JP2000164131A - 真空容器の排気方法、画像表示装置の製造方法、真空容器の排気装置、及び画像表示装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気管接続時の排気管クラックを防ぐ。排気
管端面の形状に依存せずに接続する。 【解決手段】 内部を大気圧より低い圧力に保持する真
空容器本体１０１と、真空容器本体内を排気するための
排気管１０３とを少なくとも有する真空容器の排気方法
において、排気管１０３と排気系に接続される排気管接
続部１０５との接続に封着材１０４を用い、封着材を加
熱溶融することで封着し接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は真空容器の排気方
法、画像表示装置の製造方法、真空容器の排気装置、及
び画像表示装置の製造装置に係わり、特に真空排気を必
要とする画像表示装置の製造方法及びこの方法を実施す
るための製造装置に好適に用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自発光型画像表示装置にはプラズ
マディスプレイ、ＥＬ表示装置、電子線を用いた画像表
示装置がある。これらについて現在大画面化、高精細化
の要求が増大し、ますます自発光型画像表示装置のニー
ズが高まりつつある。例えば電子線を用いた自発光型画
像表示装置として、フェースプレートとリアプレート、
外枠に挟まれた真空外囲器内に電子ビームを発生する電
子源として表面伝導型電子放出素子を用い、該電子ビー
ムを加速し蛍光体に照射し発光させ画像を表示させる薄
型の画像表示装置が本出願人より出願されている（特開
平７−２３５２５５号公報）。前述の表面伝導型電子放
出素子は構造が単純で製造も容易で大面積の基板上に配
列形成できることから、大面積の画像表示装置に好適な
電子源である。前記表面伝導型電子放出素子の基本的な
構成、製造プロセス、前記表面伝導型電子放出素子を用
いた画像表示装置の製造方法に関しても特開平７−２３
５２５５号公報に本出願人より公開されている。

【０００３】このほか電子源として前記表面伝導型電子
放出素子のほか熱カソードを用いた熱電子源、電界放出
型電子放出素子（Ｗ．Ｐ．Dyke＆Ｗ．Ｗ．Dolan、“Fie
ld emission”、Advance in Electron Physics、８、89
(1956)やＣ．Ａ．Spindt、“Physical properties of t
hin-film field emission cathodes wihmolybdenum con
es”、J．Appl.Phys.、47、5248(1976)等）、金属／絶
縁層／金属型電子放出素子（Ｃ．Ａ．Mead、“The tunn
el-emission amplifier、J．Appl.Phys.、32、646(196
1)等）が知られている。

【０００４】真空気密可能な外囲器、即ち真空容器を有
する画像表示装置の製造方法、特に前記真空容器内を真
空排気するための排気管の接続方法について説明する。
一般的な接続方法として、Ｏ−リングを用いる方法、
排気管（ガラス）を溶接する方法、金属フランジを
用いる方法がある。

【０００５】上記のＯ−リングを用いる方法につい
て、特開平８−３０４７７８号公報に開示されている例
を参考に図１０を用いて説明する。同図において、１０
０１は真空容器も兼ねるプラズマパネル、１００２はプ
ラズマパネル１００１の一部に開けた排気口、１００３
は排気管、１００５は排気系（不図示）に接続した排気
管接続部、１００４はフリットガラス、１００６は締め
付けキャップ、１００７はＯ−リング、１００８はスペ
ーサ、１００９は封止治具である。前述の構成において
プラズマパネル１００１は真空排気可能な真空容器を形
成しており、排気系の排気管接続部１００５に接続され
ている。接続後排気管１００３を通してプラズマガスを
導入する前に真空排気を行う。排気管１００３はプラズ
マパネル１００１の排気口に内径がくるようにしてフリ
ットガラス１００４を用いて真空気密を保つように封着
されている。排気管１００３に先端部からＯ−リング１
００７、スペーサ１００８、締め付けキャップ１００６
の順に挿入する。それらを更に排気管接続部１００５に
挿入し、締め付けキャップ１００６を締め付け固定し接
続を完了する。

【０００６】上記のガラスを溶接する方法は、真空管
の接続方法を踏襲している。真空管の接続方法は『電子
管用金属材料』（日本金属学会、真空用金属研究委員会
編、ｐ３２８〜３２９、丸善（株）１９５８年）に記載
開示されている。図１１に電子源を用いた画像表示装置
の排気管接続の概略を示す。同図において、１１０１は
画像表示装置の外囲器であるところの真空容器本体、１
１０３は排気管、１１０５は排気管接続部、１１０６は
ガラス製のマニホルダーであり、マニホルダー１１０６
は真空排気系（不図示）に接続されている。同図の構成
において、排気管１１０３は排気管接続部１１０５でガ
ラス溶接されマニホルダー１１０６に接続される。真空
容器本体１１０１の内部を真空排気する場合はターボ分
子ポンプや拡散ポンプを有する真空排気系（不図示）に
よってマニホルダー１１０６を通して真空排気し、画像
表示装置を製造する。

【０００７】上記の金属フランジを用いる方法につい
て、特開平５−１２１０１２号公報に開示されている例
を参考に図１２を用いて説明する。同図において、１２
０１は外囲器であるところの真空容器本体、１２０２は
排気口、１２０３は排気管、１２０４は金属ガスケット
を用いた金属製のフランジ、１２０５は排気ポンプであ
るところのイオンポンプである。同図の構成において、
真空容器本体１２０１内部には画像を表示するため電界
放出型のカソード、電極、蛍光体が設置され、排気口１
２０２の位置に内径が一致するようにフランジ１２０４
が端部に取付けた排気管１２０３を接続されている。排
気装置であるイオンポンプとは銅等の金属パッキンを間
に入れ、フランジ１２０４の周囲に配置された複数のボ
ルト及びナットで圧縮し、前記金属ガスケットをつぶし
真空シールする。真空容器本体１２０１内を真空排気す
る場合はイオンポンプ１２０５を稼動させ排気する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例である、
それぞれの接続法には、以下の問題点がある。

【０００９】（のＯ−リングを使用する方法）プラズ
マパネル１００１の交換がしやすく、取り扱いが容易で
あるが、排気管の交換時にＯ−リングにごみが付着しや
すく真空リークの原因となる。又締め付けキャップを締
め付ける時、締め付け力の調整が難しく、排気管１００
３や、排気管１００３とプラズマパネル１００１の接続
部を破損し易い。通常外囲器内の真空度を向上させる場
合、ベーキング（加熱処理）を行いながら排気する。し
かし通常良く用いられるバイトン製のＯ−リングを使用
した場合弾性を保ちリークを発生させないためには、Ｏ
−リング部の温度は１５０℃以下にすることが求められ
る。従ってＯ−リング部はそれ以上の温度ベーキングは
できず、又他の部分から熱を貰い１５０℃に上昇する場
合は冷却機構を設けなくてはならず、装置が複雑にな
り、取り扱い難くなる。

【００１０】（のガラス溶接により接続する方法）ガ
ラス溶接は熟練した技術が求められ、未熟で、手際が悪
く不均一に加熱したり、焼き鈍しが不十分であるとクラ
ックが発生し真空気密ができない。このクラックは修正
が殆ど不可能で、クラックがマニホルダー１１０６まで
達していると最悪マニホルダーの交換が必要である。排
気管をチップオフし次の外囲器を設置し排気管をマニホ
ルダー１１０６に接続するためには、チップオフ後マニ
ホルダー１１０６側の排気管接続部を整備する必要があ
る。例えば端面の平行を出し、新しい排気管の端面と隙
間なく当たるようにしなくてはならず、新しい画像表示
装置の外囲器に交換することが煩雑で量産性が悪い。ま
た金属を含有するガラスよりなる排気管、例えば鉛を含
有するガラス管を用いた場合、溶接時の焔が排気管端面
に当たると金属或いは金属化合物が析出し溶接し難くな
り、リークを生じることがある。

【００１１】（の金属フランジを用いる方法）通常、
画像表示装置の真空容器本体１２０１、排気管１２０３
はガラス製が多く、フランジ１２０４は金属製が殆ど
で、フランジ同志の固定はボルトナットを用いる。この
場合フランジ１２０４を排気系にボルトナットでレンチ
等を使い固定する時、排気管１２０３或いは、排気管１
２０３の根元に破損許容応力以上の応力が加わらないよ
うにボルトナットを締めるのは難しく、破損し易い。破
損した場合修復は難しく不良品となり歩留まりが低下す
る。

【００１２】本発明は前述従来技術が有する問題点に鑑
みてなされたもので、前述の問題点を解決可能な真空容
器の排気方法、画像表示装置の製造方法とこれらの方法
を実施できる排気装置、製造装置を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の画
像表示装置の製造方法とこの方法を実施する製造装置に
おける上述の諸問題を解決して本発明の目的を達成すべ
く、鋭意研究を重ねた結果完成に至ったものであり、本
発明によって提供される真空容器の排気方法、画像表示
装置の製造方法とこれらの方法を実施できる排気装置、
製造装置は以下のものである。

【００１４】即ち、本発明の第１の真空容器の排気方法
は、内部を大気圧より低い圧力に保持する真空容器本体
と、前記真空容器本体内を排気するための排気管とを少
なくとも有する真空容器の排気方法において、前記排気
管と排気系に接続される排気管接続部との接続に封着材
を用い、該封着材を加熱溶融することで封着し接続する
ことを特徴とするものである。

【００１５】本発明の第２の真空容器の排気方法は、本
発明の第１の真空容器の排気方法において、前記封着材
として、金属又はフリットガラスを用いたことを特徴と
するものである。

【００１６】本発明の第３の真空容器の排気方法は、本
発明の第１又は第２の真空容器の排気方法において、前
記加熱溶融は、加熱コイルによる加熱により行われるこ
とを特徴とするものである。

【００１７】本発明の第４の真空容器の排気方法は、本
発明の第１〜３のいずれかの真空容器の排気方法におい
て、前記加熱コイルは、根元をスプリングにより接合
し、且つ該コイルの先端が分離可能であることを特徴と
するものである。

【００１８】本発明の第５の真空容器の排気方法は、本
発明の第１〜４のいずれかの真空容器の排気方法におい
て、前記排気管接続部は、前記排気管の外径より大きな
内径部を有し、前記排気管接続部に前記排気管を挿入
後、前記排気管と排気管接続部の外周とを封着し接続す
ることを特徴とするものである。

【００１９】本発明の第６の真空容器の排気方法は、本
発明の第１〜５のいずれかの真空容器の排気方法におい
て、前記排気管と前記排気管接続部を接続した部分を同
時にベーキングすることを特徴とするものである。

【００２０】本発明の第７の真空容器の排気方法は、本
発明の第５の真空容器の排気方法において、前記排気管
と前記排気管接続部を接続した後、前記排気管を取り除
く時に前記排気管を歳差運動又は回転運動させながら取
り除くことを特徴とするものである。

【００２１】本発明の画像表示装置の製造方法は、本発
明の第１〜７のいずれかの真空容器の排気方法を用い
て、画像表示装置の外囲器内の排気を行うことを特徴と
するものである。

【００２２】本発明の第１の真空容器の排気装置は、内
部を大気圧より低い圧力に保持する真空容器本体と、前
記真空容器本体内を排気するための排気管とを少なくと
も有する真空容器の排気装置において、前記排気管に接
続される排気管接続部と、該排気管接続部と接続される
排気手段と、前記排気管と前記排気管接続部との接続を
する封着材を加熱溶融する加熱手段と、を具備すること
を特徴とするものである。

【００２３】本発明の第２の真空容器の排気装置は、本
発明の第１の真空容器の排気装置において、前記加熱手
段は加熱コイルであって、該加熱コイルは、根元がスプ
リングにより接合され、該コイルの先端が分離可能な形
状であるとともに、排気装置より脱着可能であることを
特徴とするものである。

【００２４】本発明の第３の真空容器の排気装置は、本
発明の第１の真空容器の排気装置において、前記排気管
接続部の熱膨張率が前記排気管の熱膨張率の−３０〜＋
５０％以内であることを特徴とするものである。

【００２５】本発明の第４の真空容器の排気装置は、本
発明の第１又は第３の真空容器の排気装置において、前
記排気管の外囲部との隙間が２ｍｍ以下となる内径を有
する排気管接続部を備えたことを特徴とするものであ
る。

【００２６】本発明の第５の真空容器の排気装置は、本
発明の第４の真空容器の排気装置において、前記排気管
の前記排気管接続部への挿入において、前記排気管挿入
の深さが、前記隙間より深いことを特徴とするものであ
る。

【００２７】本発明の第６の真空容器の排気装置は、本
発明の第１〜５のいずれかの真空容器の排気装置におい
て、前記排気管と前記排気管接続部を接続した部分を前
記加熱手段によりベーキングすることを特徴とするもの
である。

【００２８】本発明の第７の真空容器の排気装置は、本
発明の第１〜５のいずれかの真空容器の排気装置におい
て、前記排気管と前記排気管接続部を接続した部分をベ
ーキングする第２の加熱手段を有することを特徴とする
ものである。

【００２９】本発明の第８の真空容器の排気装置は、本
発明の第１〜５のいずれかの真空容器の排気装置におい
て、前記排気管接続部を構成する部材は、少なくともニ
ッケル又は鉄を含有する合金であることを特徴とするも
のである。

【００３０】本発明の第９の真空容器の排気装置は、本
発明の第８の真空容器の排気装置において、前記排気管
接続部で、前記排気手段接続側にメタルシールフランジ
を接続したことを特徴とするものである。

【００３１】本発明の画像表示装置の製造装置は、本発
明の第１〜９のいずれかの真空容器の排気装置は画像表
示装置の外囲器内の排気装置であることを特徴とするも
のである。

【００３２】

【作用】上記本発明の構成においては、前記排気管を前
記排気管接続部に封着し接続する際に、加熱コイル等の
加熱手段で封着材を加熱溶融するので、温度制御が容易
であり、且つ前記排気管と前記排気管接続部を加熱手段
で均一に加熱できるので排気管にクラックを生じない。
従って、封着材を用いた接続の際に、加熱手段に加える
電流と電圧の制御で加熱温度を決めることができ、封着
の自動化が可能である。

【００３３】さらに前記排気管を前記排気管接続部に挿
入し外囲部同士で封着するので排気管の端面の形状には
制限されないので、ガラス溶接等の熟練した技術も不要
で容易に接続できる。

【００３４】また封着材の溶融に用いた加熱コイル等の
加熱手段を用いて、使用する封着材の使用可能温度まで
加熱ベーキングすることができる。加熱ベーキングは溶
融に用いた加熱コイル等の加熱手段とは別の加熱手段を
用いてもよい。また、加熱手段として用いる加熱コイル
の先端を分離可能で、且つ根元がスプリングで繋ぐよう
にすれば、製造装置への取り付け、取り外しが簡便に且
つ容易に行える為、加熱コイルを取り外して他の加熱手
段を用いて加熱ベーキングすることもできる。従って、
高温まで耐える封着材を使用することにより排気管及び
排気管接続部のベーキング温度を高温にできる。そのた
め、外囲器内の真空度を向上させることができ、電子源
を外囲器内部に有する画像表示装置の場合、電子源の特
性の劣化を防ぐことができる。またプラズマディスプレ
イでは放電ガス中の不純物が減少するため発光効率が上
がり、寿命も向上する。

【００３５】前記排気管を前記排気管接続部に接続する
工程では、殆ど機械的な力が排気管、或いは排気管の根
元に加わらず破損が生じない。もしリーク等が発生して
も再度封着材を追加するか、加熱等により粘度を下げリ
ークを発生させている隙間をふさぐことによって修復が
可能で、不良品の発生が減少する。残留する排気管を除
去する場合、加熱コイルで外周部の封着材を加熱溶融
後、溶けた封着材を取り去るだけでよく、新しい排気管
の接続も容易である。

【００３６】本発明の排気装置又は製造装置を用いれ
ば、本発明の排気方法又は製造方法を確実に実施でき
る。

【００３７】なお、本発明は真空容器を形成し排気管を
通して排気するものであれば特にその形態は制限されな
い。即ち、蛍光表示管、ブラウン管、プラズマディスプ
レイ等の画像表示装置の他、真空管等の排気工程や排気
装置にも本発明を用いることができる。また、本発明に
おいて、真空容器は内部を大気圧より低い圧力に保持す
る容器であればよく、平板状、円筒状等その形状は制限
されない。さらに排気管の取り付け位置は特に限定され
ず、図１０に示したように真空容器の側部から取り出し
てもよい。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の実
施形態について詳細に説明する。ここでは、本発明を画
像表示装置の製造に用いた場合について説明する。画像
表示装置としては、フェースプレートとリアプレート、
外枠に挟まれた真空外囲器、即ち真空容器内に電子ビー
ムを発生する電子源を有し、該電子ビームを加速し蛍光
体に照射し発光させ画像を表示させる画像表示装置を例
にとって説明する。ただし、本発明は既に説明したよう
に真空容器を形成し排気管を通して排気するものであれ
ば特にその形態は制限されない。即ち、蛍光表示管、ブ
ラウン管、プラズマディスプレイ、真空管等の製造工程
にも本発明を実施することができる。

【００３９】図１は本発明の製造方法を実施するための
製造装置の概略図で、図２は排気管接続部の詳細図、図
３は加熱コイルの詳細図である。図１、図２及び図３に
おいて、１０１は画像表示装置の外囲器であるところの
真空容器本体、１０３は真空容器本体１０１に接続され
た排気管、１０４は封着材、１０５は排気管１０３が挿
入できる内径を有する排気管接続部、１０６は真空容器
内を真空に排気するための排気系である。排気管接続部
１０５は排気系１０６の一部である。１０７は真空容器
本体１０１をベーキングできるベーキング炉である。１
０８は封着材１０４を加熱溶融するための加熱コイルで
ある。１０９は加熱コイル１０８の根元を接合するスプ
リング、１１０は加熱コイル１０８と電源（不図示）を
つなぐ電源コード、１１１は加熱コイル１０８の開閉方
向である。真空容器は真空容器本体１０１と排気管１０
３とより構成され、排気管１０３の一部をバーナー等に
よってチップオフすることで、外部との気密が保たれ
る。

【００４０】次に、上記製造装置を用いた、本発明の画
像表示装置の製造方法であるところの排気管の接続方法
について説明する。

【００４１】予め製作した画像表示装置の真空容器本体
１０１を先ず所定の位置に設置し、排気管１０３を排気
管接続部１０５の内部に挿入する。真空容器本体１０１
はガラス製であることが多く、排気管１０３は真空容器
本体１０１と同質のガラス管であることが多い。次に封
着材としてフリットガラスを用いて加熱コイル１０８で
フリットガラスを溶かしながら図２に示したように排気
管１０３の外囲部と排気管接続部１０５の先端部の間に
封着させる。ここで加熱コイル１０８としては白金線、
ニクロム線、カンタル線等の線材で作成した空芯コイル
ヒータを用いることができる。また封着材１０４として
は、この他インジウム、低融点合金を使うことができ
る。

【００４２】排気管１０３と排気管接続部１０５の隙間
ｄは大き過ぎると封着材１０４であるところのフリット
ガラスが内部に落ち込み、排気管１０３を取り除き難く
なり、また最悪の場合フリットガラスが排気流路に流れ
込み排気流路をふさいでしまう。実験を重ねた結果、隙
間ｄは０．０５ｍｍ〜２ｍｍが好適であることがわかっ
た。排気管１０５を排気系１０６に接続して行う工程が
終了後、排気管１０３の一部をバーナー等（不図示）に
より加熱、溶融、切断し排気管１０３をチップオフす
る。チップオフ後、排気管接続部１０５に残された残排
気管は、バーナー等（不図示）の加熱手段（不図示）に
よって、封着材１０４であるフリットガラスを加熱し、
溶けてから残排気管を排気管接続部１０５から引き抜
く。この時の封着材１０４であるフリットガラスは残排
気管にまとわり付きながら大部分が残排気管に付着し取
り除くことができる。更に引き抜く残排気管を歳差運動
又は回転運動させながら引き抜くと封着材１０４である
フリットガラスの排気管接続部１０５へのせり出しが少
なくなり次の排気管１０３を接続し易くなる。

【００４３】更に排気管１０３の排気管接続部１０５へ
の進入深さは、実験の結果、隙間ｄ以上であれば上述の
効果が得られることがわかった。排気管接続部１０５の
熱膨張率は、排気管１０３と同程度が好ましい。適用可
能な前記熱膨張率の範囲は実験の結果、排気管１０３の
熱膨張率の−３０〜５０％であることが確認できた。ま
た排気管接続部１０５の材質はＦｅ，Ｎｉを含む合金が
好適である。これは通常排気系１０６はステンレス製の
配管部品を使い、排気管接続部１０５と排気系１０６の
接続もステンレス製のフランジを用いる。従ってステン
レスに主に含まれるＦｅ，Ｎｉが主成分とする排気管接
続部１０５を使うことによって、ステンレス製のフラン
ジと排気管接続部１０５のクラックがない良好な溶接が
可能であり、排気管接続部１０５内部の真空となる表面
の研磨処理、例えば電界複合研磨もフランジ内表面と同
一条件で行うことができ排気管接続部１０５の製作工程
が短縮され、真空性能も向上する。例えば排気管１０３
としてソーダ石灰ガラスを用いた場合、熱膨張率がソー
ダ石灰ガラスのそれの−３０〜＋５０％で、Ｆｅ，Ｎｉ
を主成分とする材質として、４２６合金（Ｎｉ：４６
％、Ｃｒ：６％残りＦｅ）、ＦｅＮｉ合金（Ｎｉ：５０
％、Ｆｅ：５０％）が適応できる。

【００４４】より真空度が良い状態を得るためには、排
気管１０３、排気管接続部１０５を真空排気しながら加
熱コイル１０８を使って、加熱ベーキングすることが望
ましい。封着材１０４であるフリットガラスとして日本
電気硝子（株）製のＬＳ−０２０６を使用した場合、３
５０℃までベーキングできる。排気管１０６と排気管接
続部１０５の脱ガスが促進され、冷却後良好な真空度を
得ることができる。尚排気管１０３、排気管接続部１０
５の加熱手段は加熱コイルに限らず、マントルヒータや
リボンヒータを巻き付けても可能である。

【００４５】加熱コイル１０８以外の加熱手段を用いる
場合、加熱コイル１０８を取り外した方がより良い加熱
が行える。加熱コイル１０８は根元をスプリング１０９
で固定され、加熱コイル１０８の先端部がスプリングを
支点として開閉可能になっているため、排気管が取り付
けられた状態でも、加熱コイルの先端を開閉方向１１１
に開くことで容易に装置から取り外すことが可能であ
る。

【００４６】要するに排気管１０３、排気管接続部１０
５を加熱できればその手段は制限されない。排気系１０
６は真空容器本体１０１内を排気するために最低限真空
ポンプを有し、その排気系１０６を接続し行う工程で必
要な設備例えば所望ガス導入系、排気系１０６をベーキ
ングするためのベーキング手段等を有していてもよい。

【００４７】

【実施例】以下に、本発明の具体的な実施例を示す。 ［実施例１］先ず、図４に示すような、電子源として表
面伝導型電子放出素子を用いた画像表示装置を製造し
た。同図において、４０１は外囲器であるところの真空
容器本体、４０２はリアプレート、４０３は排気管、４
０４，４０９はフリットガラス、４０５は透明なガラス
基板からなるフェースプレート、４０６はフェースプレ
ート４０５の内側表面に塗布された蛍光体、４０７は蛍
光体４０６の表面に施されたメタルバック、４０６は外
枠、４１０はゲッタである。

【００４８】図５はリアプレート４０２上に設置された
表面伝導型電子放出素子及び同素子を駆動するための電
気信号を供給する配線の一部を示す平面図である。同図
において、５００は表面伝導型電子放出素子、５０１は
下配線、５０２は上配線、５０３は下配線５０１と上配
線５０２を電気的に絶縁する層間絶縁膜、５０４は配線
パッドである。また、図６は表面伝導型電子放出素子の
構造を示す平面図であり、６０５，６０６は素子電極、
６０７は導電性薄膜、６０８は電子放出部である。その
他これまで図で示した部材と同一の符号を持つ部材は同
一のものを示す。

【００４９】次に、真空容器本体４０１の製造方法につ
いて説明する。リアプレート４０２として大きさ２４０
ｍｍ×３２０ｍｍ、フェースプレート４０５として大き
さ１９０ｍｍ×２７０ｍｍのソーダ石灰ガラスを用い
た。リアプレート４０２の一部には穴径φ９．６ｍｍの
排気用に穴をあけた。表面伝導型電子放出素子５００の
素子電極６０５，６０６はＰｔ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
等の加工技術も含む）によって加工し、膜厚１００ｎ
ｍ、電極間距離Ｌ＝２μｍ、素子電極長さＷ＝３００μ
ｍの形状で形成した。導電性薄膜６０７として有機金属
溶液である有機パラジウム（奥野製薬（株）製、ＣＣＰ
−４２３０）含有液を塗布し、３００℃で１０分間焼成
してパラジウムを主成分とする微粒子（平均粒径：８ｎ
ｍ）から成る微粒子膜を成膜し、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
って加工し２００μｍ×１００μｍの導電性薄膜６０７
を形成した。次に下配線５０１、配線パッド５０４とし
てＡｇペーストインキを印刷し、焼成（焼成温度５５０
℃）し、幅２００μｍ、厚さ８μｍの形状で１５０本形
成した。次に層間絶縁膜５０３としてガラスペーストを
印刷、焼成（焼成温度５５０℃）し、更に上配線５０２
としてＡｇペーストインキを印刷し、焼成（焼成温度５
５０℃）し、幅５００μｍ、厚さ１２μｍの形状で１０
０本形成した。

【００５０】一方、フェースプレート４０５には蛍光体
４０６としてグリーンの蛍光体（化成オプトニクス
（株）、Ｐ２２ＧＮ４）を塗布し更にメタルバック４０
７として厚さ２００ｎｍのＡｌを高分子フィルミングを
用いて作製した。

【００５１】外枠４０８の形状は厚さ５ｍｍ、外形１５
０ｍｍ×２３０ｍｍ、幅１０ｍｍ、材質はソーダ石灰ガ
ラスである。更に外枠４０８にはゲッタ４１０を取り付
けた。前記外枠３０８をリアプレート４０２と前記フェ
ースプレート４０５で挟み、該リアプレート４０２、フ
ェースプレート４０５と外枠４０８が接する部分にフリ
ットガラス４０９（日本電気硝子（株）、ＬＳ−０２０
６）を塗布し、仮固定し、更に内径１０ｍｍ、外形１２
ｍｍのソーダガラス製の排気管４０３をフリットガラス
４０４を塗布しリアプレート４０２の穴のあいた部分に
仮固定し、これら全体を焼成炉に入れ４５０℃で２０分
間焼成し画像表示装置の表示部、電子源を含む、排気管
４０３が取り付けられた真空容器本体４０１を組み立て
た。

【００５２】次に上述した方法で組み立てた真空容器本
体４０１を図７に示す様な製造装置に接続した。同図に
おいて、７０４は封着材であるところのフリットガラス
であり日本電気硝子（株）製のＬＳ−０２０６フリット
ガラスを使った。７０５は排気管接続部であり材質とし
て、ＦｅＮｉ合金（Ｆｅ：５０％、Ｎｉ：５０％合金）
を用い、排気管との隙間ｄは０．５ｍｍとした。７０７
は真空容器本体４０１をベーキングするためのベーキン
グ炉、７０８は排気管４０３、排気管接続部７０５を封
着材７０４で、加熱溶融して封着し、ベーキングするた
めの加熱コイル、７０９は排気管接続部７０５先端には
銅ガスケットを使用したメタルシールフランジ（ＩＣＦ
３４）であり、排気系７０６に接続する。７１０は電離
真空計、７１１は四重極型の質量分析器、７１２は真空
ポンプであるターボ分子ポンプ、７１３はロータリーポ
ンプ、７１４は活性化物質であるベンゾニトリル、Ｖ１
〜Ｖ４は真空バルブである。同図の構成において先ず排
気管４０３を排気管接続部７０５に挿入する。挿入深さ
は排気管接続部７０５の入り口から６ｍｍである。

【００５３】本実施例で使用した加熱コイル１０８は図
３に示してある。同図において、１０８は空芯コイルヒ
ータであり、本実施例では線材として外径１．８ｍｍの
カンタル線を用い、コイル内径Ｄ＝１５ｍｍ、コイル長
１０ｍｍの空芯コイルヒータを用いた。加熱コイル１０
８の電源として定電流直流電源を接続し、２３Ａ電流を
流し、封着材７０４であるフリットガラスを溶かすこと
で排気管４０３の外周部と排気管接続部７０５に塗り、
図７に示したようにフリットガラス７０４で封着した。
封着した排気管を目視で観察したところ、クラックは発
生していなかった。

【００５４】予めバルブＶ４，Ｖ２，Ｖ３を閉じ、Ｖ１
を開けロータリーポンプ７１３で補助引きしながらター
ボ分子ポンプ７１２を稼動しておいた。バルブＶ１を閉
め、バルブＶ３を開けロータリーポンプ７１３で真空容
器本体４０１内を１０分間粗引きし、バルブＶ３を閉
め、バルブＶ１，Ｖ２を開けターボ分子ポンプ７１２で
真空容器本体４０１内を排気した。電離真空計７１０の
指示が１０^-4Ｐａ以下になった後質量分析器７１１を稼
動し、フリットガラス７０４の部分にＨｅガスを吹きか
けＨｅリークチェックを行った。リークは検出できず良
好に封着できていることを確認した。

【００５５】次に上配線５０２、下配線５０１に外部の
パルス発生器（不図示）を電気的に接続し、底辺１ｍｓ
ｅｃ、周期１０ｍｓｅｃ、波高値５Ｖの三角パルスを６
０ｓｅｃ間印加し電子放出部６０８を形成した。次に電
離真空計７１０の指示値が１×１０^-4Ｐａとなる様にバ
ルブＶ４，Ｖ２を調整しながらベンゾニトリル７１４を
導入し、前記パルス発生器より、底辺１ｍｓｅｃ、周期
１０ｍｓｅｃ、波高値１５Ｖの三角パルスを６０分間印
加し表面伝導型電子放出素子５００を活性化した。

【００５６】次にパルス発生器（不図示）を外し、バル
ブＶ４を閉じ、バルブＶ２を全開にしベーキング炉７０
７によって真空容器本体４０１を３５０℃に、加熱コイ
ル７０８の先端を広げて排気管に接触しないように製造
装置から取り外した後、マントルヒータ（不図示）によ
って排気管４０３及び排気管接続部７０５を３５０℃に
ベーキングし、排気系７０６内部の真空配管をベーキン
グヒータ（不図示）で２５０℃に加熱し８時間ベーキン
グした。

【００５７】加熱コイルの取り外しは簡単に行うことが
できた。

【００５８】室温に冷却後、電離真空計の値はＯ−リン
グを使って排気管を接続した場合に比べ１桁程度圧力が
低下し、質量分析器７１１で分析したところ、特に水の
分圧の減少が著しかった。パネル内も同程度圧力が低下
していると推察される。その後排気管４０３の一部をバ
ーナー（不図示）によってチップオフし、ゲッタ４１０
を高周波電源を用いてフラッシュし画像表示装置を製造
した。

【００５９】その後、画像を表示させ電子源の寿命を評
価したところＯ−リングを用いて製造した画像表示装置
に比べ寿命が５０％程改善した。Ｏ−リング接続に比べ
接続時に殆ど排気管４０３に力がかからないため排気管
接続時に排気管４０３を破損することが殆どなくなっ
た。

【００６０】また新しい真空容器の排気管を接続するた
め、残排気管を取り除く場合もハンドバーナーでフリッ
トガラス７０４を加熱し、歳差運動又は回転運動をさせ
ながら残排気管を引き抜くと簡単に取り除くことがで
き、簡単に新しい排気管４０３を排気管接続部７０５に
挿入できた。

【００６１】本実施例の接続法は特に熟練は必要がな
く、二三回練習すれば良好に接続できる。もし失敗して
リークが発生しても再度フリットガラス７０４を加熱し
リーク部を塞げば修復できる。また排気管４０３の先端
部を破損しても排気管接続部７０５に挿入できれば特に
問題なく接続することができ画像表示装置の製造歩留ま
りが向上した。 ［実施例２］本発明の第二の実施例として電子源として
電界放出型電子放出素子を多数用いた画像表示装置の製
造方法について説明する。図８に本実施例で用いた電界
放出型電子放出素子８０１の構造を示す。同図におい
て、８０２は負電極、８０３は正電極であり、８０５は
その先端を鋭角にした電子を放出させる電子放出部、８
０４は素子絶縁層である。このような構成において正電
極８０３と負電極８０２に正電極８０３が高電位になる
ように電圧を印加すると電子放出部８０５に電界が集中
しトンネル効果によって電子放出部８０５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製法につい
て説明する。リアプレートは実施例１と同一のものを用
い、先ず電界放出型電子放出素子８０１をリアプレート
上に作製する。負電極８０２、正電極８０３としての厚
さ０．３μｍのＰｔを用い、電界放出部８０５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８０５を持ち、素子絶縁層８０４として厚さ２μ
ｍのＳｉＯ₂を用いた。Ｐｔ、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と同様な方法で、同一の構造、部材の
上配線５０２、下配線５０１、印刷パッド５０４を形成
した。尚正電極８０３の一部が下配線５０１と電気的に
接触する様に、又負電極８０２の一部が印刷パッド５０
４と電気的に接触する様にした。更に実施例１と同様の
方法で、同一の構造、部材を使用し外囲器であるところ
の真空容器本体９０１を組立てた。

【００６２】図９に本実施例の真空容器を接続した製造
装置を示す。同図において、９０４はＩｎとＳｎからな
る合金の半田、９０６は真空排気系であり、その他これ
まで付した符号と同一の符号を持つ部材は同一の部材を
示す。真空容器本体９０１を設置後、排気管４０３の排
気管接続部７０５に挿入し、実施例１と同様の加熱コイ
ルを用いて、２１Ａの電流を流し、封着材９０４である
半田を溶かすことで排気管４０３の外囲部と排気管接続
部７０５に塗り、図９に示したように半田９０４で封着
した。封着した排気管を目視で観察したところ、クラッ
クは発生していなかった。

【００６３】次に実施例１と同様に真空排気を行い、質
量分析器７１１を使ってＨｅリークチェックを行ったと
ころリークは検出されなかった。電離真空計７１０の指
示が１０^-5Ｐａ以下になったところで、ベーキング炉７
０７によって真空容器本体９０１を３５０℃、加熱コイ
ル７０８の先端を広げて排気管に接触しないように製造
装置から取り外した後、マントルヒータ（不図示）によ
って排気管４０３及び排気管接続部７０５を１００℃、
排気系９０６内部の真空配管をベーキングヒータ（不図
示）で２５０℃に加熱し８時間ベーキングした。

【００６４】加熱コイルの取り外しは簡単に行うことが
できた。

【００６５】室温に冷却後電離真空計の値はＯ−リング
を使って排気管を接続した場合に比べ５０％程度圧力が
低下し、質量分析器７１１で分析したところ、特に水の
分圧がもっとも減少していた。次に排気管４０３の一部
をバーナー（不図示）によってチップオフし、ゲッタ４
１０を高周波電源を用いてフラッシュし画像表示装置を
製造した。

【００６６】その後、画像を表示させ電子源であるとこ
ろの電界放出型電子放出素子８０１の寿命を評価したと
ころＯ−リングを用いて製造した画像表示装置に比べ寿
命が２０％程改善した。取り扱い上実施例１と同様の効
果が得られた。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、排気管
接続時の排気管クラックを防ぐと共に、破損が減少し、
排気管端面の形状にも依存せずに容易に接続でき、接続
時の不具合を容易に修復できるので歩留まりが向上する
効果がある。また封着の自動化を可能にする効果があ
る。

【００６８】また排気管及び排気管接続部の高温ベーキ
ングが可能となり真空容器内の残留ガス圧力が減少し画
像表示装置の寿命が向上する効果がある。

【００６９】また本発明の排気装置や製造装置を使うこ
とによって、上記の排気管の接続方法が確実に実施でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を実施できる製造装置の概略
図である。

【図２】排気管を接続する部分の詳細説明図である。

【図３】加熱コイルの詳細説明図である。

【図４】画像表示装置の真空容器の断面図である。

【図５】リアプレート上の電子源及び配線の構成図であ
る。

【図６】表面伝導型電子放出素子５００の構造を拡大し
た図である。

【図７】本発明の実施例１を実施した製造装置の概略図
である。

【図８】電界放出型電子放出素子の概略構造図である。

【図９】本発明の実施例２を実施した製造装置の概略図
である。

【図１０】従来のＯ−リングを用いた排気管接続部の概
略図である。

【図１１】従来のガラス溶接法による排気管接続部の概
略図である。

【図１２】従来のメタルシールフランジを用いた排気管
接続部の概略図である。

【符号の説明】

１０１，４０１，９０１ 真空容器本体 １０３，４０３ 排気管 １０４ 封着材 １０５，７０５ 排気管接続部 １０６，７０６，９０６ 排気系 ４０２ リアプレート ４０５ フェースプレート ５００ 表面伝導型電子放出素子 ８０１ 電界放出型電子放出素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 眞孝 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 河出 一佐哲 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 3J046 AA20 BA05 BA07 DA03 5C012 AA05 AA09 PP01 PP08

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を大気圧より低い圧力に保持する真
   空容器本体と、前記真空容器本体内を排気するための排
   気管とを少なくとも有する真空容器の排気方法におい
   て、 前記排気管と排気系に接続される排気管接続部との接続
   に封着材を用い、該封着材を加熱溶融することで封着し
   接続することを特徴とする真空容器の排気方法。
2. 【請求項２】 前記封着材として、金属又はフリットガ
   ラスを用いたことを特徴とする請求項１に記載の真空容
   器の排気方法。
3. 【請求項３】 前記加熱溶融は、加熱コイルによる加熱
   により行われることを特徴とする請求項１又は請求項２
   に記載の真空容器の排気方法。
4. 【請求項４】 前記加熱コイルは、根元をスプリングに
   より接合し、且つ該コイルの先端が分離可能であること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかの請求項に記載の
   真空容器の排気方法。
5. 【請求項５】 前記排気管接続部は、前記排気管の外径
   より大きな内径部を有し、前記排気管接続部に前記排気
   管を挿入後、前記排気管と排気管接続部の外周とを封着
   し接続することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの
   請求項に記載の真空容器の排気方法。
6. 【請求項６】 前記排気管と、前記排気管接続部と、前
   記排気管接続部を接続した部分とを同時にベーキングす
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの請求項に
   記載の真空容器の排気方法。
7. 【請求項７】 前記排気管と前記排気管接続部を接続し
   た後、前記排気管を取り除く時に前記排気管を歳差運動
   又は回転運動させながら取り除くことを特徴とする請求
   項５に記載の真空容器の排気方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかの請求項に記載
   の真空容器の排気方法を用いて、画像表示装置の外囲器
   内の排気を行うことを特徴とする画像表示装置の製造方
   法。
9. 【請求項９】 内部を大気圧より低い圧力に保持する真
   空容器本体と、前記真空容器本体内を排気するための排
   気管とを少なくとも有する真空容器の排気装置におい
   て、 前記排気管に接続される排気管接続部と、該排気管接続
   部と接続される排気手段と、前記排気管と前記排気管接
   続部との接続をする封着材を加熱溶融する加熱手段と、
   を具備することを特徴とする真空容器の排気装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱手段は加熱コイルであって、
    該加熱コイルは、根元がスプリングにより接合され、該
    コイルの先端が分離可能な形状であるとともに、排気装
    置より脱着可能であることを特徴とする請求項９に記載
    の真空容器の排気装置。
11. 【請求項１１】 前記排気管接続部の熱膨張率が前記排
    気管の熱膨張率の−３０〜＋５０％以内であることを特
    徴とする請求項９に記載の真空容器の排気装置。
12. 【請求項１２】 前記排気管の外囲部との隙間が２ｍｍ
    以下となる内径を有する排気管接続部を備えたことを特
    徴とする請求項９又は請求項１１に記載の真空容器の排
    気装置。
13. 【請求項１３】 前記排気管の前記排気管接続部への挿
    入において、前記排気管挿入の深さが、前記隙間より深
    いことを特徴とする請求項１２に記載の真空容器の排気
    装置。
14. 【請求項１４】 前記排気管と前記排気管接続部を接続
    した部分を前記加熱手段によりベーキングすることを特
    徴とする請求項９〜１３のいずれかの請求項に記載の真
    空容器の排気装置。
15. 【請求項１５】 前記排気管と前記排気管接続部を接続
    した部分をベーキングする第２の加熱手段を有すること
    を特徴とする請求項９〜１３のいずれかの請求項に記載
    の真空容器の排気装置。
16. 【請求項１６】 前記排気管接続部を構成する部材は、
    少なくともニッケル又は鉄を含有する合金であることを
    特徴とする請求項９〜１３のいずれかの請求項に記載の
    真空容器の排気装置。
17. 【請求項１７】 前記排気管接続部で、前記排気手段接
    続側にメタルシールフランジを接続したことを特徴とす
    る請求項１６に記載の真空容器の排気装置。
18. 【請求項１８】 請求項９〜１７のいずれかの請求項に
    記載の真空容器の排気装置は画像表示装置の外囲器内の
    排気装置であることを特徴とする画像表示装置の製造装
    置。