JP2008243775A - Image display apparatus, and its manufacturing method - Google Patents

Image display apparatus, and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2008243775A
JP2008243775A JP2007086821A JP2007086821A JP2008243775A JP 2008243775 A JP2008243775 A JP 2008243775A JP 2007086821 A JP2007086821 A JP 2007086821A JP 2007086821 A JP2007086821 A JP 2007086821A JP 2008243775 A JP2008243775 A JP 2008243775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
bonding
image display
melting point
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007086821A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihide Takahashi
利英 高橋
Ryuko Kono
龍興 河野
Akiko Suzuki
昭子 鈴木
Akiyoshi Yamada
晃義 山田
Shuichi Komatsu
周一 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2007086821A priority Critical patent/JP2008243775A/en
Publication of JP2008243775A publication Critical patent/JP2008243775A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display apparatus equipped with a joint resistant to heat of 300°C or more in bonding glass substrates having low coefficient of thermal expansion, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The image display apparatus comprises an envelope which has a back substrate 11 and a front substrate 12 placed oppositely to the back substrate 11 and a plurality of display elements connected to wiring formed in matrix. Cracks caused by thermal stress due to difference of coefficients of thermal expansion can be avoided and a joint having resistance to temperature of 300°C or more can be formed by preparing wall members 13 and 14 made of metal or inorganic material having linear expansion coefficient of 80 to 90 (×10<SP>-7</SP>/K) and melting point of 500°C or more between the back substrate 11 and the front substrate 12, Cu layers 21 and 22 having thickness of 10 to 200 μm on the metal or inorganic material, and bonding both substrates with metallic tin or tin alloy containing 50% or less of Sn in mass ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、対向配置された基板と、これら基板間に設けられた複数の表示素子とを有する画像表示装置、およびこれを製造するための製造方法に関する。
The present invention relates to an image display device having a substrate disposed oppositely and a plurality of display elements provided between the substrates, and a manufacturing method for manufacturing the image display device.

近年、次世代の軽量、薄型の平面型表示装置として、電子放出素子を多数並べ、蛍光面と対向配置させた表示装置の開発が進められている。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素子が想定される。通常、電子放出素子として電界放出型電子放出素子を用いた表示装置は、フィールドエミッションディスプレイ(以下、FEDと称する)、また、電子放出素子として表面伝導型電子放出素子を用いた表示装置は、表面伝導型電子放出ディスプレイ(以下、SEDと称する)と呼ばれている。   In recent years, as a next-generation lightweight and thin flat display device, a display device in which a large number of electron-emitting devices are arranged and opposed to a phosphor screen has been developed. As the electron-emitting device, a field emission type device or a surface conduction type device is assumed. Usually, a display device using a field emission type electron-emitting device as an electron-emitting device is a field emission display (hereinafter referred to as FED), and a display device using a surface conduction type electron-emitting device as an electron-emitting device is a surface device. It is called a conduction electron emission display (hereinafter referred to as SED).

上記FEDは、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縁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る。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。   The FED has a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other with a predetermined gap, and these substrates are connected to each other through a rectangular frame-shaped side wall to form a vacuum envelope. It is composed. A phosphor screen is formed on the inner surface of the front substrate, and a large 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. Further, 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.

背面基板側の電位はほぼ0Vであり、蛍光面にはアノード電圧Va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。また、蛍光体スクリーンには高電圧が印加されるため、前面基板、背面基板、側壁、および支持部材用の板ガラスには、高歪点ガラスが使用されている。このようなFEDでは、前面基板と背面基板との隙間を数mm以下に設定することができ、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陰極線管(CRT)と比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。   The potential on the back substrate side is approximately 0 V, and the anode voltage Va is applied to the phosphor screen. The red, green, and blue phosphors that make up the phosphor screen are irradiated with the electron beams emitted from the electron-emitting devices, and the phosphors emit light to display an image. Further, since a high voltage is applied to the phosphor screen, high strain point glass is used for the front substrate, the rear substrate, the side walls, and the plate glass for the support member. In such an FED, the gap between the front substrate and the rear substrate can be set to several millimeters or less, which is lighter than a cathode ray tube (CRT) currently used as a display for televisions and computers. Thinning can be achieved.

この表示装置において、前記全面基板及び背面基板間を封止する接合用材料として、Inなどの接合材料を用いることが公知である(特許文献1、特許文献2参照)。
ところで、前述の表示装置は、電子ビームによって蛍光体を励起して発光させることから、表示装置の温度が上昇することとなり、接合部分において真空を維持する必要があることから、耐熱性の低い材料を用いた接合では、その信頼性に不安が残ることになる。
信頼性の高い接合のためには、300℃以上の融点を有する接合材料を使用することが必要であり、一般に高融点接合材料として知られていたPbやCdなどの使用が検討されていたが、これらの材料は、その毒性から環境問題に影響を及ぼすおそれがあるため、これに代わる高融点の接合材料の実現が求められている。
特開2002−182585 特開2004−014460
In this display device, it is known that a bonding material such as In is used as a bonding material for sealing between the entire substrate and the back substrate (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
By the way, the above-mentioned display device excites the phosphor by the electron beam to emit light, so that the temperature of the display device rises and it is necessary to maintain a vacuum at the joint portion. In the joining using, anxiety remains in its reliability.
For bonding with high reliability, it is necessary to use a bonding material having a melting point of 300 ° C. or higher, and the use of Pb, Cd, or the like, which is generally known as a high melting point bonding material, has been studied. Since these materials may affect environmental problems due to their toxicity, realization of a high melting point bonding material is demanded instead.
JP2002-182585 JP 2004-014460 A

本発明は、熱膨張率が低いガラス基板同士の接合において、環境問題に影響を及ぼすことなく、300℃以上の耐熱性を有する接合部を備えた画像表示装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
The present invention provides an image display device including a bonding portion having a heat resistance of 300 ° C. or higher and a manufacturing method thereof without affecting environmental problems in bonding between glass substrates having a low coefficient of thermal expansion. It is aimed.

第1の本発明は、背面基板、および、この背面基板に対向配置され接合された前面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられマトリックス状に形成される配線に接続された複数の表示素子と、を備えた画像表示装置において、前記背面基板と前記前面基板との接合部は、前記背面基板表面に形成される線膨張係数が80〜90(×10−7/K)で、融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなる第1の側壁部材と、前記第1の側壁部材の表面に形成され、厚さが10〜200μmの第1のCu層と、前記第1のCu層表面に形成され、厚さが10〜100μmからなるSn含有高融点接合層と、前記Sn含有高融点接合層の表面に形成され、厚さが10〜200μmの第2のCu層と、前記第2のCu層の表面及び前記前面基板の間に形成される線膨張係数が80〜90(×10−7/K)で、融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなる第2の側壁部材とを含むことを特徴とする画像表示装置である。 The first aspect of the present invention is connected to an envelope having a rear substrate, a front substrate opposed to and bonded to the rear substrate, and wiring formed in a matrix and provided in the envelope. In the image display device including a plurality of display elements, the joint portion between the back substrate and the front substrate has a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) formed on the back substrate surface. A first side wall member made of a metal material or an inorganic material having a melting point of 500 ° C. or higher, a first Cu layer having a thickness of 10 to 200 μm formed on the surface of the first side wall member, An Sn-containing high melting point bonding layer formed on the surface of the first Cu layer and having a thickness of 10 to 100 μm, and a second Cu having a thickness of 10 to 200 μm formed on the surface of the Sn-containing high melting point bonding layer Layer, the surface of the second Cu layer and the front And a second side wall member made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) and a melting point of 500 ° C. or higher. An image display device.

前記第1の本発明において、前記Sn含有高融点接合層が、Snを50質量%以下含有するものであることが好ましい。また、前記Sn含有高融点接合層が、Sn−Cu、Sn−Ag、及びSn−Ag−Cuのいずれかを含む金属間化合物もしくは合金であることが好ましい。さらに、前記線膨張係数が80〜90(×10−7/K)、かつ融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなる第1あるいは第2の側壁部材が、Fe−Ni合金であることが好ましい。 In the first aspect of the present invention, the Sn-containing high melting point bonding layer preferably contains 50% by mass or less of Sn. Moreover, it is preferable that the said Sn containing high melting-point joining layer is an intermetallic compound or alloy containing either Sn-Cu, Sn-Ag, and Sn-Ag-Cu. Further, the first or second side wall member made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) and a melting point of 500 ° C. or higher is an Fe—Ni alloy. It is preferable.

第2の本発明は、背面基板、およびこの背面基板に対向配置された前面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられマトリックス状に形成される配線に接続された複数の表示素子と、を備えた画像表示装置の製造方法において、
前記背面基板および前記前面基板の端部に線膨張係数80〜90(×10−7/K)、かつ融点500℃以上である金属材料または無機材料からなる第1および第2の側壁部材を形成する工程と、
前記第1および第2の側壁部材表面に厚さ10〜200μmの第1および第2のCu層を形成する工程と、
前記第1および第2のCu層の間に、Sn単独、もしくは、Snと金属間化合物もしくは高融点合金を形成する金属材料とSnとを配置し、300℃以上450℃以下で接合する工程とを有することを特徴とする画像表示装置の製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an envelope having a rear substrate and a front substrate disposed opposite to the rear substrate, and a plurality of displays connected to wirings provided in the envelope and formed in a matrix. In a method for manufacturing an image display device comprising an element,
First and second side wall members made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) and a melting point of 500 ° C. or more are formed at the end portions of the back substrate and the front substrate. And the process of
Forming first and second Cu layers having a thickness of 10 to 200 μm on the surfaces of the first and second sidewall members;
A step of arranging Sn alone or a metal material forming Sn and an intermetallic compound or a high-melting-point alloy and Sn between the first and second Cu layers and bonding at 300 ° C. or higher and 450 ° C. or lower; It is a manufacturing method of the image display apparatus characterized by having.

本発明によれば、熱膨張率が低いガラス基板同士の接合において、環境問題に影響を及ぼすことなく、300℃以上の耐熱性を有する接合部を備えた画像表示装置およびその製造方法を提供できる。また、これにより、良好な接合部が形成されるとともに、金属層の飛散の恐れもないことより、配線部分のショートを確実に防止する。
According to the present invention, it is possible to provide an image display device including a bonding portion having a heat resistance of 300 ° C. or higher and a manufacturing method thereof without affecting environmental problems in bonding between glass substrates having a low coefficient of thermal expansion. . In addition, as a result, a good joint is formed and there is no fear of scattering of the metal layer, thereby reliably preventing a short circuit of the wiring portion.

[第1の実施の形態:画像表示装置]
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、本実施の形態に係る画像表示装置の一例として、FEDについて説明する。
[First Embodiment: Image Display Device]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an FED will be described as an example of an image display device according to the present embodiment.

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1.0〜3.0mm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、接合部40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。   As shown in FIGS. 1 to 3, the FED includes a front substrate 11 and a rear substrate 12 each made of rectangular glass as insulating substrates, and these substrates have a gap of about 1.0 to 3.0 mm. It is placed facing each other. The front substrate 11 and the back substrate 12 constitute a flat rectangular vacuum envelope 10 whose peripheral portions are bonded to each other via a bonding portion 40 and the inside is maintained in a vacuum state.

前面基板11および背面基板12の周縁部は接合部40により互いに結合されている。すなわち、前面基板11の内面周縁部に位置した接合面と、背面基板12の内面周縁部に位置した接合面には、枠体として機能する側壁部材13、14が配置され、前記側壁部材13、14上に設けられたCu層21、22と、Snを主成分とする接合材料とが反応することによりCuSn金属間化合物層のようなSn含有高融点接合層が形成される。前記Cu層31、32および前記CuSn金属間化合物層が融合することにより接合層34が構成され、さらには前記接合層34および前記側壁部材13、14により接合部40が構成されている。   The peripheral portions of the front substrate 11 and the rear substrate 12 are coupled to each other by a joint 40. That is, side wall members 13 and 14 that function as a frame are disposed on the bonding surface located at the inner peripheral edge of the front substrate 11 and the bonding surface located at the inner peripheral edge of the rear substrate 12. A Cu-containing high melting point bonding layer such as a CuSn intermetallic compound layer is formed by the reaction between the Cu layers 21 and 22 provided on 14 and a bonding material mainly composed of Sn. The Cu layers 31 and 32 and the CuSn intermetallic compound layer merge to form a bonding layer 34, and further, the bonding layer 34 and the side wall members 13 and 14 form a bonding portion 40.

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、複数の支持部材15が設けられている。これらの支持部材15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所定の間隔を置いて配置されている。なお、支持部材15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。   A plurality of support members 15 are provided inside the vacuum envelope 10 in order to support an atmospheric pressure load applied to the back substrate 12 and the front substrate 11. These support members 15 extend in a direction parallel to the short side of the vacuum envelope 10 and are arranged at a predetermined interval in a direction parallel to the long side. The shape of the support member 15 is not particularly limited to this, and a columnar support member may be used.

図3に示すように、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が設けられている。これらの電子放出素子は、それぞれの画素毎に対応して複数列および複数行に配列され、表示素子として機能する。   As shown in FIG. 3, on the inner surface of the back substrate 12, a large number of field emission type electron-emitting devices that emit electron beams are provided as electron emission sources for exciting the phosphor layers R, G, and B, respectively. ing. These electron-emitting devices are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows corresponding to each pixel, and function as display devices.

このように蛍光体スクリーン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15用の板ガラスには、高歪点ガラスが使用されている。   As described above, since a high voltage is applied to the phosphor screen, high strain point glass is used for the front substrate 11, the rear substrate 12, and the plate glass for the support member 15.

さらに前記接合部40について詳細に説明する。
本実施の形態の接合部は、前記背面基板と前記前面基板とのそれぞれの表面に配置されている第1及び第2の側壁と、各側壁の表面に配置されている第1及び第2のCu層と、この第1及び第2のCu層の間に配置されている金属間化合物を含む接合層を有するものである。
Furthermore, the said junction part 40 is demonstrated in detail.
The joint portion of the present embodiment includes first and second side walls disposed on the respective surfaces of the back substrate and the front substrate, and first and second side surfaces disposed on the surfaces of the side walls. A Cu layer and a bonding layer including an intermetallic compound disposed between the first and second Cu layers are provided.

前記第1及び第2の側壁部材13,14は、これによって、表示装置内部の真空空間と外部とを区分している。それ故、機械的強度および気密性を保持することができる材料および寸法を有することが好ましい。その材料としては、線膨張係数が80〜90(×10−7/K)で、かつ融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなるものであることが好ましい。具体的には、Fe−Ni合金や、ガラス、セラミックスなどを用いることができる。前記前面基板11及び背面基板12は、それぞれガラスで形成されており、このガラスと側壁部材との接合は、フリットガラスなどの無機接着剤を用いて接合することができる。
この側壁材料として、線膨張率が80〜90(×10−7/K)でない場合には、表示装置駆動中の温度上昇に伴い、前面基板及び背面基板と、側壁材料との膨張率の差によって熱歪みが発生し、表示装置にクラックが発生するおそれが生じるため、好ましくない。
Thus, the first and second side wall members 13 and 14 separate the vacuum space inside the display device from the outside. Therefore, it is preferable to have materials and dimensions that can maintain mechanical strength and hermeticity. The material is preferably made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) and a melting point of 500 ° C. or higher. Specifically, an Fe—Ni alloy, glass, ceramics, or the like can be used. The front substrate 11 and the rear substrate 12 are each formed of glass, and the glass and the side wall member can be bonded using an inorganic adhesive such as frit glass.
When the linear expansion coefficient is not 80 to 90 (× 10 −7 / K) as the side wall material, the difference in expansion coefficient between the front substrate and the rear substrate and the side wall material as the temperature rises during driving of the display device. This is not preferable because thermal distortion is generated due to the occurrence of cracks in the display device.

前記第1及び第2の側壁部材13,14の表面には、それぞれ第1及び第2のCu層21,22が配置されている。このCu層材料としては、純粋なCuが好ましいが、不可避的に不純物を含んでいてもよい。また、これらのCu層の厚さとしては、10〜200μmの範囲が好ましい。この厚さが10μmを下回った場合、CuSn金属間化合物層を形成することが困難となる。一方、Cu層の厚さを、200μmを上回る範囲とした場合、Cu層の供給が困難となる、又は供給方法が著しく限定されるため、好ましくない。   First and second Cu layers 21 and 22 are disposed on the surfaces of the first and second side wall members 13 and 14, respectively. The Cu layer material is preferably pure Cu, but may inevitably contain impurities. Moreover, as thickness of these Cu layers, the range of 10-200 micrometers is preferable. When this thickness is less than 10 μm, it is difficult to form a CuSn intermetallic compound layer. On the other hand, when the thickness of the Cu layer is in a range exceeding 200 μm, it is not preferable because it becomes difficult to supply the Cu layer or the supply method is remarkably limited.

前記第1及び第2のCu層21,22の間に、Sn含有高融点接合層33が配置される。   An Sn-containing high melting point bonding layer 33 is disposed between the first and second Cu layers 21 and 22.

このSn含有高融点接合層33は、Sn(以下第1の金属成分という)と、Snと反応もしくは合金化する他の金属(以下第2の金属成分という)とを、反応もしくは合金化して形成された高融点の金属間化合物層もしくは高融点合金層である。Snと反応もしくは合金化する金属としては、Cu、Ag、Ni、Feなどが挙げられる。これらの内でも、Cu−Sn、Cu−Ag−Snの組み合わせが好ましい。その理由は、Snとの反応性が高く、反応層の成長速度が速いためである。   The Sn-containing high melting point bonding layer 33 is formed by reacting or alloying Sn (hereinafter referred to as a first metal component) and another metal that reacts or alloys with Sn (hereinafter referred to as a second metal component). A high melting point intermetallic compound layer or a high melting point alloy layer. Examples of the metal that reacts or alloyed with Sn include Cu, Ag, Ni, and Fe. Among these, a combination of Cu—Sn and Cu—Ag—Sn is preferable. The reason is that the reactivity with Sn is high and the growth rate of the reaction layer is high.

このSn含有高融点接合層33としては、具体的には、Snと他の金属とをSnの融点すなわち232℃以上の温度で加熱して反応、もしくは合金化させたものであり、生成する金属間化合物は、Cu6Sn5、Cu3Sn、Ag3Snなどの相である。これらの相の融点は、いずれも400℃以上の温度であり、十分な耐熱性及び機械的強度を有している。
この層の厚さは、10〜100μmの範囲であることが好ましい。この層の厚さが、10μmを下回った場合、第1及び第2のCu層の接合が不完全となるおそれがあり、一方、100μmを上回るCuSn金属間化合物接合層を形成するためには、長時間を要することになり、これに見合う効果を期待することもできず、実用的ではない。
なお、このSn含有高融点接合層は、その製造方法によっては、前記Cu層との界面が判然としない場合もあるが、Sn元素を含む層の融点が400℃以上であれば、この層が明確になっていなくとも差し支えない。
Specifically, the Sn-containing high melting point bonding layer 33 is obtained by reacting or alloying Sn with another metal by heating at a melting point of Sn, that is, a temperature of 232 ° C. or higher. The intermetallic compound is a phase such as Cu6Sn5, Cu3Sn, or Ag3Sn. The melting points of these phases are all 400 ° C. or higher, and have sufficient heat resistance and mechanical strength.
The thickness of this layer is preferably in the range of 10-100 μm. When the thickness of this layer is less than 10 μm, the bonding of the first and second Cu layers may be incomplete, while to form a CuSn intermetallic compound bonding layer exceeding 100 μm, It takes a long time, and an effect commensurate with this cannot be expected, which is not practical.
Note that the Sn-containing high-melting-point bonding layer may have an unclear interface with the Cu layer depending on the manufacturing method, but if the melting point of the Sn-containing layer is 400 ° C. or higher, this layer It doesn't matter if it's not clear.

このSn含有高融点接合層において、Snの含有率は、50質量%以下とすることが好ましい。Snの含有率が50質量%を越すと、接合層の融点が300℃以下となる不具合が発生する可能性がある。   In the Sn-containing high melting point bonding layer, the Sn content is preferably 50% by mass or less. If the Sn content exceeds 50% by mass, the bonding layer may have a melting point of 300 ° C. or lower.

また、このSn含有高融点接合層は、組成などの異なる複数の層からなっていてもよい。すなわち図4に示す様に、第1のCu層21と第2のCu層22の間に、Sn含有高融点接合層33が存在するが、このSn含有高融点接合層33が、組成の異なる複数の層すなわち43,44,45から構成されるようにしてもよい。
例えば、CuとSnとを反応させた場合、η相(CuSn)、ε相(CuSn)あるいはδ相(Cu40.5Sn11)のような金属間化合物が形成される。η相は、融点が415℃、ε相は、融点が676℃であり、接合後の耐熱性としては、十分な温度範囲にあり好ましい。
Sn含有高融点接合層をこのような複数の層で構成することにより、比較的短時間に、耐熱性のある接合を行うことが可能となる。
かかる金属間化合物においては、Sn質量比は20%質量%以上50質量%以下の範囲となる。Snが20質量%未満、あるいは50質量%を超えると金属間化合物が形成できない恐れがあるため、好ましくない。
また、Snの質量比が低い場合には、第2の金属成分として用いた高融点金属元素の拡散が促進され、より強度の高い接合層となる。そのためSnの質量比は50質量%以下がより好ましい。
The Sn-containing high melting point bonding layer may be composed of a plurality of layers having different compositions. That is, as shown in FIG. 4, although the Sn-containing high melting point bonding layer 33 exists between the first Cu layer 21 and the second Cu layer 22, the Sn-containing high melting point bonding layer 33 has a different composition. You may make it consist of several layers, ie, 43,44,45.
For example, when Cu and Sn are reacted, an intermetallic compound such as η phase (Cu 6 Sn 5 ), ε phase (Cu 3 Sn), or δ phase (Cu 40.5 Sn 11 ) is formed. The η phase has a melting point of 415 ° C., and the ε phase has a melting point of 676 ° C., and the heat resistance after bonding is preferably within a sufficient temperature range.
By configuring the Sn-containing high melting point bonding layer with such a plurality of layers, it becomes possible to perform bonding with heat resistance in a relatively short time.
In such an intermetallic compound, the Sn mass ratio ranges from 20% by mass to 50% by mass. If Sn is less than 20% by mass or exceeds 50% by mass, an intermetallic compound may not be formed, which is not preferable.
In addition, when the Sn mass ratio is low, diffusion of the refractory metal element used as the second metal component is promoted, resulting in a bonding layer with higher strength. Therefore, the mass ratio of Sn is more preferably 50% by mass or less.

また、第2の金属成分としてAgを用いた場合には、AgSnなどの金属間化合物が形成される。かかる金属間化合物を形成するため、Sn質量比は10%以上35%以下が好ましい。 In addition, when Ag is used as the second metal component, an intermetallic compound such as Ag 3 Sn is formed. In order to form such an intermetallic compound, the Sn mass ratio is preferably 10% to 35%.

さらに、第2の金属成分としてAg及びCuを用いた場合には、Ag3Snなどの組成を有する金属間化合物、または、η相(CuSn)、ε相(CuSn)あるいはδ相(Cu40.5Sn11)などの組成を有する金属間化合物を形成し耐熱性を有する接合材となる。 Further, when Ag and Cu are used as the second metal component, an intermetallic compound having a composition such as Ag 3 Sn, η phase (Cu 6 Sn 5 ), ε phase (Cu 3 Sn) or δ An intermetallic compound having a composition such as a phase (Cu 40.5 Sn 11 ) is formed to provide a heat-resistant bonding material.

上記金属間化合物は、構成元素の一部が、他元素により置換されていても構わない。例えば、Ag3SnにCuが置換した場合には(Ag,Cu)Sn、CuSnにAgが置換した場合には(Cu,Ag)Sn、Cu40.5Sn11にAgが置換した場合には(Cu,Ag)40.5Sn11のような結晶構造となる。 In the intermetallic compound, a part of the constituent elements may be substituted with other elements. For example, when Ag is substituted for Ag 3 Sn, Ag is substituted for (Ag, Cu) 3 Sn, and when Ag is substituted for Cu 3 Sn, Ag is substituted for (Cu, Ag) 3 Sn, Cu 40.5 Sn 11 In this case, a crystal structure such as (Cu, Ag) 40.5 Sn 11 is obtained.

本実施の形態においては、前面基板と背面基板との間の接合部に備わったFe−Ni合金またはガラス材料などの金属材料または無機材料上にあるCuからなる接合面と、Snまたは質量比でSnを50%以上含有するSn合金などの金属材料を用い接合することにより、300℃以上の高温条件下でも接合を行うことが可能となる。また、熱膨張係数が異なるガラス基板と接合に用いられる金属材料とが直接反応せずに接合することができるため、熱応力によるクラックの発生を防止でき、良好な接合部が形成されるとともに、金属層の飛散の恐れもないことより、配線部分のショートを確実に防止する。
In the present embodiment, the bonding surface made of Cu on a metal material or an inorganic material such as an Fe—Ni alloy or a glass material provided at the bonding portion between the front substrate and the rear substrate, and Sn or a mass ratio. By using a metal material such as an Sn alloy containing 50% or more of Sn, bonding can be performed even under a high temperature condition of 300 ° C. or higher. In addition, since the glass substrate having a different thermal expansion coefficient and the metal material used for bonding can be bonded without directly reacting, it is possible to prevent the occurrence of cracks due to thermal stress, and a good bonded portion is formed. Since there is no fear of scattering of the metal layer, a short circuit of the wiring portion is surely prevented.

[第2の実施の形態:製造方法]
本実施の形態の画像表示装置の製造方法は、蛍光体層および画像表示素子を形成したガラスの前面基板および背面基板の端部周辺に側壁を形成し、前面基板および背面基板の側壁を接合して製造するものである。以下、この方法について、蛍光体および画像表示素子形成工程、側壁形成工程、および接合工程に区分して説明する。以下の説明においては、画像表示装置としてFEDを例示して説明するが、蛍光体および画像表示素子形成工程以外の工程はSEDにおいても同様に採用することができる。
[Second Embodiment: Manufacturing Method]
In the manufacturing method of the image display device according to the present embodiment, the side walls are formed around the edges of the front and rear substrates of the glass on which the phosphor layers and the image display elements are formed, and the side walls of the front and rear substrates are joined. Are manufactured. Hereinafter, this method will be described by dividing it into a phosphor and image display element forming step, a side wall forming step, and a bonding step. In the following description, an FED is described as an example of an image display device, but steps other than the phosphor and image display element forming steps can be similarly adopted in the SED.

(蛍光体および画像表示素子形成工程)
まず、前面基板となる板ガラスに蛍光体スクリーンを形成する。これは、前面基板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が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を生成する。
(Phosphor and image display element forming step)
First, a phosphor screen is formed on a plate glass serving as a front substrate. In this method, a plate glass having the same size as the front substrate is prepared, and a phosphor layer stripe pattern is formed on the plate glass by a plotter machine. The plate glass on which the phosphor stripe pattern is formed and the plate glass for the front substrate are placed on a positioning jig and set on an exposure table, thereby exposing and developing to produce a phosphor screen.

続いて、背面基板用の板ガラスに配線を形成する。例えば、平面基板面をX−Y平面とした時、まず、たとえば、Agペースト等によりそれぞれX方向に延びた複数本の配線を板ガラスの有効表示領域および周縁部に形成するとともに、それぞれY方向に延びた複数本の配線を板ガラスの周縁部のみに形成する。その後、配線に重ねて板ガラスの全面に絶縁層を形成する。ついで、有効表示領域において、絶縁層上にそれぞれY方向に延びた残りの配線を形成し、先に板ガラス周縁部のみに形成した配線と接続する。   Subsequently, wiring is formed on the plate glass for the back substrate. For example, when the plane substrate surface is an XY plane, first, for example, a plurality of wirings extending in the X direction by Ag paste or the like are formed in the effective display area and the peripheral portion of the plate glass, respectively, A plurality of extended wires are formed only on the peripheral edge of the plate glass. Thereafter, an insulating layer is formed on the entire surface of the plate glass so as to overlap the wiring. Next, in the effective display area, the remaining wirings extending in the Y direction are formed on the insulating layer, and are connected to the wiring previously formed only on the peripheral edge of the plate glass.

続いて、背面基板用の板ガラスに電子放出素子を形成する。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、先に板ガラス周縁部のみに形成した配線と接続する。ここでマトリックス状とは、前述の配線に対応したX方向(横並び)及びY方向(縦並び)のに配列された状態をいう。   Subsequently, an electron-emitting device is formed on the plate glass for the back substrate. In this case, a matrix-like conductive cathode layer is formed on the plate glass and connected to the wiring previously formed only on the peripheral edge of the plate glass. Here, the matrix form means a state in which the matrix is arranged in the X direction (horizontal arrangement) and the Y direction (vertical arrangement) corresponding to the above-described wiring.

続いて、背面基板用の板ガラスに電子放出素子を形成する。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。   Subsequently, an electron-emitting device is formed on the plate glass for the back substrate. In this case, a matrix-like conductive cathode layer is formed on the plate glass, and an insulating film of a silicon dioxide film is formed on the conductive cathode layer by, for example, a thermal oxidation method, a CVD method, or a sputtering method.

そのあと、この絶縁膜上に、たと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。つぎに、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、ゲート電極を形成する。   After that, a metal film for forming a gate electrode such as molybdenum or niobium is formed on the insulating film by, for example, sputtering or electron beam evaporation. Next, a resist pattern having a shape corresponding to the gate electrode to be formed is formed on the metal film by lithography. Using this resist pattern as a mask, the metal film is etched by wet etching or dry etching to form a gate electrode.

つぎに、レジストパターンおよ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、キャビティを形成する。そして、レジストパターンを除去したあと、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、ゲート電極上に、たと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。   Next, the insulating film is etched by wet etching or dry etching using the resist pattern and the gate electrode as a mask to form a cavity. Then, after removing the resist pattern, a peeling layer made of, for example, aluminum or nickel is formed on the gate electrode by performing electron beam evaporation from a direction inclined at a predetermined angle with respect to the back substrate surface.

このあと、背面基板12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、たと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、各キャビティの内部に電子放出素子を形成する。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。   Thereafter, for example, molybdenum is vapor-deposited as a cathode forming material by an electron beam vapor deposition method from a direction perpendicular to the surface of the back substrate 12. Thereby, an electron-emitting device is formed inside each cavity. Subsequently, the release layer is removed together with the metal film formed thereon by a lift-off method.

次いで、大気中で、背面基板上に複数の支持部材を低融点ガラス30により接合する。
以上の工程によって、蛍光体と複数の画像表示素子が形成された前面基板および背面基板が作成される。
Next, a plurality of supporting members are bonded to the back substrate by the low melting point glass 30 in the atmosphere.
Through the above steps, a front substrate and a rear substrate on which a phosphor and a plurality of image display elements are formed are created.

(側壁部材形成工程)
次いで、背面基板と前面基板の端部に、上記蛍光体層、画像表示素子を取り囲むように、側壁部材を配置し、固着する。側壁部材としては、線膨張係数が80〜90(×10−7/K)で、かつ融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなるものであり、具体的には、Fe−Ni合金、ガラス、セラミックスなどの材料で形成されたものである。この部材は、フリットガラスのような無機接着剤で前面基板あるいは背面基板に固着される。
(Side wall member forming process)
Next, side wall members are arranged and fixed to the end portions of the back substrate and the front substrate so as to surround the phosphor layer and the image display element. The side wall member is made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) and a melting point of 500 ° C. or more, and specifically, an Fe—Ni alloy. It is made of a material such as glass or ceramics. This member is fixed to the front substrate or the rear substrate with an inorganic adhesive such as frit glass.

(接合工程)
次いで、前記工程によって形成された側壁部材の上面にCu層を形成する。Cu層の形成は、側壁部材表面に化学メッキにより形成する方法、蒸着、スパッタリングなどの物理的手段によって成膜する方法、Cu箔を溶着して成膜する方法など、公知の成膜方法を採用することができる。
次いで、このCu層表面に、Sn含有高融点接合層を形成する材料を配置する。この層は、Snと、他の金属で形成される高融点の金属間化合物もしくは高融点合金からなるものである。
この層を形成するには、次のような方法を採用することができる。
(1) Cu層表面にSn層を形成し、加熱してSn含有高融点接合層を形成する方法。
(2) Cu層表面に、Snおよび他の金属の層を形成し、加熱してSn含有高融点接合層を形成する方法。
以下、これらの方法について説明する。
(Joining process)
Next, a Cu layer is formed on the upper surface of the side wall member formed by the above process. For the formation of the Cu layer, a known film formation method such as a method of forming by chemical plating on the sidewall member surface, a method of forming a film by physical means such as vapor deposition or sputtering, or a method of forming a film by welding Cu foil is adopted. can do.
Next, a material for forming the Sn-containing high melting point bonding layer is disposed on the surface of the Cu layer. This layer is made of Sn and a high melting point intermetallic compound or a high melting point alloy formed of another metal.
In order to form this layer, the following method can be employed.
(1) A method of forming a Sn layer on the Cu layer surface and heating to form a Sn-containing refractory bonding layer.
(2) A method of forming a Sn-containing refractory bonding layer by forming Sn and another metal layer on the surface of the Cu layer and heating the layer.
Hereinafter, these methods will be described.

本実施の形態の第1の接合方法は、第1のCu層の表面に、Sn膜を付与する工程と、前記Sn膜表面に第2のCu層を密接させ、300℃以上450℃以下で加熱して密着させ、接合する工程を有する接合方法である。接合温度はより好ましくは、300℃以上400℃以下である。接合温度がこれより低いと、接合層材料が十分反応もしくは合金化せず、耐熱性の改善が不十分である。一方、接合温度が上記範囲を超える場合、被接合部材に熱的にダメージを与える可能性が大きく、好ましくない。   In the first bonding method of the present embodiment, the step of applying an Sn film to the surface of the first Cu layer and the second Cu layer in close contact with the surface of the Sn film are performed at 300 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. This is a bonding method including a step of heating, closely adhering, and bonding. The bonding temperature is more preferably 300 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. When the bonding temperature is lower than this, the bonding layer material does not sufficiently react or alloy, and the heat resistance is not improved sufficiently. On the other hand, when the bonding temperature exceeds the above range, there is a large possibility that the member to be bonded is thermally damaged, which is not preferable.

この接合方法における接合工程において、第1のCu層の表面に形成する接合層材料は、Sn箔を載置してもよいし、また、Snをスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着法などの物理的薄膜形成技術を用いて付与してもよい。さらに、化学メッキ法を採用することもできる。
この方法においては、第1及び第2のCuの量が、Snの量より多量である必要がある。Snの量がCu量より少量であると、未反応のSnが残存し、耐熱性が低下する可能性があり好ましくない。
In the bonding step in this bonding method, the bonding layer material formed on the surface of the first Cu layer may be a Sn foil, or Sn may be sputtered, vacuum deposited, ion plated, electron You may provide using physical thin film formation techniques, such as a beam evaporation method. Furthermore, a chemical plating method can also be employed.
In this method, the amount of the first and second Cu needs to be larger than the amount of Sn. If the amount of Sn is less than the amount of Cu, unreacted Sn remains, which may reduce the heat resistance.

上記接合工程において、加熱時間は、5分〜1時間となるように加熱すればより好ましい。加熱時間がこれより短いと十分金属間化合物あるいは合金形成に至らず、耐熱性が十分ではない。一方、上記範囲を超えて加熱しても、加熱時間増加に見合った耐熱性向上の効果が望めず、不経済である。
上記接合工程は、大気中雰囲気で行ってもよいが、酸化されやすい金属を含む接合材を用いた場合には、窒素のような非酸化性雰囲気で加熱を行うことが好ましい。さらには、水素を含有した還元性雰囲気で加熱を行うことがなお好ましい。
In the bonding step, it is more preferable that the heating time is 5 minutes to 1 hour. If the heating time is shorter than this, the intermetallic compound or alloy is not sufficiently formed, and the heat resistance is not sufficient. On the other hand, even if heating exceeds the above range, the effect of improving heat resistance commensurate with the increase in heating time cannot be expected, which is uneconomical.
The bonding step may be performed in an air atmosphere, but when a bonding material including a metal that is easily oxidized is used, it is preferable to perform heating in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. Furthermore, it is more preferable to perform heating in a reducing atmosphere containing hydrogen.

前記接合層の厚さは、1μm以上、50μm以下の範囲であることが望ましい。複数層にわたって成層する場合、合計の膜厚を、上記範囲とすることが好ましい。接合層が1μmより薄い場合には、良好な接合性を確保することが困難となり、また、50μm以上の場合には、上記接合時間内において金属間化合物が完全に形成されない恐れがあるため、好ましくない。   The thickness of the bonding layer is preferably in the range of 1 μm or more and 50 μm or less. In the case of stratification over a plurality of layers, the total film thickness is preferably in the above range. When the bonding layer is thinner than 1 μm, it is difficult to ensure good bonding properties. When the bonding layer is 50 μm or more, the intermetallic compound may not be completely formed within the bonding time. Absent.

本実施の形態の接合方法によれば、270℃以上の耐熱性を有する接合層が形成されるため、270℃の高温条件下においても接合層の耐熱性を維持することができる。また、接合層材料内部において、第1の被接合部材、または第2の被接合部材の構成元素が、接合層に固溶した相、または、接合層中の接合材構成元素と各被接合部層用材料構成元素とで構成される金属間化合物相等が生成してよい。その結果として、高温条件下においても機械的強度の良好な接合体を得ることができる。   According to the bonding method of the present embodiment, since a bonding layer having a heat resistance of 270 ° C. or higher is formed, the heat resistance of the bonding layer can be maintained even under a high temperature condition of 270 ° C. In addition, in the bonding layer material, the constituent elements of the first member to be bonded or the second member to be bonded are dissolved in the bonding layer, or the bonding material constituting elements in the bonding layer and each bonded portion. An intermetallic compound phase or the like composed of the layer material constituent elements may be generated. As a result, it is possible to obtain a joined body having good mechanical strength even under high temperature conditions.

上記本実施の形態の第2の接合方法は、第1のCu層表面に、Sn(以下第1の金属成分という)およびこれと反応もしくは合金化する金属成分(以下第2の金属成分という)とをそれぞれ単独もしくは併用して膜を付与する工程と、その表面に第2のCu層を密着させ、300℃以上450℃以下で加熱して、接合する工程を有する接合方法である。接合温度はより好ましくは、300℃以上400℃以下である。接合温度がこれより低いと、接合層材料が十分反応もしくは合金化せず、耐熱性の改善が不十分である。一方、接合温度が上記範囲を超える場合、被接合部材に熱的にダメージを与える可能性が大きく、好ましくない。
すなわち、本実施の形態の接合方法は、第1のCu層表面に、Sn膜と、Snより高い融点を有する金属材料膜とを、それぞれ少なくとも1層ずつ付与する工程と、前記工程で付与した金属材料の膜の表面に第2のCu層を密着させて加圧しながら250℃以上450℃以下の温度で加熱することを特徴とする接合方法である。
In the second bonding method of the present embodiment, Sn (hereinafter referred to as a first metal component) and a metal component that reacts or alloys with the first Cu layer surface (hereinafter referred to as a second metal component) are formed on the surface of the first Cu layer. And a step of providing a film by using them individually or in combination, and a step of bringing the second Cu layer into close contact with the surface and heating at 300 ° C. to 450 ° C. for bonding. The bonding temperature is more preferably 300 ° C. or higher and 400 ° C. or lower. When the bonding temperature is lower than this, the bonding layer material does not sufficiently react or alloy, and the heat resistance is not improved sufficiently. On the other hand, when the bonding temperature exceeds the above range, there is a large possibility that the member to be bonded is thermally damaged, which is not preferable.
That is, in the bonding method of the present embodiment, at least one layer of a Sn film and a metal material film having a melting point higher than Sn are applied to the surface of the first Cu layer, and the above-described process is applied. The bonding method is characterized by heating at a temperature of 250 ° C. or higher and 450 ° C. or lower while pressing the second Cu layer in close contact with the surface of the metal material film.

この接合方法における接合工程において、第1のCu層の表面に形成する接合層材料は、第1及び第2の金属成分の箔をそれぞれ載置してもよい。金属箔は、予め前加熱として、Cu層と反応させておいても構わない。その際、超音波はんだ付法を用いることにより、フラックスを使用せずとも、良好な接合状態を得ることが可能となる。また、これらの金属成分をスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング、電子ビーム蒸着法などの物理的薄膜形成技術を用いて付与してもよい。さらに、化学メッキ法を採用して膜を付与してもよい。   In the bonding step in this bonding method, the bonding layer material formed on the surface of the first Cu layer may be mounted with foils of the first and second metal components, respectively. The metal foil may be previously reacted with the Cu layer as preheating. At that time, by using the ultrasonic soldering method, it is possible to obtain a good bonded state without using a flux. Moreover, you may provide these metal components using physical thin film formation techniques, such as sputtering method, a vacuum evaporation method, an ion plating, and an electron beam evaporation method. Furthermore, a chemical plating method may be employed to provide the film.

前記薄膜接合材の厚さは、10μm以上、300μm以下の範囲であることが望ましい。複数層にわたって薄膜化する場合、合計の膜厚を、上記範囲とすることが好ましい。接合材の厚さが101μmより薄い場合には、良好な接合性を確保することが困難となり、また、300μm以上の場合には、許容接合時間内において金属間化合物が完全に形成されない恐れがあるため、好ましくない。   The thickness of the thin film bonding material is preferably in the range of 10 μm to 300 μm. When thinning over a plurality of layers, the total film thickness is preferably in the above range. When the thickness of the bonding material is less than 101 μm, it becomes difficult to ensure good bonding properties, and when it is 300 μm or more, the intermetallic compound may not be completely formed within the allowable bonding time. Therefore, it is not preferable.

上記接合工程において、加熱時間は、5分〜1時間となるように加熱すればよい。上記接合工程は、真空中で行うことを特徴とする。   In the joining step, the heating time may be 5 minutes to 1 hour. The bonding step is performed in a vacuum.

上記実施の形態においては、2つのCu層の一方の表面に接合層用材料を形成する例を示したが、接合層材料を第1のCu層および第2のCu層の双方の表面に形成してもよい。
この場合、2つの接合層材料は、同一組成の層であってもよいし、それぞれ異なる組成の層であってもよい。最終的にはんだ接合された後の接合層材料が、上記本実施の形態の接合層の組成となるように、各層の組成を調整することによって、本実施の形態のはんだ接合を形成することができる。
また、各基材表面に形成される薄膜の厚さは、それらの合計量が10μm以上、300μm以下の範囲となるよう、それぞれ設定することができる。
In the above embodiment, an example in which the bonding layer material is formed on one surface of the two Cu layers has been shown. However, the bonding layer material is formed on the surfaces of both the first Cu layer and the second Cu layer. May be.
In this case, the two bonding layer materials may be layers having the same composition, or layers having different compositions. The solder joint of this embodiment can be formed by adjusting the composition of each layer so that the joint layer material after the final solder joint has the composition of the joint layer of the present embodiment. it can.
Moreover, the thickness of the thin film formed in each base-material surface can be set, respectively so that those total amounts may become the range of 10 micrometers or more and 300 micrometers or less.

上記接合工程は、上記画像表示装置の外囲器内部を真空に保つ必要があることから、真空雰囲気中で行うことが好ましい。   The bonding step is preferably performed in a vacuum atmosphere because the inside of the envelope of the image display device needs to be kept in vacuum.

[その他の変形例]
上記実施の形態では、表示素子として、FEDの例を示したが、SEDのような、真空空間を内蔵し、高温にさらされる表示デバイスにも本発明を適用することが可能である。
[Other variations]
In the above embodiment, an example of an FED is shown as the display element. However, the present invention can also be applied to a display device such as an SED that has a built-in vacuum space and is exposed to high temperatures.

以下本発明について実施例で説明する。図4が本発明で作成する画像表示装置の外囲器の一部断面図である。
厚さ3mm、縦40cm、横75cmの高歪点ガラスを用いて、前面基板11を作成した。この基板表面に蛍光体スクリーンを作成し、次いで、その周縁端部に、フリットガラス41を用いて、第1の壁面部材13を固着した。壁面部材としては、Fe−Ni合金を用いた。次いで、この壁面部材13の表面に、厚さ100μmの第1のCu層21を載置し、加熱してメタライズした。
一方、厚さ3mm、縦50cm、横85cmの高歪点ガラスを用いて、背面基板12を作成した。この背面基板12の内面側表面に、画像表示素子を定法に従って作成し、次いで、その周縁端部にフリットガラス42を用いて第2の壁面部材14を固着した。壁面部材としては、Fe−Ni合金を用いた。この壁面部材14の表面に、厚さ100μmの第2のCu箔22を載置し、加熱してメタライズした。
次いで、真空容器中で、第1の銅箔21の表面に、厚さ100μmのSn箔を載置し、その表面に前記背面基板12上の第2のCu層22を密着させ、加圧して、400℃で、30分間加熱して、接合を行った。
その結果、図4に示す様に、Sn含有高融点接合層33は、Cu3Sn、Cu6Sn5、及びCu3Sn相の3層からなる複合層として得られた。この接合層の耐熱温度は、300℃以上であった。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the envelope of the image display device created by the present invention.
The front substrate 11 was created using a high strain point glass having a thickness of 3 mm, a length of 40 cm, and a width of 75 cm. A phosphor screen was formed on the surface of the substrate, and then the first wall surface member 13 was fixed to the peripheral edge using a frit glass 41. As the wall member, an Fe—Ni alloy was used. Next, a first Cu layer 21 having a thickness of 100 μm was placed on the surface of the wall surface member 13 and heated for metallization.
On the other hand, the back substrate 12 was prepared using high strain point glass having a thickness of 3 mm, a length of 50 cm, and a width of 85 cm. An image display element was formed on the inner surface of the rear substrate 12 in accordance with a conventional method, and then the second wall member 14 was fixed to the peripheral edge using a frit glass 42. As the wall member, an Fe—Ni alloy was used. A second Cu foil 22 having a thickness of 100 μm was placed on the surface of the wall member 14 and heated for metallization.
Next, in a vacuum vessel, a 100 μm thick Sn foil is placed on the surface of the first copper foil 21, and the second Cu layer 22 on the back substrate 12 is brought into close contact with the surface and pressed. Then, bonding was performed by heating at 400 ° C. for 30 minutes.
As a result, as shown in FIG. 4, the Sn-containing high melting point bonding layer 33 was obtained as a composite layer composed of three layers of Cu3Sn, Cu6Sn5, and Cu3Sn phases. The heat resistance temperature of the bonding layer was 300 ° C. or higher.

本発明の画像表示装置の外囲器の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the envelope of the image display apparatus of this invention. 本発明の画像表示装置の内部を示すため、前面基板を取り去った斜視図である。It is the perspective view which removed the front substrate in order to show the inside of the image display apparatus of this invention. 本発明の画像表示装置の外囲器の断面図である。It is sectional drawing of the envelope of the image display apparatus of this invention. 本発明の実施例の接合部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the junction part of the Example of this invention was expanded.

符号の説明Explanation of symbols

10…真空外囲器
11…前面基板
12…背面基板
13…第1の側壁部材
14…第2の側壁部材
21…第1のCu層
22…第2のCu層
33…Sn含有高融点接合層
34…接合層
40…接合部
41…フリットガラス
42…フリットガラス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vacuum envelope 11 ... Front substrate 12 ... Back substrate 13 ... 1st side wall member 14 ... 2nd side wall member 21 ... 1st Cu layer 22 ... 2nd Cu layer 33 ... Sn containing high melting-point joining layer 34 ... Joint layer 40 ... Joint part 41 ... Frit glass 42 ... Frit glass

Claims (5)

背面基板、および、この背面基板に対向配置され接合された前面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられマトリックス状に形成される配線に接続された複数の表示素子と、を備えた画像表示装置において、
前記背面基板と前記前面基板との接合部は、
前記背面基板表面に形成される線膨張係数が80〜90(×10−7/K)で、融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなる第1の側壁部材と、
前記第1の側壁部材の表面に形成され、厚さが10〜200μmの第1のCu層と、
前記第1のCu層表面に形成され、厚さが10〜100μmからなるSn含有高融点接合層と、
前記Sn含有高融点接合層の表面に形成され、厚さが10〜200μmの第2のCu層と、
前記第2のCu層の表面及び前記前面基板の間に形成される線膨張係数が80〜90(×10−7/K)で、融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなる第2の側壁部材と、を含むことを特徴とする画像表示装置。
An envelope having a rear substrate and a front substrate disposed opposite to and bonded to the rear substrate; and a plurality of display elements connected to the wiring provided in the envelope and formed in a matrix. In the provided image display device,
The junction between the back substrate and the front substrate is
A first side wall member made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) formed on the back substrate surface and a melting point of 500 ° C. or higher;
A first Cu layer formed on a surface of the first sidewall member and having a thickness of 10 to 200 μm;
An Sn-containing refractory bonding layer formed on the surface of the first Cu layer and having a thickness of 10 to 100 μm;
A second Cu layer formed on the surface of the Sn-containing high melting point bonding layer and having a thickness of 10 to 200 μm;
A linear or thermal expansion coefficient formed between the surface of the second Cu layer and the front substrate is 80 to 90 (× 10 −7 / K), and is made of a metal material or an inorganic material having a melting point of 500 ° C. or higher. An image display device comprising: 2 side wall members.
前記Sn含有高融点接合層が、Snを50質量%以下含有するものであることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the Sn-containing high melting point bonding layer contains 50 mass% or less of Sn. 前記Sn含有高融点接合層が、Sn−Cu、Sn−Ag、及びSn−Ag−Cuのいずれかを含む金属間化合物もしくは合金であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。   3. The Sn-containing high melting point bonding layer is an intermetallic compound or alloy containing any of Sn—Cu, Sn—Ag, and Sn—Ag—Cu. Image display device. 前記線膨張係数が80〜90(×10−7/K)、かつ融点が500℃以上である金属材料または無機材料からなる第1あるいは第2の側壁部材が、Fe−Ni合金であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の画像表示装置。 The first or second side wall member made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) and a melting point of 500 ° C. or higher is an Fe—Ni alloy. The image display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the image display device is characterized. 背面基板、およびこの背面基板に対向配置された前面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられマトリックス状に形成される配線に接続された複数の表示素子と、を備えた画像表示装置の製造方法において、
前記背面基板および前記前面基板の端部に線膨張係数80〜90(×10−7/K)、かつ融点500℃以上である金属材料または無機材料からなる第1および第2の側壁部材を形成する工程と、
前記第1および第2の側壁部材表面に厚さ10〜200μmの第1および第2のCu層を形成する工程と、
前記第1および第2のCu層の間に、Sn単独、もしくは、Snと金属間化合物もしくは高融点合金を形成する金属材料とSnとを配置し、300℃以上450℃以下で接合する工程とを有することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
An image including an envelope having a rear substrate and a front substrate disposed opposite to the rear substrate, and a plurality of display elements connected to the wiring provided in the envelope and formed in a matrix. In the manufacturing method of the display device,
First and second side wall members made of a metal material or an inorganic material having a linear expansion coefficient of 80 to 90 (× 10 −7 / K) and a melting point of 500 ° C. or more are formed at the end portions of the back substrate and the front substrate. And a process of
Forming first and second Cu layers having a thickness of 10 to 200 μm on the surfaces of the first and second sidewall members;
A step of arranging Sn alone or a metal material forming Sn and an intermetallic compound or a high-melting-point alloy and Sn between the first and second Cu layers and bonding at 300 ° C. or higher and 450 ° C. or lower; A method for manufacturing an image display device, comprising:
JP2007086821A 2007-03-29 2007-03-29 Image display apparatus, and its manufacturing method Pending JP2008243775A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007086821A JP2008243775A (en) 2007-03-29 2007-03-29 Image display apparatus, and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007086821A JP2008243775A (en) 2007-03-29 2007-03-29 Image display apparatus, and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008243775A true JP2008243775A (en) 2008-10-09

Family

ID=39914828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007086821A Pending JP2008243775A (en) 2007-03-29 2007-03-29 Image display apparatus, and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008243775A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001210258A (en) Picture display device and its manufacturing method
US6225737B1 (en) Wall assembly and method for attaching walls for flat panel display
JPWO2006064880A1 (en) Seal material, image display device using seal material, method for manufacturing image display device, and image display device manufactured by this manufacturing method
US20060250565A1 (en) Image display device and method of manufacturing the same
KR20060120266A (en) Image forming device
JP2000149791A (en) Sealed container, sealing method, sealing device, and image forming device
TWI270917B (en) Image display device and the manufacturing method thereof
JP2007335241A (en) Wiring substrate, electron source, image display device and image reproducing device
JP2008243479A (en) Airtight container, image display device equipped with airtight container, and manufacturing method of airtight container
JP2008243775A (en) Image display apparatus, and its manufacturing method
CN1471122A (en) Gas-tight container and image display device using same
JP2002184328A (en) Image display device and its manufacturing method
US20060234594A1 (en) Sealing material and image display device using sealing material
US20060232188A1 (en) Flat image display device
JP2008239430A (en) Method of joining glass, image display device, and method of manufacturing image display device
JP2004087475A (en) Airtight container and image display device using the same
KR20110029099A (en) Manufacturing method of image display apparatus, and bonding method of base material
JP2002184330A (en) Image display device and its manufacturing method
JP2007188784A (en) Image display device and manufacturing method thereof
JP2009200407A (en) Method of forming wiring
JPH11135041A (en) Vacuum airtight container, display element, and power element
JP2010027434A (en) Fluorescent display
JP2004014222A (en) Cold-cathode display device and manufacturing method of cold-cathode display device
JP2009187825A (en) Method of manufacturing image display device
JP2008243607A (en) Manufacturing method of airtight container, and manufacturing method of image display apparatus equipped with airtight container