JP2005011557A

JP2005011557A - フラットパネルディスプレイ装置の製造方法および装置

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Publication number: JP2005011557A
Application number: JP2003171638A
Authority: JP
Inventors: Yukio Murakami; 由紀夫村上; Keiji Ishii; 啓二石井; Yoshikuni Hirano; 芳邦平野; Yasushi Motoyama; 靖本山
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】ゲッターを用い、チップオフ時に発生する不純ガスを迅速に除去するとともに、ゲッターの加熱温度を所望の温度にコントロールし得るフラットパネルディスプレイ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】フラットパネルディスプレイ装置１００は、前面板１０と背面板２０を封着してなり、真空排気作業が完了した後にチップオフされる排気管６０が取り付けられている。このチップオフ部分よりも背面板２０側には、ゲッター支持金具７５によって保持されたリング状の非蒸発型ゲッター７０が配されている。チップオフ時には、ゲッター７０が配された排気管６０の周りに取り付けられたコイル部８５に高周波電流が流れ、電磁誘導作用によりゲッター７０に誘導電流が発生し、ゲッター７０を急速に加熱する。高周波加熱装置８０からの上記高周波電流を調整することにより、ゲッター７０の加熱温度を調整する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）やフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）等のフラットパネルディスプレイのパネル内を高真空状態に排気した後、排気管をチップオフして封止する工程を有するフラットパネルディスプレイ装置の製造方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高輝度、高精細で薄型大画面を達成し得るプラズマディスプレイ（以下ＰＤＰと称する）の開発が活発化している。さらに、消費電力を大幅に低減し得る次世代の薄型大画面用のディスプレイとしてフィールドエミッションディスプレイ（以下ＦＥＤと称する）の開発も進められている。
【０００３】
ＰＤＰやＦＥＤは動作原理が異なるものの、いずれも、画像表示用パネルを構成する前面板と背面板を微小間隔をもって対向させ、この間のスペースを放電ガス雰囲気または高真空状態とするために、これら前面板と背面板を貼り合せて封着する必要がある。
【０００４】
このようなＰＤＰやＦＥＤについての構造や製造方法を紹介する文献は従来より知られており、特に、カラーＰＤＰについては、構造および製造方法の概略が下記非特許文献１に記載されており、またシール層形成・貼合せ・封着・排気・封入プロセス等についての具体例が下記非特許文献２に開示されている。
【０００５】
ところで、このようなカラーＰＤＰでは、一般に、真空排気処理によりパネル内の真空度が所定状態に到達すると、放電ガスを封入した後ガラス管等により構成される排気管を加熱溶融し、チップオフしてパネル内を密封する。しかし、このチップオフを行う際になされる排気管の加熱溶融処理により、この排気管等から大量の不純ガスが放出され、パネル内の真空度や放電ガスの純度が所定状態よりも劣化したり、不純ガスの影響により電極等の劣化が激しくなる。そこで、排気管内のチップオフ処理がなされる部分の近傍に、気体の不可逆的な吸着作用を有する化学的に活性な金属物質を用いた非蒸発型ゲッターを配設し、チップオフを行う際に、この排気管等から放出される大量の不純ガスを吸着させるようにしたものが知られている（特許文献１）。
【０００６】
この特許文献１におけるゲッターは、チップオフ処理がなされる部分の近傍に配されていることから、チップオフ時には加熱されて、気体の吸着作用が増大することが期待される。なお、ゲッターの原理、活性化方法や効果等の例は下記非特許文献３等に開示されている。
【０００７】
【非特許文献１】
“４２形ハイビジョンＤＣ−ＰＤＰの開発”，関昌彦他，映像情報メディア学会誌発行，Ｖｏｌ．５４，Ｎｏ．２，ｐｐ．３０１〜３０９（２０００）
【非特許文献２】
“最新プラズマディスプレイ製造技術”，内藤豊，株式会社プレスジャーナル，平成９年１２月１日発行，ｐｐ．１１８〜１２３
【非特許文献３】
“非蒸発型ゲッター”，サエス・ゲッターズ・ジャパン株式会社，Ｖｏｌ．２，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，１９９９
【特許文献１】
特開２０００−２１３２０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１記載の技術においては、ゲッターを、チップオフ処理がなされる部分の近傍に配していることから、チップオフ時に加熱されてある程度活性化されると考えられる。しかしながら、このゲッターのガス吸着速度はゲッター温度により大きく異なり、例えば２５０℃以上の高温（活性化温度）においてガス吸着速度が急激に増加するという特徴を有しており、チップオフ時の間接的な輻射熱によってゲッターを加熱する程度では、上記活性化温度まで昇温することは容易ではなく、また、所定の期間に亘って活性化温度状態に維持することが難しいことから、ゲッターを効率的に機能させることが困難である。
【０００９】
特にＰＤＰの場合には、チップオフ時に発生した不純ガスが残留して、放電ガス中に混入した状態となると、放電電極の表面に悪影響を及ぼすこととなり、放電ガスの純度が劣化し、放電電圧が上昇したり輝度劣化が生じる等の問題が発生する。
【００１０】
不純ガスの分子がパネル表面に付着残留した場合、この分子がパネル表面を拡散していき、ゲッターの能力範囲において、漸次吸着されることになるが、不純ガスの分子が陰極表面にまで拡散すると、この陰極と反応を起こす状態となり、その場合には、陰極表面を元の清浄な状態に戻すことが困難となってしまう。
したがって、排気管のチップオフを行う際には、この排気管等から放出される大量の不純ガスを、速やかに吸着させるように構成することが好ましい。
【００１１】
その一方、前述したように、ゲッターは加熱温度が所定以上となると、水素等の一部のガスを除き吸着速度が急激に増加するが、例えば９００℃以上の高温となった場合には、チャンバや各種デバイスのダメージが過大となるという問題を有している。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ゲッターを用い、チップオフ時に発生する不純ガスを迅速に除去するとともに、ゲッターの加熱によりチャンバや他のデバイス等の損傷が過大とならない状態とし得るフラットパネルディスプレイ装置の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法は、少なくとも一方に所定の蛍光材料が塗布された状態で対向配置された前面板と背面板との間を所定の高真空状態に設定することが必要とされるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法において、
前記前面板と前記背面板との間を所定の高真空状態に排気した後、前記前面板と前記背面板との間のスペースと空間的に接続される所定領域内に配置した非蒸発型ゲッターを、該ゲッターの近傍に配された加熱量調整可能な加熱手段を用いて活性化温度となるように加熱し、該ゲッターが活性化されている状態で、排気経路の少なくとも一部を構成する排気管をチップオフすることを特徴とするものである。
【００１４】
ここで「活性化」とは、ゲッター表面に付着した分子（不純ガス分子を含む）が内部へ拡散して、ガス分子吸着能力をもつ新たな表面が生成されるプロセスを称するものとし、「活性化温度」とは、このようなプロセスがなされる温度であり、かつ上記内部へ拡散する速度が、表面の不純ガス分子吸着速度以上となる温度を称するものとする。
【００１５】
また、前記加熱手段による前記非蒸発型ゲッターの活性化温度は、例えば２５０℃以上であり、このような温度となるように該ゲッターを加熱する。
【００１６】
また、前記加熱手段は、前記非蒸発型ゲッター内部に誘導電流を発生させ加熱する誘導電流発生手段であってもよいし、通電可能なヒーター等であってもよく、さらに、ゲッター温度を調整し得る他の加熱手段であってもよい。
【００１７】
また、本発明のフラットパネルディスプレイ装置は、上述したいずれかのフラットパネルディスプレイ装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするものである。
【００１８】
このように、本発明のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法においては、排気管をチップオフする際に、ゲッターの温度を活性化温度まで上げて不純ガスの吸着能力を格段に増大させるようにしているので、パネル内に不純ガスが残留することを防止することができる。しかも、ゲッターの加熱温度をコントロールすることができるようにしているので、チャンバや各種デバイスのダメージが過大となるのを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る、カラーＰＤＰ、ＦＥＤ等のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法および装置について図面を用いて説明する。なお、以下では、特にカラーＰＤＰやＦＥＤの製造方法について説明するが、同種のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法にも勿論適用可能である。
【００２０】
図１は、本実施形態方法を用いて製造されたフラットパネルディスプレイ装置（パネル部分）の断面図を示すものである。
【００２１】
図示するように、このフラットパネルディスプレイ装置１００は、所定間隔を空けて対向配置された前面板１０と背面板２０の間に、シール層ペーストとして機能する貼合せ用フリットガラス４０を介在させて、前面板１０と背面板２０の封着を行ったものであり、これら前面板１０と背面板２０に配設された電子源または電極、蛍光体、障壁等の部材は図示を省略されている。なお、前面板１０と背面板２０の間に、間隔保持用のガラススペーサを介在させることも可能である。
【００２２】
また、前面板１０および背面板２０に電子源または電極、蛍光体、障壁等の部材を配設する手法は従来から周知の印刷技術や薄膜技術を用いて行われる。
また、これら前面板１０と背面板２０の間のスペースを高真空状態とするため、背面板２０に設けた透孔部５０に排気管６０が取り付けられている。なお、排気管６０は真空ポンプに接続されており、真空排気作業が完了した後にチップオフされる。また、排気管６０は上記貼合せ用フリットガラス４０と同様のペースト効果を有するフリットガラス等により背面板２０に取り付けられる。
【００２３】
また、チップオフ部分よりも背面板２０側の排気管６０内には、非蒸発型ゲッター（以下、単にゲッターと称することもある）７０が配されている。本実施形態方法において用いられる非蒸発型ゲッター７０は、リング形状とされており、排気管６０の内壁部分に保持されたゲッター支持金具７５によって、排気管６０と略同軸に支持される。
【００２４】
ところで、本実施形態方法における特徴的な構成の１つは、排気管６０のチップオフ時に、排気管６０内に配された非蒸発型ゲッター７０を、高周波加熱装置８０によって、所望の温度となるまで加熱して、非蒸発型ゲッター７０が活性化（再活性化）されるのに必要十分な温度まで昇温せしめる点である。すなわち、図１の例では、非蒸発型ゲッター７０が配された排気管６０の近傍外周部分に高周波加熱装置８０のコイル部８５が配されている。高周波加熱装置８０の本体からコイル部８５に高周波電流が流れると、電磁誘導作用により、このコイル部８５に近接する非蒸発型ゲッター７０に該高周波電流とは逆方向の誘導電流が発生する。この誘導電流は、一般に渦電流と称され、ジュール熱により非蒸発型ゲッター７０を急速に加熱する。
【００２５】
高周波加熱装置８０からの高周波電流を調整することにより、非蒸発型ゲッター７０の加熱温度（加熱量）を調整することが可能となる。本実施形態方法においては、例えば、非蒸発型ゲッター７０の活性化温度が２５０℃以上であることを想定しており、ゲッター温度が２８０〜３５０℃程度となるように、高周波加熱装置８０からの高周波電流が調整されている。
【００２６】
また、加熱時間は、例えば、チップオフに要する時間１分程度と、その作業の前後１０分程度の合計２１分程度とする。
さらに、大きな効果を期待する場合には本加熱前に５００℃程度の高温により１分間程度の活性化処理をあらかじめ行っておく。
【００２７】
したがって、チップオフ時の具体的な手順としては、パネル内を所定の真空度となるまで排気した後、非蒸発型ゲッター７０が例えば３００℃程度となるように高周波加熱しながら、排気管６０のチップオフ作業を行う。この場合のチップオフ作業は、通常のＣＲＴ等におけるチップオフ作業と同様に、電気抵抗加熱やガスバーナを用いた加熱により排気管６０を融着させ排気口を封止する。
【００２８】
このように、排気管６０をチップオフする時に、非蒸発型ゲッター７０の温度を、不純ガスの吸着能力を格段に増大させることのできる必要十分な所望の温度に設定しているので、パネル内に不純ガスが残留することを防止することができるとともに、チャンバや各種デバイスのダメージが過大となるのを防止することができる。
【００２９】
また、上記実施形態方法においては、加熱装置を真空系の外に設けることが可能であるから、加熱処理時の作業が容易となり、加熱処理終了後の加熱装置の取り外しも可能である。
また、上述した高周波電流の周波数としては、工業用、科学用、医学用において一般に用いられる１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚおよび４０．６８ＭＨｚ等が用いられる。
【００３０】
また、本実施形態方法において用いる非蒸発型ゲッター７０は、例えばサエス・ゲッターズ・ジヤパン株式会社製のｓｔ７０７（非特許文献３を参照）とする。その組成は、ジルコニウム７０％−ヴァナジウム２４．６％−鉄５．４％であり、低温活性タイプのゲッターである。
【００３１】
この非蒸発型ゲッター７０のガス吸着量は、ガスの種類によって相違するものの、３００℃に加熱した状態においては２５℃の常温状態に比べて１〜２桁程度大きい。これは、非蒸発型ゲッター７０の動作温度が２５℃程度の場合には、ゲッター７０の表面に吸着されたガス分子が内部に拡散する速度が、新たにガスが吸着される速度よりも遅いことから、ゲッター７０の表面がガス分子で飽和してしまい、やがてガス吸着速度が低下してしまうのに対し、非蒸発型ゲッター７０の動作温度が３００℃の場合には、ゲッター７０の表面に吸着されたガス分子が内部に拡散する速度が大きく、ゲッター７０の表面は常にガスを吸着できる状態（活性化状態）とされるためである。
【００３２】
図２は、本実施形態方法において用いられる非蒸発型ゲッター７０（上述したｓｔ７０７）の動作温度をパラメータとしてガス吸着量とガス吸着速度の関係を示すグラフである。図２から明らかなように、Ｈ_２、ＣＯおよびＮ_２の各不純ガスのいずれの吸着においても、３００℃に加熱した状態においては２５℃の常温状態に比べて良好なガス吸着状態を得ることができる。特に、ＣＯおよびＮ_２の各不純ガスについては顕著である。
【００３３】
なお、非蒸発型ゲッターを加熱する装置としては、非蒸発型ゲッターの温度を、不純ガスの吸着能力を格段に増大させる上で必要十分な所望の温度に設定することができればよく、上述した高周波加熱装置８０に限られるものではない。
【００３４】
例えば、図３に示すようなヒーター９０を用いる電流加熱手法により非蒸発型ゲッター１７０を所望の温度まで加熱してもよい。すなわち、排気管１６０内に、ヒーター９０と接合（またはヒーター９０を搭載）したゲッター１７０をゲッター支持金具１７５をもって保持し、ヒーター９０に対し、電流導入端子９５を介して外部よりヒーター電流を供給する。
これにより、調整されたヒーター電流がヒーター９０に供給されることから、非蒸発型ゲッター１７０を所望の温度に加熱することができる。
【００３５】
なお、このような電流加熱装置を用いる手法は、電流導入のためのフィードスルーの設備が必要という問題はあるものの、ゲッター１７０を加熱する手法としては最も簡単で確実な手法である。
また、非蒸発型ゲッターを加熱するその他の装置の例としては、レーザーや赤外線を、透明な排気管を介してゲッターに照射し、これによりゲッターを加熱するもの等がある。
【００３６】
また、非蒸発型ゲッターとしては上述したもの以外に種々の組成、形状、サイズのものを採用し得る。例えば、組成としては、ジルコニウム８４％−アルミニウム１６％のもの（サエス・ゲッターズ・ジヤパン株式会社製のｓｔ１０１（非特許文献３を参照））や、これにチタンを加えたもの（サエス・ゲッターズ・ジヤパン株式会社製のｓｔ３０１（非特許文献３を参照））等を採用可能であり、形状としては、リング状に限られず、中実タイプのものであってもよい。
【００３７】
なお、上記実施形態方法においては、排気管のチップオフ時に、この排気管付近から発生する不純ガスを吸着する際の手法について説明しているが、同様の手法を用い、高温状態に保持した非蒸発型ゲッターによって、特にＦＥＤ等のパネル動作時に放出される不純ガスを排除するように構成することも可能である。この場合にも、例えば、ゲッターとヒーターを組合せて該ゲッターを加熱する等の種々の加熱手法をとり得る。ＦＥＤ等のディスプレイ装置に装着した非蒸発型ゲッターを高温状態に維持することで、パネル内部を常時、所望の高真空状態に保持することが可能となり、パネルの特性劣化を抑制することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法および装置によれば、排気管をチップオフする時に、非蒸発型ゲッターの温度を活性化温度まで上げて不純ガスの吸着能力を格段に増大させるようにしているので、パネル内の不純ガスの残留量を大幅に少なくすることができる。
【００３９】
パネル内における不純ガスの残留量を少なくすることで、ＰＤＰ等の放電ガスが封入される装置においては、放電ガスの純度が低下せず、不純ガスと電極表面の反応が起こりにくいために、放電電圧の上昇や輝度劣化が少なく長時間に亘って初期の特性を維持することができる。
【００４０】
一方、ＦＥＤ等の放電ガスが封入されない装置では、チップオフ時の不純ガスによる真空度の低下を少なくすることができるので、電圧の上昇や輝度劣化が起こりにくく、放電破壊などによるトラブルも少なくなり歩留まりも向上する。
【００４１】
しかも、本発明方法においては、ゲッターの近傍に配された加熱量調整可能な加熱手段を用いて、非蒸発型ゲッターの加熱温度をコントロールすることができるようにしているので、チャンバや各種デバイスのダメージが過大となるのを防止することができる。また、必要最小限の加熱によって非蒸発型ゲッターを活性化することが可能となるので、エネルギー効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るフラットパネルディスプレイ装置およびその製造方法を説明するための概略断面図
【図２】本発明の実施形態において用いられる非蒸発型ゲッターによる、各ガス（Ｈ_２、ＣＯ、Ｎ_２）の吸着量と吸着速度の関係を、各温度について示す特性図
【図３】図１に示す実施形態とは異なる実施形態に係る、フラットパネルディスプレイ装置の製造方法を説明するための概略図
【符号の説明】
１０前面板
２０背面板
４０貼合せ用フリットガラス
５０、１５０透孔部
６０、１６０排気管
７０、１７０非蒸発型ゲッター
７５、１７５ゲッター支持金具
８０高周波加熱装置
８５コイル部
９０ヒーター
９５電流導入端子
１００フラットパネルディスプレイ装置（パネル部分）

Claims

少なくとも一方に所定の蛍光材料が塗布された状態で対向配置された前面板と背面板との間を所定の高真空状態に設定することが必要とされるフラットパネルディスプレイ装置の製造方法において、
前記前面板と前記背面板との間を所定の高真空状態に排気した後、前記前面板と前記背面板との間のスペースと空間的に接続される所定領域内に配置した非蒸発型ゲッターを、該ゲッターの近傍に配された加熱量調整可能な加熱手段を用いて活性化温度となるように加熱し、該ゲッターが活性化されている状態で、排気経路の少なくとも一部を構成する排気管をチップオフすることを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
前記非蒸発型ゲッターの活性化温度が２５０℃以上であることを特徴とする請求項１記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
前記加熱手段が、前記非蒸発型ゲッター内部に誘導電流を発生させて該ゲッターを加熱する誘導電流発生手段であることを特徴とする請求項１または２記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
前記加熱手段が、通電可能なヒーターであることを特徴とする請求項１または２記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法。
請求項１〜４のうちいずれか１項記載のフラットパネルディスプレイ装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするフラットパネルディスプレイ装置。