(57)【要約】【課題】基板全体を低温に維持しながら短時間で安定して封着を行うことができる画像表示装置の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】前面基板１１および背面基板１２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２１ａ、２１ｂを形成した後、これらの基板を対向配置する。前面基板および背面基板を対向配置した状態で封着層に通電し、封着材を加熱溶融させ、前面基板および背面基板の周辺部同士を接合する。封着材を通電加熱する際、封着材の温度変化に基づいて、封着材への通電を制御する。【選択図】    図８
2005174739.tif 000002
【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において、
前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、
前記前面基板および背面基板を対向配置した状態で前記封着層に通電し、前記封着材を加熱溶融させ、前記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合し、
前記封着材を通電加熱する際、前記封着材の温度変化に基づいて、前記封着材への通電を制御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】
前記前面基板または背面基板の前記封着層に対向する部分の温度を測定して前記封着材の温度を検出し、検出された温度に基づいて前記封着材への通電を制御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】
前記対向する部分に温度計測手段を接触させて温度を検出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】
前記封着層と対向する複数部分の温度をそれぞれ検出し、最も温度の低い部分が所定の温度を越えた時点で、前記封着層への通電を停止することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記封着層と対向する複数部分の温度をそれぞれ検出し、最も温度の高い部分が所定の温度を越えた時点で、前記封着層への通電電流値を低下させることを特徴とする請求項２ないし４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６】
上記封着層の外側側面に温度計測手段を設け、上記封着材を通電加熱する際、上記封着層の温度を直接検出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７】
上記封着層の外側側面の複数部分で温度をそれぞれ検出し、最も温度の低い部分が所定の温度を越えた時点で、前記封着層への通電を停止することを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
上記封着層の外側側面の複数部分で温度をそれぞれ検出し、最も温度の高い部分が所定の温度を越えた時点で、前記封着層への通電電流値を低下させることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
隙間を置いて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、前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、前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において、
前記封着層に電流を流す電源と、前記前面基板および背面基板を互いに対向して支持する支持機構と、前面基板および背面基板の少なくとも一方の基板を他方の基板に向かって押圧する駆動機構と、前記封着層に通電している間、前記封着層の温度を計測する温度計測手段と、前記温度測定手段により測定された温度の変化に応じて前記封着層への通電を制御する電源制御部と、を備えていることを特徴とする画像表示装置の製造装置。
【請求項１０】
前記温度測定手段は、前記前面基板または背面基板の前記封着層に対向する部分に接触可能に設けられた熱電対を備えていることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対向配置された基板と複数の画素とを有した画像表示装置の製造方法および製造装置に関する。
【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。
【０００３】
例えばＦＥＤやＳＥＤでは、一般に、所定の隙間を置いて対向配置された前面基板および背面基板を有し、これらの基板は、矩形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】
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。
【０００６】
例えば、前記のようなＦＥＤにおいて、外囲器を構成する前面基板および背面基板を矩形枠状の側壁を介して接合するために様々な製造方法が検討されている。例えば、真空装置内において、前面基板と背面基板を十分に離した状態で両基板をべーキングしながら真空装置全体を高真空になるまで排気し、所定の温度および真空度に到達したときに前面基板と背面基板を、側壁を介して接合する方法が挙げられる。この方法では、通常、ゲッターの吸着能力を低下させないように、シール材として比較的低温で封着が可能なインジウムが用いられる。
【０００７】
しかしながら、インジウムは低融点金属とはいえ、その溶融温度は約１６０℃であり、この温度でもゲッターの吸着能力は低下することが確かめられている。また、この温度で封着した画像表示装置を動作させると、ライフ特性が劣化することが実験で確認された。
【０００８】
これらの問題を解決する方法として、基板間にインジウム等の低融点封着材を充填し、この封着材に通電しそのジュール熱により封着材自身を発熱、溶解させ、基板同志を結合する方法（以下、通電加熱と称する）が検討されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、ゲッター形成領域を１００〜１４０℃程度に保ちながら、封着材のみを高温にして溶融することができるため、ゲッターの吸着能力低下を防止することができる。また、基板の加熱、冷却に膨大な時間を費やす必要がなく、短時間で基板を接合し外囲器を形成する事が可能となる。
【特許文献１】特開２００２−３１９３４６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した製造方法において、インジウムの充填工程では、温度、超音波のエネルギー、充填ジグの経時変化などにより、インジウムの充填幅、厚さにばらつきが発生する。また、通電時のインジウムには表面張力の変化などにより凹凸や粗密が発生する。更に、通電時の基板温度も、製造装置の経時変化や基板の反りなどによって若干のばらつきが生じる場合がある。
【００１０】
従来のように約１６０℃で加熱封着を行う場合、上記のような充填インジウムのばらつきは封着に大きな影響を与えないため、問題にはならなかった。しかし、通電封着の場合、充填インジウムのばらつきによってインジウムの発熱が異なるため、温度が高くなりすぎて基板が割れる、冷却時間が延びる、などの問題が発生する。逆に、温度が低くインジウムが完全に溶融する前に通電が停止され、封着ができないといった問題が発生していた。このため、インジウムや基板温度のばらつきに影響されない製造方法が望まれている。
【００１１】
この発明はこれらの課題に鑑みなされたもので、その目的は、基板全体を低温に維持しながら短時間で安定して封着を行うことができる画像表示装置の製造方法および製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の態様に係る画像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において、  
前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、前記前面基板および背面基板を対向配置した状態で前記封着層に通電し、前記封着材を加熱溶融させ、前記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合し、前記封着材を通電加熱する際、前記封着材の温度変化に基づいて、前記封着材への通電を制御することを特徴としている。
【００１３】
この発明の形態に係る画像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、前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、前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において、  
前記封着層に電流を流す電源と、前記前面基板および背面基板を互いに対向して支持する支持機構と、前面基板および背面基板の少なくとも一方の基板を他方の基板に向かって押圧する駆動機構と、前記封着層に通電している間、前記封着層の温度を計測する温度計測手段と、前記温度測定手段により測定された温度の変化に応じて前記封着層への通電を制御する電源制御部と、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板全体を低温に維持しながら短時間で安定した封着が可能な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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面を参照しながら、この発明に係る画像表示装置をＦＥＤに適用した実施形態について詳細に説明する。  
図１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、これらの基板は所定の間隔で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。そして、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、内部が高真空に維持された偏平な矩形状の真空外囲器１０を構成している。
【００１６】
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、前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。なお、支持部材は板状に限らず、柱状のものを用いてもよい。
【００１７】
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遮光層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の前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。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層１７およびバリウムからなるゲッター膜２７が順に重ねて形成されている。
【００１８】
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。そして、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。導電性カソード層とゲート電極は、それぞれ直交する方向にストライプ状に形成されており、背面基板１２の周縁部には、これら導電性カソード層およびゲート電極に電位を供給する多数本の配線２３が形成されている。
【００１９】
前記のように構成されたＦＥＤにおいて、映像信号は、単純マトリックス方式に形成された電子放出素子２２とゲート電極２８に入力される。電子放出素子を基準とした場合、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。
【００２０】
このように蛍光体スクリーン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。背面基板１２と側壁１８との間は、低融点ガラス１９によって封着されている。また、前面基板１１と側壁１８との間は、導電性を有する低融点封着材としてインジウム（Ｉｎ）を含んだ封着層２１によって封着されている。
【００２１】
次に、前記構成を有する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。これは、前面基板１１と同じ大きさの板ガラスを準備し、この板ガラスにプロッターマシンで蛍光体ストライプパターンを形成する。この蛍光体ストライプパターンを形成した板ガラスと前面基板用の板ガラスとを位置決め治具に載せて露光台にセットする。この状態で、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形成する。その後、蛍光体スクリーン１６に重ねてメタルバック層１７を形成する。
【００２２】
続いて、背面基板１２用の板ガラスに電子放出素子２２を形成する。これはまず、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。このレジストパターンをマスクとして金属膜をウェットエッチング法またはドライエッチング法によりエッチングし、ゲート電極２８を形成する。
【００２３】
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。
【００２４】
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５および図６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充填し封着層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充填し封着層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、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。
【００２５】
次いで、図６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３０ａ、３０ｂを装着する。ここで、各電極は、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、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、後述するコンタクト電極に接触する舌片部３５、封着層２１に接触可能な接触部３６を一体に備えている。そして、電極３０ａ、３０ｂ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３０ａ、３０ｂの接触部３６を、側壁１８に形成されたインジウムに接触させ、電極を封着層２１ａに対して電気的に接続する。
【００２６】
電極３０ａ、３０ｂは、封着層２１ａ、２１ｂに通電する際の電極として用いられ、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３０ａ、３０ｂは、背面基板１２の対角方向に対向する２つの角部近傍に装着され、電極間に位置した封着層の長さは、各電極の両側でほぼ等しく設定されている。
【００２７】
電極３０ａ、３０ｂを装着した後、背面基板１２および前面基板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７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。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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、メタルバック層１７の外側にゲッター膜２７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。
【００３０】
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８に示すように、組立室１０５の内部には、ホットプレート１３１、１３２が隙間を置いて水平に対向配置されている。ホットプレート１３２の下方には昇降自在なステージ１３４が配設され、このステージ上には複数の支持ピン１３３が垂直に立設されている。各支持ピン１３３の延出端にはバネ１３０が取り付けられている。支持ピン１３３は、ホットプレート１３２に形成された透孔に摺動自在に挿通され、その先端部により背面基板１２を支持可能となっている。支持ピン１３３およびステージ１３４は、組立室１０５の外側に配設されたモーター１３５により昇降駆動される。ステージ１３４、支持ピン１３３およびモーター１３５は駆動機構を構成しているとともに、ホットプレート１３１、１３２と共に支持機構を構成している。また、組立室１０５の外側にはステージ１４８が設けられ、このステージにはエアーシリンダー１４６が接続されている。ホットプレート１３２は複数のシャフト１４７を介してステージ１４８に連結されている。そして、ホットプレート１３２は、エアーシリンダー１４６を駆動することにより、他方のホットプレート１３１に対して接離する方向へ昇降駆動される。
【００３１】
ホットプレート１３２の端部には、背面基板１２に装着された電極３０ａ、３０ｂの舌片部３５とそれぞれ接触する一対のコンタクト電極１３７が設けられている。また、各コンタクト電極１３７は通電配線１３６を介して電源１２０に電気的に接続されている。電源１２０は、この電源を制御する電源制御部として機能するコンピュータ１２１と接続されている。
【００３２】
組立室１０５内において、ホットプレート１３１の上方には昇降自在なステージ１３９が配置され、ホットプレート１３１と対向している。このステージ１３９には、前面基板１１の温度を測定する複数、例えば１６本の熱電対１３８が支持されている。温度測定手段として機能する熱電対１３８は、前面基板１１の内面に形成された封着層２１ｂと対向する位置に設けられ、この封着層に沿って等間隔離間して配置されている。熱電対１３８およびステージ１３９は、組立室１０５の外側に配設されたモーター１４０により昇降駆動される。ステージ１３９およびモーター１４０は熱電対１３８を駆動する駆動機構を構成している。ホットプレート１３１には、それぞれ熱電対１３８と対向する位置に複数の透孔１４１が形成されている。前面基板１１に向かって熱電対１３８が下降すると、各熱電対は透孔１４１を通り前面基板１１の外面に当接することができる。各熱電対１３８は補償導線１４４を介してデータロガー１４５に接続され、熱電対から出力される温度はデータロガー１４５に取り込まれ、そのデータはコンピュータ１２１に入力される。
【００３３】
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に対して位置決め固定され、これらのホットプレートにより約１２０℃で温度保持される。この際、前面基板１１は下向きに位置決めされた後、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に吸着固定される。
【００３４】
前面基板１１および背面基板１２の相互位置合わせが完了した後、モーター１３５を駆動してステージ１３４および支持ピン１３３を上昇させ、支持ピン１３３により背面基板を支持するとともに前面基板１１方向へ移動させ、前面基板に対して背面基板を所定の圧力で加圧する。この際、基板毎に反りやインジウムの充填量に若干のばらつきがあるが、支持ピン１３３の先端に設けられたバネ１３０がこれらのばらつきを吸収することができる。そのため、どのような基板であっても安定して加圧をすることができる。加圧により、前面基板１１側および背面基板１２側の封着層２１ｂ、２１ａ間に電極３０ａ、３０ｂの接触部３６が挟み込まれ、各電極は、両基板の封着層２１ａ、２１ｂに対して同時に電気的に接触する。この後、エアーシリンダー１４６を動作させてホットプレート１３２を上方へ押し上げ、コンタクト電極１３７をそれぞれ電極３０ａ、３０ｂに接触させる。
【００３５】
続いて、駆動機構によりステージ１３９および複数の熱電対１３８を下降させる。複数の熱電対１３８はそれぞれホットプレート１３１の対応する透孔１４１を通って下降し、その先端が前面基板１１の外面に接触する。
【００３６】
この状態で、電源１２０から１４０Ａの直流電流を出力し、通電配線１３６、コンタクト電極１３７、電極３０ａ、３０ｂを通して封着層２１ａ、２１ｂに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、１０秒程度でインジウムの溶融が始まる。この際、封着層２１ａ、２１ｂの充填幅、厚さのばらつきや通電時の表面張力の変化などにより、封着層の断面積にばらつきが生じ、インジウムの溶融にもばらつきが生じる。そこで、通電加熱中、熱電対１３８により前面基板１１外面の温度を測定し、最も温度の低い部分が一定温度、例えば１４０℃を越えたときに通電を終了する。この時、前面基板１１外面の最も温度の低い部分に対応する位置における封着層の温度、つまり、インジウムの温度は１６０℃を超え、溶融した状態となっている。また、前面基板１１外面の最も温度の高い部分が一定温度、例えば１８０℃を越えた場合、インジウムに印加する電流値を１００Ａに低下させる。これにより、インジウムの過昇温を抑えることができる。
【００３７】
一方、この際、大部分のインジウムが溶融している状態であり、その熱が前面基板１１およびインジウムの他の部分に伝わる。そのため、比較的、低電流であっても溶融していない部分も短時間で溶融に到る。よって、温度が高くなりすぎて基板が割れる、冷却時間が延びる、などの問題を防ぐことが可能になる。
【００３８】
上述した通電加熱時におけるインジウムの温度変化Ａおよび前面基板外面の温度変化Ｂは図９に示すようになる。このグラフは、両者の温度変化の関係を把握するために両方に熱電対を取り付けて温度測定したものである。基板の昇温時は両者の温度に差が発生するが、基板の厚さと電流値が決まれば温度差は一定となり、前面基板外面の温度によりインジウムの温度を判断することができる。固化後のインジウム温度および基板温度はほとんど同じとなるため、前面基板外面の温度によりインジウムの温度を判断することができる。
【００３９】
このように、インジウムが所定の温度に加熱され完全に溶融した時点で、コンピュータ１２１から電源１２０へ通電終了の信号を送り、封着層への通電を停止する。その後、数分間、加圧状態を保持することにより、インジウムが冷却固化され、前面基板１１と側壁１８とが封着層２１によって封着される。これにより、真空外囲器１０が形成される。このときも、熱電対１３８による温度測定を継続し、検出されたすべての温度が一定温度以下、例えば１３０℃以下になった後、基板取出動作に入るようにすると、安定して基板を冷却室に送ることができる。封着後の真空外囲器１０は、冷却室２０６に送られ、常温まで冷却されて、アンロード室２０７から取り出される。以上の工程により、ＦＥＤが完成する。なお、電極３０ａ、３０ｂは、封着後、除去してもよい。
【００４０】
以上のようなＦＥＤの製造方法および製造装置によれば、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、インジウムを用いて通電封着することにより、短時間で封着を完了することができるために量産性に優れた製造方法および製造装置とすることが可能となる。
【００４１】
また、基板ごとに封着材の充填量や基板温度などにばらつきが生じた場合でも、通電加熱時の封着材の温度変化を計測し、その温度変化に応じて基板ごとの通電加熱条件を適切に設定することができる。従って、基板全体を低温に維持しながら、短時間で確実に接合を行うことが可能であり、ゲッターの吸着能力を維持して安定かつ良好な画像を得ることが可能なＦＥＤを製造することができる。
【００４２】
本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４３】
例えば、上述した実施形態では前面基板の温度を熱電対により測定したが、これに限らず背面基板側に熱電対を配置してその温度を測定してもよく、あるいは両基板の温度測定してもよい。また、封着層の厚さを確保することができる場合には、先端を絶縁被覆した熱電対を基板側面側に配置し、インジウムに対して熱電対の先端を直接接触させて温度を測定する構成としてもよい。温度計測手段は熱電対に限らず、他の温度センサーを用いてもよい。
【００４４】
導電性を有した低融点封着材としては、インジウムの代わりに、Ｉｎ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｓｎ及びＺｎよりなる群から選択される単体金属か、もしくはＩｎ、Ｇａ、Ｐｂ、Ｓｎ及びＺｎよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する合金を用いることができる。特に、Ｉｎ及びＧａよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含む合金、Ｉｎ金属、Ｇａ金属を使用することが望ましい。ＩｎもしくはＧａを含む低融点封着材は、ＳｉＯ２を主成分とするガラス製基板との濡れ性に優れるため、低融点封着材の配置される基板がＳｉＯ２を主成分とするガラスで形成されている場合に特に適している。好ましい低融点封着材は、Ｉｎ金属、Ｉｎを含む合金である。Ｉｎを含む合金としては、例えば、ＩｎとＡｇを含む合金、ＩｎとＳｎを含む合金、ＩｎとＺｎを含む合金、ＩｎとＡｕを含む合金などを挙げることができる。
【００４５】
また、外囲器の側壁は、予め背面基板あるいは前面基板と共に一体的に成形された構成としてもよい。真空外囲器の外形状や支持部材の構成は前記実施の形態に限られるものでないことはいうまでもない。マトリックス型の遮光層と蛍光体層を形成し、断面が十字型の柱状支持部材を遮光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。前記実施形態では、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において本発明を適用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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施形態に係るＦＥＤ全体を示す斜視図。
【図２】前記ＦＥＤの内部構成を示す斜視図。
【図３】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図。
【図４】前記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】前記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６】前記ＦＥＤの背面基板に電極を取り付けた状態を示す斜視図。
【図７】前記ＦＥＤの製造に用いる真空処理装置を概略的に示す図。
【図８】前記真空処理装置の組立室、および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９】封着時における基板および封着材の温度変化を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１０…真空外囲器、  １１…前面基板、  １２…背面基板、
１４…支持部材、  １６…蛍光体スクリーン、  １８…側壁、
２１、２１ａ、２１ｂ…封着層、  ２２…電子放出素子、
３０ａ、３０ｂ…電極、  １００…真空処理装置、  １２０…電源、
１３１、１３２…ホットプレート、  １３４、１３９…ステージ、
１３８…熱電対
【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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【図９】
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