JP2003086123A

JP2003086123A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2003086123A
Application number: JP2001279604A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Arai; 由高荒井; Mitsutoshi Hasegawa; 光利長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-03-20
Also published as: US6762547B2; US20030058192A1

Abstract

(57)【要約】【課題】真空容器内部の圧力上昇を防ぎつつ、画質を
維持し、ディスプレイ動作時のアノード板との放電が低
減された画像表示装置を提供する。【解決手段】電子源が配置された電子源基板と、これ
に対向配置され前記電子源からの電子の照射により画像
を表示する画像表示部材とを含む外囲器を備える画像表
示装置であって、前記外囲器内には更に、前記電子源基
板と前記画像表示部材とに挟まれる画像表示領域の内に
配置された第１のゲッタと、前記画像表示領域の外に配
置されたリング状の非蒸発型ゲッタである第２のゲッタ
とを備えることを特徴とする画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲッタを備えた画
像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子源から放出された電子ビームを、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
画像を表示する装置においては、電子源と画像形成部材
とを内包する真空容器の内部の圧力を高真空状態に保持
しなくてはならない。通常、画像形成装置の真空容器は
ガラス部材を組み合わせて、接合部をフリットガラス等
により接着して形成されており、いったん接合が完了し
た後の圧力の維持は、真空容器内に設置されたゲッタに
よって行われる。

【０００３】ゲッタとは、ポンプなどで排気した後の真
空中で、真空を維持するために配置する材料の一般的名
称である。ゲッタは、蒸発型と非蒸発型に大別でき、蒸
発型ゲッタは、高周波加熱、通電加熱などの手段により
文字どおり対向面に材料を蒸発させて金属薄膜を形成
し、真空中の残留ガスとの化学反応（吸着）により、残
留ガスの運動を妨げ、真空度を維持するものである。こ
れに対し、非蒸発型ゲッタは、通電加熱などの手段によ
りゲッタにエネルギーを与えることで、その表面を被覆
している金属酸化物、炭化物、窒化物などが、ゲッタ内
部に拡散し、新たに金属面が表面に析出して、真空中の
残留ガスと反応できるようになり、真空度を維持するも
のである。一般に、金属表面を出す作業を活性化とい
い、この作業によりゲッタが真空維持の機能を発現する
ようになる。蒸発型でも、非蒸発型でも、真空中の残留
ガスと反応して真空を維持する能力に大差はないが、蒸
発型は、対向する面に金属を蒸発させて金属膜の面積を
稼ぐために、蒸発型ゲッタと対向面との間隔は比較的長
いほうが望ましい一方で、非蒸発型に、そのような制限
はない。また、非蒸発型は、表面に残留ガスが吸着して
吸着能力が飽和した後に、再度活性化を施せば、表面の
金属酸化物、炭化物、窒化物などが再度内部に拡散して
新たに金属面を析出させることが可能であり、活性化が
可能な範囲において繰り返し使用することができる。な
お、活性化が可能な範囲とは、ゲッタを使用する環境に
支配され、より高真空で活性化を行うほうが望ましい。

【０００４】通常のＣＲＴでは、このようなゲッタとし
て、Ｂａを主成分とする蒸発型ゲッタ合金を使用し、接
合が完了した真空容器内で通電あるいは高周波により加
熱し、容器内壁に蒸着膜を形成、これにより内部で発生
したガスを吸着して高真空を維持している。ＣＲＴで
は、その特徴的な形状のために、真空容器内部に電子源
や画像形成部材の配置されていない壁面が十分にあっ
て、この部分に蒸発型ゲッタを蒸着することができる。

【０００５】一方、多数の電子放出素子を平面基板上に
複数配置して電子源とし、この電子源と画像形成部材と
で構成する真空容器内で電子源から発生される電子をア
ノードで加速して画像形成部材に衝突させ、画像を表示
する平板状ディスプレイの開発が近年盛んである。平板
状ディスプレイでは、真空容器の容積はＣＲＴに比べ小
さくなるのに対し、ガスを放出する壁面の面積は減少せ
ず、このためＣＲＴと同程度のガスの発生があった場合
の容器内の圧力の上昇が大きくなり、これによる電子源
への影響は深刻となる。加えて、平板状ディスプレイの
場合には、真空容器内壁の面積の多くを、電子源と画像
形成部材が占めている。この部分に上記のような蒸着型
のゲッタ膜が付着すると、配線のショートなどの悪影響
が生ずるため、一般的にはゲッタ膜を形成できる場所は
電子源や画像形成部材の配置されていないところに限定
される。例えば、真空容器内部の端などをゲッタ膜の形
成に用い、画像形成部材と電子源とで構成される部分
（以下「画像表示領域」とよぶ）にゲッタ材が付着しな
いようにすることが考えられるが、平板状ディスプレイ
の大きさがある程度大きくなると、ガス放出量と比較し
て十分なゲッタ蒸着膜の面積を確保することが困難とな
る。

【０００６】また、平板状ディスプレイでは、真空容器
内で、局所的に圧力が上昇する問題が生じる場合があ
る。真空容器内で、ガスを発生する部分は、主として電
子ビームにより照射される画像形成部材と、電子源とで
ある。平板状ディスプレイにおいては、画像形成部材と
電子源が接近しているため、画像形成部材から発生した
ガスは、十分拡散する前に電子源に到達して局所的な圧
力上昇をもたらす。特に、画像表示領域の中央部で発生
したガスは、ゲッタ膜を形成した領域まで拡散するのが
困難なため、周辺部に比べ局所的な圧力上昇がより大き
く現われるものと考えられる。

【０００７】そこで、平板状ディスプレイでは、画像表
示領域外に加えて、画像表示領域内にもゲッタ材を配置
して、発生したガスを即座に吸着するようにした構成が
考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、画像表示領域
の周囲に配置する非蒸発型ゲッタの大きさがある程度大
きくなると、画像表示のためのアノード板との距離が近
くなり、ディスプレイ動作時に印加する高圧との間で放
電を生じる恐れがある。放電が発生すると、一般的に
は、放電が発生する電圧以上の高圧は印加できなくな
り、より高輝度の画像の提供が不可能となる。

【０００９】また、非蒸発型ゲッタを活性化する際の熱
膨張により、製造プロセスにおいて平板状ディスプレイ
を構成する部材と予期しない接触をし、場合によっては
ディスプレイ自身を破損することもある。これを防止す
るためには、精度の高い設置が不可欠となり、歩留まり
低下につながることが考えられる。

【００１０】加えて、非蒸発型ゲッタを通電加熱するこ
とで活性化する場合には、真空容器外部に通電用の端子
を取り出す必要があり、端子からの真空リークによる歩
留まり低下も考えられる。

【００１１】さらに、表示する画質によって、ディスプ
レイを構成する真空容器の高さ設計値には上限、下限が
存在する。高さ設計値によっては、従来の非蒸発型ゲッ
タの体積では、真空容器内部に配置できない場合があ
る。一方で、あまりに寸法の小さい芯材には、ゲッタが
固着できないという技術的課題も存在している。

【００１２】本発明の目的は、真空容器内部の圧力上昇
を防ぎつつ、画質を維持し、ディスプレイ動作時のアノ
ード板との放電が低減された画像表示装置を提供するこ
とである。

【００１３】また、本発明の目的は、画像表示領域の周
囲に設けた非蒸発型ゲッタの、活性化時における破損や
真空リークを防ぎ、歩留まりの高い画像表示装置を提供
することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子源が配置
された電子源基板と、これに対向配置され前記電子源か
らの電子の照射により画像を表示する画像表示部材とを
含む外囲器を備える画像表示装置であって、前記外囲器
内には更に、前記電子源と前記画像表示部材とに挟まれ
る画像表示領域の内に配置された第１のゲッタと、前記
画像表示領域の外に配置されたリング状の非蒸発型ゲッ
タである第２のゲッタとを備えることを特徴とする画像
表示装置である。

【００１５】また、上記の本発明は、前記第２のゲッタ
は、前記第１のゲッタを取り囲む４辺に配置されている
こと、あるいは、前記第１のゲッタは、非蒸発型ゲッタ
であること、あるいは、前記第１のゲッタは、複数の電
子放出素子と該複数の電子放出素子の配線とを含む電子
源の当該配線上に配置されていること、をより好ましい
形態として含むものである。

【００１６】また、リング状の非蒸発型ゲッタは、金属
または合金を芯材としてかかる芯材上に非蒸発型ゲッタ
材が固着して構成を有するものであることが好ましく、
また、上記芯材は、上記非蒸発型ゲッタを活性化する温
度以上の融点を持つことが好適である。

【００１７】また、上記第２のゲッタは、画像表示装置
の外囲器を形成後に、かかる外囲器の外部より高周波加
熱により活性化されることが好ましい。

【００１８】尚、本発明において、画像表示領域とは、
対向し合う電子源基板と画像表示部材とに挟まれる領域
を意味する。

【００１９】好ましくは、画像表示部材は、蛍光膜及び
メタルバックからなり、電子源基板と対向する基体の内
面に配置されるが、蛍光体とメタルバックのいずれもが
かかる基体の全内面に配置されるものではない。よっ
て、画像表示領域の外とは、蛍光膜あるいはメタルバッ
クの存在しない前記基体面と前記電子源基板面とで挟ま
れる領域である。

【００２０】本発明の画像表示装置では、画像表示領域
内に配置したゲッタと、画像表示領域外に配置したリン
グ状の非蒸発型ゲッタとの併用により、電子源から発生
するガスおよび電子ビームが画像表示部材に衝突するこ
とで発生するガスを吸着し、即座に排気できる。特に、
画像表示領域の外周囲に存在する部材からの放出ガスの
吸着に関しては、画像表示領域内のゲッタよりも先に吸
着、排気する。そして、局所的な圧力の上昇を防ぎ、か
つ動作中の放電や、製造中の真空リークや破損を防ぐこ
とが出来る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の好ましい態様を例に挙げて説明する。図１は、電子源
基板１上の画像表示領域の外側に非蒸発型ゲッタ材を有
するリング１０を配置した模式図である。

【００２２】非蒸発型ゲッタ材を有するリング１０は、
例えば、外径２００μmのニクロムを芯線とし、この芯
線に約５μmの厚みの非蒸発型ゲッタ材が固着してい
る。なお、リング１０が直接基板に固定できない場合に
は、デュメット、４２６アロイ等で形成した固定部材１
８を介して、電子源基板１に固定する構成とすることも
できる。高さは、固定部材１８も含め、約１mmである。

【００２３】以下図２の（ａ）、（ｂ）を用いて説明す
る。図２（ａ）は本発明の画像表示装置の構成の一例を
模式的に示す斜視図である。1は電子源基板で、複数の
電子放出素子が配置され、後述する配線を施したもので
ある。３はＸ方向配線（上配線）で、２はＹ方向配線
（下配線）である。４は電子放出部が形成された導電性
膜で、素子電極５、６との間に形成され、これら素子電
極に接続されている。前記部材４、５、６にて構成され
る電子放出素子は、表面伝導型電子放出素子と呼ばれる
ものである。また、７は上配線３上に配置した非蒸発型
ゲッタ（第１のゲッタ）で、画像表示領域内にある。１
０は、外径２００μmのニクロムを芯材とし、非蒸発型
ゲッタ材としてＺｒ-Ｖ系合金を固着したリングで、４
２６アロイから成る不図示の固定部材により電子源基板
１に固定されており、真空容器外部から高周波加熱可能
な構造となっている。尚、このリング状の非蒸発ゲッタ
１０（第２のゲッタ）は、図２（ａ）で示された画像表
示装置の電子源基板１の平面図である図２の（ｂ）で示
されるように、電子源基板１上の第１のゲッタ７を取り
囲む４辺に複数ずつ配置されており、また、不図示では
あるが、かかる第２のゲッタ１０上方には後述する画像
表示部材である蛍光膜１４及びメタルバック１５は存在
していない。

【００２４】また、１６はフェースプレートで、ガラス
基体１３の上に蛍光膜１４およびメタルバック１５が形
成されている。フェースプレート１６は枠１２を介して
電子源基板１に、フリットガラス等を用いて封着され、
外囲器１７を形成する。外囲器１７の内部は真空状態に
保つために、耐大気圧構造を維持するため、補強板１１
が電子源基板１に付属される場合も有る。

【００２５】電子源基板１について、図２の（ｂ）を用
いて詳述する。図２（ａ）と同じ符号のものは、同一で
あり、Ｘ方向配線３とＹ方向配線２の間に、両者を絶縁
するための層間絶縁層８が配置されていることが示され
ている。

【００２６】電子放出素子の配列については、種々のも
のが採用できるが、ここでは単純マトリクス配置を例に
挙げている。単純マトリクス配置とは、電子放出素子を
Ｘ方向及びＹ方向に行列状に複数個配し、同じ行に配さ
れた複数の電子放出素子の電極の一方を、Ｘ方向の配線
に共通に接続し、同じ列に配された複数の電子放出素子
の電極の他方を、Ｙ方向の配線に共通に接続するもので
ある。

【００２７】図２（ａ）でｍ本のＸ方向配線は、Dx1,
Dx2,……, Dxmのｍ本の配線からなり、真空蒸着法、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る。配線の材料、膜厚、巾は、適宜
設計される。Ｙ方向配線は、Dy1, Dy2, ……, Dynのｎ
本の配線よりなり、Ｘ方向配線と同様に形成される。こ
れらｍ本のＸ方向配線とｎ本のＹ方向配線との間には、
図２の（ｂ）の様に層間絶縁層８が設けられており、両
者を電気的に分離している（ｍ、ｎは共に正の整数）。

【００２８】層間絶縁層８は、真空蒸着法、印刷法、ス
パッタ法等を用いて形成されたＳｉＯ_２等で構成され
る。例えば、Ｘ方向配線を形成した電子源基板1の全面
或は一部に所望の形状で形成され、特に、Ｘ方向配線と
Ｙ方向配線の交差部の電位差に耐え得るように、膜厚、
材料、製法が、適宜設定される。Ｘ方向配線とＹ方向配
線はそれぞれ外部端子として引き出されている。

【００２９】電子放出素子を構成する一対の電極５、６
は、ｍ本のＸ方向配線とｎ本のＹ方向配線と導電性金属
等からなる結線によって電気的に接続されている。

【００３０】配線2、3を構成する材料、結線を構成する
材料及び一対の素子電極を構成する材料は、その構成元
素の一部あるいは全部が同一であっても、またそれぞれ
異なってもよい。これら材料は、例えば前述の素子電極
の材料より適宜選択される。

【００３１】Ｘ方向配線には、Ｘ方向に配列した電子放
出素子の行を、選択するための走査信号を印加する不図
示の走査信号印加手段が接続される。一方、Ｙ方向配線
には、Ｙ方向に配列した電子放出素子の各列を入力信号
に応じて、変調するための不図示の変調信号発生手段が
接続される。各電子放出素子に印加される駆動電圧は、
当該素子に印加される走査信号と変調信号の差電圧とし
て供給される。

【００３２】電子放出素子として、本形態における表面
伝導型電子放出素子を用いる場合では、その特性により
しきい値電圧以上では、対向する素子電極間に印加する
パルス状電圧の波高値と幅で制御できる。一方、しきい
値電圧以下では、殆ど放出されない。この特性によれ
ば、多数の電子放出素子を配置した場合においても、個
々の素子に、パルス状電圧を適宜印加すれれば、入力信
号に応じて、表面伝導型電子放出素子を選択して電子放
出量を制御できる。

【００３３】画像表示領域内のＸ方向配線３上には、非
蒸発型ゲッタ７を配置する。非蒸発型ゲッタ７として
は、市販のＺｒ系合金が適用でき、スパッタ法等の公知
の真空蒸着法のほか、プラズマ溶射法によっても作成す
ることができる。上記構成においては、単純なマトリク
ス配線を用いて、個別の素子を選択し、独立に駆動可能
とすることができる。

【００３４】このような単純マトリクス配置の電子源を
用いて構成した画像表示装置のフェースプレート１６に
ついて、図２（ａ）と図３を用いて説明する。

【００３５】外囲器１７は、図２の（ａ）に示すよう
に、フェースープレート１６、支持枠１２、リアプレー
ト１１で構成される。フェースープレート１６、リアプ
レート１１間に、スペーサーとよばれる不図示の支持体
を設置することにより、大気圧に対して十分な強度をも
つ外囲器１７を構成することもできる。

【００３６】図３の（ａ）、（ｂ）は、画像表示装置に
使用される蛍光膜を示す模式図である。蛍光膜１４は、
モノクロームの場合は蛍光体のみから構成することがで
きる。カラーの蛍光膜の場合は、蛍光体の配列によりブ
ラックストライプあるいはブラックマトリクスなどと呼
ばれる黒色導電材２１と蛍光体２２とから構成すること
ができる。ブラックストライプ、ブラックマトリクスを
設ける目的は、カラー表示の場合、必要となる三原色蛍
光体の各蛍光体間の塗り分け部を黒くすることで混色等
を目立たなくすることと、蛍光膜１４における外光反射
によるコントラストの低下を抑制することにある。ブラ
ックストライプの材料としては、通常用いられている黒
鉛を主成分とする材料の他、導電性があり、光の透過及
び反射が少ない材料を用いることができる。

【００３７】図２に示した画像表示装置の製造方法の一
例を、電子源を構成する電子放出素子として表面伝導型
電子放出素子を使用した場合を例に以下に説明する。

【００３８】図４はこの工程に用いる装置の概要を示す
模式図である。画像表示装置３１は、排気管３２を介し
て真空チャンバー３３に連結され、さらにゲートバルブ
３４を介して排気装置３５に接続されている。真空チャ
ンバー３３には、内部の圧力及び雰囲気中の各成分の分
圧を測定するために、圧力計３６、四重極質量分析器３
７等が取り付けられている。画像表示装置３１の外囲器
１７内部の圧力などを直接測定することは困難であるた
め、真空チャンバー３３内の圧力などを測定し、処理条
件を制御する。

【００３９】真空チャンバー３３には、さらに必要なガ
スを真空チャンバー内に導入して雰囲気を制御するた
め、ガス導入ラインが接続されている。該ガス導入ライ
ンの他端には導入物質源３９が接続されており、導入物
質がアンプルやボンベなどに入れて貯蔵されている。ガ
ス導入ラインの途中には、導入物質の導入レートを制御
するための導入量制御手段３８が設けられている。この
導入量制御手段３８としては、具体的には、スローリー
クバルブなど流す流量を制御可能なバルブや、マスフロ
ーコントローラーなどが、導入物質の種類に応じて、そ
れぞれ使用が可能である。

【００４０】図４の装置により外囲器１７の内部を排気
し、素子電極間に作製した導電性膜にフォーミング処理
を施し、電子放出部を形成する。電圧印加することでフ
ォーミングを行なう場合には、印加パルスの形状や、処
理の終了の判定などの条件は、個別素子のフォーミング
に準じて選択すればよい。また、複数のＸ方向配線に、
位相をずらせたパルスを順次印加（スクロール）するこ
とにより、複数のＸ方向配線に接続された素子をまとめ
てフォーミングする事も可能である。

【００４１】フォーミング終了後、活性化工程を行う。
外囲器１７内は、十分に排気した後有機物質がガス導入
ラインから導入される。有機物質を含む雰囲気中で、フ
ォーミングを施した後の導電性膜に電圧を印加すること
により、炭素あるいは炭素化合物、ないし両者の混合物
が電子放出部に堆積し、電子放出量がドラスティックに
上昇する。このときの電圧の印加方法は、上記フォーミ
ングの場合と同様の結線により、一つの方向配線につな
がった素子に、同時の電圧パルスを印加すればよい。こ
の活性化工程を経ることで、電子放出素子が完成する。
活性化工程終了後は、次に示す安定化工程を行うことが
好ましい。

【００４２】外囲器１７を加熱して、２５０〜３５０℃
に保持しながら、イオンポンプ、ソープションポンプな
どのオイルを使用しない排気装置３５によりの排気管３
２を通じて排気し、有機物質の十分少ない雰囲気にす
る。この際、画像表示領域内に配置した非蒸発型ゲッタ
７、画像表示領域外に設置したリング状の非蒸発型ゲッ
タ１０ともに加熱されて活性化し、排気能力を発現する
ようになる。さらに、外囲器１７の封止後の圧力を維持
するために、排気管を封じ切る直前に、高周波加熱によ
り、画像表示領域外に設けた非蒸発型ゲッタ１０の活性
化を行なう。この後、排気管をバーナー等で熱して溶解
し封じきる。

【００４３】本発明の画像表示装置は、テレビジョン放
送の表示装置、テレビ会議システムやコンピューター等
の表示装置の他、感光性ドラム等を用いて構成された光
プリンターとしての画像表示装置等としても用いること
ができる。

【００４４】

【実施例】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳し
く説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素
の置換や設計変更がなされたものをも包含する。

【００４５】（実施例１）本実施例の画像表示装置は、
図２の（ａ）、（ｂ）に模式的に示された装置と同様の
構成を有し、印刷法で形成したＸ方向配線（上配線）３
上に非蒸発型ゲッタ層よりなる第１のゲッタ７が配置さ
れ、画像表示領域の外周囲４辺には、芯材と非蒸発型ゲ
ッタ材より成るリング状の第２のゲッタ１０が設置され
ている。また、本実施例の画像表示装置は、基板上に、
複数(１００行×３００列)の表面伝導型電子放出素子
が、単純マトリクス配線された電子源を備えている。

【００４６】以下に、本実施例の画像表示装置の製造方
法について図５を用いて説明する。

【００４７】工程-a 基板１を洗剤、純水および有機溶剤を用いて十分に洗浄
した。この上に厚さ０．５μmのシリコン酸化膜をスパ
ッタ法で形成し、電子源基板1とした。その後、電子源
基板上に、素子電極５、６と素子電極間ギャップＧとな
るべきパターンをホトレジスト(RD-2000N-41日立化成社
製)で形成し、真空蒸着法により、厚さ５nmのＴｉ、厚
さ１００nmのＮｉを順次堆積した。ホトレジストパター
ンを有機溶剤で溶解し、Ｎｉ／Ｔｉ堆積膜をリフトオフ
し、素子電極間隔Ｇは３μm、素子電極の幅は３００μm
とし、素子電極５、６を形成した。（図５の（ａ））工程-b その後スクリーン印刷法を用いて、素子電極の片側５に
コンタクトするように下配線２を形成し、４００℃で焼
成して所望の形状の下配線２を形成した。（図５の
（ｂ））工程-c その後スクリーン印刷法を用いて、上下配線の交差部に
所望の層間絶縁層８を印刷し４００℃で焼成して形成し
た。（図５の（ｃ））工程-d 下配線とコンタクトしていない側の素子電極６とコンタ
クトするようにスクリーン印刷法で上配線３を印刷し、
４００℃で焼成して形成した。（図５の（ｄ））工程-e 膜厚１００nmのＣｒ膜を真空蒸着により堆積・パターニ
ングし、その上にＰｄアミン錯体の溶液(ccp4230奥野製
薬(株)社製)をスピンナーにより回転塗布、３００℃で
１０分間の加熱焼成処理をした。また、こうして形成さ
れた、主元素としてＰｄよりなる微粒子からなる電子放
出部形成用の導電性膜９の膜厚は８．５nm、シート抵抗
値は３．９×１０⁴Ω/□であった。Ｃｒ膜及び焼成後の
電子放出部形成用の導電性膜９を酸エッチャントにより
エッチングして所望のパターンを形成した。

【００４８】以上の工程により電子源基板１上に複数
(１００行×３００列)の電子放出部形成用の導電性膜９
が、下配線２と上配線３よりなる単純マトリクスに、接
続されたものとした。（図５の（ｅ））工程-f 上配線３の形状に開口を持つメタルマスクを準備し、十
分な位置合わせをした後、スパッタリング法によりＺｒ
-Ｖ-Ｆｅ合金を成膜した。画像表示領域内に成膜したこ
の非蒸発型ゲッタ（第１のゲッタ）７の層の厚さは２μ
ｍとなるように調整した図５の（ｇ）。使用したスパッ
タリングターゲットの組成は、Ｚｒ;７０%、Ｖ;２５%、
Ｆｅ;５%(重量比)である。

【００４９】工程-g 外径２００μmのニクロム線に、Ｚｒ-Ｖ-Ｆｅ-Ｎｉより
成る非蒸発型ゲッタ材が固着したワイヤをリング状に加
工しこれを４２６アロイから成る前述の図１の（ａ）に
示された固定部材１８にスポット溶接により固定し、さ
らに、フリットガラスを使用して電子源基板１上にこの
固定部材を固定して、画像表示領域外に非蒸発型ゲッタ
である第２のゲッタ１０を配置した。

【００５０】以上により、画像表示領域内に第１のゲッ
タが配置され、画像表示領域外に非蒸発型ゲッタである
リング状の第２のゲッタが配置した電子源基板１を形成
した。

【００５１】工程-ｈ次に、図２の（ａ）に示すフェースプレート１６を、以
下のように作成した。ガラス基体１３を洗剤、純水およ
び有機溶剤を用いて十分に洗浄した。この上に、印刷法
により蛍光膜１４を塗布し、表面の平滑化処理（通常、
「フィルミング」と呼ばれる。）して、蛍光体部を形成
した。なお、蛍光膜１４はストライプ状の蛍光体(Ｒ、
Ｇ、Ｂ)２２と、黒色導電材(ブラックストライプ)２１
とが交互に配列された図３の（ａ）に示される蛍光膜と
した。更に、蛍光膜１４の上に、Ａｌ薄膜よりなるメタ
ルバック１５をスパッタリング法により０．１μmの厚
さに形成した。

【００５２】工程-I 次に、図２の（ａ）に示す外囲器１７を、以下のように
作成した。

【００５３】前述の工程により作成された電子源基板１
を補強板１１に固定した後、支持枠１２、上記フェース
プレート１６を組み合わせ、電子源基板１の下配線２及
び上配線３を行選択用端子及び信号入力端子と各々接続
し、電子源基板1とフェースプレート１６の位置を厳密
に調整し、封着して外囲器１７を形成した。封着の方法
は、接合部にフリットガラスを塗布し、Ａｒガス中４５
０℃、３０分の熱処理を行い接合した。なお、電子源基
板1と補強板１１の固定も同様の処理により行った。

【００５４】続いて図４に示す真空装置を用い、図６の
様に必要な機器を接続して次の工程を行なった。

【００５５】工程-ｊ外囲器１７の内部を排気し、圧力を１×１０^-3Pa以下に
し、電子源基板1上に配列された前述の複数の電子放出
部形成用の導電性膜９に、電子放出部を形成するための
フォーミング処理を行った。

【００５６】図６のように、Ｙ方向配線２を共通結線し
てグランドに接続する。７１は制御装置で、パルス発生
器７２とライン選択装置７４を制御する。７３は電流計
である。ライン選択装置７４により、Ｘ方向配線３から
1ラインを選択し、これにパルス電圧を印加する。フォ
ーミング処理はＸ方向の素子行に対し、１行(３００素
子)毎に行った。印加したパルスの波形は三角波パルス
で、波高値を徐々に上昇させた。パルス幅Ｔ１=１mse
c、パルス間隔Ｔ２=１０msecとした。また、三角波パル
スの間に、波高値０．１Ｖの矩形波パルスを挿入し、電
流を測ることにより各行の抵抗値を測定した。抵抗値が
３．３kΩ(１素子当たり１MΩ)を越えたところで、その
行のフォーミングを終了し、次の行の処理に移った。こ
れをすべての行について行い、すべての導電性膜９のフ
ォーミングを完了し、各導電性膜に電子放出部を形成し
て、複数の表面伝導型電子放出素子が、単純マトリクス
に配線された電子源基板1を作成した。

【００５７】工程-ｋ真空チャンバー３３内に、物質源３９に予め入れたベン
ゾニトリルを導入し、圧力が１．３×１０^-3Paとなるよ
うに調整し、素子電流Ifを測定しながら上記電子源にパ
ルスを印加して、各電子放出素子の活性化処理を行っ
た。パルス発生器７２により生成したパルス波形は、矩
形波で、波高値は１４Ｖ、パルス幅Ｔ１=１００μsec、
パルス間隔は１６７μsecである。ライン選択装置７４
により、１６７μsec毎に選択ラインをDx1からDx100ま
で順次切り替え、この結果、各素子行にはＴ１=１００
μsec、Ｔ２=１６．７msecの矩形波が行毎に位相を少し
ずつシフトされて印加されることになる。

【００５８】電流計７３は、矩形波パルスのオン状態
(電圧が１４Ｖになっている時)での電流値の平均を検知
するモードで使用し、この値が６００mA(1素子当たり２
mA)となったところで、活性化処理を終了し、外囲器１
７内を排気した。この工程を経ることにより、導電性膜
９が電子を放出できるようになる。

【００５９】工程-ｌ排気を続けながら、不図示の高周波電源により、画像表
示領域外に配置した第２のゲッタ１０を７５０℃で１０
分間加熱した。高周波電源の印加条件は、設置したワイ
ヤーのループの大きさにより異なるが、予め検討した条
件を使用し、７５０℃相当とした。

【００６０】工程-m さらに排気を続けながら、不図示の加熱装置により、画
像表示装置３１及び真空チャンバー３３の全体を３００
℃に、１０時間保持した。この処理により、外囲器１７
及び真空チャンバー３３の内壁などに吸着されていたと
思われるベンゾニトリル及びその分解物が除去された。
これはQ-mass３７による観察で確認された。この工程に
おいては、画像表示装置の加熱/排気保持により、内部
からのガスの除去が行われるだけでなく、非蒸発型ゲッ
タの活性化処理も兼ねて行われる。

【００６１】このときの加熱は３００℃、１０時間で行
ったがこれに限るものでなく、より高温での効果はもち
ろん低温でも加熱時間を長くすることにより、ベンゾニ
トリルの除去、非蒸発型ゲッタの活性化とも同様の効果
が得られた。

【００６２】工程-n 圧力が１．３×１０^-5Pa以下となったことを確認してか
ら、排気管をバーナーで加熱して封じ切る。

【００６３】以上により本実施例の画像表示装置、すな
わち、画像表示領域内の第１のゲッタ７と、画像表示領
域外のリング状の非蒸発型ゲッタである第２のゲッタ１
０とを備える画像表示装置を作製した。

【００６４】なお、本実施例において素子電極、導電性
薄膜を全てフォトリソプロセスや真空成膜を用いたが、
これに限るものでなく、印刷法、メッキ法、ディスペン
サーなどを用いた描画法を用いても、同様の構成とする
ことができる。

【００６５】（比較例１）上記実施例で工程-ｇを除
き、画像表示領域外に配置したリング状非蒸発型ゲッタ
である第２のゲッタを備えない画像表示装置を作成し
た。

【００６６】（比較例２）上記実施例の工程-gの代わり
に、画像表示領域外に以下に記すような方法で、２mm×
１００mm×０．５mmの短冊状の非蒸発型ゲッタを設置し
た。

【００６７】短冊状の非蒸発型ゲッタの両端に直径５０
μmのニッケル線をスポット溶接し、支持枠１２に予め
設けた溝にニッケル線を介して取り付けた。ニッケル線
の他端は、真空容器の外部に取り出し、通電できる構成
とした。こうして、画像表示領域内の非蒸発型ゲッタ７
と、画像表示領域外に短冊状の非蒸発型ゲッタを備える
画像表示装置を作製した。

【００６８】以上で述べた実施例および比較例の画像形
成装置について以下の評価を行った。

【００６９】評価は単純マトリクス駆動を行い、画像表
示装置を連続全面発光させ、アノード印加電圧Ｖａ＝３
ｋＶに固定して、輝度の経時変化を測定した。

【００７０】初期の輝度は実施例、比較例１、比較例２
によって異なるが、相対的に輝度は発光を続けると徐々
に低下する。その様子は、各場合において、測定する画
素の位置により異なった。

【００７１】しかし、詳細に発光画素を検証すると、比
較例１の画像表示装置は、明らかに発光画素バラツキが
大きく、また、一定時間を経過した後の輝度低下が、実
施例および比較例２の画像表示装置に比べて大きかっ
た、次に、実施例、比較例１、比較例２の画像表示装置
を連続全面発光させ、アノード印加電圧を徐々に上げ
て、Ｖａ＝１０ｋＶまで到達せしめた。アノード印加電
圧を上昇するに連れて発光輝度は上昇する。その発光輝
度の上昇の様子は、実施例、比較例１、比較例２によっ
てそれぞれ異なるが、比較例１の画像表示装置の発光画
素バラツキは明らかに大きく、しかも一定時間経過した
後は、輝度が極端に低下した。

【００７２】さらに、本実施例、比較例２の画像表示装
置をそれぞれ５セットずつ作成した。その結果、比較例
２の画像表示装置は作成プロセスの過程で、１セットが
真空リークした。Heリークディテクタで詳しく調べたと
ころ、短冊状非蒸発型ゲッターに取り付けたニッケル線
と、支持枠との間で微少リークがあることがわかった。
また、真空リークが検出されなかった４セットのうち、
別の１セットは、短冊状の非蒸発型ゲッタの通電加熱時
（活性化時）に破損した。詳しく調べてみると、短冊状
の非蒸発型ゲッタが加熱により弛み、ガラスに接触して
熱応力で割れたことが推測された。即ち、短冊状の非蒸
発型ゲッタを配置した画像表示装置の作成プロセスにあ
っては、外囲器の封着工程あるいは該ゲッタの通電加熱
工程においてその加熱温度などに充分な注意を払う必要
があることがわかる。

【００７３】これに対し、本実施例の画像表示装置では
真空リーク、破損とも無く、５セットすべて完成するこ
とができた。

【００７４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、画
像表示装置において、電子放出の経時劣化が少なく、か
つ、高圧印加にも耐えうる画像表示装置を提供できる。

【００７５】また、本発明によれば、長時間にわたり各
画素の発光が安定で、かつ、画像形成装置の歩どまりよ
く製造できるようになり、高品位な画像表示装置、例え
ば、カラーフラットテレビが、実現された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第２のゲッタの構成及び配置方法
を説明する図である。

【図２】本発明の画像表示装置の構成と、そのうちの電
子源基板を示す図である。

【図３】本発明の画像表示装置に用いられる蛍光膜を示
す図である。

【図４】本発明の画像表示装置の製造に使用する真空処
理装置の概要を示す模式図である。

【図５】本発明に係る電子源基板の製造工程を説明する
ための平面図である。

【図６】本発明に係る画像表示装置を製造するための種
々の機器を接続した製造評価装置の模式図である。

【符号の説明】１電子源基板２Ｙ方向配線（下配線）３Ｘ方向配線（上配線）４電子放出部を有する導電性膜５、６素子電極７第１のゲッタ８層間絶縁層９導電性膜 1０第２のゲッタ１１補強板１２支持枠１３ガラス基板１４蛍光膜１５メタルバック１６フェースプレート１７外囲器１８リング固定部材２１黒色導電体２２蛍光体

フロントページの続きＦターム(参考） 5C032 AA01 JJ02 JJ08 JJ11 5C036 EE01 EE19 EF01 EF06 EF09 EG12 EG50 EH04 EH26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子源が配置された電子源基板と、これ
に対向配置され前記電子源からの電子の照射により画像
を表示する画像表示部材とを含む外囲器を備える画像表
示装置であって、前記外囲器内には更に、前記電子源基板と前記画像表示
部材とに挟まれる画像表示領域の内に配置された第１の
ゲッタと、前記画像表示領域の外に配置されたリング状
の非蒸発型ゲッタである第２のゲッタとを備えることを
特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記第２のゲッタは、前記第１のゲッタ
を取り囲む４辺に配置されていることを特徴とする請求
項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】前記第１のゲッタは、非蒸発型ゲッタで
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示
装置。
【請求項４】前記第１のゲッタは、複数の電子放出素
子と該複数の電子放出素子の配線とを含む電子源の当該
配線上に配置されていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載の画像表示装置。