JP2008166056A - Image display device, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像表示装置及び画像表示装置の製造方法に関し、特にスペーサの固定方法に関する。 The present invention relates to an image display device and a method for manufacturing the image display device, and more particularly to a spacer fixing method.
電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた平面型画像表示装置は、一般に所定の隙間をおいて蛍光面を含む前面基板と電子放出素子を含む背面基板とを対向させ、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。以下の記載では、平面型画像表示装置を、SED(Surface-conduction Electron-emitter Display)も含む総称としてFED(Field Emission Display)と称することがある。 2. Description of the Related Art A flat-type image display device in which a large number of electron-emitting devices are arranged and opposed to a phosphor screen generally has a front substrate including a phosphor screen and a rear substrate including an electron-emitting device facing each other with a predetermined gap therebetween. These are joined together to form a vacuum envelope. In the following description, the flat-type image display device may be referred to as FED (Field Emission Display) as a generic term including SED (Surface-conduction Electron-emitter Display).
FEDでは、前面基板及び背面基板に加わる大気圧荷重を支えるため、基板間に複数のスペーサが配置されている。 In the FED, a plurality of spacers are disposed between the substrates in order to support an atmospheric pressure load applied to the front substrate and the rear substrate.
映像を表示するためには、前面基板の蛍光面にアノード電圧を印加する。蛍光面の背面基板側には、一般的にメタルバックと呼ばれるアルミ薄膜が形成されている。このようなFEDでは前面基板と背面基板との隙間を数mm以下に設定するため、基板間の小さい隙間に強電界が形成されることを避けられず、基板間の放電(絶縁破壊)が問題となる。 In order to display an image, an anode voltage is applied to the phosphor screen of the front substrate. On the back substrate side of the phosphor screen, an aluminum thin film generally called a metal back is formed. In such an FED, since the gap between the front substrate and the rear substrate is set to several mm or less, it is inevitable that a strong electric field is formed in a small gap between the substrates, and there is a problem of discharge (dielectric breakdown) between the substrates. It becomes.
放電が発生しても画像表示装置の特性に影響しないように、放電の規模を抑制する技術が開示されている。特に前面基板の導電層(メタルバック層)を電気的に独立した構成とすることで放電電流を抑制する、分割メタルバック構成が開示されている(特許文献1〜4)。 A technique for suppressing the scale of discharge has been disclosed so that the characteristics of the image display apparatus are not affected even when the discharge occurs. In particular, a split metal back configuration is disclosed in which the discharge current is suppressed by making the conductive layer (metal back layer) of the front substrate electrically independent (Patent Documents 1 to 4).
分割メタルバック構成においては、スペーサと前面基板の分割メタルバック層とが当接する。このため、放電電流の許容できない増加と、薄膜である導電層(メタルバック層)の剥離による放電誘起と、が問題となる。特許文献4では、スペーサが前面基板に配置されるスペーサ当接層と当接する構成を採用しており、このような問題の解決に有効である(段落0030、図4、6、7参照)。
特許文献4に記載の技術においては、スペーサが当接することによって、スペーサ当接部材が変形し、一部に割れや剥離が生じる可能性がある。スペーサ当接部材がスペーサの接触によって潰れて変形して割れや欠けを発生すると、微小な部材の割れと剥離が生じる可能性がある。このような割れは部分的な強電界が生じる原因となり、不用な放電を発生させる原因となる。また、剥離は、基板間に形成される強電界によって放電を引き起こす直接的原因となる。 In the technique described in Patent Document 4, when the spacer comes into contact, the spacer contact member may be deformed, and cracking or peeling may occur in part. If the spacer contact member is crushed and deformed by contact with the spacer to cause cracking or chipping, there is a possibility that cracking and peeling of the minute member may occur. Such cracks cause a partial strong electric field and cause unnecessary discharge. Further, peeling is a direct cause of causing discharge by a strong electric field formed between the substrates.
本発明はかかる課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、前面基板のスペーサ当接部材がスペーサと接触した際の変形による当接部材の割れ、欠けを抑止し、放電の規模を抑制することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。本発明はまた、このような画像表示装置を製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems. That is, the present invention provides an image display device capable of suppressing cracking and chipping of the contact member due to deformation when the spacer contact member of the front substrate comes into contact with the spacer and suppressing the scale of discharge. With the goal. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such an image display device.
本発明の画像表示装置は、複数の蛍光体層を有する前面基板と、前面基板と対向して配置され、各々が対応する蛍光体層に向けて電子を放出するようにされた複数の電子放出素子が配置された背面基板と、を有している。また、本発明の画像表示装置は、前面基板と背面基板との間の、蛍光体層と電子放出素子とを避けた位置に設けられた、前面基板と背面基板との間隔を保持するスペーサと、スペーサと前面基板との間に設けられたスペーサ当接部材と、を有している。スペーサ当接部材は、前面基板と平行な面内における断面積が、スペーサと当接する頂部から前面基板側の基部に向けて連続的に変化している。 An image display device according to the present invention includes a front substrate having a plurality of phosphor layers, and a plurality of electron emitters arranged so as to face the front substrate and each emitting electrons toward the corresponding phosphor layer. And a back substrate on which the elements are arranged. In addition, the image display device of the present invention includes a spacer provided between the front substrate and the rear substrate so as to avoid the phosphor layer and the electron-emitting device, and maintaining a distance between the front substrate and the rear substrate. And a spacer abutting member provided between the spacer and the front substrate. In the spacer abutting member, the cross-sectional area in a plane parallel to the front substrate continuously changes from the top where the spacer abuts against the spacer toward the base on the front substrate side.
スペーサ当接部材は、前面基板と平行な面内における境界線の内側面積が、スペーサと当接する頂部から前面基板側の基部に向けて連続的に変化していてもよい。 In the spacer abutting member, the inner area of the boundary line in a plane parallel to the front substrate may continuously change from the top where the spacer abuts against the spacer toward the base on the front substrate side.
本発明の画像表示装置の製造方法では、複数の蛍光体層を有する前面基板と、各々が対応する蛍光体層に向けて電子を放出するようにされた複数の電子放出素子が配置された背面基板と、を準備する。次に、真空中で、前面基板と背面基板との間の、蛍光体層と電子放出素子とを避けた位置に、前面基板と背面基板との間隔を保持するスペーサ当接部材を設けた状態で、前面基板と背面基板とを封止し、外囲器を形成する(外囲器形成工程)。次に、外囲器の外部圧力を外囲器の内圧より増加させることによって、スペーサをスペーサ当接部材に押付ける。外囲器形成工程は、スペーサ当接部材を、前面基板と平行な面内における断面積が、前面基板側の基部からスペーサ側に向けて連続的に変化するように設けることを含んでいる。 In the method for manufacturing an image display device of the present invention, a front substrate having a plurality of phosphor layers, and a back surface on which a plurality of electron-emitting devices each configured to emit electrons toward the corresponding phosphor layers are arranged. And a substrate. Next, in a vacuum, a state where a spacer abutting member is provided between the front substrate and the rear substrate so as to avoid the phosphor layer and the electron-emitting device so as to maintain a distance between the front substrate and the rear substrate. Thus, the front substrate and the rear substrate are sealed to form an envelope (envelope forming step). Next, the spacer is pressed against the spacer contact member by increasing the external pressure of the envelope from the internal pressure of the envelope. The envelope forming step includes providing the spacer abutting member such that a cross-sectional area in a plane parallel to the front substrate changes continuously from the base portion on the front substrate side toward the spacer side.
外囲器形成工程は、スペーサ当接部材を、前面基板と平行な面内における境界線の内側面積が、前面基板側の基部からスペーサ側に向けて連続的に変化するように設けることを含んでいてもよい。 The envelope forming step includes providing the spacer abutting member so that the inner area of the boundary line in a plane parallel to the front substrate changes continuously from the base portion on the front substrate side toward the spacer side. You may go out.
スペーサが前面基板と接触して前面基板と背面基板との間隔を保持する場合に、外部からかかる大気圧荷重によって、前面基板の当接部材に生じる応力を緩和することができる。 When the spacer contacts the front substrate to maintain the distance between the front substrate and the rear substrate, the stress generated in the contact member of the front substrate can be relieved by the atmospheric pressure load applied from the outside.
本発明は、前面基板に配置されたスペーサが当接する当接部材が、スペーサが当接する側の面積よりも前面基板側の面積が大きいことを特徴とする画像表示装置である。 The present invention is an image display device characterized in that the contact member with which the spacer disposed on the front substrate abuts has a larger area on the front substrate side than the area on the side on which the spacer abuts.
本発明の画像表示装置は、電界放出型素子、表面伝導型放出素子などを用いた画像表示装置を包含している。これらの画像表示装置は、特に、基板間に強電界が形成され、放電が問題になるという点で共通しており、本発明をより効果的に適用することができる。 The image display apparatus of the present invention includes an image display apparatus using a field emission type element, a surface conduction type emission element or the like. These image display devices are common in that a strong electric field is formed between the substrates and discharge becomes a problem, and the present invention can be applied more effectively.
図1は本発明の画像表示装置の概念的な断面図である。画像表示装置1は、各々矩形状のガラスからなる前面基板11と、背面基板12とを備えている。前面基板11と背面基板12とは、互いに1〜2mmの隙間をおいて対向配置されている。前面基板11及び背面基板12は、矩形枠状の側壁(図示せず)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10を構成している。
FIG. 1 is a conceptual sectional view of an image display device of the present invention. The image display device 1 includes a
前面基板11の内面には蛍光面(図示せず)が形成されている。この蛍光面は、後述するように、赤、緑、青に発光する蛍光体層(図示せず)と、マトリックス状の遮光層(図示せず)と、を有している。蛍光面上には、アノード電極として機能するメタルバック層(図示せず)が形成されている。表示動作時、メタルバック層には所定のアノード電圧が印加される。
A phosphor screen (not shown) is formed on the inner surface of the
背面基板12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(図示せず)が設けられている。これらの電子放出素子は、画素毎に対応して設けられ、複数列及び複数行に配列されている。電子放出素子はマトリックス状に配設された配線により駆動される。
A large number of electron-emitting devices (not shown) that emit an electron beam for exciting the phosphor layer are provided on the inner surface of the
背面基板12と前面基板11との間には、これらの基板に作用する大気圧を支持し、前面基板11と背面基板12との間隔を保持するため、板状あるいは柱状に形成された多数のスペーサ14が配置されている。
Between the
蛍光面にはメタルバック層を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子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。 An anode voltage is applied to the phosphor screen through the metal back layer, and the electron beam emitted from the electron-emitting device is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen. As a result, the corresponding phosphor layer emits light and an image is displayed.
次に、上記画像表示装置における蛍光面及びメタルバック層について詳細に説明する。なお、本明細書ではメタルバック層という用語を用いているが、この層は、金属(メタル)に限定されるものではなく、種々の材料を使うことが可能である。しかし、本明細書においては、便宜上メタルバック層という用語を用いている。 Next, the phosphor screen and the metal back layer in the image display device will be described in detail. In this specification, the term “metal back layer” is used, but this layer is not limited to a metal (metal), and various materials can be used. However, in this specification, the term metal back layer is used for convenience.
前面基板11の内面に設けられた蛍光面は、黒色遮光層を有している。この黒色遮光層は、例えば、所定の隙間をおいて平行に並んだ多数のストライプ部と、蛍光面の周縁に沿って延びた矩形枠部と、で形成されている。蛍光面は赤、青、緑に発光する多数のストライプ状の蛍光体層R,G,Bを有し、これらの蛍光体層はそれぞれ黒色遮光層の間に形成されている。
The phosphor screen provided on the inner surface of the
蛍光面上に形成されたメタルバック層は、分割メタルバック層として形成されている。すなわち、メタルバック層は、多数の分割領域に分割され、各分割領域は蛍光体層R,G,Bを1つの領域とした独立島状に形成されている。高抵抗領域として機能するこれらの分割領域は、蛍光面上において蛍光体層R,G,Bに重ねて設けられている。これにより、メタルバック層は黒色遮光層上で分割された独立島状に形成されている。なお、必要に応じて、分割領域間の隙間に別の材料層を形成してもよい。 The metal back layer formed on the phosphor screen is formed as a divided metal back layer. That is, the metal back layer is divided into a large number of divided regions, and each divided region is formed in an independent island shape with the phosphor layers R, G, and B as one region. These divided regions that function as high-resistance regions are provided on the phosphor screen so as to overlap the phosphor layers R, G, and B. Thus, the metal back layer is formed in an independent island shape divided on the black light shielding layer. If necessary, another material layer may be formed in the gap between the divided regions.
メタルバック層は蒸着等の薄膜プロセスにより形成される。この際、蛍光面は凸凹を有しているため、メタルバック層を蛍光面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 is formed by a thin film process such as vapor deposition. At this time, since the phosphor screen has irregularities, a mirror surface cannot be formed if the metal back layer is directly formed on the phosphor screen. Therefore, a method of performing vapor deposition after performing a smoothing process with a lacquer or the like is well known. As another method, a method in which a sheet on which aluminum is deposited is transferred by heating can also be used. The film thickness of the metal back layer is preferably about 50 to 200 nm in consideration of electron beam transmittance and film strength.
メタルバック層を分割するためには、蛍光面へメタルバック層を形成する際、予め黒色遮光層上に分割部材(後述の薄膜分断層32)を配置しておくことで、メタルバック層を形成すると同時に分割する方法がある。この方法はメタルバック層を真空蒸着法で形成する場合に有効である。他の分割方法としては、分断していないメタルバック層を形成した後に、レーザーなどの熱処理や、物理的な圧力によって分断する方法を用いることができる。
In order to divide the metal back layer, when the metal back layer is formed on the phosphor screen, the metal back layer is formed by arranging a dividing member (a thin
蛍光面にスペーサ14が接触する位置は、画像を表示するために発光する蛍光体層領域以外の場所を選択し、画像表示への影響が無いようにする。スペーサ14の背面基板12との接合部は、電子放出素子が設けられていない場所を選択する。黒色遮光層上にはスペーサ14位置に対応してスペーサ当接部材40が配置されている。
For the position where the
スペーサ当接部材40がスペーサ14の接触によって潰れて変形したときに、割れ、欠けを発生すると、微小な部材の割れと剥離が生じる。このような割れは、部分的な強電界が生じる原因となり、不用な放電を発生させる原因となる。また、剥離は、基板間に形成される強電界によって放電を引き起こす直接的原因となる。
When the
そこで、本実施形態によれば、スペーサ当接部材40の面積を、スペーサ14との当接面40aから前面基板11側の基部40bに向けて連続的に変えることにより、スペーサ当接部材40の変形による放電を抑制する構造としている。スペーサ当接部材40の面積とは、前面基板11と平行な面内におけるスペーサ当接部材40の境界線の内側面積を意味する。スペーサ当接部材40が分割部材の上に設けられる場合、スペーサ当接部材40の面積は、前面基板11と平行な面内における断面積、すなわちスペーサ当接部材40自体の断面積としてもよいし、上述の内側面積としてもよい。スペーサ14との当接面40aとは、スペーサ14と当接するスペーサ当接部材40の頂部または頂面を意味する。図1に示すように、スペーサ当接部材40の当接面40aは、前面基板11側に対して小さい面積(零を含む。)となっている。スペーサ当接部材40は、アノード電圧印加時にスペーサ当接領域の電位が規定できるように、導電材料であるAg(銀)あるいは抵抗材料を用いている。これらの他にも、アノード電圧が印加された状態においても帯電しない材料であれば、スペーサ当接部材40として使用することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the area of the
パネルの組立てるときは、まず上述の前面基板11と背面基板12とを準備する。次に、真空中で、前面基板11と背面基板12との間の、蛍光体層と電子放出素子とを避けた位置に、スペーサ当接部材40を設けた状態で、前面基板11と背面基板12とを封止し、外囲器10を形成する(外囲器形成工程)。スペーサ14が前面基板11と背面基板12との隙間を保持しはじめる状態で、スペーサ当接部材40とスペーサ14とは初期の接触を生じる。この段階ではパネルは真空中、あるいはパネルの内圧、外圧が均衡した状態におかれ、パネルの内圧と外圧の差は零又は極めて小さい。また、スペーサ当接部材40の断面積(又は境界線の内側面積)は、スペーサ14側の端部で零、または極めて小さな値となっている。換言すれば、スペーサ当接部材40は、略楕円半球状または略半球状、あるいは楕円または円形のお椀状の形状をなしている。このため、スペーサ当接部材40のスペーサ14との接触面積は極めて小さく、その面積内で荷重が分散し、スペーサ当接部材40の頂部(当接面40a)から微小変形が生じる。
When assembling the panel, first, the
次に、段階的に真空度を下げ、前面基板11と背面基板との間にかかる荷重(外圧)を増加させ、最終的に大気圧荷重まで増加させていく。この工程によって、スペーサ14と接触しているスペーサ当接部材40は、スペーサ14に押付けられて、段階的に変形しながら、スペーサとの接触面積を増加させていく。このとき、接触面積は、スペーサから受ける荷重及びスペーサ当接部材40の変形に応じて増加していくため、割れを生じるような応力の発生を防ぐことができる。
Next, the degree of vacuum is lowered stepwise, the load (external pressure) applied between the
このような形状のスペーサ当接部材40を用いることによって、複数のスペーサ14及び1つのスペーサ14内で発生する圧力分布に対しても、最適な変形で対応することが可能となる。すなわち、スペーサ14は通常複数枚設けられるため、スペーサ14がスペーサ当接部材40に当接する圧力がスペーサ14毎にばらつき、画像表示装置として大きな問題となる可能性がある。この問題を解決するためにはスペーサ14の製作精度を向上させる必要があるが、コストの増加を招き得策ではない。しかし、本実施形態では、スペーサ14とスペーサ当接部材40との当接が自己制御的におこなわれる。すなわち、スペーサ14の接触圧力が大きいところではその分スペーサ当接部材40も変形し、スペーサ14の接触圧力が小さいところではその分スペーサ当接部材40の変形が抑制される。しかし、低圧力部分のスペーサ当接部材40でも、小さい接触面積でスペーサ14と確実に接触することから、前面基板11にアノード電圧を印加したときのスペーサ14電位を容易に規定することができる。さらに、スペーサ当接部材40自体の高さ精度を従来よりも緩和することが可能となる。数μm以上のバラツキが発生したとしても、スペーサ当接部材40の膜厚と面積を最適化することで、スペーサ14との当接を確実におこなうことができるようになる。また、複数のスペーサ当接部材40に対して、スペーサ14の圧力分布に応じた最適な当接面積とすることができるとともに、スペーサ当接部材40とスペーサ14との接触部で最小の空隙とすることができる。さらに、スペーサ当接部材40の高さ精度を緩和することができる。
By using the
以上のような前面基板を用いて、表面伝導型の電子放出素子を用いたFEDを作製して、放電発生頻度の評価をおこなった。スペーサ当接部材の面積及び形状が当接側と前面基板側とでほぼ同一のFEDでは、アノード電圧印加の初期から、スペーサ近傍での放電が発生し、その放電回数は数十回〜数百回におよんだ。この結果、5枚中3枚のFEDで、アノード電圧の印加自体が不可能となった。分解調査の結果、スペーサ当接によるスペーサ当接部材の一部剥離が認められ、剥離によって発生した粒子が放電の要因となっているものと認められた。一方で、本発明を適用したスペーサ当接部材を使用したFEDでは、同様のアノード電圧を印加しても放電は多くても数回の発生にとどまり、また、スペーサ近傍での放電は皆無であった。分解調査の結果でも、スペーサ当接部材の割れ、欠け等が発生していないことが認められた。 Using the front substrate as described above, an FED using a surface conduction electron-emitting device was fabricated and the frequency of occurrence of discharge was evaluated. In the FED in which the area and shape of the spacer abutting member are substantially the same on the abutting side and the front substrate side, discharge in the vicinity of the spacer occurs from the beginning of the anode voltage application, and the number of discharges is several tens to several hundreds. Times. As a result, it was impossible to apply the anode voltage with three of the five FEDs. As a result of the disassembly investigation, it was recognized that the spacer contact member partially peeled off due to the spacer contact, and that the particles generated by the peeling caused the discharge. On the other hand, in the FED using the spacer abutting member to which the present invention is applied, even if the same anode voltage is applied, the discharge is generated at most several times, and there is no discharge in the vicinity of the spacer. It was. As a result of the disassembly investigation, it was confirmed that the spacer contact member was not cracked or chipped.
(実施例)以下、図2〜8を参照しながら、本発明を適用したFEDの一実施例について詳細に説明する。なお、本実施例は上述した本実施形態の適用例の一つを示すものであり、本発明又は本実施形態を限定するものではない。 (Embodiment) Hereinafter, an embodiment of an FED to which the present invention is applied will be described in detail with reference to FIGS. In addition, a present Example shows one of the application examples of this embodiment mentioned above, and does not limit this invention or this embodiment.
図2及び図3に示すように、FEDは、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板11、及び背面基板12を備え、これらの基板は1〜2mmのギャップを置いて対向配置されている。前面基板11及び背面基板12は、矩形枠状の側壁13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10を構成している。側壁13は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材23により、前面基板11の周縁部及び背面基板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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the FED includes a
前面基板11の内面には蛍光面15が形成されている。この蛍光面15は、赤、緑、青に発光する蛍光体層R,G,Bと、マトリックス状の遮光層17と、を有している。蛍光面15上には、例えば、アルミニウムを主成分としアノード電極として機能するメタルバック層20が形成されている。更に、メタルバック層20に重ねてゲッター膜22が形成されている。表示動作時、メタルバック層20には所定のアノード電圧が印加される。蛍光面の詳細な構造は後述する。
A
背面基板12の内面には、蛍光面15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及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。背面基板12の内面上には、電子放出素子18を駆動する多数本の配線21がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器10の外部に引出されている。
On the inner surface of the
背面基板12と前面基板11との間には、これらの基板に作用する大気圧を支持するため、多数の細長い板状のスペーサ14が配置されている。前面基板11及び背面基板12の長手方向を第1方向X、これと直交する幅方向を第2方向Yとした場合、スペーサ14はそれぞれ背面基板12の第1方向Xに延びているとともに、第2方向Yに所定の間隔を置いて配設されている。スペーサ14は蛍光体層R,G,Bと電子放出素子18とを避けた位置に配設されている。
A large number of elongated plate-
FEDにおいて、画像を表示する場合、メタルバック層20を介して蛍光体層R,G,Bにアノード電圧を印加し、電子放出素子18から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層R,G,Bへ衝突させる。これにより、対応する蛍光体層R,G,Bが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
When displaying an image in the FED, an anode voltage is applied to the phosphor layers R, G, and B through the metal back
次に、前面基板11の構成について詳細に説明する。図4に示すように、蛍光面15は、赤、青、緑に発光する多数の矩形状の蛍光体層R,G,Bを有している。蛍光体層R,G,Bは、第1方向Xに所定のギャップをおいて交互に繰り返し配列され、第2方向には同一色の蛍光体層が所定のギャップをおいて配列されている。第1方向Xのギャップは、第2方向Yのギャップよりも小さく設定されている。蛍光体層R,G,Bは、周知のスクリーン印刷やフォトリソグラフィーにより形成される。遮光層17は、前面基板11の周縁部に沿って延びた矩形枠部17a、及び矩形枠部の内側で蛍光体層R,G,Bの間をマトリックス状に延びたマトリックス部17bを有している。
Next, the configuration of the
以後、寸法の目安のため、画素(3色の蛍光体層R,G,Bをまとめたもの)がピッチ600μmの矩形画素である場合を例にとり適宜数値を示す。 In the following, for the purpose of the dimension, numerical values will be appropriately shown by taking as an example a case where the pixels (collecting the three color phosphor layers R, G, and B) are rectangular pixels with a pitch of 600 μm.
図5,6,7に示すように、遮光層17の上には、抵抗調整層30が形成されている。抵抗調整層30は、マトリックス部17bの領域においては、それぞれ第1方向Xに隣合う蛍光体層間を第2方向Yに延びた複数の第1抵抗調整層31Vと、それぞれ第2方向に隣合う蛍光体層間を第1方向Xに延びた複数の第2抵抗調整層31Hとを有している。蛍光体層は第1方向XにR,G,Bと並んでいるため、第1抵抗調整層31Vは、第2抵抗調整層31Hよりも幅が狭くなっている。例えば、第1抵抗調整層31Vの幅は40μm、第2抵抗調整層31Hの幅は300μmである。
As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the
抵抗調整層30の上には、薄膜分断層32が形成されている。薄膜分断層32は、それぞれ抵抗調整層30の第1抵抗調整層31V上に形成された縦線部33V、及びそれぞれ抵抗調整層30の第2抵抗調整層31H上に形成された横線部33Hを有している。薄膜分断層32は、表面が凸凹になるように適切な密度で分散された粒子とバインダとを含んで形成され、これにより、この後に蒸着などにより形成される薄膜が分断される。薄膜分断層32を構成する粒子としては、蛍光体、シリカ等を用いることができる。薄膜分断層32は、遮光層17よりも少し細めに形成されており、数値例を示すと、薄膜分断層の横線部33Hの幅は260μm、縦線部33Vの幅は20μmとなっている。
A thin
薄膜分断層32の形成後、メタルバック層20を平滑に形成するためにラッカーなどによる平滑化処理が行われる。この平滑化のための膜は、メタルバック層20が形成された後には、焼成により焼失する。この平滑化処理は基本的にはCRTなどで周知のものである。なお、薄膜分断層32の領域では、平滑化作用が失われるように、条件が制御される。
After the thin
平滑化処理の後、蒸着等の薄膜形成プロセスにより、メタルバック層20が形成される。これにより、薄膜分断層32により第1方向X及び第2方向Yに2次元分断された分断メタルバック層20aが形成される。分断メタルバック層20aは、それぞれ蛍光体層R,G,Bに重なって位置している。この場合、分断メタルバック層20a間のギャップは薄膜分断層32の横線部33H及び縦線部33Vの幅とほぼ同じであり、第1方向Xには20μm、第2方向Yには260μmとなる。なお、図5において、図面の複雑化を避けるため、メタルバック層20を省略して示している。
After the smoothing process, the metal back
メタルバック層20の上に重ねてゲッター膜22が形成されている。FEDにおいては、長期に渡り真空度を確保するために、このように蛍光面にゲッター膜22を形成することが必要になるケースがある。一般にゲッター膜22は大気に暴露されると作用が失われてしまうため、前面基板11と背面基板12とを真空中で封着する際に蒸着等の薄膜プロセスにより形成する。メタルバック層20の形成後も薄膜分断層の作用は失われていないため、ゲッター膜22は、メタルバック層20と同様のパターンで2次元分断され、分断ゲッター膜22aが形成される。ゲッター膜22は一般に導電性の金属であるが、これにより、ゲッター膜22を形成しても、蛍光面全体が導通してしまうことを避けることができる。
A
図5,7,8に示すように、複数のスペーサ14の各々は、薄膜分断層32の横線部33Hと対向して配設されている。スペーサ14と対向する各横線部33H上には、複数のスペーサ当接層40が形成されている。各スペーサ当接層40は銀ペーストを印刷することにより形成されている。印刷の精度の面からあまり小さいサイズは形成できないので、スペーサ当接層40の第2方向両端部は、横線部33Hの第2方向両側に2つずつ位置した4つの蛍光体層、分断メタルバック層20aに僅かに重なっている。また、複数のスペーサ当接層40は、第1方向Xに所定の隙間を置いて間欠的に設けられている。これにより局所的には4つの分断メタルバックが導通することになるが、これによる電流増大はわずかに抑えることができる。スペーサ当接層40の頂面40aは薄膜分断層32の上面よりも背面基板12側にあるように膜厚が調整されている。これにより、スペーサ14は、薄膜分断層32に直接、接触することなく、スペーサ当接層40に当接して設けられている。
As shown in FIGS. 5, 7, and 8, each of the plurality of
スペーサ当接層40はスペーサとの接触性、帯電防止などの観点から、導電性であることが望ましいが、絶縁性のものを用いることも許容される。
The
スペーサ当接層40の頂面40aは全領域において薄膜分断層32より背面基板12側にあることが望ましい。しかしこの関係が不完全であっても、例えば、一部の突出した点においては薄膜分断層32の方が背面基板12側にあるようになっていても、効果は期待できるので、頂面40aについての制約は不可欠のものではない。
The
上記実施例では分断メタルバックの接続数は4つであるが、画素サイズや使用するプロセスによっては2つに抑えることもできるし、逆にもっと増やすことも可能である。なお、スペーサ当接層40の端部が分断メタルバックと接続するようにしないと、小さなギャップが形成されることでそこでの放電が問題となり、望ましくない。しかし、これが致命的な問題になるとは限らず、接続することは不可欠ではない。したがって、一般には、薄膜分断層32に近接して離散的にスペーサ当接層40を適宜設けるようにすれば、本発明の効果は期待できる。
In the above embodiment, the number of connections of the divided metal back is four, but depending on the pixel size and the process to be used, it can be suppressed to two, or conversely, it can be further increased. It should be noted that unless the end of the
図4に示すように、前面基板11上において、蛍光面15の外側には、前面基板の各辺に沿って延びた共通給電ライン41が形成されている。分断メタルバック層20aの内、最も外周側で第2方向Yに並んだ分断メタルバック層20aは、それぞれ第1方向Xに延びた図示しない接続抵抗を介して共通給電ライン41に電気的に接続されている。最も外周側で第1方向Xに並んだ分断メタルバック層20aは、それぞれ第2方向Yに延びた図示しない接続抵抗を介して共通給電ライン41に電気的に接続されている。共通給電ライン41は、図示しない電源供給部に接続されている。そして、分断メタルバック層20aには、共通給電ライン41及び接続抵抗を介して所望のアノード電圧が印加される。
As shown in FIG. 4, on the
前面基板11と背面基板12との間に設けられた各スペーサ14は、スペーサ当接層40を介して薄膜分断層32の横線部33Hに当接している。そのため、スペーサ14が薄膜分断層32に直接、当接する場合に比較して、薄膜分断層32の損傷及び剥離を防止することができる。また、分断メタルバックが局所的に4つつながるだけにすることができるので、放電電流低減効果も維持することができる。
Each
前述したように、スペーサ当接部材40は、前面基板11と平行な面内における境界線の内側面積が、スペーサ14と当接する頂部40aから前面基板側の基部40bに向けて連続的に変化している。あるいは、境界線の内側面積の代わりに、スペーサ当接部材40の、前面基板11と平行な面内における境界線の断面積が連続的に変化するようにしてもよい。
As described above, in the
1 画像表示装置
10 真空外囲器
11 前面基板
12 背面基板
14 スペーサ
40 スペーサ当接部材
40a 当接面
40b 基部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記前面基板と対向して配置され、各々が対応する前記蛍光体層に向けて電子を放出するようにされた複数の電子放出素子が配置された背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板との間の、前記蛍光体層と前記電子放出素子とを避けた位置に設けられた、該前面基板と該背面基板との間隔を保持するスペーサと、
前記スペーサと前記前面基板との間に設けられたスペーサ当接部材と、
を有し、
前記スペーサ当接部材は、前記前面基板と平行な面内における断面積が、前記スペーサと当接する頂部から前面基板側の基部に向けて連続的に変化している、画像表示装置。 A front substrate having a plurality of phosphor layers;
A rear substrate on which a plurality of electron-emitting devices arranged to face the front substrate and each configured to emit electrons toward the corresponding phosphor layer are arranged;
A spacer between the front substrate and the back substrate, provided at a position avoiding the phosphor layer and the electron-emitting device, and maintaining a distance between the front substrate and the back substrate;
A spacer abutting member provided between the spacer and the front substrate;
Have
The spacer contact member has an image display device in which a cross-sectional area in a plane parallel to the front substrate continuously changes from a top portion in contact with the spacer toward a base portion on the front substrate side.
前記前面基板と対向して配置され、各々が対応する前記蛍光体層に向けて電子を放出するようにされた複数の電子放出素子が配置された背面基板と、
前記前面基板と前記背面基板との間の、前記蛍光体層と前記電子放出素子とを避けた位置に設けられた、該前面基板と該背面基板との間隔を保持するスペーサと、
前記スペーサと前記前面基板との間に設けられたスペーサ当接部材と、
を有し、
前記スペーサ当接部材は、前記前面基板と平行な面内における境界線の内側面積が、前記スペーサと当接する頂部から前面基板側の基部に向けて連続的に変化している、画像表示装置。 A front substrate having a plurality of phosphor layers;
A rear substrate on which a plurality of electron-emitting devices arranged to face the front substrate and each configured to emit electrons toward the corresponding phosphor layer are arranged;
A spacer between the front substrate and the back substrate, provided at a position avoiding the phosphor layer and the electron-emitting device, and maintaining a distance between the front substrate and the back substrate;
A spacer abutting member provided between the spacer and the front substrate;
Have
The spacer contact member is an image display device in which an inner area of a boundary line in a plane parallel to the front substrate is continuously changed from a top portion in contact with the spacer toward a base portion on the front substrate side.
真空中で、前記前面基板と前記背面基板との間の、前記蛍光体層と前記電子放出素子とを避けた位置に、該前面基板と該背面基板との間隔を保持するスペーサ当接部材を設けた状態で、該前面基板と該背面基板とを封止し、外囲器を形成する外囲器形成工程と、
前記外囲器の外部圧力を該外囲器の内圧より増加させることによって、前記スペーサを該スペーサ当接部材に押付ける工程と、
を有し、
前記外囲器形成工程は、前記スペーサ当接部材を、前記前面基板と平行な面内における断面積が、前面基板側の基部から前記スペーサ側に向けて連続的に変化するように設けることを含む、
画像表示装置の製造方法。 Preparing a front substrate having a plurality of phosphor layers, and a back substrate on which a plurality of electron-emitting devices each configured to emit electrons toward the corresponding phosphor layer are disposed;
In a vacuum, a spacer abutting member for maintaining a distance between the front substrate and the rear substrate at a position between the front substrate and the rear substrate, avoiding the phosphor layer and the electron-emitting device. An envelope forming step of sealing the front substrate and the rear substrate in a state of being provided to form an envelope;
Pressing the spacer against the spacer abutting member by increasing the external pressure of the envelope from the internal pressure of the envelope;
Have
In the envelope forming step, the spacer contact member is provided such that a cross-sectional area in a plane parallel to the front substrate changes continuously from the base portion on the front substrate side toward the spacer side. Including,
Manufacturing method of image display apparatus.
真空中で、前記前面基板と前記背面基板との間の、前記蛍光体層と前記電子放出素子とを避けた位置に、該前面基板と該背面基板との間隔を保持するスペーサ当接部材を設けた状態で、該前面基板と該背面基板とを封止し、外囲器を形成する外囲器形成工程と、
前記外囲器の外部圧力を該外囲器の内圧より増加させることによって、前記スペーサを該スペーサ当接部材に押付ける工程と、
を有し、
前記外囲器形成工程は、前記スペーサ当接部材を、前記前面基板と平行な面内における境界線の内側面積が、前面基板側の基部から前記スペーサ側に向けて連続的に変化するように設けることを含む、
画像表示装置の製造方法。 Preparing a front substrate having a plurality of phosphor layers, and a back substrate on which a plurality of electron-emitting devices each configured to emit electrons toward the corresponding phosphor layer are disposed;
In a vacuum, a spacer abutting member that maintains a distance between the front substrate and the rear substrate at a position between the front substrate and the rear substrate, avoiding the phosphor layer and the electron-emitting device. An envelope forming step of sealing the front substrate and the rear substrate in a state of being provided to form an envelope;
Pressing the spacer against the spacer contact member by increasing the external pressure of the envelope from the internal pressure of the envelope;
Have
In the envelope forming step, the inner surface area of the boundary line in a plane parallel to the front substrate is continuously changed from the base on the front substrate side toward the spacer side. Including providing,
Manufacturing method of image display apparatus.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006352598A JP2008166056A (en) | 2006-12-27 | 2006-12-27 | Image display device, and its manufacturing method |
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