CN1741243A - 图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种图像显示装置，具有由电子源基板和图像显示基板构成的真空容器、以及由于安装在电子发射基板或图像显示基板上的磁铁的作用使真空容器排气的离子泵，在安装离子泵的基板上固定安装磁铁。由此，在离子泵上不会受到由于磁铁的重量引起的过剩的力，可实现无真空泄漏的稳定的结构。

Description

图像显示装置
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
作为电子源，将多个电子发射元件排列在平面基板上，使从电子源发射的电子束照射在对置基板上的作为图像形成部件的荧光体而使荧光体发光显示图像的平面形状的显示器中，必须在内藏有电子源和图像形成部件的真空容器的内部保持高真空。这是因为当真空容器内部产生气体而压力上升时，虽然其影响程度因气体的种类而异，但对电子源造成恶劣影响而使电子发射量降低，不能显示明亮的图像。
特别是在平面形状的显示器中，从图像显示部件产生的气体，在到达设置在图像显示区外的吸气剂之前聚集在电子源附近，局部压力上升与随之产生的电子源劣化是典型的问题。在日本专利申请特开平9-82245号公报中记载有在图像显示区内配置吸气剂，立即吸收所产生的气体而抑制元件的劣化和破坏的技术。另外，在日本专利申请特开2000-133136号公报中示出在图像显示区内设置非蒸发型吸气剂，并在图像显示区外配置蒸发型吸气剂的结构。此外，如日本专利申请特开2000-315458所示，还研究了通过一系列的作业进行在真空腔内去气、形成吸气剂、封接(真空容器化)的技术。
在吸气剂中有蒸发型吸气剂和非蒸发型吸气剂，蒸发型吸气剂，对水及氧气的排气速度极大，但对氩气(Ar)这样的惰性气体，蒸发型吸气剂和非蒸发型吸气剂的排气速度都几乎为零。氩气受到电子束电离会产生正离子，由于正离子在用来使电子加速的电场中被加速并撞击电子源而损伤电子源。此外，根据场合的不同，也有在内部发生放电的场合，装置会受到破坏。
作为可以对稀薄气体进行排气的设备，在日本专利申请特开平5-121012号公报中记载有将溅射离子泵与平面显示器的真空容器相连接，长时间维持高真空的方法。
此平面显示器，如图9所示，具有荧光体膜901的面板109和容器主体905，由密封材902气密密封，构成真空容器906。在上述容器主体905内，配置电极构体904，电极构体904具有电场发射型阴极，利用内部电极903即调制电极对从同一阴极发射的电子束进行调制并向荧光体膜901进行影像显示。为了在容器主体905中维持真空，与离子泵908连接。作为离子泵908的实施方式，例如，利用磁铁121施加1000高斯(0.1特斯拉，以后磁通密度的单位特斯拉表示为T)。
然而，离子泵908经ICF法兰等金属密封907连接到真空容器906的这种结构，由金属材料制作的重的金属密封的位置偏在平面显示器的一边。并且，由于磁铁没有磁轭直接安装到离子泵容器120上，其重量也变得很大。因此，在将离子泵908和金属密封907连接到容器主体905时，会出现将金属密封907安装到容器主体905的部分的变形及破损这样的事故，频繁发生真空容器906泄漏的情况，制造成品率低下的问题一直存在。
另外，也存在离子泵内产生放电时出现的噪声扰乱图像显示装置的图像的问题。
发明内容
本发明正是鉴于现有问题而完成的，其目的是提供一种利用简便的工序制造不会发生泄漏、特别是电子源特性的经时变化小、显示品质高、可靠性高而成本低的图像显示装置的制造方法。
本发明是一种图像显示装置，包括：
真空容器，该真空容器具有其上排列有多个电子发射元件的电子源基板、以及与此电子源基板对置配置的具有荧光膜和阳极的图像形成基板；
具备离子泵容器、内藏在此离子泵容器内的阳极及阴极、设置于上述离子泵容器外部的磁铁的离子泵，
其特征在于：
上述离子泵容器与上述电子源基板或在上述图像形成基板上形成的开口部相连接，
上述磁铁固定在与上述离子泵容器连接的基板上。
附图说明
图1为说明本发明的具有离子泵的图像显示装置的示图。
图2为说明本发明的具有离子泵的图像显示装置的示图。
图3为图像显示装置的结构略图。
图4A、4B为说明电子源的一部分的示图。
图5为用来说明电形成(forming)、激活工序的示图。
图6为真空处理装置的结构略图。
图7为说明真空处理室中的烘烤、吸气剂闪蒸、封接工序的示图。
图8为可应用本发明的电场发射型电子发射元件的结构略图。
图9为示出根据现有例的具有离子泵的平板图像显示装置的略图。
图10为示出安装磁轭的离子泵的示图。
具体实施方式
本发明涉及一种图像显示装置，包括：
真空容器，该真空容器具有其上排列有多个电子发射元件的电子源基板、以及与此电子源基板对置配置的具有荧光膜和阳极的图像形成基板；
具备离子泵容器、内藏在此离子泵容器内的阳极及阴极、设置于上述离子泵容器外部的磁铁的离子泵，
其特征在于：
上述离子泵容器与上述电子源基板或在上述图像形成基板上形成的开口部相连接，
上述磁铁固定在与上述离子泵容器连接的基板上。
优选地，上述磁铁，安装于固定在连接上述离子泵容器的基板上的保持体上。
优选地，上述保持体，与上述离子泵的阴极连接端子相连接，并且上述保持体接地。
优选地，上述保持体，利用弹簧与上述离子泵的阴极连接端子相连接。
另外，优选地，上述离子泵容器，利用玻璃熔料与上述电子源基板或上述图像形成基板相连接。
此外，优选地，上述保持体，固定在独立粘结到与上述离子泵容器相连接的基板的支撑部件上。
根据本发明，由于离子泵容器是利用，例如玻璃熔料，与构成真空容器的电子源基板或图像形成基板紧凑接合，所以不需要形成用于金属密封的法兰样的突起部，即使是接合离子泵也不占地方，可以构成紧凑的轻量装置。
此外，在本发明中，由于磁铁设置在可拆装的保持体上，不是直接设置在离子泵上，离子泵上不会受到过重的力。因此，不存在安装部分的变形及破损这样的问题，不易发生泄漏，可以在显著提高制造成品率的同时，提供耐冲击性强可靠性高的图像显示装置。
另外，在离子泵的阴极连接端子与保持体相连接，保持体接地的结构中，即使是在离子泵内发生放电，因为由放电产生的电磁波受到位于离子泵外侧的接地的保持体的屏蔽，可以使噪声对图像显示装置的图像的影响变得极小。
如上所述，根据本发明，因为用来吸附在图像显示时难以被吸气剂吸附的排出气体的离子泵很容易安装，所以可以以低成本提供高可靠性和高品质图像且寿命长得到改善的图像显示装置。
在本发明中，保持体是保持磁铁的部件，通过对材料进行选择，也可以用作磁轭。在也用作磁轭时，因为磁场可以得到有效利用，可以获得不需要使用具有需要以上的磁场的大型磁铁的效果。不是磁轭的保持体，因为只是材料不同，在以下的说明中，举例说明的是保持体也用作磁轭的场合。
下面参照附图对优选实施例予以详细说明。利用图1至图7对本发明进行说明。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进行说明。
<离子泵设置方法说明>
图1至图3为示出利用本发明制作的图像显示板的结构的略图的一例。图1为本发明的最佳示图，背板101，具有在透明玻璃基板的内侧上形成的上布线102、下布线103、作为形成电子发射部的电子发射部件的表面传导型电子发射元件(电子源)104，面板109，具有涂敷于透明玻璃基板的内侧上的荧光体膜110和作为阳极膜的金属背膜111和吸气剂膜112，支撑框105利用玻璃熔料106与背板101接合，离子泵127利用玻璃熔料接合到背板101的排气口(开口部)107。在真空中利用铟等金属将支撑框105和面板109与加热封接而构成作为真空容器的外封壳。
离子泵127，由具有阳极114、阴极115、Ti电极116、阳极连接端子117、阴极连接端子118的离子泵容器120及安装磁铁121的磁轭122构成。另外，在本实施方式中，阴极连接端子118利用板簧119与磁轭122连接，并且磁轭通过接地126设置。
此处，离子泵容器120，利用玻璃熔料125与背板101接合，磁轭122以可拆装方式固定到利用粘接剂124粘结到背板101上的支撑板(支撑部件)123上。阳极连接端子117和阴极连接端子118，通过布线与离子泵驱动用的离子泵电源(未图示)连接。
图2示出另一实施例，是采用盘簧201代替图1所示的板簧119来连接阴极连接端子118和磁轭122的示例。
离子泵容器，内藏有阳极、阴极，并且通过与真空容器连通进行连接，保持容器内部及与其连通的图像显示装置的真空容器内为减压或真空。
作为在本发明中使用的离子泵，可以从在泵壁上蒸镀吸气剂膜的蒸发离子泵、为溅射吸气剂膜中利用离子本身的溅射离子泵等之中，适当选择使用。其中可优选使用结构简单、可小型轻量化的溅射离子泵。
构成离子泵容器的材料，可从玻璃、陶瓷、金属等之中适当选择，从轻量化、小型化观点出发，优选使用以玻璃熔料接合成型玻璃、玻璃板而构成的玻璃结构体等等。
离子泵容器和面板或背板的接合，可以使用能够维持真空的合适的粘接剂，但优选地，使用玻璃熔料。因为接合部只是玻璃熔料，不易发生泄漏，强度也足够强，可在显著提高制造成品率的同时，制造耐冲击性强、可靠性高的图像显示装置。
在可以使用的玻璃熔料中就其成分系而言有SiO2系、Te系、PbO系、V2O5系、Zn系，可以从通过在其中混合氧化物填料来调节热膨胀系数α的玻璃熔料中适当使用。作为上述耐火物填料，可适当使用PbTiO3、ZrSiO4、Li2O-Al2O3-2SiO2、2MgO-2Al2O3-5SiO2、Li2O-Al2O3-4SiO3、Al2O3-TiO2、2ZnO-SiO2、SiO2、SnO2等的一种或数种混合的玻璃熔料。
因为在真空气氛或惰性气体气氛中的烧制时伴随有起泡，不能确保粘结强度、气密性，所以优选地，在大气气氛中进行临时烧制，在真空气氛中加热，使玻璃熔料脱泡之后进行接合。
由于玻璃熔料是粉末，使用有机粘合剂将其浆料化，涂敷在接合部使用。作为浆料化的玻璃熔料的涂敷方法，一般的方法是使用气压的分配法，但也适合采用浸渍法、印刷法等等。另外，也可以使用预先形成环形或及长方形的片材，实施临时烧制及去气的预制品。
在玻璃熔料烧制时，由于玻璃熔料在烧制温度下变成硬糖浆形状，必须具有用来将其压碎的按压压力，优选使用大于等于0.5g/mm2的按压压力。
磁铁配置于离子泵容器的外部，在本发明中的结构是其周围由磁轭覆盖。如图10示意地示出的略图所示，也可以由磁轭122从五个方向覆盖整个离子泵，但也可以作成只在一个方向上的桥结构(从三个方向覆盖)。另外，在图10中，省略了阳极连接端子、阴极连接端子的图示。因为通过设置磁轭可以加大有效部分的磁通密度，也可以将磁铁做得薄，在即使是不使用磁场大的磁铁也可以的同时，也可以获得限制磁通的扩展的效果。
加之在本发明中，由于磁铁安装在磁轭上，对于离子泵容器的重量负荷小，特别是不存在由于在离子泵容器和基板的接合部分等的破损引起的泄漏，可靠性提高。
磁轭122，如图1、2所示，以包围离子泵的方式安装到接合离子泵的基板上。优选地，将支撑部件(图中支撑板123)暂且固定到背板上，与此相对，安装磁轭。
首先，在背板101的离子泵容器120的外侧，以粘接剂124粘结支撑磁轭122的支撑板123。支撑部件(支撑板)，只要磁轭可以安装到基板上即可，优选地，可以形成螺纹的材料，可使用塑料、金属等等。
作为在本发明中使用的粘接剂，只要具有保持磁轭122的强度和可以吸收背板101的基板的挠度引起的扭力的程度的柔软性即可，可以从树脂系粘接剂、氨基甲酸乙酯系粘接剂、乳胶系粘接剂、合成橡胶系粘接剂、弹性粘接剂、瞬时粘接剂、结构用粘接剂等等之中适当选择，但从作业性、可靠性等观点出发优选地，使用树脂系粘接剂。
作为在本发明中使用的磁轭材料，可以从软磁铁板、电解铁箔、硅钢板、非晶合金、纳米晶体软磁材料中适当选择，但从性能及成本观点考虑，优选地，使用坡莫合金。
之后，将磁铁121安装到磁轭122上，在利用磁强计等测定磁场及进行位置调整的同时，以螺钉等将其固定于支撑板123以对离子泵中心施加最大磁场。作为固定方法并不限定于螺钉，只要是可以拆装的工具即可。
另外，如图1、2所示，在优选实施例中，离子泵的阴极接线端子和磁轭是利用弹簧相连接，并且上述磁轭接地。利用这样的构成时，即使是在离子泵内发生放电，因为由放电产生的电磁波受到位于离子泵外侧的接地的磁轭的屏蔽，可以使噪声对图像显示装置的图像的影响变得极小。
离子泵的阴极连接端子和磁轭的连接，只要是导电即可使用，特别是通过使用弹簧，将离子泵容器120用外侧的磁轭122抑制可以获得使其稳定的效果。弹簧的形状，可以举出图1所示的板簧、图2所示的盘簧等等。作为使用的材料可从金属弹簧中适当选择，优选地，可以使用导电性、非磁性、抗蚀性、加工性优异的青铜、黄铜、铍铜、钛铜合金等铜合金。
<图像显示装置的整体说明>
在图3中，从容器外端子(未图示)  将调制信号输入通过下布线103，扫描信号输入通过上布线102施加电压，以高压端子Hv(未图示)施加高压来显示图像。内藏有离子泵的磁轭122，以排气口(开口部)107和真空容器连接，通过利用驱动用电源(未图示)驱动进行排气气体的排气。在同图中，104是作为电子源的表面传导型电子发射元件，102、103是与表面传导型发射元件的一对元件电极相连接的上布线(Y方向布线)及下布线(X方向布线)。
图4A为示出设置于背板101上的表面传导型电子发射元件104及用来驱动同电子源的布线等的一部分的略图。在同图中，103表示下布线，102表示上布线，401表示将上布线102和下布线103电绝缘的层间绝缘膜。
图4B将图4A的表面传导型电子发射元件104的结构用从4B到4B的剖面扩大示出，402、403是元件电极，405是导电薄膜，而404是电子发射部。
首先，对使用表面传导型电子发射元件的图像显示装置例予以叙述。在图1及图3的结构中，使用钠玻璃、硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、在表面上形成SiO2的玻璃基板以及氧化铝等的陶瓷基板等绝缘性基板作为背板101，并使用透明的钠玻璃等玻璃基板作为面板109。
作为表面传导型电子发射元件104的元件电极(与图4的402、403相当)的材料，使用一般的导电体，例如，可从Ni、Cr、Au、Mo、W、Pt、Ti、Al、Cu、Pd等的金属或合金以及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等透明导电体及多晶硅等半导体材料等之中适当选择。
元件电极的生成法，可通过使用真空蒸镀法、溅射法、化学气相淀积法等使上述电极材料成膜，利用光刻技术(也包含蚀刻、提离(liftoff)等加工技术)等加工成为所要求的形状，但也可以利用其他的印刷法制作。总之，只要是可以使上述元件电极材料的形状形成所要求的形状即可，不必特别关心制作方法。
图4A所示的元件电极间隔L，优选地，为从数百nm到数百μm。由于要求制作的再现性良好，更优选的元件电极间隔L为数μm至数十μm。元件电极长度W，根据电极的电阻值、电子发射特性等，优选地，为数μm到数百μm，并且，元件电极402、403的膜厚，优选地，从数十nm到数μm。另外，不仅是如图4B所示的结构，也可以是在背板101上以导电薄膜405、元件电极402、403的电极的顺序形成的结构。
导电薄膜405，为了获得良好的电子发射特性，特别优选地，由微粒子构成的微粒子膜，其膜厚由对元件电极402、403的台阶覆盖、元件电极402、403间的电阻值以及后述的通电形成条件等设定，优选地，0.1nm到数百nm，特别优选地，1nm到50nm。其电阻值，Rs为102Ω/□～107Ω/□的值。另外，Rs是厚度t、宽度w、长度l的薄膜的电阻R，在R＝Rs(l/w)时得到的量。
另外，构成导电薄膜405的材料，可以举出的有Pd、Pt、Ru、Ag、Au、Ti、In、Cu、Cr、Fe、Zn、Sn、Ta、W、Pb等金属，PdO、SnO2、In2O3、PbO、Sb2O3等氧化物，HfB2、ZrB2、LaB6、CeB6、YB4、GdB4等硼化物，TiC、ZrC、HfC、TaC、SiC、WC等碳化物，TiN、ZrN、HfN等氮化物，Si、Ge等半导体，碳等等。
另外，此处所说的微粒子膜是多个微粒子集合形成的膜，作为其微细结构，不仅是指各个微粒子是分散配置的状态，而且是指微粒子相互间邻接或重合的状态(也包含岛状)的膜，微粒子的直径为0.1nm到数百nm，优选地，1nm到20nm。
导电薄膜405的制作方法，是通过在设置元件电极402、403的背板101上涂敷有机金属溶液并使其干燥而形成有机金属薄膜。此处所说的所谓有机金属溶液，指的是以形成上述的导电薄膜405的金属为主元素的有机金属化合物的溶液。
其后，对有机金属薄膜进行加热烧制处理，利用提离、蚀刻等进行构图而形成导电薄膜405。另外，作为导电薄膜405的形成法，说明的是利用有机金属溶液的涂敷法，但并不限定于此，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、旋转涂敷法等等形成的。
电子发射部404，是在导电薄膜405的一部分上形成的高电阻的龟裂，通过称为通电形成的处理形成的。通电形成，是在元件电极402、403间利用未图示的电极进行通电，使导电薄膜405局部地发生破坏、变形或变质，使结构产生变化的处理。通电时的电压波形，特别优选的是脉冲波形，有连续施加脉冲波高值为一定的电压脉冲的场合和在增加脉冲波高值的同时施加电压脉冲的场合。电形成处理，并不限定于通电处理，也可以采用在导电薄膜405中产生龟裂等的间隔而形成高电阻状态的处理。
优选地，对通电形成结束的元件实施称为激活的处理。所谓激活处理，是使元件电流(在元件电极402、403间流过的电流)、发射电流(由电子发射部404发射的元件电流)显著变化的处理。例如，在包含有机物质等碳化合物气体的气氛中，与通电形成相同，可以通过重复脉冲的施加进行。此时的优选的有机物质的压力，由于因对元件进行配置的真空容器的形状及有机物质的种类等而异，可根据场合而适当进行设定。
通过激活处理，可由气氛中存在的有机物质，在导电薄膜405上淀积由碳或碳化合物构成的有机薄膜。
激活处理，在测定元件电流和发射电流的同时，例如，在发射电流饱和的时点结束。施加的电压脉冲优选地，利用图像显示时的动作驱动电压或比该电压大的电压进行。
在形成的龟裂内，也存在0.1nm到数十nm的粒径的导电微粒子。导电微粒子，包含构成导电薄膜405的物质的至少一部分的元素。另外，也有电子发射部404及其附近导电薄膜405具有碳及碳化合物的情况。
另外，作为表面传导型电子发射元件104，除了在背板101的面上形成平面形状的表面传导型电子发射元件104的平面型之外，也可以是在与背板101的垂直的面上形成的垂直型，另外，在以利用热阴极的热电子源、电场发射型电子发射元件等，总之是利用电子发射元件的图像显示装置为例，只要是发射电子的元件，就没有特别的限制。
下面利用图3及图4，对表面传导型电子发射元件104的排列以及向同一元件供给图像显示用的电(电力)信号的布线予以说明。
作为布线的例子是可以使用分别正交的两个布线(Y：上布线102以及X：下布线103，这种布线称为单纯矩阵布线)，表面传导型电子发射元件104的元件电极402、403分别是上布线102通过元件电极402连接，下布线103和元件电极403相连接。上布线102及下布线103可利用通过真空蒸镀法、网板印刷法、胶版印刷法等印刷法，溅射法等形成的导电性金属等构成，其材料、膜厚、宽度可适当设计。优选地，在其中使用制造成本便宜，安装容易的印刷法。
使用的导电性浆料，包含将Ag、Au、Pd、Pt等贵金属，Cu、Ni等非贵金属单独或将其任意组合的金属，在印刷机上印刷出布线图案之后，在大于等于500℃的高温下烧制。所形成的上下印刷布线等的厚度为数μm～数百μm左右。并且至少在上布线102和下布线103重合的部分，中间夹着印刷玻璃浆料并进行烧制(大于等于500℃)的厚度为数μm～数百μm左右的层间绝缘膜401进行电绝缘。
Y方向上的上布线102的端部，由于施加有作为用来根据输入信号对表面传导型电子发射元件104的Y侧的行进行扫描的图像显示信号的扫描信号，与作为扫描侧电极驱动工具的驱动电路单元电连接。另一方面，X方向的下布线的端部，由于施加有作为用来根据输入信号对表面传导型电子发射元件104的列的各列进行调制的图像显示信号的调制信号，与作为调制信号驱动工具的驱动电路单元电连接。
在面板109的内侧涂敷的荧光体膜110，在单色的场合是只由单一荧光体组成的，而在显示彩色图像的场合是利用黑色导电材料将发出红、绿、蓝的三原色光的荧光体分离的结构。黑色导电体，根据其形状的不同，称为黑带条、黑矩阵等等。作为制作方法，有使用荧光体浆料的光刻法或印刷法，通过构图形成所要求大小的像素而形成各个颜色的荧光体。
在荧光体膜110上，形成金属背膜111作为阳极膜。金属背膜111由Al等的导电性薄膜构成。金属背膜111，是用来对荧光体膜110发生的光之中射向成为电子源的背板101的方向的光进行反射以提高亮度。另外，金属背膜111，对面板109的图像显示区域赋予导电性以防止电荷的蓄积，对于背板101的表面传导型电子发射元件104担当阳极的作用。金属背膜111，具有防止由于面板109和图像显示装置内残留的气体受到电子束的电离而生成的离子而使荧光体膜110受到损伤的功能。
为了对金属背膜111施加高电压，与高压施加装置电连接。
支撑框105是用来将面板109和背板101之间的空间进行气密封接的部件。支撑框105与面板109是利用In(铟)108接合，与背板101是利用玻璃熔料106接合，从而构成作为外封壳的密封容器。支撑框105，可以使用具有与面板109和背板101相同材质或与其热膨胀系数大致相同的玻璃、陶瓷或金属等。
支撑框105，可以在形成电子发射部404之前，即电形成、激活之前利用玻璃熔料106与背板101接合。另外，在利用In接合的场合，优选地，在由面板201和背板101与支撑框105作成密封容器时进行接合。
在利用玻璃熔料106接合支撑框105的背板101上利用玻璃熔料125接合离子泵容器120。
如图1所示，在与形成表面传导型电子发射元件104的面的相反侧的背板101面的排气口107上，对涂敷玻璃熔料125的离子泵容器120加载的同时，利用真空烘烤炉在减压下进行排气的状态中进行加热，使玻璃熔料125熔融而接合。重物的作用是防止玻璃熔料125加热熔融时的位置偏离和使玻璃熔料125按压成为一定厚度。
在本发明中使用的玻璃熔料，就其成分系统而言有SiO2系、Te系、PbO系、V2O5系、Zn系，可以适当使用通过在其中混合氧化物填料来调节热膨胀系数α的玻璃熔料。作为上述耐火物填料，可适当使用PbTiO3、ZrSiO4、Li2O-Al2O3-2SiO2、2MgO-2Al2O3-5SiO2、Li2O-Al2O3-4SiO3、Al2O3-TiO2、2ZnO-SiO2、SiO2、SnO2等一种或数种混合的玻璃熔料。
因为在真空气氛或惰性气体气氛中的烧制玻璃熔料时伴随有起泡，不能确保粘结强度、气密性，所以优选地，在大气气氛中进行临时烧制，在真空气氛中加热，使玻璃熔料脱泡之后进行接合。
由于玻璃熔料是粉末，使用有机粘合剂将其浆料化，涂敷在接合部使用。作为浆料化的玻璃熔料的涂敷方法，一般的方法是使用气压的分配法，也可以适合采用浸渍法、印刷法等等。另外，也可以使用预先形成在环形或及长方形的片材，实施临时烧制及去气的预制品。
在玻璃熔料烧制时，由于玻璃熔料在烧制温度下变成硬糖浆形状，必须具有用来将其压碎的按压压力，优选使用大于等于0.5g/mm2的按压压力。
作为离子泵，如前所述，优选地，使用结构简单、可小型轻量化的溅射离子泵。并且，构成离子泵的容器，可从玻璃、陶瓷、金属等之中适当选择，从轻量化、小型化观点出发，优选使用以玻璃熔料接合成型玻璃、玻璃板而构成的玻璃结构体等等，作为阴极使用的金属，优选地，适当使用Ti、Ta等。
在准备了接合支撑框105及离子泵容器120的背板101、面板109之后，在维持真空气氛的状态下进行基板的电子束清洗、蒸镀形成吸气剂膜112及作为外封壳的密封容器的形成(接合支撑框105及离子泵容器120的背板101和面板109的接合)。
图6为示出在本发明中使用的真空处理装置的整体概念图。装载室602用于基板的搬入搬出，在真空处理室603中，进行烘烤、吸气剂成膜、封接等处理。闸阀605是用来将装载室602与真空处理室603分隔的部件，利用搬运夹具604搬运基板。利用排气部件1(606)，对装载室602进行真空排气，利用排气部件2(607)，对真空处理室603进行真空排气。利用搬运出入口601将基板搬出搬入。
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，其他结构部件与上述编号相同的表示同一部件。
如图6所示，与形成有荧光体膜110、金属背膜111的面板109和接合支撑框105及离子泵容器120的背板101一起，打开对大气开放的装载室602的搬运出入口601，由搬运夹具604装载这些基板，通过排气将压力减小到小于等于10-4Pa左右。之后，打开通到预先利用排气部件2(607)将压力减小到10-5Pa左右的真空处理室603的闸阀605，在将搬运夹具604搬运到真空处理室603之后，关闭闸阀605。
作为吸气剂膜的材料，可以使用Ba、Mg、Ca、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、W等金属及其合金，但优选地，可以适当选用蒸气压低的容易处理的碱土类金属Ba、Mg、Ca及其合金。优选地，在其中选用所谓的可从保持吸气剂材料的金属制小盒中很容易蒸发的在工业上也很容易制造的廉价的Ba或包含Ba的合金。
其次，在真空处理室603中实施的制造工序的概略如图7所示。如图所示，将搬运到真空处理室603的面板109和背板101分别由上热板706和下热板707保持，通过烘烤加热进行去气处理。此时，背板101，在上热板706一侧，为使与背板101的背面接合的离子泵容器120不会破坏，在上热板706上形成松动部708。烘烤温度可在50℃至400℃中间适当选择，但在部件的耐热性容许的尽可能的高温下进行处理为好。其次，在使热板上下松动的同时也使背板101上升，在面板109的上面设置空间。在此空间中使作为一侧的盖状夹具的703在面板109上松动。来自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，通过对吸气剂加热，使其在面板109上闪蒸，使吸气剂在面板109的半面上成膜。
同样，在剩余的半面上也使吸气剂膜112成膜。之后，使作为盖状夹具的703松动，再次将在上热板706和下热板707之间的规定位置填充In合金等等的面板109和预先使支撑框105和离子泵容器120接合的背板101夹住进行加热的同时，通过加载，使In合金熔融而制成由面板109、背板101和支撑框105围成的真空容器(真空外封壳)。
另外，在彩色显示的图像显示装置的场合，为了使表面传导型电子发射元件104和荧光体膜110的像素(未图示)一对一相对应，使面板109和背板101位置重合进行真空封接。其后，冷却到室温为止。之后，再次使上热板706和下热板707分别上下松动，将密封容器搬运到装载室602，从搬运出入口601取出。
通过以上的工序，由背板101、支撑框105及面板109围成的空间，就形成可以维持小于等于大气压的压力的密封的真空容器。
之后，利用焊锡、铟等将离子泵容器120的外侧存在的阴极连接端子118与板簧119连接。阴极连接端子118具有使用迪梅特(Demut)线等引出到外部的结构。
之后，在背板101的离子泵容器120的外侧，借助粘接剂124粘结支撑磁轭122的支撑板123。作为粘接剂，如上所述，例如可以使用树脂系粘接剂。作为磁轭材料，例如可以使用坡莫合金。
之后，将磁铁121安装到磁轭122上，在利用磁强计等测定磁场及进行位置调整的同时，以螺钉等将其固定于支撑板123以对离子泵中心施加最大磁场。磁轭122由接地线126接地。离子泵电源(未图示)和阳极连接端子117及阴极连接端子118以布线连接。
通过上述的一系列的处理，真空容器就成为图像显示装置。在如上所述制作的图像显示装置中，接通离子泵电源(未图示)的电源，使离子泵工作。之后，由与上布线102相连接的扫描驱动工具、与下布线103相连接的调制驱动工具，向各表面传导型电子发射元件104提供作为图像信号的扫描信号和调制信号。
作为这些的电压差施加驱动电压即电气信号，电流流过导电薄膜405，电子由其一部分为龟裂的电子发射部404按照上述电信号变成电子束发射出来，受到施加于金属背膜111、荧光体膜110上的高电压(1～10kV)加速，撞击荧光体膜110使荧光体发光而显示图像。
另外，此处金属背膜111的目的是在荧光体中使射向内面一侧的光受到镜面反射而射向面板109而提高亮度，用作施加电子束加速电压用的电极以及保护荧光体膜110不会受到在上述密封容器中发生的负离子撞击而引起的损伤等等。
离子泵127在施加电压为1kV左右开始工作，但在施加电压增加时功耗也变大，必须实施可靠的绝缘措施的弊病增大。于是，作为效率良好的离子泵127的优选驱动电压为2.5～5kV。
在显示图像时发射电子，从图像显示装置内的部件有气体发出。在这些气体内，容易使电子发射元件受到损伤的H2、O2、CO、CO2等气体被吸气剂膜112吸附。另一方面，作为惰性气体的Ar，不受吸气剂膜112的吸附，由安装在背板101上的离子泵127排出，Ar的分压，可以抑制到小于等于作为对元件有影响的压力的10-6Pa，作为Ar产生的对元件的损伤(主要是电离的Ar离子溅射引起的元件的破坏)可受到抑制。所以，可以获得即使是进行长时间图像显示，亮度也不会劣化的长寿命的图像显示装置。
另外，因为离子泵是离子泵容器120利用玻璃熔料125与背板101直接接合，而磁铁121由磁轭122保持的结构，图像显示装置薄而轻。另外，因为磁铁121和磁轭122容易拆装，可以进行再利用。另外，即使是在离子泵容器120内发生放电，因为有害电磁波可以受到接地的磁轭122的屏蔽，可以进一步减小由于磁轭122引起的磁场的泄漏，可以获得高品质的图像显示。
另外，离子泵不仅可以与背板101接合，与面板109接合也可以获得同样的效果。
作为上述的电子源，除了表面传导型电子发射元件之外，使用电场发射型电子发射元件的器件，除了单纯矩阵型之外，利用控制电极(栅极布线)对从电子源发出的电子束进行控制显示图像的图像显示装置等之中也可以应用本发明的图像显示装置。
[实施例]
下面利用实施例对本发明进行具体说明。
<实施例1>
下面利用图1对具有离子泵的图像显示装置予以说明，使用图3至图7对作为图像显示装置的真空容器的构成和制作方法予以说明。
首先，对作为图像显示装置的密封容器的制作方法予以叙述。作为背板101和面板109，分别使用厚度2.8mm、大小240mm×320mm和厚度2.8mm、大小190mm×270mm的钠玻璃(SL：日本板硝子(株)制)，在背板101中在图像区域之外在支撑框105的内侧的地点开出一个8mmφ的排气口107。
作为电子源的表面传导型电子发射元件104的元件电极402及403，是在背板101上通过蒸镀法使铂成膜，利用光刻技术(包含蚀刻、提离法等加工技术)进行加工，加工成为膜厚100nm、电极间隔L＝2μm、元件电极长度W＝300μm的形状而形成的。
之后，在背板101上的上布线102(100条)的宽度为500μm、厚度为12μm，下布线103(600条)的宽度为300μm、厚度为8μm，分别利用Ag浆料印墨印刷烧制而形成。通向外部驱动电路的引出端子也用同样方法制成。层间绝缘膜401是将玻璃浆料印刷烧制(烧制温度550℃)而成，厚度为20μm。
之后，将上述背板101清洗，将DDS(二甲基二乙氧基硅烷；信越化学社制)的乙醇稀释溶液用喷射法散布，在120℃下加热干燥。作为导电薄膜405，是在由水85％、异丙醇15％组成的水溶液中溶解钯-脯氨酸络合物15Wt％的有机钯的含有液利用喷射装置涂敷之后，在350℃加热处理10分钟，形成由PdO(氧化钯)组成的微粒子膜而作为φ60μm的导电薄膜405。
之后，作为支撑框105，制备形状为厚度2mm、外形150mm×230mm、宽度10mm，材质为钠玻璃(SL：日本板硝子制)。将作为与支撑框105形状相同的片形玻璃熔料106的LS7305(日本电气硝子社制)设置于与上述背板101接合的地方，在从支撑框105上施加1g/mm2的载荷的状态下，置于排气烘烤炉内，在430℃加热30分钟而接合。同时，高压端子也与支撑框105一样与背板101接合。
以上述方式制作的背板101，利用图5所示的真空排气装置进行以下的电形成和激活。首先，如图5所示，除了设置在基板底座503上的背板101的引导电极(未图示)的区域利用O形圈502密封，其上由真空容器501覆盖。在基板底座503上具有用来将背板101固定到底座上的静电吸盘504，在背板101背面上形成的ITO膜510和静电吸盘内部的电极之间施加1kV，将背板101吸住。
之后，利用磁悬浮型涡轮分子泵505从真空容器内部排气，以下述方式进行电形成工序以后的工序。
首先，从真空容器内部排气达到10-4Pa，将脉冲宽度为1msec的矩形波以滚动频率10Hz顺序施加到上布线102，电压为12V。另外，下布线103，设置在接地上。在真空容器内部导入氢和氮的混合气(2％H2、98％N2)，压力保持为1000Pa。气体的导入由质量流量控制器508控制，另一方面，真空容器的排气流量，由排气装置和流量控制用的流导阀507控制。在流入到导电薄膜405的电流值大致为0的场合，电压施加中止。通过排出真空容器内部的H2和N2的混合气，完成电形成，在背板101的全部导电薄膜405中形成龟裂而生成电子发射部404。
之后，进行激活工序。对真空容器501内进行排气达到10-5Pa之后，将甲苯基氰(tolunitrile，分子量：117)导入到真空容器一直到其分压达到1×10-4Pa为止。对上布线102以10线的时分割(滚动)方式施加电压。电压施加条件为使用波高值±14V、脉冲宽度为1msec的两极的矩形波使全部元件激活。
在激活结束后，在将残存于真空容器501中的对甲苯基氰排出之后，恢复大气压，取出背板101。
离子泵的圆柱形状阳极114和阴极115由SUS构成，阴极115的中心部与Ti电极116相连接。采用的是一种将这些都配置于玻璃制的离子泵容器120中，该阳极114和该阴极115分别与在离子泵容器120外侧布线的阳极连接端子117和阴极连接端子118相连接的二极型溅射离子泵。离子泵容器120，使用由可以容纳上述阳极114和上述阴极115的大小(W30mm×D30mm×H30mm)的电形成加工的青板玻璃。上述阳极连接端子117和阴极连接端子118由迪梅特线构成，在离子泵容器120的取出口上涂敷ASF1304(旭硝子社制)作为玻璃熔料，在450℃加热30分钟烧制。其后，在利用He检漏器进行检漏时，检测界限值为小于等于10-12Pa·m3/sec。
之后，利用散布器将作为玻璃熔料的VS-2(日本电气硝子社制)与有机粘合剂浆料化的制品涂布在离子泵容器120与背板101的接合面(4边)上。在400℃加热30分钟进行临时烧制，再在减压下在480℃加热3小时作为去气处理进行去气烧制。在返回室温后，在利用He检漏器进行检漏时，检测界限值为小于等于10-12Pa·m3/sec。
之后，为了将阳极114和阳极连接端子117及阴极11 5和阴极连接端子118相连接，利用YAG激光器进行焊接。在利用He检漏器进行检漏时，检测界限值为小于等于10-12Pa·m3/sec。
之后，将在真空烘烤炉的支撑台上设置背板101的排气口107的面上涂敷了玻璃熔料125的离子泵容器120静置。在利用支撑台按压离子泵容器120的状态下，将重物置于支撑台上。重物对玻璃熔料125的接合面施加的重量为0.5g/mm2。
通过从真空烘烤炉排气变成一直达到10-4Pa的减压状态，在390℃加热保持80分钟。在返回到室温时，变成大气压，将背板101取出。
之后，在支撑框105上涂敷In，在上布线102上每隔20线设置隔离物113。隔离物113在图像显示区外设置绝缘性台架，由ARONCERAMIC W(东亚合成社制)粘结固定。
另一方面，面板109，在由荧光体膜110上的带条形的荧光体(R、G、B)和黑色导电材(黑带条)  交互形成的结构之上制作由铝膜构成的厚度为200nm的金属背膜1120。之后，在面板109周缘部分上在预先设定的银浆料图案上涂敷In 108。
将与上述支撑框105及离子泵容器120接合的背板101和面板109置于搬运夹具604中，打开图6所示的真空处理装置的搬运出入口601，装入到大气压的装载室602中。在关闭搬运出入口601之后，将装载室602的压力减小到3×10-5Pa左右，打开闸阀605，在将搬运夹具604搬运到预先利用作为排气单元2的607将压力减小到1×10-5Pa左右的真空处理室603，关闭闸阀605。在将搬运夹具604纳入规定的位置之后，如图7所示，使背板101与上热板706密接，面板109与下热板707密接，在300℃加热一小时。
之后，使背板101与支撑其的搬运夹具604的一部分与上热板706一起向上上升约30cm。之后，在背板101和面板109之间的空间中将一侧的盖形夹具703移动到面板109上。对设置于盖形夹具703内侧顶板的Ba吸气剂的容器顺序施加每次10秒的12A的电流，使Ba膜在面板109的金属背膜111上附着50nm。使作为盖形夹具的703还原，对另一侧的盖形夹具703进行同样的操作。
之后，使盖形夹具703返回到原来的位置，使背板101和作为搬运夹具604的一部分的支撑台和上热板706下降，对上热板706和下热板707在180℃下进行加热。在180℃下保持3小时之后，使背板101和作为搬运夹具604的一部分的支撑台和上热板706再下降，对背板101和面板109和支撑框105加载60kg/cm2。在此状态下停止加热，进行自然冷却，使温度下降到室温完成封接。
打开闸阀605，在将真空容器从真空处理室603搬运到装载室602，关闭闸阀605之后，使装载室602的压力返回到大气压之后，从搬运出入口601运出密封容器。以上述方式制作的密封容器中完全不会发生裂缝及裂纹。
之后，在离子泵容器120的周围涂敷2液硬化型树脂粘接剂的EP001(Cemedine公司制)，在加载300克的情况下使由丙烯酸树脂组成的支撑板123粘结硬化。在支撑板123上开出4个用来固定由坡莫合金构成的磁轭122的螺钉孔。同时，也将由磷青铜构成的板簧119利用同一粘接剂粘结到离子泵容器120的规定位置并进行硬化。之后，为了与阴极连接端子118取得导通而利用In粘合剂连接。之后，将磁铁121安装到磁轭122的内侧的规定位置，与带有接地线126螺钉一起利用磁强计测定磁场的同时，进行磁铁121的位置调整并以螺钉将其固定以使离子泵中心的最大磁场。利用电路检测器(万用表)确认接地126和阴极连接端子118之间导通。利用以上的工序制成离子泵127。
之后，将密封容器利用缆线与电压施加装置和高压施加装置连接，再将离子泵127的阳极连接端子117和阴极连接端子118以布线与离子泵电源进行布线连接而组成带有离子泵127的图像显示装置。
之后，对离子泵电源施加5kV的电压，在离子泵中心利用大于等于1400G的磁场驱动离子泵127。另外，从与图像显示装置相连接的电压施加装置向电子发射元件供给16.7μsec、60Hz、15V的图像信号，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104发光而使图像显示装置显示图像。
为进行寿命评价使图像显示装置连续显示，测定亮度减小到一半的时间为15000小时。
另外，在作为可靠性试验进行耐冲击试验时，在比较例(图9)中10个面板中有5个发生泄漏，变成不能进行图像显示，而在本实施例中连一个面板都未发生泄漏。另外，耐冲击性试验是根据JIS C0041的落下冲击试验，在室温(23±5℃、50～70％RH)、正弦半波脉冲、加速度50G、作用时间11ms、加速方向6方向的条件下，各个方向连续进行3次。
另外，在测定安装面板容器后的图像显示装置的厚度时与比较例(图9)相比厚度可变薄约100mm。
另外，在进行图像显示时，在比较例(图9)中由于离子泵的放电时的噪声的影响及磁铁的磁场的影响，画质劣化，而利用本发明的图像显示装置的图像没有噪声及磁场的影响。
在本实施例中生成的图像显示装置，是离子泵内藏于在背板背面上利用玻璃熔料接合了的玻璃容器内，无泄漏发生，小型，薄型，轻量，高可靠性和低成本的装置。另外，因为离子泵可以很容易安装，可以制作长寿命的图像显示装置。
<实施例2>
作为实施例2，除了连接离子泵容器120和阴极连接端子118的弹簧使用盘簧201之外，与实施例1同样地制作带有离子泵127的图像显示装置。
其次，为使密封容器可以显示图像，将电压施加装置和高压施加装置以缆线连接，再将离子泵127的阳极连接端子117和阴极连接端子118以布线与离子泵电源进行布线连接而组成图像显示装置。
之后，对离子泵施加5kV的电压，在离子泵中心利用大于等于1400G的磁场驱动离子泵127。另外，从与图像显示装置相连接的电压施加装置向电子发射元件供给16.7μsec、60Hz、15V的图像信号，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104发光而使图像显示装置显示图像。
为进行寿命评价使图像显示装置连续显示，测定亮度减小到一半的时间为15000小时。
另外，在作为可靠性试验进行耐冲击试验时，在比较例(图9)中10个面板中有5个发生泄漏，变成不能进行图像显示，而在本实施例中连一个面板都未发生泄漏。另外，在测定安装容器后的图像显示装置的厚度时与比较例(图9)相比厚度可变薄约100mm。
另外，在进行图像显示时，在比较例(图9)中由于离子泵的放电时的噪声的影响及磁铁的磁场的影响，画质劣化，而利用本发明的图像显示装置的图像没有噪声及磁场的影响。
在本实施例中生成的图像显示装置，是离子泵内藏于在背板背面之上利用玻璃熔料接合的玻璃容器内，无泄漏发生，小型，薄型，轻量，高可靠性和低成本的装置。另外，因为离子泵可以很容易安装，可以制作长寿命的图像显示装置。
<实施例3>
作为实施例3，对利用电场发射型电子发射元件的图像显示装置予以说明。图8示出可在本实施例中使用的电场发射型电子发射元件801的结构。在同图中，802是负电极，803是正电极，805是其前端制成锐角的发射电子的电子发射部，而804是绝缘层。在这样的结构中，正电极803和负电极802上施加电压而使正电极803为高电位时，在电子发射部805中电场结束并通过隧道效应从电子发射部805发射电子。
下面对本实施例的图像显示装置的生成方法进行说明。背板101使用与实施例1同样的基板，首先在背板101上生成电场发射型电子发射元件801。作为负电极802、正电极803使用厚度0.3μm的Mo，电子发射部805的前端角为45°，与一个像素相对应的电子源中具有100个电子发射部805，作为绝缘层804采用厚度1μm的SiO2。Mo、SiO2利用溅射法堆积，加工利用光刻技术(也包含蚀刻、提离等加工技术)进行。之后，与实施例1一样，利用同一方法，形成同一结构，上布线102和下布线103。另外，使正电极803的一部分与下布线103电连接或使负电极802的一部分与上布线102电连接。另外，还利用与实施例1同样的方法，使用同一结构、部件生成背板101和面板109。
以后，与实施例1一样生成具有离子泵的图像显示装置。对这样生成的图像显示装置的离子泵电源施加5kV的电压，在离子泵中心利用大于等于1400G的磁场驱动离子泵127。另外，从与图像显示装置相连接的电压施加装置向电子发射元件供给16.7μsec、60Hz、15V的图像信号，同时利用高压施加装置施加10kV的高压，使电子发射部805发光而使图像显示装置显示图像。
为进行寿命评价使图像显示装置连续显示，测定亮度减小到一半的时间为15000小时。
另外，在作为可靠性试验进行耐冲击试验时，在比较例(图9)中10个面板中有5个发生泄漏，变成不能进行图像显示，而在本实施例中连一个面板都未发生泄漏。另外，在测定安装面板框体后的图像显示装置的厚度时与比较例(图9)相比厚度可变薄约100mm。
另外，在进行图像显示时，在比较例(图9)中由于离子泵的放电时的噪声的影响及磁铁的磁场的影响，画质劣化，而利用本发明的图像显示装置的图像没有噪声及磁场的影响。
在本实施例中生成的图像显示装置，是离子泵内藏于在背板背面之上利用玻璃熔料接合的玻璃容器内，无泄漏发生，小型，薄型，轻量，高可靠性和低成本的装置。另外，因为离子泵可以很容易安装，可以制作长寿命的图像显示装置。
如上所述，在本发明中，由于离子泵是利用玻璃熔料等与基板接合的单纯的结构而接合，离子泵的磁铁设置在可拆装的磁轭上，离子泵上没有受到过重的力的作用，因此可以制作无泄漏、轻量薄型的高可靠性的图像显示装置。
另外，在离子泵经磁轭接地的形态中，因为不存在由于离子泵的放电产生的噪声，并且由于磁轭屏蔽了磁场，不存在由磁场引起的对图像的影响，可以生成高品质的图像显示的图像显示装置。
另外，因为可以很容易将由于吸气剂膜的吸附能力低的排出气体利用离子泵排出，可以抑制在图像显示时的排出气体引起的电子源的劣化，所以可以大幅度地延长图像显示装置的显示寿命。
因此，利用本发明的图像显示装置的结构，可以制作薄型、高品质图像、长寿命、高可靠性的图像显示装置。

Claims (6)

1.一种图像显示装置，包括：
真空容器，该真空容器具有其上排列有多个电子发射元件的电子源基板、以及与此电子源基板对置配置的具有荧光膜和阳极的图像形成基板；
具备离子泵容器、内藏在此离子泵容器内的阳极及阴极、设置于上述离子泵容器外部的磁铁的离子泵，
其特征在于：
上述离子泵容器与上述电子源基板或在上述图像形成基板上形成的开口部相连接，
上述磁铁固定在与上述离子泵容器连接的基板上。
2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：上述磁铁安装于固定在与上述离子泵容器连接的基板上的保持体上。
3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：上述保持体与上述离子泵的阴极连接端子相连接并且上述保持体接地。
4.如权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于：上述保持体利用弹簧与上述离子泵的阴极连接端子相连接。
5.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于：上述离子泵容器利用玻璃熔料与上述电子源基板或上述图像形成基板相连接。
6.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：上述保持体固定在独立地接合到与上述离子泵容器相连接的基板上的支撑部件上。
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