(57)【要約】【課題】少量のゲッタで長期にわたって良好な表示性能を維持することができる画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置は、表示面が設けられた前面基板１１および前面基板に対向配置された背面基板１２を有する外囲器１０と、それぞれゲッタ６０ａ、６０ｂが設けられたゲッタ室５４、５６を有し、それぞれ外囲器に接合された複数のゲッタ容器５０、５２と、を備えている。複数のゲッタ室は、互いに異なるコンダクタンスで外囲器内に連通している。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面が設けられた前面基板および前面基板に対向配置された背面基板を有する外囲器と、
それぞれゲッタが設けられたゲッタ室を有し、それぞれ前記外囲器に接合された複数のゲッタ容器と、を備え、前記複数のゲッタ室は、互いに異なるコンダクタンスで前記外囲器内に連通している画像表示装置。
【請求項２】
前記各ゲッタ室には、１種類のゲッタが配置されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記複数のゲッタ室には、同一種類のゲッタが配置されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記複数のゲッタ室には、互いに異なる種類のゲッタが配置されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記複数のゲッタ室は、それぞれ前記外囲器に形成された連通孔を通して前記外囲器内に連通し、前記複数の連通孔は、前記外囲器内に対して互いに異なるコンダクタンスを有している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記ゲッタは、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｈｆの内のいずれかの金属またはその合金を用いる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記前面基板に配置された蛍光体スクリーンと、前記背面基板上に配置された電子源と、を備えた請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対向配置された前面基板および背面基板を有し内部が真空に維持された外囲器を備えた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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注目されている。例えば、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）、主として電界による電子放出を利用したフィールド・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。
【０００３】
これらの画像表示装置は、基本構成として、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、これらの基板は周辺部同士を互いに接合することにより偏平な外囲器を構成している。ＦＥＤやＳＥＤでは、前面基板と背面基板との間の空間、すなわち外囲器内部を高い真空度に維持することで良好な画像表示を可能としている。また、ＰＤＰでは、外囲器の内部を満たした不活性ガスを高純度に保つことが重要な技術となっている。
【０００４】
そこで、長期間にわたって外囲器内部を高い真空度に維持するため、外囲器内部に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。このようなゲッタとして、例えば、ＰＤＰのパネル側辺に隣り合う領域に非蒸発型ゲッタ層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、蛍光表示管の外囲器周辺部にゲッタボックスを設け、ゲッタボックス内にバリウムからなるゲッタを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１９１３７８号
【特許文献２】実用新案登録２５４７５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、外囲器とゲッタボックスとのコンダクタンスは、表示装置のガス放出レートが最大となる駆動初期において外囲器内を所定の真空度以下に保つことができるように、決められている。ゲッタボックスが１つの場合、あるいは、複数のゲッタボックスと外囲器との間のコンダクタンスが全て同じ場合、表示装置の動作時間経過と共にすべてのゲッタが同時に劣化していき、経時的にガス吸着能力が低下する。ゲッタボックス内のゲッタの量を増やすことで寿命を長くすることはできるが、製造コストが高くなる問題がある。
【０００６】
複数のゲッタボックスにそれぞれ吸着特性の異なるゲッタ材を入れ異なる種類のガスを選択的に吸着させることを考えた場合、複数のゲッタボックスのコンダクタンスが同一であると、各ゲッタボックスには、本来は吸着させたくないガスも混じって流入してしまう。そのため、ゲッタは吸着させたいガス以外も吸着してしまい、選択的なガス吸着を行うことはできない。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、少量のゲッタで長期にわたって良好な表示性能を維持することができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の態様に係る画像表示装置は、表示面が設けられた前面基板および前面基板に対向配置された背面基板を有する外囲器と、それぞれゲッタが設けられたゲッタ室を有し、それぞれ前記外囲器に接合された複数のゲッタ容器と、を備え、前記複数のゲッタ室は、互いに異なるコンダクタンスで前記外囲器内に連通している。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の態様によれば、配置されたゲッタ全てが同時に劣化していくことがなく各ゲッタが選択的にガスを吸着することが可能となる。これにより、少ないゲッタ量で長期に渡って良好な表示性能を維持することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下図面を参照しながら、この発明の画像表示装置をＳＥＤに適用した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、ＳＥＤ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。背面基板１２は、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１３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１３は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２５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。
【００１１】
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１３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、柱状の支持部材を用いてもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
図２に示すように、背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１６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。背面基板１２の内面には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は外囲器１０の外部に引出されている。
【００１５】
背面基板１２の周縁部、例えば、コーナー部には排気工程において外囲器１０内部を排気するための排気孔２９が貫通形成されている。排気孔２９は、蛍光体スクリーン１６から外れた位置、つまり、有効表示領域から外れた位置に設けられている。排気孔２９は蓋部材３０によって気密に封止されている。排気孔２９は、１つに限らず、必要に応じて増加可能である。
【００１６】
このようなＳＥＤ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。
【００１７】
図２および図４に示すように、ＳＥＤは、外囲器１０内の真空度を維持するため、それぞれゲッタ室を有した複数のゲッタボックス、例えば、２つのゲッタボックス５０、５２を備えている。ゲッタ室は、背面基板１２に形成された連通孔を通して外囲器１０内に連通しているとともに、ゲッタ室にはそれぞれゲッタが設けられている。これらゲッタのガス吸着により、外囲器１０内の真空度の劣化を抑制している。
【００１８】
ゲッタ容器としてのゲッタボックス５０、５２は、例えば、ガラスあるいは金属によって形成され、外囲器１０の周縁部に取り付けられている。ここでは、ゲッタボックス５０、５２は、背面基板１２の外面であって、排気孔２９と反対側に位置した２つのコーナ部にそれぞれ接合され、このゲッタボックスにより２つのゲッタ室５４、５６が規定されている。ゲッタボックス５０、５２は、例えば、ガラスあるいは金属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。各ゲッタボックス５０、５２は、例えば、低融点ガラス５１により背面基板１２に接合されている。
【００１９】
ゲッタボックス５０、５２のゲッタ室５４、５６には、それぞれ目的に応じて一種類のゲッタが設けられている。ここでは、ゲッタ室５４、５６の内面に、Ｂａからなるゲッタ膜６０ａ、６０ｂを蒸着形成されている。
【００２０】
ゲッタ室５４、５６は、互いに異なるコンダクタンスで外囲器１０内に連通している。ゲッタ室５４は、背面基板１２に形成された第１連通孔５８ａを通して外囲器１０内に連通している。ゲッタ室５６は、背面基板１２に形成された第２連通孔５８ｂを通して外囲器１０内に連通している。第１連通孔５８ａおよび第２連通孔５８ｂは、互いに異なる孔径に形成されている。例えば、第１連通孔５８ａは孔径３ｍｍ、第２連通孔５８ｂは孔径１ｍｍに形成されている。これにより、外囲器１０内部に対するゲッタ室５４のコンダクタンスは、ゲッタ室５６のコンダクタンスの９倍となっている。
【００２１】
大きい方の第１連通孔５８ａの孔径は、ＳＥＤの駆動初期において最もガス放出レートが高い時に外囲器１０内が所定の圧力以下に維持されるように決められている。また、ゲッタのガス吸着特性の低下が外囲器１０のガス放出レートの減衰よりも小さくなるように小さい方の第２連通孔５８ｂの孔径、及び、ゲッタ室５４のゲッタ量が決められている。
【００２２】
上記構成において、ＳＥＤの駆動に伴い外囲器１０内で発生した一酸化炭素、二酸化炭素、等のガスは、第１連通孔５８ａを通してゲッタ室５４内に入りゲッタ膜６０ａによって吸着され、また、第２連通孔５８ｂを通してゲッタ室５６内に入りゲッタ膜６０ｂに吸着される。この際、ゲッタ室５４は、ゲッタ室５６よりもコンダクタンスが大きいことから、ゲッタ室５４にはゲッタ室５６よりも多くのガスが流入する。そのため、ガス放出量の多いＳＥＤの駆動初期の段階では、主にゲッタ室５４のゲッタ膜６０ａによってより多くのガスを吸着し、他方のゲッタ室５６内に設けられたゲッタ膜６０ｂは少量ずつ長期に亘ってガスを吸着する。ゲッタ室５４のゲッタ膜６０ａはパネルの寿命より短い時間で劣化してガスを吸着しなくなるが、パネル内のガス放出レートも経時的に減少する。そのため、駆動初期からの一定時間の放出ガスをゲッタ室５４のゲッタ膜６０ａで吸着した後はゲッタ室５６内に設けられたゲッタ膜６０ｂによるガス吸着だけで外囲器１０内を所望の真空度を維持することができる。
【００２３】
図４は、ＳＥＤの駆動経過時間に応じたゲッタの吸着速度の変化を、本実施形態に係るゲッタボックスを備えたＳＥＤ、および比較例に係るＳＥＤについて比較した結果を示している。比較例に係るＳＥＤでは、２つのゲッタ室はコンダクタンスが等しい、すなわち、第１連通孔および第２連通孔の孔径が同じに形成されている。図４において、外囲器１０内部を所定の圧力以下に維持するために必要なガス吸着速度を示した一点鎖線の曲線Ｂ、本実施形態に係るＳＥＤのガス吸着速度を実線の曲線Ｃ、比較例に係るＳＥＤのガス吸着速度を鎖線の曲線Ｄで示している。
【００２４】
これらの曲線Ｂ、Ｃ、Ｄの比較から分かるように、比較例に係るＳＥＤでは、ａ点において、ゲッタのガス吸着能力が必要なガス吸着速度を下回るのに対して、本実施形態に係るＳＥＤによれば、Ｂ点まで必要なガス吸着速度を維持することができ、比較例に係るＳＥＤよりも、長期間に亘って充分なガス吸着能力を発揮することができる。すなわち、比較例と同量のゲッタ材を用いた場合、本実施形態に係るＳＥＤの方がパネル寿命が長くなることを示している。
【００２５】
以上のように構成されたＳＥＤによれば、ＳＥＤの駆動初期のガス放出が多い段階では、主に、ゲッタ室５４に設けられたゲッタ膜６０ａにより外囲器１０内の放出ガスを吸着する。ゲッタ室５６に設けられたゲッタ膜６０ｂは、ＳＥＤ稼動初期段階でほとんどガスを吸着せず、パネルライフの後半用のゲッタとして温存しておくことが可能となる。本実施形態によれば、ゲッタを大量に使用することなく長期に渡り外囲器内を良好な真空に維持することができ、長期間に渡って高い表示性能を維持可能なＳＥＤを得ることができる。また、外囲器内部に連通した複数のゲッタ室を設け、これらのゲッタ室内にゲッタを配置することにより、ゲッタ形成工程を簡素化することができる。ゲッタ室内にゲッタを設けることにより、ゲッタ膜は、蛍光体スクリーンや電子放出素子の構造的な制約を受けることがなくなる。そのため、蛍光体スクリーンのガス放出特性や画像表示装置の性能に合わせてゲッタを形成することが可能となる。
【００２６】
次に、第２の実施形態に係るＳＥＤについて説明する。第２の実施形態において、ＳＥＤの構成は前述した実施形態と同一であるが、ゲッタ室に連通した第１連通孔５８ａおよび第２連通孔５８ｂの孔径を変えるとともに、２つのゲッタ室５４、５６内に互いに異なる種類のゲッタを配置している。
【００２７】
すなわち、ゲッタボックス５０により規定されたゲッタ室５４は、第１連通孔５８ａを通して外囲器１０内部に連通し、ゲッタボックス５２により規定されたゲッタ室５６は、第２連通孔５８ｂを通して外囲器１０内部に連通している。第１連通孔５８ａの孔径は１０ｍｍ、第２連通孔５８ｂの孔径は３ｍｍにそれぞれ形成されている。
【００２８】
ゲッタ室５４には、Ｂａを蒸着してゲッタ膜６０ａが形成され、ゲッタ室５６にはＴｉを蒸着してゲッタ膜６０ｂが形成されている。Ｔｉが配置されたゲッタ室５６のコンダクタンス、ここでは、第２連通孔５８ｂの孔径は、外囲器１０内のＴｉ分圧が所定以下に保たれるように決められる。一方、Ｂａが配置されたゲッタ室５４のコンダクタンス、ここでは、第１連通孔５８ａの孔径は、第２連通孔５８ｂの孔径よりも十分に大きく形成され、コンダクタンスが１０倍程度になるように設定されている。
【００２９】
ＢａはＨ２をあまり吸着しないため、ＣＯなど炭酸系のガスを主に吸着する目的で配置する。Ｂａの量は、ＳＥＤの寿命中に放出されるＣＯなどの炭酸系ガスを十分に吸着できる量に設定する。ＴｉはＨ２および炭酸系のガスをよく吸着するが、本実施形態では、Ｂａが配置されているゲッタ室５４の方がＴｉが配置されたゲッタ室５６よりもコンダクタンスが約１０倍大きい。そのため、Ｔｉが吸着する炭酸系のガスの量は、Ｂａの１／１０程度なる。
【００３０】
Ｂａが配置されたゲッタ室とＴｉが配置されたゲッタ室とのコンダクタンスを同じに設定した場合に比べ、本実施形態によれば、Ｔｉが配置されたゲッタ室５６への炭酸系のガスの流量は、ゲッタ室５４の１／５程度になる。このため、Ｔｉからなるゲッタ膜の早期の劣化を抑えることができ、少量のＴｉであっても長時間Ｈ２を吸着することができる。
【００３１】
上記のように構成された第２の実施形態によれば、配置されたゲッタ全てが同時に劣化していくことがなく、目的に応じて外囲器の真空度を設計することができる。また、外囲器内の放出ガスを種類に応じてゲッタ室毎に選択的に吸着することが可能になる。これにより、ゲッタ量が少なくても長期に渡って良好な表示性能の画像表示装置を提供することができる。
【００３２】
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。
【００３３】
上述した実施形態では、第１、第２連通孔の孔径を調整することにより、ゲッタ室のコンダクタンスを調整する構成としたが、孔径に限らず、孔の長さを変えることによってコンダクタンスを調整してもよい。また、各ゲッタ室は、１つの連通孔を通して外囲器内部に連通する構成としたが、複数の連通孔を通して外囲器内部に連通する構成としてもよい。複数の連通孔を設けた場合、ゲッタ室のコンダクタンスは、複数の連通孔の孔径、つまり、面積の和によって決められる。
【００３４】
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ＳＥＤ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、ＦＥＤ、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。電子放出素子は、ｐｎ型の冷陰極素子あるいは電界放出型の電子放出素子等を用いてもよい。各構成要素の寸法、材料等は、上述の実施の形態で示した数値、材料に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能である。
【００３５】
ゲッタはＴｉ、Ｂａなどに限らず、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、種々使用することができる。その他金属材料、有機材料、無機材料などが選択可能である。例えば、蒸発型ゲッタとして、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｙ、Ｌａの純金属や合金を使用することができる、また、非蒸発型ゲッタとして、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｙなどの金属、あるいはこれらの合金を用いても良い。
【００３６】
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、ゲッタ室は、２つに限らず、３つ以上としてもよい。また、ゲッタ室は、外囲器の背面基板側に限らず、外囲器の側壁の一部を切り欠いてゲッタ室を外囲器の側面に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係るＳＥＤを一部破断して示す斜視図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＳＥＤの断面図。
【図３】図３は、前記ＳＥＤ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】図４は、ゲッタボックスを示す斜視図。
【図５】図５は、本実施形態と、比較例とのガス吸着速度の変化を比較して示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１０…外囲器、  １１…前面基板、  １２…背面基板、  １３…側壁、
１４…支持部材、  １６…蛍光体スクリーン、  １７…メタルバック層、
１８…電子放出素子、  Ｒ、Ｇ、Ｂ…蛍光体層、  ２０…遮光層、
５０、５２…ゲッタボックス、  ５４、５６…ゲッタ室、  ５８ａ…第１連通孔、
５８ｂ…第２連通孔、  ６０ａ、６０ｂ…ゲッタ膜
【図１】
2008226664.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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