KR20060013545A

KR20060013545A - 스퍼터 이온 펌프, 그 제조 방법 및 스퍼터 이온 펌프를구비한 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR20060013545A
Application number: KR1020057021975A
Authority: KR
Inventors: 가즈유끼 세이노; 요시유끼 시마다
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2006-02-10
Also published as: TWI269337B; WO2004105080A1; EP1626434A1; TW200426875A; EP1626434A4; US20060078433A1

Abstract

본 발명의 스퍼터 이온 펌프는 금속으로 형성된 펌프 용기(51)를 구비하고, 이 펌프 용기 내에는 서로 대향하여 배치되어 음극(52) 및 양극(53)과, 음극과 펌프 용기 내면 사이에 위치한 영구 자석(57)이 설치되어 있다. 펌프 용기 내에 양극, 음극 및 자성재를 배치한 후, 펌프 용기의 외측으로부터 자성재에 착자하여 영구 자석으로 하고 있다.

펌프 용기, 음극, 양극, 영구 자석, 전방면 기판, 배면 기판

Description

스퍼터 이온 펌프, 그 제조 방법 및 스퍼터 이온 펌프를 구비한 화상 표시 장치{SPUTTER ION PUMP, PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME, AND IMAGE DISPLAY WITH SPUTTER ION PUMP}

본 발명은 스퍼터 이온 펌프, 스퍼터 이온 펌프의 제조 방법 및 스퍼터 이온 펌프를 구비한 화상 표시 장치에 관한 것이다.

최근, 음극선관(이하, CRT라 칭함)을 대신하는 차세대의 경량 및 박형의 표시 장치로서 다양한 평면형 표시 장치가 개발되어 있다. 이러한 평면형 표시 장치에는 액정의 배향을 이용하여 빛의 강약을 제어하는 액정 디스플레이(이하, LCD라 칭함), 플라즈마 방전의 자외선에 의해 형광체를 발광시키는 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 칭함), 전계 방출형 전자 방출 소자의 전자 빔에 의해 형광체를 발광시키는 필드 이미션 디스플레이(이하, FED라 칭함), 표면 전도형 전자 방출 소자의 전자 빔에 의해 형광체를 발광시키는 표면 전도 전자 방출 디스플레이(이하, SED라 칭함) 등이 있다.

예를 들어 FED나 SED에서는, 일반적으로 소정의 간극을 두고 대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판을 갖고, 이들 기판은 진공의 케이싱을 구성하고 있다. 전방면 기판에는 형광면이 형성되고, 배면 기판에는 형광면을 여기하는 전자원으로서 복수의 전자 방출 소자가 설치되어 있다. 이러한 FED나 SED에서는 표시 장치의 두께를 수 ㎜ 정도까지 얇게 할 수 있고, 현재의 텔레비전이나 컴퓨터의 디스플레이로서 사용되고 있는 CRT와 비교하여, 경량화 및 박형화를 달성할 수 있는 동시에, 전력 절약화를 달성할 수 있다.

상기 표시 장치에 있어서, 전자 방출 소자를 안정적으로 동작시키기 위해서는 케이싱 내를 10^-4 내지 10^-5㎩ 정도의 매우 높은 진공도로 유지할 필요가 있다. 또한, PDP에 있어서도 한번 진공으로 한 후 방전 가스를 충전할 필요가 있다. 그래서, 진공 케이싱 내에 게터를 배치하여 고진공을 유지하는 표시 장치가 개시되어 있다. 또한, 예를 들어 일본 특허 공개 평5-121012호 공보에는, 진공 케이싱에 스퍼터 이온 펌프(이후 SIP라 칭함)를 접속하여 장기간에 걸쳐서 고진공도를 유지하는 표시 장치가 제안되어 있다.

상기 SIP는 내부가 진공으로 유지되어 있는 동시에 표시 장치에 접속된 펌프 용기와, 펌프 용기의 외측에 설치된 영구 자석을 구비하고 있다. 펌프 용기 내에는 음극과 양극이 대향하여 설치되어 있다. 양극은 티탄판 등에 의해 형성되어 음극의 양측에 설치되어 있다. 영구 자석은 음극과 직교하는 자계(磁界)를 발생한다.

자석에 의해 자계를 인가한 상태에서 양극과 음극 사이에 3 ㎸ 내지 5 ㎸의 고전압을 인가하면, 전자가 가스 분자에 반사 충돌하여 방출 가스를 전리시킨다. 이 전리에 의해 발생한 가스 양이온이 티탄판으로 이루어지는 음극에 반사 충돌하 고, 그 에너지에 의해 티탄을 스퍼터시킨다. 이에 의해, 양극면에 활성인 티탄막이 형성된다. 그리고, 방출 가스 중 중성 분자나 여기된 분자가 티탄막에 입사하여 흡착 배기된다. 이러한 SIP의 배기 동작에 의해 표시 장치의 진공 케이싱 내를 10^-5㎩ 이하의 고진공도로 유지할 수 있다.

SIP에서는 전자가 가스 분자에 반사 충돌하는 확률을 늘리기 위해 펌프 용기의 외부에 설치된 영구 자석에 의해 자계를 형성하여 전자의 자유 공정 궤도를 길게 하는 방법이 취해지고 있다. 자계의 강도는 펌프의 배기 속도에 영향을 미치고, 자계가 강할수록 배기 속도가 커진다. 여기서, 같은 특성의 영구 자석을 사용하는 경우, 자석의 개구 거리가 짧을수록 전극 내에서의 자계는 강해진다.

상기 SIP에 있어서, 펌프 용기가 금속으로 형성되어 있는 경우, 펌프 용기 자체를 음극과 상기 전위로 설정할 수 있고, 펌프 용기의 내면에 음극을 설치할 수 있다. 그러나, 펌프 용기의 벽 두께만큼 음극과 영구 자석 사이에 간극이 생기고, 그만큼 영구 자석의 개구 거리가 길어져 배기 효율의 저하를 초래한다. 또한, 영구 자석으로서 C자 형상의 자석을 이용한 경우, 개구부는 자기적으로 실드되어 있지 않아 개구부로부터 누설 자계가 발생한다. 그로 인해, 상기 SIP는 누설 자계를 제거하는 장치의 조합에 적합하지 않게 된다. 또한, 영구 자석이 대형이 되어 펌프 부착시의 작업성 및 안정성 등에 어려움이 있는 동시에, 표시 장치 전체의 소형화의 방해가 된다.

본 발명은, 이상의 점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 소형이고 배기 효율이 높은 스퍼터 이온 펌프, 그 제조 방법 및 스퍼터 이온 펌프를 구비한 화상 표시 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 형태에 관한 스퍼터 이온 펌프는 펌프 용기와, 상기 펌프 용기 내에 서로 대향하여 배치된 음극 및 양극과, 상기 펌프 용기 내에 배치되어 상기 음극과 펌프 용기 내면 사이에 위치한 영구 자석을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 관한 스퍼터 이온 펌프의 제조 방법은 펌프 용기와, 상기 펌프 용기 내에 서로 대향하여 배치되어 음극 및 양극과, 상기 펌프 용기 내에 배치되고, 상기 음극과 펌프 용기 내면 사이에 위치한 영구 자석을 구비한 스퍼터 이온 펌프의 제조 방법에 있어서, 상기 펌프 용기 내에 상기 양극, 음극 및 자성재를 배치한 후, 상기 펌프 용기의 외측으로부터 상기 자성재에 착자(着磁)하여 영구 자석으로 하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 다른 형태에 관한 화상 표시 장치는 형광면을 가진 전방면 기판과, 이 전방면 기판과 대향 배치되어 있는 동시에 상기 형광면을 여기하는 복수의 전자 방출원이 설치된 배면 기판을 갖고 내부가 진공으로 유지된 진공 케이싱과, 상기 진공 케이싱에 접속되어 이 진공 케이싱 내부를 배기하는 스퍼터 이온 펌프를 구비하고,

상기 스퍼터 이온 펌프는 상기 진공 케이싱에 접속된 펌프 용기와, 상기 펌프 용기 내에 서로 대향하여 배치된 음극 및 양극과, 상기 펌프 용기 내에 배치되어 상기 음극과 펌프 용기 내면 사이에 위치한 영구 자석을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기와 같이 구성된 SIP에 따르면, 영구 자석을 펌프 용기 내에 설치함으로써 음극에 인접하여 배치할 수 있다. 이에 의해, 영구 자석의 개구 거리를 짧게 하여 배기 속도를 크게 할 수 있고, 배기 효율을 최대로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 영구 자석을 펌프 용기의 외부에 설치할 필요가 없어 펌프의 소형화 및 조립 작업성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 펌프 용기 중 적어도 일부를 자성 재료로 형성함으로써, 펌프 용기에 의해 자기적인 폐쇄 회로를 형성하여 누설 자계를 실드하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 SIP를 구비한 화상 표시 장치에 따르면, SIP에 의해 진공 케이싱 내를 높은 진공도로 유지할 수 있고, 장기간에 걸쳐서 안정된 표시 품질을 유지하는 것이 가능하게 된다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 FED를 도시하는 사시도.

도2는 도1의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따른 상기 FED의 단면도.

도3은 상기 FED에 있어서의 SIP를 도시하는 단면도.

도4는 상기 SIP에 있어서의 폐쇄 자로를 개략적으로 도시하는 단면도.

도5는 상기 SIP의 형성 공정을 도시하는 단면도.

도6은 상기 SIP의 형성 공정을 도시하는 평면도.

도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 FED를 도시하는 단면도.

도8은 상기 제2 실시 형태에 있어서의 SIP를 도시하는 단면도.

도9는 상기 SIP에 있어서의 폐쇄 자로를 개략적으로 도시하는 단면도.

도10은 상기 SIP의 형성 공정을 도시하는 단면도.

도11은 상기 SIP의 형성 공정을 도시하는 평면도.

이하 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 SIP를 구비한 화상 표시 장치를 FED에 적용한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도1 및 도2에 도시한 바와 같이, FED는 각각 직사각형 형상의 유리판으로 이루어지는 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)을 구비하고, 이들 기판은 1 ㎜ 내지 2 ㎜의 간극을 두고 대향 배치되어 있다. 배면 기판(12)은 전방면 기판(11)보다도 큰 치수로 형성되어 있다. 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)은 직사각형 프레임 형상의 측벽(18)을 거쳐서 주연부끼리 접합되고, 내부가 진공 상태로 유지된 편평한 직사각형 형상의 진공 케이싱(10)을 구성하고 있다.

진공 케이싱(10)의 내부에는 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)에 가해지는 대기압 하중을 지지하기 위해 복수의 판 형상의 지지 부재(14)가 설치되어 있다. 지지 부재(14)는 진공 케이싱(10)의 한 변과 평행한 방향으로 각각 연장되어 있는 동시에, 상기 한 변과 직교하는 방향을 따라서 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 지지 부재(14)는 판 형상으로 한정되지 않고 기둥 형상의 것을 이용해도 좋다.

전방면 기판(11)의 내면에는 형광면으로서 기능하는 형광체 스크린(16)이 형성되어 있다. 이 형광체 스크린(16)은 적색, 녹색, 청색의 형광체층 및 이들 형광 체층 사이에 위치한 빛 흡수층을 늘어세워 구성되어 있다. 형광체층은 진공 케이싱(10)의 상기 한 변과 평행한 방향으로 연장되어 있는 동시에, 이 한 변과 직교하는 방향을 따라서 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 형광체 스크린(16) 상에는, 예를 들어 알루미늄으로 이루어지는 메탈 백층(17) 및 게터막(15)이 차례로 포개어 형성되어 있다.

배면 기판(12)의 내면 상에는 형광체 스크린(16)의 형광체층을 여기하는 전자 방출원으로서, 각각 전자 빔을 방출하는 다수의 전자 방출 소자(22)가 설치되어 있다. 이들 전자 방출 소자(22)는 화소에 대응하여 복수열 및 복수행으로 배열되어 있다. 상세하게 서술하면, 배면 기판(12)의 내면 상에는 도전성 캐소드층(24)이 형성되고, 이 도전성 캐소드층 상에는 다수의 공동(25)를 가진 이산화 실리콘막(26)이 형성되어 있다. 이산화 실리콘막(26) 상에는 몰리브덴이나 니오브 등으로 이루어지는 게이트 전극(28)이 형성되어 있다. 배면 기판(12)의 내면 상에 있어서 각 공동(25) 내에는 몰리브덴 등으로 이루어지는 콘 형상의 전자 방출 소자(22)가 설치되어 있다. 배면 기판(12)의 내면에는 전자 방출 소자(22)에 전위를 공급하는 다수개의 배선(23)이 매트릭스 형상으로 설치되고, 그 단부는 진공 케이싱(10)의 주연부로 인출되어 있다.

상기와 같이 구성된 FED에 있어서, 영상 신호는 단순 매트릭스 방식으로 형성된 전자 방출 소자(22)와 게이트 전극(28)에 입력된다. 전자 방출 소자를 기준으로 한 경우 가장 휘도가 높은 상태일 때, 예를 들어 ±10O Ⅴ의 게이트 전압이 인가된다. 또한, 형광체 스크린(16)에는, 예를 들어, ±10 ㎸가 인가된다. 이에 의해, 전자 방출 소자(22)로부터 전자 빔이 방출된다. 방출되는 전자 빔의 크기는 게이트 전극(28)의 전압에 의해 변조되고, 이 전자 빔이 형광체 스크린(16)의 형광체층을 여기하여 발광시킴으로써 화상을 표시한다.

이와 같이 형광체 스크린(16)에는 고전압이 인가되기 때문에, 전방면 기판(11), 배면 기판(12), 측벽(18) 및 지지 부재(14)용 판글라스에는 고왜곡점 글라스가 사용되고 있다. 배면 기판(12)과 측벽(18) 사이는 플릿 글라스 등의 저융점 글라스(19)에 의해 밀봉 부착되어 있다. 전방면 기판(11)과 측벽(18) 사이는 도전성을 갖는 저융점 밀봉 부착재로서, 예를 들어 인듐(In)을 포함한 밀봉 부착층(21)에 의해 밀봉 부착되어 있다.

진공 케이싱(10)에 있어서, 배면 기판(12)의 단부에는 배기구(40)가 형성되고, 이 배기구에는 진공 케이싱 내부를 배기하는 SIP(50)가 접속되어 있다. SIP(50)는 자성재로서의 금속, 예를 들어 Fe/Ni 합금 등으로 형성된 펌프 용기(51)를 갖고 있다. 펌프 용기(51)는 플릿 글라스(42)에 의해 진공 케이싱(10)의 배면 기판(12)에 접착되어, 배기구(40)를 거쳐서 진공 케이싱 내부로 연통하고 있는 동시에 내부가 진공으로 유지되어 있다. 또한, 펌프 용기(51)는 전체가 자성재에 의해 형성되어 있는 경우로 한정되지 않고, 후술하는 바와 같이 폐쇄 자로를 형성 가능하면 일부만을 자성재로 형성한 구성으로 해도 좋다.

도2 내지 도4에 도시한 바와 같이, 펌프 용기(51) 내에는 그 중앙부에 원통 형상의 양극(53)이 형성되고, 이 양극의 양 개구측에는 각각 판 형상의 음극(52)이 배치되어 소정의 간극을 두고 양극과 대향하고 있다. 각 음극(52)은, 예를 들어 티탄, 탄탈 등에 의해 형성되어 있다. 펌프 용기(51)의 내면과 각 음극(52) 사이에는 판 형상의 영구 자석(57)이 설치되어 있다. 영구 자석(57)은 음극(52)의 대략 전체면에 접촉한 상태에서 음극 및 펌프 용기 내면에 고정되어 있다. 음극(52)은 영구 자석(57)을 거쳐서 펌프 용기(51)에 고정되어 있다. 음극(52)에는 전원(60)으로부터 상대적으로 마이너스의 전압이 인가된다.

펌프 용기(51)의 하단부에는 절연 애자(55)가 부착되고, 이 절연 애자(55)에 의해 전극(56)이 지지되어 있다. 전극(56)은 펌프 용기(51) 내에 인입되고, 양극(53)에 접속되어 있다. 양극(53)에는 전극(56)을 거쳐서 전원(60)으로부터 상대적으로 플러스의 전압이 인가된다.

상기와 같이 구성된 SIP에 따르면, 동작시 영구 자석(57)에 의해 음극(52)과 직교하는 방향의 자계를 인가한 상태에서, 전원(60)으로부터 음극(52)과 양극(53) 사이에 3 ㎸ 내지 5 ㎸의 고전압을 인가한다. 그러면, 펌프 용기(51) 내에 있어서 전자가 가스 분자에 반사 충돌하여 방출 가스를 전리시킨다. 이 전리에 의해 발생한 가스 양이온이, 예를 들어 티탄판으로 이루어지는 음극(52)에 반사 충돌하고, 그 에너지에 의해 티탄을 스퍼터시킨다. 이에 의해, 양극(53)의 표면에 활성인 티탄막이 형성된다. 그리고, 방출 가스 중 중성 분자나 여기된 분자가 티탄막에 입사하고 흡착하여 배기된다. 이러한 SIP(50)의 배기 동작에 의해 진공 케이싱(10) 내의 방출 가스를 배기하고, 진공 케이싱 내를 10^-5㎩ 이하의 고진공도로 유지한다.

도4에 도시한 바와 같이, 자성재로 형성된 펌프 용기(51), 음극(52) 및 영구 자석(57)에 의해 폐쇄 자로(71)가 형성되고, 영구 자석의 발생 자계는 외부로 누설되지 않고 폐쇄 자로를 통과한다.

상기 구성의 SIP(50)는 이하의 제조 방법에 의해 제조된다. 도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 우선 펌프 용기(51) 내에 양극(53), 음극(52) 및 각 음극에 고정된 판 형상의 자성재(54)를 각각 배치하는 동시에, 절연 애자(55) 및 전극(56)을 펌프 용기에 부착한다. 계속해서, 펌프 용기(51)를 진공 케이싱(10)에 접속하여 펌프 용기 내를 진공으로 유지한다. 그 후, 펌프 용기(51)의 외측에 한 쌍의 착자 코일(61)을 배치하여 각각 자성재(54)에 인접 대향시킨다. 이 상태에서, 착자 코일(61)에 의해 펌프 용기(51)의 외부로부터 각 자성재(54)로 착자한다. 이에 의해, 자성재(54)는 음극(52)과 직교하는 방향의 자장(62)을 발생하는 영구 자석(57)이 된다. 이상의 공정에 의해, FED의 진공 케이싱에 접속된 SIP(50)가 형성된다.

상기와 같이 구성된 SIP에 따르면, 영구 자석(57)은 펌프 용기(51) 내에 설치되어 음극(52)에 인접하여 배치되어 있다. 그로 인해, 영구 자석을 펌프 용기(51)의 외측에 설치한 경우와 비교하여 영구 자석(57)의 개구 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, SIP(50)의 배기 속도를 크게 할 수 있고, 배기 효율을 최대로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 영구 자석(57)을 펌프 용기(51)의 외부에 설치할 필요가 없어, 펌프의 소형화 및 조립 작업성의 향상을 도모할 수 있다.

펌프 용기(51) 중 적어도 일부는 자성 재료로 형성되어 있기 때문에, 이 펌프 용기, 영구 자석 및 음극에 의해 자기적 폐쇄 회로를 형성하여 누설 자계를 실 드할 수 있다. 그로 인해, 누설 자기를 제거하는 장치와 조합하여 SIP를 사용하는 경우, 큰 효과를 발휘한다.

상술한 SIP의 제조 방법에 따르면, 미리 펌프 용기(51) 내에 설치된 자성재를 펌프 용기의 외측으로부터 착자하여 영구 자석으로 함으로써, 소형의 SIP를 용이하게 형성하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 FED에 따르면, SIP(50)에 의해 진공 케이싱(10) 내를 높은 진공도로 유지할 수 있고, 장기간에 걸쳐서 안정된 표시 품질을 유지하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 FED에 대해 설명한다. 제1 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 붙여 그 상세한 설명을 생략한다.

도7 내지 도9에 도시한 바와 같이, 진공 케이싱(10)의 배면 기판(12)에는 진공 케이싱 내부의 방출 가스를 배기하는 SIP(50)가 설치되어 있다. SIP(50)는 비금속, 예를 들어 글라스로 형성된 펌프 용기(51)를 갖고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 펌프 용기(51)는 글라스로 이루어지는 배면 기판(12)에 플릿 글라스(40)로 접착되고, 그 내부는 진공 케이싱(10)의 내부로 연통하고 진공으로 유지되어 있다.

펌프 용기(51) 내에는 한 쌍의 음극(52) 및 양극(53)이 배치되어 있다. 음극(52)은 티탄 및 탄탈 등으로 이루어지는 금속판을 대략 단면 U자 형상이 되도록 절곡하여 형성되고, 소정의 간격을 두고 서로 대향하고 있다. 이들 음극(52)은 비관통 단자(75) 및 관통 단자(76)에 의해 각각 펌프 용기(51)에 고정되어 있다. 양극(53)은 한 쌍의 음극(52) 사이에 배치되어 음극(52)과 소정의 간극을 두고 대향 하고 있다. 양극(53)은 전극(56)에 의해 펌프 용기(51)에 지지되어 있다. 진공 케이싱(10)의 외부에 설치된 전원(60)으로부터 관통 단자(76) 및 전극(56)을 거쳐 음극(52)에는 상대적으로 마이너스의 전압이 인가되고, 양극(53)에는 상대적으로 플러스의 전압이 인가된다.

펌프 용기(51) 내에는 한 쌍의 영구 자석(57)이 설치되고, 펌프 용기(51)의 내면과 각 음극(52) 사이에 각각 배치되어 있다. 영구 자석(57)은 음극(52)의 대략 전체면에 접촉한 상태로 음극에 고정되어 있다. 펌프 용기(51)의 외측에는 폐쇄 루프 형상의 자성체, 예를 들어 링 형상의 자성체(66)가 장착되어 영구 자석(57)과 대향하고 있다. 이 자성체(66)는 음극(52) 및 영구 자석(57)과 함께 폐쇄 자로(71)를 형성하고 있다.

상기와 같이 구성된 SIP에 따르면, 동작시 영구 자석(57)에 의해 음극(52)과 직교하는 방향의 자계를 인가한 상태에서, 전원(60)으로부터 음극(52)과 양극(53) 사이에 3 ㎸ 내지 5 ㎸의 고전압을 인가한다. 그러면, 펌프 용기(51) 내에 있어서, 전자가 가스 분자에 반사 충돌하여 방출 가스를 전리시킨다. 이 전리에 의해 발생한 가스 양이온이, 예를 들어 티탄판으로 이루어지는 음극(52)에 반사 충돌하고, 그 에너지에 의해 티탄을 스퍼터시킨다. 이에 의해, 양극(53)의 표면에 활성인 티탄막이 형성된다. 그리고, 방출 가스 중의 중성 분자나 여기된 분자가 티탄막에 입사하고 흡착하여 배기된다. 이러한 SIP(50)의 배기 동작에 의해 진공 케이싱(10) 내의 방출 가스를 배기하여 진공 케이싱 내를 10^-5㎩ 이하의 고진공도로 유 지한다.

도9에 도시한 바와 같이, 자성체(66), 음극(52) 및 영구 자석(57)에 의해 폐쇄 자로(71)가 형성되고, 영구 자석의 발생 자계는 외부에 누설되지 않고 폐쇄 자로를 통과한다.

상기 구성의 SIP(50)는 이하의 제조 방법에 의해 제조된다. 도10 및 도11에 도시한 바와 같이, 우선 내부에 양극(53), 음극(52) 및 각 음극(52)에 고정된 자성재(54)가 배치된 펌프 용기(51)를 플릿 글라스(40)에 의해 배면 기판(12)에 접착한다.

계속해서, 배면 기판(12), 전방면 기판(11) 및 측벽(18)에 의해 내부가 진공인 진공 케이싱(10)을 형성하고, 동시에 펌프 용기(51) 내를 진공으로 한다. 그 후, 펌프 용기(51)의 외측에 한 쌍의 착자 코일(61)을 배치하여 각각 자성재(54)에 인접 대향시킨다. 이 상태에서, 착자 코일(61)에 의해 펌프 용기(51)의 외측으로부터 각 자성재(54)로 전계를 인가하여 착자한다. 이에 의해, 자성재(54)는 음극(52)과 직교하는 방향의 자장(65)을 발생하는 영구 자석(57)이 된다. 그 후, 펌프 용기(51)의 외측에 링 형상의 자성체(66)를 장착한다. 이상의 공정에 의해, FED의 진공 케이싱에 접속된 SIP(50)가 형성된다.

상기 구성의 SIP(50)에 따르면, 영구 자석(57)은 펌프 용기(51) 내에 설치되어, 음극(52)에 인접하여 배치되어 있다. 그로 인해, 영구 자석을 펌프 용기(51)의 외측에 설치한 경우와 비교하여 영구 자석(57)의 개구 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, SIP(50)의 배기 속도를 크게 할 수 있고, 배기 효율을 최대로 하는 것이 가능하게 된다. 영구 자석(57)을 펌프 용기(5l)의 외부에 설치할 필요가 없어 펌프의 소형화 및 조립 작업성의 향상을 도모할 수 있다.

펌프 용기(51)의 외측에 폐쇄 루프 형상의 자성체를 설치하고, 영구 자석(57) 및 음극(52)과 공동하여 폐쇄 자로(71)를 형성함으로써 누설 자계를 실드할 수 있다. 그로 인해, 누설 자기를 제거하는 장치와 조합하여 SIP(50)를 사용하는 경우 큰 효과를 발휘한다.

또한, 상기 FED에 따르면 SIP(50)에 의해 진공 케이싱(10) 내를 높은 진공도로 유지할 수 있고, 장기간에 걸쳐서 안정된 표시 품질을 유지하는 것이 가능하게 된다. 이때, SIP(50)의 펌프 용기(51)를 진공 케이싱(10)의 일부에 의해 형성함으로써, 예를 들어 펌프 용기를 배면 기판과 일체적으로 성형함으로써 조립성의 향상 및 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하는 것이 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에는 다양한 단계의 발명이 포함되어 있어, 개시되는 복수의 구성 요건에 있어서의 적합한 조합에 의해 다양한 발명이 추출될 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 나타내는 전체 구성 요건으로부터 몇 가지의 구성 요건이 삭제되어도 발명이 해결하고자 하는 과제의 란에서 서술한 과제를 해결할 수 있고, 발명의 효 과의 란에서 서술하고 있는 효과를 얻을 수 있는 경우에는 이 구성 요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다.

상술한 실시 형태에 있어서, 펌프 용기는 전극 취출부를 구비한 SIP 전용의 용기로 구성하였지만 이에 한정되지 않고, 예를 들어 금속으로 형성된 진공 케이싱의 일부를 자성재로 형성하고, SIP의 펌프 용기로 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 상술한 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서는 폐쇄 자로를 형성하는 자성체를 설치하였지만, 이 자성체를 생략한 경우라도 배기 효율이 높은 SIP를 얻을 수 있다. SIP의 각 구성 요소의 형상 및 재질 등은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 필요에 따라서 다양한 선택이 가능하다.

전자 방출 소자로서 전계 방출형 전자 방출 소자를 이용하였지만, 이에 한정되지 않고 pn형 냉음극 소자 혹은 표면 전도형 전자 방출 소자 등의 다른 전자 방출 소자를 이용해도 좋다.

상기와 같이 구성된 SIP에 따르면, 펌프 용기 내에서 음극에 인접하여 영구 자석을 설치함으로써, 소형이고 배기 효율이 높고 자계 실드 특성이 향상된 스퍼터 이온 펌프, 그 제조 방법 및 스퍼터 이온 펌프를 구비하여, 장기간에 걸쳐서 안정된 표시 품질을 유지하는 것이 가능한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.

Claims

펌프 용기와,

상기 펌프 용기 내에 서로 대향하여 배치된 음극 및 양극과,

상기 펌프 용기 내에 배치되어 상기 음극과 펌프 용기 내면 사이에 위치한 영구 자석을 구비한 스퍼터 이온 펌프.
제1항에 있어서, 상기 영구 자석은 상기 음극에 접촉 또는 고정되어 있는 스퍼터 이온 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펌프 용기는 금속으로 형성되어 있는 스퍼터 이온 펌프.
제3항에 있어서, 상기 펌프 용기 중 적어도 일부는 자성재로 형성되어 있는 스퍼터 이온 펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 펌프 용기는 비금속으로 형성되어 있는 스퍼터 이온 펌프.
제5항에 있어서, 상기 펌프 용기는 글라스에 의해 형성되어 있는 스퍼터 이 온 펌프.
제5항에 있어서, 상기 펌프 용기의 외측에 상기 영구 자석과 대향하여 설치되고, 폐쇄 자로를 형성한 폐쇄 루프 형상의 자성체를 구비하고 있는 스퍼터 이온 펌프.
펌프 용기와, 상기 펌프 용기 내에 서로 대향하여 배치되어 음극 및 양극과, 상기 펌프 용기 내에 배치되고 상기 음극과 펌프 용기 내면 사이에 위치한 영구 자석을 구비한 스퍼터 이온 펌프의 제조 방법에 있어서,

상기 펌프 용기 내에 상기 양극, 음극 및 자성재를 배치한 후, 상기 펌프 용기의 외측으로부터 상기 자성재에 착자하여 영구 자석으로 하는 스퍼터 이온 펌프의 제조 방법.
제8항에 있어서, 상기 펌프 용기 내를 진공으로 배기한 상태에서 상기 자성재에 착자하는 스퍼터 이온 펌프의 제조 방법.
형광면을 가진 전방면 기판과, 이 전방면 기판과 대향 배치되어 있는 동시에 상기 형광면을 여기하는 복수의 전자 방출원이 설치된 배면 기판을 갖고 내부가 진공으로 유지된 진공 케이싱과,

상기 진공 케이싱에 접속되어 이 진공 케이싱 내부를 배기하는 스퍼터 이온 펌프를 구비하고,

상기 스퍼터 이온 펌프는 상기 진공 케이싱에 접속되어 있는 동시에 내부가 진공인 펌프 용기와, 상기 펌프 용기 내에 서로 대향하여 배치된 음극 및 양극과, 상기 펌프 용기 내에 배치되어 상기 음극과 펌프 용기 내면 사이에 위치한 영구 자석을 구비하고 있는 화상 표시 장치.
제10항에 있어서, 상기 영구 자석은 상기 음극에 접촉 또는 고정되어 있는 화상 표시 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 펌프 용기는 금속으로 형성되어 있는 화상 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 펌프 용기 중 적어도 일부는 자성재로 형성되어 있는 화상 표시 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 펌프 용기는 비금속으로 형성되어 있는 화상 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 펌프 용기는 글라스에 의해 형성되어 있는 화상 표시 장치.
제14항에 있어서, 상기 펌프 용기의 외측에 상기 영구 자석과 대향하여 설치되고, 폐쇄 자로를 형성한 폐쇄 루프 형상의 자성체를 구비하고 있는 화상 표시 장치.
제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 펌프 용기는 상기 배면 기판의 일부를 성형하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.