WO2004021387A1 - 平面型表示装置 - Google Patents

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WO2004021387A1
WO2004021387A1 PCT/JP2003/010698 JP0310698W WO2004021387A1 WO 2004021387 A1 WO2004021387 A1 WO 2004021387A1 JP 0310698 W JP0310698 W JP 0310698W WO 2004021387 A1 WO2004021387 A1 WO 2004021387A1
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display device
front substrate
sealing
core material
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PCT/JP2003/010698
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Inventor
Masahiro Yokota
Akiyoshi Yamada
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Toshiba
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    • H01J31/125Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
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    • H01J2329/8675Seals between the frame and the front and/or back plate

Definitions

  • the present invention relates to a flat display device having a flat shape, and more particularly to a flat display device having a front substrate and a rear substrate which are arranged to face each other and are sealed to each other via a sealing portion.
  • Such flat panel display devices include a liquid crystal display (hereinafter, referred to as an LCD) that controls the intensity of light using the orientation of the liquid crystal, and a plasma display that emits phosphors by ultraviolet rays of plasma discharge.
  • LCD liquid crystal display
  • plasma display that emits phosphors by ultraviolet rays of plasma discharge.
  • a display panel (hereinafter, referred to as a PDP), a field emission display (hereinafter, referred to as an FED), which emits a phosphor by an electron beam of a field emission type electron-emitting device
  • FED field emission display
  • SED surface conduction electron emission display
  • FEDs and SEDs generally have a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other with a predetermined gap, and these substrates are joined to each other via a rectangular frame-shaped side wall to form a vacuum. Constructs an envelope.
  • a phosphor screen is formed on the inner surface of the front substrate, and a number of electron-emitting devices are provided on the inner surface of the rear substrate as electron emission sources for exciting the phosphor to emit light.
  • a plurality of support members are provided between these substrates.
  • the potential on the back substrate side is almost the ground potential, and the anode voltage Va is applied to the phosphor screen.
  • An image is displayed by irradiating the red, green and blue phosphors constituting the phosphor screen with an electron beam emitted from the electron-emitting device to cause the phosphors to emit light.
  • the thickness of the display device can be reduced to a few mm, and the CRT used as a display for current televisions and displays can be used. In comparison, it is possible to achieve a reduction in weight and thickness.
  • the display device as described above is disclosed, for example, in the following literature.
  • the resistance can be increased relatively easily by increasing the thickness of the substrate or adding a reinforcing film or a reinforcing frame to the substrate.
  • the sealing portion the use of hard flat glass and an increase in the sealing width can improve the durability.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to provide a flat display device having improved reliability by preventing displacement of a sealing portion and deterioration of sealing performance. .
  • a flat display device includes a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other, and a peripheral substrate located between peripheral portions of the front substrate and the rear substrate.
  • the reinforcing portion has a structure in which a core material is embedded between the front substrate and the rear substrate via an adhesive material, or one of the front substrate and the rear substrate.
  • the core material is fixed to the other side with an adhesive material, and the other end surface of the rear substrate or the front substrate is received by the core material.
  • the external force acting on the peripheral portion of the substrate is provided by providing the reinforcing portion on the peripheral portion of the front substrate and the rear substrate outside the sealing portion. External forces acting on the sealing portion and receiving by the reinforcing portion can be greatly reduced. Thereby, even when an external force acts, it is possible to prevent the displacement of the sealing portion and the deterioration of the sealing property, and to obtain a flat-panel display device with improved reliability and display characteristics.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an FED according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the above FD taken along line II-II of FIG.
  • Figure 3 is a plan view of the above FED.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing a part of the FED according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing a part of the FED according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the FED taken along line VI—VI of FIG.
  • FIG. 7 is a plan view showing an FED according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG. 7 taken along line VIII-VIII.
  • FIG. 9 is a sectional view showing an FED according to still another embodiment of the present invention.
  • each FED has a transparent rectangular shape.
  • a back substrate 11 and a front substrate 12 made of a glass plate, for example, are provided, and these substrates are opposed to each other with a predetermined gap.
  • the back substrate 11 and the front substrate 12 are sealed at their peripheral edges by a sealing portion 13 to form a flat rectangular vacuum envelope 10.
  • the sealing portion 13 is formed in a rectangular frame shape, is located between the peripheral portions of the rear substrate 11 and the front substrate 12 and extends around the entire periphery of these substrates.
  • a phosphor screen 16 is formed on the inner surface of the front substrate 12.
  • the phosphor screen 16 is configured by arranging red, blue, and green phosphor layers and a light-shielding layer. These phosphor layers are formed in a strip shape or a dot shape.
  • a metal back 17 that functions as a rear electrode made of aluminum or the like is formed on the phosphor screen 16.
  • a number of spacers 14 each having a plate shape or a column shape are arranged. The spacer 14 supports the atmospheric pressure load acting on these boards by contacting both ends thereof with the rear board 11 and the front board 12, respectively. Is maintained.
  • the rear substrate 11 and the front substrate 12 are made of, for example, glass plates each having a size of 30 to 50 "and a thickness of about 3 mm or less, and a gap of about 1 mm is formed by the spacer 14.
  • the sealing portion 13 is formed with a low melting point metal material, for example, indium to have a width of about 2 mm.
  • reinforcing portions 20 for reinforcing the sealing portion are provided on the four sides of the rear substrate 11 and the front substrate 12 outside the sealing portion 13. I have.
  • Each reinforcing portion 20 has an elongated plate-shaped core material 22 and an adhesive material 24.
  • the core material 22 is sandwiched and fixed between the peripheral portions of the rear substrate 11 and the front substrate 12 via an adhesive material 24, and extends along the corresponding side near the sealing portion 13. I have.
  • each reinforcing portion 20 is disposed over substantially the entire length of each side of the substrate excluding the corners.
  • Each core member 22 is formed of, for example, a glass rib having a rectangular cross section with a thickness of about 0.8 mm and a width of 6 mm.
  • the adhesive material 24 for example, an inorganic adhesive is used.
  • the adhesive material 24 is filled in the gap between the outer surface of the core material 22 and the rear substrate, the front substrate, and the sealing portion 13, and has a layer thickness of about 0.1 mm.
  • a voltage is applied to the electron-emitting device 18 via the wiring formed on the rear substrate 11 so that the electron-emitting device is connected to the phosphor screen 16. This emits electrons toward the phosphor screen, whereby the phosphor layer of the phosphor screen 16 is excited to emit light, and an image is displayed.
  • a glass plate having a plate thickness of slightly less than 3 mm is prepared as the rear substrate 11 and the front substrate 12. Electron-emitting devices 18 and various wirings are formed on the back substrate 11.
  • a spacer 14 is fixed on the rear substrate 11 in advance by using a low-melting metal sealing material such as flat glass or indium.
  • a metal back 17 made of a phosphor screen 16 and an aluminum film is formed on the front substrate 12.
  • an indium having a width of 2 mm and a thickness of 1.0 mm is applied along one surface of the one substrate, for example, the rear substrate 11 to form a sealing portion 13.
  • indium has a low melting point of 156 ° C and, in addition, emits an extremely small amount of gas even when heated in a vacuum, so that there is little deterioration in the characteristics of FED.
  • Excellent sealing material As a sealing material for forming the sealing portion 13, in addition to indium, an alloy containing indium, or an inorganic or resin-based adhesive can be used.
  • the rear substrate 11 and the front substrate 12 prepared as described above are sealed in a vacuum chamber to form a vacuum envelope 10. That is, the back substrate 11 and the front substrate 12 are heated to release the surface adsorbed gas of each member, and further, these members are washed with an electron beam. Subsequently, after the rear substrate 11 and the front substrate 12 are arranged in a vacuum chamber in a state where they are opposed to each other, the indium forming the sealing portion 13 is electrically heated and melted sufficiently. In this state, the rear substrate 11 and the front substrate 12 are pressed in a direction approaching each other, and the peripheral portions of the rear substrate 11 and the front substrate 12 are sealed by the sealing portion 13 made of indium. Seal.
  • the rear substrate 11 and the front substrate 12 are cooled, and the sealing portion 13 is solidified, thereby forming the FED vacuum envelope 10.
  • the core material 22 is pushed in and sandwiched between the peripheral portions of the substrate. .
  • the adhesive material 24 is cured to form a reinforcing portion 20.
  • the vacuum envelope 10 is provided with a reinforcing portion 20 on the outer peripheral portion of the vacuum envelope 10 outside the sealing portion 13. Even when an external force acts on the sealing member, it is possible to prevent the sealing portion 13 from being displaced and the sealing property from deteriorating, thereby improving the reliability.
  • the inorganic adhesive which is the adhesive material 24 in the reinforcing portion 20
  • the inorganic adhesive is a relatively hard material among the adhesives, but the hardness against the shearing force is the same as that of the sealant if the adhesive area is the same. It is almost the same as indium, which is the base material. For this reason, in a reinforcing structure without a core member 22 made of a glass rib harder than the sealing material and the adhesive material, Only a reinforcing effect to the extent that the sealing width of the sealing portion is increased is obtained, and the stress acting on the sealing portion 13 formed of the alloy is not particularly reduced.
  • the hardness of the core material 22 constituting the reinforcing portion 20 with respect to the shearing force is about 2 to 20 times higher than that of the adhesive material 24.
  • the layer thickness of the adhesive material 24 is sufficiently thin, about 0.1 mm, so that the overall hardness of the reinforcing portion 20 is significantly higher than that of the sealing portion 13. Therefore, most of the shearing stress acting on the peripheral portions of the back substrate 11 and the front substrate 12 is concentrated only on the hard reinforcing portion 20, and the soft indium is harder on the reinforcing portion 20. As described above, most of the stress that has been acting on the sealing portion 13 is concentrated on the hard reinforcing portion 20 as described above. Act.
  • the reinforcing portion 20 is made of a material that does not yield and has a certain bonding area. According to the present embodiment, the reinforcing portion 20 has an adhesive width of about 5 to 6 mm over each side of the substrate, and as a result, it is possible to obtain practically sufficient flexural strength.
  • the sealing portion 13 can be effectively reinforced by a simple configuration in which the reinforcing portion 20 is provided, and the vacuum envelope 1 Even when an external force acts on 0, the displacement of the sealing portion 13 and the deterioration of the sealing property can be prevented.
  • This makes it possible to obtain an FED with high sealing performance, a high degree of airtightness, a prevention of misalignment between the rear substrate 11 and the front substrate 12, and improved reliability and display characteristics.
  • the core material 22 of the reinforcing portion 20 is formed of a material which is at least harder than the sealing portion 13 and the adhesive material 24, the reinforcing effect can be obtained.
  • the desired hardness can be obtained even if it is made of a metal, ceramics, or the like, not limited to the used glass.
  • the adhesive material 24 of the reinforcing portion 20 is not limited to the inorganic adhesive described above, but is generally desired to be a resin material such as epoxy, or a material obtained by adding silica or alumina filler. Hardness and reinforcement effect can be obtained.
  • the region in which the reinforcing portion 20 is formed is not limited to the above-described embodiment, and may be provided over the entire periphery of the substrate outside the sealing portion 13.
  • the reinforcing portion 20 is not limited to the four sides of the back substrate and the front substrate, but can be provided with a reinforcing effect if provided along at least one side.
  • a configuration may be adopted in which a plurality of reinforcing portions 20 are provided intermittently on each side of the back substrate 11 and the front substrate 12. Also in this case, the operation and effect can be obtained as in the first embodiment described above.
  • the core material 22 constituting each reinforcing portion 20 includes a filling portion 26 for filling the adhesive surface with the adhesive material 24.
  • a filling portion 26 for filling the adhesive surface with the adhesive material 24.
  • I have.
  • a plurality of filling portions 26 are provided for each core material 22 and are arranged at intervals in the longitudinal direction of the core material.
  • Each filling portion 26 has a pair of through-holes 28 a and 28 b extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the core member 22 and orthogonal to each other.
  • the core material 22 is sandwiched between the peripheral portions of the rear substrate 11 and the front substrate 12 via an adhesive material 24. And is fixed along the side of the substrate near the sealing portion 13.
  • the reinforcing portion 20 When forming the reinforcing portion 20 having the above configuration, first, a core member 22 is loaded between the peripheral portions of the substrates on each side of the rear substrate 11 and the front substrate 12. After that, the adhesive material 24 is injected from the through holes 28a and 28b of each filling portion 26 and guided to the adhesive surface. That is, the adhesive material 24 is filled into the gap between the outer surface of the core member 22 and the rear substrate, the front substrate, and the sealing portion 13 through the filling portion 26. Thereafter, the reinforcing material 20 is formed by curing the adhesive material 24.
  • the core material 22 of the reinforcing portion 20 has the filling portion 26, after the core material is loaded between the peripheral portions of the rear substrate 11 and the front substrate 12,
  • the adhesive surface can be filled with the adhesive material 24 through the filling section.
  • the thickness of the adhesive material 24 located in the gap between the outer surface of the core material 22 and the rear substrate, the front substrate, and the sealing portion 13 is compared with that of the first embodiment described above. It can be formed thin. Further, the core material 22 can be made larger as much as the adhesive material layer can be made thinner, and the reinforcing effect of the reinforcing portion 20 can be further improved.
  • each filling portion 26 is provided in each reinforcing portion.
  • Each filling part 26 is made of core material 22 At least one outlet opening in the gap between the outer surface of 2 and the rear substrate, front substrate, and sealing portion 13 and at least one opening outside the vacuum envelope 10 It suffices if both have one inlet and one.
  • the filling portion 26 is not limited to the above-described through hole, and may be configured by a groove formed on the surface of the core member 22.
  • each reinforcing portion is fixed by being sandwiched between the peripheral portions of the rear substrate 11 and the front substrate 12 via the adhesive material 24, and near the sealing portion 13. It extends along the side of the substrate.
  • the reinforcing portions 20 are provided at the respective corners of the vacuum envelope 10.
  • Each reinforcing part 20 has a core material 22 bent substantially in an L shape.
  • the core material 22 is disposed outside the sealing portion 13, facing the surface of the back substrate 11 and the side edge of the front substrate 12, and the substrate, the sealing portion, and the core material are arranged. It is fixed by the adhesive material 24 located in the gap between and.
  • the other configuration is the same as that of the above-described first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
  • the core material 22 has a bonding area with the front substrate of the substrate.
  • Sufficient yield strength can be ensured even with an area of about the thickness of a steel sheet.
  • the large surface area of the rear substrate 11 where there is no drive wiring or the like is used, and the substrate corner formed by the reinforcing portion 20 is used.
  • Sufficient reinforcement effect with only reinforcement Obtainable. Therefore, in the fourth embodiment, it is possible to obtain substantially the same operation and effect as in the first embodiment.
  • the above-described filling portion for filling the bonding surface with the bonding material is provided in each core 22, and after the core is arranged at a predetermined position with respect to the substrate, the bonding material is filled.
  • the configuration may be such that
  • the sealing portion 13 that seals the peripheral portions of the rear substrate 11 and the front substrate 12 is made of only the sealing material. It is not limited. As shown in FIG. 9, the sealing portion 13 is provided, for example, in a frame-like side wall 30 made of glass, and between the side wall and the rear substrate 11 and between the side wall and the front substrate 12.
  • the sealing material 32 may be used in combination.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
  • the present invention is not limited to FED, but can be applied to other flat display devices such as SED and PDP.
  • the dimensions, shape, etc. of each component can be variously modified as necessary.
  • the shape of the core material constituting the reinforcing portion is not limited to a plate having a rectangular cross section, but may be any shape.
  • the sealing portion can be effectively reinforced, and the displacement of the sealing portion and the deterioration of the sealing property can be prevented, and a flat display device with improved reliability can be provided.

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Description

明 細 書
平面型表示装置
技術分野
この発明は、 平坦な形状の平面型表示装置に係 り 、 特に、 対向配置され封着部を介 して互いに封着された前面基板およ び背面基板を備えた平面型表示装置に関する。
背景技術
近年、 陰極線管 (以下、 C R T と称する) に代わる次世代 の軽量、 薄型の表示装置と して様々な平面型表示装置が開発 されている。 このよ う な平面型表示装置には、 液晶の配向を 利用 して光の強弱を制御する液晶ディ スプレイ (以下、 L C D と 称する)、 プラズマ放電の紫外線によ り 蛍光体を発光さ せる プラズマディ ス プ レイ パネル (以下、 P D P と称する)、 電界放出型電子放出素子の電子 ビームによ リ 蛍光体を発光さ せる フ ィ ール ドェ ミ ッ シ ョ ンディ スプレイ (以下、 F E D と 称する)、 表面伝導型電子放出素子の電子 ビームによ り 蛍光 体を発光させる表面伝導電子放出ディ スプレイ (以下、 S E D と称する) などがある。
例えば F E Dや S E D では、 一般に、 所定の隙間を置いて 対向配置された前面基板および背面基板を有 し、 これらの基 板は、 矩形枠状の側壁を介 して周辺部同士が接合され真空の 外囲器を構成 している。 前面基板の内面には蛍光体スク リ ー ンが形成され、 背面基板の内面には蛍光体を励起 して発光さ せる電子放出源と して多数の電子放出素子が設け られている。 背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、 これら基板の間には複数の支持部材が配設されている。 背面 基板側の電位はほぼアース電位であ り 、 蛍光面にはァ ノ 一 ド 電圧 V a が印加される。 蛍光体スク リ ーンを構成する赤、 緑 青の蛍光体に電子放出素子から放出 された電子ビームを照射 し、 蛍光体を発光させる こ と によ って画像を表示する。
このよ う な F E Dや S E Dでは、 表示装置の厚さ を数 m m 程度にまで薄 く する こ とができ、 現在のテ レ ビやコ ンビユー 夕 のディ ス プレイ と して使用されている C R T と比較して、 軽量化、 薄型化を達成する こ とができる。
上記のよ う な表示装置は、 例えば、 以下の文献に開示され ている。
K.Sakai'et al., Euro Display, 18.3L,pp 569 -572, 1996
M - Ya maguchi,et al. , SID Intl. Symp. Digest
Tech.Papers,P52-55,1997
F E Dや S E Dでは、 外囲器の内部を高真空に維持する こ とが必要と なる。 P D P において も外囲器内部を一度真空に してから放電ガスを充填する必要がある。 L C Dにおいても 外囲器内部を液晶で満たす必要がある。 従って、 このよ う な 外囲器は、 前面基板と背面基板との周辺を気密に封着 した構 成を有 している。
一方、 外囲器には種々の外力が作用する。 例えば、 平面型 表示装置を搬送、 転倒、 落下させた場合、 ある いは、 表示装 置に寄 り 掛かった場合等には、 外囲器に捩 じれゃ撓みの応力 が発生する。 表示装置を駆動 した際の熱による歪みや、 ス ト ーブの熱などによ る急激な熱衝撃が外囲器に作用する場合も 考え られる。 従って、 外囲器には、 これらの外力によ って破 壊されないだけの耐性が求められる。
外囲器を構成する 2枚の基板については、 基板の厚さ を増 した り 、 基板に補強フ ィ ルムや補強フ レームを付加する こ と で比較的安易にその耐性を上げる こ とができる。 封着部につ いては、 硬いフ リ ツ 卜ガラスの使用や封着幅の増加にょ リ 耐 性を上げる こ とができる。
また、 近年では、 平面型表示装置の特性向上や低コス ト化 鉛 レス化を図る 目 的で、 高融点のフ リ ツ トガラスではな く 、 接着剤や低融点金属材料を封着材料と して用いる提案がなさ れている。 しか しながら、 このよ う な封着材料を用いた外囲 器では、 フ リ ッ トガラスやガラス製基板などに比べて封着部 が柔らか く なって しま う 。 そのため、 外囲器に作用する応力 によ り 封着部がずれた り 、 ある いは封着性が劣化する恐れが 大き く なる。 特に、 基板の板厚が大き く 頑強な平面型表示装 置や、 2枚の基板の隙間が大きい F E Dや S E Dなどの平面 型表示装置では、 外囲器のたわみによ り 、 封着部に作用する 応力が大き く なる。
発明の開示
この発明は、 上述 した問題に鑑みなされたもので、 その目 的は、 封着部のずれや封着性劣化を防止 し、 信頼性の向上 し た平面型表示装置を提供する こ と にある。
上記課題を解決するため、 本発明の態様に係る平面型表示 装置は、 対向配置された前面基板および背面基板と 、 上記前 面基板および上記背面基板の周縁部間に位置 し これらの周縁 部同士を封着材料で封着 した封着部と 、 上記封着部の少な く と も一部の外側に設けられている と と もに上記封着材料よ リ も硬い芯材を有 した補強部と、 を備えている。
この発明の態様に係る平面型表示装置によれば、 上記補強 部は、 前面基板と背面基板との間に接着材料を介 して芯材を 埋め込んだ構造、 あるいは、 前面基板あるいは背面基板の一 方に芯材を接着材料で固定 し、 背面基板ある いは前面基板の 他方の端面を芯材で受け止める構造と している。
上記のよ う に構成された平面型表示装置によれば、 封着部 の外側で前面基板および背面基板の周縁部に補強部を設ける こ と によ り 、 基板の周縁部に作用する外力を上記補強部で受 け止め、 封着部に作用する外力 を大幅に低減する こ と可能と なる。 これによ り 、 外力が作用 した場合でも封着部のずれや 封着性劣化を防止 し、 信頼性および表示特性の向上 した平面 型表示装置を得る こ とができる。
図面の簡単な説明
図 1 は の発明の第 1 の実施形態に係る F E D を示す斜 視図。
図 2 は 図 1 の線 II一 I I に沿った上記 F Dの断面図。 図 3 は 上記 F E Dの平面図。
図 4 は この発明の第 2 の実施形態に係る F E Dの一部を 模式的に示す平面図。
図 5 は、 この発明の第 3 の実施形態に係る F E Dの一部を 模式的に示す平面図。
図 6 は、 図 5 の線 VI— VI に沿った F E Dの断面図。 図 7 は の発明の第 4 の実施形態に係る F E D を示す平 面図。
図 8 は、 図 7 の線 VIII— VIII に沿つた断面図。
図 9 は、 この発明の更に他の実施形態に係る F E D を示す 断面図。
発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照 しながら、 この発明を平面型表示装置と しての F E D に適用 した実施の形態について詳細に説明する 図 1 および図 2 に示すよ う に、 F E Dは、 それぞれ透明な 矩形状の絶縁基板、 例えば、 ガラス板からなる背面基板 1 1 および前面基板 1 2 を備え、 これらの基板は所定の隙間を置 いて対向配置されている。 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 は封着部 1 3 によ り 周縁部同志が封着され、 偏平な矩形状の 真空外囲器 1 0 を構成 している。 封着部 1 3 は矩形枠状に形 成され、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の周縁部間に位置 している と も もに、 これら基板の全周に渡って延びている。 前面基板 1 2 の内面には蛍光体スク リ ーン 1 6 が形成され ている。 この蛍光体スク リ ーン 1 6 は、 赤、 青、 緑の蛍光体 層、 および遮光層を並べて構成されている。 これらの蛍光体 層はス ト ライ プ状あるいは ドッ 卜状に形成されている。 蛍光 体スク リ ーン 1 6上には、 アル ミ ニウム等か らな リ アノ ー ド 電極と して機能するメ タ ルバッ ク 1 7 が形成されている。 背 面基板 1 1 の内面上には、 多数の電子放出素子 1 8 がマ ト リ ッ ク ス状に設けられ、 蛍光体スク リ ーン 1 6 と対向 している 背面基板 1 1 と前面基板 1 2 との間には、 これら基板間の 間隔を維持するため、 それぞれ板状あるいは柱状に形成され た多数のスぺーサ 1 4 が配置されている。 スぺーサ 1 4 は、 その両端がそれぞれ背面基板 1 1 および前面基板 1 2 に当接 する こ と によ り 、 これらの基板に作用する大気圧荷重を支持 し、 基板間の間隔を所定値に維持 している。
背面基板 1 1 および前面基板 1 2 は、 例えば、 それぞれ 3 0 〜 5 0 "サイ ズで厚さ約 3 m m弱のガラス板で構成され、 スぺ一サ 1 4 によ り約 1 m mの隙間を置いて対向 している。 封着部 1 3 は、 低融点金属材料、 例えば、 イ ンジウムによ リ 幅約 2 m mに形成されている。
図 2 および図 3 に示すよ う に、 封着部 1 3 の外側で、 背面 基板 1 1 および前面基板 1 2 の 4辺には、 封着部を補強する 補強部 2 0 がそれぞれ設け られている。 各補強部 2 0 は、 細 長い板状の芯材 2 2 と接着材料 2 4 と を有 している。 芯材 2 2 は、 接着材料 2 4 を介 して背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の周縁部間に挟み込んで固定され、 封着部 1 3 の近傍で対 応する辺に沿って延びている。 こ こでは、 各補強部 2 0 は、 基板の各辺において、 角部を除 く ほぼ全長に渡って配置され ている。
各芯材 2 2 は、 例えば、 厚さ約 0 . 8 m m、 幅 6 m mの矩 形断面を有 したガラス製 リ ブによ り 形成されている。 接着材 料 2 4 と しては、 例えば、 無機系接着剤が用いられている。 接着材料 2 4 は、 芯材 2 2 の外面と 、 背面基板、 前面基板お よび封着部 1 3 との間に隙間に充填され、 層厚が約 0 . 1 m m程度となっている。 上記構成の F E D では、 背面基板 1 1 上に形成された配線 を介 して電子放出素子 1 8 に電圧を印加する こ と によ り 、 電 子放出素子は蛍光体スク リ ーン 1 6 に向けて電子を放出する これによ り 、 蛍光体スク リ ーン 1 6 の蛍光体層が励起されて 発光 し、 画像を表示する。
次に、 上記のよ う に構成された F E Dの製造方法について 説明する。
例えば、 3 6 イ ンチサイ ズの T V用 F E D を製造する場合 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 と して、 板厚 3 m m弱のガ ラス板を用意する。 背面基板 1 1 上に電子放出素子 1 8 およ び種々の配線を形成する。 フ リ ツ トガラスある いはイ ンジゥ 厶等の低融点金属封着材を用いて、 背面基板 1 1 上に予めス ぺーサ 1 4 を固定する。 前面基板 1 2 には、 蛍光体スク リ 一 ン 1 6 およびアルミ ニウム膜からなるメ タ ルバッ ク 1 7 を形 成する。
続いて、 一方の基板、 例えば、 背面基板 1 1 の表面周縁部 に沿って幅 2 m m、 厚さ 1 . 0 m mのイ ンジウムを塗布 し、 封着部 1 3 を形成する。 こ こで、 イ ンジウムは、 融点が 1 5 6 °Cと低温である こ と に加えて、 真空中で加熱されてもガス 放出が極端に小さ く 、 F E Dの特性を劣化させる こ とが少な い優れた封着材料である。 封着部 1 3 を形成する封着材料と しては、 イ ンジウムの他、 イ ンジウムを含んだ合金、 ある い は、 無機系、 樹脂系の接着剤を用いる こ とができる。
次に、 上記のよ う に して用意 した背面基板 1 1 および前面 基板 1 2 を真空槽内で封着 し、 真空外囲器 1 0 を形成する。 すなわち、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 を加熱 して各部 材の表面吸着ガスを放出 させ、 更に、 これらの部材を電子線 洗浄する。 続いて、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 を互い に対向 した状態で真空槽内に配置 した後、 封着部 1 3 を形成 するイ ンジウムを通電加熱 し十分に溶融する。 この状態で、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 を互いに接近する方向に加 圧 し、 イ ンジウムかなる封着部 1 3 によ り 背面基板 1 1 およ ぴ前面基板 1 2 の周縁部同士を封着する。
その後、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 を冷却 し、 封着 部 1 3 を固化させる こ と によ り 、 F E Dの真空外囲器 1 0 が 形成される。 次に、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の各辺 において、 基板の周縁部間に接着材料 2 4 を所定量充填 した 後、 芯材 2 2 を押 し込んで基板の周縁部間に挟み込む。 この 状態で、 接着材料 2 4 を硬化させ、 補強部 2 0 を形成する。 以上の工程によ り 、 補強部 2 0 を備えた F E Dが得られる。
上記のよ う に構成された F E D によれば、 封着部 1 3 の外 側で真空外囲器 1 0 の周縁部に補強部 2 0 を設ける こ と によ リ 、 真空外囲器 1 0 に外力が作用 した場合でも封着部 1 3 の ずれや封着性劣化を防止 し、 信頼性の向上を図る こ とができ る。
詳細に述べる と 、 補強部 2 0 における接着材料 2 4 である 無機系接着剤は、 接着剤の中では比較的硬い材料であるが、 剪断力に対する硬さ は、 同 じ接着面積であれば封着材である イ ンジウムと ほぼ同程度である。 このため、 封着材ゃ接着材 料よ り も硬いガラス製 リ ブの芯材 2 2が無い補強構造では、 封着部の封着幅を増大 した程度の補強効果 しか得られず、 ィ ンジゥムで形成された封着部 1 3 に作用する応力 も特に緩和 されない。
本実施形態によれば、 補強部 2 0 を構成する芯材 2 2 は、 剪断力に対する硬さが接着材料 2 4 に比較 して 2 〜 2 0倍程 度高い。 接着材料 2 4 の層厚は 0 . 1 m m程度と十分に薄い そのため、 補強部 2 0 全体の硬さは封着部 1 3 に対 して桁違 いに大き く なる。 従って、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の周縁部に作用する剪断応力は、 そのほと んどが硬い補強部 2 0 にのみ集中 し、 補強部 2 0 に対 して柔 らかいイ ンジウム で形成された封着部 1 3 にはほとんど作用 しないこ と になる 上記のよ う に、 硬い補強部 2 0 には、 これまで封着部 1 3 に作用 していた応力の大部分が集中 して作用する。 そのため 補強部 2 0 は、 降伏 しない材料で構成され、 また、 ある程度 の接着面積を有 している こ とが望ま しい。 本実施形態によれ ば、 補強部 2 0 は、 基板の各辺に渡り 約 5 〜 6 m mの接着幅 を有 し、 結果と して実用上十分なたわみ強度を得る こ とがで きる。
以上の こ とから、 本実施形態に係る F E D によれば、 補強 部 2 0 を設けた簡単な構成によ り 封着部 1 3 を有効に補強す る こ とができ、 真空外囲器 1 0 に外力が作用 した場合でも封 着部 1 3 のずれや封着性劣化を防止する こ とができる。 これ によ り 、 封着部 1 3 の気密性が高 く 、 かつ、 背面基板 1 1 お よび前面基板 1 2 間の位置ずれを防止でき、 信頼性および表 示特性の向上 した F E D を得る こ とができる。 なお、 補強部 2 0 の芯材 2 2 は、 少な く と も封着部 1 3 お よび接着材料 2 4 よ り も硬い材料で形成されていれば補強効 果を得る こ とができ、 上述 したガラスに限らず、 金属やセラ ミ ックス等で構成 しても所望の硬さ を得る こ とができる。
補強部 2 0 の接着材料 2 4 は、 上述 した無機系接着剤に限 らず、 エポキシなど樹脂系の材料、 これにシ リ カやアルミナ のフ イ ラ一を加えた材料な どでも概ね所望の硬さや補強効果 を得る こ とができる。
補強部 2 0 の形成領域は上述 した実施の形態に限る もので はな く 、 封着部 1 3 の外側で基板の全周に渡って設けられて いても よい。 補強部 2 0 は、 背面基板および前面基板の 4 辺 に限らず、 少な く と も 1 辺に沿って設け られていれば、 補強 効果を得る こ とができる。
図 4 に示す第 2 の実施形態のよ う に、 背面基板 1 1 および 前面基板 1 2 の各辺において、 複数の補強部 2 0 が間欠的に 複数設けられた構成と して も よい。 この場合においても、 上 述 した第 1 の実施形態と 同様に作用効果を得る こ とができる。
図 5 および図 6 に示す第 3 の実施形態によれば、 各補強部 2 0 を構成する芯材 2 2 は、 接着材料 2 4 を接着面に充填す るための充填部 2 6 を備えている。 充填部 2 6 は各芯材 2 2 について複数設けられ、 芯材の長手方向に間隔をおいて配置 されている。 各充填部 2 6 は、 それぞれ芯材 2 2 の長手方向 と直交する方向に延びている と と もに互いに直交 した一対の 透孔 2 8 a 、 2 8 b を有 している。 芯材 2 2 は、 接着材料 2 4 を介 して背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の周縁部間に挟 み込んで固定され、 封着部 1 3 の近傍で基板の辺に沿って延 びている。
上記構成の補強部 2 0 を形成する場合、 まず、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の各辺において、 基板の周縁部間に芯 材 2 2 を装填する。 その後、 各充填部 2 6 の透孔 2 8 a 、 2 8 b から接着材料 2 4 を注入 し、 接着面に誘導する。 すなわ ち、 充填部 2 6 を通 して芯材 2 2 の外面と 、 背面基板、 前面 基板および封着部 1 3 との間の隙間に接着材料 2 4 を充填す る。 その後、 接着材料 2 4 を硬化させる こ と によ り 、 補強部 2 0が形成される。
上記構成の F E Dによれば、 補強部 2 0 の芯材 2 2 は充填 部 2 6 を備えているため、 芯材を背面基板 1 1 および前面基 板 1 2 の周縁部間に装填 した後、 充填部を通 して接着材料 2 4 を接着面に充填する こ とができる。 この場合、 芯材 2 2 の 外面と 、 背面基板、 前面基板および封着部 1 3 との間の隙間 に位置する接着材料 2 4 の層厚を、 前述 した第 1 の実施形態 に比較 して薄 く 形成する こ とが可能と なる。 そ して、 接着材 料層を薄 〈 できる分だけ、 芯材 2 2 を大き く する こ とができ、 補強部 2 0 による補強効果を一層向上する こ とができる。
なお、 第 3 の実施形態において、 他の構成は第 1 の実施形 態と 同一であ り 、 同一の部分には、 同一の参照符号を付 して その詳細な説明を省略する。 第 3 の実施形態においても、 第 1 の実施形態と 同様の作用効果を得る こ とができる。
補強部 2 0 の長さが短い場合、 充填部 2 6 は各補強部に少 な く と も 1 つ設けられていればよい。 各充填部 2 6 は、 芯材 2 2 の外面と、 背面基板、 前面基板および封着部 1 3 との間 の隙間に開口 した少な く と も 1 つの流出口 と 、 真空外囲器 1 0 の外方に開口 した少な く と も 1 つの注入口 と 、 を備えてい ればよい。 充填部 2 6 は、 上述 した透孔に限らず、 芯材 2 2 の表面に形成された溝によ って構成してもよい。
次に、 この発明の第 4 の実施形態に係る F E D について説 明する。 前述 した実施の形態では、 各補強部の芯材は、 接着 材料 2 4 を介 して背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の周縁部 間に挟み込んで固定され、 封着部 1 3 の近傍で基板の辺に沿 つて延びている。 これに対 して、 第 4 の実施形態によれば、 補強部 2 0 は真空外囲器 1 0 の各角部にそれぞれ設けられて いる。 各補強部 2 0 はほぼ L字状に折れ曲がつた芯材 2 2 を 有 している。 この芯材 2 2 は、 封着部 1 3 の外側で、 背面基 板 1 1 の表面および前面基板 1 2 の角部側縁に対向 して配置 され、 これらの基板および封着部と芯材と の隙間に位置 した 接着材料 2 4 によ り 固定されている。 他の構成は、 前述 した 第 1 の実施形態と 同一であ り 、 同一の部分には、 同一の参照 符号を付 してその詳細な説明を省略する。
第 4 の実施形態によれば、 前面基板 1 2 と補強部 2 0 と の 関係は剪断ではな く 圧縮 (引張) の関係と なるため、 芯材 2 2 は、 前面基板との接着面積が基板の厚さ程度の面積でも十 分な降伏強さ を確保する こ とができる。 剪断と なる背面基板 1 1 と補強部 2 0 との強度については、 駆動配線な どが存在 しない背面基板 1 1 上面角部の大きな面積を活用する こ とで、 補強部 2 0 による基板角部のみの補強でも十分な補強効果を 得る こ とができる。 従って、 第 4 の実施形態においても、 第 1 の実施形態とほぼ同様の作用効果を得る こが可能と なる。 なお、 補強部 2 0 は、 一方の基板を間に挟んで少な く と も 2 つ対向 して設けられていればよ く 、 また、 角部に限らず、 基板の辺に隣接 して設けた場合でも補強効果を発揮する こ と ができる。 第 4 の実施形態においても、 接着材料を接着面に 充填するための前述した充填部を各芯材 2 2 に設け、 芯材を 基板に対 して所定位置に配置 した後、 接着材料を充填する構 成と しても良い。
上述 した第 1 ない し第 4 の実施形態において、 背面基板 1 1 および前面基板 1 2 の周縁部同士を封着 した封着部 1 3 は、 封着材料のみによ り構成 したが、 これに限定される こ と はな い。 図 9 に示すよ う に、 封着部 1 3 は、 例えばガラスからな る枠状の側壁 3 0 、 および側壁と背面基板 1 1 との間および 側壁と前面基板 1 2 との間にそれぞれ設けた封着材料 3 2 を 組合わせて構成してもよい。
その他、 この発明は上述 した実施の形態に限定される こ と な く 、 この発明の範囲内で種々変形可能である。 例えば、 こ の発明は F E Dに限らず、 S E Dや P D P等の他の平面型表 示装置にも適用する こ とができる。 各構成部材の寸法、 形状 等は、 必要に応 じて種々変形可能である。 特に、 補強部を構 成する芯材の形状は、 矩形断面を有 した板状に限らず、 任意 の形状とする こ とができる。
産業上の利用可能性
以上詳述 したよ う に、 この発明によれば、 簡単な構成によ リ 封着部を有効に補強する こ とができ、 封着部のずれや封着 性劣化を防止 し、 信頼性の向上 した平面型表示装置を提供す る こ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 対向配置された前面基板および背面基板と 、 上記前面基板および上記背面基板の周縁部間に位置し これ らの周縁部同士を封着材料で封着 した封着部と 、
上記封着部の少な く と も一部の外側に設けられている と と もに上記封着材料よ り も硬い芯材を有 した補強部と 、
を備えた平面型表示装置。
2 . 上記補強部の芯材は、 上記前面基板および背面基 板の周縁部間に、 接着材料を介 して固定されている請求項 1 に記載の平面型表示装置。
3 . 上記補強部は、 上記前面基板および背面基板の少 な く と も 1 辺のほぼ全長に渡って設けられている請求項 2 に 記載の平面型表示装置。
4 . 上記補強部は、 上記前面基板および背面基板の少 な く と も 1 辺に沿って間欠的に複数設け られている請求項 2 に記載の平面型表示装置。
5 . 上記補強部の芯材は、 上記前面基板および背面基 板の一方の基板の表面および他方の基板の側縁に対向 し、 接 着材料を介 して上記表面および端縁に固定されている請求項 1 に記載の平面型表示装置。
6 . 上記補強部の芯材は、 上記他方の基板の側縁の複 数箇所にそれぞれ対向 して複数個設けられている請求項 5 に 記載の平面型表示装置。
7 . 上記芯材は、 上記前面基板および背面基板の外方 から供給される接着材料を、 上記前面基板および背面基板と 上記芯材との間の接着面に導く 充填部を有 している請求項 2 ない し 6 のいずれか 1 項に記載の平面型表示装置。
8 . 上記芯材は、 ガラス、 セラ ミ ッ クス、 金属のいず れかで形成されている請求項 1 ない し 6 のいずれか 1 項に記 載の平面型表示装置。
9 . 上記接着材料は、 無機系接着剤、 樹脂系接着剤の いずれかである請求項 1 ない し 6 のいずれか 1 項に記載の平 面型表示装置。
1 0 . 上記封着材料は、 接着剤、 低融点金属のいずれか である請求項 1 ない し 6 のいずれか 1 項に記載の平面型表示 装置。
1 1 . 上記封着材料は、 イ ンジウムまたはイ ンジウム合 金を含む低融点金属材料である請求項 1 ない し 6 のいずれか 1 項に記載の平面型表示装置。
1 2 . 上記前面基板と上記背面基板との隙間が 1 m m以 上である請求項 1 ない し 6 のいずれか 1 項に記載の平面型表 示装置。
1 3 . 上記前面基板の内面に形成された蛍光面と、 上記 背面基板上に設けられ上記蛍光面を励起する複数の電子放出 源と 、 上記前面基板と背面基板との間に設けられた複数のス ぺーサと 、 を備えた請求項 1 ない し 6 のいずれか 1 項に記載 の平面型表示装置。
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