JP2006093030A - Manufacturing method of image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子放出素子を用いた平面型画像表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a flat-type image display device using an electron-emitting device.
近時、次世代の画像表示装置として、多数の電子放出素子を並べて、蛍光面と対向配置させた平面型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のうち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、本明細書中においてはSEDも包含する総称としてFEDという用語を用いる。 Recently, as a next-generation image display device, development of a flat-type image display device in which a large number of electron-emitting devices are arranged so as to be opposed to a phosphor screen has been advanced. There are various types of electron-emitting devices, all of which basically use field emission, and display devices using these electron-emitting devices are generally called field emission displays (hereinafter referred to as FED). )is called. A display device using a surface conduction electron-emitting device among FEDs is also called a surface conduction electron-emission display (hereinafter referred to as SED). In this specification, the display device is generally called FED. Use terminology.
FEDにおいて、実用的な表示特性を得るためには、通常の陰極線管と同様の蛍光体を用い、さらに蛍光体の上に「メタルバック」と呼ばれるアルミニウム薄膜を形成した蛍光面を用いることが必要となる。メタルバックは、電子源から放出された電子により蛍光体から発せられた光のうちで、電子源側に進む光を前面基板側へ反射して輝度を高めること等を目的としている。 In order to obtain practical display characteristics in the FED, it is necessary to use a phosphor similar to a normal cathode ray tube and a phosphor screen in which an aluminum thin film called a “metal back” is formed on the phosphor. It becomes. The purpose of the metal back is to increase the luminance by reflecting light traveling toward the electron source among the light emitted from the phosphor by the electrons emitted from the electron source to the front substrate side.
しかし、FEDの前面基板と背面基板との間隙は、解像度や支持部材の特性などの観点からあまり大きくすることができず、1〜2mm程度に設定する必要がある。このため、FEDでは、前面基板と背面基板との狭い間隙に強電界が形成され、長時間にわたって画像形成させると両基板間において放電(メタルバック膜間の面放電;真空アーク放電)が生じ易くなる。放電が発生すると、数アンペアから数百アンペアに及ぶ大きな放電電流が瞬時に流れるため、カソード部の電子放出素子やアノード部の蛍光面が破壊され、あるいは損傷を受けるおそれがある。このような不良発生につながる放電は製品としては許容されない。したがって、FEDを実用化するためには、長期間にわたり放電によるダメージが発生しないようにする必要がある。 However, the gap between the front substrate and the rear substrate of the FED cannot be so large from the viewpoint of the resolution and the characteristics of the support member, and needs to be set to about 1 to 2 mm. For this reason, in the FED, a strong electric field is formed in a narrow gap between the front substrate and the rear substrate, and when an image is formed over a long period of time, discharge (surface discharge between metal back films; vacuum arc discharge) is likely to occur between the two substrates. Become. When a discharge occurs, a large discharge current ranging from several amperes to several hundred amperes flows instantaneously, so that the electron-emitting device in the cathode part and the phosphor screen in the anode part may be destroyed or damaged. Such a discharge that leads to the occurrence of a defect is not allowed as a product. Therefore, in order to put the FED into practical use, it is necessary to prevent damage caused by discharge over a long period of time.
特許文献1及び特許文献2は、放電が発生したときのダメージを緩和するために、アノード電極として用いるメタルバック層を複数の分割領域に分断する技術をそれぞれ開示している。
しかし、FED蛍光面の画素の配列において、分断予定線の間隔は非常に狭く、位置ずれすることなくその間隔だけメタルバック層を確実に分断することが難しい。 However, in the array of pixels on the FED phosphor screen, the interval between the planned dividing lines is very narrow, and it is difficult to reliably divide the metal back layer by that interval without being displaced.
また、レーザ切断技術やレーザアブレーション技術を利用してメタルバック層を分断することも考えられるが、分断したメタルバック層のエッジ部にめくれ(反り)を生じる問題点がある。 Further, although it is conceivable to divide the metal back layer using a laser cutting technique or a laser ablation technique, there is a problem in that the edge portion of the divided metal back layer is turned (warped).
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、メタルバック層を確実に分断することができ、放電による電子放出素子や蛍光面の破壊、劣化が防止され、高輝度、高品位の表示が可能な画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reliably divide the metal back layer, prevent destruction and deterioration of the electron-emitting device and the phosphor screen due to discharge, and has high luminance and high quality. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an image display device capable of displaying the above.
本発明の画像表示装置の製造方法は、(i)多数の電子放出素子が配列された背面基板と対向配置される前面基板上に遮光層をパターン形成するとともに、前記遮光層が無い部分に蛍光体層をパターン形成し、(ii)前記蛍光体層の上に樹脂フィルムを設け、(iii)実質的に平行に配列された複数のワイヤを備えたワイヤカッターを、該ワイヤの各々が前記前面基板の短辺または長辺方向に延びる所定の複数の分断予定線に対して1対1に近接配置されるように前記前面基板に対して相対位置合せし、(iv)熱プレスローラにより前記ワイヤを前記樹脂フィルムに押し付けた状態で、前記ワイヤに対して前記熱プレスローラを前記ワイヤの長手方向に相対的に移動させ、前記分断予定線に沿って前記樹脂フィルムを熱プレス分断し、(v)分断された前記樹脂フィルムの上にアノード電極として機能するメタルバック層を成膜することを特徴とする。 The method for manufacturing an image display device according to the present invention includes: (i) patterning a light-shielding layer on a front substrate disposed opposite to a rear substrate on which a large number of electron-emitting devices are arranged, and fluorescent light on a portion without the light-shielding layer. A body layer is patterned, (ii) a resin film is provided on the phosphor layer, and (iii) a wire cutter comprising a plurality of wires arranged substantially in parallel, each of the wires being the front surface Relative positioning with respect to the front substrate so as to be close to each other in a one-to-one relationship with a plurality of predetermined dividing lines extending in the short side or long side direction of the substrate, and (iv) the wire by a hot press roller Is pressed against the resin film, the hot press roller is moved relative to the wire in the longitudinal direction of the wire, and the resin film is hot-press cut along the planned cutting line, (v ) Divided And characterized by forming a metal back layer that serves as an anode electrode on the resin film.
工程(iv)において、熱プレスローラによってワイヤを樹脂フィルムの膜厚に相当する深さまで押し込んだ状態で所定時間加熱保持した後に、ワイヤを加熱したままの状態で熱プレスローラをワイヤから引き離すことが望ましい。ワイヤの押し込みをこのようにすると、熱と圧力の相乗作用によるいわゆる熱プレス効果によって樹脂フィルムの全厚にわたって分断される。この場合に、ワイヤを樹脂フィルム層の膜厚を超える深さまで押し込んだ状態で所定時間保持すると、樹脂フィルムがさらに確実に分断される。なお、溶融した樹脂がワイヤ表面に付着することがあるが、メンテナンス部において分断毎に又は定期的にワイヤ表面を洗浄処理することにより、ワイヤを常に清浄な状態に保つことができる。 In step (iv), after the wire is heated to a depth corresponding to the film thickness of the resin film by the hot press roller and held for a predetermined time, the hot press roller can be pulled away from the wire while the wire is heated. desirable. When the wire is pushed in this way, it is divided over the entire thickness of the resin film by a so-called hot press effect due to the synergistic action of heat and pressure. In this case, if the wire is held for a predetermined time in a state where the wire is pushed to a depth exceeding the thickness of the resin film layer, the resin film is more reliably divided. In addition, although the molten resin may adhere to the wire surface, the wire can always be kept in a clean state by performing a cleaning process on the wire surface every time when the maintenance unit is divided or periodically.
直径10〜500μmの丸線ワイヤ、又は長径10〜500μmの断面長円形または断面楕円形の異径線ワイヤを熱プレスローラによって50〜200℃の温度域に加熱した状態で、5〜100Nの押圧力で樹脂フィルムに押し込むことが好ましい。ワイヤ径が10μmを下回ると、樹脂フィルムを全厚みにわたって確実に分断することが難しくなるばかりでなく、熱プレス時に断線を生じ易くなるからである。一方、ワイヤ径が500μmを上回ると、樹脂フィルムの分断幅が過大になり、目標となる分断予定線の幅(通常は30〜200μm)を超えて下層にあたる蛍光体層の両肩が変形したり熱ダメージを受けたりするおそれがあるからである。 In a state where a round wire having a diameter of 10 to 500 μm, or a different diameter wire having a long diameter of 10 to 500 μm and an elliptical or elliptical cross section is heated to a temperature range of 50 to 200 ° C. by a hot press roller, It is preferable to press the resin film with pressure. When the wire diameter is less than 10 μm, not only is it difficult to reliably cut the resin film over the entire thickness, but breakage is likely to occur during hot pressing. On the other hand, if the wire diameter exceeds 500 μm, the dividing width of the resin film becomes excessive, and both shoulders of the phosphor layer corresponding to the lower layer are deformed beyond the target width of the planned dividing line (usually 30 to 200 μm). This is because there is a risk of heat damage.
ワイヤ加熱温度は50〜200℃とすることが好ましく、100〜140℃の範囲とすることが最も好ましい。ワイヤ発熱温度が50℃を下回ると、押圧力を大きくしても熱と圧力の相乗作用による熱プレス効果がなくなり樹脂フィルムを確実に分断することができなくなる。また、ワイヤ発熱温度が100℃を下回ると、押圧力を大きくした場合であっても熱プレス効果が小さく、樹脂フィルムを完全に分断することが困難になるからである。一方、ワイヤ発熱温度が200℃を上回ると、周辺部への熱的影響が大きくなり、樹脂フィルムの分断幅が目標幅値を超えて過大になり、蛍光体層の一部が露出するようになるとともに、ワイヤが断線しやすくなる。また、ワイヤ発熱温度が140℃を上回ると、樹脂フィルムの分断幅を目標幅値に揃えることが困難になるばかりでなく、繰り返し使用に耐えられない短寿命のものとなるからである。 The wire heating temperature is preferably 50 to 200 ° C, and most preferably 100 to 140 ° C. When the wire heating temperature is below 50 ° C., even if the pressing force is increased, the heat press effect due to the synergistic action of heat and pressure is lost, and the resin film cannot be divided reliably. In addition, when the wire heating temperature is lower than 100 ° C., even when the pressing force is increased, the heat pressing effect is small, and it becomes difficult to completely cut the resin film. On the other hand, when the wire heat generation temperature exceeds 200 ° C., the thermal influence on the peripheral portion becomes large, the division width of the resin film exceeds the target width value, and a part of the phosphor layer is exposed. At the same time, the wire is easily broken. Further, if the wire heat generation temperature exceeds 140 ° C., it is difficult not only to make the dividing width of the resin film equal to the target width value, but also to have a short life that cannot withstand repeated use.
熱プレスローラによるワイヤ押圧力は20〜50kgfの範囲とすることが好ましく、30〜40kgfの範囲とすることが最も好ましい。樹脂フィルムに対するワイヤの押圧力を高精度に調整することにより、過大な押圧力により遮光層や基板が受けるダメージの発生を有効に回避することができる。ワイヤ押圧力が20kgfを下回ると、加熱温度を高くしたとしても熱と圧力の相乗作用による熱プレス効果がなくなり樹脂フィルムを確実に分断することができなくなる。また、ワイヤ押圧力が30kgfを下回ると、加熱温度を高くした場合であっても熱プレス効果が小さく、樹脂フィルムを完全に分断することが困難になるからである。一方、ワイヤ押圧力が100Nを上回ると、ワイヤを過剰に押し込みすぎて下地である遮光層やガラス基板を損傷するばかりでなく、ワイヤが断線するおそれがある。また、ワイヤ押圧力が80Nを上回ると、下地である遮光層やガラス基板を損傷するおそれがあるとともに、ワイヤが繰り返しの使用に耐えられない短寿命のものとなるからである。 The wire pressing force by the hot press roller is preferably in the range of 20 to 50 kgf, and most preferably in the range of 30 to 40 kgf. By adjusting the pressing force of the wire against the resin film with high accuracy, it is possible to effectively avoid the occurrence of damage to the light shielding layer and the substrate due to the excessive pressing force. When the wire pressing force is less than 20 kgf, even if the heating temperature is increased, the heat pressing effect due to the synergistic action of heat and pressure is lost, and the resin film cannot be divided reliably. Further, when the wire pressing force is less than 30 kgf, even if the heating temperature is increased, the heat pressing effect is small, and it becomes difficult to completely cut the resin film. On the other hand, when the wire pressing force exceeds 100 N, the wire is excessively pushed to damage the underlying light shielding layer and the glass substrate, and the wire may be broken. Further, if the wire pressing force exceeds 80 N, the underlying light shielding layer and glass substrate may be damaged, and the wire will have a short life that cannot withstand repeated use.
熱プレスローラは、ワイヤを所定温度に加熱する加熱機能とワイヤに所定押圧力を印加する加圧機能とを兼ね備え、さらにワイヤを樹脂フィルムに食い込ませるための高い剛性と表面硬さとを兼ね備えたものとする。熱プレスローラの加熱機能として誘導加熱方式や抵抗加熱方式を用いることができる。また、熱プレスローラの加圧機能としてボールスクリュウ機構やシリンダ機構を用いることができる。 The hot press roller has both a heating function that heats the wire to a predetermined temperature and a pressure function that applies a predetermined pressing force to the wire, and also has high rigidity and surface hardness to allow the wire to bite into the resin film. And As a heating function of the hot press roller, an induction heating method or a resistance heating method can be used. Further, a ball screw mechanism or a cylinder mechanism can be used as a pressure function of the hot press roller.
熱プレスローラの表面粗さは、最大高さ表示でRmax=10〜50μmの範囲とすることが好ましい。ローラ表面粗さをRmax10μm未満にすること自体が製造技術上難しくなるからである。一方、ローラ表面粗さがRmax50μmを超えると、前面基板の反りや曲がりに倣ってワイヤが基板に押し付けられ難くなり、樹脂フィルムを確実に分断することが困難になるからである。 The surface roughness of the hot press roller is preferably in the range of Rmax = 10 to 50 μm in terms of maximum height. This is because making the roller surface roughness less than Rmax 10 μm itself is difficult in terms of manufacturing technology. On the other hand, if the roller surface roughness exceeds Rmax 50 μm, it becomes difficult for the wire to be pressed against the substrate following the warping or bending of the front substrate, and it becomes difficult to reliably cut the resin film.
ワイヤカッターのワイヤには、耐熱合金鋼、ステンレス鋼のような鉄鋼材料、あるいは銅、タングステン、モリブデン、ニッケル、チタン、アルミニウム及びこれらの合金のような種々の非鉄金属材料を用いることができる。 For the wire of the wire cutter, iron materials such as heat-resistant alloy steel and stainless steel, or various non-ferrous metal materials such as copper, tungsten, molybdenum, nickel, titanium, aluminum, and alloys thereof can be used.
分断予定線は、蛍光体層を画素単位に区分する縦区分線にそれぞれ対応して設定される。また、分断予定線は、蛍光体層をRGB画素の1単位ごとに区分する縦区分線にそれぞれ対応して設定するようにしてもよいし、複数のRGB画素の間隔(例えば2画素ピッチ間隔又は3画素ピッチ間隔)の縦区分線に対応して設定するようにしてもよい。 The dividing line is set corresponding to each of the vertical dividing lines that divide the phosphor layer into pixels. Further, the planned dividing line may be set corresponding to each of the vertical dividing lines that divide the phosphor layer for each unit of RGB pixels, or a plurality of RGB pixel intervals (for example, two pixel pitch intervals or You may make it set corresponding to the vertical division line of 3 pixel pitch intervals).
載置台は相対位置合せ手段としてばかりでなく相対移動手段としても機能することができるが、主にXY面内における被処理基板とワイヤカッターとの相対位置合せ手段として用いられる。このような載置台には、テーブルをX,Y,Zの各方向に移動させる直動駆動機構を備え、さらにテーブルをZ軸まわりに回転させるθ回転駆動機構を備えたXYZθテーブルを用いることが好ましい。樹脂フィルムを分断するときには、熱プレスローラのみをY軸方向(被処理基板の短辺方向)に移動させてもよいし、XYZθテーブルのみをY軸方向に移動させてもよいし、あるいは熱プレスローラとXYZθテーブルとの両者をともにY方向に移動させるようにしてもよい。 The mounting table can function not only as a relative alignment unit but also as a relative movement unit, but is mainly used as a relative alignment unit between the substrate to be processed and the wire cutter in the XY plane. For such a mounting table, an XYZθ table provided with a linear drive mechanism that moves the table in each of the X, Y, and Z directions and further provided with a θ rotation drive mechanism that rotates the table about the Z axis is used. preferable. When dividing the resin film, only the hot press roller may be moved in the Y-axis direction (short side direction of the substrate to be processed), only the XYZθ table may be moved in the Y-axis direction, or hot press Both the roller and the XYZθ table may be moved in the Y direction.
本発明によれば、熱プレスローラとワイヤカッターとの組み合わせによって樹脂フィルムを確実に分断することができるので、画像表示装置における放電の発生を抑制しかつ放電が発生した場合の放電電流のピーク値を抑えることができ、電子放出素子や蛍光面の破壊・損傷や劣化を防止することができる。 According to the present invention, since the resin film can be surely divided by the combination of the hot press roller and the wire cutter, the peak value of the discharge current when the discharge is suppressed and the discharge is generated in the image display device. And the destruction, damage and deterioration of the electron-emitting device and the phosphor screen can be prevented.
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付の図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明の画像表示装置の製造に用いられる薄膜分断装置30は、図1に示すように、XYZθテーブル31、待機部32、メンテナンス部33、ワイヤカッター40、プレスユニット50、ヒータユニット60、テーブル駆動ユニット70、位置センサ72、カッター搬送ユニット80、コントローラ90および他の図示しない周辺機器を備えている。本装置30はコントローラ90によって全体を統括的に制御されるようになっている。
As shown in FIG. 1, a thin
XYZθテーブル31は、被処理基板としての前面基板2が載置される載置台としての役割を有するものであり、矩形の基板2よりも少し大きい矩形状の上面を有し、その上面に基板2を吸着保持するための複数の真空吸着孔が開口している。基板2は長辺がX軸方向に、短辺がY軸方向になるようにXYZθテーブル31によって吸着保持される。複数の位置センサ72がXYZθテーブル31の上方に設けられ、基板2の隅角に形成されたアライメントマーク2aが各センサ72によってそれぞれ光学的に位置検出されるようになっている。なお、センサ72は各駆動系に対して位置ずれしないようにそれぞれ所定位置に固定されている。
The XYZθ table 31 has a role as a mounting table on which the
また、XYZθテーブル31は、図示しない3つの直動駆動機構によってX,Y,Zの各方向にそれぞれ移動され、さらに図示しないθ回転駆動機構によってZ軸まわりに回転されるようになっている。これら駆動機構の各動作は、位置センサ72からのアライメントマーク検出信号に基づいてコントローラ90がテーブル駆動ユニット70をコントロールすることによりそれぞれ制御される。
The XYZθ table 31 is moved in each of the X, Y, and Z directions by three linear drive mechanisms (not shown), and is further rotated about the Z axis by a θ rotation drive mechanism (not shown). Each operation of these drive mechanisms is controlled by the
XYZθテーブル31は待機部32に設けられている。待機部32は、ワイヤカッター40のホームポジションにあたり、使用直前のワイヤカッター40を待機させておくところである。メンテナンス部33が待機部32の近傍に設けられている。メンテナンス部33は、使用直後のワイヤカッター40に洗浄液を噴射する洗浄ノズル(図示せず)又は洗浄槽(図示せず)および異物とともに廃液を排出するためのドレイン管(図示せず)を備えている。
The XYZθ table 31 is provided in the
図1及び図3に示すように、ワイヤカッター40は矩形フレーム41内に張り渡された多数のワイヤ42を備えている。これらのワイヤ42は、その両端がフレーム41の長辺にそれぞれ締結されることにより、フレーム41の短辺(Y軸方向)に平行に張設されている。矩形フレーム41は載置台31上の被処理基板2より一回り大きなサイズである。なお、本実施形態では樹脂フィルムをY軸方向に分断する縦分断用のワイヤカッターの例を示したが、樹脂フィルムをX軸方向に分断する横分断用のワイヤカッターにも本発明を適用できることは勿論である。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
ワイヤカッターの各ワイヤ42には予め所定の張力がそれぞれ付与されている。ワイヤ張力は、メタルバック層の厚みや硬さおよびワイヤ押圧力に応じて予め実験で確認された所定の最適範囲内に調節されるものである。具体的には、各ワイヤ42は、図3に示すように、フレーム41を貫通する細孔41aを通って一端側がネジ式の張力調整具43に巻き取られ、個別に又は数本のグループに分けてそれぞれ調整されるようになっている。
A predetermined tension is applied to each
熱プレスローラ51を可動に支持するプレスユニット50は、左右二対のリニアガイド56及びボールスクリュウ52を備えている。図2に示すように、リニアガイド56及びボールスクリュウ52の各々はZ軸方向に延び出し、ボールスクリュウ52にはナット54が螺合し、さらにナット54には熱プレスローラ51を保持するホルダ55の一端が連結されている。ホルダ55の両端近傍は左右二対のリニアガイド56により摺動可能に支持されている。なお、リニアガイド56の端部にはストッパ58とともに図示しないリミットスイッチが設けられており、プレスユニット50による熱プレスローラ40の昇降ストロークが制限されている。
The press unit 50 that movably supports the
プレスユニット50は、コントローラ90によってバックアップ制御され、熱プレスローラ51の昇降開始タイミング、昇降停止タイミング、押圧力などを制御するようになっている。熱プレスローラ51は、図2(a)に示すようにXYZθテーブル31の上方がホームポジションとなる。図2(b)に示すように熱プレスローラ51を下降させると、図4に示すように熱プレスローラ51はフレーム41と干渉することなくワイヤ42を被処理基板2に押し付けるようになっている。なお、熱プレスローラ51は、モータ等により回転駆動されるドライブロールとしてもよいし、相手部材との間の接触摩擦によって従動回転するフリーロールとしてもよい。熱プレスローラ51をドライブロールとする場合は、その回転駆動系はコントローラ90によって制御される。
The press unit 50 is backed up by a
なお、熱プレスローラ51を複数に分割して個別に支持し、樹脂フィルムをいくつかの領域に分けてそれぞれ熱プレス分断するようにしてもよい。熱プレスローラの分割数は2つ、3つ、4つとすることができる。しかし、分割数が5つ以上になると支持構造が複雑化して装置が重量化するので好ましくない。各分割ローラは樹脂フィルムの微妙な表面凹凸に倣ってそれぞれ僅かに上下に変位しながら樹脂フィルムを分断していく。また、図示しないエアシリンダや圧縮スプリング等によって熱プレスローラ51が樹脂フィルムに対して所定の圧力(弱い圧力)で押し付けられるようになっているので、その下方の遮光層を損傷するおそれがない。
Note that the
被処理基板に対する押圧力を高精度に調整することが可能になり、過大な押圧力による遮光層や基板の切り込みダメージの発生を有効に回避することができる。 It becomes possible to adjust the pressing force against the substrate to be processed with high accuracy, and it is possible to effectively avoid the occurrence of cut damage to the light shielding layer and the substrate due to the excessive pressing force.
ワイヤ42は、図6に示すように、直径d1の丸線(横断面がほぼ真円)である。ワイヤ径d1は、樹脂フィルムの膜厚と画素パターンのサイズに応じて10μm〜500μmの範囲内で適宜選択される。樹脂フィルムの分断幅はワイヤ径d1と同等か又は若干広がる傾向になる。なお、フレーム41およびホルダ55の材質は、容易に変形せず、かつパーティクルを生じ難い硬質の樹脂材料またはステンレス鋼などの高強度・高剛性の金属材料とすることが好ましい。
As shown in FIG. 6, the
次に、上記の薄膜分断装置を用いて樹脂フィルムを分断する場合について説明する。
図示しない搬送ロボットにより被処理基板2をXYZθテーブル31の上に載置する。XYZθテーブル31の上面をセルフアライメント構造としているので、被処理基板2はXYZθテーブル31に対して自動的に粗アライメントされる。被処理基板2は、FED用の前面基板であり、片面がAl膜からなるメタルバック層7で覆われている。このAlメタルバック層7が上面となるように基板2をXYZθテーブル31上に載置し、バキュームチャックによって真空吸着保持する。
Next, the case where the resin film is cut using the above-described thin film cutting apparatus will be described.
The
次いで、位置センサ72が基板2の隅角に形成されたアライメントマーク2aをそれぞれ光学的に検出し、その検出信号に基づいてコントローラ90が駆動ユニット70を制御してXYZθテーブル31をXY面内での位置を微調整するとともに、Z方向の高さ位置も微調整する。これにより被処理基板2がワイヤカッター40および熱プレスローラ51に対して精密アライメントされ、その結果、ワイヤ42に1対1に対応するように基板側メタルバック層の分断予定線が位置合わせされる。
Next, the
基板2/ワイヤカッター40/熱プレスローラ51間の相対位置合せが完了すると、コントローラ90はユニット50,60にそれぞれ信号を送り、熱プレスローラ51のヒータへの給電を開始するとともに、熱プレスローラ51を下降させる。これにより熱プレスローラ51が50〜200℃範囲の所定温度に発熱した状態で、ワイヤ42を所定押圧力でワイヤ42をプレスする。すなわち、熱プレスローラ51は左右二対のリニアガイド56に案内されながら各ワイヤ42を被処理基板2上の樹脂フィルム7pに食い込ませ、分断予定線に沿って樹脂フィルム7pを縦方向(Y軸方向)に分断する。熱プレスローラ51により加熱されたワイヤ42を押圧することにより樹脂フィルム7pが加熱・加圧され、熱と圧力の相乗作用により樹脂フィルム7pがいわゆる熱プレス効果によって全厚にわたって分断される。
When the relative alignment between the
本実施形態のメタルバック層の分断においては、ワイヤ42を樹脂フィルム7pの膜厚に相当する深さまで押し込んだ状態で所定時間保持した後に、ワイヤ42を加熱したままの状態で樹脂フィルム7pから引き離す。ワイヤ42の押し込みをこのようにすると、ワイヤ表面への異物の付着が有効に防止される。この場合に、ワイヤ42を樹脂フィルム層7pの膜厚を超える深さまで押し込んだ状態で所定時間保持すると、樹脂フィルム層7pがさらに確実に分断されるようになる。
In the division of the metal back layer according to the present embodiment, the
なお、溶融した樹脂がワイヤ42の表面に付着することがあるが、メンテナンス部33において分断毎に又は定期的にワイヤ表面を洗浄処理することにより、ワイヤ42を常に清浄な状態に保つことができる。ワイヤカッター40は、待機部32からメンテナンス部33へ移動され、メンテナンス部33においてワイヤ42に洗浄液を噴射し、ヒータ線42の先端部42aに付着したAl凝固物を除去する。除去されたAl凝固物は洗浄液とともにカップ容器(図示せず)に受けられ、ドレイン管(図示せず)を介して外部に排出される。次いで、ワイヤ40に通電して加熱乾燥させ、乾燥後にワイヤ42をメンテナンス部33から待機部32へ戻す。なお、ワイヤ42の洗浄・乾燥中に、前面基板2は搬送ロボットによってテーブル31から取り上げられ、次工程へ搬出される。このようにして次々に装置30に搬入される被処理基板2が処理され、常に清浄な状態に維持されるワイヤ42を用いて樹脂フィルム7pが分断される。
In addition, although the molten resin may adhere to the surface of the
次に、図5を参照して本実施形態の画像表示装置としてのFEDを製造するための方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the FED as the image display apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
FEDの前面基板となるガラス基板2を所定の薬液を用いて洗浄処理し、所望の清浄面を得る。洗浄した前面基板2の内面に黒色顔料などの光吸収物質を含む遮光層形成溶液を塗布する。塗布膜を加熱乾燥した後に、マトリックスパターンに対応する位置に開孔を有するスクリーンマスクを用いて露光し、これを現像して、図5の(a)に示すマトリックスパターン遮光層5b1,5b2を形成した。
The
次いで、マトリックスパターン遮光層5b1,5b2が存在しない領域に、赤(R)緑(G)青(B)3色の蛍光体層6aを常法によりパターン形成した。図5の(b)に示すように矩形状又は短冊状の3色パターンの蛍光体層6aが縦横に規則配列された蛍光面を得た。例えばピッチ600μmの正方画素の場合には、蛍光体層6aの縦区画線のX方向幅は例えば20〜50μmの範囲とする。なお、蛍光体層6aの横区画線(ストライプ)のY方向幅は例えば50〜250μmの範囲とする。これらの縦横区画線にはマトリックスパターン遮光層が存在し、前面基板2のほうへ光が漏れ出さないように遮光される。
Next,
次いで、蛍光体層6aが積まれていないマトリックスパターン遮光層のうち間隔が狭いほうのパターン遮光層5b2の上にフォトリソグラフィを利用するCVD成膜法により抵抗調整材11を選択的に積層した。抵抗調整材11は蛍光体層6aとほぼ面一になるように積み上げた。
Next, the
次いで、蛍光体層6aの上に印刷法により樹脂フィルムを転写して、図5の(c)に示すように所定膜厚の樹脂フィルム層7pを形成した。樹脂フィルム層7pは、ニトロセルロース等の有機樹脂からなる数μmから十数μm程度の薄膜フィルムからなり、蛍光体層6aの表面の凹凸を平滑化することによりメタルバック層となるべきAl膜の形状を平坦にする役割を有するものである。なお、樹脂フィルム層7pは、印刷法の他にスプレー法やフォトリソ法を用いても形成することができる。樹脂フィルム層7pは、後工程で前面基板2ごと加熱焼成することにより分解・除去することができる。
Next, the resin film was transferred onto the
次いで、上述の薄膜分断装置30を用いて、熱プレスローラ51を100〜140℃の範囲の所定温度に発熱させ、樹脂フィルム7pの膜厚に相当する深さまで押し込んだ状態で所定時間保持した後に、ワイヤ42を加熱したままの状態で樹脂フィルム7pから引き離し、樹脂フィルム7pを分断予定線に沿って熱プレス分断した。これにより樹脂フィルム7pがRGB画素単位ごとに分断され、図5の(d)に示すように分断部12において分断された樹脂フィルム7pを得た。
Next, after the
次いで、図5の(e)に示すように、樹脂フィルム7pの上に全面にわたってAlメタルバック層7aを真空蒸着法により成膜した。メタルバック層7aは樹脂フィルム7p上または遮光層5b1上に積まれるが、蛍光体層6aの側壁には付着しないので、結果として互いに電気的に分断されたメタルバック層7aが形成される。
Next, as shown in FIG. 5 (e), an Al metal back
次いで、分断部12に露出した間隔が広いほうのパターン遮光層5b1の上に抵抗調整材13を積層した。抵抗調整材13は、図5の(f)に示すように蛍光体層6aとほぼ面一になるように積み上げた。
Subsequently, the resistance adjusting material 13 was laminated | stacked on the pattern light shielding layer 5b1 with the larger space | interval exposed to the
次いで、このようにして形成した蛍光面6を、電子放出素子とともに真空外囲器内に配置する。これには、蛍光面6を有する前面基板2と、複数の電子放出素子8を有する背面基板1とを、フリットガラス等により真空封着し、真空容器を形成する方法が採られる。さらに、真空外囲器内でパターンの上から所定のゲッタ材を蒸着し、Alメタルバック層7aの領域にゲッタ材の蒸着膜を形成する。
Next, the phosphor screen 6 thus formed is placed in a vacuum envelope together with the electron-emitting device. For this, a method is adopted in which the
このようにして製造されたFEDにおいては前面基板2と背面基板1との間隙が極めて狭いため、両基板間で放電(絶縁破壊)が起こりやすいが、本実施形態で形成されたFEDでは、パターン形成された蛍光体層6aによってメタルバック層7が成膜したままの状態で画素セグメント毎に分断されているので、放電が発生した場合の放電電流のピーク値が抑えられ、エネルギーの瞬間的な集中が回避される。そして、放電エネルギーの最大値が低減される結果、電子放出素子や蛍光面の破壊・損傷や劣化が防止される。
In the FED manufactured in this way, since the gap between the
次に、実施例について説明する。
(実施例1)
実施例1のワイヤカッターとして図6に示す横断面が円形状(ほぼ真円)のワイヤ42を用いて、膜厚t1(=3〜20μm)の樹脂フィルムを分断した。ワイヤ径d1を30μm、ワイヤ発熱温度を140℃、下方へのワイヤ突出長さC1を3〜10μm、ワイヤ下端からガラス基板2までの距離L1には余裕をもたせて10〜100μmとした。
Next, examples will be described.
Example 1
A resin film having a film thickness t1 (= 3 to 20 μm) was divided using a
本実施例によれば、分断領域の端部にめくれを生じることなく、樹脂フィルム7pを平均分断幅で18μmに縦分断できた。また、ワイヤカッターと基板との相対位置合せを高精度にすることができ、各ワイヤの位置を切断予定線から僅か数μm以内に抑えることができた。
According to this example, the
(実施例2)
実施例2のワイヤカッターとして図7に示す横断面が長円形状のワイヤ42Aを用いて、膜厚t1(=3〜20μm)の樹脂フィルムを分断した。ワイヤ短径d1を30μm、ワイヤ長径d2を60μm、ワイヤ発熱温度を140℃、下方へのワイヤ突出長さC2を5〜20μm、ワイヤ下端からガラス基板2までの距離L2には余裕をもたせて10〜100μmとした。ワイヤ長軸を樹脂フィルム7pの厚さ方向(Z方向)として樹脂フィルム7pを熱プレス分断すると、ワイヤの膜貫通長さC2が長くなり、より確実に樹脂フィルム7pを分断できる。
(Example 2)
A resin film having a film thickness t1 (= 3 to 20 μm) was divided using a
本実施例によれば、分断領域の端部にめくれを生じることなく、樹脂フィルム7pを平均分断幅で21μmに縦分断できた。また、ワイヤカッターと基板との相対位置合せを高精度にすることができ、各ワイヤの位置を切断予定線から僅か数μm以内に抑えることができた。
According to this example, the
なお、本実施例ではワイヤの横断面を長円形状としたが、その他に楕円形状または疑似楕円形状としてもよい。 In this embodiment, the cross section of the wire has an oval shape, but it may have an elliptical shape or a pseudo-elliptical shape.
次に、図10および図11に、本実施形態に共通のFEDの構造を示す。FEDは、それぞれ矩形状のガラスからなる前面基板2と背面基板1を有し、両基板1,2は1〜2mmの間隔をおいて対向配置されている。これら前面基板2と背面基板1は、矩形枠状の側壁3を介して周縁部同士が接合させ、内部が高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器4を構成している。
Next, FIGS. 10 and 11 show the structure of the FED common to this embodiment. The FED has a
前面基板2の内面には蛍光面6が形成されている。この蛍光面6は赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に発光する蛍光体層6aとマトリックス状の遮光層5bとで構成されている。蛍光面6上には、アノード電極として機能するとともに蛍光体層6aの光を反射する光反射膜として機能するメタルバック層7が形成されている。表示動作時、メタルバック層7には図示しない回路により所定のアノード電圧が印加されるようになっている。
A phosphor screen 6 is formed on the inner surface of the
背面基板1の内面上には、蛍光体層6aとメタルバック層7を励起するための電子ビームを放出する多数の電子放出素子8が設けられている。これらの電子放出素子8は、画素ごとに対応して複数列および複数行に配列されている。電子放出素子8マトリックス状に配設された図示しない配線により駆動されるようになっている。また、背面基板1と前面基板2との間には、これら基板1,2に作用する大気圧に耐えられるようにするために補強として、板状または柱状の多数のスペーサ10が設けられている。
On the inner surface of the back substrate 1, a large number of electron-emitting
蛍光面6にはメタルバック層7を介してアノード電圧が印加され、電子放出素子8から放出された電子ビームはアノード電圧により加速されて蛍光面6に衝突する。これにより対応する蛍光体層6aが発光し、画像が表示される。
An anode voltage is applied to the phosphor screen 6 through the metal back
図8に本発明の実施形態に共通の、前面基板2、特に蛍光面6の構造を示す。蛍光面6は、赤(R)、緑(G)、青(B)に発光する多数の矩形状の蛍光体層を有している。前面基板2の長手方向をX軸とし、これと直交する幅方向をY軸とした場合に、蛍光体層R,G,BはX軸方向に所定のギャップ間隔に繰り返し配列され、Y軸方向には同一色の蛍光体層が所定のギャップ間隔に繰り返し配列されている。なお、所定のギャップ間隔といっても製造上の誤差の範囲内で、または設計上の公差の範囲内で変動することが許容されているため、XY平面内において蛍光体層6a間のギャップ間隔は正確には一定値であるとは言えないが、ここでは便宜上ほぼ一定値であるものとして説明する。
FIG. 8 shows the structure of the
蛍光面6は遮光層5を備えている。この遮光層5は、図9に示すように、前面基板2の周縁部に沿って延びた矩形枠遮光層5aと、矩形枠遮光層5aの内側で蛍光体層R,G,Bの間をマトリックス状に延びたマトリックスパターン遮光層5bとを有する。
The phosphor screen 6 includes a
マトリックスパターン遮光層5bの上には、Y方向に延びた縦区分線13Vに沿って抵抗層13が設けられ、またX方向に延びた横区分線13Hに沿って抵抗層が設けられている。また、セグメント蛍光体RGBの相互間はY方向に延びた抵抗層11によって区分されている。縦区分線13Vおよび横区分線13Hは、いずれも所定の抵抗性を有する金属酸化物の微粒子を母材とした材料を用いて、常法のフォトリソグラフィ法により形成される。
On the matrix pattern light-
1…背面基板、2…前面基板、2a…アライメントマーク、3…側壁、
5a,5b,5b1,5b2…遮光層、6…蛍光面、6a…蛍光体層、
7…メタルバック層、
7a…分断されたメタルバック層(メタルバックパターン)、
7p…樹脂フィルム、
8…電子放出素子、
11,13V…抵抗調整材、
12…分断部、
13V…縦区分線(分断予定線)、
13H…横区分線(分断予定線、ストライプ)
30…薄膜分断装置、
31…XYZθステージ(載置台、相対移動手段)、
32…待機部、
33…メンテナンス部、
40…ワイヤカッター、41…フレーム、42…ワイヤ、
50…プレスユニット、
51…熱プレスローラ、
52…ボールスクリュウ、54…ナット、55…ホルダ、
56…リニアガイド、58…ストッパ、
60…ヒータユニット、
70…テーブル駆動ユニット(相対移動手段)、72…位置センサ、
80…カッター搬送ユニット(相対移動手段)、90…コントローラ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Back substrate, 2 ... Front substrate, 2a ... Alignment mark, 3 ... Side wall,
5a, 5b, 5b1, 5b2 ... light-shielding layer, 6 ... phosphor screen, 6a ... phosphor layer,
7 ... Metal back layer,
7a: a divided metal back layer (metal back pattern),
7p ... resin film,
8 ... electron-emitting device,
11, 13V ... resistance adjusting material,
12: Dividing part,
13V ... Vertical section line (partition planned line),
13H: Horizontal section line (scheduled dividing line, stripe)
30 ... Thin film cutting device,
31 ... XYZθ stage (mounting table, relative moving means),
32 ... standby unit,
33. Maintenance department,
40 ... Wire cutter, 41 ... Frame, 42 ... Wire,
50 ... Press unit,
51 ... Heat press roller,
52 ... Ball screw, 54 ... Nut, 55 ... Holder,
56 ... Linear guide, 58 ... Stopper,
60 ... heater unit,
70 ... Table drive unit (relative movement means), 72 ... Position sensor,
80: Cutter conveyance unit (relative movement means), 90: Controller.
Claims (7)
前記蛍光体層の上に樹脂フィルムを設け、
実質的に平行に配列された複数のワイヤを備えたワイヤカッターを、該ワイヤの各々が前記前面基板の短辺または長辺方向に延びる所定の複数の分断予定線に対して1対1に近接配置されるように前記前面基板に対して相対位置合せし、
熱プレスローラにより前記ワイヤを前記樹脂フィルムに押し付けた状態で、前記ワイヤに対して前記熱プレスローラを前記ワイヤの長手方向に相対的に移動させ、前記分断予定線に沿って前記樹脂フィルムを熱プレス分断し、
分断された前記樹脂フィルムの上にアノード電極として機能するメタルバック層を成膜することを特徴とする画像表示装置の製造方法。 Patterning a light-shielding layer on a front substrate disposed opposite to a rear substrate on which a large number of electron-emitting devices are arranged, and patterning a phosphor layer on a portion without the light-shielding layer;
A resin film is provided on the phosphor layer,
A wire cutter having a plurality of wires arranged substantially in parallel is brought close to a predetermined plurality of dividing lines each extending in the short side or long side direction of the front substrate in a one-to-one relationship. Align relative to the front substrate to be placed,
In a state where the wire is pressed against the resin film by a hot press roller, the hot press roller is moved relative to the wire in the longitudinal direction of the wire, and the resin film is heated along the planned dividing line. Press divide,
A method of manufacturing an image display device, comprising forming a metal back layer functioning as an anode electrode on the divided resin film.
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