(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界放射型電子放出素子アレイ基板と、蛍光体と透明電極とが形成された蛍光体基板とを貼り合せ、真空排気及び封止することにより電界放射型ディスプレイとするプロセスにおいて、
少なくとも、前記電界放射型電子放出素子アレイ基板に設けた排気口の周囲を取り囲むように分割低融点ガラスをリング状に配置する工程、さらに該リング状に配置された分割低融点ガラス上にリング状低融点ガラスを重ねる工程、該リング状低融点ガラス上に中にゲッター（ガス吸着剤）を有するガラスキャップを設置する工程、その後、真空焼成することにより、該リング状に配置された分割低融点ガラスの隙間から真空排気を行う工程、さらに封止を行う工程よりなることを特徴とする電界放射型ディスプレイの製造方法。
【請求項２】
前記真空焼成において、リング状に配置された該分割低融点ガラス同士間の空間から真空排気を行うことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイの製造方法。
【請求項３】
前記ゲッターの活性温度が、前記分割低融点ガラス及び前記リング状低融点ガラスの溶融温度より、５０℃を越えない範囲で低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の電界放射型ディスプレイの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とする電界放射型ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば平板型画像表示装置に用いられる電界放射型ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、情報化社会の進展によりテレビやコンピュータ等に用いられるディスプレイ装置は、マン・マシン・インターフェースとして今や不可欠のものとなっている。そして、このディスプレイ装置の様々な用途への拡大と共に、表示品質（視野角依存のないこと、輝度が高いこと、色ずれがないこと、にじみが無いこと）や性能（動画表示が可能で、像が流れないこと）に対する要求は、より厳しくなってきている。
【０００３】
現状の開発動向は、特に大型化と高精細化と平面化であり、平面ディスプレイとして液晶ディスプレイが伸びてきており、その理由としては、従来のＣＲＴ表示に比べて小型で、重量が軽く、薄型であること、そのため航空機、鉄道、車等の狭い空間でのディスプレイ装置として新たに用途が拡大した。
【０００４】
この液晶ディスプレイの欠点は動画表示で像が若干流れること、バックライトの消費電力が大きいこと等である。そこで、新しい薄型の自発光型ディスプレイ装置の開発が望まれている。その薄型の自発光型ディスプレイ装置に用いられる電子放出源として、熱電子よりも低消費電力が可能な冷陰極の開発が活発に行なわれている。特に電界放出型電子放出（放射）素子は、強電界（１０７Ｖ／ｃｍ）が冷陰極に集中するように、陰極の先端の曲率半径がサブミクロン以下になるように加工されている。このような電界放出型電子放出素子は、以下の特徴を持っている。（１）電流密度が高い。（２）電力消費が少ない。（３）近年のＬＳＩの製造技術である微細加工技術が利用できる。
【０００５】
従来、この電界放射型の電子放出（放射）素子および製造方法として、幾つか提案がなされている。すなわち、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（１９６８年，第３９巻７号，ｐ．３５０４〜３５０５）や、特開昭６１ー２２１７８３号公報等に記載されている。
【０００６】
この開発中の電界放射型ディスプレイパネルの代表的構造例を図４の断面図に示す。図中の蛍光体基板２１はガラス基板等の絶縁性基板であり、この基板２１上に蛍光体２２と透明電極２３が形成されている。また、電界放射型電子放出素子アレイ基板（以下、ＦＥＡ基板とする。）３１もガラス基板等の絶縁性基板であり、電界放射型電子放出素子アレイ３２が形成されている。上記、２枚の絶縁性基板は、ギャップを一定に保つスペーサ３３を挟んで、フリットシール（パネル封止用低融点ガラス）３４で封着密封されており、２枚の絶縁性基板で挟まれた空間３５は、例えば１０−６〜１０−８ｔｏｒｒ台の高真空に保たれている。
【０００７】
上記従来の電界放射型ディスプレイの製造工程図を図５に示す。工程図に示すように電界放射型ディスプレイの製造方法は、まず蛍光体基板（アノード基板）２１に低融点ガラスのフリットシールを印刷する。その後溶剤を飛ばすために１２０℃、２０分程度の乾燥を行う。さらにフリットシール中のバインダーを飛ばすために空気中で３００〜４００℃、３０分程度の仮焼成を行う。
【０００８】
続いて、電界放射型電子放出素子アレイが形成されたＦＥＡ基板に排気管３７を排気管接着用低融点ガラス（ガラスフリット）３８で取り付ける。次に上記ＦＥＡ基板と上記蛍光体基板を貼り合わせる。続いて、４００〜５００℃の不活性ガス（例えば、Ａｒガス）雰囲気下で１０〜３０分本焼成し、前記印刷したフリットシール（パネル封止用低融点ガラス）３４を溶かし、ＦＥＡ基板３１と蛍光体基板２１を接着する。
【０００９】
続いて、パネル内を排気する。真空排気装置に排気管３７を取り付けて、排気管からパネルの内部を真空排気する。まず、パネル内に吸着したガスを追い出すために、パネル全体を室温から徐々に昇温して３００℃程度で数時間加熱しながら液体窒素トラップが付いた油拡散ポンプまたは、ターボ分子ポンプを主ポンプとする真空排気装置でパネルの排気管から排気し、１０−７ｔｏｒｒ以下にパネル内を排気する。
【００１０】
その後、排気管内に設けたリング状のゲッター３６を高周波誘導加熱により５００℃以上に加熱して活性化し、ガラス製の排気管３７をガスバーナーもしくは、電封ヒータで加熱し、ガラスを軟化させ大気圧でつぶし、引っ張ることによりガラス管を細くしてチップオフする。その後、バーナーで徐冷してガラス製の排気管の内部応力を緩和する工程を経る。十分冷却したところでパネルを完成する。
【００１１】
上記従来の電界放射型ディスプレイの構造と製造方法では、排気管径を小さくすることで排気管チップオフ後の出っ張りを小さくしていた。また、３００℃以上の空気中での熱プロセスが多くＦＥＡ基板の酸化等の問題から、減少させるプロセスが望まれていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の電界放射型ディスプレイのパネル化においては、３００℃以上で且つ空気中で行うプロセスが多く基板の酸化等の問題があった。また、チップオフ後の排気管に蓄積した応力による割れ等の可能性があり信頼性に問題があった。
【００１３】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱プロセスの回数を減らし、基板の酸化や、熱膨張による膜及びその界面の劣化を減少させることである。
また、排気管をチップオフする工程が無いため、チップオフの際の応力発生等による割れの発生が無くなり、信頼性の高い基板のまま、パネル化できることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明が提供する手段とは、電界放射型電子放出素子アレイ基板と、蛍光体と透明電極とが形成された蛍光体基板とを貼り合せ、真空排気及び封止することにより電界放射型ディスプレイとするプロセスにおいて、
少なくとも、前記電界放射型電子放出素子アレイ基板に設けた排気口の周囲を取り囲むように分割低融点ガラスをリング状に配置する工程、さらに該リング状に配置された分割低融点ガラス上にリング状低融点ガラスを重ねる工程、該リング状低融点ガラス上に中にゲッター（ガス吸着剤）を有するガラスキャップを設置する工程、その後、真空焼成することにより、該リング状に形成した低融点ガラスの隙間から真空排気を行う工程、さらに封止を行う工程よりなることを特徴とする電界放射型ディスプレイの製造方法である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記真空焼成において、リング状に配置された該分割低融点ガラス同士の空間から真空排気を行うことを特徴とする請求項１に記載の電界放射型ディスプレイの製造方法である。
【００１６】
本発明の別の態様の一つは、前記分割低融点ガラス及び前記リング状低融点ガラスは、真空焼成炉で、はじめ空気を導入し、３００〜４００℃、約１時間の仮焼成でバインダーを飛ばした後、最高温度が約４００℃で１０−６ｔｏｒｒ以下に真空引きしながらガス出し仮焼成を行ったものであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電界放射型ディスプレイの製造方法である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記ゲッターの活性温度が、前記分割低融点ガラス及び前記リング状低融点ガラスの溶融温度より、５０℃を越えない範囲で低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の電界放射型ディスプレイの製造方法である。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とする電界放射型ディスプレイである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、電界放射型電子放出素子（ＦＥＡ）基板１０と、蛍光体３と透明電極２が形成された蛍光体基板１とを対向させて貼り合わせを行った後、真空焼成炉中で加熱してフリットシール（パネル封止用低融点ガラス）６を溶かして融着させる。
【００２０】
その後、周囲を取り囲むように分割低融点ガラス１２をリング状に配置し、さらに該リング状に配置された分割低融点ガラス１２上にリング状低融点ガラス１３を重ね、さらに該リング状低融点ガラス１３上にガラスキャップ８が設置された排気口１４の、リング状に配置された分割低融点ガラス１２同士間の空間から、電界放射型電子放出素子（ＦＥＡ）基板１０と蛍光体基板１とで挟まれた空間内を真空排気する。ここで、リング状に配置された分割低融点ガラスとは、ブロック形状の低融点ガラスを、該低融点ガラス同士の間に空間を有するように円形に並べたものである。
【００２１】
その後、昇温して分割低融点ガラス１２とリング状低融点ガラス１３を溶かして、ガラスキャップ８を電界放射型電子放出素子（ＦＥＡ）基板に接着して、排気口１４を塞ぐ。その間ゲッター９に吸着したガスは排気される。これらの分割低融点ガラス１２とリング状低融点ガラス１３とを溶かす温度で、ゲッター９が活性化され、電界放射型ディスプレイが完成する。
【００２２】
このように、排気管が不要なため、チップオフ作業が不要になり、また、チップオフしたガラス管の排気管先端部４０からのリークや割れの心配もなくなり、信頼性の高いパネル化が可能となる。したがって歩留まりの高い電界放射型ディスプレイの提供が可能となっている。
【００２３】
低融点ガラスの粉末をバインダーや溶剤でペースト化したものであるガラスフリットを型に入れ、低い温度（３００〜４００℃）で３０〜６０分仮焼成することで、低融点ガラス製の所望の形状を有するものを得ることができる。
これを高い温度（４００〜５００℃）で焼成すると低融点ガラスが溶けて、ガラスキャップ８と電界放射型電子放出素子（ＦＥＡ）基板１０とを接着させることができる。
【００２４】
フリットシール６は、ペースト状のガラスフリットを塗料化、インキ化して封止するため印刷したものである。
【００２５】
又、ゲッター９は、ジルコニウムとグラファイトのパウダーで特殊熱処理をし、表面積が非常に大きい多孔質物質であり、これを保護膜で覆ってある。加熱によりこの保護膜を取り去り活性化させ、水蒸気、酸素、窒素、炭酸ガス等の大気中に存在するガスを吸着させるものである。
【００２６】
【実施例】
本発明における電界放射型ディスプレイの構造は、図１の断面図及び図２の拡大図に示すように、電界放射型電子放出素子アレイ（ＦＥＡ）基板１０と、蛍光体３と透明電極２（アノード電極）とが形成された蛍光体基板１との貼り合わせにおいて、真空中で貼り合わせ、電界放射型電子放出素子（ＦＥＡ）基板１０と蛍光体基板１とで挟まれた空間の真空排気は、排気口１４から行う。
前記排気口１４の回りを取り囲むようにして、予め成形した０．４ｍｍ程度の厚さの分割低融点ガラス１２をリング形状に配置し、さらに予めリング状に成形した０．４ｍｍ程度の厚さリング状低融点ガラス１３を重ね、その上にガラスキャップ８を被せる。そのガラスキャップ８中には高周波（ＲＦ）誘導加熱が可能なリング状のゲッター９をＮｉワーヤーで浮かして設置してある。そのような構造の電界放射型ディスプレイを１０−７ｔｏｒｒまで排気可能な真空炉に入れて焼成し、貼り合わせ、真空排気、ゲッター９の活性化、排気口１４の封止とをする構造である。
【００２７】
本発明における電界放射型ディスプレイの製造方法は、図１、２の断面図及び図３の工程に示すように、例えば、蛍光体３と透明電極２（アノード電極）とが形成された蛍光体基板１上にフリットシール６（パネル封止用低融点ガラス）、例えば日本電気硝子（株）製のＬＳ１３０１等の低融点ガラスを含有したペースト（フリットシール）、を幅２ｍｍでスクリーン印刷する。その後溶剤を飛ばすために１２０℃２０分程度の乾燥を行う。さらにフリットシール中のバインダーを飛ばすために空気中で３００〜４００℃、３０分程度の仮焼成を行う。
【００２８】
続いて、電界放射型電子放射素子アレイ（ＦＥＡ）基板１０と前記蛍光体基板１とを位置決めして貼り合わせ、真空焼成炉中に設置する。
電界放射型電子放射素子アレイ（ＦＥＡ）基板１０に設けた排気口１４を取り囲むようにして、予め空気中での仮焼成後、真空中で４００℃２０分程度の焼成でガス出しを終えた厚さ０．３〜０．４ｍｍの分割低融点ガラス１２をリング状に配置し、さらに、予め空気中での仮焼成後、真空中で４００℃２０分程度の焼成でガス出しを終えたリング状に成形した厚さ０．３〜０．４ｍｍのリング状低融点ガラス１３を重ねて設置する。その上に高さ６ｍｍ程度のガラスキャップを設置した。ガラスキャップ内には、Ｎｉワイヤー等で宙に浮かせたリング状のゲッター９が入っている。以上のような電界放射型ディスプレイを真空焼成炉にセットする。
【００２９】
まず、ゆっくり（１ｔｏｒｒまで１０分程度時間をかけて）ロータリーポンプ等で真空焼成炉内を排気する。その後、排気速度を上げて、排気し５×１０−３ｔｏｒｒ以下で、主ポンプのターボ分子ポンプに切り替えた。その後２００℃まで約３０分で上昇させた。このようにして、電界放射型ディスプレイに付着した水分を気化させた。その後、約３０分かけて４００℃まで上昇させた。ここで真空度が１０−６ｔｏｒｒ以下であることを確認後３０分かけて４５０℃まで上昇させた。まず、ＦＥＡ基板１０と蛍光体基板１の２枚のガラス板がフリットシール６（パネル封止用低封点ガラス）で接着される。
【００３０】
この間、排気口１４を取り囲むようにリング状に配置した分割低融点ガラス１２同士の空間から電界放射型ディスプレイ内部のガスを排気できる。この分割低融点ガラス１２とリング状低融点ガラス１３の軟化温度を、フリットシール６の軟化温度に比べ高めとすることが好ましい。本実施例では、フリットシール６と比較して、分割低融点ガラスおよびリング状低融点ガラスの軟化温度が約３０℃高くなるよう、材料の選択を行なった。分割低融点ガラス１２とリング状低融点ガラス１３とが溶けるまで、リング状に配置した分割低融点ガラス１２同士の空間から排気が可能である。
【００３１】
続いて、温度を５００℃にまで上昇させて分割低融点ガラス１２とリング状低融点ガラス１３とを溶かし、ガラスキャップ８を電界放射型電子放射素子アレイ（ＦＥＡ）基板１０に接着させ排気口１４を塞いだ。その後徐冷して温度を室温まで戻すとともに、真空焼成炉に空気を導入し大気に戻し、電界放射型ディスプレイが完成する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、電界放射型電子放出素子基板と、蛍光体と透明電極とが形成された蛍光体基板との貼り合わせ後低融点ガラスによる接着に於いて、真空中で接着を行うことで電極の酸化が軽減される。
【００３３】
また、排気管が不要な構造であるために排気管のチップオフに起因するリークや蓄積内部応力による割れ等の心配が無く、信頼性の高いパネルが作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電界放射型ディスプレイの構造を示す断面図の一例である。
【図２】本発明の電界放射型ディスプレイの構造を示す拡大断面図の一例である。
【図３】本発明の電界放射型ディスプレイの製造工程の一例である。
【図４】従来の電界放射型ディスプレイの構造を示す断面図の一例である。
【図５】従来の電界放射型ディスプレイの製造工程の一例である。
【符号の説明】
１・・・蛍光体基板
２・・・透明電極
３・・・蛍光体
４・・・電界放射型電子放出素子（ＦＥＡ）基板１０と蛍光体基板１とで挟まれた空間
５・・・スペーサ
６・・・フリットシール（パネル封止用低融点ガラス）
７・・・低融点ガラス
８・・・ガラスキャップ
９・・・ゲッター
１０・・・電界放射型電子放出素子アレイ（ＦＥＡ）基板
１１・・・電界放射型素子アレイ
１２・・・分割低融点ガラス
１３・・・リング状低融点ガラス
１４・・・排気口
２１・・・蛍光体基板
２２・・・蛍光体
２３・・・透明電極
３１・・・電界放射型電子放出素子アレイ（ＦＥＡ）基板
３２・・・電界放射型電子放出素子アレイ
３３・・・スペーサ
３４・・・フリットシール（パネル封止用低融点ガラス）
３５・・・電界放射型電子放出素子（ＦＥＡ）基板と蛍光体基板とで挟まれた空間
３６・・・ゲッター
３７・・・排気管
３８・・・排気管接着用低融点ガラス（ガラスフリット）
４０・・・排気管先端部（チップオフ部）
【図１】
0003750250.tif 000002
【図２】
0003750250.tif 000003
【図３】
0003750250.tif 000004
【図４】
0003750250.tif 000005
【図５】
0003750250.tif 000006