JP2011119115A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高い気密性を確保するとともに異常放電の発生を抑制する。
【解決手段】 絶縁性の第1基板1と、第1基板1に対向する絶縁性の第2基板21と、第1基板1と第2基板21との間に配された導電性枠体23と、導電性枠体23と第1基板1との間に設けられて、導電性枠体23と気密に接合された導電層7と、導電層7と第1基板1との間に設けられて、導電層7と第1基板1とを気密に接合する絶縁層5と、で少なくとも構成された気密容器と、気密容器の内側に設けられた表示手段と、表示手段に接続された配線3と、電極8と、を備える表示装置であって、絶縁層5は、導電性枠体23及び電極8から配線3を絶縁しているとともに、電極8から導電性枠体23に向かって貫通している貫通孔6を有しており、導電層7は、貫通孔6を介して、電極8と接続している。
【選択図】 図3
【解決手段】 絶縁性の第1基板1と、第1基板1に対向する絶縁性の第2基板21と、第1基板1と第2基板21との間に配された導電性枠体23と、導電性枠体23と第1基板1との間に設けられて、導電性枠体23と気密に接合された導電層7と、導電層7と第1基板1との間に設けられて、導電層7と第1基板1とを気密に接合する絶縁層5と、で少なくとも構成された気密容器と、気密容器の内側に設けられた表示手段と、表示手段に接続された配線3と、電極8と、を備える表示装置であって、絶縁層5は、導電性枠体23及び電極8から配線3を絶縁しているとともに、電極8から導電性枠体23に向かって貫通している貫通孔6を有しており、導電層7は、貫通孔6を介して、電極8と接続している。
【選択図】 図3
Description
本発明は、表示装置、特に気密容器を備える表示装置に関する。
FEDなどの表示装置では、電子放出素子や発光層等からなる表示手段は、気密容器の内側に設けられている。そして、電子放出素子には気密容器の外側から配線が接続されており、配線に電圧を印加して電子放出素子を駆動する。電子放出素子から放出された電子は蛍光体膜を照射し、放出電流に応じて発光層が発光する。安定した放出電流を得るために、気密容器には高い気密性が要求される。
一方、気密容器は絶縁性の基板対の周縁部を封止して作製されているために、気密容器の帯電や、表示手段に付与される電位、及び/又は、表示手段に流れる電流によって、表示装置には異常な電位分布が生じることがある。特に、基板の周縁部(封止部)近傍は、異常な電位分布が生じやすい。このような異常な電位分布は、異常放電の原因となり、ひいては、配線の断線等、表示装置の損傷につながる可能性がある。
特許文献1には導電性の接着部材を用いて電位を規定することが開示されている。
信頼性の高い表示装置を得るには、気密容器の気密性を確保するとともに異常放電の発生を抑制することが求められる。そこで、本発明は、気密容器の気密性を確保するとともに異常放電の発生を抑制することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明は、絶縁性の第1基板と、前記第1基板に対向する絶縁性の第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配された導電性枠体と、前記導電性枠体と前記第1基板との間に設けられて、前記導電性枠体と気密に接合された導電層と、前記導電層と前記第1基板との間に設けられて、前記導電層と前記第1基板とを気密に接合する絶縁層と、で少なくとも構成された気密容器と、前記気密容器の内側に設けられた表示手段と、前記気密容器の外側から、前記第1基板と前記絶縁層との間を通って、前記気密容器の内側まで延在し、前記表示手段に接続された配線と、前記気密容器の外側から、少なくとも前記第1基板と前記絶縁層との間まで延在する電極と、を備える表示装置であって、前記絶縁層は、前記導電性枠体及び前記電極から前記配線を絶縁しているとともに、前記電極から前記導電性枠体に向かって貫通している貫通孔を有しており、前記導電層は、前記貫通孔を介して、前記電極と接続していることを特徴とする。
本発明によれば、高い気密性が確保されるとともに、異常放電の発生が抑制された、信頼性の高い表示装置を得ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を具体的に説明する。但し、本発明がこれらの形態に限定されるものではない。なお、各図において共通の部材には同じ符号を用いて説明する。
図1(a)は、本発明の実施形態の一例の表示装置1000の平面模式図である。図1(a)において、表示装置1000は、リアプレート100と、フェイスプレート200を備えている。点線で示した部分は、封止部材300を示している。詳細は後述するが、リアプレート100、フェイスプレート200、封止部材300はそれぞれ複数の部材からなる。
図2は、表示装置1000を分解して示した模式図である。リアプレート100は絶縁性の第1基板1と、第1基板1上に設けられたマトリックス配線9及び電子源10と、を備えている。電子源10はマトリックス配線9に接続されている。フェイスプレート200は、絶縁性の第2基板21と、第2基板21上に設けられた表示部材24とを備えている。リアプレート100とフェイスプレート200は、枠状の封止部材300を間に介して、電子源10と表示部材24とが対向するように、また、第1基板1と第2基板21とが対向するように配置される。電子源10と表示部材24とが表示手段となる。リアプレート100と封止部材300、フェイスプレート200と封止部材300はそれぞれ、気密に接合される。このようにすることによって、第1基板1と封止部材300と第2基板21とで、内部空間400を有する気密容器を形成している。気密容器の内部空間400は、真空(典型的には1×10−5Pa以下)に保持され、気密容器の外部空間に対して気密にされている。なお、気密容器の内側は、気密容器の内表面と、内部空間400とを指す。気密容器の外側とは、気密容器の外表面と、外表面よりも内部空間400から離れた空間(外部空間)とを指す。このようにして、表示手段は、気密容器の内側に設けられている。
図1(b)は、リアプレート100と、封止部材300の一部の構成の一例をより詳細に説明する平面模式図である。2は第1基板1上にX方向と平行に設けられた行配線、3は第1基板1上にY方向と平行に設けられた列配線である。行配線2と列配線3は、互いに交差するよう配列されており、マトリックス配線9を構成している。4は行配線2と列配線3の交差部のZ方向の間に設けられた配線絶縁層であり、行配線2と列配線3とを互いに絶縁している。11は電子放出素子であり、複数の電子放出素子11は、マトリックス配線9に接続されている。電子放出素子11としては電界放出型が用いられるが、その種類は特に限定されない。例えば、図1(b)に示したSCE型(表面伝導型)だけでなく、Spindt型、CNT型、MIM型、MIS型、BSD型等を用いることができる。複数の電子放出素子11が、電子源10を構成している。ここでは電子源に接続された配線がマトリックス配線である例を示したが、マトリックス配線に限定されることはなく、所謂、梯子型配線を用いても良い。8は第1基板1上に設けられた電位規定電極である。なお、図2では、電位規定電極8の記載を省略している。以上のようにしてリアプレート100が構成されている。
5は封止部材300の一部である封止部絶縁層であり、枠状に設けられている。6は封止部絶縁層5に形成された貫通孔である。7は封止部材300の一部である封止部導電層であり、封止部絶縁層5上に枠状に設けられている。封止部導電層7は、その一部が貫通孔6内に位置している。
封止部絶縁層5は、第1基板1の上に枠状に設けられ、マトリックス配線9の一部分と電位規定電極8の一部分と交差して覆うように設けられている。その結果、マトリックス配線9は、気密容器の外側から、封止部絶縁層5と第1基板1との間を通って、気密容器の内側まで延在しており、気密容器の内側にて電子源10に接続されている。電位規定電極8は、気密容器の外側から、少なくとも封止部絶縁層5と第1基板1との間にまで延在している。電位規定電極8は、さらに気密容器の内側にまで延在していてもよい。
図3は、図1(a)において1点鎖線A−A’で示した部分の断面模式図を示す。図3において、2点鎖線は1点鎖線A−A’の曲がった部分に対応しており、気密容器の内側の一部は省略して示している。
図3において、発光層25とアノード電極26と遮光層27からなる表示部材24を備えている。発光層25とアノード電極26は積層され、発光層25は遮光層27間に設けられている。表示部材24と電子放出素子11とが対向して、表示手段を構成している。電子放出素子11から放出された電子は、アノード電極26に付与されたアノード電位(数kV〜数10kV)によって加速され、発光層25を発光せしめるのに十分なエネルギーを持って発光層25に衝突する。これにより、発光層25が励起され、発光(カソードルミネッセンス)する。発光層25は蛍光体や燐光体で構成することができる。
封止部材300は、第1基板1の側から順に、封止部絶縁層5と、封止部導電層7と、導電性枠体23と、接着部材22とを積層した構造からなる。封止部絶縁層5は、リアプレート100と封止部導電層7とを気密に接合している。封止部導電層7は、封止部絶縁層5と導電性枠体23とを気密に接合している。接着部材22は、導電性枠体23とフェイスプレート200(第2基板21)とを気密に接合している。
封止部絶縁層5について詳細に説明する。上記したように、リアプレート100は、第1基板1上に電位規定電極8と、マトリックス配線9(ここでは列配線3のみを示している)を備えている。そして、電位規定電極8とマトリックス配線9は、導電性枠体23と第1基板1との間に少なくとも位置している。封止部絶縁層5は、マトリックス配線9と封止部導電部材(導電性枠体23及び封止部導電層7)との間にあって、これらをZ方向において互いに絶縁している。封止部絶縁層5は、気密容器の気密性を高めるために、図1(b)に示すように、導電性枠体23に沿って枠状に、つまり切れ目なく、設けられている。また、封止部絶縁層5は、第1基板1上であって、電位規定電極8とマトリックス配線9との間に延在して、これらをX、Y方向において互いに絶縁している。このように、封止部絶縁層5は、封止部導電部材と第1基板1との間を気密に接合している。その結果、封止部絶縁層5は、電位規定電極8と封止部導電部材(導電性枠体23及び封止部導電層7)との間に位置している。封止部絶縁層5は、電位規定電極8と封止部導電部材(導電性枠体23及び封止部導電層7)との間に、電位規定電極8から導電性枠体23に向かってZ方向に貫通した貫通孔6を有している。貫通孔6は封止部絶縁層5の内部に設けられているために、貫通孔6の内側は、X,Y方向において、封止部絶縁層5で取り囲まれている。貫通孔6の内側には封止部導電層7の一部が位置している。好ましくは貫通孔6の内側は、封止部導電層7の一部で充填される。そして、封止部導電層7は、貫通孔6を介して電位規定電極8と接続(接触)している。その結果、電位規定電極8と導電性枠体23とが導通(電気的に接続)しており、電位規定電極8、封止部導電層7、導電性枠体23は等電位になっている。さらに、電位規定電極8は、気密容器の外側にて、表示装置が備える、所定電位に規定される導電性接触部材(不図示)と接触することが好ましい。これにより、電位規定電極8が、封止部導電層7と導電性枠体23とを略同一の所定電位に規定することができる。所定電位は接地電位であることが望ましい。なお、電位規定電極8と導電性接触部材との接触の形態は特に限定されるものではなく、当接でも押接でも接着でもよい。封止部材300が等電位に規定されることにより、気密容器の内側の電位分布が気密容器の外側に影響することや、気密容器の帯電を抑制して、封止部材300の近傍で生じる異常放電を抑制することができる。このように、封止部材300はシールドとして機能することができる。そのため、異常放電による、気密容器の外側に引き出されたマトリックス配線9や電位規定電極8、気密容器の内側に設けられた表示手段を損傷する可能性を低減でき、信頼性の高い表示装置を得ることができる。
さらに本発明では、電位規定電極8と導電性枠体23との接続が、封止部材300の内部、より詳細には、封止部絶縁層5が有する貫通孔6の内側で行われている。そして、電位規定電極8と導電性枠体23との接続が、封止部材300の一部であって、封止部絶縁層5と導電性枠体23とを気密に接合する封止部導電層7で行われている。このために、封止部材300の表面、つまり、気密容器の外表面又は内表面に、電位規定電極8と導電性枠体23とを導通するための導通部材を別途設ける必要がない。封止部材300の表面に導通部材を設けると、十分な導通が得られなかったり、導通部材の突起が異常放電の原因となったりする場合がある。加えて、封止部絶縁層5で囲まれた空間(貫通孔6)内で接続が行われるために、封止部材300の気密性が低下することが殆どない。そのため、気密容器の気密性を十分に確保することができ、長期にわたって良好な表示を行うことができる。
上記した構造を、フェイスプレート200側、つまり、フェイスプレート200と導電性枠体23との間に適用しても良い。例えば、気密容器の外側から、第2基板21と導電性枠体23との間を通って、気密容器の内側にてアノード電極26に接続し、アノード電極26にアノード電位を規定するためのアノード配線を設ける場合に好適である。この場合には、電位規定電極を第2基板21上に形成して、第2基板21上に、アノード配線と電位規定電極を覆うように封止部絶縁層を設ける。封止部絶縁層は、アノード配線と電位規定電極とを絶縁し、アノード配線と導電性枠体23とを絶縁する。封止部絶縁層に貫通孔を設けて、導電性の接着部材22によって、貫通孔を介して、第2基板21上の電位規定電極と導電性の接着部材22とが接続される。これにより、導電性枠体23とフェイルプレート200上の電位規定電極との導通を得ることができる。しかし、アノード配線には、マトリックス配線に比べて、非常に高いアノード電位が付与される。そのため、フェイスプレート200側の封止部絶縁層には、リアプレート100側に設ける場合に封止部絶縁層に求められる絶縁性よりもはるかに高い絶縁性が求められる。そのため、フェイスプレート200側の封止部絶縁層は厚くする必要がある。電位規定電極8をリアプレート100側に設ければ、フェイスプレート200側に設ける場合に比べて、封止部絶縁層5は薄くても良いので、導電性枠体23と電位規定電極8との間で良好な導通を取ることができる。アノード電位を、上記したように、第2基板21と導電性枠体23との間を介してアノード電極26に供給することができる。しかし、アノード電位を、リアプレート100を貫通して設けられるアノード端子によって、アノード電極26に供給すると好適である。その場合には、電位規定電極8は気密容器の内側にまで延在して、電位規定電極8を囲むように設けてもよい。このようにすれば、アノード端子が内部空間に生じる電位分布を、電位規定電極8で制御することができる。このような形態は、例えば特開2003−092075号公報の図5を参照することができる。
ここまで、電子放出素子11(電子源10)と表示部材24とを用いた、カソーソルミネッセンスによる表示の例を示してきた。電子放出素子11と表示部材24とを用いた表示装置では、電子線を用い、また、高いアノード電位を用いるため、表示装置全体の電位分布を制御することが重要である。そのため、本発明を好適に採用することができる。しかし、本発明の表示手段はカソーソルミネッセンスによるものだけに限定されることはない。例えば、有機ELディスプレイのように有機EL素子を用いたエレクトロルミネッセンスによる表示手段や、プラズマディスプレイのようにガス放電素子を用いたフォトルミネッセンスによる表示手段でもよい。有機ELディスプレイでは、有機EL素子が水分に弱いため、防湿のために気密容器の内側に形成される。また、プラズマディスプレイでは、放電ガスを封入するために、気密容器の内側に形成される。本発明によれば、気密容器の気密性を確保しつつ、周縁部での電位を好適に規定できるため、信頼性の高い表示装置を得ることができる。
次に、図4〜8を参照して、SCE型の電子放出素子を用いた表示装置の製造方法の一例を説明する。尚、図4〜7では各工程におけるリアプレートの平面図、図8では各工程における、図1(a)において1点鎖線A−A’で示した部分の一部の断面模式図を示す。
予めその表面を十分に洗浄した第1基板1上に、一般的な成膜技術により素子電極12a、12bの材料となる膜を堆積する。第1基板1としては、石英ガラス、無アルカリガラスや青板ガラス等、電子デバイスで広く使用されているガラスなどの絶縁性を有する基板が用いられる。素子電極12a、12bは、CVD法、蒸着法、スパッタ法等の一般的な真空成膜技術により形成された導電性金属等によって形成される。素子電極12a、12bの材料は、例えば、Be,Mg,Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,W,Al,Cu,Ni,Cr,Au,Pt,Pd等の金属または合金材料から適宜選択される。あるいは、TiC,ZrC,HfC,TaC,SiC,WC等の炭化物や、HfB2,ZrB2,LaB6,CeB6,YB4,GbB4等の硼化物、TaN,TiN,ZrN,HfN等の窒化物、Si,Ge等の半導体を用いることもできる。有機高分子材料、アモルファスカーボン、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボン、ダイヤモンドを分散した炭素及び炭素化合物等も選択することができる。素子電極12a、12bの厚さは適宜設定される。次に、フォトレジストを塗布し、露光、現像、エッチングという一連のフォトリソグラフィー技術により、この堆積された膜の一部を除去して、素子電極12a及び12bを形成する(図4(a)、図8(a))。一例では、フォトレジストのスリットコーティングと、マスクパターン露光と、現像と、を順次行い、エッチングにより堆積膜の一部を除去し、素子電極12a、12bを形成する。エッチング方法は、素子電極12a、12bの材料に応じて適宜選択可能である。
第1基板1上に、感光性の導電ペーストを、スクリーン印刷等により印刷後、フォトリソグラフィー技術により所定のパターンの列配線3を形成する(図4(b)、図8(b))。この際、列配線3は素子電極12aに接続される。この工程では、CVD法、蒸着法、スパッタ法等の一般的な真空成膜技術により形成された導電性金属等により基板全面に形成後、フォトレジストを塗布し、露光、現像、エッチングという一連のフォトリソグラフィー法によってパターニングにより形成しても構わない。また、列配線3の材料、膜厚、幅は、適宜設定することができる。
続いて、第1基板1上の列配線3が配置されない4隅の何れかに少なくとも1ライン以上の電位規定電極8を形成する(図4(b)、図8(b))。電位規定電極の製造方法は、蒸着法、スパッタ法等の一般的な真空成膜技術により形成しても構わないし、印刷技術によって形成しても構わない。電位規定電極8は、印刷用にインキ化された導電ペーストをスクリーン印刷等により形成されるか、もしくは、CVD法、蒸着法、スパッタ法等の一般的な真空成膜技術により形成された導電性金属等によって構成される。列配線3の材料、膜厚、幅は、適宜設定することができる。電位規定電極8の材料と行配線2及び列配線3の材料は、同じであっても構わないし、互いに異なっていても構わない。電位規定電極8の膜厚や幅は適宜設計される。また、電位規定電極8は列配線3と同時に形成しても良く、その場合には、電位規定電極8の膜厚や幅は、列配線3の膜厚や幅によって適宜選択される。さらに、電位規定電極8は断線が生じる場合を考慮して、第1基板1上に平行に複数配列された束線とするのが好ましい。
次に、第1基板1、列配線3、素子電極12a、12b及び電位規定電極の上に、スパッタ法等の一般的な真空成膜法、CVD法、真空蒸着法等を用いて配線絶縁層4の材料となる膜を堆積する。続いて、フォトリソグラフィー技術により、この堆積された膜の一部を除去して配線絶縁層4を形成する(図5(a))。配線絶縁層4としては、SiO2などの酸化物、Si3N4などの窒化物が挙げられ、高電界に耐えられる耐圧の高い材料が選択される。このとき、膜上の所望の位置にコンタクトホール31を形成する。このコンタクトホール31は素子電極12bに重なるように形成され、素子電極12bとの導通が確保できるように設計される。エッチング方法は、配線絶縁層4の材料に応じて適宜選択可能である。例えば、配線絶縁層4にSiO2を用いた場合には、エッチャントとしてバッファードフッ酸を用いてウェットエッチングを行う。
続いて、配線絶縁層4上に行配線2を形成する(図5(b))。行配線2は、蒸着法、スパッタ法等の一般的な真空成膜技術により形成しても構わないし、印刷技術によって形成しても構わない。列配線3の製造方法は、列配線3の膜厚や幅によって適宜選択される。列配線3は、行配線2と同じ方法で形成しても構わないし、異なる方法で形成しても構わない。行配線2の材料と列配線3の材料は、同じであっても構わないし、互いに異なっていても構わない。
この工程により、コンタクトホール31に行配線2の材料が充填され、行配線2と素子電極12bが、コンタクトホール31を介して接続される。
次に、少なくとも、第1基板1、行配線2、列配線3、及び電位規定電極8の上に、封止部絶縁層5の材料となる感光性膜をラミネート法によりに形成する。その後、マスクパターン露光、現像により、形成された感光性膜の一部を除去する。この工程において、感光性膜の所望の位置(典型的には4隅)に貫通孔6を形成する。その後、焼成により封止部絶縁層5を形成する。(図6(a)、図8(c))。封止部絶縁層5の一部と貫通孔6は電位規定電極8に重なるように形成される。封止部絶縁層5の形成位置は、導電性枠体23の寸法を考慮し、適正位置(導電性枠体23の位置ずれの許容範囲内)になるように調整する。封止部絶縁層5の材料としては、Pb系、Bi系の感光性ガラスペーストが挙げられ、高電界に耐えられる耐圧性の高い材料が選択される。また、封止部絶縁層5の膜厚や幅は適宜設計される。貫通孔6の開口の大きさは、電位規定電極8との導通と、気密性とを確保できる開口径で設計される。この封止部絶縁層5は、蒸着法、スパッタ法等の一般的な真空成膜技術により形成しても構わないし、印刷技術によって形成しても構わない。また、封止部絶縁層5は配線絶縁層4とを同時に形成しても構わない。
次に、封止部絶縁層5の上に封止部導電層7となる導電性部材料を、スクリーン印刷法などを用いパターン印刷をした後、乾燥、および焼成して形成する(図6(b)、図8(d))。焼成温度は導電性材料により適宜選択される。また、膜厚は適宜設計される。本工程において、貫通孔6に封止部導電層7となる導電性材料を充填することで、封止部導電層7と電位規定電極8とを接合することができる。封止部導電層7の導電性材料としては、In、Al、Cu、Au、Ag、Pt、Ti、Ni等の金属あるいは合金を利用することができる。通常の構成において封止部導電層7は、封止部絶縁層5と導電性枠体23とを気密に接着する導電性の接着部材である。従って、材料としては、融点が400℃以下の低融点金属が好ましく、特にInが好ましい。接着部材22も導電性の接着部材であることが好ましい。
次に、電子放出膜13を形成する。まず、導電性膜を素子電極12a及び素子電極12bに接続するように形成する(図7(a))。導電性膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、CVD法等により成膜することもできる。導電性膜を構成する材料を含む化合物溶液をディッピング法、スピンコート法、インクジェット法などによって塗布して導電性膜を形成することもできる。導電性膜の材料は、例えば、Pd、Pt、Ru、PdO、SnO2などから適宜選択される。導電性膜の厚さは適宜設定される。次に、行配線2及び列配線3を介して導電性膜に給電して、通電フォーミング処理と通電活性化処理を行う。以上の工程により、電子放出部を備えた電子放出膜13が形成される(図7(b)、図1(b))。
第2基板21は第1基板1と同様に絶縁性を有する基板が用いられるが、表示を行うために可視光に対して透明な基板を用いる。表示部材24は、発光層25と、メタルバックと呼ばれるアノード電極26と、ブラックマトリクス(或いはブラックストライプ)と呼ばれる遮光層27と、メタルバック(不図示)から構成される。発光層25がモノクロームの場合には、遮光層27は省略することもできる。カラーの場合には、発光層25の配列により、遮光層27とから構成することができる。遮光層27を用いる理由は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体間の塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくすること、発光層25における外光反射によるコントラストの低下を抑制することにある。遮光層27の材料としては、通常用いられている黒鉛を主成分とする材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない材料を用いることができる。
表示部材24に蛍光体を塗布して発光層25を形成する方法は、モノクローム、カラーに関係なく、沈殿法及び印刷法等が採用できる。発光層25の内面側には、通常、アノード電極26としてメタルバックが設けられる。メタルバックは、発光層25を形成した後、発光層25の内面側表面の平滑化(通常、「フィルミング」と呼ばれる)を行い、その後Alを真空蒸着等により堆積させることで形成できる。アノード電極26として、メタルバックの変わりにITO等の透明導電性膜を用いることもでき、その場合には、透明導電性膜は第2基板21と発光層25との間に配置することもできる。
第2基板21上の表示部材24の周囲に、導電性枠体23との接合部となる接着部材22を形成する。接着部材22は封止部導電層7と同様に導電性部材が用いられる。接着部材22と封止部導電層7は異なる導電性部材を用いても構わないが、同じ導電性部材を用いるのが好ましい。スクリーン印刷法などにより、接着部材22の材料となる導電性部材を配置した後、乾燥、および焼成して形成される。配置位置は、導電性枠体23の寸法を考慮し、適正位置(導電性枠体23の位置ずれの許容範囲ない)になるように調整する。焼成温度は導電性部材により適宜選択される。また、膜厚は適宜設計される。接着部材22を第2基板21上に直接形成すれば、リアプレート100の電位規定電極8から、導電性枠体23を介して、接着部材22によって、フェイスプレート200の電位規定を確実に行うことができる。
リアプレート100とフェイスプレート200とを、基板の加熱、及び、位置合わせ(X,Y)及び間隔制御が可能な真空チャンバー(不図示)の中に入れる。真空チャンバー内で、導電性枠体23をリアプレート100上に戴置し、リアプレート100とフェイスプレート200を、それぞれに形成したアライメントマーク(不図示)を用いて位置合わせする(図8(e))。この際、リアプレート100とフェイスプレート200の間隔は相互に接しない位置にある。導電性枠体23は、少なくともその表面の略全体が導電性を有していていればよい。ガラス製の枠体の表面に導電性膜を形成しても良いが、加工の容易性の観点から、アルミニウムや鉄等の金属製或いは合金製であることが好ましい。金属製であっても、導電性枠体23の表面にはメッキ等の表面処理がされていてもよい。導電性枠体23の厚みは、リアプレート100とフェイスプレート200との間隔に応じて決定され、典型的には数100μm〜数mm程度である。
この状態で、チャンバー内でリアプレート100とフェイスプレート200の温度が封止部導電層7、接着部材22の融点になるまで昇温させる。次に、リアプレート100とフェイスプレート200を近接させて、封止部導電層7と導電性枠体23、及び、接着部材22とを接着する。当該工程は、導電性枠体23の各辺で低融点金属がはみ出ないように慎重に行う。その後、基板温度を下げることで、リアプレート100とフェイスプレート200は導電性枠体23と気密に接合されて気密容器となる。この封着工程でリアプレート100上の電位規定電極8と導電性枠体23とが、貫通孔6を介して、封止部導電層7によって電気的に接続される。そして、電位規定電極8に、所定電位に規定された不図示の導電性接触部材を接触させる。導電性接触部材は、所定電位に規定される導電テープや電気ケーブル、弾性部を有する金属部材等を用いることができる。導電性接触部材を、表示装置が備える気密容器の支持部材(例えば、シャーシ)や筐体(例えば、カバー)、電気回路のGND線と電気的に接続することによって接地することができる。接地電位以外の電位に規定する場合には、電気回路に接続する。上記した導電性接触部材の接触形態は、例えば、特開2003−092075号公報の図8〜16を参照することができる。これにより、リアプレート100上の電位規定電極8から導電性枠体23さらには、フェイスプレート200側の導電性の接着部材22までを、等電位(所定電位)に規定することができる。
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。
[素子電極の形成] 第1基板1として、通常プラズマディスプレイパネル等で使用されている、高歪点ガラスPD200(旭硝子(株)社製)の1.8mm厚ガラスを用いた。このガラス基板1上に、スパッタ法によってPt(厚さ20nm)を堆積させた。次に、フォトリソグラフィー工程でポジ型フォトレジスト(TSMR−8900/東京応化社製)をスリットコーティングした。引き続き、フォトマスクパターンでフォトレジストを露光して、現像した後、Arガスを用いてドライエッチングし、第1基板1上でエッチングを停止させ、素子電極12a,12bを形成した(図4(a))。
[列配線の形成] 続いて、第1基板1と素子電極12a、12bの上にスパッタ法により厚さ1.0umのCu膜を堆積させた。次に、前工程と同様にフォトリソグラフィー工程でレジストパターンを形成した。その後、パターニングしたフォトレジストをマスクとして、エッチャントとしてSEA−1(関東科学社製)を用いて1分間ウェットエッチングし、幅20umの列配線3を形成した(図4(b))。列配線3は、素子電極12aと重なるように形成した。
[導電性部材の形成] 前工程において、第1基板1上の列配線3が配置されない4隅に20ラインの束線からなる電位規定電極8を同時に形成した(図4(b))。電位規定電極8の1ラインあたりの線幅、膜厚は列配線3と同じである。
[配線絶縁層の形成] 次に、第1基板1、列配線3、素子電極12a、12b及び電位規定電極8の上に、配線絶縁層4として、CVD法により厚さ2.0umのSiO2膜を堆積した。続いて、フォトリソグラフィー工程でレジストパターンを形成した。その後、パターニングしたフォトレジストをマスクとして、配線絶縁層4の一部をエッチングして素子電極12a,12bを露出させるためのコンタクトホール31を形成した(図5(a))。エッチングは、エッチャントとしてLAL1000(ステラケミファー社製)を用いて10分間行った。コンタクトホール31の開口径は100umで、素子電極12bと重なるように形成した。
[行配線の形成] 続いて、配線絶縁層4上に、マスクを用いて、印刷技術によって、行配線2として、厚さ3.0μm、幅300μmのCu膜を形成した(図5(b))。行配線2は配線絶縁層4を挟んで素子電極12bと重なっており、配線絶縁層4のコンタクトホール31で素子電極12bと接続されている。
[封止部絶縁層の形成] 次に、第1基板1、行配線2、列配線3、素子電極12a、12b、電位規定電極8および配線絶縁層4の上に、封止部絶縁層5の材料となる感光性膜をラミネート法によりに形成する。感光性膜は、硝子ペーストであるJIF(JSR社製)を用いた。その後、マスクを用いて露光し、炭酸ナトリウム0.4%溶液を用いて、現像によりパターニングを行い、400℃の温度で焼成して封止部絶縁層5を形成した(図6(a))。このとき、封止部絶縁層5に貫通孔6を形成した。貫通孔6の開口径は100umで、先に形成した電位規定電極と重なるように4箇所形成した焼成後の厚さは30μmであり、幅は10mmであった。
[接着部材の形成] 次に、封止部絶縁層5の上に、Agペーストインキをスクリーン印刷法により配置した後、乾燥させ、480℃の温度で焼成して封止部導電層7を形成した。焼成後の厚さは3umであった。本例では、封止部導電層7の形成時に、貫通孔6にAgペーストを流れ込ませ、充填を行い、封止部導電層7と電位規定電極8を電気的に接続した(図6(b))。
[電子放出素子の形成] 次に、素子電極12a,12bの間に、パラジウムプロリン錯体をイソプロピルアルコールに溶解し、インジェット噴射装置を用いドット形が60μmになるように付与した。その後、この基板を空気中にて、350℃で10分間の加熱焼成処理をして導電性膜を形成した(図7(a))。その後、通電フォーミング処理と通電活性化処理を行い、電子放出部を有する電子放出膜13を形成した(図7(b))。
本実施例のリアプレート100において、封止部導電層7と電位規定電極8の間の抵抗をテスターで測定したところ、ほぼ0Ωとなり短絡されていることを確認した。
[フェイスプレートの作製] 1.8mm厚の高歪点ガラスPD200(旭硝子(株)社製)からなるガラス基板21をアニール、洗浄した。その後、ガラスペースト及び黒色顔料を含んだ黒色顔料ペーストを用いて、開口部を有する遮光層27を、厚さ10umでスクリーン印刷法により形成した。開口部サイズは、X方向75μm、Y方向200μmとした。続いて、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の三原色の各蛍光体膜を、開口部へスクリーン印刷法により塗布した。その際、X方向には、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の順に配置し、Y方向には同色の蛍光体を配置した。次に、CRTの分野で公知であるフィルミング法を用いて、アノード電極26としてメタルバックを作製した。蛍光体膜の上に樹脂中間膜を形成した後、真空蒸着法によりアルミニウムを厚さ100nmで形成した。その後450℃で焼成を行い、樹脂中間膜を除去した。続いて、表示部材24から離れて、ガラス基板21上に、Agペーストインキをスクリーン印刷法により配置した後、乾燥させ、480℃の温度で焼成して接着部材22を形成した。焼成後の厚さは3umであった。
[リアプレートとフェイスプレートの封着] リアプレート100、フェイスプレート200と、アルミニウムからなる導電性枠体23を真空加熱炉内で加熱圧着を行い、リアプレート100−導電性枠体23−フェイスプレート200を真空封着した。真空封着にあたり、リアプレート100とフェイスプレート200の間に基板同士の間隔を精度よく規定する厚さ2mmのガラス製のスペーサ(不図示)を挟み込み、間隔を一定にした。この加熱圧着工程で、Agからなる封止部導電層7と接着部材22は導電性枠体23と強固に接合させ、気密容器とした。このように表示装置を作製した。本実施例の表示装置において、接着部材22と電位規定電極8の間の抵抗をテスターで測定したところ、ほぼ0Ωとなり、短絡されていることを確認した。
この作製した表示装置の、行配線2に走査信号を印加し、列配線3に情報信号を印加しながら電子放出素子11を駆動した。情報信号として+6Vのパルス電圧を用い、走査信号として−10Vのパルス電圧を用いた。メタルバックに6kVのアノード電位を付与して表示を行った。なお、電位規定電極8は接地した。24時間連続して観察したが放電は生じず、安定して明るい画像を表示することができた。さらにアノード電位を12kVにして、1時間の表示を行ったが放電は生じなかった。
(比較例)
封止部絶縁層5に貫通孔6を形成せずに、実施例1と同様の工程で、比較用のリアプレートを作製した。貫通孔6を形成する代わりに、[封止部絶縁層の形成]の後に、以下の[導通膜の形成]工程を行った。
封止部絶縁層5に貫通孔6を形成せずに、実施例1と同様の工程で、比較用のリアプレートを作製した。貫通孔6を形成する代わりに、[封止部絶縁層の形成]の後に、以下の[導通膜の形成]工程を行った。
[導通膜の形成] 電位規定電極8と重なる封止部絶縁層5の側面から上面に渡って、電位規定電極8と導電性枠体23とに接触するように、ディスペンサを用いてインジウムを塗布して、導通膜を形成した。
走査型電子顕微鏡(SEM)にて断面形状を確認したところ、導通膜の膜厚は均一に形成されておらず、断線している箇所も確認された。封止部導電層7と電位規定電極8の間の抵抗をテスターで測定したところ、3MΩとなり、導電性がよくなかった。
さらに、フェイスプレート200と封着を行い表示装置を作製した。実施例と同様に、アノード電位を12kVにして、1時間の表示を行ったところ放電が生じた。
1 第1基板
5 封止部絶縁層
6 貫通孔
7 封止部導電層
8 電位規定電極
9 マトリックス配線
10 電子源
21 第2基板
23 導電性枠体
24 表示部材
5 封止部絶縁層
6 貫通孔
7 封止部導電層
8 電位規定電極
9 マトリックス配線
10 電子源
21 第2基板
23 導電性枠体
24 表示部材
Claims (4)
- 絶縁性の第1基板と、前記第1基板に対向する絶縁性の第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に配された導電性枠体と、前記導電性枠体と前記第1基板との間に設けられて、前記導電性枠体と気密に接合された導電層と、前記導電層と前記第1基板との間に設けられて、前記導電層と前記第1基板とを気密に接合する絶縁層と、で少なくとも構成された気密容器と、
前記気密容器の内側に設けられた表示手段と、
前記気密容器の外側から、前記第1基板と前記絶縁層との間を通って、前記気密容器の内側まで延在し、前記表示手段に接続された配線と、
前記気密容器の外側から、少なくとも前記第1基板と前記絶縁層との間まで延在する電極と、を備える表示装置であって、
前記絶縁層は、前記導電性枠体及び前記電極から前記配線を絶縁しているとともに、前記電極から前記導電性枠体に向かって貫通している貫通孔を有しており、前記導電層は、前記貫通孔を介して、前記電極と接続していることを特徴とする表示装置。 - 前記表示手段は、
前記第1基板の上に設けられた電子放出素子と、
前記第2基板の上に設けられて前記電子放出素子に対向し、少なくともアノード電極と発光層とが積層された表示部材とを有し、
前記配線は、前記電子放出素子に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記電極は、前記気密容器の外側にて、所定電位に規定される導電性接触部材と接触していることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
- 前記所定電位は接地電位であることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
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