JPH09120783A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイグレーションの発生を防止し、高輝度
化、長寿命化及び高信頼性化を実現できる発光素子を得
ること。 【解決手段】 熱電子を放出する線状カソード１と、熱
電子の流れを制御する走査電極４、データ電極５と、熱
電子の衝突により発光する蛍光体８と、表示部として形
成された前面パネル９と、これに連なる側面ガラス１０
と、線状カソード１が配置され封止部材であるフリット
ガラス１１を介して側面ガラス１０と接合される背面パ
ネル３とを備えた発光素子において、発光素子の内部と
外部とを導通可能状態にし同電位とするために銀ペース
ト１６を背面パネル３の封止面に塗布して構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、大画面表示装置
を構成する発光素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の発光素子とその帯電状態を
示す断面図であり、図において、２１は電子ビームを放
出する線状カソードであり、背面パネル２３上に複数架
線され、線状カソード群を構成している。２４は線状カ
ソード２１から放出された電子ビームの流れを制御する
走査電極、２５は線状カソード２１から放出された電子
ビームの流れを制御するデータ電極であり、両電極は互
いに交差するように配置されている。そして、これら走
査電極２４及びデータ電極２５により制御電極群が構成
されている。２６はデータ電極２５に設けられた電子が
通過する開口部、２８は制御電極群によって制御された
電子ビームの衝突により発光する蛍光体であり、表示部
として形成された前面パネル２９の内面に規則的に塗布
されており、高電圧（約１０ｋｖ）が印加されるように
形成されている。３０は前面パネル２９から連なる側面
ガラスであり、背面パネル２３に封止部材たるフリット
ガラス３１を介して接合され真空気密封止されている。

【０００３】次に動作について説明する。線状カソード
２１から放出された熱電子は、走査電極２４及びデータ
電極２５により制御、加速され、開口部２６を通って陽
極たる前面パネル２９の蛍光体２８に衝突し、これを励
起し発光させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の発光素子は以上
のように構成されているので、高輝度を実現するために
は、走査電極２４やデータ電極２５に印加する電圧を増
加させたり、線状カソード２１から放出される熱電子の
量を増加させなければならず、線状カソード２１の負荷
が増大して線状カソード２１の劣化が早くなるなどの課
題があった。一方、高輝度を実現するために発光素子の
陽極電圧を上げた場合には、発光素子の周囲により大き
な静電気が発生して帯電し、発光素子の内部と外部とに
大きな電位差を生じさせ、その電位差が側面ガラス３０
と背面パネル２３との接合面に微弱電流を流して該接合
面を劣化させ、真空度の低下を招くなどの課題があっ
た。

【０００５】かかる電位差によって生じる課題をさらに
詳しく説明すると、以下のようになる。すなわち、前面
パネル２９外面の電位は正に帯電し、前面パネル２９内
側の陽極電位とほぼ同電位に達するため、前面パネル２
９付近に生じる電位差は小さい。しかし、側面ガラス３
０の外表面の電位であって背面パネル２３との接合面付
近の電位は、前面パネル２９の場合と比較して多少低下
するものの、数キロボルトに及んでいる。その一方で、
背面パネル２３上に配置された制御電極群の電位は数十
ボルトである。したがって、側面ガラス３０の外表面の
電位であって背面パネル２３との接合面付近の電位と、
背面パネル２３上に配置された制御電極群の電位との間
に大きな差が生じ、この電位差により側面ガラス３０と
背面パネル２３との接合面に、発光素子の外部から内部
に向かって微弱な電流が流れる。そして、この微弱電流
によってＮａ⁺ などのアルカリイオンが該接合面上を移
動し、該接合面に痕跡を形成する。かかる痕跡部分には
微弱ではあるが電流が流れやすくなる（以下、この現象
を「マイグレーション」という）。このマイグレーショ
ンにより上記接合面が劣化し、真空度の低下などによる
発光素子の劣化と寿命・信頼性の低下を招いていた。

【０００６】一方、かかる電位差を低減して上記不都合
を解消する手段として、例えば実開平３−５３７３８号
公報や特開平３−１９６４５５号公報に開示されたもの
が提供されている。これらの手段はいずれも、上述した
側面ガラス３０に相当する部分と、背面パネル２３に相
当する部分との間に導電層を形成して封止し、かつこの
導電層を接地することにより、帯電した電荷を該導電層
からグラウンドに放電するものであった。したがってこ
れらの手段は、帯電した電荷をグラウンドに放電するた
めに、上記導電層を必ず接地しなければならず、構成が
複雑化し、作製に手間がかかってコスト高となるなどの
課題があった。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、発光素子の内部と外部の電位差を
低減してマイグレーションの発生を防止し、高輝度化、
長寿命化及び高信頼性化を実現する発光素子を得ること
を目的とする。

【０００８】またこの発明は、容易かつ安価に作製で
き、しかもマイグレーションの発生を防止して、高輝度
化、長寿命化及び高信頼性化を実現する発光素子を得る
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る発光素子は、側面パネルと背面パネルの封止部の外周
面に導電性部材を設け該導電性部材を接地したものであ
る。

【００１０】請求項２記載の発明に係る発光素子は、発
光素子の内部と外部とを導通可能とする導電性部材を側
面パネルの封止部付近の内面から外面にかけて設けたも
のである。

【００１１】請求項３記載の発明に係る発光素子は、導
電性部材を電気抵抗値の高い薄膜部材で形成したもので
ある。

【００１２】請求項４記載の発明に係る発光素子は、発
光素子の内部と外部とを導通可能とする導電性部材を背
面パネルの封止面に設けたものである。

【００１３】請求項５記載の発明に係る発光素子は、導
電性部材を制御電極群又は線状カソード群の電極リード
で形成したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．先ず、図１ないし図３を用いて発光素子
の内部構成の概略を説明する。図１において、１は所定
の電流が流れることにより加熱され電子ビームを放出す
る直熱型の線状カソード（線状カソード群）であり、支
持電極２によって背面パネル３上に行あるいは列方向に
平行に複数架線され、線状カソード群を構成している。
４は線状カソード１から放出された電子ビームの流れを
制御する第１の制御電極たる走査電極（制御電極群）、
５は線状カソード１から放出された電子ビームの流れを
制御する第２の制御電極たるデータ電極（制御電極群）
であり、走査電極４とデータ電極５は互いに交差するよ
うに配置されている。そして、これら走査電極４及びデ
ータ電極５により制御電極群が構成されている。なお線
状カソード１は、放出された電子ビームがこの走査電極
４の電界の影響を強く受けるように走査電極４に近付け
て架線されている。６はデータ電極５に設けられた電子
が通過する開口部、７は真空排気する排気部である。

【００１５】また図２及び図３において、８は走査電極
４及びデータ電極５からなる制御電極群によって制御さ
れた電子ビームの衝突により発光する蛍光体であり、
赤、緑、青の３種類から構成されカラー表示を可能とし
ている。この蛍光体８は、表示部として形成された前面
パネル９の内面に所定のギャップｇｐで規則的に塗布さ
れており、高電圧（約１０ｋｖ）が印加されるように形
成されている。また図３において、１０は前面パネル９
から連なる側面ガラス（側面パネル）であり、背面パネ
ル３にフリットガラス（封止部材）１１を介して接合さ
れ真空気密封止されている。以上のように形成された発
光素子が多数配列されることによって大画面ディスプレ
イが構成される。

【００１６】次に、本実施の形態の要部について説明す
る。図４（ａ）及び図４（ｂ）において、１２は側面ガ
ラス１０と背面パネル３の封止部の外周面に巻かれた導
電テープ（導電性部材）、１３は導電テープ１２を大地
等に電気的に接続する接地用端子である。

【００１７】次に動作について説明する。先ず、発光素
子が発光するための動作から説明する。線状カソード１
から放出された熱電子は、走査電極４及びデータ電極５
により制御、加速され、陽極たる前面パネル９の蛍光体
８に衝突し、これを励起し発光させる。すなわち更に詳
しくは、線状カソード１から放出された熱電子は、走査
電極４とデータ電極５の電位の組み合せにより、以下の
ように４通りに制御される。

【００１８】（１） 線状カソード１に対して走査電極
４及びデータ電極５の電位が共に正の場合には、線状カ
ソード１近傍は正電位となり、線状カソード１から熱電
子が放出される。放出された熱電子は開口部６を通過し
て陽極に達し、蛍光体８を発光させる。 （２） 線状カソード１に対して走査電極４の電位が正
でデータ電極５の電位が負の場合には、データ電極５の
負電位により線状カソード１近傍から放出された熱電子
が陽極に達することができず、蛍光体８は発光しない。 （３） 線状カソード１に対して走査電極４の電位が負
でデータ電極５の電位が正の場合には、走査電極４の負
電位により線状カソード１近傍の電位が負になり、線状
カソード１からの熱電子の放出が抑制される。 （４） 線状カソード１に対して走査電極４及びデータ
電極５の電位が共に負の場合には、線状カソード１近傍
は負電位となり、線状カソード１からの熱電子の放出が
抑制される。

【００１９】以上のように、正の電位が印加された走査
電極４とデータ電極５とが交差する部分に位置する線状
カソード１から放出された熱電子のみが、開口部６を通
過して陽極に達し、蛍光体８を発光させることになる。
このようにして走査電極４に逐次走査信号を印加すると
ともに、これと同期してデータ電極５に任意のデータ信
号を印加することによって、蛍光体８を任意に発光さ
せ、所定の表示を得ることができる。

【００２０】次に、本実施の形態の要部の動作について
説明する。側面パネル１０と背面パネル３の封止部の外
周面付近に帯電した静電気は、導電テープ１２中を流
れ、接地用端子１３からグラウンドに放電される。この
放電により、発光素子の内部と外部の電位差が低減され
てマイグレーションの発生を防止できる。このため、発
光素子の陽極電圧を従来よりもさらに上げることがで
き、高輝度化が可能となるとともに、長寿命化及び高信
頼性化を実現する発光素子を得ることができる。

【００２１】実施の形態２．図５（ａ）及び図５（ｂ）
において、１４は発光素子の内部と外部とを導通可能と
する銀ペースト（導電性部材）であり、側面ガラス１０
の封止部付近の内面から外面にかけて所定間隔ごとに断
面Ｕ字状に塗布されている。側面ガラス１０は、この銀
ペースト１４の塗布後にフリットガラス１１を介して背
面パネル３に封止されるようになっている。なお、発光
素子のその他の内部構成は実施の形態１と同様であるの
で、説明を省略する。

【００２２】次に動作について説明する。発光素子の封
止部付近の内部と外部とが銀ペースト１４で導通可能状
態となり、同電位となる。これによって、従来技術のよ
うに接地をしなくてもマイグレーションの発生が有効に
防止され、高輝度化、長寿命化及び高信頼性化が実現す
る発光素子を得ることができる。

【００２３】実施の形態３．この実施の形態は、上記実
施の形態２における導電性部材としての銀ペースト１４
の代わりに、高抵抗膜を使用したものである。図６
（ａ）及び図６（ｂ）において、１５は電気抵抗値の高
い高抵抗膜（電気抵抗値の高い薄膜部材）であり、側面
ガラス１０の封止部付近の内面から外面にかけて連続的
に断面Ｕ字状に塗布されている。なお、発光素子のその
他の内部構成は実施の形態１と同様であるので、説明を
省略する。

【００２４】次に動作について説明する。発光素子の封
止部付近の内部と外部とが高抵抗膜１５で導通可能状態
となり、同電位となる。これによって、従来技術のよう
に接地をしなくてもマイグレーションの発生が有効に防
止され、高輝度化、長寿命化及び高信頼性化が実現する
発光素子を得ることができる。また、導電性部材として
電気抵抗値の高い薄膜部材を用いたことにより、封止部
内外を完全短絡状態とすることを避けながら静電気を移
動可能として同電位に保つことができる。また、高抵抗
膜１５の塗布工程は、側面ガラス１０の封止面を、高抵
抗膜１５となる液体の入った容器の中に漬けることによ
って容易に行うことができる。さらにこの高抵抗膜１５
の原料は、前記実施の形態２における銀ペースト１４よ
りも安価であり、コストダウンを図ることができる。

【００２５】実施の形態４．図７（ａ）及び図７（ｂ）
において、１６は発光素子の内部と外部とを導通可能と
する銀ペーストであり、背面パネル３の封止面に例えば
スクリーン印刷技術により塗布されている。背面パネル
３は、この銀ペースト１６の塗布後にフリットガラス１
１を介して側面ガラス１０と封止されるようになってい
る。なお、発光素子のその他の内部構成は実施の形態１
と同様であるので、説明を省略する。

【００２６】次に動作について説明する。発光素子の封
止面付近の内部と外部とが銀ペースト１６で導通可能状
態となり、同電位となる。これによって、従来技術のよ
うに接地をしなくてもマイグレーションの発生が有効に
防止され、高輝度化、長寿命化及び高信頼性化が実現す
る発光素子を得ることができる。また、銀ペースト１６
の背面パネル３の封止面への塗布工程は、スクリーン印
刷技術により容易に行えるので、実施の形態２の場合よ
りもさらにコストダウンを図ることができる。

【００２７】実施の形態５．図８（ａ）及び図８（ｂ）
において、１７は線状カソード１、走査電極４、データ
電極５のいずれかの電極リードの一部として形成された
電極リードであり、１８は線状カソード１、走査電極４
等の電極リードの一部をなしていないみせかけの電極リ
ードであり、それぞれ所定間隔をおいて交互に隣接配置
されている。これら電極リード１７、みせかけの電極リ
ード１８の先端部は、発光素子の内部と外部とが導通可
能となるように発光素子の外部に露出させている。また
電極リード１７及びみせかけの電極リード１８は、エッ
チングパターンによって製造したものである。なお、発
光素子のその他の内部構成は実施の形態１と同様である
ので、説明を省略する。

【００２８】次に動作について説明する。発光素子の封
止部付近の内部と外部とが、電極リード１７及びみせか
けの電極リード１８で導通可能状態となり、同電位とな
る。これによって、従来技術のように接地をしなくても
マイグレーションの発生が有効に防止され、高輝度化、
長寿命化及び高信頼性化が実現する発光素子を得ること
ができる。また、発光素子の構成に不可欠な電極リード
１７を、発光素子の内部と外部とを導通可能とする導電
性部材としてそのまま利用しているため、銀ペースト１
４等の塗布が不要となり、部品点数や製造工程数が削減
でき、コストダウンを図ることができる。また付加部品
点数が少なく済み、振動等に対する耐久性を損なうこと
なく前段記載の効果の得られる発光素子とすることがで
きる。さらに電極リード１７及びみせかけの電極リード
１８の製造工程は、エッチングパターン技術によって容
易に行えるので、より一層のコストダウンを図ることが
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、真空下で電子ビームを放出する線状カソード群
と、該電子ビームの流れを制御する制御電極群と、制御
された電子ビームの衝突により発光する蛍光体と、該蛍
光体を内面に配置して表示部として形成された前面パネ
ルと、該前面パネルから連なる側面パネルと、前記線状
カソード群が配置され前記側面パネルと封止部材を介し
て接合される背面パネルとを備えた発光素子において、
前記側面パネルと前記背面パネルの封止部の外周面に導
電性部材を設け該導電性部材を接地するように構成した
ので、前記側面パネルと前記背面パネルの封止部の外周
面付近に帯電した静電気をグラウンドに逃すことによ
り、発光素子の前記封止部付近の内部と外部の電位差を
低減してマイグレーションの発生を防止し、もって高輝
度化、長寿命化及び高信頼性化を実現する発光素子を得
ることができる効果がある。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、真空下で電
子ビームを放出する線状カソード群と、該電子ビームの
流れを制御する制御電極群と、制御された電子ビームの
衝突により発光する蛍光体と、該蛍光体を内面に配置し
て表示部として形成された前面パネルと、該前面パネル
から連なる側面パネルと、前記線状カソード群が配置さ
れ前記側面パネルと封止部材を介して接合される背面パ
ネルとを備えた発光素子において、該発光素子の内部と
外部とを導通可能とする導電性部材を前記側面パネルの
封止部付近の内面から外面にかけて設けるように構成し
たので、発光素子の前記封止部付近の内部と外部とを前
記導電性部材で導通可能状態にし同電位とすることによ
って、マイグレーションの発生を防止し、もって高輝度
化、長寿命化及び高信頼性化を実現する発光素子を得る
ことができる効果がある。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、導電性部材
を電気抵抗値の高い薄膜部材で形成するように構成した
ので、請求項２記載の発明に係る発光素子と同様の効果
があるほか、封止部内外を完全短絡状態とすることを避
けながら静電気を移動可能として同電位に保つことがで
きる効果がある。また、比較的安価な該薄膜部材を前記
側面パネルの封止部付近の内面から外面にかけて容易に
設けることができるので、さらに容易かつ安価に作製で
きる発光素子を得ることができる効果がある。

【００３２】請求項４記載の発明によれば、真空下で電
子ビームを放出する線状カソード群と、該電子ビームの
流れを制御する制御電極群と、制御された電子ビームの
衝突により発光する蛍光体と、該蛍光体を内面に配置し
て表示部として形成された前面パネルと、該前面パネル
から連なる側面パネルと、前記線状カソード群が配置さ
れ前記側面パネルと封止部材を介して接合される背面パ
ネルとを備えた発光素子において、該発光素子の内部と
外部とを導通可能とする導電性部材を前記背面パネルの
封止面に設けるように構成したので、発光素子の前記封
止面付近の内部と外部とを前記導電性部材で導通可能状
態にし同電位とすることによって、マイグレーションの
発生を防止し、もって高輝度化、長寿命化及び高信頼性
化を実現できるほか、前記導電性部材を前記背面パネル
の封止面に容易に形成できる発光素子を得ることができ
る効果がある。

【００３３】請求項５記載の発明によれば、導電性部材
を前記制御電極群又は前記線状カソード群の電極リード
で形成するように構成したので、請求項４記載の発明に
係る発光素子と同様の効果があるほか、発光素子の構成
に不可欠な前記電極リードを前記導電性部材として利用
することにより部品点数や製造工程数の削減に寄与し、
さらに該電極リードはエッチングパターンによって容易
に製造できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による発光素子の内
部を示す部分斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による発光素子を示
す正面図である。

【図３】 図２におけるＡ−Ａ断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による発光素子を示
す（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は要部の断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による発光素子を示
す（ａ）は組立斜視図、（ｂ）は要部の断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による発光素子を示
す（ａ）は組立斜視図、（ｂ）は要部の断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態４による発光素子を示
す（ａ）は組立斜視図、（ｂ）は要部の断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態５による発光素子の電
極リードを示す（ａ）は部分断面図、（ｂ）はみせかけ
の電極リードを示す部分断面図である。

【図９】 従来の発光素子とその帯電状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 線状カソード（線状カソード群）、３ 背面パネ
ル、４ 走査電極（制御電極群）、５ データ電極（制
御電極群）、８ 蛍光体、９ 前面パネル、１０側面ガ
ラス（側面パネル）、１１ フリットガラス（封止部
材）、１２ 導電テープ（導電性部材）、１４，１６
銀ペースト（導電性部材）、１５ 高抵抗膜（電気抵抗
値の高い薄膜部材）、１７ 電極リード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 洋司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 長谷川 典久 三重県伊勢市上野町字和田700番地 伊勢 電子工業株式会社内 (72)発明者 龍田 和典 三重県伊勢市上野町字和田700番地 伊勢 電子工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空下で電子ビームを放出する線状カソ
   ード群と、該線状カソード群から放出された電子ビーム
   の流れを制御する制御電極群と、該制御電極群によって
   制御された電子ビームの衝突により発光する蛍光体と、
   該蛍光体を内面に配置して表示部として形成された前面
   パネルと、該前面パネルから連なる側面パネルと、前記
   線状カソード群が配置され前記側面パネルと封止部材を
   介して接合される背面パネルとを備えた発光素子におい
   て、前記側面パネルと前記背面パネル間の封止部の外周
   面に導電性部材を設け該導電性部材を接地したことを特
   徴とする発光素子。
2. 【請求項２】 真空下で電子ビームを放出する線状カソ
   ード群と、該線状カソード群から放出された電子ビーム
   の流れを制御する制御電極群と、該制御電極群によって
   制御された電子ビームの衝突により発光する蛍光体と、
   該蛍光体を内面に配置して表示部として形成された前面
   パネルと、該前面パネルから連なる側面パネルと、前記
   線状カソード群が配置され前記側面パネルと封止部材を
   介して接合される背面パネルとを備えた発光素子におい
   て、該発光素子の内部と外部とを導通可能とする導電性
   部材を前記側面パネルの封止部付近の内面から外面にか
   けて設けたことを特徴とする発光素子。
3. 【請求項３】 導電性部材を電気抵抗値の高い薄膜部材
   で形成したことを特徴とする請求項２記載の発光素子。
4. 【請求項４】 真空下で電子ビームを放出する線状カソ
   ード群と、該線状カソード群から放出された電子ビーム
   の流れを制御する制御電極群と、該制御電極群によって
   制御された電子ビームの衝突により発光する蛍光体と、
   該蛍光体を内面に配置して表示部として形成された前面
   パネルと、該前面パネルから連なる側面パネルと、前記
   線状カソード群が配置され前記側面パネルと封止部材を
   介して接合される背面パネルとを備えた発光素子におい
   て、該発光素子の内部と外部とを導通可能とする導電性
   部材を前記背面パネルの封止面に設けたことを特徴とす
   る発光素子。
5. 【請求項５】 導電性部材を制御電極群又は線状カソー
   ド群の電極リードで形成したことを特徴とする請求項４
   記載の発光素子。