JPH05188871A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部分的に高価な光学ガラスの代りに安価なガ
ラスを用いることにより、安価で、かつ信頼性のある発
光素子を得ることを目的とする。 【構成】 筒状側板１，１７もしくは背面板１８のうち
少なくとも一方を体積抵抗率の低い材料で構成するとと
もに、前面パネル２は体積抵抗率の高い材料で構成し、
体積抵抗率の異なる材料間を気密接合する低融点ガラス
は体積抵抗率の異なる両者の材料の熱膨張率のおよそ中
間の熱膨張率を有する材料で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、大画面ディスプレイ
装置、特にカラーディスプレイ装置の画素を構成する発
光素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２および図３は例えば特開平１−２３
５１５２号公報に示された従来の発光素子を示す正面図
およびそのＩ−Ｉ線より切断した断面の要部を示す断面
図である。図において、１は例えばガラス等による筒状
側板、２はこの筒状板１の前面に配置された前面パネ
ル、３は同じく筒状側板１の背面に配置された背面板で
あり、４はそれらを低融点ガラス５にて気密に接合した
真空外囲器である。６はこの前面パネル２の内面にマト
リクス状に配列された、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、ある
いは青色（Ｂ）の蛍光体にて形成される蛍光面であり、
７はこの蛍光面６を取り囲むように配置されて各蛍光面
６に高電圧を印加する加速用電極である。

【０００３】８は背面板３との間に所定の間隔をおいて
浮かせて配置された、例えばセラミック等による基板で
ある。９は各蛍光面６に対応して設けられ、各蛍光面６
を発光させるための熱電子を放出するカソードであり、
基板８上に固定されたそれぞれ１対のサポート１０によ
って支持されている。このカソード９には、例えばニッ
ケルスリーブ上に酸化物をコーティングした傍熱型、あ
るいはタングステンに酸化物をコーティングした直熱型
のものが使用される。

【０００４】１１はマトリクス状に配列されたカソード
９と蛍光面６の間にその各行対応に配置され、カソード
９の放出した熱電子の蛍光面６への流れを制御する制御
グリッド（制御電極）であり、１２はこの制御グリッド
１１にあけられ、カソード９から放出される熱電子のビ
ームを蛍光面６へ非集束ビームとして通過させる穴であ
る。１３はマトリクス配列されたカソード９の各列に対
応して基板８上に配置され、制御グリッド１１とともに
カソード９の放出する熱電子の流れを制御するストライ
ブ状の背面電極（制御電極）であり、例えば銀などによ
る導体層にて形成されている。

【０００５】１４は基板８の背面板３側に取付けられた
リング状のゲッタであり、１５はこのゲッタ１４のフラ
ッシュによって背面板３上に形成されるゲッタ膜であ
る。１６は背面板３よりカソード９、制御グリッド１
１、背面電極１３などを外部に引き出す外部端子として
のリード線である。

【０００６】次に動作について説明する。まず、各背面
電極１３の電位が各カソード９の電位に対して負の電位
のとき、これらカソード９のまわりが負の電位で取り囲
まれるため、各カソード９からの熱電子は各制御グリッ
ド１１および加速用陽極７へは流れず、カットオフ状態
となる。

【０００７】そこで、前記背面電極１３にカソード９の
電位に対して０Ｖまたは数Ｖの正電位を与えると、これ
らのカソード９から放出される熱電子のビームが制御グ
リッド１１へ向って流れる。

【０００８】このとき、各制御グリッド１１の電位が前
記カソード９に対して負の電位の時は、これらの制御グ
リッド１１の電子通過用穴１２をカソード９からの熱電
子のビームが通過できない。従って、加速用陽極７には
熱電子のビームは流れず、各蛍光面６は発光しない。

【０００９】また、制御グリッド１１の電位がカソード
９に対して正の電位となっている時には、カソード９か
らの熱電子のビームは、これら制御グリッド１１の穴１
２を通過し、蛍光面６を発光させる。

【００１０】したがって、上記各蛍光面６と対応してマ
トリクス状に配列された各制御グリッド１１と各背面電
極１３とを選択的に駆動制御（ダイナミック駆動）する
ことにより、この両電極の交差する位置の蛍光面６のみ
を選択的に発光させることができる。

【００１１】一方、このように構成された発光素子にお
いて、基板８の背面板３側に取り付けられたゲッタ１４
をフラッシュすると、背面板３上にゲッタ膜１５が形成
される。このゲッタ膜１５は真空外囲器４内のマウトガ
スを吸着し、当該真空外囲器４内を高真空状態に保って
いる。

【００１２】

【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、長期間の使用に対して信
頼性のあるものにするためには、真空外囲器４内を高真
空状態に保たなければならず、低融点ガラス５による筒
状側板１と前面パネル２及び背面板３との接合を強くす
る必要がある。

【００１３】しかしながら、加速用電極７には高電圧が
印加され、前面パネル２を介して加速用電極７は１０ｋ
Ｖ程度になる。このように一般に絶縁物を介して直流の
高電圧を印加し、長期間使用すると、陽極材料のなかの
Ｎａ（ナトリウム）などの原子が金属イオン化し、析出
するというイオンマイグレーションと呼ばれる現象が知
られており、このイオンマイグレーションが発生する
と、低融点ガラス５による接合部の剥離を惹き起こすの
で、信頼性が損なわれる。

【００１４】このようにイオンマイグレーションなどの
発生による、ガラス接合部の剥離が生じないようにしな
ければならず、この対策として極めて高価な光学ガラス
を使用しなければならないなどの問題点があった。

【００１５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、部分的に高価な光学ガラスの代
りに安価なガラスを用いることにより、安価で、かつ信
頼性のある発光素子を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る発光素子
は、筒状側板もしくは背面板のうち少なくとも一方を体
積抵抗率の低い材料で構成するとともに、前面パネルは
体積抵抗率の高い材料で構成し、体積抵抗率の異なる材
料間を気密に接合する低融点ガラスは体積抵抗率の異な
る両者の材料の熱膨張率のおよそ中間の熱膨張率を有す
る材料で構成したものである。

【００１７】

【作用】この発明における発光素子は、筒状側板もしく
は背面板のうち少なくとも一方を前面パネルの体積抵抗
率よりも低い体積抵抗率を有する材料で構成したことに
より、高価な体積抵抗率の高い材料の使用箇所を低減す
る。さらに、体積抵抗率の異なる材料間を気密に接合す
る低融点ガラスは体積抵抗率の異なる両者の材料、の熱
膨張率のおよそ中間の熱膨張率を有する材料で構成した
ことにより、各箇所の熱膨張による応力を緩和し、接合
部の剥離を防止する。

【００１８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例による内蔵部を除いた
発光素子を示す断面図であり、図１（ａ）において、２
は前面パネルで、この前面パネル２には従来技術と同様
に体積抵抗率の高い材料である光学ガラスを用いる。１
７は筒状側板、１８は背面板であり、この筒状側板１７
および背面板１８には前面パネル２で用いられた光学ガ
ラスよりも体積抵抗率の低い材料としてのソーダライム
ガラスを用いる。１９，２０はそれぞれ前面パネル２と
筒状側板１７および筒状側板１７と背面板１８を気密に
接合する低融点ガラスであり、低融点ガラス１９には、
体積抵抗率の高い材料である光学ガラスを用いた前面パ
ネル２と、体積抵抗率の低い材料であるソーダライムガ
ラスを用いた筒状側板１７の線膨張率の差異を考慮し、
それら前面パネル２と筒状側板１７で用いられた材料の
熱膨張率のおよそ中間の熱膨張率の材料を用いる。ま
た、低融点ガラス２０には、筒状側板１７と背面板１８
に用いられる材料がソーダタイムガラスで同一であるの
で、ソーダライムガラスとおよそ同一な熱膨張率の材料
を用いる。

【００１９】次に動作について説明する。まず光学ガラ
スとソーダライムガラスの主な特性の違いを表１に示
す。

【００２０】

【表１】

【００２１】図１（ａ）の場合、前面パネル２のみはイ
オンマイグレーションの素となる陽極電位になるので、
材料は体積抵抗率の高い高価な光学ガラスのままであ
る。光学ガラスの場合、高価ではあるけど表１の特性に
示すように、イオンマイグレーションを防ぐイオンの移
動のし難しさの目安となる体積抵抗率ρがソーダライム
ガラスより１．２高く（対数で示してあるので実際は１
桁以上高い）、イオンマイグレーションを起こし難くな
るという利点がある。しかしながら、筒状側板１７や背
面板１８に関しては、陽極電位にはならないので、体積
抵抗率ρが高い高価な光学ガラスを用いる必要はなく、
体積抵抗率ρの低い安価なソーダライムガラスを用いる
ことができる。

【００２２】なお、図１（ｂ）に筒状側板１と前面パネ
ル２の光学ガラスを用い、背面板１８のみソーダライム
ガラスを用いた例を示した。

【００２３】いずれの場合も、イオンマイグレーション
の発生は前面パネル２の材料の選択が問題となり、前面
パネル２の材料に体積抵抗率ρが高く、イオンマイグレ
ーションの起き難いものを選択すれば、他の筒状側板１
７や背面板１８などは体積抵抗率ρの低い安価な材料を
用いることができる。

【００２４】なお、上記実施例では、イオンマイグレー
ションが惹き起し難い材料として光学ガラスを例に説明
したが、体積抵抗率ρの高い材料であれば光学ガラスに
限る必要はない。同じく、安価な材料として入手が容易
なソーダラインガラスを例に説明したが、適当な絶縁材
料であればソーダライムガラスに限る必要はない。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば筒状側
板もしくは背面板のうち少なくとも一方を体積抵抗率の
低い材料で構成するとともに、前面パネルは体積抵抗率
の高い材料で構成し体積抵抗率の異なる材料間を気密に
接合する低融点ガラスは体積抵抗率の異なる両者の材料
の熱膨張率のおよそ中間の熱膨張率を有する材料で構成
したので、高価な体積抵抗率の高いガラス材料の使用箇
所を低減し、また、それらの材料の中間の熱膨張率の材
料を用いた低融点ガラスは、各箇所の熱膨張による応力
を緩和し、接合部の剥離を防止するので、安価で、かつ
信頼性のある発光素子が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による内蔵部を除いた発光
素子を示す断面図である。

【図２】従来の発光素子を示す正面図である。

【図３】図２の要部を示すＩ−Ｉ断面図である。

【符号の説明】

１，１７ 筒状側板 ２ 前面パネル ３，１８ 背面板 ４ 真空外囲器 ５，１９，２０ 低融点ガラス ６ 蛍光面 ９ カソード １１ 制御グリッド（制御電極） １３ 背面電極（制御電極）

フロントページの続き (72)発明者 二石 俊一 長崎市丸尾町６番14号 三菱電機株式会社 長崎製作所内 (72)発明者 上村 佐四郎 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 世古 幸治 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 (72)発明者 鴨川 裕司 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 下条 徳英 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状側板の前面に前面パネルを配置し、
   該筒状側板の背面に背面板を配置して、該筒状側板、該
   前面パネル及び該背面板を低融点ガラスにて気密に接合
   した真空外囲器と、上記前面パネルの内面に形成され
   た、高電圧が印加される蛍光面と、該蛍光面に対応して
   設けられ、上記蛍光面を発光させる熱電子を放出するカ
   ソードと、上記カソードの放出する熱電子の上記蛍光面
   への流れを制御する制御電極とを備えた発光素子におい
   て、上記筒状側板もしくは上記背面板のうち少なくとも
   一方を体積抵抗率の低い材料で構成し、上記前面パネル
   は体積抵抗率の高い材料で構成し、体積抵抗率の異なる
   材料間を気密に接合する低融点ガラスは体積抵抗率の異
   なる両者の材料の熱膨張率のおよそ中間の熱膨張率を有
   する材料で構成したことを特徴とする発光素子。