(57)【要約】【課題】  液晶、ＥＬ、ＦＥＤ等の画像表示装置の製造方法であって、外部からの真空引きが不要となり作業性に優れ、かつ、空隙２０を均一に形成できる。【解決手段】  一対の基板１１，１２をスペーサ１３を介して対向配置し、一方の基板１１に電子を放出するエミッタ１５を設け、他方の基板１２に当該放出された電子が入射する蛍光体１８を設けてなる画像表示装置１０において、蛍光体１８の背面に熱膨張係数の大きい充填材１６を常温より高温にて充填し、冷却により充填材１６を熱収縮させ蛍光体１８を他方の基板側１２に移動させ、エミッタ１５と蛍光体１８との間に真空の空隙２０を形成する。【選択図】      図３
2006073232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空隙を有する画像表示装置を製造する方法であって、
前記空隙を、材料の熱変形によって形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
熱膨張係数の大きな前記材料を、常温よりも高温で、前記画像表示装置の内部に充填封入し、冷却により前記材料を熱収縮させて、前記空隙を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
電子を放出するエミッタを有する基板と、前記エミッタから放出される電子が入射する蛍光体を有する基板とがスペーサを介して対向配置されてなる前記画像表示装置を製造する方法であって、
前記エミッタおよび前記蛍光体を形成した一方の基板と、他方の基板との間に、前記熱膨張係数の大きな前記材料を前記高温で充填封入し、冷却により前記材料を他方の基板側に熱収縮させるとともに、前記一方の基板側の前記エミッタまたは前記蛍光体を、前記材料と共に前記他方の基板側に移動させ、前記エミッタと前記蛍光体との間に真空の前記空隙を形成することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４】
電子を放出するエミッタおよび該エミッタから放出される電子が入射する蛍光体を有する基板と、該基板に対向する対向基板とを備える前記画像表示装置を製造する方法であって、
前記エミッタおよび前記蛍光体を有する前記基板と、前記対向基板との間に、前記熱膨張係数の大きな前記材料を前記高温で充填封入し、冷却により前記材料を前記対向基板側に熱収縮させて前記エミッタと前記蛍光体との間に真空の前記空隙を形成することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に空隙を有する画像表示装置、例えば、ＦＥＤ（Field Emission Display）のように、内部に真空の空隙を有する画像表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置、例えばＦＥＤは、エミッタより真空中に放出された電子を蛍光体に入射させて発光させるディスプレイである。具体的には、ゲート電極によってエミッタから電子を引き出し、この電子を蛍光体が形成されたアノードに入射させている。このゲート電極に印加する電圧を制御することで、エミッタから放出される電子の量が制御され、階調表示が可能となる。
【０００３】
ところで、エミッタと蛍光体とは、わずかな空隙を隔てて配設されている。蛍光体上で均一な解像度、フォーカスおよび輝度を得るためには、この空隙が蛍光体の全面に渡って均一であることが重要である。さらに、エミッタから電子が放出されているときに、信頼性のあるディスプレイ動作を実現するためには、ＦＥＤ内の封止された空隙が真空に形成されていることも必要である。
【０００４】
図６に、従来の一般的なＦＥＤの製造方法を示す。
【０００５】
図６において、５１はカソード側の基板、５６はアノード側の基板であり、カソード側の基板５１には、電子を放出するエミッタ５２が形成される一方、アノード側の基板５６には、エミッタ５２から放出された電子が入射して発光する蛍光体５５が形成されている。  両基板５１，５６は、スペーサ５４を介して対向配置されている。
【０００６】
かかるＦＥＤの封止に際しては、両基板５１，５６をスペーサ５４を介して貼り合わせた後、真空引きして封止する。すなわち、真空引きの引き口５７から図示しない真空ポンプにてＦＥＤ内の空隙５８を真空とし、その後、溶融して封止する。
【０００７】
また、真空引きと同時に加熱することで、真空引き後に別途、引き口を溶融する手間を省いた封止方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１７１７６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、いずれの封止方法においても、基板の両端部分に取り付けられた配管部分５７から真空引きするため、両基板５１，５６間の空隙５８が小さい場合、真空引きが不十分となり易く、空隙５８を均一に形成することが困難であった。
【０００９】
また、両基板５１，５６間のギャップを決定するスペーサ５４を一定間隔で配列させることや、さらに、封止時に溶融する作業が必要であり、しかも封止後に溶融部分が残るため、組み込む際に邪魔になり、組み込み作業性を低下させるという問題があった。
【００１０】
さらに、画像表示装置の大画面化に伴い、空隙５８を真空に維持することが困難になるという問題もあった。
【００１１】
したがって、本発明が解決すべき課題は、外部から真空引きすることなく、内部に空隙を形成できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像表示装置の製造方法は、内部に空隙を有する画像表示装置を製造する方法であって、前記空隙を、材料の熱変形によって形成するものである。
【００１３】
ここで、材料とは、画像表示装置の少なくとも一部を構成する材料あるいは熱変形によって空隙を形成するために使用される材料をいう。また、熱変形とは、熱収縮や熱膨張などの熱による変形をいう。
【００１４】
本発明によると、材料の熱収縮や熱膨張といった熱変形によって内部に空隙を形成するので、密封した状態で材料を熱変形させることにより、真空の空隙を形成することができ、真空引きを不要とすることができる。
【００１５】
本発明の好ましい態様においては、熱膨張係数の大きな前記材料を、常温よりも高温で、前記画像表示装置の内部に充填封入し、冷却により前記材料を熱収縮させて、前記空隙を形成するものである。
【００１６】
ここで、熱膨張係数が大きな材料とは、常温よりも高温で画像表示装置の内部に充填封入し、冷却したときに、熱収縮によって必要な空隙を確保できる大きさの熱膨張係数を有する材料をいう。
【００１７】
この態様によると、常温よりも高温で熱膨張係数の大きな材料を、内部に充填封入し、常温に冷却することにより、内部に真空の空隙を形成できるので、真空引きが不要となり、また、材料の充填量や充填する厚さなどを最適化することで、小さな空隙でも精度良く均一に形成できる。
【００１８】
本発明の一つの態様においては、電子を放出するエミッタを有する基板と、前記エミッタから放出される電子が入射する蛍光体を有する基板とがスペーサを介して対向配置されてなる前記画像表示装置を製造する方法であって、前記エミッタおよび前記蛍光体を形成した一方の基板と、他方の基板との間に、前記熱膨張係数の大きな前記材料を前記高温で充填封入し、冷却により前記材料を他方の基板側に熱収縮させるとともに、前記一方の基板側の前記エミッタまたは前記蛍光体を、前記材料と共に前記他方の基板側に移動させ、前記エミッタと前記蛍光体との間に真空の前記空隙を形成するものである。
【００１９】
ここで、一方の基板には、エミッタを形成し、その上に蛍光体を形成してもよいし、逆に、蛍光体を形成し、その上にエミッタを形成してもよく、エミッタの上に蛍光体を形成した場合には、前記材料が熱収縮した際に、蛍光体が前記材料と共に他方の基板側に移動し、逆に、蛍光体の上にエミッタを形成した場合には、前記材料が熱収縮した際に、エミッタが前記材料と共に他方の基板側に移動することになる。
【００２０】
また、一方の基板には、電極層が形成されるのが好ましく、さらに、エミッタと蛍光体との間に、剥離し易い剥離層を形成し、前記材料が、熱収縮した際に、エミッタまたは蛍光体を、他方の基板側に円滑に移動させるようにするのが好ましい。
【００２１】
この態様によると、エミッタおよび蛍光体を形成した一方の基板と、他方の基板との間に、高温で充填封入された材料が、常温に冷却されて他方の基板側に熱収縮すると、エミッタと蛍光体とが剥離して前記材料と共にエミッタまたは蛍光体が、他方の基板側に移動し、これによって、対向するエミッタと蛍光体との間に真空の空隙を形成することができるので、真空引きが不要となる。また、材料の充填量や充填する厚さなどを最適化することで、小さな空隙でも精度良く均一に形成できる。さらに、真空引きする従来例のように、溶融部分がなく、封止ならびに組み込み作業性に優れ、大画面化に対しても空隙を真空に維持することができる。
【００２２】
本発明の他の態様においては、電子を放出するエミッタおよび該エミッタから放出される電子が入射する蛍光体を有する基板と、該基板に対向する対向基板とを備える前記画像表示装置を製造する方法であって、前記エミッタおよび前記蛍光体を有する前記基板と、前記対向基板との間に、前記熱膨張係数の大きな前記材料を前記高温で充填封入し、冷却により前記材料を前記対向基板側に熱収縮させて前記エミッタと前記蛍光体との間に真空の前記空隙を形成するものである。
【００２３】
この態様によると、エミッタおよび蛍光体を有する基板と対向基板との間に、高温で充填封入された材料が、常温に冷却されて対向基板側に熱収縮すると、エミッタおよび蛍光体を有する基板と、対向基板との間に、真空の空隙が形成される、したがって、エミッタと蛍光体との間にも真空の空隙が形成されるので、真空引きが不要となる。また、材料の充填量や充填する厚さなどを最適化することで、小さな空隙でも精度良く均一に形成できる。さらに、真空引きする従来例のように、溶融部分がなく、封止ならびに組み込み作業性に優れ、大画面化に対しても空隙を真空に維持することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、外部から真空引きすることなく、内部に真空の空隙を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
(実施の形態１)
本発明の実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。
【００２６】
図１はＦＥＤの製造工程の部分断面図、図２は図１のII部分の拡大断面図、図３はＦＥＤの部分断面図である。
【００２７】
この実施の形態の製造方法によって製造されるＦＥＤ１０は、図３に示すように、カソード側の基板１１と、アノード側の基板１２とが、スペーサ１３を介して対向配置されており、両基板１１，１２間には、所要の間隔の真空の空隙２０が、後述のようにして形成されている。
【００２８】
カソード側の基板１１は、例えば、ガラスからなり、この基板１１上には、カソード電極として、例えば、ＩＴＯ(インジウム‐スズ酸化物)１４が形成されており、このＩＴＯ１４上には、炭素膜からなるエミッタ１５が形成されている。
【００２９】
アノード側の基板１２は、例えば、ガラスからなり、この基板上には、後述のようにして熱変形を生じさせる熱膨張係数の大きな材料１６が設けられ、この材料１６の上に、アノード電極１７として、例えば、透明のＩＴＯ１７が形成されており、このＩＴＯ１７上には、蛍光体１８が形成されており、さらに、蛍光体１８上には、バックメタルとして、アルミニウム１９が形成されている。
【００３０】
材料１６としては、例えば、架橋ポリエチレン、ＺｒＷ２Ｏ８などが挙げられる。
【００３１】
スペーサ１３は、外枠を有する格子状であって、各格子によって各画素に対応する領域が区画されており、図１および図３では、二つの格子領域が示されている。
【００３２】
なお、スペーサ１３は、基板１１と一体構造、すなわち、スペーサを兼用する基板に、各画素に対応する凹部を形成したものであってもよい。
【００３３】
次に、この実施の形態のＦＥＤ１０の製造工程について説明する。
【００３４】
図１および図２に示すように、カソード側の基板１１上のスペーサ１３にて囲まれた各空間に、カソード電極であるＩＴＯ１４、エミッタ１５、アルミニウム１９、蛍光体１８およびアノード電極であるＩＴＯ１７を順次形成する。このとき、アルミニウム１９は、エミッタ１５と剥離し易いように常温にて形成する。
【００３５】
次に、ＩＴＯ１７上に、熱膨張係数の大きな材料１６を常温より高温にて充填してスペーサ１３によって区画された空間を材料１６によって満たす。この材料１６として、例えば、架橋ポリエチレンを用いる場合には、例えば、２５０〜３００℃の高温で、例えば、塗布することによって充填する。そして、アノード側の基板１２をスペーサ１３に固着して、材料１６によって満たされた空間を封止する。
【００３６】
その後、ＦＥＤ１０を常温に冷却して、熱膨張係数の大きな材料１６を熱収縮させる。上述のように、アルミニウム１９は、エミッタ１５から剥離し易いので、材料１６が熱収縮する際に、エミッタ１５とアルミニウム１９との間で分離し、ＩＴＯ１７、蛍光体１８およびアルミニウム１９が、材料１６と共に、アノード側の基板１２側に移動し、図３に示すように、エミッタ１５とアルミニウム１９との間に真空の空隙２０が形成される。
【００３７】
以上のように、高温にて充填した熱膨張係数の大きい材料１６を冷却させることで、内部に空隙２０を形成することができ、真空引きが不要となり、材料１６の充填量や充填厚みを最適化することで、小さな空隙２０でも精度良く均一に形成できる。
【００３８】
また、真空引きする従来例のような溶融部分がなく、組み込み作業性に優れ、大画面化に対しても空隙２０を真空に維持することができる。
【００３９】
かかる構成のＦＥＤ１０では、カソード電極であるＩＴＯ１４と、アノード電極であるＩＴＯ１７との間に電圧を印加することにより、エミッタ１５から放出された電子が蛍光体１８に入射して発光し、基板１２側に表示される。
【００４０】
上述の実施の形態では、アノード側の基板１２側に、材料１６を充填したけれども、本発明の他の実施の形態として、アノード側の基板１２上に、ＩＴＯ１７、蛍光体１８、アルミニウム１９、エミッタ１５およびＩＴＯ１４を形成し、カソード側の基板１１側に、材料１６を充填し、材料１６の熱収縮によって、ＩＴＯ１４およびエミッタ１５を、材料１６と共に、カソード側の基板１１側に移動させるようにしてもよい。
【００４１】
(実施の形態２)
図４は、本発明の他の実施の形態に係るＦＥＤの製造工程の部分断面図であり、図５は、ＦＥＤの部分断面図である。
【００４２】
この実施の形態の製造方法によって製造されるＦＥＤ３０は、図５に示されるように、例えば、ガラスからなる基板３１上に、エミッタ３４と、蛍光体３６が形成されたアノード電極３５とが、横方向に間隔をおいて形成された、いわゆるラテラル構造であり、この基板３１と、例えば、ガラスからなる対向基板３２とが、スペーサ３３を介して対向配置されている。
【００４３】
対向基板３２上には、上述の実施の形態と同様に、熱変形を生じさせる熱膨張係数の大きな材料３７が設けられ、この材料３７の上に、ＳＯＧ(スピンオンガラス)３８が形成されている。
【００４４】
次に、この実施の形態のＦＥＤ３０の製造工程について説明する。
【００４５】
図４に示すように、カソード側の基板３１上のスペーサ３３にて囲まれた空間に、カソード電極(図示せず)、エミッタ３４、アノード電極３５、蛍光体３６およびＳＯＧ３８を形成する。
【００４６】
次に、ＳＯＧ３８上に、熱膨張係数の大きな材料３７を常温より高温にて充填してスペーサ３３によって区画された空間を材料３７によって満たす。この材料３７として、例えば、架橋ポリエチレンを用いる場合には、例えば、２５０〜３００℃の高温で、例えば、塗布することによって充填する。そして、対向基板３２をスペーサ３３に固着して、材料３７によって満たされた空間を封止する。
【００４７】
その後、ＦＥＤ３０を常温に冷却して、熱膨張係数の大きな材料３７を熱収縮させる。材料３７が熱収縮する際に、基板３１、エミッタ３４、蛍光体３６と、ＳＯＧ３８との間で分離し、ＳＯＧ３８が、材料３７と共に、対向基板３２側に移動し、図５に示すように、両基板３１，３２間、したがって、エミッタ３４と蛍光体３６との間に真空の空隙３９が形成される。
【００４８】
この実施の形態においても、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４９】
なお、ＳＯＧ３８に代えて、上述の実施の形態と同様に、アルミニウムの層を形成してもよい。
【００５０】
(その他の実施の形態)
上述の各実施形態では、熱膨張係数の大きな材料を設けて空隙を形成したが、前記材料を設ける代わりに、熱膨張係数の大きなスペーサを用い、加熱よりスペーサを熱膨張させて、画像表示装置の内部に真空の空隙を形成してもよい。
【００５１】
上述の各実施の形態では、材料１６，３７を、充填して封止することによって、真空の空隙を形成したけれども、形成される空隙は、必ずしも真空でなくてもよい。
【００５２】
また、ＦＥＤに限らず、液晶、ＥＬ（Electro Luminescence）等の画像表示装置において、内部に電気回路、光導波路等を封入する空隙を形成する際に、本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、液晶、ＥＬ、ＦＥＤ等の画像表示装置の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態におけるＦＥＤの製造工程の部分断面図
【図２】図１のII部分の拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態におけるＦＥＤの部分断面図
【図４】本発明の他の実施の形態におけるＦＥＤの製造工程の部分断面図
【図５】本発明の他の実施の形態におけるＦＥＤの部分断面図
【図６】従来のＦＥＤの封止工程の断面図
【符号の説明】
【００５５】
１０，３０  ＦＥＤ（画像表示装置）
１１，１２，３１，３２  基板
１３，３３  スペーサ
１５，３４  エミッタ
１８，３６  蛍光体
１６，３７  充填材
２０，３９  空隙
【図１】
2006073232.tif 000003
【図２】
2006073232.tif 000004
【図３】
2006073232.tif 000005
【図４】
2006073232.tif 000006
【図５】
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【図６】
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