JP2008243607A - Manufacturing method of airtight container, and manufacturing method of image display apparatus equipped with airtight container - Google Patents
Manufacturing method of airtight container, and manufacturing method of image display apparatus equipped with airtight container Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008243607A JP2008243607A JP2007082628A JP2007082628A JP2008243607A JP 2008243607 A JP2008243607 A JP 2008243607A JP 2007082628 A JP2007082628 A JP 2007082628A JP 2007082628 A JP2007082628 A JP 2007082628A JP 2008243607 A JP2008243607 A JP 2008243607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- sealing
- manufacturing
- metal
- sealing material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
Abstract
Description
この発明は、対向配置され基板を有する外囲器と、外囲器内に配置された多数の電子放出素子と、を有した気密容器の製造方法、および気密容器を備えた画像表示装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an airtight container having an envelope having a substrate disposed opposite to each other, and a large number of electron-emitting devices disposed in the envelope, and manufacturing an image display device including the airtight container. Regarding the method.
近年、軽量・薄型の画像表示装置として、液晶の配向を利用して光の強弱を制御する液晶ディスプレイ(以下、LCDと称する)、プラズマ放電の紫外線により蛍光体を発光させるプラズマディスプレイパネル(以下、PDPと称する)、電界放出型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させるフィールドエミッションディスプレイ(以下、FEDと称する)、表面伝導型電子放出素子の電子ビームにより蛍光体を発光させる表面伝導型電子放出ディスプレイ(以下、SEDと称する)などが開発されている。 In recent years, as a lightweight and thin image display device, a liquid crystal display (hereinafter referred to as LCD) that controls the intensity of light using the orientation of liquid crystal, a plasma display panel (hereinafter referred to as LCD) that emits phosphors by ultraviolet rays of plasma discharge. (Referred to as PDP), field emission display (hereinafter referred to as FED) that emits a phosphor with an electron beam of a field emission electron emitter, and surface conduction electron that emits a phosphor with an electron beam of a surface conduction electron emitter. Emission displays (hereinafter referred to as SEDs) have been developed.
例えばFEDやSEDでは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形状の枠体を介して周辺部同士を互いに接合することにより真空の外囲器を構成している。前面基板の内面には蛍光体スクリーンが形成され、背面基板の内面には蛍光体を励起して発光させる電子放出源として多数の電子放出素子が設けられている。 For example, FEDs and SEDs generally have a front substrate and a back substrate that are opposed to each other with a predetermined gap, and these substrates are vacuum-bonded by bonding their peripheral parts to each other via a rectangular frame. The envelope is configured. A phosphor screen is formed on the inner surface of the front substrate, and a number of electron-emitting devices are provided on the inner surface of the rear substrate as electron emission sources that excite the phosphor to emit light.
背面基板および前面基板に加わる大気圧荷重を支えるため、これら基板の間には複数の支持部材が配設されている。背面基板側の電位はほぼアース電位であり、蛍光面にはアノード電圧が印加される。そして、蛍光体スクリーンを構成する赤、緑、青の蛍光体に多数の電子放出素子から放出された電子ビームを照射し、蛍光体を発光させることによって画像を表示する。 In order to support an atmospheric pressure load applied to the back substrate and the front substrate, a plurality of support members are disposed between these substrates. The potential on the back substrate side is almost the ground potential, and an anode voltage is applied to the phosphor screen. The red, green, and blue phosphors that make up the phosphor screen are irradiated with electron beams emitted from a large number of electron-emitting devices, and the phosphors emit light to display an image.
このような表示装置では、表示装置の厚さを数mm程度にまで薄くすることができ、現在のテレビやコンピュータのディスプレイとして使用されているCRTと比較し、軽量化、薄型化を達成することができる。 In such a display device, the thickness of the display device can be reduced to about several millimeters, and the weight and thickness can be reduced as compared with a CRT currently used as a display of a television or a computer. Can do.
前記のようなFEDやSEDでは、外囲器の内部を高真空にすることが必要となる。外囲器を真空にする手段として、外囲器を構成する前面基板、背面基板および枠体の最終組み立てを真空槽内にて行う方法が提案されている。 In the FED and SED as described above, the inside of the envelope needs to be in a high vacuum. As means for evacuating the envelope, a method has been proposed in which final assembly of the front substrate, the rear substrate and the frame constituting the envelope is performed in a vacuum chamber.
この方法では、最初に真空槽内に配置された前面基板、背面基板、および枠体を十分に加熱しておく。これは、外囲器真空度を劣化させる主因となっている外囲器内壁からのガス放出を軽減するためである。次に、前面基板、背面基板、および枠体が冷えて真空槽内の真空度が十分に向上したところで、外囲器真空度を改善、維持させるためのゲッター膜を蛍光面スクリーン上に形成する。その後、封着材が溶解する温度まで前面基板、背面基板、および枠体を再び加熱し、前面基板および背面基板を所定の位置に組み合わせた状態で封着材が固化するまで冷却する。 In this method, the front substrate, the rear substrate, and the frame that are first arranged in the vacuum chamber are sufficiently heated. This is to reduce gas emission from the inner wall of the envelope, which is the main cause of the deterioration of the envelope vacuum. Next, when the front substrate, the rear substrate, and the frame are cooled and the degree of vacuum in the vacuum chamber is sufficiently improved, a getter film for improving and maintaining the degree of envelope vacuum is formed on the phosphor screen. . Thereafter, the front substrate, the rear substrate, and the frame are heated again to a temperature at which the sealing material dissolves, and cooled until the sealing material is solidified in a state where the front substrate and the rear substrate are combined at a predetermined position.
このような方法で作成された真空外囲器は、封着工程および真空封止工程を兼ねるうえ、排気管を用いて外囲器内を排気する場合のような時間を必要とせず、かつ、極めて良好な真空度を得ることができる。 The vacuum envelope created by such a method serves as a sealing step and a vacuum sealing step, and does not require time as in the case of exhausting the inside of the envelope using an exhaust pipe, and A very good degree of vacuum can be obtained.
しかしながら、このような真空中で組立を行う場合、封着工程で行なう処理が、加熱、位置合わせ、冷却と多岐に渡り、かつ、封着材が溶解固化する長い時間に渡って前面基板と背面基板とを所定の位置に維持し続けなければならない。また、封着時の加熱冷却に伴い前面基板および背面基板が熱膨張および熱収縮して位置合わせ精度が劣化し易いことなど、封着に伴なう生産性、特性面で問題があった。 However, when assembling in such a vacuum, the processes performed in the sealing process range from heating, alignment, and cooling to a wide range, and the front substrate and the back surface for a long time during which the sealing material dissolves and solidifies. The substrate must be kept in place. In addition, there are problems in productivity and characteristics associated with sealing, such as the front substrate and the back substrate being thermally expanded and contracted due to heating and cooling at the time of sealing, and the alignment accuracy is likely to deteriorate.
一方、前面基板と側壁との間に比較的低温で溶融するインジウム等の導電性を有する低融点金属封着材を充填し、この封着材に通電しそのジュール熱により封着材自身を発熱、溶解させ、一対の基板および枠体を結合する方法(以下、通電加熱と称する)が検討されている(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、基板の冷却に膨大な時間を費やす必要がなく、短時間で基板を接合し外囲器を形成する事が可能となる。
上述した従来の方法において、枠体として金属枠を用いることが考えられる。この場合、枠体としてガラス枠を用いる場合に比較して製造コストの低減を図ることが可能となる。しかしながら、金属枠と封着材との親和性が悪いと、基板同士を確実に封着することが難しく、封着が不完全となってリークが生じる虞がある。そのため、枠表面にAgメッキなどの封着材と親和性のよい表面処理を施す方法が提案されている。ところで、金属枠を用いた真空中での組立では、封着材を充填した前面基板または背面基板に金属枠を予め載せた状態で、真空ベーク処理をした後に、封着がなされる。しかし、金属枠を予め基板に載せて真空ベークした場合、金属枠から放出ガスが発生するために、封着層内でボイドが発生し、リークや強度劣化が生じ、外囲器内を高い真空度で維持することが困難となり、表示装置の表示性能劣化および寿命の低下を招く。 In the conventional method described above, it is conceivable to use a metal frame as the frame. In this case, the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where a glass frame is used as the frame. However, if the affinity between the metal frame and the sealing material is poor, it is difficult to reliably seal the substrates together, and there is a possibility that leakage may occur due to incomplete sealing. For this reason, a method has been proposed in which the surface of the frame is subjected to a surface treatment having good affinity with a sealing material such as Ag plating. By the way, in assembly in a vacuum using a metal frame, sealing is performed after a vacuum baking process in a state where the metal frame is previously placed on a front substrate or a back substrate filled with a sealing material. However, when the metal frame is placed on the substrate in advance and vacuum baked, the release gas is generated from the metal frame, so voids are generated in the sealing layer, resulting in leakage and deterioration of strength, and a high vacuum in the envelope. It is difficult to maintain the display device at a degree, and the display performance and life of the display device are deteriorated.
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、安定して高い気密性を保持できる気密容器の製造方法、および気密容器を備えた画像表示装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an airtight container capable of stably maintaining high airtightness, and a method for manufacturing an image display device including the airtight container. .
この発明の態様に係る気密容器の製造方法は、対向配置された第1基板および第2基板と、前記第1基板および前記第2基板の周辺部同士を封着部と、を有し、前記封着部は、金属被覆された枠体と、前記枠体と前記第1基板との間および第2基板との間に充填された封着材層とを有している気密容器の製造方法であって、
前記第1基板の周縁部の封着面および第2基板の周縁部の封着面に封着材層を形成し、前記一方の封着材層上に前記金属被覆された枠体を載置された前記第1基板および第2基板を真空加熱処理し、前記第1基板および第2基板を大気に曝すことなく、互いに対向配置させた状態で、前記封着材層を加熱して封着材を溶融あるいは軟化させるとともに、前記第1基板および第2基板を互いに接近する方向に加圧し、前記第1基板および前記第2基板の周縁部を封着し、前記第1基板および第2基板を真空加熱処理する前に、前記金属被覆された枠体単体を、予め前記真空加熱処理温度よりも高い温度で加熱処理をする。
The manufacturing method of the airtight container which concerns on the aspect of this invention has the 1st board | substrate and 2nd board | substrate which were arrange | positioned oppositely, and the periphery of the said 1st board | substrate and the said 2nd board | substrate, and a sealing part, The sealing portion includes a metal-coated frame, and a sealing material layer filled between the frame and the first substrate and between the second substrate and the airtight container. Because
A sealing material layer is formed on the sealing surface at the peripheral edge of the first substrate and the sealing surface at the peripheral edge of the second substrate, and the metal-coated frame is placed on the one sealing material layer. The first substrate and the second substrate thus formed are subjected to a vacuum heat treatment, and the sealing material layer is heated and sealed in a state where the first substrate and the second substrate are arranged to face each other without being exposed to the atmosphere. The material is melted or softened, the first substrate and the second substrate are pressurized in a direction approaching each other, the peripheral portions of the first substrate and the second substrate are sealed, and the first substrate and the second substrate are sealed. Before the vacuum heat treatment, the metal-coated frame body is preliminarily heated at a temperature higher than the vacuum heat treatment temperature.
この発明の他の態様に係る画像表示装置の製造方法は、対向配置された前面基板および背面基板と、前記前面基板および前記背面基板の周辺部同士を封着部と、を有し、前記封着部は、金属被覆された枠体と、前記枠体と前記前面基板との間および背面基板との間に充填された封着材層とを有している気密容器を具備した画像表示装置の製造方法であって、
前記前面基板の周縁部の封着面および背面基板の周縁部の封着面に封着材層を形成し、
前記一方の封着材層上に前記金属被覆された枠体を載置された前記前面基板および背面基板を真空加熱処理し、前記前面基板および背面基板を大気に曝すことなく、互いに対向配置させた状態で、前記封着材層を加熱して封着材を溶融あるいは軟化させるとともに、前記前面基板および背面基板を互いに接近する方向に加圧し、前記前面基板および前記背面基板の周縁部を封着し、前記前面基板および背面基板を真空加熱処理する前に、前記金属被覆された枠体単体を、予め前記真空加熱処理温度よりも高い温度で加熱処理をする画像表示装置の製造方法である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an image display device, comprising: a front substrate and a rear substrate that are arranged to face each other; and a sealing portion that surrounds the peripheral portions of the front substrate and the rear substrate. An image display device comprising an airtight container having a metal-coated frame and a sealing material layer filled between the frame and the front substrate and between the rear substrate and the attachment portion. A manufacturing method of
Forming a sealing material layer on the sealing surface of the peripheral portion of the front substrate and the sealing surface of the peripheral portion of the back substrate;
The front substrate and the back substrate on which the metal-coated frame body is placed on the one sealing material layer are subjected to vacuum heat treatment, and the front substrate and the back substrate are disposed to face each other without being exposed to the atmosphere. In this state, the sealing material layer is heated to melt or soften the sealing material, and the front substrate and the back substrate are pressurized in a direction approaching each other, and the peripheral portions of the front substrate and the back substrate are sealed. A method of manufacturing an image display apparatus, wherein the metal-coated frame body is preliminarily heated at a temperature higher than the vacuum heat treatment temperature before the front substrate and the back substrate are subjected to vacuum heat treatment. .
上記構成によれば、金属被覆した枠体単体を、予め封着前の真空加熱処理温度よりも高い温度で加熱処理することで、金属被覆層および枠材に残存する放出ガス成分を排除することができるために、安定して高い気密性を保持する気密容器およびこれを備えた画像表示装置の製造方法を提供することができる。 According to the above configuration, the metal-coated frame body is preliminarily heat-treated at a temperature higher than the vacuum heat treatment temperature before sealing, thereby eliminating the released gas components remaining in the metal coating layer and the frame material. Therefore, it is possible to provide an airtight container that stably maintains high airtightness and a method for manufacturing an image display device including the airtight container.
以下、図面を参照ながら、この発明に係る画像表示装置をFEDに適用した実施形態について詳細に説明する。
図1および図2に示すように、このFEDは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラスからなる前面基板11、および背面基板12を備え、これらの基板は所定の隙間を置いて対向配置されている。前面基板11および背面基板12は、矩形枠状の側壁18を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された偏平な矩形状の真空外囲器10を構成している。この真空外囲器10は、気密容器を構成している。
Hereinafter, an embodiment in which an image display device according to the present invention is applied to an FED will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, this FED includes a
第1基板としての前面基板11および第2基板としての背面基板12の周縁部は封着部40により互いに接合されている。すなわち、前面基板11の内面周縁部に位置した封着面と、背面基板12の内面周縁部に位置した封着面との間には、枠体として機能する側壁18が配置されている。また、前面基板11と側壁18との間、および背面基板12と側壁18との間は、各基板の封着面上に形成された下地層31とこの下地層上に形成されたインジウム層32とが融合した封着層33によってそれぞれ封着されている。これら封着層33および側壁18により封着部40が構成されている。
The peripheral portions of the
本実施の形態において、側壁18は、金属材料により形成され、例えば、横断面形状がほぼ円形の金属ワイヤーにより形成されている。また、側壁18の外面は金属被覆、例えば、銀メッキ層19により覆われている。インジウム層32は、前面基板11の封着面と側壁18外面との間、および背面基板12の封着面と側壁外面との間に充填されている。
In the present embodiment, the
真空外囲器10の内部には、前面基板11および背面基板12に加わる大気圧荷重を支えるため、複数の板状の支持部材14が設けられている。これらの支持部材14は、外囲器10の一辺、例えば、長辺と平行な方向にそれぞれ延在しているとともに、上記一辺と直交する方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。各支持部材14の長手方向両端部は、それぞれ側壁18と隙間を置いて対向している。各支持部材14は、例えば、背面基板12に取り付けられている。なお、支持部材14の形状については特にこれに限定されるものではなく、柱状の支持部材を用いてもよい。
A plurality of plate-
図2および図3に示すように、前面基板11の内面上には表示面として機能する蛍光体スクリーン16が形成されている。蛍光体スクリーン16は、赤、緑、青の蛍光体層R、G、B、およびこれらの蛍光体層間に位置した黒色の遮光層20を並べて構成されている。赤、緑、青の3色の蛍光体層R、G、Bは、第1方向に隙間を置いて交互に並んで形成され、同一色の蛍光体層が第1方向と直交する第2方向に隙間を置いて配列されている。蛍光体層R、G、Bはそれぞれ、赤、緑、青の単色でサブピクセルを構成し、3色のサブピクセルを合わせて一画素を構成している。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
蛍光体スクリーン16上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック層17が形成されている。本実施形態によれば、メタルバック層17は、縦方向および横方向に分断され、互いに電気的に分離した複数の分断領域を有している。電気的に分断したメタルバック層17は、蛍光体層R、G、Bに夫々重なって設けられている。また、メタルバック層17に重ねてゲッター膜13が形成されている。
A metal back
図2に示すように、背面基板12の内面上には、蛍光体スクリーン16の蛍光体層R、G、Bを励起する電子源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子が設けられている。すなわち、背面基板12の内面上には、導電性カソード層24が形成され、この導電性カソード層上には多数のキャビティ25を有した二酸化シリコン膜26が形成されている。二酸化シリコン膜26上には、モリブデンやニオブ等からなるゲート電極28が形成されている。背面基板12の内面上において各キャビティ25内にはモリブデンなどからなるコーン状の電子放出素子22が設けられている。これらの電子放出素子22は、画素に対応して複数列および複数行に配列されている。
As shown in FIG. 2, a large number of electron-emitting devices that emit electron beams are provided on the inner surface of the
導電性カソード層24およびゲート電極28は、それぞれ直交する方向にストライプ状に形成され、背面基板12の周縁部には、これら導電性カソード層およびゲート電極に電位を供給する多数本の配線23(図1参照)が形成されている。
The
上記のように構成されたFEDにおいて、映像信号は、単純マトリックス方式に形成された電子放出素子22とゲート電極28に入力される。電子放出素子22を基準とした場合、最も輝度の高い状態の時、+100Vのゲート電圧が印加される。また、蛍光体スクリーン16には+10kVが印加される。そして、電子放出素子22から放出される電子ビームの大きさは、ゲート電極28の電圧によって変調され、この電子ビームが蛍光体スクリーン16の蛍光体層を励起して発光させることにより画像を表示する。
In the FED configured as described above, a video signal is input to the electron-emitting
次に、上記のように構成されたFEDの製造方法について詳細に説明する。
まず、前面基板11となる板ガラスに蛍光体スクリーン16を形成する。これは、前面基板11と同じ大きさの板ガラスを準備し、この板ガラスにプロッターマシンで蛍光体層のストライプパターンを形成する。この蛍光体ストライプパターンを形成された板ガラスと前面基板用の板ガラスとを位置決め治具に載せて露光台にセットすることにより、露光、現像して蛍光体スクリーン16を生成する。
Next, a method for manufacturing the FED configured as described above will be described in detail.
First, the
続いて、背面基板用の板ガラスに電子放出素子22を形成する。この場合、板ガラス上にマトリックス状の導電性カソード層を形成し、この導電性カソード層上に、例えば熱酸化法、CVD法、あるいはスパッタリング法により二酸化シリコン膜の絶縁膜を形成する。その後、絶縁膜上に、例えばスパッタリング法や電子ビーム蒸着法によりモリブデンやニオブなどのゲート電極形成用の金属膜を形成する。次に、この金属膜上に、形成すべきゲート電極に対応した形状のレジストパターンをリソグラフィーにより形成する。このレジストパターンをマスクとして金属膜をウェットエッチング法またはドライエッチング法によりエッチングし、ゲート電極28を形成する。
なお、蛍光体スクリーン16には高電圧が印加されるため、前面基板11、背面基板12、および支持部材14用の板ガラスには、高歪点ガラスを使用している。
Subsequently, the electron-emitting
Since a high voltage is applied to the
続いて、レジストパターン及びゲート電極をマスクとして絶縁膜をウェットエッチングまたはドライエッチング法によりエッチングして、キャビティ25を形成する。レジストパターンを除去した後、背面基板表面に対して所定角度傾斜した方向から電子ビーム蒸着を行うことにより、ゲート電極28上に、例えばアルミニウムやニッケルからなる剥離層を形成する。この後、背面基板表面に対して垂直な方向から、カソード形成用の材料として、例えばモリブデンを電子ビーム蒸着法により蒸着する。これによって、各キャビティ25の内部に電子放出素子22を形成する。続いて、剥離層をその上に形成された金属膜とともにリフトオフ法により除去する。
Subsequently, the
続いて、電子放出素子22の形成された背面基板12上に、大気中で、複数の支持部材14を低融点ガラス30により封着する。
次に、基板周縁部に配置される側壁18を形成する。側壁18は、芯材15として断面が円形状をした金属製の丸棒またはワイヤーと、この芯材の外面を覆った金属被覆としてのメッキ層19とで形成される。芯材15としては、基板を構成するガラスと熱膨張係数がほぼ等しいNiFe合金を用いた。また、メッキ層19としては、Agを用いた。
Subsequently, the plurality of
Next, the
側壁18を形成する場合、まず、必要なサイズに合わせて芯材15を矩形枠状に折り曲げ加工する。折り曲げ個所は、側壁の3つの角部に相当する3個所である。側壁18の残り1つの角部に相当する部分は、丸棒またはワイヤーの両端をレーザ溶接機により互い溶接して形成する。この際、レーザ溶接機により、溶接部のみを瞬間的に溶融させることで側壁を作製する。また、溶接の際、連結個所に凹凸が残らないことが望ましいが、仮に凹凸が生じた場合には、金ヤスリなどで平坦にすることで、十分側壁として利用することができる。
When the
次に、芯材15の表面にAgメッキ処理を行う。まず、NiFe合金の芯材15を純水およびアルコールで洗浄して乾燥する。そして、メッキ液槽に芯材15を入れ、電解メッキ処理により、Agメッキ層19を約0.1〜7μm形成する。その後、メッキ層19の形成された芯材15を純水およびアルコールにて洗浄して乾燥させる。ここで、NiFe合金とAgメッキとの親和性および付着力を高くするために、メッキ処理の前に芯材15の表面をブラスト処理し凹凸を形成する。ここでは、0.05μm程度の凹凸とした。あるいは、メッキ処理の前に、芯材15の表面にNiメッキやCuメッキを形成した後、このメッキ層に重ねてメッキ層19を形成してもよい。
Next, an Ag plating process is performed on the surface of the
次に、脱ガス処理をするために、真空加熱処理を行う。この処理は、電子源特性の安定化および長寿命化のために、真空外囲器内の圧力を低くするための処理であれば、封着工程直前の真空加熱処理だけで良い。しかし、封着層が充填された基板に側壁18を載せた状態で、封着工程直前の真空加熱処理を行うと、封着層内にボイドが発生する。この原因として、側壁18からの放出ガスの発生が考えられる。そこで、側壁18を予め単体で真空加熱処理し、脱ガスを行う。側壁18の真空加熱処理温度は高いほどよく、処理温度の上限値はメッキ層19のAgが蒸発しない限界温度である850℃であり、下限値は放出ガス量が多くなる500℃である。望ましくは、600〜800℃であり、本実施形態では750℃/10minで処理した。
Next, in order to perform degassing, vacuum heat treatment is performed. If this process is a process for lowering the pressure in the vacuum envelope in order to stabilize the electron source characteristics and prolong the life, only the vacuum heating process just before the sealing step is sufficient. However, if a vacuum heating process is performed immediately before the sealing step with the
図4は、本実施形態におけるFeNiの金属ワイヤーを金メッキで被覆した側壁と、他の材料とを加熱処理した際のガス放出量を比較して示している。比較材料としては、メッキの施されていないFeNiの金属ワイヤー単体、2種類の銀メッキ層単体を用いた。この図から分かるように、金属ワイヤー単体は、200〜600℃の範囲において、ほぼ一定量のガスが放出されるのに対して、銀メッキ層で被覆された金属ワイヤーの場合、500℃付近でガス放出が始まった後、約580℃までの間に急激なガス放出が生じる。その後、900℃付近まで徐々にガス放出量が低下していく。銀メッキ単体では、ほとんどガス放出が認められない。なお、放出ガスは、その大部分が水素である。 FIG. 4 shows a comparison of the amount of gas released when heat treatment is performed on a side wall obtained by coating the FeNi metal wire with gold plating in this embodiment and another material. As a comparative material, an unplated FeNi metal wire and two types of silver plating layers were used. As can be seen from this figure, the metal wire alone emits an almost constant amount of gas in the range of 200 to 600 ° C., whereas in the case of a metal wire covered with a silver plating layer, it is around 500 ° C. After outgassing begins, a rapid outgassing occurs up to about 580 ° C. Thereafter, the amount of gas released gradually decreases to around 900 ° C. With the silver plating alone, almost no gas release is observed. Note that most of the released gas is hydrogen.
以上のことから、予め側壁18単体を500〜850℃で加熱処理することにより、側壁の脱ガスを十分に行うことができ、以後に行う封着工程おいて、側壁からの放出ガスに起因するボイドの発生を防止することができる。
From the above, the
次に、図5に示すように、前面基板11の内面周縁部に位置した封着面、および背面基板12の内面周縁部に位置した封着面に、スクリーン印刷法により銀ペーストをそれぞれ塗布し、枠状の下地層31を形成する。続いて、各下地層31の上に、導電性を有した金属封着材としてのインジウムを塗布し、それぞれ下地層の全周に亘って延びたインジウム層32を形成する。
Next, as shown in FIG. 5, a silver paste is applied to the sealing surface located at the inner peripheral edge of the
なお、金属封着材としては、融点が約350℃以下で密着性、接合性に優れた低融点金属材料を使用することが望ましい。本実施形態で用いるインジウム(In)は、融点156.7℃と低いだけでなく、蒸気圧が低い、軟らかく衝撃に対して強い、低温でも脆くならないなどの優れた特徴がある。しかも、条件によってはガラスに直接接合することができるので、本実施形態の目的に好適した材料である。 As the metal sealing material, it is desirable to use a low-melting-point metal material having a melting point of about 350 ° C. or less and excellent adhesion and bondability. Indium (In) used in this embodiment has not only a low melting point of 156.7 ° C., but also has excellent characteristics such as low vapor pressure, soft and strong against impact, and does not become brittle even at low temperatures. Moreover, since it can be directly bonded to glass depending on conditions, it is a material suitable for the purpose of this embodiment.
次に、図6に示すように、支持部材14が固定されているとともに封着面に下地層31およびインジウム層32が形成された背面基板12と、インジウム層32の上に側壁18が載置された前面基板11とを、封着面同士が向かい合った状態で、かつ、所定の距離をおいて対向した状態で治具等により保持する。この際、例えば、前面基板11を上向きとして背面基板12の下方に配置する。そして、この状態で前面基板11および背面基板12を真空処理装置に投入する。
Next, as shown in FIG. 6, the
図7に示すように、この真空処理装置100は、順に並んで設けられたロード室101、ベーキング、電子線洗浄室102、冷却室103、ゲッター膜の蒸着室104、組立室105、冷却室106、アンロード室107、各室の温度、真空度を調整する駆動装置120、装置全体の動作を制御する制御部121を備えている。これら各室は真空処理が可能な処理室として構成され、FEDの製造時には全室が真空排気されている。また、隣合う処理室間はゲートバルブ等により接続されている。
As shown in FIG. 7, the
側壁18が載置された前面基板11および背面基板12は、ロード室101に投入され、ロード室101内を真空雰囲気とした後、ベーキング、電子線洗浄室102へ送られる。べーキング、電子線洗浄室102では、10−5Pa程度の高真空度に達した時点で、背面基板および前面基板を300℃から450℃程度の温度に加熱してベーキングし、各部材の表面吸着ガスを十分に放出させる。
The
この温度ではインジウム層(融点約156℃)32が溶融する。この際、インジウム層32は親和性の高い下地層31上に形成されているため、インジウムが流動することなく下地層上に保持される。そして、溶融したインジウムにより、側壁18と前面基板11とが接合される。以後、側壁18が接合された前面基板11を前面基板側組立体と称する。
At this temperature, the indium layer (melting point: about 156 ° C.) 32 is melted. At this time, since the
また、べーキング、電子線洗浄室102では、加熱と同時に、図示しない電子線発生装置から、前面基板側組立体の蛍光体スクリーン面、および背面基板12の電子放出素子面に電子線を照射する。この電子線は、電子線発生装置外部に装着された偏向装置によって偏向走査されるため、蛍光体スクリーン面、および電子放出素子面の全面を電子線洗浄することが可能となる。
In the baking and electron
加熱、電子線洗浄後、前面基板側組立体および背面基板12は冷却室103に送られ、例えば約100℃の温度まで冷却される。続いて、前面基板側組立体および背面基板12はゲッター膜の蒸着室104へ送られ、ここで蛍光体スクリーン16およびメタルバック層17上にゲッター膜としてBa膜が蒸着形成される。このBa膜は、表面が酸素や炭素などで汚染されることが防止され、活性状態を維持することができる。
After heating and electron beam cleaning, the front substrate assembly and the
次に、前面基板側組立体および背面基板12は組立室105に送られ、ここで200℃まで加熱される。これにより、インジウム層32が再び液状に溶融あるいは軟化する。この状態で、インジウム層32を挟んで側壁18と背面基板12とを接合し、互いに接近する方向に所定の圧力で加圧する。この際、加圧された溶融インジウムの一部は、背面基板12の表示領域または配線領域の方向へ流れようとするが、側壁18が円形断面を有しているため、溶融インジウムは背面基板12の封着面と側壁外面との間隔の広い箇所に留まり、側壁の幅を超えて表示領域側または配線領域側へ流れることが防止される。前面基板側組立体においても、再度溶融したインジウムは、前面基板11の封着面と側壁18外面との間隔の広い箇所に留まり、側壁の幅を超えて表示領域側または外側へ流れることが防止される。従って、インジウムは、前面基板11側および背面基板12側のいずれにおいても、側壁18断面の最大幅の範囲内に維持される。
Next, the front substrate side assembly and the
その後、インジウムを除冷して固化させる。これにより、背面基板12と側壁18とが、インジウム層32および下地層31を融合した封着層33によって封着される。同時に、前面基板11と側壁18とが、インジウム層32および下地層31を融合した封着層33によって封着され、真空外囲器10が形成される。
このようにして形成された真空外囲器10は、冷却室106で常温まで冷却された後、アンロード室107から取り出される。以上の工程により、内部が高真空に維持されたFEDの真空外囲器が得られる。
Thereafter, the indium is cooled and solidified. Thereby, the
The
以上のように構成されたFEDおよびその製造方法によれば、真空雰囲気中で前面基板11および背面基板12の封着を行なうことにより、ベーキングおよび電子線洗浄の併用によって基板の表面吸着ガスを十分に放出させることができ、ゲッター膜も酸化されず十分なガス吸着効果を得ることができる。これにより、高い真空度を維持可能なFEDを得ることができる。
According to the FED configured as described above and the manufacturing method thereof, the
また、封着部40を構成する側壁18は、芯材15をメッキ層19で被覆して形成され、このメッキ層は封着材としてのインジウムと親和性が非常に良い。そのため、前面基板11と側壁18との間、および背面基板12と側壁との間を確実に封着することができる。更に、封着時の温度よりも高い温度で、側壁18を予め単体で加熱処理し、脱ガスすることにより、側壁の封着時において、側壁およびメッキ層からの放出ガスの発生を防止し、封着部40におけるボイドの発生を防止することができる。これにより、封着部40におけるリークの発生を防止し、気密性の高い真空外囲器を得ることができる。その結果、高い真空度を維持し、長期間に渡って優れた表示性能を発揮する画像表示装置が得られる。更に、前記構成によれば、金属ワイヤー、金属棒を成形した枠体を側壁として用いることにより、50インチ以上の大型の画像表示装置であっても、容易にかつ確実に封着でき、優れた量産性を得ることができる。
Further, the
なお、上述した実施の形態において、芯材15としてNiFe合金を用いたが、これに限らず、メッキ処理が可能で、かつ、前面基板および背面基板との熱膨張係数が比較的近ければ良く、例えば、Fe、Ni、Tiの何れか含む単体もしくは合金等の金属を用いることができる。また、封着材はインジウムに限らず、融点が約350℃以下で密着性、接合性のある低融点金属材料であればよく、Ga、Sn、Biの何れかを含む金属またはその合金でも良い。また、メッキ層19はAgに限らず、封着材との親和性が高く、気密性を保持するのに優れていればよく、Au、Cu、Pt、Ni、In、Snの少なくとも1つを含む金属あるいは合金を用いることができる。更に、枠体の芯材に金属被覆を形成する方法は、メッキ処理に限らず、CVD、PVD等の蒸着処理やスパッタ処理を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the NiFe alloy is used as the
また、側壁18単体の加熱処理は、真空雰囲気中に限らず、N2やArなどの安定ガス雰囲気中で行ってもよい。更に、Agのように表面が酸化し難い金属材料が、側壁の表面処理に用いる場合には、大気中で加熱処理してもよい。上述した実施の形態において、側壁18の断面形状は円形としたが、これに限らず、矩形枠などでもよい。
前述した実施の形態において、前面基板および背面基板を接合する際、これらの基板を組立室内で200℃程度まで加熱してインジウム層を溶融あるいは軟化させる構成としたが、基板全体を加熱する代わりに、通電加熱によりインジウム層を溶融あるいは軟化させてもよい。すなわち、前面基板および背面基板を互いに接近する方向に加圧しインジウム層間に側壁を挟んだ状態で、側壁18に通電してジュール熱により発熱させ、この熱によりインジウム層32を溶解して基板を封着する構成としてもよい。この場合、側壁18は導電性を有した材料で形成する。
その他、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
Moreover, the heat treatment of the
In the above-described embodiment, when the front substrate and the rear substrate are bonded, these substrates are heated to about 200 ° C. in the assembly chamber to melt or soften the indium layer. Instead of heating the entire substrate, The indium layer may be melted or softened by energization heating. That is, the front substrate and the back substrate are pressed in a direction approaching each other and the side wall is sandwiched between the indium layers, and the
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
例えば、この発明に係る気密容器の製造方法は、画像表示装置の外囲器に限らず、他の電子機器等の気密容器にも適用することができる。上述した実施の形態では、電子放出素子として電界放出型の電子放出素子を用いたが、これに限らず、pn型の冷陰極素子あるいは表面伝導型の電子放出素子等の他の電子放出素子を用いてもよい。また、この発明は、FEDやSEDなどの真空外囲器を必要とする表示装置に限るものではなく、PDPエレクトロルミネッセンス(EL)等の他の画像表示装置にも適用可能である。 For example, the manufacturing method of the hermetic container according to the present invention can be applied not only to the envelope of the image display device but also to other hermetic containers such as electronic devices. In the above-described embodiment, the field emission type electron emission element is used as the electron emission element. However, the present invention is not limited to this, and other electron emission elements such as a pn type cold cathode element or a surface conduction type electron emission element are used. It may be used. The present invention is not limited to a display device that requires a vacuum envelope such as an FED or SED, but can be applied to other image display devices such as PDP electroluminescence (EL).
10…真空外囲器、 11…前面基板、 12…背面基板、
13…側壁、 14…支持部材、 15…芯材、
16…蛍光体スクリーン、 19…メッキ層、
22…電子放出素子、 31…下地層、 32…インジウム層、
33…封着層、 40…封着部、 100…真空処理装置
10 ... Vacuum envelope, 11 ... Front substrate, 12 ... Rear substrate,
13 ... side wall, 14 ... support member, 15 ... core material,
16 ... phosphor screen, 19 ... plating layer,
22 ... an electron-emitting device, 31 ... an underlayer, 32 ... an indium layer,
33 ... sealing layer, 40 ... sealing part, 100 ... vacuum processing apparatus
Claims (10)
前記第1基板の周縁部の封着面および第2基板の周縁部の封着面に封着材層を形成し、
前記一方の封着材層上に前記金属被覆された枠体を載置された前記第1基板および第2基板を真空加熱処理し、
前記第1基板および第2基板を大気に曝すことなく、互いに対向配置させた状態で、前記封着材層を加熱して封着材を溶融あるいは軟化させるとともに、前記第1基板および第2基板を互いに接近する方向に加圧し、前記第1基板および前記第2基板の周縁部を封着し、
前記第1基板および第2基板を真空加熱処理する前に、前記金属被覆された枠体単体を、予め前記真空加熱処理温度よりも高い温度で加熱処理をする気密容器の製造方法。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other, and a peripheral portion of the first substrate and the second substrate, and a sealing portion, and the sealing portion includes a metal-coated frame, A method for producing an airtight container having a sealing material layer filled between the frame and the first substrate and between the second substrate,
Forming a sealing material layer on the sealing surface of the peripheral portion of the first substrate and the sealing surface of the peripheral portion of the second substrate;
The first substrate and the second substrate on which the metal-coated frame body is placed on the one sealing material layer are subjected to vacuum heat treatment,
In a state where the first substrate and the second substrate are arranged to face each other without being exposed to the atmosphere, the sealing material layer is heated to melt or soften the sealing material, and the first substrate and the second substrate And pressurizing in a direction approaching each other, sealing the peripheral edge of the first substrate and the second substrate,
A method for manufacturing an airtight container, in which the metal-coated single frame body is heated in advance at a temperature higher than the vacuum heat treatment temperature before the first substrate and the second substrate are subjected to a vacuum heat treatment.
前記前面基板の周縁部の封着面および背面基板の周縁部の封着面に封着材層を形成し、
前記一方の封着材層上に前記金属被覆された枠体を載置された前記前面基板および背面基板を真空加熱処理し、
前記前面基板および背面基板を大気に曝すことなく、互いに対向配置させた状態で、前記封着材層を加熱して封着材を溶融あるいは軟化させるとともに、前記前面基板および背面基板を互いに接近する方向に加圧し、前記前面基板および前記背面基板の周縁部を封着し、
前記前面基板および背面基板を真空加熱処理する前に、前記金属被覆された枠体単体を、予め前記真空加熱処理温度よりも高い温度で加熱処理をする画像表示装置の製造方法。 A front substrate and a rear substrate disposed opposite to each other, and peripheral portions of the front substrate and the rear substrate are sealed to each other, and the sealing portion includes a metal-coated frame and the frame. A method of manufacturing an image display device including an airtight container having a sealing material layer filled between the front substrate and the back substrate,
Forming a sealing material layer on the sealing surface of the peripheral portion of the front substrate and the sealing surface of the peripheral portion of the back substrate;
The front substrate and the rear substrate on which the metal-coated frame body is placed on the one sealing material layer are subjected to vacuum heat treatment,
In a state where the front substrate and the back substrate are arranged to face each other without being exposed to the atmosphere, the sealing material layer is heated to melt or soften the sealing material, and the front substrate and the back substrate are brought close to each other. Pressurizing in the direction, sealing the periphery of the front substrate and the back substrate,
A method of manufacturing an image display device, in which the metal-coated frame body is preliminarily heated at a temperature higher than the vacuum heat treatment temperature before the front substrate and the rear substrate are vacuum heat treated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007082628A JP2008243607A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Manufacturing method of airtight container, and manufacturing method of image display apparatus equipped with airtight container |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007082628A JP2008243607A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Manufacturing method of airtight container, and manufacturing method of image display apparatus equipped with airtight container |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008243607A true JP2008243607A (en) | 2008-10-09 |
Family
ID=39914694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007082628A Pending JP2008243607A (en) | 2007-03-27 | 2007-03-27 | Manufacturing method of airtight container, and manufacturing method of image display apparatus equipped with airtight container |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008243607A (en) |
-
2007
- 2007-03-27 JP JP2007082628A patent/JP2008243607A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100759136B1 (en) | Image display and method for manufacturing same | |
KR20060120266A (en) | Image forming device | |
JP2008243479A (en) | Airtight container, image display device equipped with airtight container, and manufacturing method of airtight container | |
TWI270917B (en) | Image display device and the manufacturing method thereof | |
JP2002184328A (en) | Image display device and its manufacturing method | |
WO2005109463A1 (en) | Method of producing image display device | |
JP3940577B2 (en) | Flat display device and manufacturing method thereof | |
JP2005197050A (en) | Image display device and its manufacturing method | |
JP2008243607A (en) | Manufacturing method of airtight container, and manufacturing method of image display apparatus equipped with airtight container | |
JP3940583B2 (en) | Flat display device and manufacturing method thereof | |
JP2002184329A (en) | Image display device and its manufacturing method | |
JP2007188784A (en) | Image display device and manufacturing method thereof | |
KR100769383B1 (en) | Image display device and method of producing the device | |
JP2007207436A (en) | Image display device and its manufacturing method | |
JP2008251186A (en) | Airtight container, and image display device equipped with airtight container | |
JP2008269998A (en) | Airtight container and image display device equipped with airtight container | |
JP2003132822A (en) | Panel display device and manufacturing method therefor | |
JP2004013067A (en) | Image display device | |
US20070103051A1 (en) | Image display apparatus | |
JP2006059742A (en) | Image display device | |
JP2005044529A (en) | Image display device and its manufacturing method | |
JP2008243610A (en) | Airtight container, manufacturing method equipped with it, and its manufacturing method | |
JP2008243609A (en) | Image display device | |
JP2004265630A (en) | Image display device and manufacturing method of the same | |
JP2004022189A (en) | Image display device |