(57)【要約】【課題】基板を損傷することなく安定して支持および位置決め可能な基板支持方法および基板支持装置を提供する。【解決手段】基板の輪郭に対応した輪郭を有する枠状の押え治具３０、およびこの押え治具に脱着自在なクランパ３２を用意する。押え治具上に枠体１３を配置した後、クランパを押え治具に装着して枠体を挟持し、押え治具に対して枠体を位置決め保持する。枠体が位置決め保持された押え治具を、基板の輪郭に合わせて、かつ、枠体に重ねて基板上に載置し、基板に対して枠体を押付け保持する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して枠体を位置決め保持する枠体の位置決め保持方法において、
上記基板の輪郭に対応した輪郭を有する枠状の押え治具、およびこの押え治具に脱着自在なクランパを用意し、
上記押え治具上に上記枠体を配置した後、上記クランパを押え治具に装着して上記枠体を挟持し、上記押え治具に対して上記枠体を位置決め保持し、
上記枠体が位置決め保持された押え治具を、上記基板の輪郭に合わせて、かつ、上記枠体に重ねて上記基板上に載置し、上記基板に対して上記枠体を押付け保持することを特徴とする枠体の位置決め保持方法。
【請求項２】
上記枠体の一方の表面に封着材を塗布した後、この枠体を上記封着材が塗布された表面と反対側の表面が上記押え治具に接触した状態で、押え治具上に配置し、
上記枠体が位置決め保持された押え治具を、上記封着材が上記基板側に位置した状態で上記基板上に載置することを特徴とする請求項１に記載の位置決め保持方法。
【請求項３】
基板に対して枠体を位置決め保持する保持位置決め装置において、
上記基板の輪郭に対応した輪郭を有し、上記基板の輪郭に合わせて、かつ、上記枠体に重ねて上記基板上に載置可能に形成され、上記基板に対して上記枠体を押付け保持する枠状の押え治具と、
上記押え治具に脱着自在に装着され、上記押え治具および上記枠体を挟持し上記押え治具に対して上記枠体を位置決め保持するクランパと、
を備えていることを特徴とする位置決め保持装置。
【請求項４】
上記クランパは、互いに接離する方向に沿って移動可能に係合した一対のクランプ部材と、上記一対のクランプ部材を互いに接近する方向に付勢した付勢部材と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の位置決め保持装置。
【請求項５】
上記押え治具は、上記基板の表面に当接可能な第１表面と、この第１表面と対向した第２表面と、上記第１表面に形成されているとともに上記枠体の幅および厚さよりも大きな幅および深さを有し上記枠体を収容可能な凹所と、を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載の位置決め保持装置。
【請求項６】
上記クランパの一対のクランプ部材は、上記押え治具の対向する一対の側縁にそれぞれ当接し上記押え治具を両側縁側から挟持する肩部と、上記押圧部材の凹所内に延出し上記凹所内に配置された上記枠体の両側縁部を両側から挟持する板状のクランプ部と、をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項５に記載の位置決め保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この本発明は、例えば、平面型画像表示装置等に使用される枠体を保持し基板に対して位置決めする枠体の位置決め保持装置方法および位置決め保持装置に関する。
【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）、電界放出型の電子放出素子から放出された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。このような表示装置では、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可能となる。
【０００３】
例えばＦＥＤやＳＥＤは、通常、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。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。枠体およびスペーサとして機能する側壁は、例えばガラスにより形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような画像表示装置の製造工程では、一方の基板の表面周縁部に対して側壁を所定位置決めし、フリットガラス等の封着材により基板に固定する。その後、側壁を挟んで２枚の基板同士を接合する。画像表示装置の品質を保つ上で、２枚の基板間の間隔を一定にすることが重要であり、そのためには、基板に対して側壁を所定位置にかつ均一な高さで配置する必要がある。
【特許文献１】国際公開ＷＯ ００／６０６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、薄いガラスで形成された側壁は軽くかつ撓み易い。そのため、側壁は、取扱いが面倒であるとともに、所定の位置に正確に位置決めすることが難しく、かつ、均一な高さに維持することが難しい。従って、基板に側壁を接合する際、側壁の保持位置決め作業は時間が掛かると共に熟練した作業者でなければ出来ないという問題があった。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、基板に対して薄い枠体を容易に精度良く位置決め保持することが可能な位置決め保持方法および位置決め保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、この発明の形態に係る枠体の位置決め保持方法は、上記基板の輪郭に対応した輪郭を有する枠状の押え治具、およびこの押え治具に脱着自在なクランパを用意し、上記押え治具上に上記枠体を配置した後、上記クランパを押え治具に装着して上記枠体を挟持し、上記押え治具に対して上記枠体を位置決め保持し、上記枠体が位置決め保持された押え治具を、上記基板の輪郭に合わせて、かつ、上記枠体に重ねて上記基板上に載置し、上記基板に対して上記枠体を押付け保持することを特徴としている。
【０００８】
この発明の他の形態に係る枠体の位置決め保持装置は、上記基板の輪郭に対応した輪郭を有し、上記基板の輪郭に合わせて、かつ、上記枠体に重ねて上記基板上に載置可能に形成され、上記基板に対して上記枠体を押付け保持する枠状の押え治具と、上記押え治具に脱着自在に装着され、上記押え治具および上記枠体を挟持し上記押え治具に対して上記枠体を位置決めして保持するクランパと、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、基板に対して薄い枠体を容易に精度良く保持位置決めすることが可能な位置決め保持方法および位置決め保持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】
【００１０】
以下図面を参照しながら、この発明の実施の形態に係る枠体の位置決め保持方法および位置決め保持装置について詳細に説明する。  
まず、本実施の形態に係る方法および装置によって位置決め保持される枠体を備えた画像表示装置の一例としてＦＥＤの構成を説明する。
【００１１】
図１ないし図３に示すように、ＦＥＤは、絶縁基板としてそれぞれ矩形状のガラス板からなる前面基板１１、および背面基板１２を備え、これらの基板は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、ガラスからなる矩形枠状の側壁１３を介して周縁部同士が接合され、内部が真空状態に維持された扁平な矩形状の真空外囲器１０を構成している。枠体として機能する側壁１３は、例えば低融点ガラスからなるフリットガラス、低融点金属等の封着材１９により、背面基板１２の周縁部および前面基板１１の周縁部に封着されている。
【００１２】
真空外囲器１０の内部には、前面基板１１および背面基板１２に加わる大気圧荷重を支えるため、複数のスペーサ１４が設けられている。スペーサ１４としては、板状あるいは柱状のスペーサ等を用いることができる。
【００１３】
前面基板１１内面の画像表示領域には、蛍光面として、赤、緑、青の蛍光体層１６およびマトリックス状の遮光層１７を有した蛍光体スクリーン１５が形成されている。これらの蛍光体層１６はストライプ状あるいはドット状に形成されている。蛍光体スクリーン１５上には、アルミニウム膜等からなるメタルバック２０が形成され、更に、メタルバックに重ねてゲッター膜２２が形成されている。
【００１４】
背面基板１２の内面上には、蛍光体スクリーン１５の蛍光体層１６を励起する励起手段として、それぞれ電子ビームを放出する多数の電子放出素子１８が設けられている。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がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引出されている。
【００１５】
このようなＦＥＤでは、画像を表示する場合、蛍光体スクリーン１５およびメタルバック２０にアノード電圧を印加し、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１５の蛍光体層１６が励起されて発光し、カラー画像を表示する。
【００１６】
次に、上述したＦＥＤの製造工程において、例えば、背面基板１２に対し側壁１３を位置決め保持する位置決め保持方法および位置決め保持装置について詳細に説明する。  
図３ないし図６に示すように、まず、ガラスからなる矩形枠状の側壁１３を用意し、その一方の表面全体に封着材としてペースト状のフリットガラス１９を塗布する。側壁１３の厚さは、例えば、１．１ｍｍ、フリットガラス１９の厚さは０．２５ｍｍに設定されている。そして、フリットガラス１９を仮焼成して固化する。
【００１７】
位置決め保持装置は、金属板により形成された矩形枠状の押え治具３０、およびこの押え治具にそれぞれ脱着自在な複数、例えば、４つのクランパ３２を備えている。押え治具３０は側壁１３に対応した寸法に形成されているとともに、背面基板１２の輪郭と等しい形状および寸法の外輪郭を有している。押え治具３０は、背面基板１２の表面に当接可能な第１表面３４ａと、第１表面に対向した第２表面３４ｂとを有している。
【００１８】
押え治具３０の第１表面３４ａには全周に渡って延びた凹所３６が形成されている。この凹所３６は、側壁１３の幅および厚さよりも大きな幅および深さを有し、側壁１３を収容可能に形成されている。例えば、凹所３６の幅は側壁１３の幅の約３〜４倍、深さは約１．３５ｍｍに形成されている。これにより、押え治具３０の横断面はほぼＵ字形に形成されている。また、押え治具３０の第１表面３４ａにおいて、各辺の中央部にはそれぞれ切欠き３８が形成され、凹所３６に連通している。
【００１９】
各クランパ３２は、互いに接離する方向に沿って移動可能に係合した一対のクランプ部材４０ａ、４０ｂと、一対のクランプ部材を互いに接近する方向に付勢した付勢部材、ここでは、圧縮コイルばね４２と、を備えている。一方のクランプ部材４０ａは、板材により形成され、細長い帯状に形成された本体４４ａ、本体の一端からほぼ直角に立ち上がった押圧部４６ａ、本体の他端からほぼ直角に立ち上がった肩部４８ａ、およびこの肩部から本体の中間部近傍まで延出した板状のクランプ部５０ａを一体に備えている。クランプ部５０ａは、本体４４ａと平行に延びているとともに、押え治具３０の厚さよりも僅かに小さな隙間を置いて本体４４ａと対向している。
【００２０】
同様に、他方のクランプ部材４０ｂは、板材により形成され、細長い帯状に形成された本体４４ｂ、本体の一端からほぼ直角に立ち上がった押圧部４６ｂ、本体の他端からほぼ直角に立ち上がった肩部４８ｂ、およびこの肩部から本体の中間部近傍まで延出した板状のクランプ部５０ｂを一体に有している。クランプ部５０ｂは、本体４４ｂと平行に延びているとともに、押え治具３０の厚さよりも僅かに小さな隙間を置いて本体４４ｂと対向している。
【００２１】
クランプ部材４０ａ、４０ｂは、本体４４ａ、４４ｂ同士がその延出方向に沿って移動自在に係合しているとともに、クランプ部材４０ａの押圧部４６ａおよび肩部４８ａがクランプ部材４０ｂの押圧部４６ｂおよび肩部４８ｂとそれぞれ反対端側に位置するように組み合わされている。これにより、押圧部４６ａ、４ｂは本体４４ａ、４４ｂの長手方向に並んで向い合って位置しているとともに、肩部４８ａ、４８ｂは本体４４ａ、４４ｂの長手方向に並んで向い合って位置している。同様に、クランプ部５０ａ、５０ｂは、同一平面上に整列しているとともに、本体４４ａ、４４ｂの長手方向に並んで向い合って位置している。
【００２２】
圧縮コイルばね４２は押圧部４６ａ、４６ｂ間に架設されている。この圧縮コイルばね４２により、押圧部４６ａ、４６ｂは互いに離間する方向に付勢され、逆に、肩部４８ａ、４８ｂ並びにクランプ部５０ａ、５０ｂはそれぞれ互いに接近する方向に付勢されている。
【００２３】
上記位置決め保持装置により側壁１３を位置決め保持する場合、図４ないし図６に示すように、まず、押え治具３０をその第１表面３４ａを上に向けて配置する。そして、押え治具３０の凹所３６内に側壁１３を載置する。この際、側壁１３の内、フリットガラス１９が塗布されている表面が上を向き、反対側の表面が押え治具３０と接触した状態で、側壁を配置する。
【００２４】
続いて、押え治具３０の各辺中央部にクランパ３２を装着して側壁１３を挟持し、押え治具に対して側壁を位置決め保持する。この場合、まず、クランパ３２の押圧部４６ａ、４６ｂを圧縮コイルばね４２の付勢力に抗して互いに接近する方向に押圧し、肩部４８ａ、４８ｂ並びにクランプ部５０ａ、５０ｂをそれぞれ互いに離間する方向へ移動させ、クランパを開放状態とする（図９参照）。次いで、クランプ部５０ａ、５０ｂ間に押え治具３０が位置するように、かつ、クランプ部５０ａ、５０ｂを切欠き３８の位置に合わせ、クランパ３２の本体４４ａ、４４ｂを押え治具３０の第２表面３４ｂに当接させる。そして、押圧部４６ａ、４６に加えていた押圧力を徐々に解除する。これにより、クランパ３２の肩部４８ａ、４８ｂは互いに接近する方向に移動し、押え治具３０の一対の側縁にそれぞれ当接して押え治具を両側縁側から挟持する。また、クランプ部５０ａ、５０ｂも互いに接近する方向に移動し、それぞれ切欠き３８を通って押え治具３０の凹所３６内に延出して側壁１３の両側縁部を両側から挟持する。
【００２５】
以上により、クランパ３２は、一対の肩部４８ａ、４８ｂ間、並びに本体４４ａ、４４ｂとクランプ部５０ａ、５０ｂとの間に押え治具３０を挟持した状態で、押え治具に装着される。上記と同様の工程で、４つのクランパ３２を押え治具３０の各辺中央部にそれぞれ装着し、クランパによって側壁１３の各辺部を挟持する。これにより、押え治具３０に対して側壁１３を所定位置に位置決め保持する。なお、フリットガラス１９は側壁１３と背面基板１２との間を確実にシールする為に溶融後若干はみ出すのが望ましい。そのため、フリットガラス１９は押え治具３０の第１表面３４ａよりもわずかに突出した状態となっている。
【００２６】
続いて、図７および図８に示すように、押え治具３０を裏返し、側壁１３上のフリットガラス１９が背面基板１２側に位置した状態で、背面基板上に載置する。この際、押え治具３０の外輪郭を背面基板１２の輪郭に位置合わせして押え治具を載置する。これにより、側壁１３は背面基板１２に対して自動的に所定位置に位置決めされ、同時に、押え治具３０によって背面基板表面に押付けられた状態で保持される。以上の工程により、側壁１３は背面基板１２に対し所定の位置に位置決め保持される。
【００２７】
その後、ＦＥＤの製造工程では、図８および図９に示すように、各クランパ３２の押圧部４６ａ、４６ｂを互いに接近する方向に押圧してクランパを開放し、各クランパを押え治具３０から引き抜く。この際、側壁１３は押え治具３０によって背面基板１２側へ押え付けられているため、変位することなく所定位置に保持されている。次いで、押え治具３０を背面基板１２の表面に対して垂直な方向に引き上げ、背面基板から離間する。この状態で、フリットガラス１９を加熱し溶融させた後、本焼成することにより、所定位置に位置決めされた側壁１３を背面基板１２に封着する。
【００２８】
上記のように構成された枠体の位置決め保持方法および位置決め保持装置によれば、側壁１３を押え治具３０に載置し、クランパ３２により押え治具に対して側壁を位置決め保持した後、この押え治具を背面基板上に位置決め載置することにより、比較的薄く変形し易い枠状の側壁を背面基板に対して容易に精度良く保持位置決めすることができる。また、側壁の取扱いが容易となり、側壁の位置決め保持作業に要する時間を短縮し、製造効率向上を図ることができる。ＦＥＤの製造工程において、押え治具に対する側壁の装着、位置決め保持を、基板の組立作業から独立して、かつ、別の場所で行うことが可能となる。従って、製造効率の向上を図ることができるとともに、側壁の位置決め保持作業を自動化することも可能となる。
【００２９】
なお、本発明は上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、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。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。
【００３０】
例えば、押え治具およびクランパは、金属に限らず、合成樹脂等によって形成してもよい。付勢部材は、圧縮コイルばねに限らず、ゴム、エアシリンダ、あるいは、他のばね等を用いることができる。使用するクランパの数は４つに限らず、必要に応じて増減可能である。また、位置決め保持の対象となる枠体は、ＦＥＤの側壁に限らず、ＳＥＤ、プラズマディスプレイパネル等の他の表示装置あるいは他の装置に用いられる枠体にも適用可能である。
【００３１】
上述した実施の形態において、押え治具の外輪郭は基板の輪郭と同一形状、同一寸法としたが、これに限らず、外輪郭の少なくとも一部が基板の輪郭と一致するように構成されていてばよい。また、押え治具は、基板に対して位置決め可能に形成されていればよく、外輪郭を基板の輪郭と一致させる代わりに、位置決めマーク、位置決め用の突起等を備えた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】枠体を備えたＦＥＤを示す斜視図。
【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った上記ＦＥＤの断面図。
【図３】上記ＦＥＤの基板および側壁を示す斜視図。
【図４】この発明の実施の形態に係る位置決め保持装置および側壁を示す分解斜視図。
【図５】上記位置決め保持装置の押え治具およびクランパを示す斜視図。
【図６】側壁を保持した状態を示す上記位置決め保持装置の断面図。
【図７】上記側壁を保持した位置決め保持装置および基板を示す分解斜視図。
【図８】上記位置決め保持装置により、上記基板に対して側壁を位置決めした状態を示す断面図。
【図９】上記基板上に位置決め保持された側壁および開放状態のクランパを示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１１…前面基板、  １２…背面基板、  １３…側壁、  １９…フリットガラス、
３０…押え治具、  ３２…クランパ、  ３６…凹所、  ４２…圧縮コイルばね、
４０ａ、４０ｂ…クランプ部材、  ４８ａ、４８ｂ…肩部、
５０ａ、５０ｂ…クランプ部
【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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