JP4577986B2 - 密閉マトリックス構造体を有するディスプレイ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面パネルディスプレイの分野に関するものである。即ち、本発明は、平面パネルディスプレイスクリーン構造体の「ブラックマトリックス」に関するものである。本発明の一実施形態においては、平坦パネルディスプレイ用の密閉された構成要素として記載されている。
【０００２】
【従来の技術】
平面パネルディスプレイにおけるフェースプレート上のサブピクセル領域は、典型的なものとして、マトリックス、即ち、「ブラックマトリックス」と一般に称される不透明なメッシュ状構造体によって分離されている。サブピクセル領域を分離することによって、ブラックマトリックスは、１つのサブピクセルに向けられた電子が他のサブピクセルとオーバーラップすることを防止する。このようにすることにより、従来のブラックマトリックスは、平面パネルディスプレイにおける色純度を維持するために役立っている。また、ブラックマトリックスは、例えば、支持壁等の構造体が位置すべき基部としても作用する。更に、ブラックマトリックスが三次元的である（即ち、これが光を放射する蛍光物質のレベルよりも上方に伸びている）場合には、ブラックマトリックスは、１つのサブピクセルにおける蛍光物質から後方散乱した複数の電子の幾つかが、他の電子と衝突することを防止し、かくして、色純度を改善する。
【０００３】
マトリックスを形成するために、ポリイミド物質を使用してもよい。ポリイミド物質は、窒素、水素、炭素及び酸素等の多くの成分を含有していることは公知である。上述した成分がポリイミド物質中に含有されているが、これらは、平面パネルディスプレイの真空環境にマイナスの影響を与えることはない。残念ながら、従来のポリイミド系マトリックス及びその成分は、ポリイミド物質中に常に閉じ込められた状態で残留しているわけではない。即ち、ある条件下では、ポリイミド成分及びその化合物は、マトリックスを形成するポリイミド物質から放出される。その結果、平面パネルディスプレイの真空環境が侵される。
【０００４】
ポリイミド（又は、他のブラックマトリックス物質）の成分による汚染は、様々な形で生ずる。一例としては、従来のポリイミド系マトリックスを熱処理、即ち、加熱することによって、ポリイミド系マトリックスの低分子量成分（フラグメント、モノマー又はモノマーのグループ）が、マトリックスの表面に移行する。次いで、これらの低分子量成分は、マトリックスから出て、フェースプレート上に移動する。エネルギーを有する電子が不純物で被覆されたフェースプレートに衝突すると、不純物の重合が生ずる。このような重合の結果として、今度は、フェースプレート上に暗い被膜が形成される。この暗い被膜はディスプレイの輝度を低下させ、かくして、平面パネルディスプレイ全体の性能を低下させる。
【０００５】
熱によって生ずる汚染に加えて、従来のポリイミド系物質はまた、電子によって誘発される不純物の脱離の問題を有している。即ち、操作中において、平面パネルディスプレイのカソード部は、フェースプレート上のサブピクセル領域に向けられた電子を放射する。しかしながら、これらの放射された電子の幾つかは、実際問題として、マトリックスに衝突する。従来のポリイミド系マトリックスへのこのような電子の衝突によって、電子によって誘発される不純物の脱離（即ち、ポリイミド系物質の成分、即ち、変質生成物の形成）が生ずる。ポリイミド系マトリックスから生ずるこれらの放出された不純物は、次いで、平面パネルディスプレイの真空環境に有害な形で導かれる。真空環境に放出された不純物は、真空の度合いを低下させ、スパッタリングを誘発し、そして、フィールドエミッタの表面に被膜を形成する虞がある。
【０００６】
更に、従来のポリイミド系マトリックスは、Ｘ線によって誘発される不純物の脱離の問題を有している。即ち、操作中において、例えば、電子が蛍光物質に衝突することによって、Ｘ線（即ち、高エネルギー光子）が発生する。これらの発生したＸ線のうちの幾つかは、実際問題として、マトリックスに衝突する。従来のポリイミド系マトリックスにＸ線がこのように衝突することによって、Ｘ線によって誘発される不純物の脱離（即ち、ポリイミド系物質の成分、即ち、変質生成物の形成）が生ずる。上述したように、ポリイミド系マトリックスから生ずるこれらの放出された不純物は、次いで、平面パネルディスプレイの真空環境に有害な形で導かれる。電子によって誘発される不純物の場合と同様に、これらの成分は、真空の度合いを低下させ、スパッタリングを誘発し、そして、フィールドエミッタの表面に被膜を形成する虞がある。
【０００７】
電界放射陰極線管のフェースプレートは、ディスプレイを照明するために用いられる電流を導くための導電性アノードを必要とする。導電性ブラックマトリックス構造体はまた、均一なポテンシャル面をもたらして、電気アーク放電発生の可能性を減少させる。残念ながら、従来のポリイミド系マトリックスは導電性を有していない。従って、ブラックマトリックスの局部チャージが生じ、そして、カソードと従来のマトリックス構造体との間にアーク放電発生が誘発する虞がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、温度変化を受けた場合に、有害なガス放出を生ぜしめることのないマトリックス構造体についての要求がある。上述した要求を満たし、そして、電子又は光子によって誘発される不純物の望ましくない脱離の問題を生じないマトリックス構造体についての要求がある。最終的には、上述した双方の要求を満たし、そして、アーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することによって、フェースプレートにおける電気的な耐久性をも実現するマトリックス構造体についての更なる要求がある。
【０００９】
本発明は、温度変化を受けた場合に、有害なガス放出を生ぜしめることのないマトリックス構造体を提供する。本発明はまた、上述した要求を満たし、そして、電子によって誘発される不純物の望ましくない脱離の問題を生じないマトリックス構造体を提供する。最終的には、他の実施形態において、本発明は、上述した双方の要求を満たし、そして、アーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することによって、フェースプレートにおける電気的な耐久性をも実現するマトリックス構造体を提供する。また、本発明の導電性マトリックス構造体は、様々なタイプの平面パネルディスプレイに適用可能であることが理解されるであろう。本発明は、密閉マトリックス構造体によって上述したことを実現するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
特に、一実施形態において、本発明は、平面パネルディスプレイのフェースプレートに接合されるのに適したマトリックス構造体からなっている。マトリックス構造体は、隣接するサブピクセル領域を分離するように、フェースプレート上に配置されている。本発明の実施形態は、マトリックス構造体を覆う不純物防止構造体を更に含む。本発明の実施形態の不純物防止構造体は、マトリックス構造体中に最初から存在する不純物を閉じ込めるような物理的構造を有している。更に、本発明の実施形態の不純物防止構造体は、電子がこれを通過することを阻止する。従って、本発明の実施形態によれば、電子によって誘発される不純物の、マトリックス構造体からの脱離が防止される。このようにすることにおいて、本発明によれば、熱によって生ずる有害なガス放出、及び、電子によって誘発される不純物の、マトリックス構造体からの脱離が防止される。
【００１１】
更に、他の実施形態においては、本発明は、上述した実施形態の特徴を含み、そして、更に、不純物防止構造体を導電性被膜で覆うことを特定している。本発明の実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっている。本願においては、低原子番号物質とは、１８未満の原子番号を有する元素からなる物質をいう。更に、低原子番号物質は、高原子番号物質に比して、電子散乱を減少させる。不純物防止構造体を導電性被膜で覆うことにより、本発明の実施形態は、潜在的なアーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することにより、フェースプレートにおける付加的な電気的耐性を実現する。
【００１２】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、図面に示された好ましい実施形態に関する以下の記述を読んだ当業者であれば明らかである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
その実施例が添付図面に図示されているところの本発明の好ましい実施形態を以下に詳細に説明する。本発明を好ましい実施形態に関連付けて説明するが、これらの実施形態は、本発明をこれらに限定するために意図されていないものであることは明らかである。一方、本発明は、添付された請求項によって特定された本発明の精神及び範囲内に含まれる代案、変更例及び均等物を含むことが意図されている。更に、本発明の以下の詳細な説明においては、本発明を完全に理解させるために、多くの特別な詳細事項が述べられている。しかしながら、本発明をこれらの特別な詳細事項を伴うことなく実施することができることは当業者には明らかであろう。他の事項については、周知の方法、手段及び構成要素については、本発明の特徴を不必要に不明確にしないように、詳細には記載されていない。
【００１４】
密閉マトリックスの形成に関して、この実施形態において使用される第１工程を、図１Ａを参照して説明する。即ち、図１Ａは、平面パネルディスプレイ装置のフェースプレート１００の斜視図を示しており、このフェースプレートは、これに接合されたマトリックス構造体１０２を有している。図１Ａの実施形態においては、マトリックス構造１０２は、マトリックス構造１０２の行及び列が、典型的に１０４で示した隣接するサブピクセル領域を分離するように、フェースプレート１００上に配置されている。この実施形態においては、更に、マトリックス構造体１０２は、ポリイミド系物質から形成されている。この実施形態においては、マトリックス構造体１０２はポリイミド系物質から形成されているが、本発明は、有害な汚染を生ぜしめる虞のある様々な他のマトリックス形成物質を用いる場合にも適している。一例として、本発明は、ポリイミド以外の成分を含有する感光ポリイミド製剤からなるマトリックス構造を用いる場合に非常に適している。
【００１５】
更に図１Ａを参照するが、マトリックス構造体１０２は、「マルチレベル」マトリックス構造体である。即ち、マトリックス構造体１０２の行は、マトリックス構造体１０２の列とは異なる高さを有している。サブピクセル領域１０４をより明確に示すために、このようなマルチレベルマトリックス構造体を図１Ａの実施形態中に示す。しかしながら、本発明は、マルチレベルではないマトリックス構造体を用いる場合に非常に適している。本発明のマトリックス構造体は、時々、ブラックマトリックスと称されるが、用語「ブラック」は、マトリックス構造体の不透明な特性について言及したものであることが理解されるであろう。即ち、本発明はまた、黒以外の色彩を有する場合にも適するものである。更に、以下の図面においては、フェースプレートの内面の一部のみが、発明を明確にするために示されている。更に、以下の論述は、不純物防止構造体によって密閉されたブラックマトリックスについて言及するものである。このような特定の記述が以下に見られるが、本発明はまた、平面パネルディスプレイ装置の様々な他の物理的構成要素を用いる場合にも適するものである。また、本発明の幾つかの実施形態は、平面パネルディスプレイのピクセル及び／又はサブピクセル領域を形成するためのマトリックス構造体について言及しているが、本発明はまた、ピクセル／サブピクセル形成構造体が「マトリックス」構造体ではないところの実施形態についても適するものである。従って、本願においては、マトリックス構造体という用語は、ピクセル及び／又はサブピクセル形成構造体をいうものであって、構造体の特定の物理的形状をいうのもではない。
【００１６】
請求項に記載された本発明の一実施形態によって、不純物防止構造体によって密閉されたサポート構造体１５０の斜視図を、図１Ｂを参照して示す。マトリックス構造体の実施形態に関して、以下に詳細に説明するように、本発明の実施形態においては、サポート構造体１５０は、不純物防止構造体によって密閉されている。即ち、不純物防止構造体は、サポート構造体１５０中に最初から存在する不純物がサポート構造体１５０内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、不純物防止構造体は、サポート構造体１５０中に最初から存在する不純物がサポート構造体１５０の外部に移行することを阻止する。不純物をサポート構造体１５０内に閉じ込めることに加えて、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。図１Ｂの実施形態においては、サポート構造体１５０は壁であるが、本発明は、サポート構造体が、例えば、ピン、ボール、コラム、又は、他の様々なサポート構造体から構成された実施形態にも適している。
【００１７】
請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、不純物防止構造によって密閉されるのに適したフォーカス構造体１６０の側部断面図を、図１Ｃを参照して示す。マトリックス構造体の実施形態に関して、以下の詳細に説明するように、本発明の実施形態においては、フォーカス構造体１６０は、不純物防止構造体によって密閉されている。即ち、不純物防止構造体は、フォーカス構造体１６０中に最初から存在する不純物がフォーカス構造体１６０内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、不純物防止構造体は、フォーカス構造体１６０中に最初から存在する不純物がフォーカス構造体１６０の外部に移行することを阻止する。不純物をフォーカス構造体１６０内に閉じ込めることに加えて、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。図１Ｃの実施形態においては、フォーカス構造体１６０はワッフル状の構造体であるが、本発明は、フォーカス構造体が他の形状を有するところの実施形態にも適している。
【００１８】
次に、図１ＡのＡ−Ａ線に沿った、フェースプレート１００及びマトリックス構造体の側部断面図を、図２を参照して示す。この側部断面図においては、マトリックス構造体１０２の一部のみが、明確化するために示されている。しかしながら、以下の工程は、マトリックス構造体１０２の広範な部分全体に亘って実施されるものであり、図２に示したマトリックス構造体１０２のこれらの部分のみに限定されるものではないことが理解されるであろう。更に、本発明の製造に関して用いられる以下の工程は、予備焼成工程を用いて、マトリックスからの不純物の幾つかを最初からパージするというアプローチにも適している。焼成工程においては、ポリイミド系マトリックスを平面パネルディスプレイの密閉された真空環境下に置く前に、このポリイミド系マトリックスは加熱される。
【００１９】
再び、図２に示すように、本発明の一実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、実質的に非多孔質な物質の層からなっている。即ち、マトリックス構造体１０２は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、不純物防止構造体は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２の外部に移行することを阻止する。不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めることに加えて、本発明の不純物防止構造体１０６からなる物質は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００２０】
再び、図２を参照するが、矢印１０８は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物の経路を示している。このような不純物は、例えば、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2及びＨ2Ｏ等の種を含んでいることが理解されるであろう。矢印１０８で示されるように、不純物防止構造体１０６は、不純物がマトリックス構造体１０２から放出されることを阻止する。
【００２１】
更に、図２を参照するが、上述したように、この実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、実質的に非多孔質な物質からなっている。一実施形態においては、不純物防止構造体１０６の実質的に非多孔質な物質は、シリコン酸化物；金属フィルム、固体無機物等からなる群から選ばれる。本発明はまた、非多孔質の防止構造体１０６のために、アルミニウム、ベリリウム及び化学蒸着されたシリコン酸化物等の材料を使用する場合にも適している。更に、本発明は、非多孔質の防止構造体１０６の材料が、摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態にも適している。一実施形態においては、実質的に非多孔質な物質は、化学蒸着（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング、又は、他の手段によって、マトリックス構造体１０２上に約５００から５０００オングストロームの厚さで堆積される。しかしながら、本発明は、不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めるのに適した様々な他の実質的に非多孔質な物質を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。本発明はまた、不純物防止構造体１０６の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。
【００２２】
更に、図２を参照するが、本発明の一実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、フェースプレート１００に向けられた電子の通過を阻止するのに十分な厚さを有している。この一実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、ＣＶＤ、蒸着、スパッタリング、又は他の手段によって、マトリックス１０２を覆うように約１０００から５０００オングストロームの厚さで堆積されたシリコン酸化物の層からなっている。その結果、この実施形態によれば、熱によって発生した不純物が、マトリックス構造体内、又は、その表面上に閉じ込められ、そして、更に、電子によって誘発される脱離によって不純物が形成されることが防止される。即ち、この実施形態によれば、マトリックス構造体１０２への電子の衝突に関する主な悪条件が実質的に除去される。不純物防止構造体が電子の通過を阻止するところのこの一実施形態においては、不純物防止構造体は、下位の構成要素を悪影響を与えるようにシールすることはない。
【００２３】
次に、図３を参照するが、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体が、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、実質的に非多孔質な物質の複数の層１０６及び１１０から構成されている。即ち、マトリックス構造体１０２は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、複数層の不純物防止構造体は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２の外部に移行することを阻止する。不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めることに加えて、本発明の複数層の不純物防止構造体からなる層１０６及び１１０は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００２４】
上述した実施形態におけるように、矢印１０８は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物の経路を示している。このような不純物は、例えば、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2及びＨ2Ｏ等の種を含んでいることが理解されるであろう。矢印１０８で示されるように、この複数層の不純物防止構造体は、不純物がマトリックス構造体１０２から放出されることを阻止する。
【００２５】
更に、図３を参照するが、上述したように、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、実質的に非多孔質な物質の複数の層からなっている。一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体の実質的に非多孔質な物質の層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つは、シリコン酸化物；金属フィルム、固体無機物等からなる群から選ばれる。本発明はまた、実質的に非多孔質の物質の層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つのために、アルミニウム、ベリリウム及び化学蒸着されたシリコン酸化物等の材料を使用する場合にも適している。更に、本発明は、非多孔質の物質の層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つが、摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態にも適している。一実施形態においては、層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つは、化学蒸着（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング、又は、他の手段によって、マトリックス構造体１０２上に堆積される。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、約５００から５０００オングストロームの合計厚さを有している。しかしながら、本発明は、不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めるのに適した様々な他の実質的に非多孔質な物質を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。本発明はまた、複数層の不純物防止構造体の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。更に、本発明は、複数層の不純物防止構造体からなる実質的に非多孔質な物質の層の数を変化させる場合にも非常に適している。
【００２６】
この実施形態においては、複数層からなる不純物防止構造体は、フェースプレート１００に向けられた電子の通過を阻止するのに十分な厚さを有している。この一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、ＣＶＤによって約１０００から５０００オングストロームの厚さでマトリックス１０２を覆うように堆積したシリコン酸化物の単一の層を有している。その結果、この実施形態によれば、熱によって発生した不純物が、マトリックス構造体１０２内に閉じ込められ、そして、更に、電子によって誘発される脱離によって不純物が形成されることが防止される。即ち、この実施形態によれば、マトリックス構造体１０２への電子の衝突に関する主な悪条件が実質的に除去される。
【００２７】
図４を参照するが、この実施形態においては、不純物防止構造体１１２は、マトリックス構造体１０２と、フェースプレート１００のサブピクセル１１４とを覆うように配置されている。この実施形態においては、実質的に非多孔質な物質は、マトリックス構造体１０２およびサブピクセル領域１１４上に、化学蒸着（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング又は他の手段によって、約５００から５０００オングストロームの厚さで堆積されるシリコン酸化物又はインジウム錫酸化物等の透明な物質である。不純物防止構造体１１２は、サブピクセル領域１１４内に延びているが、サブピクセル領域１１４中に存在するシリコン酸化物材料が、平面パネルディスプレイの形成又は作用に悪影響を与えることはない。しかしながら、不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めるのに適しており、そして、平面パネルディスプレイの形成又は作用に悪影響を与えることのない様々な他の実質的に非多孔質な物質を用いる場合にも本発明は適していることが理解されるであろう。本発明はまた、不純物防止構造体１１２の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。
【００２８】
図４の実施形態においては、不純物防止構造体１１２は、フェースプレート１００に向けられた電子の通過を阻止するのに十分な厚さを有している。従って、上述した実施形態におけるように、この実施形態によれば、熱によって発生した不純物が、マトリックス構造体１０２内に閉じ込められ、そして、更に、電子によって誘発される脱離によって不純物が形成されることが防止される。即ち、この実施形態によれば、マトリックス構造体１０２への電子の衝突に関する主な悪条件が実質的に除去される。
【００２９】
導電性被膜１１６が不純物防止構造体１０６を覆うように配置されたところの本発明の他の実施形態を、図５Ａを参照して示す。（この実施形態は、その上に配置された導電性被膜１１６を有する図２の実施形態を示している。）この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっていることが好ましい。本願においては、低原子番号物質とは、１８未満の原子番号を有する元素からなる物質をいう。更に、低原子番号物質は、高原子番号物質に比して、電子散乱を減少させる。即ち、一実施形態においては、導電性被膜１１６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜１１６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜１１６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜１１６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体１０６の上に様々な他の導電性被膜を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。例えば、本発明は、例えば、傾斜蒸着によって形成されたアルミニウム被膜を使用する場合にも適している。
【００３０】
上述したように、マトリックス構造体１０２の頂面は、フェースプレート１００よりもフィールドエミッタに物理的に近接している。マトリックス構造体１０２の頂面上に導電性被膜１１６を形成することによって、本発明は、一定のポテンシャル面を提供する。一定のポテンシャル面を提供することによって、この実施形態は、潜在的なアーク放電発生の可能性を減少させる。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ａの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。更に、導電性密閉層を厚くしたり、又は、更なる導電性物質を形成することによって、導電性密閉層を、蛍光物質上のアルミニウム層よりも電気伝導性又は熱伝導性を高め、かくして、密閉物質が、ポテンシャルアークの高電流を得ることによって、局部電圧スパイクを確実に防止し、そして、発生する可能性がある如何なるアークに対しても物理的に良好に耐えることが可能になる。更に、導電性被膜は、ブラックマトリックス上において（図２に示すように）単層であってもよく、そして、図示されたように二重層である必要はない。
【００３１】
導電性被膜１１６が複数層の不純物防止構造体の層１０６及び１１０を覆うように配置されたところの本発明の他の実施形態を、図５Ｂを参照して説明する。（この実施形態は、その上に配置された導線性被膜１１６を有する図３の実施形態を示している。）この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質、又は、主として低原子番号物質からなる材料からなることが好ましい。本願においては、低原子番号物質とは、１８未満の原子番号を有する元素からなる物質をいう。このような定義をここに述べたが、本願は、導線性被膜が低原子番号物質から構成されていないところの実施形態にも適している。即ち、一実施形態においては、導電性被膜１１６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜１１６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜１１６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜１１６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体１０６の層１０６及び１１０上に様々な他の導電性被膜を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。例えば、本発明は、例えば、傾斜蒸着によって形成されたアルミニウム被膜を使用する場合にも適している。
【００３２】
先に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、如何なる電気的なアークが発生する可能性が減少する。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ｂの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００３３】
導電性被膜１１６が、不純物防止構造体１１２の上に配置されたところの本発明の他の実施形態を、図５Ｃを参照して示す。（この実施形態は、その上に配置された導線性被膜１１６を有する図４の実施形態を示している。）この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質、又は、主として低原子番号物質からなる材料からなることが好ましい。即ち、一実施形態においては、導電性被膜１１６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜１１６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜１１６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜１１６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体１１２上に様々な他の導電性被膜を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。例えば、本発明は、例えば、傾斜蒸着によって形成されたアルミニウム被膜を使用する場合にも適している。
【００３４】
先に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、如何なる電気的なアークが発生する可能性が減少する。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ｃの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００３５】
本発明の上述した実施形態は、これと関連した幾つかの本質的な利点を有している。例えば、本発明によれば、公知のポリイミド系ブラックマトリックス構造体に関連する有害な褐変及びガス放出が除去される。更に、不純物が放出されることをマトリックス構造体により阻止することによって、本発明によれば、放出不純物によってフィールドエミッタに被膜が形成されることが防止される。更に、ポリイミドに衝突する電子の数及びエネルギーを減少させることにより、電子によって誘発される不純物の脱離が減少する。その結果、本発明によれば、フィールドエミッタの寿命が延長される。更なる付加的な利益として、本発明の不純物防止構造体は、次に行われる処理行程中の潜在的な損傷、及び、電気アークからマトリックス構造体を保護する。
【００３６】
図１ＡのＡ−Ａ線に沿ったフェースプレート１００及びマトリックス構造体１０２の側部断面図を、図６Ａを参照して示す。上述したように、この実施形態においては、マトリックス構造体１０２は、ポリイミド系物質から形成されている。この実施形態においては、本発明は、有害な汚染を生ぜしめる虞のある様々な他のマトリックス形成物質を用いる場合にも適している。一例として、本発明は、ポリイミド以外の成分を含有する感光ポリイミド製剤からなるマトリックス構造を用いる場合に非常に適している。更に、本発明は、例えば、サポート構造体及び／又はフォーカス構造体等の様々な他の物理的構成要素を用いる場合にも非常に適している。
【００３７】
図６Ａを参照するが、本発明のこの実施形態においては、不純物防止構造体６０２は、マトリックス構造体１０２と、フェースプレート１００のサブピクセル１１４とを覆うように配置されている。不純物防止構造体６０２は、サブピクセル又はピクセル領域１１４内に延びているが、サブピクセル又はピクセル領域１１４中に存在する不透明な多孔質又は非多孔質物質が、平面パネルディスプレイの形成又は作用に悪影響を与えることはない。しかしながら、本発明は、不純物防止構造体６０２の多孔質物質がサブピクセル領域１１４内にまで延びていないところの実施形態の場合にも非常に適していることが理解されるであろう。この実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、多孔質物質の単一の層からなっている。この実施形態においては、不純物防止構造体６０２からなる多孔質物質は、平面パネルディスプレイ内に発生した電子及びＸ線が、マトリックス構造体１０２に衝突することを防止する。更に、本発明の不純物防止構造体６０２からなる物質は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子又はＸ線による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。このような不純物は、例えば、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2及びＨ2Ｏ等の種を含んでいることが理解されるであろう。
【００３８】
更に、図６Ａを参照するが、上述したように、この実施形態においては、不純物防止構造体６０２は、多孔質物質からなっている。一実施形態においては、不純物防止構造体６０２の多孔質物質は、コロイドシリカ；シリコン酸化物；及び、化学蒸着されたシリコン酸化物からなる群から選ばれる。しかしながら、本発明は、例えば、シリコン、酸化物、窒化物、炭化物、ダイヤモンド等の様々な他の多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。更に、本発明は、多孔質な不純物防止構造体６０２の材料が摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態の場合にも非常に適している。
【００３９】
図６Ａを再び参照するが、一実施形態においては、多孔質物質は、大気圧物理蒸着（ＡＰＰＶＤ）によって、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで、マトリックス構造体１０２上に堆積されたシリコン酸化物である。しかしながら、本発明は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線の通過を阻止するのに適した様々な他の多孔質物質を使用する場合に非常に適していることが理解されるであろう。本発明はまた、多孔質物質の層が、例えば、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸着、スプレー法、浸漬被覆法等によって形成されたところの実施形態の場合にも適している。本発明はまた、不純物防止構造体６０２の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。即ち、６ｋｅＶでは、電子の非常に多くは、６０００オングストロームの厚さを超えて、シリコン酸化物中に侵入することはない。１０ｋｅＶでは、電子の非常に多くは、１０，０００オングストロームの厚さを超えて、シリコン酸化物中に侵入することはない。従って、この実施形態においては、不純物防止構造体６０２からなる多孔質物質の深さは、マトリックス構造体１０２が、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線によって衝突されないように調節される。
【００４０】
次に、図６Ｂを参照するが、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、多孔質物質の複数の層６０２及び６０４からなっている。図６Ａの実施形態におけるように、この実施形態は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及びＸ線が、マトリックス構造体１０２に衝突することを防止する。更に、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイ内に発生した電子又はＸ線による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００４１】
更に、図６Ｂを参照するが、上述したように、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、多孔質物質の複数の層からなっている。一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体の多孔質物質の複数の層６０２及び６０４のうちの少なくとも１つは、コロイドシリカ；シリコン酸化物；及び、化学蒸着されたシリコン酸化物からなる群から選ばれる。しかしながら、本発明は、例えば、シリコン、酸化物、窒化物、炭化物、グラファイト、アルミニウム、ダイヤモンド等の様々な他の多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。更に、本発明は、多孔質な物質の層６０２及び６０４のうちの少なくとも１つが摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態の場合にも非常に適している。
【００４２】
図６Ｂを再び参照するが、一実施形態においては、層６０２及び６０４のうちの少なくとも１つの多孔質物質は、大気圧物理蒸着（ＡＰＰＶＤ）によって、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで、マトリックス構造体１０２上に堆積されたシリコン酸化物である。しかしながら、本発明は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線の通過を阻止するのに適した様々な他の多孔質物質を使用する場合に非常に適していることが理解されるであろう。本発明はまた、多孔質物質の層が、例えば、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸着、スプレー法、浸漬被覆法等によって形成されたところの実施形態の場合にも適している。本発明はまた、不純物防止構造体の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。この実施形態においては、不純物防止構造体からなる多孔質物質の層６０２及び６０４の合計深さは、マトリックス構造体１０２が、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線によって衝突されないように調節される。
【００４３】
導電性被膜６０６が不純物防止構造体上に配置されたところの本発明の他の実施形態を、図６Ｃを参照して示す。この実施形態は、その上に配置された導電性被膜６０６を有する図６Ｂの実施形態を示している。しかしながら、本発明は、導電性被膜６０６が、例えば、図６Ａの実施形態上に配置されているところの実施形態の場合に非常に適している。この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっていることが好ましい。即ち、一実施形態においては、導電性被膜６０６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜６０６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜６０６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜６０６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体の上に様々な他の導電性被膜（例えば、アルミニウム）を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。更に、この実施形態においては、導電性被膜６０６は、１０００から５０００オングストロームの深さで堆積されている。
【００４４】
先に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、如何なる電気的なアークが発生する可能性が減少する。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ｂの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００４５】
次に、図７Ａを参照するが、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体が、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、複数の層７０２及び７０４からなっている。この実施形態においては、層７０２は多孔質物質からなっているのに対して、層７０４は、実質的に非多孔質な物質の層からなっている。図６Ａの実施形態におけるように、この実施形態は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及びＸ線が、マトリックス構造体１０２に衝突することを防止する。更に、この実施形態によれば、熱によって生じた不純物はマトリックス構造体１０２内に閉じ込められる。更に、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイ内に発生した電子又はＸ線による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００４６】
更に、図７Ａを参照するが、上述したように、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、多孔質物質の複数の層からなっている。一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体の多孔質物質７０２は、コロイドシリカ；シリコン酸化物；及び、化学蒸着されたシリコン酸化物からなる群から選ばれる。しかしながら、本発明は、例えば、シリコン、酸化物、窒化物、炭化物、ダイヤモンド等の様々な他の多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。更に、本発明は、物質の層７０２及び７０４のうちの少なくとも１つが摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態の場合にも非常に適している。
【００４７】
再び、図７Ａを参照するが、一実施形態においては、物質の複数の層は、下記の通り特定される。層７０２は、約１０００から１０，０００オングストロームの深さで堆積されたインジウム錫酸化物の層からなっている。層７０４は、マトリックス構造体１０２の上に、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで堆積されたシリコン酸化物からなっている。しかしながら、本発明は、様々な他の多孔質又は非多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。本発明はまた、多孔質物質の層が、例えば、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸着、スプレー法、浸漬被覆法等によって形成されたところの実施形態の場合にも適している。本発明はまた、不純物防止構造体の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。この実施形態においては、不純物防止構造体からなる物質の層７０２及び７０４の合計深さは、マトリックス構造体１０２が、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線によって衝突されないように調節される。
【００４８】
導電性被膜７０６が不純物防止構造体上に配置されたところの本発明の他の実施形態を、図７Ｂを参照して示す。この実施形態は、その上に配置された導電性被膜７０６を有する図７Ａの実施形態を示している。即ち、この実施形態においては、層７０２は、約１０００から１０，０００オングストロームの深さで堆積されたインジウム錫酸化物の層からなっている。層７０４は、マトリックス構造体１０２の上に、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで堆積されたシリコン酸化物からなっている。この実施形態における層７０６は、約３００から２０００オングストロームの深さで堆積されたアルミニウムの層からなっている。この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっていることが好ましい。即ち、一実施形態においては、導電性被膜６０６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜６０６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜６０６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜６０６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体の上に様々な他の導電性被膜（例えば、アルミニウム）を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。
【００４９】
更に、図７Ｂを参照するが、この実施形態においては、不純物防止構造体は、物質の２つの個別の層７０２及び７０４からなっている。しかしながら、他の実施形態においては、不純物防止構造体は、含浸された非多孔質物質（例えば、インジウム錫酸化物の層７０２）を有する多孔質物質の層（例えば、シリコン酸化物の層７０４）からなっている。即ち、本発明は、実質的に多孔質な物質の層が、そこに含浸された実質的に非多孔質な物質を有するところの実施形態の場合にも非常に適している。この実施形態においては、実質的に多孔質な物質の層が、以上に詳細に説明したように堆積されている。更に、実質的に非多孔質な物質は、例えば、スパッタリング、物理蒸着等によって、実質的に非多孔質な物質の層中に含浸される。更に、この実施形態は、以上に詳細に説明したように、その上に配置された導電性被膜を有する場合にも非常に適している。
【００５０】
図１ＡのＡ−Ａ線に沿ったフェースプレート１００及びマトリックス構造体１０２の側部断面図を、図８を参照して示す。上述したように、この実施形態においては、マトリックス構造体１０２はポリイミド系物質から形成されている。本発明はまた、有害な汚染を生ぜしめる虞のある様々な他のマトリックス形成物質を用いる場合にも適している。一例として、本発明は、ポリイミド以外の成分を含有する感光ポリイミド製剤からなるマトリックス構造を用いる場合に非常に適している。更に、本発明は、例えば、サポート構造体及び／又はフォーカス構造体等の様々な他の物理的構成要素を用いる場合にも非常に適している。この実施形態においては、不純物防止構造体８０２は、マトリックス構造体１０２上に、そして、サブピクセル領域１１４内に亘って配置されている。不純物防止構造体８０２は更に、（染料粒子８０４として典型的にしめされた）染料を含んでいる。この実施形態においては、不純物防止構造体８０２は、色素物質でドープされたシリコン酸化物からなっている。このようにすることによって、この実施形態によれば、周囲の反射光を減少させることにより、表示コントラストを増加させるカラーフィルタが提供される。また、この実施形態は、上記サブピクセル領域１１４上に存在する、不純物防止構造体のこれらの部分のみに染料を配置させる場合にも非常に適している。また、この実施形態は、不純物防止構造体８０２全体に染料を配置させる場合にも非常に適している。
【００５１】
以上に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、アーク放電発生の可能性が減少される。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図７Ｂの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００５２】
従って、一実施形態においては、本発明は、温度変化を受けた場合に、有害なガス放出を生ぜしめることのないマトリックス構造体を提供する。本発明はまた、マトリックス構造体が、上述した要求を満たし、そして、不純物の望ましくない脱離を減少させるところの実施形態を提供する。最終的に、他の実施形態においては、本発明は、上述した双方の要求を満たし、そして、アーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することによって、フェースプレートにおける電気的な耐久性をも実現するマトリックス構造体を提供する。また、本発明の導電性マトリックス構造体は、様々なタイプの平面パネルディスプレイに適用可能であることが理解されるであろう。
【００５３】
本発明の特定の実施形態を、図示及び説明のために以上に述べた。これらの説明は、これですべてであることを意図するものではなく、本発明はここに開示された正確な形態に限定されることを意味するものでもなく、そして、上述した教示に鑑みて、自明な数多くの修正及び変形が可能である。本発明の原理及びその実際の適用方法を最良な状態で説明し、かくして、本発明及び様々な実施形態を、熟考された特定の用途に適する様々な変更をもって当業者が利用できるように、これらの実施形態を選択し、そして、説明した。本発明の範囲は、ここに添付した請求項及びその均等物によって特定されるべきであることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
この明細書に組み入れられ、そして、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、明細書の記述と共に、本発明の原理を説明する作用を有する。
【図１Ａ】 平面ディスプレイ装置におけるフェースプレートの斜視図であり、この装置は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って配置されたマトリックス構造体を有している。
【図１Ｂ】 平面パネルディスプレイ装置におけるサポート構造体の斜視図であり、この装置において、サポート構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って密閉されている。
【図１Ｃ】 平面パネルディスプレイ装置におけるフォーカス構造体の斜視図であり、この装置において、フォーカス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って密閉されている。
【図２】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された不純物防止構造体を有している。
【図３】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された複数層からなる不純物防止構造体を有している。
【図４】 請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体及びサブピクセル領域を覆うように配置された不純物防止構造体の側部断面図である。
【図５Ａ】 フェースプレートと、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、配置された導電性被膜を有する、図２のマトリックス構造体との側部断面図である。
【図５Ｂ】 フェースプレートと、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、配置された導電性被膜を有する、図３のマトリックス構造体との側部断面図である。
【図５Ｃ】 フェースプレートと、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、配置された導電性被膜を有する、図４のマトリックス構造体との側部断面図である。
【図６Ａ】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された多孔質物質からなる不純物防止構造体を有している。
【図６Ｂ】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された多孔質物質の複数の層からなる不純物防止構造体を有している。
【図６Ｃ】 図６Ｂのフェースプレート及びマトリックス構造体の側部断面図であり、このマトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された導電性被膜を有している。
【図７Ａ】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、多孔質物質の単一の層と、その上に配置された非多孔質物質の単一の層とからなる不純物防止構造体を有している。
【図７Ｂ】 図７Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体の側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体上に配置された導電性被膜を有している。
【図８】 フェースプレート及びマトリックス構造体の側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された、素を含有する不純物防止構造体を有している。
この明細書において言及した図面は、特に、注意書きが施されている場合を除き、尺度を明確にするために作成されたものではないことを理解すべきである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面パネルディスプレイの分野に関するものである。即ち、本発明は、平面パネルディスプレイスクリーン構造体の「ブラックマトリックス」に関するものである。本発明の一実施形態においては、平坦パネルディスプレイ用の密閉された構成要素として記載されている。
【０００２】
【従来の技術】
平面パネルディスプレイにおけるフェースプレート上のサブピクセル領域は、典型的なものとして、マトリックス、即ち、「ブラックマトリックス」と一般に称される不透明なメッシュ状構造体によって分離されている。サブピクセル領域を分離することによって、ブラックマトリックスは、１つのサブピクセルに向けられた電子が他のサブピクセルとオーバーラップすることを防止する。このようにすることにより、従来のブラックマトリックスは、平面パネルディスプレイにおける色純度を維持するために役立っている。また、ブラックマトリックスは、例えば、支持壁等の構造体が位置すべき基部としても作用する。更に、ブラックマトリックスが三次元的である（即ち、これが光を放射する蛍光物質のレベルよりも上方に伸びている）場合には、ブラックマトリックスは、１つのサブピクセルにおける蛍光物質から後方散乱した複数の電子の幾つかが、他の電子と衝突することを防止し、かくして、色純度を改善する。
【０００３】
マトリックスを形成するために、ポリイミド物質を使用してもよい。ポリイミド物質は、窒素、水素、炭素及び酸素等の多くの成分を含有していることは公知である。上述した成分がポリイミド物質中に含有されているが、これらは、平面パネルディスプレイの真空環境にマイナスの影響を与えることはない。残念ながら、従来のポリイミド系マトリックス及びその成分は、ポリイミド物質中に常に閉じ込められた状態で残留しているわけではない。即ち、ある条件下では、ポリイミド成分及びその化合物は、マトリックスを形成するポリイミド物質から放出される。その結果、平面パネルディスプレイの真空環境が侵される。
【０００４】
ポリイミド（又は、他のブラックマトリックス物質）の成分による汚染は、様々な形で生ずる。一例としては、従来のポリイミド系マトリックスを熱処理、即ち、加熱することによって、ポリイミド系マトリックスの低分子量成分（フラグメント、モノマー又はモノマーのグループ）が、マトリックスの表面に移行する。次いで、これらの低分子量成分は、マトリックスから出て、フェースプレート上に移動する。エネルギーを有する電子が不純物で被覆されたフェースプレートに衝突すると、不純物の重合が生ずる。このような重合の結果として、今度は、フェースプレート上に暗い被膜が形成される。この暗い被膜はディスプレイの輝度を低下させ、かくして、平面パネルディスプレイ全体の性能を低下させる。
【０００５】
熱によって生ずる汚染に加えて、従来のポリイミド系物質はまた、電子によって誘発される不純物の脱離の問題を有している。即ち、操作中において、平面パネルディスプレイのカソード部は、フェースプレート上のサブピクセル領域に向けられた電子を放射する。しかしながら、これらの放射された電子の幾つかは、実際問題として、マトリックスに衝突する。従来のポリイミド系マトリックスへのこのような電子の衝突によって、電子によって誘発される不純物の脱離（即ち、ポリイミド系物質の成分、即ち、変質生成物の形成）が生ずる。ポリイミド系マトリックスから生ずるこれらの放出された不純物は、次いで、平面パネルディスプレイの真空環境に有害な形で導かれる。真空環境に放出された不純物は、真空の度合いを低下させ、スパッタリングを誘発し、そして、フィールドエミッタの表面に被膜を形成する虞がある。
【０００６】
更に、従来のポリイミド系マトリックスは、Ｘ線によって誘発される不純物の脱離の問題を有している。即ち、操作中において、例えば、電子が蛍光物質に衝突することによって、Ｘ線（即ち、高エネルギー光子）が発生する。これらの発生したＸ線のうちの幾つかは、実際問題として、マトリックスに衝突する。従来のポリイミド系マトリックスにＸ線がこのように衝突することによって、Ｘ線によって誘発される不純物の脱離（即ち、ポリイミド系物質の成分、即ち、変質生成物の形成）が生ずる。上述したように、ポリイミド系マトリックスから生ずるこれらの放出された不純物は、次いで、平面パネルディスプレイの真空環境に有害な形で導かれる。電子によって誘発される不純物の場合と同様に、これらの成分は、真空の度合いを低下させ、スパッタリングを誘発し、そして、フィールドエミッタの表面に被膜を形成する虞がある。
【０００７】
電界放射陰極線管のフェースプレートは、ディスプレイを照明するために用いられる電流を導くための導電性アノードを必要とする。導電性ブラックマトリックス構造体はまた、均一なポテンシャル面をもたらして、電気アーク放電発生の可能性を減少させる。残念ながら、従来のポリイミド系マトリックスは導電性を有していない。従って、ブラックマトリックスの局部チャージが生じ、そして、カソードと従来のマトリックス構造体との間にアーク放電発生が誘発する虞がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、温度変化を受けた場合に、有害なガス放出を生ぜしめることのないマトリックス構造体についての要求がある。上述した要求を満たし、そして、電子又は光子によって誘発される不純物の望ましくない脱離の問題を生じないマトリックス構造体についての要求がある。最終的には、上述した双方の要求を満たし、そして、アーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することによって、フェースプレートにおける電気的な耐久性をも実現するマトリックス構造体についての更なる要求がある。
【０００９】
本発明は、温度変化を受けた場合に、有害なガス放出を生ぜしめることのないマトリックス構造体を提供する。本発明はまた、上述した要求を満たし、そして、電子によって誘発される不純物の望ましくない脱離の問題を生じないマトリックス構造体を提供する。最終的には、他の実施形態において、本発明は、上述した双方の要求を満たし、そして、アーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することによって、フェースプレートにおける電気的な耐久性をも実現するマトリックス構造体を提供する。また、本発明の導電性マトリックス構造体は、様々なタイプの平面パネルディスプレイに適用可能であることが理解されるであろう。本発明は、密閉マトリックス構造体によって上述したことを実現するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
特に、一実施形態において、本発明は、平面パネルディスプレイのフェースプレートに接合されるのに適したマトリックス構造体からなっている。マトリックス構造体は、隣接するサブピクセル領域を分離するように、フェースプレート上に配置されている。本発明の実施形態は、マトリックス構造体を覆う不純物防止構造体を更に含む。本発明の実施形態の不純物防止構造体は、マトリックス構造体中に最初から存在する不純物を閉じ込めるような物理的構造を有している。更に、本発明の実施形態の不純物防止構造体は、電子がこれを通過することを阻止する。従って、本発明の実施形態によれば、電子によって誘発される不純物の、マトリックス構造体からの脱離が防止される。このようにすることにおいて、本発明によれば、熱によって生ずる有害なガス放出、及び、電子によって誘発される不純物の、マトリックス構造体からの脱離が防止される。
【００１１】
更に、他の実施形態においては、本発明は、上述した実施形態の特徴を含み、そして、更に、不純物防止構造体を導電性被膜で覆うことを特定している。本発明の実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっている。本願においては、低原子番号物質とは、１８未満の原子番号を有する元素からなる物質をいう。更に、低原子番号物質は、高原子番号物質に比して、電子散乱を減少させる。不純物防止構造体を導電性被膜で覆うことにより、本発明の実施形態は、潜在的なアーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することにより、フェースプレートにおける付加的な電気的耐性を実現する。
【００１２】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、図面に示された好ましい実施形態に関する以下の記述を読んだ当業者であれば明らかである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
その実施例が添付図面に図示されているところの本発明の好ましい実施形態を以下に詳細に説明する。本発明を好ましい実施形態に関連付けて説明するが、これらの実施形態は、本発明をこれらに限定するために意図されていないものであることは明らかである。一方、本発明は、添付された請求項によって特定された本発明の精神及び範囲内に含まれる代案、変更例及び均等物を含むことが意図されている。更に、本発明の以下の詳細な説明においては、本発明を完全に理解させるために、多くの特別な詳細事項が述べられている。しかしながら、本発明をこれらの特別な詳細事項を伴うことなく実施することができることは当業者には明らかであろう。他の事項については、周知の方法、手段及び構成要素については、本発明の特徴を不必要に不明確にしないように、詳細には記載されていない。
【００１４】
密閉マトリックスの形成に関して、この実施形態において使用される第１工程を、図１Ａを参照して説明する。即ち、図１Ａは、平面パネルディスプレイ装置のフェースプレート１００の斜視図を示しており、このフェースプレートは、これに接合されたマトリックス構造体１０２を有している。図１Ａの実施形態においては、マトリックス構造１０２は、マトリックス構造１０２の行及び列が、典型的に１０４で示した隣接するサブピクセル領域を分離するように、フェースプレート１００上に配置されている。この実施形態においては、更に、マトリックス構造体１０２は、ポリイミド系物質から形成されている。この実施形態においては、マトリックス構造体１０２はポリイミド系物質から形成されているが、本発明は、有害な汚染を生ぜしめる虞のある様々な他のマトリックス形成物質を用いる場合にも適している。一例として、本発明は、ポリイミド以外の成分を含有する感光ポリイミド製剤からなるマトリックス構造を用いる場合に非常に適している。
【００１５】
更に図１Ａを参照するが、マトリックス構造体１０２は、「マルチレベル」マトリックス構造体である。即ち、マトリックス構造体１０２の行は、マトリックス構造体１０２の列とは異なる高さを有している。サブピクセル領域１０４をより明確に示すために、このようなマルチレベルマトリックス構造体を図１Ａの実施形態中に示す。しかしながら、本発明は、マルチレベルではないマトリックス構造体を用いる場合に非常に適している。本発明のマトリックス構造体は、時々、ブラックマトリックスと称されるが、用語「ブラック」は、マトリックス構造体の不透明な特性について言及したものであることが理解されるであろう。即ち、本発明はまた、黒以外の色彩を有する場合にも適するものである。更に、以下の図面においては、フェースプレートの内面の一部のみが、発明を明確にするために示されている。更に、以下の論述は、不純物防止構造体によって密閉されたブラックマトリックスについて言及するものである。このような特定の記述が以下に見られるが、本発明はまた、平面パネルディスプレイ装置の様々な他の物理的構成要素を用いる場合にも適するものである。また、本発明の幾つかの実施形態は、平面パネルディスプレイのピクセル及び／又はサブピクセル領域を形成するためのマトリックス構造体について言及しているが、本発明はまた、ピクセル／サブピクセル形成構造体が「マトリックス」構造体ではないところの実施形態についても適するものである。従って、本願においては、マトリックス構造体という用語は、ピクセル及び／又はサブピクセル形成構造体をいうものであって、構造体の特定の物理的形状をいうのもではない。
【００１６】
請求項に記載された本発明の一実施形態によって、不純物防止構造体によって密閉されたサポート構造体１５０の斜視図を、図１Ｂを参照して示す。マトリックス構造体の実施形態に関して、以下に詳細に説明するように、本発明の実施形態においては、サポート構造体１５０は、不純物防止構造体によって密閉されている。即ち、不純物防止構造体は、サポート構造体１５０中に最初から存在する不純物がサポート構造体１５０内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、不純物防止構造体は、サポート構造体１５０中に最初から存在する不純物がサポート構造体１５０の外部に移行することを阻止する。不純物をサポート構造体１５０内に閉じ込めることに加えて、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。図１Ｂの実施形態においては、サポート構造体１５０は壁であるが、本発明は、サポート構造体が、例えば、ピン、ボール、コラム、又は、他の様々なサポート構造体から構成された実施形態にも適している。
【００１７】
請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、不純物防止構造によって密閉されるのに適したフォーカス構造体１６０の側部断面図を、図１Ｃを参照して示す。マトリックス構造体の実施形態に関して、以下の詳細に説明するように、本発明の実施形態においては、フォーカス構造体１６０は、不純物防止構造体によって密閉されている。即ち、不純物防止構造体は、フォーカス構造体１６０中に最初から存在する不純物がフォーカス構造体１６０内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、不純物防止構造体は、フォーカス構造体１６０中に最初から存在する不純物がフォーカス構造体１６０の外部に移行することを阻止する。不純物をフォーカス構造体１６０内に閉じ込めることに加えて、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。図１Ｃの実施形態においては、フォーカス構造体１６０はワッフル状の構造体であるが、本発明は、フォーカス構造体が他の形状を有するところの実施形態にも適している。
【００１８】
次に、図１ＡのＡ−Ａ線に沿った、フェースプレート１００及びマトリックス構造体の側部断面図を、図２を参照して示す。この側部断面図においては、マトリックス構造体１０２の一部のみが、明確化するために示されている。しかしながら、以下の工程は、マトリックス構造体１０２の広範な部分全体に亘って実施されるものであり、図２に示したマトリックス構造体１０２のこれらの部分のみに限定されるものではないことが理解されるであろう。更に、本発明の製造に関して用いられる以下の工程は、予備焼成工程を用いて、マトリックスからの不純物の幾つかを最初からパージするというアプローチにも適している。焼成工程においては、ポリイミド系マトリックスを平面パネルディスプレイの密閉された真空環境下に置く前に、このポリイミド系マトリックスは加熱される。
【００１９】
再び、図２に示すように、本発明の一実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、実質的に非多孔質な物質の層からなっている。即ち、マトリックス構造体１０２は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、不純物防止構造体は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２の外部に移行することを阻止する。不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めることに加えて、本発明の不純物防止構造体１０６からなる物質は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００２０】
再び、図２を参照するが、矢印１０８は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物の経路を示している。このような不純物は、例えば、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2及びＨ2Ｏ等の種を含んでいることが理解されるであろう。矢印１０８で示されるように、不純物防止構造体１０６は、不純物がマトリックス構造体１０２から放出されることを阻止する。
【００２１】
更に、図２を参照するが、上述したように、この実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、実質的に非多孔質な物質からなっている。一実施形態においては、不純物防止構造体１０６の実質的に非多孔質な物質は、シリコン酸化物；金属フィルム、固体無機物等からなる群から選ばれる。本発明はまた、非多孔質の防止構造体１０６のために、アルミニウム、ベリリウム及び化学蒸着されたシリコン酸化物等の材料を使用する場合にも適している。更に、本発明は、非多孔質の防止構造体１０６の材料が、摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態にも適している。一実施形態においては、実質的に非多孔質な物質は、化学蒸着（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング、又は、他の手段によって、マトリックス構造体１０２上に約５００から５０００オングストロームの厚さで堆積される。しかしながら、本発明は、不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めるのに適した様々な他の実質的に非多孔質な物質を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。本発明はまた、不純物防止構造体１０６の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。
【００２２】
更に、図２を参照するが、本発明の一実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、フェースプレート１００に向けられた電子の通過を阻止するのに十分な厚さを有している。この一実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、ＣＶＤ、蒸着、スパッタリング、又は他の手段によって、マトリックス１０２を覆うように約１０００から５０００オングストロームの厚さで堆積されたシリコン酸化物の層からなっている。その結果、この実施形態によれば、熱によって発生した不純物が、マトリックス構造体内、又は、その表面上に閉じ込められ、そして、更に、電子によって誘発される脱離によって不純物が形成されることが防止される。即ち、この実施形態によれば、マトリックス構造体１０２への電子の衝突に関する主な悪条件が実質的に除去される。不純物防止構造体が電子の通過を阻止するところのこの一実施形態においては、不純物防止構造体は、下位の構成要素を悪影響を与えるようにシールすることはない。
【００２３】
次に、図３を参照するが、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体が、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、実質的に非多孔質な物質の複数の層１０６及び１１０から構成されている。即ち、マトリックス構造体１０２は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２内に閉じ込められるような物理的構造を有している。従って、複数層の不純物防止構造体は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物がマトリックス構造体１０２の外部に移行することを阻止する。不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めることに加えて、本発明の複数層の不純物防止構造体からなる層１０６及び１１０は、平面パネルディスプレイのカソード部から放出される電子による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００２４】
上述した実施形態におけるように、矢印１０８は、マトリックス構造体１０２中に最初から存在する不純物の経路を示している。このような不純物は、例えば、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2及びＨ2Ｏ等の種を含んでいることが理解されるであろう。矢印１０８で示されるように、この複数層の不純物防止構造体は、不純物がマトリックス構造体１０２から放出されることを阻止する。
【００２５】
更に、図３を参照するが、上述したように、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、実質的に非多孔質な物質の複数の層からなっている。一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体の実質的に非多孔質な物質の層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つは、シリコン酸化物；金属フィルム、固体無機物等からなる群から選ばれる。本発明はまた、実質的に非多孔質の物質の層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つのために、アルミニウム、ベリリウム及び化学蒸着されたシリコン酸化物等の材料を使用する場合にも適している。更に、本発明は、非多孔質の物質の層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つが、摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態にも適している。一実施形態においては、層１０６及び１１０のうちの少なくとも１つは、化学蒸着（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング、又は、他の手段によって、マトリックス構造体１０２上に堆積される。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、約５００から５０００オングストロームの合計厚さを有している。しかしながら、本発明は、不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めるのに適した様々な他の実質的に非多孔質な物質を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。本発明はまた、複数層の不純物防止構造体の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。更に、本発明は、複数層の不純物防止構造体からなる実質的に非多孔質な物質の層の数を変化させる場合にも非常に適している。
【００２６】
この実施形態においては、複数層からなる不純物防止構造体は、フェースプレート１００に向けられた電子の通過を阻止するのに十分な厚さを有している。この一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、ＣＶＤによって約１０００から５０００オングストロームの厚さでマトリックス１０２を覆うように堆積したシリコン酸化物の単一の層を有している。その結果、この実施形態によれば、熱によって発生した不純物が、マトリックス構造体１０２内に閉じ込められ、そして、更に、電子によって誘発される脱離によって不純物が形成されることが防止される。即ち、この実施形態によれば、マトリックス構造体１０２への電子の衝突に関する主な悪条件が実質的に除去される。
【００２７】
図４を参照するが、この実施形態においては、不純物防止構造体１１２は、マトリックス構造体１０２と、フェースプレート１００のサブピクセル１１４とを覆うように配置されている。この実施形態においては、実質的に非多孔質な物質は、マトリックス構造体１０２およびサブピクセル領域１１４上に、化学蒸着（ＣＶＤ）、蒸着、スパッタリング又は他の手段によって、約５００から５０００オングストロームの厚さで堆積されるシリコン酸化物又はインジウム錫酸化物等の透明な物質である。不純物防止構造体１１２は、サブピクセル領域１１４内に延びているが、サブピクセル領域１１４中に存在するシリコン酸化物材料が、平面パネルディスプレイの形成又は作用に悪影響を与えることはない。しかしながら、不純物をマトリックス構造体１０２内に閉じ込めるのに適しており、そして、平面パネルディスプレイの形成又は作用に悪影響を与えることのない様々な他の実質的に非多孔質な物質を用いる場合にも本発明は適していることが理解されるであろう。本発明はまた、不純物防止構造体１１２の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。
【００２８】
図４の実施形態においては、不純物防止構造体１１２は、フェースプレート１００に向けられた電子の通過を阻止するのに十分な厚さを有している。従って、上述した実施形態におけるように、この実施形態によれば、熱によって発生した不純物が、マトリックス構造体１０２内に閉じ込められ、そして、更に、電子によって誘発される脱離によって不純物が形成されることが防止される。即ち、この実施形態によれば、マトリックス構造体１０２への電子の衝突に関する主な悪条件が実質的に除去される。
【００２９】
導電性被膜１１６が不純物防止構造体１０６を覆うように配置されたところの本発明の他の実施形態を、図５Ａを参照して示す。（この実施形態は、その上に配置された導電性被膜１１６を有する図２の実施形態を示している。）この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっていることが好ましい。本願においては、低原子番号物質とは、１８未満の原子番号を有する元素からなる物質をいう。更に、低原子番号物質は、高原子番号物質に比して、電子散乱を減少させる。即ち、一実施形態においては、導電性被膜１１６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜１１６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜１１６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜１１６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体１０６の上に様々な他の導電性被膜を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。例えば、本発明は、例えば、傾斜蒸着によって形成されたアルミニウム被膜を使用する場合にも適している。
【００３０】
上述したように、マトリックス構造体１０２の頂面は、フェースプレート１００よりもフィールドエミッタに物理的に近接している。マトリックス構造体１０２の頂面上に導電性被膜１１６を形成することによって、本発明は、一定のポテンシャル面を提供する。一定のポテンシャル面を提供することによって、この実施形態は、潜在的なアーク放電発生の可能性を減少させる。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ａの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。更に、導電性密閉層を厚くしたり、又は、更なる導電性物質を形成することによって、導電性密閉層を、蛍光物質上のアルミニウム層よりも電気伝導性又は熱伝導性を高め、かくして、密閉物質が、ポテンシャルアークの高電流を得ることによって、局部電圧スパイクを確実に防止し、そして、発生する可能性がある如何なるアークに対しても物理的に良好に耐えることが可能になる。更に、導電性被膜は、ブラックマトリックス上において（図２に示すように）単層であってもよく、そして、図示されたように二重層である必要はない。
【００３１】
導電性被膜１１６が複数層の不純物防止構造体の層１０６及び１１０を覆うように配置されたところの本発明の他の実施形態を、図５Ｂを参照して説明する。（この実施形態は、その上に配置された導線性被膜１１６を有する図３の実施形態を示している。）この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質、又は、主として低原子番号物質からなる材料からなることが好ましい。本願においては、低原子番号物質とは、１８未満の原子番号を有する元素からなる物質をいう。このような定義をここに述べたが、本願は、導線性被膜が低原子番号物質から構成されていないところの実施形態にも適している。即ち、一実施形態においては、導電性被膜１１６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜１１６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜１１６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜１１６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体１０６の層１０６及び１１０上に様々な他の導電性被膜を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。例えば、本発明は、例えば、傾斜蒸着によって形成されたアルミニウム被膜を使用する場合にも適している。
【００３２】
先に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、如何なる電気的なアークが発生する可能性が減少する。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ｂの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００３３】
導電性被膜１１６が、不純物防止構造体１１２の上に配置されたところの本発明の他の実施形態を、図５Ｃを参照して示す。（この実施形態は、その上に配置された導線性被膜１１６を有する図４の実施形態を示している。）この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質、又は、主として低原子番号物質からなる材料からなることが好ましい。即ち、一実施形態においては、導電性被膜１１６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜１１６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜１１６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜１１６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体１１２上に様々な他の導電性被膜を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。例えば、本発明は、例えば、傾斜蒸着によって形成されたアルミニウム被膜を使用する場合にも適している。
【００３４】
先に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、如何なる電気的なアークが発生する可能性が減少する。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ｃの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００３５】
本発明の上述した実施形態は、これと関連した幾つかの本質的な利点を有している。例えば、本発明によれば、公知のポリイミド系ブラックマトリックス構造体に関連する有害な褐変及びガス放出が除去される。更に、不純物が放出されることをマトリックス構造体により阻止することによって、本発明によれば、放出不純物によってフィールドエミッタに被膜が形成されることが防止される。更に、ポリイミドに衝突する電子の数及びエネルギーを減少させることにより、電子によって誘発される不純物の脱離が減少する。その結果、本発明によれば、フィールドエミッタの寿命が延長される。更なる付加的な利益として、本発明の不純物防止構造体は、次に行われる処理行程中の潜在的な損傷、及び、電気アークからマトリックス構造体を保護する。
【００３６】
図１ＡのＡ−Ａ線に沿ったフェースプレート１００及びマトリックス構造体１０２の側部断面図を、図６Ａを参照して示す。上述したように、この実施形態においては、マトリックス構造体１０２は、ポリイミド系物質から形成されている。この実施形態においては、本発明は、有害な汚染を生ぜしめる虞のある様々な他のマトリックス形成物質を用いる場合にも適している。一例として、本発明は、ポリイミド以外の成分を含有する感光ポリイミド製剤からなるマトリックス構造を用いる場合に非常に適している。更に、本発明は、例えば、サポート構造体及び／又はフォーカス構造体等の様々な他の物理的構成要素を用いる場合にも非常に適している。
【００３７】
図６Ａを参照するが、本発明のこの実施形態においては、不純物防止構造体６０２は、マトリックス構造体１０２と、フェースプレート１００のサブピクセル１１４とを覆うように配置されている。不純物防止構造体６０２は、サブピクセル又はピクセル領域１１４内に延びているが、サブピクセル又はピクセル領域１１４中に存在する不透明な多孔質又は非多孔質物質が、平面パネルディスプレイの形成又は作用に悪影響を与えることはない。しかしながら、本発明は、不純物防止構造体６０２の多孔質物質がサブピクセル領域１１４内にまで延びていないところの実施形態の場合にも非常に適していることが理解されるであろう。この実施形態においては、不純物防止構造体１０６は、多孔質物質の単一の層からなっている。この実施形態においては、不純物防止構造体６０２からなる多孔質物質は、平面パネルディスプレイ内に発生した電子及びＸ線が、マトリックス構造体１０２に衝突することを防止する。更に、本発明の不純物防止構造体６０２からなる物質は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子又はＸ線による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。このような不純物は、例えば、Ｎ2、Ｈ2、ＣＨ4、ＣＯ、ＣＯ2、Ｏ2及びＨ2Ｏ等の種を含んでいることが理解されるであろう。
【００３８】
更に、図６Ａを参照するが、上述したように、この実施形態においては、不純物防止構造体６０２は、多孔質物質からなっている。一実施形態においては、不純物防止構造体６０２の多孔質物質は、コロイドシリカ；シリコン酸化物；及び、化学蒸着されたシリコン酸化物からなる群から選ばれる。しかしながら、本発明は、例えば、シリコン、酸化物、窒化物、炭化物、ダイヤモンド等の様々な他の多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。更に、本発明は、多孔質な不純物防止構造体６０２の材料が摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態の場合にも非常に適している。
【００３９】
図６Ａを再び参照するが、一実施形態においては、多孔質物質は、大気圧物理蒸着（ＡＰＰＶＤ）によって、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで、マトリックス構造体１０２上に堆積されたシリコン酸化物である。しかしながら、本発明は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線の通過を阻止するのに適した様々な他の多孔質物質を使用する場合に非常に適していることが理解されるであろう。本発明はまた、多孔質物質の層が、例えば、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸着、スプレー法、浸漬被覆法等によって形成されたところの実施形態の場合にも適している。本発明はまた、不純物防止構造体６０２の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。即ち、６ｋｅＶでは、電子の非常に多くは、６０００オングストロームの厚さを超えて、シリコン酸化物中に侵入することはない。１０ｋｅＶでは、電子の非常に多くは、１０，０００オングストロームの厚さを超えて、シリコン酸化物中に侵入することはない。従って、この実施形態においては、不純物防止構造体６０２からなる多孔質物質の深さは、マトリックス構造体１０２が、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線によって衝突されないように調節される。
【００４０】
次に、図６Ｂを参照するが、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、多孔質物質の複数の層６０２及び６０４からなっている。図６Ａの実施形態におけるように、この実施形態は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及びＸ線が、マトリックス構造体１０２に衝突することを防止する。更に、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイ内に発生した電子又はＸ線による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００４１】
更に、図６Ｂを参照するが、上述したように、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、多孔質物質の複数の層からなっている。一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体の多孔質物質の複数の層６０２及び６０４のうちの少なくとも１つは、コロイドシリカ；シリコン酸化物；及び、化学蒸着されたシリコン酸化物からなる群から選ばれる。しかしながら、本発明は、例えば、シリコン、酸化物、窒化物、炭化物、グラファイト、アルミニウム、ダイヤモンド等の様々な他の多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。更に、本発明は、多孔質な物質の層６０２及び６０４のうちの少なくとも１つが摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態の場合にも非常に適している。
【００４２】
図６Ｂを再び参照するが、一実施形態においては、層６０２及び６０４のうちの少なくとも１つの多孔質物質は、大気圧物理蒸着（ＡＰＰＶＤ）によって、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで、マトリックス構造体１０２上に堆積されたシリコン酸化物である。しかしながら、本発明は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線の通過を阻止するのに適した様々な他の多孔質物質を使用する場合に非常に適していることが理解されるであろう。本発明はまた、多孔質物質の層が、例えば、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸着、スプレー法、浸漬被覆法等によって形成されたところの実施形態の場合にも適している。本発明はまた、不純物防止構造体の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。この実施形態においては、不純物防止構造体からなる多孔質物質の層６０２及び６０４の合計深さは、マトリックス構造体１０２が、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線によって衝突されないように調節される。
【００４３】
導電性被膜６０６が不純物防止構造体上に配置されたところの本発明の他の実施形態を、図６Ｃを参照して示す。この実施形態は、その上に配置された導電性被膜６０６を有する図６Ｂの実施形態を示している。しかしながら、本発明は、導電性被膜６０６が、例えば、図６Ａの実施形態上に配置されているところの実施形態の場合に非常に適している。この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっていることが好ましい。即ち、一実施形態においては、導電性被膜６０６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜６０６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜６０６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜６０６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体の上に様々な他の導電性被膜（例えば、アルミニウム）を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。更に、この実施形態においては、導電性被膜６０６は、１０００から５０００オングストロームの深さで堆積されている。
【００４４】
先に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、如何なる電気的なアークが発生する可能性が減少する。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図５Ｂの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００４５】
次に、図７Ａを参照するが、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体が、マトリックス構造体１０２を覆うように配置されている。この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、複数の層７０２及び７０４からなっている。この実施形態においては、層７０２は多孔質物質からなっているのに対して、層７０４は、実質的に非多孔質な物質の層からなっている。図６Ａの実施形態におけるように、この実施形態は、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及びＸ線が、マトリックス構造体１０２に衝突することを防止する。更に、この実施形態によれば、熱によって生じた不純物はマトリックス構造体１０２内に閉じ込められる。更に、本発明の不純物防止構造体からなる物質は、平面パネルディスプレイ内に発生した電子又はＸ線による衝突を受けたときに、不純物のガス放出を生ぜしめることなない。
【００４６】
更に、図７Ａを参照するが、上述したように、この実施形態においては、複数層の不純物防止構造体は、多孔質物質の複数の層からなっている。一実施形態においては、複数層の不純物防止構造体の多孔質物質７０２は、コロイドシリカ；シリコン酸化物；及び、化学蒸着されたシリコン酸化物からなる群から選ばれる。しかしながら、本発明は、例えば、シリコン、酸化物、窒化物、炭化物、ダイヤモンド等の様々な他の多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。更に、本発明は、物質の層７０２及び７０４のうちの少なくとも１つが摂氏約５００度超の融点を有する固体であるところの実施形態の場合にも非常に適している。
【００４７】
再び、図７Ａを参照するが、一実施形態においては、物質の複数の層は、下記の通り特定される。層７０２は、約１０００から１０，０００オングストロームの深さで堆積されたインジウム錫酸化物の層からなっている。層７０４は、マトリックス構造体１０２の上に、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで堆積されたシリコン酸化物からなっている。しかしながら、本発明は、様々な他の多孔質又は非多孔質物質を使用する場合にも非常に適していることが理解されるであろう。本発明はまた、多孔質物質の層が、例えば、スパッタリング、ｅ−ビーム蒸着、スプレー法、浸漬被覆法等によって形成されたところの実施形態の場合にも適している。本発明はまた、不純物防止構造体の厚さを、上述した厚さの範囲以外に増減変化させる場合にも適している。この実施形態においては、不純物防止構造体からなる物質の層７０２及び７０４の合計深さは、マトリックス構造体１０２が、平面パネルディスプレイ中に発生した電子及び／又はＸ線によって衝突されないように調節される。
【００４８】
導電性被膜７０６が不純物防止構造体上に配置されたところの本発明の他の実施形態を、図７Ｂを参照して示す。この実施形態は、その上に配置された導電性被膜７０６を有する図７Ａの実施形態を示している。即ち、この実施形態においては、層７０２は、約１０００から１０，０００オングストロームの深さで堆積されたインジウム錫酸化物の層からなっている。層７０４は、マトリックス構造体１０２の上に、約３００から１０，０００オングストロームの厚さで堆積されたシリコン酸化物からなっている。この実施形態における層７０６は、約３００から２０００オングストロームの深さで堆積されたアルミニウムの層からなっている。この実施形態においては、導電性被膜は、低原子番号物質からなっていることが好ましい。即ち、一実施形態においては、導電性被膜６０６は、例えば、ミシガン州、ポートヒューロン所在のAcheson Colloids社の製造に係るＣＢ８００Ａ ＤＡＧからなっている。他の実施形態においては、導電性被膜６０６は、黒鉛系導電性物質からなっている。更に他の実施形態においては、黒鉛系導電性物質の層を半乾式スプレーとして塗布して、導電性被膜６０６の収縮を減少させている。このようにすることにおいて、本発明によれば、導電性被膜６０６の最終的な深さ全体に亘った改善された制御が可能になる。このような堆積方法を上述したが、本発明は、不純物防止構造体の上に様々な他の導電性被膜（例えば、アルミニウム）を堆積するための様々な他の方法を使用する場合にも適していることが理解されるであろう。
【００４９】
更に、図７Ｂを参照するが、この実施形態においては、不純物防止構造体は、物質の２つの個別の層７０２及び７０４からなっている。しかしながら、他の実施形態においては、不純物防止構造体は、含浸された非多孔質物質（例えば、インジウム錫酸化物の層７０２）を有する多孔質物質の層（例えば、シリコン酸化物の層７０４）からなっている。即ち、本発明は、実質的に多孔質な物質の層が、そこに含浸された実質的に非多孔質な物質を有するところの実施形態の場合にも非常に適している。この実施形態においては、実質的に多孔質な物質の層が、以上に詳細に説明したように堆積されている。更に、実質的に非多孔質な物質は、例えば、スパッタリング、物理蒸着等によって、実質的に非多孔質な物質の層中に含浸される。更に、この実施形態は、以上に詳細に説明したように、その上に配置された導電性被膜を有する場合にも非常に適している。
【００５０】
図１ＡのＡ−Ａ線に沿ったフェースプレート１００及びマトリックス構造体１０２の側部断面図を、図８を参照して示す。上述したように、この実施形態においては、マトリックス構造体１０２はポリイミド系物質から形成されている。本発明はまた、有害な汚染を生ぜしめる虞のある様々な他のマトリックス形成物質を用いる場合にも適している。一例として、本発明は、ポリイミド以外の成分を含有する感光ポリイミド製剤からなるマトリックス構造を用いる場合に非常に適している。更に、本発明は、例えば、サポート構造体及び／又はフォーカス構造体等の様々な他の物理的構成要素を用いる場合にも非常に適している。この実施形態においては、不純物防止構造体８０２は、マトリックス構造体１０２上に、そして、サブピクセル領域１１４内に亘って配置されている。不純物防止構造体８０２は更に、（染料粒子８０４として典型的にしめされた）染料を含んでいる。この実施形態においては、不純物防止構造体８０２は、色素物質でドープされたシリコン酸化物からなっている。このようにすることによって、この実施形態によれば、周囲の反射光を減少させることにより、表示コントラストを増加させるカラーフィルタが提供される。また、この実施形態は、上記サブピクセル領域１１４上に存在する、不純物防止構造体のこれらの部分のみに染料を配置させる場合にも非常に適している。また、この実施形態は、不純物防止構造体８０２全体に染料を配置させる場合にも非常に適している。
【００５１】
以上に詳細に述べた理由により、この実施形態によれば、一定のポテンシャル面が提供され、そして、アーク放電発生の可能性が減少される。その結果、この実施形態は、蛍光物質とその上に位置するアルミニウム層（図７Ｂの実施形態においては、未だ堆積されていない）との完全な状態を維持することを確保するのに役立つ。
【００５２】
従って、一実施形態においては、本発明は、温度変化を受けた場合に、有害なガス放出を生ぜしめることのないマトリックス構造体を提供する。本発明はまた、マトリックス構造体が、上述した要求を満たし、そして、不純物の望ましくない脱離を減少させるところの実施形態を提供する。最終的に、他の実施形態においては、本発明は、上述した双方の要求を満たし、そして、アーク放電発生の可能性を減少させる一定のポテンシャル面を提供することによって、フェースプレートにおける電気的な耐久性をも実現するマトリックス構造体を提供する。また、本発明の導電性マトリックス構造体は、様々なタイプの平面パネルディスプレイに適用可能であることが理解されるであろう。
【００５３】
本発明の特定の実施形態を、図示及び説明のために以上に述べた。これらの説明は、これですべてであることを意図するものではなく、本発明はここに開示された正確な形態に限定されることを意味するものでもなく、そして、上述した教示に鑑みて、自明な数多くの修正及び変形が可能である。本発明の原理及びその実際の適用方法を最良な状態で説明し、かくして、本発明及び様々な実施形態を、熟考された特定の用途に適する様々な変更をもって当業者が利用できるように、これらの実施形態を選択し、そして、説明した。本発明の範囲は、ここに添付した請求項及びその均等物によって特定されるべきであることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
この明細書に組み入れられ、そして、その一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、明細書の記述と共に、本発明の原理を説明する作用を有する。
【図１Ａ】 平面ディスプレイ装置におけるフェースプレートの斜視図であり、この装置は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って配置されたマトリックス構造体を有している。
【図１Ｂ】 平面パネルディスプレイ装置におけるサポート構造体の斜視図であり、この装置において、サポート構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って密閉されている。
【図１Ｃ】 平面パネルディスプレイ装置におけるフォーカス構造体の斜視図であり、この装置において、フォーカス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って密閉されている。
【図２】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された不純物防止構造体を有している。
【図３】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された複数層からなる不純物防止構造体を有している。
【図４】 請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体及びサブピクセル領域を覆うように配置された不純物防止構造体の側部断面図である。
【図５Ａ】 フェースプレートと、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、配置された導電性被膜を有する、図２のマトリックス構造体との側部断面図である。
【図５Ｂ】 フェースプレートと、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、配置された導電性被膜を有する、図３のマトリックス構造体との側部断面図である。
【図５Ｃ】 フェースプレートと、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、配置された導電性被膜を有する、図４のマトリックス構造体との側部断面図である。
【図６Ａ】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された多孔質物質からなる不純物防止構造体を有している。
【図６Ｂ】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された多孔質物質の複数の層からなる不純物防止構造体を有している。
【図６Ｃ】 図６Ｂのフェースプレート及びマトリックス構造体の側部断面図であり、このマトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された導電性被膜を有している。
【図７Ａ】 図１Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体のＡ−Ａ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、多孔質物質の単一の層と、その上に配置された非多孔質物質の単一の層とからなる不純物防止構造体を有している。
【図７Ｂ】 図７Ａのフェースプレート及びマトリックス構造体の側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体上に配置された導電性被膜を有している。
【図８】 フェースプレート及びマトリックス構造体の側部断面図であり、ここにおいて、マトリックス構造体は、請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、マトリックス構造体の上に配置された、素を含有する不純物防止構造体を有している。
この明細書において言及した図面は、特に、注意書きが施されている場合を除き、尺度を明確にするために作成されたものではないことを理解すべきである。
Claims (2)
- フェースプレートと、前記フェースプレートに接合されたバックプレートと、ポリイミドから構成され、前記フェースプレートと前記バックプレートとの間に位置するマトリックス構造体と、を含む電界放射ディスプレイ装置であって、
前記マトリックス構造体は、隣接するサブピクセル領域を分離するように前記フェースプレートに設けられており、
前記サブピクセル領域に、蛍光物質と該蛍光物質の上に位置するアルミニウム層とが設けられており、
前記マトリックス構造体は、前記マトリックス構造体からの、熱によるガス放出及び電子の照射による不純物の脱離を防止するように前記マトリックス構造体を密閉する、シリコン酸化物またはインジウム錫酸化物からなる非多孔質で透明な不純物防止構造体と、前記マトリックス構造体の上で該不純物防止構造体を覆う、原子番号が１８未満の元素からなる導電性被膜と、から構成された導電性密閉層によって覆われており、
前記導電性密閉層は、前記蛍光物質の上に位置する前記アルミニウム層よりも電気伝導性または熱伝導性が高いことを特徴とする電界放射ディスプレイ装置。 - 前記不純物防止構造体は、前記サブピクセル領域に延在して配置されており、
前記サブピクセル領域に設けられている、前記蛍光物質と前記蛍光物質の上に位置する前記アルミニウム層とが、前記不純物防止構造体の前記サブピクセル領域に位置する部分の上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電界放射ディスプレイ装置。
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