(57)【要約】【課題】  気密容器内の圧力の上昇を抑制することができる気密容器を効率的に製造する。【解決手段】  活性化していない非蒸発型ゲッターに該非蒸発型ゲッターが活性化しないように電子線を照射する電子線照射工程と、前記電子線照射工程の後に、封着部を封着して気密容器を形成する封着工程と、を有することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性化していない非蒸発型ゲッターに該非蒸発型ゲッターが活性化しないように電子線を照射する電子線照射工程と、
前記電子線照射工程の後に、封着部を封着して気密容器を形成する封着工程と、
を有することを特徴とする気密容器の製造方法。
【請求項２】
前記電子線照射工程と前記封着工程との間に、前記非蒸発型ゲッターを非減圧雰囲気に曝す取り出し工程を有することを特徴とする請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記封着工程の後に、前記非蒸発型ゲッターを活性化する活性化工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記電子線照射工程は、前記非蒸発型ゲッターの温度を測定し、その結果に応じて該非蒸発型ゲッターの温度を調節する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気密容器の製造方法。
【請求項５】
前記電子線照射工程は、該電子線照射工程を行う真空排気装置の内部の圧力を測定し、その結果に応じて前記非蒸発型ゲッターの温度を調節する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気密容器の製造方法。
【請求項６】
前記電子線照射工程は、前記電子線の照射を停止することにより前記非蒸発型ゲッターの温度を調節する工程を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の気密容器の製造方法。
【請求項７】
電子放出素子を形成する工程と、
前記請求項１乃至６のいずれかに記載の方法により気密容器を形成する工程と、
を有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密容器及び画像表示装置の製造方法に関する。特に、非蒸発型ゲッターを有する気密容器及び画像表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面基板上に設けられた電子放出素子から放出した電子ビームを、対向する基板上の蛍光体に照射し、蛍光体を発光させて画像を表示する平面型画像表示装置が知られている。かかる画像表示装置は、電子放出素子と蛍光体とを内包する気密容器の内部を高真空に保持する必要がある。ガスの種類により影響の程度は異なるが、気密容器内部にガスが発生し圧力が上昇すると、電子放出素子に悪影響を及ぼして電子放出量を低下させるためである。
【０００３】
これを解決するため、気密容器の内部にゲッターを形成し、発生したガスを吸着する構成が提案されている。
【０００４】
ここで、ゲッターには、蒸発型ゲッターと非蒸発型ゲッターがある。ガスの種類によっては、ゲッターに吸収されやすいものと吸収されにくいものがある。蒸発型ゲッターは、水や酸素に対する排気速度は極めて大きいが、アルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスに対する排気速度は極めて小さい。また、非蒸発型ゲッターも、Ａｒのような不活性ガスに対する排気速度は極めて小さい。特に、Ａｒを用いたスパッタ法で成膜された非蒸発型ゲッターは、ゲッターの内部にＡｒガスが含まれており、気密容器形成後にＡｒガスを放出する。そのため、気密容器内のＡｒガスの圧力が上昇する。
【０００５】
そこで、非蒸発型ゲッターの予備加熱を行い、ゲッター表面の脱ガスを行う方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
また、排気管による排気をしながら、電子線を非蒸発型ゲッターに照射してゲッターを活性化する方法が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−２９６７３２号公報
【特許文献２】特開２０００−１３３１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非蒸発型ゲッターの予備加熱を行い、ゲッター表面の脱ガスを行う方法では、予備加熱による脱ガスが必ずしも十分なものではなかった。そのため、ゲッターの活性化を行う際、気密容器内に新たなガスが生じてしまう。
【０００８】
また、電子線を非蒸発型ゲッターに照射してゲッターを活性化する方法では、ゲッターの活性化を行う際に生じたガスが活性化したゲッターに再吸収されてしまう。そのため、脱ガスの効率が低くなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、気密容器内の圧力の上昇を抑制することができる気密容器を効率的に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の気密容器の製造方法は、活性化していない非蒸発型ゲッターに該非蒸発型ゲッターが活性化しないように電子線を照射する電子線照射工程と、前記電子線照射工程の後に、封着部を封着して気密容器を形成する封着工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、気密容器内の圧力の上昇を抑制することができる気密容器を効率的に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明は気密容器の製造方法に関するものであるが、特に、電子放出素子を有する画像表示装置に本発明を適用した場合について、以下に説明する。
【００１３】
＜第１の実施形態＞
（画像表示装置の構造）
図１は、画像表示装置の構造の一例を示す斜視図であり、一部切り欠いて示している。
【００１４】
図に示すように、本実施形態においては、リアプレート８とフェースプレート２とが支持枠４６を挟んだ形で気密容器４７が構成されている。
【００１５】
リアプレート８は、少なくとも、電子源基板１、電子源基板１上に配置された電子放出素子７、電気接続用端子Ｄｘ１〜Ｄｘｍ、Ｄｙ１〜Ｄｙｎ、列配線３１、行配線４２、素子電極３２、３３とで構成されている。電気接続用端子Ｄｘ１〜ＤｘｍとＤｙ１〜Ｄｙｎは、電子放出素子７に気密容器４７の外部から給電を行うための端子であり、それぞれ、列配線３１と行配線４２に電気的に接続されている。素子電極（高電圧側）３３と素子電極（低電圧側）３２は、それぞれ、列配線３１と行配線４２に電気的に接続されていると共に、電子放出素子７に電気的に接続されている。この素子電極３２及び３３によって、気密容器４７外部から電子放出素子７に電圧の印加が行われる。本実施形態においては、電子放出素子７として表面伝導型電子放出素子を用いた。
【００１６】
フェースプレート２は、少なくとも、ガラス等の透明基板４３と、透明基板４３上に配置された、蛍光膜４４、アノード電極としてのメタルバック４５とで構成されている。また、蛍光膜４４は、高電圧が印加されたメタルバック４５を透過した電子ビームが照射されて、画像を表示するために発光する。さらに、高圧端子Ｈｖは、気密容器４７外部からメタルバック４５に給電を行う。
【００１７】
（ゲッターの構成）
一般に電子放出素子を使用した画像表示装置において、気密容器内部には、封着時の残留ガスや気密容器内部の各部材からの放出ガスが存在する。それらを吸収するため、リアプレート８またはフェースプレート２、もしくはその両方にゲッターが設けられる。特に、電子放出素子近傍のガス分圧が低いことが望ましいため、リアプレート８に設置することが好ましい。
【００１８】
本実施形態では、図２に示すように、リアプレート８の電子放出素子７が設けられる領域以外の領域に、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｔｈ、Ｃｒ、Ｙ、Ｌａ等の単体やそれらの合金の非蒸発型ゲッター７０が設けられている。非蒸発型ゲッター７０は、Ａｒを用いたスパッタ法によって成膜される。非蒸発型ゲッターを用いることにより、ゲッターのパターンを容易に形成することが可能となる。
【００１９】
（電子線照射工程）
図３に示すように、活性化していない非蒸発型ゲッター７０を設けたリアプレート８を、電子線照射室１０１に搬送する。電子線照射室１０１は真空に維持されている。また、電子線照射室１０１には、電子線発生装置６０が設けられている。電子線発生装置６０として、熱電子源や冷陰極型電子源などを用いることができる。電子放出の安定性の点から、電子線発生装置６０として熱電子源を用いることが好ましい。
【００２０】
リアプレート８を電子線照射室１０１に搬送後、電子線発生装置６０より電子線を非蒸発型ゲッター７０に照射する。この際、非蒸発型ゲッター７０の排気能力が劣化するのを防止するため、非蒸発型ゲッター７０は活性化しないことが好ましい。そのため、電子線発生装置６０は非蒸発型ゲッター７０が活性化しないように電子線を照射する。例えば、電子線照射時のゲッターの温度がゲッターの活性化温度以上にならないように電子線を照射することが好ましい。
【００２１】
ここで、一般に非蒸発型ゲッターの活性化の度合いは、単に温度だけではなく、時間にも依存する。ゲッター材料や量、形状などが定まれば、ゲッターの排気速度の最大値は定まる。非蒸発型ゲッターをスパッタ法などにより形成した際に、排気速度が０である（排気能力が全くない）ということはほとんどないと考えられる。そのため、本発明において非蒸発型ゲッターが活性化していないとは、上述したゲッターの排気速度の最大値を基準とした場合の排気速度が１０％未満の場合をいう。また、本発明において非蒸発型ゲッターが活性化するとは、上述したゲッターの排気速度の最大値を基準とした場合の排気速度が１０％以上の場合をいう。
【００２２】
（活性化工程）
電子線照射工程の後、真空を維持したままベーク処理室１０２にリアプレート８を搬送する。そして、加熱処理を行う。この加熱処理により、非蒸発型ゲッター７０は活性化される。本実施形態では、リアプレート８の他に、フェースプレート２、支持枠４６も同時に加熱処理する。
【００２３】
（封着工程）
活性化工程の後、真空を維持したまま封着室１０３にリアプレート８、フェースプレート２、支持枠４６を搬送する。そして、リアプレート８、フェースプレート２、支持枠４６を封着する封着部において封着を行い、気密容器４７を形成する。封着方法としては、レーザー封着や通電による加熱封着などを用いることができる。
【００２４】
なお、活性化工程と封着工程の順番はこれまでに説明した順番に限られず、封着工程の後に活性化工程を行ってもよい。または、活性化工程と封着工程を同時に行ってもよい。しかし、活性化工程における放出ガスを真空排気装置により排気し、気密容器４７内部に放出ガスを残さないという点で、活性化工程後に封着工程を行うことが好ましい。
【００２５】
また、本実施形態では電子線照射室１０１、ベーク処理室１０２、封着室１０３としてそれぞれ別のチャンバーを用いた。しかし、同一のチャンバーにおいて電子線照射工程、活性化工程、封着工程を行うことができるのであれば、同一のチャンバーでこれらの処理を行うことも可能である。
【００２６】
本実施形態によれば、非蒸発型ゲッターが活性化しないように電子線を照射することにより、効率的にゲッターの脱ガスを行うことができる。そのため、気密容器内の圧力の上昇を抑制することができる。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
本実施形態における気密容器の製造方法について、図４を用いて説明する。
【００２８】
本実施形態では、電子線照射工程、活性化工程、封着工程については第１の実施形態と同様である。本実施形態では、電子線照射工程の後に取り出し工程を有し、その後、活性化工程、封着工程を有する点が第１の実施形態と異なる。以下、取り出し工程について説明する。
【００２９】
（取り出し工程）
電子線照射工程の後、リアプレート８を非減圧雰囲気１０４に取り出す。非減圧雰囲気１０４は、例えば、大気圧程度の大気や窒素雰囲気とすることができる。特に、気密容器を形成した後の真空形成の点から窒素雰囲気が好ましい。
【００３０】
本実施形態によれば、非蒸発型ゲッター７０が活性化しないように電子線を照射することにより、非蒸発型ゲッターを非減圧雰囲気に曝しても、非蒸発型ゲッターの排気能力が劣化するのを抑制することができる。そのため、電子線照射工程を行った後のリアプレートの保管が容易となる。また、ゲッターの脱ガスを行ったリアプレートを複数枚まとめて保管することが可能となるため、複数枚のリアプレートに対してその後の活性化工程や封着工程をまとめて行うことが可能となる。そのため、気密容器の製造コストを低減することができる。
【００３１】
（実施例１）
本実施例では、図２に示したように、リアプレート８上に、Ａｒを用いたスパッタ法、リフトオフ工程によって非蒸発型ゲッター７０を成膜した。非蒸発型ゲッター７０としてはＴｉを用いた。
【００３２】
非蒸発型ゲッター７０の成膜後、図４に示すように、電子線照射室１０１にリアプレート８を搬送した。そして、電子線発生装置６０としての熱電子源に対向するようにリアプレート８を固定した後、電子線照射室１０１内の真空排気を行った。
【００３３】
電子線照射室１０１内の真空排気を行いながら、熱電子源より、加速電圧１０ｋＶで加速した電子線を非蒸発型ゲッター７０に照射した。電子線の電流は１５μＡとした。電子線の照射及び熱電子源の輻射により非蒸発型ゲッター７０は１９０℃まで加熱された。本実施例で用いた非蒸発型ゲッター７０の活性化温度は３５０℃前後であり、熱電子源による電子線照射では非蒸発型ゲッター７０は活性化しなかった。電子線照射を２時間行った後、リアプレート８を非減圧雰囲気である大気中に取り出した。
【００３４】
その後、非蒸発型ゲッター７０について、昇温脱離法によりＡｒ放出ガスレートを測定した。測定結果を図５に示す。縦軸は、非蒸発型ゲッター７０の温度が３５０℃におけるＡｒ放出ガスレートである。
【００３５】
後述する比較例と比べて、非蒸発型ゲッター７０が活性化しないように電子線を照射することでＡｒガスの脱ガスが効果的に行われ、脱ガスを行った後に非蒸発型ゲッター７０に残留するＡｒガスが少なくなっていることが分かる。
【００３６】
なお、図５においては３５０℃におけるＡｒガス放出レートのみを示したが、他の温度においてもＡｒガス放出レートは、小さい順に実施例１、比較例１、比較例２となった。
【００３７】
（比較例１）
本比較例では、電子線照射室１０１内において電子線を非蒸発型ゲッター７０に照射せず、熱により非蒸発型ゲッター７０を１９０℃まで加熱した点が実施例１と異なる。
【００３８】
具体的には、非蒸発型ゲッター７０を電子線照射室１０１内に搬送し、対向する熱電子源を通電し、非蒸発型ゲッター７０を１９０℃まで加熱した。この際、加速電圧印加用電源（不図示）をオフとし、電子が非蒸発型ゲッター７０に照射されないようにした。１９０℃の加熱状態を２時間保持した後、リアプレート８を非減圧雰囲気である大気中に取り出した。
【００３９】
その後、非蒸発型ゲッター７０について、昇温脱離法によりＡｒ放出ガスレートを測定した。測定結果を図５に示す。
【００４０】
本比較例では、非蒸発型ゲッター７０に電子線を照射することなく加熱のみによる脱ガスを行ったため、電子線を照射した場合と比較してＡｒガスの脱ガスが不十分であったことが分かる。
【００４１】
（比較例２）
本比較例では、電子線照射室１０１内において電子線を非蒸発型ゲッター７０に照射せず、また、熱による加熱も行わなかった点が実施例１、比較例１と異なる。
【００４２】
すなわち、リアプレート８上に、Ａｒを用いたスパッタ法、リフトオフ工程によって非蒸発型ゲッター７０を成膜した後、非蒸発型ゲッター７０について、昇温脱離法によりＡｒ放出ガスレートを測定した。測定結果を図５に示す。
【００４３】
本比較例では、非蒸発型ゲッター７０に電子線を照射せず、また、加熱による脱ガスも行わなかった。そのため、電子線を照射した場合や加熱による脱ガスを行った場合と比較し、非蒸発型ゲッター７０に残留するＡｒガスが多くなっていることが分かる。
【００４４】
（実施例２）
本実施例では、図２に示したように、リアプレート８上に、Ａｒを用いたスパッタ法、リフトオフ工程によって非蒸発型ゲッター７０を成膜した。非蒸発型ゲッター７０としてはＴｉを用いた。
【００４５】
（電子線照射工程）
非蒸発型ゲッター７０の成膜後、図４に示すように、電子線照射室１０１にリアプレート８を搬送した。そして、電子線発生装置６０としての熱電子源に対向するようにリアプレート８を固定した後、電子線照射室１０１内の真空排気を行った。
【００４６】
図６に示すように、電子線照射室１０１内には、放射温度計１１１が設けられている。放射温度計１１１は、非蒸発型ゲッター７０の表面温度を測定する。熱電子源より加速電圧１０ｋＶで加速した電子線を、図７に示す矩形パルス状に照射した。電子線のパルス幅は２秒、最大電流密度は０．１Ａ／ｍ２である。パルスの周波数は、放射温度計１１１が測定した非蒸発型ゲッター７０の温度の測定結果が、基準温度Ｔ０以下になるように、フィードバック回路（非図示）を用いて調整した。すなわち、非蒸発型ゲッター７０の温度が基準温度に近づくとパルスの周波数を低くし、非蒸発型ゲッター７０の温度がある程度下がるとパルスの周波数を高くするようにした。この電子線照射を２時間行った。このようにパルスの周波数を調整することにより、電子線の照射を停止する期間を調整し、非蒸発型ゲッター７０の温度を調節することができる。
なお、本実施例では、基準温度を１９０℃とした。
【００４７】
（取り出し工程）
その後、電子線照射室１０１を大気に開放し、大気圧へリアプレート８を取り出した。取り出されたリアプレート８は、非減圧雰囲気の保管庫で保管した。
【００４８】
（活性化工程）
リアプレート８をフェースプレート２、支持枠４６と共に、ベーク処理室１０２内へ搬送した。リアプレート８とフェースプレート２とが支持枠４６を挟んで対向するように固定した。その後、ベーク処理室１０２の真空排気を行った。
【００４９】
ベーク処理室１０２の真空排気を行いながら、各基板を毎分５℃で加熱し、３５０℃で３０分加熱した。この際、リアプレート８上の非蒸発型ゲッター７０が活性化され、排気能力を有することとなる。各基板を冷却した後、真空を維持したまま、各基板をベーク処理室１０２から封着室１０３へ搬送した。
【００５０】
（封着工程）
封着室１０３内は排気装置により真空に維持されている。封着室１０３内において、各基板の位置合わせを行い、支持枠４６に設けられたインジウムを加熱した。インジウムが融溶した後、リアプレート８とフェースプレート２を接着した。封着後、毎分３℃で室温まで気密容器を冷却し、封着用材料を硬化させ、気密状態とした。このようにして気密容器４７が形成された。
【００５１】
なお、本実施例では非蒸発型ゲッター７０の温度を測定する手段として放射温度計１１１を用いたが、熱電対や抵抗温度計などの接触型温度計を用いてもよい。また、電子線を照射する時間により非蒸発型ゲッター７０の温度がどの程度上昇するかが予め分かっている場合には、それに基いて電子線の照射と非照射を調整することも可能である。
【００５２】
また、電子線照射工程におけるパルスのパルス幅は数秒から数十分以上のパルス幅でもよい。また、フィードバックによって制御するパラメータとして、パルス幅や最大電流密度など、パルスの周波数以外のパラメータとしてもよい。
【００５３】
本実施例によれば、電子線の照射と非照射を調整することにより非蒸発型ゲッター７０が活性化しないように制御することが可能となるため、冷却機などの構成を設ける必要がない点で好ましい。
【００５４】
（実施例３）
本実施例は、電子線照射工程が実施例２と異なる。
【００５５】
（電子線照射工程）
本実施例の電子線照射工程を行う電子線照射室１０１を図８に示す。非蒸発型ゲッター７０の成膜後、電子線照射室１０１にリアプレート８を搬送した。リアプレート８を冷却機１１３上に固定した後、電子線照射室１０１内の真空排気を行った。
【００５６】
電子線照射室１０１内には電離真空計１１２が設けられている。電離真空計１１２は、電子線照射室１０１内の圧力を測定する。熱電子源より加速電圧１０ｋＶで加速した電子線を電流密度０．０１Ａ／ｍ２で非蒸発型ゲッター７０に照射した。
【００５７】
電子線照射時に、電離真空計１１２で測定した電子線照射室１０１内の圧力の減少率が所定の値を超えた際に、冷却機１１３を駆動し、非蒸発型ゲッター７０を冷却した。電子線照射室１０１内の圧力が減少し始めることは、非蒸発型ゲッター７０が排気能力を有し始めることを意味する。そのため、電子線照射室１０１内の圧力の減少率が所定の値を超えた際に非蒸発型ゲッター７０を冷却することにより、非蒸発型ゲッター７０が活性化しないようにすることができる。
【００５８】
図９は、本実施例における電子線照射室１０１内の圧力の時間変化を示した図である。横軸は時間、縦軸は電子線照射室１０１内の圧力である。電子線の照射を開始すると脱ガスが行われ、電子線照射室１０１内の圧力が増加する。しかし、図中点線で示した部分において、圧力が減少している。本実施例では圧力の減少率が毎秒１５％を越えた際に冷却機１１３を駆動することとした。冷却機１１３を駆動することにより、圧力の減少が抑制されていることが分かる。これは、非蒸発型ゲッター７０が活性化しないことを意味する。この電子線照射を２時間行った。
その後、取り出し工程、活性化工程、封着工程を実施例２と同様に行った。
【００５９】
（実施例４）
本実施例では、図２に示したように、リアプレート８上に、Ａｒを用いたスパッタ法、リフトオフ工程によって非蒸発型ゲッター７０を成膜した。非蒸発型ゲッター７０としてはＴｉを用いた。
【００６０】
（電子線照射工程）
電子線照射工程については、実施例２と同様である。
【００６１】
（活性化工程）
電子線照射工程の後、リアプレート８を非減圧雰囲気に曝すことなく、真空を維持したままリアプレート８をフェースプレート２、支持枠４６と共に、ベーク処理室１０２内へ搬送した。
その後の活性化工程と封着工程は実施例２と同様である。
【００６２】
なお、本実施例の電子線照射工程は実施例２と同様であるとしたが、実施例３の電子線照射工程を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】画像形成装置の構造の一例を示す図である。
【図２】リアプレートの構造の一例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における気密容器の製造方法を示す図である。
【図４】第２の実施形態における気密容器の製造方法を示す図である。
【図５】昇温脱離法による測定結果を示す図である。
【図６】実施例２における電子線照射室を示す図である。
【図７】実施例２における電子線照射パルスを示す図である。
【図８】実施例３における電子線照射室を示す図である。
【図９】実施例３における電子線照射室の圧力の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
４７  気密容器
６０  電子線発生装置
７０  非蒸発型ゲッター
１０１  電子線照射室
１０２  ベーク処理室
１０３  封着室
１０４  非減圧雰囲気
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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