JP3431583B2 - Image display device and method of manufacturing the same - Google Patents

Image display device and method of manufacturing the same

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JP3431583B2
JP3431583B2 JP2000200305A JP2000200305A JP3431583B2 JP 3431583 B2 JP3431583 B2 JP 3431583B2 JP 2000200305 A JP2000200305 A JP 2000200305A JP 2000200305 A JP2000200305 A JP 2000200305A JP 3431583 B2 JP3431583 B2 JP 3431583B2
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慶三 島村
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、冷陰極型電子放出
素子を用いた画像表示装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device using a cold cathode type electron-emitting device and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】冷陰極型電子放出素子を用いた画像表示
装置は、マトリクス状に配列された多数の電子放出素子
から放出される電子ビームにより蛍光体スクリーンを励
起発光させて画像表示を行う装置であり、全体を薄い平
板状に形成できるため、FPD(Flat Panel Disp1ay)
用の表示パネルとして大いに注目されている。この画像
表示装置の具体的な構造としては、離間してほぼ平行に
配置されたガラス製の背面基板及び前面基板によって真
空外囲器が構成され、背面基板の内面上に多数の電子放
出素子がマトリクス状に配列形成され、前面基板の内面
上に蛍光体スクリーンが配置される。背面基板と前面基
板は、周縁部に配置された板状の側壁を介して対向して
いる。
2. Description of the Related Art An image display device using cold cathode type electron emitting devices is a device for displaying an image by exciting and emitting a phosphor screen by electron beams emitted from a large number of electron emitting devices arranged in a matrix. Since it can be formed into a thin flat plate, the FPD (Flat Panel Disp1ay)
It has received a lot of attention as a display panel for TV. As a specific structure of this image display device, a vacuum envelope is composed of a glass rear substrate and a front substrate which are spaced apart and arranged substantially in parallel, and a large number of electron-emitting devices are formed on the inner surface of the rear substrate. The phosphor screens are arranged in a matrix and the phosphor screen is arranged on the inner surface of the front substrate. The back substrate and the front substrate face each other with a plate-shaped side wall arranged in the peripheral portion.

【0003】このような画像表示装置の製造に際して
は、真空外囲器の内部を高真空に保つために、背面基板
に排気管を設けて、ベーキングを行いながら真空ポンプ
で排気する。しかし、前面基板と背面基板は近接して配
置されるため、短時間で高真空状態まで排気するのは極
めて難しい。このような問題を解決する方法として、真
空装置内において、前面基板と背面基板を十分離した状
態で両基板をベ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ある。こ
の方法では、高真空下で300〜400℃の高温におい
ても使用可能な接合兼シール材あるいは接合技術が必要
である。例えば、接合兼シール材には基板と側壁との接
合に十分な接合強度を有すること、高温・高真空におい
て接合兼シール材からのガス放出が少ないこと、高温に
おいても基板や側壁に対して十分な濡れ性が維持され、
接合兼シール材溜まりや、接合兼シール材が流動して所
定の位置からはみ出たり、こぼれ落ちないことが要求さ
れる。
In manufacturing such an image display device, in order to maintain a high vacuum inside the vacuum envelope, an exhaust pipe is provided on the rear substrate, and a vacuum pump exhausts gas while baking. However, since the front substrate and the rear substrate are arranged close to each other, it is extremely difficult to evacuate to a high vacuum state in a short time. As a method of solving such a problem, while the front substrate and the rear substrate are sufficiently separated in a vacuum device, both substrates are baked and the entire vacuum device is evacuated to a high vacuum to reach a predetermined vacuum degree. In this case, there is a method of joining the front substrate and the rear substrate via the side wall. This method requires a joining / sealing material or joining technique that can be used even at a high temperature of 300 to 400 ° C. under high vacuum. For example, the bonding / sealing material should have sufficient bonding strength to bond the substrate to the side wall, the gas emission from the bonding / sealing material should be small at high temperature and high vacuum, and the bonding / sealing material should be sufficient for the substrate and the sidewall even at high temperature. Wettability is maintained,
It is required that the joint / seal material does not accumulate, and that the joint / seal material does not flow out of a predetermined position or spill over.

【0004】一般に、有機系の接合兼シール材を用いる
事のできないガラス部材の接合あるいは真空シールには
インジウム、ガリウムのような金属が用いられている。
これらの金属は、融点以上に上げられたときガラスとの
濡れ性を呈するからである。溶融しても水銀のようにガ
ラス表面から弾かれるような物性の金属では、このよう
なガラス部材の接合や真空シールに対する要求を満たさ
ない。
In general, metals such as indium and gallium are used for joining glass members or vacuum seals for which an organic joining / sealing material cannot be used.
This is because these metals exhibit wettability with glass when the temperature is raised above the melting point. A metal having a physical property such as mercury that can be repelled from the glass surface even if melted does not meet the requirements for joining glass members and vacuum sealing.

【0005】しかしながら、上述したような画像表示装
置において背面基板及び前面基板と側壁との接合にイン
ジウム、ガリウムといった金属を接合兼シール材として
用いる場合、上述したようにその融点より遙かに高い3
00〜400℃といった高温での熱処理が課せられるた
め、これらの金属のガラスに対する濡れ性は低下し、十
分な接合あるいはシール効果を発揮できなくなるという
問題が生じる。
However, when a metal such as indium and gallium is used as a bonding and sealing material for bonding the back substrate and the front substrate to the side wall in the image display device as described above, it is much higher than its melting point as described above.
Since a heat treatment at a high temperature of 00 to 400 ° C. is imposed, the wettability of these metals with respect to glass is lowered, and there is a problem that a sufficient bonding or sealing effect cannot be exhibited.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したように冷陰極
型電子放出素子を用いた平板型画像表示装置では、ガラ
ス製である基板と側壁間の接合及び真空シールに使用す
る接合兼シール材のガラスに対する濡れ性が高温の熱処
理によって低下することにより、十分な接合及び真空シ
ール性能を維持できず、信頼性が低下するという問題点
があった。
As described above, in the flat panel image display device using the cold cathode type electron-emitting device, the bonding / sealing material used for bonding between the glass substrate and the side wall and for vacuum sealing. Since the wettability with respect to glass is lowered by the high temperature heat treatment, there is a problem that sufficient bonding and vacuum sealing performance cannot be maintained and reliability is lowered.

【0007】本発明は、基板と側壁間の接合及び真空シ
ール性能に優れ、信頼性の高い画像表示装置及びその製
造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a highly reliable image display device which is excellent in bonding between a substrate and a side wall and in vacuum sealing performance, and a manufacturing method thereof.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は離間してほぼ平行に配置された背面基板及
び前面基板からなる真空外囲器と、背面基板の内面上に
配列形成された複数の電子放出素子と、前面基板の内面
上に形成され、電子放出素子から放出される電子ビーム
により励起されて発光する蛍光体スクリーンとを有する
画像表示装置において、酸化銀を微量含むインジウム合
金層を介して背面基板と前面基板を接合したことを特徴
とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a vacuum envelope composed of a rear substrate and a front substrate which are spaced apart and substantially parallel to each other, and are formed on an inner surface of the rear substrate. An electron display device having a plurality of electron-emitting devices and a phosphor screen which is formed on the inner surface of the front substrate and emits light when excited by an electron beam emitted from the electron-emitting devices. It is characterized in that the back substrate and the front substrate are joined via the alloy layer.

【0009】真空外囲器は、背面基板と前面基板との間
に介挿された隔壁をさらに有していてもよく、その場合
は背面基板及び前面基板の少なくとも一方と該隔壁とが
インジウム合金層により接合される。
The vacuum envelope may further have a partition wall interposed between the back substrate and the front substrate, in which case at least one of the back substrate and the front substrate and the partition wall are made of an indium alloy. Joined by layers.

【0010】インジウム合金は、酸化銀に加えてさらに
銀、亜鉛、ビスマス、錫、ガリウム、金及び銅の群から
選択された少なくとも一つの元素をインジウムに添加し
たインジウム合金、あるいは酸化銀に加えてさらに銀、
銅、金、アルミニウム及びアンチモンの群から選択され
た少なくとも一つの元素をインジウムに添加したインジ
ウム合金であってもよい。すなわち、インジウム合金は
酸化銀に加えてさらに銀、亜鉛、銅、金、ビスマス、
錫、ガリウム、アルミニウム及びアンチモンの群から選
択された少なくとも一つの元素をインジウムに添加した
インジウム合金であってもよい。
The indium alloy is obtained by adding at least one element selected from the group of silver, zinc, bismuth, tin, gallium, gold and copper to indium in addition to silver oxide, or in addition to silver oxide. More silver,
It may be an indium alloy in which at least one element selected from the group of copper, gold, aluminum and antimony is added to indium. That is, indium alloys include silver, zinc, copper, gold, bismuth, in addition to silver oxide,
It may be an indium alloy in which at least one element selected from the group of tin, gallium, aluminum and antimony is added to indium.

【0011】銀、亜鉛、ビスマス、錫、ガリウム、金及
び銅等は、インジウムとの合金化により融点をインジウ
ムの融点より下げる効果を有する元素であり、このよう
な効果を目的としてこれらの元素をインジウムに添加す
る場合、その添加量(これらの元素を複合して添加する
ときは、合計の添加量)を共晶点から液相線の温度が酸
化銀の分解温度を超えない量とすることが望ましい。
Silver, zinc, bismuth, tin, gallium, gold, copper and the like are elements having an effect of lowering the melting point below the melting point of indium by alloying with indium, and these elements are used for the purpose of such effect. When added to indium, the addition amount (when adding these elements in combination, the total addition amount) should be such that the temperature of the liquidus line from the eutectic point does not exceed the decomposition temperature of silver oxide. Is desirable.

【0012】一方、銀、銅、金、アルミニウム及びアン
チモン等は、インジウムに添加された場合にインジウム
の融点を上昇させる効果を有する元素であり、これらの
元素を単独あるいは複合してインジウムに適切な量だけ
添加すると、この後の熱処理で高温に保持された場合、
液相と固相の二つの相が併存する領域が生じる。この意
味で、ベーキングや接合といった熱処理は、インジウム
合金の液相線と固相線の間の温度下で行われることが望
ましい。従って、上記のような融点を上昇させる効果を
目的としてこれらの元素をインジウムに添加する場合、
その添加量(これらの元素を複合して添加するときは、
合計の添加量)を上記熱処理の温度においてインジウム
合金が二元ないし多元状態図上の液相線と固相線との間
に入るようにを選定することが望ましい。
On the other hand, silver, copper, gold, aluminum, antimony and the like are elements which have the effect of increasing the melting point of indium when added to indium, and these elements are suitable for indium alone or in combination. If added only in an amount, if it is kept at a high temperature in the subsequent heat treatment,
A region where two phases, a liquid phase and a solid phase, coexist is generated. In this sense, it is desirable that the heat treatment such as baking and bonding be performed at a temperature between the liquidus and solidus lines of the indium alloy. Therefore, when adding these elements to indium for the purpose of increasing the melting point as described above,
The addition amount (When adding these elements in combination,
It is desirable to select the total addition amount) so that the indium alloy enters between the liquidus line and the solidus line on the binary or multicomponent phase diagram at the temperature of the heat treatment.

【0013】また、本発明はこのような画像表示装置を
製造するに際して、背面基板及び前面基板の少なくとも
一方の内面上の所定位置に、インジウムに酸化銀を添加
したインジウム合金、または酸化銀に加えて酸化銀に加
えてさらに銀、亜鉛、銅、金、ビスマス、錫、ガリウ
ム、アルミニウム及びアンチモンの群から選択された少
なくとも一つの元素をインジウムに添加したインジウム
合金を載置し、所定温度、例えば160℃で溶融するこ
とにより該インジウム合金を溶着した後、真空中でのベ
ーキング工程を経て該インジウム合金により背面基板と
背面基板を接合することを特徴とする。
Further, according to the present invention, in manufacturing such an image display device, indium alloy in which silver oxide is added to indium or silver oxide is added at a predetermined position on the inner surface of at least one of the back substrate and the front substrate. In addition to silver oxide, an indium alloy in which at least one element selected from the group of silver, zinc, copper, gold, bismuth, tin, gallium, aluminum and antimony is added to indium is placed at a predetermined temperature, for example, After melting the indium alloy by melting at 160 ° C., the back substrate and the back substrate are joined by the indium alloy through a baking step in a vacuum.

【0014】真空外囲器が背面基板と前面基板との間に
介挿された隔壁をさらに有する場合には、隔壁として背
面基板及び前面基板の少なくとも一方と略同じ熱膨張特
性を有する板状ガラス部材を用い、該板状ガラス部材の
一端を予め背面基板及び前面基板の一方の内面上に一体
化しておき、この後、背面基板及び前面基板の他方の内
面上の所定位置にインジウム合金を載置し、該板状ガラ
スの他端を背面基板及び前面基板の他方の内面と接合す
る。ここで、接合は真空中で行うことが望ましい。
When the vacuum envelope further has a partition wall interposed between the rear substrate and the front substrate, the plate-shaped glass having substantially the same thermal expansion characteristics as at least one of the rear substrate and the front substrate as the partition wall. Using a member, one end of the plate-shaped glass member is previously integrated on one inner surface of the back substrate and the front substrate, and then an indium alloy is placed at a predetermined position on the other inner surface of the back substrate and the front substrate. Then, the other end of the plate glass is joined to the other inner surface of the back substrate and the front substrate. Here, it is desirable that the bonding be performed in a vacuum.

【0015】また、本発明によるとインジウムに酸化銀
を添加したインジウム合金、または酸化銀に加えてさら
に銀、亜鉛、銅、金、ビスマス、錫、ガリウム、アルミ
ニウム及びアンチモンの群から選択された少なくとも一
つの元素をインジウムに添加したインジウム合金からな
る接合用または真空シール用あるいは接合兼真空シール
用のインジウム合金が提供される。
According to the present invention, at least an indium alloy obtained by adding silver oxide to indium, or at least one selected from the group consisting of silver, zinc, copper, gold, bismuth, tin, gallium, aluminum and antimony in addition to silver oxide. There is provided an indium alloy for joining, for vacuum sealing, or for joining and vacuum sealing, which is made of an indium alloy in which one element is added to indium.

【0016】上述したようなインジウム合金は、ガラス
とインジウムが濡れる際、酸素の供給が重要な役割を果
たすことと、溶融したインジウムが高温で保持されると
表面張力で濡れ面を小さくする方向に収縮することに着
目してなされたものであり、酸化銀によって結合に必要
な酸素の供給と収縮の抑制を実現することが可能であ
る。これによって濡れ性が十分に確保されるため、ガラ
スに対して濡れ性を有するインジウムを接合・シール部
材の主成分としたことによる特徴が十分に活かされ、高
い接合性能及び真空シール性能を実現することができ
る。
In the above-mentioned indium alloy, the supply of oxygen plays an important role when the glass and the indium are wet, and when the molten indium is held at a high temperature, the wet surface is reduced by the surface tension. This was done with a focus on contraction, and it is possible to realize the supply of oxygen necessary for bonding and the suppression of contraction by silver oxide. Since this ensures sufficient wettability, the characteristics of using indium, which has wettability with respect to glass, as the main component of the joining / sealing member are fully utilized to realize high joining performance and vacuum sealing performance. be able to.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を実
施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係
る冷陰極型電子放出素子を用いた平板型画像表示装置の
概略構成を示す断面図である。この画像表示装置は、全
体として平板状に構成された真空外囲器1内で、多数の
電子放出素子2から放出される電子ビームにより蛍光体
スクリーン3を励起発光させることによって画像を表示
するものであり、さらに詳細には次のように構成されて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a flat panel image display device using a cold cathode type electron-emitting device according to an embodiment of the present invention. This image display device displays an image by exciting and emitting a phosphor screen 3 with an electron beam emitted from a large number of electron-emitting devices 2 in a vacuum envelope 1 which is configured as a flat plate as a whole. In more detail, it is configured as follows.

【0018】真空外囲器1は、離間してほぼ平行に配置
されたガラス製の背面基板4及び前面基板5を主体とし
て構成されたガラス製容器であり、背面基板4と前面基
板5の間には周縁部にガラス製の板状側壁6が配置され
ている。この板状隔壁6は、背面基板4及び前面基板5
と略同じ熱膨張係数を有するガラス部材によって形成さ
れることが望ましく、背面基板4と前面基板5の熱膨張
係数が異なっている場合は、いずれか一方の基板の熱膨
張係数と略同じ熱膨張係数のガラス部材によって形成さ
れることが望ましい。また、背面基板4と前面基板5の
間には、背面基板4及び前面基板5に加わる大気圧を支
えるための多数のスペーサ7が配置されている。
The vacuum envelope 1 is a glass container mainly composed of a glass rear substrate 4 and a front substrate 5 which are spaced apart and arranged substantially in parallel with each other, and between the rear substrate 4 and the front substrate 5. A plate-like side wall 6 made of glass is arranged at the peripheral edge of the. The plate-shaped partition wall 6 includes a rear substrate 4 and a front substrate 5.
It is desirable that the back substrate 4 and the front substrate 5 have different thermal expansion coefficients from each other, and the rear substrate 4 and the front substrate 5 have different thermal expansion coefficients. It is preferably formed by a glass member having a modulus. Further, a large number of spacers 7 for supporting the atmospheric pressure applied to the back substrate 4 and the front substrate 5 are arranged between the back substrate 4 and the front substrate 5.

【0019】電子放出素子2は、背面基板4の内面(前
面基板5に対向する側の面)上にマトリクス状に配列形
成されている。電子放出素子2は公知の冷陰極型電子放
出素子と呼ばれるものであり、例えばSi単結晶基板上
に積層されたSiO2膜からなる絶縁層及びMo膜から
なるゲート電極層の両層に連続して、エッチングにより
多数の微小な孔をマトリクス状に形成し、これらの孔内
に例えばMoからなる円錐状のエミッタを形成して構成
される。また、電子放出素子2は図示しないマトリクス
配線を介して駆動回路に接続され、該駆動回路によって
画像信号に応じて駆動されることにより、画像信号に応
じて強度変調された電子ビームを蛍光体スクリーン3に
向けて放出する。
The electron-emitting devices 2 are arranged in a matrix on the inner surface of the rear substrate 4 (the surface facing the front substrate 5). The electron-emitting device 2 is known as a cold-cathode type electron-emitting device. For example, it is continuous with both layers of an insulating layer made of a SiO 2 film and a gate electrode layer made of a Mo film laminated on a Si single crystal substrate. Then, a large number of minute holes are formed in a matrix by etching, and a conical emitter made of, for example, Mo is formed in these holes. The electron-emitting device 2 is connected to a drive circuit via a matrix wiring (not shown), and is driven by the drive circuit in response to an image signal, so that the electron beam whose intensity is modulated in accordance with the image signal is used as a phosphor screen. Release towards 3.

【0020】蛍光体スクリーン3は、前面基板5の内面
(背面基板4に対向する側の面)上に形成され、電子放
出素子2から放出される電子ビームにより励起されて発
光する。これにより蛍光体3で画像が発光表示され、利
用者は前面基板5を通してその表示画像を見ることがで
きる。また、蛍光体スクリーン3上には、メタルバック
層8が形成されている。画像表示装置としてフルカラー
表示装置を構成する場合、蛍光体スクリーン3はR
(赤)、G(緑)、B(青)の蛍光体ドットによって構
成される。
The phosphor screen 3 is formed on the inner surface of the front substrate 5 (the surface facing the rear substrate 4) and is excited by the electron beam emitted from the electron-emitting device 2 to emit light. As a result, an image is emitted and displayed on the phosphor 3, and the user can see the displayed image through the front substrate 5. A metal back layer 8 is formed on the phosphor screen 3. When a full-color display device is configured as an image display device, the phosphor screen 3 is R
It is composed of (red), G (green), and B (blue) phosphor dots.

【0021】背面基板4及び前面基板5の内面と板状側
壁6とは、本発明に基づくインジウム合金からなる接合
兼シール材9(インジウム合金層)によって接合され、
かつ真空外囲器1の真空シールがなされている。この接
合兼シール材9となるインジウム合金は、(a)インジウ
ムに酸化銀を添加したインジウム合金、(b)インジウム
に酸化銀及び、銀、亜鉛、ビスマス、錫、ガリウム、金
及び銅の群から選択された少なくとも一つの元素を添加
したインジウム合金、あるいは(c)インジウムに酸化銀
及び、銀、銅、金、アルミニウム及びアンチモンの群か
ら選択された少なくとも一つの元素を添加したインジウ
ム合金が用いられる。このようなインジウム合金を接合
兼シール材9に用いることにより、ガラス製である背面
基板4及び前面基板5と、同じくガラス製である板状側
壁6間の接合性能及び真空シール性能が著しく向上し、
信頼性の高い画像表示装置を実現することが可能であ
る。
The inner surfaces of the back substrate 4 and the front substrate 5 and the plate-like side wall 6 are joined by a joining / sealing material 9 (indium alloy layer) made of an indium alloy according to the present invention,
In addition, the vacuum envelope 1 is vacuum-sealed. The indium alloy that serves as the bonding / sealing material 9 is selected from the group consisting of (a) indium alloy in which silver oxide is added to indium, (b) indium oxide and silver, zinc, bismuth, tin, gallium, gold and copper. An indium alloy in which at least one selected element is added, or (c) indium alloy in which silver oxide and at least one element selected from the group of silver, copper, gold, aluminum and antimony are added to indium is used. . By using such an indium alloy as the bonding / sealing material 9, the bonding performance and the vacuum sealing performance between the back substrate 4 and the front substrate 5 made of glass and the plate-like side wall 6 also made of glass are significantly improved. ,
It is possible to realize a highly reliable image display device.

【0022】以下、接合兼シール材9として用いる上述
したインジウム合金の開発経過について説明する。発明
者らは、従来のインジウム、ガリウムといった金属をガ
ラス部材の接合やシール材として用いた場合の問題を解
決するために、ガラスと金属の接合に関わるメカニズム
の解明に多くの時間を費やし、上述したインジウム合金
を案出するに至った。インジウムがガラスに対して濡れ
あるいは結合を起こすには、酸素の存在が大きいと思わ
れる。従って、酸素の供給が必須事項となるが、通常の
濡れないし結合は、ガラス表面に存在する酸素あるいは
大気から供給される酸素で賄われている。
The development process of the above-described indium alloy used as the joint / sealing material 9 will be described below. The inventors have spent a lot of time on elucidating the mechanism involved in the bonding of glass and metal in order to solve the problems when conventional metals such as indium and gallium are used for bonding glass members and as sealing materials, and Came to devise an indium alloy. The presence of oxygen seems to be large for indium to wet or bond with glass. Therefore, the supply of oxygen is essential, but the usual wetting or bonding is covered by oxygen existing on the glass surface or oxygen supplied from the atmosphere.

【0023】ところが、接合対象であるガラス部材の高
温の熱処理に対する仕様が厳しくなると、このような既
存の酸素だけでは不十分であることが分かった。酸素の
供給が不十分な状態でインジウムとガラスが結合する状
況下では、溶融したインジウムの表面張力によりインジ
ウムをガラス面から離脱させる力が、インジウムとガラ
ス面との結合力より勝ることになる。結果として、熱処
理を経た後には表面張力に見合ったインジウムの半球状
体がガラス部材の表面に残存し、それらは連続体を形成
できないために、真空を維持することはできなくなる。
However, when the specifications for the high temperature heat treatment of the glass members to be joined become strict, it has been found that such existing oxygen alone is insufficient. Under the situation where indium and glass are bonded together with insufficient supply of oxygen, the force of releasing indium from the glass surface by the surface tension of the molten indium exceeds the bonding force between indium and the glass surface. As a result, the indium hemispheres corresponding to the surface tension remain on the surface of the glass member after the heat treatment, and they cannot form a continuum, so that the vacuum cannot be maintained.

【0024】インジウムとガラスとの結合力を上げるた
めには、インジウムに酸素を導入する方法が解決手段と
なるが、単に酸素をインジウム中に入れようとしても、
インジウムの酸素の溶解度は400℃でも5ppb程度
であり(C.B.A1ock等「クヌーゼン質量分析法と電量滴
定法の組み合わせによる溶融In中のO溶解度の決
定」、日本金属学会誌、Vo1.44,No.11(1980)、pp.1239-1
243中の式より計算)、実効性がない。そこで、如何に
インジウム中に酸素を供給するかであるが、本発明者ら
はインジウムが溶融する温度で酸素を放出する物質を混
入あるいはガラスとインジウムの界面に配置すること
で、酸素の供給が得られるとの発想に至り、無数に有る
化学物質の中から、酸化銀が優れた特性を有することを
見出した。酸化銀は室温では安定であるが、160℃以
上に加熱すると大気中においても、 Ag20→2Ag+O の反応により金属銀と酸素に分かれる。一方、インジウ
ムはその融点が156℃であるため、インジウムの溶融
と共に酸化銀が分解して酸素を放出する。この酸素を利
用することで、インジウムとガラスとの強固な結合を得
ることができる。
In order to increase the bonding strength between indium and glass, the method of introducing oxygen into indium is a solution, but even if oxygen is simply put in indium,
The solubility of oxygen in indium is about 5 ppb even at 400 ° C. (CBA1ock et al. “Determination of O solubility in molten In by combination of Knuzen mass spectrometry and coulometric titration”, Journal of Japan Institute of Metals, Vo1.44, No. 11). (1980), pp.1239-1
Calculated from the formula in 243), it is not effective. Therefore, depending on how to supply oxygen to indium, the present inventors can supply oxygen by mixing a substance that releases oxygen at a temperature at which indium melts or by arranging it at the interface between glass and indium. From the idea that it can be obtained, it was found that silver oxide has excellent properties from among a myriad of chemical substances. Silver oxide is stable at room temperature, but when heated to 160 ° C. or higher, it is separated into metallic silver and oxygen by the reaction of Ag 2 0 → 2Ag + O 2 even in the atmosphere. On the other hand, since the melting point of indium is 156 ° C., silver oxide is decomposed and oxygen is released when the indium is melted. By utilizing this oxygen, a strong bond between indium and glass can be obtained.

【0025】この本発明に基づくインジウム合金が優れ
た特性を発揮するのは、酸化銀の存在であることは上記
の通りであるが、このようなインジウム合金の製造は酸
化銀が160℃以上で分解することと、インジウムが1
57℃で溶融することことから、容易ではない。
As described above, the indium alloy according to the present invention exhibits excellent characteristics due to the presence of silver oxide. However, in the production of such an indium alloy, silver oxide can be produced at 160 ° C. or higher. Decomposition and 1 indium
It is not easy because it melts at 57 ° C.

【0026】一般に、このような金属と酸化物の混合体
は溶融金属の中に酸化物を投入して得られるが、分解温
度と溶融温度との差が僅か3℃であるため制御が難し
い。また、このような溶解する上での制限がある場合、
粉末冶金法が採用されるが、インジウムはその再結晶温
度が極めて低いことから、通常の方法では粉末として形
状を保つことが難しいため、均一な分散を得る粉末冶金
法が成り立たない。
Generally, such a mixture of a metal and an oxide is obtained by introducing the oxide into a molten metal, but it is difficult to control because the difference between the decomposition temperature and the melting temperature is only 3 ° C. In addition, if there are restrictions on such dissolution,
Although the powder metallurgy method is adopted, since the recrystallization temperature of indium is extremely low, it is difficult to maintain the shape of the powder as a powder by a usual method, and thus the powder metallurgy method for obtaining a uniform dispersion cannot be established.

【0027】発明者らは、これらの問題を解決するため
に、(1)インジウムの溶融温度を下げて酸化銀分解温度
との差を拡げる、(2)インジウムが粉末としての形状を
維持できる融点の1/2以下の温度(絶対温度)に粉末
を保持して混合する、(3)機械的手法で強制的に混合す
る方法、を発案した。より具体的には、方法(1)につい
ては、インジウムに銀、亜鉛、ビスマス、錫、ガリウ
ム、金、銅等の、インジウムと共晶を形成することで、
つまり合金化によってインジウムの融点以下に融点を下
げる効果を持つ元素を添加することで実現できる。
In order to solve these problems, the inventors have (1) lowered the melting temperature of indium to widen the difference from the decomposition temperature of silver oxide, and (2) a melting point at which indium can maintain its shape as a powder. A method of (3) forcibly mixing by a mechanical method was proposed, in which the powder is held and mixed at a temperature (absolute temperature) of 1/2 or less of the above. More specifically, with regard to the method (1), by forming a eutectic with indium such as silver, zinc, bismuth, tin, gallium, gold, and copper on indium,
That is, it can be realized by adding an element having an effect of lowering the melting point to below the melting point of indium by alloying.

【0028】方法(2)については、インジウムの粉末を
製造時から絶対温度215K以下に保持することで粉末
形状を維持でき、通常の粉末冶金的手法が利用できる。
With respect to the method (2), the powder shape can be maintained by maintaining the indium powder at an absolute temperature of 215 K or less from the time of production, and a usual powder metallurgical method can be used.

【0029】方法(3)については、インジウムの板ある
いはシート上に酸化銀の粉末を散布あるいは塗布により
配置し、これらの板あるいはシートを2枚以上重ねる
か、1枚を折り畳んだ上で圧延機にかけ、この操作を繰
返すことでインジウム中に酸化銀を均一に分散させるこ
とができる。圧延後、インジウムの融点以下で熱処理を
加えることも効果のある処置である。
As for the method (3), silver oxide powder is disposed on the indium plate or sheet by spraying or coating, and two or more of these plates or sheets are stacked or one is folded and then rolled. Then, by repeating this operation, silver oxide can be uniformly dispersed in indium. After rolling, heat treatment at a temperature equal to or lower than the melting point of indium is also an effective treatment.

【0030】インジウムに酸化銀を混入する発想を展開
すれば、ガラス部品の製造時にその所定の位置に酸化銀
を散布ないし塗布する手法あるいはインジウムの周りに
酸化銀を配備することも、簡易的には有効である。
If an idea of mixing silver oxide with indium is developed, a method of spraying or applying silver oxide at a predetermined position at the time of manufacturing a glass part or arranging silver oxide around indium can be simplified. Is valid.

【0031】さらに、高温におけるインジウム合金のガ
ラス上での形状安定性を阻害する要因として、表面張力
と粘度の関係による収縮力の発生が挙げられる。インジ
ウムの表面張力を下げるために、他の元素を添加する方
法が考えられるが、添加量により融点が変化すること
と、表面張力の十分な低下を期待することができないと
いう問題が残されている。
Further, as a factor that hinders the shape stability of the indium alloy on glass at high temperatures, the generation of shrinkage force due to the relationship between surface tension and viscosity can be mentioned. In order to lower the surface tension of indium, a method of adding another element can be considered, but there remain problems that the melting point changes depending on the addition amount and that the surface tension cannot be sufficiently reduced. .

【0032】発明者らは、このような問題はインジウム
合金が所定の温度で全溶融することなく一部固体で存在
することができれば解決できることを見出した。すなわ
ち、インジウムに対して銀、銅、金、アルミニウム、ア
ンチモンといった、添加によりインジウムの融点を高め
る作用のある元素を添加し、さらにその添加量を適切に
調整すれば、所定の温度で溶融した液相と固相の二つの
相が併存する領域が得られることが分かり、固相が存在
することで表面張力による表面の収縮を抑制できるとい
う知見に至った。
The inventors have found that such a problem can be solved if the indium alloy can exist as a solid without being completely melted at a predetermined temperature. That is, by adding an element such as silver, copper, gold, aluminum, or antimony, which has the effect of increasing the melting point of indium to indium, and adjusting the addition amount appropriately, a liquid melted at a predetermined temperature can be obtained. It was found that a region where two phases, a phase and a solid phase, coexist was obtained, leading to the finding that the presence of the solid phase can suppress surface contraction due to surface tension.

【0033】以下、このような知見に基づく本発明に係
るインジウム合金の製造方法に係る実施例を幾つか説明
する。 (実施例1)厚さ1mm、幅20mm、長さ50mmの
インジウムシートの表面に酸化銀の粉末を0.38g散
布した上で、長さ方向の半分の位置で折り曲げ圧延機に
掛けて延伸した後、長手方向の半分の位置で折り曲げ
て、再び圧延機にかけて延伸した。この工程を10回繰
返すことで、酸化銀がほぼ均一に分散したインジウム合
金を得ることができた。このインジウム合金の一部を取
り、化学分析に掛けたところ、酸化銀を5重量%含むイ
ンジウム合金であることが分かった。
Some examples of the method for producing an indium alloy according to the present invention based on the above knowledge will be described below. (Example 1) 0.38 g of silver oxide powder was sprayed on the surface of an indium sheet having a thickness of 1 mm, a width of 20 mm, and a length of 50 mm, and then stretched by folding and rolling at a half position in the length direction. After that, it was bent at a half position in the longitudinal direction and again stretched on a rolling mill. By repeating this process 10 times, it was possible to obtain an indium alloy in which silver oxide was almost uniformly dispersed. When a part of this indium alloy was taken and subjected to chemical analysis, it was found to be an indium alloy containing 5% by weight of silver oxide.

【0034】インジウム合金を2枚のソーダライム製ガ
ラス板の所定の位置に、200℃に加熱した超音波半田
ごてを用いて溶着した。このときガラス板はホットプレ
ート状に配置され、250℃に加熱されていた。
The indium alloy was welded to predetermined positions on two glass plates made of soda lime using an ultrasonic soldering iron heated to 200 ° C. At this time, the glass plate was arranged in a hot plate shape and heated to 250 ° C.

【0035】これらのガラス板を3×10-6Paの真空
下で400℃・1時間加熱した後、400℃の温度を保
持したままで、2枚のガラス板の間に高さ500μmの
スペーサを適量配置した上で、インジウム合金部分を介
して接合した。
After heating these glass plates under a vacuum of 3 × 10 −6 Pa at 400 ° C. for 1 hour, an appropriate amount of a spacer having a height of 500 μm is placed between the two glass plates while maintaining the temperature of 400 ° C. After being arranged, they were joined via the indium alloy portion.

【0036】この合せガラス板で形成された空間の真空
リーク試験を室温で行ったところ、1×10-9atm・cc/
sec以下であり、高い真空保持能力を有していることが
確認された。また、この合わせガラス板よりインジウム
合金を取り出して分析したところ、銀を4.6重量%含
むインジウム合金であり、酸化銀については残存しても
ppmまたはppbオーダであり、真空を維持するのに
不都合なほどの量の存在はほとんど認められなかった。
加熱時間を長くすれば、インジウム合金中の酸化銀を零
にすることも可能である。
A vacuum leak test of the space formed by this laminated glass plate was carried out at room temperature, and 1 × 10 −9 atm · cc /
It was confirmed that it was less than sec and had a high vacuum holding capacity. In addition, when an indium alloy was taken out from this laminated glass plate and analyzed, it was found to be an indium alloy containing 4.6% by weight of silver, and even if silver oxide remained, it was in the ppm or ppb order, which was not sufficient for maintaining vacuum. Almost no inconvenient amount was present.
By increasing the heating time, it is possible to make the silver oxide in the indium alloy zero.

【0037】(実施例2)アルミナ製ポットの中にアル
ミナ球、インジウムショット(涙滴状粒)及び酸化銀粉
末を所定量投入し、該ポットを遊星ボールミルに設置
後、ミルを8時間運転して強制混合処理をした。得られ
た混合物の一部を化学分析したところ、酸化銀を3重量
%含むインジウム合金となっていた。
(Example 2) Alumina spheres, indium shot (teardrop-shaped particles) and a predetermined amount of silver oxide powder were put into an alumina pot, the pot was placed on a planetary ball mill, and the mill was operated for 8 hours. And forced mixing process was performed. A part of the obtained mixture was chemically analyzed and found to be an indium alloy containing 3% by weight of silver oxide.

【0038】このインジウム合金を用いて実施例1と同
様のガラス板接合ならびに真空リーク試験を実施したと
ころ、同様の結果を得た。また、合わせガラス板よりイ
ンジウム合金を取り出して分析したところ、銀を2.8
重量%含むインジウム合金であり、酸化銀については実
施例1と同様に、真空を維持するのに不都合なほどの量
の存在は認められなかった。
Using this indium alloy, the same glass plate bonding and vacuum leak test as in Example 1 were carried out, and similar results were obtained. Moreover, when the indium alloy was taken out from the laminated glass plate and analyzed, silver was found to be 2.8.
It was an indium alloy containing 50% by weight, and the presence of silver oxide in an amount inconvenient for maintaining a vacuum was not found, as in Example 1.

【0039】(実施例3)銀を3重量%添加したインジ
ウム合金45gを145℃で溶融させ、この溶融インジ
ウム合金に酸化銀の粉末を5g添加し、十分に撹拌しな
がら型に注いで酸化銀分散インジウム合金を得た。得ら
れた混合物の一部を化学分析したところ、酸化銀を10
重量%含むインジウム合金となっていた。
Example 3 45 g of an indium alloy containing 3% by weight of silver was melted at 145 ° C., 5 g of silver oxide powder was added to the molten indium alloy, and the mixture was poured into a mold with sufficient stirring to obtain silver oxide. A dispersed indium alloy was obtained. When a part of the obtained mixture was chemically analyzed, silver oxide was found to be 10
It was an indium alloy containing wt%.

【0040】このインジウム合金をソーダライムガラス
製の皿状(深さ1mm)部材と、同じくソーダライムガ
ラス製の平板状蓋部材の所定の位置に、250℃に加熱
した超音波半田ごてを用いて溶着し、3×10-6Paの
真空下で450℃・1時間加熱した後、この温度を保持
したままで、これらのガラス製皿状部材及び平板状蓋部
材の間に高さ1mmのスペーサを適量配置し、インジウ
ム合金部分を介して接合した。
An ultrasonic soldering iron heated to 250 ° C. was used at a predetermined position of the plate-shaped lid member made of soda-lime glass and the plate-shaped lid member made of soda-lime glass, using this indium alloy. And heat it under a vacuum of 3 × 10 −6 Pa for 1 hour at 450 ° C., and while maintaining this temperature, a glass plate-shaped member made of glass and a flat plate-shaped lid member having a height of 1 mm An appropriate amount of spacers were arranged and joined via the indium alloy portion.

【0041】ガラス製皿状部材と平板状蓋部材の間に形
成された空間の真空リーク試験を室温で行ったところ、
1×10-9atm・cc/sec以下であり、高い真空保持能力
を有していることが確認された。さらに、ガラス製部材
よりインジウム合金を取り出して分析したところ、銀を
10重量%含むインジウム合金であり、酸化銀について
は、やはり真空を維持するのに不都合なほどの量の存在
は認められなかった。
A vacuum leak test of the space formed between the glass dish-shaped member and the flat plate-shaped lid member was conducted at room temperature.
It was 1 × 10 −9 atm · cc / sec or less, and it was confirmed to have a high vacuum holding capacity. Furthermore, when an indium alloy was taken out from the glass member and analyzed, it was an indium alloy containing 10% by weight of silver, and it was not recognized that silver oxide was present in an amount inconvenient for maintaining a vacuum. .

【0042】(実施例4)インジウム合金をソーダライ
ムガラス製の皿状(深さ1mm)部材と、同じくソーダ
ライムガラス製の平板状蓋部材の所定の位置に、スクリ
ーン印刷により酸化銀を1平方cm当たり2mg塗布
し、この上にインジウムを充てながら250℃に加熱し
た超音波半田ごてを用いて溶着し、3×10-6Paの真
空下で450℃・1時間加熱した後、この温度を保持し
たままで、これらのガラス製皿状部材及び平板状蓋部材
の間に高さ1mmのスペーサを適量配置し、インジウム
合金部分を介して接合した。
(Embodiment 4) A square plate of silver oxide was screen-printed with indium alloy at a predetermined position on a plate-shaped (depth 1 mm) member made of soda lime glass and a flat plate-shaped lid member also made of soda lime glass. After applying 2 mg per cm, welding with an ultrasonic soldering iron heated to 250 ° C. while filling indium on this, heating at 450 ° C. for 1 hour under a vacuum of 3 × 10 −6 Pa, and then at this temperature While holding the above, an appropriate amount of a spacer having a height of 1 mm was arranged between the glass dish-shaped member and the flat plate-shaped lid member, and the glass plate-shaped member and the flat plate-shaped lid member were bonded via the indium alloy portion.

【0043】ガラス製皿状部材と平板状蓋部材の間に形
成された空間の真空リーク試験を室温で行ったところ、
1×10-9atm・cc/sec以下であり、高い真空保持能力
を有していることが分かった。
A vacuum leak test of the space formed between the glass dish-shaped member and the flat plate-shaped lid member was conducted at room temperature.
It was 1 × 10 −9 atm · cc / sec or less, and it was found to have a high vacuum holding capacity.

【0044】(実施例5)250℃に加熱したホットプ
レート上に置かれたシリカガラス製の皿状(深さ1m
m)部材と、同じくシリカガラス製の平板状蓋部材の所
定の位置に、1平方cm当たり2mgの酸化銀が塗布さ
れた厚さ0.1mmのインジウムリボンを充て、250
℃程度に加熱した超音波半田ごてを用いて溶着した。こ
れらのガラス製皿状部材及び平板状蓋部材を実施例4と
同様の条件で接合し、真空リーク試験を実施したとこ
ろ、1×10-9atm・cc/sec以下であり高い真空保持能力
を有していることが分かった。
(Embodiment 5) A silica glass dish-shaped plate (depth: 1 m) placed on a hot plate heated to 250 ° C.
m) member and a plate-like lid member also made of silica glass at a predetermined position with an indium ribbon having a thickness of 0.1 mm coated with 2 mg of silver oxide per square cm, and 250
Welding was performed using an ultrasonic soldering iron heated to about ℃. The glass plate-shaped member and the flat plate-shaped lid member were bonded under the same conditions as in Example 4, and a vacuum leak test was carried out. The result was 1 × 10 −9 atm · cc / sec or less, and a high vacuum holding capacity was obtained. It turned out to have.

【0045】(実施例6)300℃に加熱したホットプ
レート上に置かれたソーダライムガラス製の皿状(深さ
1mm)部材と、同じくソーダライムガラス製平板状蓋
部材の所定の位置に、1平方cm当たり2mgの酸化銀
が塗布された厚さ0.1mmの25重量%銀−インジウ
ム合金のリボンを充て、300℃程度に加熱した超音波
半田ごてを用いて溶着した。これらのガラス製皿状部材
及び平板状蓋部材を3×10-6Paの真空下で300℃
・1時間加熱した。このとき、インジウム合金はガラス
表面上で溶融するも、融液は表面張力で縮むことなく、
初期の形状を維持したままであった。加熱処理後、この
温度を保持したままで、ガラス製皿状部材及び平板状蓋
部材の間に高さ1mmのスペーサを適量配置し、インジ
ウム合金部分を介して接合した。ガラス製皿状部材と平
板状蓋部材の間に形成された空間の真空リーク試験を室
温で行ったところ、1×10-9atm・cc/sec以下であ
り、高い真空保持能力を有していることが分かった。
(Embodiment 6) A soda lime glass plate-shaped (depth 1 mm) member placed on a hot plate heated to 300 ° C. and a soda lime glass flat plate lid member were also placed at predetermined positions. A ribbon of 25 wt% silver-indium alloy having a thickness of 0.1 mm coated with 2 mg of silver oxide per 1 cm 2 was filled and welded using an ultrasonic soldering iron heated to about 300 ° C. The glass dish-shaped member and the flat plate-shaped lid member are heated to 300 ° C. under a vacuum of 3 × 10 −6 Pa.
-Heated for 1 hour. At this time, the indium alloy melts on the glass surface, but the melt does not shrink due to surface tension,
The initial shape was retained. After the heat treatment, while maintaining this temperature, a proper amount of a spacer having a height of 1 mm was arranged between the glass dish-shaped member and the flat plate-shaped lid member, and the glass plate-shaped member and the flat plate-shaped lid member were bonded via the indium alloy portion. When the vacuum leak test of the space formed between the glass plate-shaped member and the flat plate-shaped lid member was performed at room temperature, it was 1 × 10 −9 atm · cc / sec or less, and had a high vacuum holding capacity. I found out that

【0046】溶融法で酸化銀添加インジウム合金を作製
する際、上記実施例では銀を挙げたが、インジウムと共
晶を形成することで、その融点がインジウムの融点より
低い温度になるものとして、他に亜鉛、ビスマス、錫、
ガリウム、金、銅等が有効である。高温での熱処理時に
形状を保つ効果を発揮する固液2相を実現するインジウ
ムに対する添加金属としては、銀の他に、銅、金、アル
ミニウム、アンチモン等の金属が有効である。実施例1
〜6に示した通り、酸化銀はガラス表面あるいはインジ
ウムの表面に塗布あるいは散布することで有効である
が、インジウムのシートの間に挟み込んでも同様の効果
が得られる。
When the silver oxide-added indium alloy was prepared by the melting method, silver was mentioned in the above-mentioned examples, but it is assumed that the melting point thereof becomes lower than that of indium by forming a eutectic with indium. In addition, zinc, bismuth, tin,
Gallium, gold, copper, etc. are effective. In addition to silver, metals such as copper, gold, aluminum, and antimony are effective as the additive metal for indium that realizes a solid-liquid two-phase that exhibits the effect of maintaining the shape during heat treatment at high temperature. Example 1
As shown in FIGS. 6 to 6, silver oxide is effective by applying or spraying it on the glass surface or the indium surface, but the same effect can be obtained by sandwiching it between the indium sheets.

【0047】次に、本実施形態に係る画像表示装置の製
造工程のうち、特に本発明に関係する工程について述べ
る。電子放出素子2が内面に形成された背面基板4と、
蛍光体スクリーン3及びメタルバック層8が内面に形成
された前面基板5を板状側壁6及びスペーサ7を間に介
して対向させ、背面基板4、前面基板5及び板状側壁6
によって真空外囲器1を構成する。この場合、背面基板
4及び前面基板5と板状側壁6をインジウム合金からな
る接合兼シール材9により接合すると同時に真空シール
を行う。
Next, among the manufacturing steps of the image display device according to the present embodiment, the steps particularly related to the present invention will be described. A rear substrate 4 having an electron-emitting device 2 formed on its inner surface,
The front substrate 5 having the phosphor screen 3 and the metal back layer 8 formed on the inner surface is opposed to each other with the plate-shaped side wall 6 and the spacer 7 interposed therebetween, and the back substrate 4, the front substrate 5 and the plate-shaped side wall 6 are provided.
The vacuum envelope 1 is constituted by the following. In this case, the back substrate 4 and the front substrate 5 and the plate-like side wall 6 are joined by the joining / sealing material 9 made of an indium alloy and, at the same time, vacuum sealing is performed.

【0048】実際の工程では、図示しない真空装置内に
おいて、背面基板4と前面基板5を十分離した状態で、
これらの背面基板4及び前面基板5を例えば300〜4
00℃程度温度でベーキングしながら、真空装置の内部
全体を高真空になるまで排気する。そして、所定の真空
度に到達したときに、背面基板4と前面基板5を板状側
壁6を介して対向させ、接合兼シール材9を背面基板4
及び前面基板5の内面上の板状側壁6に対向する位置に
載置し、これを例えば160℃以上の温度に加熱して溶
融させることにより、接合兼シール部材9により背面基
板4及び前面基板5と板状側壁6との接合及び真空シー
ルを行う。
In an actual process, the back substrate 4 and the front substrate 5 are sufficiently separated in a vacuum device (not shown),
These back substrate 4 and front substrate 5 are, for example, 300 to 4
While baking at a temperature of about 00 ° C., the entire inside of the vacuum device is evacuated to a high vacuum. Then, when a predetermined degree of vacuum is reached, the back substrate 4 and the front substrate 5 are opposed to each other with the plate-shaped side wall 6 interposed therebetween, and the bonding / sealing material 9 is attached to the back substrate 4.
Also, the back substrate 4 and the front substrate 5 are mounted on the inner surface of the front substrate 5 at a position facing the plate-shaped side wall 6 and heated to a temperature of, for example, 160 ° C. or higher to melt the back substrate 4 and the front substrate. 5 and the plate-like side wall 6 are joined and vacuum sealed.

【0049】接合兼シール材9には、背面基板4及び前
面基板5及び板状隔壁6との接合に十分な接合強度を有
することに加えて、高温・高真空においても接合兼シー
ル材9からのガス放出が少ないこと、高温においても背
面基板4及び前面基板5に対して十分な濡れ性が維持さ
れ、接合兼シール材9の溜まりや、接合兼シール材9が
流動して所定の位置からはみ出したり、こぼれ落ちるこ
とがないことが要求される。
The bonding / sealing material 9 has sufficient bonding strength for bonding to the back substrate 4, the front substrate 5 and the plate-shaped partition wall 6, and also has a bonding strength from the bonding / sealing material 9 even at high temperature and high vacuum. Of the gas is small, sufficient wettability is maintained with respect to the rear substrate 4 and the front substrate 5 even at high temperatures, and the pool of the joint / seal material 9 and the flow of the joint / seal material 9 flow from a predetermined position. It is required that it does not overflow or spill.

【0050】ここで、接合兼シール材9を前述したよう
にインジウムに酸化銀を添加したインジウム合金により
形成すると、先の実験結果からも上述した接合兼シール
材9に対する要求に十分応えることができる。従って、
このような接合兼シール材9の使用によって、簡単な構
造と簡単な製造工程で効率よく、しかも真空外囲器1の
接合及び真空シール性能に優れることによって、高い信
頼性を有する画像表示装置を製造することが可能とな
り、その工業的効果は極めて高い。
Here, if the joining / sealing material 9 is formed of an indium alloy in which silver oxide is added to indium as described above, the above-mentioned requirements for the joining / sealing material 9 can be sufficiently satisfied from the above experimental results. . Therefore,
By using such a joint / seal material 9, an image display device having high reliability can be obtained by efficiently using a simple structure and a simple manufacturing process, and by having excellent joining and vacuum sealing performance of the vacuum envelope 1. It becomes possible to manufacture, and its industrial effect is extremely high.

【0051】インジウムに添加する元素としては、イン
ジウムへの添加により融点を上昇させて、300〜40
0℃といった高温での熱処理時に形状を保つ効果を発揮
するような固液2相を実現するインジウム合金を実現す
るものであれば、銀の他に、銅、金、アルミニウム、ア
ンチモンといった金属元素も有効である。また、これら
銀、銅、金、アルミニウム、アンチモンの群から選ばれ
る2以上の元素を複合してインジウムに添加してもよい
ことは、いうまでもない。さらに、これらの元素の添加
量は、実施される熱処理工程に依存して決定され、イン
ジウム合金の液相線が熱処理温度より高い組成となるよ
うに選定される。言い換えれば、ベーキングや接合時の
熱処理は、インジウム合金の液相線と固相線の間の温度
で行うことが望ましい。
As an element to be added to indium, the melting point is raised by the addition to indium to obtain 300 to 40
In addition to silver, metal elements such as copper, gold, aluminum, and antimony can be used as long as they can realize an indium alloy that realizes a solid-liquid two-phase that maintains the shape during heat treatment at a high temperature of 0 ° C. It is valid. It goes without saying that two or more elements selected from the group consisting of silver, copper, gold, aluminum and antimony may be combined and added to indium. Furthermore, the addition amounts of these elements are determined depending on the heat treatment step to be performed, and are selected so that the liquidus of the indium alloy has a composition higher than the heat treatment temperature. In other words, it is desirable that the heat treatment at the time of baking and joining is performed at a temperature between the liquidus line and the solidus line of the indium alloy.

【0052】本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、種々変形して実施することが可能である。たと
えば、上記実施形態の画像表示装置では、図1で説明し
たように、背面基板4の内面と板状隔壁6間及び前面基
板5の内面と板状側壁6間をインジウム合金からなる接
合兼シール材9で接合するようにしたが、これに限られ
るものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications. For example, in the image display device of the above-described embodiment, as described with reference to FIG. 1, the inner surface of the rear substrate 4 and the plate-shaped partition wall 6 and the inner surface of the front substrate 5 and the plate-shaped side wall 6 are joined and sealed with an indium alloy. Although the material 9 is used for joining, the invention is not limited to this.

【0053】例えば、図2に示すように背面基板4と板
状側壁6を予め一体成型あるいは接合により一体に形成
しておき、前面基板5の内面と板状側壁6を接合兼シー
ル材9によって接合するようにしてもよいし、逆に図5
に示すように前面基板5と板状側壁6を予め一体成型あ
るいは接合により一体に形成しておき、背面基板4の内
面と板状側壁6を接合兼シール材9によって接合するよ
うにしてもよい。
For example, as shown in FIG. 2, the back substrate 4 and the plate-shaped side wall 6 are integrally formed in advance by integral molding or bonding, and the inner surface of the front substrate 5 and the plate-shaped side wall 6 are bonded and sealed by the sealing material 9. You may make it join, and conversely, FIG.
As shown in FIG. 5, the front substrate 5 and the plate-shaped side wall 6 may be integrally formed in advance by integrally molding or bonding, and the inner surface of the back substrate 4 and the plate-shaped side wall 6 may be bonded by the bonding and sealing material 9. .

【0054】また、上記実施形態ではインジウム合金を
接合兼シール部材9として用いた場合について述べた
が、接合のみ、あるいは真空シールのみの目的の部材と
して使用することも可能である。さらに、上記実施形態
では背面基板4と前面基板5の間に隔壁6を介在させた
が、このような隔壁を介在させることなく、両基板を直
接インジウム合金で接合及び真空シールしても構わな
い。
Further, in the above embodiment, the case where the indium alloy is used as the joining and sealing member 9 has been described, but it is also possible to use it as a member only for joining or only for vacuum sealing. Further, although the partition wall 6 is interposed between the rear substrate 4 and the front substrate 5 in the above-described embodiment, both substrates may be directly bonded and vacuum-sealed with an indium alloy without interposing such a partition wall. .

【0055】インジウム合金の用途については、上述し
た冷陰極型電子放出素子を用いた画像表示装置に限られ
るものではなく、ガラス部材間あるいはガラス部材と他
の部材間の接合や、これらの部材間の真空シールに広く
適用が可能である。また、本発明はインジウム合金を接
合部材や真空シール部材あるいは接合兼シール部材とし
て用いたガラス製部品としても、実施することができ
る。以下に、画像表示装置に限定されない本発明の好ま
しい態様を列挙する。
The application of the indium alloy is not limited to the image display device using the above-mentioned cold cathode type electron-emitting device, and it is possible to join glass members or glass members to each other, or to bond these members. It can be widely applied to vacuum seals. The present invention can also be implemented as a glass component using an indium alloy as a joining member, a vacuum sealing member, or a joining / sealing member. The preferred embodiments of the present invention that are not limited to image display devices are listed below.

【0056】(1)インジウムに酸化銀を添加してなる
ことを特徴とするインジウム合金。
(1) An indium alloy characterized in that silver oxide is added to indium.

【0057】(2)インジウムに酸化銀及び、銀、亜
鉛、ビスマス、錫、ガリウム、金、銅の群から選択され
た少なくとも一つの元素(インジウムとの合金化により
融点をインジウムの融点より下げる効果を有する元素)
が共晶点近傍組成分添加してなることを特徴とするイン
ジウム合金。
(2) Silver oxide and at least one element selected from the group consisting of silver, zinc, bismuth, tin, gallium, gold and copper (the effect of lowering the melting point below the melting point of indium by alloying with indium) Element with
Is an indium alloy having a composition near the eutectic point.

【0058】(3)インジウムに酸化銀及び、銀、銅、
金、アルミニウム、アンチモンから選択された少なくと
も一つの元素(インジウムへの添加により融点を上昇さ
せる効果を有する元素)を添加してなることを特徴とす
るインジウム合金。
(3) Indium, silver oxide, and silver, copper,
An indium alloy comprising at least one element selected from gold, aluminum and antimony (element having an effect of increasing melting point by addition to indium).

【0059】(4)(1)〜(3)のいずれかに記載の
接合用または真空シール用あるいは接合兼真空シール用
のインジウム合金。
(4) The indium alloy for bonding, for vacuum sealing, or for bonding and vacuum sealing according to any one of (1) to (3).

【0060】(5)(1)〜(3)のいずれかに記載の
インジウム合金により接合、真空シールあるいは接合及
び真空シールがなされたガラス製部品。
(5) A glass part bonded, vacuum sealed, or bonded and vacuum sealed with the indium alloy according to any one of (1) to (3).

【0061】(6)インジウムの粉末と酸化銀の粉末を
所定量混合し、その混合体を加圧成形後160℃以下の
温度で焼結するか、該混合体を160℃以下の温度のホ
ットプレスにかけて成形することを特徴とするインジウ
ム合金の製造方法。この製造方法により、(1)記載の
インジウム合金が得られる。
(6) A predetermined amount of indium powder and silver oxide powder are mixed, and the mixture is pressure-molded and then sintered at a temperature of 160 ° C. or lower, or the mixture is hot at a temperature of 160 ° C. or lower. A method for producing an indium alloy, which comprises press forming. By this manufacturing method, the indium alloy described in (1) is obtained.

【0062】(7)インジウムの粉末と酸化銀の粉末を
混合する工程を氷点下55℃以下の温度で実施すること
を特徴とする(6)記載のインジウム合金の製造方法。
(7) The method for producing an indium alloy according to (6), wherein the step of mixing the indium powder and the silver oxide powder is carried out at a temperature below 55 ° C. below freezing.

【0063】(8)インジウムの板に所定量の酸化銀を
付着(散布あるいは塗布)し、該インジウムの板を折り
曲げるか積層するかしたものを160℃以下の温度で繰
り返し圧延し、インジウムの中に酸化銀を分散させるこ
とを特徴とするインジウム合金の製造方法。この製造方
法によっても、(1)記載のインジウム合金が得られ
る。
(8) A predetermined amount of silver oxide is adhered (sprayed or applied) to an indium plate, and the indium plate is folded or laminated and repeatedly rolled at a temperature of 160 ° C. or lower to obtain a medium of indium. A method for producing an indium alloy, characterized in that silver oxide is dispersed in. The indium alloy described in (1) can also be obtained by this manufacturing method.

【0064】(10)インジウム粉末と酸化銀粉末に、
銀、銅、金、アルミニウム、アンチモンの群から選択さ
れた少なくとも一つの元素の粉末を添加し、これらの粉
末の混合体を加圧成形後160℃以下の温度で焼結する
か、該混合体を160℃以下の温度のホットプレスにか
けて成形することを特徴とするインジウム合金の製造方
法。この製造方法により、(3)記載のインジウム合金
が得られる。
(10) Indium powder and silver oxide powder,
Powder of at least one element selected from the group of silver, copper, gold, aluminum and antimony is added, and a mixture of these powders is pressure-molded and then sintered at a temperature of 160 ° C. or lower, or the mixture is formed. Is subjected to hot pressing at a temperature of 160 ° C. or less to form an indium alloy. By this manufacturing method, the indium alloy described in (3) can be obtained.

【0065】(11)任意形状(粒、棒、板、線、条、
粉末等)のインジウムと酸化銀を所定の容器に入れ、イ
ンジウムの融点以下の温度で強制的に撹拌することを特
徴とするインジウム合金の製造方法。この製造方法によ
っても、(1)記載のインジウム合金が得られる。
(11) Arbitrary shape (grain, rod, plate, wire, strip,
(Powder or the like) and indium and silver oxide are put in a predetermined container, and the mixture is forcibly stirred at a temperature equal to or lower than the melting point of indium. The indium alloy described in (1) can also be obtained by this manufacturing method.

【0066】(12)ガラス製部材の所定位置に酸化銀
を(散布、塗布等の方法で)配置した後、インジウムあ
るいは(4)のインジウム合金を160℃以上の温度で
溶融することにより、ガラス製部材上にインジウムある
いはインジウム合金を接合し、該インジウムあるいはイ
ンジウム合金を介して接合あるいは真空シールを行うこ
とを特徴とするガラス製部品の製造方法。
(12) After arranging silver oxide (by a method such as spraying or coating) on a predetermined position of the glass member, indium or the indium alloy of (4) is melted at a temperature of 160 ° C. or higher to obtain glass. A method for manufacturing a glass component, which comprises bonding indium or an indium alloy onto a manufacturing member, and bonding or vacuum sealing via the indium or indium alloy.

【0067】(13)ガラス製部材の所定位置に、酸化
銀が(散布、塗布等の方法で)配置されたインジウムを
160℃以上の温度で溶融することにより、ガラス製部
材上にインジウムあるいはインジウム合金を接合し、該
インジウムあるいはインジウム合金を介して接合あるい
は真空シールを行うことを特徴とするガラス製部品の製
造方法。
(13) Indium or indium on the glass member is melted at a temperature of 160 ° C. or higher by melting indium in which silver oxide is placed (by a method such as spraying or coating) at a predetermined position on the glass member. A method for manufacturing a glass component, which comprises joining alloys and performing joining or vacuum sealing via the indium or indium alloy.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば高
真空を必要としかつ製造時に高温の熱処理工程を必要と
するガラス製真空外囲器の接合及び真空シールが可能と
なり、従来の技術では実現が困難であった冷陰極型電子
放出素子を用いたFPD用パネルとして好適な画像表示
装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it becomes possible to join and vacuum seal a glass vacuum envelope that requires a high vacuum and requires a high temperature heat treatment step during manufacturing. It is possible to provide an image display device suitable as an FPD panel using a cold cathode type electron-emitting device, which was difficult to realize.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の概略
構成を示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an image display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施形態に係る画像表示装置の概
略構成を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of an image display device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施形態に係る画像表示装置の概
略構成を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of an image display device according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空外囲器 2…電子放出素子 3…蛍光体スクリーン 4…背面基板 5…前面基板 6…側壁 7…スペーサ 8…メタルバック層 9…接合兼シール材 1 ... Vacuum envelope 2 ... Electron emitting device 3 ... Phosphor screen 4 ... Rear substrate 5 ... Front substrate 6 ... Side wall 7 ... Spacer 8 ... Metal back layer 9 ... Bonding and sealing material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 晃義 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番2号 株 式会社東芝深谷工場内 (56)参考文献 特開 平11−233003(JP,A) 特開 平9−171768(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 31/12 H01J 9/26 H01J 29/86 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akiyoshi Yamada 1-9-2 Harara-cho, Fukaya City, Saitama Prefecture, Fukaya Plant, Toshiba Corporation (56) Reference JP-A-11-233003 (JP, A) Kaihei 9-171768 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 31/12 H01J 9/26 H01J 29/86

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】離間してほぼ平行に配置されたガラス製の
背面基板及び前面基板からなる真空外囲器と、 前記背面基板の内面上に配列形成された複数の電子放出
素子と、 前記前面基板の内面上に形成され、前記電子放出素子か
ら放出される電子ビームにより励起されて発光する蛍光
体スクリーンとを有し、 前記背面基板と前記前面基板は、酸化銀を微量含むイン
ジウム合金層を介して接合されていることを特徴とする
画像表示装置。
1. A vacuum envelope comprising a rear substrate and a front substrate made of glass, which are spaced apart and arranged substantially parallel to each other, a plurality of electron-emitting devices arranged and formed on an inner surface of the rear substrate, and the front face. A phosphor screen that is formed on the inner surface of the substrate and that is excited by an electron beam emitted from the electron-emitting device to emit light, and the back substrate and the front substrate include an indium alloy layer containing a trace amount of silver oxide. An image display device, characterized in that the image display device is joined via the above.
【請求項2】前記真空外囲器は、前記背面基板と前面基
板との間に介挿された隔壁をさらに有し、該背面基板及
び前面基板の少なくとも一方と該隔壁とが前記インジウ
ム合金層を介して接合されていることを特徴とする請求
項1記載の画像表示装置。
2. The vacuum envelope further comprises a partition interposed between the back substrate and the front substrate, and at least one of the back substrate and the front substrate and the partition is the indium alloy layer. The image display device according to claim 1, wherein the image display device and the image display device are joined together.
【請求項3】前記インジウム合金は、さらに銀、亜鉛、
銅、金、ビスマス、錫、ガリウム、アルミニウム及びア
ンチモンの群から選択された少なくとも一つの元素を含
むものであることを特徴とする請求項1または2記載の
画像表示装置。
3. The indium alloy further comprises silver, zinc,
The image display device according to claim 1 or 2, wherein the image display device contains at least one element selected from the group consisting of copper, gold, bismuth, tin, gallium, aluminum and antimony.
【請求項4】離間してほぼ平行に配置されたガラス製の
背面基板及び前面基板からなる真空外囲器と、前記背面
基板の内面上に配列形成された複数の電子放出素子と、
前記前面基板の内面上に形成され、前記電子放出素子か
ら放出される電子ビームにより励起されて発光する蛍光
体スクリーンとを有する画像表示装置の製造方法におい
て、 前記背面基板及び前面基板の少なくとも一方の内面上の
所定位置に、インジウムに酸化銀を添加したインジウム
合金を載置し、所定温度で溶融することにより該インジ
ウム合金を溶着した後、真空中でのベーキング工程を経
て該インジウム合金により前記背面基板と前記背面基板
を接合することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
4. A vacuum envelope composed of a glass rear substrate and a front substrate which are spaced apart and arranged substantially in parallel with each other, and a plurality of electron-emitting devices arranged on an inner surface of the rear substrate.
In a method for manufacturing an image display device, which is formed on the inner surface of the front substrate and has a phosphor screen which is excited by an electron beam emitted from the electron-emitting device to emit light, at least one of the back substrate and the front substrate The indium alloy in which silver oxide is added to indium is placed at a predetermined position on the inner surface, and the indium alloy is welded by melting at a predetermined temperature, and then the back surface is formed by the indium alloy through a baking process in a vacuum. A method of manufacturing an image display device, which comprises bonding a substrate and the back substrate.
【請求項5】前記真空外囲器は、前記背面基板と前面基
板との間に介挿された隔壁をさらに有し、前記隔壁とし
て前記背面基板及び前面基板の少なくとも一方と略同じ
熱膨張特性を有する板状ガラス部材を用い、該板状ガラ
ス部材を予め該背面基板及び前面基板の一方の内面上に
一体化しておき、この後、該背面基板及び前面基板の他
方の内面上の所定位置に前記インジウム合金を載置し、
該板状ガラスを該背面基板及び前面基板の他方の内面と
接合することを特徴とする請求項記載の画像表示装置
の製造方法。
5. The vacuum envelope includes the rear substrate and a front substrate.
A plate-shaped glass member having a partition wall interposed between the plate and the plate-shaped glass member having substantially the same thermal expansion characteristics as at least one of the back substrate and the front substrate is used as the partition wall. It is integrated on one inner surface of the back substrate and the front substrate, and then the indium alloy is placed at a predetermined position on the other inner surface of the back substrate and the front substrate,
The method for manufacturing an image display device according to claim 4 , wherein the plate glass is bonded to the other inner surface of the back substrate and the front substrate.
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