(57)【要約】【課題】十分に大きな排気コンダクタンスを確保でき、かつゲッタのガス吸着能力を低下させることが無く、封着と排気を一貫処理が可能な低コストの平面画像表示装置の製造方法、および封着排気装置を提供する。【解決手段】支持部材を挟んで対向配置された前面基板１１、背面基板１２を有し、前面基板および背面基板の周縁部同士が封着接合された外囲器を備えた平面画像表示装置の製造方法において、支持部材を挟んで前面基板および背面基板を重ね合わせた状態で真空容器２８内へ収納し、前面基板および背面基板の中央部を互いに接近する方向に加圧して保持し、前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部を前面基板と背面基板の間隔が広がる方向に変形させて基板周縁部の封着部に隙間を形成する。前面基板、背面基板を加熱しながら、真空容器内および封着部の隙間を通して前面基板と背面基板の間を排気し、排気後、基板周縁部の変形を戻して前面基板および背面基板の周縁部を封着接合する。【選択図】    図５
2008084787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面が設けられた前面基板と、この前面基板に対向配置されているとともに前記表示面に電子を放出する複数の複数の電子源が設けられた背面基板と、前記前面基板と背面基板との間に設けられ，前面基板と背面基板とを一定の間隔に保持した支持部材と、を有し、前記前面基板および背面基板の周縁部同士が封着接合された外囲器を備えた平面画像表示装置の製造方法において、
前記支持部材を挟んで前記前面基板および背面基板を重ね合わせた状態で真空容器内へ収納し、
前記前面基板および背面基板の中央部を互いに接近する方向に加圧して保持し、
前記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部を前記前面基板と背面基板との間隔が広がる方向に変形させて基板周縁部の封着部に隙間を形成し、
前記前面基板および背面基板を加熱しながら、前記真空容器内および前記封着部の隙間を通して前記前面基板と背面基板との間を排気し、
前記排気後、前記基板周縁部の変形を戻して前記前面基板および背面基板の周縁部を封着接合する平面画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記前面基板の周縁部と背面基板の周縁部との間にスペーサを挟んで前記外周部を変形させ、前記封着部に隙間を形成する請求項１に記載の平面画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記排気後、前記スペーサを引き抜いて前記基板周縁部の変形を解除する請求項２に記載の平面画像表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記基板周縁部の変形を戻した後、前記封着部を押圧する請求項１に記載の平面表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記真空容器内を不活性ガス雰囲気とした状態で、前記前面基板および背面基板を加熱、冷却する請求項１に記載の平面画像表示装置の製造方法。
【請求項６】
表示面が設けられた前面基板と、この前面基板に対向配置されているとともに前記表示面に電子を放出する複数の複数の電子源が設けられた背面基板と、前記前面基板と背面基板との間に設けられ，前面基板と背面基板とを一定の間隔に保持した支持部材と、を有し、前記前面基板および背面基板の周縁部同士が封着部により封着接合された外囲器を備えた平面画像表示装置を封着および排気する封着排気装置において、
前記支持部材を挟んで重ね合わされた前記前面基板および背面基板を収納する真空容器であって、
剛性を有する第１フレームと、この第１フレームに支持され第１フレームの内側開口を覆っているとともに大気圧により前記前面基板の中央部を押圧する第１保持板と、を有する第１ユニットと、
前記第１フレームに分離可能に重ね合わされた第２フレームと、この第２フレームに支持され第２フレームの内側開口を覆っているとともに前記第１保持板と対向して位置し、大気圧により前記背面基板の中央部を押圧する第２保持板と、を有する第２ユニットと、
前記第１フレームと第２フレームとの接合部を気密に保持するシール部と、を備えた真空容器と、
前記真空容器内で、前記前面基板の周縁部と前記背面基板の周縁部との間に配設され、前記前面基板の周縁部および前記背面基板の周縁部の少なくとも一方を前記前面基板と背面基板との間隔が広がる方向に変形させて前記基板周縁部の封着部に隙間を形成するスペーサと、
前記真空容器内を排気する排気機構と、
前記スペーサを前記前面基板の周縁部と前記背面基板の周縁部との間から引き抜く駆動機構と、
を備えた封着排気装置。
【請求項７】
前記スペーサを引き抜いた後に前記基板周縁部の封着部を押圧する押圧機構を備えている請求項６に記載の封着排気装置。
【請求項８】
前記スペーサは、前記背面基板の側縁に沿って配設された本体と、本体から前記封着部側に延出し前記前面基板の周縁部と前記背面基板の周縁部との間に配置された複数の保持突起と、前記本体に設けられ、駆動機構と係合可能な係合部とを有している請求項６に記載の封着排気装置。
【請求項９】
前記スペーサは、前記背面基板の少なくとも１辺に沿って配設されている請求項６に記載の封着排気装置。
【請求項１０】
前記スペーサは、前記駆動機構によって引き抜き可能な可動スペーサと、この可動スペーサと前記背面基板との間に配置されたシート状の固定スペーサと、を有している請求項６に記載の封着排気装置。
【請求項１１】
前記駆動機構は、前記真空容器内に前記スペーサと係合可能に設けられた係合板と、前記係合板から前記第１フレームを貫通して前記真空容器の外方に延出した引っ張りロッドと、前記係合板と第１フレームとの間に設けられ、前記係合板を移動自在に支持しているとともに前記引っ張りロッドの周囲を気密に覆った支持部材と、を備えている請求項６に記載の封着排気装置。
【請求項１２】
前記第１ユニットは、前記第１フレームに対して前記第１保持板を移動可能に支持したベローズを有している請求項６に記載の封着排気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、隙間を対向配置された前面基板および背面基板を有する外囲器と、外囲器内に設けられた電子源とを備えた平面画像表示装置の製造方法、および封着排気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量・薄型の平面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。
【０００３】
例えばＦＥＤ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源として多数の電子放出素子が設けられている。平面基板の外周部には、電子放出素子に給電するための端子群が引き出されている。
【０００４】
上記のような平面型の画像表示装置において、電子放出素子を安定して動作させるためには、外囲器内の空間を高い真空度に維持することが重要となる。真空度の低下は、電子放出素子の寿命、ひいては表示装置としての短寿命に繋がる。また、ＰＤＰでは、外囲器の内部を満たした不活性ガスを高純度に保つことが重要な技術となっている。
【０００５】
そこで、表示装置の製造において、排気工程では前面基板および背面基板を高温に加熱することで、蛍光体層、基板などから放出するガスを排気し低減させている。また、放出ガスを吸着するゲッタを真空外囲器内に配置し、長期間に渡って高真空度を維持する方法が採用されている。
【０００６】
従来の技術では、前面基板又は背面基板に組み込まれたゲッタの能力を低下させることの無いように、不活性ガス雰囲気中で予め基板の周辺部を封着しておき、加熱しながら前面基板又は背面基板に設けた小さな排気孔から直接又は排気管を介して内部を真空に排気する方法が用いられている。あるいは、高真空容器の中で、前面基板および背面基板を分離した状態でそれぞれ加熱し、真空排気した後、連続して同じく高真空容器の中で前面基板と背面基板との位置合わせおよび貼り合わせを行い、封着と排気を同時に完了させる方法等が採用されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２２９８２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、予め外囲器の周辺部を封着接合しておき、その後に外囲器内を排気する方法では、封着と排気で独立した２つの工程を必要とする。また、基板に排気孔を設けまたは排気管を取り付けることが必要となる。更に、排気管径に制約され大きなコンダクタンスを得ることが困難となるため、排気時間が長くなり、ゲッタのガス吸着能力を著しく低下させてしまうことが問題となる。
【０００８】
大型の高真空容器中で排気封着する方法は、大気圧に耐える巨大な高真空容器とその中で稼動する複雑な位置決め装置などが必要となる。そのため、装置コストが嵩み、特に大型の平面画像表示装置の製造を困難にしている。
【０００９】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、十分に大きな排気コンダクタンスを確保でき、かつゲッタのガス吸着能力を低下させることが無く、封着と排気を一貫処理が可能な低コストの平面画像表示装置の製造方法、および封着排気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の態様に係る平面画像表示装置の製造方法は、表示面が設けられた前面基板と、この前面基板に対向配置されているとともに前記表示面に電子を放出する複数の複数の電子源が設けられた背面基板と、前記前面基板と背面基板との間に設けられ，前面基板と背面基板とを一定の間隔に保持した支持部材と、を有し、前記前面基板および背面基板の周縁部同士が封着接合された外囲器を備えた平面画像表示装置の製造方法であって、  
前記支持部材を挟んで前記前面基板および背面基板を重ね合わせた状態で真空容器内へ収納し、前記前面基板および背面基板の中央部を互いに接近する方向に加圧して保持し、前記前面基板および背面基板の少なくとも一方の周縁部を前記前面基板と背面基板との間隔が広がる方向に変形させて基板周縁部の封着部に隙間を形成し、前記前面基板および背面基板を加熱しながら、前記真空容器内および前記封着部の隙間を通して前記前面基板と背面基板との間を排気し、前記排気後、前記基板周縁部の変形を戻して前記前面基板および背面基板の周縁部を封着接合することを特徴としている。
【００１１】
この発明の他の態様に係る封着排気装置は、表示面が設けられた前面基板と、この前面基板に対向配置されているとともに前記表示面に電子を放出する複数の複数の電子源が設けられた背面基板と、前記前面基板と背面基板との間に設けられ，前面基板と背面基板とを一定の間隔に保持した支持部材と、を有し、前記前面基板および背面基板の周縁部同士が封着部により封着接合された外囲器を備えた平面画像表示装置を封着および排気する封着排気装置において、  
前記支持部材を挟んで重ね合わされた前記前面基板および背面基板を収納する真空容器であって、剛性を有する第１フレームと、この第１フレームに支持され第１フレームの内側開口を覆っているとともに大気圧により前記前面基板の中央部を押圧する第１保持板と、を有する第１ユニットと、前記第１フレームに分離可能に重ね合わされた第２フレームと、この第２フレームに支持され第２フレームの内側開口を覆っているとともに前記第１保持板と対向して位置し、大気圧により前記背面基板の中央部を押圧する第２保持板と、を有する第２ユニットと、前記第１フレームと第２フレームとの接合部を気密に保持するシール部と、を備えた真空容器と、  
前記真空容器内で、前記前面基板の周縁部と前記背面基板の周縁部との間に配設され、前記前面基板の周縁部および前記背面基板の周縁部の少なくとも一方を前記前面基板と背面基板との間隔が広がる方向に変形させて前記基板周縁部の封着部に隙間を形成するスペーサと、前記真空容器内を排気する排気機構と、前記スペーサを前記前面基板の周縁部と前記背面基板の周縁部との間から引き抜く駆動機構と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表示装置に特別に排気孔や排気管を設けることなく、十分に大きな排気コンダクタンスを確保でき、かつゲッタのガス吸着能力を低下させることが無く、封着と排気を一貫処理が可能な低コストの平面画像表示装置の製造方法、および封着排気装置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】
【００１３】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る平面画像表示装置の製造方法および封着排気装置について詳細に説明する。始めに、本製造方法の製造対象となる画像表示装置として、ＳＥＤを例にとって説明する。
【００１４】
図１および図２に示すように、ＳＥＤ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、これらの基板は所定の間隔、例えば、１〜２ｍｍの間隔を置いて対向配置されている。背面基板１２は、前面基板１１よりも大きな寸法に形成されている。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偏平な外囲器１０を構成している。接合部材として機能する側壁１３は、封着材として低融点ガラス、例えば、結晶性のフリットガラス２５によって背面基板１２の周縁部に接合され、また、封着材としてインジウム等の低融点金属２６により、前面基板１１の周縁部に接合されている。これにより、側壁１３は、基板の周縁部同士を接合している。
【００１５】
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１３と隙間を置いて対向している。
【００１６】
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黒色の遮光層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。
【００１７】
蛍光体スクリーン１６に重ねて、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に夫々重なって位置している。
【００１８】
蛍光体スクリーン１６の遮光層２０に重ねて、非蒸発型のゲッタ膜２３が形成されている。ゲッタ膜２３は、蛍光体スクリーン１６上に所定の面積で配置されている。すなわち、ゲッタ膜２３は、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ上を避けるように遮光層２０上に重ねて形成され、互いに電気的に分断された複数の領域を有している。ゲッタ膜２３は、遮光層２０上に重なる領域にだけ設けても良いが、蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂに重なる領域であっても、対応する電子放出素子１８からの電子ビームが当たらない領域であれば重ねて設けても良い。
【００１９】
ゲッタ膜２３を構成する蒸発型のゲッタとしては、例えば、チタン、ジルコニウム、ヴァナジウム等を用いることができる。ゲッタ膜２３は、例えば、スクリーン印刷法、ディスペンス法、スプレー塗布法、蒸着等によって形成することができる。ゲッタ膜は、前面基板１１に限らず、外囲器１０内に位置した他の構成部材に形成してもよい。
【００２０】
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。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配線２１がマトリック状に設けられ、その端部は外囲器１０の外部に引出されている。
【００２１】
このようなＳＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１６およびメタルバック層１７にアノード電圧を印加して、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へ衝突させる。これにより、蛍光体スクリーン１６の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂが励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００２２】
次に、以上のように構成されたＳＥＤの製造に用いる排気封着装置について説明する。図３は、排気封着装置を示す斜視図、図４は、排気封着装置の断面構造を示し、図５は、排気封着装置のフレーム部分を拡大して示している。図３ないし図５に示すように、排気封着装置は、フレーム部分で上下に２分割される第１ユニット３０および第２ユニット３２を組み合わせて真空容器２８を構成し、外囲器１０の前面基板１１および背面基板１２を容器内部に出し入れを可能に構成されている。フレーム部分の結合部はガスケットにより気密に保たれている。
【００２３】
第１ユニット３０は、矩形枠状のフレーム（第１フレーム）３４ａと、フレーム３４ａの内側開口を塞ぐように配設された矩形状の第１保持板３６ａと、を備えている。第１保持板３６ａは、その周縁部が全周に亘りベローズ３５を介してフレーム３４ａの内面に接合されている。これにより、第１保持板３６ａは、フレーム３４ａに対して昇降自在に支持されている。フレーム３４ａの内側開口の寸法は、ＳＥＤの外囲器１０を構成する前面基板１１の外径寸法よりも小さく形成され、フレーム３４ａの外形寸法は、前面基板１１よりも大きく形成されている。第１保持板３６ａは、前面基板１１よりも小さな寸法に形成されている。
【００２４】
第２ユニット３２は、矩形枠状のフレーム（第２フレーム）３４ｂと、フレーム３４ｂの内側開口を塞ぐように配設された矩形状の第２保持板３６ｂと、を備えている。第２保持板３６ｂは、その周縁部が全周に亘りフレーム３４ｂの内面に気密に接合されている。フレーム３４ｂの内側開口の寸法は、ＳＥＤの外囲器１０を構成する背面基板１２の外径寸法よりも小さく形成され、フレーム３４ｂの外形寸法は、背面基板１２よりも大きく形成されている。第２保持板３６ｂは、背面基板１１よりも小さな寸法に形成されている。本実施形態において、フレーム３４ａおよびフレーム３４ｂは、互いに等しい外形寸法、および内側開口寸法に形成されている。
【００２５】
フレーム３４ａ、３４ｂは、十分に剛性のある材料、例えば、耐熱ステンレス材やチタン材により形成されている。第１保持板３６ａおよび第２保持板３６ｂは、それぞれ金属製の薄板により形成されている。後述するように、第１保持板３６ａおよび第２保持板３６ｂは、それぞれ前面基板１１および背面基板１２に密着して大気圧荷重に耐えるため、剛性は必要なく、例えば、厚さ０．２ｍｍ〜０．０５ｍｍの耐熱ステンレス材の薄板で形成されている。
【００２６】
第１および第２ユニット３０、３２は、フレーム３４ａ、３４ｂが互いに整列した状態で重ね合わされ、フレーム３４ａ、３４ｂ間の隙間は、ガスケット３８により気密に閉塞されている。第１および第２保持板３６ａ、３６ｂは僅かな隙間を置いた状態で互いに対向している。第１および第２ユニット３０、３２を重ね合わせることにより、フレーム３４ａ、３４ｂおよび第１、第２保持板３６ａ、３６ｂ、ベローズ３５によって規定された密閉空間４０を有する偏平な真空容器２８が形成される。第１ユニット３０および第２ユニット３２を互いに離間させて開放することにより、真空容器２８内にＳＥＤの外囲器１０を装填することができる。
【００２７】
真空容器２８の重量軽減、価格低減を図るため、薄板からなる第１保持板３６ａ、第２保持板３６ｂの面積を大きくとることが望ましい。本実施形態では、前面基板１１および背面基板１２の内、第１保持板３６ａ、第２保持板３６ｂを介して大気圧を受ける領域は、基板の周縁から約５０mmより内側の領域に設定されている。
【００２８】
シール部として機能するガスケット３８は、例えばゴムにより形成されている。後述する封着排気工程において、フレーム３４ａ、３４ｂを含む真空容器２８は高温に加熱される。ゴムのガスケット３８を用いた場合、ガスケットを冷却し低温に維持することが望ましい。そのため、フレーム３４ａ、３４ｂ内でガスケット３８の近傍には、冷却媒体、例えば、水を流す冷媒流路４２ａ、４２ｂが形成されている。各冷媒流路４２ａ、４２ｂの流入端には、冷却媒体を供給する供給パイプ４４ａ、４４ｂが接続され、流出端には、排出パイプ４５ａ、４５ｂがそれぞれ接続されている。
【００２９】
なお、ガスケット３８として、金属ガスケットを用いてもよい。この場合、気密性を上げるため、フレーム３４ａ、３４ｂ間の隙間に沿って、複数の金属ガスケットを２重あるいは３重に設けることが望ましい。また、金属ガスケットを用いる場合、ガスケットの冷却手段である冷媒流路を省略してもよい。
【００３０】
封着排気装置は、外囲器１０の封着部に排気のための開口を形成する複数のスペーサ５０、スペーサを引く抜く駆動機構、外囲器の封着部を押圧する押圧機構、真空容器２８内を排気する排気機構を備えている。第１ユニット３０のフレーム３４ａには、１つあるいは複数の排気孔５７が形成され、それぞれ密閉空間４０に連通している。排気孔５７には、排気機構を構成する排気ポンプ５５が排気管５３を介して接続される。排気ポンプ５５により、排気管５３および排気孔５７を通して密閉空間４０内を真空排気することにより、真空容器２８内は所望の真空度に排気される。
【００３１】
図４および図５に示すように、各スペーサ５０は、可動スペーサ５１および固定スペーサ５２を有している。可動スペーサ５１は、細長い板状に形成された本体５１ａ、本体の一側から延出しているとともに本体の長手方向に沿って互いに離間した複数の保持突起５１ｂ、および本体の他側から延出し係合部として機能する複数の係合突起５１ｃ、を一体に有している。
【００３２】
固定スペーサ５２は、可動スペーサ５１の本体５１ａおよび保持突起５１ｂに対応した平面形状を有し、シート状に形成されている。可動スペーサ５１と固定スペーサ５２とを加えたスペーサ５０全体の厚さは、外囲器１０の封着部の厚さ、すなわち、側壁１３の厚さ、フリットガラス２５の厚さ、および低融点金属２６の厚さを加えた厚さよりも大きく形成されている。
【００３３】
スペーサ５０は、着脱が容易なように外囲器１０の４つの辺ごとに設けられている。各スペーサ５０は、前面基板１１の側縁部と背面基板１２の側縁部との間に配置される。この際、固定スペーサ５２を背面基板１２の側縁部上に配置し、固定スペーサ上に可動スペーサ５１が配置される。
【００３４】
図３および図５に示すように、可動スペーサ５１を外囲器の側縁部から引き抜く駆動機構５４は、それぞれ可動スペーサ５１の係合突起５１ｃと係合可能な複数の係合板５４ａと、各係合板からフレーム３４ａの貫通孔３３を通って外部に延出した引っ張りロッド５４ｂと、フレーム３４ａの外側に設けられ、複数の引っ張りロッド５４ｂを互いに連結した連結板５４ｃと、連結板５４ｃを介して引っ張りロッド５４ｂおよび係合板５４ａをフレーム３４ａの外側に向けて引っ張る図示しない駆動源と、を備えている。フレーム３４ａ内において、各係合板５４ａとフレーム３４ａの内面との間には、支持部材としてのベローズ５６が設けられている。ベローズ５６は、引っ張りロッド５４ｂの回りで貫通孔３３を覆って設けられ、貫通孔３３および引っ張りロッド５４ｂの周囲を気密に塞いでいるとともに係合板５４ａを移動自在に支持している。上記駆動機構５４は、フレーム３４ａの各辺に設けられている。
【００３５】
図３および図５に示すように、押圧機構６０は、密閉空間４０内で外囲器１０の封着部と対向して設けられた押圧板６２と、押圧板６２をフレーム３４ａに対して昇降自在に支持したベローズ６５と、を有している。フレーム３４ａには、押圧板６２と対向する透孔６３が形成され、この透孔６３はベローズ６５によって気密に覆われている。また、押圧機構６０は、フレーム３４ａの外側から透孔６３を通してベローズ６５内に挿通され、押圧板６２を押圧する押圧ロッド６４と、この押圧ロッドを駆動する図示しない駆動源と、を備えている。透孔６３は、フレーム３４ａの各辺に複数ずつ設けられ、押圧機構６０により、外囲器１０の封着部を各辺ごとに押圧することができる。なお、封着時において、外囲器の封着部を押圧する必要がない場合は、押圧機構６０を省略してもよい。
【００３６】
次に、ＳＥＤの製造方法、および上記封着排気装置を用いた外囲器の封着排気方法について説明する。  
まず、前面基板１１となる厚さ１〜２ｍｍの板ガラスに蛍光体スクリーン１６を形成する。続いて、蛍光体スクリーン１６に重ねてアルミニウム膜等からなるメタルバック層１７を蒸着形成する。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形成する。前面基板１１の内面外周部に沿って低融点金属２６を矩形枠状に塗布して封着層を形成する。
【００３７】
続いて、背面基板１２となる厚さ１〜２ｍｍの板ガラスに電子放出素子１８および配線２１を形成する。次に、背面基板１２の内面外周部に沿ってフリットガラス２５を矩形枠状に塗布し封着層を形成する。この背面基板１２を大気中で仮焼成し有機溶剤と樹脂を除去しておく。その後、フリットガラス２５からなる封着層上に側壁１３を位置合わせした後、背面基板１２を大気中でフリットガラス２５の結晶析出温度まで昇温し、その温度を保持する。これにより、側壁１３をフリットガラス２５によって背面基板１２に封着する。この後、電子放出素子１８の活性化を行う。次いで、複数の支持部材１４を背面基板１２に対して位置合わせし、その端部を背面基板に固着する。
【００３８】
続いて、前面基板１１および背面基板１２を封着排気装置の真空容器２８内に装填する。この場合、まず、第１ユニット３０および第２ユニット３２を互いに離間させた状態で、背面基板１２を第２ユニット３２の所定位置に装填する。この際、背面基板１２を周縁部をフレーム３４ｂの内面上に載置し、背面基板１２の中央部を第２保持板３６ｂ上に載置する。
【００３９】
次いで、図５、図７および図８に示すように、封着部となる側壁１３の外側で背面基板１２の周縁部上に、かつ、４辺のそれぞれに沿って、固定スペーサ５２を配置し、各固定スペーサ上に可動スペーサ５１を載置する。この際、固定スペーサ５２および可動スペーサ５１は、その保持突起５１ｂが側壁１３と隣接対向する向きに配置する。なお、固定スペーサ５２は、後の工程で可動スペーサ５１を引き抜く際、背面基板１２への加傷を防止する。
【００４０】
次に、前面基板１１をバキューム吸着で保持し、背面基板１２との相対位置を合わせながら背面基板１２の上に重ね合わせる。この際、前面基板１１の中央部は、背面基板１２に設けられた支持部材１１に自重で押し付けられ、背面基板１２と所定の隙間に維持される。また、前面基板１１の周縁部は、可動スペーサ５１の保持突起５１ｂ上に載置される。可動スペーサ５１を含む各スペーサ５０は、外囲器１０の封着部よりも厚く形成されていることから、保持突起５１ｂ上に載置された前面基板１１の周縁部は、全周に亘り、背面基板１２との間隔が広がる方向に変形され、僅かに捲れ上がった状態となる。これにより、封着部である前面基板１１の周縁部と側壁１３との間に０．５〜２．０ｍｍ程度の隙間を形成し、この隙間と保持突起５１ｂ間の隙間とにより、外囲器１０内を排気するための排気孔、つまり、排気経路を外囲器の全周に亘って確保する。
【００４１】
続いて、図５に示すように、封着排気装置の第１ユニット３０を第２ユニット３２に被せる。これにより、フレーム３４ａはガスケット３８を挟んでフレーム３４ｂ上に気密に重なり、真空容器２８が形成される。同時に、第１保持板３６ａは、前面基板１１の中央部上に載置される。また、駆動機構の係合板５４ａが可動スペーサ５１の係合突起５１ｃと係合可能に対向する。押圧機構６０の押圧板６２は、外囲器１０の封着部と対向して位置する。
【００４２】
次に、排気管５３および排気孔５７を通して真空容器２８内を排気して減圧する。これにより、第１保持板３６ａおよび第２保持板３６ｂは大気圧により加圧され、前面基板１１の中央部および背面基板１２の中央部、例えば、基板の周縁から約５０ｍｍだけ中央部側に位置した領域に密着する。前面基板１１の中央部および背面基板１２の中央部は、第１保持板３６ａおよび第２保持板３６ｂを介して大気圧で加圧され、それぞれ支持部材１４に押付けられ、所定の間隔を置いて対向した状態に保持される。これにより、前面基板１１および背面基板１２の位置ずれを防止する。
【００４３】
この際、第１保持板３６ａおよび第２保持板３６ｂの面積はほぼ同一でし、作用する大気圧荷重は上下でほぼ均衡する。そのため、前面基板１１および背面基板１２は、自重により下方に下がろうとして一定の位置に固定される。
【００４４】
前面基板１１および背面基板１２の周縁部は、剛性の高いフレーム３４ａ、３４ｂによって規定された空間内に位置しているため、大気圧を受けることがない。そのため、前面基板１１の周縁部と背面基板１２の周縁部とは、スペーサ５０の厚さで決まる間隔に維持され、封着部の隙間が維持される。外囲器の周縁部と中央部とでは、前面基板１１と背面基板１２との間隔に０．５〜２．０ｍｍ程度の食い違いが生じる。しかし、前面基板１１および背面基板１２は板厚１〜２ｍｍのガラス基板で構成されていることから、容易に変形することができ、塑性変形又は破損することがない。
【００４５】
次に、上記のように前面基板１１及び背面基板１２が装填された真空容器２８を多段積み可能なカートに積み込み、各真空容器に真空排気系および冷却水系を接続した後、内部がガス雰囲気となっている加熱炉内に投入する。真空容器２８の真空排気はこの時点から開始する。この際、図７および図８に矢印で示すように、排気管５３および排気孔５７を通して真空容器２８内を真空排気することにより、図７および図８に矢印で示すように、封着部に形成された多数の隙間および開口を通して外囲器１０の内部が排気される。
【００４６】
真空排気しながら、真空容器２８を所定の昇温レートで加熱し、５００℃前後で一定時間保持する。これにより、前面基板１１、背面基板１２、蛍光体スクリーン１６等に吸着したガスを脱ガスし、放出されたガスを外部に排気する。また、加熱により、蛍光体スクリーン上に形成されたゲッタ膜２３を活性化する。これにより、活性化されたゲッタ膜２３は、吸着能力がほぼ劣化することなく動作状態となる。
【００４７】
ゲッタ膜の活性化が終了した時点で、排気のために形成した封着部の隙間を閉じる。すなわち、駆動機構５４により各係合板５４ａを外側に向けて引っ張り、背面基板１２の周縁部上に載置された各可動スペーサ５１を外側へ引き抜く。これにより、前面基板１１の周縁部は変形が解除され、もとの平坦な状態に復帰する。続いて、押圧機構６０の押圧板６２により、外囲器１０の封着部を所定の圧力で加圧する。この際、封着材である低融点金属２６は溶融していることから、前面基板１１の周縁部は、低融点金属２６により側壁１３に接合および封着される。
【００４８】
その後、所定の降温レートで真空容器２８の温度を下げ、封着材が完全に固化することにより、封着および排気が同時に完了する。封着完了後は真空容器２８内に窒素ガスを導入し室温までの冷却速度を速めることで処理時間が短縮される。次いで、第１ユニット３０を開放し、外囲器１０が真空容器２８から取り出される。以上の工程によりＳＥＤの外囲器１０が完成する。
【００４９】
以上のように構成された平面画像表示装置の製造方法および封着排気装置によれば、前面基板又は背面基板に排気孔や排気管を設ける必要がなく、十分に大きな排気コンダクタンスを確保することができる。これにより、排気時間を大幅に短縮することが可能となる。真空容器はフレーム部を除き大気圧に耐える必要性が無いことから、その大部分を薄板で構成することができ、低重量かつ低コストに抑えることが出来る。その結果、真空容器を小型で扁平な形状とすることができ、複数の真空容器を多段積みし、複数の外囲器に対して同時に封着排気処理を行うことが可能となる。これにより、生産性が飛躍的に向上し、製造コストの低減を図ることができる。更に、耐熱性の金属材料を用いることで真空容器を外部からガス雰囲気で加熱することができ、エネルギー効率の高い排気の一貫処理が可能となる。以上のことから、高効率で低コストの封着排気一貫プロセスが可能な製造方法、および封着排気装置を提供することができる。
【００５０】
この発明は上述した実施の形態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。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し、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。
【００５１】
上述した実施形態では、製造対象として、内面に蛍光体スクリーンを有する前面基板を備えたＳＥＤを例にとって説明したが、この発明はこれに限定されること無く、ＦＥＤ、ＰＤＰ、その他の真空装置、蛍光表示管、半導体センサーなど他のデバイスに対しても適用することができる。非蒸発型ゲッタも上記実施形態に限定されること無く、使用するデバイスの真空特性や放出ガス特性、耐熱性などに合わせ、種々使用することができる。
【００５２】
上述した実施形態では、外囲器の４辺に沿ってそれぞれスペーサを配置し、前面基板の４つの側縁部を背面基板側から離れる方向に変形させる構成としたが、少なくとも１側縁部のみを変形させて、排気用の隙間を形成する構成としてもよい。スペーサの形状は、櫛歯状に限定されることなく、必要に応じて変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、この発明の実施形態に係る製造方法によって製造されるＳＥＤを一部破断して示す斜視図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＳＥＤの断面図。
【図３】図３は、この発明の実施形態に係る封着排気装置を示す斜視図。
【図４】図４は、図３の線Ｂ−Ｂに沿った封着排気装置の断面図。
【図５】図５は、前記封着排気装置の真空容器に基板を収納し、内部を減圧した状態を示す断面図。
【図６】図６は、前記封着排気装置のスペーサを示す分解斜視図。
【図７】図７は、前記スペーサおよびスペーサ上に配置された前面基板を示す平面図。
【図８】図８は、前記真空容器内に配設された外囲器の封着部およびスペーサを示す断面図。
【符号の説明】
【００５４】
１０…外囲器、  １１…前面基板、  １２…背面基板、  １３…側壁、
１４…支持部材、  １６…蛍光体スクリーン、  １７…メタルバック層、
１８…電子放出素子、  Ｒ、Ｇ、Ｂ…蛍光体層、  ２０…遮光層、
２３…非蒸発型のゲッタ膜、  ２８…真空容器、  ３０…第１ユニット、
３２…第２ユニット、  ３４ａ、３４ｂ…フレーム、  ３６ａ…第１保持板、
３６ｂ…第２保持板、  ３８…ガスケット、  ４０…密閉空間、  ５０…スペーサ、
５１…可動スペーサ、  ５２…固定スペーサ、  ５４…駆動機構、  ５４ａ…係合板、
６０…押圧機構、
【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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【図８】
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