JPH07142015A

JPH07142015A - 表示パネル用気密容器

Info

Publication number: JPH07142015A
Application number: JP5313971A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Makita; 吉生蒔田; Mamoru Namikawa; 衛浪川; Tomoshi Yoshimura; 智志吉村; Yuichi Kogure; 雄一小暮
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1995-06-02
Anticipated expiration: 2013-12-14
Also published as: JP2836466B2

Abstract

(57)【要約】【目的】容易に高精度のギャップを確保して真空容器
構造の表示パネル用気密容器を製造できるようにすると
ともに、真空気密リークの発生を解消し、さらに表示エ
リアの狭域化も生じさせないようにする。【構成】表面に蛍光物質２５を付着させて表示パター
ンを形成した陽極基板２３と、表面に電子放出源を形成
した陰極基板２１とを、フリットガラス３１で封着して
気密容器構造とした表示パネル用気密容器において、フ
リットガラス３１による封着部位内において、フリット
ガラス封着温度では溶融もしくは実用上の軟化が生じな
い、粒状体３０もしくは棒状体が配されているようにす
る。また、陽極基板と陰極基板の間隙（ギャップ）部分
の、表示範囲内となる所要位置に、封着温度で軟化して
固定されるスペーサ３２を配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は陽極基板と陰極基板をフ
リットガラスで封着して気密容器構造とした表示パネル
用気密容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表示パネルとして上下基板を封着して気
密容器構造として形成したものとして、蛍光表示パネル
が知られている。この蛍光表示パネルは、上下基板とな
る２枚の板ガラスを対向させ、その対向状態の間隙部分
における周囲縁部にガラス角棒を側板として枠状に配
し、低融点ガラスによって成るフリットガラスによって
溶着し、気密容器構造としている。

【０００３】この構造を図８に簡単に示す。４０は陽極
基板、４１はカバーガラスであり、これが上下の基板と
なる。基板厚は大気圧に耐えるため、パッケージのサイ
ズに応じて１．３〜３．５ｍｍが使用されている。特
に、グラフィックタイプの蛍光表示パネルの場合、表示
領域内にスペーサの形成ができないため基板厚５ｍｍ程
度のものが使用されている。陽極基板４０の内面には蛍
光体により表示パターン４２が形成されている。４３は
グリッド電極、４４はフィラメントを示す。グリッド電
極４３、フィラメント４４が配置されている陽極基板４
０とカバーガラス４１の間隙部は真空封入されることに
なるが、このため、蛍光体によるパターニングで表示パ
ターン４２を形成した陽極基板４０上にグリッド電極４
３、フィラメント４４が配置した後、陽極基板４０の縁
部に、図示するように側板ガラス４５を配してカバーガ
ラス４１によって封着することになる。

【０００４】この封着のために、側板ガラス４５の上下
部には低融点のフリットガラス（粉末ガラス）を介在さ
せ、この状態で約５００°Ｃに加熱する。するとフリッ
トガラスが溶融することで陽極基板４０とカバーガラス
４１が密封容器状に固定され、その後排気を行なって真
空容器としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＦＥＤ（フ
ィールド・エミッション・ディスプレイ：Field Emissi
on Display）として知られている種の表示パネルの場
合、アノード−カソード間のギャップは例えば２００μ
ｍ程度等の非常に狭いものとされる。

【０００６】このとき、図９のように上記した蛍光表示
パネルと同様に枠状の側板ガラス５５をフリットガラス
５６で溶着することで上下の基板５０，５１を密封容器
としようとすると、ギャップ幅を決定することになる側
板ガラスとしては例えば１８０μｍ程度の厚みに形成し
なければならない。ところが、これは実際上は非常に困
難であり実用的な手段とはできない。さらにフリットガ
ラス層も薄くしなければならず、フリットガラス層に気
泡が発生した場合、真空気密リークが生じ易いことにも
なる。

【０００７】この対策としては、例えば図１０のように
フリットガラス層５６の内周側に側板ガラス５５を配す
ることが考えられる。ところが、このような方式では側
板ガラス５５を配置させる部位が表示エリアとして使用
できず、表示エリアが狭くなってしまうという問題が生
じてしまう。

【０００８】また、大気圧に対して耐性を持たせるに
は、基板５０，５１として厚いものを使用してもよい
が、例えば５ｍｍ程度の厚さの基板を用いると、液晶表
示パネルなどの他の種の表示パネルと比較して重量的に
はかなり重いものとなってしまうという問題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点に鑑みて、容易に高精度のギャップを確保して真空容
器構造の表示パネル用気密容器を製造できるようにする
とともに、さらに表示エリアの狭域化も生じさせないよ
うにすることを目的とする。

【００１０】このため、陽極基板と、陰極基板とを、フ
リットガラスで封着して気密容器構造とした表示パネル
用気密容器において、フリットガラスによる封着部位内
において、フリットガラス封着温度では溶融もしくは実
用上の軟化が生じない、粒状体もしくは棒状体が配され
ているようにする。

【００１１】また、陽極基板と陰極基板の間隙（ギャッ
プ）部分の、表示範囲内で表示の妨げにならない所要位
置に、封着温度で軟化して固定されるスペーサが配され
ているようにする。

【００１２】

【作用】ガラスビーズのような粒状体や、ガラスファイ
バのような棒状体では、例えば直径１８０μｍ程度のも
のでも精度よく容易に製造できる。そこで、これらの粒
状体もしくは棒状体をフリットガラス内に混入すること
で表示エリアの狭域化も生じないまま、上下基板のギャ
ップを得るためのスペーサとして機能させる。また、こ
のような構成に加え、表示範囲内の所要位置において上
下基板の間で支柱となるようなスペーサを配することで
１ｍｍ程度の厚さの基板を用いた真空容器を形成するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、図１〜図５により本発明の第１の実施
例としてのＦＥＤパネルを説明する。

【００１４】金属または半導体表面の印加電界を１０⁹
［Ｖ／ｍ］程度にするとトンネル効果により、電子が障
壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。こ
れを電界放出（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎ）と云
い、このような原理で電子を放出するカソードを電界放
出型カソードと呼んでいる。近年、半導体加工技術を駆
使して、ミクロンサイズの電界放出型カソード（以下、
ＦＥＣという）アレイからなる面放出型のＦＥＣを作る
ことが可能となっている。

【００１５】図４（ａ）（ｂ）に、その一例であるスピ
ント（Ｓｐｉｎｄｔ）型と呼ばれるＦＥＣを示す。この
図４（ａ）は半導体加工技術を用いて作成したＦＥＣの
斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａの
線で切断したＦＥＣの断面を示す図である。

【００１６】これらの図において、基板上にアルミニウ
ム等の金属で形成されたカソード電極が設けられてお
り、このカソード電極上にコーン状のエミッタが形成さ
れている。カソード電極上にはさらに、ＳｉＯ₂ 膜を介
してゲ−ト電極が設けられており、ゲート電極にあけら
れた開穴の中に上記エミッタが位置するようにしてい
る。すなわち、このコーン状のエミッタの先端部分がゲ
ート電極にあけられた穴から臨んでいる。

【００１７】このコーン状のエミッタ間のピッチは１０
ミクロン以下とすることが出来るため、数万から数１０
万個のＦＥＣを１枚の基板上に設けることが出来る。さ
らに、ゲート電極とエミッタのコーンの先端との距離を
サブミクロンとすることが出来るため、ゲート電極とカ
ソード電極との間にわずか数１０ボルトの電圧を印加す
ることにより、電子をエミッタから電界放出することが
出来る。

【００１８】そして、このＦＥＣは図に示されているよ
うに平面状となっているため、面放出型の電界放出カソ
ードとすることが出来、このような面放出型の電界放出
カソードを利用して電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）
を構築することができる。

【００１９】図５はこのようなＦＥＤの構成を示す図で
あり、このＦＥＤにおいて、２１は第１の基板を示し、
この第１の基板１上にストライプ状に形成されたｙ₁ 〜
ｙ_nはＹ電極としてのカソード電極を示している。この
カソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n に対してはドライブパルスが供
給されるカソード端子Ｃ１〜Ｃｎが接続されている。

【００２０】また、ｘ₁ 〜ｘ_m はＸ電極としてのゲート
電極を示し、カソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n の上に絶縁体を介
して、カソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n と直交するようストライ
プ状に形成されている。そして、ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m
にはドライブパルスが供給されるゲート端子Ｇ１〜Ｇｍ
が接続される。このようにカソード電極（Ｙ電極）ｙ₁
〜ｙ_n とゲート電極（Ｘ電極）ｘ₁ 〜ｘ_m はマトリクス
状に配されている。

【００２１】２２はゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m に形成されて
いる多数の孔を示し、カソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n の上に形
成されたコーン状のエミッタ（図４参照）から電界放出
される電子を放出するために形成されるものである。そ
して、ゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_mとカソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n
の交点位置に形成される１群の孔２２とそれに対応する
各エミッタにより１つのＦＥＣブロックが形成され、即
ちマトリクス交点となる１つのＦＥＣブロックが表示さ
れる画像の１画素に相当することとなる。

【００２２】また、２３は第１の基板２１に対向して配
置される第２の基板を示している。そして、この第２の
基板２３に形成されている２４、２４・・・はアノード
電極であり図のようにゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m の位置に対
応してストライプ状に配されている。また、それぞれの
アノード電極２４にはアノード引き出し電極Ａが接続さ
れている。２５は蛍光体でありアノード電極２４におい
てゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m と対向する側の面に設けられ、
電子が衝突することによって励起される。そして、これ
らの各部分は密封容器として真空封入されて表示パネル
として構成される。

【００２３】このＦＥＤにより画像表示を行う際は、第
２の基板２３に形成されたアノード電極２４には、それ
ぞれアノード引き出し電極Ａによりほぼ一定のアノード
電圧が供給されている。一方、カソード電極（Ｙ電極）
ｙ₁ 〜ｙ_n はそれぞれのカソード端子Ｃ１〜Ｃｎに走査
パルスが供給されて走査されることにより、各ストライ
プ状のカソード電極が順次選択されて駆動される。

【００２４】この時、ゲート端子Ｇ１〜Ｇｍには走査さ
れるタイミングに応じて画像信号のデータに応じた電圧
を印加する。これにより、アノード電極２４に設けられ
た蛍光体２５の画素が走査されたカソード電極ｙ₁ 〜ｙ
_n から放出された電子により励起され、この画素はゲー
ト端子Ｇ１〜Ｇｍに印加された電圧に応じて発光制御さ
れることとなり、このようにして画像の１画面が表示さ
れる。

【００２５】このようなＦＥＤを構成するために、本実
施例では図１、図２に示すようなスペーサ及び封着手段
を講じている。図１はＦＥＤの一部の断面図、図２はカ
ソード電極ｙ₁ 〜ｙ_n 及びゲート電極ｘ₁ 〜ｘ_m が配さ
れた第１の基板２１を平面方向から見た状態を模式的に
示すものである。

【００２６】ＦＥＤのアノード−カソード間のギャップ
は図１に示すように例えば２００μｍに設定される。こ
のギャップを精度よく保ちつつ容易にＦＥＤの製造を行
なうため、本実施例では第１の基板２１と第２の基板２
３を封着する際に、図１に示すようにフリットガラス３
１の層に粒状物質として例えば直径２００μｍ程度のガ
ラスビーズ３０を混入するようにしている。ガラスビー
ズ３０はフリットガラス３１より高い融点とされ、フリ
ットガラス３１の封着温度では溶融もしくは実用上の軟
化が生じないものである。

【００２７】また、３２は高さが２０５〜２１０μｍ程
度とされたガラスファイバによるスペーサを示し、第２
の基板２３上でパターニングされた蛍光体の間隙部分に
相当する位置において、フリットガラス３１の層を介し
て第１及び第２の基板の間に配置される。

【００２８】スペーサ３２の配置位置は平面的には図２
に示すように所要間隔で配置される。なお、図２は各部
について実際のサイズや配置ピッチを無視して模式的に
示した図でありスペーサ３２の配置位置が必ずこのとお
りとなるものではない。実際には平面方向には約２ｍｍ
程度のピッチでスペーサ３２が配置されることになる。
このスペーサ３２はフリットガラス３１の封着温度では
軟化するものとされる。

【００２９】パネルを形成する際には、所定位置にスペ
ーサ３２を配置するとともに、第１及び第２の基板２
１，２３の周囲部にガラスビーズ３０を混入したフリッ
トガラス３１の層を形成し、図１の状態とする。

【００３０】そして、この状態で約５００°Ｃ程度で加
熱する。すると、周囲部のフリットガラス３１が溶融し
て基板２１，２３が封着され、図３に示すようにＦＥＤ
パネルが形成されることになる。このとき、ガラスビー
ズ３０は溶融しないため、ガラスビーズ３０によって基
板２１，２３のギャップが精度よく決定されることにな
る。また、この実施例では側板ガラスを配置することは
不要なため、工数が削減されるという利点も生じる。

【００３１】なおフリットガラス３１の層は平面方向に
は図２に示すように枠状に形成され、またその幅Ｗは
２．５〜３ｍｍ程度とされるとすれば、ガラスビーズ３
０の混入によって気密性が損なわれることはない。

【００３２】また、表示範囲となる領域には所定ピッチ
でスペーサ３２が配されており、これも加熱時にフリッ
トガラス３１が溶融することで基板２１，２３の間に固
定される。ただし、このときスペーサ３２自体も軟化す
ることから、スペーサ３２の高さをガラスビーズ３０の
直径よりも５〜１０μｍ大きく設定しておくことでスペ
ーサ３２が軟化に伴って圧縮され、従ってガラスビーズ
３０によって設定されるギャップ精度に影響を与えな
い。かつ、均一に大気圧を支えることが可能になる。つ
まり、各スペーサ３２は多少高さにばらつきがあっても
問題はない。例えば±３％程度のばらつきは許容でき
る。

【００３３】このように封入された後は排気処理がなさ
れて真空容器のＦＥＤパネルとされるが、真空状態にお
いて、各スペーサ３２が大気圧を均一に支えることがで
きる。そして、これによって基板２１、２３としても厚
さ１ｍｍ程度の薄いものを使用でき、表示パネルの小型
軽量化も促進できる。また、スペーサ３２は表示領域内
に配置されるものであるため、当然表示領域を縮小させ
る原因とはならない。

【００３４】図６、図７は本発明の第２の実施例を示す
ものである。この場合、ＦＥＣパネルとしての構成はほ
ぼ同様であるが、上記した実施例においてフリットガラ
ス３１内にガラスビーズ３３を混入させたことに変え
て、図６、図７に示すようにフリットガラス３１の層に
おいて、所定長に切断したガラスファイバ３３を所要本
数だけパネル周囲部に沿わせるようにしたものである。

【００３５】つまり、図示のようにガラスファイバ３３
をフリットガラス３１の層に配した状態で加熱すること
により、フリットガラス３１が溶融して基板２１、２３
が固定されるが、このとき基板２１、２３の間のギャッ
プは加熱時に溶融しないグラスファイバ３３の径によっ
て決定されることになる。この実施例によっても、上記
実施例と同様の効果を得ることができる。また、スペー
サ３２の材料として石英等の封着温度で軟化しない材料
を使用し、フリットガラス３１の厚さを５〜１０μｍと
厚くすることも可能である。ただし、この場合はスペー
サ３２の高さのばらつきにより高精細の表示パネルには
適さない。

【００３６】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
発明の要旨の範囲内で各種変更が可能である。またＦＥ
Ｃパネルに限られず上下基板をフリットガラスで封着し
て気密容器構造とする各種表示パネルに採用可能であ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の表示パネル
用気密容器は、ガラスビーズのような粒状体や、ガラス
ファイバのような棒状体をフリットガラス内に混入する
ことで、上下基板のギャップを得るためのスペーサとし
て機能させることにより、僅かなギャップサイズの表示
パネルも精度よくしかも容易に製造できるという効果が
ある。また、粒状体を混入させる場合では、スペーサ手
段の配置工程も不要になるという効果がある。

【００３８】また、このような構成に加え、表示範囲内
の所要位置において上下基板の間で支柱となるようなス
ペーサを配することで基板厚を約１ｍｍとし、薄型、軽
量の真空容器を形成することができるという効果があ
り、さらに、支柱となるスペーサは封着温度で軟化する
材質のもので構成することにより、この支柱となるスペ
ーサのサイズのばらつきによって、上記粒状体もしくは
棒状体によって得られるギャップ精度に阻害されずに、
大気圧を均一に支えることができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示パネルの第１の実施例の断面構造
の説明図である。

【図２】本発明の表示パネルの表示の一部を断面とした
第１の実施例の平面構造の説明図である。

【図３】本発明の表示パネルの第１の実施例の斜視図で
ある。

【図４】ＦＥＣブロックの説明図である。

【図５】ＦＥＤパネルの説明図である。

【図６】本発明の表示パネルの第２の実施例の断面構造
の説明図である。

【図７】本発明の表示パネルの第２の実施例の平面構造
の説明図である。

【図８】蛍光表示パネルの断面構造の説明図である。

【図９】ＦＥＤパネルの従来の製造方式の説明図であ
る。

【図１０】ＦＥＤパネルの従来の製造方式の説明図であ
る。

【符号の説明】

２１，２３基板２２孔２４アノード電極２５蛍光体３０ガラスビーズ３１フリットガラス３２スペーサ３３ガラスファイバｘ₁ 〜ｘ_m ゲート電極ｙ₁ 〜ｙ_n カソード電極Ｃ１〜Ｃｎカソード端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小暮雄一千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極基板と、陰極基板とを、フリットガ
ラスで封着して気密容器構造とした表示パネル用気密容
器において、前記フリットガラスによる封着部位内において、フリッ
トガラス封着温度では溶融もしくは実用上の軟化が生じ
ない、粒状体もしくは棒状体が配されていることを特徴
とする表示パネル用気密容器。
【請求項２】前記陽極基板と前記陰極基板の間隙部分
の、表示範囲内で表示の妨げにならない所要位置に、前
記封着温度で軟化して固定されるスペーサが配されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の表示パネル用気密
容器。
【請求項３】前記陰極基板に電界放出型電子源を形成
した請求項１又は２記載の表示パネル用気密容器