JP2006066271A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、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。
【解決手段】 第一の基板１０１と第二の基板とを対向させて、この第一の基板および第二の基板の周辺部を封着して形成される真空容器と、この真空容器内に配された電子源と、イオンポンプとを備えた画像表示装置の製造方法であって、前記第一の基板１０１および第二の基板の周辺部を封着する工程に先立ち、前記第一の基板または前記第二の基板に形成された開口部に、イオンポンプ容器１１２を接合する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、イオンポンプを備えた画像表示装置の製造方法に関し、特に電子源を備えた平板形の画像表示装置の製造方法に関する。

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。

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。

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。

一方、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。この画像表示装置は図１０に示すように、蛍光面１００１を有するガラス等よりなる前面パネル１２０１と、Ａｌ等より成り例えば箱状に成形された容器本体１００５とが、前面パネル１２０１の周縁部と容器本体１００５の開口端とを重ね合わせるように、インジウムシール等のシール材１００２により、内部を気密に保持するように封着されて成り、これら前面パネル１２０１と容器本体１００５との共働によって真空容器１００６が構成される。容器本体１００５の内面には、蛍光面１００１と対向して、電界放出型カソードを有する電極構体１００４が配される。１００３は、加速電極、変調電極又は偏向電極等より成る内部電極を示す。そして容器本体１００５には、例えば電極構体１００４の近傍の底部に排気口である開口部１０７を設け、ここにおいてＩＣＦフランジ等の超高真空用のメタルシール１００７によってイオンポンプ２０９が接続されている。

しかし、真空容器１００６にＩＣＦフランジ等のメタルシール１００７を介してイオンポンプ２０９を接合するという構成では、金属材料で作られたＩＣＦフランジといった重いメタルシール１００７が平板状画像表示装置の片側に偏在する。その為、イオンポンプ２０９とメタルシール１００７が容器本体１００５に接合する部分に荷重が集中し、メタルシール１００７を容器本体１００５に取り付ける部分の変形や破損といった不具合が生じ、真空容器１００６がリークしてしまうという事態がしばしば発生し、平板状画像表示装置の歩留まりが低下する問題がある。
特開平９−８２２４５号公報 特開２０００−１３３１３６号公報 特開２０００−３１５４５８号公報 特開平５−１２１０１２号公報

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。

本発明は、第一の基板と第二の基板とを対向させて、この第一の基板および第二の基板の周辺部を封着して形成される真空容器と、この真空容器内に配された電子源と、イオンポンプとを備えた画像表示装置の製造方法であって、前記第一の基板および第二の基板の周辺部を封着する工程に先立ち、前記第一の基板または前記第二の基板に形成された開口部に、イオンポンプ容器を接合する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法に関する。

前記イオンポンプ容器を接合する工程において、第一の基板または第二の基板に設けられた開口部に、フランジを使用することなくイオンポンプ容器を接合することが好ましい。

さらに本発明では、前記イオンポンプ容器を接合する工程を、減圧または不活性ガス雰囲気中で行うことが特に好ましい。

本発明の製造方法では、第一の基板または第二の基板に、メタルシールのためのフランジのような突起部を形成しないので、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イオンポンプ接合が可能となり、画像表示装置の軽量化とローコスト化が可能になる。更に、第一の基板と第二の基板を封着する際に邪魔にならない。

また、接合部をフリットガラスで接合する態様では、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。

さらに、イオンポンプの接合を減圧（真空）または不活性ガス中で行う態様では、第一の基板または第二の基板にそのときまで作成済みの素子等の部材に対する悪影響を低減することができるため、例えば酸化等による電子源のダメージが低減し、均一で表示品位の高い画像表示装置の作成が可能になる。また、イオンポンプの電極も酸化されない為、イオンポンプ起動時にイオンポンプ自身からの放出ガスが低減される。

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、かつ寿命が改善された画像表示装置の製造方法を提供することができる。

本発明の画像表示装置は、前述のとおり第一の基板と第二の基板の周辺部が封着されて形成された真空容器内に電子源を有する。以下、画像表示装置として、電子放出素子が配列された電子源を備えた電子源基板（以下、リアプレートという。）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（以下、フェースプレートという。）を有する構成を例に、本発明の製造方法を図１から図７を用いて説明する。

＜イオンポンプの接合方法の説明＞
図２及び図３は、本発明の製造方法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２において、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２０１は透明なガラス基板の内側に塗布された蛍光体膜２０２とアノード電極膜であるメタルバック膜２０３とゲッタ膜２０４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２０９がリアプレート１０１の排気口である開口部１０７にフリットガラス１１７で接合されている。支持枠１０５とフェースプレート２０１をインジウム２０５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。

イオンポンプ２０９は、アノード電極１０８、カソード電極１０９、アノード接続端子１１０、カソード接続端子１１１を有するイオンポンプ容器１１２と磁石２０８から構成されており、アノード接続端子１１０とカソード接続端子１１１はイオンポンプ駆動用のイオンポンプ電源２０７に配線接続されている。

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真空容器内を減圧または真空に保つ。通常、磁石はイオンポンプ容器の外部に配置される。

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。

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、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。

従来の特開平５−１２１０１２号公報のようなメタルシールにてイオンポンプを接合する方法では、真空容器を形成した後のイオンポンプ容器を取り付けていると考えられる。一方、本発明では、真空容器の形成前、即ちフェースプレートとリアプレートを対向させて封着する前にイオンポンプ容器を接続する。尚、フェースプレートとリアプレートの周辺部を封着する際には、支持枠を介してフェースプレートとリアプレートを封着する場合の他に、支持枠を使用しない場合もある。

特開平５−１２１０１２号公報では、ＩＣＦフランジのようなメタルシールのために真空容器から突出したフランジ部を設けている。本発明ではこのようなフランジ部を設けないことが好ましい。特にイオンポンプ容器をフェースプレートまたはリアプレートに設けた開口部に直接接合することが好ましい。このため、ＩＣＦフランジのようなメタルシールが不要になり、場所を取らずにコンパクトで軽量なイオンポンプ接合が可能となり、画像表示装置の軽量化とローコスト化が可能になる。更に、イオンポンプがリアプレートに接続されていても、メタルシールの無いコンパクトな構成なので、フェースプレートとリアプレートの真空封着の際に邪魔にならない。

イオンポンプ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。

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。

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。

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。

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。

まず、フェースプレートにイオンポンプ容器を接合する場合について説明する。この場合は、真空容器を形成する前の種々の段階において、イオンポンプ容器を接合することができるが、フェースプレートの内面には、画像形成部材として少なくとも蛍光膜およびメタルバックが形成されており、通常は、画像形成部材が形成された後、ゲッター膜が設けられるときはゲッター膜形成前の段階で、イオンポンプ容器を接合することが好ましい。

次に、リアプレートにイオンポンプ容器を接合する場合について説明する。リアプレート上には、電子放出素子が形成されるため、後述するように素子電極間に導電性薄膜を形成した後に、フォーミング処理および必要により活性化処理を行う。イオンポンプ容器の取り付けは、種々の段階で行うことができるが、例えば（ｉ）導電性薄膜形成後フォーミング処理前、（ｉｉ）フォーミング処理後活性化処理前、（ｉｉｉ）フォーミング処理および活性化処理（行う場合）の後（つまり電子源である電子放出素子完成後）、のいずれかの段階で行うことができる。好ましくは、（ｉｉｉ）の電子放出素子完成後に、イオンポンプ容器を接合する。

本発明では、イオンポンプ容器の接合を、減圧（真空）または不活性ガス雰囲気中で行うことが特に好ましい。イオンポンプ容器の接合を減圧（真空）または不活性ガス中で行うことにより、接合時までに完成されている素子等の部材に対するダメージを低減することができる。この態様は、特にリアプレートに電子源が形成された後にイオンポンプ容器を接合する場合（上記（ｉｉｉ））に特に有効であり、酸化等による電子源へのダメージが低減され、均一で表示品位の高い画像表示装置の作成が可能になる。

また、イオンポンプの電極も酸化されない為、イオンポンプ起動時にイオンポンプ自身からの放出ガスが低減される。この効果はフェースプレートにイオンポンプ容器を接続する場合にも同様に発現される。

減圧（真空）の程度は、１０^-2Ｐａ以下が好ましく、さらに１０^-4Ｐａ以下が好ましい。不活性ガスとしては、Ａｒ、Ｎ₂、Ｘｅ、Ｎｅ、Ｈｅ等からを適宜選択して用いることが可能である。中でも取り扱いが容易なＡｒ、Ｎ₂等が好適に用いられる。

次に、図１を用いて、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１１２をフリットガラス１１７で接合する方法の例を説明する。

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面の排気口である開口部１０７上に、フリットガラス１１７を塗布したイオンポンプ容器１１２、イオンポンプ容器１１２を押さえる支持台１１５、該支持台１１５に荷重を与える重り１１６という構成で、真空ベーク炉１１４に設置し、排気口１１３から減圧下に排気した状態で加熱し、フリットガラス１１７を溶融し、接合する。重り１１６はフリットガラス１１７に荷重を与えるためのものであり、支持台１１５と共にフリットガラス１１７が加熱溶融した際に、支持枠１０５の位置ずれ防止とフリットガラス１１７を一定の厚みに押し付ける役割を持つ。

この説明では、イオンポンプをリアプレートに接合するに際し真空雰囲気でフリットガラスを加熱溶融させる例を示したが、減圧下に排気したあと不活性ガスを導入し、不活性ガス雰囲気を用いることもできる。例えば図８に示すように、不活性ガス雰囲気中で加熱できるように真空ベーク炉１１４に不活性ガス導入用のガス導入口８０１を配管することもできる。

このような接合工程を、以下で説明する画像表示装置の製造工程の中に組み込む。

＜画像表示装置全体の説明＞
画像表示装置全体について説明する。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２０９は排気口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。

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。

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。

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２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２０１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。

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。

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。

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。

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。

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ることができる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

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。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。

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。

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。

フェースプレート２０１の内側に塗布された蛍光体膜２０２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。

蛍光体膜２０２上にはアノード電極膜であるメタルバック膜２０３が形成されている。メタルバック膜２０３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２０３は、蛍光体膜２０２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２０３はフェースプレート２０１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２０３はフェースプレート２０１、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２０２が損傷することを防ぐなどの機能も有している。

メタルバック膜２０３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。

支持枠１０５はフェースプレート２０１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２０１に対してはＩｎ（インジウム）２０５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２０１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。

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。

次に、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１１２をフリットガラス１１７で接合する。既に図１を用いて説明したように、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１１７を塗布したイオンポンプ容器１１２を載せ、真空ベーク炉１１４内に設置し、イオンポンプ容器１１２を支持台１１５で押さえ且つ重り１１６で支持台１１５に荷重を与えながら、排気口１１３から減圧下に排気した状態で加熱し、フリットガラス１１７を溶融して接合する。

尚、前述のとおり不活性ガス中で、イオンポンプ容器をリアプレートに接合してもよい。

イオンポンプ容器を接合するフリットガラスについては前述したとおりであるが、真空容器の接合およびその他の接合に用いられるフリットガラスも同様なものを使用することができる。即ち、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。

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。

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。

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。

支持枠１０５及びイオンポンプ容器１１２を接合したリアプレート１０１、フェースプレート２０１を準備した後、基板の電子線洗浄、ゲッタ膜２０４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１１２を接合したリアプレート１０１とフェースプレート２０１との接合）を、真空雰囲気を維持した状態で実施する。

図６は本発明で用いる真空処理装置の全体概念図である。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。

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。図６に示すように、蛍光体膜２０２、メタルバック膜２０３が形成されたフェースプレート２０１と、支持枠１０５及びイオンポンプ容器１１２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。

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。

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２０１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１１２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２０１上面に空間を設ける。この空間に片側の蓋状冶具７０３をフェースプレート２０１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２０１上にゲッタ膜２０４をフェースプレート２０１の半面に成膜する。

同様に残りの半面にもゲッタ膜２０４を成膜する。次に、蓋状冶具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２０１と予め支持枠１０５とイオンポンプ容器１１２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２０１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。

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２０２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２０１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。

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２０１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。次に、イオンポンプ容器１１２に磁石２０８を取り付けて、イオンポンプ電源２０７とアノード接続端子１１０及びカソード接続端子１１１を配線接続する。

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２０７の電源を入れ、イオンポンプ２０９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。

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２０３、蛍光体膜２０２に印加された高電圧(１〜１０ＫＶ)によって加速され、蛍光体膜２０２に衝突し蛍光体を発光させ、画像を表示する。尚、ここでのメタルバック膜２０３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２０１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２０２の保護などである。

イオンポンプ２０９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２０９を駆動する電圧としては３〜５ＫＶが好適に用いられる。

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２０４に吸着される。一方、不活性ガスであるＡｒは、ゲッタ膜２０４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２０９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。また、小型で軽量のイオンポンプがフリットガラスでリアプレートに直接接合されているので、画像表示装置は薄くて、軽量なものとなる。

尚、イオンポンプ２０９はリアプレート１０１のみならず、フェースプレート２０１に接合しても同様な効果が得られる。

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の製造方法を応用する事が出来る。密封容器内を大気圧以下に保持する事を必要とする機器・装置であれば、本発明の画像表示装置の製造方法は応用ができる。

以下、本発明について、実施例を用いて具体的に説明する。

＜実施例１＞
画像表示装置の製造方法であるイオンポンプの接合方法に図１を用いて、また画像表示装置としての真空容器の作成方法について、図２から図７を使って説明する。

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。
前記リアプレート１０１上に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、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。

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。
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、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。

次に、支持枠１０５の形状は、厚さ２mm、外形１５０mm×２３０mm、幅１０mm、材質はソーダガラス(ＳＬ；日本板硝子製)を用いた。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。

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。

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。

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。

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。

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。

イオンポンプは平板状のアノード電極１０８とカソード電極１０９がＴｉからなり、これらをガラスからなるイオンポンプ容器１１２に配置し、該アノード電極１０８と該カソード電極１０９夫々に配線されたアノード接続端子１１０とカソード接続端子１１１を該イオンポンプ容器１１２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１１２は、前記アノード電極１０８と前記カソード電極１０９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。前記アノード端子１１０とカソード端子１１１のイオンポンプ容器１１２の取り出し口には、フリットガラスに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。

次に、イオンポンプ容器１１２のリアプレート１０１に対して接合する箇所（容器の接合面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。

次に、アノード電極１０８とアノード電極端子１１０及びカソード電極１０９とカソード電極端子１１１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。

次に図１に示すように、真空ベーク炉１１４内の支持台（不図示）に設置されたリアプレート１０１の排気口１０７が設けられた面上に、フリットガラス１１７を塗布したイオンポンプ容器１１２を置く。支持台１１５でイオンポンプ容器１１２を押さえた状態で、重り１１６を支持台上に置く。重り１１６はフリットガラス１１７の接合面に０.５ｇ/ｍｍ²になるような重量にした。

真空ベーク炉１１４の真空排気口１１３から排気することで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。全ての表面伝導型電子放出素子１０４を観察したところ、ダメージを受けている素子は無かった。一方、減圧下ではなく大気中で前記の基板を焼成したところ、素子が焼失等によるダメージを受けた。Ｈｅリークディテクターで接合部の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。

繰り返し１００枚同様に製造したが全てリークは発生しなかった（歩留まり１００％）。
比較として、図１０に示すようなメタルシール１００７を取り付ける方法で、リアプレートにイオンポンプ容器を取り付けたところ、１００枚中５０枚にリークが発生した（歩留まり５０％）。

また、イオンポンプ容器１１２を取り付けることによる重量増は１０ｇであった。一方、比較例ではメタルシール１００７による接合で、５００ｇの重量増があった。大きさも、本実施例はリアプレート１０１面から３０ｍｍの出っ張りであるのに対して、比較例は１００ｍｍであった。

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２０６を設置した。スペーサ２０６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。

一方フェースプレート２０１は、蛍光体膜２０２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２０３として厚さ２００nm作製した。次に、フェースプレート２０１周縁部に予め設けられた銀ペーストパターン上にＩｎを塗布した。

前記支持枠１０５及びイオンポンプ容器１１２を接合したリアプレート１０１と、フェースプレート２０１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２０１に下ホットプレート７０７を密着させ、３００℃で１時間加熱した。

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２０１の間の空間に、一方の蓋状冶具７０３をフェースプレート２０１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２０１のメタルバック膜２０３上に５０ｎｍ付着させた。蓋状冶具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。

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２０１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。

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。この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、更にイオンポンプ容器１１２のアノード接続端子１１０とカソード接続端子１１１を配線でイオンポンプ電源２０７と配線接続し、磁石２０８を取り付けて画像表示装置を組み立てた。

次に、イオンポンプ電源２０７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２０９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。

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。

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。

画像表示装置の製造歩留まりを、図１０のようなメタルシールを用いてリアプレートにイオンポンプ容器を接続した場合（比較例という。）と比較すると、比較例ではメタルシール取り付けの際のリークが主たる原因で総合歩留まりが３０％であったが、本実施例では、９５％であった。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、比較例に比べ１００ｍｍ程薄くすることができた。また、総重量を測定したところ比較例に比べ５００ｇ軽かった。

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容器内に内包されており、リークの発生が無く、小型、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。

＜実施例２＞
実施例２として、イオンポンプ容器１１２をリアプレート１０１に接合する際にＡｒ雰囲気中で接合する製造方法について説明する。図８に本実施例による画像表示装置の製造方法を示す。実施例１と異なるのは、イオンポンプ容器１０２をＡｒ雰囲気中でフリットガラス１１７で接合する点である。

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。イオンポンプの作成は実施例１と同様に作成した。実施例１と同様に全ての工程において、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。

次に図８に示すように、真空ベーク炉１１４内の支持台（不図示）に設置されたリアプレート１０１の排気口１０７が設けられた面上に、フリットガラス１１７を塗布したイオンポンプ容器１１２を置く。支持台１１５でイオンポンプ容器１１２を押さえた状態で、重り１１６を支持台上に置く。重り１１６はフリットガラス１１７の接合面に０.５ｇ/ｍｍ２になるような重量にした。

真空ベーク炉１１４を真空排気口１１３より排気することで、１０^-4Ｐａになるまで減圧した後で、Ａｒを１０１３ｈＰａになるまでガス導入口８０１より導入し圧力を保持した。その後、実施例１と同様に加熱した後、室温に戻ったところでガス導入口を閉めて、リアプレート１０１を取り出した。全ての表面伝導型電子放出素子１０４を観察したところ、ダメージを受けている素子は無かった。一方、Ａｒ雰囲気下ではなく大気中で前記の基板を焼成したところ、素子が焼失等によるダメージを受けた。

次に、実施例1と同様にフェースプレート２０１とリアプレート１０１を接合した。

以上のように作成した画像表示装置のイオンポンプ電源２０７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２０９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。

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。

また、信頼性試験として実施例１と同様の耐衝撃試験を行った。比較例として、図１０のようなメタルシールによりイオンポンプをリアプレートに接合した以外は、この実施例と同じ条件にて画像表示装置を作製した。比較例では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。

画像表示装置の製造歩留まりを比較例と比較したところ、比較例ではメタルシール取り付けの際のリークが主たる原因で総合歩留まりが３０％であったが、本実施例では、９５％であった。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、比較例に比べ１００ｍｍ程薄くすることができた。また、総重量を測定したところ比較例に比べ５００ｇ軽かった。

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容器内に内包されており、リークの発生が無く、小型、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。

＜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の製造方法について説明する。図９に本実施例で用いた電界放出型電子放出素子９０１の構造を示す。同図において９０２は負電極、９０３は正電極であり、９０５はその先端を鋭角にした電子を放出する電子放出部、９０４は絶縁層である。このような構成において正電極９０３と負電極９０２に正電極９０３が高電位になるように電圧を印加すると、電子放出部９０５に電界が集中しトンネル効果によって電子放出部９０５より電子を放出する。

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と同一のものを用い、先ず電界放出型電子放出素子９０１をリアプレート１０１上に作成する。負電極９０２、正電極９０３としての厚さ０．３μｍのＭｏを用い、電界放出部９０５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９０５を持ち、絶縁層９０４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９０３の一部が下配線１０３電気的に接触するように、又負電極９０２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２０１を作成した。

次に、実施例１と後は全く同様にして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２０７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２０９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。

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。

また、信頼性試験として実施例１と同様の耐衝撃試験を行った。比較例として、図１０のようなメタルシールによりイオンポンプをリアプレートに接合した以外は、この実施例と同じ条件にて画像表示装置を作製した。比較例では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。

画像表示装置の製造歩留まりを比較例と比較したところ、比較例ではメタルシール取り付けの際のリークが主たる原因で総合歩留まりが３０％であったが、本実施例では、９５％であった。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、比較例に比べ１００ｍｍ程薄くすることができた。また、総重量を測定したところ比較例に比べ５００ｇ軽かった。

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容器内に内包されており、リークの発生が無く、小型、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。

以上のように、本発明の画像装置の製造方法を用いることにより、軽量でリークの無くしかも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容器内に内包された単純な構成でイオンポンプを画像表示装置に接合することができるので、ローコストで高信頼性な画像表示装置作成が可能となる。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。従って、本発明による画像表示装置の製造方法を用いることにより、長寿命、高信頼性、ローコストな画像表示装置を作成することが可能となる。

本発明によるイオンポンプの接合を説明する図である。 本発明で作製される画像表示装置の構成断面図である。 本発明で作製される画像表示装置の構成概略図である。 電子源の一部を説明する図である。 フォーミング工程および活性化工程を説明するための図である。 真空処理装置の構成概略図である。 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。 本発明によるイオンポンプの接合を説明する図である。 本発明が適用される電界放出型電子放出素子の構成外略図である。 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。

符号の説明

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、１１７ フリットガラス
１０７ 開口部
１０８ アノード電極
１０９ カソード電極
１１０ アノード接続端子
１１１ カソード接続端子
１１２ イオンポンプ容器
１１３ 真空排気口
１１４ 真空ベーク炉
１１５ 支持台
１１６ 重り
２０１ フェースプレート
２０２、１００１ 蛍光体膜
２０３ メタルバック膜
２０４ ゲッタ膜
２０５ インジウム
２０６ スペーサ
２０７ イオンポンプ電源
２０８ 磁石
２０９ イオンポンプ
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、１００６ 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 ガス導入口
９０１ 電界放出型電子放出素子
９０２ 負電極
９０３ 正電極
９０４ 絶縁層
９０５ 電子放出部
１００２ シール材
１００３ 内部電極
１００４ 電極構体
１００５ 容器本体
１００７ メタルシール

Claims (8)

1. 第一の基板と第二の基板とを対向させて、この第一の基板および第二の基板の周辺部を封着して形成される真空容器と、この真空容器内に配された電子源と、イオンポンプとを備えた画像表示装置の製造方法であって、
   前記第一の基板および第二の基板の周辺部を封着する工程に先立ち、前記第一の基板または前記第二の基板に形成された開口部に、イオンポンプ容器を接合する工程を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
2. 前記イオンポンプ容器を接合する工程において、第一の基板または第二の基板に設けられた開口部に、フランジを使用することなくイオンポンプ容器を接合することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
3. フリットガラスを用いて、前記イオンポンプ容器を接合することを特徴とする請求項１または２記載の画像表示装置の製造方法。
4. 前記イオンポンプ容器を接合する工程を、減圧または不活性ガス雰囲気中で行う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の製造方法。
5. 前記第一の基板上に電子源を形成した後に前記第一の基板に前記イオンポンプ容器を接合することを特徴とする請求項１〜４記載の画像表示装置の製造方法。
6. 前記電子源は、一対の素子電極間に形成された導電性薄膜をフォーミング処理および活性化処理して形成される複数の表面伝導型電子放出素子であって、前記活性化処理後に、前記第一の基板にイオンポンプ容器を接合することを特徴とする請求項５記載の画像表示装置の製造方法。
7. 前記第二の基板上に画像形成部材を形成した後に、前記第二の基板にイオンポンプ容器を接合す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の製造方法。
8. 前記画像表示部材が、蛍光膜およびアノード電極膜であることを特徴とする請求項７記載の画像表示装置の製造方法。

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