(57)【要約】【課題】ゲッター膜の膜厚分布を均一化することができ、輝度特性の劣化を防止し、長期間に渡って高い性能を維持する画像表示装置を製造可能なゲッター膜の形成方法を提供することにある。【解決手段】真空雰囲気中に上記対象部材１１とこの対象部材に対向した複数個のゲッター材４０とを配置し、ゲッター材を加熱してゲッターフラッシュを行い、対象部材のゲッター膜形成領域に各ゲッター材からのゲッターフラッシュによりゲッター膜を重ね合わせて形成する。その際、隣合う２つのゲッター材を、各ゲッター材のゲッターフラッシュにより形成されるゲッター膜の内、ゲッター膜中心部の膜厚に対して５０±２５％以下の膜厚となる領域が他方のゲッター材のゲッタフッラッシュにより形成されるゲッター膜と重なるように間隔を置いて配置し、上記ゲッターフラッシュを行う。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象部材上にゲッター膜を形成するゲッター膜形成方法において、
真空雰囲気中に上記対象部材とこの対象部材に対向した複数個のゲッター材とを配置し、
上記複数個のゲッター材を加熱してゲッターフラッシュを行い、上記対象部材上のゲッター膜形成領域に各ゲッター材からのゲッターフラッシュによりゲッター膜を重ね合わせて形成し、
隣合う２つのゲッター材を、各ゲッター材のゲッターフラッシュにより形成されるゲッター膜の内、ゲッター膜中心部の膜厚に対して５０±２５％以下の膜厚となる領域が他方のゲッター材のゲッタフッラッシュにより形成されるゲッター膜と重なるように間隔を置いて配置し、上記ゲッターフラッシュを行うことを特徴とするゲッター膜形成方法。
【請求項２】
上記複数個のゲッター材を順番にゲッターフラッシュすることを特徴とする請求項１に記載のゲッター膜形成方法。
【請求項３】
上記ゲッター材の少なくとも１つに反応型ゲッター材を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のゲッター膜形成方法。
【請求項４】
蛍光面を有した前面基板とこの前面基板と対向配置されているとともに上記蛍光面を励起する電子源を有した背面基板と、を備えた画像表示装置における上記前面基板上にゲッター膜を形成するゲッター膜形成方法において、
真空雰囲気中に上記前面基板とこの前面基板の蛍光面に対向した複数個のゲッター材とを配置し、
上記複数個のゲッター材を加熱してゲッターフラッシュを行い、上記蛍光面上のゲッター膜形成領域に各ゲッター材からのゲッターフラッシュによりゲッター膜を重ね合わせて形成し、
隣合う２つのゲッター材を、各ゲッター材のゲッターフラッシュにより形成されるゲッター膜の内、ゲッター膜中心部の膜厚に対して５０±２５％以下の膜厚となる領域が他方のゲッター材のゲッタフッラッシュにより形成されるゲッター膜と重なるように間隔を置いて配置し、上記ゲッターフラッシュを行うことを特徴とするゲッター膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空雰囲気中で対象部材にゲッター膜を形成するゲッター膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の画像表示装置が注目されている。例えば、放電現象による蛍光体の発光を利用したプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）や、主として電界による電子放出を利用したフィールド・エミッション・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）が知られている。
【０００３】
これらの画像表示装置は、基本構成として、所定の間隔をおいて対向配置された前面基板および背面基板を備え、これらの基板は周辺部を互いに接合することにより外囲器を構成している。ＦＥＤにおいて、前面基板の内面には蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体を励起する電子放出源である電子放出素子が各画素に対応して配列されている。また、両基板間には、基板間の隙間を維持するため、多数の板状、柱状もしくはビーズ等のスペーサが配置されている。
【０００４】
これらの画像表示装置において、前面基板と背面基板間の空間、すなわち真空外囲器内部は、高い真空度に維持されてい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ことになる。
【０００５】
そこで、長期間に渡って外囲器内を高真空度に維持するため、外囲器内にはガスを吸着するゲッター材が設けられ、重要な役割を果たしている。例えば、動作中にガス放出の生じ易い画像表示領域にゲッター膜を形成する方法として、真空チャンバ内に前面基板及び背面基板を投入し、真空排気した後、前面基板の画像表示領域を覆う領域にゲッター膜を形成し、更に、対向配置された両基板を真空中で封着する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２２９８２４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなゲッター材として蒸発型のゲッター材を使用する場合、１０−４Ｐａ程度以下の真空処理装置内でゲッター材を加熱蒸着し外囲器の内面にゲッター膜を成膜している。この際、複数個のゲッター材を用いて外囲器の成膜領域内にゲッター膜を形成する方法が考えられる。しかしながら、複数個のゲッター材を加熱蒸着する際、ゲッター材自身の配列やフラッシュ量、およびゲッター材から成膜領域までの距離の影響により、形成されるゲッターの膜厚が大きく変化してしまう。そのため、成膜領域に形成されたゲッター膜の膜厚が不均一になる恐れがある。そして、ゲッター膜の膜厚が不均一になると、画像表示装置を構成する外囲器内の輝度特性が均一とならず、長時間に渡って高い表示性能を維持することが困難となってしまう。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ゲッター膜の膜厚分布を均一化することができ、輝度特性の劣化を防止し、長期間に渡って高い性能を維持する画像表示装置を製造可能なゲッター膜の形成方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の態様に係るゲッター膜形成方法は、対象部材上にゲッター膜を形成するゲッター膜形成方法において、真空雰囲気中に上記対象部材とこの対象部材に対向した複数個のゲッター材とを配置し、上記複数個のゲッター材を加熱してゲッターフラッシュを行い、上記対象部材上のゲッター膜形成領域に各ゲッター材からのゲッターフラッシュによりゲッター膜を重ね合わせて形成する。その際、隣合う２つのゲッター材を、各ゲッター材のゲッターフラッシュにより形成されるゲッター膜の内、ゲッター膜中心部の膜厚に対して５０±２５％以下の膜厚となる領域が他方のゲッター材のゲッタフッラッシュにより形成されるゲッター膜と重なるように間隔を置いて配置し、上記ゲッターフラッシュを行うことを特徴としている。
上記のように構成されたゲッター膜形成方法によれば、複数個のゲッター材を上記間隔を置いて配置した状態でゲッターフラッシュすることにより、ゲッター膜中心部の膜厚に対して５０±２５％以下の膜厚となる領域同士を重ねて形成し、全域に渡って均一な膜厚を有したゲッター膜を得ることができる。これにより、画像表示装置を構成する外囲器内の輝度特性を均一として、長時間に渡って高い表示性能を維持することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係るゲッター膜形成方法について詳細に説明する。
始めに、ゲッター膜の形成対象となる部材として、例えば、前面基板を備えた画像表示装置について説明する。ここでは、表面伝導型の電子放出素子を備えたＦＥＤを例にとって説明する。
【００１１】
図１および図２に示すように、このＦＥＤは、絶縁基板として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１〜２ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。そして、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扁平な矩形状の真空外囲器１０を構成している。
【００１２】
真空外囲器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、複数のスペーサ１４が設けられている。スペーサ１４としては、板状あるいは柱状のスペーサ等を用いることができる。
【００１３】
前面基板１１の内面上には、画像表示面として、赤、緑、青の蛍光体層１６とマトリクス状の黒色遮光層１７とを有した蛍光体スクリーン１５が形成されている。これらの蛍光体層１６はストライプ状あるいはドット状に形成してもよい。この蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック２０が形成され、更に、メタルバックに重ねてゲッター膜２２が形成されている。
【００１４】
背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６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。また、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、その端部は真空外囲器１０の外部に引出されている。
【００１５】
このようなＦＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１５およびメタルバック２０にアノード電圧を印加し、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１５の蛍光体層１６が励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００１６】
次に、上記のように構成されたＦＥＤの製造方法について説明する。特に、前面基板１１にゲッター膜２２を形成する方法について説明する。
図３に示すように、ゲッター膜形成装置は、真空処理槽により構成された真空チャンバ３１と、この真空チャンバ内を真空排気する真空ポンプ３２とを備えている。真空チャンバ３１内には、前面基板１１を支持搬送する第１搬送機構３４が配設され、この第１搬送機構により前面基板１１が支持されている。また、真空チャンバ３１内には、ゲッター材を所定位置に搬送する第２搬送機構３６が設けられている。そして、この第２搬送機構３６により支持治具３８が移動可能に、かつ、高さ調整可能に支持されている。
【００１７】
支持治具３８上には複数個のゲッター材４０が保持され、前面基板１１と対向している。ゲッター材４０は、支持治具の上面に所定の間隔ｄを置いて複数列、複数行に配列されている。ゲッター材４０としては、例えば、ＢａＡｌ４粉末とＮｉ粉末との熱反応でＢａを真空蒸着する反応型ゲッターを用いることができる。また、支持治具３８の下面側には、ゲッター材４０を加熱する加熱ユニット４２が設けられている。加熱ユニット４２は、例えば、ゲッター材４０を非接触で加熱可能な高周波加熱方式として構成され、高周波コイルおよびこの高周波コイルに高周波を印加する図示しない高周波発生器を備えている。そして、加熱ユニット４２は、支持治具３８の下面側からこの支持治具を介してゲッター材４０を加熱する。なお、支持治具３８は、高周波加熱に影響を受けないセラミックまたは硝子等の非誘電材料で形成されている。
【００１８】
次に、以上のように構成されたゲッター膜形成装置を用いて前面基板１１にゲッター膜を形成する工程について説明する。
まず、ゲッター材４０を支持治具３８の上面に所定の配列で複数個設置する。複数個のゲッター材４０を用いてゲッター膜を形成する場合、形成されるゲッター膜の膜厚分布を決める上で、ゲッター材の配列、フラッシュ量、およびゲッター材から成膜領域までの距離を適切に設定する必要がある。そこで、膜厚分布を決める上で必要となってくる計算式としてＣｏｓｉｎｅ則を下記の通り変形し、実験近似値式を求めた。式１及び式２に実験値と近似値の比較結果を示す。
【００１９】
Ｃｏｓｉｎｅ則：ｔ／ｔ０＝１／［１＋（Ｌ／Ｈ）２］（３／２）  …式１
近似式  ：ｔ／ｔ０＝１／［１＋（Ｌ／Ｈ）２］（５／２）  …式２
ここで、Ｌ：ゲッター材からの水平距離
Ｈ：ゲッター材からゲッター膜形領域（被付着面）までの距離
ｔ：特定箇所に設定した時のゲッター膜厚
ｔ０：最も厚いゲッター膜厚
をそれぞれ示している。
【００２０】
上記式１および式２から、１つのゲッター材４０のゲッターフラッシュによって形成されるゲッター膜の膜厚分布は、図４に示すように、ゲッター材の中心と対向するゲッター膜形成領域の中心部が最も厚く、中心部から水平方向に離れるに従って薄くなり、ほぼ釣り鐘型となる。実際のゲッター膜は波線で示すような若干幅が狭くなった形状となる。
【００２１】
上記の実験結果に基づき、本実施の形態では、各ゲッター材４０のゲッターフラッシュによって形成されるゲッター膜の膜厚が薄くなる領域同士が重なるようにゲッター材を配列している。すなわち、図５に示すように、複数個配列されたゲッター材４０の内、最も隣接する２つのゲッター材間の間隔ｄを、各ゲッター材のゲッターフラッシュにより形成されるゲッター膜の内、ゲッター膜中心部Ｃの膜厚に対して５０±２５％以下の膜厚となる領域が他方のゲッター材のゲッタフッラッシュにより形成されるゲッター膜と重なる間隔に設定している。
【００２２】
上記の間隔ｄにて複数個のゲッター材４０を支持治具３８上に設置した状態で、この支持治具を真空チャンバ３１内に搬入し、前面基板１１と対向する所定のゲッターフラッシュ位置に位置決めする。なお、真空チャンバ３１内は予め真空ポンプ３２により１０−５Ｐａ程度の高真空に維持しておく。また、各ゲッター材４０は、予めゲッター材の蒸発温度よりも低い温度、例えば、５００℃に加熱し、予め脱ガス処理をしておく。
【００２３】
複数個のゲッター材４０をゲッターフラッシュ位置に位置決めした後、加熱ユニット４２の高周波コイルによりゲッター材をその蒸発温度以上の温度まで順番に加熱しゲッターフラッシュを行う。各ゲッター材４０からのゲッターフラッシュにより、形成対象部材としての前面基板１１の蛍光面側にゲッター膜を順次真空蒸着し、ゲッター膜を重ね合わせて形成する。図６に示すように、上記工程により、前面基板１１のゲッター膜形成領域に対し、全域に渡ってほぼ均一な膜厚分布を有したゲッター膜２２を形成することができる。
【００２４】
なお、支持治具３８は高周波加熱に影響を受けない非誘電材料で形成されていることから、ゲッター材４１のみの加熱制御することができる。
ゲッター膜２２の形成された前面基板１１は、大気に晒されることなく他の真空チャンバに搬送され、真空雰囲気中で背面基板と封着される。これにより、ＦＥＤが得られる。
【００２５】
上記のように構成されたゲッター膜形成方法によれば、複数個のゲッター材を所定の間隔を置いて配置した状態でゲッターフラッシュすることにより、ゲッター膜中心部の膜厚に対して５０±２５％以下の膜厚となる領域同士を重ねて形成し、全域に渡って均一な膜厚を有したゲッター膜を得ることができる。同時に、ゲッター膜の膜厚を用意に調整することが可能となる。これにより、画像表示装置を構成する外囲器内の輝度特性を均一として、長時間に渡って高い表示性能を維持することが可能な画像表示装置を提供することができる。
【００２６】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、各構成要素の寸法、ゲッター材料等は上述の実施の形態で示した数値、ゲッター材料に限定されることなく、必要に応じて種々選択可能である。また、ゲッターフラッシュにおけるゲッター材の加熱方式は、上述した高周波加熱に限らず、ゲッター材に通電して加熱する抵抗加熱を用いることもできる。その他、この発明において、ゲッター膜の形成対象部材はＦＥＤの前面基板に限定されることはなく、種々選択可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ゲッター膜の膜厚分布を均一化することができ、輝度特性の劣化を防止し、長期間に渡って高い性能を維持する画像表示装置を製造可能なゲッター膜の形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像表示装置の一例としてのＦＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った上記ＦＥＤの断面図。
【図３】上記ＦＥＤの製造に用いるゲッター膜形成装置を示す断面図。
【図４】ゲッター材からの水平距離と膜厚との関係を示す図。
【図５】複数個のゲッター材の配置分布を説明するための図。
【図６】形成されたゲッター膜の膜厚分布を示す図。
【符号の説明】
１０…真空外囲器、  １１…前面基板、  １２…背面基板、
１３…側壁、  １５…蛍光体スクリーン、  １８…電子放出素子、
２０…メタルバック、  ２２…ゲッター膜、  ３１…真空チャンバ、
４０…ゲッター材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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