(57)【要約】【課題】  本発明は、リーク等の発生がなく、電子源特性の経時変化が少なく、表示品位の高い、高信頼性で低コストな画像表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】  複数の電子放出素子１０４が配列された電子源基板１０１、およびこの電子源基板と対向して配置され、蛍光膜１１０とアノード電極膜１１１を有する画像形成基板を有して構成される真空容器と、イオンポンプ１２７とを備える画像表示装置であって、前記イオンポンプのアノード電極およびカソード電極を内包するイオンポンプ容器１２０が、電子源基板または画像形成基板に形成された開口部１０７に接続され、イオンポンプの磁石１２１が、基板に対して固定されていることを特徴とする画像表示装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子放出素子が配列された電子源基板、およびこの電子源基板と対向して配置され、蛍光膜とアノード電極を有する画像形成基板を有して構成される真空容器と、
イオンポンプ容器、このイオンポンプ容器に内包されるアノード電極およびカソード電極、前記イオンポンプ容器の外部に設置される磁石を有するイオンポンプとを備える画像表示装置であって、
前記イオンポンプ容器が、前記電子源基板または前記画像形成基板に形成された開口部に接続され、
前記磁石が、前記イオンポンプ容器が接続された基板に対して固定されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記磁石は、前記イオンポンプ容器が接続された基板に固定された保持体に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記保持体は前記イオンポンプのカソード接続端子と接続され、かつ前記保持体は接地されていることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記保持体は前記イオンポンプのカソード接続端子と、バネにより接続されていることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記イオンポンプ容器は、フリットガラスにより前記電子源基板または前記画像形成基板に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記保持体は、前記イオンポンプ容器が接続された基板に独立して接着された支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子放出素子を用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子源として多数の電子放出素子を平面基板上に配列し、電子源から放出した電子ビームを対向する基板上の画像形成部材である蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画像を表示する平面状ディスプレイにおいては、電子源と画像形成部材を内包する真空容器の内部を高真空に保持する必要がある。真空容器内部にガスが発生し圧力が上昇すると、その影響の程度はガスの種類により異なるが、電子源に悪影響を及ぼして電子放出量を低下させ、明るい画像の表示ができなくなるためである。
【０００３】
特に平面状ディスプレイにおいては、画像表示部材から発生したガスが、画像表示エリア外に設置されたゲッタに到達する前に電子源近傍に集積し、局所的な圧力上昇とそれに伴う電子源劣化が特徴的な問題となる。特開平９−８２２４５号公報（特許文献１）には、画像表示領域内にゲッタを配置し、発生したガスを即座に吸着して素子の劣化や破壊を抑制することが記載されている。また特開２０００−１３３１３６号公報（特許文献２）では画像表示領域内に非蒸発型ゲッタを設置し、画像表示領域外に蒸発型ゲッタを配置する構成が示されている。さらに特開２０００−３１５４５８（特許文献３）に示すように、真空チャンバー内で脱ガス、ゲッタ形成、封着（真空容器化）を一連の作業で行うことも考案されている。
【０００４】
ゲッタには、蒸発型ゲッタと非蒸発型ゲッタがあるが、蒸発型ゲッタは、水や酸素に対する排気速度はきわめて大きいけれども、アルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスは、蒸発型ゲッタと非蒸発型ゲッタ共に排気速度がほとんどない。アルゴンガスは電子ビームにより電離されてプラスイオンとなり、これが電子を加速するための電界で加速されて電子源に衝突することにより、電子源に損傷を与える。さらに、場合によっては内部で放電を生じさせる場合もあり、装置を破壊することもある。
【０００５】
希ガスを排気できる排気手段として、特開平５−１２１０１２号公報（特許文献４）には、平面ディスプレイの真空容器にスパッタイオンポンプを接続し、高真空を長時間維持する方法が記載されている。
【０００６】
この平面ディスプレイは、図９に示すように、蛍光体膜９０１を有するフェースプレート１０９と容器本体９０５が、シール材９０２によって気密的に封止されて真空容器９０６が構成される。前記容器本体９０５内に電極構体９０４が配されており、電極構体９０４は電界放出型カソードを有し、同カソードから放出させた電子ビームを内部電極９０３即ち変調電極により変調し蛍光体膜９０１に向かわせて映像表示を行う。容器本体９０５には真空維持のためにイオンポンプ９０８が接合されている。イオンポンプの９０８の実施態様として、例えば1000ガウス（0.1テスラ、以後磁束密度の単位テスラはＴと表示する）を磁石１２１によって印加している。
【０００７】
しかし、真空容器９０６にＩＣＦフランジ等のメタルシール９０７を介してイオンポンプ９０８が接続されるという構成では、金属材料で作られた重いメタルシールが平面ディスプレイの片側に偏在する。しかも、磁石がヨーク（継鉄）なしで、直接イオンポンプ容器１２０に取り付けられているために、その重量も大きなものになる。そのため、イオンポンプ９０８とメタルシール９０７を容器本体９０５に接合する際に、メタルシール９０７を容器本体９０５に取り付ける部分の変形や破損といった不具合を生じ、真空容器９０６がリークする事態がしばしば発生し、製造の歩留まりが低下するという問題がある。
【０００８】
また、イオンポンプ内で放電が生じた際に生ずるノイズが画像表示装置の画像を乱す問題もある。
【特許文献１】特開平９−８２２４５号公報
【特許文献２】特開２０００−１３３１３６号公報
【特許文献３】特開２０００−３１５４５８号公報
【特許文献４】特開平５−１２１０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡便な工程により、リーク等の発生がなく、特に電子源特性の経時変化が少なく、表示品位の高い、高信頼性で低コストな画像表示装置を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の電子放出素子が配列された電子源基板、およびこの電子源基板と対向して配置され、蛍光膜とアノード電極を有する画像形成基板を有して構成される真空容器と、
イオンポンプ容器、このイオンポンプ容器に内包されるアノード電極およびカソード電極、前記イオンポンプ容器の外部に設置される磁石を有するイオンポンプとを備える画像表示装置であって、
前記イオンポンプ容器が、前記電子源基板または前記画像形成基板に形成された開口部に接続され、
前記磁石が、前記イオンポンプ容器が接続された基板に対して固定されていることを特徴とする画像表示装置に関する。
【００１１】
前記磁石は、前記イオンポンプ容器が接続された基板に固定された保持体に取り付けられていることが好ましい。
【００１２】
前記保持体は前記イオンポンプのカソード接続端子と接続され、かつ前記保持体は接地されていることが好ましい。
【００１３】
前記保持体は前記イオンポンプのカソード接続端子と、バネにより接続されていることが好ましい。
【００１４】
また、前記イオンポンプ容器は、フリットガラスにより前記電子源基板または前記画像形成基板に接続されていることが好ましい。
【００１５】
さらに、前記保持体は、前記イオンポンプ容器が接続された基板に独立して接着された支持部材に固定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、イオンポンプ容器が、真空容器を構成する電子源基板または画像形成基板に、例えばフリットガラス等によりコンパクトに接合されるため、メタルシールのためのフランジのような突起部を形成する必要もなく、イオンポンプを接合しても場所を取らずにコンパクトで軽量な構成となる。
【００１７】
さらに本発明では、磁石が着脱可能な保持体に設置され、イオンポンプに直接設置されていないため、イオンポンプに過重な力がかから無い。そのため、取り付ける部分の変形や破損といった問題がなく、リークが発生しにくく、製造歩留まりが著しく向上するとともに耐衝撃性に強い信頼性の高い画像表示装置を提供することができる。
【００１８】
また、イオンポンプのカソード電極接続端子が保持体に接続され、保持体が接地されている構成では、イオンポンプ内で放電が生じても、放電により生じた電磁波がイオンポンプの外側にある、接地された保持体によって遮蔽されるので、画像表示装置の画像に対するノイズの影響を極めて小さくすることができる。
【００１９】
以上のように、本発明によれば、画像表示する際にゲッタには吸着されにくい放出ガスを吸着する為のイオンポンプを容易に取り付けることができるので、低コストで高信頼性、高品位画像、かつ寿命が改善された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】
【００２０】
本発明において、保持体は磁石を保持する部材であり、材料を選択することで、ヨーク（継鉄）としても機能する。ヨークとしても機能するときは、磁場を有効利用することができるので必要以上に磁場の大きな磁石を使用する必要がないという効果を奏する。ヨークでない保持体は、材料が異なるのみであるので、以下の説明では、保持体がヨークとしても機能する場合を例にとって説明する。
【００２１】
以下図面を参考にして好ましい実施態様例を詳細に説明する。本発明を図１から図７を用いて説明する。以下の説明で、電子源基板をリアプレート、画像形成基板をフェースプレートとして説明する。
【００２２】
＜イオンポンプの設置方法の説明＞
図１から図３は、本発明により作成される画像表示パネルの構成を示す概略図の一例である。図１は本発明を最もよく示す図であり、リアプレート１０１は、透明なガラス基板の内側に上配線１０２、下配線１０３、電子放出部が形成された電子放出部材である表面伝導型電子放出素子（電子源）１０４を備え、フェースプレート１０９は、透明なガラス基板の内側に塗布された蛍光体膜１１０とアノード電極膜であるメタルバック膜１１１とゲッタ膜１１２を備え、支持枠１０５はリアプレート１０１にフリットガラス１０６で接合されており、イオンポンプ１２２がリアプレート１０１の排気口（開口部）１０７にフリットガラスで接合されている。支持枠１０５とフェースプレート１０９をインジウム等の金属を用いて真空中で加熱封着し、真空容器である外囲器を構成する。
【００２３】
イオンポンプ１２７は、アノード電極１１４、カソード電極１１５、Ｔｉ電極１１６、アノード接続端子１１７、カソード接続端子１１８を有するイオンポンプ容器１２０と、磁石１２１が取り付けられているヨーク１２２で構成されている。また、この形態では、カソード接続端子１１８がヨーク１２２と板バネ１１９で接続され、さらにヨークは、接地１２６により設置されている。
【００２４】
ここで、イオンポンプ容器１２０はフリットガラス１２５でリアプレート１０１に接合され、ヨーク１２２は接着剤１２４でリアプレート１０１に接着された支持板（支持部材）１２３に着脱可能に固定されている。アノード接続端子１１７とカソード接続端子１１８はイオンポンプ駆動用のイオンポンプ電源（不図示）に配線接続されている。
【００２５】
図２は、他の実施態様例を示し、図1に示す板バネ１１９の代わりにコイルバネ２０１を用いてカソード接続端子１１８とヨーク１２２を接続した例である。
【００２６】
イオンポンプ容器は、アノード電極、カソード電極を内包し、かつ真空容器に連通して接続されることで、容器内部およびそれに連通する画像表示装置の真空容器内を減圧または真空に保つ。
【００２７】
本発明に用いるイオンポンプとしては、ゲッター膜をポンプ壁に蒸着させることによるエベイパーイオンポンプ（Evapor−ion pump）、ゲッター膜をスパッターするのにイオン自身を利用するスパッターイオンポンプ（Sputter−ion pump）等から適宜選択して用いることが可能である。中でも構成が簡単で、小型・軽量化が可能なスパッターイオンポンプを好適に用いることができる。
【００２８】
イオンポンプ容器を構成する材料は、ガラス、セラミックス、金属等から適宜選択することができ、軽量化、小型化の観点から成型ガラス、ガラス板をフリットガラスで接合したガラス構成体等が好適に用いられる。
【００２９】
イオンポンプ容器とフェースプレートまたはリアプレートとの接合は、真空が維持できる適当な接着剤を用いることができるが、フリットガラスを用いることが好ましい。接合部がフリットガラスだけなのでリークが発生しにくく、強度も充分に強く製造歩留まりが著しく向上するとともに耐衝撃性に強い信頼性の高い画像表示装置の製造が可能になる。
【００３０】
使用できるフリットガラスには、その成分系からＳｉＯ2系、Ｔｅ系、ＰｂＯ系、Ｖ2Ｏ5系、Ｚｎ系があり、これに酸化物フィラーを混入することで、熱膨張係数αを調節したフリットガラスから適宜用いることができる。前記耐火物フィラーとしては、ＰｂＴｉＯ3、ＺｒＳｉＯ4、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2、２ＭｇＯ−２Ａｌ2Ｏ3−５ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−４ＳｉＯ3、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2、２ＺｎＯ−ＳｉＯ2、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2等の一種類または数種類混合したフリットガラスを適宜用いることができる。
【００３１】
真空雰囲気または不活性ガス雰囲気における焼成では発泡を伴い、接着強度、機密性が確保できないので、大気雰囲気中で仮焼成を行い、真空雰囲気中で加熱しフリットガラスを脱泡させた後に、接合するのが好ましい。
【００３２】
フリットガラスは粉末である為、有機バインダーを用いてペースト化し、接合部に塗布して用いる。ペースト化したフリットガラスの塗布方法としては、エアー圧を用いたディスペンス法が一般的であるが、ディッピング法、印刷法などを適宜用いることができる。また予めリング状及び短冊状のシートに形成し、仮焼成及び脱ガスを施したプリフォーム品も用いることができる。
【００３３】
フリットガラスの焼成時には、フリットガラスが焼成温度で硬い水飴状になる為、これを押しつぶす為の押し付け圧力が必要であり、０.５ｇ／ｍｍ2以上の押し付け圧力が好適に用いられる。
【００３４】
磁石はイオンポンプ容器の外部に配置され、本発明では、その周囲をヨーク（継鉄）が覆う構成になっている。図１０に概略を模式的に示すように、ヨーク１２２でイオンポンプ全体を５方から覆っても良いし、一方向だけブリッジ構造（３方から覆う構造）にしても良い。尚、図１０では、アノード接続端子、カソード接続端子の図示は省略した。ヨークを設置することにより、有効部の磁束密度を上げることができるので、磁石を薄くしたりすることも可能になり、磁場の大きな磁石を使用しなくても済むようになると共に、磁束の広がりを制限することができる効果もある。
【００３５】
加えて本発明では、磁石がヨークに取り付けられるため、イオンポンプ容器に対する重量負荷が小さくなり、特にイオンポンプ容器と基板との接合部等における破損の問題等によるリークがなく、信頼性が向上する。
【００３６】
ヨーク１２２は、図１、２に示されるように、イオンポンプを囲むようにして、イオンポンプが接合された基板に取り付けられる。好ましくは、支持部材（図中、支持板１２３）を、一旦リアプレートに固定し、これに対して、ヨークを取り付けるようにする。
【００３７】
まず、リアプレート１０１のイオンポンプ容器１２０の外側に、接着剤１２４でヨーク１２２を支持する支持板１２３を接着する。支持部材（支持板）は、ヨークが基板に対して取り付け可能になればよく、ねじ切り等が可能な材料が好ましく、プラスチック、金属等が用いられる。
【００３８】
本発明に用いる接着剤としてはヨーク１２２を保持する強度とリアプレート１０１基板のそりによるねじれを吸収できる程度の柔軟性があればよく、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、エマルジョン系接着剤、合成ゴム系接着剤、弾性接着剤、瞬間接着剤、構造用接着剤等々から適宜選択可能であるが、作業性、信頼性等の観点からエポキシ系接着剤を好適に用いることが可能である。
【００３９】
本発明に用いるヨーク材料としては、電磁軟鉄板、電解鉄箔、ケイ素鋼板、アモルファス合金、ナノ結晶軟磁性材料から適宜選択可能であるが、性能およびコストの観点からパーマロイを好適に用いることが可能である。
【００４０】
次に、磁石１２１をヨーク１２２に取り付けて、支持板１２３にネジ等でイオンポンプ中心に最大の磁場がかかるように、ガウスメータ等で磁場を測定及び位置調整をしながら固定する。固定方法としはネジに限定するものではなく、着脱可能な手段であれば良い。
【００４１】
また、図１、２に示したような好ましい態様においては、イオンポンプのカソード接続端子とヨークがバネにより接続され、かつ前記ヨークは接地されている。このような構成によると、イオンポンプ内で放電が生じても、放電により生じた電磁波がイオンポンプの外側にある、接地されたヨークによって遮蔽されるので、画像表示装置の画像に対するノイズの影響を極めて小さくすることができる。
【００４２】
イオンポンプのカソード接続端子とヨークとの接続は、電気的導通が取れるものであれば使用可能であるが、特にバネを用いることにより、イオンポンプ容器１２０を外側のヨーク１２２で抑えて安定させる効果も奏することができる。バネの形状は、図１に示した板バネ、図２に示したコイルバネ等を挙げることができる。用いる材料としては金属バネから適宜選択可能であるが、電気導電性、非磁性、耐食性、加工性に優れたりん青銅、黄銅、ベリリウム銅、チタン銅合金等の銅合金を好適に用いることができる。
【００４３】
<画像表示装置の全体説明>
図３において、容器外端子（不図示）から変調信号入力を下配線１０３を通じ、走査信号入力を上配線１０２を通じ電圧印加し、高圧端子Ｈｖ（不図示）で高圧を印加して画像を表示するものである。イオンポンプを内包するヨーク１２２は排気口（開口部）１０７で真空容器と接合されており、駆動用電源（不図示）で駆動することにより放出ガスの排気を行う。同図において、１０４は電子源である表面伝導型電子放出素子であり、１０２、１０３は表面伝導型放出素子の一対の素子電極と接続された上配線（Ｙ方向配線）及び下配線（Ｘ方向配線）である。
【００４４】
図４（ａ）は、リアプレート１０１上に設置された表面伝導型電子放出素子１０４、及び、同電子源を駆動するための配線などの一部を示した概略図である。同図において１０３は下配線、１０２は上配線、４０１は上配線１０２と下配線１０３を電気的に絶縁する層間絶縁膜を示している。
【００４５】
図４（ｂ）は図４（ａ）の表面伝導型電子放出素子１０４の構造をＡからＡ’の断面を拡大して示し、４０２、４０３は素子電極、４０５は導電性薄膜、４０４は電子放出部である。
【００４６】
まず、表面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置例について述べる。
図１及び図３の構成において、リアプレート１０１としてソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ＳｉＯ2を表面に形成したガラス基板及び、アルミナ等のセラミック基板等の絶縁性基板が用いられ、フェースプレート１０９としては透明なソーダガラス等のガラス基板が用いられる。
【００４７】
表面伝導型電子放出素子１０４の素子電極(図４の４０２，４０３に相当)の材料としては、一般的導電体が用いられ、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属或いは合金、及び、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或いは金属酸化物とガラス等から構成される印刷導体、Ｉｎ2Ｏ3−ＳｎＯ2等の透明導電体及び、ポリシリコンなどの半導体材料等から適宜選択される。
【００４８】
素子電極の作成法は真空蒸着法、スパッタ法、化学気相堆積法等を用いる事で上記電極材料を成膜でき、フォトリソグラフィ技術(エッチング、リフトオフなどの加工技術も含む)等によって所望の形状に加工するか、その他の印刷法によっても作製可能である。要するに前記の素子電極材料の形状を所望の形状に形成できればよく、特に製法は問わない。
【００４９】
図４（ａ）に示す素子電極間隔Ｌは好ましくは数百ｎｍから数百μｍである。再現性良く作製する事が要求されるため、より好ましい素子電極間Ｌは数μｍから数十μｍである。
素子電極長さＷは電極の抵抗値、電子放出特性等から数μｍから数百μｍが好ましく、又素子電極４０２、４０３の膜厚は数十ｎｍから数μｍが好ましい。尚、図４（ｂ）に示した構成だけでなく、リアプレート１０１上に導電性薄膜４０５、素子電極４０２、４０３の電極の順に形成させた構成にしてもよい。
【００５０】
導電性薄膜４０５は良好な電子放出特性を得るためには、微粒子で構成された微粒子膜が特に好ましく、その膜厚は、素子電極４０２、４０３へのステップカバレージ、素子電極４０２、４０３間の抵抗値及び、後述する通電フォーミング条件などによって設定されるが、好ましくは0.1ｎｍから数百ｎｍで、特に好ましくは１ｎｍから５０ｎｍである。その抵抗値は、Ｒｓが１０2〜１０7Ω/□の値である。尚Ｒｓは、厚さがｔ、幅がｗ、長さがｌの薄膜の抵抗Ｒを、Ｒ＝Ｒｓ（ｌ/ｗ)とおいたときに現れる量である。
【００５１】
又、導電性薄膜４０５を構成する材料は、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＰｄＯ、ＳｎＯ2、Ｉｎ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｓｂ2Ｏ3等の酸化物、ＨｆＢ2、ＺｒＢ2、ＬａＢ6、ＣｅＢ6、ＹＢ4、ＧｄＢ4等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ，ＺｒＮ，ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボンなどをあげられる事が出来る。
【００５２】
尚、ここで述べる微粒子膜とは、複数の微粒子が集合した膜であり、その微細構造として、微粒子が個々に分散配置した状態のみならず、微粒子が互いに隣接、或いは重なり合った状態(島状も含む) の膜を指しており、微粒子の直径は０.１ｎｍから数百ｎｍであり、好ましくは、１ｎｍから２０ｎｍである。
【００５３】
導電性薄膜４０５の作製法は素子電極４０２、４０３を設けたリアプレート１０１に、有機金属溶液を塗布して乾燥させる事により有機金属薄膜を形成する。ここで言う有機金属溶液とは、前述の導電性薄膜４０５を形成する金属を主元素とする有機金属化合物の溶液の事を言う。
【００５４】
その後、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニングし、導電性薄膜４０５を形成する。尚、導電性薄膜４０５の形成法として、有機金属溶液の塗布法により説明したが、これに限るものでなく真空蒸着法、スパッタ法、化学気相堆積法、分散塗布法、ディッピング法、スピンナー法等によって形成される場合もある。
【００５５】
電子放出部４０４は導電性薄膜４０５の一部に形成された高抵抗の亀裂であり、通電フォーミングと呼ばれる処理により形成される。通電フォーミングは素子電極４０２、４０３間に不図示の電極より通電を行い、導電性薄膜４０５を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、構造を変化形成させるものである。通電時の電圧波形は特にパルス波形が好ましく、パルス波高値が一定の電圧パルスを連続的に印加する場合とパルス波高値を増加させながら、電圧パルスを印加する場合とがある。フォーミング処理は通電処理に限るものではなく、導電性薄膜４０５に亀裂等の間隔を生じさせて高抵抗状態を形成する処理を用いても良い。
【００５６】
通電フォーミングが終了した素子に活性化と呼ぶ処理を施す事が望ましい。活性化処理とは、素子電流(素子電極４０２、４０３間に流れる電流)、放出電流(電子放出部４０４より放出される素子電流)を著しく変化させる処理である。例えば、有機物質ガスなどの炭素化合物ガスを含有する雰囲気下で、通電フォーミングと同様に、パルスの印加を繰り返すことで行うことができる。この時の好ましい有機物質の圧力は、素子を配置する真空容器の形状や、有機物質の種類などにより異なる為、場合に応じ適宜設定される。
【００５７】
活性化処理により、雰囲気中に存在する有機物質から、炭素或いは炭素化合物からなる有機薄膜が導電性薄膜４０５上に堆積する。
【００５８】
活性化処理は素子電流と放出電流を測定しながら、例えば、放出電流が飽和した時点で終了する。印加する電圧パルスは画像表示時の動作駆動電圧か、それよりも大きな電圧で行う事が好ましい。
【００５９】
形成された亀裂内には、０.１ｎｍから数十ｎｍの粒径の導電性微粒子を有する事もある。導電性微粒子は導電性薄膜４０５を構成する物質の少なくとも一部の元素を含んでいる。又、電子放出部４０４及び、その近傍の導電性薄膜４０５は炭素及び、炭素化合物を有する事もある。
【００６０】
尚、表面伝導型電子放出素子１０４としてリアプレート１０１の面上に平面状に表面伝導型電子放出素子１０４を形成した平面型の他、リアプレート１０１に垂直な面上に形成した垂直型でもよく、更には、熱カソードを用いた熱電子源、電界放出型電子放出素子等、要するに電子放出素子を用いた画像表示装置を例にするならば、電子を放出する素子であれば、特に制限はされない。
【００６１】
次に図３及び図４を用いて、表面伝導型電子放出素子１０４の配列、及び、同素子に画像表示用の電気(電力)信号を供給する配線に付いて説明する。
【００６２】
配線の例としてそれぞれ直交した二つの配線(Y：上配線１０２、及び、X：下配線１０３、これを単純マトリクス配線と呼ぶ)を用いる事ができ、表面型電子放出素子１０４の素子電極４０２、４０３のそれぞれに、上配線１０２からは素子電極４０２を通して、下配線１０３からは素子電極４０３と接続する。上配線１０２、及び、下配線１０３は真空蒸着法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの印刷法、スパッタ法等を用いて形成された導電性金属等で構成することができ、その材料、膜厚、幅は適宜設計される。中でも製造コストが安く、取り扱いが容易な印刷法を用いるのが好適である。
【００６３】
使用する導電性ペーストは、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ等の貴金属、Ｃｕ、Ｎｉ等の卑金属の単独、ないしは、これらを任意に組み合わせた金属を含み、印刷機で配線パターンを印刷後、５００℃以上の温度で焼成する。形成された上下印刷配線などの厚さは、数μｍ 〜数百μｍ程度である。更に少なくとも上配線１０２と下配線１０３が重なるところには、ガラスペーストを印刷、焼成(５００℃以上)した厚さ数〜数百μｍ程度の層間絶縁膜４０１を挟み、電気的な絶縁をとる。
【００６４】
Ｙ方向の上配線１０２の端部は表面伝導型電子放出素子１０４のＹ側の行を入力信号に応じて走査するための画像表示信号である走査信号を印加するため、走査側電極駆動手段としての駆動回路部と電気的に接続されることになる。一方、Ｘ方向の下配線の端部は、表面伝導型電子放出素子１０４の列の各列を入力信号に応じて変調するための画像表示信号である変調信号を印加するため、変調信号駆動手段としての駆動回路部と電気的に接続されることになる。
【００６５】
フェースプレート１０９の内側に塗布された蛍光体膜１１０はモノクロームの場合は単一の蛍光体のみからなるが、カラー画像を表示する場合、赤、緑、青の三原色を発光する蛍光体を黒色導電材で分離した構造とする。黒色導電材はその形状により、ブラックストライプ、ブラックマトリックスなどと呼ばれる。作製法としては蛍光体スラリーを用いたフォトリソグラフィー法、或いは印刷法があり、所望の大きさの画素にパターニングし、それぞれの色の蛍光体を形成する。
【００６６】
蛍光体膜１１０上にはアノード電極膜であるメタルバック膜１１１が形成されている。メタルバック膜１１１はＡｌ等の導電性薄膜により構成されている。メタルバック膜１１１は、蛍光体膜１１０で発生した光のうち、電子源となるリアプレート１０１の方向に進む光を反射して輝度を向上させるものである。更に、メタルバック膜１１１はフェースプレート１０９の画像表示領域に導電性を与えて電荷が蓄積されるのを防ぎ、リアプレート１０１の表面伝導型電子放出素子１０４に対してアノード電極の役割を果たすものである。メタルバック膜１１１はフェースプレート１０９、画像表示装置内に残留したガスが電子線で電離されて生成するイオンにより、蛍光体膜１１０が損傷することを防ぐなどの機能も有している。
【００６７】
メタルバック膜１１１には高電圧を印加するため、高圧印加装置と電気的に接続されることになる。
【００６８】
支持枠１０５はフェースプレート１０９とリアプレート１０１との間の空間を気密封止するものである。支持枠１０５はフェースプレート１０９に対してはＩｎ（インジウム）１０８を用いて接合され、リアプレート１０１に対して、フリットガラス１０６によって接合されることで外囲器としての密封容器が構成される。支持枠１０５はフェースプレート１０９とリアプレート１０１と同材質、或いはそれらとほぼ同程度の熱膨張率を持つガラス、セラミックス、又は、金属などを使用する事が出来る。
【００６９】
支持枠１０５は電子放出部４０４が形成される前、即ちフォーミング・活性化する前にリアプレート１０１にフリットガラス１０６で接合しておくのがよい。尚Ｉｎで接合する場合は、フェースプレート２０１とリアプレート１０１と支持枠１０５で密封容器を作成する時に接合するのが好ましい。
【００７０】
フリットガラス１０６で支持枠１０５が接合されたリアプレート１０１にイオンポンプ容器１２０をフリットガラス１２５で接合する。
【００７１】
図１に示すように、表面伝導型電子放出素子１０４の形成された面と反対側のリアプレート１０１面の排気口１０７上に、フリットガラス１２５を塗布したイオンポンプ容器１２０に荷重を与えながら、真空ベーク炉により減圧下に排気した状態で加熱し、フリットガラス１２５を溶融し、接合する。重りはフリットガラス１２５が加熱溶融した際の位置ずれ防止とフリットガラス１２５を一定の厚みに押し付ける役割を持つ。
【００７２】
本発明に用いるフリットガラスには、その成分系からＳｉＯ2系、Ｔｅ系、ＰｂＯ系、Ｖ2Ｏ5系、Ｚｎ系があり、これに酸化物フィラーを混入することで、熱膨張係数αを調節したフリットガラスから適宜用いることができる。前記耐火物フィラーとしては、ＰｂＴｉＯ3、ＺｒＳｉＯ4、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2、２ＭｇＯ−２Ａｌ2Ｏ3−５ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3―４ＳｉＯ3、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2、２ＺｎＯ−ＳｉＯ2、ＳｉＯ2、ＳｎＯ2等の一種類または数種類混合したフリットガラスを適宜用いることができる。
【００７３】
真空雰囲気または不活性ガス雰囲気においてフリットガラスを焼成する場合、発泡を伴い、接着強度、機密性が確保できないので、大気雰囲気中で仮焼成を行ない、真空雰囲気中で加熱しフリットガラスを脱泡させた後で、接合するのが好ましい。
【００７４】
フリットガラスは粉末である為、有機バインダーを用いてペースト化し、接合部に塗布して用いる。ペースト化したフリットガラスの塗布方法としては、エアー圧を用いたディスペンス法が一般的であるが、ディッピング法、印刷法などを適宜用いることができる。また予めリング状及び短冊状のシートに形成し、仮焼成及び脱ガスを施したプリフォーム品も用いることができる。
【００７５】
フリットガラスの焼成時には、フリットガラスが焼成温度で硬い水飴状になる為、これを押しつぶす為の押し付け圧力が必要であり、０.５ｇ／ｍｍ2以上の押し付け圧力が好適に用いられる。
【００７６】
イオンポンプとしては、前述のとおり、構成が簡単で小型・軽量化が可能なスパッターイオンポンプを好適に用いることができる。また、イオンポンプの容器はガラス、セラミックス、金属等から適宜選択することができ、軽量化、小型化の観点から成型ガラス、ガラス板をフリットガラスで接合したガラス構成体等が好適に用いられ、陰極に使用される金属としてはＴｉ、Ｔａ等が好適に用いられる。
【００７７】
支持枠１０５及びイオンポンプ容器１２０を接合したリアプレート１０１、フェースプレート１０９を準備した後、基板の電子線洗浄、ゲッタ膜１１２の蒸着形成、外囲器としての密封容器の形成（支持枠１０５及びイオンポンプ容器１２０を接合したリアプレート１０１とフェースプレート１０９との接合）を、真空雰囲気を維持した状態で実施する。
【００７８】
図６は本発明で用いる真空処理装置の全体概念図を示す。ロード室６０２は基板を搬入、搬出するために用いられ、真空処理室６０３においてベーキング、ゲッタ成膜、封着等の処理を行う。ゲートバルブ６０５はロード室６０２と真空処理室６０３を仕切るためのもので、搬送治具６０４により基板を搬送する。排気手段１（６０６）によりロード室６０２を真空排気し、排気手段２（６０７）により真空処理室６０３を真空排気する。搬出入口６０１により基板を搬出入する。
【００７９】
図７は真空処理室６０３で実施される工程概念図を示し、７０６は上ホットプレート、７０７は下ホットプレートを示し、他の構成部材は前述する番号と同一のものは同一の部材を示す。
【００８０】
図６に示すように、蛍光体膜１１０、メタルバック膜１１１が形成されたフェースプレート１０９と、支持枠１０５及びイオンポンプ容器１２０を接合したリアプレート１０１とを一緒に、大気開放されたロード室６０２の搬出入口６０１を開け、搬送治具６０４にこれらの基板を載せ、圧力を１０-4Ｐａ以下程度まで排気する。次に、予め圧力を排気手段２（６０７）で１０-5Ｐａ程度まで排気しておいた真空処理室６０３に通じるゲートバルブ６０５を開け真空処理室６０３に搬送治具６０４を搬送後、ゲートバルブ６０５を閉める。
【００８１】
ゲッタ膜の材料としてはＢａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等の金属及びこれらの合金を用いることができるが、好ましくは蒸気圧が低く取り扱い易いアルカリ土類金属であるＢａ、Ｍｇ、Ｃａ及びこれらの合金が適宜用いられる。中でも安価でゲッター材料を保持している金属製カプセルから容易に蒸発できるといった工業的にも製造が容易なＢａ又はＢａを含む合金が好ましい。
【００８２】
次に、真空処理室６０３で実施される製造工程の概要を図７に示す。図に示すように、真空処理室６０３に搬入されたフェースプレート１０９とリアプレート１０１を上ホットプレート７０６と下ホットプレート７０７で夫々保持し、ベーキング加熱することで脱ガス処理する。この時、リアプレート１０１は上ホットプレート７０６側に有り、リアプレート１０１の裏面に接合されたイオンポンプ容器１２０が壊れないように逃げ部７０８が上ホットプレート７０６に形成されている。ベーキング温度は５０℃から４００℃まで適宜選択することができ、部材の耐熱性が許す限り高温で処理したほうが良い。次に、ホットプレートを上下に逃がしながら同時にリアプレート１０１も上昇させ、フェースプレート１０９上面に空間を設ける。この空間に片側の蓋上冶具である７０３をフェースプレート１０９上に移動する。外部の電源からゲッタブラシ状接触電極７０５、ゲッタ配線端子７０４、ゲッタ配線７０２を通して電流を供給し、ゲッタを加熱することでフラッシュさせフェースプレート１０９上にゲッタ膜１１２をフェースプレート１０９の半面に成膜する。
【００８３】
同様に残りの半面にもゲッタ膜１１２を成膜する。次に、蓋状冶具である７０３を逃がし、再び上ホットプレート７０６と下ホットプレート７０７の間の所定の位置にＩｎ合金などを充填したフェースプレート１０９と予め支持枠１０５とイオンポンプ容器１２０を接合してあるリアプレート１０１を挟み込み、加熱しながら加重を加えることでＩｎ合金を溶融し、フェースプレート１０９とリアプレート１０１と支持枠１０５に囲まれた真空容器（真空外囲器）を作成する。
【００８４】
尚、カラー表示の画像表示装置の場合は表面伝導型電子放出素子１０４と蛍光体膜１１０の画素(不図示)を一対一に対応させるため、フェースプレート１０９とリアプレート１０１の位置合わせを行い真空封着する。その後、室温程度まで冷却する。次に、再び上ホットプレート７０６と下ホットプレート７０７を夫々上下に逃がし、密封容器をロード室６０２に搬送し、搬出入口６０１より外に取り出す。
【００８５】
以上の工程により、リアプレート１０１、支持枠１０５、フェースプレート１０９で囲まれる空間は、大気圧以下の圧力に密封維持可能な真空容器として形成される。
【００８６】
次に、イオンポンプ容器１２０の外側に有るカソード接続端子１１８に板バネ１１９を半田、インジウム等を用いて接続する。カソード接続端子１１８はジメット線等を用いて外部に取り出せる構造になっている。
【００８７】
次に、リアプレート１０１のイオンポンプ容器１２０の外側に、接着剤１２４でヨーク１２２を支持する支持板１２３を接着する。接着剤としては前述したとおり、例えばエポキシ系接着剤を用いる。ヨーク材料としては、例えばパーマロイを用いる。
【００８８】
次に、磁石１２１をヨーク１２２に取り付けて、支持板１２３にネジ等でイオンポンプ中心に最大の磁場がかかるように、ガウスメータ等で磁場を測定及び位置調整をしながら固定する。ヨーク１２２は接地線１２６で接地する。イオンポンプ電源（不図示）とアノード接続端子１１７及びカソード接続端子１１７を配線接続する。
【００８９】
上述した一連の処理により、真空容器は画像表示装置となる。上述したように作製した画像表示装置において、イオンポンプ電源（不図示）の電源を入れ、イオンポンプを稼動する。次に、上配線１０２に接続された走査駆動手段、下配線１０３に接続された変調駆動手段より、各表面伝導型電子放出素子１０４に画像信号である走査信号と変調信号を提供する。
【００９０】
それらの差電圧として駆動電圧すなわち電気信号が印加され、導電性薄膜４０５を電流が流れ、その一部が亀裂である電子放出部４０４より電子が前記電気信号に従った電子ビームとなって放出され、メタルバック膜１１１、蛍光体膜１１０に印加された高電圧(１〜１０ＫＶ)によって加速され、蛍光体膜１１０に衝突し蛍光体を発光させ、画像を表示する。
【００９１】
尚、ここでのメタルバック膜１１１の目的は、蛍光体のうち内面側への光をフェースプレート１０９側へ鏡面反射する事により輝度を向上する事、電子ビーム加速電圧を印加するための電極として作用する事、前記密封容器内で発生した負イオンの衝突によるダメージからの蛍光体膜１１０の保護などである。
【００９２】
イオンポンプ１２７は印加電圧が１ＫＶ前後から動作をはじめるが、印加電圧が上がると消費電力が大きくなることや、絶縁対策を確実に施さねばならないといった弊害が大きくなる。そこで、効率よくイオンポンプ１２７を駆動する電圧としては２.５〜５ＫＶが好適に用いられる。
【００９３】
画像が表示されると、電子が放出され画像表示装置内の部材からガスが放出される。これらのガスの内、電子放出素子にダメージを与え易いＨ2、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2などのガスはゲッタ膜１１２に吸着される。一方、不活性ガスであるＡｒは、ゲッタ膜１１２に吸着されないが、リアプレート１０１に取り付けられたイオンポンプ１２７により排気され、Ａｒ分圧が素子に影響のある圧力である１０-6Ｐａ以下に抑えることができ、Ａｒによる素子へのダメージ（主に電離したＡｒイオンスパッタによる素子破壊）が抑えられる。従って、長時間画像表示をしても輝度劣化の無い長寿命の画像表示装置が得られる。
【００９４】
また、イオンポンプはイオンポンプ容器１２０がフリットガラス１２５でリアプレート１０１に直接接合され、磁石１２１がヨーク１２２で保持されている構成なので、画像表示装置は薄くて、軽量なものとなる。また、磁石１２１とヨーク１２２は容易に着脱可能なので、再利用が可能となる。また、イオンポンプ容器１２０内で放電が起こっても、有害な電磁波を接地されたヨーク１２２により遮蔽することができ、更にヨーク１２２により磁場の漏れを減少できるので、高品位な画像表示が可能となる。
【００９５】
尚、イオンポンプはリアプレート１０１のみならず、フェースプレート１０９に接合しても同様な効果が得られる。
【００９６】
上述した電子源として表面伝導型電子放出素子のほか、電界放出型電子放出素子を用いたものや、単純マトリクス型のほか、電子源から出た電子ビームを制御電極(グリッド電極配線)を用いて制御し画像を表示する画像表示装置などにおいても、本発明の画像表示装置を応用できる。
【実施例】
【００９７】
以下、本発明について、実施例を用いて具体的に説明する。
【００９８】
＜実施例１＞
イオンポンプを有する画像表示装置を図1を用いて、画像表示装置としての真空容器の構成と作成方法について、図３から図７を使って説明する。
【００９９】
まず、画像表示装置としての密封容器の作成方法について述べる。リアプレート１０１として厚さ２．８ｍｍ、大きさ２４０ｍｍ×３２０ｍｍ、フェースプレート２０１として厚さ２．８ｍｍ、大きさ１９０ｍｍ×２７０ｍｍのソーダガラス（ＳＬ：日本板硝子（株）製）を用い、リアプレート１０１には画像領域外でガラス枠１０５の内側になる場所に８ｍｍφの排気口１０７を開けたものを用いた。
【０１００】
電子源である表面伝導型電子放出素子１０４の素子電極４０２及び４０３は、リアプレート１０１上に白金を蒸着法によって成膜し、フォトリソグラフィ技術(エッチング、リフトオフ法等の加工技術を含む)によって加工し、膜厚１００ｎｍ、電極間隔Ｌ=２μｍ、素子電極長さＷ＝３００μｍの形状に加工して形成した。
【０１０１】
次に、リアプレート１０１に上配線１０２（１００本）の幅は５００μｍ、厚さ１２μｍ、下配線１０３（６００本）の幅は３００μｍ、厚さは８μｍであり、それぞれＡｇペーストインキを印刷、焼成し形成した。外部の駆動回路への引き出し端子も同様に作成した。層間絶縁層４０１はガラスペーストを印刷、焼成（焼成温度５５０℃）し、厚さは２０μｍとした。
【０１０２】
次に、前記リアプレート１０１を洗浄し、ＤＤＳ（ジメチルジエトキシシラン；信越化学社製）のエチルアルコール希釈溶液を、スプレー法にて散布し、１２０℃で加熱乾燥した。導電性薄膜４０５として水８５％、イソプロピルアルコール１５％からなる水溶液に、パラジウム−プロリン錯体１５Ｗｔ％を溶解し、有機パラジウム含有液を、インクジェット塗布装置で塗布した後、３５０℃で１０分間の加熱処理をして、ＰｄＯ（酸化パラジウム）からなる微粒子膜を形成し、φ６０μｍの導電性薄膜４０５とした。
【０１０３】
次に、支持枠１０５として、形状が厚さ２ｍｍ、外形１５０ｍｍ×２３０ｍｍ、幅１０ｍｍ、材質がソーダガラス（ＳＬ；日本板硝子製）を用意した。支持枠１０５と同形状のシート状フリットガラス１０６であるＬＳ７３０５（日本電気硝子社製）を前記リアプレート１０１の接合場所に設置し、支持枠１０５上から１ｇ／ｍｍ2の荷重を加えた状態で、クリーンオーブン内に設置し、４３０℃で３０分間加熱し、接合した。同時に高圧端子も支持枠１０５同様にリアプレート１０１に接合した。
【０１０４】
以上のように作成したリアプレート１０１を図５に示す真空排気装置を用いて、以下のフォーミングと活性化を行った。先ず、図５に示すように、基板ステージ５０３上に設置されたリアプレート１０１を取り出し電極（不図示）を除く領域をＯリング５０２によりシールし、真空容器５０１によって覆った。基板ステージ５０３には、リアプレート１０１をステージ上に固定する為の静電チャック５０４を有していて、リアプレート１０１の裏面に形成されたＩＴＯ膜５１０と静電チャック内部の電極間に１ＫＶを印加して、リアプレート１０１をチャックした。
【０１０５】
次に真空容器内部を磁気浮上型ターボモレキュラ-ポンプ５０５で排気し、フォーミング工程以降の工程を以下のように行った。
【０１０６】
先ず、真空容器内部を１０-4Ｐａまで排気し、パルス幅１ｍｓｅｃの矩形波形をスクロール周波数１０Ｈｚで順次、上配線１０２に印加し、電圧は１２Ｖとした。また、下配線１０３はグランドに設置した。真空容器内部には水素と窒素の混合ガス（２％Ｈ2、９８％Ｎ2）を導入し、圧力は１０００Ｐａに保った。ガス導入はマスフローコントローラ５０８によって制御し、一方真空容器からの排気流量は、排気装置と流量制御用のコンダクタンスバルブ５０７によって制御した。導電性薄膜４０５に流れる電流値がほぼ０になったところで、電圧印加を中止した。真空容器内部のＨ2とＮ2の混合ガスを排気して、フォーミングを完了させ、リアプレート１０１のすべての導電性薄膜４０５に亀裂を形成することで電子放出部４０４を作成した。
【０１０７】
次に活性化工程を行った。真空容器５０１内を１０-5Ｐａまで排気した後、真空容器内にトルニトリル（分子量：１１７）を分圧にして１×１０-4Ｐａまで導入した。上配線１０２を１０ラインに時分割（スクロール）で電圧を印加した。電圧印加条件は波高値は±１４Ｖ、パルス幅１ｍsecの両極の矩形波を用い全ての素子を活性化した。
【０１０８】
活性化終了後、真空容器５０１に残存するトルニトリルを排気した後で、大気圧に戻しリアプレート１０１を取り出した。
【０１０９】
イオンポンプは円筒形状のアノード電極１１４とカソード電極１１５がＳＵＳからなり、カソード電極１１５の中心部はＴｉ電極１１６と接続されている。これらをガラスからなるイオンポンプ容器１２０に配置し、該アノード電極１１４と該カソード電極１１５夫々に配線されたアノード接続端子１１７とカソード接続端子１１８を該イオンポンプ容器１２０の外側に有する構成の２極型スパッターイオンポンプを用いた。イオンポンプ容器１２０は、前記アノード電極１１４と前記カソード電極１１５が収納できる大きさ（Ｗ３０ｍｍ×Ｄ３０ｍｍ×Ｈ３０ｍｍ）で成型加工した青板ガラスを用いた。前記アノード接続端子１１７とカソード接続端子１１８はジメット線からなりイオンポンプ容器１２０の取り出し口に、フリットガラスとしてＡＳＦ１３０４（旭硝子社製）を塗布し、４５０℃、３０分間加熱、焼成した。その後、Ｈｅリークディテクターでリークチェックしたが、検出限界値の１０-12Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下であった。
【０１１０】
次に、イオンポンプ容器１２０をリアプレート１０１に対して接合する面（４辺）に、フリットガラスであるＶＳ−２（日本電気硝子社製）を有機バインダーでペースト化したものをディスペンサーで塗布した。４００℃、３０分間加熱し仮焼成を行い、更に脱ガス処理として減圧下で４８０℃、３時間の脱ガス焼成を行った。室温に戻った後、Ｈｅリークディテクターでリークチェックしたところ、検出限界値の１０-12Ｐａ・ｍ3/ｓｅｃ以下であった。
【０１１１】
次に、アノード電極１１４とアノード接続端子１１７及びカソード電極１１５とカソード接続端子１１８を接続する為に、ＹＡＧレーザで溶接を行った。Ｈｅリークディテクターでリークチェックしたところ、検出限界値の１０-12Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下であった。
【０１１２】
次に、真空ベーク炉内の支持台上のリアプレート１０１の排気口１０７が設けられた面上に、フリットガラス１２５を塗布したイオンポンプ容器１２０を置く。支持台でイオンポンプ容器１２０を押さえた状態で、重りを支持台上に置く。重りはフリットガラス１２５の接合面に０．５ｇ／ｍｍ2になるような重量にした。
【０１１３】
真空ベーク炉を排気することで１０-4Ｐａになるまで減圧状態にし、３９０℃に加熱し、８０分間保持した。室温に戻ったところで、大気圧にし、リアプレート１０１を取り出した。
【０１１４】
次に、支持枠１０５上にＩｎを塗布し、上配線１０２上に、２０ライン毎にスペーサ１１３を設置した。スペーサ１１３は画像表示エリア外に絶縁性の台を設け、アロンセラミックＷ（東亞合成社製）で接着固定した。
【０１１５】
一方フェースプレート１０９は、蛍光体膜１１０にストライプ状の蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と黒色導電材（ブラックストライプ）とが交互に形成されたものに、アルミニウム薄膜よりなるメタルバック膜１１２として厚さが２００ｎｍになるように作製した。次に、フェースプレート１０９周縁部に予め設けられた銀ペーストパターン上にＩｎ１０８を塗布した。
【０１１６】
前記支持枠１０５及びイオンポンプ容器１２０を接合したリアプレート１０１と、フェースプレート１０９を搬送冶具６０４にセットし、図６に示す真空処理装置の搬出入口６０１を開け、大気圧のロード室６０２に投入する。搬出入口６０１を閉めた後、ロード室６０２を３×１０-5Ｐａ程度まで圧力を下げ、ゲートバルブ６０５を開いて搬送冶具６０４を予め１×１０-5Ｐａ程度に排気手段２である６０７で圧力を下げてある真空処理室６０３に搬入し、ゲートバルブ６０５を閉めた。搬送冶具６０４が所定の位置に収まった後、図７に示すようにリアプレート１０１に上ホットプレート７０６、フェースプレート１０９に下ホットプレート７０７を密着させ、３００℃で１時間加熱した。
【０１１７】
次に、リアプレート１０１とそれを支持する搬送冶具６０４の一部を、上ホットプレート７０６と共に上方向に３０ｃｍ程上昇させた。次に、リアプレート１０１とフェースプレート１０９の間の空間に、一方の蓋状冶具７０３をフェースプレート１０９上に移動した。蓋状冶具７０３内側天井に設置されているＢａゲッタのコンテナに１２Ａの電流を１０秒間づつ順次印加し、Ｂａ膜をフェースプレート１０９のメタルバック膜１１１上に５０ｎｍ付着させた。蓋状冶具である７０３を元に戻し、他方の蓋状冶具７０３についても同様な操作を行った。
【０１１８】
次に、蓋状冶具７０３を元の位置に戻し、リアプレート１０１と搬送冶具６０４の一部である支持具と上側ホットプレート７０６を下げ、上ホットプレート７０６及び下ホットプレート７０７を１８０℃に加熱した。１８０℃で３時間保持した後、リアプレート１０１と搬送冶具６０４の一部である支持具と上側ホットプレート７０６を更に下げ、リアプレート１０１とフェースプレート１０９と支持枠１０５に６０Ｋｇ/ｃｍ2の加重をかけた。この状態で加熱を止め、自然冷却し室温まで温度を下げ封着を完了した。
【０１１９】
ゲートバルブ６０５を開け、真空処理室６０３からロード室６０２に真空容器を搬出し、ゲートバルブ６０５を閉めた後、ロード室６０２を大気まで圧力を戻してから、搬出入口６０１から密封容器を搬出した。上述のように作製した、密封容器にはクラックや割れ等は全く発生していなかった。
【０１２０】
次に、イオンポンプ容器１２０の周囲に２液硬化型エポキシ接着剤のＥＰ００１（セメダイン社製）を塗布し、３００グラムの重りをのせアクリル樹脂からなる支持板１２３を接着硬化した。支持板１２３には、パーマロイからなるヨーク１２２を固定するネジ穴が４箇所あけてある。同時にりん青銅からなる板バネ１１９も同一の接着剤でイオンポンプ容器１２０の所定の位置に接着硬化した。次に、カソード接続端子１１８と導通が取れるようにＩｎハンダで接続した。次に、ヨーク１２２の内側の所定位置に磁石１２１を取り付け、接地線１２６を付けたネジと一緒にガウスメーターで磁場を測定しながら、イオンポンプ中心で最大の磁場になるように磁石１２１の位置を調整しながらネジを締めて固定した。テスターで接地線１２６とカソード接続端子１１８間の導通を確認した。以上のような工程でイオンポンプ１２７を作成した。
【０１２１】
次に、密封容器を画像表示可能なように電圧印加装置と高圧印加装置とケーブルで接続し、更にイオンポンプ１２７のアノード接続端子１１７とカソード接続端子１１８を配線でイオンポンプ電源と配線接続し、イオンポンプ１２７を有する画像表示装置を組み立てた。
【０１２２】
次に、イオンポンプ電源に５ＫＶの電圧をかけ、イオンポンプ中心で１４００Ｇ以上の磁場でイオンポンプ１２７を駆動した。又、画像表示装置に接続された電圧印加装置から１６．７μｓｅｃ、６０Ｈｚ、１５Ｖの画像信号を電子放出素子に供給し、同時に高圧印加装置により１０ＫＶの高圧を印加し表面伝導型電子放出素子１０４を発光させ、画像表示装置を画像表示させた。
【０１２３】
寿命評価のために画像表示装置を連続表示させ、輝度が半分になるまでの時間を測定したところ１５０００時間であった。
【０１２４】
また、信頼性試験として耐衝撃試験を行ったところ、比較例（図９）では１０パネル中５パネルにリークが発生し、画像表示ができなくなったが、本実施例では１パネルもリークが発生しなかった。尚、耐衝撃性試験は、ＪＩＳ  Ｃ  ００４１にもとづいた落下衝撃試験であり、室温（２３±５℃、５０〜７０％ＲＨ）、正弦半波パルス、加速度５０Ｇ、作用時間１１ｍｓ、加速方向６方向の条件で各方向連続３回行った。
【０１２５】
また、パネル容器実装後の画像表示装置の厚みを測定したところ、比較例（図９）に比べ１００ｍｍ程薄くすることができた。
【０１２６】
また、画像を表示したところ、比較例（図９）ではイオンポンプの放電時のノイズの影響及び磁石の磁場の影響で、画質が劣化したが、本発明による画像表示装置の画像はノイズ及び磁場による影響は無かった。
【０１２７】
本実施例で作成した画像表示装置は、イオンポンプがリアプレート裏面にフリットにて接合されたガラスハウジング内に内包されており、リークの発生が無く、小型、薄型、軽量、高信頼性、低コストである。更に、イオンポンプの取り付けが容易にできるので長寿命な画像表示装置を作成できた。
【０１２８】
＜実施例２＞
実施例２として、イオンポンプ容器１２０とカソード接続端子１１８を接続するバネとしてコイルバネ２０１を使用する以外は実施例１と同様にイオンポンプ１２７を有する画像表示装置を作成した。
【０１２９】
次に、密封容器を画像表示可能なように電圧印加装置と高圧印加装置とケーブルで接続し、更にイオンポンプ１２７のアノード接続端子１１７とカソード接続端子１１８を配線でイオンポンプ電源と配線接続し、画像表示装置を組み立てた。
【０１３０】
次に、イオンポンプ電源に５ＫＶの電圧をかけ、イオンポンプ中心で１４００Ｇ以上の磁場でイオンポンプ１２７を駆動した。又、画像表示装置に接続された電圧印加装置から１６．７μｓｅｃ、６０Ｈｚ、１５Ｖの画像信号を電子放出素子に供給し、同時に高圧印加装置により１０ＫＶの高圧を印加し表面伝導型電子放出素子１０４を発光させ、画像表示装置を画像表示させた。
【０１３１】
寿命評価のために画像表示装置を連続表示させ、輝度が半分になるまでの時間を測定したところ１５０００時間であった。
【０１３２】
また、信頼性試験として耐衝撃試験を行ったところ、比較例（図９）では１０パネル中５パネルにリークが発生し、画像表示ができなくなったが、本実施例では１パネルもリークが発生しなかった。
また、容器実装後の画像表示装置の厚みを測定したところ、比較例（図９）に比べ１００ｍｍ程薄くすることができた。
【０１３３】
また、画像を表示したところ、比較例（図９）ではイオンポンプの放電時のノイズの影響及び磁石の磁場の影響で、画質が劣化したが、本発明による画像表示装置の画像はノイズ及び磁場による影響は無かった。
【０１３４】
本実施例で作成した画像表示装置は、イオンポンプがリアプレート裏面にフリットにて接合されたガラスハウジング内に内包されており、リークの発生が無く、小型、薄型、軽量、高信頼性、低コストである。更に、イオンポンプの取り付けが容易にできるので長寿命な画像表示装置を作成できた。
【０１３５】
＜実施例３＞
実施例３として、電子源として電界放出型電子放出素子を用いた画像表示装置について説明する。図８に本実施例で用いた電界放出型電子放出素子８０１の構造を示す。同図において８０２は負電極、８０３は正電極であり、８０５はその先端を鋭角にした電子を放出する電子放出部、８０４は絶縁層である。このような構成において正電極８０３と負電極８０２に正電極８０３が高電位になるように電圧を印加すると、電子放出部８０５に電界が終了しトンネル効果によって電子放出部８０５より電子を放出する。
【０１３６】
以下に本実施例の画像表示装置の作成方法について説明する。リアプレート１０１は実施例１と同一の基板を用い、先ず電界放出型電子放出素子８０１をリアプレート１０１上に作成する。負電極８０２、正電極８０３としての厚さ０．３μｍのＭｏを用い、電界放出部８０５の先端角は４５度、１画素に対応する電子源には１００個の電子放出部８０５を持ち、絶縁層８０４として厚さ１μｍのＳｉＯ2を用いた。Ｍｏ、ＳｉＯ2はスパッタ法によって堆積させ、加工はフォトリソグラフィ技術（エッチング、リフトオフ等の加工技術も含む）によって行った。次に実施例１と同様に同一の方法で、同一の構造、部材の上配線１０２、下配線１０３を形成した。尚、正電極８０３の一部が下配線１０３電気的に接触するように、又負電極８０２の一部が上配線１０２と電気的に接触するようにした。更に実施例１と同様の方法で、同一の構造、部材を使用しリアプレート１０１とフェースプレート１０９を作成した。
【０１３７】
以後は実施例１と全く同様にしてイオンポンプを有する画像表示装置を作成した。このように作成した画像表示装置のイオンポンプ電源に５ＫＶの電圧をかけ、イオンポンプ中心で１４００Ｇ以上の磁場でイオンポンプ１２７を駆動した。又、画像表示装置に接続された電圧印加装置から１６．７μｓｅｃ、６０Ｈｚ、１５Ｖの画像信号を電子放出素子に供給し、同時に高圧印加装置により１０ＫＶの高圧を印加し電子放出部８０５を発光させ、画像表示装置を画像表示させた。
【０１３８】
寿命評価のために画像表示装置を連続表示させ、輝度が半分になるまでの時間を測定したところ１５０００時間であった。
【０１３９】
また、信頼性試験として耐衝撃試験を行ったところ、比較例（図９）では１０パネル中５パネルにリークが発生し、画像表示ができなくなったが、本実施例では１パネルもリークが発生しなかった。
また、パネル筐体実装後の画像表示装置の厚みを測定したところ、比較例（図９）に比べ１００ｍｍ程薄くすることができた。
【０１４０】
また、画像を表示したところ、比較例（図９）ではイオンポンプの放電時のノイズの影響及び磁石の磁場の影響で、画質が劣化したが、本発明による画像表示装置の画像はノイズ及び磁場による影響は無かった。
【０１４１】
本実施例で作成した画像表示装置は、イオンポンプがリアプレート裏面にフリットにて接合されたガラスハウジング内に内包されており、リークの発生が無い、小型、薄型、軽量、高信頼性、低コストである。更に、イオンポンプの取り付けが容易にできるので寿命が長い画像表示装置を作成できた。
【０１４２】
以上説明したように、本発明ではイオンポンプが基板にフリット等にて接合された単純な構成で接合されており、イオンポンプの磁石は着脱可能なヨークに設置されている為、イオンポンプに過重な力がかからないので、リークが無い、軽量、薄型、高信頼性な画像表示装置作成が可能となる。
【０１４３】
更に、イオンポンプがヨークを介して接地されている態様では、イオンポンプの放電によるノイズが無く、且つヨークが磁場を遮蔽する為、磁場による画像への影響が無い為、高品位な画像表示の画像表示装置作成が可能となる。
【０１４４】
また、ゲッタ膜による吸着能力の低い放出ガスをイオンポンプにより排気することが容易に可能となり、画像表示時の放出ガスによる電子源の劣化を抑えることができるので画像表示装置の寿命を大幅に延ばすことが可能となる。
【０１４５】
従って、本発明による画像表示装置の構成を用いることにより、薄型、高品位画像、長寿命、高信頼性な画像表示装置を作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明のイオンポンプを有する画像表示装置を説明する図である。
【図２】本発明のイオンポンプを有する画像表示装置を説明する図である。
【図３】画像表示装置の構成概略図である。
【図４】電子源の一部を説明する図である。
【図５】フォーミング・活性化工程を説明するための図である。
【図６】真空処理装置の構成概略図である。
【図７】真空処理室におけるベーキング、ゲッタフラッシュ、封着工程を説明する図である。
【図８】本発明が適用される電界放出型電子放出素子の構成概略図である。
【図９】従来例によるイオンポンプを有する平板状画像表示装置を示す概略図である。
【図１０】ヨークを取り付けたイオンポンプを示す図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０１  リアプレート
１０２  上配線
１０３  下配線
１０４  表面伝導型電子放出素子
１０５  支持枠
１０６、１２５  フリットガラス
１０７  排気口（開口部）
１０８  Ｉｎ
１０９  フェースプレート
１１０、９０１蛍光体膜
１１１  メタルバック膜
１１２  ゲッタ膜
１１３  スペーサ
１１４  アノード電極
１１５  カソード電極
１１６  Ｔｉ電極
１１７  アノード接続端子
１１８  カソード接続端子
１１９  板バネ
１２０  イオンポンプ容器
１２１  磁石
１２２  ヨーク
１２３  支持板（支持部材）
１２４  接着剤
１２６  接地線
１２８、９０８  イオンポンプ
２０１  コイルバネ
４０１  層間絶縁層
４０２、４０３  素子電極
４０４  電子放出部
４０５  導電性薄膜
５０１、９０６  真空容器
５０２  Оリング
５０３  基板ステージ
５０４  静電チャック
５０５  ターボモレキュラーポンプ
５０６  電源
５０７  コンダクタンスバルブ
５０８  マスフローコントローラ
５０９  溝
５１０  ＩＴＯ膜
６０１  搬出入口
６０２  ロード室
６０３  真空処理室
６０４  搬送冶具
６０５  ゲートバルブ
６０６  排気手段１
６０７  排気手段２
７０１  支持柱
７０２  ゲッタ配線
７０３  蓋状冶具
７０４  ゲッタ配線端子
７０５  ゲッタブラシ状接触電極
７０６  上ホットプレート
７０７  下ホットプレート
８０１  電界放出型電子放出素子
８０２  負電極
８０３  正電極
８０４  絶縁層
８０５  電子放出部
９０２  シール材
９０３  内部電極
９０４  電極構体
９０５  容器本体
９０７  メタルシール
９０９  イオンポンプ電源
【図１】
2006066265.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006066265.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006066265.tif 000008
【図７】
2006066265.tif 000009
【図８】
2006066265.tif 000010
【図９】
2006066265.tif 000011
【図１０】
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