JPH1021860A - フィールド・エミッション・ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＥＤの製造を容易にし、信頼性の高い製品
として提供する。 【解決手段】 冷陰極が多数個設けられたカソード電極
１０を支持するガラス基板１６と、表面に蛍光体が被着
形成されたアノード電極２６を支持する透明ガラス板２
４とを、前記冷陰極と前記アノード電極２６とを対向さ
せて所定間隔離間させ、その間を気密に封着するフィー
ルド・エミッション・ディスプレイにおいて、前記ガラ
ス基板１６および透明ガラス板２４の端面に、前記カソ
ード電極１０とこれに対向する透明ガラス板２４との
間、および前記アノード電極２６とこれに対向するガラ
ス基板１６との間に一端が挟まれて接合され、他端が外
部に延出されるリード４０を、絶縁体により封着して支
持したリード支持枠４２を固着して成ることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフィールド・エミッ
ション・ディスプレイ（Field Emission Display：ＦＥ
Ｄ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は電界放出電子を利用するフィール
ド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤとい
う）の構成を示す説明図である。１０はカソード電極、
１２はカソード電極１０の表面を被覆するアモルファス
シリコン等の抵抗膜、１４は抵抗膜１２上に縦横に配列
して形成した冷陰極である。冷陰極１４は電子の放出源
となるもので、電子を放出しやすくするため、電気的導
通体を用いて先端が尖鋭な円錐状に形成する。１６はカ
ソード電極１０を支持するガラス基板である。

【０００３】１８はカソード電極１０との間で高電圧を
印加して冷陰極１４から電子を放出させるゲートであ
る。ゲート１８は冷陰極１４の頂部とほぼ同じ高さ位置
にカソード電極１０と平行に配置し、各々の冷陰極１４
の上方に円形のゲート孔１８ａを開口させる。ゲート１
８には冷陰極１４の配列に合わせて各列ごとにゲート線
２０とこれに直交する配置でデータ線２２を設ける。ゲ
ート線２０とデータ線２２の交差位置により個々の冷陰
極１４に印加される電圧が制御され、冷陰極１４からの
電子の放出が制御される。

【０００４】２４は表示体となる透明ガラス板である。
２６は透明ガラス板２４の内面に形成した透明なアノー
ド電極である。アノード電極２６の表面には赤、緑、青
色に発光する蛍光体２８ａ、２８ｂ、２８ｃが被着形成
されている。３０は隣接する蛍光体２８ａ、２８ｂ、２
８ｃ間を絶縁する絶縁層である。冷陰極１４から放出さ
れた電子はゲート１８によって選択制御され蛍光体２８
ａ、２８ｂ、２８ｃに衝突して発光する。

【０００５】冷陰極１４から電子を放出させるため、ガ
ラス基板１６と透明ガラス板２４で挟まれたパネルの内
部は１０^-7Torr以下の真空に維持される。このため、ガ
ラス基板１６と透明ガラス板２４の周縁部に０．２〜
０．５ｍｍ程度の厚さのスペーサを挿入して基板間隔を
所定の間隔に設定し、基板の周囲を封止してパネル内の
真空を維持するようにしている。

【０００６】図５はガラス基板１６と透明ガラス板２４
の周縁部にスペーサ３２を配置した従来の構成を示す。
スペーサ３２は枠状に形成した部材で、スペーサ３２の
両面に塗布した低融点ガラス３４によりカソード電極１
０とアノード電極２６に各々気密に封着される。３６は
カソード電極１０と外部回路とを電気的に接続する配線
フィルムである。この配線フィルム３６は電気的絶縁性
フィルムを基材とし、冷陰極１４の列ごとに１本ずつ配
線パターンを設けたものである。３８はカソード電極１
０上に設けた接続パッドで、配線フィルム３６に設けら
れた配線が各々接続される。なお、アノード電極２６と
外部回路との間も同様な方法によって電気的に接続され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のＦ
ＥＤではガラス基板１６と透明ガラス板２４との間にス
ペーサ３２を挟んで基板を所定間隔で支持するととも
に、基板の周縁を気密にシールしてパネル内部を真空と
し、かつカソード電極１０およびアノード電極２６と外
部回路とを配線パターンフィルム、ワイヤボンディング
等により電気的に接続している。このため、従来のＦＥ
Ｄではパネルの周縁部でカソード電極１０およびアノー
ド電極２６と外部回路とを接続する構造が複雑になると
いう問題点があった。

【０００８】本発明は、これらの問題点を解消すべくな
されたものであり、とくに、ＦＥＤの周縁部における外
部回路との電気的な接続についての構成を簡素化し、こ
れによって組み立て、製造を容易にするＦＥＤを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、冷陰極が多数個
設けられたカソード電極を支持するガラス基板と、表面
に蛍光体が被着形成されたアノード電極を支持する透明
ガラス板とを、前記冷陰極と前記アノード電極とを対向
させて所定間隔離間させ、その間を気密に封着するＦＥ
Ｄにおいて、前記ガラス基板および透明ガラス板の端面
に、前記カソード電極とこれに対向する透明ガラス板と
の間、および前記アノード電極とこれに対向するガラス
基板との間に一端が挟まれて接合され、他端が外部に延
出されるリードを、絶縁体により封着して支持したリー
ド支持枠を固着して成ることを特徴とする。また、前記
絶縁体が、低融点ガラスであることを特徴とする。ま
た、前記カソード電極との間でリードを挟む透明ガラス
板の表面および、アノード電極との間でリードを挟むガ
ラス基板の表面に、アノード電極またはカソード電極と
電気的に絶縁されたダミー電極が設けられたことを特徴
とする。また、前記カソード電極およびアノード電極が
リードと高融点はんだにより接合されたことを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
つき添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る
ＦＥＤの一実施形態を示す断面図で、ガラス基板１６と
透明ガラス板２４の周縁部近傍において、カソード電極
１０およびアノード電極２６と外部回路との接続部分を
示す。

【００１１】本実施形態ではガラス基板１６と透明ガラ
ス板２４の周縁部に外部回路と接続するためのリード４
０を配置し、リード４０をカソード電極１０とアノード
電極２６を離間して支持するスペーサの作用を兼ねて使
用することを特徴とする。リード４０はガラス基板１６
に支持されたカソード電極１０と、透明ガラス板２４に
支持されたアノード電極２６とで厚さ方向に挟まれ、カ
ソード電極１０とアノード電極２６に電気的に接続され
て支持される。

【００１２】図２はＦＥＤのパネルの端面部分を示す斜
視図で、パネルの端面にＦｅ−Ｎｉ合金等の金属製のリ
ード支持枠４２を取り付けた状態の斜視図である。リー
ド支持枠４２にはリード４０を挿通するための挿通孔が
設けられ、各々の挿通孔にリード４０が挿通され低融点
ガラス４４により気密に封着されて支持される。リード
４０はカソード電極１０とアノード電極２６の配置に合
わせて所定間隔で配置される。なお、低融点ガラス４４
は電気的絶縁性を有する絶縁体であればよい。

【００１３】リード４０はカソード電極１０およびアノ
ード電極２６との接続端でガラス基板１６と透明ガラス
板２４を離間して支持するスペーサとして作用させるか
ら、このスペーサの間隔に合わせた厚さに形成する。実
施形態ではカソード電極１０とアノード電極２６との離
間間隔は２００μｍ程度である。したがって、リード４
０の厚さもこれに一致させている。

【００１４】カソード電極１０はガラス基板１６の内面
に形成され、アノード電極２６は透明ガラス板２４の内
面に形成されて相互に対向する位置関係にあるから、リ
ード４０に対しカソード電極１０はリード４０の下面に
接合され、アノード電極２６はリード４０の上面に接合
される。リード４０は１本おきにカソード電極１０とア
ノード電極２６に接続されるもので、リード４０は１本
ごとカソード電極１０あるいはアノード電極２６の一方
に電気的に接続される。

【００１５】このようにリード４０はカソード電極１０
とアノード電極２６の一方とのみ電気的に接続させ、か
つリード４０をスペーサとして機能させるため、本実施
形態ではリード４０と電気的に接続させない電極として
ガラス基板１６と透明ガラス板２４上にダミー電極４６
を設ている。すなわち、図１に示すように、リード４０
とカソード電極１０とを電気的に接続する際には透明ガ
ラス板２４に設けたダミー電極４６をリード４０の上面
に接合することにより、リード４０のスペーサ機能を保
持しつつ、カソード電極１０とリード４０とを電気的に
接続する。

【００１６】図３はガラス基板１６側のカソード電極１
０とダミー電極４６の配置を示す。ダミー電極４６はア
ノード電極２６に接続するリード４０の配置位置に合わ
せて隣接するカソード電極１０の中間に配置される。ダ
ミー電極４６はカソード電極１０とは電気的に絶縁して
形成され、カソード電極１０と同厚に形成される。これ
らのダミー電極４６はアノード電極２６との間でリード
４０を挟んで接合され、アノード電極２６とのみ電気的
に接続するためのものである。

【００１７】アノード電極２６側に設けるダミー電極４
６も上記のカソード電極１０側に設けたダミー電極４６
と同様に構成する。すなわち、透明ガラス板２４上に形
成されるアノード電極２６の一つおきにアノード電極２
６と同厚でダミー電極４６を設ける。このようにカソー
ド電極１０、アノード電極２６、ダミー電極４６を形成
したガラス基板１６および透明ガラス板２４にリード４
０を封着したリード支持枠４２を位置合わせし、各々の
リード４０をカソード電極１０およびアノード電極２６
に接合することにより、リード４０をスペーサとしてリ
ード４０とカソード電極１０およびアノード電極２６が
電気的に接続されて成るＦＥＤが得られる。

【００１８】ＦＥＤの組み立ては、まずリード支持枠４
２とガラス基板１６および透明ガラス板２４を位置合わ
せし、リード４０とカソード電極１０およびアノード電
極２６を高融点はんだ等で接合する。このとき、リード
４０で電極に接合されない他面側はダミー電極４６に接
合する。次に、リード支持枠４２をガラス基板１６と透
明ガラス板２４の端面にパネル内を真空にして気密に封
着する。リード支持枠４２を封着する方法は、真空チャ
ンバ内でリード支持枠４２をガラス基板１６と透明ガラ
ス板２４にろう付けする方法による。なお、リード支持
枠４２をろう付けするためガラス基板１６および透明ガ
ラス板２４の端面にあらかじめろう付け用の金属層５０
を設けておく。

【００１９】リード支持枠４２のろう付けは、まず、ガ
ラス基板１６を上位置にし、リード支持枠４２でガラス
基板１６に設けた金属層５０に接する端面に設けた溝部
分に、銀ろうあるいははんだ等でろう付けする。図１で
５２がろう付けによる封着部である。次に、透明ガラス
板２４を上位置にし、リード支持枠４２の溝部分にろう
材を配置し、加熱してろう付けする。このようにガラス
基板１６と透明ガラス板２４を別個にろう付けするの
は、ろう付け部分が下位置にあるとろう材が流れてしま
って確実なろう付けができないためである。

【００２０】このように、真空チャンバ内でリード支持
枠４２をガラス基板１６と透明ガラス板２６の端面にろ
う付けすることにより、内部が真空に保持されたＦＥＤ
が得られる。上記のようにリード４０を封着したリード
支持枠４２を使用してＦＥＤを組み立てる方法は、リー
ド４０とカソード電極１０およびアノード電極２６との
接続が容易で、従来のような配線パターンフィルムを使
用する方法あるいはワイヤボンディングによる方法にく
らべて製造が容易になるという利点がある。また、リー
ド４０とカソード電極１０およびアノード電極２６とを
高融点はんだ４８等で接合することにより、接合部の信
頼性を向上させることができＦＥＤとしての信頼性を向
上させることが可能になる。

【００２１】また、リード４０を接合する操作の際にリ
ード４０がガラス基板１６と透明ガラス板２４を所定間
隔で支持するスペーサとして作用させることにより、従
来のように別部品としてスペーサを使用する必要がな
く、リード４０とカソード電極１０およびアノード電極
２６との電気的接続と気密に封着する作業を一工程で済
ますことができて、ＦＥＤの製造作業をきわめて容易に
することが可能になる。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係るＦＥＤによれば、上述した
ように、カソード電極およびアノード電極と外部回路と
の電気的接続が確実になされ、かつリードがカソード電
極とアノード電極とを離間させるスペーサとして作用す
ることにより、ＦＥＤの組み立てを容易にし、これによ
ってＦＥＤの製造コストを有効に引き下げることを可能
にする等の著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＦＥＤの一実施形態を示す断面図
である。

【図２】パネルの外側面にリード支持枠を取り付けた状
態の斜視図である。

【図３】カソード電極とダミー電極の配置を示す斜視図
である。

【図４】ＦＥＤ内の冷陰極等の構成を示す説明図であ
る。

【図５】ＦＥＤのパネル外周縁でのシール方法の従来例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ カソード電極 １２ 抵抗膜 １４ 冷陰極 １６ ガラス基板 １８ ゲート ２４ 透明ガラス板 ２６ アノード電極 ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 蛍光体 ３２ スペーサ ３４ 低融点ガラス ４０ リード ４２ リード支持枠 ４４ 低融点ガラス ４６ ダミー電極 ４８ 高融点はんだ ５０ 金属層 ５２ 封着部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷陰極が多数個設けられたカソード電極
   を支持するガラス基板と、表面に蛍光体が被着形成され
   たアノード電極を支持する透明ガラス板とを、前記冷陰
   極と前記アノード電極とを対向させて所定間隔離間さ
   せ、その間を気密に封着するフィールド・エミッション
   ・ディスプレイにおいて、 前記ガラス基板および透明ガラス板の端面に、前記カソ
   ード電極とこれに対向する透明ガラス板との間、および
   前記アノード電極とこれに対向するガラス基板との間に
   一端が挟まれて接合され、他端が外部に延出されるリー
   ドを、絶縁体により封着して支持したリード支持枠を固
   着して成ることを特徴とするフィールド・エミッション
   ・ディスプレイ。
2. 【請求項２】 絶縁体が、低融点ガラスであることを特
   徴とする請求項１記載のフィールド・エミッション・デ
   ィスプレイ。
3. 【請求項３】 カソード電極との間でリードを挟む透明
   ガラス板の表面および、アノード電極との間でリードを
   挟むガラス基板の表面に、アノード電極またはカソード
   電極と電気的に絶縁されたダミー電極が設けられたこと
   を特徴とする請求項１または２記載のフィールド・エミ
   ッション・ディスプレイ。
4. 【請求項４】 カソード電極およびアノード電極がリー
   ドと高融点はんだにより接合されたことを特徴とする請
   求項１または２記載のフィールド・エミッション・ディ
   スプレイ。