JP2006054137A - Image display device - Google Patents

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Koji Takatori
幸司 鷹取
Satoshi Ishikawa
諭 石川
Daiji Hirozawa
大二 廣澤
Sachiko Hirahara
祥子 平原
Yukinori Ueda
行紀 植田
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device with restrained generation of discharge and improved atmospheric pressure resistance force. <P>SOLUTION: A spacer structure 22 is provided between a first substrate 10 with a phosphor screen 16 formed and a second substrate 12 with a plurality of electron emission sources 18 fitted. A support substrate 24 of the spacer structure is provided with a first surface 24a opposed to the first substrate, a second surface 24b opposed to the second substrate, and a plurality of electron beam passing holes 26 each opposed to the electron emission sources. A plurality of spacers 30 are set in erection on the surface of the second surface. The support substrate is provided with a plurality of convex parts 40 each formed by protruding a part of the support substrate from the first surface and in contact with the first substrate through the phosphor screen, in free elastic deformation in a height direction of the spacer with the convex parts as a fulcrum. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、対向配置された基板と、基板間に配設されたスペーサとを備えた画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display device that includes substrates disposed opposite to each other and spacers disposed between the substrates.

近年、陰極線管(以下、CRT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の画像表示装置が注目されている。例えば、平面表示装置として機能するフィールド・エミッション・デバイス(以下、FEDと称する)の一種として、表面伝導型電子放出装置(以下、SEDと称する)の開発が進められている。   2. Description of the Related Art In recent years, various flat-type image display devices have attracted attention as next-generation lightweight and thin display devices that replace cathode ray tubes (hereinafter referred to as CRTs). For example, a surface conduction electron-emitting device (hereinafter referred to as SED) is being developed as a kind of field emission device (hereinafter referred to as FED) that functions as a flat display device.

このSEDは、所定の間隔をおいて対向配置された第1基板および第2基板を備え、これらの基板は矩形状の側壁を介して周辺部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。第1基板の内面には3色の蛍光体層およびメタルバックが形成され、第2基板の内面には、蛍光体を励起する電子源として、各画素に対応する多数の電子放出素子が配列されている。   The SED includes a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other at a predetermined interval, and these substrates form a vacuum envelope by bonding peripheral portions to each other through rectangular side walls. ing. A phosphor layer of three colors and a metal back are formed on the inner surface of the first substrate, and on the inner surface of the second substrate, a large number of electron-emitting devices corresponding to each pixel are arranged as an electron source for exciting the phosphor. ing.

前記のようなSEDにおいて、第1基板および第2基板間の空間、すなわち真空外囲器内は、高い真空度に維持されることが重要となる。真空度が低い場合、電子放出素子の寿命、ひいては、装置の寿命が低下してしまう。また、第1基板と第2基板間は真空であるため、第1基板、第2基板に対し大気圧が作用する。そこで、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し基板間の隙間を維持するため、両基板間には、多数の板状あるいは柱状のスペーサが配置されている。   In the SED as described above, it is important to maintain a high degree of vacuum in the space between the first substrate and the second substrate, that is, in the vacuum envelope. When the degree of vacuum is low, the lifetime of the electron-emitting device, and hence the lifetime of the device, is reduced. Further, since the first substrate and the second substrate are in a vacuum, atmospheric pressure acts on the first substrate and the second substrate. Therefore, in order to support an atmospheric pressure load acting on these substrates and maintain a gap between the substrates, a large number of plate-like or columnar spacers are arranged between the two substrates.

スペーサを第1基板および第2基板の全面に渡って配置するためには、第1基板の蛍光体、第2基板の電子放出素子に接触しないように、極めて薄い板状、あるいは極めて細い柱状のスペーサが必要となる。これらのスペーサは、電子放出素子の極めて近くに設置せざるを得ないため、スペーサとして絶縁体材料を使用しなければならない。同時に、第1基板および第2基板の薄板化を検討した場合、一層多くのスペーサが必要となる。例えば、特許文献1には、支持基板上に多数の柱状スペーサを立設してスペーサ構体を構成し、このスペーサ構体を第1および第2基板間に配置した装置が開示されている。
特開2001−272927号公報
In order to dispose the spacers over the entire surfaces of the first substrate and the second substrate, an extremely thin plate or an extremely thin columnar shape is used so as not to contact the phosphor of the first substrate and the electron-emitting device of the second substrate. A spacer is required. Since these spacers must be placed very close to the electron-emitting device, an insulating material must be used as the spacer. At the same time, when considering thinning the first substrate and the second substrate, more spacers are required. For example, Patent Document 1 discloses an apparatus in which a large number of columnar spacers are erected on a support substrate to form a spacer structure, and the spacer structure is disposed between the first and second substrates.
JP 2001-272927 A

前記のように構成されたSEDにおいて、画像を表示する場合、第1基板と第2基板との間には、電子ビームの加速電圧として例えば10KVの高電圧が印加される。高電圧下において、メタルバックに重ねてゲッターが設けられている場合、メタルバックと第1基板間で放電現状が発生し易くなる。そして、放電が発生した場合、蛍光体層、メタルバック、および第2基板上の電子放出素子等が破壊する虞がある。   In the SED configured as described above, when displaying an image, a high voltage of, for example, 10 KV is applied between the first substrate and the second substrate as the acceleration voltage of the electron beam. When a getter is provided over the metal back under a high voltage, a current discharge state is likely to occur between the metal back and the first substrate. And when discharge generate | occur | produces, there exists a possibility that a fluorescent substance layer, a metal back, an electron emission element on a 2nd board | substrate, etc. may be destroyed.

また、前記のように構成されたスペーサ構体において、全てのスペーサを同一の高さで形成することは難しく、スペーサの高さにバラツキが生じる可能性がある。スペーサの高さにバラツキがある場合、第1基板および第2基板に作用する大気圧荷重をスペーサによって安定に支持することが困難となり、外囲器の耐大気圧強度が低下する。また、高さの高いスペーサには大きな負荷が作用し、このスペーサが損傷する恐れもあり、この場合、スペーサ構体自体の強度が低下する。更に、高さの低いスペーサの先端と基板との間に隙間が形成されると、この隙間は放電の発生要因となりえる。   In the spacer structure configured as described above, it is difficult to form all the spacers at the same height, and there is a possibility that the height of the spacers varies. When the height of the spacer varies, it becomes difficult to stably support the atmospheric pressure load acting on the first substrate and the second substrate by the spacer, and the atmospheric pressure resistance of the envelope decreases. Further, a large load acts on the spacer having a high height, and this spacer may be damaged. In this case, the strength of the spacer structure itself is lowered. Furthermore, if a gap is formed between the tip of the spacer having a low height and the substrate, this gap can be a cause of discharge.

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、放電の発生を抑制するとともに耐大気圧強度が向上した画像表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image display device in which the occurrence of discharge is suppressed and the atmospheric pressure strength is improved.

上記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像表示装置は、蛍光面が形成された第1基板、および前記第1基板と隙間を置いて対向配置されているとともに、前記蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出源が配置された第2基板を有した外囲器と、前記第1および第2基板間に配設され、前記第1基板に対向した第1表面、前記第2基板と対向した第2表面、および前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有した支持基板と、前記支持基板の第2表面と前記第2基板との間に立設され、第1および第2基板に作用する大気圧を支持した複数のスペーサと、を備え、前記支持基板は、それぞれ支持基板の一部を前記第1表面から突出させて形成されているとともに前記蛍光面を介して前記第1基板に当接した複数の凸部を有し、前記凸部を支点として前記スペーサの高さ方向に弾性変形可能に形成されている。   In order to achieve the above object, an image display device according to an aspect of the present invention is provided with a first substrate on which a phosphor screen is formed, and opposed to the first substrate with a gap therebetween, and directed toward the phosphor screen. An envelope having a second substrate on which a plurality of electron emission sources for emitting electrons are disposed, a first surface disposed between the first and second substrates and facing the first substrate, A second substrate facing the second substrate; a support substrate having a plurality of electron beam passage holes facing the electron emission source; and a second surface of the support substrate and the second substrate. And a plurality of spacers supporting atmospheric pressure acting on the first and second substrates, wherein the support substrate is formed by projecting a part of the support substrate from the first surface, and the fluorescence A plurality of protrusions in contact with the first substrate via a surface; It has been formed to be elastically deformable in the height direction of the spacer the protruding portion as a fulcrum.

本発明によれば、スペーサの高さにバラツキがある場合でも、凸部を支点とした支持基板の弾性変形により高さのバラツキを吸収することができる。そのため、第2基板とスペーサとの隙間を無くし、複数のスペーサにより第1および第2基板に作用する大気圧荷重を安定して支持することができ、同時に、スペーサと基板との隙間に起因する放電を抑制することが可能となる。従って、放電の発生を抑制するとともに耐大気圧強度が向上した画像表示装置を提供することができる。   According to the present invention, even when the height of the spacer varies, the height variation can be absorbed by the elastic deformation of the support substrate with the convex portion as a fulcrum. Therefore, the gap between the second substrate and the spacer can be eliminated, and the atmospheric pressure load acting on the first and second substrates can be stably supported by the plurality of spacers, and at the same time due to the gap between the spacer and the substrate. It becomes possible to suppress discharge. Therefore, it is possible to provide an image display device that suppresses the occurrence of discharge and has improved atmospheric pressure strength.

以下図面を参照しながら、この発明を、平面型の画像表示装置としてSEDに適用した実施形態について詳細に説明する。
図1ないし図3に示すように、SEDは、それぞれ矩形状のガラス板からなる第1基板10および第2基板12を備え、これらの基板は約1.0〜2.0mmの隙間をおいて対向配置されている。第1基板10および第2基板12は、ガラスからなる矩形状の側壁14を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された扁平な矩形状の真空外囲器15を構成している。接合部材として機能する側壁14は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材20により、第1基板10の周縁部および第2基板12の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an SED as a flat-type image display device will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the SED includes a first substrate 10 and a second substrate 12 each made of a rectangular glass plate, and these substrates have a gap of about 1.0 to 2.0 mm. Opposed. The first substrate 10 and the second substrate 12 constitute a flat rectangular vacuum envelope 15 whose peripheral portions are bonded to each other through a rectangular side wall 14 made of glass and the inside is maintained in a vacuum. Yes. The side wall 14 functioning as a bonding member is sealed to the peripheral edge of the first substrate 10 and the peripheral edge of the second substrate 12 by, for example, a sealing material 20 such as low-melting glass or low-melting metal. Are joined.

第1基板10の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン16がほぼ全面に渡って形成されている。蛍光体スクリーン16は、赤、青、緑に発光する図示しない蛍光体層R、G、B、および遮光層11を並べて構成され、これらの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。本実施形態において、蛍光体層R、G、Bはほぼ矩形のドット状に形成されている。第1基板10および第2基板12の長手方向をX、幅方向をYとした場合、蛍光体層は、X方向にR、G、Bが交互に並んで設けられ、Y方向に同一色の蛍光体層が並んで設けられている。蛍光体スクリーン16上には、アルミニウム等からなるメタルバック17およびゲッター膜19が順に形成されている。   A phosphor screen 16 that functions as a phosphor screen is formed on the inner surface of the first substrate 10 over almost the entire surface. The phosphor screen 16 is configured by arranging phosphor layers R, G, B (not shown) that emit light in red, blue, and green, and the light shielding layer 11, and these phosphor layers are formed in stripes or dots. . In the present embodiment, the phosphor layers R, G, and B are formed in a substantially rectangular dot shape. When the longitudinal direction of the first substrate 10 and the second substrate 12 is X and the width direction is Y, the phosphor layer is provided with R, G, and B alternately arranged in the X direction, and the same color in the Y direction. A phosphor layer is provided side by side. On the phosphor screen 16, a metal back 17 and a getter film 19 made of aluminum or the like are sequentially formed.

第2基板12の内面には、蛍光体スクリーン16の蛍光体層R、G、Bを励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子18が設けられている。これらの電子放出素子18は、画素に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子18は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。第2基板12の内面上には、電子放出素子18に電位を供給する多数本の配線21がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器15の外部に引出されている。   On the inner surface of the second substrate 12, a number of surface-conduction electron-emitting elements 18 that emit electron beams are provided as electron emission sources for exciting the phosphor layers R, G, and B of the phosphor screen 16. Yes. These electron-emitting devices 18 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to the pixels. Each electron-emitting device 18 includes an electron emitting portion (not shown) and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron emitting portion. On the inner surface of the second substrate 12, a large number of wirings 21 for supplying a potential to the electron-emitting devices 18 are provided in a matrix shape, and end portions thereof are drawn out of the vacuum envelope 15.

図2および図3に示すように、SEDは、第1基板10および第2基板12の間に配設されたスペーサ構体22を備えている。スペーサ構体22は、金属板からなる支持基板24と、支持基板上に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ30と、を備えている。支持基板24は、蛍光体スクリーン16に対応した寸法の矩形状に形成され、第1基板10の内面と対向した第1表面24aおよび第2基板12の内面と対向した第2表面24bを有し、これらの基板と平行に配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the SED includes a spacer structure 22 disposed between the first substrate 10 and the second substrate 12. The spacer structure 22 includes a support substrate 24 made of a metal plate, and a large number of columnar spacers 30 that are integrally provided on the support substrate. The support substrate 24 is formed in a rectangular shape having a size corresponding to the phosphor screen 16, and has a first surface 24 a facing the inner surface of the first substrate 10 and a second surface 24 b facing the inner surface of the second substrate 12. These are arranged in parallel with these substrates.

図3および図4に示すように、支持基板24は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ0.1〜0.25mm、例えば、0.12mmに形成されている。支持基板24には、エッチング等により複数の電子ビーム通過孔26が形成されている。電子ビーム通過孔26は、例えば、0.15〜0.25mm×0.15〜0.25mmの矩形状に形成されている。電子ビーム通過孔26は、X方向に沿って所定のピッチで配列され、Y方向については、X方向のピッチよりも大きなピッチで配列されている。第1基板10に形成された蛍光体スクリーン16の蛍光体層R、G、B、および第2基板12上の電子放出素子18は、X方向およびY方向についてそれぞれ電子ビーム通過孔26と同一のピッチで配列され、それぞれ電子ビーム通過孔と対向している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the support substrate 24 is formed with a thickness of 0.1 to 0.25 mm, for example, 0.12 mm, using, for example, an iron-nickel metal plate. A plurality of electron beam passage holes 26 are formed in the support substrate 24 by etching or the like. The electron beam passage hole 26 is formed in a rectangular shape of, for example, 0.15 to 0.25 mm × 0.15 to 0.25 mm. The electron beam passage holes 26 are arranged at a predetermined pitch along the X direction, and the Y direction is arranged at a pitch larger than the pitch in the X direction. The phosphor layers R, G, B of the phosphor screen 16 formed on the first substrate 10 and the electron-emitting devices 18 on the second substrate 12 are the same as the electron beam passage holes 26 in the X direction and the Y direction, respectively. They are arranged at a pitch and each face the electron beam passage hole.

支持基板24は、それぞれ支持基板の一部を第1表面24aから突出させて形成された複数の凸部40を一体に有している。各凸部40は、後述するように、例えば、プレス加工により形成され、第1表面24aから第1基板10側へ突出した中空の凸部となっている。各凸部40の突出高さは、例えば、30〜100μm程度に形成されている。また、各凸部40はドット状、例えば、楕円形状に形成されている。複数の凸部40は、X方向およびY方向にそれぞれ所定のピッチで並んで設けられ、隣接する電子ビーム通過孔26間に位置しているとともに、後述するスペーサの両側にそれぞれ設けられている。   The support substrate 24 integrally includes a plurality of convex portions 40 formed by projecting a part of the support substrate from the first surface 24a. As will be described later, each convex portion 40 is formed by, for example, pressing, and is a hollow convex portion that protrudes from the first surface 24a toward the first substrate 10 side. The protruding height of each convex portion 40 is, for example, about 30 to 100 μm. Moreover, each convex part 40 is formed in dot shape, for example, elliptical shape. The plurality of convex portions 40 are provided side by side with a predetermined pitch in the X direction and the Y direction, are located between adjacent electron beam passage holes 26, and are provided on both sides of a spacer described later.

凸部40を含む支持基板24の第1および第2表面24a、24b、各電子ビーム通過孔26の内壁面は、ガラス等を主成分とした絶縁性物質、例えば、Li系のアルカリホウ珪酸ガラスからなる厚さ約40μmの絶縁層37により被覆されている。   The first and second surfaces 24a and 24b of the support substrate 24 including the protrusions 40 and the inner wall surfaces of the electron beam passage holes 26 are insulating materials mainly composed of glass, for example, Li-based alkali borosilicate glass. And an insulating layer 37 having a thickness of about 40 μm.

支持基板24は、その第1表面24aが凸部40を介して第1基板10のゲッター膜19に接触して設けられている。凸部40は、蛍光体スクリーン16の遮光層11と対向する位置に設けられている。支持基板24に設けられた電子ビーム通過孔26は、蛍光体スクリーン16の蛍光体層R、G、B、および第2基板12上の電子放出素子18と対向している。これにより、各電子放出素子18は、電子ビーム通過孔26を通して、対応する蛍光体層と対向している。また、支持基板24は、各凸部40を支点として、第1基板10の表面と直交する方向、つまり、後述するスペーサ30の高さ方向に沿って弾性変形可能となっている。   The support substrate 24 is provided such that the first surface 24 a is in contact with the getter film 19 of the first substrate 10 via the convex portion 40. The convex portion 40 is provided at a position facing the light shielding layer 11 of the phosphor screen 16. The electron beam passage hole 26 provided in the support substrate 24 faces the phosphor layers R, G, B of the phosphor screen 16 and the electron-emitting devices 18 on the second substrate 12. Thereby, each electron-emitting device 18 is opposed to the corresponding phosphor layer through the electron beam passage hole 26. Further, the support substrate 24 can be elastically deformed along the direction perpendicular to the surface of the first substrate 10, that is, the height direction of the spacer 30 described later, with each convex portion 40 as a fulcrum.

図2ないし図4に示すように、支持基板24の第2表面24b上には多数のスペーサ30が一体的に立設されている。各スペーサ30の延出端は、第2基板12の内面、ここでは、第2基板12の内面上に設けられた配線21上に当接している。スペーサ30の各々は、支持基板24側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。例えば、スペーサ30は高さ約1.8mmに形成されている。支持基板24表面と平行な方向に沿ったスペーサ30の断面は、ほぼ楕円形に形成されている。スペーサ30の各々は、主に、絶縁物質としてガラスを主成分とするスペーサ形成材料により形成されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, a large number of spacers 30 are erected integrally on the second surface 24 b of the support substrate 24. The extended end of each spacer 30 is in contact with the inner surface of the second substrate 12, here, the wiring 21 provided on the inner surface of the second substrate 12. Each of the spacers 30 is formed in a tapered shape having a diameter that decreases from the support substrate 24 side toward the extending end. For example, the spacer 30 is formed with a height of about 1.8 mm. The cross section of the spacer 30 along the direction parallel to the surface of the support substrate 24 is substantially elliptical. Each of the spacers 30 is mainly formed of a spacer forming material mainly composed of glass as an insulating substance.

スペーサ30は、それぞれY方向に並んだ電子ビーム通過孔26間に位置している。複数のスペーサ30は、Y方向に所定のピッチで並んで設けられているとともに、X方向に上記所定のピッチよりも大きなピッチで並んで設けられている。支持基板24の凸部40はY方向に沿ってスペーサ30と並んで設けられ、スペーサの両側に配置されている。凸部40は、例えば、1画素分だけスペーサ30から離間して設けられている。   The spacers 30 are positioned between the electron beam passage holes 26 aligned in the Y direction. The plurality of spacers 30 are provided side by side with a predetermined pitch in the Y direction, and are provided side by side with a pitch larger than the predetermined pitch in the X direction. The convex portion 40 of the support substrate 24 is provided along with the spacer 30 along the Y direction, and is disposed on both sides of the spacer. The convex portion 40 is provided, for example, separated from the spacer 30 by one pixel.

上記のように構成されたスペーサ構体22は、支持基板24が凸部40を介して第1基板10に接触し、スペーサ30の延出端が第2基板12の内面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。   In the spacer structure 22 configured as described above, the support substrate 24 comes into contact with the first substrate 10 through the convex portions 40, and the extended end of the spacer 30 contacts the inner surface of the second substrate 12. The atmospheric pressure load acting on the substrate is supported, and the distance between the substrates is maintained at a predetermined value.

SEDは、支持基板24および第1基板10のメタルバック17に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備え、例えば、支持基板に8kV、メタルバックに10kVの電圧が印加される。SEDにおいて、画像を表示する場合、電子放出素子18を駆動し、任意の電子放出素子から電子ビームを放出するとともに、蛍光体スクリーン16およびメタルバック17にアノード電圧を印加する。電子放出素子18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、支持基板24の電子ビーム通過孔26を通った後、蛍光体スクリーン16に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン16の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。   The SED includes a voltage supply unit (not shown) that applies a voltage to the support substrate 24 and the metal back 17 of the first substrate 10. For example, a voltage of 8 kV is applied to the support substrate and a voltage of 10 kV is applied to the metal back. In the SED, when displaying an image, the electron-emitting device 18 is driven to emit an electron beam from an arbitrary electron-emitting device, and an anode voltage is applied to the phosphor screen 16 and the metal back 17. The electron beam emitted from the electron emitter 18 is accelerated by the anode voltage, passes through the electron beam passage hole 26 of the support substrate 24, and then collides with the phosphor screen 16. As a result, the phosphor layer of the phosphor screen 16 is excited to emit light and display an image.

次に、以上のように構成されたSEDの製造方法について説明する。始めに、スペーサ構体22の製造方法について説明する。
まず、Fe−50%Niからなる板厚0.12mmの金属板を脱脂・洗浄・乾燥した後、両面にレジスト膜を形成する。続いて、金属板の両面を露光、現像、乾燥してレジストパターンを形成する。その後、エッチングにより金属板の所定位置に0.18×0.18mmの電子ビーム通過孔26を形成する。次に、図5(a)に示すように、凸部40に対応した複数の円弧状の凹所42が形成された第1プレス型44と、凹所42に対応した複数の突起46が設けられた第2プレス型48とにより支持基板24をプレス加工する。これにより、図5(b)に示すように、複数の中空の凸部40を有した支持基板24を形成する。このようなプレス加工を用いることにより、凸部40を有した支持基板24を低コストで形成することができ、大量生産に適している。
続いて、支持基板24の全面にガラスフリットを厚さ40μmで塗布し、乾燥した後、焼成することにより、絶縁層37を形成する。
Next, the manufacturing method of SED comprised as mentioned above is demonstrated. First, a method for manufacturing the spacer structure 22 will be described.
First, a metal plate made of Fe-50% Ni having a plate thickness of 0.12 mm is degreased, washed and dried, and then a resist film is formed on both sides. Subsequently, both sides of the metal plate are exposed, developed and dried to form a resist pattern. Thereafter, an electron beam passage hole 26 of 0.18 × 0.18 mm is formed at a predetermined position of the metal plate by etching. Next, as shown in FIG. 5A, a first press die 44 in which a plurality of arc-shaped recesses 42 corresponding to the protrusions 40 are formed, and a plurality of protrusions 46 corresponding to the recesses 42 are provided. The support substrate 24 is pressed by the second press die 48 thus formed. As a result, as shown in FIG. 5B, a support substrate 24 having a plurality of hollow protrusions 40 is formed. By using such pressing, the support substrate 24 having the convex portions 40 can be formed at low cost, which is suitable for mass production.
Subsequently, a glass frit is applied to the entire surface of the support substrate 24 to a thickness of 40 μm, dried, and baked to form the insulating layer 37.

その後、支持基板24とほぼ同一の寸法を有した矩形板状の成形型を用意する。成形型は、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明ポリエチレンテレフタレートを主体とした透明シリコン等により平坦な板状に形成されている。成形型は、支持基板24に当接する平坦な当接面と、スペーサを成形するための多数の有底のスペーサ形成孔と、を有している。スペーサ形成孔はそれぞれ成形型の当接面に開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。各スペーサ形成孔は、スペーサに対応して、長さ1mm、幅0.35mm、高さ1.8mmに形成されている。その後、成形型のスペーサ形成孔にスペーサ形成材料を充填する。スペーサ形成材料としては、少なくとも紫外線硬化型のバインダ(有機成分)およびガラスフィラーを含有したガラスペーストを用いる。ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。   Thereafter, a rectangular plate-shaped mold having substantially the same dimensions as the support substrate 24 is prepared. The mold is formed in a flat plate shape using a transparent material that transmits ultraviolet light, for example, transparent silicon mainly composed of transparent polyethylene terephthalate. The molding die has a flat abutting surface that abuts on the support substrate 24 and a large number of bottomed spacer forming holes for molding the spacer. Each of the spacer forming holes opens on the contact surface of the mold and is arranged at a predetermined interval. Each spacer forming hole has a length of 1 mm, a width of 0.35 mm, and a height of 1.8 mm corresponding to the spacer. Thereafter, the spacer forming hole of the mold is filled with a spacer forming material. As the spacer forming material, a glass paste containing at least an ultraviolet curable binder (organic component) and a glass filler is used. The specific gravity and viscosity of the glass paste are appropriately selected.

続いて、スペーサ形成材料の充填されたスペーサ形成孔が電子ビーム通過孔26間に位置するように、成形型を位置決めし当接面を支持基板の第2表面24bに密着させる。これにより、支持基板24および成形型からなる組立体を構成する。   Subsequently, the mold is positioned so that the spacer forming holes filled with the spacer forming material are positioned between the electron beam passage holes 26, and the contact surface is brought into close contact with the second surface 24b of the support substrate. Thereby, the assembly which consists of the support substrate 24 and a shaping | molding die is comprised.

次に、充填されたスペーサ形成材料に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて支持基板24および成形型の外面側から紫外線(UV)を照射し、スペーサ形成材料をUV硬化させる。その際、成形型は、紫外線透過材料としての透明なシリコンで形成されている。そのため、紫外線は、スペーサ形成材料に直接、および成形型を透過して照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料をその内部まで確実に硬化させることができる。   Next, the filled spacer forming material is irradiated with ultraviolet rays (UV) from the outer surface side of the support substrate 24 and the mold using, for example, an ultraviolet lamp, and the spacer forming material is UV cured. At that time, the mold is formed of transparent silicon as an ultraviolet transmitting material. Therefore, ultraviolet rays are irradiated directly on the spacer forming material and through the mold. Therefore, the filled spacer forming material can be reliably cured to the inside.

その後、硬化したスペーサ形成材料を支持基板24上に残すように、成形型を支持基板24から剥離する。次に、スペーサ形成材料が設けられた支持基板24を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約500〜550℃で30分〜1時間、スペーサ形成材料を本焼成しガラス化する。これにより、図6に示すように、支持基板24の第2表面24b上にスペーサ30が一体的に作り込まれたスペーサ構体22が得られる。   Thereafter, the mold is peeled from the support substrate 24 so that the cured spacer forming material remains on the support substrate 24. Next, the support substrate 24 provided with the spacer forming material is heat-treated in a heating furnace, the binder is removed from the spacer forming material, and then the spacer forming material is baked at about 500 to 550 ° C. for 30 minutes to 1 hour. Then vitrify. As a result, as shown in FIG. 6, the spacer structure 22 in which the spacers 30 are integrally formed on the second surface 24 b of the support substrate 24 is obtained.

一方、SEDの製造においては、予め、蛍光体スクリーン16およびメタルバック17の設けられた第1基板10と、電子放出素子18および配線21が設けられているとともに側壁14が接合された第2基板12と、を用意しておく。続いて、上記のようにして得られたスペーサ構体22を第2基板12上に位置決めした後、支持基板24の4隅を第2基板の4つのコーナー部に立設された金属製の支柱に溶接する。これにより、スペーサ構体22を第2基板12に固定する。なお、支持基板24の固定箇所は、少なくとも2箇所あればよい。   On the other hand, in the manufacture of the SED, the first substrate 10 provided with the phosphor screen 16 and the metal back 17 in advance, the second substrate on which the electron-emitting device 18 and the wiring 21 are provided and the side wall 14 is joined. 12 are prepared. Subsequently, after positioning the spacer structure 22 obtained as described above on the second substrate 12, the four corners of the support substrate 24 are placed on the metal pillars erected at the four corner portions of the second substrate. Weld. Thereby, the spacer structure 22 is fixed to the second substrate 12. Note that the supporting substrate 24 may be fixed at least at two locations.

その後、第1基板10と、スペーサ構体22が固定された第2基板12とを真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、第1基板のメタルバック17上にゲッター膜19を形成する。続いて、側壁14を介して第1基板を第2基板に接合するとともに、これらの基板間にスペーサ構体22を挟み込む。これにより、スペーサ構体22を備えたSEDが製造される。   Thereafter, the first substrate 10 and the second substrate 12 to which the spacer structure 22 is fixed are placed in a vacuum chamber, the inside of the vacuum chamber is evacuated, and then a getter film 19 is formed on the metal back 17 of the first substrate. Form. Subsequently, the first substrate is bonded to the second substrate through the side wall 14, and the spacer structure 22 is sandwiched between the substrates. Thereby, SED provided with the spacer structure 22 is manufactured.

以上のように構成されたSEDによれば、支持基板24の第2基板12側のみにスペーサ30を設けることにより、各スペーサの長さを長くし、支持基板24と第2基板12との距離を離すことができる。それにより、支持基板と第2基板との間の耐圧性が向上し、これらの間における放電の発生を抑制することが可能となる。   According to the SED configured as described above, by providing the spacer 30 only on the second substrate 12 side of the support substrate 24, the length of each spacer is increased, and the distance between the support substrate 24 and the second substrate 12 is increased. Can be released. Thereby, the pressure resistance between the support substrate and the second substrate is improved, and the occurrence of discharge between them can be suppressed.

支持基板24は複数の凸部40を有し、この凸部を支点としたバネ性を有し弾性変形可能となっている。そのため、スペーサ30に高さ等にバラツキがある場合でも、支持基板24の弾性変形により高さのバラツキを吸収することが可能となる。例えば、他のスペーサ30に比較して高さの高いスペーサ30が存在する場合、大気圧が作用すると、図7に示すように、支持基板24の内、このスペーサ30が立設されている部位は凸部40を支点として第1基板10側に弾性変形し、スペーサ高さのバラツキを吸収する。これにより、全てのスペーサ30は、その先端部が隙間無く第2基板12に当接することができる。   The support substrate 24 has a plurality of convex portions 40, has a spring property with the convex portions serving as fulcrums, and is elastically deformable. Therefore, even when the spacer 30 has a variation in height, the variation in height can be absorbed by the elastic deformation of the support substrate 24. For example, when there is a spacer 30 that is higher than other spacers 30 and atmospheric pressure acts, a portion of the support substrate 24 where the spacer 30 is erected as shown in FIG. Elastically deforms toward the first substrate 10 with the convex portion 40 as a fulcrum, and absorbs variations in spacer height. Thereby, all the spacers 30 can be in contact with the second substrate 12 with no gaps at the tips.

従って、第1基板10および第2基板12に作用する大気圧荷重をスペーサ30により安定して支持することができ、真空外囲器15の耐大気圧強度を向上することができる。同時に、高さのバラツキに起因したスペーサの損傷を防止することができる。   Therefore, the atmospheric pressure load acting on the first substrate 10 and the second substrate 12 can be stably supported by the spacer 30, and the atmospheric pressure resistance of the vacuum envelope 15 can be improved. At the same time, the spacer can be prevented from being damaged due to the variation in height.

更に、スペーサ30の高さにバラツキがある場合でも、スペーサの先端と第2基板10との間における隙間の発生を防止でき、この隙間に起因する放電を抑制することが可能となる。支持基板24は絶縁層37により被覆されているため、支持基板自身も放電を抑制するシールドして機能する。従って、放電の発生を抑制するとともに耐大気圧強度が向上したSEDが得られる。   Furthermore, even when the height of the spacer 30 varies, it is possible to prevent the occurrence of a gap between the tip of the spacer and the second substrate 10 and to suppress the discharge caused by this gap. Since the support substrate 24 is covered with the insulating layer 37, the support substrate itself functions as a shield that suppresses discharge. Therefore, an SED that suppresses the occurrence of discharge and has improved atmospheric pressure strength can be obtained.

支持基板24の凸部40はゲッター膜19を介して第1基板10に当接している。そのため、メタルバック17と支持基板24とが同電位となり、また、第1基板10と支持基板24との間にメタルバックおよびゲッター膜が挟み込まれた構成となっている。この場合、メタルバック17およびゲッター膜19の剥がれ、並びに、メタルバックおよび蛍光面の損傷を防止することができる。これにより、長期間に渡って良好な画像品位を維持することができる。同時に、剥がれたメタルバック、ゲッター膜に起因する放電の発生を抑制し、信頼性の向上したSEDが得られる。   The convex portion 40 of the support substrate 24 is in contact with the first substrate 10 through the getter film 19. Therefore, the metal back 17 and the support substrate 24 have the same potential, and the metal back and getter film are sandwiched between the first substrate 10 and the support substrate 24. In this case, the metal back 17 and the getter film 19 can be prevented from being peeled off, and the metal back and the phosphor screen can be prevented from being damaged. Thereby, good image quality can be maintained over a long period of time. At the same time, the occurrence of discharge due to the peeled metal back and getter film is suppressed, and an SED with improved reliability is obtained.

支持基板24は複数の凸部40を介して第1基板10に接触している。そのため、支持基板24によりゲッター膜19を覆った場合でも、支持基板とゲッター膜19との接触面積が小さく、ゲッター膜の露出面積を増加することができる。これにより、ゲッター効率の低下を低減し、高真空を維持することが可能となる。   The support substrate 24 is in contact with the first substrate 10 through the plurality of convex portions 40. Therefore, even when the getter film 19 is covered with the support substrate 24, the contact area between the support substrate and the getter film 19 is small, and the exposed area of the getter film can be increased. As a result, a decrease in getter efficiency can be reduced and a high vacuum can be maintained.

上述した実施形態において、支持基板24の凸部40は、楕円形のドット状としたが、これに限らず、他の形状としてもよい。図8に示す他の実施形態によれば、支持基板24の凸部40は、Y方向に延びた帯状に形成されている。凸部40はスペーサ30の両側に設けられている。このような支持基板24は上記と同様にプレス加工によって形成される。他の実施形態において、SEDの他の構成は前述した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。上述した他の実施形態においても、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the convex portion 40 of the support substrate 24 has an elliptical dot shape, but is not limited thereto, and may have another shape. According to another embodiment shown in FIG. 8, the convex portion 40 of the support substrate 24 is formed in a strip shape extending in the Y direction. The convex portions 40 are provided on both sides of the spacer 30. Such a support substrate 24 is formed by pressing as described above. In other embodiments, other configurations of the SED are the same as those of the above-described embodiments, and the same reference numerals are given to the same portions, and detailed descriptions thereof are omitted. Also in other embodiment mentioned above, the effect similar to embodiment mentioned above can be acquired.

本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

スペーサの径や高さ、その他の構成要素の寸法、材質等は上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて適宜選択可能である。支持基板24の凸部の形成位置、設置数等は必要に応じて変更可能である。また、この発明は、電子源として表面伝導型電子放出素子を用いたものに限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等の他の電子源を用いた画像表示装置にも適用可能である。   The diameter and height of the spacer, the dimensions and materials of the other components are not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately selected as necessary. The formation position, the number of installations, and the like of the convex portions of the support substrate 24 can be changed as necessary. In addition, the present invention is not limited to the one using a surface conduction electron-emitting device as an electron source, but can be applied to an image display device using another electron source such as a field emission type or a carbon nanotube.

この発明の第1の実施形態に係るSEDを示す斜視図。The perspective view which shows SED which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の線A−Aに沿って破断した前記SEDの斜視図。The perspective view of said SED fractured | ruptured along line AA of FIG. 前記SEDを拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the said SED. 前記SEDにおけるスペーサ構体の支持基板を示す平面図。The top view which shows the support substrate of the spacer structure in said SED. 前記支持基板の製造に用いるプレス型と示す断面図。Sectional drawing shown with the press die used for manufacture of the said support substrate. 前記SEDのスペーサ構体を示す断面図。Sectional drawing which shows the spacer structure of said SED. 前記SEDの一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of said SED. この発明の他の実施形態に係るSEDの支持基板を示す平面図。The top view which shows the support substrate of SED which concerns on other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…第1基板、 12…第2基板、 14…側壁、 15…真空外囲器、
16…蛍光体スクリーン、 17…メタルバック、 19…ゲッター膜、
18…電子放出素子、 22…スペーサ構体、 24…支持基板、
24a…第1表面、 24b…第2表面、 26…電子ビーム通過孔、
30…スペーサ、 40…凸部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st board | substrate, 12 ... 2nd board | substrate, 14 ... Side wall, 15 ... Vacuum envelope,
16 ... phosphor screen, 17 ... metal back, 19 ... getter film,
18 ... an electron-emitting device, 22 ... a spacer structure, 24 ... a support substrate,
24a ... 1st surface, 24b ... 2nd surface, 26 ... Electron beam passage hole,
30 ... Spacer, 40 ... Projection

Claims (7)

蛍光面が形成された第1基板、および前記第1基板と隙間を置いて対向配置されているとともに、前記蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出源が配置された第2基板を有した外囲器と、
前記第1および第2基板間に配設され、前記第1基板に対向した第1表面、前記第2基板と対向した第2表面、および前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有した支持基板と、
前記支持基板の第2表面と前記第2基板との間に立設され、第1および第2基板に作用する大気圧を支持した複数のスペーサと、を備え、
前記支持基板は、それぞれ支持基板の一部を前記第1表面から突出させて形成されているとともに前記蛍光面を介して前記第1基板に当接した複数の凸部を有し、前記凸部を支点として前記スペーサの高さ方向に弾性変形可能に形成されている画像表示装置。
A first substrate on which a phosphor screen is formed, and a second substrate on which a plurality of electron emission sources that emit electrons toward the phosphor screen are arranged opposite to the first substrate with a gap. An envelope with
A first surface facing the first substrate; a second surface facing the second substrate; and a plurality of electron beam passage holes facing the electron emission source. A supporting substrate having,
A plurality of spacers standing between the second surface of the support substrate and the second substrate and supporting the atmospheric pressure acting on the first and second substrates;
The support substrate is formed by projecting a part of the support substrate from the first surface, and has a plurality of convex portions that are in contact with the first substrate via the phosphor screen, and the convex portions An image display device formed so as to be elastically deformable in the height direction of the spacer with fulcrum as a fulcrum.
前記複数の凸部は、それぞれ中空に形成されているとともに、前記複数のスペーサの間に設けられている請求項1に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein each of the plurality of convex portions is formed hollow and is provided between the plurality of spacers. 前記複数の凸部は、各スペーサの両側に設けられている請求項1又は2に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the plurality of convex portions are provided on both sides of each spacer. 前記各凸部は帯状に形成されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein each of the convex portions is formed in a belt shape. 前記各凸部はドット状に形成されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein each of the convex portions is formed in a dot shape. 前記複数の凸部は、前記支持基板をプレス加工することにより形成されている請求項1ないし7のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the plurality of convex portions are formed by pressing the support substrate. 蛍光面、この蛍光面に重ねて設けられたメタルバック、およびメタルバックに重ねて形成されたゲッター膜とを有した第1基板と、前記第1基板と隙間を置いて対向配置されているとともに、前記蛍光面に向けて電子を放出する複数の電子放出源が配置された第2基板と、を具備した外囲器と、
前記第1および第2基板間に配設され、前記第1基板に対向した第1表面、前記第2基板と対向した第2表面、および前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有した支持基板と、
それぞれ前記支持基板の第2表面に立設されているとともに前記第2基板に当接した先端部を有し、前記第1および第2基板に作用する大気圧を支持した複数のスペーサと、を備え、
前記支持基板は、それぞれ支持基板の一部を前記第1表面から突出させて形成されているとともに前記第1基板に当接した複数の凸部を有し、前記凸部を支点として前記スペーサの高さ方向に弾性変形可能に形成されている画像表示装置。
A first substrate having a phosphor screen, a metal back provided on the phosphor screen, and a getter film formed on the metal back, and disposed opposite to the first substrate with a gap. A second substrate on which a plurality of electron emission sources for emitting electrons toward the phosphor screen are disposed, and an envelope,
A first surface facing the first substrate; a second surface facing the second substrate; and a plurality of electron beam passage holes facing the electron emission source. A supporting substrate having,
A plurality of spacers each standing on the second surface of the support substrate and having tip portions that contact the second substrate and supporting atmospheric pressure acting on the first and second substrates; Prepared,
The support substrate is formed by projecting a part of the support substrate from the first surface, and has a plurality of convex portions that are in contact with the first substrate, and the convex portions serve as fulcrums. An image display device formed to be elastically deformable in a height direction.
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