JP2002324500A

JP2002324500A - 平面表示装置

Info

Publication number: JP2002324500A
Application number: JP2001129479A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Matsushita; 敏治松下
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】超高真空を容易に確保し、平面表示装置の長
寿命化を図る。【解決手段】蛍光面を有する前面パネル１と、該前面
パネルと対向する電子ビームを放出するカソード電極を
有する背面パネル２とからなる平面表示装置５０におい
て、前記背面パネル２の前面パネル１と反対側にゲッタ
ー材を保持する容器６を設置する。この容器６の底面に
ゲッター材を収納する凹部を設け、該凹部にゲッター材
を圧入する。平面表示装置５０と保持容器６とにより真
空容積が増大するので、ゲッター効果が十分に発揮さ
れ、超高真空が容易に保持でき、平面表示装置の寿命が
長期化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面表示装置に関
し、より詳細には、蛍光面を有する前面パネルとこの前
面パネルに対向して電子ビームを放出するカソード電極
を備えた背面パネルとからなる平面表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、平面型表示装置、即ちパネル型表
示装置として種々のものが開発されているが、低電圧で
明るい画像表示が得られるものとして、蛍光面に電子ビ
ームを射突させて発光させる電界放出型の表示装置（以
下、ＦＥＤという）がある。この表示装置は、背面パネ
ル上に構成された電界放出型カソードを有する電極構造
体を電子ビーム源とし、このビーム源から放出される電
子ビームを前面パネル上に形成された蛍光面に射突させ
て発光させるもので、背面パネルと前面パネルとの間隔
は、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍと非常に狭い間隔となって
いる。そして、表示装置として電子ビームの制御を確実
に行うために、少なくとも１．３３×１０ ^−３Ｐａ（１
０^−５Torr）以上、望ましくは１．３３×１０^−５〜
１．３３×１０^−６Ｐａ（１０^−７〜１０^−８Torr）程
度の高い真空度、いわゆる超高真空が保持されるように
なっている。

【０００３】このような超高真空を保持するためにゲッ
ター材を用いる技術がある。この技術は、ＦＥＤなどの
平面表示装置において、例えば背面パネルに排気口を設
け、この排気口の周囲を覆うようにフリットガラス等に
よって例えば漏斗状のチップオフ管、或いは筒状のチッ
プオフ管を封着する。このチップオフ管内には、漏斗状
の場合は、その大径部内に、ゲッター材を収めたリング
状の金属容器が取付けられ、また筒状の場合は、筒状部
に、前記容器がメタルシール等によって取付けられる。
そして容器内のゲッター材を高周波加熱により前面パネ
ルの特定領域に蒸着させ、前記パネル間に存在する残留
ガスを吸着することにより前記超高真空を得るものであ
る。この技術では、ゲッター材は、チップオフ管内に取
付けられたゲッター材容器に収納されるので、その量に
限界があり、真空度を長期間保持することができず、寿
命の長期化をはかり難いという観点から、更に改良が進
められた。この改良技術は、前面パネルの蛍光面の周囲
に溝を設け、この溝内にゲッター材を配するようにした
ものである。従って、ゲッター材をより多く収納するこ
とができ、超高真空を従前より長時間保持することがで
きるようになった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術においては、次のような問題点があった。表示装置
を構成するパネル間内の真空領域が狭い空間であるため
僅かの残留ガスや発生ガスによっても真空度が損なわれ
る、ゲッター材を蒸着させる領域が前面パネルの一部
に限定されるためゲッター材を蒸着させる十分な領域を
確保することができない、ゲッター材をパネル周縁部
の溝に保持した場合であっても、なお十分な量のゲッタ
ー材を保持することができない、またその量を調整す
ることが困難である、前記〜により必要とする超
高真空を保持できない、などである。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、前記問題点を解消することに
より、ゲッター材による効果を得て超高真空を容易に保
持し、平面表示装置の寿命の長期化を図ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、蛍光
面を有する前面パネルと、該前面パネルと対向する電子
ビームを放出するカソード電極を有する背面パネルとか
らなる平面表示装置において、前記背面パネルの前面パ
ネルと反対側の面に前記平面表示装置に連通するゲッタ
ー材保持容器を設置したことを特徴とする平面表示装置
である。

【０００７】請求項２の発明は、前記ゲッター材保持容
器は、容器内面にゲッター材を保持する凹部を有するこ
とを特徴とする請求項１記載の平面表示装置である。

【０００８】請求項３の発明は、前記ゲッター材保持容
器は、ガラス又はセラミックで構成したことを特徴とす
る請求項１又は２記載の平面表示装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３を参照して本
発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実
施形態に係る平面表示装置の一部正面図、図２はその断
面構成図であり、図１において平面表示装置５０は、光
透過性の例えばガラス等により構成される前面パネル１
と、これより一方の側にやや面積が大きい背面パネル２
とがスペーサ３を介して微少間隔を保持して対向配置さ
れ、前面パネル周縁部にフリットガラス等のフリット材
４が被着されて封着され、平面管体として形成される。
前面パネル１の内側表面には、蛍光面５が後述するよう
に紙面に直交する方向及び紙面に沿う方向に区切られた
升目状のパターンに形成され、順次ＲＧＢ３原色の蛍光
体をなす。背面パネル２内側表面には、図４及び図５に
おいて後述する電界放出型カソードを有する電極構造体
が被着される。なお、ここでは図示されないが、前面パ
ネル１と背面パネル２との間には、例えばガラスビーズ
等のスペーサが等間隔に配置されて、パネル１及び２間
の間隔を一定間隔に保持するようにしている。

【００１０】図２において背面パネル２の外側に、ゲッ
ターボックス６がフリット材４の溶着により取付けら
れ、更にこのゲッターボックス６に、チップオフ管１１
がフリット材４の溶着により取付けられ、チップオフ管
１１を通して排気ができるようになっている。図３は、
ゲッターボックス６の構成図であり、図３（ａ）は正面
図、図３（ｂ）は、そのａ−ａ断面図である。ゲッター
ボックス６は、ガラス又はセラミックのような非金属性
材料で構成された断面コの字形の平形ボックスであり、
上述のような取付け形態により、背面パネル３の孔１０
により前記平面管体と連通し、この連通により平面管体
の真空容積が増大する。また、ゲッターボックス６の底
面に、深さ約１ｍｍ、直径約１．５〜２．０ｍｍの凹部
７が２列に縦列して複数穿設され、これらの凹部７に
は、例えばＢａ（バリウム）のようなゲッター材９が圧
入される。更にこの例では、その縦列とは異なる位置に
排気孔８が１個形成される。この排気孔８は、ゲッター
ボックス６が背面パネル２に取付けられたとき、背面パ
ネル２に穿設された孔１０の１つと対向するようになっ
ている。

【００１１】ここで本発明の実施形態に係る平面表示装
置においては、背面パネル２の内面上に、表面パネル１
の蛍光面５に対向して電界放出型カソードを有する電極
構造体４０を設けるものである。この電極構造体４０に
ついて述べると、該構造体４０は、図４にその要部拡大
図を示すように、背面パネル２上に、ｘ軸方向に延長し
てストライプ状に平行構成されるカソード電極２１を被
着形成し、これらカソード電極２１上にＳｉＯ_２、Ｓｉ
_３Ｎ_４の絶縁層２２を介して、このカソード電極２１の
延長方向とほぼ直交する方向即ちｙ軸方向に延長するス
トライプ状のゲート電極２３を平行配列して設ける。カ
ソード電極２１とゲート電極２３の交叉部２４に、ＲＧ
Ｂ３原色の各蛍光面５にに対応するように開孔２５を複
数穿設し、これら開孔内において、カソード電極２１上
にそれぞれ後述する例えば円錐状の電界放出型カソード
ｋを形成する。この電界放出型カソードの材料はＭｏ、
Ｗ、Ｃｒ等を使用する。

【００１２】更に電界放出型カソードについて図５を参
照して詳述すると、まず、背面パネル２の表面に、垂直
走査線方向に沿ってカソード電極２１を形成する。この
カソード電極２１は、例えば４２６合金、Ｃｒ等の金属
層を全面的に蒸着、スパッタリング等によって形成し、
その後フォトリソグラフィによるエッチングによって上
述したストライプ状の平行パターンに形成する。

【００１３】次に、図５（ａ）に示すようにこのパター
ン化されたカソード電極２１上を覆うようにＳｉＯ_２、
Ｓｉ_３Ｎ_４等の絶縁層２２を全面的にスパッタリング等
により被着し、更にこの上に最終的にゲート電極２３を
構成する例えば高融点金属のＭｏ、Ｗの金属層２６を蒸
着、スパッタリング等により形成する。

【００１４】その後、図５（ｂ）に示すように、フォト
レジスト等によるレジストパターン（図示されず）を形
成して、これをマスクとして金属層２６に対して異方性
エッチング即ち、金属層２６の面方向に垂直の方向（厚
さ方向）にエッチング性を示す例えばＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）を行って、所定のパターン即ち図４の
カソード電極２１の延長方向と直交する水平方向に延長
する帯状のゲート電極２３を形成すると共に、このゲー
ト電極２３のカソード電極２１と交叉する部分に、例え
ばそれぞれ１つの小孔２７を穿設する。

【００１５】次にこれらの小孔２７を通じて、ゲート電
極２３即ち金属層２６に対してエッチング性を示さず、
絶縁層２２に対して等方性のエッチング性を示す例えば
化学的エッチングを行って小孔２７の開口幅より大なる
開口幅を有する開孔２８を絶縁層２２の全厚さに亘る深
さをもって形成する。このようにして、図４において説
明したようなカソード電極２１とゲート電極２３の交叉
部に開孔２８と小孔２７による開孔２５を形成する。

【００１６】次に図５（ｃ）に示すように、ゲート電極
２３上に例えばＮｉ等の金属層３０を斜め蒸着により被
着する。この斜め蒸着は、背面パネル２を、その面内に
おいて回転させながら行って、小孔２７上の周囲に円錐
面上の内周形状を有する円孔３１が生じるように形成す
る。またこの場合、金属層３０の蒸着は小孔２７内を通
じて開孔２８内には及ばないような角度が選定される。

【００１７】そして、この円孔３１を通じて電界放出型
カソード材即ちＷ、Ｍｏ等の高融点且つ、低仕事関数の
金属を、蒸着,スパッタリング等によって円孔３１を通
じて開孔２８内のカソード電極２１上に、このカソード
電極面に対し、垂直に蒸着する。この場合、その蒸着は
垂直に行っても、そのカソード材は円孔３１上の周囲で
金属層２６の斜面に続くような斜面が形成されることか
ら、ある厚さに達すると、円孔３１が塞がる状態となる
ことによって、各開孔２８内において、カソード電極２
１上にそれぞれ断面三角形状の円錐状をなすドット状の
カソードｋが形成される。

【００１８】その後、図５（ｄ）に示すように、図５
（ｃ）における金属層２６及びこれの上に形成されたカ
ソード材を排除することによって、縞状、即ちストライ
プ状のカソード電極２１上の開孔２８内にそれぞれ円錐
状即ち断面三角形のドット状に電界放出型カソードｋが
形成される。

【００１９】そして、その周囲には絶縁層２２が存在
し、これによってカソード電極２１と電気的に絶縁され
て各カソードｋに対向するように前記小孔２７による電
子ビーム透過孔が穿設されたゲート電極２３が配置され
た電極構造体４０が構成される。

【００２０】次に、平面表示装置の製造、組立及びゲッ
ターフラッシについて図６を用いて説明すると、概ね以
下に述べる工程によって行われる。即ち、予め、ゲッタ
ーボックス６にフリットガラスを塗布し仮焼成し（Ｓ
１）、このゲッターボックス６の凹部７にゲッター材９
を圧入しておく（Ｓ２）。チップオフ管１１にフリット
ガラスを予め塗付し仮焼成しておく（Ｓ３）。背面パネ
ル２に、前記の製造方法により電極構造体４０を形成し
ておく（Ｓ４）。前面パネル１に蛍光面５を形成してお
く（Ｓ５）。前面パネル１と背面パネル２を封着するた
めにフリット材４を仮焼成しておく（Ｓ６）。次に、こ
れら前面パネル１、背面パネル２、ゲッターボックス
６、チップオフ管１１及びフリット材４を仮組立し、加
熱炉内に搬入して焼成処理し、前面パネル１と背面パネ
ル２、背面パネル２とゲッターボックス６、ゲッターボ
ックス６とチップオフ管１１をそれぞれフリットガラス
４の溶着により封着する（Ｓ７）。次にチップオフ管１
１、ゲッターボックス６の排気孔８、背面パネル２の排
気孔１０を通して排気を行い、所定の真空度に達したと
き、チップオフ管１１の小径部においてチップオフ即ち
封止する（Ｓ８）。封止後、ゲッターボックス６側より
高周波磁界によりゲッター材９をフラッシする（Ｓ
９）。高周波コイルは、コイルから離れた所にあるゲッ
ター材９を加熱させるため、コイル内にフェライトを挿
入し、磁界を集中させる。このとき指向性をもって背面
パネルの裏側上にゲッター材９の蒸着膜をつくるように
する。

【００２１】前記真空度を保持する作業において、上述
のように背面パネル２上の陰極構造体４０は電界放出型
カソードｋを有する複雑な構造を有していることや、前
面パネル１と背面パネル２とは一定の間隔を保持するた
めにガラスビーズ等のスペーサが等間隔に配置されてい
ることにより、前記両パネル間の隅々に亘って高真空に
排気を行うことは難しい。従って、パネル間内に僅かな
がらガスが残留する。また表示装置として使用している
うちに蛍光面等からもガスが発生する。

【００２２】本実施形態によれば、ゲッターボックス６
を表示装置の背面パネル裏面に平面管体と連通して設け
ることにより、パネル１，２間内の真空領域の容積が増
大するので、僅かなガスにより真空度が損われることが
なくなる。またゲッター材９を蒸着させる領域が増大す
るので、ゲッター材９の蒸着膜は、十分に管内の残留ガ
スを吸収して真空度を増し、また発生ガスを吸収して電
界放出型カソードの汚染や損傷をなくし、平面表示装置
の寿命を長期に維持するようになる。更に、ゲッターボ
ックス６の凹部７にゲッター材９を保持するので、十分
な量のゲッター材を確保することができると共に凹部７
の深さや直径を調整することにより、その量を任意に調
整することができる。更に又、ゲッター材９は、パネル
の周縁部でなくゲッターボックス６内という限定された
場所に収納しているので、高周波加熱がし易くなる。

【００２３】実験によれば、ＦＥＤにおいて、ゲッター
フラッシ前１．３３×１０^−３Ｐａ（１０^−５Torr）台
の真空度が１．３３×１０^−１Ｐａ（１０^−３Torr）台
になり悪化していたが、フラッシ後は１．３３×１０
^−３Ｐａ（１０^−５Torr）台を長期間にわたり維持する
ようになった。

【００２４】本実施形態によるゲッターボックスは、ボ
ックス内にゲッター材を２列に配し、更に他の１列にあ
たるところに排気孔を設ける構成としているが、平面表
示装置の構成によっては、ゲッター材を一列構成とし、
その端部に排気孔を設ける等、本発明の基本構成を逸脱
しない範囲で種々の改変が可能である。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、表示装置を構
成するパネル間の真空領域の容積が大きくなるので、僅
かな残留ガスや発生ガスにより真空度が損われることが
なくなる。またゲッター材を蒸着させる領域が増大する
ため、そこに形成されたゲッター材の蒸着膜は、管内ガ
スを十分に吸収することができる。更にゲッター材を多
量に保有することができる。更にまた、ゲッター材がパ
ネル周縁部に広く存在することなく、まとまった一定個
所（容器内）に保持されるので、フラッシ作業が容易に
なる。従って、これらにより超高真空を保持することが
でき、表示装置の寿命を長期化することができる。請求
項２の発明によれば、ゲッター材の量を調整することが
容易になる。従って、真空領域の大小に応じて必要とす
る超高真空を容易に保持することができる。請求項３の
発明によれば、保持容器が非金属性材料で構成されるた
め、ゲッター材容器からのガス発生の虞れはなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る平面表示装置の一部平
面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る平面表示装置の一部断
面図である。

【図３】本発明の実施形態に係るゲッターボックスの平
面及び断面図である。

【図４】本発明が適用される平面表示装置の一部分解図
である。

【図５】本発明が適用される平面表示装置の電界放出型
カソードの作製工程図である。

【図６】本発明の実施形態に係る平面表示装置の製造工
程を示す図である。

【符号の説明】

１・・前面パネル、２・・背面パネル、３・・スペーサ、４・・
フリット材、５・・蛍光面、６・・ゲッターボックス、７・・
凹部、８・・排気孔、９・・ゲッター材、１０・・排気孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光面を有する前面パネルと、該前面パ
ネルと対向する電子ビームを放出するカソード電極を有
する背面パネルとからなる平面表示装置において、前記
背面パネルの前面パネルと反対側の面に前記平面表示装
置に連通するゲッター材保持容器を設置したことを特徴
とする平面表示装置。
【請求項２】前記ゲッター材保持容器は、容器内面に
ゲッター材を保持する凹部を有することを特徴とする請
求項１記載の平面表示装置。
【請求項３】前記ゲッター材保持容器は、ガラス又は
セラミックで構成したことを特徴とする請求項１又は２
記載の平面表示装置。