JP2008226665A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって不所望なガス分子を吸着することができ、真空寿命が良好な画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置は、周辺部同士が接合された第１基板１１および第２基板１２を有する外囲器１０と、記第１基板上に配置された表示面１６と、第２基板上に配置された複数の電子源と、外囲器に接合され、外囲器内部に連通するゲッタ室５１を規定したゲッタボックス５０と、ゲッタ室内に設けられたゲッタ５６と、を備えている。ゲッタボックスは、金属材料により形成されているとともに、ゲッタ室の内表面あるいは外表面に形成されたリブ５４を有している。
【選択図】 図２

Description

この発明は、表示面が設けられた外囲器と、外囲器内のガスを吸着するゲッタとを備えた画像表示装置に関する。

近年、軽量・薄型の画像表示装置として、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型電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などが開発されている。

例えばＦＥＤでは、一般に、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、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周辺部同士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。前面基板の内面には蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体を励起して発光させる電子放出源として多数の電子放出素子が設けられている。

背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これら基板の間には複数の支持部材が配設されている。背面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として例えば１０ｋＶが印加される。蛍光体スクリーンを構成する赤、緑、青の蛍光体に電子放出素子から放出された電子ビームを照射し、蛍光体を発光させることによって画像を表示する。

このようなＦＥＤにおいては、真空外囲器内部を高い真空度に維持することが重要となる。真空度が低いと、安定した電子放出ができず、画像表示装置の寿命が低下する。

そこで、長期間にわたって真空外囲器内部を高い真空度に維持するため、真空外囲器内部には不所望なガス分子を吸着するゲッタを設けることが通常行われる。このようなゲッタの配置構成として、例えば、蛍光表示管の外囲器周辺部にゲッタ室を設け、このゲッタ室内にゲッタを設ける構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
実用新案登録２５４７５０９号公報

上記構成の画像表示装置において、ゲッタの形成面積が小さいとガス分子の吸着量が小さくなるため、ゲッタの形成面積はある程度大きくしなくてはならない。しかし、ゲッタの形成面積を大きくするためにはゲッタ室を形成しているゲッタボックスを大きくしなくてはならない。この場合、外囲器内部を真空にするために、ゲッタボックスは、大気圧荷重に耐えられなくなる。

大気圧荷重に耐えるためにゲッタボックスを肉厚にすることが考えられるが、この場合、ゲッタボックスが重くなり、外囲器がゆがんだり気密信頼性が低下したりするなどの不具合が生じる。また、基板間同様に支持部材を配設することが考えられるが、そうすると支持部材を形成配置することによりプロセスコストが上昇し、画像表示装置の価格が増加する問題が生じる。また、支持部材によってゲッタを配置しにくくなり、あるいは、蒸発型ゲッタを用いる場合は蒸着が支持部材によって遮られるため、ゲッタ室の大きさに対して十分なゲッタ成膜面積を確保することが困難となる。

更に、外囲器内部に放出された水素ガスを十分に吸着するためには、Ｔｉの蒸発型ゲッタ、Ｔｉ又はＺｒからなる非蒸発型ゲッタを用いる必要があり、この場合、ゲッタを加熱して蒸着、または活性化するために通電導線をゲッタボックスに気密に接合する必要がある。しかし、ガラスと熱膨張の合った通電導線では電気抵抗が大きいため、通電加熱による温度上昇が大きくなりゲッタボックスが割れるおそれがある。そのため、通常、通電導線としてＣｕ、Ａｌ、又はこれらの合金が用いられるが、この場合、ガラスと通電導線の熱膨張が異なるため、通電導線をゲッタボックスに気密に接合することが困難となる。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、長期にわたって不所望なガス分子を吸着することができ、真空寿命が良好な画像表示装置を提供するものである。

この発明の態様に係る画像表示装置は、周辺部同士が接合された第１基板および第２基板を有する外囲器と、前記第１基板上に配置された表示面と、前記第２基板上に配置された複数の電子源と、前記外囲器に接合され、前記外囲器内部に連通するゲッタ室を規定したゲッタボックスと、前記ゲッタ室内に設けられたゲッタと、を備え、前記ゲッタボックスは、金属材料により形成されているとともに、前記ゲッタボックスの内面あるいは外面に形成されたリブを有している。

本発明の様態によれば、軽量で大気圧に十分耐えるゲッタボックスを提供し、長期にわたって不所望なガス分子を吸着することができ、真空寿命が良好な画像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、この発明の画像表示装置をＦＥＤ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および図２に示すように、ＦＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１１、および背面基板１２を備え、これらの基板は所定の間隔で対向配置されている。第２基板としての背面基板１２は、第１基板としての前面基板１１よりも大きな寸法に形成されている。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偏平な外囲器１０を構成している。接合部材として機能する側壁１８は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材１９、２１により、前面基板１１の周縁部および背面基板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。

外囲器１０の内部には、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１４が設けられている。これらの支持部材１４は、外囲器１０の一辺と平行な方向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置いて配置されている。各支持部材１４の長手方向両端部は、それぞれ側壁１８と隙間を置いて対向している。なお、支持部材は、板状に限らず、柱状としてもよい。

図２および図３に示すように、前面基板１１の内面には、表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、緑、青の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、およびこれらの蛍光体層間に位置した黒色の遮光層２０を並べて構成されている。赤、緑、青の３色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、第１方向に隙間を置いて交互に並んで形成され、同一色の蛍光体層が第１方向と直交する第２方向に隙間を置いて配列されている。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ、赤、緑、青の単色でサブピクセルを構成し、３色のサブピクセルを合わせて一画素を構成している。

蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック層１７が形成されている。本実施形態によれば、メタルバック層１７は、縦方向および横方向に分断され、互いに電気的に分離した複数の分断領域を有している。電気的に分断したメタルバック層１７は、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂに夫々重なって設けられている。

図２に示すように、背面基板１２の内面上には、画像表示面の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子２２が設けられている。すなわち、背面基板１２の内面上には、導電性カソード層２４が形成され、この導電性カソード層上には多数のキャビティ２５を有した二酸化シリコン膜２６が形成されている。二酸化シリコン膜２６上には、モリブデンやニオブ等からなるゲート電極２８が形成されている。背面基板１２の内面上において各キャビティ２５内にはモリブデンなどからなるコーン状の電子放出素子２２が設けられている。これらの電子放出素子２２は、画素に対応して複数列および複数行に配列されている。

導電性カソード層２４およびゲート電極２８は、それぞれ直交する方向にストライプ状に形成され、背面基板１２の周縁部には、これら導電性カソード層およびゲート電極に電位を供給する多数本の配線２１が形成されている。

このようなＦＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック層１７にアノード電圧を印加して、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へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。

図２に示すように、ＦＥＤは、外囲器１０の周辺部に設けられ外囲器内部に連通したゲッタ室５１を備えている。本実施形態において、背面基板１２の外面の側縁部にゲッタボックス５０が接合され、このゲッタボックスによりゲッタ室５１が規定されている。ゲッタボックス５０は、金属材料、例えば、鉄−ニッケル合金により断面矩形状に形成され、背面基板１２の１側縁に沿って延びている。ゲッタボックス５０は、例えば、封着材５２により背面基板１２に接合されている。ゲッタボックス５０内のゲッタ室５１は、背面基板１２に形成された連通孔２９を通して、外囲器１０の内部に連通している。外囲器１０のゲッタ室５１と反対側の端部には、外囲器内部を排気工程で排気するための図示しない排気孔が設けられている。

ゲッタ室５１の外表面、つまり、ゲッタボックス５０の外面には、補強用の複数のリブ５４が設けられ、大気圧荷重に対してゲッタボックスが十分な強度をもつように構成されている。このようにゲッタボックス５０を金属材料で形成し、その外側にリブを設けることにより、ガラスからなるゲッタボックスよりも十分に強度が向上する。これにより、ゲッタボックス５０を大きくし、ゲッタ室５１の面積を広く取ることができる。

ゲッタ室５１の内部には、例えば、Ｔｉからなる蒸発型のゲッタ５６が配設されている。ゲッタ５６には、例えば、Ｃｕからなる通電導線５８が接合されている。通電導線５８は、ゲッタボックス５０に対して気密に接合され、ゲッタボックスを気密に貫通して外部に延出している。これにより、ゲッタ室５１の外部から通電導線５８を通してゲッタ５６に通電しゲッタを加熱することができる。ゲッタ室５１の内面には、ゲッタ５６を加熱、蒸着により、Ｔｉからなるゲッタ膜６０が形成されている。

通電導線５８は径が５ｍｍの円形断面に形成され、通電による温度上昇が１００℃以下となるように形成されている。そのため、通電導線５８の温度上昇を十分に抑えながら蒸発型のゲッタ５６を加熱し、ゲッタ室５１の内面に蒸着することができる。これにより、ゲッタの加熱による熱応力を小さくし、ゲッタボックス５０の気密信頼性を維持することができる。

上記のように構成されたＦＥＤによれば、動作時に外囲器１０内に放出されたガスは、連通孔２９を通してゲッタ室５１内に入り、ゲッタ膜６０によって吸着されている。これにより、外囲器１０内の真空度の劣化を抑制し、真空寿命の長い画像表示装置とすることができる。また、ゲッタボックス５０を金属材料で形成するとともに、リブ５４を設けることにより、ガラス等からなるゲッタボックスに比較して、大気圧に対する強度を高くすることができる。これにより、ゲッタボックス５０を薄く大きく形成し、ゲッタの形成面積を充分に稼ぐことが可能となる。従って、ゲッタ室５１内に充分なゲッタを形成し、ガス吸着能力を向上することができる。更に、ゲッタボックス５０を肉厚にする必要がなく、軽量で強度の高いゲッタボックスとすることができる。この場合、ゲッタボックスの荷重による外囲器の歪み等を防止し、外囲器の気密信頼性を維持することができる。

以上のことから、長期にわたって不所望なガス分子を吸着することができ、真空寿命が良好な画像表示装置が得られる。

次に、第２の実施形態に係るＦＥＤについて説明する。図４に示すように、第２の実施形態によれば、金属材料により形成されたゲッタボックス５０は、背面基板１２に接続されている。ゲッタボックス５０は、ゲッタ室５１の内面上に形成された補強用の複数のリブ５４を有している。ゲッタ室５１内には、蒸発型のゲッタ５６が配設されている。通電導線５８を介してゲッタ５６に通電し加熱することにより、複数のリブ５４に重ねて、ゲッタ室５１の内面にゲッタ膜６０が蒸着されている。

第２の実施形態において、ＦＥＤの他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分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。そして、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。また、第２の実施形態によれば、リブ５４に重ねてゲッタ膜を形成することにより、ゲッタ膜の形成面積をより大きくし、ガス吸着能力を向上することができる。

この発明は上述した実施の形態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。実施の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し、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。

上述した実施形態では、内面に蛍光体スクリーンを有する前面基板を備えたＦＥＤを例にとって説明したが、この発明はこれに限定されること無く、ＳＥＤ、ＰＤＰ、蛍光表示管、半導体センサーなど他のデバイスに対しても適用することができる。また、ゲッタはＴｉに限らず、使用するデバイスの真空特性や放出ガス特性などに合わせ、種々選択することができる。ゲッタの形成寸法や形状、配置、使用量についても、使用するデバイスの真空特性や放出ガス特性、耐熱性などに合わせ、種々選択することができる。

ゲッタ室およびゲッタボックスの大きさ、形状、設置数は、上記実施形態に限られるものではなく、例えば側壁の一部を切り欠いてゲッタ室を真空外囲器の側面に設けても良い。通電導線５８としてＣｕ、Ａｌ、又はこれらの合金を用いてゲッタボックスに気密に接合してもよい。ＦＥＤを構成する構造物の形状、寸法、配置、あるいは材料など、好適なものを選択することができることは言うまでもない。

図１は、この発明の第１の実施形態に係るＦＥＤを一部破断して示す斜視図。 図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＦＥＤの断面図。 図３は、前記ＦＥＤの前面基板および蛍光体スクリーンの一部を拡大して示す平面図。 図４は、この発明の第２の実施形態に係るＦＥＤの断面図。

符号の説明

１０…外囲器、 １１…前面基板、 １２…背面基板、 １４…支持部材、
１６…蛍光体スクリーン、 １７…メタルバック層、 １８…側壁、
２２…電子放出素子、 Ｒ、Ｇ、Ｂ…蛍光体層、 ５０…ゲッタボックス、
５１…ゲッタ室、 ５４…リブ、 ５６…ゲッタ、 ５８…通電導線、
６０…ゲッタ膜

Claims (4)

1. 周辺部同士が接合された第１基板および第２基板を有する外囲器と、
   前記第１基板上に配置された表示面と、
   前記第２基板上に配置された複数の電子源と、
   前記外囲器に接合され、前記外囲器内部に連通するゲッタ室を規定したゲッタボックスと、
   前記ゲッタ室内に設けられたゲッタと、を備え、
   前記ゲッタボックスは、金属材料により形成されているとともに、前記ゲッタボックスの内面あるいは外面に形成されたリブを有している画像表示装置。
2. 前記ゲッタ室内に配設されたゲッタを加熱する通電導線を備え、前記通電導線は、前記ゲッタボックスに気密に接合されている請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記通電導線は、前記ゲッタボックスを気密に貫通し、ゲッタボックスの外部に導出されている請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記ゲッタは、前記通電導線に接続された蒸発型ゲッタと、前記蒸発型ゲッタを加熱して前記ゲッタ室の内面に蒸着されたゲッタ膜と、を有している請求項２に記載の画像表示装置。

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