KR20060017831A

KR20060017831A - 화상 표시 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20060017831A
Application number: KR1020057022989A
Authority: KR
Inventors: 아끼요시 야마다; 히로따까 운노
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2006-02-27
Also published as: US20060132023A1; WO2004109740A1; TW200501192A; KR100759136B1; TWI284913B; JP2004362926A; CN1799116A; EP1643534A1

Abstract

본 발명의 화상 표시 장치의 진공 케이싱(10)은 대향 배치된 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)과, 전방면 기판 및 배면 기판의 주변부를 서로 밀봉 부착한 밀봉 부착부(40)를 구비하고 있다. 밀봉 부착부는 전방면 기판 및 배면 기판의 주연부를 따라 연장된 프레임(13) 및 밀봉 부착재(32)를 포함하고 있다. 프레임은 금속으로 형성된 코어재(15)와, 이 코어재의 표면을 덮은 금속 피복(17)을 갖고 있다.

진공 케이싱, 전방면 기판, 배면 기판, 프레임, 코어재

Description

화상 표시 장치 및 그 제조 방법{IMAGE DISPLAY AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은 대향 배치되어 기판과 한 쪽 기판의 내측에 배치된 다수의 전자 방출 소자를 가진 평면형의 화상 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 음극선관(이하, CRT라 칭함)을 대신하는 차세대의 경량 및 박형의 표시 장치로서 다양한 평면형의 화상 표시 장치가 개발되어 있다. 이러한 화상 표시 장치에는 액정의 배향을 이용하여 빛의 강약을 제어하는 액정 디스플레이(이하, LCD라 칭함), 플라즈마 방전의 자외선에 의해 형광체를 발광시키는 플라즈마 디스플레이 패널(이하, PDP라 칭함), 전계 방출형 전자 방출 소자의 전자 빔에 의해 형광체를 발광시키는 필드 에미션 디스플레이(이하, FED라 칭함), 또한 FED의 일종으로서 표면 전도형의 전자 방출 소자를 이용한 표면 전도 전자 방출 디스플레이(이하, SED라 칭함) 등이 있다.

예를 들어 FED나 SED에서는, 일반적으로 소정의 간극을 두고 대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판을 갖고 있다. 이들의 기판은 직사각형 형상의 프레임을 통하여 주변부끼리 서로 접합함으로써 진공의 케이싱을 구성하고 있다. 전방면 기판의 내면에는 형광체 스크린이 형성되고, 배면 기판의 내면에는 형광체를 여기하 여 발광시키는 전자 방출원으로서 다수의 전자 방출 소자가 설치되어 있다.

배면 기판 및 전방면 기판에 가해지는 대기압 하중을 지지하기 위해, 이들 기판의 사이에는 복수의 지지 부재가 배치되어 있다. 배면 기판측의 전위는 거의 접지 전위이며, 형광면에는 애노드 전압이 인가된다. 형광체 스크린을 구성하는 적색, 녹색, 청색의 형광체에 다수의 전자 방출 소자로부터 방출된 전자 빔을 조사하고, 형광체를 발광시킴으로써 화상을 표시한다.

이러한 표시 장치는 표시 장치의 두께를 수 ㎜ 정도까지 얇게 할 수 있어, 현재 텔레비전이나 컴퓨터의 디스플레이로서 사용되고 있는 CRT와 비교하여 경량화 및 박형화를 달성할 수 있다.

상기와 같은 FED나 SED에서는 케이싱의 내부를 고진공으로 하는 것이 필요하게 된다. 케이싱을 진공으로 하는 수단으로서 케이싱을 구성하는 전방면 기판, 배면 기판 및 프레임의 최종 조립을 진공조 내에서 행하는 방법이 제안되어 있다.

이 방법에서는 최초로 진공조 내에 배치된 전방면 기판, 배면 기판 및 프레임을 충분하게 가열해 둔다. 이것은 케이싱 진공도를 열화시키는 주원인이 되고 있는 케이싱 내벽으로부터의 가스 방출을 경감시키기 위해서이다. 다음에, 전방면 기판, 배면 기판 및 프레임이 냉각되어 진공조 내의 진공도가 충분하게 향상된 바로, 케이싱 진공도를 개선 및 유지시키기 위한 게터막을 형광면 스크린 상에 형성한다. 그 후, 밀봉 부착재가 용해되는 온도까지 전방면 기판, 배면 기판 및 프레임을 다시 가열하여, 전방면 기판 및 배면 기판을 소정의 위치에 조합시킨 상태에서 밀봉 부착재가 고체화될 때까지 냉각시킨다.

이러한 방법으로 작성된 진공 케이싱은 밀봉 부착 공정 및 진공 밀봉 공정을 겸하는 데 있어서, 배기관을 이용하여 케이싱 내를 배기하는 경우와 같은 시간을 필요로 하지 않고, 또한 매우 양호한 진공도를 얻을 수 있다.

그러나, 진공 중에서 조립을 행하는 경우, 밀봉 부착 공정에서 행하는 처리가 가열, 위치 맞춤 및 냉각으로 다방면에 걸치고, 또한 밀봉 부착재가 용해 및 고체화되는 긴 시간에 걸쳐 전방면 기판과 배면 기판을 소정의 위치로 계속 유지해야만 한다. 또한, 밀봉 부착시의 가열 냉각에 수반하여 전방면 기판 및 배면 기판이 열팽창 및 열수축하여 위치 맞춤 정밀도가 열화되기 쉬운 것 등, 밀봉 부착에 수반하는 생산성 및 특성면에서 문제가 있다.

한편, 예를 들어 일본 특허 공개 제2002-319346호 공보에는, 전방면 기판과 측벽 사이에 비교적 저온으로 용융하는 인듐 등의 저융점 금속 밀봉 부착재를 충전하고, 이 밀봉 부착재에 통전하여 그 줄열에 의해 밀봉 부착재 자신을 발열 및 용해시켜, 한 쌍의 기판 및 프레임을 결합하는 방법(이하, 통전 가열이라 칭함)이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 기판의 냉각에 방대한 시간을 소비할 필요가 없어 단시간으로 기판을 접합하여 케이싱을 형성하는 것이 가능하게 된다.

상술한 종래의 방법에 있어서, 프레임으로서 금속 프레임을 이용하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 프레임으로서 글래스 프레임을 이용하는 경우에 비교하여 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 금속 프레임을 이용한 경우, 금속 프레임과 밀봉 부착재와의 친화성이 나쁘면 기판끼리 확실하게 밀봉 부착하는 것이 어렵고, 밀봉 부착이 불완전하게 되어 리크가 생길 우려가 있다. 밀봉 부착부에 리크가 생긴 경우, 케이싱 내를 높은 진공도로 유지하는 것이 곤란하게 되어 표시 장치의 표시 성능 열화 및 수명의 저하를 초래한다.

본 발명은 이상의 점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 안정적이고 높은 기밀성을 보유 지지할 수 있고, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 화상 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 형태에 관한 화상 표시 장치는 대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판과, 상기 전방면 기판 및 상기 배면 기판의 주연부끼리 서로 밀봉 부착한 밀봉 부착부를 가진 케이싱을 구비하고, 상기 밀봉 부착부는 상기 전방면 기판 및 배면 기판의 주연부를 따라 연장된 프레임 및 밀봉 부착재를 포함하고, 상기 프레임은 금속으로 형성된 코어재와, 이 코어재의 표면을 덮은 금속 피복을 갖고 있다.

본 발명의 다른 형태에 관한 화상 표시 장치의 제조 방법은 대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판과, 상기 전방면 기판 및 상기 배면 기판의 주연부끼리 서로 밀봉 부착한 밀봉 부착부를 가진 케이싱을 구비한 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 전방면 기판의 내면 주연부 및 배면 기판의 내면 주연부 중 적어도 한 쪽에 전체 주위에 걸쳐 밀봉 부착재층을 형성하고, 상기 밀봉 부착재층이 형성된 상기 전방면 기판 및 배면 기판을 대향하여 배치하고, 상기 전방면 기판 및 배면 기판의 내면 주연부 사이에 상기 전방면 기판 및 배면 기판의 주연부를 따라 연장되는 프레임을 배치하는 동시에, 상기 프레임으로서 금속으로 형성된 코어재와, 이 코어재의 표면을 덮은 금속 피복을 가진 프레임을 이용하고, 상기 밀봉 부착재층을 가열하여 밀봉 부착재를 용융 혹은 연화시키는 동시에, 상기 전방면 기판 및 배면 기판을 서로 접근하는 방향으로 가압하여 상기 전방면 기판 및 배면 기판의 주연부를 밀봉 부착한다.

상기 구성의 화상 표시 장치 및 제조 방법에 따르면, 금속으로 형성된 코어재의 표면에 금속 피복을 설치함으로써, 밀봉 부착재와 프레임과의 친화성을 높게 유지할 수 있어 기밀성이 높은 표시 장치를 얻을 수 있다.

도1은 본 발명의 실시 형태에 관한 FED를 도시하는 사시도이다.

도2는 상기 FED의 전방면 기판을 제거한 상태를 도시하는 사시도이다.

도3은 도1의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다.

도4는 상기 FED의 형광체 스크린을 도시하는 평면도이다.

도5는 상기 FED의 제조 공정에 있어서, 전방면 기판 및 배면 기판을 대향하여 배치한 상태를 도시하는 단면도이다.

도6은 상기 FED의 제조에 이용하는 진공 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도7a 내지 7d는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 FED의 밀봉 부착부를 각각 도시하는 단면도이다.

도8은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 관한 FED의 밀봉 부착부를 도시하는 단면도이다.

도9는 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 FED의 밀봉 부착부를 도시하는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 화상 표시 장치를 FED에 적용한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.

도1 내지 도3에 도시한 바와 같이, 이 FED는 절연 기판으로서 각각 직사각형 형상의 글래스판으로 이루어지는 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)을 구비하고, 이들 기판은 약 1.5 ㎜ 내지 3 ㎜의 간극을 두고 대향 배치되어 있다. 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)은 직사각형 프레임 형상의 측벽(13)을 통하여 주연부끼리 접합되고, 내부가 진공 상태로 유지된 편평한 직사각형 형상의 진공 케이싱(10)을 구성하고 있다.

전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)의 주연부는 밀봉 부착부(40)에 의해 서로 접합되어 있다. 즉, 전방면 기판(11)의 내면 주연부에 위치한 밀봉 부착면과, 배면 기판(12)의 내면 주연부에 위치한 밀봉 부착면 사이에는 프레임으로서 기능하는 측벽(13)이 배치되어 있다. 전방면 기판(11)과 측벽(13) 사이 및 배면 기판(12)과 측벽(13) 사이는, 각 기판의 밀봉 부착면 상에 형성된 기초층(31)과 이 지하층 상에 형성된 인듐층(32)이 융합된 밀봉 부착층(33)에 의해 각각 밀봉 부착되어 있다. 이들 밀봉 부착층(33) 및 측벽(13)에 의해 밀봉 부착부(40)가 구성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서, 측벽(13)의 횡단면 형상은 거의 원형으로 형성되어 있다. 인듐층(32)은 전방면 기판(11)의 밀봉 부착면과 측벽(13) 외면 사이 및 배 면 기판(12)의 밀봉 부착면과 측벽 외면 사이에 충전되어 있다.

진공 케이싱(10)의 내부에는 배면 기판(12) 및 전방면 기판(11)에 가해지는 대기압 하중을 지지하기 위해 복수의 판 형상의 지지 부재(14)가 설치되어 있다. 이들 지지 부재(14)는 진공 케이싱(10)의 짧은 변과 평행한 방향으로 연장되어 있는 동시에, 긴 변과 평행한 방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 지지 부재(14)의 형상에 대해서는 특별히 판 형상으로 한정되는 것은 아니며, 기둥 형상의 지지 부재를 이용해도 좋다.

도4에 도시한 바와 같이, 전방면 기판(11)의 내면 상에는 형광체 스크린(16)이 형성되어 있다. 이 형광체 스크린(16)은 적색, 청색, 녹색의 3색으로 발광하는 줄무늬 형상의 형광체층(R, G, B) 및 이들의 형광체층 사이에 위치한 비발광부로서의 줄무늬 형상의 흑색광 흡수층(20)을 나열하여 구성되어 있다. 형광체층(R, G, B)은 진공 케이싱(10)의 짧은 변과 평행한 방향으로 연장되어 있는 동시에, 긴 변과 평행한 방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 형광체 스크린(16) 상에는 알루미늄으로 이루어지는 메탈 백(19)이 증착되어 있는 동시에, 메탈 백 상에는 도시하지 않은 게터막이 형성되어 있다.

배면 기판(12)의 내면 상에는 형광체층(R, G, B)을 여기하는 전자 방출원으로서, 각각 전자 빔을 방출하는 다수의 전계 방출형의 전자 방출 소자(22)가 설치되어 있다. 이들의 전자 방출 소자(22)는 각 화소에 대응하여 복수열 및 복수행으로 배열되어 있다. 배면 기판(12)의 내면 상에는 전자 방출 소자(22)에 구동 신호를 공급하는 다수의 배선(21)이 매트릭스 형상으로 형성되고, 그 단부는 배면 기판 의 주연부에 인출되어 있다.

다음에, 상기 한 바와 같이 구성된 FED의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 전방면 기판(11)이 되는 판 글래스에 형광체 스크린(16)을 형성한다. 이것은 전방면 기판(11)과 같은 크기의 판 글래스를 준비하고, 이 판 글래스에 플로터 머신으로 형광체층의 줄무늬 패턴을 형성한다. 형광체 줄무늬 패턴이 형성된 판 글래스와 전방면 기판용의 판 글래스를 위치 결정 지그에 적재하여 노광 다이에 세트하고, 노광 및 현상하여 형광체 스크린(16)을 생성한다.

계속해서, 배면 기판용의 판 글래스에 전자 방출 소자(22)를 형성한다. 이 경우, 판 글래스 상에 매트릭스 형상의 도전성 캐소드층을 형성하고, 이 도전성 캐소드층 상에, 예를 들어 열산화법 및 CVD법 혹은 스패터법에 의해 이산화 실리콘막의 절연막을 형성한다. 그 후, 절연막 상에, 예를 들어 스패터법이나 전자 빔 증착법에 의해 몰리브덴이나 니오브 등의 게이트 전극 형성용 금속막을 형성한다. 다음에, 이 금속막 상에 형성해야만 하는 게이트 전극에 대응한 형상의 레지스트 패턴을 리소그래피에 의해 형성한다. 레지스트 패턴을 마스크로서 금속막을 습윤 에칭법 또는 드라이 에칭법에 의해 에칭하여 게이트 전극(28)을 형성한다.

또한, 형광체 스크린(16)에는 고전압이 인가되기 때문에 전방면 기판(11), 배면 기판(12) 및 지지 부재(14)용의 판 글래스에는 고왜곡점 글래스를 사용하고 있다.

계속해서, 레지스트 패턴 및 게이트 전극을 마스크로 하여 절연막을 웨이트 에칭 또는 드라이 에칭법에 의해 에칭하여 캐비티(25)를 형성한다. 레지스트 패턴을 제거한 후, 배면 기판 표면에 대해 소정 각도로 경사진 방향으로부터 전자 빔 증착을 행함으로써 게이트 전극(28) 상에, 예를 들어 알루미늄이나 니켈로 이루어지는 박리층을 형성한다. 이후, 배면 기판 표면에 대해 수직인 방향으로부터 캐소드 형성용의 재료로서, 예를 들어 몰리브덴을 전자 빔 증착법에 의해 증착한다. 이에 의해, 각 캐비티(25)의 내부에 전자 방출 소자(22)를 형성한다. 계속해서, 박리층을 그 위에 형성된 금속막과 함께 리프트 오프법에 의해 제거한다.

계속해서, 기판 주연부에 배치되는 측벽(13)을 형성한다. 측벽(13)은 코어재(15)로서 단면이 원 형상을 이룬 금속제의 둥근 막대 또는 와이어와, 이 코어재의 외면을 덮은 금속 피복으로서의 도금층(17)으로 형성된다. 코어재(15)로서는 기판을 구성하는 글래스와 열팽창 계수가 거의 동등한 NiFe 합금을 이용하였다. 도금층(17)에는 Ag을 이용하였다.

측벽(13)을 형성하는 경우, 우선 필요한 크기에 맞추어 코어재(15)를 직사각형 프레임 형상으로 절곡 가공한다. 절곡 부위는 측벽 3개의 모서리부에 상당하는 3 부위이다. 측벽(13)의 나머지 하나의 모서리부에 상당하는 부분은 둥근 막대 또는 와이어의 양단부를 레이저 용접기에 의해 서로 용접하여 형성한다. 이때, 레이저용접기에 의해 용접부만을 순간적으로 용융시킴으로써 측벽을 제작한다. 용접할 때, 연결 부위에 요철이 남지 않는 것이 바람직하지만, 가령 요철이 생긴 경우에는 금줄 등으로 평탄하게 함으로써 측벽으로서 충분히 이용할 수 있다.

다음에, 코어재(15)의 표면에 Ag 도금 처리를 행한다. 우선, NiFe 합금의 코어재(15)를 순수 및 알코올로 세정하여 건조시킨다. 도금액조에 코어재(15)를 넣고, 전해 도금 처리에 의해 Ag 도금층(17)을 두께 약 2 ㎛ 내지 7 ㎛로 형성한다. 그 후, 도금층(17)이 형성된 코어재(15)를 순수 및 알코올로 세정하여 건조시킨다. 여기서, NiFe 합금과 Ag 도금과의 친화성 및 부착력을 높게 하기 위해 도금 처리 전에 코어재(15)의 표면을 블래스트 처리하여 도금층(17)의 층 두께보다도 충분하게 작은 높이인 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛ 정도의 요철을 형성한다. 여기서는, 높이 0.05 ㎛ 정도의 요철로 하였다. 혹은, 도금 처리 전에 코어재(15)의 표면에 Ni 도금이나 Cu 도금을 형성한 후, 이 도금층에 겹쳐 도금층(17)을 형성해도 좋다.

다음에, 전방면 기판(11)의 내면 주연부에 위치한 밀봉 부착면 및 배면 기판(12)의 내면 주연부에 위치한 밀봉 부착면에, 스크린 인쇄법에 의해 은 페이스트를 각각 도포하여 프레임 형상의 지하층(31)을 형성한다. 계속해서, 각 지하층(31) 상에 도전성을 가진 금속 밀봉 부착재로서의 인듐을 도포하고, 각각 지하층의 전체 주위에 걸쳐 연장된 인듐층(32)을 형성한다.

금속 밀봉 부착재로서는 융점이 약 350 ℃ 이하에서 밀착성 및 접합성에 우수한 저융점 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서 이용하는 인듐(In)은 융점 156.7 ℃로 낮을 뿐만 아니라 증기압이 낮아 부드러운 충격에 대해 강하고, 저온이라도 무르지 않는 등의 우수한 특징이 있다. 그러나, 조건에 따라서는 글래스에 직접 접합할 수 있으므로 본 발명의 목적에 적합한 재료이다.

계속해서, 도5에 도시한 바와 같이 밀봉 부착면에 지하층(31) 및 인듐층(32)이 형성된 배면 기판(12)과, 인듐층(32) 상에 측벽(13)이 적재된 전방면 기판(11) 을 준비한다. 이들 배면 기판(12) 및 전방면 기판(11)을 밀봉 부착면끼리 마주 본 상태에서, 또한 소정의 거리를 두고 대향한 상태에서 지그 등에 의해 보유 지지한다. 이때, 예를 들어 전방면 기판(11)을 상향으로서 배면 기판(12)의 아래쪽에 배치한다. 이 상태에서 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)을 진공 처리 장치에 투입한다.

도6에 도시한 바와 같이, 진공 처리 장치(100)는 차례로 나열하여 설치된 로드실(101), 베이킹, 전자선 세정실(102), 냉각실(103), 게터막의 증착실(104), 조립실(105), 냉각실(106) 및 언로드실(107)을 갖고 있다. 각 실은 진공 처리가 가능한 처리실로 구성되고, FED의 제조시에는 전체실이 진공 배기된다. 인접하는 처리실 사이는 게이트 밸브 등에 의해 접속되어 있다.

측벽(13)이 적재된 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)은 로드실(101)에 투입되어 로드실(101) 내를 진공 분위기로 한 후, 베이킹 및 전자선 세정실(102)로 이송된다. 베이킹 및 전자선 세정실(102)에서는 10^-5Pa 정도의 고진공도에 도달한 시점에서 배면 기판(12) 및 전방면 기판(11)을 300 ℃ 정도의 온도로 가열하여 베이킹하고, 각 부재의 표면 흡착 가스를 충분하게 방출시킨다.

이 온도에서는 인듐층(융점 약 156 ℃)(32)이 용융된다. 그러나, 인듐층(32)은 친화성이 높은 지하층(31) 상에 형성되어 있기 때문에 유동하는 지하층 상에 보유 지지된다. 그리고, 용융된 인듐에 의해 측벽(13)과 전방면 기판(11)이 접합된다. 이후, 측벽(13)이 접합된 전방면 기판(11)을 전방면 기판측 조립체라 칭 한다.

베이킹 및 전자선 세정실(102)에서는 가열과 동시에 베이킹 및 전자선 세정실(102)에 부착된 도시하지 않은 전자선 발생 장치로부터, 전방면 기판측 조립체의 형광체 스크린면 및 배면 기판(12)의 전자 방출 소자면에 전자선을 조사한다. 이 전자선은 전자선 발생 장치 외부에 장착된 편향 장치에 의해 편향 주사되기 때문에, 형광체 스크린면 및 전자 방출 소자면의 전체면을 전자선 세정하는 것이 가능하게 된다.

가열 및 전자선 세정 후, 전방면 기판측 조립체 및 배면 기판(12)은 냉각실(103)로 이송되고, 예를 들어 약 100 ℃의 온도까지 냉각된다. 계속해서, 전방면 기판측 조립체 및 배면 기판(12)은 게터막의 증착실(104)로 이송되고, 여기서 형광체 스크린 및 메탈 백 상에 게터막으로서 Ba막이 증착된다. Ba막은 표면이 산소나 탄소 등으로 오염되는 것이 방지되어 활성 상태를 유지할 수 있다.

다음에, 전방면 기판측 조립체 및 배면 기판(12)은 조립실(105)로 이송되고, 여기서 200 ℃까지 가열된다. 이에 의해, 인듐층(32)이 다시 액상으로 용융 혹은 연화된다. 이 상태에서, 인듐층(32)을 협지하여 측벽(13)과 배면 기판(12)을 접합하여 서로 접근하는 방향에 소정의 압력으로 가압한다. 이때, 가압된 용융 인듐의 일부는 배면 기판(12)의 표시 영역 또는 배선 영역의 방향으로 흐르려고 하지만, 측벽(13)이 원형 단면을 갖고 있기 때문에, 용융 인듐은 배면 기판(12)의 밀봉 부착면과 측벽 외면 간격이 넓은 부위에 모이고, 측벽의 폭을 넘어 표시 영역측 또는 배선 영역측으로 흐르는 것이 방지된다. 전방면 기판측 조립체에 있어서도, 다시 용융된 인듐은 전방면 기판(11)의 밀봉 부착면과 측벽(13) 외면 간격이 넓은 부위에 모이고, 측벽의 폭을 넘어 표시 영역측 또는 외측으로 흐르는 것이 방지된다. 따라서, 인듐은 전방면 기판(11)측 및 배면 기판(12)측 중 어느 한 쪽에 있어서도 측벽(13) 단면의 최대 폭의 범위 내로 유지된다.

그 후, 인듐을 서냉하여 고체화시킨다. 이에 의해, 배면 기판(12)과 측벽(13)이 인듐층(32) 및 지하층(31)을 융합한 밀봉 부착층(33)에 의해 밀봉 부착된다. 동시에, 전방면 기판(11)과 측벽(13)이 인듐층(32) 및 지하층(31)을 융합한 밀봉 부착층(33)에 의해 밀봉 부착되어 진공 케이싱(10)이 형성된다.

이렇게 하여 형성된 진공 케이싱(10)은 냉각실(106)에서 상온까지 냉각된 후, 언로드실(107)로부터 취출된다. 이상의 공정에 의해, 내부가 고진공으로 유지된 FED의 진공 및 케이싱을 얻을 수 있다.

이상과 같이 구성된 FED 및 그 제조 방법에 따르면, 진공 분위기 중에서 전방면 기판(11) 및 배면 기판(12)의 밀봉 부착을 행함으로써 베이킹 및 전자선 세정의 병용에 의해 기판의 표면 흡착 가스를 충분하게 방출시킬 수 있고, 게터막도 산화되지 않아 충분한 가스 흡착 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 높은 진공도를 유지 가능한 FED를 얻을 수 있다.

밀봉 부착부(40)를 구성하는 측벽(13)은 코어재(15)를 도금층(17)으로 피복하여 형성되고, 이 도금층은 밀봉 부착재로서의 인듐과 친화성이 매우 좋다. 그로 인해, 전방면 기판과 측벽 사이 및 배면 기판과 측벽 사이를 확실하게 밀봉 부착할 수 있다. 이에 의해, 밀봉 부착부에 있어서의 리크의 발생을 방지하여 기밀성이 높은 진공 케이싱을 얻을 수 있다. 그 결과, 높은 진공도를 유지하고, 장기간에 걸쳐 우수한 표시 성능을 발휘하는 화상 표시 장치를 얻을 수 있다. 금속 와이어 및 금속 막대를 성형한 프레임을 측벽으로서 이용함으로써 50 인치 이상의 대형 화상 표시 장치라도 용이하게, 또한 확실하게 밀봉 부착할 수 있어 우수한 양산성을 얻을 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서 코어재(15)로서 NiFe 합금을 이용하였지만, 이에 한정되지 않고, 도금 처리가 가능하면서 전방면 기판 및 배면 기판과 열팽창 계수가 비교적 근접한 재료이면 좋고, 예를 들어 Fe, Ni, Ti 중 어느 하나를 포함하는 단일 부재 또는 합금 등의 금속을 이용할 수 있다. 도금층(17)은 Ag으로 한정되지 않고 인듐과의 친화성이 높고, 기밀성을 보유 지지하는 데 우수하면 좋고, Au, Ag, Cu, Pt, N, i, In 중 적어도 하나를 포함하는 금속 혹은 합금을 이용할 수 있다. 밀봉 부착재는 인듐으로 한정되는 것은 아니며, 적어도 In 또는 Ga 중 어느 하나를 포함하는 합금을 이용할 수 있다. 프레임의 코어재에 금속 피복을 형성하는 방법은 도금 처리로 한정되지 않고, CVD 및 PVD 등의 증착 처리나 스패터 처리를 이용해도 좋다.

상술한 실시 형태에 있어서, 측벽(13)의 단면 형상은 원형으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 도7a 내지 7d에 도시한 바와 같이 측벽(13)은 타원형, 십자형 혹은 마름모꼴의 단면 형상으로 형성해도 좋다.

측벽(13)은 중실(中實)의 것에 한정되지 않고, 도8에 도시한 바와 같이 중공의 구조로 해도 좋다. 이 경우에 있어서도, 측벽(13)의 단면 형상은 원형으로 한 정되지 않고, 도7a 내지 7d에서 도시한 실시예와 마찬가지로 타원형, 십자형 혹은 마름모꼴의 단면 형상으로 형성해도 좋다.

도9에 도시한 바와 같이, 측벽(13) 및 전방면 기판(11) 사이의 밀봉 부착층(33)과, 측벽(13) 및 배면 기판(12) 사이의 밀봉 부착층(33)이 측벽 주위로 이어지고, 밀봉 부착층(33) 내에 측벽(13)이 매립된 구성으로 해도 좋다.

상술한 실시 형태에 있어서, 진공 케이싱의 제조시 진공 분위기 중에서 측벽과 전방면 기판 사이 및 측벽과 배면 기판 사이를 인듐 등의 밀봉 부착재로 밀봉 부착하는 구성으로 하였다. 그러나, 미리 측벽과 전방면 기판 사이 혹은 측벽과 배면 기판 사이를 인듐 등의 밀봉 부착재 혹은 저융점 글래스에 의해 대기 중에서 접합한 후, 남은 접합부를 전술한 공정에 의해 진공 분위기 중에서 접합하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 전술한 실시 형태에 있어서, 전방면 기판 및 배면 기판을 접합할 때 이들 기판을 조립실 내에서 200 ℃ 정도까지 가열하여 인듐층을 용융 혹은 연화시키는 구성으로 하였다. 그러나, 기판 전체를 가열하는 대신에 통전 가열에 의해 인듐층을 용융 혹은 연화시키더라도 좋다. 즉, 전방면 기판 및 배면 기판을 서로 접근하는 방향으로 가압하여 인듐 층 사이에 측벽을 협지한 상태에서 측벽(13)에 통전하여 줄열에 의해 발열시키고, 이 열에 의해 인듐층(32)을 용해하여 기판을 밀봉 부착하는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 측벽(13)은 도전성을 가진 재료로 형성한다. 또한, 이 경우 측벽(13)을 도8에 도시한 바와 같은 중공 구조로 함으로써 저항이 높고 발열하기 쉬운 구조로 할 수 있고, 통전량의 저감을 도모하는 것이 가 능하게 된다. 동시에, 측벽(13)의 열용량이 작아져 전방면 기판 및 배면 기판의 밀봉 부착 후, 단시간으로 측벽을 냉각할 수 있다. 그 결과, 제조 효율 향상을 도모하는 것이 가능하게 된다.

혹은, 측벽(13) 대신에 직접 인듐층(32)에 통전하여 줄열에 의해 인듐층(32)을 용융 혹은 연화시켜 기판을 밀봉 부착하는 구성으로 해도 좋다.

그 밖에, 본 발명은 상기 실시 형태 그 상태로 한정되는 것은 아니며, 실시단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위로 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소가 적합한 조합에의해 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지의 구성 요소를 삭제해도 좋다. 또한, 다른 실시 형태에 걸치는 구성 요소를 적합하게 조합시켜도 좋다.

예를 들어, 상술한 실시 형태에서는 전자 방출 소자로서 전계 방출형의 전자 방출 소자를 이용하였지만, 이것에 한정되지 않고 pn형의 냉음극 소자 혹은 표면 전도형의 전자 방출 소자 등의 다른 전자 방출 소자를 이용해도 좋다. 본 발명은 FED나 SED 등의 진공 케이싱을 필요로 하는 표시 장치로 한정되는 것은 아니며, PDP 일렉트로 루미네센스(EL) 등의 다른 화상 표시 장치에도 적용 가능하다.

이상 상세하게 서술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 안정적이고 높은 기밀성을 보유 지지할 수 있어, 장기간에 걸쳐 높은 표시 성능을 유지 가능한 화상 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims

대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판과, 상기 전방면 기판 및 상기 배면 기판의 주연부끼리 서로 밀봉 부착한 밀봉 부착부를 가진 케이싱을 구비하고,

상기 밀봉 부착부는 상기 전방면 기판 및 배면 기판의 주연부를 따라 연장된 프레임 및 밀봉 부착재를 포함하고, 상기 프레임은 금속으로 형성된 코어재와, 이 코어재의 표면을 덮는 금속 피복을 갖고 있는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 금속 피복은 적어도 Au, Ag, Cu, Pt, Ni, In 중 하나를 포함하는 금속으로 형성되어 있는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 프레임은 적어도 Cu, Ni, Au, Pt 중 하나를 포함하여 상기 코어재의 표면에 형성되는 도금층을 갖고, 상기 금속 피복은 상기 도금층에 겹쳐 형성되어 있는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 금속 피복은 도금층으로 형성되어 있는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 코어재는 적어도 Ni, Fe, Ti 중 하나를 포함하는 순금속 또는 합금으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 코어재의 표면은 높이 0.01 ㎛ 내지 1 ㎛의 요철을 갖고 있는 화상 표시 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 부착재는 상기 프레임과 상기 전방면 기판 사이 및 상기 프레임과 배면 기판 사이에 설치되어 있는 화상 표시 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 부착재는 저융점 금속인 화상 표시 장치.
제8항에 있어서, 상기 밀봉 부착재는 도전성을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 화상 표시 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 부착재는 인듐 혹은 인듐을 포함하는 합금인 화상 표시 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방면 기판의 내면에 형성된 형광체층과, 상기 배면 기판의 내면 상에 설치되어 상기 형광체층을 여기하는 복수의 전자원을 구비하고 있는 화상 표시 장치.
대향 배치된 전방면 기판 및 배면 기판과, 상기 전방면 기판 및 상기 배면 기판의 주연부끼리 서로 밀봉 부착한 밀봉 부착부를 가진 케이싱을 구비한 화상 표시 장치의 제조 방법에 있어서,

상기 전방면 기판의 내면 주연부 및 배면 기판의 내면 주연부 중 적어도 한 쪽에 전체 주위에 걸쳐 밀봉 부착재층을 형성하고,

상기 밀봉 부착재층이 형성된 상기 전방면 기판 및 배면 기판을 대향하여 배치하고,

상기 전방면 기판 및 배면 기판의 내면 주연부 사이에, 상기 전방면 기판 및 배면 기판의 주연부를 따라 연장되는 프레임을 배치하는 동시에, 상기 프레임으로서 금속으로 형성된 코어재와, 이 코어재의 표면을 덮는 금속 피복을 가진 프레임을 이용하고,

상기 밀봉 부착재층을 가열하여 밀봉 부착재를 용융 혹은 연화시키는 동시에, 상기 전방면 기판 및 배면 기판을 서로 접근하는 방향으로 가압하여 상기 전방면 기판 및 배면 기판의 주연부를 밀봉 부착하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서, 진공 분위기 중에서 상기 전방면 기판 및 배면 기판을 가열하여, 상기 밀봉 부착재층을 용융 혹은 연화시키는 화상 표시 장치의 제조 방법.
제12항에 있어서, 진공 분위기 중에서 상기 프레임 및 밀봉 부착재층 중 적 어도 한 쪽에 통전하여 상기 밀봉 부착재층을 용융 혹은 연화시키는 화상 표시 장치의 제조 방법.