JP2006210113A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、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 relates to a display device that displays a color image by emitting electrons from an electron-emitting device provided on a back substrate and exciting and emitting a phosphor layer provided on the front substrate.
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、液晶ディスプレイ(LCD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、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, a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display (PDP), and the like are known as a display device having a flat envelope having a 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表示パネルを構成している。 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 portions via rectangular frame-shaped side walls, and the inside is evacuated to form a flat display panel.
前面基板の内面には3色の蛍光体層に重ねてメタルバックを有する蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体層を励起発光させる電子を放出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。 On the inner surface of the front substrate, a phosphor screen having a metal back is formed on the phosphor layer of three colors, and on the inner surface of the rear substrate, a large number of electron-emitting devices that emit electrons that excite the phosphor layer are aligned. Has been placed. 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或いは柱状の複数のスペーサが設けられている。これらスペーサは、前面基板および背面基板の内面に当接することで、大気圧荷重を支えて基板間の隙間を維持するよう機能する。 A plurality of plate-like or columnar spacers are provided between the front substrate and the rear substrate. These spacers function to support the atmospheric pressure load and maintain a gap between the substrates by contacting the inner surfaces of the front substrate and the rear substrate.
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、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 the corresponding phosphor layer is irradiated with the electron beam, and the phosphor layer is excited and emitted to display a color image. .
表示パネルを製造する場合、まず、蛍光体スクリーンを形成した前面基板、および複数の電子放出素子を形成し複数のスペーサおよび側壁を接合した背面基板を用意する。側壁は、例えばフリットガラスを介して背面基板の周縁部に予め接合しておく。また、側壁の上面および前面基板の対向する周縁部には、封着材としてインジウムなどの低融点金属を予め塗布しておく。そして、これらの基板を真空チャンバ内に配置して対向させ、封着材を溶融して側壁上面と前面基板の周縁部を封着する(例えば、特許文献1参照。)。 When manufacturing a display panel, first, a front substrate on which a phosphor screen is formed, and a rear substrate on which a plurality of electron-emitting devices are formed and a plurality of spacers and side walls are bonded are prepared. The side wall is bonded in advance to the peripheral edge portion of the rear substrate through, for example, frit glass. In addition, a low melting point metal such as indium is applied in advance as a sealing material to the upper surface of the side wall and the peripheral edge of the front substrate facing each other. Then, these substrates are arranged in the vacuum chamber so as to face each other, and the sealing material is melted to seal the side wall upper surface and the peripheral portion of the front substrate (for example, refer to Patent Document 1).
しかし、この製造方法によると、枠状の側壁をフリットガラスを用いて背面基板に予め接合し、真空チャンバ内に投入した後、封着材を溶融して側壁上面と前面基板周縁部を封着する必要があり、側壁の封着にかかる作業工程が多くなり、表示パネルの製造に要する作業時間が長くなり、製造コストが増大する問題があった。
この発明の目的は、製造工程を簡略化でき製造コストを低減できる表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a display device that can simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost.
上記目的を達成するため、この発明の表示装置は、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封着部材と、を有し、上記封着部材は、上記周縁部に沿って設けられる芯部材と、この芯部材を埋設するとともに該芯部材と上記各基板を封止する封止材と、を有する。 In order to achieve the above object, a display device according to 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 sealing member that seals the peripheral edge portions of the substrates, and the sealing member includes a core member provided along the peripheral edge portion, and the core member and each of the substrates embedded therein. And a sealing material for sealing.
上記発明によると、芯部材を埋設した封止材を前面基板と背面基板の周縁部間に配置し、これら封着部材により前面基板と背面基板の周縁部同士を同時に封着するようにした。このため、封着工程を簡略化でき、表示装置の製造コストを低減できる。 According to the above invention, the sealing material in which the core member is embedded is disposed between the peripheral portions of the front substrate and the back substrate, and the peripheral portions of the front substrate and the back substrate are simultaneously sealed by these sealing members. For this reason, a sealing process can be simplified and the manufacturing cost of a display apparatus can be reduced.
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、製造工程を簡略化でき製造コストを低減できる。 Since the display device of the present invention has the above-described configuration and operation, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
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、図1乃至図3を参照して、この発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、SED(Surface-conduction Electron-emitter Display)について説明する。図1は、前面基板2を部分的に切り欠いた状態のSEDの真空外囲器10(以下、表示パネル10と称する場合もある)を示す斜視図であり、図2は、図1の真空外囲器10を線II-IIに沿って切断した断面図であり、図3は、図2の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。図1乃至図3において、表示パネル10の内部構造は、説明を分かり易くするため、適宜、構成を拡大し且つ概略的に示してある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an SED (Surface-conduction Electron-emitter Display) will be described as an example of a display device according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing an SED vacuum envelope 10 (hereinafter also referred to as a display panel 10) in a state where a
図1乃至図3に示すように、表示パネル10は、それぞれ矩形のガラス板からなる前面基板2および背面基板4を備え、これらの基板は約1.0〜2.0mmの隙間をおいて互いに平行に対向配置されている。なお、背面基板4は、前面基板2より1回り大きいサイズを有する。また、前面基板2および背面基板4は、後述する封着部材6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10を構成している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
前面基板2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12が形成されている。この蛍光体スクリーン12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、重ねてアルミニウム等からなるメタルバック14を有する。蛍光体層R、G、Bは、ストライプ状あるいはドット状に形成されている。
A
背面基板4の内面には、蛍光体スクリーン12の蛍光体層R、G、Bを励起発光させるための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16が設けられている。これらの電子放出素子16は、画素毎、すなわち蛍光体層R、G、B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16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4の内面上には、各電子放出素子16に駆動電圧を与えるための多数本の配線18がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器10の外部に引き出されている。
On the inner surface of the
封着部材6は、前面基板2および背面基板4の周縁部に沿って設けられる芯部材6a、およびこの芯部材6aを埋設するとともに芯部材6aと各基板2、4の内面を密閉状態で封止する封止材6bを有する。本実施の形態では、芯部材6aは、断面略円形の金属ワイヤにより形成され、封止材6bは、インジウム、スズ、スズに例えば銀やチタンなどを微量に混ぜた合金等、融点が250℃以下の低融点金属により構成されている。なお、前面基板2および背面基板4の内面には、それぞれ、封止材6bに対する濡れを確保するため、銀ペーストなどの下地材19が予め塗布される。
The sealing
また、表示パネル10は、前面基板2と背面基板4の間にガラスからなる複数の細長い板状のスペーサ8を備えている。本実施の形態において、スペーサ8は、複数の細長いガラス板としたが、多数の柱状のスペーサでも良い。各スペーサ8は、上述した蛍光体スクリーン12のメタルバック14および遮光層11を介して前面基板2の内面に当接する上端8a、および背面基板4の内面上に設けられた配線18上に当接する下端8bを有する。しかして、これら複数のスペーサ8は、前面基板2および背面基板4の外側から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
さらに、SEDは、前面基板2のメタルバック14にアノード電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、メタルバック14に10[kV]程度の高電圧を印加することにより、蛍光体スクリーン12の電位を高くする。これにより、接地された背面基板4と前面基板2との間に10[kV]程度の電位差が形成される。
Further, the SED includes a voltage supply unit (not shown) that applies an anode voltage to the
そして、上記SEDにおいて、画像を表示する場合、配線18に接続した図示しない駆動回路を介して電子放出素子16の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子16の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、メタルバック14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、蛍光体スクリーン12に照射される。これにより、蛍光体スクリーン12の蛍光体層R、G、Bが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
In the SED, when an image is displayed, a voltage is applied between the element electrodes of the electron-
また、上記構造の表示パネル10を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン12の設けられた前面基板2を用意し、電子放出素子16および配線18が設けられているとともにスペーサ8が接合された背面基板4を用意しておく。そして、これら前面基板2、および背面基板4の周縁部間に上述した構成の封着部材6を配置し、図示しない真空チャンバ内で2枚の基板2、4を対向配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、前面基板2と背面基板4の周縁部同士を封着する。
When the
以下、図4乃至図7を参照して、上述した封着部材6についてより詳細に説明する。
図4に示すように、上述した実施の形態の封着部材6は、断面略円形の金属ワイヤを芯部材6aとし、この芯部材6aをインジウムからなる封止材6bに埋設して構成され、前面基板2および背面基板4の周縁部間に矩形枠状に配置される。このように、封着部材6を構成することで、基板周縁部の封着工程を簡略化でき、表示パネル10の製造コストを低減できる。
Hereinafter, the sealing
As shown in FIG. 4, the
つまり、基板の封着工程では、上記構造の枠状の封着部材6を基板2、4の周縁部間に配置し、封止材6bを加熱溶融する。このとき、芯部材6aが前面基板2および背面基板4のいずれにも接触しないように芯部材6aの端部を支持し、芯部材6aを埋設した封止材6bを溶融する。これにより、芯部材6aと前面基板2の内面を密閉状態で封止でき、同時に、芯部材6aと背面基板4の内面を密閉状態で封止できる。言い換えると、1回の封着工程で2枚の基板2、4の周縁部に対して芯部材6aを同時に接合できる。
That is, in the substrate sealing step, the frame-
図5には、上述した封着部材6の変形例を示してある。この例では、断面略円形の芯部材6aの代りに、断面略楕円形の芯部材21を用いた。特に、楕円形の短軸が2枚の基板2、4と略直交するように芯部材21を配置した。言い換えると、前面基板2の内面および背面基板4の内面に対向する芯部材21の表面の曲率が比較的大きくなるようにした。これにより、図4で説明した封着部材6と比較して、封着部における疲労寿命を延長できる。
FIG. 5 shows a modification of the sealing
つまり、図4で説明した封着部材6のように断面略円形の芯部材6aを用いると、前面基板2と背面基板4との間に熱膨張の違いを生じ封着部にせん断応力を生じたときに、芯部材6aの上部と前面基板2の内面との間、および芯部材6aの下部と背面基板4の内面との間に応力が集中し、疲労寿命が低下する要因となることが考えられる。しかし、図5で説明した芯部材21のように、基板2、4に対向する面の曲率を大きくすることで、芯部材21と基板2、4との間の応力の集中を緩和でき、疲労寿命の低下を抑制できる。
That is, when the
封着部の応力集中による疲労寿命を延長することのできる他の封着部材の例を図6に示す。この例では、略矩形の断面を有する芯部材22を用いた。この芯部材22は、前面基板2および背面基板4に対向する面が略平らにされ、応力集中をより緩和できることが解る。
An example of another sealing member capable of extending the fatigue life due to stress concentration at the sealing portion is shown in FIG. In this example, the
また、図7に示すさらに他の例では、図4で説明した断面略円形の芯部材6aの基板2、4に対向する面を平らに潰した形状の芯部材23を用いた。この芯部材23を用いても、上述した芯部材22を用いた場合と同様に、応力の集中を緩和できる。
Further, in still another example shown in FIG. 7, the
以上のように、本発明によると、芯部材6aを封止材6bに埋設した封着部材6を用いたため、前面基板2と背面基板4の周縁部同士を封着する封着工程を簡略化でき、表示パネル10の製造工程を簡略化でき、パネルの製造コストを低減できる。
As described above, according to the present invention, since the sealing
また、本発明によると、前面基板2および背面基板4に対向する面が潰れた断面形状を有する金属ワイヤを芯部材とし、この芯部材を封止材に埋設して封着部材を構成したため、前面基板2と背面基板4との間に熱サイクルによる熱膨張の違いを生じたとき、せん断応力が封着部で局所的に集中することを防止でき、疲労寿命を延長できる。
In addition, according to the present invention, a metal wire having a cross-sectional shape in which the surfaces facing 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、封着部材の芯部材として、断面形状が円形、楕円形、矩形などである場合について説明したが、これに限らず、前面基板2および背面基板4の少なくとも一方に対向する面が平らに潰れた断面形状であることが望ましい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the cross-sectional shape is a circle, an ellipse, a rectangle, or the like has been described as the core member of the sealing member. However, the present invention is not limited thereto, and at least one of the
2…前面基板、4…背面基板、6…封着部材、6a、21、22、23…芯部材、6b…封止材、8…スペーサ、10…真空外囲器(表示パネル)、12…蛍光体スクリーン、14…メタルバック、16…電子放出素子、18…配線、19…下地材。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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封着部材と、を有し、
上記封着部材は、上記周縁部に沿って設けられる芯部材と、この芯部材を埋設するとともに該芯部材と上記各基板を封止する封止材と、を有することを特徴とする表示装置。 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;
A sealing member that seals the peripheral portions of the front substrate and the rear substrate, and
The sealing member includes a core member provided along the peripheral edge, and a sealing material that embeds the core member and seals the core member and each of the substrates. .
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