JPH05121015A - 薄型平面表示装置 - Google Patents

薄型平面表示装置

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JPH05121015A
JPH05121015A JP28320991A JP28320991A JPH05121015A JP H05121015 A JPH05121015 A JP H05121015A JP 28320991 A JP28320991 A JP 28320991A JP 28320991 A JP28320991 A JP 28320991A JP H05121015 A JPH05121015 A JP H05121015A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超高真空度を長時間保持して、電界放出型カ
ソードの劣化、損傷を回避して、薄型平面表示装置の長
寿命化をはかる。 【構成】 蛍光面1を有する前面パネル2と、これと小
間隔を保持して対向する背面パネル3とより成る偏平管
体4内に、蛍光面1と対向して電界放出型カソードを有
する電極構体5が配置されて成る薄型平面表示装置にお
いて、前面パネル2の蛍光面1の周囲に溝6を設け、こ
の溝6内に非蒸発型のゲッター材19を配して構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界放出型カソードを
用いることにより蛍光面を有する前面パネルと背面パネ
ルとの間隔が微小間隔とされた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7及び図8に各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と背面パネル3とが
両者間に微小間隔を保持して対向するように、フリット
ガラス等の絶縁性封着材16により封着され、偏平空間
を有する偏平管体4として構成される。
【0004】そしてこの偏平管体4には、例えば背面パ
ネル3に排気口15を設け、この排気口15の周囲を覆
うようにフリットガラス等によって図7に示すように例
えば漏斗状のチップオフ管18、或いは図8に示すよう
に例えば筒状のチップオフ管18を封着する。このチッ
プオフ管18内には、例えば図7の漏斗状の場合にはそ
の大径部内に非蒸発型のゲッター材19が収められ、ま
た図8の例においては、所定位置にメタルシール等によ
ってゲッター材19が固定されて成る。そしてこのゲッ
ター材19の加熱を行ってゲッター材19のガス出しを
行うと共に、管体4の内部を所定の真空度にまで排気
し、この後チップオフ管18を封止して管体4の内部を
気密に保持するようにしている。
【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程度の高い真空度、いわゆる超高真空を必要と
する。しかしながら、上述のようにチップオフ管内にゲ
ッター材19をおさめる場合、その量に限界があり、真
空度を長期間保持できず、寿命の長期化をはかり難いと
いう問題がある。
【0006】また、上述の電界放出型カソードを用いる
場合、前面パネル2と背面パネル3との間が0.2mm
〜0.3mmと非常に微小な間隔となるため、ゲッター
材19の効果が小となり、また排気のコンダクタンスも
小さく、排気時の作業性も劣化するため、一層管体内の
真空度を保持することが難しくなるという問題がある。
更にこの場合その容積が非常に小さいため、ゲッター材
19からの僅かな放出ガスによっても真空度が急に上昇
してまい、電界放出型カソードが汚染され、損傷してし
まう恐れがあり、カソード寿命を短縮させるという問題
があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うに電界放出型カソードを有する電極構体を用いる場合
に、必要とされる超高真空を保持し難いという問題を解
決し、ゲッター材によるゲッター効果を十分得られるよ
うにして、薄型平面表示装置の長寿命化をはかる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明薄型平面表示装置
は、その一例の要部の略線的拡大断面図を図1に示すよ
うに、蛍光面1を有する前面パネル2と、これと小間隔
を保持して対向する背面パネル3とより成る偏平管体4
内に、蛍光面1と対向して電界放出型カソードを有する
電極構体5が配置されて成る薄型平面表示装置におい
て、前面パネル2の蛍光面1の周囲に溝6を設け、この
溝6内に非蒸発型のゲッター材19を配して構成する。
【0009】
【作用】上述したように、本発明薄型平面表示装置で
は、前面パネル2の蛍光面1の周囲に溝6を設ける構成
とするため、非蒸発型のゲッター材の重量を例えば従来
の十倍程度以上にも高めることができ、これにより数十
倍程度の活性表面を得ることができて、超高真空を長時
間保持することができる。
【0010】また、このように大量のゲッター材19を
おさめることができるため、従来と同程度の真空度を得
るための排気時間の短縮化をはかることができる。
【0011】更に、溝6を蛍光面1の周囲に設ける構成
とするため、管体4の内部のどの位置においても一様の
ゲッター効果を得ることができて、超高真空を長時間保
持することができる。
【0012】また更に、溝6の存在により偏平管体4の
容積が増大するため、蛍光面等からの僅かな放出ガスに
よって真空度を大幅に損なうという不都合を回避でき、
同様に超高真空を長時間保持することができる。
【0013】このように超高真空を長時間保持できるこ
とから、例えば汚染物質や放出ガス等の付着による電界
放出型カソードの局部的な劣化、損傷を長時間抑制する
ことができることとなり、薄型平面表示装置の格段な長
寿命化をはかることができる。
【0014】
【実施例】以下図1〜図6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、本
発明薄型平面表示装置は、光透過性の例えばガラス等よ
り成る前面パネル2と、これより面積がやや大なる背面
パネル3とが微小間隔を保持して対向配置され、前面パ
ネル2の周縁部にフリットガラス等の絶縁性封着材16
が被着されて封着され、偏平管体4が構成される。1は
蛍光面で、この場合図1の紙面に直交する方向及び図1
の紙面に沿う方向に区切られた枡目状のパターンをもっ
て、例えば赤、緑及び青の三原色の蛍光体トリオが順次
配列されて被着形成される。また背面パネル3の内面に
は、電極構体5が被着形成される。
【0015】このとき図示しないが、蛍光面1と電極構
体5との間には、例えば絶縁性のガラスビーズ等のスペ
ーサが等間隔に配置されて、両パネル2及び3間の間隔
を0.2mm〜0.3mm程度に保持するようにしてい
る。15は背面パネル3に穿孔された排気口で、この排
気口15を覆うように、背面パネル3の外側にフリット
ガラス17を介して例えば漏斗状のチップオフ管18が
封着され、ここから排気を行う。21は電極構体5から
のアドレス端子を示す。
【0016】そして、前面パネル2の蛍光面1の周囲に
は図1の断面図及び図2の略線的斜視図に示すように、
幅wが例えば6mm、深さdが例えば2mm、一辺の長
さL 1 が例えば28cm、他辺の長さL2 が例えば19
cmの長方形の溝6を設け、この溝6の内部に非蒸発型
のゲッター材19をおさめる。この場合前面パネル2の
厚さt1 を5mm、背面パネル3の厚さt2 を3mmと
し、前面パネル2の外側面とこの溝6との間隔Lを10
mmとして構成する。
【0017】ゲッター材19は、例えば幅wg が4.4
mmの帯状の非蒸発型のゲッター材19例えば St 101/
CTAM/4.4D strip (SAES GETTERS社製、商品名)を切断
し、各コーナーを例えば1cm角の他の金属で接続し
て、例えば図3にその一例の斜視図を示すように、長方
形に成形する。或いは、図4に他の例を示すように、一
角に通電端子22を接続して成形する。この場合、各例
ともにゲッター材19の全長は88cmとなる。
【0018】このゲッター材19の材料としては、例え
ばZr,V,Feの合金、Zrとグラファイトとの化合
物、ZrとAlとの合金等、種々の材料を用いることが
できる。
【0019】また更に、上述の両パネル2及び3、背面
パネル3とチップオフ管18との封着は同時に行うこと
もでき、例えばフリットガラス等を塗布した後仮焼され
たものを合わせ、シール炉へ入れてシールする。このよ
うにしてシールされた偏平管体4の排気時には、同時に
ゲッター材19を加熱してガス放出を行う。例えば上述
の図3の例においては、高周波加熱を行い、図4の例に
おいては、通電端子22により通電加熱を行ってそのガ
ス放出を行う。このようにして、管体4内の排気を行
い、10-7〜10-8Torr程度の超高真空度に達した
後、シール体18の小径部においてチップオフ即ち封止
して内部を気密に保持する。
【0020】また、本発明薄型平面表示装置において
は、上述したように、背面パネル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5にそ
の要部を拡大した分解斜視図を示すように、背面パネル
3上に、図5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7を被着形成
し、これらカソード電極7上にSiO2 、Si3 4
より成る絶縁層8を介して、このカソード電極7の延長
方向とほぼ直交する方向即ち図5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9を平行配列して設け
る。
【0021】そして各カソード電極7と、ゲート電極9
との互いの交叉部23に、蛍光面1におけるR,G,B
で示す三原色の各蛍光体素子に対応するように開孔10
を例えば複数個穿設して、これら開孔10内において、
カソード電極7上にそれぞれ例えば円錐状の電界放出型
カソード(図示せず)を被着形成する。この電界放出型
カソードは、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。
【0022】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6A〜Dの製造工程図を参照して、詳細に説明す
る。
【0023】先ず、図5で説明したように、背面パネル
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7を形成する。このカソード電極7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。
【0024】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7を形成することもできる。
【0025】次に図6Aに示すように、このパターン化
されたカソード電極7上を覆ってSiO2 、Si3 4
等の絶縁層8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9を構成する金属
層11、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。
【0026】そして図6B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11に対して異方性エッチング即
ち、金属層11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5に示したカソー
ド電極7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9を形成すると共に、このゲート電極9の
カソード電極7と交叉する部分に、例えばそれぞれ一つ
の小孔11hを穿設する。
【0027】次にこれら小孔11hを通じて、ゲート電
極9即ち金属層11に対してエッチング性を示さず、絶
縁層8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11hの開口幅より大なる開
口幅を有する開孔12を絶縁層8の全厚さに亘る深さを
もって形成する。
【0028】このようにして図5において説明したよう
に、カソード電極7とゲート電極9の交叉部に開孔12
と小孔11hによる開孔10を形成する。
【0029】次に図6Cに示すように、ゲート電極9上
に例えばNi等より成る金属層13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11h上の周囲に円
錐面上の内周形状を有する円孔14が生じるように形成
する。
【0030】また、この場合金属層13の蒸着は、小孔
11h内を通じて開孔部12内には被着されることがな
いような角度に選定される。
【0031】そして、この円孔14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14を通
じて開孔12内のカソード電極7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14上の周囲で金
属層13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14が塞がる状態となる
ことによって、各開孔12内において、カソード電極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。
【0032】その後、図6Dに示すように、図6Cにお
ける金属層13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7上の開孔10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。
【0033】そして、その周囲には絶縁層8が存在し、
これによってカソード電極7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11hによる電子
ビーム透過孔が穿設されたゲート電極9が配置された電
極構体5が構成される。
【0034】このようにしてカソード電極7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9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。
【0035】このような構成による薄型平面表示装置に
おいては、上述したように、ゲッター材19の長さは約
88cmとなり、上述の St 101/CTAM/4.4D strip を用
いる場合、単位長さ当たりの重量が26mg/cmであ
ることから、その全重量は2288mgとなり、滑性表
面は7744mm2 となる。
【0036】これに対し、従来のゲッター材はチップオ
フ管18の内側におさめていたため、例えば外径が11
mmφ、内径が6.8mmφ程度のドーナツ型の材料
(例えば St 101/OD/11-100 S15 、SAESGETTERS社製、
商品名)を用いる場合、その重量は200mg程度、活
性表面は100mm2 程度であった。
【0037】つまり、従来に比して本発明薄型平面表示
装置においては、重量で十倍程度、活性表面としては、
数十倍ものゲッター材をおさめることができることとな
る。従って、本発明薄型平面表示装置によれば、超高真
空を十分保持することができることとなって、格段に寿
命の長期化をはかることができる。
【0038】更にこの場合、上述したように大量のゲッ
ター材19をおさめることができるため、短時間で従来
と同程度の超高真空を得ることができる。
【0039】また、溝6を蛍光面1の周囲に設けて、即
ちゲッター19を蛍光面1の周囲に配する構成とするた
め、従来のように背面パネル3の所定位置のみに偏って
ゲッター材19を配置する場合に比して、管体4の内部
のどの位置においても同様のゲッター効果を得られるこ
とから、長時間超高真空を保持することができる。
【0040】また更にこの場合、溝6を設けることか
ら、偏平管体4の容積が従来に比し格段に増大する。こ
のため、蛍光面1等からの僅かな放出ガスによって真空
度が損なわれることを回避でき、同様に超高真空を長時
間保持することができることとなる。
【0041】従って汚染物質や放出ガス等の付着による
電界放出型カソードKの局部的な劣化等を回避すること
ができて、寿命の長期化をはかることができる。
【0042】尚、本発明薄型平面表示装置は、上述の実
施例に限ることなく、本発明構成を逸脱しない範囲でそ
の他種々の材料構成を採り得ることはもちろんである。
【0043】
【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、数十倍以上の活性表面を有するゲッター材
19を偏平管体4内におさめることができて、超高真空
を十分長時間保持することができる。
【0044】また、従来と同程度の真空度を得るための
排気時間を短縮させることができるため、生産性の向上
をはかることができる。
【0045】更に、溝6を蛍光面1の周囲に設けるた
め、管体4のどの位置においても一様なゲッター効果を
得ることができると共に、偏平管体4の容積を大とする
ため、僅かな放出ガスにより真空度を損なうといった不
都合を回避できて超高真空を長時間保持することができ
る。
【0046】またこのように長時間超高真空を保持でき
ることから、電界放出型カソードKの局部的な劣化や損
傷を回避できて、格段に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要部の略線的
拡大断面図である。
【図2】本発明薄型平面表示装置の一例の要部の略線的
斜視図である。
【図3】ゲッター材の一例の略線的斜視図である。
【図4】ゲッター材の他の例の略線的斜視図である。
【図5】本発明薄型平面表示装置の一例の分解斜視図で
ある。
【図6】電界放出型カソードを有する電極構体の一例の
製造工程図である。
【図7】従来の薄型平面表示装置の一例の略線的断面図
である。
【図8】従来の薄型平面表示装置の他の例の略線的断面
図である。
【符号の説明】
1 蛍光面 2 前面パネル 3 背面パネル 4 偏平管体 5 電極構体 6 溝 7 カソード電極 8 絶縁層 9 ゲート電極 10 開孔 15 排気口 16 絶縁性封着材 17 フリットガラス 18 チップオフ管 19 ゲッター材 21 アドレス端子

Claims (1)

    【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、これと小
    間隔を保持して対向する背面パネルとより成る偏平管体
    内に、上記蛍光面と対向して電界放出型カソードを有す
    る電極構体が配置されて成る薄型平面表示装置におい
    て、 上記前面パネルの蛍光面の周囲に溝が設けられ、 該溝内に非蒸発型のゲッター材が配されたことを特徴と
    する薄型平面表示装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5729086A (en) * 1995-02-28 1998-03-17 Institute For Advanced Engineering Field emission display panel having a main space and an auxiliary space
US5934964A (en) * 1994-02-28 1999-08-10 Saes Getters S.P.A. Field emitter flat display containing a getter and process for obtaining it
JP2005100688A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Toshiba Corp 画像形成装置およびその駆動方法
KR100527083B1 (ko) * 1999-12-24 2005-11-09 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 전계 방출 표시 패널
JP2007115625A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Sony Corp 平面型表示装置

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