JP2006209991A - 電子線装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 走査信号素子電極1と情報信号素子電極2とを備えてた電子放出素子において、走査信号素子電極1の一部が、走査信号配線6と情報信号配線4とを絶縁する絶縁層5で覆われており、該絶縁層5の端部において走査信号素子電極1に付加電極3が接続されており、該付加電極3が溶融して消失するエネルギーEeが、電子放出素子に流れる放電電流のエネルギーEaより大であるように付加電極3を構成する。
【選択図】 図1
Description
アノード電極を備え、上記リアプレートに対向配置して上記電子放出素子から放出された電子が照射されるフェースプレートと
を備えた電子線装置であって、
上記一対の素子電極の少なくとも一方が上記第一または第二配線との接続側において一部が上記絶縁層に覆われており、該絶縁層に覆われた素子電極端部に付加電極が電気的に接続されており、該付加電極が下記式(a)〜(c)を満たすことを特徴とする。
Ea=R×I2×t1 (b)
Ee>Ea (c)
P:体積[m3]
Cp:定圧比熱[J/kgK]
ρ:密度[kg/m3]
Tm:融点[K]
R:抵抗[Ω]
I:許容電流値[A]
t1:放電持続時間[sec]
Ea=R×I2×t1 (b)
Ee>Ea (c)
P:体積[m3]
Cp:定圧比熱[J/kgK]
ρ:密度[kg/m3]
Tm:融点[K]
R:抵抗[Ω]
I:許容電流値[A]
t1:放電持続時間[sec]
Eh=∫R×Ih 2dt (2)
Ee>Eh (3)
P:体積[m3]
Cp:定圧比熱[J/kgK]
ρ:密度[kg/m3]
Tm:融点[K]
R:抵抗[Ω]
Ih:放電電流値[A]
≒R×Im 2×t1=Et (4)
t1:放電持続時間
Ee>Et (5)
とすれば、放電電流が流れる期間に付加電極3が消失しないで陰極点21を吸収し、走査信号配線6或いは情報信号配線4との電気的導通を保つ条件が常に成立することになる。
C:フェースプレートとリアプレート間の容量[F]
V:印加電圧[V]
として、
t1=2C×V/Im (8)
という式で放電持続時間t1を与える。式(7)で0.5をかける理由は、放電電流波形は一般に三角波に近い形状が多いからである。尚、フェースプレートとリアプレート間の容量Cは、後述する図10に記載されているように、フェースプレートのアノード電極が分割され、電流制限抵抗が挿入される場合には、パネル全面の容量ではなく、一部の容量だけが放電電流に寄与する場合もある。その値はパネル構成から電気回路的な計算により容易に算出できる。
Ee>Ea (10)即ち(c)
式(11)における容量Cは、下記式(d)で置き換えることができる。
ε:リアプレートとフェースプレート間の誘電率[F/m]
S:リアプレートとフェースプレートの対向面積[m2]
V:リアプレートとフェースプレートのアノード電極間に印加される電圧[V]
D:リアプレートとフェースプレート間の距離[m]
図1に示す構成のリアプレートを図2に示す工程に従って作製した。本例では、基板としてアルカリ成分の少ないPD−200(旭硝子社製)の2.8mm厚ガラスを用い、さらにこのガラス基板上にナトリウムブロック層として膜厚100nmのSiO2膜を塗布形成した。
上記ガラス基板上にスパッタ法によって、膜厚20nmのPt膜を成膜した後、全面にフォトレジストを塗布し、露光、現像、エッチングの一連のフォトリソグラフィー技術によってパターニングして、走査信号素子電極1と情報信号素子電極2とを形成した〔図2(a)〕。これら素子電極1,2の電気抵抗率は0.25×10-6[Ωm]であった。また、走査信号素子電極1は、幅30μm、長さ150μmとした。
銀Agフォトペーストインキを用い、スクリーン印刷した後、乾燥させてから所定のパターンに露光し、現像した。その後、約480℃で焼成して情報信号配線4及び付加電極3を形成した〔図2(b)〕。付加電極3の厚さは約10μm、幅は30μm、長さは150μmとし、長さ方向において素子電極1を部分的に覆った。情報信号配線4の厚さは約10μm、幅は20μmとした。作製された付加電極3の電気抵抗率を測定したところ、0.03×10-6[Ωm]であった。尚、付加電極3の終端部(素子電極1を覆っていない側)は走査信号配線6の取り出し電極として用いるため、幅を広く形成した。
後工程で形成する走査信号配線6の下に、PbOを主成分とする感光性ペーストをスクリーン印刷した後、露光、現像し、最後に約460℃で焼成して厚さ30μm、幅200μmの絶縁層5を形成した〔図2(c)〕。該絶縁層5には、付加電極3の終端部に相当する領域に開口部を設けた。
Agペーストインキをスクリーン印刷した後、乾燥し、その後450℃前後で焼成し、厚さ10μm、幅150μmの走査信号配線6を、上記絶縁層5上に形成した[図2(d)]。尚、当該工程で外部駆動回路への引き出し配線、引き出し端子も同様に形成した。本例では付加電極3と走査信号配線6とが直接接続しており、且つ、絶縁層5端部において走査信号素子電極1が付加電極3によって全面覆われている。
上記基板を十分にクリーニングした後、撥水剤を含む溶液で表面を処理し、疎水性にした。水とイソプロピルアルコール(IPA)の85:15(v/v)混合水溶液に、パラジウム−プロリン錯体を該水溶液中の含有量が0.15質量%となるように溶解し、有機パラジウム含有溶液を調整した。ピエゾ素子を用いたインクジェット塗布装置により上記有機パラジウム含有溶液をドット径が50μmとなるように調整して上記素子電極1,2間に付与した。その後、空気中で350℃で10分間の加熱焼成処理を施し、厚みが最大で10nmの酸化パラジウム(PdO)膜を得た。
上記のようにして得られたリアプレートと、ガラス基板上に発光部材としての蛍光膜とアノード電極としてのメタルバックを積層してなるフェースプレートとを図6に示すように周縁部に枠部を配置し、プレート間の距離をスペーサにより2mmに維持して封止し、画素数3072×768、画素ピッチ200×600μmのマトリクス表示パネルを得た。本例の走査ドライバーの許容電流値Idは5Aとした。
以上のようにして得られた実施例1、比較例1の表示パネルについて、通常通りの画像表示を行ったところ、いずれの表示パネルにおいても良好な表示が得られた。
付加電極(Ag):
P=(10×30×150)×10-18=4.5×10-14[m3]
Cp=230[J/kgK]
ρ=1.05×104[kg/m3]
Tm=1235[K]
式(a)より、
Ee1=P×Cp×ρ×Tm=1.3×10-4[J]
電気抵抗率は0.03×10-6[Ωm]なので、
R1=0.03×10-6×150×10-6/(10×10-6×30×10-6)
=0.015[Ω]
式(b)より、
Ea1=R1×Id 2×t(2)
=0.015×25×0.8×10-6=3.0×10-7[J]
よって、Ee1≫Ea1
走査信号素子電極(Pt):
P=(0.02×30×150)×10-18=9.0×10-17[m3]
Cp=120[J/kgK]
ρ=2.14×104[kg/m3]
Tm=2045[K]
式(a)より、
Eec1=P×Cp×ρ×Tm=4.7×10-7[J]
電気抵抗率は0.25×10-6[Ωm]なので、
Rc1=0.25×10-6×150×10-6/(2×10-8×30×10-6)
=62.5[Ω]
式(b)より、
Eac1=Rc1×Id 2×t(2)
=62.5×25×0.8×10-6=1.3×10-3[J]
よって、Eec1≪Eac1
t1=2ε×S×V/(d×I)
=2×8.85×10-12×(3072×200×768×600×10-12)
×3000/(2×10-3×5)
=1.5×10-6[μsec]
を用いても同様の結果が得られる。
図8に示すように、付加電極3の幅が走査信号素子電極1よりも狭く、また、絶縁層5が情報信号線4を覆っている以外は実施例1と同じ構成のリアプレートを作製した。
実施例2、比較例2の表示パネルについて放電実験を行った。メタルバック103に10kVの電圧を印加し、走査信号、情報信号としてそれぞれ、−15V、+15Vを印加した。同時に、電圧プローブ及び電流プローブを用いて、電圧印加ラインの電圧、電流波形をモニターした。
付加電極(Ag):
P=(5×20×150)×10-18=1.5×10-14[m3]
Cp、ρ、Tmは実施例1と同じ
式(a)より、
Ee2=P×Cp×ρ×Tm=4.5×10-5
電気抵抗率は0.03×10-6[Ωm]なので、
R2=0.03×10-6×150×10-6/(5×10-6×20×10-6)
=0.045[Ω]
式(b)より、
Ea2=R2×I(1)2×t(2)
=0.045×1×0.4×10-6=1.8×10-8
よって、Ee2≫Ea2
走査信号素子電極(Pt):
実施例2と構成が同じであるので、
Eec2=P×Cp×ρ×Tm=4.7×10-7
Eac2=Rc1×I(1)2×t(2)
=62.5×1×0.4×10-6=2.5×10-5
よって、Eec2≪Eac2
図11に示すように、走査信号電極1にキンク部51を形成した以外は実施例1と同様にして表示パネルを作製した。本例の走査信号電極1は、素子膜7と接する部分の幅が10μm、長さが80μmで、付加電極3に接する部分の幅が30μm、長さが100μmとした。画素数は3072×768、画素ピッチは200×600μmとした。
実施例1と同様に、本例の表示パネルについて放電実験を行った。アノード電極に3kVの電圧を印加し、走査信号、情報信号としてそれぞれ、−17V、+17Vを印加した。放電実験後に画素ダメージを観察したところ、本例の表示パネルは放電を生じた画素のみが素子放電によるダメージを受けており、隣接画素のダメージは観察されなかった。尚、本例の付加電極が実施例1と同様に式(c)を満たしていることは明らかであるので、説明を省略する。
図12に示すように、1画素内に2個の電子放出素子を有し、且つ、付加電極3と走査信号素子電極1との間にバリア層121を設けた表示パネルを作製した以外は実施例1と同様にして画素数が3072×768、画素ピッチが200×600μmの表示パネルを作製した。
実施例1と同様に、本例の表示パネルについて放電実験を行った。アノード電極に3kVの電圧を印加し、走査信号、情報信号としてそれぞれ、−17V、+17Vを印加した。放電実験後に画素ダメージを観察したところ、本例の表示パネルは放電を生じた画素のみが素子放電によるダメージを受けており、隣接画素のダメージは観察されなかった。尚、本例の付加電極が実施例1と同様に式(c)を満たしていることは明らかであるので、説明を省略する。
2 情報信号素子電極
3 付加電極
4 情報信号配線
5 絶縁層
6 走査信号配線
7 素子膜
8 電子放出部
20 素子放電
21 陰極点
23 ダメージ
40 フレキシブル基板
41 ドライバーIC
42 バス基板
43 電源
44 外部グランド(GND)
51 キンク部
61 リアプレート
62 フェースプレート
63 スペーサ
64 枠部
100 ガラス基板
101 共通電極
102 電極間抵抗
103 メタルバック(アノード電極)
104 ブラックストライプ
121 バリア層
130 配線
131,132 素子電極
133 放電
134 陰極点
136 溶融部
137 ダメージ
138 沿面放電
139 絶縁層
Claims (9)
- 一対の素子電極を備えた複数の電子放出素子と、該電子放出素子の一対の素子電極のうちの一方の素子電極に接続された複数の第一配線と、他方の素子電極に接続され、第一配線とは絶縁層を介して交差する複数の第二配線と、を備えたリアプレートと、
アノード電極を備え、上記リアプレートに対向配置して上記電子放出素子から放出された電子が照射されるフェースプレートと
を備えた電子線装置であって、
上記一対の素子電極の少なくとも一方が上記第一または第二配線との接続側において一部が上記絶縁層に覆われており、該絶縁層に覆われた素子電極端部に付加電極が電気的に接続されており、該付加電極が下記式(a)〜(c)を満たすことを特徴とする電子線装置。
Ee=P×Cp×ρ×Tm (a)
Ea=R×I2×t1 (b)
Ee>Ea (c)
P:体積[m3]
Cp:定圧比熱[J/kgK]
ρ:密度[kg/m3]
Tm:融点[K]
R:抵抗[Ω]
I:許容電流値[A]
t1:放電持続時間[sec] - 前記放電持続時間t1は、下記式(d)で示される請求項1に記載の電子線装置。
t1=2ε×S×V/(D×I) (d)
ε:リアプレートとフェースプレート間の誘電率[F/m]
S:リアプレートとフェースプレートの対向面積[m2]
V:リアプレートとフェースプレートのアノード電極間に印加される電圧[V]
D:リアプレートとフェースプレート間の距離[m] - 前記許容電流値Iは、当該電子線装置に付設されたドライバーICの許容電流値Idである請求項1または2に記載の電子線装置。
- 前記フェースプレートがリアプレートに対向する面内においてアノード電極に電圧を印加する経路に電流制限抵抗を有しており、前記許容電流値Iが該電流制限抵抗値によって決まる最大電流値Imである請求項1または2に記載の電子線装置。
- 前記許容電流値Iが0.1〜3.0[A]である請求項4に記載の電子線装置。
- 前記付加電極が、GNDまでの抵抗が低い素子電極に接続されている請求項1〜5のいずれかに記載の電子線装置。
- 前記付加電極が接続された素子電極が、該付加電極を介して配線と接続されている請求項1〜6のいずれかに記載の電子線装置。
- 前記付加電極が接続された素子電極が、該付加電極の近傍に抵抗が不連続に変化する部位を有する請求項1〜7のいずれかに記載の電子線装置。
- 前記付加電極が、第一配線或いは第二配線と同一工程で作製される請求項1〜8のいずれかに記載の電子線装置。
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