JP2000106101A - Field emission display element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電界放出形陰極か
ら放出された電子を蛍光体層に射突させて発光を得る電
界放出形表示素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field emission display device in which electrons emitted from a field emission cathode strike a phosphor layer to emit light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在開発中の電界放出形表示素子( Fiel
d Emission Display, 略してFED ）は、薄型軽量の発光
デバイスとして期待されている。これは、面状に配置さ
れた多数の電子源である電界放出陰極( Field Emission
Cathode, 略してFEC ）と、アノード側の発光画素を一
対一に対応させて配置し、画素選択により任意の発光表
示を行うものである。このＦＥＤでは、ＦＥＣから放出
される電子の広がりを表示に影響のない範囲に抑えるた
めに、ＦＥＣとアノードの間隔が所定の距離以下に制約
される。2. Description of the Related Art A field emission display device currently under development (Fiel
d Emission Display (FED for short) is expected as a thin and lightweight light emitting device. This is a field emission cathode (Field Emission), which is a large number of electron sources arranged in a plane.
Cathode (abbreviated as FEC) and the light emitting pixels on the anode side are arranged in one-to-one correspondence, and an arbitrary light emitting display is performed by selecting a pixel. In this FED, the interval between the FEC and the anode is limited to a predetermined distance or less in order to suppress the spread of electrons emitted from the FEC to a range that does not affect display.
【０００３】現状では、その間隔は高々１mmであり、従
来の蛍光表示管などのように基板を箱型に組み立てて内
部を高真空状態にした外囲器を有する表示デバイスに比
べ、対面する基板間の間隔が非常に狭い。At present, the distance is at most 1 mm. Compared with a display device having an envelope in which a substrate is assembled in a box shape and the inside of which is in a high vacuum state, such as a conventional fluorescent display tube or the like, the substrate facing the substrate is not provided. The spacing between them is very narrow.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このため、ＦＥＤは薄
型軽量という特徴がある反面、製造における排気工程で
そのコンダクタンスが非常に小さいため、外囲器内の真
空度を十分に高めるには長時間を要している。そして、
外囲器内の真空度に関係する表示素子としての信頼性の
点でも更に改善が望まれている。For this reason, the FED is characterized in that it is thin and lightweight, but on the other hand, its conductance is very small in the evacuation process in manufacturing, so that it takes a long time to sufficiently increase the degree of vacuum in the envelope. Is required. And
Further improvements are also desired in terms of reliability as a display element related to the degree of vacuum in the envelope.
【０００５】ここで、表示素子の真空容器における真空
排気において、その最終的な真空度は真空容器を構成す
る各部材からの放出ガス量と排気される量のバランスで
決定されることが知られている。Here, it is known that the final degree of vacuum in the vacuum evacuation of the vacuum vessel of the display element is determined by the balance between the amount of gas released from each member constituting the vacuum vessel and the amount to be evacuated. ing.
【０００６】ところで、前記ＦＥＤに関しては前述した
ように対面する２枚の基板の間隔が狭く、排気時のコン
ダクタンスが極端に悪いため、管内から放出されるガス
量が多いと望ましい真空度にすることができない。特に
蛍光体は粒状の蛍光体粒子が重なってポーラスな層を構
成しているので、水分や炭酸ガスの吸着が多く、これら
蛍光体に吸蔵されたガスが排気工程でとりきれずに残り
やすく、これがＦＥＣの電子放出部であるエミッタを酸
化劣化させ、寿命特性の劣化に繁がる。As described above, since the distance between the two substrates facing each other is narrow and the conductance at the time of evacuation is extremely low as described above, it is desirable to set a desired degree of vacuum when a large amount of gas is discharged from the tube. Can not. In particular, the phosphor has a porous layer in which the particulate phosphor particles are superimposed, so that a large amount of moisture and carbon dioxide are adsorbed, and the gas occluded by these phosphors is likely to remain without being removed in the exhaust process. This oxidizes and degrades the emitter, which is the electron emission portion of the FEC, and deteriorates the life characteristics.
【０００７】本発明は、真空容器を真空排気する工程で
蛍光体層から放出されるガスが少なく、このために真空
容器内の真空度が良好で信頼性が優れた電界放出形表示
素子を提供することを目的としている。The present invention provides a field emission type display device in which the amount of gas released from the phosphor layer in the step of evacuating the vacuum vessel is small, and therefore the degree of vacuum in the vacuum vessel is good and the reliability is excellent. It is intended to be.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された電
界放出形表示素子（１）は、内面に電界放出形陰極
（５）が形成された陰極基板（２）と、内面に蛍光体層
（１５）が形成された陽極基板（３）とが所定間隔をお
いて対面する真空容器（外囲器４）を有し、前記電界放
出形陰極から放出された電子の射突によって前記蛍光体
層が励起発光する電界放出形表示素子において、前記蛍
光体層がカーボンコーティング（カーボン層１２）され
ており、前記陰極基板と前記陽極基板の間隔が２ｍｍ以
下であることを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a field emission display device including a cathode substrate having a field emission cathode formed on an inner surface thereof and a phosphor on an inner surface thereof. A vacuum vessel (envelope 4) facing the anode substrate (3) on which the layer (15) is formed at a predetermined distance, and the fluorescent light is emitted by the projection of electrons emitted from the field emission cathode. In a field emission display device in which a body layer emits light by excitation, the phosphor layer is coated with carbon (carbon layer 12), and a distance between the cathode substrate and the anode substrate is 2 mm or less.
【０００９】請求項２に記載された電界放出形表示素子
（１）は、内面に電界放出形陰極（５）が形成された陰
極基板（２）と、内面に蛍光体層（１５）が形成された
陽極基板（３）とが所定間隔をおいて対面する真空容器
（外囲器４）を有し、前記電界放出形陰極から放出され
た電子の射突によって前記蛍光体層が励起発光する電界
放出形表示素子において、前記蛍光体層を構成する蛍光
体粒子がカーボンコーティング（カーボン層１２）され
ており、前記陰極基板と前記陽極基板の間隔が２ｍｍ以
下であることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a field emission display device having a cathode substrate having a field emission cathode formed on an inner surface thereof and a phosphor layer formed on an inner surface thereof. A vacuum vessel (enclosure 4) facing the separated anode substrate (3) at a predetermined interval, and the phosphor layer emits light by excitation of electrons emitted from the field emission cathode. The field emission display device is characterized in that the phosphor particles constituting the phosphor layer are coated with carbon (carbon layer 12), and the distance between the cathode substrate and the anode substrate is 2 mm or less.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】上述した問題点に鑑み、電界放出
形表示素子を構成する各部材、特にガスが吸着しやすい
蛍光体層乃至蛍光体粒子からのガス放出特性を少なくで
きれば、到達真空度を改善できると考えられる。そこ
で、従来の電界放出形表示素子の蛍光体層で吸着されて
いたガスの種類を分析したところ、水が多かった。そこ
で、本発明者等は、電界放出形表示素子の蛍光体層に水
分が吸着しにくい疎水性のコーティングを施すという発
想を得、さらに疎水性膜としてカーボン層が適当である
ことを見いだした。In view of the above-mentioned problems, if the gas emission characteristics of the members constituting the field emission type display element, in particular, the phosphor layer or the phosphor particles to which gas is easily adsorbed can be reduced, the ultimate vacuum degree Can be improved. Therefore, when the type of gas adsorbed on the phosphor layer of the conventional field emission display element was analyzed, it was found that there was much water. Thus, the present inventors have the idea of applying a hydrophobic coating that does not easily adsorb moisture to the phosphor layer of the field emission display device, and have further found that a carbon layer is suitable as the hydrophobic film.
【００１１】本発明が適用される電界放出形表示素子の
構成の一例を図１を参照して説明する。この電界放出形
表示素子１（ＦＥＤ）は、絶縁性の陰極基板２と、絶縁
性及び透光性を有する陽極基板３とを有する真空容器と
しての外囲器４を有している。陰極基板２と陽極基板３
は所定間隔をおいて対面しており、その各外周部の間に
は図示しないスペーサが設けられ、全体として薄いパネ
ル状の外囲器４を構成している。外囲器４の内部は高真
空状態に保持されている。An example of the structure of a field emission display device to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. The field emission display device 1 (FED) has an envelope 4 as a vacuum container having an insulating cathode substrate 2 and an insulating and translucent anode substrate 3. Cathode substrate 2 and anode substrate 3
Are facing each other at a predetermined interval, and a spacer (not shown) is provided between the respective outer peripheral portions, thereby forming a thin panel-shaped envelope 4 as a whole. The inside of the envelope 4 is maintained in a high vacuum state.
【００１２】なお、１ｋＶ以下の低速の電子線を利用す
る本例では、陰極基板２と陽極基板３の間隔は１ｍｍ以
下、好ましくは２ｍｍ以下とする。この程度の間隔であ
ると外囲器内を排気する際のコンダクタンスが問題にな
る。In this embodiment using a low-speed electron beam of 1 kV or less, the distance between the cathode substrate 2 and the anode substrate 3 is 1 mm or less, preferably 2 mm or less. With such an interval, conductance when exhausting the inside of the envelope becomes a problem.
【００１３】前記外囲器４の内部において、前記陰極基
板２の内面側には電界放出形陰極５（ＦＥＣ）が形成さ
れている。ＦＥＣ５の構造を説明する。まず、陰極基板
２の内面には陰極導体６が形成されている。陰極導体６
の上には絶縁層７が形成されている。絶縁層７の上には
ゲート電極８が形成されている。ゲート電極８と絶縁層
７には連続した空孔９が形成されている。空孔９内で露
出した陰極導体６の上には、コーン形状のエミッタ１０
が形成されている。A field emission cathode 5 (FEC) is formed inside the envelope 4 on the inner surface side of the cathode substrate 2. The structure of the FEC 5 will be described. First, a cathode conductor 6 is formed on the inner surface of the cathode substrate 2. Cathode conductor 6
An insulating layer 7 is formed thereon. A gate electrode 8 is formed on the insulating layer 7. A continuous hole 9 is formed in the gate electrode 8 and the insulating layer 7. On the cathode conductor 6 exposed in the hole 9, a cone-shaped emitter 10
Are formed.
【００１４】前記ＦＥＣ５においては、陰極導体６はス
トライプ状に形成され、ゲート電極８は陰極導体６と直
交する方向にストライプ状に形成され、両者でＸＹマト
リクスを構成している。そして駆動時には、陰極導体６
又はゲート電極８のいずれか一方を走査し、前記走査に
同期した表示信号を他方に加えれば、ＸＹマトリクスの
任意の位置を選択して電子を放出させることができる。
即ち、このような構造のＦＥＣ５によれば、制御しよう
とする領域内の所望の点を駆動して電子を放出させるこ
とができる。In the FEC 5, the cathode conductor 6 is formed in a stripe shape, and the gate electrode 8 is formed in a stripe shape in a direction orthogonal to the cathode conductor 6, and both constitute an XY matrix. At the time of driving, the cathode conductor 6
Alternatively, by scanning one of the gate electrodes 8 and applying a display signal synchronized with the scanning to the other, an arbitrary position in the XY matrix can be selected to emit electrons.
That is, according to the FEC 5 having such a structure, electrons can be emitted by driving a desired point in the region to be controlled.
【００１５】前記外囲器４の内部において、前記陽極基
板３の内面側には発光表示部である陽極１１が形成され
ている。陽極１１の構造を説明する。まず、前記陽極基
板３の内面には、透光窓部１３を有する金属陽極導体１
４が形成されている。金属陽極導体１４の材料として
は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｉｎ、Ｓｎや、これらの化合物で導電性が高い
ものが好ましい。透孔窓部１３は、多数本の細線をスト
ライプ状に形成したものでもよいし、多数本の細線をメ
ッシュ状に形成したものでもよい。Inside the envelope 4, an anode 11 serving as a light emitting display portion is formed on the inner surface side of the anode substrate 3. The structure of the anode 11 will be described. First, a metal anode conductor 1 having a light-transmitting window 13 is provided on the inner surface of the anode substrate 3.
4 are formed. As the material of the metal anode conductor 14, Al, Ag, Cu, Au, Nb, Ta, Ti, M
Preferred are o, W, In, Sn, and those compounds having high conductivity. The through-hole window portion 13 may be formed by forming a large number of fine lines in a stripe shape, or may be formed by forming a large number of fine lines in a mesh shape.
【００１６】前記金属陽極導体１４の上には、厚膜又は
薄膜の蛍光体層１５が形成されている。蛍光体層１５は
表示領域の全面にわたってベタ状に形成されている。本
例のＦＥＤ１は単色のグラフィック表示用であり、蛍光
体としては例えばＺｎＯ：Ｚｎが使用されている。On the metal anode conductor 14, a thick or thin phosphor layer 15 is formed. The phosphor layer 15 is formed in a solid shape over the entire display area. The FED 1 of the present example is for displaying a single color graphic, and for example, ZnO: Zn is used as a phosphor.
【００１７】前記蛍光体層１５の表面には、疎水性膜で
あるカーボン層１２が形成されている。カーボン層の膜
厚は２オングストロームから１５０オングストロームの
範囲であり、好ましくは５オングストロームから５０オ
ングストロームの範囲とする。このカーボン層は、各種
ガスの付着確率が小さく、例えば熱分解黒鉛等は真空中
５００℃加熱後のＨ2 Ｏの放出ガス量は１０-9Ｐａ・ｍ
3 ／ｓ・ｍ2 以下となる。本来疎水性である為、蛍光体
表面を加熱又はプラズマ雰囲気にさらして脱水した後、
表面にカーボンコートすることにより、蛍光面への再吸
着を防止できる。On the surface of the phosphor layer 15, a carbon layer 12, which is a hydrophobic film, is formed. The thickness of the carbon layer is in the range of 2 Å to 150 Å, preferably in the range of 5 Å to 50 Å. This carbon layer has a low probability of adhering various gases. For example, pyrolytic graphite or the like emits H 2 O at a temperature of 500 ° C. in a vacuum of 10 −9 Pa · m.
3 / s · m 2 or less. Because it is inherently hydrophobic, the phosphor surface is dehydrated by heating or exposing it to a plasma atmosphere,
By carbon coating the surface, re-adsorption to the phosphor screen can be prevented.
【００１８】このような構造のＦＥＤ１は次のような工
程で製造する。まず、陰極基板２にＦＥＣ５を形成す
る。陽極基板３に陽極１１を形成する。次に、陰極基板
２と陽極基板３を、外周部の間にスペーサ部材を挟んで
所定間隔をおいて対面させて固定し、外囲器４として組
み立てる面付けを行う。次に、外囲器４を封着し、外囲
器４の内部を排気し、最後に排気孔を封止する。The FED 1 having such a structure is manufactured by the following steps. First, the FEC 5 is formed on the cathode substrate 2. The anode 11 is formed on the anode substrate 3. Next, the cathode substrate 2 and the anode substrate 3 are fixed to face each other at a predetermined interval with a spacer member interposed therebetween between outer peripheral portions, and imposition for assembling as the envelope 4 is performed. Next, the envelope 4 is sealed, the inside of the envelope 4 is exhausted, and finally, the exhaust hole is sealed.
【００１９】本例のＦＥＤ１によれば、ＦＥＣ５をＸＹ
マトリクス駆動することにより、ベタ状又はドット状の
陽極１１の蛍光体層１５の所望の位置のみを選択的に発
光させて所望の画像表示を行うことができる。According to the FED 1 of this embodiment, the FEC 5 is
By performing the matrix driving, it is possible to selectively emit light only at a desired position of the phosphor layer 15 of the solid or dot-shaped anode 11 and display a desired image.
【００２０】次に、本発明の電界放出形表示素子におい
て、陽極基板の蛍光体層にカーボン層を形成する工程を
より具体的な２つの例に沿って説明する。Next, the step of forming a carbon layer on the phosphor layer of the anode substrate in the field emission display device of the present invention will be described with reference to two more specific examples.
【００２１】（実施例１）疎水化用保護膜として、陽極
基板の上に形成した陽極導体としてのＩＴＯ電極上に、
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に発光する蛍光体をスラリー法で塗布
し、その後、空気中にて５００℃でベーキングし、蛍光
体が塗布された陽極基板３を作製した。Example 1 A protective film for hydrophobization was formed on an ITO electrode as an anode conductor formed on an anode substrate.
Phosphors emitting light of R, G, and B colors were applied by a slurry method, and then baked in air at 500 ° C. to produce an anode substrate 3 coated with the phosphors.
【００２２】この基板３を図２に示すようなプラズマ発
生装置２０で処理する。真空チャンバー２１内のターン
テーブル２２上に陽極基板３を載置する。５００℃でベ
ーキング後、続けて蛍光体層の表面にプラズマＣＶＤ法
で基板温度２００℃でカーボン層を形成した。即ち、導
入管２３からＡｒとともにカーボンの原料ガスであるＣ
Ｈ3 ＣＯＯＨ、Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ2 Ｈ4 等を真空チャンバー
２１内に導入する。導入したガスはＲＦコイル２４の加
熱域を通過し、ＲＦコイル２４の高周波誘導加熱によっ
て高温のプラズマとなる。このプラズマは加熱域から外
れると温度が急激に低下し、急速に冷却されて陽極基板
３の蛍光体層上にカーボン層となって被着する。このカ
ーボン層の膜厚はプラズマのインプットパワーと成膜時
間によりコントロールできるが、ここではインプットパ
ワーは３００Ｗ一定とし、時間の制御で膜厚をコントロ
ールした。The substrate 3 is processed by a plasma generator 20 as shown in FIG. The anode substrate 3 is placed on the turntable 22 in the vacuum chamber 21. After baking at 500 ° C., a carbon layer was subsequently formed on the surface of the phosphor layer at a substrate temperature of 200 ° C. by a plasma CVD method. In other words, C, which is a raw material gas for carbon,
H 3 COOH, C 3 H 8 , C 2 H 4 and the like are introduced into the vacuum chamber 21. The introduced gas passes through the heating area of the RF coil 24 and becomes high-temperature plasma by high-frequency induction heating of the RF coil 24. The temperature of the plasma rapidly drops when it goes out of the heating region, and is rapidly cooled and adheres as a carbon layer on the phosphor layer of the anode substrate 3. The thickness of the carbon layer can be controlled by the input power of the plasma and the deposition time. Here, the input power was fixed at 300 W, and the thickness was controlled by controlling the time.
【００２３】このようにして得られたカーボン層で被覆
された蛍光体層を有する陽極基板３と、カーボン膜のな
い蛍光体層の陽極基板とを比較した。真空中で温度上昇
による放出ガス量を測定するＴＤＳとよばれる装置で両
者をそれぞれ別々に測定したところ、処理なしの試料に
対し、本発明は放出量が比較例の１／１０に低減できて
いることがわかった。これらを電界放出陰極とともに陽
極−陰極間隔０．２mmのギャップで陽極面積２５×２５
の素子として真空封止し、ＦＥＤを形成した。初期特性
および寿命評価はアノードに４００Ｖ印加して行った。The anode substrate 3 having the phosphor layer coated with the carbon layer thus obtained was compared with the anode substrate having the phosphor layer without the carbon film. When the two were separately measured using a device called TDS, which measures the amount of gas released due to a temperature rise in a vacuum, the amount of released gas was reduced to 1/10 of that of the comparative example. I knew it was there. These were combined with the field-emission cathode with an anode area of 25 × 25 with a gap of 0.2 mm between the anode and the cathode.
The device was vacuum-sealed to form an FED. Initial characteristics and life evaluation were performed by applying 400 V to the anode.
【００２４】図３にカーボン膜を２０オングストローム
形成した本発明の試料と、膜形成を行わない比較例の試
料（従来例）の寿命試験結果を示す。図４は、カーボン
膜厚を２オングストローム〜５００オングストロームの
範囲で変化させた時の寿命試験１０００時間後の輝度残
存率を示す。図５は、カーボン膜厚を２オングストロー
ム〜５００オングストロームの範囲で変化させた時の初
期輝度を示す。図４と図５においては、横軸の０（膜厚
０）はカーボン膜のない従来例を示す。FIG. 3 shows life test results of a sample of the present invention in which a carbon film was formed at 20 Å and a sample of a comparative example (conventional example) in which no film was formed. FIG. 4 shows the luminance remaining rate after 1000 hours of the life test when the carbon film thickness was changed in the range of 2 Å to 500 Å. FIG. 5 shows the initial luminance when the carbon film thickness is changed in the range of 2 Å to 500 Å. In FIGS. 4 and 5, 0 (film thickness 0) on the horizontal axis indicates a conventional example having no carbon film.
【００２５】これらの結果が示すように、カーボン膜を
用いることにより効果が認められることがわかる。図４
及び図５の結果から、カーボン膜の膜厚は初期輝度及び
寿命特性からみて２オングストロームから１５０オング
ストロームの範囲を実用範囲とし、５オングストローム
〜５０オングストロームの範囲であればより良好な結果
が得られることが分かる。膜厚に上限があるのは、約１
ｋＶ以下の電子線のエネルギーがこの膜を通過する過程
で失われてしまうためである。As shown by these results, it can be seen that the effect is recognized by using the carbon film. FIG.
From the results of FIG. 5 and FIG. 5, it can be seen that the practical range of the thickness of the carbon film is in the range of 2 Å to 150 Å in view of the initial luminance and life characteristics, and better results can be obtained in the range of 5 Å to 50 Å. I understand. The upper limit of the film thickness is about 1
This is because the energy of the electron beam of kV or less is lost in the process of passing through this film.
【００２６】（実施例２）同様にして、アノード面積を
一定にして表示を行うには陽極−陰極間隔は１ｍｍ以下
であることが必要である。そこで、カーボン膜厚２０オ
ングストロームの本発明と、カーボン膜なしの従来例と
について、陽極−陰極間隔を０．２〜５ｍｍで変化させ
た試料をそれぞれ作製した。この時の寿命１０００時間
後の残存率を図６に示す。このように陽極−陰極間隔が
ある一定以上であると真空容器の排気時に十分な排気を
行えば、カーボンの保護膜なしでも信頼性を充分に保て
ることがわかる。しかしながら、前述の如く電界放出形
表示素子の場合にはそのギャップは２ｍｍ以下好ましく
は１ｍｍ以下にしないと画素選択が困難になるという問
題点がある。以上の事情から、現実にはその間隔は１ｍ
ｍ以下とされており、とくにこのように間隔が狭くコン
ダクタンスが十分取れない場合に、本発明が有効である
ことが図６から分かる。(Example 2) Similarly, in order to perform display while keeping the anode area constant, the anode-cathode distance needs to be 1 mm or less. Therefore, samples of the present invention having a carbon film thickness of 20 angstroms and the conventional example having no carbon film were prepared by changing the distance between the anode and the cathode at 0.2 to 5 mm. FIG. 6 shows the remaining rate after 1000 hours of life. As described above, when the distance between the anode and the cathode is equal to or more than a certain value, if sufficient evacuation is performed at the time of evacuation of the vacuum vessel, it can be seen that the reliability can be sufficiently maintained without a carbon protective film. However, as described above, in the case of the field emission type display element, there is a problem that the pixel selection becomes difficult unless the gap is set to 2 mm or less, preferably 1 mm or less. From the above circumstances, the interval is actually 1m
m, and it can be seen from FIG. 6 that the present invention is effective especially when the conductance cannot be sufficiently obtained due to such a small interval.
【００２７】以上説明した例では、陽極基板上に形成し
た蛍光体層に対してＣＶＤ法でカーボン層を形成した。
しかしながら、蛍光体の各粒子にカーボン層を形成し、
このようなカーボンで覆われた蛍光体粒子を層状に形成
して蛍光体層としてもよい。このようなカーボンで覆わ
れた蛍光体粒子を形成するには、図７に示すようなプラ
ズマ発生装置３０を用いてもよい。真空チャンバー３１
内に導入管３２からＡｒとともにカーボンの原料ガスで
あるＣＨ3 ＣＯＯＨ、Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ2 Ｈ4 等を真空チャ
ンバー３１内に導入する。また、供給管３３から蛍光体
粒子３４を供給する。導入したガスはＲＦコイル３５の
加熱域を通過し、ＲＦコイル３５の高周波誘導加熱によ
って高温のプラズマとなる。このプラズマは加熱域から
外れると温度が急激に低下し、急速に冷却されて真空チ
ャンバー３１内に供給された蛍光体粒子３４の表面上に
カーボン層となって被着する。カーボン層に覆われた蛍
光体粒子３４は真空チャンバー３１の底に堆積する。こ
の蛍光体粒子３４を用いて陽極基板の上に蛍光体層を形
成すれば、蛍光体層から放出されるガスを少なくする点
において、前述した第１の例と同等の効果を得ることが
できる。In the example described above, the carbon layer was formed on the phosphor layer formed on the anode substrate by the CVD method.
However, a carbon layer is formed on each particle of the phosphor,
Phosphor particles covered with such carbon may be formed in layers to form a phosphor layer. To form such phosphor particles covered with carbon, a plasma generator 30 as shown in FIG. 7 may be used. Vacuum chamber 31
The raw material gas of carbon such as CH 3 COOH, C 3 H 8 , C 2 H 4 and the like are introduced into the vacuum chamber 31 together with Ar through the introduction pipe 32. Further, the phosphor particles 34 are supplied from the supply pipe 33. The introduced gas passes through the heating area of the RF coil 35 and becomes high-temperature plasma by high-frequency induction heating of the RF coil 35. The temperature of the plasma drops rapidly when it goes out of the heating region, and is rapidly cooled and adheres as a carbon layer on the surface of the phosphor particles 34 supplied into the vacuum chamber 31. The phosphor particles 34 covered with the carbon layer are deposited on the bottom of the vacuum chamber 31. If a phosphor layer is formed on the anode substrate using the phosphor particles 34, the same effect as in the above-described first example can be obtained in that the amount of gas released from the phosphor layer is reduced. .
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、排気コンダクタンスに
問題が生じる陽極−陰極間隔２ｍｍ以下の電界放出形表
示素子において、蛍光体層をカーボンコーティングする
か、又はカーボンコーティングした蛍光体粒子で蛍光体
層を形成したので、容器内の水分を含む残留ガスが蛍光
体自体に付着するのを防止する。これによって、電界放
出形表示素子の製造における排気工程での排気が容易に
なり、ＦＥＤ管内の真空度が改善されることにより発光
素子としての信頼性が向上する。According to the present invention, in a field emission display device having an anode-cathode distance of 2 mm or less, which causes a problem in exhaust conductance, the phosphor layer is coated with carbon or the phosphor particles are coated with carbon-coated phosphor particles. The formation of the layer prevents the residual gas containing water in the container from adhering to the phosphor itself. This facilitates the evacuation in the evacuation step in the manufacture of the field emission display element, and improves the degree of vacuum in the FED tube, thereby improving the reliability as a light emitting element.
【図１】本発明の実施の形態における電界放出形表示素
子の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a field emission display device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の形態において陽極基板の蛍光体
層にカーボンコーティングを行う際に使用するプラズマ
発生装置の構造概略図である。FIG. 2 is a schematic structural diagram of a plasma generator used when performing carbon coating on a phosphor layer of an anode substrate in the embodiment of the present invention.
【図３】カーボン膜を２０オングストローム形成した本
発明の試料と、膜形成を行わない比較例の試料（従来
例）の寿命試験結果を示す。FIG. 3 shows life test results of a sample of the present invention in which a carbon film is formed at 20 angstroms and a sample of a comparative example (conventional example) in which no film is formed.
【図４】カーボン膜厚を２オングストローム〜５００オ
ングストロームの範囲で変化させた時の寿命試験１００
０時間後の輝度残存率を示す。FIG. 4 is a life test 100 when the carbon film thickness is changed in the range of 2 Å to 500 Å.
The luminance residual ratio after 0 hour is shown.
【図５】カーボン膜厚を２オングストローム〜５００オ
ングストロームの範囲で変化させた時の初期輝度を示
す。FIG. 5 shows an initial luminance when the carbon film thickness is changed in a range of 2 Å to 500 Å.
【図６】カーボン膜厚２０オングストロームの本発明
と、カーボン膜なしの従来例とについて、陽極−陰極間
隔を０．２〜５ｍｍで変化させた試料の寿命１０００時
間後の残存率を示す。FIG. 6 shows the residual ratio after 1000 hours of life of a sample in which the distance between the anode and the cathode was changed in the range of 0.2 to 5 mm for the present invention having a carbon film thickness of 20 Å and the conventional example having no carbon film.
【図７】本発明において蛍光体粒子にカーボンコーティ
ングを行う際に使用するプラズマ発生装置の構造概略図
である。FIG. 7 is a schematic structural diagram of a plasma generator used when performing carbon coating on phosphor particles in the present invention.
１ 電界放出形表示素子 ２ 陰極基板 ３ 陽極基板 ４ 真空容器としての外囲器 ５ 電界放出形陰極 １２ カーボン層 １５ 蛍光体層 Reference Signs List 1 field emission display element 2 cathode substrate 3 anode substrate 4 envelope as vacuum vessel 5 field emission cathode 12 carbon layer 15 phosphor layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 文昭 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 (72)発明者 伊藤 茂生 千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 5C032 AA01 DD02 DE01 DF05 DG02 DG10 5C036 AA10 BB04 BB10 EE01 EE03 EE19 EF01 EF06 EF09 EG36 EH08 EH17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Fumiaki Kataoka 629 Oshiba, Mobara-shi, Chiba Futaba Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Shigeo Ito 629 Oshiba, Mobara-shi, Chiba Futaba Electronics Co., Ltd. Reference) 5C032 AA01 DD02 DE01 DF05 DG02 DG10 5C036 AA10 BB04 BB10 EE01 EE03 EE19 EF01 EF06 EF09 EG36 EH08 EH17
Claims (2)
基板と、内面に蛍光体層が形成された陽極基板とが所定
間隔をおいて対面する真空容器を有し、前記電界放出形
陰極から放出された電子の射突によって前記蛍光体層が
励起発光する電界放出形表示素子において、 前記蛍光体層がカーボンコーティングされており、 前記陰極基板と前記陽極基板の間隔が２ｍｍ以下である
ことを特徴とする電界放出形表示素子。A vacuum vessel in which a cathode substrate having a field emission cathode formed on an inner surface thereof and an anode substrate having a phosphor layer formed on an inner surface thereof face each other at a predetermined interval; In the field emission display element in which the phosphor layer is excited and emits light by the impact of electrons emitted from the substrate, the phosphor layer is coated with carbon, and the distance between the cathode substrate and the anode substrate is 2 mm or less. A field emission display device characterized by the above-mentioned.
基板と、内面に蛍光体層が形成された陽極基板とが所定
間隔をおいて対面する真空容器を有し、前記電界放出形
陰極から放出された電子の射突によって前記蛍光体層が
励起発光する電界放出形表示素子において、 前記蛍光体層を構成する蛍光体粒子がカーボンコーティ
ングされており、 前記陰極基板と前記陽極基板の間隔が２ｍｍ以下である
ことを特徴とする電界放出形表示素子。2. A field emission cathode comprising: a cathode substrate having a field emission cathode formed on an inner surface thereof; and an anode substrate having a phosphor layer formed on an inner surface thereof facing at a predetermined interval. In the field emission display device in which the phosphor layer is excited and emits light by the impact of the electrons emitted from the phosphor layer, the phosphor particles constituting the phosphor layer are carbon-coated, and the distance between the cathode substrate and the anode substrate Is 2 mm or less.
Priority Applications (1)
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| JP10275348A JP2000106101A (en) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | Field emission display element |
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| JP2000106101A true JP2000106101A (en) | 2000-04-11 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2000106101A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005001180A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Ideal Star Inc. | Electron-emitting woven fabric and display device using same |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP10275348A patent/JP2000106101A/en active Pending
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2005001180A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Ideal Star Inc. | Electron-emitting woven fabric and display device using same |
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