(57)【要約】画像表示装置の外囲器は、前面基板（１１）と、この前面基板に対向配置された背面基板（１２）とを有し、導電性封着材を含有した封着層（２１）により前面基板および背面基板の周縁部同士が封着されている。外囲器には、封着層に通電するための電極（３０）が取り付けられている。電極は、導電部材により形成され、封着層に電気的に接触しているとともに、外部に露出した導通部（３８）を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面基板と、この前面基板に対向配置された背面基板とを有し、導電性の封着材を含有した封着層により上記前面基板および背面基板の周縁部同士が封着された外囲器と、
上記封着層に電気的に接触した状態で上記外囲器に取り付けられ、上記封着層に通電するための電極部材と、
を備えた画像表示装置。
【請求項２】
上記電極部材は、金属板を折り曲げて形成され、隙間を置いて対向した第１板部および第２板部と、これら第１および第２板部を連結した上記導通部とを備え、上記第１および第２板部間に上記前面基板あるいは背面基板の周縁部を挟持して外囲器に取り付けられている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
上記第１板部は、上記封着層に電気的に接触した接触部を備えている請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
上記外囲器は、上記背面基板および背面基板の周縁部間に接合された枠状の側壁を備え、上記背面基板および前面基板の少なくとも一方が上記封着層を介して上記側壁に封着され、上記電極部材は、上記第１および第２板部間に、上記背面基板および前面基板の上記少なくとも一方の周縁部と上記側壁とを挟持して外囲器に取り付けられている請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
上記電極部材は、上記封着層に電気的に接触した接触部と、上記接触部から上記外囲器の外側に向かって延出した胴体部と、上記外囲器の外部に露出した導通部と、を有し、上記胴体部は、鉛直方向に沿って上記接触部よりも高く位置した流出規制部を有している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
上記電極部材は、上記封着層に電気的に接触した接触部と、上記接触部から上記外囲器の外側に向かって延出した胴体部およびドレイン部と、を有し、上記胴体部は、鉛直方向に沿って上記接触部よりも高く位置した流出規制部を有し、上記ドレイン部は、鉛直方向に沿って上記接触部よりも低く位置している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
上記電極部材は、上記外囲器の外部に露出あるいは突出した導通部を有している請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
上記電極部材は、上記前面基板あるいは背面基板の周縁部を挟持した装着部を有し、上記外囲器に取り付けられている請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
上記電極部材は、金属板を折り曲げて形成されている請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記電極部材の接触部は、水平方向の延出長さが２ｍｍ以上の水平部分を有している請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
上記電極部材の上記ドレイン部は上記胴体部の幅よりも狭い幅を有していることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
上記電極部材の接触部およびその近傍領域に導電性材料が充填されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
上記電極部材の接触部およびその近傍領域、並びに、ドレイン部およびその近傍領域に導電性材料が充填されていることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
上記電極部材は、上記封着層に電気的に接触した接触部と、上記接触部から上記外囲器の外側に向かって延出した胴体部と、を有し、上記胴体部の少なくとも一部は、上記接触部の断面積よりも小さい断面積を有している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
上記電極部材の接触部は、鉛直方向に沿って上記胴体部よりも高く位置している請求項１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
上記電極部材は、それぞれ上記封着層に電気的に接触しているとともに上記封着材を流出可能な隙間を置いて並んだ複数の接触部を有している請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
上記電極部材は、上記外囲器の１つ角部の両側で上記封着層にそれぞれ接触した複数の接触部を有している請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
上記電極部材は、上記外囲器の１つ角部の片側で上記封着材にそれぞれ接触した複数の接触部を有している請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
上記電極部材は、２つの接触部を有したＹ字形状に形成されている請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項２０】
上記封着層はほぼ矩形枠状に形成され、上記電極部材は上記封着層に対して対称に複数個設けられ、それぞれ上記封着層に電気的に接続されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２１】
上記封着層はほぼ矩形枠状に形成され、上記電極部材は、上記背面基板に取り付けられ上記封着層に電気的に接続された第１電極と、上記前面基板に取り付けられ上記封着層に電気的に接続された第２電極と、を含んでいる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２２】
上記封着材は少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含んでいる請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２３】
上記電極部材は、少なくともＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｃｒの何れかを含む、単元素または合金で形成されている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２４】
上記前面基板の内面上に設けられた蛍光体層と、上記背面基板上に設けられ、それぞれ上記蛍光体層を励起する複数の電子放出素子と、を備えている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２５】
上記外囲器は、上記前面基板および背面基板の周縁部間に接合された枠状の側壁を有し、上記封着層は、上記前面基板および上記背面基板の少なくとも一方と上記側壁と間に設けられている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項２６】
対向配置されているとともに導電性を有する封着材によって周縁部が接合された前面基板および背面基板を備えた外囲器と、
それぞれ少なくとも一部が導電性材料層により被覆され、それぞれ導電性材料層を介して上記封着材に電気的に接触して設けられた複数の電極部材と、
を備えた画像表示装置。
【請求項２７】
上記外囲器は、前面基板および背面基板の周縁部間に接合された枠状の側壁を有し、上記封着材は、上記前面基板および上記背面基板の少なくとも一方と上記側壁と間に設けられている請求項２６に記載の画像表示装置。
【請求項２８】
上記封着材は、上記外囲器の周縁部に沿って枠状に設けられているとともに、上記複数の電極部材は、上記外囲器の少なくとも２つの角部に設けられている請求項２６に記載の画像表示装置。
【請求項２９】
上記各電極部材は、少なくともＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｃｒの何れかを含む、単元素または合金で形成されている請求項２６に記載の画像表示装置。
【請求項３０】
上記封着材は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含んでいることを特徴とする請求項２６に記載の画像表示装置。
【請求項３１】
上記導電性材料層は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含んでいる請求項２６に記載の画像表示装置。
【請求項３２】
対向配置された前面基板および背面基板と、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って配置され導電性を有する封着材を含有した封着層とを有し、上記封着層を介して前面基板および背面基板の周辺部同士が接合された外囲器と、この外囲器内に設けられた複数の画素と、を備え、上記封着層は、それぞれ外囲器の外方に向かって開口した複数の凹部を有している特徴とする画像表示装置。
【請求項３３】
上記複数の凹部は、上記外囲器の２つあるいは４つの角部に位置している請求項３２に記載の画像表示装置。
【請求項３４】
対向配置された前面基板および背面基板と、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って配置され導電性を有する封着材を含有した封着層とを有し、上記封着層を介して前面基板および背面基板の周辺部同士が接合された外囲器と、この外囲器内に設けられた複数の画素と、を備え、
上記外囲器は、それぞれ上記封着層に接合された接触部を含み上記外囲器の周縁部に位置した複数の導電体片（注：電極との差別化が難しい）を有している画像表示装置。
【請求項３５】
上記導電体片は、上記外囲器の角部に配置さえている請求項３４に記載の画像表示装置。
【請求項３６】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記封着層の形成された上記前面基板および背面基板の上記少なくとも一方に、電極部材を取り付けて上記封着層に電気的に接続し、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で上記電極部材を通して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させて上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項３７】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層をそれぞれ形成し、
上記前面基板および背面基板の上記少なくとも一方に電極部材を取り付け上記少なくとも一方に形成された上記封着層に電気的に接続し、
上記前面基板および背面基板を対向配置し、上記電極部材を上記前面基板および背面基板の他方に形成された封着層に電気的に接触させた後、上記電極部材を通して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させて上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項３８】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
接触部と、上記接触部から延出しているとともに鉛直方向に沿って上記接触部よりも高く位置した流出規制部を有した胴体部と、導通部と、を具備した電極部材を用意し、
上記電極部材を上記胴体部が上記封着層から外側に延出し上記導通部が外部に露出あるいは突出した状態で、上記封着層の形成された上記前面基板および背面基板の上記少なくとも一方に取り付け、上記接触部を上記封着層に電気的に接触させ、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で上記電極部材を通して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させて上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項３９】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
接触部と、上記接触部から延出しているとともに鉛直方向に沿って上記接触部よりも高く位置した流出規制部を有した胴体部と、上記接触部から延出しているとともに鉛直方向に沿って上記接触部よりも低く位置したドレイン部と、を具備した電極部材を用意し、
上記電極部材を上記胴体部およびドレイン部が上記封着層から外側に延出し上記導通部が外部に露出あるいは突出した状態で、上記封着層の形成された上記前面基板および背面基板の上記少なくとも一方に取り付け、上記接触部を上記封着層に電気的に接触させ、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で上記電極部材を通して上記封着層に通電して上記封着層を加熱溶融させ、上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て上記前面基板および背面基板の周辺部同士を上記溶融した封着材により接合するとともに、溶融した余剰の封着材を上記電極部材のドレイン部から外部へ流出させる画像表示装置の製造方法。
【請求項４０】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の周縁部間に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
封着材を流出可能な隙間を置いて並んだ複数の接触部を有した電極部材を用意し、
上記電極部材の複数の接触部をそれぞれ上記封着層に電気的に接触させ、
上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た状態で、上記電極部材を介して上記封着層に通電し封着材を加熱溶融させ、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を上記溶融した封着材により接合するとともに、溶融した余剰の封着材を上記電極部材の接触部間の隙間から外部に流出させる画像表示装置の製造方法。
【請求項４１】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の周縁部間に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
それぞれ少なくとも一部が導電性材料層によって被覆された複数の電極部材を用意し、
上記電極部材を上記導電性材料層を介して上記封着層に電気的に接触させ、
上記電極部材を介して上記封着層に通電して封着材を融解させ、前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項４２】
超音波を印加しながら導電性材料を上記電極部材に供給し、上記導電性材料層を形成する請求項４１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４３】
上記前面基板および背面基板の周縁部間に枠状の側壁を配置し、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方と上記側壁との間に上記封着層を設け、この封着層に上記電極部材を介して通電し封着材を融解する請求項３６ないし４１のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４４】
上記封着材として、少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含む金属を用いる請求項３６ないし４１のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４５】
上記封着材に通電する直前の上記前面基板および背面基板の温度を、上記封着材の融点よりも低く設定する請求項３６ないし４１のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４６】
上記外囲器を真空雰囲気中に維持した状態で上記封着層に通電する請求項３６ないし４１のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４７】
真空雰囲気中で上記前面基板および背面基板を加熱して脱ガスさせた後、真空雰囲気を維持した状態で上記封着材の融点よりも低い温度まで冷却し、
上記封着層に通電することにより上記封着材のみを加熱溶融し、
上記封着層への通電を停止し、上記封着層の熱を上記前面基板および背面基板に伝導することにより封着層を冷却固化させる請求項３６ないし４１のいずれか１項に画像表示装置の製造方法。
【請求項４８】
対向配置されているとともに周辺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、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周辺部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記封着材を挟んで上記前面基板と背面基板とを対向して配置し、
上記対向配置された前面基板および背面基板の少なくとも一方を上記前面基板および背面基板が互いに接近する方向に加圧し、上記封着材の少なくとも一部を上記前面基板および背面基板の周辺部間に接触した状態で挟持し、
上記加圧した状態で、電極部材により上記封着層に通電して封着材を加熱溶融する画像表示装置の製造方法。
【請求項４９】
上記前面基板の周辺部および背面基板の周辺部に、導電性を有した封着材をそれぞれ配置して封着層を形成し、上記封着層同士の少なくとも一部が互いに接触した状態で、これらの封着層に通電する請求項４８に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５０】
対向配置されているとともに周辺部同士が側壁を挟んで接合された前面基板および背面基板を有した外囲器と、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の基板の周辺部と、上記側壁と、の少なくとも一方に、導電性を有した封着材を配置し、
上記封着材および側壁を挟んで上記前面基板と背面基板とを対向して配置し、
上記対向配置された前面基板および背面基板の少なくとも一方を上記前面基板および背面基板が互いに接近する方向に加圧し、上記封着材の少なくとも一部を上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周辺部と上記側壁との間に接触した状態で挟持し、
上記加圧した状態で、電極部材により上記封着材に通電して封着材を加熱溶融する画像表示装置の製造方法。
【請求項５１】
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の基板の周辺部と、上記側壁とに、導電性を有した封着材をそれぞれ配置して封着層を形成し、上記封着層同士の少なくとも一部が互いに接触した状態で、これらの封着材に通電する請求項５０に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５２】
上記封着層同士の間に上記電極部材を挟み込み、この電極部材を通して封着材に通電する請求項４８又は５１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５３】
対向配置されているとともに周辺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、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法において、
上記前面基板および背面基板の周辺部に、導電性を有した封着材をそれぞれ配置して封着層を形成し、
上記封着層を挟んで上記前面基板と背面基板とを対向して配置し、
上記対向配置された前面基板および背面基板に設けられた封着層の少なくとも一部を互いに溶着させ、
上記溶着部に電極部材を接触させ、この電極部材を介して上記両方の封着層に通電し上記封着材を加熱溶融する画像表示装置の製造方法。
【請求項５４】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方に装着可能な装着部と、上記封着層に接触可能な接触部と、を具備した電極部材を用意し、
上記接触部が上記封着層に対し隙間を置いた状態で上記電極を上記前面基板および背面基板の上記少なくとも一方に取り付け、
上記接触部と上記封着層との隙間を維持した状態で、上記前面基板および背面基板を対向配置し、
上記対向配置された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、上記封着層を介して上記前面基板および背面基板を接触させるとともに、上記電極部材の接触部を上記封着層に電気的に接触させ、
上記加圧した状態で、上記電極部材を通して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させて上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項５５】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方に装着可能な装着部と、上記封着層に接触可能な接触部と、を具備した電極部材を用意し、
上記接触部が上記封着層に対し隙間を置いた状態で上記電極部材を上記前面基板および背面基板に取り付け、
上記接触部と上記封着層との隙間を維持した状態で、上記前面基板および背面基板を対向配置し、
上記対向配置された前面基板および背面基板を互いに接近する方向に移動し、上記前面基板に取り付けた電極部材の接触部を上記背面基板の封着層に電気的に接触させ、かつ上記背面基板に取り付けた電極部材の接触部を上記前面基板の封着層に電気的に接触させ
上記電極部材を上記封着層に電気的に接触した状態で、上記電極部材を通して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させ、上記対向配置された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て上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項５６】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方に装着可能な装着部と、上記封着層に接触可能な接触部と、を具備した電極部材を用意し、
上記接触部が上記封着層に対し隙間を置いた状態で上記電極部材を上記前面基板または背面基板の一方に取り付け、
上記接触部と上記封着層との隙間を維持した状態で、上記前面基板および背面基板を対向配置し、
上記対向配置された前面基板および背面基板を互いに接近する方向に移動し、
上記電極部材の接触部を上記封着層に電気的に接触させ、
上記電極部材を上記封着層に電気的に接触した状態で、上記電極部材を通して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させ、上記対向配置された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て上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項５７】
上記前面基板および背面基板を加熱して前面基板および背面基板から吸着ガスを放出させた後、上記対向配置された前面基板および背面基板を互いに接近する方向に加圧する請求項５４に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５８】
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方に電子線を照射して電子線洗浄した後、上記対向配置された前面基板および背面基板を互いに接近する方向に加圧する特徴とする請求項５４に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５９】
上記吸着ガスを放出させた後、上記前面基板の内面にゲッタ膜を形成し、その後、上記対向配置された前面基板および背面基板を互いに接近する方向に加圧する請求項５７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６０】
上記電極部材の接触部に予めＩｎあるいはＩｎを含む合金を塗布する請求項５４に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６１】
上記電極部材の装着部は、上記上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の基板の周縁部を挟持可能なクリップ状の挟持部を有している請求項５４に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６２】
上記電極部材は、上記装着部から延出した胴部と、導通部とを有し、上記接触部は上記胴部から延出している請求項５４に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６３】
上記封着材は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含む金属である請求項４８ないし６２のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６４】
真空雰囲気中で上記封着層を通電加熱する請求項４８ないし６２のいずれか１項に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６５】
対向配置されているとともに封着層を介して周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられた複数の画素と、を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って、導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で、上記封着層に電気的に接触した電極部材を介して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させて上記前面基板および背面基板の周辺部同士を上記溶融した封着材により接合し、
接合後に上記電極部材を除去する画像表示装置の製造方法。
【請求項６６】
超音波切断により上記電極部材と封着層との界面を切断し上記電極部材を除去する請求項６５に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６７】
上記電極部材に超音波を印加して上記電極部材と封着層との界面を超音波切断し、上記電極部材を除去する請求項６６に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６８】
上記前面基板および背面基板を接合した後、上記電極部材の周辺部で上記封着層を加熱して軟化または溶融させた状態で、上記電極部材を除去する請求項６５に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６９】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って導電性を有した封着材を配置して封着層を形成し、
電極部材の接触部を上記封着層に電気的に接触させ、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で、上記電極部材を介して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させ、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を上記溶融した封着材により接合し、
上記接合後、上記電極部材の上記封着層に接触した接触部近傍を切断し、上記電極部材の接触部近傍以外の部分を除去する画像表示装置の製造方法。
【請求項７０】
上記電極部材は、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方に装着された装着部と、上記装着部から上記接触部まで延びた胴体部と、を備え、
上記接合後、上記接触部の近傍で上記胴体部を切断し、この胴体部および装着部を上記外囲器から除去する請求項６９に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項７１】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って、導電性を有する封着材を配置し、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で、上記封着材に電気的に接触した電極部材を介して上記封着材に通電し、上記封着材を加熱溶融させ、
上記通電終了後、上記封着材が溶融した状態で、上記電極部材を封着材から除去離間し、
上記前面基板および背面基板の周辺部同士を上記溶融した封着材により接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項７２】
上記電極部材を上記通電の直前に上記封着材に接触させ、上記通電終了後、上記封着材から除去離間する請求項７１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項７３】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器と、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って、導電性を有する枠状部材と、加熱により溶融する封着材とを配置し、
上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で、上記枠状部材に電気的に接触した電極部材を介して上記枠状部材に通電し、上記枠状部材の発熱により上記封着材を溶融させ、
上記通電終了後、上記封着材が溶融した状態で上記電極部材を上記枠状部材から除去離間し、
上記前面基板および背面基板の周辺部同士を上記溶融した封着材により接合する画像表示装置の製造方法。
【請求項７４】
上記電極部材を上記通電の直前に上記枠状部材に接触させ、上記通電終了後、上記枠状部材から除去離間する請求項７３に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項７５】
上記封着材は少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含む金属である請求項７１又は７３に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項７６】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器と、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って配置された導電性を有する材料を含む封着層と、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造装置であって、
上記封着層に電気的に接触可能な電極部材と、
上記電極部材を介して電流を供給する電源と、
上記電極部材を保持固定する保持装置と、
上記保持装置を上記前面基板または背面基板の面内方向に移動させる駆動機構と、
を備えた画像表示装置の製造装置。
【請求項７７】
対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器と、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の内面周縁部に沿って配置された導電性を有する材料を含む封着層と、上記外囲器内に設けられた複数の画素とを備えた画像表示装置の製造装置であって、
上記封着材に電気的に接触可能に設けられた複数の電極部材と、
上記電極部材を介して上記封着層に電流を供給する電源と、
上記電極部材を上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の面内方向に駆動する駆動機構と、
を備えた画像表示装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、対向配置された基板を有した平面型の画像表示装置、画像表示装置の製造方法、画像表示装置の製造装置に関する。
【背景技術】  近年、陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）に代わる次世代の軽量、薄型の表示装置として様々な画像表示装置が開発されている。このような画像表示装置には、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。
例えばＦＥＤやＳＥＤ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。
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Ｖａが印加される。そして、蛍光体スクリーンを構成する赤、緑、青の蛍光体にエミッタ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。
このようなＦＥＤやＳＥＤ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と比較して、軽量化、薄型化を達成することができる。
上記のようなＦＥＤやＳＥＤでは、外囲器の内部を高真空に維持することが必要となる。また、ＰＤＰにおいても外囲器内を一度真空にしてから放電ガスを充填する必要がある。真空の外囲器を備えたＦＥＤを製造する方法として、例えば特開２０００−２２９８２５号公報、特開２００１−２１０２５８号公報には、外囲器を構成する前面基板および背面基板の最終組立を真空槽内にて行う方法が示されている。
この方法では、まず、真空槽内に持ち込まれた前面基板および背面基板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、前面基板および背面基板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、封着材料が溶解する温度まで前面基板および背面基板を再び加熱し、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料が固化するまで冷却する。
このような方法で作成された真空外囲器は、封着工程と真空封止工程を兼ねるうえ、排気に伴う多大な時間が要らず、かつ、極めて良好な真空度を得ることができる。また、封着材料としては、封着、封止一括処理に適した低融点材料を使用することが望ましい。
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、封着材料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、特性面で問題がある。
これを解決する方法として、インジウム等の導電性封着材料に通電しそのジュール熱により導電性封着材料自身を発熱、溶解させ、基板を結合する方法（以下、通電加熱と称する）が検討されている。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、かつ、簡単な装置により、外囲器を真空封着することができる。すなわち、導電性の封着材料を用いることで、基板を加熱することなく熱容量の小さい封着材のみを選択的に加熱することでき、基板の熱膨張による位置精度の劣化などを抑制することができる。また、封着材の熱容量が基板の熱容量に比べて非常に小さいため、基板全面を加熱する方法に比べて、加熱、冷却にかかる時間、大幅に短縮でき、量産性を大幅に向上することができる。
しかしながら、通電加熱の場合、導電性封着材料に安定した電流を流す必要がある。電流値が安定しない場合には外囲器個々により導電性封着材料の溶解にかかる時間が異なり、安定した基板結合が出来なくなる。導電性封着材料を加熱し過ぎると、その熱により基板に亀裂が発生する。逆に十分に溶解していない場合、基板の結合が不十分になり、その後の排気工程で外囲器の真空を保てない等の問題が発生する。
【発明の開示】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、封着作業を迅速かつ安定して行うことが可能な画像表示装置、画像表示装置の製造方法、および製造装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、この発明の態様に係る画像表示装置は、前面基板と、この前面基板に対向配置された背面基板とを有し、導電性封着材を含有した封着層により上記前面基板および背面基板の周縁部同士が封着された外囲器と、上記封着層に電気的に接触した状態で上記外囲器に取り付けられ、上記封着層に通電するための電極と、を備えている。
この発明の他の態様に係る画像表示装置の製造方法は、対向配置されているとともに周辺部同士が接合された前面基板および背面基板を有する外囲器を備えた画像表示装置の製造方法であって、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部に、導電性を有した封着材料を配置して封着層を形成し、上記封着層の形成された上記前面基板および背面基板の上記少なくとも一方に、電極を取り付けて上記封着層に電気的に接続し、上記前面基板および背面基板を対向配置した状態で上記電極を通して上記封着層に通電し、上記封着層を加熱溶融させて上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する。
上記のように構成された画像表示装置およびその製造方法によれば、予め外囲器に取り付けられ封着層に電気的に接続された電極を備え、この電極を通して封着層を通電加熱することにより外囲器を構成している。そのため、導電性封着材で形成された封着層に安定した電流を通電することができ、画像表示装置の封着作業を迅速かつ、安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、この発明の第１の実施形態に係るＦＥＤ全体を示す斜視図。
図２は、上記ＦＥＤの内部構成を示す斜視図。
図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図。
図４は、上記ＦＥＤの蛍光体スクリーンの一部を拡大して示す平面図。
図５は、上記ＦＥＤの電極を示す斜視図。
図６Ａおよび図６Ｂは、上記ＦＥＤの製造に用いられる前面基板および背面基板をそれぞれ示す平面図。
図７は、上記ＦＥＤの背面基板に電極を取り付けた状態を示す斜視図。
図８は、上記封着部にインジウムが配置された背面基板と前面基板とを対向配置した状態を示す断面図。
図９は、上記ＦＥＤの製造に用いる真空処理装置を概略的に示す図。
図１０は、上記ＦＥＤの製造工程において、ＦＥＤの電極に電源を接続した状態を模式的に示す平面図。
図１１は、この発明の第２の実施形態に係るＦＥＤの一部を示す斜視図。
図１２Ａおよび図１２Ｂは、上記第２の実施形態に係るＦＥＤの製造工程を示す断面図。
図１３は、この発明の第３の実施形態に係るＦＥＤの製造工程において、ＦＥＤの電極に電源を接続した状態を模式的に示す平面図。
図１４Ａおよび図１４Ｂは、上記第３の実施形態に係るＦＥＤの製造工程を示す断面図。
図１５は、この発明の第４の実施形態に係るＦＥＤ全体を示す斜視図。
図１６は、図１５の線ＸＶＩ−ＸＶＩに沿った断面図。
図１７は、上記ＦＥＤの電極を示す斜視図。
図１８Ａおよび図１８Ｂは、上記ＦＥＤの製造に用いられる前面基板および背面基板をそれぞれ示す平面図。
図１９は、インジウムが配置された背面基板と前面基板とを対向配置した状態を示す断面図。
図２０は、上記第４の実施形態において、電極の変形例を示す断面図。
図２１は、上記第４の実施形態において、電極の他の変形例を示す斜視図。
図２２は、上記第４の実施形態において、上記他の変形例を示す断面図。
図２３は、この発明の第５の実施形態に係るＦＥＤ全体を示す斜視図。
図２４は、図１５の線ＸＸＩＶ−ＸＸＩＶに沿った断面図。
図２５は、第５の実施形態に係るＦＥＤの電極を示す斜視図。
図２６は、上記第５の実施形態において、変形例に係る電極を示す断面図。
図２７は、上記第５の実施形態において、他の変形例に係る電極を示す斜視図。
図２８は、上記第５の実施形態において、上記他の変形例に係る電極を示す断面図。
図２９は、上記第５の実施形態において、更に他の変形例に係る電極を示す斜視図。
図３０は、この発明の第６の実施形態に係るＦＥＤを示す斜視図。
図３１Ａは、上記ＦＥＤの製造に用いられる前面基板を示す平面図。
図３１Ｂは、上記ＦＥＤの製造に用いられる背面基板、側壁、スペーサを示す平面図。
図３２は、上記第６の実施形態に係る製造方法において、前面基板と側壁との封着工程を示す断面図。
図３３は、上記第６の実施形態において、電極の変形例を示す平面図。
図３４Ａおよび図３４Ｂは、上記第６の実施形態において、電極の他の変形例をそれぞれ示す平面図。
図３５は、この発明の第７の実施形態に係るＦＥＤの製造方法を示す断面図。
図３６は、上記第７の実施形態において、変形例に係る電極を用いた封着工程を示す断面図。
図３７は、この発明の第８の実施形態に係るＦＥＤの製造方法を示す断面図。
図３８は、上記第８の実施形態において、基板間に電極を挿入した状態を示す断面図。
図３９は、上記第８の実施形態において、両基板を互いに接近する方向に加圧した状態を示す断面図。
図４０は、この発明の第９の実施形態に係るＦＥＤの製造方法を示す断面図。
図４１は、上記第９の実施形態において、封着層の溶着部に電極を接触させた状態を示す断面図。
図４２は、この発明の第１０の実施形態に係るＦＥＤ全体を示す斜視図。
図４３は、図４２の線ＸＬＩＩＩ−ＸＬＩＩＩに沿った断面図。
図４４は、第１０の実施形態に係るＦＥＤの電極を示す斜視図。
図４５は、第１０の実施形態において、背面基板に電極を取り付けた状態を示す斜視図。
図４６は、第１０の実施形態において、封着層が配置された背面基板と前面基板とを対向配置した状態を示す断面図。
図４７は、第１０の実施形態において、背面基板と前面基板と互いに接近する方向に加圧し、電極の接触部を封着層間に挟持した状態を示す断面図。
図４８は、上記第１０の実施形態において、変形例に係る電極を示す斜視図。
図４９は、上記第１０の実施形態において、他の変形例に係る電極を示す斜視図。
図５０は、上記第１０の実施形態において、更に他の変形例に係る電極を示す斜視図。
図５１は、上記第１０の実施形態において、上記他の変形例に係る電極を示す断面図。
図５２は、上記第１０の実施形態における変形例において、インジウムが配置された背面基板と前面基板とを対向配置した状態を示す断面図。
図５３は、上記第１０の実施形態における他の変形例において、インジウムが配置された背面基板と前面基板とを対向配置した状態を示す断面図。
図５４は、上記第１０の実施形態において、変形例に係る電極を示す斜視図。
図５５は、この発明の第１１の実施形態において、電極を除去する工程を示す断面図。
図５６は、上記第１１の実施形態において、電極を除去する工程を示す断面図。
図５７は、上記第１１の実施形態において、電極が除去されたＦＥＤを示す斜視図。
図５８は、上記第１１の実施形態において、電極が除去されたＦＥＤを示す断面図。
図５９は、上記第１１の実施形態の変形例において、電極を除去する工程を示す断面図。
図６０は、上記第１１の実施形態における他の変形例において、電極を除去する工程を示す断面図。
図６１Ａないし図６１Ｅは、上記第１１の実施形態において、ＦＥＤの封着層に形成された凹部の変形例をそれぞれ示す平面図。
図６２は、この発明の第１２の実施形態において、電極を切断する工程を示す断面図。
図６３は、上記第１２の実施形態において、切断された電極を除去する工程を示す断面図。
図６４は、この発明の第１３の実施形態に係るＦＥＤを示す断面図。
図６５は、上記第１３の実施形態において、背面基板に電極を装着した状態を示す斜視図。
図６６は、上記第１３の実施形態に係る製造装置を示す断面図。
図６７は、上記製造装置を概略的に示す斜視図。
図６８は、上記第１３の実施形態において、変形例に係る製造装置を示す断面図。
【発明を実施するための最良の形態】  以下図面を参照しながら、この発明の第１の実施形態に係るＦＥＤおよびその製造方法について詳細に説明する。
図１ないし図４に示すように、ＦＥＤは、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１〜２ｍｍ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。
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、真空外囲器１０の一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。支持部材１４は板状に限らず、柱状のものを用いてもよい。
前面基板１１の内面には、画像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。この蛍光体スクリーン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光吸収層２０を並べて構成されている。蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂは、真空外囲器１０の上記一辺と平行な方向に延在しているとともに、この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。光吸収層２０は、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂの周囲に設けられている。蛍光体スクリーン１６上には、たとえばアルミニウムからなるメタルバック１７、ゲッター膜１３が順に蒸着されている。
図３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の蛍光体層を励起する電子放出源として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子２２が設けられている。これらの電子放出素子２２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。詳細に述べると、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。
上記構成の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。これにより、電子放出素子２２から電子ビームが放出される。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。
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、側壁１８、および支持部材１４用の板ガラスには、高歪点ガラスが使用されている。後述するように、背面基板１２と側壁１８との間は、フリットガラス等の低融点ガラス１９によって封着されている。前面基板１１と側壁１８との間は、導電性を有した低融点封着材料としてのインジウム（Ｉｎ）を含んだ封着層２１によって封着されている。
ＦＥＤは、複数、例えば、一対の電極３０を備え、これらの電極は、封着層２１に電気的に導通した状態で外囲器１０に取り付けられている。これらの電極３０は、封着層２１に通電する際の電極部材として用いられる。
図５に示すように、各電極３０は、導電部材として例えば０．２ｍｍ厚の銅板を加工してクリップ状に形成されている。すなわち、電極３０は、断面がほぼＵ字形状となるように折曲げられ、平坦な第１板部３３ａ、この第１板部と隙間を置いて対向した第２板部３３ｂ、および第１および第２板部に対してほぼ直角に延びているとともに第１および第２板部の端縁部同時を連結した導通部３８を有している。第１板部３３ｂａは、それぞれ封着層２１に導通する第１および第２接触部３６ａ、３６ｂを有している。第１および第２接触部３６ａ、３６ｂの間にはスリット４５が形成され、第２接触部３６ｂは爪状をなし、容易に弾性変形可能となっている。
図１ないし図３に示すように、各電極３０は、例えば、背面基板１２および側壁１８に弾性的に係合した状態で真空外囲器１０に取り付けられている。すなわち、電極３０は、第１板部３３ｂａと第２板部３３ｂとの間に背面基板１２の端縁部および側壁１８を弾性的に挟持した状態で真空外囲器１０に固定されている。そして、第１板部３３ａの第１および第２接触部３６ａ、３６ｂは、それぞれ封着層２１に接触し、電気的に導通している。また、電極３０の導通部３８は、背面基板１２の側面および側壁１８と対向し、真空外囲器１０の外側に露出している。これら一対の電極３０は、真空外囲器１０の対角方向に離間した２つの角部にそれぞれ設けられ、封着層２１に対して対称に配置されている。
次に、上記構成を有する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。この場合、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ストライプパターンを形成しておく。この蛍光体ストライプパターンを形成した板ガラスと前面基板用の板ガラスを位置決め治具に載せて露光台にセットする。この状態で、蛍光体ストライプパターンを露光、現像することにより、前面基板１１となるガラス板上に蛍光体スクリーンを生成する。その後、蛍光体スクリーン１６に重ねてメタルバック１７を形成する。
続いて、背面基板１２用の板ガラス上に電子放出素子２２を形成する。これは、マトリックス状の導電性カソード層２４を板ガラス上に形成し、このカソード層上に例えば熱酸化法やＣＶＤ法あるいはスパッタリング法により２酸化シリコン膜の絶縁膜を形成する。この後、この絶縁膜上に、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。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。
この後、レジストパターン及びゲート電極２８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。そして、レジストパターンを除去した後、背面基板１２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。その後、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、キャビティ２５の内部に電子放出素子２２が形成される。次に、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。続いて、大気中で側壁１８および支持部材１４を背面基板１２の内面上に低融点ガラス１９により封着する。
その後、図６Ａ、６Ｂに示すように、側壁１８の封着面の全周に渡ってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し封着層２１ａを形成する。同様に、前面基板１１の側壁と対向する封着面にインジウムを所定の幅および厚さで矩形枠状に塗布し封着層２１ｂを形成する。側壁１８および前面基板１１の封着面に対する封着層２１ａ、２１ｂの充填は、上述したように、溶融したインジウムを封着面に塗布する方法、あるいは、固体状態のインジウムを封着面に載置する方法等によって行う。
続いて、図７に示すように、側壁１８が接合されている背面基板１２に一対の電極３０を装着する。この際、側壁１８上で各電極３０の第１接触部３６ａを封着層２１ａに接触させることにより、電極を封着層に対して電気的に接続する。なお、第１接触部３６ａと封着層との導電性を確実に確保するため、予め封着層２１ａと第１接触部３６ａとの間をハンダ付けすることも有効である。電極３０は、基板上で＋極と−極の一対を必要とし、各電極から封着層２１ａ、２１ｂへ通電する長さを等しくすることが望ましい。そこで、一対の電極３０は、背面基板１２の対角方向に対向する２つの角部に装着され、電極間に位置した封着層２１ａ、２１ｂの長さは、各電極の両側でほぼ等しく設定されている。
電極３０を装着した後、これら背面基板１２、前面基板１１を所定間隔離して対向配置し、この状態で、真空処理装置内に投入する。ここでは、例えば図９に示すような真空処理装置１００を用いる。真空処理装置１００は、並んで配設されたロード室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、およびアンロード室１０７を備えている。組立室１０５には、通電用の直流の電源１２０と、この電源を制御するコンピュータ１２２とが接続されている。真空処理装置１００の各室は、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。これら各処理室間は図示しないゲートバルブ等により接続されている。
所定間隔離して配置された上述の前面基板１１および背面基板１２は、まず、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。
ベーキング、電子線洗浄室１０２では、各部材を３００℃の温度に加熱し、各基板および側壁の表面吸着ガスを放出させる。同時にベーキング、電子線洗浄室１０２に設けられた図示しない電子線発生装置から電子線を、前面基板１１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照射する。その際、電子線発生装置外部に装着された偏向装置によって電子線を偏向走査することにより、蛍光体スクリーン面および電子放出素子面の全面をそれぞれ電子線洗浄する。
そして、この加熱、電子線洗浄を行った前面基板１１および背面基板１２は冷却室１０３に送られ、約１２０℃の温度まで冷却された後、ゲッター膜の蒸着室１０４へと送られる。蒸着室１０４では、蛍光体層の外側にゲッター膜としてＢａ膜が蒸着される。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。
続いて、前面基板１１および背面基板１２は組立室１０５に送られる。この組立室１０５では、図８に示すように、前面基板１１および背面基板１２を約１２０℃に維持したまま、互いに接近する方向へ移動させ、各電極３０の第２接触部３６ｂを前面基板１１側の封着層２１ｂに接触させる。これにより、各電極３０を封着層２１ｂに電気的に接続する。この際、第２接触部３６ｂは、ばね圧により封着層２１ｂに対して弾性的に押付けられ、安定した導電性を確保することができる。
次に、図１０に示すように、一対の電極３０に電源１２０を電気的に接続した後、側壁１８側の封着層２１ａおよび前面基板１１側の封着層２１ｂのそれぞれに通電して封着層を加熱しインジウムを溶融させる。この際、電源１２０に接続された接続端子４０を、電極３０の導通部３８に接触させることにより、電源と電極、および電極と封着層２１ａ、２１ｂとを確実に導通させることができる。
インジウムが溶融した後、前面基板１１および背面基板１２を互いに接近する方向へ加圧する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。上記工程により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、アンロード室１０７から取り出される。これにより、ＦＥＤの真空外囲器が完成する。
なお、真空外囲器が完成した後、必要であれば電極３０を切除してもよい。
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、封着層２１に通電するための電極３０が予め外囲器に装着され、封着層に電気的に接続された状態で固定されている。そのため、通電加熱時、電極３０を介して封着層２１に安定した電流を流すことができる。従って、封着時、封着層を構成する導電性の低融点封着材料を予め定めた通電時間で安定してかつ確実に溶融させることができ、その結果、封着層２１に亀裂等が発生することなく迅速かつ確実な封着を行うことができる。
真空雰囲気中で前面基板および背面基板の封着、接合を行うことから、ベーキングと電子線洗浄との併用によって表面吸着ガスを十分に放出させることができ、吸着能力が優れたゲッター膜を得ることができる。また、インジウムを通電加熱することによって封着、接合することにより、前面基板および背面基板全体を加熱する必要がなく、ゲッター膜の劣化、封着工程中に基板が割れるなどの不具合をなくすことができ、同時に、封着時間の短縮を図ることができる。
従って、量産性に優れ、同時に、安定かつ良好な画像を得ることが可能なＦＥＤを安価に得ることができる。
次に、この発明の第２の実施形態に係るＦＥＤについて説明する。上述した実施形態において、各電極は、側壁側の封着層に導通した第１接触部、および前面基板側の封着層に導通した第２接触部を備えた構成としたが、第２の実施形態によれば、図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、電極３０は、単一の接触部３６ａを備えて構成されている。一対の電極３０は、背面基板１２の対角方向に対向した一対の角部にそれぞれ装着され、側壁１８および背面基板１２を弾性的に挟持した状態で外囲器に取り付けられている。この際、各接触部３６ａは、封着層２１ａの上面に接触して封着層と電気的に接続されている。
封着工程において、封着層２１ｂの形成された前面基板１１を背面基板１２と対向配置することにより、各電極３０の接触部３６ａが封着層２１ａ、２１ｂの両方に接触し電気的に接続される。そして、これらの電極３０を介して封着層２１ａ、２１ｂに同時に通電し、インジウムを加熱溶融することができる。
第２の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、第１および第２の実施形態において、各電極３０は、前面基板側に装着固定する構成としても良い。
図１３、図１４Ａおよび図１４Ｂに示す第３の実施形態によれば、ＦＥＤは、側壁１８上に形成された封着層２１ａに通電するための一対の第１電極３０ａと、前面基板１１に形成された封着層２１ｂに通電するための一対の第２電極３０ｂとを備えている。第１および第２電極３０ａ、３０ｂは、前述した電極３０とほぼ同様にクリップ状に形成されている。ただし、各電極ともに、接触部３６は１つとなっている。
一対の第１電極３０ａは、背面基板１２の対角方向に対向した一対の角部にそれぞれ装着され、側壁１８および背面基板１２を弾性的に挟持した状態で取り付けられている。この際、各第１電極３０ａはその接触部３６が封着層２１ａに接触して封着層と電気的に接続されている。一対の第２電極３０ｂは、前面基板１１の対角方向に対向した一対の角部にそれぞれ装着され、前面基板を弾性的に挟持した状態で取り付けられている。この際、各第２電極３０ｂはその接触部３６が封着層２１ｂに接触して封着層と電気的に接続されている。第１電極３０ａおよび第２電極３０ｂは、互い重なることなく、４つの角部に分け配置することが望ましい。
封着工程においては、図１３および図１４Ａに示すように、電源１２０に接続された一対の接続端子４０ａを、第１電極３０ａの導通部３８にそれぞれ接触させ、電源と第１電極、および第１電極と封着層２１ａを導通させる。また、電源１２０に接続された一対の接続端子４０ｂを、第２電極３０ｂの導通部３８にそれぞれ接触させ、電源と第２電極、および第２電極と封着層２１ｂを導通させる。この状態で、側壁１８側の封着層２１ａおよび前面基板１１側の封着層２１ｂのそれぞれに通電して封着層を加熱しインジウムを溶融させる。
インジウムが溶融した後、図１４Ｂに示すように、前面基板１１および背面基板１２を互いに接近する方向へ加圧する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。
第３の実施形態において、他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。更に、第３の実施形態によれば、背面基板１２側の封着層２１ａおよび前面基板１１側の封着層２１ｂに通電する電流値を個別に制御することができ、一層適切な通電加熱を行うことができる。
次に、この発明の第４の実施形態に係るＦＥＤについて説明する。
図１５ないし図１７に示すように、ＦＥＤは真空外囲器１０および真空外囲器に取り付けられた複数、例えば、一対の電極３０を備えている。真空外囲器１０は、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１１、１２は、矩形枠状の側壁１８を介して周縁部同士が接合されている。前面基板１１の内面には、蛍光体スクリーン１６、メタルバック１７、ゲッター膜１３が形成されている。背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起する多数の電子放出素子２２が設けられている。また、背面基板１２の内面には、電子放出素子２２に電位を供給する多数本の配線２３がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の周縁部に引出されている。
一対の電極３０は、封着層２１に電気的に導通した状態で外囲器１０に取り付けられている。これらの電極３０は、封着層２１に通電する際の電極として用いられる。各電極３０は、導電部材として例えば０．２ｍｍ厚の銅板を折り曲げ加工して形成されている。すなわち、電極３０は、断面がほぼＵ字形状となるように折曲げられ、前面基板１１あるいは背面基板１２の周縁部を挟持して取り付け可能なクリップ状の装着部３２、装着部に並んで位置した楔状の胴体部３４、胴体部の延出端に位置した接触部３６、および装着部および胴体部の背面部により形成された平坦な導通部３８を一体に備えている。接触部３６は、水平方向の延出長さＬが２ｍｍ以上に形成されている。また、胴体部３４は帯状に形成され、接触部３６から外側かつ斜め上方に傾斜して延びている。これにより、胴体部３４は、鉛直方向に沿って接触部３６よりも高く位置した流出規制部３７を形成している。
各電極３０は、真空外囲器１０の例えば、背面基板１２に弾性的に係合した状態で取り付けられている。すなわち、電極３０は、装着部３２により背面基板１２の周縁部を弾性的に挟持した状態で真空外囲器１０に取り付けられている。各電極３０の接触部３６は、それぞれ封着層２１に接触し、電気的に導通している。胴体部３４は接触部３６から真空外囲器１０の外側に延出しているとともに、流出規制部３７は接触部３６よりも鉛直方向に沿って高く位置している。導通部３８は、背面基板１２の側面と対向し真空外囲器１０の外面に露出している。これら一対の電極３０は、真空外囲器１０の対角方向に離間した２つの角部にそれぞれ設けられ、封着層２１に対して対称に配置されている。
上記ＦＥＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
次に、上記ＦＥＤの製造方法について詳細に説明する。この製造方法は、第１の実施形態に係る製造方法とほぼ同一であり、異なる部分を中心に説明する。
まず、蛍光体スクリーンおよびメタルバック１７が形成された前面基板１１、並びに、電子放出素子２２が形成された背面基板１２を用意する。続いて、大気中で低融点ガラス１９により側壁１８および支持部材１４を背面基板１２の内面上に封着する。その後、図１８Ａ、図１８Ｂに示すように、側壁１８の封着面の全周に渡ってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し封着層２１ａを形成する。前面基板１１の側壁と対向する封着面にインジウムを所定の幅および厚さで矩形枠状に塗布し封着層２１ｂを形成する。なお、側壁１８および前面基板１１の封着面に対する封着層２１ａ、２１ｂの充填は、上述したように、溶融したインジウムを封着面に塗布する方法、あるいは、固体状態のインジウムを封着面に載置する方法等によって行う。
続いて、側壁１８が接合されている背面基板１２に一対の電極３０を装着する。この際、側壁１８上で各電極３０の接触部３６を封着層２１ａに接触させることにより、電極を封着層に対して電気的に接続する。一対の電極３０は、背面基板１２の対角方向に対向する２つの角部に装着され、電極間に位置した封着層２１ａ、２１ｂの長さは、各電極の両側でほぼ等しく設定されている。
電極３０を装着した後、背面基板１２、前面基板１１を所定間隔離して対向配置し、この状態で、図９に示した真空処理装置１００内に投入する。前面基板１１および背面基板１２は、ロード室１０１を介してベーキング、電子線洗浄室１０２へ送られる。ベーキング、電子線洗浄室１０２では、各種部材を３００℃の温度に加熱し、各基板の表面吸着ガスを放出させる。同時に、電子線発生装置から電子線を、前面基板１１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照射し、蛍光体スクリーン面および電子放出素子面の全面をそれぞれ電子線洗浄する。
ベーキング工程において、封着層２１ａ、２１ｂは加熱されて溶融する。背面基板１２側の封着層２１ａは、電極３０を通して外部に流出しようとする。しかし、各電極３０には、接触部３６よりも高く位置した流出規制部３７が設けられているため、この流出規制部により、溶融したインジウムが背面基板の外側へ流れ出すのを抑えることができる。
次いで、前面基板１１および背面基板１２は冷却室１０３に送られ、約１２０℃の温度まで冷却された後、ゲッター膜の蒸着室１０４へと送られ、蛍光体層の外側にＢａ膜が蒸着形成される。続いて、前面基板１１および背面基板１２は組立室１０５に送られ、図１９に示すように、対向配置された状態で組立室内のホットプレート１３１、１３２にそれぞれ保持される。前面基板１１は落下しないように、固定治具１３３により上側のホットプレート１３１に固定する。
その後、前面基板１１および背面基板１２を約１２０℃に維持したまま、互いに接近する方向へ移動させ、所定の圧力で加圧する。それにより、各電極３０の接触部３６を前面基板１１側の封着層２１ｂと背面基板１２側の封着層２１ａとの間に挟持し、各電極３０を封着層２１ａ、２１ｂに電気的に接続する。この際、接触部３６は２ｍｍ以上の水平方向長さに形成されているため、封着層２１ａ、２１ｂに対し安定して接触することができる。なお、電極３０の接触部３６に予めインジウムを塗布しておくことにより、一層安定して封着材に通電することが可能となる。
この状態で、一対の電極３０に電源１２０を電気的に接続した後、側壁１８側の封着層２１ａおよび前面基板１１側の封着層２１ｂのそれぞれに例えば、１４０Ａの直流電流を定電流モードで印加する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂを加熱しインジウムを溶融させる。この際、電源１２０に接続された接続端子を、電極３０の導通部３８に接触させることにより、電源と電極、および電極と封着層２１ａ、２１ｂとを確実に導通させることができる。また、各電極３０は封着層２１ａ、２１ｂに対して等価に接触しているため、安定して通電することができ、それぞれの封着層にほぼ同量の電流を流し均等に溶融させることができる。
上記のようにインジウムを溶融させることにより、封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。上記工程により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、アンロード室１０７から取り出される。これにより、真空外囲器１０が完成する。なお、真空外囲器１０が完成した後、必要であれば電極３０を切除してもよい。
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、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。更に、第４の実施形態によれば、封着材に通電するための電極３０は、接触部よりも高く位置した流出規制部を有していることから、ベーキング工程等において、溶融した封着材が電極を通して外部に流出すること規制する。そのため、封着層を均一な厚さに維持し、外囲器を全周に渡って確実に封着することができるとともに、封着材の流出に起因する配線のショート等を防止することが可能となる。従って、量産性に優れ、同時に、安定かつ良好な画像を得ることが可能なＦＥＤを安価に得ることができる。
上述した第４の実施形態において、各電極３０の胴体部３４は、そのほぼ全体が接触部３６から斜め上方に延出し流出規制部３７を形成している構成したが、例えば、図２０に示すように、胴体部３４の一部を接触部３６よりも鉛直方向に沿って高い位置へ延出させて流出規制部３７を構成してもよい。また、各電極３０は装着部を一体に備えた構成としたが、図２１、図２２に示すように、電極３０は、接触部３６、胴体部３４、流出規制部３７および基台部３９を備えた構成とし、別体のクリップ４６を用いて背面基板１２に取り付ける構成としてもよい。
なお、図２０ないし図２２に示した変形例において、他の構成は前述した第４の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、これらの変形例に係る電極を用いた場合でも、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
次に、この発明の第５の実施形態に係るＦＥＤについて説明する。
図２３ないし図２５に示すように、ＦＥＤは真空外囲器１０および真空外囲器に取り付けられた複数、例えば、一対の電極３０を備えている。一対の電極３０は、封着層２１に電気的に導通した状態で外囲器１０に取り付けられている。各電極３０は、導電部材として例えば０．２ｍｍ厚の銅板を折り曲げ加工して形成されている。すなわち、電極３０は、断面がほぼＵ字形状となるように折曲げられ、前面基板１１あるいは背面基板１２の周縁部を挟持して取り付け可能なクリップ状の装着部３２、装着部に並んで位置した楔状の胴体部３４、胴体部の延出端に位置した接触部３６、接触部から胴体部側に延出し胴体部と並んで位置したドレイン部３５、および装着部および胴体部の背面部により形成された平坦な導通部３８を一体に備えている。
接触部３６は、水平方向の延出長さＬが２ｍｍ以上に形成されている。胴体部３４は帯状に形成され、接触部３６から外側かつ斜め上方に傾斜して延びている。これにより、胴体部３４は、鉛直方向に沿って接触部３６よりも高く位置した流出規制部３７を形成している。胴体部３４は、電流を導通部３８から接触部３６へ流す流路を形成している。
ドレイン部３５は帯状に形成され、接触部３６から外側かつ斜め下方に傾斜して延びている。これにより、ドレイン部３５は、鉛直方向に沿って接触部３６よりも低い位置に形成している。ドレイン部３５の幅は、胴体部３４の幅よりも狭く、例えば、１ｍｍ程度に形成されている。ドレイン部３５は、後述するように、溶融した封着材を外部に流出させる流路を形成している。
各電極３０は、真空外囲器１０の例えば、背面基板１２に弾性的に係合した状態で取り付けられている。すなわち、電極３０は、装着部３２により背面基板１２の周縁部を弾性的に挟持した状態で真空外囲器１０に取り付けられている。各電極３０の接触部３６は、それぞれ封着層２１に接触し、封着層に電気的に導通している。胴体部３４は接触部３６から真空外囲器１０の外側に延出しているとともに、流出規制部３７は接触部３６よりも鉛直方向に沿って高く位置している。ドレイン部３５は接触部３６から真空外囲器１０の外側に延出し、接触部３６よりも鉛直方向に沿って低い位置に位置している。導通部３８は、背面基板１２の側面と対向し真空外囲器１０の外面に露出している。これら一対の電極３０は、真空外囲器１０の対角方向に離間した２つの角部にそれぞれ設けられ、封着層２１に対して対称に配置されている。
上記ＦＥＤの他の構成は、前述した第４の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、第５の実施形態に係るＦＥＤは、第４の実施形態に係る製造方法と同一の製造方法により製造される。
第５の実施形態によれば、ベーキング工程において、封着層２１ａ、２１ｂは加熱されて溶融する。そして、背面基板１２側の封着層２１ａは、電極３０を通して外部に流出しようとする。しかし、各電極３０には、接触部３６よりも高く位置した流出規制部３７が設けられているため、この流出規制部により、溶融したインジウムが背面基板の外側へ流れ出すのを抑えることができる。また、溶融したインジウムの一部は、電極３０のドレイン部３５から背面基板１２の外側へ流れでるが、ドレイン部の幅は胴体部３４の幅よりも狭く形成されていることから、流出量は僅かである。例えば、流出規制部３７およびドレイン部を持たない電極に比較して、溶融インジウムの流出量を１／１０程度に抑えることができる。この程度の流出量であれば、封着層の厚さが相対的に薄くなって封着部からリークし易くなるといった問題、および、流出したインジウムが基板上の配線に接触してショートを発生させるといった問題を防止することができる。
また、封着工程において、封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。この際、前面基板１１および背面基板１２は互いに接近する方向へ加圧されているため、溶融したインジウムは押し潰され余剰のインジウムが生じる。この余剰のインジウムは基板側へ流出しようとする。ここで、各電極３０には接触部３６よりも低く位置したドレイン部３５が設けられていることから、溶融した余剰のインジウムは積極的にドレイン部３５から基板の外側へ流出する。すなわち、電極３０のドレイン部３５は胴体部３４よりも狭い幅に形成されているが、インジウムが加圧されているため、余剰のインジウムは全て電極のドレイン部３５を伝わって基板周縁側へ押し流される。各電極３０は背面基板１２のコーナ部に装着され、ドレイン部３５は配線２３から外れた位置に延出している。そのため、ドレイン部３５を伝わって流出したインジウムは配線２３に接触することがなく、流出インジウムによる配線のショート等を防止することができる。なお、電極３０のドレイン部３５およびその近傍領域に予めインジウムを塗布しておくことにより、一層安定して封着材に流出させることが可能となる。
その他、第５の実施形態に係るＦＥＤおよびその製造方法によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
第５の実施の形態において、各電極３０の胴体部３４は、そのほぼ全体が接触部から斜め上方に延出し流出規制部３７を形成している構成したが、例えば、図２６に示すように、胴体部３４の一部を接触部３６よりも鉛直方向に沿って高い位置へ延出させて流出規制部３７を構成してもよい。
また、第５の実施形態において、各電極３０は装着部を一体に備えた構成としたが、図２７および図２８に示すように、接触部３６、胴体部３４、流出規制部３７、ドレイン部３５、および基台部３９を備えた構成とし、導通部３８を有した別体のクリップ４６を用いて背面基板１２に取り付ける構成としてもよい。
電極３０のドレイン部３５は、胴体部３４の側方に並んで設けた構成に限らず、図２７に示すように、胴体部３４の中央部に設けても良い。この場合、ドレイン部３５は、胴体部３４の一部を切り起こして形成され、胴体部には接触部３６からドレイン部３５への封着材の流出を許容する開孔４２が形成されている。
図２９に示すように、電極３０のドレイン部３５は、１つに限らず、胴体部３４の両側に一対設けてもよい。この場合、各ドレイン部３５の構成は上述した実施の形態と同一である。また、
図２６ないし図２９に示す変形例において、他の構成は前述した第５の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、これらの変形例に係る電極を用いた場合でも、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、前述した実施形態および図２６ないし図２９に示した変形例を互いに組み合わせた構成を用いることも可能である。
次に、この発明の第６の実施形態に係るＦＥＤおよびその製造方法について説明する。図３０に示すように、ＦＥＤは、偏平な矩形状の真空外囲器１０および外囲器に取り付けられた複数、例えば、一対の電極３０を備えている。第６の実施形態において、ＦＥＤの構成は、電極３０を除いて前述した実施形態と同一であるため、異なる構成を中心に説明する。同時に、ＦＥＤの構成は、製造方法と併せて説明する。
図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７が形成された前面基板１１、並びに、電子放出素子が形成された背面基板１２を用意する。続いて、大気中で低融点ガラスにより側壁１８および支持部材１４を背面基板１２の内面上に封着する。その後、側壁１８の封着面の全周に渡ってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し矩形枠状の封着層２１ａを形成する。前面基板１１の側壁と対向する封着面にインジウムを所定の幅および厚さで矩形枠状に塗布し、背面基板１１側の封着層２１ａに対応した矩形枠状の封着層２１ｂを形成する。なお、側壁１８および前面基板１１の封着面に対する封着層２１ａ、２１ｂの充填は、上述したように、溶融したインジウムを封着面に塗布する方法、あるいは、固体状態のインジウムを封着面に載置する方法等によって行う。
続いて、前面基板１１および背面基板１２は、例えば図９に示した真空処理装置内に送られ、真空雰囲気中で封着される。この場合、前面基板１１および背面基板１２を加熱して十分に脱ガスする。加熱温度は２００℃〜５００℃程度に適時設定される。脱ガス処理により、外囲器構成部材の内壁から放出されるガスを軽減し、真空外囲器の真空度劣化を防止する。次に、前面基板１１の蛍光体スクリーン１６上にゲッター膜を形成する。これは、真空外囲器となった後の残留ガスをゲッター膜により吸着排気し、真空外囲器内の真空度を良好なレベルに保つためである。
続いて、蛍光体スクリーン１６と電子放出素子とが対向するように前面基板１１および背面基板１２を互いに所定の位置に重ね合わせる。この状態で、封着層２１ａ、２１ｂに通電し、これらの封着材を加熱して溶解する。その後、通電を止めて封着層２１ａ、２１ｂの熱を速やかに前面基板１１および側壁１８に拡散伝導させ、封着層２１ａ、２１ｂを固化させる。その結果、前面基板１１と側壁１８とが封着層２１ａ、２１ｂによって互いに封着される。
次に、上述した封着工程についてより詳細に説明する。
図３１，３２に示すように、封着前の状態において、前面基板１１および背面基板１２の温度は、封着層２１ａ、２１ｂの融点よりも低くなるよう設定され、封着層２１ａ、２１ｂは固化している。この状態で、前面基板１１および背面基板１２を所定の位置に重ね合わせ、封着層２１ａ、２１ｂを互いに重ね合わせる。更に、加圧装置２３ａ、２３ｂにより、前面基板１１および背面基板１２に対し互いに接近する方向に所定の荷重を印加する。画像表示領域は、支持部材１４により所定の隙間に保持されている。
この際、側壁１８の対角方向に対向した２つの角部において、それぞれ封着層２１ａ、２１ｂ間に板状の電極３０を挟み込んで配置する。図３１Ｂに示すように、電極３０は、それぞれ封着層に電気的に接触した２つの接触部３６ａ、３６ｂを有し、ほぼＹ字形状に形成されている。また、各電極３０の接触部３６ａ、３６ｂは、封着層２１ａ、２１ｂの角部の両側でこれらの封着層に接触している。２つの接触部３６ａ、３６ｂ間には、溶融した封着材を流出させるための隙間３０ｃが形成されている。電極３０の挟み込み方法としては、電極と同材質のクリップ等で固定する方法を用いることができる。なお、電極３０は、少なくともＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｃｒの何れかを含む、単元素または合金により形成されている。
続いて、電極３０にそれぞれ給電端子２４ａ、２４ｂを接触させる。これらの給電端子２４ａ、２４ｂは電源１２０に接続されている。この状態で、給電端子２４ａ、２４ｂおよび電極３０を通して封着層２１ａ、２１ｂに所定の電流を通電すると、封着層２１ａ、２１ｂのみが発熱し溶融する。この際、溶融した余剰の封着材は、各電極３０の２つの接触部３６ａ、３６ｂと封着層とで囲まれた隙間３０ｃを通って、側壁１８の角部から側壁の外部に流出する。
その後、通電を停止し給電端子２４ａ、２４ｂを外すと、熱容量の小さい封着層２１ａ、２１ｂの熱は温度勾配によって前面基板１１および側壁１８に放熱される。封着層２１ａ、２１ｂは、熱容量の大きい前面基板１１および側壁１８と熱平衡に達し、速やかに冷却固化される。これにより、前面基板１１と側壁１８とが封着層２１ａ、２１ｂによって互いに封着され、内部が高真空に維持された真空外囲器１０を有するＦＥＤが得られる。なお、封着後、電極３０は、封着材層２１ａ、２１ｂと共に封着された状態で真空外囲器１０に固定される。
上記のように構成された第６の実施形態に係るＦＥＤおよびその製造方法によれば、極めて短時間でかつ簡単な製造装置により、真空外囲器を真空封着することができる。すなわち、導電性を有した封着材を用いることにより、基板を加熱することなく熱容量の小さい、つまり体積の小さい、封着材のみを選択的に加熱することができ、基板の熱膨張による位置精度の劣化等を抑制することができる。
封着層の熱容量が基板の熱容量に比べて非常に小さいため、基板全体を加熱する従来の方法に比較して、加熱、冷却にかかる時間を大幅に短縮でき、量産性を大幅に向上することができる。更に、封着に必要な装置が単なる給電端子とこれを接触させる機構のみであり、極めて簡略かつ超高真空に適したクリーンな装置を実現することができる。
封着層２１ａ、２１ｂに通電するための各電極３０は、複数の接触部３６ａ、３６ｂを有し、これらの接触部間には隙間３０ｃが形成されている。そのため、封着時、余剰となった溶融状態の封着材を、接触部３６ａ、３６ｂ間に規定された隙間３０ｃから積極的に外部に流出させることが可能となる。従って、電極３０の接触部を適切な位置に設けることにより、封着材が基板の配線上等にはみ出ることを防止でき、配線間のショート等を生じることなく、迅速かつ安定した封着が可能となる。
電極３０は、接触部間に封着材が通る隙間を有していればよく、上述したＹ字型形状に限定らず、例えば、図３３に示すように、ほぼＵ字形状としてもよい。電極３０は封着材に接する接触部を３個以上有していてもよい。例えば、図３４Ａに示すように、電極３０は、４つの接触部３６ａ、３６ｂ、３２ａ、３２ｂを有したほうき形状に形成してもよい。この場合、隣合う接触部間には、封着材を通す隙間３０ｃが形成されている。
また、電極３０の接触部は、真空外囲器の角部を挟んだ両側に限らず、図３４Ｂに示すように、外囲器の角部の片側で封着層２１ａ、２１ｂに接触してもよい。電極３０が角部から少しずれた位置にあるため、封着材は外囲器の角部３０ｄから流出することもある。なお、図３３、図３４ａおよび図３４Ｂにそれぞれ示す変形例において、他の構成は前述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。また、これらの変形例においても、第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上述した第６の実施形態では、電極３０は直接、封着層２１ａ、２１ｂに接触する構成としたが、図３５に示す第７の実施形態に係る製造方法によれば、予め電極３０を導電性材料層３１により被覆し、この導電性材料層３１を介して電極を封着層に接触させる構成としてもよい。
すなわち、封着工程において、封着層２１ａと封着層２１ｂとの間に一対の板状の電極３０をそれぞれ挟み込む。各電極３０において、封着層２１ａ、２１ｂと接触する面は、予め導電性材料層３１で被覆されている。ここでは、各電極３０の両面は、例えば、封着層２１ａ、２１ｂと同一の導電性材料であるＩｎあるいはＩｎを含む合金により被覆されている。導電性材料層３１は、例えば、超音波印加した半田コテによって導電性材料を電極表面に塗布することにより形成する。これにより、各電極３０は導電性材料層３１を介して封着層２１ａ、２１ｂに接触している。電極３０は、少なくともＣｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｂｅ、Ｃｒの何れかを含む、単元素または合金により形成されている。
続いて、電極３０にそれぞれ給電端子２４ａ、２４ｂを接触させる。これらの給電端子２４ａ、２４ｂは電源１２０に接続されている。この状態で、給電端子２４ａ、２４ｂおよび電極３０を通して封着層２１ａ、２１ｂに所定の電流を通電すると、封着材のみが発熱し溶解する。その後、通電を停止し給電端子２４ａ、２４ｂを外すと、熱容量の小さい封着層２１ａ、２１ｂの熱は温度勾配によって前面基板１１および側壁１８に放熱される。そのため、封着層２１ａ、２１ｂは、熱容量の大きい前面基板１１および側壁１８と熱平衡に達し、速やかに冷却固化される。これにより、前面基板１１と側壁１８とが封着層２１ａ、２１ｂによって互いに封着され、内部が高真空に維持された真空外囲器１０を有するＦＥＤが得られる。なお、封着後、電極３０は、封着層２１ａ、２１ｂと共に封着された状態で真空外囲器１０に固定される。
第７の実施形態において、他の構成は上述した第６の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。その詳細な説明は省略する。上記のように構成された第７の実施形態においても、第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、封着層２１ａ、２１ｂに通電するための電極３０は、封着層との接触面が導電性材料層３１によって被覆されている。そのため、封着層２１ａ、２１ｂの通電溶融時、電極３０と封着材との濡れ性が向上し、封着材と電極との間における接触抵抗の増加を防止することができる。これにより、接触部における異常発熱を防止し、封着層２１ａ、２１ｂが断線してしまうといった恐れを無くすことができる。その結果、短時間でかつ、高い歩留りでＦＥＤを製造することが可能となる。
また、電極３０の表面を導電性材料層３１で被覆することにより、封着の際に余剰となった溶融状態の封着材を、電極から外囲器の外部へ積極的に排出することが可能となる。
上述した第７の実施形態では、電極３０を封着層２１ａ、２１ｂ間に挟み込む構成としたが、電極を一方の封着材のみに接触させた状態で通電する構成としてもよい。すなわち、図３６に示すように、前面基板１１および背面基板１２を所定の位置に重ね合わせ、封着層２１ａ、２１ｂを互いに重ね合わせて接触させる。前面基板１１および背面基板１２には、加圧装置２３ａ、２３ｂにより互いに接近する方向に所定の封着荷重が印加される。そして、電極３０は、それぞれ封着材２１ｂに接触した状態に配置する。
電極の保持方法は、予め前面基板１１の封着層２１ａ、２１ｂに接するように、封着層と同材質のクリップ等で電極を固定する方法、又は、給電端子２４ａ、２４ｂにクリップ等で電極を固定保持し、前面基板１１と背面基板１２とを所定の位置に重ね合わせる際に電極を挟み込む方法でもよい。
この場合、各電極３０において、封着層２１ｂと接触する表面を、予め導電性材料層３１により被覆しておく。導電性材料層３１は、例えば、超音波印加した半田コテによって導電性材料を電極表面に塗布することにより形成する。なお、封着時に余剰な封着材を積極的に電極３０からはみ出させるため、電極の封着材と接しない面にも導電性材料層を形成してもよい。
他の構成は第７の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、上記構成においても、上述した第７の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
封着材に通電する電流の形態については、直流電流のみならず、商用周波数で変動する交流電流を用いても良い。この場合、交流で送信されてくる商用電流をわざわざ直流に変換する手間が省け、装置を簡略化することができる。更に、ｋＨｚレベルの高周波で変動する交流電流を用いても良い。この場合、表皮効果により高周波に対する実効抵抗値が増大する分だけジュール熱が増大するため、より小さい電流値で上記と同様の加熱効果が得られる。
また、通電する電力と時間については、上記実施形態では５〜３００秒程度としている。通電時間が長い（電力が小さい）と、基板周辺の温度上昇による冷却速度の低下や熱膨張による弊害を生じ、通電時間が短い（電力が大きい）と、導電性封着材料の充填不均一に起因する断線やガラス熱応力による割れを生じる。そのため、通電する電力および時間（時間的な電力変化も含む）は、対象物毎に最適な条件設定を行なうことが望ましい。
更に、封着時の基板温度と封着材の融点との温度差については、上記実施形態では２０℃〜１５０℃程度としている。温度差が大きい場合、冷却時間を短縮できるがガラス熱応力が大きくなるため、これも対象物毎に最適な条件設定を行なうことが望ましい。
次に、この発明の第８の実施形態に係るＦＥＤの製造方法について説明する。なお、第８の実施形態において、ＦＥＤの構成および製造方法における封着工程以外の構成は前述した第６の実施形態と同一であり、異なる部分を中心に説明する。
図３７に示すように、封着工程において、真空処理装置の組立室に送られた前面基板１１および背面基板１２は、対向配置されたままホットプレート１３１、１３２に対して、それぞれ外面が密着した状態に保持される。すなわち、背面基板１２はホットプレート１３２上に載置され、前面基板１１は落下しないよう固定治具１３３によって上側のホットプレート１３１に固定される。
続いて、図３８および図３９に示すように、例えば、銅からなる厚さ約０．２ｍｍの平板状の電極３０を一対用意し、これらの電極３０を前面基板１１と背面基板１２との間に挿入する。この際、一対の電極３０は、相対する位置に設け、各電極の先端が前面基板１１側の封着層２１ｂと背面基板１２側の封着層２１ａとの間に位置するように挿入する。例えば、一対の電極３０は、基板の内、対角方向に対向する２つの角部、２つの短辺、あるいは２つの長辺にそれぞれ配置する。
次に、上側のホットプレート１３１および前面基板１１を下降させ、前面基板１１に設けられた封着層２１ｂのほぼ全体を背面基板側の側壁１８に設けられた封着層２１ａに接触させる。同時に、前面基板１１および背面基板１２の少なくとも一方、ここでは、両基板を互いに接近する方向へ所望の圧力で加圧する。その際、上下の封着層２１ａ、２１ｂ間に各電極３０を挟み込む。これにより、各電極３０は、上下のインジウム２１に同時に電気的に接触する。
この状態で、電源から一対の電極３０を通して両封着層２１ａ、２１ｂに１４０Ａの直流電流を定電流モードで通電する。これにより、封着層を形成したインジウムが加熱されて溶融し、前面基板１１および側壁１８が封着層２１ａ、２１ｂにより気密に接合される。
その後、通電を停止することにより、溶融したインジウムが固まり、外囲器１０が形成される。このようにして形成された外囲器は、冷却室１０６で常温まで冷却されて、アンロード室１０７から取り出される。以上の工程により、真空外囲器が完成する。
第８の実施形態によれば、前述した実施形態と同様に、真空雰囲気中で前面基板１１および背面基板１２の封着、接合を行うことから、ベーキングと電子線洗浄の併用によって表面吸着ガスを十分に放出させることができ、吸着能力が優れたゲッター膜を得ることができる。また、インジウムを通電加熱することによって封着、接合することにより、前面基板および背面基板全体を加熱する必要がなく、ゲッター膜の劣化、封着工程中に基板が割れるなどの不具合をなくすことができる。同時に、封着時間の短縮を図ることができ、量産性に優れた製造方法とすることが可能となる。
また、対向配置された前面基板１１および背面基板１２の少なくとも一方を前面基板および背面基板が互いに接近する方向に加圧し、封着層２１ａ、２１ｂの少なくとも一部が前面基板および背面基板の周辺部間に挟持された状態で、封着層に通電して加熱溶融している。これにより、溶融後の封着層は前面基板１１と側壁１８との間には挟まれた状態となる。そのため、基板の周辺に沿った封着層２１ａ、２１ｂの断面積のばらつきや重力などにより溶融インジウムに局部的な凹凸が生じようとしても、前面基板１１および側壁１８間の空間が制約されているので、過剰に凝集しようとした溶融インジウムが疎の部分に押し戻される。その結果、封着層における凹凸の発生を抑えることができる。従って、溶融後の封着層の断面積は前面基板１１および側壁１８の全周に渡って均一となり、接合時、封着層を全集に渡って均等に加熱することができる。このことから、封着層の局部的な加熱による断線、基板のクラック発生等を防止し、安定した接合を行うことが可能になる。そして、安価に製造ができ、信頼性が高くかつ良好な画像を得ることが可能なＦＥＤを提供することができる。
上述した製造方法によれば、各電極３０を、前面基板１１側の封着層２１ｂおよび側壁側の封着層２１ａの両方に同時に電気的に接触し、すなわち、両封着層に等価に接触させた状態で通電することができる。これにより、それぞれの封着層にほぼ同じ量の電流を流すことができる。その結果、前面基板１１および背面基板１２に設けられた封着層を均等に加熱溶融し、安定した接合を行うことができる。
次に、この発明の第９の実施形態に係るＦＥＤの製造方法について説明する。
上述した第８の実施形態では、電極３０を上下の封着層２１ａ、２１ｂ間に挟み込んで両封着層に同時に電気的に接触させる構成とした。第９の実施形態によれば、電極３０を接触させる部分において、予め封着層２１ａ、２１ｂ同士を部分的に溶着し、この溶着部に電極３０を接触させている。
詳細に述べると、真空処理装置の組立室１０５に送られて来た前面基板１１および背面基板１２は、図４０に示すように、複数の支持ピン１２８によって保持され、互いに接近する方向に加圧される。これにより、前面基板１１に設けられた封着層２１ｂおよび側壁１８に設けられた封着層２１ａが互いに接触する。なお、電極３０が接触する部分において、例えば、前面基板１１に設けられた封着層２１ｂは、他の部分よりも外側に延出した延出部２１ｃを有している。例えば、延出部２１ｃは、前面基板１１の対向する２つの角部近傍にそれぞれ設けられている。
続いて、延出部２１ｃに対応する位置で、例えば、背面基板１２の角部の下方に誘導加熱コイル１２７を対向配置する。この誘導加熱コイル１２７によって封着層２１ａ、２１ｂを局部的に高周波加熱し、封着層同士を部分的に溶着する。これにより、対角方向に対向した２つの角部にそれぞれ溶着部２１ｄを形成する。
その後、銅からなる厚さ約０．２ｍｍの電極３０を前面基板１１と背面基板１２との間に挿入し、各溶着部２１ｄにおける延出部２１ｃに接触させる。この状態で、電源から一対の電極３０を通して封着層２１ａ、２１ｂに通電する。これにより、インジウムが加熱されて溶融し、前面基板１１および側壁１８が封着層２１ａ、２１ｂにより気密に接合される。
その後、通電を停止することにより、溶融したインジウムが固まり、外囲器１０が形成される。このようにして形成された外囲器は、冷却室で常温まで冷却されて、アンロード室から取り出される。以上の工程により、真空外囲器が完成する。
なお、他の構成は前述した実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
上記のように構成された第９の実施の形態によれば、電極３０を接触させる位置において、対向するインジウム同士を通電前に溶着させておくことにより、前面基板１１側の封着層２１ｂおよび側壁１８側の封着層２１ａにほぼ同量の電流を分流して流すことができる。これにより、両封着層２１ａ、２１ｂを均等に加熱溶融することが可能となる。また、前面基板１１および背面基板１２を互いに接近する方向に加圧した状態で封着層に通電するため、上記第８の実施の形態と同様に、溶融後の封着層の断面積変化を抑え、封着層全体を均等に加熱昇温することが可能になる。以上のことから、前面基板１１および背面基板１２を安定して接合し、信頼性の向上したＦＥＤを得ることができる。
第８および第９の実施形態において、例えば、予め電極を基板に取り付けた状態で真空処理装置に投入してもよく、電極の形状や材料も上記実施の形態に限られるものではない。また、前面基板および側壁の両方に封着材を設けた状態で封着する構成としたが、前面基板および側壁の少なくとも一方に封着材を設けた状態で封着してもよい。
次に、この発明の第１０の実施形態に係るＦＥＤおよびその製造方法について説明する。
図４２および図４３に示すように、ＦＥＤは真空外囲器１０および真空外囲器に取り付けられた複数、例えば、一対の電極３０を備えている。真空外囲器１０は、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１１、１２は、矩形枠状の側壁１８を介して周縁部同士が接合されている。前面基板１１の内面には、蛍光体スクリーン１６、メタルバック１７、ゲッター膜１３が形成されている。背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層を励起する多数の電子放出素子２２が設けられている。また、背面基板１２の内面には、電子放出素子２２に電位を供給する多数本の配線２３がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の周縁部に引出されている。
一対の電極３０は、封着層２１に電気的に導通した状態で外囲器１０に取り付けられている。これらの電極３０は、封着層２１に通電する際の電極として用いられる。図４４に示すように、各電極３０は、導電部材として例えば０．２ｍｍ厚の銅板を折り曲げ加工して形成されている。すなわち、電極３０は、断面がほぼＵ字形状となるように折曲げられ、装着部３２、装着部から延出し封着層に対する電流の通路となる胴体部３４、胴体部の延出端に位置し封着層に接触可能な接触部３６、および装着部および胴体部の背面部により形成された平坦な導通部３８を一体に備えている。
装着部３２は、クリップ状に折り曲げられた挟持部を一体に備え、前面基板１１あるいは背面基板１２の周縁部を挟持して取り付け可能と成っている。接触部３６は、水平方向の延出長さＬが２ｍｍ以上に形成されている。また、胴体部３４は帯状に形成され、装着部３２から斜め上方に傾斜して延びている。これにより、接触部３６は、鉛直方向に沿って、装着部３２および胴体部３４接触部３６よりも高く位置している。
図４２および図４３，４４に示すように、各電極３０は、真空外囲器１０の例えば、装着部３２により例えば背面基板１２の周縁部を弾性的に挟持した状態で真空外囲器１０に取り付けられている。各電極３０の接触部３６は、それぞれ封着層２１に接触し電気的に導通している。胴体部３４は接触部３６から真空外囲器１０の外側に延出しているとともに、導通部３８は、背面基板１２の側面と対向し真空外囲器１０の外面に露出している。これら一対の電極３０は、真空外囲器１０の対角方向に離間した２つの角部にそれぞれ設けられ、封着層２１に対して対称に配置されている。
上記ＦＥＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
次に、第１０の実施の形態に係るＦＥＤの製造方法について詳細に説明する。ここでは、第１の実施形態に係る製造方法と異なる部分を中心に説明する。
まず、第１の実施形態と同様に、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７が形成された前面基板１１、並びに、電子放出素子２２が形成された背面基板１２を用意する。続いて、大気中で低融点ガラス１９により側壁１８および支持部材１４を背面基板１２の内面上に封着する。その後、側壁１８の封着面の全周に渡ってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し封着層２１ａを形成する。前面基板１１の側壁と対向する封着面にインジウムを所定の幅および厚さで矩形枠状に塗布し封着層２１ｂを形成する。
続いて、図４５に示すように、側壁１８が接合されている背面基板１２に一対の電極３０を装着する。この際、各電極３０は、接触部３６が封着層２１ａに接触せず、封着層と隙間を置いて対向した状態に装着する。電極３０は、基板上で＋極と−極の一対を必要とし、一対の電極間で並列に通電される封着層２１ａ、２１ｂの各々の通電経路はその長さを等しくすることが望ましい。そこで、一対の電極３０は、背面基板１２の対角方向に対向する２つの角部に装着され、電極間に位置した封着層２１ａ、２１ｂの長さは、各電極の両側でほぼ等しく設定されている。
電極３０を装着した後、背面基板１２、前面基板１１を所定間隔離して対向配置し、この状態で、図９に示した真空処理装置１００内に投入する。前面基板１１および背面基板１２は、ロード室１０１を介してベーキング、電子線洗浄室１０２へ送られる。ベーキング、電子線洗浄室１０２では、各種部材を３００℃の温度に加熱し、各基板の表面吸着ガスを放出させる。同時に、電子線発生装置から電子線を、前面基板１１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照射し、蛍光体スクリーン面および電子放出素子面の全面をそれぞれ電子線洗浄する。
ベーキング工程において、加熱により封着層２１ａ、２１ｂは一旦溶融して流動性を有するが、各電極３０の接触部３６は封着層２１ａ、２１ｂに接触することなく隙間を置いて対向している。そのため、溶融したインジウムが電極３０を通して背面基板１２の外側へ流れ出すのを抑えることができる。
ベーキングおよび電子線洗浄された前面基板１１および背面基板１２は冷却室１０３に送られ、約１２０℃の温度まで冷却された後、ゲッター膜の蒸着室１０４へと送られる。この蒸着室１０４では、メタルバック１７の外側にゲッター膜２７としてＢａ膜が蒸着形成される。Ｂａ膜は表面が酸素や炭素などで汚染されることを防止することができ、活性状態を維持することができる。
続いて、前面基板１１および背面基板１２は組立室１０５に送られる。図４６に示すように、この組立室１０５において、前面基板１１および背面基板１２は、対向配置された状態で組立室内のホットプレート１３１、１３２にそれぞれ保持される。前面基板１１は落下しないように、固定治具１３３により上側のホットプレート１３１に固定する。
その後、前面基板１１および背面基板１２を約１２０℃に維持したまま、互いに接近する方向へ移動させ、所定の圧力で加圧する。基板の移動は、前面基板１１および背面基板１２の両方を移動させて互いに接近させる方法、あるいは前面基板および背面基板のいずれか一方を移動させて互いに接近させる方法のいずれでもよい。
図４７に示すように、所定の圧力で加圧することにより、前面基板１１側の封着層２１ｂと背面基板１２側の封着層２１ａとを互いに接触させるとともに、各電極３０の接触部３６を封着層２１ａ、２１ｂの間に挟持し、各電極３０を封着層２１ａ、２１ｂに電気的に接続する。この際、接触部３６は２ｍｍ以上の水平方向長さに形成されているため、封着層２１ａ、２１ｂに対し安定して接触することができる。なお、電極３０の接触部３６に予めインジウムを塗布しておくことにより、封着層に対して一層良好な接触および通電状態を得ることができる。
この状態で、図１０に示したように、一対の電極３０に電源１２０を電気的に接続した後、側壁１８側の封着層２１ａおよび前面基板１１側の封着層２１ｂのそれぞれに例えば、１４０Ａの直流電流を定電流モードで印加する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂを加熱しインジウムを溶融させる。この際、電源１２０に接続された接続端子４０を、電極３０の導通部３８に接触させることにより、電源と電極、および電極と封着層２１ａ、２１ｂとを確実に導通させることができる。また、各電極３０は封着層２１ａ、２１ｂに対して等価に接触しているため、安定して通電することができ、それぞれの封着層にほぼ同量の電流を流し均等に加熱溶融させることができる。
インジウムを溶融させることにより、封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。上記工程により封着された前面基板１１、側壁１８、および背面基板１２は、冷却室１０６で常温まで冷却され、アンロード室１０７から取り出される。これにより、ＦＥＤの真空外囲器１０が完成する。
なお、真空外囲器１０が完成した後、必要であれば一対の電極３０を切除してもよい。
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、通電加熱時、背面基板に装着された電極３０を介して封着層２１に安定した電流を流すことができる。従って、封着時、封着層を構成する導電性の低融点封着材料を予め定めた通電時間で安定してかつ確実に溶融させることができ、その結果、封着層２１に亀裂等が発生することなく迅速かつ確実な封着を行うことができる。
ベーキングと電子線洗浄の併用によって表面吸着ガスを十分に放出させることができ、吸着能力が優れたゲッター膜を得ることができる。また、インジウムを通電加熱することによって封着、接合することにより、前面基板および背面基板全体を加熱する必要がなく、基板全体を低温に維持しながら、封着作業を短時間でかつ安定して行うことができる。同時に、ゲッター膜の劣化、封着工程中に基板が割れるなどの不具合をなくすことが可能となる。
封着前の状態において、電極の接触部は、封着層に接触することなく封着層と隙間を置いて対向している。そのため、ベーキング工程等において、封着材が溶融した場合でも、この溶融した封着材が電極を通して外部に流出すること防止できる。従って、封着層を全周に渡って均一な厚さに維持できるとともに、封着材の流出に起因する配線のショート等を防止することが可能となる。以上のことから、量産性に優れ、同時に、安定かつ良好な画像を得ることが可能なＦＥＤを安価に得ることができる。
上述した第１０の実施形態において、各電極３０は、接触部３６および胴体部３４は同一の幅を有した帯状に形成されている。図４８に示すように、胴体部３４は、接触部３６の幅よりも狭い幅に形成されてもよい。ここでは、胴体部３４は、全長に渡って均一の幅を有した帯状に形成されている。また、図４９に示すように、胴体部３４は、接触部３６と繋がった部分が、接触部の幅よりも狭い幅に形成され、この接触部から装着部３２に向かって徐々に幅が広くなるように形成してもよい。
このように、胴体部３４の幅、特に、少なくとも接触部３６に繋がった部分における胴体部の幅が接触部の幅よりも狭く形成された電極３０を用いることにより、通電加熱時、胴体部３４での発熱を接触部３６を介して速やかに封着層に伝えることができる。従って、封着層に一層安定して通電することができ、封着層全体がほぼ均一に昇温するようになり、迅速かつ確実に接合を行うことが可能になる。
ここでは、胴体部３４の幅を狭くしたが、胴体部に孔や切り込みを入れて制御してもよく、胴体部の厚さを薄くして制御してもよい。また、胴体部とそれ以外の部分で材質を変更等し、板材の重ね合わせで発熱を制御してもよい。
上述した第１０の実施形態において、各電極３０の装着部はクリップ状の挟持部を一体に備えた構成としたが、図５０および図５１に示すように、挟持部として機能する別体のクリップ４６を備えた構成としてもよい。すなわち、電極３０は、接触部３６、胴体部３４、および平坦な基台部３９を有し、これは板材を折り曲げて一体に形成されている。また、電極３０の装着部は、基台部３９、および別体のクリップ４６により構成されている。そして、電極３０は、基台部３９および基板の周縁部、ここでは背面基板１２の周縁部を、クリップ４６で挟持することにより、背面基板１２に取り付けられる。
図４８ないし図５１に示す変形例において、他の構成は前述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。そして、これらの実施の形態においても、前述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
第１０の実施形態では、背面基板の対向する対角部分に一対の電極を取付け、基板同士を加圧した状態で封着層に通電する構成としたが、これに限らず、前面基板側にも一対の電極を取付け、背面基板側と別々に封着層に通電し加熱溶融する構成としてもよい。
この場合、図５２に示すように、組立室に送られた前面基板１１および背面基板１２は、ホットプレート１３１、１３２上に固定され対向配置された後、互いに接近する方向へ移動される。背面基板１２に取り付けられた電極３０の接触部は前面基板１１側の封着層２１ｂに電気的に接触し、前面基板１１に取り付けられた電極３０の接触部は背面基板１２側の封着層２１ａに電気的に接触する。この際、前面基板１１側の封着層２１ｂと背面基板１２側の封着層２１ａとは互いに接触しない状態で保持される。
この状態で電極３０を通して封着層２１ａ、２１ｂに電流を印加することにより、封着層２１ａおよび封着層２１ｂはそれぞれ別々に溶融する。溶融後、通電を止め、両基板１１、１２をさらに互いに接近する方向へ移動して加圧することにより、封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層２１によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。
一方の基板に２対の電極を取付け、１対の電極で背面基板１２側の封着層２１ａに通電し、他方の１対の電極で前面基板１１側の封着層２１ｂに通電する構成とすることも可能である。
この場合、図５３に示すように、背面基板１２に２対の電極３０を取り付ける。組立室に送られた前面基板１１および背面基板１２は、ホットプレート１３１、１３２上に固定され対向配置された後、互いに接近する方向へ移動される。背面基板１２に取り付けられた電極の内、１対の電極の接触部３６は前面基板１１側の封着層２１ｂに電気的に接触する。他の１対の電極３０は、図５４に示すように、電極の胴体部３４に凸状部分４７が形成されている。前面基板１１および背面基板１２が互いに接近する方向へ移動された際、凸状部分４７が、前面基板１１の周縁部に当接し、電極の接触部は３６は、背面基板１２側の封着層２１ａ方向に移動し、この封着層２１ａに電気的に接触する。この際、前面基板１１側の封着層２１ｂと背面基板１２側の封着層２１ａとは互いに接触しない状態で保持される。
この状態で、電極３０から封着層２１ａ、２１ｂに電流を印加することにより、封着層２１ａ、２１ｂはそれぞれ別々に加熱され溶融する。溶融後、通電を止め、前面基板１１および背面基板１２をさらに互いに接近する方向へ移動させ加圧する。これにより、封着層２１ａ、２１ｂを融合させて封着層２１を形成し、この封着層によって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着する。
なお、図５２、図５３、および図５４に示した変形例において、他の構成は前述した第１０の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。上記変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
一方、上述した各実施形態において、ＦＥＤの真空外囲器の封着が終了した後、電極を真空外囲器から除去してもよい。この発明の第１１の実施形態に係る製造方法によれば、封着後、真空外囲器１０から電極３０を切除するように構成されている。例えば、第１０の実施形態において、封着後、外囲器１０は、真空処理装置のアンロード室１０７から取り出される。この外囲器１０には、電極３０が封着層２１に強固に接合されたまま残っている。そこで、これらの電極３０を以下の工程により外囲器１０から除去する。
まず、図５５に示すように、電極３０と封着層２１との界面に超音波カッター６０の刃を挿入し、電極の接触部３６の周囲に位置した封着層２１を超音波切断して除去する。超音波カッター６０を用いた場合、超音波振動によって刃と封着層２１との摩擦力が小さくなり、加圧をほとんどかけずに容易に封着層を切断除去することができる。
このようにして電極３０の接触部３６周囲の封着層を除去すると、電極と封着層の接合力が弱くなる。この状態で、図５６に示すように、電極３０の装着部３２を図示しない保持ジグによってチャッキングし、矢印方向に引き抜く。これにより、基板や封着層を損傷することなく、外囲器１０から機械的に電極３０を除去することができる。
上記のように構成されたＦＥＤでは、電極３０を除去することにより、封着層２１には、電極の接触部３６が配置されていた跡に対応する凹部４１が残る。すなわち、図５７および図５８に示すように、封着層２１のうち、真空外囲器１０の対角方向に対向した２つの角部４０ａ、４０ｂに位置した２箇所には、例えば、それぞれ幅５ｍｍ、奥行き約１ｍｍの凹部４１が形成され、それぞれ真空外囲器の外側に向かって開口している。これにより、真空外囲器１０の角部４０ａ、４０ｂにおいて、封着層２１は、その幅が部分的に狭くなるように形成されている。
第１１の実施形態において、他の構成は前述した第１０の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
以上のように構成された第１１の実施形態に係る製造方法およびＦＥＤによれば、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。封着後のＦＥＤにおいて不要な部品となる電極を除去することにより、外囲器の取扱いが簡単になるという利点が得られる。例えば、ＦＥＤをモニターとしてキャビネットに組み込む際、電極が障害となることを防止できる。電極の基板から突き出た部分が他の装置や作業者を傷つけ、あるいは、電極を介して外囲器に負荷が作用し外囲器が破壊する等の問題を無くすことができる。更には、搬送装置などを電極に対応できるよう改造する必要がなく、製造コストの低減が可能となる。
超音波カッターなどの超音波振動切断を行うことにより、電極周囲の封着材を除去することができ、電極を容易に取り外すことができる。
上述した第１１の実施形態において、真空外囲器１０から電極３０を除去する際、超音波カッターを用いたが、以下の方法により除去することもできる。すなわち、図５９に示すように、超音波発生源６２に接続された超音波振動子６４を電極３０に接触させ、直接、電極３０を超音波振動させる。この場合、電極３０自体が超音波カッターの刃として機能し、電極の接触部３６と封着層２１との界面を超音波振動切断する。これにより、電極３０周囲の封着材を除去することができ、電極を容易に取り外すことが可能となる。
封着層２１において、封着された電極３０の接触部３６近傍の領域を部分的に加熱して軟化させ、電極と封着層２１との接合力を弱めた状態で、封着層から電極を引き抜いてもよい。これは、電極３０の接触部３６近傍の封着層２１を誘導加熱することにより行う。すなわち、図６０に示すように、封着後、例えば、電極３０の近傍で真空外囲器１０の前面基板１１と隣接対向して誘導加熱コイル６６を配置する。誘導加熱コイル６６に高周波を印加することにより、前面基板１１を介して封着層２１を高周波加熱し、封着層を部分的に軟化させる。
この場合、予め電極３０の装着部３２を図示しない保持ジグによってチャッキングして基板外側方向に弱い引張力をかけておく。すると、封着層２１が軟化したところで電極３０と封着層２１との接合力が弱くなり、電極３０を引き抜くことができる。電極３０の引き抜き後、誘導加熱コイル６６の通電を止めて真空外囲器１０から離すことにより、封着層２１の加熱された部分が速やかに冷却され、ＦＥＤの真空外囲器１０が完成する。
図６０に示す実施形態において、電極３０の接触部３６近傍の封着層２１を誘導加熱して溶融した後、電極を機械的に除去してもよい。この場合、加熱時間が長いと封着層２１の広い領域が溶融して流れ出してしまい、外囲器の気密封着が破れる恐れがある。従って、３〜３０秒程度の短時間で加熱を行うことが望ましい。短時間であれば電極３０の接触部３６近傍の封着材のみが溶融し、外囲器１０の真空気密性を確保されたまま電極３０を除去することができる。
更に、誘導加熱ではなく、局所ヒーターその他の方法によって電極周囲を加熱してもよい。
図５９および図６０にそれぞれ示した実施形態において、他の構成は前述した第１１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
その他、ＦＥＤにおいて、封着層２１には、電極を配置する位置や電極の形状に応じて、図６１Ａないし６１Ｅに示すような凹部４１が形成されてもよい。図６１Ａに示す変形例によれば、側壁１８および封着層２１の角部は直角に形成され、凹部４１は封着層の角部に形成され対角方向に延びた矩形状をなしている。図６１Ｂに示す変形例によれば、側壁１８および封着層２１の角部は直角に形成され、凹部４１は封着層の角部を面取りした形状に形成され対角方向に延びている。
図６１Ｃに示す変形例によれば、側壁１８および封着層２１の角部は円弧状に形成され、凹部４１は封着層の角部に形成され対角方向に延びた矩形状をなしている。図６１Ｄに示す変形例によれば、側壁１８および封着層２１の角部は円弧状に形成され、凹部４１の底面部分は封着層の角部に形成され対角方向に円弧状に突出した形状をなしている。更に、図６１Ｅに示す変形例によれば、側壁１８および封着層２１の角部は円弧状に形成され、凹部４１は封着層の角部を面取りした形状に形成され対角方向に延びている
その他、凹部４１は、使用する電極の形状により、上記以外の他の形状であってもよい。また、電極３０は、封着層２１の各々の通電経路長さが等しくなるように設定されていれば、外囲器の角部に限らず、例えば、長辺または短辺の中央部に配置してもよい。この場合、凹部４１は電極３０の配置位置に対応して封着層２１の長辺または短辺の中央部に形成される。凹部４１の位置や形状は任意に設定することができる。
前述した組立室１０５で封着を行う際、前面基板１１および背面基板１２に設けられた封着層２１ａ、２１ｂにそれぞれ別々に通電し、封着材が溶融した後、両基板を互いに接近する方向へ所望の圧力で加圧して封着することもできる。この場合、２枚の基板用に２対、４個の電極３０が必要となる。これらの電極は、例えば、背面基板１２の４つの角部にそれぞれ装着され、１対の電極は背面基板１２に設けられた封着層２１ａへの通電、もう１対の電極は前面基板１１に設けられた封着層２１ｂへの通電に用いられる。従って、封着後、電極を除去した後、真空外囲器１０の封着層２１には、４つの凹部４１が形成されている。
なお、この凹部の数は、上述した２箇所または４箇所に限られるものではなく、使用する電極の数に応じて任意の数とすることができる。例えば、接触部が二股に分かれた電極を４個用いて通電封着を行った場合、凹部は８箇所形成される。
上述した第１１の実施形態では、電極全体を真空外囲器から取り除く構成としたが、電極は一部を残した状態で除去してもよい。この発明の第１２の実施形態に係る製造方法によれば、電極３０を胴体部の途中で切断し、接触部３６を残して電極の他の部分を外囲器から除去する。
詳細に述べると、例えば、前述した第１０の実施形態と同様の工程により封着された前面基板１１、側壁１８、および背面基板１２は、真空処理装置の冷却室１０６に送られ常温まで冷却される。この状態で、電極３０の接触部３６は、封着層２１に強固に接合されている。図６２に示すように、冷却室１０６には自動化カッター７０が配設されている。自動化カッター７０を電極３０の胴体部３４を挟むように延出させ、この自動化カッターにより、接触部３６近傍で胴体部３４を切断する。
続いて、図６３に示すように、切断された電極３０の装着部３２を図示しない保持ジグによってチャッキングし、矢印方向に引き抜いて背面基板１２から取り除く。これにより、電極３０の接触部３６および胴体部３４の一部を外囲器１０側に残し、装着部３２を含む電極の他の部分を外囲器から離脱する。電極３０の内、接触部３６以外の部分は背面基板１２に対して弾性的に挟持されただけの構成であるため、基板や封着層２１を損傷することなく容易に取り外すことができる。電極３０の先端部を切断後、外囲器１０はアンロード室１０７へ送られ、アンロード室１０７から取り出される。これにより、ＦＥＤの真空外囲器１０が完成する。
上記のように構成されたＦＥＤでは、電極３０の大部分を除去することにより、真空外囲器１０の２つの角部には、電極３０の接触部３６および胴体部３４の一部を含んだ導電体片７１のみがそれぞれ残る。
第１２の実施形態において、他の構成は前述した第１０の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
以上のように構成された第１１の実施形態に係る製造方法およびＦＥＤによれば、前述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、封着後のＦＥＤにおいて不要な部品となる電極の大部分を除去することにより、外囲器の角部には電極先端部が残存しているが、その領域はごく狭い範囲であるため、外囲器の取扱いが簡単になるという利点が得られる。例えば、ＦＥＤをモニターとしてキャビネットに組み込む際、電極が障害となることを防止できる。電極の基板から突き出た部分が他の装置や作業者を傷つけ、あるいは、電極を介して外囲器に負荷が作用し外囲器が破壊する等の問題を無くすことができる。更には、搬送装置などを電極に対応できるよう改造する必要がなく、製造コストの低減が可能となる。電極３０を切断した後、真空外囲器から取り外すことにより、封着層や基板を損傷することなく、電極を容易に取り外すことができる。
なお、上記第１２の実施形態では、真空処理装置の冷却室内で電極を切断および除去する構成としたが、冷却室内で電極を切断し、外囲器をアンロード室を通して外部に取り出した後、手動により背面基板１２から電極の切断部分を取り外してもよい。
また、電極を真空処理装置の冷却室に装着された自動化カッターで切断する構成としたが、これに限らず、真空処理装置とは別に電極切断除去のための装置を準備し、その装置で切断を行う構成であってもよい。電極が薄く容易に切断できる場合には、カッター等によりオペレーターが手動で切断を行ってもよい。
上述した実施形態において、背面基板側の封着層２１ａに通電する一対の電極と、前面基板側の封着層２１ｂに通電する一対の電極とを別々に設け、２対４個の電極を用いて封着層に通電してもよい。この場合、完成後のＦＥＤには電極先端部に相当する導電体片７１が４個残存する構成となる。電極の位置や形状、個数については上記実施形態に限られるもので無いことはいうまでもない。
次に、この発明の第１３の実施形態に係るＦＥＤの製造方法および製造装置について説明する。図６４に本実施形態により製造されるＦＥＤを示す。ＦＥＤの他の構成は、前述した実施形態で示したＦＥＤと同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
第１３の実施形態に係るＦＥＤの製造方法では、まず、前述した実施形態と同様に、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック１７が形成された前面基板１１、並びに、電子放出素子２２が形成された背面基板１２を用意する。
大気中で低融点ガラスにより側壁１８および支持部材１４を背面基板１２の内面上に封着する。その後、側壁１８の封着面の全周に渡ってインジウムを所定の幅および厚さに塗布し矩形枠状の封着層２１ａを形成する。前面基板１１の側壁と対向する封着面にインジウムを所定の幅および厚さで矩形枠状に塗布し、背面基板１１側の封着層２１ａに対応した矩形枠状の封着層２１ｂを形成する。
次いで、図６５に示すように、側壁１８が接合されている背面基板１２に、通電用の一対の電極３０を装着する。各電極３０は、導電部材として例えば０．２ｍｍ厚の銅板を折り曲げ加工して形成されている。各電極３０は、背面基板１２の周縁部を挟持して取り付け可能な装着部３２、後述する保持ジグによって保持される舌片部４４、封着層２１ａに接触可能な接触部３６を一体に備えている。各電極３０は、装着部３２により背面基板１２の周縁部を弾性的に挟持した状態で背面基板に取り付けられる。この際、各電極３０の接触部３６を、側壁１８に形成された封着層２１ａに接触させ、電極を封着層に対して電気的に接続する。舌片部４４は、背面基板１２から外方に突出している。
一対の電極３０を背面基板１２に装着した後、背面基板１２、前面基板１１を所定間隔離して対向配置し、この状態で、真空処理装置内に投入する。ここでは、例えば図９に示した真空処理装置１００を用いる。
所定間隔離して配置された上述の前面基板１１および背面基板１２は、まず、ロード室１０１に投入される。そして、ロード室１０１内の雰囲気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。
ベーキング、電子線洗浄室１０２では、各種部材を３００℃の温度に加熱し、各基板の表面吸着ガスを放出させる。同時にベーキング、電子線洗浄室１０２に取り付けられた図示しない電子線発生装置から電子線を、前面基板１１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照射する。その際、電子線発生装置外部に装着された偏向装置によって電子線を偏向走査することにより、蛍光体スクリーン面および電子放出素子面の全面をそれぞれ電子線洗浄する。
電子線洗浄を行った前面基板１１および背面基板１２は冷却室１０３に送られ、約１２０℃の温度まで冷却された後、ゲッター膜の蒸着室１０４へと送られる。この蒸着室１０４では、蛍光体層の外側にゲッター膜としてバリウム膜が蒸着形成される。バリウム膜は表面が酸素や炭素などで汚染されることを防止することができ、活性状態を維持することができる。
続いて、前面基板１１および背面基板１２は組立室１０５に送られる。組立室１０５の内部には、図６６および図６７に示すように、両基板を保持および加熱するためのホットプレート１３１、１３２、下側のホットプレート１３２を上下方向に駆動するための駆動機構１５０、封着層に通電するための配線１３４、一対の電極３０とそれぞれ接触する一対のコンタクト電極１３５、一対の電極３０を挟持して保持するための保持装置１３６、保持装置１３６を上下および面内方向へ駆動するための駆動機構１３７、基板を面内方向、つまり、基板表面と平行な方向、へ移動するための複数のガイドローラ１３８が設置されている。コンタクト電極１３５は下側のホットプレート１３２に対して取り付けられている。配線１３４は組立室１０５外部に設けられた電源１２０に接続されている。
組立室１０５に送られた前面基板１１および背面基板１２は、まず、それぞれのホットプレート１３１、１３２に対してガイドローラ１３８によって機械的に位置決めされる。このとき、前面基板１１は搬送ジグ上で位置決めされた後、落下しないように公知の静電吸着技術によってホットプレート１３１に対して吸着固定される。背面基板１２は下側のホットプレート１３２に設置された後、ガイドローラ１３８によって位置決めされる。同時に、一対の電極３０の舌片部４４は、それぞれ対応するコンタクト電極１３５に接触し、電気的に接続される。
前面基板１１と背面基板１２との相互位置合わせ完了後、ホットプレート駆動機構１５０が背面基板１２を前面基板１１方向へ移動し、所定の圧力で加圧する。これにより、前面基板１１および背面基板１２の封着層２１ｂ、２１ａ間に各電極３０の接触部３６が挟み込まれ、各電極は、両基板の封着層に対して同時に電気的に接触する。
この状態で、電源１２０から電極３０を通して封着層２１ａ、２１ｂに１４０Ａの直流電流を定電流モードで通電する。これにより、インジウムが加熱されて溶融し、前面基板１１および背面基板１２が気密に封着される。通電を停止した後、図６７に示すように、駆動機構１３７が保持装置１３６を電極３０の舌片部４４まで移動させ、保持装置により舌片部４４を挟持する。その後、駆動機構１３７は、背面基板１２の表面と平行な方向に沿って、保持装置１３６を電極３０と共に基板外方向へ移動させ、それぞれの電極３０を溶融状態のインジウムおよび背面基板１２から離間する。通電停止直後はインジウムが溶融した状態にあり、電極３０を容易に封着層から脱離することができる。電極３０離間後、封着層２１をそのままの状態で保持すると、溶融したインジウムが固まり、外囲器１０が形成される。封着後の外囲器１０は、冷却室１０６に送られ、常温まで冷却されて、アンロード室１０７から取り出される。以上の工程により、ＦＥＤの真空外囲器１０が完成する。
以上のように、第１３の実施形態に係るなＦＥＤの製造方法および製造装置によれば、真空雰囲気中で前面基板１１および背面基板１２の封着、接合を行うことから、ベーキングと電子線洗浄の併用によって表面吸着ガスを十分に放出させることができ、吸着能力が優れたゲッター膜を得ることができる。インジウムを通電加熱することによって封着、接合することにより、前面基板および背面基板全体を加熱する必要がなく、ゲッター膜の劣化、封着工程中に基板が割れるなどの不具合をなくすことができる。同時に、封着時間の短縮を図ることができ、量産性に優れた製造方法とすることが可能となる。通電後に組立室内で電極をインジウムから脱離させることにより、封着後のＦＥＤに電極が残存することが無くなる。そのため、例えば、ＦＥＤがモニターとしてキャビネットに組み込まれる際に障害になったり、電極により外囲器が破壊したりというような不具合の発生を防できる。これにより、封着後の外囲器の取扱いが簡単になるという利点がある。
上記第１３の実施形態では、背面基板１２に一対の電極３０を取り付けた後、真空処理装置内に投入したが、これに限らず、真空処理装置内に通電用の電極を設置し、基板には電極を取り付けずに真空処理装置内に投入するような製造方法および製造装置であってもよい。
図６８に示すように、この発明の第１４の実施形態に係るＦＥＤの製造装置は、両基板を固定して加熱保持するためのホットプレート１３１、１３２、下側のホットプレート１３２を上下方向に駆動するための駆動機構１５０、封着層に通電するための配線１３４および電極１４５、電極１４５を基板の表面と平行な方向および基板表面と垂直な方向へ駆動するための駆動機構１３７、基板をその表面と平行な方向に移動させ位置決めする複数のガイドローラ１３８を備えている。通電配線１３４は組立室外部の電源１２０に接続されている。製造装置の他の構成は、前述した第１３の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
第１４の実施形態において、組立室１０５に送られた前面基板１１および背面基板１２は、まず、それぞれ対応するホットプレート１３１、１３２に対してガイドローラ１３８によって機械的に位置決めされる。この際、前面基板１１は搬送ジグ上で位置決めされた後、落下しないように公知の静電吸着技術によってホットプレート１３１に対して吸着される。
次いで、電極駆動機構１３７およびホットプレート駆動機構１５０が電極１４５および背面基板１２を前面基板１１方向へ移動し、所望の圧力で加圧する。これにより、両基板の封着層２１ａ、２１ｂ間に各電極１４５が挟み込まれ、各電極は、両基板の封着層に同時に電気的に接触する。
この状態で、電源１２０から電極１４５を通して封着層２１ａ、２１ｂに１４０Ａの直流電流を定電流モードで通電する。これにより、インジウムが加熱されて溶融し、前面基板１１および背面基板１２が気密に封着される。通電を停止した後、電極駆動機構１３７が電極１４５を基板外方向へ移動させ、溶融状態のインジウムから離間させる。通電停止直後はインジウムが溶融した状態にあるため、電極１４５を容易にインジウムから脱離することができる。電極離間後、数分間そのままの状態で保持すると、溶融したインジウムが固まり、外囲器１０が形成される。封着後の外囲器１０は、冷却室１０６に送られ、常温まで冷却されて、アンロード室１０７から取り出される。
第１４の実施形態において、他の構成は第１３の実施形態と同一であり、同一の部分の説明は省略する。
上記構成によれば、通電のための電極１４５は組立室１０５内に設置され、通電後に封着層から脱離される。そのため、第１３の実施形態と同様に、封着後のＦＥＤに電極が残存することが無くなる。ＦＥＤをモニターとしてキャビネットに組み込む際、電極が障害になったり、電極に起因して外囲器が破壊したりというような問題を防ぐことができる。
第１４の実施形態において、電極を２対、４個とし、前面基板側の封着層と背面基板側の封着層とへ各々１対ずつ接触させて通電し、電極を脱離後に基板同士を加圧するプロセスであっても良い。電極の位置や形状、個数については上記実施例に限られるもので無いことはいうまでもない。
この発明は上述した種々の実施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。上述した複数の実施形態は、前面基板と背面基板とで側壁を挟みこむ構成の真空外囲器を用いたが、側壁が前面基板あるいは背面基板と一体化された構成としてもよく、また、側壁が前面基板と背面基板を側面から覆うように接合された構成としてもよい。更に、封着材の通電加熱により封着される封着面は、前面基板と側壁との間、および背面基板と側壁との間の２面であってもよい。
上述した実施形態では、前面基板側の封着材と背面基板側の封着材とを接触させて通電加熱したが、これらの封着材が非接触状態で通電加熱した後、固化するまでの間に接合させても良い。蛍光体スクリーンの構成や、電子放出素子の構成は、本発明の実施の形態に限定されるものではなく、他の構成としてもよい。また、
封着材はインジウムに限るものではなく、導電性があれば他の材料でもよい。一般的に金属であれば相変化する際に急激な抵抗値変化が生じるため、封着材料として使用することができる。例えば、封着材として、少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含む金属、合金を用いることができる。
上述したＦＥＤは、電極を一対あるいは２対備えた構成としたが、予め外囲器に取り付けられた少なくとも１つの電極を備えた構成とし、封着工程において、他の必要な電極を外囲器に装着し、通電加熱する構成としても良い。また、複数の電極は、電極間に位置する封着層の通電経路が互いに等しい長さとなるように配置されていれば、あるいは、封着層に対して対称な位置に配設されていればよく、外囲器の角部に限らず、他の位置に設けてもよい。
上述した実施形態では、背面基板側および前面基板側の両方にそれぞれインジウムからなる封着層を設ける構成としたが、いずれか一方のみに封着層を設けた状態で、前面基板と背面基板とを封着する構成としても良い。
真空外囲器の外形状や支持部材の構成は上記実施形態に限定されない。マトリックス状の光吸収層と蛍光体層を形成し、断面が十字型の柱状支持部材を光吸収層に対して位置決めして封着する構成としてもよい。電子放出素子は、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を用いてもよい。上記実施形態では、真空雰囲気中で基板を接合する工程について述べたが、その他の雰囲気環境で実施することも可能である。
この発明は、ＦＥＤに限定されることなく、ＳＥＤやＰＤＰ等の他の画像表示装置、あるいは、外囲器内部が高真空とならない画像表示装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように本願発明によれば、封着作業を安定してかつ迅速に行うことができ、信頼性が高く良好な画像表示が可能な画像表示装置、画像表示装置の製造方法および製造装置を提供することができる。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【国際調査報告】
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