JP2005310489A - Display device - Google Patents
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Description
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に関する。 The present invention has a flat envelope having a flat panel structure, and emits electrons from an electron-emitting device provided on a back substrate to display a color image by exciting and emitting a phosphor layer provided on the front substrate. The present invention relates to a display device.
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。 In recent years, field emission displays (FEDs), plasma displays (PDPs), and the like are known as display devices having a vacuum envelope with a flat flat panel structure. In addition, as a kind of FED, a display device (hereinafter referred to as SED) including a surface conduction electron-emitting device has been developed.
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。 The SED has a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other with a predetermined gap. These substrates are joined to each other at peripheral edges via rectangular frame-shaped side walls, and the inside is evacuated to form a flat envelope having a flat panel structure.
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。 A phosphor layer of three colors is formed on the inner surface of the front substrate, and on the inner surface of the rear substrate, a large number of electron-emitting devices corresponding to each pixel are arranged as an electron emission source for exciting and emitting the phosphor layer. ing. A large number of wires for driving the electron-emitting devices are provided in a matrix on the inner surface of the rear substrate, and the end portions are drawn out of the vacuum envelope.
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。 A plate-like grid is disposed between the front substrate and the rear substrate. In this grid, a plurality of beam passage holes are formed in a positional relationship aligned with the electron-emitting devices, and a plurality of holes for maintaining a gap between the substrates by contacting the inner surfaces of the front substrate and the rear substrate. Columnar spacers are provided.
このSEDを動作させる場合、基板間に10[kV]程度の高電圧を与え、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を印加する。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。 When operating this SED, a high voltage of about 10 [kV] is applied between the substrates, and a drive voltage is selectively applied to each electron-emitting device via a drive circuit connected to the wiring. Thereby, an electron beam is selectively emitted from each electron-emitting device, and these electron beams are irradiated to the corresponding phosphor layer through the corresponding beam passage hole of the grid, and the phosphor layer is excited and emitted. An image is displayed.
前面基板および背面基板を封着して真空外囲器を構成する場合、例えば、周縁部に側壁を予め接合した背面基板、グリッド、および前面基板を真空チャンバ内に配置し、端面に封着材が充填された側壁の上に前面基板を位置合わせして重ねる。この後、封着材を溶融させて側壁と前面基板周縁部を接合する。例えば、従来、低融点金属からなる封着材に通電して溶融させる封着方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 When a front envelope and a rear substrate are sealed to form a vacuum envelope, for example, a rear substrate, a grid, and a front substrate whose side walls are pre-bonded to a peripheral portion are arranged in a vacuum chamber, and a sealing material is provided on an end surface. The front substrate is aligned and overlaid on the sidewall filled with. Thereafter, the sealing material is melted to join the side wall and the front substrate peripheral portion. For example, conventionally, a sealing method is known in which a sealing material made of a low melting point metal is energized and melted (see, for example, Patent Document 1).
しかし、この種の封着方法では、封着の信頼性を高めるため、封着材を多めに充填するのが一般的であり、通電されて加熱溶融された封着材が側壁と前面基板との間の封着面からはみ出して不具合を生じる問題がある。特に、溶融した封着材が真空外囲器の内側にはみ出して前面基板や背面基板に付着すると、前面基板の内面に形成された蛍光体層に不具合を生じたり、背面基板の内面に形成された配線がショートしたりするといった重大な問題を生じる。
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、真空外囲器をシールする封着材が内側にはみ出すことを防止でき、信頼性の高い封着を実現できる表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a display device that can prevent a sealing material for sealing a vacuum envelope from protruding to the inside and realize a highly reliable sealing. There is to do.
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、上記前面基板および背面基板の周縁部同士を封着した枠状の側壁と、を有する真空外囲器を備え、上記前面基板および背面基板のうち少なくとも一方と上記側壁とを封着する封着材の少なくとも半量以上が、上記前面基板および背面基板のうち少なくとも一方と上記側壁との間の環状の封着面の中心線より外側にずれた位置に該封着面に沿って連続して充填されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a display device of the present invention includes a front substrate having a plurality of phosphor layers, a back substrate having a plurality of electron-emitting devices corresponding to the plurality of phosphor layers, and the front substrate and the back surface. A vacuum envelope having a frame-like side wall that seals the peripheral edges of the substrates, and at least half of the sealing material that seals at least one of the front substrate and the rear substrate and the side wall In addition, it is continuously filled along the sealing surface at a position shifted outward from the center line of the annular sealing surface between at least one of the front substrate and the rear substrate and the side wall. And
上記発明によると、封着面の外側にずらして封着材を充填したため、封着材が溶融したとき、真空外囲器の内側に封着材がはみ出すことを防止でき、信頼性の高い封着を実現できる。 According to the above invention, since the sealing material is filled and shifted to the outside of the sealing surface, the sealing material can be prevented from protruding inside the vacuum envelope when the sealing material is melted. Wearing can be realized.
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封着した枠状の側壁と、を有する真空外囲器を備え、上記前面基板および背面基板のうち少なくとも一方と対向する上記側壁の端面は、溶融した封着材を真空外囲器の外側に導くように、外側に向けて対向する基板から離れる方向に傾斜していることを特徴とする。 The display device of the present invention includes a front substrate having a plurality of phosphor layers, a rear substrate having a plurality of electron-emitting devices corresponding to the plurality of phosphor layers, and peripheral portions of the front substrate and the rear substrate. A side wall facing the at least one of the front substrate and the rear substrate, the end surface of the side wall facing the at least one of the front substrate and the back substrate is formed on the outside of the vacuum envelope. It is characterized by inclining in the direction away from the opposing substrate toward the outside.
上記発明によると、側壁の端面を外側に向けて対向する基板から離間する方向に傾斜させたため、溶融した封着材を傾斜に沿って真空外囲器の外側に流すことができ、封着材が内側にはみ出すことを防止できる。 According to the above invention, since the end face of the side wall is inclined in the direction away from the opposing substrate toward the outside, the molten sealing material can be flowed to the outside of the vacuum envelope along the inclination, and the sealing material Can be prevented from protruding inside.
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、真空外囲器をシールする封着材が内側にはみ出すことを防止でき、信頼性の高い封着を実現できる。 Since the display device of the present invention has the above-described configuration and operation, the sealing material for sealing the vacuum envelope can be prevented from protruding to the inside, and highly reliable sealing can be realized.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an SED will be described as an example of a display device according to an embodiment of the present invention.
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を介して周縁部同士が接合され、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。
As shown in FIGS. 1 to 3, the SED 1 includes a
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、アルミニウム等からなるメタルバック17が形成されている。
A
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。
On the inner surface of the
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、これらの基板同士を接合している。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。もし、配線21のある背面基板12と側壁14を低融点金属で封着する場合は、配線21と封着材20の電気ショートを避けるため、中間層として絶縁層を設けている。
The
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。
As shown in FIGS. 2 to 4, the SED 1 includes a
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。
The
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。
On the
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。
The
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。
The SED 1 includes a voltage supply unit (not shown) that applies a voltage to the
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。
In the SED 1, when displaying an image, a voltage is applied between the device electrodes of the electron-emitting
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。
When manufacturing the SED 1 having the above structure, the
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。
Then, the
より詳細には、図5に示すように、前面基板10の周縁部に対向する側壁14の上面14a(端面)に予め銀ペーストなどの下地層(図示せず)を塗布し、その上にインジウム層20aを充填しておく。また、前面基板10の内面の対応する位置にも下地層を介してインジウム層を充填しておく。そして、側壁14の上面14aに前面基板10の周縁部を位置合わせして接合させ、電極41、42、43、44を介してインジウム層20aに通電して溶融させる。これにより、前面基板10が側壁14の上面14aに封着される。なお、側壁14の上面14aと前面基板10の内面を接合する接合面は、本発明の封着面として機能する。
More specifically, as shown in FIG. 5, a base layer (not shown) such as a silver paste is applied in advance to the
このとき、本実施の形態では、溶融したインジウムが真空外囲器15の内側にはみ出すことを防止する目的で、側壁14の上面14aの外側にずれた位置にインジウム層20aを充填するようにした。具体的には、図5に示すように、側壁14の上面14aの架空の中心線14b(図中破線で示す)を基準として、インジウム層20aが少なくとも背面基板12の縁部に近づく位置に充填した。より具体的には、インジウムの少なくとも半量を中心線14bより外側に充填した。
At this time, in the present embodiment, the
これにより、側壁14の上面14aに前面基板10を接合してインジウム層20aを溶融したとき、溶融したインジウムが真空外囲器15の内側に流れるより先に外側に流れるようになる。一旦インジウムが外側に流れ始めると、溶融した全てのインジウムが側壁14の外側に引かれるため、真空外囲器15の内側にインジウムが流れることを確実に防止できる。反面、溶融したインジウムが真空外囲器15の内側に流れてしまうと、背面基板12の内面にインジウムが付着して配線ショートなどの不具合を生じる。
Thus, when the
他の実施の形態として、溶融したインジウムが真空外囲器15の内側に流れることをより確実に防止するため、例えば、図6に示すように、側壁14の上面14aに傾斜14cを付けても良い。この場合、傾斜14cは、真空外囲器15の外側に向けて接合相手となる前面基板10から離間する方向に傾斜している。これにより、溶融したインジウムが外側により流れ易くなる。なお、この場合においても、インジウムを真空外囲器15の外側にずらした位置に充填することが好ましい。
As another embodiment, in order to more reliably prevent molten indium from flowing inside the
図7には、真空外囲器15の外側に流れたインジウムを受ける受け部材50を示してある。
受け部材50は、例えば、絶縁性のバネ部材により形成されており、背面基板12の縁部の略全周に亘って設けられている。受け部材50は、側壁14の外周面に先端を当接させて背面基板12の上面をカバーする位置に取り付けられている。なお、受け部材50は、クリップ状に形成されており、背面基板12の縁部に対して脱着自在に取り付けられている。この受け部材50は、溶融したインジウムのうち封着面から外側にはみだしたインジウムを受け、側壁14と前面基板10が封着された後、背面基板12の縁部から取り外される。これにより、はみだしたインジウムを除去することができる。
FIG. 7 shows a receiving
The receiving
図8には、封着面の外側にインジウムがはみ出すことを防止するためのストッパ60を示してある。
ストッパ60は、例えば、絶縁性のバネ部材により形成されており、背面基板12の縁部の略全周に亘って設けられている。ストッパ60は、側壁14の外周面、前面基板10の内面、および背面基板12の内面に先端を密着させて当接させ、インジウムが背面基板12の内面に流れ落ちないようにシールする。なお、ストッパ60は、クリップ状に形成されており、背面基板12の縁部に対して脱着自在に取り付けられている。つまり、このストッパ60は、封着完了後、背面基板12から取り外すことができる。
FIG. 8 shows a
The
図9には、前面基板10および背面基板12の周縁部を補強するための補強部材70を示してある。
補強部材70は、例えば、絶縁性の枠部材により形成されており、前面基板10よおび背面基板12の縁部の全周に亘って側壁14の外周面に接設されている。この補強部材70は、前面基板10の内面および背面基板12の内面に当接する上端71および下端72を有し、側壁14の上面14aに傾斜14cを設けたことに起因した基板のたわみを防止するよう機能する。つまり、側壁14の上面14aに傾斜14cを設けることにより、側壁14の外側近くで前面基板10との間のギャップが大きくなり、側壁14と前面基板10との間の接合状態が不安定となる。このため、枠状の補強部材70を設けることで、基板周縁部を補強した。なお、この補強部材70は、その構造上、インジウムのシール部材としても機能する。また、この補強部材70は、SED1にそのまま残される。
FIG. 9 shows a reinforcing
The reinforcing
以上のように、本実施の形態によると、側壁14と前面基板10との間の封着面で溶融したインジウムを真空外囲器15の外側に積極的に導出するようにしたため、真空外囲器15の内側にインジウムが流れ込むことを防止でき、配線ショート等の不具合を防止できる。言い換えると、本実施の形態によると、信頼性の高い封着を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, indium melted on the sealing surface between the
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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment mentioned above. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
例えば、上述した実施の形態では、前面基板10および背面基板12の全周に亘ってその周縁部に、受け部材50、ストッパ60、補強部材70などを取り付けた場合について説明したが、これに限らず、電極41〜44が設けられた4つの角部以外の4つの辺部にだけこれら構造物を設けるようにしても良い。また、4つの辺部それぞれに異なる構造物を設けるようにしても良い。
For example, in the above-described embodiment, the case where the receiving
また、上述した実施の形態では、封着材20aとしてインジウムを用いた場合を例にとって説明したが、これに限らず、他の低融点金属を封着材として用いても良い。或いは、金属に限らず、他の封着材を用いることも可能である。
In the above-described embodiment, the case where indium is used as the sealing
さらに、上述した実施の形態では、前面基板10と側壁14との間の封着面の構造について説明したが、背面基板12と側壁14との間の封着面に本発明の構造を採用しても良い。
Further, in the above-described embodiment, the structure of the sealing surface between the
1…SED、10…前面基板、12…背面基板、14…側壁、14a…上面、14b…架空の中心線、14c…傾斜、15…真空外囲器、16…蛍光体スクリーン、17…メタルバック、18…電子放出素子、20a…インジウム層、50…受け部材、60…ストッパ、70…補強部材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SED, 10 ... Front substrate, 12 ... Back substrate, 14 ... Side wall, 14a ... Upper surface, 14b ... Fictitious centerline, 14c ... Inclination, 15 ... Vacuum envelope, 16 ... Phosphor screen, 17 ... Metal back 18 ... Electron-emitting devices, 20a ... Indium layer, 50 ... Receiving member, 60 ... Stopper, 70 ... Reinforcing member.
Claims (13)
上記前面基板および背面基板のうち少なくとも一方と上記側壁とを封着する封着材の少なくとも半量以上が、上記前面基板および背面基板のうち少なくとも一方と上記側壁との間の環状の封着面の中心線より外側にずれた位置に該封着面に沿って連続して充填されていることを特徴とする表示装置。 A front substrate having a plurality of phosphor layers, a rear substrate having a plurality of electron-emitting devices corresponding to the plurality of phosphor layers, and a frame-like side wall in which peripheral portions of the front substrate and the rear substrate are sealed together A vacuum envelope having
At least half of the sealing material for sealing at least one of the front substrate and the back substrate and the side wall is an annular sealing surface between at least one of the front substrate and the back substrate and the side wall. A display device, wherein a position shifted outward from the center line is continuously filled along the sealing surface.
上記前面基板および背面基板のうち少なくとも一方と対向する上記側壁の端面は、溶融した封着材を真空外囲器の外側に導くように、外側に向けて対向する基板から離れる方向に傾斜していることを特徴とする表示装置。 A front substrate having a plurality of phosphor layers, a rear substrate having a plurality of electron-emitting devices corresponding to the plurality of phosphor layers, and a frame-like side wall in which peripheral portions of the front substrate and the rear substrate are sealed together A vacuum envelope having
The end surface of the side wall facing at least one of the front substrate and the rear substrate is inclined in a direction away from the facing substrate toward the outside so as to guide the melted sealing material to the outside of the vacuum envelope. A display device.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011507155A (en) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | 韓國電子通信研究院 | Field emission type backlight unit, cathode structure used therefor, and method for manufacturing the same |
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2004
- 2004-04-20 JP JP2004124470A patent/JP2005310489A/en active Pending
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JP2011507155A (en) * | 2007-12-17 | 2011-03-03 | 韓國電子通信研究院 | Field emission type backlight unit, cathode structure used therefor, and method for manufacturing the same |
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