JP4235058B2 - Manufacturing method of display device - Google Patents
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Description
本発明は、電界放出陰極を備えた表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a display device having a field emission cathode.
従来の電界放出陰極としては、スピント型エミッタ、シリコンエミッタ、トランジスタ構造エミッタに加えて表面伝導型エミッタ或いは炭素系ナノチューブエミッタなどがある。これらの電界放出型ディスプレイは、数多くの画素(電界放出陰極及びこれに対向する蛍光体)を有するものであって、例えばハイビジョン用ディスプレイとしては600万個以上の画素数を備えている。 Conventional field emission cathodes include surface conduction emitters or carbon nanotube emitters in addition to Spindt emitters, silicon emitters, and transistor structure emitters. These field emission displays have a large number of pixels (field emission cathodes and phosphors opposed thereto). For example, high-definition displays have 6 million or more pixels.
ところが、通常の製造プロセスでは、数多くの画素の全てを完璧に製作することは難しく、ディスプレイとして使用するためには、何らかの方法で欠陥を補修する必要がある。 However, in a normal manufacturing process, it is difficult to completely manufacture all of a large number of pixels, and in order to use as a display, it is necessary to repair defects by some method.
また、電界放出陰極からの電子放出を安定的に生じさせるためには、ディスプレイの内部空間(以下、単にパネル内という。)を真空排気して封止を行う際に、陰極の表面に存在する付着物を除去する必要がある。 Further, in order to stably generate electrons from the field emission cathode, the internal space of the display (hereinafter, simply referred to as the inside of the panel) is present on the surface of the cathode when evacuated and sealed. It is necessary to remove deposits.
更に、種々の電界放出陰極の中でも、最近注目を引く、カーボンナノチューブ等の炭素系材料を用いた電界放出陰極は、低真空度環境下での安定動作、低電界での電子放出特性及び高電流密度を期待できることから、電界放出陰極ディスプレイの陰極材料として魅力的である。しかしながら、これらの炭素系材料は使用環境によりその特性が変化してしまうという問題があり、優れた特性を充分に発揮するための処方を見出す必要がある。 Furthermore, among various field emission cathodes, field emission cathodes using carbon-based materials such as carbon nanotubes, which have recently attracted attention, are stable operation in a low vacuum environment, electron emission characteristics in a low electric field, and high current. Since the density can be expected, it is attractive as a cathode material for a field emission cathode display. However, these carbon-based materials have a problem that their characteristics change depending on the use environment, and it is necessary to find a prescription for sufficiently exhibiting excellent characteristics.
従来技術においては画素の欠陥に関し次のような処理を施している。例えば、電子放出が他の標準的な画素に比べて異常に低く、ディスプレイとして動作させたときに常時点灯してしまう所謂特異点に関しては、この画素をレーザーなどの手段を用いて不灯化してしまう処理が一般的である。もっとも、この処理は比較的煩雑なものである。つまり、先ず数多くの画素から特異点を探し出す作業が必要なうえに、その特異点のみを選んで不灯にするという作業が不可欠であり、多大な労力を要する。 In the prior art, the following processing is performed for pixel defects. For example, with respect to the so-called singular point where the electron emission is abnormally low compared to other standard pixels and it always lights when operated as a display, this pixel can be turned off using means such as a laser. The process which ends is common. However, this process is relatively complicated. That is, first, it is necessary to search for a singular point from a large number of pixels, and it is indispensable to select only the singular point and turn it off, which requires a lot of labor.
次に、電界放出陰極に付着している付着物を除去するには、従来から、通常パネル内部を減圧して排気する。この際、パネル全体を高温に加熱しながらパネル内部を真空排気して、付着物が電界放出陰極から脱離し易くする作業がなされる。しかしながら、加熱下において付着物を真空排気できない場合がある。また、高温の環境下で行うプロセスを経ると、電界放出陰極の材料によっては酸化等により性質が変化し、電子放出特性が劣化する危倶がある。 Next, in order to remove the deposits adhering to the field emission cathode, the inside of the panel is usually evacuated under reduced pressure. At this time, the inside of the panel is evacuated while the whole panel is heated to a high temperature so that the deposits are easily detached from the field emission cathode. However, in some cases, the deposit cannot be evacuated under heating. In addition, when a process is performed in a high-temperature environment, depending on the material of the field emission cathode, the property changes due to oxidation or the like, and there is a danger that the electron emission characteristics deteriorate.
更に、従来技術として、炭素系の電界放出陰極からの電子放出特性を均一化する方法として、電界放出陰極にレーザー、電子ビーム、イオンなどを照射する方法が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。もっとも、これらの手法では、表示装置が大型化して電界放出電極の面積が広くなった場合、広範囲に存在する電界放出陰極にレーザーや電子ビームなどを走査するのに相当な時間を要し、作業の効率が低くなることは否めない。したがって、電界放出陰極の電界放出の均一化を迅速処理できる新たな手段の開発が要望されている。
本発明は、前述の問題を解決するためになされたものであり、ディスプレイにおける特異点となる欠陥画素を効率的に不灯化するとともに、電界放出陰極からの放電特性を劣化させることなく、陰極から付物を充分に脱離させ、更に、大型の電界放出型ディスプレイの場合でも電子放出の均一性を改善することができる表示装置の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and efficiently discharges defective pixels which are singular points in a display, and does not deteriorate discharge characteristics from a field emission cathode. Further, the present invention provides a method for manufacturing a display device that can sufficiently remove attachments from the substrate and further improve the uniformity of electron emission even in the case of a large field emission display.
本発明の表示装置の製造方法は、印加された電界によって電子を放出する電界放出陰極と前記電界放出陰極に対向し前記電子を捕捉する陽極とを含む内部空間を備えた表示装置を製造する方法であって、前記内部空間を一旦真空にした後に前記内部空間に希ガスを導入し、前記電界放出陰極の電子放出が起こり易い特異点のみにおいて前記陽極との間でガス放電が生じるよう前記電界を制御して前記ガス放電を生じさせた後、前記内部空間から前記希ガスを排気し、再度希ガスを前記内部空間に導入して前記電界放出陰極の全範囲において前記陽極との間でガス放電を生じさせた後、前記内部空間を再度真空にして封止する方法を有している。
なお、ガス放電は、100μA/cm2以下の放電電流密度で発生する放電であることが好ましい。
A method of manufacturing a display device according to the present invention is a method of manufacturing a display device having an internal space including a field emission cathode that emits electrons by an applied electric field and an anode that faces the field emission cathode and captures the electrons. Wherein the internal space is evacuated and then a rare gas is introduced into the internal space so that a gas discharge is generated between the anode and the anode only at the singular point where the electron emission of the field emission cathode is likely to occur. After the gas discharge is generated by controlling the gas, the rare gas is exhausted from the internal space, the rare gas is again introduced into the internal space, and the gas is discharged between the anode and the anode in the entire range of the field emission cathode. After the discharge is generated, the internal space is again evacuated and sealed.
The gas discharge is preferably a discharge generated at a discharge current density of 100 μA / cm 2 or less.
この方法により、電界放出陰極から電子を放出し易くするとともに、電子放出の均一性を改善することが可能となる。 This method makes it easy to emit electrons from the field emission cathode, and improves the uniformity of electron emission.
また、この方法により、電子放出が極端に生じやすくなっている特異点に該当する電界放出陰極の劣化と真空封止とを効率よく処理することができる。 In addition, this method can efficiently treat the deterioration of the field emission cathode corresponding to the singular point where electron emission is extremely likely to occur and the vacuum sealing.
また、この方法により、電子放出特性を均一化した後において、電界放出陰極を大気に接触させずに、更に、電界放出陰極の全範囲を均一化することができる。 Further, by this method, after the electron emission characteristics are made uniform, the entire range of the field emission cathode can be further made uniform without bringing the field emission cathode into contact with the atmosphere.
また、この方法により、電界放出陰極の全範囲の1箇所における放電処理と、電界放出陰極の全範囲における放電処理と、真空封止とを効率よく処理することができる。 In addition, this method can efficiently perform discharge treatment at one place in the entire range of the field emission cathode, discharge treatment in the entire range of the field emission cathode, and vacuum sealing.
また、この方法により、電子放出が極端に生じやすくなっている特異点が複数ある場合でも、電子放出特性の均一化を効率よく処理することができる。 In addition, even when there are a plurality of singular points where electron emission is extremely likely to occur , this method makes it possible to efficiently deal with uniform electron emission characteristics.
本発明は、内部空間を真空封止する前に、電界放出陰極と陽極との間でガス放電を生じさせることにより、電界放出陰極から電子を放出し易くするとともに、電子放出の均一性を改善することができるという効果を有する表示装置の製造方法を提供することができるものである。 The present invention makes it easy to emit electrons from the field emission cathode and improves the uniformity of electron emission by generating a gas discharge between the field emission cathode and the anode before vacuum-sealing the internal space. It is possible to provide a method for manufacturing a display device having an effect that it can be performed.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1(a)の側面図において、本実施の形態の表示装置10は、ガラス基板21上に透明電極22及び蛍光面23が形成された前面板20と、ガラス基板31上に陰極母線32、電界放出陰極33、絶縁層34及びゲート電極35が形成された背面板30とが、スペーサ40を介して向かい合わせて接合されている。そして、前面板20、背面板30及びスペーサ40で囲まれたパネル内は、ガスが通過しないように封着されており、このパネル内を真空に封止できる構造になっている。
1A, the
パネル内にはHe、Ne、Ar、Kr、Xeなどの希ガスからなる単一ガス又はこれら2種以上を混合してなる混合ガスが封入されている。一例として、ガス圧が50Torrでは、Heが90%、Xeが10%の混合ガスを封入する。このパネル内には電極として、前面板20に透明電極22、背面板30にゲート電極35、陰極母線32に接続された電界放出陰極33が存在する。電界放出陰極33との間で放電を生じさせる電極としては、電界放出陰極33から最も距離的に遠い透明電極22を使用する。
A single gas composed of a rare gas such as He, Ne, Ar, Kr, or Xe or a mixed gas obtained by mixing two or more of these is sealed in the panel. As an example, when the gas pressure is 50 Torr, a mixed gas of 90% He and 10% Xe is sealed. In this panel, there are a
放電を生じさせる電圧は、透明電極22を正極、電界放出陰極33に接続している陰極母線32を負極として印加する。この場合、図1(b)に示すように、放電の範囲は電界放出陰極33の存在する全範囲(面積S)に亘っており、放電電流をi(μA)、放電範囲の面積をS(cm2)とすると、放電電流密度Jは、次式で表される。
The voltage causing discharge is applied with the
J=i/S(μA/cm2)
放電電流密度Jの値が100μA/cm2以下であると、効率的に均一化を図ることができる。なお、図1(b)において、放電範囲の面積Sは、各電界放出陰極33の面積を合計したものである。
J = i / S (μA / cm 2 )
When the value of the discharge current density J is 100 μA / cm 2 or less, uniformization can be achieved efficiently. In FIG. 1B, the area S of the discharge range is the sum of the areas of the
次に、本実施の形態の表示装置のパネルの排気プロセスについて図2を参照して説明する。 Next, an exhaust process of the panel of the display device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、前面板20と背面板30とをスペーサ40を介して封着した表示装置10の背面板30側に設けた排気管50を介して排気する(図2(a))。この際、パネル内に付着した付着物を取り除くために350℃以上の加熱を行いながら、排気することが望ましい。
First, the
引き続き、1箇所のみ放電を生じさせるための放電ガスを排気管50から導入する(図2(b))。そして、電界放出陰極33が接続されている陰極母線32と透明電極22との間で、透明電極22を正極、陰極母線32を負極として1点のみの放電点60でガス放電させる(図2(c))。
Subsequently, a discharge gas for causing discharge at only one place is introduced from the exhaust pipe 50 (FIG. 2B). Then, between the
特異点が存在する場合には、最も電子が放出され易い電界放出陰極33から放電が開始されるので、放電電流を調整し、制御することにより最も電子放出が起こり易い特異点のみにおいて、放電させることが可能となる。この場合の放電電流が50μA以上であると、放電が安定して効果的である。1点放電が生じた電界放出陰極33の特性がスパッタなどにより劣化したところで放電を停止する。特異点が複数存在する場合は、更に続けて同様の放電を生じさせる。
When there is a singular point, discharge starts from the
続いて、パネルの排気管50からパネル内のガスを排気させる(図2(d))。更に、全面放電を生じさせるため、排気管50を介してガスを再度導入するガス導入プロセスを経る(図2(e))。そして、電界放出陰極33が接続されている陰極母線32と透明電極22との間で、透明電極を正極、陰極母線を負極として、電界放出陰極33が存在している範囲全面で放電させる(図2(f))。
Subsequently, the gas in the panel is exhausted from the
図2(a)の工程でパネルを加熱した際に、電界放出陰極33の表面が酸化された場合でも、図2(f)の工程において電界放出陰極33の表面はスパッタによって清浄な表面を露出することが可能となる。全面の特性がほぼ揃ったところで放電を停止し、排気管50を介してパネル内のガスを排気させる(図2(g))。
Even when the surface of the
図2(a)〜図2(g)のプロセスは、放電フォーミングを用いた排気プロセスの一例を示したものであるが、1点放電と全面放電とを生じさせるガスの種類が適切であって(例えば同種)、ガス圧力が同等であれば、図2(d)及び図2(e)の2工程を省略することができる。 The processes of FIGS. 2A to 2G show an example of an exhaust process using discharge forming, but the type of gas that causes one-point discharge and full-surface discharge is appropriate. If the gas pressure is the same (for example, the same type), the two steps of FIGS. 2D and 2E can be omitted.
また、パネル内の各電界放出陰極33に電子放出を生じ易いような特異点がない場合には、1点放電を生じさせる必要がないことから、図2(b)、図2(c)及び図2(d)の工程を省略することができる。
Further, when there is no singular point that easily causes electron emission in each
更に、パネル内の各電界放出陰極33の電子放出特性が、特異点を除いてほぼ均一であるときは、特異点のみを不灯にするだけで充分であるから、図2(d)、図(e)及び同図(f)の工程を省略することができる。
Further, when the electron emission characteristics of each
以上のように、本発明に係る表示装置の製造方法は、電界放出陰極から電子を放出し易くするとともに、電子放出の均一性を改善することができるという効果を有し、電界放出陰極を備えた表示装置等として有用である。 As described above, the method for manufacturing a display device according to the present invention has the effect of facilitating the emission of electrons from the field emission cathode and the improvement of the uniformity of electron emission, and includes the field emission cathode. It is useful as a display device.
10 表示装置
20 前面板
21 ガラス基板
22 透明電極
23 蛍光面
30 背面板
31 ガラス基板
32 陰極母線
33 電界放出陰極
34 絶縁層
35 ゲート電極
40 スペーサ
50 排気管
60 放電
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US8491079B2 (en) | 2007-03-08 | 2013-07-23 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid ejection apparatus |
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