(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネル装置であって、
第１プレート構造、第２プレート構造、及びこの２つのプレート構造の間に延在する概ね環状の外側壁で形成された主コンパートメントと、前記主コンパートメントの外側に設けられた補助コンパートメントと、
前記補助コンパートメント内に設置されたゲッターと、
２つのコンパートメントの外側の第１プレート構造の上に設置された制御回路とを有することを特徴とし、
前記補助コンパートメントが、前記主コンパートメントの外側の前記第１プレート構造に接触し、前記第１プレート構造及び主コンパートメントから離れる向きに延在し、前記第２プレート構造に向かって戻る方向に曲がっており、且つ前記主コンパートメントの外側の前記第２プレート構造に接触している補助壁で形成されていることを特徴とし、
前記補助コンパートメントが、前記主コンパートメントと連通しており、この２つのコンパートメントが概ね等しい定常コンパートメント圧力に達するようになっていることを特徴とし、
前記補助壁が、前記制御回路より前記第１プレート構造から遠位まで延びていないことを特徴とするフラットパネル装置。
【請求項２】
前記２つのコンパートメントが、前記外側壁に設けられた１以上の開口部で互いに連通していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記補助壁が、
（ａ）前記第１及び第２プレート構造から離隔した概ね平坦な第１壁部分と、
（ｂ）前記第１壁部分に連結された第１エッジを有し、且つ各プレート構造に連結した第２エッジを有し、前記第１壁部分に対して概ね垂直な方向に延在する概ね環状の第２壁部分とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ゲッターが、前記補助コンパートメントの内部で、前記補助壁を通して局所的に光エネルギーを伝達することによって活性化されるのに適した位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プレート構造の間に互いに概ね平行に延在する複数のスペーサ壁を更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ゲッターを支持し、前記ゲッターを前記プレート構造及び壁から熱的に絶縁するためのゲッター支持手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ゲッターが、一片の非蒸発ゲッタリング材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記補助コンパートメントに連通したポンプアウトポートを更に有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記ポンプアウトポートが前記第１プレート構造に概ね平行に延在していることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ポンプアウトポートが、それが閉じられているとき、前記第１プレート構造を超えて横向きに延在していないことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記補助壁が、
プレート様部分及び環状壁部分を含む一体型第１部分であって、前記環状壁部分がその周縁部に沿って前記第１プレート様部分に併合する第１エッジを有し、前記環状壁部分が概ね一定の高さを有する、該一体型第１部分と、
前記環状壁部分に、前記第１エッジの反対側の第２エッジに沿って結合するエッジ部分を有する一体型の部分的に環状な第２部分とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記環状壁部分が矩形で、且つ前記部分的に環状の第２部分が三面を有することを特徴とする請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記プレート構造、壁、及びゲッターが、前記フラットパネルディスプレイによって生成される画像が表示されるフェースプレートを含む前記第２プレート構造のための、フラットパネルディスプレイの構成要素であることを特徴とする請求項11に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１プレート構造が複数の電子放出素子を有し、
前記第２プレート構造が、前記電子放出素子から放出された電子が衝当したときに発光する複数の発光素子を有することを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
フラットパネル装置であって、
第１プレート構造、及び前記第１プレート構造の反対側にそれに結合した形態で設けられている第２プレート構造によって形成された主コンパートメントと、
（ａ）前記第１プレート構造に結合された補助壁によって形成され、（ｂ）自身と前記主コンパートメントが概ね等しい定常コンパートメント圧力に達するように前記第１プレート構造を貫通する１個以上の開口部によって前記主コンパートメントと連通している補助コンパートメントと、
前記補助コンパートメントの中に設けられているゲッターと、
前記両コンパートメントの外側で、前記第１プレート構造の上に配設されている制御回路とを有することを特徴とし、
前記補助壁が、前記制御回路よりも前記第１プレート構造から著しく離れた位置まで延在しておらず、
前記制御回路及び前記補助壁が、前記第１プレート構造から概ね同じ距離だけ離れた位置まで延在していることを特徴とするフラットパネル装置。
【請求項１６】
前記補助コンパートメントに連通したポンプアウトポートを更に有し、
前記ポンプアウトポートが、前記第１プレート構造と概ね平行に延在していることを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記ポンプアウトポートが、それが閉じられているとき、前記第１プレート構造を超えて横向きに延在していないことを特徴とする請求項16に記載の装置。
【請求項１８】
前記ゲッターが、前記補助壁を通して局所的に伝達される光エネルギーによって活性化されるのに適した、前記補助コンパートメント内部の位置に配設されていることを特徴とする請求項15に記載の装置。
【請求項１９】
フラットパネル装置であって、
第１プレート構造、第２プレート構造、及び両プレート構造の間に延在する概ね環状の外側壁で形成された主コンパートメントと、
前記主コンパートメントの外側に配置され、前記主コンパートメントの外側の第１プレート構造に接触し、前記第１プレート構造と主コンパートメントから離れる向きに延在し、前記第２プレート構造に向かって後ろ向きに曲がり、且つ前記主コンパートメントの外側で前記第２プレート構造に接触する補助壁で形成された補助コンパートメントであって、前記補助コンパートメントが前記主コンパートメントと連通し、２つのコンパートメントが概ね等しい定常コンパートメント圧力に達するようになっている、該補助コンパートメントと、
前記補助コンパートメント内に配設されたゲッターと、
前記第１プレート構造に概ね平行に延在し、それが閉じられたとき、前記第１プレート構造を超えて延在していない、前記補助コンパートメントに直接連結されたポンプアウトポートとを有することを特徴とするフラットパネル装置。
【請求項２０】
前記ポンプアウトポートが、それが閉じられたとき、前記補助壁より前記第１プレート構造から遠位まで延在しないことを特徴とする請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
前記補助壁を通して局所的に伝達された光エネルギーによって活性化されるのに適した前記補助コンパートメント内の位置に前記ゲッターが配設されることを特徴とする請求項19若しくは20に記載の装置。
【請求項２２】
前記プレート構造、壁、ゲッター、及びポンプアウトポートが、前記フラットパネルディスプレイによって生成された画像が表示されるフェースプレートを含む第２プレート構造のための、フラットパネルディスプレイの構成要素であることを特徴とする請求項19若しくは20に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
利用分野
本発明は、ゲッタリング、つまり常圧より低い圧力において環境から少量のガスを収集及び除去、若しくは効果的に除去することに関連するものである。詳述すると、本発明は、フラットパネル装置のような構造において使用されるゲッターを活性化するための技術と、ゲッターを包入するように設計された構造とに関するものである。
背景
フラットパネル装置は、中間機構を介して互いに結合された一対の概ね平坦なプレートを有する。この２つのプレートは典型的には矩形の形状を有する。２つのプレートと中間結合機構とによって構成された比較的平坦な形状の構造の厚みは、各プレートの対角線の長さと比較して小さい。
情報を表示するために使用されるフラットパネル装置は、典型的にはフラットパネルディスプレイと称される。フラットパネルディスプレイにおける２つのプレートは、一般にフェースプレート（又はフロントプレート）及びベースプレート（又はバックプレート）と称される。視聴面となるフェースプレートは、フェースプレートの上に形成された１枚以上の層を含むフェースプレート構造の一部である。ベースプレートは、同様にベースプレートの上に形成された１枚以上の層を含むベースプレート構造の一部である。フェースプレート構造及びベースプレート構造は、通常は外側壁とともに密閉構造をなす。
フラットパネルディスプレイは、フェースプレート上に情報を表示するために、陰極線（電子）、プラズマ、及び液晶のような様々な機構を使用する。フラットパネル型CRTディスプレイでは、典型的には電子放出素子がベースプレートの内側表面上に設けられる。電子放出素子が適切に励起されると、電子放出素子は電子を放出し、この電子が例えばガラスのような透明な材料からなるフェースプレートの内側表面上に設けられた燐光体に当たる。次にこの燐光体はフェースプレートの外側表面上で目に見える光を発光する。電子の流れを適切に制御することにより、フェースプレート上に適切な画像が表示される。
フラットパネル型CRTディスプレイにおける電子放出には、ディスプレイが適切に動作するようにし、その性能の急速な劣化を回避するために高度に真空状態にされた環境において電子が放出されることが必要である。従って、フェースプレート構造、ベースプレート構造、及び外側壁によって形成されたエンクロージャは、電界放出型フラットパネルCRTディスプレイの場合には典型的には10-7トル以下の圧力である、高いレベルの真空状態となるような方法で形成される。何らかの真空状態の劣化が生ずると、例えば電子放出素子を劣化させる汚染ガスによって生ずるディスプレイの輝度のばらつきのような種々の問題が生じ得る。汚染ガスは、例えば燐光体から生じることがある。また電子放出素子の劣化によりディスプレイの動作寿命が短くなる。従って、フラットパネル型CRTディスプレイが密閉されていること、密閉された（気密状態の）エンクロージャにおいて高レベルの真空状態が与えられていること、及びその後その高いレベルの真空状態を維持することは極めて重要である。
通常電子放出ディスプレイ（“FED"）と称される電界放出フラットパネルCRTディスプレイは、通常、まず気密状態にされ、次にディスプレイ上に設けられた管を通して真空状態にされる。第１図は、このような従来型のFEDの１つが、どのようにして密閉された後に減圧されるかを示す。第１図のFEDは、ベースプレート構造10、フェースプレート構造11、外側壁12、及び複数のスペーサ壁13で構成されている。このFEDは、ベースプレート構造10の開口15に設けられた、図面では閉鎖された状態にあるポンプアウト管14を通して真空状態にされる。
典型的にはバリウムからなるゲッター16は、密閉されたエンクロージャ内に存在する汚染ガスを回収するために、通常管14の内側に沿って設けられる。これによって、FEDの寿命が尽きるまでその中に高レベルの真空状態が維持され得るようになる。このゲッター16は、バリウムが管14の内部に蒸着されているという点で蒸発型（又は気化型）である。
ゲッター16は、通常は満足できる機能を発揮する。しかし、管14はFEDから離れた方向に突出している。従って、ゲッターを含む管14の破損及びFEDの破壊を回避するために、FEDは注意深く取り扱わなければならない。従って管14はないほうがよい。管14の除去すると、管14の内部に沿ったゲッター16用の位置も無くなってしまう。
単にベースプレート構造10又は／及びフェースプレート構造11の内側表面上に沿った位置に形成された蒸発型バリウムゲッターは、あまり良いものとは言えない。詳述すると、ゲッターは通常そのガス収集機能を発揮するためにかなりの大きさの表面積が必要である。しかしFEDにおいては、通常、活性領域面積対全面積比、即ちベースプレート（又はフェースプレート）構造の全内側表面積に対する活性表示面積の比が極めて大きいことが重要である。蒸発型バリウムゲッターが蒸着によって形成されることから、ベースプレート構造又は／及びフェースプレート構造の内側表面に沿ったかなりの広さの不活性領域が、バリウムゲッター用に割り当てられなければならず、これによって活性領域面積対全面積比が著しく小さくなる。更に、FEDの活性部分は、ゲッター取着プロセスの際に容易に汚染され得る。活性FED部分のいくつかは短絡してしまうこともある。
蒸発型ゲッターの代わりに、非蒸発型ゲッターを用いることができる。非蒸発型ゲッターは、通常前もって形成されたユニットからなる。この結果、非蒸発型ゲッターでは、それをFEDに組み込む際にFEDの構成要素が損傷を受ける可能性は、蒸発型ゲッターの場合と比較して著しく小さくなる。非蒸発型ゲッターはかなりの表面積を必要とするが、この非蒸発型ゲッターは予めユニットとして形成されているため、蒸発型ゲッターの場合より実際のディスプレイ要素に近い位置に配置することができる。
非蒸発型ゲッターは、種々の幾何学的形態に形成することができる。第2a図及び第2b図（集合的に「第２図」）は、SAES Gettersによって製造された２つの従来型の非蒸発型ゲッターの基本的な幾何学的構造を示す。Borghi,"St121 and St122 Porous Coating Getters,"SAES Getters,27 July 1994,pages 1−13を参照されたい。第2a図のゲッターは、ゲッタリング材料の被膜19Aでカバーされた金属ワイヤ18Aからなる。第2b図のゲッターは、ゲッタリング材料の被膜19Bによってカバーされた金属ストリップ18Bからなる。チタン及びジルコニウム含有合金の多孔性混合物が、通常これら２つの非蒸発型ゲッター用のゲッタリング材料である。
高度に真空状態にされた環境におかれたとき、第２図の各ゲッターは、適切な長さの活性化時間、典型的には10分間、ゲッター被膜19A又は19Bの温度を適切に高い温度、典型的には500℃まで上昇させることによって活性化される。一定の活性化時間が経過したときのゲッターの性能は、活性化温度を上昇させることにより上げることができる。第２図のゲッターの場合の活性化温度は900〜900℃であり得、この温度より高くなるとゲッターは永久的な損傷を受け得る。或いは、活性化温度を上げることによって、より短い活性化時間で同等の性能を達成することができる。活性化温度を350℃まで下げると、反対のことがおこり、この温度より低い温度では第２図のゲッターのゲッタリング性能は著しく低下する。
ゲッターは典型的には多孔性の粒子の混合物からなり、この粒子はその外側表面に接触するガスを吸着する。第２図の非蒸発性ゲッターが高度に真空状態の環境において活性化されると、ゲッター粒子の外側表面上に存在する吸着されたガスが、ゲッター粒子の大部分の中に拡散し、それらの外側表面上に更にガスを吸着できるような状態にする。ガスが、接触し得るゲッター粒子の内部に蓄積され得るガスの量は、典型的には接触可能な粒子の外側表面上にゲッターが吸着し得るガスの最大量よりもかなり多い。接触可能な外側ゲッター表面が吸着されたガスで満たされたとき、若しくは部分的に満たされたとき、ゲッターは高度に真空状態にある環境内で再活性化されて、接触可能な外側表面上のガスをゲッター粒子の内部に移し、再び接触可能な外側表面を更にガスを吸着できるような状態にする。再活性化は、通常比較的かなり多くの回数を行うことができる。
Borghiは、高度な真空状態の下での第２図のゲッターの活性化方法を３つ述べている。即ち、（ａ）抵抗性加熱による活性化、（ｂ）高周波加熱による活性化、及び（ｃ）間接的加熱による活性化の３つである。抵抗性加熱は、金属製の導体18A又は18Bに電流を流して、ゲッター被膜19A又は19Bの温度を活性化温度まで上昇させることによって行う。活性化プロセスの際に必要な電流及び電力は比較的高く、このことはゲッターを活性化するために抵抗性加熱を用いる場合に考慮に入れなければならない。Borghiは、ゲッターを内包している真空装置のベーキング処理の際に、ゲッターが活性化され得ることについても述べている。
Wallace等の米国特許第5,453,659号には、フェースプレート構造の活性領域全体にわたってゲッタリング材料が拡散されているFEDのゲッター構造が開示されている。第3.1図に示すように、Wallace等のフェースプレート構造は、透明な基板20、薄い絶縁性層21、導電性アノード領域22、及び燐光体領域23を含む。アノード領域22よりも著しく厚い絶縁性材料24は、領域22の間の空間に配設される。ゲッタリング材料25は、絶縁性材料24の上に配置され、燐光体領域23から離隔される。Wallace等は、ゲッター材料25がバリウム又はジリコニウム−バナジウム−鉄合金であり得ることについて記している。
Wallaceのゲッター材料25は、初めにFEDの組立の際に、高度な真空状態の下、300℃で活性化される。Wallace等は、ゲッター材料25に接続される、ゲッター材料25の再活性化のための導電体を含む回路も開示している。
Wallace等のゲッター構造は、領域使用度の点からいえば比較的効率的であると考えられる。しかし、ゲッター材料25は形状が比較的複雑で、かなりコストがかさむ製造工程が必要である。ゲッター材料25と燐光体領域23との間隔を維持する必要性があるため、信頼性についての懸念もある。ゲッター材料25の再活性化のための回路を設けることにより、更に信頼性についての懸念が生じ、また製造コストが更に上昇する。特に、Wallace等の場合のように信頼性についての懸念が生じず、ゲッター装着コストが高くならず、また、通常FEDにおいて蒸発型ゲッターと共に用いられるポンプアウト管のようなゲッターを内包する不恰好な付属装置を用いることなく、フラットパネル装置において比較的単純な設計のゲッターを活性化／再活性化するための利用が容易な技術が望まれている。
Pepiに付与された米国特許第5,519,284号には、第１図の従来型のゲッター／ポンプアウト装置に存在する非常に不便な点が解消された複合式ゲッター／ポンプアウト構造が開示されている。第3.2a図は、例えばFEDのようなフラットパネル型スクリーンのプレート25にポンプアウト孔26が設けられたPepiのゲッター／ポンプアウト構造を示す。ポンプアウト管27は孔26上に設けられ、プレート25の外側表面に連結されている。ポンプアウト管27は、凹み壁27Cを有する環状の円筒形部分27Bに連なる縮径部分27Aを有する。Pepiは、ゲッター28が円筒形のバー又はストリップからなり得ることを指定している。Pepiはまた、広がった管部分27B上にゲッタリング材料が蒸着され得ることを開示している。
Pepiのフラット型ディスプレイスクリーンは、管27を通して排気が行われる。その後、管27は、第3.2b図に示すように縮径部27Aのところで閉じられる。この閉鎖処理は、縮径部27Aの残りの部分27Dの先端が、広がった管部分27Bの最も高い部分の下にくるようになされる。
Pepiのゲッター／ポンプアウト構造により、ゲッター28が、ポンプアウト管に配設され得るようになり、このポンプアウト管は、管閉鎖後には、フラットディスプレイスクリーンから遠位まで突出していない。この構造では、第１図のゲッター／ポンプアウト構造と比較してディスプレイが破損する可能性が低くなる。しかし、閉鎖管27は、凹み壁27Cに非常に近い位置に沿って縮径部27Aを加熱すると考えられる。凹み部分27Cにおいて不要な応力が発生し、これによってディスプレイに弱点が生ずる。またゲッター材料は、（凹み壁27Cを含む）広がった管部分27Bに蒸着されるが、蒸着されたゲッター材料の一部はポンプアウト孔27を通過し得、活性ディスプレイ素子を汚染し得る。Pepiの構造の欠点を解決し、非蒸発型ゲッターに適した単純なFEDゲッター構造を有することが望まれている。
第3.3図は、Wiemann等の米国特許第5,545,946号のFEDを示しており、ここでは、ゲート制御式電子エミッタ30が、フェースプレート33、アノード層34、及び陰極ルミネセンス材料層35からなるフェースプレート構造とバックプレート32との間に位置する基板31に設けられている。ゲート制御式エミッタ30から放出された電子は、基板アパーチャ31Aに入り、次に絶縁性層36の間のアパーチャ36Aを通って、陰極ルミネセンス材料層35に衝当する。スペーサ37は、バックプレート32の上層をなす薄いゲッタリング層38と電子エミッタ30との間の一定の間隔を維持している。ゲッター38は、アノード層34に対して負の電位に維持されていると考えられ、これはアパーチャ36A及び31A、及び基板31とゲッター38との間の真空領域に存在する汚染ガスを吸収する。
Wiemann等のFEDは、エミッタを含む基板30又はフェースプレート構造とは異なる高さ位置にゲッタリング層38を設けることにより高い活性領域面積対全面積比を達成している。これは有益なことである。しかし、ゲッター38がどのように活性化されるかということ、又はそれが再活性化され得るか否かということは明らかでない。更に、ゲッター38とスペーサ37が存在することによりFEDの全厚みが著しく厚くなり、望ましくない結果が生ずる。ゲッターを含むFEDでは、ゲッターの存在によりFEDの全厚みを著しく厚くさせることなく、高い活性領域面積対全面積比を達成することが望まれている。
発明の概要の開示
本発明は、局所的エネルギー伝達を利用してゲッターを活性化するものである。詳述すると、本発明によれば、光エネルギーを、例えばフラットパネル型装置のような中空構造の一部を通して局所的に構造のキャビティー内に配置されたゲッターに当ててゲッターを活性化して、ゲッターがガスを吸着できるようにする。本明細書において、エネルギー伝達について記述する際に用いられる用語「局所的」又は「局所的に」は、そのエネルギーを、エネルギーを受けさせることを意図した材料の一定の部分に、エネルギーを受けさせることを意図していないその近傍には、著しくエネルギーを伝達させることなく選択的に当てることを意味する。
局所的エネルギー伝達は、典型的にはレーザービームをゲッターに向けることによって行われる。ゲッターの活性化をレーザーで行うことにより、ゲッターの形状を比較的単純にすることができる。例えば、本発明により活性化されるゲッターは、活性化ステップの前に中空構造のキャビティー内に挿入される典型的には非蒸発型のゲッターで、好ましくは一片のゲッター材料からなる。従って本発明では。Wallace等のゲッターのような複雑なゲッター設計に伴う信頼性についての問題や高い製造コストが回避される。
中空構造は、典型的には外側壁によって離隔されている一対のプレート構造を含む。或る態様では、ゲッターは２つのプレート構造の間に配設される。プレート構造から比較的離れた位置まで延びている隣接する管や、他の不格好な副室の中にゲッターの一部を配置する必要はない。この形態では、このような不格好なゲッターを含む構造が破損し、フラットパネル装置又は他の中空構造に基づいて構成された製品が破壊する可能性がなくなる。
別の態様では、中空構造が補助コンパートメントと、それより大きい主コンパートメントを有する。ゲッターは、補助コンパートメントの内部に配置される。主コンパートメントとゲッターを内包する補助コンパートメントは、互いに結合され、概ね等しい定常チャンバ圧力を達成している。
中空構造が２つのプレート構造及び間に挟まれた外側壁を有するとき、これらの３つの要素は、典型的には第２の態様における主コンパートメントを構成する。プレート構造の一方を第１プレート構造と称するものとすると、中空構造は、好ましくは第１プレート構造に接触し、第１プレート構造及び主コンパートメントから離れた位置まで延在し、ゲッターを含む補助コンパートメントを形成する補助壁を有する。プレート構造における素子用の制御回路は、典型的には、主コンパートメントの外側の第１プレート構造の上の補助コンパートメント側に設けられる。
上述のように中空構造を構成することにより、ゲッターを含む補助コンパートメントは、主コンパートメントから遠位まで突出した形態となる。しかし、突出の程度は、第１図の従来のFEDの場合と比較して、通常は小さい。詳述すると、補助コンパートメントは、概ね、通常第１プレート構造の上に設けられた制御回路より第１プレート構造から離れた位置までは延在していない。この結果、補助コンパートメント及び制御回路の損傷を避けるために、この中空構造を取り扱う際に払わなければならない注意の程度は、制御回路が損傷しないようにするために払わなければならない取り扱いの際の注意の程度より著しく大きくなることはない。第１図の従来型のFEDにおけるゲッターを含む管14の場合とは異なり、このゲッターを含む補助コンパートメントが存在することによって、必要な取り扱いの際の注意の程度が著しく高まることはないのである。
中空構造がフラットパネルディスプレイである場合には、上述のようにディスプレイを構成し、ゲッターを内包する補助コンパートメントが、少なくとも部分的に第１プレート構造の上にくるようにすることによって、高い活性領域面積対全面積比を達成できると共に、比較的大きなゲッターを形成することが可能となる。これは非常に有益なことである。補助コンパートメントが、第１プレート構造の上に位置する制御回路より、第１プレート構造から著しく離れた位置まで延び出していないことから、ディスプレイの全厚みは、制御回路の厚みによって決まることになる。補助コンパートメントが存在することによって、制御回路によって決まる厚みを超えて、ディスプレイの全厚みが著しく厚くなることはない。結局、このように構成されたディスプレイは、ディスプレイが通常使用できる空間の全容積を極めて効率的に利用できることになる。
中空構造内のゲッターが配置される場所に応じて、ゲッター活性化プロセスは、通常プレート構造の一方の透明な材料を通して、若しくは補助壁が存在する場合には補助壁を通してレーザービームを向けることによって行われる。ゲッター自体は高い温度まで温度が上昇するが、通常は、活性化プロセスの際に生じるエネルギー伝達によって、プレート構造や外側壁、又は補助壁が存在する場合に補助壁が著しく加熱されることはない。
詳述すると、衝当するレーザービームの光エネルギーが、レーザービームが通過する透明な材料に直接吸収されることは殆どない。レーザービームがゲッターの各部を一回だけスキャンすると、ゲッター上の局部のみが高温になり、放射熱によって生ずる二次的な加熱は殆ど生じない。本発明において、プレート構造と外側壁及び補助壁が存在する場合に補助壁が著しく加熱されないことは、抵抗性加熱式ゲッターと比較して大きな利点である。抵抗性過熱式ゲッターでは、ゲッターを活性化するための電流を流す導体が壁を通らなければならないことが多く、またゲッター活性化には大電流が必要なため、導体の付随的なオーミック加熱から生ずるエネルギー伝達によって壁の一部が溶解するようなことが生じやすいからである。
本発明のレーザーを利用したゲッター活性化ステップは、通常その圧力が常圧より低い密閉された環境内で行われる。密閉環境における圧力は、典型的には、12-2トル未満の極めて高度な真空状態である。この結果、このゲッター活性化技術は、高レベルの真空状態が必要とされるフラットパネルCRTディスプレイのような用途で用いるに適したものである。それにもかかわらず、典型的には不活性ガスが存在するために、密閉された環境における圧力が10-2トルを超えるようなプラズマディスプレイやプラズマ液晶ディスプレイのようなデバイスにおいても本発明のゲッター活性化技術を用いることができる。何れの場合にも、ゲッターは密閉された環境内に存在するガスを化学的に吸着する。
また本発明は、主コンパートメント及びゲッターを内包する補助コンパートメントを有するフラットパネル型ディスプレイのために特に有利な構造を提供する。このフラットパネル型ディスプレイの主コンパートメントは、第１プレート構造、第２プレート構造、及び両プレート構造の間に延在する概ね環状の外側壁で形成される。
このフラットパネル装置の或る実施例では、ゲッターを内包する補助コンパートメントが補助壁で形成される。この補助壁は主コンパートメントの外部で第１プレート構造と接触しており、第１プレート構造及び主コンパートメントから離れた位置まで延び出し、第２プレート構造に向かって曲がり、主コンパートメントの外側の第２プレート構造と接触する。この複コンパートメント構造は、中間外部壁と共に主コンパートメントを形成している２つのプレート構造の一方のみが、隣接する補助コンパートメントの形成において利用されている複コンパートメント構造よりはいくらか複雑である。しかし、この複コンパートメント構造における２つのコンパートメントは、外側壁に設けられた１以上の開口部を通して連通され得る。補助コンパートメントを形成するためにプレート構造の一方のみが利用されているより単純な構造においては通常必要となるような、プレート構造の一方の通してコンパートメント間を連通させることは不要である。このように、この複コンパートメント構造では、プレート構造の一方に開口が設けられるために構造的脆弱さが生じることがない。
このフラットパネル装置の別の実施例では、外側壁が主コンパートメントに対向する壁内側表面を有する。補助コンパートメントとしての役目を果たすキャビティーは、壁内側表面から、部分的に外側壁を通して延在する。ゲッターは少なくとも部分的にキャビティー内に配置される。このようにフラットパネル装置を形成することにより、ゲッターを内包するキャビティーと主コンパートメントを連通させるために主コンパートメントの壁を貫通する開口を設ける必要がなくなることから装置の製造が容易になる。ゲッターを内包するキャビティーを外側壁に配置することにより、主コンパートメントの内部領域の上にゲッターを配置する必要なく、装置の気密状態を達成するに十分な厚みに外側壁を形成することが可能となり、これによってフラットパネル装置の全体のサイズを小さくすることができる。
概略を述べると、本発明は、高い表示性能を達成するために高度な真空状態が必要なフラットパネル装置、特にCRTのフラットパネルディスプレイに配置されたゲッターを活性化するための簡単な技術と共に、フラットパネル装置内にゲッターを含入する重要な構造を提供する。重要なことは、ゲッターが、非常に単純な形状、即ち一片の非蒸発ゲッターリング材料を含み得る点である。またゲッターの取り付け及び活性化は、コストをかけずに行うことができる。また本発明では、活性化プロセス時にエネルギー伝達によって中空構造が損傷を受ける可能性は非常に低くなっている。装置の全厚み又は装置の全占有面積を著しく高めることなく、かなり大きいゲッターを形成することができる。従って、本発明は従来技術と比較して大きな進歩性を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、蒸発型ゲッターを含むポンプアウト管を備えた従来型のフラットパネルCRTディスプレイの断面図である。
第2a図及び第2b図は、従来の非蒸発型ゲッターの断面図である。
第3.1図は、従来型のフラットパネル型CRTディスプレイの、ゲッターを内包するフェースプレート構造の断面図である。
第3.2a図及び第3.2b図は、それぞれ、ポンプアウト管を閉じる前及び後の、従来型フラットディスプレイスクリーンにおけるゲッター／ポンプアウト構造の断面図である。
第3.3図は、ゲッタリング層が電子エミッタを含む基板から離隔されたバックプレート上に存在する、従来型のフラットパネルCRTディスプレイの断面図である。
第4a図〜第4h図は、本発明によるフラットパネルディスプレイのゲッターをレーザーで活性化させるステップを表す断面図である。
第5a図及び第5b図はそれぞれ、第4a図及び第4bにおけるフェースプレート構造及びその上層をなす構成要素の平面断面図である。第5a図及び第5b図の断面図は、それぞれ、第4a図及び第4b図の面5a−5a及び5b−5bで切った断面である。第4a図及び第4b図の断面図はそれぞれ、第5a図及び第5b図における面4a−4a及び4b−4bで切った断面である。
第６図は、第4b図及び第5b図のフェースプレート構造及びその上層をなす構成要素の別の側断面図である。第６図の断面は、第4b図及び第5b図の面６−６で切った断面である。第6b図及び第5b図の断面はそれぞれ、第６図における面4b−4b及び5b−5bで切った断面図である。
第7a図及び第7b図は、本発明によりレーザー活性化されるのに適した非蒸発型ゲッターを内包するより小型の補助コンパートメント及び主コンパートメントを有するフラットパネルCRTディスプレイの側断面図である。第7a図の断面は、第7b図の面7a−7aで切った断面図である。第7b図の断面は、第7a図の面7b−7bで切った断面である。
第８図は、第７図及び第7b図におけるフラットパネルCRTディスプレイの平面断面図である。第８図の断面は、第7a図及び第7b図の面８−８で切った断面である。第7a図及び第7b図の断面はそれぞれ、第８図における面7a−7a及び7b−7bで切った断面である。
第9a図及び第9b図は、第7b図に対応する側断面図であり、本発明による、第7a図、第7b図、及び第８図のフラットパネル型CRTディスプレイにおけるゲッターのレーザー活性化を示している。
第10図は、第7a図に対応する側断面図であり、第7a図、第7b図、及び第８図のディスプレイ上に設けられた制御回路を示している。
第11a図及び第11b図は、第7b図に対応する側断面図であり、それぞれポンプアウト管を閉じる前及び後に第7a図、第7b図、及び第８図のディスプレイがどのような状態にあるかを示している。
第12a図及び第12b図は、本発明により、レーザー活性化されるために適したゲッターを内包するより小さい補助コンパートメントと主コンパートメントとを有するように、本発明に従って構成されたフラットパネルCRTディスプレイの側断面図である。第12a図の断面は、第12b図の面12a−12aに沿って切った断面である。第2b図の断面は、第12a図の面12b−12bで切った断面である。
第13図は、第12a図及び第12b図のフラットパネルCRTディスプレイの平面断面図である。第13図の断面は、第12a図及び第12b図の面13−13で切った断面である。第12a図及び第12b図の断面はそれぞれ、第13図の面12a−12a及び12b−12bで切った断面である。
第14a図及び第14b図は、第12a図、第12b図、及び第13図のフラットパネルディスプレイにおける補助コンパートメントの、本発明による二部品型の補助壁を組み立てたところを示す斜視図である。
第15a図及び第15b図は、第12b図に対応する側断面図であり、本発明による、第12a図、第12b図、及び第13図のフラットパネルCRTディスプレイにおけるゲッターのレーザー活性化を示している。
第16図は、第12a図に対応する側断面図であり、本発明により、第12a図、第12b図、及び第13図のディスプレイ上に設けられた制御回路を示している。
第17a図及び第17b図は、第12b図に対応する側断面図であり、それぞれ、本発明によりディスプレイ上に設けられたポンプアウト管を閉じる前及び後の第12a図、第12b図、及び第13図のディスプレイの状態がどのようになっているかを示した図である。
第18a図及び第18b図は、本発明によりレーザー活性化されるのに適したゲッターを内包するより小型の補助コンパートメントと主コンパートメントを有する、本発明に従って形成された別のフラットパネルCRTディスプレイの側断面図である。第18a図の断面は、第18b図の面18a−18aで切った断面であり、第18b図の断面は、第18a図の面18b−18bで切った断面である。
第19図は、第18a図及び第18b図のフラットパネルCRTディスプレイにおける外側壁の一部の斜視図である。
図面及び好適実施例の説明において、同一の、又は非常に類似した要素又は要素群を表すために類似の符号が用いられている。
好適実施例の説明
第4a図〜第4h図（集合的に「第４図」）は、ディスプレイの組立の際に（気密状態にすることを含む）、フラットパネルディスプレイの非蒸発型ゲッターが、本発明に従ってどのようにレーザー活性化されるかを示す図である。第４図は側面図である。第5a図及び第5b図（集合的に「第５図」）は、それぞれ第4a図及び第4b図に示す段階における、フラットパネルディスプレイのフェースプレート構造及びその上層をなす構成要素の平面図である。第６図は、第4b図に示された段階におけるフェースプレート構造及びその上側の構成要素を、第4b図の平面に対して垂直な平面で切った側断面図である。
本明細書において、フラットパネルディスプレイのフェースプレート構造の「外側」表面は、視聴者が見ることができるディスプレイの画像が表示される表面である。フェースプレート構造の反対側は、その「内側」表面と称される。これはフェースプレート構造の内側表面の一部が、外側壁によってベースプレート構造とフェースプレート構造で密閉構造をつくることにより形成されるエンクロージャの外部であっても内側表面と称される。同様に、フェースプレート構造の内側表面に対向するベースプレート構造の表面は、ベースプレート構造の「内側」表面と称される。これは、ベースプレート構造の内側表面の一部が、通常２枚のプレート構造及び外側壁によって形成された密閉エンクロージャの外部であっても「内側」表面と称される。その内部表面に対して反対側のベースプレート構造の側は、ベースプレート構造の「外側」表面と称される。
上述のように、第４図のプロセスによって組み立てられたフラットパネルディスプレイの構成要素には、ベースプレート構造40、フェースプレート構造42、外側壁44、及びスペーサ壁46の群が含まれる。ベースプレート構造40及びフェースプレート構造42は、一般に環状の形状を有する。プレート構造40及び42の内部構造は図示されていない。しかし、ベースプレート構造40は、フェースプレート、及びベースプレートの内側表面上に形成された１以上の層からなる。フェースプレート構造42は、透明なフェースプレート及びフェースプレートの内側表面上に形成された１以上の層からなる。外側壁44は、矩形に構成された４つの小壁からなる。スペーサ壁46は、第5a図に示すように活性化された表示領域48全体にわたって延在しており、密閉されたディスプレイにおけるプレート構造40と42の間の一定の間隔を維持し、かつディスプレイに強度を与えている。
第４図のプロセスに従って組み立てられたフラットパネルディスプレイは、CRTディスプレイや真空蛍光ディスプレイのような多数の異なるタイプの真空式フラットパネルディスプレイや、プラズマディスプレイやプラズマ処理した液晶ディスプレイのような多数の減圧式フラットパネルディスプレイの何れかであり得る。電界放出の原理に従って動作するフラットパネルCRTディスプレイでは、ベースプレート構造40が、ベースプレート上に設けられた電界放出素子の画素（ピクセル）の二次元配列を含む。電子放出素子は電界放出カソードを形成している。
詳述すると、電界放出ディスプレイ（或いは「FED」）におけるベースプレート構造40は、典型的には、ベースプレートを行方向に横断して延在するエミッタ行電極の群を有する。電極間絶縁層はエミッタ電極の上層をなし、エミッタ電極の間の空間においてベースプレートに接触している。ベースプレート構造40における各ピクセルの位置では、多数の開口部が、電極間絶縁層を通して延在しており、対応するエミッタ電極の１つに達している。典型的には円錐形状又はフィラメント形状の電子放出素子は、電極間絶縁体における各開口部に配置されている。
パターニングされたゲート層は、電極間絶縁体上に配置されている。各電子放出素子は、ゲート層の対応する開口部を通して露出されている。パターニングされたゲート層、又はゲート層に接触している別の列電極層の何れかより形成された列電極の群は、行方向に対して直交する列方向に電極間絶縁体上に延在している。各行電極及び各列電極におけるピクセルからの電子の放出は、行電極及び列電極に適切な電圧を印加することにより制御される。
FEDにおけるフェースプレート構造42は、透明なフェースプレートの内側表面上に形成された燐光体画素の二次元配列を含む。アノード、つまりコレクタ電極は、構造42における燐光体に隣接する位置に配置されている。アノードは燐光体の上に配置され得、従って燐光体によってフェースプレートから離隔されている。この場合、アノードは、典型的にはアルミニウムのような導電性の光反射性材料の薄い層からなり、放出された電子はそれを容易に通過して燐光体に衝当し得る。この光反射性層によって、後ろ向きにフェースプレートに向かって進む光をある程度反射することによりディスプレイの輝度を高めることができる。米国特許第5,424,605号及び第5,477,105号には、上述のように構成されたフェースプレート構造42を有するFEDの例が記載されている。別形態として、フェースプレートと燐光体との間に配置される、インジウム錫酸化物のような導電性の透明な材料の薄い層でアノードを形成することもできる。
FEDが上述の何れかの形態に構成されているとき、ベースプレート構造40の行電極及び列電極に適切な電圧を印加することにより、選択されたピクセルにおいて、電子が電子放出素子から引き出されることになる。適切な高電圧が印加されるアノードは、引き出された電子をフェースプレート構造42の対応するピクセルにおける燐光体に向ける。電子が燐光体に衝当すると、その燐光体はフェースプレートの外側表面から可視光を発光し、所望の画像を形成する。カラー動作の場合には、各燐光体ピクセルが、ベースプレート上に形成された対応する３つの小ピクセルにおける電子放出素子から放出された電子が衝当したとき、それぞれ青、赤、及び緑の光を発光する３つの燐光体小ピクセルを含んでいる。
ベースプレート構造40は、外側壁44及びフェースプレート構造42とともに気密状態に密閉された構造を作る。第4a図及び第5a図に示す段階では、外側壁44がフェースプレート構造42に対して密着（つまり結合）される。外側壁44は、典型的には矩形の円環の形態に構成されたフリット（frit）からなる。スペーサ壁44は、外側壁44内部のフェースプレート構造42の内側表面上に取り付けられる。スペーサ壁46は、通常外側壁44より高い。複合構造42/44/46を構造40に対して気密状態となるように密着結合した部分は、（ａ）外側壁44の上側エッジ44Sによって形成された環状の矩形の密着結合領域及び（ｂ）ベースプレート構造40の内側表面に沿った環状の矩形の密着結合領域40Sに沿って形成される。
ベースプレート構造40は、密着結合領域40Sの少なくとも一部分（通常はその大部分）及びゲッターの活性化のための光エネルギーが通過する領域において透明である。ベースプレート構造40における不透明な導電性（通常は金属製）のラインは、典型的には密着結合領域40Sと交差する。このような不透明のラインは、このような交差が生じている場所では十分に薄くなっており、ラインが構造40を通した光エネルギーの局所的な伝達に著しい影響を与えないようになっている。
非蒸発型ゲッターストリップ50及び一対の熱的に（及び電気的に）絶縁性のゲッター支持体52からなるゲッター構造は、外側壁44内部のフェースプレート構造42の内側表面上に取着される。第4b図、第5b図、及び第６図を参照されたい。第5b図に示すように、ゲッター構造50/52は、活性ディスプレイ領域48の外側に配置される。ゲッター支持体52は、フェースプレート構造52に結合されている。非蒸発型ゲッターストリップ50の末端は、支持体52の中ほどの高さ位置に配置されたスロット型のキャビティに配置される。このスロットは、支持体52の幅より僅かに細いものである。スロットはまた、ゲッターストリップ50の末端部の厚み及びゲッターの幅よりも僅かに大きく、これによって熱膨張を受容する余地が形成され得る。
このように構成されたゲッター構造50/52を用いると、非蒸発型ゲッター50は、フェースプレート構造42、外側壁44、及びスペーサ壁46から離隔される。また、ベースプレート構造40が外側壁44を介してフェースプレート構造42に結合されると、ゲッター50はベースプレート構造40からも離隔される。これによって、ゲッターストリップ50の上側及び下側表面の双方が、その外側エッジ部分にそって、ガス回収機能を果たすようになる。ゲッター支持体52が熱的（及び電気的）絶縁体であることから、ゲッター50は、フェースプレート42、外側壁44、及びスペーサ壁46から熱的（及び電気的）に絶縁されており、ベースプレート構造40からも熱的（及び電気的）に絶縁されている。
非蒸発型ゲッター50は、典型的には、第2b図に示すように初めに形成される。内部ストリップ18Bは、通常ニクロム又はニッケルからなる。ゲッター被膜19Bは、チタン及びジルコニウムとアルミニウムのゲッタリング合金若しくはジルコニウム、バナジウム、及び鉄のゲッタリング合金の何れかの多孔性混合物からなる。例えば、ゲッター50は、典型的にはSAES Getters製のSt121又はSt122ゲッターストリップに類似のゲッターストリップである。内部ストリップ18Bの厚みは0.02〜0.1mmであり、ゲッターの全厚みは0.1〜0.5mmである。ゲッターの幅は概ね2mmである。
ゲッター50の外側表面は、通常フラットパネルディスプレイ全体に対して十分なゲッタリング能力を与えるだけの十分な大きさとなるように選択される。しかし、ゲッター50の外側表面が、ディスプレイのその部分においてゲッター50のために使用できる空間における必要なゲッタリング能力を達成するに不十分なものである場合、ゲッター構造50/52に類似した形状の１以上の追加のゲッター構造を、フェースプレート構造42の内部表面上の別の部位に設けることができる。例えば、このような別のゲッター構造を、ゲッター構造50/52が位置するところから反対側の活性領域48上に設けることができる。小形のゲッター構造が有益である場合、つまり大形のゲッター構造を形成することに対する制限を設けることが有益である場合には、ゲッター構造50に類似した形状の１以上のゲッター構造をゲッター構造50/52の燐に設けることもできる。
ゲッター支持体52は、通常外側壁44より僅かに短い。ゲッター52を受容するスロットを除いて、支持体52は、概ね矩形の中実構造である。支持体52は、典型的には適切なモールディングプロセスによって形成される。適切な支持体材料を加工して支持体52を形成することもできる。
ゲッターストリップ50が長すぎて、重力又は／及び他の力の影響のために曲がってベースプレート構造40又はフェースプレート構造42に接触しがちな場合には、１以上の追加の熱的に（及び電気的に）絶縁性の支持体をゲッター50に沿って設けて、ゲッターが構造40又は42に接触するのを防止する。各追加のゲッター支持体の一部分はフェースプレート構造42とゲッター50との間に、各追加の支持体の残り部分はゲッター50の上に位置して、ゲッターがベースプレート構造40から離隔された状態を確保している。追加のゲッター支持体の存在はゲッター領域を占めてしまうため、追加のゲッター支持体の数は適切な少ない数にするのが好ましい。
適切な整合システム（図示せず）を用いることにより、構造体40及び42/44/46/50/52は、第4c図に示すような相対的な位置に配置される。これによって、密着結合領域40S及び44Sの位置合わせがなされ（第4c図に垂直方向に示されている）、ベースプレート構造40の内側表面がスペーサ壁46の上側エッジ部に接触することになる。ゲッター支持体52は外側壁44より短く、従ってベースプレート構造40は、スペーサ壁46より短いために支持体52から垂直方向に離隔される。この整合は、非真空環境で通常は室温においてなされるのが最適であり、位置合わせマークがプレート構造40及び42の上にそれらの位置合わせのために設けられ、密着結合領域40S及び44Sがこれによって位置合わせされる。プレート構造40及び42及び外側壁44はこのときキャビティーを有する中空構造を形成する。キャビティーの内部にはスペーサ壁46及びゲッター構造50/52が配置される。スペーサ壁46は、外側壁40よりも十分に高く、ギャップ52は密着結合領域44Sと40Sとの間に延在する形となる。
構造40及び42/44/46/50/52が整合システムに配置されている場合、構造40を、構造42/44/46/50/52に対して固定した位置に保持するためにタック止め処理が行われる。タック止め処理（tacking operation）及びその後のギャップジャンピング（gapjumping）最終密着結合処理を行うための技術は、Fahlen等による同時出願の国際特許出願PCT/US97/21095に記載されており、この出願の内容は、ここに引用することにより本明細書と一体にされたものとする。
第４図のプロセスでは、タック止め処理は、通常整合された密着結合領域40S及び44Sに沿ったいくつかの位置において構造40を構造42/44/46/50/52に対してタック止めするレーザー（図示せず）を用いて行われる。第4c図を参照されたい。タック止め処理によって、外側壁44の一部分44Aが、上向きに突出し、ベースプレート構造40に固く結合することになる。タック止め処理は、外側壁44の外側に配設された別のタックポストを用いて選択的に行われ得、プレート構造40及び42に適切な接着剤を用いてタック止めされ得る。
タック止めされ／部分的に密着結合されたフラットパネルディスプレイは、整合システムから取り出され、第4d図に示すように、レーザー活性化ゲッター50用及び完全な気密状態にする他の処理を行うための真空チャンバ56内に設置される。真空チャンバ56は、周囲圧力からポンプにより10-2トル以下、典型的には10-6トル以下の圧力の高レベルの真空状態まで減圧される。
レーザービーム60を生成するレーザー58は、真空チャンバ56の外部に配置される。レーザー58は、レーザービーム60がチャンバ56の透明な窓56Wを通過して次にベースプレート構造40の透明な材料を通過し、ゲッター50に衝当できるように配置される。窓56Wは、典型的には水晶からなる。
ベースプレート構造40の透明な材料は通常ガラスからなる。レーザービーム60は、ガラスが光エネルギーを著しく吸収しない主波長を有する。例えば、ベースプレート構造40の透明な材料がSchott D263ガラスからなるとき、レーザービーム60の波長は概ね0.3〜2.5μｍの範囲にあり、この範囲ではSchott D263ガラスはほぼ完全に光を透過させる。光の透過性に関連してここで用いられている場合、「ほぼ完全に」とは、90％以上の透過率を意味する。この結果レーザービーム60の熱エネルギーは、レーザービーム60が構造40の透明な材料を通過したときにベースプレート構造40に直接伝達されることは殆どなくなる。同様に、レーザービーム60の熱エネルギーの実質的な一部分がフェースプレート構造42、外側壁44、又はスペーサ壁46の何れかに直接伝達されることも殆どない。
レーザー58は、例えば半導体ダイオードレーザー、二酸化炭素レーザー（ビームオフセットが90）、紫外線レーザー、又はネオジムYAGレーザーのような多数の異なるタイプのレーザーの何れかで実現され得る。例えば、レーザー58は、典型的にはそのビームの波長が概ね0.85μｍである、Optopower OPCA 015−810−FCPS連続波一体型繊維結合式ダイオードレーザーのようなダイオードレーザーである。レーザーのパワーは通常２〜5Wである。ゲッターストリップ50の幅は、典型的にはレーザービーム60の直径以下である。ゲッター50の幅が2mmである場合、ビーム60の直径は典型的には3mmである。
構造が室温でタック止めされており、チャンバ56内の圧力が高度に真空状態にある場合、レーザービーム60は、所望に応じてゲッター50の長さ方向に沿ってスキャンされ、その温度をゲッター50を活性化するのに十分なレベルまで上昇させる。活性化温度は300〜950℃の範囲にある。より具体的には活性化温度は700〜900℃であり、典型的には800℃である。
ゲッターストリップ50の長さ方向に沿ったスキャンを一回行えば、レーザービーム60の直径がゲッター50の幅以上である限り、ゲッター50の全てのゲッタリング材料を活性化するのに十分である。ビーム60の直径が、ゲッターストリップ50の幅と比較して小さすぎ、ゲッタリング材料が１回のレーザースキャンの間に活性化されない傾向がある場合には、ビーム60は、ゲッター50の長さ方向に沿って延びる異なる横向きの別々の経路に沿って２回以上スキャンすることができる。
レーザー58が上述のように操作されているとき、ゲッターストリップ50の各部分は一度だけレーザービーム60を直接受けることになる。ビーム60を受けた直後のゲッター50の一部はゲッター50のその部分を活性化するために十分高い温度に上昇するが、ゲッター50の活性化された部分の温度はビーム60が通過すると急速に下がる。この結果、常にゲッター50の局所的な一部分のみが高温にあることになる。従って、ゲッター50からの放射熱による要素40〜46の二次的な加熱は極僅かである。
加熱素子（図示せず）を用いて、フラットパネルディスプレイの温度を200〜350℃、典型的には300℃のバイアス温度まで上昇させる。温度の上昇は通常３〜５℃／分の温度上昇速度で、概ね直線的に温度が上昇するように行われる。
部分的に密着結合されたフラットパネルディスプレイの構成要素は、ディスプレイの密閉の前に温度を上昇させる間、及びその後のバイアス温度における「均熱する」時間の間に気体を放出する。ディスプレイ構造の中に捕捉された通常は望ましくない気体は、真空チャンバ56の空間部分に入り、その圧力を僅かに上昇させる。ベースプレート構造40を複合構造42/44/46/50/52に対して完全に密着結合したときに形成されるエンクロージャからこれらのガスを取り除くために、チャンバ56の真空ポンプによる排気はチャンバ56の密着結合処理の間継続される。活性化の場合には、ゲッターストリップ50は、温度の直線的上昇及びその後の均熱化の間に不必要なガスを回収する助けとなる。
レーザービーム64を生成するレーザー62は、第4e図に示すように真空チャンバ56の外部に配置される。レーザー62は、所望のパワーレベル及びビーム直径のような要素についてレーザー58と同一であり得る。レーザー62は、ビーム64が密着結合領域40Sに沿ってチャンバ窓56W及びベースプレート構造40の透明な材料を通過し得るように配置される。
真空チャンバ54の圧力が高レベルの真空状態にあり、フラットパネルディスプレイがバイアス温度にある場合、レーザービーム64は、その後完全に整合された密着結合領域40S及び44Sを横断するように動かされる。第4e図は、密着結合領域40S及び44Sに沿ってビーム64が横断する間にフラットパネルディスプレイがどのように中間点に現れるかということを示した図である。必要ならば、ビーム64は、タック部分44Aをスキップすることができる。レーザービーム64が密着結合領域40S及び44Sを横断するとき、光エネルギーは、ベースプレート構造40を透過して、ギャップ54に沿った外側壁44の上側材料に局所的に伝達される。局所的エネルギー伝達によって、光エネルギーを受けた外側壁44の材料は溶解しギャップ54をジャンプする。密着結合領域44Sに沿った溶解した壁材料は、ビーム64が通過した後固化する。
ゲッターストリップ50は、上述のようにレーザー58を用いてギャップジャンピング封止処理の際に活性化され得る。ゲッター50が最後のギャップジャンピング封止の前に活性化された場合、この活性化は再活性化を構成する。また、ゲッター活性化がこの過程の間に行われる場合には、レーザー62は通常レーザー58とは異なるレーザーである。
ギャップ54は、レーザー62による封止処理の間に除々に閉じる。ギャップ54が閉じると、外側壁44をベースプレート構造40に対して密着結合することによって形成されたエンクロージャ内に存在するガスが、除々に狭まっていくギャップ54の残りの部分を通してエンクロージャから出ていく。ギャップ54が完全に閉じるのは、ビーム64が密着結合領域40S及び44Sを矩形に横切ることが終了したときである。
更なる汚染ガスは、ディスプレイ密閉プロセスの結果、真空チャンバ56の何もない部分に通常導入される。このようなガスの一定の部分は、プレート構造40及び42及び外側壁44によって形成された、この時点で密閉されているコンパートメント（キャビティー）に存在する。フラットパネルディスプレイが密閉されていることから、密閉されたエンクロージャ40/42/44におけるガスは、チャンバ56の更なる真空ポンプによる排気によって除去することはできない。
ゲッターストリップ50が、（チャンバ56を所望の真空レベルまで排気した後に）最後の密閉処理を行う前又は／及び行っている間に活性化された場合、ゲッター50は、密閉エンクロージャ40/42/44に存在するガスの一定の部分を収集した。しかし、そのようにする場合、ゲッター50のガス収集能力の一定の部分は使い尽くされた。
何れの場合でも、ディスプレイ密閉過程が終了した後、及び密閉されたフラットパネルディスプレイが概ねバイアス温度にある間、上述のようにゲッター50を活性化するために通常はレーザー58が用いられる。第4f図は、バイアス温度ゲッター活性化ステップを示す。ゲッター50が前のように活性化された場合は、この活性化は再活性化を構成する。
密閉されたフラットパネルディスプレイの温度は、次に冷却熱サイクルに従って室温に戻る。この冷却熱サイクルは、瞬間的な冷却速度が、３〜５℃／分の範囲にある選択された値を超えないように調節される。ここで用語「室温」は、外部の（通常は室内の）周囲温度を意味し、典型的には20〜25℃程度である。熱冷却サイクルの初めの自然な冷却速度が通常は３〜５℃／分を超えているため、サイクルの初めの部分では冷却速度を３〜５℃／分の範囲にある選択された値に維持するために熱が加えられる。加熱量は、自然冷却速度が概ね選択された値になる温度に達するまでに除々に少なくされ、その後フラットパネルディスプレイが次第に低下して０になる速度で自然に温度を低下できるようになる。別形態では、冷却サイクルのこの部分において冷却速度を上げるために強制冷却を用いることができる。
冷却時間の間に、ゲッター50は上述のようにレーザー58を用いて１回以上活性化／再活性化されて、以前に回収されていなかった汚染ガス及び／又は密閉オペレーション及び冷却の際に放出された汚染ガスを除去することができる。次に真空チャンバにおける圧力は常圧まで上昇し、完全に密閉されたフラットパネルディスプレイは、チャンバ56から取り出される。ここで用語「常圧」は外部の環境圧力を意味し、通常１気圧程度であるが標高によって変わってくる。別形態では、密閉されたディスプレイを室温まで冷却する前にチャンバ圧力を常圧まで上げることができる。何れの場合にも、第4g図に示す構造が得られる。密閉されたフラットパネルディスプレイにおける要素44Bは、密閉された状態にある外側壁44を表す。
ゲッターストリップ50のゲッタリング能力の一部は、エンクロージャ40/42/44が密閉され、フラットパネルディスプレイが室温まで下げられた後にエンクロージャ内に存在するガスの収集において使い尽くされる。従って、ゲッター50は、温度の低下が終了して密閉されたフラットパネルディスプレイが概ね室温となった後に再活性化される。この再活性は、第4g図に示すようにレーザービーム68を有するレーザー66を用いて行われる。
ゲッターの再活性化は、密閉されたフラットパネルディスプレイが真空チャンバ56内にある間、又はディスプレイがチャンバ56から取り出された後に行われ得る。ゲッター再活性化が、フラットパネルディスプレイがチャンバ56内にある間に行われる場合、用いられるレーザー66は、通常レーザー58と同一である。この場合、再活性化はゲッター50の活性化（又は再活性化）のための上述した方法で行われる。
冷却後再活性化がフラットパネルディスプレイが真空チャンバ56から取り出された後に行われる場合、用いられるレーザー66は通常はレーザービーム68がベースプレート構造40の透明なガラスを通過し、ゲッター50に当たるように配置された別のレーザーである。レーザービーム60を用いるとき、レーザービーム60はガラスが光を強力に透過させる波長を有する。構造40〜46の何れもが再活性化の際に著しく加熱されることはない。レーザー66はレーザー58とは別のレーザーであるとき、レーザー66の再活性化は、レーザー58による活性化／再活性化と概ね同じ方式で、及び非常に類似した条件で行われる。
第4h図は、ゲッター50の冷却後再活性化が終了した後フラットパネルディスプレイがどのような状態にあるかを示している。活性化されたゲッター50を備えた密閉されたディスプレイには、容易に外部回路の付加、及び／又はテレビ、ビデオモニタ、又は他の画像表示装置への組み込みを行うことができる。
第4h図の最終的なフラットパネルディスプレイでは、プレート構造40及び42、及び外側壁44の組み合わせが、非蒸発型ゲッター50を内包するゲッター支持体52を含むコンパートメント（又はチャンバ）を形成している。別形態では、本発明に従ってレーザビームにより活性化される非蒸発型ゲッターを、要素40〜44で形成された主コンパートメントに隣接する補助コンパートメントに設置することができる。ゲッターを内包する補助コンパートメントは、通常１以上の要素40〜44における開口部を通して主コンパートメントと連通されており、２つのコンパートメントは概ね等しい定常コンパートメント圧力に達する。ガス分子のランダムな動きのために、主コンパートメントに存在するガスは、補助コンパートメントに移動し、ゲッターに吸着される。
このような複コンパートメント型フラットパネルディスプレイは、ゲッターを内包する補助チャンバが補助コンパートメントを損傷したり、ディスプレイが破壊されるのを回避するために高程度の取り扱い上の注意が必要となる主チャンバから離れた位置まで突出した部分がなくなるように形成される。詳述すると、この非蒸発型ゲッターは、ベースプレート構造40の外側表面の上に位置、又は概ね上層をなし、ベースプレート構造40の外側表面の一部の上昇をなす補助コンパートメントに内包される。補助コンパートメントの垂直方向の寸法、即ちベースプレート構造40の外側表面に対して垂直な方向の寸法は、好ましくはその長さが構造40の外側表面上の、ゲッターを内包する補助コンパートメント側に設けられた、フラットパネルディスプレイの画像発生素子を制御するための回路よりも、ベースプレート構造40から著しく離れない程度に垂直方向に延び出した形態に選択される。この結果、補助コンパートメントの存在によって、制御回路が存在するために既に必要となっている程度の取り扱い上の注意よりも更に高いレベルの取り扱い上の注意が必要となることはなくなる。
ゲッターが主コンパートメントの上層をなす、若しくは概ね上層をなすように主コンパートメントの外側に設置される場合、ゲッターによって主コンパートメントの内部領域が著しく大きくなることはなくなる。この結果、このように構成されたフラットパネル装置は、高い活性領域面積対全面積比を有するようになる。ゲッターを内包する補助コンパートメントが、主コンパートメント上の補助コンパートメント側の上の制御回路より主コンパートメントから著しく突出しないように形成されていることから、ディスプレイの全厚みは制御回路の厚み（又は高さ）によって決まってくる。補助コンパートメントが存在することで、このように形成されたフラットパネルディスプレイの全厚みが著しく厚くなることはなくなる。
第7a図及び第7b図（集合的に「第７図」）は、本発明によりレーザ活性化されるのに適した非蒸発型ゲッターストリップ74を内包する小形の補助コンパートメント72と主コンパートメント70とを有する２コンパートメント型フラットパネルディスプレイの一実施例を示す。第８図は、第７図のフラットパネルディスプレイの平面図を示す。第８図の平面図は、補助コンパートメント72を横断する断面である。
第７図に示すように、主コンパートメント70は、プレート構造40及び42、及び外側壁44で形成されている。第７図のベースプレート構造40は、上述のように電子放出素子が設けられている。同様にフェースプレート構造42には、上述のように発光素子が設けられている。スペーサ壁46は主コンパートメント70に存在し、プレート構造40と42との間に延在して構造40と42との間の一定の間隔を維持し、且つディスプレイに強度を与えている。スペーサ壁46は、ゲッターストリップ74の長さ方向に対して概ね垂直に走っている。
補助コンパートメント72はベースプレート構造40の外側表面の一部の上の主コンパートメント70の上に存在する。補助コンパートメント72は、矩形の環状に配置された４つの比較的平坦な矩形の横部分76Lと比較的平坦な矩形の上部分76Tからなる五面透明補助壁76、及びベースプレート構造40で形成される。補助壁上部分76Tは、ベースプレート構造と概ね平行に延在する。補助壁横部分76Lは、壁上部分76Tとベースプレート構造40の双方に対して概ね垂直に延在する。壁横部分76Lの上側エッジは、壁上部分76Tのエッジと併合している。壁横部分76Lの下側エッジは、典型的にはフリット又はインジウム製の密着材料78によってその外側表面に沿ってベースプレート構造40に気密状態を形成するように結合される。
補助壁76は、好ましくは一体的なガラス片からなる。補助壁76は、通常モールディング、ガラス吹き、エッチング、又は加工プロセスによって、そのような形態に形成される。補助壁76の角部には丸みをつけることができる。別形態として、補助壁の部分76L及び76Tを、個別に形成し、その後結合して補助壁を形成することができる。
補助コンパートメント72は、ベースプレート構造40を貫通する開口80のグループによって主コンパートメント70と連通されている。第7b図及び第８図は、このようなコンパートメント間の開口部80が４つ示されている。第８図に示すように、開口部80は、上から見たとき円形の形状であり得る。
ゲッターストリップ74は、典型的には、上述のゲッターストリップ50と同じ形状で同じように構成される。一対のゲッター支持体82は、補助コンパートメント72の中に配置され、その外部表面に沿ってベースプレート構造40に結合されている。ゲッター支持体82は、補助壁76、ベースプレート構造40、及びフラットパネルディスプレイの他の構成要素からゲッター74を熱的（及び電気的）に絶縁する。ゲッター支持体82は、典型的には、上述のゲッター支持体52と類似した形状に形成され構成される。ゲッターストリップ74の末端は、ゲッター支持体82の中ほどの高さ位置に設けられたスロット型のキャビティー内に配置される。
第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイは、種々の方法で組み立てられ得る。ベースプレート構造40に設けられるコンパートメント間開口部80から始まる典型的な組立順序では、プレート構造40及び42が適切な技術によって外側壁44によって気密状態に結合される。次にゲッター構造74/84は、ベースプレート構造40の上に適切に配置され、その後ゲッター支持体84がその外側表面に沿って構造40に結合される。補助壁76は、ゲッター構造74/84の上に配設され、ベースプレート構造40に気密状態になるように結合される。
ゲッター支持体84をベースプレート構造40に結合させる代わりに、第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイは、ゲッター支持体82を補助壁76、好ましくは上部分76Tの内部に結合することによって改変され得る。次に、ゲッター支持体82、ゲッターストリップ74、及び補助壁76の組み合わせを、後にベースプレート構造40の上に載置されるユニットとして組み立てることができる。典型的にはコンパートメント間開口部80は、補助壁76をそれ自身で、若しくはゲッター構造74/82と共に予め組み立てられたユニットの一部としてベースプレート構造40に結合する前に、ベースプレート構造40に設けられるが、壁76を構造40に結合した後に開口部80を構造40に設けることもできる。
ゲッターストリップ74は、第4d図、第4f図、及び第4g図を参照して前に説明したのと概ね同じような方法でレーザビームによって活性化されるが、ただしこの場合はレーザビームがベースプレート構造40の透明な材料ではなく上補助壁76Tの透明材料を通過する。ゲッター活性化過程での補助コンパートメント72内の圧力は、10-2トル以下、典型的には10-6トル以下の高いレベルの真空状態である。またレーザビームによるゲッター活性化温度は、300〜950℃、好ましくは700〜900℃である。第４図のプロセスにおける場合のように、ゲッター活性化プロセスの際にゲッタ74以外のディスプレイの構成要素が加熱されるのは極僅かである。
第9a図には、第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイが真空チャンバ56内にある間に、レーザ58によって生成されたレーザビーム60がゲッターストリップ74をいかに活性化するかを示した図である。１回目のゲッタ活性化の後、１回以上の再活性化過程が同じレーザ又は違うレーザを用いて行われ得る。第9b図には、第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイが真空チャンバ56から取り出された後に、レーザ66によって生成されたレーザビーム68がゲッター74がどのように活性化／再活性化されるかを示した図である。活性化／再活性化の際、ゲッター74はコンパートメント70及び72にガスを放出することによって高温処理の際に生成されるガスを含む、ゲッター74に接触するガス（即ちガス分子又は原子）を吸着する。
第４図のプロセスの場合について上述したレーザで開始されるガスジャンピング技術を、第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイにおいてプレート構造40及び42を外側壁44によって気密状態を形成するように接合する際に用いることができる。第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイのためのゲッター活性化、ギャップジャンプ密着、及びゲッター再活性化処理の処理シーケンスは、第４図のプロセスについて上述したものと同様であるが、ギャップジャンピングを生成するレーザビームを当てる過程が、ゲッター構造74/82によってカバーされたベースプレート構造40の任意の部分を通して行われず、また典型的には補助壁76によってカバーされたベースプレート構造40の任意の部分を通して行われないという点が異なっている。第７図及び第８図に示すフラットパネルディスプレイの特定の構造における整合した密着結合領域40S及び44Sの部分での場合と同様に、ギャップジャンピングによって気密状態となるように密着結合される領域をゲッター構造74/82又は補助壁76がカバーするようにすることによって生ずる問題は、外側壁44の上にくる部分がなくなるように補助壁72を僅かに動かすことによって克服することができる。別形態では、ベースプレート構造40を外側壁44に密着結合させた後、且つ補助壁76をベースプレート構造40に結合した後に、フェースプレート構造42を外側壁44に密着結合させるためにギャップジャンピングを用いることができる。
制御回路は、通常第10図に示すようにベースプレート構造40の外側表面の補助コンパートメント72側に設けられる。制御回路は、典型的には、ベースプレート構造40に取り付けられたプリント回路基板86上に設けられた導電性トレース（図示せず）によって相互接続された回路素子84からなる。制御回路84/86が密閉及び結合処理の際に受け得る高い温度を最小化するために、制御回路84/86は、通常プレート構造40及び42を外側壁44に密閉した後、且つ補助壁76をベースプレート構造40に結合した後に、フラットパネルディスプレイ上に設置される。第10図は、補助壁76が、制御回路84/86と同じベースプレート構造40からの高さ位置まで概ね延びているところを示した図である。何れの場合においても、補助壁76は、制御回路84/86よりベースプレート構造40から離れた位置まで延び出さない。
第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイを、高レベルで真空状態の環境においてレーザで開始されるギャップジャンピング処理を行うプロセスによって気密状態となるように密閉する代わりに、プレート構造40及び42を、外側壁44によって気密状態となるように密着結合する処理を、適切な中性（即ち非反応性）環境において常圧に近い圧力で行い、次いで、密閉されたディスプレイの圧力をディスプレイからそこに設けられた適切なポート、好ましくはディスプレイから不格好に突出していない形態のポンプアウトポートを通してガスをポンプで排気することによって高い真空状態に低下させることができる。第11a図は、第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイの改変形態を示す図であり、ここではガラス製のポンプアウト管88が補助壁横部分76Lの１つにおける開口部90を通して補助コンパートメント72に連通されており、本発明によりディスプレイからポンプで排気するためのポートを形成している。ポンプアウト管88は、制御回路84/86によって覆われていないベースプレート構造40の一部分の上に横向きに延在している。
ポンプアウト管88は、管88が補助壁横部分76Lの１つに接触する位置に近い縮径部分88Aを有する。ディスプレイが部分88を通して10-2トル以下、典型的には10-6トル以下の高レベルの真空状態まで排気された後、部分88Aの近くに配置された適切な加熱素子を備えた加熱部88Aによってポンプアウト部分88を閉鎖するが、この閉鎖のために縮径管部分88Aが用いられる。縮径部分88Aの前後の圧力差（即ち、中性環境における高い外側圧力と、排気後のディスプレイにおける非常に低い圧力との圧力差）により、それを適切に加熱したとき部分88は崩壊し、閉鎖することになる。管部分88Aを閉鎖するための加熱も、レーザによって行われ得る。
第11a図に示すように、ポンプアウト管88は、補助コンパートメント72から離れる方向に横向きに延出し、従ってコンパートメント72の上には位置していない。この結果、管88を閉鎖するために縮径部分88Aを加熱しても、補助壁76に著しい応力が発生し、フラットパネルディスプレイに弱点を発生するような熱伝達が生じることは殆どない。
第11b図は、ポンプアウトポート88が閉鎖した後の第11a図のフラットパネルディスプレイがどのような状態にあるかを示した図である。第11b図における要素88Bは、ポンプアウト管88閉鎖後の残った部分である。閉鎖されたポンプアウト部分88Bが補助コンパートメント72から横向きに離れる方向に延在していることから、閉鎖された部分88Bは、補助壁76よりベースプレート構造40から著しく高い位置まで延び出していない。更に、閉鎖されたポンプアウト部分88Bは、通常、ベースプレート構造の外側の境界部分を超えて横向きに延在していない。この結果、閉鎖されたポンプアウト部分88Bを密閉されたフラットパネルディスプレイに組み込むために、ディスプレイの損傷を避けるための取り扱い上の注意を多く必要とするということはなくなる。
概ね常圧での、例えばアルゴンのような不活性ガス又は乾燥した窒素のような中和環境において、外側壁44によってプレート構造40及び42を常圧での気密状態に密閉することは、第11a図のフラットパネルディスプレイの場合、高い密閉温度、典型的には300℃の温度で行われる。補助壁76をベースプレート構造40に気密状態に結合することは、プレート構造40及び42と外側壁44を気密状態にするための過程に対して種々の回数行うことができ、これも同様に、概ね常圧で且つ高温下での、例えばアルゴンのような不活性ガスか乾燥した窒素のような中和環境において行われる。
ディスプレイをその通常の動作時に損傷し得る密閉及び結合オペレーションの間に放出されたガスのようなガスを更に放出させるために、これらの密閉及び結合処理が終了した後、第11a図のフラットパネルディスプレイに対して焼き付け処理が行われる。この焼き付けは、150〜300℃、典型的には200℃で１〜２時間行われるのが一般的である。
次に第11a図のディスプレイはポンプアウトポート88に直接連結された適切な真空ポンプ（図示せず）によって排気される。必要な真空レベルに達すると、ポンプアウト管88は縮径部分88Aのところで熱的に閉鎖され、第11b図の密閉されたディスプレイが形成される。ディスプレイの排気及び管の閉鎖ステップは、典型的にはディスプレイが室温まで冷却された後に行われるが、ディスプレイが焼き付け温度にある間又は冷却中に行うこともできる。
非蒸発型ゲッター74は、ポンプアウトポート88が閉鎖された後レーザで活性化される。最小限、第9b図のレーザビーム68によるゲッター74の活性化が、フラットパネルディスプレイが室温まで冷却された後に行われる。ポンプアウトポート88が、ディスプレイが高温である間に閉鎖された場合には、ゲッター74を、ディスプレイが高温である間及び／又は室温まで冷却している最中に１回以上、第9a図又は第9b図のレーザビーム60又は68で活性化することができる。室温まで低下した後のゲッターの活性化は再活性化である。
第12a図及び第12b図（集合的に「第12図））は、本発明によりレーザ活性化されるのに適した非蒸着性ゲッターストリップ94を内包する補助コンパートメント92を有する２コンパートメント型フラットパネルディスプレイの或る実施例を示す図である。第12図の２コンパートメント型フラットパネルディスプレイにおける主コンパートメント70の外側に設置されたゲッターストリップ92は、第７図及び第８図のディスプレイにおける補助コンパートメント72よりいくらか複雑な形状であるが、ベースプレート構造40を貫通する開口部による強度の低下を回避できる形状である。この違いを除いて、第12図及び第13図の２コンパートメント型ディスプレイは、第７図及び第８図の２コンパートメント型ディスプレイの全ての利点、特に高い活性領域面積対全面積比を概ね達成している。第13図は、第12図のフラットパネルディスプレイの平面図である。第13図の平面図は、ベースプレート構造40の上の補助コンパートメント92の部分を横断する断面である。
第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイにおける主コンパートメント70は、第７図及び第８図のディスプレイと同様に、プレート構造40及び42及び外側壁44で形成されている。しかし、第12図及び第13図のディスプレイでは、ベースプレート構造40は左側エッジにおいて僅かに短く、第12図及び第13図のディスプレイではフェースプレート構造42は左側エッジにおいて僅かに長い。第12及び第13図のディスプレイではプレート構造40及び42のそれぞれが、上述のように電子放出素子及び発光素子を有している。スペーサ壁46は、ゲッターストリップ96の長さ方向に対して垂直な方向に延びている。
補助コンパートメント92は、ベースプレート構造40の外側表面の一部分の上にあるより大形の主コンパートメント70の上に配置され、主コンパートメント70より高い位置まで延在しており、フェースプレート構造42の内側表面の一部の上に達している。補助コンパートメント92は、ベースプレート構造40、フェースプレート構造42、及び比較的平坦な矩形の上部分96Tと、矩形の環状に構成された４つの比較的平坦な横部分96L1、96L2、96L3、及び96L4（集合的に「96L」）からなる五面の透明な補助壁で形成される。上壁部分96Tは、ベースプレート構造40と概ね平行に延びている。横壁部分96Lは、上壁部分96T及びプレート構造40及び42に対して概ね垂直な方向に延びている。横壁部分96Lの上側エッジ部分は、上側壁部分96Tと併合している。
対向する横補助壁部分96L1及び96L2は、矩形の形状をしている。横壁部分96L1の下側エッジ部分は、その外側表面に沿ってベースプレート構造40に気密状態となるように結合されている。横壁部分96L2の下側エッジ部分は、ベースプレート構造40と重複していない位置においてその内側表面に沿ってフェースプレート構造42に気密状態となるように結合されている。
各対向する横補助壁部分96L3及び96L4は、矩形部分の角部の１つが除去された矩形の形状を有する。各横壁部分96L3及び96L4の下側エッジは、ベースプレート構造40、外側壁44の外側表面、及びフェースプレート構造42の内側表面にそれぞれ結合された上側エッジ部分、横側エッジ部分、及び下側エッジ部分を有する。補助的横側壁部分96Lの要素40〜44への結合は、典型的にはフリットである密閉材料98を用いて行われる。
補助壁部分96L及び96T（集合的に「96」）は、典型的には一体的なガラス片からなる。補助的壁76の場合のように、補助的壁96は、通常モールディング、ガラス吹き、エッチング、又は加工プロセスによって形成される。同様に、補助壁96の角部は丸角にされ得る。別形態として、補助壁部分96L及び96Tを別々に形成して、その後両者を結合することもできる。
第14a図及び第14b図（集合的に「第14図」）は、２部品からなる要素として補助壁96を形成する方法を示している。第14a図に示すように、補助壁96の２つの構成要素は、五面上壁部分96A及び三面下壁部分96Bである。上補助壁部分96Aは、その複合上側エッジ部分が上壁部分96Tの周囲エッジと併合する同じ高さの壁部分96L1、96L2U、96L3U、及び96L4Uからなる環状の四面壁部分に併合する上壁部分96Tからなる。下補助壁部分96Bは、部分的に環状の壁を形成する同じ高さの壁部分96L2L、96L3L、及び96L4Lからなる。第14a図の各壁部分96A及び96Bは、典型的にはモールディング、ガラス吹き、エッチング、又は加工により形成される。
上壁部分96Aの下側エッジは、第14b図に示すように結合材料96Jによって下壁部分96Bの上側エッジに結合される。この結合は、壁部分96L2U及び96L2Lが、互いに結合されて、壁部分96Lを形成し、壁部分96L3U及び96L3Lが互いに結合されて壁部分96L3を形成し、且つ壁部分96L4U及び96L4Lが互いに結合されて壁部分96L4を形成するように行われる。第14図に示すように補助コンパートメント92を形成するために、第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイが他の密閉材（結合材料96J）を有する必要はあるが、図示されているように壁部分96A及び96Bから補助壁96を組み立てることにより、壁96の製造が容易になる。
補助コンパートメント92が外側壁44の１個の小壁を貫通する１以上の開口部100によって主コンパートメント70と連通される。このようなコンパートメント間開口部100の１つが第12図及び第13図に示されている。第12図及び第13図のコンパートメント間開口部100は、外側壁44の全高さ分まで延びており、このように延在していない場合には環状の壁44にギャップが形成される。外側壁44を貫通する１以上の開口部によってコンパートメント70及び92を相互連結することにより、ベースプレート構造40を貫通する１以上の開口部によってコンパートメント70及び92を連通させる必要がなくなる。ベースプレート構造40を貫通する開口部の存在によってフラットパネルディスプレイに生じ得る弱点は、第12及び第13図のディスプレイでは避けることができる。
第７図及び第８図のディスプレイにおけるゲッターストリップ74の場合のように、ゲッターストリップ94は、典型的には、上述のゲッターストリップ50と同じ形状に形成され、構成される。一対のゲッター支持体102は、ベースプレート構造40の上の補助コンパートメント92の中に配置され、その外側表面に沿って構造40に結合される。ゲッター支持体102は、第12a図の例に示すようにベースプレート構造40の外周部を超えて僅かに横向きに延在し得る。ゲッター支持体102は、補助壁92、プレート構造40及び42、及び他のディスプレイ構成要素からゲッター90を熱的に（及び電気的に）絶縁する。第７図及び第８図のディスプレイにおけるゲッター支持体82の場合と同様に、ゲッター支持体102は、典型的には、ゲッター支持体52と類似の形態に形成され構成される。ゲッターストリップ94の末端部は、ゲッター支持体102の中ほどの高さ位置に設けられたスロット内に配置される。従って、ゲッター94は、プレート構造40及び42及び壁44及び96から離隔される。
第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイは、典型的には第７図及び第８図のディスプレイと類似の方式で、様々な方法で組み立てられ得る。外側壁44に設けられるコンパートメント間開口部100から始まる組立シーケンスの一例では、プレート構造40及び42が、適切な技術によって外側壁44により互いに気密状態になるように密着結合される。要素40〜44を気密状態に密着結合する際には、上述のレーザで開始されるギャップジャンピング技術を用いることができる。ゲッター構造94/102は、ゲッター支持体102を構造40に結合した後、ベースプレート構造40の上に配置される。最後に、補助壁96は、ゲッター構造94/102の上に配置され、プレート構造40及び42に気密状態に結合される。
第７図及び第８図のフラットパネルディスプレイにおいて行ったことに類似して、第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイを、ゲッター支持体102をベースプレート構造40ではなく補助チャンバ96、同様に好ましくは上壁部分96Tの内側に結合することにより改変することができる。次にゲッター支持体82、ゲッター94、及び補助壁96の組み合わせを、ベースプレート構造40上に設置されるユニットとして予め形成することができる。
ゲッターストリップ94は、第７図及び第８図のディスプレイのゲッターストリップ74について上述したのと同じ方法で、レーザビームにより活性化される。即ちこのゲッターストリップの活性化は、レーザビームがベースプレート構造40ではなく上補助壁部分96Tの透明な材料を通過する点を除いて、第4d図、第4f図、及び第4g図について上述したのと概ね同じ方法で行われる。レーザビームによるゲッター94の活性化に対する温度及び圧力のパラメータは、ゲッター74のレーザ活性化の場合と同じである。第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイを気密状態に密着結合するのにギャップジャンピングが用いられるとき、このギャップジャンピングは、第７図及び第８図のディスプレイについて上述した方法を改変したものであるのが一般的である。即ち、典型的にはギャップジャンピングは、ベースプレート構造−外側壁境界面ではなく、フェースプレート構造−外側壁境界面に沿って行われる。
第15a図は、第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイが真空チャンバ56内にあるときゲッターストリップ94がどのようにしてレーザビーム60で活性化されるかを示した図である。初めにゲッター94を活性化した後、同じレーザ又は別のレーザで１回以上の再活性化過程が行われ得る。第15b図は、第12図及び第13図のディスプレイをチャンバ56から取り出した後ゲッターストリップ94がレーザビーム68でどのように活性化／再活性化されるかを示した図である。活性化／再活性化されるとき、ゲッター94は、コンパートメント70及び92においてガス放出されることにより高温オペレーションの間に発生するガスを含む、ゲッター94に接触してくるガスを吸着する。
ベースプレート構造40の外側表面に取り付けられたプリント回路基板86上の導電トレースによって相互接続された回路素子84からなる制御回路は、第16図に示すように、第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイ上の補助コンパートメント92の側に設けられる。要素40〜46、及び96の密閉／結合に伴う高温に制御回路84/86がさらされるのを避けるために、制御回路84/86は、プレート構造40及び42を外側壁44に密着結合させた後、且つ補助壁96を要素40〜44に結合した後にディスプレイ上に設置される。補助壁96は、典型的には、ベースプレート構造40から制御回路84/86と概ね同じ高さ位置まで延び、いかなる場合にも、制御回路84/86より構造40から著しく離れた位置まで延び出すことはない。
第７図及び第８図のディスプレイに類似して、第12図及び第13図のディスプレイにおけるプレート構造40及び42を外側壁44によって気密状態に密着結合することは、適切な中性（つまり非反応性）環境において常圧に近い圧力で行われ得、その後ディスプレイは、ディスプレイ上に設けられた適切なポートを通してその内容が真空圧力レベルまで減圧される。ポンプアウトポートは、同様に、ディスプレイの取り扱い上著しい問題を引き起こさないようひどく突出しない形態に形成されたポンプアウトポートである。第17a図は、第12図及び第13図のフラットパネルディスプレイを変形したものを示しており、ここではガラス製のポンプアウト管104が、横補助壁部分96L4における開口部106を通して補助コンパートメント92に連通されており、これが本発明に従ってディスプレイから排気するためのポートを形成している。第11a図において第７図及び第８図のディスプレイに適用されているポンプアウト管88を用いる場合のように、第17a図において、第12図及び第13図のディスプレイに適用されているポンプアウト管104が、制御回路84/86によってカバーされていないベースプレート構造40の部分の上に横向きに延在している。
ポンプアウトポート104は、ポート104が横壁部分96L4と併合する位置の近くに縮径部分104Aを有する。縮径ポート部分104Aは、部分104Aの近傍に設置された適切な加熱要素によって縮径部分104を加熱することによりポート104を閉じるために用いられる。部分104Aにおいて管104を閉じるためにレーザを用いることもできる。第11a図のポンプアウト管88における場合と類似して、第17a図には、ポンプアウト管104が補助コンパートメント92から離れる方向に横向きに延在しており、且つコンパートメント92の上には達していないことが示されている。従って、補助壁96に著しい応力を発生したり、ディスプレイに弱点を生成し得る熱伝達が、ポート104を閉鎖するための縮径部分104Aの加熱が原因で生ずることは殆どない。
第17b図は、ポート閉鎖の後の第17a図のフラットパネルディスプレイを示す図である。第17b図における要素104Bは、ポンプアウトポート104の閉じられた残りの部分である。閉じられたポンプアウト部分104Bは、補助壁96よりベースプレート構造40から著しく高い位置まで延びてはいない。また、ポンプアウト管の残りの部分104Bも通常はベースプレート構造40の外周部分を超えた位置まで横向きに延在していない。従って、第12図及び第13図の密閉されたフラットパネルディスプレイに残りのポンプアウト部分104Bを組み込むことによってディスプレイの損傷を避けるために必要となる取り扱い上の注意が著しく高まることはない。
概ね常圧での中性環境において第17a図のディスプレイを気密状態を形成するように密閉することは、第11a図のディスプレイについて上述した方法で行われる。同じことが、補助コンパートメントの結合処理にも適用される。これらの処理が終了したとき、第17a図のディスプレイは、第11a図のディスプレイについて上述したように焼き付けされ、次に排気されて、その後ポンプアウトポート104が縮径部分104Aの部位で閉じられて、第17b図の密閉されたディスプレイが形成される。ポートを閉鎖した後の、第17b図のディスプレイにおけるゲッター94のレーザによる活性化／再活性化は、ゲッター74が第11a図の密閉されたディスプレイにおいて活性化されるのと同じ段階で行われる。
第18a図及び第18b図（集合的に「第18図」）は、本発明による、環状の外側壁110を有する２コンパートメント型フラットパネルディスプレイの一実施例を示す図である。ここでは、環状外側壁110を通して、キャビティーが部分的に延在しており、これが主コンパートメント70の隣に補助コンパートメント112を形成している。補助コンパートメント112には、本発明によりレーザ活性化されるのに適した非蒸発型ゲッター114が内包されている。スペーサ壁46を含む主コンパートメント70は、ここではベースプレート構造40、フェースプレート構造42、及びその間に挟まれた外側壁110で形成されている。第19図は補助コンパートメントを有する外側壁110の一部分の斜視図である。
外側壁110は、（相対的に）高い部分110A、短い上部分110B、短い中間部分110C、及び短い下部分110Dからなる。高い外側壁部分110Aは、外側壁周囲の３つの面を占めており、プレート構造40及び42の双方に接触している。短い外側壁部分110B及び110Dは、それぞれ外側壁周囲の４つの面に沿ってプレート構造40及び42と接触している矩形の層である。外側壁部分110A、110B、及び110Dは、典型的にはフリットからなる。部分110B及び110Dはまた、エポキシで形成することもできる。外側壁部分110Bの材料は、通常ある一定の波長の帯域の光を透過させるものである。
短い中間外側壁部分110Cは、上側、下側、上側及び下側と併合する一対の対向する横側（つまり末端）、及び他の４つの面と併合する中央の第３横側を有する中空の５面透明構造である。中間部分110Cの上側及び下側はそれぞれ、上外側壁部分110B及び下外側壁部分110Dと接触する。中間部分110Cの末端は、高い横壁部分110Aの末端の内部に接触する。部分110Cの末端は、部分110Cの残りの部分が部分110Cに沿ったプレート構造40及び42の間の必要な間隔を維持できるだけの十分な強度を有している場合には、取り除くことができる。中間部分110Cの中空部分は、補助コンパートメント112のキャビティーを形成している。中間部分110Cは、透明な材料、典型的にはモールディング、ガラス吹き、エッチング、又は加工プロセスによって形成された一体となったガラス片からなる。
ゲッターストリップ114は、ゲッターストリップ50と同様に形成され、構成される。補助コンパートメント112に設置された一対のゲッター支持体116は、ゲッター114を、中間外側壁部分110C、及びフラットパネルディスプレイの他の構成要素から熱的に（及び電気的に）絶縁している。ゲッター支持体116は、中間部分110Cの下側の上に結合されている。ゲッター支持体116は、典型的には、ゲッター支持体52と同じように形成され構成される。ゲッターストリップ114の末端は、ゲッター支持体116の中ほどの高さ位置に設けられたスロット内に配置され、従ってゲッター114は、中間部分110C及び他のディスプレイ構成要素から離隔された形態となる。
第18図及び第19図のフラットパネルディスプレイの組立は、ゲッター構造114/116を補助コンパートメント112に挿入し、ゲッター支持体116を中間外側壁部分110Cの上に結合し、外側壁部分110B及び110Dをそれぞれ中間部分110Cの上及び下側に配置し、複合壁構造110B/110C/110Dをプレート構造40及び42の一方、典型的にはベースプレート構造40上に設置された３面の高い外側壁部分110Aの末端の両側の開に配置することによって始められる。これらの初期ステップは、種々の順番で行われ得る。初めの組立ステップの終了後、プレート構造40及び42は、外側壁部分110によって互いに気密状態を形成するように密着結合され、その間に中間部分110Cは外側壁部分110B及び110Dに気密状態を形成するように密着結合されることになる。
第４図のプロセスについて上述したのと概ね同じ方法で、プレート構造40及び42を外側壁部分110によって互いに気密状態に密閉する際にはレーザによって開始されるギャップジャンピングを用いることができる。次にゲッター114は、第４図のプロセスにおけるのと同じ段階での気密状態に密閉するプロセスの際に活性化／再活性化される。唯一の違いは、レーザビームをベースプレート構造40の透明な概ね中央の部分を通過させる代わりに、レーザビームが横側から、中間外側壁部分110Cの中央を通して、或いは上側から、ベースプレート構造40のその周辺部の近傍の透明な部分を通して通過させ、更に上外側壁部分110B、ついで中間外側壁部分110Cの上側を通過させている点である。レーザビームが中間外側壁部分110Cの側部を通過するとき、ゲッターストリップ110は、レーザビームからゲッター114への局所的な熱伝達を促進させるべく典型的には斜めの角度をなしている。
レーザビームがどのようにフラットパネルディスプレイに入ってゲッター114を活性化させるかについての違い、及び第18図及び第19図のディスプレイが第４図の１コンパートメント構造ではなく２コンパートメント型構造であるという事実が存在する条件の下では、第4f図及び第4gに示す図面は、ゲッター114が第4f図及び4g図のゲッター50の代わりに用いられている場合にディスプレイを真空チャンバ56から取り出す前及び後にゲッター114がどのようにレーザ活性化されるかをよく表している。ゲッター114のレーザ活性化／再活性化の際に、ゲッター114以外のディスプレイの任意の要素に熱が伝達されることはごく僅かである。
別形態では、第18図及び第19図のフラットパネルディスプレイはポンプアウトポート（図示せず）を備えることができる。プレート構造40及び42を外側壁110によって気密状態となるように密閉結合することは、適切な中性環境、典型的には乾燥した窒素又はアルゴンの中で概ね常圧で行われる。次にディスプレイはポンプアウトポートを通して真空圧力レベルまで排気され、ポートが閉じられる。このときゲッター114は上述のように少なくとも１回活性化される。ゲッター114のレーザ活性化は、少なくともディスプレイを室温まで冷却させた後に行われる。ゲッター114のレーザ活性化は、ディスプレイが密閉温度にあるとき及び／又は冷却中に行うことができる。
本発明の特定の実施例について説明してきたが、この説明は、単なる例示を目的としており、請求項に記載の本発明の真の範囲をこれに限定することを目的としているのではない。例えば、ゲッターストリップ50に類似のゲッターを、密閉エンクロージャにおける圧力が、密閉されたエンクロージャ内に不活性ガスが存在しているために、その圧力が常圧と高レベルの真空状態との間にあるような減圧フラットパネルディスプレイの密閉されたエンクロージャ（キャビティー）に設置することができる。このような減圧ディスプレイの例には、プラズマディスプレイ及びプラズマ液晶ディスプレイがある。
同様に、ゲッターストリップ74、94、又は114に類似したゲッターは、ディスプレイオペレーションの際にプラズマが形成される主コンパートメントを有する減圧型フラットパネル装置の補助コンパートメント内に設置することができる。この補助的及び主コンパートメントは、互いに連通され、２つのコンパートメント内の圧力は、２つのコンパートメント内に不活性ガスが存在するために常圧と高度に真空状態との間の圧力である共通の圧力に達している。前述の変更実施例のそれぞれにおける不活性ガスは、典型的にはキセノン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、又は／及びアルゴンである。密閉されたエンクロージャ内の圧力は、１トル以上、典型的には５トル〜0.5気圧である。
減圧装置の密閉エンクロージャに設置されたゲッターは、上述のようにレーザ活性化される。ゲッターは密閉されたエンクロージャ内の非不活性ガスを吸着するが、不活性ガスは吸着しない。この結果、エンクロージャ内の不活性ガスの存在によって、ゲッターの能力が著しく消費されることはない。密閉されたエンクロージャがプラズマチャンバであるような１コンパートメント型の場合は、プラズマは、典型的には不活性ガスから生成される。複コンパートメント型の場合は、主コンパートメント内で生成され、そのイオンが補助コンパートメント内に常に入っていくようなプラズマは、同様に不活性ガスから生成される。ゲッターは不活性ガスのイオンを収集しない。
外側壁44は、一対の矩形の環状フリット層の間にサンドウィッチ状に挟まれた矩形の環状非フリット部分で形成することができる。非蒸発型ゲッターストリップ50、74、94、及び114は、チタン及びバナジウム含有合金の多孔性の化合物以外の材料で形成することができる。ゲッター50、74、94、及び114のそれぞれは、ストリップ形状以外の形状を有し得る。
ゲッター支持体52、82、102、及び116も同様に、それらがゲッター50、74、94、及び114を他のディスプレイ構成要素から熱的に（及び電気的に）絶縁しているという条件の下で、上述のもの以外の異なる形状を有し得る。ゲッター支持体52は、位置合わせ及び密閉ステップの前に、フェースプレート構造42ではなくベースプレート構造40に結合することができる。ゲッター支持体116は、位置合わせ及び密閉ステップの前に、中間外側壁部分110Cの下側ではなく、中間外側壁部分110Cの上側又は中央部分に結合することができる。ゲッター74、94、又は114が曲がって望ましくない面に接触しやすい場合には、１以上の追加のゲッター支持体をゲッター74、94、又は114の長さ方向に沿って設け、このような曲げに対する抵抗力を与えることができる。
補助コンパートメント72にゲッター74の代わりに２以上のゲッターを配置することができる。同様に、補助コンパートメント92内にゲッター94の代わりに２以上のゲッターを配置することができる。主コンパートメント70の外側に配置された複数の補助コンパートメント内に複数のゲッターを配置することができる。
第18図及び第19図のディスプレイにおける外側壁110の２以上の小壁のそれぞれを、ゲッター支持体116に沿ってゲッター114を設けることができる。中間外側壁部分110Cの対向する横側が複合外側壁部分110B/110C/110Dに沿ったプレート構造40と42の間の概ね一定の間隔を十分に保持できない場合には、下側外側壁部分110Dから上側外側壁部分110Bまで延在する１以上のスペーサ支持体を、キャビティー112内に設けることができる。
ゲッター50、74、94、又は114の代わりに蒸発型のゲッターを用いることもできる。ゲッター支持体52、82、102、又は116がこの場合には通常は除去されるが、ゲッタリング材料を、蒸発型ゲッターを活性ディスプレイ要素から熱的（及び電気的）に絶縁する材料の上に蒸着することができる。
フラットパネルディスプレイの密閉においてギャップジャンピング及び／又は放射性加熱を用いる代わりに、外側壁44又は110の上側エッジ部分を、ベースプレート構造40の内側表面に概ね接触させた後に、レーザで局所的に加熱することによってディスプレイを密閉することができる。密閉オペレーションは、適切な中性環境（例えば乾燥した窒素又はアルゴンのような不活性ガス）の中で常圧に近い圧力で行われ得、その後この密閉されたディスプレイ内の圧力は、ディスプレイ上の適切なポート、好ましくは密閉されたディスプレイから不格好に突出していないポートを通してガスを除去することによって真空レベルまで減圧される。外側壁44は、ベースプレート構造40に結合され得、その後フェースプレート構造42が外側壁44に密閉される。レーザ58及び／又はレーザ62は、真空チャンバ56内に配置され得る。
フラットパネルCRTディスプレイは、電界放出技術の代わりに熱電子放出技術を用いることができる。本発明を用いて、ディスプレイ以外のフラットパネル装置においてゲッターを活性化することができる。フラットパネル装置以外の中空構造内に設置されたゲッターは、本発明のレーザ活性化技術を用いて密閉することができる。
適切なスペクトル室力を有する焦点ランプのような光エネルギー源を、ゲッター50、74、94、又は114の活性化のためにレーザの代わりに用いることができる。更に、フラットパネルCRTディスプレイにおけるゲッター50、74、94、又は114を、十分に強力なエネルギーのビームをつくり出す任意のエネルギー源を用いて活性化／再活性化することができる。この場合エネルギーのビームは、エネルギービームがゲッターに達する前に通過する要素を著しく加熱することなく、及びビームが通過する材料以外のCRTディスプレイの他の構成要素にビームが当たることが殆どなく、ゲッターに局所的に与えられ得るものである。このようなものの例には、局所的に配向された高周波エネルギーがあり、このような高周波エネルギーには、高周波帯域の中間的な周波数の局所的に向けられたマイクロ波エネルギーが含まれる。従って、当業者は、請求項に記載の本発明の真の範囲及び精神から逸脱することなく様々な改変や適用が可能であろう。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３．２ａ】
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【図３．１】
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【図３．２ｂ】
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【図３．３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図４ｈ】
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【図５ａ】
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【図６】
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【図５ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１４ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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