(57)【要約】【課題】ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイデバイス）において、アノード基板に高い信頼性をもって高電圧である陽極電圧を供給する。【解決手段】カソード基板１側に取り付けられた排気基板６に高電圧導入端子６０を封着する。高電圧導入端子６０にコンタクトスプリング５０をスポット溶接で取り付ける。コンタクトスプリング５０はアノード基板２に形成されたアノード端子２４と接触してアノード基板２に高電圧を供給する。アノード端子２４は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークを分散させた導電ペーストを焼結した膜で構成される。フリットガラスは鉛を含まないので環境に対する悪影響が無い。銀フレークを銀粒子とともに用いるのでアノード端子２４の導通の信頼性も高い。【選択図】図４
2008251365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、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封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス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封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記アノード端子での銀の割合は６０重量％から９５重量％であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記銀粒子と前記銀フレークの合計を１００としたとき、前記銀フレークは５０以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記銀粒子と前記銀フレークの合計を１００としたとき、前記銀フレークは７０±１０であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記アノード基板には前記蛍光体を覆ってメタルバックが形成され、前記アノード端子は前記メタルバック上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
前記アノード基板と前記カソード基板とは枠体を介して酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスによって封着されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記高電圧導入端子は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスによってガラス基板に封着されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記アノード端子の断面は端部の最も厚い部分の膜厚がアノード端子平均の膜厚の１．５倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記アノード端子の形状はコーナー部がＲを有する矩形であり、前記Ｒは１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１０】
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、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、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封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス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封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は鉛を含まないフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
前記アノード端子での銀の割合は６０重量％から９５重量％であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記銀粒子と前記銀フレークの合計を１００としたとき、前記銀フレークは５０以上であることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記アノード基板と前記カソード基板とは枠体を介して鉛を含まないフリットガラスによって封着されていることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１４】
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、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、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封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス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封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に設置された板状の金属アノード端子と接続し、前記金属アノード端子は前記アノード基板とは導電性フリットガラスによって接着されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
前記金属アノード端子は円盤状のＦｅ−Ｎｉ合金で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記金属アノード端子はＦｅ５２重量％−Ｎｉ４８重量％である合金で形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記導電性フリットガラスは酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜によって接着されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記金属アノード端子は前記アノード基板に形成されたＡｌ膜によるメタルバック上に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記接続部材は金属製のコンタクトスプリングであることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記導電性フリットガラスは鉛を成分としないフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜によって接着されていることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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デバイス（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。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３１４３３号公報
【特許文献２】特開平１０−３２６５８１号公報
【特許文献３】特開２０００−３１１６３６号公報
【特許文献４】特開２００３−１１５２７１号公報
【特許文献５】特開平５−１１４３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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（アノード端子）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。
【０００８】
アノード端子が削れ落ちる問題等を対策するために、アノード端子には鉛入りフリットガラスに銀粒子を分散させた銀ペーストを塗付し、焼結したものを用いることが出来る。しかし、鉛入りフリットガラスは環境問題を引き起こす。またこのような銀ペーストを使用した場合でもアノード端子の形状によってはアノード端子の１部が剥がれ落ちるという問題は生じていた。
【０００９】
本発明の課題は以上のような問題点を克服し、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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたもので、主な手段は次のとおりである。
【００１１】
（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、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、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封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス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封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。
（２）前記アノード端子での銀の割合は６０重量％から９５重量％であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（３）前記銀粒子と前記銀フレークの合計を１００としたとき、前記銀フレークは５０以上であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（４）前記銀粒子と前記銀フレークの合計を１００としたとき、前記銀フレークは７０±１０であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（５）前記アノード基板には前記蛍光体を覆ってメタルバックが形成され、前記アノード端子は前記メタルバック上に形成されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（６）前記アノード基板と前記カソード基板とは枠体を介して酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスによって封着されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
（７）前記高電圧導入端子は酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスによってガラス基板に封着されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（８）前記アノード端子の断面は端部の最も厚い部分の膜厚がアノード端子平均の膜厚の１．５倍以下であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（９）前記アノード端子の形状はコーナー部がＲを有する矩形であり、前記Ｒは１ｍｍ以上であることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
【００１２】
（１０）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、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、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封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス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封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に形成されたアノード端子と接続し、前記アノード端子は鉛を含まないフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜であることを特徴とする表示装置。
（１１）前記アノード端子での銀の割合は６０重量％から９５重量％であることを特徴とする（１０）に記載の表示装置。
（１２）前記銀粒子と前記銀フレークの合計を１００としたとき、前記銀フレークは５０以上であることを特徴とする（１０）に記載の表示装置。
（１３）前記アノード基板と前記カソード基板とは枠体を介して鉛を含まないフリットガラスによって封着されていることを特徴とする（１０）に記載の表示装置。
【００１３】
（１４）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、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成され、アノード電圧が印加されるアノード基板を有し、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封着部を介してガラス基板がとりつけられ、前記ガラス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封着され、前記高電圧導入端子には前記アノード基板と導通をとるための接続部材が接続し、前記接続部材は、前記アノード基板に設置された板状の金属アノード端子と接続し、前記金属アノード端子は前記アノード基板とは導電性フリットガラスによって接着されていることを特徴とする表示装置。
（１５）前記金属アノード端子は円盤状のＦｅ−Ｎｉ合金で形成されていることを特徴とする（１４）に記載の表示装置。
（１６）前記金属アノード端子はＦｅ５２重量％−Ｎｉ４８重量％である合金で形成されていることを特徴とする（１４）に記載の表示装置。
（１７）前記導電性フリットガラスは酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜によって接着されていることを特徴とする（１４）に記載の表示装置。
（１８）前記金属アノード端子は前記アノード基板に形成されたＡｌ膜によるメタルバック上に形成されていることを特徴とする（１４）に記載の表示装置。
（１９）前記接続部材は金属製のコンタクトスプリングであることを特徴とする（１４）に記載の表示装置。
（２０）前記導電性フリットガラスは鉛を成分としないフリットガラスに銀粒子および銀フレークが分散された膜によって接着されていることを特徴とする（１４）に記載の表示装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明ではアノード基板に形成されたアノード端子に酸化バナジウムを主成分とするフリットガラスに銀粒子および銀フレークを分散させた銀ペーストの焼結膜を使用しているので、鉛による環境汚染を生じない。また、銀粒子および銀フレークを用いているために、確実にメタルバックと導通を持たせることが出来る。さらにアノード端子の膜厚、形状を特別なものとすることによって、ノード端子の部分的な剥離等を防止できる。
【００１５】
本発明の他の形態では、アノード端子としてガラスと熱膨張係数が近い金属の薄板をアノード端子として用いる。高電圧はカソード基板側に形成された高電圧導入端子から接続部材であるコンタクトスプリング等を介して供給される。アノード端子が導電性のフリットガラス等で形成されている場合、コンタクトスプリングの接触部がフリットガラスに接着されてしまう場合がある。コンタクトスプリングはインコネル等のバネ材で形成されており、ガラスとは熱膨張係数が異なるために、ガラスに接着するとガラスがクラックする。本発明の他の形態では、ガラスと熱膨張係数を合わせたＦｅ―Ｎｉ合金の薄板をアノード端子として使用するために、コンタクトスプリングがガラスに接着されてしまうということが無い。したがって、高い信頼性を持って高電圧をアノード基板に供給することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の第１の実施例を示す平面図である。図２は図１の側面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は図１のＢ−Ｂ断面図である。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、ＳＥＤ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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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とアノード基板２が接触するアノード端子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。
【００２１】
図２は図１をＤ方向から見た側面図である。図２において、カソード基板１とアノード基板２は封着部３を介して所定の距離を持って対向している。カソード基板１のほうが端子５等が設置される分大きく形成されている。カソード基板１の下には、排気管８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。排気管８の近くに高電圧導入端子６０が取り付けられている。
【００２２】
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１０８から１０９Ω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。
【００２３】
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。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。
【００２４】
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。
【００２５】
図４は図１のＢ‐Ｂ断面図であり、実施例１の要部を表示している。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。なお、排気基板用封着部７は排気基板用枠体７１と封着材３２の総称をいう。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。
【００２６】
高電圧導入端子６０が排気基板６に封着され、外部との気密を保っている。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。好ましくはＦｅ５２％、Ｎｉ４８％である。高電圧導入端子６０の平坦部６１にはコンタクトスプリング５０がスポット溶接される。図５はコンタクトスプリング５０が高電圧導入端子６０にスポット溶接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のフランジ部６２の上面がフリットガラスを介して排気基板６に封着される。高電圧導入端子６０には外部のソケットと接続するための突起部６３が形成されている。
【００２７】
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とアーム部５２とコンタクト部５３とから形成されている。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に形成されたメタルバック２３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。コンタクトスプリング５０の材料は耐熱性等を考慮してインコネルが使用され、厚さは０．１ｍｍである。
【００２８】
図４に示すように、高電圧導入端子６０を排気基板６に取り付けることの利点の一つは、比較的小さい排気基板６に高電圧導入端子６０を封着するので、高電圧導入端子６０を封着する工程を能率化出来ることである。すなわち、排気基板６はカソード基板等に比して大きさがはるかに小さいために、高電圧導入端子６０の封着を１度に多数行うことが出来る。また、カソード基板等に封着する場合は、高電圧導入端子６０の封着の不良が発生した場合に、高価な大型の基板を破棄しなければならないという問題点がある。これに対し、排気基板６に高電圧導入端子６０を封着すれば、もし、高電圧導入端子６０の封着不良が発生しても小さな排気基板６が不良となるだけなので、損害は小さく抑えることが出来る。
【００２９】
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には大きな電流が流れるために、信頼性が重要である。また、アノード端子２４はコンタクトスプリング５０の押圧が加わるために、機械的にも強いものでなければならない。さらに、コンタクトスプリング５０とアノード端子２４との間には大きな電流が流れるので、この部分で大きな発熱を生じないよう、電気抵抗が小さい構成である必要がある。また、発熱が発生した場合でもこの発熱に耐える構造である必要がある。
【００３０】
図６はアノード端子２４が形成された付近のアノード基板２の平面模式図である。図６において、アノード基板の周辺部には封着部３が形成されている。表示領域１００には画像を形成するための多数の画素に対応する蛍光体２１が形成されている。表示領域１００より大きい面積にブラックマトリクス２２およびメタルバック２３が形成されている。ブラックマトリクス２２およびメタルバック２３は同じ面積に形成されているために、図６においてはメタルバック２３のみが図示されている。ブラックマトリクス２２およびメタルバック２３はコーナー部において封着部３付近まで延在している。コーナー部において、延在したメタルバック２３の上にアノード端子２４が形成されている。
【００３１】
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。すなわち、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５μｍから３０μｍで形成される。図６におけるアノード端子２４の形状は円形であり、直径は２０ｍｍ以下であり、好ましくは１０ｍｍ以下である。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。
【００３２】
本実施例で用いる銀ペーストは通常の銀ペーストではなく、フリットガラスに銀の粒子および銀のフレークが分散されたものである。フリットガラスは従来は鉛系のフリットガラスが用いられてきたが、環境問題に配慮するために、本発明では鉛系以外のフリットガラスを用いる。本実施例ではバナジウム系のフリットガラスを用いる。バナジウム系のフリットガラス（以後Ｖフリットという）は大きく分けて絶縁性のものと導電性のものとがある。絶縁性Ｖフリットの成分は、例えば、Ｖ２Ｏ５：５０％、Ｐ２Ｏ５：１０％、ＢａＯ：２０％、ＷＯ３：１５％、ＴｅＯ２：１５％＋balanceである。一方、導電性Ｖフリットの成分は、例えば、Ｖ２Ｏ５：５０％〜６０％、Ｐ２Ｏ５：２５％、ＢａＯ：５％、Sb2O3：balanceである。上記成分は、Ｖフリット焼結後の成分で、銀の粒子あるいは銀のフレークを抜いた場合の成分比である。絶縁性Ｖフリット、導電性Ｖフリットのいずれの場合も酸化バナジウムが主成分となっている。塗布時点においては銀粒子あるいは銀フレークが分散されたＶフリットはペースト状であり、上記成分はビークルに分散した形となっている。ビークルは塗布後のベーキング時に飛散、消失する。
【００３３】
従来の銀ペーストは銀粒子のみが分散されたものであるが、本実施例の銀ペーストはＶフリットに銀粒子または銀フレークを分散させたものである。発明者の実験によれば、従来のような銀粒子のみを用いた銀ペーストでは抵抗を十分に小さくすることが出来ない。特に、本実施例のように、フリットガラスとしてＶフリットを用いる場合は特に抵抗値が問題となる。すなわち、ＶフリットはＶ２Ｏ５のような酸化物が主成分である。このような酸化物をＡｌで形成されたメタルバック２３の上に形成するとＡｌが酸化されアノード端子２４とメタルバックの間にアルミナＡｌ２Ｏ３が形成されて十分な導通がとれなくなる場合がある。
【００３４】
本実施例では銀粒子とともに銀フレークを分散させることによって、抵抗値が大きくなる問題を解決している。すなわち、アルミナＡｌ２Ｏ３がアノード端子２４との間に形成されても、銀フレークのエッジ部が薄く形成されたアルミナＡｌ２Ｏ３を破壊して導通をとることが出来る。図７は従来から用いられてきた銀ペーストにおける銀粒子である。銀粒子は直径１μｍから数μｍである。図７（ａ）は球状であるが、実際には表面が滑らかな球状ではなく、図７（ｂ）に示すような表面が粗い球状である場合が多い。
【００３５】
図８はフレーク状の銀粒子の例である。銀フレークは色々な形状を取りうる。図８（ａ）は円盤状のフレークの例である。図８（ｂ）は板状のフレークの例である。銀フレークの形状はどのような形状でもよい。フレーク状であればメタルバックとアノード端子２４との間に薄く形成されたアルミナ膜Ａｌ２Ｏ３を破壊して導通不良を回避することが出来る。銀フレークと銀粒子の割合は銀フレークが５０％以上であることが好ましい。また、銀フレークの割合が７０％±１０％であれば最も効果を上げることが出来る。なお、この場合の％は重量％である。本実施例におけるアノード端子２４での銀の比率、すなわち、銀粒子と銀フレークを合わせた比率は６０重量％から９５重量％である。
【００３６】
一方、アノード端子２４の平面形状、および断面形状もＦＥＤの耐電圧特性にとっては重要である。図９はアノード端子２４の外形とその断面形状の例である。アノード端子２４は印刷法によって形成されるために、パターン形成の容易性から図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、長方形あるいは平行四辺形のような形状に形成されていた。しかし、このような形状の場合、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すコーナー部ｃｏｒで塗付膜が剥離しやすい。また、その断面形状は図９（ｃ）に示すように、中央部の膜厚ｔｃよりも端部における膜厚ｔｅが大きくなるために、膜の剥離が生じ易くなるという問題がある。さらに膜厚が厚くなると中央部の膜厚ｔｃと端部の膜厚ｔｅとの差がさらに大きくなり、かつ剥離しやすくなる。従来例では中央部の膜厚ｔｃと端部での膜厚ｔｅとの差は２倍以上となる場合も多かった。
【００３７】
本実施例ではアノード端子２４の剥離を防止するために、図１０（ａ）に示すように、アノード端子２４の外形は直径ＤＣの円形としている。もちろん円に限らず楕円でもよい。シャープなエッジが存在しなければ、膜剥離の危険は減少する。アノード端子２４の断面形状は図１０（ｂ）に示すように、理想的には中央膜厚ｔｃよりも端部の膜厚ｔｅが小さいほうが良い。このような断面形状を形成することが困難な場合、図１０（ｃ）に示すように、端部の膜厚ｔｅは中央膜厚ｔｃの１．５倍程度の範囲内に設定するのが良い。あるいは、アノード端子２４の平均膜厚をｔｍとした場合、端部の膜厚を平均膜厚ｔｍの１．５倍以下とするのが良い。
【００３８】
図１０（ｂ）、図１０（ｃ）のような断面形状を実現するにはアノード端子２４の膜厚を大きくすると困難である。一方、極端に薄くすると、コンタクトスプリングに対する機械的な強度、端子で発熱した場合の耐熱性に問題が生ずる。本実施例ではアノード端子２４の膜厚を５μｍから３０μｍ、好ましくは５μｍから２５μｍの範囲とすることによって、アノード端子２４の機械的強度、発熱等の問題を回避しつつ、剥離を対策した形状とすることが出来る。
【００３９】
図１１はアノード端子２４の外形をコーナーが丸みを持った正方形あるいは長方形にした例である。図１１における辺の長さＤＸ、ＤＹは１０ｍｍである。コーナーＲは大きくなくとも効果を上げることが出来る。コーナーＲは例えば、１ｍｍ以上であれば十分な効果を上げることが出来る。断面形状は図１０の場合と同様、図１０（ｂ）が最も良いが、製作上困難な場合は図１１（ｃ）のように、中央部の膜厚に対して端部の膜厚が１．５倍以下とすることが好ましい。あるいは、アノード端子２４の平均膜厚をｔｍとした場合に、端部の膜厚ｔｅをｔｍの１．５倍以下とするのが良い。
【００４０】
先に述べたようにＶフリットは絶縁性と導電性とが存在する。本実施例においては、絶縁性、導電性のいずれのＶフリットでも使用することが出来る。コンタクトスプリングとメタルバックの導通は、Ｖフリットに分散させた銀粒子、あるいは銀フレークが担うからである。導電性のＶフリットを使用すれば、銀粒子または銀フレークを分散させなくとも良いように考えられるが、実際には、Ｖフリットの影響でメタルバックの表面にアルミナＡｌ２Ｏ３の薄膜が形成されるために、導通抵抗がばらつくことになる。したがって、導電性のＶフリットを使用した場合も銀粒子あるいは銀フレークを分散させることは必要である。
【００４１】
以上のように本実施例によれば、鉛を使用しないフリットガラスを用いた銀ペーストによってアノード端子２４を形成するので、環境を鉛汚染から防止することができるとともに、安定した高電圧の供給を行うことが出来る。さらに、アノード端子２４の剥離を防止することによって、ＦＥＤの耐電圧の劣化を防止することが出来る。
【実施例２】
【００４２】
実施例２は高電圧の供給方法の構成が異なる場合に本発明を適用した例である。図１２はコンタクトスプリングがアノード端子２４の真下方向から接触する場合の例である。図１３は図１２で使用されるコンタクトスプリングの形状を示す斜視図である。図１２において、排気基板６に形成された排気管は高電圧導入端子よりも内側に形成されている。表示領域１００を十分にとるために、アノード端子２４をコーナー部に配置するためである。このようなコンタクトスプリングを使用した構成の場合も実施例１で述べたと同様なアノード端子２４の形状を適用することが出来る。
【００４３】
図１４は図１２はコンタクトスプリングがアノード端子２４の下方から接触する場合の他の例である。図１５は図１４で使用されるコンタクトスプリングの形状を示す斜視図である。図１４において、排気基板６に形成された排気管８は高電圧導入端子６０よりも内側に形成されている。表示領域１００を十分にとるために、アノード端子２４をコーナー部に配置するためである。図１５に示すようなコンタクトスプリングを使用した構成の場合も実施例１で述べたと同様なアノード端子２４の形状を適用することが出来る。
【実施例３】
【００４４】
実施例３は高電圧の供給方法の構成がさらに異なる場合に本発明を適用した例である。実施例３は高電圧導入端子がとりつけられる排気基板６には排気管を設置せずに、排気管は他のコーナーに排気基板６形成して設置する例である。図１６は実施例３の平面図である。図１７は図１６の側面図であり、図１８は実施例３の背面斜視図であり、図１９は図１６のＢ−Ｂ断面図である。
【００４５】
図１６において、アノード端子２４は表示領域１００の右下に形成され、排気のための排気孔８１は表示領域１００の左側２箇所に形成されている。図１７は図１６をＤ方向から見た側面図である。図１７において、右側には高電圧導入端子６０が見えており、左側には排気のための排気管８が見えている。図１８は実施例３の表示装置を背面から見た斜視図である。図１８において、高電圧導入端子６０は１箇所に、排気管８は２箇所に形成されている。このように、高電圧導入端子６０と排気管８を別な箇所に設置することによって、各々の構成が単純化される。排気管を２箇所とすることによって排気スピードを上げることが出来る。
【００４６】
図１９は図１６のＢ−Ｂ断面図である。図１９に示すように、排気基板６には高電圧導入端子のみが形成されている。コンタクトスプリング５０が接触するアノード端子２４は実施例１と同様の構造である。したがって、実施例１で説明した構成を全て適用することが出来る。コンタクトスプリングは実施例２で説明した１例のものを使用しているが、実施例２で説明した他の例のものを使用してもよいし、実施例１で説明したものを使用しても良い。
【実施例４】
【００４７】
実施例１から実施例３においては、アノード端子２４として銀粒子あるいは銀フレークを分散させたＶフリットを使用した例である。Ｖフリットに限らず、鉛系のフリットに導電粒子等を分散させた銀ペーストによるアノード端子等に場合にも、アノード端子２４にはコンタクトスプリング等のバネ材が接触する。この場合、導電フリットが十分に焼結した後でないとコンタクトスプリング等が導電フリットと接着する恐れがある。コンタクトスプリングがフリットガラスによってアノード基板と接着するとその部分でアノード基板が破壊する恐れが生ずる。
【００４８】
すなわち、コンタクトスプリングの材料であるインコネル等はガラスとは熱膨張係数が異なるために、フリットガラスによってコンタクトスプリングが接着する過程でアノード基板に歪が加わり、ガラスにクラックが入る。本実施例はこのような問題点を対策するものである。
【００４９】
表示装置としての平面図は図１と同様である。図２０は図１のＢ−Ｂ断面図であり、本実施例の要部を示す。アノード基板にはブラックマトリクス２２とメタルバック２３が重畳して形成されていることは実施例１と同様である。メタルバック２３の上には接着用銀ペースト２４１を介して円盤状の金属からなる金属アノード端子２４２が接着されている。コンタクトスプリングは金属アノード端子２４２と接触するためにコンタクトスプリングがフリットガラスによってガラス基板に接着する恐れは無い。
【００５０】
図２１は本実施例のアノード端子付近の平面模式図である。図２１の基本的な構成は図６と同様である。図２１が図６と異なるところは、コーナー部に延在するめたるバック２３の上には、先ず接着用銀ペースト２４１が塗付され、その後、円盤状の金属アノード端子２４２が接着される。コンタクトスプリング５０は金属アノード端子２４２に接触する構成となっている。金属アノード端子２４２の形状を図２２に示す。金属アノード端子２４２の直径ｄｄは２０ｍｍ以下であり、好ましくは１０ｍｍ以下が良い。板厚ｔｄは０．５ｍｍ以下でよく、より好ましくは０．２ｍｍ以下が良い。金属アノード端子２４２の熱膨張係数は重要であり、ガラス基板であるアノード基板と同様な熱膨張係数をもつ材料が使用される。本実施例ではＦｅ５２％Ｎｉ４８％の合金が使用される。もちろんＦｅＮｉ合金に限らず、コバール等、ガラスと熱膨張係数を等しくできる金属であれは何でも良い。
【００５１】
金属アノード端子２４２を接着する銀粒子等を分散するフリットは特に制限されないが、環境を考慮すると鉛を含まないフリットガラスが良い。この点から実施例１で説明した銀粒子あるいは銀フレークをＶフリットに分散させた銀ペーストが好適である。この場合のＶフリットも実施例１で説明したように、接着に必要な限度で出来るだけ薄く形成するのが良い。Ｖフリットの剥離を防止するためである。
【００５２】
図２１等では金属アノード端子２４２は円形である。円形はガラスと金属アノード端子２４２との熱膨張係数の差によるストレスに最も有利である。しかし、金属アノード端子２４２の設置場所等の制約があれば、円形に限らす楕円、正方形、長方形等いずれの形状でもよいことはもちろんである。
【００５３】
実施例１から実施例４では、Ｖフリットに銀粒子または銀フレークを分散させてアノード端子として、あるいはアノード端子部分の接着剤として用いる例を説明した。Ｖフリットを用いる理由は、鉛入りフリットを使用した場合の鉛による環境悪化を防止するためである。フリットガラスはＦＥＤの枠部材３１、高電圧導入端子６０等の封着材３２、として多く使用されている。したがって、これらの封着材３２としてＶフリットを使用すれば環境悪化を防止することが出来ることはいうまでも無い。なお、Ｖフリットを封着材３２として用いる場合は銀粒子、銀フレーク等の導電物質を分散する必要が無いことはもちろんである。
【００５４】
以上は主としてフリットガラスとしてＶフリットを用いるとして説明したが、本発明はＶフリットに限らず、鉛を用いないフリットガラスに適用することが出来る。すなわち、フリットガラス内に銀粒子と銀フレークを分散させることによって適切な抵抗値を設定する、アノード端子２４の形状を剥がれ等の生じにくい形状とする、金属アノード端子２４２の接着剤として用いる等はＶフリットに限らず鉛を含まない他のフリットガラスに対しても同様に適用することが出来る。
【００５５】
実施例１から実施例４では、高電圧導入端子６０は排気基板６に設置をしている。これは高電圧導入端子６０の設置場所の１例である。高電圧導入端子６０は必要に応じてカソード基板１に直接設置しても良い。高電圧導入端子６０をカソード基板に直接設置しても本発明の基本構成は適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例１を示す平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】高電圧導入端子の形状を示す図である。
【図６】アノード端子付近のアノード基板の平面図である。
【図７】銀粒子の例である。
【図８】銀フレークの例である。
【図９】アノード端子形状の従来例である。
【図１０】本発明によるアノード端子形状の例である。
【図１１】本発明によるアノード端子形状の他の例である。
【図１２】実施例２の高電圧導入部分の断面図である。
【図１３】図１２で使用されるコンタクトスプリングの斜視図である。
【図１４】実施例２の高電圧導入部分の他の構造例である。
【図１５】図１４で使用されるコンタクトスプリングの斜視図である。
【図１６】実施例３を示す平面図である。
【図１７】図１６の側面図である。
【図１８】実施例３の背面斜視図である。
【図１９】図１６Ｂ−Ｂ断面図である。
【図２０】実施例４の高電圧導入部分の断面図である。
【図２１】実施例４のアノード端子付近のアノード基板の平面図である。
【図２２】金属アノード端子の例である。
【符号の説明】
【００５７】
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、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、６５・・・高電圧導入端子のフランジ部、８１・・・排気孔、１００・・・表示領域、２４１・・・接着用銀ペースト、２４２・・・金属アノード端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008251365.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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