JPH1064429A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気密容器を備えた画像表示装置においてその
気密容器の真空度が長時間維持され、装置内の電子源の
劣化が小さい同装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 気密容器に複数本の排気管を取り付け、
高温のベーキング工程中にその少なくとも１本を残して
封止し、残りの排気管は降温後に封止し、その後にゲッ
タをフラッシュして容器の真空を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを利用
した画像表示装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、平板型画像表示装置としては、液
晶表示装置、ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイパネ
ル（ＰＤＰ）が実用化されている。しかし、これらの画
像表示装置は視野角、コントラスト比、輝度の点で一般
に使われている陰極線管（ＣＲＴ）に比較すると劣って
いる。

【０００３】このため、画像表示装置としては、電子ビ
ーム加速型の平板型ディスプレイが幾つか提案されてい
る。その中で、簡単な構造で電子の放出が得られる素子
として、例えば、エム・アイ・エリンソン（Ｍ．Ｉ．Ｅ
ｌｉｎｓｏｎ）等によって発表された冷陰極素子が知ら
れている［ラジオ・エンジニアリング・エレクトロン・
フィジッス（Ｒａｄｉｏ．Ｅｎｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．
Ｐｈｙｓ．）第１０巻、１２９０〜１２９６頁、１９６
５年］。

【０００４】これは、基板上に形成された小面積の薄膜
に、膜面に平行に電流を流すことによって、電子放出が
生じる現象を利用するもので、一般には表面伝導形電子
放出素子と呼ばれている。

【０００５】この表面伝導形電子放出素子としては、前
記エリンソン等によって開発されたＳｎＯ₂薄膜を用い
たものやカ−ボン薄膜によるもの［荒木久他：”真
空”、第２６巻、第１号、２２頁、（１９８３年）］等
が報告されている。

【０００６】これらの表面伝導形電子放出素子は、構造
が簡単なため、製造が容易であり、基体上に多数の素子
を配置した大面積の電子源に適する等の利点を有する。

【０００７】以下、前記表面伝導形電子放出素子である
面状冷陰極を使用した、平板型画像表示装置の従来の製
造方法を説明する。上記画像表示装置の製造方法を示す
前に、その構造について図面を参照しながら説明する。

【０００８】図２は、表面伝導形電子放出素子を使用し
た画像表示装置である。この画像表示装置は図に示すよ
うに、ガラス等の絶縁物からなる画像表示面としてのフ
ェイスプレート１と、フェイスプレート１と対向して配
置されたリアプレート２と、ガラス等からなる絶縁性の
外枠３とを、フェイスプレート１及びリアプレート２の
周辺部分において低融点ガラスで接合し、気密容器を形
成する。外部から気密容器にかかる圧力は前記の外枠３
と大気圧支持支柱７で支持され、フェイスプレート１と
リアプレート２間の間隔を一定に保つ。フェイスプレー
ト１上には蛍光体４とアルミ薄膜５が形成されており、
アルミ薄膜５には外部高圧電源（不図示）により１ｋＶ
乃至１０ｋＶの高圧が印加される。８は活性化処理時に
導入するガスの導入管であるとともに気密容器内の排気
も行う排気管である。導入された活性化ガスは電子放出
素子６を活性化させる。９は前記気密容器を排気する排
気管であり、バルブを介して真空ポンプに接続してあ
る。１０は気密容器封止後、容器内の真空度を保つため
に設けたゲッタであり、１１はゲッタ材をフラッシュ
（活性化）させたときに、ゲッタ材が画像表示領域に拡
散するのを防止するための遮蔽板である。

【０００９】図３に画像表示装置の電子源である表面伝
導形電子放出素子を示す。電子源はリアプレート２上に
素子電極１２および１３が形成されており、電極間は一
定の間隔（２μｍ程度）で配置されている。素子電極１
２および１３上に有機パラジウム薄膜１４が形成されて
おり、有機パラジム薄膜の中央部に形成されている亀裂
部が電子放出部１５となっている。

【００１０】上述した画像表示装置の製造方法について
説明する。リアプレート２にはあらかじめ素子部を形成
する。素子部とは、配線、素子電極１２及び１３、Ｐｄ
Ｏ（酸化パラジウム）薄膜１４からなるものである。素
子部が形成されたリアプレート２上に低融点ガラスを焼
成させてゲッタ１０及び大気圧支持支柱７を固着させ
る。電子放出素子６、ゲッタ１０及び、大気圧支持支柱
７が形成されたリアプレート２と、蛍光体４、アルミ薄
膜５が形成されたフェイスプレート１との周辺部と、外
枠３との接合部分に低融点ガラスを塗布しておく。ま
た、外枠３の周囲にはガスを導入又は排気する管８と管
９の配置部が設けられており、前記設置部にも低融点ガ
ラスが塗布されている。これら部材を低融点ガラスを焼
成することにより封着させ気密容器を完成させる。

【００１１】封着からゲッタフラッシュ工程を経て、画
像表示装置を完成させる製造工程を示すフローチャート
を図５に示す。

【００１２】全ての部材の封着後、管８及び管９より気
密容器内の残留気体を排気する。気密容器内の圧力がお
よそ１×１０^-5Ｔｏｒｒ以下に達したら、フォーミング
処理（素子電極１２、１３に電圧印加）を行いＰｄＯ薄
膜１４に電子放出部１５を形成する。その後、気密容器
内の圧力がおよそ５×１０^-7Ｔｏｒｒ以下に達したら、
気密容器内の圧力が４×１０^-6Ｔｏｒｒとなるように活
性化ガスを管８より導入し管９より排気し、素子の活性
化処理を行う。活性化処理とは、気密容器内に活性化ガ
スを導入し素子電極間にパルス電圧を印加する処理であ
る。この活性化処理を行うことにより電子放出が増大
し、画像表示装置の輝度が向上する。素子の活性化後脱
ガス処理を行うため真空高温ベーキング処理を行う。気
密容器を２００℃迄昇温し、５時間から１０時間保持す
る。その後室温まで降温する。その後、管８及び管９を
封止した後、ゲッタ１０を誘導加熱によってフラッシュ
（活性化）させる。ゲッタ１０は排気効果をもたせるも
のであり、このゲッタ１０を活性化することにより気密
容器内の残留ガスは捕獲され、気密容器内が長期にわた
り高真空に維持される。

【００１３】前記の画像表示装置が長時間安定に動作さ
せるためには、気密容器内の真空をできるだけ高真空に
長時間維持する必要がある。

【００１４】ゲッタの総排気量には限界があるため、気
密容器内の真空維持時間をできるだけ延ばすためには、
ゲッタフラッシュ時における気密容器内の放出ガス量を
できるだけ低減することが重要である。さらに、ゲッタ
フラッシュ時の放出ガスをできるだけ低減する必要があ
る。一般に、ゲッタ材に吸着されているガスを追い出す
ために、ゲッタ材を真空排気状態で３００〜３５０℃で
数分間加熱処理を施す方法が採用されている。さらに、
ゲッタフラッシュ時の放出ガス（特にＡｒなどの希ガ
ス）をできるだけ低減し、気密容器内の真空維持時間を
長時間維持する方法が特開平４−２７７４４０に記載さ
れている。これは、高温ベーキング排気中にゲッタを気
密容器の最高温度より高温、かつ、ゲッタの活性化温度
よりも低温で加熱処理を行い、ゲッタに吸着されている
アルゴン等の希ガスを脱離排気する方法である。これに
より封止切り後のゲッタ活性時のアルゴン等の希ガスの
発生を防止する。

【００１５】一般に、気密容器を真空排気する排気管は
１本であるが、場合によっては前述画像表示装置のよう
に排気管を２本以上設ける。これは、排気のコンダクタ
ンスを向上させ高真空状態への排気時間の短縮を図った
り、ガスを気密容器に導入する際に、ガス導入を容易に
するためである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】前述したような（ガス
導入用を含めて）排気管が２本以上ある場合には、排気
管が１本に比べて排気管の封止切り回数が増加し、それ
により封止切り工程で発生する放出ガスも増加する。当
然、封止切り工程で発生したガスは気密容器内に付着し
て、せっかくベーキング処理によって脱ガス処理を施し
た気密容器が汚染されてしまう。ガスの発生が多い分、
ゲッタの量を多くすれば良いが、ゲッタは通常ゲッタフ
ラッシュ領域にできるだけ多く組み込まれていることが
多いので、ゲッタの量を多くすることは画像表示装置全
体を大きくすることとなる。画像表示装置ではできるだ
け小型化、軽量化したいので、排気管の本数が増加して
も、封止切り工程に伴う気密容器内のガスの付着量を増
加させないことが必要である。さらに、表面伝導形放出
素子を利用した画像表示装置の製造において、有機系ガ
スを導入し活性化処理を施し、電子を放出し易く処理を
行った電子源は、封止切り工程で発生する酸素、水等の
反応性の高いガスによって劣化し、電子の放出が抑制さ
れ画像表示能力が低下してしまう等の問題も発生する。
長時間ゲッタによる排気で気密容器内の酸素、水等の反
応性の高いガスを吸着排気できるが、表面伝導形電子素
子の電子放出特性が劣化しない状態になるためには、か
なりの時間が必要である。

【００１７】そこで、本発明では封止切り工程で発生す
るガスが気密容器に付着し、それによってゲッタの吸着
量を制限し、気密容器内の高真空維持時間が短縮される
ようなことがなく、かつ画像表示装置の電子源にとって
劣化の原因となっているガスの発生をできるだけなくす
画像表示装置の製造方法を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本願
の発明は次のようである。 １．気密容器を備えた画像表示装置の製造方法におい
て、気密容器に接続されている排気管を通して気密容器
内を排気しながらベーキングする工程、排気管を封止す
る工程、および気密容器内に配置されているゲッタをフ
ラッシュする工程を含み、前記排気管は複数本が気密容
器に接続され、ベーキング工程中にその少なくとも１本
を残して封止され、ベーキング工程終了後に封止残しの
排気管が封止され、その後ゲッタをフラッシュする工程
により容器の真空を維持することを特徴とする画像装置
の製造方法。 ２．気密容器を備えた画像表示装置の製造方法におい
て、気密容器に接続されている排気管を通して気密容器
内を排気しながらベーキングする工程、排気管を封止す
る工程、および気密容器内に配置されているゲッタをフ
ラッシュする工程を含み、前記排気管は複数本が気密容
器に接続され、ベーキング工程中にその少なくとも１本
を残して封止され、ベーキング工程終了後にゲッタをフ
ラッシュし、ついで封止残しの排気管を封止することに
より容器の真空を維持することを特徴とする画像装置の
製造方法。 ３．ベーキング工程前に上記排気管から活性化ガスを気
密容器に導入する工程を含むことを特徴とする、前記１
または２に記載の画像装置の製造方法。 ４．ベーキング工程中に行われる封止が、１００℃以上
の温度で行われることを特徴とする前記１ないし３のい
ずれか一つに記載の画像装置の製造方法。 ５．排気管がガラス管であり、ベーキング中に封止を行
わない排気管の封止箇所をそのガラスの軟化点以下、１
００℃以上の温度でベーキング脱ガス処理を行うことを
特徴とする前記１ないし４のいずれか一つに記載の画像
装置の製造方法。

【００１９】

【発明の実施の形態】上記本発明は、実施例により詳細
に説明する。本発明の画像表示装置の製造方法によれ
ば、気密容器に接続されている排気管の本数を増加させ
て排気時間の短縮化やガス導入を容易にさせることがで
き、封止切り（チップオフ）工程で発生するガスのチッ
プオフ完了時に気密容器内に付着残留する量を最小限に
低減できるため、高真空維持を長時間達成し、かつ表面
伝導形電子放出素子の電子放出性能を劣化させない画像
表示装置を提供できる。

【００２０】

【実施例】

実施例１ 図１に本発明による画像表示装置の製造工程の内、封着
からゲッタフラッシュ工程までのフローチャートを示
す。前述の図２において、フェイスプレート１とリアプ
レート２の間隔を１０ｍｍとし全ての部材の封着後、管
８及び管９より気密容器内の残留気体を排気する。気密
容器内の圧力がおよそ１×１０^-5Ｔｏｒｒ以下に達した
ら、フォーミング処理（素子電極１２、１３に電圧印
加）を行いＰｄＯ薄膜１４に電子放出部１５を形成す
る。その後、気密容器内の圧力がおよそ５×１０^-7以下
に達したら、気密容器内の圧力が４×１０^ー6Ｔｏｒｒと
なるようにｎ−ヘキサンを管８より導入し管９より排気
し、素子の活性化処理を行う。本実施例および後述の実
施例では、電子放出素子の活性化ガスとしてｎ−ヘキサ
ンを用いたが、本発明は電子放出素子を活性化させるガ
スであれば特に限定されるものではない。活性化ガス種
としては、特に有機系ガスが有効である。素子の活性後
脱ガス処理を行うため真空高温ベーキング処理を行う。
気密容器を２００℃迄昇温し、通常５時間から１０時
間、本例では１０時間保持した。降温直前に、管８を封
止切りする。ベーキング工程中に行うこの第１の封止切
り工程は、必ずしも高温保持時間中にする必要はなく、
画像表示装置の温度が１００℃以上であれば効果があ
る。その後室温まで降温する。その後、管９を封止した
後、ゲッタ１０を誘導加熱によってフラッシュ（活性
化）させる。ゲッタ１０は排気効果をもたせるものであ
り、このゲッタ１０を活性化することにより気密容器内
の残留ガスは捕獲され、気密容器内が長期にわたり高真
空に維持される。また、本実施例および後述の実施例で
はゲッタ材としてＢａ−Ａｌ−Ｎｉの蒸発型を用いた
が、たとえばＴｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、
Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｖ（バナジウム）等を
主成分とするゲッタ等でもよく、これらに限定されるも
のではない。以上で画像表示装置を完成させる。

【００２１】上述したように構成された画像表示装置の
動作について、以下に説明する。所定の真空度に維持さ
れた画像表示装置において、外部駆動回路（不図示）に
よって電子放出素子部の素子電極１２、１３に駆動パル
ス電圧を印加すると、電子放出部１５から電子が放出さ
れる。放出された電子は、蛍光体４及びアルミ薄膜５に
印加された電圧（１ｋＶ〜１０ｋＶ）によって加速さ
れ、アルミ薄膜５に衝突する。この衝突により蛍光体４
が励起され、画像表示面に画像が表示される。

【００２２】上述した本実施例の製造方法で作成した画
像表示装置を、前述の従来の製造方法で作成した画像表
示装置と比較するために、素子特性の評価を行った。

【００２３】素子電極間の駆動電圧を１５Ｖ、パルス幅
１００μＡ，周期１０ｍＳの短形波を印加した。また、
蛍光体及びアルミ薄膜に４ｋＶの加速電圧を印加した。
このときの一定時間駆動した後の１素子当りの放出電流
Ｉｅの測定結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】 この結果から、本実施例の製造方法で作成された画像表
示装置の素子特性は従来例に比べて画像の輝度に寄与す
るＩｅが改善されいるのが解る。これは、従来例の画像
表示装置においてゲッタのガスの吸着能力が排気管の封
止切りによるガス発生分だけ余分に消費されたため長時
間駆動後ゲッタの排気能力が低下し、真空度が劣化した
ことと、酸素、水等の反応性ガスが電子源の性能を悪化
させたためと考えられる。これらの値から、本発明によ
る画像表示装置の製造方法の効果は明らかである。

【００２５】実施例２ 図４に本発明による画像表示装置の製造工程の内、封着
からチップオフ完了までのフローチャートを示す。前述
の図２において、フェイスプレート１とリアプレート２
の間隔を１０ｍｍとし全ての部材の封着後、管８及び管
９より気密容器内の残留気体を排気する。気密容器内の
圧力がおよそ１×１０^-5Ｔｏｒｒ以下に達したら、フォ
ーミング処理（素子電極１２、１３に電圧印加）を行い
ＰｄＯ薄膜１４に電子放出部１５を形成する。その後、
気密容器内の圧力がおよそ５×１０^-7Ｔｏｒｒ以下に達
したら、気密容器内の圧力が４×１０^-6Ｔｏｒｒとなる
ようにｎ−ヘキサンを管８より導入し管９より排気し、
素子の活性化処理を行う。素子の活性化後脱ガス処理を
行うため、真空高温ベーキング処理を行う。気密容器を
２００℃迄昇温し、１０時間保持した。降温直前に管８
を封止切りする。その後室温まで降温する。ゲッタ１０
は、実施例１と同じものを用い、誘導加熱によってフラ
ッシュ（活性化）させる。ゲッタ１０は排気効果をもた
せるものであり、このゲッタ１０を活性化することによ
り気密容器内の残留ガスは捕獲され、気密容器内が長期
にわたり高真空に維持される。フラッシュ完了から数分
〜１時間経過後、管９を封止しチップオフ完了とする。
以上で画像表示装置を完成させる。

【００２６】上述した本実施例の製造方法で作成した画
像表示装置を、前述の従来の製造方法で作成した画像表
示装置と比較するために、実施例１と同様な条件で素子
特性の評価を行った。測定結果を表２に示す。

【００２７】

【表２】 この結果から、本実施例の製造方法で作成された画像表
示装置の素子特性は従来例に比べて画像の輝度に寄与す
るＩｅが改善されているのが解る。これは、従来例の画
像表示装置においてゲッタのガスの吸着能力が排気管の
封止切りによるガス発生分だけ余分に消費されたため長
時間駆動後ゲッタの排気能力が低下し、真空度が劣化し
たことと、酸素、水等の反応性ガスが電子源の性能を悪
化させたためと考えられる。これらの値から、本発明に
よる画像表示装置の製造方法の効果は明らかである。

【００２８】実施例３ 図５に本発明による画像表示装置の製造工程の内、封着
からゲッタフラッシュ工程までのフローチャートを示
す。前述の図２において、フェイスプレート１とリアプ
レート２の間隔を１０ｍｍとし全ての部材の封着後、管
８及び管９より気密容器内の残留気体を排気する。気密
容器内の圧力がおよそ１×１０^-5Ｔｏｒｒ以下に達した
ら、フォーミング処理（素子電極１２、１３に電圧印
加）を行いＰｄＯ薄膜１４に電子放出部１５を形成す
る。その後、気密容器内の圧力がおよそ５×１０^-7Ｔｏ
ｒｒ以下に達したら、気密容器内の圧力が４×１０^-6Ｔ
ｏｒｒとなるようにｎ−ヘキサンを管８より導入し管９
より排気し、素子の活性化処理を行う。素子の活性後脱
ガス処理を行うため真空高温ベーキング処理を行う。気
密容器を２００℃迄昇温し、１０時間保持した。降温直
前にまず高温ベーキング中に封止切り工程を施さない管
９のチップオフ箇所を４００℃で２時間脱ガス処理を実
施する。その後管９のチップオフ箇所の温度を２００℃
迄降温し、続いて管８を封止切りする。その後気密容器
全体を室温まで降温する。その後、管９を封止した後、
ゲッタ１０（実施例１と同じものを使用）を誘導加熱に
よってフラッシュ（活性化）させる。ゲッタ１０は排気
効果をもたせるもであり、このゲッタ１０を活性化する
ことにより気密容器内の残留ガスは捕獲され、気密容器
内が長期にわたり高真空に維持される。以上で画像表示
装置を完成させる。

【００２９】上述した本実施例の製造方法で作成した画
像表示装置を、前述の従来の製造方法で作成した画像表
示装置と比較するために、実施例１と同様の条件で素子
特性の評価を行った。測定結果を表３に示す。

【００３０】

【表３】 この結果から、本実施例の製造方法で作成された画像表
示装置の素子特性は従来例に比べて画像の輝度に寄与す
るＩｅが改善されているのが解る。これは、従来例の画
像表示装置においてゲッタのガスの吸着能力が排気管の
封止切りによるガス発生分だけ余分に消費されたため長
時間駆動後ゲッタの排気能力が低下し、真空度が劣化し
たことと、酸素、水等の反応性ガスが電子源の性能を悪
化させたためと考えられる。これらの値から、本発明に
よる画像表示装置の製造方法の効果は明らかである。

【００３１】さらに、ベーキング中に封止切りを行わな
い排気管の封止切り箇所を排気管のガラスの軟化点以下
の温度でベーキング脱ガス処理を行うことにより、第２
封止切りによって発生するガスも低減できるため、さら
に長時間の特性向上が見られることも確認できた。また
第１の排気管の封止工程は、必ずしもベーキング処理中
の高温保持工程に実施する必要はなく、画像表示装置の
温度が１００℃以上であれば、降温工程中に実施しても
良い。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、気密容器
に接続されている排気管の本数を増加させて、排気時間
の短縮化やガス導入を容易にさせる等の利点を持ち合わ
せかつ比較的簡単に高真空維持を長時間達成でき、画像
表示装置として電子源の劣化が少なく、長時間使用でき
る画像表示装置の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の製造工程を例示するフ
ローチャートである。

【図２】画像表示装置の構成を例示する概略図である。

【図３】画像表示装置の表面伝導形電子放出素子の概略
図である。

【図４】本発明の画像表示装置の製造工程を例示するフ
ローチャートである。

【図５】本発明の画像表示装置の製造工程を例示するフ
ローチャートである。

【図６】従来の画像表示装置の製造工程を例示するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ フェイスプレート ２ リアプレート ３ 外枠 ４ 蛍光体 ５ アルミ薄膜 ６ 電子放出素子 ７ 大気圧支持支柱 ８ 管（排気およびガス導入用） ９ 管（排気およびガス導入用） １０ ゲッタ １１ 遮蔽板 １２、１３ 素子電極 １４ パラジウム薄膜 １５ 電子放出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 29/86 Ｈ０１Ｊ 29/86 Ｚ 31/12 31/12 Ｃ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密容器を備えた画像表示装置の製造方
   法において、気密容器に接続されている排気管を通して
   気密容器内を排気しながらベーキングする工程、排気管
   を封止する工程、および気密容器内に配置されているゲ
   ッタをフラッシュする工程を含み、前記排気管は複数本
   が気密容器に接続され、ベーキング工程中にその少なく
   とも１本を残して封止され、ベーキング工程終了後に封
   止残しの排気管が封止され、その後ゲッタをフラッシュ
   する工程により容器の真空を維持することを特徴とする
   画像装置の製造方法。
2. 【請求項２】 気密容器を備えた画像表示装置の製造方
   法において、気密容器に接続されている排気管を通して
   気密容器内を排気しながらベーキングする工程、排気管
   を封止する工程、および気密容器内に配置されているゲ
   ッタをフラッシュする工程を含み、前記排気管は複数本
   が気密容器に接続され、ベーキング工程中にその少なく
   とも１本を残して封止され、ベーキング工程終了後にゲ
   ッタをフラッシュし、ついで封止残しの排気管を封止す
   ることにより容器の真空を維持することを特徴とする画
   像装置の製造方法。
3. 【請求項３】 ベーキング工程前に上記排気管から活性
   化ガスを気密容器に導入する工程を含むことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の画像装置の製造方法。
4. 【請求項４】 ベーキング工程中に行われる封止が、１
   ００℃以上の温度で行われることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれか一つに記載の画像装置の製造方法。
5. 【請求項５】 排気管がガラス管であり、ベーキング中
   に封止を行わない排気管の封止箇所をそのガラスの軟化
   点以下、１００℃以上の温度でベーキング脱ガス処理を
   行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つ
   に記載の画像装置の製造方法。