JP3132461B2 - 電界放出形表示素子及びその製造方法 - Google Patents

電界放出形表示素子及びその製造方法

Info

Publication number
JP3132461B2
JP3132461B2 JP10074278A JP7427898A JP3132461B2 JP 3132461 B2 JP3132461 B2 JP 3132461B2 JP 10074278 A JP10074278 A JP 10074278A JP 7427898 A JP7427898 A JP 7427898A JP 3132461 B2 JP3132461 B2 JP 3132461B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode
field emission
ito
substrate
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP10074278A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11273594A (ja
Inventor
文昭 片岡
吉生 蒔田
和彦 円谷
久隆 落合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Futaba Corp
Original Assignee
Futaba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Futaba Corp filed Critical Futaba Corp
Priority to JP10074278A priority Critical patent/JP3132461B2/ja
Publication of JPH11273594A publication Critical patent/JPH11273594A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3132461B2 publication Critical patent/JP3132461B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子源として電界
放出陰極(Field Emission Cathode, FEC) を有し、陽極
には透明なITO膜を有する電界放出形表示素子(Field
Emission Dis-play, FED)の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電界放出形表示素子(FED)
は、図5に示すように、陽極基板1と陰極基板2を対面
させて周囲を封止した外囲器を有している。電子源であ
る電界放出陰極3(FEC)は陰極基板2の内面に形成
され、発光部である陽極4は陰極基板2に対面する陽極
基板1の内面に形成されている。FEC3は、陰極基板
2に形成された陰極導体5と、その上に形成された絶縁
層6と、その上に形成されたゲート7と、絶縁層6とゲ
ート7に形成されたホール8と、ホール8内の陰極導体
5上に形成されたコーン形状のエミッタ9を有してい
る。陽極4は、陽極基板1に陽極導体として形成された
透明なITO膜10と、その上に形成された蛍光体層1
1から構成されている。FEC3から放出された電子は
陽極4の蛍光体層11に射突してこれを発光させる。蛍
光体層11の発光は、透光性のITO膜10と陽極基板
1を介して陽極基板1の外側から観察される。
【0003】前記電界放出形表示素子の製造工程を陽極
基板の製造を中心に説明する。まず、陽極基板のITO
膜を製造する。陽極基板の内面に、アモルファスITO
(以下a−ITOと略称する)の被膜を形成する。a−
ITOで形成した膜は茶色であり、不透明である。これ
を所定の形状にパターニングする。パターニングは、A
DCやPVA等の感光性樹脂を利用したスラリー法が利
用可能である。そして、これを例えば545℃程度の温
度で約10分程度保持して蛍光体層の焼成を行う。本工
程では、スラリーの残渣をとばすとともにITO中のガ
スを放出させて透明なポリITO膜に変化させる。その
後、この陽極基板に、FECが形成された陰極基板をシ
ール材を介して組み合わせ、約500℃で10分間保持
してシール焼成を行う。さらにその後、約480℃で封
着排気を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように製造さ
れる電界放出形表示素子においては、FECからの電子
のエミッション(放出)は経時的に低下していくことが
知られていた。前述した電界放出形表示素子の経時的な
エミッション低下の原因としては、FECの一構成要素
であるエミッタの先端が酸化、汚染等により劣化し、エ
ミッション性能が低下するためと考えられる。
【0005】本発明は、経時変化によるエミッタのエミ
ッション低下が起きにくく、寿命の長い電界放出形表示
素子と、その製造方法を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載された電
界放出形表示素子は、所定間隔をおいて対面する陽極基
板と陰極基板の各外周部の間を封止した外囲器を有し、
前記陽極基板の内面にポリITOからなる透光性の陽極
導体と蛍光体層からなる陽極を有し、前記陰極基板の内
面に電界放出素子を有する電界放出形表示素子におい
て、前記陽極導体に吸蔵された水素が前記外囲器内を所
定分圧の水素ガス雰囲気に保持していることを特徴とし
ている。
【0007】請求項2に記載された電界放出形表示素子
の製造方法は、ポリITOからなる透光性の陽極導体と
蛍光体層からなる陽極を陽極基板の内面に有し、前記陽
極基板に対面する陰極基板の内面に電界放出素子を有す
る電界放出形表示素子の製造方法において、水素をドー
プしたアモルファスITOの層を前記陽極基板の内面に
形成し、520℃以下の温度で焼成することを特徴とし
ている。
【0008】請求項3に記載された電界放出形表示素子
の製造方法は、請求項2記載の電界放出形表示素子の製
造方法において、前記温度が、450℃から520℃の
範囲内の温度であることを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】電界放出形表示素子における経時
的なエミッション低下の原因から考えて、本願発明者等
は、その改善には還元性ガスであるH2 ガスのクリーニ
ング作用が有効ではないかと考えた。そして、H2 ガス
でそのような効果を得るためには、電界放出形表示素子
の外囲器内が、ある一定のH2 ガスの分圧に保持される
ことが必要であると考えた。そのためには、素子の駆動
中に電界放出形表示素子の外囲器内の空間にH2 ガスが
放出されるように、H2 ガスが外囲器のいずれかの部分
に吸収された形で保持されていることが望ましいと考え
られる。
【0010】本願発明者等は、上記の認識に基づいて種
々の実験を試行した。その結果、陽極基板に蛍光体層を
スラリー法等で形成した後、シール焼成と蛍光体層の焼
成を同一工程にて520℃以下で行えば、a−ITO中
に含まれているH2 ガスを相当程度に吸蔵させたままの
状態でa−ITOをポリ化でき、これによってFEDの
性能が向上することを確認した。即ち、上記工程で得た
陽極基板を用い、従来と同様の封着排気工程を経て電界
放出形表示素子を形成した場合、外囲器内にH 2 ガスが
一定の分圧で存在することが確認され、さらにこの電界
放出形表示素子の寿命が従来に比べて改善されている点
を確認した。以下、さらに具体的に説明する。
【0011】本発明の実施の形態の一例を説明する。本
例は、FEDの製造において、特に水素をドープしたa
−ITOを用いて陽極基板に陽極導体のパターニングを
行い、これを所定の温度条件で焼成することにより、水
素を保持した透明な導電性のポリITO薄膜からなる陽
極導体を形成することを特徴としている。この陽極基板
を用いたFEDによれば、ITO膜から出てくる水素ガ
スによって外囲器内が一定の水素分圧に保持され、この
水素の還元作用によりFECのエミッション特性や寿命
が改善される。
【0012】製造工程をさらに具体的に説明する。ここ
では、製造の条件を変えて作製した4種類の陽極基板を
用い、4種類のFEDを作製してその性能を比較した。
まず、ガラス製の陽極基板に、H2 /Ar雰囲気中でa
−ITOの薄膜を1500オングストロームの膜厚で形
成した。この上に蛍光体層を形成する。蛍光体はZn
O:Znであり、これに導電材料であるWO3 を0.1
5wt%添加した。塗布は、感光剤としてPVA−Sb
qを用いてスラリー法により行った。塗布後、乾燥させ
る。ここまでは共通の条件で行い、このような陽極基板
を4個作製した。
【0013】次に、各陽極基板の上面の外周部にシール
ガラスを塗布し、ベルト焼成炉を用いて焼成した。焼成
条件は、各陽極基板ごとに異なり、焼成温度480℃、
500℃、520℃、540℃の各温度である。それぞ
れピークホールド時間は20分間とした。
【0014】以上のようにして作製した4つの陽極基板
を用い、通常の条件で封着・排気工程を行い、4種類の
FEDを作製した。FEDの基本構造は図5を参照して
説明した従来のものと同様である。これらのFEDを駆
動して試験を行った。各FEDの駆動条件は共通であ
る。陽極電圧200V、デューティ比1/240とし、
アノード電流をカソードラインあたり9.6mA(32
0ドット、960コーン/ドット、約31nA/コー
ン)とれるゲート電圧に設定し、室温にて寿命試験を行
った。図1は、この試験の結果である各FEDのエミッ
ションの寿命特性を示す。
【0015】図1に示すように、a−ITOの焼成温度
が520℃以下であれば、点灯後1000時間を経過し
ても輝度残存率が80%以上あるが、540℃の例では
点灯後1000時間で50%以下に落ちてしまう。従っ
て、この結果からはa−ITOの焼成温度は520℃以
下であれば効果が得られる。
【0016】さらに、上述した例では説明しなかった
が、同様の条件で焼成温度を450℃とした場合には、
図1に示す焼成温度480℃の場合よりもさらに良好な
結果が得られた。従って、a−ITOの焼成温度は45
0℃〜520℃の範囲であればさらに良い効果が得られ
る。
【0017】焼成温度450℃の場合には、蛍光体層を
焼成する際に完全燃焼するようなバインダーを使用する
必要がある。例えば、蛍光体層を形成する際には、この
温度でも完全燃焼するように現状のビークルを改良した
ものを使用するか、変成アクリル樹脂を用いてスクリー
ン印刷するか、電着法を用いる等の手法が採用可能であ
る。
【0018】尚、通常は蛍光体層の焼成を540℃で行
い、その後にシールを塗布して再度シール焼成を行って
いるが、その結果は図1に示した540℃での焼成と変
化はない。
【0019】次に、昇温離脱ガス質量分析(TDS)を
行った。それぞれ異なるITO系の薄膜を有する3種類
の陽極基板を用意し、1つずつ昇温離脱ガス質量分析装
置内に入れて実験を行う。即ち装置内を昇温させて陽極
基板から発生したガスを分析する。3種類の陽極基板
は、H2 をドープしたa−ITOの未焼成品、H2
をドープしたa−ITOを520℃で焼成したもの、
ポリITO、である。昇温速度は室温〜60℃/min
である。結果を図2〜図4に示す。図2〜図4のグラフ
において、横軸は温度、縦軸は検出されたガスの強度を
示す。M/Zは、ガスの分子の質量Mを価数Zで除した
値である。図2〜図3のグラフ中の各曲線の近傍に、当
該ガスを示す分子量の値をかっこ書きした。Hは1、H
2 は2、CH3 、NHは15、CH4 、NH2 、Oは1
6、H2 Oは18、C2 4 、N2、COは28であ
る。
【0020】図2はH2 をドープしたa−ITOの未
焼成品の結果である。(2)の曲線を見るとわかるよう
に、ここでは、370℃付近と520℃付近にH2 の放
出ピークがある。これは、本TDS実験において370
℃付近と520℃付近でH2が放出されたことを意味す
る。
【0021】図3はH2 をドープしたa−ITOを5
20℃で焼成した場合の結果である。ここでは、(2)
の曲線において500℃以下の部分にはH2 の放出ピー
クは少ないが、570℃にピークがある。即ち、520
℃で焼成した場合には、吸蔵されているH2 の内、この
温度以下にピークを持つ部分はすでに放出されている
が、まだ放出されていない部分が570℃付近で放出さ
れたことを意味する。
【0022】図4はポリITOの結果である。ここで
は、(2)の曲線はなだらかで顕著なピークがなく、H
2 の放出は認められるものの量は少なく、かつ高温側で
ある。
【0023】以上のTDSの結果から、H2 をドープし
たa−ITO膜を520℃以下の温度で大気焼成してI
TO膜を形成した場合には、a−ITOに含まれていた
2の内、焼成時に放出されずに残った分が、FEDを
形成した後においても外囲器内のH2 の平衡ガス分圧を
保つものと考えられる。
【0024】従って、本例によれば、FEDのエミッタ
の先端は常に還元性ガスであるH2の一定の分圧下にあ
るので、連続的な使用によってもエミッタの先端が酸
化、汚染しにくく、エミッション性能が低下しにくい。
このため、エミッタの酸化・汚染によって劣化しやすい
FEDの寿命を改善することができた。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、FEDのエミッタの先
端を常に還元性ガスであるH2 の適当な一定の分圧下に
おくことができるので、エミッタの先端が酸化、汚染し
にくい。このため、エミッション性能が低下しにくく、
FEDの寿命を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の3つの例と比較例のFE
Dについて行った寿命試験の結果を示すグラフである。
【図2】H2 をドープしたa−ITOの未焼成品につい
て行ったTDSの結果を示すグラフである。
【図3】H2 をドープしたa−ITOを520℃で焼成
した陽極基板について行ったTDSの結果を示すグラフ
である。
【図4】従来のポリITOを有する陽極基板について行
ったTDSの結果を示すグラフである。
【図5】一般的な電界放出素子の断面図である。
【符号の説明】
1 陽極基板 2 陰極基板 10 陽極導体 11 蛍光体層 4 陽極 3 電界放出素子(FEC)
フロントページの続き (72)発明者 落合 久隆 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株 式会社内 (56)参考文献 特開 平10−55770(JP,A) 特開 昭51−3872(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 31/12 H01J 9/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定間隔をおいて対面する陽極基板と陰
    極基板の各外周部の間を封止した外囲器を有し、前記陽
    極基板の内面にポリITOからなる透光性の陽極導体と
    蛍光体層からなる陽極を有し、前記陰極基板の内面に電
    界放出素子を有する電界放出形表示素子において、 前記陽極導体に吸蔵された水素が前記外囲器内を所定分
    圧の水素ガス雰囲気に保持していることを特徴とする電
    界放出形表示素子。
  2. 【請求項2】 ポリITOからなる透光性の陽極導体と
    蛍光体層からなる陽極を陽極基板の内面に有し、前記陽
    極基板に対面する陰極基板の内面に電界放出素子を有す
    る電界放出形表示素子の製造方法において、 水素をドープしたアモルファスITOの層を前記陽極基
    板の内面に形成し、520℃以下の温度で焼成したこと
    を特徴とする電界放出形表示素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記温度が、450℃から520℃の範
    囲内の温度である請求項2記載の電界放出形表示素子の
    製造方法。
JP10074278A 1998-03-23 1998-03-23 電界放出形表示素子及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3132461B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10074278A JP3132461B2 (ja) 1998-03-23 1998-03-23 電界放出形表示素子及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10074278A JP3132461B2 (ja) 1998-03-23 1998-03-23 電界放出形表示素子及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11273594A JPH11273594A (ja) 1999-10-08
JP3132461B2 true JP3132461B2 (ja) 2001-02-05

Family

ID=13542495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10074278A Expired - Fee Related JP3132461B2 (ja) 1998-03-23 1998-03-23 電界放出形表示素子及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3132461B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6940218B2 (en) 2002-08-09 2005-09-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Doped field-emitter

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11273594A (ja) 1999-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8242783B2 (en) Ionization vacuum gauge
US7432643B2 (en) Lighting device
US5772485A (en) Method of making a hydrogen-rich, low dielectric constant gate insulator for field emission device
US7298079B2 (en) Electron source and an image display device including the electron source
JP3132461B2 (ja) 電界放出形表示素子及びその製造方法
JP4036572B2 (ja) 電子放出源の製造方法
US2769112A (en) Discharge lamp, mount therefor, and method
JP2003303539A (ja) 電子放出源およびその製造方法
JP2761404B2 (ja) 蛍光表示管
KR100805318B1 (ko) 탄소계 물질로 형성된 에미터를 갖는 전계 방출표시소자의 제조 방법
JP2000294119A5 (ja)
US20080083702A1 (en) Method for manufacturing an electron emitting device and method for manufacturing an electron tube
JP2001351510A (ja) 発光素子用陽極基板及び電界発光素子
JP3120745B2 (ja) 電界放出形表示装置の製造方法
KR101166014B1 (ko) 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용하여 제조된 전자 방출원, 및 상기 전자 방출원을 포함하는 전자 방출 소자
JP3520597B2 (ja) 蛍光表示管の製造方法
KR100312683B1 (ko) 전계 방출 표시소자의 제조방법
KR100274246B1 (ko) 진공 형광 디스플레이장치용 형광막 및 그 제조 방법
JPS61243646A (ja) 螢光表示管
JP2005209594A (ja) 自発光素子及びその製造方法。
WO2019207353A1 (ru) Плоский автоэмиссионный источник света
JP2723717B2 (ja) 蛍光表示管
JP2010262857A (ja) 電子放出素子の製造方法、平面発光素子の形成方法および照明装置
JP2003272517A (ja) 陰極およびその製造方法
KR20090010397A (ko) 전자방출 표시장치와, 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081124

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081124

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091124

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees