专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用了电子发射元件的图像显示装置。
背景技术：
在平面基板上排列多个电子发射元件作为电子源并对作为对置基板上的图像形成构件的荧光体照射从电子源发射的电子束使荧光体发光来显示图像的平面显示器中，必须使包含电子源和图像形成构件的真空容器的内部保持为高真空。这是因为，如果在真空容器内部产生气体而压力上升，则虽然其影响的程度随气体的种类而不同，但对电子源产生不良影响，使电子发射量下降，不能进行明亮的图像显示。
特别是在平面显示器中，图像显示构件所产生的气体在到达在图像显示区域外设置的吸气剂之前聚集在电子源附近，局部压力上升和伴随于此的电子源性能恶化成为特征性的问题。在特开平9-82245号公报中，记载了在图像显示区域内配置吸气剂、立即吸附所产生的气体以抑制元件的性能恶化或破坏。此外，在特开2000-133136号公报中示出了在图像显示区域内设置非蒸发型吸气剂并在图像显示区域外配置蒸发型吸气剂的结构。再者，如特开2000-315458中所示，考虑了在真空室内用一系列的作业进行脱气、吸气剂形成、封接(真空容器化)。
在吸气剂中有蒸发型吸气剂和非蒸发型吸气剂，而蒸发型吸气剂对水或氧的排气速度非常大，但蒸发型吸气剂和非蒸发型吸气剂都几乎没有对氩(Ar)那样的惰性气体的排气速度。氩气体因电子束而被电离，成为正离子，该正离子在加速电子用的电场中被加速，通过与电子源碰撞，对电子源造成损伤。再者，氩离子根据情况有时在内部产生放电，有时也破坏装置。
另一方面，在特开平5-121012号公报中记载了将溅射离子泵连接到平面显示器的真空容器上以长时间维持高真空的方法。但是，由于必须有强力的磁铁，故显示器的电子轨道因磁场而弯曲，有时对图像产生影响。
发明内容
本发明是鉴于这样的课题而进行的，其目的在于提供在使用了离子泵的情况下减少磁场的影响、因图像形成区域内的磁场的影响引起的亮度不匀减少了的、亮度的随时间变化减少了的图像显示装置及其制造方法。
本发明是一种具有真空容器的图像显示装置，上述真空容器至少具有排列了多个电子发射元件的电子源基板和与该电子源基板对置地配置的、具有荧光膜和阳极电极膜的图像形成基板而被形成，具备(a)具有离子泵框体和磁场形成单元的离子泵，上述离子泵框体通过在上述电子源基板和上述图像形成基板的至少一方上设置了的连通口与上述真空容器连接并将内部维持为减压；以及(b)在该离子泵与上述电子发射元件连通了的空间内设置了的第1磁屏蔽构件。
图1是示出本发明的图像显示装置的1个形态的结构剖面图。
图2A、2B-1和2B-2是示出第1磁屏蔽构件的例子的图。
图3是应用本发明的图像显示装置的结构概略图。
图4A和4B是说明电子源的图。
图5是说明成形(forming)、激活工序的图。
图6是进行图像显示装置的制造的真空处理装置的结构概略图。
图7是说明真空处理室中的烘焙、吸气剂速吸、封接工序的图。
具体实施例方式
本发明涉及一种具有真空容器的图像显示装置，上述真空容器至少具有排列了多个电子发射元件的电子源基板和与该电子源基板对置地配置的、具有荧光膜和阳极电极膜的图像形成基板而被形成，具备(a)具有离子泵框体和磁场形成单元的离子泵，上述离子泵框体通过在上述电子源基板和上述图像形成基板的至少一方上设置了的连通口与上述真空容器连接并将内部维持为减压；以及(b)在该离子泵与上述电子发射元件连通了的空间内设置了的第1磁屏蔽构件。
在本发明中，最好将上述第1磁屏蔽构件构成为在上述真空容器与上述离子泵框体之间能实现气体的流通。
按照本发明的结构，由于在电子发射元件与离子泵之间的真空中设置了磁屏蔽构件，故能尽可能减少从安装了离子泵框体的连通口及其附近漏泄的磁场对电子产生的影响。因而，可提供从电子发射元件朝向荧光体的电子轨道不弯曲的、几乎没有亮度的下降、离散性小的图像显示装置。
此外，通过构成为在真空容器与离子泵框体之间能实现气体的流通，可得到由于离子泵产生的必要的排气速度，可抑制元件特性的随时间变化。
以下以附图为参考，详细地说明优选的实施形态例。使用图1至图7说明本发明的图像显示装置。在以下的说明中，将电子源基板作为背板、将图像形成基板作为面板来说明。
<离子泵的磁屏蔽的说明>
图1至图3是示出本发明的图像显示装置的结构的概略图的一例。如图1中所示，背板101具有作为形成了在透明的玻璃基板的内侧形成的上布线102、下布线103和电子发射部的电子发射构件的表面传导型电子发射元件(电子源)120，面板201具有在透明的玻璃基板的内侧涂敷了的荧光体膜202、作为阳极电极膜的金属背膜203和吸气剂膜204，用熔接玻璃106将支撑框105连接到背板101上。用熔接玻璃106将离子泵209连接到背板101的排气口107上，使用铟205等的金属在真空中对支撑框105与面板201进行加热封接，构成作为真空容器的外围器。
离子泵209具有阳极电极108、阴极电极109、阳极连接端子110和阴极连接端子111，将这些部分固定并内置于离子泵框体112的内部，在框体112的外侧具备磁铁208。对阳极连接端子110和阴极连接端子111进行布线连接，使其连接到离子泵驱动用的离子泵电源207上。磁铁208是磁场形成单元，在本例中使用了永久磁铁，但也可使用电磁铁那样的磁场形成单元。
如图1中所示，通常在离子泵框体的外部设置了磁场形成单元，进而作为第2磁屏蔽构件的屏蔽罩210包围了其外侧。屏蔽罩的底板211相当于本发明的第1磁屏蔽构件，与在真空容器(在本图中是背板)中设置了的排气用的连通口107连通，能实现气体的流通，使其能发挥离子泵的功能。与连通口107连通的部位具有大于等于1个的流通口，以便能实现气体的流通。在不妨碍磁屏蔽功能的范围内，而且只要能实现气体的流通，该流通口可以是任何的形状。作为流通口的形态，例如可举出图2A中示出的网格状构件221或图2B-1中示出的条状构件222。为了确保充分的屏蔽能力和排气能力，网格的开口间隔例如为0.1mm～5mm是较为理想的，0.5mm～3mm则更为理想。条的间隔例如为0.3mm～30mm是较为理想的，1mm～10mm则更为理想。此外，在厚度方向(图2A、图2B-1)上加厚网格状构件221或条状构件也是有效的，例如，0.3mm～30mm是较为理想的，1mm～10mm则更为理想。通过加厚厚度，可进一步防止磁漏泄，也可增加开口率。特别是如(图2B-2)那样使条的间隔与厚度方向的厚度同等或比其短是较为理想的。例如，如果磁屏蔽能力约为-20dbV，则就可充分地使用。
作为第1磁屏蔽构件的设置方法，可举出如图1和图2A那样密接地配置第1磁屏蔽构件使其覆盖流通口107、为了保持气密而将没有流通口的部分与流通口的周围的真空容器粘接的方法。或者，如图2B-1和图2B-2所示那样可将第1磁屏蔽构件插入流通口107的孔内，进而也可超过背板或面板的厚度而到达真空容器的内部。
这样，对于第1磁屏蔽构件来说，在平板的开口上设置网格状构件和条状构件那样的具有流通口的构件，在流通口的周边将不是平板的开口的部分直接以气密方式粘接到真空容器上，这样做是较为理想的。
将作为第2磁屏蔽构件的屏蔽罩构成为减少来自磁场形成单元的磁场对于电子发射元件影响即可，除了板状的材料外，即使是网格等具有流通性的材料，只要呈现必要的屏蔽效果，就可使用。在本发明的1个形态中，除了必要的部位外，利用第2磁屏蔽构件与离子泵框体一起从外侧覆盖磁场形成单元的整体是较为理想的。
第2磁屏蔽构件最好与第1磁屏蔽构件粘接，特别是最好这2个磁屏蔽构件合起来包围磁场形成单元。
在较为理想的形态中，如图1中所示，第1磁屏蔽构件是屏蔽罩的底板，第2磁屏蔽构件是屏蔽罩，将离子泵框体粘接到底板上，用屏蔽罩覆盖离子泵框体和磁场形成单元，进而连接屏蔽罩与底板。从磁的观点来看，使屏蔽罩与底板接近或接触以减少(较为理想的是没有)磁漏泄即可。从机械的观点来看，将其粘接起来进行固定是较为理想的。在这样的形态中，第1磁屏蔽构件与第2磁屏蔽构件合起来在空间上包围磁场形成单元。在此所谓在空间上包围，不一定意味着密闭地覆盖，如上所述，对于第1磁屏蔽构件来说，使用网格状、条状构件，此外，作为第2磁屏蔽构件，也有时使用网格状材料等，总之，意味着用构件包围以减少磁漏泄。磁屏蔽的底板211可与离子泵209独立地先接合到背板101等上，也可在底板上安装了离子泵之后接合到背板等上，此外也可在同一工序中接合。
可从具有磁屏蔽作用的材料中适当地选择构成第1磁屏蔽构件和第2磁屏蔽构件的材料。第1磁屏蔽构件如图1那样是底板的形态，在接合到真空容器上的形态时，在例如用熔接玻璃等的必须有高温的作业的材料进行接合时，耐热性高的材料是较为理想的，例如可举出坡莫合金。除此以外，也可使用电磁软铁板、电解铁箔、硅钢板、非晶态合金、纳米结晶软磁性材料等。在使用这些材料的情况下，最好使用在比较低的低温下粘接的方法。
<图像显示装置的整体说明>
其次，说明图像显示装置。在图3中，从容器外端子(未图示)通过下布线103施加调制信号的输入电压，通过上布线102施加扫描信号的输入电压，用高压端子Hv(未图示)施加高压来显示图像。用排气口107将离子泵209与真空容器连接，通过用离子泵用驱动用电源(未图示)来驱动，进行放出气体的排气。在该图中，120是作为电子源的表面传导型电子发射元件，102、103是与表面传导型电子发射元件的一对元件电极连接了的上布线(Y方向布线)和下布线(X方向布线)。
图4A是示出了在背板101上设置了的表面传导型电子发射元件120和驱动该电子源用的布线等的一部分的概略图。在该图中，103表示下布线，102表示上布线，401表示对上布线102与下布线103进行电绝缘的层间绝缘膜。
图4B放大了4B-4B的剖面示出图4A的表面传导型电子发射元件120的结构，402、403是元件电极，405是导电性薄膜，404是电子发射部。
首先，叙述使用了表面传导型电子发射元件的图像显示装置的例子。
在图2A、2B-1、2B-2和图3的结构中，可使用钠玻璃、硼硅酸玻璃、石英玻璃、在表面上形成了SiO2的玻璃基板和氧化铝等的陶瓷基板等的绝缘性基板作为背板101，可使用透明的钠玻璃等的玻璃基板作为面板201。
可使用一般的导电体作为表面传导型电子发射元件120的元件电极(相当于图4A和4B的402、403)的材料，例如，可从Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等的金属或合金和Pd、Ag、Au、RuO2、Pd-Ag等的金属或金属氧化物和玻璃等构成的印刷导体、In2O3-SnO2等的透明导电体和多晶硅等的半导体材料等中适当地选择。
关于元件电极的作成法，通过使用真空蒸镀法、溅射法、化学气相淀积法等，可对上述电极材料进行成膜，利用光刻技术(也包含刻蚀、剥离等的加工技术)加工为所希望的形状，或利用其它的印刷法也可制作。总之，只要能将上述的元件电极材料形成为所希望的形状，则可以是任何的制造方法。
图4A中示出的元件电极间隔L为几百nm至几百μm是较为理想的。由于要求以良好的再现性来制作，故元件电极间隔L为几μm至几十μm则更为理想。元件电极长度W根据电极的电阻值、电子发射特性等为几μm至几百μm是较为理想的，此外，元件电极402、403的膜厚为几十nm至几μm是较为理想的。此外，不仅可作成图4B中示出的结构，而且也可作成在背板101上按导电性薄膜405、元件电极402、403的电极的顺序形成了的结构。
为了导电性薄膜405得到良好的电子发射特性，用微粒子构成的微粒子膜特别理想，其膜厚由对元件电极402、403的台阶覆盖性、元件电极402、403间的电阻值和后述的通电成形条件等来设定，但较为理想的是0.1nm至几百nm，特别理想的是1nm至50nm。其电阻值Rs是102～107Ω/□的值。此外，Rs是将厚度为t、宽度为w、长度为l的薄膜的电阻R设置成R＝Rs(l/w)时呈现的量。
此外，构成导电性薄膜405的材料可举出Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等的金属、PdO、SnO2、In2O3、PbO、Sb2O3等的氧化物、HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4、GdB4等的硼化物、TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC、WC等的碳化物、TiN、ZrN、HfN等的氮化物、Si、Ge等的半导体、碳等。
此外，在此叙述的所谓微粒子膜，是多个微粒子集合了的膜，作为其微细结构，不仅指的是微粒子个别地分散配置的状态，而且指的是微粒子互相邻接或重叠的状态(也包含岛状)的膜，微粒子的直径为0.1nm至几百nm，较为理想的是1nm至20nm。
关于导电性薄膜405的制作方法，在设置了元件电极402、403的背板101上涂敷有机金属溶液，通过使其干燥，形成有机金属薄膜。在此所说的所谓有机金属溶液，指的是将形成上述的导电性薄膜405的金属作为主元素的有机金属化合物。
其后，对有机金属薄膜进行加热烧固处理，利用剥离、刻蚀等进行构图，形成导电性薄膜405。此外，作为导电性薄膜405的形成方法，利用有机金属溶液的涂敷法进行了说明，但不限于此，也有利用真空蒸镀法、溅射法、化学气相淀积法、分散涂敷法、浸渍法、旋转涂敷法等来形成的情况。电子发射部404是在导电性薄膜405的一部分上形成的高电阻的龟裂，利用被称为通电成形的处理来形成。通电成形是在元件电极402、403间从未图示的电极进行通电、使导电性薄膜405局部破坏、变形或变质、使结构变化来形成的方法。关于通电时的电压波形，脉冲波形是特别理想的，有连续地施加脉冲波高值为恒定的电压脉冲的情况和一边使波高值增加、一边施加电压脉冲的情况。成形处理必须有通电处理，也可使用在导电性薄膜405中使其产生龟裂等的间隔以形成高电阻状态的处理。
希望对通电成形结束了的元件进行称为激活的处理。所谓激活处理，是使元件电流(在元件电极402、403间流动的电流)、发射电流(从电子发射部404发射的元件电流)显著地变化的处理。例如，在含有有机物质气体等的碳化合物气体的气氛下，与通电成形同样地通过重复进行脉冲的施加可进行该处理。由于此时的较为理想的有机物质的压力随配置元件的真空容器的形状或有机物质的种类等而不同，故根据情况适当地来设定。
利用激活处理，由碳或碳化合物构成的有机薄膜从气氛中存在的有机物质淀积在导电性薄膜405上。
一边测定元件电流和发射电流，一边例如在发射电流饱和了的时刻结束激活处理。最好用图像显示时的工作驱动电压或比其大的电压来进行所施加的电压脉冲。
在已被形成的龟裂内有时也具有0.1nm至几十nm的粒径的导电性微粒子。导电性微粒子包含了构成导电性薄膜405的物质的至少一部分的元素。此外，电子发射部404和其附近的导电性薄膜405有时也具有碳和碳化合物。
此外，作为表面传导型电子发射元件120，除了在背板101的面上以平面状形成了表面传导型电子发射元件120的平面型的元件外，也可以是在与背板101垂直的面上形成了的垂直型的元件，进而是使用了热阴极的热电子源、电场发射型电子发射元件等，总之，如果以使用了电子发射元件的图像显示装置为例，则只要是发射电子的元件，就不作特别限制。
其次，使用图3和图4A和4B，说明表面传导型电子发射元件120的排列和对元件供给图像显示用的电信号的布线。
作为布线的例子，可使用分别正交了的二条布线(Y上布线102和X下布线103，将其称为单纯矩阵布线)，从上布线102通过元件电极402连接到表面传导型电子发射元件120的元件电极402、403上，从下布线103与元件电极403连接。可由用真空蒸镀法、网板印刷法、偏移印刷法等的印刷法、溅射法等形成的导电性金属等构成上布线102和下布线103，适当地设计其材料、膜厚、宽度。其中，使用制造成本便宜、处理容易的印刷法是合适的。
所使用的导电性膏包含Ag、Au、Pd、Pt等的贵金属、Cu、Ni等的卑金属的单独乃至任意地组合了这些金属的金属，用印刷机印刷了布线图形后，在大于等于500℃的温度下进行烧固。被形成了的上下印刷布线等的厚度约为几μm～几百μm。再者，至少在上布线102与下布线103重叠的部位上夹住对玻璃膏进行了印刷、烧固(大于等于500℃)的厚度约为几μm～几百μm的层间绝缘膜401，取得电绝缘。
为了对Y方向的上布线102的端部施加作为根据输入信号扫描表面传导型电子发射元件120的Y侧的行用的图像显示信号的扫描信号，与作为扫描侧电极驱动单元的驱动电路部电连接。另一方面，为了对X方向的下布线103的端部施加作为根据输入信号调制表面传导型电子发射元件120的列的各列用的图像显示信号的调制信号，与作为调制信号驱动单元的驱动电路部电连接。
在面板201的内侧被涂敷了的荧光体膜202为单色的情况下由单一的荧光体构成，但在显示彩色图像的情况下，作成用黑色导电材料分离了发出红、绿、蓝的三原色的荧光体的结构。黑色导电材料因其形状而被称为黑色条或黑色矩阵等。作为制作方法，有使用了荧光体浆液的光刻法或印刷法，构图为所希望的大小的像素，形成各自的颜色的荧光体。
在荧光体膜202上形成了作为阳极电极膜的金属背膜203，利用Al等的导电性薄膜构成了金属背膜203。金属背膜203反射在荧光体膜202中产生的光中成为电子源的在背板101的方向上行进的光以提高亮度。再者，金属背膜203对面板201的图像显示区域赋予导电性以防止电荷被蓄积，对背板101的表面传导型电子发射元件120起到阳极电极的作用。
金属背膜203也具有防止荧光体膜202因面板201、图像显示装置内残留的气体被电子束电离生成的离子而损伤等的功能。
为了对金属背膜203施加高电压，与高压施加装置电连接。
支撑框105对面板201与背板101之间的空间进行气密密封。通过使用In(铟)205将支撑框105连接到面板201上、利用熔接玻璃106将支撑框105连接到背板101上，构成作为外围器的密封容器。此外，也可用In连接背板101与支撑框105。支撑框105可使用与面板201和背板101相同的材质或具有与其大致相同的程度的热膨胀率的玻璃、陶瓷或金属等。
关于支撑框105与离子泵框体112的连接，最好在形成电子发射部404之前、即进行成形、激活之前预先用熔接玻璃106连接到背板101上。此外，在用In将支撑框105连接到背板101上的情况下，最好在用面板201、背板101和支撑框105作成密封容器时连接。例如，用熔接玻璃106将支撑框105连接到背板101上。
在本发明中使用的熔接玻璃中，根据其成分系列，有SiO2系列、Te系列、PbO系列、V2O5系列、Zn系列，可从通过在其中混入充填剂调节了热膨胀系数α的熔接玻璃中适当地使用。可适当地使用混合了PbTiO3、ZrSiO4、Li2O-Al2O3-2SiO2、2MgO-2Al2O3-5SiO2、Li2O-Al2O3-4SiO3、Al2O3-TiO2、2ZnO-SiO2、SiO2、SnO2等的一种或几种混合作为上述耐火物充填剂的熔接玻璃。
由于在真空气氛中的烧固中伴随发泡，不能确保粘接强度、密接性，故最好在大气气氛中进行暂时烧固、在真空气氛中加热使熔接玻璃脱泡后进行接合。
由于熔接玻璃是粉末，故使用有机粘合剂将其变成膏状，涂敷在连接部上来使用。作为变成了膏状的熔接玻璃的涂敷方法，一般使用采用了空气压力的分配器法，但也可适当地使用浸渍法、印刷法等。也可使用预先形成为环状和长方形的片并进行了暂时烧固和脱气的预制品。
在熔接玻璃的烧固时，由于熔接玻璃在烧固温度下成为硬的糖浆状，故必须有将其压碎的按压力，可适当地使用大于等于0.5g/mm2的按压力。
离子泵框体112和磁屏蔽罩的底板211也与支撑框105同样地用熔接玻璃106连接到背板101上。
在此，由于示出了使用熔接玻璃106在高温下粘接的例子，故使用了坡莫合金作为磁屏蔽罩的底板211的材料，但如果使用其它的在低温下的粘接方法，则可使用电磁软铁板、电解铁箔、硅钢板、非晶态合金、纳米结晶软磁性材料等各种各样的磁屏蔽材料。
如果离子泵框体112的真空密封性也是良好的，则可应用各种各样的材料和粘接方法。
在准备了连接支撑框105与离子泵框体112的背板101、面板201后，在维持为真空气氛的状态下实施基板的电子束清洗、吸气剂膜204的蒸镀形成和作为外围器的密封容器的形成(与连接了支撑框105与离子泵框体112的背板101和面板201的连接)。
图6示出本发明中使用的真空处理装置的整体概念图。装载室602用于运入、运出基板，在真空处理室603中进行烘焙、吸气剂成膜、封接等的处理。门阀605用来隔开装载室602与真空处理室603，利用运送工具604运送基板。利用排气单元1(606)对装载室602进行真空排气，利用排气单元2(607)对真空处理室603进行真空排气。利用运入运出口601运入、运出基板。
图7示出在真空处理室603中实施的工序概念图，706表示上热板，707表示下热板，关于其它的结构构件，与上述的编号为同一的部分表示同一构件。
如图6中所示，打开被开放了大气的装载室602的运入运出口601，将形成了荧光体膜202、金属背膜203的面板201和连接了熔接玻璃106与离子泵框体112的背板101这些基板一起放置在运送工具604上，进行排气使压力约小于等于10-4Pa。其次，打开通向预先用排气单元2(607)排气到约10-5Pa的真空处理室603的门阀605将运送工具604运送到真空处理室603中后，关闭门阀605。
作为吸气剂膜的材料，可使用Ba、Mg、Ca、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W等的金属和这些金属的合金，但较为理想的是适当地使用蒸汽压容易处理的作为碱土类金属的Ba、Mg、Ca和这些金属的合金。其中，最好是廉价且从保持了吸气剂材料的金属制的胶囊能容易地蒸发的在工业上容易制造的Ba或包含Ba的合金。
其次，在图7中示出在真空处理室603中实施的工序的概要。如图中所示，用上热板706和下热板707分别保持运入到真空处理室603中的面板201和背板101，通过烘焙加热，进行脱气处理。此时，背板101存在于上热板706一侧，在上热板706上形成了退避部708，以免连接到背板101的背面上的离子泵框体112损坏。可从50℃至400℃适当地选择烘焙温度，只要构件的耐热性容许，在高温下处理是比较好的。其次，一边使热板在上下退避，同时一边使背板101上升，在面板201的上面设置空间。在该空间中，在面板201上移动单侧的盖状工具703。从外部的电源通过吸气剂刷状接触电极705、吸气剂布线端子704、吸气剂布线702供给电流，通过加热吸气剂使其速吸，在面板201上在面板201的半面上对吸气剂膜204进行成膜。
同样在剩下的半面上对吸气剂膜204进行成膜。其次，使作为盖状工具的703退避，再次在上热板706与下热板707之间的既定的位置上夹住充填了In合金等的面板201和预先连接了支撑框105与离子泵框体112的背板101，通过一边加热一边施加重量，熔融In合金，作成被面板201、背板101和支撑框105包围了的真空容器(真空外围器)。
此外，在彩色显示的图像显示装置的情况下，为了以一对一的方式使表面传导型电子发射元件120与荧光体膜202的像素(未图示)相对应，进行面板201与背板101的位置重合进行真空封接。其后，冷却到约室温。其次，再次分别使上热板706和下热板707在上下退避，将密封容器运送到装载室602中，从运入运出口601取出到外部。
利用以上的工序，将被背板101、支撑框105和面板201包围的空间作为能维持为小于等于大气压的压力的真空容器来形成。
在到上述为止的工序中，由于将磁屏蔽罩的底板和离子泵框体安装在背板上，故其次从离子泵框体112的外侧覆盖安装了磁铁208的磁屏蔽罩210，与底板211连接。其次，对离子泵电源207与阳极连接端子110和阴极连接端子111进行布线连接。
利用上述的一系列的处理，真空容器成为图像显示装置。在上述那样制作了的图像显示装置中，接通离子泵电源207的电源，使离子泵209工作。其次，利用连接到上布线102上的扫描驱动单元、连接到下布线103上的调制驱动单元对各表面传导型电子发射元件120提供作为图像信号的扫描信号和调制信号。
施加驱动电压即电信号作为这些电压的差电压，使电流流过导电性薄膜405，电子从其一部分为龟裂的电子发射部404起成为跟随上述电信号的电子束而被发射，由对金属背膜203、荧光体膜202施加了的高电压(1～10KV)加速，与荧光体膜202碰撞而使荧光体发光来显示图像。
此外，这里的金属背膜203的目的是利用使荧光体中朝向内表面一侧的光朝向面板201一侧进行镜面反射来提高亮度、作为施加电子束加速电压用的电极起作用和保护荧光体膜202使其不受因在上述密封容器中发生了的负离子的碰撞引起的损伤。
离子泵209从施加电压为1KV左右起开始工作，施加电压越高，排气能力越大。如果施加电压高，则功耗增加或必须可靠地进行绝缘对策这样的弊病增加。因此，作为高效地驱动离子泵209的电压，可适当地使用2～5KV。
如果图像被显示，则电子被发射，从图像显示装置内的构件放出气体。这些气体内容易对电子发射元件造成损伤的H2、O2、CO、CO2等的气体被吸气剂膜204吸附。另一方面，作为惰性气体的Ar不被吸气剂膜204吸附，但由安装在背板101上的离子泵209进行排气，Ar分压可抑制在小于等于对元件有影响的压力的10-6Pa，可抑制因Ar引起的对元件的损伤(主要是因电离了的Ar离子溅射引起的元件破坏)。因而，即使进行长时间的图像显示，也可得到没有亮度恶化的长寿命的图像显示装置。
再者，在本发明中，由于以这种方式用磁屏蔽罩210对离子泵209的磁铁进行了磁屏蔽，此外，也对与图像显示部的连通口进行了磁屏蔽，故尽可能减少了电子束的轨道因磁场而弯曲的情况，可维持良好的图像显示特性。此外，由于所使用的离子泵是小型、轻量的，而且直接用熔接玻璃等连接到面板等的真空容器上，故图像显示装置成为薄而轻量的装置。
在上述的说明中，说明了在完成了真空容器之后安装磁屏蔽罩的例子，但如果离子泵209的耐热性是充分的，则也可在真空中封接安装了磁铁的磁屏蔽罩，安装在离子泵框体上。此外，关于屏蔽罩的安装，也可根据需要用真空密封特性良好的粘接剂和其它的方法来粘接。
此外，在图1中，用熔接玻璃106接合了磁屏蔽的底板211和离子泵框体112，但可一体地作成两者，也可使用熔接玻璃以外的其它的粘接手段来粘接。离子泵框体112是金属也好、是玻璃那样的非金属也好，只要能耐受真空就可使用。
作为上述的电子源，除了表面传导型电子发射元件外，即使在使用了电场发射型电子发射元件的图像显示装置或除了单纯矩阵型外在使用控制电极(栅电极布线)控制从电子源出来的电子束以显示图像的图像显示装置等中，本发明的图像显示装置的结构也是有效的。
实施例以下，一边参照附图，一边说明本发明的实施例，但本发明不限定于此，只要不违反本发明的要旨，就可适当地变更。
<实施例1>
使用图1、图2A、2B-1、2B-2说明在图像显示装置中在电子发射元件与离子泵之间设置了磁屏蔽构件的带有离子泵的图像显示装置的结构，使用图3至图7，说明作为该图像显示装置的真空容器的作成方法。
首先，叙述作为图像显示装置的真空容器的作成方法。使用厚度2.8mm、大小240mm×320mm的钠玻璃(SL日本板硝子制)作为背板101，使用厚度2.8mm、大小190mm×270mm的钠玻璃作为面板201，使用在背板101上在图像区域外成为玻璃框105的内侧的场所开出了8mmφ的排气口107的基板。
在背板101上利用蒸镀法对铂进行成膜，利用光刻技术(包含刻蚀、剥离法等的加工技术)进行加工，加工成膜厚100nm、电极间隔L＝2μm、元件电极长度W＝300μm的形状。
其次，在背板101上分别印刷、烧固Ag膏墨，形成了上布线102和下布线103，其中，上布线102(100条)的宽度为500μm、厚度12μm，下布线103(600条)的宽度为300μm、厚度8μm。也同样地作成了对外部的驱动电路的引出端子。对玻璃膏进行了印刷、烧固(烧固温度550℃)，作成了层间绝缘层401，其厚度定为20μm。
其次，清洗上述背板101，用DDS(二甲基二乙氧基硅烷信越化学社制)的乙醇稀释溶液并利用喷射法散布，在120℃下进行了加热干燥。作为导电性薄膜405，在由85％的水、15％的异丙醇构成的水溶液中溶解0.15Wt％的钯-脯氨酸络合物，用喷墨涂敷装置涂敷了含有有机钯的溶液后，在350℃下进行10分钟的加热处理，形成由PdO(氧化钯)构成的微粒子膜，作成了φ60μm的导电性薄膜104。
支撑框105的形状为厚度2mm、外形150mm×230mm、宽度10mm，材质使用了钠玻璃(SL日本板硝子制)。在连接到背板101的面上使用分配器涂敷了作为熔接玻璃的LS7305(日本电气硝子社制)。其后，进行了430℃、30分钟的加热、烧固。
本实施例中使用的离子泵是2极型离子泵，用SUS形成了圆筒形状的阳极电极108和与圆筒的平板部对置的平板状的阴极电极109，在阴极电极的中心部，将棒状的Ti电极113连接到阴极电极109上。在由钠玻璃构成的离子泵框体112中配置这些电极，是将分别对阳极电极108和阴极电极109进行了布线连接的阴极连接端子110和阳极连接端子111引出到离子泵框体112的外侧的结构。
离子泵框体112使用了以能容纳上述阳极电极108和上述阴极电极109的大小(W15mm×D25mm×H25mm)进行了成型加工的钠玻璃。阴极连接端子110和阳极连接端子111用熔接玻璃进行固定，使之能从外侧导入电流。
关于磁屏蔽罩的底板211，如图2A中所示，将由0.3mmφ、1mm间隔的坡莫合金构成的网格材料(网格状构件221)点焊到在1.5mm厚的坡莫合金板上开了孔的板上。
其次，用既定的工具固定涂敷了熔接玻璃106的支撑框105、磁屏蔽的底板211和离子泵框体112，对按压各自的部分的支撑框用支撑台和支撑台施加重量，在炉子中加热到430℃，保持30分钟，将支撑框105、磁屏蔽的带有网格状构件的底板211和离子泵框体112粘接到背板101上。
使用图5中示出的真空排气装置对如上述那样作成了的背板101进行了以下的成形和激活。首先，如图5中所示，利用O形环502密封除了在基板台503上设置了背板101的取出电极(未图示)外的区域，利用真空容器进行了覆盖。在基板台503上形成了退避部(未图示)，以免与离子泵框体112接触，具有将背板101固定在台上用的静电夹具504，在背板101的背面上形成了的ITO膜510与静电夹具内部的电极间施加1kV，夹住了背板101。
其次，用磁浮型涡轮分子泵505对真空容器内部进行排气，如下所述那样进行了成形以后的工序。
首先，将真空容器内部排气到10-4Pa，以滚动(scroll)频率10Hz依次对上布线102施加脉冲宽度1msec的矩形波形，电压定为12V。此外，将下布线103设置为地。在真空容器内部导入氢与氮的混合气体(2％H2、98％N2)压力保持为1000Pa。利用质量流量控制器508控制气体导入，另一方面，利用排气装置和流量控制用的传导阀507控制来自真空容器的排气流量。在流过导电性薄膜405的电流值大致为0的时刻中止电压施加。对真空容器内部的H2和N2的混合气体进行了排气，完成了成形，通过在背板101的全部的导电性薄膜405中形成龟裂，作成了电子发射部404。
其次，进行了激活。在将真空容器501内排气到10-5Pa后，将甲苯甲腈(分子量117)分压后导入在真空容器内使真空度为1×10-3Pa。对上布线102在10行中按时间分割方式(滚动)施加了电压。关于电压施加条件，波高值±14V，使用脉冲宽度1msec的两极的矩形波，激活了全部的元件。
在激活结束后，在对真空容器501中残存的甲苯甲腈进行了排气后，返回到大气，取出了背板101。
其次，在支撑框105上涂敷In，在上布线102上每20行设置了隔板206。关于隔板206，在图像显示区域外设置绝缘性的台，用AronCeramic W进行了粘接固定。
另一方面，在面板201上交替地形成了构成荧光体膜202的条状的荧光体(R、G、B)和黑色导电材料(黑色矩阵)，在所得到的结构上制作了厚度200nm的由铝薄膜构成的金属背膜203。其次，在面板201的周围边缘部上预先设置了的银膏图形上涂敷了In。
将用熔接玻璃连接了上述支撑框105与离子泵框体112的背板101和涂敷了In的面板201放置在运送工具604上，打开图6中示出的真空处理装置的运入运出口601，放入大气压的装载室602中。在关闭了运入运出口601后，使装载室602的压力降低到约3×10-5Pa，打开门阀605，将运送工具604运入到预先用作为排气单元2的607将压力降低到约1×10-5Pa的真空处理室603中，关闭了门阀605。在将运送工具604放置在既定的位置上后，如图7中所示，使上热板706与背板101密接，使下热板707与面板201密接，在300℃下加热了1小时。
其次，使背板101和支撑该背板101的运送工具604的一部分与上热板706一起在向上的方向上升了约30cm。其次，在背板101与面板201的空间中在面板201上移动了一个盖状工具703。对在盖状工具703内侧顶部设置了的Ba吸气剂的容器依次在各10秒间施加12A的电流，在面板201的金属背膜203上附着了50nm的Ba膜。使作为盖状工具的703返回到原处，对于另一个盖状工具703也进行同样的操作。
其次，使盖状工具703返回到原处，使背板101、作为运送工具604的一部分的支撑工具和上热板706下降，将上热板706和下热板707加热到180℃。在180℃下保持了3小时后，使背板101、作为运送工具604的一部分的支撑工具和上热板706进一步下降，对背板101、面板201和支撑框105施加了60Kg/cm2的重量。在该状态下停止加热，自然冷却到室温，降低温度，结束了封接。
打开门阀605，将真空容器从真空处理室603运出到装载室602中，在关闭了门阀605后，使装载室602的压力返回到大气压，之后从运入运出口601运出了密封容器。在如上述那样制作了的密封容器中完全不发生裂纹、破裂等。
其次，在离子泵的外侧盖上粘接了磁铁208的磁屏蔽罩210。磁屏蔽罩210用1.5mm厚的坡莫合金板形成，用点焊与坡莫合金的底板211进行了接合。
此外，用电缆将该密封容器与电压施加装置和高压施加装置连接，以便能进行图像显示，再者，用布线将离子泵框体112的阳极连接端子110和阴极连接端子111与离子泵电源207连接，组装了图像显示装置。
其次，对离子泵电源207加上3kV的电压，驱动了离子泵209。此外，从连接到图像显示装置上的电压施加装置对电子发射元件供给图像信号，同时利用高压施加装置施加10kV的高压，使表面传导型电子发射元件120发光，使图像显示装置进行图像显示。
在测定了该图像显示装置的亮度分布时，即使在离子泵的附近，与图像显示区域的中央部分相比，也将亮度的下降抑制在小于等于6％。在不使用磁屏蔽用的网格状构件作为比较例的情况下，在离子泵的附近，与图像显示区域的中央部分相比，可看到最大为25％的亮度的下降。在本发明中，减小了离子泵附近的像素的亮度下降的原因是因为抑制了电子束的轨道因漏泄了的磁场的影响而被弯曲的程度。
此外，为了进行寿命评价，使图像显示装置连续地显示，在测定了亮度为一半的时间时，该时间为15000小时。此外，在离子泵附近也未发生亮度不匀。
如上所述，在本实施例中作成了的图像显示装置的亮度的离散性小，可进行均匀的显示，而且，由于离子泵的效果，可作成小型、轻量、高可靠性、低成本且寿命长的图像显示装置。
<实施例2>
作为磁屏蔽罩的底板，如图2B-1、2B-2中所示，在1.5mm厚的坡莫合金的板中设置了孔，在该孔的部分中利用点焊以2mm间隔安装了4片厚度0.3mm、宽度3mm的坡莫合金的条状板(长方形)，使宽度方向与底板的面垂直。将各条状板的长度定为能容纳在被设置在背板上的连通口107中的尺寸。然后，将条状板的部位放入在背板上设置的连通口内，用熔接玻璃粘接了底板。除此以外，与实施例1同样地制成了图像显示装置和离子泵。
在测定了实施例2中制作的图像显示装置的亮度分布时，即使在离子泵附近，亮度的离散性也小于等于4％。
<实施例3>
在实施例1和2中，为了使用熔接玻璃106粘接到背板101上，离子泵框体112使用了热膨胀率接近于熔接玻璃的玻璃构件，但在使用玻璃的情况下，没有必要取得阳极导入端子110的电绝缘，但必须用熔接玻璃等进行真空密封。
在实施例3中，使用了不锈钢的罩作为离子泵框体112。在该情况下，为了取得阳极导入端子110的电绝缘，使用了氧化铝制的绝缘子。
关于坡莫合金的磁屏蔽罩的底板211与背板101的粘接和离子泵框体112与底板211的粘接，分别使用环氧树脂类的粘接剂进行了连接。在真空中在100℃下进行了背板与面板的真空封接。除此以外，与实施例1同样地制成了图像显示装置和离子泵。
在测定了实施例3中制作的图像显示装置的亮度分布时，因为即使在离子泵附近亮度的离散性也小于等于5％，故同样地可看到底板的磁屏蔽的效果。此外，为了进行寿命评价，使图像显示装置连续地显示，在测定了亮度为一半的时间时，该时间为10000小时。此外，在离子泵附近也未发生亮度不匀。
权利要求
1.一种具有真空容器的图像显示装置，上述真空容器被形成为至少具有排列了多个电子发射元件的电子源基板和与该电子源基板对置配置且具有荧光膜和阳极电极膜的图像形成基板而被形成，上述图像显示装置具备(a)具有离子泵框体和磁场形成单元的离子泵，上述离子泵框体通过在上述电子源基板和上述图像形成基板的至少一方上设置的连通口与上述真空容器连接并将内部维持为减压；以及(b)在该离子泵与上述电子发射元件彼此连通的空间内设置的第1磁屏蔽构件。
2.如权利要求1中所述的图像显示装置，其特征在于上述第1磁屏蔽构件在上述真空容器与上述离子泵框体之间可实现气体的流通。
3.如权利要求2中所述的图像显示装置，其特征在于上述第1磁屏蔽构件具有1个或1个以上的流通口。
4.如权利要求3中所述的图像显示装置，其特征在于上述第1磁屏蔽构件在上述离子泵与上述电子发射元件彼此连通的空间内具有网格状构件或条状构件，利用该网格状构件或条状构件的流通口可实现气体的流通。
5.如权利要求4中所述的图像显示装置，其特征在于在上述连通口的外侧配置了上述网格状构件或条状构件。
6.如权利要求4中所述的图像显示装置，其特征在于在上述连通口的孔内部配置了上述网格状构件或条状构件。
7.如权利要求4中所述的图像显示装置，其特征在于在平板的开口中设置了上述第1磁屏蔽构件的上述网格状构件或条状构件，该平板的没有上述开口的部分接合到真空容器上。
8.如权利要求1中所述的图像显示装置，其特征在于上述磁场形成单元具有被设置在上述离子泵框体的外部且从上述离子泵框体的外部覆盖上述磁场形成单元的第2磁屏蔽构件。
9.如权利要求8中所述的图像显示装置，其特征在于利用上述第1磁屏蔽构件和上述第2磁屏蔽构件在空间上包围上述磁场形成单元。
全文摘要
在由具有由多个电子发射元件构成的电子源和从该电子源照射电子进行发光显示的荧光膜的真空容器构成的图像显示装置中，设置利用磁形成部的作用经连通口对真空容器进行排气的离子泵。通过在离子泵与电子发射元件连通的空间内设置磁屏蔽构件来消除因磁形成部的磁场产生的对电子发射元件的发射电子的轨道的影响和因该影响引起的显示亮度不匀。
文档编号H01J29/94GK1741239SQ200510096709
公开日2006年3月1日 申请日期2005年8月26日 优先权日2004年8月27日
发明者津田尚德, 神尾优, 五福伊八郎, 佐藤安荣, 岛田佳之, 三谷浩正, 清野和之, 西村孝司 申请人:佳能株式会社, 株式会社东芝