(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界放出装置（２００，３００）のためのバックプレート（２８５，３８５）であって、
第１および第２の主面を有しかつ前記第１の主面に複数の電界放出器（２４０，３４０）を有するカソード（２３０，３３０）であって、該カソード（２３０，３３０）はある熱膨張係数を有するもの、
前記カソード（２３０，３３０）の前記第２の主面に固着された主面を有するカソード補強部材（２７０，３７０）であって、該カソード補強部材（２７０，３７０）は前記カソード（２３０，３３０）の熱膨張係数と実質的に同じ熱膨張係数を有しかつ複数のフィラメントからなるもの、
を含み、前記カソード（２３０，３３０）および前記カソード補強部材（２７０，３７０）の実質的に等しい熱膨張係数は前記電界放出装置（２００，３００）の製造の際の高温パッケージング工程の間における前記カソード（２３０，３３０）および前記カソード補強部材（２７０，３７０）の等しいレートの膨脹および収縮を与えることを特徴とする電界放出装置（２００，３００）のためのバックプレート（２８５，３８５）。
【請求項２】
前記カソード補強部材（２７０，３７０）は、ｉ）各々複数の織り合わされたフィラメントを含む、一緒に接着された格子のスタックを含む織物構造、あるいはｉｉ）複数のフィラメントであって、各々のフィラメントは一緒に接着された複数のプレート内に形成された溝内に配置されるものからなることを特徴とする請求項１に記載の電界放出装置のためのバックプレート。
【請求項３】
電界放出表示装置（２００，３００）であって、
第１および第２の主面を有しかつある熱膨張係数を有するカソード（２３０，３３０）、
前記カソード（２３０，３３０）の前記第１の主面上に配置された複数の電界放出器（２４０，３４０）、
第１の厚さを有しかつ前記カソード（２３０，３３０）の前記第１の主面から間隔を空けておりかつ対向する主面を有するアノード（２１０，３１０）、
前記カソード（２３０，３３０）の第１の主面と前記アノード（２１０，３１０）の主面との間に配置されかつそれらに気密封止されている複数の側部部材（２５０，３５０）、
前記アノード（２１０，３１０）の主面上に配置されかつ前記複数の電界放出器（２４０，３４０）によって放出される電子を受けるよう構成された複数のカソードルミネセント被着（２２０，３２０）、
前記カソード（２３０，３３０）の第１の主面、前記アノード（２１０，３１０）の主面、および前記複数の側部部材（２５０，３５０）によって規定される中間領域（２５５，３５５）であって、該中間領域（２５５，３５５）はその中に真空を与えるために排気されているもの、そして
前記カソードの第２の主面に固着された主面を有するカソード補強部材（２７０，３７０）であって、該カソード補強部材（２７０，３７０）は前記カソード（２３０，３３０）の熱膨張係数に実質的に等しい熱膨張係数を有しかつ複数のフィラメントからなり、前記カソード補強部材（２７０，３７０）および前記カソード（２３０，３３０）は第２の厚さを有するバックプレート（２８５，３８５）を規定するもの、
を具備し、前記アノード（２１０，３１０）の第１の厚さおよび前記バックプレート（２８５，３８５）の第２の厚さは電界放出表示装置（２００，３００）の機械的な完全性を維持しかつスペーサの必要性を除去するために充分な構造的支持を提供することを特徴とする電界放出表示装置（２００，３００）。
【請求項４】
前記カソード補強部材（２７０，３７０）は、ｉ）各々複数の織り合わされたフィラメントを含む、一緒に接着された格子のスタックを含む織物構造、あるいはｉｉ）複数のフィラメントであって、各々のフィラメントは一緒に接着された複数のプレート内に形成された溝内に配置されるものからなることを特徴とする請求項３に記載の電界放出表示装置。
【請求項５】
電界放出装置（２００，３００）のためのバックプレート（２８５，３８５）を製造する方法であって、
第１および第２の主面を有するカソード（２３０，３３０）を提供する段階であって、該カソード（２３０，３３０）は該カソード（２３０，３３０）の前記第１の主面上に配置された複数の電界放出器（２４０，３４０）を有するもの、そして
前記カソード（２３０，３３０）の第２の主面に前記カソード（２３０，３３０）の機械的な完全性を維持するために充分な厚さを有しかつ複数のフィラメントからなるカソード補強部材（２７０，３７０）を固着する段階、
を具備することを特徴とする電界放出装置（２００，３００）のためのバックプレート（２８５，３８５）を製造する方法。
【請求項６】
前記カソード補強部材（２７０，３７０）は、ｉ）各々複数の織り合わされたフィラメントを含む、一緒に接着された格子のスタックを含む織物構造、あるいはｉｉ）複数のフィラメントであって、各々のフィラメントは一緒に接着された複数のプレート内に形成された溝内に配置されるものからなることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
電界放出表示装置（２００，３００）を製造する方法であって、
第１および第２の主面を有するカソード（２３０，３３０）を提供する段階であって、前記カソード（２３０，３３０）は前記カソード（２３０，３３０）の前記第１の主面上に配置された複数の電界放出器（２４０，３４０）を有するもの、
第１の厚さを有しかつ前記カソード（２３０，３３０）の前記第１の主面と間隔を空けかつ対向する主面を有するアノード（２１０，３１０）を提供する段階、
複数の側部部材（２５０，３５０）を前記カソード（２３０，３３０）の前記第１の主面と前記アノード（２１０，３１０）の主面との間に固着する段階であって、前記複数の側部部材（２５０，３５０）はそれらの間に気密封止されているもの、
前記カソード（２３０，３３０）の前記第１の主面、前記アノード（２１０，３１０）の主面、および前記側部部材（２５０，３５０）は中間領域（２５５，３５５）を規定し、
前記中間領域（２５５，３５５）を排気してその中に真空を提供する段階、
前記アノード（２１０，３１０）の主面上に複数のカソードルミネセント被着（２２０，３２０）を形成する段階であって、前記複数のカソードルミネセント被着（２２０，３２０）は前記複数の電界放出器（２４０，３４０）によって放出される電子を受けるよう構成されているもの、
主面を有しかつ複数のフィラメントからなるカソード補強部材（２７０，３７０）を提供する段階、そして
前記カソード補強部材（２７０，３７０）の主面を前記カソード（２３０，３３０）の第２の主面に固着する段階であって、前記カソード（２３０，３３０）および前記カソード補強部材（２７０，３７０）は第２の厚さを有するバックプレート（２８５，３８５）を規定し、前記アノード（２１０，３１０）の第１の厚さおよび前記バックプレート（２８５，３８５）の第２の厚さは前記電界放出表示装置（２００，３００）の機械的な完全性を維持しかつスペーサの必要性を除去するのに充分な構造的支持を提供するもの、
を含むことを特徴とする電界放出表示装置（２００，３００）を製造する方法。
【請求項８】
前記カソード補強部材（２７０，３７０）は、ｉ）各々複数の織り合わされたフィラメントを含む、一緒に接着された格子のスタックを含む織物構造、あるいはｉｉ）複数のフィラメントであって、各々のフィラメントは一緒に接着された複数のプレート内に形成された溝内に配置されるものからなることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置を製作する方法、および、より詳細には、カソード補強部材を有する電界放出表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電界放出表示装置が技術的に知られている。低重量を達成するために、該表示装置のフロントおよびバックパネル（それぞれ、アノードおよびカソード）は典型的にはガラスから形成される１．１ミリメートルの厚さのオーダの薄い基板を含む。表示装置がより大きな寸法を達成するに応じて、前記フロントおよびバックパネルは装置の平面性を維持するために充分な構造的支持を提供するには充分厚いものではなくなる。前記パネルの間に真空が与えられるから、これによって装置の内破（ｉｍｐｌｏｓｉｏｎ）および破壊を生じる結果となることがある。
【０００３】
薄い、フラットパネル表示装置の構造的な完全性を維持するために幾つかの機構が提案されている。１つのそのような従来技術の機構においては、複数の構造的スペーサが装置の内部にわたり配置され、パネルの間の離間（ｓｔａｎｄｏｆｆ）を提供する。これらの従来技術のスペーサはポスト、ガラス球、および織られたファイバのような構造を含む。しかしながら、スペーサを含むことは表示装置の製造プロセスに複雑さを加えこれは、幾つかの場合に、実行可能なあるいはコスト効率のよいものではなくなる。スペーサはまたそれらが表示装置内で占有する有限の容積のため他の設計変数を制限する。電界放出表示装置におけるスペーサはフロントパネル（アノードまたはフェースプレート）の上のカソードルミネセント被着の間の間隔に下限を課し、それによって表示装置の分解能を制限する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電界放出表示装置のためのある用途では低重量は必要ではなくかつ、その代わりに、コストおよび分解能によって制限される。これらの用途においては、アノードおよびカソードのための厚い基板は我慢ができるが、一方スペーサを含む高いコストは我慢できない。アノードを製造するための現在のプロセスは容易に異なる基板厚さに適応できる。しかしながら、カソードの製造において典型的に使用される機器は基板の厚さの変動に容易に適応できない。それらはまた非常に高価であり、したがって種々の基板厚さに対して異なる組の機器を持つことは明らかにコスト効率がよくない。
【０００５】
したがって、コスト効率がよくかつ使用するのが簡単な多様なバックパネル厚さの電界放出表示装置を作製する方法の必要性が存在する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に図１を参照すると、本発明に係わる電界放出表示装置（ＦＥＤ）１００の一実施形態の断面図が示されている。ＦＥＤ１００はアノード１１０、バックプレート１８５、複数の電気信号リード１６０、およびアノード１１０とバックプレート１８５との間に配置された複数の側部部材１５０を含む。アノード１１０は、該アノード１１０の内側面に形成された複数のカソードルミネセント被着１２０を含む。バックプレート１８５は内側面および外側面を有するカソード１３０、およびカソード補強部材１７０を含む。カソード１３０は該カソード１３０の内側面に配置された複数の電界放出器またはフィールドエミッタ（ｆｉｅｌｄｅｍｉｔｔｅｒｓ）１４０を有する。アノード１１０の内側面はカソード１３０の内側面から離れておりかつ対向している。側部部材１５０はアノード１１０とカソード１３０との間のこの間隔を維持しかつそこに密閉して固定されている。
【０００７】
アノード１１０、カソード１３０、および側部部材１５０は合間または中間領域（ｉｎｔｅｒｓｐａｃｅ  ｒｅｇｉｏｎ）１５５を規定し、該中間領域１５５は排気されて約１×１０−６トールまたはそれ以下の真空を提供する。電気信号リード１６０は側部部材１５０およびカソード１３０の間に配置されかつ表示装置に給電しあるいはエネルギを与えるために外部回路（図示せず）に動作可能に接続されている。カソード補強部材１７０はカソード１３０の外側面に固定された主面を有する。カソード補強部材１７０がカソード１３０の熱膨脹係数と実質的に等しい熱膨張係数を有ししたがって２つの構造が、ＦＥＤ１００の製造の間における、それぞれ加熱および冷却サイクルの間に同じレートで膨脹および収縮し、それによって破損またはクラッキングを避けることが重要である。カソード補強部材１７０を構成する材料はカソード１３０を構成する材料と同じである必要はないが、さらにまた透明である必要はない。カソード１３０はガラスから造られた基板を含み、それによってカソード補強部材１７０において使用するための適切な材料はガラス、チタン、またはニッケル−鉄合金を含むことができる。この特定の実施形態では、カソード補強部材１７０はカソード１３０の外側面に固着または付着された主面を有するガラスの固いプレートを含む。この付着は接着剤または接合剤１８０を使用して行なわれる。接着剤１８０のための適切な材料はフリットガラス（ｇｌａｓｓ  ｆｒｉｔ）またはカソード１３０の外側面にかつカソード補強部材１７０の主面に陽極接合された（ａｎｏｄｉｃａｌｌｙ  ｂｏｎｄｅｄ）アルミニウムの薄い層を含む。アルミニウムの層はファラデーシールドとして作用し、これは電界放出器１４０をＦＥＤ１００に給電する電子回路から発生する電子ノイズから隔離する。
【０００８】
カソード１３０は初めに当業者に知られたプロセスによって製造された。これらのプロセスは多様なカソード基板厚さに容易には対応できない、ステッパおよびエッチング装置のような、高価な基板処理機器を使用する。さらに、カソード特性の再現性を保証するために行なわれるカソード製造機器の設定の頻繁な調整を避けることが望ましい。カソード１３０が形成された後に、カソード補強部材１７０がカソード１３０の外側面に付着される。表示装置のためのアノード（フェースプレートまたはスクリーン）を製造するための標準的なプロセスは、これに対して、基板の厚さの変化に容易に適応できる。したがって、所望の厚さのアノード１１０が所望の総合厚さを有するガラスプレート基板を選択することにより提供される。
【０００９】
バックプレート１８５およびアノード１１０はＦＥＤ１００の機械的な完全性を維持するために構造的な支持を提供するのに充分な厚さを有し、かつそれによってＦＥＤ１００の能動領域（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｇｉｏｎ）内の構造スペーサの必要性を除去している。例えば、６インチの対角線を有する電界放出表示装置は各々４分の１インチの厚さを有するアノードおよびバックプレートを必要とし、１４インチの対角線を有するＦＥＤは各々約２分の１インチの厚さを有するアノードおよびバックプレートを必要とし、かつ２１インチの対角線を有するＦＥＤは各々約４分の３（ｔｈｒｅｅ  ｑｕａｒｔｅｒｓ）インチの厚さを有するアノードおよびバックプレートを必要とする。これらの厚さはガラスから形成されたアノードおよびバックプレートに対するものである。バックプレート１８５の適切な厚さはカソード補強部材１７０を構成する構造および材料の機械的特性に依存する。カソード１３０は使用されるカソード処理技術によって決定される、ＦＥＤ１００の対角線の長さと独立の、一定の厚さを有する。カソード１３０のこの一定の厚さは約１ミリメートルである。
【００１０】
次に図２を参照すると、本発明に係わる電界放出表示装置（ＦＥＤ）２００の他の実施形態の断面図が示されている。ＦＥＤ２００はアノード２１０、バックプレート２８５、複数の電気信号リード２６０、およびアノード２１０とバックプレート２８５との間に配置された複数の側部部材２５０を含む。アノード２１０はアノード２１０の内側面に形成された複数のカソードルミネセント被着２２０を含む。バックプレート２８５は内側および外側面を有するカソード２３０、およびカソード補強部材２７０を含む。カソード２３０は該カソード２３０の内側面に配置された複数の電界放出器２４０を有する。アノード２１０の内側面はカソード２３０の内側面と間隔を空けておりかつ対向している。側部部材２５０はアノード２１０とカソード２３０との間のこの間隔を維持しかつそれらに気密付着されている。アノード２１０、カソード２３０、および側部部材２５０は中間領域（ｉｎｔｅｒｓｐａｃｅ  ｒｅｇｉｏｎ）２５５を規定し、この中間領域２５５は約１×１０−６トールまたはそれ以下の真空を提供するよう排気されている。電気信号リード２６０は側部部材２５０とカソード２３０との間に配置されかつ表示装置に給電しまたはエネルギを与えるために外部回路（図示せず）に動作可能に結合されている。
【００１１】
カソード補強部材２７０はカソード２３０の外側面に固着された主面を有する。カソード補強部材２７０がカソード２３０の熱膨張係数と実質的に同じ熱膨張係数を有し２つの構造がＦＥＤ２００の製造の間における、それぞれ、加熱および冷却サイクルの間に同じレートで膨張および収縮し、それによって破損またはクラッキングを避けることが重要である。カソード２３０はガラスから作られた基板を含む。この特定の実施形態では、カソード補強部材２７０はガラスあるいはチタンまたはニッケル−鉄合金のような適切な金属材料のような適切な材料から作られた織られた（ｗｅｂｂｅｄ）構造を含む。この特定の実施形態では、カソード補強部材２７０は一緒に接着されて３次元の格子造り（ｌａｔｔｉｃｅｗｏｒｋ）を形成する格子のスタックを含む。各々の格子は、衣類の織物において使用されるように、縦糸および横糸様式に織り合わされた複数のフィラメントを含む。
【００１２】
この特定の実施形態では、該フィラメントはオウェンズ−コーニング・ファイバグラス・コーポレイション（Ｏｗｅｎｓ−Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）またはピッツバーグ・プレート・グラス・インコーポレイテッド（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ  Ｐｌａｔｅ  Ｇｌａｓｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から得られる、ガラス細線（ｔｈｒｅａｄｓ）またはファイバを含んでいる。格子のスタックは次に前記ガラス細線のものと実質的に同じ熱膨張係数を有するガラスフリットのような、前記フィラメントのものと近密に整合した熱膨張係数を有するガラスセメントによってコーティングされる。格子のコーティングされたスタックは次に適切な温度でオーブンにおいて硬化され、それによって格子を一緒に接着しかつ構造を堅くしてカソード補強部材２７０を提供する。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、前記織られた構造は、適切な金属のような、他の適切な材料から形成することができ、かつ構成要素ファイバ（ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ  ｆｉｂｅｒｓ）、細線、またはファイバは他の適切な接着方法によって接着される。カソード補強部材２７０は、例えば、ガラスフリットのような適切な接着剤を使用してカソード２３０の外側面に付着される主面を有する。ＦＥＤ２００はさらにカソード補強部材２７０およびカソード２３０によって規定される穴２９０に配置された排気管２９５を含む。排気管２９５は中間領域２５５の排気の間に該排気管２９５を適切な真空ポンプ（図示せず）に動作可能に結合することによって使用される。
【００１４】
次に図３を参照すると、本発明に係わる電界放出表示装置（ＦＥＤ）３００の他の実施形態の断面図が示されている。ＦＥＤ３００はアノード３１０、バックプレート３８５、複数の電気信号リード３６０、およびアノード３１０とバックプレート３８５の間に配置された複数の側部部材３５０を含むアノード３１０は、該アノード３１０の内側面に形成された、複数のカソードルミネセント被着３２０を含む。バックプレート３８０は内側面および外側面を有するカソード３３０、およびカソード補強部材３７０を含む。カソード３３０は該カソード３３０の内側面に配置された複数の電界放出器３４０を有する。アノード３１０の内側面はカソード３３０の内側面から間隔を空けられかつ対向している。側部部材３５０はアノード３１０とカソード３３０との間のこの間隔を維持しかつそこに気密固着されている。
【００１５】
アノード３１０、カソード３３０、および側部部材３５０は中間領域（ｉｎｔｅｒｓｐａｃｅ  ｒｅｇｉｏｎ）３５５を規定し、該中間領域３５５は約１×１０−６トールまたはそれ以下の真空を提供するために排気されている。電気信号リード３６０は側部部材３５０およびカソード３３０の間に配置されかつ表示装置に給電しまたはエネルギを与えるために外部回路（図示せず）に動作可能に接続されている。カソード補強部材３７０はカソード３３０の外側面に付着された主面を有する。カソード補強部材３７０がカソード３３０の熱膨張係数と実質的に同じ熱膨張係数を有し、それによって２つの構造がＦＥＤ２００の製造の間における、それぞれ、加熱および冷却サイクルの間に同じレートで膨張しかつ収縮し、それによって破損またはクラッキングを避けることが重要である。カソード３３０はガラスから作られた基板を含む。
【００１６】
この特定の実施形態では、カソード補強部材３７０はガラス、あるいはチタンまたはニッケル−鉄合金のような適切な金属材料のような、適切な材料から作られた複数のロッドまたはフィラメントを含む「丸太小屋（ｌｏｇ−ｃａｂｉｎ）」形状構造を含む。該「丸太小屋」形状構造はまた複数のガラス板から形成することができ、該ガラス板には溝がカットされて前記「丸太小屋」構造の窪み部分を提供する。前記溝はダイヤモンドソー（ｄｉａｍｏｎｄ  ｓａｗ）または他の適切なガラスカッティング機器によって形成される。前記複数のガラス板またはガラスのプレートは次に積み重ねられかつ、ガラスのものと実質的に同じ熱膨脹係数を有するガラスフリットのような、適切な接着剤によって一緒に接着される。カソード補強部材３７０の開かれた構造は、適切な強度を提供する一方で、低減された重量という付加的な利点を与える。カソード補強部材３７０は、例えば、ガラスフリットのような適切な接着剤を使用してカソード３３０の外側面に付着された主面を有する。カソード補強部材３７０の厚さはＦＥＤ３００の機械的な完全性を維持しかつ大気圧への内破を防止するのに十分なものである。この厚さはＦＥＤ３００の総合的な寸法により決定されかつさらに内側のスペーサ支持の必要性を除去する。
【００１７】
本発明に係わるカソード補強部材において使用するための他の適切な構造も当業者には上の説明から容易に明らかになるであろう。
【００１８】
本発明の特定の実施形態を示しかつ説明したが、当業者にはさらに他の修正および改善をなすことができるであろう。従って、この発明は示された特定の形式に限定されるのではなく、かつ添付の特許請求の範囲によってこの発明の精神および範囲から離れることのないすべての修正をカバーすることを意図している。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コスト効率がよくかつ使用するのが容易なカソード補強部材を有する電界放出表示装置をさまざまなバックパネル厚さに対して適切に構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる電界放出表示装置の１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係わる電界放出表示装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係わる電界放出表示装置のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００  電界放出表示装置（ＦＥＤ）
１１０，２１０，３１０  アノード
１８５，２８５，３８５  バックプレート
１６０，２６０，３６０  電気信号リード
１５０，２５０，３５０  側部部材
１２０，２２０，３２０  カソードルミネセント被着
１３０，２３０，３３０  カソード
１７０，２７０，３７０  カソード補強部材
１４０，２４０，３４０  電界放出器
１５５，２５５，３５５  中間領域
１８０  接着剤
２９５  排気管
【図１】
0004001981.tif 000002
【図２】
0004001981.tif 000003
【図３】
0004001981.tif 000004