JPH11317154A

JPH11317154A - 画像表示装置、その製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JPH11317154A
Application number: JP10121392A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Fujimura; 秀彦藤村; Masaaki Ogura; 全昭小倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】電子放出素子を活性化処理で使用されるガス
に含まれる水素、水、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素等
の不純物を除去し、当該ガスの純度を上げて画像表示装
置を構成する気密容器内に導入し、活性化処理を施す画
像表示装置を製造する製造方法を提供する。【解決手段】封着工程と、排気工程と、フォーミング
工程と、更なる排気工程と、気密容器に電子放出素子を
活性化させる有機系ガスを導入するガス導入工程と、活
性化工程と、有機系ガスを除去させる工程と、を有し、
ガス導入工程では、ゲッタポンプを使用して有機系ガス
の不純物をゲッタ効果により吸着捕獲して外部に排気す
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及びそのための装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、真空装置にガスを導入する場合
には、必要な導入ガス以外のガスが真空装置内に導入さ
れないようにするために、予め導入ガスの純度を上げる
方法が採用されている。通常、窒素、酸素、炭酸ガス、
アルゴン等の一般的なガスの純度は５Ｎ程度であり、通
常の使用に対しては特に問題は発生しない。

【０００３】また、半導体製造装置などの製造において
特に不純物濃度をできるだけ下げる必要のある場合に
は、さらに、工夫が必要である。この場合、簡単に純度
を高めるために、例えば市販されているガスフィルタを
使用することにより、水、酸素、一酸化炭素、二酸化炭
素等の不純物を除去している。この場合、導入するガス
に対応したガスフィルターが使用される。

【０００４】更に、一般に市販されていないガスを高純
度で導入する場合には、導入ガスの精製が必要である。
精製法としては、すでに公知の技術として、日本化学学
会編「実験化学講座２基礎技術」に様々な方法が記
載されている。精製する物質が常温で固体であるか、液
体であるかによって精製法は大きく異なる。当然、精製
する材料の違い、除去する不純物によってもその精製法
は異なる。

【０００５】例えば、常温状態で液体である物質から不
純物として水を除去する（乾燥させる）ことを考える。
簡単な方法として、凍結乾燥法がある（前述の書籍に記
載）。凍結乾燥法とは、物質の水溶液を冷却し全体を凍
結させ、これを再び溶融させることなく凍結状態のまま
水分を昇華させ乾燥させる方法である。昇華させるため
には、凍結状態の物質を減圧下状態に保つ真空乾燥法が
有効である。

【０００６】図８に電子源を用いた画像表示装置の真空
排気装置を示す。１は画像表示装置を構成する気密容器
であり、２はガス成分を調べる分圧測定用の四極子マス
フィルターである。３は全圧測定用のＢＡゲージであ
る。４は真空容器を排気するメインバルブであり、５は
真空容器を排気するメインポンプである。６はガス導入
管であり、７はガスの流量を調整するためのバリアブル
リークバルブである。さらに８はガスフィルターであ
り、主に導入ガスの水成分を除去するために配置してあ
る。９は導入ガスを封入してある導入ガス容器である。
１０はガス導入源である。１１は補助バルブである。

【０００７】導入ガス容器9内には、常温で液体状態で
ある有機材料であるベンゾニトリル（ＢＮ）が封入して
ある。また、このベンゾニトリルはすでに真空乾燥法を
施してある。

【０００８】図６に電子源を用いた画像表示装置を示
す。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１５と、フェイスプレート１５と対向して
配置されたリアプレート１６と、ガラス等からなる絶縁
性の外枠１７とを、フェイスプレート１５及びリアプレ
ート１６の周辺部分において低融点ガラスでもって接合
し、気密容器１を形成する。外部から気密容器１にかか
る圧力は前記の外枠１６と大気圧支持支柱２１でもって
支持され、フェイスプレート１５とリアプレート１６間
の間隔は一定に保たれる。フェイスプレート１５とリア
プレート１６の間隔は１０ｍｍとした。フェイスプレー
ト１５上には蛍光体１８とアルミ薄膜１９が形成されて
おり、アルミ薄膜１９には外部高圧電源（不図示）によ
り１ｋＶ乃至１０ｋＶの高圧が印可される。６は活性化
処理時に導入するガスの導入管である。導入された活性
化ガスは電子放出素子２０を活性化させる。２３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。２４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、Ｂａ−Ａｌ
−Ｎｉ（バリウム、アルミニウム、ニッケル）の蒸発型
ゲッタを用いた。２５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７に画像表示装置の電子源である表面伝
導型電子源２０の概略図を示す。リアプレート１６上に
電子源２０の素子電極２６および２７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２６および２７上に有機パラジウム（Ｐｄ
Ｏ）薄膜２８が形成されており、有機パラジウム薄膜２
８の中央部には亀裂部２９が形成されておりこの亀裂部
が電子放出部２９となっている。

【００１０】上述した画像表示装置の従来の製造方法に
ついて説明する。

【００１１】リアプレート１６には予め素子部を形成す
る。素子部とは、素子電極２６、２７及びＰｄＯ（酸化
パラジウム）薄膜２８からなる電子放出素子２０並びに
配線とからなるものである。素子部が形成されたリアプ
レート１６上に低融点ガラスを焼成させてゲッタ２４及
び大気圧支持支柱２１を固着させる。電子放出素子２
０、ゲッタ２４及び、大気圧支持支柱２１が形成された
リアプレート１６と、蛍光体１８、アルミ薄膜１９が形
成されたフェイスプレート１５との周辺部と、外枠１７
との接合部分に低融点ガラスを塗布しておく。また、外
枠１７の周囲にはガス導入管６と、排気管２３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１を完成させる。

【００１２】全ての部材の封着後、この気密容器を図８
の真空排気装置に接続し、ガス導入管６及び排気管２３
に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２６、２７に電圧印可）を行い
ＰｄＯ薄膜２８に電子放出部である亀裂２９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となるようにベンゾニトリルをガス導入管６より
導入し排気管２３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２６、２７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の効率が
増大し、画像表示装置の輝度が向上する。

【００１３】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
降温し、ガス導入管６及び排気管２３を封止した後、ゲ
ッタ２４を誘導加熱によってフラッシュ（活性化）させ
る。ゲッタ２４は排気効果をもたせるものであり、この
ゲッタ２４を活性化する事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。

【００１４】従来例で導入した場合の気密容器１内の分
圧をＱＭＳ２で測定した結果を図９に示す。この測定で
は、全圧をＢＡゲージ３で４×１０^-6Ｔｏｒｒになるよ
うにバリアブルリークバルブ７を制御した。さらに、分
圧が安定するためには３０分程度時間が必要であり、本
測定結果はガス導入後１時間後の結果を示している。こ
れから解るように、気密容器内には、ベンゾニトリル以
外に水素が同レベル導入され、水はフィルターでは除去
できず導入されてしまうことが解る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】画像表示装置を製造す
る活性化工程に於て、有機系材料をガス導入する場合、
前述したような方法で水を除去する場合でも、水は十分
に除去できない場合が多い。さらに、不純物としては、
水以外にも、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素等を
除去したいことが非常に多い。また、これらの不純物を
除去する方法として、非常に多くの工程を施さなければ
ならない。さらに、既存の方法では十分に純度を上げる
ことができない場合が多い。

【００１６】そこで、本発明は、電子放出素子を活性化
処理で使用されるガスに含まれる水素、水、一酸化炭
素、二酸化炭素、酸素等の不純物を除去し、当該ガスの
純度を上げて画像表示装置を構成する気密容器内に導入
し、活性化処理を施す画像表示装置を製造する製造方法
及び製造装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による画像表示装
置の製造方法は、気密容器内に電子放出素子を備える画
像表示装置を製造する画像表示装置の製造方法におい
て、前記気密容器を封着する工程と、前記画像表示装置
の気密容器から内部の気体を排気する工程と、前記電子
放出素子をフォーミングする工程と、前記画像表示装置
の気密容器から内部の気体を更に排気する工程と、前記
気密容器に前記電子放出素子を活性化させる有機系ガス
を導入するガス導入工程と、前記電子放出素子を活性化
させる工程と、前記有機系ガスを除去させる工程と、を
有し、前記ガス導入工程では、ゲッタポンプを使用して
前記有機系ガスの不純物をゲッタ効果により吸着捕獲し
外部に排気することを特徴とする。

【００１８】本発明による画像表示装置の製造装置は、
気密容器内に電子放出素子を備える画像表示装置を製造
する画像表示装置の製造装置において、前記画像表示装
置の気密容器から内部の気体を排気する排気手段と、前
記気密容器に前記電子放出素子を活性化させる有機系ガ
スを導入するガス導入手段と、を備え、前記ガス導入手
段は、前記有機系ガスの不純物をゲッタ効果により吸着
捕獲し外部に排気するためのゲッタポンプを備えること
を特徴とする。

【００１９】また、本発明による画像表示装置の製造装
置は、上記の画像表示装置の製造装置において、前記ガ
ス導入手段は、更に、ゲッタポンプを通過する前記有機
系ガスを増やす手段を備えることを特徴とする。

【００２０】更に、本発明による画像表示装置の製造装
置は、上記の画像表示装置の製造装置において、前記ガ
ス導入手段は液化した前記有機系ガスの容器と該容器と
前記気密容器とを繋ぐ導入管とを備え、前記ゲッタポン
プは前記導入管に配設されることを特徴とする。

【００２１】更に、本発明による画像表示装置の製造装
置は、上記の画像表示装置の製造装置において、前記電
子放出素子をフォーミングする手段と、前記電子放出素
子を活性化させる手段と、前記有機系ガスを除去させる
手段と、を更に備えることを特徴とする。

【００２２】本発明による画像表示装置は、上記の製造
装置により製造されることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】［実施形態１］本発明の実施形態
について以下図面を参照しながら説明する。

【００２４】図１は、実施形態１による画像表示装置の
製造方法である。図１において、図８に示した従来例と
同じ部分には同一番号をつけ説明を省略する。１２は導
入ガスの不純物を除去する補助ポンプである。補助ポン
プ１２はゲッタポンプである。

【００２５】ゲッタポンプ１２は、特に有機系ガス以外
の残留ガスをゲッタ効果により吸着捕獲し、排気するポ
ンプである。そのため、ゲッタポンプを使用することに
より、有機系ガス以外のガス成分を特に除去することが
可能となる。

【００２６】従来例と同様に、画像表示装置を構成する
気密容器１の全ての部材の封着後、気密容器を図１に示
す真空装置に接続し、従来例と同様に排気、フォーミン
グ処理を施した後、バリアブルバルブ７を開き、導入ガ
スであるベンゾニトリルを精製する。その後補助バルブ
１１を開き、全圧をＢＡゲージ３で４×１０^-6Ｔｏｒｒ
になるようにバリアブルリークバルブ７を制御した。補
助ポンプ１２はバリアブルバルブの開閉に関わらず絶え
ず運転状態（排気状態）としておく。ガス導入後１時間
後の真空容器内の分圧を図２に示す。

【００２７】これから、従来例に比べて真空容器内のベ
ンゾニトリルの純度がかなり向上しているのが解る。ま
た、分圧が安定するまでの時間は１０分以下になり、従
来例に比べて分圧の安定時間の短縮も可能になり、製造
時間の短縮化も同時に実現できる。

【００２８】この状態で、活性化処理を施し、その後、
従来例と同様にベーキング処理、ガス導入管６及び排気
管２３を封止した後、ゲッタフラッシュさせ画像表示装
置を完成させる。

【００２９】本実施形態の製造方法で作成した画像表示
装置と、補助ポンプ１２を使用しない従来の製造方法で
作成した画像表示装置の特性を評価するために、素子特
性の評価を行った。

【００３０】素子電極間の駆動電圧を１５Ｖ、パルス幅
１００μＳ、周期１６Ｈｚの矩形波を印可した。また、
蛍光体及びアルミ薄膜に４ｋＶの加速電圧を印可した。
このときの素子電極間に流れる電流をＩｆ、蛍光体及び
アルミ薄膜に流れる電流をＩｅとしたときの、駆動時間
１時間後の１素子当たりの素子特性結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】この結果から、本実施形態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が大きく、効率も改善されているのが解る。こ
れから、本実施形態による画像表示装置の製造方法の効
果は明らかであり、本発明の効果が確認できた。

【００３２】［実施形態２］図３はガス導入源１０と補
助ポンプ１２の間に導入ガス源の純度をさらに向上させ
るために挿入するルーバー１３を示す。このルーバー機
構をガス導入管６に具備した場合、実施形態１と同様に
全圧をＢＡゲージ３で４×１０^-6になるようにバリアブ
ルリークバルブ７を制御した。その時の分圧測定結果を
図４に示す。

【００３３】図４から解るように、実施形態１の結果よ
り、ルーバー１３をガス導入源１０と補助ポンプ１２の
間に配置することにより、純度をより一層向上させるこ
とが可能となる。これは、ガス導入管６と補助ポンプ１
２間のコンダクタンスをガス導入管６と気密容器１のコ
ンダクタンスよりかなり大きくすることにより、ガスの
流れを補助ポンプ１２側に多くし、ガスの精製能力を上
げるためである。

【００３４】また、ルーバーの代わりに図５に示すよう
に、補助ポンプ１２と真空容器１間にオリフィス１４を
挟むことにより、補助ポンプ１２の役割を十分引き出す
ことが可能となり、ガス導入の純度をあげることが確認
された。

【００３５】実施形態１と同様に素子特性の結果を表２
に示す。

【００３６】

【表２】この結果から、本実施形態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が大きく、効率も改善されているのが解る。こ
れから、本実施形態による画像表示装置の製造方法の効
果は明らかであり、本発明の効果が確認できた。

【００３７】さらに、補助ポンプ１２として、スパッタ
ポンプ、チタンゲッタポンプ、バルクゲッタポンプ等を
採用しても同様の効果が確認できた。また、導入ガスと
して、アセトン、ベンゼン、芳香族等の有機系ガス等を
選択しても本発明は有効であることが確認できた。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、電子源を
利用した画像表示装置の製造方法において、電子源の電
子放出特性を向上させる活性化処理工程で導入する有機
系ガスの純度を上げることが可能となる。それによっ
て、活性化の抑制ガスである水、酸素等の不純物を除去
することにより、電子源の電子放出特性を向上すること
ができ、画像表示装置として表示特性に優れた装置を提
供することが可能となる。

【００３９】さらに本発明によれば、真空容器内にガス
導入開始からガス成分が安定するまでの時間が短縮で
き、製造のスループットの向上も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による画像表示装置の製造装
置の概念図である。

【図２】本発明の実施形態１におけるベンゾニトリル導
入時の気密容器内の各分子の分圧を示すグラフである。

【図３】本発明の実施形態２によるゲッタポンプ１２と
ルーバー１３の配置を示す概念図である。

【図４】本発明の実施形態２におけるベンゾニトリル導
入時の気密容器内の各分子の分圧を示すグラフである。

【図５】本発明の実施形態２によるゲッタポンプ１２と
オリフィス１４の配置を示す概念図である。

【図６】本発明による画像表示装置の構成図である。

【図７】図６の電子放出素子２０の概略図である。

【図８】従来例による画像表示装置の製造装置の概念図
である。

【図９】従来例におけるベンゾニトリル導入時の気密容
器内の各分子の分圧を示すグラフである。

【符号の説明】

１真空容器２四極子マスフィルター３ＢＡゲージ４メインバルブ５メインポンプ６ガス導入管７バリアブルリークバルブ８ガスフィルター９導入ガス容器１０ガス導入源１１補助バルブ１２補助ポンプ（ゲッタポンプ）１３ルーバー１４オリフィス１５フェイスプレート１６リアプレート１７外枠１８蛍光体１９アルミ薄膜２０電子放出素子２１大気圧支持支柱２３排気管２４ゲッタ２５遮蔽板２６，２７素子電極２８有機パラジウム薄膜２９電子放出部（亀裂部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気密容器内に電子放出素子を備える画像
表示装置を製造する画像表示装置の製造方法において、前記気密容器を封着する工程と、前記画像表示装置の気密容器から内部の気体を排気する
工程と、前記電子放出素子をフォーミングする工程と、前記画像表示装置の気密容器から内部の気体を更に排気
する工程と、前記気密容器に前記電子放出素子を活性化させる有機系
ガスを導入するガス導入工程と、前記電子放出素子を活性化させる工程と、前記有機系ガスを除去させる工程と、を有し、前記ガス導入工程では、ゲッタポンプを使用して前記有
機系ガスの不純物をゲッタ効果により吸着捕獲し外部に
排気することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項２】気密容器内に電子放出素子を備える画像
表示装置を製造する画像表示装置の製造装置において、前記画像表示装置の気密容器から内部の気体を排気する
排気手段と、前記気密容器に前記電子放出素子を活性化させる有機系
ガスを導入するガス導入手段と、を備え、前記ガス導入手段は、前記有機系ガスの不純物をゲッタ
効果により吸着捕獲し外部に排気するためのゲッタポン
プを備えることを特徴とする画像表示装置の製造装置。
【請求項３】前記ガス導入手段は、更に、ゲッタポン
プを通過する前記有機系ガスを増やす手段を備えること
を特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造装
置。
【請求項４】前記ガス導入手段は液化した前記有機系
ガスの容器と該容器と前記気密容器とを繋ぐ導入管とを
備え、前記ゲッタポンプは前記導入管に配設されること
を特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置の製
造装置。
【請求項５】前記電子放出素子をフォーミングする手
段と、前記電子放出素子を活性化させる手段と、前記有機系ガスを除去させる手段と、を更に備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれ
か１項に記載の画像表示装置の製造装置。
【請求項６】請求項２乃至５のいずれか１項に記載の
製造装置により製造されることを特徴とする画像表示装
置。