(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周縁部に封着層２１を形成する。前面基板および背面基板をそれぞれ複数の領域に分割されたヒーター１３１、１３２により加熱した状態で、封着層に通電して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。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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それぞれ複数に分割された加熱手段により加熱しながら、または加熱した後、前記封着層に通電して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】
前記前面基板および背面基板をそれぞれ複数の加熱手段により複数の温度条件で加熱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】
前記前面基板および背面基板の各コーナー部分を中央部分よりも高い温度で加熱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】
前記封着層に通電する際、前記前面基板あるいは背面基板の前記封着層近傍の領域を通電前よりも高い温度で加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記封着層に通電中または通電後、前記封着層近傍を通電前よりも低い温度で加熱する、または加熱を止めることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記加熱手段が、前記前面基板および背面基板の中央部を加熱する領域と周辺部を加熱する領域とで構造的に分離していることを特徴とする請求項１ないし５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７】
前記通電中、または通電後に、前記加熱手段を前記前面基板または背面基板から離間する方向に移動させ、前記前面基板または背面基板を冷却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。
【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】
上述の通電加熱技術においては、封着を安定して行うために、低融点封着材へ安定した電流を流して均一に溶融させる必要がある。また、低融点封着材を均一に充填するとともに、封着材が充填されている領域を均熱化して通電する必要がある。前者は、封着材に対して電気的に接触する電極を使用することで達成される。また、基板を均熱する方法としては、基板と同等のサイズ、または基板よりも大きいサイズの１枚の板状ヒーターに対して基板を位置決めし、板状ヒーターを所定の温度に昇温して加熱することが通常行われる。この板状ヒーターとしては、例えばブロックにカートリッジヒーターを埋め込んだ物が使用される。このようなヒーターは、加熱領域の面内温度分布が±１℃に制御され、精度よく加熱を行うことができる。
【００１０】
しかしながら、基板と板状ヒーターを接触させた場合、ヒーター面と基板面の接触熱抵抗により、基板面の温度はヒーター温度よりも低くなる。板状ヒーターと接触していない面は、放熱のためさらに温度が低くなる。この際、基板形状がおおむね長方形であるため、放熱は基板中央部に対して周辺部の方が大きく、とくに基板コーナー部の放熱が最も大きい。よって、板状ヒーターの温度均一性がよくても、基板温度は周辺に至るにしたがって低くなる分布となる。
【００１１】
また、基板面に傷をつけたくない等の理由で、基板と板状ヒーターを若干離して位置決めすることがよく行われるが、この場合には板状ヒーターからの熱放射によって基板が加熱されるため、加熱の効率が悪くなり、上述の基板温度分布の変化が顕著になる。更に、封着装置内には基板を均熱するためのヒーターの他に、基板を搬送する機構や位置合わせする機構などさまざまな内蔵物があるため、それらによる熱反射あるいは熱吸収などにより、基板の温度は場所ごとに異なってしまう。
【００１２】
よって、例えヒーターの均熱性を確保したとしても基板温度は均熱化されず、封着材を充填した領域の温度が不均一になってしまっていた。このように温度の不均一が起こると、温度が低い基板コーナー部の溶融が悪くなって基板の厚さが部分的に厚くなり、あるいは、封着材が十分溶融しないために、基板の真空気密性が確保できないという問題が発生していた。更に、封着材を十分溶融させるために通電時間を長くしたり通電電流を高くしたりすると、温度が高い部分の封着材が通電によって発熱しすぎて断線するなどの問題が生じていた
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を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明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した外囲器と、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それぞれ複数に分割された加熱手段により加熱しながら、または、加熱した後、前記封着層に通電して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することを特徴としている。
【００１４】
上述のような画像表示装置の製造方法とすると、基板の温度ばらつきに応じて選択的に加熱を制御することができるため、封着部の構造に合わせてヒーターの温度を変えることにより、基板の温度ばらつきを吸収することができる。さらに、放熱しやすい基板コーナー部のヒーター温度を上げることで、基板を均熱化することが可能になる。これにより、封着材を均一に溶融することができるので、安定して封着することができる。よって、全体を低温に維持し、ゲッターの吸着能力を維持して安定かつ良好な画像を表示することができるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上述べたように本発明によれば、前面基板および背面基板をそれぞれ複数の加熱手段により複数の温度条件で加熱することによって、基板温度を均一にすることができる。これにより、封着材を均一に溶融することができるので、安定して封着することができる。よって、ゲッターの吸着能力を維持し、ライフ特性のよい良好な画像表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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に適用した第１の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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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に一対の電極３０ａ、３０ｂを装着する。これらは、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、通電用の電極３０ａ、３０ｂは、クリップ部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。この際、側壁１８上で各電極３０ａ、３０ｂの接触部３６を封着層２１ａに接触させ、電極を封着層に対して電気的に接続する。
【００２７】
各電極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。
【００２８】
電極３０ａ、３０ｂ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。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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、前面基板１１および背面基板１２は対向配置された状態で、前面基板１１および背面基板１２の外面にホットプレート１３１、１３２がそれぞれ密着して保持される。前面基板１１は落下しないように、固定治具１３３によりその周辺部が固定される。そして、ホットプレート１３１、１３２により前面基板１１および背面基板１２を所定の温度に加熱する。
【００３２】
図９に示すように、ホットプレート１３１、１３２の各々は、基板の領域に対応する以下の９つの領域に分割されている。  
第１領域１４１：蛍光体スクリーンあるいは電子放出源と対向する領域（１つ）  
第２領域１４２：基板長辺部の封着面と対向する領域（２つ）  
第３領域１４３：基板短辺の封着面と対向する領域（２つ）  
第４領域１４４：基板コーナー部の封着面と対向する領域（４つ）
ホットプレート１３１、１３２の温度は、第１ないし第４領域にそれぞれ対応して４系統ずつ制御され、本実施形態において、各領域の温度は以下のように設定される。  
【表１】
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【００３３】
基板中央部に対向する第１領域１４１よりも、基板の周辺部に対向する第２および第３領域１４２、１４３、更には、基板コーナー部に対向する第４領域１４４へ至るにしたがって温度が高くなるように温度設定している。また、背面基板１２を加熱するホットプレート１３２の第４領域１４４の温度は、前面基板１１を加熱するホットプレート１３１の第４領域１４４よりも高く設定されている。これは、背面基板１２には側壁１８が取り付けられていること、および、背面基板は前面基板１１よりも寸法が大きく、その分放熱が大きいことが理由である。このように基板のコーナー部に対応する第４領域１４４の温度を高く設定することにより、図１０に示すように、封着領域の温度分布は、１２０℃±１．５℃の範囲におさまった。なお、これらの分割ホットプレート１３１、１３２としては、例えばステンレスやアルミ製真空用ホットプレートが使用される。
【００３４】
この後、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、両基板の封着層２１ａ、２１ｂ間に各電極３０ａ、３０ｂの接触部３６を挟み込む。これにより、各電極は、両基板１１、１２の封着層２１ａ、２１ｂに同時に電気的に接触する。
【００３５】
この状態で、図１１に示すように、電源１２０から一対の給電端子４０および一対の電極３０ａ、３０ｂ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。上述のように、前面基板１１および背面基板１２はホットプレート１３１、１３２により全体が均一に加熱され、封着層２１ａ、２１ｂの温度も均熱化されている。そのため、封着層２１ａ、２１ｂへ通電することにより、インジウムは均一に溶融し、前面基板１１および側壁１８が精度よく気密に封着される。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冷却されて固まり、封着層２１により前面基板１１と側壁１８とが封着され、真空外囲器１０が形成される。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、画像表示装置が完成する。なお、電極３０ａ、３０ｂは、封着後、除去してもよい。
【００３６】
以上のようなＦＥＤの製造方法によれば、ホットプレート１３１、１３２を前面基板１１および背面基板１２の各領域に合わせて第１、第２、第３、第４領域１４１、１４２、１４３、１４４に分割し、それぞれの領域について温度制御を行っている。そして、基板中央部に対向する第１領域１４１よりも、基板の周辺部に対向する第２および第３領域１４２、１４３、更には、基板コーナー部に対向する第４領域１４４へ至るにしたがって温度が高くなるように設定することにより、前面基板１１および背面基板１２を全域に渡って均一の温度で加熱することができる。そのため、封着層に通電する際、インジウムを均一に温度上昇させて溶融させることができ、基板を加圧すると封着部分の厚さが一様になる。従って、気密性にすぐれた画像表示装置を安定して製造することができる。
【００３７】
次に、この発明の第２の実施形態に係るＦＥＤの製造方法について説明する。  
第２の実施形態によれば、組立室１０５に設けられ前面基板および背面基板を加熱する加熱手段は、ホットプレートおよびシースヒーターを組み合わせて構成されている。図１２および図１３に示すように、前面基板１１を加熱する加熱手段は、前面基板１１の中央部を約１２０℃の温度に均熱するホットプレート１３４と、基板周辺部を加熱する８分割されたシースヒーター１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ、１３６ｄ、１３６ｅ、１３６ｆ、１３６ｇ、１３６ｈと、これらのホットプレートおよびシースヒーターの温度を制御する図示しない４系統の制御系とを備えている。同様に、背面基板１２を加熱する加熱手段は、背面基板１２の中央部を約１２０℃の温度に均熱するホットプレート１３５と、基板周辺部を加熱する８分割されたシースヒーター１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃ、１３７ｄ、１３７ｅ、１３７ｆ、１３７ｇ、１３７ｈと、これらのホットプレートおよびシースヒーターの温度を制御する図示しない４系統の制御系とを備えている。ホットプレート１３４、１３５には真空ホットプレートが、シースヒーター１３６ａないし１３６ｈ、および１３７ａないし１３７ｈには真空用シースヒーターを用いている。
【００３８】
ホットプレート１３４、１３５は前面基板１１および背面基板１２よりも小さいサイズで、蛍光体スクリーンあるいは電子放出素子が設けられた領域に合わせた大きさに形成されている。また、シースヒーター１３６ａないし１３６ｈ、および１３７ａないし１３７ｈは、それぞれ封着層２１ａ、２１ｂが充填された領域に合わせて位置出しされている。そして、シースヒーター１３６ａ、１３６ｃ、１３６ｅ、１３６ｇ、並びにシースヒーター１３７ａ、１３７ｃ、１３７ｅ、１３７ｇは、基板コーナー部の封着面と対向して設けられ、シースヒーター１３６ｂ、１３６ｆ、並びにシースヒーター１３７ｂ、１３７ｆは、基板長辺部の封着面と対向して設けられている。シースヒーター１３６ｄ、１３６ｈ、並びにシースヒーター１３７ｄ、１３７ｈは、基板短辺部の封着面と対向して設けられている。
【００３９】
組立室１０５に搬送された前面基板１１および背面基板１２は、対向配置された状態で、ホットプレート１３４、１３５に密着して保持される。前面基板１１は落下しないように、公知の静電吸着技術によりホットプレート１３５に対して吸着固定され、この静電吸着装置はホットプレート１３５に組み込まれている。
【００４０】
８分割されたシースヒーター１３６ａ〜１３６ｈ、および１３７ａ〜１３７ｈはそれぞれそれぞれ封着層２１ａ、２１ｂが充填された領域に合わせて位置出し、それぞれ３系統の制御系により下記温度に制御される。
【表２】
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【００４１】
基板中央部に対向するホットプレート１３４、１３５よりも、基板の長辺部および短辺部に対向するシースヒーター１３６ｂ、１３６ｆ、１３６ｄ、１３６ｈおよびシースヒーター１３７ｂ、１３７ｆ、１３７ｄ、１３７ｈ、更には、基板コーナー部に対向するシースヒーター１３６ａ、１３６ｃ、１３６ｅ、１３６ｇ、およびシースヒーター１３７ａ、１３７ｃ、１３７ｅ、１３７ｇへ至るにしたがって温度が高くなるように温度設定している。また、背面基板１２のコーナー部を加熱するシースヒーター１３７ａ、１３７ｃ、１３７ｅ、１３７ｇの設定温度が、前面基板１１のコーナー部を加熱するシースヒーター１３６ａ、１３６ｃ、１３６ｅ、１３６ｇの設定温度も高くなっている。これは、背面基板に側壁１８が取り付けられていることと、背面基板の大きさが前面基板よりも大きく、その分放熱が大きいことが理由である。このように基板のコーナー部に対応するシースヒーターの温度を高く設定することにより、封着領域の温度分布は、第１の実施形態と同様に、１２０℃±１．５℃の範囲におさまった。これにより、封着層を構成したインジウムを均一に溶融し、安定して基板を封着することができるようになった。
【００４２】
また、シースヒーターはホットプレートに比較して熱容量が小さいため、ヒーターへ通電を停止すると速やかに温度が低下する。したがって、通電開始後、または通電終了後にシースヒーターを止めるようにすれば、インジウム領域に対して熱放射する加熱源が無くなる。そのため、通電による基板の熱を基板外面から速やかに放熱させて温度を下げることができる。よって、通電封着工程に費やす時間が短くなり、量産性の向上を図ることができる。
【００４３】
なお、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。  
前記のほか、この発明を以下の実施態様に適用することができ、それぞれについて上述した第１、第２の実施形態以外の有用な効果を得ることができる。
【００４４】
第３の実施形態：  
組立室１０５の加熱手段を、基板中央部を均熱するホットプレートと、基板周辺部を加熱する前記実施形態と同様の分割型のシースヒーターとで構成する。通電開始と同時に全シースヒーターの温度を、例えば１０〜５０℃上昇させ、通電終了後もとの温度に戻す。通常、通電加熱では基板の片面側が溶融した封着層によって加熱されるため、基板表裏の温度差によって基板に反りが発生する。適度な反りの場合は余剰封着材をコーナーから押し出す効果があるが、例えば基板サイズが対角寸法で６０インチを超える場合など、反りが大きくなりすぎて封着に悪影響をおよぼす場合がある。このような場合には、封着材に対向する加熱手段の温度を上げることで、基板表裏の温度差を小さくし、反り量を低減する効果が得られる。また、加熱手段にシースヒーターを用いた場合、その熱容量が小さいので、温度上昇後もとの温度に設定し直したときに、すみやかに温度が下がるので望ましい。
【００４５】
第４の実施の形態：  
本実施形態によれば、図１４に示すように、組立室１０５の加熱手段はホットプレート１３１、３１２を備え、各ホットプレートは第１の実施形態と同様に、９つの領域に分割されている。また、本実施形態によれば、基板を支持する支持機構は、ホットプレート１３１、１３２と独立して設けられている。ホットプレート１３１、１３２において、基板の中央部を加熱する第１領域１４１には、複数、例えば、１６の透孔５０が形成され、全域に渡って分布している。これらの透孔５０には、支持機構の支持棒５２がそれぞれ昇降自在に挿通されている。
【００４６】
第４の実施形態では、前面基板１１および背面基板１２は、ホットプレート１３１、１３２に対してそれぞれ位置決めおよび密着され、これらのホットプレートにより均一に加熱される。その後、図１５に示すように、前面基板１１および背面基板１２の一方、例えば、背面基板１２は、支持棒５２によってホットプレート１３２から押し上げられ、前面基板１１に接近する方向に加圧される。この状態で、封着層２１に通電される。
【００４７】
通電後、図１６に示すように、前面基板１１および背面基板１２は支持棒５２によって両側から支持され、ホットプレート１３１、１３２は前面基板１１および背面基板１２から離間する方向に移動される。これにより、前面基板および背面基板の外面からの放熱が大きくなり、速やかに基板が冷却される。ホットプレート１３１、１３２には支持棒５２を通過するための透孔５０があけられ、これらの透孔の位置に対応する基板の温度は他の部分よりも若干低くなる（実験によると、３０ｍｍの透孔径に対して、基板温度は約５℃低くなった）。しかし、透孔５０の形成位置は、基板の蛍光体スクリーンまたは電子放出源に対応する位置であるため、封着する際に悪影響が出ることはない。また、ホットプレート１３１、１３２を９分割して、各々を別々に温度設定することにより、封着層２１を均一に加熱溶融することができる。
【００４８】
第５の実施の形態：  
本実施形態によれば、組立室１０５の加熱手段は、図１４に示したホットプレート、あるいは、図１３に示したホットプレートとシースヒーターとの組み合せによって構成され、それぞれ９つの領域に分割されている。そして、これらの９つの領域の温度制御は、９系統で別々に行われる。封着部の構造によって基板温度が非対称な分布となる場合、ヒーターの温度を各領域毎に個別制御することにより、封着層２１の温度分布が均一になる。
【００４９】
第６の実施の形態：  
組立室１０５の加熱手段を、基板中央部を均熱するホットプレートと、基板周辺部を加熱するシースヒーターとで構成する。シースヒーターは第２の実施形態と同様に８分割されている。封着面の基板コーナー領域の温度が、封着面の基板長辺領域、基板短辺領域ならびに基板中央領域よりも高くなるように加熱する。たとえば、基板中央領域を１２０℃で均熱し、基板コーナー領域は１３０℃になるように均熱する。このようにすると、通電によりまずコーナーの封着材が溶融し、遅れて辺中央領域の封着材が溶融する。上述の基板の反りにより、基板コーナー部には溶融した封着材が流れ出してきて厚さが厚くなる。これにより、温度の上がりすぎを抑えることができる。よって封着層の断線が生じることはない。また、通電終了後、基板の反りが元に戻るとともに加圧によって封着材を十分流れ出させることができるため、封着後の基板厚は均一となる。
【００５０】
第３ないし第６の実施形態において、他の構成は前述した第１あるいは第２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。  
なお、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。
【００５１】
例えば、組立室１０５で封着を行う際、前面基板と背面基板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。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。
【００５２】
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。前記実施の形態では、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】
【００５３】
【図１】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】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】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】前記ＦＥＤの製造に用いるホットプレートを示す平面図。
【図１０】前記ＦＥＤの封着層の温度分布を示す図。
【図１１】前記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１２】この発明の第２の実施形態に係る製造方法における加熱手段を示す断面図。
【図１３】前記第２の実施形態における加熱手段を示す平面図。
【図１４】この発明の第４の実施形態に係る製造方法におけるホットプレートを示す平面図。
【図１５】前記第４の実施形態に係る製造方法における加熱手段および支持機構を示す断面図。
【図１６】前記第４の実施形態に係る製造方法における加熱手段および支持機構を示す断面図。
【符号の説明】
【００５４】
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、
３０…電極、  １３１、１３２、１３４、１３５…ホットプレート、
１３６ａ〜１３６ｈ、１３７ａ〜１３７ｈ…シースヒーター、
１００…真空処理装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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