(57)【要約】【課題】ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）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とともに、耐電圧特性を向上させる。【解決手段】カソード基板１に外部から高電圧を供給するための高電圧導入端子６０を封着する。高電圧導入端子６０にはコンタクトスプリング５０が接続され、コンタクトスプリング５０によってアノード基板２に高電圧が導入される。コンタクトスプリング５０のコンタクト部５３のコーナーＲを０．２ｍｍ以上とし、さらに、コンタクト部５３の側部の表面粗さＲｍａｘ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からのスパークを防止する。また、コンタクト部５３のアノード端子２４との接触面の表面粗さＲｍａｘを０．６μｍ以下とすることによって、アノード端子２４との導通を安定化させる。【選択図】図４
2009054524.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、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が形成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項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請求項１に記載の表示装置。
【請求項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請求項１に記載の表示装置。
【請求項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。
【請求項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請求項４に記載の表示装置。
【請求項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請求項４に記載の表示装置。
【請求項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。
【請求項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請求項７に記載の表示装置。
【請求項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請求項７に記載の表示装置。
【請求項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請求項７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（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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
（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。
【００１０】
（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。
【００１１】
（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。
【００１２】
（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。
【００１３】
（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。
【００１４】
（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。
【００１５】
（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。
【００１６】
（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。
【００１７】
（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。
【００１８】
（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。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【実施例２】
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【実施例３】
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【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】実施例１のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】高電圧導入端子とコンタクトスプリングの斜視図である。
【図６】コンタクトスプリングの斜視図である。
【図７】コンタクトスプリングの詳細図である。
【図８】コンタクトスプリングの先端部の拡大図である。
【図９】実施例２の断面図である。
【図１０】実施例２の高電圧導入端子とコンタクトスプリングの斜視図である。
【図１１】実施例３の断面図である。
【図１２】実施例３のコンタクトスプリングの斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
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。
【図１】
2009054524.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009054524.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009054524.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009054524.tif 000011
【図１０】
2009054524.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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