(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、アノード基板とカソード基板と封止枠で囲まれた内部の真空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。封止枠３１は棒状の短辺部３１１と棒状の長辺部３１２を接合することによって形成される。ＦＥＤが真空に排気された場合、封止枠３１では、大気圧のストレスは長辺コーナー部で最も大きい。短辺と長辺の接合部を短辺側に設定することによって機械的強度の弱い接合部に大きなストレスが係ることを防止する。これによって、封止の信頼性を上げることが出来る。【選択図】図５
2009059603.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、
前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成しており、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーはコーナーＲを有しており、前記短辺と前記長辺の接合部は前記コーナーＲ部の前記短辺側に形成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。
【請求項３】
前記長辺と接合する前の前記短辺の端部はコーナーＲを形成する曲面部を有しないことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記長辺と前記短辺との接合部はガラスを融着することによって接合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。
【請求項５】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記長辺と前記短辺との接合部はフリットガラスによって接合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。
【請求項６】
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、
前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されており、
前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーは内側で曲率Ｒ１を有し、前記Ｒ１は曲率半径が１ｍｍよりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーは外側で曲率Ｒ２を有し、前記Ｒ２は曲率半期得が５ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーは外側で曲率Ｒ２を有し、前記Ｒ２は曲率半径が１０ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
前記カソード基板はコーナー部付近に貫通孔を有し、前記貫通孔と前記封止枠のコーナー部の内側とは１ｍｍ以上の間隔があいていることを特徴とする請求項６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、
前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記封止枠の前記長辺の幅は前記短辺の幅よりも大きく、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はガラスを融着することによって接合されてい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】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はフリットガラスによって接合されていることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１３】
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、
前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記封止枠の前記長辺の幅は前記短辺の幅よりも小さく、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はガラスを融着することによって接合されていることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はフリットガラスによって接合されていることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１６】
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、
前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記封止枠の前記長辺の幅は前記短辺の幅よりも大きく、前記長辺と前記短辺の接合部は前記長辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１７】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はガラスを融着することによって接合されていることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はフリットガラスによって接合されていることを特徴とする請求項１６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、一般には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】
したがって、カソード基板とアノード基板を封着するための、封止枠、封着部材を含む封着部の信頼性は非常に重要である。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。
【０００５】
棒状の部材を接合する場合は、接合部分においてリークが生じないよう、信頼性が非常に重要である。棒状のガラス材をフリットガラスによって接合する場合に、リークを発生しないような構成の例としては例えば「特許文献１」に記載がある。「特許文献１」には、接合部にフリットガラスの軟化温度の異なる複数種のフリットガラスを使用することによって接合部でのリークに対する信頼性を向上させている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０５３０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
封止枠は棒状のガラスを融着あるいはフリットガラスによって接合するので、接合部の機械的強度は他の部分に比較して小さい。したがって、封止枠に機械的ストレスが加わると、接合部において破壊しやすい。カソード基板とアノード基板を封止枠によって接合し、ＦＥＤの内部を真空に引くと、カソード基板、アノード基板には大気による圧力がかかる。カソード基板およびアノード基板の破壊を防止するために、カソード基板とアノード基板の間にはスペーサが配置される。
【０００８】
一方、封止枠に対しても大気圧が加わる。この圧力は封止枠をＦＥＤの内側に押し込む力である。このようなストレスが加わると、封止枠の前記接合部は機械的な強度が弱いために、この接合部において封止枠が破壊されることがありうる。封止枠が破壊されれば、ＦＥＤの内部を真空に維持することができなくなり、ＦＥＤ自体が動作不能となる。
【０００９】
以上のように、封止枠の機械的強度はＦＥＤの信頼性にとって非常に重要である。しかしながら、従来は、大気圧による影響はアノード基板、あるいはカソード基板のそりに対する影響のみが考慮されて、封止枠に対する大気圧の影響に対しては考慮されておらず、ＦＥＤの信頼性は十分に保たれていなかった。本発明はＦＥＤにおいて、アノード基板とカソード基板の封止枠を含む封着部の信頼性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はアノード基板とカソード基板を接合する封止枠を長辺と短辺を形成する棒状のガラス等を接合することによって略々矩形状とし、前記接合部分を前記短辺側とする。また、略々矩形状の封止枠はコーナー部において曲率形状（以下Ｒと称する）を有し、内側のコーナーＲは曲率半径を１ｍｍ以上とし、外側のコーナーＲは曲率半径を５ｍｍ以上とする。これによって、封止枠コーナー部のストレスを緩和することが出来る。具体的な構成は下記のとおりである。
【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、前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成しており、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
（２）前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーはコーナーＲを有しており、前記短辺と前記長辺の接合部は前記コーナーＲ部の前記短辺側に形成されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（３）前記長辺と接合する前の前記短辺の端部はコーナーＲを形成する曲面部を有しないことを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（４）前記封止枠はガラスで形成されており、前記長辺と前記短辺との接合部はガラスを融着することによって接合されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（５）前記封止枠はガラスで形成されており、前記長辺と前記短辺との接合部はフリットガラスによって接合されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１２】
（６）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、前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されており、前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーは内側で曲率Ｒ１を有し、前記Ｒ１は曲率半径が１ｍｍよりも大きいことを特徴とする表示装置。
（７）前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーは外側で曲率Ｒ２を有し、前記Ｒ２は曲率半径が５ｍｍよりも大きいことを特徴とする（６）に記載の表示装置。
（８）前記封止枠の短辺と長辺の接合された後の前記封止枠のコーナーは外側で曲率Ｒ２を有し、前記Ｒ２は曲率半径が１０ｍｍよりも大きいことを特徴とする（６）に記載の表示装置。
（９）前記カソード基板はコーナー部付近に貫通孔を有し、前記貫通孔と前記封止枠のコーナー部の内側とは１ｍｍ以上の間隔があいていることを特徴とする（６）に記載の表示装置。
【００１３】
（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、前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記封止枠の前記長辺の幅は前記短辺の幅よりも大きく、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
（１１）前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はガラスを融着することによって接合されていることを特徴とする（１０）に記載の表示装置。
（１２）前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はフリットガラスによって接合されていることを特徴とする（１０）に記載の表示装置。
【００１４】
（１３）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、前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記封止枠の前記長辺の幅は前記短辺の幅よりも小さく、前記長辺と前記短辺の接合部は前記短辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
（１４）前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はガラスを融着することによって接合されていることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。
（１５）前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はフリットガラスによって接合されていることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。
【００１５】
（１６）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、前記封止枠は長辺と短辺を接合することによって矩形の枠を形成し、前記封止枠の前記長辺の幅は前記短辺の幅よりも大きく、前記長辺と前記短辺の接合部は前記長辺側に形成されていることを特徴とする表示装置。
（１７）前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はガラスを融着することによって接合されていることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
（１８）前記封止枠はガラスで形成されており、前記接合部はフリットガラスによって接合されていることを特徴とする（１６）に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、封止枠を棒状のガラス等を接合して矩形の封止枠とするので、材料歩留まりを上げることが出来る。接合部を短辺側とすることによって、ストレスが最も大きくなる長辺側のコーナー部でのストレスを避けることが出来る。これによって封止の信頼性が高まり、ひいてはＦＥＤの信頼性を向上することが出来る。
【００１７】
また、本発明によれば、接合した後の封止枠のコーナー部にコーナーＲを設け、内側のコーナーＲの曲率半径を１ｍｍ以上とすることによってコーナー部でのストレスを緩和することが出来、封止の信頼性を向上することが出来る。また、カソード基板に貫通孔が形成されている場合は、貫通孔と封止枠との距離を１ｍｍ以上とすることによって、貫通孔と封止枠の干渉によるストレスを緩和することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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】
【００１９】
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。カソード基板上には横方向には走査線が、縦方向にはデータ信号が延在している。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も本発明に適用可能である。
【００２０】
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。
【００２１】
アノード基板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。
【００２２】
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コーナー部に排気のための排気孔８１が形成されている。
【００２３】
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および高電圧導入端子６０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。排気基板６の排気管８の近くに高電圧導入端子６０が取り付けられている。
【００２４】
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によってカソード基板側では走査線上に、アノード基板側ではメタルバック２３に固着されている。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。
【００２５】
アノード基板側では、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。
【００２６】
表示装置の内部を真空に保つために、封止枠３１と封着材３２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。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。
【００２７】
図４は図１のＢ‐Ｂ断面図である。図４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を通して表示装置の排気あるいは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。排気基板用封着部７はカソード基板１とアノード基板２の封着部３と基本的な構成は同じである。すなわち、排気基板用枠体７１が封着材３２を介してカソード基板１およびアノード基板２と封着されている。本実施例ではアノード基板２とカソード基板１を封着する枠体３１とカソード基板１と排気基板６を封着する枠体とは同じ厚さとしているが、必要に応じて枠体の厚さは自由に設定可能である。
【００２８】
高電圧導入端子６０が排気基板６に融着され、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。。
【００２９】
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５３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。
【００３０】
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えばよい。
【００３１】
銀ペーストは直径1ミクロンから数μｍの銀粒子を粘度の高い有機溶媒に分散させたものである。焼成後、銀粒子同士がつながることによって導電性を持つことになる。導電膜はある程度の抵抗を持ったほうが良い場合もある。このような場合は通常の銀ペーストにさらにフリットガラス用のペーストを混合して抵抗を調整することができる。なお、導電膜の材料としては、銀ペーストに限る必要は無く、Ｎｉ粒子を分散させたＮｉペースト、Ａｌ粒子を分散させたＡｌペースト等を用いることもできる。また、バインダによって結合した黒鉛膜を用いることも出来る。この場合の黒鉛はグラファイトが好適である。黒鉛膜の抵抗は、例えば、黒鉛にベンガラ（酸化鉄）を混合することによって調整することができる。
【００３２】
導電膜を１０μｍから３０μｍと厚く形成することによって、コンタクトスプリング５０と導電膜の接触を安定に行なうことができる。すなわち金属膜であれば、コンタクトスプリング５０と金属膜とは点接触となり、この点接触部分に電流が集中して導電膜が破壊する危険が大きいが、本実施例のような導電膜であれば、導電膜とコンタクトスプリング５０とは金属膜の場合と比較して接触面積を大きくとることができ、面接触に近い状態となり、接触が安定する。また、本実施例のような導電膜であれば、金属に比べて抵抗が大きいため、コンタクト部５３に大電流が流れることを抑止することができる。この点からも接触による導通の安定性を向上することが出来る。
【００３３】
図５はＦＥＤの主な構造物であるアノード基板２、封止枠３１、カソード基板１の分解斜視図である。封止枠３１は封着部材によってアノード基板２あるいはカソード基板１に封着される。カソード基板１には、コンタクトスプリング５０が挿通する通孔１０が形成されている。この通孔１０はまた、排気孔８１としての役割を持つ。
【００３４】
封止枠３１はガラスの棒状部材である封止枠短辺３１１と封止枠長辺３１２を融着したものである。融着部は封止枠３１の短辺側に形成されている。封止枠３１は、アノード基板２あるいはカソード基板１を封着した後は、図５の矢印の方向に大気圧からの圧力を受ける。歪は長辺中央で最も大きい。したがって、封止枠３１に対する曲げ応力は長辺コーナー部において最も大きい。
【００３５】
封止枠３１は長尺のガラス棒と短尺のガラス棒を溶着したものであるが、この溶着部において機械的強度が弱い。したがって、大気圧によるストレスが最も大きい封止枠３１の長辺コーナー部に溶着部を形成するとこの部分で封止枠３１が破壊するという危険を生ずる。
【００３６】
この危険を防止するために、本発明では、融着部を封止枠３１の短辺コーナー部に形成している。一方、封止枠３１のコーナー部から離れるほど材料歩留まりが低下するので、融着部は封止枠３１の短辺側のコーナー部が最適である。図５はガラス棒を融着する場合であるが、ガラス棒をフリットガラスによって接合する場合も同様である。
【００３７】
図６は実施例１の第１の形態である。図６（ａ）は封止枠３１全体の斜視図で、図６（ｂ）は右下コーナー部の拡大図である。図６は封止枠３１のコーナー部のＲが小さい場合である。コーナーＲが小さければ表示領域を大きくすることが出来るという利点がある一方、封止枠３１に対する大気圧によるストレスは大きくなる。
【００３８】
図６（ｂ）において、封止枠３１の長辺側はＲ２が形成されている他は一本の棒状である。また、封止枠３１の短辺側もＲ１が形成されているほかは一本の棒状である。したがって、図６に示す形態は封止枠３１の材料歩留まりという点では非常に優れている。
【００３９】
図７は本実施例における第２の形態である。図７（ａ）は封止枠３１全体の斜視図で、図７（ｂ）は右下コーナー部の拡大図である。図７は封止枠３１のコーナーＲが大きい場合である。コーナーＲが大きい分、表示領域は小さくなるが、封止枠３１コーナー分における大気圧によるストレスは小さくなる。
【００４０】
図７（ｂ）において、短辺と長辺は、コーナーＲを曲がりきったところで融着されている。この構造では、短辺は単なるガラス棒であるのに対し、長辺は両端において、コーナーＲ部を有する棒となっている。この構成は融着部がコーナー部にかかっておらず、短辺上で融着されているために、大気圧に対するストレスには非常に強い。
【００４１】
図８は本実施例における第３の形態である。図８（ａ）は封止枠３１全体の斜視図で、図８（ｂ）は右下コーナー部の拡大図である。図８は封止枠３１のコーナーＲが大きい場合である。図８（ｂ）において、融着部は封止枠３１の外側Ｒよりも短辺側に形成されているが、コーナーＲ部分にかかっている。このように、融着部が完全に短辺側でなく、コーナーＲにかかっている場合であっても、本発明の効果を得ることが出来る。また、本形態のように、融着部をコーナーＲ部に形成することによって特に長辺のガラスの材料歩留まりを第２の形態の場合よりも上げることが出来る。
【００４２】
図９は本実施例における第４の形態である。図９（ａ）は封止枠３１全体の斜視図で、図９（ｂ）は右下コーナー部の拡大図である。図９は封止枠３１のコーナーＲが大きい場合である。図９（ｂ）において、融着部は封止枠３１のコーナーＲ部に形成されているが、図９（ａ）における対角線Ｄよりも短辺側に形成されている。このように、融着部を対角線Ｄ付近に形成することによって、ガラスの材料歩留まりをさらに改善することが出来る。
【００４３】
図１０は本実施例における第５の形態である。図１０（ａ）は封止枠３１全体の斜視図で、図１０（ｂ）は右下コーナー部の拡大図である。図１０は図６から図９の場合と異なり、棒状のガラスの封止枠３１を融着ではなく、フリットガラスによって接合する場合である。図１０（ｂ）において、封止枠短辺３１１と封止枠長辺３１２はコーナー部付近においてフリットガラスによって接合される。封止枠３１の接合に用いられるフリットガラスの融着温度は、封止枠３１とアノード基板２あるいは、カソード基板１を封着するためのフリットガラスの融着温度よりも高くしておく必要がある。本実施例の利点は、ガラスを融着する工程が無いために、ＦＥＤの製造メーカーにおいて、封止枠３１を接合することが可能な点である。したがって、封止枠３１の運搬を初めとする取り扱いが容易である。
【００４４】
図１０において、長辺と短辺の接合部はコーナーＲを曲がりきった短辺側である。したがって、短辺部材は単なる棒状のガラスでよい。しかし、本形態のように、フリットガラスによって接合する場合も、接合部は図１０に示す場合のみでなく、図７、図８、図９等に示す部分で接合しても同様な効果を得ることが出来る。
【実施例２】
【００４５】
実施例１で説明したように、ＦＥＤを真空排気した後は、封止枠３１に大気圧によるストレスがかかる。このストレスは封止枠３１のコーナー部において最も大きい。すなわち、封止枠３１の長辺と短辺は大気圧によって歪を受けるが、この歪による応力はコーナー部において最も大きいからである。
【００４６】
従来はＦＥＤの表示面積を大きくするために、封止枠３１のコーナーＲは出来るだけ小さくするような構成がとられていた。しかしながら、このような従来の構成は真空封止の信頼性からは問題を生ずることが発明者の実験によって明らかとなった。図１１は封止枠３１のコーナー部の斜視図である。図１１において、内側コーナーＲであるＲ１が小さいとこの部分からクラックが入りやすい。このクラックを防止するためにはＲ１は１ｍｍ以上とする必要がある。
【００４７】
図１１における外側コーナーＲには、大気圧による引っ張り応力が加わる。ガラスは圧縮応力に比較して引っ張り応力には弱いために、内側コーナーＲよりもさらに大きなＲを形成する必要がある。このため、図１１における外側コナーＲであるＲ２は５ｍｍ以上とする必要がある。より信頼性を向上させるためには、Ｒ２は１０ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００４８】
ところで、実施例１で説明した図４は排気基板６に排気管８と高電圧導入端子６０が設置されている。一方、図１２に示すように、排気管８と高電圧導入端子６０を別に設置する場合がある。図１２はこのようなＦＥＤを裏側から見た斜視図である。図１２の右上コーナー部に高電圧導入端子６０が設置され、左上と左下のコーナー部に排気管８が設置されている。
【００４９】
図１３は図１２に示すＦＥＤの高電圧導入端子部分の断面図である。図１３において、各構成部品は図４で説明したと同様である。図４と異なるところは、排気基板６に排気孔８１および排気管８が設置されていない事である。排気基板６に排気管８が設置されていない分、カソード基板１に形成された通孔１０は封止枠３１に近づいている。
【００５０】
先に説明したように、封止枠３１のコーナー部には大気圧によって大きなストレスがかかっている。封止枠３１のコーナー部に大きなストレスがかかっているということは、その反作用として封止枠３１のコーナー付近におけるアノード基板２あるいはカソード基板１にも大きなストレスがかかっていることになる。したがって、カソード基板１、アノード基板２等の、封止枠３１のコーナー付近にキズ等があると、その部分でガラスクラックを生じやすい。
【００５１】
カソード基板１においては、図１３に示すように、封止枠コーナー部に通孔１０が形成されている。したがって、この通孔１０の位置が問題となる。特に通孔部には微小なガラスクラックが形成されやすいのでストレスによるクラックの危険はさらに大きい。図１４は本実施例におけるカソード基板１のコーナー部の拡大図である。図１４において、カソード基板１のコーナー部付近には封止枠３１が形成されている。封止枠３１の内側ＲであるＲ１は１ｍｍ以上となっている。また、封止枠３１の外側ＲであるＲ２は５ｍｍ以上となっている。通孔１０と封止枠３１の距離ｄは１ｍｍ以上に設定されている。こでの値を１ｍｍ以上に設定することによって、通孔１０と封止枠３１間の干渉によるカソード基板１のクラック、あるいは、封止枠３１のクラックは防止することが出来る。
【００５２】
図１４は封止枠３１の内側のコーナーＲであるＲ１が通孔１０の半径よりも大きい場合なので、通孔１０と封止枠３１の距離ｄはコーナー部において最も小さくなっている。一方、通孔１０の半径が封止枠３１のＲ１よりも大きい場合は通孔１０と封止枠３１の最短距離ｄはコーナー部以外の２箇所となる。この場合は、２箇所においてｄは１ｍｍ以上とする必要がある。通孔１０の半径は５ｍｍ程度であるので、封止枠３１と通孔１０の最短距離ｄはコーナー部以外の２箇所となる場合が多い。
【実施例３】
【００５３】
実施例１および実施例２では封止枠３１に短辺の幅ＷＳと長辺の幅ＷＬが同一であるという前提で説明をした。この場合は、第１の形態として、図１５に示すように、短辺側においてガラスを融着するかフリットガラスによって接合するのが良いことは実施例１で説明したとおりである。なお、図１５から図１８においては封止枠３１のコーナーＲは省略されている。
【００５４】
一方、封止枠３１の幅を短辺側の幅ＷＳと長辺側ＷＬとで変える必要がある場合がある。この場合は、第２の形態として、図１６に示すように、長辺側の幅ＷＬを短辺側の幅ＷＳよりも大きくすることによってコーナー部でのストレスを最も小さくすることが出来る。すなわち、枠部材の大気圧による曲がりにくさは幅の３乗に比例するのに対し、歪による応力は幅の２乗に比例するからである。さらに、封止枠３１の短辺側で融着あるいは、フリットガラスによって接合することによってさらに信頼性を向上することが出来る。
【００５５】
一方、表示領域等の要請から、長辺側の幅ＷＬを短辺側の幅ＷＳよりも小さくする必要がある場合がある。この場合は、第３の形態として、図１７に示すように、封止枠３１を短辺側で溶着するかフリットガラスによって接合する必要がある。
【００５６】
さらに、構造上の要請等から、封止枠３１の溶着あるいは接合の場所を長辺側で行わなければならない場合もある。この場合は、第４の形態として、図１８に示すように、コーナー部での封止枠３１のストレスを緩和するためには、長辺側の幅ＷＬを短辺側の幅ＷＳよりも大きくする。こうすることによって封止枠コーナー部におけるストレスを小さくすることが出来、封止の信頼性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１を示す平面図である。
【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】ＦＥＤの主要構成部品の分解斜視図である。
【図６】実施例１の封止枠のコーナー部の第１の形態である。
【図７】実施例１の封止枠のコーナー部の第２の形態である。
【図８】実施例１の封止枠のコーナー部の第３の形態である。
【図９】実施例１の封止枠のコーナー部の第４の形態である。
【図１０】実施例１の封止枠のコーナー部の第５の形態である。
【図１１】実施例２の封止枠のコーナー部の斜視図である。
【図１２】実施例２のＦＥＤの裏面図である。
【図１３】実施例２のＦＥＤのコーナー部の断面図である。
【図１４】実施例２のＦＥＤのコーナー部の斜視図である。
【図１５】実施例３の第１の形態である。
【図１６】実施例３の第２の形態である。
【図１７】実施例３の第３の形態である。
【図１８】実施例３の第４の形態である。
【符号の説明】
【００５８】
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、５０・・・コンタクトスプリング、５１・・・コンタクトスプリングのベース部、５２・・・コンタクトスプリングのアーム部、５３・・・コンタクトスプリングのコンタクト部、６０・・・高電圧導入端子、３１１・・・封止枠の短辺、３１２・・・封止枠の長辺。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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