(57)【要約】【課題】この発明は、封着材を側壁の端面に安定して充填でき、封着の信頼性を高めることができる表示装置を提供することを課題とする。【解決手段】ＳＥＤは、蛍光体スクリーンを有する前面基板および電子放出素子を有する背面基板の周縁部同士を接合した矩形枠状の側壁６を有する。側壁６が前面基板に対向する上端面６ａは、その中央が前面基板に向けて突出するように湾曲されている。これにより、側壁６の上端面６ａに充填したインジウムを溶融させたとき、傾斜に沿ってインジウムが流れ、長辺中央部におけるインジウムの垂れ落ちを防止できる。【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接合した枠状の側壁と、を有する真空外囲器を有し、
上記側壁が上記前面基板および背面基板の少なくとも一方と対面する端面は、溶融した封着材をその長手方向に沿って流すように少なくとも部分的に傾斜していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記側壁は矩形枠状であり、その少なくとも一辺の上記端面は、その中央が対面する基板に向けて突出するように湾曲し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】
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方は、上記側壁の端面に沿って湾曲してい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】
上記端面には、封着材を上記側壁の長手方向に沿って積極的に流すための細長い溝が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
上記端面には、封着材を流れ難くするための有底の穴が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項６】
上記封着材は、低融点金属であり、上記側壁の角部に配置した電極を介して通電することで溶融されることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
上記側壁の端面の傾斜角度は、該側壁を水平に配置した状態で、該端面に沿って封着材が流れ始める角度以上、封着材の厚さが該端面が傾斜していないときの厚さの半分になる角度以下、に設定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。
【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、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平面パネル構造の真空外囲器を構成している。
【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。これら複数のスペーサは、前面基板の内面および背面基板の内面に当接し、大気圧荷重を支えるように機能する。
【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】
前面基板と背面基板の周縁部同士を側壁を介して封着する方法として、背面基板に予め接合した側壁の上端と前面基板の周縁部との間にインジウムを介在させて真空雰囲気中でインジウムを加熱溶融して封着する方法が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
しかし、インジウムを溶融させるため、例えばインジウムに通電して加熱する方法を選択すると、通電のための電極に近い部位のインジウムが先に溶融して電極から遠い部位のインジウムが最後に溶融する。このように、インジウムの溶融速度に差が生じると、例えば、側壁の角部に電極を設けてインジウムを加熱溶融させた場合、角部付近のインジウムが先に溶融して辺部中央のインジウムが最後に溶融することになり、辺部中央近くでインジウムが垂れ落ちてしまう場合があった。このように、インジウムが垂れ落ちると、背面基板の内面に設けられた配線に接触してショートする問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１８４３３１号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の目的は、封着材を側壁の端面に安定して充填でき、封着の信頼性を高めることが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】
【０００９】
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接合した枠状の側壁と、を有する真空外囲器を有し、上記側壁が上記前面基板および背面基板の少なくとも一方と対面する端面は、溶融した封着材をその長手方向に沿って流すように少なくとも部分的に傾斜していることを特徴とする。
【００１０】
上記発明によると、側壁が基板に対面する端面に傾斜を設けたため、封着材を傾斜に沿って流すことでその充填量をコントロールでき、側壁の端面に封着材を安定して充填でき、封着の信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１１】
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、封着材を側壁の端面に安定して充填でき、封着の信頼性を高めることができる。
【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、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、本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で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。
【００１３】
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、ガラスからなる矩形枠状の側壁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を構成している。
【００１４】
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、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１２上には、アルミニウム等からなるメタルバック１４が形成されている。
【００１５】
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。
【００１６】
接合部材として機能する側壁６は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材１９により、前面基板２の周縁部および背面基板４の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。本実施の形態では、背面基板４と側壁６の下端面をフリットガラス１９ａを用いて接合し、前面基板２と側壁６の上端面６ａをインジウム１９ｂを用いて接合した。もし、配線１８のある背面基板４と側壁６を低融点金属で封着する場合は、配線１８と封着材１９の電気ショートを避けるため、中間層として絶縁層を設ける必要がある。なお、側壁６の形状については、後に詳述する。
【００１７】
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、矩形板状の金属板からなるグリッド（図示せず）と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ（図示せず）と、で構成しても良い。
【００１８】
各スペーサ８は、上述したメタルバック１４、および蛍光体スクリーン１２の遮光層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と背面基板４との間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、背面基板４の電位を０Ｖに設定し、メタルバック１４の電位を１０ｋＶ程度にするよう、両者の間にアノード電圧を印加する。
【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に衝突する。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およびメタルバック１４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側壁６およびスペーサ８が接合された背面基板４を用意しておく。このとき、側壁６が前面基板２に対面する上端面６ａ、および前面基板２内面の対応する周縁部に下地を介してインジウム１９ｂを予め塗布しておく。
【００２２】
そして、前面基板２、および背面基板４を対向させて図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁６の角部に設けた電極（図示せず）を介してインジウム１９ｂに通電してインジウム１９ｂを溶融し、側壁６の上端面６ａと前面基板２の周縁部とを封着する。これにより、内部を真空にした真空外囲器１０が製造される。
【００２３】
このように、側壁６の角部に配置した電極を介してインジウム１９ｂに通電してインジウム１９ｂを溶融させる場合、図示しない電極に近いインジウムから先に溶融して電極から遠い側壁中央部のインジウムが後で溶融する。特に、表示パネル１０の長辺側でインジウム１９ｂの溶融速度に大きな差が生じる。このため、枠状の側壁６の全周に亘ってインジウム１９ｂを同じ量で充填すると、溶融の遅い長辺中央部近くでインジウム１９ｂが側壁６の上端面６ａから垂れ落ちる現象が生じてしまう。
【００２４】
本発明では、このようなインジウム１９ｂの垂れ落ちの問題を解消するため、側壁６の上端面６ａに傾斜を設けた。以下、図４および図５を参照して、本発明の実施の形態に係る側壁６の上端面６ａの形状について説明する。
【００２５】
図４に示すように、側壁６の上端面６ａは、その２つの長辺において、その略中央部がここでは図示しない前面基板２に向けて突出するように湾曲している。上端面６ａの湾曲の曲率は、単一の曲率であっても良く、複数の曲率を合成させたものであっても良い。また、上端面６ａの湾曲の度合い、すなわち近似的な傾斜角度は、側壁６を水平に配置した状態で、溶融したインジウムが側壁６の上端面６ａに沿って流れ始める角度以上、インジウムの塗布厚が上端面６ａが傾斜していないときの厚さの半分になる角度以下、に設定される。
【００２６】
本実施の形態では、封着材として低融点金属であるインジウムを用い、側壁６をガラスにより形成したため、側壁６の上端面６ａの傾斜角度は、図５に模式的に示すように設定した。つまり、図５に示すように、側壁６の長辺の中央を頂点として上端面６ａが両角部に向けて真っ直ぐ傾斜しているものと仮定すると、その傾斜角度θは、ｃｏｓθ＝ｈ／Ｌ＝０．２／１０００〜０．３／１０００を満たす角度に設定される。これにより、上述した範囲内で溶融したインジウムが側壁６の上端面６ａに沿って流れ、側壁６の長辺中央部付近におけるインジウムの垂れ落ちを防止できる。
【００２７】
以上のように、本実施の形態によると、側壁６が前面基板２に対向する上端面６ａに中央部が凸となる傾斜を設けたため、側壁６の角部に向けてインジウム１９ｂを流すことができ、側壁６の特に長辺中央部でインジウムが垂れ落ちることを防止でき、側壁６の上端面６ａにインジウムを安定して充填でき、信頼性の高い封着を実現できる。特に、表示パネル１０のサイズが大きくなると、この効果は大きくなる。
【００２８】
また、上述したように側壁６の上端面６ａに傾斜を設けることで、側壁６の上端面６ａに接合される前面基板２の周縁部も湾曲する。湾曲の度合いが、上述したように極めて小さい曲率であるため、基板２に不所望な応力がかかることはなく、むしろ前面基板２の強度を高めることができる。
【００２９】
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。
【００３０】
例えば、図６に示すように、側壁６の上端面に側壁の長手方向に延びた溝２１を形成しても良い。この溝２１は、毛管作用によって溶融したインジウムを積極的に流すよう機能する。また、例えば、図７に示すように、側壁６の上端面６ａに有底の穴２２を形成しても良い。この穴２２は、上端面６ａに沿ってインジウムが流れ難くする作用を有する。溝２１や穴２２の数、位置、サイズなどは任意に変更できる。つまり、これら溝２１や穴２２を上端面６ａに適宜形成することで、上端面６ａを流れるインジウムの挙動を所望するようにコントロールでき、インジウムを上端面６ａにさらに安定して充填できる。
【００３１】
また、上述した実施の形態では、封着材として低融点金属であるインジウムを用いた場合について説明したが、これに限らず、他の封着材、例えば、インジウム、スズ、バリウム、ガリウム、鉛の少なくともいずれかを含む金属を含んだ材料を封着材として用いた場合であっても、本発明を適用できる。
【００３２】
また、上述した実施の形態では、側壁６の長辺の上端面６ａにだけ傾斜を設けた場合について説明したが、これに限らず、側壁６の短辺において上端面６ａに同様の傾斜を設けても良い。
【００３３】
さらに、上述した実施の形態では、側壁６の上端面６ａに傾斜を設けた場合について説明したが、これに限らず、側壁６の下端面６ｂに同様の傾斜を設けて、この下端面６ｂを上にした状態でインジウムを充填しても良い。この場合、下端面６ｂに接合される背面基板４の周縁部が湾曲されることになる。なお、側壁６の上端面６ａおよび下端面６ｂの両方に傾斜を設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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の真空外囲器を線分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】この発明の実施の形態に係る側壁を示す概略斜視図。
【図５】図４の側壁の上端面の傾斜について説明するための模式図。
【図６】側壁の上端面に溝を形成した状態を示す部分斜視図。
【図７】側壁の上端面に穴を形成した状態を示す部分斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
１…ＳＥＤ、２…前面基板、４…背面基板、６…側壁、６ａ…上端面、６ｂ…下端面、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、２１…溝、２２…穴。
【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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