专利名称：外管壳的制造方法及图像显示装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及内部维持真空的外管壳的制造方法、以及采用该外管壳的制造方法的图像显示装置的制造方法。
背景技术：
迄今，作为电子发射元件，已知有热电子源和冷阴极电子源这两种。在冷阴极电子源中有电场发射型元件(FE型元件)、金属/绝缘层/金属型元件(MIM元件)、表面传导型电子发射元件(SCE元件)等。
图12中示出了使用将这些电子发射元件(这里以表面传导型的电子发射元件为例)配置成矩阵状的电子源基板的外管壳91的模式图。背面板93是在一面上具有配置了多个表面传导型的电子发射元件132的电子源基板131的玻璃基板。在电子发射元件132上设有一对元件电极，分别连接在X方向布线133和Y方向布线134上。正面板92是在玻璃基板121的内表面上形成了荧光膜122和金属背123等的基板。在正面板92和背面板93之间设有支撑框94，在电子发射元件132和荧光膜122/金属背123之间确保规定的空间。另外，在正面板92的图像显示区、或背面板93的电子源基板131、或两者的玻璃基板上形成蒸发型或非蒸发型吸气剂(图中未示出)。有时在正面板92和背面板93之间还设有称为隔离片的支撑体(图中未示出)。通过设置隔离片，即使在大面积面板的情况下，也能构成对大气具有足够强度的外管壳91。
图13A中示出了制造外管壳的顺序的一例(例如，参照日本专利申请特开平11-135018号公报)。为了形成外管壳91，首先做成正面板92和背面板93(步骤101)。这时，利用玻璃料预先将支撑框94粘接在正面板92上，在设有隔离片的情况下，将隔离片粘接在背面板93上。然后，作为面板粘接材料，用焊锡将In膜(图中未示出)涂敷在支撑框94和背面板93上(步骤102)。为了提高In膜对支撑框94和背面板93的接合强度，有时设置银浆料膜作为基底层(图中未示出)。另外，用超声波锡焊进行锡焊，能获得充分的接合强度。然后，将正面板92和背面板93输送到封接装置中，进行真空烘烤(步骤103)。再在真空中进行吸气剂激活处理(步骤104)，然后，用In熔点以上的温度，通过In膜将支撑框94和背面板93接合和封接起来，形成外管壳91(步骤105)。
可是，如果这样在同一室中实施真空烘烤工序和封接工序，则存在温度调整等所需要的处理时间增长等问题。因此，在不同的室中实施这些工序，改善制造效率。图13B是表示这样的制造程序的一例的图。步骤111、112与上述的步骤101、102相同。实施真空烘烤工序(步骤113)，然后，将正面板92和背面板93输送到能进行吸气剂处理的封接装置中(步骤114)，实施吸气剂工序及封接工序(步骤115、116)。这时，在真空中或在N2气氛等不活泼气氛中进行输送，以便真空度不致下降，否则不纯物或水在输送中会再次附着在通过真空烘烤工序进行了脱水、脱气的正面板92和背面板93上。
可是，在现有的方法中，存在这样的以下问题。首先，如果在真空中实施In涂敷工序，则In飞散而不能有效地涂敷，但在现有的技术中，烘烤以后的工序全部在真空中实施，所以只能在烘烤前实施In涂敷工序，没有工序的自由度。
另外，设置在背面板上的隔离片由于真空烘烤使温度增高，温度急剧变化引起背面板的翘曲或隔离片的破裂等，所以输送时需要用上下加热器等进行温度管理等，采取对策防止隔离片破裂，不仅温度管理有困难，而且还导致装置的成本增大。另一方面，在不活泼气体气氛中进行输送的情况下，还要采取防止输送周围缺氧的对策或防止窒息的对策，难以进行工序管理，而且导致设备的成本增大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工序的自由度高、经济、工序管理容易的外管壳的制造方法。
为了达到上述发明的目的，本发明的第一方面，提供一种制造封接第一部件和第二部件而形成的、内部有真空空间的外管壳的方法。该制造方法基本上包括下列工序在第一室中，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行烘烤的烘烤工序；在使具有规定的露点温度的空气维持在此该露点温度高的温度下的气氛中，将被烘烤了的上述第一部件和上述第二部件从上述第一室输送到第二室的输送工序；在上述第二室内，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行封接，形成上述外管壳的封接工序。
在本发明的制造方法中，上述规定的露点温度最好在0℃以下(即“≤0℃”)，另外，上述封接工序的最高温度设定得比上述烘烤工序的最高温度低，且上述输送工序的空气温度设定得比上述烘烤工序的最高温度低。
另外，最好在上述输送工序的过程中或者在上述封接工序之前，还有在上述图像形成部件上形成吸气剂的工序。
在本发明的第二方面中，利用本发明的制造方法来制造图像显示装置，该图像显示装置包括具有相对的第一部件和第二部件且内部有真空空间的外管壳；以及配置在上述外管壳内的矩阵状布线和图像形成部件。在此情况下，制造该外管壳时采用上述一系列工序，即在第一室中，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行烘烤的烘烤工序；在使具有规定的露点温度的空气维持在比该露点温度高的温度的气氛中，将被烘烤了的上述第一部件和上述第二部件从上述第一室输送到上述第二室的输送工序；在上述第二室内，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行封接，形成上述外管壳的封接工序。
在该制造方法中，更具体地说，把多个电子发射元件连接在上述矩阵状布线上，上述图像形成部件具有荧光体和电子加速电极。
如果采用本发明的制造方法，则制造外管壳时，由于采用上述这样的特有的工序，所以能有效地达到本发明的上述目的，同时能经济地提供一种显示品质好的图像显示元件及图像显示装置。
图1A及1B是本发明的外管壳的简略斜视图及剖面图。
图2A及2B是本发明的外管壳的电子发射元件的局部详图。
图3A及3B是本发明的外管壳的荧光膜的简略平面图。
图4是本发明的外管壳的制造方法的简略顺序图。
图5A是图4所示的外管壳的制造方法中的背面板的制造工序的说明图。
图5B是图4所示的外管壳的制造方法中的背面板的制造工序的说明图。
图5C是图4所示的外管壳的制造方法中的背面板的制造工序的说明图。
图5D是图4所示的外管壳的制造方法中的背面板的制造工序的说明图。
图5E是图4所示的外管壳的制造方法中的背面板的制造工序的说明图。
图6A、6B、6C及6D是图4所示的外管壳的制造方法中的喷墨涂敷工序的说明图。
图7A及7B是图4所示的外管壳的制造方法中的电形成(forming)处理中用的电压波形的说明图。
图8A及8B是图4所示的外管壳的制造方法中的激活工序中用的电压波形的说明图。
图9是图4所示的外管壳的制造方法中的背面板和正面板的接合方法的说明图。
图10是测定电子发射元件的电子发射特性用的测定评价装置的概略图。
图11是本发明的外管壳的电子发射元件的元件电流和元件电压的关系曲线图。
图12是表示采用现有技术制造的外管壳的一例的模式图。
图13A及13B是表示采用现有技术制造的外管壳的制造顺序的一例的说明图。
具体实施例方式
本发明是鉴于上述课题而完成的，本发明的外管壳的制造方法是制造封接形成第一部件和第二部件而形成的、内部有真空空间的外管壳的方法。本发明的外管壳的制造方法包括下列工序在第一室中，在真空中对第一部件和第二部件进行烘烤的烘烤工序；在使具有规定的露点温度的空气维持在比该露点温度高的温度下的气氛中，将被烘烤了的第一部件和第二部件从第一室输送到第二室的输送工序；在第二室内，在真空中对第一部件和第二部件进行封接，形成外管壳的封接工序。这里，也可以对第一部件和第二部件分别进行烘烤。另外，上述输送工序既可以同时输送第一部件和第二部件，也可以分别地输送第一部件和第二部件。
这样的外管壳的制造方法，在将第一部件和第二部件从第一室输送到第二室时，由于在比露点温度高的空气气氛中进行，所以在输送中能防止水分等不需要的物质的附着，能谋求改善外管壳的真空度。特别是由于本发明能在高温干燥空气气氛中实施以往在真空中或不活泼气体气氛中进行的输送工序，所以不需要特别的设备和安全对策，在经济性和工序管理上有利。另外，在为了封接第一部件和第二部件而需要涂敷规定的封接材料的情况下，有时不在真空中进行该封接材料的涂敷，如果采用本发明，则能在输送过程中或输送后进行，工序的自由度大。
这里，规定的露点温度最好在0℃以下(“以下”即“≤”，全文同)，另外，封接工序的最高温度最好设定得比烘烤工序的最高温度及输送工序的空气温度低。
本发明的外管壳的制造方法能适用于内部需要真空空间的图像处理装置，例如，第一部件是呈矩阵状设置了布线的图像处理装置的背面板，第二部件是有图像形成部件的图像处理装置的正面板。
为了确保外管壳内部的真空度，在输送工序的过程中或者在封接工序之前，还具有在图像形成部件上形成吸气剂的工序。
另外，本发明是一种图像显示装置的制造方法，该图像显示装置包括具有相对的第一部件和第二部件且内部有真空空间的外管壳；以及配置在上述外管壳内的矩阵状布线和图像形成部件，其特征在于用以上记载的方法制造上述外管壳。
这里，上述的图像显示装置中，例如将多个电子发射元件连接在上述矩阵状布线上，上述图像形成部件具有荧光体和电子加速电极。另外，上述的电子发射元件是例如表面传导型的电子发射元件。
如上所述，如果采用本发明的外管壳的制造方法，则为了实施吸气剂工序及封接工序而输送到第二室中时，在比露点温度高的干燥空气气氛中进行，所以在输送中能防止水分等不需要的物质的附着，因此更能抑制吸气剂特性的损失，能谋求改善真空度、以及元件的长寿命化。另外，本发明的外管壳的制造方法由于在输送过程中不需要真空，所以也能在输送过程中或输送后涂敷In，工序的自由度大，同时装置也便宜。另外，由于在输送过程中不需要不活泼气氛，所以能更安全地处理。因此，能更经济地提供电子发射性能高的图像显示元件、以及使用这样的图像显示元件的显示品质好的图像显示装置。
首先，说明与本发明的外管壳的制造方法有关的外管壳的简略结构。图1A及1B表示外管壳的概略图，图1A是斜视图，图1B是沿图1A中的A-A线的剖面图。
外管壳1由作为第一部件的背面板3、作为第二部件的正面板2、隔离片5等构成。
背面板3有配置了多个表面传导型的电子发射元件32的作为玻璃基板的电子源基板31。在电子发射元件32上设有一对元件电极(将在后面说明)，分别连接在X方向布线33和Y方向布线34上。X方向布线33和Y方向布线34最好呈低电阻，以便把大致均等的电压供给多个电子发射元件32，适当地设定材料、厚度、布线宽度等。另外，在背面板3的周围设有支撑框36。
如图1B所示，正面板2与背面板3相对地设置，在玻璃基板21的内侧面上形成荧光膜22、金属背23等。荧光膜22和金属背23分别有荧光体和电子加速电极，形成图像显示区。在金属背23上形成蒸发型的吸气剂25。吸气剂25吸附外管壳1的内部发生的气体等，使外管壳1的内部保持真空，最好在图像显示区的全部区域内普遍配置。另外，高压端子26分别连接在正面板2上。
支撑框36与正面板2封接，在电子源基板31和图像显示区之间确保适当的空隙，同时作为背面板3和电子源基板31的接合部件，形成外管壳1的一部分。背面板3和电子源基板31的接合部是玻璃料，支撑框36和正面板2的接合部用In互相粘接。
隔离片5设置在正面板2和背面板3之间，在大面积面板的情况下也能构成对大气压具有足够强度的外管壳1。
图2A是将电子源基板面上的一个电子发射元件的设置区放大示出的图。另外，图2B表示其剖面图。电子发射元件32由作为表面传导型电子发射元件的典型的元件结构的M.Hartwell元件结构构成。两个元件电极322、323设置在电子源基板31上，跨过元件电极322、323设有作为电子源的导电性薄膜324。电子发射部325设置在导电性薄膜324的中央部。X方向布线33、Y方向布线34(参照图1A及1B)分别连接在两个元件电极322、323上。
电子源基板31由玻璃等构成，其大小和厚度与设置在它上面的电子发射元件32的个数和各个电子发射元件32的设计、形状有关，在使用电子源时构成容器的一部分的情况下，可以根据为了使该容器保持在真空中所需要的耐大气压结构等力学条件等适当地设定。作为玻璃的材质，一般是使用廉价的碱石灰玻璃，但在该情况下，必须用溅射法在它上面形成厚度为0.5微米的氧化硅层，作为钠阻挡层。此外，也可以用钠少的玻璃或石英基板制成。
作为元件电极322、323的材料，使用一般的导体材料，例如Ni、Cr、Au、Mo、Pt、Ti等金属或Pd-Ag等金属适合，或者也可以从由金属氧化物和玻璃等构成的印刷导体、或ITO等透明导电体等中适当地选择。厚度最好在数十nm至数μm的范围内。
元件电极322、323的间隔L、元件电极长度W、元件电极322、323的形状等，可以根据应用实际元件的形态等适当地设计，但间隔L优选为数百nm至1mm，考虑到加在元件电极322、323之间的电压等，更优选在1微米至100微米的范围内。另外，考虑元件电极322、323的电阻值、电子发射特性，元件电极长度W优选在数微米至数百微米的范围内。
为了获得优异的电子发射特性，导电性薄膜324由微粒子构成的微粒子膜特别好。膜的厚度可以考虑对元件电极322、323的台阶覆盖性、元件电极322、323之间的电阻值、以及后面所述的电形成处理条件等适当地设定，但从数百pm(微微米)至数百nm为好，在1nm至50nm的范围内特别好。根据本申请人的研究，导电性膜材料中，一般适合采用钯，但不限于此。
另外，为了便于图示，电子发射元件325以矩形形状示于导电性薄膜324的中央，但这是模式性地展示，实际的电子发射部的位置和形状有时与此不同。
图3A及3B中示出了荧光膜的简略平面图。荧光膜可以考虑各种图形，举例示于图3A、3B中。荧光膜22在单色荧光膜的情况下，只由荧光体构成，但在彩色荧光膜的情况下，根据荧光体的排列情况，由称为黑条纹或黑矩阵等的黑色导电材料222a(或222b)和荧光体221a(或221b)构成。设置黑条纹或黑矩阵的目的在于在彩色显示的情况下，使必需的三原色荧光体中的各荧光体221a(或221 b)之间的分涂部呈黑色，以使混色等不显眼，以及抑制由荧光膜22上的外界光反射引起的对比度的下降。
在荧光膜22的内表面侧通常设有金属背23。金属背23是Al等导电性薄膜，其目的在于将荧光体发射的光中射向内面侧的光通过镜面反射方式反射到正面板2一侧来提高亮度，以及具有作为施加电子束加速电压用的电子加速电极(阳极)的作用等。
下面，结合具体的实施例说明本发明的外管壳的制造方法。图4中示出了制造工序的概略顺序。制造工序大致分为(1)背面板3的制造工序、(2)正面板的制造工序、(3)外管壳的组装工序这三个阶段，以下依次说明各工序。另外，在各说明中还会涉及详细的结构。
(1)背面板3的制造用图5A、5B、5C、5D及5E说明背面板的制造工序。
(步骤1-1)在玻璃基板上形成元件电极首先，在背面板3的电子源基板31上做成了电子发射元件32。在本实施例中，电子源基板31使用作为等离子体显示器用电气玻璃的碱成分少的PD-200(旭硝子(株)社制)。如图5A所示，在电子源基板31上，首先作为基底层采用溅射法形成钛(Ti)5nm，在它上面形成铂(Pt)40nm后，涂敷光刻胶，采用曝光、显影、刻蚀这一系列的光刻法进行构图，形成了元件电极322、323。在本实施例中，间隔L＝10微米，元件电极长度W＝100微米。元件电极322、323也能采用胶版印刷(offsetprinting)等印刷法，涂敷含有市售的铂(Pt)等金属粒子的浆料来形成。另外，出于获得更精密的图形的目的，用筛网印刷等印刷法涂敷含有铂(Pt)等的感光性浆料，用光掩模进行曝光、显影，实施这样的工序也能形成。另外，支撑框36或隔离片5预先粘接在电子源基板31上。
(步骤1-2)形成Y方向布线(下布线)如图5B所示，形成了作为下布线的Y方向布线34。作为公用布线的Y方向布线34连接在元件电极322、323中的一个上，而且为了连接它们，形成了线状的图形(这里，连接在元件电极323上)。材料中使用银光敏浆料印剂，进行了筛网印刷，使其干燥后，按照规定的图形进行曝光、显影。然后用480℃左右的温度进行烧制，形成了布线。Y方向布线34的厚度约为10微米，宽度为50微米。另外为了取出布线作为电极使用，使终端部的宽度更大一些。
(步骤1-3)形成层间绝缘层为了使后面所述的X方向布线33和Y方向布线34绝缘，如图5C所示，配置了层间绝缘层35。具体地说，在X方向布线33下方，为了覆盖与先形成的Y方向布线34的交叉部，而且为了能进行X方向布线33和元件电极322、323中的另一个(这里为元件电极322)的导电性连接，在连接部上形成了接触孔351。具体地说，用筛网印刷法印刷了以PbO为主成分的感光性的玻璃浆料后，进行了曝光、显影。这样的操作重复4次，最后用480℃左右的温度进行了烧制。绝缘膜35的厚度总体上为30微米，宽度为150微米。
(步骤1-4)形成X方向布线(上布线)如图5D所示，形成了作为上布线的X方向布线33。在先形成的层间绝缘层35上，用筛网印刷法印刷了Ag浆料墨后进行干燥，在它上面再次进行同样的操作(两次涂敷)，用480℃左右的温度进行了烧制。X方向布线33与Y方向布线34夹着层间绝缘层35交叉，通过层间绝缘层35上的接触孔351，还与元件电极322、323中的另一者(这里为元件电极322)连接。X方向布线33面板化后，具有作为扫描电极的作用。X方向布线33的厚度约15微米。另外，用与上述同样的方法形成了与外部驱动电路用的引出布线、至外部驱动电路的引出端子(图中未示出)。这样就形成了具有XY矩阵布线(X方向布线33、Y方向布线34)的基板。
(步骤1-5)形成元件膜如图5E所示，形成了元件膜326。首先，将基板充分地清洗后，用含有疏水剂的溶液对表面进行处理，使表面呈现疏水性。其目的在于使此后涂敷的元件膜形成用的水溶液能在元件电极322、323上适度地扩展配置。用喷涂法将DDS(二甲基二乙氧基硅烷)溶液作为疏水剂散布在基板上，用120℃热风进行了干燥。此后用喷墨涂敷方法，在元件电极322、323之间形成了元件膜326。
图6A及图6B中示出了喷墨涂敷工序的模式图。在如图6A所示在电子源基板31上形成的元件电极322、323之间，如图6B所示设置液滴赋予单元11，滴下了规定量的液滴。在实际的工序中，为了补偿基板上的各个元件电极的平面性的离散，在基板上的若干地方观测图形的配置偏移，观测点之间的位置偏移量近似于直线，进行了位置补偿，通过涂敷消除全部像素的位置偏移，尽量可靠地涂敷在对应的位置上。在本实施例中，以获得钯膜作为元件膜326为目的，首先将钯-脯氨酸络合物0.15重量％溶解在由水85异丙醇(IPA)15构成的水溶液中，制成含有机钯溶液，再加入若干添加剂。将该溶液的液滴作为液滴赋予单元11，使用利用压电元件的喷墨装置，将点直径调整为60微米，赋予电极之间。此后，将基板置于空气中，用350℃进行10分钟的加热烧制处理，制成了氧化钯(PdO)。获得了点的直径约为60微米、厚度最大为10nm的膜。这样，以跨过元件电极322、323的形式，做成了元件膜326。形成膜的方法，除此以外也适合采用溅射法、溶液涂敷后进行烧制的方法等。另外，作为喷墨装置，也能使用利用电热变换元件的装置。
(步骤1-6)还原电形成利用遮帽(hood)式电形成，对元件膜326进行通电处理，在内部生成龟裂，形成了电子发射部325。具体地说，保留基板周围的取出电极部，覆盖着全部基板盖上遮帽状的盖，在与基板之间的内部形成真空空间，由外部电源从电极端子部将电压加在X方向布线33、Y方向布线34之间(参照图6C)，通过使元件电极322、323之间通电，使元件膜326局部破坏、变形或变质，形成了高电阻状态的电子发射部325(参照图6D)。电子发射部325以外的元件膜326是导电性薄膜324。这时如果在含有若干氢气的真空气氛中通电加热，则利用氢促进还原，氧化钯变成钯膜。另外，该龟裂发生位置、以及其形状对原来的膜的均匀性有很大影响，但为了抑制多数元件的特性离散，最好在中央部引起龟裂，且尽量呈直线状。
从通过以上的工序形成的龟裂附近，在规定的电压下引起电子发射，但发生效率仍然还非常低，所以需要进行后面所述的激活处理。另外，所获得的导电性薄膜324的电阻值为102～107Ω。
这里，简单说明电形成处理中使用的电压波形。图7A及7B中示出了电压波形的随时间变化图。所施加的电压虽然使用了脉冲波形，但有施加脉冲峰值为恒定电压的脉冲的情况(参照图7A)、以及一边增加脉冲峰值一边施加的情况(参照图7B)。在图7A及图7B中，T1是电压波形的脉宽，T2是脉冲间隔，最好T1为1μsec～10msec，T2为10μsec～100msec。在图7A中，适当地选择三角形峰值(电形成时的峰值电压)。在图7B中，使三角形峰值(电形成时的峰值电压)例如以0.1V左右的阶跃呈台阶式地增加。
另外，在下述时刻电形成处理结束，即，在电形成用脉冲之间，插入不会使元件膜326局部破坏、变形程度的电压、例如0.1V左右的脉冲电压，测定元件电流，求出电阻值，在例如呈现出相对于电形成处理前的电阻为1000倍以上的电阻的时刻，结束电形成。
(步骤1-7)激活(碳淀积)如前面所述，在该状态下，由于电子发生效率非常低，所以为了提高电子发射效率，进行了称为使元件激活的处理。具体地说，在存在有机化合物的适当的真空度下，与电形成同样盖上遮帽状的盖，与基板之间在内部形成真空空间，从外部通过X方向布线33、Y方向布线34，反复将脉冲电压加在元件电极322、323上。然后导入含有碳原子的气体，将由此而来的碳或碳化物作为碳膜淀积在龟裂附近。作为碳源使用三腈(trinitrile)，通过缓泄阀导入真空空间内，维持1.3×10-4Pa。导入的三腈的压力随着真空装置的形状或真空装置中使用的部件的不同而受到若干影响，但最好为1×10-5Pa～1×10-2Pa。
图8A及图8B中示出了激活工序中使用的一个施加电压的优选例。在10～20V的范围内适当地选择施加的最大电压值。图8A中，T1是电压波形的正、负脉宽，T2是脉冲间隔，电压值设定得使正负绝对值相等。另外，图8B中，T1及T1M分别是电压波形的正、负脉宽，T2是脉冲间隔，T1＞T1M，电压值设定得正负绝对值相等。
这时，使供给元件电极323的电压为正，元件电流If从元件电极323流向元件电极322的方向为正。在约60分钟后发射电流Ie大致达到饱和的时刻停止通电，关闭缓泄阀，结束激活处理。在以上的工序中，能做成具有电子发射元件32的背面板3。
(2)正面板的制作正面板2的玻璃基板21的材料与背面板3相同，是等离子体显示器用电气玻璃，使用碱成分少的PD-200(旭硝子(株)社制)。本材料不会引起玻璃的着色现象，另外，如果使厚度为3mm左右，则即使在用10kV以上的加速电压进行驱动的情况下，也能充分地确保抑制二次发生的软X射线的泄漏的屏蔽效果。然后，用沉淀法或印刷法在玻璃基板21上制作荧光膜22，进行荧光膜22的内面侧表面的平滑化处理(通常称为成膜)，此后通过用真空蒸镀等淀积Al，制作了金属背23。
(3)外管壳的制作(步骤3-1)真空烘烤对正面板2和背面板3分别进行了真空烘烤。真空烘烤是为了将在激活工序(步骤1-7)中发生的气体、水、氧等除去。正面板2和背面板3虽然可以在同一个真空烘烤装置中进行烘烤，但也可以分别实施。在作为第一室的真空烘烤装置内，用370～430℃左右进行了真空烘烤。
(步骤3-2)向封接装置输送首先，使温度下降到140℃左右，使真空装置漏气。然后，在将露点为0℃的干燥空气加热到了140℃的气氛中，输送到备有吸气剂清洗机构的作为第二室的封接装置中。将玻璃基板21及电子源基板31的温度一边维持在140℃的状态一边输送。
之所以使用露点为0℃的空气，是因为在室温环境中水分量为1ppm左右足够低，但由于将露点为0℃的干燥空气加热到140℃，即使不进行真空输送或不活泼气体气氛中的输送，也能避免不需要的水分等、对真空度有可能产生影响的物质的附着。其结果，不需要追加形成真空用的设备，也不需要由于使用不活泼气体而采取的安全对策。另外，由于利用干燥空气能实现正面板2和背面板3大致均匀的温度分布，所以隔离片5破裂或安装隔离片5致使背面板3翘曲等问题能大幅度地消除。另外，由于露点越低越好，所以虽然没有具体下限值，但例如在经常使用的露点为-80℃的干燥空气中，在室温环境中水分量为1ppm极低，更能减少对真空度的影响。
另外，在理论上如果使用露点以上的温度的干燥空气，则不会发生结露等，但由于空气中存在不纯物等，露点温度有可能变化，或者发生局部的温度变化而发生结露等，加热温度最好有余裕。因此，对露点为0℃的干燥空气设定了140℃的加热温度，但这只是一例，只要能达到上述目的，其他露点和加热温度的组合也是可能的。但是，由于输送工序中的干燥空气的温度超过烘烤工序中的最高温度是不现实的，所以输送工序中的干燥空气的温度设定成不超过烘烤工序中的最高温度。
在输送过程中，如图9所示，在玻璃基板21和支撑框36的接触面的两侧上焊接了In膜6。In膜6的厚度调整成，在玻璃基板21和支撑框36上分别形成的In膜6的合计厚度与接合后的In膜6的厚度相比足够大。在本实施例中，分别在玻璃基板21和支撑框36上形成了300微米后的In膜6，以便封接后的In膜6的厚度为300微米。此后，再输送到封接装置中。
这样，由于在干燥空气气氛中输送正面板2和背面板3，所以与现有技术那样在真空中输送的情况不同，能在输送过程中涂敷In膜6，工序的自由度高。另外，In膜6的涂敷在解除真空的时刻进行即可，输送前或输送后都能实施。但是，在实施后面所述的吸气剂工序的情况下，有必要在真空中进行的吸气剂工序之前进行。
(步骤3-3)吸气剂工序为了使外管壳1封接时的真空度在10-6乇(约1.3×10-4Pa)以下，且为了维持外管壳1封接后的真空度，有时进行吸气剂处理。这是在进行外管壳1封接前或封接后，采用电阻加热或高频加热等加热方法，对配置在外管壳1内的规定位置的吸气剂进行加热，形成蒸镀膜的处理。吸气剂通常以Ba等为主要成分，利用蒸镀膜的吸附作用，维持例如1×10-5～1×10-7乇(约1.3×10-3～1.3×10-5Pa)的真空度。
在实施例中，封接装置接受在140℃的状态下相对置的正面板2和背面板3，使封接装置进行真空排气。然后，在相对置的正面板2和背面板3之间设定了一定的间隔的状态下，在正面板2上填塞以Ba为主要成分的蒸发型吸气剂材料(图中未示出)，使电流通过该填塞的带状的吸气剂，通过感应加热进行清洗，形成了厚度为30nm的蒸发型吸气剂25。另外，这里之所以使用蒸发型吸气剂，是因为用非蒸发型吸气剂进行真空烘烤时被激活，此后输送时吸附干燥空气中的CO、CO2等气体，性能劣化。如果封接时的封接温度在200℃以上，则再次激活，虽然具有作为吸气剂的功能，但在本实施形态中，如下所述。由于在200℃以下进行封接，所以性能不好照样被封接起来。另一方面，有必要在200℃以下在真空中形成蒸发型吸气剂，考虑到这些而采用了蒸发型吸气剂。
(步骤3-4)封接工序将正面板2和背面板3这两个基板封接接合起来。具体地说，如图9所示，将两个基板加热到160℃，使In膜6熔融，使两个基板充分地水平，以使熔融的In不流出。然后，使温度上升到In的熔点以上的160℃，利用定位装置200使正面板2和背面板3之间的间隔慢慢地收缩，进行了两个基板的接合即封接。
另外，特别是在彩色图像显示装置的情况下，为了必须使各色荧光体和电子发射元件对应，所以进行封接时，有必要用上下基板的对顶法等进行充分的定位。另外，封接时的温度在In的熔点以上即可，不限定于上述的160℃，但最好在真空度比真空烘烤时好的状态下进行封接，所以设定得比烘烤工序的最高温度低。
以上，详细说明了外管壳的制造方法，但本发明的外管壳的制造方法不限定于上述的实施形态或实施例。例如，在实施例中虽然用玻璃料进行支撑框36和背面板3的接合，但如果用In进行该接合，也能实现低温的接合工序。另外，也可以在烘烤工序之前进行In涂敷工序。另外，也可以在烘烤工序后，形成分别以Ba和Ti为主要成分的不同的两种吸气剂。
这里，用图10、图11说明利用上述的元件结构和制造方法制作的电子发射元件32的基本特性。图10是测定有上述结构的电子发射元件32的电子发射特性用的测定评价装置12的概略图。测定评价装置12能测定流过电子发射元件32的元件电极322、323之间的元件电流If，以及测定至阳极17的发射电流Ie。元件电极322、323与电源13及电流计14连接。电源13将元件电压Vf加在电子发射元件32上。电流计14测定流过包括元件电极322、323之间的电子发射部325的导电性薄膜324的元件电流If。连接在电源15和电流计16上的阳极电极17配置在电子发射元件32的上方。元件电极17捕捉从电子发射元件32的电子发射部325发射的发射电流Ie。电源15将电压加在元件电极17上。电流计16测定从元件的电子发射部325发射的发射电流Ie。
另外，电子发射元件32及元件电极17设置在真空装置18内，真空装置18中备有排气泵19、真空计等真空装置中必要的装置，在所希望的真空下进行电子发射元件32的测定评价。另外，元件电极17的电压为1kV～10kV，在阳极电极和电子发射元件的距离H(参照图10)为2mm～8mm的范围内进行了测定。
图11中示出了由测定评价装置12测定的发射电流Ie及元件电流If和元件电压Vf的关系的典型的例子。另外，发射电流Ie和元件电流If的大小显著不同，在图11中，为了定性地比较研究If、Ie的变化，用线性刻度以任意的单位表记纵轴。
将12V的电压加在元件电极322、323之间，测定了这时的发射电流Ie，结果获得了平均为0.6μA，电子发射效率平均为0.15％。另外元件之间的均匀性也好，各元件之间的Ie的离散获得了5％这样的良好的值。
如上所述，如果采用本发明的方法，则工序的自由度大、装置也便宜、能安全地提供外管壳。另外，能形成显示品质好的图像显示元件，其结果，能提供高真空、电子发射元件性能高的图像显示装置。
权利要求
1.一种外管壳的制造方法，该外管壳通过封接第一部件和第二部件而形成且内部有真空空间，其特征在于包括下列工序在第一室中，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行烘烤的烘烤工序；在使具有规定的露点温度的空气维持在比该露点温度高的温度下的气氛中，将被烘烤了的上述第一部件和上述第二部件从上述第一室输送到第二室的输送工序；在上述第二室内，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行封接，形成上述外管壳的封接工序。
2.根据权利要求1所述的外管壳的制造方法，其特征在于上述规定的露点温度≤0℃。
3.根据权利要求1所述的外管壳的制造方法，其特征在于上述封接工序的最高温度比上述烘烤工序的最高温度低。
4.根据权利要求3所述的外管壳的制造方法，其特征在于上述输送工序的空气温度比上述烘烤工序的最高温度低。
5.根据权利要求1所述的外管壳的制造方法，其特征在于在上述输送工序的过程中或者在上述封接工序之前，还包括在上述图像形成部件上形成吸气剂的工序。
6.一种图像显示装置的制造方法，该图像显示装置包括具有相对的第一部件和第二部件且在内部有真空空间的外管壳；以及配置在上述外管壳内的矩阵状布线和图像形成部件，该制造方法的特征在于用权利要求1所述的方法制造上述外管壳。
7.根据权利要求6所述的图像显示装置的制造方法，其特征在于在上述矩阵状布线上连接多个电子发射元件，上述图像形成部件具有荧光体和加速电极。
全文摘要
提供一种外管壳的制造方法及图像显示装置的制造方法，工序的自由度高、经济且工序管理容易。该制造方法的目的在于制造通过封接第一部件和第二部件而形成的、内部有真空空间的外管壳，基本上包括下列工序在第一室中，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行烘烤的烘烤工序；在使具有规定的露点温度的空气维持在比该露点温度高的温度下的气氛中，将被烘烤了的上述第一部件和上述第二部件从上述第一室输送到第二室的输送工序；在上述第二室内，在真空中对上述第一部件和上述第二部件进行封接，形成上述外管壳的封接工序。由此，能经济地提供显示品质良好的图像显示元件及图像显示装置。
文档编号H01J31/12GK1691248SQ20051006522
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年4月15日
发明者长谷川光利 申请人:佳能株式会社