(57)【要約】【課題】ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）において、電子源のエミッション特性を劣化させることなく、外囲器の封止の信頼性を向上する。【解決手段】ＦＥＤの外囲器はカソード基板１とアノード基板２と封止枠３１で構成される。アノード基板２と封止枠３１はフリットガラス３２によって接着され、カソード基板１と封止枠３１はフリットガラス３３によって接着される。アノード基板２と封止枠３１の接着をフリットガラス３２を用いて高温で接着した後、カソード基板１と封止枠３１の接着をより低い温度で接着するフリットガラス３３を用いて行なう。カソード基板１側の接着は比較的低い温度で行なわれるので、カソード基板１に形成された電子源のエミッション特性を劣化させることが無い。一方、アノード基板２側では高い温度で接着するために、封止部の必要な強度を得ることが出来る。【選択図】図３
2009087896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、
前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成された表示領域を有するアノード基板を備え、前記表示領域には前記アノード基板と前記カソード基板の間隔を保持するためのスペーサが設置され、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、
前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、前記スペーサは前記アノード基板に第３のフリットガラスによって接着され、前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスは同一であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項６】
前記スペーサは前記カソード基板と第４のフリットガラスによって接着されており、前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスと前記第４のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項７】
前記第２のフリットガラスと前記第４のフリットガラスは同一であることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項８】
電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、
前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、
前記封止枠は矩形であり、棒状のガラスを第５のフリットガラスによって接着して形成され、
前記第５のフリットガラスの接着温度は前記第１および前記第２のフリットガラスの接着温度よりも高く、
前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、
前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、
前記封止枠は矩形であり、棒状のガラスを第５のフリットガラスによって接着して形成され、
前記第５のフリットガラスの接着温度は前記第１のフリットガラスの接着温度と同じであり、
前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記第１のフリットガラスと前記第５のフリットガラスとは同一であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、
前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、
前記カソード基板には排気のための孔が形成され、前記孔を囲んで排気室が形成され、前記排気室は排気管を有する排気基板と前記カソード基板と前記排気基板とを接続する枠体で形成され、
前記枠体と前記カソード基板とは第６のフリットガラスによって接着され、前記枠体と前記排気基板とは第７のフリットガラスによって接着され、前記排気管は前記排気基板に第８のフリットガラスによって接着され、
前記第８のフリットガラスの接着温度は、前記第１のフリットガラス、前記第２のフリットガラス、前記第６のフリットガラスの接着温度よりも高く、
前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
【請求項１３】
前記第８のフリットガラスと前記第７のフリットガラスの接着温度は同じであることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、
前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、
前記カソード基板には高電圧導入のための孔が形成され、前記孔を囲んで高電圧導入室が形成され、前記高電圧導入室は高電圧導入端子を有する高電圧導入基板と前記カソード基板と前記高電圧導入基板とを接続する枠体で形成され、
前記枠体と前記カソード基板とは第６のフリットガラスによって接着され、前記枠体と前記高電圧導入基板とは第７のフリットガラスによって接着され、前記高電圧導入端子は前記高電圧導入基板に第９のフリットガラスによって接着され、
前記第９のフリットガラスの接着温度は、前記第１のフリットガラス、前記第２のフリットガラス、前記第６のフリットガラスの接着温度よりも高く、
前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
前記第９のフリットガラスの接着温度と前記第７のフリットガラスの接着温度は同じであることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を真空にし、背面基板に電子放出源をマトリクス状に配置し、前面基板に対応する蛍光体を配置したフラット型表示装置における、真空封止の信頼性に関連する。
【背景技術】
【０００２】
２枚のガラス基板に挟まれた内部を真空にして、一方の基板上に電子放出源をマトリクス状に配置し、対向基板に蛍光体を配置したいわゆるフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の開発が進んでいる。ＦＥＤは電子放出源からの電子が蛍光体に射突して発光することによって画像を形成するもので、明るさ、コントラスト、動画特性等でブラウン管並の優れた性能を得ることが出来るので、将来のＴＶ用ディスプレイとして期待されている。
【０００３】
ＦＥＤは電子を蛍光体に射突させて発光させるため、ＦＥＤの内部は真空に保つ必要がある。ＦＥＤはマトリクス状に配置された電子源を有するカソード基板と、蛍光体を有するアノード基板とから構成されている。そして、カソード基板およびアノード基板の周辺に封止枠を配置し、フリットガラスから成る封着材を用いて封止している。封着後はカソード基板に形成された排気孔を通して排気する。枠の高さによってアノード基板とカソード基板の間隔を決定する。
【０００４】
表示領域におけるアノード基板とカソード基板の正確な間隔はスペーサによって決められる。一方、アノード基板とカソード基板の平面方向の位置合わせも重要である。「特許文献１」には、封止枠とアノード基板の間の封着材と、封止枠とカソード基板の間の封着材との軟化温度を変えることによってアノード基板とカソード基板の平面方向の位置あわせを正確に決める技術を記載している。「特許文献１」ではカソード基板側の封着材の厚さを大きくし、かつ、カソード基板側の封着材の軟化温度をアノード基板側の封着材の軟化温度よりも高くすることによって、平面方向の位置決めを正確に行なう技術が記載してある。
【０００５】
封止枠はガラスあるいはセラミック等の絶縁物で形成され、矩形状の枠である。材料の歩留まりを良くするために封止枠はガラスの棒状の材料を融着するか、フリットガラス等によってガラス棒を接合して枠状としている。
【０００６】
例えば、ガラス棒をフリットガラスによって、接合して封止枠を作る場合は、ＦＥＤメーカーが、ガラスメーカーからガラス棒を購入して、ＦＥＤメーカーにおいて封止枠に組み立てることが出来るという利点がある。この場合は、接合する部分でリークを起こさないよう、封止部分のガラス棒の端部の形状、あるいは、接合するフリットガラスの特性等を考慮しなければならない。このような技術を記載したものとして「特許文献２」がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１２０４７９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２２８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
アノード基板とカソード基板をフリットガラスを用いて封止枠によって封止する場合、フリットで接着できるよう封着する必要がある。この接着温度あるいは封着温度(以後接着温度という)は４００℃近辺と非常に高い。カソード基板には多数の電子源が形成されており、電子源は高温で過熱することによって特性が劣化する。特に大気中で高温に曝すと酸化が進み、特性の劣化が大きい。電子源の種類としてはカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、スピント、ＭＩＭ、ＳＥＤ等があるが、いずれの電子源も高温にさらされることによって特性が劣化する現象は同様である。本発明は、フリットガラスによる接着工程を経ても、電子源の特性劣化が少ないＦＥＤを実現することである。
【０００９】
また、ＦＥＤは内部を真空に維持するために、種々の構造物をフリットガラスを使用して封止している。各構造物の接着面積は構造物あるいは構造物の取り付け位置によって異なる。また、フリットガラスを使用する部位は全て真空封止される部分のみではない。このような場合、フリットの材料あるいは接着条件を画一的に決めると場所によって封止の信頼性、あるいは接着の信頼性が悪い部分が生ずる。本発明の他の課題は、フリットガラスによって封着される各部分の信頼性を一定にし、ＦＥＤ全体として信頼性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は以上のような課題を解決するために、フリットガラスによって、ＦＥＤの構造物を封止する際、各部位によって接着温度の異なるフリットガラスを用いる。これによって、エミッション特性を劣化させることなく、また、蛍光体の発光特性を劣化させることなく信頼性の高い封止を行なうことが出来る。具体的な手段は以下のとおりである。
【００１１】
（１）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
（２）前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１２】
（３）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成された表示領域を有するアノード基板を備え、前記表示領域には前記アノード基板と前記カソード基板の間隔を保持するためのスペーサが設置され、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、前記スペーサは前記アノード基板に第３のフリットガラスによって接着され、前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
（４）前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする（３）に記載の表示装置。
（５）前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスは同一であることを特徴とする（３）に記載の表示装置。
（６）前記スペーサは前記カソード基板と第４のフリットガラスによって接着されており、前記第１のフリットガラスと前記第３のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスと前記第４のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする（３）に記載の表示装置。
（７）前記第２のフリットガラスと前記第４のフリットガラスは同一であることを特徴とする（３）に記載の表示装置。
【００１３】
（８）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は矩形であり、棒状のガラスを第５のフリットガラスによって接着して形成され、前記第５のフリットガラスの接着温度は前記第１および前記第２のフリットガラスの接着温度よりも高く、前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
（９）前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも５０℃以上高いことを特徴とする（８）に記載の表示装置。
【００１４】
（１０）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、
前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記封止枠は前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、
前記封止枠は矩形であり、棒状のガラスを第５のフリットガラスによって接着して形成され、前記第５のフリットガラスの接着温度は前記第１のフリットガラスの接着温度と同じであり、前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
（１１）前記第１のフリットガラスと前記第５のフリットガラスとは同一であることを特徴とする（１０）に記載の表示装置。
【００１５】
（１２）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、前記カソード基板には排気のための孔が形成され、前記孔を囲んで排気室が形成され、前記排気室は排気管を有する排気基板と前記カソード基板と前記排気基板とを接続する枠体で形成され、前記枠体と前記カソード基板とは第６のフリットガラスによって接着され、前記枠体と前記排気基板とは第７のフリットガラスによって接着され、前記排気管は前記排気基板に第８のフリットガラスによって接着され、前記第８のフリットガラスの接着温度は、前記第１のフリットガラス、前記第２のフリットガラス、前記第６のフリットガラスの接着温度よりも高く、前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
（１３）前記第８のフリットガラスと前記第７のフリットガラスの接着温度は同じであることを特徴とする（１２）に記載の表示装置。
【００１６】
（１４）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板とは封止枠を介して封止され、内部が真空に保持された表示装置であって、前記封止枠は前記アノード基板に第１のフリットガラスによって接着され、前記カソード基板に第２のフリットガラスによって接着され、前記カソード基板には高電圧導入のための孔が形成され、前記孔を囲んで高電圧導入室が形成され、前記高電圧導入室は高電圧導入端子を有する高電圧導入基板と、前記カソード基板と前記高電圧導入基板とを接続する枠体で形成され、前記枠体と前記カソード基板とは第６のフリットガラスによって接着され、前記枠体と前記高電圧導入基板とは第７のフリットガラスによって接着され、前記高電圧導入端子は前記高電圧導入基板に第９のフリットガラスによって接着され、前記第９のフリットガラスの接着温度は、前記第１のフリットガラス、前記第２のフリットガラス、前記第６のフリットガラスの接着温度よりも高く、前記第１のフリットガラスの接着温度は前記第２のフリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高いことを特徴とする表示装置。
（１５）前記第９のフリットガラスの接着温度と前記第７のフリットガラスの接着温度は同じであることを特徴とする（１４）に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、封止枠とアノード基板とを接着するフリットガラスの接着温度を封止枠とカソード基板とを接着するフリットガラスの接着温度より高くしたので、フリットガラスの接着強度がアノード基板側で強くなっている。したがって、封止の大気圧に対する強度が強くなり、封止の信頼性を向上することが出来る。また、カソード基板側のフリットガラスの接着温度を低く抑えているために、電子源の電子放出効率の低下を防止することが出来る。
【００１８】
また、本発明によれば、棒状のガラスをフリットガラスによって接合した封止枠を用いるので、封止枠の材料歩留まりを上げることが出来る。また、フリットガラスの接着温度をＦＥＤの各構造体の部位によって異ならしめているために、高い信頼性を持つＦＥＤを実現することが出来る。
【００１９】
また、本発明は、構造体をフリットガラスによって接合する際、接着面積の差によってフリットガラスの接着温度を異ならしめているために、各部における封止の信頼性を向上することが出来、結果としてＦＥＤ全体の信頼性を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明の第１の実施例を示す平面図である。図１において、カソード基板１の上には封着部３を介してアノード基板２が設置されている。カソード基板１上には横方向には走査線が、縦方向にはデータ信号線が延在している。走査線、データ信号線には端子５を介して外部から信号が供給される。走査線とデータ信号線の交差部付近には電子放出源が配置されている。したがって、多数の電子放出源がマトリクス状に配列されている。電子放出源としては、いわゆるＭＩＭ方式、ＳＥＤ方式、Ｓｐｉｎｄｔ方式等種々のもが開発されているが、いずれの電子放出源の場合にも本発明を適用可能である。
【００２２】
カソード基板１とアノード基板２と周辺を囲む封着部３の内部は真空に保たれる。したがって、大気圧によってアノード基板２、カソード基板１が撓み、カソード基板１とアノード基板２の間隔が確保できなくなる。あるいは、カソード基板１あるいはアノード基板２が破壊してしまう。これを避けるために、カソード基板１とアノード基板２との間にスペーサ４が設置される。このスペーサ４はセラミックまたはガラスで形成され、画像形成の妨げにならないように一般的には走査線上に設置される。
【００２３】
アノード基板２上には電子ビームの射突によって光を発する赤、緑、青の蛍光体が電子放出源に対応して形成されている。蛍光体の周囲にはブラックマトリクス（ＢＭ）が形成されており、画像のコントラスを向上させる。ブラックマトリクスを覆ってＡｌによるメタルバクが形成されている。メタルバックには高電圧が印加され、カソードから出射する電子ビームを加速して蛍光体２１に射突させる。
【００２４】
電子ビームによって蛍光体から光を発生させるためには電子ビームはある程度のエネルギーをもっていなければならないので、アノード基板２のメタルバックには８ＫＶから１０ＫＶの高電圧が印加される。本実施例では外部からの高電圧導入端子６０はカソード基板１側に設けられ、コンタクトスプリング５０を介してアノード基板２に高電圧が供給される。図１おいて、コンタクトスプリング５０とアノード基板２が接触するアノード端子２４が表示装置のコーナー部に形成されている。表示装置の内部は真空に保たなければならないので、図１における表示装置の他のコーナー部に排気のための排気孔８１が形成されている。
【００２５】
図２は図１をＣ方向から見た側面図である。図２において、カソード基板１とアノード基板２は封着部３を介して所定の距離を持って対向している。カソード基板１のほうが端子５等が設置される分大きく形成されている。カソード基板１の下には、排気管８を取り付けるための排気基板６が取り付けられている。排気基板６は排気基板封着部７を介してカソード基板１に取り付けられている。図２では排気基板６には表示装置の内部を真空にするための排気管８がチップオフされた状態で描かれている。
【００２６】
図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図３において、データ信号線１２が紙面と垂直方向に延在している。本実施例ではこのデータ信号線１２の上に電子放出源１３が形成されている。絶縁膜１４を介して走査線１１がデータ信号線１２と直角方向に形成されている。図３において、走査線１１は封着部３の外部に延在している。走査線１１の上にはカソード基板１とアノード基板２との距離を保つためのスペーサ４が設置されている。スペーサ４は固着材４１によってアノード基板２側のメタルバック２３に固着されている。固着材４１は導電性のフリットガラスよって形成されている。このスペーサ４には１０９から１０１１Ω程度の導電性が与えられ、カソードとアノードとの間にわずかに電流を流すことによってスペーサ４の帯電を防止している。
【００２７】
スペーサ４のカソード基板１側の端面４１５には金属によってメタライズ面が形成されている。この金属は例えば、Ｍｏのスパッタリング膜である。ＦＥＤが排気された後は、大気圧によってアノード基板２およびカソード基板１はスペーサ端面に押し付けられる。したがって、カソード基板１側において、スペーサ端面が走査線に固着されていなくともスペーサ４と走査線との導通をとることが出来る。
【００２８】
アノード基板２側では、電子放出源１３に対応する場所には、赤、緑、青等の蛍光体２１が配置され、この蛍光体２１は電子ビームに射突されることによって発光し、画像が形成される。蛍光体２１の間はＢＭ２２で充填され、画像のコントラストの向上に寄与する。ＢＭ２２は例えば、クロムおよび酸化クロムの２層構造になっている。酸化クロムがアノード基板２側に形成され、その上にクロムが形成されている。蛍光体２１およびＢＭ２２を覆ってＡｌによるメタルバック２３が形成されている。メタルバック２３には約８ＫＶから１０ＫＶ程度の高電圧が印加され、電子ビームを加速する。加速された電子ビームはメタルバック２３を突き抜けて蛍光体２１に射突し、蛍光体２１を発光させる。
【００２９】
表示装置の内部を真空に保つために、封止枠３１とアノード側封着材３２およびカソード側封着材３３によってカソード基板１とアノード基板２がシールされている。封着材３２および３３はいずれもフリットガラスである。カソード基板１の厚さおよびアノード基板２の厚さは３ｍｍ程度である。また、カソード基板１とアノード基板２との距離は約２．８ｍｍ程度であり、表示装置の内側は高電界となっている。
【００３０】
図４は図１のＢ―Ｂ断面図である。図４において、データ信号線が紙面の横方向に延在し、絶縁膜を挟んで走査線が紙面の鉛直方向に延在している。スペーサ４は画像形成の妨げにならないようにアノード基板２側では蛍光体が形成された部分ではなく、ＢＭ部分に設置されている。また、スペーサ４はＢＭの上に形成されたメタルバック膜にフリットガラスからなるアノード側固着材４１によって固着している。スペーサ４のカソード基板１側の端面４１５にはメタライズ膜が形成され、スペーサ４と走査線の導通を取っている。走査線と走査線の間には電子源１３が形成されている。
【００３１】
図１から図４に示すＦＥＤの製造順序は次のとおりである。すなわち、先ずアノード基板２側に封止枠３１をフリットガラスであるアノード側封着材３２で接着し、同時に、スペーサ４をアノード基板２側固着材４１によって接着する。この接着のためのベーキン温度は４３０℃から４８０℃で行なわれる。アノード基板２には蛍光体が形成されているが、蛍光体が４８０℃以上でベークされると特性が劣化するので、上限を４８０℃としている。
【００３２】
アノード基板２側のフリットガラス３２は鉛系フリットガラス、ビスマス系フリットガラス、スズ系フリットガラス、バナジウム系フリットガラス等が用いられる。このフリットガラスは封止枠３１を接着するアノード側封着材３２、スペーサ４を接着するアノード側固着材４１とも共通に用いることが出来る。
【００３３】
次にカソード基板１を封止枠３１にフリットガラスであるカソード基板１側封着材３３によって接着し、ＦＥＤの外囲器が形成される。接着のためのベーキング温度は３８０℃から４３０℃程度である。カソード基板１には電子源１３が形成されているが、電子源１３を４３０℃以上でベーキングすると電子放出特性が劣化するので、カソード基板１のベーキング温度は４３０℃に抑えている。
【００３４】
カソード側封着材３３の材料としては、鉛系フリットガラス、ビスマス系フリットガラス、スズ系フリットガラス、バナジウム系フリットガラス、シリコン接着材等を用いることが出来る。
【００３５】
アノード側フリットガラス３２の接着温度のほうがカソード側フリットガラスの接着温度よりも２０℃以上高く、より好ましくは５０℃以上高く設定する。フリットガラスはベーキング温度が高いほうが接着強度が強い。本発明では、アノード基板２と封止枠３１の接着温度を高くすることによってアノード側での接着強度を十分強くしておく。そして、カソード基板１を封止枠３１に接着するときは接着温度を低く抑える。このようにすることによって、電子源１３の特性が高温のベーキングによって劣化することを防止することが出来る。一方、カソード基板１と封止枠３１との接着強度はアノード基板２と封止枠３１との接着強度よりも弱くなるが、これはアノード基板２と封止枠３１の接着強度で補い、ＦＥＤ全体として十分な信頼性を保てばよい。
また、スペーサ４とアノード基板２を接着するフリットガラスも高温で接着するフリットガラスを使用するので、スペーサ４とアノード基板２との接着強度を大きくすることが出来る。すなわち、フリットガラスは高温で接着する場合のほうが接着力が大きい。一方、スペーサ４は板厚が薄いために、アノード基板２をスペーサ４を接着する固着材４１は強いものでなければならない。本発明では、アノード基板２側のフリットガラスに高温で接着するフリットガラスを用いるので、スペーサ固着の信頼性を上げることが出来る。
【００３６】
以上のようにしてＦＥＤの外囲器が形成される。その後、アノード基板２、カソード基板１、および封止枠３１によって封止されたＦＥＤの内部を排気管８を通して排気する。排気時は、ＦＥＤ内部の構造物に吸着された水分その他のガスを排気するために、ＦＥＤを高温にベーキングしながら排気する。排気時のベーキング温度は３５０℃程度である。
【００３７】
排気時のベーキング温度が高い程、ＦＥＤ内の吸着ガスを放出することが出来る。したがって、長期間、高い真空度を維持することが出来る。しかし、封止枠３１の接着時のベーキング温度と排気時のベーキング温度とが近いと封着材３２、３３が軟化してフリット抜けを起こしてしまう。これを防止するために、排気時のベーキング温度は３５０℃程度としている。
排気時のベーキング温度はカソード基板１と封止枠３１を接着するときのベーキング温度よりも２０℃以上、好ましくは５０℃以上低くするのが良い。排気時のベーキングではＦＥＤの内部が真空になっている。フリットガラスは、接着温度よりも低い温度で軟化する。ＦＥＤ内部が真空になっている状態では封止枠３１にも大気圧がかかり、排気時のベーキング温度がカソード基板１と封止枠３１との接着温度に近づくとカソード基板１と封止枠３１とを接着しているフリットガラスが軟化して封止枠３１がずれ、フリット抜けの原因となる。このような条件になった場合であっても、本発明では、アノード基板２と封止枠３１との接着に用いているフリットガラスの接着温度が高いために、封止枠３１に対する大気圧に対しては、アノード側の接着強度によって持ちこたえることができる。つまり、封止枠３１が大気によって動かされるということは無いので、フリット抜けを防ぐことが出来る。
【００３８】
以上のように、本発明によれば、カソード基板１に形成された電子源の特性が高温ベーキングによって劣化することを防止することが出来る。さらに、排気時のベーキング温度を比較的高く設定しても、封止枠３１とアノード基板２の強い接着力によってフリット抜けを防止することが出来る。また、排気時のベーキン温度を脱ガスに必要な温度にまで上げることが出来るので、長期間にわたって、真空度を維持でき、優れた寿命特性を持つＦＥＤを実現することが出来る。
【実施例２】
【００３９】
図５は本発明の第２の実施例である。図５は図１のＡ−Ａ断面に相当する。図５が実施例１の図３と異なる点は、スペーサ４のカソード基板１側を固着する側にはフリットガラス４２が形成されている点である。このフリットガラス４２は導電性である。
図６は図５の直角方向の断面図であり、図１のＢ―Ｂ断面に相当する。図６が実施例１の図４と異なるところは、スペーサ４がカソード基板１に形成された走査線上にフリットガラス４２を介して接着されている点である。
【００４０】
本実施例では、スペーサ４の端面にメタライズ処理を施す必要が無い。スペーサ４と走査線の導通は導電性フリットガラス４２によって取るからである。スペーサ４とアノード基板２に形成されたメタルバックを接着するフリットガラス４１は実施例１と同様高温で接着するフリットガラスである。すなわち、接着温度は４３０℃から４８０℃である。
一方、スペーサ４とカソード基板１に形成された走査線とを接着するフリットガラス４２は封止枠３１とカソード基板１と接着するフリットガラスを接着するフリットガラス３３と同じである。すなわち、接着温度は３８０℃から４３０である。封止枠３１のカソード基板１との接着とスペーサ４のカソード基板１との接着は同一工程で行なわれる。本実施例におけるスペーサ４はアノード基板２とカソード基板１の両方に接着しているために、実施例１の場合よりも固着強度は強く安定である。
【００４１】
その他の工程は実施例１の場合と同様である。本実施例によれば、実施例１と同様に封止枠部分でのフリット抜けを防止できるとともに、実施例１の場合に比してスペーサ固着の安定性が高い。
【実施例３】
【００４２】
図７は本発明の第３の実施例を説明するための模式図である。図７はＦＥＤの外囲器を構成するアノード基板２とカソード基板１と封止枠３１の分解斜視図である。図７に示す封止枠３１は長尺のガラス棒である、短辺用ガラス棒３１１と長辺用ガラス棒３１２をフリットガラス３７によって接合している。接合位置は短辺側でなされている。
【００４３】
図８はアノード基板２とカソード基板１が短辺封止枠３１１および長辺封止枠３１２によって封着されている状況を示している。図９は図８をＡ−Ａ方向から見た図である。図９では３種類のフリットガラスが使用されている。まず、ガラス棒を接合して封止枠３１を形成するためのフリットガラス３７である。この接合部は長尺のガラスを小さな断面で支えるので接着強度は十分強くなければならない。また、ガラス棒の接着なので、ガラスの軟化点等、ガラス自体の問題を除けば温度に対する制約は無い。フリットガラスはベーキング温度が高いほど接着強度を上げることが出来る。また、後の工程でのベーキングでも軟化しないよう、この部分のフリットガラス３７は高温で接着するものを用いる。フリットガラス３７の接着温度は４４０℃から５５０℃である。
【００４４】
アノード基板２と封止枠３１を接着する温度は実施例１と同様で、４３０℃から４８０℃である。この理由も実施例１と同様である。また、カソード基板１と封止枠３１を接着する温度も実施例１と同様で、３８０℃から４３０℃である。その後ＦＥＤを排気するときのベーキング温度は３５０℃である。
【００４５】
本実施例においては、封止枠３１をフリットガラス３７を用いて最初に接合するので、封止枠３１を接合するフリットガラス３７の接着温度が最も高い。後工程でアノード基板２と封止枠３１の接着をするとき、あるいは、カソード基板１と封止枠３１の接着をするときに、封止枠３１の接合部が軟化してフリット抜けを生じさせないためである。次いで、アノード基板２と封止枠３１の接着をするフリットガラス３２の接着温度が高く、カソード基板１と封止枠３１を接着するフリットガラス３３の接着温度がもっとも低い。この理由は実施例１で述べたとおりである。
【００４６】
本実施例の他の形態として、封止枠３１の接合と封止枠３１とアノード基板２の接合を同時に行うことも出来る。この場合は封止枠３１を接合するためのベーキングと封止枠３１をアノード基板２に接着するベーキングを一度に行うことが出来る。すなわち、２回のベーキングを１回で済ますことが出来るので、工程短縮の効果および製造原価低減の効果が大きい。
【００４７】
この場合は、長辺と短辺の封止枠３１を接合するフリット３７と、封止枠３１とアノード基板２を接合するフリット３２の接着温度を同じにする。封止枠短辺と封止枠長辺をフリットガラス３７を介して接合した状態のものを、フリットガラス３２を介してアノード基板２に載置したものをベーキングによって接合する。この時同時に、スペーサ４をフリットガラス４１を介してアノード基板２に取り付ける
その後の工程は実施例１と同様である。本実施形態によれば、封止枠３１の接合、封止枠３１とアノード基板２の接着、スペーサ４とアノード基板２の接着を同時に行うことが出来るので、工程の短縮が出来、製造原価を低減することが出来る。
【実施例４】
【００４８】
図１０に本発明の第４の実施例を示す。図１０は図１のＤ−Ｄ断面図である。図１０において、カソード基板１のコーナー部にはＦＥＤの内部を排気するための排気室が形成されている。カソード基板１のコーナー部に形成された通孔１０を囲んで排気室が形成されている。排気室は枠体７１と排気基板６とで構成されている。枠体７１はカソード基板１とフリットガラス３４で、排気基板６とはフリットガラス３５で封着される。
【００４９】
排気基板６には排気管８がフリットガラス３８によって接合されている。排気管８が排気基板６と接合する断面積はカソード基板１と排気基板６を封止する枠体７１、あるいは、アノード基板２とカソード基板１を封止する封止枠３１等の断面積に比較して小さい。接合のための断面積が小さいということはそれだけ、接着の信頼性が低下するということになる。しがって、排気管８と排気基板６とを接着するフリットガラスの接着強度はフリットガラスによる他の箇所の接着よりも接着強度を大きくしなければならない。
【００５０】
フリットガラスの接着強度は、接着温度が高い程強くすることが出来る。排気基板６には熱に弱い構造物は設置されていないため、ガラス自体の転移、軟化等の問題を除けば、高温にしても問題は無い。本実施例では排気基板６と排気管８を接合するフリットガラスの接着温度を４３０℃から５００℃程度と、他の部分のフリットガラスの接着温度よりも高くしている。排気基板６と排気管８を接合するフリットガラスは鉛系フリットガラス、ビスマス系フリットガラス、スズ系フリットガラス、バナジウム系フリットガラス等を用いることが出来る。
【００５１】
本実施例では、排気基板６と排気管８の接合と、枠体７１と排気基板６とのに接合は同時に行う。この場合は、排気基板６と枠体７１を接着するフリットガラス３５はベーキング温度の制約は無くなるので、高温で接着するフリットガラスを使用することが出来る。すなわち、フリットガラス３８と同じフリットガラスを使用することが出来る。
【００５２】
スペーサ４とアノード基板２を接着するフリットガラス４１は実施例１で説明したとおり、アノード基板と封止枠３１を接着するフリットガラス３２と同じ接着温度である。また、スペーサ４とカソード基板１を接着するフリットガラス４２の接着温度は実施例２で説明したとおり、カソード基板１と封止枠３１を接着するフリットガラス３３と同じ接着温度である。本実施例によれば、排気基板６と枠体７１との接着力が強くなるので、封止に対してより信頼性の高いＦＥＤを実現することが出来る。
【００５３】
本実施例で使用されるフリットガラスの接着温度を比較すると次のようになる。すなわち、フリットガラス３８の接着温度がもっとも高く、４３０℃から５００℃程度である。次にフリットガラス３２およびフリットガラス４１の接着温度が高く、４３０℃から４８０℃である。フリットガラス３３、フリットガラス３４、およびフリットガラス４２の接着温度が最も低く、３８０℃から４３０℃である。なお。フリットガラス３８の接着温度は、４３０℃から５００℃程度であるとしたが、この場合も、フリットガラス３８の接着温度はフリットガラス３３等の接着温度よりも２０℃以上、このましくは５０℃以上高くする必要がある。
【００５４】
図１１は本発明のさらに他の実施形態である。図１１において、排気管８の排気基板６と接合する部分の断面積が大きくなっている。本実施形態のように排気管８の排気基板６と接合する部分の断面を大きくすれば、この部分に使用するフリットガラスを特に高温で接着するする材料にする必要はなく、製造工程を単純化できる。
【００５５】
図１１の場合のフリットガラス３８の接着温度は、好ましくは、封止枠３１とアノード基板２を接着するフリットガラス３２と同じ接着温度のものを使用する。また、フリットガラス３５もフリットガラス３２と同様なものを用いることが出来る。本実施例形態によれば、排気管部分において、封止枠３１とアノード基板２を接着するフリットガラス３２を使用するので、フリットガラスの種類が増大することを防止することが出来る。
【実施例５】
【００５６】
図１２は本発明の第５の実施例であり、高電圧導入部のシール状況を示すものである。図１２は図１のＣ−Ｃ断面図である。図１２において、カソード基板１には通孔１０が形成されており、この通孔１０を通して高電圧の供給が行なわれる。カソード基板１の通孔１０を覆って排気基板６が排気基板用封着部７を介して設置され、表示装置の内部を真空に保つ。この構成は、図１０等に示す排気室と同じ構成である。本実施例においては、排気基板は高電圧導入基板と、排気基板用封着部は高電圧導入基板用封着部と言い換えてもよいが、排気室と同様に、排気基板、排気基板用封着部という語句を使用する
高電圧導入端子６０が排気基板６にフリットガラス３６によって封着され、外部と気密を保っている。高電圧導入端子６０にはＦｅ−Ｎｉ合金が用いられる。Ｆｅ−Ｎｉ合金の成分比は封着材３２と熱膨張係数を合わせるように選定される。本実施例ではＦｅ５２％、Ｎｉ４８％である。高電圧導入端子６０の外部端子６３は外部からアノード基板２に高電圧を与えるための端子であり、外部のソケットと接続する。
【００５７】
高電圧導入端子６０とカソード基板１を接着するフリットガラス３６は高温で接着するフリットガラスを用いることが出来る。上記のように、高電圧導入端子６０の熱膨張係数は排気基板６の熱膨張係数とあわせてあるので、接着温度を上げても大きな問題にはならない。一方、フリットガラス３６に高温で接着する材料を用いることによって、高電圧導入端子部の封止の信頼性を上げることが出来る。
【００５８】
フリットガラス３２、フリットガラス３３、フリットガラス３４、フリットガラス３５のフリットガラス３６との関係は実施例４の場合と同様である。すなわち、本実施例においても、フリットガラス３６の接着温度がもっとも高く、次にフリットガラス３２の接着温度が高く、フリットガラス３３、フリットガラス３４、フリットガラス４２の接着温度が最も低い。枠体７１と排気基板６との接着は高電圧導入端子の封着と同時に行うことが出来るので、フリットガラス３５の接着強度はフリットガラス３６の接着強度と同様にすることが出来る。
【００５９】
高電圧導入端子６０にはコンタクトスプリング５０がスポット溶接によって取り付けられている。コンタクトスプリング５０によって高電圧導入端子６０に印加された高電圧がアノード基板２側に導入される。コンタクトスプリング５０は先端のコンタクト部がスプリング力によって適切な押圧によってアノード基板２に接触する。
【００６０】
アノード基板２にはコンタクトスプリング５０と接触するためのアノード端子２４が形成されている。アノード端子２４には比較的大きな電流が流れるために、信頼性が重要である。本実施例ではアノード端子２４付近の構造は次のようになっている。アノード基板２上にはクロムと酸化クロムのＢＭ２２が形成され、これを覆ってＡｌによるメタルバック２３が形成されている。これは画面の有効面と同じ構成である。本実施例ではメタルバック２３の上に、アノード端子２４としての導電膜が厚さ１０μｍから３０μｍで形成される。本実施例では導電膜は銀ペーストを印刷によって塗布し、その後、焼成することによって形成される。この導電膜の焼成は特別なプロセスを設ける必要は無く、例えば、スペーサ４を固着するときの焼成プロセスと同時に行なわれる。
【００６１】
本実施例によれば、ＦＥＤの外囲器の封止の信頼性を上げることができるとともに、高電圧をＦＥＤ内部に供給するための、高電圧導入端子６０を高い信頼性を持ってＦＥＤに封着することができる
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明のＦＥＤの平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】実施例１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】実施例２における図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施例２における図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】ＦＥＤの外囲器を構成する部品の分解斜視図である。
【図８】実施例３のＦＥＤの平面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ側面図である。
【図１０】図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】図１のＤ−Ｄ断面図の他の例である。
【図１２】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・カソード基板、２・・・アノード基板、３・・・封着部、４・・・スペーサ、５・・・端子、６・・・排気基板、７・・・排気基板封着部、８・・・排気管、１０・・・通孔、１１・・・走査線、１２・・・データ信号線、１３・・・電子放出源、１４・・・絶縁膜、２１・・・蛍光体、２２・・・ブラックマトリクス、２３・・・メタルバック（陽極電極）、２４・・・アノード端子、３１・・・封止枠、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、４１、４２・・・フリットガラス、５０・・・コンタクトスプリング、６０・・・高電圧導入端子、７１・・・枠体、３１１・・・封止枠の短辺、３１２・・・封止枠の長辺。
【図１】
2009087896.tif 000003
【図２】
2009087896.tif 000004
【図３】
2009087896.tif 000005
【図４】
2009087896.tif 000006
【図５】
2009087896.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009087896.tif 000009
【図８】
2009087896.tif 000010
【図９】
2009087896.tif 000011
【図１０】
2009087896.tif 000012
【図１１】
2009087896.tif 000013
【図１２】
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