JP2004079450A - Cold cathode light emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板型表示装置に係る発明であって、特に、電子源を用いて自発光する冷陰極発光素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、フラットパネル型表示装置の研究開発が活発となる中で、特に電子源として平面状に配置された電界放出型冷陰極を用いたFED(Field Emission Display)が注目されている。それは、他のフラットパネル型表示装置であるLCDやPDPなどに比べ高輝度、高コントラスト、広視野角、低消費電力であるためである。
【0003】
さらに、FEDの電子源として有望視されている材料として、カーボンナノチューブ(Carbon Nanotube:以下、CNTともいう)がある。このCNTは電子放出能力が高く、さらに印刷処理により電子源を形成することができるため製造コストの低減が図れるためである。
【0004】
図9に先行発明の冷陰極発光素子の断面図を示す。図9では、前面ガラス101と背面ガラス102とが向かい合うように配置され、スペーサガラス103により前面ガラス101と背面ガラス102とが一定の空間を保つ外容器を形成している。なお、前面ガラス101及び背面ガラス102とスペーサガラス103とは、低融点ガラス104で接合されている。また、容器内を真空にするための排気孔が背面ガラス102に設けられ、この孔にはチップガラス管105が取り付けられている。このチップガラス管105内には、複数個のゲッタ106が設けられ容器内の真空を維持している。
【0005】
容器内の前面ガラス101上には、赤、青及び緑の蛍光体107がマトリックス状に成膜され、その上にアルミバック膜による陽極108が成膜され発光部が形成されている。この陽極108には、排気孔を通りチップガラス管105から外部に引き出された陽極引出し線109から電圧が供給される。
【0006】
一方、容器内の背面ガラス102上では、カソード電極配線層110及びゲート電極配線層111が陽極108に対応して形成される。このカソード電極配線層110上には、CNTを冷陰極材料とする冷陰極電子源112が成膜され電子放出部が形成されている。さらに、背面ガラス102上には、絶縁性リブ113がカソード電極配線層110に沿って形成されている。
【0007】
絶縁性リブ113上には、低融点ガラスで固定されたゲート電極114が設けられている。このゲート電極114は帯状の金属板であり、この金属板上の冷陰極電子源112に対応する位置には、メッシュ状に成形された複数の開口部が設けられている。カソード・ゲート電極用端子115から供給された電圧は、カソード電極配線層110及びゲート電極配線層111を介して冷陰極電子源112及びゲート電極114に印加される。
【0008】
次に、冷陰極発光素子の動作原理について説明する。陽極108に高電圧を印加し、ゲート電極114がカソード電極配線層110に対して正の電位となるような電圧を印加すると、カソード電極配線層110の上に形成された冷陰極電子源112から電子が放出される。この放出された電子は、ゲート電極114に設けられて開口部を通り、陽極側に加速され蛍光体107に衝突する。衝突された蛍光体107は、電子により励起され発光する。
【0009】
なお、大型ディスプレ装置の場合は、上記のような冷陰極発光素子がマトリックス状に配列され形成されている。このとき冷陰極発光素子を駆動する電源や回路装置は、小数の冷陰極発光素子の集合ごとに設けている。
【0010】
上記で説明した技術は例えば特許文献1において紹介されている。
【0011】
【特許文献1】特開2002−25476号公報
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した冷陰極発光素子では、ゲート電極114を冷陰極電子源112上に設けるために、絶縁性リブ113を設けてゲート電極114を支える構造であった。そして、ゲート電極114とカソード電極配線層110との距離は、冷陰極発光素子の特性を左右する要因であるため、耐熱性の高いガラスなどの充填物を利用した絶縁性リブを利用する必要があった。しかし、このリブの膜質は隙間の多い多孔質であるため、このリブには多くのガスが吸着しており、冷陰極発光素子の容器内にガスを放出して容器内の真空度を低下させる。よって、陰極からのエミッション寿命を損なう恐れがある問題があった。
【0012】
上記の問題を回避するために方法として、図10に示すように、金属板であるゲート電極基板116をハーフエッチング加工を行い冷陰極電子源との間に絶縁した空間を形成する方法がある。つまり、1枚のゲート電極基板116にゲート電極を支えるための脚部とメッシュ状の開口部を設けたゲート電極構造である。
【0013】
しかし、このハーフエッチング加工では、エッチング深さのバラツキがゲート電極内の位置や製作ロットごとに発生する。ここで、上記のゲート電極構造のゲート電極114とカソード電極配線層110との距離は、ゲート電極を支える脚部のハーフエッチング加工の精度に左右される。そのため、ゲート電極114とカソード電極配線層110との距離が不均一となる。よって、ゲート電極114と冷陰極電子源112との電界強度が不均一となり、輝度のバラツキが生じる問題があった。
【0014】
また、ゲート電極を支える脚部をハーフエッチング加工した後にメッシュ状の開口部形成する場合、1枚の均一な膜厚を有するゲート電極基板からメッシュ状の開口部を形成する場合に比べてメッシュ形状を微細化することができない。そのため、開口部を通過する電子の透過率を大きくできず、輝度低下を招く問題もあった。
【0015】
そこで、本発明は、冷陰極発光素子の容器内にガスを放出せず、ゲート電極とカソード電極配線層との距離が均一で、開口部のメッシュ形状を微細化することが可能なゲート電極構造を有する冷陰極発光素子を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る解決手段は、真空に排気された空間を有する対向配置された第1及び第2基板と、第2基板上の空間側の所定の位置に配置され、陽極及び陽極上に配置される蛍光体とを有する発光部と、第1基板上の空間側の発光部に対向する位置に配置され、所定の電位が印加されると電子を放出する電子放出部と、複数の折り曲げ部を有し、複数の折り曲げ部が、略180度内側に折り曲げて第1基板に対する脚部を形成して第1位基板上に配置され、電子放出部に対応する位置に開口部を有するゲート電極とを備える。
【0017】
本発明の請求項2に係る解決手段は、請求項1記載の冷陰極発光素子であって、ゲート電極は、ゲート電極の長辺の片側にのみ複数の折り曲げ部を有する。
【0018】
本発明の請求項3に係る解決手段は、請求項1記載の冷陰極発光素子であって、ゲート電極は、ゲート電極の長辺の両側に複数の折り曲げ部を有する。
【0019】
本発明の請求項4に係る解決手段は、請求項3記載の冷陰極発光素子であって、ゲート電極は、互いに重なるように略180度内側に折り曲げられた複数の折り曲げ部が、第1基板に対する脚部を形成する。
【0020】
本発明の請求項5に係る解決手段は、請求項1乃至請求項4のいずれか記載の冷陰極発光素子であって、複数の折り曲げ部は、折り曲げ起点に切り込みが設けられている。
【0021】
本発明の請求項6に係る解決手段は、請求項1乃至請求項5のいずれか記載の冷陰極発光素子であって、ゲート電極は、426合金又は50−50合金で、第1基板は、白板ガラスである。
【0022】
本発明の請求項7に係る解決手段は、請求項1乃至請求項5のいずれか記載の冷陰極発光素子であって、電子放出部は、冷陰極材料としてカーボンナノチューブ又はダイヤモンドを含むカーボン系材料を用いる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【0024】
(実施の形態1)
図1に本実施の形態に係る冷陰極発光素子の断面図を示す。図1では、前面ガラス1と背面ガラス2とが向かい合うように配置され、スペーサガラス3により前面ガラス1と背面ガラス2とが一定の空間を保つ外容器を形成している。なお、前面ガラス1及び背面ガラス2とスペーサガラス3とは、低融点ガラス4で接合されている。
【0025】
この容器内を真空にする必要があるため、背面ガラス2に排気孔5が設けられている。容器内のガスを排気するためには、排気孔5に取り付けられたチップガラス管6からガスを排気し、その後チップガラス管6を封止する。なお、このチップガラス管6内には、複数個のゲッタ7が設けられており、容器内のガスを排気後に生じるガスを吸着して、容器内の真空を維持している。
【0026】
次に、容器内の前面ガラス1上には、赤、青及び緑の蛍光体8がマトリックス状に成膜され、その上にアルミバック膜による陽極9が成膜され発光部が形成されている。この陽極9には、排気孔5を通りチップガラス管6から外部に引き出されている陽極引出し線10から電圧が供給される。
【0027】
一方、容器内の背面ガラス2上では、カソード電極配線層11及びゲート電極配線層12が陽極9に対応して形成される。さらに、カソード電極配線層11上には、CNT(Carbon Nanotube)を冷陰極材料とする冷陰極電子源13が成膜され電子放出部が形成されている。これら、カソード電極配線層11及びゲート電極配線層12に電圧を供給するため、背面ガラス2にはカソード・ゲート電極端子14が所定の位置に埋め込まれている。以上の冷陰極発光素子の構造は、基本的に従来の技術で示した図9と同じである。
【0028】
しかし、本実施の形態の冷陰極発光素子では、ゲート電極21の構造が従来の技術とは異なる。絶縁性リブの代わりにゲート電極21の折り曲げ部22が、背面ガラス2に対する脚部になっており、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離を一定に保っている。以下の本実施の形態に係るゲート電極13の構造について説明する。なお、大型ディスプレ装置の場合は、上記のような冷陰極発光素子がマトリックス状に配列され形成されている。このとき冷陰極発光素子を駆動する電源や回路装置は、小数の冷陰極発光素子の集合ごとに設けている。
【0029】
図2に、本実施の形態に係るゲート電極の一部が図示されている。そして、図2(a)は、複数の折り曲げ部22がまだ折り曲げられる前の平面図が示されている。ゲート電極21の長辺には、複数の折り曲げ部22が両側に設けられている。この折り曲げ部22は、ゲート電極21の同じ膜厚であり、ゲート電極21との境界付近を起点にほぼ180度内側に折り曲げられる。図2(b)は、複数の折り曲げ部22が折り曲げられた後の平面図が示されている。なお、図2(b)では、折り曲げ部22がゲート電極21の下側になるように折り曲げられている。そのため、図2(b)中では波線で折り曲げ部22を表現している。
【0030】
この折り曲げ部22は、折り曲げられた際にゲート電極21に設けられたメッシュ状の開口部23及びフリット孔24を塞がない位置に設けられている。また、この折り曲げ部22の長さ(L1)は、ゲート電極21の幅(L2)の半分である。そのため両側から折り曲げられた際に、折り曲げ部22は、互いに重なることなく、折り曲げ部22の膜厚分(ゲート電極21の膜厚と同じ)の高さをもつゲート電極21の脚部を形成する。
【0031】
よって、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離を一定に保つことができる。なお、折り曲げ部22の長さ(L1)は、必ずしもゲート電極21の幅(L2)の半分である必要がなく、折り曲げた際に折り曲げ部22が重ならず、ゲート電極21を支えることができる長さであれば、ゲート電極21の幅(L2)の半分以下でも良い。
【0032】
また、この折り曲げ部22は、ゲート電極21との境界付近を起点にほぼ180度内側に折り曲げられる。この折り曲げ加工により、折り曲げ部22には元に戻ろうとするスプリングバックが生じる。このスプリングバックが、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離を一定に保つことに影響を与えることが考えられる。しかし、折り曲げ部22の折り曲げ起点にハーフエッチング加工で切り込み(図示せず)を設けるので、このスプリングバックの影響を緩和できる。なお、折り曲げ起点に設けられる切り込みの形状や位置などについては、折り曲げ部22の材料や形状などを考慮して適切に決定する。さらに、ゲート電極21を背面ガラス2に低融点ガラス4で固定する際に、治具でゲート電極21を背面ガラス2方向に押さえつけながら行うため、スプリングバックによるゲート電極21の浮き上がりが防止することができる。
【0033】
また、ゲート電極21と背面ガラス2との熱膨張率が異なると、ゲート電極21が背面ガラス2から剥がれたり反ったりする。そのため、熱膨張率が同じ材料を使用する必要があるが、背面ガラス2が白板ガラスである場合には、ゲート電極21の材料には426合金や50−50合金が良い。これは、426合金や50−50合金が白板ガラスとほぼ熱膨張率が同じであるためである。ここで、426合金とは、ニッケル42%、クロム6%、鉄52%の合金であり、50−50合金とは、ニッケル50%、鉄50%の合金である。
【0034】
さらに、冷陰極発光素子の駆動電圧は、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離で決まり、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離が短いほど駆動電圧が小さくなる。そのため、本実施の形態では折り曲げ部22(ゲート電極21)の膜厚によって、冷陰極発光素子の駆動電圧が決定されることになる。折り曲げ部22(ゲート電極21)の材料に426合金を用いると、現在市販されているものの最小膜厚は30μmであるため、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離も約30μmにすることができる。
【0035】
次に、本実施の形態に係るゲート電極21が背面ガラス2に組み込まれるまでの製造方法について以下に説明する。図3に背面ガラス2に組み込む前のゲート電極が図示されている。これらのゲート電極21は、ブリッジ25を介して補強板26に共通に接続されている。このような構成にすることにより、複数のゲート電極21を同時に背面ガラス2に組み込むことができる。
【0036】
図3で示したゲート電極21は、以下のような方法で成形する。まず、1枚の426合金の金属板をリソグラフィ技術を用いてブリッジ25で補強板26に共通に接続されゲート電極21の形にエッチングする。このとき、折り曲げ部22はまだ折り曲げられておらず、図2(a)のような状態の折り曲げ部22である。次に、リソグラフィ技術を用いてゲート電極21の所定の位置にメッシュ状の開口部23及びフリット孔24を、エッチングにより形成する。さらに、折り曲げ部22の折り曲げる起点にハーフエッチング加工で切り込み(図示せず)を形成し、金型等を使って折り曲げ部22をほぼ180度内側に折り曲げる。
【0037】
なお、図3においては、折り曲げ部22を波線で図示している。また、図10に示したゲート電極構造では、膜厚が100μmと厚いゲート電極基板116をハーフエッチング加工してゲート電極の脚部を形成した後に、メッシュ状の開口部を形成していたので、メッシュ状の開口部の孔径は100μm、孔ピッチは200μm程度にしか加工することはできなかった。しかし、本実施の形態のゲート電極21では、ハーフエッチング加工が不要で、膜厚が30μmと薄くすることが可能であるため、メッシュ状の開口部の孔径は50μm、孔ピッチは100μm程度に微細加工することができる。その結果、メッシュ状の開口部の開口率が増加し、電子の透過率を向上する。
【0038】
次に、図4に本実施の形態に係る背面ガラスの平面図を示す。まず、背面ガラス2上に、ストライプ状にカソード電極配線層11及びゲート電極配線層12を形成する。カソード電極配線層11及びゲート電極配線層12の形成方法としては、CVD(Chemical Vapor Deposition)などで電極膜を成膜し、リソグラフィ技術によりストライプ状にカソード電極配線層11及びゲート電極配線層12を形成する方法や印刷法などがある。
【0039】
次に、カソード電極配線層11上に、印刷法で冷陰極電子源13となるCNTをマトリックス状に形成する。なお、冷陰極電子源13は、前面ガラス1上に形成されている蛍光体8に対向する位置に設けられている。ここで、冷陰極電子源13の膜厚は、ゲート電極21と冷陰極電子源13とが接触しないように最大膜厚が制限される。
【0040】
カソード電極配線層11及びゲート電極配線層12には、電圧を供給するためのカソード・ゲート電極端子14がそれぞれに設けられている。このカソード・ゲート電極端子14は、背面ガラス2に埋め込まれている。また、背面ガラス2には、ほぼ中央部に排気孔5が設けられている。
【0041】
上記の方法で形成された図3のゲート電極21を図4の背面ガラス2に組み込む。まず、ゲート電極21とカソード電極配線層11とが直交し、かつメッシュ状の開口部23と冷陰極電子源13とが一致するように、図3のゲート電極21と図4背面ガラス2を配置する。次に、ゲート電極21上にセラミック等で作製された押さえ治具を載せて、ゲート電極21を背面ガラス2方向に押さえつけ、折り曲げ部22が背面ガラス2に接する状態でクリップで固定する。固定されたゲート電極21のフリット孔24から低融点ガラス4を流し込みゲート電極21を背面ガラス2に固定する。確実にゲート電極21が背面ガラス2に固定されてから、クリップ及び押さえ治具等を取り外す。その後、ゲート電極21に共通に接続されているブリッジ25及び補強板26を取り除く。これにより、図5に示すようなゲート電極21が組み込まれた背面ガラス2が形成される。
【0042】
次に、ゲート電極21に電圧を印加するために、ゲート電極配線層12とゲート電極21とを電気的に接続する必要がある。そのため、ゲート電極21とゲート電極配線層12とが交差する部分に、導電ペースト27を塗布して電気的に接続する。これにより、図6に示すようなゲート電極21が組み込まれた背面ガラス2が形成される。
【0043】
上記で説明したように本実施の形態では、折り曲げ部22がゲート電極21の脚部を形成するので、冷陰極発光素子の容器内にガスを放出せず、ゲート電極とカソード電極配線層との距離を均一に保つことができる。また、ハーフエッチング加工が不要で、ゲート電極21の膜厚を薄くすることができるため、開口部のメッシュ形状を微細化することが可能となる。
【0044】
なお、本発明では冷陰極電子源13の冷陰極材料は、本実施の形態で示したCNTに限られず、タングステンなどの冷陰極材料でも良い。但し、CNTやダイヤモンドを含むカーボン系材料は、電子放出能力が高く、印刷法で冷陰極電子源を形成できる特徴がある。また、本発明ではゲート電極21の材料は、本実施の形態で示した426合金に限られない。但し、426合金や50−50合金は、白板ガラスとほぼ等しい熱膨張率を有する特徴がある。
【0045】
(実施の形態2)
図7に、本実施の形態に係るゲート電極の平面図を示す。本実施の形態に係るゲート電極21が、実施の形態1に係るゲート電極21と異なる点は、ゲート電極21の長辺には、複数の折り曲げ部22が片側にのみ設けられている点である。図7(a)に折り曲げ部22が折り曲げられる前の平面図が示されている。ここで折り曲げ部22の長さ(L1)は、ゲート電極21の幅(L2)のほぼ同じである。
【0046】
この折り曲げ部22は、ゲート電極21の同じ膜厚であり、ゲート電極21との境界付近を起点にほぼ180度内側に折り曲げられる。図7(b)は、複数の折り曲げ部22が折り曲げられた後の平面図が示されている。なお、図7(b)では、折り曲げ部22がゲート電極21の下側になるように折り曲げられている。図7(b)中では、波線で折り曲げ部22を表現している。
【0047】
この折り曲げ部22は、折り曲げられた際にゲート電極21に設けられたメッシュ状の開口部23及びフリット孔24を塞がない位置に設けられている。また、この折り曲げ部22は、片側のみである。そのため折り曲げられた際に、折り曲げ部22は、互いに重なることもなく、折り曲げ部22の膜厚分(ゲート電極21の膜厚と同じ)の高さをもつゲート電極21の脚部を形成する。
【0048】
従って、本実施の形態のゲート電極21でも、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離を一定に保つことができる。なお、折り曲げ部22の長さ(L1)は、必ずしもゲート電極21の幅(L2)とほぼ同じである必要がなく、折り曲げ部22がゲート電極21の平行度に影響を与えない長さであれば、ゲート電極21の幅(L2)の以下でも良い。
【0049】
また、本実施の形態の折り曲げ部22も、ほぼ180度内側に折り曲げられるため、折り曲げ部22にはスプリングバックが生じる。このスプリングバックによるゲート電極21とカソード電極配線層11間の距離に与える影響を緩和するために、折り曲げ部22の折り曲げ起点にハーフエッチング加工で切り込み(図示せず)を設ける。なお、折り曲げ起点に設けられる切り込みの形状や位置などについては、折り曲げ部22の材料や形状などを考慮して適切に決定する。さらに、ゲート電極21を背面ガラス2に低融点ガラス4で固定する際に、治具でゲート電極21を背面ガラス2方向に押さえつけながら行うため、スプリングバックによるゲート電極21の浮き上がりが防止することができる。
【0050】
また、実施の形態1と同様、ゲート電極21が背面ガラス2から剥がれたり、反ったりすることがないように、背面ガラス2が白板ガラスである場合には、ゲート電極21の材料は426合金や50−50合金を用いる。
【0051】
図7のようにゲート電極21の長辺の片側にのみ折り曲げ部22を設けるのは、一方のゲート電極21の間隔が狭い場合、両側に折り曲げ部22を設けるだけのスペースが存在せず、折り曲げ部22を設けることができないためである。例えば、不等ピッチの画素配列を採る冷陰極発光素子の場合、ゲート電極21の間隔も不等になる。そのため、図7に示すようにゲート電極21の間隔が狭い部分が発生し、この部分では折り曲げ部22を設けることができなくなる。そこで、折り曲げ部22を設けるスペースが確保できるゲート電極21の長辺の片側にのみ折り曲げ部22を設けている。
【0052】
なお、隣接するゲート電極21の長辺に設けられる折り曲げ部22が互いに干渉して、十分な折り曲げ部22の長さを確保することができない場合、隣接するゲート電極21の長辺に設けられる折り曲げ部22の位置を互いにずらすことにより、十分な折り曲げ部22の長さを確保することもできる。
【0053】
(実施の形態3)
実施の形態1又は実施の形態2では、ゲート電極21の長辺に、複数の折り曲げ部22が両側又は片側に設けられている。この折り曲げ部22は、ゲート電極21の同じ膜厚である。また、この折り曲げ部22は互いに重なることなく、ゲート電極21との境界付近を起点にほぼ180度内側に折り曲げられる。そのため、折り曲げ部22は、ゲート電極21の膜厚分の高さをもつゲート電極21の脚部を形成する。従って、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離は、常にゲート電極21の膜厚分の高さとなる。
【0054】
従って、実施の形態1又は実施の形態2では、ゲート電極21の膜厚によってゲート電極21とカソード電極配線層11との距離が決定されていた。そのため、ゲート電極21の膜厚が自由に選ぶことができなければ、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離が制限されることになる。そこで、上記のような制限を回避するために以下のゲート電極構造を示す。
【0055】
まず、図8(a)に実施の形態1での折り曲げ後のゲート電極21の断面図を示す。図8(a)のゲート電極21では、折り曲げ部22の長さ(L1)は、ゲート電極21の幅(L2)の半分である。そのため両側から折り曲げられた際に、折り曲げ部22は、互いに重なることない。その結果、折り曲げ部22は、折り曲げ部22(ゲート電極21)の膜厚分の高さをもつゲート電極21の脚部を形成する。
【0056】
一方、図8(b)に本実施の形態での折り曲げ後のゲート電極21の断面図を示す。図8(b)のゲート電極21では、折り曲げ部22の長さ(L1)は、ゲート電極21の幅(L2)とほぼ同じである。そのため、両側から折り曲げられた際に折り曲げ部22は、互いに重なる。その結果、折り曲げ部22は、折り曲げ部22(ゲート電極21)の膜厚の2倍の高さをもつゲート電極21の脚部を形成する。
【0057】
図8(b)のように、両側から折り曲げられた折り曲げ部22が互いに重なることにより、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離を調整する。但し、このゲート電極21の構造では、ゲート電極21とカソード電極配線層11との距離は、ゲート電極21の膜厚の2倍の高さにしか調整することができない。
【0058】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載の冷陰極発光素子は、略180度内側に折り曲げて第1基板に対する脚部を形成する複数の折り曲げ部を有するので、冷陰極発光素子の容器内にガスを放出せず、ゲート電極とカソード電極配線層との距離を均一に保つことができる。また、開口部のメッシュ形状を微細化することが可能となる効果がある。
【0059】
本発明の請求項2に記載の冷陰極発光素子は、ゲート電極の長辺の片側にのみ複数の折り曲げ部を有するので、不等ピッチの画素配列を採る冷陰極発光素子でゲート電極の間隔が狭い部分が発生した場合でも、折り曲げ部を設けることができる効果がある。
【0060】
本発明の請求項3に記載の冷陰極発光素子は、ゲート電極の長辺の両側に複数の折り曲げ部を有するので、隣接するゲート電極の間隔がゲート電極の幅分だけあれば、折り曲げ部が互いに干渉することなく、ゲート電極の長辺に設けられる効果がある。
【0061】
本発明の請求項4に記載の冷陰極発光素子は、互いに重なるように略180度内側に折り曲げられた複数の折り曲げ部が、第1基板に対する脚部を形成するので、ゲート電極とカソード電極配線層との距離をゲート電極の板厚の2倍の高さに調整することができる効果がある。
【0062】
本発明の請求項5に記載の冷陰極発光素子は、複数の折り曲げ部は、折り曲げ起点に切り込みが設けられているので、折り曲げ部に生じるスプリングバックを緩和する効果がある。
【0063】
本発明の請求項6に記載の冷陰極発光素子は、ゲート電極は、426合金又は50−50合金で、第1基板は、白板ガラスであるので、ゲート電極と第1基板とが剥がれたり、反ったりすることを防止する効果がある。
【0064】
本発明の請求項7に記載の冷陰極発光素子は、冷陰極材料としてカーボンナノチューブ又はダイヤモンドを含むカーボン系材料を用いるので、電子放出能力が高く、印刷法で冷陰極電子源を形成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る冷陰極発光素子の断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係るゲート電極の平面図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係るゲート電極、ブリッジ及び補強板の平面図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る背面ガラスの平面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る背面ガラス及びゲート電極の平面図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る背面ガラス及びゲート電極の平面図である。
【図7】本発明の実施の形態2に係るゲート電極の平面図である。
【図8】本発明の実施の形態3に係るゲート電極の断面図である。
【図9】従来の技術に係る冷陰極発光素子の断面図である。
【図10】ハーフエッチング加工されたゲート電極構造を有する冷陰極発光素子の断面図である。
【符号の説明】
1,101 前面ガラス、2,102 背面ガラス、3,103 スペーサガラス、4,104 低融点ガラス、5 排気孔、6,105 チップガラス管、7,106 ゲッタ、8,107 蛍光体、9,108 陽極、10,109 陽極引出し線、11,110 カソード電極配線層、12,111 ゲート電極配線層、13,112 冷陰極電子源、14,115 カソード・ゲート電極端子、21,114 ゲート電極、22 折り曲げ部、23 メッシュ状の開口部、24 フリット孔、25 ブリッジ、26 補強板、27 導電ペースト、113 絶縁性リブ、116 ゲート電極基板。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flat panel display device, and more particularly to a cold cathode light emitting device which emits light by using an electron source.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of flat panel display devices have become active, and in particular, an FED (Field Emission Display) using a field emission type cold cathode arranged in a plane as an electron source has attracted attention. This is because they have higher luminance, higher contrast, wider viewing angle, and lower power consumption than other flat panel display devices such as LCD and PDP.
[0003]
Further, as a material promising as an electron source of the FED, there is a carbon nanotube (hereinafter also referred to as CNT). This is because the CNT has a high electron emission capability and can form an electron source by a printing process, so that the manufacturing cost can be reduced.
[0004]
FIG. 9 shows a cross-sectional view of the cold cathode light emitting device of the prior invention. In FIG. 9, the
[0005]
On the
[0006]
On the other hand, a cathode
[0007]
On the insulating rib 113, a
[0008]
Next, the operation principle of the cold cathode light emitting device will be described. When a high voltage is applied to the
[0009]
In the case of a large display device, the above-described cold cathode light emitting elements are arranged in a matrix. At this time, a power supply and a circuit device for driving the cold cathode light emitting elements are provided for each set of a small number of cold cathode light emitting elements.
[0010]
The technology described above is introduced in, for example,
[0011]
[Patent Document 1] JP-A-2002-25476
[Problems to be solved by the invention]
In the cold cathode light emitting device described in the related art, in order to provide the
[0012]
As a method for avoiding the above problem, as shown in FIG. 10, there is a method of half-etching a
[0013]
However, in this half-etching process, variations in the etching depth occur for each position in the gate electrode and for each production lot. Here, the distance between the
[0014]
In addition, when a mesh-shaped opening is formed after half-etching a leg supporting a gate electrode, a mesh-shaped opening is formed as compared with a case where a mesh-shaped opening is formed from a single gate electrode substrate having a uniform thickness. Cannot be miniaturized. Therefore, the transmittance of the electrons passing through the opening cannot be increased, and there is a problem that the brightness is reduced.
[0015]
Therefore, the present invention provides a gate electrode structure that does not release gas into the container of the cold cathode light emitting element, has a uniform distance between the gate electrode and the cathode electrode wiring layer, and can make the mesh shape of the opening fine. An object of the present invention is to provide a cold cathode light emitting device having the following.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A solution according to
[0017]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a cold cathode light emitting device according to the first aspect, wherein the gate electrode has a plurality of bent portions only on one long side of the gate electrode.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a cold cathode light emitting device according to the first aspect, wherein the gate electrode has a plurality of bent portions on both sides of a long side of the gate electrode.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cold cathode light emitting device according to the third aspect, wherein the gate electrode has a plurality of bent portions bent approximately 180 degrees inward so as to overlap with each other. To form the legs.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a cold cathode light emitting device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the plurality of bent portions are provided with cuts at bending start points.
[0021]
A solution according to
[0022]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a cold cathode light emitting device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the electron emission portion includes a carbon-based material containing carbon nanotubes or diamond as a cold cathode material. Is used.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments.
[0024]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the cold cathode light emitting device according to the present embodiment. In FIG. 1, the
[0025]
Since the inside of the container needs to be evacuated, the
[0026]
Next, red, blue and
[0027]
On the other hand, on the
[0028]
However, in the cold cathode light emitting device of the present embodiment, the structure of the
[0029]
FIG. 2 illustrates a part of the gate electrode according to the present embodiment. FIG. 2A shows a plan view before the plurality of
[0030]
The
[0031]
Therefore, the distance between
[0032]
The
[0033]
If the coefficient of thermal expansion between the
[0034]
Further, the driving voltage of the cold cathode light emitting device is determined by the distance between the
[0035]
Next, a manufacturing method until the
[0036]
The
[0037]
In addition, in FIG. 3, the
[0038]
Next, FIG. 4 shows a plan view of the back glass according to the present embodiment. First, a cathode
[0039]
Next, CNTs serving as the cold
[0040]
Each of the cathode
[0041]
The
[0042]
Next, in order to apply a voltage to the
[0043]
As described above, in the present embodiment, since the
[0044]
In the present invention, the cold cathode material of the cold
[0045]
(Embodiment 2)
FIG. 7 shows a plan view of the gate electrode according to the present embodiment.
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
Therefore, also in the
[0049]
In addition, since the
[0050]
Further, as in the first embodiment, when the
[0051]
The reason why the
[0052]
When the
[0053]
(Embodiment 3)
In the first or second embodiment, a plurality of
[0054]
Therefore, in the first and second embodiments, the distance between the
[0055]
First, FIG. 8A shows a cross-sectional view of the
[0056]
On the other hand, FIG. 8B is a cross-sectional view of the
[0057]
As shown in FIG. 8B, the distance between the
[0058]
【The invention's effect】
Since the cold cathode light emitting device according to the first aspect of the present invention has a plurality of bent portions which are bent substantially 180 degrees inward to form legs for the first substrate, gas is discharged into the container of the cold cathode light emitting device. Instead, the distance between the gate electrode and the cathode electrode wiring layer can be kept uniform. Further, there is an effect that the mesh shape of the opening can be reduced.
[0059]
Since the cold cathode light emitting device according to
[0060]
Since the cold cathode light emitting device according to
[0061]
In the cold-cathode light-emitting device according to
[0062]
In the cold-cathode light-emitting device according to the fifth aspect of the present invention, since the plurality of bent portions are provided with cuts at the bending starting points, there is an effect of reducing springback occurring at the bent portions.
[0063]
In the cold cathode light emitting device according to
[0064]
Since the cold cathode light emitting device according to claim 7 of the present invention uses a carbon-based material containing carbon nanotubes or diamond as the cold cathode material, it has a high electron emission capability and has an effect of forming a cold cathode electron source by a printing method. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cold cathode light emitting device according to
FIG. 2 is a plan view of a gate electrode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a gate electrode, a bridge, and a reinforcing plate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of the back glass according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a back glass and a gate electrode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a back glass and a gate electrode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a gate electrode according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a gate electrode according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional cold cathode light emitting device.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a cold cathode light emitting device having a gate electrode structure subjected to a half etching process.
[Explanation of symbols]
1,101 front glass, 2,102 rear glass, 3,103 spacer glass, 4,104 low melting point glass, 5 exhaust hole, 6,105 chip glass tube, 7,106 getter, 8,107 phosphor, 9,108 Anode, 10,109 Anode lead wire, 11,110 Cathode electrode wiring layer, 12,111 Gate electrode wiring layer, 13,112 Cold cathode electron source, 14,115 Cathode / gate electrode terminal, 21,114 Gate electrode, 22 bend Part, 23 mesh openings, 24 frit holes, 25 bridges, 26 reinforcing plates, 27 conductive paste, 113 insulating ribs, 116 gate electrode substrate.
Claims (7)
前記第2基板上の前記空間側の所定の位置に配置され、陽極及び前記陽極上に配置される蛍光体とを有する発光部と、
前記第1基板上の前記空間側の前記発光部に対向する位置に配置され、所定の電位が印加されると電子を放出する電子放出部と、
複数の折り曲げ部を有し、
前記複数の折り曲げ部が、略180度内側に折り曲げて前記第1基板に対する脚部を形成して前記第1位基板上に配置され、
前記電子放出部に対応する位置に開口部を有するゲート電極と
を備える冷陰極発光素子。First and second substrates disposed opposite to each other and having a space evacuated to vacuum;
A light emitting unit disposed at a predetermined position on the space side on the second substrate and having an anode and a phosphor disposed on the anode;
An electron emission unit that is arranged at a position on the first substrate facing the light emitting unit on the space side and emits electrons when a predetermined potential is applied;
It has multiple bent parts,
The plurality of bent portions are bent substantially 180 degrees inward to form legs for the first substrate, and are disposed on the first position substrate;
A cold cathode light emitting device comprising: a gate electrode having an opening at a position corresponding to the electron emitting portion.
前記ゲート電極は、前記ゲート電極の長辺の片側にのみ前記複数の折り曲げ部を有することを特徴とする
冷陰極発光素子。The cold cathode light emitting device according to claim 1,
The cold cathode light emitting device according to claim 1, wherein the gate electrode has the plurality of bent portions only on one side of a long side of the gate electrode.
前記ゲート電極は、前記ゲート電極の長辺の両側に前記複数の折り曲げ部を有することを特徴とする
冷陰極発光素子。The cold cathode light emitting device according to claim 1,
The cold cathode light emitting device according to claim 1, wherein the gate electrode has the plurality of bent portions on both sides of a long side of the gate electrode.
前記ゲート電極は、互いに重なるように略180度内側に折り曲げられた前記複数の折り曲げ部が、前記第1基板に対する脚部を形成することを特徴とする
冷陰極発光素子。The cold cathode light emitting device according to claim 3, wherein
The cold cathode light emitting device according to claim 1, wherein the plurality of bent portions of the gate electrode, which are bent inward by about 180 degrees so as to overlap with each other, form legs for the first substrate.
前記複数の折り曲げ部は、折り曲げ起点に切り込みが設けられていることを特徴とする
冷陰極発光素子。The cold cathode light emitting device according to any one of claims 1 to 4, wherein
The cold cathode light emitting device, wherein the plurality of bent portions are provided with cuts at bending start points.
前記ゲート電極は、426合金又は50−50合金で、
前記第1基板は、白板ガラスであることを特徴とする
冷陰極発光素子。The cold cathode light emitting device according to claim 1, wherein:
The gate electrode is made of 426 alloy or 50-50 alloy,
The cold cathode light emitting device according to claim 1, wherein the first substrate is a white plate glass.
前記電子放出部は、冷陰極材料としてカーボンナノチューブ又はダイヤモンドを含むカーボン系材料を用いることを特徴とする
冷陰極発光素子。The cold cathode light emitting device according to claim 1, wherein:
A cold cathode light emitting device according to claim 1, wherein said electron emitting portion uses a carbon-based material containing carbon nanotubes or diamond as a cold cathode material.
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2002
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