(57)【要約】【課題】表示品位に優れた表示装置の製造装置および表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】表示装置の製造装置は、レーザ照射部５と第２ステージ３とを備えている。レーザ照射部５は、背面基板１２に対向して配置されているとともに、背面基板を介してメタルバック層２０にレーザ光を照射し、メタルバック層で反射させたレーザ光を背面基板側に照射させる。第２ステージ３は、レーザ光を走査して背面基板１２側の付着物１００にレーザ光を照射させ、付着物を少なくとも部分的に除去させる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された前面基板および背面基板を有した外囲器と、前記前面基板の内面に設けられた複数の蛍光体層およびメタルバック層と、前記背面基板の内面に設けられているとともに、前記蛍光体層にそれぞれ対応した複数の電子放出素子と、を有した表示装置の製造装置において、
前記背面基板に対向して配置されているとともに、前記背面基板を介して前記メタルバック層にレーザ光を照射し、前記メタルバック層で反射させたレーザ光を前記背面基板側に照射させるレーザ照射部と、
前記レーザ光を走査して前記背面基板側の不要電子放出源にレーザ光を照射させ、前記不要電子放出源を少なくとも部分的に除去させる走査部と、
を備えていることを特徴とする表示装置の製造装置。
【請求項２】
前記前面基板に対向して配置されているとともに、前記蛍光体層の不要発光部位の位置情報を取得する取得部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
【請求項３】
前記レーザ照射部は、
レーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器から出力されたレーザ光を集光して前記メタルバック層に照射する光学系と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造装置。
【請求項４】
隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された前面基板および背面基板を有した外囲器と、前記前面基板の内面に設けられた複数の蛍光体層およびメタルバック層と、前記背面基板の内面に設けられているとともに、前記蛍光体層にそれぞれ対応した複数の電子放出素子と、を有した表示装置の製造方法において、
前記背面基板の外側から前記背面基板を介して前記メタルバック層にレーザ光を照射して前記メタルバック層で反射させ、前記レーザ光を走査して前記背面基板側の不要電子放出源にレーザ光を照射して前記不要電子放出源を少なくとも部分的に除去させることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ光を走査して前記背面基板側に照射する際、前記背面基板上において、配線が形成された配線領域と前記電子放出素子が並んだ素子領域とでレーザ光の照射エネルギを変えて照射することを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ光を照射する際、前記レーザ光の照射角度を変えることを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記前面基板および背面基板間にアノード電圧を印加した状態でレーザ光を照射することを特徴とする請求項４に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、表示装置の製造装置およびこの製造装置を用いた表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の様々な表示装置が開発されている。このような表示装置には、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電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などがある。
【０００３】
例えば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、矩形枠状の側壁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。
【０００４】
また、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に、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。
【０００５】
上記ＳＥＤを製造する場合、矩形状のガラス板上に、蛍光体スクリーン、メタルバック層、チタンやバリウム等からなるゲッター膜等、所定のパターンを形成し、前面基板を完成させる。背面基板において、矩形状のガラス板上に電子放出素子等、所定のパターンを形成し、背面基板を完成させる。その後、これら背面基板および前面基板を側壁を介して真空中で貼り合せることにより、ＳＥＤが製造される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１９３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したＳＥＤの製造工程において、前面基板に成膜するゲッター膜、メタルバック層、蛍光体スクリーン、および背面基板の配線等の剥離物、さらに生産工程での混入異物などが背面基板上に付着する場合がある。また、背面基板上に、針状や突起状の導電性形成物が形成される場合もある。これにより、画像を表示する際、背面基板上に付着した付着物や導電性形成物としての不要電子放出源を基点として電子が放出されて不要な発光が生じてしまい、表示品位が低下してしまう。また、不要な発光が生じたＳＥＤを分解してリペアすることは事実上不可能である。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、表示品位に優れた表示装置の製造装置および表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係る表示装置の製造装置は、隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された前面基板および背面基板を有した外囲器と、前記前面基板の内面に設けられた複数の蛍光体層およびメタルバック層と、前記背面基板の内面に設けられているとともに、前記蛍光体層にそれぞれ対応した複数の電子放出素子と、を有した表示装置の製造装置において、前記背面基板に対向して配置されているとともに、前記背面基板を介して前記メタルバック層にレーザ光を照射し、前記メタルバック層で反射させたレーザ光を前記背面基板側に照射させるレーザ照射部と、前記レーザ光を走査して前記背面基板側の不要電子放出源にレーザ光を照射させ、前記不要電子放出源を少なくとも部分的に除去させる走査部と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
また、本発明の他の態様に係る表示装置の製造方法は、隙間を置いて対向配置されているとともに周縁部同士が接合された前面基板および背面基板を有した外囲器と、前記前面基板の内面に設けられた複数の蛍光体層およびメタルバック層と、前記背面基板の内面に設けられているとともに、前記蛍光体層にそれぞれ対応した複数の電子放出素子と、を有した表示装置の製造方法において、前記背面基板の外側から前記背面基板を介して前記メタルバック層にレーザ光を照射して前記メタルバック層で反射させ、前記レーザ光を走査して前記背面基板側の不要電子放出源にレーザ光を照射して前記不要電子放出源を少なくとも部分的に除去させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、表示品位に優れた表示装置の製造装置および表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながらこの発明に係る表示装置をＳＥＤに適用した実施の形態について詳細に説明する。  
図１ないし図３に示すように、ＳＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板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。そして、前面基板１１および背面基板１２は、矩形枠状の側壁１３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扁平な矩形状の真空外囲器１０を構成している。
【００１１】
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、複数のスペーサ１４が設けられている。スペーサ１４としては、板状あるいは柱状のスペーサ等を用いることができる。
【００１２】
前面基板１１の内面上には、画像表示面として、赤、緑、青の複数の蛍光体層１６とマトリクス状の黒色遮光層１７とを有した蛍光体スクリーン１５が形成されている。これらの蛍光体層１６はストライプ状あるいはドット状に形成してもよい。この蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム膜等の金属膜でメタルバック層２０が形成され、更に、メタルバック層に重ねてゲッター膜２２が形成されている。
【００１３】
背面基板１２の内面上には、それぞれ対応する蛍光体層１６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表面伝導型の電子放出素子１８が設けられている。これらの電子放出素子１８は、画素毎に対応して複数列および複数行に配列されている。各電子放出素子１８は、図示しない電子放出部、この電子放出部に電圧を印加する一対の素子電極等で構成されている。また、背面基板１２の内面には、電子放出素子１８に電位を供給する多数本の第１配線２１ａおよび第２配線２１ｂがマトリクス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引出されている。第１配線２１ａおよび第２配線２１ｂは絶縁層１９を介して設けられている。
【００１４】
上記したようなＳＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１５およびメタルバック層２０にアノード電圧Ｖａを印加する。通常、アノード電圧Ｖａは数ｋＶから十数ｋＶであるため、前面基板１１および背面基板１２間には比較的大きな電位差が生じる。そして、電子放出素子１８から放出された電子ビームをアノード電圧により加速して蛍光体スクリーン１５へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６が励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００１５】
次に、上記のように構成されたＳＥＤの製造装置１について詳述する。なお、この製造装置１は、前面基板１１と背面基板１２とを接合し、真空外囲器１０を組立てた後、不要発光の有無を検査し、修復するための装置である。
【００１６】
図４に示すように、製造装置１は、第１ステージ２、走査部としての第２ステージ３、取得部としてのＣＣＤカメラ４、レーザ照射部５、制御部６、およびモニタ７を有している。第１ステージ２は図示しない移動機構により上下方向に移動可能であり、この第１ステージには、ＣＣＤカメラ４が設けられている。このため、ＣＣＤカメラ４は、前面基板１１に接近可能であり、前面基板の面方向に移動可能である。
【００１７】
レーザ照射部５は、レーザ光を出力するレーザ発振器５ａ、レーザ発振器から出力されたレーザ光を伝送する光ファイバ５ｂ、および光ファイバで伝送されたレーザ光を集光する光学系としてのレンズ５ｃを有している。また、レーザ照射部５は回動機構５ｄを有している。第２ステージ３には、回動機構５ｄおよび回動機構に固定されたレンズ５ｃが設けられている。このため、レンズ５ｃは背面基板１２の面方向に移動可能である。また、レーザ光の照射角度（光軸）を任意の角度に変えることができる。制御部６は、ＣＣＤカメラ４によって撮影された画像を処理および格納するとともに、レーザの照射条件を制御する。モニタ７は、制御部６で処理された画像を表示する。
【００１８】
次に、上記のように構成された製造装置１を用いたＳＥＤの製造方法について説明する。  
まず、前面基板１１および背面基板１２が接合された処理対象としての真空外囲器１０を用意する。この実施の形態において、前面基板１１および背面基板１２間の隙間は１．６ｍｍであり、真空外囲器１０の背面基板上、例えば第２配線２１ｂ上にＳＥ（Stray Emission）源である不要電子放出源として、付着物１００が付着している場合について説明する。ここで、この付着物１００は、前面基板１１および背面基板１２を接合する際、またはこれらを接合した後に、ゲッター膜２２、メタルバック層２０、蛍光体層１６、および図示しない配線等が剥離または生産工程で異物が混入したものである。
【００１９】
次に、制御部６は、図示しない搬送機構を制御して、用意した真空外囲器１０を搬送し第１ステージ２および第２ステージ３間に配置する。このとき、レーザ照射部５が背面基板１２に対向するように真空外囲器１０を配置する。言い換えると、レンズ５ｃを背面基板１２に対向させる。その後、制御部６はメタルバック層２０にアノード電圧Ｖａを印加する。すると、前面基板１１および背面基板１２間の電位差により、第２配線２１ｂ上の付着物１００が基点となり、放電による電子が放出され、この不要電子により付着物付近の蛍光体層１６が発光する。
【００２０】
さらに、制御部６は、アノード電圧Ｖａを印加した状態で、ＣＣＤカメラ４を前面基板１１に接近させて前面基板の面方向に移動させ、不要に発光した蛍光体層１６の画像を取得（撮影）する。取得した画像はモニタ７に表示させる。またこのとき、制御部６は、不要発光部位の位置情報を取得し、図示しないメモリに格納する。ＣＣＤカメラ４が取得した情報は制御部６に伝送される。
【００２１】
続いて、制御部６は、不要発光部位の位置情報に基づいて、その不要発光部位と対向した位置までレンズ５ｃを移動させる。次いで、制御部６はアノード電圧Ｖａの印加を止め、レーザ発振器５ａによりレーザ光を発振させる。これにより、レーザ光は背面基板１２を透過し、メタルバック層２０に照射される。このとき、レーザ光はレンズ５ｃで集光されてメタルバック層２０に照射されるため、このメタルバック層で反射されたレーザ光は背面基板１２に集束される。  
次に、制御部６は第２ステージ３を動作させてレンズ５ｃを背面基板１２の面方向に移動させ、レーザ光を走査して背面基板側の付着物１００が付着しているであろう部位にレーザ光を照射する。
【００２２】
図５に示すように、この実施の形態において、レーザ光のスポットＳは円形であり、背面基板１２内面におけるスポットＳの直径ｄは約０．０５ｍｍである。また、レーザ光の走査範囲は、不要発光を生じている画素の蛍光体層１６と、不要発光を生じている画素の蛍光体層およびこの画素の蛍光体層に隣接した画素の蛍光体層間の黒色遮光層１７と対向した背面基板１２の領域である。そして、レーザ光は、背面基板１２内面の上述した走査範囲を塗りつぶすように照射される。なお、レーザ光のスポットＳは円形に限らず、例えば図６に示すように四角形でも良い。レーザ光のスポットＳが四角形の場合は、円形に比べレーザ光の重複照射面積を削減できるため、効率良くレーザ光を照射できる。
【００２３】
図７に示すように、背面基板１２の内面は、第２配線２１ｂが形成された配線領域ＷＲと電子放出素子１８が並んだ素子領域ＥＲとに分けられる。この実施の形態では、配線領域ＷＲと素子領域ＥＲとで照射エネルギを変えている。レーザ光の照射エネルギを変える場合は、レーザ光のパルス幅を長くする等レーザ光の照射時間を長くするか、またはレーザ光のエネルギ強度を大きくすれば良い。
【００２４】
除去効果を上げるには、レーザ光のパルス幅を短くしてピークパワーを高くすれば良い。１パルスのエネルギ量が同一の場合、パルス幅の短い方が、パルス幅の長い方より熱伝導の時間が短いため熱的なダメージが小さくなり、ピークパワーが高くなる。このため、除去能力が高くなる。
【００２５】
また、付着物１００が大きい場合、なるべく大きな照射エネルギでのレーザ光の照射が望まれる。しかし、背面基板１２内面は配線領域ＷＲと素子領域ＥＲとでダメージ損傷しきい値がことなるため、一様な照射エネルギでの照射は不利である。そこで、素子領域ＥＲに比べ配線領域ＷＲはダメージ損傷しきい値が高いため、配線領域には素子領域よりも照射エネルギの高いレーザ光を照射している。ここで、ダメージ損傷しきい値とは、背面基板１２を構成する部材（電子放出素子１８や第２配線２１ｂ等）が機能しなくなるしきい値を意味している。なお、回動機構５ｄは動作させずにレーザ光を照射した。
【００２６】
背面基板１２外側から照射されたレーザ光の背面基板外面側でのエネルギ密度をａ１、背面基板を透過したレーザ光のメタルバック層２０表面でのエネルギ密度をａ２、メタルバック層で反射されたレーザ光の背面基板内面でのエネルギ密度をａ３とすると、次の関係式が成立つ。  
ａ１＜ａ２＜ａ３
上記したようにレーザ光を照射することにより、付着物１００は蒸発（ガス化）し、第２配線２１ｂ上から少なくとも部分的に除去される。背面基板１２上に複数の付着物１００が付着している場合は、上記した方法により順次付着物を除去する。上記した工程により、不要発光の無いＳＥＤが完成する。
【００２７】
以上のように構成された、ＳＥＤの製造装置および製造方法によれば、第２配線２１ｂ上等、背面基板１２上に付着した付着物１００にレーザ光を走査しながら照射し、付着物を少なくとも部分的に除去させることができる。より詳しくは、背面基板１２の外側から、レンズ５ｃによってレーザ光を集光させてメタルバック層２０に照射し、このメタルバック層で反射させたレーザ光を背面基板１２に照射させている。そして、レーザ光を走査させることにより、付着物１００が存在するであろう領域にレーザ光が照射され、付着物を除去している。これにより、背面基板１２の外部から背面基板内面をリペアすることができ、不要発光を防ぐことができる。  
また、上記した説明ではアノード電圧Ｖａをレーザ光照射時を除いて印加しているが、付着物１００の位置の確認時の他、レーザ光照射時も印加して良い。
【００２８】
レーザ光は付着物１００に合わせた照射角度で照射することも可能である。本実施の形態においては、付着物１００が第２配線２１ｂ上に付着した場合、メタルバック層２０表面に対する法線方向からレーザ光を照射したが、付着物１００が背面基板１２上の傾斜した個所、例えばスペーサ１４の側面や第２配線２１ｂの側面に付着していると思われる場合は、回動機構５ｄにより、レーザ光の照射角度を調整し、斜め方向からレーザ光を照射すれば良い。このため、付着物１００が背面基板１２側のいかなる個所に付着している場合でも、角度を調整してレーザ光を照射することにより、付着物を除去でき、不要発光を防ぐことができる。
【００２９】
レーザ光を照射する際、第２配線２１ｂが形成された配線領域ＷＲと電子放出素子１８が並んだ素子領域ＥＲとでレーザ光の照射エネルギを変えて照射している。より詳しくは、配線領域ＷＲには素子領域ＥＲよりも照射エネルギの高いレーザ光を照射している。これにより、配線領域ＷＲおよび素子領域ＥＲそれぞれにおいて、レーザ光の照射エネルギを許容範囲内で最大限に設定できるため、最大限のリペア効果を得ることができる。
【００３０】
結像方式を用いて付着物１００にレーザ光を照射することにより、開口数（ＮＡ）を大きく取ることができる。すなわち、ＮＡが大きくなると、ａ１＜ａ２＜ａ３の差が大きくなり、レーザ光の断面積が大きいほどエネルギ密度が小さくなるため光路の途中での無用なダメージを避けることができる。
【００３１】
また、結像方式を用いて付着物１００にレーザ光を照射することにより、レーザ光の照射エリアを明確にすることができる。すなわち、光ファイバ５ｂの出口からはエネルギ密度が均一な円形のビームが出てくるので、結像方式を用いれば加工点でも均一なエネルギ密度での照射が可能になるためである。なお、結像方式を用いずに、単に集光するだけでは、中心のエネルギが強く、中心から周辺にかけて徐々に弱くなっていく分布になるため、均一条件での照射が難しい。
【００３２】
光ファイバ５ｂで伝送されたレーザ光はレンズ５ｃを介するとともに背面基板１２を透過し、さらにメタルバック層２０で反射され、再度背面基板１２の内面側の付着物１００が存在すると思われる位置に結像して照射される。すなわち、結像位置は、レーザ光が最初に背面基板１２の内面に当たる位置より３．２ｍｍ（前面基板１１および背面基板１２間の往復分）デフォーカスされた位置となる。
【００３３】
また、結像方式において、上記ａ１＜ａ２＜ａ３の関係を加味したダメージしきい値は、背面基板１２の外側から照射されたときの背面基板が一番大きく、メタルバック層２０で反射され背面基板の内側から照射されたときの背面基板、メタルバック層と順に小さい。このため、メタルバック層２０にダメージが入らない条件でレーザ光を照射すれば、背面基板１２を低エネルギ密度で透過するため、背面基板へのダメージを防止することができ、しかも付着物１００が存在する背面基板内面には十分なエネルギ密度でレーザ光を照射できる。
【００３４】
ここで、焦点の位置をレーザ光が最初に背面基板１２の内面に当たる位置とした場合（集光したレーザ光を背面基板の内面に直接照射した場合）について説明する。この場合、ダメージしきい値を超えたエネルギ密度の高いレーザ光が背面基板１２内面に照射されることになる。このようなレーザ光が背面基板１２内面側の付着物１００や各種配線、絶縁膜等に照射された場合、付着物は除去されるが、各種配線や絶縁膜等は飛散してしまう。上記したことから、レーザ光が照射された個所の配線や絶縁膜等は除去されてしまうため、レーザ光の焦点の位置を背面基板１２内面に設定して照射する方法はダメージの点から望ましくない。  
上記したことから、背面基板１２上に付着物１００が付着した場合であっても、ＳＥＤをリペアすることができ、表示品位に優れたＳＥＤを得ることができる。
【００３５】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、走査部は第２ステージ３に限らず、レーザ照射部５に対して真空外囲器１０を移動させる、図示しない搬送機構でも良い。付着物１００を除去するために上記のようにレーザ光を照射したが、アノード電圧Ｖａ印加時に発光する画素を滅点化させるために、電子放出素子１８にレーザ光を照射し、電子放出素子を破壊しても良い。不要発光が生じた場合、付着物１００を除去する必要はなく、付着物を変形させてＳＥＤをリペアしても良い。不要電子放出源は付着物１００に限らず、配線表面の隆起等、前面基板１１および背面基板１２間の隙間を小さくさせる要因となるものが考えられ、例えば背面基板１２上に形成された針状や突起状の導電性形成物等が考えられる。本発明は、ＳＥＤの製造装置および製造方法に限定されることなく、ＦＥＤの製造装置および製造方法にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤの斜視図。
【図２】図１に示した線Ａ−Ａ断面図。
【図３】図２に示したＳＥＤの断面図を拡大してさらに詳細に示した図。
【図４】上記ＳＥＤの製造に用いる製造装置の概略構成図。
【図５】レーザ光のスポットが円形の場合のレーザ光の照射状態を示した図。
【図６】レーザ光のスポットが四角形の場合のレーザ光の照射状態を示した図。
【図７】図１ないし３に示した背面基板の概略平面図。
【符号の説明】
【００３７】
１…製造装置、２…第１ステージ、３…第２ステージ、４…ＣＣＤカメラ、５…レーザ照射部、５ａ…レーザ発振器、５ｂ…光ファイバ、５ｃ…レンズ、５ｄ…回動機構、６…制御部、７…モニタ、１０…真空外囲器、１１…前面基板、１２…背面基板、１５…蛍光体スクリーン、１６…蛍光体層、１８…電子放出素子、２０…メタルバック層、２１ａ…第１配線、２１ｂ…第２配線、２２…ゲッター膜、１００…付着物、Ｓ…スポット、ＷＲ…配線領域、ＥＲ…素子領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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