JP4577989B2

JP4577989B2 - 平面パネルディスプレイ装置の製造方法

Info

Publication number: JP4577989B2
Application number: JP2000562923A
Authority: JP
Inventors: パン，ローレンス，エス．; スタンナーズ，コリン，ディ．; ファーレン，セオドール，エス．
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: WO2000007208A1; KR100640187B1; US6398607B1; EP1099233A4; KR20010071068A; EP1099233A1; US6149483A; JP2002521802A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
請求項に記載された本発明は、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、請求項に記載された本発明は、平面パネルディスプレイの内部コンポーネントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術の平面パネルディスプレイとして、電極の行及び列のマトリックス構造体を含むバックプレートを有するものがある。このような平面パネルディスプレイの１つが、背景資料としてここに参考のために組み入れられた「グリッドアドレスによる電界放射カソード」という発明の名称に係るアメリカ特許第５，５４１，４７３号に記載されている。典型的な場合には、このバックプレートは、ガラスプレート上にカソード構造体を堆積（電子放射）することによって形成される。カソード構造体は、電子を発生するエミッタを有する。このバックプレートは、典型的には、内部にカソード構造体が堆積したアクティブエリアを有している。典型的には、このアクティブエリアは、ガラスプレートの周囲にわたって延びる薄い帯を残して、ガラスプレートの全表面を覆ってはいない。導電性トレースがこの薄い帯を通って延びており、アクティブエリアに対する接続を可能にしている。
【０００３】
先行技術の平面パネルディスプレイとして、その内側表面全体に亘って堆積された蛍光物質からなる１以上の層を有する薄いガラスフェースプレートを含むものがある。このフェースプレートは、典型的には、約１から２ミリメータだけバックプレートから離れている。このフェースプレートはアクティブエリアを有しており、このアクティブエリア内に蛍光物質の単一（又は複数の）層が堆積している。フェースプレート及びバックプレートのアクティブエリアの周囲に亘って延びるガラスシールを用いて、フェースプレートはバックプレートに取り付けられている。
【０００４】
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。ブラックマトリックスを形成するために通常はポリイミド物質が使用される。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。
【０００５】
サポート構造体は、フェースプレートとバックプレートとの間に延びている。このサポート構造体は、ブラックマトリックスの上を覆っており、そして、フェースプレートとバックプレートとの間の均一な間隔を確保する。このサポート構造体は、典型的には、セラミック材料から形成される。サポート構造体は、壁状であっても、ピン状であっても、又は、様々な他の形状を有していてもよい。
【０００６】
バックプレートのアクティブエリア全体に亘って形成されたフォーカス構造体は、カソードからの電子放射の方向付けを行う。即ち、フォーカス構造体は、エミッタからの放射を方向付けるために、カソードのアクティブエリア内に形成される。このフォーカス構造体は、通常は、ポリイミドを用いて形成される。
【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させるために使用される電流を導くための導電性アノードを必要とする。平面パネルディスプレイ内の従来の内部構造体は、支持構造体を有している。繰り返される電子の衝撃によって、サポート構造体の電気的特性が繰り返し変化する。即ち、サポート構造体の抵抗が繰り返し変化し、その結果、空間抵抗が不均一になる。これは、形成される可視画像に悪影響を及ぼす。即ち、不均一な空間抵抗によって、電子ビームがサポート構造体に近づける方向又は遠ざける方向に偏向される。これにより、可視ディスプレイ中に、適切に照明されない領域が生ずる。壁がサポート構造体として使用される場合には、電子の偏向によって、可視ディスプレイを横切って延びる可視線が生ずる。また、不均一な空間抵抗はアーク発生の要因となる
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、内部コンポーネントの電気的特性が繰り返し低下した場合に、適切に照明されない、可視ディスプレイの領域を生ずることのない平面パネルディスプレイについての要求がある。即ち、抵抗を繰り返し変化させることがなく、そして、不均一な空間抵抗を発生させることがない内部コンポーネントについての要求がある。
【０００９】
本発明は、内部コンポーネントの特性が繰り返し低下した際に、適切に照明されない、可視ディスプレイの領域を生ずることがない内部コンポーネントを提供する。これは、抵抗を繰り返し変化させることがなく、そして、不均一な空間抵抗を発生させることがない内部コンポーネントを使用することによって達成される。本発明は、上述した要求の双方を満たすための内部コンポーネントと、内部コンポーネントをドライクリーニングするための方法とを提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
特に、一実施形態においては、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構成される。この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位置している。本発明はまた、サポート構造体及びフォーカス構造体を含む。このマトリックス構造体及びサポート構造体は、フェースプレートとバックプレートとの間に配置される、平面パネルディスプレイの内部コンポーネントである。
【００１１】
内部コンポーネント（例えば、マトリックス構造体、フォーカス構造体及びサポート構造体）は、ドライクリーニング処理を用いて洗浄される。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、酸素プラズマを利用する。代わりに、水素プラズマ又はアルゴンプラズマを利用してもよい。更に他の実施形態においては、紫外線放射環境下において適用されるオゾンが利用される。
【００１２】
内部コンポーネントをドライクリーニング処理によって洗浄することにより、サポート構造体の抵抗が繰り返し変化することはなく、不均一な空間抵抗を発生させることが防止される。従って、本発明は、繰り返し変化することがない電気的特性を有するサポート構造体を提供することによって、アーク発生の可能性及び適切に照明されない、可視ディスプレイの領域が生ずる可能性を減少させる電気的安定性を実現するものである。
【００１３】
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。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１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１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良好に適している。
【００１６】
更に図１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。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も良好に適している。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、ドライクリーニング処理を用いて洗浄されるマトリックス構造体１０２について特に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内部コンポーネント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。
【００１７】
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１０２上に設けられるサポート構造体１５０を、図２を参照して示す。以下に述べるように、本発明の実施形態においては、サポート構造体１５０は、ドライクリーニング処理を用いて洗浄される。即ち、ドライクリーニング処理によって、サポート構造体１５０の表面が洗浄される。これにより、繰り返し低下することのない電気的特性を有するサポート構造体１５０が製造され、サポート構造体１５０における均一な抵抗が得られ、そして、不均一な空間抵抗が回避される。
【００１８】
引き続き、図２を参照するが、本発明は、他のタイプのサポート構造体を伴った使用にも良好に適している。従って、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。また、本発明は、セラミック以外の他の材料から形成されたサポート構造体を伴った使用にも良好に適している。特に、本発明は、例えば、金属線、導電性ストリップ等の導電性エレメントを有するサポート構造体を伴った使用にも適合可能である。
【００１９】
マトリックス構造体を形成するための方法を、図３を参照して示す。先ず、ブロック４０１によって示されるように、マトリックス構造体を提供する。このマトリックス構造体は、次いで、工程４０２によって示されるように、ドライクリーニング処理に曝露される。一実施形態においては、このドライクリーニング処理は、紫外線（ＵＶ）放射環境下においてオゾンを適用することからなっている。一実施形態においては、従来の化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバを用いて、ドライクリーニング処理を施す。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、紫外線レーザビームを用いて、液体または固体の有機物質を、蒸気として除去可能なガス状生成物に分解する。光音響法によって小さい粒子物質を除去するために、パルスレーザビームを用いることも可能である。
【００２０】
更に図３を参照するが、工程４０２によって示されたドライクリーニング処理を施している間、残留汚染物質は、マトリックス構造体の表面から除去される。これらの汚染物質は、炭素や炭素含有化合物を含む。
【００２１】
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４を参照して示す。この側部断面図においては、明確にするために、マトリックス構造体の一部のみが示されている。しかしながら、上述した複数の工程は、マトリックス構造体１０２の更に多くの部分全体に亘って施されるものであり、そして、図４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。更に、本発明の製造方法において用いられた上述した複数の工程は、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、マトリックス構造体１０２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、このマトリックス構造体１０２は加熱される。
【００２２】
再び図４を参照するが、図３のドライクリーニング処理等のドライクリーニング処理をマトリックス構造体１０２に施すと、不純物５００等の不純物は、矢印５０１によって示されるように、マトリックス構造体１０２の表面から除去される。マトリックス構造体１０２の表面から不純物５００を除去することによって、表面の不純物レベルが著しく減少したマトリックス構造体１０２が提供される。これにより、不純物５００等の不純物がマトリックス構造体から取り除かれ、そして、他の場所に付着することが防止される。従って、不純物５００は、製造されるディスプレイに悪影響を及ぼすことはない。即ち、マトリックス構造体１０２を洗浄することによって、不純物がマトリックス構造体を離れたときに、ディスプレイの性能に悪影響を及ぼす虞のある不純物が除去される。
【００２３】
繰り返し低下しない電気的特性を有するサポート構造体を形成するための方法を、図５を参照して示す。先ず、工程６０１によって示されるように、サポート構造体を提供する。サポート構造体は、図２に示したサポート構造体１５０等のサポート構造体であってもよい。
【００２４】
更に、図５を参照するが、工程６０２によって示されるように、ドライクリーニング処理を施して、サポート構造体を洗浄する。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、酸素プラズマの適用等のプラズマ処理からなっている。代わりに、水素プラズマまたはアルゴンプラズマを用いてもよい。一実施形態においては、ＲＦ（高周波）プラズマエッチング装置を用いて、ドライクリーニング処理を施す。代わりに、従来の化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバを用いて、ドライクリーニング処理を施してもよい。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、紫外線（ＵＶ）放射環境下においてオゾンを適用することからなっている。プラズマ処理を用いる場合には、サポート構造体は、これがフェースプレート上に配置される前に洗浄される。これにより、プラズマ処理がフェースプレートに及ぼす可能性のあるダメージを回避することができる。しかしながら、その代わりに、ドライクリーニング処理が、紫外線放射環境下においてオゾンを適用することからなっている場合には、サポート構造体をフェースプレート上に配置した後に、このサポート構造体を洗浄してもよい。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、紫外線レーザビームを用いて、液体または固体の有機物質を、蒸気として除去可能なガス状生成物に分解する。光音響法によって小さい粒子物質を除去するために、パルスレーザビームを用いることも可能である。
【００２５】
図６を参照するが、図５の工程６０２に示したドライクリーニング処理等のドライクリーニング処理をサポート構造体１５０に施すと、サポート構造体１５０の表面上に位置する不純物７００等の不純物が、矢印７０１によって示されるように除去される。サポート構造体１５０の表面から不純物７００等の不純物を除去することによって、表面の不純物レベルが著しく減少したサポート構造体１５０が提供される。これにより、繰り返し低下することのない電気的特性を有するサポート構造体１５０が製造され、サポート構造体１５０における均一な抵抗が得られ、そして、不均一な空間抵抗が回避される。
【００２６】
マトリックス構造体１０２のドライクリーニング処理とサポート構造体１５０のドライクリーニング処理とを別々の工程として説明したが、マトリックス構造体１０２とサポート構造体１５０とを単一のドライクリーニング処理行程を用いて洗浄してもよい。しかしながら、プラズマ洗浄は、フェースプレートのアクティブエリアにダメージを与える虞がある。従って、サポート構造体とマトリックス構造体とを一緒に洗浄する場合には、ドライクリーニング処理は、紫外線照射環境下においてオゾンを適用することからなっていてもよい。特定のディスプレイアセンブリを製造するための製造基準によって異なるが、マトリックス構造体１０２とサポート構造体１５０との双方を単一のドライクリーニング処理行程で洗浄した方が、より効果的で且つコストにおいてより有利である場合がある。
【００２７】
図７−８を参照するが、本発明の一実施形態においては、平面パネルディスプレイの物理的コンポーネントは、ドライクリーニング処理を用いて洗浄されるフォーカス構造体を含む。図７を参照するが、フォーカス構造体は、工程８０１によって示されたように提供される。図８は、バックプレート１８０上に配置されるフォーカス構造体１６０の断面図を示す。
【００２８】
更に図７を参照するが、工程８０２によって示されるように、ドライクリーニング処理を施して、フォーカス構造体を洗浄する。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、酸素プラズマを適用することからなっている。代わりに、水素プラズマ又はアルゴンプラズマを利用してもよい。一実施形態においては、ＲＦ（高周波）プラズマエッチング装置を用いて、ドライクリーニング処理を施す。代わりに、従来の化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバを用いてもよい。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、紫外線（ＵＶ）放射環境下においてオゾンを適用することからなっている。一実施形態においては、ドライクリーニング処理は、紫外線レーザビームを用いて、液体または固体の有機物質を、蒸気として除去可能なガス状生成物に分解する。光音響法によって小さい粒子物質を除去するために、パルスレーザビームを用いることも可能である。
【００２９】
バックプレート１８０の上に形成されるべきフォーカス構造体１６０を、図８を参照して示す。フォーカス構造体１６０は、エミッタ１７０からの電子の放出の焦点を合わせる作用を有する。図７の工程８０２に示されたドライクリーニング処理等のドライクリーニング処理をフォーカス構造体１６０に施すと、不純物９００等の不純物が、矢印９０１によって示されるようにフォーカス構造体１６０の表面から除去される。
【００３０】
平面パネルディスプレイ（例えば、マトリックス構造体、フォーカス構造体及びサポート構造体）のフェースプレートとバックプレートとの間にシールされた特定の内部コンポーネントに関して本発明を説明したが、本発明は、電子の衝撃を受ける平面パネルディスプレイのいなかる内部コンポーネントを伴った使用にも良好に適している。本発明は、また、電子の衝撃に起因する繰り返しによる電気的な特性の低下を生ずる虞のある、様々な他のマトリックス構造体形成材料、フォーカス構造体形成材料及びサポート構造体形成材料に関して適用可能である。
【００３１】
図１−８を参照して、繰り返しによる電気的特性の低下を生ずることのない本発明の内部コンポーネント、特に、サポート構造体を製造する正確なメカニズムは、正確には理解されていないが、これらの結果は、恐らく、内部コンポーネントにおいて局部的に減少した酸素レベルに起因する。サポート構造体は、典型的には、例えば、酸化アルミニウム、酸化クロム及び酸化チタン等の酸化物の形で存在する。酸素は、先行技術のサポート構造体の表面上に存在する不純物と反応する。これらの不純物は、先行技術の構造体中の酸素と反応して、生成化合物を生じさせる炭素や炭素化合物を含む。これらの生成化合物は、一酸化炭素及び／又は二酸化炭素ガスを含む場合がある。
【００３２】
上述したように、本発明のドライクリーニングプロセスによって、電気的特性が繰り返し低下することがないサポート構造体が製造される理由は、正確には理解されていない。しかしながら、酸素の除去が、サポート構造体の抵抗に影響を及ぼし、そして、不均一な空間抵抗を繰り返し生じさせると考えられる。表面上の不純物を除去することによって、上述した酸素の除去が著しく軽減されると思われる。しかしながら、多くの他の異なる反応やプロセスの何れかが、サポート構造体をドライクリーニングプロセスに曝露することによって得られた好ましい結果を招いている可能性がある。
【００３３】
従って、本発明は、電気的特性が繰り返し低下しない内部コンポーネントを提供する。本発明の内部コンポーネントの電気的特性が維持されているので、本発明の実施形態によれば、均一な抵抗を有し、そして、不均一な空間抵抗を生じることがない内部コンポーネントが提供される。これにより、適切に照明されない、可視ディスプレイの領域が回避され、そして、アーク発生をもたらす可能性が減少する。
【００３４】
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１】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２】請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、ドライクリーニング処理を用いて洗浄されるべきサポート構造体を示す、平面パネルディスプレイ装置の斜視図である。
【図３】請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、ドライクリーニング処理を用いて洗浄されるマトリックス構造体を形成するための方法を示すダイアグラムである。
【図４】図１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、ドライクリーニング処理を用いて洗浄される。
【図５】請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、ドライクリーニング処理を用いて洗浄されるサポート構造体を形成するための方法を示すダイアグラムである。
【図６】図２の構造体のＢ−Ｂ線に沿った側部断面図であり、ここにおいて、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、ドライクリーニング処理を用いて洗浄される。
【図７】請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、ドライクリーニング処理を用いて洗浄されるフォーカス構造体を形成するための方法を示すダイアグラムである。
【図８】請求項に記載された本発明の一実施形態に従って、フォーカス構造体を洗浄するためのドライクリーニング処理の利用を示す、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側部断面図である。
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

サブピクセル領域を分離するマトリックス構造体を備えるフェースプレートと、エミッタから放出された電子をフォーカスするフォーカス構造体を備えるバックプレートと、前記マトリックス構造体と前記フォーカス構造体との間に設けられたサポート構造体と、を備える平面パネルディスプレイ装置の製造方法であって、
前記マトリックス構造体にドライクリーニング処理を施す工程と、
前記フォーカス構造体にドライクリーニング処理を施す工程と、
前記サポート構造体にドライクリーニング処理を施す工程と、
前記マトリックス構造体の上に前記サポート構造体を配置する工程と、
を含んでおり、
前記マトリックス構造体に施すドライクリーニング処理が、紫外線放射環境下において前記マトリックス構造体をオゾンに曝す処理であり、
前記フォーカス構造体と前記サポート構造体に施すドライクリーニング処理が、前記フォーカス構造体と前記サポート構造体への酸素プラズマ処理であり、
前記サポート構造体に前記ドライクリーニング処理を施した後に、前記マトリックス構造体の上に前記サポート構造体を配置する工程が行われる、
ことを特徴とする平面パネルディスプレイ装置の製造方法。