JPH05121012A - 薄型平面表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄型平面表示装置の内部の圧力を１０^-8Ｔｏ
ｒｒ以下に確実に保持できるようにして、寿命の長期化
をはかる。 【構成】 蛍光面１を有する前面パネル２と、これと気
密的に封止されて、前面パネル２との共働によって真空
容器１０を構成する容器本体３とを有し、この容器本体
３内に電極構体５が配されて成る薄型平面表示装置にお
いて、容器本体３にイオンポンプ８を接続して、真空容
器１０内を１０^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力に保持して構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部が超高真空の特に
１０^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力に保持する薄型平面表示装置
に係わる。

【０００２】

【従来の技術】近年平面型表示装置、即ちパネル型表示
装置として種々のものが提案されており、明るい画像表
示を行うものでは、一般に蛍光面に電子ビームを衝撃し
て発光させる陰極線管型構成がとられる。

【０００３】このような平面型表示装置においては、例
えば図４にその一例の略線的拡大断面図を示すように、
蛍光面１を有する前面パネル２と、これと例えばインジ
ウムシール等のシール材４により気密的に封止されて、
前面パネル２との共働によって真空容器１０を構成する
容器本体３とを有し、この容器本体３内に例えば電界放
出型カソードを有する電極構体５を設けて構成する。１
５は加速電極、変調電極、偏向電極等の内部電極を示
す。

【０００４】そして例えば容器本体３に排気口６を設
け、この排気口６の周囲を覆うようにフリットガラス等
のシール材２１によって例えば漏斗状のチップオフ管２
８を封着して所要の真空度に排気した後、チップオフ管
２８を封止して内部を気密に保持するようになされ、更
にこのチップオフ管２８の例えば大径部内におさめた例
えばリング状のゲッター材２９によって、この真空容器
１０の内部から経時的に放出されるガスを吸着させて、
真空容器１０内の真空度を維持している。

【０００５】このような薄型平面表示装置において電界
放出型カソードを有する電極構体を電子ビーム源として
用いる場合、確実な動作を行うためには１０^-7〜１０^-8
Ｔｏｒｒ程度以下の圧力とする必要があるが、上述した
ようにチップオフ管内にゲッター材２９をおさめて真空
度を維持する場合、そのゲッター材２９の収容量に限界
がある。即ち蒸発型ゲッター材を用いるときはその真空
容器内の面積が少ないため充分な効果が得られず、非蒸
発型ゲッター材を用いる場合は活性表面積が充分得られ
ない。このため、真空度を長時間保持することができ
ず、寿命の長期化をはかり難いという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うに例えば電界放出型カソードを有する電極構体を用い
る場合に必要とされる高い真空度を保持できるようにし
て、薄型平面表示装置の寿命の長期化をはかることを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明薄型平面表示装置
は、その一例の一部を断面とした略線的構成図を図１に
示すように、蛍光面１を有する前面パネル２と、これと
気密的に封止されて、前面パネル２との共働によって真
空容器１０を構成する容器本体３とを有し、この容器本
体３内に電極構体５が配されて成る薄型平面表示装置に
おいて、容器本体３にイオンポンプ８を接続して、真空
容器１０内を１０^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力に保持して構成
する。

【０００８】本発明の他の一においては、上述の薄型平
面表示装置において、前面パネル２をガラスより構成
し、容器本体４をＡｌより構成する。

【０００９】

【作用】上述したように、本発明薄型平面表示装置にお
いては、排気手段としてイオンポンプを設けることか
ら、１０^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力に確実に保持することが
できる。従って、電界放出型カソード等による電子放出
を常時安定して動作させることができて、寿命の長期化
をはかることができる。

【００１０】また、本発明の他の一によれば前面パネル
２をガラスより構成し、容器本体４をＡｌによる構成す
ることから、これらガラス及びＡｌがガス放出の少ない
材料であることによって、より確実に真空容器１０内の
圧力を低く即ち１０^-8Ｔｏｒｒ以下に保持することがで
きることとなり、これにより更に寿命の長期化をはかる
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下図１〜図３を参照して本発明薄型平面表
示装置の一例を詳細に説明する。図１に示すように、蛍
光面１を有するガラス等よりなる前面パネル２と、Ａｌ
等より成り例えば箱状に成形された容器本体３とが、例
えば前面パネル２の周縁部と容器本体３の開口端とを重
ね合わせるように、インジウムシール等のシール材４に
より、内部を気密に保持するように封着されて成り、こ
れら前面パネル２と容器本体３との共働によって真空容
器１０が構成される。容器本体３の内面には、蛍光面１
と対向して、例えば電界放出型カソードを有する電極構
体５を配する。１５は、加速電極、変調電極又は偏向電
極等より成る内部電極を示す。

【００１２】そして容器本体３には、例えば電極構体５
の近傍の底部に排気口６を設け、ここにおいてＩＣＦフ
ランジ等の超高真空用のメタルシール７によってイオン
ポンプ８例えばスパッターイオンポンプを接続する。

【００１３】このイオンポンプ８は、真空容器１０から
の放出ガスを吸着させるポンプ本体９と、この周囲を取
りまく磁界発生手段２０とよりなる。ポンプ本体９の内
部には、その中央に格子状電極１１が設けられ、これと
対向してチタン板等より成る陰極１３が、例えば図１に
おいて左右両側に設けられる。１２は格子状電極１１と
同電位の陽極を示す。

【００１４】そしてこのイオンポンプ８の動作態様とし
ては、例えば１０００ガウス程度の磁界を磁界発生手段
２０により印加し、陽極１２と陰極１３との間に３〜５
ｋＶの高電圧をかけて電子雲を発生させて放出ガスを効
率よく電離させ、これにより生じたイオンが陰極１３即
ちこの場合チタン板をたたいてチタンをスパッタさせ
る。そして格子状電極１１の各部に付着した活性なチタ
ン面によって、中性の分子や励起された分子を捕らえる
ようにする。このような排気動作によって、１０ ^-8Ｔｏ
ｒｒ以下の圧力の例えば１０^-10 Ｔｏｒｒ程度の超高真
空を得ることができる。

【００１５】尚、図示しないが、このとき真空容器１０
の内部の例えば排気口６の近傍に従来と同様にゲッター
材を設けて、容器１０の内部からの放出ガスを吸着さ
せ、真空度を保持する。

【００１６】また、この例においては、上述したように
容器本体３の内面上に、蛍光面１に対向して電界放出型
カソードを有する電極構体５を設けるものである。この
電極構体５は、例えば図２にその要部を切り欠いた斜視
図を示すように、容器本体３の内面上に、図２において
ｘ軸で示す方向に延長し、ストライプ状に平行配列され
て成るカソード電極１７を被着形成し、これらカソード
電極１７上にＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 等より成る絶縁層１
８を介して、このカソード電極１７の延長方向とほぼ直
交する方向即ち図２においてｙ軸方向に延長するストラ
イプ状のゲート電極１９を平行配列して設ける。

【００１７】そして各カソード電極１７と、ゲート電極
１９との互いの交叉部に、一つまたは複数の、この場合
一つの開孔２０を穿設して、これら開孔２０内におい
て、カソード電極１７上にそれぞれ例えば円錐状の電界
放出型カソードＫを被着形成する。この電界放出型カソ
ードＫは、例えば１０¹⁶〜１０¹⁷Ｖ／ｃｍ程度の電界印
加によって、トンネル効果によって電子放出がなされる
仕事関数が小さいＭｏ，Ｗ，Ｃｒ等の材料によって構成
する。

【００１８】次に、このカソード及びゲート電極等を含
む電極構体５の製法の一例を、その理解を容易にするた
めに、図３Ａ〜Ｄの製造工程図を参照して説明する。

【００１９】先ず、図２で説明したように、容器本体３
の内面に、一方向例えば垂直走査線方向に沿ってカソー
ド電極１７を形成する。このカソード電極１７は、例え
ば４２６合金、Ｃｒ等の金属層を全面的に蒸着、スパッ
タリング等によって形成して後、これをフォトリソグラ
フィによる選択的エッチングによって所定のパターン
に、即ち上述したストライプ状の平行パターンに形成す
る。

【００２０】或いはカーボン塗膜をスクリーン印刷法等
によって所定のパターンに印刷することによってカソー
ド電極１７を形成することもできる。

【００２１】次に図３Ａに示すように、このパターン化
されたカソード電極１７上を覆ってＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃ Ｎ
₄ 等の絶縁層１８を全面的にスパッタリング等により被
着し、更にこの上に最終的にゲート電極１９を構成する
金属層２１、例えば高融点金属の例えばＭｏ，Ｗを蒸
着、スパッタリング等により形成する。

【００２２】そして図３Ｂに示すように、図示しないが
フォトレジスト等によるレジストパターンを形成して、
これをマスクに金属層２１に対して異方性エッチング即
ち、金属層２１の面方向に垂直の方向（厚さ方向）にエ
ッチング性を示す例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）を行って、所定のパターン即ち図２に示したカソー
ド電極１７の延長方向と直交する水平方向に延長する帯
状のゲート電極１９を形成すると共に、このゲート電極
１９のカソード電極１７と交叉する部分に、例えばそれ
ぞれ一つの小孔２１ｈを穿設する。

【００２３】次にこれら小孔２１ｈを通じて、ゲート電
極１９即ち金属層２１に対してエッチング性を示さず、
絶縁層１８に対して等方性のエッチング性を示す例えば
化学的エッチングを行って小孔２１ｈの開口幅より大な
る開口幅を有する開口２２を絶縁層１８の全厚さに亘る
深さをもって形成する。

【００２４】このようにして図２において説明したよう
に、カソード電極１７とゲート電極１９の交叉部に開口
２２と小孔２１ｈによる開口２０を形成する。

【００２５】次に図３Ｃに示すように、ゲート電極１９
上に例えばＮｉ等より成る金属層２３を斜め蒸着により
被着する。この斜め蒸着は、背面パネル５を、その面内
において回転させながら行って、小孔２１ｈ上の周囲に
円錐面上の内周形状を有する円孔２４が生じるように形
成する。

【００２６】また、この場合金属層２３の蒸着は、小孔
２１ｈ内を通じて開口２２内には被着されることがない
ような角度に選定される。

【００２７】そして、この円孔２４を通じて電界放出型
カソード材即ちＷ，Ｍｏ等の高融点且つ、低仕事関数の
金属を、蒸着、スパッタリング等によって円孔２４を通
じて開口２２内のカソード電極１７上に、このカソード
電極面に対し、垂直に蒸着する。この場合、その蒸着は
垂直に行っても、そのカソード材は円孔２４上の周囲で
金属層２３の斜面に続くような斜面が形成されることか
ら、ある厚さに達すると、円孔２４が塞がる状態となる
ことによって、各開口２２内において、カソード電極１
７上にそれぞれ断面三角形状の円錐状をなすドット状の
カソードＫが形成される。

【００２８】その後、図３Ｄに示すように、図３Ｃにお
ける金属層２３及びこれの上に形成されたカソード材を
排除することによって、帯状、即ちストライプ状のカソ
ード電極１７上の開口２０内にそれぞれ円錐状即ち断面
三角形のドット状に電界放出型カソードＫが形成され
る。

【００２９】そして、その周囲には絶縁層１８が存在
し、これによってカソード電極１７と電気的に絶縁され
て各カソードＫに対向するように上述の小孔２１ｈによ
る電子ビーム透過孔が穿設されたゲート電極１９が配置
された電極構体５が構成される。

【００３０】このようにしてカソード電極１７上に電界
放出型カソードＫが形成され、更に、これの上を横切っ
てゲート電極１９が形成されてなる電極構体５が、蛍光
面１に対向して配置されるようにして、本発明薄型平面
表示装置を得ることができる。

【００３１】このような構成による薄型平面表示装置に
おいては、蛍光面１にカソードに対し正となる高圧の陽
極電圧を与えると共に、例えばそのカソード電極１７と
ゲート電極１９との間に例えば順次その交叉部の電界放
出型カソードＫから電子を放出し得る電圧、例えばゲー
ト電極１９にカソード電極１７に対して所要の正の電圧
を印加し、順次かつ表示内容に応じてカソードＫからの
電子ビームを例えば上述の内部電極１５即ち変調電極に
より変調して蛍光面１に向かわしめて、映像表示を行う
ことができる。

【００３２】そしてこのような本発明薄型平面表示装置
においては、上述したように、イオンポンプ８を接続し
たことによって、１０^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力、ある場合
には１０^-10 Ｔｏｒｒ以下の超高真空を確実に得ること
ができて、上述したような電界放出型カソードＫの電子
放出を確実に長期間にわたって行わしめることができ、
薄型平面表示装置の長寿命化をはかることができる。

【００３３】特に、真空容器１０をガス放出量の少ない
ガラス及びＡｌにより構成したことにより、真空度をよ
り確実に保持することができる。

【００３４】またこの場合、上述したように偏向電極等
の内部電極１５を設ける構成としたことから、例えば１
つのカソードＫをある蛍光面１の所定の位置に亘って偏
向走査する等の構成とすることもできる。

【００３５】また、前面パネル２の外側面に、液晶また
はＰＬＺＴ等の電気光学素子を用いた平面型カラーシャ
ッターを設ける等して、カラー表示を行うこともでき
る。

【００３６】更にまた、上述の例においては、カソード
電極７とゲート電極９との交叉部に一つの開口２０を穿
設して、一つの電界放出型カソードＫを配置するように
した場合であるが、ある場合はこの交叉部に複数個の開
口２０とこれに対応して複数個のカソードＫを配置して
構成をとることができる。

【００３７】また、イオンポンプ８として上述の例に限
らず、その他種々の構成のイオンポンプを用いることが
できる等、本発明薄型平面表示装置は上述した例に限ら
ず、種々の変型、変更を行うことができる。

【００３８】

【発明の効果】上述したように、本発明薄型平面表示装
置によれば、イオンポンプ８を設けたことにより、１０
^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力に確実に保持することができ、電
界放出型カソード等の電子放出源を常時安定動作させる
ことができて、寿命の長期化をはかることができる。

【００３９】また、真空容器１０をガス放出量の少ない
ガラスとＡｌとより構成することによって、より確実に
１０^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力の超高真空度を保持すること
ができ、更に薄型平面表示装置の寿命の長期化をはかる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明薄型平面表示装置の一例の略線的構成図
である。

【図２】電極構体の一例の要部切欠斜視図である。

【図３】電界放出型カソードを有する電極構体の製造方
法の一例を示す工程図である。

【図４】従来の薄型平面表示装置の一例の略線的断面図
である。

【符号の説明】

１ 蛍光面 ２ 前面パネル ３ 容器本体 ４ シール材 ５ 電極構体 ６ 排気口 ７ メタルシール ８ イオンポンプ １０ 真空容器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛍光面を有する前面パネルと、これと気
   密的に封止されて、該前面パネルとの共働によって真空
   容器を構成する容器本体とを有し、上記容器本体内に電
   極構体が配されて成る薄型平面表示装置において、 上記容器本体にイオンポンプが接続され、 上記真空容器内が１０^-8Ｔｏｒｒ以下の圧力に保持され
   て成ることを特徴とする薄型平面表示装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の薄型平面表示装置
   において、 上記前面パネルがガラスより成り、上記容器本体がＡｌ
   より成ることを特徴とする薄型平面表示装置。