JP2000251718A

JP2000251718A - 気密容器の製造方法及び画像表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2000251718A
Application number: JP4920199A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Koyanagi; 和夫小▲柳▼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】封着工程における配線、電子放出部等の表示
装置を構成する部材の酸化、ならびに寿命や電子放出量
に影響を及ぼす非蒸発型ゲッタ材の吸着特性が低下する
のを防止し、安定かつ長寿命な高品位の画像表示装置の
製造方法を提供することである。【解決手段】外囲器を構成する複数の部材をシール材
にて加熱接着する封着工程において、前面基板と背面基
板とを外枠でもって各々所定の間隔で配置してなる外囲
器が、２本以上の管を有し、不活性ガスを２本以上の管
のうち少なくとも１本の管を介して所定の流量を前記外
囲器内に導入し、かつ残りの管を介して外囲器内に導入
した不活性ガスを外囲器外へ排出しつつ、外囲器外の容
器に不活性ガスを充填し、前記外囲器内外の圧力が一定
となるようにしながら封着温度まで加熱し封着する工程
を有する画像表示装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気密容器の製造方
法に関し、詳しくは蛍光体を励起させることで画像を形
成させる平板型の画像表示装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光体を励起させて画像を形成する平板
型の画像表示装置には、蛍光体の励起源として電子やプ
ラズマを用いたものが知られている。

【０００３】蛍光体励起源として電子を用いる表示装置
の冷陰極電子放出素子には、電界放出型、金属／絶縁層
／金属型、半導体／絶縁層／金属型、及び表面伝導型電
子放出素子があり、いずれも真空中において使用される
ものである。

【０００４】電界放出型冷陰極電子放出素子の例として
は、Ｗ.Ｐ.Ｄｙｅ＆Ｗ.Ｗ.Ｄｏｌａｎ,“Ｆｉｅｌｄ
ｅｍｉｓｓｉｏｎ”,ＡｄｖａｎｃｅｉｎＥｌｅｃ
ｔｒｏｎＰｈｙｓｉｃｓ,８,８９(１９５６)やＣ.Ａ.
Ｓｐｉｎｄｔ,“ＰＨＹＳＩＣＡＬＰｒｏｐｅｒｔｉ
ｅｓｏｆｔｈｉｎ−ｆｉｌｍｆｉｅｌｄｅｍｉ
ｓｓｉｏｎｃａｔｈｏｄｅｓｗｉｔｈｍｏｌｙｂ
ｄｅｎｕｍｃｏｎｅｓ”,J.Ａｐｐｌ.ｐｈｙｓ.,４
７,５２４８(１９７６)等に開示されたものが知られて
いる。

【０００５】電界放出型冷陰極電子放出素子は、例えば
図１４のような構造をしている。３７は先端の尖った円
錐状のエミッタチップで、チップの材質にはシリコン
（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等
が用いられている。エミッタチップ３７の近傍には、ゲ
ート電極３８が設けられている。１０はガラス等からな
る絶縁性の基板であり、３１は導電性薄膜であるカソー
ド電極、３３は二酸化シリコンからなる絶縁層である。
また、炭化水素系のガス雰囲気中で前記エミッタチップ
３７を１０００℃〜１５００℃に加熱することで、エミ
ッタチップ３７の先端にグラファイト等を形成すること
もある。

【０００６】この電子放出素子は、エミッタチップ３７
の先端とゲート電極３８間に電圧を印加することで、エ
ミッタチップ３７とゲート電極３８間に強電界が生じ、
エミッタチップ３７の先端より、トンネル効果によって
電子が放出されるものである。

【０００７】また、表面伝導型電子放出素子の例として
は、Ｍ.Ｉ.Ｅｌｉｎｓｏｎ,ＲａｄｉｏＥｎｇ. Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎＰｈｙｓ.,１０,１２９０(１９６５)等
がある。表面伝導型電子放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に膜面に平行な電流を流すことにより、
電子放出が生じる現象を利用するものである。前記薄膜
には、前記エリソンによるＳｎＯ₂薄膜や、Ａｕ薄膜に
よるもの[Ｇ.Ｄｉｔｔｍｅｒ:“ＴｈｉｎＳｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ”,９,３１７(１９７２]、Ｉｎ₂Ｏ ₃/Ｓｎ
Ｏ₂薄膜によるもの[Ｍ.ＨａｒｔｗｅｌｌａｎｄＣ.
Ｇ. Ｆｏｎｓｔａｄ: “ＩＥＥＥＴｒａｎｓ.ＥＤ
Ｃｏｎｆ.”５１９(１９７５)]、カーボン薄膜によるも
の［荒木久他：真空、第２６巻、第１号、２２頁(１
９８３)］等が報告されている。

【０００８】表面伝導型電子放出素子の典型的な構成図
として、前述のＭ．ハートウェルの素子構成を図１５に
示す。図中、表面伝導型電子源の電子放出部は、同図に
おいて１０は基板である。２４は導電性薄膜であり、Ｈ
型形状のパターンにスパッタ等で形成された金属酸化物
薄膜等からなり、後述のフォーミングと呼ばれる通電処
理により電子放出部２５が形成される。なお、図中の素
子電極間距離Ｌは０．５〜１ｍｍ、素子電極幅Ｗは０．
１ｍｍで設定されている。

【０００９】フォーミングとは、例えば図１６にそのプ
ロファイルを示すように、前記導電性薄膜２４の両端に
電圧を印加し、導電性薄膜を局所的に破壊、変形もしく
は変質せしめ、電気的に高抵抗な状態にした電子放出部
２５を形成することである。なお、電子放出部２５は導
電性薄膜２４の一部に亀裂が生じ、導電性薄膜２４の両
端に電圧を印加することで、その亀裂付近から電子放出
が行われる。また、導電性薄膜２４の両端に電圧を印加
しながら、例えば炭化水素系のガスに晒して、導電性薄
膜２４上にグラファイト等を形成することもある。

【００１０】ところで近年、これらの冷陰極型電子放出
素子を用いた薄型のディスプレイの研究が盛んに行われ
ている。この薄型ディスプレイは、基板上に前記冷陰極
電子放出素子をマトリックス状に配置し、前記基板と対
向する位置に支持枠を介して蛍光体を有するアノード電
極を設け、各々を低融点ガラス等で封着することで得ら
れる気密容器と、前記冷陰極電子放出素子から電子を放
出させ、かつ蛍光体に衝突させて画像を表示させるため
の駆動回路等を備えたものである。

【００１１】さて、上記冷陰極電子放出素子は、その動
作を安定に行うために素子の周囲を高真空にする必要が
ある。その理由としては、素子の配置された環境に残留
ガスがあると、電子放出部の先端に異種原子が吸着し
て、電子放出部の仕事関数を大幅に変化させてしまった
り、放出された電子ビームによってその一部がイオン化
され、そのイオンが各電極間の電界によって加速され、
電子放出部の先端をスパッタしたりする。これにより、
電子源の寿命は縮められ、また安定な電子放出特性も得
られなくなってしまう。

【００１２】一方、プラズマを蛍光体励起源とした表示
装置は、ガラス等の絶縁物上に形成された電極及び蛍光
体からなる２枚の基板を対向して張り合わせ、張り合わ
せた気密容器内に放電ガス、例えば、ネオンやキセノン
又はそれらの混合ガスを０．５〜１気圧程度封入し、封
止したものである。そのため、冷陰極電子放出素子を用
いた画像表示装置と同様に気密容器内に有害ガスが残留
していたり、気密容器内から放出される有害ガスによっ
て放電ガス以外の有害ガスの割合が増加すると、輝度や
寿命の低下につながる。

【００１３】そこで、画像表示装置の輝度や寿命に影響
する有害なガスを除去するために、画像表示装置内にゲ
ッタ材が配置される。ゲッタ材には、熱を加えることで
ゲッタとなる金属が蒸発し、気密容器内面に膜状に付着
して、残留気体を吸着させる蒸発型ゲッタと、熱を加え
ることでゲッタとなる金属体を活性にし、活性化した金
属体に残留気体を吸着させる非蒸発型ゲッタとがある。

【００１４】ゲッタ材は、背面基板及び前面基板を張り
合わせる封着工程以前に、予め背面基板、前面基板及び
外枠等の外囲器を構成する部材に、ゲッタ材が外囲器の
内側に配置される形で固定もしくは仮固定されている。
一般には、ゲッタ材は画像表示の邪魔にならない画像表
示領域外に置かれるが、画像表示装置の大型化に伴って
派生する真空のむらや有害ガスのむら等によって、画像
表示領域内に輝度むらや寿命むら等が生じる。このた
め、電界放出型電子放出素子や表面伝導型電子放出素子
の場合、表示領域内にゲッタ材を形成することも提案さ
れている（特開平９−８２２４５号公報等）。

【００１５】ところが、背面基板及び前面基板を張り合
わせる封着工程を空気中で行うと、封着の際に空気中の
酸素の影響で、電界放出型電子放出素子の場合であれ
ば、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｃ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｌａ
Ｂ₆、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ等からなるエミッタチッ
プ及びその先端が、また表面伝導型電子放出素子の場合
であれば、例えばＡｕ、Ｐｄ等の微粒子からなる導電性
薄膜が、影響を受け、安定な電子放出特性が得られなく
なるという問題が起きる。

【００１６】同様に、前記したゲッタ材についてもこの
封着工程において、例えばＢａを主成分とするような蒸
発型ゲッタを用いた系であればＢａＯＨやＢａＣＯ₃等
を、また例えばＺｒやＴｉを主成分とする非蒸発型ゲッ
タであれば、ＴｉＯ₂やＺｒＯ₂等で形成したゲッタ材の
本来有する吸着特性を悪化させてしまう。加えて、ゲッ
タ材を蒸発させたり活性化させる際には、封着時に吸着
されたガスが多量に放出され、ゲッタ材を活性にするこ
とで逆に外囲器内の真空を損なってしまうという問題等
も生じる。これにより、画像表示装置としての寿命や輝
度の低下等が引き起こされることになる。

【００１７】これらの問題を解決するために、従来この
封着工程を、還元ガスや不活性ガス及び真空中（特開平
９−２５１８３９号公報、特開平１０−３１９５７号公
報、特開平７−９４１０２号公報）で行うことが本出願
人等から提案されている。

【００１８】以下は、本出願人により提案された特開平
７−９４１０２号公報中において示されている表面伝導
型電子放出素子を電子放出部として用いた画像表示装置
の製造方法の各工程を示した流れ図である。

【００１９】以下、図１７を用いて説明する。

【００２０】まず、図１７において、ａ工程で示される
工程は、背面基板上に配線、電子放出部形成用の導電性
薄膜等を形成する工程であり、表示装置としての構成部
材を形成する工程である。

【００２１】また、同図において、ｂ工程で示される工
程は、蛍光体やメタルバック等の形成された前面基板
と、前記した電子放出部を形成するための導電性薄膜、
駆動用の配線等の形成された背面基板とを所定の位置で
合わせて固定し、図１８に示されるような真空排気可能
でかつ外囲器３６１全体を加熱できる加熱炉内に設置
し、ガラスシール材によって封着する工程である。

【００２２】図１８は、真空排気が行える封着装置の概
略図である。図１８において、３６１は外囲器であり、
３６２は設置台、３６３は加熱用のランプである。ま
た、３６４は真空排気可能な容器であり、３６５は攪拌
器、３６６はガスの導入口、３６７は真空排気口であ
る。

【００２３】この工程において、まず真空排気口３６７
より、容器３６４内をおよそ１０^-2Ｐａ以下の真空に排
気する。次に、ガス導入口３６６より、容器３６４内に
アルゴン等の不活性ガスを容器内に導入し、容器内の圧
力をおよそ大気圧程度にする。次に、加熱ランプ３６３
を点灯し、攪拌器３６５を運転させながら外囲器３６１
全体を徐々に加熱し、ガラスシール材を溶融させて封着
する。

【００２４】次に、ｃ工程を行う。ｃ工程はｂ工程同
様、容器３６４内を再び１０^-2Ｐａ以下に排気し、ガス
導入口３６６より、電子放出部を形成するための反応ガ
スを導入し、加熱処理等を行う工程である。この工程終
了後、外囲器３６１を加熱炉３６４から取り出す。

【００２５】ｄ工程は、封着された外囲器内を排気管３
８７を介して真空ポンプ（不図示）にて排気する。外囲
器内の真空がおよそ１０^-3Ｐａ程度に達したら、先に記
した導電性薄膜のフォーミング通電処理を行い、電子放
出部を形成する。

【００２６】最後に、ｅ工程は、排気管をバーナであぶ
る等して外囲器を封止し、気密容器とする工程である。

【００２７】また一方で、図１９に示すように、封着炉
内に配置された外囲器内を窒素ガスで置換しつつ封着す
る方法も提案されている（特開平７−３７５０６号公
報）。

【００２８】図１９において、３２０は外囲器、３１４
は封着炉である。外囲器３２０は、封着炉３１４内に配
置され、窒素ガスを送り込む金属製の配管３１３は封着
炉３１４内に配管され、その先端は排気管３１０に挿入
される。その際に、金属製の配管３１３は、金属配管内
を流れる窒素ガスの温度が炉内温度と同程度になるよう
に設計されている。これが、封着の際に外囲器３２０内
に窒素ガスを流して置換しつつ封着する例である。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上に示
した従来の表示装置の製造方法においては、背面基板と
前面基板とをＡｒ等の不活性ガス中において、低融点ガ
ラス等のガラスシール材によって４００℃〜５５０℃に
加熱して封着する際、前面基板と背面基板との間隔が非
常に狭い外囲器では、低融点ガラスや外囲器を構成する
部材及び表示装置を構成する部材等から封着中に水（Ｈ
₂Ｏ）や酸素（Ｏ₂）等の酸化性のガスが外囲器内に放出
され、外囲器内の有害ガスの濃度は上昇してしまう。こ
の有害ガスの濃度は、封着時に放出されるガスの材料の
もつ固体差によって異なるが、局所的に上昇することも
ある。

【００３０】この有害ガスの圧力上昇のため、封着時の
高温加熱によって外囲器内に配置される表示装置を構成
する複数の部材は、先に述べたようにわずかながらも酸
化され、各々の部材機能に支障を来たすことになる。

【００３１】特に、非蒸発型ゲッタ材が問題とするの
は、水（Ｈ₂Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素
（ＣＯ₂）、酸素（Ｏ₂）等であり、これらの有害ガスは
封着工程において、外囲器内に多量に放出されている。
非蒸発型のゲッタ材は、封着工程で受ける影響を封着時
の加熱温度以上の温度で活性化することで、本来ゲッタ
材のもつ吸着特性を取り戻すことが可能である。しか
し、特開平９−８２２４５号公報等に記載されているよ
うに、大画面の画像表示装置においては非蒸発型ゲッタ
を表示領域内に配置することが望ましいといわれてい
る。このような場合、封着工程を経た後で非蒸発型ゲッ
タを封着時の温度以上に加熱することは難しく、先述の
残留ガスや封着時に放出されるガスによって封着工程後
の非蒸発型ゲッタの吸着特性は、本来非蒸発型ゲッタが
有する吸着特性よりはるかに劣ったものとなってしま
う。

【００３２】また、特開平７−３７５０６号公報に、窒
素等の不燃性かつ非酸化性のガスを画像表示装置内に流
しつつ封着することが提案されているが、加熱中にガス
を流すことで、低融点ガラス等の接着剤が軟化した際
に、外囲器内の圧力が高まり、低融点ガラス等の封着部
を突き破り導入ガスが外部へ吹き出してしまうという問
題がある。これを防止するため特開平６−１３９９３４
号公報では、内部からの吹き出しを防止するために外部
からガスを吹き付けることも提案されている。しかしな
がら、外部から外囲器外周の接着部に同じ圧力になるよ
うに空気や窒素ガスを吹き付けることは、接着部の温
度、接着剤の粘度及び量等の要素が関係し、接着部が受
ける力が均一になるようにガスを吹き付けることは、構
造や設計が複雑になるという問題もある。

【００３３】一方、特開平９−２５１８３９号公報や特
開平１０−３１９５７号公報においては、プラズマを用
いた画像表示装置を真空中で封着し、その後放電ガスを
導入する作成方法が提案されている、しかしながら、こ
のように真空に排気したチャンバー中で封着を行う手法
においては、以下の問題がある。

【００３４】ガラスシール材は、真空中においては、軟
化点を超える温度からガスが急激に放出され発泡した
り、結晶化時間が短くなると行った本来のシール材の特
性から変化が起こり、封着の温度条件や時間と行ったマ
ージンが狭くなるため、封着における良品の歩留まりが
低くなるという問題があった。

【００３５】そこで本発明者らは、上述の問題点を解決
するために、鋭意研究を重ねた結果、以下のような完成
に至ったものである。

【００３６】本発明の目的は、画像表示装置の製造方法
において、封着工程における配線、電子放出部等の表示
装置を構成する部材の酸化、ならびに寿命や電子放出量
に影響を及ぼす非蒸発型ゲッタ材の吸着特性が低下する
のを防止し、安定かつ長寿命な高品位の画像表示装置の
製造方法を提供することである。

【００３７】

【課題を解決するための手段】この目的の達成のために
本発明では、以下の手段をとる。

【００３８】すなわち、前面基板と背面基板とを外枠で
もって各々所定の間隔で配置してなる外囲器と、外囲器
内に少なくとも非蒸発型ゲッタを有してなる画像表示装
置の製造方法が、前記外囲器を構成する複数の部材をシ
ール材にて加熱接着する封着工程以前において、前記外
囲器を構成する前面基板、背面基板及び外枠の各々の接
着面に予めシール材を塗布し、これを仮焼成する工程を
有し、しかる後に前記外囲器全体を真空に排気できる炉
中において真空に排気しながらシール材の軟化点以下、
望ましくはシール材の軟化点より１０℃低い温度〜軟化
点の範囲まで加熱する。その後真空排気を停止し、不活
性ガスを外囲器内外に導入し封着を行う。

【００３９】すなわち、前面基板と背面基板とを外枠で
もって各々所定の間隔で配置してなる外囲器は、２本以
上の管を有し、前記不活性ガスを２本以上の管のうち少
なくとも１本の管を介して所定の流量、前記外囲器内に
導入し、かつ残りの管を介して外囲器内に導入した不活
性ガスを外囲器外へ排出しつつ封着するものである。ま
た、封着の際には、外囲器外に不活性ガスを充填し、前
記外囲器内外の圧力が一定となるように流量を制御しつ
つ行うものとする。

【００４０】また、上記封着工程に先立って、非蒸発型
ゲッタならびに電子放出素子を前面又は背面基板もしく
は外枠のうちから選ばれる少なくとも１つの部材上に形
成するものとする。

【００４１】「作用」本発明により、複数の部材をシー
ル材を用いて真空気密した外囲器内に、非蒸発型ゲッタ
を配置した画像表示装置の封着工程において、第１の工
程として、部材間にシール材を配置し、第２の工程とし
て、真空雰囲気中において荷重をかけながら、外囲器を
シール材の軟化点以下まで加熱する工程を有し、その
後、第３の工程として、不活性ガスを外囲器がもつ２本
以上の管のうち少なくとも１本の管を介して所定の流量
前記外囲器内に導入し、かつ残りの管を介して外囲器内
に導入した不活性ガスを外囲器外へ排出しつつ封着する
ことを特徴とする画像表示装置装置の製造方法が提供さ
れる。

【００４２】なお、不活性ガスを導入の際には、前記外
囲器外にも不活性ガスを充填し、外囲器内外の圧力が等
しくなるように流量を制御しつつ行うものとする。

【００４３】以上の手段によると、軟化点までは真空中
であり、また軟化点を越えた後も外囲器内に不活性ガス
が所定の流量流れることで、前記外囲器封着の際に、外
囲器内に放出される有害ガスが局所的に増加して、電子
放出部やゲッタ材の特性にばらつきが生じることを防止
できる。

【００４４】また、外囲器内の局所的な有害ガスの上昇
を防ぐだけでなく、外囲器内全体の有害ガスの濃度を下
げることが可能となり、電子放出素子やゲッタ材の機能
及び特性が、封着工程によって低下するのを防止でき
る。

【００４５】その上、不活性ガスの流量を制御すること
で、封着時の外囲器内外の圧力を制御することが可能と
なり、従来の画像表示装置の製造方法においてみられた
シール材軟化時に外囲器内の圧力上昇によって引き起こ
された接着部での導入ガスの吹き出しや、真空中でガラ
スシール材が軟化する際、特有の発泡や温度マージンの
低下によるシール不良等の歩留まりの低下を大幅に防ぐ
ことができる。

【００４６】なお、上記封着工程においては、前記外囲
器内に供給される不活性ガスを、水、酸素、一酸化炭素
及び二酸化炭素からなる不純物の合計が１０ｐｐｍ以下
とすることで、前記した非蒸発型ゲッタが封着時に受け
る影響は非常に少なくなる。なお、本発明における不活
性ガスは、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリ
プトン、キセノン、ラドン等の希ガス又は窒素が挙げら
れ、好ましくはアルゴン、窒素である。

【００４７】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。

【００４８】（実施例１）本実施例においては、本発明
の封着方法を用いてシート状の非蒸発型ゲッタが内部に
配置された画像表示装置を作製した例を説明する。な
お、本封着においては、背面基板及び前面基板の封着に
おいて、シール材としてガラスシール材のＬＳ３０８１
（日本電気硝子株式会社製軟化点３６２℃）を用い
た。

【００４９】まず、第１の実施例について図を用いなが
ら説明する。図１及び図９は、本発明の第１の実施例で
用いた封着装置である。また、図２は本実施例でもって
封着した外囲器の構成図である。図３は、本実施例にお
ける画像表示装置の製造方法の流れ図である。

【００５０】以下、図３の流れ図に沿って説明する。本
実施例で用いた背面基板１０及び前面基板１１は、対角
約５インチのサイズであり、外枠１２の厚みは３ｍｍと
した。また、背面基板１０及び前面基板１１の厚さはそ
れぞれ３ｍｍとした。

【００５１】｛工程−ａ｝背面基板を予め洗浄し、表面
伝導型電子放出素子の斜視図である図４に示されるよう
に背面基板１０上に、リフトオフ法によって素子電極８
０及び８１を形成する。本実施例では、素子電極８０及
び８１として、厚さが約１μｍのＮｉ膜を形成した。

【００５２】次に、有機パラジウム溶液をスピンコート
法により塗布し、３００℃で１５分間焼成した。有機パ
ラジウム膜の焼成後、レジストパターニングし、素子電
極８０と８１にまたがって、両素子電極８０と８１間の
隙間を覆うように、酸化パラジウムからなる電子放出部
用薄膜２４を形成した。

【００５３】電子放出用薄膜２４を形成後、背面基板上
１０に、画像表示装置の背面基板の部分斜視図である図
５に示すように下配線８３、絶縁層８５、上配線８２等
を形成する。なお、８９は電子放出素子である。配線の
幅は、本実施例で約２５０μｍとした。この配線８２及
び８３材は、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ等の電気抵抗の
低いものを用いるのが望ましく、本実施例ではＡｌを主
成分とする材料をスパッタ法にて形成した。

【００５４】また、前面基板１１には、蛍光体１６や電
極１７を形成する。

【００５５】さて、図２に示すように外枠１２には、非
蒸発型ゲッタ２２、排気管１４ａ及び１４ｂを固定す
る。本実施例では、外枠１２と排気管１４ａ及び１４ｂ
との接着部に低融点ガラス（不図示）を塗布し、電気炉
で４３０℃で１０分の仮焼成を行い、その後４６０℃で
加熱して、外枠１２と排気管１４ａ及び１４ｂとを接着
した。その後、非蒸発型ゲッタ２２も通電用の配線２３
に圧着し、外枠１２に固定した。本実施例では、排気管
１４ａ及び１４ｂの固定に低融点ガラスを用いたが、こ
れに限定されるものではない。

【００５６】｛工程−ｂ｝この工程では、図２中に示さ
れるように外枠１２と前面基板１１との接着面及び、外
枠１２と背面基板１０との接着面に、ガラスシール材１
５をディスペンサーで塗布した。本実施例では、ガラス
シール材としてＬＳ３０８１（日本電気硝子株式会社製
軟化点３６２℃）を用いた。

【００５７】｛工程−ｃ｝前工程−ｂで塗布した低融点
ガラス１５を、３９０℃で１０分間仮焼成した。

【００５８】｛工程−ｄ｝上記工程で作製した背面基板
１０と前面基板１１及び排気管１４ａ及び１４ｂの固定
された外枠１２とを、図１に示される固定治具５５に位
置決め固定した後、上下のホットプレート５０ａ及び左
右のホットプレート５０ｂで覆う。なお、上方のホット
プレート５０ａは、封着時にガラスシール材によるシー
ルの際の荷重を兼ねている。また、位置決め固定治具５
５は、Ｘ−Ｙ方向の位置決めを行うためのものである。
更に、前記排気管１４ａ及び１４ｂにガス導入及び排出
用の継ぎ手５８を繋ぐ。この継ぎ手５８は、排気管１４
ａ及び１４ｂの材料と熱膨張率がほぼ等しい材料を用い
ることが望ましく、本実施例では排気管１４にソーダガ
ラスを用いたため、継ぎ手５８の材料としてＦｅ−Ｎｉ
合金を用いた。

【００５９】まず真空可能なチャンバー６０内を、排気
口５９ｂより真空に排気した。なお、これにより、外囲
器１内も同様に真空に排気された。

【００６０】次に、真空排気を続けながらホットプレー
トを加熱し、外囲器及びガラスシール材を、ガラスシー
ル材の軟化点（３６２℃）より２℃低い３６０℃まで加
熱した。その後、真空排気を停止し、チャンバー６０内
に５９ａよりＡｒガスを流入させ約大気圧まで充填し
た。

【００６１】次に、外囲器１内の圧力を圧力計９１と排
気側のバルブ９２で、約大気圧になるように調整しつ
つ、ホットプレートを加熱して封着した。本実施例で
は、図９の封止装置を示す構成図のように、排気ポンプ
にはダイアフラム型のドライポンプを使用し、バルブ９
２はピエゾバルブを用いて、圧力計９１の信号をもとに
バルブ９２の開度が自動で調整されて一定圧力になるシ
ステムとした。

【００６２】このシステムにより外囲器内を大気圧に保
ちながら、この排気管１４の一方１４ａからアルゴンガ
スを毎分１リットルの割合で流しつつ、ホットプレート
５０の温度を上げて、前面基板１１と背面基板１０等、
予めガラスシール材の塗布された場所を封着する。この
時の加熱条件は、４１０℃まで５℃／分で加熱し、４１
０℃で３０分間保持した。その後、徐々に冷却し１℃／
分の割合で降温し、ホットプレート５０の温度が室温付
近になったら、得られた外囲器１をホットプレート５０
内から取り出した。

【００６３】図６に、この時の外囲器１の断面図を示
す。８９は、先の工程で形成した電子放出素子である。

【００６４】｛工程−ｅ｝この工程は、先の封着工程で
得られた外囲器１内を真空に排気する工程で、まず一方
の排気管をバーナであぶる等して封止する。そして、他
方の排気管を真空排気装置（不図示）に繋ぎ、外囲器１
内を真空に排気する。通常は、約１０^-4Ｐａ以下に排気
する。その後、配線８２及び８３を介して電子放出用薄
膜２４に、例えば図１６に示すような数〜十数Ｖの電圧
を印加するフォーミング通電処理等を行い、電子放出部
２５を形成し、電子放出素子を得た。

【００６５】電子放出素子を形成したのち、外囲器１内
の非蒸発型ゲッタ２２に通電用の電流導入端子２３より
電圧を加えて、非蒸発型ゲッタ２２の活性化処理を行
う。非蒸発型ゲッタ２２の活性化条件は、非蒸発型ゲッ
タ２２の種類によって異なるが、本実施例で用いた非蒸
発型ゲッタ２２は、Ｔｉ及びＺｒを主成分とする合金
で、７５０℃にて１０分間の活性化を行った。非蒸発型
ゲッタ２２の活性化後、残りの排気管１４をバーナであ
ぶる等して排気管１４を封止し、気密容器を完成させ
た。

【００６６】画像表示装置としては、上工程で得られた
外囲器１に駆動用電気回路、電源等（不図示）を取り付
け、完成させた。

【００６７】本実施例と従来の画像表示装置の製造方法
と比較した結果について、図７を用いて説明する。図７
は、外囲器１を封着している際の外囲器１内の水分濃度
である。縦軸が水分濃度（Ｐａ）で、横軸は封着時間で
ある。また、縦軸の第２軸は、封着の際の外囲器１の温
度である。本実施例での画像表示装置の製造方法が、封
着工程中の水分濃度を従来の製造方法に比べて減少して
いることが見受けられる。

【００６８】本実施例の画像表示装置の製造方法におい
ては、先に示したように封着時の有害ガス濃度が、従来
の製造方法に比べてかなり減少しており、外囲器内の部
材の酸化等の問題もかなり低減した。また、本実施例の
封着工程を行うことによって、従来の封着工程と比べ
て、非蒸発型ゲッタの受ける影響もより少なく、気密封
止後の外囲器内の真空度も向上した。更に、真空度の向
上に伴って、電子放出素子の寿命や輝度の向上も確認さ
れた。

【００６９】本実施例では、電子放出部として表面伝導
型電子放出素子を用いたが、これに限定されるものでは
なく、例えば、電界放出型電子放出素子等、外囲器内に
非蒸発型ゲッタ、蛍光体及び蛍光体励起源を有する画像
表示装置であれば、同様の効果が得られる。

【００７０】また、本実施例で使用した非蒸発型ゲッタ
は、Ｔｉ、Ｚｒを主成分とするが、本発明はこれに限定
されるものではない。更に、本実施例では、封着中の外
囲器内の圧力を一定に保つため、圧力計とピエゾバルブ
によってこれを調整したが、外囲器内の圧力をガス導入
しつつ一定に保つことができればこれに限定されるもの
ではない。

【００７１】（実施例２）本実施例では、非蒸発型ゲッ
タを背面基板の配線上に形成した場合について図３、
８、１０、１１、１２、１３及び１５を用いて説明す
る。

【００７２】本実施例２においては、背面基板及び前面
基板の封着において、シール材としてガラスシール材の
ＬＳ０２０６（日本電気硝子株式会社製軟化点４１０
℃）を用いた。

【００７３】図８及び図１０は、本発明の第２の実施例
で用いた封着装置である。また、図１１は本実施例でも
って封着した外囲器の構成図である。図３は本実施例に
おける画像表示装置の製造方法の流れ図である。

【００７４】以下、図３の流れ図に沿って説明する。本
実施例で用いた背面基板１０及び前面基板１１は対角約
５インチのサイズであり、外枠１２の厚みは３ｍｍとし
た。また、背面基板１０及び前面基板１１の厚さはそれ
ぞれ３ｍｍとした。

【００７５】図１２は、表面伝導型電子放出素子を用い
た画像表示装置の背面基板の平面図であり、配線上に設
けた非蒸発型ゲッタ以外は先の実施例１と同様である。
非蒸発型ゲッタ４４は、本実施例ではプラズマ溶射法で
形成した。

【００７６】まず、背面基板上１０に先の実施例と同様
に配線、電子放出用薄膜を形成した後、レジストパター
ニングで配線８２上に非蒸発型ゲッタを形成し、レジス
トを剥離して図１２の状態を得た。

【００７７】その後、先の実施例１と同様に、真空排気
しながら外囲器全体を４００℃まで加熱した後、真空排
気を停止しチャンバー内にアルゴンガスを充填し、アル
ゴンガスを毎分２リットルの割合で導入し、外囲器１内
の圧力を約大気圧において一定になるよう、排気側のバ
ルブ９２を調整して封着した。なお、この時、外囲器内
に導入したアルゴンガスは、有害ガスが１０ｐｐｍ以下
になるよう外囲器１への導入前に、不図示の純化装置に
通じている。

【００７８】なお、この時の加熱条件は、４６０℃まで
５℃／分で加熱し、４６０℃で４０分間保持した。その
後徐々に冷却し、１℃／分の割合で降温し、ホットプレ
ート５０の温度が室温付近になったら、得られた外囲器
１をホットプレート５０内から取り出した。

【００７９】以下、実施例１と同様の工程を経て外囲器
を完成させた。

【００８０】次に、第１の排気管１４ａを封止し、不図
示の真空排気装置に接続して、外囲器１全体を３５０℃
で１０時間加熱排気して、外囲器内の真空を高めた。ま
た、その際、配線上８２に形成された非蒸発型ゲッタ４
４も活性化した。本実施例で用いた非蒸発型ゲッタは、
Ｚｒを主成分とする合金である。その後、実施例１と同
様の画像表示装置を完成させた。

【００８１】本実施例で行った封着後の非蒸発型ゲッタ
の排気特性を図１３に示す。図１３の縦軸は、非蒸発型
ゲッタの排気能力であり、横軸は非蒸発型ゲッタの吸着
量である。図１３に示されるように、本実施例で導入す
るアルゴンガスに含まれる有害ガスの濃度を１０ｐｐｍ
以下にしたことで、非蒸発型ゲッタの特性が損なわれず
に封着できていることがわかる。

【００８２】また一方で、封着時に外囲器１内に放出さ
れるガスによって受ける影響も、有害ガスの濃度が１０
ｐｐｍ以下であれば、非蒸発型ゲッタは問題なくその能
力を発揮することもわかる。従って、先に記した実施例
において、封着時に流すアルゴンガスの流量は、外囲器
内のこれら有害ガスの濃度を基準にして求めることもで
きる。

【００８３】本実施例で得られた外囲器は、先の実施例
と同様、気密性の点で信頼度の高いものが得られた。ま
た、外囲器内に配置される部材や電子放出素子もほとん
ど酸化することなく、その電子放出効率も非常に良いも
のが得られた。更に、本実施例における非蒸発型ゲッタ
の吸着能力は、封着後もその機能を損傷することなく維
持されており、排気管封止後の気密容器内の真空度も向
上していることが確認できた。このため画像表示装置と
しても、非常に長寿命かつ高輝度のものが得られた。

【００８４】本実施例では、非蒸発型ゲッタの主成分と
してＺｒを使用したが、他にＴｉ等を主成分とする非蒸
発型ゲッタでも同様の効果が得られる。また、外囲器内
に導入する不活性ガスの流量も、本実施例では毎分２リ
ットルとしたが、これに限定されるものではない。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、非蒸発型ゲッタを
有する画像表示装置の製造方法において、本発明によれ
ば、外囲器内に設置される部材を酸化させることなく外
囲器の封着を行うことが可能となる。

【００８６】特に、非蒸発型ゲッタに関しては、その排
気能力を低下させることなく外囲器の封着を行うことが
可能なため、それによって得られた画像表示装置は、電
子放出素子の残留ガスによる劣化を低減させることがで
きる。

【００８７】また、本発明によれば、封着時に非蒸発型
ゲッタ材が損傷しないため、画角の大型化に伴う輝度及
び寿命低下を防ぐべく、画像表示領域内に非蒸発型ゲッ
タ材を配置することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の製造方法における第１
の実施例で行った封着装置の一例を示す概略図である。

【図２】本発明の画像表示装置の製造方法における第１
の実施例で封着した外囲器の一例を示す構成図である。

【図３】本発明の画像表示装置の製造方法における第１
の実施例での製造工程をあらわす流れ図である。

【図４】本発明の画像表示装置の製造方法における第１
の実施例で用いた表面伝導型電子放出素子の斜視図であ
る。

【図５】本発明の画像表示装置の製造方法における第１
の実施例で用いた画像表示装置の背面基板の部分斜視図
である。

【図６】本発明の画像表示装置の製造方法における第１
の実施例で得られた画像表示装置の断面図である。

【図７】本発明の画像表示装置の製造方法において第１
の実施例における、封着工程中の外囲器内の水分濃度を
示した図である。

【図８】本発明の画像表示装置の製造方法における第２
の実施例で用いた封着装置の一例を示す構成図である。

【図９】本発明の画像表示装置の製造方法における第１
の実施例で用いた封着装置の一例を示す構成図である。

【図１０】本発明の画像表示装置の製造方法における第
２の実施例で用いた封着装置の一例を示す構成図であ
る。

【図１１】本発明の画像表示装置の製造方法における第
２の実施例で封着した外囲器の一例を示す構成図であ
る。

【図１２】本発明の画像表示装置の製造方法における第
２の実施例で用いた画像表示装置の一例である背面基板
の部分斜視図である。

【図１３】本発明の画像表示装置の製造方法における第
２の実施例で得られた非蒸発型ゲッタの排気特性を示す
図である。

【図１４】電界放出型電子放出素子の一例の断面図であ
る。

【図１５】表面伝導型電子放出素子の一例の平面図であ
る。

【図１６】表面伝導型電子放出素子のフォーミング処理
の一例を示す図である。

【図１７】従来の画像表示装置の製造方法における流れ
図である。

【図１８】従来の画像表示装置の製造方法における封着
工程を行う封着装置の概略図である。

【図１９】従来の画像表示装置の製造方法における封着
工程を行う封着装置の概略図である。

【符号の簡単な説明】

１外囲器１０背面基板１１前面基板１２外枠１４ａ，１４ｂ排気管１５，１９シール材１６蛍光体１７アノード電極１８アルミニウム箔２２非蒸発型ゲッタ２３通電用ワイヤ２４電子放出用薄膜２５電子放出部２９ａ，２９ｂ固定治具３１カソード電極３０，３３絶縁層３７エミッタチップ３８ゲート電極５０ａ，５０ｂホットプレート５５Ｘ−Ｙ位置決め固定治具５８継ぎ手５９ａ不活性ガスの流入口５９ｂ不活性ガスの排気口６０真空排気可能な気密容器８０，８１素子電極８２上配線８３下配線８５絶縁層９１圧力計９２流量調整バルブ９４排気ポンプ３１０排気管３１３配管３１４封着炉３２０，３６１外囲器３６２設置台３６３加熱ランプ３６４真空排気可能な容器３６５攪拌器３６６ガス導入口３６７真空排気口３８７排気管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の部材をシール材を用いて真空気密
した外囲器内に、非蒸発型ゲッタを配置した画像表示装
置の封着工程において、第１の工程として、部材間にシール材を配置する工程を
有し、第２の工程として部材を介してシール部材に荷重を印加
する手段と外囲器全体を真空雰囲気に排気する手段及び
部材をとおしてシール材を加熱する手段を有することで
真空雰囲気中において外囲器をシール材の軟化点以下ま
で加熱する工程を有し、その後、第３の工程として外囲器内に不活性ガスを所望
の流量流す手段を有することで、外囲器外に不活性ガス
を充填し、これと圧力が等しくなるように外囲器内に不
活性ガスを流しながら封着温度まで加熱し封着する工程
を有することを特徴とする気密容器の製造方法。
【請求項２】前記封着工程の昇温時に不活性ガスを供
給し始める温度が、シール材の軟化点〜軟化点より１０
℃低い温度の範囲である請求項１に記載の気密容器の製
造方法。
【請求項３】前記外囲器が２本以上の管を有し、封着
工程は、不活性ガスを前記２本以上の管のうち少なくと
も１本の管を介して所定の流量を前記外囲器内に導入
し、かつ残りの管を介して外囲器内に導入した不活性ガ
スを外囲器外へ排出しつつ行う請求項１又は２に記載の
気密容器の製造方法。
【請求項４】前記外囲器内に導入される不活性ガスに
含まれる、水、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素等の不純
物の合計が１０ｐｐｍである請求項１〜３のいずれかに
記載の気密容器の製造方法。
【請求項５】前記非蒸発型ゲッタが画像領域内に配置
されている請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項６】前記気密容器が画像表示装置であること
を特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項７】前記外囲器内に複数の電子放出素子を有
する請求項６に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項８】前記外囲器内に配置される複数の電子放
出素子が、表面伝導型電子放出素子である請求項７に記
載の画像表示装置の製造方法。