JP2004158375A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】両基板と支持体との封着部の封着部材のはみ出し形状を、前記表示領域側と反対側とで異なる構成とした。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、前面基板と背面基板の間に形成される真空中への電子放出を利用した表示装置に係り、特に、電子源を有する陰極配線及び電子源からの電子の引き出し量(放出量)を制御する制御電極を設置すると共に前面基板と背面基板の間を真空に保って安定した表示特性を有する表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、近年の情報処理装置やテレビ放送の高画質化に伴い、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平板状ディスプレイ(パネルディスプレイ)の要求が高まっている。
【0003】
その典型例として液晶表示装置、プラズマ表示装置などが実用化されている。又、特に、高輝度化が可能なものとして、電子源から真空への電子放出を利用した表示装置として、電子放出型表示装置、又は電界放出型表示装置と呼ばれるものや、低消費電力を特徴とする有機ELディスプレイなど、種々の型式のパネル型表示装置の実用化も図られている。
【0004】
このようなパネル型の表示装置のうち、上記電界放出型表示装置には、C.A.Spindtらにより発案された電子放出構造をもつもの、メタル−インシュレータ−メタル(MIM)型の電子放出構造をもつもの、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造(表面伝導型電子源とも呼ばれる)をもつもの、さらにはダイアモンド膜やグラファイト膜、カーボンナノチューブ等による電子放出現象を利用するもの、等が知られている。
【0005】
このようなパネル型の表示装置のうち、電界放出型ディスプレイは、内面にアノード電極と蛍光体層を備えた前面パネルと、電界放出型のカソードと制御電極である格子電極を形成した背面パネルを例えば0.5mm以上の間隔をもって貼り合わせて封止し、当該二枚のパネル間の密閉空間を外界の気圧より低圧、あるいは真空としている。
【0006】
近年、この種の平板状ディスプレイのカソードを構成する電界放出型電子源としてカーボンナノチューブ(CNT)を用いることが検討されている。カーボンナノチューブは極めて細い針状の炭素化合物(厳密に言えば、炭素原子が6角形状に結合したいわゆるグラフェンシートが円筒形状になったもの)を多数個まとめたカーボンナノチューブ集合体をカソード用電極に固定したものである。このカーボンナノチューブを有するカソード用電極に電界を印加することで、当該カーボンナノチューブから高効率で高密度の電子を放出させることができ、この電子で蛍光体を励起することで輝度の高い各種の表示装置や画像等を表示できるフラットパネルディスプレイを構成できる。
【0007】
図13は電界放出型ディスプレイの基本構成を説明する模式図である。CNTはカソード(カソード電極)Kの上に設けたカーボンナノチューブ、Aはアノード(アノード電極)であり、アノードAの内面には蛍光体PHが形成されている。カソードK近傍には電子の放出を制御する格子電極Gが設けられており、カソードKと格子電極Gとの間に電圧Vs を印加することによりカーボンナノチユーブCNTから電子が放出される。カソードKとアノードAの間に高電圧Ebを印加することでカーボンナノチューブCNTから放出された電子eを加速させて蛍光体PHを励起し、当該蛍光体PHの組成に依存する色光Lを放射する。
【0008】
そして、例えばカソードK近傍に設けた格子電極Gに与える変調電圧Vsにより放出される電子の量を制御することで色光Lの輝度をコントロールすることができる。
【0009】
図14は電界放出型ディスプレイの構成例を説明する模式断面図である。この電界放出型ディスプレイ(FED)は、ガラス板からなる背面基板1と同じくガラス板からなる前面基板2を、例えば1mm程度の高さを持ち表示領域を周回して介挿され両基板1、2間を所定の間隔を保持する枠状の支持体3を介して貼り合わせ、その内部密閉空間を真空封止してある。背面基板1の内面には陰極配線13、絶縁層14、格子電極15を有し、前面基板2の内面にはアノード電極11と蛍光体12が形成されている。陰極配線13には図示しない電子源のカーボンナノチューブが設けてある。
【0010】
図15は図14に示した電界放出型ディスプレイの背面基板1側からみた模式平面図である。前面基板2の内面の有効表示領域AR内には3色の蛍光体R、G、Bを備えている。各画素間はこの例では隔壁16で区画されている。なお、モノクロ表示の場合は全ての蛍光体は同色で構成される。
【0011】
このような二枚のパネルで構成するパネルディスプレイは、プラズマディスプレイ(PDP)や、メタル−インシュレータ−メタル型電界放出源を有するパネルディスプレイ(MIM−FED)でも同様な構成である。以下では、本発明の説明をFEDを例として説明するが、PDPやMIM−FEDについても同様に適用できる。表面伝導素子を用いたディスプレイについても同様である。
【0012】
なお、この種のパネルディスプレイの従来技術を開示したものとしては、排気のコンダクタンスが小さいことをカバ−するため、ゲッタ−収納室を別途設ける構成が特許文献1に開示されている。又、高温排気中に不活性ガスを導入してゲッタ−へのガス吸着を防止する構成が特許文献2に開示されている。更に、真空室内で封着、排気を行う構成が特許文献3に開示されている。
【0013】
【特許文献1】
特開2000−149788
【0014】
【特許文献2】
特開2002−75202
【0015】
【特許文献3】
特開2002−56777
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
前述した電界放出型の表示装置では、電子源からの電子が制御電極の開孔を通過して陽極の蛍光体に射突し、これを励起、発光させて表示を行う型式で、高輝度、高精細の特性をもつと共に軽量、省スペースの平板状ディスプレイを可能とする優れた構成である。ところが、この様な優れた構成にかかわらず解決すべき課題を有している。すなわち、前述したFED等の前面基板と背面基板との間隔が比較的大きいフラットパネルディスプレイでは、当該両基板の貼り合わせ間隔を所定値に保持するためのシール機構の融着処理が重要となる。
【0017】
又、表示領域が広いフラットパネルディスプレイでは、前面基板と背面基板及び支持体で形成される密閉空間を低圧あるいは真空とする排気処理が重要となる。すなわち、表示領域が広いフラットパネルディスプレイでは、前面基板と背面基板及び支持体で形成される密閉空間を低圧あるいは真空とする排気処理と共に、前記密閉空間を両基板とその間に介挿した支持体とを封着部材を溶融して形成する際、全体をべーキング炉で加熱処理する製法が前述した特許文献3で提案されている。しかし、前面基板と背面基板の間隔を最初から所定値に溶融し融着して排気を施した場合、当該密閉空間のコンダクタンスが小さいために、充分な排気が困難となり、所望の真空度が得られ難いと云う問題がある。
【0018】
この問題は、例えばカーボンナノチューブを電子放出源として用いたFEDやプラズマディスプレイでは、真空度が充分でないとその寿命特性の短縮、製品の信頼性低下をもたらす。
【0019】
又、MIM−FEDでは、パネルの内面を高温処理すると、所謂ヒロック(Hillock)が発生し易くなって、不良率が高くなる。更に、カーボンナノチューブを電子放出源として用いた場合でも、処理温度が高いとその一部あるいは全部が消失するという問題が発生する。又、この方式では巨大な排気装置が必要となる問題が有る。
【0020】
特許文献1に開示されたゲッタ−収納室を別途設ける構成の製造方法では、排気処理を真空チャンバ−を用いることから大形サイズへの適用に難点が有る。そして、特許文献2に開示された封着工程で不活性ガスを導入する製造方法では、構成部材の持つガス吸収、排出特性により、逆に残留ガスを前記構成部材が再吸収する恐れが有る。更に、溶融した封着部材に微細孔が残存し気密封着の信頼性の確保が困難となる等の問題が有り、前述した諸々の問題と合わせてこれらを解消することが課題となっていた。
【0021】
本発明の目的の一つは、前述した諸々の問題を解決して気密封着の信頼性の確保が可能な長寿命の表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、前述した諸々の問題を解決して所望の真空度の確保が容易な表示装置の製造方法を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は両基板と支持体との封着部の封着部材のはみ出し形状を、表示領域側となる内側と、反対側の大気側となる外側とで異なる構成とした事を特徴とする。又、本発明は支持体の端面と両基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着する工程と前記支持体と前記両基板とで囲まれた空間を排気する工程において、前記封着部材の性状に沿って処理を行う事を特徴とする。以下、本発明の表示装置及びその製造方法の代表的な構成を記述する。
【0023】
本発明による表示装置は、陽極及び蛍光体を内面に有する前面基板と、一方向に延在しこの一方向に交差する他方向に並設され、かつ電子源を有する複数本の陰極配線と、表示領域内で前記陰極配線と非接触で対向し、かつ電子源からの電子を前面基板側に通過させる電子通過孔を有する制御電極と、この制御電極及び陰極配線を内面に有して前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、前面基板と背面基板の間で表示領域を周回して介挿され、所定の間隔を保持するための支持体と、この支持体の端面と前面基板及び背面基板とをそれぞれ気密封着する封着部材とを有し、封着部材の支持体から前記表示領域側へのはみ出し形状を反対側へのはみ出し形状と異ならせた点を特徴とする。
【0024】
また、封着部材の支持体から表示領域側へのはみ出し寸法を反対側へのはみ出し寸法と異ならせ、封着部材の支持体から表示領域側へのはみ出し寸法を反対側へのはみ出し寸法より大とする。上記の封着部材は非晶質フリットガラスを含むガラス材料からなるものを使用できる。そして、支持体の表示領域側に近接させて分散ゲッタ−を設け、制御電極を複数本の帯状電極素子を平行配列して構成することができる。
【0025】
本発明による上記表示装置は、支持体の端面と両基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着する工程と、支持体と両基板とで囲まれた空間を排気する工程において、封着部材の軟化開始に略連動して前記空間を一旦排気する工程と、封着部材が流動性を発現する温度迄昇温させる工程と、軟化開始温度以上で、かつ流動性を発現しない温度迄降温した後に、更に本排気する工程とを備える。
【0026】
また、本発明による上記表示装置は、支持体の端面と両基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着する工程と、支持体と両基板とで囲まれた空間を排気する工程において、封着部材の軟化開始に略連動して空間を一旦排気する工程と、封着部材が流動性を発現する温度迄昇温させる工程と、軟化開始温度以上で、かつ流動性を発現しない温度迄降温した後更に本排気する工程と、軟化開始温度以下で、かつ本排気中に行う不活性ガスによるフラッシング工程とを備えることができる。
【0027】
上記の各製造方法において、フラッシング工程直前にエ−ジング工程を行うこともでき、これらの製造方法により、所望の真空度の確保と気密封着の信頼性の高い長寿命の表示装置を得ることができる。
【0028】
なお、本発明は、上記の構成および後述する実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図1乃至図4は本発明による表示装置の一実施例の説明図であり、図1は電界放出型の表示装置の概略構成の説明図で、図1(a)は前面基板側から見た模式平面図、同(b)は同(a)を矢印A方向から見た模式側面図である。図2は図1に示した表示装置を構成する背面板の構成例の説明図で、図2(a)はz方向上側から見た模式平面図、同(b)は同(a)を矢印B方向から見た模式側面図を示す。図3は図2のC−C線の模式断面図、図4は図3のD部の模式拡大図である。
【0030】
図1乃至図4において、参照符号1は背面基板、2は前面基板、3は外枠を兼ねた支持体、4は排気管を示す。背面基板1は数mm、例えば3mm程度の板厚のガラスあるいはアルミナ等のセラミックスを好適とする絶縁基板表面に電子源をもつ複数本の陰極配線5が一方向(x方向)に延在しこの一方向と交差する他方向(y方向)に並設されている。この陰極配線5は銀などを含む導電ペーストを印刷等でパターニングで形成される。この陰極配線5の端部は陰極配線引出し線5aとして外枠を兼ねる支持体3の外側に引き出されている。陰極配線5上には、メタル−インシュレータ−メタル(MIM)型の電子放出素子、量子論的トンネル効果による電子放出現象を利用する電子放出構造(表面伝導型電子源とも呼ばれる)素子、ダイアモンド膜やグラファイト膜、あるいはカーボンナノチューブ等の何れかからなる電子源51を有する。
【0031】
又、陰極配線5の上方(前面基板2側)に近接し、すなわち0.1mm以下程度に近接し、かつ当該陰極配線5に対して少なくとも表示領域ARの全域にわたって対向配置され、当該陰極配線5と絶縁されてy方向に延在しx方向に並設した複数本の板状の制御電極6を有する。7は電極押さえ部材で、この部材7で前記制御電極6を有効表示領域ARの外側で、かつ外枠を兼ねる支持体3の内側で両端部近傍を背面基板に固定保持している。各制御電極6はそれぞれ制御電極引出し線40(図2(a)では1本のみ表示)を介して外部回路と接続する構成となっている。8は排気孔で、前記背面基板1に穿設されて前記排気管4に連通している。
【0032】
そして、背面基板1と前面基板2の対向する間隙に表示領域ARを周回して外枠を兼ねた支持体3が介挿され、この外枠を兼ねた支持体3と両基板2、3で囲まれた内部空間9は封着部材10で気密封止され所定の真空度に排気されている。この支持体3の高さは例えば0.5〜3mm程度に設定される。前面基板2は背面基板1と略同じ厚さのものが用いられ、背面基板1に対してz方向に積み重られている。zは背面基板1および前面基板2の基板面と直交する方向を示す。なお、図2では排気管は封止前の状態で示す。
【0033】
又、前記した板状の制御電極6は複数個の電子通過孔6aを有する多数の帯状電極素子(金属リボン)61を平行に配列して構成されるものであり、本発明に至る開発過程で本発明者等が提案したものであって、公知のものではない。これらの帯状電極素子61は鉄系ステンレス材、あるいは鉄材で形成され、その板厚は、例えば0.025mm〜0.150mm程度の寸法を有している。この帯状電極素子61をy方向に延在しx方向に並設させて制御電極6を構成している。
【0034】
この板状の制御電極6は、前述した図13に示す様な絶縁層上に金属薄膜を蒸着等で成膜して制御電極とするものに比べ、陰極配線5との間隙を一様にすることが容易であり、表示領域の全域で個々の画素の制御特性を均一化して高品質の映像表示を得ることが可能である等の特徴を備えている。
【0035】
更に、この板状の制御電極6は別部品として別の工程で製作され、電子源を有する陰極配線5の上方(前面基板側)に近接して設置され、有効表示領域ARの外側で、かつ外枠を兼ねる支持体3の内側に設けたガラス材などの絶縁体からなる電極押さえ部材7等で両端部近傍が背面基板1に固定される。この制御電極6には電極押さえ部材7の近傍あるいは外枠を兼ねる支持体3の近傍で引出し線40が接続されて表示装置の外縁に引き出されている。そして、陰極配線5と板状の制御電極6との交差部に前記電子源51と電子通過孔6aがそれぞれ対向配置される構成となっている。
【0036】
この電子通過孔6aは陰極配線5との交差部で前記電子源51と同軸の位置に1又は複数個配置され、電子源51からの電子を陽極21側に通過させている。この陽極21と前記制御電極6との間隔は数mm、例えば3mm程度に設定される。この例では陽極21はメタルバック膜兼用となっている。
【0037】
この様な構成において、電子源51から出た電子は100V程度のグリット電圧の印加された制御電極6の電子通過孔6aで制御を受けてここを通過し、数KV〜10数KVの陽極電圧の印加された前面基板2の陽極21で覆われた蛍光体22に射突してこれを発光させ、所望の表示を行うものである。なお、参照符号23はブラックマトリクス(BM)膜を示し、本実施例ではBM膜23、蛍光体22及び陽極21からなる蛍光面は従来のカラ−陰極線管蛍光面と略同様な構成である。
【0038】
又、参照符号24はゲッタ−、25は板状のスペ−サで、前記ゲッタ−24は分散ゲッタ−、すなわちBaゲッタ−の様な蒸発型のゲッタ−で、支持体3の内側面3i側にゲッタ−膜の殆どが蒸着される様な方向に配置されている。このゲッタ−24の配置数は、基板寸法、ゲッタ−量等で決定すれば良く、又非蒸発型のゲッタ−と併用すれば一層効果的である。前記スペ−サ25は前記陰極配線5の延在方向(x方向)と同一方向に並行で、かつ陰極配線5相互間に挿入され、その上下端面が背面基板1と前面基板2にそれぞれ接する配置となっている。
【0039】
スペ−サ25の配置方向、配置数及び配置位置等は基板寸法等で決定すれば良いが、更には例えばこの実施例では、最外側の陰極配線の外側に陰極配線と並行に配置すれば蒸発したゲッタ−材から陽極や制御電極を遮蔽出来る効果も期待でき、寸法等と合わせて考慮の上決定すれば良い。又、このスペ−サ25の両基板との固定には、例えば前記封着部材10と同一組成のものを用いることも可能である。
【0040】
前記封着部材10は非晶質タイプのフリットガラスを含むガラス材料からなるもので、前述の様に支持体3と両基板1、2との気密封着を行うものであるが、気密封着後の封着部材10の支持体3の内側面3i、外側面3oからのそれぞれのはみ出し形状が内外で異なる。すなわち、表示領域側である内側面3iからのはみ出し部10iは、反対側の外側面3oからのはみ出し部10oに比して厚肉に形成されており、かつ対向基板方向に延在して突出する形状を呈している。これを詳細に説明すると、表示領域側である内側面3iからのはみ出し部10iはz軸方向の断面が略楕円形状に近いものであるのに対し、反対側の外側面3oからのはみ出し部10oの形状は略楔形状に近いものである。
【0041】
又、表示領域側である内側面3iからのはみ出し部10iのはみ出し寸法Tiが、反対側の外側面3oからのはみ出し部10oのはみ出し寸法Toに対し、Ti>Toの関係にある。更に、本実施例では表示領域側である内側面3iからのはみ出し部10iの支持体3端面から対向基板方向への突出長Liが、反対側の外側面3oからのはみ出し部10oの対向基板方向への突出長Loに対し、Li>Loの関係に有る。因みに、前記TiとToとはTi>Toの関係に有れば良いが、その差が15%以上あれば真空度の信頼性が確保出来る。又その差が500%を越えると他の部材との配置関係を制約する恐れがあって実用的ではない。望ましくは100%〜400%で、更に200%〜300%が最適である。
【0042】
又、表示領域側である内側面3iからのはみ出し部10iのz軸方向の断面形状が実施例のような略楕円形状に近いものであれば、ゲッタフラッシュによって内側面3iから前面基板2の内表面に亘って被着するゲッタ−膜が、前記はみ出し部10i部分で不連続となり、これにより両基板間の耐電圧確保を確実にする効果も有している。はみ出し部の形状は、封着部材の材質、封着時の加熱温度、封着時の加圧力等種々の要因により種々の形状を呈するが、ゲッタ−の有無、配置位置、所望する真空度、更には基板、電極寸法等を基に最適なものを選択すれば良い。この様な構成であれば封着部の気密保持の信頼性が確保出来、長寿命の表示装置が可能となる。
【0043】
次に、本発明の表示装置の製造方法を説明する。先ず、図5及び図6は本発明の表示装置の製造方法を説明する製造装置の一例の模式図であり、図5は一部切欠正面図、図6は平面図で、前述した各図と同じ部分には同一符号を付してある。図5及び図6において、基台26上にアラミド繊維等からなる耐熱性のクッション材27を介してパネル組立体28を前面基板2が下向きで排気管4が上向きとなる様に載置する。このパネル組立体28は、図7に示す本発明の製造方法を説明する工程図のパネル組立体28に示す構成のもので、このパネル組立体28の両基板1、2及び陰極配線5等の各部の構成は前述した図1乃至図4に示す。なお、この工程では封着部材10は未だバインダ−を含む非溶融状態で、気密封着前の構成である。
【0044】
このパネル組立体28の上側、すなわち背面基板1上に、ステンレス材の様な耐熱性を有する金属材からなる上板29を前記クッション材27と同様な材料から成るクッション材30を介して載置する。前面基板2の外表面に耐熱性のクッション材27を介することで前面基板2の外表面の損傷を防止すると共に背面基板1の外表面の損傷もクッション材30の介挿で同時に防止することが可能である。
【0045】
前記上板29及びクッション材30は、背面基板1の排気管4の植設された部分を除く略全面を覆う寸法を有し、基台26及びクッション材27は前面基板2の面積以上であれば良い。又、両基板1、2と支持体3との封着部材10による気密封着時の加圧は、太矢印31で示すように空気圧を利用する。この空気圧の利用で基板面全面に略均一な加圧力が加わり局所的な不完全シ−ルの発生を防止出来る。次に、この図5及び図6に示す様に製造装置内に組み込まれたパネル組立体28を封着、排気べーキング処理する。なお、この実施例では封着部材10として非晶質フリットガラスを用いた。
【0046】
図8は本発明の表示装置の製造方法の実施例の排気べーキング処理のプロセスの説明図である。図8において、横軸は時間t(h)、同図左縦軸は温度T(°C)、右縦軸は真空圧P(Pa)、符号81はべーキングプロセス温度線、符号82で示した曲線は真空度曲線を示す。先ず、排気管4を図示しない排気装置に接続する。次に、図8のべーキングプロセス温度線81で示すスケジュ−ルに従って加熱を開始し、封着部材10が軟化する直前の温度の約350〜370℃に達した点P11で前段排気を開始する。この前段排気は、真空度曲線82で示す点P21にあった真空度を10(Pa)程度になる点P22迄行なった後一旦この前段排気を中止する。この前段排気でこの時点迄に内部空間9内に脱離している残留ガスの大部分をパネル組立体28外へ排出する。
【0047】
次に、封着部材10が完全に流動性を発現する温度の約410〜440℃の点P12まで昇温する。この昇温で封着部材10自体に残留している微細な気泡、孔が封着部材10自体の表面張力により塞がれる。又、この時、有効領域の温度は設定されたべーキング温度以上とはならないので、電子放出源の電子放出特性を劣化させたり、ガラスの歪みによる間隔の不均一は回避される。上記の封着部材10が完全に流動性を発現する温度で約5〜30分間保持した後、流動性を発現しない温度の約400℃の点P13迄降温し、この温度を一定時間保持する。
【0048】
次に、約400℃の温度を保持した点P13から約10分間経過後、本排気を開始し、前記約400℃の温度を保持した状態で点P14迄本排気を継続する。この本排気時間は、内部空間9の容量、排気装置の能力等により決定すればよい。その後本排気を継続しながらベ−キング温度を徐々に常温まで下げ、封着部材10を硬化させて両基板と支持体との気密封着及び排気べーキング処理を終了する。これらの工程中、パネル組立体28への加圧は処理終了迄継続されており、前記封着部材10の硬化時点で両基板の間隔は所定の寸法に固定される。
【0049】
以上の工程を経ることで、前面基板と背面基板の間隙が完成時の間隔より大きな状態で排気をすることが出来るので、排気のコンダクタンスが良く、充分な排気が可能となり、密閉された内部空間9の真空度が向上する。
【0050】
気密封着と排気べーキング処理終了後、排気管4のチップオフを行い、更にゲッタ24を加熱してゲッタフラッシュを行うことで10E−5(Pa)以下程度の高真空度が得られる。その後特性安定化処理のエ−ジング、ヒ−トラン等を行い所望の表示装置を完成させる。
【0051】
図9は本発明の表示装置の製造方法の他の実施例の排気べーキング処理のプロセスの説明図である。図9に示すプロセスは、前記実施例と同様の封着部材を介して位置合わせした両基板と支持体との気密封着と排気ベ−キング処理を一体とした処理方法である。図9において、横軸は時間t(h)、同図左縦軸は温度T(°C)、右縦軸は真空圧P(Pa)、符号81はべーキングプロセス温度線、符号82で示した曲線は真空度曲線を示す。
【0052】
本実施例では、前記実施例と同様な工程で前段排気と本排気を行い、本排気継続中の約400℃の温度を保持した点P14からベ−キング温度を徐々に常温まで下げる降温過程の途中の温度約250℃近辺で、希ガス等の不活性ガスによるフラッシング工程を介挿したものである。これは、パネル組立体28を構成する基板等に用いられるガラス材料は、一般にそれ自体の持つガス吸着、ガス放出の温度特性から、220〜230℃以下でガス吸着が除々に増える傾向を示す。このため、高いベ−キング温度で一旦内部空間9へ放出されたガスが、ベ−キング温度の低下と共に外部に排気されずに基板等に吸着してそのまま装置内に残存し、これが表示装置の完成後の動作時に再放出されてエミッションに悪影響を与え、寿命劣化の要因となる等の恐れが有る。
【0053】
図9の真空度曲線82の点P23は、吸着されているH2 O、CO、CO2 等のエミッションに悪影響を与えやすいガスを含む有害な残留ガスが、このフラッシング工程で再放出された事により一時的に真空度が低下した事を表している。しかしながら、このフラッシング工程中も排気は継続されているので、前記残留ガスは直ちに排気されて真空度は短時間に向上する。
【0054】
以上の工程を経ることで、前面基板と背面基板の間隙が完成時の間隔より大きな状態で排気をすることが出来るので、排気のコンダクタンスが良く、充分な排気が可能となり、内部空間9の真空度が向上する。又、カーボンナノチューブを電子放出源として用いた場合でも、高温処理によりその一部あるいは全部が消失するという問題を抑制することができる。その他の電子源を用いた場合でも、本発明を適用することで高温処理で生ずる問題を抑制できる。
【0055】
更に、フラッシング工程を加えることにより、基板等に再吸着したガスを製造工程中に排除出来るので、密閉された内部空間9の真空度向上はもとより、完成後の動作時の有害なガス放出を抑制出来、長寿命化を可能にしている。以上の工程を経ることで両基板と支持体及び封着部材とで囲まれた密閉された内部空間の真空度が向上し、かつ両基板間隔を所定値とした表示装置が得られる。
【0056】
図10は本発明の表示装置の製造方法の更に他の実施例の排気べーキング処理のプロセスの説明図である。この実施例も前記実施例と同様の封着部材を介して位置合わせした両基板と支持体との気密封着と排気ベ−キング処理を一体とした処理方法である。図10において、横軸は時間t(h)、同図左縦軸は温度T(°C)、右縦軸は真空圧P(Pa)、符号81はべーキングプロセス温度線、符号82で示した曲線は真空度曲線を示す。
【0057】
本実施例では、前記図9に示すプロセスのフラッシング工程の前段に、更にエ−ジング工程を介挿したものである。このエ−ジング工程は、電子源からエミッションを取り出して行うものである。
【0058】
なお本発明では、電子源としてカ−ボンナノチュ−ブ(CNT)を含め種々のものが使用可能であり、又蛍光面もBM膜を有する構造も前述した通りである。この電子源のCNTやBM膜は炭素系材料から構成されており、これら炭素系材料は300℃付近にガス放出ピ−クを持つものが多い。この300℃付近にガス放出ピ−クを持つ特性を利用し、製造工程中にCNTに吸着してきたガスをこのエ−ジング工程で再放出させる。再放出されたガスは、このエ−ジング工程中も排気は継続されているので、前記再放出ガスは直ちに排気される。
【0059】
しかもこのエ−ジング工程に続いてフラッシング工程を行うことで、再放出されたガスも他の例えば基板等に再吸着することもなく排除される。このような工程を経ることで、構成部材のガス放出と再吸着防止が可能となり両工程の効果が相俟って内部空間の真空度が更に向上し、かつ両基板間隔を所定値とした表示装置が得られる。
【0060】
図11は本発明の表示装置の製造方法を説明する製造装置の他の例を模式的にしめす一部切欠正面図で、前述した図5に対応し、前述した各図と同じ部分には同一符号を付してある。図11では、図5と同様に基台26上にアラミド繊維等からなる耐熱性のクッション材27を介してパネル組立体28を前面基板2が下向きで排気管4が上向きとなる様に載置する。このパネル組立体28の上側、すなわち背面基板1上に、前記クッション材27と同様な材料から成るクッション材30を載置する。このクッション材30と、ステンレス材の様な耐熱性を有する金属材からなる上板29との間に、加圧体32を介挿してある。33はスプリングで上板29を基台26側に押圧している。
【0061】
又、前記加圧体32は、ステンレス材の様な耐熱性を有する金属材から蛇腹状に形成されており、この加圧体32が備える管34を通じて気体、例えば空気をその内部に充填することで伸長出来る構成となっている。この加圧体32に管34を通じて気体を充満させ、パネル組立体28を加圧する構成を有している
この様な装置部材配置により、前面基板2の外表面に耐熱性のクッション材27を介することで前面基板2の外表面の損傷を防止すると共に背面基板1の外表面の損傷もクッション材30の介挿で同時に防止することが可能である。前記上板29、加圧体32及びクッション材30は、背面基板1の排気管4の植設された部分を除く略全面を覆う寸法を有し、基台26及びクッション材27は前面基板2の面積以上であれば良い。
【0062】
又、両基板1、2と支持体3との封着部材10による気密封着時の加圧は、加圧体32に気体を充満することで達成され、かつ基板面全面に略均一な加圧力が加わり局所的な不完全シ−ルの発生を防止出来る。図11に示す様に製造装置内に組み込まれたパネル組立体28を例えば図8乃至図10に示すプログラムに従って封着、排気べーキング処理する事で表示装置が得られる。
【0063】
ここで、本発明の表示装置に用いられる封着部材としては、例えば次のような組成例がある。
(1)フリットガラス組成
Pbo(主成分) 75〜80wt%
B2 O3 約10wt%
他 10〜15wt%
(2)フリットガラスペースト組成
上記(1)のフリットガラス約90wt%と、下記組成3のビークル約10wt%からなる。この両者をスラリー化してディスペンサ又は印刷により塗布して使用する。
(3)ビークル組成
樹脂バインダ 数wt%
溶剤 95wt%以上
上記樹脂バインダとしては、例えばポリイソブチルメタクリレート、ニトロセルロース等があり、又溶剤としては、例えばαーテルピネオール、イソアミルアセテート等が有る。
【0064】
又、ベーキング時の加熱方法としては、一般的にはIR(赤外線)直接加熱、熱風循環式等が用いられる。又、図5、図6での基台26、上板29のような金属板を加熱することで昇降温する方式も本発明では好適である。
【0065】
図12は本発明の表示装置の等価回路例の説明図である。図中に破線で示した領域は表示領域ARであり、この表示領域ARに陰極配線5と制御電極6(帯状電極素子61)が互いに交差して配置されてn×mのマトリクスが形成されている。マトリクスの各交差部は単位画素を構成し、図中の“R”,“G”,“B”の1グループでカラー1画素を構成する。陰極配線5は陰極配線引出し線5a(X1,X2,・・・Xn)で映像駆動回路200に接続され、制御電極6は制御電極引出し線40(Y1,Y2,・・・Ym)で走査駆動回路400に接続されている。
【0066】
映像駆動回路200には外部信号源から映像信号201が入力され、走査駆動回路400には同様に走査信号(同期信号)401が入力される。これにより、帯状電極素子61と陰極配線5とで順次選択された所定の画素が所定の色光で発光し、2次元の映像を表示する。本構成例の表示装置により、比較的低電圧で高効率のフラットパネル型の表示装置が実現される。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、前面基板および背面基板と支持体との気密封着部における封着部材のはみ出し形状を表示領域側と反対側とで異なる構成としたことにより、気密封着の信頼性を確保し長寿命で信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【0068】
更に、排気、ベ−キング処理工程で封着部材の性状に沿って処理を行うことにより、部材を高温に曝す事もなく電子源の安定化が図れ、更に基板等の変形や損傷を防止出来、表示の不安定や表示劣化を回避出来て長寿命で信頼性の高い表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表示装置の一実施例の概略構成の説明図で、図1(a)は模式平面図、同(b)は同(a)を矢印A方向から見た模式側面図である。
【図2】図1に示した本発明の表示装置を構成する背面板の構成例の説明図で、図2(a)は模式平面図、同(b)は同(a)を矢印B方向から見た模式側面図である。
【図3】図2のC−C線で切断した模式断面図である。
【図4】図3のD部の模式拡大図である。
【図5】本発明の表示装置の製造方法を説明する製造装置の一例の模式正面図である。
【図6】図5に示す本発明の表示装置の製造方法を説明する製造装置の一例の模式平面図である。
【図7】本発明の表示装置の製造方法を説明する工程図である。
【図8】本発明の表示装置の製造方法の実施例の排気ベ−キング処理のプロセスの説明図である。
【図9】本発明の表示装置の製造方法の他の実施例の排気ベ−キング処理のプロセスの説明図である。
【図10】本発明の表示装置の製造方法の更に他の実施例の排気ベ−キング処理のプロセスの説明図である。
【図11】本発明の表示装置の製造方法を説明する製造装置の他の例の模式平面図である。
【図12】本発明の表示装置の等価回路例の説明図である。
【図13】電界放出型ディスプレイの基本構成を説明する模式図である。
【図14】電界放出型ディスプレイの構成例を説明する模式断面図である。
【図15】図14に示した電界放出型ディスプレイの模式平面図である。
【符号の説明】
1 背面基板
2 前面基板
3 支持体
3i 支持体の内側面
3o 支持体の外側面
4 排気管
5 陰極配線
5a 陰極配線引出し線
6 制御電極
6a 電子通過孔
9 内部空間
10 封着部材
10i 内側はみ出し部
10o 外側はみ出し部
21 メタルバック(陽極)
23 蛍光体
28 パネル組立体
40 制御電極引出し線
51 電子源
61 帯状電極素子
AR 表示領域。
Claims (9)
- 陽極及び蛍光体を内面に有する前面基板と、
一方向に延在し前記一方向に交差する他方向に並設され、かつ電子源を有する複数本の陰極配線と、表示領域内で前記陰極配線と非接触で対向し、かつ前記電子源からの電子を前記前面基板側に通過させる電子通過孔を有する制御電極と、この制御電極及び前記陰極配線を内面に有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板の間で前記表示領域を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持するための支持体と、
この支持体の端面と前記前面基板及び背面基板とをそれぞれ気密封着する封着部材とを有する表示装置であって、
前記封着部材は前記支持体から前記表示領域側へのはみ出し形状が反対側へのはみ出し形状と異なることを特徴とする表示装置。 - 前記封着部材は前記支持体から前記表示領域側へのはみ出し寸法が反対側へのはみ出し寸法と異なることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
- 前記封着部材は前記支持体から前記表示領域側へのはみ出し寸法が反対側へのはみ出し寸法より大であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
- 前記封着部材は非晶質フリットガラスを含むことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の表示装置。
- 前記支持体の前記表示領域側へ近接して分散ゲッタ−を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の表示装置。
- 前記制御電極が複数本の帯状電極素子を平行配列した構成から成ることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の表示装置。
- 陽極及び蛍光体を内面に有する前面基板と、
一方向に延在し前記一方向に交差する他方向に並設され、かつ電子源を有する複数本の陰極配線と、表示領域内で前記陰極配線と非接触で対向し、かつ前記電子源からの電子を前記前面基板側に通過させる電子通過孔を有する制御電極と、この制御電極及び前記陰極配線を内面に有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板の間で前記表示領域を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持するための支持体と、
この支持体の端面と前記両基板とをそれぞれ気密封着する封着部材とを有する表示装置の製造方法であって、
前記支持体の端面と前記両基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着する工程と前記支持体と前記両基板とで囲まれた空間を排気する工程において、
前記封着部材の軟化開始に略連動して前記空間を一旦排気する工程と、
前記封着部材が流動性を発現する温度迄昇温させる工程と、
前記軟化開始温度以上で、かつ前記流動性を発現しない温度迄降温した後更に本排気する工程とを備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 陽極及び蛍光体を内面に有する前面基板と、
一方向に延在し前記一方向に交差する他方向に並設され、かつ電子源を有する複数本の陰極配線と、表示領域内で前記陰極配線と非接触で対向し、かつ前記前記電子源からの電子を前記前面基板側に通過させる電子通過孔を有する制御電極と、この制御電極及び前記陰極配線を内面に有して前記前面基板と所定の間隔をもって対向する背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板の間で前記表示領域を周回して介挿され、前記所定の間隔を保持するための支持体と、
この支持体の端面と前記両基板とをそれぞれ気密封着する封着部材とを有する表示装置の製造方法であって、
前記支持体の端面と前記両基板とをそれぞれ封着部材を介して気密封着する工程と前記支持体と前記両基板とで囲まれた空間を排気する工程において、
前記封着部材の軟化開始に略連動して前記空間を一旦排気する工程と、
前記封着部材が流動性を発現する温度迄昇温させる工程と、
前記軟化開始温度以上で、かつ前記流動性を発現しない温度迄降温した後更に本排気する工程と、前記軟化開始温度以下で、かつ前記本排気中に行う不活性ガスによるフラッシング工程とを備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記フラッシング工程直前にエ−ジング工程を行うことを特徴とする請求項8に記載の表示装置の製造方法。
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