JP2004139868A

JP2004139868A - 画像表示装置の製造方法および装置

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Publication number: JP2004139868A
Application number: JP2002304215A
Authority: JP
Inventors: Ihachirou Gofuku; 五福　伊八郎; Yasue Sato; 佐藤　安栄; Masaru Kamio; 神尾　優
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: JP3907571B2

Abstract

【課題】ゲッタフラッシュ時に発生するガスを排気することで画像表示装置の真空容器の真空度を低く保ち、かつ、ゲッタ膜にパーティクルが発生しない、画像表示装置の製造装置を提供する。
【解決手段】本発明の製造装置は、蒸発型ゲッタ１０１の飛散防止のための蓋状治具２０３の中に、非蒸発型ゲッタ１０２を設ける。蒸発型ゲッタ１０１がフラッシュされるまでに非蒸発型ゲッタ１０２が活性化されていると、密閉された蓋状治具２０３の中に少なくとも非蒸発型ゲッタ１０２というポンプが備えられている状態になり、フラッシュによって生じるガスを除去できる。これにより、ゲッタ膜の吸着力の低下を防止できる。また、非蒸発型ゲッタ１０２の代わりに、蒸発型ゲッタ１０１と画像表示基板の間に、複数の開口部を有する部材を配置し、フラッシュさせてもよい。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置の製造方法に関し、特に、画像表示装置内の高真空化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子源より放出された電子ビームを画像表示部材である蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画像を表示する装置においては、電子源と画像表示部材を内包する真空容器の内部を高真空に保持しなければならない。それは、真空容器内部にガスが発生し圧力が上昇すると、ガスの種類により程度は異なるが電子放出量を低下させ、明るい画像の表示ができなくなるためである。また、発生したガスが電子ビームでイオン化し、電界で加速されて電子源に衝突すると、電子源に損傷を与えることもある。さらに、内部で放電が生じる場合もあり、画像表示装置が破壊することもある。
【０００３】
従来、ＣＲＴなどの画像表示装置を形成する真空容器の圧力維持は、真空容器内に設置されたゲッタによって行われていた。ゲッタ膜とは、Ｂａを主成分とする合金を、真空容器内で通電あるいは高周波により加熱し、蒸着により容器内壁に形成されたガス吸着膜である。
【０００４】
一方近年は、多数の電子放出素子を平面基板上に配列した平面状ディスプレイの開発が進んでいる。真空の問題については、画像表示部材から発生したガスが、画像表示エリア外に設置されたゲッタまでのコンダクタンスが小さいためなかなか到達できず、電子源近傍に集まり局所的な圧力上昇が発生することが挙げられる。そのため電子源劣化が特徴的な問題となっている。
【０００５】
この問題の一つの解決策が開示されている（例えば、特許文献１参照）。これは、真空チャンバー内で脱ガス、ゲッタ形成、封着（真空容器化）を一連の作業で行うことで、画像表示領域内に排気特性の良いゲッタを配置し、真空容器内全体を低い圧力に維持しようとするものである。この場合、蒸発型ゲッタが表示領域以外に付着しないように、蓋状（ボックス状）の飛散防止治具を画像表示基板（フェースプレート）にかぶせてフラッシュを行う。
【０００６】
図１２には、蓋状治具２０３の内側天井部に、ゲッタコンテナ１０１を配置した例を示す。それぞれのコンテナ１０１には、端子２０５を介して供給される電流によって加熱され、コンテナ１０１が所定の温度を越えるとフラッシュされるゲッタ材が備えられ、それは画像表示基板に成膜される。
【０００７】
図１３には、画像表示基板２０１や蒸発型ゲッタの飛散を防ぐ蓋状治具２０３を、搬送治具２０２に載せて真空チャンバー２００内に導入した様子を示す。蓋状治具２０３は右側のみ基板２０１を覆っている状態を示している。配線・端子・電極である２０４、２０５、２０６、２０７を介して、蓋状治具２０３にセットされたリング状の蒸発型ゲッタのコンテナに電流を流せるようになっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−３１５４５８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般にゲッタフラッシュの際にはＣＯ、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、Ｏ_２などの酸化物ガス、ＣＨ_４を始めとする炭化水素ガス、水素などが大量に放出される。蓋状治具２０３は所定の場所以外にゲッタが飛散しないためのものであるが、図１３の右側のように基板２０１に密着すると、ゲッタフラッシュで放出されたガスが蓋状治具内２０３に閉じ込められてしまう。
【００１０】
蒸発型ゲッタをフラッシュしたときに、蓋状治具２０３と基板２０１の隙間から漏れてきたガスの圧力変化を調べた。Ｈ_２Ｏ、Ｏ_２、ＣＯ_２はゲッタのフラッシュの回数を重ねるごとに圧力上昇が小さくなり、成膜されたゲッタ膜が吸っていることがわかった。即ち本工程でゲッタの吸着能力が減じられる。一方Ｈ_２、ＣＨ系のガスはフラッシュごとに同程度の圧力上昇が見られ、フラッシュ後も圧力の減衰は鈍いので、チャンバー空間への拡散と、基板などへの吸着が起きていると考えられる。特に分子量の大きいＣＨ系のガスは、大部分が基板などの部材へ吸着する。この結果ゲッタの排気特性の劣化や、画像表示装置の駆動時にガスの再放出が起こり、真空容器内の圧力を低く保てなくなる問題が生じる。さらにそれによって素子特性の経時変化が目立つような問題も発生する。
【００１１】
真空容器としての画像表示装置の初期圧力は、ゲッタを成膜した後にフェースプレートとリアプレートを真空封着する際の圧力で決定される。この初期圧力が高いとゲッタの排気特性の劣化を早め、画像表示する際にガスの再放出が起こり、真空容器内の圧力を低く保てなくなる問題が生じる。更にそれによって素子特性の寿命が短くなるという問題も発生する。
【００１２】
そして第２の問題としては、形成されたゲッタ膜上に粗大粒子（以後パーティクルと呼ぶ）が堆積するという問題があった。このパーティクルは膜形成時に蓋状治具内に付着した粒子が堆積して厚膜化し、剥離したものから生じるものと、蓋状冶具の天井部やゲッタコンテナに付着した異物（ゴミ）の落下によるものである。このパーティクルの中には直径が数１０ミクロン程度にまで達するものがあり、これが基板上に堆積すると、画像表示に際し画像表示装置に高圧を印加した時、放電現象を引き起こし、表示品位を劣化させる原因となる問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、ゲッタフラッシュにともなうガスを排気することで真空容器内の圧力を低く保ち、かつ、ゲッタ膜にパーティクルが発生しない、画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、蓋状治具の中に非蒸発型ゲッタを設ける。蒸発型ゲッタがフラッシュされるまでに非蒸発型ゲッタを活性化すると、密閉された蓋状治具の中に少なくとも非蒸発型ゲッタというポンプが備えられている状態になる。活性化された非蒸発型ゲッタはＨ_２Ｏ、Ｏ_２、ＣＯ、ＣＯ_２などのガスに対しては室温でも排気能力が大きいので、これらのガスは成膜されたＢａなどの蒸発型ゲッタへの再吸着が低減され、蒸発型ゲッタの排気特性劣化が抑えられる。さらに、非蒸発型ゲッタは高温、特に４００℃以上にすると、ＣＨ_４など室温では殆ど吸着しない炭化水素ガスに対しても大きな排気能力をもつようになる。さらに、フラッシュ前後も含め、蒸発型ゲッタをフラッシュさせるタイミングに合わせ非蒸発型ゲッタを連続的に通電加熱させると、駆動時に放出されることになるガスを極めて効果的に排除できる。この結果、電子源素子の経時変化の要因となるガスを、画像形成装置の真空容器内に持ち込まないようにできるため、経時変化の小さい画像形成装置が提供できる。
【００１５】
また、非蒸発ゲッタの代わりに、蓋状治具内に配置された蒸発型ゲッタと画像表示基板との間に複数の開口部を有する部材を配置し、蒸発型ゲッタをフラッシュさせてもよい。ゲッタを成膜する際に、蓋状冶具内に複数の開口を有する部材を設置することにより、垂直及び垂直に近い方向からのゲッタ蒸着粒子は開口部を通過しフェースプレート基板に成膜されるが、他のゲッタ蒸着粒子は複数の開口を有する部材に成膜され、ゲッタ吸着面積が増える。それにより真空処理室の排気速度が大きくなり、真空処理室で封着する際の圧力をより低くする事が可能となる。更に、複数の開口を有する部材として金属部材を用いれば、金属部材表面をエンボス加工することで表面積が増大し、排気速度が更に向上する。従って、画像表示装置を真空封着する時の圧力をより低くすることが可能となる。
【００１６】
さらに、ゲッタを成膜する際に、垂直及び垂直に近い方向のゲッタ蒸着粒子は開口部を通過するが、他のゲッタ蒸着粒子は複数の開口を有する部材に成膜されることでゲッタが成膜される表面積が増大する。この複数の開口を有する部材に金属部材を用いれば、金属部材の表面をエンボス加工することで表面積が更に増加し、単位面積当たりのゲッタ蒸着粒子の付着量を減少せしめ、付着量増大に伴う内部応力の増大を抑制し、付着膜の亀裂による剥離を低減することができる。従って、フェースプレート上にゲッタ膜を形成する際に、パーティクルがより少ないゲッタ膜を形成することが可能となる。また、ゲッタコンテナ及び蓋状治具天井部に付着した異物（ゴミ）が落下しても、複数の開口を有する部材に捕捉され、フェースプレート上に落下する異物の数が減少する。
【００１７】
複数の開口を有する部材は、セラミックスから構成されてもよい。
【００１８】
また、蓋状治具内に非蒸発型ゲッタと複数の開口を有する部材の双方を配置すれば、より効果的である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態の製造装置のゲッタ飛散防止治具（以下、蓋状治具とする）２０３の内部構成が示されている。なお、図１は、画像表示基板（フェースプレート）側から蓋状治具２０３の内部を見た模式図である。
【００２１】
蓋状治具２０３内には、５つの蒸発型ゲッタコンテナ１０１と、４本の板状の非蒸発型ゲッタ１０２が設置されている。
【００２２】
蒸発型ゲッタコンテナ１０１に搭載される蒸発型ゲッタとしては、Ｂａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ等の金属及びこれらの合金を用いることができる。蒸気圧が低く、取り扱い易いアルカリ土類金属であるＢａ、Ｍｇ、Ｃａ及びこれらの合金が好ましい。中でも安価で、ゲッタ材料を保持している金属製カプセルから容易に蒸発できる、工業的にも製造が容易なＢａ又はＢａを含む合金が好ましい。蒸発型ゲッタコンテナ１０１には、結線のための端子２０５が設けられている。
【００２３】
４本の非蒸発型ゲッタ１０２は、蓋状治具２０３内側天井部の周辺に設置されている。４隅の接続部は、碍子などの絶縁体であり、蓋状治具２０３から電気的に絶縁されている。それぞれの非蒸発型ゲッタ１０２は、碍子上に設置されたＬ字状の金属片などの導電体に溶接などで接続され、電気的に直列に接続されている。全ての非蒸発型ゲッタ１０１を直列につなぐ必要はなく、引き回すことのできる配線の数に応じ、単独の引出しや並列の引出しにしてもかまわない。また、非蒸発型ゲッタ１０２の配置は図１の例に限られるわけではなく、蓋状治具２０３の側壁など、蒸発型ゲッタの膜が付きにくい位置になるべく多くの面積が稼げるように付けられるのが望ましい。非蒸発型ゲッタ１０２には、結線のための端子２０８が設けられている。
【００２４】
図２を参照すると、真空チャンバー２００内において、蒸発型ゲッタコンテナ１０１の端子２０５と、非蒸発型ゲッタ１０２の端子２０８が結線され、搬送治具２０２によって画像表示基板（フェースプレート）２０１が導入された様子を示す模式図（（ａ）が断面図、（ｂ）が上面図）が示されている。蓋状治具２０３は、ゲッタフラッシュ時以外は、左側の蓋状治具２０３のように基板２０１上からはずれた位置（待避位置）に置かれる。図２では蓋状治具２０３が左右２体に分かれた形に設計されているが、空間的に無理がなく、機能的に所定の個所にゲッタ膜を形成することができれば、１体型でも良いし２体より多くてもかまわない。
【００２５】
蓋状治具２０３の端子２０５、２０８から引き出された配線２０４、２０９は、搬送治具２０２が所定の位置に置かれると、搬送治具２０２に取り付けられた接触用電極２０６、２１０が、チャンバーにフランジなどを設けて付けられたフィードスルー電極２０７、２１１に接触することにより、チャンバー外部の電源（不図示）につながれる。これにより、蒸発型ゲッタコンテナ１０１および非蒸発型ゲッタ１０２を通電・加熱することができる。
【００２６】
図３を参照すると、本発明の製造装置で用いられる蓋状治具２０３の移動方式について、いくつかの例が模式的に示されている。蓋状治具２０３の移動については空間的な余裕と、他の操作との干渉がない範囲で適当に選ばれる。例えば、待避位置からフラッシュ位置までレール３０１上をスライド式に移動させてもかまわないし（ａ）、支柱３０２を立てて左右に開閉するなどのようにしても良い（ｂ）。また、水平軸３０３を中心に回転させて、軸の辺側から覆いかぶせるなどしてもよい（ｃ）。
【００２７】
図４を参照すると、ロードロック式の真空チャンバー２００の一例が示されている。ゲートバルブ７０３で仕切られたロード室７０１から処理室２００への基板の導入及び搬出は、搬送治具２０２を用いて行われる。ロード室、処理室にはそれぞれ排気装置７０４、７０５が備えられている。処理室２０２では主にベーキング、ゲッタ形成（フラッシュ）、封着が行われるが、電子銃を装備してフェースプレートに電子照射して行う脱ガス操作を含むこともできる。なお、真空チャンバーとしては、バッチ式を用いてもよい。
【００２８】
図５を参照すると、本実施形態の製造装置によって製造される画像表示装置４１３の一例である、表面伝導型電子放出素子をマトリクス配置（例えば、８００行×４０００列）した画像表示装置の模式図が示されている。リアプレート４０１上に下配線（Ｘ配線）４０６と、層間絶縁層４０７と、上配線（Ｙ配線）４０８で形成されたマトリクス配線に、素子電極４０４、４０５を介して、複数の表面伝導型電子放出素子が、単純マトリクス配線された電子源４０９として接続されている。４１０、４１１、４１２はフェースプレート２０１上に形成された蛍光体、メタルバック、蒸発型ゲッタ膜である。
【００２９】
支持枠４０３は予め、フェースプレート２０１ないしはリアプレート４０１の所定の位置にガラスフリットなどで取り付けられる。もう一方のプレートの、支持枠と対応する位置には、接合部材（例えば、ＩｎまたはＩｎを含む合金）を基板に配置しておく。これらの両基板が以下に示す真空チャンバー内の工程によって真空容器化される。図６には一例として、フェースプレート２０１の周縁部に配置したＡｇ膜６０１上にＩｎ６０２を塗布した場合が示されている。図６（ａ）はフェースプレート表面、（ｂ）はそのＢ−Ｂ’断面を示す。
【００３０】
図７を参照すると、マトリクス配線、素子電極、素子がつながれている様子が模式的に示されている。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の図のＡ−Ａ’断面図を示す。ここで、４０１はリアプレート、４０８はＹ配線または上配線、４０６はＸ配線または下配線、４０９は電子放出部４２０を含む電子源４０９、４０４、４０５は素子電極、４０７は層間絶縁層である。
【００３１】
図８を参照すると、本実施形態の製造装置によって製造される画像表示装置４１３の別の例である、スピント型電子放出素子をマトリクス配置（例えば、８００行×４０００列）した画像表示装置の模式図が示されている。リアプレート４０１上にカソード５０４と、層間絶縁膜５０５と、ゲート５０６と、エミッタ５０７が順次形成されて電子源部をなしている。カソード５０４及びゲート５０６はそれぞれＸ、Ｙ配線も兼ね、図５の画像表示装置と同様に順次、素子の走査ができる。また、真空容器となったパネルが大気圧でつぶれないようにスペーサ５０８が設けられる。
【００３２】
本実施形態の製造装置によって製造される画像表示装置は上記例に限られたものではなく、真空容器中で電子放出素子から放出される電子の照射によって画像が形成される種々の画像表示装置でもよい。
【００３３】
図９を参照すると、本発明の第１の実施形態の製造装置に対応した、本発明の第１の実施形態の製造方法のうち、画像表示装置において、電子源部の形成されたリアプレート（電子源基板）４０１と、蛍光体・メタルバック（アノード電極膜）などが形成されたフェースプレート（画像表示基板）２０１と、必要に応じて用いられる支持枠４０３を、真空チャンバー２００内で加熱脱ガス（ベーキング）、ゲッタ形成、封着することにより、真空容器化する操作の概要が示されている。
【００３４】
まず（ａ）で、導入されたフェースプレート２０１、リアプレート４０１を上下のホットプレート１００３、１００４で挟み込み、ベーキングにより部材からの脱ガスを行う。
【００３５】
次に（ｂ）で、ホットプレート１００３、１００４を上下に逃がしながら、同時にリアプレート４０１も上昇させ、フェースプレート２０１上に空間を空ける。この空間に蓋状治具２０３を移動し、端子２０５、接触用電極２０４、フィードスルー電極２０７を通して電流を供給して、フェースプレート２０１上に蒸発型ゲッタを形成する。
【００３６】
このあと（ｃ）で、再びホットプレートで両基板を挟み込み、予め支持枠４０３を取り付けてあるリアプレート４０１と、所定の位置にＩｎ合金などの接合剤を配置したフェースプレート２０１を加熱ながら荷重をかけ、その後冷却して封着（真空容器化）を完了する。
【００３７】
最後に（ｄ）で、再びホットプレートを上下に逃がし、ロード室に搬出する。
【００３８】
本実施形態においては、蒸発型ゲッタのほかに、非蒸発型ゲッタが真空チャンバー内で活性化される。非蒸発型ゲッタの活性化においては、蒸発型ゲッタと同様、通電加熱によることが容易で、チャンバー外部の電流供給電源につながれ、適切なタイミングで必要な電流を所定の時間流して行われる。非蒸発型ゲッタの加熱温度や時間はゲッタを構成する材料により異なるが、温度は４５０℃から９００℃、時間は１０分から１時間くらいが適当な条件である。但し温度は高いほど、時間は長いほど効果は高い。
【００３９】
以上のように非蒸発型ゲッタの通電加熱活性化を、蒸発型ゲッタフラッシュの前またはフラッシュ中に行い、その後封着・実装・エージングなどの工程を行って画像表示装置を形成する。それぞれの画像表示装置については、一般的に提唱されている手法や条件が適用される。
【００４０】
図１０を参照すると、本発明の第２の実施形態の製造装置の蓋状治具２０３の内部構成が示されている。画像表示基板（フェースプレート）２０１と蓋状治具２０３内に配置された蒸発型ゲッタコンテナ１０１との間に複数の開口部を有する部材１０４が配置される。図１０は、画像表示基板２０１上に蓋状治具２０３を配置した際に、その様子を横方向から見た模式図が示されている。
【００４１】
図１１を参照すると、蓋状治具２０３で覆われる、画像表示基板（フェースプレート）２０１側から蓋状治具２０３内部を見た際に見られる複数の開口部６０１を有する部材１０４の模式図が示されている。
【００４２】
本実施形態の製造装置は、第１の実施形態の製造装置の非蒸発ゲッタのかわりに、複数の開口部６０１を有する部材１０４を用いる点が異なる。
【００４３】
１０２は蒸発型ゲッタが充填されたゲッタコンテナであり、１０５は蒸発型ゲッタがフラッシュされた際にゲッタ剤が飛翔する方向を模式的に示したものである。ゲッタコンテナ１０２から放出されたゲッタ材は、複数の開口を有する部材１０４を経てフェースプレート２０１上に到達し、付着し、ゲッタ膜となる。開口部を通過するゲッタ剤以外は蓋状冶具１０３の内壁と複数の開口を有する部材１０４の表面に付着する。ゲッタフラッシュ終了後、処理室２００の放出ガスレートをＱ（Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ）、排気装置７０５の排気速度をＳ_０（Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ）、蓋状冶具２０３の内壁に付着したゲッタによるガス吸着速度をＧ_１（Ｐａ・ｍ^３／ｓｅｃ）、複数の開口を有する部材１０４に付着したゲッタによるガス吸着速度をＧ_２とすると、処理室の圧力Ｐ（Ｐａ）はＰ＝Ｑ／（Ｓ_０＋Ｇ_１＋Ｇ_２）で表すことができる。従って、分母であるＧ_２のガス吸着速度の分だけ封着時の圧力を低くすることが可能となる。
【００４４】
複数の開口部を有する部材１０４は、金属板又は金属合金板を格子状に組み立てることにより作成する。用いる金属板又は金属合金は真空材料として使用可能であれば何でも良く、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｎ等又はこれらの合金から適宜選択することができる。更に、前記金属板又は金属合金板の表面にエンボス加工、即ち金属板又は合金板に、例えばプレス加工、ロールフォーミング等の成形加工によりランダムな或いは規則性のある凹凸を形成したものを施すことで、ゲッタの付着する表面積が増え、ガス吸着速度Ｇ_２が増加する。また、同一のガス吸着速度を得るためのゲッタ膜の単位面積あたりの付着量は少なくてすむので、付着量増大に伴う内部応力増大を抑制し、付着膜の亀裂剥離の現象を生じにくくすることができ、パーティクル発生を抑制することができる。金属板又は合金板の表面加工はエンボス加工に限らず、同様な効果が得られればどのような方法でもよく、他の方法としては、銅板を用いた場合はトリート電解銅板（電解銅板のマット面上に更に電解処理を施してマット面に存在する微小な塊状の突出部に銅又は銅酸化物の微細粒をランダムに追加析出させたもの）、金属溶射板、電解ＳＵＳ板等を適宜使用することができる。
【００４５】
さらに、複数の開口部を有する部材１０４は、セラミック板を格子状に作成することで達成できる。用いるセラミック板は真空材料として使用可能であれば何でも良く、ステアタイト、フォルステライト、ジルコン磁気、アルミナセラミック、ジルコニアセラミック、ベリリアセラミック、パイロセラム、サービット、ガラスセラミック等から適宜選択することができる。
【００４６】
なお、本実施形態の製造装置に対応した製造方法は、非蒸発ゲッタを通電加熱しない点を除けば、第１の実施形態の製造方法と同様である。
【００４７】
本発明の第３の実施形態の製造装置は、第１の実施形態の非蒸発型ゲッタ１０２と、第２の実施形態の複数の開口部を有する部材１０４の双方を内包した蓋状治具２０３が用いられた装置である。また、本実施形態の製造装置に対応した製造方法は、第１の実施形態の製造方法と同様である。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
【００４９】
（実施例１）
以下に、図５の表面伝導型電子放出素子が配列された画像表示装置を製造する、第１の実施形態の製造方法に対応した実施例について説明する。
【００５０】
工程ａ_１（ガラス基板と素子電極の形成）
ガラス基板２０１を十分に洗浄し、この上にチタンと白金を成膜し、フォトリソグラフィー法により所望の形状にパターニングして、素子電極４０４、４０５を形成する。
【００５１】
工程ｂ_１
Ｘ配線（下配線）４０６は、素子電極の一方４０４に接し、かつ、それらを連結するようにライン状のパターンで形成する。銀ペーストインキをスクリーン印刷し、乾燥後、所定のパターンに露光し現像する。この後焼成して配線を形成する。
【００５２】
工程ｃ_１（絶縁膜形成）
Ｙ配線（上配線）４０８とＸ配線（下配線）４０６の交差部を覆い、上配線（Ｙ配線）４０８と素子電極４０５との電気的接続のためにコンタクトホールを開けるパターンとする。ガラスペーストをスクリーン印刷、焼成し、層間絶縁層を形成する。
【００５３】
工程ｄ_１
絶縁膜４０７上に、銀ペーストインキのスクリーン印刷／乾燥を行い、焼成してＹ配線（上配線）４０８を形成する。
【００５４】
工程ｅ_１
続いて素子電極間にインクジェット塗布方法により、導電性薄膜４０９を形成する。塗布液は有機パラジウム含有溶液を用いた。その後、基板２０１を加熱焼成し、酸化パラジウム（ＰｄＯ）とする。
【００５５】
工程ｆ_１
次に、表面伝導型電子放出素子においては、フォーミングと呼ばれる工程で、上記導電性薄膜４０９を通電処理して内部に亀裂を生じさせ、電子放出部４２０を形成する。フォーミング処理の終了判断は素子抵抗測定で行い、フォーミング処理前抵抗に対して１０００倍以上の抵抗を示した時点でフォーミング終了とする。
【００５６】
工程ｇ_１（活性化−カーボン堆積）
フォーミング後の素子に活性化と呼ばれる処理を行う。この処理は有機化合物が存在する適当な真空度のもとで、前記のフォーミングと同様に外部からＸＹ配線を通じてパルス電圧を素子電極に繰り返し印加することによって行う。その結果、炭素あるいは炭素化合物を、前記亀裂近傍にカーボン膜として堆積させる工程である。本工程では、有機化合物としてトルニトリルを用いる。素子電極間を流れる電流がほぼ飽和に達した時点で、通電を停止し活性化処理を終了する。
【００５７】
工程ｈ_１（支持枠貼り付け）
次に、リアプレート上の所定の位置にフリットガラスを塗り、位置あわせをして支持枠４０３をフェースプレートに仮止めする。このあと焼成を行い、支持枠をリアプレートに貼り付ける。
【００５８】
工程ｉ_１（スペーサー立て）
Ｙ配線上にスペーサを設置する。
【００５９】
工程ｊ_１（フェースプレート形成）
ガラス基板を十分に洗浄した後、印刷法で蛍光膜４１０を塗布し、表面の平滑化処理をして蛍光体部を形成する。なお、蛍光膜４１０はストライプ状の蛍光体（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、黒色導電材（ブラックストライプ）が交互に配列された蛍光膜とする。更に蛍光膜４１０の上に、Ａｌ薄膜よりなるメタルバック４１１をスパッタリング法で形成する。
【００６０】
工程ｋ_１（Ｉｎ塗布）
図６に示すように、フェースプレート４０２の周縁部に配置したＡｇ膜６０１上にＩｎ６０２を塗布する。図６（ａ）はフェースプレート表面、（ｂ）はそのＢ−Ｂ’断面を示す。
【００６１】
工程ｌ_１（ベーキング）
真空チャンバーのロード室７０１に、フェースプレート２０１とリアプレート４０１をセットした搬送治具２０２を投入する。ロード室内を３×１０^−５Ｐａ程度にまで真空引きし、ゲートバルブ７０３を開いて搬送治具と基板を真空処理室２００に導入した。次に、リアプレート４０１に上ホットプレート１００３、フェースプレート２０１に下ホットプレート１００４を密着させ、ベーキングを行った。
【００６２】
工程ｍ_１（非蒸発型ゲッタ活性化、ゲッタフラッシュ）
次に、ゲッタフラッシュ用の蓋状治具２０３の内側天井部の板状の非蒸発型ゲッタ１０２（ＳＴ７０７：サエス社製）の活性化を行った。蓋状治具２０３は、図２に示すように、フェースプレート２０１の半面相当分が前後に装備されているので、両方同時に活性化を行った。続いてリアプレート４０１とそれを支持する搬送治具の一部を、上側のホットプレートとともに上昇させた。続いてリアプレートとフェースプレートとの間の空間に、一方の蓋状治具２０３を移動させ、フェースプレート２０１に接触させた。この状態で治具内側天井に５極設置されているバリウムゲッタのコンテナそれぞれに、電流を順次流して行き、バリウム膜をメタルバック４１１上に付着させた。５極のフラッシュが終了後、蓋状治具２０３を元の位置に戻し、他方の蓋状治具についても同じ操作を行った。
【００６３】
工程ｎ_１（封着）
蓋状治具２０３を元の位置に戻したら、リアプレート４０１と支持治具、上側ホットプレート１００３を元の位置まで下げたあと、リアプレート支持治具を少しずつ下げ、リア・フェース両プレート間に過重をかけた。このままホットプレートを自然冷却し、室温になるまで待って封着を完了する。
【００６４】
工程ｏ_１（実装、システム化）
上記工程で形成した真空容器をフレキ実装し、その後ドライバーＩＣ、筐体など組み付けて、画像表示装置の形態を完成する。
【００６５】
（実施例２）
以下に、図８のスピントタイプの電子放出素子を用いた画像表示装置を製造する、第１の実施形態の製造方法の実施例について説明する。
【００６６】
工程ａ_２（カソード形成）
２．８ｍｍ厚のガラス基板ＰＤ−２００を十分に洗浄する。この上に厚さ０．２５μｍのＭｏ膜をスパッタ法で成膜し、通常のフォトリソグラフィー法によってＸ配線を兼ねるカソード電極５０４を形成する。
【００６７】
工程ｂ_２（絶縁層、ゲート形成）
この上に厚さ１μｍのＳｉＯ_２膜５０５をスパッタ法で成膜し、続けて厚さ０．２５μｍのＭｏを成膜した。このあと通常のフォトリソグラフィー法により、Ｍｏ及びＳｉＯ_２膜に直径１．５μｍの穴をあけ、Ｙ配線を兼ねるゲート電極５０６とエミッタ形成孔を形成する。
【００６８】
工程ｃ_２（エミッタ形成）
続いてこの上に厚さ１．５μｍのＳｉＯ_２膜をスパッタ法で成膜し、１．２μｍをエッチバックする。続いて厚さ１μｍのＷを成膜し、残された０．３μｍのＳｉＯ_２膜後とリフトオフして、コーン状のエミッタ電極５０７を形成する。
【００６９】
工程ｄ_２（支持枠貼り付け）
実施例１工程ｈ_１と共通。
工程ｅ_１（スペーサー立て）
実施例１工程ｉ_１と共通。
【００７０】
工程ｆ_２（フェースプレート形成）
実施例１の工程ｊ_１と共通。
【００７１】
工程ｇ_２（Ｉｎ塗布）
実施例１の工程ｋ_１と共通。
【００７２】
工程ｈ_２（ベーキング）
実施例１の工程ｌ_１と共通。
【００７３】
工程ｉ_２（非蒸発型ゲッタ活性化、ゲッタフラッシュ）
リアプレート４０１とそれを支持する搬送治具の一部を、上側のホットプレートとともに上昇させた。続いてリア・フェース両プレートの間の空間に、一方の蓋状治具２０３を移動させ、フェースプレート２０１に接触させた。次に実施例１と同様、バリウムゲッタのフラッシュを半面ずつ行うが、このとき同時に蓋状治具の内側天井部に、予め設置しておいた板状の非蒸発型ゲッタ１０２（ＳＴ１２２：サエス社製）の活性化を行った。バリウムゲッタは５極それぞれに、電流を順次流して行くが、その間、非蒸発型ゲッタの活性化の加熱を保持した。
【００７４】
工程ｊ_２（封着）
実施例１の工程ｎ_１と共通。
【００７５】
工程ｋ_２（実装、システム化）
実施例１の工程ｏ_１と共通。
【００７６】
（比較例１）
工程Ａ_１〜Ｌ_１
実施例１の工程ａ_１〜ｌ_１と共通。
工程Ｍ_１（ゲッタフラッシュ）
非蒸発型ゲッタの（設置）活性化を除いて、実施例１の工程ｍ_１と共通。
【００７７】
工程Ｎ_１、Ｏ_１
実施例１の工程ｎ_１、ｏ_１と共通。
【００７８】
以上により比較例１となる画像表示装置を作成した。
【００７９】
（比較例２）
工程Ａ_２〜Ｈ_２
実施例２の工程ａ_２〜ｈ_２と共通。
【００８０】
工程Ｉ_２（ゲッタフラッシュ）
非蒸発型ゲッタの（設置）活性化を除いて、実施例２の工程ｉ_２と共通。
【００８１】
工程Ｊ_２、Ｋ_２
実施例２の工程ｊ_２、ｋ_２と共通。
【００８２】
以上により比較例２となる画像表示装置を作成した。
【００８３】
実施例１、２と比較例１、２とで作られた画像表示装置の製造工程において、ゲッタフラッシュ時の放出ガスによるガス分圧上昇を比べた。実施例１においてはＨ_２Ｏ、Ｏ_２、ＣＯ_２の分圧上昇が、比較例１に比べ最大で約１／２に減った。さらに実施例２においては上記ガスだけでなく、ＣＨ_４の分圧上昇が比較例２に比べ１桁以上低減された。この結果本発明による製造装置によって、ゲッタフラッシュ時の放出ガス低減に効果があることが確認された。また本発明の製造工程によって作られた画像表示装置は、比較例として作られた画像表示装置に比べ、輝度の不安定性が大きく改善された。
【００８４】
（実施例３）
実施例１と同様に画像表示装置を作成したが、本実施例では、工程ｍ_１において、蓋状治具内に、非蒸発型ゲッタは配置せずに、複数の開口を有する部材１０４を配置した。この結果、垂直及び垂直に近いＢａ蒸着粒子が開口部を通過し、他のＢａ蒸着粒子は複数の開口を有する金属部材に付着した。複数の開口を有する部材１０４は、厚さ２ｍｍ、高さ２ｍｍでＳＵＳ板をロール加工でエンボスを形成した後に２ｍｍピッチで格子状に組み立てて作成した。これ以外は実施例１と同様に画像表示装置を作成した。
【００８５】
ゲッタフラッシュ終了後に、フェースプレート２０１のゲッタ膜４１２面の観察を行ったところ、パーティクルの発生は全く無かった。また、ゲッタフラッシュ後から処理室２００に設置してある質量分析計（不図示）でガス分圧の変化を見たところ、比較例として複数の開口を有する部材１０４が無い時と比べ半分以下に減じていた。また、封着時の圧力は、比較例として複数の開口を有する部材１０４が無い時と比べ半分以下であった。
【００８６】
本実施例によって形成された画像表示装置に接続された電圧印加装置から１６７μｓｅｃ、６０Ｈｚ、１５Ｖの画像信号を電子放出素子に供給し、同時に高圧印加装置により１０ｋＶの高圧を印加し表面伝導型電子放出素子４２０を発光させ、画像表示装置４１３を画像表示させた。
【００８７】
画像表示中の放電は１回も発生せず、また寿命評価のため画像表示装置を連続表示させ、輝度が半分になるまでの時間を測定したところ、比較例として、複数の開口を有する部材１０４を用いずにＢａゲッタ蒸着した画像表示装置と比べ放電頻度が減少し、寿命は２０％程度向上した。
【００８８】
（実施例４）
本実施例では、図８に示すように電子源としてスピント型電子放出素子を用いた点、および、実施例３で示した複数の開口を有する部材を配置した蓋状治具内に実施例１で示した構成の非蒸発型ゲッタを内包させた点以外は実施例３と同様にして画像表示装置を作成した。尚、非蒸発型ゲッタの活性化などの手順については実施例１と同様に行った。
【００８９】
尚、本実施例の画像表示装置では、リアプレート４０１は実施例１と同一のものを用い、スピント型電子放出素子をリアプレート４０１上に作成する。カソード電極５０４、ゲート電極５０６としてＭｏを用い、電界放出部５０７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５０７を持ち、絶縁層５０５として厚さ１μｍのＳｉＯ_２を用いた。
【００９０】
複数の開口を有する金属部材１０４および非蒸発型ゲッタ１０２が配置された蓋状治具２０３を用いてＢａゲッタ蒸着を行い、後は実施例１と全く同様にして画像表示装置を作成した。Ｂａゲッタ蒸着後にフェースプレート２０１のゲッタ膜４１２上の表面を観察したところ、パーティクル発生は無かった。また、ゲッタフラッシュ後からのガス分圧も実施例１と同様な分圧であった。次に、画像表示装置に組み立てた後、実施例３と同様に画像表示したところ、実施例３と同様に良好な特性を得ることができた。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ゲッタ蒸着時のパーティクル発生が無く、封着時の圧力をより低くすることができ、画像表示時の放電が発生しない、長寿命の画像表示装置を作製できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の製造装置の蓋状治具２０３の内部構成を示す図である。
【図２】真空チャンバー２００内において、蒸発型ゲッタコンテナ１０１の端子２０５と、非蒸発型ゲッタ１０２の端子２０８が結線され、搬送治具２０２によって画像表示基板（フェースプレート）２０１が導入された様子を示す模式図（（ａ）が断面図、（ｂ）が上面図）である。
【図３】本発明の製造装置で用いられる蓋状治具２０３の移動方式の３つの例を示す図である。
【図４】ロードロック式の真空チャンバーの一例を示す図である。
【図５】表面伝導型電子放出素子をマトリクス配置した画像表示装置の模式図である。
【図６】支持枠４０３の固定のために、フェースプレート２０１の周縁部に配置したＡｇ膜６０１上にＩｎ６０２を塗布した様子を示した図である。
【図７】フェースプレートにマトリクス配線、素子電極、素子がつながれている様子を模式的に示す図である。
【図８】スピント型電子放出素子をマトリクス配置した画像表示装置の模式図である。
【図９】フェースプレート（画像表示基板）２０１と、必要に応じて用いられる支持枠４０３を、真空チャンバー２００内で加熱脱ガス（ベーキング）、ゲッタ形成、封着することにより、真空容器化する操作の概要を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の製造装置の蓋状治具２０３の内部構成を示す図である。
【図１１】蓋状治具２０３で覆われる、画像表示基板（フェースプレート）２０１側から蓋状治具２０３内部を見た際に見られる複数の開口部６０１を有する部材１０４の模式図である。
【図１２】従来技術の製造装置の蓋状治具２０３の内部構成を示す図である。
【図１３】従来技術において、蒸発型ゲッタコンテナ１０１の端子２０５と、非蒸発型ゲッタ１０２の端子２０８が結線され、搬送治具２０２によって画像表示基板（フェースプレート）２０１が導入された様子を示す模式図（（ａ）が断面図、（ｂ）が上面図）である。
【符号の説明】
１０１　蒸発型ゲッタコンテナ
１０２　非蒸発型ゲッタ
２０３　蓋状治具
２０５　端子
２０８　端子
２００　真空チャンバー（処理室）
２０１　画像表示基板（フェースプレート）
２０２　搬送治具
２０４　配線
２０９　配線
２０６　接触用電極
２１０　接触用電極
２０７　フィードスルー電極
２１１　フィードスルー電極
３０１　レール
３０２　支柱
３０３　水平軸
７０１　ロード室
７０３　ゲートバルブ
７０４　排気装置
７０５　排気装置
４０１　リアプレート
４０３　支持枠
４０４　素子電極
４０５　素子電極
４０６　下配線（Ｘ配線）
４０７　層間絶縁層
４０８　上配線（Ｙ配線）
４０９　電子源
４１０　蛍光体
４１１　メタルバック
４１２　蒸発型ゲッタ
４１３　画像表示装置
６０１　Ａｇ膜
６０２　Ｉｎ
４２０　電子放出部
５０４　カソード
５０５　層間絶縁体
５０６　ゲート
５０７　エミッタ
５０８　スペーサ
１００３　ホットプレート
１００４　ホットプレート
１０４　複数の開口部を有する部材
１０５　ゲッタ剤が飛翔する方向
６０１　開口部

Claims

減圧状態のチャンバー内で、蛍光体膜とアノード電極を有する画像表示基板の少なくとも一部を蓋状治具で覆い、該蓋状治具の内部に配置された蒸発型ゲッタをフラッシュさせることにより、前記画像表示基板上にゲッタ膜を成膜する工程と、複数の電子放出素子が配列された電子源基板と、前記ゲッタ膜が成膜された前記画像表示基板を前記チャンバー内で封着する工程を有する、画像表示装置の製造方法において、
前記フラッシュの前に、前記蓋状治具の内部に配置された非蒸発型ゲッタの活性化を行うことを特徴とする製造方法。
減圧状態のチャンバー内で、蛍光体膜とアノード電極を有する画像表示基板の少なくとも一部を蓋状治具で覆い、該蓋状治具の内部に配置された蒸発型ゲッタをフラッシュさせることにより、前記画像表示基板上にゲッタ膜を成膜する工程と、複数の電子放出素子が配列された電子源基板と、前記ゲッタ膜が成膜された前記画像表示基板を前記チャンバー内で封着する工程を有する、画像表示装置の製造方法において、
前記フラッシュは、前記蒸発型ゲッタと前記画像表示基板の間に複数の開口部を有する部材を配置した状態で行われることを特徴とする製造方法。
減圧状態のチャンバー内で、蛍光体膜とアノード電極を有する画像表示基板の少なくとも一部を蓋状治具で覆い、該蓋状治具の内部に配置された蒸発型ゲッタをフラッシュさせることにより、前記画像表示基板上にゲッタ膜を成膜する工程と、複数の電子放出素子が配列された電子源基板と、前記ゲッタ膜が成膜された前記画像表示基板を前記チャンバー内で封着する工程を有する、画像表示装置の製造方法において、
前記フラッシュの前に、前記蓋状治具の内部に配置された非蒸発型ゲッタの活性化を行い、かつ、前記フラッシュは、前記蒸発型ゲッタと前記画像表示基板の間に複数の開口部を有する部材を配置した状態で行われることを特徴とする製造方法。
前記非蒸発型ゲッタは、前記フラッシュの間も通電加熱されている、請求項１または３に記載の製造方法。
画像表示装置内の高真空度の維持のために該画像表示装置の画像表示基板上に成膜される蒸発型ゲッタと、該蒸発型ゲッタの飛散防止のために該蒸発型ゲッタのコンテナを内部に包含する蓋状治具とを有する、画像表示装置の製造装置において、
前記蓋状治具の内部に、非蒸発型ゲッタをさらに有することを特徴とする製造装置。
画像表示装置内の高真空度の維持のために該画像表示装置の画像表示基板上に成膜される蒸発型ゲッタと、該蒸発型ゲッタの飛散防止のために該蒸発型ゲッタのコンテナを内部に包含する蓋状治具とを有する、画像表示装置の製造装置において、
前記蓋状治具の内部に、複数の開口部を有する部材をさらに有することを特徴とする製造装置。
画像表示装置内の高真空度の維持のために該画像表示装置の画像表示基板上に成膜される蒸発型ゲッタと、該蒸発型ゲッタの飛散防止のために該蒸発型ゲッタのコンテナを内部に包含する蓋状治具とを有する、画像表示装置の製造装置において、
前記蓋状治具の内部に、非蒸発型ゲッタと、複数の開口部を有する部材をさらに有することを特徴とする製造装置。
前記複数の開口部を有する部材は、金属板または金属合金板からなる格子状の金属部材である、請求項６または７に記載の製造装置。
前記複数の開口部を有する部材は、その表面がエンボス加工されている、請求項８に記載の製造装置。
前記複数の開口部を有する部材は、セラミック板からなる格子状のセラミック部材である、請求項６または７に記載の製造装置。