(57)【要約】【課題】  本発明は、電子源特性の経時変化が少なく、画像の輝度むら、色ずれの殆ど目だ立たない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と、対向して配置され、蛍光膜１１１とアノード電極膜１１０を有する画像形成基板１１２と、磁場発生手段１２１とを備える画像表示装置であって、磁場発生手段によって発生させた磁場の磁束密度の前記電子源基板に平行な成分が、前記電子放出素子の位置において０．０１テスラ以下であることを特徴とする。【選択図】    図１
2006066273.tif 000002
【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と、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膜を有する画像形成基板と、磁場発生手段とを備える画像表示装置であって、
前記磁場発生手段によって発生させた磁場の磁束密度の前記電子源基板に平行な成分が、前記電子放出素子の位置において０．０１テスラ以下であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記磁場発生手段は、前記電子源基板または画像形成基板に接続されたイオンポンプの永久磁石であ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】
前記磁場発生手段は、一対の磁極を有する単一の永久磁石であ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】
前記磁極の方向が前記電子源基板に略垂直であ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】
前記磁場発生手段と、最も近接している前記電子放出素子との距離が、５ｍｍ以上であ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６】
前記磁場発生手段は、スピーカに付帯する永久磁石であることを特徴とする請求項１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。その薄型平面表示装置は、図９に示すように、蛍光面９０１を有する前面パネル９０２とこれと気密的に封止されて、前面パネル９０２との共動によって真空容器９１０を構成する容器本体９０３とを有し、この容器本体９０３内に電極構体９０５が配されている。電極構体９０５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９１５即ち変調電極により変調し蛍光面９０１に向かわせて映像表示を行う。容器本体９０３には真空維持のためイオンポンプ９０８が接続され、真空容器９１０内が10-6Pa（10-8torr）以下の圧力に保持されている。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）を磁場発生手段９２０によって印加し、陽極９１２と陰極９１３との間に3〜5ｋＶの高電圧をかけイオンポンプ９０８を稼動させ、10-6Pa以下の圧力例えば10-8Pa程度の超高真空を得ることができる。
【０００６】
しかし、磁場発生手段９２０から漏洩した磁場が、画像を表示させるための電子ビームに作用し、同ビームの軌道を変化させ、蛍光体に到達した時本来到達すべき位置からずれを生じさせる。そのため蛍光体以外の部材に衝突したり、隣の蛍光体に達し輝度が低下したり、カラー画像においては色ずれを起こす問題がある。
【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】
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、画像の輝度むら、色ずれが低減された画像表示装置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】
【０００８】
本発明は以下の事項に関する。
【０００９】
１．  複数の電子放出素子が配列された電子源基板と、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膜を有する画像形成基板と、磁場発生手段とを備える画像表示装置であって、
前記磁場発生手段によって発生させた磁場の磁束密度の前記電子源基板に平行な成分が、前記電子放出素子の位置において０．０１テスラ以下であることを特徴とする画像表示装置。
【００１０】
２．  前記磁場発生手段は、前記電子源基板または画像形成基板に接続されたイオンポンプの永久磁石であることを特徴とする上記請求項１記載の画像表示装置。
【００１１】
３．  前記磁場発生手段は、一対の磁極を有する単一の永久磁石であることを特徴とする上記２記載の画像表示装置。
【００１２】
４．  前記磁極の方向が前記電子源基板に略垂直であることを特徴とする上記３記載の画像表示装置。
【００１３】
５．  前記磁場発生手段と、最も近接している前記電子放出素子との距離が、５ｍｍ以上であることを特徴とする上記１記載の画像表示装置。
【００１４】
６．  前記磁場発生手段は、スピーカに付帯する永久磁石であることを特徴とする上記１記載の画像表示装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁場発生手段から発生する磁場の磁束密度の前記電子源基板に平行な成分が、前記電子放出素子の位置において所定の強度以下であるため、電子源から出た走行中の電子ビームの磁場による偏向が小さく、画像の輝度むら、色ずれの殆ど目だ立たない画像表示装置を提供することができる。
【００１６】
また、一対の磁極を有する単一の永久磁石を用いる態様においては、例えばイオンポンプのように、前記電子源基板または画像形成基板に直接接続され、電子放出素子に近接した位置に永久磁石を設置する必要があるときでも、永久磁石から離れると急速に磁束密度が低下するので、電子ビームへの影響を低減できる。
【００１７】
また、本発明では蛍光体以外に当たる電子の量が減少するため、放出ガスが少ないため、電子源の寿命が延び、またゲッタの寿命が伸びる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。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。
【００１９】
図１は本発明の画像表示装置の構成を示す概略図の一例である。図1に示すように、リアプレート１０１は、ガラス等の基板の内側に形成された上配線１０２、下配線１０３、更に電子源である複数の表面伝導型電子放出素子１０４を有し、フェースプレート１１２には、透明なガラス基板の内側に蛍光体膜１１１とアノード電極膜であるメタルバック膜１１０とゲッタ膜１０９が形成されている。支持枠１０５は、リアプレート１０１と接合部材１０６で接合され、フェースプレート１１２とは接合部材１０７で接合され、真空容器である外囲器を形成する。複数のスペーサ１０８は、大気圧支持部材である。
【００２０】
イオンポンプ１２３は、イオンポンプ容器１１５の一部とフリットガラス等の接合部材１１４によってリアプレート１０１の排気口１１３に接合されている。イオンポンプ容器１１５は円筒形のアノード電極１１９、対向するカソード電極１１６を内包し、アノード接続端子１２０、カソード接続端子１１８を有する。カソード電極１１６上には金属板１１７が設置されている。更にイオンポンプ容器１１５の外側には、磁場発生手段である所のヨーク１２２に取り付けられた永久磁石１２１が設置されている。アノード接続端子１２０とカソード接続端子１１８は、アノード電極１１９、カソード電極１１６に高電圧を供給するための真空気密された端子である。
【００２１】
図２（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、下配線１０３、上配線１０２、および上配線１０２と下配線１０３を電気的に絶縁する層間絶縁膜２０１などが示されている。
【００２２】
図２（ｂ）は、図２（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、素子電極２０２、２０３、導電性薄膜２０５、電子放出部２０４などが示されている。
【００２３】
図１の構成において、リアプレート１０１およびフェースプレート１１２としては、一般的なガラス基板、またはＳｉＯ2等の各種機能性膜を表面に形成したガラス基板等が用いられる。
【００２４】
表面伝導型電子放出素子１０４の素子電極(図２の２０２，２０３に相当)の材料としては、一般的導電体が用いられる。作製法は真空蒸着法、スパッタ法、化学気相堆積法等を用いる事で電極材料を成膜し、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。要するに所望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。
【００２５】
導電性薄膜２０５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好適である。導電性薄膜２０５は、例えばインクジェット塗布装置等を用いて有機金属薄膜を塗布し、加熱焼成処理して形成する。導電性薄膜２０５の形成法として、その他に真空蒸着法、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、或いはリフトオフ、エッチング等の加工技術と組み合わせた方法を採用してもよい。
【００２６】
電子放出部２０４は導電性薄膜２０５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、更に素子に活性化と呼ぶ処理を施す事が望ましい。次に複数の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ついて説明する。
【００２７】
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)を用いることができる。表面型電子放出素子１０４の素子電極２０２、２０３に、上配線１０２および下配線１０３がそれぞれ接続されている。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。また上配線１０２と下配線１０３が重なるところには、層間絶縁膜２０１を挟み、電気的な絶縁をとる。層間絶縁膜２０１は上配線１０２、及び、下配線１０３の作成方法と同様の作成方法で作成することができる。
【００２８】
フェースプレート１１２の内側に塗布された蛍光体膜１１１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。
【００２９】
蛍光体膜１１１上にはアノード電極膜であるメタルバック膜１１０が形成されている。メタルバック膜１１０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１１０は、蛍光体膜１１１で発生した光のうち、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１１０はフェースプレート１１２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１１０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する。
【００３０】
支持枠１０５とフェースプレート１１２を接合する接合部材１０７、また支持枠１０５とリアプレート１０１を接合する接合部材１０６は、真空気密可能なインジウム等の低融点金属又は合金、フリットガラスが好適である。即ち真空気密が保たればその手段には制限されない。
【００３１】
またイオンポンプ容器１１５とリアプレート１０１の接合も、真空気密可能なインジウム等の低融点金属又は合金、フリットガラスが好適である。同様に真空気密が保たればその手段には制限されない。
【００３２】
ゲッタ膜１０９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。
【００３３】
スペーサ１０８は大気圧によって画像表示装置が破壊されないように支持するための部材で、適度な機械的な強度と十分な電気的な耐電圧と電子ビームに悪影響を及ぼさない電気的特性を有している。
【００３４】
イオンポンプ１２３のカソード電極１１６の表面には対向して吸着性能の高めるためＴi、Ｔａ等の金属板１１７を設置する。カソード電極１１６とアノード電極１１９の材料として金属或いは合金が使用可能であるが、ステンレス合金がその放出ガス特性、耐酸化性から好適である。イオンポンプ容器１１５の材料として、ガラス、金属、セラミックス等が可能であり、真空に維持でき磁場を通すものであれば特にその材質には制限されない。
【００３５】
磁石１２１はフェライト、サマリウム-コバルト合金、ネオジウム合金、アルニコ合金等の材質からなる永久磁石が好適である。磁石１２１は、図に示すようにヨーク１２２に取り付けられることが好ましく、それによって漏洩磁束を低減することができる。カソード電極１１６とアノード電極１１９で囲まれた空間内では、０．０８Ｔ以上の磁束密度の磁場を発生させることが好ましい。
【００３６】
磁石から発生した磁場の一部が電子ビームにまで達すると、電子ビームの軌道を変化させる。電子ビームの主要部分はリアプレート１０１からフェースプレート１１２に向かって垂直に走行するので、磁場のリアプレート１０１に垂直な成分は電子ビームの軌道に殆ど影響を及ぼさない。従って、電子ビーム軌道の偏向を問題にする場合には、リアプレートに平行な磁束密度の成分を考慮すればよい。そこで磁場の画像への影響を調べたところ、リアプレートに平行な磁束密度の成分が、電子放出素子の位置において０．０１Ｔである場合に、画像への影響は５０人中４８人が問題ないと判断した。
【００３７】
本発明では、磁石から発生する磁場の磁束密度のリアプレートに平行な成分が、電子放出素子の位置において０．０１Ｔ以下となるように構成される。
【００３８】
従来のイオンポンプでは、２つの永久磁石を対にして、円筒形のアノード電極１１９の軸と磁束密度の方向が平行で、引き合うようにイオンポンプ容器１１５の周囲に設置していた。それによって、カソード電極１１６とアノード電極１１９で囲まれた空間内の広い範囲で均一な磁束密度が得られイオン化の機会が増えるため排気速度が向上する。一方、本発明の一態様では、一対の磁極を有する１つの永久磁石を用いる。１つの永久磁石を用いた場合には、均一な磁束密度領域は狭くなり、排気速度が減少するが、磁石１２１から離れると急速に磁束密度が減少するため、画像表示用の電子ビームへの影響がより軽減される。ヨーク１２２の材質は鉄、ニッケル、パーマロイ等の合金等が好適である。特に、リアプレートの平行方向の磁束密度が小さくなるように、図１に示すように、イオンポンプの永久磁石の磁極の方向（ＳＮの向き）がリアプレートになるべく垂直にすることが好ましい。例えば、９０°±４５°の範囲、好ましくは９０°±３０°の範囲、さらに好ましくは９０°±１５°の範囲であり、最も好ましくは略垂直（９０°±５°の範囲）である。
【００３９】
このような構成により、カソード電極１１６とアノード電極１１９で囲まれた空間内では、０．０８Ｔ以上の磁束密度の磁場を発生させながら、磁束密度のリアプレートに平行な成分が、電子放出素子の位置において容易に０．０１Ｔ以下とすることができる。このとき、ヨークと最も近い電子放出素子までの距離は、５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上の範囲で選ぶことができる。
【００４０】
アノード電極１１９とカソード電極１１６には、アノード接続端子１２０とカソード接続端子１１８を通して１kV〜１０kVの電圧をアノード電極がプラスになる様に印加する。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１２３を駆動する電圧としては２〜５ＫＶが好適に用いられる。前記電圧を印加すると、アノード電極１１９とカソード電極１１６で囲まれる空間に残留する電子を種に放電が起こる。放電によって発生した残留ガスの陽イオンはカソード電極１１６上の金属板１１７に衝突し金属板１１７を構成する物質（例えばＴi等）をスパッタする。そのスパッタされた金属は活性で残留ガスを化学的に吸着し真空ポンプとして働く。又イオンは衝突の際カソード電極１１６や金属板に打ち込まれ、又荷電を失い中性粒子となり方向を変えアノード電極１１９にも打ち込まれ、更にスパッタ物質で覆われるため容易に脱出できないのでＡｒ等の希ガスも排気することができる。
【００４１】
前述の構成において、イオンポンプ１２３に前記電圧を印加し、上配線１０２に接続された走査駆動回路（不図示）、下配線１０３に接続された変調駆動回路(不図示)より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印加する。その結果表面伝導型電子放出素子１０４より前記電気信号に従った電子ビームが発生し、メタルバック膜１１０、蛍光体膜１１１に印加された高電圧(１〜1５ＫＶ)によって加速され、蛍光体膜１１１に衝突し蛍光体を発光させ、画像を表示する。
【００４２】
画像が表示されると、電子が衝突した部分からガスが放出される。これらのガスの内表面伝導型電子放出素子１０４の特性に影響を及ぼすＨ2、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ等のガスはゲッタ膜１０９に吸着される。一方、不活性ガスであるＡｒは、ゲッタ膜１０９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１２３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による表面伝導型電子放出素子１０４の劣化が抑えられる。従って、長時間画像表示をしても輝度劣化の少ない長寿命の画像表示装置が得られる。
【００４３】
尚、電子放出手段である電子源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、要するに電子を放出する素子であれば、特に制限はされない。また電子源への給電方法は単純マトリッ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、本発明を応用できる。
【００４４】
またイオンポンプ１２３は、リアプレート１０１の他にフェースプレート１１２に設置してもよく、その場合も本発明の応用が可能である。
【００４５】
また、イオンポンプの磁石からの影響ばかりでなく、スピーカに付帯する永久磁石からの磁場の漏れの影響も同様に、磁場の磁束密度のリアプレートに平行な成分が、電子放出素子の位置において０．０１Ｔ以下になるようにすることで、画像の輝度むら、色ずれが極めて低減された画像表示装置を提供することができる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨に反しない限り適宜変更できるものである。
【００４７】
＜実施例１＞
この実施例では、図１に示す画像表示装置について説明する。
【００４８】
まず、画像表示装置の真空容器である外囲器の作製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１１２として厚さ２．８ｍｍ、大きさ１９０ｍｍ×２７０ｍｍのガラス板（ＰＤ−２００：旭ガラス製）を用い、リアプレート１０１の電子源側表面には５００ｎｍのＳｉＯ2（不図示）を成膜し、裏面には５０ｎｍのITO膜（不図示）を成膜し、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１１３を開けたものを用いた。
【００４９】
電子源である表面伝導型電子放出素子１０４の素子電極２０２及び２０３は、前記リアプレート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の形状に加工した。
【００５０】
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(４００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２０１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。
【００５１】
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で、スプレー法にて散布し、１０４℃で加熱乾燥した。導電性薄膜２０５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０.１５Ｗｔ％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、φ４０μmの導電性薄膜１０４とした。
【００５２】
支持枠１０５は、厚さ２mm、外形１５０mm×２３０mm、幅１０mmのガラス製（ＰＤ−２００；旭ガラス）のものを用いた。リアプレート１０１に接続する面に、フリットガラスであるＬＳ７３０５（日本電気硝子社製）をディスペンサーによって塗布した。４３０℃、３０分間加熱し焼成を行った。
【００５３】
以上のように作成したリアプレート１０１を図３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３に示すように、基板ステージ３０３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３０２によりシールし、真空容器３０１によって覆った。基板ステージ３０３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３０４を有していて、リアプレート１０１の裏面に形成されたＩＴＯ膜(不図示)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。
【００５４】
次にフォーミング工程以降の工程を以下のように行った。真空容器３０１の内部を磁気浮上型ターボモレキュラ-ポンプ３０５で排気し、１０-4Ｐａまで排気し、信号発生器３０６で発生させたパルス幅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はグランドに接地した。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３０８によって制御し、一方真空容器３０１からの排気流量は流量制御用のコンダクタンスバルブ３０７によって制御した。導電性薄膜２０５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２０５に亀裂を形成し電子放出部２０４を作成した。
【００５５】
次に活性化工程を行った。真空容器３０１内を１０-5Ｐａまで排気した後、真空容器３０１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に信号発生器３０６で発生したパルス幅１ｍsecの矩形波パルスを印加し、全ての表面伝導型電子放出素子１０４を活性化した。活性化終了後、真空容器３０１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。
【００５６】
イオンポンプ容器１１５の大きさはＷ３０ｍｍ×Ｄ３０ｍｍ×Ｈ３０ｍｍで成型加工したガラス製（ＰＤ−２００；旭ガラス社製）である。イオンポンプ容器１１５にはＳＵＳ３０４ステンレス製の円筒形状のアノード電極１１９と相対向する平板状のカソード電極１１６が内包され、カソード電極１１６の中心部はＴｉ製の金属板１１７が設置されている。カソード電極１１６とアノード電極１１９は夫々カソード接続端子１１８とアノード接続端子１２０に接続されている。カソード接続端子１１８とアノード接続端子１２０はジュメット線で構成され、イオンポンプ容器１１５とフリットで真空気密を保ち固定され、外部に取り出せる構造にした。
【００５７】
次に、リアプレート１０１と接合するイオンポンプ容器１１５の場所（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。更にイオンポンプ容器１１５ごと４００℃、３０分間加熱し前記仮焼成を行い、更に４８０℃、３時間真空中で加熱脱ガスを行った。圧力１０-4Ｐａの真空ベーク炉中で、前記イオンポンプ容器１１５とリアプレート１０１を所望の位置に仮固定し、両者を５０００Ｐａの圧力で加圧しながら、３９０℃に加熱８０分間加熱しフリットからなる接合部材１１４で接合した。
【００５８】
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１０８を設置した。スペーサ１０８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。
【００５９】
一方フェースプレート１１２には、蛍光体膜１１１として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）とが交互に形成し、さらに厚さ２００ｎｍのアルミニウム薄膜よりなるメタルバック膜１１０を形成した。次に、フェースプレート１１２周縁部に予め設けられた銀ペーストパターン(不図示)上にInからなる接合部材１０７を塗布した。
【００６０】
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１１２を図４に示す真空処理装置の搬送冶具４０４にセットし、搬出入口４０１を開け、ロード室４０２に投入する。搬出入口４０１を閉めた後、ロード室４０２を３×１０-5Ｐａ程度まで真空ポンプ４０６で排気する。ゲートバルブ４０５を開き、予め真空ポンプ４０７によって１×１０-5Ｐａ程度に排気してある真空処理室４０３に搬送冶具４０４を搬入し、ゲートバルブ４０５を閉めた。搬送冶具４０４が所定の位置に収まった後、真空処理室４０３に設置した図５に示すような上ホットプレート５０４にリアプレート１０１、下ホットプレート５０５にフェースプレート１１２を密着させ、３００℃で１時間加熱した。
【００６１】
次に、リアプレート１０１とそれを支持する搬送冶具４０４の一部を、上ホットプレート５０４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１１２の間の空間に、一方の蓋状冶具５０３を支持部材５０１を回転させフェースプレート１１２上に移動した。蓋状冶具５０３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秒間づつ順次通電し、Ｂａ膜をフェースプレート１１２のメタルバック膜１１０上に５０ｎｍ付着させた。蓋状冶具である５０３を元に戻し、他方の蓋状冶具５０３についても同様な操作を行った。  次に、蓋状冶具５０３を元の位置に戻し、リアプレート１０１と搬送冶具４０４の一部である支持具と上側ホットプレート５０４を下げ、上ホットプレート５０４及び下ホットプレート５０５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４０４の一部である支持具と上側ホットプレート５０４を更に下げ、リアプレート１０１とフェースプレート１１２と支持枠１０５とを、３．９ＭＰａの圧力で加圧した。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。ゲートバルブ４０５を開け、真空処理室４０３からロード室４０２に真空容器を搬出し、ゲートバルブ４０５を閉めた後、ロード室４０２を大気圧まで圧力を戻してから、搬出入口４０１から密封容器を搬出した。こ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。
【００６２】
次に、軟鉄製のヨーク１２２にネオジウム製の磁石１２１（φ20mm、厚さ20mm）を固定し、更にイオンポンプ容器１１５の周囲に固定した。その時カソード電極１１６間の中心部の磁束密度は０．１2Tになる様にした。この時磁石１２１から最も近い表面伝導型電子放出素子１０４の場所での磁束密度のリアプレート１０１に平行な成分は０．０１Tであった。
【００６３】
次に、高圧電源（不図示）よりメタルバック膜１１０に１０kVの直流電圧を印加し、更にイオンポンプ１２３のアノード接続端子１２０とカソード接続端子１１８にアノード電極１１９がプラスになる様に３ｋVの電圧を印加し、上配線１０２に接続された走査駆動回路（不図示）、下配線１０３に接続された変調駆動回路(不図示)より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印加し、画像を表示させた。イオンポンプ１２３に最も近い画像領域でも、画像の不均一性、色ズレは５０人の判定者の内4８人が問題なしと判断した。
【００６４】
以上説明したように、本発明の実施例で作成した画像表示装置は、画像の不均一性、色ズレが改善され又イオンポンプによりＡｒが排気されるため寿命が長く、また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、軽量、高信頼性、低コストである特徴がある。
【００６５】
＜実施例２＞
この実施例では、図６に示すように、イオンポンプ１２３をフェースプレート６１２に設置した例を説明する。同図に示すように、排気口６１３はフェースプレート１１２にあけられている。その他これまでの図で示した部材と同一の符号を持つ部材は同一の部材を示す。まず、画像表示装置の真空容器である外囲器の作製方法について述べる。
【００６６】
リアプレート６０１は、排気口を設けていないこと以外は実施例１と同一である。次に、実施例１と同様に、表面伝導型電子放出素子１０４、上配線１０２、下配線１０３をリアプレート６０１上に形成し、更に実施例１と同一の支持枠１０５を封着し、実施例１と同様にフォーミング、活性化を行った。次に、支持枠１０５上にＩｎを塗布し、上配線１０２上に、実施例１と同様にスペーサ１０８を設置した。
【００６７】
フェースプレート６１２は実施例１と同じものを使い、ただし画像領域外で外枠1０５の内側にφ８の排気口６１３を空けた。更に実施例１と同様に、蛍光体膜１１１、黒色導電材、メタルバック膜１１０を作製し、実施例１と同一のイオンポンプ容器１１５を実施例１と同様の方法でフェースプレート６１２の排気口６１３上に接合した。更にフェースプレート６１２周縁部に予め設けられた銀ペーストパターン上にＩｎ１０７を塗布し、また支持枠１０５上にもＩｎを塗布した。
【００６８】
次に前記支持枠１０５を接合したリアプレート６０１と、イオンポンプ容器１１５を接合したフェースプレート６１２を実施例１と同様に図４に示す真空処理装置を用いて接合した。このようにして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。
【００６９】
次に、実施例１と同一に磁石１２１を固定しヨーク１２２を固定した。この時磁石１２１から最も近い表面伝導型電子放出素子１０４の場所での磁束密度のリアプレート１０１に平行な成分は０．００８Tであった。
【００７０】
次に、高圧電源（不図示）よりメタルバック膜１１０に１０kVの直流電圧を印加し、更にイオンポンプ１２３のアノード接続端子１２０とカソード接続端子１１８にアノード電極１１９がプラスになる様に３ｋVの電圧を印加した。更に上配線１０２に接続された走査駆動回路（不図示）、下配線１０３に接続された変調駆動回路(不図示)より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印加し、画像を表示させた。イオンポンプ１２３に最も近い画像領域でも、画像の不均一性、色ズレは５０人の判定者の内４９人が問題なしと判断した。
【００７１】
＜実施例３＞
この実施例では、図７に示すように電界放出型電子放出素子７００を電子源として用いた例を説明する。同図に示すように、リアプレート７０１上の絶縁層７０４に、負電極７０２、正電極７０３、その先端を鋭角にした電子を放出する電子放出部７０５が形成されて、電界放出型電子放出素子７００が構成されている。このような構成において正電極７０３と負電極７０２に正電極７０３が高電位になるように電圧を印加すると、電子放出部７０５に電界が集中しトンネル効果によって電子放出部７０５より電子を放出する。
【００７２】
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７０１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７００をリアプレート１０１上に作成する。負電極７０２、正電極７０３としての厚さ０.３μｍのＭｏを用い、電界放出部７０５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７０５を持ち、絶縁層７０４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７０３の一部が下配線１０３と電気的に接触するように、又負電極７０２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、同一イオンポンプ容器１１５を接合したしたリアプレート７０１と、フェースプレート（不図示）を作成した。リアプレート７０１と、フェースプレートを実施例１と同様に図４に示す真空処理装置を用い接合した。このようにして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。
【００７３】
次に、実施例１と同一に磁石１２１を固定しヨーク１２２を固定した。この時磁石１２１から最も近い電界放出型電子放出素子７００の場所での磁束密度のリアプレート１０１に平行な成分は０．００９Ｔであった。
【００７４】
次に、高圧電源（不図示）よりメタルバック膜１１０に１０kVの直流電圧を印加し、更にイオンポンプ１２３のアノード接続端子１２０とカソード接続端子１１８にアノード電極１１９がプラスになる様に３ｋVの電圧を印加し、上配線１０２に接続された走査駆動回路（不図示）、下配線１０３に接続された変調駆動回路(不図示)より電界放出型電子放出素子７００に画像信号である走査信号と変調信号を印加し、画像を表示させた。イオンポンプ１２３に最も近い画像領域でも、画像の不均一性、色ズレは５０人の判定者の内４９人が問題なしと判断した。
【００７５】
＜実施例４＞
この実施例では、図８に示すようにオーディオ信号を音に変換するスピーカを設置した例について説明する。同図において、スピーカ８００は、振動部８０１、磁石８０２およびヨーク８０３を有し、画像表示装置のケース８０４に取り付けられている。尚、イオンポンプ１２３は設置しているが図８には図示しておらず、またその他これまでの図で示した部材と同一の符号を持つ部材は同一の部材を示す。
先ずスピーカ８００以外は実施例１と同様に画像表示装置を作製した。次にスピーカ８００を設置した。この時磁石８０２から最も近い表面伝導型電子放出素子１０４の場所における、磁束密度のリアプレート１０１に平行な成分は０．００８Ｔであった。次にケース８０４を装着した。
【００７６】
次に、高圧電源（不図示）よりメタルバック膜１１０に１０ｋＶの直流電圧を印加し、更にイオンポンプ１２３のアノード接続端子１２０とカソード接続端子１１８にアノード電極１１９がプラスになる様に３ｋＶの電圧を印加し、上配線１０２に接続された走査駆動回路（不図示）、下配線１０３に接続された変調駆動回路(不図示)より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印加し、画像を表示させた。スピーカ８００に最も近い画像領域でも、画像の不均一性、色ズレは５０人の判定者の内４８人が問題なしと判断した。
【００７７】
以上説明したように、本発明の画像表示装置では、電子発生手段の位置で磁束密度の内リアプレートに平行な成分を０．０１テスラ以下とすることで、電子軌道に対する影響を低減し、画像の輝度ばらつきや色むらを認識させない画像表示装置を提供することができるようになった。また磁石を有するイオンポンプ、スピーカを、限界まで近づけることができるのでコンパクトな画像表示装置を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明による画像表示装置の１態様を示す概略構成図である。
【図２】電子源を説明する図である。
【図３】フォーミング・活性化工程を行う装置を説明する図である。
【図４】真空処理装置の概略構成図である。
【図５】真空処理装置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６】本発明による画像表示装置の１態様を示す概略構成図である。
【図７】電界放出型電子放出素子の概略構成図である。
【図８】スピーカを設置した実施例を示す概略構成図である。
【図９】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０１、６０１、７０１  リアプレート
１０４  表面伝導型電子放出素子
１０５  支持枠
１０７  接合部材
１０８  スペーサ
１０９  ゲッタ膜
１１０  メタルバック膜
１１１  蛍光体膜
１１２、６１２  フェースプレート
１１５  イオンポンプ容器
１１６  カソード電極
１１９  アノード電極、
１２１  磁石
１２３  イオンポンプ
２０２、２０３  素子電極
２０４  電子放出部
２０５  導電性薄膜
３０１  真空容器
３０３  基板ステージ
３０５  磁気浮上型ターボモレキュラ-ポンプ
４０２  ロード室
４０３  真空処理室
４０４  搬送冶具
５０３  蓋状冶具
５０４  上ホットプレート
５０５  下ホットプレート
７００  電界放出型電子放出素子
７０５  電子放出部
８００  スピーカ
８０２  磁石
９０２  前面パネル
９１０  真空容器
９０５  電極構体
９０８  イオンポンプ
９１２  陽極
９１３  陰極
９２０  磁界発生手段
【図１】
2006066273.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006066273.tif 000007
【図６】
2006066273.tif 000008
【図７】
2006066273.tif 000009
【図８】
2006066273.tif 000010
【図９】
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