(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【請求項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蒸発型ゲッタと、を備え、
前記ゲッタボックスは、有限の曲率半径を有する曲面形状に形成され、その外表面に平端部を持たない形状を有している画像表示装置。
【請求項２】
前記ゲッタボックスは、半球形状を有している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記ゲッタボックスは、球の一部を切り取った形状である請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記ゲッタボックスは、回転楕円体の一部を切り取った形状である請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記ゲッタボックスは、凹凸の設けられた内面を有し、前記凹凸の内面上に前記蒸発型ゲッタが形成されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記ゲッタボックスの最大径は５０ｍｍ以上である請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記蒸発型ゲッタはバリウムからなり、その最大膜厚が１μｍ以上である請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記蒸発型ゲッタはチタンからなり、その最大膜厚が１００ｎｍ以上である請求項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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）。
【特許文献１】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】
【０００７】
上述のような画像表示装置では、通常、ゲッタ室の内面にバリウムやチタンからなる薄膜を蒸着により真空成膜し、不所望なガス分子を吸着することが行われる。このような蒸着薄膜またはその材料は蒸発型ゲッタと呼ばれ、真空分野において公知の技術である。
【０００８】
このような蒸発型ゲッタの吸着特性を良好にするためには、ゲッタを広い面積に亘って蒸着することが必要となる。しかし、ゲッタ室を規定するゲッタボックスを外囲器周辺部に設ける構造においては、広い面積に蒸着しようとするとゲッタボックスの面積または容積を大きくしなくてはならず、この場合、ゲッタボックスが大気圧に耐えられないという問題が生じる。
【０００９】
また、大気圧に耐えるためにゲッタボックス内に耐大気圧用のスペーサを入れたり、あるいは、ゲッタボックスの肉厚を厚くすることが考えられるが、この場合、装置の製造コストが上昇する、背面基板および前面基板に余分な力が加わり真空外囲器の信頼性が低下するなどの問題が生じる。その結果、軽量、薄型の画像表示装置としての利点が損なわれる。
【００１０】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、軽量で大気圧に十分耐えることができるとともに、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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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蒸発型ゲッタと、を備え、前記ゲッタボックスは、有限の曲率半径を有する曲面形状に形成され、その外表面に平端部を持たない形状を有している。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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、２３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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、前面基板１１および背面基板１２と同じ材料のガラスにより形成されている。なお、このゲッタボックス５０は、金属材料、例えば、鉄−ニッケル合金により形成してもよい。
【００２１】
ゲッタボックス５０は、有限の曲率半径を有する曲面形状に形成され、その外表面に平端部を持たない形状に形成されている。ゲッタボックス５０は、例えば、半球形状、球の一部を切り取った形状に形成され、本実施形態では、回転楕円体の一部を切り取った形状に形成されている。そして、ゲッタボックス５０は、その開口側の端縁が封着材５２により背面基板１２に接合されている。
【００２２】
ゲッタボックス５０により規定されたゲッタ室５１も回転楕円体をほぼ半分に切り取った形状に形成されている。ゲッタ室５１の最大径は５０ｍｍ以上に形成されている。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。
【００２３】
ゲッタ室５１内において、ゲッタボックス５０の内面上には、蒸発型ゲッタ、例えば、バリウム、チタン等からなるゲッタ膜６０が蒸着されている。バリウムを用いた場合、ゲッタ膜６０は、最大膜厚が１μｍ以上に形成されている。また、チタンを用いた場合、ゲッタ膜６０は、最大膜厚が１００μｍ以上に形成される。
【００２４】
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は、有限の曲率半径を有する曲面形状に形成され、その外表面に平端部を持たない形状に形成されていることから、同じ最大径と深さ、および板厚を持つ従来の箱型のゲッタボックスと比較して、大気圧により発生する応力の最大値が１／５以下となる。このため、ゲッタボックス５０を薄く大きく形成し、従来の形状では難しかった広面積のゲッタ成膜面を得ることができる。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。
【００２５】
また、内面の至近距離からゲッタボックスの内面に蒸発型ゲッタを蒸着させているため、従来と比較してゲッタ膜を厚膜に成膜することができ、その最大膜厚を１μｍ以上にすることができる。そのため、従来の同面積のゲッタ成膜面に対してガス吸着能力を２〜５倍にすることが可能となる。これにより、従来の板厚のままで軽量のゲッタ室でありながら成膜面積を広くすることができるとともに、そのガス吸着特性を３〜１０倍に向上させることが可能となる。  
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。
【００２６】
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、ガラスにより形成されたゲッタボックス５０は、例えば、回転楕円体の一部を切り取った形状に形成されている。そして、ゲッタボックス５０は、その開口側の端縁が封着材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の内面には、複数の凹凸６２が形成されている。ゲッタ室５１内において、ゲッタボックス５０の凹凸６２を含む内面上には、蒸発型ゲッタからなるゲッタ膜６０が蒸着されている。
【００２７】
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、ゲッタボックスの内面に凹凸６２が設けられ、この凹凸に重ねてゲッタ膜が形成されている。そのため、蒸発型ゲッタの成膜面積をより大きくし、例えば、従来と比べて１．５〜２倍とすることができ、ガス吸着能力を一層向上することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
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、ゲッタはバリウム、チタンに限らず、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。ゲッタ膜の形成寸法や形状、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。
【００３０】
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、変更可能であり、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。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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＦＥＤの断面図。
【図３】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】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】
【００３２】
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、  ６０…ゲッタ膜、  ６２…凹凸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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