JP2005538250A - アルカリ金属ディスペンサーのための付属部材 - Google Patents

Abstract

本発明はアルカリ金属ディスペンサーのための付属部材に関する。前記部材は実質的に管状の形状のスクリーン（３０,４０,６０）であり、それの端部（３４,４４,６４）でアルカリ金属ディスペンサー（１０）に適用する（または、取り付ける）ことができる。前記端部の断面は前記ディスペンサー（１０）のアルカリ金属放出領域（１４）の全体に対して重ね合わせることが可能である。前記端部（３４,４４,６４）と前記ディスペンサー（１０）との間の接触部分は低い熱伝導率を有する材料から作製される。前記スクリーン（３０,４０,６０）は高い特定領域を有する内面を備えている。

Description

本発明はアルカリ金属のディスペンサーのための付属部材に関する。

アルカリ金属は電子工学の分野で長い間使用されている。特に、アルカリ金属はＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ（Organic Light Emitting Display））スクリーンの分野で利用されている。

簡単に述べると、ＯＬＥＤは（ガラスまたはプラスチックの）第１の平面状の透明な支持；閉鎖された空間を形成するために、実質的に平面状で、前記第１支持に平行かつ、前記第１支持の周囲に沿って固定されている、ガラス、金属、またはプラスチックから作製されてもよい（透明でなくてもよい）第２の支持；及び、前記空間内で画像を形成するためにアクティブである（または、実行可能状態である）構造から形成される。前記アクティブな構造は前記第１支持上に取り付けられた、線形で互いに平行な第１の透明な電極の組；前記電極の第１の組に付着された少なくとも１つの電子伝導材料及び（この分野で「ホール」と呼ばれる）電子の空孔または正孔の伝導材料を含む、異なったエレクトロルミネッセントの有機材料の多層部材；前記電極の第１の組に対して垂直に方向付けられた、線形で互いに平行な第２の透明な電極の組であって、前記多層部材が両方の電極の組の間に配置されるように、前記多層部材の前記電極の第１の組に対して反対側に接触する電極の第２の組から構成される。ＯＬＥＤの構造及び動作の、より詳細な説明は、例えば、欧州特許第８４５９２４号、欧州特許第９４９６９６号、特開平９−７８０５８号、及び米国特許第６０１３３８４号等に記載されている。

最近の研究によって、ＯＬＥＤの１つまたは複数の層に、特に、セシウム等の少量の電子供与性材料（または、電子放出性材料）をドーピング（または、イオン注入）することにより、スクリーンの機能のために電極の２つの組の間に適用される電位差を減少させ、それによってスクリーンのエネルギー消費を減少させることができることが判明している。

以下の詳細な説明において、説明を簡単にするために、本発明はセシウムを例にとって説明される。しかしながら、他のアルカリ金属が同様に使用できることは理解されなければならない。

上述のドーピングはＯＬＥＤの有機層を、有機層、特に（通常、バリウム等の材料から作製される）電極の第２の組が、特に水蒸気等の有害な気体状の物質によって損傷することを防止するために真空状態に維持される、閉鎖されたチャンバー内でセシウム蒸気にさらすことによって実施される。

ＯＬＥＤの製造チャンバー内のセシウムの気化は大気中で室温において安定したセシウム化合物を収容する適当なディスペンサー（または、化合物を必要量だけ放出することができる容器）を使用することによって実施される。実際、セシウムの大気及び水分に対する高い反応性のために、この分野においてセシウムは通常、純粋な金属の状態で使用されることはない。このような安定した化合物のうち、クロム酸セシウムまたは重クロム酸セシウムは還元剤と混合されたときに、５００℃以上に加熱することによってセシウムを蒸気として放出する。還元剤としては一般に、アルミニウム、シリコン、またはゲッター金属（すなわち、アルミニウムまたは１つまたは複数の遷移金属とともにチタニウムまたはジルコニウムをベースにした合金）が使用される。これらの混合物の使用は、例えば、特許文献１等に記載されている。

さらに、ＯＬＥＤの製造のために特に適したセシウムディスペンサーは、例えば、特許文献２等に記載されている。前記セシウムディスペンサーはセシウムの蒸気に対して浸透性であり、還元剤とモリブデン酸塩（molibdate）、タングステン酸塩（tungstate）、ニオブ酸塩（niobate）、タンタル酸塩（tantalate）、珪酸塩（silicate）及びジルコニウム酸塩（zirconate）の中から選択されるセシウム化合物との混合物を収容する。これらの化合物は、接触、飲み込み、吸い込み等によって炎症を引き起こす可能性があり、また、長期間さらされると発癌性を有する６価クロムを含有しないので、上述された化合物の中でも特に優れている。

いずれにせよ、セシウムを放出するためのディスペンサーは本質的に、ジュール効果によって加熱可能であり、セシウム化合物の固体粒子を保持することが可能な、金属容器から形成される。それらの表面のうちの少なくとも一部はセシウム蒸気に対して浸透性であるか、あるいは、セシウムが蒸気の形式で放出されることを可能にする小さいな穴またはスリットを備えている。ディスペンサーの多様な形状は、例えば、特許文献３〜８等に記載されている。

前記ディスペンサーはＣＬＥＤの製造のためにチャンバー内の底部に配置され、チャンバーの天井部分にはセシウムが付着される基板が配置される。

米国特許第２１１７７３５号明細書 国際公開第０２／０９３６６４号明細書 米国特許第３５７８８３４号明細書 米国特許第３５７９４５９号明細書 米国特許第３５９８３８４号明細書 米国特許第３６３６３０２号明細書 米国特許第３６６３１２１号明細書 米国特許第４２３３９３６号明細書

しかしながら、従来のセシウムディスペンサーの大きな欠点は、金属の蒸発がＯＬＥＤの有機層上の付着を生ずるだけではなく、チャンバーの内面全体に付着を生ずるということである。

セシウムは他のアルカリ金属と同様に大気上の水分と発熱的に反応して、水素分子を生ずるので、チャンバー自体を開けたときに爆燃を生ずる可能性がある、チャンバー壁上の大量な量の金属の蓄積を防ぐことが望まれる。

この理由のために、堆積したセシウムをパシベーションすることによって、また、多量のセシウムが蓄積する前にセシウムを除去することによってチャンバーを定期的に掃除または洗浄する必要がある。しかしながら、これはチャンバーを開け、これらの掃除または洗浄のステップを実施するために製造工程を頻繁に停止する必要があることを意味し、処理を再開する前に、チャンバー内に真空状態または不揮発性の気体の状態を再確立するとともに、上述したように、ＯＬＥＤの有機層に損傷を与える可能性がある水分の残留を除去するためにベーキング操作を実施する必要がある。明らかに、これは時間のかかるメンテナンス処理を頻繁に行う必要があることを意味し、処理の経済性の観点から考えて大きな欠点となる。

したがって、本発明の目的は上述の欠点を解決するために、セシウムまたは他のアルカリ金属のディスペンサーのための付属部材を提供することである。

本発明の前記付属部材は基板上のセシウムの一定かつ均一な付着または蒸着を確実にするとともに、余分なセシウム蒸気を捕獲し、それによって、気化チャンバーの内壁のセシウムの付着または蒸着を防止することを可能にするスクリーン（または、遮蔽物）から成る。

前記目的は本願の請求項１で特定される主要な特徴及び他の請求項で特定される他の特徴を有するアルカリ金属気化スクリーン手段（または、遮蔽手段）を提供することによって達成される。

本発明のスクリーンの１つの長所は、前記スクリーンを短時間で気化チャンバーの内側から取り外し、交換することができ、長いメンテナンスステップを必要としないということである。

本発明の特定の実施例に従ったスクリーンのもう１つの長所は、気化チャンバーの使用において、金属が蒸着されるべき基板がセシウムディスペンサーの前面に配置されていない場合であっても、スクリーンを使用することができるということである。

本発明に従ったスクリーンのさらなる特徴及び長所は、付随する図面とともに以下の本発明の実施例の説明を読むことによって当業者に明らかになるだろう。

本発明に従ったスクリーンとともに使用可能な周知のセシウムディスペンサーの斜視図及び断面図が図１及び２に示されている。詳細に述べると、図２は図１のディスペンサーを線II−II’で切り取ったときの断面図を示している。ディスペンサー１０は２つの金属シート１１及び１２から形成されている。シート１２の中央部分にはシート１２の常温形成等によって得られるへこみ部１３が備えられている。シート１１の中央部分１４には（図１の点線で示されているような）一連の***１５が備えられている。以下の説明において、部分１４はアルカリ金属放出領域と呼ぶ。組立てられたディスペンサーにおいて、アルカリ金属放出領域１４はへこみ１３に対応する（または、一致する）。加熱によってアルカリ金属を放出することに適した混合物１６がへこみ部１３に収容される。前記混合物は一般に、アルカリ金属及び還元剤の適当な化合物から構成される。シート１１及び１２は粉末に対して密着性を確実にするために互いに固定されており、また、外部でへこみ部１３にも固定されている。ディスペンサー１０にはまた、製造ラインでの機械的手段による移送、及びディスペンサーの加熱のための電気的端子への接続のために便利な２つの横方向の（または、水平方向の）拡張部１７及び１７'が備えられている。

上述されたディスペンサー１０は本発明に従った付属部材とともに使用することができるアルカリ金属ディスペンサーの１つの例にすぎず、本発明の他の実施例においては、容器の形状、特に、放出領域の形状は上述のものと異なったものであってもよい。例えば、放出領域は長方形の形状ではなく、円形の形状であってもよい。あるいは、ディスペンサーはセシウムの気化を可能にし、かつ粉末の混合物が放出されることを防止する、金属ワイヤーによって閉鎖される縦長のスリットを備えた、細長で、台形の断面を有する容器から形成されてもよい。多様な形状及び材質の容器は前述の特許文献等に記載されており、オーストラリアの会社Plansee AGや米国の会社Midwest Tungsten Service, Inc.等から商業上入手可能である。

図３を参照すると、本発明に従ったスクリーン３０が示されている。スクリーン３０は実質的に管状（または、底面が長方形の筒状）の形状を有し、内部空間３３を画定する。

前記スクリーンの断面は、それの端部３４でアルカリ金属ディスペンサーに適用することができるように、長方形、円形、または他の多様な形状であってもよい。詳細に述べると、前記端部の断面はアルカリ金属ディスペンサーによって生成された蒸気が前記スクリーンの内部空間内に完全に（または、全て）運ばれるように、ディスペンサーの放出領域の全体に対して重ね合わせることができなければならない。

本発明の第１の実施例に従ったスクリーン３０は長方形の断面を有する。

本発明に従ったスクリーンには高い特定領域（high specific area）の内面が備えられる。本願の明細書及び請求の範囲において、用語「特定領域（specific area）」はスクリーンの概略的に幾何的な領域に対する実際に外部環境に接する表面の領域の比を意味する。

高い特定領域を有するために、本発明に従ったスクリーンの内面３１は過度のアルカリ金属を捕獲し、それらが気化チャンバーの壁に付着することを防ぐために適した、多孔性、多皺性（すなわち、しわが多いこと）、またはレリーフ（relief）を有する。

アルカリ金属の蒸気を捕獲する本発明に従ったスクリーンのさらなる特徴は、前記端部と前記ディスペンサーの間の接触部分が低い伝導性を有する材料から作製されなければならないということである。この構成により、スクリーンがアルカリ金属ディスペンサーとの接触によって高温になって、スクリーンの内面に付着したアルカリ金属が再気化することを防止することができる。

この目的のために、スクリーン３０は、例えば、セラミック等の、低い熱伝導性を有する材料によって全体が構成されてもよい。

あるいは、スクリーン３０自体が他の適当な材料から作製され、セラミックまたは他の低い熱伝導性を有する材料から作製されたスペーサー３２を備えてもよい。また、スペーサーは取り外し可能に構成されてもよい。

さらに、スクリーンは放射によっても加熱されるので、スクリーンはそれらの効果を最小に抑える材料から作製されてもよい。この理由により、スクリーンまたはスペーサーは好まれるものとして白色系または白色の材料から作製される。

本発明のもう１つの代替的な実施例が図４及び５に示されている。これらの図には、円形の断面を有する本発明に従ったスクリーン４０が示されており、したがって、この実施例は対応する（円形の）形状を持ったアルカリ金属放出領域の周囲に適用するのに適している。前記スクリーン４０は細かいメッシュの金属性材料から作成された管状部材４１、及びセラミック等の低い熱伝導率を有する材料から作製された外部筐体４２を備える。

この実施例の場合、メッシュ製の管状部材４１は高い特定領域を有し、金属ディスペンサーから放出される過度のアルカリ金属蒸気を捕獲することを可能にする。外部筐体４２はスクリーンの横方向（または、水平方向）の気密性を確実にし、管状部材のメッシュを通過する蒸気が外部に放出されることを防止する。

さらに、図５に示されているように、スクリーン４０の外部筐体４２はまた、管状部材４１の支持体として作用し、アルカリ金属ディスペンサーと管状部材の端部４４との直接的な接触を防止し、ディスペンサーによる管状部材の加熱を抑制する。

上述した本発明の多様な実施例は気化チャンバーの底部に、ディスペンサーに適用されたスクリーンともにアルカリ金属ディスペンサーを配置し、気化チャンバーの天井の前記ディスペンサーの真上部分に、金属が付着されるべき基板を配置することによって使用することができる。

一方、金属が蒸着されるべき基板がアルカリ金属ディスペンサーの真上に配置されておらず、ディスペンサーに対してずれて配置されている場合には、図６に示されているような、本発明の他の実施例が適しているだろう。

実際、この実施例の場合、本発明に従ったスクリーンは基板に向けられたアルカリ金属蒸気の流れの部分に影響を与えることなく、チャンバーの壁に向けられた蒸気の流れを遮るので、最終的な効果として基板に向けられた正味の流れを得ることができる。

図６に示されているスクリーン６０はスクリーンの軸に対して傾斜した、または傾いた開口部を備えている。前記開口部はディスペンサーに適用される端部６４に対して反対側の端部６５に配置され、それの傾斜は所望の方向性を持った金属蒸気の流れを得ることを可能にする。実際、蒸着が実施されるべき基板から離れた方に高い側面が配置されるようにスクリーン６０を位置付けることによって、チャンバーの壁に付着されるセシウムの量を最小に保ちながら、基板上の金属蒸着の効果を変化させずに維持することが可能であることが判明した。

本発明に従ったスクリーンはアルカリ金属ディスペンサー上に容易に配置することができ、例えば、セラミック製のフック等によって、前記ディスペンサーに取り付けるための手段を備えてもよい。

あるいは、アルカリ金属ディスペンサー上に、本発明に従ったスクリーンを適用するための台座等が備えられてもよい。前記台座は、例えば、アルカリ金属ディスペンサーの放出領域の周囲に配置された、スクリーンの底部に一致する形状のへこみ部等によって形成されてもよい。

従来のセシウムディスペンサーの例の斜視図である。 図１のディスペンサーを線II−II’で切り取ったときの断面図である。 本発明の第１の実施例に従ったスクリーンの斜視図である。 本発明の第２の実施例に従ったスクリーンの斜視図である。 図４のスクリーンの断面図である。 本発明の第３の実施例に従ったスクリーンの斜視図である。

符号の説明

１０ アルカリ金属ディスペンサー
１１ シート
１２ シート
１３ へこみ部
１４ アルカリ金属放出領域
１５ 複数の***
１６ アルカリ金属と還元剤の混合物
１７，１７' ディスペンサーの拡張部
３０ スクリーン
３１ スクリーンの内面
３２ スペーサー
３３ 内部空間
４０ スクリーン
４１ メッシュ製の管状部材
４２ 外部筐体
４４ 管状部材の端部
６０ スクリーン
６４ 端部
６５ 端部

Claims (11)

1. 実質的に管状の形状のスクリーン（３０,４０,６０）であって：前記スクリーンは前記スクリーンの端部（３４,４４,６４）の部分でアルカリ金属ディスペンサー（１０）に適用することができ；前記端部と前記ディスペンサーの間の接触部分が低い熱伝導率を有する材料から作製され；前記端部の断面が前記ディスペンサーのアルカリ金属放出領域（１４）全体に対して重ね合わせることができ；前記スクリーンが高い特定領域を有する内面（３１,４３）を備えていることを特徴とするスクリーン。
2. 白色系の材料から作製されていることを特徴とする、請求項１に記載のスクリーン。
3. 前記端部と前記ディスペンサーとの間の前記接触部分が１つまたは複数のスペーサー（３２）によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のスクリーン（３０）。
4. 前記スペーサーがセラミックから作製されていることを特徴とする、請求項３に記載のスクリーン。
5. 前記スペーサーが取り外し可能であることを特徴とする、請求項３または４に記載のスクリーン。
6. 細かいメッシュ製金属材料から作製された管状部材（４１）、及び外部筐体（４２）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のスクリーン（４０）。
7. 前記外部筐体がセラミックから作製されていることを特徴とする、請求項６に記載のスクリーン。
8. 円形の断面を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のスクリーン（４０,６０）。
9. 前記ディスペンサーが適用される端部（６４）に対して反対側の端部（６５）の開口部がスクリーンの軸に対して実質的に傾斜している（または、傾いている）ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載のスクリーン（６０）。
10. 前記アルカリ金属ディスペンサーを取り付けるための手段を備えていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のスクリーン。
11. 前記アルカリ金属ディスペンサーに適用される前記スクリーンの前記端部（３４,４４,６４）が前記ディスペンサーのアルカリ金属放出領域の周囲に備えられた台座に一致する断面を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のスクリーン。

Images