JP2007280763A - Manufacturing method of image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対向配置された前面基板および背面基板を備えた画像表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing an image display device including a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other.
近年、軽量・薄型の画像表示装置として、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と称する)、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と称する)、電界放出型電子放出素子の電子照射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と称する)、表面伝導型電子放出素子の電子照射により蛍光体を発光させる表面伝導型電子放出ディスプレイ(以下、SEDと称する)などが開発されている。 In recent years, as a lightweight and thin image display device, a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) that controls the intensity of light using the orientation of liquid crystal, a plasma display panel (hereinafter referred to as LCD) that emits phosphors by ultraviolet rays of plasma discharge. (Referred to as PDP), field emission display (hereinafter referred to as FED) that emits a phosphor by electron irradiation of a field emission electron-emitting device, and surface conduction electron that emits a phosphor by electron irradiation of a surface-conduction electron-emitting device. Emission displays (hereinafter referred to as SEDs) have been developed.
例えばFED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。 For example, the FED generally has a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other with a predetermined gap, and these substrates are surrounded by a vacuum by surrounding peripheral portions to each other via a rectangular frame side wall. Make up the vessel. 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.
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として例えば10kVが印加される。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。 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 10 kV, for example, is applied as an anode voltage to the phosphor screen. An image is displayed by irradiating red, green, and blue phosphors constituting the phosphor screen with electrons emitted from the electron-emitting devices and causing the phosphors to emit light.
このようなFEDにおいては、真空外囲器内部を高い真空度に維持することが重要となる。すなわち、FEDでは電子が前面基板の蛍光体に衝突することで蛍光体を発光させているが、この時、多くの放出ガスが発生し、真空外囲器内部の真空度が大きく劣化する。これにより、背面基板上に形成された電子放出素子の電子放出特性が劣化し、輝度の低下、色再現性の劣化、および寿命の短命化が発生する。その結果、表示性能に優れた長寿命の画像表示装置の実現が困難となる。この対策としては、製品となった状態でのFED内部での放出ガスの量を少なくすることが必要となる。 In such an FED, it is important to maintain a high degree of vacuum inside the vacuum envelope. That is, in the FED, electrons collide with the phosphor on the front substrate to cause the phosphor to emit light. At this time, a large amount of emitted gas is generated, and the degree of vacuum inside the vacuum envelope is greatly deteriorated. As a result, the electron emission characteristics of the electron-emitting device formed on the back substrate are deteriorated, resulting in a decrease in luminance, a deterioration in color reproducibility, and a shortened life. As a result, it is difficult to realize a long-life image display device with excellent display performance. As a countermeasure against this, it is necessary to reduce the amount of gas released inside the FED in a product state.
また、長期間にわたって真空外囲器内を高い真空度に維持するため、外囲器内部には不所望なガス分子を吸着するゲッタ層を設けることが通常行われる。このようなゲッタ層として、例えば、PDPのパネル側辺に隣り合う領域に非蒸発型ゲッタ層を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Further, in order to maintain a high degree of vacuum in the vacuum envelope for a long period of time, a getter layer that adsorbs undesired gas molecules is usually provided inside the envelope. As such a getter layer, for example, a method of forming a non-evaporable getter layer in a region adjacent to the panel side of the PDP has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、製品となる前に、前面基板および背面基板を真空チャンバ内に投入し、300〜450℃で高温処理することにより基板の脱ガス効果を得ている(例えば、特許文献2参照)。
上記のように、外囲器内にゲッタ層を設けてガスを吸着する場合、ゲッタのガス吸着量には許容量があり、ある一定量以上のガス量に対しては効力を失ってしまう。そのため、真空外囲器内を長時間に亘って高い真空特性に維持することが困難となる。 As described above, when a gas is adsorbed by providing a getter layer in the envelope, the gas adsorption amount of the getter has an allowable amount, and the effectiveness is lost for a certain amount of gas. For this reason, it becomes difficult to maintain high vacuum characteristics in the vacuum envelope for a long time.
また、基板を加熱して脱ガスを行う場合、高温処理だけでは所望の性能に達するまでの十分な効果が得られていない。この解決法として、加熱温度を更に上げることが考えられるが、この場合、製造コストの問題および基板の変形の問題が出てくる。 In addition, when degassing is performed by heating the substrate, a sufficient effect until reaching the desired performance is not obtained only by the high temperature treatment. As a solution to this problem, it is conceivable to further increase the heating temperature. In this case, however, there arises a problem of manufacturing cost and a problem of deformation of the substrate.
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、長期間に渡って高い表示性能を維持する画像表示装置の製造方法を提供することができる。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an image display device that maintains high display performance over a long period of time.
上記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像表示装置の製造方法は、複数の基板によって構成された外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、前記基板の少なくとも1つに対して、高温の状態で電子を照射することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing an image display device according to an aspect of the present invention is a method for manufacturing an image display device including an envelope constituted by a plurality of substrates, and includes at least one of the substrates. On the other hand, it is characterized by irradiating electrons in a high temperature state.
この発明の他の態様に係る画像表示装置の製造方法は、複数の基板によって構成された外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、加熱による脱ガス処理を施した基板に、高温の状態で電子を照射することを特徴としている。 An image display device manufacturing method according to another aspect of the present invention is a method for manufacturing an image display device including an envelope constituted by a plurality of substrates, wherein the substrate subjected to a degassing process by heating is provided. It is characterized by irradiating electrons in a high temperature state.
上記構成によれば、基板の内部ないし表面の含有ガスを効率良く脱ガスでき長期間に渡って高い表示性能を維持可能な画像表示装置の製造方法を得ることができる。 According to the above configuration, it is possible to obtain a method for manufacturing an image display device capable of efficiently degassing the gas contained inside or on the surface of the substrate and maintaining high display performance over a long period of time.
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る画像表示装置の製造方法について詳細に説明する。
始めに、本製造方法により製造される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SEDを例にとって説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing an image display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, as an image display device manufactured by this manufacturing method, an SED equipped with a surface conduction electron-emitting device will be described as an example.
図1および図2に示すように、このSEDは、絶縁基板として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1〜3mmの隙間を置いて対向配置されている。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。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23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、これらの基板同士を接合している。
As shown in FIGS. 1 and 2, this SED includes a
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。
A plurality of
前面基板11の内面上には、画像表示面として、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は、赤、緑、青の蛍光体層16とマトリクス状に形成された遮光層17とを有している。蛍光体層16はストライプ状あるいはドット状に形成されている。この蛍光体スクリーン15上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック20が形成されて、更に、メタルバックに重ねてゲッタ膜22が形成されている。
A
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。
On the inner surface of the
このようなSEDでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン15およびメタルバック20にアノード電圧を印加するとともに、電子放出素子18から所定電流量の電子を放出する。そして、電子放出素子18から放出された電子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。
In such an SED, when an image is displayed, an anode voltage is applied to the
次に、上記のように構成されたSEDの製造方法について説明する。
まず、内面に蛍光体スクリーン15およびメタルバック20が形成された前面基板11、および電子放出素子18が設けられた背面基板12を用意する。また、予め、背面基板12上に側壁13および複数のスペーサ14を接合しておく。更に、例えば、側壁13の上面全周に沿って封着材を充填しておく。ここでは、封着材としてインジウムを使用した。続いて、これらの前面基板11および背面基板12を処理チャンバ内で熱処理し、脱ガス処理を行う。
Next, a method for manufacturing the SED configured as described above will be described.
First, the
図3に示すように、処理チャンバ30内には、板状のヒータ33が設けられている。処理チャンバ30には、例えば、2つの電子放出源31が設けられている。これらの電子放出源31は、基板に向けて電子を照射する。処理チャンバ30には排気ポンプ36が接続され、チャンバ内部を真空排気可能となっている。
As shown in FIG. 3, a plate-
脱ガス処理においては、例えば、前面基板11を処理チャンバ30内に投入し、ヒータ33と対向して載置する。その後、排気ポンプ36によって処理チャンバ30内を排気し、真空雰囲気とする。続いて、ヒータ33により前面基板11を200〜550℃、望ましくは、250〜350℃に加熱し、前面基板11内部および表面の含有ガスを放出させる。また、前面基板11の基板温度を200℃以上の高温の状態で、電源34から前面基板11に10kV以上の電圧を印加するとともに、電子放出源31から前面基板11に電子を照射する。ここでは、前面基板11の内、蛍光体スクリーン15が形成された表面側に電子を照射する。電子の照射により、前面基板11からのガス放出を促進する。この際、前面基板11の温度が200℃以上に維持されているため、前面基板から脱ガスされたガスが前面基板に再吸着することを防止することができる。
In the degassing process, for example, the
前面基板11に照射する電子の電流量は、電流密度と時間の積である電荷量により規定される、SEDの通常の画像表示時における電子放出素子18から放出される電子の電流量よりも高く設定し、例えば、電流密度を2mA/cm2、3時間の条件で、電子照射処理をする。この値は、電荷量で22C/cm2に相当し、製品時のパネルライフの1/10に相当する。
The amount of current of electrons irradiating the
投入電荷量の範囲は1C/cm2以上とすることにより、基板の脱ガスの効果が得られ、蛍光体の発光効率の劣化を防止するため、50C/cm2以下に設定する。また、前面基板11の全面に電子が照射されるように、電子ビームをスキャンするか、あるいは、電子放出源31に対して前面基板11を相対的に移動させながら電子を照射する。脱ガス処理の間、排気ポンプ36による排気を継続し、基板から脱離したガス成分が処理チャンバ30から外部へ排出され、処理チャンバ内部は清浄な真空状態に維持される。
By setting the input charge range to 1 C / cm 2 or more, the effect of degassing the substrate can be obtained, and in order to prevent deterioration of the luminous efficiency of the phosphor, it is set to 50 C / cm 2 or less. Further, the electron beam is scanned so that the entire surface of the
上記脱ガス処理の間、処理チャンバ30内の雰囲気は真空にすることが望ましいが、時間、温度により大気あるいは他のガス雰囲気を選択することも可能である。
During the degassing process, the atmosphere in the
背面基板12についても、上記と同様に、処理チャンバ30内で脱ガス処理を行う。所定時間脱ガス処理を行った後、前面基板11にゲッタ膜を形成する。その後、前面基板11と背面基板12とを側壁13を挟んで封着し、真空外囲器10を形成する。
The
本発明者は、上述した処理チャンバ30を用いて、基板温度を300℃に加熱した状態で電子を照射して脱ガス処理した本実施形態の基板と、基板温度を室温とした状態で電子を照射して脱ガス処理した比較用基板とを用意し、これらの基板を用いてそれぞれ本実施形態に係るSEDの外囲器と、比較例としての外囲器とを形成した。そして、これらのSEDを駆動し、一定時間経過した時の放出ガス量を比較した。
The present inventor uses the
その結果を図4に示す。この図から、本実施形態のように、基板温度を300℃に加熱した状態で電子を照射して脱ガスした基板は、比較例の基板を用いた場合に比較して、残留放出ガス量が少ないことがわかる。従って、本実施の形態によれば、基板を効率良く脱ガス処理することができ、動作時におけるSED内部でのガス放出量を低減し、真空外囲器内部を高い真空度に維持することが可能なSEDを得ることができる。これにより、長期間に亘って高い表示性能を維持可能なSEDを得ることができる。 The result is shown in FIG. From this figure, as in this embodiment, the substrate degassed by irradiating electrons with the substrate temperature heated to 300 ° C. has a residual gas release amount as compared with the case of using the substrate of the comparative example. I understand that there are few. Therefore, according to the present embodiment, the substrate can be efficiently degassed, the amount of gas released inside the SED during operation can be reduced, and the inside of the vacuum envelope can be maintained at a high degree of vacuum. Possible SEDs can be obtained. Thereby, an SED capable of maintaining high display performance over a long period of time can be obtained.
なお、本発明は上記実施の形態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, this invention is not limited to the said embodiment, In the implementation stage, it can embody by modifying a component in the range which does not deviate from the summary. 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、この発明は、SEDに限らず、FED、PDP等の他の画像表示装置に適用してもよい。 Furthermore, the present invention is not limited to SED, and may be applied to other image display devices such as FED and PDP.
10…真空外囲器、 11…前面基板、 12…背面基板、 13…側壁、
14…スペーサ、 15…蛍光体スクリーン、 16…蛍光体層、
18…電子放出素子、 20…メタルバック、 30…処理チャンバ、
31…電子放出源、 33…ヒータ、 34…電源
10 ... Vacuum envelope, 11 ... Front substrate, 12 ... Back substrate, 13 ... Side wall,
14 ... spacer, 15 ... phosphor screen, 16 ... phosphor layer,
18 ... electron-emitting device, 20 ... metal back, 30 ... processing chamber,
31 ... Electron emission source, 33 ... Heater, 34 ... Power supply
Claims (7)
前記基板の少なくとも1つに対して、高温の状態で電子を照射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 constituted by a plurality of substrates,
A method of manufacturing an image display device, wherein at least one of the substrates is irradiated with electrons at a high temperature.
加熱による脱ガス処理を施した基板に、高温の状態で電子を照射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 constituted by a plurality of substrates,
A method of manufacturing an image display device, comprising: irradiating a substrate that has been degassed by heating with electrons at a high temperature.
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