JP2006331985A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラス基板の表面変形を低減して生産性及び信頼性を高めた画像表示装置を提供する。
【解決手段】 外枠ＭＦＬの高さをスペーサＳＰＣの高さより低くし、スペーサＳＰＣの高さを第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２の中央部から周辺部に向けて漸減させる。例えば、第１基板ＳＵＢ１を例とすると、外枠ＭＦＬで第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２を図１（ａ）のように一体化する。真空引きする前の第１基板ＳＵＢ１には図１（b）のように真空側ＶＡに圧縮応力が生じており、大気側ＡＡに引張り応力が生じている。これを真空引きすると、図１（ｃ）に示したように、大気側ＡＡでは圧縮応力ＰＳが生じ、真空側ＶＡでは引張り応力ＴＳが生じる。これらの応力は真空引き前に生じていた応力を互いに相殺する方向に作用し、結果として表面変形を軽減させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像表示装置の製造方法に係り、特に内部の密閉空間を外部より低圧に気密保持された平面パネル型の画像表示装置の製造に好適なものである。

高輝度及び高精細に優れた画像表示装置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、高輝度及び高精細の特性を有するとともに、軽量及び省スペースの平板状（パネル型）の画像表示装置（ＦＰＤ:フラットパネルディスプレイ）の要求が高まっている。

その典型例として液晶表示装置やプラズマ表示装置等が実用化されている。また、特に高輝度化が可能なものとして電界放出型ディスプレイ（以下、ＦＥＤとも称する）や低消費電力化を特徴とする有機ＥＬディスプレイ等、種々の型式のパネル型表示装置の実用化も近い。

なお、背面ガラスの内面に複数の電子源を形成した背面パネルと、背面ガラスの電子源形成面と対向する前面ガラスの内面に陽極（アノード）及び蛍光体が形成された前面パネルとを所定の間隔をもって対向配置し、背面パネルと前面パネルとの外周内縁部に外枠を介在して貼り合され、真空容器を構成したものの耐大気圧構造に関するものとしては特許文献１等を挙げることができる。
特開平９−２８３０５９号公報

図８は、この種のパネル型画像表示装置の一例としての電界放出型表示装置（ＦＥＤ）の構成例を説明する図である。図８（ａ）の断面図に示したように、この電界放出型表示装置は、前面パネルと背面パネルとの二枚のパネル間の密閉空間を外界の気圧より低気圧または真空としている。また、二枚のパネル間の間隙を所定値に保持する間隔保持部材（スペーサまたは隔壁とも称する）ＳＰＣが接着剤（フリットガラス等）で固定、植立されている。

背面パネルを構成する第１基板ＳＵＢ１と前面パネルを構成する第２基板ＳＵＢ２とを対向させ、両基板の周縁内壁に外枠ＭＦＬを介挿し、接着剤（フリットガラス等）で固定して一体化される。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２及び外枠ＭＦＬで囲まれた内部を低圧あるいは真空の密閉空間としている。外枠ＭＦＬは接着材により両端縁を背面パネルの第１基板ＳＵＢ１と前面パネルの第２基板ＳＵＢ２とに固定される。

図示しないが、第１基板ＳＵＢ１の内面には互いに交差する多数の走査線と多数の信号線が形成され、両線の交点付近に電子源（カソード）が配置されて背面パネルを構成する。第２基板ＳＵＢ２の内面には電子源に対応して多数の蛍光層と陽極からなる蛍光面が形成されて前面パネルを構成する。そして、カソード電極から放出される電子ビームをアノード電極で加速し、蛍光体に射突させて所定の色を発色させる。

第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２には薄いガラス基板が用いられる。この二枚のガラス基板をスペーサＳＰＣで支える構造となっている。そのため、密閉空間を真空引きした状態では、スペーサＳＰＣで支えられた位置において、当該ガラス基板の表裏（大気側と真空側）に圧縮応力と引張り応力が作用する。ここでは、第１基板ＳＵＢ１を例に説明する。図８（b）は密閉空間を真空引きする前の第１基板ＳＵＢ１の要部断面図、図８（c）は密閉空間を真空引きした後の第１基板ＳＵＢ１の要部断面図である。なお、線LはスペーサＳＰＣで支えられた位置間の中心（左右のスペーサＳＰＣからもっとも遠い位置）を示す。

真空引きする前の第１基板ＳＵＢ１には図８（b）のように表裏の何れにも応力はないものとする。これを真空引きすると、図８（ｃ）に示したように、大気側ＡＡでは線Lに向かう圧縮応力ＰＳが生じ、真空側ＶＡでは線Lから離れる方向の引張り応力ＴＳが生じる。すなわち、第１基板ＳＵＢ１はスペーサＳＰＣで支えられた部分で凸、スペーサＳＰＣで支えられた部分から離れるに従って凹となり、スペーサＳＰＣで支えられた部分を山とした波状面の表面変形となる。なお、この圧縮応力ＰＳと引張り応力ＴＳは第１基板ＳＵＢ１の厚み方向の中央部分で０となるのが普通である。この現象は第２基板ＳＵＢ２についても同様であり、表示画像の品質低下や、ガラス基板が大気圧で破壊される原因となる。

このようなガラス基板の表面変形を低減するためにはスペーサＳＰＣの数を増やしたり、あるいはガラス基板の厚みを厚くすればよい。しかし、スペーサＳＰＣの数を増やすことは組立を困難にし、生産性を低下させ、製品コストを上昇させる。また、ガラス基板の厚みを厚くすると装置重量を増加させることになり、好ましくない。

本発明の目的は、スペーサＳＰＣの数を増やしたり、ガラス基板の厚みを厚くすることなく、ガラス基板の表面変形を低減して生産性及び信頼性を高めた画像表示装置の製造方法を提供することにある。

本発明の製造方法は、電子源が形成された第１基板を有する背面パネルと、蛍光面が形成された第２基板を有する前面パネルと、前記前面パネルと前記背面パネルの対向内面間に植立されて当該両パネル間の間隔を所定値に保持するスペーサと、前記前面パネルと前記背面パネルの外縁の対向する各内面に接合材により固定された外枠とを備え、前記前面パネルと前記背面パネル及び前記外枠で囲まれた内部の密閉空間を大気側より低圧とする画像表示装置を対象とする。

本発明は、前記前面パネルを構成する前記第１基板と前記背面パネルを構成する前記第２基板の少なくとも一方の基板の大気側に引張り応力を与え、低圧側に圧縮応力を与えて前記外枠を固定し、しかる後に前記密閉空間を大気側より低圧とする。

前記外枠の高さを前記スペーサの高さより低くし、前記スペーサの高さを前記第１基板と前記第２基板の中央部から周辺部に向けて漸減させて前記固定を行うことにより前記引張り応力と前記圧縮応力を実現できる。

また、本発明は、前記第１基板と前記第２基板は大気側に凹状として周縁に向かって漸次離反量が増加する湾曲平板とし、前記外枠の高さと前記スペーサの高さは等しくして前記固定を行うことにより前記引張り応力と前記圧縮応力を与えるようにすることもできる。

また、本発明は、前記第１基板と前記第２基板は大気側に凹状として周縁に向かって漸次離反量が増加する湾曲平板とし、前記外枠の高さを前記スペーサの高さより低くし、前記スペーサの高さを前記第１基板と前記第２基板の中央部から周辺部に向けて漸減させて前記固定を行うことにより前記引張り応力と前記圧縮応力を与えるようにすることもできる。

なお、本発明は、上記各構成及び後述する実施の形態に記載される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。

本発明によれば、密閉空間を排気して大気圧よりも低圧としたときに、第１基板と第２基板にかかる応力を低減でき、少ないスペーサで必要な強度を確保できる。また、従来と同様の数のスペーサを用いることで第１基板と第２基板の板厚を薄くでき、軽量化が実現できる。

以下、本発明の具体的な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。なお、ここでは本発明をＦＥＤに適用したものについて説明するが、他の同様の画像表示装置あるいは類似する機器にも同様に適用できるものである。

図１は、本発明の画像表示装置の実施例１を説明する電界放出型表示装置の図である。図１（ａ）の断面図に示したように、この電界放出型表示装置も、図８と同様に前面パネルと背面パネルとの二枚のパネル間の密閉空間を外界の気圧より低気圧または真空としている。また、二枚のパネル間の間隙を所定値に保持するスペーサＳＰＣが接着剤で固定し、植立される。

背面パネルを構成する第１基板ＳＵＢ１と前面パネルを構成する第２基板ＳＵＢ２とを対向させ、両基板の周縁内壁に外枠ＭＦＬを介挿し、接着剤（フリットガラス等）で固定して一体化される。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２及び外枠ＭＦＬで囲まれた内部を低圧あるいは真空の密閉空間としている。外枠ＭＦＬは接着材により両端縁を背面パネルの第１基板ＳＵＢ１と前面パネルの第２基板ＳＵＢ２とに固定される。

図８と同様に、第１基板ＳＵＢ１の内面には互いに交差する多数の走査線と多数の信号線が形成され、両線の交点付近に電子源（陰極、カソード電極）が配置されて背面パネルを構成し、第２基板ＳＵＢ２の内面には電子源に対応して多数の蛍光層と陽極（アノード電極）からなる蛍光面が形成されて前面パネルを構成する。そして、陰極から放出される電子ビームを陽極で加速し、蛍光体に射突させて所定の色を発色させる。

第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２を構成する二枚のガラス基板は、複数のスペーサＳＰＣで支える構造となっている。前記したように、密閉空間を真空引きした状態では、スペーサＳＰＣで支えられた位置において、当該ガラス基板の表裏（大気側と真空側）に圧縮応力と引張り応力が作用する。実施例１では以下に説明する手段によりこの圧縮応力と引張り応力に起因する表面変形を低減する。

実施例１では、外枠ＭＦＬの高さ、すなわち第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２の外縁の対向する各内面間距離を前記スペーサＳＰＣの高さ、すなわち第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２の対向する各内面間距離を前記スペーサＳＰＣの高さより低くし、前記スペーサＳＰＣの高さを前記第１基板ＳＵＢ１と前記第２基板ＳＵＢ２の中央部から周辺部に向けて漸減させて前記固定を行う。

この構成により前記引張り応力と前記圧縮応力が得られる理由を説明する。ここでは、第１基板ＳＵＢ１を例に説明する。図１（b）は外枠ＭＦＬで第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２を図１（ａ）のように一体化し、密閉空間を真空引きする前の第１基板ＳＵＢ１の要部断面図、図１（ｃ）は密閉空間を真空引きした後の第１基板ＳＵＢ１の要部断面図である。なお、線LはスペーサＳＰＣで支えられた位置間の中心（左右のスペーサＳＰＣからもっとも遠い位置）を示す。

真空引きする前の第１基板ＳＵＢ１には図１（b）のように真空側ＶＡに圧縮応力が生じており、大気側ＡＡに引張り応力が生じている。これを真空引きすると、図１（ｃ）に示したように、大気側ＡＡでは圧縮応力ＰＳが生じ、真空側ＶＡでは引張り応力ＴＳが生じる。これらの応力は真空引き前に生じていた応力を互いに相殺する方向に作用し、結果として表面変形を軽減させる。

図２は、図１におけるスペーサの形状を説明する図である。スペーサＳＰＣは、図１で説明したように、そのｙ方向での高さが中央部から周辺に向けて漸次低くなる。スペーサＳＰＣの高さをｘ方向では中央部と周辺部とで同一とすることもできるが、図２に示したように、ｘ方向でもその高さを中央部から周辺に向けて漸次低くすることもできる。

図３は、実施例１の効果を図８で説明した従来技術の効果と対比して示す図である。図中の縦線はスペーサＳＰＣで支えられた位置、横実線Ａは実施例１のガラス基板の表面変形を、横破線Ｂは従来技術のガラス基板の表面変形を示す。なお、分り易いように、図３では横実線Ａ、横破線Ｂとも折れ線で表示したが、実際には曲線状に変形する。横実線Ａで示されたように、実施例１によれば表面変形が軽減されていることが分る。

実施例１により、密閉空間のガスを排気して、密閉空間の気圧を大気圧よりも低圧としたときに、第１基板と第２基板にかかる応力を低減できる。よってスペーサの数を減らしても必要な強度を確保できる。また、従来と同様の数のスペーサを用いることで第１基板と第２基板の板厚を薄くでき、軽量化が実現できる。

図４は、本発明の画像表示装置の実施例２を説明する電界放出型表示装置の図である。実施例２の電界放出型表示装置も図４（ａ）の断面図に示したように、前面パネルと背面パネルとの二枚のパネル間の密閉空間を外界の気圧より低気圧または真空としている。また、二枚のパネル間の間隙を所定値に保持するスペーサＳＰＣを接着剤で固定し、両基板間を橋渡して植立される。なお、図４では、図１と異なり、背面パネルを構成する第１基板ＳＵＢ１と前面パネルを構成する第２基板ＳＵＢ２とを対向させ、外枠ＭＦＬおよびスペーサＳＰＣを両基板に接着する前の状態で示している。

図４（ａ）において、背面パネルを構成する第１基板ＳＵＢ１と前面パネルを構成する第２基板ＳＵＢ２は一体化前の状態では、それぞれが大気側に凹となる形状に湾曲させてある。すなわち、両基板の周縁に向かって漸次離反量が増加する湾曲平板としてある。この第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間にスペーサＳＰＣを植立させ、周縁内壁に外枠ＭＦＬを介挿し、接着剤（フリットガラス等）で固定して一体化する。本実施例では、外枠ＭＦＬおよびスペーサＳＰＣの高さは全て同じとしてある。しかし、これらの高さ関係を図１と同様とすることを妨げない。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２及び外枠ＭＦＬで囲まれた内部を低圧あるいは真空の密閉空間とする。外枠ＭＦＬは接着剤により両端縁を背面パネルの第１基板ＳＵＢ１と前面パネルの第２基板ＳＵＢ２とに固定される。

なお、実施例１と同様に、第１基板ＳＵＢ１の内面には互いに交差する多数の走査線と多数の信号線が形成され、両線の交点付近に電子源（カソード）が配置されて背面パネルを構成し、第２基板ＳＵＢ２の内面には電子源に対応して多数の蛍光層と陽極からなる蛍光面が形成されて前面パネルを構成する。そして、カソード電極から放出される電子ビームをアノード電極で加速し、蛍光体に射突させて所定の色を発色させる。

第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２を構成する二枚のガラス基板は、複数のスペーサＳＰＣで支える構造となっている。前記したように、密閉空間を真空引きする前の状態では、スペーサＳＰＣで支えられた位置において、当該ガラス基板の表裏（大気側と真空側）に引張り応力と圧縮応力とが作用する。実施例２では以下に説明する手段によりこの圧縮応力と引張り応力に起因する表面変形を低減する。

ここでも、第１基板ＳＵＢ１を例に説明する。図４（b）は外枠ＭＦＬで第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２を一体化し、密閉空間を真空引きする前の第１基板ＳＵＢ１の要部断面図、図４（ｃ）は密閉空間を真空引きした後の第１基板ＳＵＢ１の要部断面図である。なお、線LはスペーサＳＰＣで支えられた位置間の中心（左右のスペーサＳＰＣからもっとも遠い位置）を示す。

真空引きする前の第１基板ＳＵＢ１には図４（ｂ）のように真空側ＶＡに引張り応力が生じており、大気側ＡＡに圧縮応力が生じている。これを真空引きすると、図４（ｃ）に示したように、大気側ＡＡでは引張り応力ＴＳが生じ、真空側ＶＡでは圧縮応力ＰＳが生じる。これらの応力は真空引き前に生じていた応力を互いに相殺する方向に作用し、結果として表面変形が軽減される。

図５は、本発明により製造された画像表示装置の全体構造例を一部破断して示す斜視図である。また、図６は、図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。背面パネルを構成する第１基板ＳＵＢ１の内面には信号線（データ線）ＤＬと走査線ＧＬとを有し、信号線ＤＬと走査信号線ＧＬとの交差部分に電子源（陰極、カソード電極）が形成されている。信号線ＤＬの端部には信号線の引き出し端子ＤＬＴが形成され、走査線ＧＬの端部には走査線引き出し端子ＧＬＴが形成されている。

前面パネルを構成する第２基板ＳＵＢ２の内面には陽極（アノード電極）ＡＤと蛍光体層ＰＨとが形成されている。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とは、その周縁部の内側に外枠ＭＦＬを介挿させて貼り合わされる。この貼り合わせた間隙を所定値に保持するため、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間にガラス板を好適とするスペーサＳＰＣを植立させていることは前述したとおりである。図６はこのスペーサＳＰＣに沿った断面なので、スペーサＳＰＣは図示を省略してある。

図７は、本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。図７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にはｎ本の信号線ＤＬとｍ本の走査線ＧＬと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カラーの副画素を構成し、図中の３つの単位画素（あるいは、副画素）"Ｒ"，"Ｇ"，"Ｂ"の１グループでカラー１画素を構成する。なお、電子源の構成は図示を省いた。

信号線ＤＬは、信号線引き出し端子ＤＬＴで信号線駆動回路ＤＤＲに接続される。走査線ＧＬは走査線引き出し端子ＧＬＴで走査線駆動回路ＧＤＲに接続されている。信号線駆動回路ＤＤＲには外部信号源から画像データ信号ＮＳが入力され、走査線駆動回路ＧＤＲには同様に走査信号ＳＳが入力される。

これにより、順次選択される走査線ＧＬに交差する信号線ＤＬに表示データ（画像信号）を供給することにより、二次元のフルカラー画像を表示することができる。本構成例を用いることにより、良好な表面品質の自発光平面表示装置が実現される。

本発明の画像表示装置の実施例１を説明する電界放出型表示装置の図である。 図１におけるスペーサの形状を説明する図である。 実施例１の効果を図８で説明した従来技術の効果と対比して示す図である。 本発明の画像表示装置の実施例２を説明する電界放出型表示装置の図である。 本発明により製造された画像表示装置の全体構造例を一部破断して示す斜視図である。 図５のＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。 本発明の構成を適用した画像表示装置の等価回路例の説明図である。 パネル型画像表示装置の一例としての電界放出型表示装置（ＦＥＤ）の構成例を説明する図である。

符号の説明

ＳＵＢ１・・・第１基板、ＳＵＢ２・・・第２基板、ＭＦＬ・・・外枠、ＳＰＣ・・・スペーサ、ＤＤＲ・・・信号線駆動回路、ＧＤＲ・・・走査線駆動回路。

Claims (4)

1. 電子源が形成された第１基板と、蛍光面が形成された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の対向内面間に配置されて当該両基板の間隔を所定値に保持するスペーサと、前記第１基板と前記第２基板の外縁の対向する各内面に接合材により固定された外枠とを備え、前記第１基板と前記第２基板及び前記外枠で囲まれた内部の密閉空間を大気側より低圧とする画像表示装置の製造方法であって、
   前記第１基板と前記第２基板の少なくとも一方の基板の大気側に引張り応力を与え、低圧側に圧縮応力を与えて前記外枠を固定し、しかる後に前記密閉空間を大気側より低圧とすることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
2. 前記第１基板と前記第２基板は平行平板であり、前記外枠の高さを前記スペーサの高さより低くし、前記スペーサの高さを前記第１基板と前記第２基板の中央部から周辺部に向けて漸減させて前記固定を行うことにより前記引張り応力と前記圧縮応力を与えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
3. 前記第１基板と前記第２基板は大気側に凹状として周縁に向かって漸次離反量が増加する湾曲平板であり、前記外枠の高さと前記スペーサの高さは等しくして前記固定を行うことにより前記引張り応力と前記圧縮応力を与えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
4. 前記第１基板と前記第２基板は大気側に凹状として周縁に向かって漸次離反量が増加する湾曲平板であり、前記外枠の高さを前記スペーサの高さより低くし、前記スペーサの高さを前記第１基板と前記第２基板の中央部から周辺部に向けて漸減させて前記固定を行うことにより前記引張り応力と前記圧縮応力を与えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法
   
   

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