JP2004319179A - Breakdown voltage treatment method and breakdown voltage treatment device of substrate for picture displace device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に用いる基板を耐圧処理する耐圧処理方法および耐圧処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、次世代の画像表示装置として、電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた平面型の画像表示装置の開発が進められている。電子放出素子には様々な種類があるが、いずれも基本的には電界放出を用いており、これらの電子放出素子を用いた表示装置は、一般に、フィールド・エミッション・ディスプレイ(以下、FEDと称する)と呼ばれている。FEDの内、表面伝導型電子放出素子を用いた表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ(以下、SEDと称する)とも呼ばれているが、本願においてはSEDも含む総称としてFEDという用語を用いる。
【0003】
FEDは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部同士を互いに接合することにより真空外囲器を構成している。真空容器の内部は、真空度が10−4Pa程度以下の高真空に維持されている。また、背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるために、これらの基板の間には複数の支持部材が配設されている。
【0004】
前面基板の内面には赤、青、緑の蛍光体層を含む蛍光面が形成され、背面基板の内面には、蛍光体を励起して発光させる電子を放出する多数の電子放出素子が設けられている。また、多数の走査線および信号線がマトリックス状に形成され、各電子放出素子に接続されている。そして、蛍光面にはアノード電圧が印加され、電子放出素子から出た電子ビームがアノード電圧により加速されて蛍光面に衝突することにより、蛍光体が発光し映像が表示される。
【0005】
このようなFEDでは、前面基板と背面基板との隙間を1〜3mm程度に設定することができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されている陰極線管(CRT)と比較して、大幅な軽量化、薄型化を達成することができる。
【0006】
上記のように構成されたFEDにおいて、実用的な表示特性を得るためには、通常のCRTと同様の蛍光体を用い、更に、蛍光体の上にメタルバックと呼ばれるアルミ薄膜を形成した蛍光面を用いることが必要となる。この場合、蛍光面に印加するアノード電圧は最低でも数kV、できれば10kV以上にすることが望まれる。
【0007】
しかし、前面基板と背面基板との間の隙間は、解像度や電子放出効率の特性などの観点からあまり大きくすることはできず、1〜3mm程度に設定する必要がある。従って、FEDでは、前面基板と背面基板との小さい隙間に強電界が形成されることを避けられず、両基板間の放電(絶縁破壊)が問題となる。放電が起こると、電子放出素子、蛍光面、駆動回路の破壊あるいは劣化が起こりうる。そのため、FEDを実用化するには、放電発生電圧を動作時のアノード電圧よりも十分に高くし、動作中には放電が起こらないようにすることが必要である。なお、放電を起こすことなく印加できる電圧を耐圧と称することにする。
このような放電破壊への対策の一環として、例えば特許文献1に記載されたような技術が提案されている。
【0008】
【特許文献1】
特開2000−251797号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、FEDにおいては放電対策が重要であるが、放電が起きないようにする目的で、アノード電圧を下げたり、前面基板と背面基板とのギャップを大きくしたりすると、輝度や解像度などの性能を犠牲にせざるをえず、製品として望まれる性能を満たすことが困難となる。従って、性能の高いFEDを実現するために、より耐圧を高くできる技術が強く望まれている。
【0010】
本発明は、このような課題を解決するためのものであり、その目的は、基板を耐圧処理し、耐圧の高い画像表示装置を製造することが可能な基板の耐圧処理方法および耐圧処理装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
検討の結果、放電対策として、FEDを構成する基板に電界を印加することで放電源となる微粒子等を除去する処理が有効であることが結果わかった。本明細書では、このような基板に電界を印加することで耐圧を向上させるための処理を、耐圧処理と称することとし、これに対応し、耐圧処理方法、耐圧処理装置という用語を用いる。また、電界を印加するプロセスを特に区別して電界処理と称する。耐圧処理とは電界処理をその主要原理とする一連の処理のことである。この処理においては、基板と対向面との間で放電を起こすことは必ずしも必要ではない。ただ、単純に放電を起こすと基板にダメージが入ってしまうが、ダメージを十分小さくできれば放電を起こすようにしても良い。
【0012】
耐圧処理が有効であるとはいえ、その具体的な方法についてはさまざまなバリエーションがありえ、未だ最適な方法が確立していない。単純に基板に対向面を設けて電界を印加する方法だと、除去された放電源が対向面に衝突してしまうことが、効果の制約になる。そこで、細長い電極を複数配置した対向面を使うことが考えられる。こうすると、除去された放電源は電極の間をすり抜けていくため、上述の課題を回避できる。また、処理時に放電を起こす場合、電極容量を小さくすることができるので、放電規模を抑制することが容易になる。しかし、細長い電極を基板全面に対向させる場合、機械的な面で難点がある。また、電界が場所により異なってしまうので効果の均一性確保も問題となる。
【0013】
そこで、この発明の形態に係る基板の耐圧処理方法は、複数の細長い導体と上記基板の表面とを隙間を置いて対向させた状態で、上記基板と上記複数の導体とを各導体の長手方向に対して傾斜した方向に相対移動させ、上記基板の表面全体を上記複数の導体により走査し、上記相対移動の間、上記基板と上記複数の導体との間に電位差を与えて電界を印加し、上記基板を電界処理することを特徴としている。
【0014】
また、この発明の態様に係る基板の耐圧処理装置は、上記基板の表面と隙間を置いて対向配置された複数の細長い導体と、各導体の長手方向に対して傾斜した方向に相対移動させ上記基板の表面全体を上記複数の導体により走査する移動機構と、上記基板に印加する電界を発生させる電圧印加部と、を備えたことを特徴としている。
【0015】
上記のように構成された基板の耐圧処理方法および耐圧処理装置によれば、真細長い複数の導体と基板とを隙間を置いて対向させ、これらの基板および導体を相対的に移動させながら基板と導体との間に電界を印加し、基板の表面全体を電界処理している。そして、各導体はその長手方向が相対移動の方向に対して傾斜しているため、基板の表面全体を均一に電界処理し、基板を効率良く耐圧処理することができる。これにより、基板に残留した異物、突起等を除去し、放電発生の要因を取り除くことができる。従って、上記基板を用いることにより、耐圧特性に優れ、表示性能および信頼性の向上した画像表示装置を製造することができる。
【0016】
また、比較的長さの短い導体および比較的数の少ない導体を用いて基板の表面全体を均一に電界処理することができ、耐圧処理装置の軽量化および駆動系の簡素化を図ることが可能となる。
【0017】
【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基板の耐圧処理方法および耐圧処理装置について詳細に説明する。
始めに、本耐圧処理方法および耐圧処理装置により処理される基板を備えた画像表示装置として、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。
【0018】
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板厚が1〜3mm程度の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10−4Pa程度の高真空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。
【0019】
接合部材として機能する側壁13は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材25により、前面基板11の周縁部および背面基板12の周縁部に封着され、これらの基板同志を接合している。
【0020】
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。
【0021】
前面基板11の内面の表示領域には、蛍光面として、赤、緑、青の蛍光体層16とマトリックス状の黒色遮光層17とを有した矩形状の蛍光体スクリーン15が形成されている。蛍光体スクリーン15上には、アルミニウム膜等からなる矩形状のメタルバック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。メタルバック20はアノード電極として機能する。
【0022】
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がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器10の外部に引出されている。
【0023】
このようなFEDにおいて、画像を表示する場合、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。
【0024】
次に、上記のように構成されたFEDの前面基板および背面基板を耐圧処理する耐圧処理方法および耐圧処理装置について、前面基板11の場合を例に説明する。図3および図4に示すように、耐圧処理装置は、真空処理槽で構成された真空チャンバ30を備え、この真空チャンバには、内部を真空排気する排気ポンプ32が接続されている。
【0025】
真空チャンバ30内には、処理電極34、ゲッター装置36、並びに処理対象となる前面基板11を処理電極34と対向する電界処理位置、およびゲッター装置36と対向するゲッター蒸着位置40の間で搬送する基板搬送機構42が設けられている。
【0026】
処理電極34は、細長い矩形状の支持枠44と、この支持枠に固定された複数本の導電性を有したワイヤ46と、を備えている。支持枠44は、電界処理位置に搬送された前面基板11の短辺よりも長い長辺と、前面基板の長辺よりも短い短辺と、を有している。そして、支持枠44は、水平に配置されているとともに、その長辺が前面基板11の短辺と平行に位置するように配置されている。更に、支持枠44は、その長手方向両端部が前面基板11の長辺を越えて両側へ突出するように配置されている。
【0027】
細長い導体として機能する複数本のワイヤ46は、それぞれ長手方向両端部が支持枠44の長辺部に固定され、これら長辺部間に架設されている。そして、ワイヤ46は、所定の隙間を置いて互いに平行に配列されていとともに、電界処理位置に搬送された前面基板11の表面と隙間を置いて平行に対向している。
【0028】
また、真空チャンバ30内には、処理電極34を支持しているとともに、電界処理位置に搬送された前面基板11に対して処理電極を相対的に移動させる移動機構が設けられている。本実施の形態において、移動機構は、電界処理位置に搬送された前面基板11の長辺と平行な方向Xに沿って延在した一対のガイド部48を有している。そして、処理電極34の支持枠44は、その長手方向両端部がガイド部48に沿って移動自在に支持されている。また、移動機構は、ガイド部48に沿って処理電極34を往復移動させる駆動部50を備えている。従って、駆動部50を作動させることにより、処理電極34は、電界処理位置に搬送された前面基板11に対して、前面基板の長辺と平行な方向Xに沿って相対移動される。
【0029】
一方、処理電極34のワイヤ46は、図4および図5に示すように、処理電極の移動方向Xに対して傾斜して延びている。各ワイヤ46の長手方向に沿った長さをL、処理電極34の移動方向Xに対するワイヤの傾斜角をθとした場合、隣合うワイヤ間の間隔Pは、P=Lsinθに設定されている。また、ワイヤ46は、前面基板11の短辺方向の表面全域に対応する本数分設けられている。
【0030】
ワイヤ46および支持枠44は接地電位に接続されている。なお、ある1本のワイヤ46で放電が生じた際、周囲のワイヤの電圧降下による放電拡大を抑制するために、高抵抗素子を介してワイヤ同士を結束してもよい。
【0031】
更に、耐圧処理装置は、電界処理位置に搬送された基板の処理表面とワイヤ46との間に電圧を印加する電圧印加部として機能する電源52を備えている。なお、電位の与え方は、これに限らず、基板と処理電極間に電界を印加できさえすれば良い。
【0032】
図3に示すように、ゲッター装置36は、ゲッター蒸着位置40に向かって開放したカバー54、カバー内の底部に設けられたゲッター材56、およびゲッター材を加熱する加熱機構58を備えている。加熱機構58としては、高周波加熱方式あるいは抵抗加熱方式を用いることができる。
【0033】
次に、上記耐圧処理装置により基板を処理する方法について説明する。まず、排気ポンプ32により真空チャンバ30内を所望の真空度まで真空排気する。続いて、真空チャンバ30内に前面基板11を搬入し、電界処理位置に設置する。電界処理位置において、前面基板11は、メタルバック20側の表面が処理電極34と所望の隙間、例えば、2mm程度の隙間を置いて対向配置される。また、前面基板11は、その長軸方向が処理電極34の移動方向Xと一致した状態で配置される。更に、処理電極34は、前面基板11の長軸方向一端部、例えば、左端部の表面と対向する初期位置に移動させておく。
【0034】
次に、前面基板11の処理表面、ここではメタルバック20に電源52を接続し、電源52からメタルバックに電圧を印加する。これにより、前面基板11のメタルバック20と各ワイヤ46との間に電界が発生し、ワイヤと対向している前面基板11の表面領域が電界処理される。
【0035】
電界を発生させた後、移動機構の駆動部50を駆動し、処理電極34を前面基板11のメタルバック20と所定の隙間を置いて対向した状態で、前面基板の長軸方向に沿ってその左端部から右端部に向かって一定の速度で移動させる。このように、前面基板11および処理電極34を相対的に移動させ、前面基板11の表面を電界処理しながら、ワイヤ46によって前面基板表面を走査する。
【0036】
その後、処理電極34が前面基板11の表面右端を越え、前面基板外まで移動した時点で、処理電極を停止するとともにメタルバック20への電圧印加を停止する。これにより、前面基板11の表面全域を電界処理し、メタルバック20上に残留していた異物等を除去することができる。
【0037】
そして、電界処理が終了した後、基板搬送機構42により前面基板11を電界処理位置からゲッター蒸着位置40へ移動させる。なお、本実施の形態では、処理電極34を前面基板11表面の左端から右端へ片道だけ走査する構成としたが、上記と同様の方法により、処理電極34を往復移動させ、前面基板11の左端を越え前面基板外まで移動させた後に停止する構成としてもよい。この場合、電界処理が完了した前面基板11は、処理電極34の下を通過することなくゲッター蒸着位置40に移動することが可能となる。
【0038】
ゲッター蒸着位置40において、前面基板11はそのメタルバック20側の表面が上を向いた状態でゲッター装置36のカバー54の下部開口と対向する。この状態で、カバー54の底部に設けられたゲッター材56を加熱機構58により加熱して蒸発させ、ゲッターフラッシュを行う。これにより、前面基板11のメタルバック20上にゲッターを蒸着しゲッター膜22を形成する。
【0039】
ゲッター膜22の成膜後、基板搬送機構42により前面基板11をゲッター蒸着位置40から再び電界処理位置に搬送する。そして、ゲッター膜22の形成された前面基板11を上記と同様の工程により電界処理する。
【0040】
一方、配線21および電子放出素子18等が形成された背面基板12については、ゲッター蒸着を除いて上記と同様の工程により表面全体を電界処理する。
そして、電界処理された前面基板11および背面基板12を大気に晒すことなく真空雰囲気中に維持した状態で図示しない封着位置へ搬送し、ここで互いに封着して真空外囲器10を形成する。なお、基板の封着は、上述した電界処理と同一の真空チャンバ内、あるいは、真空状態で連通した他の真空チャンバ内のいずれで行ってもよい。
【0041】
上記のように構成された耐圧処理方法および耐圧処理装置によれば、真空チャンバへ投入される前に前面基板11、背面基板12に付着した粉塵などの異物および前面基板、背面基板の生産過程で形成された不要な突起などを除去することができる。また、これらの基板を真空チャンバへ投入した後、ゲッター蒸着工程で発生した異物や真空チャンバ内の浮遊物質等の基板に付着した異物を除去することができる。
【0042】
更に、処理電極34の各ワイヤ46は、処理電極の移動方向、つまり、基板とワイヤとの相対移動方向に対し傾斜して設けられている。そのため、比較的長さの短いワイヤおよび比較的数の少ないワイヤを用いて基板表面の各領域を積算的に同一条件で電界処理し、基板の表面全体を均一に電界処理することができる。また、クーロン力により基板表面から除去した異物等が処理電極に衝突することがほとんどなくなるので、放電を起こすことなく強い電界を印加できるようになるとともに、対向面の汚染・劣化もほとんどなくすことができる。さらに、処理電極および耐圧処理装置全体の軽量化を図ることができ、処理電極の軽量化に伴い駆動系の簡素化も図ることが可能となる。
【0043】
上述した耐圧処理により放電発生のトリガを取り除き、耐圧の向上したFEDを得ることができる。また、アノード電位を高く設定することが可能となり、高輝度で表示性能の高いFEDを得ることができる。
【0044】
次に、この発明の他の実施の形態に係る耐圧処理装置について説明する。図6に示すように、第2の実施の形態によれば、処理電極34の支持枠44は、その長辺が処理対象となる基板の長辺と平行となるように設けられている。また、処理電極34は、移動機構により、基板の短辺と平行な方向に沿って移動される。そして、処理電極34の各ワイヤ46は、処理電極の移動方向、つまり、基板の短辺と平行な方向に対し傾斜して設けられている。
【0045】
図7に示すように、第3の実施の形態によれば、処理電極34の支持枠44は、その長辺が処理対象となる基板の辺に対し傾斜して設けられている。また、処理電極34は、移動機構により、基板の1辺と平行な方向に沿って移動される。そして、処理電極34の各ワイヤ46は、支持枠44の長辺部に対して垂直に設けられ、かつ、処理電極の移動方向、つまり、基板の1辺と平行な方向に対し傾斜して設けられている。
【0046】
図8に示すように、第4の実施の形態によれば、処理電極34の支持枠44は、その長辺が処理対象となる基板の1辺と平行に設けられている。また、処理電極34は、移動機構により、基板の1辺に対して傾斜した方向に沿って移動される。そして、処理電極34の各ワイヤ46は、支持枠44の長辺部に対して垂直に設けられ、かつ、処理電極の移動方向に対し傾斜して設けられている。
【0047】
図9および図10に示すように、第5の実施の形態によれば、処理電極34は、細長い導体として、ワイヤに代え、導電性を有した細長い矩形状の平板電極60を備えている。複数枚の平板電極60は、所定の隙間を置いて互いに平行に配列されている。各平板電極60は、その長手方向両端部が支持枠44の長辺部に固定され、支持枠の長辺部間に架設されている。また、各平板電極60は、その長手方向が処理電極34の移動方向に対し傾斜して設けられているとともに、その幅方向が処理対象となる基板の表面に対してほぼ垂直に延びている。
【0048】
上述した第2ないし第5の実施の形態において、他の構成および基板の耐圧処理方法は前述した第1の実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、第2ないし第5の実施の形態においても、基板の表面全体を均一に耐圧処理することができ、第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0049】
その他、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、上述した実施の形態において、基板側を固定とし処理電極を移動させる構成としたが、逆に、処理電極を固定とし基板側を移動させることにより、処理電極と基板とを相対的に移動させる構成としてもよい。
【0050】
上述した実施の形態では、前面基板および背面基板の両方を真空雰囲気中で電界処理する構成としたが、少なくとも一方の基板を電界処理することによっても耐圧の向上した画像表示装置を得ることができる。また、真空中の方が高い電圧を印加できる点や封着と一貫して処理ができる点で好適ではあるが、真空中であることが必ずしも必要なわけではなく、大気中で処理を行うことでもある程度の効果が期待できることを確認している。
【0051】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、対向面に細長い電極を使用しつつ基板を均一に耐圧処理することができ、耐圧の高い画像表示装置の製造を可能とする基板の耐圧処理方法および耐圧処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係る耐圧処理方法および耐圧処理装置により処理される基板を備えたFEDの一例を示す斜視図。
【図2】図1の線A−Aに沿った上記FEDの断面図。
【図3】この発明の第1の実施の形態に係る基板の耐圧処理方法および耐圧処理装置を概略的に示す断面図。
【図4】上記耐圧処理装置の処理電極および移動機構を概略的に示す平面図。
【図5】上記処理電極の一部を拡大して示す平面図。
【図6】この発明の第2の実施の形態に係る耐圧処理装置の処理電極および移動機構を概略的に示す平面図。
【図7】この発明の第3の実施の形態に係る耐圧処理装置の処理電極および移動機構を概略的に示す平面図。
【図8】この発明の第4の実施の形態に係る耐圧処理装置の処理電極および移動機構を概略的に示す平面図。
【図9】この発明の第5の実施の形態に係る耐圧処理装置の処理電極および移動機構を概略的に示す平面図。
【図10】上記第5の実施の形態に係る耐圧処理装置の平板電極を概略的に示す斜視図。
【符号の説明】
10…真空外囲器、 11…前面基板、 12…背面基板、
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、 30…真空チャンバ、
34…処理電極、 38…ゲッター装置、 46…ワイヤ、
48…ガイド部、 50…駆動部、 60…平板電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a withstand voltage processing method and a withstand voltage processing apparatus for performing a withstand voltage process on a substrate used in an image display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as a next-generation image display device, a flat-type image display device in which a large number of electron-emitting devices are arranged and arranged to face a phosphor screen has been developed. Although there are various types of electron-emitting devices, all of them basically use field emission, and a display device using these electron-emitting devices is generally called a field emission display (hereinafter, referred to as FED). )is called. Among FEDs, a display device using a surface conduction electron-emitting device is also called a surface conduction electron-emitting display (hereinafter, referred to as an SED). In the present application, the term FED is used as a collective term that includes the SED. .
[0003]
An FED generally has a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other with a predetermined gap therebetween, and these substrates are joined to each other through a rectangular frame-shaped side wall to form a vacuum envelope. Is composed. The inside of the vacuum vessel is maintained at a high vacuum having a degree of vacuum of about 10 −4 Pa or less. Further, in order to support the atmospheric load applied to the rear substrate and the front substrate, a plurality of support members are disposed between these substrates.
[0004]
A phosphor screen including red, blue, and green phosphor layers is formed on the inner surface of the front substrate, and a number of electron-emitting devices that emit electrons that excite the phosphor to emit light are provided on the inner surface of the rear substrate. ing. A large number of scanning lines and signal lines are formed in a matrix and are connected to each electron-emitting device. Then, an anode voltage is applied to the phosphor screen, and the electron beam emitted from the electron-emitting device is accelerated by the anode voltage and collides with the phosphor screen, so that the phosphor emits light and an image is displayed.
[0005]
In such an FED, the gap between the front substrate and the rear substrate can be set to about 1 to 3 mm, which is much larger than that of a cathode ray tube (CRT) currently used as a display of a television or a computer. Lightening and thinning can be achieved.
[0006]
In the FED configured as described above, in order to obtain practical display characteristics, a phosphor similar to an ordinary CRT is used, and a phosphor screen in which an aluminum thin film called a metal back is formed on the phosphor. It is necessary to use. In this case, it is desired that the anode voltage applied to the phosphor screen be at least several kV, preferably at least 10 kV.
[0007]
However, the gap between the front substrate and the rear substrate cannot be made very large from the viewpoint of the characteristics of resolution and electron emission efficiency, and needs to be set to about 1 to 3 mm. Therefore, in the FED, it is inevitable that a strong electric field is formed in a small gap between the front substrate and the rear substrate, and a discharge (dielectric breakdown) between the two substrates becomes a problem. When the discharge occurs, destruction or deterioration of the electron-emitting device, the phosphor screen, and the driving circuit may occur. Therefore, in order to put the FED into practical use, it is necessary to make the discharge generation voltage sufficiently higher than the anode voltage during operation so that no discharge occurs during operation. Note that a voltage that can be applied without causing discharge is referred to as a withstand voltage.
As a measure against such discharge breakdown, for example, a technique described in Patent Document 1 has been proposed.
[0008]
[Patent Document 1]
JP 2000-251797 A
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the FED, measures against discharge are important. However, if the anode voltage is reduced or the gap between the front substrate and the rear substrate is increased in order to prevent discharge, the brightness, resolution, etc. The performance of the product must be sacrificed, and it is difficult to satisfy the performance desired as a product. Therefore, in order to realize a high-performance FED, a technique capable of increasing the withstand voltage is strongly desired.
[0010]
The present invention is intended to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a pressure-resistant processing method and a pressure-resistant processing apparatus for a substrate capable of performing a pressure-resistant process on a substrate and manufacturing an image display device having a high withstand voltage. To provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of the investigation, it was found that a treatment for removing fine particles and the like serving as a discharge power source by applying an electric field to the substrate constituting the FED was effective as a measure against discharge. In this specification, a process for improving a breakdown voltage by applying an electric field to such a substrate is referred to as a breakdown voltage process, and the terms of the breakdown voltage processing method and the breakdown voltage processing device are used correspondingly. In addition, a process of applying an electric field is particularly referred to as an electric field process. The withstand voltage process is a series of processes whose main principle is electric field process. In this process, it is not always necessary to cause a discharge between the substrate and the facing surface. However, if the discharge is simply caused, the substrate is damaged. However, if the damage can be sufficiently reduced, the discharge may be caused.
[0012]
Although the pressure-resistant treatment is effective, there are various variations in the specific method, and an optimal method has not yet been established. In a method in which an opposing surface is simply provided on a substrate to apply an electric field, the effect that the removed discharge power collides with the opposing surface is a limitation of the effect. Therefore, it is conceivable to use a facing surface on which a plurality of elongated electrodes are arranged. In this case, the removed discharge power source passes through between the electrodes, so that the above-described problem can be avoided. In addition, when a discharge occurs during processing, the electrode capacity can be reduced, so that the discharge scale can be easily suppressed. However, when the elongated electrode is made to face the entire surface of the substrate, there is a problem in mechanical aspect. In addition, since the electric field varies depending on the location, there is a problem in securing uniformity of the effect.
[0013]
In view of the above, the method for processing pressure resistance of a substrate according to an embodiment of the present invention includes a method of: Relative to the substrate in a direction inclined with respect to, the entire surface of the substrate is scanned by the plurality of conductors, and during the relative movement, an electric field is applied by applying a potential difference between the substrate and the plurality of conductors. , Wherein the substrate is subjected to an electric field treatment.
[0014]
Further, the substrate pressure-resistant processing apparatus according to the aspect of the present invention is configured such that a plurality of elongated conductors arranged to face each other with a gap from the surface of the substrate are relatively moved in a direction inclined with respect to a longitudinal direction of each conductor. A moving mechanism that scans the entire surface of the substrate with the plurality of conductors, and a voltage applying unit that generates an electric field applied to the substrate are provided.
[0015]
According to the pressure-resistant processing method and the pressure-resistant processing apparatus for a substrate configured as described above, a plurality of elongated conductors and the substrate are opposed to each other with a gap therebetween, and the substrate and the substrate are moved while relatively moving these substrates and conductors. An electric field is applied between the conductor and the conductor, and the entire surface of the substrate is subjected to the electric field treatment. Since the longitudinal direction of each conductor is inclined with respect to the direction of relative movement, the entire surface of the substrate can be uniformly subjected to an electric field treatment, and the substrate can be efficiently subjected to a pressure resistance treatment. This makes it possible to remove foreign matter, protrusions, and the like remaining on the substrate, and to eliminate the cause of discharge. Therefore, by using the above substrate, it is possible to manufacture an image display device having excellent withstand voltage characteristics and improved display performance and reliability.
[0016]
In addition, the entire surface of the substrate can be uniformly subjected to an electric field treatment using a relatively short conductor and a relatively small number of conductors, so that it is possible to reduce the weight of the breakdown voltage processing device and simplify the drive system. It becomes.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, with reference to the drawings, a description will be given in detail of a substrate withstand voltage processing method and a withstand voltage processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
First, an FED provided with a surface conduction type electron-emitting device will be described as an example of an image display device including a substrate processed by the pressure-resistant processing method and the pressure-resistant device.
[0018]
As shown in FIGS. 1 and 2, the FED includes a
[0019]
The
[0020]
A plurality of
[0021]
In the display area on the inner surface of the
[0022]
On the inner surface of the
[0023]
When an image is displayed in such an FED, an anode voltage is applied to the metal back 20, and the electron beam emitted from the electron-emitting
[0024]
Next, a pressure-resistant processing method and a pressure-resistant processing apparatus for performing a pressure-resistant process on the front substrate and the rear substrate of the FED configured as described above will be described, taking the case of the
[0025]
In the
[0026]
The
[0027]
The plurality of
[0028]
A moving mechanism that supports the
[0029]
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 5, the
[0030]
The
[0031]
Further, the pressure-resistant processing apparatus includes a
[0032]
As shown in FIG. 3, the
[0033]
Next, a method for processing a substrate by the above-described pressure-resistant processing apparatus will be described. First, the inside of the
[0034]
Next, the
[0035]
After the electric field is generated, the driving
[0036]
Thereafter, when the
[0037]
Then, after the electric field processing is completed, the
[0038]
At the
[0039]
After the
[0040]
On the other hand, the entire surface of the
Then, the
[0041]
According to the pressure processing method and the pressure processing apparatus configured as described above, foreign substances such as dust adhering to the
[0042]
Further, each
[0043]
By the above-described breakdown voltage processing, the trigger of the occurrence of discharge is removed, and an FED with improved breakdown voltage can be obtained. Further, the anode potential can be set high, and an FED with high luminance and high display performance can be obtained.
[0044]
Next, a breakdown voltage processing apparatus according to another embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 6, according to the second embodiment, the
[0045]
As shown in FIG. 7, according to the third embodiment, the
[0046]
As shown in FIG. 8, according to the fourth embodiment, the
[0047]
As shown in FIGS. 9 and 10, according to the fifth embodiment, the
[0048]
In the above-described second to fifth embodiments, the other configuration and the substrate withstand voltage processing method are the same as those in the above-described first embodiment. Detailed description is omitted. Also in the second to fifth embodiments, the entire surface of the substrate can be uniformly subjected to the pressure resistance treatment, and the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
[0049]
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the processing electrode is moved with the substrate fixed, but the processing electrode and the substrate are relatively moved by fixing the processing electrode and moving the substrate. It is good also as composition which makes it do.
[0050]
In the above-described embodiment, both the front substrate and the rear substrate are subjected to the electric field treatment in a vacuum atmosphere. However, an image display device with improved withstand voltage can be obtained by subjecting at least one of the substrates to the electric field treatment. . In addition, it is preferable to apply a higher voltage in a vacuum and to perform processing consistent with sealing.However, it is not always necessary to be in a vacuum, and the processing should be performed in the atmosphere. However, we have confirmed that some effect can be expected.
[0051]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, a substrate can be uniformly subjected to withstand pressure processing while using an elongated electrode on the opposing surface, and a substrate withstand voltage processing method capable of manufacturing an image display device with high withstand voltage And a pressure treatment device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an FED provided with a substrate to be processed by a breakdown voltage processing method and a breakdown voltage processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the FED taken along line AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a substrate withstand voltage processing method and a withstand voltage processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view schematically showing a processing electrode and a moving mechanism of the pressure-resistant processing apparatus.
FIG. 5 is an enlarged plan view showing a part of the processing electrode.
FIG. 6 is a plan view schematically showing a processing electrode and a moving mechanism of a pressure-resistant processing device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view schematically showing a processing electrode and a moving mechanism of a pressure-resistant processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view schematically showing a processing electrode and a moving mechanism of a pressure-resistant processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view schematically showing a processing electrode and a moving mechanism of a pressure-resistant processing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view schematically showing a flat electrode of the pressure-resistant processing apparatus according to the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
10: vacuum envelope, 11: front substrate, 12: rear substrate,
15: phosphor screen, 18: electron-emitting device,
20: metal back, 22: getter film, 30: vacuum chamber,
34: processing electrode, 38: getter device, 46: wire,
48: guide unit, 50: drive unit, 60: plate electrode
Claims (13)
複数の細長い導体と上記基板の表面とを隙間を置いて対向させた状態で、上記基板と上記複数の導体とを各導体の長手方向に対して傾斜した方向に相対移動させ、上記基板の表面全体を上記複数の導体により走査し、
上記相対移動の間、上記基板と上記複数の導体との間に電位差を与えて電界を印加し、上記基板を電界処理することを特徴とする基板の耐圧処理方法。In a substrate withstand voltage processing method for performing a withstand voltage process on a substrate used for an image display device,
With the plurality of elongated conductors and the surface of the substrate facing each other with a gap therebetween, the substrate and the plurality of conductors are relatively moved in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of each conductor, and the surface of the substrate is The whole is scanned by the plurality of conductors,
During the relative movement, an electric field is applied by applying a potential difference between the substrate and the plurality of conductors, and the substrate is subjected to an electric field treatment.
上記基板の表面と隙間を置いて対向配置された複数の細長い導体と、
各導体の長手方向に対して傾斜した方向に相対移動させ上記基板の表面全体を上記複数の導体により走査する移動機構と、
上記基板に印加する電界を発生させる電圧印加部と、
を備えたことを特徴とする基板の耐圧処理装置。In a pressure-resistant substrate processing apparatus for processing a substrate used in an image display device,
A plurality of elongated conductors arranged facing each other with a gap between the surface of the substrate,
A moving mechanism that relatively moves in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of each conductor and scans the entire surface of the substrate with the plurality of conductors;
A voltage application unit for generating an electric field applied to the substrate,
A pressure-resistant processing apparatus for a substrate, comprising:
上記移動機構は、上記相対移動の方向に沿って移動可能に上記支持枠をガイドするガイド部と、上記支持枠を移動させる駆動部と、を備えていることを特徴とする請求項5に記載の基板の耐圧処理装置。A support frame supporting both ends in the longitudinal direction of each conductor is provided,
The said movement mechanism is provided with the guide part which guides the said support frame so that movement is possible along the direction of the said relative movement, and the drive part which moves the said support frame, The Claims characterized by the above-mentioned. Pressure treatment equipment for substrates.
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