JPH0845445A

JPH0845445A - フラット・パネル・ディスプレイ装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0845445A
Application number: JP7104295A
Authority: JP
Inventors: Robert H Taylor; エィチ．テイラーロバート
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1994-04-29
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-02-16
Also published as: US5577944A

Abstract

(57)【要約】【目的】エミッタ・プレートとアノード・プレートと
の間に電気的な相互接続を有するフラット・パネル・デ
ィスプレイ装置及びその製造方法を提供する。【構成】ほぼ平坦な面を有する電子エミッタを含む第
１のプレートと、ほぼ平坦な面を有するアノードを含む
第２のプレートとを備え、前記第１及び第２のプレート
のうちの一方は前記ほぼ平坦な面から突出する導電材料
の突起を有し、かつ他方は前記ほぼ平坦な面上に導電材
料の領域を有し、それぞれの平坦な面が平行な対面関係
に、かつ前記突起と前記領域との間で物理的な接触を得
るように接近して配置されたときに、前記突起が前記第
１のプレートと前記第２のプレートとの間を電気的に相
互接続させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、概してフラット・パネ
ル・ディスプレイ装置及びその製造方法に関し、特にフ
ラット・パネル・ディスプレイ装置のエミッタ・プレー
トとアノード・プレートとの間の電気的な相互接続を得
る構造及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半世紀以上にわたって、陰極線管（ＣＲ
Ｔ）は可視的な情報を表示するための主要な電子装置で
あった。ＣＲＴの広範な利用は、カラー、輝度、コント
ラスト及び解像度の範囲における表示特性の優れた品質
に帰すると言ってもよい。これらの品質を実現可能にし
ているＣＲＴの主要な一特徴は、透明なフェース・プレ
ートをコーティングする発光性の螢光体を使用すること
である。

【０００３】しかしながら、通常のＣＲＴは、物理的に
かなりの奥行き、即ち実際の表示面の後方にスペースを
必要とし、かさばり、かつ厄介なものにしてしまう欠点
がある。これらは、壊れやすく、また一部だがその大き
な真空体積のために破損すれば危険となり得る。更に、
これらのディスプレイ装置はかなりの量の電力を消費す
る。

【０００４】ポータブル・コンピュータの到来は、軽量
にして、コンパクトかつ省電力であるディスプレイ装置
に対する強い要求を生じるに至った。これらのディスプ
レイ装置の表示機能に利用可能なスペースは通常のＣＲ
Ｔの使用を困難にするので、同等又はより優れた表示特
性、例えば輝度、解像度、表示における用途の広さ、電
力消費等を有し、満足すべきいわゆる「フラット・パネ
ル・ディスプレイ」又は「準フラット・パネル・ディス
プレイ」を得るために大きな関心が払われていた。ある
種の応用に有用なフラット・パネル・ディスプレイ装置
を製造しているが、これらの努力は通常のＣＲＴに匹敵
し得るディスプレイ装置を製造するに至ってはいない。

【０００５】現在、液晶ディスプレイ装置は殆どラップ
トップ及びノートブック・コンピュータに例外なく使用
されている。ＣＲＴに比較して、これらのディスプレイ
装置はコントラストが劣っており、視野角の範囲が限定
されたもののみが可能であり、かつカラーのものでは、
バッテリ動作と両立し得ない速度で電力を消費する。更
に、カラー・スクリーンはスクリーン・サイズが同一の
ＣＲＴよりも遥かにコストが高くなる傾向がある。

【０００６】液晶表示技術における欠点のために、薄膜
フィールド・エミッション・ディスプレイ技術は益々産
業の注目を集めるに至った。このような技術を利用した
フラット・パネル・ディスプレイ装置は、螢光体の発光
スクリーンを備えたアノードとの組合わせて先細をなす
薄膜冷フィールド・エミッション・カソードのアドレス
指定可能なマトリックス・アレーを利用している。フィ
ールド・エミッション現象は１９５０年に発見されてお
り、ＳＲＩインターナショナルのスピント（Ｃｈａｒｌ
ｅｓＡ．Ｓｐｉｎｄｔ）のように多くの人達による詳
細な研究がこの技術を安価、低電力、高い解像度、高い
コントラスト、かつフル・カラーのフラット・パネル・
ディスプレイ装置の製造者により使用される見通しが有
望視される程度まで改良した。

【０００７】フィールド・エミッション・ディスプレイ
技術における提案は、スピント（Ｃ．Ａ．スピント）ほ
かに対して１９７３年８月２８日に発行された米国特許
第３，７５５，７０４号、「フィールド・エミッション
・カソード構造及びこのような構造を用いる装置」(Fie
ld Emission Cathode Structures and Devices Utilizi
ng Such Structures) 、ボレル（ＭｉｃｈｅｌＢｏｒ
ｅｌ）ほかに対して１９９０年７月に発行された米国特
許第４，９４０，９１６号、「マイクロポイント・エミ
ッション・カソードによる電子ソース、及び前記電子ソ
ースを用いてフィールド・エミッションにより励起され
たカソード発光による表示手段」(Electron Source wit
h Micropoint Emissive Cathodes and Display Means b
y Cathodluminescense Excited by Field Emission Usi
ng Solid Source)、クレルク（Ｊａｅｎ−Ｆｒｅｄｅｒ
ｉｃＣｌｅｒｃ）に対して１９９３年６月に発行され
た米国特許第５，２２５，８２０号、「マイクロティッ
プ３色螢光スクリーン」(Microtip Trichromatic Fluor
escent Screen)に開示されている。これらの特許は、引
用によって本発明に関連される。

【０００８】フィールド・エミッション型式のフラット
・パネル・ディスプレイ装置において、エミッタ・プレ
ートの電子放出面、及び対向するアノード・プレートの
表示面は、比較的に短い距離だが、均一な距離でディス
プレイ装置の全範囲にわたり互いに離されている。この
間隔、典型的には、２００μｍ（ミクロン）程度の間隔
は、これら２つの面の間における電気的な絶縁破壊を防
止するためには十分であるが、所望の厚さ、高い解像
度、及び色純度を達成することを保証するために十分狭
いとは言えない。フィールド・エミッション・ディスプ
レイ装置では、この空間は、典型的には、約１０^-7の圧
力まで排気される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】フィールド・エミッシ
ョン・フラット・パネル・ディスプレイ装置の製造に関
連した組み立て問題のうちの一つは、ディスプレイ装置
を構成する２枚のプレート間の電気的な相互接続を得る
方法に関連している。大抵の場合に、プレート間の相互
接続数を最小化するために、ディスプレイ装置のエレク
トロニックスの大多数は、１つのプレート、典型的には
エミッタ・プレートを含む。しかし、この例では、アノ
ード電圧を印加するためには、エミッタ・プレートから
アノード・プレートへ少なくとも一つの電気的なパスが
存在しなければならない。クレルクの特許において開示
された構成の場合では、少なくとも３枚の中間プレート
相互接続が存在する必要がある。これらの相互接続を得
る直感的な１方法は、アノード・プレート及びエミッタ
・プレートを含む基板材料を通る電気的なパスを作成し
て、これらのプレートを組み立てた後に２つのプレート
の外面上のボンド・パッド間にリードを接続することで
あろう。１９９２年９月２日に発行されたヨーロッパ特
許出願第９２３０１８３２．３号に開示されちる他の方
法は、相互接続リードをプレート間に真空シールを形成
するシーリング材料の外側の下及びその周辺に通す。両
方法とも真空シールの完全性が損なわれ、かつフラット
・パネル・ディスプレイ装置の最終組み立ての複雑さを
更に増加させる。

【００１０】以上の観点から、現在用いられている製造
プロセスより複雑でない製造プロセスを用いて、相互接
続の構造に対する必要性、及び真空の完全さを保証し、
かつこれらプレートの組み立てを可能にするフラット・
パネル・ディスプレイ装置のエミッタ・プレートとアノ
ード・プレートとの間の電気的な相互接続を得る方法が
存在することは明らかである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨によれば、
ほぼ平坦な面を有する電子エミッタを含む第１のプレー
トと、ほぼ平坦な面を有するアノードを含む第２のプレ
ートとを備えた装置を開示する。前記第１及び第２のプ
レートのうちの一方は前記ほぼ平坦な面から突出する導
電材料の突起を有し、かつ前記第１及び第２のプレート
のうちの他方は前記ほぼ平坦な面上に導電材料を備えた
領域を有する。前記突起は、それぞれの平坦な面が並行
な対面関係に、かつ前記突起と前記領域との間で物理的
な接触を得るように接近して配置されたときに、前記第
１のプレートと前記第２のプレートとの間で電気的な相
互接続を提供する。

【００１２】本発明の一実施例によれば、前記突起は金
から作られた概して球形のむくの物体を備えている。本
発明の他の実施例によれば、前記突起は密に詰め込まれ
たフィラメントから作られたほぼ球形の物体を備えてい
る。本発明の更に他の実施例によれば、前記突起は、軸
が前記プレートの平坦な面にほぼ平行な概してシリンダ
状の物体を備えている。

【００１３】更に、本発明の要旨によれば、電子ディス
プレイ装置がここで開示される。この装置はほぼ平坦な
エミッタ面上の導体領域に取り付けられた第１の突起を
有するエミッタ・プレートと、ほぼ平坦な表示面上の導
体領域に取り付けられた第２の突起を有するアノード・
プレートとを備えている。前記電子のエミッタ・プレー
ト及び前記アノード・プレートは、それぞれの平坦な面
が平行に対面する関係で、かつ前記第１及び第２の突起
間で物理的な接触を得るように近接して配置されてい
る。

【００１４】本発明の一実施例によれば、電子ディスプ
レイ装置の前記エミッタ・プレート及び前記アノード・
プレートのうちの一方は、ほぼ平坦な面から突起した導
電材料を備えている接近して配置された複数の突起を含
む。前記一方のプレートからの複数の突起はエミッタ・
プレート及びアノード・プレートの突起と物理的な接触
を提供する。

【００１５】更に、本発明の要旨によれば、電子ディス
プレイ装置を製造する製造方法を開示する。前記製造方
法は、ほぼ平坦なエミッタ面上の導体領域に取り付けら
れた第１の突起を有するエミッタ・プレートを得る工程
と、ほぼ平坦な表示面上の導体領域に取り付けられた第
２の突起を有するアノード・プレートを得る工程とを備
えている。前記製造方法は、更に、前記表示面と対面関
係に、かつ前記第１及び第２の突起間で物理的な接触を
得るように位置した前記エミッタ面を配置する工程を備
えている。最後に、前記製造方法は前記エミッタ・プレ
ートを前記アノード・プレートに密封（sealing ）する
工程を備えている。

【００１６】本発明の以上の構成は、添付図面に関連さ
せて読むことにより、以下の詳細な説明からより十分に
理解することができる。

【００１７】

【実施例】まず図１を参照すると、横断面図において、
本発明を関連させることができる例示的なフィールド・
エミッション・ディスプレイ装置の一部が示されてい
る。この実施例において、フィールド・エミッション・
ディスプレイ装置はエレクトロルミネセント螢光体コー
ティングを有し、エミッタ・プレートに対面しているア
ノード・プレートを備え、この螢光体コーティングをそ
の励起の反対側から見ている。

【００１８】特に、図１のフィールド・エミッション装
置はカソードルミネセントのアノード・プレート１０
と、電子のエミッタ・プレート（又はカソード）１２と
を備えて・プレートは電気導体層１６上に形成された多
数の電気導体のマイクロチップ１４を備えており、電気
導体層１６は電気的に絶縁する基板１８上に形成されて
いる。電気導体層１６は導通するものである代わりに半
導体又は抵抗であってもよい。

【００１９】ゲート電極は、絶縁層２０上に堆積された
導電材料のゲート電極層２２を備えている。マイクロチ
ップ１４は円錐形をなし、ゲート電極層２２及び絶縁層
２０を介して開口内に形成されている。ゲート電極層２
２及び絶縁層２０の厚さは、各マイクロチップ１４の頂
点が導電層のゲート電極層２２とほぼ同一レベルとなる
ように選択されている。ゲート電極層２２は基板１８の
表面上で連続的な層の形式をなすものでよい。その代わ
りに、基板１８の表面上で導体の帯を備えるものでもよ
い。

【００２０】アノード・プレート１０は透明で平坦な支
持体２６上に堆積された透明な導電膜２８を備えてお
り、支持体２６はゲート電極層２２に対面し、かつこれ
に平行して配置され、導電膜２８は支持体２６の表面上
に堆積されてゲート電極層２２に直接対面している。導
電膜２８は支持体２６の表面上で連続する層形式のもの
であってもよい。その代わりに、導電膜２８は、クレル
クに対する米国特許第５，２２５，８２０号に示されて
いるように、支持体２６の表面上で連続する平行な３つ
の導電帯を備え、電気的に絶縁されたストリップ形式の
ものであってもよい。例えば、導電膜２８として用いる
適当な材料は、光学的に透明かつ導電性のインジウム−
すず−酸化物（ＩＴＯ）であってもよい。更に、アノー
ド・プレート１０は、ゲート電極層２２に直接対面し、
かつ直接隣接するように、導電膜２８上に配置されたカ
ソードルミネセント螢光体コーティング２４も備えてい
る。クレルクの特許では、連続するそれぞれの導電帯
は、３原色の赤、青及び緑のうちの一つにより発光する
特定の螢光体コーティングにより覆われている。螢光体
コーティング２４を導電膜２８に適用する好ましいプロ
セスは、電気泳動による堆積を備えている。

【００２１】前述の構成の１つ又は更に多くのマイクロ
チップ１４は、電圧源３０によりゲート電極層２２に対
してカソード・プレートとして機能する電気導体層１６
に負電位を印加して、マイクロチップ１４の頂点から電
子を引き出す電界を誘起するにより、付勢される。自由
電子は、ゲート電極層２２とアノード・プレートとして
機能する導電膜２８との間に接続された電圧源３２か
ら、かなり高い正電圧を印加することにより、正にバイ
アスされたアノード・プレート１０に向かって加速され
る。導電膜２８に引き付けられた電子からのエネルギ
は、螢光体コーティング２４の粒子に転送され、発光さ
せる結果となる。電荷は螢光体コーティング２４から導
電膜２８へ転送されて、電圧源３２に対する電子回路が
完成する。

【００２２】この実施例では、電圧源を含むディスプレ
イ装置の全ての電子回路は、アノード・プレート１０に
明らかに含まれるアノード・プレートを備えた導電膜２
８を除き、エミッタ・プレート１２に統合される。導電
膜２８が支持体２６の表面上の連続的な導電層を備えて
いる場合は、エミッタ・プレート１２とアノード・プレ
ート１０との間に第１の電気接続を必要とする。しか
し、このアノード・プレート１２は、クレルク特許に示
されているように、電気的に絶縁されたストリップの形
式にあり、支持体２６の表面上で連続する平行な３つの
導電帯を備えており、エミッタ・プレート１２とアノー
ド・プレート１０との間に３つの電気的な接続を必要と
する。

【００２３】図２を参照すると、図１のフィールド・エ
ミッション装置に用いる相互接続構成が示されている。
この実施例で用いられているように、用語の「相互接
続」はアノード・プレート１０とエミッタ・プレート１
２との間の電気的な接続を指し、語句の「相互接続の構
造」はここでこのような電気的な接続を得るための開示
又は示唆するどのような手段も指すものとする。図２
は、横断面図において、絶縁基板４６及び導電領域４２
を含むアノード・プレート１０の一部分を示す。導電領
域４２は、例えば、金属のパス（図示なし）を介してア
ノード・プレート（図示なし）に接続される平坦な金属
接着パッドであってもよい。更に、絶縁基板４８及び導
電領域４４を含むエミッタ・プレート１２の一部分も示
されている。導電領域４４は、例えば、金属のパス（図
示なし）を介して、適当なアノード電圧を提供する電源
（図示なし）に接続された平坦な金属接着パッドでもよ
い。一方の導電領域４２又は他方の導電領域４４には導
電材料を備えている相互接続構造４０が取り付けられて
いる。この実施例を説明するために、相互接続構造４０
は導電領域４４に取り付けられているものと仮定する

【００２４】相互接続構造４０は、その広い意味におい
て、エミッタ・プレート１２及びアノード・プレート１
０が意図した相対位置で組み立てられ、かつ前述の距離
で互いに間隔を置くときは、相互接続構造４０を導電領
域４２の露出面へ圧縮するようにされる。これにより、
エミッタ・プレート１２をアノード・プレート１０と共
に組み立てる前に、導電領域４４の露出面の上の相互接
続構造４０の高さは、中間スペースよりやや大きい、典
型的には２００μｍでよいことが理解される。

【００２５】アッセンブリの力において必要とする圧力
を得るために、相互接続構造４０は適度の加工性を持つ
導電材料から作成される。例えば、相互接続構造４０
は、好ましくは金の、ほぼ球形のむくの物体でよい。こ
のような物体は金のワイヤ・ボンドからなるものでもよ
く、その作成は自動ボンディング技術を用いた周知のも
のである。その代わりに、相互接続構造４０は、他の適
度の加工性を持つ導電材料、例えば銀、プラチナ又はア
ルミニウムの合金によるほぼ球形のむくの物体であって
もよい。

【００２６】他の実施例において、相互接続構造４０
は、ほぼ球形の物体に形成され、密に詰め込んだ導電材
料のフィラメントから作成されてもよい。このような物
体は、球形に形成され、かつ金のフィラメントからなる
小さな鋼鉄のウール・パッドと考えてもよい。その代わ
りに、このフィラメントは酸化しない任意の金属、例え
ば貴金属から作られたものでよい。これらの物体は集積
回路技術において広く用いられており、「ファズ・ボタ
ン（ｆｕｚｚ−ｂｕｔｔｏｎ）」として一般的に知られ
ている。ファズ・ボタン法は、他の導電材料（他のファ
ズ・ボタンを含む）に対して圧縮されるときは、圧縮力
がフィラメントを係合材へ移動させて、係合材の表面を
ひっかき、従って表面の汚染物を擦り付け、従って電気
的な接続性を強化させるように働く更なる利点がある。

【００２７】図２に示す実施例において、相互接続構造
４０はほぼ球形の物体を備えている。アノード・プレー
ト１０及びエミッタ・プレート１２が対面する関係にあ
り、相互接続構造４０に取り付けられていないプレート
が十分な力で相互接続構造４０を押し付けるように接近
しているときは、相互接続構造４０は初期の球形から図
示の偏球形（又は扁平にした球形）へ変形される。

【００２８】更に他の実施例において、相互接続構造４
０は全般的にシリンダ形を有し、かつその軸がほぼボン
ド・パッド４４の表面に平行となるようにボンド・パッ
ド４４に配置されてもよい。この構成では、相互接続構
造４０は短いセグメントのワイヤを備えるものでもよ
い。

【００２９】前述の構成のいずれにおいても、相互接続
構造４０は、集積回路の製造プロセスに習熟する者にお
いて周知である技術を用いて、選択的な感圧の導電性接
着材によりボンド・パッド４４に取り付けられてもよ
い。

【００３０】ここで、まとめて図３と呼ぶ図３Ａ及び図
３Ｂを参照すると、本発明による相互接続構造を含むフ
ィールド・エミッション装置を組み立てるプロセスにお
ける２つの工程が示されている。この実施例において、
相互接続構造には全般的に球形の導電性物体５２及び５
６が含まれており、両者はそれぞれ導電ボンド・パッド
６４及び６６上に形成された金のワイヤ・ボンドでもよ
い。

【００３１】組み立てプロセスは以下の工程を備えてい
る。図１に関連して説明した型式のものが可能なほぼ平
坦なエレクトロルミネセント面を有するアノード・プレ
ート１０が設けられる。更に、アノード・プレート１０
は表面５４上の導電ボンド・パット６４に取り付けられ
た概して球形の突起５２を含む。突起５２は、例えば金
のワイヤ・ボンドからなるものでもよく、その代わり
に、金ファズ・ボタンからなるものでもよい。

【００３２】図１に関連して説明した型式のものが可能
なほぼ平坦なエミッタ面にフィールド・エミッション・
カソード・アレーを有するエミッタ・プレート１２が設
けられる。更に、エミッタ・プレート１２は表面５８上
の導電ボンド・パット６６に取り付けられた概して球形
の突起５６を含む。突起５６は、例えば金のワイヤ・ボ
ンドからなるものでもよく、その代わりに、金ファズ・
ボタンからなるものでもよい。表面５４及び５８の相互
接触点において測定した各表面５４及び５８上の突起５
２及び突起５６の高さの和は、少なくとも、表面５４と
表面５８との間の間隔を最終的に組み立てたものよりや
や大きくする必要がある。多くの対の突起５２及び５６
と、導電ボンド・パット６４及び６６とは、要求される
相互接続数に必要なだけ、アノード・プレート１０及び
エミッタ・プレート１２上に設けられてもよい。

【００３３】組み立てたアノード・プレート１０とエミ
ッタ・プレート１２との間の均一な距離を保持するため
のスペーサが設けられ、その距離は例えば２００μｍで
ある。このスペーサは、例えば本発明と同一の譲受人に
譲渡された同時係属米国特許出願、「フラット・パネル
・ディスプレイ装置用のスペーサ」(Spacer for FlatPa
nel Display) に典型的に説明されている型式の支持部
材（図示なし）に接合された細長い複数本のガラス・フ
ィラメント５０を含むものでよい。ガスケットとして用
いられるような適当な形状及び大きさに作られたガラス
・フリット・ロッドを備えることが可能なシール６０を
設ける。

【００３４】活性領域が上を向いているチャンバ内にア
ノード・プレート１０又はエミッタ・プレート１２を配
置する。この場合に、エミッタ・プレート１２は当該装
置として機能する。ガラス・フィラメント５０はエミッ
タ・プレート１２上に配置され、シール６０はエミッタ
・プレート１２の周辺面に配置され、その周辺内の突起
５６及びガラス・フィラメント５０を完全に閉じ込め
る。ほぼ大気圧の不活性ガス、例えばアルゴンにより充
満されたチャンバ内に残り半分のフラット・パネル・デ
ィスプレイ装置、この例ではアノード・プレート１０が
配置される。

【００３５】次いで、ガラス・フリット・ロッドを備え
たシール６０をリフォームさせるが、相互接続構造の突
起５２及び５６又はガラス・フィラメント５０の形状に
影響を与えない温度として選択された約４５０℃の温度
で内容が安定するまで、熱を加える。次いで、アノード
・プレート１０は、図３Ａに示すように、その活性領域
を下側にして、エミッタ・プレート／スペーサ／シール
・アッセンブリ上に配置され、かつアノード・プレート
１０の相互接続構造５２がエミッタ・プレート１２の相
互接続構造の突起５６と適正に整合するように、配置さ
れる。両半分を合わせ、アノード・プレート１０及びエ
ミッタ・プレート１２の領域に従って、このアッセンブ
リ上に、例えば約4.53ｋｇと22.65 ｋｇとの間に、シー
ル６０を圧縮させようとする安定な下方向の力を印加
し、図３Ｂに示すように、アノード・プレート１０の表
面５４がスペーサのガラス・フィラメント５０と確実に
接触するまで、これをリフォームする。この間隔距離に
おいて、突起５２及び５６は互いに圧縮されて、これら
を概して回転楕円面に変形させる。従って、突起５２と
突起５６との間の接触は、アノード・プレート１０上の
導電ボンド・パット６４とエミッタ・プレート１２上の
導電ボンド・パット６６との間に信頼性のある低抵抗の
相互接続になる。

【００３６】約４５０℃の温度は約５分間保持され、次
いでそのアセンブリの両半分への圧力を保持している間
に、アセンブリを冷却することが許される。冷却される
と、圧縮力が取り除かれ、約１０^-7トルの圧力まで排気
することにより、エミッタ・プレート１２とアノード・
プレート１０との間の空間６２を真空にする。最後に、
真空にしたポート（図示なし）を密封(seal)する。

【００３７】前述のプロセスにより物理的に結合された
相互接続構造の突起５２及び５６を構成しているアノー
ド・プレート１０とエミッタ・プレート１２との間の相
互接続の全体がシール６０の境界内に完全に取り囲ま
れ、従って真空の完全さにおいて弱点に寄与することは
ないことが認識されるであろう。更に、一旦アノード・
プレート１０及びエミッタ・プレート１２を組み立てる
と、相互接続が完了し、これ以上書き込み処理は必要と
しない。

【００３８】ここで図４Ａ〜図４Ｄを参照すると、図２
及び図３の相互接続構造の他の実施例が示されている。
図４Ａは、１プレート上に隣接して密な間隔の２つの相
互接続構造７０が他のプレート上の１相互接続構造７２
に接触する構成を示す。図４Ｂは、１プレート上の３つ
組構成による密な間隔の３つの相互接続構造７４が他方
のプレート上の１相互接続構造７６に接触する構成を示
す。図４Ｃは、１プレート上の４つ組構成にある密な間
隔の４つの相互接続構造７８が他方のプレート上の１相
互接続構造８０に接触する構成を示す。図４Ｄは、互い
にほぼ平行に１プレート上で密な間隔をなすシリンダ状
の２相互接続構造８２が他方のプレート上の１相互接続
構造８４に接触する構成を示す。図４Ａ〜図４Ｄに示さ
れた各実施例において、相互接続構造７０〜８４は、ア
ノード・プレート１０及びエミッタ・プレート１２を組
み立てるときに、相互接続構造７２、７６、８０及び８
４をそれぞれ複数の相互接続構造７０、７４、７８及び
８２の位置の中心に来るように、それぞれの平坦な面上
に配置される。

【００３９】図４Ａ〜図４Ｄに示す全ての構成は、エミ
ッタ・プレート及びアノード・プレートの正しいアライ
メント、特に１プレート上の複数の相互接続構造７４及
び７８が反対側のプレート上の１相互接続構造７６及び
８０のための「ソケット」を形成する図４Ｂ及び図４Ｃ
の構成、及び１プレート上の複数の相互接続構造８２が
反対側のプレート上の１相互接続構造８４を支えるため
の溝を形成する図４Ｄの構成により、支援しようとする
付加的な効果的が得られる。従って、アライメント誤差
に対する座標感度が低減される。

【００４０】最後に、図４Ｅは、１プレート上のシリン
ダ状の相互接続構造８６が他方のプレート上の１相互接
続構造８８に接触する構成を示しており、相互接続構造
８６及び８８はこれらの軸がほぼ垂直となるように各プ
レート上に配置される。このような構成は、２つのプレ
ートのアライメントにおけるある程度の許容範囲を可能
にすると共に、相互接続構造８６と相互接続構造８８と
の間で確実な接触を保証する。

【００４１】図４Ａ〜図４Ｅの構成における全ての相互
接続構造７０〜８８の直径は、図３に関連する説明に示
すように、アノード・プレート１０及びエミッタ・プレ
ート１２を組み立てるときに、相互接続構造７０〜８８
のある程度の平坦化が発生するのを確実にさせるよう
に、これらの相対面位置及び結果の接触点を考慮に入れ
て、決定される必要があることを認識すべきであろう。
相互接続構造７０、７４、７８及び８２のうちの一つの
みが導通状態となる必要があり、任意数の残りが非導通
状態となり、かつ反対側のプレートのためのアライメン
ト・ガイドとしてのみ機能し得ることも認識すべきであ
ろう。

【００４２】

【発明の効果】ここで開示した相互接続構造を含むフィ
ールド・エミッション・フラット・パネル・ディスプレ
イ装置、及びここで開示した相互接続を含むフィールド
・エミッション・フラット・パネル・ディスプレイ装置
の組み立て方法は、従来技術のディスプレイ装置及び方
法の限界及び欠点を除去する。本発明はアノード・プレ
ートとエミッタ・プレートとの間で信頼性のある、低抵
抗の相互接続を提供する。本発明の比較的に簡単な構造
は、公知の技術を用いて製造することが可能とされる。
開示した組み立て方法は、プレートを封入した後の最終
的なワイヤリング工程を不要にする。図４Ａ〜図４Ｄの
実施例は、正しいアライメントにおけるエミッタ・プレ
ート及びアノード・プレートを傾ける傾向の付加的な効
果がある。最後に、本発明の製造プロセスはシールの境
界内に全面的に相互接続を囲み込み、かつアノード・プ
レート又はエミッタ・プレートを貫通させることなく、
またシーリング材の下を導体を通過させる必要もないの
で、このプロセスは組み立てたディスプレイ・パネルの
真空の完全性を損なう恐れのあるプレート又はシールの
不連続性に寄与することはない。

【００４３】従って、ここで意図するフラット・パネル
・ディスプレイ装置への応用にとって、本発明による解
決法は大きな効果がある。

【００４４】本発明の要旨をここで構造及びその製造方
法に関して詳細に説明したが、本発明の実施では種々の
変形を取り得ることを認識すべきである。例えば、図３
及び図４Ａ〜図４Ｅに示したように、係合している相互
接続構造を概して同一寸法のものであると示している
が、これは本発明を限定する意味ではない。本発明の範
囲はここで開示した特定の構造及び製造方法に限定する
ことを意図するものではなく、請求の範囲によって判断
されるべきである。

【００４５】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。

【００４６】（１）ほぼ平坦な面を有する電子エミッタ
を含む第１のプレートと、ほぼ平坦な面を有するアノー
ドを含む第２のプレートとを備え、前記第１及び第２の
プレートのうちの一方は前記ほぼ平坦な面から突出する
導電材料の突起を有し、かつ前記第１及び第２のプレー
トのうちの他方は前記ほぼ平坦な面上の導電材料を備え
ている領域を有し、前記突起は、それぞれの平坦な面が
平行な対面関係に、かつ前記突起と前記領域との間で物
理的な接触を得るように接近して配置されたときに、前
記第１のプレートと前記第２のプレートとの間で電気的
な相互接続を得ることを特徴とする装置。

【００４７】（２）前記突起は、概して球形構造である
ことを特徴とする第１項記載の装置。

【００４８】（３）前記突起は、むくの構造であること
を特徴とする第１項記載の装置。

【００４９】（４）前記突起は、前記第１及び第２のプ
レートのうちの前記一つの平坦な面にほぼ平行に配置さ
れた軸を有する概してシリンダ状構造であることを特徴
とする第１項記載の装置。

【００５０】（５）前記突起の導電材料は金、銀、プラ
チナ、アルミニウム及びアルミニウム合金を含む群から
選択されることを特徴とする第１項記載の装置。

【００５１】（６）前記突起の前記導電材料は金を含む
ことを特徴とする第１項記載の装置。

【００５２】（７）前記突起の前記導電材料は密に詰め
込まれたフィラメントを含むことを特徴とする第２項記
載の装置。

【００５３】（８）前記突起の前記導電材料は金を含む
ことを特徴とする第７項記載の装置。

【００５４】（９）更に、前記突起に結合された前記第
１及び第２のプレートのうちの前記一方の上の第１の電
子回路と、前記領域に結合された前記第１及び第２のプ
レートの前記他方の上の第２の電子回路とを含むことを
特徴とする第１項記載の装置。

【００５５】（１０）ほぼ平坦なエミッタ面から突起す
る導電材料を含む第１の突起を有する電子エミッタ・プ
レートと、ほぼ平坦な面から突起する導電材料を含む第
２の突起を有するアノード・プレートとを備え、前記第
１及び第２の突起は、それぞれの平坦な面が平行な対面
関係に、かつ前記第１の突起と前記第２の突起との間で
物理的な接触を得るように接近して配置されたときに、
前記電子エミッタ・プレートと前記アノード・プレート
との間で電気的な相互接続を得ることを特徴とする装
置。

【００５６】（１１）前記第１及び第２の突起は全般的
に球形構造であることを特徴とする第１０項記載の装
置。

【００５７】（１２）前記第１及び第２の突起はむくの
構造であることを特徴とする第１１項記載の装置。

【００５８】（１３）前記第１及び第２の突起は概して
シリンダ構造であり、各突起は対応するプレートの各平
坦な面に対してほぼ平行に配置された軸を有することを
特徴とする第１０項記載の装置。

【００５９】（１４）前記第１及び第２の突起は、それ
ぞれの平坦な面が平行な対面関係に、かつ前記突起間で
物理的な接触を得るように接近して配置されるときに、
それぞれ軸がほぼ垂直となることを特徴とする第１３項
記載の装置。

【００６０】（１５）前記第１及び第２の突起の前記導
電材料は、金、銀、プラチナ、アルミニウム及びアルミ
ニウム合金を含む群から選択されることを特徴とする第
１０記載の装置。

【００６１】（１６）前記第１及び第２の突起の前記導
電材料は、金を含むことを特徴とする第１０項記載の装
置。

【００６２】（１７）前記第１及び第２の突起の少なく
とも一つは密に詰め込まれたフィラメントを含むことを
特徴とする第１１項記載の装置。

【００６３】（１８）前記第１及び第２の突起の前記導
電材料は金を含むことを特徴とする第１７項記載の装
置。

【００６４】（１９）更に、前記第１の突起に結合され
た前記電子エミッタ・プレート上の第１の電子回路と、
前記第２の突起に結合された前記アノード・プレート上
の第２の電子回路とを含むことを特徴とする第１０項記
載の装置。

【００６５】（２０）前記エミッタ・プレート及び前記
アノード・プレートのうちの一つはほぼ平坦な面から突
起する導電材料を備えている密な間隔の複数の突起を含
み、前記一方のプレートにおける前記複数の突起は、そ
れぞれの平坦な面が平行な対面関係に、かつ対向するプ
レート上の突起間の物理的な接触を発生するように接近
して配置されたときに、前記電子エミッタ・プレート及
び前記アノード・プレートの他方の前記突起と物理的な
接触を得るように配置されていることを特徴とする第１
０項記載の装置。

【００６６】（２１）電子ディスプレイ装置において、
ほぼ平坦なエミッタ面上の導電領域に取り付けられた第
１の導電性突起を有するエミッタ・プレートと、ほぼ平
坦なディスプレイ面上の導電領域に取り付けられた第２
の導電性突起を有するアノード・プレートと、を備え、
前記エミッタ・プレート及びアノード・プレートは、そ
れぞれの平坦な面が平行な対面関係に、かつ前記第１の
突起と前記第２の突起との間で物理的な接触を得るよう
に接近して配置されていることを特徴とする電子ディス
プレイ装置。

【００６７】（２２）前記第１及び第２の突起は、概し
て球形構造であることを特徴とする第２１項記載の装
置。

【００６８】（２３）前記第１及び第２の突起はむくの
構造であることを特徴とする第２１項記載の電子ディス
プレイ装置。

【００６９】（２４）前記第１及び第２の突起は、概し
てシリンダ構造であり、各突起はその軸を対応するプレ
ートの各平坦な面に対してほぼ平行に配置していること
を特徴とする第２１項記載の電子ディスプレイ装置。

【００７０】（２５）前記第１及び第２の突起は、それ
ぞれの軸がほぼ垂直となるように配置されていることを
特徴とする第２４項記載の電子ディスプレイ装置。

【００７１】（２６）前記第１及び第２の導電性突起
は、金、銀、プラチナ、アルミニウム及びアルミニウム
合金を含む群から選択されることを特徴とする第２１項
記載の電子ディスプレイ装置。

【００７２】（２７）前記第１及び第２の導電性突起
は、金を含むことを特徴とする第２１項記載の電子ディ
スプレイ装置。

【００７３】（２８）前記第１及び第２の突起の少なく
とも一つは、密に詰め込まれたフィラメントを含むこと
を特徴とする第２２項記載の電子ディスプレイ装置。

【００７４】（２９）前記第１及び第２の突起の少なく
とも一つは、金のフィラメントから作成されたことを特
徴とする第２８項記載の電子ディスプレイ装置。

【００７５】（３０）更に、前記第１の突起に結合され
た前記エミッタ・プレート上の第１の電子回路と、前記
第２の突起に結合された前記アノード・プレート上の第
２の電子回路とを備え、前記第１の突起と前記第２の突
起との間の前記物理的な接触は、前記第１の電子回路と
前記第２の電子回路との間の電気的なパスを提供するこ
とを特徴とする第２２項記載の電子ディスプレイ装置。

【００７６】（３１）前記エミッタ・プレート及び前記
アノード・プレートのうちの一つはほぼ平坦な面から突
起する導電材料を備えている密な間隔の複数の突起を含
み、前記一方のプレートにおける前記複数の突起は、前
記電子エミッタ・プレート及び前記アノード・プレート
の他方の前記突起と物理的な接触を提供することを特徴
とする請求項２１記載の電子ディスプレイ装置。

【００７７】（３２）それぞれの平坦な面上の前記第１
及び第２の突起の高さは、前記第１の突起と前記第２の
突起との間の物理的な接触が前記第１及び第２の突起を
変形させる高さであることを特徴とする第２１項記載の
電子ディスプレイ装置。

【００７８】（３３）更に、前記アノード・プレートに
対して前記エミッタ・プレートを封入する手段を含むこ
とを特徴とする第２１項記載の電子ディスプレイ装置。

【００７９】（３４）前記封入する手段は、ガスケット
として作動するガラス・フリット・ロッドを備えている
ことを特徴とする第３３項記載の電子ディスプレイ装
置。

【００８０】（３５）前記封入する手段は、完全にその
境界内に前記第１及び第２の突起を囲い込むことを特徴
とする第３３項記載の電子ディスプレイ装置。

【００８１】（３６）更に、前記アノード・プレートと
前記エミッタ・プレートとの間で均一の間隔を保持する
手段を含むことを特徴とする第３３項記載の電子ディス
プレイ装置。

【００８２】（３７）前記間隔を保持する手段は、細長
いガラス・フィラメントを備えていることを特徴とする
第３６項記載の電子ディスプレイ装置。

【００８３】（３８）前記アノード・プレートと前記エ
ミッタ・プレートとの間の前記間隔を保持する手段はほ
ぼ真空にされていることを特徴とする第３６項記載の電
子ディスプレイ装置。

【００８４】（３９）電子ディスプレイ装置を製造する
製造方法において、ほぼ平坦なエミッタ面上の導電領域
に取り付けられた第１の突起を有するエミッタ・プレー
トを備える工程と、ほぼ平坦な表示面上の導電領域に取
り付けられた第２の導電性突起を有するアノード・プレ
ートを備える工程と、前記表示面と平行な対面関係に、
かつ前記第１の突起と前記第２の突起との間で物理的な
接触を得るように、前記エミッタ面を配置する工程と、
前記エミッタ・プレートを前記アノード・プレートに密
封（sealing ）する工程とを備えていることを特徴とす
る前記製造方法。

【００８５】（４０）更に、前記エミッタ・プレートと
前記アノード・プレートとの間の空間を真空にする最終
工程を含むことを特徴とする請求項３９記載の製造方
法。

【００８６】（４１）前記空気を抜く工程は、約１０−
７トルに前記空間内の圧力を低下させる工程を含むこと
を特徴とする請求項４０記載の製造方法。

【００８７】（４２）前記配置する工程は前記突起をそ
れらの物理定数により変形されることを特徴とする第３
９項記載の電子ディスプレイ装置。

【００８８】（４３）電子ディスプレイ装置を製造する
製造方法において、ほぼ平坦なエミッタ面上の導電領域
に取り付けられた第１の概して球形の突起を有するエミ
ッタ・プレートを備える工程と、ほぼ平坦な表示面上の
導電領域に取り付けられた第２の概して球形の突起を有
するアノード・プレートを備える工程と、前記エミッタ
面及び前記表示面のうちの一つ上にシールを配置する工
程と、平行に対面する関係に、かつ前記第１及び第２の
突起のアライメントを得るように位置して前記エミッタ
面及び前記表示面のうちの一つの上に前記エミッタ面及
び前記表示面の他方を配置する工程と、前記シールを変
形させ、かつ前記第１の突起と第２の突起との間で接触
を得るように、高くした温度で前記アノード・プレート
の上から前記エミッタ・プレートに力を印加し、前記力
が十分に前記突起を変形させるものである工程と前記エ
ミッタ・プレートと前記アノード・プレートとの間の空
間を排気する工程とを備えていることを特徴とする前記
製造方法。

【００８９】（４４）更に、前記力を印加する工程の前
に、前記エミッタ面及び前記表示面のうちの一つ上にス
ペーサを配置し、前記スペーサが前記シール内に囲う工
程を含むことを特徴とする第４３項記載の製造方法。

【００９０】（４５）更に、前記力を印加する工程の前
に、前記エミッタ・プレート、前記アノード・プレー
ト、前記スペーサ及び前記シールを加熱する工程を含む
ことを特徴とする第４４項記載の製造方法。

【００９１】（４６）更に、前記力を印加する工程の前
に、不活性ガス環境において前記エミッタ・プレート、
前記アノード・プレート、前記スペーサ、及び前記シー
ルを囲い込む工程を含むことを特徴とする第４４項記載
の製造方法。

【００９２】（４７）前記空気を抜く工程は、前記空間
内の圧力を約１０−７トルへ低下させる工程を含むこと
を特徴とする第４３項記載の製造方法。

【００９３】（４８）アノード・プレート（１０）上の
ボンド・パッド（４２）とエミッタ・プレート（１２）
上の導電領域（４４）との間の電気的な相互接続を得る
フィールド・エミッション・フラット・パネル・ディス
プレイ装置に用いる相互接続において、エミッタ・プレ
ート（１２）及びアノード・プレート（１０）がそれら
の意図する相対位置で組み立てられ、かつ所定の距離に
互いに間隔を置くときに、構造（４０）を導電領域（４
２）の表面に圧縮させる高さに向かって導電領域（４
４）の表面上に伸延する導電領域（４４）に取り付けら
れた導電性の突起（４０）を備える。一実施例におい
て、金のワイヤ・ボンド（５２）及び（５６）をそれぞ
れアノード・プレート（１０）及びエミッタ・プレート
（１２）の反対面上にボンド・パット（６４）及び（６
６）に取り付ける。アノード・プレート（１０）及びエ
ミッタ・プレート（１２）を組み立てたときに、ワイヤ
・ボンド（５２）及び（５６）は互いに圧縮されて、ほ
ぼ楕円形に変形させる結果となり、これらの間の接触は
それぞれのボンド・パッド（６４）とボンド・パッド
（６６）との間で信頼性のある低抵抗の相互接続を提供
する。突起（５６）は加工性のある金属のシリンダ構造
を備えることができ、又は「ファズ・ボタン」を備える
ことができる。他の実施例において、前記プレートのう
ちの一つは接近した間隔の複数の突起（７４）を含み、
かつ他のプレートは一つの突起（７６）を含み、従って
エミッタ・プレート１２及びアノード・プレート１０の
正しいアライメントに寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を関連させることができるフィールド・
エミッション装置の一部分の横断面図。

【図２】図１のフィールド・エミッション装置に用いる
相互接続構造を示す。

【図３】本発明による相互接続構造をフィールド・エミ
ッション装置を組み立てるプロセスにおける工程を示
す。

【図４】図２及び図３の相互接続構造の他の実施例を示
す図。

【符号の説明】

１０アノード・プレート１２エミッタ・プレート１４マイクロティップ１６電気導体層１８電気絶縁基板２０絶縁層２２ゲート電極２６支持体２８アノード導電膜４０相互接続構造４２、４４導電領域５０ガラス・フィラメント５２、５６突起６０シール６４、６６導電ボンド・パット６４０、７０、７２、７４、７６、７８、８０、８２、８
４、８６、８８相互接続構造

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フラット・パネル・ディスプレイ装置に
おいて、ほぼ平坦な面を有する電子エミッタを含む第１のプレー
トと、ほぼ平坦な面を有するアノードを含む第２のプレートと
を備え、前記第１及び第２のプレートのうちの一方は前記ほぼ平
坦な面から突出する導電材料の突起を有し、かつ前記第
１及び第２のプレートのうちの他方は前記ほぼ平坦な面
上の導電材料を備えている領域を有し、前記突起は、それぞれの平坦な面が平行な対面関係に、
かつ前記突起と前記領域との間で物理的な接触を得るよ
うに接近して配置されたときに、前記第１のプレートと
前記第２のプレートとの間で電気的な相互接続を得るこ
とを特徴とするフラット・パネル・ディスプレイ装置。
【請求項２】電子ディスプレイ装置を製造する製造方
法において、ほぼ平坦なエミッタ面上の導電領域に取り付けられた第
１の突起を有するエミッタ・プレートを備える工程と、ほぼ平坦な表示面上の導電領域に取り付けられた第２の
導電性突起を有するアノード・プレートを備える工程
と、前記表示面と平行な対面関係に、かつ前記第１の突起と
前記第２の突起との間で物理的な接触を得るように、前
記エミッタ面を配置する工程と、前記エミッタ・プレートを前記アノード・プレートに密
封する工程とを備えていることを特徴とする前記製造方
法。