JP2009266510A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一対の基板間に、当該基板間の間隔を規定する複数のスペーサを有する画像表示装置の製造方法におけるスペーサの取り付け工程を、少ない工程数で効率的に行えるようにすると同時に、スペーサの取り付け位置精度を向上させる。
【解決手段】複数のスペーサをそれぞれ個別のハンドで保持して一括して基板上に位置させ、接着剤を塗布し、加熱硬化させて基板に固定するに際し、接着剤の加熱による、スペーサのピッチ方向への基板の熱膨張に追従して、各ハンドのピッチを調整する。
【選択図】図６

Description

本発明は、表示パネルを構成する一対の基板（フェイスプレートとリアプレート）の間に大気圧支持材としてスペーサを設けた平面型画像表示装置の製造方法に関する。さらに詳しくは、一対の基板間に棒状または細長い板状の長尺スペーサを有する画像表示装置の製造方法に関する。

従来、一対の基板間の間隔を規定する複数のスペーサを有する画像表示装置の製造方法におけるスペーサの取り付け工程としては、特許文献１に示される方法が知られている。この特許文献１に示される方法では、スペーサを把持して基板上に位置させるハンドと、スペーサの長手方向両端部をそれぞれ基板上に押さえ付けるスペーサ押さえ機構を用いる。さらに説明すると、まず、ハンドを用いて基板上に位置させたスペーサを、スペーサ押さえ機構で基板上へ押さえ付ける。そして、接着剤を塗布し、真空乾燥炉で真空乾燥して仮固定した後、スペーサ押さえ機構を外し、さらに接着剤を加熱硬化させて本固定する。

特開２００４−１７２０９７号公報

しかしながら、上記従来の方法では、ハンドを用いてスペーサを基板上に位置させてから加熱による本固定までの間に、スペーサ押さえ機構の取り付け、真空乾燥工程、スペーサ押さえ機構の取り外しが必要となる。このため、工程数が多くなり、製造効率が悪い問題がある。また、ハンドで把持して基板上の一定位置に搬送したスペーサをスペーサ機構による押さえ付けに受け渡さなければならず、位置決め安定性が悪いという問題もある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、一対の基板間に、当該基板間の間隔を規定する複数のスペーサを有する画像表示装置の製造方法におけるスペーサの取り付け工程を、少ない工程数で効率的に行えるようにすることを目的とする。また、同時に、スペーサの取り付け位置精度を向上させることができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、一対の基板間に、当該基板間の間隔を規定する複数のスペーサを有する画像表示装置の製造方法において、前記複数のスペーサの長手方向両端部をそれぞれ個別のハンドで保持して一括して前記基板の一方上に位置させ、接着剤を塗布し、加熱硬化させて基板に固定するスペーサの取り付け工程を有し、該スペーサの取り付け工程に際し、前記接着剤の加熱による、前記スペーサのピッチ方向への前記基板の熱膨張に追従して、前記各ハンドのピッチを調整することを特徴とする画像表示装置の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、複数のスペーサがそれぞれ個別のハンドで保持されており、しかも接着剤の加熱による、スペーサのピッチ方向への基板の熱延伸に追従して、各ハンドのピッチが調整される。したがって、接着剤の加熱硬化完了までハンドによるスペーサの把持を継続していても、基板の熱膨張による基板とスペーサの相対位置のずれや、この位置ずれによるスペーサの損傷を防止することができる。

上記のように、本発明によれば、ハンドで把持したスペーサを他の冶具へ受け渡す必要がなく、しかも仮固定を経ることなく直接接着剤を加熱硬化させて本固定することができ、従来に比して工程数を大幅に減らすことができる。したがって、製造効率が向上し、スペーサの取り付け位置精度も向上する。

以下、本発明に係る画像表示装置の製造方法の一例を図１〜図１０に基づいて説明する。

まず、本発明に係る製造方法の製造対象である画像表示装置の概要を説明する。

図１及び図２に示すように、本発明が製造対象とする画像表示装置は、一対の基板１，２間に、当該基板１，２間の間隔を規定する複数のスペーサ３を有する。

基板１は、複数の電子放出素子４がマトリクス配置されたリアプレートを構成している。基板２は、ブラックマトリクスで仕切られた蛍光体５を備えたフェースプレートを構成している。基板１と基板２は、電子放出素子４の形成面と、蛍光体５の付設面とを向き合わせて対向配置されている。基板１と基板２の間には、棒状または細長い板状をなす長尺のスペーサ３が挟み込まれていると共に、周囲が枠体６によって囲まれており、内部は真空雰囲気となっている。

基板１に形成された電子放出素子４はマトリクス駆動される。選択的に駆動される電子放出素子４から蛍光体５に電子線が照射される。蛍光体５は、電子線が照射されることで発光し、画像を形成する。

上記画像表示装置の製造に際しては、まず、基板１には電子放出素子および必要な配線などを形成し、基板２には蛍光体５および必要な電極などを形成する。そして、基板１または基板２にスペーサ３を取り付け、基板１と基板２を枠体６を挟んで組み立て、内部を真空雰囲気として封止することで上記画像表示装置を製造することができる。

基板１または基板２へのスペーサ３の取り付けは、図３に示されるようなスペーサ取り付け装置を用いたスペーサ取り付け工程で行われる。なお、スペーサ３は基板１，２のいずれか一方に取り付けられるが、以下の説明においては、スペーサ３を取り付ける対象はリアプレートである基板１とする。

図３において、７は架台、８は架台の両側に設けられた支持枠、９は各支持枠８上に設けられたガイドレールである。

架台７上には、基板１（図１及び図２参照）を載置するテーブル１０と、スペーサマガジン１１が設けられている。また、架台７の上方には、ガイドレール９に沿って移動可能なコラム１２が設けられている。コラム１２は、スペーサマガジン１１上からテーブル１０上の間を移動可能となっている。

コラム１２の下面側には、図４及び図５に拡大して示されるハンドユニット１３が、相対向して、上下および対向方向に移動可能に設けられている。また、ハンドユニット１３の背面側には、カメラユニット１４がコラム１２に取り付けられている。また、ハンドユニット１３は、保持したスペーサ３に張力を付与して、スペーサ３が真っ直ぐになった状態で基板１上に供給できるよう、対向するハンドユニット１３間の間隔を広げる方向にスプリングなどで後退力を働かせることができるようになっている。

相対向する一対のハンドユニット１３は、基板１に取り付ける複数のスペーサ３の長手方向両端部をそれぞれ個別に保持する複数のハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えている。１５ａは中央のハンド、１５ｂは両端のハンド、１５ｃは中央のハンド１５ａと両端のハンド１５ｃ以外の中間部のハンドを示す。

各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、ハンドユニット本体１６に、各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃが保持するスペーサ３のピッチ方向に個別に移動可能に設けられている。また、中央のハンド１５ａ以外のハンド１５ｂ，１５ｃには、微動機構１７が取り付けられている。微動機構１７としては、例えばピエゾ素子などのように、微小な突出と復帰が可能で、しかも突出量と復帰量を制御可能な部分（以下「伸縮部」という）を有するものが用いられる。

両端のハンド１５ｂ以外のハンド１５ａ，１５ｃにはそれぞれ押し付け部１８が取り付けられている。ハンド１５ｂ，１５ｃに取り付けられた微動機構１７の伸縮部は、中央側に隣接するハンド１５ａまたはハンド１５ｂに設けられた押し付け部１８に当接されている。特に中央のハンド１５ａには２つの押し付け部１８が設けられており、左右に隣接するハンド１５ｃに設けられた微動機構１７の伸縮部がそれぞれ当接されている。

各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、隣接するハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃとの間に若干の隙間を開けて、上記微動機構１７の伸縮部が押し付け部１８に当接した状態で並列されている。また、両端のハンド１５ｂの外側にはそれぞれスプリング１９が設けられており、各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃはこのスプリング１９によって弾性的に挟み付けられている。

カメラユニット１４には、各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対応してカメラ２０が設けられている。

上記スペーサ取り付け装置を用いたスペーサ取り付け工程は、図６に示される手順で行われる。

まず、図３に示されるテーブル１０上の所定位置に基板１を供給する。また、ハンドユニット１３をスペーサマガジン１１へ降下させて、各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃでスペーサ３の両端部を把持してスペーサマガジン１１から取り出す。

次いで、ハンドユニット１３をテーブル１０の上方へ移動させると共に、ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃに把持したスペーサ３に張力を付与して真っ直ぐにする。

ハンドユニット１３をテーブル１０の上方へ移動させた後、図７に示されるように、テーブル１０上に載置されている基板１に付されている各スペーサ３の取り付け位置を示すのアライメントマーク２１をカメラユニット１４のカメラ２０で検出する。各スペーサ３の位置が正しい位置となるよう、微動機構１７の伸縮部を伸縮させることで、各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃの位置を調整する。

各スペーサ３の位置決め完了後、ハンドユニット１３を基板１上へと降下させ、各スペーサ３を一括して基板１上に接地させ、図９及び図１０に示されるように、各スペーサ３と基板１間に接着剤２２を塗布する。接着剤２１は、スペーサ３の両端部の両側面と基板１表面との間に跨るように塗布することが好ましい。この接着剤２２の塗布は、コラム１２に、昇降可能な塗布ノズル（図示されていない）を搭載しておき、この塗布ノズルから接着剤を押し出すことで容易に行うことができる。また、接着剤２２としては、加熱により硬化する接着剤、例えばセラミックス接着剤を用いることができる。

上記接着剤２２の塗布後、接着剤２２を硬化させるための加熱を行う。この加熱は、コラム１２に、熱風を吹き出すホットエアノズル（図示されていない）を昇降可能に搭載しておき、接着剤２２の塗布領域に熱風を吹き付けることで容易に行うことができる。また、テーブル１０にヒーターを内蔵させ、基板１全体を加熱することで行うこともできる。

ところで、上記ホットエアノズルによる局部加熱を行う場合でも、基板１が熱膨張する。このため、ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃに把持したスペーサ３に、基板１の熱膨張に伴う位置ずれを生じる。このため、上記加熱期間中、カメラユニット１４のカメラ２０により基板１上のアライメントマーク２１を検出し、各スペーサ３の位置が正しい位置となるよう、微動機構１７の伸縮部を伸縮させる。そして、これにより、基板１の熱膨張に追従して、各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃのピッチを調整する。微動機構１７としてピエゾ素子を用いた場合、サブミクロン単位で各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃのピッチを調整することができる。

上記各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃのピッチ調整をさらに説明すると、各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃ毎に設けられたカメラ２０を用いて、リアプレート１上にスペーサ３と同数あるアライメントマーク２１を検出し、ハンドの正規位置とのずれ量を検知する。そして、微動機構１７としてピエゾ素子を用いた場合、このずれ量を補正するための電圧値を算出し、この電圧を微動機構１７に供給することで、ずれ量に対応して必要なハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃを移動して補正する。

上記基板１の熱膨張に追従するための補正を加熱終了まで続け、加熱完了後各ハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃによるスペーサ３の把持を解除する。そして、ハンドユニット１３を上昇させて待避させた後、スペーサ３の取り付けを完了した基板１をテーブル１０上から取り出す。

スペーサ取り付け工程を上記のように行うことで、基板１の熱膨張応じてスペーサ３のピッチを合わすことが可能となり、高精度にスペーサ３の取り付けを行うことが可能となる。

なお、熱膨張が一定の場合は、総てのハンド１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対応してカメラ２０を設けることなく、中央のハンド１５ａに対応するカメラ２０と、両端のハンド１５ｂに対応するカメラ２０の３点のみとすることもできる。この場合、両端の熱膨張よりその間の熱膨張を算出して追従させることができる。

また、ここではピエゾ素子による微動機構１７を用いたが、これに限られたものではなく、例えば熱膨張による微動機構１７などを用いても所望の目的を果たすことができる。

本発明による製造対象である画像表示装置の一例を示す模式的分解斜視である。 図１に示される画像表示装置の組み立て後の模式的断面図である。 スペーサ取り付け装置の概略を示す斜視図である。 ハンドユニットの拡大平面図である。 ハンドユニットの拡大正面図である。 本発明におけるスペーサ取り付け工程の手順を示す図である。 カメラとアライメントマークによる位置合わせの説明図である。 ハンドに把持したスペーサを基板上に接地させた状態の平面図である。 接着状態の説明図である。 接着状態の説明図である。

符号の説明

リアプレート
１ 基板（リアプレート）
２ 基板（フェイスプレート）
３ スペーサ
４ 電子放出素子
５ 蛍光体
６ 枠体
７ 架台
８ 支持枠
９ ガイドレール
１０ テーブル
１１ スペーサマガジン
１２ コラム
１３ ハンドユニット
１４ カメラユニット
１５ａ 中央のハンド
１５ｂ 両端のハンド
１５ｃ 中間部のハンド
１６ ハンドユニット本体
１７ 微動機構
１８ 押し付け部
１９ スプリング
２０ カメラ
２１ アライメントマーク
２２ 接着剤

Claims (3)

1. 一対の基板間に、当該基板間の間隔を規定する複数のスペーサを有する画像表示装置の製造方法において、前記複数のスペーサの長手方向両端部をそれぞれ個別のハンドで保持して一括して前記基板の一方の上に位置させ、接着剤を塗布し、加熱硬化させて基板に固定するスペーサの取り付け工程を有し、該スペーサの取り付け工程に際し、前記接着剤の加熱による、前記スペーサのピッチ方向への前記基板の熱膨張に追従して、前記各ハンドのピッチを調整することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
2. 前記各ハンドのピッチの調整を、ピエゾ素子を用いて行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
3. 前記各ハンドのピッチの調整を、基板に設けられたアライメントマークを検出し、ハンドの正規位置とのずれ量を検知し、このずれ量を補正することで行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置の製造方法。

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