺から所定間隔だけ離間して配置されている。
【００３０】
図２ないし図５に示すように、補強フレーム３０のフレーム本体３１上には、メイン電源５０ａ、高圧電源５０ｂ、Ｘドライバ基板５０ｃ、Ｙドライバ基板５０ｄ、アナログ基板５０ｅ、制御基板５０ｆ等を含む種々の付帯部品５０が取り付けられている。付帯部品５０の大部分は、第１あるいは第２枠部材３２、３４の部品取り付け部３８とフレーム本体３１に埋め込まれたスタッド５４とに跨って取り付けられている。
【００３１】
例えば、付帯部品５０としてのアナログ基板５０ｅは、平坦な支持板５６上に固定されている。この支持板５６は、その一側縁部が第１枠部材３２の部品取り付け部３８上に載置され複数のねじ６０により部品取り付け部３８にねじ止めされている。支持板５６の反対側の側縁部は、その複数箇所が、フレーム本体３１に埋め込まれた複数のスタッド５４にねじ止めされている。各スタッド５４の高さは部品取り付け部３８の厚さとほぼ等しく形成されている。これにより、支持板５６は、フレーム本体３１とほぼ平行に対向した状態で、部品取り付け部３８およびスタッド５４に固定されている。
【００３２】
なお、支持板５６を用いることなく、アナログ基板５０ｅを直接、部品取り付け部３８およびスタッド５４にねじ止め固定しても良く、あるいは、部品取り付け部３８のみに固定してもよい。他の付帯部品５０も同様に、第１あるいは第２枠部材３２、３４の部品取り付け部３８およびスタッド５４に直接、あるいは支持板５６を介して取り付けられている。
【００３３】
上記のように構成されたＳＥＤによれば、大画面化に伴い外囲器１０が大型化した場合でも、補強フレーム３０を設けることにより充分な強度を維持することができる。そして、必要最小限の最適な補強フレームとし、ＳＥＤ全体の軽量化および薄型化を図りながら、装置の機械的強度向上および共振防止を実現することができる。アルミニウムで形成されたフレーム本体３１を背面基板１２の全面と対向配置することにより、ＳＥＤの電磁シールドを兼ねることができる。
【００３４】
ＳＥＤの動作中において、外囲器１０および補強フレーム３０が加熱された場合、外囲器の前面基板１１および背面基板１２は、前面側に凸となる反りを生じる。また、補強フレーム３０のフレーム本体３１は、２層構造を有し、外囲器１０側の第１層３１ａが反対側に位置した第２層３１ｂよりも熱膨張量が大きくなるように形成されている。そのため、フレーム本体３１は加熱されると、バイメタル効果により、外囲器１０側に凸となる反りを生じる。同様に、第１および第２枠部材３２、３４は、それぞれ２層構造を有し、外囲器１０側の第１層部３２ａ、３４ａが外囲器と反対側に位置した第２層部３２ｂ、３４ｂよりも熱膨張量が大きくなるように形成されている。そのため、第１および第２枠部材３２、３４は加熱されると、バイメタル効果により、外囲器１０側に凸となる反りを生じる。補強フレーム３０の反り量は、２層構造を構成している第１および第２層、あるいは、第１層部および第２層部の材質、あるいは、厚さを変えることにより適宜調整することができる。
【００３５】
このように、外囲器１０が熱膨張により変形した場合でも、これに併せて補強フレーム３０が熱変形するため、外囲器の熱変形に対する補強フレームの拘束力を弱め、外囲器に作用する熱応力を低減することができる。従って、外囲器１０が熱膨張した場合でも、外囲器の損傷、および前面基板と背面基板とのアライメントずれを防止することができする。これにより、外囲器の強度向上を図り、信頼性の向上したＳＥＤが得られる。同時に、アライメントずれによるが画像劣化を防止し、表示品位の向上したＳＥＤが得られる。
【００３６】
この発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３７】
例えば、フレーム本体および枠部材の２層構造において、材質は、アルミニウムと鋼板との組み合わせに限らず、外囲器側に位置する第１層、あるいは第１層部の熱膨張量が第２層あるいは第２層部よりも大きくなる組み合わせであれば、他の材料を用いてもよい。 第１層、第１層部の熱膨張量がそれぞれ第２層、第２層部の熱膨張量よりも大きい場合、必ずしも
第１層の熱膨張係数＞第２層の熱膨張係数、
第１層厚さ＞第２層厚さ
第１層部の熱膨張係数＞第２層部の熱膨張係数、
の関係を満たさなくてもよい。
【００３８】
また、上述した実施形態では、フレーム本体および第１、第２枠部材の両方を２層構造としたが、フレーム本体のみ、あるいは第１、第２枠部材のみを２層構造としてもよい。この場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
この発明は、ＦＥＤやＳＥＤに限らず、例えば、ＰＤＰのような他の平面型画像表示装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係るＳＥＤの外観を示す斜視図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＳＥＤの断面図。
【図３】図３は、前記ＳＥＤの背面側および補強フレームを示す斜視図。
【図４】図４は、前記補強フレームの一部を拡大して示す斜視図。
【図５】図５は、前記補強フレームにおける枠部材とフレーム本体との取り付け構造、および付帯部品の取り付け構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１０…外囲器、 １１…前面基板、 １２…背面基板、 １５…蛍光体スクリーン、
１８…電子放出素子、 ３０…補強フレーム、 ３１…フレーム本体、
３１ａ…第１層、 ３１ｂ…第２層、 ３２…第１枠部材、
３２ａ、３４ａ…第１層部、 ３２ｂ、３４ｂ…第２層部、 ３４…第２枠部材、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、
前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定された板状のフレーム本体を有し、前記フレーム本体は、前記背面基板に対向した第１層と、前記第１層に積層され前記背面基板と反対側に位置しているとともに、前記第１層よりも熱膨張量が小さい第２層と、を有している画像表示装置。
【請求項２】
前記本体フレームの第１層および第２層は、前記背面基板とほぼ等しい形状および寸法に形成され、前記第１層は前記背面基板の外面に貼付されている請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記補強フレームは、それぞれ前記フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された複数の細長い枠部材を備え、各枠部材は、前記フレーム本体に当接した第１層部と、前記第１層部に積層され前記フレーム本体と反対側に位置しているとともに、前記第１層部よりも熱膨張量が小さい第２層部と、を有している請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記枠部材は、前記フレーム本体に固定され、それぞれ上記背面基板の長辺に沿って延びた一対の第１枠部材と、前記フレーム本体に固定され、それぞれ上記背面基板の短辺に沿って延びているとともに前記一対の第１枠部材を連結した一対の第２枠部材と、を含んでいる請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、
前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定され背面基板と対向した板状のフレーム本体と、前記フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された枠部材とを具備し、前記枠部材は、前記フレーム本体に当接した第１層部と、前記第１層部に積層され前記フレーム本体と反対側に位置しているとともに、前記第１層部よりも熱膨張量が小さい第２層部と、を有している画像表示装置。
【請求項１】
表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、
前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定された板状のフレーム本体を有し、前記フレーム本体は、前記背面基板に対向した第１層と、前記第１層に積層され前記背面基板と反対側に位置しているとともに、前記第１層よりも熱膨張量が小さい第２層と、を有している画像表示装置。
【請求項２】
前記本体フレームの第１層および第２層は、前記背面基板とほぼ等しい形状および寸法に形成され、前記第１層は前記背面基板の外面に貼付されている請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記補強フレームは、それぞれ前記フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された複数の細長い枠部材を備え、各枠部材は、前記フレーム本体に当接した第１層部と、前記第１層部に積層され前記フレーム本体と反対側に位置しているとともに、前記第１層部よりも熱膨張量が小さい第２層部と、を有している請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記枠部材は、前記フレーム本体に固定され、それぞれ上記背面基板の長辺に沿って延びた一対の第１枠部材と、前記フレーム本体に固定され、それぞれ上記背面基板の短辺に沿って延びているとともに前記一対の第１枠部材を連結した一対の第２枠部材と、を含んでいる請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
表示面を有した前面基板およびこの前面基板に対向配置された背面基板を備えた外囲器と、前記背面基板の外面側に固定され、前記外囲器を補強した補強フレームと、を備え、
前記補強フレームは、前記背面基板の外面に固定され背面基板と対向した板状のフレーム本体と、前記フレーム本体の背面基板と反対側の面に固定された枠部材とを具備し、前記枠部材は、前記フレーム本体に当接した第１層部と、前記第１層部に積層され前記フレーム本体と反対側に位置しているとともに、前記第１層部よりも熱膨張量が小さい第２層部と、を有している画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２１５１９３（Ｐ２００６−２１５１９３Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６６２３（Ｐ２００５−２６６２３）
【出願日】平成１７年２月２日（２００５．２．２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２日（２００５．２．２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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