JP2004265630A - Image display device and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、対向配置された基板を有した平坦な形状の画像表示装置、およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、陰極線管(以下、CRTと称する)に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な平面型の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と称する)、更に、FEDの一種として、表面伝導型の電子放出素子を用いた表面伝導電子放出ディスプレイ(以下、SEDと称する)などがある。
【0003】
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。
【0004】
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、青の蛍光体に多数の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。
【0005】
このような表示装置では、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、軽量化、薄型化を達成することができる。
【0006】
上記FEDでは、外囲器の内部を高真空にすることが必要となる。また、PDPにおいても一度真空にしてから放電ガスを充填する必要がある。外囲器を真空にする手段として、外囲器を構成する前面基板と背面基板との最終組み立てを真空槽内にて行う方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
この方法では、最初に真空槽内に配置された前面基板および背面基板を十分に加熱しておく。これは、外囲器真空度を劣化させる主因となっている外囲器内壁からのガス放出を軽減するためである。次に、前面基板と背面基板が冷えて真空槽内の真空度が十分に向上したところで、外囲器真空度を改善、維持させるためのゲッター膜を蛍光面スクリーン上に形成する。その後、封着材が溶解する温度まで前面基板と背面基板とを再び加熱し、前面基板および背面基板を所定の位置に組み合わせた状態で封着材が固化するまで冷却する。
【0008】
このような方法で作成された真空外囲器は、封着工程および真空封止工程を兼ねるうえ、排気管を用いて外囲器内を排気する場合のような時間を必要とせず、かつ、極めて良好な真空度を得ることができる。
【0009】
一方、上記の方法では、封着材として、封着、封止一括処理に適したインジウム等の低融点金属材料が用いられている。しかし、基板同士の封着はインジウムが溶融した状態で行うため、溶融したインジウムが基板内部の表示領域や基板周辺の配線領域にはみ出る恐れがある。この解決策として、例えば、封着時、溶融したインジウムを基板のコーナー部から積極的に流出する方法が提案されている(例えば、特許文献2)。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−229825号
【0011】
【特許文献2】
特開2002−184329号
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板の各辺中央部付近のインジウムは、基板サイズが大きくなるほど、基板のコーナー部まで移動することができず、途中で所望の封着領域から基板の内側あるいは外側にはみでてしまう場合がある。インジウムがはみ出すと、基板上に設けられた配線等に接触し、ショート等の問題が発生する。そのため、インジウムがはみ出しても側壁の幅内に収まるように、側壁の幅を広く確保しておくことが余儀なくされた。しかし、平面型の画像表示装置では、表示領域以外は極力少ないこと、つまり、表示領域の周囲に位置した額縁部分が極力少ないことが望ましく、側壁の幅および封着幅は狭いほど望ましい。
【0013】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、狭額縁化が可能であるとともに安定した気密性保持が可能な画像表示装置およびその製造方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明の態様に係る画像表示装置は、対向配置された前面基板および背面基板と、上記前面基板および上記背面基板の周辺部同士を互いに封着した封着部と、を有した外囲器を備え、上記封着部は、上記前面基板および背面基板の周縁部に沿って延びた枠体および封着材を含み、上記枠体は、この枠体と上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の基板との隙間が上記枠体の幅方向において変化した断面形状を有し、上記封着材は上記枠体と少なくとも一方の基板との間に設けられていることを特徴としている。
【0015】
また、この発明の態様に係る画像表示装置の製造方法は、対向配置された前面基板および背面基板と、上記前面基板および上記背面基板の周縁部同士を互いに封着した封着部と、を有した外囲器を具備した画像表示装置の製造方法において、
上記前面基板の内面周縁部および背面基板の内面周縁部の少なくとも一方に全周に渡って封着材層を形成し、上記封着材層の形成された上記前面基板および背面基板を対向して配置し、上記前面基板および背面基板の内面周縁部間に、上記前面基板および背面基板の周縁部に沿って延びる枠体を配置するとともに、この枠体として、枠体の外面と上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部との間隔が上記枠体の幅方向において変化した断面形状を有した枠体を使用し、上記封着材層を加熱して封着材を溶融あるいは軟化させるとともに、上記前面基板および背面基板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縁部を封着することを特徴としている。
【0016】
上記構成の画像表示装置および製造方法によれば、封着時において前面基板および背面基板を接合して所定圧力で加圧した際、溶融した封着材は、基板と枠体との間隔の広い領域に流れる。そのため、溶融した封着材が画像表示領域または配線領域にはみだすことがなく、配線ショート等の不具合を生じることなく封着することができる。同時に、封着材のはみ出しを考慮して封着幅を広く確保する必要がなく、狭額縁の画像表示装置を得ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照ながら、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3に示すように、このFEDは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラスからなる前面基板11、および背面基板12を備え、これらの基板は約1〜2mm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偏平な矩形状の真空外囲器10を構成している。
【0018】
前面基板11および背面基板12の周縁部は封着部40により互いに接合されている。すなわち、前面基板11の内面周縁部に位置した封着面と、背面基板12の内面周縁部に位置した封着面との間には、枠体として機能する側壁13が配置されている。また、前面基板11と側壁13との間、および背面基板12と側壁13との間は、各基板の封着面上に形成された下地層31とこの下地層上に形成されたインジウム層32とが融合した封着層33によってそれぞれ封着されている。これら封着層33および側壁13により封着部40が構成されている。
【0019】
本実施の形態において、側壁13の断面形状は円形に形成されている。ここで、断面形状とは、側壁13の長軸と直交した横断面の形状を示している。そして、前面基板11の封着面と側壁13外面との間隔、および背面基板12の封着面と側壁13外面との間隔は、側壁の幅方向において変化している。すなわち、側壁13が円形断面に形成されている場合、これらの間隔は、側壁の幅方向において、中央部が狭く、両側に行くほど徐々に広くなっている。そして、インジウム層32は、前面基板11の封着面と側壁13外面との間、および背面基板12の封着面と側壁画面との間に充填されている。この際、各インジウム層32の幅は、側壁13の最大幅の範囲内に収めされている。
【0020】
真空外囲器10の内部には、背面基板12および前面基板11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の短辺と平行な方向に延在しているとともに、長辺と平行な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の形状については特にこれに限定されるものではなく、柱状の支持部材を用いてもよい。
【0021】
図4に示すように、前面基板11の内面上には蛍光体スクリーン16が形成されている。この蛍光体スクリーン16は、赤、青、緑の3色に発光するストライプ状の蛍光体層R、G、B、およびこれらの蛍光体層間に位置した非発光部としてのストライプ状の黒色光吸収層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の短辺と平行な方向に延在しているとともに、長辺と平行な方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。蛍光体スクリーン16上には、アルミニウムからなるメタルバック17が蒸着されているとともに、メタルバック上には図示しないゲッター膜が形成されている。
【0022】
背面基板12の内面上には、蛍光体層R、G、B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界放出型の電子放出素子22が設けられている。これらの電子放出素子22は、各画素に対応して複数列および複数行に配列されている。また、背面基板12の内面上には、電子放出素子22に駆動信号を供給する多数の配線21がマトリックス状に形成され、その端部は背面基板の周縁部に引出されている。
【0023】
次に、上記のように構成された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層の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され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とにより、露光、現像して蛍光体スクリーン16を生成する。
【0024】
続いて、背面基板用の板ガラスに電子放出素子22を形成する。この場合、板ガラス上にマトリックス状の導電性カソード層を形成し、この導電性カソード層上に、例えば熱酸化法、CVD法、あるいはスパッタリング法により二酸化シリコン膜の絶縁膜を形成する。その後、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。
なお、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、および支持部材14用の板ガラスには、高歪点ガラスを使用している。
【0025】
続いて、レジストパターン及びゲート電極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。レジストパターンを除去した後、背面基板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。この後、背面基板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、各キャビティ25の内部に電子放出素子22を形成する。続いて、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。
【0026】
続いて、基板周縁部に配置される側壁13を形成する。側壁13は、断面が円形状をした金属製の丸棒またはワイヤーを用い、必要なサイズに合わせて矩形枠状に折り曲げ加工する。金属としては、例えば、Fe、Ni、Tiの何れか含む単体もしくは合金等の導電性を有した金属、あるいはガラス、セラミック等の導電性を持たない金属を用いることができる。ここでは、Feを用いた。
【0027】
折り曲げ個所は、側壁の3つの角部に相当する3個所である。側壁13の残り1つの角部に相当する部分は、丸棒またはワイヤーの両端をレーザ溶接機により互い溶接して形成する。この際、レーザ溶接機により、溶接部のみを瞬間的に溶融させることで側壁を作製する。また、溶接の際、連結個所に凹凸が残らないことが望ましいが、仮に凹凸が生じた場合には、金ヤスリなどで平坦にすることで、十分側壁として利用することができる。
【0028】
次に、前面基板11の内面周縁部に位置した封着面、および背面基板12の内面周縁部に位置した封着面に、スクリーン印刷法により銀ペーストをそれぞれ塗布し、枠状の下地層31を形成する。続いて、各下地層31の上に、導電性を有した金属封着材としてのインジウムを塗布し、それぞれ下地層の全周に亘って延びたインジウム層32を形成する。
【0029】
なお、金属封着材としては、融点が約350℃以下で密着性、接合性に優れた低融点金属材料を使用することが望ましい。本実施の形態で用いるインジウム(In)は、融点156.7℃と低いだけでなく、蒸気圧が低い、軟らかく衝撃に対して強い、低温でも脆くならないなどの優れた特徴がある。しかも、条件によってはガラスに直接接合することができるので、本発明の目的に好適した材料である。
【0030】
次に、図5に示すように、封着面に下地層31およびインジウム層32が形成された背面基板12と、インジウム層32の上に側壁13が載置された前面基板12とを、封着面同士が向かい合った状態で、かつ、所定の距離をおいて対向した状態で治具等により保持する。この際、例えば、前面基板11を上向きとして背面基板12の下方に配置する。そして、この状態で前面基板11および背面基板12を真空処理装置に投入する。
【0031】
図6に示すように、この真空処理装置100は、順に並んで設けられたロード室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を有している。これら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。また、隣合う処理室間はゲートバルブ等により接続されている。
【0032】
側壁13が載置された前面基板11および背面基板12は、ロード室101に投入され、ロード室101内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。べーキング、電子線洗浄室102では、10−5Pa程度の高真空度に達した時点で、背面側組立体および前面基板を300℃程度の温度に加熱してベーキングし、各部材の表面吸着ガスを十分に放出させる。
【0033】
この温度ではインジウム層(融点約156℃)32が溶融する。しかし、インジウム層32は親和性の高い下地層31上に形成されているため、インジウムが流動すること下地層上に保持される。そして、溶融したインジウムにより、側壁13と前面基板12とが接合される。以後、側壁13が接合された前面基板11を前面基板側組立体と称する。
【0034】
また、べーキング、電子線洗浄室102では、加熱と同時に、べーキング、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、前面基板側組立体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電子線を照射する。この電子線は、電子線発生装置外部に装着された偏向装置によって偏向走査されるため、蛍光体スクリーン面、および電子放出素子面の全面を電子線洗浄することが可能となる。
【0035】
加熱、電子線洗浄後、前面基板側組立体および背面基板12は冷却室103に送られ、例えば約100℃の温度まで冷却される。続いて、前面基板側組立体および背面基板12はゲッター膜の蒸着室104へ送られ、ここで蛍光体スクリーンおよびメタルバック上にゲッター膜としてBa膜が蒸着形成される。このBa膜は、表面が酸素や炭素などで汚染されることが防止され、活性状態を維持することができる。
【0036】
次に、前面基板側組立体および背面基板12は組立室105に送られ、ここで200℃まで加熱される。これにより、インジウム層32が再び液状に溶融あるいは軟化する。この状態で、インジウム層32を挟んで側壁13と背面基板12とを接合し、互いに接近する方向に所定の圧力で加圧する。この際、加圧された溶融インジウムの一部は、背面基板12の表示領域または配線領域の方向へ流れようとするが、側壁13が円形断面を有しているため、溶融インジウムは背面基板12の封着面と側壁外面との間隔の広い箇所に留まり、側壁の幅を超えて表示領域側または配線領域側へ流れることが防止される。前面基板側組立体においても、再度溶融したインジウムは、前面基板11の封着面と側壁13外面との間隔の広い箇所に留まり、側壁の幅を超えて表示領域側または外側へ流れることが防止される。従って、インジウムは、前面基板11側および背面基板12側のいずれにおいても、側壁13断面の最大幅の範囲内に維持される。
【0037】
その後、インジウムを除冷して固化させる。これにより、背面基板12と側壁13とが、インジウム層32および下地層31を融合した封着層33によって封着される。同時に、前面基板11と側壁13とが、インジウム層32および下地層31を融合した封着層33によって封着され、真空外囲器10が形成される。
このようにして形成された真空外囲器10は、冷却室106で常温まで冷却された後、アンロード室107から取り出される。以上の工程により、FEDが完成する。
【0038】
以上のように構成されたFEDおよびその製造方法によれば、真空雰囲気中で前面基板11および背面基板12の封着を行なうことにより、ベーキングおよび電子線洗浄の併用によって基板の表面吸着ガスを十分に放出させることができ、ゲッター膜も酸化されず十分なガス吸着効果を得ることができる。これにより、高い真空度を維持可能なFEDを得ることができる。
【0039】
また、封着時において、前面基板11および背面基板12を接合して所定圧力で加圧した際、溶融した封着材は、基板封着面の側壁外面との間隔の広い領域に流れる。そのため、溶融した封着材が画像表示領域または配線領域にはみだすことがなく、配線ショート等の不具合を生じることなく確実な封着を行うことができる。同時に、封着材のはみ出しを考慮して封着幅を広く確保する必要がなく、狭額縁のFEDを得ることができる。更に、上記構成によれば、50インチ以上の大型の画像表示装置であっても、容易にかつ確実に封着でき、優れた量産性を得ることができる。
【0040】
上述した実施の形態において、側壁13の断面形状は円形としたが、これに限らず、側壁外面と前面基板および背面基板の少なくとも一方の封着面との間隔が側壁の幅方向において変化する断面形状であれば良く、また、前面基板および背面基板の少なくとも一方の封着面に対して非平行に対向する面、つまり、封着面と平行でない面を少なくとも一部に有した断面形状に形成されていれば良い。例えば、図7(a)、7(b)、7(c)、7(d)に示すように、側壁13は、楕円形、十文字形、あるいは、菱形の断面形状に形成してもよい。
【0041】
側壁13は中実のものに限らず、図8に示すように、中空の構造としてもよい。この場合においても、側壁13の断面形状は、円形に限らず、図7(a)、7(b)、7(c)、7(d)で示した実施例と同様に、楕円形、十文字形、あるいは、菱形の断面形状に形成してもよい。
また、図9に示すように、側壁13および前面基板11間の封着層33と、側壁13および背面基板12間の封着層33とが側壁の周囲で繋がり、封着層33内に側壁13が埋め込まれた構成としてもよい。
【0042】
側壁13は金属に限らず、上述した実施の形態に添った側壁形状であれば、ガラス、セラミック等の他の材料で形成してもよい。
【0043】
また、封着材はインジウムに限るものではなく、ガラスパネルの封着では、ガラスパネルと封着材との熱膨張係数差を小さくする、または熱膨張の影響を緩和するものを、封着材として使用することができる。例えば、導電性材料であれば少なくともInまたはGaのいずれかを含む合金、非導電性材料であればフリットガラス、有機接着材、無機接着材を封着材として用いることができる。
【0044】
更に、上述した実施の形態において、真空外囲器の製造時、真空雰囲気中で側壁と前面基板との間、および側壁と背面基板との間をインジウム等の封着材で封着する構成としたが、予め、側壁と前面基板との間、あるいは、側壁と背面基板との間を、インジウム等の封着材、あるいは低融点ガラスにより大気中で接合した後、残った接合部を前述した工程により真空雰囲気中で接合する構成としてもよい。
【0045】
また、前述した実施の形態において、前面基板および背面基板を接合する際、これらの基板を組立室内で200℃程度まで加熱してインジウム層を溶融あるいは軟化させる構成としたが、基板全体を加熱する代わりに、通電加熱によりインジウム層を溶融あるいは軟化させてもよい。すなわち、前面基板および背面基板を互いに接近する方向に加圧しインジウム層間に側壁を挟んだ状態で、側壁13に通電してジュール熱により発熱させ、この熱によりインジウム層32を溶解して基板を封着する構成としてもよい。この場合、側壁13は導電性を有した材料を形成する。また、この場合、側壁13を図8に示したような中空構造とすることにより、抵抗が高く発熱し易い構造とすることができ、通電量の低減を図ることが可能となる。同時に、側壁13の熱容量が小さくなり、前面基板および背面基板の封着後、短時間で側壁を冷却することができる。その結果、製造効率向上を図ることが可能となる。
あるいは、側壁13に代えて、直接、インジウム層32に通電しジュール熱によりインジウム層32を溶融あるいは軟化させ、基板を封着する構成としてもよい。
【0046】
その他、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、上述した実施の形態では、電子放出素子として電界放出型の電子放出素子を用いたが、これに限らず、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の他の電子放出素子を用いてもよい。また、この発明は、FEDやSEDなどの真空外囲器を必要とする表示装置に限るものではなく、PDPのように一度真空にしてから放電ガスを注入するような他の画像表示装置にも有効である。
【0047】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、狭額縁化が可能であるとともに安定した気密性保持が可能な画像表示装置およびその製造方法を提供することガできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るFEDを示す斜視図。
【図2】上記FEDの前面基板を取り外した状態を示す斜視図。
【図3】図1の線A−Aに沿った断面図。
【図4】上記FEDの蛍光体スクリーンを示す平面図。
【図5】上記FEDの製造工程において、前面基板および背面基板を対向して配置した状態を示す断面図。
【図6】上記FEDの製造に用いる真空処理装置を概略的に示す図。
【図7】この発明の他の実施の形態に係るFEDの封着部をそれぞれ示す断面図。
【図8】この発明の更に他の実施の形態に係るFEDの封着部を示す断面図。
【図9】この発明の他の実施の形態に係るFEDの封着部を示す断面図。
【符号の説明】
10…真空外囲器、 11…前面基板、 12…背面基板、
13…側壁、 14…支持部材、 16…蛍光体スクリーン、
22…電子放出素子、 31…下地層、 32…インジウム層、
33…封着層、 40…封着部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device having a flat shape having substrates arranged to face each other, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, various flat-panel 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 an image display device includes a liquid crystal display (hereinafter, referred to as an LCD) that controls the intensity of light using the orientation of a liquid crystal, and a plasma display panel (hereinafter, referred to as a PDP) that emits a phosphor by ultraviolet rays of plasma discharge. ), A field emission display (hereinafter, referred to as FED) in which a phosphor is emitted by an electron beam of a field emission type electron emission element, and a surface conduction electron emission using a surface conduction type electron emission element as one type of FED. There is a display (hereinafter, referred to as SED).
[0003]
For example, an FED generally has a front substrate and a rear substrate that are opposed to each other with a predetermined gap therebetween. Constructs an enclosure. 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 for exciting the phosphor to emit light.
[0004]
Further, in order to support the atmospheric pressure load applied to the rear 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. Then, an image is displayed by irradiating the red, green, and blue phosphors constituting the phosphor screen with electron beams emitted from a large number of electron-emitting devices to cause the phosphors to emit light.
[0005]
In such a display device, the thickness of the display device can be reduced to about several mm, and the weight and thickness of the display device can be reduced as compared with a CRT currently used as a display of a television or a computer. Can be.
[0006]
In the above FED, it is necessary to make the inside of the envelope a high vacuum. Also, in the case of a PDP, it is necessary to fill the discharge gas with a vacuum once. As a means for evacuating the envelope, a method has been proposed in which the final assembly of the front substrate and the rear substrate constituting the envelope is performed in a vacuum chamber (for example, see Patent Document 1).
[0007]
In this method, first, the front substrate and the rear substrate arranged in the vacuum chamber are sufficiently heated. This is to reduce the gas emission from the inner wall of the envelope, which is a main cause of deteriorating the degree of vacuum of the envelope. Next, when the front substrate and the rear substrate are cooled and the degree of vacuum in the vacuum chamber is sufficiently improved, a getter film for improving and maintaining the degree of vacuum of the envelope is formed on the phosphor screen. Thereafter, the front substrate and the rear substrate are heated again to a temperature at which the sealing material is melted, and cooled until the sealing material is solidified in a state where the front substrate and the rear substrate are combined at a predetermined position.
[0008]
The vacuum envelope created by such a method serves not only as a sealing step and a vacuum sealing step, but also does not require the time required to exhaust the inside of the envelope using an exhaust pipe, and, An extremely good degree of vacuum can be obtained.
[0009]
On the other hand, in the above method, a low melting point metal material such as indium suitable for sealing and sealing batch processing is used as a sealing material. However, since the sealing between the substrates is performed in a state where the indium is molten, there is a possibility that the molten indium may overflow into a display region inside the substrate or a wiring region around the substrate. As a solution to this problem, for example, a method has been proposed in which molten indium is actively discharged from a corner portion of a substrate during sealing (for example, Patent Document 2).
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-229825 A
[Patent Document 2]
JP-A-2002-184329
[Problems to be solved by the invention]
However, indium near the center of each side of the substrate cannot move to the corner of the substrate as the size of the substrate increases, and may intrude inside or outside the substrate from a desired sealing area on the way. is there. When the indium protrudes, it comes into contact with a wiring or the like provided on the substrate, causing a problem such as a short circuit. For this reason, it is necessary to keep the width of the side wall wide so that even if the indium protrudes, it is within the width of the side wall. However, in the flat-panel type image display device, it is desirable that the area other than the display area is as small as possible, that is, the frame portion located around the display area is as small as possible.
[0013]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image display device capable of narrowing a frame and maintaining a stable airtightness and a method of manufacturing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an image display device according to an aspect of the present invention includes a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other, and a sealing portion that seals peripheral portions of the front substrate and the rear substrate to each other. The sealing portion includes a frame and a sealing material extending along the peripheral portion of the front substrate and the back substrate, and the frame includes the frame and the front surface. A gap between at least one of the substrate and the back substrate has a cross-sectional shape changed in a width direction of the frame, and the sealing material is provided between the frame and at least one substrate. It is characterized by.
[0015]
Further, a method of manufacturing an image display device according to an aspect of the present invention includes a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other, and a sealing portion that seals peripheral portions of the front substrate and the rear substrate to each other. In a method for manufacturing an image display device having an enclosed envelope,
Forming a sealing material layer over at least one of the inner peripheral edge of the front substrate and the inner peripheral edge of the rear substrate, facing the front substrate and the rear substrate on which the sealing material layer is formed. And a frame extending along the peripheral edge of the front substrate and the rear substrate between the inner peripheral edge of the front substrate and the rear substrate, and the outer surface of the frame and the front substrate and Using a frame having a cross-sectional shape in which the distance from at least one inner peripheral edge of the back substrate is changed in the width direction of the frame, heating the sealing material layer to melt or soften the sealing material. At the same time, the front substrate and the rear substrate are pressurized in a direction approaching each other to seal peripheral portions of the front substrate and the rear substrate.
[0016]
According to the image display device and the manufacturing method having the above-described configurations, when the front substrate and the rear substrate are joined at the time of sealing and pressurized at a predetermined pressure, the molten sealing material has a large gap between the substrate and the frame. Flow into the area. Therefore, the melted sealing material does not protrude into the image display region or the wiring region, and the sealing can be performed without causing a problem such as a wiring short circuit. At the same time, there is no need to secure a wide sealing width in consideration of the protrusion of the sealing material, and an image display device with a narrow frame can be obtained.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
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 3, the FED includes a
[0018]
The peripheral portions of the
[0019]
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
[0020]
A plurality of plate-shaped
[0021]
As shown in FIG. 4, a
[0022]
On the inner surface of the
[0023]
Next, a method of manufacturing the FED configured as described above will be described in detail. First, the
[0024]
Subsequently, the electron-emitting
Since a high voltage is applied to the
[0025]
Subsequently, the insulating film is etched by wet etching or dry etching using the resist pattern and the gate electrode as a mask to form the
[0026]
Subsequently, a
[0027]
The bent portions are three portions corresponding to the three corners of the side wall. A portion corresponding to the remaining one corner of the
[0028]
Next, a silver paste is applied to the sealing surface located at the inner peripheral edge of the
[0029]
In addition, as the metal sealing material, it is desirable to use a low-melting-point metal material having a melting point of about 350 ° C. or less and having excellent adhesion and bonding properties. Indium (In) used in this embodiment has not only a low melting point of 156.7 ° C. but also excellent characteristics such as a low vapor pressure, a soft and strong impact, and a low brittleness even at a low temperature. In addition, it can be directly bonded to glass depending on conditions, and is a material suitable for the purpose of the present invention.
[0030]
Next, as shown in FIG. 5, the
[0031]
As shown in FIG. 6, the
[0032]
The
[0033]
At this temperature, the indium layer (melting point: about 156 ° C.) 32 melts. However, since the
[0034]
In the baking / electron
[0035]
After the heating and the electron beam cleaning, the front substrate side assembly and the
[0036]
Next, the front substrate side assembly and the
[0037]
Thereafter, the indium is cooled and solidified. As a result, the
The
[0038]
According to the FED and the manufacturing method thereof configured as described above, the
[0039]
Further, at the time of sealing, when the
[0040]
In the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the
[0041]
The
As shown in FIG. 9, the
[0042]
The
[0043]
In addition, the sealing material is not limited to indium, and when sealing a glass panel, a sealing material that reduces the difference in thermal expansion coefficient between the glass panel and the sealing material or that reduces the effect of thermal expansion is used. Can be used as For example, as a sealing material, an alloy containing at least either In or Ga can be used as a sealing material, and frit glass, an organic adhesive, or an inorganic adhesive can be used as a non-conductive material.
[0044]
Further, in the above-described embodiment, when manufacturing the vacuum envelope, between the side wall and the front substrate, and between the side wall and the back substrate in a vacuum atmosphere, a configuration in which a sealing material such as indium is used. However, in advance, between the side wall and the front substrate, or between the side wall and the back substrate, after bonding in the atmosphere with a sealing material such as indium, or low melting glass, the remaining bonding portion described above. A configuration in which bonding is performed in a vacuum atmosphere by a process may be adopted.
[0045]
In the above-described embodiment, when the front substrate and the rear substrate are joined, the substrates are heated to about 200 ° C. in the assembly chamber to melt or soften the indium layer. However, the entire substrate is heated. Alternatively, the indium layer may be melted or softened by applying electric current. That is, the front substrate and the rear substrate are pressurized in a direction approaching each other, and while the side wall is sandwiched between the indium layers, the
Alternatively, instead of the
[0046]
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, a field emission type electron emission element is used as the electron emission element, but the present invention is not limited to this. An element may be used. Further, the present invention is not limited to a display device requiring a vacuum envelope such as an FED or an SED, but is also applicable to other image display devices such as a PDP in which a vacuum is applied once and a discharge gas is injected. It is valid.
[0047]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an image display device capable of narrowing a frame and maintaining stable airtightness and a method of manufacturing the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an FED according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a state where a front substrate of the FED is removed.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view showing a phosphor screen of the FED.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a front substrate and a rear substrate are arranged to face each other in the manufacturing process of the FED.
FIG. 6 is a view schematically showing a vacuum processing apparatus used for manufacturing the FED.
FIG. 7 is a sectional view showing a sealing portion of an FED according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a sealing portion of an FED according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing a sealing portion of an FED according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10: vacuum envelope, 11: front substrate, 12: rear substrate,
13 ... side wall, 14 ... support member, 16 ... phosphor screen,
22: electron-emitting device, 31: underlayer, 32: indium layer,
33: sealing layer, 40: sealing part
Claims (21)
上記封着部は、上記前面基板および背面基板の周縁部に沿って延びた枠体および封着材を含み、上記枠体は、この枠体の外面と上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の基板内面との間隔が上記枠体の幅方向において変化した断面形状を有し、上記封着材は上記枠体と少なくとも一方の基板内面との間に設けられている画像表示装置。A front substrate and a rear substrate, which are arranged to face each other, and a sealing portion that seals peripheral portions of the front substrate and the rear substrate to each other, and
The sealing portion includes a frame body and a sealing material extending along a peripheral portion of the front substrate and the rear substrate, and the frame body includes an outer surface of the frame body and at least one of the front substrate and the rear substrate. An image display device having a cross-sectional shape in which a distance from an inner surface of a substrate changes in a width direction of the frame, and wherein the sealing material is provided between the frame and at least one inner surface of the substrate.
上記前面基板の内面周縁部および背面基板の内面周縁部の少なくとも一方に全周に渡って封着材層を形成し、
上記封着材層の形成された上記前面基板および背面基板を対向して配置し、
上記前面基板および背面基板の内面周縁部間に、上記前面基板および背面基板の周縁部に沿って延びる枠体を配置するとともに、この枠体として、枠体の外面と上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部との間隔が上記枠体の幅方向において変化した断面形状を有した枠体を用い、
上記封着材層を加熱して封着材を溶融あるいは軟化させるとともに、上記前面基板および背面基板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縁部を封着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 disposed to face each other, and a sealing portion in which peripheral portions of the front substrate and the rear substrate are sealed to each other,
Forming a sealing material layer over the entire circumference on at least one of the inner peripheral edge of the front substrate and the inner peripheral edge of the rear substrate,
The front substrate and the rear substrate on which the sealing material layer is formed are arranged to face each other,
A frame extending along the peripheral edge of the front substrate and the rear substrate is disposed between the inner peripheral edge of the front substrate and the rear substrate, and the outer surface of the frame and the front substrate and the rear substrate are Using a frame having a cross-sectional shape in which the interval with at least one inner surface peripheral portion has changed in the width direction of the frame,
The sealing material layer is heated to melt or soften the sealing material, and the front substrate and the rear substrate are pressed in a direction approaching each other to seal the peripheral portions of the front substrate and the rear substrate. Manufacturing method of an image display device.
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