JPH11501416A - 窓フレームを有する薄型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 表示装置（１）が窓フレーム（７）を設けられている。この窓フレームは前部壁（２）上に配置されている。窓フレームと前部壁との間、及び窓フレームと後部壁（３）又は中間素子（４）の突出部分との間に真空‐気密接続（10）が形成されている。前記の窓フレームが漏洩の危険を低減し、構造を強化し且つ表示装置を製造する改善された方法が達成されることを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 窓フレームを有する薄型表示装置 本発明は平坦な第１壁、第２壁、電子を発生するための手段、及び第１壁と第 ２壁との間に少なくとも１個の平坦な、開口された素子を具え、第１壁と第２壁 との間の空間は真空‐気密に密封されている、薄型表示装置に関するものである 。 本発明は更に表示装置を製造する方法にも関係している。 米国特許明細書第4,139,250 号に、冒頭部分に述べられた種類の表示装置の、 及び表示装置を製造する方法の記載が与えられている。ガス放電表示装置である この既知の表示装置は、前部板（第１壁）及び後部板（第２壁）を具えており、 それらの間に１個又は複数個の板状の、開口された間隔部材が置かれている。第 １壁と第２壁との間の空間は真空‐気密に密封されている。放電ガスが前記の空 間内に存在している。 前述の種類の他の表示装置は、例えば、電界放出原理に従って動作する薄い表 示装置、プラズマ放電によって駆動される液晶表示(LCD)装置、及び電子が電子 輸送ダクトを介して発光体素子へ、電子源から案内される表示装置である。 この既知の表示装置においては、第１壁と第２壁とがガラス‐はんだ接続によ って一緒に融合されている。前記の接続は第１壁、第２壁及び間隔部材を積み重 ねることにより（その第１壁は第２壁よりもわずかに小さい）、且つ溶液内、例 えば酢酸アミル内のガラス懸濁液を有する第１壁の側面を続いて設けることによ り形成される。酢酸アミルの蒸発の後に、この溶液が暫くの間約 440℃に加熱さ れて、その結果としてその材料が結晶化することなく溶融し、その後前記の材料 は高温（約 485℃）に暴露され、かくしてそれを液化し且つ結晶化させる。 この既知の表示装置の欠点は、ガラス懸濁液が設けられ難いこと、及び漏洩の 比較的大きい危険があることである。真空接続における漏洩はこの表示装置の故 障を生じる。 もっと信頼できる真空‐気密接続を有する表示装置を提供することが本発明の 目的である。これがより少ない故障率へ導く。 この目的のために、本発明による表示装置は、その表示装置が第１壁の回りに 設けられている窓フレームを具えて、その窓フレームは第１壁と平行に延在する 内側部分を有すること、真空‐気密接続が第１壁と前記の内側部分との間に形成 されること、前記の窓フレームが第１壁を横切り且つ第１壁を越えて延在する外 側部分を具えること、及び前記の外側部分が第１壁を越えて延在する表示装置の 平坦部分へ真空‐気密接続によって接続されることを特徴としている。 本発明による表示装置においては、平坦部分、例えば第２壁が、第１壁を越え て延在している。今後「フレーム」とも呼ばれる窓フレームは、前記の第１壁上 に配置され、そのフレームが、第１壁の外側表面へ、且つ他の側においては、前 記の突出する平坦部分へ、真空‐気密な方法で接続される。 既知の表示装置においては、種々の部分が積み重ねられ、その後ガラス懸濁液 が第１壁の回りに設けられる。前記のガラス懸濁液は第１壁、第２壁及び平坦素 子の間に真空‐気密接続を設けねばならない。前記の部分の相互接続する間に、 ガラス懸濁液は液化する。しかしながら、そのガラス懸濁液は高粘度を有し、す なわちそれはシロップ状である。その結果、前記の部分の相互接続する間に、ガ ラス懸濁液はそれらの部分（前部壁、後部壁及び平坦部分）の間へ、浸透し難い か、又は浸透してもごくわずかしか浸透しない。その結果、その接続の信頼性、 すなわち形成された接続が真空‐気密であるか否かが、真空接続の比較的大きい 長さによって、特に（10インチを越える）大きい表示装置に対しては、充分でな い。更にその上、たとえ良好な真空‐気密接続が作られたとしても、前記の接続 は剪断力に対して、すなわち前記の部分と平行な方向に平坦部分に働く力に対し て比較的弱い。そのような剪断力は、例えば、薄い表示装置が懸架された場合に 生じ得る。 本発明による表示装置においては、窓フレームが第１壁上に配置される。この 場合には、真空‐気密接続が、一方では第１壁の外側表面と窓フレームの内側面 との間に、及び他方では突出する平坦部分と窓フレームの外側縁との間に置かれ る。平坦部分の間に真空‐気密接続を作ることは必要ではない。 本発明による表示装置においては、真空‐気密接続が平坦な、実質的に平行な 表面の間に形成される。それのおかげで、漏洩の危険が大幅に低減され、それが 低故障率になる。それに加えて、その真空‐気密接続が剪断力に対して高い抵抗 を現す。 窓フレームの上述の利点はさておき、本発明は更に他の利点を有している。窓 フレームが表示装置の頑強さを増大し、それにより表示装置の破壊及び表示装置 への損傷を低減する。表示装置の破壊及び表示装置への損傷は前記の表示装置の 故障へ導く。 好適には、窓フレームは単一片である。窓フレームは、例えば相互接続される ２個又は複数の部分から成ってもよい。窓フレームを強固にすなわち単一片で構 成することにより、窓フレームの頑健さが増大され、それにより更に破壊の危険 を低減する。 本発明の好適な実施例においては、窓フレームが排気管を設けられる。このこ とが表示装置の厚さの低減へ導く。それに加えて、排気管の破壊の危険が低減さ れる。 窓フレームは好適には第１壁の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する材料 で作られる。 表示装置はそれの製造の間に熱に暴露される。窓フレームの材料が第１壁とほ ぼ同じ熱膨張係数を有する場合には、それらの双方が加熱に際して同じ程度だけ 膨張する。それのおかげで、これらの素子の間の熱応力が排除される。そのよう な熱応力は破壊又は漏洩及び従って故障を生じ得る。 好適な実施例においては、窓フレームの内側表面が、前記の平坦部分がそれに 対して位置決めされる基準面を設けられる。 この好適な実施例においては、窓フレームが基準面を設けられる。それのおか げで、第１壁に対する前記の平坦部分の位置が正確に決定され得る。 別の実施例においては、この窓フレームの透過率が前部壁の透過率と異なって いる。 それのおかげで、この表示装置は暗い縁を設けられ得る。 更にもう一つの実施例においては、窓フレームがハウジング内にその表示装置 を固着するための手段を設けられている。 本発明による表示装置における真空‐気密接続は、例えば熱圧着であってもよ く、それは相互接続されるべき部分の間に金属の薄層を設けることにより形成さ れ、その後幾らかの圧力を及ぼしている間に、前記の金属が金属の溶融温度の約 90％の温度に加熱され、且つ接続は相互接続されるべき部分の材料における金属 の拡散によって作られる。しかしなから、好適には、真空‐気密接続ははんだ‐ ガラス接続により形成される。 本発明による表示装置においては、この真空‐気密接続の信頼性が、部品、特 に前部壁及び後部壁がそれにより平坦素子に対して位置決めされる精度の低減無 しに、改善されることは注目される。真空‐気密接続が前部壁、後部壁及び平坦 素子の間に作られる構造は、平坦部分を横切る方向に見て、部品の間の距離が別 々の表示装置の間と１個の表示装置におけるとの双方で変動を現すと言う欠点を 有している。前記の平坦部分の間の接続の厚さは、用いられた接続する材料に大 幅に依存し、且つその方法は制御するのが困難である。実際には、これが接続の 厚さにおける変動を、且つ結果として、前記の部品間の距離における変動を生じ る。それに加えて、部品が相互に対して移動されると言う危険が増大される。こ のことは、部品を相互接続する間に、粘性層が前記の部品間に存在すると言う事 実に帰され得る。双方の効果が表示される映像の質と一様性とに悪く影響し、且 つ故障を生じ得る。 第１及び第２壁及び中間平坦素子が相互接続される薄型表示装置を製造する方 法が、本発明に従って、窓フレームが第１及び第２の予め艶だしされた表面を設 けられ、且つ、続いて、第１及び第２壁及び平坦素子が積み重ねられ、その後窓 フレームが第１壁上に配置されるので、予め艶だしされた表面が、それぞれ第１ 壁の表面及び第１壁を越えて延在する平坦素子又は第２壁の部分の表面と噛み合 い、その後その組立品が加熱され、それにより第１壁と窓フレームとの間及び前 記の部分と窓フレームとの間にガラス‐はんだ接続を形成することを特徴とする 。 本発明による方法は、本発明に従って製造された表示装置において、酸化と汚 染との双方又はいずれか一方が、既知の方法に従って、電極のような部品の酸化 と汚染とが排除することが困難である位置において、排除と低減との双方又はい ずれか一方をされ得ると言う利点を有している。 ガラス懸濁液は、結合剤、例えばニトロセルロースを含んでいる。前記の結合 剤は高温への前記のガラス懸濁液の加熱の間に燃え尽くされる。前記の結合剤を 燃え尽くすために、空気又はその他の酸素含有ガスを使用しなくてはならない。 しかしながら、高温と組み合わせた酸素は、表示装置内の、例えば放射表面すな わち電極に望ましくない酸化を生じる。それに加えて、燃え尽くされた結合剤の 残留物が表示装置内に沈殿する。またそのような沈殿物が、この表示装置の動作 に制御できない、負の効果を有する。本発明による方法においては、相互接続さ れるべき表面が予め艶だしされる。このことは相互接続されるべき表面の一方又 は双方（窓フレーム、第１壁と突出平坦部分との双方又はいずれか一方）がガラ ス懸濁液を設けられ、その後ガラス懸濁液の材料が結晶化することなく溶融する 加熱ステップが実行される。この第１ステップが、酸素と組み合わせて高温へそ の表示装置の他の部分を露出する必要無しに実行され得る。結合剤はこの第１加 熱ステップの間に燃え尽くされる。続いて、それらの部分（前部壁及び後部壁及 び中間平坦素子）が積み重ねられ、窓フレームが第１壁上に設けられ、且つガラ ス‐はんだ接続がガラス‐はんだ接続が結晶化する加熱ステップにより作られる 。灰化残留物はこの表示装置内に沈殿し得ない。それに加えて、全体として表示 装置が高温に暴露される間の期間は一般に低減され、それが酸化の低減になる。 好適に、第２加熱ステップが無酸素環境（それは真空を含むと理解されねばなら ない）において実行される。この場合には、酸化が起こり難いかまたは起こって も少しだけである。好適に、窓フレームが予め艶だしされる。 本発明のこれらの態様が以下に記載される実施例から明らかになり、且つ本発 明のその他の態様が以下に記載される実施例を参照して解明されるでろう。 図において、 図１は既知の表示装置の断面図であり、 図２は本発明による表示装置の断面図であり、 図３は本発明による表示装置の前部図であり、 図４は本発明による表示装置の別の例を示し、 図５及び６は本発明による表示装置の他の例を示し、 図７は予め艶だし加工された窓フレームの図であり、 図８は本発明による方法を図解している。 これらの図は図式的であり、且つ、一般に、比例尺で描かれていない。 図１は米国特許明細書第4,139,250 号から知られている表示装置の断面図であ る。表示装置１は第１壁２、第２壁３及びスペーサー板４を具えている。このス ペーサー板は開口部５を設けられている。第２壁３は第１壁２よりもわずかに大 きい。真空気密接続６（密封材料）が周囲を取り囲んで設けられている。第１壁 と第２壁とは今後それぞれ「前部壁」と「後部壁」とも呼ばれるだろう。前記の 壁を設ける方法はここで上述されたけれども、もっと詳細な記載は米国特許明細 書第4,139,250 号を参照されたい。この既知の表示装置の欠点は、形成された真 空接続の信頼性が比較的低いことである。これはたぶんガラス懸濁液の高粘度の ためとされ得る。液状においては、前記のガラス懸濁液はきわめてシロップ状で ある。その結果、接続処理の間、それらの部分（前部壁と後部壁及び平坦素子） の間をガラス懸濁液は浸透し難く、浸透してもごくわずかしか浸透しない。従っ て、相互接続されるべき平面上の小さい掻き傷が正確に満たされないので、漏洩 が生じ得る。その上、一部分が一般にガラス又はセラミック材料で作られた（例 えば15インチを越える対角線を有する）特に比較的大きい、平坦な表示装置は、 破壊がしばしば生じるので、注意して取り扱われねばならない。 図２は本発明による表示装置の断面図である。表示装置１は第１壁２の回りに 延在する窓フレーム７を設けられている。前記の窓フレームは前部壁２と平行に 延在する第１（内側）部分８、及び前部壁２を横切って延在する第２（外側）部 分９を具えている。真空接続10が第１壁２と前記の部分８、及び第２壁３と前記 の部分９を相互接続する。本発明による表示装置においては、真空‐気密接続が 平坦な、実質的に平行な表面間に形成される。既知の表示装置における密封と比 較すると、この接続の密封効果が大幅に改善される。接続処理の間、ガラス懸濁 液が前記の平行表面間に押し広げられる。そのおかげで、漏洩の危険が大幅に低 減され、それが低故障率になる。それに加えて、前記の真空‐気密接続が剪断力 に対してより良好な抵抗を現す。例えば、この表示装置が懸架される（壁上の絵 画）場合に、剪断力が生じる。部品２、３及び４が相互に対して正確に整列され る場合に、真空接続10の製作がこの整列を妨害しないことが非常に好都合である 。これは、ガラス懸濁液がこれらの部品２、３及び４の間に存在しないと言う事 実 のためとされ得る。部品２、３及び４の良好な整列が非常に重要であることが注 目される。種々の部品間の距離も、表示される映像を決定する因子であって、且 つこれらの距離の変動自身が表示される映像の質と一様性との双方又はいずれか 一方における差として明示する。部品２及び４と３及び４との間の双方又はいず れか一方に真空‐気密接続、例えばガラス‐はんだ接続10がある場合には、その ガラス‐はんだ接続の厚さもまた前記の部品の間の距離を決定する因子である。 かくして、防止することが困難又は不可能であるガラス‐はんだ接続の厚さの変 動が、そのような構造においては、表示装置の質における変動へ、及びたぶん故 障へ導く。更に、そのような状態においては、相互接続されている部品２及び３ と３及び４との双方又はいずれか一方の間に種々の層がある。その結果、それら の部品は相互に対して比較的容易に動き得る。本発明による表示装置においては 、それらの効果のいずれもが生じない。接続10の厚さに変動があり得るが、しか しなから、これらの変動は部品２、３及び４間の距離に影響しないか、又はほと んど影響しない。これらの部品を相互接続する間、部品２及び３と３及び４との 双方又はいずれか一方の間に粘性層が無いので、これらの部品は（ほとんど）相 互に対して動かない。 別の利点は、窓フレーム７が表示装置を強化し（それにより破壊の危険を低減 する）、且つ第１壁が掻き傷に対する防護を与える。図３は図２の表示装置の前 面図を示している。この例においては、窓フレームは第１壁２よりも暗く、それ が表示される映像の見掛けコントラスト及び見掛け明るさの増大へ導く。この例 においては、窓フレームが（それらのうちの２個が示されている）角素子11を設 けられている。これらの角素子はハウジング内に表示素子を吊るすために用いら れ得る。特にそのような実施例においては、接続10、12が剪断力に耐え得ること が重要である。 図４は本発明による表示装置の別の例の断面図である。この例においては、部 分９が後部壁３へ接続されている。この実施例においては、窓フレームの強化効 果が図２の実施例におけるよりも大きいので、この点においてこの実施例は好適 である。しかしながら、接続10、12の製作は図２に示された実施例よりももっと 困難である。双方の実施例において、真空接続10、12が２個の平坦な、実質的に 平行な表面間に作られ、それが漏洩の危険を低減する。 図５は本発明による表示装置のもう一つの例の断面図である。図２及び３の例 においては、前部壁と後部壁との間に唯一のスペーサーがある。図５の例におい ては、スペーサー素子４と板状素子13とが、前部壁２と後部壁３との間に設けら れている。この例においては、この板状素子が、動作中に電界の影響のもとで電 子を放射する電子放射性の鋭い素子14を有し、その電子がスペーサー４内の開口 部15を通過して、前部壁２の内側表面上の発光体素子16上に衝突する。そのよう な表示装置は一般に電界放出型表示装置と呼ばれる。この例においては、板状素 子13が前部壁２から突出している。接続10によって、窓フレーム７が一方で前部 壁２へ、他方で前記板状素子13へ真空‐気密に接続される。この例においては、 板状素子13が、図示されていない開口部を設けられている。この表示装置は排気 管17を介して排気され得る。電子放射性の鋭い素子14と発光体素子16との間の距 離もまた表示される映像の強度を決定する因子である。この距離の差が表示され る映像の一様性に不利に影響する。電子放射性の鋭い素子14と発光体素子16との 双方又はいずれか一方に対する、電子放射性の鋭い素子14及び発光体素子16と開 口部15と双方又はいずれか一方の移動もまた、表示される映像の質の低下へ導く 。 図６は本発明による表示装置の更にもう一つの例を示している。この例におい ては、窓フレーム７が排気管17を設けられている。例えば、図５に示された実施 例に対するこの実施例の利点は、表示装置の厚さが低減されることである。この 図において、破線の矢印がいかにして排気処理が実行されるかを示している。こ の例においては、表示装置の排気用のダクトを具えた板が、後部壁３と平坦素子 ４との間に置かれる。前記の後部壁３は図５に示されたように電子放射素子14を 設けられてもい。 図７は予め艶だし加工された窓フレーム７の前面図を示している。部分８及び ９が予め艶だし加工される。これは溶液、例えば酢酸アミル内のガラス懸濁液を 有する部分８及び９を設けることにより達成され得る。適切なガラス懸濁液は、 例えば商品名パイロセラム(Pyroceram)7590のもとでコーニング(Corning)社によ り売られている懸濁液である。酢酸アミルの蒸発の後に、この溶液が暫くの間約 390℃まで加熱され、その結果この材料が結晶化することなく溶ける。そのガ ラス懸濁液内に存在する結合剤（この例においてはニトロセルロース）がこの処 理ステップにおいて燃え尽くされる。 図８は本発明による方法を図解している。前部壁２、中間素子４及び、この例 においては後部壁14がそれに固着された中間素子13が積み重ねられる。図８は、 この処理において錘20が用いられ得ることを図式的に示している。予め艶だし加 工された窓フレーム７が（この図では予め艶だし加工された素子10が示されてい る）前部壁２上に配置される。続いて、この組立品が高温（例えば約 440℃）ま で加熱され、かくしてその予め艶だし加工された素子を溶けさせ、且つ結晶化さ せるので、窓フレーム７、前部壁２及び板状素子13の間の、図５に示されたよう な、接続が形成される。既知の方法に対する利点は、表示素子及び特に電子‐放 射表面及び電極のような部品が、ガラス懸濁液の結合剤の灰化残留物に暴露され て、且つガラス懸濁液の結合剤の灰化残留物により汚染されないこと、及びそれ に加えて、それらが高温に暴露されねばならない時間が低減されることである。 高温への暴露は部品、例えば放射表面又は鋭い素子の酸化へ導き得る。好適に、 予め艶だしされた窓フレーム７と前部壁２及び板状素子13との間の接続は、窒素 又は真空のような無酸素環境において確立される。この方法において、酸化が妨 げられる。図示の例においては、窓フレームの艶だしされた表面は実質的に平行 である。これは好適な実施例である。相互接続する間に、相互接続れれるべき素 子は普通は相互に対して圧迫される。好都合に、この圧迫力は両接続の接続表面 に対して（なるべく垂直に）横方向に延在している。この方法において、部品が 相互に対して移動される危険が低減される。窓フレーム７の内側表面は、中間素 子４のような素子のための、基準面を設けられ得て、それが前記の基準面との接 触へ滑らされ得る。 本発明の範囲内で、多くの変形がこの技術に熟達した人々に対して可能である ことは明らかであろう。例えば、図において窓フレームは前部壁上に配置されて いる。本発明の範囲内で、後部壁上に窓フレームを配置することが代わりに可能 である。一方が前部壁上で、且つ他方が後部壁上の、２個の窓フレームの使用も また可能である。図８に図解された方法においては、ガラス‐はんだ接続が用い られ、且つ接続が作られる場合に、ガラス懸濁液が結晶化する。結晶化は非可逆 処理であり、すなわち接続の再溶融は一般に不可能である。本発明による方法の 範囲内で、結晶化しないガラス懸濁液が代わりに使用され得る。そのようなガラ ス懸濁液によって作られる接続は可逆である。結晶化するガラス懸濁液の使用は 、結晶化された接続が一層強いと言う利点を有している。結晶化しないガラス懸 濁液の使用は接続が可逆であり、すなわち必要あるいは望ましい場合には、その 接続が熱へ表示装置を暴露することにより破壊され得ると言う利点を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．平坦な第１壁、第２壁、電子を発生するための手段、及び第１壁と第２壁と の間に少なくとも１個の平坦な、開口された素子を具え、第１壁と第２壁との間 の空間は真空‐気密に密封されている、薄型表示装置において、 該表示装置が第１壁の回りに設けられている窓フレームを具えて、その窓フ レームは第１壁と平行に延在する内側部分を有すること、真空‐気密接続が第１ 壁と前記の内側部分との間に形成されること、前記の窓フレームが第１壁を横切 り且つ第１壁を越えて延在する外側部分を具えること、及び前記の外側部分が第 １壁を越えて延在する表示装置の平坦部分へ真空‐気密接続によって接続される ことを特徴とする薄型表示装置。 ２．請求項１記載の薄型表示装置において、窓フレームは単一片であることを特 徴とする薄型表示装置。 ３．請求項１又は２記載の薄型表示装置において、窓フレームが排気管を設けら れることを特徴とする薄型表示装置。 ４．請求項１〜３のいずれか１項記載の薄型表示装置において、真空‐気密接続 がはんだ‐ガラス接続により形成されることを特徴とする薄型表示装置。 ５．請求項１〜４のいずれか１項記載の薄型表示装置において、真空‐気密接続 が実質的に平行な表面の間に形成されることを特徴とする薄型表示装置。 ６．請求項１〜５のいずれか１項記載の薄型表示装置において、窓フレームが第 １壁の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する材料で作られることを特徴とす る薄型表示装置。 ７．請求項１〜６のいずれか１項記載の薄型表示装置において、第１壁が発光体 素子を設けられ且つ平坦素子が前記の発光体素子に対応する開口部を設けられる ことを特徴とする薄型表示装置。 ８．第１及び第２壁と中間平坦素子とが相互接続される、薄型表示装置を製造す る方法において、 窓フレームが第１及び第２の予め艶だしされた表面を設けられ、且つ、続い て、第１及び第２壁と平坦素子とが積み重ねられ、その後窓フレームが第１壁 上に配置され、それから前記予め艶だしされた表面が、それぞれ、第１壁の表 面及び第１壁を越えて延在する平坦素子又は第２壁の部分の表面と噛み合い、そ の後その組立品が加熱され、それにより第１壁と窓フレームとの間及び前記の部 分と窓フレームとの間にガラス‐はんだ接続を形成することを特徴とする薄型表 示装置を製造する方法。 ９．請求項８記載の方法において、加熱処理が無酸素環境において実行されるこ とを特徴とする薄型表示装置を製造する方法。 １０．請求項８又は９記載の方法において、前記加熱処理の間にガラス懸濁液が 結晶化することを特徴とする薄型表示装置を製造する方法。