JP2002015687A - Image display equipment and its manufacturing method - Google Patents

Image display equipment and its manufacturing method

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JP2002015687A
JP2002015687A JP2000200264A JP2000200264A JP2002015687A JP 2002015687 A JP2002015687 A JP 2002015687A JP 2000200264 A JP2000200264 A JP 2000200264A JP 2000200264 A JP2000200264 A JP 2000200264A JP 2002015687 A JP2002015687 A JP 2002015687A
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慶三 島村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reliable image display equipment which excels in adherence between a substrate and a side wall, and vacuum seal characteristics. SOLUTION: Concerning the image display equipment, within a vacuum envelope 1 which consists of a rear substrate 4 and a front substrate 5 estranged and arranged in parallel, carries out displays by carrying out excitation of luminescence of a phosphor screen 3 formed on an inside surface of the front substrate 5 with an electron beam emitted from two or more electron emission elements 2 arranged and formed on an inside surface of the rear substrate 4. The rear substrate 4 and the front substrate 5 are adhered and vacuum-sealed by an adhesive-cum-sealing agent 9 which consists of an indium alloy containing at least one element chosen from a group of silver, copper, hold, aluminum and antimony.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極型電子放出
素子を用いた画像表示装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device using a cold cathode type electron-emitting device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷陰極型電子放出素子を用いた画像表示
装置は、マトリクス状に配列された多数の電子放出素子
から放出される電子ビームにより蛍光体スクリーンを励
起発光させて画像表示を行う装置であり、全体を薄い平
板状に形成できるため、FPD(Flat Panel Disp1ay)
用の表示パネルとして大いに注目されている。この画像
表示装置の具体的な構造としては、離間してほぼ平行に
配置されたガラス製の背面基板及び前面基板によって真
空外囲器が構成され、背面基板の内面上に多数の電子放
出素子がマトリクス状に配列形成され、前面基板の内面
上に蛍光体スクリーンが配置される。背面基板と前面基
板は、周縁部に配置された板状の側壁を介して対向して
いる。
2. Description of the Related Art An image display apparatus using a cold cathode type electron-emitting device displays an image by exciting a phosphor screen with an electron beam emitted from a large number of electron-emitting devices arranged in a matrix. And the whole can be formed into a thin flat plate, so FPD (Flat Panel Dispay)
Has attracted much attention as a display panel. As a specific structure of this image display device, a vacuum envelope is constituted by a rear substrate and a front substrate made of glass which are spaced apart and almost in parallel, and a large number of electron-emitting devices are formed on the inner surface of the rear substrate. The phosphor screens are arranged in a matrix and arranged on the inner surface of the front substrate. The back substrate and the front substrate face each other via a plate-like side wall arranged at a peripheral portion.

【0003】このような画像表示装置の製造に際して
は、真空外囲器の内部を高真空に保つために、背面基板
に排気管を設けて、ベーキングを行いながら真空ポンプ
で排気する。しかし、前面基板と背面基板は近接して配
置されるため、短時間で高真空状態まで排気するのは極
めて難しい。このような問題を解決する方法として、真
空装置内において、前面基板と背面基板を十分離した状
態で両基板をベーキングしながら真空装置全体を高真空
になるまで排気し、所定の真空度に到達したときに前面
基板と背面基板を側壁を介して接合する方法がある。こ
の方法では、高真空下で300〜400℃の高温におい
ても使用可能な接合兼シール材あるいは接合技術が必要
である。例えば、接合兼シール材には基板と側壁との接
合に十分な接合強度を有すること、高温・高真空におい
て接合兼シール材からのガス放出が少ないこと、高温に
おいても基板や側壁に対して十分な濡れ性が維持され、
接合兼シール材溜まりや、接合兼シール材が流動して所
定の位置からはみ出たり、こぼれ落ちないことが要求さ
れる。
In manufacturing such an image display device, an exhaust pipe is provided on the rear substrate to keep the inside of the vacuum envelope at a high vacuum, and exhaust is performed by a vacuum pump while performing baking. However, since the front substrate and the rear substrate are arranged close to each other, it is extremely difficult to exhaust to a high vacuum state in a short time. As a method for solving such a problem, in a vacuum device, the entire vacuum device is evacuated to a high vacuum while baking both substrates with the front substrate and the rear substrate separated sufficiently, and a predetermined degree of vacuum is reached. Then, there is a method of joining the front substrate and the rear substrate via the side wall. This method requires a joining and sealing material or joining technique that can be used at high temperatures of 300 to 400 ° C. under high vacuum. For example, the bonding and sealing material has sufficient bonding strength for bonding the substrate and the side wall, the gas release from the bonding and sealing material at high temperature and high vacuum is small, High wettability is maintained,
It is required that the joining and sealing material pool and the joining and sealing material do not flow out of a predetermined position or fall off.

【0004】一般に、有機系の接合兼シール材を用いる
事のできないガラス部材の接合あるいは真空シールには
インジウム、ガリウムのような金属が用いられている。
これらの金属は、融点以上に上げられたときガラスとの
濡れ性を呈するからである。溶融しても水銀のようにガ
ラス表面から弾かれるような物性の金属では、このよう
なガラス部材の接合や真空シールに対する要求を満たさ
ない。
Generally, metals such as indium and gallium are used for joining or vacuum sealing glass members which cannot use an organic joining and sealing material.
This is because these metals exhibit wettability with glass when the temperature is raised to the melting point or higher. A metal having physical properties such as mercury that is repelled from the glass surface even when it is melted does not satisfy the requirements for such joining of glass members and vacuum sealing.

【0005】しかしながら、上述したような画像表示装
置において背面基板及び前面基板と側壁との接合にイン
ジウム、ガリウムといった金属を接合兼シール材として
用いる場合、上述したようにその融点より遙かに高い3
00〜400℃といった高温での熱処理が課せられるた
め、これらの金属のガラスに対する濡れ性は低下し、十
分な接合あるいはシール効果を発揮できなくなるという
問題が生じる。
However, when a metal such as indium or gallium is used as a joining and sealing material for joining the rear substrate and the front substrate to the side wall in the above-described image display device, the melting point is much higher than the melting point as described above.
Since heat treatment at a high temperature such as 00 to 400 ° C. is imposed, the wettability of these metals to glass is reduced, and a problem arises in that a sufficient bonding or sealing effect cannot be exhibited.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように冷陰極
型電子放出素子を用いた平板型画像表示装置では、ガラ
ス製である基板と側壁間の接合及び真空シールに使用す
る接合兼シール材のガラスに対する濡れ性が高温の熱処
理によって低下することにより、十分な接合及び真空シ
ール性能を維持できず、信頼性が低下するという問題点
があった。
As described above, in a flat panel display using a cold cathode type electron-emitting device, a bonding and sealing material used for bonding between a substrate made of glass and a side wall and for vacuum sealing is used. When the wettability to glass is reduced by the high-temperature heat treatment, sufficient bonding and vacuum sealing performance cannot be maintained, and there is a problem that reliability is reduced.

【0007】本発明は、基板と側壁間の接合及び真空シ
ール性能に優れ、信頼性の高い画像表示装置及びその製
造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a highly reliable image display device having excellent bonding and vacuum sealing performance between a substrate and a side wall, and a method of manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は離間してほぼ平行に配置された背面基板及
び前面基板からなる真空外囲器と、背面基板の内面上に
配列形成された複数の電子放出素子と、前面基板の内面
上に形成され、電子放出素子から放出される電子ビーム
により励起されて発光する蛍光体スクリーンとを有する
画像表示装置において、銀、銅、金、アルミニウム及び
アンチモンの群から選択された少なくとも一つの元素を
含むインジウム合金層を介して背面基板と前面基板を接
合したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vacuum envelope comprising a rear substrate and a front substrate which are spaced apart and substantially parallel to each other, and an array formed on the inner surface of the rear substrate. In the image display device having a plurality of electron-emitting devices, and a phosphor screen formed on the inner surface of the front substrate and excited by the electron beam emitted from the electron-emitting device to emit light, silver, copper, gold, The back substrate and the front substrate are joined via an indium alloy layer containing at least one element selected from the group consisting of aluminum and antimony.

【0009】真空外囲器は、背面基板と前面基板との間
に介挿された隔壁をさらに有していてもよく、その場合
は背面基板及び前面基板の少なくとも一方と該隔壁とが
インジウム合金層を介して接合される。
The vacuum envelope may further include a partition interposed between the rear substrate and the front substrate. In this case, at least one of the rear substrate and the front substrate and the partition are formed of an indium alloy. Joined through layers.

【0010】また、本発明はこのような画像表示装置を
製造するに際して、背面基板及び前面基板の少なくとも
一方の内面上の所定位置に、インジウムに銀、銅、金、
アルミニウム及びアンチモンの群から選択された少なく
とも一つの元素を添加したインジウム合金を載置し、所
定温度、例えば160℃以上の温度で溶融することによ
り該インジウム合金を溶着した後、真空中でのベーキン
グ工程を経て該インジウム合金により背面基板と背面基
板を接合することを特徴とする。
Further, according to the present invention, when manufacturing such an image display device, silver, copper, gold, indium is added to a predetermined position on the inner surface of at least one of the rear substrate and the front substrate.
An indium alloy to which at least one element selected from the group consisting of aluminum and antimony is added is placed and melted at a predetermined temperature, for example, at a temperature of 160 ° C. or more, and the indium alloy is welded, and then baked in a vacuum The method is characterized in that the back substrate and the back substrate are joined by the indium alloy through a process.

【0011】真空外囲器が背面基板と前面基板との間に
介挿された隔壁をさらに有する場合には、隔壁として背
面基板及び前面基板の少なくとも一方と略同じ熱膨張特
性を有する板状ガラス部材を用い、該板状ガラス部材の
一端を予め背面基板及び前面基板の一方の内面上に一体
化しておき、この後、背面基板及び前面基板の他方の内
面上の所定位置にインジウム合金を載置し、該板状ガラ
スの他端を背面基板及び前面基板の他方の内面と接合す
る。
When the vacuum envelope further has a partition wall interposed between the rear substrate and the front substrate, the partition wall glass plate having substantially the same thermal expansion characteristics as at least one of the rear substrate and the front substrate. Using a member, one end of the plate-shaped glass member is previously integrated on one of the inner surfaces of the rear substrate and the front substrate, and thereafter, the indium alloy is placed at a predetermined position on the other inner surface of the rear substrate and the front substrate. And the other end of the sheet glass is joined to the other inner surfaces of the rear substrate and the front substrate.

【0012】さらに、ベーキング及び接合の少なくとも
一方の処理をインジウム合金の液相線と固相線の間の温
度下で行うことが望ましく、接合は真空中で行うことが
望ましい。
Further, it is preferable that at least one of the baking and the bonding is performed at a temperature between the liquidus line and the solidus line of the indium alloy, and it is preferable that the bonding is performed in a vacuum.

【0013】また、本発明によるとインジウムに銀、
銅、金、アルミニウム及びアンチモンから選択された少
なくとも一つの元素を添加してなる接合用または真空シ
ール用あるいは接合兼真空シール用のインジウム合金が
提供される。
According to the present invention, silver is added to indium,
There is provided an indium alloy for joining or vacuum sealing or joining and vacuum sealing obtained by adding at least one element selected from copper, gold, aluminum and antimony.

【0014】銀、銅、金、アルミニウム、アンチモンと
いった元素は、インジウムに添加された場合にインジウ
ムの融点を上昇させる効果を持つ。これらの元素を単独
あるいは複合してインジウムに適切な量だけ添加する
と、この後の熱処理で高温に保持された場合、液相と固
相の二つの相が併存する領域が生じる。この意味で、ベ
ーキングや接合といった熱処理は、インジウム合金の液
相線と固相線の間の温度下で行われることが望ましい。
言い換えれば、これらの熱処理温度においてインジウム
合金が二元ないし多元状態図上の液相線と固相線との間
に入るように銀、銅、金、アルミニウム、アンチモン等
の元素の添加量(これらの元素を複合して添加するとき
は、合計の添加量)を選定する。
Elements such as silver, copper, gold, aluminum and antimony have the effect of increasing the melting point of indium when added to indium. When these elements are added alone or in combination in an appropriate amount to indium, a region in which two phases of a liquid phase and a solid phase coexist is generated when the element is kept at a high temperature in the subsequent heat treatment. In this sense, the heat treatment such as baking and bonding is desirably performed at a temperature between the liquidus line and the solidus line of the indium alloy.
In other words, at these heat treatment temperatures, the amounts of elements such as silver, copper, gold, aluminum, and antimony (the amount of these elements added) are set so that the indium alloy falls between the liquidus line and the solidus line on the binary or multiphase diagram. When adding these elements in combination, select the total amount).

【0015】このようなインジウム合金における固相の
存在により、インジウム合金は表面張力による表面の収
縮が抑制されることで、濡れ性が十分に確保されるた
め、ガラスに対して濡れ性を有するインジウムを接合・
シール部材の主成分としたことによる特徴が十分に活か
され、高い接合性能及び真空シール性能を実現すること
ができる。
The presence of the solid phase in such an indium alloy suppresses the surface contraction of the indium alloy due to surface tension, thereby ensuring sufficient wettability. Join
The features of the main component of the sealing member are fully utilized, and high bonding performance and vacuum sealing performance can be realized.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を実
施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係
る冷陰極型電子放出素子を用いた平板型画像表示装置の
概略構成を示す断面図である。この画像表示装置は、全
体として平板状に構成された真空外囲器1内で、多数の
電子放出素子2から放出される電子ビームにより蛍光体
スクリーン3を励起発光させることによって画像を表示
するものであり、さらに詳細には次のように構成されて
いる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a flat panel display using a cold cathode type electron-emitting device according to an embodiment of the present invention. This image display device displays an image by exciting and emitting light from a phosphor screen 3 with electron beams emitted from a large number of electron-emitting devices 2 in a vacuum envelope 1 formed in a plate shape as a whole. More specifically, it is configured as follows.

【0017】真空外囲器1は、離間してほぼ平行に配置
されたガラス製の背面基板4及び前面基板5を主体とし
て構成されたガラス製容器であり、背面基板4と前面基
板5の間には周縁部にガラス製の板状側壁6が配置され
ている。この板状隔壁6は、背面基板4及び前面基板5
と略同じ熱膨張係数を有するガラス部材によって形成さ
れることが望ましく、背面基板4と前面基板5の熱膨張
係数が異なっている場合は、いずれか一方の基板の熱膨
張係数と略同じ熱膨張係数のガラス部材によって形成さ
れることが望ましい。また、背面基板4と前面基板5の
間には、背面基板4及び前面基板5に加わる大気圧を支
えるための多数のスペーサ7が配置されている。
The vacuum envelope 1 is a glass container mainly composed of a glass back substrate 4 and a front substrate 5 which are arranged in a spaced apart and substantially parallel manner. Is provided with a plate-shaped side wall 6 made of glass at the periphery. The plate-like partition 6 is composed of the rear substrate 4 and the front substrate 5.
It is preferable that the back substrate 4 and the front substrate 5 have different thermal expansion coefficients when the rear substrate 4 and the front substrate 5 have different thermal expansion coefficients. It is desirable to be formed by a glass member having a coefficient. Further, between the rear substrate 4 and the front substrate 5, a number of spacers 7 for supporting the atmospheric pressure applied to the rear substrate 4 and the front substrate 5 are arranged.

【0018】電子放出素子2は、背面基板4の内面(前
面基板5に対向する側の面)上にマトリクス状に配列形
成されている。電子放出素子2は公知の冷陰極型電子放
出素子と呼ばれるものであり、例えばSi単結晶基板上
に積層されたSiO2膜からなる絶縁層及びMo膜から
なるゲート電極層の両層に連続して、エッチングにより
多数の微小な孔をマトリクス状に形成し、これらの孔内
に例えばMoからなる円錐状のエミッタを形成して構成
される。また、電子放出素子2は図示しないマトリクス
配線を介して駆動回路に接続され、該駆動回路によって
画像信号に応じて駆動されることにより、画像信号に応
じて強度変調された電子ビームを蛍光体スクリーン3に
向けて放出する。
The electron-emitting devices 2 are arranged in a matrix on the inner surface of the rear substrate 4 (the surface facing the front substrate 5). The electron-emitting device 2 is a known cold-cathode-type electron-emitting device. For example, the electron-emitting device 2 is continuous with both an insulating layer made of a SiO 2 film and a gate electrode layer made of a Mo film laminated on a Si single crystal substrate. A large number of minute holes are formed in a matrix by etching, and a conical emitter made of, for example, Mo is formed in these holes. Further, the electron-emitting device 2 is connected to a driving circuit via a matrix wiring (not shown), and is driven by the driving circuit according to an image signal, so that an electron beam intensity-modulated according to the image signal is converted to a phosphor screen. Release towards 3.

【0019】蛍光体スクリーン3は、前面基板5の内面
(背面基板4に対向する側の面)上に形成され、電子放
出素子2から放出される電子ビームにより励起されて発
光する。これにより蛍光体3で画像が発光表示され、利
用者は前面基板5を通してその表示画像を見ることがで
きる。また、蛍光体スクリーン3上には、メタルバック
層8が形成されている。画像表示装置としてフルカラー
表示装置を構成する場合、蛍光体スクリーン3はR
(赤)、G(緑)、B(青)の蛍光体ドットによって構
成される。
The phosphor screen 3 is formed on the inner surface of the front substrate 5 (the surface facing the rear substrate 4), and emits light when excited by an electron beam emitted from the electron-emitting device 2. As a result, an image is displayed on the phosphor 3 by emitting light, and the user can see the displayed image through the front substrate 5. A metal back layer 8 is formed on the phosphor screen 3. When a full-color display device is configured as an image display device, the phosphor screen 3 is R
(Red), G (green), and B (blue) phosphor dots.

【0020】背面基板4及び前面基板5の内面と板状側
壁6とは、本発明に基づくインジウム合金からなる接合
兼シール材(インジウム合金層)9によって接合され、
かつ真空外囲器1の真空シールがなされている。この接
合兼シール材9となるインジウム合金は、インジウムに
銀、銅、金、アルミニウム及びアンチモンの群から選択
された少なくとも一つの元素を含有したものである。こ
のようなインジウム合金を接合兼シール材9に用いるこ
とにより、ガラス製である背面基板4及び前面基板5
と、同じくガラス製である板状側壁6間の接合性能及び
真空シール性能が著しく向上し、信頼性の高い画像表示
装置を実現することが可能である。
The inner surfaces of the rear substrate 4 and the front substrate 5 and the plate-like side wall 6 are joined by a joining and sealing material (indium alloy layer) 9 made of an indium alloy according to the present invention.
In addition, a vacuum seal of the vacuum envelope 1 is provided. The indium alloy serving as the bonding / sealing material 9 contains at least one element selected from the group consisting of silver, copper, gold, aluminum and antimony. By using such an indium alloy for the bonding and sealing material 9, the rear substrate 4 and the front substrate 5 made of glass are used.
Thus, the bonding performance between the plate-like side walls 6 also made of glass and the vacuum sealing performance are remarkably improved, and a highly reliable image display device can be realized.

【0021】以下、接合兼シール材9として用いる上述
したインジウム合金の開発経過について説明する。発明
者らは、従来のインジウム、ガリウムといった金属をガ
ラス部材の接合やシール材として用いた場合の問題を解
決するために、ガラスと金属の接合に関わるメカニズム
の解明に多くの時間を費やし、上述したインジウム合金
を案出するに至った。インジウムがガラスに対して濡れ
あるいは結合を起こすには、酸素の存在が大きいと思わ
れる。発明者らの実験においても、この因果関係が認め
られている。従って、酸素の供給が必須事項となるが、
通常の濡れないし結合は、ガラス表面に存在する酸素あ
るいは大気から供給される酸素で賄われている。
The progress of the development of the above-mentioned indium alloy used as the bonding and sealing material 9 will be described below. The inventors have spent a lot of time elucidating the mechanism involved in joining glass and metal in order to solve the problems when using conventional metals such as indium and gallium as the joining and sealing materials for glass members. Came up with a new indium alloy. It is considered that the presence of oxygen is large for indium to wet or bond to glass. This causal relationship has been recognized in the experiments of the inventors. Therefore, the supply of oxygen is essential,
Normal wetting or bonding is provided by oxygen present on the glass surface or oxygen supplied from the atmosphere.

【0022】ところが、接合対象であるガラス部材の高
温の熱処理に対する仕様が厳しくなると、このような既
存の酸素だけでは不十分であることが分かった。酸素の
供給が不十分な状態でインジウムとガラスが結合する状
況下では、溶融したインジウムの表面張力によりインジ
ウムをガラス面から離脱させる力が、インジウムとガラ
ス面との結合力より勝ることになる。結果として、熱処
理を経た後には表面張力に見合ったインジウムの半球状
体がガラス部材の表面に残存し、それらは連続体を形成
できないために、真空を維持することはできなくなる。
インジウムの表面張力を下げるために、他の元素を添加
する方法が考えられるが、添加量により融点が変化する
ことと、表面張力の十分な低下を期待することができな
いという問題が残されている。
However, it has been found that when the specifications for the high-temperature heat treatment of the glass member to be joined become severe, such existing oxygen alone is not sufficient. In a situation where indium and glass are combined in a state where the supply of oxygen is insufficient, the force that separates indium from the glass surface due to the surface tension of the molten indium exceeds the bonding force between indium and the glass surface. As a result, after the heat treatment, hemispheres of indium corresponding to the surface tension remain on the surface of the glass member, and they cannot maintain a vacuum because they cannot form a continuous body.
In order to lower the surface tension of indium, a method of adding another element is conceivable. However, there is a problem that the melting point varies depending on the amount of addition, and a sufficient decrease in the surface tension cannot be expected. .

【0023】発明者らは、このような問題はインジウム
合金が所定の温度で全溶融することなく一部固体で存在
することができれば解決できることを見出した。すなわ
ち、インジウムに対して銀、銅、金、アルミニウム、ア
ンチモンといった、添加によりインジウムの融点を高め
る作用のある元素を添加し、さらにその添加量を適切に
調整すれば、所定の温度で溶融した液相と固相の二つの
相が併存する領域が得られることが分かり、固相が存在
することで表面張力による表面の収縮を抑制できるとい
う知見に至った。
The inventors have found that such a problem can be solved if the indium alloy can exist partially as a solid without being completely melted at a predetermined temperature. That is, if an element having a function of increasing the melting point of indium by addition, such as silver, copper, gold, aluminum, or antimony, is added to indium, and the amount of addition is appropriately adjusted, a liquid melted at a predetermined temperature is obtained. It was found that a region in which two phases coexist, a phase and a solid phase, was obtained, and it was found that the presence of the solid phase could suppress surface contraction due to surface tension.

【0024】この効果を確かめるために、発明者らは以
下の実験を行った。300℃に加熱したホットプレート
上に置かれたソーダライムガラス製の皿状(深さ1m
m)部材と、同じくソーダライムガラス製の平板状蓋部
材の所定の位置に、厚さ0.1mmの25重量%銀−イ
ンジウム合金のリボンを充て、300℃程度に加熱した
超音波半田ごてを用いて溶着した。
To confirm this effect, the inventors conducted the following experiment. Soda-lime glass dish placed on a hot plate heated to 300 ° C (1 m deep)
m) An ultrasonic soldering iron heated to about 300 ° C. by applying a ribbon of 0.1 mm thick 25% by weight silver-indium alloy to predetermined positions of a member and a flat lid member also made of soda lime glass. And welded.

【0025】次に、これらのガラス製皿状部材及び平板
状蓋部材を3×10-6Paの真空下で300℃・1時間
加熱処理したところ、インジウム合金はこれらの部材の
ガラス表面上で溶融するも、インジウム合金の融液は表
面張力で縮むことなく、初期の形状を維持したままであ
った。
Next, when the glass dish-like member and the plate-like lid member were heated at 300 ° C. for 1 hour under a vacuum of 3 × 10 −6 Pa, the indium alloy was deposited on the glass surface of these members. Although melted, the melt of the indium alloy did not shrink due to surface tension and maintained its initial shape.

【0026】この熱処理後、各部材の温度を300℃に
保持した状態で、ガラス製皿状部材と平板状蓋部材の間
に高さ1mmのスペーサを適量配置し、インジウム合金
部分を介して両部材を接合した。ガラス製皿状部材と平
板状蓋部材の間に形成された空間の真空リーク試験を室
温で行ったところ、1×10-9atm・cc/sec以下であ
り、高い真空保持能力を有していることが確認された。
After the heat treatment, while maintaining the temperature of each member at 300 ° C., an appropriate amount of a 1 mm-high spacer is disposed between the glass dish-shaped member and the plate-shaped lid member. The members were joined. A vacuum leak test of a space formed between the glass dish-shaped member and the plate-shaped lid member was performed at room temperature. As a result, it was 1 × 10 −9 atm · cc / sec or less. It was confirmed that.

【0027】このようにインジウムに銀を添加したイン
ジウム合金を接合兼シール材としてガラス部材の接合を
行うと、高温の熱処理を経た後も、優れた接合性能及び
真空シール性能が得られる。従って、この接合兼シール
材を図1に示した画像表示装置における真空外囲器1の
接合兼シール材9として用いることにより、画像表示装
置の信頼性が向上する。
When a glass member is bonded by using an indium alloy obtained by adding silver to indium as a bonding and sealing material, excellent bonding performance and vacuum sealing performance can be obtained even after high-temperature heat treatment. Therefore, the reliability of the image display device is improved by using the bonding and sealing material as the bonding and sealing material 9 of the vacuum envelope 1 in the image display device shown in FIG.

【0028】次に、本実施形態に係る画像表示装置の製
造工程のうち、特に本発明に関係する工程について述べ
る。電子放出素子2が内面に形成された背面基板4と、
蛍光体スクリーン3及びメタルバック層8が内面に形成
された前面基板5を板状側壁6及びスペーサ7を間に介
して対向させ、背面基板4、前面基板5及び板状側壁6
によって真空外囲器1を構成する。この場合、背面基板
4及び前面基板5と板状側壁6をインジウム合金からな
る接合兼シール材9により接合すると同時に真空シール
を行う。
Next, among the manufacturing steps of the image display device according to the present embodiment, steps particularly related to the present invention will be described. A back substrate 4 having an electron-emitting device 2 formed on an inner surface thereof;
A front substrate 5 having a phosphor screen 3 and a metal back layer 8 formed on the inner surface thereof is opposed to each other with a plate-shaped side wall 6 and a spacer 7 interposed therebetween.
Constitutes the vacuum envelope 1. In this case, the rear substrate 4 and the front substrate 5 and the plate-like side wall 6 are joined together by a joining and sealing material 9 made of an indium alloy, and a vacuum seal is performed.

【0029】実際の工程では、図示しない真空装置内に
おいて、背面基板4と前面基板5を十分離した状態で、
これらの背面基板4及び前面基板5を例えば300〜4
00℃程度温度でベーキングしながら、真空装置の内部
全体を高真空になるまで排気する。そして、所定の真空
度に到達したときに、背面基板4と前面基板5を板状側
壁6を介して対向させ、接合兼シール材9を背面基板4
及び前面基板5の内面上の板状側壁6に対向する位置に
載置し、これを例えば160℃以上の温度に加熱して溶
融させることにより、接合兼シール部材9により背面基
板4及び前面基板5と板状側壁6との接合及び真空シー
ルを行う。
In an actual process, the rear substrate 4 and the front substrate 5 are sufficiently separated in a vacuum device (not shown).
These rear substrate 4 and front substrate 5 are, for example, 300 to 4
While baking at a temperature of about 00 ° C., the entire inside of the vacuum device is evacuated until a high vacuum is obtained. When a predetermined degree of vacuum is reached, the rear substrate 4 and the front substrate 5 are opposed to each other via the plate-shaped side wall 6, and the bonding and sealing material 9 is attached to the rear substrate 4.
And placed at a position facing the plate-like side wall 6 on the inner surface of the front substrate 5 and heated and melted to a temperature of, for example, 160 ° C. or more, so that the back substrate 4 and the front substrate 5 and the plate-like side wall 6 are joined and vacuum sealed.

【0030】接合兼シール材9には、背面基板4及び前
面基板5及び板状隔壁6との接合に十分な接合強度を有
することに加えて、高温・高真空においても接合兼シー
ル材9からのガス放出が少ないこと、高温においても背
面基板4及び前面基板5に対して十分な濡れ性が維持さ
れ、接合兼シール材9の溜まりや、接合兼シール材9が
流動して所定の位置からはみ出したり、こぼれ落ちるこ
とがないことが要求される。
The bonding and sealing material 9 has sufficient bonding strength for bonding with the rear substrate 4, the front substrate 5, and the plate-like partition 6, and also has the bonding and sealing material 9 even at high temperature and high vacuum. And the wettability to the rear substrate 4 and the front substrate 5 is maintained even at a high temperature, and the accumulation of the bonding and sealing material 9 and the flowing of the bonding and sealing material 9 from a predetermined position It must not protrude or spill.

【0031】ここで、接合兼シール材9を前述したよう
にインジウムに銀を添加したインジウム合金により形成
すると、先の実験結果からも上述した接合兼シール材9
に対する要求に十分応えることができる。従って、この
ような接合兼シール材9の使用によって、簡単な構造と
簡単な製造工程で効率よく、しかも真空外囲器1の接合
及び真空シール性能に優れることによって、高い信頼性
を有する画像表示装置を製造することが可能となり、そ
の工業的効果は極めて高い。
Here, if the joining and sealing material 9 is formed of an indium alloy obtained by adding silver to indium as described above, the above-mentioned joining and sealing material 9 can be obtained from the above experimental results.
To meet the demands for Therefore, by using such a joining and sealing material 9, the image display having a high reliability can be efficiently achieved with a simple structure and a simple manufacturing process, and the joining and the vacuum sealing performance of the vacuum envelope 1 are excellent. The device can be manufactured, and its industrial effect is extremely high.

【0032】インジウムに添加する元素としては、イン
ジウムへの添加により融点を上昇させて、300〜40
0℃といった高温での熱処理時に形状を保つ効果を発揮
するような固液2相を実現するインジウム合金を実現す
るものであれば、銀の他に、銅、金、アルミニウム、ア
ンチモンといった金属元素も有効である。また、これら
銀、銅、金、アルミニウム、アンチモンの群から選ばれ
る2以上の元素を複合してインジウムに添加してもよい
ことは、いうまでもない。さらに、これらの元素の添加
量は、実施される熱処理工程に依存して決定され、イン
ジウム合金の液相線が熱処理温度より高い組成となるよ
うに選定される。言い換えれば、ベーキングや接合時の
熱処理は、インジウム合金の液相線と固相線の間の温度
で行うことが望ましい。
As the element to be added to indium, the melting point is increased by adding to indium,
In addition to silver, metal elements such as copper, gold, aluminum, and antimony may be used as long as they realize an indium alloy that realizes a solid-liquid two-phase that exhibits an effect of maintaining a shape during heat treatment at a high temperature of 0 ° C. It is valid. Needless to say, two or more elements selected from the group consisting of silver, copper, gold, aluminum, and antimony may be added to indium in combination. Further, the amounts of these elements to be added are determined depending on the heat treatment step to be performed, and are selected so that the liquidus line of the indium alloy has a composition higher than the heat treatment temperature. In other words, it is desirable that the heat treatment at the time of baking or bonding be performed at a temperature between the liquidus line and the solidus line of the indium alloy.

【0033】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、種々変形して実施することが可能である。たと
えば、上記実施形態の画像表示装置では、図1で説明し
たように、背面基板4の内面と板状隔壁6間及び前面基
板5の内面と板状側壁6間をインジウム合金からなる接
合兼シール材9で接合するようにしたが、これに限られ
るものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications. For example, in the image display device of the above embodiment, as described with reference to FIG. 1, the joining / sealing between the inner surface of the rear substrate 4 and the plate-like partition 6 and the inner surface of the front substrate 5 and the plate-like side wall 6 are made of an indium alloy. Although the joining is performed by the material 9, the present invention is not limited to this.

【0034】例えば、図2に示すように背面基板4と板
状側壁6を予め一体成型あるいは接合により一体に形成
しておき、前面基板5の内面と板状側壁6を接合兼シー
ル材9によって接合するようにしてもよいし、逆に図5
に示すように前面基板5と板状側壁6を予め一体成型あ
るいは接合により一体に形成しておき、背面基板4の内
面と板状側壁6を接合兼シール材9によって接合するよ
うにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 2, the rear substrate 4 and the plate-like side wall 6 are integrally formed in advance by integral molding or joining, and the inner surface of the front substrate 5 and the plate-like side wall 6 are joined and sealed with a sealing material 9. It may be joined, or conversely, FIG.
As shown in (1), the front substrate 5 and the plate-shaped side wall 6 may be integrally formed in advance by integral molding or bonding, and the inner surface of the rear substrate 4 and the plate-shaped side wall 6 may be bonded by a bonding and sealing material 9. .

【0035】また、上記実施形態では本発明に基づくイ
ンジウム合金を接合兼シール部材9として用いた場合に
ついて述べたが、接合のみ、あるいは真空シールのみの
目的の部材として使用することも可能である。さらに、
上記実施形態では背面基板4と前面基板5の間に隔壁6
を介在させたが、このような隔壁を介在させることな
く、両基板を直接インジウム合金で接合及び真空シール
しても構わない。
In the above embodiment, the case where the indium alloy according to the present invention is used as the joining and sealing member 9 has been described. However, it is also possible to use the indium alloy as a member only for joining or only for vacuum sealing. further,
In the above embodiment, the partition 6 is provided between the rear substrate 4 and the front substrate 5.
However, the two substrates may be directly bonded and vacuum sealed with an indium alloy without such a partition.

【0036】インジウム合金の用途については、上述し
た冷陰極型電子放出素子を用いた画像表示装置に限られ
るものではなく、ガラス部材間あるいはガラス部材と他
の部材間の接合や、これらの部材間の真空シールに広く
適用が可能である。また、本発明は上述したインジウム
合金を接合部材や真空シール部材あるいは接合兼シール
部材として用いたガラス製部品としても、実施すること
ができる。
The use of the indium alloy is not limited to the image display device using the above-described cold cathode type electron-emitting device, but may be applied between glass members or between a glass member and another member, or between these members. Widely applicable to vacuum seals. The present invention can also be implemented as a glass part using the above-described indium alloy as a joining member, a vacuum sealing member, or a joining and sealing member.

【0037】このように本発明によれば、インジウムに
銀、銅、金、アルミニウム及びアンチモンの群から選択
された少なくとも一つの元素を添加したインジウム合
金、インジウムに銀、銅、金、アルミニウム及びアンチ
モンの群から選択された少なくとも一つの元素を添加し
た接合用または真空シール用あるいは接合兼真空シール
用のインジウム合金、並びに該インジウム合金により接
合、真空シールあるいは接合及び真空シールがなされた
ガラス製部品を提供することもできる。
As described above, according to the present invention, an indium alloy in which at least one element selected from the group consisting of silver, copper, gold, aluminum and antimony is added to indium, and silver, copper, gold, aluminum and antimony are added to indium. Indium alloy for joining or vacuum sealing or joining and vacuum sealing to which at least one element selected from the group is added, and glass parts joined, vacuum-sealed or joined and vacuum-sealed with the indium alloy. Can also be provided.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
真空を必要としかつ製造時に高温の熱処理工程を必要と
するガラス製真空外囲器の接合及び真空シールが可能と
なり、従来の技術では実現が困難であった冷陰極型電子
放出素子を用いたFPD用パネルとして好適な画像表示
装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to join and vacuum seal a glass vacuum envelope which requires a high vacuum and requires a high-temperature heat treatment step during manufacturing. Thus, it is possible to provide an image display device suitable as an FPD panel using a cold cathode type electron-emitting device, which has been difficult to realize.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の概略
構成を示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an image display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施形態に係る画像表示装置の概
略構成を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of an image display device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施形態に係る画像表示装置の概
略構成を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of an image display device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空外囲器 2…電子放出素子 3…蛍光体スクリーン 4…背面基板 5…前面基板 6…側壁 7…スペーサ 8…メタルバック層 9…接合兼シール材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum envelope 2 ... Electron emission element 3 ... Phosphor screen 4 ... Back substrate 5 ... Front substrate 6 ... Side wall 7 ... Spacer 8 ... Metal back layer 9 ... Joining and sealing material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 孝司 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番2号 株式 会社東芝深谷工場内 (72)発明者 山田 晃義 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番2号 株式 会社東芝深谷工場内 Fターム(参考) 5C012 AA05 BC03 5C032 AA01 BB18 5C036 EE17 EF01 EF06 EF09 EG06 EH11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Nishimura 1-9-2 Hara-cho, Fukaya-shi, Saitama Pref. Inside the Toshiba Fukaya Plant (72) Inventor Akiyoshi Yamada 1-9-1-2 Hara-cho, Fukaya-shi, Saitama No. F-term in Toshiba Fukaya Plant (reference) 5C012 AA05 BC03 5C032 AA01 BB18 5C036 EE17 EF01 EF06 EF09 EG06 EH11

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】離間してほぼ平行に配置されたガラス製の
背面基板及び前面基板からなる真空外囲器と、 前記背面基板の内面上に配列形成された複数の電子放出
素子と、 前記前面基板の内面上に形成され、前記電子放出素子か
ら放出される電子ビームにより励起されて発光する蛍光
体スクリーンとを有し、 前記背面基板と前記前面基板は、銀、銅、金、アルミニ
ウム及びアンチモンの群から選択された少なくとも一つ
の元素を含むインジウム合金層を介して接合されている
ことを特徴とする画像表示装置。
1. A vacuum envelope comprising a rear substrate and a front substrate made of glass and arranged substantially in parallel at a distance from each other, a plurality of electron-emitting devices arranged on an inner surface of the rear substrate, and the front surface A phosphor screen formed on an inner surface of the substrate and excited by an electron beam emitted from the electron-emitting device to emit light, wherein the rear substrate and the front substrate are made of silver, copper, gold, aluminum and antimony. An image display device joined via an indium alloy layer containing at least one element selected from the group consisting of:
【請求項2】前記真空外囲器は、前記背面基板と前面基
板との間に介挿された隔壁をさらに有し、該背面基板及
び前面基板の少なくとも一方と該隔壁とが前記インジウ
ム合金層を介して接合されていることを特徴とする請求
項1記載の画像表示装置。
2. The vacuum envelope further includes a partition interposed between the rear substrate and the front substrate, wherein at least one of the rear substrate and the front substrate and the partition are formed of the indium alloy layer. The image display device according to claim 1, wherein the image display device is joined via a link.
【請求項3】離間してほぼ平行に配置されたガラス製の
背面基板及び前面基板からなる真空外囲器と、前記背面
基板の内面上に配列形成された複数の電子放出素子と、
前記前面基板の内面上に形成され、前記電子放出素子か
ら放出される電子ビームにより励起されて発光する蛍光
体スクリーンとを有する画像表示装置の製造方法におい
て、 前記背面基板及び前面基板の少なくとも一方の内面上の
所定位置に、インジウムに銀、銅、金、アルミニウム及
びアンチモンの群から選択された少なくとも一つの元素
を添加したインジウム合金を載置し、所定温度で溶融す
ることにより該インジウム合金を溶着した後、真空中で
のベーキング工程を経て該インジウム合金により前記背
面基板と前記背面基板を接合することを特徴とする画像
表示装置の製造方法。
3. A vacuum envelope comprising a rear substrate and a front substrate made of glass and arranged substantially in parallel at a distance from each other, and a plurality of electron-emitting devices arranged and formed on an inner surface of the rear substrate.
A phosphor screen formed on the inner surface of the front substrate and excited by an electron beam emitted from the electron-emitting device to emit light, wherein at least one of the rear substrate and the front substrate At a predetermined position on the inner surface, an indium alloy obtained by adding at least one element selected from the group of silver, copper, gold, aluminum and antimony to indium is placed, and the indium alloy is welded by melting at a predetermined temperature. And then bonding the back substrate and the back substrate with the indium alloy through a baking process in a vacuum.
【請求項4】前記真空外囲器は、前記背面基板と前面基
板との間に介挿された隔壁をさらに有し、該背面基板及
び前面基板の少なくとも一方と該隔壁を前記インジウム
合金により接合することを特徴とする請求項3記載の画
像表示装置の製造方法。
4. The vacuum envelope further includes a partition interposed between the back substrate and the front substrate, and the partition is bonded to at least one of the back substrate and the front substrate with the indium alloy. 4. The method for manufacturing an image display device according to claim 3, wherein:
【請求項5】前記隔壁として前記背面基板及び前面基板
の少なくとも一方と略同じ熱膨張特性を有する板状ガラ
ス部材を用い、該板状ガラス部材を予め該背面基板及び
前面基板の一方の内面上に一体化しておき、この後、該
背面基板及び前面基板の他方の内面上の所定位置に前記
インジウム合金を載置し、該板状ガラスを該背面基板及
び前面基板の他方の内面と接合することを特徴とする請
求項4記載の画像表示装置の製造方法。
5. A plate glass member having substantially the same thermal expansion characteristics as at least one of the rear substrate and the front substrate is used as the partition, and the plate glass member is previously placed on one inner surface of the rear substrate and the front substrate. After that, the indium alloy is placed at a predetermined position on the other inner surface of the back substrate and the front substrate, and the sheet glass is bonded to the other inner surface of the back substrate and the front substrate. The method for manufacturing an image display device according to claim 4, wherein:
【請求項6】前記ベーキング及び前記接合の少なくとも
一方の処理を前記インジウム合金の液相線と固相線の間
の温度下で行うことを特徴とする請求項3乃至5のいず
れか1項記載の画像表示装置の製造方法。
6. The method of claim 3, wherein at least one of the baking and the bonding is performed at a temperature between a liquidus line and a solidus line of the indium alloy. Manufacturing method of an image display device.
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