(57)【要約】【課題】この発明は、余剰の封着材を確実に回収でき、封着の信頼性を高めることができる表示装置、および表示装置の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】矩形枠状の側壁１４を介して背面基板１２に前面基板１０を封着する際、側壁１４の接合面１４ａと前面基板１０の接合面１０ａにインジウム４２を充填する。封着時には、インジウム４２を溶融させ、封着に寄与しない余剰のインジウムを回収孔４０を介して回収する。このとき、回収棒４４を回収孔４０に挿通し、回収棒４４の濡れによりインジウムを導出する。【選択図】      図６
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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、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有し、
余剰の封着材を回収するため、上記真空外囲器の外側で、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方を貫通して形成された回収孔を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
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内部を真空にして封着した枠状の側壁と、を有する真空外囲器を備え、
上記側壁によって囲まれた上記真空外囲器の外側に、上記側壁を上記前面基板に封着する封着材の余剰分を回収するため、上記背面基板を貫通して形成された回収孔を有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
上記回収孔は、上記背面基板の角部近くに設けられ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】
上記回収孔は、上記背面基板の４つの角部近くにそれぞれ設けられ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５】
上記回収孔は、その内壁が上記側壁の外面と連続する位置に形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
上記封着材は、インジウムなどの低融点金属であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
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、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着する表示装置の製造方法であって、
上記周縁部同士を封着する際に、上記真空外囲器の外側で上記前面基板および背面基板の少なくとも一方を貫通して形成された回収孔を介して、余剰の封着材を回収することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
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、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を枠状の側壁を介して封着する表示装置の製造方法であって、
上記側壁と前面基板を封着する際に、上記側壁によって囲まれた上記真空外囲器の外側で上記背面基板を貫通して形成された回収孔を介して、余剰の封着材を回収することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項９】
上記余剰の封着材を回収する際に、上記回収孔に回収棒を挿入し、この回収棒の表面の濡れにより封着材を導出することを特徴とする請求項８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
上記回収棒は、上記回収孔に非接触状態で挿入されることを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
上記封着材は、インジウムなどの低融点金属であり、通電により溶融されることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１２】
上記回収棒を加熱することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１３】
上記回収孔に対向する上記前面基板の内面に上記封着材に導通する電極を有し、
上記回収棒の先端を上記電極に接触させて通電することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１４】
上記回収棒の表面に予め封着材を塗布したことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有し、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、および表示装置の製造方法に関する。
【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、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や、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の放出源として、画素毎に対応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のグリッドが配設されている。このグリッドには、電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成されているとともに、前面基板および背面基板の内面に当接することで基板間の隙間を維持するための複数の柱状のスペーサが設けられている。
【０００６】
このＳＥＤを動作させる場合、基板間に１０［ｋＶ］程度の高い電圧を与え、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が印加される。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、グリッドの対応するビーム通過孔を通って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】
ところで、上述した真空外囲器を構成する場合、例えばフリットガラスを用いて側壁を背面基板に接合し、この組立体を前面基板とともに真空チャンバー内に配置して位置合わせして対向させ、側壁の端面と前面基板の周縁部を低融点金属を用いて封着する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
この際、封着材としての低融点金属の塗布量が少ないと、低融点金属を溶融して前面基板を封着したとき、シール不良を生じる部位が発生し、真空を維持できなくなる。このため、封着材を多目に塗布して封着し、余剰の封着材を後で除去するようにしていた。
【０００９】
しかし、封着剤として低融点金属を用いた場合、余剰の封着材が流れて背面基板に付着すると、配線がショートしてしまう問題があった。
【特許文献１】特開２００１−０１４３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、余剰の封着材を確実に回収でき、封着の信頼性を高めることができる表示装置、および表示装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、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、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有し、余剰の封着材を回収するため、上記真空外囲器の外側で、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方を貫通して形成された回収孔を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の表示装置は、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内部を真空にして封着した枠状の側壁と、を有する真空外囲器を備え、上記側壁によって囲まれた上記真空外囲器の外側に、上記側壁を上記前面基板に封着する封着材の余剰分を回収するため、上記背面基板を貫通して形成された回収孔を有することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の表示装置の製造方法によると、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、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着する方法であって、上記周縁部同士を封着する際に、上記真空外囲器の外側で上記前面基板および背面基板の少なくとも一方を貫通して形成された回収孔を介して、余剰の封着材を回収することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の表示装置の製造方法によると、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、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を枠状の側壁を介して封着する方法であって、上記側壁と前面基板を封着する際に、上記側壁によって囲まれた上記真空外囲器の外側で上記背面基板を貫通して形成された回収孔を介して、余剰の封着材を回収することを特徴とする。
【００１５】
上記発明によると、余剰の封着材を回収するための回収孔を基板に設けたため、溶融した封着材が基板表面に不所望に付着することを防止でき、配線ショートなどの不具合を防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
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、余剰の封着材を確実に回収でき、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】
【００１７】
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、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、ＳＥＤについて説明する。
【００１８】
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤ１は、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１０および背面基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。そして、前面基板１０および背面基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１４を介して周縁部同志が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器１５を構成している。
【００１９】
なお、本実施の形態では、背面基板１２の４つの角部近くそれぞれに基板を貫通した円形の回収孔４０（後述する）を設けた。これら回収孔４０は、側壁１４で囲まれた真空外囲器１５の外側で、側壁１４の各角部にそれぞれ接設されている。より詳細には、各回収孔４０は、その内面が側壁１４の外面と連続する位置に形成されている。
【００２０】
前面基板１０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１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６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１６上には、アルミニウム等の薄膜からなるメタルバック１７が形成されている。
【００２１】
背面基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起発光させるための電子を放出する電子放出源として、それぞれ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１８が設けられている。これらの電子放出素子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、背面基板１２の内面上には、各電子放出素子１８に駆動電圧を与えるための多数本の配線２１がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１５の外部に引き出されている。
【００２２】
接合部材として機能する側壁１４は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、前面基板１０の周縁部および背面基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同志を接合している。本実施の形態では、背面基板１２と側壁１４をフリットガラスを用いて接合し、前面基板１０と側壁１４をインジウムを用いて接合した。
【００２３】
図２ないし図４に示すように、ＳＥＤ１は、前面基板１０と背面基板１２の間に配設されたスペーサ構体２２を備えている。本実施の形態において、スペーサ構体２２は、矩形状の金属板からなるグリッド２４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３０と、で構成されている。
【００２４】
グリッド２４は、前面基板１０の内面と対向した第１表面２４ａおよび背面基板１２の内面と対向した第２表面２４ｂを有し、これらの基板と平行に配置されている。そして、グリッド２４には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔２６が形成されている。電子ビーム通過孔２６は、それぞれ電子放出素子１８と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを通過させる。
【００２５】
グリッド２４の第１表面２４ａ上には、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置して第１スペーサ３０ａが一体的に立設されている。第１スペーサ３０ａの延出端は、メタルバック１７、および蛍光体スクリーン１６の遮光層１１を介して前面基板１０の内面に当接している。また、グリッド２４の第２表面２４ｂ上には、隣接する電子ビーム通過孔２６間に位置して第２スペーサ３０ｂが一体的に立設されている。第２スペーサ３０ｂの延出端は、背面基板１２の内面上に設けられた配線２１上に当接している。
【００２６】
上記のように構成されたスペーサ構体２２は、前面基板１０および背面基板１２間に配設され、第１および第２スペーサ３０ａ、３０ｂを前面基板１０および背面基板１２の内面にそれぞれ当接せしめることにより、これらの基板に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。
【００２７】
また、ＳＥＤ１は、グリッド２４および前面基板１０のメタルバック１７に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備え、例えば、グリッド２４に１２ｋＶ、メタルバック１７に１０ｋＶの電圧が印加される。
【００２８】
そして、上記ＳＥＤ１において、画像を表示する場合、配線２１を介して電子放出素子１８の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１８の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７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、グリッド２４の電子ビーム通過孔２６を通った後、蛍光体スクリーン１６に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。
【００２９】
上記構造のＳＥＤ１を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７の設けられた前面基板１０と、電子放出素子１８および配線２１が設けられているとともに側壁１４が接合された背面基板１２と、を用意しておく。また、グリッド２４に多数のスペーサ３０ａ、３０ｂを設けたスペーサ構体２２を用意しておく。
【００３０】
そして、スペーサ構体２２を背面基板１２上に位置決め配置する。この状態で、前面基板１０、背面基板１２、およびスペーサ構体２２を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１４を介して前面基板１０を背面基板１２に接合する。これにより、スペーサ構体２２を備えたＳＥＤ１が製造される。
【００３１】
ところで、上述したように真空チャンバ内で側壁１４と前面基板１０を封着剤２０を用いて封着する際には、図５に示すように、側壁１４の背面基板１２から離間した端面１４ａ（以下、接合面１４ａと称する）に下地層４１を介してインジウム４２を充填し、前面基板１０の対応する矩形枠状の部位１０ａ（図７参照）（以下、接合面１０ａと称する）にも下地層４１を介してインジウム４２を充填する。下地層４１は、ガラスにより形成された側壁１４および前面基板１０に対するインジウム４２の濡れを良くするために設けられる。
【００３２】
そして、背面基板１２に対して前面基板１０を高精度に位置決めして対向させ、側壁１４の接合面１４ａと前面基板１０の接合面１０ａを封着する。この際、接合面１４ａ、１０ａ同士を接触させた後、封着剤２０としてのインジウム４２を加熱溶融し、或いはインジウム４２を加熱溶融した後、接合面１４ａ、１０ａ同士を接触させ、側壁１４の接合面１４ａと前面基板１０の接合面１０ａを接合する。
【００３３】
良好な封着状態を得るためには、それぞれ矩形枠状の接合面１４ａ、１０ａに沿って十分な量のインジウム４２を均一な膜厚および幅で充填することが重要であり、充填厚さが部分的に薄くなったり充填幅が部分的に狭くなったりするとその部分でシール不良を発生して信頼性の高い封着状態を得ることができなくなる。良好なシール状態を得るため、通常、インジウム４２を多目に充填して、余ったインジウム４２を除去するようにしている。しかし、接合面から流れたインジウム４２が背面基板１２の内面に付着すると、配線ショートなどの重大な不具合を生じてしまう。
【００３４】
このため、本実施の形態では、上述したように、背面基板１２の４つの角部近くに、それぞれ回収孔４０を形成し、溶融したインジウム４２のうち接合に寄与しない余剰なインジウム４２を回収するようにした。なお、回収孔４０を介して回収した余剰インジウム４２は、ここでは説明を省略する手段により回収して再利用に供することができる。以下、余剰インジウムの回収方法について説明する。
【００３５】
本実施の形態では、余剰インジウムを効率良く回収するため、図６に示すように、前面基板１０と側壁１４を接合してインジウム４２を溶融させる際に、回収棒４４を背面基板１２のリア側から回収孔４０内に挿通し、回収棒４４の外面の濡れを利用して余剰インジウムを導出するようにした。
【００３６】
回収棒４４の断面形状は任意に設定可能であるが、インジウムに対する良好な濡れ性を達成することのできる外面形状であることが望ましい。例えば、回収棒４４の長手方向に沿ってその外面に複数のスリットを形成して毛管作用によりインジウムを効率良く回収するようにしても良い。
【００３７】
また、回収棒４４を図示しない加熱手段によって加熱しても良い。回収棒４４を加熱することにより、溶融したインジウム４２を溶融状態のまま導出することができ、回収効率を高めることができる。
【００３８】
また、回収棒４４の外面に予めインジウムを塗布しておくことも有効である。つまり、回収棒４４の外面にインジウムを塗布しておくことにより、溶融状態で回収される余剰インジウムの濡れ性を高めることができ、回収効率を高めることができる。
【００３９】
また、回収棒４４は、回収孔４０の内壁に対して非接触状態で挿通される。言い換えると、回収棒４４は、回収孔４０の内壁に接触しない程度の太さを有する。これにより、回収棒４４と回収孔４０の内壁との間にギャップを形成でき、このギャップを介してインジウムを下方（図中矢印方向）に効率良く導くことができる。
【００４０】
さらに、回収棒４４を良好な導電性を有する金属材料により形成し、その先端４４ａを前面基板１０の内面に当接させるようにしても良い。この場合、図７に示すように、前面基板１０の内面に下地層４１を介して充填されたインジウム４２から連続した電極部分４２ａ（電極）に回収棒４４の先端４４ａが当接する。つまり、この回収棒４４、および電極部分４２ａを介してインジウム４２に通電することができる。これにより、インジウム４２を通電加熱でき、インジウム４２を効果的に溶融させることができる。
【００４１】
或いは、回収棒４４を用いずに余剰インジウムを回収することもできる。この場合、側壁１４の外面と連続した回収孔４０の内面に沿って溶融状態の余剰インジウムが自重によって流れ、回収孔４０を伝って回収される。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によると、側壁１４の角部に隣接し且つ真空外囲器１５の外側の位置に背面基板１２を貫通した回収孔４０を設けたため、側壁１４の接合面１４ａと前面基板１０の接合面１０ａをインジウムで接合する際に、溶融状態の余ったインジウムを確実に回収することができ、背面基板１２の内面にインジウムが付着する不具合を防止できる。つまり、背面基板１２に対するインジウムの付着を防止できることから、配線ショートの問題を解決でき、信頼性の高い封着を達成できる。
【００４３】
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。
【００４４】
例えば、上述した実施の形態では、背面基板１２の４つの角部近くそれぞれに回収孔４０を設けた場合について説明したが、これに限らず、前面基板１０を下にしてインジウムを溶融して封着するような場合には、前面基板１０の角部に回収孔４０を設けても良い。また、必ずしも４つの角部に回収孔４０を設ける必要はなく、少なくとも１ヶ所に回収孔４０を設ければ良い。
【００４５】
なお、回収孔４０の個数、形成位置、形状、サイズなどは、任意に設定可能であり、少なくとも真空外囲器１５の外で側壁１４に近接して回収孔４０を設ければ良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤを示す外観斜視図。
【図２】図１のＳＥＤを線分II−IIに沿って切断した断面図。
【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】図１のＳＥＤに組み込まれるスペーサ構体を示す外観斜視図。
【図５】図１のＳＥＤの側壁と前面基板の接合部分の構造を説明するための概略図。
【図６】余剰のインジウムを回収する方法を説明するための動作説明図。
【図７】前面基板の内面の接合面にインジウムを充填した状態を示す部分拡大図。
【符号の説明】
【００４７】
１…ＳＥＤ、１０…前面基板、１０ａ、１４ａ…接合面、１２…背面基板、１４…側壁、１５…真空外囲器、２０…封着材、４０…回収孔、４１…下地層、４２…インジウム、４２ａ…電極部分、４４…回収棒、４４ａ…先端。
【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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