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JP2005302574A - Image display device - Google Patents

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JP2005302574A
JP2005302574A JP2004118032A JP2004118032A JP2005302574A JP 2005302574 A JP2005302574 A JP 2005302574A JP 2004118032 A JP2004118032 A JP 2004118032A JP 2004118032 A JP2004118032 A JP 2004118032A JP 2005302574 A JP2005302574 A JP 2005302574A
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JP
Japan
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substrate
support substrate
electron beam
electron
image display
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004118032A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sachiko Hirahara
祥子 平原
Satoko Koyaizu
聡子 小柳津
Satoshi Ishikawa
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 JP2004118032A priority Critical patent/JP2005302574A/en
Publication of JP2005302574A publication Critical patent/JP2005302574A/en
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  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

【課題】基板間で発生する放電の規模を抑制し、電子放出素子や蛍光面の破壊、劣化および回路の破壊を防止でき、信頼性の向上した画像表示装置を提供する。
【解決手段】 蛍光面が形成された第1基板10と、複数の電子放出源18が設けられた第2基板12とが対向して配置されている。第1および第2基板間には、複数の電子ビーム通過孔26が形成され支持基板24が設けられている。支持基板の一方の表面24aには複数のスペーサが立設されている。支持基板は、第1基板に当接した第1表面24a、第2基板と隙間を置いて対向した第2表面24b、およびそれぞれ電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔26を有している。各電子ビーム通過孔の径をDとした場合、支持基板の板厚Tは、D/2以上に形成されている。
【選択図】 図5
The present invention provides an image display device with improved reliability by suppressing the scale of discharge generated between substrates and preventing destruction and deterioration of electron-emitting devices and phosphor screens and circuit destruction.
A first substrate 10 on which a fluorescent screen is formed and a second substrate 12 on which a plurality of electron emission sources 18 are provided are arranged to face each other. A plurality of electron beam passage holes 26 are formed between the first and second substrates, and a support substrate 24 is provided. A plurality of spacers are erected on one surface 24a of the support substrate. The support substrate has a first surface 24a in contact with the first substrate, a second surface 24b facing the second substrate with a gap, and a plurality of electron beam passage holes 26 respectively facing the electron emission sources. Yes. When the diameter of each electron beam passage hole is D, the plate thickness T of the support substrate is formed to be D / 2 or more.
[Selection] Figure 5

Description

この発明は、対向配置された一対の基板と、一方の基板内面に設けられた電子放出源とを備えた平面型の画像表示装置に関する。   The present invention relates to a flat-type image display device including a pair of substrates arranged opposite to each other and an electron emission source provided on the inner surface of one substrate.

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

このSEDは、所定の間隔をおいて対向配置された第1基板および第2基板を備え、これらの基板は矩形状の側壁を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。第1基板の内面には3色の蛍光体層が形成され、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電子放出素子が配列されている。第1基板および第2基板間に作用する大気圧荷重を支持し基板間の隙間を維持するため、両基板間には、複数のスペーサが配置されている。第1基板と第2基板との間には支持基板が設けられ、複数のスペーサはこの支持基板上に立設されている。また、支持基板には、それぞれ電子放出素子から放出された電子ビームが通過する複数の電子ビーム通過孔が形成されている(特許文献1)。   The SED includes a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other at a predetermined interval, and these substrates form a vacuum envelope by joining peripheral portions to each other through rectangular side walls. ing. A phosphor layer of three colors is formed on the inner surface of the first substrate, and on the inner surface of the second substrate, a large number of electron-emitting devices corresponding to each pixel are arranged as an electron emission source for exciting the phosphor. . In order to support an atmospheric pressure load acting between the first substrate and the second substrate and maintain a gap between the substrates, a plurality of spacers are disposed between the two substrates. A support substrate is provided between the first substrate and the second substrate, and a plurality of spacers are erected on the support substrate. Further, a plurality of electron beam passage holes through which electron beams emitted from the electron-emitting devices pass are formed in the support substrate (Patent Document 1).

上記SEDにおいて画像を表示する場合、蛍光体層にアノード電圧が印加され、電子放出素子から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体層へ衝突させる。これより、蛍光体が発光して画像を表示する。実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、アノード電圧を数kV以上望ましくは5kV以上に設定することが必要となる。
特開2002−082850号公報
When displaying an image in the SED, an anode voltage is applied to the phosphor layer, and an electron beam emitted from the electron-emitting device is accelerated by the anode voltage to collide with the phosphor layer. As a result, the phosphor emits light and displays an image. In order to obtain practical display characteristics, it is necessary to use a phosphor similar to a normal cathode ray tube and set the anode voltage to several kV or more, preferably 5 kV or more.
JP 2002-082850 A

上記構成のSEDにおいて、電子放出素子から放出され高い加速電圧を持った電子(一次電子)が第1基板内面の蛍光体層に衝突すると、第1基板から2次電子、反射電子を含む散乱電子が発生する。これらの散乱電子は再び他の蛍光体層に衝突して不要発光を発生させる。その結果、表示のコントラストおよび色純度が低下する。   In the SED configured as described above, when electrons (primary electrons) emitted from the electron-emitting device and having a high acceleration voltage collide with the phosphor layer on the inner surface of the first substrate, scattered electrons including secondary electrons and reflected electrons from the first substrate. Occurs. These scattered electrons again collide with other phosphor layers to generate unnecessary light emission. As a result, display contrast and color purity are reduced.

また、第1基板と第2基板との間の隙間は、解像度や支持部材の特性、製造性などの観点から、1〜2mm程度と比較的小さく設定される。そのため、第1基板側で発生した散乱電子は基板間に配設されたスペーサに衝突し、スペーサが帯電する。SEDにおける加速電圧では、通常、スペーサは正に帯電する。この場合、電子放出素子から放出された電子ビームはスペーサに引き付けられ、本来の軌道からずれてしまう。その結果、蛍光体層に対して電子ビームのミスランディングが発生し、表示画像の色純度が劣化するという問題がある。   In addition, the gap between the first substrate and the second substrate is set to be relatively small, such as about 1 to 2 mm, from the viewpoint of resolution, characteristics of the support member, manufacturability, and the like. Therefore, the scattered electrons generated on the first substrate side collide with the spacer disposed between the substrates, and the spacer is charged. At the acceleration voltage in the SED, the spacer is normally positively charged. In this case, the electron beam emitted from the electron-emitting device is attracted to the spacer and deviates from the original trajectory. As a result, there is a problem that electron beam mislanding occurs in the phosphor layer and the color purity of the display image is deteriorated.

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、散乱電子に起因する不要発光および電子ビームの軌道ずれを抑制し、表示品位の向上した画像表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image display device with improved display quality by suppressing unnecessary light emission and electron beam trajectory shift due to scattered electrons.

前記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像表示装置は、蛍光面が形成された第1基板と、前記第1基板と隙間を置いて対向配置されているとともに前記蛍光面を励起する複数の電子放出源が設けられた第2基板と、前記第1基板に当接した第1表面、前記第2基板と隙間を置いて対向した第2表面、およびそれぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔とを有した板状の支持基板と、それぞれ前記支持基板の第2表面上に立設されているとともに前記第2基板に当接した先端部を有した複数のスペーサと、を備え、前記各電子ビーム通過孔の径をDとした場合、前記支持基板の板厚Tは、D/2以上に形成されている。   In order to achieve the above object, an image display device according to an aspect of the present invention is configured to excite the phosphor screen while being disposed to face the first substrate with a gap between the first substrate on which the phosphor screen is formed. A second substrate provided with a plurality of electron emission sources, a first surface in contact with the first substrate, a second surface opposed to the second substrate with a gap, and respectively opposed to the electron emission source A plate-like support substrate having a plurality of electron beam passage holes, and a plurality of spacers standing on the second surface of the support substrate and having tip portions contacting the second substrate; , And when the diameter of each electron beam passage hole is D, the thickness T of the support substrate is formed to be D / 2 or more.

この発明によれば、第1基板で発生した散乱電子を支持基板の電子ビーム通過孔の内面に衝突させて吸収することにより、蛍光面の不要発光およびスペーサの帯電を抑制することができ、表示品位の向上した画像表示装置を提供するができる。   According to the present invention, the scattered electrons generated in the first substrate collide with the inner surface of the electron beam passage hole of the support substrate and are absorbed, thereby suppressing unnecessary light emission of the phosphor screen and charging of the spacer. An image display device with improved quality can be provided.

以下図面を参照しながら、この発明を、平面型画像表示装置としてのSEDに適用した実施の形態について詳細に説明する。
図1ないし図3に示すように、SEDは、それぞれ矩形状のガラス板からなる第1基板10および第2基板12を備え、これらの基板は約1.0〜2.0mmの隙間をおいて対応配置されている。第1基板10および第2基板12は、ガラスからなる矩形枠状の側壁14を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された扁平な真空外囲器15を構成している。
Hereinafter, embodiments in which the present invention is applied to an SED as a flat-type image display device will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 3, the SED includes a first substrate 10 and a second substrate 12 each made of a rectangular glass plate, and these substrates have a gap of about 1.0 to 2.0 mm. Corresponding arrangement. The 1st board | substrate 10 and the 2nd board | substrate 12 comprise the flat vacuum envelope 15 by which the peripheral parts were joined through the rectangular-frame-shaped side wall 14 which consists of glass, and the inside was maintained at the vacuum.

第1基板10の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン16が形成されている。この蛍光体スクリーン16は、赤、青、緑に発光する蛍光体層R、G、B、および遮光層11を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状、ドット状あるいは矩形状に形成されている。蛍光体スクリーン16上には、アルミニウム等からなるメタルバック17およびゲッタ膜19が順に形成されている。   A phosphor screen 16 that functions as a phosphor screen is formed on the inner surface of the first substrate 10. The phosphor screen 16 is configured by arranging phosphor layers R, G, and B that emit light in red, blue, and green, and a light shielding layer 11, and these phosphor layers are formed in stripes, dots, or rectangles. ing. On the phosphor screen 16, a metal back 17 and a getter film 19 made of aluminum or the like are sequentially formed.

第2基板12の内面には、蛍光体スクリーン16の蛍光体層R、G、Bを励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子18が設けられている。これらの電子放出素子18は、画素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。第2基板12の内面上には、電子放出素子18に電位を供給する多数本の配線21がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器15の外部に引出されている。   On the inner surface of the second substrate 12, a number of surface-conduction electron-emitting elements 18 that emit electron beams are provided as electron emission sources for exciting the phosphor layers R, G, and B of the phosphor screen 16. Yes. These electron-emitting devices 18 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to 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 inner surface of the second substrate 12, a large number of wirings 21 for supplying a potential to the electron-emitting devices 18 are provided in a matrix shape, and end portions thereof are drawn out of the vacuum envelope 15.

接合部材として機能する側壁14は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材20により、第1基板10の周縁部および第2基板12の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。   The side wall 14 functioning as a bonding member is sealed to the peripheral edge of the first substrate 10 and the peripheral edge of the second substrate 12 by, for example, a sealing material 20 such as low-melting glass or low-melting metal. Are joined.

図2ないし図4に示すように、SEDは、第1基板10および第2基板12の間に配設されたスペーサ構体22を備えている。このスペーサ構体22は、矩形状の金属板からなる支持基板24と、支持基板上に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ30と、を備えている。支持基板24は第1基板10の内面と対向した第1表面24aおよび第2基板12の内面と対向した第2表面24bを有し、これらの基板と平行に配置されている。支持基板24には、エッチング等により多数の電子ビーム通過孔26が形成されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, the SED includes a spacer structure 22 disposed between the first substrate 10 and the second substrate 12. The spacer structure 22 includes a support substrate 24 made of a rectangular metal plate, and a large number of columnar spacers 30 that stand integrally on the support substrate. The support substrate 24 has a first surface 24 a facing the inner surface of the first substrate 10 and a second surface 24 b facing the inner surface of the second substrate 12, and is arranged in parallel with these substrates. A large number of electron beam passage holes 26 are formed in the support substrate 24 by etching or the like.

電子ビーム通過孔26は、長径Dを有した矩形状に形成されている。そして、多数の電子ビーム通過孔26は、真空外囲器15の長手方向と平行な第1方向Xにブリッジ部を介して第1ピッチで並んでいるとともに、第1方向と直交する第2方向Yに第1ピッチよりも大きな第2ピッチで並んで設けられている。各電子ビーム通過孔26は、その長径D方向が第2方向Yに一致して設けられている。そして、電子ビーム通過孔26は、それぞれ電子放出素子18と対向して配列され、電子放出素子から放出された電子ビームを透過する。   The electron beam passage hole 26 is formed in a rectangular shape having a major axis D. A large number of electron beam passage holes 26 are arranged in a first direction X parallel to the longitudinal direction of the vacuum envelope 15 at a first pitch via a bridge portion, and a second direction orthogonal to the first direction. Y are arranged side by side at a second pitch larger than the first pitch. Each electron beam passage hole 26 is provided such that the major axis D direction coincides with the second direction Y. The electron beam passage holes 26 are arranged to face the electron emission elements 18 and transmit the electron beams emitted from the electron emission elements.

支持基板24は、例えば鉄−ニッケル系の金属板により板厚Tが0.1〜0.2mmに形成されている。電子ビーム通過孔26の長径Dに対して、支持基板24の板厚Tは、
D/2以上、望ましくは、D/2以上、D未満に形成されている。
The support substrate 24 is formed with a thickness T of 0.1 to 0.2 mm, for example, from an iron-nickel metal plate. For the major axis D of the electron beam passage hole 26, the thickness T of the support substrate 24 is
D / 2 or more, preferably D / 2 or more and less than D.

支持基板24の表面には、金属板を構成する元素からなる酸化膜、例えば、Fe、NiFeからなる酸化膜が形成されている。また、支持基板24の表面24a、24b、並びに、各電子ビーム通過孔26の内面は、例えば、ガラス、セラミック等を主成分とした絶縁層37により被覆されている。更に、支持基板24の表面24a、24b、並びに、各電子ビーム通過孔26の内面は、二次電子発生防止効果を有した高抵抗膜としてのコート層38により被覆されている。コート層38は絶縁層37に重ねて形成されている。 On the surface of the support substrate 24, an oxide film made of an element constituting a metal plate, for example, an oxide film made of Fe 3 O 4 or NiFe 2 O 4 is formed. Further, the surfaces 24a and 24b of the support substrate 24 and the inner surfaces of the respective electron beam passage holes 26 are covered with an insulating layer 37 mainly composed of glass, ceramic or the like, for example. Furthermore, the surfaces 24a and 24b of the support substrate 24 and the inner surface of each electron beam passage hole 26 are covered with a coating layer 38 as a high resistance film having a secondary electron generation preventing effect. The coat layer 38 is formed so as to overlap the insulating layer 37.

コート層38は、二次電子放出係数が0.4〜2.0と低い材料、例えば、酸化クロム、酸化銅等の金属酸化物、あるいはITO等の金属を含有している。このような低二次電子放出係数の材料は種々見出されているが、一般に自由電子を有する良導体に多く存在する。しかし、後述するように、SEDでは第1基板および第2基板間に10kV程度の比較的高電圧が印加されるため、コート層として絶縁材料もしくは半導体などの比較的高抵抗材料を選択する必要がある。酸化クロムの体積抵抗値はおよそ10Ωcmと比較的高抵抗であり、かつ低二次電子放出係数の材料である。そして、スペーサ構体22を構成している支持基板24において、表面抵抗は10Ωcm以上であることが望ましい。そこで、本実施形態では、ガラスペーストと酸化クロムの粉末とを混合した複合材料によってコート層38を形成することで、支持基板24の表面抵抗値をマクロ的に上げ放電抑制効果を得ている。 The coat layer 38 contains a material having a low secondary electron emission coefficient of 0.4 to 2.0, for example, a metal oxide such as chromium oxide or copper oxide, or a metal such as ITO. Various materials having such a low secondary electron emission coefficient have been found, but generally there are many good conductors having free electrons. However, as will be described later, since a relatively high voltage of about 10 kV is applied between the first substrate and the second substrate in the SED, it is necessary to select a relatively high resistance material such as an insulating material or a semiconductor as the coating layer. is there. The volume resistance value of chromium oxide is a material having a relatively high resistance of about 10 5 Ωcm and a low secondary electron emission coefficient. The surface resistance of the support substrate 24 constituting the spacer structure 22 is preferably 10 7 Ωcm or more. Therefore, in the present embodiment, the surface resistance value of the support substrate 24 is increased macroscopically to obtain a discharge suppressing effect by forming the coating layer 38 with a composite material obtained by mixing glass paste and chromium oxide powder.

支持基板24は、その第1表面24aが、ゲッタ膜19、メタルバック17、蛍光体スクリーン16を介して、第1基板10の内面に面接触した状態で設けられている。支持基板24に設けられた電子ビーム通過孔26は、蛍光体スクリーン16の蛍光体層R、G、Bと対向している。これにより、各電子放出素子18は、電子ビーム通過孔26を通して、対応する蛍光体層と対向している。   The support substrate 24 is provided with the first surface 24 a in surface contact with the inner surface of the first substrate 10 via the getter film 19, the metal back 17, and the phosphor screen 16. The electron beam passage hole 26 provided in the support substrate 24 faces the phosphor layers R, G, and B of the phosphor screen 16. Thereby, each electron-emitting device 18 is opposed to the corresponding phosphor layer through the electron beam passage hole 26.

支持基板24の第2表面24b上には複数のスペーサ30が一体的に立設され、それぞれ電子ビーム通過孔26間に位置している。各スペーサ30の延出端は、第2基板12の内面、ここでは、第2基板12の内面上に設けられた配線21上に当接している。スペーサ30の各々は、支持基板24側から延出端に向かって径が小さくなった先細テーパ状に形成されている。例えば、スペーサ30は高さ約1.4mmに形成されている。支持基板表面と平行な方向に沿ったスペーサ30の断面は、ほぼ楕円形に形成されている。スペーサ30の各々は、主に、絶縁物質としてガラスを主成分とするスペーサ形成材料により形成されている。   A plurality of spacers 30 are integrally provided on the second surface 24 b of the support substrate 24, and are respectively positioned between the electron beam passage holes 26. The extended end of each spacer 30 is in contact with the inner surface of the second substrate 12, here, the wiring 21 provided on the inner surface of the second substrate 12. Each of the spacers 30 is formed in a tapered shape having a diameter that decreases from the support substrate 24 side toward the extending end. For example, the spacer 30 is formed with a height of about 1.4 mm. The cross section of the spacer 30 along the direction parallel to the surface of the support substrate is substantially elliptical. Each of the spacers 30 is mainly formed of a spacer forming material mainly composed of glass as an insulating substance.

上記のように構成されたスペーサ構体22は、支持基板24が第1基板10に面接触し、スペーサ30の延出端が第2基板12の内面に当接することにより、これらの基板に作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。   The spacer structure 22 configured as described above acts on these substrates when the support substrate 24 comes into surface contact with the first substrate 10 and the extended end of the spacer 30 contacts the inner surface of the second substrate 12. The atmospheric pressure load is supported and the distance between the substrates is maintained at a predetermined value.

SEDは、支持基板24および第1基板10のメタルバック17に電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。SEDにおいて、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン16およびメタルバック17に10kV程度のアノード電圧が印加され、電子放出素子18から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン16へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン16の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。   The SED includes a voltage supply unit (not shown) that applies a voltage to the support substrate 24 and the metal back 17 of the first substrate 10. When displaying an image in the SED, an anode voltage of about 10 kV is applied to the phosphor screen 16 and the metal back 17, and the electron beam emitted from the electron emitter 18 is accelerated by the anode voltage to collide with the phosphor screen 16. Let As a result, the phosphor layer of the phosphor screen 16 is excited to emit light and display an image.

次に、以上のように構成されたSEDの製造方法について説明する。始めに、スペーサ構体22の製造方法について説明する。
図6に示すように、所定寸法の支持基板24、この支持基板とほぼ同一の寸法を有した矩形板状の上型36aおよび下型36bを用意する。支持基板24としては、Fe−50%Niからなる板厚Tの金属板を用いる。この金属板を脱脂、洗浄、乾燥した後、エッチングにより電子ビーム通過孔26を形成する。金属板全体を酸化処理した後、電子ビーム通過孔26の内面を含め金属板表面に絶縁層37を形成する。更に、絶縁層37の上に、ガラスペーストに約30重量%の酸化クロム(Cr3−α:α=−0.5〜0.5)を混入したコート液をスプレーにより塗布し、乾燥した後、焼成することにより、コート層38を形成する。これにより、支持基板24を得る。酸化クロム原料は、粒径0.1〜10μm、純度98〜99.9%のものが望ましい。
なお、コート層38は塗布膜に限らず、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、あるいはゾルゲル法により、支持基板表面に酸化クロムを薄膜状に形成した層としてもよい。
Next, the manufacturing method of SED comprised as mentioned above is demonstrated. First, a method for manufacturing the spacer structure 22 will be described.
As shown in FIG. 6, a support substrate 24 having a predetermined size, and an upper die 36a and a lower die 36b having a rectangular plate shape having substantially the same dimensions as the support substrate are prepared. As the support substrate 24, a metal plate having a plate thickness T made of Fe-50% Ni is used. The metal plate is degreased, washed and dried, and then an electron beam passage hole 26 is formed by etching. After the entire metal plate is oxidized, an insulating layer 37 is formed on the surface of the metal plate including the inner surface of the electron beam passage hole 26. Further, a coating solution in which about 30% by weight of chromium oxide (Cr 2 O 3−α : α = −0.5 to 0.5) is mixed with glass paste on the insulating layer 37 is applied by spraying and dried. After that, the coat layer 38 is formed by firing. Thereby, the support substrate 24 is obtained. The chromium oxide raw material preferably has a particle size of 0.1 to 10 μm and a purity of 98 to 99.9%.
The coating layer 38 is not limited to the coating film, and may be a layer in which chromium oxide is formed in a thin film on the surface of the support substrate by vacuum deposition, sputtering, ion plating, or sol-gel method.

成形型36は、紫外線を透過する透明な材料、例えば、透明ポリエチレンテレフタレートを主体とした透明シリコン等により平坦な板状に形成されている。成形型36は、支持基板24に当接する平坦な当接面41aと、スペーサ30を成形するための多数の有底のスペーサ形成孔40と、を有している。スペーサ形成孔40はそれぞれ成形型36の当接面41に開口しているとともに、所定の間隔を置いて配列されている。各スペーサ形成孔40は、スペーサ30に対応した長さ、幅、高さに形成されている。その後、成形型36のスペーサ形成孔40にスペーサ形成材料46を充填する。スペーサ形成材料46としては、少なくとも紫外線硬化型のバインダ(有機成分)およびガラスフィラーを含有したガラスペーストを用いる。ガラスペーストの比重、粘度は適宜選択する。   The mold 36 is formed in a flat plate shape using a transparent material that transmits ultraviolet rays, for example, transparent silicon mainly composed of transparent polyethylene terephthalate. The molding die 36 has a flat abutting surface 41 a that abuts on the support substrate 24 and a large number of bottomed spacer forming holes 40 for molding the spacer 30. Each of the spacer forming holes 40 opens in the contact surface 41 of the mold 36 and is arranged at a predetermined interval. Each spacer forming hole 40 is formed to have a length, width, and height corresponding to the spacer 30. Thereafter, the spacer formation hole 46 of the mold 36 is filled with a spacer formation material 46. As the spacer forming material 46, a glass paste containing at least an ultraviolet curable binder (organic component) and a glass filler is used. The specific gravity and viscosity of the glass paste are appropriately selected.

続いて、図7に示すように、スペーサ形成材料46の充填されたスペーサ形成孔40が電子ビーム通過孔26間に位置するように、成形型36を位置決めし当接面41を支持基板24の第1表面24aに密着させる。これにより、支持基板24および成形型36からなる組立体を構成する。   Subsequently, as shown in FIG. 7, the forming die 36 is positioned so that the spacer forming holes 40 filled with the spacer forming material 46 are positioned between the electron beam passage holes 26, and the contact surface 41 of the support substrate 24 is positioned. The first surface 24a is closely attached. As a result, an assembly including the support substrate 24 and the mold 36 is formed.

次いで、図7に示すように、充填されたスペーサ形成材料46に対し、例えば、紫外線ランプ等を用いて支持基板24および成形型36の外面側から2000mJの紫外線(UV)を照射し、スペーサ形成材料をUV硬化させる。その際、スペーサ形成材料46が充填されている成形型36は、紫外線透過材料としての透明なシリコンで形成されている。そのため、紫外線は、スペーサ形成材料46に直接、および成形型36を透過して照射される。従って、充填されたスペーサ形成材料46をその内部まで確実に硬化させることができる。   Next, as shown in FIG. 7, the spacer forming material 46 is irradiated with 2000 mJ of ultraviolet light (UV) from the outer surface side of the support substrate 24 and the molding die 36 using, for example, an ultraviolet lamp to form a spacer. The material is UV cured. At that time, the mold 36 filled with the spacer forming material 46 is formed of transparent silicon as an ultraviolet transmitting material. Therefore, the ultraviolet rays are irradiated to the spacer forming material 46 directly and through the mold 36. Therefore, the filled spacer forming material 46 can be reliably cured to the inside.

その後、図8に示すように、硬化したスペーサ形成材料46を支持基板24上に残すように、成形型36を支持基板24から剥離する。次に、スペーサ形成材料46が設けられた支持基板24を加熱炉内で熱処理し、スペーサ形成材料内からバインダを飛ばした後、約500〜550℃で30分〜1時間、スペーサ形成材料を本焼成しガラス化する。これにより、支持基板24の第2表面24b上にスペーサ30が一体的に作り込まれる。   Thereafter, as shown in FIG. 8, the mold 36 is peeled from the support substrate 24 so that the cured spacer forming material 46 remains on the support substrate 24. Next, the support substrate 24 provided with the spacer forming material 46 is heat-treated in a heating furnace, the binder is blown from the spacer forming material, and then the spacer forming material is used at about 500 to 550 ° C. for 30 minutes to 1 hour. Firing and vitrification. As a result, the spacer 30 is integrally formed on the second surface 24 b of the support substrate 24.

一方、SEDの製造においては、予め、蛍光体スクリーン16およびメタルバック17の設けられた第1基板10と、電子放出素子18および配線21が設けられているとともに側壁14が接合された第2基板12と、を用意しておく。続いて、上記のようにして得られたスペーサ構体22を第2基板12上に位置決めした後、支持基板24を第2基板12に固定する。   On the other hand, in the manufacture of the SED, the first substrate 10 provided with the phosphor screen 16 and the metal back 17 in advance, the second substrate on which the electron-emitting device 18 and the wiring 21 are provided and the side wall 14 is joined. 12 are prepared. Subsequently, after positioning the spacer structure 22 obtained as described above on the second substrate 12, the support substrate 24 is fixed to the second substrate 12.

次いで、第1基板10、およびスペーサ構体22が固定された第2基板12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基板を第2基板に接合する。これにより、スペーサ構体22を備えたSEDが製造される。   Next, the first substrate 10 and the second substrate 12 to which the spacer structure 22 is fixed are arranged in a vacuum chamber, the inside of the vacuum chamber is evacuated, and then the first substrate is bonded to the second substrate via the side wall 14. To do. Thereby, SED provided with the spacer structure 22 is manufactured.

以上のように構成されたSEDによれば、支持基板24の板厚Tは、電子ビーム通過孔26の長径Dに対して、D/2以上、望ましくは、D/2以上、D未満に形成されている。この場合、図5に示すように、電子放出素子18から放出された電子ビームBが電子ビーム通過孔26を通って蛍光体スクリーン16に射突すると、発生した2次電子および反射電子は、電子ビーム通過孔26を規定している支持基板24の内面に衝突し、ここで吸収される。そのため、2次電子および反射電子が再び蛍光体スクリーンに射突することを防止し、不要発光の発生を抑制することができる。その結果、表示画像のコントラストが向上し、表示品位を上げることが可能となる。   According to the SED configured as described above, the thickness T of the support substrate 24 is formed to be not less than D / 2, preferably not less than D / 2 and less than D with respect to the major axis D of the electron beam passage hole 26. Has been. In this case, as shown in FIG. 5, when the electron beam B emitted from the electron-emitting device 18 strikes the phosphor screen 16 through the electron beam passage hole 26, the generated secondary electrons and reflected electrons are electrons. It impinges on the inner surface of the support substrate 24 defining the beam passage hole 26 and is absorbed there. Therefore, it is possible to prevent secondary electrons and reflected electrons from projecting on the phosphor screen again, and to suppress generation of unnecessary light emission. As a result, the contrast of the display image is improved and the display quality can be improved.

本発明者等は、電子ビーム通過孔26の長径Dに対する支持基板24の板厚Tを種々変更し、板厚Tとコントラストおよび支持基板の量産性との関係を調べた。その結果を図9に示す。この図から分かるように、支持基板24の板厚Tが厚くなると、コントラストが向上し、D/2以上とすることにより良好なコントラストが得られる。しかし、板厚Tが大きくなりすぎると、支持基板24の量産性が低下し、特に、電子ビーム通過孔の形成効率が低下する。そのため、コントラストおよび量産性を考慮して、支持基板24の板厚Tは、D/2以上、望ましくは、D/2以上、D未満に形成されている。   The inventors changed the plate thickness T of the support substrate 24 with respect to the major axis D of the electron beam passage hole 26 and examined the relationship between the plate thickness T, contrast, and mass productivity of the support substrate. The result is shown in FIG. As can be seen from this figure, when the thickness T of the support substrate 24 is increased, the contrast is improved, and a good contrast can be obtained by setting it to D / 2 or more. However, if the plate thickness T becomes too large, the mass productivity of the support substrate 24 decreases, and in particular, the formation efficiency of the electron beam passage holes decreases. Therefore, considering the contrast and mass productivity, the thickness T of the support substrate 24 is D / 2 or more, preferably D / 2 or more and less than D.

また、第1基板10側からの反射電子および2次電子を支持基板24によって吸収および遮蔽することにより、これらの散乱電子によるスペーサ30の帯電を抑制することが可能となる。そのため、スペーサの帯電に起因する電子ビームの軌道ずれ、および蛍光体層に対するミスランディングを低減することができる。従って、表示画像の色純度を上げ、表示品位の向上を図ることができる。   Further, by absorbing and shielding the reflected electrons and secondary electrons from the first substrate 10 side by the support substrate 24, it becomes possible to suppress the charging of the spacer 30 by these scattered electrons. Therefore, it is possible to reduce the electron beam trajectory shift due to the charging of the spacer and the mislanding with respect to the phosphor layer. Therefore, the color purity of the display image can be increased and the display quality can be improved.

更に、本実施形態によれば、支持基板24の表面は、二次電子放出係数が0.4〜2.0の材料を含有したコート層38により被覆されている。そのため、電子放出素子18から放出された電子の一部が支持基板24表面に衝突した場合でも、支持基板表面における二次電子の発生を大幅に低減することができる。これにより、二次電子に起因したスペーサの帯電を防止して、蛍光体層に対する電子ビームの軌道ずれを低減することができ、表示品位を一層向上させることができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the surface of the support substrate 24 is covered with the coating layer 38 containing a material having a secondary electron emission coefficient of 0.4 to 2.0. Therefore, even when some of the electrons emitted from the electron-emitting device 18 collide with the surface of the support substrate 24, the generation of secondary electrons on the support substrate surface can be greatly reduced. As a result, it is possible to prevent the spacers from being charged due to secondary electrons, reduce the orbital deviation of the electron beam with respect to the phosphor layer, and further improve the display quality.

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

上述した実施の形態において、多数のスペーサは、支持基板上に一体的に形成する構成としたが、これに限らず、第2基板上に立設する構成としてもよい。また、スペーサは、前述の実施形態で用いた独立型のスペーサに限定されるものではなく、板状スペーサ等の他のスペーサを用いることができ、この場合でも、前述した実施の形態と同様に、散乱電子を抑制し、表示品位の向上を図ることができる。   In the above-described embodiment, the large number of spacers are integrally formed on the support substrate. However, the present invention is not limited to this, and may be configured to stand on the second substrate. In addition, the spacer is not limited to the independent spacer used in the above-described embodiment, and other spacers such as a plate-like spacer can be used. Even in this case, similarly to the above-described embodiment. In addition, it is possible to suppress scattered electrons and improve display quality.

その他、スペーサの幅や径、その他の構成要素の寸法、材質等は上述した実施の形態に限定されることなく、必要に応じて適宜選択可能である。この発明は、電子源として表面伝導型電子放出素子を用いたものに限らず、電界放出型、カーボンナノチューブ等の他の電子源を用いた画像表示装置にも適用可能である。   In addition, the width and diameter of the spacer, the dimensions and materials of the other components are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately selected as necessary. The present invention is not limited to one using a surface conduction electron-emitting device as an electron source, but can also be applied to an image display apparatus using another electron source such as a field emission type or a carbon nanotube.

この発明の実施形態に係るSEDを示す斜視図。The perspective view which shows SED which concerns on embodiment of this invention. 図1の線A−Aに沿って破断した上記SEDの斜視図。The perspective view of said SED fractured | ruptured along line AA of FIG. 前記SEDを拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the said SED. 前記SEDの支持基板および電子ビーム通過孔を示す平面図。The top view which shows the support substrate and electron beam passage hole of said SED. 前記SEDの蛍光面および支持基板を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the fluorescent screen of said SED, and a support substrate. 前記SEDにおけるスペーサ構体の製造工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing process of the spacer structure in said SED. 成形型および支持基板を密着させた組立体を示す断面図。Sectional drawing which shows the assembly which closely_contact | adhered the shaping | molding die and the support substrate. 前記成形型を離型した状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which released the said shaping | molding die. 前記支持基板の板厚Tとコントラストおよび支持基板量産性との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the board thickness T of the said support substrate, contrast, and support substrate mass-productivity.

符号の説明Explanation of symbols

10…第1基板、 12…第2基板、 14…側壁、 15…真空外囲器、
16…蛍光体スクリーン、 18…電子放出素子、 22…スペーサ構体、
24…支持基板、 26…電子ビーム通過孔、 30…スペーサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st board | substrate, 12 ... 2nd board | substrate, 14 ... Side wall, 15 ... Vacuum envelope,
16 ... phosphor screen, 18 ... electron-emitting device, 22 ... spacer structure,
24 ... support substrate, 26 ... electron beam passage hole, 30 ... spacer.

Claims (7)

蛍光面が形成された第1基板と、
前記第1基板と隙間を置いて対向配置されているとともに前記蛍光面を励起する複数の電子放出源が設けられた第2基板と、
前記第1基板に当接した第1表面、前記第2基板と隙間を置いて対向した第2表面、および、それぞれ前記電子放出源に対向した複数の電子ビーム通過孔を有した板状の支持基板と、
それぞれ前記支持基板の第2表面上に立設されているとともに前記第2基板に当接した先端部を有した複数のスペーサと、を備え、
前記各電子ビーム通過孔の径をDとした場合、前記支持基板の板厚Tは、D/2以上に形成されている画像表示装置。
A first substrate on which a phosphor screen is formed;
A second substrate disposed opposite to the first substrate and provided with a plurality of electron emission sources for exciting the phosphor screen;
A plate-like support having a first surface in contact with the first substrate, a second surface facing the second substrate with a gap, and a plurality of electron beam passage holes each facing the electron emission source A substrate,
A plurality of spacers each standing on the second surface of the support substrate and having a tip portion in contact with the second substrate;
An image display device in which the thickness T of the support substrate is D / 2 or more, where D is the diameter of each electron beam passage hole.
前記支持基板の板厚Tは、D未満に形成されている請求項1に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein a thickness T of the support substrate is less than D. 前記支持基板は金属板により形成され、前記電子ビーム通過孔の内面を含む前記支持基板の表面は絶縁層により被覆されている請求項1又は2に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the support substrate is formed of a metal plate, and a surface of the support substrate including an inner surface of the electron beam passage hole is covered with an insulating layer. 前記支持基板の表面は、二次電子放出係数が0.4〜2.0の材料を含有したコート層により被覆されている請求項3に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 3, wherein a surface of the support substrate is covered with a coating layer containing a material having a secondary electron emission coefficient of 0.4 to 2.0. 前記支持基板は、鉄およびニッケルを主成分とする合金で形成されている請求項3に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 3, wherein the support substrate is formed of an alloy mainly composed of iron and nickel. 前記二次電子放出係数が0.4〜2.0の材料は、酸化クロムである請求項4に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 4, wherein the material having a secondary electron emission coefficient of 0.4 to 2.0 is chromium oxide. 前記スペーサは、柱状のスペーサである請求項1ないし6のいずれか1項に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the spacer is a columnar spacer.
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