200535901 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用薄片工法而製造平面面板顯示器用 間隔物的合適的製造方法。 【先前技術】 作爲代替大且重的布朗管的顯示器，已知薄型、輕量 • 的平面型顯示器。作爲平面型顯示器之一，已知電場發射 型顯示器（FED : Field Emission Display) 。FED 爲應用 先前的陰極射線管（CRT : Cathode Ray Tube )的自發光 型平面顯示器，畫像的顯示原理係與布朗管相同。總之 F E D爲具備將許多的陰極（電解發射元件）配列至二維狀 的陰極構造體，於減壓環境下（例如：1(r5torr以下）加 速由陰極發射的電子，衝撞作爲目標的各螢光像素領域而 形成發光畫像（例如：日本特開2 0 0 1 - 6 8 0 4 2號公報）。 • FED係具備：具有發射電子的陰極構造體的背板、和 具有螢光像素範圍的面板的2片平面玻璃基板，2片玻璃 基板間的間隙爲0.1 m m〜3 m m範圍。2片玻璃基板間，如 上述例如：爲了維持l(T5torr以下的真空狀態，所以2片 玻璃基板的表面承受大氣壓。於是，爲了維持2片玻璃基 板的間隔，於2片玻璃基板間配置相對於大氣壓的耐壓用 的構造物（以下，稱爲間隔物）（例如：日本特開2〇(π _ 68042號公報）。 間隔物爲有幾個形式，其一爲短冊狀的間隔物。此短 200535901 (2) 冊狀的間隔物係，垂直的配置於面板與背板之間。此間隔 物要求配置於螢光像素與螢光像素之間。間隔物係被要求 只耐由面板及背板承受的大的壓縮力的強度。另外，各間 隔物的尺寸精度要求高等級。而且，與構成面板及背板的 玻璃基板之熱膨脹率近似，而且有溫度相依性小的必要。 若由壓縮力、其他的原因而崩壞間隔物的配置狀態，則因 發射的電子偏向，而於顯示器上產生可目視的缺陷。另外 ，面板與背板之間係因爲例如：施加1 kV以上的高電壓 ，所以間隔物係亦要求對於高電壓的耐性和二次輻射特性 〇 作爲先前的間隔物，已知將由氧化鋁（Al2〇3 )構成 的絕緣材料以導電材料塗佈之物、由分散了過渡金屬氧化 物的陶瓷構成之物（例如：日本特表平1 1 - 5 0 0 8 5 6號公報 【發明內容】 如以上說明地’間隔物係因爲由陶瓷構成，所以燒結 的製程不可避免。例如：日本特表2 0 0 2 - 5 1 5 1 3 3號公報， 藉由於球磨機混合陶瓷粉末、有機結合劑及溶劑而製作漿 狀物，將此漿狀物成形至薄片狀的生胚，由此生胚薄片除 去了結合劑後，藉由燒結而製造間隔物。但是，於如此的 在製作薄片後燒結的薄片工法，有在對1 〇 〇〜3 5 0 // m範 圍厚度薄的情況係於燒結時容易產生彎曲的問題。若產生 彎曲，則即使施加硏磨加工，亦不能得到所希望的平坦度 200535901 (3) 、或有於硏磨加工花費極多的時間的必要。 因此，本發明其課題爲提供：藉由抑制 加工至最小限，可降低加工工時及加工成本 示器用間隔物的製造方法。 〔解決課題的手段〕 本發明者係於燒結時，在將平坦的構件 # 片的狀態，進行燒結時，可抑制彎曲的產生 種平面面板顯示器用間隔物之製造方法，其 根據以上的硏討結果，由包含已定的原料粉 漿狀物製作生胚薄片，由生胚薄片除去結合 結合劑的生胚薄片，搭載與生胚薄片的接觸 平坦度的載置構件而燒結。 於本發明，平面面板顯示器用間隔物係 或 Ti〇2、Al2〇3，由具有 TiC5.0 〜16.0 莫 • 〇·5〜20.0莫耳％、剩餘部分實質的Al2〇3的 構成爲理想。 另外於本發明，包含Tic及/或Ti〇2 ，由具有TiC5.0〜16.0莫耳％、Ti02爲0.5 、MgO爲80.0莫耳％以下（但是，不包含〇 實質的Al2 03的組成的燒結體構成爲理想。 這些燒結體，能容易的得到爲1 . 0 X 1 〇 6 • cm之作爲平面面板顯示器用間隔物理想 另外，此燒結體爲，其他的物理的特性亦作 燒結後的硏磨 的平面面板顯 搭載於生胚薄 。本發明係一 特徵爲：因爲 末和結合劑的 劑，於除去了 面具有已定的 含有Tic及/ 耳％、Ti〇2爲 組成的燒結體 、MgO、Al2〇3 〜2 0 · 0莫耳％ )、剩餘部分 〜1·〇 X101 1 Ω 的比阻抗値。 爲平面面板顯 200535901 (4) 示器用間隔物爲理想。 於本發明的載置構件係可作爲各種的形態，而與生胚 薄片的接觸面爲至少與生胚薄片具有相同的表面積爲理想 。然後，如被覆生胚薄片的全表面地搭載於生胚薄片爲理 想。 另外，於本發明的載置構件係與生胚薄片的接觸面的 Rmax爲3〜6〇 // m爲理想。爲了防止與燒結體的結合、 # 同時使燒結表面平滑。 而且，於本發明的載置構件係以融點爲1 8 0 (TC以上 的材料構成爲理想。爲了於燒結製程，防止與被燒結物的 反應。 可是’結合劑的除去（脫結合劑），將生胚薄片加熱 至已定的溫度，例如：3 5 0〜4 5 (TC範圍而進行，若結束此 脫結合劑，則藉由陶瓷粉末相互間的結合劑的結合被解除 。因此，本發明者群確認，脫結合劑後的生胚薄片變爲非 ® 常脆弱。若脫結合劑後的生胚薄片爲脆弱，則例如：由已 進行了脫結合劑的爐搬運至燒結用的爐時需要注意如不崩 壞生胚薄片的形狀。當然，如脫結合劑和燒結以同一爐進 行，則不產生如此的問題，而由生產手法、生產設備、生 產效率的觀點，脫結合劑和燒結係有以各個個別的的爐進 行的情況。因而，脫結合劑後的生胚薄片，有從脫結合劑 爐至燒結爐的搬運途中，可維持已定的形狀的程度的強度 ，總之，具有耐崩壞性爲最佳。另外，亦爲了搭載平坦的 構件，有脫結合劑後的生胚薄片具有耐崩壞性的必要。如 -8- 200535901 (5) 此’耐崩壞性，對應於脫結合劑後的搬運等的處理（ handling )以外，爲了得到平坦性優良的間隔物，亦成爲 必要的要素。特別是，包含MgO的陶瓷組成物係如後述 的實施例所示地，確認有崩壞性，有確保對於該組成物的 耐崩壞性的必要。 本發明係提案，對於如此的間隔物的製造爲重要的耐 崩壞性，藉由於脫結合劑繼續進行加熱處理而得。總之本 # 發明係可實施了提高被包含於除去了結合劑的生胚薄片的 陶瓷原料粉末相互間的結合力之加熱處理後，搭載與生胚 薄片的接觸面具有已定的載置構件而燒結。 如藉由本發明，在進行了脫結合劑後且燒結前，施加 提高被包含於生胚薄片的陶瓷原料粉末相互間的結合力的 加熱處理。藉由此加熱處理，生胚薄片係可具備耐崩壞性 。具備了耐崩壞性的生胚薄片係處理（handling )性提高 、另外即使搭載爲了防止燒結時的彎曲的構件，亦不崩壞 Φ 。在此’於本發明，脫結合劑和加熱處理可連續進行，顯 現以本發明爲理想。因爲於脫結合劑後，若施加過度的應 力於生胚薄片，則生胚薄片有崩壞之虞。 於本發明的平面面板顯示器用間隔物的製造方法，提 高陶瓷原料粉末相互間的結合力的加熱處理，在進行脫結 合劑的溫度範圍及進行燒結的溫度範圍的中間溫度範圍施 行。更具體而言係按照下述。脫結合劑係在200〜60(TC 的溫度範圍進行，另外燒結係在1 400〜1 75 0 °C的溫度範 圍進行。對此，本發明的加熱處理係在8 0 0〜1 3 0 0 t的溫 200535901 (6) 度範圍進行爲理想。藉由在此溫度範圍的加熱處理，比起 脫結合劑之後的狀態，陶瓷原料粉末相互間的結合力提高 ，可對生胚薄片施加耐崩壞性。而且，可連續進行脫結合 劑和加熱處理爲按照前述，而在此情況，藉由在200〜 6 00 °C的溫度範圍藉由保持已定時間而結束脫結合劑後， 在原封不動的狀態使溫度上昇，如在8 0 0〜1 3 0 0 °C的溫度 範圍保持已定時間爲佳。 # 於生胚薄片施加耐崩壞性的手法，不拘載置構件搭載 與否，可適用於平面面板顯示器用間隔物的製造方法。因 而本發明係提供一種平面面板顯示器用間隔物的製造方法 ，其特徵係具備：由包含陶瓷原料粉末和結合劑的漿狀物 製作生胚薄片的製程、和於生胚薄片施以結合劑的除去處 理的製程、和施以提高被包含於施加了結合劑的除去處理 的生胚薄片的陶瓷原料粉末相互間的結合力之加熱處理的 製程、和燒結施加了加熱處理的生胚薄片的製程。 ® 於此平面面板顯示器用間隔物的製造方法，亦可連續 進行結合劑的除去處理和加熱處理。同樣的，於被施以加 熱處理的生胚薄片，亦可搭載與生胚薄片的接觸面具有已 定的平坦度的載置構件而燒結。 另外，於此平面面板顯示器用間隔物的製造方法，在 2 0 0〜6 0 0 °C的溫度範圍施加結合劑的除去處理，在8 0 0〜 1 3 0 0 °C的溫度範圍施以加熱處理，可在1 4 0 0〜1 7 5 0 °C的 溫度範圍進行燒結。 而且，於此平面面板顯示器用間隔物的製造方法，間 -10- 200535901 (7) 隔物係由包含Tic及/或Ti〇2、Al2〇3，由具有TiC5.0〜 16.0莫耳％、Ti02爲0.5〜20.0莫耳％、MgO爲80.0莫耳 %以下（不包含〇)、剩餘部分實質的a〗2o3的組成的燒 結體構成的情況爲特別有效。因爲如後述地，若包含 MgO則崩壞性表現顯著。 另外，本發明係提供一種平面面板顯示器用間隔物的 製造方法，其特徵係具備··由包含陶瓷原料粉末和結合劑 Φ 的漿狀物製作生胚薄片的製程、加熱生胚薄片至200〜 60CTC的溫度範圍而除去結合劑的製程、和將施加了結合 劑的除去處理的生胚薄片加熱處理至800〜130CTC的溫度 範圍的製程、將施加了加熱處理的生胚薄片以1 400〜 1 75 (TC的溫度範圍燒結的製程。 於此平面面板顯示器用間隔物的製造方法，亦可連續 進行結合劑的除去處理和加熱處理。同樣的，於被施以加 熱處理的生胚薄片，亦可搭載與生胚薄片的接觸面具有已 ^ 定的平坦度的載置構件而燒結。 〔發明的效果〕 如以上說明，如藉由本發明，於製造平面面板顯示器 用間隔物時，可降低燒結後硏磨加工的工時，同時可降低 製造成本。 另外，如藉由本發明，可於脫結合劑後且燒結前的階 段的生胚薄片施加耐崩壞性。被施加了耐崩壞性的生胚薄 片係處理性優良。另外，被施加了耐崩壞性的生胚薄片係 -11 - 200535901 (8) 可搭載爲了抑制燒結時的彎曲產生的載置構件。特別是對 於包含觀察出崩壞性的MgO的陶瓷組成物，本發明爲有 效。 【實施方式】 最初說明關於適用本發明的FED及FED間隔物的實 施的形態。第2圖爲FED的平面圖及第3圖爲第2圖的 Φ Π-ΙΙ矢視剖面圖。 於第2圖及第3圖，FED (電場發射型顯示器）1〇〇 係具備：玻璃製的面板1 0 1、和與面板1 0 1隔開已定的間 隔而配置的背板2 0 1，間隔物1 0 3〜1 1 9係均等的保持面 板1 〇 1與背板2 0 1的間隔。 於玻璃製的面板101上，形成黑矩陣構造體102。黑 矩陣構造體1 02係包含由磷層構成的複數的螢光像素範圍 。磷層係若高能量電子衝撞、則放出光而形成可見顯示。 • 由特定的螢光像素範圍發出的光，經由黑矩陣構造體1 02 而出射至外部。黑矩陣係爲了抑制由相互相鄰的螢光像素 範圍的光的混合之格子狀黑色構造體。 於面板1 0 1上，經由從其表面垂下的壁體的間隔物 103〜119 (103、 104、 105、 106、 107、 108、 109、 110、 111、 112、 113、 114、 115、 116、 117、 118、 119)而酉己 設背板201。背板201的有源範圍面係包含陰極構造體 202。此陰極構造體202係具有複數爲了發射電子的突起 (電場（電子）發射元件）。 -12- 200535901 (9) 陰極構造體2 02的形成範圍係比背板2 0 1的 於面板1 〇 1的外周範圍與背板2 0 1的外周範圍之 :藉由融解玻璃粉（glass flit )而形成的玻璃封 存在’於中央部形成密閉室。此密閉室內係減壓 飛行的程度。另外，於此密閉室內爲配置陰極構 、黑矩陣構造體1 02及間隔物1 03〜1 1 9。 表示間隔物1 0 3 ( 1 04〜1 1 9 )的立體圖於第 # 間隔物1〇3 ( 1〇4〜1丨9 )係具有：爲基部50的 主面50A、50B、和延伸至長邊方向的側面50C、 邊方向的兩端的端面50E、50F。於主面50A上 形化的金屬膜6 5，另外，於側面5 0 C、5 0D上係 金屬膜42a、40a。金屬膜65係被複數的分割而 間隔物1 0 3 ( 1 04〜1 1 9 )的長邊方向。另外，爸 係與金屬膜42a、40a分離至可絕緣的程度。 間隔物1 〇 3 ( 1 0 4〜1 1 9 )係，如第5圖所示 # 置於其長邊方向的黏著劑301、3 0 2而被固定於 、背板201。作爲黏著劑301、3 02係可使用紫 性、熱硬化性或無機黏著劑。而且，黏著劑3 0 1 配置於黑矩陣構造體102、陰極構造體202的外 ，間隔物103的金屬膜40a、42a係各個接觸背 陰極構造體202、面板101的黑矩陣構造體102 ° 藉由本發明的間隔物1 0 3 ( 1 04〜119 )係 TiC及/或Ti02，也就是TiC及Ti02的任一方 Al2〇3的陶瓷燒結體、而且可由包含MgO的陶瓷 面積小。 間係例如 止2 03的 至電子能 造體202 4圖。此 表裏面的 50D。長 形成已圖 形成各個 且延伸於 :屬膜65 ，藉由設 面板1 〇 1 外線硬化 、3 02 係 側。此時 板20 1的 可由包含 或雙方、 燒結體構 -13- 200535901 (10) 成。 作爲包含TiC及/或Ti02、Al2〇3的陶瓷燒結體，具 有：TiC 5.0 〜16.0 莫耳 ％、
Ti02爲〇·5〜20.0莫耳％、剩餘部分實質的a12 03的 組成爲理想。但是，T i 0 2的量係依τ i C含有的有無而調 整其量爲理想，於不含有TiC的情況，以〇·5〜20.0莫耳 %的範圍爲理想。另外，於含有TiC的情況，0.5〜4.0莫 @ 耳％的範圍爲理想。 若TiC及/或丁丨02的含有量爲此範圍以外，有電場 達到1 0 0 0 0 V / m m前，比阻抗値急劇的下降之虞。 而且，有變爲不容易得到作爲間隔物爲合適的1 . 〇 x 1 06〜1 · 0 X 1 0 1 1 Ω · c m的比阻抗値的可能性。若比阻抗値 爲低於1 · 0 X 1 0 6 Ω · c m而變爲過低，則有流過過電流（ over current )而熱失控的可能。另外，若比阻抗値爲超 過1·〇χ1〇ΜΩ·(：πι而變得過高，則容易產生帶電而有產 # 生歪斜之虞。 於本發明的陶瓷燒結體，可將Tie及/或Ti〇2的一 部或全部用TiN置換。 另外，作爲包含TiC及/或Ti02、Al2〇3、再加上 MgO的陶瓷燒結體，TiC 5.0〜16.0莫耳％、Ti02爲0.5〜 20.0莫耳％、MgO爲8 0.0莫耳％以下（但是不包含〇 )、 剩餘部分實質的AhO3的組成爲理想。此情況亦如上述地 ’ Ti〇2的量係依TiC含有的有無而調整其量爲理想。 此燒結體係能藉由改變MgO量而調節線膨脹率。此 -14 - 200535901 (11) 燒結體係包含MgAl2〇4、MgO於組織中，這些的線膨脹率 係比 MgAl204 爲 8.1xl(T6/°C (40 〜400 °C) 、MgO 爲 12.1xlxl(T6/°C (20 〜300 °C)、和 A1203 爲 6.2x10“ / r ( 〇〜3 00 〇c )高。
MgO量係符合於被要求的線膨脹率而可任意的投入 ，而若MgO量超過80莫耳，則間隔物的強度有劣化的傾 向。而且，此燒結物亦可將TiC及/或Ti02的一部或全 φ 部用TiN置換。 以上的燒結體係構成高硬度（Hv : 15〜30GPa)且高 強度（三點彎曲強度：2 5 0〜75 OMPa )的導電性陶瓷，可 耐由平面顯示器使用時的壓縮力的變形。因而，使用此燒 結體的平面顯示器用間隔物係可抑制畫像的歪斜。 另外，由在上述範圍使TiC及Ti02的組成變動，可 容易得到比阻抗値爲約 1 · 0 X 1 0 6〜1 · 0 X 1 0 1 1 Ω · c m的燒結體。因此，使用了 • 此燒結體的平面顯示器用間隔物，施加電場亦顯示所希望 的導電性，變爲難以產生帶電、同時亦抑制藉由流過過電 流的熱失控。因此，使用此燒結體的平面顯示器用間隔物 係可抑制於平面顯示器的畫像的歪斜。 接著，說明關於本發明的間隔物的製造方法。本發明 的間隔物的製造方法，如第1圖表示地，包含漿狀物製作 製程、封止形成製程、脫結合劑製程、燒結製程。另外， 本發明係可於脫結合劑製程與燒結製程之間，包含加熱處 理製程。以下，說明關於各製程適合的例子。而且，以下 -15- 200535901 (12) 的說明係徹底的例示。 <漿狀物製作製程> 作爲燒結體的原料粉末，準備Tic粉末、Ti〇2粉末 、Al2〇3粉末而且按照必要而準備Mg0粉末。這些原料粉 末係如成爲上述的組成地坪量而混合後，例如藉由球磨機 等而以濕式混合、粉碎。此混合、粉碎係進行至0.丨〜3 ® # 111程度。使被濕式混合 '粉碎的粉末乾燥而作爲漿狀物 用原料粉末。 對於漿狀物用原料粉末，添加、混合結合劑、分散劑 、可塑劑、溶劑而製作薄片形成用的漿狀物。混合係可使 用球磨機等的一般周知的混合手段。而且，作爲結合劑係 可使用乙基纖維素、丙烯酸樹脂、縮丁醛樹脂等公知的結 合劑。作爲分散劑係可添加脫水山梨醇脂肪酸酯、甘油脂 肪酸酯。作爲可塑劑係可使用鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二 ® 甲酸二丁酯、丁基鄰苯二甲醯基乙二醇。另外，作爲溶劑 可使用萜品醇、丁甲醇（Butyl Carbitol )、煤油等一般 周知的溶劑。另外，藉由將漿狀物用的溶劑的一部分使用 於原料的混合粉碎製程的分散媒，於混合粉碎製程後，不 經乾燥亦可製作漿狀物。結合劑、分散劑、可塑劑、溶劑 的添加量不特別限制，而推薦結合劑爲1〜1 0 wt%、分散 劑爲0.1〜5 wt%、可塑劑爲〇·5〜wt%、溶劑爲20〜70 wt%的範圍。 -16- 200535901 (13) <薄片形成製程> 將在以上得到的漿狀物，於聚酯薄膜等的薄膜上，例 如：藉由：刮刀（doctor blade )法而塗佈、乾燥而製作 生胚薄片。此生胚薄片係爲1〇〇〜3 5 0 # m範圍的厚度。 而且此生胚薄片亦可層疊複數片的薄生胚薄片而形成。另 外，此生胚薄片係可以具有最後欲得的寬度的形態而形成 ，以具有比最後欲得的寬度大的寬的形態形成，亦可切出 # 已定寬度的大小的晶片（生胚薄片）。 <脫結合劑製程> 在脫結合劑製程，除去包含於得到的生胚薄片中的結 合劑。脫結合劑製程係將生胚薄片於200〜600 °C的溫度 範圍保持〇·5〜20小時。在加熱溫度未滿200 °C或0.5小 時時結合劑的除去變爲不充分。一方面，若加熱溫度超過 6 00 °C，則氧化變爲顯著。另外，若保持時間超過20小時 ® ，則結合劑的除去大略結束，而不能得到只均衡爲了加熱 保持的能量消耗的效果。於是，脫結合劑係以於2 0 0〜 6 0 0 °C的溫度範圍保持0 · 5〜2 0小時爲理想。理想的脫結 合劑的溫度範圍爲3 0 0〜5 00 °C，更理想的脫結合劑的溫 度範圍爲3 5 0〜4 5 0 °C。另外，於脫結合劑的理想的保持 時間爲1〜1 5小時，更理想的保持時間爲2〜1 0小時。 在添加T i C的情況，實施脫結合劑的氣氛係以爲了防 止由包含於結合劑的碳（C )的陶瓷原料粉末的污染、和 促進結合劑的除去的低氧氣分壓的氣氛爲理想。例如：可 -17- 200535901 (14) 以於氫及氮的混合氣體導入水蒸氣的氣氛。 <加熱處理製程> 本發明係可在燒結製程之前’於已脫結合劑的 片施加加熱處理。以下，說明關於此加熱處理製程 本發明者群係有藉由搭載平坦的構件，脫結合 薄片崩壞的情事，若爲如此則不能進行以後的燒結 ，施加了脫結合劑的生胚薄片係有具有耐崩壞性的 因而，繼續脫結合劑而藉由進行加熱處理而施加耐 〇 脫結合劑製程結束後，對爲被脫結合劑的生胚 施加加熱處理。此加熱處理係使構成爲被脫結合劑 薄片的陶瓷原料粉末相互間的結合力提高。藉由加 、依粒子間的元素之擴散或進行輕微的燒結，使其 間產生結合。因而此加熱處理係對生胚薄片施加耐 〇 爲了產生在粒子間的結合，在此加熱處理係將 片在8 00〜1 3 00 °c的溫度範圍保持加熱爲理想。 8 0 0 °C的加熱處理係不能充分的提高原料粉末相互 合力。另外，若超過1 3 0 0 °C，則產生類似燒結的 有於生胚薄片（燒結體）產生彎曲之虞。因此於加 的溫度爲8 0 0〜1 3 0 0 °C。較理想的加熱處理溫度爲 1 3 0 0 °C、更理想的加熱處理溫度爲1 〇 〇 〇〜1 2 5 0 °C 的加熱處理溫度，當然應該是依陶瓷的組成而適宜 生胚薄 〇 劑後的 。因而 必要。 崩壞性 薄片而 的生胚 熱處理 在粒子 崩壞性 生胚薄 在未滿 間的結 反應， 熱處理 9 0 0〜 。最適 的制定 -18- 200535901 (15) 在加熱處理保持於8 0 0〜1 3 0 0 °C的溫度範圍的時間係 以1〜2 0小時爲理想。在未滿1小時的保持係原料粉末相 互間的結合力不能充分的提高。另外，因爲如爲8 0 0〜 13 00 °C的溫度範圍，在20小時範圍的保持，原料粉末相 互間的結合力可充分的提高。於加熱處理的理想的保持時 間爲1〜1 0小時’更理想的保持時間爲2〜8小時。 於本發明的加熱處理係和脫結合劑連續進行爲最佳。 在此’所S胃連續係以脫結合劑和加熱處理在同一處理爐進 行作爲要件。因爲若使於脫結合劑後的生胚薄片移動則有 崩壞之虞。另外，所謂連續，於在作爲脫結合劑的已定溫 度範圍的加熱保持結束後，以不降溫而昇溫至在加熱處理 必要的溫度作爲要件。因爲於脫結合劑後若一旦降溫，則 能量效率變差。但是，本發明係未必需要連續進行脫結合 劑和加熱處理。 在此，包含MgO的陶瓷燒結體，因爲理由不明而有 脫結合劑後的崩壞性變爲顯著的情況，所以在製作由包含 TiC及/或Ti02、Al2〇3，再加上MgO的陶瓷燒結體構成 的間隔物1 〇 3 ( 1 0 4〜1 1 9 )時’上述加熱處理變爲有效。 <燒結製程> 已脫結合劑或加熱處理的生胚薄片，接著燒結。燒結 係如保持於14〇〇〜]75 0 °C的溫度範圍爲佳。因爲在未滿 1 4 0 〇 t係燒結不能充分進行，另外若超過1 7 5 0 °C，則粒 -19- 200535901 (16) 成長過度提昇而強度下降。理想的燒結溫度爲1 5 00〜 1 7 0 0 °C。於燒結的加熱保持時間係由1〜1 2小時的範圍， 如按照加熱保持溫度而適宜選擇爲佳。因爲於未滿1小時 的保持爲燒結不充分的進行，另外即使超過1 2小時，亦 不能期待燒結進行至此以上。理想的加熱保持時間爲2〜 8小時。燒結如在真空中或氮氣等的不活性氣氛進行爲佳 。而且，依變動燒結溫度、燒結時間，可使燒結體的比阻 @ 抗値變動。 表示脫結合劑、加熱處理及燒結的一連的加熱形式於 第6圖及第7圖。本發明係如於第6圖表示地，包含連續 的進行脫結合劑及加熱處理結束後，個別獨立而進行燒結 的形態。另外本發明係如第7圖所示地，包含在結束脫結 合劑後，連續進行加熱處理及燒結的形態。 在本發明係燒結之前，於生胚薄片上，搭載爲了防止 燒結時的彎曲產生的平坦的構件。此構件係與生胚薄片的 ® 接觸面爲具有已定的平坦度。以下，稱此構件爲蓋。蓋係 爲了避免在燒結過程與被燒結物產生反應，以融點爲 1 8 0 0 °C以上的高融點材料構成爲理想。在本發明的情況， 可使用w (融點：3 3 8 7 °c ) 、Ta (融點：2996它）、㈣ (融點：2467 °C ) 、Mo (融點：2623 °C )等的高融點金 屬、A 12 Ο 3 (融點：2 〇 2 0 °C ) 、Z r 〇 2 (融點：2 6 8 0 °C )、 BN (融點：2 73 0 °C )等的高融點化合物。 於本發明的蓋係具有與生胚薄片同等以上的面積爲最 佳。因爲以室覆蓋生胚薄片表面全部，在得到平坦的燒浐 -20- 200535901 (17) 體上爲理想。於生胚薄片係搭載一體的蓋亦佳、搭 的蓋亦佳。另外，亦可將1個蓋搭載於複數的生胚 。若使蓋搭載，於被燒結物（生胚薄片燒結體）， 阻止彎曲產生的方向略均勻的應力。 另外，此蓋係爲了於燒結時防止與被燒結體的 應避免將與生胚薄片的接觸面成爲極端的平滑。但 接觸面非常粗的情況，擔心其粗糙轉印於燒結體。 φ 的觀點，蓋的前述接觸面係以表面粗度Rmax作 60m程度的範圍爲理想。 燒結體係硏磨加工其表面後，上述金屬膜6 5、 40a爲由常用的方法形成，構成間隔物1 03 ( 1 04 ^ 〔實施例1〕 以下將本發明按照具體的實施例而說明 將TiC粉末（平均粒徑約〇·5 # m，碳含有量 以上，其1%以下爲遊離黑鉛）、Ti02粉末（平均 1 . 7 /i m ) 、A12〇3粉末（平均粒徑約〇·5 μ m )，秤 :11.7 莫耳％、Ti02: ι·81 莫耳 ％、Al2〇3: 86.49 ，用球磨機進行濕式粉碎、混合而得到漿狀物用原 〇 對於獎狀物用原料粉末，將結合劑、分散劑、 、溶劑按照下述而添加，藉由球磨機混合而製作薄 用的漿狀物。 載複數 薄片上 施加於 附著， 是，於 由以上 42a及 119) m 19 % 粒徑約 量TiC 莫耳％ 料粉末 可塑劑 片形成 -21 - 200535901 (18) 結合劑：聚乙烯縮丁醛樹脂…3wt% 分散劑：接枝式聚合物型陰離子系分散劑…2 wt % 可塑劑··鄰苯二甲酸酯（例如B P B G )…3 wt % 溶劑：醇（例如··乙醇）+芳香族（例如：甲苯）… 5 1 . 2 5 w t % 使用在以上得到的漿狀物，藉由刮刀（doctor blade )法而製作厚度約2 5 0 // m的生胚薄片，而且切斷爲具有 ® 寬56mm X長6 5 m m的尺寸的試驗用的晶片。晶片係爲了 除去包含的結合劑，施以於溫度4 0 0 °C、氫1 %、氮9 9 % 的混合氣體氣氛中持續導入露點3 5 °C的水蒸氣，保持2 小時的脫結合劑處理。 燒結施加了脫結合的晶片，燒結係於ai2o3製的給定 器（setter )上搭載晶片’而且於晶片上搭載爲了維持生 胚薄片的狀態的平坦性的ai2o3製的蓋。此蓋係具有與晶 片同樣的寬56mm X長65mm的尺寸（厚2.5mm )，於晶 ^ 片上周緣爲一致地搭載。另外，給定器（setter )、蓋爲 平坦而且其表面粗度在R max 10〜20// m的範圍。 在以上的狀態燒結晶片。燒結係藉由在真空中，在 15 5〇t、1 600 °C、1 65 0°C的各溫度，保持2小時而進行（ 實施例）。 測定燒結體（厚度：2 0 0 # m )的平坦度時，確認於 155(TC、1 600°C、165(TC任一的燒結溫度亦以Rmax爲60 β m以下（每5 0mm的長度）的平坦度。而且作爲比較， 關於不搭載蓋的例子（比較例）亦測定燒結體的平坦度。 -22- 200535901 (19) 其結果，比較例係產生了可以目視確認的大的彎曲。 ，於燒結前藉由搭載蓋而可製作平坦度優良的FED 間隔物。 另外，測定關於實施例（1 5 5 (TC燒結）的比阻抗 表示結果於第8圖，確認在作爲間隔物理想的1 . 0 X 1 1·0χ10ηΩ · cm的範圍內。 另外，測定關於對以上係改變了燒結溫度以外， 同而得到的燒結體（1 6 0 0 t )的比阻抗値。表示結果 9圖’而確認在作爲間隔物理想的1 . 〇 X 1 〇 6〜1 . 〇 X 1〔 • cm的範圍內。 〔實施例2〕 將Al2〇3粉末（平均粒徑約〇·5 # m ) 、Ti〇2粉 平均粒徑約1 .7 // m ) 、MgO粉末（平均粒徑約5.8 // ’秤量 Al2〇3: 30.38 莫耳 ％、Ti02: 12.51 莫耳 ％、 :5 7 · 1 1莫耳％、用球磨機進行濕式粉碎、混合而得 狀物用原料粉末。 對於漿狀物用原料粉末，將結合劑、分散劑、可 ί谷；4 fee如、下述而添加，藉由球磨機混合而製作薄片 用的漿狀物。 結合劑：聚乙烯縮丁醛樹脂…3wt% 分散劑··接枝式聚合物型陰離子系分散劑…2wt% 可塑劑··鄰苯二甲酸酯（例如BPBG )…3wt% '溶劑：醇（例如：乙醇）+芳香族（例如··甲苯 如此 用的 値。 0 6〜 爲相 於第 I1 1 Ω 末（ m ) MgO 到漿 塑劑 形成 -23-
200535901 (20) 5 1 . 2 5 w ί % 使用在以上得到的漿狀物，藉由刮刀（doctor )法而製作厚度約1 5 0 // m的生胚薄片，而且切斷赁 寬56mmx長6 5mm的尺寸的試驗用的晶片。晶片信 除去包含的結合劑，施以於溫度4 0 0 °C，於氮氣氣# 續導入露點3 5 °C的水蒸氣於管狀爐，保持8小時的 合劑處理。 結束此脫結合劑處理後，將管狀爐的溫度各個昇 表示於第1 〇圖的溫度，而且施加表示於第1 〇圖的保 間的加熱處理。而且於脫結合劑結束後係停止露點 的水蒸氣的導入，將管狀爐內成爲氮氣氣氛。 觀察施加了以上的加熱處理的晶片的耐崩壞性。 壞性係，以將具有與晶片同樣的寬5 6 m m X長6 5 m m 寸（厚2.5mm)的蓋搭載於晶片，晶片是否可維持形 判斷。蓋爲平坦且其表面粗度爲在Rm ax爲3〜60// 範圍。在可維持形狀的情況爲有耐崩壞性者爲〇、不 持形狀的情況爲X，而附於第1 〇圖。 另外，亦進行於施加了以上的加熱處理的晶片是 生變形的判定。判定的基準係判斷在Rmax是否產5 # m以上的彎曲。彎曲爲於未滿60 a m的情況爲〇 曲爲6 0 // m以上的情況爲X，而附於第1 0圖。 如第1 0圖所示地，保持脫結合劑的晶片、加熱 溫度爲65 0°C的晶片，不具有耐崩壞性。而且’將施 保持脫結合劑的晶片及以1 200°C、保持5小時加熱 blade 具有 爲了 中持 脫結 溫至 持時 3 5 °C 耐崩 的尺 狀來 m的 能維 否產 ^ 60 、彎 處理 加了 處理 -24- 200535901 (21) 的晶片的耐崩壞性試驗後的外觀，先表示於第11圖。 一方面，若加熱處理溫度成爲1 3 5 0 °c，則雖然具有 耐崩壞性，但是進行了燒結，變爲彎曲的大小不會看漏的 等級。因而，明暸加熱處理溫度爲800〜1300 t爲理想。 將施加了以1 200 °C保持5小時的加熱處理的晶片搭 載於Mo製的給定器上（setter )，而且於晶片上搭載了 應維持生胚薄片的狀態的平坦性之上述的Mo製的蓋。此 ^ 蓋係具有與晶片同樣的寬56 m mx長 65mm的尺寸（厚 2.5mm)，於晶片上周緣爲一致地搭載。另外，給定器（ setter )爲平坦而與晶片相接的面的表面粗度係以Rmax 在3〜60 // m的範圍。以以上的狀態燒結晶片。燒結係在 N2氣氛中，藉由在 1 5 5 0 °C、1 600 °C、165(TC的各溫度保 持2小時而進行（實施例）。 測定燒結體（厚度：1 00 # m )的平坦度時，確認了 於1 5 5 0 °C、160(TC、1 6 5 0 °C任一的燒結溫度，Rmax亦爲 ® 在60 # m以下（50mm的長度）的平坦度。而且，作爲比 較’關於不搭載蓋的例子（比較例）亦測定燒結體的平坦 度。其結果，比較例係產生了可以目視確認的大的彎曲。 如此’藉由燒結前搭載蓋而可製作平坦度優良的ρ e D用 的間隔物。 另外’測定關於實施例（1 6 0 0 °C燒結）的比阻抗値。 表示結果於第1 2圖，確認作爲間隔物理想在！. 〇 x i 〇 6〜 1-ΟχΙΟ11 Ω · em 的範圍內。 -25- 200535901 (22) 【圖式簡單說明】 〔第1圖〕爲表示本發明的製造製程的流程圖。 〔第2圖〕爲FED的平面圖 〔第3圖〕爲第2圖的II-II矢視剖面圖 〔第4圖〕爲表示間隔物的立體圖 〔第5圖〕爲表示FED面板側內部構造的側面圖 〔第6圖〕爲表示本發明的脫結合劑、加熱處理及燒 鲁結的熱形式（h e a t p a 11 e η )例的圖。 〔第7圖〕爲表示本發明的脫結合劑、加熱處理及燒 結的熱形式（heat patten )例的圖。 〔第8圖〕爲表示於實施例1以1 5 5 0 °C燒結的燒結 體的比阻抗値的表。 〔第9圖〕爲表示於實施例1以1 6 0 0 °C燒結的燒結 體的比阻抗値的表。 〔第1 〇圖〕爲表示於實施例2的加熱處理條件、耐 # 崩壞性、變形的有無的結果的表。 〔第1 1圖〕爲表示進行了於實施例的耐崩壞性試驗 的晶片的外觀的圖。 〔第1 2圖〕爲表示於實施例1以1 600 °c燒結的燒結 體的比阻抗値的表。 【主要元件符號說明】 4 0a 金屬_ 4 2a 金屬膜 -26· 200535901
(23) 50 基部 50A 主面 50B 主面 50C 側面 50D 側面 50F 端面 65 金屬膜 100 FED (電場發射型顯示器） 10 1 面板 102 黑色矩陣構造體 50E 端面 20 1 背板 202 陰極構造體 203 玻璃封止 103〜1 1 9 間隔物 3 0 1 黏著劑 3 02 黏著劑 -27-