(57)【要約】【課題】ベーク工程の熱以外の外部エネルギを与えるプロセスを必要せずに、活性化温度の異なる非蒸発型ゲッタを活性化することができる真空気密容器の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の真空気密容器の製造方法は、第１のＮＥＧ１５が活性化する温度Ｔ１まで減圧雰囲気の温度を昇温させ、第１のＮＥＧ１５のみを活性化させるＳＴＥＰ２を含む。また、真空気密容器の製造方法は、第１のＮＥＧ１５を活性化させた後、第２のＮＥＧ２７の活性化する温度Ｔ２まで減圧雰囲気の温度を昇温させて、第２のＮＥＧ２７を活性化させるＳＴＥＰ４を含む。これら各ＳＴＥＰ２及びＳＴＥＰ４は、ベーク工程内にて終了する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の非蒸発型ゲッタと、前記第１の非蒸発型ゲッタよりも活性化温度が高い第２の非蒸発型ゲッタとを内部に配置した容器を減圧雰囲気下でベークするベーク工程を含む真空気密容器の製造方法において、
前記ベーク工程は、前記第１の非蒸発型ゲッタが活性化する温度Ｔ１まで前記第１及び第２の非蒸発型ゲッタの温度を昇温させ、前記第１の非蒸発型ゲッタを活性化させるステップと、
前記第１の非蒸発型ゲッタを活性化させた後、前記温度Ｔ１よりも高く、前記第２の非蒸発型ゲッタが活性化する温度Ｔ２まで前記第１及び第２の非蒸発型ゲッタの温度を昇温させて、前記第２の非蒸発型ゲッタを活性化させるステップとを、有することを特徴とする真空気密容器の製造方法。
【請求項２】
画像を表示するための蛍光体を有する前面基板と、電子を放出するための電子放出素子を有する背面基板とを、所定の間隔をあけて支持枠で封着するステップを含む、請求項１に記載の真空気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記第１の非蒸発型ゲッタおよび前記第２の非蒸発型ゲッタのいずれか一方を前記前面基板に塗布し、他方を前記背面基板に塗布する、請求項２に記載の真空気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記第１の非蒸発型ゲッタおよび前記第２の非蒸発型ゲッタのいずれか一方を、画像を表示するための蛍光体を有する前面基板に塗布し、他方を、電子を放出するための電子放出素子を有する背面基板に塗布するステップを含む、請求項１に記載の真空気密容器の製造方法。
【請求項５】
前記前面基板と、前記背面基板とを、所定の間隔をあけて支持枠で封着するステップを含む、請求項４に記載の真空気密容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空気密容器の製造方法に関する。特に、平面型画像表示装置において用いる真空気密容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示装置の大画面化が進んでいる。従来、画像表示装置としてはブラウン管（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ；以下ＣＲＴと呼ぶ）が主流であった。しかしながら、ＣＲＴは大きく重い点が課題であった。これに代わるものとして、軽く、薄型の平面型画像表示装置、いわゆるフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；以下ＦＰＤと呼ぶ）が注目されている。
【０００３】
ＦＰＤはＣＲＴと同様に明るくコントラストの高い、視野角の広い、更に大画面化、高精細化の要求にもこたえ得るものの開発が進められている。近年盛んに研究開発されているＦＰＤとしてはＬＣＤ  （Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶表示装置）が挙げられる。また、この他、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ；プラズマディスプレイ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；エレクトロルミネッセンス）なども開発されている。
【０００４】
これらはＣＲＴとは発光原理が異なるものであるが、一方で、ＣＲＴと同様に電子線を用いて蛍光体を発光させるＦＰＤの開発も進められている。その１つに、電子源として従来の熱陰極ではなく、冷陰極を用いて電界によって電子を引き出すタイプのディスプレイであるＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ；電界放射ディスプレイ）がある。そしてＦＥＤの１つに表面伝導型電子放出素子（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｍｉｔｔｅｒ；以下ＳＣＥと呼ぶ）をガラス基板上にマトリクス状に配置したディスプレイがある。このディスプレイは、ＳＥＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）と呼ばれ、ＳＥＤは本出願人によって提案されている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００５】
ＦＥＤ、ＳＥＤは電子線を用いることからＣＲＴと同様に容器内部を高真空に保つ必要があり、内部の真空劣化（圧力上昇）は画像品質や電子源寿命に影響を及ぼす。
【０００６】
良好な真空の真空容器を得るための方法としては、従来、容器内部を排気しながら加熱し、容器内面に吸着したガスを脱離させた後に封止するという方法が用いられる。（この加熱工程を以降「ベーク工程」と呼ぶ。）また、封止後の真空を維持する方法としては、従来、容器内部にゲッタと呼ばれる金属薄膜を配置し、ガス吸着作用を利用して排気する方法が用いられる。
【０００７】
ゲッタは大きく「蒸発型ゲッタ（Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ  Ｇｅｔｔｅｒ）」と「非蒸発型ゲッタ（Ｎｏｎ−Ｅｖａｐｏｒａｂｌｅ  Ｇｅｔｔｅｒ；以降ＮＥＧと呼ぶ）」の２つに分類される。
【０００８】
蒸発型ゲッタはＢａに代表されるもので、真空中で容器内面に蒸着した金属膜をそのままポンプとして使用するものである。
【０００９】
蒸発型ゲッタの特徴としては、蒸着直後よりポンプ機能を発揮できる反面、一旦蒸着したゲッタ膜を大気に晒すことができないため、蒸着以降は封止まで一貫して真空中で行う必要がある。また、蒸発型ゲッタは、通常、蒸着するためにはベーク工程の熱以外のエネルギ手段（通電、高周波など）が必要となる。
【００１０】
一方のＮＥＧはＴｉ、Ｚｒ、Ｖなどの金属またはそれらを主成分とする合金を、容器内面に蒸着やスパッタ等で形成するが、その後、大気に晒すことが可能であることが特徴である。但し、一旦大気に晒したＮＥＧは、そのままではポンプとしての性能は発揮できない。よって、ＮＥＧを真空中で加熱し、「活性化温度」と呼ばれるＮＥＧが吸着性能を発揮するための温度以上の温度を経る必要がある。ＮＥＧはこの過程を経て初めてポンプとしての性能を発揮する。
【００１１】
このＮＥＧの加熱プロセスは「活性化」と呼ばれる。ＮＥＧを活性化するための加熱手段としては、通電、高周波などのエネルギ手段を使えば、任意のタイミングで選択的に活性化が可能であるが、活性化温度がベーク温度以下なら、ベーク工程の熱によっても活性化することが可能である。ベーク工程の熱でＮＥＧを活性化できると、ＮＥＧを活性化するための特別な手段、プロセスを省略できるため、タクト、コストの面から好ましい。
【００１２】
ＦＰＤ用の真空容器をベーク（排気しながら加熱）する場合、容器が薄型のため、排気のコンダクタンスが小さく、ベーク時に容器内部の圧力が上がってしまう場合がある。加熱中の温度の高い状態で容器内部の圧力が上がると、ＦＥＤ、ＳＥＤの場合、電子源が劣化してしまう場合があり、望ましくない。
【００１３】
一方、ゲッタとしてＮＥＧを採用し、このＮＥＧがベークの温度で活性化する場合、ＮＥＧが活性化された後は、ベーク工程の放出ガスをＮＥＧが吸着（排気）する。このため、ベーク中の真空容器内の圧力が下がり、ベークによる電子源の劣化を抑制できると共に、封止前の真空容器内の圧力を下げることができる。
【００１４】
しかし、ベーク工程の放出ガスをＮＥＧが排気するということは、ベーク工程でＮＥＧが劣化することを意味する。よって、ＮＥＧの本来の目的である、封止以降の排気性能が低下してしまい、ＦＥＤ、ＳＥＤの寿命低下、または性能劣化を招く。
【００１５】
そのための対策としては、従来、ベーク時の容器内圧力を改善するゲッタと、封止以降のＦＥＤ、ＳＥＤの寿命、性能維持のために使用するゲッタを別々に用意するという手法が採られる。
【００１６】
特許文献３では、画像表示領域内にＮＥＧを、その外周に蒸発型ゲッタまたはＮＥＧを設ける方法が開示されている。しかし、外周のゲッタとして蒸発型を採用する場合、画像表示領域内のＮＥＧをベーク工程で活性化した後、蒸発型ゲッタを蒸着するためには、そのための手段（外部エネルギ）が必要となる。また、外周にＮＥＧを採用する場合、外周のＮＥＧには、画像表示領域内のＮＥＧと同種類（同じ活性化温度）か、または、ベーク工程の温度よりも高い活性化温度を有するものが採用される。
【００１７】
外周のＮＥＧが画像表示領域内のＮＥＧと同種類の（同じ活性化温度を持つ）ものであれば、両方のＮＥＧをベーク工程で活性化できるものの、外周のＮＥＧもベーク工程の放出ガスを吸着してしまい、性能が低下してしまう。外周のＮＥＧを、その後、再活性化することは可能であるが、そのときは、そのための手段（外部エネルギ）が必要となり、新たなプロセスが発生する。
【００１８】
外周のＮＥＧに、ベーク温度よりも高い活性化温度を有するものを採用する場合には、ベーク工程における外周のＮＥＧの劣化は回避できる。しかし、そのときは勿論、活性化のための新たな手段（外部エネルギ）が別途必要となり、やはり新たなプロセスが発生する。
【００１９】
特許文献４では、２種類のゲッタを、容器と連通して設けられたゲッタボックス内に配置して用いる方法が開示されている。しかしながら、一方のゲッタは蒸発型であり、蒸発させるための新たな手段（外部エネルギ）と、蒸着のためのプロセスを必要としている。
【００２０】
特許文献５では、活性化温度の異なる２種類のＮＥＧを、容器と連通して設けた空間に配置する方法が開示されている。しかし、活性化温度が低い方のＮＥＧはベーク工程で活性化するものの、活性化温度が高い方のＮＥＧは、ベーク工程及び封止工程終了後、外部エネルギにより選択的に活性化する必要がある。よって、活性化のための新たな手段（外部エネルギ）とベーク工程以外の活性化プロセスを必要としている。
【００２１】
特許文献６では、表示装置内に、積層された２種類のＮＥＧを有し、ＮＥＧを昇温して活性化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開昭６４−０３１３３２号公報
【特許文献２】特開平０７−３２６３１１号公報
【特許文献３】特開２００１−７６６５０号公報（欧州特許公開公報  ＥＰ０９９６１４１Ａ）
【特許文献４】特開平９−３２０４９３号公報（ＦＲ  Ａ１  ２７７１５４９）
【特許文献５】特開平１０−６４４５７号公報（欧州特許公開公報ＥＰ  ０８１７２３４Ａ）
【特許文献６】特開２０００−３１１５８８号公報（米国特許公報ＵＳ  ６５５９５９６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
従来、２種類のゲッタを用意し、一方でベーク工程の放出ガスを吸着することによって容器内の圧力を改善し、他方で封止後の容器内の圧力を長期間、良好に維持するという方法は採られてきた。しかしながら、いずれかのゲッタを活性化、または蒸着するために、ベーク工程の熱以外の外部エネルギを必要としており、そのためのプロセスを必要としていた。
【００２４】
そこで、本発明は、ベーク工程の熱以外の外部エネルギを与えるプロセスを必要せずに、活性化温度の異なる非蒸発型ゲッタを活性化することができる真空気密容器の製造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】
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明の真空気密容器の製造方法は、第１の非蒸発型ゲッタと、第１の非蒸発型ゲッタよりも活性化温度が高い第２の非蒸発型ゲッタとを内部に配置した容器を減圧雰囲気下でベークするベーク工程を含む。本発明の真空気密容器の製造方法は、該ベーク工程が、第１の非蒸発型ゲッタが活性化する温度Ｔ１まで第１及び第２の非蒸発型ゲッタの温度を昇温させ、第１の非蒸発型ゲッタを活性化させるステップを含む。また、本製法は、第１の非蒸発型ゲッタを活性化させた後、温度Ｔ１よりも高く、第２の非蒸発型ゲッタが活性化する温度Ｔ２まで第１及び第２の非蒸発型ゲッタの温度を昇温させて、第２の非蒸発型ゲッタを活性化させるステップを含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ベーク工程の熱のみによって第１の非蒸発型ゲッタおよび第２の非蒸発型ゲッタをそれぞれ独立に活性化することができる。このため、ベーク工程の熱以外の外部エネルギを与えるプロセスを必要せずに、活性化温度の異なる非蒸発型ゲッタを活性化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による画像表示装置の構成の一例を模式的に示す一部を破断した斜視図である。
【図２】本発明による画像表示装置の模式的な断面図である。
【図３】本発明の画像表示装置の製造方法におけるベーク工程の際の温度プロファイルを示すグラフである。
【図４】ベーク工程において、Ｔ２を３５０℃としたときの第２の非蒸発型ゲッタであるＴｉゲッタの活性化状態を示すグラフである。
【図５】ベーク工程において、Ｔ１を３００℃としたときの第２の非蒸発型ゲッタであるＴｉゲッタの活性化状態を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２９】
本発明の真空気密容器の製造方法は、ＦＰＤ用真空気密容器を包含しており、特にＦＥＤ及びＳＥＤは真空気密容器内部を低圧力に維持する必要がある点から、本発明が適用されるのに好ましい形態である。本発明の実施の形態についてＳＥＤを例に挙げ、以下に具体的に説明する。
【００３０】
図１は本発明による画像表示装置の構成の一例を模式的に示す、画像表示装置の一部を破断した斜視図である。
【００３１】
前面基板１、背面基板２及び支持枠３は、接合部においてフリットガラスまたは低融点金属を用いて互いに接着され、外囲器を形成している。
【００３２】
前面基板１は、前面ガラス基板１１の内面上に、蛍光体（図中非表示）、ブラックマトリクス１３、メタルバック１４、ＮＥＧ１５が形成されており、この部分は画像表示領域となる。背面基板２は、背面ガラス基板２１内面上に、複数の電子放出素子（電子源）２２、Ｘ配線２３とＹ配線２４を配置したものであり、電子放出素子２２を配置した部分についても画像表示領域と呼ぶ。
【００３３】
図２に本発明による画像表示装置の構成の断面を模式的に示す。前面基板１内面上には第１の非蒸発型ゲッタである第１のＮＥＧ１５が設置されており、背面基板２内面上には、第１のＮＥＧ１５とは活性化温度の異なる第２の非蒸発型ゲッタである第２のＮＥＧ２７が設置されている。すなわち、本発明の画像表示装置は活性化温度の低い第１の非蒸発型ゲッタと、第１の非蒸発型ゲッタよりも活性化温度の高い第２の非蒸発型ゲッタとを有する。
【００３４】
図２においては、前面基板１、背面基板２の内面の構成部材は、第１のＮＥＧ１５、及び第２のＮＥＧ２７以外は省略されている。また、背面基板２には、容器内部を排気するための排気孔５が設けられているが、この排気孔５より内部を排気した後に、封止蓋（図２中には表示せず）によりこの排気孔５を塞ぐことにより、真空気密容器となる。容器内部を排気する方法としては、排気孔に限定されるものでないことは後述する。
【００３５】
容器内部に設置する第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７は、通常、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖなどの金属、または、それらを主成分とする合金を選ぶことができ、それらの中から、固有の活性化温度が異なる２つの金属または合金を選ぶ。
【００３６】
第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７の設置方法としては、蒸着法、スパッタ法などがあり、容器を形成する前に、予め前面基板１または背面基板２上に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖなどの金属、またはそれらを主成分とする合金を薄膜として塗布する。また、その他にも、印刷、リフトオフなどの方法で塗布することも可能である。尚、本発明の製造方法におけるＮＥＧの形態は、金属薄膜に限定されるものではなく、粉体を焼結して形成したようなバルクゲッタについても適用可能である。
【００３７】
第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７の設置位置については、前面基板１または背面基板２の面内、つまり、画像表示領域及びその外周が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３８】
但し、第１のＮＥＧ１５と第２のＮＥＧ２７とは積層すべきではなく、異なる位置に配置されなくてはならない。また、第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７の吸着量、吸着速度が第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７の設置面積に比例すると考えられる。よって、第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７はなるべく広い面積に設置することが有利である。更には、ＦＰＤにおいては、通常、前面基板１と背面基板２の間隔が狭く、排気のコンダクタンスが小さくなることからも、第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７は、基板面内に広く設置することが望まれる。
【００３９】
しかし、第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７として前述のような金属薄膜を使用する場合は、膜面内が電気的に低抵抗となる。このため、絶縁性、高抵抗が必要となる電極間などを覆うように第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７を設置することはできず、ＮＥＧの設置が望ましくない部分にはマスキングしてＮＥＧが塗布されないようにするパターニングの必要がある。
【００４０】
また、前面基板１内面にＮＥＧを設置する場合、前面基板１上に設けられた蛍光体上部に設置すると、画像表示の輝度が低下する可能性がある。ＮＥＧの膜厚を薄くすることによって輝度低下を抑制することは可能である。しかしながら、ＮＥＧの膜厚を薄くするに従いＮＥＧの吸着量が低下するため、膜厚を厚くし、且つ輝度低下を抑制するためには、パターニングによって蛍光体上部にはＮＥＧを設置しないようにする必要がある。
【００４１】
ＮＥＧを設置した後、前面基板１及び背面基板２を支持枠３で挟み、接着剤を用いて封着し、容器を形成する。但し、容器の一部には、内部を排気するための排気孔５が予め設けられている。接着剤を用いて封着する方法としては、基板と支持枠の間に接着剤を挟み、熱で接着剤を溶融する方法が一般的である。
【００４２】
しかし、ＮＥＧとしてＴｉなどの金属薄膜を採用し、基板内面に設置した場合、大気中でＮＥＧの温度も上げてしまうとＮＥＧ表面が酸化してしまい、後に活性化しても著しく吸着性能が劣ってしまう。そのため、大気中で接着剤を溶融する場合は、ＮＥＧ表面の温度を上げないように、接着剤近傍のみを局所的に加熱し、封着するか、または、容器全体を加熱するならば、Ａｒなどの不活性な雰囲気中で加熱して、封着することが望まれる。
【００４３】
容器形成後、該容器はベーク工程に入る。形成された容器を、容器を昇温する機構の備わった真空チャンバ中に設置し、チャンバを排気する。このとき、排気孔５を通して容器内部も排気される。ある程度圧力が低下したところで、容器の昇温を開始する。
【００４４】
図３に本発明の画像表示装置の製造方法におけるベーク工程の際の温度プロファイルを示す。なお、第１のＮＥＧ１５の活性化温度は第２のＮＥＧ２７よりも低い。
【００４５】
ＳＴＥＰ１は、第１のＮＥＧ１５が活性化する温度Ｔ１まで昇温するステップである。ＳＴＥＰ２は、第１のＮＥＧ１５が活性化するまでＴ１を維持するステップである。ＳＴＥＰ３は、第１のＮＥＧ１５の活性化後、第２のＮＥＧ２７が活性化する温度Ｔ２まで昇温するステップである。ＳＴＥＰ４は、第２のＮＥＧ２７が活性化するまでＴ２を維持するステップである。ＳＴＥＰ５は、第２のＮＥＧ２７活性化後、降温するステップである。本発明において、第１のＮＥＧ１５及び第２のＮＥＧ２７の活性化温度Ｔ１、Ｔ２で温度を保持するステップ（ＳＴＥＰ２、ＳＴＥＰ４）を有することは好適である。
【００４６】
本発明の製造方法によれば、ＳＴＥＰ２によって、第２のＮＥＧ２７が活性化する前に、第１のＮＥＧ１５を充分活性化すると共に容器内部の圧力を充分低下させる時間を有することができる。また、ＳＴＥＰ４によって、第２のＮＥＧ２７を充分に活性化させる時間を得ることができる。
【００４７】
なお、ＳＴＥＰ２の第１のＮＥＧ１５を活性化する工程においては、第１のＮＥＧ１５が活性化すると同時に第２のＮＥＧ２７が、あまり活性化していないことは重要である。
【００４８】
ここで、ＮＥＧが活性化したか否かの判定は、予め、同じ温度プロファイルにおけるＮＥＧの排気速度を測定し、得られた排気速度の最大値の７０％を超えた点を「活性化した」とする。
【００４９】
なお、活性化の判断に７０％より小さな値を選択すると、ＮＥＧの性能を充分生かせないことになる。一方、７０％より大きな値を選択すると、活性化に要する時間が長くなり、特に第１のＮＥＧ１５の場合、第２のＮＥＧ２７にダメージを与える可能性が出てくる。よって、本発明では「活性化した」と判断するのは、７０％程度とした。
【００５０】
また、第２のＮＥＧ２７が活性化していないことを判定するためには、活性化したことの判定と同様とした。すなわち、予め同じ温度プロファイルにおける第２のＮＥＧ２７の排気速度を測定し、第１のＮＥＧ１５が活性化した時点での排気速度が、第２のＮＥＧ２７の排気速度の５０％未満であれば、「活性化していない」とした。
【００５１】
５０％とした理由は、第１のＮＥＧ１５が活性化した時点では、第１のＮＥＧ１５の排気作用により真空容器内の圧力が下がるため、第２のＮＥＧ２７に排気能力が発生したとしても、第２のＮＥＧ２７へのダメージは大きくないと考えられるからである。しかし、第２のＮＥＧ２７の排気能力を充分生かすためには、第１のＮＥＧ１５が活性化した時点での第２のＮＥＧ２７の排気速度は５０％程度に抑えることが適当である。
【００５２】
但し、排気速度の最大値を得るまでの時間は、排気するガス種によって異なるので、ＳＴＥＰ２、ＳＴＥＰ４の時間、温度変化レートは容器内部に残留しているガス種によって選ぶべきものである。また、上記のＮＥＧ活性化の判定によれば、ＳＴＥＰ２、ＳＴＥＰ４は必ずしも一定温度である必要はなく、第２のＮＥＧ２７を活性化する迄に第１のＮＥＧ１５のみを活性化できる温度プロファイルであればよい。例えばＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ４までの温度変化レートを分けることにより、２つのＮＥＧの活性化の機能分離を達成することも可能である。
【００５３】
ＳＴＥＰ５の降温の途中で排気孔５を封止蓋により封止することにより、真空気密容器が形成される。
【００５４】
容器内部を排気し、容器を封止する形態としては、上記で説明したような真空チャンバ中で排気孔５から排気し、封止蓋で排気孔５を塞ぐというものに限られない。排気孔５は容器を形成した後に容器内部を排気するための手段の１つであり、排気孔の代わりに排気管を使うことも可能である。排気管によって容器内部を排気する場合は、勿論、容器を真空チャンバ中に設置する必要はない。
【００５５】
上記２つの形態は、容器を予め封着しておき、排気孔または排気管から容器内部を排気するというものであったが、本発明は更に、真空チャンバ中で容器を封着することにより真空容器を形成する形態においても適用可能である。
【００５６】
真空チャンバ中で容器を封着することにより真空容器を形成する方法は以下の点で有利である。すなわち、封着直前まで前面基板１と背面基板２の間隔を広く取ることが可能であり、予め封着してから排気孔、または排気管から排気する場合に比べ、ベーク工程中の基板間の排気コンダクタンスを大きくすることができることである。
【００５７】
しかし、基板間隔を広くすると、特に多数個の容器を同時に作ろうとする場合、装置が大きくなってしまうので、真空チャンバ中での基板間隔はなるべく狭くしたいという要求がある。基板間隔が狭く、基板間の排気コンダクタンスが小さくなる場合は、排気孔から排気する場合と同等であり、本発明が有効となる。
【００５８】
以上、本実施形態の真空気密容器の製造方法は、ベーク工程において、時間差を付けて、第１の非蒸発型ゲッタのみを活性化させた後、第２の非蒸発型ゲッタを活性化するような温度プロファイルを採用する。これにより、先に活性化した活性化温度の第１の非蒸発型ゲッタのポンプ作用により、活性化温度の高い第２の非蒸発型ゲッタを圧力の低い、良好な雰囲気で活性化することができるため、第２の非蒸発型ゲッタのベーク時における劣化を抑制することができる。そのため、封止後のゲッタ吸着量が増加し、良好なゲッタ性能を長時間維持できるようになる。
【００５９】
また、本実施形態の真空気密容器の製造方法は、ベーク工程の熱のみによって第１の非蒸発型ゲッタおよび第２の非蒸発型ゲッタを、それぞれ独立に活性化することができる。このように、各非蒸発型ゲッタの活性化をベーク工程内にて終了させることができるため、活性化のためだけの工程を別途必要としない。
【００６０】
また、本実施形態の真空気密容器の製造方法により製造された容器を用いる画像表示装置は寿命を従来の画像表示装置に対して延ばすことができる。これは、第２の非蒸発型ゲッタが封止後も良好なゲッタ性能を長時間維持できるため、残留ガスによる電子放出素子へのダメージを低減させることができるためである。
【００６１】
また、本実施形態の真空気密容器の製造方法により製造された容器は、画像表示装置を、低コストで、より小型化、フラット化できる。
これは、ベーク時の昇温処理のみでゲッタを活性化するため、前面基板または背面基板以外に、別途ゲッタのための空間、エリアを設ける必要がないことによるものである。
（実施例）
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明を詳しく説明する。
［実施例１］
本実施例は、図１に示すＳＥＤを例に、本発明を適用したプロセスについて、詳細に述べる。
（１）前面基板形成工程
前面ガラス基板１１はアルカリ成分が少ないＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）の２．８ｍｍ厚ガラスを用いた。ガラス基板を充分に洗浄した後、この上にスパッタ法によりＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を１００ｎｍ堆積し、透明電極を形成した。続いて印刷法により蛍光膜を塗布し、フィルミングと呼ばれる表面の平滑化処理をして、蛍光体を形成した。なお、蛍光体は赤、緑、青の３色より成るストライプ状の蛍光体とした。また、黒色導電材からなるマトリクス構造（ブラックマトリクス）も設けた。画素数は赤、緑、青を１画素として７２０×１６０画素である。更に、蛍光体、ブラックマトリクス１３の上（画像表示部全面）に、アルミ薄膜よりなるメタルバック１４を電子ビーム蒸着法により約１００ｎｍの厚さに形成した。フィルミング剤はメタルバック形成後、大気中で焼成することにより除去された。なお、メタルバック１４を電気的に高圧端子４に接続するための配線は、予めＡｇペーストの印刷、焼成によって形成した。
（２）前面基板上へのＮＥＧ形成工程
フィルミング剤を除去した後、前面基板１上に、第２のＮＥＧ２７に該当するＴｉを電子ビーム蒸着法により約３５０ｎｍの厚さに形成した。このとき、Ｔｉ膜による輝度劣化防止のため、予めメタルマスクで蛍光体部はマスキングし、Ｔｉはブラックマトリクス１３のＸ方向に延びる部分上にのみに蒸着されるようにした。
（３）背面基板形成工程
背面ガラス基板２１は、高歪点ガラスであるＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）の２．８ｍｍ厚ガラスを用い、更にこの上にナトリウムブロック層として１００ｎｍのＳｉＯ2膜を塗布焼成したものを用いた。
【００６２】
素子電極２５，２６は、ガラス基板２１上に、まず下引き層としてチタニウム５ｎｍ、その上に白金４０ｎｍをスパッタ法によって成膜をする。その後、フォトレジストを塗布し、露光、現像、エッチングという一連のフォトリソグラフィ法によってパターニングして形成した。
【００６３】
次にＹ配線２４を、素子電極の一方に接して、且つそれらを連結するようにライン状のパターンで形成した。材料には銀フォトペーストインキを用い、スクリーン印刷した後、乾燥させてから所定のパターンに露光し現像した。この後４８０℃の温度で焼成して配線を形成した。
【００６４】
配線の厚さは約１０μｍ、幅は５０μｍである。なお終端部は配線取り出し電極として使うために、線幅をより大きくした。次にＸ配線２３とＹ配線２４を絶縁するための層間絶縁層を配置した。絶縁層は、Ｘ配線２３の下に、先に形成したＹ配線２４との交差部を覆うように配置するとともに、Ｘ配線２３と素子電極２５、２６の他方との電気的接続が可能なように、接続部にコンタクトホールを開けて形成した。
【００６５】
工程はＰｂＯを主成分とする感光性のガラスペーストをスクリーン印刷した後、露光−現像した。これを４回繰り返し、最後に４８０℃の温度で焼成した。この層間絶縁層の厚みは全体で約３０μｍであり、幅は１５０μｍである。Ｘ配線２３は、先に形成した絶縁層の上に、銀ペーストインキをスクリーン印刷した後乾燥させ、この上に再度同様なことを行い２度塗りしてから４８０℃の温度で焼成することにより形成した。Ｘ配線は上記絶縁層を挟んでＹ配線２４と交差しており、絶縁層のコンタクトホール部分で素子電極の他方と接続されている。このＸ配線２３によって他方の素子電極は連結されており、パネル化した後は走査電極として作用する。Ｘ配線の厚さは、約１５μｍである。なお、背面ガラス基板２１の画像表示領域（素子電極部）外部の配線が形成されない部分には、予め直径１０ｍｍの排気孔５が設けられている。
（４）素子膜塗布工程
素子電極２５、２６の間に電子放出素子（素子膜）２２をインクジェット方式で塗布した。素子膜としては水８５：イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１５からなる水溶液に、パラジウム−プロリン錯体０．１５重量％を溶解した有機パラジウム含有溶液を使用した。その後、この基板を空気中にて３５０℃で１０分間の焼成処理をして、酸化パラジウム（ＰｄＯ）とした。素子膜の直径は約６０μｍ、厚みは最大で１０ｎｍである。
（５）素子膜フォーミング工程
形成された素子膜２２に対して、フォーミングと呼ばれる還元雰囲気中での通電処理により、素子膜内部に数ｎｍのギャップを形成し、電子放出部を形成した。具体的には、背面基板２の周囲の取り出し電極部（Ｘ配線２３、Ｙ配線２４の外周部）を残して、基板全体を覆うように蓋をかぶせる。蓋は真空排気系及びガス導入系と接続されており、その内部に低圧力の水素ガスを充填することが可能なようになっている。低圧力の水素ガス空間中で外部電源より電極端子部からＸＹ配線間に電圧を印加し、素子電極間に通電する事によって、導電性薄膜内部に数ｎｍのギャップを形成し、電気的に高抵抗な状態の電子放出部を形成する。このとき、水素によって還元が促進され酸化パラジウム（ＰｄＯ）がパラジウム（Ｐｄ）膜に変化する。
（６）素子活性化
フォーミングが終了した状態の素子膜は電子放出効率が非常に低いものであるため、電子放出効率を上げるために、素子活性化と呼ばれる処理を行う。この処理は上述の素子膜フォーミングと同様に蓋をかぶせ、内部に有機化合物が存在する適当な圧力の真空空間を作り、外部からＸＹ配線を通じてパルス電圧を素子電極に繰り返し印加することによって行う。これにより、有機化合物に由来する炭素あるいは炭素化合物を、上記亀裂（ギャップ）近傍にカーボン膜として堆積させる。本工程ではカーボン源としてトルニトリルを用い、スローリークバルブを通して真空空間内に導入し、１．３×１０-4Ｐａを維持した状態で電圧を印加した。
（７）背面基板上へのＮＥＧ形成工程
素子活性化が終了した後、背面基板２の画像表示領域上に、第１のＮＥＧ１５であるＴｉＺｒを電子ビーム蒸着法により約３５０ｎｍの厚さに形成した。蒸着した膜のＴｉとＺｒの組成比は、およそ５０％−５０％であった。蒸着するにあたっては、Ｙ配線２４上のみに蒸着されるように、メタルマスクを用いてマスキングを行った。これは素子電極２５、２６、電子放出素子２２の素子電極間ギャップ、またはＸ配線２３、Ｙ配線２４の電位差が生じる部分にまたがって第一のＮＥＧ１５の膜が付着すると短絡してしまうのを防止するためである。
（８）スペーサ設置工程
その後、真空容器が大気圧に耐えられる構造とするために、背面基板２の画像表示領域内のＹ配線２４上に、高さ１．８ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ、長さ１８０ｍｍのガラスからなる支持部材（スペーサ）を等間隔に５本設置した。
（９）封着材料（低融点金属）塗布工程
前面基板１及び背面基板２を約１１０℃に加熱したホットプレート上に置き、前面基板１、背面基板２それぞれの画像表示領域外周の封着部上に、電気るつぼ中で溶融したインジウム（融点：１５７℃）を、超音波で振動させた口径約４ｍｍのノズルで塗布した。形成されたインジウムの高さは約０．３ｍｍである。なお、背面基板２の画像表示領域外周の封着部は絶縁層で覆われており、インジウムで配線間が電気的に短絡しないようにしている。
（１０）基板位置合わせ工程
ＰＤ−２００ガラスで成形された、幅８ｍｍ、高さ１．５ｍｍの支持枠３を、インジウムが塗布された前面基板１と背面基板２の封着部に挟み、前面基板１と背面基板２の位置合わせをした上で、前面基板１と背面基板２の４辺をクリップで挟んで固定した。
（１１）封着工程
封着は前面基板１または背面基板２と支持枠３の間のインジウムに通電し、溶融することによって行った。まず、背面基板２と支持枠３を封着するため、背面基板２と支持枠３の間のインジウム部の対向する位置２箇所に、銅製の板電極を挿入した。この電極間に７０Ａを２分間通電することにより、背面基板２と支持枠３を封着した。前面基板１と支持枠３の封着についても、前面基板１と支持枠３の間のインジウム部の対向する２箇所に銅製の板電極を挿入し、同様の条件で封着した。
（１２）ベーク工程
封着された基板は、基板加熱機構及び排気孔の封止機構を持つ真空チャンバ内で、減圧雰囲気下でベークされる。チャンバ内には上下にホットプレートがあり、ホットプレート表面には基板を支持する高さ１０ｍｍ程度のピンが数本垂直に立てられており、上下から基板を挟み込める構造になっている。封着材のインジウムの融点は１５７℃であり、ベーク温度よりも低いため、ベーク時にインジウムの融点以上の温度では、位置合わせして封着した基板同士が動いてしまう可能性がある。そこで、ホットプレートで挟み込んだ状態でベークし、基板同士が動かないようにした。
【００６６】
ベーク温度については、まず、活性化温度の高い方のＮＥＧ（第２のＮＥＧ２７）であるＴｉが活性化する温度として、Ｔ２を３５０℃とした。また、温度を３５０℃一定としたときのＴｉの吸着速度を測定したところ、図４に示すように、窒素（Ｎ2）または一酸化炭素（ＣＯ）に対しては３５０℃になって約８分後に排気速度が最大値の７０％になった。
【００６７】
また、水（Ｈ2Ｏ）に対しては約１５分後に排気速度が最大値の７０％になることが分かった。このことより、Ｔ２を保持する時間はおよそ１５分以上あればＴｉは活性化したと考えられるが、容器内の圧力を充分下げ、且つ水の排気速度を最大化しておく目的で、Ｔ２を維持する時間は６０分とした。
【００６８】
なお、図４に示すとおり、第２のＮＥＧ２７の窒素または一酸化炭素に対する排気速度の最大値は、約４０（ｍ3／ｓ／ｍ2）である。また、水に対する排気速度の最大値は、約２（ｍ3／ｓ／ｍ2）である。Ｔ１からＴ２への昇温レートは２０℃／ｍｉｎとした。またＴ１については、ＴｉＺｒが活性化し、且つＴｉが活性化しない温度として３００℃を選択した。
【００６９】
また、温度を３００℃一定としたときのＴｉＺｒの吸着速度を測定したところ、窒素または一酸化炭素、及び水に対して、３００℃になって、それぞれ約１０分後、約３０分後に排気速度が最大値の７０％になることが分かった。そこで、ＴｉＺｒについてはＴ１を維持する時間を３０分とした。なお、昇温レートは約２０℃／ｍｉｎとした。
【００７０】
Ｔ１（３００℃）における第２のＮＥＧ２７であるＴｉゲッタの活性化状態を、図５に示す。温度Ｔ１で３０分維持した際の、第２のＮＥＧ２７の窒素、一酸化炭素に対する排気速度は約５（ｍ3／ｓ／ｍ2）であり、水に対する排気速度は約０．８（ｍ3／ｓ／ｍ2）である。このように、それぞれ排気速度の最大値の５０％に満たないことは明らかである。
【００７１】
その後、Ｔ２（３５０℃）を６０分保持した後、降温を開始した。
（１３）封止工程
封止蓋は、厚さ２．８ｍｍのＰＤ−２００の板ガラスを３０ｍｍの正方形に加工したもので、蓋の外周に沿って、予めインジウムが塗布されている。この封止蓋は基板と共にチャンバ内に設置され、上下機構により排気孔部に押し当てられるようになっており、更にヒータによって基板と同じ温度にコントロールされるようになっている。
【００７２】
降温開始後、基板の温度が２００℃迄下がったところで封止蓋を基板の排気孔５の部分に押し当て、排気孔を塞ぐことによって封止した。封止した後、温度が１００℃以下に下がったところで真空チャンバ内に窒素を導入し、内部を大気圧に戻した後、基板を取り出した。
【００７３】
上記工程で形成された真空容器を、駆動回路と共に筐体に組み込み、画像表示装置としてのＳＥＤを形成した後に駆動したところ、背面基板にもＴｉを配置した従来構成と比較して、良好な寿命特性が得られた。
［実施例２］
ベーク工程における昇温を、Ｔ１（３００℃）の保持時間無しで、室温からＴ２（３５０℃）まで２℃／ｍｉｎの昇温レートで昇温し、Ｔ２を１時間保持したこと以外は実施例１と同じである。このＳＥＤを駆動したところ、背面基板にもＴｉを配置した従来構成と比較して、良好な寿命特性が得られた。
［比較例］
ベーク工程における昇温を、Ｔ１（３００℃）の保持時間無しで、室温からＴ２（３５０℃）まで２０℃／ｍｉｎの昇温レートで昇温し、Ｔ２を１時間保持したこと以外は実施例１と同じである。このＳＥＤを駆動したところ、従来構成と同程度の寿命特性しか得られなかった。
【００７４】
図４に示すとおり、第２のＮＥＧ２７のＮ2、ＣＯに対する排気速度はわずか４分で、またＨ2Ｏに対する排気速度はわずか７分で、排気速度の最大値の５０％に到達している。つまり、第１のＮＥＧ１５（ＴｉＺｒ）が活性化する前に第２のＮＥＧ２７（Ｔｉ）の排気速度が５０％以上に達してしまい、劣化したためと考えられる。
［実施例３］
背面基板上へのＮＥＧ形成工程を実施せず、その代わりに、前面基板上へのＮＥＧ形成工程において、第１のＮＥＧ１５（ＴｉＺｒ）と第２のＮＥＧ２７（Ｔｉ）の両方を蒸着し、その代わりに背面基板上へのＮＥＧ形成工程を省略したこと以外は実施例１と同じである。但し、第１のＮＥＧ１５と第２のＮＥＧ２７は、それぞれブラックマトリクス１３のＸ方向１行おきに、交互になるように蒸着した。
【００７５】
このＳＥＤを駆動したところ、実施例１と比べると寿命はやや劣るものの、Ｔｉのみを配置した従来構成と比較して、良好な寿命特性が得られた。
［実施例４］
素子活性化後に支持枠３を背面基板２に低融点ガラス（日本電気硝子（株）製ガラスフリット：ＬＳ７３０５）で予め固定し、封着材料（低融点金属）塗布工程で、背面基板に固定した支持枠３上にインジウムを塗布したこと以外は実施例３と同じである。
【００７６】
このＳＥＤを駆動したところ、実施例１と比べると寿命はやや劣るものの、Ｔｉのみを配置した従来構成と比較して、良好な寿命特性が得られた。
［実施例５］
背面基板２に排気孔５が設けられていないものを用い、封着材料（低融点金属）塗布工程までは実施例１と同様に実施した。インジウム塗布後、基板位置合わせ工程及び封着工程を経ずに、支持枠３を背面基板２の封着部に置いた状態で前面基板１、背面基板２をそれぞれ真空チャンバに設置した。
【００７７】
この真空チャンバには上下相対向する位置にホットプレートがあり、上ホットプレートに前面基板１を、下ホットプレートに背面基板２を、お互いに対向させ設置するようになっている。なお、上ホットプレートは上下に動く。チャンバ内を真空排気後、前面基板１と支持枠３の間隔が１０ｍｍになるように上ホットプレートの位置を調整し、昇温を開始した。昇温プロファイルは実施例１と同じとし、実施例１の封止のタイミングで上ホットプレートを下げ、前面基板１を支持枠３に押し付け、前面基板１と背面基板２を支持枠３を介して封着した。
【００７８】
このＳＥＤを駆動したところ、背面基板にもＴｉを配置した従来構成と比較して、良好な寿命特性が得られた。
【符号の説明】
【００７９】
１５    第１のＮＥＧ
２７    第２のＮＥＧ
Ｔ１    第１のＮＥＧの活性化温度
Ｔ２    第２のＮＥＧの活性化温度
【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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