JPH10199451A - 表示装置のパネル構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２つのパネルを精度よく組み立てができ、量
産に適した表示装置のパネル構造を提供する。 【解決手段】 フラットパネル１０は陰極パネル（フロ
ントパネル）１１と陽極パネル（フロントパネル）１２
とにより構成されている。陰極パネル１１は平板状のガ
ラス基板により構成されている。一方、陽極パネル１２
はスペーサ一体型の構造であり、平板状のパネル本体１
２ａに対して複数の耐大気圧用のスペーサ部１２ｂおよ
び気密封止用のスペーサ部１２ｃが予め形成された構成
となっている。スペーサ部１２ｂの高さは陰極パネル１
１と陽極パネル１２との間の間隙の大きさに合わせた大
きさであり、スペーサ部１２ｃの高さは耐大気圧用のス
ペーサ部１２ｂと同じ、若しくはスペーサ部１２ｂより
低くなっている。フリットガラス１３を用いてスペーサ
部１２ｃと陰極パネル１２との間の隙間を封止し、真空
排気すると、複数のスペーサ部１２ｂが耐大気圧構造と
して機能する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス基板などの２枚
のパネルにより構成され、内部を真空に保持した構造を
有する表示装置のパネル構造に係り、特に２つのパネル
間に耐大気圧用の複数のスペーサ部を備えた表示装置の
パネル構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置に代わるフラットデ
ィスプレイの研究が盛んに行われている。その中で、例
えばＦＥＤ（Field Emission Display）は、電界放出型
電子源（陰極）より放射される電子を陽極側に塗布した
蛍光体に衝突させることにより発光させて画像を形成す
る自発光型の表示素子として知られている。このような
電子源を用いたフラットディスプレイは、電子ビームを
蛍光体に照射して画像を形成するため、１０^-8Ｔｏｒｒ
以下の真空雰囲気のフラットパネル（真空容器）内に電
子源（陰極）、蛍光体、その他の構成部品を作り込む必
要がある。このためフラットパネルには耐大気圧構造が
要求される。

【０００３】図６は従来のＦＥＤ用のフラットパネルの
具体的な構造を表すものである。このフラットパネル１
００は、陰極パネル（バックパネル）１０１および陽極
パネル（フロントパネル）１０２を備えている。陰極パ
ネル１０１および陽極パネル１０２はそれぞれ板厚１ｍ
ｍ程度のガラス板により構成されている。陰極パネル１
０１の対向面には図示しないが面状に冷陰極が設けら
れ、一方、陽極パネル１０２の対向面には陽極（透明電
極）と共に蛍光体が設けられている。

【０００４】これら陰極パネル１０１と陽極パネル１０
２との間には２種類のスペーサが介在している。すなわ
ち、パネル中央部の有効領域（表示画面領域）にはセラ
ミック製の多数のスペーサ１０３が介在し、パネル周縁
部の無効領域には同じくセラミック製のスペーサ１０４
が介在している。スペーサ１０４と陰極パネル１０１お
よび陽極パネル１０２との間はそれぞれフリットガラス
１０５により接着され、これにより内部が真空に保持さ
れている。複数のスペーサ１０３各々と陰極パネル１０
１および陽極パネル１０２との間もフリットガラス１０
５により接着されている。スペーサ１０３の形状はパネ
ルサイズおよび解像度によって決まるが、おおよそ幅５
０μｍ×高さ１．０ｍｍ×長さ５〜５０ｃｍである。ス
ペーサ１０３によって真空排気後の耐大気圧保持が行わ
れる。パネル上で１本のスペーサ１０３を配置するのに
与えられる領域は、画面サイズと解像度に依存するが、
最大で幅１００μｍである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のフ
ラットパネル１００では、陰極パネル１０１と陽極パネ
ル１０２との間に複数のスペーサ１０３を介在させてい
るが、特に、大型の薄板ガラスで陰極パネル１０１と陽
極パネル１０２とを構成する場合、耐大気圧保持上、多
数のスペーサ１０３を特定の非常に狭い場所に特定の間
隔で配置し、かつ、パネルに対し垂直に固定しなければ
ならない。このためスペーサ１０３の位置合わせ（アラ
イメント）が容易ではなく、パネルの組み立てが困難で
あるという問題があった。

【０００６】また、通常、陰極パネル１０１および陽極
パネル１０２のパネル加工後にスペーサ１０３，１０４
を取り付けるが、スペーサ１０３，１０４の取り付け中
に発生した余分な接着剤やごみがパネルの品質の劣化の
原因となる。更に、スペーサ１０３，１０４と陰極パネ
ル１０１および陽極パネル１０２を構成するガラスと接
合材としてのフリットガラス１０５の熱膨張係数が合っ
ていないと、パネルの組み立て時において熱処理を行っ
た場合、破損し易くなる。各部材の熱膨張係数を完全に
合わせるのは困難であり、また、異なっていると熱処理
の自由度が少なくなる。

【０００７】更に、このようなフラットパネル構造にお
いて、陰極パネル１０１と陽極パネル１０２との間隔は
スペーサ１０３の高さによって決まる。通常、陰極パネ
ル１０１と陽極パネル１０２との間隔は０．５ｍｍ〜３
ｍｍで、よってスペーサ１０３の高さは０．５〜３．０
ｍｍ程度である。スペーサ１０３の高さの絶対値精度は
数μｍオーダーが要求され、また、隣接するスペーサ１
０３間の高さのばらつき精度も数μｍオーダーが要求さ
れる。高さのばらつき精度が悪いと、２枚のパネルを重
ね合わせ、真空排気したとき、より高いスペーサに加重
がかかり、スペーサが破損する虞れがある。また、パネ
ルの平坦度も厳しく要求される。更に、スペーサ１０
３，１０４と陰極パネル１０１および陽極パネル１０２
との間をフリットガラス１０５を用いて封止しているの
で、陰極パネル１０１と陽極パネル１０２との間隔が
０．５ｍｍ以上に大きくなると、フリットガラスの厚さ
が０．５ｍｍ以上と大きくなり、加熱中に接着剤のだれ
や吸い込みが発生し気密性が得られなくなるという問題
があった。。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、加工プロセスが簡単で、２つのパネ
ルを精度よく組み立てることができ、量産に適した表示
装置のパネル構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る表示装置の
パネル構造は、中央部に有効領域を有すると共に周縁部
に無効領域を有する第１のパネルと、この第１のパネル
と同じ領域を有すると共に第１のパネルに対して所定の
間隙を保持した状態で対向配置された第２のパネルと、
第１のパネルおよび第２のパネルのうちの少なくとも一
方のパネルの有効領域に予め一体化された少なくとも１
つの耐大気圧用のスペーサ部と、第１のパネルと第２の
パネルとの間をその無効領域において封止し内部を真空
状態に保持する封止手段とを備えた構成を有している。

【００１０】本発明に係る他の表示装置のパネル構造
は、中央部に有効領域を有すると共に周縁部に無効領域
を有する第１のパネルと、この第１のパネルと同じ領域
を有すると共に前記第１のパネルに対して所定の間隙を
保持した状態で対向配置された第２のパネルと、第１の
パネルおよび第２のパネルのうちの少なくとも一方のパ
ネルの有効領域に予め一体化された少なくとも１つの耐
大気圧用の第１のスペーサ部と、第１のパネルおよび第
２のパネルのうちの少なくとも一方のパネルの無効領域
に予め一体化された気密封止用の第２のスペーサ部と、
第１のパネルと第２のパネルとの間を第２のスペーサ部
を介して封止し内部を真空状態に保持する封止手段とを
備えた構成を有している。

【００１１】本発明による表示装置のパネル構造では、
耐大気圧用のスペーサ部が第１のパネルおよび第２のパ
ネルのうちの少なくとも一方のパネルに予め一体化され
た構成を有しているため、第１のパネルと第２のパネル
との位置合わせを行う際に、スペーサ部の位置合わせも
同時に行われる。

【００１２】本発明による他の表示装置のパネル構造で
は、耐大気圧用の第１のスペーサ部および気密封止用の
第２のスペーサ部が第１のパネルおよび第２のパネルの
うちの少なくとも一方のパネルに予め一体化されている
ため、第１のパネルと第２のパネルとの位置合わせを行
う際に、第１のスペーサ部および第２のスペーサ部の位
置合わせも同時に行われる。

【００１３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施の形態に係るフラッ
トパネル１０の断面構造、図２はこのフラットパネル１
０の組み立て前の状態をそれぞれ表すものである。この
フラットパネル１０は例えばＦＥＤ（Field Emission D
isplay）用のものであり、第１のパネルとしての陰極パ
ネル（バックパネル）１１と第２のパネルとしての陽極
パネル（フロントパネル）１２とにより構成されてい
る。陰極パネル１１および陽極パネル１２はそれぞれ例
えば平面形状が方形のガラス基板により構成されてお
り、中央部が有効領域（表示領域）Ａであり、その周縁
部が無効領域（非表示領域）となっている。

【００１５】陰極パネル１１は図２に示したように平板
状のガラス基板により構成されている。一方、陽極パネ
ル１２は本実施の形態では、スペーサ一体型の構造とな
っており、平板状のパネル本体１２ａに対して複数の耐
大気圧用のスペーサ部１２ｂおよび１つの気密封止用の
スペーサ部１２ｃが同じガラスにより一体的に形成され
た構成を有している。

【００１６】耐大気圧用のスペーサ部１２ｂはパネル本
体１２ａの有効領域Ａに一体的に形成され、各々例えば
図５（ａ）に示したように柱状の形状を有している。パ
ネル本体１２ａの厚さは例えば１ｍｍである。スペーサ
部１２ｂの高さは陰極パネル１１と陽極パネル１２との
間の間隙の大きさに合わせて例えば１．５〜３．０ｍ
ｍ、また、その直径は５０μｍとなっている。ここで、
大気圧によって特定のスペーサ部１２ｂに加重が集中す
ることを防止するため、各スペーサ部１２ｂの高さのば
らつき精度は±５μｍ以内にする必要がある。有効領域
Ａにおける各スペーサ部１２ｂの位置は画面サイズと解
像度に応じて決定される。

【００１７】一方、気密封止用のスペーサ部１２ｃはパ
ネルの有効領域Ａの周縁領域に沿って一体的に形成され
ている。スペーサ部１２ｃの高さは耐大気圧用のスペー
サ部１２ｂと同じ、若しくはスペーサ部１２ｂより低く
なっている。陰極パネル１１と陽極パネル１２との間は
その周縁部分が例えばフリットガラス１３で封着され、
これにより真空雰囲気が形成されるが、スペーサ部１２
ｃはそのフリットガラス１３の厚さを小さくする機能を
有する。この陽極パネル１２のスペーサ部１２ｃと陰極
パネル１１との間の間隔、すなわちスペーサ部１２ｂと
スペーサ部１２ｃの高さの差ｄが０．５ｍｍ以上に大き
くなると、フリットガラス１３の厚さも０．５ｍｍ以上
になり、加熱中にフリットガラスのだれや吸い込みが発
生し、パネルの気密性が得られなくなる虞れがある。従
って、スペーサ部１２ｂとスペーサ部１２ｃの高さの差
ｄは０．５ｍｍ未満とすることが望ましい。

【００１８】このようなパネル本体１２ａに対してスペ
ーサ部１２ｂおよびスペーサ部１２ｃを備えた陽極パネ
ル１２は、例えば母材となるガラス基板を所望のパター
ンが形成されたマスクにより選択的にエッチングするこ
とにより形成することができる。また、他の方法として
金型を利用して形成することも可能である。

【００１９】なお、図示しないが、陰極パネル１１の対
向面には面状に冷陰極が設けられ、一方、陽極パネル１
２の対向面には陽極と共に蛍光体が設けられていること
は従来と同様である。

【００２０】本実施の形態のフラットパネル１０を組み
立てる際には、予めスペーサ部１２ｂ，１２ｃが一体的
に形成された陽極パネル１２と陰極パネル１１とを平行
に配置し位置合わせを行ったのち、フリットガラス１３
を用いてスペーサ部１２ｃと陰極パネル１２との間の隙
間を封止する。フラットパネル１０の内部を真空排気す
ると、複数のスペーサ部１２ｂが耐大気圧構造として機
能する。

【００２１】このように本実施の形態によるフラットパ
ネル１０では、平板状のパネル本体１２ａに対して複数
の耐大気圧用のスペーサ部１２ｂおよび１つの気密封止
用のスペーサ部１２ｃを一体的に備えた構造となってい
る。従って、組み立て工程においては、陰極パネル１１
と陽極パネル１２との位置合わせを行うだけで、スペー
サとパネル間の位置合わせを考慮しなくてもよいので、
従来に比べて精度よく組み立てることができ、量産が容
易になる。

【００２２】また、従来必要であったスペーサとパネル
との間の接着工程が不要になり、ごみや接着剤（フリッ
トガラス）等による品質劣化の虞れを軽減することがで
きる。また、耐大気圧用のスペーサ部１２ｂを備えた構
成であるため、薄いガラス板をパネルに使用でき、耐大
気圧用として特別に厚いガラス板を使用する必要がなく
なる。従って、全体として軽量になり且つ材料費を安く
できる。更に、本実施の形態ではスペーサ部１２ｂおよ
びスペーサ部１２ｃとパネル本体１２ａが一体的すなわ
ち同じ材質で形成されているので、従来のような、パネ
ルとスペーサとフリットガラスとの間の熱膨張係数が異
なることにより生じていた破損の問題がなくなると共
に、熱処理の自由度が広がる。

【００２３】また、本実施の形態では、スペーサ部１２
ｂ，１２ｃと陽極パネル１２を一体的に形成するため、
加工プロセスにおいて、例えば金型により陽極パネル１
２を作製する場合には、金型は一つで済む。このため加
工精度の把握が容易になる。

【００２４】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく
種々変形可能である。例えば、上記実施の形態において
は、スペーサ部１２ｂ，１２ｃを陽極パネル１２側に一
体的に設ける構成としたが、図３に示したようにスペー
サ部２２ｂ，２２ｃとして陰極パネル１１側に設けるよ
うにしてもよく、更には図４に示したようにスペーサ部
３３ｂ，３３ｃおよびスペーサ部３４ｂ，３４ｃとして
陰極パネル１１および陽極パネル１２の双方に半分ずつ
設ける構成としてもよい。

【００２５】また、上記実施の形態においては本発明が
適用される表示装置としてＦＥＤ（Field Emission Dis
play）について説明したが、その他の表示装置にも適用
できることはいうまでもない。また、スペーサ部１２
ｂ，２２ｂ，３３ｂ，３４ｂの形状は柱状のものに限ら
ず、図５（ｂ）に示したような格子状のスペーサ部４４
ｂ、あるいは図５（ｃ）に示したような簾状のスペーサ
部４５ｂ、あるいはこれらの形状のものを組み合わせた
構成としてもよく、その形状は適用される表示装置の構
成に応じて任意である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る表示装
置のパネル構造によれば、耐大気圧用のスペーサ部を第
１のパネルおよび第２のパネルのうちの少なくとも一方
のパネルに予め一体化した構成としたので、第１のパネ
ルと第２のパネルとの位置合わせを行う際にスペーサ部
の位置合わせも同時に行われ、精度よく組み立てること
ができ、量産が容易になると共に、従来必要であったス
ペーサとパネルとの間の接着工程が不要になり、ごみや
接着材等による品質劣化の虞れを軽減することができる
という効果がある。また、パネルを厚くして耐大気圧強
度を保持する必要がないので、薄いガラス基板を用いる
ことができ、取扱いが容易になると共にコスト的にも安
価になる。更に、スペーサ部とパネル本体とが一体的す
なわち同じ材質で形成されているので、従来のようにパ
ネルとスペーサと接合材との間の熱膨張係数が異なるこ
とにより生じていた破損の問題がなくなると共に、熱処
理の自由度が広がるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るフラットパネルの
構造を表す断面図である。

【図２】図１のフラットパネルの組み立て前の状態を表
す断面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態に係るフラットパネル
の構造を表す断面図である。

【図４】本発明の更に他の実施の形態に係るフラットパ
ネルの構造を表す断面図である。

【図５】本発明のフラットパネルに適用されるスペーサ
部の態様を表す平面図である。

【図６】従来のフラットパネルの構造を表す断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…フラットパネル、１１…陰極パネル（第１のパネ
ル）、１２…陽極パネル（第２のパネル）、１２ａ…パ
ネル本体、１２ｂ，２２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，４４ｂ，
４５ｂ…スペーサ部（耐大気圧用）、１２ｃ…スペーサ
部（気密封止用）、１３…フリットガラス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 啓 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 大野 勝利 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部に有効領域を有すると共に周縁部
   に無効領域を有する第１のパネルと、 この第１のパネルと同じ領域を有すると共に前記第１の
   パネルに対して所定の間隙を保持した状態で対向配置さ
   れた第２のパネルと、 前記第１のパネルおよび第２のパネルのうちの少なくと
   も一方のパネルの有効領域に予め一体化された少なくと
   も１つの耐大気圧用のスペーサ部と、 前記第１のパネルと第２のパネルとの間をその無効領域
   において封止し内部を真空状態に保持する封止手段とを
   備えたことを特徴とする表示装置のパネル構造。
2. 【請求項２】 同一の基板を選択的に加工することによ
   り、若しくは金型を用いてパネルおよびスペーサ部が一
   体的に形成されたことを特徴とする請求項１記載の表示
   装置のパネル構造。
3. 【請求項３】 中央部に有効領域を有すると共に周縁部
   に無効領域を有する第１のパネルと、 この第１のパネルと同じ領域を有すると共に前記第１の
   パネルに対して所定の間隙を保持した状態で対向配置さ
   れた第２のパネルと、 前記第１のパネルおよび第２のパネルのうちの少なくと
   も一方のパネルの有効領域に予め一体化された少なくと
   も１つの耐大気圧用の第１のスペーサ部と、 前記第１のパネルおよび第２のパネルのうちの少なくと
   も一方のパネルの無効領域に予め一体化された気密封止
   用の第２のスペーサ部と、 前記第１のパネルと第２のパネルとの間を第２のスペー
   サ部を介して封止し内部を真空状態に保持する封止手段
   とを備えたことを特徴とする表示装置のパネル構造。
4. 【請求項４】 同一の基板を選択的に加工することによ
   り、若しくは金型を用いてパネル、第１のスペーサ部お
   よび第２のスペーサ部が一体的に形成されたことを特徴
   とする請求項３記載の表示装置のパネル構造。
5. 【請求項５】 第２のスペーサ部の高さは、第１のスペ
   ーサ部と同じかそれより低く設定されたことを特徴とす
   る請求項３記載の表示装置のパネル構造。
6. 【請求項６】 第１のスペーサ部は、支柱状，格子状，
   簾状またはこれらの組み合わせの形状を有することを特
   徴とする請求項１記載の表示装置のパネル構造。