(57)【要約】【課題】抵抗加熱式ゲッターに接続されたゲッター導線を外側に引き出す構造の平板ディスプレイ用外囲器において、気密性及び封着強度の低下を抑制することを目的とする。【解決手段】スカート部端面及びリアガラスにおける前記ゲッター導線の引き出し位置に相当する部位をゲッター導線引き出し位置と定義するとき、前記スカート部及び／又はリアガラスのゲッター導線引き出し位置において、外囲器との内側と外側とを連通させる凹陥部を少なくとも一つ設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェース部と該フェース部の周縁から屈曲して延在してスカート部を有するフロントガラスと平板上のリアガラスからなる外囲器を備え、該外囲器の内側に抵抗加熱式ゲッターが配設され、前記スカート部の端面と前記リアガラスとが有機系封着材により封着層を形成して気密封着され、
前記ゲッターに接続されたゲッター導線が、前記スカート部端面とリアガラスとの間に配設されて外囲器の外側に引き出され、
且つスカート部端面側及び／又はリアガラス側に、外囲器の内側から外側まで連通する凹陥部が設けられ、該凹陥部に沿って前記ゲッター導線が外囲器の外側に引き出されていることを特徴とする平板ディスプレイ。
【請求項２】
前記有機系封着材が、ポリイミド化合物及び／又はポリアミド酸化合物からなる封着材である請求項１に記載の平板ディスプレイ。
【請求項３】
前記凹陥部の段差をＤ、前記ゲッター導線の厚さをｔとするとき、−５０μｍ＜Ｄ−ｔ＜５０μｍなる関係を満足する請求項１又は請求項２に記載の平板ディスプレイ。
【請求項４】
０μｍ＜Ｄ−ｔ＜１０μｍなる関係を満足する請求項３に記載の平板ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドエミッションディスプレイ等の平板ディスプレイ用外囲器に関する。なお、本明細書において単に「外囲器」と記載されている場合は平板ディスプレイ用外囲器をいうものとする。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、陰極線管（ＣＲＴ）や電界放出型冷陰極を持つ画像表示装置（フィールドエミッションディスプレイ：ＦＥＤ）（以下、これらをあわせて画像表示装置と称する。）は、二つ以上の部材、具体的には、ＣＲＴの場合は、画像が映し出される画像表示パネル部（ガラスパネル部）と、電子銃を持つガラスファンネル部、ＦＥＤの場合は、典型的にはフロントパネル部（画像表示パネル部）、該フロントパネル部に対向して配置される冷陰極を持ったリアパネル部、及び該フロントパネル部と該リアパネル部との間にあって周囲を包囲する外枠からなり、これらを封着することで製造され、真空外囲器を形成している。
【０００３】
また、特許文献１のように、フェース部と該フェース部の周縁から屈曲して延在してスカート部を有するフロントガラス、及び平板上のリアガラスを備えた外囲器も知られているが、この場合はロントガラスのスカート部端面とリアガラスとが封着され、封着部を形成している。
【０００４】
従来、前記ガラス部材の封着は、フリットガラスをビークルと混合しスラリーにした後端面に塗布し、比較的低温で乾燥した後により高い温度で焼成するか又はシート状にしたものを端面に取り付けて焼成する方法等により行われていた。前記フリットガラスとしては鉛の含有量が多いＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系の結晶性低融点ハンダガラスが用いられている。
【０００５】
封着後のＣＲＴやＦＥＤは、高真空で電子源（エミッタ）を駆動する必要性から、およそ２５０〜３８０℃の高温で真空排気される。この際、封着部にはディスプレイ内側が真空になることに起因する引張り性の応力（以下「真空応力」という。）と内外の温度差に起因する引張り性の応力（以下「熱応力」という。）とが負荷されるので、これらの応力に耐えうる強度が要求される。また、画像表示装置の長期信頼性を確保する上で、前記封着部は０．３ＭＰａ以上の耐圧強度、高い気密性及び絶縁性が必要とされている。
【０００６】
また、ＦＥＤの場合、外囲器の内側となるリアガラス（背面基板）上にはカソード電極、抵抗層、エミッタ、絶縁層などの多層構造が配置されており、各層間の熱膨張特性の違いから熱処理はなるべく低温でなされることが望まれている。
【０００７】
エミッタの種類にもよるが、４００℃以上の封着温度ではエミッタが酸化して電子放出特性が劣化する懸念がある。これらの問題を解決する材料として特許文献２に示されているポリイミド樹脂封着材のような有機系封着材が開発されている。前記ポリイミド系樹脂封着材は、封着後の封着材の厚さが薄い方が封着強度や機密性の点で好適であり、具体的に封着材の封着後の厚さは１００μｍ以下であると好ましく、５０μｍ以下であればさらに好ましい。
【０００８】
このような封着材によって封着された外囲器は、封着後に排気処理されて内側が真空になる。しかし、ガラス表面の微量な水分等の離脱によって、時間が経つと真空度は低下する。前記の真空度低下は外囲器内側表面に吸着されたガスの再放出が原因であるため、そのような吸着ガスを捕集して高真空を保つための手段として外囲器内側にゲッターが配設される。
【０００９】
前記ゲッターはＢａＡｌ４合金等を材料としている。バリウムは非常に活性な物質であり、空気中又は真空中において水分及びガスと化学的に反応して酸化物や炭酸塩のような安定した化合物を形成する。このようなゲッターの効果により外囲器内側が真空に保たれる。
【００１０】
前記ゲッターの不純物捕集効果を十分に発揮させるには、４００℃程度に加熱してバリウムを活性化させる必要がある。一般的には、抵抗加熱方式と電磁誘導加熱方式が加熱の方式として知られている。
【００１１】
電磁誘導加熱方式はゲッター導線（ゲッターに接続された導線）を必要としない点が長所であるが、外囲器内側におけるゲッター以外の配線等が同時に加熱され、配線上にコーティングされている誘電体層と密着不良を起こす点が問題の一つである。ここで、ゲッターとその他の配線等とを離して配設すれば上記問題は防げるが、ＦＥＤの場合、ＣＲＴと違ってスペース的にその余裕はない。
【００１２】
一方、抵抗加熱方式はゲッターのみを加熱することができ、電流値で簡単に温度管理ができるため、本発明のようなＦＥＤの内側に用いるゲッターの加熱方式としては抵抗加熱方式の方が適している。
【００１３】
通常の外囲器においては、エミッタに接続される導線（以下「エミッタ導線」という。）と絶縁層が、封着部（フロントガラスのスカート部端面とリアガラスが封着される部位）に配設されており、前記エミッタ導線は外囲器の内側から外側へ引き出されている。そして、抵抗加熱式ゲッターを内側に有する構造の外囲器の場合は、前述のゲッター導線も封着部を介して配設されており、エミッタ導線と同様にゲッター導線も外囲器の内側から外側へ引き出されている。
【００１４】
一般的に、リアガラスに垂直な方向におけるエミッタ導線の厚さは数百ｎｍであり、絶縁層の厚さは数μｍである。しかしながら、抵抗加熱式ゲッターのためのゲッター導線は１０Ａ前後の比較的大きな電流を流さなければならないため、その断面積を大きくする必要がある。通常、ゲッター導線の厚さ（リアガラスに垂直な方向における厚さ）は５０〜５００μｍとなる。
【００１５】
そのため、このようなゲッター導線を封着部に配置したまま、前記ポリイミド系樹脂封着材でフロントガラスとリアガラスとの封着を行った場合、ゲッター導線が配設されていない箇所の封着部における封着材の厚さもゲッター導線の厚さ以下にすることはできず、数百μｍと非常に厚いものとなってしまう。
【００１６】
しかしながら、ポリイミド系樹脂封着材の封着後の厚さが１００μｍより厚いと、樹脂中の気泡が抜けず、場合によっては気泡同士が連結して気密性が低下する。また、ガラスとの界面に気泡が存在するとガラスとの接触面積が減少し、接着強度が低下するといった問題があった。
【００１７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０１８４６３７号明細書
【特許文献２】特開２００４−３１９４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、前述の課題を解決することを目的とするものである。具体的には、ポリイミド系樹脂封着材を焼成して形成された封着層を介して抵抗加熱式ゲッターに接続されたゲッター導線を外側に引き出す構造の外囲器において、気密性及び封着強度の低下を抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、前記の目的を達成するため、フェース部と該フェース部の周縁から屈曲して延在してスカート部を有するフロントガラスと、平板上のリアガラスを備え、内部に抵抗加熱式ゲッターが配設され、前記スカート部の端面と前記リアガラスとが有機系封着材により封着層を形成して気密封着され、前記ゲッターに接続されたゲッター導線が、前記スカート部端面とリアガラスとの間に配設されて外側に引き出されており、前記スカート部端面及びリアガラスにおける前記ゲッター導線の引き出し位置に相当する部位をゲッター導線引き出し位置と定義するとき、前記スカート部及び／又はリアガラスのゲッター導線引き出し位置において、外囲器との内側と外側とを連通させる凹陥部が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする平板ディスプレイ用外囲器を提供する。
【００２０】
前記有機系封着材は、ポリイミド樹脂からなるものであることが好ましく、また前記凹陥部の段差をＤ、前記ゲッター導の厚さをｔとするとき、−５０μｍ≦Ｄ−ｔ≦５０μｍなる関係を満足するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の外囲器によれば、封着層を薄くすることが可能となるので、気泡が封着層中に発生する気泡を減少させることができ、その結果実用的な気密性及び封着強度が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を用いて本発明の平板ディスプレイ用外囲器を説明する。なお、単に外囲器と記載している場合は、本発明の平板ディスプレイ用外囲器を意味するものとする。なお、図１は外囲器の断面図、図２は封着部の部分拡大図、図３は封着部の部分拡大斜視図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明の外囲器１は少なくともフロントガラス２及びリアガラス３を備えているものである。前記フロントガラス２は、フェース部４を有しており、フェース部４の内面には蛍光体が塗布されスクリーンが形成されている。前記フェース部４は上面から見た形状がほぼ矩形である。また、フェース部４の周縁からは屈曲して延在するスカート部５が設けられている。該スカート部５は、前記フェース部４に対してほぼ垂直に屈曲している。
【００２４】
前記リアガラス３は平板状のガラス基板であり、前面側の表面（フロントガラス２と対向する方の表面）には前記スクリーンの画素に対応したエミッタ（図示しない）が配設されている。該エミッタには導線が接続されており、リアガラスの周縁方向（外囲器の周縁方向）に引き出されている。リアガラス３の厚さは特に限定されるものではないが、通常１．５〜４．０ｍｍの厚さのものが用いられる。
【００２５】
前記のフロントガラス２とリアガラス３は封着材によって封着される。本発明においては、フロントガラス２とリアガラス３が封着材によって封着される位置を封着部と称する。前記フロントガラス２は、スカート部５の開口状端部、いわゆるシールエッジ部６とリアガラス３とが封着材７によって封着される。ここで、封着材７としては有機系樹脂からなる封着材を用いる。ハンダガラスのような無機系封着材の場合、焼成して封着するにあたり４００℃以上の温度域での加熱が必要となるが、有機系封着材の場合、４００℃未満で焼成・封着することが可能である。すなわち、有機系封着材を用いることにより封着工程でのエミッタの酸化等の問題を回避できる。
【００２６】
そして、有機系封着材によってフロントガラス２とリアガラス３とを封着して形成した外囲器１の内側には、抵抗加熱式ゲッター８を配設する（以下、単に「ゲッター」と記載した場合は抵抗加熱式ゲッターを意味する。）。通常、ゲッター８はフロントガラス２のスカート部５の近傍に配置される。
【００２７】
図２及び図３に示すように、前記ゲッター８にはゲッター導線９が接続されており、該ゲッター導線９は封着部を経由して外囲器１の外側に取り出される。ここで、本発明においては、前記シールエッジ部６（スカート部５の端面）及びリアガラス３における前記ゲッター導線９の引き出し位置に相当する部位を「ゲッター導線引き出し位置１０」と定義する。
【００２８】
そして、本発明の外囲器１は、スカート部５及び／又はリアガラス３のゲッター導線引き出し位置１０において、外囲器１との内側と外側とを連通させる凹陥部１１が少なくとも一つ設けられていることを特徴とするものである。図３に示される実施形態は、フロントガラス２のスカート部５に凹陥部１１を設けた例である。なお、前記凹陥部はリアガラス３のみに設けてもよく、またフロントガラス２及びリアガラス３の両者に設けてもよい。
【００２９】
前記のように、ゲッター導線引き出し位置１０に凹陥部１１を設けることにより、ゲッター導線９のように厚いものであっても収納できる。そして、ゲッター導線９を凹陥部１１に収納することにより、ゲッター導線引き出し位置１０以外の位置における封着層（封着材を焼成して形成される層）を１００μｍ以下の厚さにすることができる。
【００３０】
なお、前記凹陥部１１は、少なくとも１つ設けられていればよいが、ゲッターの大きさ、ゲッターの取り付け位置、及びゲッターとゲッター導線の接続位置などに応じて凹陥部１１を複数設けてもよい。
【００３１】
また、本発明の有機系封着材は、ポリイミド系樹脂を主成分とする封着材（以下、「ポリイミド系封着材」という。）であることが好ましい。前記ポリイミド系封着材は、耐熱性の点で他の有機系封着材より優れた特性を有しており、高温排気による真空封止が可能である。特にポリイミド系封着材を焼成して形成された封着層の場合、層の厚さが薄い方が封着強度や気密性が向上するものであり、層の厚さが１００μｍ以下であると好適である。
【００３２】
前述のように、ポリイミド系封着材からなる封着層の厚さを１００μｍ以下とすることにより、封着層の体積を小さくできる。したがって、焼成時における封着材中での気泡の生成を抑制できる。粘性状態の封着材の中で気泡が数多く生成されると、隣接する気泡が合体して大きくなり焼成後に空洞が形成されたままとなる問題が発生したり、ガラスと封着材の界面に気泡が存在している場合、封着層とガラスとの接触面積が小さくなるので封着強度が低下する問題がある。
【００３３】
一方、本発明のようにゲッター導線引き出し位置１０に凹陥部１１を設けた場合、全体的に封着層を薄くすることができ、前述のような気泡に起因する問題を最小化できるため、本発明の外囲器のように、内側が真空となる気密構造を形成する場合に好適である。
【００３４】
また前記の凹陥部の段差をＤ、前記ゲッター導線の厚さをｔとするとき、−５０μｍ≦Ｄ−ｔ≦５０μｍなる関係を満足するものであることが好ましい。Ｄ−ｔ＜−５０μｍ（ｔ−Ｄ＞５０μｍ）であるとゲッター導線を十分に収納することができず、封着層の厚さ増加を招く。また、Ｄ−ｔ＞５０μｍである場合、凹陥部内での封着層が厚くなり、前述のような気泡に起因する問題を生じる。これに対し−５０μｍ≦Ｄ−ｔ≦５０μｍとすることにより、前記の問題を解消できる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
まず、フロントガラスの各部の寸法は、フェース部の外形：２７６ｍｍ×２１６ｍｍ、フェース部厚さ：１０ｍｍ、シールエッジ部の幅：１２ｍｍとする。前記フロントガラスにおいては、長辺側のシールエッジ部に各２箇所ずつ（計４箇所）凹陥部を配置する。このとき隣り合う凹陥部の間隔はいずれも１１０ｍｍとする。
【００３６】
そして、上記の各部寸法を有し且つ凹陥部の段差Ｄ（μｍ）が１４０μｍ、１１０μｍ、１００μｍ、６０μｍである４種類のフロントガラス１〜４と、凹陥部のないフロントガラス５を用意する。また、幅８ｍｍ×長さ１２０ｍｍの凹型の抵抗加熱式ゲッターをフロントガラスの内側に配設し、該ゲッターの両端に長さ５０ｍｍ×幅１２ｍｍ×厚さ（ｔ）０．１ｍｍ（１００μｍ）のゲッター導線を溶接する。フロントガラス１〜４においては、前記ゲッター導線を各フロントガラスのシールエッジ部に設けられた凹陥部に納めるように配設する。フロントガラス５においては凹陥部がないため、任意のシールエッジ部に接触するようにゲッター導線を配設する。
【００３７】
なお、ゲッター導線をシールエッジ部の凹陥部に配設する手順は下記のとおりである。まず、ポリイミド系樹脂を主成分とし有機溶媒に分散させたペースト状の封着用組成物をディスペンサでシールエッジ部（凹陥部を含む。）に所定量塗布し、ゲッター導線を凹陥部に沿うよう配置する。次いで、フロントガラスを２２５℃×２時間加熱し、前記封着用組成物中の有機溶媒を除去する（以下、この工程を「プリベーク工程」という。）。
【００３８】
続いて、フロントガラスのシールエッジ部と、３００ｍｍ×２４０ｍｍ×厚さ２．８ｍｍのガラス基板からなるリアガラスを、プリベーク工程を経た封着用組成物を介して貼り合わせ、３５０℃×２時間加熱し、前記ポリイミド系樹脂を溶融・固化させて封着する。さらに、リアガラスの背面（フロントガラスと封着されない面）に、外形２７６ｍｍ×２１６ｍｍで厚さ１０ｍｍの金属板（ニッケル合金製）を前記の封着用組成物を用い、３５０℃×２時間加熱して接着する。
【００３９】
続いて、真空排気装置を用い、前記のようにして組み立てた外囲器の内側の真空度が飽和するまで排気し、到達真空度を測定した。また、ヘリウムリークディテクタ（旧アネルバ社製；Ｄ−２１０Ｍ−ＬＤ）でヘリウム分圧（単位：Ｐａ・ｍ３／ｓ）を測定し、気密性（リーク性能）を評価する。前記ヘリウム分圧は、１０−９Ｐａ・ｍ３／Ｓ（１ｎＰａ・ｍ３／Ｓ）未満であると所望の気密性を有するものと判断し、１０−１０Ｐａ・ｍ３／Ｓ（０．１ｎＰａ・ｍ３／Ｓ）未満である場合はより好ましい気密性を有するものと判断する。
【００４０】
また、フロントガラスとリアガラスとを封着材によって封着した外囲器を、封着面に垂直に切断し断面を観察できるように任意の大きさで小さく切り出し、断面に鏡面研磨仕上げを施した後、顕微鏡写真を用いて封着層の厚さを測定した。
【００４１】
上記の測定結果を下記の表１に示す。なお、フロントガラス１〜５を用いて製作した外囲器を、それぞれ例１〜５と記載する。
【００４２】
【表１】
2007234464.tif 000003
【００４３】
例１〜例４の外囲器は、フロントガラスのシールエッジ部に凹陥部を備え且つＤ−ｔの値が−５０μｍ≦Ｄ−ｔ≦５０μｍなる関係を満足しているものであるため、ヘリウム分圧の値が１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓ未満であり、ＦＥＤ等に用いる真空外囲器として必要な気密性を備えたものである。また、例２及び例３の外囲器は、凹陥部を備え且つＤ−ｔの値が０μｍ≦Ｄ−ｔ≦１０μｍなる関係を満足しているため、ヘリウム分圧が１０−１０Ｐａ・ｍ３／ｓを下回り、極めて好適な真空外囲器となっている。
【００４４】
一方、凹陥部のない例５ではヘリウム分圧が１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓ（１ｎＰａ・ｍ３／ｓ）を大きく上回るため、気密性が不十分であり真空外囲器としては使用できない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の平板ディスプレイ用外囲器は、封着層を介して抵抗加熱式ゲッターの導線を取り出す構造にした場合であっても前記封着層を薄く形成できる。そのため、気泡の生成を抑制し、高い封着強度及び気密性を維持できるため、ＦＥＤなどのように内側が真空となる構造の平板ディスプレイ用途などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態に係る外囲器の断面図である。
【図２】図１の外囲器における封着部の部分拡大図である。
【図３】図２の封着部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：外囲器
２：フロントガラス
３：リアガラス
４：フェース部
５：スカート部
６：シールエッジ部
７：封着部
８：（抵抗加熱式）ゲッター
９：ゲッター導線
１０：ゲッター導線取り出し位置
１１：凹陥部
【図１】
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【図２】
2007234464.tif 000005
【図３】
2007234464.tif 000006