JP3360266B2 - 冷陰極発光素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は大画面ディスプレ
イ装置、特にカラー大画面ディスプレイ装置の画素を構
成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、平板型表示装置（フラット・パネ
ル・ディスプレイ）が盛んに開発されてきている。その
中でも、平面状に配置された電界放出型陰極（冷陰極）
からなる電子源を備えた冷陰極発光素子を用いたＦＥＤ
（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）
は、高輝度、広視野角、高速応答、および低消費電力を
達成できる自発光型表示装置として注目されている。

【０００３】このような冷陰極を用いたカラー大画面デ
ィスプレイ装置の発光素子を本願発明者らは既に提案し
ている。（特願平７−２６４２００号参照）。図１４乃
至図１６は上記先願発明による冷陰極発光素子の構成を
示す図であり、図１４は冷陰極発光素子の断面図、図１
５は図１４のＢ部分の拡大図、図１６は図１４のセラミ
ック基板８ａの正面図である。図において、１は四角形
の枠状をなすガラスで作られたスペーサ、２は蛍光体１
０６の塗布された前面パネル、３は背面パネルである。
４は低融点ガラス５を用いたスペーサ１、前面パネル２
および背面パネル３を気密に接合した真空容器である。
６は前面パネルの内面にマトリクス状に配列された赤
Ｒ、青Ｂ、緑Ｇの蛍光体１０６で形成される蛍光面であ
って、発光効率を上げるためにアルミバック９を施して
ある。また、アルミバック９は蛍光面６全体に施してあ
り、同時に陽極を兼ねており、９はアルミバック陽極と
も称する。８ａは蛍光体１０６に２〜４ｍｍの距離をお
いて設置された厚さ１ｍｍ程度のセラミック基板で、こ
のセラミック基板８ａを上から（即ち、前面パネル２側
から）見たものを図１６に示している。このセラミック
基板８ａは前面パネル２の蛍光体１０６のそれぞれに対
応してその上に１蛍光体毎に１個の冷陰極群２０をもっ
ている。

【０００４】１個の冷陰極群２０は、図１５に示すよう
に多数個の冷陰極２３とゲート電極５５とから成り立っ
ている。冷陰極２３のまわりはドーナツ状のゲート電極
５５に取り囲まれている。２３は走査電極２２上に電気
的に接続されるように半導体形成手段を用いてモリブデ
ン等を蒸着させて形成された尖頭部を有する冷陰極で、
一つの蛍光体１０６に対して複数の冷陰極２３によって
構成されている。また、１０は排気管の中を通って陽極
９へ電位を供給するための給電線、１７は排気管、１８
は排気口、２４は真空のコンダクタンスを良くするため
に、セラミック基板８ａにあけた多くの穴である。

【０００５】ゲート電極５５付きの１個の冷陰極２３の
大きさは大略１μｍ程度であり、１個の冷陰極群２０の
大きさは発散角を考えて数ｍｍ角の蛍光面６よりも数分
の一程度に相似的に小さくなる。しかし、１個の冷陰極
２３の大きさが１μｍ程度であるので、数ｍｍ角の蛍光
面６に対応している１個の冷陰極群２０には数千個以上
のゲート電極付きの冷陰極２３があることになる。ま
た、このセラミック基板８ａの背面電極３側にはガス吸
着用のゲッタ１４が多数個配設されており、このセラミ
ック基板８ａと背面電極３の外部電極１６との間を配線
することで外部からの制御電圧をゲート電極５５や冷陰
極２３の載っている走査電極２２へ与えている。尚、図
１５において、１５はゲッタ膜、６０はゲッタの飛散の
様子を示す飛散説明線である。

【０００６】次にこのように構成された従来の冷陰極発
光素子の動作について説明する。冷陰極２３がのってい
る走査電極２２とゲート電極５５間に電圧を印加し、こ
の間の電位差が数１０Ｖ以上となると円錐形状の冷陰極
２３の先端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５５の穴を通過して加速用のアルミバック
陽極９に印加された高電圧により加速され、蛍光体１０
６に衝突し、これを発光させる。電子が蛍光体１０６に
衝突し発光したときにでるガスは、セラミック基板８ａ
にあいている多数の穴２４を通してセラミック基板８ａ
の裏側にあるゲッタ膜１５により吸着され、管の内部を
高真空に保つようになっている。

【０００７】そして、このような冷陰極発光素子は縦横
に所定個ずつマトリクス配列され、大画面ディスプレイ
が構成される。このとき、隣接する冷陰極発光素子間の
間隙が大きいと、ディスプレイ全体をみた場合に、境界
部分（継ぎ目、シーム）が目立ってしまい、視覚上の問
題となる。従って、隣接する冷陰極発光素子との間隙は
なるべく小さいことが望ましく、そのため、外部電極１
６や排気管１７は冷陰極発光素子の背面側に設ける必要
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】先行発明（特願平７ー
２６４２００号）による従来の冷陰極発光素子は、以上
のように構成されているので次のような問題があった。

【０００９】解像度を比較的高くして精細度の高い大画
面ディスプレイを実現しようとすると、それを構成する
冷陰極発光素子の蛍光面の解像度も高くする必要がある
が、このことは、蛍光体の数が増えてそれぞれの蛍光体
も小さくなり、それに応じて冷陰極群の数も増えること
になりそれぞれの冷陰極も相対的に小さくなることを意
味する。従って、セラミック基板と背面パネルにある外
部電極間の配線が極めて煩雑になり、多くの労力を要す
るようになる。そこで、このセラミック基板を省いて背
面パネル上に直接冷陰極群を形成することが考えられ
る。しかしながら、この場合には、背面パネルには冷陰
極群が形成・配置されているため、真空容器内を真空排
気するための排気口を背面パネルの例えば中央部付近に
設けようとしても、大きさを十分に確保することができ
ないため、排気効率が低下して、内部の真空度を低くで
きないという問題がある。

【００１０】また、排気効率を上げるため、個々の蛍光
体やそれに対向して設けられている冷陰極群などより相
対的に大きな（コンダクタンスの大きい）真空排気用の
排気口を設ければ、その部分にあるべき冷陰極群２０は
除去されて、解像度を高くできないという問題がある。

【００１１】さらに、セラミック基板の裏面にゲッタ膜
を形成していたので、セラミック基板を除去して背面パ
ネルに直接冷陰極群を形成すると、ゲッタを配設する場
所がなくなるという問題が生じる。また、このようなセ
ラミック基板を有しているため、前面パネルと背面パネ
ルの間の距離が大きくなり、さらに真空容器は高真空度
に耐える必要があるため、従来の冷陰極発光素子はその
形状を薄くすることができなかった。

【００１２】本発明は上述のような課題を解決するため
になされたもので、背面パネルに冷陰極群を形成した場
合であっても、排気コンダクタンスを低下させることな
く、背面パネル側から効率的に比較的短時間で排気が行
える冷陰極発光素子を得ることを目的とする。

【００１３】また、背面パネルに冷陰極群を形成した場
合であっても、大きなガス吸着面積を確保するためのゲ
ッタを配設することができる冷陰極発光素子を得ること
を目的とする。また、薄型化された冷陰極発光素子を得
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷陰極発
光素子は、透明な物質で作られ、その内面にアルミバッ
ク陽極をもつ蛍光体を塗布された前面パネルと、この前
面パネルに対向して設けらた背面パネルと、前面パネル
と背面パネルとの間に挿入されたスペーサによって構成
され、内部が真空に保持された真空容器とからなる冷陰
極発光素子において、背面パネル上に前記蛍光体に正対
する位置に冷陰極群を配置すると共に、複数の排気口を
背面パネルの中央及びその周囲の冷陰極群の間隙に設け
たものである。

【００１５】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
複数の排気口を含むように先端開口部を拡大した排気管
を備えたものである。

【００１６】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
透明な物質で作られ、その内面にアルミバック陽極をも
つ蛍光体を塗布された前面パネルと、この前面パネルに
対向して設けらた背面パネルと、前面パネルと背面パネ
ルとの間に挿入されたスペーサによって構成され、内部
が真空に保持された真空容器とからなる冷陰極発光素子
において、背面パネル上に蛍光体に正対する位置に冷陰
極群を配置すると共に、この冷陰極群の配置された部分
より内周かつ冷陰極群の間隙に非蒸発型のゲッタを配設
したものである。

【００１７】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
背面パネルの外周部に沿って冷陰極群が配置された部分
を囲むように非蒸発型のゲッタを配設したものである。

【００１８】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
背面パネルの冷陰極群の配置された部分より内周かつ冷
陰極群の間隙に溝を設け、その中に非蒸発型のゲッタを
配設したものである。

【００１９】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
背面パネルの外周部に沿って冷陰極群が配置された部分
を囲むように溝を設け、その中に非蒸発型のゲッタを配
設したものである。

【００２０】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
透明な物質で作られ、その内面にアルミバック陽極をも
つ蛍光体を塗布された前面パネルと、この前面パネルに
対向して設けらた背面パネルと、前面パネルと背面パネ
ルとの間に挿入されたスペーサによって構成され、内部
が真空に保持された真空容器とからなる冷陰極発光素子
において、背面パネル上に蛍光体に正対する位置に冷陰
極群を配置すると共に、スペーサの中央部から背面パネ
ル側近傍に庇（ひさし）状の突起部を設け、その下に非
蒸発型のゲッタを配設したものである。

【００２１】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
透明な物質で作られ、その内面にアルミバック陽極をも
つ蛍光体を塗布された前面パネルと、この前面パネルに
対向して設けらた背面パネルと、この前面パネルに対向
して設けらた背面パネルと、前面パネルと背面パネルと
の間に挿入されたスペーサによって構成され、内部が真
空に保持された真空容器とからなる冷陰極発光素子にお
いて、蛍光体に正対する位置に冷陰極群が配置されたガ
ラス基板を背面パネル上に配設すると共に、冷陰極群の
間隙にガラス基板および背面パネルを貫通する複数の排
気口を設けたものである。

【００２２】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
透明な物質で作られ、その内面にアルミバック陽極をも
つ蛍光体を塗布された前面パネルと、この前面パネルに
対向して設けらた背面パネルと、前面パネルと背面パネ
ルとの間に挿入されたスペーサによって構成され、内部
が真空に保持された真空容器とからなる冷陰極発光素子
において、蛍光体に正対する位置に冷陰極群が配置され
たガラス基板を背面パネルに配設すると共に、ガラス基
板の冷陰極群が配置された以外のところに非蒸発型のゲ
ッタを配設したものである。

【００２３】また、この発明に係る冷陰極発光素子は、
ガラス基板の冷陰極群が配置された以外のところに溝を
設け、その中に非蒸発型のゲッタを配設したものであ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図に基づ
いて説明する。尚、図において、従来と同一符号は従来
のものと同一あるいは相当のものを表す。図１はこの発
明の実施の形態１である冷陰極発光素子の構成を示す断
面図、図２は背面パネル３の正面図およびＡＡ断面図、
図３は同じく図１のＢ部分の拡大図である。図におい
て、１は四角形の枠状をなすガラスで作られたスペー
サ、２は蛍光体１０６の塗布された前面パネル、３は背
面パネルである。４は低融点ガラス５にてスペーサ１、
前面パネル２、背面パネル３を気密に接合した真空容器
である。６は前面パネル２の内面にマトリクス状に配列
された赤Ｒ、青Ｂ、緑Ｇの蛍光体１０６で形成される蛍
光面で、発光効率を上げるためにアルミバック９を施し
てある。また、アルミバック９は蛍光面６全体に施して
あり、同時に陽極を兼ねているので、９はアルミバック
陽極と称する。

【００２５】背面パネル３は蛍光体１０６に数ｍｍの距
離をおいて設置されている。この背面パネル３は、図２
に示すように、前面パネル２の蛍光体１０６に対応して
蛍光体毎に１個の冷陰極群２０を有している。そして、
それぞれの冷陰極群２０は、図３に示すように多数個の
冷陰極２３とゲート電極５５とから成り立っている。冷
陰極２３のまわりはドーナツ状のゲート電極５５に取り
囲まれている。ゲート電極５５付きの１個の冷陰極２３
の大きさは大略１μｍ程度であり、１個の冷陰極群２０
の大きさは発散角を考えて数ｍｍ角の蛍光面６よりも数
分の一程度と小さくなる。しかし、１個の冷陰極２３の
大きさが１μｍ程度であるので、１個の冷陰極群２０に
は数千個以上のゲート電極付きの冷陰極２３があること
になる。

【００２６】２３は走査電極２２上に電気的に接続され
るように半導体形成手段等を用いてモリブデン等を蒸着
させて形成された尖頭部を有する冷陰極で、一つの蛍光
体１０６に対して複数の冷陰極２３によって冷陰極群２
０が構成されている。また、１６ａは冷陰極群２０の走
査電極２２やゲート電極５５などの多数個の配線を外部
に取り出すための外部電極である。１７ａは先の部分が
拡大されて大きくなった排気管、１８ａは真空のコンダ
クタンスを良くするための複数本の排気口、１０は排気
管の中を通ってアルミバック陽極９へ電位を供給するた
めの給電線である。

【００２７】さらに、背面パネル３の冷陰極群２０が設
置された以外の部分に溝を設け、その中に非蒸発型のゲ
ッタを配設する。本実施の形態においては、特に背面パ
ネル３の冷陰極群２０が設置された部分のさらに外周部
に細い溝１３を形成し、その中に細いワイヤ状の非蒸発
型のゲッタ１４ａをその頭が背面パネル３の上面を飛び
でないように（その上部が背面パネル３の内面（上面）
より下になるように）、背面パネル３の外周部に沿って
冷陰極群２０の配置された部分を取り囲むように一周に
わたり設置してある。非蒸発型のゲッタ１４ａとして
は、例えばワイヤ状またはリボン状のものが市販されて
おり、本実施の形態においてもそれを用いることが可能
である。非蒸発型のゲッタ１４ａは芯線と被覆線との２
重構造をもっており、その芯線にはゲッタを高温にする
ためのニクロム線があり、そのまわりを例えばジルコニ
ウムを主成分とする合金からなるゲッタ材料で被覆して
いて、通電することでニクロム線を高温にして、ニクロ
ム線を被服したゲッタ材を加熱することにより、ガス吸
着を行う状態となるよう活性化する。

【００２８】図４は、非蒸発型のゲッタ１４ａの構成例
を示す図である。図４（ａ）に示すように、一本のワイ
ヤ状またはリボン状の非蒸発型のゲッタ１４ａを四角状
に略直角に折り曲げ、曲がり角近傍および非蒸発型のゲ
ッタ１４ａの端部付近でゲッタ用の外部電極１６ａとゲ
ッタ芯線とをスポット溶接などの溶接により接続する。
または、図４（ｂ）に示すように、４本のワイヤ状また
はリボン状の非蒸発型のゲッタ１４ａのそれぞれの端部
付近で、ゲッタ用の外部電極１６ａとゲッタ芯線とをス
ポット溶接などの溶接により接続する。

【００２９】図５は、図４に示した非蒸発型のゲッタ１
４ａの配置の様子を示す図であり、図に示すように、ゲ
ッタ用の外部電極１６ａが背面パネル３を貫通して素子
の外部に取出されており、非蒸発型のゲッタ１４ａは背
面パネル３に設けられた溝１３の中にゲッタ用の外部電
極１６ａを介して配設されている。そして、真空容器４
内を高真空状態となるように排気する際に、ゲッタ用の
外部電極１６ａ間に通電することにより、非蒸発ゲッタ
１４ａを加熱して活性化する。通電に際して、図４
（ａ）に示した構成においては、非蒸発型のゲッタ１４
ａの端部に接合された２本のゲッタ用の外部電極１６ａ
間に通電すれば四角状に折り曲げられた非蒸発型のゲッ
タ１４ａ全体に通電される。図４（ｂ）に示した構成に
おいては、４本の非蒸発型のゲッタ１４ａのそれぞれの
端部に接合されたゲッタ用の外部電極１６ａ間に個別に
通電する。ここで非蒸発型のゲッタ１４ａを加熱する際
に、その熱が直接背面パネル３に伝導し、それによる熱
的歪みにより背面パネル３が割れることを防止するため
に、非蒸発型のゲッタ１４ａが直接背面パネルに接触し
ないように、ゲッタ用の電極１６ａを介して浮かせて配
設される。

【００３０】次にこのように構成された冷陰極発光素子
の動作について説明する。冷陰極群２０がのっている走
査電極２２とゲート電極５５間に電圧を印加し、この間
の電位差が数１０Ｖ以上となると冷陰極群２０中の円錐
形状の冷陰極２３の先端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５５の穴を通過して加速用陽
極９に印加された高電圧により加速され、蛍光体１０６
に衝突し、これを発光させる。

【００３１】電子が蛍光体１０６に衝突し発光したとき
に放出されるガスは、図２に示しているように、背面パ
ネル３の外周部に沿って冷陰極群２０が設置された部分
をとり囲むように配設された非蒸発型のゲッタ１４ａに
よって吸着され、真空容器４の内部を高真空に保つよう
になっている。ここで示した非蒸発型のゲッタ１４ａは
直径が１ｍｍ以下の細いワイヤタイプで、前述したよう
にそのベースとなるワイヤは細いニクロム線などで構成
され、従来の蒸発型のように飛散することなく、数Ｖと
いう低い電圧で高温度に表層部のゲッタを加熱でき、真
空容器内で発生するガスを容易に吸着できるように作ら
れている。また、このゲッタ１４ａの上部はその部分か
らの不要な電界放射を起こさないように、既に述べたよ
うに背面パネル３の内面より下となるように配設されて
いる。

【００３２】また、従来の冷陰極発光素子では穴の多数
あいたセラミック基板８ａがあったので、精細度を上げ
ても冷陰極群２０が欠落することなく背面パネル３の中
央に大きな（たとえば直径が５ｍｍ程度）排気口１８を
あけることが出来たが、セラミック基板８ａを別途設け
ることなく背面パネル３上に直接冷陰極群２０を配設す
る場合には、冷陰極群２０が欠落しないためには排気口
は大きいものはあけることができない。そこで、図２の
背面パネル３の正面図に示しているように、冷陰極群２
０の欠落がなくしかもコンダクタンスを上げるために、
排気口１８ａの周囲にも冷陰極群２０の間隙に小さい排
気口２５を複数本（図は４本の場合を示している。）あ
けている。

【００３３】しかも、これらの排気口１８ａおよびその
周囲に設けられた小さな排気口２５を全部真空容器４内
を真空状態に排気するための排気口として使えるよう
に、図１に示したように、排気口１８ａおよびその周囲
の穴からなる複数個の排気口を全て含むよう、排気管１
７ａの先端開口部を拡大して背面パネル３に接合してい
る。これにより、排気管１７ａから真空容器４内を効率
よく比較的短時間で高真空状態に排気することが可能と
なる。特に真空容器内の高さ（前面パネル２と背面パネ
ル３との間隔）が小さいときには、真空容器４内の排気
状態を均一にして排気することも可能となる。

【００３４】なお、上記実施の形態においては、冷陰極
群が設置された部分よりさらに外周部に非蒸発型のゲッ
タを配置したが、それ以外の背面パネル３の冷陰極群２
０が設置・形成された以外のところにも配置することが
可能である。例えば、図６に示すように、冷陰極群２０
と干渉しないように内周の適当なところに配置すること
もできる。図６は背面パネル３の正面図およびＣＣ断面
図を示しており、非蒸発型のゲッタ１４ａを冷陰極群２
０の間隙にそれと干渉しないように内周の適当なところ
に、例えば２セット設置した場合を示している。

【００３５】この場合の非蒸発型のゲッタ１４ａは、図
４に示したものと同様、図７（ａ）に示すように、一本
のワイヤ状またはリボン状の非蒸発型のゲッタ１４ａを
四角状に略直角に折り曲げ、曲がり角近傍および非蒸発
型のゲッタ１４ａの端部付近でゲッタ用の外部電極１６
ａとゲッタ芯線とをスポット溶接などの溶接により接続
する。または、同図（ｂ）に示すように、４本のワイヤ
状またはリボン状の非蒸発型のゲッタ１４ａのそれぞれ
の端部付近で、ゲッタ用の外部電極１６ａとゲッタ芯線
とをスポット溶接などの溶接により接続する。そして、
図８に示すように、ゲッタ用の外部電極１６ａが背面パ
ネル３を貫通して素子の外部に取出されており、非蒸発
型のゲッタ１４ａは背面パネル３に設けられた溝１３の
中にゲッタ用の外部電極１６ａを介して配設されてい
る。真空容器４内を高真空状態となるように排気する際
に、図４および図５をもとに説明したのと同様に、ゲッ
タ用の外部電極１６ａ間に通電することにより、非蒸発
ゲッタ１４ａを加熱して活性化する。

【００３６】以上のように、本実施の形態によれば、背
面パネルの冷陰極群の間隙に複数個の排気口を設けたの
で、背面パネルに配置した冷陰極群に影響することな
く、排気コンダクタンスを充分に大きく確保することが
でき、効率良く短時間で真空容器内の排気を行うことが
可能となる。また、背面パネルの冷陰極群の設置された
以外のところに非蒸発型のゲッタを配設したので、真空
容器内で発生するガスに対する高い吸着能力を維持でき
るうえ、ゲッタ飛散による電極間の短絡をなくすことが
できる。さらに、背面パネルの外周部に沿って前記冷陰
極群の配置された部分を囲むように非蒸発型のゲッタを
配設することにより、大きなガス吸着面積を確保するこ
とができる。また、背面パネルの冷陰極群が設置された
以外のところに溝を設け、その中にそのゲッタを配設す
ることにより、前面パネルに設けた陽極とゲッタ間にお
ける不要電界放射の危険を少なくすることができる。
尚、セラミック陰極板を除去し背面パネルにその機能を
持たせているので、冷陰極発光素子を薄く構成すること
ができる上、セラミック基板と背面パネル間の配線の手
間がなくなり、また、材料費も削減できるという効果も
ある。

【００３７】実施の形態２．上記実施の形態１において
は、背面パネルの冷陰極群が設置された部分のさらに外
周部に細い溝を形成し、その中に細いワイヤ状の非蒸発
型のゲッタを配置したが、陽極と非蒸発型のゲッタとの
間に不要な電界放射の可能性が少ない場合には、特に溝
を設けることなく、背面パネルの上に配置することも可
能である。図９は、この発明の実施の形態２による冷陰
極発光素子の構成例を示す図であり、 図９（ａ）は正
面図、図９（ｂ）はそのＡ’Ａ’断面図である。また、
図１０は、この発明の実施の形態２による冷陰極発光素
子の他の構成例を示す図であり、 図１０（ａ）は正面
図、図１０（ｂ）はそのＣ’Ｃ’断面図である。

【００３８】図に示すように、非蒸発型のゲッタ１４ａ
は上記実施の形態１とは異なり、背面パネルに溝を形成
することなく背面パネル３上に設置されている。この場
合、ゲッタが溝の中ではなく背面パネル３の上に設置さ
れているので、その分アルミバック陽極９までの距離が
近くなりゲッタからの不要な電界放射の可能性も現れる
が、それが特に問題とならない程度であれば、溝を形成
することなく背面パネルの構成および非蒸発型のゲッタ
の配置を簡素化することができ、ひいては冷陰極発光素
子を安価に作製することが可能となる。

【００３９】実施の形態３．図１１は、本発明の実施の
形態３による冷陰極発光素子の構成を示す断面図、図１
２（ａ）はその一部分（スペーサ部分）の拡大図であ
る。また、図１２（ｂ）はスペーサ部分の他の例を示す
図である。図において、１ａは中央部から下の一部分を
大きくなるようにしたスペーサである。図１２（ａ）に
示すように、スペーサ１ａには、図１２（ａ）あるいは
図１２（ｂ）に示すような庇（ひさし）状の突起部が設
けられており、その下に例えば直径１ｍｍ以下の細い非
蒸発型のゲッタ１４ａを配設したものである。

【００４０】このようにして非蒸発型のゲッタ１４ａを
配設することにより、陽極電界の影響を少なくし、ゲッ
タ１４ａからの不要電界放射（フィールドエミッショ
ン）を防止することができる。なお、スペーサ１ａの形
状は、図１２（ａ）あるいは図１２（ｂ）に示すような
ものの他にもいろいろな形状とすることができる。要
は、細い線状の非蒸発型のゲッタ１４ａが直接陽極電界
に曝されることがないように庇状の突起部あるいは溝状
の凹部の類を工夫すればよいのである。

【００４１】実施の形態４．一般的に、冷陰極群２０を
基板上に形成するには、例えば半導体製造プロセスを流
用することが考えられる。この場合には、基板の厚さが
制限（例えば、１ｍｍ程度）される。前述の実施の形態
１乃至３に示したように、冷陰極群２０を背面パネル３
に直接形成する場合には、外部電極１６ａが貫通された
背面パネル３をこのような基板厚さの制限された冷陰極
群２０の製造プロセスを通すことは困難となる。

【００４２】また、予め外部電極１６ａが貫通するため
の穴を背面パネル３に設けておき、冷陰極群２０を形成
した後に外部電極１６ａをこの穴に通して周囲を低融点
ガラス等で塞ぐことも考えられるが、特に解像度が高
く、冷陰極群２０の密度の高い場合には、外部電極１６
ａの周囲を低融点ガラスで塞ぐ際に穴の周囲の背面パネ
ル３が局部的に変形して、冷陰極群２０の平坦度に影響
を及ぼすことが考えられる。一方、真空容器４は内部を
高真空状態とされるので、真空容器４を構成するスペー
サ１、前面パネル２、背面パネル３のそれぞれの厚さを
真空容器４の周囲の大気圧との差に耐えうるような厚さ
とする必要がある。

【００４３】本実施の形態４は、このような問題点も解
決するためになされたものであり、図１３は実施の形態
４による冷陰極発光素子の構成を示す断面図である。前
述した実施の形態１乃至３においては、背面パネル３上
に直接冷陰極群２０を形成するようにしたが、本実施の
形態では、図１３に示すように冷陰極群２０を半導体製
造プロセスを用いて形成するの適した例えば厚さ１ｍｍ
程度のガラス基板２６の上に冷陰極群２０および非蒸発
型のゲッタ１４ａを形成し、このガラス基板２６を背面
パネル３の上に重ねるように構成したものである。

【００４４】図に示すように、冷陰極群２０が形成され
たガラス基板２６には、背面パネル３の排気口１８ａお
よび２５に対応した位置（重なる位置）に、排気口１８
ｂおよび２５ｂが設けられる。また、ガラス基板２６は
その周囲を例えば低融点ガラス（図示せず）により背面
パネル３に固定される。ここで、ガラス基板２６に設け
られた排気口１８ｂおよび２５ｂは、冷陰極群２０の間
隙に設けられていることは言うまでもない。そして、ス
ペーサ１、前面パネル２、および背面パネル３を低融点
ガラス５で気密に接合した真空容器４は、排気管１７ａ
により排気口１８ａ、１８ｂ、２５、２５ｂを介して排
気される。

【００４５】更に、上記実施の形態１と同様に、ガラス
基板２６には冷陰極群２０が設置された以外の部分に溝
を設け、その中に非蒸発型のゲッタ１４ｂを配設する。
この場合にも、特にガラス基板２６の冷陰極群２０が設
置された部分のさらに外周部に細い溝１３ｂを形成し、
その中に細いワイヤ状の非蒸発型のゲッタ１４ｂをその
頭がガラス基板２６の上面を飛びでないように（その上
部がガラス基板２６の内面（上面）より下になるよう
に）、ガラス基板２６の外周部に沿って冷陰極群２０の
配置された部分を取り囲むように一周にわたり設置す
る。また、非蒸発型のゲッタ１４に接続された外部電極
１６ｂがガラス基板２６および背面基板３を貫通して配
設されている。

【００４６】なお、ガラス基板２６に設けた溝１３ｂ
は、ガラス基板２６を貫通させて穴とすることもでき
る。また、実施の形態２と同様に、陽極と非蒸発型のゲ
ッタとの間に不要な電界放射の可能性が少ない場合に
は、非蒸発型のゲッタ１４ｂは特に溝を設けることな
く、ガラス基板２６の上に配置することも可能である。
また、上記各実施の形態においては、スペーサ１は四角
形の枠状をなすガラスで作製したが、真空容器封着時に
４枚の長方形ガラス板を四角形の枠状となるように、前
面パネル２、背面パネル３を低融点ガラスにて接合する
ようにしてもよい。また、真空容器４は、スペーサ１、
前面パネル２、背面パネル３を低融点ガラス５にて気密
に接合して構成したが、特に前面パネル２と背面パネル
３との間隔（ギャップ）が小さい場合には、特にスペー
サ１を用いることなく、前面パネル２および背面パネル
３の間隔が所定のものとなるようにその周囲を直接低融
点ガラスで封着して構成しても良い。

【００４７】以上のように本実施の形態によれば、冷陰
極群２０を製造するのに適した厚さ（例えば、１ｍｍ程
度）のガラス基板２６に冷陰極群２０を形成しておき、
それを予め外部電極１６が貫通された背面パネルの上に
重ね、その後、ガラス基板２６の上の各冷陰極群２０の
走査電極２２やゲート電極５５などとスポット溶接等に
より配線すればよいので、基板厚さの制限された半導体
製造プロセスを用いて冷陰極群２０をガラス基板２６に
形成して冷陰極発光素子を容易に製作することが可能と
なる。また、真空容器４が所望の耐圧となるように背面
パネル３の厚さを設定することも可能となる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、背面パネル上に前記蛍
光体に正対する位置に冷陰極群を配置すると共に、複数
の排気口を背面パネルの中央及びその周囲の冷陰極群の
間隙に設けたので、背面パネルに配置した冷陰極群に影
響することなく、排気コンダクタンスを充分に大きく確
保することができ、効率良く短時間で真空容器内の排気
を行うことが可能な冷陰極発光素子を提供できるという
効果がある。

【００４９】また、この発明によれば、複数の排気口を
含むように先端開口部を拡大した排気管を備えたので、
排気コンダクタンスを低下させることなく、一本の排気
管によって背面側から効率良く短時間で真空容器内の排
気を行うことが可能な冷陰極発光素子を提供できるとい
う効果がある。

【００５０】また、この発明によれば、背面パネル上に
蛍光体に正対する位置に冷陰極群を配置すると共に、こ
の冷陰極群の配置された部分より内周かつ冷陰極群の間
隙に非蒸発型のゲッタを配設したので、真空容器内で発
生するガスに対する高い吸着能力を維持できるうえ、ゲ
ッタ飛散による電極間の短絡をなくすことができる冷陰
極発光素子を提供できるという効果がある。

【００５１】また、この発明によれば、背面パネルの外
周部に沿って冷陰極群が配置された部分を囲むように非
蒸発型のゲッタを配設したので、大きなガス吸着面積を
確保することができる冷陰極発光素子を提供できるとい
う効果がある。

【００５２】また、この発明によれば、背面パネルの冷
陰極群の配置された部分より内周かつ冷陰極群の間隙に
溝を設け、その中に非蒸発型のゲッタを配設したので、
前面パネルに設けたアルミバック陽極とゲッタ間におけ
る不要電界放射の危険を少なくすることができると共
に、真空容器内で発生するガスに対する高い吸着能力を
維持したうえ、ゲッタ飛散による電極間の短絡をなくす
ことができる冷陰極発光素子を提供できるという効果が
ある。

【００５３】また、この発明によれば、背面パネルの外
周部に沿って冷陰極群が配置された部分を囲むように溝
を設け、その中に非蒸発型のゲッタを配設したので、大
きなガス吸着面積を確保できる上に、前面パネルに設け
た陽極とゲッタ間における不要電界放射の危険を少なく
することができる冷陰極発光素子を提供できるという効
果がある。

【００５４】また、この発明によれば、スペーサの中央
部から背面パネル側近傍に庇状の突起部を設け、その下
に非蒸発型のゲッタを配設したので、ガス吸着面積を確
保できる上に、前面パネルに設けたアルミバック陽極と
ゲッタ間における不要電界放射の危険を少なくすること
ができる冷陰極発光素子を提供できるという効果があ
る。

【００５５】また、この発明によれば、蛍光体に正対す
る位置に冷陰極群が配置されたガラス基板を背面パネル
上に配設すると共に、冷陰極群の間隙にガラス基板およ
び背面パネルを貫通する複数の排気口を設けたので、半
導体プロセスを用いて容易に冷陰極群を形成できる共
に、冷陰極群に影響することなく、排気コンダクタンス
を充分に大きく確保することが可能な冷陰極発光素子を
提供できるという効果がある。

【００５６】また、この発明によれば、蛍光体に正対す
る位置に冷陰極群が配置されたガラス基板を背面パネル
に配設すると共に、ガラス基板の冷陰極群が配置された
以外のところに非蒸発型のゲッタを配設したので、半導
体プロセスを用いて容易に冷陰極群を容易に形成できる
共に、真空容器内で発生するガスに対する高い吸着能力
を維持できるうえ、ゲッタ飛散による電極間の短絡をな
くすことができる冷陰極発光素子を提供できるという効
果がある。

【００５７】また、この発明によれば、ガラス基板の冷
陰極群が配置された以外のところに溝を設け、その中に
非蒸発型のゲッタを配設したので、半導体プロセスを用
いて容易に冷陰極群を容易に形成できると共に、真空容
器内で発生するガスに対する高い吸着能力を維持したう
え、ゲッタ飛散による電極間の短絡をなくすことがで
き、かつ前面パネルに設けたアルミバック陽極とゲッタ
間における不要電界放射の危険も少なくすることができ
る冷陰極発光素子を提供できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による冷陰極発光素子
の構成を示す断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１による冷陰極発光素子
の背面パネルの正面図およびＡＡ断面図である。

【図３】 図１のＢ部分の拡大説明図である。

【図４】 実施の形態１による冷陰極発光素子の非蒸発
型のゲッタの構成を示す図である。

【図５】 実施の形態１による冷陰極発光素子の非蒸発
型のゲッタの配置を示す図である。

【図６】 本発明の実施の形態１である冷陰極発光素子
の他の例における背面パネルの正面図およびＣＣ断面図
である。

【図７】 実施の形態１による冷陰極発光素子の他の例
における非蒸発型のゲッタの構成を示す図である。

【図８】 実施の形態１による冷陰極発光素子の他の例
における非蒸発型のゲッタの配置を示す図である。

【図９】 本発明の実施の形態２による冷陰極発光素子
の背面パネルの正面図およびＡ’Ａ’断面図である。

【図１０】 実施の形態２による冷陰極発光素子の他の
例における背面パネルの正面図およびＣ’Ｃ’断面図で
ある。

【図１１】 本発明の実施の形態３による冷陰極発光素
子の構成を示す断面図である。

【図１２】 図１１のスペーサ部分の拡大図である。

【図１３】 本発明の実施の形態４による冷陰極発光素
子の構成を示す断面図である。

【図１４】 従来の冷陰極発光素子の構成を示す断面図
である。

【図１５】 図１３のＢ部分の拡大説明図である。

【図１６】 従来の冷陰極発光素子のセラミック基板の
正面図である。

【符号の説明】

１，１ａ スペーサ ２ 前面パネル ３ 背面パネル ４ 真空容器 ５ 低融点ガラス ６ 蛍光面 ８ａ セラミック基板 ９ アルミバ
ック陽極 １０ 給電線 １３ ゲッタ設
置用の溝 １４ａ 非蒸発型のゲッタ １６ａ，１６ｂ 外部電
極 １７ａ 排気管 １８ａ 排気口 ２０ 冷陰極群 ２２ 走査電極 ２３ 冷陰極 ２５ 排気口 ２６ ガラス基板 ５５ ゲート電
極 １０６ 蛍光体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 修司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−171871（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−121015（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−52813（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 63/00 H01J 31/12 H01J 29/94 H01J 9/385

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明な物質で作られ、その内面にアルミ
   バック陽極をもつ蛍光体を塗布された前面パネルと、こ
   の前面パネルに対向して設けらた背面パネルと、前記前
   面パネルと前記背面パネルとの間に挿入されたスペーサ
   によって構成され、内部が真空に保持された真空容器と
   からなる冷陰極発光素子において、 前記背面パネル上に前記蛍光体に正対する位置に冷陰極
   群を配置すると共に、複数の排気口を前記背面パネルの
   中央及びその周囲の冷陰極群の間隙に設けたことを特徴
   とする冷陰極発光素子。
2. 【請求項２】 複数の排気口を含むように先端開口部を
   拡大した排気管を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の冷陰極発光素子。
3. 【請求項３】 透明な物質で作られ、その内面にアルミ
   バック陽極をもつ蛍光体を塗布された前面パネルと、こ
   の前面パネルに対向して設けらた背面パネルと、前記前
   面パネルと前記背面パネルとの間に挿入されたスペーサ
   によって構成され、内部が真空に保持された真空容器と
   からなる冷陰極発光素子において、 前記背面パネル上に前記蛍光体に正対する位置に冷陰極
   群を配置すると共に、冷陰極群の配置された部分より内
   周かつ冷陰極群の間隙に非蒸発型のゲッタを配設したこ
   とを特徴とする冷陰極発光素子。
4. 【請求項４】 背面パネルの外周部に沿って冷陰極群が
   配置された部分を囲むように非蒸発型のゲッタを配設し
   たことを特徴とする請求項３に記載の冷陰極発光素子。
5. 【請求項５】 背面パネルの冷陰極群の配置された部分
   より内周かつ冷陰極群の間隙に溝を設け、その中に非蒸
   発型のゲッタを配設したことを特徴とする請求項３に記
   載の冷陰極発光素子。
6. 【請求項６】 背面パネルの外周部に沿って冷陰極群が
   配置された部分を囲むように溝を設け、その中に非蒸発
   型のゲッタを配設したことを特徴とする請求項３に記載
   の冷陰極発光素子。
7. 【請求項７】 透明な物質で作られ、その内面にアルミ
   バック陽極をもつ蛍光体を塗布された前面パネルと、こ
   の前面パネルに対向して設けらた背面パネルと、前記前
   面パネルと前記背面パネルとの間に挿入されたスペーサ
   によって構成 され、内部が真空に保持された真空容器と
   からなる冷陰極発光素子において、 前記背面パネル上に前記蛍光体に正対する位置に冷陰極
   群を配置すると共に、 スペーサの中央部から背面パネル
   側近傍に庇状の突起部を設け、その下に非蒸発型のゲッ
   タを配設したことを特徴とする冷陰極発光素子。
8. 【請求項８】 透明な物質で作られ、その内面にアル
   ミバック陽極をもつ蛍光体を塗布された前面パネルと、
   この前面パネルに対向して設けらた背面パネルと、前記
   前面パネルと前記背面パネルとの間に挿入されたスペー
   サによって構成され、内部が真空に保持された真空容器
   とからなる冷陰極発光素子において、 前記蛍光体に正対する位置に冷陰極群が配置されたガラ
   ス基板を前記背面パネル上に配設すると共に、前記冷陰
   極群の間隙に前記ガラス基板および前記背面パネルを貫
   通する複数の排気口を設けたことを特徴とする冷陰極発
   光素子。
9. 【請求項９】 透明な物質で作られ、その内面にアルミ
   バック陽極をもつ蛍光体を塗布された前面パネルと、こ
   の前面パネルに対向して設けらた背面パネルと、前記前
   面パネルと前記背面パネルとの間に挿入されたスペーサ
   によって構成され、内部が真空に保持された真空容器と
   からなる冷陰極発光素子において、 前記蛍光体に正対する位置に冷陰極群が配置されたガラ
   ス基板を前記背面パネルに配設すると共に、前記ガラス
   基板の前記冷陰極群が配置された以外のところに非蒸発
   型のゲッタを配設したことを特徴とする冷陰極発光素
   子。
10. 【請求項１０】 ガラス基板の冷陰極群が配置された以
    外のところに溝を設け、その中に非蒸発型のゲッタを配
    設したことを特徴とする請求項９に記載の冷陰極発光素
    子。