JP2003059400A

JP2003059400A - 表示装置の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP2003059400A
Application number: JP2001249335A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Murata; 弘貴村田; Koji Nishimura; 孝司西村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】薄肉ガラスを用いて大画面の表示装置を製造す
ることが可能な表示装置の製造方法、および製造装置を
提供することにある。【解決手段】蛍光体層６が形成されたフェースプレー
ト２および蛍光体層を励起する電子放出素子８が設けら
れたリアプレート１のいずれか一方のプレートに対して
グリッド２０を位置合わせした後、一方のプレートの裏
側から磁石３６によりグリッドを磁力吸着して一方のプ
レートに仮固定し、その後、フェースプレートおよびリ
アプレートを互いに接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、表示装置の製造
方法に係り、特に、電子放出素子を用いた表示装置の封
着を真空チャンバー中で行う場合の、ガラスのたわみを
抑制することのできる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】次世代の表示装置として、電子放出素子
を多数並べ、蛍光面を対向させた表示装置の開発が進め
られている。このような表示装置は、対向配置されたリ
アプレートおよびフェースプレートを有する真空外囲器
を備え、リアプレート上には多数の電子放出素子が配置
されている。電子放出素子としては、電界放出型あるい
は表面伝導型のものが想定される。それぞれの電子放出
素子を用いた表示装置は、通常、フィールド・エミッシ
ョン・ディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）、サーフ
ェース・コンダクション・エレクトロン・エミッター・
ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）と呼ばれてい
る。

【０００３】リアプレートに対向したフェースプレート
の内面には蛍光面が形成されている。そして、電子放出
素子から放出された電子ビームにより蛍光面を励起して
発光させることで、画像を表示する。カラー表示の場
合、蛍光面として赤、緑、青の蛍光体が用いられる。

【０００４】フェースプレートおよびリアプレートの周
囲は枠状の側壁により互いに接合され、真空容器が形成
されている。また、大気圧に耐えるため、フェースプレ
ートとリアプレートとの間には多数のスペーサが電子ビ
ームの通過領域を避けるように配置されている。また、
フェースプレートとリアプレートと間にグリッドを配置
する構成も提案されている。

【０００５】このような表示装置の製造においては、様
々な点を考慮して、フェースプレートおよびリアプレー
トを真空チャンバー内で封着して真空外囲器を形成する
ことが望ましい。また、このような表示装置において
は、軽量化やガラスの供給、製造に伴う諸問題を考える
と、フェースプレート、リアプレートとして、厚みが
２．０ｍｍ程度以下の薄肉のガラスを用いることが望ま
しい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような薄肉のガラスを使用する場合、そのたわみ量が大
きくなりすぎると、真空中で封着を行うことが困難とな
る。たわみ量は、ガラス肉厚の３乗に反比例し、サイズ
の４乗に比例するため、この問題は、ガラスを薄肉化す
るほど、また表示装置を大画面化するほど、急激に深刻
になっていく。

【０００７】また、封着を行う場合、フェースプレー
ト、リアプレートの周辺部しか支持できない上、真空か
つ高温という条件であるため、吸盤などを使用すること
ができない。その他、様々な制約があるため、ガラスの
たわみ量を小さくすることは、通常の方法によっては非
常に困難となる。従って、真空チャンバー内でフェース
プレート、リアプレートを封着しようとする場合、使用
可能なガラスの板厚あるいは画面サイズに制約があっ
た。

【０００８】また、真空チャンバー内以外でも、フェー
スプレートおよびリアプレートのハンドリングを容易に
する技術が望まれている。更に、フェースプレートとリ
アプレートとの間に配置されるグリッドは、様々な理由
から、封着が終わるまでは、リアプレートまたはフェー
スプレートに完全に固定せず、仮固定だけにしておくこ
とが望ましい。しかし、その場合、封着過程でリアプレ
ートまたはフェースプレートを上側に配置するとグリッ
ドがたわむことになり、これを抑制するための技術も望
まれている。

【０００９】上述のように、電子放出素子を用いた表示
装置の製造においては、ガラスのたわみが、真空チャン
バー中で封着を行うプロセスを適用する上で制約になっ
ていた。

【００１０】この発明は、以上の点に鑑み成されたもの
で、その目的は、薄肉ガラスを用いて大画面の表示装置
を製造することが可能な表示装置の製造方法、および製
造装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る表示装置の製造方法は、蛍光体層が
形成された第１基板と、上記第１基板と対向して配置さ
れているとともに、上記蛍光体層を励起するための電子
を放出する複数の電子放出素子が設けられた第２基板
と、これら第１および第２基板間に配置されているとと
もに、それぞれ電子が通過する複数の開孔を有したグリ
ッドと、を備えた表示装置の製造方法において、上記第
１および第２基板のいずれか一方の基板に対して上記グ
リッドを位置合わせした後、上記一方の基板の裏側から
磁力により上記グリッドを吸着して上記一方の基板に仮
固定し、上記スペーサを仮固定した状態で、上記第１お
よび第２基板を互いに接合することを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係る表示装置の製造方法、および製造
装置について詳細に説明する。まず、本実施の形態に係
る製造方法によって製造される表示装置として、ＳＥＤ
の構成を説明する。

【００１３】図１および図２に示すように、このＳＥＤ
は、それぞれ矩形状のガラスからなるリアプレート１お
よびフェースプレート２を備え、これらのプレートは所
定の隙間を置いて対向配置されている。そして、リアプ
レート１およびフェースプレート２は、ガラスからなる
矩形枠状の側壁３を介して周縁部同志が接合され、偏平
な矩形状の真空外囲器４を構成している。

【００１４】フェースプレート２の内面には蛍光体スク
リーン６が形成されている。この蛍光体スクリーン６
は、赤、青、緑の蛍光体層、および黒色着色層を並べて
構成されている。これらの蛍光体層はストライプ状ある
いはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリー
ン６上には、アルミニウム等からなるメタルバック７が
形成されている。なお、フェースプレート２と蛍光体ス
クリーン６との間に、例えばＩＴＯからなる透明導電膜
を設けてもよい。

【００１５】リアプレート１の内面には、蛍光体スクリ
ーン６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８が設けら
れている。これらの電子放出素子８は、各画素毎に対応
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８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、リアプレート１上には、電子放出素子８に電圧を印
加するための図示しない多数本の配線がマトリック状に
設けられている。

【００１６】接合部材として機能するほぼ矩形枠状の側
壁３は、例えば、フリットガラス９により、リアプレー
ト１の周縁部およびフェースプレート２の周縁部に封着
され、フェースプレートおよびリアプレート同志を接合
している。

【００１７】そして、リアプレート１およびフェースプ
レート２の間には、板状のグリッド２０が配置され、リ
アプレート１およびフェースプレート２と隙間を置いて
ほぼ平行に対向している。そして、グリッド２０には、
それぞれ電子放出素子８と対向する位置に電子ビーム通
過孔２２が形成されている。グリッド２０は、熱膨張を
ガラスとある程度合わせる必要があり、鉄・ニッケル合
金を使うのが好適である。このような合金は一般に磁性
材なので、このグリッドに対し磁力を働かせることがで
きることが可能となる。なお、グリッド２０には、図示
しない電源から所定の電圧が印加される。

【００１８】また、リアプレート１およびフェースプレ
ート２の間には、これらプレート間の間隔を維持するた
め、それぞれ板状あるいは柱状に形成された多数のスペ
ーサ１０が配置されている。これらのスペーサ１０は、
所定の位置に位置決めされた状態でグリッド２０に取り
付けられている。そして、スペーサ１０は、その両端が
それぞれリアプレート１およびフェースプレート２に当
接することにより、これらのプレートに作用する大気圧
荷重を支持し、プレート間の間隔を所定値に維持してい
る。

【００１９】次に、上記構成を有するＳＥＤの製造方法
について説明する。図３に示すように、予めリアプレ−
ト１に電子放出素子８及び側壁３を設けて構成されたリ
アプレ−トユニット１２と、フェ−スプレ−ト２に蛍光
体スクリ−ン６およびメタルバック７を形成して構成さ
れたフェ−スプレ−トユニット１３と、を用意する。ま
た、グリッド２２に複数のスペ−サ１０をそれぞれ所定
の位置関係に固定してなるグリッドユニット１４を用意
する。グリッド２０と各スペーサ１０とは、例えば、接
着、圧着等によって固定する。あるいは、ガラスペース
トを用いてスペーサ１０をグリッド２０に直接焼成して
もよい。

【００２０】続いて、グリッドユニット１４とリアプレ
−トユニット１２とが所定の位置に合うよう、これらを
互いに位置決めする。この際、リアプレ−トユニット１
２ではなく、フェ−スプレ−トユニット１３とサポート
ユニット１４とを互いに位置決めして合わせるようにし
ても良い。

【００２１】次に、図４に示すように、製造装置の一部
を構成する固定ユニット３０を用いてグリッドユニット
１４を仮固定する。すなわち、固定ユニット３０は、平
坦な支持面３２を有した板状の支持部材３４と、支持面
３２上に取り付けられた複数の磁石３６と、を有してい
る。支持部材３４は、リアプレート１あるいはフェース
プレート２とほぼ同じかより大きなサイズに形成され、
たわみが十分小さくなるよう、かつ真空チャンバー中で
の熱分布への影響が十分小さくなるよう設計されてい
る。また、複数の磁石３６は支持面３２のほぼ全面に亘
って設けられ、互いに同一の高さに形成され、その外
面、つまり、接触面３６ａはほぼ同一平面上に整列して
いる。

【００２２】そして、リアプレートユニット１２および
グリッドユニット１４を互いに位置合わせした後、リア
プレート１の裏面、すなわち、外面のほぼ全面に固定ユ
ニット３０の磁石３６の接触面３６ａを接触させ、リア
プレート１の裏側から固定ユニット３０によりグリッド
ユニット１４全体を磁力吸着し、リアプレートに対して
所定の位置に仮固定する。従って、リアプレートユニッ
ト１２、グリッドユニット１４、および固定ユニット３
０は、すべてが磁力により一体となり、まとめて扱うこ
とが可能となる。また、この際、リアプレート１は複数
の磁石３６の接触面３６ａに密着し、ひずみなく平坦な
状態に維持され、同時に、グリッド２０もスペーサ１０
を介してリアプレート上に平坦な状態で保持される。

【００２３】そして、一体化されたグリッドユニット１
４、リアプレ−トユニット１２、固定ユニット３０を、
フェースプレートユニット１３とともに真空処理室内に
入れ、リアプレ−ト１およびフェ−スプレ−ト２が互い
に所定の位置関係となるように、双方または一方を移動
させて位置合わせを行う。上記の工程により、リアプレ
−ト１、フェ−スプレ−ト２、グリッド２０、およびス
ペーサ１０は、所定の相対的位置に位置決めされる。

【００２４】その後、真空処理室内でリアプレ−ト１お
よびフェ−スプレ−ト２を加圧および加熱し、側壁３に
塗られたフリットガラス９を溶かして封着する。その
後、冷却する事により溶けたフリットガラス９が固ま
り、リアプレ−ト１、フェ−スプレ−ト２、および側壁
３が互いに接合される。これにより、真空外囲器４を有
したＳＥＤが形成される。そして、真空処理室から真空
外囲器４を取り出した後、固定ユニット３０をリアプレ
ート１から取り外す。

【００２５】接合後、ＳＥＤの内部は真空状態になるた
め、各スペーサ１０はリアプレ−ト１とフェ−スプレ−
ト２とに挟まれる形となって大気圧により加圧固定され
る。そのため、固定ユニット３０を取り外した後も、グ
リッド２０およびスペーサ１０は所定の位置に保持され
る。

【００２６】以上のように構成されたＳＥＤの製造方法
および製造装置によれば、リアプレートおよびフェース
プレートとして肉薄のガラスを用いた場合でも、磁力吸
着によってガラスを支持することにより、製造工程中に
おけるガラスのたわみを抑制することでき、その結果、
薄肉ガラスを用いて大画面のＳＥＤを製造することがで
きる。

【００２７】また、磁力吸着により、グリッド２０をフ
ェースプレートまたはリアプレートに対して仮固定する
ことが可能となり、グリッドを支持する上でも有用であ
る。特に、製造工程中、リアプレートとグリッドを接着
しないことが望ましいが、上記方法によれば、リアプレ
ートを下向きに支持することができ、同時に、リアプレ
ートとグリッドとを接着しなくても仮固定することがで
きる。

【００２８】また、固定ユニットにより、リアプレート
ユニットおよびグリッドユニットを一体化することがで
き、真空チャンバー内以外でも、これらのハンドリング
を容易にすることができる。

【００２９】なお、ガラスのたわみが問題にならず、グ
リッドの仮固定だけが目的の場合は、固定ユニットの支
持部材を省略し、磁石をリアプレート上に載せることに
よりグリッドを仮固定することができる。そして、磁石
がリアプレートの裏面に対して垂直な方向へ動かないよ
うに支持部材３４によって拘束すると、これに加えてガ
ラスのたわみも抑制可能となる。

【００３０】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、製造工程において、グリッドユニット
は、リアプレート側に限らず、固定ユニットを用いてフ
ェースプレート側に仮固定してもよい。

【００３１】また、上述した実施の形態では、磁石が直
接リアプレートに接するようにしているが、磁石とリア
プレートまたはフェースプレートとの間に別の平坦な部
材を入れるようにしてもよい。あるいは、厚めの平坦部
材に非貫通孔を形成し、その内科に磁石を配置する構成
としてもよい。このような構成によれば、リアプレート
あるいはフェースプレートに接する面を平坦にすること
が容易となり、磁石の高さ精度に関する要求を緩和する
ことができる。

【００３２】グリッドを吸着する磁石は、複数に限ら
ず、単一のものを用いても良い。更に、この発明は、Ｓ
ＥＤに限らず、他の平面表示装置にも適用することが可
能である。

【００３３】なお、上述した実施の形態では、磁石とリ
アプレート等とが接触ないし当接するという表現を用い
ているが、厳密には、すべての磁石が接触するとは限ら
ない。磁石間の間隔を小さくしていくと、その間でガラ
スがたわみ得る量は１μｍ以下になるため、実用的な範
囲で平坦度を出したとしても、中にはリアプレート等と
数μｍのギャップを持って接触しない磁石が出てくる可
能性もある。例えば、全磁石の内、実際に接触する磁石
は約１割程度となる可能性もある。

【００３４】しかし、ガラスを平坦に維持するために
は、必ずしも全数の磁石が接触する必要はなく、磁石の
一部が接触していない状況であっても、本発明の目的を
達成することができる。従って、本発明では、このよう
な状況も含めて接触、当接という表現を用いている。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、ガラスのたわみを抑制し、薄肉ガラスを用いて大画
面の表示装置を製造することが可能な表示装置の製造方
法、および製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤを示す斜視
図。

【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図。

【図３】上記ＳＥＤの製造工程を示す断面図。

【図４】上記ＳＥＤの製造工程を示す断面図。

【符号の説明】

１…リアプレート２…フェースプレート３…側壁４…真空外囲器６…蛍光体スクリーン７…メタルバック８…電子放出素子９…フリットガラス１０…スペーサ２０…グリッド３４…支持部材３６…磁石３０…固定ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体層が形成された第１基板と、上記第
１基板と対向して配置されているとともに、上記蛍光体
層を励起するための電子を放出する複数の電子放出素子
が設けられた第２基板と、これら第１および第２基板間
に配置されているとともに、それぞれ電子が通過する複
数の開孔を有したグリッドと、を備えた表示装置の製造
方法において、上記第１および第２基板のいずれか一方の基板に対して
上記グリッドを位置合わせした後、上記一方の基板の裏
側から磁力により上記グリッドを吸着して上記一方の基
板に仮固定し、上記グリッドを仮固定した状態で、上記第１および第２
基板を互いに接合することを特徴とする表示装置の製造
方法。
【請求項２】上記第１基板と第２基板との間隔を保持す
るための複数のスペーサを、上記グリッドの所定位置に
形成した後、上記一方の基板の裏側から上記グリッドを
磁力吸着して仮固定することを特徴とする請求項１に記
載の表示装置の製造方法。
【請求項３】上記第１および第２基板を互いに接合して
上記グリッドを第１および第２基板間に保持した後、上
記磁力によるグリッドの吸着を解除することを特徴とす
る請求項１又は２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項４】接触面が同一平面上に並んだ磁石を用意
し、上記磁石の接触面を上記一方の基板の裏面に当接さ
せて上記グリッドを磁力吸着することを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置の製造方
法。
【請求項５】上記一方の基板の裏面に垂直な方向におけ
る上記磁石の移動を規制した状態で、上記グリッドを磁
力吸着することを特徴とする請求項４に記載の表示装置
の製造方法。
【請求項６】上記第１および第２基板を真空処理室内で
接合することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれか１項に記載の
表示装置の製造方法に用いる製造装置において、上記第１あるいは第２基板の表面に接触する接触面を有
した磁石と、上記磁石を支持しているとともに、上記第１あるいは第
２基板の表面に垂直な方向に沿った上記磁石の移動を規
制した支持部材と、を備えたことを特徴とする製造装置。