(57)【要約】【課題】長期にわたって高い表示性能を維持することができ、製造コストの低減を図ることが可能な画像表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】表示面が設けられた前面基板１１およびこの前面基板に対向配置されているとともに電子源が設けられた背面基板１２を有する外囲器１０と、外囲器内に設けられた非蒸発型のゲッタと、を備えた画像表示装置の製造方法であって、外囲器を非蒸発型のゲッタの活性化温度よりも高い温度で加熱して、外囲器内を脱ガスし、脱ガスしながら、外囲器内を真空排気し、脱ガス後、外囲器を脱ガス時の温度よりも低い温度に維持した状態で、非蒸発型のゲッタを活性化する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面が設けられた前面基板およびこの前面基板に対向配置されているとともに電子源が設けられた背面基板を有する外囲器と、前記外囲器内に設けられた非蒸発型のゲッタと、を備えた画像表示装置の製造方法において、
前記外囲器を前記非蒸発型のゲッタの活性化温度よりも高い温度で加熱して、前記外囲器内を脱ガスし、
前記脱ガスしながら、前記外囲器内を真空排気し、
前記脱ガス後、前記外囲器を前記脱ガス時の温度よりも低い温度に維持した状態で、前記非蒸発型のゲッタを活性化する画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記非蒸発型のゲッタの活性化を２５０℃以上で行う請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記前面基板に、複数の蛍光体層と、蛍光体層間に位置した遮光層とを有する蛍光体スクリーンを形成し、前記遮光層に重ねて前記非蒸発型のゲッタを形成する請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記非蒸発型のゲッタとしてＴｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｍｎ,Ｙの内の１種類以上の金属または合金を用いる請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記外囲器に形成された排気孔を通して、前記外囲器内を真空排気する請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蛍光体スクリーンと電子源とを有し、内部にゲッタが設けられた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量・薄型の画像表示装置として、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤと称する）、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などが開発されている。
【０００３】
例えばＦＥＤでは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周辺部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。前面基板の内面には蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体を励起して発光させるための電子放出源として多数の電子放出素子が設けられている。
【０００４】
背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これら基板の間には複数の支持部材が配設されている。背面基板側の電位はほぼアース電位であり、蛍光面にはアノード電圧として例えば１０ｋＶが印加される。蛍光体スクリーンを構成する赤、緑、青の蛍光体に電子放出素子から放出された電子ビームを照射し、蛍光体を発光させることによって画像を表示する。
【０００５】
このようなＦＥＤにおいては、外囲器内部を高い真空度に維持することが重要となる。真空度が低いと、安定した電子放出ができず、画像表示装置の寿命が低下する。また、ＰＤＰでは、外囲器の内部を満たした不活性ガスを高純度に保つことが重要な技術となっている。
【０００６】
長期間に渡って外囲器内を高真空に維持するため、外囲器内には放出ガスを吸着するゲッタ材が設けられ重要な役割を果たしている。ゲッタ特性を良好な状態にするために真空処理装置内でゲッタ材を前面基板または背面基板の内面、あるいはその他の構造物に蒸着し、更に、両基板を真空中で封着して外囲器を形成する画像表示装置の製造方法および製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、ＰＤＰのパネル側辺に隣り合う領域に非蒸発型ゲッタ層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２２９８２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１９１３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
真空処理装置内でゲッタ膜の形成、および外囲器の封着を行う方法では、不所望なガス分子は効率的にゲッタ膜に吸着される。そのため、ＦＥＤの真空外囲器内部は長期間にわたって高い真空度に維持される。
【０００８】
しかしながら、この方法では大型の真空処理装置を使用するため、製造コストが高くなり、結果として画像表示装置のコストも高くなる。また、真空処理装置内にゲッタ蒸着のための駆動機構を設けなければならないため、装置の信頼性やメンテナンス性が悪くなる。蛍光体スクリーンの全面に亘って蒸発型のゲッタ膜を蒸着形成すると、輝度が低下するという性能上の問題も生じる。
【０００９】
また、パネル側辺に隣り合う領域に非蒸発型のゲッタ膜を形成する方法では、ゲッタから離れた領域、すなわち蛍光体スクリーンの中央部に存在する不所望なガス分子を効率的にゲッタに吸着することができない。そのため、真空外囲器の中央部のガス圧が高くなり、表示装置中央部の電子源素子が劣化してしまい良好な特性を得られない。更に、大型のパネルをコンダクタンスの小さい排気管や排気孔から外囲器内を排気している状態で基板を加熱すると、放出ガスによって外囲器内の圧力が上昇し、十分なゲッタ特性を得られるまでゲッタを活性化することが困難となる。
【００１０】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、長期にわたって良好な表示性能を維持することができ、製造コストの低減を図ることが可能な画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の態様に係る画像表示装置の製造方法は、表示面が設けられた前面基板およびこの前面基板に対向配置されているとともに電子源が設けられた背面基板を有する外囲器と、前記外囲器内に設けられた非蒸発型のゲッタと、を備えた画像表示装置の製造方法であって、  
前記外囲器を前記非蒸発型のゲッタの活性化温度よりも高い温度で加熱して、前記外囲器内を脱ガスし、前記脱ガスしながら、前記外囲器内を真空排気し、前記脱ガス後、前記外囲器を前記脱ガス時の温度よりも低い温度に維持した状態で、前記非蒸発型のゲッタを活性化することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の様態によれば、大型のパネルの有効面内に配置された非蒸発ゲッタを十分に活性化することができ、長期にわたって高い表示性能を維持することができ、製造コストの低減を図ることが可能な画像表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照しながら、この発明の画像表示装置をＳＥＤに適用した実施形態について詳細に説明する。  
図１および図２に示すように、ＳＥＤは、それぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１１、および背面基板１２を備え、これらの基板は所定の間隔で対向配置されている。背面基板１２は、前面基板１１よりも大きな寸法に形成されている。前面基板１１および背面基板１２は、矩形枠状の側壁１３を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された偏平な外囲器１０を構成している。接合部材として機能する側壁１３は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２５により、前面基板１１の周縁部および背面基板１２の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。
【００１４】
外囲器１０の内部には、前面基板１１および背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数の板状の支持部材１４が設けられている。これらの支持部材１４は、外囲器１０の一辺と平行な方向にそれぞれ延在しているとともに、上記一辺と直交する方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。各支持部材１４の長手方向両端部は、それぞれ側壁１３と隙間を置いて対向している。
【００１５】
図２ないし図４に示すように、前面基板１１の内面には、画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、緑、青の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、およびこれらの蛍光体層間に位置した黒色の遮光層２０を並べて構成されている。赤、緑、青の３色の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、第１方向に隙間を置いて交互に並んで形成され、同一色の蛍光体層が第１方向と直交する第２方向に隙間を置いて配列されている。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ、赤、緑、青の単色でサブピクセルを構成し、３色のサブピクセルを合わせて一画素を構成している。
【００１６】
蛍光体スクリーン１６の遮光層２０に重ねてマトリクス状の分断層３１が形成されている。蛍光体スクリーン１６上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック層１７が形成されている。本実施形態によれば、メタルバック層１７は、分断層３１により縦方向および横方向に分断され、互いに電気的に分離した複数の分断領域を有している。分断層３１により夫々が互いに電気的に分断したメタルバック層１７は、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂに夫々重なって位置している。
【００１７】
蛍光体スクリーン１６の遮光層２０に重ねて、ここでは、分断層３１に重ねて、非蒸発型のゲッタ膜２３が形成されている。ゲッタ膜２３は、蛍光体スクリーン１６上に所定の面積で配置されている。すなわち、ゲッタ膜２３は、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ上を避けるように分断層３１上に重ねて形成され、互いに電気的に分断された複数の領域を有している。ゲッタ膜２３は、遮光層２０上に重なる領域にだけ設けても良いが、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂに重なる領域であっても、対応する電子放出素子１８からの電子ビームが当たらない領域であれば重ねて設けても良い。
【００１８】
図３ないし図５に示すように、ゲッタ膜２３は、非蒸発型ゲッタの粉末４１、非蒸発型ゲッタの粉末同士および非蒸発型ゲッタの粉末と前面基板とを接着するための接着材粒子４３を有している。非蒸発型ゲッタとしては、一般に使用されている様々なものを選択することが可能であるが、ＳＥＤに使用する場合には活性化温度が比較的低い種類のものが望ましい。
【００１９】
粉末４１の粒径は使用デバイスの真空特性、例えば到達真空度や放出ガス量などにより定める。本実施形態では、５０％径が１〜１０μｍ、望ましくは１〜５μｍとするのがよい。これ以上粒径が大きいと非蒸発型ゲッタ粉末の比表面積が小さくなる。そのため、ゲッタのガス吸着速度が小さくなり、ＳＥＤの外囲器１０内部を高い真空度に維持することが困難になる。また、これ以上粒径が小さいと、ゲッタ粉末４１が室温においても非常に活性な状態となり、取り扱いが難しくなる。
【００２０】
接着材粒子４３は、一般に使用されている様々なものを選択することが可能であるが、非蒸発型ゲッタの粉末４１よりも小さな粒径を有する接着材粒子を用いる。接着材粒子４３の粒径が非蒸発型ゲッタの粉末４１の粒径と同等かそれよりも大きい場合、非蒸発型ゲッタの粉末表面の大部分が接着材粒子４３の陰になってしまい、ガス分子がゲッタ粉末に吸着しにくくなる。そのためにゲッタの吸着速度が落ち、ＳＥＤの外囲器内部を高い真空度に維持することができなくなる。
【００２１】
望ましい接着材粒子４３としては、５０％径が０．１〜１μｍの銀パウダーを挙げることができる。この銀パウダーによって非蒸発型ゲッタの粉末４１同士を接着し、同時に、非蒸発型ゲッタの粉末と前面基板と互いに接着することにより、蛍光体スクリーン１６上にゲッタ膜２３が形成される。ゲッタ膜２３は、例えば、スクリーン印刷法、ディスペンス法、スプレー塗布法、蒸着等によって形成することができる。
【００２２】
図２に示すように、背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。背面基板１２の内面には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は外囲器１０の外部に引出されている。
【００２３】
背面基板１２の周縁部、例えば、コーナー部には排気工程において外囲器１０内部を排気するための排気孔２９が貫通形成されている。排気孔２９は、蛍光体スクリーン１６から外れた位置、つまり、有効表示領域から外れた位置に設けられている。排気孔２９は蓋部材３０によって気密に封止されている。排気孔２９は、１つに限らず、必要に応じて増加可能である。
【００２４】
このようなＳＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック層１７にアノード電圧を印加して、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーンへ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００２５】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造方法について説明する。  
まず、前面基板１１となる板ガラスに蛍光体スクリーン１６を形成する。続いて、蛍光体スクリーン１６の遮光層２０に重ねてマトリクス状の分断層３１を形成した後、蛍光体スクリーン１６に重ねてアルミニウム膜等からなるメタルバック層１７を蒸着形成する。メタルバック層１７は、分断層により縦方向および横方向に分断され、互いに電気的に分離した複数の分断領域を形成する。
【００２６】
前面基板１１の内面外周部に沿って低融点ガラス２５を矩形枠状に塗布して封着層を形成する。続いて、大気中で低融点ガラス２５を仮焼成して有機溶剤と樹脂を除去しておく。
【００２７】
続いて、背面基板１２用の板ガラスに電子放出素子１８および配線２１を形成する。次に、背面基板１２の内面外周部に沿って低融点ガラス２５を矩形枠状に塗布し封着層を形成する。この背面基板１２を大気中で仮焼成する。その後、低融点ガラス２５からなる封着層上に側壁１３を位置合わせした後、大気中で低融点ガラス２５の結晶析出温度まで昇温しその温度を保持することにより側壁１３を背面基板１２に封着する。この後、電子放出素子１８の活性化を行う。次いで、複数の支持部材１４を背面基板１２に対して位置合わせし、その端部を背面基板に固着する。
【００２８】
上記のように形成された前面基板１１と背面基板１２とを互いに位置合わせし、対向配置するとともに、背面基板１２の排気孔２９に排気ラインを接続する。この状態で、前面基板１１および背面基板１２を加熱炉内に投入し、４５０℃程度まで加熱する。加熱により、低融点ガラス２５の溶融が始まる。図６に示すように、例えば、３０分かけてアルゴン雰囲気にて約４５０℃に温度が保持され、低融点ガラス２５が溶融するとともに結晶析出が始まる。その後、低融点ガラス２５の結晶析出がほぼ完了し、背面基板１２、前面基板１１が低融点ガラスにより側壁１３を介して互いに封着される。
【００２９】
続いて、加熱炉内の温度をゲッタ膜の活性化温度よりも高い高温、例えば、４００〜４５０℃に維持し、前面基板１１および背面基板１２を１時間程度ベーキングする。前面基板、背面基板、蛍光体スクリーン、電子放出素子に吸着していた不所望なガス成分を放出させ脱ガスを行う。電子放出素子の酸化を防ぐため、加熱炉内を非酸化性雰囲気とすることが望ましい。
【００３０】
ベーキングによる脱ガスの間、排気ポンプを作動させ、排気孔２９から外囲器１０内部を排気する。これにより、基板、蛍光体スクリーン等から脱離したガス成分が外囲器１０から外部へ排出され、外囲器１０内部は清浄な真空状態となる。この状態では、外囲器１０内の圧力が高くなり非蒸発のゲッタ膜２３を十分に活性化させるには不十分である。４００〜４５０℃で基板等の脱ガスを十分に行うと、昇温直後に比べ１桁ほど外囲器内の圧力が低下する。
【００３１】
続いて、加熱炉の温度を、ゲッタ膜２３を活性化する２５０℃以上の温度、例えば、３５０℃まで下げる。これにより、外囲器１０内の圧力を１桁ほど低くすることがきる。そして、３５０℃に維持した状態で所定時間、例えば、２時間、外囲器１０を加熱し、非蒸発のゲッタ膜２３を活性化させる。これにより、活性化されたゲッタ膜２３は、パネル内の不所望なガスを十分に吸着し続けることができる吸着能力を得られる。
【００３２】
非蒸発型のゲッタ膜２３の活性化が終了した後、外囲器１０を所望の温度まで降温し、蓋部材３０により外囲器１０の排気孔２９を気密に封止する。蓋部材３０の封止は、インジウム等の低融点金属による封着、局所加熱による溶着など公知の技術を用いて行うことができる。次いで、外囲器１０は、加熱炉から取り出される。以上の工程によりＳＥＤの外囲器１０が完成する。
【００３３】
上記のように構成されたＳＥＤによれば、非蒸発型ゲッタで形成されたゲッタ膜２３は、蛍光体スクリーン１６の全面にわたって形成されているとともに、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ上を避けるよう遮光層２０上に形成されている。そのため、ゲッタ膜２３により輝度を低下させずに外囲器１０内部全体を高い真空度に維持することが可能となる。
【００３４】
上述したＳＥＤの製造方法によれば、活性化中の真空度を向上させることができ、大型の表示装置を排気管または排気孔から真空排気しても、非蒸発型ゲッタを効率良く活性化することができる。また、ゲッタ膜の形成に際して高価な真空処理装置を用いる必要が無く、製造コストの増加を抑えることができ、装置の信頼性やメンテナンス性も良好になる。以上により、長期にわたって良好な表示性能を維持することができ、製造コストの低減を図ることが可能な画像表示装置の製造方法が得られる。
【００３５】
この発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３６】
上述した実施形態では、ゲッタ膜の形成対象となる部材として、内面に蛍光体スクリーンを有する前面基板を備えたＳＥＤを例にとって説明したが、この発明はこれに限定されること無く、ＦＥＤ、ＰＤＰ、その他の真空装置、蛍光表示管、半導体センサーなど他のデバイスに対しても適用することができる。非蒸発型ゲッタ粉末、接着材粒子の材料も上記実施形態に限定されること無く、使用するデバイスの真空特性や放出ガス特性、耐熱性などに合わせ、種々使用することができる。
【００３７】
ゲッタは、金属材料、有機材料、無機材料などが選択可能である。例えば、非蒸発型ゲッタとして、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｖ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｉ，Ｍｎ,Ｙなどの金属、あるいはこれらの合金を用いても良い。ゲッタは、前面基板に限らず、外囲器内に位置した他の構成部材に形成してもよい。
【００３８】
接着材粒子の材料として、リン酸系フリットガラスを用いても良い。非蒸発型ゲッタの粉末をペースト化するときの有機材料についても、酢酸エチル、酢酸ブチル、ニトロセルロース、エルバサイト、ポリエチレンカーボネートなど、使用するデバイスの特性や非蒸発型ゲッタ材などに合わせ、様々な種類のものを適宜選択して使用してよい。その他ペースト化の混合比、ペーストの形成方法、ゲッタ膜形成のための焼成条件などについても、種々変更可能であり、活性化された非蒸発型ゲッタが十分なガス吸着性能を発揮できれば良い。
【００３９】
ＳＥＤを構成する構造物の形状、寸法、配置、あるいは材料など、好適なものを選択することができることは言うまでもない。ゲッタ膜の形成寸法や形状、配置、膜厚についても、使用するデバイスの真空特性や放出ガス特性、耐熱性などに合わせ、種々使用することができる。
【００４０】
前面基板と背面基板の封着についても、インライン型の連続炉、バッチ式の大気焼成炉を用いても良いし、真空中で封着を行っても良い。電子放出素子は、ｐｎ型の冷陰極素子あるいは電界放出型の電子放出素子等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係るＳＥＤを一部破断して示す斜視図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＳＥＤの断面図。
【図３】図３は、前記ＳＥＤの前面基板および蛍光体スクリーンの一部を拡大して示す平面図。
【図４】図４は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った前面基板の断面図。
【図５】図５は、前記ＳＥＤの非蒸発型のゲッタ膜を示す断面図。
【図６】図６は、前記ＳＥＤの製造工程における加熱温度の変化を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１０…外囲器、  １１…前面基板、  １２…背面基板、  １３…側壁、
１４…支持部材、  １６…蛍光体スクリーン、  １７…メタルバック層、
１８…電子放出素子、  Ｒ、Ｇ、Ｂ…蛍光体層、  ２０…遮光層、
２３…非蒸発型のゲッタ膜、  ４１…ゲッタの粉末、  ４３…接着剤粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008084778.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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