JP2006012531A - 平面型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空外囲器内を効率良く高真空度に維持することができるとともに、生産性の向上した平面型表示装置を提供する。
【解決手段】 平面型表示装置の真空外囲器１０は、隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された２枚の平面基板１１、１２を備えている。真空外囲器の内部にはスパッタイオンポンプセル３４と、を備え、スパッタイオンポンプセルは、平面基板の表面と垂直な方向に沿って順に配設された一対の陰極３６ａ、３６ｂおよびこれら陰極間に配設された陽極３８を有している。
【選択図】 図３

Description

この発明は、対向配置された２枚の基板を有する真空外囲器を備えた平面型表示装置に関する。

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の画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、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。

例えば、ＦＥＤやＳＥＤは、２ｍｍ程度の間隔をおいて対向配置された第１基板および第２基板を備え、これらの基板は矩形状の枠体を介して周辺部を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。第１基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、第２基板の内面には、蛍光体を励起する電子放出源として、多数の電子放出素子が配列されている。第２基板側の電位はほぼアース電位であり、蛍光面にはアノード電圧が印加される。そして、第１基板と第２基板の間に印加した強電界により電子放出素子から放出された電子ビームを蛍光体スクリーンに加速衝突させて発光させることにより画像を表示している。（例えば、特許文献１）。

このようなＦＥＤやＳＥＤの外囲器は、高い真空特性が求められる。一般に、高い真空度を維持するため、外囲器内部にゲッタ材を配置するか、あるいは、外囲器内にゲッタ膜を形成し排気能力を付与している。
特開２００２−３１９３４６号

しかしながら、化学吸着によるゲッタでは希ガスに対して排気能力が無く、外囲器内を長期間に渡って高い真空度に維持することが困難となる。このような問題を補うため、外囲器の角部外面にスパッタイオンポンプを設け、このスパッタイオンポンプにより真空外気内部を排気することが考えられる。通常、スパッタイオンポンプは、ポンプ本体を備え、このポンプ本体内には、陽極および一対の陰極が配置されている。ポンプ本体を真空外囲器の外面上に取り付け、ポンプ本体内部と真空外囲器内部とを連通している。

しかしながら、上記スパッタイオンポンプはゲッタに比べて構成が複雑であるとともに、真空外囲器の外面にポンプ本体を設ける必要があり生産性が低下するという問題がある。

この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、真空外囲器内を効率良く高真空度に維持することができるとともに、生産性の向上した平面型表示装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、この発明の態様に係る平面型表示装置は、それぞれ画像表示領域およびこの画像表示領域の外側に位置した非表示領域を有し、隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された２枚の平面基板を備えた真空外囲器と、前記真空外囲器内で前記非表示領域に対向して設けられた複数のスパッタイオンポンプセルと、を備え、前記スパッタイオンポンプセルは、前記真空外囲器の周辺部に沿って並んで配置されている。

この発明の他の態様に係る平面型表示装置は、隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された２枚の平面基板を備えた真空外囲器と、前記真空外囲器の内部に設けられたスパッタイオンポンプセルと、を備え、前記スパッタイオンポンプセルは、前記平面基板の表面と垂直な方向に沿って順に配設された一対の陰極およびこれら陰極間に配設された陽極を有している。

この発明によれば、真空外囲器内を効率良く高真空度に維持することができるとともに、生産性の向上した平面型表示装置を提供することができる。

以下図面を参照しながら、この発明を、平面型表示装置としてＳＥＤに適用した第１の実施形態について詳細に説明する。
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤは、平面基板として、それぞれ矩形状のガラス板からなる第１基板１１および第２基板１２を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて対向配置されている。第１基板１１および第２基板１２は、ガラスからなる矩形枠状の側壁１３を介して周縁部同士が接合され、内部が真空に維持された扁平な真空外囲器１０を構成している。

接合部材として機能する側壁１３は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材により、第１基板１１の周縁部および第２基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。真空外囲器１０の内部には、第１基板１１および第２基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、図示しない複数の支持部材が設けられている。

第１基板１１の内面には蛍光面として機能する蛍光体スクリーン１５が形成されている。蛍光体スクリーン１５は、赤、青、緑に発光する蛍光体層、および遮光層を並べて構成されている。蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム等からなるメタルバック１６および図示しないゲッタ膜が順に形成されている。第１基板１１において、蛍光体スクリーン１５が形成された領域は矩形状の画像表示領域２０を形成し、その周囲の領域は非表示領域２１を形成している。

第１基板１１の内面において、非表示領域２１には例えば銀ペーストが塗布されアース電位領域２６が形成されている。アース電位領域２６は、第１基板１１の内面に形成された高抵抗膜２８を介して蛍光体スクリーン１５に接続されている。

第２基板１２の内面には、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層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１８が設けられている。これらの電子放出素子１８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。各電子放出素子１８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。第２基板１２において、電子放出素子１８が設けられている領域は矩形状の画像表示領域２２を形成し、その周囲の領域は非表示領域２４を形成している。

第２基板１１の内面において、非表示領域２４には例えば銀ペーストが塗布されアース電位領域３０が形成されている。このアース電位領域３０および上述した第１基板１１のアース電位領域２６は共にアース電位に設定されている。

上記ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１５およびメタルバック１６にアノード電圧が印加され、電子放出素子１８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１５へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層が励起されて発光し、画像を表示する。

真空外囲器１０内の非表示領域２１、２４には、スパッタイオンポンプ３２を構成した複数、例えば、６個のスパッタイオンポンプセル３４が作り込まれている。図３に示すように、各スパッタイオンポンプセル３４は、一対の陰極３６ａ、３６ｂおよび陰極間に配置された陽極３８を有している。陰極３６ａ、３６ｂは、例えば、厚さ０．２ｍｍのチタン板でそれぞれ形成されている。陰極３６ａは第１基板１１の内面と平行に延び、アース電位領域２６に接触して設けられている。これにより陰極３６ａはアース電位に規定されている。陰極３６ｂは第２基板１２の内面と平行に延び、陰極３６ａと対向して位置している。陰極３６ｂはアース電位領域３０に接触して設けられ、アース電位に規定されている。

陽極３８は厚さ１ｍｍのＳＵＳ板にΦ４の透孔４０を開けて形成されている。陽極３８は一対の陰極３６ａ、３６ｂ間に配置され、これらの陰極に対して隙間を置いて対向している。これにより、一対の陰極３６ａ、３６ｂおよび陽極３８は、第１および第２基板１１、１２の表面と垂直な方向に沿って、陰極、陽極、陰極の順で並んで配置されている。陽極３８には、外部から１〜３ｋＶを印加することで所望の排気能力を発揮する。

本実施形態において、６個のスパッタイオンポンプセル３４は、共通の陰極および共通の陽極を用いて構成されている。図４および図５に示すように、陰極３６ａ、３６ｂはそれぞれ細長い矩形板状に形成され、６個分の陰極をそれぞれ構成している。また、陽極３８は細長い矩形板状に形成され、６個の透孔４０が板の長手方向に並んで形成されている。陽極３８の長手方向一端には、タブ４２が突設されている。

一対の陰極３６ａ、３６ｂは間に陽極３８を挟んで平行に対向配置されている。陰極３６ａと陽極３８とは、複数の板状のスペーサ４４ａを介して無機接着剤により接着されている。陰極３６ｂと陽極３８とは、複数の板状のスペーサ４４ｂを介して無機接着剤により接着されている。スペーサ４４ａは、各透孔４０の両側に配置されている。同様に、スペーサ４４ｂは、各透孔４０の両側に配置されている。スペーサ４４ａ、４４ｂは、アルミナ等の絶縁物で形成されている。これにより、６個のスパッタイオンポンプセル３４は、１つのセルアッセンブリとして構成されている。

図４および図５において、スペーサ４４ａ、４４ｂは模式的に陽極３８の透孔４０近傍に位置するように示されているが、実際にはスパッタリングされるチタンによるショートを防ぐため、透孔４０から１〜５ｍｍ程度の距離を置いて設けられている。セルアッセンブリは、真空外囲器１０を構成する第１基板１１および第２基板１２のいずれかに接着され、タブ４２を介して陽極電位規定できるように組立てられている。

スパッタイオンポンプ３２は、第１および第２基板１１、１２の表面と垂直な方向に沿って陰極３６ａ、３６ｂおよび陽極３８に磁界４８を印加する磁界印加部４６を備えている。磁界印加部４６は、陰極３６ａと対向して第１基板１１の外面側に設けられた磁石５０ａ、陰極３６ｂと対向して第２基板１２の外面側に設けられた磁石５０ｂ、およびこれらの磁石を磁気的に接続した磁性体５２を備えている。

上記構成のスパッタイオンポンプ３２によれば、磁界４８を印加した状態で、陽極３８に高電圧を印加すると、真空外囲器１０中の分子が電離し、電子が陽極３８方向に引き寄せられる。電子は、直交する磁界４８により陽極３８に向かおうとしても螺旋運動をしてしまい、陽極３８の透孔４０内部に滞在した状態となる。この滞在した電子は、透孔４０の他の分子、例えば、稀ガスに衝突し、稀ガス分子を電離させる。電離した稀ガスイオンは陰極３６ａ、３６ｂに引き寄せられる。この際、稀ガスイオンは、磁界４８と方向があまり変わらず、かつ、重量が重いことから、透孔４０内に滞在することなく陰極３６ａ、３６ｂに衝突し陰極内部に埋め込まれる。チタンなどのゲッタ材で構成された陰極３６ａ、３６ｂは、稀ガスイオンの衝突によりスパッタリングされ、対向する陰極や陽極に飛散して稀ガスの埋め込みを促進するとともに化学吸着による排気能力を発揮する。このような作用によりスパッタイオンポンプ３２は稀ガス排気能力を発揮する。

以上のように構成されたＳＥＤによれば、スパッタイオンポンプセル３４を真空外囲器１０内部に埋め込んで配置することにより、真空外囲器から外方に突出するポンプ室を無くすことができる。これにより、真空外囲器内を効率良く高真空度に維持することができるとともに、ＳＥＤの生産性を向上することができる。また、装置全体を一層薄型化することが可能となる。

スパッタイオンポンプ３２を構成した複数のスパッタイオンポンプセル３４は、真空外囲器１０内で非表示領域に対向して設けられ、真空外囲器の周辺部に沿って並んで配置されている。そのため、スパッタイオンポンプ３１の排気能力を最大限に発揮することができる。また、このような配置にすると、スパッタイオンポンプセル３４は、主な脱ガス源である画像表示領域２０、２２に対して最大の開口面積を確保することができ、薄い外囲器１０内部に作り込んだ場合でもスパッタイオンポンプ３２の排気能力劣化を補うことができる。

更に、真空外囲器１０のアース電位領域２６、３０に積層するように陽極３８および陰極３６ａ、３６ｂを挟んで配置することにより、薄い外囲器１０を挟んで磁石５０ａ、５０ｂを配置することが可能となる。従って、磁界４８を強力にすることができ、同時に、陰極３６ａ、３６ｂの電位供給を簡易化することができる。

なお、上述した実施形態では、複数のスパッタイオンポンプセルを１つのアッセンブリとして構成し組立性の向上、構成の簡素化を図っているが、ぞれぞれ独立したセルとして構成してもよい。また、基本的なスパッタイオンポンプを示したが、陰極に凸凹やポストを配置したり、あるいは、陰極の外側にコレクタ電極を配置した構成としてもよい。

次に、この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤについて説明する。図６に示すように、本実施形態によれば、真空外囲器１０の画像表示領域２０、２４を取り囲むように非表示領域２１、２４の全周に渡って複数のスパッタイオンポンプセル３４が並んで配置されている。各スパッタイオンポンプセル３４の構成は前述した第１の実施形態と同一である。また、スパッタイオンポンプ３２は、磁石および磁性体を有した磁界印加部を備えている。第２の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部部には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。更に、第２の実施形態によれば、画像表示領域２０、２２から放出されるガスがスパッタイオンポンプ３１に最も効率よく排気することがきできる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

スパッタイオンポンプの磁界印加部は、一対の陰極に対向した一対の磁石を備えている構成に限定されない。例えば、図７に示す第３の実施形態のように、磁界印加部４６は、少なくとも一方の陰極、例えば、陰極３６ｂと対向した１つの磁石５０のみを備えた構成としてもよい。この場合、表示面側に位置した第１基板１１周縁部において、装置の額縁部分を薄く形成することが可能となる。

図８に示す第４の実施形態のように、スパッタイオンポンプセル３４の陰極３６ａ、３６ｂは、基板１１、１２の非表示領域２１、２４に予め成膜したＴｉ等の薄膜によって構成してもよい。この場合、スパッタイオンポンプ３２のアセンブリから陰極部品を削除することができ、製造コストを削減することができる。
また、この発明は、上述したＳＥＤに限らず、電子源として電界放出型、カーボンナノチューブ等の他の電子源を用いた平面型表示装置等の他の平面型表示装置にも適用可能である。

この発明の第１の実施形態に係るＳＥＤを示す平面図。 図１の線Ａ−Ａに沿った前記ＳＥＤの断面図。 前記ＳＥＤの一部を拡大して示す断面図。 前記ＳＥＤにおけるスパッタイオンポンプセルを展開して示す平面図。 スパッタイオンポンプセルを示す断面図。 この発明の第２の実施形態に係るＳＥＤを示す平面図。 この発明の第３の実施形態に係るＳＥＤを示す断面図。 この発明の第４の実施形態に係るＳＥＤを示す断面図。

符号の説明

１０…真空外囲器、 １１…第１基板、 １２…第２基板、 １３…側壁、
１５…蛍光体スクリーン、 １８…電子放出素子、 ２０、２２…画像表示領域、
２１、２４…非表示領域、 ２６、３０…アース電位領域、
３２…スパッタイオンポンプ、 ３４…スパッタイオンポンプセル、
３６ａ、３６ｂ…陰極、 ３８…陽極、 ４６…磁界印加部

Claims (10)

1. それぞれ画像表示領域およびこの画像表示領域の外側に位置した非表示領域を有し、隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された２枚の平面基板を備えた真空外囲器と、
   前記真空外囲器内で前記非表示領域に対向して設けられた複数のスパッタイオンポンプセルと、を備え、前記スパッタイオンポンプセルは、前記真空外囲器の周辺部に沿って並んで配置されている平面型表示装置。
2. 前記スパッタイオンポンプセルは、前記平面基板の表面と垂直な方向に沿って順に配設された一対の陰極およびこれら陰極間に配設された陽極を有し、前記複数のスパッタイオンポンプセルの各陰極は、共通の電極板により形成され、前記陽極は、前記スパッタイオンポンプセルの数に対応した数の透孔が形成された共通の電極板により形成されている請求項１に記載の平面型表示装置。
3. 隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された２枚の平面基板を備えた真空外囲器と、
   前記真空外囲器の内部に設けられたスパッタイオンポンプセルと、を備え、
   前記スパッタイオンポンプセルは、前記平面基板の表面と垂直な方向に沿って順に配設された一対の陰極およびこれら陰極間に配設された陽極を有している平面型表示装置。
4. 前記スパッタイオンポンプセルは、前記平面基板の表面と垂直な方向に沿って前記陰極および陽極に磁界を印加する磁界印加部を備えている請求項３に記載の平面型表示装置。
5. 前記磁界印加部は、前記少なくとも一方の陰極と対向して前記平面基板の外面側に設けられた磁石と、前記磁石と他方の陰極とを磁気的に接続した磁性体と、を備えている請求項４に記載の平面型表示装置。
6. 前記２枚の平面基板は、画像表示領域、この画像表示領域の外側に位置した非表示領域、および前記非表示領域で平面基板の内面に形成されたアース電位領域をそれぞれ有し、前記スパッタイオンポンプセルは前記アース電位領域に配置されている請求項３記載の平面型表示装置。
7. 前記スパッタイオンポンプセルの少なくとも一方の陰極は、前記平面基板のアース電位領域に接触して設けられ、このアース電位領域から電位供給を受けている請求項６に記載の平面型表示装置。
8. 前記スパッタイオンポンプセルの２つの陰極は、前記２枚の平面基板のアース電位領域にそれぞれ接触して設けられている請求項６に記載の平面型表示装置。
9. 前記一対の陰極は、前記２枚の平面基板の内面にそれぞれ成膜された薄膜により構成されている請求項３に記載の平面型表示装置。
10. 前記一方の平面基板の内面上に設けられた蛍光体層と、他方の平面基板の内面上に設けられ前記蛍光体層に電子を放出する複数の電子放出素子と、を備えている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の平面型表示装置。

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