(57)【要約】【課題】電子放出パネルが大面積化しても、そのような大電子放出パネルの検査を短時間で行うことができ、生産性を一層向上させることができる電子放出パネルの検査方法及びその検査装置を得ること。【解決手段】本発明の電子放出パネルの一例である冷陰極電界電子放出画像表示装置用カソード・パネルの検査装置５００は、被検査カソード・パネル１１０Ａを移動させる移動ステージ５３０と、この移動ステージ５３０の平面に対向して配設され、一端面に小開口６７３が形成されている局所真空チャンバー５６０と、その局所真空チャンバー５６０の内部に小開口６７３に臨んで配設されているアノード電極６５２と、そのアノード電極６５２の先端部或いは近傍に配設されている放出電子検出素子６６０或いは蛍光体層と、小開口６７３の周辺に配設され、前記移動ステージ５３０の平面側に面した端面に複数の吸気溝６２４、６２５、６２６と多数の気体噴出孔６３１が形成されている局所真空パッド６２０とを具備して構成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査電子放出パネルを大気中に置いた状態で、前記被検査電子放出パネルの検査しようとする電子放出面を順次局所的に高真空状態にして前記電子放出面から放出する放出電子量を検出して前記被検査電子放出パネルの良否を検査することを特徴とする電子放出パネルの検査方法。
【請求項２】
前記被検査電子放出パネルは、カソード電極、ゲート電極、電子放出電極からなる多数の電子放出素子からなる電子放出面が形成されている冷陰極電界電子放出画像表示装置用カソード・パネルであることを特徴とする請求項１に記載の電子放出パネルの検査方法。
【請求項３】
電子放出面が、カソード電極、ゲート電極、電子放出電極からなる多数の電子放出素子で形成されている冷陰極電界電子放出画像表示装置用カソード・パネルの良否を検査する電子放出パネルの検査方法において、
検査しようとする被検査電子放出パネルを大気中に配設し、該被検査電子放出パネルの前記電子放出面に臨んで、アノード電極及び放出電子検出素子を備えた局所真空チャンバーを接近させ、前記被検査電子放出パネルの電子放出面を順次局所的に高真空状態に保ちながら、該高真空部分の位置に同期して、前記高真空部分の前記カソード電極及び前記ゲート電極に所定の電位差を生じる電圧を印加し、同時に前記アノード電極に前記カソード電極に印加した前記所定の電圧よりも高い電圧を印加して、前記電子放出素子からの放出電子を前記放出電子検出素子で検出し、該検出された放出電子量が所定値に達しているか否かを検査することを特徴とする電子放出パネルの検査方法。
【請求項４】
主チャンバーと、
該主チャンバーの一端面に小開口が形成されており、該小開口に臨んで前記主チャンバー内に配設されているアノード電極と、
前記主チャンバー外に在って、前記小開口に隣接した外周部の同一平面内に複数の吸気溝からなる差動真空手段と該差動真空手段の外周部に気体噴出孔からなる静圧浮上手段とからなる局所真空パッドと
から構成されている局所真空チャンバーと
を中心に構成されていることを特徴とする電子放出パネルの検査装置。
【請求項５】
前記局所真空チャンバーの下方に被検査電子放出パネルを移動する移動ステージが配設されていることを特徴とする請求項４に記載の電子放出パネルの検査装置。
【請求項６】
前記小開口に臨んで放出電子加速器が配設されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の電子放出パネルの検査装置。
【請求項７】
前記主チャンバーの前記一端面と前記局所真空パッドとの間にベローズが配設されていることを特徴とする請求項４に記載の電子放出パネルの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子放出パネル、例えば、冷陰極電界電子放出画像表示装置用カソード・パネルの検査方法及びその検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の画像表示装置が種々商品化されている。そのような平面型の画像表示装置としては、液晶画像表示装置（ＬＣＤ）、プラズマ画像表示装置（ＰＤＰ）、エレクトロルミネッセンス画像表示装置（ＥＬＤ）を挙げることができる。また、開発されている画像表示装置としては、電子放出パネルを利用する、例えば、熱的励起によらず固体から真空中に電子を放出することが可能な冷陰極電界電子放出画像表示装置、所謂フィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）もあり、高解像度、高輝度のカラー表示、及び低消費電力の観点から注目されている。
【０００３】
この冷陰極電界電子放出画像表示装置（以下、「画像表示装置」と略称する場合がある）は、一般に、２次元マトリクス状に配列された各画素に対応して電子放出領域が形成された冷陰極電界電子放出画像表示装置用のカソード・パネル（以下、「カソード・パネル」と略称する場合がある）と電子放出領域から放出された電子との衝突により励起されて発光する蛍光体層を有するアノード・パネルとが真空層を介して対向配置された構成を有する。カソード・パネル上に形成された各電子放出領域は、通常、１つ或いは複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、「電子放出素子」と略称する場合がある）から構成されている。
【０００４】
前記電子放出素子は、一般に、スピント型、エッジ型及び平面型に分類することができる。
【０００５】
ここでは、一例として、スピント型電界電子放出素子を適用した画像表示装置を採り上げ、図９乃至図１２を用いてその画像表示装置及びそのカソード・パネルの良否を検査する従来技術の検査装置の構成、構造を説明する。
【０００６】
図９はスピント型電界電子放出素子を適用した冷陰極電界電子放出画像表示装置の概念図、図１０はスピント型電界電子放出素子を適用した冷陰極電界電子放出画像表示装置におけるカソード・パネル及びアノード・パネルの一部分の模式的な分解斜視図、図１１はカソード・パネルを示していて、同図Ａはその模式的な部分的斜視図、同図Ｂはカソード電極、ゲート電極、電子放出電極の配置を示した分解斜視図、図１２は電子放出部とゲート電極との間が短絡状態にある電子放出素子の模式的な断面側面図、そして図１３は画像表示装置のカソード・パネルの従来技術の検査装置である。
【０００７】
先ず、図９乃至図１１を用いて、一般的なスピント型電界電子放出素子を適用した画像表示装置の構成、構造を説明する。
【０００８】
図９において、符号１００はその画像表示装置を指す。この画像表示装置１００はカソード・パネル１１０及びアノード・パネル２１０とから構成されている。カソード・パネル１１０とアノード・パネル２１０とは僅かな間隔を開けて互いに平行になるように固定され、その空間は真空状態に維持されている。
【０００９】
スピント型電子放出素子であるカソード・パネル１１０は、基板１２１に形成されたカソード電極１２２と、絶縁層１２３と、絶縁層１２３上に形成されたゲート電極１２４と、ゲート電極１２４及び絶縁層１２３を貫通して設けられた開口部１２５内に形成された円錐形の電子放出電極（エミッタ電極）１２６から構成されている。電子放出電極１２６が所定数、２次元マトリクス状に配列されて、１画素を構成する電子放出部１１１が形成される。
【００１０】
図１０に示したように、カソード電極１２２は、第１の方向に配列されている矩形状の電極であり、ゲート電極１２４は、第１の方向とは直交する第２の方向に配列されている矩形状の電極である。カソード電極１２２とゲート電極１２４とが重なったほぼ正方形の領域部分が一つの電子放出部１１１に相当する。そして各ゲート電極１２４には幹配線１２７から枝分かれしている枝配線１２８が接続されており、図示していないが、同様に各カソード電極１２２にも幹配線から枝分かれしている枝配線が接続されている。カソード・パネル１１０は、基板１２１及びこのような複数の電子放出部１１１と配線１２７、１２８などから構成されている。
【００１１】
一方、アノード・パネル２１０は、透明基板２１１上に所定のパターンを有する蛍光体層２１２、具体的には、図１０に示したように、赤色を発光する蛍光体層２１２Ｂ、緑色を発光する蛍光体層２１２Ｇ、及び青色を発光する蛍光体層２１２Ｂが形成され、蛍光体層２１２がアノード電極２１３で覆われた構造となっている。なお、これらの蛍光体層２１２Ｒ、２１２Ｇ、２１２Ｂの間は、カーボンなどの光吸収性材料から成るブラック・マトリクス２１４で埋め込まれており、表示画像の色濁りを防止する。透明基板２１１上における蛍光体層２１２とアノード電極２１３の積層順を前記と逆に構成してもよいが、この場合には、画像表示装置１００の観察面側から見てアノード電極２１３が蛍光体層２１２の手前に来るため、アノード電極２１３をＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）などの透明導電材料にて構成する必要がある。
【００１２】
図９の走査回路１０１から幹配線、枝配線を通じてカソード電極１２２に電圧を印加し、制御回路１０２から幹配線１２７、枝配線１２８を通じてゲート電極１２４に電圧を印加し、カソード電極１２２とゲート電極１２４との間の電位差により生じた電界によって電子放出部に相当する電子放出電極２６の先端から電子ｅが放出される。そして、電子ｅはアノード・パネル２１０に設けられたアノード電極２１３に引き付けられ、アノード電極２１３と透明基板２１１との間に形成された蛍光体層２１２である蛍光体層２１２に衝突する。なお、アノード電極２１３には加速電源１０３から正の電位が加えられる。その結果、蛍光体層２１２が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。電子放出素子の動作は、基本的に、ゲート電極１２４に印加される電圧によって制御されるものである。
【００１３】
現在、平面型（フラットパネル形式）の画像表示装置はますます大画面化されて行く方向にある。平面型画像表示面積が広くなれば、その製造プロセス上の不具合から画面に欠陥が発生することが多々ある。大型の画像表示装置を製造するためには、極めて清浄な処理と高い加工精度が要求される。例えば、３８万画素のカラー画像表示装置を製造するためには１１４万の電子放出領域を形成する必要がある。また、スピント型電子放出素子から画像表示装置を構成する場合には、１つの電子放出領域を数十乃至千個程度のスピント型電子放出素子から構成しなければならない。従って、数μｍ平方未満にそれぞれが近接した数千万以上の微細な電子放出素子を作製する必要がある。
【００１４】
しかし、前記のスピント型電子放出素子の製造工程においては、大面積の画像表示装置を製造するために大面積の基板（例えば、ガラス基板）全体に亙って形成されている、例えば、開口部１２５を形成するためなどの剥離層を形成し、その剥離層の剥離を行う必要があるが、その剥離層の剥離は電子放出素子の欠陥発生の原因となる。また、ドライプロセスにおいても、大面積の基板の加工に際して反応生成物の蓄積量が増加し、パーティクルにより電子放出素子に欠陥が発生し易くなる。
【００１５】
図１２に示したように、ゲート電極１２４と電子放出電極１２６との間に導電性の異物Ｄａが存在すると、ゲート電極１２４と電子放出電極１２６とが短絡する結果、その電子放出素子から電子ｅが放出されなくなり、画像表示装置においては暗点（減点）が出現する。カソード・パネル１１０においては、通常、複数の電子放出部１１１が１次元的に配列された電子放出部１１１列が複数並置されているので、電子放出素子の短絡が発生すると、このような電子放出素子を含む電子放出部１１１列の一列全体の完全なる表示が出来なくなる場合もある。
【００１６】
平面型画像表示面積が広くなれば、前記のようにＦＥＤ用の電子放出素子となるカソード・パネル１１０も、その製造方法の説明は省略したが、その製造プロセス上の不具合から画面に欠陥が発生することが多くなり、製造プロセス内における検査工程が重要になってきている。
【００１７】
その一検査方法としては、カソード・パネル１１０から実際に電子を放出させる表示特性試験がある。この検査方法は、実際の蛍光体層２１２とアノード電極２１３とを組み立て、カソード・パネル１１０とアノード・パネル２１０の間を電子ｅが放出できる高真空まで上げた状態で密閉し、カソード・パネル１１０の電子放出電極１２６から放出した電子ｅを蛍光体層２１２にアノード電極２１３で引き付けて発光させ、その発光した画像を画像検査ユニットで検査する方法がある。
【００１８】
しかし、この検査方法では、カソード・パネル１１０に欠陥があった場合、蛍光体層２１２やアノード電極２１３からなるアノード・パネル２１０まで不良またはカソード・パネル１１０の交換作業が必要となってしまう。
【００１９】
この検査方法の前記課題を解決する手段として、図１３に示したような検査装置３００が本出願人が特許出願し、既に公開されている特開２００１−３５４２３に開示されている。この検査装置３００は、上部が開口したハウジング３１０を具備する。ハウジング３１０内には、検査台３１１が配設されており、検査台３１１の下には検査台昇降シリンダー３１２が取り付けられている。検査台昇降シリンダー３１２は、図示しない移動台座に乗せられており、検査台３１１ごと図１３の紙面垂直方向に移動可能である。検査台３１１の下には、更に、ピン昇降シリンダー３１３が取り付けられており、ピン昇降シリンダー３１３の作動によって検査台３１１を貫通した孔内をピン３１４が上下する。ハウジング３１０は、バルブ３１６を介して真空ポンプ（図示せず）に繋がれており、ハウジング３１０の雰囲気を高真空にすることができる。また、ガス流量制御装置３１７を介してハウジング３１０内にアルゴンガスなどの不活性ガスを導入することができる構造となっている。ハウジング３１０内には、更に、各カソード電極１２２の幹配線（不図示）、各ゲート電極１２４の幹配線１２７の端部に接触し得る構造の検査電圧印加針３１８が、例えば、各カソード電極１２２の幹配線（不図示）と各ゲート電極１２４の幹配線１２７の数だけ配置されている。
【００２０】
ハウジング３１０の開口した上部には、透明基板２１１上に形成された蛍光体層２１２及びアノード電極２１３を有する、アノード・パネル２１０と同様の構成を有するパネル２１０Ａが配置されている。パネル２１０Ａの上方にはＣＣＤを有する受像装置３２０が配設されている。受像装置２２０は画像検査ユニット３２１に接続されている。また、電圧源・走査電圧コントローラ３２２が、画像検査ユニット３２１、検査電圧印加針２１８及びアノード電極２１３に接続されている。
【００２１】
カソード・パネル１１０の動作試験に際しては、上昇位置にあるピン３１４上にカソード・パネル１１０を乗せ、ピン昇降シリンダー３１３を動作させることによってピン３１４を下降させて、カソード・パネル１１０を検査台３１１に載置する。そして、ハウジング３１０に設けられた扉（図示せず）を介して、検査台３１１に載置されたカソード・パネル１１０をハウジング３１０内に搬入した後、ハウジング３１０内を真空ポンプによって高真空雰囲気とする。なお、ガス流量制御装置３１７を介してハウジング３１０内にアルゴンガスなどの不活性ガスを導入し、ハウジング３１０内の圧力を所定の値（例えば、１．２×１０３  Ｐａ）に制御する。この圧力は圧力計３１９でモニターする。
【００２２】
ハウジング３１０内が所望の雰囲気となったならば、検査台昇降シリンダー３１２を作動させて、検査台３１１を上昇させ、カソード・パネル１１０とパネル２１０Ａとの間の距離を、例えば、１ｍｍとする。併せて、幹配線（不図示）の端部に検査電圧印加針２１８を接触させる。そして、電圧源・走査電圧コントローラ３２２から検査電圧印加針２１８、幹配線、そしてそれぞれの枝配線を介して電子放出部のカソード電極１２４に走査用電圧（例えば、１０ボルト）を印加し、検査電圧印加針２１８、幹配線１２７、枝配線１２８を介して電子放出部のゲート電極１２４に制御用電圧（例えば、１５ボルト）を印加し、更に、アノード電極２１３に加速用電圧（例えば、１．５Ｋボルト）を印加する。これによって、電子放出電極１２６の先端部から電子ｅが放出される。
【００２３】
そして、電子ｅは、パネル２１０Ａに設けられたアノード電極２１３に引き付けられ、アノード電極２１３と透明基板２１１との間に形成された発光体層である蛍光体層２１２に衝突する。その結果、蛍光体層２１２が励起されて発光し、所望の画像を得ることができる。
【００２４】
かかる画像を受像装置２２０にて受像し、受像装置２２０からの信号を画像検査ユニット２２１にて処理する。電子放出部１１１に欠陥がある場合、かかる電子放出部１１１に対応する画素に基づく画像には暗点や輝点、輝度ムラなどが発生する。このような画像異常を生じさせた電子放出部１１１（以下、「動作不良の電子放出部１１１」と呼ぶ）の位置を画像検査ユニット２２１にて解析し、図示しないディスプレイに表示する。或いは、動作不良の電子放出部１１１の位置データをカソード・パネル１１０の欠陥処理装置などに送る。
【００２５】
表示特性試験完了後、ハウジング３１０内の雰囲気を大気雰囲気とし、検査台昇降シリンダー３１２を作動させて、検査台３１１を下降させ、カソード・パネル１１０が載置された検査台３１１をハウジング３１０から搬出する。
【００２６】
【特許文献１】
特開２００１−３５４２３（第１８頁、図４３）
【発明が解決しようとする課題】
前記の検査装置３００の場合は、アノード電極２１３と蛍光体層２１２とはハウジング３１０の開口上に設置されているものを使用するため、カソード・パネル１１０が不良であっても、アノード・パネル２１０、発光体層２１２を不良にすることはないが、ハウジング３１０内を高真空にするための時間が掛かり、生産タクトに大きく影響するという課題がある。
【００２７】
また、ＦＥＤの画像表示面積がこれから広くなって行く方向にあることから、ハウジング３１０をますます大きくする必要があり、それは生産タクトにも大きく悪影響を与えるという課題がある。
【００２８】
更にまた、検査装置３００が大型化すると、装置そのもののコストも上がり、それが製品に跳ね返るという課題もある。
【００２９】
従って、本発明はこれらのような課題を一挙に解決しようとするものであって、電子放出パネルの一例である冷陰極電界電子放出表示装置用のカソード・パネルが大面積化しても、そのような大カソード・パネルの検査を短時間で行うことができ、生産性を一層向上させることができる電子放出パネルの検査方法及びその検査装置を得ることを目的とするものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
それ故、前記課題を解決するために、本発明の電子放出パネルの検査方法は、被検査電子放出パネルを大気中に置いた状態で、前記被検査電子放出パネルの検査しようとする電子放出面を順次局所的に高真空状態にして前記電子放出面から放出する放出電子量を検出して前記被検査電子放出パネルの良否を検査することを特徴とする。
【００３１】
本検査方法は、特に被検査電子放出パネルとして、カソード電極、ゲート電極、電子放出電極からなる多数の電子放出素子からなる電子放出面が形成されている冷陰極電界電子放出画像表示装置用カソード・パネルの検査に用いて好適である。
【００３２】
そのようなカソード・パネルの良否を検査する検査方法としては、検査しようとする被検査電子放出パネルを大気中に配設し、その被検査電子放出パネルの前記電子放出面に臨んで、アノード電極及び放出電子検出素子を備えた局所真空チャンバーを接近させ、前記被検査電子放出パネルの電子放出面を順次局所的に高真空状態に保ちながら、その高真空部分の位置に同期して、前記高真空部分の前記カソード電極及び前記ゲート電極に所定の電位差を生じる電圧を印加し、同時に前記アノード電極に前記カソード電極に印加した前記所定の電圧よりも高い電圧を印加して、前記電子放出素子からの放出電子を前記放出電子検出素子で検出し、その検出された放出電子量が所定値に達しているか否かを検査することを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の他の発明である電子放出パネルの検査装置は、主チャンバーと、その主チャンバーの一端面に小開口が形成されており、その小開口に臨んで前記主チャンバー内に配設されているアノード電極と、前記主チャンバー外に在って、前記小開口に隣接した外周部の同一平面内に複数の吸気溝からなる差動真空手段とその差動真空手段の外周部に気体噴出孔からなる静圧浮上手段とからなる局所真空パッドとから構成されている局所真空チャンバーとを中心に構成されていることを特徴とする。その局所真空チャンバーの下方に被検査電子放出パネルを移動する移動ステージを配設することが望ましい。また、前記小開口に臨んで放出電子加速器を配設することが望ましい。更に、前記主チャンバーの前記一端面と前記局所真空パッドとの間にベローズを配設することが望ましい。
【００３４】
従って、本発明の電子放出パネルの検査方法及びその検査装置によれば、従来技術における検査しようとする冷陰極電界電子放出画像表示装置用カソード・パネルのような電子放出パネルを収容するための大容積の真空ハウジングを必要とせず、被検査カソード・パネルを大気中に置いた状態で検査することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図を用いて、本発明の電子放出パネルの検査方法及びその検査装置を説明する。なお、電子放出パネルの一例として、以下、冷陰極電界電子放出画像表示装置用カソード・パネルを取り上げ、以下、これを単に「カソード・パネル」と略記して、その検査装置及びその検査方法を説明する。
【００３６】
図１は本発明の一実施形態の検査装置の全体像を示した斜視図、図２は図１に示した局所真空チャンバーを拡大して示した断面斜視図、図３は図２に示した局所真空チャンバーの局所真空パッドのみを示していて、その下方から見た拡大平面図、図４は図３に示した局所真空パッドのＡ−Ａ線上における断面側面図、図５は図３に示した局所真空パッドのＢ−Ｂ線上における断面側面図、図６は図３のＣ−Ｃ線上における断面側面図で示した局所真空パッドと同一の断面線上の局所真空チャンバーを拡大して示した断面側面図、図７は本発明の局所真空チャンバーに用いて好適な放出電子加速器を示していて、同図Ａはその上面図、同図Ｂはその下面図、同図Ｃは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面側面図、そして図８は図７に示した放出電子加速器、アノード電極、放出電子検出素子との位置関係の一例を示した断面側面図である。
【００３７】
先ず、図１乃至図６を用いて、本発明の一実施形態の検査装置の構成、構造を説明する。
【００３８】
図１において、符号５００は本発明の検査装置を指す。この検査装置５００は、架台５１０、制御装置５２０、ＸＹ軸移動ステージ５３０、プロバー付きパレット５４０、コンベア５５０、局所真空チャンバー６００などから構成されており、制御装置５２０は架台５１０の下方内部に、そしてＸＹ軸移動ステージ５３０、プロバー付きパレット５４０、コンベア５５０、局所真空チャンバー６００は架台５１０の上方に配設されて構築されている。
【００３９】
架台５１０の四辺形の載置台５１１は、その下面四隅に取り付けられている４本の脚部５１３で支えられており、その載置台５１１の表面は脚部５１３の下端に取り付けられている高さ調整ネジ５１２を調整することにより水平に調節される。
【００４０】
載置台５１１の下方には検査装置５００を制御するコンピュータからなる制御装置５２０が収納されている。この制御装置５２０は本発明の要部ではないので、その説明は割愛する。
【００４１】
載置台５１１の上面にはＸＹ軸移動ステージ５３０が載置、固定されており、更に、その上にプロバー付きパレット５４０が載置、固定されている。コンベア５５０は搬入用コンベア５５１と搬出用コンベア５５２とからなり、プロバー付きパレット５４０の前方に搬入用コンベア５５１が、プロバー付きパレット５４０の後方に搬出用コンベア５５２が配設されている。
【００４２】
搬入用コンベア５５１によりプロバー付きパレット５４０の上面に検査しようとする被検査カソード・パネル１１０Ａが搬入、載置され、検査終了後は搬出用コンベア５５２から搬出されるように構成されている。
【００４３】
載置台５１１には支持部材５１２が取り付けられている。この支持部材は５１２は、載置台５１１の一側辺に垂直に固定された基端板５１３とこの基端板５１３の上端から載置台５１１の水平面に平行に、その載置台５１１の上面に対して延在する水平支持板５１４とからなる。水平支持板５１４の中央部には取付孔５１５が開けられており、この取付孔５１５に後記する局所真空チャンバー６００が差し込まれ、取付部材５１６で固定されている。局所真空チャンバー６００の下端部分は、検査のための作動中は、被検査カソード・パネル１１０Ａの表面に当接しないように微細な間隔、例えば、１０μｍ程度の間隔が開くように調節されて固定される。
【００４４】
次に、図２乃至図６を用いて、本発明の検査装置５００の心臓部である局所真空チャンバー６００の構成、構造について説明する。
【００４５】
この局所真空チャンバー６００は、主チャンバー６１０、局所真空パッド６２０、連結部材６４０、アノード電極部材６５０、放出電子検出素子６６０などから構成されている。
【００４６】
主チャンバー６１０はアルミ材で形成されており、その形状は下端部分の開口６１２の直径が上端部分の開口６１３の直径より小さくなるすり鉢状の胴体部６１１に形成されており、更に、その上端部分には開口６１３の外方に突出した円盤状のフランジ６１４が形成されている。なお、後記するが、主チャンバー６１０の内周面とこの主チャンバー６１０内に配設されているアノード電極部材６５０の外周面との間に形成される隙間Ｇに存在する気体を排気する主真空ポンプ（不図示）が前記隙間Ｇに連結されることを付言しておく。
【００４７】
本発明の一大特徴部分である局所真空チャンバー６００は、図３〜図６に拡大して示したように、主チャンバー６１０の下面に連結部材６４０を介して取り付けられた局所真空パッド６２０と放出電子加速器６７０とを備えている。
【００４８】
この局所真空パッド６２０は、図３乃至図６にも示したように、上端部に円環状のフランジ６２１が、下面の中央部に円形の開口６２２が、そしてその開口６２２の外周部の内側には差動真空手段６２３が、更にその外側に静圧浮上手段６３０が設けられている扁平な円盤体が形成されており、そしてまた、開口６２２の内周面に放出電子加速器６７０がはめ込まれている。
【００４９】
差動真空手段６２３は、図示の実施形態の場合、局所真空パッド６２０の開口６２２が形成されている下面に、その開口６２２側から同心円に形成された３本の吸気溝、即ち、第１吸気溝６２４、第２吸気溝６２５、第３吸気溝６２６と、それぞれの吸気溝６２４、６２５、６２６にそれぞれ連通し、局所真空パッド６２０の側面に形成されている一対の第１吸気口６２７、一対の第２吸気口６２８、１個の第３吸気口６２９と、図示していないが、それぞれの吸気口６２７、６２８、６２９にそれぞれ接続される第１、第２、第３の副真空ポンプとから構成されている。これらの吸気口６２７、６２８、６２９には前記不図示の第１、第２、第３の副真空ポンプに連結されたパイプ（不図示）が接続される。
【００５０】
放出電子加速器６７０の小開口６７３に最も近い第１吸気溝６２４からは一対の第１副真空ポンプで最も強く吸気して、その吸気した気体を外部に排気し、中央部の第２吸気溝６２５からは一対の第２副真空ポンプで中間の強さで吸気して、その吸気した気体を外部に排気し、そして最外周の第３吸気溝６２６からは第３副真空ポンプで最も弱く吸気して、その吸気した気体を外部に排気する。それぞれの吸気溝６２４、６２５、６２６を独立した真空ポンプ（不図示）により吸気することにより、この小開口６７３側に向かうにつれて真空圧が上がることを、本発明では差動真空機能と称する。この差動真空機能により、小開口６７３から局所真空チャンバー６００の内部を高真空に維持することが可能な構造に構成されている。
【００５１】
また、吸気溝６２４、６２５、６２６の外方には、静圧浮上手段６３０が設けられている。静圧浮上手段６３０は円環状で多孔質部材からなる気体噴出孔６３１と、これに連結される気体噴き出しポンプ（不図示）とからなり、そして気体噴出孔６３１に連通する噴き出し気体注入口６３２が局所真空パッド６２０の側面に形成されている。この噴き出し気体注入口６３２には前記不図示の気体噴き出しポンプに連結されるパイプ（不図示）が接続される。
【００５２】
この静圧浮上とは、検査のための作動中、気体噴出孔６３１から噴き出された気体により局所真空チャンバー６００を回転或いは回動させることなく被検査カソード・パネル１１０Ａの表面から、例えば、１０μｍ程度の僅かな間隙を開けて浮上させる動作を指す。
【００５３】
局所真空チャンバー６００は連結部材６４０を介して前記主チャンバーの下部に取り付けられている。この連結部材６４０は、伸縮部材である断面が円形のベローズ６４１、円環状の上部取付板６４２、同じく円環状の下部取付板６４３などとから構成されている。連結部材６４０はベローズ６４１が上部取付板６４２と下部取付板６４３との間にサンドイッチ状に挟まれて固定されている構造のものであり、そのような構造の連結部材６４０の上部取付板６４２の上面は主チャンバー６１０の下方の開口６１２の端部に固定されており、下部取付板６４３の下面が局所真空パッド６２０の上面の開口６２２周辺に固定されている。このように、主チャンバー６１０と局所真空パッド６２０との間にベローズ６４１を含む連結部材６４０を介在させることにより、気体噴出孔６３１から被検査カソード・パネル１１０Ａの被検査面に噴出させた気体の圧力によりベローズ６４１が収縮し、局所真空チャンバー６００を被検査カソード・パネルの被検査面から浮上させることができる。
【００５４】
なお、主チャンバー６１０、上部取付板６４２、ベローズ６４１、下部取付板６４３、局所真空パッド６２０はそれらの順で下方に行くに従って窄むように外形及び内径寸法共に徐々に小さい寸法で形成されている。
【００５５】
次に、放出電子加速器６７０が局所真空パッド６２０の前記開口６２２内にはめ込まれている。この放出電子加速器６７０は、図７に示したように、フランジ６７２が形成された円盤状の電気絶縁性材の支持体６７１を中心にした構造のもので、その中心部に小開口６７３が形成されており、上面には後記するアノード電極部材６５０の先端部が小開口６７３の周辺に形成されている上電極６７４に接近できるように凹部６７７が形成されている。この凹部６７７に小開口６７３の周辺に前記上電極６７４が、支持体６７１下面の小開口６７３の周辺に下電極６７５が配設されており、小開口６７３の内周面には高抵抗膜６７６が形成された構造の電子部品である。
【００５６】
この放出電子加速器６７０は、図８に拡大して示したように、局所真空パッド６２０の開口６２２内にはフランジ６７２で高さ位置が規制されてめ込まれている。図８では、後記するアノード電極部材６５０及び放出電子検出素子６６０が放出電子加速器６７０の上面から離して図示されているが、実際には少なくとも放出電子検出素子６６０が凹部６７７内に入り込ませ、上電極６７４に接近させる。
【００５７】
そしてアノード電極６５２に所定のプラス電位の電圧を印加しておき、下電極６７５を、例えば、マイナス電位に、上電極６７４を、例えば、０電位に設定しておけば、被検査カソード・パネル１１０Ａから放出された電子ｅは放出電子加速器６７０の前記電位差によって加速されてアノード電極６５２に引き寄せられ、放出された電子ｅは放出電子検出素子６６０により、より一層確実に捕捉することができる。
【００５８】
アノード電極部材６５０は、図２及び図６に示したように、アノード電極支持部材６５１とアノード電極６５２とから構成されている。アノード電極支持部材６５１は絶縁体で円錐体形をしており、その最先端部から僅かに下がった部分で中心線に直角に前記先端部を切断して僅かな平面が形成されている構造のもので、その中心線を前記小開口６７３の中心と一致させ、その先端部平面が小開口６７３に臨むように逆さにして主チャンバー６１０内に配設されている。そしてアノード電極支持部材６５１の外周面は主チャンバー６１０、上部取付板６４２、ベローズ６４１、下部取付板６４３、局所真空パッド６２０の内周面に接触しないように僅かな隙間Ｇが開くような寸法で形成されている。
【００５９】
前記平面にはプレート状のアノード電極６５２が取り付けられていて、そのアノード電極６５２には所定の電圧が印加されるように給電線６５３が接続されている。給電線６５３はアノード電極支持部材６５１の周面に沿って配線されている。
【００６０】
そして、このアノード電極６５２の表面に放出電子を検出するプレート状の放出電子検出素子６６０が取り付けられている。
【００６１】
前記のような構造で構成された局所真空チャンバー６００は、図１に示したように、架台５１０に支持部材１３４の水平支持板５１４に取付部材５１６で取り付けられ、図示していない高さ調整手段で微細に高さが調整されて、被検査カソード・パネル１１０Ａに対して所定の高さになるように支持、固定されている。
【００６２】
なお、記すまでもないが、局所真空チャンバー６００の主チャンバー６１０の上方開口６１３は、図１に示したように、蓋体６１５で密閉される。
【００６３】
以上、説明したように、本発明の一実施形態の検査装置５００は構成されている。次に、この検査装置５００の動作を説明する。
【００６４】
先ず、主チャンバー６１０の上方の開口６１３を蓋体６１５で密閉し、局所真空パッド６２０にはめ込んである放出電子加速器６７０の小開口６７３を不図示のゲートバルブで閉じた状態で、主チャンバー６１０とアノード電極部材６５０との隙間Ｇに存在する気体を主真空手段である真空ポンプ（不図示）により吸気し、外部に排気する。
【００６５】
次に、主チャンバー６１０を高真空に維持した状態で、ＸＹ軸移動ステージ５３０のＸ軸ステージ５３１上に固定されているプロバー付きパレット５４０の表面から上方に持ち上げておき、またはサテライトステージ（不図示）を準備し、その方に移動させることにより小開口６７３内を高真空に維持した状態で、搬入用コンベア５５１から搬入された被検査カソード・パネル１１０Ａを、大気中に存在するプロバー付きパレット５４０上に載置、固定し、被検査カソード・パネル１１０Ａの各ゲート電極１２４の幹配線１２７端子及びカソード電極１２２の幹配線（不図示）端子にプロバーを接続して、所定の電圧を各電極に印加しておく。また、アノード電極６５２にも所定の電圧を印加しておく。
【００６６】
次に、差動真空手段６２３の前記第１、第２、第３の副真空ポンプ（不図示）を作動させ、または作動した状態で待機しており、そして静圧浮上手段６３０の気体噴出孔６３２から気体噴き出しポンプ（不図示）を作動させて静圧の気体、例えば、窒素ガス（Ｎ２  ）を噴出させた状態で、被検査カソード・パネル１１０Ａの電子放出素子面に対して所定の高さ位置まで降下させ、被検査カソード・パネル１１０Ａと接触しない程度の高さ、例えば、１０μｍ程度で浮上させる。
【００６７】
同時に差動真空手段６２３も作動させておく。この動作は、前記のように、差動真空手段６２３の第１の副真空ポンプで小開口６７３に最も近い吸気溝６２４から最も強く吸気して、その吸気した気体を外部に排気し、第２の副真空ポンプで中央部の吸気溝６２５から中間の強さで吸気して、その吸気した気体を外部に排気し、そして第３の副真空ポンプで最外周の吸気溝６２６から最も弱く吸気して、その吸気した気体を外部に排気する。
【００６８】
同時に、ゲートバルブを開けて主真空ポンプを作動させ、主チャンバー６１０及び局所真空パッド６２０の内部の気体を吸引し、外部へ排気する。
【００６９】
このように被検査カソード・パネル１１０Ａの検査中、差動真空手段６２３、静圧浮上手段６３０、主真空ポンプを同時に、かつ常時、作動させることにより、差動真空手段６２３の差動真空機能により、気体噴出孔６３１から噴射された気体が主ポンプの吸引作用で局所真空パッド６２０及び放出電子加速器６７０の小開口６７３から局所真空チャンバー６００の内部に吸い込まれようとする気体を遮断し、主チャンバー６１０及び局所真空パッド６２０内を高真空に保つことができる。
【００７０】
このように差動真空手段６２３の吸気溝６２４、６２５、６２６から気体を吸気して行くことにより、主チャンバー６１０、局所真空パッド６２０の中、被検査カソード・パネル１１０Ａの測定箇所を高真空に維持することができる。被検査カソード・パネル１１０Ａのうねりや浮上量の誤差はベローズ６４１により吸収される。
【００７１】
局所真空チャンバー６００の局所真空パッド６２０下面の浮上量は、静圧浮上手段６３０の気体噴出孔６３１から吹き出している気体の圧力と差動真空手段６２３による差動吸気真空と、局所真空チャンバー６００（局所真空パッド６２０）の小開口６７３の高真空の負の圧力とのバランスで一定量に維持される。
【００７２】
小開口６７３の一例の寸法は、直径２ｍｍ程度、真空度は１０−４程度、局所真空チャンバー６００の局所真空パッド６２０の下面が被検査カソード・パネル１１０Ａから浮上する高さは１０μｍ程度に保つことができる。
【００７３】
局所真空パッド６２０内及び被検査カソード・パネル１１０Ａの検査領域面はこのように高真空に維持されていることから、画像表示装置１００（図９）のアノード電極２１３に代わるアノード電極６５２に所定の電圧を印加し、同時に、被検査カソード・パネル１１０Ａの所定の１画素或いは複数画素に相当する電子放出部１１１（図９）のカソード電極１２２及びゲート電極１２４に電位差を付けて所定の電圧をプロバー付きパレット５４０から掛け、ＸＹ軸移動ステージ５３０の動きに同期して順次切り替えながら電圧を印加すると、被検査カソード・パネル１１０Ａが正常であれば、その１画素或いは複数画素に相当する電子放出部１１１の複数の全電子放出電極１２６から電子ｅが放出する。放出された電子ｅはゲート電極１２４に掛けられた電圧より高い電圧を掛けた局所真空パッド６２０内に配置しているアノード電極６５２により引き寄せられる。アノード電極６５２及び放出電子加速器６７０により引き寄せられた電子ｅは放出電子検出素子６６０に当たり、一画素分または数画素分の電子ｅのエネルギー量が規定値に達しているかを検出し、制御装置５２０内のコンピュータにより測定される。
【００７４】
一画素分または数画素分の電子放出量が測定されると、ＸＹ軸移動ステージ５３０を使用して位置を移動し、次の部分の画素の電子ｅを放出させて電子放出量を順次測定する。この時、ＸＹ軸移動ステージ５３０の移動とプロバー付きパレット５４０による被検査カソード・パネル１１０Ａに掛ける電位の位置を同期させることにより、局所真空パッド６２０で作り出されている局所的な高真空領域部分の画素にのみ電位が掛かるシステムになっている。
【００７５】
このような手順で被検査カソード・パネル１１０Ａ全面を検査し、測定が終了したら局所真空パッド６２０の小開口６７３をゲートバルブを閉じ、局所真空パッド６２０を上方に逃がし、検査済み被検査カソード・パネル１１０Ａを搬出用コンベア５５２で搬出し、次に、搬入用コンベア５５１で次の検査を要する被検査カソード・パネル１１０Ａをプロバー付きパレット５４０上に供給する。
【００７６】
以上の説明から明らかなように、本発明は局所真空技術を使用することにより大気中に配設した被検査カソード・パネルの電子放出上面に局所的な真空状態を作り出し、電子の放出状態を検査する方法を採ったことから、ＦＥＤの被検査カソード・パネルの電子放出状態を被検査カソード・パネル単体で検査することができようになり、局所真空パッドを使用することにより高真空に維持する領域を必要最小限とすることができ、しかも被検査カソード・パネルの大きさが変化しても、高真空に維持する容積は同一でのままでよい。
【００７７】
また、被検査カソード・パネルを全て真空チャンバー内に収納することなく、電子放出状態を検査することが可能になった。
【００７８】
そしてまた、局所真空パッドは被検査カソード・パネルの交換時に高真空を維持したまま待機するため、被検査カソード・パネルの交換後、直ちに検査を開始することができ、従来技術の全真空ハウジングを使用した検査装置に比べ被検査カソード・パネルの交換に要する時間を最小限に押さえることができるようになった。
【００７９】
更に、ＸＹ軸移動ステージ、プロバー付きパレットも真空チャンバー外に配設でき、使用する部品も選択が容易になり、設備価格を安く押さえることが可能になった。
【００８０】
前記実施形態の検査装置５００においては、局所真空パッド６２０の開口６２２に放出電子加速器６７０を装着して、被検査カソード・パネル１１０Ａから放出された電子ｅをアノード電極６５２及び放出電子検出素子６６０の方へ加速、収束させるために用いたが、アノード電極６５２のみで前記電子ｅを放出電子検出素子６６０に十分に引き付けることができるならば、その放出電子加速器６７０を省略することができる。
【００８１】
また、放出電子検出素子６６０の一つとして蛍光体をアノード電極６５２の表面或いはその近傍に配設し、その発光体に電子ｅを衝突させて蛍光体の発光状態を、その蛍光体上方に配置した光学顕微鏡で拡大し、受像装置で画像を取り込み、表示特性を評価する検査方法を採ることもできる。
【００８２】
前記の説明においては、被検査カソード・パネル１１０として、スピント型電子放出素子を採り上げて説明したが、本発明はエッジ型及び平面型電子放出素子にも適用できることを付言しておく。
【００８３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、
１．従来技術の検査装置のように被検査電子放出パネルを全て真空ハウジング内に収納することなく、電子放出状態を検査することができる。従って、検査装置のサイズを小型化することが可能になったこと
２．従来技術の全真空ハウジングを使用した検査装置に比べ被検査電子放出パネルの交換に要する時間を極端に縮小できるようになったこと
３．ＸＹ軸移動ステージ、プロバー付きパレットなど付属の設備を真空チャンバー外に配設できることから、使用する部品も選択の幅が広がり、設備価格を安く押さえることが可能になったこと
など、数々の優れた効果がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の検査装置の全体像を示した斜視図である。
【図２】図１に示した局所真空チャンバーを拡大して示した断面斜視図である。
【図３】図２に示した局所真空チャンバーの局所真空パッドのみを示していて、その下方から見た拡大平面図である。
【図４】図３に示した局所真空パッドのＡ−Ａ線上における断面側面図である。
【図５】図３に示した局所真空パッドのＢ−Ｂ線上における断面側面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ線上における断面側面図で示した局所真空パッドと同一の断面線上の局所真空チャンバーを拡大して示した断面側面図である。
【図７】本発明の局所真空チャンバーに用いて好適な放出電子加速器を示していて、同図Ａはその上面図、同図Ｂはその下面図、同図Ｃは同図ＡのＡ−Ａ線上における断面側面図である。
【図８】図７に示した放出電子加速器、アノード電極、放出電子検出素子との位置関係の一例を示した断面側面図である。
【図９】スピント型電界電子放出素子を適用した冷陰極電界電子放出画像表示装置の概念図である。
【図１０】スピント型電界電子放出素子を適用した冷陰極電界電子放出画像表示装置におけるカソード・パネル及びアノード・パネルの一部分の模式的な分解斜視図である。
【図１１】カソード・パネルを示していて、同図Ａはその模式的な部分的斜視図、同図Ｂはカソード電極、ゲート電極、電子放出電極の配置を示した分解斜視図である。
【図１２】電子放出部とゲート電極との間が短絡状態にある電子放出素子の模式的な断面側面図である。
【図１３】画像表示装置のカソード・パネルの従来技術の検査装置である。
【符号の説明】
１００…画像表示装置、１１０…カソード・パネル、１１０Ａ、１１１…電子放出部、１２２…カソード電極、１２４…ゲート電極、１２６…電子放出電極（エミッター電極）、１２５…ゲート電極１２４の開口部、１２７…幹配線、１２８…枝配線、２１０…アノード・パネル、２１２…蛍光体層、２１３…アノード電極、５００…本発明の一実施形態の検査装置、５１０…架台、５１１…載置台、５１２…支持部材、５３０…ＸＹ軸移動ステージ、５４０…プロバー付きパレット、６００…局所真空チャンバー、６１０…主チャンバー、６２０…局所真空パッド、６２３…差動真空手段、６２４…第１吸気溝、６２５…第２吸気溝、６２６…第３吸気溝、６２７…第１連結口、６２８…第２連結口、６２９…第３連結口、６３０…静圧浮上手段、６３１…気体噴出孔、６３２…噴き出し気体注入口、６４０…連結部材、６４１…ベローズ、６５０…アノード電極部材、６５１…アノード電極支持部材、６５２…アノード電極、６６０…放出電子検出素子、６７０…放出電子加速器、６７３…小開口、ｅ…電子、Ｇ…隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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