JP2006093168A

JP2006093168A - 表示装置および気密容器

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Publication number: JP2006093168A
Application number: JP2005370156A
Authority: JP
Inventors: Kinya Kamiguchi; 欣也上口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP4056073B2

Abstract

【課題】気密性を維持しつつ、電位を内部に供給するための貫通孔の開口端部の電位を容易に規定する。
【解決手段】表示装置は、電子を放出するカソードと、外部から電位が与えられる電極１５と、電極１５が配置された第１の基板１３と、第１の基板１３に間隔をあけて対向して設けられた第２の基板１４と、第２の基板１４に設けられ、第２の基板１４の外面側から電極１５に電位を供給する貫通孔２１と、貫通孔２１と電極１５との間に設けられた導電性部材２２とを備えている。そして、導電性部材２２は、第２の基板１５の外面側から電位が供給されて、第２の基板１５の内面側の貫通孔２１の開口端部に接触されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、文字や画像等の情報を表示するテレビジョン受像機あるいはコンピューター等のディスプレイや、文字を表示するメッセージボード等の表示装置に関する。また、本発明は、表示装置が備える気密容器に関する。

近年、表示装置として、カラー陰極線管（ＣＲＴ）が広く用いられているが、駆動原理が陰極から出射された電子ビームを偏向させ、画面の蛍光体を発光させる方式のため、画面サイズに応じて奥行きを確保する必要があった。一般に、表示装置は、画面サイズを大きくすることに伴い、奥行きも長くなる。このため、表示装置としては、設置スペースの拡大、重量の増加といった問題から、薄型で軽量化の可能である平面型の表示装置が強く切望されている。

従来の平面型の表示装置としては、特許文献１に開示されているような表面伝導型電子放出型の表示装置（以下、ＳＥＤと称する。）や、特許文献２に開示されているような電界放出型の表示装置（以下、ＦＥＤと称する。）が知られている。

図８に、ＦＥＤ（特許文献２）の斜視図を示す。このＦＥＤについて図面を参照して簡単に説明する。

ＦＥＤ１０１は、画像等の情報を表示する表示部として気密容器を備えている。この気密容器は、図８に示すように、アノードである給電導電層１０８が設けられた前面パネル１０６と、カソード１０９が設けられた背面パネル１０７との間に、絶縁層１１１、１１２が挟み込まれて封着されて、薄型平面型をなす構成されている。この気密容器は、内部の空気が、吸引ポンプに連通された排気管（不図示）を用いて吸い出された状態に封止されることにより、真空構造とされている。

また、気密容器は、給電導電層１０８に電圧を印加するために、背面パネル１０７に、先端に弾性体１１５を有する蛍光面電位給電用端子１１４が挿通される孔部１１６が設けられている。そして、気密容器は、孔部１１６内に挿通された蛍光面電位給電用端子１１４の基端側に設けられた端子導出部１１７が孔部１１６から引き出されるとともに、この孔部１１６および端子導出部１１７がシール体１１８によって気密に覆われて封止されている。

以上のように構成された気密容器を有するＦＥＤ１０１は、給電導電層１０８とカソード１０９間に電圧をかけることにより、カソード１０９から電子を放出する。ＦＥＤ１０１は、放出された電子が蛍光面１２０を発光させて画素をなし、前面パネル１０６上に画像等を表示する。
特開平０９−０４５２６６号公報特開平０５−１１４３７２号公報

上述したように、従来の表示装置が備える気密容器は、内部を真空状態に維持するために、孔部および蛍光面電位給電用端子の端子導出部等をシール体等の封止部材によって気密に覆って封止する必要があった。

すなわち、本発明が解決しようとする課題の１つは、気密容器の内部に設けられた電極に電位を供給するための構成を好適に実現することである。特に、気密容器が気密性を維持し易い構成を実現することを課題の１つとする。また、電位を内部に供給するための貫通孔の開口端部の電位を容易に規定できる構成を実現することを課題の１つとする。

本発明の表示装置は、電子を放出するカソードと、外部から電位が与えられる電極と、電極が配置された第１の基板と、第１の基板に間隔をあけて対向して設けられた第２の基板と、第２の基板に設けられ、第２の基板の外面側から電極に電位を供給する貫通孔と、貫通孔と電極との間に設けられた導電性部材とを備えている。そして、導電性部材は、第２の基板の外面側から電位が供給され、第２の基板の内面側の貫通孔の開口端部に接触されている。

第２の基板には、導電性部材との接触部に導電性膜が設けられていてもよい。

導電性部材と電極との間に位置して設けられる導電性易変形部材を備え、導電性易変形部材は、導電性部材と電極のそれぞれと電気的に接続されていてもよい。

本発明の気密容器は、内部の圧力が外部の圧力よりも低くされた気密容器である。気密容器は、内部に外部から電位が与えられる電極と、電極が形成される第１の基板と、第１の基板に間隔をあけて対向して設けられた第２の基板と、第２の基板に設けられ、第２の基板の外面側から電極に電位を供給する貫通孔と、貫通孔と電極との間に設けられた導電性部材とを備えている。そして、導電性部材は、第２の基板の外面側から電位が供給され、第２の基板の内面側の貫通孔の開口端部に接触されている。

以上説明したように、本発明によれば、導電性部材が、第２の基板の内面側の貫通孔の開口端部に接触されることによって、接触する接触部の電位を規定することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、薄型平面型の表示装置を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）図１に示すように、表示装置１は、文字や画像等の各種情報を表示する表示部５を有している。また、表示装置１は、表示部５を駆動制御する制御部（不図示）と、表示部５および制御部を支持する支持フレーム（不図示）と、表示部５、制御部および支持フレームを覆う外筐であるカバー８とを備えている。

表示部５は、図２および図３に示すように、内部が気密に維持された気密容器１０と、この気密容器１０内に大気中から電位を供給する給電構造である電圧印加構造部１１とを有している。

気密容器１０は、図２に示すように、主面上にアノード１５が設けられたフェイスプレート１３と、主面上にカソード（不図示）が設けられたリアプレート１４と、これらフェイスプレート１３とリアプレート１４とを対向させた対向間隙に挟み込まれる枠１６とスペーサ（不図示）とを備えている。

フェイスプレート１３およびリアプレート１４は、例えば、熱膨張係数８．０〜９．０×１０^-6／℃のガラス材によって厚さが２．８ｍｍ程度に形成されている。枠１６は、例えば、フェイスプレート１３およびリアプレート１４をなすガラス材と同種のガラス材によって例えば厚さ１．１ｍｍ程度に形成されている。枠１６とスペーサ（不図示）は、フェイスプレート１３とリアプレート１４との対向間隙に接着されて設けられている。

フェイスプレート１３、リアプレート１４および枠１６は、フリット（不図示）を用いて接着されており、フェイスプレート１３とリアプレート１４との間の気密性が確保されている。このため、気密容器１０の内部は真空にされている。

そして、本発明の要部である電圧印加構造部１１は、図３に示すように、気密容器１０のリアプレート１４に設けられた貫通孔２１と、この貫通孔２１内に挿通されてアノード１５に電位を供給する金属ピン２２と、この金属ピン２２に電気的に接続される金属板２３と、この金属板２３に電気的に接続される圧縮コイルバネ２４と、金属ピン２２をフェイスプレート１３に接合するための接合材２５と、金属ピン２２と金属板２３を電気的に接続するためのソケット２６とを有している。

また、貫通孔２１の開口端部には、表示部５の背面側に臨むリアプレート１４の背面（以下、リアプレート１４の外面と称する。）上に、内面側金属ペースト２７ａが円環状に設けられており、フェイスプレート１３に対向するリアプレート１４の前面（以下、リアプレート１４の内面と称する。）上に、外面側金属ペースト２７ｃが円環状に設けられている。さらに、これら内面側金属ペースト２７ａおよび外面側金属ペースト２７ｃの外周側には、図２および図３に示すように、外周側金属ペースト２７ｂ，２７ｄがそれぞれ設けられている。

貫通孔２１は、直径が２ｍｍ程度に形成されており、その外周部に設けられた各金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄは、銀を主成分とするペースト材を印刷した後、３６０℃で１０分間乾燥し、４２０℃で１０分間焼成することによって形成されている。

金属ピン２２は、貫通穴２１に挿通される小径部である軸部３１と、この軸部３１の基端側に一体に設けられた大径部である略円板状のフランジ部３２とを有している。金属ピン２２は、例えば、材料として４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金（熱膨張係数７．５〜９．８×１０^-6／℃）によって形成することができる。ここでは熱膨張係数９．０×１０^-6／℃のＮｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金からなる金属ピンを用いた。金属ピン２２は、軸部３１が直径０．５ｍｍ程度、フランジ部３２が直径５ｍｍ程度に形成されている。そして、金属ピン２２は、熱膨張を、リアプレート１４を形成したガラス材（熱膨張係数９．０×１０^-6／℃）の熱膨張と略一致させることで、電圧印加構造部１１の作製時に生じる熱応力を緩和している。

なお、金属ピン２２は、材料として、例えば、インバー合金、４７Ｎｉ−Ｆｅ合金（熱膨張係数３．０〜５．５×１０^-6／℃）や、４２Ｎｉ−６Ｃｒ−Ｆｅ合金（熱膨張係数７．５〜９．８×１０^-6／℃）など、リアプレート１４に使用されるガラス材の熱膨張係数（５．０〜９．０×１０^-6／℃）に合わせる（熱膨張係数の差の絶対値が３．０×１０^-6／℃以内になる）ように、熱膨張係数２．０〜１２．０×１０^-6／℃の金属材から適宜選択することが好ましい。

さらに、金属ピン２２の表面には、接合材２５との濡れ性を向上して接合強度を向上するための導電性メッキ３５が被覆されている。導電性メッキ３５として、例えば、無電解ニッケルメッキを厚さ３μｍ程度被覆した後に、無電解金メッキを厚さ０．０５μｍ程度で金属ピン２２全体に被覆している。なお、導電性メッキ３５としては、例えば金、銀、ニッケル、銅などの材料から、接合材２５との濡れ性を考慮して選択することが好ましい。

そして、金属ピン２２は、フランジ部３２が、リアプレート１４の外面上に、接合材２５を介して接合されている。接合材２５としては、例えばインジウムを使用している。金属ピン２２と金属ペースト２７ｃとの間の１箇所のみを電圧印加構造部１１の接合面とすることにより、接合不良による漏電や強度低下が生じる確率を抑えることができる。なお、接合材としては、下地である金属ペースト２７ｃとの濡れ性を考慮して、例えばインジウム、鉛半田、フリットなどの材料から適宜選択することが好ましい。

圧縮コイルバネ２４は、レーザースポット溶接によって金属板２３の主面上に接合されている。圧縮コイルバネ２４は、例えば、線径０．２ｍｍのステンレス鋼線によって、自然長７ｍｍ、外径４ｍｍをなす形状に形成されている。電圧印加構造部１１は、圧縮コイルバネの構造を採用したことにより、バネ長さを短くしても、バネピッチを大きくすることで、比較的大きなストロークを得ることが可能とされて、薄型平面型の表示装置１に特有の比較的狭いエリアにおいても弾性力を安定して機能させることができる。

金属板２３は、例えば、直径５ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ程度のステンレス板をエッチング処理することにより作製される。この金属板２３は、金属ピン２２の軸部３１が挿通される中心穴（不図示）を有している。ソケット２６は、導電性を有する金属材料によって円筒状に形成されており、金属板２３の中心穴にソケット２６が係合されて設けられている。

そして、金属板２３は、ソケット２６内に金属ピン２２の軸部３１を嵌め込むことによって位置決めされて、フェイスプレート１３の設置後に、溶接されている圧縮コイルバネ２４によってリアプレート１４側に押し付けられることにより、さらに確実に位置決めされて設置される。

以上のように構成された電圧印加構造部１１は、電圧が、リアプレート１４の外面側から印加され、貫通孔２１に軸部３１が挿通された金属ピン２２を介し、ソケット２６、金属板２３、圧縮コイルバネ２４を通って、アノード１５に印加される。

そして、表示装置１が備える表示部５には、アノード１５に電圧を印加することにより、リアプレート１４上のカソードから真空中に放出された電子が加速され、アノード１５に設けられた蛍光体（不図示）に衝突し発光させることによって画像等の情報が表示される。

上述した電圧印加構造部１１は、圧縮コイルバネ２４、ソケット２６、金属板２３と金属ピン２２をそれぞれ別体とした導通構造を採用したことにより、金属ピン２２のリアプレート１４に対する設置位置の精度にかかわらずに圧縮コイルバネ２４を設置できるため、圧縮コイルバネ２４の弾性力を安定して得ることができる。さらに、圧縮コイルバネ２４、ソケット２６、金属板２３と金属ピン２２とを別体に構成したことにより、金属ピン２２の設置後に、圧縮コイルバネ２４、ソケット２６、金属板２３を設置することができ、金属ピン２２の設置加工時の変形を防止することができる。

金属ペースト２７ｃは、接合材２５が導電性を有しているため、金属ピン２２とほぼ同電位であり、金属ペースト２７ａは金属ピン２２と同電位である金属板２３に接触させることによって、金属ピン２２とほぼ同電位としている。一方、金属ペースト２７ｂ、２７ｄは接地されている。これは、電圧を規定した導電性の金属ペーストで囲み電位基準を決めることによって、電圧印加構造部１１全体の電位を安定させるためである。

また、電圧印加構造部１１は、構造体である金属ピン２２、圧縮コイルバネ２４が、貫通穴２１の外周部の各金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって包囲されることによって、形状に起因して構造体などの突起状をなす部分に生じ易い電界集中を、端部の形状を滑らかに作製し易い金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄで肩代わりさせることで、電界集中に起因して発生する放電を抑制することができる。

上述した電圧印加構造部１１を組み立てる組立方法について図面を参照して説明する。図４に、超音波半田ごてを用いて電圧印加構造部１１を組み立てる状態の斜視図を示し、図５に電圧印加構造部１１を組み立てる工程を示す。

図５（ａ）に示すように、リアプレート１４のカソード（不図示）側の内面上に各金属ペースト２７ａ、２７ｂを印刷によって塗布し、同様に外面上に各金属ペースト２７ｃ、２７ｄを印刷によって塗布して、４２０℃で１０分間焼成した。

次いで、図４に示すように、超音波半田ごて３７の保持部３８に金属ピン２２のフランジ部３２を取り付けて保持させる。図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、超音波半田ごて３７の保持部３８によって保持された金属ピン２２を、フランジ部３２とリアプレート１４との間に接合材２５を挟み込んで、保持部３７を図４中矢印ａ方向に移動させて、リアプレート１４の外面側から貫通孔２１内へ金属ピン２２の軸部３１を挿通して設置する。

超音波半田ごて３７を加熱することにより、接合材２５であるインジウムが溶融する１６０℃まで昇温する。接合材２５が溶融したときに、超音波半田ごて３７によって超音波振動を印加するとともに、超音波半田ごて３７を移動させて、リアプレート１４の貫通孔２１内に金属ピン２２の軸部３１を押し込み、その後接合材２５を室温まで冷却する。

接合材２５が十分に冷却された後、超音波半田ごて３７の保持部３７を金属ピン２２のフランジ部３２から取り外す。その後、図４（ｄ）に示すように、リアプレート１４の内面側から金属板２３と圧縮コイルバネ２４を金属ピン２２の軸部３１に差し込むことによって、電圧印加構造部１１が完成する。

上述したように、超音波半田ごて３７を使用することによって、接合材２５、金属ペースト２７ａ、２７ｃ、金属ピン２２のフランジ部３２の接合界面の酸化層を破って拡散接合が行われ、良好な接合が可能となる。また、超音波半田ごて３７の保持部３７に金属ピン２２が保持されることによって、超音波半田ごて３７による加熱温度と超音波を十分に接合材２５と接合界面に印加することができる。これにより、リアプレート１４の貫通孔２１に対して金属ピン２２を高い気密性で接合することが可能とされて、気密容器１０に電圧を良好に印加することができる。

上述したように、第１の実施形態の表示装置１によれば、電圧印加構造部１１が、金属ピン２２、金属板２３、圧縮コイルバネ２４と、これらの構造体の周囲を囲む各金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄとを有し、超音波半田ごて３７を用いて作製することにより、貫通孔２１を封止する接合界面を１箇所にすることができ、接合不良や漏電の確率を抑えることができる。したがって、この表示装置１によれば、製造時の歩留まりを向上することができ、より廉価な表示装置を提供することができる。

（第２の実施形態）つぎに、他の電圧印加構造部を備える第２の実施形態の表示装置を説明する。この第２の実施形態の表示装置は、上述した第１の実施形態の表示装置１と電圧印加構造部の一部を除く基本的な構成が同一であるため、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。図６に電圧印加構造部の縦断面図を示す。

図６に示すように、第２の実施形態の表示装置２が備える電圧印加構造部５１は、リアプレート１４の貫通孔２１内に挿通されてアノード１５に電位を供給するためのガラスピン５３と、このガラスピン５３に電気的に接続される金属板５５と、この金属板５５に電気的に接続される圧縮コイルバネ５４とを有している。

ガラスピン５３は、貫通穴２１に挿通される小径部である軸部５６と、この軸部５６の基端側に一体に設けられた大径部である略円板状のフランジ部５７とを有している。ガラスピン５３は、例えば、材料としてＰＤ２００（旭硝子株式会社製）によって、軸部５６が直径１．５ｍｍ程度、フランジ部５７が直径５ｍｍ程度に形成されている。そして、ガラスピン５３は、熱膨張を、リアプレート１４を形成したガラス材（熱膨張係数８．０〜９．０×１０^-6／℃）の熱膨張と略一致させることで、電圧印加構造部１１の作製時に生じる熱応力を緩和している。

また、ガラスピン５３の表面には、接合材２５との濡れ性を向上して接合強度を向上するための導電性メッキ５８が被覆されている。導電性メッキ５８として、例えば、無電解ニッケルメッキを厚さ３μｍ程度被覆した後に、無電解金メッキを厚さ０．０５μｍ程度でガラスピン５３全体に被覆している。

そして、ガラスピン５３は、フランジ部５７が、リアプレート１４の外面上に、接合材２５を介して接合されている。接合材２５としては、フリットを使用している。電圧印加構造部５１は、ガラスピン５３と金属ペースト２７ｃとの間の１箇所のみを接合面とすることにより、接合不良による漏電や強度低下が生じる確率を抑えることができる。

圧縮コイルバネ５４は、一端がレーザースポット溶接によってガラスピン５３の軸部７１の先端に接合されている。圧縮コイルバネ５４は、例えば、線径０．２ｍｍのピアノ線によって、自然長２ｍｍ、外径１．２ｍｍをなす形状に形成されている。電圧印加構造部５１は、圧縮コイルバネの構造を採用したことにより、バネ長さを短くしても、バネピッチを大きくすることで、比較的大きなストロークを得ることが可能とされて、薄型平面型の表示装置１に特有の比較的狭いエリアにおいても弾性力を安定して機能させることができる。

上述したように、ガラスピン５３と圧縮コイルバネ５４を一体的に構成したことによって、ガラスピン５３と圧縮コイルバネ５４との接触不良によるアノード１５への導通不良が発生することを抑えられる。

金属板５５は、例えば、直径６ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ程度のステンレス板をエッチング処理することにより作製される。この金属板５５は、プレス加工によって外周部が反らされており、内面側金属ペースト２７ａとの接触が良好に確保されている。また、この金属板５５は、ガラスピン５３の軸部５６が挿通される中心穴（不図示）を有しており、この中心穴にソケット２６が係合されている。

以上のように構成された電圧印加構造部５１は、電圧が、リアプレート１４の外面側から印加され、貫通孔２１に軸部３１が挿通されたガラスピン５３を介し、ソケット２６、金属板５５、圧縮コイルバネ５４を通って、アノード１５に印加される。

そして、表示装置２が備える表示部には、アノード１５に電圧を印加することにより、リアプレート１４上のカソードから真空中に放出された電子が加速され、アノード１５に設けられた蛍光体に衝突し発光させることによって画像等の情報が表示される。

上述した電圧印加構造部５１は、接合材２５が導電性を有しているため、金属ペースト２７ｃがガラスピン５３とほぼ同電位であり、金属ペースト２７ａがガラスピン５３と同電位である金属板５５に接触させることによって、ガラスピン５３とほぼ同電位としている。一方、金属ペースト２７ｂ、２７ｄは接地されている。これは、電圧を規定した導電性の金属ペーストで囲み電位基準を決めることによって、電圧印加構造部５１全体の電位を安定させるためである。

また、電圧印加構造部５１は、構造体であるガラスピン５３、圧縮コイルバネ５４が、貫通穴２１の外周部の各金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって包囲されることによって、形状に起因して構造体などの突起状をなす部分に生じ易い電界集中を、端部の形状を滑らかに作製し易い金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄで肩代わりさせることで、電界集中に起因して発生する放電を抑制することができる。

上述した電圧印加構造部５１を接合材２５としてフリットを用いて組み立てる組立方法を説明する。

リアプレート１４のカソード側の内面上に各金属ペースト２７ａ、２７ｂを印刷によって塗布し、同様に外面上に各金属ペースト２７ｃ、２７ｄを印刷によって塗布して、４２０℃で１０分間焼成した。

次いで、超音波半田ごて３７の保持部３８にガラスピン５３のフランジ部５７を取り付けて保持させる。超音波半田ごて３７の保持部３８によって保持されたガラスピン５３を、フランジ部５７とリアプレート１４との間に接合材２５を挟み込んで、保持部３７を矢印ａ方向に移動させて、リアプレート１４の外面側から貫通孔２１内へガラスピン５３の軸部５６を挿通して設置する。

超音波半田ごて３７を加熱することにより、接合材２５であるフリットが溶融する４２０℃まで昇温する。ここで、超音波半田ごて３７による局所的な加熱であるときにリアプレート１４が熱割れし易くなるが、リアプレート１４全体をホットプレート（不図示）により３５０℃付近まで昇温させることで熱割れの発生を抑えることができる。

そして、接合材２５が溶融したときに、超音波半田ごて３７によって超音波振動を印加するとともに、超音波半田ごて３７を移動させて、リアプレート１４の貫通孔２１内にガラスピン５３の軸部５６を押し込み、その後接合材２５を室温まで冷却する。

接合材２５が十分に冷却された後、超音波半田ごて３７の保持部３７をガラスピン５３のフランジ部５７から取り外す。その後、リアプレート１４の内面側から金属板５５と圧縮コイルバネ５４をガラスピン５３の軸部５６に差し込むことによって、電圧印加構造部５１が完成する。

上述したように、超音波半田ごて３７を使用することによって、接合材２５、金属ペースト２７ａ、２７ｃ、ガラスピン５３のフランジ部５７の接合界面の酸化層を破って拡散接合が行われ、良好な接合が可能となる。また、超音波半田ごて３７の保持部３７にガラスピン５３が保持されることによって、超音波半田ごて３７による加熱温度と超音波を十分に接合材２５と接合界面に印加することができる。これにより、リアプレート１４の貫通孔２１に対してガラスピン５３を高い気密性で接合することが可能とされて、気密容器に電圧を良好に印加することができる。

上述したように、第２の実施形態の表示装置２によれば、電圧印加構造部５１が、ガラスピン５３、金属板５５、圧縮コイルバネ５４と、これらの構造体の周囲を囲む各金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄとを有し、超音波半田ごて３７を用いて作製することにより、貫通孔２１を封止する接合界面を１箇所にすることができ、接合不良や漏電の確率を抑えることができる。したがって、この表示装置２によれば、製造時の歩留まりを向上することができ、より廉価な表示装置を提供することができる。

（第３の実施形態）最後に、更に他の電圧印加構造部を備える第３の実施形態の表示装置について説明する。この第３の実施形態の表示装置は、上述した第１の実施形態の表示装置と電圧印加構造部を除く基本構成が同一であるため、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。図７に電圧印加構造部の縦断面図を示す。

第３の実施形態の表示装置３が備える電圧印加構造部６１は、図７に示すように、リアプレート１４の貫通孔２１内に挿入されてアノード１５に電位を供給する金属ピン６３と、この金属ピン６３に電気的に接続される金属板６４と、この金属板６４に電気的に接続される圧縮コイルバネ６５とを有している。

金属ピン６３は、貫通穴２１に挿入される小径部である軸部７１と、この軸部７１の基端側に一体に設けられた大径部である略円板状のフランジ部７２とを有している。金属ピン６３は、例えば、材料として４７Ｎｉ−Ｆｅ合金（熱膨張係数３．０〜５．５×１０^-6／℃）を用いればよく、ここでは熱膨張係数５．５×１０^-6／℃の４７Ｎｉ−Ｆｅ合金からなる金属ピンとした。軸部７１が直径１．５ｍｍ程度、フランジ部７２が直径５ｍｍ程度に形成されている。そして、リアプレート１４を構成するガラス材としては熱膨張係数が８．０×１０^-6／℃のものを用いたので、金属ピン６３の熱膨張係数と、リアプレート１４を形成したガラス材の熱膨張係数との差が２．５×１０^-6／℃となり、３．０×１０^-6／℃以内であるため、電圧印加構造部６１の作製時に生じる熱応力が抑制されている。

また、金属ピン６３の軸部７１には、金属板６４の一部が係合される係合孔７４が、軸部７１の先端側から軸方向と平行に加工されている。この係合孔７４は、孔径０．６ｍｍ程度に形成されており、軸部７１の中心部で、孔径が１．５倍に拡径されて加工されている。

さらに、金属ピン６３の表面には、接合材２５との濡れ性を向上して接合強度を向上するための導電性メッキ７３が被覆されている。導電性メッキ７３として、例えば、無電解ニッケルメッキを厚さ３μｍ程度被覆した後に、無電解銀メッキを厚さ０．０５μｍ程度で、係合孔７４内を除く金属ピン６３全体に被覆している。

そして、金属ピン６３は、フランジ部７２が、リアプレート１４の外面上に、接合材２５を介して接合されている。接合材２５としては、例えば鉛半田を使用している。電圧印加構造部６１は、金属ピン６３と金属ペースト２７ｃとの間の１箇所のみを接合面とすることにより、接合不良による漏電や強度低下が生じる確率を抑えることができる。

圧縮コイルバネ６５は、レーザースポット溶接によって金属板６４の主面上に接合されている。圧縮コイルバネ６５は、例えば、線径０．２ｍｍのステンレス鋼線によって、自然長７ｍｍ、外径４ｍｍをなす形状に形成されている。電圧印加構造部６１は、圧縮コイルバネの構造を採用したことにより、バネ長さを短くしても、バネピッチを大きくすることで、比較的大きなストロークを得ることが可能とされて、薄型平面型の表示装置３に特有の比較的狭いエリアにおいても弾性力を安定して機能させることができる。

金属板６４は、例えば、直径５ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ程度のステンレス板をエッチング処理することにより作製される。この金属板６４の主面の中央部には、金属ピン６３の軸部７１の係合孔７４に係合されるフック６８が一体に設けられている。このフック６８は、例えば、線径０．２ｍｍ程度のステンレス鋼線によって形成されており、金属板６４の主面の中央部に溶接されて接合されている。また、フック６８は、例えば金属板６４の主面の一部を切り起こして形成されてもよい。フック６８は、金属板６４の係合孔７４に係合されることにより、金属ピン６３と金属板６４の導通を確保している。

そして、金属板６４は、金属ピン６３の軸部７１の係合孔７４にフック６８を係合させることによって位置決めされて、フェイスプレート１３の設置後に、溶接されている圧縮コイルバネ６５によってリアプレート１４側に押し付けられることにより、さらに確実に位置決めされて設置される。

以上のように構成された電圧印加構造部６１は、電圧が、リアプレート１４の外面側から印加され、貫通孔２１に軸部７１が挿入された金属ピン６３を介し、フック６８、金属板６４、圧縮コイルバネ６５を通って、アノード１５に印加される。

そして、表示装置１が備える表示部には、アノード１５に電圧を印加することにより、リアプレート１４上のカソードから真空中に放出された電子が加速され、アノード１５に設けられた蛍光体に衝突し発光させることによって画像等の情報が表示される。

上述した電圧印加構造部６１は、圧縮コイルバネ６５、フック６８、金属板６４と金属ピン６３をそれぞれ別体とした導通構造を採用したことにより、金属ピン６３のリアプレート１４に対する設置位置の精度にかかわらずに圧縮コイルバネ６５を設置できるため、圧縮コイルバネ６５の弾性力を安定して得ることができる。さらに、圧縮コイルバネ６５、フック６８、金属板６４と金属ピン６３とを別体に構成したことにより、金属ピン６３の設置後に、圧縮コイルバネ６５、金属板６４を設置することができ、金属ピン６３の設置加工時の変形を防止することができる。

金属ペースト２７ｃは、接合材２５が導電性を有しているため、金属ピン６３とほぼ同電位であり、金属ペースト２７ａは金属ピン６３と同電位である金属板６４に接触させることによって、金属ピン６３とほぼ同電位としている。一方、金属ペースト２７ｂ、２７ｄは接地されている。これは、電圧を規定した導電性の金属ペーストで囲み電位基準を決めることによって、電圧印加構造部６１全体の電位を安定させるためである。

また、電圧印加構造部６１は、構造体である金属ピン６３、圧縮コイルバネ６５が、貫通穴２１の外周部の各金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって包囲されることによって、形状に起因して構造体などの突起状をなす部分に生じ易い電界集中を、端部の形状を滑らかに作製し易い金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄで肩代わりさせることで、電界集中に起因して発生する放電を抑制することができる。

上述した電圧印加構造部６１を接合材２５として鉛半田を用いて組み立てる組立方法を説明する。

次いで、超音波半田ごて３７の保持部３８に金属ピン６３のフランジ部７２を取り付けて保持させる。超音波半田ごて３７の保持部３８によって保持された金属ピン６３を、フランジ部７２とリアプレート１４との間に接合材２５を挟み込んで、保持部３７を矢印ａ方向に移動させて、リアプレート１４の外面側から貫通孔２１内へ金属ピン６３の軸部７１を挿入して設置する。

超音波半田ごて３７を加熱することにより、接合材２５である鉛半田が溶融する１６０℃まで昇温する。接合材２５が溶融したときに、超音波半田ごて３７によって超音波振動を印加するとともに、超音波半田ごて３７を移動させて、リアプレート１４の貫通孔２１内に金属ピン６３の軸部７１を押し込み、その後接合材２５を室温まで冷却する。

接合材２５が十分に冷却された後、超音波半田ごて３７の保持部３７を金属ピン６３のフランジ部７２から取り外す。その後、リアプレート１４の内面側から金属板６４と圧縮コイルバネ６５を金属ピン６３の軸部７１に差し込むことによって、電圧印加構造部６１が完成する。

上述したように、超音波半田ごて３７を使用することによって、接合材２５、金属ペースト２７ａ、２７ｃ、金属ピン６３のフランジ部７２の接合界面の酸化層を破って拡散接合が行われ、良好な接合が可能となる。また、超音波半田ごて３７の保持部３７に金属ピン６３が保持されることによって、超音波半田ごて３７による加熱温度と超音波を十分に接合材２５と接合界面に印加することができる。これにより、リアプレート１４の貫通孔２１に対して金属ピン６３を高い気密性で接合することが可能とされて、気密容器１０に電圧を良好に印加することができる。

上述したように、第３の実施形態の表示装置３によれば、電圧印加構造部６１が、金属ピン６３、金属板６４、圧縮コイルバネ６５と、これらの構造体の周囲を囲む各金属ペースト２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄとを有し、超音波半田ごて３７を用いて作製することにより、貫通孔２１を封止する接合界面を１箇所にすることができ、接合不良や漏電の確率を抑えることができる。したがって、この表示装置１によれば、製造時の歩留まりを向上することができ、より廉価な表示装置を提供することができる。

なお、本実施形態に係る表示装置が備える各電圧印加構造部は、圧縮コイルバネを有する構成とされたが、例えば、板バネ等の他のバネや、導電性を有する弾性材料等を有する構成とされてもよいことは勿論である。

上述したように本発明によれば、第１の導電性部材の第２の部分と貫通孔との接合不良や、電極の電位に漏電が発生することを抑制することができる。したがって、本発明によれば、気密容器の製造時に気密容器の歩留まりを向上することを可能とし、より廉価な表示装置、気密容器およびこの気密容器の製造方法を提供することができる。

本発明に係る第１の実施形態の表示装置を示す斜視図である。前記表示装置が備える気密容器を背面側から示す背面図である。図１の電圧印加構造部を示すＡ−Ａ断面図である。超音波半田ごてを用いて電圧印加構造部を組み立てる状態を示す斜視図である。前記電圧印加構造部を組み立てる工程を説明するために示す縦断面図である。本発明に係る第２の実施形態の表示装置が備える気密容器の要部を示す縦断面図である。本発明に係る第３の実施形態の表示装置が備える気密容器の要部を示す縦断面図である。従来の表示装置の要部を示す斜視図である。

符号の説明

１表示装置
２表示装置
３表示装置
５表示部
１０気密容器
１１電圧印加構造部
１３フェイスプレート
１４リアプレート
１５アノード
１６枠
２１貫通孔
２２金属ピン
２３金属板
２４圧縮コイルバネ
２５接合材
２６ソケット
２７ａ内面側金属ペースト
２７ｂ外面側金属ペースト
２７ｃ，２７ｄ外周側金属ペースト
３１軸部
３２フランジ部
３５導電性メッキ
３７超音波半田ごて
５１電圧印加構造部
５３ガラスピン
５４圧縮コイルバネ
５５金属板
５６軸部
５７フランジ部
５８導電性メッキ
６１電圧印加構造部
６３金属ピン
６４金属板
６５圧縮コイルバネ
６８フック
７１軸部
７２フランジ部
７３導電性メッキ
７４係合溝
１０１表示装置
１０６前面パネル
１０７背面パネル
１０８給電導電層
１０９カソード
１１４蛍光面電位給電用端子
１１５弾性体
１１６孔部
１１７端子導出部
１２０蛍光面

Claims

電子を放出するカソードと、
外部から電位が与えられる電極と、
前記電極が配置された第１の基板と、
前記第１の基板に間隔をあけて対向して設けられた第２の基板と、
前記第２の基板に設けられ、該第２の基板の外面側から前記電極に電位を供給する貫通孔と、
前記貫通孔と前記電極との間に設けられた導電性部材と、
を備え、
前記導電性部材は、前記第２の基板の外面側から電位が供給され、前記第２の基板の内面側の前記貫通孔の開口端部に接触されている表示装置。
前記第２の基板には、前記導電性部材との接触部に導電性膜が設けられている、請求項１に記載の表示装置。
前記導電性部材と前記電極との間に位置して設けられる導電性易変形部材を備え、該導電性易変形部材は、該導電性部材と該電極のそれぞれと電気的に接続されている、請求項１または２に記載の表示装置。
内部の圧力が外部の圧力よりも低くされた気密容器であって、
内部に外部から電位が与えられる電極と、
前記電極が形成される第１の基板と、
前記第１の基板に間隔をあけて対向して設けられた第２の基板と、
前記第２の基板に設けられ、該第２の基板の外面側から前記電極に電位を供給する貫通孔と、
前記貫通孔と前記電極との間に設けられた導電性部材と、
を備え、
前記導電性部材は、前記第２の基板の外面側から電位が供給され、前記第２の基板の内面側の前記貫通孔の開口端部に接触されている気密容器。