(57)【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、上記外囲器内に形成さ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、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方に、導電性を有した封着材を配置し、
上記封着材に通電して加熱溶融させ、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合し、
上記封着材を通電加熱する際、上記封着材の電気抵抗の温度依存性に基づいて、上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】
上記封着材を通電加熱する際、一定電圧で上記封着材に通電し、上記封着材の溶融完了を上記封着材の電流値の変化により検出し、上記溶融完了が検出された際に通電を停止することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
上記封着材の溶融完了を上記封着材の電流値変化の傾きの変化により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】
上記封着材の溶融完了を上記封着材の電流値の低下量により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５】
上記封着材を通電加熱する際、一定電流で上記封着材に通電し、上記封着材の溶融完了を上記封着材の電圧値の変化により検出し、上記溶融完了が検出された際に通電を停止することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６】
上記封着材の溶融完了を上記封着材の電圧値変化の傾きの変化により検出することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項７】
上記封着材の溶融完了を上記封着材の電圧値の上昇量によって検出することを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項８】
上記封着材を通電加熱する際、上記封着材の溶融完了を上記封着材の電気抵抗値の変化により検出し、上記溶融完了が検出された際に通電を停止することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項９】
上記封着材の溶融完了を上記封着材の電気抵抗値変化の傾きの変化によって検出することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１０】
上記封着材の溶融完了を上記電気抵抗値の上昇量によって検出することを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１１】
上記封着材は金属であることを特徴とする請求項１ないし１０に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１２】
上記金属が少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含む金属であることを特徴とする請求項１１記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項１３】
真空雰囲気中で上記封着材を通電加熱することを特徴とする請求項１ないし１２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１４】
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、上記外囲器内に形成さ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、
上記前面基板および背面基板の少なくとも一方における周辺部に配置され導電性を有した封着材に通電して加熱溶融させる電源と、
上記封着材を通電加熱する際、上記電源からフィードバックされた電流値および電圧値の少なくとも一方を取り込み、上記封着材の電気抵抗の温度依存性に基づいて、上記電源による上記封着材への通電を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像表示装置の製造装置。
【請求項１５】
上記制御部は、上記電源からフィードバックされた電流値および電圧値の少なくとも一方に基づいて上記封着材の電流値変化、電圧値変化、抵抗値変化の少なくとも１つを測定し、上記封着材の溶融完了を検出するとともに上記溶融完了を検出した際に上記電源による通電を停止する判定部を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高品位放送用あるいはこれに伴う高解像度の画像表示装置が望まれており、そのスクリーン表示性能については一段と厳しい性能が要望されている。これら要望を達成するためにはスクリーン面の平坦化、高解像度化が必須であり、同時に軽量、薄型化も図らねばならない。
【０００３】
上記のような要望を満たす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電子放出ディスプレイ（以下、ＳＥＤと称する）などが注目されている。
【０００４】
例えばＦＥＤやＳＥＤは、所定の間隔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縁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放出源として多数の電子放出素子が設けられている。
【０００５】
また、背面基板と前面基板に加わる大気圧荷重を支えるため、これら基板の間には複数の支持部材が配設されている。そして、このＦＥＤでは、電子放出素子から放出された電子ビームを蛍光体スクリーンに照射して蛍光体を励起することにより、蛍光体が発光し画像を表示する。
【０００６】
このようなＦＥＤでは、電子放出素子の大きさがマイクロメートルオーダーであり、前面基板と背面基板との間隔をミリメートルオーダーにすることができる。このため、現在のテレビやコンピューターディスプレイとして使用されている陰極線管（ＣＲＴ）などと比較して、高解像度化、軽量化、薄型化を達成することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような画像表示装置の製造方法として、特開２００１−２１０２５８号公報には、インジウムのような低融点金属材料を用いて前面基板および背面基板の周縁部同士を接合する方法が開示されている。また、特願２００１−１２４６８５号公報には、インジウムのような低融点金属材料を通電加熱して溶融することにより、前面基板および背面基板の周縁部同士を接合する方法が開示されている。
【０００８】
しかしながら、低融点金属材料を用いて接合する方法では、基板全体を融点まで加熱する必要があり、ゲッターの吸着能力が低下し、あるいは、工程時間が増加する等の問題が生じる。また、低融点金属材料を通電加熱して溶融する方法は、外囲器内部を高真空度に維持し、かつ熱的劣化などに起因する画像劣化を防止する効果があり、理論的には有用な方法であるが、適正な通電条件を見出すことが難しい。
【０００９】
これらに対して、従来のように大気中で基板の周縁部をフリットガラスにより接合する方法では、接合後、排気管を介して外囲器内部を排気する必要がある。そして、排気速度は極めて遅く、到達できる真空度も悪いため、量産性および特性面に問題があった。
【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、基板全体を低温に維持しながら短時間で容易にかつ確実に基板を接合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にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、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、上記外囲器内に形成さ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、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方に、導電性を有した封着材を配置し、上記封着材に通電して加熱溶融させ、上記前面基板および背面基板の周辺部同士を接合し、上記封着材を通電加熱する際、上記封着材の電気抵抗の温度依存性に基づいて、上記封着材への通電を制御することを特徴としている。
【００１２】
また、この発明の他の態様に係る画像表示装置の製造装置は、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する外囲器と、上記外囲器内に形成さ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、上記前面基板および背面基板の少なくとも一方における周辺部に配置され導電性を有した封着材に通電して加熱溶融させる電源と、上記封着材を通電加熱する際、上記電源からフィードバックされた電流値および電圧値の少なくとも一方を取り込み、上記封着材の電気抵抗の温度依存性に基づいて、上記電源による上記封着材への通電を制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
上記構成の画像表示装置の製造方法および製造装置によれば、封着材の電気抵抗の温度依存性に基づいて、封着材の溶融完了を電気的に容易に検出することができる。そのため、前面基板および背面基板全体を低温に維持した状態で周辺部の接合を行い、ゲッターの吸着能力を低下させることが無く、また熱応力によって各基板が破壊してしまう問題を排除することができる。また、数分のオーダーで容易に接合を行うことが可能であり、工程時間を従来と比して短時間化することが可能になる。これにより安価に製造ができ、安定かつ良好な画像を得ることが可能な画像表示装置を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照ながら、この発明を画像表示装置としてＦＥＤの製造方法に適用した実施の形態について詳細に説明する。
まず、ＦＥＤの構成について説明する。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。対角寸法は１０インチであり、背面基板１２の大きさは前面基板１１よりも大きく、その外周部には後述の映像信号を入力するための配線１５が引出されている。
【００１５】
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。背面基板１２と側壁１８とはフリットガラス１９により接合され、前面基板１１と側壁１８とは導電性を有する封着材としてのインジウム２１により接合されている。
【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の短辺と平行な方向に延在しているとともに、長辺と平行な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１４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黒色光吸収層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の短辺と平行な方向に延在しているとともに、長辺と平行な方向に沿って所定の間隔を置いて配置されている。なお、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が蒸着されている。
【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。
【００１９】
上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。そして、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】
次に、上記構成を有する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しておき、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生成する。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。
【００２１】
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、マトリックス状の導電性カソード層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。
【００２２】
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。続いて、大気中で側壁１８および支持部材１４を背面基板１２の内面上にフリットガラス１９により封着する。
【００２３】
その後、図５（ａ）、５（ｂ）に示すように、側壁１８の接合面の全周に渡ってインジウム２１を所定の幅および厚さに塗布するとともに、前面基板１１の側壁と対向する位置にインジウム２１を所定の幅および厚さで矩形枠状に塗布する。そして、図６に示すように、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た状態で、真空装置内に投入する。
【００２４】
なお、側壁１８および前面基板１１の封着部に対するインジウム２１の配置は、上述したように、溶融したインジウムを封着部に塗布する方法、固体状態のインジウムを封着部に載置する方法等によって行う。
【００２５】
この一連の工程には、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。コンピュータ１２２は、この発明における制御部および判定部として機能する。また、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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ことが可能となる。
【００２８】
そして、この加熱、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、蛍光体層の外側にゲッター膜としてＢａ膜が蒸着形成される。Ｂａ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。
【００２９】
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。この組立室１０５では、前面基板１１および背面基板１２の温度を約１２０℃に維持したまま、それぞれの基板のインジウム２１に通電用の電極を接触させる。この場合、図８に示すように、前面基板１１に形成されたインジウム２１の内、対角方向に向い合う２つの角部に電極３０ａ、３０ｂを接触させる。また、背面基板１２側の側壁１８上に形成されたインジウム２１の内、対角方向に向い合う２つの角部に電極３２ａ、３２ｂを接触させる。電極３０ａ、３０ｂおよび電極３２ａ、３２ｂは、互い重なることなく、ずれた角部に配置することが望ましい。
【００３０】
電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂを設置し電源１２０に接続した後、前面基板１１側のインジウム２１および背面基板１２側のインジウム２１のそれぞれに通電しインジウムを溶融させる。この場合、まず、電源１２０から７０Ａの直流電流を定電流モードでインジウム２１に１秒間負荷する。ここで定電流モードとは、予め決めた一定の電流値で通電する方式である。この１秒間の通電の間、電源１２０から電圧値がフィードバックされてコンピュータ１２２に取りこまれる。つまり、この１秒間の定電流モードは接触抵抗やインジウム２１の配置のばらつきなどを踏まえた総電気抵抗を検出するためのプロセスである。これにより、接触抵抗やインジウム配置ばらつきなどを瞬時に検出し、次の定電圧モードでの電圧値を個別に最適設定することができる。
【００３１】
通電開始から１秒後には、計測された電圧値がコンピュータ１２２から電源１２０に出力され、定電圧モードに移行する。定電圧モードとは、予め決められた一定の電圧値で通電する方式である。そして、通電によりインジウム２１の温度が上昇するため、インジウムの電流値は７０Ａから徐々に低下していく。
【００３２】
ここで、インジウム２１の電気抵抗は図９に示す特性を持っている。インジウム２１において、融点よりも温度の低い固体の領域では、温度上昇につれて１次関数的に穏やかに抵抗値が上がっていき、融点に達すると抵抗値が一気に上昇する。融点よりも高い温度の液体の領域では１次関数的に穏やかに抵抗値が徐々に上がっていく。よって、電源１２０からコンピュータ１２２に取りこまれる電流値は、ほぼ図１０に示すように変化する。
【００３３】
図１１は実際に計測した電流値のグラフを示している。最初徐々に低下している電流値は、インジウム２１が溶融するにつれて大きく低下し、溶融後は低下があまり起こらなくなっている。従って、コンピュータ１２２に取りこまれた電流値変化の傾きをモニタすることにより、あるいは電流値の低下量をモニタすることにより、インジウム２１全体が溶融したかどうかを判定することができる。
【００３４】
図１２は、図１１に示した電流値変化の傾きをグラフ化したものである。傾き変化が収まった領域Ｂでインジウム２１は完全に溶融している。そのため、コンピュータ１２２によって電流値変化の傾き変化をモニタすることにより、インジウム２１の溶融完了を判定し、電源１２０からインジウム２１への通電を停止する。例えば、電流値変化の傾きが０．５以下となる状態が３秒間連続した後、通電を停止する。
【００３５】
その後、インジウム２１に接触させている電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂを取り除き、前面基板１１および背面基板１２を互いに接近する方向へ加圧することにより、インジウムによって前面基板１１の周縁部と側壁１８とを封着し接合する。なお、電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂを外すことなくインジウム２１と共に一旦封着し、その後、電極の突出部分を切除する方式を取ることもできる。
【００３６】
上述した方法で前面基板１１および背面基板１２の周縁部同士を封着し接合することにより、封着時間を著しく短縮することが可能になる。本実施の形態では、インジウム２１が溶融するまでにかかった時間が約１５秒、加圧後インジウムが固化し１３０℃以下に達するまでにかかった時間は約２分であった。
上記工程により形成された真空外囲器１０は、冷却室１０６で常温まで冷却され、アンロード室１０７から取り出される。これにより、ＦＥＤが完成する。
【００３７】
以上のようなＦＥＤの製造方法によれば、真空雰囲気中で前面基板１１および背面基板１２の封着、接合を行うことから、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、インジウムを通電加熱することによって封着、接合することにより、前面基板および背面基板全体を加熱する必要がなく、ゲッター膜の劣化、封着工程中に基板が割れるなどの不具合をなくすことができ、同時に、封着時間の短縮を図ることができる。
【００３８】
更に、本実施の形態では、インジウムの通電加熱の際、電流値の傾き変化をモニタしてインジウムの溶融完了を電気的に検出することが可能となる。そのため、通電条件、通電停止等を適切に設定し、数分のオーダーで容易に接合を完了することができる。従って、量産性に優れた製造方法とすることができ、同時に、安定かつ良好な画像を得ることが可能なＦＥＤを安価に製造することができる。
【００３９】
なお、本実施の形態のように、基板の大きさが比較的小さい場合、インジウム２１の配置ばらつきによる影響が小さく、電流値そのものを計測することによりインジウムの溶融完了を判定することができる。そこで、第２の実施の形態として、上述と同じ大きさのＦＥＤを電流値そのものの変化を計測して封着する方法について説明する。
【００４０】
第２の実施の形態では、インジウム２１の塗布幅が４ｍｍ、塗布厚さがそれぞれ０．２ｍｍとなるように、側壁１８および前面基板１１の側壁に対向する位置にインジウム２１を塗布する。これらの寸法は、形成する真空外囲器の真空気密性および強度特性を十分得るために必要な寸法である。このような配置状態において、１２０℃におけるインジウム２１の抵抗値は約２７ｍΩとなる。また、溶融時におけるインジウム２１の抵抗値は約６０ｍΩである。
【００４１】
第２の実施の形態では、前述した第１実施の形態と同様に、まず、電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂをインジウム２１にそれぞれ接触させた後、それぞれのインジウム２１に７０Ａの直流電流を定電流モードで１秒間負荷する。続いて、コンピュータ１２２により計測された電圧値で定電圧モードに切り替えて通電を行う。すると、電流値は約３５Ａ低下する。ばらつきを考慮して理論値よりも上側の値に、インジウム溶融完了の判定値を設定する。そして、電源１２０からコンピュータ１２２に取りこまれる電流値をモニタし、電流値が判定値に到達後２〜５秒経過してから通電を切断すると、インジウム全体を溶融することができる。
【００４２】
上記実施の形態では、前面基板および背面基板の寸法が比較的小さい場合について記述した。このように基板の寸法が小さい場合、インジウムのばらつきの影響が小さく、通電加熱時、インジウム全体がほぼ同時に溶融する。しかしながら、基板の寸法が大きい場合、インジウムのばらつきの影響が大きくなり、通電加熱時、インジウムのある部分が溶融し別の部分はまだ固体のままという現象が起こりうる。
【００４３】
定電圧モードではインジウムに印加する電流値が低下するため、インジウムに固体の部分が残ると、その部分は溶融するほど十分に発熱が起こらず、インジウム全体が溶融するまでに相当の時間が掛かる。そのため、基板の寸法が大きい場合には、定電流モードでインジウムの溶融完了判定をする方式が望ましい。
【００４４】
次に、第３の実施の形態として、対角寸法が３２インチ、前面基板１１と背面基板１２との間隔が１．６ｍｍのＦＥＤの製造方法において、電圧値の傾きを計測して封着、接合する方法について説明する。
まず、前述した第１の実施の形態と同様に、前面基板１１および背面基板１２に所望の処理を施した後、これら基板を隙間を置いて対向配置した状態で真空処理装置１００内に投入する。そして、組立室１０５では前面基板１１および背面基板１２の温度を約１２０℃に維持したまま、側壁１８上に配置されたインジウム２１の対向する角部、および前面基板１１に配置されたインジウムの対向する角部に、通電用の電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂをそれぞれ接触させる。
【００４５】
続いて、電源１２０から電極３０ａ、３０ｂ、３２ａ、３２ｂを通してそれぞれのインジウム２１に通電する。この通電によりインジウム２１の温度が上昇するため、コンピュータ１２２に取りこまれた電圧値は徐々に上昇する。実際に計測したインジウム２１の電圧値変化は、図１３に示すようになり、また、対応する電圧値の傾きは図１４に示すようになる。図１３より、最初徐々に上昇している電圧値がインジウム２１の溶融時には大きく上昇し、溶融後は上昇の仕方が小さくなっていることがわかる。この電圧値変化の傾きをモニタすることにより、あるいは、電圧値の上昇量をモニタすることにより、インジウム全体が溶融したかどうかを判定することができる。本実施例では、傾き変化が収まった部分Ｃでインジウムは完全に溶融している。そこで、電圧値変化の傾きをモニタし、傾きが０．１以下となっている状態が５秒間連続した後インジウム溶融完了と判定して通電を切断する。
【００４６】
本実施の形態では、インジウム２１が溶融するまでにかかった時間が約２５秒、前面基板１１および背面基板１２同士を加圧後インジウムが固化し１３０℃以下に達するまでにかかった時間は約３．５分であった。
【００４７】
なお、上述した実施の形態では電流値または電圧値の変化によりインジウムの溶融完了を判定したが、インジウムの抵抗値そのもので溶融完了を判定することはいうまでもなく可能である。そこで、第４の実施の形態として、ＦＥＤの製造方法において、抵抗値をモニタしてインジウムの溶融完了を判定する方法について説明する。本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の工程により、側壁１８上に配置されたインジウム２１および前面基板１１上に配置されたインジウム２１を組立室１０５内で通電加熱し、前面基板および背面基板１２を接合する。
【００４８】
インジウム２１を通電加熱する際、電源１２０からコンピュータ１２２に取りこまれたインジウムの抵抗値をモニタする。図１５は、その抵抗値の変化および抵抗値変化の傾きを示している。そして、抵抗値の上昇量あるいは抵抗値変化の傾きに基づいてインジウムの溶融完了を判定する。例えば、抵抗値変化の傾きが０．５以下となっている状態が５秒間連続した後インジウムの溶融完了を判断し、インジウムの通電加熱を停止する。
従って、第４の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
次に、この発明の第５の実施の形態について説明する。
本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同様の工程により、側壁１８上に配置されたインジウム２１および前面基板１１上に配置されたインジウム２１を組立室１０５内で通電加熱し、前面基板および背面基板１２を接合する。
【００５０】
その際、電源１２０からインジウム２１にそれぞれ直流電流を定電流モードで１秒間負荷する。この１秒間の通電の間に、電圧値がフィードバックされてコンピュータ１２２に取りこまれる。図１６に示すように、１秒後（ｔ１）には、計測された電圧値がコンピュータ１２２から電源１２０に出力され、定電圧モード（ｔ１−ｔ２）に移行する。
【００５１】
その後、測定された電流値が、インジウム２１の寸法から定められる理論的な電流値Ｘ、すなわち、インジウムが溶融する理論的な電流値、に達した時点で、もう一度定電流モード（ｔ２−ｔ３）に移行する。そして、この定電流モードでインジウム２１に一定時間通電した後、通電を停止する。この３ステップ目の定電流モードは、インジウム２１の配置のばらつきを吸収するもので、インジウム全体を確実に溶融する上で有効なステップとなっている。
【００５２】
上記のように構成された第５の実施の形態においても、インジウムの通電加熱の際、通電条件、通電停止等を適切に設定し、数分のオーダーで容易に接合を完了することができる。そのため、量産性に優れた製造方法とすることができ、同時に、ＦＥＤを安価に製造ができ、安定かつ良好な画像を得ることが可能なＦＥＤを提供することができる。
【００５３】
なお、上述した第２ないし第５の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の部分は同一の参照符号を用いて説明し、その詳細な説明を省略した。
また、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、インジウムへの通電条件や温度条件は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の値をとることができる。ただし、ゲッターの吸着能力を低下させないために、基板温度の加熱温度は１４０℃を上回らないことが望ましい。上述した実施の形態では、電源からのフィードバックをコンピュータで測定する構成としたが、これに限らず、電流計、電圧計等の他の測定器を用いてもよい。
【００５４】
真空外囲器の外形状や支持部材の構成は上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く、さらに、マトリックス型の黒色光吸収層と蛍光体層を形成し、断面が十字型の柱状支持部材を黒色光吸収層に対して位置決めして封着する構成としてもよい。また、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。上記実施の形態では、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。
【００５５】
また、封着材料はインジウムに限るものではなく、導電性があれば他の材料でもよい。一般的に金属であれば相変化する際に急激な抵抗値変化が生じるため、上述した実施の形態と同様の方法を実施することができる。例えば、封着材として、少なくともＩｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｂｉのいずれかを含む金属を用いることができる。
【００５６】
更に、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。
【００５７】
【発明の効果】
以上詳述したように、この本発明によれば、基板全体を低温に維持しながら短時間で容易にかつ確実に基板を接合可能な画像表示装置の製造方法を提供することができる。これにより、安定かつ良好な画像を得ることが可能な画像表示装置を画像表示装置を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るＦＥＤの全体構成を示す斜視図。
【図２】上記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】上記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】上記ＦＥＤの製造に用いられる前面基板および背面基板を示す平面図。
【図６】上記封着部に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７】上記ＦＥＤの製造に用いる真空処理装置を概略的に示す図。
【図８】上記ＦＥＤの製造工程において、インジウムに電極を接触させた状態を模式的に示す平面図。
【図９】上記インジウムの温度変化に伴う抵抗の特性を示すグラフ。
【図１０】上記インジウムの通電加熱時における電流変化を示すグラフ。
【図１１】上記インジウムの通電加熱時における電流の実測値を示すグラフ。
【図１２】上記インジウムの通電加熱時における電流変化の傾きを示すグラフ。
【図１３】上記インジウムの通電加熱時における電圧の変化を示すグラフ。
【図１４】上記インジウムの通電加熱時における電流変化の傾きを示すグラフ。
【図１５】上記インジウムの通電加熱時における抵抗値の変化および抵抗値変化の傾きを示すグラフ。
【図１６】上記インジウムの通電加熱時における電流および電圧の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
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…インジウム
２２…電子放出素子
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ…電極
１００…真空処理装置
１２０…電源
１２２…コンピュータ
【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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