JP2008251365A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部を真空にし、背面基板に電子放出源をマトリクス状に配置し、前面基板に対応する蛍光体を配置したフラット型表示装置における、アノード電圧の供給方法に関連する。 The present invention relates to a method for supplying an anode voltage in a flat display device in which the inside is evacuated, electron emission sources are arranged in a matrix on a rear substrate, and phosphors corresponding to the front substrate are arranged.
高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして、従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、省スペース、軽量等の観点から平面型画像表示装置の需要が拡大している。液晶表示装置、プラズマ表示装置等は30インチ以上の大画面としてもそれほど大きな重量にならないこと等から、小型表示装置のみでなく、TV等の大型表示装置の分野でも需要が拡大している。 Conventionally, a color cathode ray tube has been widely used as a display device excellent in high luminance and high definition. However, the demand for flat image display devices is increasing from the viewpoint of space saving and light weight. Liquid crystal display devices, plasma display devices, and the like are not so heavy even if they have a large screen of 30 inches or more, and therefore, the demand is expanding not only in small display devices but also in the field of large display devices such as TVs.
一方、2枚のガラス基板に挟まれた内部を真空にして、一方の基板上に電子放出源をマトリクス状に配置し、対向基板に蛍光体を配置したいわゆるフィールドエミッションディスプレイデバイス(FED)の開発が進んでいる。FEDは電子放出源からの電子が蛍光体に射突して発光することによって画像を形成するもので、明るさ、コントラスト、動画特性等でブラウン管並の優れた性能を得ることが出来るので、将来のTV用ディスプレイとして期待されている。 On the other hand, development of so-called field emission display device (FED) in which the inside between two glass substrates is evacuated, electron emission sources are arranged in a matrix on one substrate, and phosphors are arranged on the opposite substrate. Is progressing. The FED forms an image when electrons from an electron emission source impinge on a phosphor and emits light. In the future, brightness, contrast, moving image characteristics, etc. can provide excellent performance equivalent to a cathode ray tube. It is expected as a TV display.
しかし、FEDは陽極に約10KV程度の高電圧を印加することによって、電子を加速して蛍光体を光らせる必要がある。10KVという高電圧を一方の基板に十分な信頼性を持って供給することは難しい問題であり、様々な、工夫、発明が開示されている。このような高電圧供給方法について開示したものとして[特許文献1]、[特許文献2]、[特許文献3]、[特許文献4]、[特許文献5]等が存在する。これらの特許文献には、高電圧導入端子の封止方法、高電圧導入端子と陽極との接触方法としてコイルバネ、板バネを使用すること等が開示されているが、いまだ実用化されていない。 However, in the FED, it is necessary to accelerate electrons to make the phosphor shine by applying a high voltage of about 10 KV to the anode. Supplying a high voltage of 10 KV to one substrate with sufficient reliability is a difficult problem, and various devices and inventions are disclosed. There are [Patent Literature 1], [Patent Literature 2], [Patent Literature 3], [Patent Literature 4], [Patent Literature 5] and the like as disclosures of such a high voltage supply method. These patent documents disclose the use of a coil spring, a leaf spring, etc. as a method for sealing the high voltage introduction terminal and a method for contacting the high voltage introduction terminal and the anode, but they have not yet been put into practical use.
以上の従来技術は、高電圧が印加されるアノード基板の対向基板、すなわちカソード基板側に高電圧導入ピンを設置し、この高電圧導入ピンに取り付けたコイルバネあるいは板バネ等を通じてアノード基板に高電圧を供給するものである。コイルバネは高電圧導入ピンとの接合あるいはコイルバネと陽極との接触の信頼性に問題が残る。また、カソード基板等を貫通するピンを用いて外部から表示装置内部に高電圧を供給する場合、ピンが貫通する部分での真空気密の問題が生ずる場合がある。 In the above prior art, a high voltage introduction pin is installed on the opposite substrate of the anode substrate to which a high voltage is applied, that is, the cathode substrate side, and a high voltage is applied to the anode substrate through a coil spring or a leaf spring attached to the high voltage introduction pin. Supply. The coil spring has a problem in the reliability of the connection between the high voltage introduction pin or the contact between the coil spring and the anode. In addition, when a high voltage is supplied from the outside to the inside of the display device using a pin that penetrates the cathode substrate or the like, there may be a problem of vacuum tightness at a portion where the pin penetrates.
一方、板バネ状のものを使用した場合は、板バネの先端とアノード基板の電圧供給端子(アノード端子)との接触が問題となる。すなわち、板バネはアノード端子に一定の圧力をもって機械的に接触しているため、アノード端子が軟らかい物質であると、アノード端子が削れ落ちて、管内異物となる。この管内異物はアノード基板とカソード基板の間のスパークの原因となる。 On the other hand, when a leaf spring is used, contact between the tip of the leaf spring and the voltage supply terminal (anode terminal) of the anode substrate becomes a problem. That is, since the leaf spring is in mechanical contact with the anode terminal with a certain pressure, if the anode terminal is a soft material, the anode terminal is scraped off and becomes a foreign substance in the tube. This foreign matter in the tube causes a spark between the anode substrate and the cathode substrate.
アノード端子が削れ落ちる問題等を対策するために、アノード端子には鉛入りフリットガラスに銀粒子を分散させた銀ペーストを塗付し、焼結したものを用いることが出来る。しかし、鉛入りフリットガラスは環境問題を引き起こす。またこのような銀ペーストを使用した場合でもアノード端子の形状によってはアノード端子の1部が剥がれ落ちるという問題は生じていた。 In order to take measures against the problem of the anode terminal being scraped off, the anode terminal can be made by applying a silver paste in which silver particles are dispersed in a lead-containing frit glass and sintering it. However, lead-containing frit glass causes environmental problems. Even when such a silver paste is used, there is a problem that a part of the anode terminal is peeled off depending on the shape of the anode terminal.
本発明の課題は以上のような問題点を克服し、アノード基板に高い信頼性を持って高電圧を供給することである。 An object of the present invention is to overcome the above-described problems and supply a high voltage to the anode substrate with high reliability.
本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたもので、主な手段は次のとおりである。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and main means are as follows.
(1)電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。
(2)前記アノード端子での銀の割合は60重量%から95重量%であることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(3)前記銀粒子と前記銀フレークの合計を100としたとき、前記銀フレークは50以上であることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(4)前記銀粒子と前記銀フレークの合計を100としたとき、前記銀フレークは70±10であることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(5)前記アノード基板には前記蛍光体を覆ってメタルバックが形成され、前記アノード端子は前記メタルバック上に形成されていることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(6)前記アノード基板と前記カソード基板とは枠体を介して酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスによって封着されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
(7)前記高電圧導入端子は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスによってガラス基板に封着されていることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(8)前記アノード端子の断面は端部の最も厚い部分の膜厚がアノード端子平均の膜厚の1.5倍以下であることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(9)前記アノード端子の形状はコーナー部がRを有する矩形であり、前記Rは1mm以上であることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(1) a cathode substrate having an electron emission source formed in a matrix, and an anode substrate facing the cathode substrate and having a phosphor formed at a location corresponding to the electron emission source and to which an anode voltage is applied A display device in which a vacuum is maintained, wherein a glass substrate is attached to the cathode substrate via a sealing portion, and a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is sealed on the glass substrate. A connecting member for connecting to the anode substrate is connected to the high voltage introduction terminal, the connecting member is connected to an anode terminal formed on the anode substrate, and the anode terminal is made of vanadium oxide. A display device comprising a film in which silver particles and silver flakes are dispersed in frit glass as a main component.
(2) The display device according to (1), wherein a ratio of silver at the anode terminal is 60% by weight to 95% by weight.
(3) When the sum total of the said silver particle and the said silver flake is set to 100, the said silver flake is 50 or more, The display apparatus as described in (1) characterized by the above-mentioned.
(4) The display device according to (1), wherein the silver flakes are 70 ± 10 when the total of the silver particles and the silver flakes is 100.
(5) The display device according to (1), wherein a metal back is formed on the anode substrate so as to cover the phosphor, and the anode terminal is formed on the metal back.
(6) The display device according to
(7) The display device according to (1), wherein the high voltage introduction terminal is sealed to a glass substrate by frit glass mainly composed of vanadium oxide.
(8) The display device according to (1), wherein the cross section of the anode terminal is such that the film thickness of the thickest portion of the end is 1.5 times or less of the average film thickness of the anode terminal.
(9) The display device according to (1), wherein the anode terminal has a rectangular shape with a corner portion having R, and the R is 1 mm or more.
(10)電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は鉛を含まないフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。
(11)前記アノード端子での銀の割合は60重量%から95重量%であることを特徴とする(10)に記載の表示装置。
(12)前記銀粒子と前記銀フレークの合計を100としたとき、前記銀フレークは50以上であることを特徴とする(10)に記載の表示装置。
(13)前記アノード基板と前記カソード基板とは枠体を介して鉛を含まないフリットガラスによって封着されていることを特徴とする(10)に記載の表示装置。
(10) a cathode substrate having an electron emission source formed in a matrix, and an anode substrate facing the cathode substrate and having a phosphor formed at a location corresponding to the electron emission source and to which an anode voltage is applied A display device in which a vacuum is maintained, wherein a glass substrate is attached to the cathode substrate via a sealing portion, and a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is sealed on the glass substrate. A connecting member for connecting to the anode substrate is connected to the high voltage introduction terminal, the connecting member is connected to an anode terminal formed on the anode substrate, and the anode terminal contains lead. A display device characterized by being a film in which silver particles and silver flakes are dispersed in a non-frit glass.
(11) The display device according to (10), wherein a ratio of silver at the anode terminal is 60% by weight to 95% by weight.
(12) The display device according to (10), wherein the silver flakes are 50 or more when the total of the silver particles and the silver flakes is 100.
(13) The display device according to (10), wherein the anode substrate and the cathode substrate are sealed with frit glass containing no lead through a frame.
(14)電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に設置された板状の金属アノード端子と接続し、前記金属アノード端子は前記アノード基板とは導電性フリットガラスによって接着されていることを特徴とする表示装置。
(15)前記金属アノード端子は円盤状のFe−Ni合金で形成されていることを特徴とする(14)に記載の表示装置。
(16)前記金属アノード端子はFe52重量%−Ni48重量%である合金で形成されていることを特徴とする(14)に記載の表示装置。
(17)前記導電性フリットガラスは酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜によって接着されていることを特徴とする(14)に記載の表示装置。
(18)前記金属アノード端子は前記アノード基板に形成されたAl膜によるメタルバック上に形成されていることを特徴とする(14)に記載の表示装置。
(19)前記接続部材は金属製のコンタクトスプリングであることを特徴とする(14)に記載の表示装置。
(20)前記導電性フリットガラスは鉛を成分としないフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜によって接着されていることを特徴とする(14)に記載の表示装置。
(14) a cathode substrate in which an electron emission source is formed in a matrix; an anode substrate facing the cathode substrate and having a phosphor formed at a location corresponding to the electron emission source and to which an anode voltage is applied; A display device in which a vacuum is maintained, wherein a glass substrate is attached to the cathode substrate via a sealing portion, and a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is sealed on the glass substrate. A connecting member for connecting to the anode substrate is connected to the high voltage introduction terminal, the connecting member is connected to a plate-like metal anode terminal installed on the anode substrate, and the metal anode A display device, wherein the terminal is bonded to the anode substrate by conductive frit glass.
(15) The display device according to (14), wherein the metal anode terminal is formed of a disk-shaped Fe—Ni alloy.
(16) The display device according to (14), wherein the metal anode terminal is made of an alloy of
(17) The display device according to (14), wherein the conductive frit glass is bonded to a frit glass mainly composed of vanadium oxide by a film in which silver particles and silver flakes are dispersed.
(18) The display device according to (14), wherein the metal anode terminal is formed on a metal back made of an Al film formed on the anode substrate.
(19) The display device according to (14), wherein the connection member is a metal contact spring.
(20) The display device according to (14), wherein the conductive frit glass is bonded to a frit glass containing no lead as a component by a film in which silver particles and silver flakes are dispersed.
本発明ではアノード基板に形成されたアノード端子に酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークを分散させた銀ペーストの焼結膜を使用しているので、鉛による環境汚染を生じない。また、銀粒子および銀フレークを用いているために、確実にメタルバックと導通を持たせることが出来る。さらにアノード端子の膜厚、形状を特別なものとすることによって、ノード端子の部分的な剥離等を防止できる。 In the present invention, a sintered film of silver paste in which silver particles and silver flakes are dispersed in a frit glass mainly composed of vanadium oxide is used for the anode terminal formed on the anode substrate, so that environmental pollution due to lead does not occur. . In addition, since silver particles and silver flakes are used, the metal back and conduction can be reliably provided. Furthermore, by making the film thickness and shape of the anode terminal special, partial peeling of the node terminal can be prevented.
本発明の他の形態では、アノード端子としてガラスと熱膨張係数が近い金属の薄板をアノード端子として用いる。高電圧はカソード基板側に形成された高電圧導入端子から接続部材であるコンタクトスプリング等を介して供給される。アノード端子が導電性のフリットガラス等で形成されている場合、コンタクトスプリングの接触部がフリットガラスに接着されてしまう場合がある。コンタクトスプリングはインコネル等のバネ材で形成されており、ガラスとは熱膨張係数が異なるために、ガラスに接着するとガラスがクラックする。本発明の他の形態では、ガラスと熱膨張係数を合わせたFe―Ni合金の薄板をアノード端子として使用するために、コンタクトスプリングがガラスに接着されてしまうということが無い。したがって、高い信頼性を持って高電圧をアノード基板に供給することが出来る。 In another embodiment of the present invention, a thin metal plate having a thermal expansion coefficient close to that of glass is used as the anode terminal. A high voltage is supplied from a high voltage introduction terminal formed on the cathode substrate side via a contact spring or the like as a connecting member. When the anode terminal is formed of conductive frit glass or the like, the contact portion of the contact spring may be adhered to the frit glass. The contact spring is formed of a spring material such as Inconel, and has a thermal expansion coefficient different from that of glass, so that the glass cracks when bonded to the glass. In another embodiment of the present invention, since a thin sheet of Fe—Ni alloy combined with glass and a thermal expansion coefficient is used as the anode terminal, the contact spring is not bonded to the glass. Therefore, a high voltage can be supplied to the anode substrate with high reliability.
以下、本発明の最良の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。 The best mode of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings of the embodiments.
図1は本発明の第1の実施例を示す平面図である。図2は図1の側面図、図3は図1のA−A断面図、図4は図1のB−B断面図である。図1において、カソード基板1の上には封着部3を介してアノード基板2が設置されている。カソード基板上には横方向には走査線が、縦方向にはデータ信号が延在している。走査線、データ信号線には端子5を介して外部から信号が供給される。走査線と信号線の交差部付近には電子放出源が配置されている。したがって、多数の電子放出源がマトリクス状に配列されている。電子放出源としては、いわゆるMIM方式、SED方式、Spindt方式等種々のもが開発されているが、いずれの電子放出源も本発明に適用可能である。
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention. 2 is a side view of FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. In FIG. 1, an
カソード基板1とアノード基板2と周辺を囲む封着部3の内部は真空に保たれる。したがって、大気圧によってアノード基板2、カソード基板1が撓み、カソード基板1とアノード基板2の間隔が確保できなくなる。あるいは、カソード基板1あるいはアノード基板2が破壊してしまう。これを避けるために、カソード基板1とアノード基板2との間にスペーサ4が設置される。このスペーサ4はセラミックまたはガラスで形成され、画像形成の妨げにならないように一般的には走査線上に設置される。
The inside of the sealing
アノード基板上には電子ビームの射突によって光を発する赤、緑、青の蛍光体が電子放出源に対応して形成されている。蛍光体の周囲にはブラックマトリクス(BM)が形成されており、画像のコントラスを向上させる。ブラックマトリクスを覆ってAlによるメタルバクが形成されている。メタルバックには高電圧が印加され、カソードから出射する電子ビームを加速して蛍光体21に射突させる。
On the anode substrate, red, green, and blue phosphors that emit light by the impact of an electron beam are formed corresponding to the electron emission source. A black matrix (BM) is formed around the phosphor to improve image contrast. A metal backing made of Al is formed covering the black matrix. A high voltage is applied to the metal back, and the electron beam emitted from the cathode is accelerated and projected onto the
電子ビームによって蛍光体から光を発生させるためには電子ビームはある程度のエネルギーをもっていなければならないので、アノード基板2のメタルバックには8KVから10KVの高電圧が印加される。本実施例では外部からの高電圧導入端子60はカソード基板側に設けられ、コンタクトスプリングを介してアノード基板2に高電圧が供給される。図1おいて、コンタクトスプリングとアノード基板2が接触するアノード端子が表示装置のコーナー部に形成されている。表示装置の内部は真空に保たなければならないので、図1における表示装置のコーナー部に排気のための排気孔81が形成されている。
In order to generate light from the phosphor by the electron beam, the electron beam must have a certain amount of energy, so that a high voltage of 8 KV to 10 KV is applied to the metal back of the
図2は図1をD方向から見た側面図である。図2において、カソード基板1とアノード基板2は封着部3を介して所定の距離を持って対向している。カソード基板1のほうが端子5等が設置される分大きく形成されている。カソード基板1の下には、排気管8および高電圧導入端子60を取り付けるための排気基板6が取り付けられている。排気基板6は排気基板封着部7を介してカソード基板1に取り付けられている。図2では排気基板6には表示装置の内部を真空にするための排気管8がチップオフされた状態で描かれている。排気管8の近くに高電圧導入端子60が取り付けられている。
FIG. 2 is a side view of FIG. 1 viewed from the D direction. In FIG. 2, the
図3は図1のA−A断面図である。図3において、データ信号線12が紙面と垂直方向に延在している。本実施例ではこのデータ信号線12の上に電子放出源13が形成されている。絶縁膜14を介して走査線11がデータ信号線12と直角方向に形成されている。図3において、走査線11は封着部3の外部に延在している。走査線11の上にはカソード基板1とアノード基板2との距離を保つためのスペーサ4が設置されている。スペーサ4は固着材41によってカソード基板側では走査線上に、アノード基板側ではメタルバック23に固着されている。このスペーサ4には108から109Ω程度の導電性が与えられ、カソードとアノードとの間にわずかに電流を流すことによってスペーサ4の帯電を防止している。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In FIG. 3, the data signal
アノード基板側では、電子放出源13に対応する場所には、赤、緑、青等の蛍光体21が配置され、この蛍光体21は電子ビームに射突されることによって発光し、画像が形成される。蛍光体21の間はBM22で充填され、画像のコントラストの向上に寄与する。BM22は例えば、クロムおよび酸化クロムの2層構造になっている。蛍光体21およびBM22を覆ってAlによるメタルバック23が形成されている。メタルバック23には約8KVから10KV程度の高電圧が印加され、電子ビームを加速する。加速された電子ビームはメタルバック23を突き抜けて蛍光体21に射突し、蛍光体21を発光させる。メタルバック23には高電圧を印加するが、この高電圧を信頼性を持って供給することが本発明の重要な課題である。
On the anode substrate side,
表示装置の内部を真空に保つために、枠部材31と封着材32によってカソード基板1とアノード基板2がシールされている。カソード基板1の厚さおよびアノード基板2の厚さは3mm程度である。また、カソード基板1とアノード基板2との距離は約2.8mm程度であり、表示装置の内側は高電界となっている。
In order to keep the inside of the display device in a vacuum, the
図4は図1のB‐B断面図であり、実施例1の要部を表示している。図4において、カソード基板1には通孔10が形成されており、この通孔10を通して表示装置の排気あるいは高電圧の供給が行なわれる。カソード基板1の通孔10を覆って排気基板6が排気基板用封着部7を介して設置され、表示装置の内部を真空に保つ。なお、排気基板用封着部7は排気基板用枠体71と封着材32の総称をいう。排気基板用封着部7はカソード基板1とアノード基板2の封着部3と基本的な構成は同じである。すなわち、排気基板用枠体71が封着材32を介してカソード基板1およびアノード基板2と封着されている。本実施例ではアノード基板2とカソード基板1を封着する枠体31とカソード基板1と排気基板6を封着する枠体とは同じ厚さとしているが、必要に応じて枠体の厚さは自由に設定可能である。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 and shows a main part of the first embodiment. In FIG. 4, a through
高電圧導入端子60が排気基板6に封着され、外部との気密を保っている。高電圧導入端子60にはFe−Ni合金が用いられる。Fe−Ni合金の成分比は封着材32と熱膨張係数を合わせるように選定される。好ましくはFe52%、Ni48%である。高電圧導入端子60の平坦部61にはコンタクトスプリング50がスポット溶接される。図5はコンタクトスプリング50が高電圧導入端子60にスポット溶接された状態を示す斜視図である。図5において、高電圧導入端子60のフランジ部62の上面がフリットガラスを介して排気基板6に封着される。高電圧導入端子60には外部のソケットと接続するための突起部63が形成されている。
The high
コンタクトスプリング50はインコネルによって形成されるが、インコネルはFe−Ni合金と容易にスポット溶接を行うことが出来る。コンタクトスプリング50は高電圧導入端子60と接続するベース部51とアーム部52とコンタクト部53とから形成されている。コンタクトスプリング50のアーム部52が湾曲することによる曲げ応力によって、コンタクトスプリング50のコンタクト部53が適切な力によってアノード基板2に形成されたメタルバック23に接触する。本実施例でのコンタクトスプリング50の接触圧は約10gであるが、部品バラつきによって10gよりも大きくなることがある。コンタクトスプリング50のコンタクト部53は球面等の適切な曲面となっており、アノード端子24と安定に接触をとれるように形成されている。コンタクトスプリング50の材料は耐熱性等を考慮してインコネルが使用され、厚さは0.1mmである。
The
図4に示すように、高電圧導入端子60を排気基板6に取り付けることの利点の一つは、比較的小さい排気基板6に高電圧導入端子60を封着するので、高電圧導入端子60を封着する工程を能率化出来ることである。すなわち、排気基板6はカソード基板等に比して大きさがはるかに小さいために、高電圧導入端子60の封着を1度に多数行うことが出来る。また、カソード基板等に封着する場合は、高電圧導入端子60の封着の不良が発生した場合に、高価な大型の基板を破棄しなければならないという問題点がある。これに対し、排気基板6に高電圧導入端子60を封着すれば、もし、高電圧導入端子60の封着不良が発生しても小さな排気基板6が不良となるだけなので、損害は小さく抑えることが出来る。
As shown in FIG. 4, one of the advantages of attaching the high
アノード基板2にはコンタクトスプリング50と接触するためのアノード端子24が形成されている。アノード端子24には大きな電流が流れるために、信頼性が重要である。また、アノード端子24はコンタクトスプリング50の押圧が加わるために、機械的にも強いものでなければならない。さらに、コンタクトスプリング50とアノード端子24との間には大きな電流が流れるので、この部分で大きな発熱を生じないよう、電気抵抗が小さい構成である必要がある。また、発熱が発生した場合でもこの発熱に耐える構造である必要がある。
An
図6はアノード端子24が形成された付近のアノード基板2の平面模式図である。図6において、アノード基板の周辺部には封着部3が形成されている。表示領域100には画像を形成するための多数の画素に対応する蛍光体21が形成されている。表示領域100より大きい面積にブラックマトリクス22およびメタルバック23が形成されている。ブラックマトリクス22およびメタルバック23は同じ面積に形成されているために、図6においてはメタルバック23のみが図示されている。ブラックマトリクス22およびメタルバック23はコーナー部において封着部3付近まで延在している。コーナー部において、延在したメタルバック23の上にアノード端子24が形成されている。
FIG. 6 is a schematic plan view of the
本実施例ではアノード端子24付近の構造は次のようになっている。すなわち、メタルバック23の上に、アノード端子24としての導電膜が厚さ5μmから30μmで形成される。図6におけるアノード端子24の形状は円形であり、直径は20mm以下であり、好ましくは10mm以下である。本実施例では導電膜は銀ペーストを印刷によって塗布し、その後、焼成することによって形成される。この導電膜の焼成は特別なプロセスを設ける必要は無く、例えば、スペーサ4を固着するときの焼成プロセスと同時に行なえばよい。
In this embodiment, the structure near the
本実施例で用いる銀ペーストは通常の銀ペーストではなく、フリットガラスに銀の粒子および銀のフレークが分散されたものである。フリットガラスは従来は鉛系のフリットガラスが用いられてきたが、環境問題に配慮するために、本発明では鉛系以外のフリットガラスを用いる。本実施例ではバナジウム系のフリットガラスを用いる。バナジウム系のフリットガラス(以後Vフリットという)は大きく分けて絶縁性のものと導電性のものとがある。絶縁性Vフリットの成分は、例えば、V2O5:50%、P2O5:10%、BaO:20%、WO3:15%、TeO2:15%+balanceである。一方、導電性Vフリットの成分は、例えば、V2O5:50%〜60%、P2O5:25%、BaO:5%、Sb2O3:balanceである。上記成分は、Vフリット焼結後の成分で、銀の粒子あるいは銀のフレークを抜いた場合の成分比である。絶縁性Vフリット、導電性Vフリットのいずれの場合も酸化バナジウムが主成分となっている。塗布時点においては銀粒子あるいは銀フレークが分散されたVフリットはペースト状であり、上記成分はビークルに分散した形となっている。ビークルは塗布後のベーキング時に飛散、消失する。 The silver paste used in this example is not an ordinary silver paste, but is a frit glass in which silver particles and silver flakes are dispersed. Conventionally, lead-based frit glass has been used as the frit glass. However, in order to consider environmental problems, non-lead-based frit glass is used in the present invention. In this embodiment, vanadium frit glass is used. Vanadium-based frit glass (hereinafter referred to as V frit) is roughly classified into an insulating type and a conductive type. The components of the insulating V frit are, for example, V 2 O 5 : 50%, P 2 O 5 : 10%, BaO: 20%, WO 3 : 15%, TeO 2 : 15% + balance. On the other hand, the components of the conductive V frit are, for example, V 2 O 5 : 50% to 60%, P 2 O 5 : 25%, BaO: 5%, and Sb2O3: balance. The above component is a component after V frit sintering, and is a component ratio when silver particles or silver flakes are removed. In both cases of the insulating V frit and the conductive V frit, vanadium oxide is the main component. At the time of application, the V frit in which silver particles or silver flakes are dispersed is pasty, and the above components are dispersed in a vehicle. The vehicle scatters and disappears during baking after application.
従来の銀ペーストは銀粒子のみが分散されたものであるが、本実施例の銀ペーストはVフリットに銀粒子または銀フレークを分散させたものである。発明者の実験によれば、従来のような銀粒子のみを用いた銀ペーストでは抵抗を十分に小さくすることが出来ない。特に、本実施例のように、フリットガラスとしてVフリットを用いる場合は特に抵抗値が問題となる。すなわち、VフリットはV2O5のような酸化物が主成分である。このような酸化物をAlで形成されたメタルバック23の上に形成するとAlが酸化されアノード端子24とメタルバックの間にアルミナAl2O3が形成されて十分な導通がとれなくなる場合がある。
The conventional silver paste has only silver particles dispersed therein, but the silver paste of this example is one in which silver particles or silver flakes are dispersed in a V frit. According to the inventor's experiment, the resistance cannot be sufficiently reduced with a silver paste using only silver particles as in the prior art. In particular, when a V frit is used as the frit glass as in this embodiment, the resistance value becomes a problem. That is, the V frit is mainly composed of an oxide such as V 2 O 5 . When such an oxide is formed on the metal back 23 made of Al, Al is oxidized, and alumina Al 2 O 3 is formed between the
本実施例では銀粒子とともに銀フレークを分散させることによって、抵抗値が大きくなる問題を解決している。すなわち、アルミナAl2O3がアノード端子24との間に形成されても、銀フレークのエッジ部が薄く形成されたアルミナAl2O3を破壊して導通をとることが出来る。図7は従来から用いられてきた銀ペーストにおける銀粒子である。銀粒子は直径1μmから数μmである。図7(a)は球状であるが、実際には表面が滑らかな球状ではなく、図7(b)に示すような表面が粗い球状である場合が多い。
In this embodiment, the problem that the resistance value becomes large is solved by dispersing silver flakes together with silver particles. That is, be formed between alumina Al 2 O 3 is the
図8はフレーク状の銀粒子の例である。銀フレークは色々な形状を取りうる。図8(a)は円盤状のフレークの例である。図8(b)は板状のフレークの例である。銀フレークの形状はどのような形状でもよい。フレーク状であればメタルバックとアノード端子24との間に薄く形成されたアルミナ膜Al2O3を破壊して導通不良を回避することが出来る。銀フレークと銀粒子の割合は銀フレークが50%以上であることが好ましい。また、銀フレークの割合が70%±10%であれば最も効果を上げることが出来る。なお、この場合の%は重量%である。本実施例におけるアノード端子24での銀の比率、すなわち、銀粒子と銀フレークを合わせた比率は60重量%から95重量%である。
FIG. 8 shows an example of flaky silver particles. Silver flakes can take a variety of shapes. FIG. 8A shows an example of a disk-like flake. FIG. 8B is an example of plate-like flakes. The shape of the silver flakes may be any shape. If it is flake-shaped, the alumina film Al 2 O 3 formed thinly between the metal back and the
一方、アノード端子24の平面形状、および断面形状もFEDの耐電圧特性にとっては重要である。図9はアノード端子24の外形とその断面形状の例である。アノード端子24は印刷法によって形成されるために、パターン形成の容易性から図9(a)、図9(b)に示すように、長方形あるいは平行四辺形のような形状に形成されていた。しかし、このような形状の場合、図9(a)、図9(b)に示すコーナー部corで塗付膜が剥離しやすい。また、その断面形状は図9(c)に示すように、中央部の膜厚tcよりも端部における膜厚teが大きくなるために、膜の剥離が生じ易くなるという問題がある。さらに膜厚が厚くなると中央部の膜厚tcと端部の膜厚teとの差がさらに大きくなり、かつ剥離しやすくなる。従来例では中央部の膜厚tcと端部での膜厚teとの差は2倍以上となる場合も多かった。
On the other hand, the planar shape and the cross-sectional shape of the
本実施例ではアノード端子24の剥離を防止するために、図10(a)に示すように、アノード端子24の外形は直径DCの円形としている。もちろん円に限らず楕円でもよい。シャープなエッジが存在しなければ、膜剥離の危険は減少する。アノード端子24の断面形状は図10(b)に示すように、理想的には中央膜厚tcよりも端部の膜厚teが小さいほうが良い。このような断面形状を形成することが困難な場合、図10(c)に示すように、端部の膜厚teは中央膜厚tcの1.5倍程度の範囲内に設定するのが良い。あるいは、アノード端子24の平均膜厚をtmとした場合、端部の膜厚を平均膜厚tmの1.5倍以下とするのが良い。
In this embodiment, in order to prevent the
図10(b)、図10(c)のような断面形状を実現するにはアノード端子24の膜厚を大きくすると困難である。一方、極端に薄くすると、コンタクトスプリングに対する機械的な強度、端子で発熱した場合の耐熱性に問題が生ずる。本実施例ではアノード端子24の膜厚を5μmから30μm、好ましくは5μmから25μmの範囲とすることによって、アノード端子24の機械的強度、発熱等の問題を回避しつつ、剥離を対策した形状とすることが出来る。
It is difficult to increase the film thickness of the
図11はアノード端子24の外形をコーナーが丸みを持った正方形あるいは長方形にした例である。図11における辺の長さDX、DYは10mmである。コーナーRは大きくなくとも効果を上げることが出来る。コーナーRは例えば、1mm以上であれば十分な効果を上げることが出来る。断面形状は図10の場合と同様、図10(b)が最も良いが、製作上困難な場合は図11(c)のように、中央部の膜厚に対して端部の膜厚が1.5倍以下とすることが好ましい。あるいは、アノード端子24の平均膜厚をtmとした場合に、端部の膜厚teをtmの1.5倍以下とするのが良い。
FIG. 11 shows an example in which the outer shape of the
先に述べたようにVフリットは絶縁性と導電性とが存在する。本実施例においては、絶縁性、導電性のいずれのVフリットでも使用することが出来る。コンタクトスプリングとメタルバックの導通は、Vフリットに分散させた銀粒子、あるいは銀フレークが担うからである。導電性のVフリットを使用すれば、銀粒子または銀フレークを分散させなくとも良いように考えられるが、実際には、Vフリットの影響でメタルバックの表面にアルミナAl2O3の薄膜が形成されるために、導通抵抗がばらつくことになる。したがって、導電性のVフリットを使用した場合も銀粒子あるいは銀フレークを分散させることは必要である。 As described above, the V frit has insulation and conductivity. In this embodiment, any insulating or conductive V frit can be used. This is because the conduction between the contact spring and the metal back is carried by silver particles or silver flakes dispersed in the V frit. If conductive V frit is used, silver particles or silver flakes may not be dispersed, but in reality, a thin film of alumina Al 2 O 3 is formed on the surface of the metal back due to the influence of the V frit. Therefore, the conduction resistance varies. Therefore, it is necessary to disperse silver particles or silver flakes even when a conductive V frit is used.
以上のように本実施例によれば、鉛を使用しないフリットガラスを用いた銀ペーストによってアノード端子24を形成するので、環境を鉛汚染から防止することができるとともに、安定した高電圧の供給を行うことが出来る。さらに、アノード端子24の剥離を防止することによって、FEDの耐電圧の劣化を防止することが出来る。
As described above, according to the present embodiment, since the
実施例2は高電圧の供給方法の構成が異なる場合に本発明を適用した例である。図12はコンタクトスプリングがアノード端子24の真下方向から接触する場合の例である。図13は図12で使用されるコンタクトスプリングの形状を示す斜視図である。図12において、排気基板6に形成された排気管は高電圧導入端子よりも内側に形成されている。表示領域100を十分にとるために、アノード端子24をコーナー部に配置するためである。このようなコンタクトスプリングを使用した構成の場合も実施例1で述べたと同様なアノード端子24の形状を適用することが出来る。
The second embodiment is an example in which the present invention is applied when the configuration of a high voltage supply method is different. FIG. 12 shows an example in which the contact spring comes into contact from directly below the
図14は図12はコンタクトスプリングがアノード端子24の下方から接触する場合の他の例である。図15は図14で使用されるコンタクトスプリングの形状を示す斜視図である。図14において、排気基板6に形成された排気管8は高電圧導入端子60よりも内側に形成されている。表示領域100を十分にとるために、アノード端子24をコーナー部に配置するためである。図15に示すようなコンタクトスプリングを使用した構成の場合も実施例1で述べたと同様なアノード端子24の形状を適用することが出来る。
FIG. 14 shows another example in which the contact spring contacts from below the
実施例3は高電圧の供給方法の構成がさらに異なる場合に本発明を適用した例である。実施例3は高電圧導入端子がとりつけられる排気基板6には排気管を設置せずに、排気管は他のコーナーに排気基板6形成して設置する例である。図16は実施例3の平面図である。図17は図16の側面図であり、図18は実施例3の背面斜視図であり、図19は図16のB−B断面図である。
The third embodiment is an example in which the present invention is applied when the configuration of the high voltage supply method is further different. The third embodiment is an example in which the exhaust pipe is not installed on the
図16において、アノード端子24は表示領域100の右下に形成され、排気のための排気孔81は表示領域100の左側2箇所に形成されている。図17は図16をD方向から見た側面図である。図17において、右側には高電圧導入端子60が見えており、左側には排気のための排気管8が見えている。図18は実施例3の表示装置を背面から見た斜視図である。図18において、高電圧導入端子60は1箇所に、排気管8は2箇所に形成されている。このように、高電圧導入端子60と排気管8を別な箇所に設置することによって、各々の構成が単純化される。排気管を2箇所とすることによって排気スピードを上げることが出来る。
In FIG. 16, the
図19は図16のB−B断面図である。図19に示すように、排気基板6には高電圧導入端子のみが形成されている。コンタクトスプリング50が接触するアノード端子24は実施例1と同様の構造である。したがって、実施例1で説明した構成を全て適用することが出来る。コンタクトスプリングは実施例2で説明した1例のものを使用しているが、実施例2で説明した他の例のものを使用してもよいし、実施例1で説明したものを使用しても良い。
19 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. As shown in FIG. 19, only the high voltage introduction terminal is formed on the
実施例1から実施例3においては、アノード端子24として銀粒子あるいは銀フレークを分散させたVフリットを使用した例である。Vフリットに限らず、鉛系のフリットに導電粒子等を分散させた銀ペーストによるアノード端子等に場合にも、アノード端子24にはコンタクトスプリング等のバネ材が接触する。この場合、導電フリットが十分に焼結した後でないとコンタクトスプリング等が導電フリットと接着する恐れがある。コンタクトスプリングがフリットガラスによってアノード基板と接着するとその部分でアノード基板が破壊する恐れが生ずる。
Examples 1 to 3 are examples in which V frit in which silver particles or silver flakes are dispersed is used as the
すなわち、コンタクトスプリングの材料であるインコネル等はガラスとは熱膨張係数が異なるために、フリットガラスによってコンタクトスプリングが接着する過程でアノード基板に歪が加わり、ガラスにクラックが入る。本実施例はこのような問題点を対策するものである。 That is, since Inconel or the like, which is a material for the contact spring, has a different thermal expansion coefficient from glass, the anode substrate is distorted during the process of bonding the contact spring by frit glass, and the glass is cracked. The present embodiment counters such problems.
表示装置としての平面図は図1と同様である。図20は図1のB−B断面図であり、本実施例の要部を示す。アノード基板にはブラックマトリクス22とメタルバック23が重畳して形成されていることは実施例1と同様である。メタルバック23の上には接着用銀ペースト241を介して円盤状の金属からなる金属アノード端子242が接着されている。コンタクトスプリングは金属アノード端子242と接触するためにコンタクトスプリングがフリットガラスによってガラス基板に接着する恐れは無い。
A plan view of the display device is the same as FIG. FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 and shows a main part of this embodiment. Similar to the first embodiment, the
図21は本実施例のアノード端子付近の平面模式図である。図21の基本的な構成は図6と同様である。図21が図6と異なるところは、コーナー部に延在するめたるバック23の上には、先ず接着用銀ペースト241が塗付され、その後、円盤状の金属アノード端子242が接着される。コンタクトスプリング50は金属アノード端子242に接触する構成となっている。金属アノード端子242の形状を図22に示す。金属アノード端子242の直径ddは20mm以下であり、好ましくは10mm以下が良い。板厚tdは0.5mm以下でよく、より好ましくは0.2mm以下が良い。金属アノード端子242の熱膨張係数は重要であり、ガラス基板であるアノード基板と同様な熱膨張係数をもつ材料が使用される。本実施例ではFe52%Ni48%の合金が使用される。もちろんFeNi合金に限らず、コバール等、ガラスと熱膨張係数を等しくできる金属であれは何でも良い。
FIG. 21 is a schematic plan view of the vicinity of the anode terminal of this example. The basic configuration of FIG. 21 is the same as that of FIG. FIG. 21 differs from FIG. 6 in that an
金属アノード端子242を接着する銀粒子等を分散するフリットは特に制限されないが、環境を考慮すると鉛を含まないフリットガラスが良い。この点から実施例1で説明した銀粒子あるいは銀フレークをVフリットに分散させた銀ペーストが好適である。この場合のVフリットも実施例1で説明したように、接着に必要な限度で出来るだけ薄く形成するのが良い。Vフリットの剥離を防止するためである。
The frit for dispersing the silver particles or the like for bonding the
図21等では金属アノード端子242は円形である。円形はガラスと金属アノード端子242との熱膨張係数の差によるストレスに最も有利である。しかし、金属アノード端子242の設置場所等の制約があれば、円形に限らす楕円、正方形、長方形等いずれの形状でもよいことはもちろんである。
In FIG. 21 etc., the
実施例1から実施例4では、Vフリットに銀粒子または銀フレークを分散させてアノード端子として、あるいはアノード端子部分の接着剤として用いる例を説明した。Vフリットを用いる理由は、鉛入りフリットを使用した場合の鉛による環境悪化を防止するためである。フリットガラスはFEDの枠部材31、高電圧導入端子60等の封着材32、として多く使用されている。したがって、これらの封着材32としてVフリットを使用すれば環境悪化を防止することが出来ることはいうまでも無い。なお、Vフリットを封着材32として用いる場合は銀粒子、銀フレーク等の導電物質を分散する必要が無いことはもちろんである。
In Examples 1 to 4, an example in which silver particles or silver flakes are dispersed in a V frit and used as an anode terminal or an adhesive for an anode terminal portion has been described. The reason for using the V frit is to prevent environmental deterioration due to lead when a lead-containing frit is used. Frit glass is often used as an
以上は主としてフリットガラスとしてVフリットを用いるとして説明したが、本発明はVフリットに限らず、鉛を用いないフリットガラスに適用することが出来る。すなわち、フリットガラス内に銀粒子と銀フレークを分散させることによって適切な抵抗値を設定する、アノード端子24の形状を剥がれ等の生じにくい形状とする、金属アノード端子242の接着剤として用いる等はVフリットに限らず鉛を含まない他のフリットガラスに対しても同様に適用することが出来る。
The above description has been made mainly assuming that the V frit is used as the frit glass, but the present invention is not limited to the V frit but can be applied to a frit glass not using lead. That is, an appropriate resistance value is set by dispersing silver particles and silver flakes in the frit glass, the shape of the
実施例1から実施例4では、高電圧導入端子60は排気基板6に設置をしている。これは高電圧導入端子60の設置場所の1例である。高電圧導入端子60は必要に応じてカソード基板1に直接設置しても良い。高電圧導入端子60をカソード基板に直接設置しても本発明の基本構成は適用することが出来る。
In the first to fourth embodiments, the high
1・・・カソード基板、2・・・アノード基板、3・・・封着部、4・・・スペーサ、5・・・端子、6・・・排気基板、7・・・排気基板封着部、8・・・排気管、11・・・走査線、12・・・データ信号線、13・・・電子放出源、14・・・絶縁膜、21・・・蛍光体、22・・・ブラックマトリクス、23・・・メタルバック、24・・・アノード端子、50・・・コンタクトスプリング、51・・・コンタクトスプリングのベース部、52・・・コンタクトスプリングのアーム部、53・・・コンタクトスプリングのコンタクト部、60・・・高電圧導入端子、65・・・高電圧導入端子のフランジ部、81・・・排気孔、100・・・表示領域、241・・・接着用銀ペースト、242・・・金属アノード端子。
DESCRIPTION OF
Claims (20)
前記カソード基板には封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。 A cathode substrate having an electron emission source formed in a matrix; an anode substrate facing the cathode substrate; a phosphor formed at a location corresponding to the electron emission source; and an anode voltage applied thereto; A display device maintained in a vacuum,
A glass substrate is attached to the cathode substrate via a sealing portion, and a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is sealed to the glass substrate, and the anode substrate and the high voltage introduction terminal are connected to the cathode substrate. A connecting member for conducting electrical connection is connected, and the connecting member is connected to an anode terminal formed on the anode substrate, and the anode terminal has silver particles and silver flakes dispersed in frit glass mainly composed of vanadium oxide. A display device characterized by being a film formed.
前記カソード基板には封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は鉛を含まないフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。 A cathode substrate having an electron emission source formed in a matrix; an anode substrate facing the cathode substrate; a phosphor formed at a location corresponding to the electron emission source; and an anode voltage applied thereto; A display device maintained in a vacuum,
A glass substrate is attached to the cathode substrate via a sealing portion, and a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is sealed to the glass substrate, and the anode substrate and the high voltage introduction terminal are connected to the cathode substrate. A connection member for conducting electricity is connected, the connection member is connected to an anode terminal formed on the anode substrate, and the anode terminal is a film in which silver particles and silver flakes are dispersed in a frit glass not containing lead. A display device characterized by the above.
前記カソード基板には封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に設置された板状の金属アノード端子と接続し、前記金属アノード端子は前記アノード基板とは導電性フリットガラスによって接着されていることを特徴とする表示装置。 A cathode substrate having an electron emission source formed in a matrix; an anode substrate facing the cathode substrate; a phosphor formed at a location corresponding to the electron emission source; and an anode voltage applied thereto; A display device maintained in a vacuum,
A glass substrate is attached to the cathode substrate via a sealing portion, and a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is sealed to the glass substrate, and the anode substrate and the high voltage introduction terminal are connected to the cathode substrate. A connection member for conducting electrical connection is connected, and the connection member is connected to a plate-shaped metal anode terminal installed on the anode substrate, and the metal anode terminal is bonded to the anode substrate by conductive frit glass. A display device.
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