JP2009054525A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）において、内部を真空に保つためのゲッター能力を向上させる。
【解決手段】ＦＥＤ内部を高真空に維持するために、飛散するＢａゲッター１１０と飛散しないＴｉゲッター１２０の２種類を使用する。ＦＥＤのカソード基板１のコーナー部に第１のゲッター室と第２のゲッター室を設置する。第１のゲッター室にはＢａゲッター１１０のみを設置し、第２のゲッター室にはＴｉゲッター１２０のみを設置する。Ｂａゲッター１１０がＴｉゲッター１２０とは別なゲッター室に配置されているために、Ｂａを飛散した時に、ＢａがＴｉゲッター１２０の表面に被着することが無い。したがって、ＢａによるＴｉゲッター１２０のゲッター能を損なうことが無い。これによってＦＥＤの内部を長期間高真空に保つことが出来る。
【選択図】図５

Description

本発明は、内部を真空にし、背面基板に電子放出源をマトリクス状に配置し、前面基板に対応する蛍光体を配置したフラット型表示装置における、真空度の向上とスパークの防止に関連する。

２枚のガラス基板に挟まれた内部を真空にして、一方の基板上に電子放出源をマトリクス状に配置し、対向基板に蛍光体を配置したいわゆるフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）の開発が進んでいる。ＦＥＤは電子放出源からの電子が蛍光体に射突して発光することによって画像を形成するもので、明るさ、コントラスト、動画特性等でブラウン管並の優れた性能を得ることが出来るので、将来のＴＶ用ディスプレイとして期待されている。

ＦＥＤでは内部を高真空に保持しなければならない。このため、ディスプレイの外囲器を完成した後、排気をして封止する。しかし、寿命中に構造物からガスが放出されて真空度を劣化させるために、ＦＥＤ内部にゲッターを飛散させ、寿命中に発生するガスをゲッターに吸着させる。飛散させるゲッターとしてはＢａが使用される。

しかし、Ｂａが電子源に付着すると、電子源のエミッション特性を変えてしまうために、Ｂａが電子源に付着しないように飛散する。したがって、Ｂａの付着面積は限定されたものになる。Ｂａのゲッター作用は飛散面積が大きいほうがゲッター作用は大きい。Ｂａの面積が限定されると、Ｂａのゲッター作用は限定されたものになり、寿命期間中、十分な真空度を保持するのが困難になる。

このように、Ｂａのゲッター作用が十分でない場合に、ゲッター作用を補完する方法として、蛍光面に形成されるメタルバックをＡｌではなく、Ｔｉ、Ｚｒ又はそれらの合金で形成して、メタルバックにゲッター作用を行わせることが「特許文献１」に記載されている。このような構成の場合、電子ビームのメタルバックの透過率が問題となる。Ｔｉ、Ｚｒ等はＡｌに比較して原子量が大きく、Ａｌと同じ膜厚では電子の透過率が小さい。電子の透過率が小さいと画面の明るさを上げることが難しくなる。

特開平９−８２２４５号公報

以上説明したように、ＢａゲッターだけでＦＥＤの内部を長期間高真空に保つのは困難である。そこで、Ｂａゲッターに加えて、非蒸発ゲッターであるＴｉゲッターを併用することで、Ｂａゲッターのゲッター作用を補完することが考えられる。非蒸発ゲッターであれば、ゲッターが飛散しないために電子源を汚染することはない。

しかしながら、ＢａゲッターとＴｉゲッターを併用すると、ゲッターを飛散させた際、ＢａがＴｉゲッターに被着し、Ｔｉゲッターのゲッター作用を損ねるという問題がある。Ｔｉゲッターはゲッター作用を生じさせるためには、高周波で高温に加熱して活性化させる必要がある。Ｂａの飛散がＴｉゲッターの活性化の後であっても、前であっても、ＴｉゲッターにＢａが被着するとＴｉゲッターのゲッター作用が損なわれる。

本発明の目的は、ＢａゲッターとＴｉゲッター等の非蒸発ゲッターの双方を使用し、かつ、２種のゲッターのゲッター作用を十分に発揮させて、ＦＥＤの長寿命化を可能とすることである。

本発明の他の目的は、ＦＥＤの耐電圧特性を向上させることである。ＦＥＤではカソード基板に形成された電子源から放出された電子をアノード基板に形成された蛍光体に射突させて発光させ、画像を形成するものである。電子で蛍光体を発光させるためにはアノードに高電圧を印加することが必要であり、ＦＥＤではアノードに８ＫＶから１０ＫＶの電圧が印加される。

ＦＥＤにおいて、カソード基板とアノード基板との距離は２．８ｍｍ程度であるので、ＦＥＤの内部には高電界が形成されている。したがって、ＦＥＤ内に突起や異物が存在すると、それがスパークの起点になる。スパークが生ずると局所に大電流が流れ、電子源を破壊する危険を生ずる。したがって、スパークは極力抑える必要がある。

しかしながら、ＦＥＤ内部を長時間にわたって、高真空に保つためのゲッターがスパークの原因になることがある。本発明の目的は、ゲッターに起因するスパークを防止して高い信頼性を持つＦＥＤを実現することである。

本発明のさらに他の目的は、ＦＥＤの真空封止の信頼性を向上することである。ＦＥＤは内部を真空に維持する必要があるが、このために、排気室、ゲッター室等をカソード基板のコーナー部に設置する。排気室、ゲッター室等がカソード基板の全てのコーナー部に設置されない場合、設置されない部分のコーナー部が設置された部分のコーナー部よりも機械的強度が弱く、この部分で真空リークを生ずる危険がある。本発明の目的の一つはカソード基板の各コーナー部における大気圧によるストレスを均一にして、リークを防止することである。

本発明は以上のような課題を解決するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には第１のゲッター室と第２のゲッター室が取り付けられ、前記第１のゲッター室には飛散するゲッターのみが設置され、前記第２のゲッター室には飛散しないゲッターのみが設置されていることを特徴とする表示装置。
（２）前記飛散するゲッターはＢａゲッターであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（３）前記飛散しないゲッターは、ＴｉあるいはＺｒゲッターであることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（４）前記第１のゲッター室には飛散するゲッターが複数設置されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（５）前記第２のゲッター室には飛散しないゲッターが複数設置されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。
（６）前記第１のゲッター室あるいは前記第２のゲッター室の裏カバーには表示装置の内部を真空に排気するための排気管が設置されていることを特徴とする（１）に記載の表示装置。

（７）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には孔が形成され、前記孔を囲んでゲッターが設置されるゲッター室が取り付けられ、前記孔の前記ゲッター室側には前記孔の周囲にゲッターシールドが形成されていることを特徴とする表示装置。
（８）前記ゲッターシールドはガラスで形成され、前記カソード基板にフリットガラスで接着されていることを特徴とする（７）に記載の表示装置。
（９）前記ゲッターシールドは筒状であることを特徴とする（７）に記載の表示装置。
（１０）前記ゲッターシールドの断面はＬ字型であり、前記ゲッター室の側面と前記ゲッターシールドによって、前記孔を囲むことを特徴とする（７）に記載の表示装置。
（１１）前記ゲッターはＢａゲッターであることを特徴とする（７）の記載の表示装置。
（１２）前記ゲッターは、ＴｉゲッターあるいはＺｒゲッターであることを特徴とする（７）に記載の表示装置。

（１３）電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、前記カソード基板には高電圧を供給するための高電圧供給部および、前記表示装置を真空に排気するための排気室が形成され、前記カソード基板の前記高電圧導供給部および前記排気室が取り付けられていない前記カソード基板と前記アノード基板が重なっているカソード基板のコーナー部には補強部材が取り付けられていることを特徴とする表示装置。
（１４）前記補強部材は、前記排気室に使用される裏カバーと前記裏カバーと前記カソード基板とを封着する枠体によって構成されていることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。
（１５）前記補強部材はガラス板であることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。
（１６）前記補強部材はＬ字型のガラスであることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。
（１７）前記表示装置の一つのコーナー部に形成されている前記補強部材は複数のガラス棒によって構成されていることを特徴とする（１３）に記載の表示装置。

本発明によれば、飛散ゲッターと飛散しないゲッターを使用し、飛散ゲッターと飛散しないゲッターとを別のゲッター室に設置し、活性化するので、飛散ゲッターが飛散しないゲッターの表面に付着して、飛散しないゲッターのゲッター能を低下させることを防止することが出来る。本発明によって、飛散ゲッター、飛散しないゲッターのゲッター能力を十分に発揮することが出来るので、ＦＥＤを長期間高真空に保つことが出来る。

また、本発明によれば、カソード基板とゲッター室を結ぶ孔の周りにゲッターシールドを形成するので、ゲッターから剥離した粒子がＦＥＤ内部に侵入することを防止することが出来る。この構成は飛散ゲッター、飛散しないゲッターのいずれに対しても効果を上げることが出来る。

さらに、本発明では、ＦＥＤのコーナー部において、排気室あるいはゲッター室等が形成されていない部分に、補強部材を設置することによって、ＦＥＤの各コーナーの機械的な強度を均一にして、コーナー部におけるリークを防止することが出来る。

以下、本発明の最良の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の第１の実施例を示す平面図である。図１において、カソード基板１の上には封着部３を介してアノード基板２が設置されている。カソード基板１上には横方向には走査線が、縦方向にはデータ信号が延在している。走査線、データ信号線には端子５を介して外部から信号が供給される。走査線と信号線の交差部付近には電子放出源が配置されている。したがって、多数の電子放出源がマトリクス状に配列されている。電子放出源としては、いわゆるＭＩＭ方式、ＳＩＤ方式、Ｓｐｉｎｄｔ方式等種々のもが開発されているが、いずれの電子放出源も本発明に適用可能である。

カソード基板１とアノード基板２と周辺を囲む封着部３の内部は真空に保たれる。したがって、大気圧によってアノード基板２、カソード基板１が撓み、カソード基板１とアノード基板２の間隔が確保できなくなる。あるいは、カソード基板１あるいはアノード基板２が破壊してしまう。これを避けるために、カソード基板１とアノード基板２との間にスペーサ４が設置される。このスペーサ４はセラミックまたはガラスで形成され、画像形成の妨げにならないように一般的には走査線上に設置される。

アノード基板２上には電子ビームの射突によって光を発する赤、緑、青の蛍光体が電子放出源に対応して形成されている。蛍光体の周囲にはブラックマトリクス（ＢＭ）が形成されており、画像のコントラスを向上させる。ブラックマトリクスを覆ってＡｌによるメタルバックが形成されている。メタルバックには高電圧が印加され、カソードから出射する電子ビームを加速して蛍光体２１に射突させる。

電子ビームによって蛍光体２１から光を発生させるためには電子ビームはある程度のエネルギーをもっていなければならないので、アノード基板２のメタルバックには８ＫＶから１０ＫＶの高電圧が印加される。本実施例では外部からの高電圧導入端子６０はカソード基板１側に設けられ、コンタクトスプリングを介してアノード基板２に高電圧が供給される。

図１において、ＦＥＤ内部の右下コーナー部にはＦＥＤ内部を真空に排気するための排気室８０が形成されている。この排気室８０には排気管８が取り付けられ、排気室８０から内部を真空に排気する。ＦＥＤ内部の右上コーナー部には高電圧導入室７０が形成されている。ＦＥＤのアノード基板２の内側に形成されたメタルバックには８ＫＶから１０ＫＶの高電圧を印加する必要がある。この高電圧は、カソード基板１側からコンタクトスプリングを通してアノード基板２側に供給される。ＦＥＤの内部の左上と左下にはゲッターを設置するためにゲッター室が形成されている。ゲッターはゲッター効率を上げるために、ゲッター室を２箇所設置している。

図２は図１をＣ方向から見た側面図である。図２において、カソード基板１とアノード基板２は封着部３を介して所定の距離を持って対向している。カソード基板１のほうが端子５等が設置される分大きく形成されている。カソード基板１の下には、排気管８等を取り付けるための裏カバー６が取り付けられている。裏カバー６は裏カバー封着部７を介してカソード基板１に取り付けられている。図２では裏カバー６には表示装置の内部を真空にするための排気管８がチップオフされた状態で描かれている。

図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図３において、データ信号線１２が紙面と垂直方向に延在している。本実施例ではこのデータ信号線１２の上に電子放出源１３が形成されている。絶縁膜１４を介して走査線１１がデータ信号線１２と直角方向に形成されている。図３において、走査線１１は封着部３の外部に延在している。走査線１１の上にはカソード基板１とアノード基板２との距離を保つためのスペーサ４が設置されている。スペーサ４は固着材４１によってカソード基板１側では走査線上に、アノード基板２側ではメタルバック２３に固着されている。このスペーサ４には１０^９から１０^１１Ω程度の導電性が与えられ、カソードとアノードとの間にわずかに電流を流すことによってスペーサ４の帯電を防止している。

アノード基板２側では、電子放出源１３に対応する場所には、赤、緑、青等の蛍光体２１が配置され、この蛍光体２１は電子ビームに射突されることによって発光し、画像が形成される。蛍光体２１の間はＢＭ２２で充填され、画像のコントラストの向上に寄与する。ＢＭ２２は例えば、クロムおよび酸化クロムの２層構造になっている。酸化クロムがアノード基板２側に形成され、その上にクロムが形成されている。蛍光体２１およびＢＭ２２を覆ってＡｌによるメタルバック２３が形成されている。メタルバック２３には約８ＫＶから１０ＫＶ程度の高電圧が印加され、電子ビームを加速する。加速された電子ビームはメタルバック２３を突き抜けて蛍光体２１に射突し、蛍光体２１を発光させる。メタルバック２３には高電圧を印加するが、この高電圧を高い信頼性を持って供給することが本発明の重要な課題の一つである。

表示装置の内部を真空に保つために、枠部材３１と封着材３２によってカソード基板１とアノード基板２がシールされている。カソード基板１の厚さおよびアノード基板２の厚さは３ｍｍ程度である。また、カソード基板１とアノード基板２との距離は約２．８ｍｍ程度であり、表示装置の内側は高電界となっている。

図４は図１のＢ‐Ｂ断面図である。図４において、カソード基板１には通孔１０が形成されており、この通孔１０を通してコンタクトスプリング５０によりアノード基板２に高電圧の供給が行なわれる。通孔１０の端部には面取りが形成されている。ガラス屑の発生防止と耐電圧向上のためである。カソード基板１の通孔１０を覆って裏カバー６が裏カバー６用封着部７を介して設置され、表示装置の内部を真空に保つ。裏カバー６用封着部７はカソード基板１とアノード基板２の封着部３と基本的な構成は同じである。すなわち、裏カバー６用枠体７１が封着材３２を介してカソード基板１およびアノード基板２と封着されている。本実施例ではアノード基板２とカソード基板１を封着する枠体３１とカソード基板１と裏カバー６を封着する枠体とは同じ厚さとしているが、必要に応じて枠体の厚さは自由に設定可能である。

裏カバー６には高電圧導入端子６０を封着するための孔が形成され、この孔にも面取りが施されている。ガラス屑の発生防止と耐電圧特性向上のためである。高電圧導入端子６０が裏カバー６に封着され、外部と気密を保っている。高電圧導入端子６０にはＦｅ−Ｎｉ合金が用いられる。Ｆｅ−Ｎｉ合金の成分比は封着材３２と熱膨張係数を合わせるように選定される。本実施例ではＦｅ５２％、Ｎｉ４８％である。高電圧導入端子６０の外部端子６３は外部からアノード基板２に高電圧を与えるための端子であり、外部のソケットと接続する。

高電圧導入端子６０にはコンタクトスプリング５０がスポット溶接によって取り付けられている。コンタクトスプリング５０によって高電圧導入端子６０に印加された高電圧がアノード基板２側に導入される。コンタクトスプリング５０は先端のコンタクト部５３がスプリング力によって適切な押圧によってアノード基板２に接触する。

アノード基板２にはコンタクトスプリング５０と接触するためのアノード端子２４が形成されている。アノード端子２４には比較的大きな電流が流れるために、信頼性が重要である。本実施例ではアノード端子２４付近の構造は次のようになっている。アノード基板２上にはクロムと酸化クロムのＢＭ２２が形成され、これを覆ってＡｌによるメタルバック２３が形成されている。これは画面の有効面と同じ構成である。本実施例ではメタルバック２３の上に、アノード端子２４としての導電膜が厚さ１０μｍから３０μｍで形成される。本実施例では導電膜は銀ペーストを印刷によって塗布し、その後、焼成することによって形成される。この導電膜の焼成は特別なプロセスを設ける必要は無く、例えば、スペーサ４を固着するときの焼成プロセスと同時に行なえばよい。

銀ペーストは直径1ミクロンから数μｍの銀粒子を粘度の高い有機溶媒に分散させたものである。焼成後、銀粒子同士がつながることによって導電性を持つことになる。導電膜はある程度の抵抗を持ったほうが良い場合もある。このような場合は通常の銀ペーストにさらにフリットガラス用のペーストを混合して抵抗を調整することができる。なお、導電膜の材料としては、銀ペーストに限る必要は無く、Ｎｉ粒子を分散させたＮｉペースト、Ａｌ粒子を分散させたＡｌペースト等を用いることもできる。また、バインダによって結合した黒鉛膜を用いることも出来る。この場合の黒鉛はグラファイトが好適である。黒鉛膜の抵抗は、例えば、黒鉛にベンガラ（酸化鉄）を混合することによって調整することができる。

導電膜を１０μｍから３０μｍと厚く形成することによって、コンタクトスプリング５０と導電膜の接触を安定に行なうことができる。すなわち金属膜であれば、コンタクトスプリング５０と金属膜とは点接触となり、この点接触部分に電流が集中して導電膜が破壊する危険があるが、本実施例のような導電膜であれば、導電膜とコンタクトスプリング５０とは金属膜の場合と比較して接触面積を大きくとることができ、面接触に近い状態となり、接触が安定する。また、本実施例のような導電膜であれば、金属に比べて抵抗が大きいため、コンタクト部５３に大電流が流れることを抑止することができる。この点からも接触による導通の安定性を向上することが出来る。

図５は図１に示すＦＥＤを裏面から見た裏面図である。図５において、カソード基板１の裏面が見えており、アノード基板２は点線で示している。カソード基板１とアノード基板２で形成されるＦＥＤの周辺右下部には排気室８０が形成されている。排気室８０には排気管８が取り付けられている。また、排気室８０にはゲッターが取り付けられている。このゲッターはＢａゲッター１１０であり、排気後Ｂａを飛散させる。

ＦＥＤの周辺右上部には高電圧導入室７０が形成されている。高電圧導入室７０の構造は図４において説明したとおりである。高電圧導入室７０にはゲッターは取り付けられていない。Ｂａゲッター１１０を飛散すると、Ｂａが付着するが、Ｂａは仕事関数を下げるために、電子放出をし易くなる。高電圧導入室７０にはコンタクトスプリングをはじめ、高電界が形成され易い構造物が存在している。この部分にゲッターが付着すると耐電圧を劣化させることになるので、高電圧導入室７０にはゲッターを設置しない。

ＦＥＤの周辺左下部にはゲッター室が形成され、このゲッター室には封止後飛散させるゲッターであるＢａゲッター１１０が設置されている。なお、Ｂａゲッター１１０は飛散するゲッターの例として説明する。左下のゲッター室の点線の丸はカソード基板１と裏カバー６の通孔である。このＢａゲッター１１０はＦＥＤを排気後、高周波で加熱されてＢａを飛散する。

ＦＥＤの周辺左下部にもゲッター室が形成され、このゲッター室には非蒸発ゲッターであるＴｉゲッター１２０が設置されている。本実施例では非蒸発ゲッターとしてＴｉゲッター１２０が使用されているが、非蒸発ゲッターはこれに限らず、Ｚｒゲッター等でもよい。Ｔｉゲッター１２０が排気後、高周波によって高温に加熱すると活性化して吸着作用を生ずるようになる。

Ｂａゲッター１１０は水分、酸素等の吸着作用は優れているが、メタン等、炭化水素系のガズ吸着能は比較的劣る。これに対してＴｉゲッター１２０は炭化水素系のガス吸着能が優れている。したがって、２種類のゲッターは相互に補完作用がある。また、Ｂａゲッター１１０は飛散して面積が大きいために、短期間に発生するガスを早期に吸着する作用が優れている。これに対してＴｉゲッター１２０は飛散しないために面積は小さいが、吸着したガスをゲッターの内部に拡散するために、長期間にわたって、ガスを吸着することが出来るという特徴を有する。

図６は図１のＣ−Ｃ断面図であり、図５における排気室８０の断面図である。カソード基板１と排気室８０の間には通孔が形成されている。排気室８０の裏カバー６には排気孔８１が形成され、取り付けられた排気管８によって、ＦＥＤ内部が真空に排気される。図６では、排気管８はチップオフされた状態で描かれている。

排気室８０にはＢａゲッター１１０がとりつけられている。Ｂａゲッター１１０はＦＥＤを排気して、排気管８がチップオフされた後、高周波で加熱されてＢａを飛散する。Ｂａは矢印のように飛散して裏カバー６あるいは、裏カバー６用枠体に付着してゲッター作用を奏する。Ｂａはカソード基板に形成された電子源には飛散させないような構成となっている。Ｂａが付着すると耐電圧に悪影響を及ぼすからである。

図７はＢａゲッター１１０の形状である。図７（ａ）はＢａゲッター１１０の平面図、図７（ｂ）はＢａゲッター１１０の断面図である。図７において、ゲッターとなるＢａはリング状のコンテナ１０１内にプレスによって収容されている。コンテナ１０１はゲッターサポート１０２によって支えられる。ゲッターサポート１０２の先端は裏カバー６用枠体の封着材に封着されてゲッターを支持する。

図８はＴｉゲッター１２０の形状である。図８（ａ）はＴｉゲッター１２０の平面図、図８（ｂ）はＴｉゲッター１２０の断面図である。ゲッター作用をもつＴｉはリング状のコンテナ１０１にプレスによって収容されている。Ｔｉゲッター１２０を収容するリングの幅はＢａゲッター１１０の場合に比較して大きい。Ｔｉは飛散しないため、コンテナ１０１に収容されたＴｉの表面のみからガスを吸着するので、Ｔｉの面積を大きくするためである。Ｔｉゲッター１２０は表面積は小さいが、吸着したガスをＴｉの内部に拡散させるために、長期間にわたってゲッター作用を維持することができる。

ゲッターサポート１０２はＢａゲッター１１０の場合と同様であり、ゲッターサポート１０２の先端が封着材によって封着されることによって、ゲッターが支持される。

図９は図１のＤ−Ｄ断面図であり、図６の直角方向の断面図となっている。図９はゲッターが支持されている様子を示すものである。ゲッターサポート１０２は途中で折れ曲がり、ゲッターがカソート基板と接触するのを防止している。ゲッターを飛散するときにゲッターは高周波で高温に加熱されるために、カソード基板から離す必要があるからである。図６および図９において、排気室８０にとりつけられたゲッターはＢａゲッター１１０であるとして説明したが、Ｔｉゲッター１２０を使用しても良い。

図１０は図１のＥ−Ｅ断面図であり、画面左下のゲッター室の断面を示している。このゲッター室にはＢａゲッター１１０が配置されている。図１０において、カソード基板１とゲッター室の間には通孔が形成されてＦＥＤ内で発生したガスが通孔を通してゲッター室で吸着される。Ｂａは矢印の方向に飛散し、裏カバー６あるいは裏カバー６用枠体に付着する。この構成であれば、ＢａはＦＥＤ内にはほとんど飛散しない。

図１１はゲッター室の裏カバー６を外して図１０のＡ−Ａ方向からゲッター室を見た図である。図１１において、下側には通孔が見える。通孔と離れた位置にＢａゲッター１１０が設置されている。Ｂａゲッター１１０はゲッターサポート１０２に支えられ、ゲッターサポート１０２の先端は封着材に封着されてゲッターを支持する。

図１２は図１のＦ−Ｆ断面図であり、画面左上のゲッター室の断面を表している。このゲッター室にはＴｉゲッター１２０を設置している。本発明の特徴は、Ｂａゲッター１１０とＴｉゲッター１２０等の非蒸発ゲッターを別なゲッター室に配置することである。非蒸発ゲッターをＢａゲッター１１０とは別なゲッター室に配置することによって、非蒸発ゲッターの表面にＢａが付着することを防止し、非蒸発ゲッターのゲッター能力の劣化を防止することが出来る。

図１２において、カソード基板１には通孔が形成されており、ＦＥＤ内部で発生したガスは通孔を通ってゲッター室に入り、Ｔｉゲッター１２０に吸着される。図１３はゲッター室の裏カバー６を外して図１２に示すＡ−Ａ方向から見たゲッター室の平面図である。図１３の下側には通孔が形成されている。通孔と離れた場所にＴｉゲッター１２０が設置されている。

Ｔｉゲッター１２０は飛散しないために、コンテナ１０１に収容された状態でのＴｉの表面積はＢａゲッター１１０の場合よりも大きくなっている。Ｔｉゲッター１２０はゲッターサポードに取り付けられ、ゲッターサポート１０２の先端は裏カバー６用枠体の封着材に封着され、Ｔｉゲッター１２０を支持する。

図１２のＢ−Ｂ断面は図９と同様である。Ｔｉゲッター１２０は飛散しないが、ゲッター作用を奏するためには高周波によって加熱してＴｉを活性化させる必要がある。このために、ゲッターサポート１０２をまげてゲッターがカソード基板１に接触しないようにしていることはＢａゲッター１１０の場合と同様である。

以上説明したように、本実施例の特徴は、Ｂａゲッター１１０とＴｉ等の非蒸発ゲッターを別なゲッター室に配置することによって、Ｂａゲッター１１０がＴｉゲッター１２０の表面に付着してＴｉゲッター１２０のゲッター作用を低下することを防止している。これによって、Ｂａゲッター１１０と非蒸発ゲッターの特徴を生かし、寿命特性の優れたＦＥＤを実現することが出来る。

本実施例はゲッター室に複数のゲッターを配置する場合である。図１４は図１のＥ−Ｅ断面図である。図１４において、ゲッター室には２個のＢａゲッター１１０が並んで配置されている。本実施例ではゲッター能力を増すために、ゲッター室に２個のＢａゲッター１１０を配置している。ここで重要な点は、２個のゲッターにおいて、Ｂａゲッター１１０と非蒸発ゲッターを混在させないことである。Ｂａゲッター１１０と非蒸発ゲッターを一つのゲッター室に混在させると、先に説明したように、飛散するＢａゲッター１１０によって、非蒸発ゲッターであるＴｉゲッター１２０のゲッター作用が損なわれる。したがって、図１４においては、ゲッター室に配置される２個のゲッターは、Ｂａゲッター１１０のみである。Ｂａゲッター１１０は高周波によって加熱され、裏カバー６あるいは裏カバー６用枠材に付着する。

図１５はゲッター室の裏カバー６を外して図１４に示すＡ−Ａ方向から見たゲッター室の平面図である。図１５の下側には通孔が形成されている。通孔と離れた場所に２個のＢａゲッター１１０が設置されている。Ｂａゲッター１１０はゲッターサポート１０２に取り付けられ、ゲッターサポート１０２は封着材に封着されてゲッターを支持する。図１４のＢ−Ｂ方向断面は図９と同様である。ゲッターサポート１０２は、ゲッターがカソート基板と接触しないように曲げられている。

図１６は本実施例における、図１のＦ−Ｆ断面図であり、画面左上のゲッター室の断面を表している。このゲッター室にはＴｉゲッター１２０を２個設置している。２個に限らず、複数のゲッターを配置しても良いが、これらのゲッターは全て非蒸発型のゲッターでなければならない。すなわち、Ｂａゲッター１１０を配置してはならない。本発明の特徴は、Ｂａゲッター１１０とＴｉゲッター１２０等の非蒸発ゲッターを別なゲッター室に配置することである。非蒸発ゲッターをＢａゲッター１１０とは別なゲッター室に配置することによって、非蒸発ゲッターの表面にＢａが付着することを防止し、非蒸発ゲッターのゲッター能力の劣化を防止することが出来る。

図１７はゲッター室の裏カバー６を外して図１６に示すＡ−Ａ方向から見たゲッター室の平面図である。図１７において、下側には通孔が形成されている。通孔と離れた場所にＴｉゲッター１２０が２個設置されている。Ｔｉゲッター１２０は飛散しないために、コンテナ１０１に収容された状態でのＴｉの表面積はＢａゲッター１１０の場合よりも大きくなっている。Ｔｉゲッター１２０はゲッターサポードに取り付けられ、ゲッターサポート１０２の先端は裏カバー６用枠体の封着材に封着され、Ｔｉゲッター１２０を支持する。

図１６のＢ−Ｂ断面は図９と同様である。Ｔｉゲッター１２０は飛散しないが、ゲッター作用を奏するためには高周波によって加熱してＴｉを活性化させる必要がある。このために、ゲッターサポート１０２を曲げてゲッターがカソード基板１に接触しないようにしていることはＴｉゲッター１２０が１個の場合と同様である。

本実施例はゲッターに起因する耐電圧の劣化を防止する発明である。図１８はゲッター材料、例えばＢａがコンテナ１０１に収容された状態を示す拡大断面図である。Ｂａはコンテナ１０１内にプレスによって圧着されて収容される。この時、コンテナ１０１の壁部分にゲッターが盛り上がったエッジ部Ｅが形成される。このエッジ部Ｅは衝撃等で剥がれやすい。また、ＦＥＤを排気後、ゲッターを活性化するときに、高周波によって、ゲッター全体が高温に加熱される。この加熱時に生ずるストレスによって、エッジ部Ｅは一層剥がれ易くなる。このようにして、剥離したゲッターの粒子がＦＥＤ内に存在するとスパークの原因となる。ゲッター材料がＴｉの場合であっても同様である。

図１９は本実施例における図１のＥ−Ｅ断面図である。図１９の特徴は、通孔１０の周辺にゲッターシールド１３０が形成されている点である。その他の構成は実施例２における図１４と同様である。本実施例はゲッターシールド１３０を形成することによってコンテナ１０１から剥離したゲッター粒子がＦＥＤの内部に入りこむことを防止することが出来る。ゲッターシールド１３０の高さＨが存在することだけで、ゲッター粒子が通孔を通ってＦＥＤ内に入り込む妨げになるので、ゲッターに起因するスパークの確率は大きく減少させることができる。ゲッターシールド１３０の高さＨは排気コンダクタンスを極端に劣化させない範囲で、３ｍｍとするとスパークに対する効果は極めて大きい。

ゲッターシールド１３０のもう一つの効果はＢａゲッター１１０を飛散させた場合、ＢａがＦＥＤ内部に飛散することを防止できるという点である。Ｂａが電子源に付着すると、電子源表面の仕事関数を変えてしまい、エミッション特性が変化する。また、ＦＥＤの内部には高電界が形成されている。ＢａがＦＥＤの構造物に付着すると表面の仕事関数を下げ、スパークを起こしやすくなる。ゲッターシールド１３０を設置することによってこれらの問題点を対策することが出来る。

ゲッターシールド１３０はガラスで形成され、フリットガラスによってカソード基板１に封着される。ゲッターシールド１３０はカソード基板１に裏カバー６等を封着する時に同時に封着すればよい。図２０は図１９をＡ−Ａ方向から見たゲッター室の平面図である。図２０に示すように、ゲッターシールド１３０の平面は矩形となっている。すなわち、ゲッターシールド１３０は平面が矩形の筒状の構造となっている。

ゲッターシールド１３０はガラスによって形成されるので、安価に製作できるのであればどのような形状でもよい。例えば、ゲッターシールド１３０は図２１に示すように円筒でも良い。この場合は長い円筒状のガラスを製作して、必要な長さに切り出せばよい。ゲッターシールド１３０が円筒の場合もフリットガラスによってカソード基板１に封着することは同様である。

図２２はゲッターシールド１３０のさらに他の例である。この例はゲッターシールド１３０の断面をＬ字型として、裏カバー６と共同で、通孔を囲み、ゲッター粒子等がＦＥＤ内に侵入することを防止する。この場合は断面がＬ字型の長尺のガラス棒を作成して、必要な長さに切り出せばよい。断面がＬ字型のゲッターシールド１３０の場合もフリットガラスによってカソード基板１に封着することは同様である。

図２３は本実施例を適用した場合の、図１におけるＣ−Ｃ断面である。図２３は裏カバー６に排気管８が取り付けられている他は図１９と同様である。排気管８の存在の有無にかかわらず、本発明は同様な効果を奏することが出来る。

以上は、ゲッターがＢａゲッター１１０であるとして説明したが、Ｔｉゲッター１２０の場合も同様である。Ｔｉゲッター１２０は飛散しないが、図１８に示す、エッジ部Ｅが剥離し易いという点はＢａゲッター１１０と同様である。また、Ｔｉゲッター１２０も活性化するために、高周波によって高温に加熱され、熱ストレスを受ける点も同様である。

以上のように、本実施例によれば、ゲッターに起因するスパークを大幅に軽減することが出来る。

実施例１から実施例３では、排気室８０、高電圧導入室７０の他にゲッター室を設けるとして説明した。しかし、ゲッター室を設けるとその分製造コストが上昇する。製造コストの上昇を抑えるために、ゲッタ室を特に設けず、ゲッターを例えば、排気室８０に設置する場合もある。この場合のＦＥＤの裏面図を図２４に示す。図２４等では、図をわかり易くするためにカソード基板１とアノード基板２は同じ大きさとして描いている。

図２４において、カソード基板１とアノード基板２が枠材３１によって封止されている。図２４の右上部には高電圧導入室７０が形成され、高電圧導入端子からＦＥＤのアノードに高電圧が供給される。図２４の右下には排気室が形成されている。排気室８０の裏カバー６には排気管８が設置されている。排気管８はＦＥＤを排気後チップオフされた状態となっている。

排気室８０の内部には、図示しないゲッターが配置されている。本実施例では、排気室８０がゲッター室を兼用している。図２４に示すＦＥＤの裏面左側にはゲッター室は形成されていない。

ＦＥＤの内部は真空に維持されており、ＦＥＤには大気圧がかかっている。大気圧に抗するために、図３等で説明したように、ＦＥＤの表示領域にはスペーサが形成されている。一方、大気圧は非常に大きな力であるために、ＦＥＤに設置された構造物の有無によってＦＥＤに生ずるストレスのバランスが異なってくる。例えば、図２４の例では、右側コーナー部には高電圧導入室７０、あるいは、排気室８０が形成されているのに対して、左側にはこれらの構造物は形成されていない。

排気室８０等は、ガラスで形成された裏カバー６あるいは裏カバー６用枠体がフリットガラスによって固着されているために断面係数が大きくなって、機械的に強くなっている。したがって、図２４に示すＦＥＤでは左側が右側よりも機械的に弱くなっており、左側において、大気圧の影響によって、枠体とカソード基板１あるいはアノード基板２との間のリークが生じやすい。

図２５はこの問題を対策するための本発明の例を示す。図２５において、ＦＥＤの左側コーナー２箇所には補強部材１４０が形成されている。この補強部材１４０は排気室８０等に使用されている裏カバー６と裏カバー６用枠体によって構成されている。すなわち、ＦＥＤの右側も左側も外側は同一の構造となっている。したがって、大気圧に対する機械的な強度は左右同一となっている。

左側にはゲッター等は設置されていないので、このための材料費、工程費等はかからない。補強材は右側で使用する裏カバー６及び裏カバー６用枠材等と同一のものを使用するので、材料コストは量産効果によって安価に抑えることが出来る。また、裏カバー６の封着等は排気室８０あるいは高電圧導入室７０の封着工程と同一の工程で行うことが出来る。したがって、大幅な製造コストの上昇を伴うことなく、ＦＥＤに対してバランスの良い強度を得ることが出来、封止の信頼性を上げることが出来る。

図２６は本実施例の他の形態である。図２６において、ＦＥＤの左側には補強部材１４０としてガラス基板のみがフリットガラスによってカソード基板１に接着されている。図２５の場合と異なり、裏カバー６用枠部材を使用していないので、コストは図２５の場合よりも抑えることが出来る。この場合、枠部材が無い分補強部材１４０のガラス板の厚さをＦＥＤの右側の裏カバー６よりも厚くすることがバランス上有利である。補強に使用されるガラス板のカソード基板１への接着も排気室８０における裏カバー６の封着と同じ工程で行うことが出来る。

図２７は本実施例のさらに他の形態である。本形態はＦＥＤ右側の補強部材１４０として、Ｌ字型のガラス部材を用いる。すなわち、大気圧によって最も影響を受けるコーナー部に沿わせてＬ字型補強部材１４０を設置する。Ｌ字型補強部材１４０もフリットガラスによってカソード基板１に接着する。Ｌ字型も補強部材１４０も排気室８０等を形成する時と同時に接着することが出来る。

なお、Ｌ字型の補強部材１４０は、ガラス材を最初からＬ字型に成型しておく必要は無く、棒状のガラスをコーナーの辺に沿って配置しても良い。各々のガラス棒はフリットガラスによって、カソード基板１のコーナー部の辺に沿って接着すればよい。このようにすれば、最もストレスのかかる部分のみに補強材を設置するので、材料コストの低減になる。

以上のように、本実施例によれば、大気圧によるストレスの多いＦＥＤのコーナーを機械的に補強するので、真空封止の信頼性を向上することが出来る。

本発明のＦＥＤの平面図である。 図１の側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明のＦＥＤの裏面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 Ｂａゲッターの詳細図である。 Ｔｉゲッターの詳細図である。 図１のＤ−Ｄ断面図である。 図１のＥ−Ｅ断面図である。 図１０をＡ−Ａから見た平面図である。 図１のＦ−Ｆ断面図である。 図１２をＡ−Ａから見た平面図である。 実施例２における図１のＥ−Ｅ断面図である。 図１４をＡ−Ａから見た平面図である。 実施例２における図１のＦ−Ｆ断面図である。 図１６をＡ−Ａから見た平面図である。 ゲッターのコンテナ部の詳細断面図である。 実施例３における図１のＥ−Ｅ断面図である。 図１９をＡ−Ａから見た平面図である。 実施例３の他の形態を示す平面図である。 実施例３のさらに他の形態を示す平面図である。 実施例３における図１のＣ−Ｃ断面図である。 従来例のＦＥＤの裏面図である。 実施例４のＦＥＤの裏面図である。 実施例４の他の形態におけるＦＥＤの裏面図である。 実施例４のさらに他の形態におけるＦＥＤの裏面図である。

符号の説明

１・・・カソード基板、２・・・アノード基板、３・・・封着部、４・・・スペーサ、５・・・端子、６・・・裏カバー、７・・・裏カバー封着部、８・・・排気管、１０・・・通孔、１１・・・走査線、１２・・・データ信号線、１３・・・電子放出源、１４・・・絶縁膜、２１・・・蛍光体、２２・・・ブラックマトリクス、２３・・・メタルバック（陽極電極）、２４・・・アノード端子、２５・・・高抵抗膜、３１・・・枠部材、３２・・・封着材、５０・・・コンタクトスプリング、５１・・・コンタクトスプリングのベース部、５２・・・コンタクトスプリングのアーム部、５３・・・コンタクトスプリングのコンタクト部、６０・・・高電圧導入端子、７０・・・高電圧導入室、７１・・・裏カバー用枠体、８０・・・排気室、８１・・・排気管、９０・・・ゲッター室、１０１・・・コンテナ、１０２・・・ゲッターサポート、１１０・・・Ｂａゲッター、１２０・・・Ｔｉゲッター、１３０・・・ゲッターシールド、１４０・・・補強部材。

Claims (17)

1. 電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、
   前記カソード基板には第１のゲッター室と第２のゲッター室が取り付けられ、前記第１のゲッター室には飛散するゲッターのみが設置され、前記第２のゲッター室には飛散しないゲッターのみが設置されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記飛散するゲッターはＢａゲッターであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記飛散しないゲッターは、ＴｉゲッターあるいはＺｒゲッターであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１のゲッター室には飛散するゲッターが複数設置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記第２のゲッター室には飛散しないゲッターが複数設置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記第１のゲッター室あるいは前記第２のゲッター室の裏カバーには表示装置の内部を真空に排気するための排気管が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、
   前記カソード基板には孔が形成され、前記孔を囲んでゲッターが設置されるゲッター室が取り付けられ、前記孔の前記ゲッター室側には前記孔の周囲にゲッターシールドが形成されていることを特徴とする表示装置。
8. 前記ゲッターシールドはガラスで形成され、前記カソード基板にフリットガラスで接着されていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記ゲッターシールドは筒状であることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
10. 前記ゲッターシールドの断面はＬ字型であり、前記ゲッター室の側面と前記ゲッターシールドによって、前記孔を囲むことを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
11. 前記ゲッターはＢａゲッターであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
12. 前記ゲッターは、ＴｉゲッターあるいはＺｒゲッターであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
13. 電子放出源がマトリクス状に形成されたカソード基板と、前記カソード基板と対向し、アノード電圧が印加され、前記電子放出源と対応する場所に蛍光体が形成されたアノード基板を備え、内部が真空に保持される表示装置であって、
    前記カソード基板には高電圧を供給するための高電圧供給部および、前記表示装置を真空に排気するための排気室が形成され、
    前記カソード基板の前記高電圧供給部および前記排気室が取り付けられていない前記カソード基板と前記アノード基板が重なっているカソード基板のコーナー部には補強部材が取り付けられていることを特徴とする表示装置。
14. 前記補強部材は、前記排気室に使用される裏カバーと、前記裏カバーと前記カソード基板とを封着する枠体によって構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記補強部材はガラス板であることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
16. 前記補強部材はＬ字型のガラスであることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
17. 前記表示装置の一つのコーナー部に形成されている前記補強部材は複数のガラス棒によって構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。

Images