JP2009054524A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部を真空にし、背面基板に電子放出源をマトリクス状に配置し、前面基板に対応する蛍光体を配置したフラット型表示装置における、アノード電圧の供給方法に関連する。 The present invention relates to a method for supplying an anode voltage in a flat display device in which the inside is evacuated, electron emission sources are arranged in a matrix on a rear substrate, and phosphors corresponding to the front substrate are arranged.
高輝度、高精細に優れたディスプレイデバイスとして、従来からカラー陰極線管が広く用いられている。しかし、省スペース、軽量等の観点から平面型画像表示装置の需要が拡大している。液晶表示装置、プラズマ表示装置等は30インチ以上の大画面としてもそれほど大きな重量にならないこと等から、小型表示装置のみでなく、TV等の大型表示装置の分野でも需要が拡大している。 Conventionally, a color cathode ray tube has been widely used as a display device excellent in high luminance and high definition. However, the demand for flat image display devices is increasing from the viewpoint of space saving and light weight. Liquid crystal display devices, plasma display devices, and the like are not so heavy even if they have a large screen of 30 inches or more, and therefore, the demand is expanding not only in small display devices but also in the field of large display devices such as TVs.
一方、2枚のガラス基板に挟まれた内部を真空にして、一方の基板上に電子放出源をマトリクス状に配置し、対向基板に蛍光体を配置したいわゆるフィールドエミッションディスプレイ(FED)の開発が進んでいる。FEDは電子放出源からの電子が蛍光体に射突して発光することによって画像を形成するもので、明るさ、コントラスト、動画特性等でブラウン管並の優れた性能を得ることが出来るので、将来のTV用ディスプレイとして期待されている。 On the other hand, a so-called field emission display (FED) has been developed in which the inside sandwiched between two glass substrates is evacuated, electron emission sources are arranged in a matrix on one substrate, and phosphors are arranged on the opposite substrate. Progressing. 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。10KVという高電圧を一方の基板に十分な信頼性を持って供給することは難しい問題であり、様々な、工夫、発明が開示されている。このような高電圧供給方法について開示したものとして[特許文献1]、[特許文献2]、[特許文献3]、[特許文献4]、[特許文献5]等が存在する。これらの特許文献には、高電圧導入端子の封止方法、高電圧導入端子と陽極との接触方法としてコイルバネ、板バネを使用すること等が開示されているが、いまだ実用化されていない。 However, in the FED, it is necessary to accelerate electrons to make the phosphor shine by applying a high voltage of about 10 KV to the anode. Supplying a high voltage of 10 KV to one substrate with sufficient reliability is a difficult problem, and various devices and inventions are disclosed. There are [Patent Literature 1], [Patent Literature 2], [Patent Literature 3], [Patent Literature 4], [Patent Literature 5] and the like as disclosures of such a high voltage supply method. These patent documents disclose the use of a coil spring, a leaf spring, etc. as a method for sealing the high voltage introduction terminal and a method for contacting the high voltage introduction terminal and the anode, but they have not yet been put into practical use.
以上の従来技術は、高電圧が印加されるアノード基板の対向基板、すなわちカソード基板側に高電圧導入ピンを設置し、この高電圧導入ピンに取り付けたコイルバネあるいは板バネ等を通じてアノード基板に高電圧を供給するものである。コイルバネは高電圧導入ピンとの接合あるいはコイルバネと陽極との接触の信頼性に問題が残る。また、カソード基板等を貫通するピンを用いて外部から表示装置内部に高電圧を供給する場合、ピンが貫通する部分での真空気密の問題が生ずる場合がある。 In the above prior art, a high voltage introduction pin is installed on the opposite substrate of the anode substrate to which a high voltage is applied, that is, the cathode substrate side, and a high voltage is applied to the anode substrate through a coil spring or a leaf spring attached to the high voltage introduction pin. Supply. The coil spring has a problem in the reliability of the connection between the high voltage introduction pin or the contact between the coil spring and the anode. In addition, when a high voltage is supplied from the outside to the inside of the display device using a pin that penetrates the cathode substrate or the like, there may be a problem of vacuum tightness at a portion where the pin penetrates.
一方、板バネ状のものを使用した場合は、板バネの先端とアノード基板の電圧供給端子との接触が問題となる。すなわち、板バネはアノード端子に一定の圧力をもって機械的に接触しているため、アノード端子が軟らかい物質であると、アノード端子が削れ落ちて、管内異物となる。この管内異物はアノード基板とカソード基板の間のスパークの原因となる。本発明は以上のような従来技術の問題点を克服し、アノード基板に、高い信頼性を持って高電圧を供給することである。 On the other hand, when a leaf spring is used, contact between the tip of the leaf spring and the voltage supply terminal of the anode substrate becomes a problem. That is, since the leaf spring is in mechanical contact with the anode terminal with a certain pressure, if the anode terminal is a soft material, the anode terminal is scraped off and becomes a foreign substance in the tube. This foreign matter in the tube causes a spark between the anode substrate and the cathode substrate. The present invention overcomes the problems of the prior art as described above, and is to supply a high voltage to the anode substrate with high reliability.
本発明はカソード基板に形成された高電圧導入端子にコンタクトスプリングを接続し、コンタクトスプリングをアノード基板に形成されたアノード端子に接触させることによって高電圧をアノード基板に供給するものである。また、コンタクトスプリングの形状および表面粗さを特別な値とすることによって、コンタクトスプリングに起因する耐電圧の劣化を防止する。具体的な構成は次のとおりである。 The present invention supplies a high voltage to the anode substrate by connecting a contact spring to a high voltage introduction terminal formed on the cathode substrate and bringing the contact spring into contact with an anode terminal formed on the anode substrate. Further, by setting the shape and surface roughness of the contact spring to a special value, deterioration of the withstand voltage due to the contact spring is prevented. The specific configuration is as follows.
(1)電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が形成され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と接触するためのコンタクトスプリングが接続し、前記コンタクトスプリングは曲げ応力を与えるアーム部と前記アノード基板に形成されたアノード端子と接触するコンタクト部を有し、前記コンタクト部の先端は、コーナー部において曲率半径が0.2mm以上の曲率半径(以下コーナーRと称する)が形成されていることを特徴とする表示装置。 (1) A cathode substrate in which an electron emission source is formed in a matrix, an anode substrate facing the cathode substrate, an anode voltage is applied, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron emission source, The display device is internally maintained in a vacuum, wherein the cathode substrate is formed with a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage, and the high voltage introduction terminal is a contact for contacting the anode substrate A spring is connected, and the contact spring has an arm portion for applying a bending stress and a contact portion that contacts an anode terminal formed on the anode substrate, and the tip of the contact portion has a radius of curvature of 0.2 mm at a corner portion. A display device having the above-described radius of curvature (hereinafter referred to as a corner R).
(2)前記コンタクト部の先端は、0.5mm以上のコーナーRが形成されていることを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (2) The display device according to (1), wherein a corner R of 0.5 mm or more is formed at a tip of the contact portion.
(3)前記コンタクト部の先端は、1.0mm以上のコーナーRが形成されていることを特徴とする(1)に記載の表示装置。 (3) The display device according to (1), wherein a corner R of 1.0 mm or more is formed at a tip of the contact portion.
(4)電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が形成され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と接触するためのコンタクトスプリングが接続し、前記コンタクトスプリングは曲げ応力を与えるアーム部と前記アノード基板に形成されたアノード端子と接触するコンタクト部を有し、前記コンタクト部の前記アノード端子と接触する面の表面粗さRmaxは0.6μm以下であり、前記コンタクト部の側部の表面粗さRmaxは0.6μm以下であることを特徴とする表示装置。 (4) a cathode substrate in which an electron emission source is formed in a matrix, an anode substrate facing the cathode substrate, an anode voltage is applied, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron emission source; The display device is internally maintained in a vacuum, wherein the cathode substrate is formed with a high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage, and the high voltage introduction terminal is a contact for contacting the anode substrate A spring is connected, and the contact spring has an arm portion that applies bending stress and a contact portion that contacts an anode terminal formed on the anode substrate, and a surface roughness Rmax of a surface of the contact portion that contacts the anode terminal. Is 0.6 μm or less, and the surface roughness Rmax of the side portion of the contact portion is 0.6 μm or less. Indicating device.
(5)前記コンタクト部の先端の側部の表面粗さRmaxは0.6μm以下であることを特徴とする(4)に記載の表示装置。 (5) The display device according to (4), wherein the surface roughness Rmax of the side portion at the tip of the contact portion is 0.6 μm or less.
(6)前記コンタクトスプリングは電界研磨されていることを特徴とする(4)に記載の表示装置。 (6) The display device according to (4), wherein the contact spring is electropolished.
(7)電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、
前記カソード基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が形成され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と接触するためのコンタクトスプリングが接続し、前記コンタクトスプリングは曲げ応力を与えるアーム部と前記アノード基板に形成されたアノード端子と接触するコンタクト部を有し、前記コンタクト部の先端は、0.2mm以上のコーナーRが形成されており、前記コンタクト部の前記アノード端子と接触する面の表面粗さRmaxは0.6μm以下であり、前記コンタクト部の側部の表面粗さRmaxは0.6μm以下であることを特徴とする表示装置。
(7) a cathode substrate in which an electron emission source is formed in a matrix, an anode substrate facing the cathode substrate, an anode voltage is applied, and a phosphor is formed at a location corresponding to the electron emission source; A display device in which the inside is maintained in a vacuum,
A high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is formed on the cathode substrate, and a contact spring for contacting the anode substrate is connected to the high voltage introduction terminal, and the contact spring gives a bending stress. It has a contact portion that contacts an arm portion and an anode terminal formed on the anode substrate, and a tip end of the contact portion is formed with a corner R of 0.2 mm or more, and is in contact with the anode terminal of the contact portion. The surface roughness Rmax of the surface to be touched is 0.6 μm or less, and the surface roughness Rmax of the side portion of the contact portion is 0.6 μm or less.
(8)前記コンタクト部の先端は、0.5mm以上のコーナーRが形成されていることを特徴とする(7)に記載の表示装置。 (8) The display device according to (7), wherein a corner R of 0.5 mm or more is formed at a tip of the contact portion.
(9)前記コンタクト部の先端の側部の表面粗さRmaxは0.6μm以下であることを特徴とする(7)に記載の表示装置。 (9) The display device according to (7), wherein a surface roughness Rmax of a side portion at a tip of the contact portion is 0.6 μm or less.
(10)前記コンタクトスプリングは電界研磨されていることを特徴とする(7)に記載の表示装置。 (10) The display device according to (7), wherein the contact spring is electropolished.
本発明によれば、コンタクトスプリングを使用してカソード基板を介してアノード基板に高電圧を供給するので、高い信頼性を持って高電圧をアノード基板に形成されたメタルバックに供給することが出来る。 According to the present invention, since a high voltage is supplied to the anode substrate through the cathode substrate using the contact spring, a high voltage can be supplied to the metal back formed on the anode substrate with high reliability. .
また、本発明では、コンタクトスプリングのコンタクト部の先端にコーナーRを所定の値で形成するので、コンタクトスプリングから発生するスパークを防止することが出来る。 In the present invention, since the corner R is formed at a predetermined value at the tip of the contact portion of the contact spring, it is possible to prevent a spark generated from the contact spring.
また、本発明のコンタクトスプリングがアノード基板に形成されたアノード端子と接触する面の表面粗さを示すRmaxを0.6μm以下としたので、アノード端子との接触を安定化させることが出来るとともに、コンタクトスプリングによるアノード端子の削れを防止することが出来る。 In addition, since Rmax indicating the surface roughness of the surface of the contact spring of the present invention that contacts the anode terminal formed on the anode substrate is 0.6 μm or less, the contact with the anode terminal can be stabilized, It is possible to prevent the anode terminal from being scraped by the contact spring.
さらに、本発明のコンタクトスプリングがアノード基板に形成されたアノード端子と接触するコンタクト部の側部の表面粗さを表すRmaxを0.6μm以下としたので、コンタクトスプリングからのスパークの発生を防止することが出来る。 Further, since Rmax representing the surface roughness of the side portion of the contact portion where the contact spring of the present invention contacts the anode terminal formed on the anode substrate is set to 0.6 μm or less, generation of spark from the contact spring is prevented. I can do it.
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、SID方式、Spindt方式等種々のもが開発されているが、いずれの電子放出源も本発明に適用可能である。
FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an
カソード基板1とアノード基板2と周辺を囲む封着部3の内部は真空に保たれる。したがって、大気圧によってアノード基板2、カソード基板1が撓み、カソード基板1とアノード基板2の間隔が確保できなくなる。あるいは、カソード基板1あるいはアノード基板2が破壊してしまう。これを避けるために、カソード基板1とアノード基板2との間にスペーサ4が設置される。このスペーサ4はセラミックまたはガラスで形成され、画像形成の妨げにならないように一般的には走査線上に設置される。
The inside of the sealing
アノード基板上には電子ビームの射突によって光を発する赤、緑、青の蛍光体が電子放出源に対応して形成されている。蛍光体の周囲にはブラックマトリクス(BM)が形成されており、画像のコントラスを向上させる。ブラックマトリクスを覆ってAlによるメタルバクが形成されている。メタルバックには高電圧が印加され、カソードから出射する電子ビームを加速して蛍光体21に射突させる。
On the anode substrate, red, green, and blue phosphors that emit light by the impact of an electron beam are formed corresponding to the electron emission source. A black matrix (BM) is formed around the phosphor to improve image contrast. A metal backing made of Al is formed covering the black matrix. A high voltage is applied to the metal back, and the electron beam emitted from the cathode is accelerated and projected onto the
電子ビームによって蛍光体から光を発生させるためには電子ビームはある程度のエネルギーをもっていなければならないので、アノード基板2のメタルバックには8KVから10KVの高電圧が印加される。本実施例では外部からの高電圧導入端子60はカソード基板側に設けられ、コンタクトスプリング50を介してアノード基板2に高電圧が供給される。図1おいて、コンタクトスプリング50とアノード基板2が接触するアノード端子24が表示装置のコーナー部に形成されている。表示装置の内部は真空に保たなければならないので、図1における表示装置のコーナー部に排気のための排気孔81が形成されている。
In order to generate light from the phosphor by the electron beam, the electron beam must have a certain amount of energy, so that a high voltage of 8 KV to 10 KV is applied to the metal back of the
図2は図1をC方向から見た側面図である。図2において、カソード基板1とアノード基板2は封着部3を介して所定の距離を持って対向している。カソード基板1のほうが端子5等が設置される分大きく形成されている。カソード基板1の下には、排気管8および高電圧導入端子60を取り付けるための排気基板6が取り付けられている。排気基板6は排気基板封着部7を介してカソード基板1に取り付けられている。図2では排気基板6には表示装置の内部を真空にするための排気管8がチップオフされた状態で描かれている。排気基板6の排気管8の近くに高電圧導入端子60が取り付けられている。
FIG. 2 is a side view of FIG. 1 viewed from the C direction. In FIG. 2, the
図3は図1のA−A断面図である。図3において、データ信号線12が紙面と垂直方向に延在している。本実施例ではこのデータ信号線12の上に電子放出源13が形成されている。絶縁膜14を介して走査線11がデータ信号線12と直角方向に形成されている。図3において、走査線11は封着部3の外部に延在している。走査線11の上にはカソード基板1とアノード基板2との距離を保つためのスペーサ4が設置されている。スペーサ4は固着材41によってカソード基板側では走査線上に、アノード基板側ではメタルバック23に固着されている。このスペーサ4には109から1011Ω程度の導電性が与えられ、カソードとアノードとの間にわずかに電流を流すことによってスペーサ4の帯電を防止している。
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. In FIG. 3, the data signal
アノード基板側では、電子放出源13に対応する場所には、赤、緑、青等の蛍光体21が配置され、この蛍光体21は電子ビームに射突されることによって発光し、画像が形成される。蛍光体21の間はBM22で充填され、画像のコントラストの向上に寄与する。BM22は例えば、クロムおよび酸化クロムの2層構造になっている。酸化クロムがアノード基板2側に形成され、その上にクロムが形成されている。蛍光体21およびBM22を覆ってAlによるメタルバック23が形成されている。メタルバック23には約8KVから10KV程度の高電圧が印加され、電子ビームを加速する。加速された電子ビームはメタルバック23を突き抜けて蛍光体21に射突し、蛍光体21を発光させる。メタルバック23には高電圧を印加するが、この高電圧を信頼性を持って供給することが本発明の重要な課題である。
On the anode substrate side,
表示装置の内部を真空に保つために、枠部材31と封着材32によってカソード基板1とアノード基板2がシールされている。カソード基板1の厚さおよびアノード基板2の厚さは3mm程度である。また、カソード基板1とアノード基板2との距離は約2.8mm程度であり、表示装置の内側は高電界となっている。
In order to keep the inside of the display device in a vacuum, the
図4は図1のB‐B断面図である。図4において、カソード基板1には通孔10が形成されており、この通孔10を通して表示装置の排気あるいは高電圧の供給が行なわれる。カソード基板1の通孔10を覆って排気基板6が排気基板用封着部7を介して設置され、表示装置の内部を真空に保つ。排気基板用封着部7はカソード基板1とアノード基板2の封着部3と基本的な構成は同じである。すなわち、排気基板用枠体71が封着材32を介してカソード基板1およびアノード基板2と封着されている。本実施例ではアノード基板2とカソード基板1を封着する枠体31とカソード基板1と排気基板6を封着する枠体とは同じ厚さとしているが、必要に応じて枠体の厚さは自由に設定可能である。
4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. In FIG. 4, a through
高電圧導入端子60が排気基板6に融着され、外部と気密を保っている。高電圧導入端子60にはFe−Ni合金が用いられる。Fe−Ni合金の成分比は封着材32と熱膨張係数を合わせるように選定される。本実施例ではFe52%、Ni48%である。高電圧導入端子60の外部端子63は外部からアノード基板2に高電圧を与えるための端子であり、外部のソケットと接続する。
The high
高電圧導入端子60にはコンタクトスプリング50がスポット溶接によって取り付けられている。コンタクトスプリング50によって高電圧導入端子60に印加された高電圧がアノード基板側に導入される。コンタクトスプリング50は先端のコンタクト部53がスプリング力によって適切な押圧によってアノード基板2に接触する。
A
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から30μmで形成される。本実施例では導電膜は銀ペーストを印刷によって塗布し、その後、焼成することによって形成される。この導電膜の焼成は特別なプロセスを設ける必要は無く、例えば、スペーサ4を固着するときの焼成プロセスと同時に行なえばよい。
An
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.
導電膜を10μmから30μmと厚く形成することによって、コンタクトスプリング50と導電膜の接触を安定に行なうことができる。すなわち金属膜であれば、コンタクトスプリング50と金属膜とは点接触となり、この点接触部分に電流が集中して導電膜が破壊する危険が大きいが、本実施例のような導電膜であれば、導電膜とコンタクトスプリング50とは金属膜の場合と比較して接触面積を大きくとることができ、面接触に近い状態となり、接触が安定する。また、本実施例のような導電膜であれば、金属に比べて抵抗が大きいため、コンタクト部53に大電流が流れることを抑止することができる。この点からも接触による導通の安定性を向上することが出来る。
By forming the conductive film as thick as 10 μm to 30 μm, the
図5は高電圧導入端子60とコンタクトスプリング50がスポット溶接によって接続された状態を示す斜視図である。図5において、高電圧導入端子60はコンタクトスプリング50がスポット溶接されるフラット部61と、排気基板6に封着材32によって封着されるフランジ62と、外部の電源と接続する外部端子63とから構成されている。
FIG. 5 is a perspective view showing a state where the high
図6は本実施例におけるコンタクトスプリング50の形状である。コンタクトスプリング50はインコネルによって形成されるが、インコネルはFe−Ni合金と容易にスポット溶接を行うことが出来る。コンタクトスプリング50は高電圧導入端子60と接続するベース部51と、スプリング力を与えるアーム部52と、アノード基板2のアノード端子24と接続するコンタクト部53とから構成されている。
FIG. 6 shows the shape of the
コンタクトスプリング50のアーム部52が湾曲することによる曲げ応力によって、コンタクトスプリング50のコンタクト部53が適切な力によってアノード基板2に形成されたアノード端子24に接触する。本実施例でのコンタクトスプリング50の接触圧は約10gであるが、部品バラつきによって10gよりも大きくなることがある。コンタクトスプリング50のコンタクト部53は球面等の適切な曲面となっており、アノード端子24と安定に接触をとれるように形成されている。
The
コンタクトスプリング50の材料であるインコネルは適切なスプリング力を有しており、かつ、耐熱性を有している。FEDではフリットガラスの封着工程、排気工程等において、400℃以上の熱工程を経るために、耐熱性は重要な問題である。本実施例でのインコネルの厚さは適切なスプリング力を与えるために、0.09mmとしている。インコネルの材料は0.1mmのものを使用するが、後に述べるように、コンタクトスプリング50を化学研磨することによって厚さを0.09mmとしている。
Inconel, which is a material of the
図4に示すように、コンタクトスプリング50には8KVから10KVの高電圧が印加される。また、カソード基板1とアノード基板2との間隔は2.8mm程度であり、表示装置内部は強電界となっている。さらに、コンタクトスプリング50はカソード基板1に形成された通孔10を通ってアノード基板2に接触している。また、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の先端部531はアノード基板2に形成されたメタルバック等よりもさらにカソード基板1に近い。このように、コンタクトスプリング50、特にコンタクト部53は耐電圧上厳しい条件に曝されている。
As shown in FIG. 4, a high voltage of 8 KV to 10 KV is applied to the
以上説明したように、コンタクトスプリング50には大きな電界がかかることになるために、コンタクトスプリング50の形状は重要である。コンタクトスプリング50は高電圧側であるにもかかわらず、コンタクトスプリング50、特にコンタクト部53に鋭いエッジが存在するとこの部分からスパークが発生することが観測された。本発明は図6に示すように、コンタクトスプリング50の、特にコンタクト部53において、先端のコーナー部にRを形成することによってスパークを防止するものである。
As described above, since a large electric field is applied to the
図7は本実施例におけるコンタクトスプリング50の詳細図である。図7(a)はコンタクトスプリング50の平面図、図7(b)は正面図、図7(c)は裏面図、図7(d)は側面図である。図7(a)において、コンタクト部53の先端にRを形成することによって、シャープなエッジを防止し、耐電圧特性を向上させることが出来る。図7(a)のコンタクト部53の幅Bは2mmである。図7(a)におけるコンタクト部53の先端の曲率半径Rを0.2mm以上、好ましくは0.5mm以上とすることによって耐電圧特性は大幅に向上する。先端の曲率半径Rを1.0mm以上とすることによって、耐電圧に対してさらに好ましい結果を得ることが出来る。
FIG. 7 is a detailed view of the
図7(a)に示すベース部51の先端も曲率を持たせることによって耐電圧を向上させることが出来る。ベース部51のコーナー部の曲率半径RBは約1.2mmである。また、コンタクトスプリング50のベース部51の幅BBはアーム部52の幅Bより若干大きく、2.35mmとなっている。ベース部51にRBを形成することによって、先端部531の変形等も防止することができ、この点でも耐電圧上有利である。
The withstand voltage can be improved by providing the tip of the base 51 shown in FIG. The radius of curvature RB of the corner portion of the
図7(b)において、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の先端は球面となっており、曲率半径RCは2mmである。コンタクト部53の曲率半径RCはアノード端子24との接触面積、コンタクトスプリング50のアーム部52によるスプリング力によるアノード端子24との接触圧等との兼ね合いで設定される。コンタクト部53の水平方向の径Dは3.4mmである。コンタクトスプリング50がアノード端子24と接触するとアーム部52が撓み、図7(b)に示すDが大きくなる。コンタクトスプリング50の材料の板厚tは0.1mmであるが、化学研磨によって最終的に0.09mmになる。
In FIG.7 (b), the front-end | tip of the
図7(c)において、ベース部51の水平方向の径DBは3.1mmである。ベース部51およびコンタクト部53の先端の曲率半径については図7(a)で説明したとおりである。
In FIG.7 (c), the diameter DB of the horizontal direction of the
図7(d)において、コンタクトスプリング50の高さは14mmである。コンタクトスプリング50がFED内に挿入されると、コンタクトスプリング50のアーム部52が撓み、L1は小さくなる。アーム部52が2つに分かれているのは、接触の信頼性を増すためである。アーム部52の幅Bは2mmで、長さL2は11mmである。アーム部52の長さL2と幅Bとによってスプリング力が決定される。
In FIG.7 (d), the height of the
図8はコンタクトスプリング50のコンタクト部53の拡大図である。先に説明したように、コンタクトスプリング50の周辺には大きな電界が存在している。コンタクトスプリング50にシャープな突起が存在するとこの部分がスパークの原因になる。コンタクトスプリング50は曲げ成型する前は、厚さ1mmのインコネル材料をプレス成型によって打ち抜く。プレス成型によって側部533にバリ等が生ずるとこの部分がスパークの原因となる。
FIG. 8 is an enlarged view of the
一方、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の接触面532はアノード端子24と接触する。接触面532に突起が存在すると、アノード端子24との接触が点接触になって接触が安定しない。また、点接触であると、その部分に電流が集中し、接触部分が過度に過熱されることになって、信頼性の問題を生ずる。
On the other hand, the
さらに、コンタクト部53に突起が存在するとアノード端子24と接触する際、アノード端子24が突起によって削られ、FED内に削られた粒子が発生することになる。この粒子は耐電圧に対して重大な問題を引き起こす。したがって、コンタクト部53の接触面532は突起等が存在しない平坦な面でなければならない。突起に限らず、キズ等もシャープなエッジを作る点で同様な問題を生ずる。
Further, if there is a protrusion on the
しかし、コンタクトスプリング50の材料であるインコネルには、材料段階でもキズ等が発生する機会は多い。また、インコネル材料をプレス成型、曲げ加工等する段階においてもキズ、突起等の発生する機会は多い。
However, inconel, which is the material of the
本発明は、コンタクトスプリング50を加工成型した後に、化学研磨を施すことによって、コンタクトスプリング50の表面を平坦にすることによって上記の問題を解決するものである。化学研磨は特に突起部等が局部的な電池作用によって多く研磨されるために、研磨後の表面を平坦にする効果がある。本実施例では、化学研磨後のコンタクトスプリング50の、特にコンタクト部53における側部533の表面粗さRmaxを0.6μm以下とする。側部533のうち、コンタクト部53の先端部533の側部5331は特に耐電圧に対する影響が大きい。したがって、側部533全体の表面粗さを示すRmaxを0.6μm以下に出来ない場合は、先端部5331の部分だけでもRmaxを0.6μm以下とすることによって効果を上げることが出来る。
The present invention solves the above problem by flattening the surface of the
さらに、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の接触面532の平坦度を表面粗さRmaxで0.6μm以下とする。ここで、接触面532はコンタクト部53において、アーム部52とは異なり、曲率を有している。アーム部52もコンタクトスプリング50を表示装置内に装着すると撓んで曲率を有するが、コンタクト部53の曲率とは明確に異なっている。接触面532の表面粗さを0.6μm以下とすることによってコンタクトスプリング50を表示装置に装着する際、アノード端子24の削れを防止することが出来、削り屑に起因するスパークを防止することが出来る。
Further, the flatness of the
ここで、Rmax0.6mm以下とは次のように定義される。すなわち、コンタクトスプリング50のコンタクト部53において、任意に0.25mmの長さを指定する。その範囲を表面粗さ計で測定し、表面の凹凸を計測する。表面の凹凸の平均値に対して最も高い凸部と最も低い凹部との差をRmaxとする。粗さを評価する方法としてはRz等もあるが、本発明の目的からはRmaxによる評価が最も適している。
Here, Rmax 0.6 mm or less is defined as follows. In other words, the
本発明による以上のような構成をとることによって、コンタクトスプリング50から発生するスパークを大幅に減少させることができとともに、表示装置内の異物の発生を抑えることが出来、この面からも耐電圧特性を向上させることが出来る。
By adopting the configuration as described above according to the present invention, the spark generated from the
図9は本発明の第2の実施例を示す断面図である。図9において、カソード基板1、アノード基板2、排気基板6等の配置は実施例1の図4と同様である。実施例1と異なるところは、コンタクトスプリング50の形状である。図10はコンタクトスプリング50を高電圧導入端子60にスポット溶接によって接続した状態を示す斜視図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the arrangement of the
図9において、コンタクトスプリング50はアノード端子24接触後、アノード端子上をスライドして所定に位置において所定の接触圧を得る。本実施例においては、コンタクトスプリング50がアノード端子上をスライドする量は実施例1および実施例2に比して大きいため、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の形状は他の実施例に比してより重要である。この場合のコンタクトスプリング50のコンタクト部53の形状は図9に示すように、先端部531の曲率半径R1をアーム部52との接続部における曲率半径R2よりも小さくするとより安全にコンタクトスプリング50をアノード端子24に接触させることが出来る。
In FIG. 9, the
コンタクトスプリング50の材料は厚さ0.1mmのインコネルであり、これを電界研磨することによって板厚は0.09mmになる。図10に示すように、コンタクトスプリング50のアーム部52は二又に分かれている。これによってアノード端子24との接触をより安全に取ることが出来る。また、コンタクトスプリング50がスポット溶接されている高電圧導入端子60の形状も実施例1で説明したと同様である。
The material of the
本実施例の接触圧はコンタクトスプリング50のアーム部52の曲げ応力によって決められる。曲げ応力はコンタクトスプリング50の幅に比例し、曲げの量に比例し、コンタクトスプリング50の長さに反比例し、コンタクトスプリング50の板厚の3乗に比例するという性質があり、接触圧の評価がより容易である。コンタクトスプリング50の曲げ応力に対してのベース部51に近いアーム部52の形状が支配的である。
The contact pressure in this embodiment is determined by the bending stress of the
本実施例におけるコンタクトスプリング50のコンタクト部53の形状も実施例1の図7と同様に、コーナーのRを0.2mm以上、好ましくは0.5mm以上、更に好ましくは1.0mm以上とすることによって、スパークを抑制することが出来る。
In the present embodiment, the shape of the
また、本実施例においても、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の側部533および、アノード端子24と接触する面の表面粗さを一定値以下とすることによって耐電圧を向上させることが出来る。すなわち、コンタクトスプリング50のコンタクト部53がアノード端子24と接触する接触部532の表面粗さRmaxは0.6μm以下とする。さらに、コンタクト部53の側部533の表面粗さRmaxは0.6μm以下とする。また、コンタクト部53の側部533全体のRmaxを0.6μm以下とすることが困難な場合はコンタクト部53の先端部の側部5331のRmaxを0.6μm以下とすることによって、耐電圧特性を向上させることが出来る。本実施例においては、コンタクトスプリング50のコンタクト部53はアノード端子24の表面をスライドする量が大きいので、コンタクト部先端の側部5331の表面粗さRmaxをある値以下にすることは特に重要である。
Also in this embodiment, the withstand voltage can be improved by setting the surface roughness of the
Rmaxの定義は実施例1で説明したと同様である。このような表面はコンタクトスプリング50を電界研磨することによって得ることが出来る。本実施例のコンタクトスプリング50によれば、接触圧を正確にコントロールし、かつ、耐電圧特性の優れた高電圧導入システムを得ることが出来る。
The definition of Rmax is the same as that described in the first embodiment. Such a surface can be obtained by electropolishing the
図11は本発明の第3の実施例である。図11において、コンタクトスプリング50以外は図4に示す実施例1と同じである。図11において、コンタクトスプリング50は高電圧導入ボタン60とスポット溶接によって接続されるベース部51と、コンタクトスプリング50に適当な接触圧を与えるアーム部52とアノード端子24と接触するコンタクト部53を有している。アノード端子24の構成は実施例1と同じである。
FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. 11 is the same as the first embodiment shown in FIG. 4 except for the
コンタクトスプリング50に適当な接触圧を与えるアーム部52は実施例1等と異なり、Z形状となっている。このZ形状部が縦方向に圧縮されることによってコンタクトスプリング50のコンタクト部53に適当な接触圧を与える。実施例2の特徴はコンタクトスプリング50はメタルバック23に対してほぼ直角方向に撓むために、コンタクトスプリング50のコンタクト部53はアノード端子上をほとんどスライドしないか、スライドしてもわずかであるという点である。コンタクトスプリング50はアノード端子上をスライドしないので、コンタクトスプリング50によるメタルバック23の削れやコンタクトスプリング50のメタルバック23へのスライド時の引っかかり等の危険は小さい。
Unlike the first embodiment, the
図12は本実施例に使用されるコンタクトスプリング50の斜視図である。本実施例におけるコンタクトスプリング50のコンタクト部53も2つ分かれており、Z部の曲げ応力は均等に分散されるようになっている。図14において、コンタクトスプリング50は実施例1と同様厚さ0.1mmのインコネルで形成されている。その後、電界研磨によって表面の粗さを小さくするとともに、板厚が0.09mmにまで減少する。
FIG. 12 is a perspective view of a
コンタクトスプリング50の幅は5mm、2又に分かれた各アーム部52の幅は2mm、2又に分かれたアーム部とアーム部の間隔は1mmである。高電圧導入ボタン60は実施例1と同様、FeNi合金で形成されている。図12において、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の形状は他の部分と異なり、曲率半径の小さい曲面となっている。
The width of the
本実施例のコンタクトスプリング50の接触圧はZ状に屈曲したアーム部52によって主として決められる。アーム部52がZ状であることによってコンタクトスプリング50のコンタクト部53がアノード端子表面をスライドする量を小さく出来るので、アノード端子24の削り屑の発生の危険をより小さくすることが出来る。また、アーム部52がZ形状であることによって接触圧のコントロールがより容易と成る。
The contact pressure of the
本実施例におけるコンタクトスプリング50のコンタクト部53の形状も実施例1の図7と同様に、コーナーのRを0.2mm以上、好ましくは0.5mm以上、更に好ましくは1.0mm以上とすることによって、スパークを抑制することが出来る。
In the present embodiment, the shape of the
また、本実施例においても、コンタクトスプリング50のコンタクト部53の側部533および、アノード端子24と接触する面の表面粗さを一定値以下とすることによって耐電圧を向上させることが出来る。すなわち、コンタクトスプリング50のコンタクト部53がアノード端子24と接触する接触部532の表面粗さRmaxは0.6μm以下とする。さらに、コンタクト部53の側部533の表面粗さRmaxは0.6μm以下とする。
Also in this embodiment, the withstand voltage can be improved by setting the surface roughness of the
さらに、コンタクト部53の側部533全体のRmaxを0.6μm以下とすることが困難な場合はコンタクト部53の先端部の側部5331のRmaxを0.6μm以下とすることによって、耐電圧特性を向上させることが出来る。Rmaxの定義は実施例1で説明したと同様である。このような表面はコンタクトスプリング50を電界研磨することによって得ることが出来る。
Further, when it is difficult to make the Rmax of the
以上のように、本実施例のコンタクトスプリング50によれば、アノード端子24の削れの危険をより確実に防止することが出来るとともに、接触圧のコントロールが容易となり、かつ、耐電圧特性の優れた高電圧導入システムを得ることが出来る。
As described above, according to 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、7・・・排気基板封着部、8・・・排気管、11・・・走査線、12・・・データ信号線、13・・・電子放出源、14・・・絶縁膜、21・・・蛍光体、22・・・ブラックマトリクス、23・・・メタルバック(陽極電極)、24・・・アノード端子、50・・・コンタクトスプリング、51・・・コンタクトスプリングのベース部、52・・・コンタクトスプリングのアーム部、53・・・コンタクトスプリングのコンタクト部、60・・・高電圧導入端子、61・・・高電圧導入端子のフラット部、62・・・高電圧導入端子のフランジ部、63・・・高電圧導入端子の外部端子、81・・・排気孔。531・・・コンタクトスプリングの先端部、532・・・コンタクトスプリングのコンタクト部の接触面、533・・・コンタクトスプリングのコンタクト部の側部、5331・・・コンタクトスプリングの先端部の側部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記カソード基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が形成され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と接触するためのコンタクトスプリングが接続し、前記コンタクトスプリングは曲げ応力を与えるアーム部と前記アノード基板に形成されたアノード端子と接触するコンタクト部を有し、前記コンタクト部の先端は、0.2mm以上のコーナーRが形成されていることを特徴とする表示装置。 A cathode substrate in which an electron emission source is formed in a matrix, an anode substrate facing the cathode substrate, to which an anode voltage is applied, and a phosphor formed in a location corresponding to the electron emission source, and a vacuum inside A display device held by
A high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is formed on the cathode substrate, and a contact spring for contacting the anode substrate is connected to the high voltage introduction terminal, and the contact spring gives a bending stress. A display device comprising a contact portion that contacts an arm portion and an anode terminal formed on the anode substrate, and a corner R of 0.2 mm or more is formed at a tip of the contact portion.
前記カソード基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が形成され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と接触するためのコンタクトスプリングが接続し、前記コンタクトスプリングは曲げ応力を与えるアーム部と前記アノード基板に形成されたアノード端子と接触するコンタクト部を有し、前記コンタクト部の前記アノード端子と接触する面の表面粗さRmaxは0.6μm以下であり、前記コンタクト部の側部の表面粗さRmaxは0.6μm以下であることを特徴とする表示装置。 A cathode substrate in which an electron emission source is formed in a matrix, an anode substrate facing the cathode substrate, to which an anode voltage is applied, and a phosphor formed in a location corresponding to the electron emission source, and a vacuum inside A display device held by
A high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is formed on the cathode substrate, and a contact spring for contacting the anode substrate is connected to the high voltage introduction terminal, and the contact spring gives a bending stress. A contact portion that contacts the arm portion and the anode terminal formed on the anode substrate, and a surface roughness Rmax of a surface of the contact portion that contacts the anode terminal is 0.6 μm or less; The surface roughness Rmax of the part is 0.6 μm or less.
前記カソード基板には前記アノード電圧を供給するための高電圧導入端子が形成され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と接触するためのコンタクトスプリングが接続し、前記コンタクトスプリングは曲げ応力を与えるアーム部と前記アノード基板に形成されたアノード端子と接触するコンタクト部を有し、前記コンタクト部の先端は、0.2mm以上のコーナーRが形成されており、
前記コンタクト部の前記アノード端子と接触する面の表面粗さRmaxは0.6μm以下であり、前記コンタクト部の側部の表面粗さRmaxは0.6μm以下であることを特徴とする表示装置。 A cathode substrate in which an electron emission source is formed in a matrix, an anode substrate facing the cathode substrate, to which an anode voltage is applied, and a phosphor formed in a location corresponding to the electron emission source, and a vacuum inside A display device held by
A high voltage introduction terminal for supplying the anode voltage is formed on the cathode substrate, and a contact spring for contacting the anode substrate is connected to the high voltage introduction terminal, and the contact spring gives a bending stress. A contact portion that contacts an arm portion and an anode terminal formed on the anode substrate, and a tip end of the contact portion is formed with a corner R of 0.2 mm or more;
The surface roughness Rmax of the surface that contacts the anode terminal of the contact portion is 0.6 μm or less, and the surface roughness Rmax of the side portion of the contact portion is 0.6 μm or less.
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- 2007-08-29 JP JP2007222488A patent/JP2009054524A/en active Pending
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