JP3554216B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置のフェースプレートの構成、詳しくはフェースプレートの高圧接続用配線とメタルバック層の接続構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
CRTを始めとする陰極線管による画像表示装置は、より大画面化が盛んに検討されている。それに伴い陰極線管の奥行きの増大および重量化が重要な課題となっている。
【0003】
これら課題に対して、発明者らはさまざまな材料、製法、構造の表面伝導型放出素子を多数配列したマルチ電子ビ−ム源、ならびにこのマルチ電子ビ−ム源を応用した画像表示装置について研究を行ってきた。
【0004】
発明者らは、たとえば図9に示す電気的な配線方法によるマルチ電子ビ−ム源の応用を試みてきた。すなわち、表面伝導型放出素子を2次元的に多数個配列し、これらの素子を図示のように単純マトリクス状に配線したマルチ電子ビ−ム源である。
【0005】
図中、4001は表面伝導型放出素子を模式的に示したもの、4002は行方向配線、4003は列方向配線である。なお、図示の便宜上、6x6のマトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではなく、所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を配列し配線するものである。
【0006】
図10はこのマルチ電子ビ−ム源を用いた陰極線管の構造であり、マルチ電子ビ−ム源4004を備えた外容器底4005と外容器枠4007と、蛍光体層4008およびメタルバック4009を備えたフェースプレート4006からなる構造である。また、フェースプレートを構成する透明基板4006上のメタルバック4009には高圧導入端子4011を通じて高圧電源4010により高圧電位が印加されている。
【0007】
表面伝導型放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビ−ム源においては、所望の電子ビ−ムを出力させるため、行方向配線4002および列方向配線4003に適宜の電気信号を印加する。たとえば、マトリクスの中の任意の1行の表面伝導型放出素子を駆動するには、選択する行の行方向配線4002には選択電圧Vsを印加し、同時に非選択の行の行方向配線4002には非選択電圧Vnsを印加する。これと同期して列方向配線4003に電子ビ−ムを出力するための駆動電圧Veを印加する。この方法によれば、選択する行の表面伝導型放出素子には、Ve−Vsの電圧が印加され、また非選択行の表面伝導型放出素子にはVe−Vnsの電圧が印加される。Ve,Vs,Vnsを適宜の大きさの電圧にすれば選択する行の表面伝導型放出素子だけから所望の強度の電子ビ−ムが出力され、また列方向配線の各々に異なる駆動電圧Veを印加すれば、選択する行の素子の各々から異なる強度の電子ビ−ムが出力される。また、表面伝導型放出素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Veを印加する時間の長さを変えれば、電子ビ−ムが出力される時間の長さも変えることができる。
【0008】
上記のような電圧印加によりマルチ電子ビーム源4004から出力された電子ビームは、高圧印加されているメタルバック4009に照射され、ターゲットである蛍光体4008を励起して発光させる。したがって、たとえば画像情報に応じた電圧信号を適宜印加すれば、画像表示装置となる。
【0009】
この画像表示装置はマルチ電子ビーム源基板とフェースプレートを近接対向させているので、薄型で軽量な画像表示装置が実現できる。さらに大気圧を支持する構造、すなわちスペーサ4020をフェースプレートと電子源基板間に挿入することにより、薄型のまま大面積化することも可能となり、この画像表示装置は大画面で薄型/軽量な陰極線管として大いに期待されるものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
透明基板4006上のメタルバック4009はフィルミング樹脂上に厚さ500〜3000Åと非常に薄い膜を成膜し、後にフィルミング樹脂を焼成除去してメタルバック層4009と下地層(蛍光体あるいはフェースプレート)とを接触させるという工程で成膜される。このような工程で作成されるため、メタルバック層はその下地層から浮いている部分が多く、下地との密着度は非常に弱い構成で、膜厚も薄いために脆い構成となっている。よって高圧導入端子を直接メタルバック層に接続させると、電気的な接続の信頼性が下がるため、高圧引き出し配線としてAgなどの金属粒子を含む導電性ペーストによる厚膜(例えば5〜20μm厚)の配線4021を介して接続していた。すなわち図11(A)に示すように厚膜配線4021と高圧導入端子4011とを銀ペースト4015などで確実に接続し、メタルバック4009は前記厚膜配線4021と接触するように成膜していた。
【0011】
ところが、図11(B)に図11(A)のC部を拡大して示す様に、前記フィルミング樹脂は、前記した厚膜の配線4021よりも薄く形成されるためにフィルミング樹脂が厚膜配線4021の端部を連続的に被覆しきれず、その結果、上記フィルミング樹脂上に成膜したメタルバック4009が連続膜にならなかった。そのため、厚膜配線4021の端部で断線4023が発生し、厚膜配線4021とメタルバック4009の接続不良が発生する事があった。
【0012】
また、図11に示すように、表面が平滑なガラス基板4006上に、メタルバックが形成される場合には、フィルミング樹脂の焼成除去を終えた後、ガラス基板上のメタルバックの部分に大きな皺がより、火脹れ4024の発生が見られた。この様なメタルバックの皺や火脹れ4024は、ガラス基板のような、特に下地が平面性の高い場合、ミリメートルオーダーの領域で、10〜100μm以上大きく浮いた状態になる。
【0013】
このようなメタルバックの火脹れ4024は、電子源基板4004との間に高電圧を印加した際に放電発生の要因となってしまう場合があった。
【0014】
さらには、なんらかのきっかけで、電子源基板とフェースプレートを近接対向させ、その間に高電圧を印加する平板型の画像表示装置では、フェースプレート上の電極(メタルバックあるいはそれに変わるアノード電極)と、電子源基板(電子放出素子あるいは各電子放出素子を駆動するための配線などの部材)との間で放電が発生する場合があった。またこの様な放電には、大気圧支持部材(スペーサ部)の沿面で放電が発生する場合もあった。
【0015】
このような、放電によりフェースプレート上へ流れる電流は、通常の画像表示において電子放出素子から放出される電流よりも数桁大きい。
【0016】
このように、電子源基板とフェースプレート上の電極との間で放電が起こると、大きな電流が高圧引き出し配線に集中することになる。
【0017】
この時に、前述した高圧引き出し配線とメタルバックとの接続部分が高抵抗であると放電時にその部分で瞬間的に発熱し、表面に吸着していたガスが離脱して接続部分近傍の真空度が悪くなる場合があった。
【0018】
上記のようなガスが放出された場合には、高圧引き出し配線とメタルバックとの接続部分近傍で2次的な放電が発生する場合があった。このような場合には、高圧引き出し配線とメタルバックとの電気的接続が不十分になり、その結果メタルバックに高電圧を印加できなくなったりすることで画像表示ができなくなる場合があった。
【0019】
そこで、本発明は、画像形成装置のフェースプレート上のメタルバックと高圧引き出し配線との接続をより確実なものにし、信頼性の高い画像形成装置を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
以上に示した課題を解決するために本発明者らが鋭意研究を行なった結果、以下の発明を得た。
【0021】
先ず、本発明の第一は、高圧引き出し配線の端部でフィルミング膜が連続的に成膜できないために、この部分でメタルバック層が断線して接触不良を起こす問題を解決するものである。すなわち、本発明の第一の発明は、図1に模式的に示すように、引き出し配線とメタルバックとを、導電膜4025を介して接続することにある。尚、図1(B)は図1(A)の引き出し配線4021とメタルバック4009との接続部を拡大した模式図である。
【0022】
本発明第一の引き出し配線4021とメタルバック4009とを導電膜4025を介して接続する具体例を、図2(1)〜(3)に示す。
【0023】
まず、図2(1)は最も簡略な構成であり、導電膜4025上に高圧引き出し配線4021および蛍光体層4008を成膜した例である。本来なら、導電膜の端部と蛍光膜との端部を合わせることで、段差を最小限にすることができるが、蛍光体層4008は直径が数μmの蛍光体の粒子の集団からなるため、端部同士を合わせること自体が難しく、製造プロセスも煩雑になる。
【0024】
そのため、ここでは、蛍光体層と導電膜層とを一部重なるように配置している。この構成によれば、蛍光体層4008に導電膜4025による段差ができるが、導電膜の厚さを5μm以下、更に望ましくは2μm以下の膜厚とすることにより、メタルバック成膜用のフィルミング樹脂を厚く形成せずに、この段差を十分被覆できるようになる。尚、導電膜の厚みは、蛍光体層よりも厚みが薄いことが好ましく、さらには、蛍光体層を構成する蛍光体粒子の平均粒径よりも小さいことが好ましい。
【0025】
このようにすることで、前述したフィルミング膜が形成されないために起こるメタルバックの断線は生じない。一方、導電膜4025と引き出し配線4021とは、電気的接続を確実にするため、一部を重ねている。
【0026】
また、図2(2)あるいは(3)に示すように、各色の蛍光体間に黒色部材(ブラックストライプ、ブラックマトリクス)4022がある場合でも、導電膜と黒色部材とが重なる部分にできる段差は、フィルミング樹脂で十分被覆できる。
【0027】
図2(2)は、導電膜4025を引き出し配線4021が一部被覆することで導通をとっている。尚、図2(2)の場合、黒色部材4022を導電膜が一部被覆しているが、逆に、図2(3)に示すように、黒色部材が導電膜を一部被覆しても良い。図2(3)に示した様な構成の場合は、メタルバック4009は黒色部材4022を越えて、導電膜4025を覆って電気的接続をとる必要がある。
【0028】
また、図2(3)の構成においては、導電膜が引き出し配線を一部被覆することで、引き出し配線と導電膜との電気的接続をとっているが、逆に、図2(2)の様に、導電膜を引き出し配線が被覆することにより電気的接続を確保しても良い。また、黒色部材が導電膜により一部被覆された形態でも良い。
【0029】
導電膜4025はメタルバックとは異なり、印刷あるいは他の成膜方法により下地(ガラス基板)上に直接成膜するので、図2(3)のように高圧引き出し配線が厚膜であっても、その上に断線することなく成膜することができるので、上記した様に、特にこの上下関係および高圧引き出し配線の厚さは制限されるものではない。
【0030】
次に、前述したように、上記本発明第一の構成をとる際には、導電膜4025上にメタルバックが被覆される。この時、導電膜4025の表面が平滑な面であると、前述したガラス基板上にメタルバックが形成される場合と同様に、導電膜4025上のメタルバックに火脹れや、皺が生じてしまう。このような火脹れや、皺が生じると、メタルバックと導電膜との電気的接続の信頼性が低下してしまう。
【0031】
そこで、本発明の第二は、メタルバックの下地となる導電膜4025を、その表面粗さRzが0.1μm以上でフィルミング樹脂厚の3〜4倍程度以下の粗さとするものである。
【0032】
図3は、上記した範囲の表面粗さを求めるために行った測定の様子を示す模式図である。具体的には、図3の測定では、導電膜4100の表面粗さを変えて、その上にメタルバック4101の成膜を行なった。抵抗計4102で導電膜の表面粗さを変えた時に、導電膜とメタルバック間の接触抵抗がどれほど変化するのかを測定することによりメタルバックの導電膜に対する浮き具合を評価した。尚、表面粗さRzに関する定義は、JIS−B601に基づいている。
【0033】
メタルバック4101の下地に相当する導電膜4100の表面粗さが0.1μm以下の場合では、成膜したメタルバックの浮きが激しく接触抵抗が高い、あるいは非常に不安定な状態であった。
【0034】
一方、メタルバック4101の下地に相当する導電膜4100の表面粗さRzが0.1μm以上、更に望ましくは1μm以上で、かつフィルミング樹脂厚の3から4倍程度以下の粗さである時に安定した接触が得られた。
【0035】
一方、メタルバック4101の下地に相当する導電膜4100の表面粗さが更に大きい場合は、その凹凸による段差のため、メタルバックに不連続部分が発生した。しかし、前述の高圧引き出し配線に直接メタルバックを被覆する場合と異なり、段差が直線的に連続してある訳ではないので断線には至らないが接触抵抗は若干高くなった。
【0036】
これらの結果から、上述した、メタルバックの下地である導電膜は、表面粗さが0.1μm以上でフィルミング樹脂厚の3〜4倍程度以下の粗さとなるようにすることが望ましいという結果を得た。尚、通常用いている蛍光体層、黒色部材(ブラックストライプ)の表面粗さRzはこの範囲にある。
【0037】
次に、本発明の第三は、電子源基板とフェースプレート上の電極(アノード)との間で放電が発生した場合に、高圧引き出し配線とメタルバックとの接続部分での発熱で、高圧引き出し配線近傍から脱ガスして2次的な放電が起ること現象に対し、引き出し配線と導電膜および、あるいは導電膜とメタルバックとの接続部分の抵抗を低くする構成をとることである。
【0038】
この様な構成をとることにより、高圧引き出し配線部での発熱が抑えられ、その結果、前述した2次的な放電を抑制することができる。
【0039】
本発明の第3は、具体的には、高圧引き出し配線と導電膜との接続長、またはメタルバックと導電膜との接続長を長く取る、あるいは導電膜のシート抵抗をさげることにより接続部分の抵抗を下げることである。尚、接続長とは、導電膜と引き出し配線との接続部で説明すると、導電膜と引き出し配線との接続部における、導電膜または引き出し配線の端面の長さを指す。
【0040】
接続長を変えて2次的な放電の起る頻度を評価したところ、導電膜4025と高圧引き出し配線との接続長:W1〔mm〕、および導電膜4025とメタルバックとの接続長:W2〔mm〕の何れも、導電膜4025のシート抵抗r〔Ω/□〕に対して
【0041】
【外4】
を満たす接続長を採ることにより、上記した2次的な放電を抑えられることがわかった。
【0042】
また接続長を一定にして導電膜4025のシート抵抗を変えて評価したところ、同様に上記式(1)を満たすシート抵抗の導電膜とすることにより2次放電が抑えられる。上記シート抵抗としては、好ましくは、10Ω/□以下であり、さらには4Ω/□以下が好ましい。
【0050】
さらに、導電膜4025は、画像領域の直ぐ近傍に位置する。このため、導電膜4025が、画像表示をした時に観察者側(大気側)から見える場合、コントラストが低下する場合があるので、導電膜4025を黒色に近づけるのが好ましい。具体的には、導電膜4025に黒色顔料を混合させる、あるいは導電膜層導電膜4025とガラス基板との間に黒色部材を配置することが挙げられる。この黒色部材としては、蛍光体間に配置する黒色部材(ブラックマトリクス、ブラックストライプ)を延長することにより対応できる。
【0051】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。
【0052】
(実施例1)
本実施例の画像形成装置は、走査ライン数240本(ラインピッチ0.65mm)、変調信号ライン数720本(240×RGB、画素ピッチ0.29×3mm)の画像形成装置である。図10に外観を示した。画像表示領域(蛍光膜形成領域)は156×209mmである。
【0053】
次に、本実施例で形成した画像形成装置のフェースプレートの構成について説明する。図5に外観を示した。まず、蛍光面の作製工程について説明する。
【0054】
図6(1)〜(7)に作製工程を示す。
【0055】
(1)まず引き出し配線4021を透明基板上に印刷法により作製する。配線は銀ペーストによる配線でシート抵抗が0.1Ω/□以下となるように作製した。
【0056】
(2)次に導電膜4025を同じく印刷法により作製した。導電膜4025はガラスペーストにカーボンを混合したものを用い、厚さ2μmとなるように作製した。また、その表面の粗さを0.2μmとした。また、導電膜4025のシート抵抗は50Ω/□であった。導電膜4025の接続長Wは、前述した式(1)を充分満たすようにW=150mmとした。
【0057】
(3)次に絶縁性のブラックストライプ4022を同じく印刷法により作製した。この厚さは3μmとした。
【0058】
(4)次にRGBの蛍光体層4008を同じく印刷法により作製した。用いた蛍光体はP22系の蛍光体で、RGB共に平均粒径5μmのものを用いて、厚さ15μmの蛍光体層4008とした。
【0059】
(5)次にコロイダルシリカ、界面活性剤などを含んだ水溶液を蛍光面上に塗布し、まず蛍光体層4008の凹凸部を湿潤させ、ついでポリメタクリレートを主成分とした樹脂を可塑剤とともにトルエン、キシレン等の非極性溶媒中に溶解させ、これを蛍光面上にスプレーし、蛍光体凹凸上にオイルオーバーウオーター型の小滴を載せ,スピンコートにより延伸させたのち、水分と溶剤成分を乾燥除去し厚さ3μmのフィルミング膜4028を作製した。
【0060】
(6)次に画像領域(蛍光膜形成領域)および導電膜の一部を覆う領域に開口を持ったアルミ蒸着用マスク4029を被せて、1000Å厚のアルミをフィルミング膜4028上に蒸着した。
【0061】
(7)最後に、この基板を焼成炉内で450℃まで1℃/minの昇温速度にて昇温させ、30分この温度を維持したのち、−2.5℃/minの降温速度で冷却させ、樹脂中間層を熱分解除去した。フィルミング樹脂4028除去後にメタルバック層4009は蛍光体層4008、ブラックストライプ層4022、導電膜4025に覆い被さるようにして接触する。
【0062】
このようにして作製したフェースプレートを用いて、電子源基板と3mm間隔となるようにスペーサ4020および支持枠4007を配置して、図10に示した画像形成装置を組み立てた。
【0063】
ここで画像形成装置パネル内には、メタルバックに7kVを印可した際に、メタルバックと電子源基板間で放電を開始するように、電子源基板側に電極を設けた(放電ギャップ形成)。尚この電極は高圧引き出し配線部から離れた画像領域内に作り込んだ。
【0064】
比較例1として、用いた材料、作製法、接続長以外の寸法は本実施例と同一で、接続長Wを5mmとした画像形成装置も作製した。やはりこの画像形成装置にも7kVの放電ギャップを作り込んである。
【0065】
これら2種の画像形成装置の高圧端子に7.5kVの電位を印加して1分間放置する試験を行なった。比較例1のフェースプレートでは初期に放電ギャップの個所(放電ギャップを形成する電極とメタルバック間)で数回放電した後、その放電により導電膜4025に流れ込んだ大電流で、導電膜部分と電子源基板との間で激しく2次的な放電が起り、最後には導電膜4025が切断しメタルバックに高圧が印加されなくなってしまった。これに対し本実施例による画像形成装置は、放電ギャップの個所で1分間激しく放電が続くが、その放電電流を原因とする、比較例のような2次的な放電は見られなかった。
【0066】
(実施例2)
次に別の実施例について説明する。本実施例では走査ライン数480本(ラインピッチ0.85mm)、変調信号ライン数2400本(800×RGB、画素ピッチ0.29×3mm)の画像形成装置を作成した。
【0067】
図7(1)にフェースプレートの外観を示した。画像表示領域は408×696mmである。フェースプレートの製造プロセスは図6に示したものとは、導電膜4025と引き出し配線4021の作成順序が逆であること意外は、実施例1と同様に形成した。
【0068】
図7(2)に、図7(1)のF−F‘断面に相当する部位での、本実施例の画像形成装置の部分断面図を示す。本実施例においては、導電膜4025は膜厚3μmの黒色銀系配線でシート抵抗は0.5Ω/□である。導電膜4025とメタルバック4009との接続長W2は式(1)を十分満たすように5mmの長さを採っている。
【0069】
高圧導入端子4011は直径2mmのタングステンワイヤで、電子源基板4004を貫通して、取り出し配線4021に押し当てて電気的接続をとっている。高圧引き出し線4021と導電膜4025との接続長W1は5.7mmとし、式(1)を十分満たす。画像領域およびスペーサ4020から導電膜4025までの距離Lを12mmとした。
【0070】
このフェースプレートを用いて、電子源基板とフェースプレートの間隔が2.5mmの画像形成装置を組み立てた。フェースプレートには10kVの電位を印加したところ、充分な輝度を長時間に渡り安定に表示できた。本実施例の画像形成装置を前記式(4)を満たさないVaを印可したところ放電と見られる現象が確認されたが、導電膜4025が蒸発したと思われる現象は生じなかった。
【0071】
(実施例3)
次に別の実施例について説明する。本実施例で作成したフェースプレートの模式的平面図を図8(1)に示す。尚、図8(2)は、図8(1)のG−G‘での断面模式図である。本実施例では導電膜4025を白色銀配線で作製した。本実施例では導電膜4025とガラス基板との間に絶縁性ブラックストライプ4022を導電膜まで延長した(図8(2))。その他の構成は実施例1と同様にして画像形成装置を作成した。本実施例で作成した画像形成装置も放電などの現象も見られず、非常に明るく高輝度な画像が長時間安定に得られた。また、白色銀配線を用いても、画像表示面側からは黒色帯の縁取りしか見えず、画像への妨害感は感じられなかった。
【0072】
導電膜材料として以上実施例で使用したもの以外に、酸化ルテニウムを含む導電膜も使用することができる。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば画像形成装置内で放電が発生しても、高圧取り出し配線とメタルバックの接続部分が焼失断線して高圧を印加できなくなることが無くなった。また画像領域端部やスペーサ部分で放電が発生しても、大量の導電性材料が電子源や配線、スペーサなどに蒸着されてダメージを受ける事が無くなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフェースプレートの模式図である。
【図2】本発明にかかわる高圧引き出し線とメタルバックを中継導電膜で接続する構造の代表例を示す図である。
【図3】メタルバックの密着度を抵抗値で評価するための評価系である。
【図4】放電が発生した際のダメージを受ける領域を示した模式図である。
【図5】本発明の第一の実施例で作成したフェースプレートを示す模式図である。
【図6】本発明の第一の実施例でのフェースプレートの作成工程を示す模式図である。
【図7】本発明の第二の実施例で作成したフェースプレートを示す模式図である。
【図8】本発明の第三の実施例で作成したフェースプレートを示す模式図である。
【図9】電子放出素子をマトリクス配置した電子源の構成を示す模式図である。
【図10】図9の電子源を用いた画像形成装置の構造を示す模式図である。
【図11】課題を示す模式図である。
【符号の説明】
4001 電子放出素子
4002 行方向配線
4003 列方向配線
4004 電子源基板
4005 支持部材
4006 透明(ガラス)基板
4007 支持枠
4008 蛍光膜
4009 メタルバック
4010 高圧電源
4011 高圧導入線
4015 銀ペースト
4020 大気圧支持構造(スペーサ)
4021 高圧引き出し配線
4022 黒色部材
4023 メタルバックの断線部
4024 メタルバックが大きく火脹れしている個所
4025 導電膜
4100 導電膜
4101 アルミ膜
4102 抵抗計
4028 フィルミング膜
4029 パターンマスク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a face plate of an image forming apparatus, and more particularly, to a connection configuration of a high voltage connection wiring of a face plate and a metal back layer.
[0002]
[Prior art]
An image display device using a cathode ray tube, such as a CRT, has been actively studied for a larger screen. Accordingly, increasing the depth and weight of the cathode ray tube has become an important issue.
[0003]
In order to solve these problems, the present inventors have studied a multi-electron beam source in which a number of surface-conduction emission devices of various materials, manufacturing methods and structures are arranged, and an image display device using the multi-electron beam source. I went.
[0004]
The inventors have attempted to apply a multi-electron beam source by, for example, the electrical wiring method shown in FIG. That is, it is a multi-electron beam source in which a large number of surface conduction emission devices are arranged two-dimensionally and these devices are wired in a simple matrix as shown in the figure.
[0005]
In the figure, 4001 schematically shows a surface conduction electron-emitting device, 4002 shows a row direction wiring, and 4003 shows a column direction wiring. Note that, for convenience of illustration, the matrix is shown as a 6 × 6 matrix, but the size of the matrix is not limited to this, and elements sufficient to display a desired image are arranged and wired.
[0006]
FIG. 10 shows the structure of a cathode ray tube using this multi-electron beam source. An
[0007]
In a multi-electron beam source in which the surface conduction electron-emitting devices are arranged in a simple matrix, an appropriate electric signal is applied to the
[0008]
The electron beam output from the
[0009]
In this image display device, since the multi-electron beam source substrate and the face plate are opposed to each other, a thin and lightweight image display device can be realized. Further, by inserting a structure supporting the atmospheric pressure, that is, by inserting a
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As the
[0011]
However, since the filming resin is formed thinner than the
[0012]
In addition, as shown in FIG. 11, when a metal back is formed on a
[0013]
[0014]
Furthermore, in some cases, the flat plate type image display device in which the electron source substrate and the face plate are brought into close proximity to each other and a high voltage is applied between them, an electrode on the face plate (a metal back or an anode electrode instead thereof) and an electron In some cases, discharge occurs between the substrate and a source substrate (members such as electron-emitting devices or wiring for driving each electron-emitting device). In some cases, such discharges occur on the surface of the atmospheric pressure supporting member (spacer portion).
[0015]
The current flowing on the face plate due to such discharge is several orders of magnitude larger than the current emitted from the electron-emitting device in normal image display.
[0016]
As described above, when a discharge occurs between the electron source substrate and the electrode on the face plate, a large current is concentrated on the high-voltage extraction wiring.
[0017]
At this time, if the connection portion between the high-voltage lead-out wiring and the metal back has a high resistance, heat is generated instantaneously in the portion during discharge, the gas adsorbed on the surface is released, and the degree of vacuum near the connection portion is reduced. Sometimes it got worse.
[0018]
When the above-described gas is released, a secondary discharge may be generated in the vicinity of the connection between the high-voltage lead-out wiring and the metal back. In such a case, the electrical connection between the high-voltage lead-out wiring and the metal back becomes insufficient, and as a result, it becomes impossible to apply a high voltage to the metal back, thereby making it impossible to display an image.
[0019]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a reliable image forming apparatus that can more reliably connect a metal back on a face plate of an image forming apparatus to a high-voltage lead-out wiring.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the problems described above, and as a result, the following invention has been obtained.
[0021]
First, the first aspect of the present invention is to solve the problem that the metal back layer is disconnected at this end to cause a contact failure because a filming film cannot be continuously formed at the end of the high-voltage lead-out wiring. . That is, the first invention of the present invention resides in that a lead wiring and a metal back are connected via a
[0022]
FIGS. 2A to 2C show specific examples in which the
[0023]
First, FIG. 2A shows the simplest structure, in which a high-
[0024]
Therefore, here, the phosphor layer and the conductive film layer are arranged so as to partially overlap. According to this structure, a step is formed in the
[0025]
By doing so, the disconnection of the metal back caused by the absence of the filming film described above does not occur. On the other hand, the
[0026]
Further, as shown in FIG. 2 (2) or (3), even when there is a black member (black stripe, black matrix) 4022 between the phosphors of the respective colors, a step formed at a portion where the conductive film and the black member overlap is still small. And filming resin.
[0027]
In FIG. 2B, conduction is achieved by partially covering the
[0028]
In addition, in the configuration of FIG. 2 (3), the conductive film partially covers the lead-out wiring, thereby making an electrical connection between the lead-out wiring and the conductive film. In this manner, the electrical connection may be ensured by covering the conductive film with the lead wiring. Further, the black member may be partially covered with a conductive film.
[0029]
Unlike the metal back, the
[0030]
Next, as described above, when the first configuration of the present invention is employed, the
[0031]
Therefore, a second aspect of the present invention is to provide a
[0032]
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state of measurement performed to determine the surface roughness in the above-described range. Specifically, in the measurement of FIG. 3, the surface roughness of the
[0033]
In the case where the surface roughness of the
[0034]
On the other hand, stable when the surface roughness Rz of the
[0035]
On the other hand, when the surface roughness of the
[0036]
From these results, it is desirable that the above-described conductive film serving as the base of the metal back has a surface roughness of 0.1 μm or more and a roughness of about 3 to 4 times or less the thickness of the filming resin. Got. The surface roughness Rz of the normally used phosphor layer and black member (black stripe) is in this range.
[0037]
Next, in the third aspect of the present invention, when a discharge occurs between the electron source substrate and the electrode (anode) on the face plate, heat is generated at a connection portion between the high-voltage extraction wiring and the metal back, and the high-voltage extraction is performed. In order to cope with a phenomenon that a secondary discharge occurs due to degassing from the vicinity of the wiring, a configuration is adopted in which the resistance of the connecting portion between the lead wiring and the conductive film or between the conductive film and the metal back is reduced.
[0038]
With such a configuration, heat generation in the high-voltage lead-out wiring portion is suppressed, and as a result, the above-described secondary discharge can be suppressed.
[0039]
Specifically, the third aspect of the present invention is to increase the connection length between the high-voltage lead-out wiring and the conductive film, or the connection length between the metal back and the conductive film, or to reduce the sheet resistance of the conductive film to reduce the connection resistance. It is to lower the resistance. Note that the connection length refers to the length of the end face of the conductive film or the lead-out wiring at the connection part between the conductive film and the lead-out wiring, as described in the connection part between the conductive film and the lead-out wiring.
[0040]
When the frequency of occurrence of secondary discharge was evaluated by changing the connection length, the connection length between the
[Outside 4]
It has been found that the above secondary discharge can be suppressed by adopting a connection length satisfying the following.
[0042]
In addition, when the connection length was fixed and the sheet resistance of the
[0050]
Further, the
[0051]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
[0052]
(Example 1)
The image forming apparatus of this embodiment is an image forming apparatus having 240 scanning lines (0.65 mm line pitch) and 720 modulation signal lines (240 × RGB, pixel pitch 0.29 × 3 mm). FIG. 10 shows the appearance. The image display area (the fluorescent film forming area) is 156 × 209 mm.
[0053]
Next, the configuration of the face plate of the image forming apparatus formed in this embodiment will be described. FIG. 5 shows the appearance. First, a manufacturing process of the phosphor screen will be described.
[0054]
6 (1) to 6 (7) show the manufacturing steps.
[0055]
(1) First, a
[0056]
(2) Next, a
[0057]
(3) Next, an insulating
[0058]
(4) Next, an
[0059]
(5) Next, an aqueous solution containing colloidal silica, a surfactant and the like is applied on the phosphor screen, firstly, the uneven portion of the
[0060]
(6) Next, an
[0061]
(7) Finally, the temperature of the substrate is raised to 450 ° C. in a firing furnace at a rate of 1 ° C./min, and after maintaining the temperature for 30 minutes, the temperature is reduced at a rate of −2.5 ° C./min. After cooling, the resin intermediate layer was thermally decomposed and removed. After the removal of the
[0062]
Using the face plate manufactured as described above, the
[0063]
Here, in the image forming apparatus panel, an electrode was provided on the electron source substrate side (discharge gap formation) so as to start a discharge between the metal back and the electron source substrate when 7 kV was applied to the metal back. Note that this electrode was formed in an image area apart from the high-voltage lead-out wiring section.
[0064]
As Comparative Example 1, an image forming apparatus having the same dimensions as the present embodiment except for the materials used, the manufacturing method, and the connection length was used, and the connection length W was 5 mm. Again, this image forming apparatus has a discharge gap of 7 kV.
[0065]
A test was conducted in which a potential of 7.5 kV was applied to the high voltage terminals of these two types of image forming apparatuses and left for 1 minute. In the face plate of Comparative Example 1, after several discharges were initially made at the discharge gap (between the electrode forming the discharge gap and the metal back), a large current flowed into the
[0066]
(Example 2)
Next, another embodiment will be described. In the present embodiment, an image forming apparatus having 480 scanning lines (0.85 mm line pitch) and 2400 modulation signal lines (800 × RGB, pixel pitch 0.29 × 3 mm) was prepared.
[0067]
FIG. 7A shows the appearance of the face plate. The image display area is 408 × 696 mm. The manufacturing process of the face plate was the same as that of Example 1 except that the order of forming the
[0068]
FIG. 7B is a partial cross-sectional view of the image forming apparatus of the present embodiment at a portion corresponding to the FF ′ cross section of FIG. 7A. In this embodiment, the
[0069]
The high-
[0070]
Using this face plate, an image forming apparatus in which the distance between the electron source substrate and the face plate was 2.5 mm was assembled. When a potential of 10 kV was applied to the face plate, a sufficient luminance could be stably displayed for a long time. When the image forming apparatus of the present embodiment was applied with Va that did not satisfy the above formula (4), a phenomenon that was regarded as discharge was confirmed, but a phenomenon that seems to have vaporized the
[0071]
(Example 3)
Next, another embodiment will be described. FIG. 8A shows a schematic plan view of the face plate created in this embodiment. FIG. 8B is a schematic sectional view taken along line GG ′ of FIG. 8A. In this embodiment, the
[0072]
As a conductive film material, a conductive film containing ruthenium oxide can be used in addition to those used in the above-described embodiments.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even if a discharge occurs in the image forming apparatus, the connection portion between the high-voltage extraction wiring and the metal back is burned and disconnected, so that high voltage cannot be applied. Also, even if a discharge occurs at the end of the image area or at the spacer, a large amount of conductive material is not deposited on the electron source, the wiring, the spacer, and the like, thereby preventing damage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a face plate of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a typical example of a structure according to the present invention in which a high-voltage lead wire and a metal back are connected by a relay conductive film.
FIG. 3 is an evaluation system for evaluating the degree of adhesion of a metal back by a resistance value.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a region that is damaged when a discharge occurs.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a face plate created in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a step of forming a face plate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a face plate created in a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view showing a face plate created in a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of an electron source in which electron-emitting devices are arranged in a matrix.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a structure of an image forming apparatus using the electron source of FIG.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a problem.
[Explanation of symbols]
4001
4021 High voltage lead-
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