JP2003242911A - Image display device - Google Patents

Image display device

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JP2003242911A
JP2003242911A JP2002043356A JP2002043356A JP2003242911A JP 2003242911 A JP2003242911 A JP 2003242911A JP 2002043356 A JP2002043356 A JP 2002043356A JP 2002043356 A JP2002043356 A JP 2002043356A JP 2003242911 A JP2003242911 A JP 2003242911A
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JP
Japan
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metal back
back layer
layer
phosphor screen
phosphor
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Pending
Application number
JP2002043356A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Murata
弘貴 村田
Koji Nishimura
孝司 西村
Yuji Haraguchi
雄次 原口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JP2003242911A publication Critical patent/JP2003242911A/en
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device capable of reducing a damage caused by a discharge. <P>SOLUTION: A front substrate 2 of the image display device has a phosphor surface 6 including a phosphor layer and a light shielding layer 22, and a metal back layer 7 composed of a conductive film superposed on the phosphor layer. A plurality of electron emitting elements emitting electron against the phosphor layer are arranged to a back base plate arranged so as to face the front base plate. The metal back layer is divided into a plurality of regions of which, the sheet resistance is not less than 10 Ω/square. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置に係
り、特に、電子放出素子を用いた平面型の画像表示装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device, and more particularly to a flat image display device using electron-emitting devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、次世代の画像表示装置として、電
子放出素子(以下、エミッタと称する)を多数並べ、蛍
光面と対向配置させた平面型画像表示装置の開発が進め
られている。エミッタには様々な種類があるが、いずれ
も基本的には電界放出を用いており、これらのエミッタ
を用いた表示装置は、一般に、フィールド・エミッショ
ン・ディスプレイ(以下、FEDと称する)と呼ばれて
いる。FEDの内、表面伝導型エミッタを用いた表示装
置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ(以下、SED
と称する)とも呼ばれているが、本願においてはSED
も含む総称としてFEDという用語を用いる。
2. Description of the Related Art In recent years, as a next-generation image display device, development of a flat image display device in which a large number of electron-emitting devices (hereinafter referred to as "emitters") are arranged and arranged so as to face a phosphor screen has been under way. Although there are various types of emitters, all of them basically use field emission, and a display device using these emitters is generally called a field emission display (hereinafter, referred to as FED). ing. A display device using a surface conduction type emitter among FEDs is a surface conduction type electron emission display (hereinafter referred to as SED).
SED is also referred to as “SED” in the present application.
The term "FED" is used as a general term including ".

【0003】FED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縁部同士を互いに接
合することにより真空外囲器を構成している。真空容器
の内部は、真空度が10−4Pa程度以下の高真空に維
持されている。また、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、これらの基板の間には複数
の支持部材が配設されている。
The FED generally has a front substrate and a rear substrate which are arranged to face each other with a predetermined gap therebetween, and these substrates are vacuumized by bonding their peripheral portions to each other via a rectangular frame-shaped side wall. It constitutes the envelope. The inside of the vacuum container is maintained at a high vacuum with a degree of vacuum of about 10 −4 Pa or less. Further, in order to support the atmospheric pressure load applied to the back substrate and the front substrate, a plurality of support members are arranged between these substrates.

【0004】前面基板の内面には赤、青、緑の蛍光体層
を含む蛍光面が形成され、背面基板の内面には、蛍光体
を励起して発光させる電子を放出する多数のエミッタが
設けられている。また、多数の走査線および信号線がマ
トリックス状に形成され、各エミッタに接続されてい
る。
A phosphor screen including red, blue and green phosphor layers is formed on the inner surface of the front substrate, and a large number of emitters for emitting electrons to excite the phosphors to emit light are provided on the inner surface of the rear substrate. Has been. Also, a large number of scanning lines and signal lines are formed in a matrix and connected to each emitter.

【0005】蛍光面にはアノード電圧が印加され、エミ
ッタから出た電子ビームがアノード電圧により加速され
て蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光し映像が
表示される。
An anode voltage is applied to the phosphor screen, and the electron beam emitted from the emitter is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen, whereby the phosphor emits light and an image is displayed.

【0006】このようなFEDでは、前面基板と背面基
板との隙間を数mm以下に設定することができ、現在の
テレビやコンピュータのディスプレイとして使用されて
いる陰極線管(CRT)と比較して、軽量化、薄型化を
達成することができる。
In such an FED, the gap between the front substrate and the rear substrate can be set to several millimeters or less, and compared with a cathode ray tube (CRT) currently used as a display of a television or a computer at present, It is possible to achieve weight reduction and thickness reduction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
たFEDにおいて、実用的な表示特性を得るためには、
通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、更に、蛍光体の
上にメタルバックと呼ばれるアルミ薄膜を形成した蛍光
面を用いることが必要となる。この場合、蛍光面に印加
するアノード電圧は最低でも数kV、できれば10kV
以上にすることが望まれる。
In order to obtain practical display characteristics in the FED constructed as described above,
It is necessary to use the same phosphor as in a normal cathode ray tube, and further to use a phosphor screen on which an aluminum thin film called a metal back is formed. In this case, the anode voltage applied to the phosphor screen is at least several kV, and preferably 10 kV.
It is desirable to do the above.

【0008】しかし、前面基板と背面基板との間の隙間
は、解像度や支持部材の特性などの観点からあまり大き
くすることはできず、1〜2mm程度に設定する必要が
ある。
However, the gap between the front substrate and the rear substrate cannot be increased so much from the viewpoint of resolution and characteristics of the supporting member, and it is necessary to set the gap to about 1 to 2 mm.

【0009】したがって、FEDでは、前面基板と背面
基板との小さい隙間に強電界が形成されることを避けら
れず、両基板間の放電(絶縁破壊)が問題となる。
Therefore, in the FED, it is unavoidable that a strong electric field is formed in the small gap between the front substrate and the rear substrate, and discharge (dielectric breakdown) between both substrates becomes a problem.

【0010】放電が起こると、瞬間的に100A以上の
電流が流れることがあり、エミッタや蛍光面の破壊ある
いは劣化、さらには駆動回路の破壊を引き起こす可能性
もある。これらをまとめて放電によるダメージと呼ぶこ
とにする。このような不良発生につながる放電は製品と
しては許容されない。したがって、FEDを実用化する
ためには、長期間に渡り、放電によるダメージが発生し
ないように構成しなければならない。しかしながら、放
電を長期間に渡って完全に抑制するのは非常に難しい。
When discharge occurs, a current of 100 A or more may momentarily flow, which may cause destruction or deterioration of the emitter or phosphor screen, or even destruction of the drive circuit. These are collectively referred to as discharge damage. The discharge that leads to the occurrence of such a defect is not allowed as a product. Therefore, in order to put the FED into practical use, it must be constructed so that damage due to discharge does not occur over a long period of time. However, it is very difficult to completely suppress the discharge over a long period of time.

【0011】一方、放電が発生しないようにするのでは
なく、放電が起きてもエミッタヘの影響を無視できるよ
う、放電の規模を抑制するという対策も考えられる。こ
のような考え方に関連する技術として、例えば、特開2
000−311642号公報には、蛍光面に設けられた
メタルバックに切り欠きを入れてジグザグなどのパター
ンを形成し、蛍光面の実効的なインダクタンス・抵抗を
高める技術が開示されている。しかし、さまざまに検討
を行った結果、この技術では、放電規模を小さくするこ
とはできても、その効果に限界があり、放電のダメージ
を長期間に渡って完全に抑制することは困難であること
がわかった。
On the other hand, instead of preventing the discharge from occurring, it is possible to consider a measure to suppress the scale of the discharge so that the influence on the emitter can be ignored even if the discharge occurs. As a technique related to such an idea, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 000-311642 discloses a technique in which a metal back provided on the phosphor screen is provided with a notch to form a pattern such as a zigzag pattern to increase the effective inductance / resistance of the phosphor screen. However, as a result of various studies, this technology can reduce the discharge scale, but its effect is limited, and it is difficult to completely suppress discharge damage over a long period of time. I understood it.

【0012】また、特開平10−326583号公報に
は、メタルバックを分割する技術、さらに特開2000
−251797号公報には、分割部での沿面放電を抑制
するために、分割部に導電性材料の被覆を設けるという
技術が開示されている。しかし、これらの技術によって
も放電ダメージを充分に抑制することは困難であった。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 10-326583 discloses a technique for dividing a metal back, and further, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-2000.
Japanese Patent Publication No. 251797 discloses a technique in which a coating of a conductive material is provided on a divided portion in order to suppress creeping discharge at the divided portion. However, it is difficult to sufficiently suppress the discharge damage even by these techniques.

【0013】本発明は、このような課題を解決するため
のものであり、その目的は、放電の規模を十分に小さく
し、エミッタや蛍光面の破壊、劣化や回路の破壊を防止
することが可能な画像表示装置を提供することにある。
The present invention is intended to solve such a problem, and an object thereof is to sufficiently reduce the scale of discharge and prevent the destruction and deterioration of the emitter and the fluorescent screen and the destruction of the circuit. It is to provide a possible image display device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の態様に係る画像表示装置は、蛍光体層およ
び遮光層を含む蛍光面と上記蛍光面に重ねて設けられた
導電性薄膜からなるメタルバック層とを有した前面基板
と、上記前面基板と対向して配置されているとともに、
上記蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出素子
が配置された背面基板と、を備え、上記メタルバック層
は複数の領域に分割され、シート抵抗が10Ω/□以上
に形成されている。
In order to solve the above-mentioned problems, an image display device according to an aspect of the present invention is a conductive thin film provided so as to overlap a fluorescent screen including a fluorescent layer and a light-shielding layer and the fluorescent screen. A front substrate having a metal back layer made of, and being arranged to face the front substrate,
A rear substrate on which a plurality of electron-emitting devices that emit electrons toward the phosphor screen are arranged, the metal back layer is divided into a plurality of regions, and a sheet resistance is formed to 10 Ω / □ or more. .

【0015】また、この発明の他の態様に係る画像表示
装置は、蛍光体層および遮光層を含む蛍光面と上記蛍光
面に重ねて設けられた導電性薄膜からなるメタルバック
層とを有した前面基板と、上記前面基板と対向して配置
されているとともに、上記蛍光面に向けて電子を放出す
る複数の電子放出素子が配置された背面基板と、を備
え、上記メタルバック層は、所定の隙間を置いて並んだ
複数の直線部と、隣合う直線部の端部同士を連結した複
数の折返し部とを有したジグザグパターンに形成され、
上記メタルバック層のシート抵抗が10Ω/□以上に形
成されている。
An image display device according to another aspect of the present invention has a phosphor screen including a phosphor layer and a light-shielding layer, and a metal back layer formed of a conductive thin film provided on the phosphor screen. A front substrate; and a rear substrate that is arranged to face the front substrate and on which a plurality of electron-emitting devices that emit electrons toward the phosphor screen are arranged. Formed in a zigzag pattern having a plurality of linear portions arranged with a gap of, and a plurality of folded portions connecting ends of adjacent linear portions,
The sheet resistance of the metal back layer is 10 Ω / □ or more.

【0016】上記構成の画像表示装置によれば、アノー
ド電圧を上げ、また、前面基板と背面基板との間のギャ
ップを小さくすることが可能となり、輝度や解像度など
の表示特性が向上した画像表示装置を得ることができ
る。また、アノード電圧が低いほど、蛍光体劣化が問題
となるが、上記のようにアノード電圧を高く設定可能で
あることから、蛍光体劣化を緩和し、製品の寿命を延ば
すことが可能となる。
According to the image display device having the above structure, the anode voltage can be increased and the gap between the front substrate and the rear substrate can be reduced, and the image display with improved display characteristics such as brightness and resolution can be achieved. The device can be obtained. Further, as the anode voltage is lower, the deterioration of the phosphor becomes more problematic. However, since the anode voltage can be set higher as described above, the deterioration of the phosphor can be alleviated and the life of the product can be extended.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明を適用したFEDの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、このFEDは、そ
れぞれ矩形状のガラスからなる前面基板2、および背面
基板1を備え、これらの基板は1〜2mmの隙間を置い
て対向配置されている。そして、前面基板2および背面
基板1は、矩形枠状の側壁3を介して周縁部同士が接合
され、内部が10−4Pa程度以下の高真空に維持され
た偏平な矩形状の真空外囲器4を構成している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an FED to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, this FED includes a front substrate 2 and a rear substrate 1 each made of rectangular glass, and these substrates are arranged facing each other with a gap of 1 to 2 mm. The front substrate 2 and the rear substrate 1 are joined together at their peripheral edge portions via the rectangular frame-shaped side walls 3, and the inside thereof is a flat rectangular vacuum envelope maintained at a high vacuum of about 10 −4 Pa or less. It constitutes the container 4.

【0018】前面基板2の内面には蛍光面6が形成され
ている。この蛍光面6は、後述するように、赤、緑、青
に発光する蛍光体層とマトリックス状の黒色遮光層とで
構成されている。蛍光体層はストライプ状あるいはドッ
ト状に形成されている。蛍光面6上には、アノード電極
として機能するメタルバック層7が形成されている。表
示動作時、メタルバック層7には所定のアノード電圧が
印加される。
A fluorescent screen 6 is formed on the inner surface of the front substrate 2. As will be described later, the phosphor screen 6 is composed of a phosphor layer that emits red, green, and blue lights and a matrix-shaped black light-shielding layer. The phosphor layer is formed in a stripe shape or a dot shape. A metal back layer 7 that functions as an anode electrode is formed on the phosphor screen 6. During the display operation, a predetermined anode voltage is applied to the metal back layer 7.

【0019】背面基板1の内面上には、蛍光体層を励起
する電子ビームを放出する多数の電子放出素子8が設け
られている。これらの電子放出素子8は、画素毎に対応
して複数列および複数行に配列されている。電子放出素
子は図示しないマトリックス配線により駆動される。
On the inner surface of the rear substrate 1, a large number of electron emitting elements 8 for emitting an electron beam for exciting the phosphor layer are provided. These electron-emitting devices 8 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to each pixel. The electron-emitting device is driven by matrix wiring (not shown).

【0020】また、背面基板1および前面基板2の間に
は、耐大気圧のため、板状あるいは柱状に形成された多
数のスペーサ10が配置されている。蛍光面6にはメタ
ルバック層7を介してアノード電圧が印加され、電子放
出素子8から放出された電子ビームはアノード電圧によ
り加速され蛍光面6に衝突する。これにより、対応する
蛍光体層が発光し映像が表示される。
Between the rear substrate 1 and the front substrate 2, a large number of plate-like or columnar spacers 10 are arranged for atmospheric pressure resistance. An anode voltage is applied to the phosphor screen 6 via the metal back layer 7, and the electron beam emitted from the electron-emitting device 8 is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen 6. As a result, the corresponding phosphor layer emits light and an image is displayed.

【0021】次に、上記FEDにおける蛍光面6および
メタルバック層7について詳細に説明する。図3および
図4に示すように、前面基板2の内面に設けられた蛍光
面6は、黒色遮光層22を有している。この黒色遮光層
22は、例えば、所定の隙間を置いて平行に並んだ多数
のストライプ部22aおよび蛍光面6の周縁に沿って延
びた矩形枠部22bで形成されている。また、蛍光面6
は、それぞれ黒色遮光層22のストライプ部22aの間
に形成され赤、青、緑に発光する多数の蛍光体層R、
G、Bを有している。
Next, the phosphor screen 6 and the metal back layer 7 in the FED will be described in detail. As shown in FIGS. 3 and 4, the phosphor screen 6 provided on the inner surface of the front substrate 2 has a black light shielding layer 22. The black light shielding layer 22 is formed of, for example, a large number of stripe portions 22 a arranged in parallel with a predetermined gap and a rectangular frame portion 22 b extending along the peripheral edge of the phosphor screen 6. Also, the fluorescent screen 6
Are a large number of phosphor layers R each of which is formed between the stripe portions 22a of the black light shielding layer 22 and emits red, blue, and green.
It has G and B.

【0022】また、蛍光面6上に形成されたメタルバッ
ク層7は、抵抗性分割メタルバック層として形成されて
いる。すなわち、メタルバック層7は、黒色遮光層22
のストライプ部22aと対向する位置で多数の分割領域
7aに分割され、各分割領域7aは黒色遮光層22に対
応して細長いストライプ状に形成されている。そして、
高抵抗領域として機能するこれらの分割領域7aは、蛍
光面6上において蛍光体層R、G、Bに重ねて設けら
れ、所定の隙間をおいて互いに平行に延びている。これ
により、メタルバック層7の内、黒色遮光層22と重な
る領域は隙間となり、黒色遮光層の大部分は露出してい
る。なお、必要に応じて、分割領域7a間の隙間7bに
別の材料層を形成してもよい。メタルバック層7は、こ
のメタルバック層に通電するための端子部30を含んで
形成されている。
The metal back layer 7 formed on the phosphor screen 6 is formed as a resistive split metal back layer. That is, the metal back layer 7 is the black light shielding layer 22.
Is divided into a large number of divided regions 7a at positions facing the striped portions 22a, and each divided region 7a is formed in an elongated stripe shape corresponding to the black light shielding layer 22. And
These divided regions 7a functioning as high resistance regions are provided on the phosphor screen 6 so as to overlap the phosphor layers R, G, B, and extend in parallel to each other with a predetermined gap. As a result, a region of the metal back layer 7 that overlaps the black light shielding layer 22 becomes a gap, and most of the black light shielding layer is exposed. If necessary, another material layer may be formed in the gap 7b between the divided areas 7a. The metal back layer 7 is formed to include a terminal portion 30 for energizing the metal back layer.

【0023】メタルバック層7は蒸着等の薄膜プロセス
により形成される。この際、蛍光面6は凸凹を有してい
るため、メタルバック層7を蛍光面6に直接成膜をする
と、鏡面を形成することができない。そのため、ラッカ
ーなどにより平滑化処理を行った後、蒸着を行うという
方法が周知である。別の方法として、アルミニウムを蒸
着したシートを加熱転写する方法を用いることもでき
る。メタルバック層7の膜厚は、電子ビームの透過能や
膜強度を考慮すると、50〜200nm程度が好適であ
る。
The metal back layer 7 is formed by a thin film process such as vapor deposition. At this time, since the phosphor screen 6 has irregularities, if the metal back layer 7 is directly formed on the phosphor screen 6, a mirror surface cannot be formed. Therefore, a method of performing vapor deposition after performing smoothing treatment with a lacquer or the like is well known. As another method, a method in which a sheet on which aluminum is vapor-deposited is transferred by heating can be used. The thickness of the metal back layer 7 is preferably about 50 to 200 nm in consideration of electron beam transmissivity and film strength.

【0024】分断パターンを形成するには、成膜時にマ
スキングを行う方法や、分断していない膜を形成した
後、レーザーで分断する方法などを用いることができ
る。
To form the dividing pattern, a method of masking at the time of film formation, a method of forming an undivided film and then dividing with a laser can be used.

【0025】なお、メタルバック層という用語を用いて
いるが、本発明では、その材料は単純なメタル(金属)
に限定されるものではない。しかし、本実施の形態にお
ける説明では、便宜上、メタルバック層という用語を用
いている。
Although the term metal back layer is used, in the present invention, the material is a simple metal.
It is not limited to. However, in the description of this embodiment, the term metal back layer is used for convenience.

【0026】本実施の形態においては、メタルバック層
7はアルミニウムよりも抵抗の高い材料からなる導電性
膜で形成される。アルミニウムの場合、シート抵抗は1
Ω/□程度以下であるが、本実施の形態においては10
Ω/□以上に設定される。このための材料としては、ま
ずは、ニクロムなど抵抗の高い金属が候補となる。10
0℃での体積抵抗率で比較すると、アルミニウムが3.
55E−8Ω・mであるのに対し、ニクロムは108E
−8Ω・mであり、約30倍である。したがって、シー
ト抵抗が10Ω/□以上のメタルバックを実現すること
ができる。
In the present embodiment, metal back layer 7 is formed of a conductive film made of a material having a higher resistance than aluminum. Sheet resistance is 1 for aluminum
Ω / □ or less, but 10 in the present embodiment
Set to Ω / □ or higher. As a material for this purpose, a metal having high resistance such as nichrome is a candidate. 10
Compared with the volume resistivity at 0 ° C., aluminum is 3.
55E-8Ω ・ m, whereas Nichrome has 108E
It is −8 Ω · m, which is about 30 times. Therefore, a metal back having a sheet resistance of 10Ω / □ or more can be realized.

【0027】しかしながら、メタルバックとして使う場
合、ニクロムのような密度の大きい材料を用いると、電
子の透過量が減少するため、輝度の損失が大きくなる。
また、重い原子ほど電子の散乱量が増えるため、コント
ラストを低下させるという問題もある。このため、実用
上は、ニクロムのような金属を用いることは問題が多
い。検討の結果、密度が小さくかつ抵抗が高い合金は見
出すことができなかった。
However, when used as a metal back, if a material having a high density such as nichrome is used, the amount of electrons transmitted is reduced, resulting in a large loss of brightness.
In addition, the heavier atoms have a larger amount of scattered electrons, which lowers the contrast. Therefore, practically, there are many problems in using a metal such as nichrome. As a result of examination, an alloy having a low density and a high resistance could not be found.

【0028】そこで、このような目的に合致した材料に
ついて検討を進めた結果、金属と絶縁物とが混在した膜
を用いるという可能性を見出した。このような膜はサー
メットとして周知のものであり、抵抗材料として工業用
に用いられてもいるが、それはCr−SiOなど特定の
金属に限られており、既存の材料の中には今回の目的に
合致したものはなかった。今回の目的からすると、密度
の点から、アルミニウムをベースにするのが好適であ
る。そこで、アルミニウムとAlの混在膜につい
て実験を進めた結果、シート抵抗にして、1E3Ω/□
程度までのメタルバック層を形成できることがわかっ
た。これより高くしようとすると、急激に抵抗が高くな
り絶縁になってしまうため、安定して同じ抵抗の膜を形
成することはできないと思われた。
Then, as a result of further study on the material which meets such purpose, the possibility of using a film in which a metal and an insulating material are mixed is found. Such a film is well known as a cermet and is also used industrially as a resistance material, but it is limited to a specific metal such as Cr-SiO. No match was found. For the purpose of this time, it is preferable to use aluminum as a base from the viewpoint of density. Therefore, as a result of conducting experiments on a mixed film of aluminum and Al 2 O 3 , the sheet resistance was 1E3Ω / □.
It was found that a metal back layer up to a certain degree can be formed. If it is made higher than this, the resistance suddenly rises and becomes insulating, so it seems that a film having the same resistance cannot be stably formed.

【0029】放電効果を高める上で必要なシート抵抗に
ついては、理論的に導くことは困難なため、以下のよう
な実験により検討を行った。実験は、対角サイズが36
インチのSEDを用いて行った。メタルバック層を蒸着
する際にメタルマスクを用いることで、ピッチ約1.2
mmで分断されたメタルバック層を形成した。黒色遮光
層22の抵抗値を制御することで、分断されたメタルバ
ック間の抵抗は10kΩになるようにした。メタルバッ
ク層のシート抵抗を1、3、10、30、100Ω/
□、300Ω/□と変えたSEDを製作し、高圧を所定
の電圧より高めることで放電を引き起こし、その際の放
電ダメージの有無を評価した。放電は毎回同じものが起
こるわけではないので、10回放電を起こし、そのうち
電子放出素子に放電ダメージがあった回数を放電ダメー
ジ指数とした。その結果を表1に示す。なお、蛍光面の
ダメージ、回路のダメージについては、メタルバック層
を分断することで既に放電規模がかなり小さくなってい
るため、いずれについても認められなかった。
Since it is difficult to theoretically derive the sheet resistance required to enhance the discharge effect, the following experiments were conducted. The experiment has a diagonal size of 36
Performed using an inch SED. By using a metal mask when depositing the metal back layer, the pitch is about 1.2.
A metal back layer divided by mm was formed. By controlling the resistance value of the black light shielding layer 22, the resistance between the divided metal backs was set to 10 kΩ. Sheet resistance of metal back layer is 1, 3, 10, 30, 100Ω /
The SEDs were changed to □ and 300Ω / □, discharge was caused by increasing the high voltage above a predetermined voltage, and the presence or absence of discharge damage at that time was evaluated. Since the same discharge does not occur every time, discharge was generated 10 times, and the number of discharge damages to the electron-emitting device was defined as the discharge damage index. The results are shown in Table 1. Regarding the damage to the phosphor screen and the damage to the circuit, neither was observed because the discharge scale was already made considerably smaller by dividing the metal back layer.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】このように、アルミニウムでは、放電ダメ
ージを完全には抑制できていなかったのが、シート抵抗
を10Ω/□以上に高めることで、放電抑制効果が高ま
ることが確認できた。シート抵抗が10Ω/□未満では
効果がない理由は、完全には説明できていないが、以下
のように考えられる。メタルバック層を分断した場合、
分断された短冊状のメタルバックの抵抗RSは、 RS=ρs・L/d で表される。ここで、ρs、L、dはそれぞれメタルバ
ックのシート抵抗、長さ、幅である。今回の実験では、
L/d=2E3である。このため、ρs=10Ωの場
合、RS=20kΩとなる。
As described above, with aluminum, the discharge damage could not be completely suppressed, but it was confirmed that the discharge suppression effect was enhanced by increasing the sheet resistance to 10 Ω / □ or more. The reason why the sheet resistance is not effective when it is less than 10 Ω / □ has not been completely explained, but it is considered as follows. When the metal back layer is divided,
The resistance RS of the divided strip-shaped metal back is expressed by RS = ρs · L / d. Here, ρs, L, and d are the sheet resistance, length, and width of the metal back, respectively. In this experiment,
L / d = 2E3. Therefore, when ρs = 10Ω, RS = 20 kΩ.

【0032】電気回路的なシミュレーションによれば、
RSが10kΩ程度以下の場合、分断されたメタルバッ
クは、放電の時間スケールでは、ほぼ同電位であると扱
え、長さ方向の電位分布は非常に小さい。RSが高くな
ると、放電時に、メタルバックの長さ方向にも電位分布
が発生するようになり、放電電流を抑制する機能が期待
できるようになる。今回の実験結果は、このような簡易
的な検討ともほぼ対応しており、シート抵抗が10Ω/
□以上というのが放電抑制効果の点から必要なシート抵
抗であると判断できる。
According to the electric circuit simulation,
When RS is about 10 kΩ or less, the divided metal back can be treated as having substantially the same potential on the discharge time scale, and the potential distribution in the length direction is very small. When RS increases, a potential distribution also occurs in the length direction of the metal back at the time of discharging, and the function of suppressing the discharge current can be expected. The result of this experiment corresponds to such a simple study, and the sheet resistance is 10Ω /
□ The above can be judged to be the required sheet resistance from the viewpoint of the effect of suppressing discharge.

【0033】なお、今回の実験では、アルミニウムとA
の混在膜で行ったが、絶縁材料としては、Al
の他にSiO、TiOなどさまざまなものを
用いることができる。金属についても、密度の点から、
アルミニウムが好適ではあるが、この他、チタンやその
他の金属を用いることが可能である。
In this experiment, aluminum and A
Although a mixed film of l 2 O 3 was used, the insulating material was Al.
In addition to 2 O 3 , various materials such as SiO 2 and TiO 2 can be used. For metals, from the point of view of density,
Aluminum is preferred, but other metals such as titanium or other metals can be used.

【0034】図5に示す第2の実施の形態によれば、メ
タルバック層7は、抵抗性パターン化メタルバック層と
して形成されている。すなわち、メタルバック層7は、
細長い帯状の導電性薄膜を蛇腹状に折り返してなるジグ
ザグパターンに形成されている。このジグザグパターン
は、所定の隙間をおいて互いに平行に延びた多数の細長
いストライプ状の直線部7cと、隣合う直線部の端部同
士を連結した複数の折返し部7dとを有している。
According to the second embodiment shown in FIG. 5, the metal back layer 7 is formed as a resistive patterned metal back layer. That is, the metal back layer 7 is
It is formed in a zigzag pattern formed by folding a long and thin strip-shaped conductive thin film into a bellows shape. This zigzag pattern has a large number of elongated striped linear portions 7c that extend in parallel with each other with a predetermined gap, and a plurality of folded portions 7d that connect the ends of adjacent linear portions.

【0035】高抵抗領域として機能する直線部7cおよ
び折返し部7dは、蛍光面6上において蛍光体層R、
G、Bに重ねて設けられている。メタルバック層7の
内、黒色遮光層22と重なる領域は隙間となり、黒色遮
光層の大部分は露出している。
The linear portion 7c and the folded portion 7d functioning as the high resistance region are provided on the phosphor screen 6 with the phosphor layer R,
It is provided so as to overlap G and B. A region of the metal back layer 7 that overlaps with the black light shielding layer 22 is a gap, and most of the black light shielding layer is exposed.

【0036】本実施の形態において、メタルバック層7
は、アルミニウムよりも抵抗の高い材料からなる導電性
膜で形成される。アルミニウムの場合、シート抵抗は1
Ω/□程度以下であるが、本実施の形態においては10
Ω/□以上に設定される。このための材料としては、第
1の実施の形態と同様、金属と絶縁材の混在膜を用いる
ことができる。
In the present embodiment, the metal back layer 7
Is formed of a conductive film made of a material having a higher resistance than aluminum. Sheet resistance is 1 for aluminum
Ω / □ or less, but 10 in the present embodiment
Set to Ω / □ or higher. As a material for this, a mixed film of metal and an insulating material can be used as in the first embodiment.

【0037】本実施の形態においても、放電効果を高め
る上で必要なシート抵抗については、理論的に導くこと
は困難なため、以下のような実験により検討を行った。
Also in the present embodiment, since it is difficult to theoretically derive the sheet resistance required to enhance the discharge effect, the following experiments were conducted.

【0038】実験は、対角サイズが36インチのSED
を用いて行った。メタルバック層を蒸着する際にメタル
マスクを用いることで、ピッチ約1.2mmでジグザグ
状に形成されたメタルバック層を形成した。黒色遮光層
22の抵抗値を制御することで、分断されたメタルバッ
ク間の抵抗は20kΩになるようにした。メタルバック
層のシート抵抗を1、3、10、30、100Ω/□、
300Ω/□と変えたSEDを製作し、高圧を所定の電
圧より高めることで放電を引き起こし、その際の放電ダ
メージの有無を評価した。放電は毎回同じものが起こる
わけではないので、10回放電を起こし、そのうちエミ
ッタに放電ダメージがあった回数を放電ダメージ指数と
した。その結果を表2に示す。なお、蛍光面のダメー
ジ、回路のダメージについては、メタルバック層を分断
していることで既に放電規模はかなり小さくなっている
ため、いずれについても認められなかった。
The experiment was carried out by using an SED having a diagonal size of 36 inches.
Was performed using. By using a metal mask when depositing the metal back layer, a metal back layer formed in a zigzag pattern with a pitch of about 1.2 mm was formed. By controlling the resistance value of the black light shielding layer 22, the resistance between the divided metal backs was set to 20 kΩ. Sheet resistance of the metal back layer is 1, 3, 10, 30, 100Ω / □,
An SED having a value of 300Ω / □ was manufactured, and discharge was caused by increasing the high voltage above a predetermined voltage, and the presence or absence of discharge damage at that time was evaluated. Since the same discharge does not occur every time, the discharge was generated 10 times, and the number of times the emitter was damaged by discharge was defined as the discharge damage index. The results are shown in Table 2. Regarding the damage to the fluorescent screen and the damage to the circuit, neither of them was observed because the discharge scale had already been considerably reduced by dividing the metal back layer.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】このように、アルミニウムでは、放電ダメ
ージを抑制できていなかったのが、10Ω/□以上にシ
ート抵抗を高めることで、放電抑制効果が高まることが
確認できた。
As described above, with aluminum, the discharge damage could not be suppressed, but it was confirmed that the discharge suppression effect was enhanced by increasing the sheet resistance to 10 Ω / □ or more.

【0041】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、各構成要素の寸法、材料等は、上述の
実施の形態で示した数値、材料に限定されることなく、
必要に応じて種々選択可能である。
Besides, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the dimensions and materials of each component are not limited to the numerical values and materials shown in the above-mentioned embodiment,
Various selections can be made as necessary.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
前面基板と背面基板との間で放電が生じた場合でもその
際の放電電流を十分に抑制できるので、放電によるダメ
ージが発生しない画像表示装置を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention,
Even when discharge occurs between the front substrate and the rear substrate, the discharge current at that time can be sufficiently suppressed, so that it is possible to provide an image display device in which damage due to discharge does not occur.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施の形態に係るFEDを示す斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view showing an FED according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の線A−Aに沿った上記FEDの断面図。2 is a cross-sectional view of the FED taken along line AA of FIG.

【図3】上記FEDにおける前面基板の蛍光面およびメ
タルバック層を示す平面図。
FIG. 3 is a plan view showing a phosphor screen and a metal back layer of a front substrate in the FED.

【図4】図3の線B−Bに沿った断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

【図5】この発明の第2の実施の形態に係るFEDにお
ける前面基板の蛍光面およびメタルバック層を示す平面
図。
FIG. 5 is a plan view showing a phosphor screen and a metal back layer of a front substrate in an FED according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…背面基板 2…前面基板 3…側壁 4…真空外囲器 6…蛍光面 7…メタルバック 7a…分割領域 7b…隙間 7c…直線部 7d…折返し部 8…電子放出素子 22…黒色遮光層 22a…ストライプ部 22b…枠状部 1 ... Rear substrate 2 ... Front substrate 3 ... Side wall 4 ... Vacuum envelope 6 ... Phosphor screen 7. Metal back 7a ... divided area 7b ... Gap 7c ... Straight part 7d ... Folding part 8 ... Electron emitting device 22 ... Black light shielding layer 22a ... Stripe section 22b ... frame-shaped portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原口 雄次 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番地2 株式 会社東芝深谷工場内 Fターム(参考) 5C036 BB04 EE09 EG36 EH08 EH09   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yuji Haraguchi             2 shares, 1-9-1 Harara-cho, Fukaya City, Saitama Prefecture             Company Toshiba Fukaya Factory F term (reference) 5C036 BB04 EE09 EG36 EH08 EH09

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】蛍光体層および遮光層を含む蛍光面と上記
蛍光面に重ねて設けられた導電性薄膜からなるメタルバ
ック層とを有した前面基板と、 上記前面基板と対向して配置されているとともに、上記
蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出素子が配
置された背面基板と、を備え、 上記メタルバック層は複数の領域に分割され、 上記メタルバック層のシート抵抗が10Ω/□以上であ
ることを特徴とする画像表示装置。
1. A front substrate having a phosphor screen including a phosphor layer and a light-shielding layer, and a metal back layer made of a conductive thin film, which is provided so as to overlap the phosphor screen, and is arranged to face the front substrate. And a rear substrate on which a plurality of electron-emitting devices that emit electrons toward the phosphor screen are arranged, the metal back layer is divided into a plurality of regions, and the sheet resistance of the metal back layer is An image display device having a resistance of 10 Ω / □ or more.
【請求項2】蛍光体層および遮光層を含む蛍光面と上記
蛍光面に重ねて設けられた導電性薄膜からなるメタルバ
ック層とを有した前面基板と、 上記前面基板と対向して配置されているとともに、上記
蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出素子が配
置された背面基板と、を備え、 上記メタルバック層は、所定の隙間を置いて並んだ複数
の直線部と、隣合う直線部の端部同士を連結した複数の
折返し部とを有したジグザグパターンに形成され、 上記メタルバック層のシート抵抗が10Ω/□以上であ
ることを特徴とする画像表示装置。
2. A front substrate having a phosphor screen including a phosphor layer and a light-shielding layer and a metal back layer made of a conductive thin film, which is provided so as to overlap the phosphor screen, and is arranged to face the front substrate. And a rear substrate on which a plurality of electron-emitting devices that emit electrons toward the phosphor screen are arranged, and the metal back layer has a plurality of linear portions arranged with a predetermined gap, An image display device, which is formed in a zigzag pattern having a plurality of folded portions in which ends of adjacent straight portions are connected to each other, and in which the sheet resistance of the metal back layer is 10 Ω / □ or more.
【請求項3】前記メタルバック層は、金属と絶縁物との
混在膜で形成されていることを特徴とする請求項1また
は2に記載の画像表示装置。
3. The image display device according to claim 1, wherein the metal back layer is formed of a mixed film of metal and an insulator.
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