(57)【要約】【課題】この発明は、製造工程を簡略化でき製造コストを低減できる表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】前面基板２と背面基板４の周辺部を封着する封着部材６は、断面略円形の金属ワイヤにより形成された芯部材６ａ、およびこの芯部材６ａを埋設した封止材６ｂを有する。封着時には、芯部材６ａが基板２、４に接触しないように支持し、封止材６ｂを溶融させて、前面基板２および背面基板４を同時に封着する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蛍光体層を有する前面基板と、
上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、
上記前面基板および背面基板の周縁部同士を封着した封着部材と、を有し、
上記封着部材は、上記周縁部に沿って設けられる芯部材と、この芯部材を埋設するとともに該芯部材と上記各基板を封止する封止材と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記芯部材は、金属ワイヤにより形成されており、上記封止材は、低融点金属で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記金属ワイヤは、短軸が上記各基板と略直交する略楕円形の断面を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記金属ワイヤは、上記各基板に対向する面が平らに潰れた形状を有することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
上記芯部材と各基板との間には封止材が少なくとも介在され、上記芯部材と各基板とは非接触状態で配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、背面基板に設けた電子放出素子から電子を放出させて前面基板に設けた蛍光体層を励起発光させることによりカラー画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する表示装置として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。また、ＦＥＤの一種として、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
ＳＥＤは、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する。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合され、内部を真空にされて偏平な表示パネルを構成している。
【０００４】
前面基板の内面には３色の蛍光体層に重ねてメタルバックを有する蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体層を励起発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が整列配置されている。また、背面基板の内面上には、電子放出素子を駆動するための多数本の配線がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器の外部に引き出されている。
【０００５】
前面基板と背面基板の間には板状或いは柱状の複数のスペーサが設けられている。これらスペーサは、前面基板および背面基板の内面に当接することで、大気圧荷重を支えて基板間の隙間を維持するよう機能する。
【０００６】
このＳＥＤを動作させる場合、基板間に１０［ｋＶ］程度の高電圧を与え、配線に接続した駆動回路を介して各電子放出素子に選択的に駆動電圧を印加する。これにより、各電子放出素子から選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、対応する蛍光体層に照射され、蛍光体層が励起発光されてカラー画像が表示されるようになっている。
【０００７】
表示パネルを製造する場合、まず、蛍光体スクリーンを形成した前面基板、および複数の電子放出素子を形成し複数のスペーサおよび側壁を接合した背面基板を用意する。側壁は、例えばフリットガラスを介して背面基板の周縁部に予め接合しておく。また、側壁の上面および前面基板の対向する周縁部には、封着材としてインジウムなどの低融点金属を予め塗布しておく。そして、これらの基板を真空チャンバ内に配置して対向させ、封着材を溶融して側壁上面と前面基板の周縁部を封着する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかし、この製造方法によると、枠状の側壁をフリットガラスを用いて背面基板に予め接合し、真空チャンバ内に投入した後、封着材を溶融して側壁上面と前面基板周縁部を封着する必要があり、側壁の封着にかかる作業工程が多くなり、表示パネルの製造に要する作業時間が長くなり、製造コストが増大する問題があった。
【特許文献１】特開２００３−０６８２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この発明の目的は、製造工程を簡略化でき製造コストを低減できる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】
【００１０】
上記目的を達成するため、この発明の表示装置は、複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、上記前面基板および背面基板の周縁部同士を封着した封着部材と、を有し、上記封着部材は、上記周縁部に沿って設けられる芯部材と、この芯部材を埋設するとともに該芯部材と上記各基板を封止する封止材と、を有する。
【００１１】
上記発明によると、芯部材を埋設した封止材を前面基板と背面基板の周縁部間に配置し、これら封着部材により前面基板と背面基板の周縁部同士を同時に封着するようにした。このため、封着工程を簡略化でき、表示装置の製造コストを低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の表示装置は、上記のような構成および作用を有しているので、製造工程を簡略化でき製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。  
始めに、図１乃至図３を参照して、この発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）について説明する。図１は、前面基板２を部分的に切り欠いた状態のＳＥＤの真空外囲器１０（以下、表示パネル１０と称する場合もある）を示す斜視図であり、図２は、図１の真空外囲器１０を線II-IIに沿って切断した断面図であり、図３は、図２の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。図１乃至図３において、表示パネル１０の内部構造は、説明を分かり易くするため、適宜、構成を拡大し且つ概略的に示してある。
【００１４】
図１乃至図３に示すように、表示パネル１０は、それぞれ矩形のガラス板からなる前面基板２および背面基板４を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて互いに平行に対向配置されている。なお、背面基板４は、前面基板２より１回り大きいサイズを有する。また、前面基板２および背面基板４は、後述する封着部材６を介して周縁部同士が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器１０を構成している。
【００１５】
前面基板２の内面には画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１２が形成されている。この蛍光体スクリーン１２は、赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、重ねてアルミニウム等からなるメタルバック１４を有する。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、ストライプ状あるいはドット状に形成されている。
【００１６】
背面基板４の内面には、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起発光させるための電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１６が設けられている。これらの電子放出素子１６は、画素毎、すなわち蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１６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、背面基板４の内面上には、各電子放出素子１６に駆動電圧を与えるための多数本の配線１８がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引き出されている。
【００１７】
封着部材６は、前面基板２および背面基板４の周縁部に沿って設けられる芯部材６ａ、およびこの芯部材６ａを埋設するとともに芯部材６ａと各基板２、４の内面を密閉状態で封止する封止材６ｂを有する。本実施の形態では、芯部材６ａは、断面略円形の金属ワイヤにより形成され、封止材６ｂは、インジウム、スズ、スズに例えば銀やチタンなどを微量に混ぜた合金等、融点が２５０℃以下の低融点金属により構成されている。なお、前面基板２および背面基板４の内面には、それぞれ、封止材６ｂに対する濡れを確保するため、銀ペーストなどの下地材１９が予め塗布される。
【００１８】
また、表示パネル１０は、前面基板２と背面基板４の間にガラスからなる複数の細長い板状のスペーサ８を備えている。本実施の形態において、スペーサ８は、複数の細長いガラス板としたが、多数の柱状のスペーサでも良い。各スペーサ８は、上述した蛍光体スクリーン１２のメタルバック１４および遮光層１１を介して前面基板２の内面に当接する上端８ａ、および背面基板４の内面上に設けられた配線１８上に当接する下端８ｂを有する。しかして、これら複数のスペーサ８は、前面基板２および背面基板４の外側から作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００１９】
さらに、ＳＥＤは、前面基板２のメタルバック１４にアノード電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、メタルバック１４に１０［ｋＶ］程度の高電圧を印加することにより、蛍光体スクリーン１２の電位を高くする。これにより、接地された背面基板４と前面基板２との間に１０［ｋＶ］程度の電位差が形成される。
【００２０】
そして、上記ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、配線１８に接続した図示しない駆動回路を介して電子放出素子１６の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１６の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、メタルバック１４にアノード電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、蛍光体スクリーン１２に照射される。これにより、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００２１】
また、上記構造の表示パネル１０を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１２の設けられた前面基板２を用意し、電子放出素子１６および配線１８が設けられているとともにスペーサ８が接合された背面基板４を用意しておく。そして、これら前面基板２、および背面基板４の周縁部間に上述した構成の封着部材６を配置し、図示しない真空チャンバ内で２枚の基板２、４を対向配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、前面基板２と背面基板４の周縁部同士を封着する。
【００２２】
以下、図４乃至図７を参照して、上述した封着部材６についてより詳細に説明する。  
図４に示すように、上述した実施の形態の封着部材６は、断面略円形の金属ワイヤを芯部材６ａとし、この芯部材６ａをインジウムからなる封止材６ｂに埋設して構成され、前面基板２および背面基板４の周縁部間に矩形枠状に配置される。このように、封着部材６を構成することで、基板周縁部の封着工程を簡略化でき、表示パネル１０の製造コストを低減できる。
【００２３】
つまり、基板の封着工程では、上記構造の枠状の封着部材６を基板２、４の周縁部間に配置し、封止材６ｂを加熱溶融する。このとき、芯部材６ａが前面基板２および背面基板４のいずれにも接触しないように芯部材６ａの端部を支持し、芯部材６ａを埋設した封止材６ｂを溶融する。これにより、芯部材６ａと前面基板２の内面を密閉状態で封止でき、同時に、芯部材６ａと背面基板４の内面を密閉状態で封止できる。言い換えると、１回の封着工程で２枚の基板２、４の周縁部に対して芯部材６ａを同時に接合できる。
【００２４】
図５には、上述した封着部材６の変形例を示してある。この例では、断面略円形の芯部材６ａの代りに、断面略楕円形の芯部材２１を用いた。特に、楕円形の短軸が２枚の基板２、４と略直交するように芯部材２１を配置した。言い換えると、前面基板２の内面および背面基板４の内面に対向する芯部材２１の表面の曲率が比較的大きくなるようにした。これにより、図４で説明した封着部材６と比較して、封着部における疲労寿命を延長できる。
【００２５】
つまり、図４で説明した封着部材６のように断面略円形の芯部材６ａを用いると、前面基板２と背面基板４との間に熱膨張の違いを生じ封着部にせん断応力を生じたときに、芯部材６ａの上部と前面基板２の内面との間、および芯部材６ａの下部と背面基板４の内面との間に応力が集中し、疲労寿命が低下する要因となることが考えられる。しかし、図５で説明した芯部材２１のように、基板２、４に対向する面の曲率を大きくすることで、芯部材２１と基板２、４との間の応力の集中を緩和でき、疲労寿命の低下を抑制できる。
【００２６】
封着部の応力集中による疲労寿命を延長することのできる他の封着部材の例を図６に示す。この例では、略矩形の断面を有する芯部材２２を用いた。この芯部材２２は、前面基板２および背面基板４に対向する面が略平らにされ、応力集中をより緩和できることが解る。
【００２７】
また、図７に示すさらに他の例では、図４で説明した断面略円形の芯部材６ａの基板２、４に対向する面を平らに潰した形状の芯部材２３を用いた。この芯部材２３を用いても、上述した芯部材２２を用いた場合と同様に、応力の集中を緩和できる。
【００２８】
以上のように、本発明によると、芯部材６ａを封止材６ｂに埋設した封着部材６を用いたため、前面基板２と背面基板４の周縁部同士を封着する封着工程を簡略化でき、表示パネル１０の製造工程を簡略化でき、パネルの製造コストを低減できる。
【００２９】
また、本発明によると、前面基板２および背面基板４に対向する面が潰れた断面形状を有する金属ワイヤを芯部材とし、この芯部材を封止材に埋設して封着部材を構成したため、前面基板２と背面基板４との間に熱サイクルによる熱膨張の違いを生じたとき、せん断応力が封着部で局所的に集中することを防止でき、疲労寿命を延長できる。
【００３０】
なお、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できる。また、上述した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、上述した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良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００３１】
例えば、上述した実施の形態では、封着部材の芯部材として、断面形状が円形、楕円形、矩形などである場合について説明したが、これに限らず、前面基板２および背面基板４の少なくとも一方に対向する面が平らに潰れた断面形状であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤの真空外囲器を示す外観斜視図。
【図２】図１の真空外囲器を線II−IIに沿って切断した断面斜視図。
【図３】図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図４】前面基板と背面基板の周縁部間を封着する封着部材の構造を示す断面図。
【図５】封着部材の変形例を示す断面図。
【図６】封着部材の他の変形例を示す断面図。
【図７】封着部材のさらに他の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
２…前面基板、４…背面基板、６…封着部材、６ａ、２１、２２、２３…芯部材、６ｂ…封止材、８…スペーサ、１０…真空外囲器（表示パネル）、１２…蛍光体スクリーン、１４…メタルバック、１６…電子放出素子、１８…配線、１９…下地材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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