专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用电子发射元件的图像显示装置。
背景技术：
在将作为电子源的多个电子发射元件排列于平面基板上、向对置基板上的作为图像形成构件的荧光体照射从电子源发射出来的电子束、从而使荧光体发光以显示图像的平面显示器中，必须将内置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了气体导致压力上升，则虽然其影响的程度因气体的种类而不同，但是，都会给电子源造成坏影响而使电子发射量降低，从而不能显示明亮的图像。
特别是在平面显示器中成为特征性问题的是，图像显示构件产生的气体，在到达设置在图像显示区域外的吸气剂之前将聚集在电子源附近，从而导致局部压力上升并伴随着电子源恶化。在特开平9-82245号公报中记载了把吸气剂配置在图像显示区域内，即时吸附所发生的气体以抑制元件劣化或损坏等的技术。此外，在特开2000-133136号公报中，则示出了在图像显示区域内设置非蒸发型吸气剂，把蒸发型吸气剂配置在图像显示区域外的构成。再有，如在特开2000-315458号公报中所示，人们也考虑了通过一系列操作在真空室内进行脱气、吸气剂形成、密封(真空容器化)的方案。
吸气剂有蒸发型吸气剂和非蒸发型吸气剂，虽然蒸发型吸气剂对水或氧气的排气速度极大，但是对氩(Ar)之类的惰性气体，蒸发型吸气剂和非蒸发型吸气剂都几乎没有排气速度。氩气体被电子束电离后成为正离子，通过用于加速电子的电场加速该正离子并轰击电子源，从而给电子源造成损伤。此外，有时在内部会产生放电，从而破坏装置。
作为可以对惰性气体进行排气的排气装置，在特开平5-121012号公报中记载了把溅射离子泵连接于平面显示器的真空容器来长时间维持高真空的方法。
如图9所示，该平面显示器借助于密封材料902把具有荧光体膜901的面板109和容器本体905气密性地密封起来构成真空容器906。在上述容器本体905内配置有电极结构904，电极结构904具有电场发射型阴极，借助于内部电极903即调制电极使由该阴极发射出来的电子束朝向荧光体膜901前进以进行图像显示。在容器本体905内接合有用来维持真空的离子泵908。作为离子泵908的实施形态，例如借助于磁铁121施加1000高斯(0.1忒斯拉，以后磁通密度的单位忒斯拉表示为T)。
但是，在通过ICF法兰等的金属密封垫907把离子泵908连接到真空容器906上的构成中，用金属材料制作的重的金属密封垫局部地位于平面显示器的单侧。而且，由于不用轭铁而直接把磁铁安装到离子泵容器120上，故其重量就成为很大。为此，在把离子泵908和金属密封垫907接合到容器本体905上时产生金属密封垫907安装到容器本体905上的部分变形或破损这样的缺憾，导致屡屡发生真空容器906漏气的事态使制造成品率降低这样的问题。
此外，还存在着在离子泵内产生放电时所产生的噪声会破坏图像显示装置的图像的问题。
发明内容
本发明就是鉴于现有的那些问题而完成的，目的在于提供用简便的工序制造显示品质高而不会发生漏泄等特别是电子源的特性随时间变化小、高可靠性且低成本的图像显示装置的方法。此外，目的还在于提供抑制由离子泵的驱动引起的离子泵附近的真空容器构件或离子泵容器的带电、不产生放电而抑制图像显示的不稳定或图像显示部分的破坏等且可靠性高的图像显示装置。
本发明是一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在安装有上述离子泵容器一侧的真空容器的外表面上形成有电位被限定的导电膜。
此外，本发明是一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在上述离子泵容器的内表面上形成有电位被限定的导电膜。
此外，本发明是一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在安装有上述离子泵容器一侧的上述真空容器的外表面上形成有电位被限定的导电膜，在上述离子泵容器的内表面上形成有电位被限定的导电膜。
图1的斜视图示意性示出了本发明的图像显示装置的一个例子。
图2的剖面图示意性示出了本发明的图像显示装置的一个例子。
图3A、3B的示意图示出了把表面传导型电子发射元件配置成简单矩阵的一个例子。
图4的示意图示出了本发明的图像显示装置的一个例子。
图5A、5B是用来说明成形、激活工序的说明图。
图6的示意图示出了在本发明的图像显示装置的一个例子中隔片的配置。
图7的示意图示出了在形成图像显示装置时，用来进行烘焙、吸气剂速吸(getter flashing)、密封的真空排气装置。
图8A、8B、8C、8D用来说明在本发明的图像显示装置的形成中的烘焙、吸气剂速吸和密封工序。
图9的示意图示出了本发明的图像显示装置的一个例子。
图10的示意图示出了本发明的图像显示装置的一个例子。
图11的示意图示出了本发明的图像显示装置的一个例子。
图12的示意图示出了本发明的图像显示装置的一个例子。
图13的示意图示出了比较例。
具体实施例方式
本发明涉及一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在安装有上述离子泵容器一侧的真空容器的外表面上形成有电位被限定的导电膜。
本发明的不同形态涉及一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在上述离子泵容器的内表面上形成有电位被限定的导电膜。
本发明的又一个不同形态涉及一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在安装有上述离子泵容器一侧的上述真空容器的外表面上形成有电位被限定的导电膜，在上述离子泵容器的内表面上形成有电位被限定的导电膜。
在本发明中，优选的是形成于上述真空容器外表面上的导电膜的电位以及形成于上述离子泵容器内表面上的导电膜的电位分别是接地电位。在具有两种导电膜的形态中，优选的是不论哪一个导电膜都接地。
此外，在真空容器外表面上形成有导电膜的形态中，优选的是除去上述离子泵连接于上述真空容器的部位处的导电膜。
此外，优选的是上述离子泵容器与上述真空容器之间的连接部分的周围已借助于增强用粘接剂进行了增强。
在本发明中，通过在真空容器外表面和/或离子泵内部形成有电位被限定的导电膜，由于抑制了基于带电的放电稳定了离子泵的动作，从而没有不规则的气体放出，故可以提供辉度稳定的图像显示装置。
以下，作为图像显示装置，以具有排列有电子发射元件的电子源基板(以下，叫做背板)和与该电子源基板对应地配置且具有荧光膜和作为上述阳极电极的阳极电极膜的图像形成基板(以下，叫做面板)的构成为例进行说明。
<应用本发明的图像显示装置的概要说明>
首先，图1和图2示意性示出了本发明的图像显示装置的构成的一个例子。在面板102上形成有荧光体106和作为阳极电极膜的金属背107，端子部分112为了给金属背施加高电压被引出到真空容器外。在背板101上，在基板上配置多个电子发射元件，形成已实施了适当布线103、104的电子源105。此外，在金属背上形成有蒸发型吸气剂108。面板和背板与支持框(框部)110一起构成真空容器，为了可以承受大气压，在背板与面板之间设置有支持构件(隔片)109。可通过高压端子112从阳极电极125向阳极107施加高电压。
图3A、3B示意性示出了二维配置的电子发射元件用矩阵布线连接起来的构成。作为电子发射元件，虽然示出的是平面导电型电子发射元件的例子，但是即便是使用以Spindt型为代表的FED或平面型的场效应型电子发射元件也可以得到同样的效果。以下以平面导电型电子发射元件为例继续进行说明。图3A是平面图，图3B示出了沿着3B-3B的剖面的构成。
334是Y布线(上布线)、332是X布线(下布线)，通过元件电极330、331分别连接到电子发射元件336上。X布线332被配置在绝缘性基体301上，并依次形成绝缘层333、Y布线334和电子发射元件336。作为对置的元件电极330、331的材料，可以使用一般的导体材料。
为了得到良好的电子发射特性，导电薄膜335优选的是使用由微粒子构成的微粒子膜。其膜厚虽然可在考虑到对元件电极330、331的台阶覆盖、元件电极间的电阻值以及后述的成形条件等进行适宜设定，但是，通常做成为0.1nm的几倍到几百nm的范围是优选的，更为优选的是做成为1nm～50nm的范围。其电阻值Rs为100～10MΩ/□的值。另外，Rs是将厚度为t、宽度为w、长度为l的薄膜的电阻R表示为R＝Rs(l/w)时的量。在本说明书中，就成形处理来说，虽然是把通电处理作为例子进行说明，但成形处理并不限于此，也包括使膜产生龟裂以形成高电阻状态的处理。
电子发射部分336由形成于导电薄膜335的一部分上的高电阻的龟裂构成，并依赖于导电薄膜335的膜厚、膜质、材料和后述的通电成形等的方法。在电子发射部分336的内部，有时候也存在着粒径为0.1nm的几倍到几十nm范围的导电微粒子。该导电微粒子含有构成导电薄膜335的材料元素的一部分或全部元素。此外，通过进行电激活处理等的处理使电子发射部分336及其附近的导电薄膜335中具有碳或碳化合物，可以提高电子发射效果。
把以上那样形成的面板102、背板101、电子源105以及其它的构造体组合起来，并把支持框110接合于面板102与背板101之间。背板101与支持框1 10用熔融玻璃预先固定起来，接着在真空室内脱气、形成蒸发型吸气剂，之后，不破坏真空地进行密封(真空容器化)。如在特开2000-315458号公报中所示，面板102与带支持框的背板101的接合用In及其合金等进行。
本发明的图像显示装置，除去电视播放的显示装置、电视会议系统或计算机等的显示装置之外，也可以用作为使用感光性鼓等构成的光打印机等的图像形成装置等。
<设置有离子泵的构成的说明>
其次，说明设置有离子泵的构成。
图1是把离子泵114安装到真空容器113的外表面上的图像显示装置的概念图。图2、图4是其剖面图。但是，图2、图4示出的是不同的形态。
在本发明中，离子泵114的容器由玻璃等的非导电材料形成。虽然离子泵容器通常可用金属制作，但是，若使用非导电材料特别是玻璃等的陶瓷，则图像显示装置本体与真空容器之间的机械性质就易于吻合。为此，安装时的固定易于进行等，在之后的加工处理时，因环境等产生的应力而被剥离的危险减少等，从而可实现成本的降低和可靠性的提高。
在该图中，离子泵114安装到排列了电子发射元件105的基板(背板)101上，通过在背板上预先形成的开口部分111对面板内的放出气体进行排气。
离子泵114的构成，例如，把圆筒形的离子泵阳极119和配置在圆筒的平面部分两侧上的离子泵阴极118设置在玻璃制的离子泵容器115之中，与阴极平行地把磁铁板116贴紧到离子泵容器115的外侧上。板状磁铁116用粘接剂固定到金属制的支持翼(轭铁)117上，然后再用粘接剂把该支持翼117固定到背板101上。离子泵阳极119和离子泵阴极118被连接到贯通玻璃容器115埋入的端子121和120上。然后，阳极端子121被连接到离子泵用高压电源126上，阴极端子120则被接地。
通过从容器外部导入的电极121给离子泵阳极119施加3～5kV的电压126，离子泵阴极118接地。在图像显示基板(面板)102上，在荧光体106上形成有金属背107，通过高压施加端子112对面板102施加阳极电压(Va)125。
当驱动图像显示装置时，从电子源发射出来的电子穿透金属背107向荧光体106等的构件照射。在借助于此发射出来的气体之内，水、氧、一氧化碳和二氧化碳等对电子源造成化学损伤的气体，就会被形成于金属背107上的Ba吸气剂膜108吸收掉大部分。除此之外，惰性气体通过物理性碰撞而易于给电子源造成损伤，其中问题最大的是氩。氩由于放出比率小几乎不能被吸气剂吸收，故真空容器内的压力随时间上升，因此与电子源碰撞而损伤电子源的概率升高。
于是，采用一并设置离子泵114的办法，即便是设置在远离电子源的图像显示区域外，也能将氩的压力上升抑制到较低水平。其结果是，无论化学性能活泼的气体还是氩等的惰性气体都可以效率良好地被减少，从而抑制了元件特性的不稳定性。
但是，由于使用3～5kV左右的高电压驱动离子泵114，并且通过向离子泵阴极注入电离后的离子来发挥排气作用，故结果就成为一部分的离子从圆筒形状的电极间漏出并碰撞到离子泵114附近的绝缘体部分上而使之带电。如果带电到最大1～2kV，在缺少有效设计的除电构造时，在离子泵114的电极或图像显示装置的布线等之间就会产生放电。
于是，在本发明的形态1中，如图1、图2、图4所示，在离子泵安装一侧的真空容器表面上形成了导电膜122。借助于此，就可以把作为离子泵114附近的绝缘性构件的真空容器表面限定为规定的电位，从而抑制放电的发生。
在形成于真空容器外表面上的导电膜上所施加的电位，可以在不产生放电的安全性高的范围内适宜地进行选择，例如地电位的±30V以内(意味着绝对值接近于0)，优选的是±10V以内，最为优选的是被接地到地电平。通过使限定电位接近地电位，就可以抑制触电的危险或因带电而产生的库仑力使真空容器异常变形等。
作为导电膜，可以使用金属膜、ITO膜之类的透明导电膜等。在把离子泵配置在背板一侧，在背板的外表面上形成导电膜的情况下，由于不需要透光性，故可以使用金属膜之类的低电阻导电膜，除电效果会更为可靠。在把离子泵配置于面板一侧时，优选的是使用透明导电膜。
另外，如图1所示，在引出阳极连接端子112之类的不同电位端子之处，以足以避免短路的大小设置不形成导电膜的区域。
在本发明的不同形态中，对离子泵容器内部进行电位限定。如图2所示，在离子泵容器115的内部形成导电膜123，对之提供规定的电位，所限定的电位虽然可以适宜选择成不产生放电的那种程度，但优选的是接地。导电膜123优选的是通过与接地的离子泵阴极连接端子120的引出线连接来限定电位。另外，在引出离子泵容器内部的高压端子121的部分设置不形成导电膜的区域。这样一来，由于也抑制了离子泵容器的带电，故可以防止与离子泵电极之间的放电。作为导电膜的材料，可以使用金属膜、ITO膜之类的透明导电膜。
此外，在真空容器外表面上形成的导电膜和在离子泵容器内部形成的导电膜处于等电位时，也可以彼此接触。
此外，在安装离子泵容器115与真空容器外表面101中，当在粘接部分124中存在着物理性质不同的膜时粘接性变坏，存在着因膜被剥离而成为产生真空泄漏的原因的危险。于是，在本发明的形态1中，优选的是预先向离子泵容器与真空容器(在图1、2中是背板101)的接合部位的外周上涂敷增强用粘接剂127。作为增强用粘接剂，优选的是粘接强度强的环氧树脂粘接剂。通过使用增强用粘接剂，可以提高固定强度，以降低真空泄漏的危险。
此外，在本发明的形态1中，在粘接部分124中，优选的是预先除掉在真空容器的外表面上形成的导电膜122。如上所述，当在粘接部分上不存在导电膜时，可以提高粘接强度，即便是不涂敷增强用粘接剂也可以防止因真空泄漏而引起面板缺陷。
由此可以提供不仅辉度分布小或辉度随时间变化小、而且抑制了由真空泄漏而引起缺陷发生的危险的、可靠性高的图像显示装置。
以下，举出优选的实施例来更为详细地讲述本发明，但是，本发明并不限定于这些实施例，也包括在本发明的要旨的范围内进行了各个要素的置换或设计变更的实施例。
<实施例1>
在本实施例中，制作了图4所示构成的图像显示装置，即在背板的外表面上形成有导电膜的图像显示装置。在基板上具备对多个(768行×3840列)表面传导型电子发射元件进行了简单矩阵布线的电子源105。以下，对本实施例的图像显示装置的制造方法进行说明。
工序-x1(带导电膜的玻璃基板的制作)用清洗剂、纯水和有机溶剂清洗2.8mm厚的PD-200(旭硝子(株)社生产)玻璃基板301，用通常的溅射法在一个面上形成厚度0.3微米的ITO膜。然后，借助于通常的光刻法构图ITO膜以除去高压端子部分等。
工序-a1(元件电极的形成)再次用清洗剂、纯水和有机溶剂清洗在上述工序-x1中制作的基板，用溅射法在另一个面上形成厚度0.1微米的SiO2膜。接着，在成膜于玻璃基板301上的SiO2膜上，用溅射法作为基底层先成膜钛(Ti)5nm，再在其上成膜铂(Pt)40nm后，涂敷光刻胶(AZ1379 Hoechst公司生产)，借助于曝光、显影、刻蚀这样的一系列光刻法进行构图来形成元件电极330、331。元件电极形状是间隔10微米，对置的长度是100微米。
工序-b1(下布线的形成)关于X布线和Y布线的布线材料，优选的是具有向多个表面传导型电子发射元件供给大致均等的电压的低电阻，适宜设定材料、膜厚和布线宽度等。作为公共布线的X布线(下布线)332，用线状的图形形成为接连到一个元件电极330上并把这些阳极电极连接起来。材料使用银(Ag)感光膏状油墨，丝网印刷后使之干燥并曝光显影成规定的图形。之后，在480℃左右的温度下进行烧结形成布线。布线的厚度约10微米，线条宽度为50微米。另外，为了把终端部分用做布线取出电极，增加了该部分的线条宽度。
工序-c1(绝缘膜的形成)为使上、下布线绝缘，配置了层间绝缘层。该层间绝缘层形成于后述的Y布线(上布线)334的下方，以覆盖与预先形成的X布线(下布线)332之间的交叉部分，并且在连接部分中形成接触孔，使得上布线(Y布线)334与另一个元件电极331之间的电连成为可能。工序是在丝网印刷以PbO为主成分的感光性玻璃膏后，进行曝光和显影。这个过程重复进行4次，最后在480℃左右的温度下进行烧结。该层间绝缘层的厚度为4层约30微米，宽度为150微米。
工序-d1(上布线的形成)Y布线(上布线)334的形成为，在预先形成的绝缘膜上丝网印刷AgO膏状油墨后使之干燥，在其上再次进行同样的处理，进行了这样的两次涂敷后，在480℃左右的温度下进行烧结。隔着上述绝缘膜与X布线(下布线)332交叉，在绝缘膜的接触孔部分处与元件电极的另一个也连接起来。借助于该布线与另一个元件电极331连接起来，在面板化之后起着扫描电极的作用。该Y布线334的厚度约为15微米。虽然没有画出来，也用与此同样的方法形成了引出到外部驱动电路的引出端子。由此形成了具有XY矩阵布线的基板。
工序-e1(元件膜的形成)在充分清洗上述基板后，用含有防水剂的溶液对表面进行处理，使得表面成为疏水性。所使用的防水剂是DDS(信越化学(株))的乙醇稀释溶液，用喷射法散布到基板上，在120℃下温风干燥。然后，用喷墨涂敷方法在元素电极间形成元件膜335。在本实施例中，作为元件膜为了形成钯膜，首先向由水85∶异丙醇(IPA)15构成的水溶液内溶解钯-脯氨酸络合物0.15重量％，得到有机含钯溶液。除此之外还添加了少量添加剂。作为液滴赋予装置，使用的是使用压电元件的喷墨喷射装置。然后在空气中在350℃对该基板加热烧结处理10分钟使之成为氧化钯(PdO)。所得到的PdO膜的点径约60微米，最大厚度为10nm。
工序-f1(还原成形(罩成形))在表面传导型电子发射元件中，在被叫做成形的工序中，通过对上述导电薄膜进行通电处理使内部产生龟裂来形成电子发射部分。装置和方法概略如图5所示，首先用罩状的帽盖502覆盖除上述基板周围的取出电极部分之外的整个基板，用排气装置503在帽盖与基板之间形成真空空间。接着，通过从连接到外部电源上的电极端子部分501向XY布线间施加电压以给元件电极间通电，使导电膜525局部破坏、变形或变质，从而形成高电阻的状态的电子发射部分526。关于施加电压等的成形条件，由于已详细记载于特开2000-311599号公报中，故从其中选择适当的条件。
在成形工序中，用在含有少量氢气的真空气氛下的通电加热促进还原，使氧化钯(PdO)变化成钯(Pd)膜。这时，由于膜的还原收缩导致部分发生龟裂。此外，所得到的导电薄膜335的电阻值Rs是从100到10M欧姆的值。进行元件电阻的测定来判断成形处理的结束，在该情况下，当电阻大于等于成形处理前电阻的1000倍时判定为成形结束。
工序-g1(激活-碳淀积)在成形后的状态下由于电子发射效率非常低，故为了提高电子发射效率，对上述元件进行称为激活的处理。在存在有机化合物的适当的压力的基础上，与上述成形同样，采用盖上罩状的帽盖在与基板之间在内部形成真空空间，从外部通过XY布线给元件电极反复施加脉冲电压的办法进行该处理。然后，导入含有碳原子的气体，在上述龟裂附近把源于上述导入的碳或碳化合物淀积为碳膜336。
在本工序中，作为碳源使用甲苯甲腈，通过慢漏泄阀504导入到真空空间内，维持1.3×10-4Pa。导入的甲苯甲腈的压力虽然取决于真空装置的形状或在真空装置内使用的构件等会有少量影响，但是，1×10-5Pa～1×10-2Pa左右是合适的。本工序中的电压施加等条件也从特开2000-311599号公报中所讲述的内容中加以选择。
由于元件电流If在约60分钟后大致达到饱和，故停止通电并关闭慢泄漏阀，结束激活处理。用以上的工序制成了电子源基板。
工序-y1(离子泵的组装和安装)首先，制备开有用于阳极、阴极端子的孔的离子泵用玻璃容器115。孔的形成既可以是熔融形成，也可以是使用微细加工研磨装置的机械形成。同时，在完成上述工序的背板101的图像显示区域外，通过研磨加工形成离子泵用开口部分111。但也可以准备预先开好孔的基板，再进行直到工序-g1为止的工序。
然后，把离子泵阴极118和离子泵阳极119固定到金属支持部件上，然后用点焊等使支持部件与阴极、阳极各自的端子连接。使该电极端子120、121通过预先在玻璃容器115上开成的孔并用熔融玻璃临时固定，同样，用熔融玻璃把离子泵用玻璃容器115临时固定成包围设置于背板101上的开口部分111。用420℃、1个小时的条件烧结该带有离子泵114的背板101，进行离子泵阳极端子121、阴极端子120的形成和离子泵114的安装。然后，再向离子泵容器粘接部分的周围涂敷环氧树脂粘接剂127，使之固化来进行容器的固定。
工序-h1(配置支持框)其次，如图6所示，向背板101上的规定位置上涂敷熔融玻璃，进行位置对准后把支持框110临时固定到背板101上。然后在390℃下烧结30分钟，把支持框配置到背板101上。
工序-i1(垂直安置隔片)如图6所示，在电子源基板101的Y布线(上布线)之中的一部分线(5，45，85，125，165，205，245，285，325，365，405，445，485，525，565，605，645，685，725，765)上设置隔片109。隔片在具有元件的区域(像素区域)外，以绝缘性基台(薄板玻璃)601作为支持，用陶瓷粘接剂(东亚合成社生产，商品名为Aron Ceramic W)进行固定。
工序-j1(面板的形成)首先，用清洗剂、纯水和有机溶剂对玻璃基板(2.8mm厚的PD-200)进行充分地清洗。其次，向阳极连接端子部分、In填充的基底部分等的图形上涂敷银膏，用480℃左右的温度进行烧结。接着借助于印刷法涂敷荧光膜106，进行表面的平滑化处理(通常，叫做“成膜”)来形成荧光体部分。另外，荧光膜106做成为使条带状的荧光体(R、G、B)和黑色导电材料(黑色条带)交互地排列的荧光膜。此外，在荧光膜106上用溅射法形成50nm厚的由铝薄膜构成的金属背107。这些膜106、107虽然与阳极连接端子112或离子泵用开口部分111的孔不接触，但是，未画出的银膏图形却把金属背107与阳极连接端子112连接起来。
工序-k1(In涂敷)如在特开2001-210258号公报中所记载的那样，向在面板102周缘部分上预先设置的银膏印刷部分上填充In。此外，也向支持框110上预先设置的银膏印刷部分上填充In。
工序-l1(真空脱气、吸气剂速吸、密封)其次，把在上述工序中形成的背板101和面板102放置到图7所示的真空室内，用与在特开2000-315458、特开2001-210258中所述的同样的工序制作真空容器。如图7所示，真空室大致分成装载室701和进行烘焙、吸气剂速吸、密封等工艺的真空处理室，通过门控阀703等加以连接。对于各个工艺来说，虽然可以设置各自的处理室，但是，在本例中做成为用1个处理室702进行上述一系列工艺的例子。在装载室、处理室内分别具备排气泵704、705。背板101和面板102以及装载它们的夹具706，按箭头方向投入到装载室内后被送到处理室，在处理结束后通过装载室运送到真空室外。
在图8A、8B、8C、8D中示出了真空处理室内的各工艺的概略图。图8A示出的是烘焙的状态，图8B示出的是吸气剂速吸，图8C示出的是密封的状态，图8D示出的是搬出准备状态。烘焙是用热板803、804对用运送夹具800运送来的背板101、面板102进行加热。此外，配备于运送夹具800所附随的吸气剂速吸用(盖状)夹具805中的电流导入线807与引出到外部的电极808连接，通过通电过热使吸气剂速吸。在密封时，与烘焙时同样使盖状夹具805移动到两侧，边用热板加热基板边施加负重，用In把2块基板彼此安装起来。密封结束后，使热板向上下退避，完成任务后的真空容器与夹具一起被运送出来。除此之外，为了提高面板102的脱气效果，可以边扫描电子束边照射来进行构图，也可以进行电子束照射清洗等的工序。
以下简单地说明各工序的内容。烘焙使热板804、803向装载到运送夹具800上的面板102与背板101的上下移动，在约300℃下保持1个小时。在前后要施加3个小时的升温和约12个小时的降温(图8A)。
其次，使背板101和支持它的运送夹具的一部分与上侧热板一起上升约50cm。接着，使盖状夹具805向背面、正面两基板之间的空间移动，使之与面板102接触。夹具构成为盒状，在内部的天花板上设置18个环状的钯吸气剂环，分别连接到电流导入端子上用电流加热进行速吸(图8B)。钯吸气剂环的配置预先根据在面板102上以约50nm的厚度均匀成膜的条件来确定。实际上，使12A的电流每次12秒在各个钯吸气剂环内流动，依次进行速吸。
然后，使吸气剂速吸用夹具返回到原来的位置，从背板和面板间的空间内卸下来。接着，使背板101与支持夹具、上侧热板803下降到原来的位置(图8C)，用约1个小时的升温把热板加热到180℃。然后，在180℃下保持约3个小时后，使背板支持夹具一点点下降，给背板和面板间施加约60kgf/cm2的负重。保持该状态使热板自然冷却，达到室温后结束密封。
工序-m1(安装和系统化)对在上述工序中形成的真空容器实施柔性电缆安装，同时进行离子泵114的连线。离子泵114的阳极端子部分121，与图像显示部分的阳极连接端子部分112同样，进行被叫做铸封的用耐湿性高电阻树脂进行的固化处理，把高压电缆连接起来。图像显示部分的高压电缆连接到阳极电源125上，离子泵114的高压电缆连接到离子泵用高压电源126上。结束了这些安装的真空容器收纳于在面板一侧形成了可以看见图像显示部分的开口并接地的金属框体内。然后，把导电带贴到在背板101的外表面上形成的导电膜122上以便连接到引线，把该引线连接到上述金属框体上。此外，与面板102隔以约5mm的距离把丙烯酸板安装到上述金属框体的开口部分内。此外，根据必要连接到专用的驱动器装置上，使之通过前驱动和老化等的元件特性稳定化工序。此时从阳极电源向离子泵114施加电压，驱动离子泵114。之后组装驱动器IC和框体等，完成图像显示装置的形态。
把微安表连接到在上述工序-m1之后完成的图像显示装置的离子泵阴极端子120与地之间，首先从离子泵用高压电源126施加3.5kV的电压开始电流测定。当施加离子泵电压后立刻就开始流动约10微安的电流，在大约1分钟内下降到小于等于0.1微安。接着，从阳极电源124施加10kV的电压，边驱动图像评价装置边测定离子泵电流的变化。虽然进行了大约10个小时的驱动，但是从驱动开始一直就几乎没有流动超过0.1微安的电流。即表明离子泵效率良好地进行了真空排气，而且几乎未产生由容器附近的带电产生的局部放电。此外，还表明离子泵容器已牢固地固定到了真空容器上，也未产生真空泄漏。其结果是可以实现高可靠性和低成本化。
<实施例2>
本实施例制作图9所示构成的图像显示装置，即制作在背板的外表面上形成有导电膜且在离子泵容器的内表面上也形成有导电膜的图像显示装置。
工序-x2，a2～g2重复进行与在实施例1中所说明的工序x1和a1～g1同样的工序。
工序-y2(离子泵的组装和安装)首先，准备形成有离子泵阳极、阴极端子用的孔的离子泵用玻璃容器115。孔的形成既可以是熔融形成，也可以是使用微细加工研磨装置的机械形成。在用有机溶剂清洗了该容器之后，使用图版向容器内部所希望的位置上涂敷光刻胶，在90℃下烧结10分钟形成剥离用图形，在该状态下，借助于喷射吹附涂敷3层将掺锑的氧化锡微粒子分散到乙醇内的溶液。首先在120℃下进行30分钟的临时烧结，在丙酮中进行了10分钟的超声波清洗后，在380℃下进行20分钟的烧结形成所希望形状的导电膜(ATO膜)。同时，在完成了上述工序的背板101的图像形成区域外，用研磨加工形成离子泵用开口部分111。但是，也可以准备预先开好了孔的基板来执行直到工序-g1为止的工序。
然后，把离子泵阴极118和离子泵阳极119固定到金属支持部件上，然后用点焊等使支持部件与阴极、阳极各自的端子连接。使该电极端子120、121通过预先在离子泵用玻璃容器115上开的孔并用熔融玻璃临时固定，同样，用熔融玻璃把离子泵用玻璃容器115临时固定成包围设置于背板101上的开口部分111。用420℃、1个小时的条件烧结该带离子泵114的背板101，进行离子泵阳极端子121、阴极端子120的形成和离子泵114的安装。然后，再向离子泵容器粘接部分的周围涂敷环氧树脂粘接剂127并使之固化进行容器的固定。
工序-h2～m2重复进行与在实施例1中所说明的工序h1～ml同样的工序。
对于通过上述工序完成的图像显示装置，与实施例1同样进行离子泵电流的测定。当施加离子泵电压后立刻就开始流动约10微安的电流，在大约1分钟内下降到小于等于0.1微安。此外，保持该状态大约10个小时对电流变化进行记录，但是，完全未观察到大于等于0.1微安的电流。即表明离子泵效率良好地进行了真空排气，而且几乎未产生由容器附近的带电产生的局部放电。此外，还表明离子泵容器已牢固地固定到了真空容器上，也未产生真空泄漏。其结果是可以实现高可靠性和低成本化。
<实施例3>
在本实施例中制作图10所示构成的图像显示装置，即在背板的外表面上形成有导电膜且在离子泵容器上在内表面上也形成有导电膜的形态，而且是在待连接离子泵的部位除去了背板外表面的导电膜的形态的图像显示装置。
工序-x3(带导电膜的玻璃基板的制作)用清洗剂、纯水和有机溶剂清洗2.8mm厚的PD-200(旭硝子(株)社生产)玻璃基板301，在一个面上用通常的溅射法形成厚度0.3微米的ITO膜。然后，借助于通常的光刻法构图ITO膜以除去高压端子部分和在以后的工序中与离子泵容器进行粘接的部分。
工序-a3～g3重复进行与在实施例1中所说明的工序a1～g1同样的工序。
工序-y3(离子泵的组装和安装)与实施例2同样准备离子泵容器，在该容器的内表面上形成了所希望形状的导电膜(ATO膜)的背板101也同样形成了孔。然后，把离子泵阴极118和离子泵阳极119固定到金属支持部件上，然后用点焊等使支持部件与阴极和阳极各自的端子连接起来。使该电极端子120、121通过预先在离子泵用玻璃容器115上开的孔并用熔融玻璃临时固定，同样，用熔融玻璃把离子泵用玻璃容器115临时固定成包围设置于背板101上的开口部分111。此时将在工序-x3中除去了导电膜的位置与容器端部对准。用420℃、1个小时的条件烧结该带离子泵114的背板101，进行离子泵阳极端子121、阴极端子120的形成和离子泵114的安装。然后，再向离子泵容器粘接部分的周围涂敷环氧树脂粘接剂127并使之固化进行容器的固定。
对于通过上述工序完成的图像显示装置，与实施例1同样进行离子泵电流的测定。当施加离子泵电压后立刻就开始流动约10微安的电流，在大约1分钟内下降到小于等于0.1微安。此外，保持该状态大约10个小时对电流变化进行记录，但是，完全未观察到大于等于0.1微安的电流。即表明离子泵效率良好地进行了真空排气，而且几乎未产生由容器附近的带电产生的局部放电。此外，还表明由于在玻璃料与背板101的界面上没有ITO，离子泵容器已更为牢固地固定到了真空容器上，也未产生真空泄漏。其结果是可以实现高可靠性、低成本化。
<实施例4>
在本实施例中说明图11所示构成的图像显示装置，即把离子泵安装于面板102一侧上的例子。效果与安装到背板101上的情况下是相同的，故予以省略。
工序-x4(带导电膜的基板的制作)首先，在玻璃基板(2.8mm厚的PD-200)上形成阳极连接端子用孔、离子泵阳极端子用孔和离子泵用开口部分111。孔既可以通过制作模具预先形成，也可以之后在平板上开孔。开孔的场所设置在图像显示区域外。用清洗剂、纯水和有机溶剂清洗该玻璃基板302，在一个面上用通常的溅射法形成厚度0.3微米的ITO膜。然后用通常的光刻法把ITO膜构图为除去高压端子部分等。
工序-a4～g4、h4、i4重复进行与在实施例1中所说明的工序a1～g1、h1、i1同样的工序。
工序-j4(面板的形成)用清洗剂、纯水和有机溶剂再次清洗面板用基板。其次，向来自阳极连接端子部分的引出线、In填充的基底部分等的图形上涂敷银膏，用480℃左右的温度进行烧结，接着借助于丝网印刷法涂敷荧光膜106，进行表面的平滑化处理(通常，叫做“成膜”)来形成荧光体部分。另外，荧光膜106做成为使条带状的荧光体(R、G、B)和黑色导电材料(黑色条带)交互地排列的荧光膜。此外，再在荧光膜106上用热冲压法形成50nm厚的由铝薄膜构成的金属背107。
工序-y4(离子泵的组装和安装)首先，准备开有阳极、阴极端子用孔的离子泵用玻璃容器115。孔的形成既可以是熔融形成，也可以是使用微细加工研磨装置的机械形成。同时，在完成上述工序的面板102的图像显示区域外，通过研磨加工形成离子泵用开口部分111。但是，也可以准备预先开好孔的基板，再进行直到工序-g1为止的工序。
然后，把离子泵阴极118和离子泵阳极119固定到金属支持部件上，然后用点焊等使支持部件与阴极和阳极各自的端子连接。使该电极端子120、121通过预先在离子泵用玻璃容器115上开的孔并用熔融玻璃临时固定，同样，用熔融玻璃把离子泵用玻璃容器115临时固定成包围设置于面板102上的开口部分111。用420℃、1个小时的条件烧结该带离子泵114的面板102，进行离子泵阳极端子121、阴极端子120的形成和离子泵114的安装。然后，再向离子泵容器粘接部分的周围涂敷环氧树脂粘接剂127并使之固化进行容器的固定。
工序-k4～l4重复进行与在实施例1中所说明的工序k1～l1同样的工序。
工序-m4(安装和系统化)对在上述工序中形成的真空容器实施柔性电缆安装，同时进行离子泵114的连线。离子泵114的阳极端子部分121，与图像显示部分的阳极连接端子部分112同样，进行叫做铸封的用耐湿性高电阻树脂进行的固化处理，把高压电缆连接起来。图像显示部分的高压电缆连接到阳极电源125上，离子泵114的高压电缆则连接到了离子泵用高压电源126上。结束了这些安装的真空容器收纳于在面板一侧形成了可以看见图像显示部分的开口的金属框体内。然后，把导电带贴到在面板102的外表面上形成的导电膜122上以便连接到引线，把该引线连接到金属框体上。然后，与面板102隔以约5mm的距离把丙烯酸板安装到上述金属框体的开口部分内。此外，根据必要连接到专用的驱动器装置上，使之通过前驱动和老化等的元件特性稳定化工序。此时从阳极电源向离子泵114施加电压，驱动离子泵114。之后组装驱动器IC和框体等，完成图像显示装置的形态。
对于通过上述工序完成的图像显示装置，与实施例1同样进行离子泵电流的测定。当施加离子泵电压后立刻开始流动约10微安的电流，在大约1分钟内下降到小于等于0.1微安。此外，保持该状态大约10个小时对电流变化进行记录，但是，完全未观察到大于等于0.1微安的电流。即表明离子泵效率良好地进行了真空排气，而且几乎未产生由容器附近的带电产生的局部放电。此外，还表明离子泵容器已牢固地固定到了真空容器上，也未产生真空泄漏。其结果是可以实现高可靠性和低成本化。
<实施例5>
其次，边参看图12边说明使用不同的电子发射元件的例子。
工序-x5与实施例1的工序x1同样地进行。
工序-a5(阴极的形成)其次，再次清洗在工序-x5中形成的玻璃基板。在该基板的另一个面上用溅射法成膜厚度0.25微米的Mo膜，用通常的光刻法形成兼用做X布线的阴极电极(1203)。
工序-b5(绝缘层和栅极的形成)
在其上用溅射法成膜厚度1微米的二氧化硅膜(1204)，接着，成膜厚度0.25微米的Mo膜。然后，用通常的光刻法在Mo及二氧化硅膜上开直径1.5微米的孔，形成兼用做Y布线的栅极电极(1205)和发射极形成孔。
工序-c5(发射极的形成)接着在其上用溅射法成膜厚度1.5微米的二氧化硅膜，深刻蚀1.2微米。接着，成膜厚度1微米的W，剥离剩下的0.3微米的二氧化硅膜，形成锥状的发射极电极(1206)。
工序-y5(离子泵的组装和安装)与实施例1的工序-y1同样地进行。
工序-d5(支持框的配置)与实施例1的工序-h1同样地进行。
工序-e5(隔片的垂直安置)与实施例1的工序-i1同样地进行。由此制作排列了Spindt型电子发射元件的背板101。
工序-f5(面板的形成)与实施例1的工序-j1同样地进行。
工序-g5(In涂敷)与实施例1的工序-k1同样地进行。
工序-h5(真空脱气、吸气剂速吸、密封)与实施例1的工序-l1同样地进行。
工序-i5(安装和系统化)与实施例1的工序-m1同样地进行。
在上述工序-i5之后完成的图像显示装置中，也与实施例1同样，几乎未产生局部放电。此外，表明离子泵容器已经牢固地连接到了真空容器上，也未产生真空泄漏。其结果是实现了高可靠性和低成本化。
<比较例>
在该比较例中，如图13所示，制作在背板的外表面上和离子泵容器的内表面上都形成有导电膜的图像显示装置。
工序-a5(元件电极的形成)用清洗剂、纯水和有机溶剂清洗2.8mm厚的PD-200(旭硝子(株)社生产)玻璃基板301，用溅射法形成厚度0.1微米的二氧化硅膜。接着，在玻璃基板301上成膜的二氧化硅膜上，用溅射法首先作为基底层成膜钛(Ti)5nm，再在其上成膜铂(Pt)40nm后，涂敷光刻胶(AZ1370Hoechst生产)，借助于曝光、显影、刻蚀这样的一系列光刻法进行构图来形成元件电极330、331。元件电极形状是间隔10微米，对置的长度是100微米。
工序-B5～G5，Y5，H5～L5重复进行与实施例1的工序-b1～g1、y1、h1～l1同样的工序。
工序-M1(安装和系统化)对在上述工序中形成的真空容器实施柔性电缆安装，同时进行离子泵114的连线。离子泵114的阳极端子部分121，与图像显示部分的阳极连接端子部分112同样，进行叫做铸封的用耐湿性高电阻树脂进行的固化处理，把高压电缆连接起来。图像显示部分的高压电缆连接到阳极电源125上，离子泵114的高压电缆连接到离子泵用高压电源126上。结束了这些安装的真空容器收纳于在面板一侧形成了可以看见图像显示部分的开口的金属框体内。然后，与面板102隔以约5mm的距离把丙烯酸板安装到上述金属框体的开口部分内。此外，根据必要连接到专用的驱动器装置上，使之通过前驱动和老化等的元件特性稳定化工序。此时从阳极电源向离子泵114施加电压，驱动离子泵114。之后组装驱动器IC和框体等，完成图像显示装置的形态。
把微安表连接到在上述工序-m1之后完成的图像显示装置的离子泵阴极端子120与地之间，首先从离子泵用高压电源126施加3.5kV的电压开始电流测定。当施加离子泵电压后立刻就开始流动约10微安的电流，在大约1分钟内下降到小于等于0.1微安。接着，从阳极电源124施加10kV的电压，边驱动图像评价装置边测定离子泵电流的变化。虽然进行了大约10个小时的驱动，但是从驱动开始后不久就开始断续地观察到了超过10微安的尖峰状的电流。此外，在尖峰状的电流流动时在离子泵附近观察到了放电。由此可知虽然离子泵正常地效率良好地进行了真空排气，但是，偶尔会产生放电并放出气体。
如上所述，倘采用本发明，由于离子泵的动作稳定而且没有不规则的气体放出，故当驱动图像显示装置以比较辉度的变化时，就成为辉度稳定的图像显示装置。此外，还可以使配备了容器用玻璃制作的离子泵的图像显示装置实用化，从而可以实现小型、轻重量、高可靠性和低成本化。
权利要求
1.一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在安装有上述离子泵容器一侧的真空容器的外表面上形成有电位被限定的导电膜。
2.一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在上述离子泵容器的内表面上形成有电位被限定的导电膜。
3.一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在安装有上述离子泵容器一侧的上述真空容器的外表面上形成有电位被限定的导电膜，在上述离子泵容器的内表面上形成有电位被限定的导电膜。
4.根据权利要求1或3所述的图像显示装置，其特征在于形成于上述真空容器外表面上的导电膜的电位是接地电位。
5.根据权利要求2或3所述的图像显示装置，其特征在于形成于上述离子泵容器内表面上的导电膜的电位是接地电位。
6.根据权利要求1、3或4所述的图像显示装置，其特征在于在上述离子泵连接于上述真空容器的部位处除去了在上述真空容器外表面上形成的导电膜。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的图像显示装置，其特征在于上述离子泵容器与上述真空容器之间的连接部分的周围用增强用粘接剂进行了增强。
全文摘要
一种图像显示装置，包括内置有电子源和与该电子源对置的阳极电极且保持为减压的真空容器；向上述阳极电极施加电压的阳极电源；以及与上述真空容器连通设置的离子泵，其特征在于上述离子泵容器由非导电材料构成，在安装有离子泵容器一侧的真空容器的外表面上或者在离子泵容器的内表面上形成导电膜。由此减轻了离子泵的重量，提高了与真空容器之间的兼容性以及防止了离子泵内的放电对图像显示的副作用。
文档编号H01J29/94GK1741241SQ20051009671
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
发明者五福伊八郎, 神尾优, 津田尚德, 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