JP2002543560A - フラットディスプレイへの水素導入デバイスおよび方法 - Google Patents
フラットディスプレイへの水素導入デバイスおよび方法Info
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Classifications
-
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J7/14—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J7/20—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the tube or lamp
-
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H01J17/22—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the tube
- H01J17/26—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the tube
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-
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- H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
- H01J9/38—Exhausting, degassing, filling, or cleaning vessels
- H01J9/395—Filling vessels
-
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- H01J2329/00—Electron emission display panels, e.g. field emission display panels
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- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
電界放出もしくはプラズマアドレス液晶型のフラットディスプレイ(14)に水素を導入するためのデバイスが記載され、それは温度の関数として水素ガスを透過しうる壁によりディスプレイの内部空間(13)に連結された水素吸蔵材料(21)を含む貯蔵部(11)から形成されている。このデバイスは、壁および吸蔵材料を所望の温度にそれぞれするためにヒーター(19)およびヒーター(22)、または2つの機能を実行する1つのヒーター、を含む。さらに、フラットディスプレイが作動するときはいつでもデバイスが作動する方法をも記載し、該ヒーターのスイッチ・オンは壁自体を予め計算された温度にするために配置される。
Description
【0001】 本発明は、フラットディスプレイに水素を導入するためのデバイスおよび方法
に関する。
に関する。
【0002】 特に、本発明は、電界放出ディスプレイ(“Field Emission
Displays”もしくはFEDとしてこの分野で一般的に知られている)お
よび液晶ディスプレイに水素を導入するためのデバイスおよび方法に関し、液晶
の配向は、プラズマによって制御され(「プラズマアドレス液晶」(“Plas
ma Addressed Liquid Crystal”)ディスプレイも
しくはPALCとしてこの分野で一般に知られている)、これらの水素分圧を所
望の値内に保持している。これらの型のディスプレイの主要な用途は、比較的重
くて、場所もとられる陰極管にもとづく従来のテレビジョンスクリーンに代替す
ることである。特にPALCの場合、他の用途は、鉄道駅もしくは空港における
交通情報を提供するためのボードである。
Displays”もしくはFEDとしてこの分野で一般的に知られている)お
よび液晶ディスプレイに水素を導入するためのデバイスおよび方法に関し、液晶
の配向は、プラズマによって制御され(「プラズマアドレス液晶」(“Plas
ma Addressed Liquid Crystal”)ディスプレイも
しくはPALCとしてこの分野で一般に知られている)、これらの水素分圧を所
望の値内に保持している。これらの型のディスプレイの主要な用途は、比較的重
くて、場所もとられる陰極管にもとづく従来のテレビジョンスクリーンに代替す
ることである。特にPALCの場合、他の用途は、鉄道駅もしくは空港における
交通情報を提供するためのボードである。
【0003】 原則として、FEDの内部空間は真空に保持されるべきであり、PALCプラ
ズマチャンバのそれはプラズマ形成に必要な希ガスのみ、通常、約50〜500
mbarの圧力のヘリウム、を含むべきである。しかしながら、両方のデバイスは、
もし少量の水素がそれらの内部に存在すると、もっと良好に働き、しかももっと
長い時間、その機能性をとくに保持することが知られている。
ズマチャンバのそれはプラズマ形成に必要な希ガスのみ、通常、約50〜500
mbarの圧力のヘリウム、を含むべきである。しかしながら、両方のデバイスは、
もし少量の水素がそれらの内部に存在すると、もっと良好に働き、しかももっと
長い時間、その機能性をとくに保持することが知られている。
【0004】 「IEEE Transactions on Electron Devi
ces」38巻10号(1991)2355〜2363頁におけるSpindt
ら、ならびに「Vacuum」45巻2−3号(1994)235〜239頁に
おけるMousaの記事に説明されているように、FEDにおいて、水素は金属
電子放出マイクロチップスの酸化を防止する機能を有する;最適水素圧は約10 -5 〜2×10-1mbarである。
ces」38巻10号(1991)2355〜2363頁におけるSpindt
ら、ならびに「Vacuum」45巻2−3号(1994)235〜239頁に
おけるMousaの記事に説明されているように、FEDにおいて、水素は金属
電子放出マイクロチップスの酸化を防止する機能を有する;最適水素圧は約10 -5 〜2×10-1mbarである。
【0005】 PALCにおいて、水素は、「スイッチ・オン」から「スイッチ・オフ」への
ディスプレイを形成するシングルスポット(「ピクセル」(“pixel”)と
いわれる)の復帰を加速することにより、ヘリウムプラズマの衰退時間(dec
ay time)を加速する機能を有する;この変化の高速度は、高鮮鋭度(h
igh definition)のテレビジョン映像の伝送に必要である。特許
出願EP816898には、PALCの作用のメカニズムおよび問題について詳
細に説明されている;約0.1〜100mbar、好適には1〜10mbarの水素分圧
はPALCの作用に最適である。
ディスプレイを形成するシングルスポット(「ピクセル」(“pixel”)と
いわれる)の復帰を加速することにより、ヘリウムプラズマの衰退時間(dec
ay time)を加速する機能を有する;この変化の高速度は、高鮮鋭度(h
igh definition)のテレビジョン映像の伝送に必要である。特許
出願EP816898には、PALCの作用のメカニズムおよび問題について詳
細に説明されている;約0.1〜100mbar、好適には1〜10mbarの水素分圧
はPALCの作用に最適である。
【0006】 これらのデバイスに所望量の水素を導入することは、製造の間、たとえばFE
Dの内部空間、もしくはPALCの場合のプラズマチャンバ、の排気の後に、水
素ガスを満たすことにより実施されうる;この充てん操作は、排気に用いられる
のと同一の管状化(通常ガラス)を用いて実施され得、それは後に熱圧縮(「チ
ップオフ」(“tip−off”)として知られる方法)により密封されうる。
Dの内部空間、もしくはPALCの場合のプラズマチャンバ、の排気の後に、水
素ガスを満たすことにより実施されうる;この充てん操作は、排気に用いられる
のと同一の管状化(通常ガラス)を用いて実施され得、それは後に熱圧縮(「チ
ップオフ」(“tip−off”)として知られる方法)により密封されうる。
【0007】 しかしながら、水素はこれらのディスプレイの寿命の間、消費される。特に、
水素消費速度は、ディスプレイがオフのときに無視しうるのに対し、オンのとき
に顕著であることが観察されている。この挙動の理由は、水素のイオン化による
と考えられ、それはディスプレイがスイッチをオンされると、FEDでは電子線
の相互作用により、そしてPALCではプラズマ生成により、H+ イオンが生成
するためである;このように生成されたH+ イオンは、電場により加速され、ス
イッチをオンされたディスプレイとともに、その内部の部分、主としてFEDの
金属マイクロチップもしくはPALCの電極、に向かって存在し、これらの部分
により吸収される。
水素消費速度は、ディスプレイがオフのときに無視しうるのに対し、オンのとき
に顕著であることが観察されている。この挙動の理由は、水素のイオン化による
と考えられ、それはディスプレイがスイッチをオンされると、FEDでは電子線
の相互作用により、そしてPALCではプラズマ生成により、H+ イオンが生成
するためである;このように生成されたH+ イオンは、電場により加速され、ス
イッチをオンされたディスプレイとともに、その内部の部分、主としてFEDの
金属マイクロチップもしくはPALCの電極、に向かって存在し、これらの部分
により吸収される。
【0008】 したがって、必要なときに、これらのディスプレイの寿命の間、ディスプレイ
の内部空間にガスを供給する可能性を備えておくことが必要である。この目的の
ために今まで工夫されたシステムは、水素吸蔵材料、通常ジルコニウムもしくは
チタン系合金、を使用することに基づき、それらは各合金の特性である平衡条件
に従って水素を吸収し放出しうる。これらの合金は、約10-4〜2bar の圧力で
水素に同時にさらして、約50〜200℃の温度に加熱されることにより、それ
らの質量の数%までの量の水素で「吸蔵され」(“charged”)うる。吸
蔵された水素は、特定の温度で特定の合金に対する平衡分圧よりも低い水素分圧
にされると、合金からついで放出されうる。水素を吸蔵する合金の種類は、内部
空間と通信するディスプレイの内側に配置され得、FEDおよびPALCのため
に指示されたよりも大きい値で水素分圧が低下するときに約40〜500℃の温
度まで加熱され得、デバイスで最適作動雰囲気を再定着する。水素吸蔵および放
出平衡特性にもとづいて、ジルコニウムもしくはチタン合金を使用することは、
たとえば、FED型ディスプレイに関して特許出願EP716772およびEP
838832ならびに特開平10−199454、そしてPALC型ディスプレ
イに関して特許出願EP−816898,EP83363およびWO98/57
219に記載されている。
の内部空間にガスを供給する可能性を備えておくことが必要である。この目的の
ために今まで工夫されたシステムは、水素吸蔵材料、通常ジルコニウムもしくは
チタン系合金、を使用することに基づき、それらは各合金の特性である平衡条件
に従って水素を吸収し放出しうる。これらの合金は、約10-4〜2bar の圧力で
水素に同時にさらして、約50〜200℃の温度に加熱されることにより、それ
らの質量の数%までの量の水素で「吸蔵され」(“charged”)うる。吸
蔵された水素は、特定の温度で特定の合金に対する平衡分圧よりも低い水素分圧
にされると、合金からついで放出されうる。水素を吸蔵する合金の種類は、内部
空間と通信するディスプレイの内側に配置され得、FEDおよびPALCのため
に指示されたよりも大きい値で水素分圧が低下するときに約40〜500℃の温
度まで加熱され得、デバイスで最適作動雰囲気を再定着する。水素吸蔵および放
出平衡特性にもとづいて、ジルコニウムもしくはチタン合金を使用することは、
たとえば、FED型ディスプレイに関して特許出願EP716772およびEP
838832ならびに特開平10−199454、そしてPALC型ディスプレ
イに関して特許出願EP−816898,EP83363およびWO98/57
219に記載されている。
【0009】 従来技術のシステムは、原則として、望ましいレベルで水素を保持するのに有
効であるが、実施が困難である。なぜなら、ディスプレイの内側で所望の水素圧
を発生しうる温度の関数として水素平衡圧力を有する特定の合金を明確にするこ
とは困難であるからである。特に、これらのシステムにみられる主な困難は、こ
れらの合金は室温付近(FEDおよびPALCの作動温度)で非常に低い水素平
衡圧を有するのが通常であることであり、その結果、合金を加熱することにより
放出される水素の大部分は、冷却されると合金自体によりすぐに再吸収される;
室温近辺の温度で、合金は水素の源であるよりも水素ゲッターとして作用する。
なぜなら、製造段階でディスプレイに意図的に供給された水素をも合金は吸収し
うるからである。
効であるが、実施が困難である。なぜなら、ディスプレイの内側で所望の水素圧
を発生しうる温度の関数として水素平衡圧力を有する特定の合金を明確にするこ
とは困難であるからである。特に、これらのシステムにみられる主な困難は、こ
れらの合金は室温付近(FEDおよびPALCの作動温度)で非常に低い水素平
衡圧を有するのが通常であることであり、その結果、合金を加熱することにより
放出される水素の大部分は、冷却されると合金自体によりすぐに再吸収される;
室温近辺の温度で、合金は水素の源であるよりも水素ゲッターとして作用する。
なぜなら、製造段階でディスプレイに意図的に供給された水素をも合金は吸収し
うるからである。
【0010】 特許出願MI99−000534において、出願人は、プロトン導体材料で形
成された、水素供給とフラットディスプレイの間の通路壁の一部の使用にもとづ
いて、フラットデバイスへ水素を導入するためのデバイスおよび方法を提供しよ
うとした。該壁による水素ガスの流通は、2つの電極により制御され、そして第
1の電極は貯蔵部内側に面するプロトン導体材表面に連結され、第2の電極はデ
ィスプレイ内部空間に面する表面に連結される。さらに、その方法は、2つの電
極間に適切な電位差を印加するのを可能にするために、水素分圧が所予の臨界値
未満に低下するときにディスプレイにそれを連続してモニターするか、もしくは
少くともそれを検出することを必然的に含む。
成された、水素供給とフラットディスプレイの間の通路壁の一部の使用にもとづ
いて、フラットデバイスへ水素を導入するためのデバイスおよび方法を提供しよ
うとした。該壁による水素ガスの流通は、2つの電極により制御され、そして第
1の電極は貯蔵部内側に面するプロトン導体材表面に連結され、第2の電極はデ
ィスプレイ内部空間に面する表面に連結される。さらに、その方法は、2つの電
極間に適切な電位差を印加するのを可能にするために、水素分圧が所予の臨界値
未満に低下するときにディスプレイにそれを連続してモニターするか、もしくは
少くともそれを検出することを必然的に含む。
【0011】 本発明の目的は、フラットディスプレイに水素を導入するデバイスおよび方法
を提供することであり、プロトン導体材料の2つの面に連結された電極に、望ま
しい意味で、印加される電位差を制御しうる圧力検出器を必要とせず、外部から
の介入なしに自己調整システムを提供するものである。 この目的は、請求項1に記載されたデバイスおよび請求項7に記載された方法
を用いて、本発明により達成される。
を提供することであり、プロトン導体材料の2つの面に連結された電極に、望ま
しい意味で、印加される電位差を制御しうる圧力検出器を必要とせず、外部から
の介入なしに自己調整システムを提供するものである。 この目的は、請求項1に記載されたデバイスおよび請求項7に記載された方法
を用いて、本発明により達成される。
【0012】 該デバイスおよび方法に関するこれらの、そして他の目的、利点および特徴は
、図面を伴っていくつかの異なる態様について与えられる次の詳細な説明からも
っと明らかになろう。 本発明によるデバイスは、温度の関数として水素を吸蔵し、放出することので
きる材料を含む貯蔵部からなる;その貯蔵部の壁は、水素を通さない(hydr
ogen−tight)材料からなるが、一部は、温度の関数として水素を透過
しうる材料からなる膜であり、好適にはパラジウムもしくはその合金または鉄も
しくはその合金である;その膜は、ディスプレイの内部空間で貯蔵部と連結する
。該膜を透過することのできる水素ガスの流動Fは周知の式から与えられる:
、図面を伴っていくつかの異なる態様について与えられる次の詳細な説明からも
っと明らかになろう。 本発明によるデバイスは、温度の関数として水素を吸蔵し、放出することので
きる材料を含む貯蔵部からなる;その貯蔵部の壁は、水素を通さない(hydr
ogen−tight)材料からなるが、一部は、温度の関数として水素を透過
しうる材料からなる膜であり、好適にはパラジウムもしくはその合金または鉄も
しくはその合金である;その膜は、ディスプレイの内部空間で貯蔵部と連結する
。該膜を透過することのできる水素ガスの流動Fは周知の式から与えられる:
【0013】
【数1】
【0014】 ここでAは膜の面積、dはその厚さ、koおよびEkはそれぞれ透過についての
プレ指数因子および活性化エネルギーであり、それらは膜を形成する材料に依存
し、そしてP1 およびP2 は膜に向かう面についての水素圧の値である。P2 で
、貯蔵部の側の圧力値を、そしてP1 でディスプレイの側の圧力値を定義するこ
とにより、流動はP2 >P1 のときに、貯蔵部よりディスプレイに向けられ、P 2 <P1 のとき反対方向である;P2 =P1 のとき、平衡に達し、膜を通る正味
の流動は無い。流動方向とは無関係に、その速度は膜の温度につれて増加する。
プレ指数因子および活性化エネルギーであり、それらは膜を形成する材料に依存
し、そしてP1 およびP2 は膜に向かう面についての水素圧の値である。P2 で
、貯蔵部の側の圧力値を、そしてP1 でディスプレイの側の圧力値を定義するこ
とにより、流動はP2 >P1 のときに、貯蔵部よりディスプレイに向けられ、P 2 <P1 のとき反対方向である;P2 =P1 のとき、平衡に達し、膜を通る正味
の流動は無い。流動方向とは無関係に、その速度は膜の温度につれて増加する。
【0015】 図面に関して、図1において、本発明デバイスは模式的に、そして一般的な態
様により示される。デバイス10は、通常、膜12として示される、壁の集合に
より境界を定められる貯蔵部11よりなる。デバイスは、温度の関数として水素
ガスを透過しうる材料16からなる膜15で形成される壁(もしくはその1部)
により、FEDもしくはPALC型のフラットディスプレイ14の内部空間に連
結されており、貯蔵部11に面する表面17および空間13に面する表面18を
備えている。該膜15のまわり、もしくはどのようにでもそれに接して、いかな
る型でもよいヒーター19が備えられており、該膜15の温度をチェックするの
に適切であり、たとえば外側から供給される電気抵抗器で形成されているが、ほ
んの少数の形が部分的に図に模式的に示されている。加熱により水素を吸蔵、放
出しうる材料21は、貯蔵部11に備えられる;材料21は、「バッファー」(
buffer)ともいわれ、前述の公知文献に記載されたチタン−もしくはジル
コニウム系合金の1つであってもよく、とくにZrCo,ZrNi,ZrCo1- x Nix 、もしくは三元Zr−V−Fe合金、そしてLaNi5 もしくはLaN
i5-x Alx である。該材料は、デバイス内で容易に達成しうる温度Tiで、そ
の平衡水素圧が、ディスプレイの空間13内で保持されるのが望ましく、そして
該空間に製造段階ですでに装入されうるような、水素圧値Ps に等しくなるよう
に選ばれる。温度T1 は室温と約400℃の間に含まれるのが通常である;これ
より低温は、通常、組み立て、使用が容易ではない、デバイスの冷却システムを
必要とし、一方これより高い温度はそれを達成するのに比較的大きな動力を必要
とし、デバイス自体を損傷しかねない。通常、材料21は、その平衡圧がPs に
等しい温度が約150〜300℃であるように選ばれる。加熱部材は貯蔵部11
の内側に直接に配置された抵抗器22のような、加熱材料21のために備えられ
得、そして示されるようにコネクター23により、もしくはその外側で供給され
得る。
様により示される。デバイス10は、通常、膜12として示される、壁の集合に
より境界を定められる貯蔵部11よりなる。デバイスは、温度の関数として水素
ガスを透過しうる材料16からなる膜15で形成される壁(もしくはその1部)
により、FEDもしくはPALC型のフラットディスプレイ14の内部空間に連
結されており、貯蔵部11に面する表面17および空間13に面する表面18を
備えている。該膜15のまわり、もしくはどのようにでもそれに接して、いかな
る型でもよいヒーター19が備えられており、該膜15の温度をチェックするの
に適切であり、たとえば外側から供給される電気抵抗器で形成されているが、ほ
んの少数の形が部分的に図に模式的に示されている。加熱により水素を吸蔵、放
出しうる材料21は、貯蔵部11に備えられる;材料21は、「バッファー」(
buffer)ともいわれ、前述の公知文献に記載されたチタン−もしくはジル
コニウム系合金の1つであってもよく、とくにZrCo,ZrNi,ZrCo1- x Nix 、もしくは三元Zr−V−Fe合金、そしてLaNi5 もしくはLaN
i5-x Alx である。該材料は、デバイス内で容易に達成しうる温度Tiで、そ
の平衡水素圧が、ディスプレイの空間13内で保持されるのが望ましく、そして
該空間に製造段階ですでに装入されうるような、水素圧値Ps に等しくなるよう
に選ばれる。温度T1 は室温と約400℃の間に含まれるのが通常である;これ
より低温は、通常、組み立て、使用が容易ではない、デバイスの冷却システムを
必要とし、一方これより高い温度はそれを達成するのに比較的大きな動力を必要
とし、デバイス自体を損傷しかねない。通常、材料21は、その平衡圧がPs に
等しい温度が約150〜300℃であるように選ばれる。加熱部材は貯蔵部11
の内側に直接に配置された抵抗器22のような、加熱材料21のために備えられ
得、そして示されるようにコネクター23により、もしくはその外側で供給され
得る。
【0016】 前述のように、圧力Ps を有する水素(FEDでは全体、そしてPALCでは
部分的)が、ディスプレイ14の製造段階の間に空間13の内側に導入される。
ディスプレイの寿命の間、水素は消費され、その圧力はPx <Ps の値に減少さ
れる。ディスプレイ内の望ましい圧力を再確保するために、材料21は、ヒータ
ー22により温度T1 にされ、貯蔵部圧力は値Ps に到達し、そして式(I)に
より、貯蔵部から空間13への流動が確保され、空間内の圧力が再び望ましい値
Ps に達すると、停止する。該条件の到達は、空間13内に配置された適切なセ
ンサーで検出されうるが、ディスプレイの組み立てを簡易にするために、ディス
プレイがオンのときにいつもデバイス10が加熱されているようにするのが好適
であり、その結果、圧力は連続的に値Ps に自己調整される。水素の輸送を促進
するために、できるだけ高い値T2 と同一に保持することによって、膜温度に作
用することが可能である;しかし、この値は、ディスプレイの他の要求を損傷す
るのを避けるために、約400℃を超えて上昇できない。同一の目的のために、
できる限り小さい厚さを有する膜を用いるのも好適である。
部分的)が、ディスプレイ14の製造段階の間に空間13の内側に導入される。
ディスプレイの寿命の間、水素は消費され、その圧力はPx <Ps の値に減少さ
れる。ディスプレイ内の望ましい圧力を再確保するために、材料21は、ヒータ
ー22により温度T1 にされ、貯蔵部圧力は値Ps に到達し、そして式(I)に
より、貯蔵部から空間13への流動が確保され、空間内の圧力が再び望ましい値
Ps に達すると、停止する。該条件の到達は、空間13内に配置された適切なセ
ンサーで検出されうるが、ディスプレイの組み立てを簡易にするために、ディス
プレイがオンのときにいつもデバイス10が加熱されているようにするのが好適
であり、その結果、圧力は連続的に値Ps に自己調整される。水素の輸送を促進
するために、できるだけ高い値T2 と同一に保持することによって、膜温度に作
用することが可能である;しかし、この値は、ディスプレイの他の要求を損傷す
るのを避けるために、約400℃を超えて上昇できない。同一の目的のために、
できる限り小さい厚さを有する膜を用いるのも好適である。
【0017】 ディスプレイがオフのとき、とくにエネルギーを節約するために、デバイス1
0も供給されないのが好適である。これらの条件において、ディスプレイおよび
デバイス10の全ての要素、その中で材料21、は室温にされ、ディスプレイが
交通信号もしくは他の環境に使用される場合には、約0〜50℃の範囲で変動し
うる。これらの温度で、材料21は非常に低い平衡圧を有するのが通常であり、
その結果、式(I)により、流動は貯蔵部の方へ向かい、そしてデバイス10は
存在するすべての水素を実質的に吸収する傾向がある。したがって、膜15はT a でできるかぎり最小の透過性値を有することが必要である。この場合、温度は
一定であるので、流動の制御は、できるかぎり大きくなければならない膜の厚さ
によってのみ実施されうる。
0も供給されないのが好適である。これらの条件において、ディスプレイおよび
デバイス10の全ての要素、その中で材料21、は室温にされ、ディスプレイが
交通信号もしくは他の環境に使用される場合には、約0〜50℃の範囲で変動し
うる。これらの温度で、材料21は非常に低い平衡圧を有するのが通常であり、
その結果、式(I)により、流動は貯蔵部の方へ向かい、そしてデバイス10は
存在するすべての水素を実質的に吸収する傾向がある。したがって、膜15はT a でできるかぎり最小の透過性値を有することが必要である。この場合、温度は
一定であるので、流動の制御は、できるかぎり大きくなければならない膜の厚さ
によってのみ実施されうる。
【0018】 したがって、膜15の厚さdは、その温度がT2 のときには良好な透過性を有
し、一方その温度がTa のときには減少した透過性を有するという相反する要求
を考慮することにより決定される。厚さdを決定するために、図2のグラフに示
された曲線を参考にするのが便利であり、それは、℃で示される膜温度Tの関数
として異なる厚さを有するパラジウム膜を通過する流動F(mbar・l/s)で表
わされる)を示す;1〜4の番号を付された図2の曲線はそれぞれ0.1mm,0
.25mm,0.5mmおよび1mmの厚さの膜を意味し、面積0.25cm2 を有する
膜について、そして2つの膜面間の水素圧差ΔP=P2 −P1 が5mbarのときに
、有効である。膜面積の値は、ディスプレイにおける代表的な使用の典型であり
、そこでは内部空間13の表面はその作動要素によって主に占められており、膜
のために利用しうる面積は減少される。ΔPについての5mbarの値は、5mbarが
PALC型ディスプレイの内側で保持されるべき水素分圧値であるとすれば、該
PALC型ディスプレイにおいて生じうる最悪の条件の典型として、代わりに選
ばれる。最悪の条件下でのディスプレイ操作の作動中に、空間13は水素を十分
に排出されるので、先に定義された数値Ps およびPx はそれぞれ5および0mb
ars に等しく、ΔP=5mbarである;ディスプレイがオフであり、T=Ta であ
るとき、貯蔵部11の内側の水素圧は0mbarに近づきうるが、一方空間13の分
圧は5mbarより高くないので、2つの膜面での5mbarの圧力差が再び得られる(
先述と反対のしるしであるが)。最悪の場合にTa =50℃でT2 が知られてい
る(膜15が受ける最も高い温度としてディスプレイ製造者により定義される)
とすると、図2の曲線から、デバイス10およびディスプレイ14にみられるす
べての条件に適合する膜圧を選ぶことができる。図2に示されるのと同様な曲線
は、所望の用途がFEDであり、パラジウム以外の材料の膜の場合に、5mbarよ
り低い、たとえば約10-1mbarのΔP値に関して得ることができる。
し、一方その温度がTa のときには減少した透過性を有するという相反する要求
を考慮することにより決定される。厚さdを決定するために、図2のグラフに示
された曲線を参考にするのが便利であり、それは、℃で示される膜温度Tの関数
として異なる厚さを有するパラジウム膜を通過する流動F(mbar・l/s)で表
わされる)を示す;1〜4の番号を付された図2の曲線はそれぞれ0.1mm,0
.25mm,0.5mmおよび1mmの厚さの膜を意味し、面積0.25cm2 を有する
膜について、そして2つの膜面間の水素圧差ΔP=P2 −P1 が5mbarのときに
、有効である。膜面積の値は、ディスプレイにおける代表的な使用の典型であり
、そこでは内部空間13の表面はその作動要素によって主に占められており、膜
のために利用しうる面積は減少される。ΔPについての5mbarの値は、5mbarが
PALC型ディスプレイの内側で保持されるべき水素分圧値であるとすれば、該
PALC型ディスプレイにおいて生じうる最悪の条件の典型として、代わりに選
ばれる。最悪の条件下でのディスプレイ操作の作動中に、空間13は水素を十分
に排出されるので、先に定義された数値Ps およびPx はそれぞれ5および0mb
ars に等しく、ΔP=5mbarである;ディスプレイがオフであり、T=Ta であ
るとき、貯蔵部11の内側の水素圧は0mbarに近づきうるが、一方空間13の分
圧は5mbarより高くないので、2つの膜面での5mbarの圧力差が再び得られる(
先述と反対のしるしであるが)。最悪の場合にTa =50℃でT2 が知られてい
る(膜15が受ける最も高い温度としてディスプレイ製造者により定義される)
とすると、図2の曲線から、デバイス10およびディスプレイ14にみられるす
べての条件に適合する膜圧を選ぶことができる。図2に示されるのと同様な曲線
は、所望の用途がFEDであり、パラジウム以外の材料の膜の場合に、5mbarよ
り低い、たとえば約10-1mbarのΔP値に関して得ることができる。
【0019】 デバイス10の作動中に、材料21および膜15のそれぞれの温度T1 および
T2 が異なることを予測することはできるが、デバイスの組み立ておよび作動は
、Ti =T2 条件が選ばれるとき、かなり簡易化される;この条件は2つの19
および22に代えて1つのヒーターを採用することだけで達成しうる。この状況
は、製造者により選択されるが、膜15の厚みdの選択についてさらなる制約を
課する。なぜなら、この場合、その温度は上に示された制限内で望まれるできる
限り高く選ばれることは、貯蔵部11における高過ぎる水素平衡圧を避けるため
に、できないからである。とくにPs より高い圧力は、ガスで空間13に負担を
かけ過ぎるからである。
T2 が異なることを予測することはできるが、デバイスの組み立ておよび作動は
、Ti =T2 条件が選ばれるとき、かなり簡易化される;この条件は2つの19
および22に代えて1つのヒーターを採用することだけで達成しうる。この状況
は、製造者により選択されるが、膜15の厚みdの選択についてさらなる制約を
課する。なぜなら、この場合、その温度は上に示された制限内で望まれるできる
限り高く選ばれることは、貯蔵部11における高過ぎる水素平衡圧を避けるため
に、できないからである。とくにPs より高い圧力は、ガスで空間13に負担を
かけ過ぎるからである。
【0020】 本発明デバイスの使用は、さらに、フラットディスプレイの製造工程に必要な
適合性の観点からも有利である。実際に、吸蔵材料(バッファー)は、デバイス
に搭載する前に要請された濃度で水素をすでに吸蔵されているべきである。製造
工程の間に組み立て物が受ける熱サイクルは、作動しているデバイスよりも高い
温度をもたらすことができ、吸蔵材料からの水素放出および製造段階の間のガス
のポンピングによるガス損失を生じさせる。吸蔵材料がディスプレイ内部空間と
直接接触する従来法システムにより、H2 損失を最小とするために、450℃で
、もしくはこの段階の間に冷却を維持して行なわれるフリット密封操作の後に、
吸蔵材料を配置する必要があるが、これら解決策はともに同じ困難さを含む。た
とえばZrCoに基づく本発明デバイスは、ポンピングの間300℃までの加熱
に150分間、他の側で容易に耐えることができ、水素損失は約3mbar・lに限
定される。これは、材料中に約80(mbar・l)/gのオーダーで含まれる全水
素量に関して絶対的に許容範囲内の数値である。
適合性の観点からも有利である。実際に、吸蔵材料(バッファー)は、デバイス
に搭載する前に要請された濃度で水素をすでに吸蔵されているべきである。製造
工程の間に組み立て物が受ける熱サイクルは、作動しているデバイスよりも高い
温度をもたらすことができ、吸蔵材料からの水素放出および製造段階の間のガス
のポンピングによるガス損失を生じさせる。吸蔵材料がディスプレイ内部空間と
直接接触する従来法システムにより、H2 損失を最小とするために、450℃で
、もしくはこの段階の間に冷却を維持して行なわれるフリット密封操作の後に、
吸蔵材料を配置する必要があるが、これら解決策はともに同じ困難さを含む。た
とえばZrCoに基づく本発明デバイスは、ポンピングの間300℃までの加熱
に150分間、他の側で容易に耐えることができ、水素損失は約3mbar・lに限
定される。これは、材料中に約80(mbar・l)/gのオーダーで含まれる全水
素量に関して絶対的に許容範囲内の数値である。
【0021】 本発明デバイスの膜の厚さ寸法および作動の実施例が以下に説明される。実施例1 この実施例において、図1の番号付けについて言及される。内部容積150cc
を有するPALC型のディスプレイが本発明の水素放出デバイスに連結され、そ
れは公知の方法により8mgの水素を予め吸蔵されたZrCo化合物1gを含む、
鋼壁を有する貯蔵部から主に形成される。PALCの内部および貯蔵部は、0.
25cm2 の表面を有するパラジウム膜により互いに連結されている。膜および、
貯蔵部壁を通して化合物ZrCo、を加熱するために、1つの抵抗が使用され、
その結果、作動条件下で化合物および膜は同一温度である。PALCはガラス管
状化により、全圧150mbarを有するヘリウム/水素混合物を装入され、そこで
は水素は点線で図3に示されるように5mbarの分圧で存在する。ガス混合物を装
入する作業に使用される管状化は、ガス・サンプリング系に連結されており、そ
れはPALCに含まれるガス化学組成を測定するための質量分析計に、拡大チャ
ンバにより順番に連結されている。膜の厚さは、PALC製造者により知らされ
た以下の条件を、図2の曲線と比較することにより決定される。すなわち、ディ
スプレイがオンのとき、水素消費量は約3×10-7(mbar・l)/sであり、デ
ィスプレイがオフのとき、受け入れられうる最大水素損失は、50℃で、100
日間で約1mbarであり、これは上述のデバイスの約6×10-8(mbar・l)/s
の透過流動に等しい;除去流動Fr のこの値は、第1の点線により図に示される
。ディスプレイがオンのとき、空間13への水素流動は上述の水素消費速度に少
くとも等しいこと、好ましくは1桁大きいことが要請される;この場合において
3×10-6(mbar・l)/sである好適な流動値FH は、2番目の点線により図
示される。材料ZrCoは約180℃で5mbarの水素圧で平衡であり、本発明の
好適な態様により、該温度は膜15にも課される。膜が50℃で6×10-8(mb
ar・l)/sより低い透過流動、そして180℃で3×10-6(mbar・l)/s
より高い透過流動を有する条件は、0.35mmの膜厚を限定する。膜15および
材料ZrCoは180℃まで加熱され、ディスプレイは、スイッチをオンされ、
数時間、作動状態のままにされる:スクリーンに含まれる水素分圧は、0.5cc
の容積を有する管状化ガス試料により抜き取り、質量分析計でそれらを分析する
ことにより、毎時間測定される。時間とともに(毎時)の、そのように測定され
た水素分圧(mbars で表示される)の変動傾向は図3に曲線5として示される。
実施例2(比較) 実施例1の試験が、PALCについてくり返えされるが、本発明の水素放出デ
バイスはそれに連結されない。時間とともに水素分圧の傾向は図3に曲線6とし
て示される。
を有するPALC型のディスプレイが本発明の水素放出デバイスに連結され、そ
れは公知の方法により8mgの水素を予め吸蔵されたZrCo化合物1gを含む、
鋼壁を有する貯蔵部から主に形成される。PALCの内部および貯蔵部は、0.
25cm2 の表面を有するパラジウム膜により互いに連結されている。膜および、
貯蔵部壁を通して化合物ZrCo、を加熱するために、1つの抵抗が使用され、
その結果、作動条件下で化合物および膜は同一温度である。PALCはガラス管
状化により、全圧150mbarを有するヘリウム/水素混合物を装入され、そこで
は水素は点線で図3に示されるように5mbarの分圧で存在する。ガス混合物を装
入する作業に使用される管状化は、ガス・サンプリング系に連結されており、そ
れはPALCに含まれるガス化学組成を測定するための質量分析計に、拡大チャ
ンバにより順番に連結されている。膜の厚さは、PALC製造者により知らされ
た以下の条件を、図2の曲線と比較することにより決定される。すなわち、ディ
スプレイがオンのとき、水素消費量は約3×10-7(mbar・l)/sであり、デ
ィスプレイがオフのとき、受け入れられうる最大水素損失は、50℃で、100
日間で約1mbarであり、これは上述のデバイスの約6×10-8(mbar・l)/s
の透過流動に等しい;除去流動Fr のこの値は、第1の点線により図に示される
。ディスプレイがオンのとき、空間13への水素流動は上述の水素消費速度に少
くとも等しいこと、好ましくは1桁大きいことが要請される;この場合において
3×10-6(mbar・l)/sである好適な流動値FH は、2番目の点線により図
示される。材料ZrCoは約180℃で5mbarの水素圧で平衡であり、本発明の
好適な態様により、該温度は膜15にも課される。膜が50℃で6×10-8(mb
ar・l)/sより低い透過流動、そして180℃で3×10-6(mbar・l)/s
より高い透過流動を有する条件は、0.35mmの膜厚を限定する。膜15および
材料ZrCoは180℃まで加熱され、ディスプレイは、スイッチをオンされ、
数時間、作動状態のままにされる:スクリーンに含まれる水素分圧は、0.5cc
の容積を有する管状化ガス試料により抜き取り、質量分析計でそれらを分析する
ことにより、毎時間測定される。時間とともに(毎時)の、そのように測定され
た水素分圧(mbars で表示される)の変動傾向は図3に曲線5として示される。
実施例2(比較) 実施例1の試験が、PALCについてくり返えされるが、本発明の水素放出デ
バイスはそれに連結されない。時間とともに水素分圧の傾向は図3に曲線6とし
て示される。
【0022】 図3において曲線5と6の比較から明らかなように、本発明によるデバイスお
よび方法は、水素分圧を、PALC内でわずかな変動を除けば、本質的に一定に
維持させるが、一方、該デバイスのないPALCにおいては、水素分圧は最初の
100耐久時間において初期値の14%が減少する。 したがって、本発明デバイスおよび方法により、フラットディスプレイにおけ
る水素分圧の十分な自己調整を、要求される外部からの制御なしに、得るために
、バッファー材料および膜のヒーターを十分に供給しうる。
よび方法は、水素分圧を、PALC内でわずかな変動を除けば、本質的に一定に
維持させるが、一方、該デバイスのないPALCにおいては、水素分圧は最初の
100耐久時間において初期値の14%が減少する。 したがって、本発明デバイスおよび方法により、フラットディスプレイにおけ
る水素分圧の十分な自己調整を、要求される外部からの制御なしに、得るために
、バッファー材料および膜のヒーターを十分に供給しうる。
【図1】 本発明によるデバイスの一態様を模式的に示す。
【図2】 本発明によるデバイスの、透過しうるパラジウム壁による水素ガスの流通が、
4つの異なる厚さの値について壁温に対してプロットされるグラフを示す。
4つの異なる厚さの値について壁温に対してプロットされるグラフを示す。
【図3】 本発明のデバイスを備えたフラットディスプレイおよび該デバイスを備えてい
ないフラットディスプレイにおける、水素分圧の変動傾向をグラフで示す。
ないフラットディスプレイにおける、水素分圧の変動傾向をグラフで示す。
Claims (11)
- 【請求項1】 −水素を放出しうる材料(21)を含む貯蔵部(11)であ
り、その壁(12)は水素を通さない材料からなるが、部分(15)は、温度の
関数として水素ガスを透過し得、該貯蔵部(11)に面する1つの表面(17)
およびフラットディスプレイの内部空間(13)に面する反対側の面を有する、
貯蔵部(11)ならびに; −温度の関数として水素を透過しうる材料を有してなる該部分(15)を加熱
するための手段(19)、 からなるフラットディスプレイ(14)に水素を導入するためのデバイス(10
)。 - 【請求項2】 貯蔵部(11)の壁(12)が金属、セラミックもしくはガ
ラスからなる請求項1記載のデバイス。 - 【請求項3】 温度の関数として水素を透過しうる該材料(16)がパラジ
ウムおよびその合金、または鉄およびその合金から選ばれる請求項1記載のデバ
イス。 - 【請求項4】 該水素放出材料(21)がジルコニウム−、チタン−もしく
はランタン−系合金から選ばれる請求項1記載のデバイス。 - 【請求項5】 該水素放出材料(21)が、ZrCo,ZrNi,ZrCo 1-x Nix もしくはZr−V−Feの三元合金から選ばれる請求項4記載のデバ
イス。 - 【請求項6】 該水素放出材料(21)が、LaNi5 および合金LaNi 5-x Alx から選ばれる請求項4記載のデバイス。
- 【請求項7】 該貯蔵部とフラットディスプレイの内部空間の間に配置され
、そして温度の関数として水素を透過しうる部分を少くとも、加熱する段階を含
む請求項1記載のデバイスによってフラットディスプレイに水素を導入する方法
。 - 【請求項8】 水素放出材料も加熱される請求項7記載の方法。
- 【請求項9】 該透過しうる壁部分および該水素放出材料が、ともに同一温
度Tに加熱される請求項7もしくは8記載の方法。 - 【請求項10】 水素を透過しうる材料からなる部分が水素放出材料の加熱
温度よりも高い温度で加熱される請求項7もしくは8記載の方法。 - 【請求項11】 フラットディスプレートの作動に、水素を透過しうる材料
からなる該部分を少くとも加熱して、デバイスの同時作動を一致させる請求項7
記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT99A000836 | 1999-04-21 | ||
IT1999MI000836A IT1312200B1 (it) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Dispositivo e metodo per l'introduzione di idrogeno all'interno dischermi piatti. |
PCT/IT2000/000159 WO2000065628A1 (en) | 1999-04-21 | 2000-04-19 | Device and method for introducing hydrogen into flat displays |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002543560A true JP2002543560A (ja) | 2002-12-17 |
Family
ID=11382785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000614479A Pending JP2002543560A (ja) | 1999-04-21 | 2000-04-19 | フラットディスプレイへの水素導入デバイスおよび方法 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US6443789B2 (ja) |
EP (1) | EP1090405B1 (ja) |
JP (1) | JP2002543560A (ja) |
KR (1) | KR100408326B1 (ja) |
AT (1) | ATE288129T1 (ja) |
DE (1) | DE60017662T2 (ja) |
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US8414718B2 (en) | 2004-01-14 | 2013-04-09 | Lockheed Martin Corporation | Energetic material composition |
JP5224817B2 (ja) * | 2004-12-21 | 2013-07-03 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 低圧水銀蒸気放電ランプ |
US7585693B2 (en) * | 2006-03-31 | 2009-09-08 | Intel Corporation | Method of forming a microelectronic package using control of die and substrate differential expansions and microelectronic package formed according to the method |
US7718016B2 (en) * | 2006-04-07 | 2010-05-18 | Lockheed Martin Corporation | Methods of making multilayered, hydrogen-containing intermetallic structures |
US7829157B2 (en) * | 2006-04-07 | 2010-11-09 | Lockheed Martin Corporation | Methods of making multilayered, hydrogen-containing thermite structures |
US8250985B2 (en) * | 2006-06-06 | 2012-08-28 | Lockheed Martin Corporation | Structural metallic binders for reactive fragmentation weapons |
US7886668B2 (en) * | 2006-06-06 | 2011-02-15 | Lockheed Martin Corporation | Metal matrix composite energetic structures |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3822086A (en) * | 1973-02-01 | 1974-07-02 | Us Navy | Apparatus for recharging a tr tube |
IT1269978B (it) | 1994-07-01 | 1997-04-16 | Getters Spa | Metodo per la creazione ed il mantenimento di un'atmosfera controllata in un dispositivo ad emissione di campo tramite l'uso di un materiale getter |
US5982095A (en) * | 1995-09-19 | 1999-11-09 | Lucent Technologies Inc. | Plasma displays having electrodes of low-electron affinity materials |
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