JP2009129738A - 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係り、この表示装置の内部に安定してスペーサを設置する技術に関連する。 The present invention relates to a flat display device in which the inside is evacuated, the electron emission sources are arranged in a matrix on the rear substrate, and the phosphors corresponding to the front substrate are arranged. A spacer is stably placed inside the display device. Related to the technology to be installed.
フィールドエミッションディスプレイ(FED)は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表示装置である。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。 A field emission display (FED) is a display device in which an inside sandwiched between two glass substrates is evacuated, electron emission sources are arranged in a matrix on one substrate, and phosphors are arranged on a counter substrate. The FED forms an image when electrons from an electron emission source strike a phosphor and emits light. In the future, brightness, contrast, moving image characteristics, etc. can provide excellent performance similar 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。蛍光面が形成されるアノード基板と電子源が形成されるカソード基板との間に約10KV程度の高電圧が印加されるため、表示装置の内部にはかなりの高電界が形成される。したがって、アノード基板とカソード基板との間でスパークが生じ易い。 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. Since a high voltage of about 10 KV is applied between the anode substrate on which the phosphor screen is formed and the cathode substrate on which the electron source is formed, a considerably high electric field is formed inside the display device. Accordingly, sparks are likely to occur between the anode substrate and the cathode substrate.
アノード基板とカソード基板の間には大気圧に耐えるためのスペーサが設置されている。このスペーサが絶縁物であると表面に電子が帯電し、電子源からの電子ビームの軌道に影響を与える。また、スペーサが帯電するとアノード基板とカソード基板との間でスパークが生じ易い。これを防止するために、スペーサ自体にある程度の導電性を持たせる、あるいはスペーサに表面に導電物質を塗布する等の技術が知られている。 A spacer for withstanding atmospheric pressure is installed between the anode substrate and the cathode substrate. If this spacer is an insulator, electrons are charged on the surface, which affects the trajectory of the electron beam from the electron source. Further, when the spacer is charged, sparks are likely to occur between the anode substrate and the cathode substrate. In order to prevent this, a technique is known in which the spacer itself has a certain degree of conductivity, or a conductive material is applied to the surface of the spacer.
スペーサはアノード基板あるいはカソード基板にフリットガラス等によって固着される。この固着方法を記載したものとして「特許文献1」があげられる。また、導電性のスペーサと基板に形成された導電膜との導通をとる方法として、導電性のフィラーを混入させたフリットを用い、導電性のフィラーとして、ガラス粒子等の絶縁物に導電物質をコートする技術が「特許文献2」に記載されている。「特許文献3」には、フリットガラスによってスペーサを固着させた後の熱履歴によって、スペーサの固着の安定性が損なわれないように、ヒステリシス特性を有するフリットガラスを固着材として用いる技術が記載されている。
The spacer is fixed to the anode substrate or the cathode substrate with frit glass or the like. “
スペーサはアノード基板側のメタルバックおよびカソード基板側の走査線と導通をとる必要がある。この場合は、従来から、アノード基板側では導電性フリットガラスを用いてメタルバックにスペーサを固着させるとともに、メタルバックと導通をとる技術が知られている。一方、カソード基板側では走査線と導通をとる必要があるが、「特許文献3」に記載のように、導電性のフリットガラスを用いた場合は、アノード側のフリットの軟化点とカソード側のフリットの固着条件等で問題を生ずることがある。
The spacer must be electrically connected to the metal back on the anode substrate side and the scanning line on the cathode substrate side. In this case, conventionally, on the anode substrate side, a technique is known in which a spacer is fixed to the metal back using conductive frit glass and is electrically connected to the metal back. On the other hand, it is necessary to establish electrical continuity with the scanning line on the cathode substrate side. However, as described in “
すなわち、フリットでスペーサを固着する場合は400℃前後の高温にベーキングする必要がある。アノード基板側でスペーサをベーキングして固着した後、カソード基板側でスペーサをベーキングして固着する場合、カソード側のフリットガラスをベーキングする時にアノード側でのフリットガラスが軟化してスペーサの固着が不安定になるという問題を生ずる。この問題を対策するために、「特許文献1」では、ヒステリシスを有するフリットガラスを用いることが記載されている。しかし、この技術は、通常のフリットガラスとヒステリシスを有するフリットガラスを併用するために、量産性の問題がある。
That is, when the spacer is fixed with a frit, it is necessary to perform baking at a high temperature of about 400 ° C. When the spacer is baked and fixed on the anode substrate side and then the spacer is baked and fixed on the cathode substrate side, when the cathode frit glass is baked, the frit glass on the anode side softens and the spacer is not fixed. The problem of becoming stable arises. In order to counter this problem, “
一方、スペーサのカソード側のフリットガラスをベーキングする際、フリットガラスからガスが発生して電子源を汚染し、電子放出効率が低下するという問題も生ずる。 On the other hand, when baking the frit glass on the cathode side of the spacer, gas is generated from the frit glass to contaminate the electron source, resulting in a problem that the electron emission efficiency is lowered.
このような問題を避けるために、スペーサのフリットガラスによる接着はアノード基板側だけとし、カソード基板側にはフリットガラスを使用しない技術がある。カソード基板側でフリットガラスを使用しない代わりに、スペーサのカソード基板側の端面にMo等の金属をスパッタリングによって付着させ、カソード基板側に形成された走査線と導通を取る技術がある。 In order to avoid such a problem, there is a technique in which the spacer is adhered only to the anode substrate side by the frit glass, and the frit glass is not used on the cathode substrate side. In place of not using frit glass on the cathode substrate side, there is a technique in which a metal such as Mo is attached to the end face of the spacer on the cathode substrate side by sputtering to establish conduction with the scanning line formed on the cathode substrate side.
すなわち、スペーサをアノード基板側でフリットガラスによって固着したあと、カソード基板の走査線にはスペーサを上から押し付けるだけにしてFED全体を封止する。FEDを封止したあと、FEDの内部は真空に排気される。そうすると、アノード基板およびカソード基板は大気圧によって押し付けられる。その結果、スペーサはアノード基板とカソード基板によって押し付けられることになるので、カソード基板側では導電性接着材等で固定されていなくとも、スペーサと走査線の導通をとることが出来る。 That is, after the spacer is fixed by frit glass on the anode substrate side, the entire FED is sealed only by pressing the spacer from above on the scanning line of the cathode substrate. After sealing the FED, the inside of the FED is evacuated to a vacuum. Then, the anode substrate and the cathode substrate are pressed by the atmospheric pressure. As a result, since the spacer is pressed by the anode substrate and the cathode substrate, the spacer and the scanning line can be electrically connected even if the cathode substrate is not fixed with a conductive adhesive or the like.
ただし、このためにはスペーサのカソード側端面がMo等によってメタライズされている必要がある。メラライズはスパッタリングによって行なわれるが、このスパッタリングの工程は作業時間等で、コスト上昇の要因となる。また、この方法では、スペーサの導通をとることは出来ても、スペーサはカソード基板側では固着されていないために、スペーサ固定の信頼性はフリットガラス等でスペーサを固着する場合に比較して劣る。 However, for this purpose, the cathode side end face of the spacer needs to be metallized with Mo or the like. Melalization is performed by sputtering, but this sputtering step is a work time and causes a cost increase. In this method, although the spacer can be electrically connected, the spacer is not fixed on the cathode substrate side, so the reliability of fixing the spacer is inferior to the case where the spacer is fixed with frit glass or the like. .
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、スペーサのカソード側においても導電性のフリットガラスを使用し、フリットガラスの特性および、スペーサに塗布されたフリットガラスのベーキング方法によって、スペーサを安定してアノード基板とカソード基板の間に設置するものである。また、本発明では、スペーサのカソード側端面はメタライズを施す必要は無い。具体的な構成は以下のとおりである。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. The conductive frit glass is also used on the cathode side of the spacer, and the characteristics of the frit glass and the method for baking the frit glass applied to the spacer are provided. Thus, the spacer is stably placed between the anode substrate and the cathode substrate. In the present invention, the cathode side end face of the spacer need not be metallized. The specific configuration is as follows.
電子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、アノード電圧が印加されるアノード端子を有し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板との間には前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定する導電性を有するスペーサが設置され、前記カソード基板と前記アノード基板の周辺部には封着部が形成されて内部が真空に保持される表示装置であって、前記スペーサは第1のフリットガラスによって一方の基板に固着し、前記スペーサは第2のフリットガラスによって他の基板に固着し、前記第1のフリットガラスは結晶性のフリットガラスであり、前記第2のフリットガラスは非晶質のフリットガラスであり、前記第1のフリットガラスと前記一方の基板との接着幅は、前記第2のフリットガラスと前記他方の基板走査線との接着幅よりも大きいことを特徴とする表示装置。 A cathode substrate in which an electron source is formed in a matrix and an anode terminal to which an anode voltage is applied are opposed to the cathode substrate, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron source to form an effective screen. A conductive spacer is provided between the cathode substrate and the anode substrate to define a distance between the cathode substrate and the anode substrate, and a peripheral portion of the cathode substrate and the anode substrate is disposed between the cathode substrate and the anode substrate. Is a display device in which a sealing portion is formed and the inside is maintained in a vacuum, wherein the spacer is fixed to one substrate by a first frit glass, and the spacer is attached to another substrate by a second frit glass. The first frit glass is a crystalline frit glass, and the second frit glass is an amorphous frit glass. Serial bonding width between the first frit glass and said one of the substrates, a display device, wherein the second frit glass and greater than the adhesive width of the other substrate scan lines.
(2)前記第1のフリットガラスの量は前記第2のフリットガラスの量よりも多いことを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (2) The display device according to (1), wherein an amount of the first frit glass is larger than an amount of the second frit glass.
(3)前記第1のフリットガラスの前記一方の基板との接触角は鋭角であり、前記第2のフリットガラスの前記他方の基板との接触角は鈍角であることを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (3) The contact angle between the first frit glass and the one substrate is an acute angle, and the contact angle between the second frit glass and the other substrate is an obtuse angle (1) The display device described in 1.
(4)前記第1のフリットガラスと前記第2のフリットガラスはV2O5を40重量%以上、P2O5を20重量%以上含むことを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(4) the first frit glass and the second frit glass is V 2 O 5 40 wt% or more, the display device according to
(5)前記第2のフリットガラスの体積抵抗率は前記第1のフリットガラスの体積抵抗率よりも小さいことを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (5) The display device according to (1), wherein the volume resistivity of the second frit glass is smaller than the volume resistivity of the first frit glass.
(6)前記第1のフリットガラスの体積抵抗率と前記第2のフリットガラスの体積抵抗率は前記スペーサの体積低効率よりも小さいことを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (6) The display device according to (1), wherein the volume resistivity of the first frit glass and the volume resistivity of the second frit glass are smaller than the volume low efficiency of the spacer.
(7)前記第1のフリットガラスと前記第2のフリットガラスはV2O5を40重量%以上、P2O5を20重量%以上含み、V2O5の前記第2のフリットガラスにおける成分割合は、前記第1のフリットガラスにおけるV2O5の成分割合よりも大きいことを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (7) The first frit glass and the second frit glass contain V 2 O 5 in an amount of 40% by weight or more and P 2 O 5 in an amount of 20% by weight or more, and in the second frit glass of V 2 O 5 (1) The display device according to (1), wherein a component ratio is larger than a component ratio of V 2 O 5 in the first frit glass.
(8)前記第1のフリットガラスによって前記スペーサを前記一方の基板側に固着するベーキング温度は、前記第2のフリットガラスによって前記スペーサを前記他方の基板側に固着する温度よりも高いことを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (8) The baking temperature at which the spacer is fixed to the one substrate side by the first frit glass is higher than the temperature at which the spacer is fixed to the other substrate side by the second frit glass. The display device according to (1).
(9)電子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、アノード電圧が印加されるアノード端子を有し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板との間には前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定する導電性を有するスペーサが設置され、前記カソード基板と前記アノード基板の周辺部には封着部が形成されて内部が真空に保持される表示装置であって、前記スペーサは第1のフリットガラスによって前記アノード基板に形成されたメタルバックに固着し、前記スペーサは第2のフリットガラスによって前記カソード基板に形成された走査線に固着し、前記第1のフリットガラスは結晶性のフリットガラスであり、前記第2のフリットガラスは非晶質のフリットガラスであり、前記第1のフリットガラスの前記メタルバックとの接触角は鋭角であり、前記第2のフリットガラスの前記走査線との接触角は鈍角であることを特徴とする表示装置。 (9) A cathode substrate in which an electron source is formed in a matrix, an anode terminal to which the anode voltage is applied, facing the cathode substrate, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron source and effective. An anode substrate having a screen formed thereon, and a conductive spacer defining a distance between the cathode substrate and the anode substrate is disposed between the cathode substrate and the anode substrate; In the display device, a sealing portion is formed in a peripheral portion and the inside is maintained in a vacuum. The spacer is fixed to a metal back formed on the anode substrate by a first frit glass, and the spacer is The first frit glass is a crystalline frit glass fixed to a scanning line formed on the cathode substrate by a frit glass of 2. The second frit glass is an amorphous frit glass, the contact angle of the first frit glass with the metal back is an acute angle, and the second frit glass is in contact with the scanning line. A display device characterized in that the angle is an obtuse angle.
(10)前記第1のフリットガラスによって前記スペーサを前記アノード基板側に固着するベーキング温度は、前記第2のフリットガラスによって前記スペーサを前記カソード基板側に固着する温度よりも高いことを特徴とする(9)に記載の表示装置。 (10) The baking temperature at which the spacer is fixed to the anode substrate side by the first frit glass is higher than the temperature at which the spacer is fixed to the cathode substrate side by the second frit glass. The display device according to (9).
(11)電子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、アノード電圧が印加されるアノード端子を有し、前記電子源と対応する場所に蛍光体が形成されて有効画面を形成したアノード基板を備え、前記カソード基板と前記アノード基板との間には前記カソード基板と前記アノード基板の間隔を規定する導電性を有するスペーサが設置され、前記カソード基板と前記アノード基板の周辺部には封着部が形成されて内部が真空に保持される表示装置であって、前記封着部は封止枠と、前記封止枠と前記アノード基板とを封着する第1のフリットガラスと、前記封止枠と前記カソード基板とを封着する第2のフリットガラスとによって構成され、前記第1のフリットガラスは結晶性のフリットガラスであり、前記第2のフリットガラスは非晶質のフリットガラスであり、前記第1のフリットガラスの前記アノード基板との接着幅は前記第2のフリットガラスの前記カソード基板との接着幅よりも大きいことを特徴とする表示装置。 (11) A cathode substrate in which an electron source is formed in a matrix, an anode terminal to which an anode voltage is applied, facing the cathode substrate, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron source is effective. An anode substrate having a screen formed thereon, and a conductive spacer defining a distance between the cathode substrate and the anode substrate is disposed between the cathode substrate and the anode substrate; A display device in which a sealing portion is formed in a peripheral portion and the inside is maintained in a vacuum, wherein the sealing portion seals a sealing frame, the sealing frame, and the anode substrate. The frit glass is constituted by a second frit glass that seals the sealing frame and the cathode substrate, and the first frit glass is a crystalline frit glass, The frit glass of 2 is an amorphous frit glass, and the adhesion width of the first frit glass to the anode substrate is larger than the adhesion width of the second frit glass to the cathode substrate. Display device.
(12)前記第1のフリットガラスの前記アノード基板との接触角は鋭角であり、前記第2のフリットガラスの前記カソード基板との接触角は鈍角であることを特徴とする(11)に記載の表示装置。 (12) The contact angle between the first frit glass and the anode substrate is an acute angle, and the contact angle between the second frit glass and the cathode substrate is an obtuse angle. Display device.
本発明によれば、スペーサをアノード基板側に固着するフリットガラスの形状、特性と、スペーサをカソード基板側に固着するフリットガラスの形状、特性等に特別な関係を持たせることによって、スペーサを安定して設置することが出来る。 According to the present invention, the spacer is stabilized by giving a special relationship to the shape and characteristics of the frit glass for fixing the spacer to the anode substrate side and the shape and characteristics of the frit glass for fixing the spacer to the cathode substrate side. Can be installed.
また、スペーサのカソード基板側のフリットガラスをスペーサのアノード基板側のフリットガラスのベーキング前に塗布することによって、カソード基板側から放出するガスをFEDの内部に残留させず、大気中に放出させることが出来る。したがって、フリットガラスからの放出ガスによって電子源が汚染されることを防止することが出来る。 Also, by applying the frit glass on the cathode substrate side of the spacer before baking the frit glass on the anode substrate side of the spacer, the gas released from the cathode substrate side is released into the atmosphere without remaining in the FED. I can do it. Therefore, it is possible to prevent the electron source from being contaminated by the gas released from the frit glass.
さらに、本発明ではスペーサのカソード基板側の端面にはメタライズを施す必要は無いのでメタライズのプロセスは省略でき、製造コストの低減になる。なお、本発明のスペーサのカソード側に行なう導電性フリットガラスの塗布はメタライズに比べて簡易であり、メタライズよりも製造コストを低減することが出来る。 Furthermore, in the present invention, it is not necessary to metallize the end surface of the spacer on the cathode substrate side, so that the metallization process can be omitted and the manufacturing cost is reduced. The application of the conductive frit glass on the cathode side of the spacer of the present invention is simpler than metallization, and the manufacturing cost can be reduced compared to metallization.
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1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、カーボンナノチューブ等種々のもが開発されているが、いずれの電子放出源の場合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. 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
スペーサ4はこの有効画面領域の走査線上に設置される。アノード基板2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21が電子放出源に対応して形成されている。蛍光体21の周囲にはブラックマトリクス(BM22)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によるメタルバック23が形成されている。メタルバック23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。
The
電子ビームによって蛍光体21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23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高電圧を供給する高電圧導入端子60はカソード基板1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。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裏側に排気孔81および排気管8が設けられている。
In order to generate light from 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及び高電圧導入端子等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。
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14が形成されている。絶縁膜13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はアノード基板2側ではフリットガラス41によってメタルバック23に、カソード基板1側ではフリットガラス42によって走査線上に固着されている。このスペーサ4には107から1011Ω・cm、好ましくは108から109Ω・cm程度の導電性が与えられ、カソード基板1側の走査線とアノード基板2側のメタルバック23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
表示装置の内部を真空に保つために、封着材32によってアノード基板2と封止枠31が、また、封着材33によってカソード基板1と封止枠31がシールされている。本実施例では封着材32と封着材33とは異なる種類、異なる接着温度のフリットガラスが使用されている。
In order to keep the inside of the display device in a vacuum, the
アノード基板2側では、電子放出源14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。
On the
図3において、アノード基板2とカソード基板1が封止枠31とフリットガラスを介してシールされた後、排気管を通してFED内部が真空に排気される。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程度である。この狭い間隔に8KVから10KVの高電圧を印加するために、表示装置の内部には高電界が形成されており、スパークの危険が存在する。スパークを防止するために、スペーサ4およびスペーサ4を固着するフリットガラスには導電性が与えられ、スペーサ4が帯電することを防止している。
In FIG. 3, after the
図4は図1のC−C断面を示す模式図である。図4において、カソード基板1上には横方向にデータ信号線12が延在している。データ信号線12と直角に走査線11が紙面の法線方向に延在している。走査線と走査線の間のデータ信号線12の上には電子源14が配置されている。電子源14はデータ信号線12が下部電極となり、トンネル絶縁膜を介して走査線11と電気的に接続する上部電極によって構成される。本実施例では電子源14としてMIM電子源を使用しているが、本発明はMIM電子源に限らず、他の電子源についても適用できる。
FIG. 4 is a schematic view showing a CC cross section of FIG. In FIG. 4, data signal
アノード基板2には蛍光体21が形成され、蛍光体と蛍光体の間はBM22によって覆われている。蛍光体21およびBM22を覆ってAlをスパッタリングすることによって、メタルバック23が形成される。メタルバック23には約8KVから10KVの高電圧であるアノード電圧が印加されている。このアノード電圧によって電子源14から放出された電子ビームは加速される。電子源14から放出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に射突することによって蛍光体21を光らせ、カラー画像が形成される。電子ビームは電子源14から放出されると広がるが、蛍光面上では、各蛍光体よりも若干大きくなるように設計されている。
A
アノード基板2とカソード基板1の距離を保つために、図3で説明したように、スペーサ4が設置される。スペーサ4はカソード基板1上の走査線11とアノード基板2上のメタルバック23の間に設置される。この位置であれば、スペーサ4が画像形成の妨げにならない。
In order to maintain the distance between the
図5は図1のB‐B断面図である。図5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。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がフリットガラス32を介して封着され、排気基板用枠体71はフリットガラス33を介してカソード基板1と封着されている。本実施例においては、フリットガラス32のほうが、フリットガラス33よりも接着温度が高い。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。
5 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In FIG. 5, a through
高電圧導入端子60が外部との気密を保ちながら排気基板6を貫通している。高電圧導入端子60はフリットガラス32によって排気基板6と封着される。
高電圧導入端子60にはFe−Ni合金が使用されるが、FeとNiの比率は排気基板6の熱膨張を考慮して決める。本実施例ではNiが48%である。排気基板6には排気孔81が形成され、この排気孔81には排気管8がフリットガラス32を介して封着されている。排気管8を通して表示装置の内部が真空排気され、その後、排気管8はチップオフされて表示装置の内部は真空に保持される。図5は排気管8がチップオフされた状態を示している。
The high
An Fe—Ni alloy is used for the high
フリットガラス32はフリットガラス33よりも接着温度が高く、その分、排気管および高電圧導入端子の封着の信頼性を上げている。すなわち、排気管および高電圧導入端子の封着は、電子源が形成されたカソード端子のベーキングとは関係なく行われるので、接着温度の高いフリットガラスを使用することによって封着の信頼性を上げている。
The
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には比較的大きな電流が流れるために、信頼性が重要である。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。アノード基板2上にはクロムと酸化クロムのBM22が形成され、これを覆ってAlによるメタルバック23が形成されている。これは画面の有効画面と同じ構成である。本実施例ではメタルバック23の上に、アノード端子24としての導電膜が厚さ10μm程度で形成される。
An
本実施例ではアノード端子24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。このアノード端子24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
銀ペーストは直径1ミクロンから数μmの銀粒子を粘度の高い有機溶媒に分散させたものである。焼成後、銀粒子同士がつながることによって導電性を持つことになる。導電膜はある程度の抵抗を持ったほうが良い場合もある。このような場合は通常の銀ペーストにさらにフリットガラス用のペーストを混合して抵抗を調整することができる。なお、導電膜の材料としては、銀ペーストに限る必要は無く、Ni粒子を分散させたNiペースト、Al粒子を分散させたAlペースト等を用いることもできる。また、バインダによって結合した黒鉛膜を用いることも出来る。この場合の黒鉛はグラファイトが好適である。黒鉛膜の抵抗は、例えば、黒鉛にベンガラ(酸化鉄)を混合することによって調整することができる。 The silver paste is obtained by dispersing silver particles having a diameter of 1 μm to several μm in an organic solvent having a high viscosity. After firing, the silver particles are connected to each other to have conductivity. In some cases, the conductive film should have some resistance. In such a case, the resistance can be adjusted by further mixing a paste for frit glass with a normal silver paste. Note that the material of the conductive film is not limited to silver paste, and Ni paste in which Ni particles are dispersed, Al paste in which Al particles are dispersed, and the like can also be used. A graphite film bonded with a binder can also be used. The graphite in this case is preferably graphite. The resistance of the graphite film can be adjusted, for example, by mixing bengara (iron oxide) with graphite.
図6は本発明におけるスペーサ4のフリットガラスによる固着状況を示すFEDの断面模式図である。図6において、スペーサ4はアノード基板2側ではメタルバック23とフリットガラス41を介して固着され、カソード基板1側では走査線とフリットガラス42を介して固着されている。なお、図6では図を単純化するために、カソード基板1上に形成されたデータ信号線、電子源等は省略している。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an FED showing the state of fixing of the
図6において、アノード側のフリットガラス41は結晶化フリットガラスが使用されている。カソード側のフリットガラス42は非結晶のフリットガラスが用いられている。いずれのフリットガラスも導電性であり、体積抵抗率は102から109Ωcmである。フリットガラスの体積抵抗率はスペーサ4の体積抵抗率よりも小さい。また、後に述べるように、カソード側のフリットガラス42の体積抵抗率は、アノード側のフリットガラス42の体積抵抗率よりも小さい。
In FIG. 6, crystallized frit glass is used for the
導電性フリットガラスはバナジウム系(以後V系という)の導電性フリットガラスの場合、V2O5を重量比で40%以上、P2O5を重量比で20%以上含む。一方、導電性フリットガラスはPb系あるいはBi系のフリットガラスで構成することも出来、この場合はAgあるいはAu等の金属粒子を含むものである。 In the case of the conductive frit glass of vanadium type (hereinafter referred to as V type), the conductive frit glass contains V 2 O 5 in a weight ratio of 40% or more and P 2 O 5 in a weight ratio of 20% or more. On the other hand, the conductive frit glass can also be composed of Pb-based or Bi-based frit glass. In this case, it contains metal particles such as Ag or Au.
図6において、アノード側に使用されているフリットガラス41はベーキングによって結晶化し、結晶化したあとは、再加熱によって軟化しがたいという性質をもっている。アノード基板2は、スペーサ4と接着した後も、カソード基板1等の接着のためのベーキング等の熱履歴を受けるので、この点、結晶化ガラスが有利である。なお、非晶質フリットガラスをアノード側に用いる場合は、軟化温度がカソード基板1のベーキング温度よりも高いフリットガラスを用いるのが良い。
In FIG. 6, the
図6において、フリットガラス41はスペーサ4とアノード基板2に形成されたメタルバック23と接着する際に、溶融してメタルバック23と濡れるような、すなわち、メタルバック23との接触角が鋭角となるようなベーキング温度とする。また、フリットガラス41の量は、カソード基板1側のフリットガラス42の量よりも多くしている。このようにすることによって、スペーサ4とアノード基板2との接着強度を上げている。
In FIG. 6, when the
一方、スペーサ4とカソード基板1とを接着するフリットガラス42は非晶質のフリットガラスを用いる。非晶質のフリットガラスは一度接着した後も再び高温にさらすことによって軟化するという性質を持つ。フリットガラス42は後で述べるプロセスによって、走査線との接触角は鈍角となっている。
On the other hand, amorphous frit glass is used as the
図7はフリットガラスをスペーサ4に塗布する塗布方法を示す。塗布台110にはアノード基板2と接着するためのフリットガラス41が載置されている。塗布台110に載置されたフリットガラス41にスペーサ4の端面を接触するとフリットガラス41が塗布される。フリットガラス41は例えば、V系フリットガラスにZnOを混合した導電性フリットガラスである。V系フリットガラスはV2O5が導電成分、P2O5がガラス成分として構成され、これにBaOが添加されている。フリットガラス41の成分はV2O5が40重量%以上、P2O5が20重量%以上である。フリットガラス41に添加されているZnOはガラス成分であるP2O5と反応してZn3(PO4)2を形成し、結晶化する。
FIG. 7 shows an application method for applying frit glass to the
アノード側と接着するスペーサ4にフリットガラス41を塗布した後、スペーサ4を反転して、カソード側と接触する他の端面を塗布台110に載置されたフリットガラス42に接触させてフリットガラス42をスペーサ4に塗布する。カソード側のフリットガラスもアノード側フリットガラスと同様に、V2O5が導電成分、P2O5がガラス成分として構成され、これにBaOが添加されている、V系フリットガラスを用いる。フリットガラス42の成分はV2O5が40重量%以上、P2O5が20重量%以上である。但し、フリットガラス42には結晶化のためのZnOは添加されていない。フリットガラス42は非晶質として使用するからである。
After the
カソード側のフリットガラス42はV系の導電性のフリットガラスを用いるが、V2O5の含有量がアノード側のフリットガラス41よりも多く含まれ、その分、体積抵抗率が小さくなっている。カソード側では、スペーサ4部で抵抗が大きいと、この部分の電位差によって電子ビームが偏向される。これを防止するために、カソード側でのフリットガラス42の抵抗をアノード側でのフリットガラス41の抵抗よりも小さくしている。以上のように、フリットガラスのスペーサ4への塗布は、スペーサ4の端面に金属をスパッタリングする工程に比較すると工程は単純であり、それだけ、製造コストを節減することが出来る。
The cathode-
このようにしてフリットガラスをスペーサ4の両面に塗布した後、図8に示すように、先ずアノード基板2側にスペーサ4をフリットガラス41によって接着する。フリットガラス41が塗布されたスペーサ4をアノード基板2のメタルバック23に設置し、ベーキングする。このときのベーキング温度は400℃から440℃である。図8はスペーサ4がアノード基板2に接着された状態を示す。フリットガラス41のメタルバック23との接触角は鋭角となっている。すなわち、フリットガラス41はベーキング温度である400℃から440℃で十分に流動化する性質を持っている。
After the frit glass is applied to both surfaces of the
図11は結晶化フリットガラス41の示差熱反応を示すグラフである。図11において、横軸は温度で、縦軸は発熱または吸熱を示す。すなわち、縦軸において、基線より上に凸の場合が発熱反応であり、基線より下に凸の場合が吸熱反応である。歪点であるts点で発熱反応が起こり、転移点tgで発熱のピークとなり、さらに温度を上げると吸熱反応となる。
FIG. 11 is a graph showing the differential thermal reaction of the crystallized
図11のMg点は熱膨張係数測定の場合の屈服点に相当し、吸熱が最大となる。さらに温度を上げると再び発熱反応がおこり、発熱反応のピークを経て軟化点であるtsoftにいたる。軟化点を過ぎると結晶化がおこり、発熱反応となる。実際は軟化点に達すると同時に結晶化が進行する。図11に示すBが結晶化のピークである。結晶化が終了すると不可逆現象となり、再び軟化温度にまで加熱しても結晶化したフリットガラスが軟化することは無い。これが結晶化フリットガラスの特徴である。 The Mg point in FIG. 11 corresponds to the yield point in the case of measuring the thermal expansion coefficient, and the endotherm is maximized. When the temperature is further raised, an exothermic reaction occurs again, and reaches the softening point tsoft through a peak of the exothermic reaction. After the softening point, crystallization occurs and an exothermic reaction occurs. In practice, crystallization proceeds as soon as the softening point is reached. B shown in FIG. 11 is a crystallization peak. When the crystallization is completed, an irreversible phenomenon occurs, and the crystallized frit glass does not soften even when heated to the softening temperature again. This is a characteristic of crystallized frit glass.
スペーサ4をアノード基板2に接着するときは、スペーサ4の他の端面にもカソード側と接着するためのフリットガラス42が塗布されており、同時にベーキングされる。フリットガラス42は非晶質フリットガラスである。フリットガラス42はカソード基板1側に接着される前にベーキングされるので、ベーキング後は図8に示すような丸い形状になる。フリットガラスは塗布されたときは種々の有機溶媒を含んでいる。有機溶媒はFED内に残ると、電子源の電子放出特性に対して悪影響を与える。本発明においては、フリットガラス41もフリットガラス42もカソード基板1を封着する前にベーキングされるのでフリットガラスに含まれる溶媒はFED内部に残りにくいという利点を有する。
When adhering the
図9はアノード基板2にスペーサ4を取り付けた後、カソード基板1を封止枠31あるいはスペーサ4に接着する図である。カソード基板1とスペーサ4を接着するためのベーキング温度は370℃から430℃である。フリットガラス42は非晶質のフリットガラスであるが、このフリットガラスの変形温度は370℃から430℃である。
FIG. 9 is a view in which the
図12はガラスの熱膨張係数の温度変化を示す図である。図12において、横軸は温度、縦軸は熱膨張を示す。転移温度Tgを過ぎるとガラスの膨張は急激に大きくなり、変形温度Atにおいて、伸びは最大となる。カソード側のフリットガラス42は変形温度Atにおいてカソード基板1側の走査線と接着する。
FIG. 12 is a diagram showing the temperature change of the thermal expansion coefficient of glass. In FIG. 12, the horizontal axis represents temperature, and the vertical axis represents thermal expansion. After the transition temperature Tg, the expansion of the glass rapidly increases, and the elongation becomes maximum at the deformation temperature At. The
図11に示すガラスの示差熱反応において、図11のA領域、すなわち、tsoftまでは、結晶化フリットガラスも非晶質フリットガラスと同様な挙動を示す。しかし、非晶質フリットガラス42は結晶化しないために、温度を上げると再び軟化する。非晶質フリットガラス42は変形温度において接着するが、変形温度は図11のMgとtsoftの間のピークに相当する。この温度は先に述べたとおり、370℃から430℃であり、結晶化フリットガラス41の軟化点400℃から440℃よりも若干低い温度である。
In the differential thermal reaction of the glass shown in FIG. 11, the crystallized frit glass behaves in the same manner as the amorphous frit glass up to region A in FIG. 11, that is, up to tsoft. However, since the
カソード側のフリットガラス42はアノード基板2とスペーサ4を接着する時にベーキングされて固化されているが、再び370℃から430℃でベーキングすることによって変形し、スペーサ4とカソード基板1とを接着することができるようになる。これが、カソード側のフリットガラス42に対して非晶質のフリットガラスを用いる理由である。カソード基板1を封着した後、FEDの内部を真空に排気する。
The cathode-
このようにしてアノード基板2とカソード基板1との間にスペーサ4が設置された状態を図10に示す。図10において、アノード基板2側のフリットガラス41の幅w1はカソード側のフリットガラス42の幅w2よりも大きい。これは、フリットガラス41の量がフリットガラス42の量よりも大きいことに加えて、フリットガラス42は一度固化したものを再び軟化させてカソード基板1と接着するために、接着時のフリットガラス42は流動化しないで接着するからである。
FIG. 10 shows a state where the
また、図10におけるアノード側のフリットガラス41の接触角A1は鋭角であるのに対し、カソード側の接触角A2は鈍角になっているのも、同じ理由である。すなわち、アノード側を接着するときは、フリットガラス41は十分流動しているのに対し、カソード側を接着するときは、フリットガラス42はすでに固化しており、十分流動しないで接着するからである。しかし、封止硬化は十分に上げることが出来る。
Further, the contact angle A1 of the
実施例1は本発明をスペーサ4に適用した場合であるが、本発明はスペーサ4のみでなく、封止枠31をアノード基板2あるいはカソード基板1と封着する場合にも適用することが出来る。封止枠31とアノード基板2あるいはカソード基板1との封着もフリットガラスを用いるからである。
In the first embodiment, the present invention is applied to the
図13は実施例2を示す断面図である。図13は封止枠31の部分を除いては実施例1における図6と同様である。図13において、封止枠31とアノード基板2を接着するフリットガラス32はスペーサ4とアノード基板2を接着するフリットガラス41と同様、結晶性のフリットガラスである。但し、フリットガラス32はフリットガラス42とは異なり、導電性は有していない。フリットガラス32は鉛系フリットガラス、ビスマス系フリットガラス、スズ系フリットガラス、絶縁性のバナジウム系フリットガラス等が用いられるが添加材を用いてベーキング時に結晶化する。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the second embodiment. FIG. 13 is the same as FIG. 6 in the first embodiment except for the sealing
アノード基板2と封止枠31の接着はアノード基板2とスペーサ4の接着のためのベーキングプロセスで同時に行なう。フリットガラス32はアノード基板2と接着する際には、十分に流動化して接着するので、アノード基板2との濡れ性は良く、フリットガラス32とアノード基板2との接触角は鋭角となっている。
The
封止枠31とアノード基板2をベーキングによって接着するときには、封止枠31とカソード基板1を接着するためのフリットガラス33が封止枠31に塗布されている。したがって、封止枠31をアノード基板2と接着するためのベーキング時に封止枠31の反対側に塗布されたフリットガラス33も固化する。このときにフリットガラス33に含まれていた有機溶剤等が蒸発する。したがって、フリットガラス33からの蒸発物によって電子源が汚染されることは無い。
When the sealing
フリットガラス33は非晶質のフリットガラスを用いているために、カソード基板1を封止枠31に接着するときのベーキングによって軟化し、封止枠31とカソード基板1を接着することが出来る。フリットガラス33はフリットガラス32と同様、鉛系フリットガラス、ビスマス系フリットガラス、スズ系フリットガラス、バナジウム系フリットガラス等を用いることが出来るが、ZnOは添加されない。フリットガラス33は非晶質で用いられるからである。
Since the
封止枠31とカソード基板1を接着するときは、フリットガラス33はすでに固化しているために、カソード基板1と封止枠31を接着するときは十分に流動化していない。したがって、フリットガラス33とカソード基板1との接触角は鈍角となる。しかし、封止効果は変わらない。封止枠31とアノード基板2を接着するフリットガラス32の幅w3は封止枠31とカソード基板1を接着するフリットガラス33の幅w4よりも大きい。フリットガラス32の量がフリットガラス33の量よりも多いことと、フリットガラス32はフリットガラス33に比して接触角が小さいからである。
When the sealing
以上のように、本発明によれば、スペーサ4を安定にアノード基板2およびカソード基板1に固着することが出来る。また、スペーサ4に塗布されたフリットガラスからの有機溶媒をFED内部に封止する前に外部に飛散させ、除去することが出来るで、電子源の汚染、あるいは、真空度の劣化を防止することが出来る。
また、カソード基板1とアノード基板2の間に適切な導電性を持たせることが出来、スペーサ4の帯電による電子ビームの偏向を防ぎ、かつ、スパークを防止することができる。さらに、本発明をアノード基板2とカソード基板1を封止する封止枠31に用いることによって信頼性の高い封止を行なうことが出来る。
As described above, according to the present invention, the
In addition, appropriate conductivity can be provided between the
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、8・・・排気管、10・・・通孔、11・・・走査線、12・・・データ信号線、13・・・絶縁膜、14・・・電子源、21・・・蛍光体、22・・・ブラックマトリクス、23・・・メタルバック、23・・・アノード端子、31・・・封止枠、32、33、41、42・・・フリットガラス、50・・・コンタクトスプリング、110・・・塗布台。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記スペーサは第1のフリットガラスによって一方の基板に固着し、前記スペーサは第2のフリットガラスによって他の基板に固着し、
前記第1のフリットガラスは結晶性のフリットガラスであり、前記第2のフリットガラスは非晶質のフリットガラスであり、前記第1のフリットガラスと前記一方の基板との接着幅は、前記第2のフリットガラスと前記他方の基板走査線との接着幅よりも大きいことを特徴とする表示装置。 A cathode substrate in which an electron source is formed in a matrix and an anode terminal to which an anode voltage is applied are opposed to the cathode substrate, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron source to form an effective screen. A conductive spacer is provided between the cathode substrate and the anode substrate to define a distance between the cathode substrate and the anode substrate, and a peripheral portion of the cathode substrate and the anode substrate is disposed between the cathode substrate and the anode substrate. Is a display device in which a sealing part is formed and the inside is kept in vacuum,
The spacer is fixed to one substrate by a first frit glass, the spacer is fixed to another substrate by a second frit glass,
The first frit glass is a crystalline frit glass, the second frit glass is an amorphous frit glass, and the bonding width between the first frit glass and the one substrate is the first frit glass. 2. A display device characterized in that it is larger than the bonding width between the second frit glass and the other substrate scanning line.
前記スペーサは第1のフリットガラスによって前記アノード基板に形成されたメタルバックに固着し、前記スペーサは第2のフリットガラスによって前記カソード基板に形成された走査線に固着し、
前記第1のフリットガラスは結晶性のフリットガラスであり、前記第2のフリットガラスは非晶質のフリットガラスであり、前記第1のフリットガラスの前記メタルバックとの接触角は鋭角であり、前記第2のフリットガラスの前記走査線との接触角は鈍角であることを特徴とする表示装置。 A cathode substrate in which an electron source is formed in a matrix and an anode terminal to which an anode voltage is applied are opposed to the cathode substrate, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron source to form an effective screen. A conductive spacer is provided between the cathode substrate and the anode substrate to define a distance between the cathode substrate and the anode substrate, and a peripheral portion of the cathode substrate and the anode substrate is disposed between the cathode substrate and the anode substrate. Is a display device in which a sealing part is formed and the inside is kept in vacuum,
The spacer is fixed to a metal back formed on the anode substrate by a first frit glass, and the spacer is fixed to a scanning line formed on the cathode substrate by a second frit glass.
The first frit glass is a crystalline frit glass, the second frit glass is an amorphous frit glass, and the contact angle of the first frit glass with the metal back is an acute angle, A display device, wherein a contact angle of the second frit glass with the scanning line is an obtuse angle.
前記封着部は封止枠と、前記封止枠と前記アノード基板とを封着する第1のフリットガラスと、前記封止枠と前記カソード基板とを封着する第2のフリットガラスとによって構成され、
前記第1のフリットガラスは結晶性のフリットガラスであり、前記第2のフリットガラスは非晶質のフリットガラスであり、前記第1のフリットガラスの前記アノード基板との接着幅は前記第2のフリットガラスの前記カソード基板との接着幅よりも大きいことを特徴とする表示装置。 A cathode substrate in which an electron source is formed in a matrix and an anode terminal to which an anode voltage is applied are opposed to the cathode substrate, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron source to form an effective screen. A conductive spacer is provided between the cathode substrate and the anode substrate to define a distance between the cathode substrate and the anode substrate, and a peripheral portion of the cathode substrate and the anode substrate is disposed between the cathode substrate and the anode substrate. Is a display device in which a sealing part is formed and the inside is kept in vacuum,
The sealing portion includes a sealing frame, a first frit glass that seals the sealing frame and the anode substrate, and a second frit glass that seals the sealing frame and the cathode substrate. Configured,
The first frit glass is a crystalline frit glass, the second frit glass is an amorphous frit glass, and an adhesion width of the first frit glass with the anode substrate is the second frit glass. A display device, wherein the width of adhesion of the frit glass to the cathode substrate is larger.
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