JPH1050240A

JPH1050240A - 蛍光表示装置

Info

Publication number: JPH1050240A
Application number: JP20491596A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ito; 茂生伊藤; Kiyoshi Tamura; 清田村; Hitoshi Toki; 均土岐
Original assignee: Futaba Corp
Current assignee: Futaba Corp
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-20
Anticipated expiration: 2016-08-02
Also published as: JP3412406B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外囲器とは別体のゲッター室を配設せず、外
囲器内の全体に渡って均一にガスを吸着して高真空状態
を保持する。【解決手段】アノード基板１とカソード基板２の周囲
が封着されて外囲器３が構成される。アノード基板１の
内面にはアノード導体１２が形成され、アノード導体１
２上には蛍光体層１３が被着形成される。表示部を構成
する各蛍光体層１３の周囲には、所定間隔１４を開けて
ガス吸着層１５が形成される。ガス吸着層１５として
は、黒鉛、フラーレン（球状フラーレン、カーボンナノ
チューブ、グラファイト）等の炭素を含む微粒子の化合
物材料が用いられる。蛍光体層１３に電子が射突して励
起発光したときに発生するガスは、ガス吸着層１５によ
り効率的に吸着される。これにより、外囲器３内の全体
に渡って均一にガスの吸着がなされ、外囲器３内が高真
空状態に保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子の射突により
蛍光体を励起発光させて各種表示を行う蛍光表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】容器内部が高真空状態に気密保持された
蛍光表示装置として、例えば電界放射素子を電子源とし
た電界放射形表示装置（以下、ＦＥＤという）が知られ
ている。このＦＥＤは、蛍光体層を有する表示部を備え
たアノード基板と、アノード基板の表示部と対面する内
面側に電界放射素子を備えたカソード基板とを、所定間
隔をおいて外周部で封止することにより外囲器が構成さ
れている。

【０００３】更に説明すると、この種のＦＥＤは、細か
いドットピッチで表示部が形成されるアノード基板と、
電界放射素子の形成されるカソード基板がいずれも薄い
ガラス板で構成され、両基板の間隔も極めて狭く、例え
ば２００μｍ以下に設定されて薄型に構成されている。

【０００４】ところで、この種のＦＥＤを表示装置とし
て機能させるためには、電界放射素子より効率的に電子
が放出されるように、アノード基板とカソード基板とで
構成される外囲器内を高真空状態に保持する必要があ
る。そこで、外囲器内の排気を行って外囲器内を例えば
１０^-6Ｔｏｒｒの真空状態に保持し、更に外囲器内に発
生するガスをゲッター部材により吸着させて例えば１０
^-8Ｔｏｒｒの高真空状態に保持している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＦＥＤは、
上述したように、外囲器自体が極めて薄型に構成されて
いるので、外囲器内に発生するガスを吸着するためのゲ
ッター部材を外囲器内に設けることができなかった。

【０００６】このため、従来のＦＥＤでは、外囲器の外
側に別途ゲッター室を設け、このゲッター室内に蒸着に
よりゲッター膜を形成させていた。

【０００７】図５（ａ），（ｂ）は、外囲器の外側にゲ
ッター室を備えたＦＥＤの一構成例を示している。図に
おけるＦＥＤの外囲器２１は、内面にアノード導体と蛍
光体層からなる表示部が形成されたアノード基板２２
と、内面に電界放射素子が形成されたカソード基板２３
とが、数１００μｍ離れて面方向に位置をずらして対面
してその外周部分に側面部２４を介して固着されてい
る。

【０００８】外囲器２１の側面部２４は一部が除去され
ており、外囲器２１の側面には内部に連通する排気孔２
５が形成されている。この排気孔２５に近接したアノー
ド基板２２の非対面部分及び外囲器２１の側面には、箱
形の蓋部材２６が固着され、排気孔２５に連通する排気
室を兼ねたゲッター室２７が形成されている。ゲッター
室２７内にはゲッター部材２８が設けられている。ゲッ
ター室２７の壁面には、ゲッター部材２８を例えば高周
波加熱することによりゲッター膜２９が形成されてい
る。

【０００９】そして、上記構成によるＦＥＤでは、ゲッ
ター膜２９が形成されたゲッター膜２９下部の壁面に付
着したガス及びその近傍の周囲の壁面に付着したガスと
良く反応して効率的にガスを吸着している。

【００１０】ところが、上記のように外囲器２１の外側
に別体にゲッター室２７が形成された構成では、ゲッタ
ー膜２９から離れるに従ってゲッター膜２９によるガス
吸着能力が低下するため、例えばゲッター膜２９から離
れた蛍光体層に電子が射突して発光したときに発生する
ガスは、基板間の空隙が狭く、ゲッター膜２９まで拡散
して行きずらく、ゲッター膜２９により効率的に吸着す
ることができない。

【００１１】このため、蛍光体層に対向してカソード基
板２３の内面に微細加工された電界放射素子のエミッタ
は、表示部上を浮遊するガスによって汚染される。この
結果、エミッションが低下し、これに伴い発光輝度も低
下して表示装置としての寿命が短くなるという問題があ
った。

【００１２】又、電子源としてフィラメント状の陰極を
用いた蛍光表示管では、大型のグラフィック表示装置を
構成した場合、外囲器内の複数箇所、例えば四隅にゲッ
ターを配置してゲッター膜を形成し、外囲器内に発生す
るガスの吸着を行っている。しかしながら、大型のグラ
フィック表示装置では、外囲器内の体積が大きいのにも
拘わらず、表示部を形成する画面の中心近くにゲッター
を配置できる余裕スペースがない。このため、複数のゲ
ッターを設けたとしても、ゲッターから離れた位置のガ
スを効率的に吸着することができなかった。

【００１３】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであり、外囲器とは別体のゲッター室を配設
する必要がなく、外囲器内の全体に渡って均一にガスを
吸着して高真空状態を保持することができる蛍光表示装
置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、カソード基板と、蛍光体層とア
ノード導体とを有する表示部を備えたアノード基板と
が、所定間隔をおいて外周部で封止されて外囲器が構成
され、前記蛍光体層への電子の射突により励起発光する
蛍光表示管において、少なくとも炭素を含む化合物から
なるガス吸着層が前記蛍光体層の周囲に設けられたこと
を特徴とする。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１の蛍光表示装
置において、前記ガス吸着層は、前記蛍光体層を囲むよ
うに前記アノード基板の内面に形成されたことを特徴と
する。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の蛍光表示装
置において、前記ガス吸着層は、前記蛍光体層と前記ア
ノード導体との間に形成されたことを特徴とする。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１の蛍光表示装
置において、電圧が印加される電極が前記アノード導体
とは独立して前記アノード基板の内面に設けられ、該電
極上に前記ガス吸着層が形成されたことを特徴とする。

【００１８】請求項５の発明は、請求項４の蛍光表示装
置において、前記電極には、前記アノード導体に印加さ
れるアノード電圧と同一又はアノード電圧より低い電圧
が印加されることを特徴とする。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか
の蛍光表示装置において、前記ガス吸着層は、黒鉛、球
状フラーレン、ナノカーボン、ミクログラファイト等の
カーボンの微粒子からなることを特徴とする。

【００２０】請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか
の蛍光表示装置において、前記ガス吸着層と、少なくと
も蒸発ゲッター及び／又は非蒸発ゲッターを併設したこ
とを特徴とする。

【００２１】本発明による蛍光表示装置では、炭素を含
む化合物からなるガス吸着層が表示部を構成する各蛍光
体層の周囲に設けられ、蛍光体層に電子が射突して励起
発光した際に発生するガスはガス吸着層により効率的に
吸着される。その際、ガス吸着層としては、微粒子の化
合物からなる黒鉛、球状フラーレン、ナノカーボン、ミ
クログラファイトの何れかが用いられ、特に、黒鉛より
も比表面積が大きいナノカーボンを用いれば、ガス吸着
能力の向上が図れる。又、蛍光表示管の駆動時に、ガス
吸着層に対し、アノード電圧と同一又はアノード電圧よ
り低い正の電圧を印加すれば、電子の射突によりガス吸
着面が活性化され、更にガス吸着能力が高められる。そ
の結果、外囲器内の全体に渡って均一にガス吸着を行う
ことができる。また、上記ガス吸着層は一般に光吸収能
力が高い為、表示部のコントラストを改善するブラック
マトリックス層を兼ねることもできる。また、上記ガス
吸着層と従来のゲッターを併用することにより、更に管
内の残留ガス、放出ガスを減少させることが可能であ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明の第１実施の
形態を示す蛍光表示装置の拡大断面図、図１（ｂ）は図
１（ａ）を蛍光体層側から見たアノード基板の部分平面
図である。

【００２３】図１（ａ）に示すように、蛍光表示装置を
なすＦＥＤは、絶縁性及び透光性を有するアノード基板
１と、絶縁性を有するカソード基板２とが、絶縁性のス
ペーサ部材（不図示）を介して一体に封着された薄い箱
形の外囲器３を有している。両基板１，２の間隔は例え
ば５００μｍ以下に設定されている。

【００２４】尚、図示はしないが、カソード基板２の隅
部には排気孔が形成されており、外囲器３内の気体は排
気孔から排気される。排気後、この排気孔が封止されて
外囲器３内が例えば１０^-8Ｔｏｒｒの高真空状態に保持
される。

【００２５】外囲器３内のアノード基板１と対面するカ
ソード基板２上には、表示部の電子源として縦型の電界
放射素子４が形成されている。電界放射素子４は、カソ
ード基板２の内面に形成されたカソード電極５と、カソ
ード電極５上に形成された抵抗層６と、抵抗層６上に形
成された酸化シリコン等の絶縁層７と、絶縁層７上に形
成されたゲート電極８と、絶縁層７及びゲート電極８に
形成されたホール９内においてカソード電極５上に設け
られたコーン形状のエミッタ１０を有している。尚、Ｆ
ＥＤとしてカソード電極５と絶縁層７との間に抵抗層６
が無いものもある。

【００２６】外囲器３のアノード基板１の内面で、電界
放射素子４と対面する位置には、表示部をなすアノード
電極１１が形成されている。アノード電極１１は、アノ
ード基板１上に形成されたＩＴＯ，ＳｎＯ₂等による透
光性のアノード導体１２と、アノード導体１２上に所定
形状、例えばドットマトリクス状に被着形成された蛍光
体層１３とから構成される。

【００２７】外囲器３のアノード基板１の内面で、表示
部を構成する各蛍光体層１３の周囲には、微小の間隔１
４を開けてガス吸着層１５が被着形成されている。ガス
吸着層１５はその表面が露出して外囲器３内の雰囲気中
に晒されている。このガス吸着層１５では、外囲器３内
に発生するガス、具体的には、電界放射素子４からの電
子の射突により蛍光体層１３が発光した際に発生するガ
スを吸着している。

【００２８】上記第１実施の形態では、電界放射素子４
から電子が放出されると、この電子がアノード電極１１
の蛍光体層１３に射突して励起発光する。このときの発
光はアノード導体１２と透光性のアノード基板１を介し
て観察される。そして、電子が蛍光体層１３に射突した
際のエネルギーは、その一部が熱に変換されるととも
に、蛍光体層１３が分解してガスを発生する。このとき
発生するガスは、各蛍光体層１３の周りを囲むように形
成されたガス吸着層１５によって吸着される。その際、
ガス吸着層１５は、蛍光体層１３の発光をアノード基板
１側から観察するときの遮蔽部材としても機能する。

【００２９】したがって、上記第１実施の形態によれ
ば、蛍光体層１３の励起発光時に表示部上を浮遊するガ
スは、各蛍光体層１３の周りを囲むように形成されたガ
ス吸着層１５により効率的に吸着されるので、外囲器３
内の表示部全体に渡ってムラなくガスを吸着して外囲器
３内を高真空状態に保持することができる。そして、表
示部上を浮遊するガスが低減できることから、そのガス
による電界放射素子４のエミッタ１０の汚染も低減で
き、その結果、エミッション及び発光輝度を維持でき、
従来に比べて表示装置としての寿命を延ばすことができ
る。

【００３０】ところで、上記第１実施の形態によるアノ
ード基板１の構成は、ＦＥＤの他、フィラメント状のカ
ソードを電子源とし、透光性のアノード基板１側から発
光を観察する、所謂前面発光型の蛍光表示管にも適用す
ることができる。

【００３１】又、第１実施の形態では、微小の間隔１４
を開けて蛍光体層１３を囲むようにガス吸着層１５をア
ノード基板１の内面に形成しているが、間隔１４を開け
ずにアノード導体１２に接触させてガス吸着層１５を形
成し、アノード導体１２にプラス電圧を印加したときに
ガス吸着層１５がアノード導体１２と同電位になるよに
構成してもよい。この場合、後述する第３実施の形態の
ように、ガス吸着層１５への電子の射突により活性化さ
れ、ガス吸着能力を高めることができる。

【００３２】次に、図２は本発明の第２実施の形態を示
すアノード基板側の部分拡大断面図である。尚、第１実
施の形態と同一の構成要素には同一番号を付す。

【００３３】この第２実施の形態によるＦＥＤにおい
て、外囲器３のアノード基板１の内面で、電界放射素子
４と対面する位置には、表示部をなすアノード電極１１
が形成されている。アノード電極１１は、アノード導体
１２とガス吸着層１５と蛍光体層１３から構成される。
蛍光体層１３の発光をアノード基板１を通して観察する
前面発光形のＦＥＤにおいては、アノード導体１２は、
ＩＴＯ，ＳｎＯ₂等による透光性を有する材料で形成さ
れる。アノード導体１２上には外囲器３内に発生するガ
スを吸着するガス吸着層１５が蛍光体の発光を十分通す
程薄く隙間が空くように形成され、このガス吸着層１５
上には蛍光体層１３が被着形成されている。

【００３４】ナノカーボンで形成されたガス吸着層１５
は、アノード導体１２と蛍光体層１３との間に密着して
介在しており、その縁周部分が露出して外囲器３内の雰
囲気中に晒されるように、蛍光体層１３よりも一回り大
きくアノード導体１２上に被着形成されている。又、ガ
ス吸着層１５上に被着形成される蛍光体層１３は、その
充填率が例えば５０％程度となっている。これにより、
ガス吸着層１５の粒子が蛍光体層１３の粒子間に入り込
んだ状態となり、より効率的なガス吸着が行われる。

【００３５】上記第２実施の形態では、電界放射素子４
から放出された電子がアノード電極１１の蛍光体層１３
に射突して励起発光すると、そのとき発生するガスは、
アノード導体１２と蛍光体層１３との間に形成されたガ
ス吸着層１５によって吸着される。

【００３６】そして、上記第２実施の形態によれば、第
１実施の形態と同様の効果が得られ、しかも、蛍光体層
１３に電子が射突して発光した際の熱を熱伝導性の優れ
たナノカーボンからなるガス吸着層１５およびアノード
導体１２を介してアノード基板１側に逃がすことができ
る。

【００３７】尚、アノード導体１２と蛍光体層１３との
間にガス吸着層１５が形成された第２実施の形態の構成
は、ＦＥＤの他、フィラメント状のカソードを電子源と
し、透光性のカソード基板２側から発光が観察される直
視形の蛍光表示管にも適用することができる。この場
合、アノード導体１２は透光性を有する必要がないの
で、ＡｌやＡｇの薄膜によって形成される。

【００３８】次に、図３は本発明による蛍光表示装置の
第３実施の形態を示すアノード基板側の部分拡大断面図
である。尚、第１実施の形態と同一の構成要素には同一
番号を付す。

【００３９】この第３実施の形態によるＦＥＤにおい
て、外囲器３のアノード基板１の内面で、電界放射素子
４と対面する位置には、表示部をなすアノード電極１１
が形成されている。アノード電極１１は、アノード基板
１上に形成されたＩＴＯ，ＳｎＯ2 等による透光性のア
ノード導体１２と、アノード導体１２上に被着形成され
た蛍光体層１３とから構成される。

【００４０】外囲器３内のアノード基板１の内面で、表
示部を構成する例えばドットマトリクス状の各蛍光体層
１３の周囲には、微小の間隔１４を開けてアノード導体
１２とは独立したガス吸着層用電極１６が設けられてい
る。ガス吸着層用電極１６上にはガス吸着層１５が被着
形成されている。ガス吸着層１５は薄膜で形成されてお
り、その表面が露出して外囲器３内の雰囲気中に晒され
ている。

【００４１】ガス吸着層用電極１６には、ＦＥＤの駆動
中にプラス電圧が印加される。その際、印加されるプラ
ス電圧は、アノード導体１２に印加されるアノード電圧
以上でも良いが、ＦＥＤを駆動する上で無効電流が多く
流れることになる。このため、ガス吸着層用電極１６に
は、ＦＥＤを効率的に駆動する意味で、アノード導体１
２に印加されるアノード電圧と同一又はそれより低い電
圧（例えば１００Ｖ以下の電圧）が印加されるようにな
っている。

【００４２】ガス吸着層１５は、蛍光体層１３に電子が
射突したときに発生するガスを吸着している。このガス
吸着層１５は、ガス吸着層用電極１６にプラス電圧を印
加することにより、電界放射素子４からの電子が射突し
た際に活性化され、よりガスの吸着能力が高められるよ
うになっている。

【００４３】尚、アノード導体１２とは独立して配設さ
れたガス吸着用電極１６上にガス吸着層１５が形成され
た第３実施の形態の構成は、ＦＥＤの他、フィラメント
状のカソードを電子源とし、透光性のカソード基板２側
から発光を観察する蛍光表示管や透光性のアノード基板
１側から発光を観察する前面発光型の蛍光表示管に適用
することができる。

【００４４】又、上記第３実施の形態において、ガス吸
着層用電極１６を設けず、第１実施の形態と同様に、各
蛍光体層１３の周りを囲むように微小の間隔１４を開け
て導電性を有するガス吸着層１５を被着形成し、このガ
ス吸着層１５に直接プラス電圧を印加する構成としても
よい。

【００４５】ところで、各実施の形態の構成をフィラメ
ント状のカソードを電子源とする蛍光表示管に適用した
場合には、特に図示はしないが、フィラメント状のカソ
ードから放出された電子を蛍光体層１３に向けて加速制
御する制御電極を、フィラメント状のカソードと蛍光体
層１３との間に配設する構成としてもよい。又、上記ガ
ス吸着層１５と従来のゲッター（蒸発ゲッター、非蒸発
ゲッター）を併用すれば、更に管内の残留ガス、放出ガ
スを減少させることが可能となる。

【００４６】そして、以上説明した各実施の形態におけ
るガス吸着層１５は、例えば黒鉛、フラーレン、ミクロ
グラファイト、ナノカーボン等の少なくとも一種の炭素
を含む微粒子による化合物材料で形成される。

【００４７】黒鉛は、天然ガスないし液状炭化水素の不
完全燃焼又は熱分解によって得られる黒色微粉末であ
る。又、その主成分はコロイド範囲１〜５００ｍμの平
均粒子直径をもち、石墨質近似の結晶構造をもつ炭素で
あり、炭素含有率は９５％以上を示している。

【００４８】黒鉛の製法としては、衝撃法とファーネス
法に大別される。衝撃法では、分解原料は適量の空気と
ともに気密下、小さな自由拡散炎中で燃焼し、炎を発火
点以下の冷表面にあてて、生成した黒鉛を補集する。フ
ァーネス法では、分解原料は適量の空気と一緒に燃焼炉
に張り込まれ、不完全燃焼又は熱分解により黒鉛が生成
される。

【００４９】フラーレンは、炭素元素が多数集まって閉
殻構造を有する多面体クラスタを形成した一連の物質群
である。ここで、現在フラーレンとして定義されている
ものは、その多面体が五角形と六角形だけで構成されて
おり、炭素元素が６０個集まったサッカーボール形状の
Ｃ₆₀からラグビーボール形状のＣ₇₀、更に多くの炭素元
素が集合してできたＣ₇₆，Ｃ₇₈，Ｃ₈₂，Ｃ₈₄，Ｃ₉₀，Ｃ
₉₆，…と様々な高次フラーレンが存在している。

【００５０】フラーレンの合成・分離・精製の手続き
は、主に（１）〜（４）の内容からなる。（１）何らか
の材料と手続きでススをつくる。（２）スス成分である
フラーレンを適正な有機溶媒系で抽出する。（３）液体
クロマトグラフィー法などで抽出した成分を分離・精製
・単離する。（４）真空昇華法で高純度化する。

【００５１】ススの作り方としては、具体的に、真空容
器の中でグラファイト棒を取り付け、容器内をヘリウム
ガスで充満し、グラファイト棒をアーク放電で蒸発させ
る。分取用の液体クロマトグラフィー法としては、アル
ミナのカラムを用いた自然落下法、コンピュータ支援シ
ステムの導入により分離・精製操作の自動化が可能な高
速液体クロマトフラフィー法が採用される。

【００５２】多種多様のフラーレン類を分離・精製・単
離するクロマトカラムとしては、逆相のＯＤＳ（オクタ
デシル基で表面を化学修飾して疎水性化したシリカゲ
ル）系のカラム、化学異性体の分離に用いるパークルカ
ラムを採用したフラーレンの単離・精製法が提案されて
いる。これらの方法では、充填剤の保護のために溶離液
としてヘキサンを用いている。

【００５３】又、ヘキサンを用いた方法では、フラーレ
ンがヘキサンにそれほど溶解せず、一度に分離できる量
も少ないため、Ｃ₆₀とＣ₇₀の分離の目的に優れたものと
して、ポリスチレン系の充填剤を詰めたカラム（ＪＡＩ
ゲル１Ｈ、２Ｈ、日本分析工業製）を用い、溶離液と
してベンゼンを用いた方法が提案されている。

【００５４】更に、フラーレンの溶解度がベンゼンより
大きい二硫化炭素を用いる方法も提案されている。この
方法によれば、一度のクロマト分離操作では一つのクロ
マトピークとして現れてくる各種フラーレンも、繰り返
しクロマトカラムを通過させることにより、いくつかの
ピーク成分として分離し、大きなフラーレンの単離・精
製が可能となる。

【００５５】ところで、上述した各実施の形態における
ガス吸着層１５は、ＦＥＤのアノード基板１とカソード
基板２との間隔が５００μｍ以下と微小であるため、薄
膜状態で設けるのが好ましい。

【００５６】ここで、特にＣ₆₀で表されるフラーレン
は、空気中で安定、真空中４００℃以上でも分解せず、
構造的にダングリングボンドを有しない球形状の閉殻構
造のクラスタ分子であり、その固体物質は通常の圧力下
では溶融できないが、真空度の高い状態で温度を上昇さ
せると固体から気体へと状態を変えて気化する。

【００５７】したがって、ガリウム・ヒ素などのIII-Ｖ
化合物半導体物質やシリコンの高品質な超薄膜をつくる
ための優れた薄膜成膜法である分子線蒸着法（通称ＭＥ
Ｂ法）を適用できる。ところが、Ｃ₆₀は構造的に安定な
物質ではあるものの、一般の無機固体と比較すると、
光、熱、電子などに対する安定性が劣る。このため、ク
ラスタの構造を壊さないで高品質の薄膜を形成するため
には、有機分子を取り扱うのに似た注意が必要となる。

【００５８】そこで、分子線蒸着法に改良が加えられ、
基板とのエピタキシャル成長を制御しながらフタロシア
ニン系あるいはポルフィリン系物質の結晶超薄膜をつく
る技術である有機分子線蒸着（ＯＭＢＥ）法を適用する
ことにより、品質の良いフラーレン超薄膜を成膜するこ
とができる。そして、ＯＭＢＥ法を採用すれば、Ｃ₆₀及
びＣ₇₀結晶の超薄膜を制御してつくることができ、この
超薄膜によるガス吸着層１５は、特に基板間の間隔が狭
いＦＥＤに最適である。

【００５９】グラファイトは、基本的にグラフェンシー
トと称される炭素六角網平面が３．３５Åの間隔でＡ・
Ｂ・Ａ・Ｂ型の三次元的規則性で積層している層状物質
であり、各々の層は弱いファンデルワース力により結合
され、容易に分離可能となっている。更に説明すると、
このグラファイトの面内の炭素子は、ｓｐ²混成軌道に
よる強いσ結合と弱いπ結合で共有結合を完成してお
り、この結合により、グラフェンシート（ａ−ｂ面）に
沿っては極めて高い強度と弾性率、半金属的導電性、銅
の３倍もある熱伝導性（室温）などの独特の性質が現れ
る。

【００６０】ナノカーボンとしては、六員環がらせん状
にねじれて重なったカーボンナノチューブが知られてい
る。カーボンナノチューブは、そのねじれ構造によって
同一物質でありながら導電性が様々に変化するものであ
る。更に説明すると、カーボンナノチューブは、フラー
レンが拡大解釈されたものとも考えられ、構造的特徴
は、六角形で構成されるグラファイトシートをらせん状
にまるめてチューブにしたもので、実際には、二重、三
重と入れ子状のナノサイズの多層チューブとなっている
場合が多く、種々のらせんピッチのものが存在する。

【００６１】又、形成されたチューブの形はその径の大
きさとらせん構造で決定され、このチューブの径の大き
さとらせん構造のピッチに依存して、広いバンドギャッ
プの半導体、狭いバンドギャップの半導体、あるいは金
属へ変化するという特性を示す。

【００６２】ナノカーボンは、通常グラファイトをアー
ク放電気化させたり、レーザー蒸発させてその煤を回収
し作製される。これらの中には直径０．７ｎｍのＣ
₆₀（フラーレン）やグラファイト構造でその大きさが数
１００ｎｍのものが含まれ、通常の黒鉛より粒子が小さ
く比表面積（１ｇ当たりに含まれる粒子の表面積の合
計）が大きいので、ガス吸着能力に優れている。又、通
常の煤（３０〜５００ｎｍ）の中にも１％以下でナノカ
ーボンは含まれている。但し、煤は純粋に炭素だけでは
なく、水素や酸素を含む化合物である。

【００６３】そして、ナノカーボンをガス吸着層１５と
して第２実施の形態の構成に採用した場合には、ナノカ
ーボン自身が熱伝導性に優れた材料なので、電界放射素
子４からの電子の射突により蛍光体層１３を発光させた
際に発生する熱をアノード導体１２を介してアノード基
板１側に逃がすヒートシンクとして機能させることがで
きる。又、ナノカーボンによるガス吸着層１５では、チ
ューブ内にガス粒子を閉じ込めるので、ガス吸着力も極
めて強い。

【００６４】

【実施例】

［第１実施例］次に、上述した第３実施の形態の構成に
よるアノード基板１を用い、蛍光体にＡｌ添加したＳｒ
ＴｉＯ₃：Ｐｒ赤色蛍光体を用いて蛍光体層１３を形成
し、ガス吸着層１５として粒径が２００ｎｍ以下のカー
ボン（ナノカーボン）を塗布した試料と通常の黒鉛を塗
布した試料を作製し、これらを４００℃以上でベーキン
グ後、フィラメントグリッド電極とともにパッケージン
グを行い、評価用の蛍光表示管を作製した。同時に、比
較用としてガス吸着層塗布無しの試料も作製した。ここ
で電子源としては電界放射素子４を用いることもでき
る。又、ナノカーボンの塗布方法としては、今回は印刷
塗布で行ったが、電着法やスラリー法、静電塗装法及び
有機分子線蒸着法などでも可能である。

【００６５】そして、評価はアノード電圧に１００Ｖを
印加し行った。その結果を図４に示す。図４からも明ら
かなように、ガス吸着層１５として黒鉛を用いることに
より寿命特性の改善が行えることが分かる。更に、ガス
吸着層１５に使用する材料に通常ナノカーボンと呼ばれ
る粒径が０．５〜２００ｎｍのものを使用すると特に効
果が大きいことが分かった。

【００６６】ここに使用した黒鉛は構造を持ち、大きさ
が０．１〜数μｍの物であり、一方、ナノカーボンにつ
いて形状を調べたところ、Ｃ₆₀，Ｃ₇₀，Ｃ₇₆，Ｃ₇₈，Ｃ
₈₂，Ｃ₈₄，Ｃ₉₀，Ｃ₉₆で表される通称球状フラーレン構
造やカーボンナノチューブと呼ばれる構造、及びミクロ
グラファイトと呼ばれる通常のグラファイト構造でサイ
ズが２００ｎｍ以下のもので構成されていた。そして、
このガス吸着層１５にアノード電圧の範囲内でプラス電
圧を印加したところ、黒鉛、ナノカーボン何れのガス吸
着層１５においても、更に改善効果が認められた。

【００６７】［第２実施例］次に、第３実施の形態の構
成を採用し、蛍光体層１３を構成する蛍光体としてＺｎ
（Ａｌ，Ｇａ）₂Ｏ₄：Ｍｎ緑色蛍光体及びＹ₂ＳｉＯ
₅：Ｃｅ青色発光体を用い、ガス吸着層１４が無い場合
と、黒鉛，ナノカーボンをガス吸着層１５とした場合に
ついて検討を行った。そのときの１０００時間後の輝度
の残存率を表１に示す。

【００６８】

【表１】

【００６９】この表１からも明らかなように、黒鉛又は
ナノカボーンをガス吸着層１５として用いた第３実施の
形態の構成によれば、ガス吸着層１５が無い従来の蛍光
表示管に比べ、輝度の残存率を向上させることができ、
蛍光体の種類によらずに同様の効果が認められる。これ
は蛍光体にダメージを与えるガス吸着等の確率が減少す
るためと考えられる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、従来のような外囲器とは別体のゲッター室を配
設する必要がなく、外囲器内の全体に渡って均一にガス
吸着を行って外囲器内を高真空状態に保持することがで
きる。これにより、蛍光体層、電界放射素子等へのガス
吸着が低減し、ガス吸着時の化学変化による劣化を防止
して蛍光表示装置の寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１実施の形態を示す蛍光表示
装置の拡大断面図（ｂ）（ａ）を蛍光体層側かた見たアノード基板の部分
平面図

【図２】（ａ）本発明の第２実施の形態を示すアノード
基板側の部分拡大断面図（ｂ）（ａ）を蛍光体層側かた見たアノード基板の部分
平面図

【図３】本発明による蛍光表示装置の第３実施の形態を
示すアノード基板側の部分拡大断面図

【図４】本発明による第３実施の形態の蛍光表示装置と
従来の蛍光表示装置とを比較した場合の寿命特性を示す
図

【図５】（ａ）従来の蛍光表示装置の構成を示す平面図（ｂ）（ａ）の側断面図

【符号の説明】

１…アノード基板、２…カソード基板、３…外囲器、４
…電界放射素子、１１…アノード電極、１２…アノード
導体、１３…蛍光体層、１４…間隔、１５…ガス吸着
層、１６…ガス吸着層用電極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カソード基板と、蛍光体層とアノード導
体とを有する表示部を備えたアノード基板とが、所定間
隔をおいて外周部で封止されて外囲器が構成され、前記
蛍光体層への電子の射突により励起発光する蛍光表示管
において、少なくとも炭素を含む化合物からなるガス吸着層が前記
蛍光体層の周囲に設けられたことを特徴とする蛍光表示
装置。
【請求項２】前記ガス吸着層は、前記蛍光体層を囲む
ように前記アノード基板の内面に形成された請求項１記
載の蛍光表示装置。
【請求項３】前記ガス吸着層は、前記蛍光体層と前記
アノード導体との間に形成された請求項１記載の蛍光表
示装置。
【請求項４】電圧が印加される電極が前記アノード導
体とは独立して前記アノード基板の内面に設けられ、該
電極上に前記ガス吸着層が形成された請求項１記載の蛍
光表示装置。
【請求項５】前記電極には、前記アノード導体に印加
されるアノード電圧と同一又はアノード電圧より低い電
圧が印加される請求項４記載の蛍光表示装置。
【請求項６】前記ガス吸着層は、黒鉛、球状フラーレ
ン、ナノカーボン、ミクログラファイト等のカーボンの
微粒子からなる請求項１〜５の何れか一つに記載の蛍光
表示装置。
【請求項７】前記ガス吸着層と、少なくとも蒸発ゲッ
ター及び／又は非蒸発ゲッターを併設した請求項１〜６
の何れか一つに記載の蛍光表示装置。