JP2005251476A - Method for manufacturing image display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、対向配置されているとともに周縁部同士が封着された一対の基板を備えた平面型の画像表示装置を製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing a flat-type image display device including a pair of substrates that are arranged to face each other and whose peripheral portions are sealed to each other.
近年、陰極線管(以下CRTと称す)に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ(以下LCDと称す)、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル(以下PDPと称す)、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ(以下FEDと称す)、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導電子放出ディスプレイ(以下SEDと称す)などがある。 2. Description of the Related Art In recent years, various image display devices have been developed as next-generation lightweight and thin display devices that replace cathode ray tubes (hereinafter referred to as CRTs). Such image display devices include a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) that controls the intensity of light using the orientation of liquid crystal, and a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP) that emits phosphors by ultraviolet rays of plasma discharge. A field emission display (hereinafter referred to as FED) that emits a phosphor by an electron beam of a field emission electron emission device; a surface conduction electron emission display (hereinafter referred to as SED) that emits a phosphor by an electron beam of a surface conduction electron emission device; Etc.).
これら各種表示装置のうち、例えばFEDやSEDでは、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辺部同士を互いに接合することにより真空の外囲器を構成している。前面基板の内面には蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体を励起して発光させる電子放出源として多数の電子放出素子が設けられている。 Among these various display devices, for example, FEDs and SEDs generally have a front substrate and a rear substrate arranged to face each other with a predetermined gap, and these substrates are connected to each other through a rectangular frame-shaped side wall. Are joined together to form a vacuum envelope. A phosphor screen is formed on the inner surface of the front substrate, and a number of electron-emitting devices are provided on the inner surface of the rear substrate as electron emission sources that excite the phosphor to emit light.
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、これら基板の間には複数の支持部材が配設されている。背面基板側の電位はほぼアース電位であり、蛍光面にはアノード電圧が印加される。そして、蛍光体スクリーンを構成する赤、緑、青の蛍光体に電子放出素子から放出された電子ビームを照射し、蛍光体を発光させることによって画像を表示する。 Further, in order to support an atmospheric pressure load applied to the back substrate and the front substrate, a plurality of support members are disposed between these substrates. The potential on the back substrate side is almost the ground potential, and an anode voltage is applied to the phosphor screen. The red, green, and blue phosphors that make up the phosphor screen are irradiated with the electron beams emitted from the electron-emitting devices, and the phosphors emit light to display an image.
このようなFEDやSEDでは、表示装置の厚さを数mm程度にまで薄くすることができ、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CRTと比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。 With such FEDs and SEDs, the thickness of the display device can be reduced to a few millimeters, and it is lighter and thinner than CRTs currently used as television and computer displays. can do.
例えば、上記のようなFEDにおいて、外囲器を構成する前面基板および背面基板を接合するために様々な製造方法が検討されている。一般的には、2枚の基板と側壁との間にフリットガラスなどの焼結材料を充填し、炉中で加熱、焼結させ、基板と側壁とを結合させて外囲器を形成する。基本的な手順の一例としては、予め背面基板に側壁を溶着したものを準備し、更にこれと前面基板を溶着する。 For example, in the FED as described above, various manufacturing methods have been studied in order to join the front substrate and the rear substrate constituting the envelope. In general, a sintered material such as frit glass is filled between two substrates and side walls, heated and sintered in a furnace, and the substrate and side walls are bonded to form an envelope. As an example of a basic procedure, a material in which a side wall is welded to a rear substrate is prepared in advance, and this and the front substrate are further welded.
しかしながら、フリットガラスを焼結する場合には不要なガスが発生する。そして、このガスは、溶着後、密閉された外囲器の内部に残留し、後に外囲器内部を高真空に排気する際の障害となる。そこで、前面基板と側壁との間に比較的低温で溶融するインジウム等の低融点金属封着材料を充填し、導電性封着材料に通電しそのジュール熱により導電性封着材料自身を発熱、溶解させ、基板を結合する方法(以下通電加熱と称す)が検討されている。
上述の通電加熱では、導電性封着材料が安定して溶融されるように電流を供給する必要がある。安定して溶融されない場合には、外囲器個々により導電性封着材料の溶解にかかる時間が異なり、安定した基板結合が出来なくなる。導電性封着材料を加熱し過ぎると、その熱により導電性封着材料が断線したり基板に亀裂が生じたりする不具合が発生する。逆に十分に溶解していない場合、基板の結合が不十分になり、真空気密性が劣化したり外囲器の真空状態を保てない等の問題が発生する。このため従来は、導電性封着材料全体に100Aの直流電流を供給し、1分程度の時間で加熱溶融を行っていた。これにより導電性封着材料を安定して溶融することができていたが、一方で冷却には10ないし20分の時間を要していた。このため、量産性の向上を目的として、さらなる封着時間の短縮が望まれていた。 In the above-mentioned current heating, it is necessary to supply a current so that the conductive sealing material is stably melted. If it is not melted stably, the time required for melting the conductive sealing material differs depending on the envelope, and stable substrate bonding cannot be performed. If the conductive sealing material is heated too much, the heat causes a problem that the conductive sealing material is disconnected or a substrate is cracked. On the other hand, if the substrate is not sufficiently dissolved, bonding of the substrates becomes insufficient, resulting in problems such as deterioration in vacuum tightness and inability to maintain the vacuum state of the envelope. For this reason, conventionally, a 100 A direct current was supplied to the entire conductive sealing material, and heating and melting were performed in about 1 minute. As a result, the conductive sealing material could be stably melted, but cooling took 10 to 20 minutes. For this reason, further shortening of the sealing time has been desired for the purpose of improving mass productivity.
この際、上記定電流値を上げることで導電性封着材料の溶解および冷却にかかる時間短縮を図ることが可能であるが、電流値を上げると導電性封着材料と電極の間、電極と装置側の電極コンタクトの間、または封着層間でスパークが発生する頻度が高くなり、安定した封着層の溶解ができないという問題があった。 At this time, it is possible to shorten the time required for dissolution and cooling of the conductive sealing material by increasing the constant current value. However, when the current value is increased, between the conductive sealing material and the electrode, There has been a problem that sparks are frequently generated between the electrode contacts on the device side or between the sealing layers, and the sealing layer cannot be stably dissolved.
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、導電性封着材料の封着作業を迅速かつ安定して行うことが可能な画像表示装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a method of manufacturing an image display device capable of quickly and stably performing a sealing operation of a conductive sealing material. .
上記目的を達成するため、本発明は、前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法において、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、上記前面基板および背面基板を対向配置し、上記封着層に電流路を形成して上記封着層へ通電を開始し、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する電流を所定時間通電し、上記通電により上記封着層を加熱溶融させて、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing an image display device including an envelope having a front substrate and a back substrate, and at least one peripheral portion of the front substrate and the back substrate has conductivity. The sealing material is arranged to form a sealing layer, the front substrate and the rear substrate are arranged to face each other, a current path is formed in the sealing layer, and energization to the sealing layer is started, and the entire energization time A current that reaches a maximum current value after a current rising period of 10% or more of the current is energized for a predetermined time, and the sealing layer is heated and melted by the energization to bond the peripheral portions of the front substrate and the back substrate to each other. Features.
また上記目的を達成するため、本発明は、前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法において、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、上記封着層に、当該封着層を加熱溶融させるための電源を供給する一対の電極を取り付けて、上記封着層に上記電源の電流路を形成し、上記前面基板および背面基板を対向配置して、上記前面基板と背面基板とを互いに接近する方向に加圧し、上記加圧した状態で上記電極を介し上記封着層へ通電を開始して、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する電流を所定時間通電し、上記通電により上記封着層を加熱溶融させて、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing an image display device including an envelope having a front substrate and a rear substrate, and at least one peripheral portion of the front substrate and the rear substrate is made conductive. A sealing layer is formed by disposing a sealing material, and a pair of electrodes for supplying power for heating and melting the sealing layer is attached to the sealing layer, and the power source is attached to the sealing layer. Current path is formed, the front substrate and the back substrate are arranged to face each other, the front substrate and the back substrate are pressurized in a direction approaching each other, and in the pressurized state, to the sealing layer via the electrode Energization is started, a current that reaches a maximum current value is passed through a current increase period of 10% or more of the entire energization time for a predetermined time, and the sealing layer is heated and melted by the energization, whereby the front substrate and the back substrate Around each other Characterized in that it focus.
さらに上記目的を達成するため、本発明は、対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法において、上記前面基板および背面基板の互いに対向する面の各周縁部に、導電性を有した封着材を配置して、上記前面基板および背面基板にそれぞれ封着層を形成し、上記前面基板の封着層、および上記背面基板の封着層に、それぞれ封着層を加熱溶融させるための電源を供給する一対の電極を取り付けて、上記前面基板の封着層および上記背面基板の封着層にそれぞれ上記電源の電流路を形成し、上記電極を介し上記封着層へ通電を開始して、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する電流を所定時間通電し、上記通電により上記前面基板の封着層、および上記背面基板の封着層をそれぞれ加熱溶融させた後、上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で上記前面基板と背面基板とを互いに接近する方向に加圧し、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合することを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing an image display device including an envelope having a front substrate and a rear substrate that are arranged opposite to each other and whose peripheral portions are joined to each other. A sealing material having conductivity is disposed on each peripheral portion of the opposite surfaces of the back substrate, and a sealing layer is formed on each of the front substrate and the back substrate, the sealing layer of the front substrate, and A pair of electrodes for supplying power for heating and melting the sealing layer is attached to the sealing layer of the back substrate, respectively, and the power source of the power source is attached to the sealing layer of the front substrate and the sealing layer of the back substrate, respectively. Forming a current path, starting energization to the sealing layer through the electrode, energizing a current reaching a maximum current value through a current rising period of 10% or more of the entire energization time for a predetermined time, and After the surface substrate sealing layer and the back substrate sealing layer are heated and melted, the front substrate and the back substrate are pressed in a direction approaching each other with the front substrate and the back substrate facing each other. The peripheral portions of the front substrate and the back substrate are bonded to each other.
上記のように構成された画像表示装置の製造方法によれば、導電性を有した封着材に、通電時間全体の全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する緩やかな傾斜をもつ電流を所定時間通電して上記封着材を加熱溶融し封着処理を行うことにより、加熱溶融のための最大電流値を現行の二倍以上に高く設定し、加熱通電時間を短縮した場合に於いても、スパークの発生を確実に回避して、封着層に安定した電流を通電することができる。これにより、封着層を全周に渡って均一な厚さに形成できるとともに、基板全体を低温に維持しながら、封着作業を短時間でかつ安定して行うことができる。 According to the method of manufacturing an image display device configured as described above, a gradual slope that reaches the maximum current value after a current rising period of 10% or more of the entire energization time is applied to the conductive sealing material. By energizing a current with a predetermined time and heating and sealing the above-mentioned sealing material, the maximum current value for heating and melting was set to be more than twice the current, and the heating energization time was shortened Even in this case, it is possible to reliably avoid the occurrence of sparks and to supply a stable current to the sealing layer. As a result, the sealing layer can be formed to have a uniform thickness over the entire circumference, and the sealing operation can be performed stably in a short time while maintaining the entire substrate at a low temperature.
本発明によれば、封着作業を安定してかつ迅速に行うことができ、信頼性が高く表示品位の高い画像表示装置を製造可能な製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sealing method can be performed stably and rapidly, and the manufacturing method which can manufacture an image display apparatus with high reliability and high display quality can be provided.
以下図面を参照しながら、この発明に係る画像表示装置をFEDに適用した実施の形態について詳細に説明する。
図1ないし図4に示すように、FEDは、それぞれ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。背面基板12は前面基板11よりも大きな寸法に形成されている。そして、前面基板11および背面基板12は、矩形枠状の側壁18を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態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。
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、複数の板状の支持部材14が設けられている。これらの支持部材14は、真空外囲器10の一辺と平行な方向にそれぞれ延在しているとともに、上記一辺と直交する方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、支持部材14は板状に限らず、柱状のものを用いてもよい。
Hereinafter, an embodiment in which an image display device according to the present invention is applied to an FED will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 to 4, the FED includes a
A plurality of plate-
前面基板11の内面には、画像表示面として機能する蛍光体スクリーン16が形成されている。この蛍光体スクリーン16は、赤、緑、青の蛍光体層R、G、B、およびこれらの蛍光体層間に位置した黒色光吸収層20を並べて構成されている。蛍光体層R、G、Bは、真空外囲器10の上記一辺と平行な方向に延在しているとともに、この一辺と直交する方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、蛍光体スクリーン16上には、たとえばアルミニウムからなるメタルバック17およびバリウムからなるゲッター膜27が順に重ねて形成されている。
A
図3に示すように、背面基板12の内面上には、蛍光体スクリーン16の蛍光体層を励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子22が設けられている。これらの電子放出素子22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。詳細に述べると、背面基板12の内面上には、導電性カソード層24が形成され、この導電性カソード層上には多数のキャビティ25を有した二酸化シリコン膜26が形成されている。二酸化シリコン膜26上には、モリブデンやニオブ等からなるゲート電極28が形成されている。そして、背面基板12の内面上において各キャビティ25内にはモリブデンなどからなるコーン状の電子放出素子22が設けられている。また、背面基板12の内面には、電子放出素子22に電位を供給する多数本の配線23がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器10の周縁部に引出されている。
As shown in FIG. 3, on the inner surface of the
上記のように構成されたFEDにおいて、映像信号は、単純マトリックス方式に形成された電子放出素子22とゲート電極28に入力される。電子放出素子22を基準とした場合、最も輝度の高い状態の時、+100Vのゲート電圧が印加される。また、蛍光体スクリーン16には+10kVが印加される。これにより、電子放出素子22から電子ビームが放出される。そして、電子放出素子22から放出される電子ビームの大きさは、ゲート電極28の電圧によって変調され、この電子ビームが蛍光体スクリーン16の蛍光体層を励起して発光させることにより画像を表示する。
In the FED configured as described above, a video signal is input to the electron-
このように蛍光体スクリーン16には高電圧が印加されるため、前面基板11、背面基板12、側壁18、および支持部材14用の板ガラスには、高歪点ガラスが使用されている。後述するように、背面基板12と側壁18との間は、フリットガラス等の低融点ガラス19によって封着されている。また、前面基板11と側壁18との間は、導電性を有する低融点封着材としてインジウム(In)を含んだ封着層21によって封着されている。
Thus, since a high voltage is applied to the
また、FEDは、複数、例えば、一対の電極30を備え、これらの電極は、封着層21に電気的に導通した状態で外囲器10に取り付けられている。これらの電極30は、封着層21に通電する際の電極として用いられる。
The FED includes a plurality of, for example, a pair of
図5に示すように、各電極30は、導電部材として例えば0.2mm厚の銅板を折り曲げ加工して形成されている。すなわち、電極30は、断面がほぼU字形状となるように折曲げられ、装着部32、装着部から延出し封着層に対する電流の通路となる胴体部34、胴体部の延出端に位置し封着層に接触可能な接触部36、および装着部および胴体部の背面部により形成された平坦な導通部38を一体に備えている。装着部32は、クリップ状に折り曲げられた挟持部を一体に備え、前面基板11あるいは背面基板12の周縁部を挟持して取り付け可能と成っている。接触部36は、水平方向の延出長さLが2mm以上に形成されている。また、胴体部34は帯状に形成され、装着部32から斜め上方に傾斜して延びている。これにより、接触部36は、鉛直方向に沿って、装着部32および胴体部34よりも高く位置している。
As shown in FIG. 5, each
図1ないし図3に示すように、各電極30は、真空外囲器10の例えば、背面基板12に弾性的に係合した状態で取り付けられている。すなわち、電極30は、装着部32により背面基板12の周縁部を弾性的に挟持した状態で真空外囲器10に取り付けられている。そして、各電極30の接触部36は、それぞれ封着層21に接触し電気的に導通している。また、胴体部34は接触部36から真空外囲器10の外側に延出しているとともに、導通部38は、背面基板12の側面と対向し真空外囲器10の外面に露出している。これら一対の電極30は、真空外囲器10の対角方向に離間した2つの角部にそれぞれ設けられ、封着層21に対して対称に配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, each
次に、上記構成を有するFEDの製造方法について詳細に説明する。
まず、前面基板11となる板ガラスに蛍光体スクリーン16を形成する。これは、前面基板11と同じ大きさの板ガラスを準備し、この板ガラスにプロッターマシンで蛍光体ストライプパターンを形成する。この蛍光体ストライプパターンを形成した板ガラスと前面基板用の板ガラスとを位置決め治具に載せて露光台にセットする。この状態で、露光、現像することにより、前面基板11となるガラス板上に蛍光体スクリーンを形成する。その後、蛍光体スクリーン16に重ねてメタルバック17を形成する。
Next, the manufacturing method of FED which has the said structure is demonstrated in detail.
First, the
続いて、背面基板12用の板ガラスに電子放出素子22を形成する。これは、マトリックス状の導電性カソード層24を板ガラス上に形成し、このカソード層上に例えば熱酸化法やCVD法あるいはスパッタリング法により2酸化シリコン膜の絶縁膜を形成する。この後、この絶縁膜上に、例えばスパッタリング法や電子ビーム蒸着法によりモリブデンやニオブなどのゲート電極形成用の金属膜を形成する。次に、この金属膜上に、形成すべきゲート電極に対応した形状のレジストパターンをリソグラフィーにより形成する。このレジストパターンをマスクとして金属膜をウェットエッチング法またはドライエッチング法によりエッチングし、ゲート電極28を形成する。
Subsequently, the electron-emitting
その後、レジストパターン及びゲート電極28をマスクとして絶縁膜をウェットエッチングまたはドライエッチング法によりエッチングして、キャビティ25を形成する。そして、レジストパターンを除去した後、背面基板12表面に対して所定角度傾斜した方向から電子ビーム蒸着を行うことにより、ゲート電極28上に例えばアルミニウムやニッケルからなる剥離層を形成する。更に、背面基板12表面に対して垂直な方向からカソード形成用の材料として例えばモリブデンを電子ビーム蒸着法により蒸着する。これによって、キャビティ25の内部に電子放出素子22が形成される。次に、剥離層をその上に形成された金属膜とともにリフトオフ法により除去する。
Thereafter, the insulating film is etched by wet etching or dry etching using the resist pattern and the
続いて、大気中で低融点ガラス19により側壁18および支持部材14を背面基板12の内面上に封着する。次いで、図6(a),(b)に示すように、側壁18の封着面の全周にわたってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し封着層21aを形成するとともに、側壁18の封着面に対向する前面基板11の封着面の全周にわたってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し封着層21bを形成する。なお、側壁18および前面基板11の封着面に対する封着層21a、21bの充填は、溶融したインジウムを封着面に塗布する方法、あるいは、固体状態のインジウムを封着面に載置する方法等によって行う。
Subsequently, the
続いて、図7に示すように、側壁18が接合されている背面基板12に一対の電極30を装着する。この際、各電極30は、接触部36が封着層21aに接触せず、封着層と隙間を置いて対向した状態に装着する。電極30は、基板上で+極と−極の一対を必要とし、一対の電極間で並列に通電される封着層21a、21bの各々の通電経路はその長さを等しくすることが望ましい。そこで、一対の電極30は、背面基板12の対角方向に対向する2つの角部に装着され、電極間に位置した封着層21a、21bの長さは、各電極の両側でほぼ等しく設定されている。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the pair of
電極30を装着した後、これら背面基板12、前面基板11を所定間隔離して対向配置し、この状態で、真空処理装置内に投入する。ここでは、例えば図8に示す真空処理装置100を用いる。真空処理装置100は、並んで配設されたロード室101、ベーキング、電子線洗浄室102、冷却室103、ゲッター膜の蒸着室104、組立室105、冷却室106、およびアンロード室107を備えている。組立室105には、封着層21a、21bを加熱溶融するための直流電源を出力する電源装置120と、この電源装置120を制御するコンピュータ200とが接続されている。また、真空処理装置100の各室は、真空処理が可能な処理室として構成され、FEDの製造時には全室が真空排気されている。これら各処理室間は図示しないゲートバルブ等により接続されている。
After the
所定間隔離間して対向配置された前面基板11および背面基板12は、まず、ロード室101に投入される。そして、ロード室101内の雰囲気を真空雰囲気とした後、ベーキング、電子線洗浄室102へ送られる。
First, the
ベーキング、電子線洗浄室102では、各種部材を350〜400℃の温度に加熱し、各基板の表面吸着ガスを放出させる。同時にベーキング、電子線洗浄室102に取り付けられた図示しない電子線発生装置から電子線を、前面基板11の蛍光体スクリーン面、および背面基板12の電子放出素子面に照射する。その際、電子線発生装置外部に装着された偏向装置によって電子線を偏向走査することにより、蛍光体スクリーン面および電子放出素子面の全面をそれぞれ電子線洗浄する。
In the baking and electron
なお、ベーキング工程において、加熱により封着層21a、21bは一旦溶融して流動性を有するが、各電極30の接触部36は封着層21a、21bに接触することなく隙間を置いて対向している。そのため、溶融したインジウムが電極30を通して背面基板12の外側へ流れ出すのを抑えることができる。
In the baking step, the sealing layers 21a and 21b are once melted by heating to have fluidity, but the
ベーキングおよび電子線洗浄された前面基板11および背面基板12は冷却室103に送られ、約120℃の温度まで冷却された後、ゲッター膜の蒸着室104へと送られる。この蒸着室104では、メタルバック17の外側にゲッター膜27としてバリウム膜が蒸着形成される。バリウム膜は表面が酸素や炭素などで汚染されることを防止することができ、活性状態を維持することができる。
The
続いて、前面基板11および背面基板12は組立室105に送られる。図9に示すように、この組立室105において、前面基板11および背面基板12は、対向配置された状態で組立室内のホットプレート131、132にそれぞれ保持される。前面基板11は落下しないように、固定治具133により上側のホットプレート131に固定する。
Subsequently, the
その後、前面基板11および背面基板12を約120℃に維持したまま、互いに接近する方向へ移動させ、所定の圧力で加圧する。なお、基板の移動は、前面基板11および背面基板12の両方を移動させて互いに接近させる方法、あるいは前面基板および背面基板のいずれか一方を移動させて互いに接近させる方法のいずれでもよい。
Thereafter, the
このように所定の圧力で加圧することにより、前面基板11側の封着層21bと背面基板12側の封着層21aとを互いに接触させるとともに、各電極30の接触部36を封着層21a、21bの間に挟持し、各電極30を封着層21a、21bに電気的に接続する。この際、接触部36は2mm以上の水平方向長さに形成されているため、封着層21a、21bに対し安定して接触することができる。なお、電極30の接触部36に予めインジウムを塗布しておくことにより、封着層に対して一層良好な接触および通電状態を得ることができる。
By pressurizing at a predetermined pressure in this way, the
この状態で、図10に示すように、一対の電極30に電源装置120の電源出力端を電気的に接続した後、電源装置120より、側壁18側の封着層21aおよび前面基板11側の封着層21bのそれぞれに直流電流を定電流モードで印加し、当該通電により封着層21a、21bを加熱してインジウムを溶融させる。
In this state, as shown in FIG. 10, after electrically connecting the power output terminals of the
本発明に係る実施形態では、この封着層21a、21bへの通電による加熱溶融時に於いて、通電過渡期に通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値(定電流値)に達する緩やかな傾斜をもつ、最大電流値200アンペア以上の電流を所定時間通電して、封着層21a、21bを加熱溶融させる。 In the embodiment according to the present invention, at the time of heating and melting by energizing the sealing layers 21a and 21b, the maximum current value (constant current value) passes through a current rising period of 10% or more of the entire energizing time in the energizing transition period. A current having a gradual slope reaching a maximum current value of 200 amperes is applied for a predetermined time to heat and melt the sealing layers 21a and 21b.
この際の封着層21a、21bへの通電による加熱溶融処理を図11を参照して説明する。電源装置120は、定電流源121に於いて、例えば200乃至400アンペア程度の所定の定電流電源を生成する。電源出力制御部122は定電流源121で生成した定電流を出力制御するもので、過渡電流の制御機能をもつ。ここでは、コンピュータ200から出力された制御コマンド(若しくは上記組立室105に於ける基板加圧機構の加圧状態検知信号)CSに従い、図示するように、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値(定電流期間)に達する緩やかな傾斜をもつ、最大電流値200アンペア以上の電流(Io)を所定時間出力する。この際の封着層21a、21bに流れる電流経路を図に符号ia,ibで示している。上記実施形態に於ける封着層の塗布例は、前面基板11に封着層21bが塗布され、背面基板12に封着層21aが塗布されていることから、上記出力電流が、封着層21aを流れるia,ibと、封着層21bを流れるia,ibとに4分流される。従って例えば上記最大電流値(Io)を280アンペアとすると、定電流期間(tb)、封着層21aにia,ibとしてそれぞれ70アンペアの定電流が均等に流れることになる。
The heat-melting process by energizing the sealing layers 21a and 21b at this time will be described with reference to FIG. The
本発明の実施形態では、この最大電流値(Io)に至るまでの通電過渡期に於いて、出力電流値を徐々に上昇させることで、加熱溶融に要する電流値をより高く設定した状況下での上記スパークの発生を回避している。 In the embodiment of the present invention, the current value required for heating and melting is set higher by gradually increasing the output current value during the energization transition period up to the maximum current value (Io). The occurrence of the above spark is avoided.
この際の最大電流値(Io)に至るまでの通電過渡期(電流上昇期間)に於ける各種電流波形の例を図12に示している。同図(a)は最大電流値(Io)に至るまでの、すなわち定電流期間(tb)に至るまでの通電過渡期となる電流上昇期間(ta)に於いて、その過渡電流(TI)を直線状に変化させている。この電流上昇期間となる通電過渡期(ta)は通電時間全体(ta+tb)の10パーセント以上に設定され、その設定に従って出力制御部122により過渡電流の出力制御が行われる。同図(b)は最大電流値(Io)に至るまでの通電過渡期となる電流上昇期間(ta)を50パーセント以上とし、当該機関に於いて過渡電流(TI)を曲線状に変化させている。同図(c)は最大電流値(Io)に至るまでの通電過渡期となる電流上昇期間(ta)に於いて、その過渡電流(TI)をs字曲線状に変化させている。同図(d)は最大電流値(Io)に至るまでの通電過渡期となる電流上昇期間(ta)に於いて、その過渡電流(TI)を段階的に変化させている。
Examples of various current waveforms in the energization transition period (current rise period) up to the maximum current value (Io) at this time are shown in FIG. FIG. 6A shows the transient current (TI) in the current rise period (ta) that is the energization transition period until the maximum current value (Io), that is, the constant current period (tb). It is changed in a straight line. The energization transition period (ta), which is the current increase period, is set to 10% or more of the entire energization time (ta + tb), and output control of the transient current is performed by the
上記したような電流上昇期間を経て所定の定電流に至る、各種加熱溶融処理モードでの電源供給例を図13、図14に示している。図13は基板(前面基板11および背面基板12)相互を加圧した状態で封着層21a、21bを加熱溶融する加圧−加熱モードでの上記定電流電源の供給例を示しており、この際は上記加圧状態下で封着層21a、21bを単一電源からの上記した等分流による電流供給により加熱溶融する。図14は前面基板11に塗布された封着層21bと、背面基板12に塗布された封着層21aとをそれぞれ加熱溶融した状態で基板(前面基板11および背面基板12)相互を加圧する加熱−加圧モードでの上記定電流電源の供給例を示しており、この際は封着層21a、21bをそれぞれ別電源若しくは単一電源で同時並行して加熱溶融する。
FIG. 13 and FIG. 14 show examples of power supply in various heating and melting treatment modes that reach a predetermined constant current through the current rising period as described above. FIG. 13 shows an example of supplying the constant current power source in the pressure-heating mode in which the sealing layers 21a and 21b are heated and melted in a state where the substrates (the
上述したように、組立室105に於いては、前面基板11側及び背面基板12側に塗布された封着層21a、21bへの通電による加熱溶融時に於いて、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する緩やかな傾斜をもつ、最大電流値200アンペア以上の電流を所定時間通電して、封着層21a、21bを加熱溶融させ、この加熱溶融させた封着層21によって前面基板11の周縁部と側壁18とを封着する。
As described above, in the
上記工程により封着された前面基板11、側壁18、および背面基板12は、冷却室106で常温まで冷却され、アンロード室107から取り出される。これにより、FEDの真空外囲器10が完成する。
なお、真空外囲器10が完成した後、必要であれば一対の電極30を切除してもよい。
The
In addition, after the
以上のようなFEDの製造方法によれば、前面基板11側及び背面基板12側に塗布された封着層21a、21bへの通電による加熱溶融時に於いて、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する緩やかな傾斜をもつ、最大電流値を200アンペア以上とした電流を所定時間通電して、封着層21a、21bを加熱溶融させ、この加熱溶融させた封着層21によって前面基板11の周縁部と側壁18とを封着することにより、上記加工工程に於ける封着作業の所要時間を短縮でき、かつスパーク等の不具合を回避して封着層21に安定した加熱溶融のための電流を流すことができる。従って、基板全体が不要に加熱される以前の短い時間帯での封着作業が可能となり、封着作業を効率よく迅速に行うことができる。さらに封着層を構成する導電性の低融点封着材料を予め定めた通電時間で安定してかつ確実に溶融させることができることから、封着層21に亀裂等が発生することなく迅速かつ確実な封着を行うことができる。
According to the FED manufacturing method as described above, a current that is 10% or more of the entire energization time during heating and melting by energizing the sealing layers 21a and 21b applied to the
以上のことから、量産性に優れ、同時に、安定かつ良好な画像を得ることが可能なFEDを安価に製造することができる。 From the above, an FED that is excellent in mass productivity and at the same time capable of obtaining a stable and good image can be manufactured at low cost.
なお、上述した実施の形態において、通電初期の電流上昇制御は、図11乃至図14に示した例に限るものではなく、要は、封着層に電流路を形成して上記封着層へ通電を開始し、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する電流を所定時間通電する方法の中で種々の変形、応用が可能である。また電極30の装着部はクリップ状の挟持部を一体に備えた構成としたが、図15および図16に示すように、挟持部として機能する別体のクリップ41を備えた構成としてもよい。すなわち、電極30は、接触部36、胴体部34、および平坦な基台部39を有し、これは板材を折り曲げて一体に形成されている。また、電極30の装着部は、基台部39、および別体のクリップ41により構成されている。そして、電極30は、基台部39および基板の周縁部、ここでは背面基板12の周縁部を、クリップ41で挟持することにより、背面基板12に取付けられる。
In the above-described embodiment, the current increase control at the initial energization is not limited to the example shown in FIG. 11 to FIG. 14. In short, the current path is formed in the sealing layer to the sealing layer. Various modifications and applications are possible in the method of starting energization and energizing the current that reaches the maximum current value through a current increase period of 10% or more of the entire energization time for a predetermined time. In addition, although the mounting portion of the
その他、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
更に、上述した実施の形態では、背面基板側および前面基板側の両方にそれぞれインジウムからなる封着層を設ける構成としたが、いずれか一方のみに封着層を設けた状態で、前面基板と背面基板とを封着する構成としても良い。 Further, in the above-described embodiment, the sealing layer made of indium is provided on both the back substrate side and the front substrate side. However, in the state where the sealing layer is provided only on either one, It is good also as a structure which seals a back substrate.
封着材はインジウムに限るものではなく、導電性を有した封着材であれば他の材料でもよい。一般的に金属であれば相変化する際に急激な抵抗値変化が生じるため、封着材として使用することができる。例えば、封着材として、少なくともIn、Sn、Pb、Ga、Biのいずれかを含む金属を用いることができる。 The sealing material is not limited to indium, and other materials may be used as long as the sealing material has conductivity. In general, when a metal changes in phase, a sudden change in resistance value occurs, so that it can be used as a sealing material. For example, a metal containing at least one of In, Sn, Pb, Ga, and Bi can be used as the sealing material.
また、外囲器の側壁は、予め背面基板あるいは前面基板と共に一体的に成形された構成としてもよい。真空外囲器の外形状や支持部材の構成は上記実施の形態に限られるものでないことはいうまでもなく、さらに、マトリックス型の黒色光吸収層と蛍光体層を形成し、断面が十字型の柱状支持部材を黒色光吸収層に対して位置決めして封着する構成としてもよい。電子放出素子は、pn型の冷陰極素子あるいは表面伝導型の電子放出素子等を用いてもよい。上記実施の形態では、真空雰囲気中で基板を接合する工程について述べたが、その他の雰囲気環境において本発明を適用することも可能である。
この発明は、FEDに限定されることなく、SEDやPDP等の他の画像表示装置、あるいは、外囲器内部が高真空とならない画像表示装置にも適用することができる。
Further, the side wall of the envelope may be integrally formed with the rear substrate or the front substrate in advance. Needless to say, the outer shape of the vacuum envelope and the structure of the support member are not limited to the above embodiment, and further, a matrix type black light absorption layer and a phosphor layer are formed, and the cross section is a cross shape It is good also as a structure which positions and seals this columnar support member with respect to a black light absorption layer. As the electron-emitting device, a pn-type cold cathode device or a surface conduction electron-emitting device may be used. In the above embodiment, the step of bonding the substrates in a vacuum atmosphere has been described. However, the present invention can also be applied in other atmospheric environments.
The present invention is not limited to the FED, but can also be applied to other image display devices such as SEDs and PDPs, or image display devices in which the inside of the envelope does not become a high vacuum.
10…真空外囲器、 11…前面基板、 12…背面基板、 14…支持部材、 16…蛍光体スクリーン、 18…側壁、 21、21a、21b…封着層、 22…電子放出素子、 30…電極、 32…装着部、 34…胴体部、 36…接触部、 38…導通部、 100…真空処理装置、120…電源装置、121…定電流源、122…出力制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記前面基板および背面基板を対向配置し、
上記封着層に電流路を形成して上記封着層へ通電を開始し、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する電流を所定時間通電し、
上記通電により上記封着層を加熱溶融させて、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する
ことを特徴とする画像表示装置の製造方法。 In a method for manufacturing an image display device including an envelope having a front substrate and a rear substrate,
On the peripheral edge of at least one of the front substrate and the back substrate, a conductive sealing material is disposed to form a sealing layer,
The front substrate and the rear substrate are arranged opposite to each other,
Forming a current path in the sealing layer to start energization to the sealing layer, energizing a current that reaches a maximum current value through a current rising period of 10% or more of the entire energization time for a predetermined time;
A method for manufacturing an image display device, wherein the sealing layer is heated and melted by the energization to bond the peripheral portions of the front substrate and the back substrate together.
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記封着層に、当該封着層を加熱溶融させるための電源を供給する一対の電極を取り付けて、上記封着層に上記電源の電流路を形成し、
上記前面基板および背面基板を対向配置して、上記前面基板と背面基板とを互いに接近する方向に加圧し、
上記加圧した状態で上記電極を介し上記封着層へ通電を開始して、
通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する電流を所定時間通電し、
上記通電により上記封着層を加熱溶融させて、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する
ことを特徴とする画像表示装置の製造方法。 In a method for manufacturing an image display device including an envelope having a front substrate and a rear substrate,
On the peripheral edge of at least one of the front substrate and the back substrate, a conductive sealing material is disposed to form a sealing layer,
A pair of electrodes for supplying power for heating and melting the sealing layer is attached to the sealing layer, and a current path for the power source is formed in the sealing layer.
The front substrate and the back substrate are arranged opposite to each other, and the front substrate and the back substrate are pressed in a direction approaching each other,
Start energization to the sealing layer through the electrode in the pressurized state,
A current that reaches the maximum current value after a current rising period of 10% or more of the entire energization time is energized for a predetermined time,
A method for manufacturing an image display device, wherein the sealing layer is heated and melted by the energization to bond the peripheral portions of the front substrate and the back substrate together.
上記前面基板および背面基板の互いに対向する面の各周縁部に、導電性を有した封着材を配置して、上記前面基板および背面基板にそれぞれ封着層を形成し、
上記前面基板の封着層、および上記背面基板の封着層に、それぞれ封着層を加熱溶融させるための電源を供給する一対の電極を取り付けて、上記前面基板の封着層および上記背面基板の封着層にそれぞれ上記電源の電流路を形成し、
上記電極を介し上記封着層へ通電を開始して、通電時間全体の10パーセント以上の電流上昇期間を経て最大電流値に達する電流を所定時間通電し、
上記通電により上記前面基板の封着層、および上記背面基板の封着層をそれぞれ加熱溶融させた後、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で上記前面基板と背面基板とを互いに接近する方向に加圧し、
上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する
ことを特徴とする画像表示装置の製造方法。 In a manufacturing method of an image display device including an envelope having a front substrate and a rear substrate, which are disposed opposite to each other and have peripheral portions bonded to each other,
A sealing material having conductivity is disposed on each of the peripheral portions of the front substrate and the back substrate facing each other, and a sealing layer is formed on each of the front substrate and the back substrate,
A pair of electrodes for supplying power for heating and melting the sealing layer is attached to the sealing layer of the front substrate and the sealing layer of the rear substrate, respectively, and the sealing layer of the front substrate and the rear substrate are attached. Forming a current path for the power source in each sealing layer,
Starting energization to the sealing layer through the electrode, energizing a current reaching a maximum current value through a current rising period of 10% or more of the entire energization time for a predetermined time,
After heating and melting the sealing layer of the front substrate and the sealing layer of the rear substrate by the energization,
Pressurizing the front substrate and the back substrate in a direction approaching each other with the front substrate and the back substrate facing each other,
A manufacturing method of an image display device, wherein peripheral portions of the front substrate and the back substrate are bonded to each other.
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