JP2004273134A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封着材のばらつきに応じて適切に通電条件を設定することができ、封着作業を迅速かつ安定して行うことが可能な画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【解決手段】前面基板１１および背面基板１２の少なくとも一方の周縁部に沿って、導電性を有した封着材を配置して封着層２１ａ、２１ｂを形成し、封着層を通電によって溶融させ、前面基板および背面基板を接合する。その際、封着層が溶融しない大きさの電流を封着層に前通電した後、封着層に本通電して封着層を加熱溶融させ、本通電の通電条件を、前通電の通電状態に応じて決定する。
【選択図】 図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、対向配置されているとともに周縁部同士が接合された一対の基板を備えた画像表示装置の製造方法および画像表示装置に関する。
【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）、表面伝導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やＳＥＤ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ＦＥＤやＳＥＤ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と比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００６】
例えば、上記のようなＦＥＤにおいて、外囲器を構成する前面基板および背面基板を矩形枠状の側壁を介して接合するために様々な製造方法が検討されている。例えば、真空装置内において、前面基板と背面基板を十分に離した状態で両基板をべ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、所定の温度および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挙げられる。この方法では、ゲッターの吸着能力を低下させないように、シール材として、比較的低温で封着が可能なインジウムが用いられる。
【０００７】
しかしながら、インジウムは低融点金属とはいえ、その溶融温度は約１６０℃であり、この温度でもゲッターの吸着能力は低下することが確かめられている。また、この温度で封着した画像表示装置を動作させると、そのライフ特性が劣化することが実験で確認された。
【０００８】
これらの問題を解決する方法として、基板間にインジウム等の低融点封着材を充填した状態で、封着材に通電しそのジュール熱により封着材自身を発熱、溶解させ、基板同志を接合する方法（以下、通電加熱と称する）が検討されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、低融点封着材のみを高温にし、ゲッター形成領域は低温のまま保つことができるため、ゲッターの吸着能力低下を防止することができる。また、基板の加熱、冷却に膨大な時間を費やす必要がなく、短時間で基板を接合し外囲器を形成することが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−３１９３４６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、基板あるいは側壁に対してインジウムを所定位置に充填する際、温度、超音波のエネルギー、充填ジグの経時変化などにより、充填幅、厚さにばらつきが発生する。また、通電加熱の場合、溶融後の封着材には表面張力によりある程度の凹凸または粗密が発生する。これに加えて、封着時、片方の基板はその封着面を下向きにして配置する必要があり、この場合、溶融した封着材の凹凸が重力によって更に大きくなる。約１６０℃で加熱封着を行う場合、上記のような封着材のばらつきは許容範囲であり全く問題にならなかった。
【００１１】
しかし、通電加熱では、封着剤の充填幅、厚さにばらつきがあると、幅の狭い部分あるいは薄い部分で発熱が大きくなる。また、封着材に凹凸があると、凸部、密の部分に比較して、凹部または粗の部分で発熱が大きくなり、封着材の加熱温度にばらつきが生じる。そのため、一定の通電条件で封着材を通電加熱した場合でも、温度が高くなりすぎて冷却時間が延びたり、逆に温度が低く封着材が完全に溶融する前に基板が加圧されて封着ができなくなるといった問題が生じる。このような問題は、対角寸法が概ね３０インチ以上の大型画像表示装置の場合に顕著となる。
【００１２】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、封着材のばらつきに応じて適切に通電条件を設定することができ、封着作業を迅速かつ安定して行うことが可能な画像表示装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
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を有した外囲器と、上記前面基板および背面基板の周辺部間に設けられ導電性の封着層と、上記外囲器に形成された複数の画素とを備え、上記封着層を通電によって溶融させ、上記前面基板および背面基板を接合して外囲器を形成する画像表示装置の製造方法において、
上記封着層が溶融しない大きさの電流を上記封着層に前通電する前通電工程と、上記封着層に本通電して封着層を加熱し溶融させる本通電工程とを備え、上記本通電工程の通電条件を、上記前通電工程の通電状態に応じて決定することを特徴としている。
【００１４】
また、この発明の他の態様の製造方法は、対向配置されているとともに導電性の封着材により周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有した外囲器と、上記外囲器内に形成された複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法において、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周辺部に沿って、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で、上記封着層が溶融しない大きさの電流を上記封着層に前通電し、上記前通電の通電状態に応じて本通電の通電条件を決定し、上記決定された通電条件に基き上記封着層に本通電して封着層を加熱溶融させ、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合することを特徴としている。
【００１５】
上述のような画像表示装置の製造方法とすると、基板ごとに導電性部材の幅や厚さにばらつきが生じても、そのばらつき情報を前通電工程によって取得し、ばらつきに応じて本通電の通電条件を決定することができ、基板ごとの温度上昇を同じにすることができる。これにより、基板全体を低温に維持しながら、同じ通電工程時間で迅速かつ安定して封着作業を行うことが可能な画像表示装置の製造方法を提供することができる。
【００１６】
【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画像表示装置の製造方法について詳細に説明する。まず、本製造方法により製造される画像表示装置として、ＦＥＤの構成について説明する。
【００１７】
図１ないし図４に示すように、ＦＥＤは、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１ｍｍの隙間を置いて対向配置されている。背面基板１２は前面基板１１よりも大きな寸法に形成され、その周縁部には、後述する画像信号を入力するための引出し線２３が設けられている。そして、前面基板１１および背面基板１２は、矩形枠状の側壁１８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。真空外囲器１０の対角寸法は、例えば、１０インチに形成されている。
【００１８】
背面基板１２と側壁１８との間は、フリットガラス等の低融点ガラス１９によって封着されている。また、前面基板１１と側壁１８との間は、導電性を有する低融点封着材としてインジウム（Ｉｎ）を含んだ封着層２１によって封着されている。
【００１９】
導電性を有した低融点封着材としては、インジウムの代わりに、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｓｎ及びＺｎよりなる群から選択される単体金属か、もしくはＩｎ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｓｎ及びＺｎよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する合金を用いることができる。特に、Ｉｎ及びＧａよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含む合金、Ｉｎ金属、Ｇａ金属を使用することが望ましい。ＩｎもしくはＧａを含む低融点封着材は、ＳｉＯ_２を主成分とするガラス製基板との濡れ性に優れるため、低融点封着材の配置される基板がＳｉＯ_２を主成分とするガラスで形成されている場合に特に適している。最も好ましい低融点封着材は、Ｉｎ金属、Ｉｎを含む合金である。Ｉｎを含む合金としては、例えば、ＩｎとＡｇを含む合金、ＩｎとＳｎを含む合金、ＩｎとＺｎを含む合金、ＩｎとＡｕを含む合金などを挙げることができる。
【００２０】
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の一辺と平行な方向にそれぞれ延在しているとともに、上記一辺と直交する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は板状に限らず、柱状のものを用いてもよい。
【００２１】
前面基板１１の内面には、画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１６が形成されている。この蛍光体スクリーン１６は、赤、緑、青の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、およびこれらの蛍光体層間に位置した遮光層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の上記一辺と平行な方向に延在しているとともに、この一辺と直交する方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、蛍光体スクリーン１６上には、たとえばアルミニウムからなるメタルバック層１７およびゲッター膜１５が形成されている。
【００２２】
図３に示すように、背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１６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２２が設けられている。これらの電子放出素子２２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。詳細に述べると、背面基板１２の内面上には、導電性カソード層２４が形成され、この導電性カソード層上には多数のキャビティ２５を有した二酸化シリコン膜２６が形成されている。二酸化シリコン膜２６上には、モリブデンやニオブ等からなるゲート電極２８が形成されている。そして、背面基板１２の内面上において各キャビティ２５内にはモリブデンなどからなるコーン状の電子放出素子２２が設けられている。
【００２３】
また、ＦＥＤは、複数、例えば、一対の電極３０を備え、これらの電極は、封着層２１に電気的に導通した状態で外囲器１０に取り付けられている。電極３０は、封着層２１に通電する際の電極として用いられる。図５に示すように、各電極３０は、導電部材として例えば０．２ｍｍ厚の銅板を折り曲げ加工して形成されている。すなわち、電極３０は、断面がほぼＵ字形状となるように折曲げられ、前面基板１１あるいは背面基板１２の周縁部を挟持して取り付け可能なクリップ部３２、クリップ部に並んで位置した楔状の胴体部３４、胴体部の延出端に位置した接触部３６、およびクリップ部および胴体部の背面部により形成された平坦な導通部３８を一体に備えている。接触部３６は、水平方向の延出長さＬが２ｍｍ以上に形成されている。
【００２４】
図１ないし図３に示すように、電極３０は、真空外囲器１０の例えば、背面基板１２に弾性的に係合した状態で取り付けられている。すなわち、電極３０は、クリップ部３２により背面基板１２の周縁部を弾性的に挟持した状態で真空外囲器１０に取り付けられている。そして、各電極３０の接触部３６は、それぞれ封着層２１に接触し、電気的に導通している。また、胴体部３４は接触部３６から真空外囲器１０の外側に延出しているとともに、導通部３８は、背面基板１２の側面と対向し真空外囲器１０の外面に露出している。一対の電極３０は、真空外囲器１０の対角方向に離間した２つの角部にそれぞれ設けられ、封着層２１に対して対称に配置されている。
【００２５】
上記のように構成されたＦＥＤにおいて、映像信号は、単純マトリックス方式に形成された電子放出素子２２とゲート電極２８に入力される。電子放出素子２２を基準とした場合、最も輝度の高い状態の時、＋１００Ｖのゲート電圧が印加される。また、蛍光体スクリーン１６には＋１０ｋＶが印加される。これにより、電子放出素子２２から電子ビームが放出される。そして、電子放出素子から放出される電子ビームの大きさは、ゲート電極２８の電圧によって変調され、この電子ビームが蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起して発光させることにより画像を表示する。
【００２６】
このように蛍光体スクリーン１６には高電圧が印加されるため、前面基板１１、背面基板１２、側壁１８、および支持部材１４用の板ガラスには、高歪点ガラスが使用されている。
【００２７】
次に、上記構成を有するＦＥＤの製造方法について詳細に説明する。
【００２８】
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し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。この状態で、露光、現像することにより、前面基板１１となるガラス板上に蛍光体スクリーンを形成する。その後、蛍光体スクリーン１６に重ねてメタルバック層１７を形成する。
【００２９】
続いて、背面基板１２用の板ガラスに電子放出素子２２を形成する。これは、マトリックス状の導電性カソード層２４を板ガラス上に形成し、このカソード層上に例えば熱酸化法やＣＶＤ法あるいはスパッタリング法により２酸化シリコン膜の絶縁膜を形成する。この後、この絶縁膜上に、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。
【００３０】
その後、レジストパターン及びゲート電極２８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。そして、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。その後、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、キャビティ２５の内部に電子放出素子２２が形成される。次に、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。
【００３１】
続いて、大気中で低融点ガラス１９により側壁１８および支持部材１４を背面基板１２の内面上に封着する。その後、図６（ａ）、６（ｂ）に示すように、側壁１８の封着面の全周に渡ってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し封着層２１ａを形成する。同様に、前面基板１１の側壁と対向する封着面にインジウムを所定の幅および厚さで矩形枠状に塗布し封着層２１ｂを形成する。なお、側壁１８および前面基板１１の封着面に対する封着層２１ａ、２１ｂの充填は、上述したように、溶融したインジウムを封着面に塗布する方法、あるいは、固体状態のインジウムを封着面に載置する方法等によって行う。
【００３２】
続いて、図７に示すように、側壁１８が接合されている背面基板１２に一対の電極３０を装着する。この際、側壁１８上で各電極３０の接触部３６を封着層２１ａに接触させることにより、電極を封着層に対して電気的に接続する。電極３０は、基板上で＋極と−極の一対を必要とし、一対の電極間で並列に通電される封着層２１ａ、２１ｂの各々の通電経路はその長さを等しくすることが望ましい。そこで、一対の電極３０は、背面基板１２の対角方向に対向する２つの角部に装着され、電極間に位置した封着層２１ａ、２１ｂの長さは、各電極の両側でほぼ等しく設定されている。
【００３３】
一対の電極３０を装着した後、これら背面基板１２、前面基板１１を所定間隔離して対向配置し、この状態で、真空処理装置内に投入する。ここでは、例えば図８に示すような真空処理装置１００を用いる。真空処理装置１００は、並んで配設されたロード室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を備えている。組立室１０５には、通電用の直流を供給する電源１２０、および、この電源を制御する制御部としてのコンピュータ１２２が接続されている。また、真空処理装置１００の各室は、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。これら各処理室間は図示しないゲートバルブ等により接続されている。
【００３４】
所定間隔離して配置された上述の前面基板１１および背面基板１２は、まず、ロード室１０１に投入される。そして、ロード室１０１内の雰囲気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。
【００３５】
ベーキング、電子線洗浄室１０２では、各種部材を３００℃の温度に加熱し、各基板の表面吸着ガスを放出させる。同時にベーキング、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電子線を、前面基板１１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照射する。その際、電子線発生装置外部に装着された偏向装置によって電子線を偏向走査することにより、蛍光体スクリーン面および電子放出素子面の全面をそれぞれ電子線洗浄する。
【００３６】
電子線洗浄を行った前面基板１１および背面基板１２は冷却室１０３に送られ、約１００℃の温度まで冷却された後、ゲッター膜の蒸着室１０４へと送られる。この蒸着室１０４では、蛍光体層の外側にゲッター膜としてＢａ膜が蒸着形成される。Ｂａ膜は表面が酸素や炭素などで汚染されることを防止することができ、活性状態を維持することができる。
【００３７】
続いて、前面基板１１および背面基板１２は組立室１０５に送られる。この組立室１０５において、図９に示すように、前面基板１１および背面基板１２は、対向配置された状態で組立室内のホットプレート１３１、１３２にそれぞれ保持される。前面基板１１は落下しないように、固定治具１３３により上側のホットプレート１３１に固定する。
【００３８】
次に、前面基板１１および背面基板１２を約１２０℃にまで加熱した後、互いに接近する方向へ移動させ、所定の圧力で加圧する。それにより、封着層２１ａ、２１ｂを互いに接触させるとともに、各電極３０の接触部３６を前面基板１１側の封着層２１ｂと背面基板１２側の封着層２１ａとの間に挟持し、各電極３０を封着層２１ａ、２１ｂに電気的に接続する。この際、接触部３６は２ｍｍ以上の水平方向長さに形成されているため、封着層２１ａ、２１ｂに対し安定して接触することができる。なお、電極３０の接触部３６に予めインジウムを塗布しておくことにより、一層安定して封着材に通電することが可能となる。
【００３９】
この状態で、図１０に示すように、一対の電極３０に電源１２０を電気的に接続し、側壁１８側の封着層２１ａおよび前面基板１１側の封着層２１ｂのそれぞれに通電する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂを加熱しインジウムを溶融させる。
【００４０】
以下、封着層２１ａ、２１ｂの通電加熱について詳細に説明する。
【００４１】
封着工程においては、まず、封着層を溶融させる前に、封着材の温度が上がらない程度の低電流を短時間流して電流、電圧データを取得する。そして、得られたデータに基づいて本通電、すなわち封着層を溶融するための通電条件を設定する。ここで、電流、電圧データを取得するための通電を前通電、封着層を溶融させるための通電を本通電と称する。前通電の条件を封着層の温度が上がらない程度としたのは、封着層の温度に応じて封着層の電気抵抗自体が変化するため、温度が上がりすぎると本通電の条件を算出することが難しくなるためである。封着層の温度が約５℃以内であれば、取得したデータの誤差は小さくなる。従って、前通電の電流は、封着層の材質、厚さ、幅等によって異なるが、例えば、５〜２０Ａに設定することが望ましい。また、前通電は、定電流、定電圧のどちらでもよいが、電気抵抗率が材料固有の値であるため、得られた電流、電圧値から電気抵抗を算出すると比較が容易となる。
【００４２】
本実施の形態において、ＦＥＤにとって不所望な水分子を脱離でき、ゲッター膜の吸着能力を低下させない封着温度として、１００〜１３０℃の範囲が望ましく、より好ましくは１２０℃が設定される。また、低融点封着材としてインジウムを用いた場合、通電を開始してから冷却が終了するまでの温度は１０分である。ここで冷却が終了する温度とは、インジウムの温度が１３０℃を下回ったときを指している。封着材の温度が１３０℃未満であれば、前面基板および背面基板同士は強固に接着され、搬送しても基板同士がずれることはない。上記の温度は材料の選択によって変わりうる設計事項であり、上記値に限定されるものではない。
【００４３】
限定された封着時間内で安定した封着を行うためには、充填インジウムのばらつきに関わらず封着層の温度上昇が同じになる必要がある。インジウム単体の発熱は、
（電流）^２×（電気抵抗）
で表され、温度上昇は
（発熱）／｛（比熱）×（質量）｝
で表される。よって、変化量は
｛（電流）／（断面積）｝^２
となるので、インジウムの断面積に比例するように電流値を定めることになる。
【００４４】
しかし、これはあくまでもインジウム単体の場合であり、温度上昇が比較的緩やかな場合やインジウム面が開けた環境にある場合には、基板への熱伝導や外部への熱放射の影響があり、上記関係からのずれが大きくなる。この場合の関係を解析的に表すことは一般に困難であるが、発明者等の実験などにより確認したところ、通常用いられる通電範囲では近似的に封着層の（断面積）の２次式に合うことがわかった。よって、前通電で得られた電気抵抗値Ｒを封着層の断面積Ｓに換算し、
Ｉ＝ ｃ_２Ｓ^２＋ｃ_１Ｓ＋ｃ_０ ……（１）
により電流値Ｉを定めると、インジウムの充填ばらつきにかかわらずほぼ同程度の通電封着時間にすることができた。あるいは、電気抵抗値Ｒから直接
Ｉ＝ｄ_２／Ｒ^２＋ｄ_１／Ｒ＋ｄ_０ ……（２）
によって電流値Ｉを定めてもよい。
【００４５】
なお、式（１）、（２）において、ｃ１、ｃ２、ｃ０、ｄ１、ｄ２、ｄ０は定数であり、基板の大きさ、材質、封着材の材質、寸法等に応じて決定する。
【００４６】
本実施の形態では、まず、前通電において、組立室１０５に接続されている電源１２０から一対の電極３０を介して１０Ａの定電流を３秒間、封着層２１ａ、２１ｂに通電する。この通電により得られた電流値、電圧値は、電源１２０からコンピュータ１２２に入力され、コンピュータは入力されたデータに基づいて抵抗値を算出する。前通電の最初の１秒間は電源立ち上がりのために抵抗値が安定しないため、残り２秒のデータにより抵抗値の平均値を算出する。１２０℃におけるインジウムの電気抵抗率は１２．９×１０^−８Ωｍであることから、この電気低効率と上記算出した抵抗値とに基づいて封着層の平均断面積Ｓを算出する。そして、得られた平均断面積Ｓと前述した式（１）から、
Ｉ＝ −２６．５Ｓ^２＋１０６．６Ｓ−６．０
によって本通電の電流値Ｉを決定する。なお、前通電により得られた抵抗値および前述した式（２）に基づいて本通電の電流値Ｉを決定してもよい。
【００４７】
そして、得られた電流値Ｉをコンピュータ１２２から電源１２０に入力し、電源１２０から封着層２１ａ、２１ｂに４０秒間、本通電する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂが溶融し、前面基板１１および背面基板１２同士が接合される。すなわち、上記のように通電加熱により封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。
【００４８】
上記工程により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、アンロード室１０７から取り出される。これにより、ＦＥＤが完成する。なお、ＦＥＤが完成した後、必要であれば電極３０を切除してもよい。
【００４９】
以上のように構成されたＦＥＤの製造方法によれば、真空雰囲気中で前面基板および背面基板の封着、接合を行うことから、ベーキングと電子線洗浄の併用によって表面吸着ガスを十分に放出させることができ、吸着能力が優れたゲッター膜を得ることができる。また、封着層を通電加熱することによって封着、接合することにより、前面基板および背面基板全体を加熱する必要がなく、ゲッター膜の劣化、封着工程中に基板が割れるなどの不具合をなくすことができる。同時に、短時間で封着を完了することができ、量産性に優れた製造方法とすることが可能となる。
【００５０】
更に、封着材の通電加熱時、前通電で封着層の電気抵抗値を測定し、あらかじめ定められた換算式で本電流の電流値を算出して本通電することにより、基板ごとに充填封着材のばらつきがあった場合でも、すなわち、封着層の幅、厚さにばらつきがあった場合でも、封着材の温度上昇を同一にすることができる。従って、ＦＥＤの製造工程において、いずれのＦＥＤでも同じ工程時間で封着材を溶融し基板を安定して封着することが可能となる。これにより、量産性に優れ、同時に、迅速かつ安定した封着が可能なＦＥＤの製造方法を得ることができ、かつ良好な画像表示が可能なＦＥＤを安価に得ることが可能となる。
【００５１】
次に、この発明の他の実施の形態に係る画像表示装置の製造方法について説明する。他の実施の形態では、本通電の電流値を大きくして封着工程時間をさらに短縮している。ＦＥＤの構成および製造方法の主要部は前述した実施の形態と同一であり、同一部分の詳細な説明は省略する。
【００５２】
本実施の形態では、電流値が大きいため、インジウムの温度上昇が、インジウム単体の場合に近くなる。よって電流値Ｉを算出する前述の式（１）において、定数を近似的にｃ０＝０とすることができる。封着工程においては、まず、前通電により封着層の抵抗値の平均値を算出する。１２０℃におけるインジウムの電気抵抗率は１２．９×１０^−８Ωｍであることから、この電気低効率と上記算出した抵抗値とに基づいて封着層の平均断面積Ｓを算出する。そして、得られた平均断面積Ｓと前述の簡略化した式（１）から、
Ｉ＝ ４２．０Ｓ＋４９．０
によって本通電の電流値を決定する。得られた電流値Ｉをコンピュータ１２２から電源１２０に入力し、電源１２０から封着層２１ａ、２１ｂに２５秒間、本通電する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂが溶融し、前面基板１１および背面基板１２同士が接合される。
【００５３】
上記他の実施の形態によれば、封着層の温度上昇を前述した実施の形態と同じにしつつ、通電封着に要する工程時間を短縮することができる。
【００５４】
なお、上述したいずれの実施の形態においても、前通電により得られた抵抗値および前述した式（２）に基づいて本通電の電流値Ｉを決定してもよい。また、上記実施の形態では定電流通電について記述したが、定電圧通電であってもなんら問題はない。さらに、上記実施の形態では、前通電の直後に本通電を行う構成としたが、これらの通電工程を時間間隔をおいて実行してもよい。
【００５５】
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、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、上述した実施の形態では、基板の対向する対角部分に一対の電極を取付けた状態で封着層に通電する構成としたが、複数の電極は、電極間に位置する封着層の通電経路が互いに等しい長さとなるように配置されていれば、あるいは、封着層に対して対称な位置に配設されていればよく、外囲器の角部に限らず、他の位置に設けてもよい。
【００５６】
また、上述した実施の形態では、背面基板側および前面基板側の両方にそれぞれインジウムからなる封着層を設ける構成としたが、いずれか一方のみに封着層を設けた状態で、前面基板と背面基板とを封着する構成としても良い。外囲器の側壁は、予め背面基板あるいは前面基板と共に一体的に成形された構成としてもよい。真空外囲器の外形状や支持部材の構成は上記実施の形態に限られることなく、必要に応じて変形可能である。マトリックス型の黒色光吸収層と蛍光体層を形成し、断面が十字型の柱状支持部材を黒色光吸収層に対して位置決めして封着する構成としてもよい。
【００５７】
さらに、上述した実施の形態では、組立室で固定された前面基板と背面基板を加圧してから通電したが、それぞれの基板の封着層に別々に通電した後加圧するプロセスであってもよい。この場合には、例えば前面基板と背面基板のそれぞれに電極を取り付けて通電を行い、本通電の電流値算出もそれぞれの基板で行うようにする。よって、電源および制御コンピュータも２台ずつ必要になる。
【００５８】
また、電子放出素子は、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を用いてもよい。上記実施の形態では、真空雰囲気中で基板を接合する工程について述べたが、その他の雰囲気環境において本発明を適用することも可能である。更に、この発明は、ＦＥＤに限定されることなく、ＳＥＤやＰＤＰ等の他の画像表示装置、あるいは、外囲器内部が高真空とならない画像表示装置にも適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本願発明によれば、封着材のばらつきに応じて適切に通電条件を設定することができ、封着作業を迅速かつ安定して行うことが可能な画像表示装置の製造方法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ＦＥＤ全体を示す斜視図。
【図２】上記ＦＥＤの内部構成を示す斜視図。
【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の一部を拡大して示す平面図。
【図５】上記ＦＥＤの電極を示す斜視図。
【図６】上記ＦＥＤの製造に用いられる前面基板および背面基板をそれぞれ示す平面図。
【図７】上記ＦＥＤの背面基板に電極を取り付けた状態を示す斜視図。
【図８】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９】封着層が配置された背面基板と前面基板とを対向配置した状態を示す断面図。
【図１０】上記ＦＥＤの製造工程において、ＦＥＤの電極に電源を接続した状態を模式的に示す平面図。
【符号の説明】
１０…真空外囲器、 １１…前面基板、 １２…背面基板、
１４…支持部材、 １６…蛍光体スクリーン、 １８…側壁、
２１、２１ａ、２１ｂ…封着層、 ２２…電子放出素子、
３０…電極、 ５０ａ、５０ｂ…導線、 １００…真空処理装置
１２０…電源、 １２２…コンピュータ

Claims (9)

1. 対向配置された前面基板および背面基板を有した外囲器と、上記前面基板および背面基板の周辺部間に設けられた導電性の封着層と、上記外囲器に形成された複数の画素とを備え、上記封着層を通電によって溶融させ、上記前面基板および背面基板を接合して外囲器を形成する画像表示装置の製造方法において、
   上記封着層が溶融しない大きさの電流を上記封着層に前通電する前通電工程と、上記封着層に本通電して封着層を加熱し溶融させる本通電工程とを備え、上記本通電工程の通電条件を、上記前通電工程の通電状態に応じて決定することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
2. 対向配置されているとともに導電性の封着材により周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有した外囲器と、上記外囲器内に形成された複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法において、
   上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周辺部に沿って、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
   上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で、上記封着層が溶融しない大きさの電流を上記封着層に前通電し、
   上記前通電の通電状態に応じて本通電の通電条件を決定し、
   上記決定された通電条件に基き上記封着層に本通電して封着層を加熱溶融させ、上記前面基板および背面基板の周辺部同士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. 上記前通電において、通電電流値および通電電圧値を取得し、得られた通電電流値および通電電圧値に基づいて上記封着層の断面積を算出し、算出した断面積に基づいて、上記本通電の通電条件を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置の製造方法。
4. 上記断面積をＳ、およびｃ_２、ｃ_１、ｃ_０を定数とするとき、
   ｃ_２Ｓ^２＋ｃ_１Ｓ＋ｃ_０
   によって上記本通電の通電条件を決定することを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置の製造方法。
5. 上記前通電において、通電電流値および通電電圧値を取得し、得られた通電電流値および通電電圧値に基づいて上記封着層の電気抵抗値を算出し、算出した電気抵抗値に基づいて、上記本通電の通電条件を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置の製造方法。
6. 上記電気抵抗値をＲ、およびｄ_２、ｄ_１、ｄ_０を定数とするとき、
   ｄ_２／Ｒ^２＋ｄ_１／Ｒ＋ｄ_０
   により上記本通電の通電条件を決定することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置の製造方法。
7. 上記封着材としてＩｎあるいはＧａを含む金属を用いることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
8. 真空雰囲気中で上記封着層に前通電および本通電することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
9. 上記前面基板および背面基板の少なくとも一方にゲッターを形成した後、上記前通電および本通電を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置の製造方法。

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