JP2004273279A

JP2004273279A - Flat display device

Info

Publication number: JP2004273279A
Application number: JP2003062646A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Kodera; 喜衛小寺; Mutsumi Suzuki; 睦三鈴木; Masakazu Sagawa; 雅一佐川; Satoru Oishi; 哲大石; Toshiaki Kusunoki; 敏明楠; Akinori Maeda; 明範前田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat display device with improved reliability, having an acceleration electrode, for which a heat radiation path for a heat accumulated on a phosphor is taken into consideration. <P>SOLUTION: The flat display device in which a display base plate is composed of at least a translucent base plate; a metal sheet on which many fine holes, forming a light emission area applied as pixels in which, the phosphor is filled, are formed; and a metal back serving as an acceleration electrode formed on the metal sheet and electrically connected thereto; arranged in this sequence from a light emission side. A conductive wiring having a plurality of opening parts is integrally formed at a neighboring area of the translucent base plate side hole parts of the fine holes, is characterised in that the translucent base plate side of the conductive wiring is colored almost in black, a conductive blackening treatment is applied to the inner wall surface of the fine holes and to the inside of the fine holes of the conductive wiring, and accordingly, they are almost blackened, and the phosphor is filled in the fine holes while contacting with the inner walls of the fine holes, the conductive wiring, and the metal back. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冷陰極素子の電子放出素子をマトリクス状に配設した電子源を気密容器内に収容した、フィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと省略）等の平面型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平面型表示装置であるＦＥＤは、ガラス等の透光性基板上３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の蛍光体を設けて表示基板を構成し、電子源である冷陰極素子の電子放出素子から放出された電子線を前記蛍光体に衝突させることにより、該蛍光体を励起させて発光させるものである。前記電子源からの電子線を蛍光体に衝突させるために、表示基板に加速電極を設け、この加速電極に電圧を印加して電子線を加速している。このようなＦＥＤの構成については、例えば下記特許文献１の図２１等に開示されている。
【０００３】
前記加速電極としては、例えば下記特許文献２の図８等に開示されているように、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）等の透明導電膜が用いられている。このＩＴＯ膜は、透光性基板と蛍光体の間に設けられ、電子源からの電子線を加速すると同時に、蛍光体に帯電した電荷を除去して蛍光体の帯電を軽減する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１０１９６５号公報
【特許文献２】特開平９−３２０４５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、ＦＥＤでは、加速電極で電子源からの電子を透光性基板上の蛍光体に衝突させ、蛍光体を励起させて発光させているが、衝突される電子の有するエネルギーのうち約１０％が発光に寄与し、残りの約９０％が熱に変換される。この熱エネルギーへの変換によって蛍光体に蓄積された熱エネルギー（以下蓄熱と称する）は、蛍光体物質の構成元素の組成変化や結晶構造の欠陥を来たし、発光中心の消失（蛍光体劣化）や、蛍光体の発光効率低下、所謂温度消光が生じる。このような蛍光体の劣化や温度消光は、ＦＥＤの信頼性の低下や長寿命化の阻害の原因となる。
【０００６】
しかしながら、前記した従来技術では、前記蓄熱の放熱経路については何ら言及されておらず、特に輻射熱による蛍光体の蓄熱の冷却経路までは考慮されていなかった。
【０００７】
従って、蛍光体の劣化を防止してＦＥＤの信頼性を向上し、また長寿命化させるには、蛍光体に蓄熱した熱を効率良く放熱し、蛍光体の劣化や温度消光を防止する必要がある。
【０００８】
本発明は上記した課題を鑑みて成されたものであり、その目的は、蛍光体に蓄熱した熱の拡散（放熱）を良好にして信頼性を向上せしめた平面型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】
上記課題を解決するために、本発明では、前記表示基板の、透光性基板と蛍光体との間に配置される加速電極として、熱吸収体で構成されたの導電性配線を用いたことを特徴とするものである。この熱吸収体で構成された導電性配線は、複数の開口を備えたメッシュ（格子）状であり、蛍光体からの輻射熱を吸収しやすくするために、その熱輻射係数が０．３以上（好ましくは０．５以上）としている。また前記導電性配線は、略黒色とすることが好ましい。
【００１０】
上記のような本発明の構成によれば、前記電子線の持つ運動エネルギーは前記蛍光体に衝突して熱に変換され、該熱は該蛍光体間を伝って前記導電性配線に伝導されるが、該導電性配線は熱吸収体で構成されるために輻射熱を吸収しやすい。このため、該蛍光体で輻射熱に変換された該電子線の運動エネルギーは、効率良く該導電性配線に吸熱されて放熱される。従って、本発明によれば、蛍光体で蓄積された蓄熱を効率良く放熱でき、温度消光の改善を図ることができる。
【００１１】
また、本発明では、前記表示基板に複数の微細孔が形成された金属シートを設け、この金属シートの各微細孔内部に蛍光体を設けるとともに、この蛍光体と前記透光性基板との間に導電性配線を形成して前記金属シートと一体化するように構成している。更に、前記蛍光体上（蛍光体の電子源側）に加速電極としてメタルバックを設け、このメタルバックを金属シートと電気的に接続するとともに、上記微細孔内壁と導電性配線の表面（メタルバックと対向する側）とを、熱吸収を容易とするために黒色化処理している。
【００１２】
このような構成によれば、前記微細孔内部の蛍光体の蓄積電化は、前記メタルバックと前記導電性配線と前記微細孔の内壁側の３方から除去することができ、該蛍光体の帯電を効果的に低減することができる。また、該蛍光体に蓄積された蓄熱も同様に３方に伝導できるが、さらに前記導電性配線表面と該微細孔の内壁は黒色であるので、輻射熱も吸熱でき、該蛍光体で生じた蓄熱を効率良く放熱できる。従って、この構成によれば、温度消光の改善も図ることができる。また、上記導電性配線は前記透光性基板が略黒色であるため、コントラストの向上にもつながる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。なお、全図において、各図に共通な部分には同一符号を付して、その部分の繰り返した説明を省略する。
【００１４】
図１は本発明による第１の一実施形態である平面型表示装置の表示基板の一部を示す概略構成図で、図１（ａ）はその断面図、図１（ｂ）は蛍光体側から見たその上面図である。本発明は、従来の第１構成の低速電子線の場合に用いる表示基板において、透光性のＩＴＯ膜に替えて、光を透過させる開口部を有する略黒色の導電性配線を備えることを特徴とする。
【００１５】
図１において、本発明による表示基板は、透光性基板１１０の上に、少なくとも各蛍光体１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂの画素内に光が透過する複数の開口部１３３を備える導電性配線１３０を備える。導電性配線１３０はブラックマトリクス１１２領域内にあってもよく、本実施形態ではブラックマトリクス１１２領域内にも導電性配線１３０を備えている。導電性配線１３０の配線パターンとしては、配線が互いに平行に一方向に配列されたものであってもよいが、図１（ｂ）のように格子状（メッシュ状）の配線パターンが好適である。図１（ａ）の上部には、図示しない電子源（冷陰極素子の電子放出素子）が配置されている。従って、図１（ａ）においては、電子線は上から下へ放出される。
【００１６】
導電性配線を構成する各線幅は光の透過する開口部１３３を大きくするために５〜１５μｍ程度で、その厚さは１００ｎｍ程度である。開口部１３３は導電性配線１３０の線幅に比べて十分大きくなるように発光表示性能などを考慮して設計されることはいうまでもない。
【００１７】
導電性配線１３０は、電子線の衝突により蛍光体１１１で生じる輻射熱を吸熱しやすくするために、また吸熱した熱を透光性基板１１０を介して大気中に放熱しやすくするために、熱吸収体で構成されている。本実施の形態では、導電性配線１３０を熱吸収タイとするために、その導電性材料として、略黒色であるＣｒ（クロム）を用いる。このような材料を用いれば、導電性配線１３０の熱輻射係数を０．３以上とすることができる。より効率よく輻射熱を吸収するためには、導電性配線１３０の熱輻射係数を０．５以上とすることが好ましい。導電性配線１３０には図示しない低速の加速電圧例えば２ｋＶが印加されており、導電性配線１３０は加速電極として機能する。即ち、図示しない電子源からの電子線を蛍光体１１１に衝突させて蛍光体１１１を励起する。なお、１１２はコントラストを向上させるために設けたブラックマトリクスである。図１では、便宜上、ブラックマトリクス１１２の面積が蛍光体１１１よりも狭くしているが、実際は、ブラックマトリクス１１２の面積は蛍光体１１１の面積と同じかそれよりも大きくしている。
【００１８】
このように表示基板を構成することにより、図示しない電子源からの電子線により励起された各蛍光体１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂはそれぞれに応じた色光Ｒ，Ｇ，Ｂで発光し、各色光は透光性基板１１０を通って出射する。この時、電子線の大部分（約９０％）の運動エネルギーは蛍光体１１１で熱に変換される。この熱は蛍光体１１１間を伝って導電性配線１３０に伝導されるが、加えて、導電性配線１３０は略黒色であるために輻射熱を吸収しやすいので、輻射熱に変換された電子線の運動エネルギーは、効率良く導電性配線１３０に吸熱されて放熱される。
【００１９】
以上述べたように、本発明による導電性配線を用いれば、伝導熱のみならず、輻射熱をも吸熱することができる。従って、蛍光体で生じた蓄熱を効率良く放熱でき、温度消光の改善を図ることができる。勿論、導電性配線１３０は導電性を有するので、蛍光体で生じる過剰な帯電も防止することは従来に同じである。また、導電性配線１３０は略黒色で、各画素に複数あるので、コントラストの向上も図ることができる。
【００２０】
尚、上記の実施形態では、導電性配線１３０を略黒色としているが、熱輻射係数が０．３以上（好ましくは０．５以上）であれば、灰色としてもよい。また、輻射熱の吸収をより効率良くするために、導電性配線１３０の表面を粗面（すなわち輻射熱の反射が低減できる形状）としてもよい。更に、熱輻射係数が０．３以上であれば、導電性配線１３０をクロムに代えてニッケル合金等を使用してもよい。
【００２１】
次に導電性配線１３０の製造方法について述べる。図２は透光性基板上に導電性配線を形成する各工程を示す図である。まず、図２において、（ａ）図のように透光性基板１１０上にＣｒ層１３１を膜厚約１００ｎｍスパッタリングなどの真空成膜で形成する。次に、（ｂ）図のようにＣｒ層１３１上面に感光性のレジスト１３２を塗布して乾燥する。その後、図（ｃ）のように導電性配線形成パターンを有する露光マスク（図示せず）を用いて感光性のレジスト１３２を露光し、現像により未感光部分のレジストを除去して導電性配線パターンとなるエッチングレジストパターン１３２’を形成する。そして、図（ｄ）のようにウエットエッチングで不要な部分のＣｒ層を除去して導電性配線パターンを形成し、図（ｅ）のように導電性配線パターン上に残ったエッチングレジストパターン１３２’をアルカリ液などで剥離除去して、導電性配線１３０とする。なお、このようにして形成した導電性配線を備えた透光性基板１１０上に蛍光体とブラックマトリクスを設けるが、この工程は従来に同じであり、説明を省略する。
【００２２】
次に、高速電子線の場合に用いる平面型表示装置の表示基板に本発明を適用した第２の実施形態について述べる。図３は第２の一実施形態である平面型表示装置の表示基板の一部を示す概略構成図である。なお、図３において、図１に共通な部分には同一符号を付して、その繰り返した説明を省略する。
【００２３】
図３において、透光性基板１１０上に図２で示した工程により略黒色の導電性配線１３０を形成し、その上に蛍光体１１１とブラックマトリクス１１２を形成し、蛍光体１１１とブラックマトリクス１１２の上面全体にメタルバック１１４を設ける。メタルバックバック１１４と導電性配線１３０は端末で例えば図示しない導電性ワイヤで結ばれて同電位とされている。
【００２４】
このように、本発明では、従来と比べ、蛍光体１１１と透光性基板１１０との間にも導電性配線１３０を設けているので、蛍光体１１１で生じる蓄積電荷をメタルバック１１４と導電性配線１３０の両方で除去できるので、本発明によれば蛍光体１１１で生じる過剰な帯電を低減することができる。また、略黒色の導電性配線１３０は蛍光体１１１からの熱を良好に伝導するのみならず、蛍光体１１１からの輻射熱をも吸熱するので、蛍光体で生じた蓄熱を効率良く放熱でき、温度消光の改善も図ることができる。また、略黒色の導電性配線１３０は各画素に複数あるのでコントラストの向上をも図ることができる。さらに、導電性配線１３０は加速電極であるメタルバック１１４と同電位であるので、メタルバック１１４を貫通して蛍光体１１４の層の厚さ（略２０ｕｍ程度）の半分以上侵入した電子源からの電子線（図示せず）を導電性配線１３０側に引き寄せて、透光性基板側の蛍光体に電子線を衝突させて、蛍光体の発光効率を向上させる効果もある。
【００２５】
なお、本実施形態で透光性基板１１０と蛍光体１１１との間に配設した導電性配線１３０に替えて、透明導電膜であるＩＴＯ膜を配設すると、メタルバック１１４を貫通した電子源からの高速電子線のうち、一部は蛍光体１１１の層を通り抜けてＩＴＯ膜に衝突して、ＩＴＯ膜の黒化（Ｂｒｏｗｎｉｎｇ）を引起す。ＩＴＯ膜の黒化が生じると蛍光体の発光光の透過率が低下するので好ましくない。
【００２６】
次に、第３の実施形態について述べる。本発明は、透光性基板上に導電性配線を設け、その上にブラックマトリクスと蛍光体を形成し、その上にメタルバックを蒸着した第２の実施形態と異なり、薄い金属シートに多数の微細孔を形成し、この微細孔内に蛍光体を塗布し、該金属シートの一方の面を黒色にしてブラックマトリクスとして用い、対向する他方の面に複数の凹部を設け、これらの凹部にスペーサを挿入して配設することに特徴がある。以下詳細に述べる。
【００２７】
図４は本発明の第３の一実施形態を示す平面型表示装置の概略構成図である。また、図５は図４のＡ部を拡大した詳細図である。なお、図４，図５において、図１，図３に共通な部分には同一符号を付して示し、その繰り返した説明を省略する。以下、図４と図５を用いて述べる。
【００２８】
図４，図５において、表示基板１０１は、光が透過するガラス等の透光性基板１１０と、マトリクス状（２次元状）に配列された多数の微細孔１２２を有し、かつ微細孔１２２内の透光性基板１１０側の底部に形成された導電性配線１４０を有する薄い金属シート１２０と、透光性基板１１０に金属シート１２０を固着する低融点の固着層１５０と、金属シート１２０の微細孔１２２内に導電性配線１４０を被覆するよう塗布されて内在する蛍光体１１１と、金属シート１２０上に例えば蒸着で形成されたアルミニウムのメタルバック１１４とからなる。
【００２９】
金属シート１２０は、マトリクス状（２次元状）に配列された多数の微細孔１２２’を有する金属シート素材１２０’の微細孔１２２’の透光性基板１１０側底部（開口部近傍）に、複数の開口部１４３を有する導電性配線１４０を配設し、金属シート１２０’と導電性配線１４０の上にメッキ層１２４を形成して、メッキ層１２４で被覆された微細孔１２２を介して導電性配線１４０を一体化したものである。従って、導電性配線１４０は金属シート１２０と電気的に接続されている（詳細は後述する）。
【００３０】
そして、金属シート１２０の各微細孔１２２の内部は前記メッキ層１２４上にインクジェットでグラファイト膜１７０が形成されて黒色とされている。即ち、メッキ層１２４で覆われた微細孔１２２の内壁面とメッキ層１２４で覆われた導電性配線１４０上面には黒色の導電性のグラファイト膜１７０が形成されている。
【００３１】
金属シート素材１２０’には、ブラウン管（ＣＲＴ）に用いられるシャドウマスクと同様に、微細孔１２２’がマトリクス状に多数形成されており、この微細孔１２２’を、蛍光体１１１を塗布する孔として用い、また、透光性基板１１０側の面を外光の反射を防止してコントラストの低下を防止するために略黒色にしてブラックマトリクス１２１としている。さらに、背面基板１側には、所々にスペーサ３０を挿入する窪みや溝等が形成された凹部１２３が設けられている。
【００３２】
金属シート１２０の微細孔１２２の透光性基板１１０側底部には開口部１４３を有する導電性配線１４０が一体的に形成されており、メッキ層１２４で被覆された微細孔１２２内の導電性配線１４０の上に黒色の導電性のグラファイト膜１７０がコートされたメッキ層１２４を介して蛍光体１１１が塗布されている。
【００３３】
金属シート１２０は、メッキ層１２４を介してメタルバック１１４とも電気的に接続されており、また、導電性配線１４０とも電気的に接続されているので、背面基板１からの電子源からの電子線を受けて生じる蛍光体１１１に蓄積する電荷のうち、メタルバック１１４側の蓄積電荷はメタルバック１１４を通って、固着層１５０側の蓄積電荷は導電性配線１４０を通って、また、微細孔１２２の内壁側の蓄積電荷は微細孔１２２の内壁を通って除去できるので、蛍光体の帯電を低減することができる。また、同様に、蛍光体の蓄熱もメタルバック１１４，導電性配線１４０，微細孔１２２の内壁を伝って放熱でき、さらにメッキ層１２４で被覆された微細孔１２２の内壁面とメッキ層１２４で被覆された導電性配線１４０上面は、グラファイト膜１７０が形成されて黒色であるので、輻射熱をも吸熱し、蛍光体で生じた蓄熱を効率良く放熱でき、温度消光の改善も図ることができる。
【００３４】
背面基板１は、例えばガラス等の絶縁性基板１０と、絶縁性基板１０上に電子放出素子を多数形成して電子源とした電子放出素子形成層１９とからなる。
【００３５】
平面型表示装置は、表示基板１０１と背面基板１とをスペーサ３０で支持し、表示基板１０１と背面基板１の周辺を枠１１６でフリットガラス１１５を用いて封着して、内部を１０^−５〜１０^−７ｔｏｒｒ程度の真空の気密状態としている。
【００３６】
前記した金属シート素材１２０’は、カラーテレビ用のブラウン管（ＣＲＴ）で所定の蛍光体へ電子ビームが照射されるように色選別用マスクとして用いられるシャドウマスクと同様に、低熱膨張率のＦｅ−Ｎｉ系合金の極低炭素鋼薄板に多数の微細孔１２２’がエッチングでマトリクス状に形成され、鋼の再結晶温度以下の４５０〜４７０℃において、酸化性雰囲気で、１０〜２０分間の熱処理が施されて表面の黒化処理がなされたものである。これにより、金属シートを製造する上で従来のシャドウマスクを製造する設備がそのまま利用できる。
【００３７】
金属シート素材１２０’の板厚は２０〜２５０μｍのものを用いる。板厚の下限は、これ以下の鋼板の商業的な需要が少ないこと、また、後述するように蛍光体１１１の層の厚さは略１０〜２０μｍ程度とされるので、これ以上とするためである。また、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の極低炭素鋼薄板は高価であり、これ以上の鋼板の商業的な需要が少ないことや価格の点から２５０μｍ以下とするのが好ましい。
【００３８】
金属シート素材１２０’は表面が黒化処理されて絶縁性の黒色酸化膜であるため、透光性基板１１０側の面はブラックマトリクス１２１として用いることができるが、微細孔１２２’の内面と背面基板１側の面に形成された絶縁性の黒色酸化膜は、直接的にはメッキ層１２４を形成するため、間接的には蛍光体のチャージ電荷を除去するためやメタルバックと導電性を持たせるために、例えばサンドブラストで除去されており、微細孔１２２’の内面と背面基板１側の面は電気を伝導する。
【００３９】
ここで、金属シート素材１２０’の微細孔１２２’の透光性基板１１０側の底部に、導電性配線１４０を形成する工程について、図６を用いて説明する。
【００４０】
先ず、図６（ａ）のように、弱粘着性処理されたのポリエステルシート１６０上に導電性材料の粉末をインクジェット等の方法で導電性配線１４０を例えば格子状（メッシュ状）に形成する。
【００４１】
導電性粉末材料としては例えば導電性の良いＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｃｏ等の粉末がある。これらの金属粉末に黒鉛（グラファイト）粉末を略２０重量％混合して略黒色としたものが好適である。ここではＣｒ粉末に黒鉛粉末を混合したものを用いる。略黒色とするのは、後述するように、コントラストを向上させるためである。
【００４２】
導電性配線１４０の線幅は例えば約１０ｕｍ、厚さは約２ｕｍとする。導電性配線１４０は複数の開口部１４３を有しているが、この開口部１４３は蛍光体１１０からの発光光が透過するので導電性配線１４０の線幅に比べ十分大きくなるように発光表示性能などを考慮して設計的に決定されることはいうまでもない。なお、導電性配線１４０とポリエステルシート１６０との密着性は粘着テープなどを用いて容易に剥離できることが望ましい。
【００４３】
そして、図６（ｂ），（ｃ）のように、金属シート素材１２０’の黒化処理されて絶縁性の黒色酸化膜が設けられた面に前記導電性配線１４０を形成したポリエステルシート１６０を貼り付ける。図６（ｂ）は金属シート側から見た平面図であり、図６（ｃ）は（ｂ）平面図のＸ１−Ｘ２断面図のうちＣ部を拡大した図である。
【００４４】
次に、図６（ｄ）のように、無電界めっき装置で、導電性配線１４０を形成したポリエステルシート１６０を貼り付けた金属シート素材１２０’にメッキ処理をする。メッキ材料としては、メッキに好適でかつ良導電性材料であるＣｒ，Ｃｕ，Ｎｉなどの遷移金属或はＺｎを使用する。ポリエステルシート１６０を貼り付けないもう一方の面と微細孔１２２’の内壁面は、絶縁性の黒色酸化膜が除去されているので、金属シート素材１２０’のこれらの面上には導電性を確保してメッキ層１２４を形成することができる。メッキ厚さは約５μｍとした。導電性配線１４０は金属シート素材１２０’とメッキ層１２４を介して電気的に接続されている。また、金属シート素材１２０’の黒色酸化膜が形成された面とポリエステルシート１６０で挟まれた導電性配線１４０にはメッキ液が接触しないのでメッキはされない。なお、このとき、ポリエステルシート１６０が弱粘着性のシート材であれば金属シート素材１２０’との密着性もよくメッキ仕上がりが良い。
【００４５】
メッキ層１２４を形成した後に、図６（ｅ）のようにポリエステルシート１６０を、メッキ層１２４を形成した金属シート素材１２０’から剥離する。このとき、金属シート素材１２０’の黒色酸化膜が形成された面とポリエステルシート１６０で挟まれた導電性配線１４０はポリエステルシート１６０とともに折り取られて剥離されるので、金属シート素材１２０’と導電性配線１４０はメッキ層を介して一体化されている。そして、前記したように、金属シートのメッキ層１２４で覆われた微細孔１２２の内部にグラファイト膜１７０をコートする黒化処理をして、メッキ層１２４で覆われた微細孔１２２の内壁面とメッキ層１２４で覆われた導電性配線１４０の上面を黒色とする。黒化処理の他の方法として、メッキ層１２４の材料に例えばブラック銅（Ｃｕ），ブラックニッケル（Ｎｉ）等を用いて金属素材シート１２０’と導電性配線１４０にメッキを施す公知の黒化処理方法もある。このようにすれば、メッキ層１２４で覆われた微細孔１２２の内部にグラファイト膜１７０をコートする必要がなくなる。
【００４６】
図６（ｆ）に微細孔１２２の内部に導電性配線１４０が形成された金属シートの一部を拡大して示した斜視図を示す。
【００４７】
以上述べた図６に示す工程で処理されて一体化された導電性配線１４０を備えた金属シート１２０を透光性基板１１０に低融点の固着層１５０で固着する。固着層１５０の固着部材としては、例えば低融点のガラスであるフリットガラスを用い、透光性基板１１０に塗布して、金属シートを接着し、４５０〜４７０℃で熱処理して焼結する。固着部材としては、その他に、液状のガラス前駆体であるポリシラザンがある。これを用いて、１２０℃以上の温度で焼結して固着してもよい。
【００４８】
金属シート１２０を固着層１５０で透光性基板１１０に固着した後、微細孔１２２に赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の蛍光体をそれぞれ略１０〜２０μｍ程度塗布する。そして、その上にフィルミングした後例えばアルミニウムのメタルバック１１４を３０〜２００ｎｍ程度真空蒸着する。なお、メタルバック１１４は、蛍光体１１１の帯電を除去し、また、蛍光体１１１が発光する光を前面に反射させるとともに、電子源からの電子を加速させる加速電圧を印加する加速電極として作用させるものである。勿論、電子源からの電子を十分に透過させる必要があり、この点からメタルバックの厚さが前記範囲内に設定される。
【００４９】
以上述べたように、本発明の実施形態によれば、複数の開口部を有する導電性配線１４０は微細孔１２２内部に金属シート１２０と一体的に形成されており、かつ金属シート１２０はメタルバック１１４とも電気的に機械的に接続されているので、表示基板１０１の微細孔１２２内部に内在する導電性配線１４０とメタルバック１１４に接した画素を形成する蛍光体１１１では、背面基板１の電子源からの電子線を受けて生じる蓄積電荷を、メタルバック１１４と導電性配線１４０と微細孔１２２の内壁側の３方から除去することができ、蛍光体１１１の帯電を効果的に低減することができる。また、蓄熱も同様に３方に伝導できるが、さらに導電性配線１４０のメタルバック側と微細孔１２２の内壁は黒色であるので、輻射熱も吸熱でき、蛍光体で生じた蓄熱を効率良く放熱できることになり、温度消光の改善も図ることができる。また、導電性配線１４０は透光性基板１１０側が略黒色であるため、コントラストの向上にもつながる。
【００５０】
図７は金属シートを背面基板側からみた上面図である。図示をわかり易くするために、導電性配線，蛍光体，メッキ層を省略して示し、画面が５ラインｘ３画素（１画素はＲ光，Ｇ光，Ｂ光を発光する３色画素で構成）で構成されているものとする。しかし、実際には、金属シート全体に、大気圧に耐えるに十分な多数のスペーサを配置する凹部１２３が多数設けられていることはいうまでもない。
【００５１】
図７において、金属シート１２０はマトリクス（２次元）状に設けられた多数の微細孔１２２を備えている。そして、微細孔１２２内に塗布されて内在する蛍光体が発光することにより画素を形成する。図７では微細孔１２２が円形である場合を示す。微細孔１２２内部に蛍光体が塗布されるので、画素形状は微細孔１２２の孔形状と一致するが、ブラウン管の場合と同様に、画素形状即ち微細孔１２２の形状は円形に限定されるものではなく、長円形、四角形や略Ｒを取った四角形であってもよい。なお、図７において、１２５はアライメントマークであり、詳細は後述する。
【００５２】
本発明では、図４に示すように、金属シート１２０はブラックマトリクス１２１が設けられた面とは逆側の面に複数の凹部１２３が設けられている。凹部１２３は透光性基板１１０側から見て、ブラックマトリクス１２１の領域内にあり、この凹部にスペーサ３０を挿入配置しても、背面基板１から蛍光体１１１に到る電子線の軌道に影響を与える懸念はない。本発明では、凹部１２３の深さは、金属シートの厚さの略１／２の１０〜１２５μｍとする。
【００５３】
図７において、この凹部１２３にスペーサ３０を挿入できるようにして、スペーサ３０のアセンブリを容易としている。スペーサ３０を配置する精度は凹部１２３の形成精度によって定まるが、凹部は微細孔と同様、エッチングによって形成されるので、精度よく形成でき、スペーサ３０を背面基板１に対して精度よく所定の位置に配置することができる。また、金属シート１２０には、４隅に例えば十文字のアライメントマーク１２５が微細孔１２２と同様エッチングされて刻まれている。一般に、スペーサ３０のアセンブリは例えばマイクロマシンを用いて自動的に行った方がコストを低減できるが、本発明では、アライメントマーク１２４を位置決めマーカとして用い、自動配置させることができる効果がある。なお、ここではアライメントマーク１２４を４隅に設けたが、これに限定されるものではなく、例えば襷がけに設けてもよいことはいうまでもない。勿論、凹部１２３の形状は、挿入されるスペーサ３０の端面形状に相似であることはいうまでもない。
【００５４】
図７では、紙面左右方向に平板形状のスペーサを配置するために設けた凹部の一実施形態を示している。平板形状のスペーサ３０を配置するために細長い四角形（長方形）の凹部１２３が紙面左右方向に設けられている。平面型表示装置にかかる大気圧に耐えるために、スペーサは複数必要であり、そのため、スペーサを挿入する凹部１２３も複数設けてある。勿論、紙面上下方向に凹部を設けてもよいことはいうまでもない。
【００５５】
以上述べたように、本発明の実施形態によれば、薄い金属シートに多数の微細孔を形成し、この微細孔を用いて蛍光体を塗布し、該金属シートの黒色酸化膜を形成した一方の面をコントラストを向上させるブラックマトリクスとして用い、対向する他方の面に複数の凹部を設け、これらの凹部にスペーサを挿入して配設することにより、コントラストを低下させることなく、スペーサを精度よくかつ容易にアセンブリすることができる。
【００５６】
以上の説明の通り、本発明によれば、蛍光体からの輻射熱も吸熱でき、蛍光体で生じた蓄熱を効率良く放熱することが可能となる。従って、蛍光体の温度劣化を低減され、温度消光の改善を図れるため、平面型表示装置の信頼性の向上、及び長寿命化が実現できる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、平面型表示装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施形態である平面型表示装置の表示基板の一部を示す概略構成図。
【図２】透光性基板上に導電性配線を形成する各工程を示す図。
【図３】第２の一実施形態である平面型表示装置の表示基板の一部を示す概略構成図。
【図４】第３の一実施形態を示す平面型表示装置の概略構成図。
【図５】図４のＡ部を拡大した詳細図。
【図６】導電性配線を形成する工程図。
【図７】金属シートを背面基板側からみた上面図。
【符号の説明】
１…背面基板、１０…絶縁性基板、１９…電子放出素子形成層、
１０１…表示基板、１１０…透光性基板、１１１…蛍光体、
１１２…ブラックマトリクス、１１４…メタルバック、
１１５…フリットガラス、１１６…枠、１２０…金属シート、
１２１…ブラックマトリクス、１２２…微細孔、１２３…凹部、
１２４…メッキ層、１２５…アライメントマーク、１３０…導電性配線、
１３１…クロム層、１３２，１３２’…レジスト、１３３…開口部、
１４０，１４０’…導電性配線、１４３…開口部、１５０…固着層、
１６０…ポリエステルシート、１７０…グラファイト膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat display device such as a field emission display (hereinafter abbreviated as FED) in which an electron source in which electron-emitting devices such as cold cathode devices are arranged in a matrix is accommodated in an airtight container.
[0002]
[Prior art]
An FED, which is a flat-panel display device, comprises a display substrate formed by providing phosphors of three primary colors (R, G, B) on a light-transmitting substrate such as glass, and includes a cold cathode device as an electron source. By causing the emitted electron beam to collide with the phosphor, the phosphor is excited to emit light. In order to cause the electron beam from the electron source to collide with the phosphor, an acceleration electrode is provided on the display substrate, and a voltage is applied to the acceleration electrode to accelerate the electron beam. The configuration of such an FED is disclosed, for example, in FIG.
[0003]
As the accelerating electrode, a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide) is used as disclosed in, for example, FIG. The ITO film is provided between the translucent substrate and the phosphor, and accelerates the electron beam from the electron source, and at the same time, removes the electric charge from the phosphor to reduce the charge of the phosphor.
[0004]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-101965
[Patent Document 2] JP-A-9-320456
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the FED, the electrons from the electron source collide with the phosphor on the translucent substrate by the accelerating electrode, and the phosphor is excited to emit light. About 10% contributes to the emission and about 90% is converted to heat. The heat energy (hereinafter referred to as heat storage) accumulated in the phosphor by this conversion into heat energy causes a change in the composition of the constituent elements of the phosphor substance and a defect in the crystal structure, and the loss of the luminescent center (phosphor degradation) and As a result, the luminous efficiency of the phosphor decreases, that is, so-called temperature quenching occurs. Such deterioration of the phosphor and quenching of the temperature cause a decrease in the reliability of the FED and a hindrance to a long life.
[0006]
However, in the above-mentioned prior art, the heat dissipation path of the heat storage is not mentioned at all, and in particular, the cooling path of the heat storage of the phosphor by radiant heat is not considered.
[0007]
Therefore, in order to prevent the deterioration of the phosphor and improve the reliability of the FED and prolong the service life, it is necessary to efficiently radiate the heat stored in the phosphor and prevent the deterioration and the temperature quenching of the phosphor. is there.
[0008]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a flat display device in which the diffusion (radiation) of heat stored in a phosphor is improved to improve reliability. is there.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, in the present invention, a conductive wiring made of a heat absorber is used as an acceleration electrode arranged between a light transmitting substrate and a phosphor of the display substrate. It is characterized by the following. The conductive wiring made of the heat absorber is in a mesh (grating) shape having a plurality of openings, and has a heat radiation coefficient of 0.3 or more in order to easily absorb radiant heat from the phosphor. (Preferably 0.5 or more). Preferably, the conductive wiring is substantially black.
[0010]
According to the configuration of the present invention as described above, the kinetic energy of the electron beam collides with the phosphor and is converted into heat, and the heat is transmitted between the phosphors and transmitted to the conductive wiring. However, since the conductive wiring is composed of a heat absorber, it easily absorbs radiant heat. Therefore, the kinetic energy of the electron beam converted into radiant heat by the phosphor is efficiently absorbed by the conductive wiring and radiated. Therefore, according to the present invention, the heat stored in the phosphor can be efficiently radiated, and the temperature quenching can be improved.
[0011]
Further, in the present invention, a metal sheet having a plurality of fine holes formed in the display substrate is provided, and a phosphor is provided inside each of the fine holes of the metal sheet. Is formed so as to be integrated with the metal sheet. Further, a metal back is provided as an accelerating electrode on the phosphor (on the electron source side of the phosphor), and the metal back is electrically connected to a metal sheet. And the side opposite to () are blackened in order to facilitate heat absorption.
[0012]
According to such a configuration, the accumulated electrification of the phosphor inside the fine hole can be removed from the three sides of the metal back, the conductive wiring, and the inner wall side of the fine hole, and the phosphor is charged. Can be effectively reduced. Similarly, the heat stored in the phosphor can also be conducted in three directions. However, since the surface of the conductive wiring and the inner wall of the fine hole are black, radiant heat can be absorbed, and the heat generated by the phosphor can be absorbed. Can be efficiently dissipated. Therefore, according to this configuration, temperature quenching can be improved. Further, the conductive wiring leads to an improvement in contrast because the light-transmitting substrate is substantially black.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to parts common to the drawings, and repeated description of the parts will be omitted.
[0014]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a part of a display substrate of a flat display device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view thereof, and FIG. It is the top view seen. The present invention is characterized in that the display substrate used in the case of the conventional low-speed electron beam of the first configuration is provided with a substantially black conductive wiring having an opening for transmitting light instead of the light-transmitting ITO film. And
[0015]
In FIG. 1, the display substrate according to the present invention includes, on a translucent substrate 110, a conductive wiring 130 having a plurality of openings 133 through which light is transmitted at least in the pixels of the respective phosphors 111R, 111G, and 111B. . The conductive wiring 130 may be in the black matrix 112 region, and in the present embodiment, the conductive wiring 130 is also provided in the black matrix 112 region. The wiring pattern of the conductive wiring 130 may be a wiring in which wirings are arranged in one direction in parallel with each other, but a grid-like (mesh-like) wiring pattern as shown in FIG. . An electron source (not shown) (an electron-emitting device of a cold cathode device) is arranged in the upper part of FIG. Therefore, in FIG. 1A, the electron beam is emitted from top to bottom.
[0016]
The width of each line constituting the conductive wiring is about 5 to 15 μm in order to enlarge the opening 133 through which light passes, and its thickness is about 100 nm. It goes without saying that the opening 133 is designed in consideration of light emitting display performance and the like so as to be sufficiently larger than the line width of the conductive wiring 130.
[0017]
The conductive wiring 130 absorbs heat so as to easily absorb the radiant heat generated in the phosphor 111 due to the collision of the electron beam and to radiate the absorbed heat to the atmosphere through the light-transmitting substrate 110. It consists of a body. In this embodiment, Cr (chromium), which is substantially black, is used as the conductive material in order to make the conductive wiring 130 a heat absorbing tie. If such a material is used, the heat radiation coefficient of the conductive wiring 130 can be 0.3 or more. In order to more efficiently absorb radiant heat, it is preferable that the heat radiation coefficient of the conductive wiring 130 be 0.5 or more. A low-speed acceleration voltage, for example, 2 kV (not shown) is applied to the conductive wiring 130, and the conductive wiring 130 functions as an acceleration electrode. That is, the phosphor 111 is excited by causing an electron beam from an electron source (not shown) to collide with the phosphor 111. Reference numeral 112 denotes a black matrix provided for improving the contrast. In FIG. 1, for convenience, the area of the black matrix 112 is smaller than that of the phosphor 111, but actually, the area of the black matrix 112 is equal to or larger than the area of the phosphor 111.
[0018]
By configuring the display substrate in this manner, each of the phosphors 111R, 111G, and 111B excited by an electron beam from an electron source (not shown) emits corresponding color light R, G, and B, and each color light is transmitted. The light exits through the optical substrate 110. At this time, the kinetic energy of most (about 90%) of the electron beam is converted into heat by the phosphor 111. This heat is transmitted between the phosphors 111 and is conducted to the conductive wiring 130. In addition, since the conductive wiring 130 is substantially black and thus easily absorbs radiant heat, the movement of the electron beam converted into radiant heat is performed. Energy is efficiently absorbed and dissipated by the conductive wiring 130.
[0019]
As described above, when the conductive wiring according to the present invention is used, not only conductive heat but also radiant heat can be absorbed. Therefore, the heat stored in the phosphor can be efficiently radiated, and the temperature quenching can be improved. Of course, since the conductive wiring 130 has conductivity, it is the same as in the related art to prevent excessive charging caused by the phosphor. Further, since the conductive wiring 130 is substantially black and a plurality of conductive wirings are provided for each pixel, the contrast can be improved.
[0020]
In the above embodiment, the conductive wiring 130 is substantially black, but may be gray if the heat radiation coefficient is 0.3 or more (preferably 0.5 or more). In order to more efficiently absorb radiant heat, the surface of the conductive wiring 130 may have a rough surface (that is, a shape that can reduce the reflection of radiant heat). Further, if the heat radiation coefficient is 0.3 or more, a nickel alloy or the like may be used instead of chromium for the conductive wiring 130.
[0021]
Next, a method for manufacturing the conductive wiring 130 will be described. FIG. 2 is a view showing each step of forming a conductive wiring on a light-transmitting substrate. First, as shown in FIG. 2A, a Cr layer 131 is formed on the translucent substrate 110 by vacuum deposition such as sputtering to a thickness of about 100 nm as shown in FIG. Next, a photosensitive resist 132 is applied on the upper surface of the Cr layer 131 as shown in FIG. Thereafter, the photosensitive resist 132 is exposed using an exposure mask (not shown) having a conductive wiring forming pattern as shown in FIG. An etching resist pattern 132 'is formed. Then, an unnecessary portion of the Cr layer is removed by wet etching as shown in FIG. 4D to form a conductive wiring pattern, and an etching resist pattern 132 ′ remaining on the conductive wiring pattern as shown in FIG. Is stripped and removed with an alkali solution or the like to obtain a conductive wiring 130. Note that a phosphor and a black matrix are provided on the light-transmitting substrate 110 provided with the conductive wiring formed as described above. However, this step is the same as the conventional one, and the description is omitted.
[0022]
Next, a second embodiment in which the present invention is applied to a display substrate of a flat panel display device used in the case of a high-speed electron beam will be described. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a part of the display substrate of the flat panel display according to the second embodiment. In FIG. 3, the same reference numerals are given to parts common to FIG. 1, and the repeated description thereof will be omitted.
[0023]
3, a substantially black conductive wiring 130 is formed on the transparent substrate 110 by the process shown in FIG. 2, a phosphor 111 and a black matrix 112 are formed thereon, and the phosphor 111 and the black matrix 112 are formed. A metal back 114 is provided on the entire upper surface of the substrate. The metal back back 114 and the conductive wiring 130 are connected to each other at a terminal by, for example, a conductive wire (not shown) to have the same potential.
[0024]
As described above, according to the present invention, the conductive wiring 130 is also provided between the phosphor 111 and the translucent substrate 110 as compared with the related art, so that the accumulated charge generated in the phosphor 111 is transferred to the metal back 114 by the conductive material. According to the present invention, the excess charge generated in the phosphor 111 can be reduced because it can be removed by both of the wirings 130. Further, the substantially black conductive wiring 130 not only satisfactorily conducts the heat from the phosphor 111 but also absorbs the radiant heat from the phosphor 111, so that the heat storage generated by the phosphor can be efficiently radiated, and The extinction can be improved. Further, since a plurality of substantially black conductive wirings 130 are provided in each pixel, the contrast can be improved. Further, since the conductive wiring 130 has the same potential as the metal back 114 serving as the accelerating electrode, an electron source penetrating the metal back 114 and having penetrated more than half of the thickness (about 20 μm) of the layer of the phosphor 114 has entered. An electron beam (not shown) is attracted to the conductive wiring 130 side, and the electron beam collides with the phosphor on the translucent substrate side, thereby improving the luminous efficiency of the phosphor.
[0025]
In this embodiment, when an ITO film, which is a transparent conductive film, is provided instead of the conductive wiring 130 provided between the translucent substrate 110 and the phosphor 111, an electron source penetrating the metal back 114 is provided. Some of the high-speed electron beams from the substrate pass through the layer of the phosphor 111 and collide with the ITO film, causing blackening (browning) of the ITO film. Blackening of the ITO film is not preferable because the transmittance of the phosphor emitted light decreases.
[0026]
Next, a third embodiment will be described. The present invention is different from the second embodiment in which conductive wiring is provided on a light-transmitting substrate, a black matrix and a phosphor are formed thereon, and a metal back is deposited thereon. Micropores are formed, a phosphor is applied in the micropores, one surface of the metal sheet is blackened and used as a black matrix, and a plurality of concave portions are provided on the other opposing surface, and spacers are formed in these concave portions. There is a characteristic in that the device is inserted and disposed. This will be described in detail below.
[0027]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a flat panel display according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is an enlarged detail view of a portion A in FIG. In FIGS. 4 and 5, the same parts as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. This will be described below with reference to FIGS.
[0028]
4 and 5, the display substrate 101 has a light-transmitting substrate 110 such as glass through which light passes, and a large number of fine holes 122 arranged in a matrix (two-dimensional shape). A thin metal sheet 120 having conductive wiring 140 formed on the bottom of the inside of the light transmitting substrate 110, a low melting point fixing layer 150 for fixing the metal sheet 120 to the light transmitting substrate 110, The fluorescent material 111 is provided so as to cover the conductive wiring 140 in the fine hole 122 and is present therein, and the metal back 114 is formed of, for example, aluminum on the metal sheet 120 by vapor deposition.
[0029]
The metal sheet 120 has a plurality of fine holes 122 ′ in the metal sheet material 120 ′ having a large number of fine holes 122 ′ arranged in a matrix (two-dimensional shape) at the bottom (near the opening) of the transparent substrate 110 side of the fine holes 122 ′. A conductive wiring 140 having an opening 143 is provided, a plating layer 124 is formed on the metal sheet 120 ′ and the conductive wiring 140, and a conductive layer 140 is formed through the fine holes 122 covered with the plating layer 124. The wiring 140 is integrated. Therefore, the conductive wiring 140 is electrically connected to the metal sheet 120 (details will be described later).
[0030]
The inside of each fine hole 122 of the metal sheet 120 is blackened by forming a graphite film 170 on the plating layer 124 by inkjet. That is, a black conductive graphite film 170 is formed on the inner wall surface of the fine hole 122 covered with the plating layer 124 and the upper surface of the conductive wiring 140 covered with the plating layer 124.
[0031]
Similar to the shadow mask used for the cathode ray tube (CRT), a large number of fine holes 122 ′ are formed in a matrix on the metal sheet material 120 ′, and these fine holes 122 ′ are used as holes for applying the phosphor 111. Further, the surface on the light-transmitting substrate 110 side is made substantially black in order to prevent reflection of external light and to prevent a decrease in contrast, thereby forming a black matrix 121. Further, on the rear substrate 1 side, there is provided a concave portion 123 in which a dent, a groove, or the like for inserting the spacer 30 is formed in some places.
[0032]
A conductive wiring 140 having an opening 143 is integrally formed at the bottom of the fine hole 122 of the metal sheet 120 on the light-transmitting substrate 110 side, and the conductive wiring in the fine hole 122 covered with the plating layer 124 is formed. The phosphor 111 is applied over the plating layer 124 on which the black conductive graphite film 170 is coated.
[0033]
Since the metal sheet 120 is also electrically connected to the metal back 114 via the plating layer 124 and also electrically connected to the conductive wiring 140, the electron beam from the electron source from the rear substrate 1 is Of the charges accumulated in the phosphor 111 generated by the irradiation, the accumulated charges on the metal back 114 side pass through the metal back 114, the accumulated charges on the fixed layer 150 side pass through the conductive wiring 140, and the fine holes 122. Since the accumulated charge on the inner wall side of the fine hole 122 can be removed through the inner wall of the fine hole 122, the charge of the phosphor can be reduced. Similarly, the heat storage of the phosphor can also be dissipated through the metal back 114, the conductive wiring 140, and the inner wall of the fine hole 122, and furthermore, the inner wall surface of the fine hole 122 covered with the plating layer 124 and the plating layer 124 cover it. Since the upper surface of the conductive wiring 140 thus formed is black with the graphite film 170 formed thereon, it can also absorb radiant heat, efficiently dissipate heat stored in the phosphor, and improve temperature quenching.
[0034]
The back substrate 1 includes an insulating substrate 10 made of, for example, glass and the like, and an electron emitting element forming layer 19 in which a large number of electron emitting elements are formed on the insulating substrate 10 and used as an electron source.
[0035]
In the flat panel display device, the display substrate 101 and the rear substrate 1 are supported by spacers 30, the periphery of the display substrate 101 and the rear substrate 1 are sealed with a frame 116 using frit glass 115, and ^-5 -10 ^-7 It is in an airtight state of a vacuum of about torr.
[0036]
Like the shadow mask used as a color selection mask so that a predetermined phosphor is irradiated with an electron beam by a cathode ray tube (CRT) for a color television, the metal sheet material 120 ′ has a low thermal expansion coefficient of Fe— A large number of micropores 122 'are formed in a matrix by etching in a very low carbon steel thin plate of a Ni-based alloy, and heat treatment is performed at 450 to 470 ° C below the recrystallization temperature of the steel in an oxidizing atmosphere for 10 to 20 minutes. It has been subjected to a blackening treatment on the surface. This allows the conventional equipment for manufacturing a shadow mask to be used as it is for manufacturing a metal sheet.
[0037]
The sheet thickness of the metal sheet material 120 ′ is 20 to 250 μm. The lower limit of the plate thickness is that the commercial demand for a steel plate less than this is small, and the thickness of the layer of the phosphor 111 is about 10 to 20 μm as described later, so that it is more than this. is there. Further, the ultra-low carbon steel sheet of the Fe—Ni alloy is expensive, and it is preferable to set the thickness to 250 μm or less from the viewpoint of a small commercial demand of a steel sheet more than this and a price.
[0038]
Since the surface of the metal sheet material 120 ′ is a black oxide film having a blackened surface and an insulating property, the surface on the light-transmitting substrate 110 side can be used as the black matrix 121. The insulating black oxide film formed on the surface on the side of the substrate 1 directly forms the plating layer 124, indirectly removes the charge of the phosphor, and has conductivity with the metal back. For example, the inner surface of the fine hole 122 ′ and the surface on the back substrate 1 side conduct electricity.
[0039]
Here, a process of forming the conductive wiring 140 on the bottom of the fine hole 122 'of the metal sheet material 120' on the light-transmitting substrate 110 side will be described with reference to FIG.
[0040]
First, as shown in FIG. 6A, a conductive wiring 140 is formed in a grid shape (mesh shape) by applying a powder of a conductive material on a polyester sheet 160 which has been subjected to a low tackiness treatment by an ink jet method or the like.
[0041]
Examples of the conductive powder material include powders of Au, Ag, Cu, Ni, Cr, Fe, Al, Zn, Ti, Ta, Mo, Co, and the like having good conductivity. It is preferable to mix these metal powders with about 20% by weight of graphite (graphite) powder to make them substantially black. Here, a mixture of Cr powder and graphite powder is used. The substantially black color is used to improve the contrast as described later.
[0042]
The line width of the conductive wiring 140 is, for example, about 10 μm, and the thickness is about 2 μm. The conductive wiring 140 has a plurality of openings 143, and since the openings 143 transmit light emitted from the phosphor 110, the light emitting display performance is set to be sufficiently larger than the line width of the conductive wiring 140. Needless to say, it is determined by design in consideration of the above. It is desirable that the adhesion between the conductive wiring 140 and the polyester sheet 160 can be easily peeled off using an adhesive tape or the like.
[0043]
Then, as shown in FIGS. 6B and 6C, the polyester sheet 160 in which the conductive wiring 140 is formed on the surface of the metal sheet material 120 ′ where the insulating black oxide film is provided by the blackening treatment is provided. paste. FIG. 6B is a plan view as viewed from the metal sheet side, and FIG. 6C is an enlarged view of a portion C in the X1-X2 cross-sectional view of the plan view of FIG.
[0044]
Next, as shown in FIG. 6D, plating is performed on the metal sheet material 120 'to which the polyester sheet 160 on which the conductive wiring 140 is formed is attached by using an electroless plating apparatus. As a plating material, a transition metal such as Cr, Cu, or Ni, which is suitable for plating and has good conductivity, or Zn is used. The other surface on which the polyester sheet 160 is not attached and the inner wall surface of the fine holes 122 'have been removed from the insulating black oxide film, so that conductivity is secured on these surfaces of the metal sheet material 120'. Thus, the plating layer 124 can be formed. The plating thickness was about 5 μm. The conductive wiring 140 is electrically connected to the metal sheet material 120 ′ via the plating layer 124. In addition, since the plating solution does not contact the conductive wiring 140 sandwiched between the surface of the metal sheet material 120 'where the black oxide film is formed and the polyester sheet 160, no plating is performed. At this time, if the polyester sheet 160 is a weakly adhesive sheet material, the adhesion to the metal sheet material 120 'is good and the plating finish is good.
[0045]
After forming the plating layer 124, the polyester sheet 160 is peeled off from the metal sheet material 120 'on which the plating layer 124 has been formed as shown in FIG. At this time, the conductive wiring 140 sandwiched between the surface of the metal sheet material 120 'where the black oxide film is formed and the polyester sheet 160 is cut off together with the polyester sheet 160 and peeled off. The wiring 140 is integrated via a plating layer. Then, as described above, the inside of the fine holes 122 covered with the plating layer 124 of the metal sheet is subjected to a blackening treatment to coat the graphite film 170, and the inner wall surface of the fine holes 122 covered with the plating layer 124 is formed. The upper surface of the conductive wiring 140 covered with the plating layer 124 is black. As another method of the blackening treatment, a known blackening treatment of plating the metal material sheet 120 ′ and the conductive wiring 140 using, for example, black copper (Cu), black nickel (Ni) or the like as the material of the plating layer 124. There are ways. This eliminates the need to coat the graphite film 170 inside the fine holes 122 covered with the plating layer 124.
[0046]
FIG. 6F is an enlarged perspective view showing a part of the metal sheet in which the conductive wiring 140 is formed inside the fine hole 122.
[0047]
The metal sheet 120 provided with the conductive wirings 140 processed and integrated in the process shown in FIG. 6 described above is fixed to the translucent substrate 110 with the fixing layer 150 having a low melting point. As a fixing member of the fixing layer 150, for example, frit glass, which is a glass having a low melting point, is applied to the translucent substrate 110, a metal sheet is adhered, and heat treatment is performed at 450 to 470 ° C. for sintering. Another example of the fixing member is polysilazane, which is a liquid glass precursor. By using this, it may be fixed by sintering at a temperature of 120 ° C. or more.
[0048]
After the metal sheet 120 is fixed to the translucent substrate 110 with the fixing layer 150, red (R), green (G), and blue (B) phosphors are applied to the fine holes 122 at about 10 to 20 μm, respectively. After filming thereon, for example, a metal back 114 made of aluminum is vacuum-deposited to a thickness of about 30 to 200 nm. The metal back 114 removes the charge of the phosphor 111, reflects the light emitted from the phosphor 111 to the front surface, and acts as an acceleration electrode for applying an acceleration voltage for accelerating electrons from the electron source. Things. Of course, it is necessary to sufficiently transmit electrons from the electron source, and from this point, the thickness of the metal back is set within the above range.
[0049]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the conductive wiring 140 having a plurality of openings is formed integrally with the metal sheet 120 inside the fine hole 122, and the metal sheet 120 is Since it is also electrically and mechanically connected to the conductive substrate 114, the conductive wiring 140 inside the fine hole 122 of the display substrate 101 and the phosphor 111 that forms a pixel in contact with the metal back 114 are used to form the electrons on the rear substrate 1. Accumulated charge generated by receiving an electron beam from the source can be removed from three sides of the metal back 114, the conductive wiring 140, and the inner wall side of the fine hole 122, thereby effectively reducing the charge of the phosphor 111. Can be. Similarly, heat storage can be conducted in three directions. However, since the metal back side of the conductive wiring 140 and the inner wall of the fine hole 122 are black, radiant heat can be absorbed, and heat storage generated by the phosphor can be efficiently radiated. And the quenching of the temperature can be improved. In addition, since the conductive wiring 140 has a substantially black color on the light-transmitting substrate 110 side, the contrast is improved.
[0050]
FIG. 7 is a top view of the metal sheet as viewed from the rear substrate side. For simplicity of illustration, the conductive wiring, the phosphor, and the plating layer are omitted, and the screen is composed of 5 lines x 3 pixels (one pixel is composed of three color pixels that emit R light, G light, and B light). It shall be configured. However, in fact, it goes without saying that the entire metal sheet is provided with a large number of concave portions 123 for disposing a large number of spacers sufficient to withstand the atmospheric pressure.
[0051]
In FIG. 7, the metal sheet 120 has a large number of fine holes 122 provided in a matrix (two-dimensional) shape. Then, the phosphor is applied in the fine holes 122 and emits light to form pixels. FIG. 7 shows a case where the fine holes 122 are circular. Since the phosphor is applied inside the minute holes 122, the pixel shape matches the hole shape of the minute holes 122, but the pixel shape, that is, the shape of the minute holes 122 is not limited to a circle as in the case of the cathode ray tube. Alternatively, the shape may be an oval, a rectangle, or a rectangle having a substantially round shape. In FIG. 7, reference numeral 125 denotes an alignment mark, which will be described later in detail.
[0052]
In the present invention, as shown in FIG. 4, the metal sheet 120 is provided with a plurality of recesses 123 on a surface opposite to the surface on which the black matrix 121 is provided. The concave portion 123 is located in the region of the black matrix 121 when viewed from the translucent substrate 110 side, and even if the spacer 30 is inserted and arranged in this concave portion, the trajectory of the electron beam from the back substrate 1 to the phosphor 111 is affected. There are no concerns to give. In the present invention, the depth of the concave portion 123 is set to 10 to 125 μm, which is approximately の of the thickness of the metal sheet.
[0053]
In FIG. 7, the spacer 30 can be inserted into the recess 123 to facilitate the assembly of the spacer 30. The precision of the arrangement of the spacers 30 is determined by the precision of the formation of the recesses 123. Since the recesses are formed by etching, similarly to the fine holes, the recesses can be formed accurately and the spacers 30 can be accurately positioned at predetermined positions with respect to the back substrate 1. Can be arranged. Further, in the metal sheet 120, for example, a cross mark 125 of a cross shape is etched and carved at the four corners in the same manner as the fine holes 122. Generally, the cost can be reduced by automatically assembling the spacers 30 using, for example, a micromachine. However, in the present invention, there is an effect that the alignment marks 124 can be automatically arranged using the alignment marks 124 as positioning markers. Although the alignment marks 124 are provided at the four corners here, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the alignment marks 124 may be provided crosswise. Needless to say, the shape of the recess 123 is similar to the shape of the end face of the spacer 30 to be inserted.
[0054]
FIG. 7 shows an embodiment of the concave portion provided for disposing the flat spacer in the left-right direction on the paper surface. An elongated rectangular (rectangular) recessed portion 123 is provided in the left-right direction on the paper to dispose the flat spacer 30. In order to withstand the atmospheric pressure applied to the flat display device, a plurality of spacers are required, and therefore, a plurality of recesses 123 into which the spacers are inserted are also provided. Of course, it goes without saying that a concave portion may be provided in the vertical direction on the paper surface.
[0055]
As described above, according to the embodiment of the present invention, a number of fine holes are formed in a thin metal sheet, a phosphor is applied using the fine holes, and a black oxide film of the metal sheet is formed. This surface is used as a black matrix for improving the contrast, a plurality of recesses are provided on the other surface facing each other, and spacers are inserted and arranged in these recesses, so that the spacers can be accurately formed without lowering the contrast. And it can be easily assembled.
[0056]
As described above, according to the present invention, radiant heat from a phosphor can be absorbed, and heat storage generated by the phosphor can be efficiently radiated. Therefore, the temperature deterioration of the phosphor is reduced and the temperature quenching can be improved, so that the reliability and the life of the flat display device can be improved.
[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention, the reliability of the flat display device can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a part of a display substrate of a flat panel display device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing each step of forming a conductive wiring on a light-transmitting substrate. FIGS.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a part of a display substrate of the flat display device according to the second embodiment;
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a flat panel display device according to a third embodiment.
5 is an enlarged detail view of a portion A in FIG. 4;
FIG. 6 is a process chart for forming a conductive wiring.
FIG. 7 is a top view of the metal sheet as viewed from the rear substrate side.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Back substrate, 10 ... Insulating substrate, 19 ... Electron emission element formation layer,
101: display substrate, 110: translucent substrate, 111: phosphor,
112: black matrix, 114: metal back,
115: frit glass, 116: frame, 120: metal sheet,
121: black matrix, 122: micropore, 123: recess,
124: plating layer, 125: alignment mark, 130: conductive wiring,
131: chrome layer, 132, 132 ': resist, 133: opening,
140, 140 ': conductive wiring, 143: opening, 150: fixing layer,
160: polyester sheet, 170: graphite film

Claims

複数の電子放出素子が形成された背面基板と、該背面基板に対向して配置され、透光性基板上に前記電子放出素子からの電子線によって励起され発光する蛍光体が形成された表示基板とを備えた平面型表示装置において、
前記表示基板の、前記透光性基板と前記蛍光体との間に、メッシュ状の導電性配線を設け、該導電性配線が、熱吸収体で構成されることを特徴とする平面型表示装置。A rear substrate on which a plurality of electron-emitting devices are formed, and a display substrate disposed on the rear substrate and formed on a light-transmitting substrate with a phosphor which is excited by an electron beam from the electron-emitting devices and emits light In the flat display device having
A flat display device, wherein a mesh-shaped conductive wiring is provided between the translucent substrate and the phosphor on the display substrate, and the conductive wiring is formed of a heat absorber. .

前記熱吸収体で構成された導電性配線は、前記蛍光体から発する輻射熱を吸収する構成であることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。2. The flat display device according to claim 1, wherein the conductive wiring made of the heat absorber is configured to absorb radiant heat emitted from the phosphor. 3.

前記熱吸収体で構成された導電性配線は、略黒色であることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。2. The flat display device according to claim 1, wherein the conductive wiring made of the heat absorber is substantially black.

前記熱吸収体で構成された導電性配線は、その熱輻射係数が０．３以上であることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。2. The flat display device according to claim 1, wherein the conductive wiring made of the heat absorber has a heat radiation coefficient of 0.3 or more. 3.

前記熱吸収体で構成された導電性配線は、その熱輻射係数が０．５以上であることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。2. The flat display device according to claim 1, wherein the conductive wiring made of the heat absorber has a heat radiation coefficient of 0.5 or more. 3.

前記熱吸収体で構成された導電性配線は、その表面が粗面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置。2. The flat display device according to claim 1, wherein the conductive wiring made of the heat absorber has a rough surface. 3.

絶縁性基板上に複数の電子放出素子が形成された背面基板と、該背面基板に対向して配置され、透光性基板上に前記電子放出素子からの電子線によって励起され発光する蛍光体が形成された表示基板と、前記背面基板と前記表示基板との間に垂直に配設されてその間隔を維持する支持体と、枠部材とを備え、前記背面基板と前記表示基板と前記枠部材とで囲まれた空間が真空雰囲気とされる平面型表示装置において、
前記表示基板の、前記透光性基板と前記蛍光体との間に導電性配線を設け、該導電性配線が略黒色であることを特徴とする平面型表示装置。A back substrate in which a plurality of electron-emitting devices are formed on an insulating substrate, and a phosphor which is disposed to face the back substrate and emits light when excited by an electron beam from the electron-emitting devices on a light-transmitting substrate. A display substrate formed, a support member vertically disposed between the rear substrate and the display substrate to maintain a distance therebetween, and a frame member; and the rear substrate, the display substrate, and the frame member. In a flat display device in which the space surrounded by
A flat display device, wherein a conductive wiring is provided between the translucent substrate and the phosphor on the display substrate, and the conductive wiring is substantially black.

前記導電性配線の配線パターンがメッシュ状であることを特徴とする請求項７に記載の平面型表示装置。8. The flat display device according to claim 7, wherein a wiring pattern of the conductive wiring is in a mesh shape.

前記導電性配線の導電性材料がＣｒであることを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の平面型表示装置。9. The flat display device according to claim 7, wherein a conductive material of the conductive wiring is Cr.

絶縁性基板上に複数の電子放出素子が形成された背面基板と、該背面基板に対向して配置され、透光性基板上に前記電子放出素子からの電子線によって励起され発光する蛍光体が形成された表示基板と、前記背面基板と前記表示基板との間に垂直に配設されてその間隔を維持する支持体と、枠部材とを備え、前記背面基板と前記表示基板と前記枠部材とで囲まれた空間が真空雰囲気とされる平面型表示装置において、
前記表示基板は、少なくとも、光の出射側から順に配置された、前記透光性基板と、前記蛍光体が内在して画素となる発光領域を形成する微細孔がマトリクス状に多数設けられた金属シートと、前記金属シート上に電気的に接続されて形成された加速電極となるメタルバックとを含み、
該微細孔の該透光性基板側孔部の開口部近傍には、複数の開口部を有する導電性配線が一体的に形成され、該導電性配線の該透光性基板側は略黒色であり、該微細孔の内壁面と該導電性配線の該微細孔内部側は導電性の黒化処理がなされて略黒色であり、該蛍光体は該微細孔内壁と該導電性配線と該メタルバックに接して該微細孔内部に内在することを特徴とする平面型表示装置。A back substrate in which a plurality of electron-emitting devices are formed on an insulating substrate, and a phosphor which is disposed to face the back substrate and emits light when excited by an electron beam from the electron-emitting devices on a light-transmitting substrate. A display substrate formed, a support member vertically disposed between the rear substrate and the display substrate to maintain a distance therebetween, and a frame member; and the rear substrate, the display substrate, and the frame member. In a flat display device in which the space surrounded by
The display substrate is a metal in which at least a plurality of the light-transmissive substrates and a plurality of micropores forming a light-emitting region serving as a pixel in which the phosphor is present are arranged in a matrix from the light emission side. A sheet, including a metal back that serves as an acceleration electrode formed electrically connected to the metal sheet,
In the vicinity of the opening of the light-transmitting substrate side hole of the fine hole, a conductive wiring having a plurality of openings is integrally formed, and the light-transmitting substrate side of the conductive wiring is substantially black. The inner wall surface of the fine hole and the inside of the fine hole of the conductive wiring are subjected to a conductive blackening treatment to be substantially black, and the phosphor is formed of the inner wall of the fine hole, the conductive wiring and the metal. A flat-panel display device, wherein the flat-panel display device is in contact with a back and is present inside the fine hole.

前記金属シートが厚さ２０μｍ乃至２５０μｍのほぼ均一厚さを有することを特徴とする請求項１０に記載の平面型表示装置。The flat panel display according to claim 10, wherein the metal sheet has a substantially uniform thickness of 20 μm to 250 μm.

前記金属シートの組成がＦｅ−Ｎｉを主成分とすることを特徴とする請求項１０または１１のいずれかに記載の平面型表示装置。The flat panel display according to claim 10, wherein a composition of the metal sheet is mainly composed of Fe—Ni.

前記導電性配線の導電性配線材料がＣｕ，Ｃｒ，Ｎｉの遷移金属またはＺｎのうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１０に記載の平面型表示装置。The flat display device according to claim 10, wherein the conductive wiring material of the conductive wiring includes at least one of a transition metal of Cu, Cr, and Ni or Zn.

前記金属シートの前記透光性基板側の面が略黒色であることを特徴とする請求項１０に記載の平面型表示装置。The flat display device according to claim 10, wherein a surface of the metal sheet on the light-transmitting substrate side is substantially black.