KR20070033354A - 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

표시면이 설치된 전방면 기판(11) 및 이 전방면 기판에 대향 배치된 배면 기판을 갖는 케이싱을 구비하고 있다. 전방면 기판은 표시면에 포개져 형성된 메탈 백(20)과, 메탈 백 상에 2종류 이상의 활성 금속에 의해 형성된 게터막(22)을 갖고 있다. 게터막은 복수의 게터재를 증착하여 형성되어 있다.
본 발명에 따르면 게터막의 가스 흡착 특성을 복수의 게터재를 조합한 특성으로 개선할 수 있다. 이에 의해, 게터막의 특성의 설계 범위가 넓어져 케이싱 내를 높은 진공도로 유지하여, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 화상 표시 장치 및 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
전방면 기판, 메탈 백, 게터막, 케이싱, 전자 방출 소자

Description

화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법{IMAGE DISPLAY UNIT AND PRODUCTION METHOD FOR IMAGE DISPLAY UNIT}
본 발명은 대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판을 구비한 화상 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(이하, CRT라 함)을 대신한 차세대의 경량, 박형 표시 장치로서 다양한 평면형 화상 표시 장치가 주목받고 있다. 예를 들어 방전 현상에 의한 형광체의 발광을 이용한 플라즈마 디스플레이(PDP), 주로 전계에 의한 전자 방출을 이용한 필드·이미션·디스플레이(이하, FED라 함), 표면 전도형 전자 방출 장치(이하, SED라 함)가 알려져 있다.
이들 화상 표시 장치는, 소정의 간격을 두고 대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판을 구비하고, 이들 기판은 주변부를 서로 접합함으로써 케이싱을 구성하고 있다. 특히, FED는 전방면 기판과 배면 기판 사이의 공간, 즉 케이싱 내부를 높은 진공도로 유지함으로써 양호한 화상 표시를 가능하게 하고 있다. 또한, PDP에서는 케이싱의 내부를 채운 불활성 가스를 고순도로 유지하는 것이 중요해지고 있다.
장기간에 걸쳐 케이싱 내를 고진공으로 유지하기 위해, 케이싱 내에는 방출 가스를 흡착하는 게터재가 설치되어 중요한 역할을 하고 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2001-229824호 공보에는 진공 처리 장치 내에서 게터재를 전방면 기판 또는 배면 기판의 내면, 혹은 그 밖의 구조물에 증착하고, 또한 양 기판을 진공 중에서 접합하여 케이싱을 형성하는 화상 표시 장치, 제조 방법 및 제조 장치가 제안되어 있다. 이러한 장치에서는, 게터재로서 바륨이나 티탄을 이용하는 것이 일반적이다. 또한, 게터재로서 1종류의 활성 금속을 이용하는 것이 일반적이다.
종래, 게터 형성 공정에서는 게터막의 형성이 용이한 것으로부터 단일 게터재를 이용하고 있다. 그러나, 단일 게터재에서는 반드시 충분한 가스 흡착 속도나 가스 흡착량을 얻을 수 없다. 예를 들어, 일반적인 게터재인 바륨에서는 수소를 충분히 흡착할 수 없다. 또한, 게터 펌프로서 일반적으로 이용되고 있는 티탄은 수소를 충분히 흡착할 수 있지만 탄산 가스를 충분히 흡착할 수 없다. 따라서, 이들 게터재를 이용해도 화상 표시 장치를 구성하는 케이싱 내의 진공도나 가스 순도가 단시간에 악화되어, 장기간에 걸쳐 화상 표시 장치 내를 고진공으로 유지하여 높은 표시 성능을 유지하는 것이 곤란해진다.
본 발명은 이상의 점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 게터막의 가스 흡착 능력을 개선하여, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지할 수 있는 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 태양에 관한 화상 표시 장치는 표시면이 설치된 전방면 기판 및 이 전방면 기판에 대향 배치된 배면 기판을 갖는 케이싱을 구비하고, 상기 전방면 기판은 상기 표시면에 포개져 형성된 메탈 백과, 상기 메탈 백 상에 형성된 탄탈로 이루어지는 게터막을 갖고 있다.
본 발명의 다른 태양에 관한 화상 표시 장치의 제조 방법은, 표시면이 설치된 전방면 기판 및 이 전방면 기판에 대향 배치된 배면 기판을 갖는 케이싱을 구비하고, 상기 전방면 기판은 상기 표시면에 포개져 형성된 메탈 백과, 상기 메탈 백 상에 형성된 게터막을 갖고 있는 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
상기 메탈 백이 형성된 전방면 기판을 진공 챔버 내에 배치하고, 상기 진공 챔버 내를 진공 배기한 후, 상기 진공 챔버 내에서 활성 금속으로 이루어지는 제1 게터재를 증발시켜 진공 챔버 내에 제1 게터막을 형성하고, 상기 제1 게터막을 형성한 후 상기 진공 챔버 내에서 탄탈로 이루어지는 제2 게터재를 증발시켜 상기 메탈 백 상에 제2 게터막을 형성하고, 상기 제2 게터막이 형성된 전방면 기판 및 상기 배면 기판의 주연부를 밀봉 부착하여 케이싱을 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 SED를 도시하는 사시도.
도2는 도1의 선 II-II에 따른 SED의 단면도.
도3은 상기 SED의 게터막의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도.
도4는 상기 SED의 표시 성능 보유율을 게터의 종류마다 비교하여 나타내는 도면.
도5는 상기 SED의 게터막을 바륨, 티탄 및 바륨-티탄 병용으로 형성한 경우의 가스 흡착량을 비교하여 나타내는 도면.
도6은 SED의 게터막을 탄탈, 티탄, 탄탈-티탄 병용으로 형성한 경우의 가스 흡착량을 비교하여 나타내는 도면.
도7은 상기 SED에 있어서의 게터막의 형성 장치를 도시하는 단면도.
도8은 상기 SED의 제조에 이용하는 밀봉 부착 장치를 도시하는 단면도.
도9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 SED의 전방면 기판을 도시하는 단면도.
도10은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 SED의 전방면 기판을 도시하는 단면도.
도11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 게터막의 형성 장치를 도시하는 단면도.
도12는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 게터막의 형성에 이용하는 마스크를 도시하는 평면도.
도13은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 게터막의 형성 장치를 도시하는 단면도.
도14는 상기 게터막의 형성 공정을 개략적으로 도시한 도면.
이하 도면을 참조하면서, 본 발명을 평면형 화상 표시 장치로서 SED에 적용한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 이 SED는 절연 기판으로서 각각 직사각 형상의 유리판으로 이루어지는 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)을 구비하고, 이들 기판은 1 내지 2 mm의 간극을 두고 대향 배치되어 있다. 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)은 직사각형 프레임 형상의 측벽(13)을 통해 주연부끼리가 접합되고, 내부가 진공 상태로 유지된 편평한 직사각 형상의 진공 케이싱(10)을 구성하고 있다. 접합 부재로서 기능하는 측벽(13)은, 예를 들어 저융점 유리, 저융점 금속 등의 밀봉 부착재(23)에 의해 전방면 기판(11)의 주연부 및 배면 기판(12)의 주연부에 밀봉 부착되고, 이들 기판끼리를 접합하고 있다.
진공 케이싱(10)의 내부에는 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)에 가해지는 대기압 하중을 지지하기 위해, 복수의 스페이서(14)가 설치되어 있다. 스페이서(14)로서는 판 형상 혹은 기둥 형상의 스페이서 등을 이용할 수 있다.
전방면 기판(11)의 내면 상에는, 표시면으로서 적색, 녹색, 청색의 형광체층(16)과 매트릭스 형상의 차광층(17)을 가진 형광체 스크린(15)이 형성되어 있다. 이들 형광체층(16)은 스트라이프 형상 혹은 도트 형상으로 형성해도 좋다. 형광체 스크린(15) 상에는 알루미늄 막 등으로 이루어지는 메탈 백(20)이 형성되고, 또한 메탈 백에 포개져 게터막(22)이 형성되어 있다.
배면 기판(12)의 내면 상에는, 형광체 스크린(15)의 형광체층(16)을 여기하는 전자원으로서 각각 전자빔을 방출하는 다수의 표면 전도형 전자 방출 소자(18)가 설치되어 있다. 이들 전자 방출 소자(18)는 화소마다 대응하여 복수열 및 복수행으로 배열되어 있다. 각 전자 방출 소자(18)는 도시하지 않은 전자 방출부, 이 전자 방출부에 전압을 인가하는 한 쌍의 소자 전극 등으로 구성되어 있다. 또한, 배면 기판(12)의 내면에는 전자 방출 소자(18)에 전위를 공급하는 다수개의 배 선(21)이 매트릭스 형상으로 설치되고, 그 단부는 진공 케이싱(10)의 외부로 인출되어 있다.
이러한 SED에서는, 화상을 표시하는 경우 형광체 스크린(15) 및 메탈 백(20)에 애노드 전압을 인가하고, 전자 방출 소자(18)로부터 방출된 전자빔을 애노드 전압에 의해 가속하여 형광체 스크린에 충돌시킨다. 이에 의해, 형광체 스크린(15)의 형광체층(16)이 여기되어 발광하여 컬러 화상을 표시한다.
다음에, 표시면에 포개져 형성된 게터막(22)의 구성에 대해 상세를 서술한다.
도3에 도시한 바와 같이, 게터막(22)은 메탈 백(20) 상에 형성된 제1 게터막(22a)과, 이 제1 게터막에 적층된 제2 게터막(22b)을 가진 적층막에 의해 구성되어 있다. 제1 및 제2 게터막(22a, 22b)은 각각 다른 활성 금속으로 형성되어 있다. 여기서는, 제1 게터막(22a)은 바륨(B)에 의해 20O nm 이하의 막 두께로 형성되고, 제2 게터막(22b)은 티탄(Ti)에 의해 200 nm 이하의 막 두께로 형성되어 있다.
이와 같이 구성한 게터막(22)을 구비한 패널과, 다른 패널과의 특성을 평가하였다. 비교예로서, 게터막이 바륨의 단층, 티탄의 단층, 바륨과 티탄의 적층으로 형성된 3종류의 SED를 제조한 후, 각 SED의 표시 성능 평가를 행하였다. 그 결과를 도4에 나타낸다.
도4에서는, 표시 성능 보유율로서 SED의 초기 상태에 있어서의 표시 화상의 휘도를 100 ％로 하고, 사용 시간의 경과에 수반하는 휘도의 변화를 나타내고 있 다. 도4에 나타낸 바와 같이, 단일의 게터재를 이용한 경우와 비교하여 복수의 게터재를 적층한 게터막(22)을 이용함으로써, 장시간에 걸쳐 안정된 표시 성능을 유지할 수 있다. 또한, 상기 복수의 SED에 있어서 가스 흡착량을 시험한 바, 도5에 나타낸 바와 같이 복수의 게터재를 이용함으로써, 단일의 게터재로 이루어지는 게터막을 이용한 경우와 비교하여 가스 흡착 능력이 높은 게터막을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.
게터재로서는 탄탈, 바륨, 티탄, 바나듐(V)의 활성 금속 중 적어도 1개를 선택하는 것이 바람직하고, 각각이 고유하게 갖는 특성과, 화상 표시 장치에 요구되는 진공 분위기에 의해 다양하게 선택 가능하다. 예를 들어, 탄산 가스가 화상 표시 장치의 성능에 악영향을 미치는 경우에는 바륨이나 탄탈을 선택하면 되고, 수소를 제거하고자 하는 경우에는 티탄을 선택하면 된다. 게터막(22)이 복수 종류의 게터재로 이루어지는 적층막에 의해 구성되어 있는 경우, 가장 표층에 위치하여 케이싱 내부에 노출되어 있는 게터재의 특성이 강해진다. 따라서, 보다 흡착하고자 하는 가스를 흡착하는 게터재의 막을 표층측에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 게터막의 적층수는 2층에 한정되지 않으며 3층 이상으로 해도 좋고, 이 경우 게터재로서 2종류 혹은 3종류 이상을 사용해도 좋다. 또한 각 층의 막 두께는 동일한 것에 한정되지 않으며, 다른 막 두께로 해도 좋다. 또한 게터막은, 탄탈의 단일층으로 형성해도 좋다. 또한, 적층막은 간편하며 제조 비용면에서 유리해진다.
상술한 실시 형태에서는 게터재로서 바륨 및 티탄을 이용하였지만, 이에 한정되지 않으며 탄탈 등의 다른 게터재를 이용해도 좋다. 도4 및 도6은 게터막으로 서 탄탈의 단층막 및 티탄과 탄탈의 적층막을 구비한 SED의 표시 성능 보유율 및 게터막의 가스 흡착 능력도 각각 나타내고 있다. 게터재로서 탄탈을 이용함으로써, 다른 게터재와 비교하여 장시간에 걸쳐 안정된 표시 성능을 유지할 수 있다.
게터막으로서 티탄과 탄탈의 적층막을 이용하는 경우, 메탈 백(20) 상에 형성된 제1 게터막(22a)은 티탄(Ti)에 의해 20 nm의 막 두께로 형성되고, 제1 게터막에 포개져 형성된 제2 게터막(22b)은 탄탈(Ta)에 의해 약 20 내지 40 nm의 막 두께로 형성되어 있다. 제2 게터막(22b)은 최표면에 위치하고, 진공 케이싱(10) 내에 노출되어 있다. 이러한 게터막(22)의 경우에 있어서도, 게터재를 복수 종류 이용함으로써, 각 게터재의 특성이 조합되어 높은 표시 성능을 얻을 수 있다.
제1 게터막(22a)로서는 티탄에 한정되지 않고, 다른 활성 금속을 이용할 수 있다. 제2 게터막(22b)으로서 탄탈을 이용한 경우, 제1 게터막(22a)은 티탄 외에 수소 흡착 능력이 높은 활성 금속, 예를 들어 바나듐(V), 지르코늄(Zr), 바륨(Ba) 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.
다음에, 상술한 SED의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 내면에 형광체 스크린(15) 및 메탈 백(20)이 형성된 전방면 기판(11) 및 전자 방출 소자(18)가 설치된 배면 기판(12)을 준비한다. 또한, 미리 배면 기판(12) 상에 측벽(13) 및 복수의 스페이서(14)를 접합해 둔다. 또한, 예를 들어 측벽(13)의 상면 전체 둘레를 따라 밀봉 부착재를 충전해 둔다. 여기서는, 밀봉 부착재로서 인듐을 사용하였다. 이어서, 이들 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12), 그 밖에 진공 케이싱(10)을 구성하는 상술한 각 구성 부재를 베이킹 챔버 내에서 열처리하고 탈가스 처리를 행한다.
다음에, 베이킹 챔버로부터 전방면 기판(11)을 취출하고, 도7에 도시한 바와 같이 진공 상태를 깨뜨리는 일 없이 증착 챔버(40)에 투입한다. 증착 챔버(40)는 도시하지 않은 배기 펌프에 의해 10-5 Pa 정도의 진공도로 유지되어 있다. 증착 챔버(40) 내에는 제1 및 제2 게터재(23a, 23b) 및 제1 및 제2 게터재를 각각 가열하는 고주파 코일(42a, 42b)이 설치되어 있다. 또한, 제1 및 제2 게터재(23a, 23b)의 사이에는 격벽(41)이 기립 설치되어 있다.
또한, 증착 챔버(40) 및 가열 기구로서의 고주파 코일(42a, 42b)은 게터막 형성 장치를 구성하고 있다.
증착 챔버(40) 내에 투입된 전방면 기판(11)은, 메탈 백(20)이 제1 게터재(23a)와 대향한 상태로 배치된다. 이어서, 고주파 코일(42a)에 의해 제1 게터재(23a)를 가열, 증발시켜, 메탈 백(20) 상에 제1 게터막(22a)을 형성한다. 제1 게터재(23a)로서는 예를 들어 티탄을 사용하고, 고주파 코일(42a)로 유도 가열함으로써 진공 증착하였다.
다음에, 전방면 기판(11)을 제2 게터재(23b)와 대향하는 위치에 배치한다. 이 상태에서, 고주파 코일(42b)에 의해 제2 게터재(23b)를 가열, 증발시켜, 제1 게터막(22a) 상에 제2 게터막(22b)을 형성한다. 제2 게터재(23b)로서는 예를 들어 탄탈을 사용하고, 고주파 코일(42b)로 유도 가열함으로써 진공 증착하였다. 이에 의해, 제1 게터막(22a) 및 제2 게터막(22b)을 적층하여 이루어지는 게터막(22)을 형성하였다.
다음에, 게터막(22)이 형성된 전방면 기판(11)을 외기에 노출시키는 일 없이 밀봉 부착 챔버(50)에 반입한다. 도8에 도시한 바와 같이, 밀봉 부착 챔버(50) 내에는 기판의 주연부를 국소적으로 가열하기 위한 국소 가열 기구, 기판을 가압하는 밀봉 부착 기구(52)가 설치되어 있다. 국소 가열 기구는 그 환형의 히터(51a, 51b)를 갖고 있다. 또한, 밀봉 부착 챔버(50) 내에는 배기 펌프(54)에 의해 10-5 Pa대의 고진공으로 유지되어 있다. 배면 기판(12), 그 밖에 진공 케이싱(10)을 구성하는 상술한 각 부재는 소정의 공정을 거친 후 외기에 노출시키는 일 없이 밀봉 부착 챔버(50)에 반입된다.
이어서, 전방면 기판(11)과 배면 기판(12)을 각각의 기판 상에 형성한 형광체층(16)과 전자 방출 소자(18)가 정확하게 대향하도록 위치 조정한다. 이 상태에서, 히터(51a, 51b)에 의해 배면 기판(12) 및 전방면 기판(11)의 주연부만을 약 180 ℃까지 가열하고, 밀봉 부착재로서의 인듐을 용융시킨다. 이 상태에서, 밀봉 부착 기구(52)에 의해 전방면 기판(11)을 배면 기판(12)을 향해서 가압하고, 인듐을 통해 전방면 주연부와 측벽(13)과 접합하였다. 그 후, 인듐이 고체화될 때까지 냉각하여, 진공 케이싱(10)이 형성된다. 이에 의해, SED가 얻어진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면 게터막(22)을 복수의 게터재를 이용하여 형성함으로써 게터막의 가스 흡착 능력을 개선할 수 있다. 따라서, 전자 방출 소자의 열화를 억제하고, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 SED를 얻을 수 있다.
게터막(22)의 구성으로서는, 적층막에 한정되지 않으며 패턴막, 혹은 혼합막으로서 구성해도 좋다. 도9에 도시한 제2 실시 형태에 따르면 게터막(22)은 패턴막으로서 형성되어 있다. 즉, 게터막(22)은 각각 다른 게터재로 이루어지는 제1 게터막(22a)과 제2 게터막(22b)이 전방면 기판(11)의 면방향을 따라 번갈아 나열되어 형성되고, 각각 진공 분위기 중에 노출되어 있다. 제1 게터막(22a) 및 제2 게터막(22b)은 각각 스트라이프 형상으로 형성되고, 전방면 기판(11)의 길이 방향 혹은 폭 방향을 따라 연장되어 있다. 이러한 패턴막을 이용한 경우, 진공 분위기 중에 노출되어 있는 게터재 면적의 비율을 바꿈으로써, 예를 들어 제1 게터막(22a) 및 제2 게터막(22b)의 스트라이프의 폭을 바꿈으로써 게터막(22)의 가스 흡착 특성을 용이하게 제어할 수 있다.
도10에 도시한 제3 실시 형태에 따르면, 게터막(22)은 복수 종류의 게터재, 예를 들어 제1 게터재(23a) 및 제2 게터재(23b)를 혼합하고, 동시에 증착시켜 혼합막으로서 형성되어 있다. 이러한 혼합막을 이용한 경우, 제1 및 제2 게터재의 혼합 비율을 바꿈으로써, 게터막(22)의 가스 흡착 특성을 용이하게 제어할 수 있다.
제2 및 제3 실시 형태에 있어서, 게터재는 3종류 이상을 조합하여 이용해도 좋다. 혼합막이나 패턴막은 사용하는 게터재의 비율을 자유롭게 선택할 수 있으므로 흡착 성능을 제어하기 쉽다. 제2 및 제3 실시 형태에 있어서, 다른 구성은 전술한 제1 실시 형태와 동일하며, 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다.
혼합막으로 이루어지는 게터막(22)을 형성하는 경우, 도11에 도시한 바와 같이 탈가스 처리된 전방면 기판(11)을 진공 상태를 깨뜨리는 일 없이 증착 챔버(40)에 투입한다. 증착 챔버(4O)는 도시하지 않은 배기 펌프에 의해 10-5 Pa 정도의 진공도로 유지되어 있다. 증착 챔버(40) 내에는 제1 및 제2 게터재(23a, 23b) 및 제1 및 제2 게터재를 각각 가열하는 고주파 코일(42a, 42b)이 설치되어 있다.
증착 챔버(40) 내에 투입된 전방면 기판(11)은, 메탈 백(20)이 제1 게터재(23a) 및 제2 게터재(23b)와 대향한 상태로 배치된다. 이어서, 고주파 코일(42a, 42b)에 의해 제1 게터재(23a) 및 제2 게터재(23b)를 동시에 가열, 증발시켜, 메탈 백(20) 상에 제1 및 제2 게터재의 혼합막으로 이루어지는 게터막(22)을 형성하였다. 제1 및 제2 게터재(23a)로서는, 예를 들어 티탄, 탄탈을 사용하고, 고주파 코일(42a, 42b)로 유도 가열함으로써 진공 증착하였다. 각 게터재의 증착 속도를 제어함으로써 임의의 혼합률의 게터막을 형성할 수 있다.
도9에 도시한 스트라이프 구조의 게터막(22)을 형성하는 경우, 도12에 도시한 바와 같이 내부가 뚫린 마스크(60)를 준비한다. 이 마스크(60)는 전방면 기판(11)과 거의 동등한 치수의 직사각형 판 형상으로 형성되고, 복수의 스트라이프 형상의 개구(62)가 서로 평행하게 또한 소정의 간극을 두고 형성되어 있다. 이어서, 마스크(60)를 도7에 도시한 증착 챔버(40) 내에 투입하고, 전방면 기판(11)과 제1 게터재(23a)와의 사이에 배치한다. 이 상태에서, 고주파 코일(42a)에 의해 제1 게터재(23a)를 가열, 증발시켜, 메탈 백(20) 상에 스트라이프 형상의 제1 게터 막(22a)을 형성한다. 제1 게터재(23a)로서는 예를 들어 티탄을 사용하고, 고주파 코일(42a)로 유도 가열함으로써 진공 증착하였다.
다음에, 전방면 기판(11)을 제2 게터재(23a)와 대향하는 위치에 배치하는 동시에, 마스크(60)를 전방면 기판(11)과 제2 게터재(23b) 사이에 배치한다. 이 상태에서, 고주파 코일(42b)에 의해 제2 게터재(23b)를 가열, 증발시키고, 제1 게터막(22a) 사이에 스트라이프 형상의 제2 게터막(22b)을 형성한다. 제2 게터재(23b)로서는 예를 들어 탄탈을 사용하고, 고주파 코일(42b)로 유도 가열함으로써 진공 증착하였다. 이에 의해, 제1 게터막(22a) 및 제2 게터막(22b)이 번갈아 나열된 게터막(22)이 형성된다.
그 후, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 공정에 의해 전방면 기판(11)과 배면 기판(12)을 밀봉 부착하여 진공 케이싱(10)이 얻어진다.
다음에, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 SED의 제조 방법에 대해 설명한다.
우선, 내면에 형광체 스크린(15) 및 메탈 백(20)이 형성된 전방면 기판(11) 및 전자 방출 소자(18)가 설치된 배면 기판(12)을 준비한다. 또한, 미리 배면 기판(12) 상에 측벽(13) 및 복수의 스페이서(14)를 접합해 둔다. 또한, 예를 들어 측벽(13)의 상면 전체 둘레를 따라 밀봉 부착재를 충전해 둔다. 여기서는, 밀봉 부착재로서 인듐을 사용하였다. 이어서, 이들 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12), 그 밖에 진공 케이싱(10)을 구성하는 상술한 각 구성 부재를 베이킹 챔버 내에서 열처리하고, 탈가스 처리를 행한다.
다음에, 베이킹 챔버로부터 전방면 기판(11)을 취출하고, 도13에 도시한 바 와 같이 진공 상태를 깨뜨리는 일 없이 진공 챔버(40)에 투입한다. 진공 챔버(40)에는, 이 진공 챔버 내를 진공 배기하는 배기 펌프(43)가 접속되어 있다. 진공 챔버(40) 내의 바닥부에는 제1 및 제2 게터재(23a, 23b) 및 제1 및 제2 게터재를 각각 가열하는 전자빔 방출원(43a, 43b)이 설치되어 있다. 제1 게터재(23a)로서 티탄을 이용하고, 제2 게터재(23b)로서 탄탈을 이용한다. 제1 및 제2 게터재(23a, 23b)의 사이에는 격벽(41)이 기립 설치되어 있다. 진공 챔버(40) 내에는, 이 진공 챔버 자체를 베이킹하여 가스 방출을 행하기 위한 히터(44)가 설치되어 있다. 히터(44)는 에나멜선과 같은 선 형상 히터로 이루어지는 시스 히터, 혹은 리본 형상의 열선이 들어간 직물로 형성된 테이프 히터로 구성되고, 진공 챔버(40)의 외측으로 권취되어 있다. 또한, 진공 챔버(40) 내에는 전방면 기판(11)을 지지 및 반송하는 도시하지 않은 반송 기구가 설치되어 있다. 또한, 진공 챔버(40) 내에 있어서, 전방면 기판(11)은 메탈 백(20)이 진공 챔버의 바닥면측, 즉 제1 혹은 제2 게터재(23a, 23b)측을 향한 상태로 배치된다.
이어서, 도13 및 도14에 도시한 바와 같이 히터(44)에 의해 진공 챔버(40)의 벽면, 반송 기구 등을 120 내지 150 ℃로 가열하여 진공 챔버 자체의 가스 방출을 행하는 동시에, 배기 펌프(43)에 의해 진공 챔버 내를 진공 배기한다. 이에 의해, 진공 챔버(40) 내를 10-5 Pa 정도의 진공도로 유지한다.
다음에 전자빔 방출원(42b)으로부터 제2 게터재(23b)로 전자빔을 조사하여 제2 게터재(23b)를 3000 ℃ 정도로 예비 가열한다. 이에 의해, 제2 게터재(23a)의 표면에 존재하고 있었던 산화막 등의 불순물을 증발시킨다. 이 때, 증발한 제2 게터재(23b)가 전방면 기판(11)에 부착되지 않도록 전방면 기판(11)을 제1 게터재와 대향하는 위치에 배치하고, 전방면 기판으로의 제2 게터재의 부착을 규제한 상태에서 제2 게터재(23b)를 예비 가열한다.
이어서, 전자빔 방출원(43a)으로부터 제1 게터재(23a)에 전자빔을 조사하여 제1 게터재(23a)를 2000 ℃ 정도로 예비 가열한다. 이에 의해, 제1 게터재(23a)의 표면에 존재하고 있었던 산화막 등의 불순물을 증발시킨다. 이 때, 증발한 제1 게터재(23a)가 전방면 기판(11)에 부착되지 않도록 전방면 기판(11)을 제2 게터재(23b)와 대향하는 위치에 배치하고, 전방면 기판으로의 제1 게터재의 부착을 규제한 상태에서 제1 게터재(23a)를 예비 가열한다.
다음에, 전방면 기판(11)을 메탈 백(20)이 제1 게터재(23a)와 대향하는 위치에 배치한 후, 전자빔 방출원(43a)에 의해 제1 게터재(23a)를 약 2000 ℃로 가열하여 증발시키고, 진공 챔버(40)의 내면 상 및 메탈 백(20) 상에 티탄으로 이루어지는 제1 게터막(22a)을 증착한다.
이어서, 전방면 기판(11)을 메탈 백(20)이 제2 게터재(23a)와 대향하는 위치에 배치한다. 이 상태에서, 전자빔 방출원(43b)에 의해 제2 게터재(23b)를 약 3000 ℃로 가열하여 증발시키고, 메탈 백(20) 상의 제1 게터막(22a)에 포개어 탄탈로 이루어지는 제2 게터막(22b)을 증착한다. 제2 게터재로서의 탄탈을 증착할 때 수소가 발생하는데, 발생한 수소는 미리 진공 챔버(40) 내에 형성된 티탄으로 이루어지는 제1 게터막(22a)에 의해 흡착된다. 그로 인해, 진공 챔버(40) 내의 진공도 를 열화시키는 일 없이 탄탈로 이루어지는 제2 게터막(22b)을 열화가 없는 양호한(fresh) 상태로 성막할 수 있다. 또한, 탄탈은 고융점 금속인 것으로부터 탄탈의 증착시에 진공 챔버(40) 내부의 온도가 상승하지만, 미리 진공 챔버 내를 베이킹하여 가스 방출을 행하고 있으므로, 탄탈의 증착시에 있어서의 진공도의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 열화를 발생시키는 일 없이 양호한 상태의 제2 게터막(22b)을 얻을 수 있다.
다음에, 게터막(22)이 형성된 전방면 기판(11)을 외기에 노출시키는 일 없이 도8에 도시한 밀봉 부착 챔버(50)에 반입한다. 그리고, 전술한 제1 실시 형태와 동일한 방법에 의해, 밀봉 부착 챔버(50) 내에서 전방면 기판(11)과 배면 기판(12)을 서로 밀봉 부착하여 진공 케이싱(10)을 형성한다. 이에 의해, SED를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 제3 실시 형태에 따르면 탄탈로 이루어지는 게터막(22)을 이용함으로써 게터막의 가스 흡착 능력을 개선할 수 있다. 또한, 탄탈을 포함하는 복수의 게터재를 이용하여 게터막(22)을 형성함으로써, 게터막의 가스 흡착 능력을 한층 더 개선할 수 있다. 따라서, 진공 케이싱 내를 높은 진공도로 유지하여 전자 방출 소자의 열화를 억제하고, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 SED를 얻을 수 있다.
본 실시 형태에 관한 제조 방법에 따르면, 미리 진공 챔버 내에 제1 게터막을 형성한 상태에서 제2 게터재로서의 탄탈을 증착함으로써 탄탈의 증착시에 발생하는 수소를 제1 게터막에 의해 흡착하고 있다. 그로 인해, 진공 챔버(40) 내를 높은 진공도로 유지하고, 탄탈로 이루어지는 제2 게터막(22b)을 열화가 없는 양호한 상태로 성막할 수 있다. 또한, 미리 진공 챔버 내를 베이킹하여 가스 방출을 행하고 있으므로, 탄탈의 증착시에 있어서의 진공도의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 보다 양호한 상태의 제2 게터막(22b)을 얻을 수 있다. 이로부터, 게터로서 탄탈의 특성을 충분히 인출할 수 있고, 진공 케이싱 내를 높은 진공도로 유지하여 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 SED를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그 상태에 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 개시되는 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성요소를 삭제해도 좋다. 또한, 다른 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절하게 조합해도 좋다.
예를 들어, 상술한 화상 표시 장치의 제조 방법에서는 미리 진공 챔버 내를 베이킹한 후 게터막을 증착하는 구성으로 하였지만, 베이킹 공정을 생략해도 좋다. 이 경우에서도, 진공 챔버 내에 제1 게터막을 형성한 후 전방면 기판 상에 탄탈로 이루어지는 제2 게터막을 증착함으로써 진공도의 열화를 억제하여, 양호한 게터막을 형성할 수 있다.
또한, 제1 게터막은 진공 챔버 내 및 전방면 기판의 메탈 백 상에 형성하는 구성으로 하였지만, 진공 챔버 내에만 형성하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 전방면 기판(11)을 제2 게터재(23b)와 대향하는 위치로 이동시킨 상태에서, 제1 게터 재(23a)를 증착한다. 그 후, 제2 게터재(23b)를 증발시켜 전방면 기판(11)의 메탈 백 상에 제2 게터막(22b)을 형성한다. 이에 의해, 전방면 기판(11)의 게터막은 탄탈의 1층에 의해 형성된다. 이러한 구성에 있어서도, 제2 게터막의 증착시, 진공 챔버 내에 형성된 제1 게터막에 의해 수소를 흡착하여, 열화가 없는 양호한 상태의 제2 게터막(22b)을 메탈 백 상에 형성할 수 있다. 따라서, 게터로서 탄탈의 특성을 충분히 인출할 수 있고, 진공 케이싱 내를 높은 진공도에 유지하여 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 SED를 얻을 수 있다.
각 구성 요소의 치수, 재료 등은 상술한 실시 형태에서 나타낸 수치, 재료에 한정되는 일 없이, 필요에 따라서 다양하게 선택 가능하다. 게터재는 바륨이나 티탄 등에 한정되지 않고, 기타 금속 재료, 유기 재료, 무기 재료 등이 선택 가능하다. 게터막은 전방면 기판에 한정되지 않고, 진공 케이싱 내에 위치한 다른 구성 부재에 증착해도 좋다. 또한 증착 방법은, 고주파 가열, 전자빔 증착에 한정되지 않으며 통전 가열에 의한 증착 등도 선택 가능하다.
또한 본 발명은, SED에 한정되지 않고 FED, PDP 등의 다른 화상 표시 장치에 적용해도 좋다.
본 발명에 따르면, 복수 종류의 게터재로 이루어지는 게터막을 표시면에 형성함으로써 게터막의 가스 흡착 특성을 복수의 게터재를 조합한 특성으로 개선할 수 있다. 이에 의해, 게터막의 특성의 설계 범위가 넓어져 케이싱 내를 높은 진공도로 유지하여, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 화상 표시 장치 및 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 게터막으로서 탄탈을 이용함으로써 가스 흡착 능력을 개선하여, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 화상 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 진공 챔버 내에서 미리 활성 금속의 제1 게터막을 형성한 후, 전방면 기판 상에 탄탈의 게터막을 형성함으로써 탄탈을 증착할 때에 발생하는 수소를 제1 게터막에 의해 흡착하여, 열화가 없는 제2 게터막을 형성할 수 있다. 이에 의해, 가스 흡착 능력을 개선하여, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지하는 것이 가능한 화상 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (19)

  1. 표시면이 설치된 전방면 기판 및 이 전방면 기판에 대향 배치된 배면 기판을 갖는 케이싱을 구비하고,
    상기 전방면 기판은 상기 표시면에 포개져 형성된 메탈 백과, 상기 메탈 백 상에 2종류 이상의 활성 금속에 의해 형성된 게터막을 갖고 있는 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 게터막은 상기 전방면 기판의 표시 영역의 전역에 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 게터막을 형성하는 활성 금속 중 적어도 1종류가 탄탈, 바륨, 티탄, 바나듐으로 이루어지는 화상 표시 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게터막은 2종류 이상의 활성 금속의 박막을 적층하여 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 게터막은 상기 메탈 백 상에 활성 금속에 의해 형성된 제1 게터막과, 상기 제1 게터막에 포개져 탄탈에 의해 형성된 제2 게터막을 갖고 있는 화상 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 게터막은 티탄, 바륨, 바나듐, 지르코늄 중 어느 하나를 포함하고 있는 화상 표시 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게터막은 2종류 이상의 활성 금속을 혼합하여 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 게터막은 2종류 이상의 활성 금속이 최표면에 노출되어 형성되어 있는 화상 표시 장치.
  9. 표시면이 설치된 전방면 기판 및 이 전방면 기판에 대향 배치된 배면 기판을 갖는 케이싱을 구비하고,
    상기 전방면 기판은 상기 표시면에 포개져 형성된 메탈 백과, 상기 메탈 백 상에 형성된 탄탈로 이루어지는 게터막을 갖고 있는 화상 표시 장치.
  10. 표시면이 설치된 전방면 기판 및 이 전방면 기판에 대향 배치된 배면 기판을 갖는 케이싱을 구비하고, 상기 전방면 기판은 상기 표시면에 포개져 형성된 메탈 백과, 상기 메탈 백 상에 2종류 이상의 활성 금속에 의해 형성된 게터막을 갖고 있는 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 메탈 백에 포개져 2종류 이상의 활성 금속에 의해 게터막을 형성한 후,
    상기 배면 기판 및 상기 게터막이 형성된 전방면 기판의 주연부를 밀봉 부착 하여 케이싱을 구성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 게터막의 형성 및 상기 전방면 기판과 배면 기판과의 밀봉 부착을 진공 분위기 중에서 행하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서, 진공 분위기 중에서 상기 메탈 백 상에 제1 게터재를 증착하여 제1 게터막을 형성한 후, 진공 분위기 중에서 상기 제1 게터막에 포개고, 상기 제1 게터재와 종류가 다른 제2 게터재를 증착하여 제2 게터막을 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서, 진공 분위기 중에서 상기 메탈 백 상에 제1 게터재 및 이 제1 게터재와 종류가 다른 제2 게터재를 동시에 증착하여 제1 및 제2 게터재를 포함하는 혼합층을 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  14. 표시면이 설치된 전방면 기판 및 이 전방면 기판에 대향 배치된 배면 기판을 갖는 케이싱을 구비하고, 상기 전방면 기판은 상기 표시면에 포개져 형성된 메탈 백과, 상기 메탈 백 상에 형성된 게터막을 갖고 있는 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 메탈 백이 형성된 전방면 기판을 진공 챔버 내에 배치하고,
    상기 진공 챔버 내를 진공 배기한 후, 상기 진공 챔버 내에서 활성 금속으로 이루어지는 제1 게터재를 증발시켜 진공 챔버 내에 제1 게터막을 형성하고,
    상기 제1 게터막을 형성한 후, 상기 진공 챔버 내에서 탄탈로 이루어지는 제2 게터재를 증발시켜 상기 메탈 백 상에 제2 게터막을 형성하고,
    상기 제2 게터막이 형성된 전방면 기판 및 상기 배면 기판의 주연부를 밀봉 부착하여 케이싱을 구성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 진공 챔버 내에서 제1 게터막을 형성할 때, 상기 진공 챔버의 내면 및 상기 메탈 백 상에 제1 게터막을 형성하고, 상기 메탈 백 상에서 상기 제1 게터막에 포개어 상기 제2 게터막을 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1 게터재로서 티탄, 바륨, 바나듐, 지르코늄 중 적어도 1개를 이용하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 챔버를 베이킹하여 가스 방출을 행한 후, 상기 제1 게터막을 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 베이킹 후 상기 전방면 기판으로 게터재의 부착을 규 제한 상태에서, 상기 제2 게터재 및 제1 게터재를 차례로 예비 가열하고,
    상기 예비 가열 후, 상기 제1 게터막 및 제2 게터막을 차례로 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 게터막을 형성한 후 진공 분위기 중에서 상기 전방면 기판과 배면 기판을 밀봉 부착하는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
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