KR20020005729A - 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법 및 평면형 화상 표시장치의 제조 장치 - Google Patents

평면형 화상 표시 장치의 제조 방법 및 평면형 화상 표시장치의 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법은, 전자 방출 소자를 갖는 리어 플레이트(rear plate)에 형광체 스크린을 갖는 페이스 플레이트를 소정의 간극으로 대향 배치하여 접합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 리어 플레이트(20)와 페이스 플레이트(10) 중 적어도 한쪽을, 전자선 세정실(42, 46) 내에 수용하여, 전자선 세정실(42, 46) 내에 설치된 전자선 발생 장치(52)로부터, 리어 플레이트(20)나 페이스 플레이트(10)에 대하여 진공 분위기 중에서 전자선(53)을 조사하여, 표면에 흡착된 가스를 충분히 방출시킨다. 이렇게 하여, 표시 장치 내부의 표면 흡착 가스를 충분히 방출시킴으로써 외위기로서의 진공 용기 내부를 고진공 상태로 유지하는 것이 가능하게 된다.

Description

평면형 화상 표시 장치의 제조 방법 및 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING FLAT IMAGE DISPLAY DEVICE}
최근, 발달한 반도체 가공 기술을 이용하여 전계 방출형 냉음극의 개발이 활발하게 행해지고 있으며, 평판형(평면형) 화상 표시 장치에의 응용이 진행되고 있다. 전계 방출형의 전자 방출 소자를 이용한 평면형 화상 표시 장치는 액정 표시 장치와는 달리 발광형이며, 백 라이트가 불필요한 점 등으로 저소비 전력화를 도모할 수 있으며, 시야각이 넓고, 응답 속도가 빠르다는 특징을 갖고 있다.
이러한 평면형 화상 표시 장치로서는, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같은 구조의 것이 알려져 있다. 또, 도 7B는 도 7A의 동그라미로 표시한 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
이 화상 표시 장치에서는, 리어 플레이트(rear plate)로서의 실리콘 기판(101) 위에, 다수의 캐비티(cavity;102)를 갖는 이산화 실리콘막(103)이 형성되어 있으며, 이 이산화 실리콘막(103) 위에는 몰리브덴이나 니오븀 등으로 이루어지는 게이트 전극(104)이 형성되어 있다. 캐비티(102) 내부의 실리콘 기판(101)위에는, 콘(corn)형상의 몰리브덴 등으로 이루어지는 전계 방출형 전자 방출 소자(105)가 형성되어 있다.
그리고, 이러한 다수의 전자 방출 소자(105)를 갖는 실리콘 기판(101)과 소정의 간격을 두고 대향하도록, 유리 기판 등으로 이루어지는 투명 기판(페이스 플레이트;face plate: 106)이 평행하게 배치되어 있으며, 이들에 의해 진공 외위기(外圍器: 107)가 구성되어 있다. 투명 기판(106)의 전자 방출 소자(105)와 대향하는 면에는, 형광체 스크린(108)이 형성되어 있다. 또한, 실리콘 기판(101)과 투명 기판(106)에 가해지는 대기압 하중을 지탱하기 위해, 이들 기판 사이에는 지지 부재(109)가 배치되어 있다.
상기한 평면형 화상 표시 장치에서는, 다수의 전자 방출 소자(105)로부터 방출되는 전자 빔이 형광체 스크린(108)에 조사(照射)되고, 형광체 스크린(108)이 발광함으로써 화상이 형성된다. 이러한 화상 표시 장치에서는, 전자 방출 소자(105)가 마이크로미터(㎛) 단위의 크기이며, 실리콘 기판(101)과 투명 기판(106)과의 간격을 밀리미터(㎜) 단위의 크기로 하는 것이 가능하다. 그 때문에, 종래부터 텔레비전이나 컴퓨터 디스플레이로서 사용되어 있는 음극선관(CRT) 등과 비교하여, 고해상도화, 경량화, 박형화를 달성하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 평면형 화상 표시 장치에서는, 장치 내부의 진공도를 예를 들면 10-7∼10-8Torr로 유지할 필요가 있다. 그래서, 종래의 배기 공정에서는, 화상 표시 장치를 350℃ 정도까지 가열하는 베이킹 처리에 의해 장치 내부의 표면에 흡착한 가스를 단시간에 방출시키도록 하고 있다. 그러나, 이러한 배기 방법으로는 표면 흡착 가스를 충분히 방출시킬 수는 없었다.
한편, 종래의 CRT 등에서는, 밀봉 후에 내부에 설치한 게터(getter)를 활성화시켜서, 동작 시에 내벽으로부터 방출되는 가스를 게터에 흡착시킴으로써 원하는 진공도를 유지하고 있다. 그리고, 이러한 게터재에 의한 고진공도화 및 진공도의 유지를, 평면형 화상 표시 장치에도 적용시키는 것이 시도되고 있다.
그런데, 전계 방출형의 전자 방출 소자를 이용한 평판형 화상 표시 장치에서는, 리어 플레이트와 페이스 플레이트 및 측부에 배치되는 지지 프레임으로 형성되는 진공 용기(진공 외위기)의 용적이, 통상의 CRT에 비해 대폭 감소하는 데 반하여 가스를 방출하는 벽면의 면적은 감소되지 않는다. 그 때문에, CRT와 동일한 정도의 표면 흡착 가스의 방출이 있는 경우, 진공 용기 내의 압력 상승이 매우 커진다. 이러한 점으로부터, 평판형 화상 표시 장치에서는 게터재의 역할이 매우 중요해지지만, 배선의 쇼트 등을 방지하는 관점에서 보면 도전성을 갖는 게터막의 형성 위치는 한정되어 있었다.
이러한 문제에 대응하여, 진공 외위기의 화상 표시 영역밖에 게터재를 배치하고, 화상 표시 영역에 영향을 미치지 않는 외주 부분에 게터막을 형성하는 것 등이 제안되어 있다 (특개평5-151916호 공보, 특개평4-289640호 공보 등 참조). 그러나, 이러한 방법으로는, 외주 부분에 형성된 게터막에 의해 화상 표시 영역에서 발생된 가스를 유효하게 흡착하는 것이 불가능하기 때문에, 진공 외위기 내의 고진공도를 장시간에 걸쳐 유지하는 것이 불가능하다고 하는 문제가 있었다.
이러한 점으로부터, 게터막을 화상 표시 영역 내에 형성하는 것이 검토되고 있다. 예를 들면 특개평9-82245호 공보에는, 평판형 화상 표시 장치의 페이스 플레이트의 형광막 위에 형성된 메탈백(metalback)층 위에, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 혹은 이들 합금으로 이루어지는 게터재를 피복하거나, 메탈백층을 상기한 게터재로 구성하는 것, 혹은 화상 표시 영역 내에서 리어 플레이트의 전자 방출 소자 이외의 부분에, 이 게터재를 배치하는 것이 기재되어 있다.
그러나, 상기한 특개평9-82245호 공보에 기재되어 있는 평판형 화상 표시 장치에서는, 게터재를 통상의 패널 형성 공정에 의해 형성하고 있기 때문에, 게터재의 표면이 당연히 산화하게 된다. 그리고 게터재는, 특히 표면의 활성 정도가 중요하기 때문에, 표면 산화한 게터재로서는 만족스러운 가스 흡착 효과를 얻는 것이 불가능하였다.
그래서, 상기 공보에서는, 페이스 플레이트와 리어 플레이트 사이의 공간을, 지지 프레임을 통해 기밀하게 밀봉하여 진공 외위기를 형성한 후에 게터재를 전자선 조사 등에 의해 활성화하는 것이 기재되어 있지만, 이러한 방법으로서는 게터재를 유효하게 활성화시키는 것이 불가능하다. 특히, 진공 외위기를 형성한 후에 게터재를 활성화하는 경우에는, 활성화에 의해 방출된 산소 등의 가스 성분이, 전자 방출 소자나 다른 부재에 부착되기 때문에, 이 단계에서 전자 방출 특성 등이 저하될 우려가 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 제조 공정 중에 장치 내부의 표면에 흡착한 가스를 충분히 방출시킴으로써, 외위기로서의 진공 용기 내부를 고진공 상태로 유지하는 것을 가능하게 한 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법 및 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
〈발명의 개시〉
본 발명의 제1 양태는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법으로서, 전자 방출 소자를 갖는 기판과 형광체 스크린을 갖는 페이스 플레이트를, 상기 전자 방출 소자와 상기 형광체 스크린이 간극을 갖고 대향하도록 배치하여 접합하는 공정을 포함한 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽에 대하여 진공 분위기 중에서 전자를 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로는, 상기 전자 조사 공정에서 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 처리 용기 내에 수용하고, 그 처리 용기 내에 설치된 전자 소스에 의해, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽에 상기 전자를 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서는, 상기 전자 조사 공정에서, 10-3Torr 이하의 진공도로 유지된 진공 분위기 중에서 상기 전자를 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전자 조사 공정에서, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 가열하면서 상기 전자를 조사하는 것이 바람직하다. 그리고, 가열 시에는, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을, 200∼400℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 또한, 전자 방출 소자를 갖는 상기 기판과 페이스 플레이트는 전자가 조사된 후에, 예를 들면 지지 프레임을 통해 진공 분위기 중에서 접합된다.
본 발명의 제2 양태는 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치에 있어서, 전자 방출 소자를 갖는 기판과 형광체 스크린을 갖는 페이스 플레이트를, 상기 전자 방출 소자와 상기 형광체 스크린이 간극을 갖고 대향하도록 배치하고 접합하여 이루어지는 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치에 있어서, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽이 수용되는 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 반입 및 반출하는 반송 수단과, 상기 처리 용기 내를 진공 분위기로 하는 진공 배기 수단과, 상기 처리 용기 내에 수용된 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽에 전자선을 조사하는 전자선 조사 수단과, 적어도 한쪽에 상기 전자선이 조사된 상기 기판과 상기 페이스 플레이트를 간극을 갖도록 유지하면서 접합하는 접합 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치는, 상기 처리 용기 내에 수용된 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 가열하는 수단을 더 포함하는 것이 가능하다.
일반적으로, 고체 물질에 전자선을 조사함으로써 고체 표면에 흡착한 가스를 이탈시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 예를 들면 내부를 진공 분위기로 한 처리 용기 내에 전자 방출 소자를 갖는 기판이나 페이스 플레이트를 수용하고, 처리 용기 내에 설치된 전자 소스로부터 기판이나 페이스 플레이트에 대하여 전자선을 조사함으로써 전자 방출 소자를 갖는 기판이나 페이스 플레이트의 전면을 구석구석까지 전자선 세정할 수 있어, 표면에 흡착한 가스를 충분히 방출시키는 것이 가능해진다. 그리고, 이러한 전자선 조사를 실시함으로써 평면형 화상 표시 장치의 외위기를 구성하는 진공 용기 내부를, 고진공 상태 예를 들면, 10-7∼10-8Torr의 고진공도로 유지하는 것이 가능해진다.
본 발명은 전계 방출형 냉음극 등의 전자 방출 소자를 이용한 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에서, 일실시예의 제조 공정을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 제조 방법으로 사용하는 진공 처리 장치의 구성 예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에서, 페이스 플레이트 단부의 구조의 예를 확대하여 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에서의 전자선 세정 공정의 제1 예를 모식적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에서의 전자선 세정 공정의 제2 예를 모식적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에서의 전자선 세정 공정의 제3 예를 모식적으로 나타낸 도면.
도 7은 평면형 화상 표시 장치의 주요부의 구조를 나타낸 단면도.
〈발명을 실시하기 위한 최량의 형태〉
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
우선, 본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.
우선, 도 1A에 도시한 바와 같이, 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20)와 지지 프레임(30)을 통상의 방법에 따라 준비한다.
페이스 플레이트(10)는 유리 기판(11) 등의 투명 기판 위에 형성된 형광체층(12)을 갖고 있다. 형광체층(12)은 컬러 화상 표시 장치의 경우, 화소에 대응시켜 형성한 적색 발광 형광체층, 녹색 발광 형광체층 및 청색 발광 형광체층을 갖고, 이들 사이는 흑색 도전재로 이루어지는 광 흡수층(13)에 의해 분리된 구조로 되어 있다. 적, 녹 및 청의 각 색으로 발광하는 형광체층(12) 및 이들 사이를 분리하는 광 흡수층(13)은, 각각 수평 방향으로 순차 반복하여 형성되어 있다. 이들 형광체층(12) 및 광 흡수층(13)에 의해 형광체 스크린이 구성되며, 이 형광체 스크린이 존재하는 부분이 화상 표시 영역으로 된다.
광 흡수층(13)은, 그 형상에 의해 블랙 스트라이프, 블랙 매트릭스 등이라 칭한다. 블랙 스트라이프의 형광체 스크린은 적, 녹 및 청의 각 색의 형광체 스트라이프가 순서대로 형성되며, 이들 사이가 스트라이프형의 광 흡수층(13)으로 분리된 구조를 갖는다. 블랙 매트릭스 타이프의 형광체 스크린은 적, 녹 및 청의 각 색의 형광체 도트가 격자형으로 형성되고, 이들 사이가 광 흡수층(13)에 의해 분리된 구조를 갖는다. 형광체 도트의 배치 방법으로는 다양한 방법이 적용 가능하다.
형광체층(12) 위에는 메탈백층(14)이 형성되어 있다. 메탈백층(14)은 Al막 등의 도전성 박막에 의해 구성되어 있으며, 형광체층(12)에서 발생한 광 중, 전자 방출원을 갖는 리어 플레이트(20)의 방향으로 진행하는 광을 반사하여, 휘도를 향상시키는 것이다. 또한, 메탈백층(14)은 페이스 플레이트(10)의 화상 표시 영역에 도전성을 제공하여 전하가 축적되는 것을 방지하고, 리어 플레이트(20)의 전자 방출원에 대하여 애노드 전극의 역할을 수행하는 것이다. 또한 메탈백층(14)은 진공 용기(외위기) 내에 잔류하는 가스가 전자 방출원으로부터의 전자 빔으로 전리되어 생성하는 이온에 의해 형광체층(12)이 손상되는 것을 방지하는 등의 기능도 갖고 있다.
유리 기판(11) 위로의 형광체층(12) 및 광 흡수층(13)의 형성 방법으로서는, 슬러리법이나 인쇄법 등을 적용하는 것이 가능하다. 그리고, 형광체층(12)과 광 흡수층(13)을 유리 기판(11) 위에 각각 형성한 후, 또한 그 위에 Al막 등으로 이루어지는 도전성 박막을 증착법이나 스퍼터법 등에 의해 형성하여, 메탈백층(14)으로 한다. Al막의 두께는 양극 전압 등에 의존하기는 하지만, 2500㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다.
리어 플레이트(20)는 유리 기판이나 세라믹스 기판 등의 절연성 기판, 혹은 실리콘(Si) 기판 등의 기판(21) 상에 다수의 전자 방출 소자(22)를 갖고 있으며, 이들 전자 방출 소자(22)는, 예를 들면 전계 방출형 냉음극(에미터)이나 표면 전도형 전자 방출 소자 등을 구비하고 있다. 리어 플레이트(20)의 전자 방출 소자(22)가 형성된 면에는, 배선(도시를 생략)이 형성되어 있다. 즉, 다수의 전자 방출 소자(22)는 각 화소의 형광체에 대응하여 매트릭스형으로 형성되어 있으며, 이 매트릭스형 전자 방출 소자(22)를 1행씩 구동하는 상호 교차하는 배선(X-Y 배선)이 형성되어 있다.
지지 프레임(30)은 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20) 사이의 공간을 기밀로 밀봉하는 것이다. 지지 프레임(30)은 페이스 플레이트(10) 및 리어 플레이트(20)에 대하여 프릿 유리(frit glass) 또는 인듐(In)이나 그 합금 등을 이용하여 접합되며, 이들에 의해 후술하는 외위기로서의 진공 용기가 구성된다. 또, 지지 프레임(30)에는, 도시를 생략한 신호 입력 단자 및 행 선택용 단자가 설치되어 있다. 이들 단자는 리어 플레이트(20)의 교차 배선(X-Y 배선)에 대응하는 것이다.
또, 평면형 화상 표시 장치가 대형인 경우 등에는, 본 장치가 얇은 평판 형상이기 때문에, 굴곡 등이 생기지 않도록, 또한 대기압에 대한 강도를 증대시키기 위해, 예를 들면 도 1B에 도시한 바와 같이, 보강판(대기압 지지 부재: 15)을, 의도하는 강도에 맞춰 적절하게 배치하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같은 페이스 플레이트(10), 리어 플레이트(20) 및 지지 프레임(30)을 각각 준비한 후, 기판의 전자선 조사에 의한 세정, 게터막의 증착 형성, 외위기로서의 진공 용기의 형성(지지 프레임(30)과 페이스 플레이트(10), 리어 플레이트(20)와의 접합)을 진공 분위기를 유지한 상태에서 실시한다. 이러한 일련의 공정에는, 예를 들면 도 2에 도시한 바와 같은 진공 처리 장치(40)가 이용된다.
도 2에 도시한 진공 처리 장치(40)는 페이스 플레이트(10)의 로드(load)실(41), 베이킹 및 전자선 세정실(42), 냉각실(43), 게터막의증착실(44), 리어 플레이트(20) 및 지지 프레임(30)의 로드실(45), 베이킹 및 전자선 세정실(46), 냉각실(47), 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20)와의 조립실(48), 지지 프레임(30)을 페이스 플레이트(10)에 대하여 접합하는 열 처리실(49), 냉각실(50) 및 언로드(unload)실(51)을 갖고 있다.
상술한 각 처리실(처리 용기)은, 진공 분위기 중에서의 처리가 가능한 진공 처리실로 되어 있으며, 화상 표시 장치의 제조 시에는 모든 처리실이 진공 배기되어 있다. 이 때의 진공도는, 예를 들면 1×10-3Torr 이하로 하는 것이 바람직하며, 또한 1×10-5Torr 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 각 처리실 사이에는 게이트 밸브 등으로 접속되어 있다. 또한, 도시를 생략하였지만, 진공 처리 장치(40)는 피처리물인 페이스 플레이트(10) 및 리어 플레이트(20)를 반입 및 반출함과 함께 각 처리실 사이를 이동시키는 반송 수단과, 각 처리실 내를 진공 분위기로 하는 진공 배기 수단(배기 장치 등)을 갖고 있다.
메탈백층(14)까지 형성된 페이스 플레이트(10)는, 우선 로드실(41) 내에 세트된다. 페이스 플레이트(10)의 기판 단부에는, 미리 도 3에 도시한 바와 같이 홈부(31)를 형성하고, 이 홈부(31)에, 후술하는 지지 프레임(30)과의 기밀 밀봉을 위해 In이나 그 합금 등의 접합재(32)를 배치해 두어도 된다. 그리고, 로드실(41) 내의 분위기를 진공 분위기로 한 후, 페이스 플레이트(10)는 베이킹 및 전자선 세정실(42)로 보내진다.
베이킹 및 전자선 세정실(42)에서는, 페이스 플레이트(10)를, 예를 들면 300∼400℃의 온도로 가열하여, 페이스 플레이트(10) 내의 가스 제거를 행한다. 또, 페이스 플레이트(10)의 단부의 홈부(31)에, 미리 In이나 In 합금 등의 접합재(32)를 배치한 경우에는, 가열에 의해 접합재(32)가 용융하여 홈부(31)로부터 떨어지지 않도록, 페이스 플레이트(10)를 베이킹 및 전자선 세정실(42) 내의 하부에 홈부(31)를 위로 향하도록 배치하는 것이 바람직하다.
상기한 베이킹과 동시에, 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같이, 베이킹 및 전자선 세정실(42)의 상부에 설치된 전자선 발생 장치(52)로부터 전자선(53)을, 진공 분위기 중에서 페이스 플레이트(10)의 형광체 스크린의 형성면에 대하여 조사한다. 전자선(53)을 조사할 때의 진공도는, 1×10-3Torr 이하로 하는 것이 바람직하며, 또한, 1×10-5Torr 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 전자선(53)은 전자선 발생 장치(52)의 외부에 장착된 편향 장치(54)에 의해 편향 주사된다. 이것에 의해, 페이스 플레이트(10)의 전면에 전자선을 조사하여 세정하는 것이 가능하다.
또, 전자선 발생 장치(52)의 개수, 형상, 전자선 발생 방식 등은, 도 4에 도시한 바와 같은 장치에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 전자선 발생 장치(52)를 복수개(도 5에서는 2개) 설치하고, 이들 복수의 전자선 발생 장치(52)로부터 교대로 또는 동시에 전자선(53)을 조사하여도 된다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 평행 빔(55)을 발생하는 평면형의 전자선 발생 장치(56)를 사용하는 것도 가능하다.
가열 및 전자선 세정이 행해진 페이스 플레이트(10)는, 계속해서 냉각실(43)로 보내지고, 예를 들면 100℃ 이하의 온도(예를 들면 80∼100℃)로 냉각된다. 계속해서, 냉각된 페이스 플레이트(10)는 게터막의 증착실(44)로 보내진다. 이 증착실(44)에서는, 예를 들면 형광체층(12)의 외측에, 게터막으로서 활성 바륨(Ba)막(도시를 생략)이 증착 형성된다. 그 후, 페이스 플레이트(10)는 조립실(48)로 보내진다.
한편, 기판 위에 전자 방출원이 형성된 리어 플레이트(20)와 지지 프레임(30)은, 그 공정이 용이하기 때문에, 로드실(45) 내에 세트되기 전에 일체로 고정되어 있는 것이 바람직하다. 그리고, 로드실(45)의 분위기를 진공 분위기로 한 후, 리어 플레이트(20)와 지지 프레임(30: 혹은 이들이 고정 일체화된 어셈블리)은, 이 로드실(45)로부터 베이킹 및 전자선 세정실(46)로 보내진다.
베이킹 및 전자선 세정실(46)에서는, 상술한 페이스 플레이트(10)의 경우와 마찬가지로, 리어 플레이트(20) 및 지지 프레임(30)을 300∼400℃의 온도로 가열하여, 리어 플레이트(20) 내의 가스 제거를 행한다. 이 베이킹과 동시에, 베이킹 및 전자선 세정실(46)의 상부에 부착된 전자선 발생 장치, 예를 들면 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같은 전자선 발생 장치(52, 56)로부터 전자선을 조사한다. 전자선은, 예를 들면 전자선 발생 장치(52, 56)의 외부에 장착된 편향 장치(54)에 의해 편향 주사되고, 그에 따라, 리어 플레이트(20)의 전면이 전자선 세정된다.
계속해서, 베이킹 및 전자선 세정이 행해진 리어 플레이트(20) 및 지지 프레임(30)은 냉각실(47)로 보내지고, 예를 들면 100℃ 이하의 온도(예를 들면 80∼100℃)로 냉각된다. 냉각된 리어 플레이트(20) 및 지지 프레임(30)은, 상기한 페이스플레이트(10)와 마찬가지로 조립실(48)로 보내진다.
조립실(48)에서는, 페이스 플레이트(10), 리어 플레이트(20) 및 지지 프레임(30)의 조립(위치 정렬)을 행한다. 조립 시에, 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20) 사이에는 필요에 따라 보강판을 배치한다.
계속해서, 조립된 상태의 것을 열 처리실(49)로 보낸다. 이 열 처리실(49)에서, 진공 분위기 중에서 사용된 접합재(32)에 따른 온도로 열 처리하고, 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20)를 지지 프레임(30)을 통해 눌러 접합한다. 또, 필요에 따라, 전자 방출원의 활성화 처리 등을 사전에 행한다. 접합까지의 각 공정은, 진공 분위기 중에서 행해지고 있기 때문에, 증착실(44)에서 형성된 게터막(Ba막)은 표면이 산소나 탄소 등으로 오염되는 것이 방지되며, 활성 상태가 유지된다.
접합은, In이나 그 합금을 접합재(32)로서 사용하는 경우에는, 100℃ 정도로 가열하여 행한다. 여기서, 접합 시의 가압 시에, 더욱 충분한 접합을 가능하게 하기 위해 접합부 또는 그 근방에 초음파를 인가하는 것이 바람직하다. 또, 페이스 플레이트(10) 단부의 홈부(31)에 미리 In이나 In 합금과 같은 접합재(32)를 배치한 경우에는, 접합 시의 가열에 의해 In이나 그 합금(31)이 용융하여 홈부(32)로부터 떨어지지 않도록, 페이스 플레이트(10)를 열 처리실(49) 내의 하부에 홈부(31)가 위를 향하도록 배치하고, 지지 프레임(30)이 고정된 리어 플레이트(20)를 그 상부로부터 배치하여 접합하는 것이 바람직하다.
일반적으로, In이나 그 합금은 접합 강도가 불충분하다고는 하지만, 본 발명의 평면형 화상 표시 장치는, 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20)의 간극이 진공으로 유지되어 있기 때문에, 접합재(32)로서 In이나 그 합금만을 사용하는 경우에도, 대기압이 가해짐으로써 충분한 접합 강도를 얻는 것이 가능하다. 접합부의 강도를 보다 한층 향상시키기 위해 접합부를 에폭시 수지 등으로 보강하여도 된다.
이와 같이 하여, 페이스 플레이트(10), 리어 플레이트(20) 및 지지 프레임(30)에 의해 외위기로서의 진공 용기를 형성하는, 즉, 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20) 사이의 공간부를, 지지 프레임(30)에 의해 기밀로 밀봉함으로써, 도 1B에 도시한 평면형 화상 표시 장치(60)가 제작된다. 그 후, 평면형 화상 표시 장치(60)는 냉각실(50)에서 상온까지 냉각되고, 언로드실(51)로부터 추출된다.
또, 평면형 화상 표시 장치(60)의 제조에 이용하는 진공 처리 장치(40)는 로드실(41)로부터 언로드실(51)까지의 각 구성을 조합한 장치여도 되고, 내부의 진공 분위기를 유지할 수 있으면, 특별히 그 구성이 한정되는 것은 아니다. 또한, 상술한 실시예에서는, 페이스 플레이트(10)와 리어 플레이트(20)를 각각 별개로 전자선 세정하고 있지만, 양자를 지그(zig)에 의해 소정 간격을 이격하여 유지해 놓고, 동시에 전자선 세정을 행하도록 구성하여도 좋다.
상술한 바와 같은 제조 방법 및 제조 장치에 의해 얻어지는 평면형 화상 표시 장치(60)에 따르면, 충분한 전자 방출 성능을 얻는 데 있어서 요구되는10-7∼10-8Torr의 고진공 상태를, 초기 상태에서 재현성 있게 달성할 수 있다. 이것은, 상기한 각 공정을 진공 분위기 중에서 행함과 함께 페이스 플레이트(10) 및 리어 플레이트(20)의 전면을 구석구석까지 전자선에 의해 세정하여, 표면에 흡착된 가스를 충분히 방출시키고 있기 때문이다. 즉, 평면형 화상 표시 장치(60)의 동작 시에 가스가 거의 발생되지 않기 때문에, 장시간에 걸쳐 양호한 발광 특성을 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기한 본 발명의 평면형 화상 표시 장치(60)의 제조 공정에서는, 진공 분위기 중에서 기밀 밀봉 공정을 행하고 있기 때문에, 종래의 평면형 화상 표시 장치의 제조에서와 같이, 제조 후의 장치 내의 배기 공정이 불필요해진다. 따라서, 종래의 장치에서는 필수이던 배기를 위한 구성(예를 들면, 배기용 세관 등)이나 배기 장치가 불필요해진다. 또한, 이러한 배기용 세관을 필요로 하지 않기 때문에, 배기 컨덕턴스가 커져서 평면형 화상 표시 장치의 배기 효율이 매우 양호해진다.
상술한 바와 같은 평면형 화상 표시 장치(60)는, 예를 들면 NTSC 방식의 텔레비전 신호에 기초를 둔 텔레비전 표시 등에 사용된다. 이 때, 도시를 생략한 신호 입력 단자 및 행 선택용 단자, 또한 고압 단자는 외부의 전기 회로와 접속된다. 또, 접합재(32)에 도전성을 갖는 In이나 In 합금을 이용하는 경우에는, 접합재(32)를 단자로서 사용하는 것도 가능하다.
각 단자에는, 평면형 화상 표시 장치(60)에 설치되어 있는 전자 방출원, 즉M행 N열의 행렬형으로 매트릭스 배선된 전자 방출 소자(22)를, 1행씩 순차 구동하기 위한 주사 신호가 인가되며, 또한 선택된 1행의 전자 방출 소자(22)의 출력 전자 빔을 제어하기 위한 변조 신호가 인가된다. 고압 단자에는, 전자 방출 소자(22)로부터 방출되는 전자 빔에 형광체를 여기하는데 충분한 에너지를 부여하기 위한 가속 전압이 인가된다.
이와 같이 구성되는 평면형 화상 표시 장치(60)에서는, 각 전자 방출 소자(22)에 단자를 통해 전압을 인가함으로써 전자 방출을 발생시킨다. 또한, 고압 단자를 통해 메탈백층(14)에 고압을 인가하여, 전자 빔을 가속한다. 가속된 전자는 형광체층(12)에 충돌하여, 발광이 생겨 화상이 표시된다.
본 발명에 의해 얻어지는 평면형 화상 표시 장치는, 예를 들면 텔레비전 수상기나 컴퓨터 단말의 표시 장치 등, 각종의 화상 표시 장치로서 사용하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법 및 제조 장치에 따르면, 페이스 플레이트나 리어 플레이트의 전면을 구석구석까지 전자선 세정하고 있기 때문에, 표면 흡착 가스를 충분히 방출시킬 수 있다. 따라서, 평면형 화상 표시 장치의 내부를 장기간에 걸쳐 고진공 상태로 유지하는 것이 가능하게 된다.

Claims (14)

  1. 전자 방출 소자를 갖는 기판과 형광체 스크린을 갖는 페이스 플레이트(face plate)를, 상기 전자 방출 소자와 상기 형광체 스크린이 간극을 갖고 대향하도록 배치하여 접합하는 공정을 포함하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽에 대하여, 진공 분위기 중에서 전자를 조사(照射)하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 조사 공정에서, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 처리 용기 내에 수용하고, 상기 처리 용기 내에 설치된 전자 소스로부터, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽에 상기 전자를 조사하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자 조사 공정에서, 상기 처리 용기 내에 설치된 복수의 상기 전자 소스로부터, 교대로 또는 동시에 상기 전자를 조사하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전자선 조사 공정에서, 상기 전자 소스로부터 사출된 상기 전자를 편향시키면서 조사하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 전자 조사 공정에서, 평판형의 상기 전자 소스로부터 사출된 상기 전자를 조사하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자 조사 공정에서, 10-3Torr 이하의 진공도로 유지된 진공 분위기 중에서, 상기 전자를 조사하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전자 조사 공정에서, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 가열하면서, 상기 전자를 조사하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전자 조사 공정에서, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을, 200∼400℃의 온도로 가열시키는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전자를 조사한 후, 피조사물을 100℃ 이하의 온도로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전자를 조사한 후, 상기 기판과 상기 페이스 플레이트를 지지 프레임을 통해 진공 분위기 중에서 접합시키는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 지지 프레임은, 이전 공정에서 상기 전자가 조사되는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 페이스 플레이트에의 상기 전자의 조사를, 동일한 처리 용기 내에서 행하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 방법.
  13. 전자 방출 소자를 갖는 기판과 형광체 스크린을 갖는 페이스 플레이트를, 상기 전자 방출 소자와 상기 형광체 스크린이 간극을 갖고 대향하도록 배치하고 접합하여 이루어지는 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치에 있어서,
    상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽이 수용되는 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 반입 및 반출하는 반송 수단과,
    상기 처리 용기 내를 진공 분위기로 하는 진공 배기 수단과,
    상기 처리 용기 내에 수용된 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽에 전자선을 조사하는 전자선 조사 수단과,
    적어도 한쪽에 상기 전자선이 조사된 상기 기판과 상기 페이스 플레이트를 간극을 갖도록 유지하면서 접합시키는 접합 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 처리 용기 내에 수용된 상기 기판과 상기 페이스 플레이트 중 적어도 한쪽을 가열하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 화상 표시 장치의 제조 장치.
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