JP3719972B2 - Flat panel display - Google Patents

Flat panel display Download PDF

Info

Publication number
JP3719972B2
JP3719972B2 JP2001350214A JP2001350214A JP3719972B2 JP 3719972 B2 JP3719972 B2 JP 3719972B2 JP 2001350214 A JP2001350214 A JP 2001350214A JP 2001350214 A JP2001350214 A JP 2001350214A JP 3719972 B2 JP3719972 B2 JP 3719972B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
thermal expansion
grid
plate
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001350214A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003151473A (en
Inventor
賢太郎 島山
勝 二階堂
諭 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001350214A priority Critical patent/JP3719972B2/en
Publication of JP2003151473A publication Critical patent/JP2003151473A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3719972B2 publication Critical patent/JP3719972B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平面表示装置に係わり、特に多数の電子ビーム透過孔を有する板状構造体を備えた平面表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、省スペースの大型ディスプレイを目指して、FED(フィールド・エミッション・ディスプレイ)やPDP(プラスマ・ディスプレイ・パネル)等、平面表示装置の開発が進められている。特に、大型化が容易なFEDとして、電子源として表面伝導型電子源を用いたSEDの開発が進められている。
【0003】
SEDは、所定の間隙を持って対向配置された第1基板および第2基板を有し、これら第1および第2基板は枠状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。第1基板の内面には、赤、青、緑の3色に発光する蛍光体層が形成され、第2基板の内面には蛍光体を励起する電子放出源として、各画素に対応する多数の表面伝導型電子源が配列されている。各表面伝導型電子源は電子放出部、電子放出部に電圧を印加する一対の電極等から構成される。
【0004】
第1基板と第2基板との間には板状構造体が設置され、この板状構造体には各画素および各表面伝導型電子源に対応して配列された多数の電子ビーム透過孔が形成されている。また、第1および第2基板間には、これら基板間の間隙を維持するための多数の柱状スペーサが配置されている。
【0005】
各電子源から放出された電子ビームは、板状構造体の対応する電子ビーム透過孔を通過し、第1基板に印加された電圧により、所望の蛍光体上に衝突し、蛍光体を発光させる。板状構造体には、第1基板への印加電圧、画面サイズ、画素ピッチに応じて、第1基板より高電圧、同電圧、あるいは低電圧のいずれかが選択される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
第1基板と第2基板とを封着して外囲器を製造する際、第1基板、第2基板、および板状構造体には300℃以上の高温に加熱される。しかしながら、加熱の際、第1基板、第2基板、および板状構造体の熱膨脹係数を常温から300℃以上の全温度領域において合せることは難しい。そのため、第1基板、第2基板、および板状構造体の間に熱膨張の差による位置ズレが生じ、場合によっては第1基板および第2基板の破損を引き起こす恐れがある。
【0007】
これを解決する方法として、第1基板、第2基板および板状構造体間の固定を緩やかなものとしておき、熱膨張を逃がす方法が考えられる。しかしながら、FEDの場合、第2基板上の電子源から放出された電子ビームは、これら電子源に1対1に対応した板状構造体の電子ビーム透過孔を通過し、対応する蛍光体を正確に励起しなければならず、第1基板、第2基板、および板状構造体は高い精度の位置合せが要求される。従って、第1基板、第2基板、および板状構造体の相互位置は、厳密に固定されていなければならない。
【0008】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、製造時の第1基板、第2基板、および板状構造体の熱膨張差を緩和し、第1基板、第2基板、あるいは板状構造体の損傷を生じることなく、これら第1基板、第2基板、板状構造体を高精度で位置合わせ可能な平面表示装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の一態様に係る平面表示装置は、内面に蛍光体層が形成された第1基板と、上記第1基板と対向配置されているとともに、上記蛍光体層に向けて電子ビームを放出する多数の電子源が設けられた第2基板と、第1基板と第2基板との間に配置され、上記電子源に対応した多数の電子ビーム透過孔が設けられ板状構造体と、を備え、上記板状構造体は、上記蛍光体層に対向しているとともに上記多数の電子ビーム通過孔が形成された有効部と、上記有効部の周囲に位置した無孔部と、を備えほぼ矩形状に形成され、上記板状構造体の角部は、上記第1基板および第2基板の少なくとも一方に固定され、上記板状構造体は、上記無孔部に形成された複数の凹部を有し上記第1基板および第2基板に対する熱膨張差を緩和する熱膨張緩和部、および、上記角部に形成され上記第1基板および第2基板に対する熱膨張差を緩和する熱膨張緩和部の少なくとも一方を備えたことを特徴としている。
【0010】
上記構成の平面表示装置においては、板状構造体に熱膨張差を緩和する熱膨張緩和部を設けることにより、製造時の第1基板、第2基板および板状構造体の熱膨張差を緩和し、第1および第2基板、あるいは板状構造体の破壊することなく、第1基板、第2基板および板状構造体を高精度に位置合わせすることが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を、平面表示装置としてSEDに適用した実施の形態について説明する。
【0012】
SEDは絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラスからなる第1基板12および第2基板10を備え、これら第1および第2基板は1.0〜3.0mm程度の隙間を置いて対向配置されている。第2基板10は第1基板12よりも僅かに大きな寸法に形成される。また、第1基板12および第2基板は、ガラスからなる矩形枠状の側壁14を介して、その周縁部同士が接合され、フラットな矩形状の真空外囲器15が構成される。側壁14は、例えば、低融点ガラスからなるフリットガラス20、あるいはインジウム等により第1基板12および第2基板10の周縁部に封着されている。
【0013】
第1基板12の内面には蛍光体スクリーン16がスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ等既存の形成法を用いて形成されている。この蛍光体スクリーン16は、電子線の衝突で赤、緑、青に発光する蛍光体層R、G、B、および蛍光体層の間に形成された黒色着色層を配列することにより構成される。各蛍光体層R、G、Bは、ストライプ状あるいは矩形のドット状に形成される。
【0014】
蛍光体スクリーン16上には、アルミニウム等からなるメタルバック17が真空蒸着やラミネート法等公知の技術を用いて形成されている。なお、第1基板12と蛍光体スクリーン16との間に、例えばITO、ネサ(SnO)からなる透明導電膜、あるいはカラーフィルタ膜を設けてもよい。
【0015】
第2基板10の内面には、蛍光体層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電子放出素子18が形成されている。これらの電子放出素子18は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。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。また、第2基板10上には、電子放出素子18に電圧を印加するための図示しない多数本の配線がマトリック状に設けられている。
【0016】
第1基板12と第2基板10との間には、板状構造体として矩形状のグリッド24が設置されている。グリッド24には、複数の柱状の第1および第2スペーサ30a、30bが一体的に設けられ、グリッドの両面から突出している。そして、第1および第2スペーサ30a、30bは、第1基板および第2基板の内面にそれぞれ当接し、真空外囲器15に作用する大気圧荷重を支持している。
【0017】
図2ないし図4に示すように、グリッド24はガラスとほぼ等しい熱膨張係数を有した金属材料によってほぼ矩形状に形成されている。また、グリッド24は、多数の電子ビーム通過孔が形成された矩形状の有効部40と、有効部の周囲に位置した矩形枠状の無孔部42と、を有している。
【0018】
詳細に述べると、グリッド24は第1基板12の内面に対向した第1表面24aおよび第2基板10の内面に対向した第2表面24bを有している。そして、グリッド24は、例えば、4隅が第1基板12および第2基板10の少なくとも一方に固定され、これらの基板と平行に配置されている。
【0019】
また、グリッド24は、蛍光体スクリーン16に対向しているとともに多数の電子ビーム通過孔26が形成された矩形状の有効部40と、有効部の周囲に位置した矩形枠状の無孔部42と、を有している。電子ビーム通過孔26は、電子放出素子18に対向して所定のピッチで配列されている。更に、グリッド24には、複数のスペーサ開孔28が形成されている。これらのスペーサ開孔28は、有効部40および無孔部42の両方に所定のピッチで配列されている。
【0020】
グリッド24は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により厚さ0.1〜0.2mmに形成されているとともに、その表面には、例えば、低融点ガラスを塗布、焼成することにより形成した絶縁膜が形成される。この絶縁膜は、金属板を酸化処理によって得られた酸化膜からなる絶縁膜であっても構わない。また、必要に応じて、これら絶縁膜上に高抵抗膜を形成してもよい。
【0021】
グリッド24の第1表面24a上には、各スペーサ開孔28に重ねて第1スペーサ30aが一体的に立設され、その延出端は、メタルバック17および蛍光体スクリーン16の黒色着色層を介して第1基板12の内面に当接している。グリッド24の第2表面24b上には、各スペーサ開孔28に重ねて第2スペーサ30bが一体的に立設され、その延出端は、第2基板10の内面に当接している。そして、各スペーサ開孔28、第1および第2スペーサ30a、30bは互いに整列して位置し、第1および第2スペーサはこのスペーサ開孔28を介して互いに一体的に連結されている。
第1および第2スペーサ30a、30bの各々は、グリッド24側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。
【0022】
各スペーサ開孔28の径は、第1および第2スペーサ30a、30bのグリッド側端の径よりも十分に小さく設定されている。そして、第1スペーサ30aおよび第2スペーサ30bをスペーサ開孔28と同軸的に整列して一体的に設けることにより、第1および第2スペーサはスペーサ開孔を通して互いに連結され、グリッド24を両面から挟み込んだ状態でグリッド24と一体に形成されている。
【0023】
図4および図5に示すように、グリッド24は、無孔部42の4隅に形成された熱膨張緩和部44、および同じく無孔部42の4隅に形成された位置決めマーク46を備えている。
【0024】
各熱膨張緩和部44は、例えば、3mm×2mmのほぼ長方形の第1貫通孔47を、幅0.2mmのブリッジ48を挟んで2行3列に配列し、また、これら第1貫通孔47の両側に形成された1.0mm×5.5mmの一対の細長い第2貫通孔50を配列して形成されている。第1貫通孔47は、グリッド24の対角軸とほぼ直交する方向に延び、第2貫通孔50は対角軸と平行な方向に延びている。
【0025】
そして、各熱膨張緩和部44は、第1あるいは第2基板12、10に対するグリッド24の固定部51と有効部40との間に設けられている。そして、各熱膨張緩和部44は、第1基板12、第2基板10、およびグリッド24が熱膨張した際、スプリング効果を発揮し、すなわち、グリッド24の面方向に伸縮し、基板とグリッドとの間の熱膨張差を緩和する。
【0026】
各位置決めマーク46は、例えば、φ0.2mmの貫通孔52をピッチ0.5mmで3行3列に配列して形成されている。そして、SEDを組立てる際、グリッド24の位置決めマーク46と第1および第2基板12、10の少なくとも一方に設けられた図示しない位置決めマークとを基準として、グリッド24を第1および第2基板に対して位置決めする。
【0027】
なお、位置決めマーク46は少なくとも2箇所に設けられていればよく、その位置は任意に選択可能である。また、各位置決めマーク46の形状は種々選択することができる。
【0028】
次に、上記のように構成されたグリッド24、スペーサ30a、30b、およびこれを備えたSEDの製造方法について説明する。
まず、グリッド24の素材として、板厚0.1mmのFe−Ni合金を基材を用意する。この基材に付着している圧延油や防錆油などを高温のアルカリ系溶液で脱脂し、水洗後、この基材の両面にカゼイン系レジストを塗布、乾燥し、厚さ数μmの感光膜を形成する。続いて、基材の両面に一対のフォトマスクを真空密着した後、露光し、これらフォトマスクのパタ−ンを感光膜に焼き付ける。
【0029】
次に、パタ−ンが焼き付けられた感光膜を、工水を用いて現像し、未感光部を除去し、更に、無水クロム酸による硬膜処理、水洗い、乾燥およびベ−キングを行ない、上記一対のフォトマスクのパタ−ンに対応するエッチングレジストパタ−ンを得る。この後、エッチングレジストパタ−ンに従って基材を塩化第二鉄エッチング液で両面からスプレ−エッチングし、多数の電子ビーム通過孔26を形成する。そして、基材を水洗し、最後に、レジストパタ−ンをアルカリ系溶液で剥離することにより、多数の電子ビーム透過孔を有したグリッド24が作成される。
【0030】
また、電子ビーム通過孔26を形成する際、同時に、熱膨張緩和部44となる第1および第2貫通孔47、50、並びに、位置決めマーク46となる貫通孔52をエッチングにより形成する。なお、これらの貫通孔47、50、52は、電子ビーム通過孔26を形成後、レーザ光、放電加工等を用いて形成することも出来る。
【0031】
続いて、金型を用いてグリッド24の両面に柱状スペーサを形成する。金型は、グリッド24の第1表面24a上に形成するスペーサ用の第1金型と、第2表面24b上に形成するスペーサ用の第2金型との2個を用意する。各金型は、形成するスペーサの形状に対応した貫通孔を有した板状をなし、これらの貫通孔はグリッド24のスペーサ開孔28と対応する位置に設けられている。
【0032】
まず、第1および第2金型間にグリッド24を挟み込み密着させる。この状態で、紫外線硬化型の樹脂およびガラスフィラーを含むガラスペーストを、第1金型の貫通孔側から供給し、第1金型の貫通孔、グリッド24のスペーサ開孔28、および第2金型の貫通孔に充填する。
【0033】
次に、紫外線によりガラスペーストを露光した後、グリッドに第1および第2金型を密着させた状態で、これらを300℃程度で焼成する。これにより、第1および第2金型の貫通孔の内面に塗布された樹脂が分解除去され、貫通孔とスペーサとの間に間隙が形成される。その後、第1および第2金型をグリッド24から取り外し、500℃以上に加熱してガラスペーストから樹脂分を焼き飛ばすとともにガラスフィラーをガラス化する。これにより、グリッド24の両面に第1および第2スペーサ30a、30bが形成される。
【0034】
なお、金型を用いた製造方法では、金型の貫通孔と、グリッド24のスペーサ開孔28との間に精度の良い位置合わせが要求される。本実施の形態では、グリッド24に形成された位置決めマーク46の貫通孔52を用い、この貫通孔に挿通したピンによりグリッド24と金型との位置合わせを行った。
【0035】
上記のように製造されたスペーサ付きのグリッド24を用いてSEDを製造する場合、予め、電子放出素子18が設けられているとともに側壁14が接合された第2基板10と、蛍光体スクリーン16およびメタルバック17の設けられた第1基板10とを用意しておく。
【0036】
そして、グリッド24を、位置決めマーク46を利用して第1あるいは第2基板10、12に位置決めした後、第1あるいは第2基板に固定する。この状態で、第1、第2基板10、12、およびグリッド24を真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁14を介して第1基板12を第2基板10に接合する。これにより、グリッド24を備えたSEDが製造される。
【0037】
以上のように構成されたSEDによれば、例えば、製造時、第1基板12、第2基板10、およびグリッド24が300℃以上に加熱され熱膨張する。これらの基板とグリッド24とはほぼ同一の熱膨張係数を有した材料により形成されているが、熱容量の差もあり、熱膨張量を完全に一致されることは難しい。しかし、上記構成のSEDによれば、第1および第2基板12、10とグリッド24との間に熱膨張差が生じた場合、グリッドの各熱膨張緩和部44がスプリング効果を発揮し、すなわち、グリッド24の面方向に伸縮し、第1および第2基板とグリッドとの間の熱膨張差を吸収あるいは緩和する。従って、熱膨張差に起因する基板およびグリッドの損傷を防止することできる。これにより、製造時における昇温、降温の勾配を急にすることができ、生産性の向上を図ることが可能となる。
【0038】
同時に、グリッド24の電子ビーム通過孔26を、第1基板10上の蛍光体スクリーン16および第2基板12上の電子放出素子18に対して正確な位置に保持することができ、画像品位の向上を図ることが可能となる。
【0039】
実際に、上記実施の形態のように熱膨張緩和部44を備えたグリッドを組み込んだSEDと、熱膨張緩和部を持たないグリッドを組み込んだSEDとを比較した結果、本実施の形態に係るSEDでは、グリッド24による電子ビームのケラレが減少し、SED全体としての輝度が上昇した。
【0040】
なお、上述した実施の形態において、各熱膨張緩和部44は複数の貫通孔により形成したが、これに限らず、図6に示すように、複数の切り込みあるいはスリット54は、それぞれグリッド24の対角軸と直交する方向に延びた複数列に形成されている。この場合、グリッド24の熱膨張、特に、対角軸方向に沿った熱膨張を効果的に緩和することができる。
【0041】
また、図7に示すように、各熱膨張緩和部44は、グリッド24を例えば、板厚の50%程度ハーフエッチングすることによりパターン形成された複数の凹部56によって構成しても良い。図7(a)に示す熱膨張緩和部44によれば、複数の凹部56は、それぞれグリッド24の対角軸と直交する方向に延びた複数列に形成されている。この場合、グリッド24の熱膨張、特に、対角軸方向に沿った熱膨張を効果的に緩和することができる。
【0042】
図7(c)に示す熱膨張緩和部44によれば、複数の凹部56は、それぞれグリッド24の隅部に沿って円弧状に延びた複数列に形成されている。この場合、グリッド24の熱膨張、特に、グリッドの中心に対し放射方向に沿った熱膨張を効果的に緩和することができる。
【0043】
また、図8に示す熱膨張緩和部44は、グリッド24の一部を蛇腹状に折り曲げた複数の折曲げ部58により形成されている。各折曲げ部58は、例えば、グリッド24の対角軸と直交する方向に延びている。グリッド24の板厚方向に沿った折曲げ部58の高さhは約1mm程度に形成されている。この場合、グリッド24の熱膨張、特に、グリッド24の対角軸方向に沿った熱膨張を効果的に緩和することができる。
【0044】
その他、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、基板に対してグリッドを固定する位置は、グリッドの角部に限らず、グリッドの各辺の中間部等、任意に設定することが可能である。同様に、グリッドの熱膨張緩和部は、グリッドの角部に限らず、固定部の位置に応じて任意に設定可能である。
【0045】
また、グリッドの熱膨張緩和部は、貫通孔、凹部、折曲げ部に限定されることなく、スプリング効果を有する構成であれば種々選択可能である。
【0046】
更に、電子源は、表面導電型電子放出素子に限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等、種々選択可能である。また、この発明は、上述したSEDに限定されることなく、他方式のFEDにも適用可能である。
【0047】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、板状構造体に熱膨張差を緩和する熱膨張緩和部を設けることにより、製造時の第1基板、第2基板、および板状構造体の熱膨張差を緩和し、第1基板、第2基板、あるいは板状構造体の損傷を生じることなく、これら第1基板、第2基板、板状構造体を高精度で位置合わせでき、画像品位の向上した平面表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態に係るSEDを示す斜視図。
【図2】図1の線A−Aに沿って破断した上記SEDの斜視図。
【図3】上記SEDを拡大して示す断面図。
【図4】上記SEDにおけるグリッドの平面図。
【図5】上記グリッドの一部を拡大して示す平面図。
【図6】この発明の第2の実施の形態に係るSEDのグリッドの熱膨張緩和部を示す平面図。
【図7】この発明の第3の実施の形態に係るSEDのグリッドの熱膨張緩和部を示す平面図および断面図。
【図8】この発明の第4の実施の形態に係るSEDのグリッドの熱膨張緩和部を示す断面図。
【符号の説明】
10…第1基板
12…第2基板
14…側壁
15…真空外囲器
16…蛍光体スクリーン
18…電子放出素子
24…グリッド
24a…第1表面
24b…第2表面
26…電子ビーム通過孔
28…スペーサ開孔
30a…第1スペーサ
30b…第2スペーサ
44…熱膨張緩和部
46…位置決めマーク
47、50、52…透孔
54…切り込み
56…凹部
58…折曲げ部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat display device, and more particularly to a flat display device including a plate-like structure having a large number of electron beam transmission holes.
[0002]
[Prior art]
In recent years, flat display devices such as FED (field emission display) and PDP (plasma display panel) have been developed with the aim of space-saving large displays. In particular, as an FED that can be easily increased in size, development of an SED using a surface conduction electron source as an electron source has been underway.
[0003]
The SED has a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other with a predetermined gap, and these first and second substrates are surrounded by a vacuum by joining their peripheral parts to each other through a frame-shaped side wall. Make up the vessel. A phosphor layer that emits red, blue, and green light is formed on the inner surface of the first substrate, and an electron emission source that excites the phosphor is formed on the inner surface of the second substrate. Surface conduction electron sources are arranged. Each surface conduction electron source includes an electron emission portion, a pair of electrodes for applying a voltage to the electron emission portion, and the like.
[0004]
A plate-like structure is installed between the first substrate and the second substrate. The plate-like structure has a number of electron beam transmission holes arranged corresponding to each pixel and each surface conduction electron source. Is formed. In addition, a large number of columnar spacers are arranged between the first and second substrates to maintain a gap between these substrates.
[0005]
The electron beam emitted from each electron source passes through the corresponding electron beam transmission hole of the plate-like structure, collides with the desired phosphor by the voltage applied to the first substrate, and causes the phosphor to emit light. . As the plate-like structure, one of a higher voltage, the same voltage, or a lower voltage than the first substrate is selected according to the voltage applied to the first substrate, the screen size, and the pixel pitch.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When the envelope is manufactured by sealing the first substrate and the second substrate, the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure are heated to a high temperature of 300 ° C. or higher. However, when heating, it is difficult to match the thermal expansion coefficients of the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure in the entire temperature range from room temperature to 300 ° C. or higher. Therefore, a positional shift due to a difference in thermal expansion occurs between the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure, and in some cases, the first substrate and the second substrate may be damaged.
[0007]
As a method for solving this problem, a method is considered in which the fixing between the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure is made loose to allow thermal expansion to escape. However, in the case of the FED, the electron beam emitted from the electron source on the second substrate passes through the electron beam transmission hole of the plate-like structure corresponding to the electron source on a one-to-one basis. The first substrate, the second substrate, and the plate-like structure are required to be aligned with high accuracy. Therefore, the mutual positions of the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure must be strictly fixed.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to alleviate the difference in thermal expansion between the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure during manufacturing, and the first substrate, the second substrate, or An object of the present invention is to provide a flat display device capable of aligning the first substrate, the second substrate, and the plate structure with high accuracy without causing damage to the plate structure.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a flat display device according to an aspect of the present invention is provided with a first substrate having a phosphor layer formed on an inner surface thereof, opposed to the first substrate, and disposed on the phosphor layer. A second substrate provided with a large number of electron sources for emitting an electron beam toward the substrate, and a plurality of electron beam transmission holes corresponding to the electron sources disposed between the first substrate and the second substrate . A plate-like structure, wherein the plate-like structure is opposed to the phosphor layer and has an effective portion in which the plurality of electron beam passage holes are formed, and a non-layered structure positioned around the effective portion. And a corner portion of the plate structure is fixed to at least one of the first substrate and the second substrate, and the plate structure is formed on the non-hole portion. has formed a plurality of recesses were Netsu膨for the first substrate and the second substrate Thermal expansion absorbing portions to mitigate differences, and is characterized in that it comprises at least one of the thermal expansion absorbing portions to mitigate the thermal expansion difference with respect to the first substrate and the second substrate is formed in the corner portion.
[0010]
In the flat display device having the above-described configuration, the thermal expansion difference between the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure during manufacturing is reduced by providing the plate-like structure with a thermal expansion relaxation portion that reduces the thermal expansion difference. In addition, the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure can be aligned with high accuracy without destroying the first and second substrates or the plate-like structure.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments in which the present invention is applied to an SED as a flat display device will be described.
[0012]
The SED includes a first substrate 12 and a second substrate 10 made of rectangular glass as insulating substrates, respectively, and the first and second substrates are arranged to face each other with a gap of about 1.0 to 3.0 mm. . The second substrate 10 is formed to have a slightly larger size than the first substrate 12. Further, the peripheral edges of the first substrate 12 and the second substrate are bonded to each other via a rectangular frame-shaped side wall 14 made of glass, thereby forming a flat rectangular vacuum envelope 15. The side wall 14 is sealed to the peripheral portions of the first substrate 12 and the second substrate 10 by, for example, frit glass 20 made of low melting point glass or indium.
[0013]
A phosphor screen 16 is formed on the inner surface of the first substrate 12 using an existing forming method such as screen printing or photolithography. The phosphor screen 16 is configured by arranging phosphor layers R, G, and B that emit red, green, and blue light upon collision of electron beams, and a black colored layer formed between the phosphor layers. . Each phosphor layer R, G, B is formed in a stripe shape or a rectangular dot shape.
[0014]
A metal back 17 made of aluminum or the like is formed on the phosphor screen 16 using a known technique such as vacuum deposition or a lamination method. A transparent conductive film made of, for example, ITO or Nesa (SnO 2 ) or a color filter film may be provided between the first substrate 12 and the phosphor screen 16.
[0015]
On the inner surface of the second substrate 10, a number of surface conduction electron-emitting devices 18 each emitting an electron beam are formed as electron emission sources for exciting the phosphor layer. These electron-emitting devices 18 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to each pixel. Each electron-emitting device 18 includes an electron emitting portion (not shown) and a pair of device electrodes for applying a voltage to the electron emitting portion. On the second substrate 10, a large number of wirings (not shown) for applying a voltage to the electron-emitting devices 18 are provided in a matrix.
[0016]
Between the 1st board | substrate 12 and the 2nd board | substrate 10, the rectangular grid 24 is installed as a plate-shaped structure. A plurality of columnar first and second spacers 30a and 30b are integrally provided on the grid 24 and protrude from both sides of the grid. The first and second spacers 30 a and 30 b are in contact with the inner surfaces of the first substrate and the second substrate, respectively, and support the atmospheric pressure load acting on the vacuum envelope 15.
[0017]
As shown in FIGS. 2 to 4, the grid 24 is formed in a substantially rectangular shape by a metal material having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of glass. The grid 24 has a rectangular effective portion 40 in which a large number of electron beam passage holes are formed, and a rectangular frame-shaped non-hole portion 42 positioned around the effective portion.
[0018]
More specifically, the grid 24 has a first surface 24 a facing the inner surface of the first substrate 12 and a second surface 24 b facing the inner surface of the second substrate 10. For example, the four corners of the grid 24 are fixed to at least one of the first substrate 12 and the second substrate 10 and are arranged in parallel with these substrates.
[0019]
The grid 24 is opposed to the phosphor screen 16 and has a rectangular effective portion 40 in which a large number of electron beam passage holes 26 are formed, and a rectangular frame-shaped non-porous portion 42 positioned around the effective portion. And have. The electron beam passage holes 26 are arranged at a predetermined pitch so as to face the electron emitting elements 18. Further, a plurality of spacer openings 28 are formed in the grid 24. These spacer holes 28 are arranged at a predetermined pitch in both the effective portion 40 and the non-hole portion 42.
[0020]
The grid 24 is formed to have a thickness of 0.1 to 0.2 mm using, for example, an iron-nickel metal plate, and an insulating film formed by, for example, applying and baking low-melting glass on the surface thereof. Is formed. This insulating film may be an insulating film made of an oxide film obtained by oxidizing a metal plate. Further, a high resistance film may be formed on these insulating films as necessary.
[0021]
On the first surface 24 a of the grid 24, a first spacer 30 a is integrally provided so as to overlap each spacer opening 28, and the extended end is provided with a black colored layer of the metal back 17 and the phosphor screen 16. Via the inner surface of the first substrate 12. On the second surface 24 b of the grid 24, a second spacer 30 b is integrally provided so as to overlap each spacer opening 28, and its extending end is in contact with the inner surface of the second substrate 10. The spacer holes 28 and the first and second spacers 30 a and 30 b are aligned with each other, and the first and second spacers are integrally connected to each other through the spacer holes 28.
Each of the first and second spacers 30a and 30b is formed in a tapered shape with a diameter decreasing from the grid 24 side toward the extending end.
[0022]
The diameter of each spacer opening 28 is set sufficiently smaller than the diameter of the grid side ends of the first and second spacers 30a and 30b. Then, the first spacer 30a and the second spacer 30b are coaxially aligned and integrally provided with the spacer opening 28, whereby the first and second spacers are connected to each other through the spacer opening, and the grid 24 is connected from both sides. It is formed integrally with the grid 24 in a sandwiched state.
[0023]
As shown in FIGS. 4 and 5, the grid 24 includes thermal expansion relaxation portions 44 formed at the four corners of the non-hole portion 42 and positioning marks 46 similarly formed at the four corners of the non-hole portion 42. Yes.
[0024]
Each thermal expansion relaxation portion 44 has, for example, 3 mm × 2 mm substantially rectangular first through holes 47 arranged in 2 rows and 3 columns across a bridge 48 having a width of 0.2 mm. Are formed by arranging a pair of elongated second through holes 50 of 1.0 mm × 5.5 mm formed on both sides. The first through hole 47 extends in a direction substantially perpendicular to the diagonal axis of the grid 24, and the second through hole 50 extends in a direction parallel to the diagonal axis.
[0025]
Each thermal expansion relaxation portion 44 is provided between the fixing portion 51 and the effective portion 40 of the grid 24 with respect to the first or second substrate 12 or 10. And each thermal expansion relaxation part 44 exhibits a spring effect, when the 1st board | substrate 12, the 2nd board | substrate 10, and the grid 24 expand | swell, ie, expands-contracts in the surface direction of the grid 24, a board | substrate, a grid, Relieve the thermal expansion difference between.
[0026]
Each positioning mark 46 is formed, for example, by arranging through holes 52 having a diameter of 0.2 mm in 3 rows and 3 columns at a pitch of 0.5 mm. When the SED is assembled, the grid 24 is attached to the first and second substrates with reference to the positioning marks 46 of the grid 24 and positioning marks (not shown) provided on at least one of the first and second substrates 12 and 10. Position.
[0027]
The positioning marks 46 need only be provided in at least two places, and the positions can be arbitrarily selected. The shape of each positioning mark 46 can be selected variously.
[0028]
Next, a method for manufacturing the grid 24, the spacers 30a and 30b configured as described above, and the SED including the grid 24 will be described.
First, as a material for the grid 24, a base material is prepared of an Fe—Ni alloy having a thickness of 0.1 mm. Degreasing the rolling oil and rust preventive oil adhering to this base material with a high-temperature alkaline solution, washing with water, applying a casein resist on both sides of this base material, drying, and a photosensitive film with a thickness of several μm Form. Subsequently, a pair of photomasks are vacuum-contacted on both surfaces of the substrate, and then exposed, and the patterns of these photomasks are baked on the photosensitive film.
[0029]
Next, the photosensitive film on which the pattern is baked is developed using industrial water, the unexposed part is removed, and further, the film is cured with chromic anhydride, washed with water, dried and baked. An etching resist pattern corresponding to the pattern of the pair of photomasks is obtained. Thereafter, the substrate is spray-etched from both sides with a ferric chloride etchant in accordance with the etching resist pattern to form a large number of electron beam passage holes 26. Then, the substrate is washed with water, and finally, the resist pattern is peeled off with an alkaline solution, whereby a grid 24 having a large number of electron beam transmission holes is created.
[0030]
Further, when forming the electron beam passage hole 26, simultaneously, the first and second through holes 47 and 50 to be the thermal expansion relaxation portion 44 and the through hole 52 to be the positioning mark 46 are formed by etching. These through holes 47, 50, and 52 can also be formed using laser light, electric discharge machining, or the like after the electron beam passage hole 26 is formed.
[0031]
Subsequently, columnar spacers are formed on both sides of the grid 24 using a mold. Two molds are prepared: a first mold for spacers formed on the first surface 24a of the grid 24 and a second mold for spacers formed on the second surface 24b. Each mold has a plate shape having through holes corresponding to the shape of the spacer to be formed, and these through holes are provided at positions corresponding to the spacer openings 28 of the grid 24.
[0032]
First, the grid 24 is sandwiched between and closely adhered to the first and second molds. In this state, a glass paste containing an ultraviolet curable resin and a glass filler is supplied from the through hole side of the first mold, and the through hole of the first mold, the spacer opening 28 of the grid 24, and the second mold. Fill the through hole of the mold.
[0033]
Next, after exposing the glass paste with ultraviolet rays, these are baked at about 300 ° C. with the first and second molds in close contact with the grid. Thereby, the resin applied to the inner surfaces of the through holes of the first and second molds is decomposed and removed, and a gap is formed between the through hole and the spacer. Thereafter, the first and second molds are removed from the grid 24 and heated to 500 ° C. or higher to burn off the resin from the glass paste and vitrify the glass filler. Thereby, the first and second spacers 30 a and 30 b are formed on both surfaces of the grid 24.
[0034]
In addition, in the manufacturing method using a metal mold | die, accurate positioning is requested | required between the through-hole of a metal mold | die and the spacer opening 28 of the grid 24. FIG. In the present embodiment, the through holes 52 of the positioning marks 46 formed in the grid 24 are used, and the grid 24 and the mold are aligned with the pins inserted into the through holes.
[0035]
When the SED is manufactured using the grid 24 with the spacer manufactured as described above, the second substrate 10 in which the electron-emitting device 18 is provided and the side wall 14 is bonded, the phosphor screen 16, and A first substrate 10 provided with a metal back 17 is prepared.
[0036]
The grid 24 is positioned on the first or second substrate 10 or 12 using the positioning mark 46 and then fixed to the first or second substrate. In this state, the first and second substrates 10 and 12 and the grid 24 are arranged in the vacuum chamber, the inside of the vacuum chamber is evacuated, and then the first substrate 12 is bonded to the second substrate 10 through the side wall 14. To do. Thereby, SED provided with the grid 24 is manufactured.
[0037]
According to the SED configured as described above, for example, during manufacturing, the first substrate 12, the second substrate 10, and the grid 24 are heated to 300 ° C. or more and thermally expand. These substrates and the grid 24 are formed of materials having substantially the same thermal expansion coefficient, but there is also a difference in heat capacity, and it is difficult to completely match the thermal expansion amounts. However, according to the SED having the above configuration, when a difference in thermal expansion occurs between the first and second substrates 12 and 10 and the grid 24, each thermal expansion relaxation portion 44 of the grid exhibits a spring effect, that is, The film 24 expands and contracts in the plane direction of the grid 24 to absorb or alleviate the difference in thermal expansion between the first and second substrates and the grid. Therefore, damage to the substrate and the grid due to the difference in thermal expansion can be prevented. Thereby, the gradient of temperature rise and temperature drop during manufacture can be made steep, and productivity can be improved.
[0038]
At the same time, the electron beam passage hole 26 of the grid 24 can be held at an accurate position with respect to the phosphor screen 16 on the first substrate 10 and the electron-emitting device 18 on the second substrate 12, thereby improving the image quality. Can be achieved.
[0039]
Actually, as a result of comparing the SED incorporating the grid having the thermal expansion relaxation portion 44 as in the above embodiment and the SED incorporating the grid not having the thermal expansion relaxation portion, the SED according to the present embodiment is compared. Then, the vignetting of the electron beam by the grid 24 decreased, and the brightness of the entire SED increased.
[0040]
In the above-described embodiment, each thermal expansion relaxation portion 44 is formed by a plurality of through holes. However, the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. It is formed in a plurality of rows extending in a direction perpendicular to the angular axis. In this case, the thermal expansion of the grid 24, in particular, the thermal expansion along the diagonal axis direction can be effectively mitigated.
[0041]
Moreover, as shown in FIG. 7, each thermal expansion relaxation part 44 may be comprised by the some recessed part 56 by which the grid 24 was pattern-formed by half-etching about 50% of board thickness , for example. According to the thermal expansion relaxation portion 44 shown in FIG. 7A, the plurality of recesses 56 are formed in a plurality of rows extending in a direction perpendicular to the diagonal axis of the grid 24. In this case, the thermal expansion of the grid 24, in particular, the thermal expansion along the diagonal axis direction can be effectively mitigated.
[0042]
According to the thermal expansion relaxation portion 44 shown in FIG. 7C, the plurality of recesses 56 are formed in a plurality of rows extending in an arc shape along the corners of the grid 24. In this case, thermal expansion of the grid 24, particularly thermal expansion along the radial direction with respect to the center of the grid, can be effectively mitigated.
[0043]
Further, the thermal expansion relaxation portion 44 shown in FIG. 8 is formed by a plurality of bent portions 58 obtained by bending a part of the grid 24 into a bellows shape. Each bending part 58 is extended in the direction orthogonal to the diagonal axis | shaft of the grid 24, for example. The height h of the bent portion 58 along the plate thickness direction of the grid 24 is formed to be about 1 mm. In this case, the thermal expansion of the grid 24, in particular, the thermal expansion along the diagonal axis direction of the grid 24 can be effectively reduced.
[0044]
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, the position where the grid is fixed with respect to the substrate is not limited to the corner portion of the grid, but can be arbitrarily set such as an intermediate portion of each side of the grid. Similarly, the thermal expansion relaxation portion of the grid is not limited to the corner portion of the grid, and can be arbitrarily set according to the position of the fixed portion.
[0045]
Moreover, the thermal expansion relaxation part of a grid is not limited to a through-hole, a recessed part, and a bending part, If it is a structure which has a spring effect, various selection is possible.
[0046]
Furthermore, the electron source is not limited to the surface conduction electron-emitting device, but can be variously selected such as a field emission type and a carbon nanotube. Further, the present invention is not limited to the above-described SED, but can be applied to other types of FEDs.
[0047]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, by providing the plate-like structure with the thermal expansion relaxation portion that reduces the difference in thermal expansion, the first substrate, the second substrate, and the plate-like structure at the time of manufacturing are provided. The first substrate, the second substrate, and the plate-like structure can be aligned with high accuracy without reducing the difference in thermal expansion and causing damage to the first substrate, the second substrate, or the plate-like structure. It is possible to provide a flat display device that is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an SED according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the SED broken along the line AA in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing the SED.
FIG. 4 is a plan view of a grid in the SED.
FIG. 5 is an enlarged plan view showing a part of the grid.
FIG. 6 is a plan view showing a thermal expansion relaxation portion of a grid of an SED according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a cross-sectional view showing a thermal expansion relaxation portion of a grid of an SED according to a third embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a thermal expansion relaxation portion of a grid of an SED according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st board | substrate 12 ... 2nd board | substrate 14 ... Side wall 15 ... Vacuum envelope 16 ... Phosphor screen 18 ... Electron emission element 24 ... Grid 24a ... 1st surface 24b ... 2nd surface 26 ... Electron beam passage hole 28 ... Spacer opening 30a ... 1st spacer 30b ... 2nd spacer 44 ... Thermal expansion relaxation part 46 ... Positioning mark 47, 50, 52 ... Through-hole 54 ... Notch 56 ... Recessed part 58 ... Bending part

Claims (6)

内面に蛍光体層が形成された第1基板と、
上記第1基板と対向配置されているとともに、上記蛍光体層に向けて電子ビームを放出する多数の電子源が設けられた第2基板と、
第1基板と第2基板との間に配置され、上記電子源に対応した多数の電子ビーム透過孔が設けられ板状構造体と、を備え、
上記板状構造体は、上記蛍光体層に対向しているとともに上記多数の電子ビーム通過孔が形成された有効部と、上記有効部の周囲に位置した無孔部と、を備えほぼ矩形状に形成され、上記板状構造体の角部は、上記第1基板および第2基板の少なくとも一方に固定され、
上記板状構造体は、上記無孔部に形成された複数の凹部を有し上記第1基板および第2基板に対する熱膨張差を緩和する熱膨張緩和部、および、上記角部に形成され上記第1基板および第2基板に対する熱膨張差を緩和する熱膨張緩和部の少なくとも一方を備えたことを特徴とする平面表示装置。
A first substrate having a phosphor layer formed on the inner surface;
A second substrate provided opposite to the first substrate and provided with a number of electron sources for emitting an electron beam toward the phosphor layer;
A plate-like structure disposed between the first substrate and the second substrate and provided with a number of electron beam transmission holes corresponding to the electron source,
The plate-like structure includes an effective portion facing the phosphor layer and having a large number of electron beam passage holes, and a non-hole portion positioned around the effective portion, and is substantially rectangular. And the corners of the plate-like structure are fixed to at least one of the first substrate and the second substrate,
The plate-like structure has a plurality of recesses formed in the non-hole part, and has a thermal expansion relaxation part that relaxes a thermal expansion difference with respect to the first substrate and the second substrate , and the corner part, A flat display device comprising at least one of thermal expansion relaxation portions for relaxing a thermal expansion difference with respect to the first substrate and the second substrate .
上記熱膨張緩和部は、上記板状構造体の角部に形成された複数の凹所を有していることを特徴とする請求項1に記載の平面表示装置。The flat display device according to claim 1, wherein the thermal expansion relaxation portion has a plurality of recesses formed in corner portions of the plate-like structure. 上記熱膨張緩和部は、上記無孔部に形成された複数の貫通孔を有していることを特徴とする請求項1に記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the thermal expansion relaxation part has a plurality of through holes formed in the non-hole part. 上記熱膨張緩和部は、上記無孔部に蛇腹状に形成された複数の折り曲げ部を有していることを特徴とする請求項1に記載の平面表示装置。 The flat display device according to claim 1, wherein the thermal expansion relaxation portion has a plurality of bent portions formed in an accordion shape in the non-hole portion. 上記板状構造体は、上記無孔部に形成され第1基板および第2基板と位置合せする位置決めマークを有していることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の平面表示装置。The said plate-shaped structure has the positioning mark formed in the said non-hole part, and aligns with a 1st board | substrate and a 2nd board | substrate, The any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. Flat display device. 第1基板と第2基板との間隔を保持した複数のスペーサを備え、
上記スペーサは、上記板状構造体上に一体的に設けられたスペーサを含んでいることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の平面表示装置。
A plurality of spacers that maintain a distance between the first substrate and the second substrate;
The spacer is flat display device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it includes a spacer provided integrally on the plate-like structure.
JP2001350214A 2001-11-15 2001-11-15 Flat panel display Expired - Fee Related JP3719972B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001350214A JP3719972B2 (en) 2001-11-15 2001-11-15 Flat panel display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001350214A JP3719972B2 (en) 2001-11-15 2001-11-15 Flat panel display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003151473A JP2003151473A (en) 2003-05-23
JP3719972B2 true JP3719972B2 (en) 2005-11-24

Family

ID=19162759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001350214A Expired - Fee Related JP3719972B2 (en) 2001-11-15 2001-11-15 Flat panel display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3719972B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101009985B1 (en) * 2004-02-25 2011-01-21 삼성에스디아이 주식회사 Field emission display device
JP2005322526A (en) * 2004-05-10 2005-11-17 Toshiba Corp Image display device
JP4684925B2 (en) * 2006-03-17 2011-05-18 三菱電機株式会社 Field emission display

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003151473A (en) 2003-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004265781A (en) Flat display device
JP3719972B2 (en) Flat panel display
KR20050008770A (en) Image display device
KR20040083522A (en) Image display device
JP2004111164A (en) Flat surface type display device
JP2006004940A (en) Field emission display and manufacturing method thereof
KR100416761B1 (en) Forming method of spacer in flat panel display
KR20070029658A (en) Image display device and its manufacturing method
US20060068549A1 (en) Image display device
WO2005027174A1 (en) Image display device
JP2003257343A (en) Image display
WO2006019033A1 (en) Method for manufacturing image display and image display
JP2004281272A (en) Image display apparatus and manufacturing method therefor
JP2005100843A (en) Image display device, and method for manufacturing spacer structure
JP2006054136A (en) Image display device
JP2006086032A (en) Image display device
JP2005267894A (en) Image display device
JP2005222715A (en) Image display device
JP2004253160A (en) Image display device
JP2006079854A (en) Image display device
JP2006073274A (en) Image display device
JP2005203218A (en) Image display device
JPH0494046A (en) Flat plane type image display device and its manufacture
JP2006054138A (en) Image display device
JP2006086033A (en) Image display device and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041105

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050607

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050906

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees