JP3639787B2 - フラットパネルディスプレイの製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、平面型画像形成装置（以下、フラットパネルディスプレイと呼ぶ）の製造方法に関する。
背景技術
図１３〜図２２により従来例を説明する。
ここで先ず、図２２は、フラットパネルディスプレイ２００の断面構造を示している。このフラットパネルディスプレイ２００は、フェースプレート２０１とリアプレート２０２とフェースプレート２０１およびリアプレート２０２をつなぐ外枠２０３から構成されている。また、内部が真空となっているため、大気圧に耐えるために内部に耐大気圧支持部材２０４を有する。
フェースプレート２０１は、フェースプレート基板ガラス２０５とこの基板ガラス２０５上に形成された遮光部材であるブラックストライプ２０６、ＲＧＢ蛍光体２０７および電圧印加用のメタルバック２０８を有する。また、リアプレート２０２は、リアプレート基板ガラス２０９とこの基板ガラス２０９上に形成された電子源発生部（図示せず）と駆動用ＸＹマトリクス配線（図示せず）を有している。耐大気圧支持部材２０４は、フェースプレート２０１のブラックストラップ２０６とリアプレート２０２の駆動用ＸＹマトリクス配線の上側配線２１０との間に配置され、導電性の接着部材２１１および２１２により所定の導電性を保持しつつ固定されている。
つぎに、フラットパネルディスプレイの組立手順を説明する。
図１３は、フェースプレート２０１の断面構造を示している。フェースプレート２０１は図１４に示すように、接着強度を向上させるために耐大気圧支持部材が接着される部分のメタルバックをレーザ加工等の手段により除去することで、開口部２１３が設けられる。
つぎに、開口部２１３に導電性接着剤２１４を塗布する（図１５）。
フェースプレート２０１の耐大気圧支持部材が接着される部分の位置に適合するように、耐大気圧支持部材２０４を配列した位置決め部材２１５を有する組立治具２１６を使用する。導電性接着剤２１４によってフェースプレート２０１の所定位置に耐大気圧支持部材２０４を固定する（図１６）。
この工程により所定位置に耐大気圧支持部材２０４が固定されたフェースプレート部材２１７が得られる（図１７）。
つぎに、リアプレート基板ガラス２０９上の駆動用ＸＹマトリクス配線の上側配線２１０上に導電性のフリットガラス２１８および外枠接着用の絶縁性フリットガラス２１９を塗布し、乾燥および仮焼成を行う（図１８、図１９）。
所定位置に耐大気圧支持部材２０４が固定されたフェースプレート部材２１７と、フェースプレート側に絶縁性フリットガラス２１８を塗布し、乾燥および仮焼成を行った外枠２０３と、駆動用ＸＹマトリクス配線の上側配線２１０上に導電性のフリットガラス２１８および外枠接着用の絶縁性フリットガラス２１９を塗布し、乾燥および仮焼成を行ったリアプレート基板ガラス２０９とを所定位置に設置する（図２０、図２１）。これらの部材全体を電気炉あるいは板状の加熱体で加熱し、フリットガラスを軟化させた後に押圧し、これによりフラットパネルディスプレイ２００を得る（図２２）。
本願に関わる発明は、好適なフラットパネルディスプレイの製造方法を実現することを目的とする。
発明の開示
本出願に係るフラットパネルディスプレイの製造方法の発明の１つの態様は、以下のように構成される。
すなわち、互いに対向するフェースプレート部とリアプレート部と枠部分とにより構成されるフラットパネルディスプレイの製造方法であって、治具によりガイドしながらフェースプレートとリアプレートの間の接着部を接着する工程を有しており、前記治具は、前記フェースプレートと前記リアプレートの少なくとも面内方向の相対位置が所定の状態になるようにガイドし、かつ前記フェースプレートと前記リアプレートの間隔方向の動きを許容するものであることを特徴とする。
この方法によれば、面内方向は治具によりガイドされるので、フェースプレートとリアプレートとの間隔方向の移動があっても、精度良くフラットパネルディスプレイを製造することができる。また、前記治具による位置規定を受けることにより、フェースプレートとリアプレートの位置合わせ状態を作ることができるので、フェースプレートとリアプレートとの間隔方向の移動があっても位置合わせ状態を実現することができる。
なお本願発明で言うフラットパネルディスプレイとは、おおむね平らなフェースプレート部と、おおむね平らなリアプレート部とを有するものである。フェースプレート部とリアプレート部との間の枠部分はフェースプレートやリアプレートとは別体の枠部材を前記接着する工程においてフェースプレートとリアプレートの双方に接着し、あるいは前記接着する工程の前に予めフェースプレートとリアプレートのいずれか一方と枠部材とを接着しておき、前記接着する工程では、フェースプレートとリアプレートの残りの一方と前記枠部材を接着するものであってもよい。また、フェースプレートとリアプレートのいずれか一方を形成する際に、枠部分を同時に形成するものであってもよい。
また、本出願に係るフラットパネルディスプレイの製造方法の発明の他の態様は、以下のように構成される。
すなわち、互いに対向するフェースプレート部とリアプレート部と枠部分とにより構成されるフラットパネルディスプレイの製造方法であって、フェースプレートとリアプレートの相対位置を位置合わせする位置合わせ工程と、前記フェースプレートと前記リアプレートの面内方向の相対位置を規定する治具を、位置合わせされた状態の前記フェースプレートと前記リアプレートとに合わせて配置する工程と、前記治具によって前記フェースプレートと前記リアプレートの面内方向の相対位置を規定しながら前記フェースプレートと前記リアプレートの間の接着部を接着する工程とを有する。
上記各発明において、前記接着する工程は、前記接着部に圧力を印加する工程を含むものであると好適である。
また、上記各発明において、前記接着する工程は、加熱工程を含むものであると好適である。この加熱工程により接着部に存在する接着剤を接着可能な状態にし、接着部が加圧されることにより、または単に接触することにより、または接触した上で加圧されることにより、接着部を接着することができる。なお、接着剤としては、例えばフリットガラスを用いることができる。
また、上記各発明において、前記治具は摺動部を有すると好適である。フェースプレートもしくはリアプレートを摺動部材と接触させるようにしてフェースプレートとリアプレートの相対位置を規定してもよいが、より好適にはフェースプレートもしくはリアプレートもしくはフェースプレートとリアプレートの両方にプレート側治具を設け、このプレート側治具（以下の実施の形態ではフェースプレート固定板がこれに相当する）と治具の他の部分（位置決め治具；以下の実施の形態では摺動棒がこれに相当する）が接触するようにするとよい。
すなわち、上記各発明において、フェースプレートとリアプレートの面内方向の位置ずれを抑制しながら、間隔方向の移動を行なう時にフェースプレートもしくはリアプレートの一方もしくはそれに取り付けられたプレート側治具を位置決め治具に接触させながら移動させるとよい。
また、上記各発明において、前記治具と前記フェースプレートおよびリアプレートとは、前記接着工程の際の加熱温度においてほぼ等しい膨張係数を有するものであると好適である。
また、上記各発明において、前記フラットパネルディスプレイは、電子放出部と、該電子放出部が放出する電子により発光する蛍光部材とを有するものであると好適である。特に、前記電子放出部は前記リアプレート部に設けられている構成や、前記蛍光部材は前記フェースプレート部に設けられている構成が好適である。
また上記各発明において、前記フェースプレート部と前記リアプレート部の間に、前記フェースプレート部と前記リアプレート部の間の間隔を維持する支持部材を有するとよい。前記支持部材としては、導電性の膜で被覆されたものを好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図２は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図３は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図４は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図５は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図６は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図７は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図８は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図９は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図１０は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図１１は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図１２は、本発明方法によるフラットパネルディスプレイの製造工程を示す図である。
図１３は、従来例を説明するための図である。
図１４は、従来例を説明するための図である。
図１５は、従来例を説明するための図である。
図１６は、従来例を説明するための図である。
図１７は、従来例を説明するための図である。
図１８は、従来例を説明するための図である。
図１９は、従来例を説明するための図である。
図２０は、従来例を説明するための図である。
図２１は、従来例を説明するための図である。
図２２は、従来例を説明するための図である。
発明を実施するための最良の形態
ここで先ず、図１３〜図２２で既に見てきたような製造方法において、後の工程で加熱エージングと、ベ一キングを行う際の熱耐久と真空維持のための密封性を確保するために、フェースプレートとリアプレートを接着固定する際に４００℃から４５０℃の加熱を要するフリットガラスを使用することが考えられる。
また、大気圧に耐えるためにフラットパネルディスプレイ内部に耐大気圧支持部材を設置することが考えられる。外枠部のフリットガラスは強度および密封性を確保するために図１６に示すように加熱前は、接着後の厚さよりも大きく形成し加熱、押圧により厚さを減じて接着層を形成するとよい。この厚さは構造および寸法により異なるが、０．５〜２ｍｍ程度が必要である。このフリットガラスの沈み量があるために、室温でフェースプレートとリアプレートの位置合わせを行い、クリップ等で固定した後に加熱する方法では、フリットガラスの沈込みが生ずる際にＸＹ方向の位置ずれが発生し、高位置精度のフラットパネルディスプレイを得ることが難しくなる。
また、フェースプレートとリアプレートをそれぞれ上下に配置した板状の加熱体に保持し、各々の板状の加熱体を均一に加熱しつつ、位置合わせを行う。そしてフリットガラスの軟化後に押圧し、さらに位置合わせを行いつつ、温度を均一に下げ、フリットガラスが固化するまで位置合わせを続ける。このようにして高い位置精度のフラットパネルディスプレイが得るための工程は、装置が複雑化しコストが高いものとなり、工程時間が長くなる。
さらに、特開平９−５０７６７号公報に開示されるように、基板の表示部分に微細な溝を設け、嵌合により位置合わせを行う方法がある。しかしながら、そのような溝を設ける工程が複雑となりコスト上昇を招くばかりか、設けられた溝の深さが浅いために充分な固定効果が得られないことがある。
つぎに述べる本発明の実施の形態では、このような問題をも解決している。
以下、図面に基づき本発明によるフラットパネルディスプレイの製造方法の好適な実施の形態を説明する。
この実施形態において、表面伝導型電子放出素子を用いた画像形成装置を製造する場合の例とする。
図１〜図１２は、本実施形態における製造工程を順に示している。
図１において、塗布台１上に銀粉末を含む無機系接着剤２を塗布し、アプリケータにより、導電性接着剤の薄層４を形成する。
ここで銀粉末は、平均粒径３〜５ミクロンに細粒化したものであり、無機系接着剤は反応型珪酸塩系接着剤である。本実施形態では、東亜合成（株）の耐熱性無機接着剤「アロンセラミックＷ」（市販品）を平均粒径３〜５ミクロンに細粒化したものを使用する。銀粉末と無機系接着剤は重量比２０：８０に混合して、導電性接着剤として使用する。
つぎに、表面に導電層を有する厚さ０．２ｍｍの耐大気圧支持部材７をチャッキング部材６を有する治具５により所定間隔に保持し（図２）、耐大気圧支持部材７の端面に箏電性接着剤の薄層４を接触させる（図３）。治具５を引き上げることにより、耐大気圧支持部材７の端面に導電性接着剤の溜まり８が形成される（図４）。
つぎに、治具５により端面に導電性接着剤の溜まり８が形成された耐大気圧支持部材７を、加熱台１１上に固定されたリアプレート９上に移動させる。リアプレート９上の駆動用ＸＹマトリクス配線の上側配線１０と接触させる（図５、図６）。
ここで導電性接着剤は、加熱されたリアプレート９上の駆動用ＸＹマトリクス配線の上側配線１０と接触し、２００℃に加熱されて硬化する。このとき同時に導電性接着剤中のインジウム金属粉末は溶融し、耐大気圧支持部材７はリアプレート９上の駆動用ＸＹマトリクス配線の上側配線１０上に固定されるとともに、電気的に導通がとられる。
導電性接着剤が硬化後、治具５を引き上げ、加熱台からリアプレート９を取り外す。これにより駆動用ＸＹマトリクス配線の上側配線１０上に耐大気圧支持部材７が固定されたリアプレート１２が得られる（図７、図８）。
つぎに、フェースプレートガラス基板１５上に遮光部材であるブラックストライプ１６、ＲＧＢ蛍光体１７、電圧印加用のメタルバック１８が形成されたフェースプレート基板１４上の外枠と接する部分に、外枠接着用の絶縁性フリットガラス２０を塗布し、乾燥および仮焼成を行う。
所定位置に耐大気圧支持部材７が固定されたリアプレート部材１２およびリアプレート側に絶縁性フリツトガラス１３を塗布し、乾燥および仮焼成を行った外枠１９と、外枠接着用の絶縁性フリットガラス２０を塗布し、乾燥および仮焼成を行ったフェースプレート基板１４を所定の位置に設置する（図９）。
フェースプレート１４とリアプレート９は各々、フェースプレート固定治具２９およびリアプレート固定治具２８によりＸ，Ｙ方向に位置固定される。この場合フェースプレートアライメントマーク３１とリアプレートアライメントマーク３２とをＣＣＤカメラ３０により観察しながら位置合わせを行い、厚さ方向に可動な固定治具２４により固定する（図１０）。
厚さ方向に可動な固定治具２４はリアプレート固定板２５、フェースプレート固定板２６および摺動棒２７とからなる。摺動棒２７はリアプレート固定板２５に固定され、フェースプレート固定板２６は摺動棒２７と嵌合する穴に沿って上下動する。これらの固定治具はフェースプレート１４とリアプレート９に使用しているガラス基板とは、膨張係数のほぼ等しい切削性セラミックス（好適には、「ホトベール」）により作製した。リアプレート固定板２５をリアプレート９に無機系接着剤により接着し、位置合わせを行った後に、フェースプレート固定板２６をフェースプレート１４に接着する。
厚さ方向に可動な固定治具２４により固定されたフェースプレート１４とリアプレート９をフリットガラスが軟化する温度まで加熱する。パネル上部から押圧し、外枠１９部のフリットガラス１３および２０が、強度および密封性を確保できるまで流動するようにする。そして、押しつぶされた後に冷却し、フラットパネルディスプレイ２１が得られた（図１１、図１２）。
本発明において、従来のようにフリットガラスの沈込みが生ずる際にＸＹ方向の位置ずれが発生することはなく、したがって高い位置および寸法精度を有する画像形成装置を簡略な方法により、短時間の工程で製造することができる。
以上説明したように本発明の実施の形態によれば、フェースプレートとリアプレートの位置合わせを行った後にフラットパネルディスプレイの厚さ方向に可動な固定治具でフェースプレートとリアプレートを固定し、リアプレート、フェースプレートおよび枠部材を接着温度まで加熱し、フラットパネルディスプレイの厚さ方向に荷重を印加して接着することにより、高精度にかつ容易に製作することができる等の利点を有している。
また、フェースプレートとリアプレートに蛍光部材、加速電極、電子放出素子および配線等を形成した後に、フェースプレートもしくはリアプレートに貫通孔等の位置合わせ手段を設けて組立を行う方法では、ガラス基板に孔等を機械的に形成することが必要となる。ガラス基板に対する機械的な加工精度は、±５０ミクロン以下にすることは実質的に困難である。上述の実施の形態では、フェースプレートとリアプレートの位置合わせを行った後にフラットパネルディスプレイの厚さ方向に可動な固定治具でフェースプレートとリアプレートを固定し、リアプレート、フェースプレートおよび枠部材を接着温度まで加熱し、フラットパネルディスプレイの厚さ方向に荷重を印加し接着するようにし、特にフェースプレートもしくはリアプレートに摺動部を設けず、プレート側治具と摺動棒とが摺動するようにすることにより、組立時の位置精度を±１０ミクロンとすることが可能である。
また、上述の実施の形態で説明したような治具を用いることにより、フェースプレートとリアプレートの位置合わせ状態を好適に実現することが可能であるため、フェースプレートとリアプレートと治具とを所定の位置関係で配置した後、フェースプレートとリアプレートの間を離間させ、真空チャンバー中で排気を行った後、接着工程を行うことによりフラットパネルディスプレイ内の雰囲気を容易に所望の雰囲気にすることができる。フェースプレートとリアプレートの間を離間させた後でも、位置合わせ状態を容易に実現でき接着を行うことができる。
以上具体的な実施の形態を挙げて説明したように本願発明では好適なフラットパネルディスプレイの製造方法を実現することができる。
産業上の利用可能性
本願発明は、フラットパネルディスプレイの分野で有効に用いることができる。その場合、容易かつ高い精度でフラットパネルディスプレイを製造することができる。

Claims (10)

1. 互いに対向するフェースプレート部とリアプレート部と枠部分とにより構成されるフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
   治具によりガイドしながらフェースプレートとリアプレートの間の接着部を接着する工程を有しており、前記治具は、前記フェースプレートと前記リアプレートの少なくとも面内方向の相対位置が所定の状態になるようにガイドし、かつ前記フェースプレートと前記リアプレートの間隔方向の動きを許容するものであり、
   前記治具と前記フェースプレートおよびリアプレートとは、前記接着工程の際の加熱温度においてほぼ等しい膨張係数を有することを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。
2. 互いに対向するフェースプレート部とリアプレート部と枠部分とにより構成されるフラットパネルディスプレイの製造方法であって、
   フェースプレートとリアプレートの相対位置を位置合わせする位置合わせ工程と、
   前記フェースプレートと前記リアプレートの面内方向の相対位置を規定する治具を、位置合わせされた状態の前記フェースプレートと前記リアプレートとに合わせて配置する工程と、
   前記治具によって前記フェースプレートと前記リアプレートの面内方向の相対位置を規定しながら前記フェースプレートと前記リアプレートの間の接着部を接着する工程と、を有し、
   前記治具と前記フェースプレートおよびリアプレートとは、前記接着工程の際の加熱温度においてほぼ等しい膨張係数を有することを特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。
3. 前記接着する工程は、 前記接着部に圧力を印加する工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
4. 前記接着する工程は、 加熱工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
5. 前記治具は、摺動部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
6. 前記治具は前記フェースプレートもしくはリアプレートに固定されるプレート側治具と、該プレート側治具と接触して前記フェースプレートと前記リアプレートの相対位置を規定する部分とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
7. 前記フラットパネルディスプレイは、 電子放出部と、 該電子放出部が放出する電子により発光する蛍光部材とを有することを特徴とする請求項１または２に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
8. 前記電子放出部は、前記リアプレート部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
9. 前記蛍光部材は、前記フェースプレート部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。
10. 前記フェースプレート部と前記リアプレート部の間に、 前記フェースプレート部と前記リアプレート部の間の間隔を維持する支持部材を有することを特徴とする請求項７に記載のフラットパネルディスプレイの製造方法。

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