JP2006073414A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、スパッタイオンポンプを備えた画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device provided with a sputter ion pump.
近年、陰極線管(以下、CRTと称する)に代わる次世代の軽量、薄型の画像表示装置として様々な平面型画像表示装置が開発されている。このような平面型画像表示装置には、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ(以下、LCDと称する)、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル(以下、PDPと称する)、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ(以下、FEDと称する)、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ(以下、SEDと称する)などがある。 In recent years, various flat image display devices have been developed as next-generation light-weight and thin image display devices that replace cathode ray tubes (hereinafter referred to as CRTs). Such flat-type image display devices include a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) that controls the intensity of light using the orientation of liquid crystal, and a plasma display panel (hereinafter referred to as LCD) that emits phosphors by ultraviolet rays of plasma discharge. (Referred to as PDP), field emission display (hereinafter referred to as FED) that emits a phosphor by an electron beam of a field emission electron emitter, and surface conduction electron emission that causes a phosphor to emit light by an electron beam of a surface conduction electron emitter. There is a display (hereinafter referred to as SED).
例えばFEDやSEDは、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板の周縁部同士を接合することで真空外囲器を構成している。前面基板には蛍光体スクリーンが形成されているとともに、背面基板には、蛍光体スクリーンを励起する電子源として複数の電子放出素子が設けられている。蛍光体スクリーンは、赤、緑、青の蛍光体層と、これら蛍光体層間に位置した遮光部と、これら蛍光体層および遮光部上に設けられたメタルバックと、で構成されている。画像を表示する際は、メタルバックに+10kV程度の高電圧が印加される。このようなFEDやSEDでは、画像表示装置の厚さを数mm程度にまで薄くすることができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されているCRTと比較して、軽量化、薄型化を達成することができるとともに、省電力化を達成することができる。 For example, FEDs and SEDs have a front substrate and a rear substrate facing each other with a predetermined gap, and constitute a vacuum envelope by joining the peripheral portions of these substrates. A phosphor screen is formed on the front substrate, and a plurality of electron-emitting devices are provided on the rear substrate as electron sources that excite the phosphor screen. The phosphor screen is composed of red, green, and blue phosphor layers, a light shielding portion positioned between the phosphor layers, and a metal back provided on the phosphor layer and the light shielding portion. When displaying an image, a high voltage of about +10 kV is applied to the metal back. With such FEDs and SEDs, the thickness of the image display device can be reduced to a few millimeters, which is lighter and thinner than CRTs currently used as television and computer displays. It can be achieved and power saving can be achieved.
上記のような画像表示装置において、電子放出素子を安定して動作させるためには、真空外囲器内を10−7〜10−8Torr程度の極めて高い真空度に維持する必要がある。また、PDPにおいても一度真空にしてから放電ガスを充填する必要がある。そこで、真空外囲器内にゲッターを配置して高真空を維持する画像表示装置、更には、真空外囲器にスパッタイオンポンプ(以下、SIPと称する)を接続し長期間に渡って高真空度を維持する画像表示装置が提案されている(例えば、特許文献1)。 In the image display device as described above, in order to stably operate the electron-emitting device, it is necessary to maintain the inside of the vacuum envelope at a very high degree of vacuum of about 10 −7 to 10 −8 Torr. Moreover, it is necessary to fill the discharge gas after evacuating the PDP once. Therefore, an image display device that maintains a high vacuum by placing a getter in the vacuum envelope, and further, a sputter ion pump (hereinafter referred to as SIP) is connected to the vacuum envelope to provide a high vacuum for a long period. An image display device that maintains the degree has been proposed (for example, Patent Document 1).
上記SIPは、内部が真空に維持されているポンプ容器と、永久磁石と、を備えている。ポンプ容器内には、陰極と陽極とが対向して設けられている。陰極は陽極の両側に設けられている。また、永久磁石は陰極と直交する磁界を発生する。 The SIP includes a pump container whose interior is maintained in a vacuum and a permanent magnet. In the pump container, a cathode and an anode are provided facing each other. The cathode is provided on both sides of the anode. The permanent magnet generates a magnetic field orthogonal to the cathode.
磁石により磁界を印加した状態で、陽極と陰極との間に3〜5kVの高電圧を印加(陰極に0V、陽極に3〜5kV印加)すると、電子がガス分子に射突し放出ガスを電離させる。この電離により発生したガスプラスイオンがチタン板からなる陰極に射突し、そのエネルギによりチタンをスパッタさせる。これにより、陽極面に活性なチタン膜が形成される。そして、放出ガス中の中性分子や励起された分子がチタン膜に入射して吸着排気される。このようなSIPの排気動作により、画像表示装置の真空外囲器内を10−8Torr以下の高真空度に維持することができる。陽極に電圧を印加する場合は、ポンプ容器の外部に設けられた電源を用いて印加する。
上記画像表示装置において、画像を表示する際にメタルバックに高電圧を印加する他、真空外囲器内を高真空度に維持するため陽極にも高電圧を印加する必要がある。画像表示装置に2つの高電圧用の電源を設けることになるため、画像表示装置の装置構成が複雑になるとともに、その画像表示装置の消費電力も大きくなってしまう。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、消費電力の削減が可能な画像表示装置を提供することにある。
In the image display device, in addition to applying a high voltage to the metal back when displaying an image, it is necessary to apply a high voltage to the anode in order to maintain a high vacuum inside the vacuum envelope. Since the image display apparatus is provided with two power supplies for high voltage, the apparatus configuration of the image display apparatus becomes complicated and the power consumption of the image display apparatus increases.
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an image display apparatus capable of reducing power consumption.
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る画像表示装置は、蛍光体スクリーンおよび前記蛍光体スクリーンに高電圧を印加する共通電極を有した前面基板と、前記前面基板と対向配置されているとともに前記蛍光体スクリーンを励起する複数の電子放出源が設けられた背面基板と、を有し、内部が真空に維持された真空外囲器と、前記真空外囲器に連通して取付けられたポンプ容器、並びに前記ポンプ容器内に配置された陰極および陽極を有し、前記真空外囲器内部の真空度を維持するスパッタイオンポンプと、を備え、前記共通電極および陽極は電気的に接続されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, an image display device according to an aspect of the present invention includes a phosphor screen, a front substrate having a common electrode that applies a high voltage to the phosphor screen, and the front substrate. And a back substrate provided with a plurality of electron emission sources for exciting the phosphor screen, and a vacuum envelope whose interior is maintained in a vacuum, and attached in communication with the vacuum envelope A sputter ion pump having a pump container and a cathode and an anode disposed in the pump container and maintaining a vacuum degree inside the vacuum envelope, wherein the common electrode and the anode are electrically connected It is characterized by having.
この発明によれば、消費電力の削減が可能な画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, an image display device capable of reducing power consumption can be provided.
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るSIPを備えたSEDについて詳細に説明する。
図1ないし図5に示すように、SEDは、それぞれ矩形状のガラス板で構成された前面基板11、および背面基板12を備え、これらの基板は1〜2mmの隙間を置いて対向配置されている。背面基板12は前面基板11よりも大きな寸法に形成されている。そして、前面基板11および背面基板12は、矩形枠状の側壁18を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された扁平な矩形状の真空外囲器10を構成している。
Hereinafter, an SED including a SIP according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 5, the SED includes a
真空外囲器10内部には、前面基板11および背面基板12に加わる大気圧荷重を支えるため、複数の板状の支持部材13が設けられている。これらの支持部材13は、真空外囲器10の一辺と平行にそれぞれ延在しているとともに、上記一辺と直交する方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。なお、支持部材13は板状に限らず、柱状であっても良い。
A plurality of plate-
前面基板11の内面には、蛍光体スクリーン14が形成されている。蛍光体スクリーン14は、赤、緑、青の複数の蛍光体層15a、これら蛍光体層間に並べられた遮光部15b、および蛍光体層上に形成されたメタルバック16で構成されている。蛍光体層15aは、真空外囲器10の上記一辺と平行な方向に延在しているとともに、この一辺と直交する方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。このため、メタルバック16は、複数のストライプ部16aに分断されて構成され、ストライプ部が蛍光体層15aに重なっている。メタルバック16は、アルミニウム等の導電材料で形成されている。
A
また、前面基板11上には、第1抵抗部17aおよび共通電極17bが形成されている。各ストライプ部16aは第1抵抗部17aを介して、共通電極17bに電気的に接続されている。共通電極17bの一部には高圧供給部17cが形成され、図示しない高電圧用の電源から共通電極に高電圧が印加されるよう構成されている。
On the
背面基板12の内面上には、蛍光体スクリーン14の蛍光体層15aを励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子22が設けられている。これらの電子放出素子22は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。
On the inner surface of the
各電子放出素子22は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板12の内面には、電子放出素子22に電位を供給する多数本の配線23がマトリック状に設けられ、その端部は真空外囲器10の周縁部に引出されている。
Each electron-
上記したようなSEDでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン14に駆動電圧としてアノード電圧Vaを印加する。通常、アノード電圧Vaは数kVから十数kVであるため、前面基板11および背面基板12間には電位差が生じる。そして、電子放出素子22から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン14へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン14の蛍光体層15aが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
In the SED as described above, when displaying an image, an anode voltage Va is applied to the
このように、蛍光体スクリーン14には高電圧が印加されるため、前面基板11、背面基板12、側壁18、および支持部材13用の板ガラスには、高歪点ガラスが使用されている。背面基板12と側壁18は、フリットガラス等の低融点ガラス19によって封着されている。前面基板11と側壁18は、導電性を有する低融点封着材としてインジウム(In)を含んだ封着層21によって封着されている。
Thus, since a high voltage is applied to the
図1および図2、並びに図6ないし図8に示すように、真空外囲器10の前面基板11には、真空外囲器内部の放出ガスを排気するSIP50が連通して取付けられている。SIP50は、ガラスで形成されたポンプ容器51を有している。本実施の形態において、ポンプ容器51は、前面基板11にフリットガラス40で接着され、その内部は真空外囲器10の内部に連通し真空に維持されている。
As shown in FIGS. 1 and 2 and FIGS. 6 to 8, a
ポンプ容器51内には、一対の陰極52および陽極53が配置されている。陰極52は、チタン、タンタル等で形成された金属板をほぼ断面U字形状となるように折り曲げて形成され、所定の間隔を置いて互いに対向している。これらの陰極52は、非貫通端子55、貫通端子56によりそれぞれポンプ容器51に固定されている。陽極53は一対の陰極52間に配置され、陰極52と所定の隙間を置いて対向している。この陽極53は、貫通端子58によりポンプ容器51に支持されている。
A pair of a
また、ポンプ容器51内には、一対の永久磁石57が設けられ、ポンプ容器51の内面と各陰極52との間にそれぞれ配置されている。永久磁石57は、陰極52の略全面に接触した状態で陰極に固定されている。ポンプ容器51の外側には、閉ループ状の磁性体、例えば、環状の磁性体66が装着され、永久磁石57と対向している。この磁性体66は、陰極52および永久磁石57とともに閉磁路71を形成している。
A pair of
ポンプ容器51内には第2抵抗部としての可変抵抗部61が配置されている。可変抵抗部61はポンプ容器の内面に固定されている。可変抵抗部61の抵抗値は高く、この実施の形態では2000MΩである。可変抵抗部61は高真空中でも使用できる材料で構成されている。可変抵抗部61の外面は保護膜としてのガラス62で覆われている。
A
共通電極17bおよび陽極53は、第2抵抗部61、接続端子60、および貫通端子58を介して電気的に接続されている。なお、共通電極17bおよび可変抵抗部61は接続配線63を介して電気的に接続されている。貫通端子56は接地され、陰極52は0Vに維持されている。共通電極17bに印加された高電圧は、可変抵抗部61を介して陽極53に印加されている。このため、共通電極17bに印加された高電圧は可変抵抗部61で低くなり、陽極53に印加されている。
The
図9に示すように、可変抵抗部61は、複数の端子t1、t2、t3、t4を有し、また、接続配線63も端子t5を有している。接続端子60は、端子t1ないし端子t5のいずれかの端子と接続され、この実施の形態では端子t4と接続されている。接続端子60と接続する可変抵抗部61の端子を選択することにより、共通電極17bおよび陽極53間の抵抗値を異ならせることができ、陽極に印加する電圧の値も異ならせることができる。
As shown in FIG. 9, the
この実施の形態のように、接続端子60が端子t4と接続された場合、陽極53には共通電極17bに印加された電圧よりも低い電圧が印加されることになる。また、接続端子60が端子t5と接続された場合、陽極53には共通電極17bに印加された電圧と同等の電圧が印加されることになる。
When the
上記のように構成されたSIP50によれば、動作時、永久磁石57により陰極52と直交する方向の磁界を印加した状態で、陰極52と陽極53との間に3〜5kVの高電圧を印加する。すなわち、共通電極17bに印加された電圧は、可変抵抗部61で調整され、3〜5kVの電圧として陽極53に印加する。すると、ポンプ容器51内において、電子がガス分子に射突し放出ガスを電離させる。この電離により発生したガスプラスイオンが例えばチタン板からなる陰極52に射突し、そのエネルギによってチタンをスパッタさせる。これにより、陽極53の表面に活性なチタン膜が形成される。そして、放出ガス中の中性分子や励起された分子がチタン膜に入射して吸着し排気される。このようなSIP50の排気動作によって真空外囲器10内の放出ガスを排気し、真空外囲器内を10−8Torr以下の高真空度に維持する。
なお、図6に示すように、陰極52、永久磁石57、および磁性体66により閉磁路71が形成され、永久磁石の発生磁界は外部に漏洩することなく閉磁路を通る。
According to the
As shown in FIG. 6, a closed
以上のように構成された、画像表示装置によれば、共通電極17bは、蛍光体スクリーン14のメタルバック16およびSIP50の陽極53に電気的に接続されている。これにより、複数の電源を用いることなく蛍光体スクリーン14および陽極53に高電圧を印加することができるため、複数の電源を用いる場合に比べ消費電力を削減することができる。そして、真空外囲器10内を高真空度に維持することができるとともに、良好な画像を表示することができる。さらに、画像表示装置の装置構成が複雑にはならない。
According to the image display device configured as described above, the
可変抵抗部61は、共通電極17bおよび陽極53間の抵抗値を異ならせる複数の端子を有している。接続端子60を可変抵抗部61のいずれかの端子または接続配線63の端子と接続することにより、上記抵抗値を異ならせることができる。上記したことから、陽極53に印加する電圧を3〜5kVの適正な電圧に調整することができる。このため、陽極53に印加する際の適正な電圧よりも高い電圧が共通電極17bに印加される場合であっても、可変抵抗部61で電圧を調整することにより陽極に適正な電圧を印加することができる。
The
可変抵抗部61の外面はガラス62で覆われている。ガラス62は、可変抵抗部61に高圧が印加された時に沿面リーク及び対面リーク(可変抵抗部面とSIP50)の耐電圧防止策として施されている。
The outer surface of the
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、SIP50の各構成要素の形状、材質等は上述した実施の形態に限らず、必要に応じて種々選択可能である。図10に示すように、SIP50は、真空外囲器10の背面基板12に連通して取付けられていても良い。また、電子放出素子22は、表面伝導型の電子放出素子に限らず、pn型の冷陰極素子あるいは電界放出型の電子放出素子等の他の電子放出源を用いても良い。
この発明は、SEDに限定されることなく、FED等の他の画像表示装置にも適用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the shape, material, and the like of each component of the
The present invention is not limited to the SED, but can be applied to other image display devices such as an FED.
10…真空外囲器、11…前面基板、12…背面基板、14…蛍光体スクリーン、15a…蛍光体層、16…メタルバック、16a…ストライプ部、17a…第1抵抗部、17b…共通電極、17c…高圧供給部、22…電子放出素子、50…SIP、51…ポンプ容器、52…陰極、53…陽極、61…可変抵抗部、t1,t2,t3,t4,t5…端子。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記真空外囲器に連通して取付けられたポンプ容器、並びに前記ポンプ容器内に配置された陰極および陽極を有し、前記真空外囲器内部の真空度を維持するスパッタイオンポンプと、を備え、
前記共通電極および陽極は電気的に接続されていることを特徴とする画像表示装置。 A front substrate having a phosphor screen and a common electrode for applying a high voltage to the phosphor screen, and a back surface provided with a plurality of electron emission sources that are disposed opposite to the front substrate and excite the phosphor screen A vacuum envelope having a substrate and maintained inside a vacuum,
A pump container attached in communication with the vacuum envelope, and a sputter ion pump having a cathode and an anode disposed in the pump container and maintaining the degree of vacuum inside the vacuum envelope. ,
An image display device, wherein the common electrode and the anode are electrically connected.
前記共通電極は前記メタルバックと電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 The phosphor screen includes a plurality of phosphor layers and a metal back formed on the phosphor layers,
The image display device according to claim 1, wherein the common electrode is electrically connected to the metal back.
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JP2004257101A JP2006073414A (en) | 2004-09-03 | 2004-09-03 | Image display device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004257101A JP2006073414A (en) | 2004-09-03 | 2004-09-03 | Image display device |
Publications (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004257101A Pending JP2006073414A (en) | 2004-09-03 | 2004-09-03 | Image display device |
Country Status (1)
Country | Link |
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2004
- 2004-09-03 JP JP2004257101A patent/JP2006073414A/en active Pending
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