(57)【要約】【課題】この発明は、封着材を均一に充填でき、信頼性の高い封着を実現できる表示装置の製造方法、および封着材充填装置を提供することを課題とする。【解決手段】封着材充填装置１００は、前面基板２の内面周縁部近く予め塗布された下地層２２の上にインジウムを充填する。充填装置１００は、溶融したインジウムを収容したタンク３２、タンク３２からインジウムを排出させるギアポンプ３４、インジウムを吐出させる充填ノズル４２を備えた充填ヘッド３８、および超音波印加ヘッド４４を有する。超音波印加ヘッド４４は、充填ヘッド３８と別体に設けられ、下地層２２の上に充填されたインジウムおよび下地層２２に超音波を印加する。【選択図】      図４
2005317344.tif 000002
【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ているとともに、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造方法において、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、
上記封着面の上に充填した封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、
上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２】
上記充填工程では、加熱溶融した封着材を上記封着面の上に充填し、
上記超音波印加工程では、上記封着面の上に充填した封着材が冷却されて固まらないうちに超音波を印加することを特徴とする請求項１に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３】
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、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造方法において、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、
上記封着面の上に充填される封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、
上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項４】
上記超音波印加工程では、封着材を充填するノズルの吐出口から上記封着面に至るまでの封着材に超音波を印加することを特徴とする請求項３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項５】
複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着する表示装置の製造方法であって、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って下地層を形成する下地形成工程と、
この下地層に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、
上記下地形成工程で上記封着面に形成した下地層、および上記充填工程で該下地層の上に充填した封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、
上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項６】
上記充填工程では、加熱溶融した封着材を上記下地層の上に充填し、
上記超音波印加工程では、上記下地層の上に充填した封着材が冷却されて固まらないうちに超音波を印加することを特徴とする請求項５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項７】
複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着する表示装置の製造方法であって、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って下地層を形成する下地形成工程と、
この下地層に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、
上記下地形成工程で上記封着面に形成した下地層、および上記充填工程で該下地層の上に充填される封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、
上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、
を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項８】
上記超音波印加工程では、封着材を充填するノズルの吐出口から上記下地層に至るまでの封着材に超音波を印加することを特徴とする請求項７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項９】
上記封着材は、低融点金属であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１０】
上記低融点金属は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｇａの単体、或いはこれらの合金を含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１１】
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、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造に用いる封着材充填装置であって、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、
上記封着面の上に充填した封着材が冷却されて固まる前に該封着材に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、
を有することを特徴とする封着材充填装置。
【請求項１２】
ギアを回転することにより上記充填ノズルの吐出口から封着材を吐出させるギアポンプをさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の封着材充填装置。
【請求項１３】
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、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造に用いる封着材充填装置であって、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、
この充填ノズルの吐出口から吐出されてから上記封着面の上に充填されるまでの封着材に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、
を有することを特徴とする封着材充填装置。
【請求項１４】
ギアを回転することにより上記充填ノズルの吐出口から封着材を吐出させるギアポンプをさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の封着材充填装置。
【請求項１５】
上記充填ノズルは、その吐出口から吐出した封着材が上記超音波印加ヘッドを伝って上記封着面上に充填される位置に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の封着材充填装置。
【請求項１６】
上記充填ノズルは、上記超音波印加ヘッドに一体的に取り付けられていることを特徴とする請求項１５に記載の封着材充填装置。
【請求項１７】
上記充填ノズルは、上記超音波印加ヘッドに向かう封着材の吐出方向が水平方向より少なくとも上向きになる姿勢に配置されていることを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載の封着材充填装置。
【請求項１８】
複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有する表示装置の製造に用いる封着材充填装置であって、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って形成された下地層の上に加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、
上記下地層の上に充填された封着材が冷却されて固まる前に該封着材と下地層に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、
を有することを特徴とする封着材充填装置。
【請求項１９】
ギアを回転することにより上記充填ノズルの吐出口から封着材を吐出させるギアポンプをさらに有することを特徴とする請求項１８に記載の封着材充填装置。
【請求項２０】
複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有する表示装置の製造に用いる封着材充填装置であって、
上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って形成された下地層の上に加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、
この充填ノズルの吐出口から吐出されてから上記下地層の上に充填されるまでの封着材と下地層に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、
を有することを特徴とする封着材充填装置。
【請求項２１】
ギアを回転することにより上記充填ノズルの吐出口から封着材を吐出させるギアポンプをさらに有することを特徴とする請求項２０に記載の封着材充填装置。
【請求項２２】
上記充填ノズルは、その吐出口から吐出した封着材が上記超音波印加ヘッドを伝って上記下地層上に充填される位置に設けられていることを特徴とする請求項２１に記載の封着材充填装置。
【請求項２３】
上記充填ノズルは、上記超音波印加ヘッドに一体的に取り付けられていることを特徴とする請求項２２に記載の封着材充填装置。
【請求項２４】
上記充填ノズルは、上記超音波印加ヘッドに向かう封着材の吐出方向が水平方向より少なくとも上向きになる姿勢に配置されていることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の封着材充填装置。
【請求項２５】
上記封着材は、低融点金属であることを特徴とする請求項１１乃至請求項２４のいずれか１項に記載の封着材充填装置。
【請求項２６】
上記低融点金属は、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｇａの単体、或いはこれらの合金を含むことを特徴とする請求項２５に記載の封着材充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有し、背面基板に設けた電子放出素子から電子を放出させて前面基板に設けた蛍光体層を励起発光させることによりカラー画像を表示する表示装置の製造方法、およびこの表示装置の製造に用いる封着材充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、偏平な平面パネル構造の真空外囲器を有する表示装置として、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）や、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等が知られている。また、ＦＥＤの一種として、表面伝導型の電子放出素子を備えた表示装置（以下、ＳＥＤと称する）の開発が進められている。
【０００３】
ＳＥＤは、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する。これらの基板は、矩形枠状の側壁を介して周縁部を互いに接合され、内部を真空にされて偏平な平面パネル構造の真空外囲器を構成している。
【０００４】
前面基板の内面には３色の蛍光体層が形成され、背面基板の内面には、蛍光体層を励起発光させる電子の放出源として、画素毎に対応する多数の電子放出素子が整列配置されている。また、背面基板の内面上には、電子放出素子を駆動するための多数本の配線がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器の外部に引き出されている。
【０００５】
前面基板と背面基板の間には板状のグリッドが配設されている。このグリッドには、電子放出素子に対して整列した位置関係で多数のビーム通過孔が形成されているとともに、前面基板および背面基板の内面に当接することで基板間の隙間を維持するための複数の柱状のスペーサが設けられている。
【０００６】
このＳＥＤを動作させる場合、基板間に１０［ｋＶ］程度の高電圧を与え、配線に接続した駆動回路を介して各電子放出素子に選択的に駆動電圧を印加する。これにより、各電子放出素子から選択的に電子ビームが放出され、これら電子ビームが、グリッドの対応するビーム通過孔を通って対応する蛍光体層に照射され、蛍光体層が励起発光されてカラー画像が表示されるようになっている。
【０００７】
前面基板と背面基板を封着する場合、例えば、背面基板の周縁部に側壁を接合した後、真空雰囲気中で、側壁の上端と前面基板を封着する。この際、側壁の上端と前面基板の対向する内面それぞれに封着材を予め充填しておき、両者を重ね合わせて封着材を加熱溶融させる。信頼性の高い封着を実現するためには、封着材を多目に充填するとともに、封着材を均一に充填することが重要となる。
【０００８】
この封着材の充填装置として、例えば、側壁や前面基板に対する封着材の濡れを良くするため、封着材の充填ノズルに超音波振動子を固設した充填ヘッドを用いて、ノズルに超音波を印加しながら封着材を充填する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
しかし、この装置では、ノズルに固定した振動子によって超音波を印加するため、ノズルから吐出する封着材の量が超音波の大きさに依存して変化する。このため、超音波の強さを調整して封着材の吐出量を制御する必要があり、封着材の吐出量にばらつきを生じる問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１８４３１３号公報（段落［００４４］［００４６］、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、封着材を均一に充填でき、信頼性の高い封着を実現できる表示装置の製造方法、および封着材充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置の製造方法は、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、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造方法であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、上記封着面の上に充填した封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の表示装置の製造方法は、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、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造方法であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、上記封着面の上に充填される封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
上記発明によると、少なくとも封着材を充填する充填ノズルから封着材を吐出した後、封着材に超音波を印加するようにしたため、超音波の大きさに依存することなく、充填工程における封着材の充填量を均一に制御でき、信頼性の高い封着を実現できる。
【００１４】
また、本発明の表示装置の製造方法は、複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着する方法であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って下地層を形成する下地形成工程と、この下地層に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、上記下地形成工程で上記封着面に形成した下地層、および上記充填工程で該下地層の上に充填した封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の表示装置の製造方法は、複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着する方法であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って下地層を形成する下地形成工程と、この下地層に沿って封着材を連続的に充填する充填工程と、上記下地形成工程で上記封着面に形成した下地層、および上記充填工程で該下地層の上に充填される封着材に超音波を印加する超音波印加工程と、上記前面基板と背面基板を上記封着面で封着する封着工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
上記発明によると、少なくとも封着材を充填する充填ノズルから封着材を吐出した後、下地層と封着材に超音波を印加するようにしたため、超音波の大きさに依存することなく、充填工程における封着材の充填量を均一に制御でき、信頼性の高い封着を実現できる。
【００１７】
また、本発明の封着材充填装置は、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、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造に用いる装置であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、上記封着面の上に充填した封着材が冷却されて固まる前に該封着材に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の封着材充填装置は、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、その周縁部同士が封着された背面基板と、複数の画像表示素子と、を備えた表示装置の製造に用いる装置であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、この充填ノズルの吐出口から吐出されてから上記封着面の上に充填されるまでの封着材に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、を有することを特徴とする。
【００１９】
上記発明によると、少なくとも充填ノズルから封着材を吐出した後、封着材に超音波を印加するようにしたため、超音波の大きさに依存することなく、充填ノズルから吐出する封着材の充填量を均一に制御でき、信頼性の高い封着を実現できる。
【００２０】
また、本発明の封着材充填装置は、複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有する表示装置の製造に用いる装置であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って形成された下地層の上に加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、上記下地層の上に充填された封着材が冷却されて固まる前に該封着材と下地層に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、を有することを特徴とする。
【００２１】
更に、本発明の封着材充填装置は、複数の蛍光体層を有する前面基板と、上記複数の蛍光体層に対応した複数の電子放出素子を有する背面基板と、を位置合わせして対向させ、内部を真空にしてその周縁部同士を封着した真空外囲器を有する表示装置の製造に用いる装置であって、上記前面基板と背面基板との間の環状の封着面に沿って形成された下地層の上に加熱溶融した封着材を連続的に充填する充填ノズルと、この充填ノズルの吐出口から吐出されてから上記下地層の上に充填されるまでの封着材と下地層に超音波を印加する超音波印加ヘッドと、を有することを特徴とする。
【００２２】
上記発明によると、少なくとも充填ノズルから封着材を吐出した後、下地層と封着材に超音波を印加するようにしたため、超音波の大きさに依存することなく、充填ノズルから吐出する封着材の充填量を均一に制御でき、信頼性の高い封着を実現できる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の封着材充填装置は、上記のような構成および作用を有しているので、封着材を均一に充填でき、信頼性の高い封着を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。  
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態に係る表示装置の一例として、ＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）について説明する。図１は、前面基板２を部分的に切り欠いた状態のＳＥＤの真空外囲器１０（以下、表示パネル１０と称する場合もある）を示す斜視図であり、図２は、図１の真空外囲器１０を線分II-IIで切断した断面斜視図であり、図３は、図２の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。
【００２５】
図１乃至図３に示すように、表示パネル１０は、それぞれ矩形のガラス板からなる前面基板２および背面基板４を備え、これらの基板は約１．０〜２．０ｍｍの隙間をおいて互いに平行に対向配置されている。なお、背面基板４は、前面基板２より１回り大きいサイズを有する。また、前面基板２および背面基板４は、ガラスからなる矩形枠状の側壁６を介して周縁部同志が接合され、内部が真空の扁平な平面パネル構造の真空外囲器１０を構成している。
【００２６】
前面基板２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１２が形成されている。この蛍光体スクリーン１２は、赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層１１を並べて構成され、これらの蛍光体層はストライプ状あるいはドット状に形成されている。また、蛍光体スクリーン１２上には、アルミニウム等からなるメタルバック１４が形成されている。さらに、メタルバック１４の上には、図示しないゲッター膜が形成されている。
【００２７】
背面基板４の内面には、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起発光させるための電子を放出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表面伝導型の電子放出素子１６が設けられている。これらの電子放出素子１６は、画素毎、すなわち蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ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１６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。また、背面基板４の内面上には、各電子放出素子１６に駆動電圧を与えるための多数本の配線１８がマトリックス状に設けられ、その端部は真空外囲器１０の外部に引き出されている。なお、上述した蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂおよびそれぞれ対応する電子放出素子１６は、本発明の画像表示素子として機能する。
【００２８】
接合部材として機能する側壁６は、例えば、低融点ガラス、低融点金属等の封着材２０により、前面基板２の周縁部および背面基板４の周縁部に封着され、これらの基板同士を接合している。本実施の形態では、背面基板４と側壁６をフリットガラス２０ａを用いて接合し、前面基板２と側壁６をインジウム２０ｂを用いて接合した。もし、配線１８のある背面基板４と側壁６を低融点金属で封着する場合は、配線１８と封着材２０の電気ショートを避けるため、中間層として絶縁層を設ける必要がある。なお、低融点金属として、インジウムの代りに、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｇａの単体或いはこれらの合金を用いても良い。
【００２９】
また、表示パネル１０は、前面基板２と背面基板４の間にガラスからなる複数の細長い板状のスペーサ８を備えている。本実施の形態において、スペーサ８は、複数の細長いガラス板としたが、矩形板状の金属板からなるグリッド（図示せず）と、グリッドの両面に一体的に立設された多数の柱状のスペーサ（図示せず）と、で構成しても良い。
【００３０】
各スペーサ８は、上述したメタルバック１４、および蛍光体スクリーン１２の遮光層１１を介して前面基板２の内面に当接する上端辺８ａ、および背面基板４の内面上に設けられた配線１８上に当接する下端辺８ｂを有する。しかして、これら複数のスペーサ８は、前面基板２および背面基板４の外側から作用する大気圧荷重を支持し、基板間の間隔を所定値に維持している。
【００３１】
さらに、ＳＥＤは、前面基板２のメタルバック１４と背面基板４との間にアノード電圧を印加する図示しない電圧供給部を備えている。電圧供給部は、例えば、背面基板４の電位を０Ｖに設定し、メタルバック１４の電位を１０ｋＶ程度にするよう、両者の間にアノード電圧を印加する。
【００３２】
そして、上記ＳＥＤにおいて、画像を表示する場合、配線１８に接続した図示しない駆動回路を介して電子放出素子１６の素子電極間に電圧を与え、任意の電子放出素子１６の電子放出部から電子ビームを放出するとともに、メタルバック１４にアノード電圧を印加する。電子放出部から放出された電子ビームは、アノード電圧により加速され、蛍光体スクリーン１２に衝突する。これにより、蛍光体スクリーン１２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。
【００３３】
また、上記構造の表示パネル１０を製造する場合、予め、蛍光体スクリーン１２およびメタルバック１４の設けられた前面基板２を用意し、電子放出素子１６および配線１８が設けられているとともに側壁６およびスペーサ８が接合された背面基板４を用意しておく。そして、前面基板２、および背面基板４を図示しない真空チャンバ内に配置し、真空チャンバ内を真空排気した後、側壁６を介して前面基板２を背面基板４に接合する。これにより、複数のスペーサ８を備えた表示パネル１０が製造される。
【００３４】
例えば、背面基板４に接合された側壁６の上端面６ａ（封着面）と前面基板２の対向する環状の内面２ａ（封着面）とを接合する場合、予め、側壁６の上端面６ａに銀ペーストなどの下地層を介してインジウム層２０ｂ（封着材）を環状且つ連続的に充填しておき、且つ対応する前面基板２の内面２ａにも下地層を介してインジウム層２０ｂを環状且つ連続的に充填しておく。そして、側壁６の上端面６ａと前面基板２周辺部の内面２ａが対面するように両者を位置合わせしてインジウム層２０ｂ同士を密着させ、インジウム層２０ｂを例えば通電により溶融して両者を封着する。
【００３５】
この際、信頼性の高い封着を実現するためには、十分な量のインジウムを下地層に沿って連続的に充填すること、およびインジウム層２０ｂの充填量、すなわち充填幅や厚さを均一にすることが重要となる。また、銀ペーストなどの金属微粒子を含む下地層とインジウム層２０ｂとの間の界面の濡れを確保するため、インジウム層２０ｂと下地層に超音波を印加する方法が知られている。なお、この場合、下地層は必須ではなく、封着面に直接インジウム層２０ｂを充填する場合にもインジウム層２０ｂに超音波を印加することにより封着面との間の濡れを確保することができる。
【００３６】
しかし、例えば、本願の背景技術として説明した特許文献（特開２００２−１８４３１３号公報）に開示されている装置のように、封着材の吐出ノズルに超音波振動子を取り付けて、ノズルに超音波を印加しながら封着材を充填する方法では、下地層（或いは封着面）とインジウム層２０ｂとの間の濡れを確保することができる反面、インジウムの吐出量にバラツキを生じてしまう。つまり、超音波の大きさを一定に制御するのは難しく、超音波の大きさが変化するとインジウムの吐出量に影響を及ぼすため、インジウムの吐出量にバラツキを生じていた。
【００３７】
このため、本実施の形態では、インジウムの吐出ノズルと超音波の印加ヘッドを別体とし、ノズルから吐出した後のインジウムに超音波を印加するようにした。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態に係る封着材充填装置１００（以下、単に、充填装置１００と称する）について、図４および図５を参照して説明する。図４には、充填装置１００の概略構造を示してあり、図５には、充填装置１００の要部の構造を部分的に拡大して示してある。なお、ここでは、前面基板２の内面周縁部に予め塗布されている下地層２２の上にインジウムを充填する場合を例にとって説明するが、側壁６の上端面６ａに予め塗布されている下地層の上にインジウムを充填する場合も同じである。また、側壁６や前面基板の封着面上にインジウムを直接充填する場合も同様である。
【００３９】
図４に示すように、充填装置１００は、封着材としてのインジウムを加熱溶融させた状態で収容するタンク３２、タンク３２からインジウムを排出するギアポンプ３４、ギアポンプ３４に内蔵された図示しないギアを回転させる制御モータ３６、タンク３２から排出されたインジウムを充填ヘッド３８に導くパイプ４０、充填ヘッド３８に取り付けられた充填ノズル４２、および超音波印加ヘッド４４を有する。また、充填装置１００は、タンク３２、パイプ４０、充填ヘッド３８等を流通するインジウムの温度、および超音波印加ヘッド４４の先端の温度を適当な温度に保持するための図示しないヒータを有する。
【００４０】
なお、充填ヘッド３８、および超音波印加ヘッド４４は、図示しない移動機構によって前面基板２の周縁部に沿って移動可能に設けられている。また、充填ノズル４２、および超音波印加ヘッド４４は、図示しない昇降機構によって前面基板２の内面に対して接離可能に設けられている。
【００４１】
制御モータ３６は、ギアポンプ３４のギアの回転速度を制御し、タンク３２から充填ヘッド３８に送り込むインジウムの量、すなわち充填ノズル４２の吐出口４３から吐出させるインジウムの充填量をコントロールする。言い換えると、本実施の形態の充填装置１００は、充填ヘッド３８を超音波印加ヘッド４４と別体にしたため、超音波の大きさに依存することなく、ギアポンプ３４の作用により、インジウムの充填量を高精度にコントロールすることができる。
【００４２】
上記構造の充填装置１００を用いてインジウムを充填する場合、図５に示すように、まず、充填ノズル４２の吐出口４３と前面基板２の内面との間のギャップＧが予め設定した距離になるように、充填ヘッド３８を前面基板２に対して位置決め配置する。また、超音波印加ヘッド４４の先端が前面基板２の内面に対して予め設定した微小圧力で押圧されるように、超音波印加ヘッド４４を矢印Ｐ方向に付勢して配置する。なお、図５では、前面基板２の内面に塗布された下地層２２の図示を省略してあるが、充填ノズル４２の吐出口４３および超音波印加ヘッド４４の先端は下地層２２の真上に位置することは言うまでも無い。
【００４３】
この状態で、充填ヘッド３８および超音波印加ヘッド４４を図中矢印Ｔ方向に同じ速度で移動させながら、充填ノズル４２の吐出口４３を介して下地層２２の上にインジウムを充填するとともに、充填した直後のインジウム層２０ｂおよび下地層２２に対して超音波印加ヘッド４４を介して超音波を印加する。
【００４４】
このとき、充填ヘッド３８および超音波印加ヘッド４４は、充填ノズル４２と超音波印加ヘッド４４との間の間隔Ｒが予め設定した値を維持するように、連動して矢印Ｔ方向に移動される。なお、各ヘッドの移動方向は、充填ヘッド３８に超音波印加ヘッド４４が追従する方向に設定されている。つまり、充填ノズル４２と超音波印加ヘッド４４との間の間隔Ｒは、充填ヘッド３８および超音波印加ヘッド４４の移動速度に依存して設定され、充填ノズル４２の吐出口４３から吐出して下地層２２の上に充填されたインジウムが固まらないうちに超音波を印加することのできる距離に設定されている。
【００４５】
また、超音波印加ヘッド４４が前面基板２に対して押圧配置されていることから、インジウム層２０ｂとともに下地層２２にも超音波が印加されることになる。このように、下地層２２およびインジウム層２０ｂに超音波を印加することにより、下地層２２とインジウム層２０ｂとの間の界面の濡れを確保することができ、インジウム層２０ｂを下地層２２になじませることができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によると、インジウムの充填ヘッド３８と超音波印加ヘッド４４を別体としたため、超音波の大きさに依存することなくインジウムを充填することができ、インジウムの充填量を所望する量に制御できる。特に、ギアポンプ３４を用いてインジウムの吐出量をコントロールするようにしたため、インジウムを下地層２２の上に均一に充填することができるようになった。その上、下地層２２の上に充填したインジウム層２０ｂに超音波を印加するようにしたため、下地層２２に対するインジウム層２０ｂの濡れを良くすることがきた。つまり、本実施の形態によると、インジウムの充填量を高精度に制御でき、下地層の上に確実に充填できるため、封着の信頼性を高めることができる。
【００４７】
図６には、図５を用いて説明した充填装置１００の変形例として、充填装置１１０の要部の構造を部分的に拡大して示してある。  
この充填装置１１０は、吐出口４３が超音波印加ヘッド４４の先端に近接する位置まで延びている充填ノズル５２を備え、充填ヘッド３８と超音波印加ヘッド４４を一体的に設けたことを特徴としている。また、充填ノズル５２は、インジウムの吐出方向が水平方向より少なくとも上向きになる角度に傾斜されている。これ以外の構造は上述した実施の形態の充填装置１００と同じであるため、上述した充填装置１００と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４８】
つまり、この充填装置１１０を用いてインジウムを充填する場合、充填ノズル５２の吐出口４３からインジウムを吐出させるとともに、吐出させたインジウムが下地層２２に達するまでの間に超音波印加ヘッド４４によって超音波を印加し、充填ヘッド３８および超音波印加ヘッド４４を下地層２２に沿って図中矢印Ｔ方向に一体的に移動させる。より詳細には、吐出量を高精度にコントロールされて吐出口４３から吐出されたインジウムは、超音波印加ヘッド４４の先端を伝って下地層２２上に充填されることになる。
【００４９】
この変形例に係る充填装置１１０によると、上述した充填装置１００と同様の効果を奏することができる。その上、上述した充填装置１００のように充填ヘッド３８と超音波印加ヘッド４４との間の間隔Ｒを保持した状態で連動させて移動させる必要がなく、ヘッドの移動制御を簡単にできる。また、下地層２２の上にインジウムを充填する際、角部における充填が可能となる。
【００５０】
また、上述した充填装置１１０によると、充填ノズル５２をその吐出方向が水平方向より上向きになるように僅かに傾斜させたため、充填装置１００と比較してインジウムをその自重によって吐出させることがなく、インジウムの吐出量をより高精度にコントロールできる。
【００５１】
なお、この発明は、上述した実施の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、上述した実施の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、上述した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良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００５２】
例えば、上述した実施の形態では、前面基板２の内面にインジウムを充填する場合について説明したが、これに限らず、側壁６の上端面６ａにインジウムを充填する場合や、前面基板２の内面または側壁６の上端面６ａにインジウムを直接充填する場合に本発明を適用することもできる。また、上述した充填装置１００、１１０を複数台使用してインジウムを充填するようにしても良い。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、タンク３２にギアポンプ３４を取り付けた場合について説明したが、充填ヘッド３８に至るパイプ４０の途中、或いは充填ヘッド３８自体にギアポンプ３４を設けることもでき、図示しないギアの耐熱温度がインジウムの溶融温度以上であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態に係るＳＥＤの真空外囲器を示す外観斜視図。
【図２】図１の真空外囲器を線分II−IIに沿って切断した断面斜視図。
【図３】図２の断面を部分的に拡大して示す部分拡大断面図。
【図４】図１のＳＥＤの製造に用いる封着材充填装置の概略構成を示す模式図。
【図５】図４の充填装置の要部の構造を部分的に拡大して示す部分拡大図。
【図６】図５の変形例を示す部分拡大図。
【符号の説明】
【００５５】
１…ＳＥＤ、２…前面基板、４…背面基板、６…側壁、６ａ…上端面、８…スペーサ、１０…真空外囲器、１２…蛍光体スクリーン、１４…メタルバック、１６…電子放出素子、１８…配線、２０ｂ…インジウム層、２２…下地層、３２…タンク、３４…ギアポンプ、３８…充填ヘッド、４２、５２…充填ノズル、４３…吐出口、４４…超音波印加ヘッド、１００、１１０…充填装置。
【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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