(57)【要約】      （修正有）【課題】  表示パネルと背面パネルとを枠スペーサを介して封止したフラットパネルディスプレイを得るに際し、組み立性容易にして高信頼性の画像表示装置を実現する。【解決手段】  表示パネル２と背面パネル１とを枠スペーサ３を介して気密に封止されたフラットパネルディスプレイであって、枠スペーサ３の構造に特徴がある。予め成型された枠ガラスを用いる代わりに、棒状のガラス部材３１を組み合わせて額縁状の接合体を形成するが、各棒状のガラス部材３１の両端部に互いに内側にずれないように切欠いた段差部３２を設けておく。棒状のガラス部材３１の端部段差部３２同士を組み合わせて額縁状に合体する。棒状のガラス部材３１の端部に段差部を設ける代わりに角部金具３３を用いて組み合わせることもできる。【選択図】図１（Ａ）
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを具備してなる自発光型フラットパネルディスプレイであって、前記リング状枠体は、棒状のガラス部材が額縁状に組み込まれた接合体からなり、前記各棒状のガラス部材は両端部に互いに内側にずれないように切欠かれた段差部を有していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを具備してなる自発光型フラットパネルディスプレイにおいて、前記リング状枠体は、棒状ガラス部材の一方の端部と他方の棒状ガラス部材の端部とが角部金具を介して互いに接合して額縁状に組み込まれた接合体で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記リング状枠体は、棒状ガラス部材の一方の端面と他方の棒状ガラス部材の端部側面とがZ状に成型された角部金具を介して互いに接合して額縁状に組み込まれた接合体で構成されていることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
請求項３において、前記Z状に成型された角部金具の一端が９０°屈曲して、一方の棒状ガラス部材の端部が屈曲された角部金具によって保持されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項２において、前記リング状枠体は、棒状ガラス部材の一方の端部と他方の棒状ガラス部材の端部とが、ガラス片の直交する２辺にそれぞれコの字状に成型され、接続された角部金具を介して互いに接合して額縁状に組み込まれた接合体で構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項５において、前記角部金具はL字型に成型され、その一端部が前記ガラス片の直交する２辺にそれぞれ接続されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを積層し、熱処理して一体的に固定する工程を有するフラットパネルディスプレイの製造方法であって、前記リング状枠体は、棒状のガラス部材が額縁状に組み込まれた接合体からなり、前記各棒状のガラス部材は両端部に互いに内側にずれないように切欠かれた段差部を有していることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを積層し、熱処理して一体的に固定する工程を有するフラットパネルディスプレイの製造方法であって、前記リング状枠体は、棒状ガラス部材の一方の端部と他方の棒状ガラス部材の端部とが角部金具を介して互いに接合して額縁状に組み込まれた接合体で構成されていることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７もしくは請求項８記載の画像表示装置の製造方法に於いて、前記熱処理して一体的に固定する工程において、前記二枚のパネルと前記リング状枠体相互の接合を確実ならしめるため、前記二枚のパネル間の扁平空間内部を排気し、外部に比して低圧とすることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置及びその製造方法に係り、特に自発光型フラットパネルディスプレイに好適なパネル構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置においては、液晶表示装置に対し、近時、自発光型フラットパネルディスプレイの実用化が目覚ましく、種々のフラットパネル構造が提案されている。
【０００３】
自発光型フラットパネルディスプレイの構造は、例えば特許文献１や特許文献２に示されているように、一般に蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するガラス等の絶縁物からなるリング状枠体とで構成されている。
【０００４】
図８は、従来の代表的なフラットパネルディスプレイとしてＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ：Field Emission Displayの略称）の構造を示したものである。図８（ａ）は一部を切り取った部分断面斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）のX方向に切断した断面図を示している。図中の１は背面パネル（カソード基板）、２は表示パネル（アノード基板）、２aは表示パネルを構成するガラス基板、２ｂはガラス基板２a上に形成された蛍光膜、２ｃは蛍光膜２ｂ上に設けられたメタルバック、３はリング状の気密封止用枠体（枠スペーサ）、４は背面パネル１と表示パネル２との間隔を一定に保持するパネル支持用のスペーサである。図９は、上記ＦＥＤの断面部分拡大図を示している。
【０００５】
【特許文献１】特開平７-１２２１８９号公報
【特許文献２】特開２００２-３７３５８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、この種のフラットパネルディスプレイの組み立ては、一般に予めリング状に成型された気密封止用枠体（一般にガラス棒を成型した枠）３を介して背面パネル１と表示パネル２とを位置決めした状態で加熱し、フリット等の接着材で接合固定してから排気工程を経て気密に封止している。
【０００７】
画面の大型化に伴い、気密封止用枠体４のサイズが大きくなり、従来のガラス成型加工技術では対応できなくなってきた。すなわち、従来は表示パネルと同質のガラス板から棒状のガラスを切り出し、これを金型に納め高温プレス炉体により一体化していた。大型パネルでは、パネルに対応する大きさと必要な加圧力を有する特殊な高温プレス炉体が必要となり量産性に問題があった。
【０００８】
一方、通常のガラスフリットでガラス片を接合し、予め枠ガラスを組み立てたものを使用する場合、パネル本体の封止時に枠ガラスが分解もしくは相互の位置ずれを生じないように、ガラスフリットに温度階層を確保する必要があるが、構成部品や回路構造の耐熱温度の範囲で、通常のフリットを用いて十分な温度階層を確保することは困難である。それ故、通常のガラスフリットで棒状のガラス片を予め接合した枠ガラス３を用いてパネル本体を組み立てる場合、パネル本体を加熱して相互に固定する熱処理工程時に、枠ガラスが変形して所定位置からずれてしまう、また、パネル周辺の封止が不完全になり易いと云った問題が生じてきた。
【０００９】
一方、上記技術では、パネルのサイズに合わせて枠ガラス３を予めガラス片からリング状に成型するため部品単価も高くなり、また、パネル接合時に高価な特殊構造の装置が必要となるためコスト高になる。
【００１０】
さらにまた、一枚のガラス板から、パネルのサイズに合った角型、リング状の枠ガラスを切り出す方法もあるが、この場合は材料使用効率が悪く、角型の切り抜きに特殊な加工を要するためコスト高となり量産性に問題がある。
【００１１】
したがって、本発明の目的は上記従来の問題点を解消し、低コストで量産性に優れ、しかも組み立てられたパネル本体の品質が良好で信頼性に優れた自発光型フラットパネルディスプレイ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記本発明の目的を達成できる代表的な自発光型フラットパネルディスプレイの構成例について説明すると以下の通りである。
（１）第１の構成例となる画像表示装置の特徴は、蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを具備してなる自発光型フラットパネルディスプレイにおいて、前記リング状枠体は、棒状のガラス部材が額縁状に組み込まれた接合体からなり、前記各棒状のガラス部材は両端部に互いに内側にずれないように切欠かれた段差部を有している点にある。
（２）また、第２の構成例となる画像表示装置の特徴は、蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを具備してなる自発光型フラットパネルディスプレイにおいて、前記リング状枠体は、棒状ガラス部材の一方の端部と他方の棒状ガラス部材の端部とが角部金具を介して互いに接合して額縁状に組み込まれた接合体で構成されている点にある。
（３）また、上記（１）の画像表示装置を製造する製造方法の特徴は、蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを積層し、熱処理して一体的に固定する工程を有するフラットパネルディスプレイの製造方法であって、前記リング状枠体は、棒状のガラス部材が額縁状に組み込まれた接合体からなり、前記各棒状のガラス部材は両端部に互いに内側にずれないように切欠かれた段差部を有している点にある。
（４）また、上記（２）の画像表示装置を製造する製造方法の特徴は、蛍光面を有する表示パネルと、蛍光面に電子ビームを照射する電子源を有する背面パネルと、これら二枚のパネル間に扁平空間を形成するためにパネル周辺部を気密封止するリング状枠体とを積層し、熱処理して一体的に固定する工程を有するフラットパネルディスプレイの製造方法であって、前記リング状枠体は、棒状ガラス部材の一方の端部と他方の棒状ガラス部材の端部とが角部金具を介して互いに接合して額縁状に組み込まれた接合体で構成されていることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
（５）さらに上記（３）もしくは（４）の画像表示装置を製造する製造方法において好ましくは、前記熱処理して一体的に固定する工程において、前記二枚のパネルと前記リング状枠体相互の接合を確実ならしめるため、前記二枚のパネル間の扁平空間内部を排気し、外部に比して低圧とすることである。
【発明の効果】
【００１３】
従来の枠ガラスのように予めパネルの形状に合わせたリング状の枠ガラスを組み立てて置く必要がなく、表示パネルの一連の組み立て工程の中で必然的にリング状の枠ガラスが形成される。したがって、低コストで信頼性の高い枠ガラスを備えた自発光型フラットパネルディスプレイが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の代表的な画像表示装置の構造及びその製造例を以下の実施例で更に具体的に説明する。
【実施例】
【００１５】
図１〜図７に従い本発明の実施例を具体的に説明する。
【００１６】
＜実施例１＞
図１に本発明の第１の実施例を示す。本発明の自発光型フラットパネルディスプレイの全体構造は、枠ガラス３の構造を除き図６に示した従来のフラットパネルディスプレイとほぼ同じである。そこで、この実施例では本発明の特徴である枠ガラス３の構造を主体に説明する。
【００１７】
図１（Ａ）は、枠ガラス３を構成するガラス棒の一端部を模式的に示した概略斜視図である。ガラス棒３１の端部を図示のように段付きに加工し、予め接合面に低融点ガラスフリットを塗布、乾燥、仮焼きしておく。各ガラス棒の段３２の構造は、４本のガラス棒が額縁状に組み合わせできるように、隣接するガラス棒３１の端部同士の内側に切り込みが形成されている。切り込みの深さは、ガラス棒３１を額縁状に組み込んだ時に、できるだけ角の合わせ目に隙間ができないように互いにガラス棒の幅の１／２程度にする。なお本実施例では、段数を２段とし切り込み深さをガラス棒の幅の１／２程度としたが、同様な構造で段数を３段として切り込み深さをガラス棒の幅の１／３程度とするなど、段数を増やすことも当然可能である。また、本実施例では組み合わせる部材の段数を同数としたが、図１（Ｂ）及び図（Ｃ）に示すように段数を相互に変え２段と段数無しや、３段と２段など段違いの組み合わせにすることも当然可能である。
【００１８】
この棒状のガラス部材は、複雑なほぞ組み加工などは必要とせず、単純な段付き加工のみでよいので加工が容易である。ほぞ組を用いる場合、凸部の切断加工は比較的容易であるが凹部の加工時にガラス棒を引き裂く応力が発生し安いため、凹面形状のガラス加工は比較的困難である。
【００１９】
本実施例に示した段付き加工の場合、亀裂が発生ににくく加工効率の良いダイシングブレードを用いた切断加工が可能である。またこの形状の場合、もし加工時に亀裂が進展しても先行した加工面の端部で亀裂の進展が停止しやすいため、通常の凹凸形状のほぞを用いる場合に比して遙かに加工が容易である。
【００２０】
このように段付き加工されたガラス棒を、蛍光膜の形成されている表示パネル２の４辺上に額縁状に配置すると共に、この額縁状の枠ガラス３を電子源が形成されている背面パネル１で挟み、一体的に加熱接合する。このように表示パネル２と背面パネル１とを額縁状の枠ガラス３を介して封止することにより、フラットパネルディスプレイが完成する。
【００２１】
なお、加熱接合時にガラス棒３１の段付き部分が組み付くため、表示エリアを排気して低圧にしても枠ガラスが位置ずれすることなく、パネルの意図した位置に固定することができる。つまり、本発明においては、枠ガラスの棒状のガラス部材が、内側に位置ずれしないように仮固定し、本体の封止と同一のタイミングで、同一温度域で溶融するガラスフリットを用いて固定できることに意味がある。
【００２２】
ＦＥＤでは、パネルの角部には高圧引出し線を設けない構造が可能であり、角部分には寸法上と電気回路上の制約が少ない。ガラス棒が内側にずれなければ、パネルの組み立ては外側からガラス棒を軽く押さえるだけで焼成が可能となり、高価な高精度焼成金型が不要で、ガラス枠をパネル組み立てと同時に組み立て固定可能となるなど量産性に優れている。
【００２３】
さらに本実施例の一変形として、組み合わせるガラス棒を直線状の部材ではなくL字型の部材で構成することも当然可能である。図１（Ｄ）に本変形例の状態を示す。本変形例でも段付き加工により相互のずれ防止を得る基本的な機能は満たす。単純な棒状部材の端部だけを安価に加工する第１の実施例本来の効果は失われるが、図１（Ｅ）に示すようにL形状のガラス棒をダイシング加工によって連続的に切り出すことで、板状ガラス部材から材料効率よく枠用棒材を得ることが出来る。
当然、本変形例と、先に記した段付き部の段数が異なる変形例との組み合わせも可能である。
【００２４】
＜実施例２＞
図２に第２の実施例を示す。この例では、ガラス棒を単に切断しただけで、実施例１のガラス棒の端部に段差を設けた場合と同等以上のパネル組み立て上の効果が得られる。
【００２５】
この例では、ガラス棒の端部に段差を設ける代わりに、４本の棒状のガラスからなる枠部材とこれらを接合する４つの角部金具３３aを用い、表示パネル上に配置し、高温でガラスフリット接合する。角部金具３３aを用いて棒状ガラスを簡易的に額縁状に固定しているため、加熱炉内で棒状のガラスを安定に固定できる。これにより、棒状ガラス部材の一方の端面と他方の棒状ガラス部材の側面とが角部金具によって互いに接合して額縁状に組み込まれた接合体でガラス枠が構成できる。
【００２６】
角部金具３３aは、Ｚ状に曲げ加工した金属片からなり、ガラス枠の熱膨張率に合致する合金が望ましく、この例ではニッケル（Ｎｉ）４８％、残部鉄からなる合金を使用した。
【００２７】
本実施例では、第１の実施例に比して結合部材として角部金具３３ａが増加するが、ガラス棒３１に複雑な段付き加工が不要となり、一方、角部金具３３ａは単純な長方形部材の直角曲げ加工部材であるため安価な連続プレス成形加工で製造できるため安価である。トータルとしての部材コストが大幅に低減できる利点がある。
【００２８】
＜実施例３＞
図３は、実施例２における角部金具３３aの一端を更に９０°折り曲げた変形例３３bとなる第３の実施例を示したものである。この角部金具３３bを使用した場合、より安定したガラス棒３１の仮固定が可能となる。
【００２９】
本実施例では、第２の実施例に比して角部金具３３ｂに１回分の直角曲げ加工が追加されまた、プレス曲げ加工で２回の直角曲げで平行になる部分を有するためプレス加工金型がやや複雑になる。しかし角部金具３３ｂの先端の折り返し部分で一方のガラス棒３１の先端部を挟み込む構造となるため、相互の摩擦抵抗によるずれ防止が期待でき、部材の設置、および炉内での加熱プロセス中で角部金具３３ｂがガラス棒３１から浮き上がる可能性を低減できるメリットがある。
【００３０】
＜実施例４＞
図４は、第４の実施例を示す。枠ガラスの角部材３４として、ガラス片３１´の隣接する側面に、それぞれコの字型金具３３cを接続した部材を用意しておく。ガラス片３１´とコの字金具３３ｃは予め高融点ガラスフリットで接合しておく。このときガラス片３１´およびコの字金具３３ｃはともに小型の部品であり、接合部対角長も短いため、高融点ガラスフリットの熱膨張係数の合わせ込みは枠ガラス全体の接合に比して余裕がある。また、接合部材の体積も小さいため、小形の高温炉を用いて低コストで接合できる。この角部材３４のコの字型金具３３cにガラス棒３１の端部をそれぞれ差込み、枠ガラスを組み上げる。この枠ガラスを用いて実施例１と同様の方法で２枚のパネルを合体しフラットパネルディスプレイを完成させた。
【００３１】
この角部材３４を用いた場合、上記いずれの実施例よりも、パネル組み立て時の枠ガラスの位置決めが容易で、しかも加熱固定時に位置ずれがなく信頼性の高いフラットパネルディスプレイを得ることができた。
【００３２】
＜実施例５＞
図５（a）は、第５の実施例を示す。この例は図４の角部材３４の金具３３cの構造をＬ字型３３dとしたものである。この場合も実施例４とほぼ同様に、パネル組み立て時の枠ガラスの位置決めが容易で、加熱固定時に位置ずれがなく信頼性の高いフラットパネルディスプレイを得ることができた。第５の実施例の変形として、図５（ｂ）に示すように、折り返し加工を用いてＴ字型に形成した金具３３ｄ´を用いることも可能である。この場合、ガラス片３１´に対する接合面が１面となり金具３３ｄが一体形状に出来るため、ガラス片３１´と金具３３ｄ´の事前組立における小形高温炉内での部材固定が容易になり、製造コストが低減できる利点がある。
【００３３】
以上、実施例２〜５においては、枠ガラス構造として、安価な薄板金属のプレス加工品の金具を用いた固定方法を例示した。
【００３４】
これらの実施例の枠構造を用いた表示装置の製造プロセスを以下に説明する。図６に表示装置の製造プロセスの簡略フローを、図７にその組立工程の略式斜視図を示す。全面表示パネルであるアノード板２には、組立固定の前段階でスペーサ４を固定しておく。このアノード板（表示パネル）２とカソード板（背面パネル）１に枠スペーサ部品３を挟み込み、さらに排気部材を設置し、全体を治具もしくはクリップなどで固定し、加熱する。このとき、フリットの溶融に伴う体積減少や、接合部からの押し出しによる流出のためフリット接合層の厚さが減少するので、これらの部材の相互固定はバネもしくは内部減圧による気圧差による圧縮を併用する必要がある。
【００３５】
周辺部のバネ状クリップのみを用いて封着を実施することも可能ではあるが、予め組み付けた枠部材もしくはその場で設置した棒状ガラスや接合金具がずれやすく、減圧によって上下左右から全体的に圧縮力を与えると、部材の部分的な浮き上がりを防止できる。このとき、枠スペーサ３が外圧により内部に押し込まれてずれてしまわないように、図７では前記第２の実施例のＺ形に曲げた角部金具３３ａを有している。封着組立時の加熱により枠スペーサ３の接合部のフリットが再溶融しても、外圧に対して角部金具３３ａが棒ガラス３１を支えるため、枠スペーサ３が押しつぶされることはなく、外圧により角部金具３３ａ、棒ガラス３１が相互に押しつけ合うため、より密着した機密封止構造を成すことが出来、封止の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１（Ａ）】本発明の第１の実施例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図１（Ｂ）】本発明の第１の実施例の変形例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図１（Ｃ）】本発明の第１の実施例の変形例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図１（Ｄ）】本発明の第１の実施例の変形例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図１（Ｅ）】図１（Ｄ）のＬ形状ガラス棒をダイシング加工により連続的に切り出した状態を示す斜視図。
【図２】本発明の第２の実施例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図３】本発明の第３の実施例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図４】本発明の第４の実施例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図５】本発明の第５の実施例となる画像表示装置に適用される枠ガラスの分解図。
【図６】本発明の第１〜第４の実施例となる画像表示装置の製造工程を説明するフロー図。
【図７】本発明の第１〜第４の実施例となる画像表示装置の製造工程を模式的に示した説明図。
【図８】従来のフラットパネル本体の構造を示す部分切断、断面斜視図。
【図９】従来のフラットパネル本体の断面拡大図。
【符号の説明】
【００３７】
１…電子源が形成された背面パネル、
２…蛍光膜が形成された表示パネル、
２a…ガラス基板、
２ｂ…蛍光膜、
２ｃ…メタルバック、
３…枠スペーサ（枠ガラス）、
４…スペーサ、
３１…ガラス棒、
３２…ガラス棒端部の段差切欠き（段付きガラス棒）、
３３ａ〜３３ｄ…角部金具、
３４…角部材。
【図１（Ａ）】
2006079832.tif 000003
【図１（Ｂ）】
2006079832.tif 000004
【図１（Ｃ）】
2006079832.tif 000005
【図１（Ｄ）】
2006079832.tif 000006
【図１（Ｅ）】
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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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【図８】
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【図９】
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