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图像显示器件及其制造方法和制造装置

阅读:766发布:2020-12-26

专利汇可以提供图像显示器件及其制造方法和制造装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且图像显示器件包含的管壳具有相对配置而且封闭周缘部的 正面 衬底和背面衬底。封装部由具有 导电性 而且靠通电 熔化 的封装构件进行封装。制造时,对封装部设置的封装构件通电,使封装构件熔化后,停止通电,将封装构件冷却、 固化 ,从而封闭正面衬底和背面衬底的周缘部。,下面是图像显示器件及其制造方法和制造装置专利的具体信息内容。

1、一种图像显示器件,包含具有相对配置而且周缘部封闭的正面衬底和 背面衬底的管壳,其特征在于,
利用具有导电性并且因通电而熔化的封装构件,封装位于所述正面衬底与 背面衬底之间的封装部。
2、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述管壳具有位于正面衬底与背面衬底的周缘部之间的框状侧壁,所述封 装构件设置在所述正面衬底和所述背面衬底的至少一方与所述侧壁之间。
3、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装构件沿所述管壳的周缘的封装部设置成框状,同时具有从所述封 装部伸出到外侧的2个电极部。
4、如权利要求3中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述各电极部的截面积大于所述封装构件的其它部分的截面积。
5、如权利要求3中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述2个电极部设置在对所述管壳的周缘部对称的位置
6、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装构件包含In或含有In的合金
7、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述管壳的内部设置电子源和荧光体,并且所述管壳的内部维持真空
8、一种图像显示器件制造方法,该图像显示器件包含具有相对配置而且 周缘部封闭的正面衬底和背面衬底的管壳,其特征在于,
沿所述正面衬底和背面衬底的周缘部设置具有导电性的封装构件,并通过 对该封装构件通电,使其熔化,封闭所述封装部。
9、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述正面衬底与背面衬底之间配置框状的侧壁,所述正面衬底和背面衬底 的至少一方与所述侧壁之间设置所述封装构件,对该封装构件通电,使封装构 件熔化。
10、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述封装构件流通直流电流
11、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述封装构件流通商用频率的交流电流。
12、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
从交流电源使所述封装构件流通频率高于商用频率的交流电流。
13、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
作为所述封装构件,采用In或含有In的合金。
14、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
沿所述管壳的周缘将所述导电构件设置成框状,同时在导电构件上形成从 所述封装部伸出到外侧的2个电极部,并通过所述电极部到导电构件通电。
15、如权利要求14中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
使所述各电极部的通电面积形成大于其它部分的截面积。
16、如权利要求14中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述2个电极部设置在对所述管壳的周缘部对称的位置。
17、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
将对所述封装构件通电前的所述正面衬底和背面衬底的温度设定得低于 所述封装构件的熔点。
18、如权利要求17中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
将所述封装构件通电前的所述正面衬底和背面衬底的温度与所述封装构 件的熔点之差设定在20℃~15℃的范围内。
19、如权利要求8中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
在将所述管壳配置在真空氛围的状态下,对所述封装构件通电。
20、如权利要求19中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
真空氛围中对所述正面衬底和背面衬底加热,使其脱气后,在维持真空氛 围的状态下冷却到低于所述封装构件的熔点的温度;
通过通电,仅使所述封装构件加热并熔化;
停止对所述封装构件加热,将所述封装构件的热传导到所述正面衬底和背 面衬底,使封装构件冷却并固化,将所述管壳封装成真空。
21、如权利要求20中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
对所述封装构件通电时,所述正面衬底或背面衬底的周缘部无机械性约 束,允许热造成所述周缘部弯曲,同时使其封闭。
22、如权利要求19中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
在所述管壳的内部设置电子源和荧光体的状态下,封闭所述正面衬底或背 面衬底的周缘部,使所述管壳的内部维持真空。
23、一种图像显示器件,其特征在于,
包含管壳,所述管壳
具有正面衬底、与该正面衬底相对配置的背面衬底以及封闭所述正面衬底 和背面衬底的周缘部的封装部的管壳;
所述封装部具有利用通电进行加热并熔化而封闭所述周缘部的导电封装 材料以及熔点高于该封装材料的熔点并且配置在所述周缘部的导电构件。
24、一种图像显示器件,其特征在于,
包含管壳,所述管壳
具有正面衬底、与该正面衬底相对配置的背面衬底以及封闭所述正面衬底 和背面衬底的周缘部的封装部;
所述封装部具有利用加热产生熔化而封闭所述周缘部的封装材料以及为 了使该封装材料加热而配置在封装材料中并且利用通电进行加热的导电构件。
25、一种图像显示器件,其特征在于,
包含管壳,所述管壳具有
正面衬底、
与该正面衬底相对配置的背面衬底、
在所述正面衬底与背面衬底之间设置于正面衬底和背面衬底的周缘部并 且由导电构件组成的框状侧壁、以及
设置在所述正面衬底和背面衬底的至少一方与所述侧壁之间的接合部并 且通过对所述侧壁通电进行加热后熔化而封闭所述接合部的封装构件。
26、一种图像显示器件,其特征在于,
包含管壳,所述管壳
具有正面衬底、与该正面衬底相对配置的背面衬底、在所述正面衬底与背 面衬底之间设置于正面衬底和背面衬底的周缘部并且由导电构件组成的框状 侧壁、以及设置在所述正面衬底和背面衬底的至少一方与所述侧壁之间的接合 部并且通过对所述侧壁通电进行加热后熔化而封闭所述接合部的封装构件;
所述封装部具有利用加热产生熔化而封闭所述周缘部的封装材料以及为 了使该封装材料加热而配置在封装材料中并且利用通电进行加热的导电构件。
27、如权利要求23中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料具有导电性。
28、如权利要求23中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料包含In或含有In的合金。
29、如权利要求23中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料是在300℃以下熔化或软化的材料。
30、如权利要求23中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述导电构件具有伸出到所述管壳的外侧并且可连接电源的至少2个连接 端子
31、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述导电构件的截面积为0.1mm2以上。
32、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述导电构件包含Fe、Cr、Ni、Al、Cu、Ag、Co、Ti中的至少一种。
33、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述导电构件利用熔点为500℃以上的材料形成。
34、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述导电构件的热膨胀系数是所述封装材料的热膨胀系数的80%~120 %。
35、如权利要求26中所述的显示器件,其特征在于,
所述导电构件的热膨胀系数是所述侧壁的热膨胀系数的80%~120%。
36、如权利要求26中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述导电构件的热膨胀系数在所述正面衬底、背面衬底和侧壁各自的热膨 胀系数中最小热膨胀系数和最大热膨胀系数之间。
37、如权利要求1中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述管壳的内部设置电子源和荧光体,并且该内部维持真空。
38、一种图像显示器件制造方法,该图像显示器件具有将正面衬底和与该 正面衬底相对配置的背面衬底在其周缘部封闭的管壳,其特征在于,
所述周缘部设置利用通电进行加热并熔化的导电封装材料和熔点高于封 装材料的熔点的导电构件;
通过对该导电构件和所述封装材料通电,使该封装材料加热并熔化,将所 述正面衬底和背面衬底在其周缘部封闭。
39、一种图像显示器件制造方法,该图像显示器件具有将正面衬底和与该 正面衬底相对配置的背面衬底在其周缘部封闭的管壳,其特征在于,
所述周缘部设置靠加热熔化的封装材料;
该封装材料中设置利用通电进行加热的导电构件;
通过对此通电构件通电,使所述封装材料加热并熔化,将所述正面衬底和 背面衬底在其周缘部封闭。
40、一种图像显示器件制造方法,该图像显示器件具有使正面衬底和与该 正面衬底相对配置的背面衬底在衬底之间通过其周缘部设置的框状侧壁封闭 的管壳,其特征在于,
在所述正面衬底和背面衬底的至少一方与所述侧壁之间的接合部设置利 用通电进行加热并熔化的封装材料;
通过对所述侧壁通电,使所述封装材料加热并熔化,将所述正面衬底和背 面衬底在其周缘部封闭。
41、一种图像显示器件制造方法,该图像显示器件具有使正面衬底和与该 正面衬底相对配置的背面衬底在衬底之间通过其周缘部设置的框状侧壁封闭 的管壳,其特征在于,
在所述正面衬底和背面衬底的至少一方与所述侧壁之间的接合部设置靠 加热熔化的封装材料;
该封装材料中设置利用通电进行加热的导电构件;
通过对此通电构件通电,使所述封装材料加热并熔化,将所述正面衬底和 背面衬底在其周缘部封闭。
42、如权利要求38中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
从电源使所述导电构件流通直流电流。
43、如权利要求38中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
从电源使所述导电构件流通商用频率的交流电流。
44、如权利要求38中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
从电源使所述导电构件流通频率高于商用频率的交流电流。
45、如权利要求38中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
将所述导电构件通电前的所述正面衬底和背面衬底的温度设定得低于所 述封装材料的熔点。
46、如权利要求45中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述正面衬底和背面衬底的温度与所述封装材料的熔点之差为20℃~150 ℃。
47、一种图像显示器件,其特征在于,
包含管壳,所述管壳
具有相对配置的正面衬底和背面衬底以及使所述正面衬底和背面衬底的 周边部相互封闭的封装部;
所述封装部包含矩形框状的高熔点导电构件和封装材料;
所述高熔点导电构件具有比所述封装材料高的熔点,同时还具有伸出到外 侧的4个以上的伸出部。
48、一种图像显示器件,其特征在于,包含
具有相对配置的正面衬底和背面衬底以及使所述正面衬底和背面衬底的 周边部相互封闭的封装部的管壳、
在所述正面衬底的内表面上形成的荧光体屏幕、以及
设置在所述背面衬底上以对所述荧光体屏幕发射电子束使所述荧光体屏 幕发光的电子发射源;
所述封装部包含矩形框状的高熔点导电构件和封装材料;
所述高熔点导电构件具有比所述封装材料高的熔点,同时还具有伸出到外 侧的4个以上的伸出部。
49、如权利要求47中所述的图像显示器件,其特征在于,  
所述伸出部从所述高熔点导电构件的各边部伸出。
50、如权利要求47中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述伸出部从所述高熔点导电构件的各边的大致中央部伸出。
51、如权利要求47中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件的伸出部包含伸出到所述正面衬底和所述背面衬底 的至少一方的外侧的伸出部。
52、如权利要求47中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料是导电材料。
53、如权利要求52中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料是铟或含铟的合金。
54、如权利要求47中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件含有Fe、Cr、Ni、Al、中的至少一种。
55、一种图像显示器件制造方法,图像显示器件包含的管壳具有相对配置 的正面衬底和背面衬底、以及含有封装材料和熔点高于该封装材料的高熔点导 电构件并且使所述正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭的封装部,其特征在 于,
准备具有往外侧伸出的4个以上的伸出部的矩形框状高熔点导电构件;
在所述正面衬底和背面衬底的周边部之间配置所述高熔点导电构件,同时 在所述正面衬底与高熔点导电构件之间和所述背面衬底与高熔点导电构件之 间分别配置封装材料;
通过所述伸出部对所述高熔点导电构件通电,使所述封装材料熔化,将所 述正面衬底和所述背面衬底的周边部相互封闭。
56、如权利要求55中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
在真空氛围中配置所述正面衬底、背面衬底和侧壁,并且掌握所述伸出部, 使所述高熔点导电构件对所述正面衬底和背面衬底定位后,对所述高熔点导电 构件通电。
57、如权利要求55中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述封装材料包含铟或含铟的合金。
58、如权利要求55中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述高熔点导电构件含有Fe、Cr、Ni、Al中的至少一种。
59、一种图像显示器件,其特征在于,
包含管壳,所述管壳
具有相对配置的正面衬底和背面衬底、以及使所述正面衬底和背面衬底相 互封闭的封装部;
所述封装部包含框状的高熔点导电构件以及第1和第2封装材料;
所述第1封装材料具有低于所述第2封装材料的熔点或软化点,所述高熔 点导电构件具有高于所述第1和第2封装材料的熔点或软化点;
所述高熔点导电构件通过第1封装材料接合所述正面衬底和背面衬底的一 方,通过第2封装材料接合所述正面衬底和背面衬底的另一方。
60、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第2封装材料是绝缘材料。
61、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第2封装材料是玻璃料。
62、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第2封装材料的熔点或软化点为300℃以上。
63、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第2封装材料的热膨胀系数在接合的所述正面衬底或背面衬底的热膨 胀系数的±20%的范围内。
64、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第2封装材料的厚度为100μm以上。
65、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第1封装材料是具有导电性的材料。
66、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第1封装材料是铟或含铟的合金。
67、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述第1封装材料的熔点或软化点为低于300℃。
68、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件含有Fe、Cr、Ni、Al中的至少一种。
69、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件的熔点为500℃以上。
70、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件的热膨胀系数的值低于所述正面衬底、背面衬底各自 的热膨胀系数的±20%数值范围中的最大值。
71、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件的截面积为0.1mm2以上。
72、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述正面衬底与所述高熔点导电构件通过所述第1封装材料接合,所述背 面衬底与所述高熔点导电构件通过所述第2封装材料接合。
73、如权利要求59中所述的图像显示器件,其特征在于,
具有设置在所述管壳的内部的荧光体和激励所述荧光体的电子源,并且所 述管壳的内部维持真空。
74、一种图像显示器件制造方法,图像显示器件包含的管壳具有相对配置 的正面衬底和背面衬底,并且由含有高熔点导电构件以及第1和第2封装材料 的封装部使正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭,其特征在于,
准备具有高于所述第1和的2封装材料的熔点或软化点的框状高熔点导电 构件;
利用熔点或软化点高于所述第1封装材料的第2封装材料,使所述高熔点 导电构件与所述正面衬底和背面衬底中的一个衬底的周边部接合;
相对配置接合所述高熔点导电构件的所述一个衬底和另一个衬底,同时在 所述高熔点导电构件与所述另一个衬底的周边部之间配置第1封装材料;
通过对所述高熔点导电构件通电,使所述的1封装材料熔化或软化,将所 述高熔点导电构件和所述另一个衬底接合。
75、如权利要求74中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
在真空氛围中配置接合所述高熔点导电构件的所述一个衬底和另一个衬 底,并且使所述正面衬底和背面衬底定位后,对所述高熔点导电构件通电。
76、如权利要求74中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述第1封装材料是铟或含铟的合金。
77、如权利要求74中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述高熔点导电构件含有Fe、Cr、Ni、Al中的至少一种。
78、一种图像显示器件,其特征在于,
包含的管壳具有相对配置的正面衬底和背面衬底、以及使所述正面衬底和 背面衬底的周边部相互封闭的封装部;
所述封装部包含框状的高熔点导电构件和封装材料,所述高熔点导电构件 具有高于所述封装材料的熔点或软化点,同时在对所述正面衬底和背面衬底垂 直的方向具有弹性。
79、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
在所述高熔点导电构件与所述正面衬底之间和所述高熔点导电构件与所 述背面衬底之间的至少一方介入所述封装材料。
80、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件的整个外表面用所述封装材料覆盖
81、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件构成所述管壳的侧壁。
82、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料具有导电性。
83、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料是铟或含铟的合金。
84、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件含有Fe、Cr、Ni、Al中的至少一种。
85、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述封装材料具有300℃以下的熔点或软化点。
86、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件具有500℃以上的熔点。
87、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
所述高熔点导电构件的热膨胀系数在所述正面衬底和背面衬底各自的热 膨胀系数的±20%数值范围中最大值与最小值之间。
88、如权利要求78中所述的图像显示器件,其特征在于,
具有设置在所述管壳内部的荧光体和激励所述荧光体的电子源,并且所述 管壳的内部维持真空。
89、一种图像显示器件制造方法,图像显示器件包含的管壳具有相对配置 的正面衬底和背面衬底,并且利用含有高熔点导电构件和封装材料的封装部使 正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭,其特征在于,
准备具有高于封装材料的熔点或软化点,而且在对所述正面衬底和背面衬 底垂直的方向具有弹性的框状高熔点导电构件;
相对配置所述正面衬底和背面衬底,同时在所述正面衬底和背面衬底的周 边部之间配置所述高熔点导电构件和封装材料;
在所述封装材料固化的状态下,叠合所述相对配置的正面衬底和背面衬 底,使所述高熔点导电构件往垂直于所述正面衬底和背面衬底的方向产生弹性 形变;
在所述正面衬底和背面衬底叠合的状态下,对所述高熔点导电构件通电, 使所述封装材料熔化或软化,让所述正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭。
90、如权利要求89中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
将对所述高熔点导电构件通电前的所述正面衬底和背面衬底的温度设定 成低于所述封装材料的熔点或软化点的温度。
91、如权利要求90中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
将对所述高熔点导电构件通电前的所述正面衬底和背面衬底的温度设定 成与所述封装材料的温度之差为20℃~150℃的范围内。
92、一种图像显示器件制造方法,图像显示器件包含具有相对配置而且相 互接合周边部的正面衬底和背面衬底的管壳、以及在所述管壳内形成的多个像 素,其特征在于,
在所述正面衬底和背面衬底的至少一方配置具有导电性的封装材料;
对所述封装材料通电,使其加热并熔化,将所述正面衬底和背面衬底的周 边部接合;
在对所述封装材料通电时,根据所述封装材料的电阻对温度的依赖性,控 制对所述封装材料的通电。
93、如权利要求92中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
对所述封装材料通电以进行加热时,用恒定的电压对所述封装材料通电, 根据所述封装材料电流值的变化,检测所述封装材料熔化的完成,并且在检测 出完成所述熔化时,停止通电。
94、如权利要求93中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
根据所述封装材料电流值变化斜率的变化,检测所述封装材料熔化的完 成。
95、如权利要求93中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
根据所述封装材料电流值的降低量,检测所述封装材料熔化的完成。
96、如权利要求92中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
对所述封装材料通电以进行加热时,用恒定的电流对所述封装材料通电, 根据所述封装材料电压值的变化,检测所述封装材料熔化的完成,并且在检测 出完成所述熔化时,停止通电。
97、如权利要求96中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
根据所述封装材料电压值变化斜率的变化,检测所述封装材料熔化的完 成。
98、如权利要求96中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
根据所述封装材料电压值的上升量,检测所述封装材料熔化的完成。
99、如权利要求92中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
对所述封装材料通电以进行加热时,根据所述封装材料电阻值的变化,检 测所述封装材料熔化的完成,并且在检测出完成所述熔化时,停止通电。
100、如权利要求99中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
根据所述封装材料电阻值变化斜率的变化,检测所述封装材料熔化的完 成。
101、如权利要求99中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
根据所述封装材料电阻值的上升量,检测所述封装材料熔化的完成。
102、如权利要求92中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述封装材料是金属。
103、如权利要求102中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
所述金属是含In、Sn、Pb、Ga、Bi中的任一种的金属。
104、如权利要求92中所述的图像显示器件制造方法,其特征在于,
在真空氛围中对所述封装材料通电并加热。
105、一种图像显示器件的制造装置,图像显示器件包含具有相对配置而 且相互接合周边部的正面衬底和背面衬底的管壳、以及在所述管壳内形成的多 个像素,其特征在于,包括
对配置在所述正面衬底和背面衬底的至少一方的周边部而且具有导电性 的封装材料通电并使其加热后熔化的电源、以及
控制部,该控制部在对所述封装材料通电以进行加热时,输入从所述电 源反馈的电流值和电压值的至少一方,并根据所述封装材料的电阻对温度的依 赖性,控制所述电源对所述封装材料的通电。
106、如权利要求105中所述的图像显示器件的制造装置,其特征在于,
所述控制部具有判断部,该判断部根据从所述电压反馈的电流值和电压值 的至少一方,测量所述封装材料的电流值变化、电压值变化、电阻值变化中的 至少一种变化,检测所述封装材料熔化的完成,而且在检测出完成所述熔化时, 停止所述电源的通电。

说明书全文

技术领域

发明涉及平坦形图像显示器件,尤其涉及在真空管壳内部设置多个电子 发射元件的图像显示器件及其制造方法和制造装置

背景技术

近年来,作为代替阴极射线管(下文称为CRT)的下一代重量轻的薄型图 像显示装置,不断研制各种平面型显示器件。这种平面型显示器件有利用液晶 取向控制光的强弱的液晶显示器(下文称为LCD)、利用等离子放电的紫外线 使荧光体发光的等离子显示屏(下文称为PDP)、利用电场发射型电子发射元 件的电子束使荧光体发光的场发射显示器(下文称为FED)、利用表面传导型 电子发射元件发射的电子束使荧光体发光的表面传导电子发射显示器(下文称 为SED)等。
例如FED和SED中,一般具有隔开规定间隙相对配置的正面衬底和背面衬 底,这些衬底通过矩形框状的侧壁使其周边部相互接合,从而构成真空的管壳。 正面衬底的内表面形成荧光体屏,背面衬底的内表面设置多个电子发射元件 (下文称为发射体),作为激励荧光体发光的电子发射源。为了支承加在背面 衬底和正面衬底的大气压负载,这些衬底之间配置多个支承构件。背面衬底的 电位大致为地电位,荧光体屏上则施加阳极电压Va。于是,对构成荧光体屏的 红、绿、蓝荧光体照射发射体发射的电子束,使荧光体发光,从而显示图像。
这种FED和SED中,器件的厚度可薄到几mm,与当前的用作电视机、计算 机的显示器的CRT相比,能达到重量轻且体积薄。
上述的FED和SED中,需要使管壳内部为高真空。即使PDP中,也需要一 次成为真空后,才充入放电气体。
作为使管壳成为真空的手段,存在的方法是:首先利用适当的封装材料在 大气中加热作为管壳组成构件的正面衬底、背面衬底和侧壁,使其相互接合, 然后通过正面衬底或背面衬底上设置的排气管的内部排气后,真空密封排气 管。然而,平面型管壳的情况下,通过排气管的排气速度极慢,能达到的真空 度也低。因此,批量生产和特性方面存在问题。
作为其它方法,可考虑在真空槽内进行构成管壳的正面衬底和背面衬底的 最后组装。这种方法中,首先,充分加热放入真空槽的正面衬底和背面衬底。 这是为了减少成为管壳真空度劣化的主要原因的管壳内壁放气。接着,在正面 衬底和背面衬底冷却,真空槽内的真空度充分提高的时刻,在荧光屏上形成改 善并维持管壳真空度用的吸气膜。然后,再次将正面衬底和背面衬底加热对封 装材料熔化温度,并且在使正面衬底和背面衬底组合到规定位置的状态下, 冷却到封装材料固化
用该方法制成的真空管壳兼有封装工序和真空密封工序,而且不需要排气 管排气带来的大量时间,还能获得非常好的真空度。
然而,这样在真空中进行组装时,封装工序中进行的处理涉及加热、对位、 冷却等多方面,而且必须经历封装材料熔化、固化的长时间,使正面衬底和背 面衬底连续维持规定的位置。此外,还存在随着封装时的加热、冷却,正面衬 底和背面衬底产生热膨胀,对位精度容易劣化等封装带来的生产率、特性方面 的问题。

发明内容

本发明是鉴于以上的问题而完成的,其目的在于提供可在真空氛围中方便 且高精度地组装管壳的图像显示器件及其制造方法和制造装置。
为了达到上述目的,本发明一形态的图像显示器件及其制造方法,其包含 的管壳具有相对配置而且封闭周缘部的正面衬底和背面衬底,并且位于所述正 面衬底和背面衬底之间的封装部由具有导电性而且靠通电熔化的封装构件封 装。即,通过对封装部设置的封装构件通电,熔化封装构件,将封装部密封。
根据上述那样组成的图像显示器件及其制造方法,具有导电性的封装构件 流通电流而产生的热,主要仅使封装构件加热并熔化。而且,封装构件熔化后, 立即停止供给电流,使封装构件将其热快速扩散并传导到正面衬底和背面衬 底,从而该根据冷却并固化。因此,封装工序中,不需要对整个正面衬底和背 面衬底加热用的加热装置,还能大量缩短封装工序需要的时间。此外,正面衬 底和背面衬底的热膨胀系数很小,对它们封装时,能改善衬底位置精度的劣化。
本发明另一形态的图像显示器件,其包含的管壳具有正面衬底、与该正面 衬底相对配置的背面衬底以及封装所述正面衬底和背面衬底的周缘部的封装 部。
所述封装部具有利用通电以下加热并熔化以封闭所述周缘部所导电封装 材料和熔点高于该封装材料并且配置在所述周缘部的导电构件。
根据上述图像显示器件,通过对导电构件和达到封装材料通电,加热并熔 化封装材料,并通过停止加热,使封装材料冷却、固化,让正面衬底和背面衬 底在其周缘部封闭。这样对封装材料通电,进行直接加热,因而能用短时间熔 化封装材料。热辊导电构件足够粗,使通电量加大,即使缩短熔化时间,导电 构件也不会断线。又由于不需要加热正面衬底和背面衬底,能防止衬底热膨胀 和热收缩,可提高封装衬底时的位置精度。
本发明另一形态的图像显示装置包含的管壳具有相对配置的正面衬底和 背面衬底以及使所述正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭的封装部;所述封 装部包含矩形框状的高熔点导电构件和封装材料;所述高熔点导电构件具有比 所述封装材料高的熔点,同时还具有伸出到外侧的4个以上的伸出部。
本发明又一形态的图像显示装置器件包含具有相对配置的正面衬底和背 面衬底以及使所述正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭的封装部的管壳、在 所述正面衬底的内表面上形成的荧光体屏幕、以及设置在所述背面衬底上以对 所述荧光体屏幕发射电子束使所述荧光体屏幕发光的电子发射源;
所述封装部包含矩形框状的高熔点导电构件和封装材料;所述高熔点导电 构件具有比所述封装材料高的熔点,同时还具有伸出到外侧的4个以上的伸出 部。
本发明形态的图像显示器件制造方法,其图像显示器件包含的管壳具有相 对配置的正面衬底和背面衬底、以及含有封装材料和熔点高于该封装材料的高 熔点导电构件并且使所述正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭的封装部;该 方法中,准备具有往外侧伸出的4个以上的伸出部的矩形框状高熔点导电构件; 在所述正面衬底和背面衬底的周边部之间配置所述高熔点导电构件,同时在所 述正面衬底与高熔点导电构件之间和所述背面衬底与高熔点导电构件之间分 别配置封装材料;通过所述伸出部对所述高熔点导电构件通电,使所述封装材 料熔化,将所述正面衬底和所述背面衬底的周边部相互封闭。
本发明另一形态的图像显示器件,其中包含的管壳具有相对配置的正面衬 底和背面衬底、以及使所述正面衬底和背面衬底相互封闭的封装部;所述封装 部包含框状的高熔点导电构件以及第1和第2封装材料;所述第1封装材料具 有低于所述第2封装材料的熔点或软化点,所述高熔点导电构件具有高于所述 第1和第2封装材料的熔点或软化点;所述高熔点导电构件通过第1封装材料 接合所述正面衬底和背面衬底的一方,通过第2封装材料接合所述正面衬底和 背面衬底的另一方。
本发明又一形态的图像显示器件制造方法,其图像显示装置包含的管壳具 有相对配置的正面衬底和背面衬底,并且由含有高熔点导电构件以及第1和第 2封装材料的封装部使正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭;该方法中,
准备具有高于所述第1和的2封装材料的熔点或软化点的框状高熔点导电 构件;利用熔点或软化点高于所述第1封装材料的第2封装材料,使所述高熔 点导电构件与所述正面衬底和背面衬底中的一个衬底的周边部接合;相对配置 接合所述高熔点导电构件的所述一个衬底和另一个衬底,同时在所述高熔点导 电构件与所述另一个衬底的周边部之间配置第1封装材料;通过对所述高熔点 导电构件通电,使所述的1封装材料熔化或软化,将所述高熔点导电构件和所 述另一个衬底接合。
本发明形态的图像显示器件,其包含的管壳具有相对配置的正面衬底和背 面衬底、以及使所述正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭的封装部;所述封 装部包含框状的高熔点导电构件和封装材料,所述高熔点导电构件具有高于所 述封装材料的熔点或软化点,同时在对所述正面衬底和背面衬底垂直的方向具 有弹性。
本发明另一形态的图像显示器件制造方法,其图像显示器件包含的管壳具 有相对配置的正面衬底和背面衬底,并且利用含有高熔点导电构件和封装材料 的封装部使正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭;该方法中,
准备具有高于封装材料的熔点或软化点,而且在对所述正面衬底和背面衬 底垂直的方向具有弹性的框状高熔点导电构件;
相对配置所述正面衬底和背面衬底,同时在所述正面衬底和背面衬底的周 边部之间配置所述高熔点导电构件和封装材料;
在所述封装材料固化的状态下,叠合所述相对配置的正面衬底和背面衬 底,使所述高熔点导电构件往垂直于所述正面衬底和背面衬底的方向产生弹性 形变;
在所述正面衬底和背面衬底叠合的状态下,对所述高熔点导电构件通电, 使所述封装材料熔化或软化,让所述正面衬底和背面衬底的周边部相互封闭。
根据上述结构的图像显示器件和制造方法,利用高熔点导电构件的弹性改 善叠合正面衬底和背面衬底时衬底的弯曲,能提高正面衬底和背面衬底的对位 精度,以进行封装。
本发明的图像显示器件制造方法,其图像显示器件包含具有相对配置而且 相互接合周边部的正面衬底和背面衬底的管壳、以及在所述管壳内形成的多个 像素;该方法中,
在所述正面衬底和背面衬底的至少一方配置具有导电性的封装材料;对所 述封装材料通电,使其加热并熔化,将所述正面衬底和背面衬底的周边部接合; 在对所述封装材料通电时,根据所述封装材料的电阻对温度的依赖性,控制对 所述封装材料的通电。
本发明另一形态的图像显示器件的制造装置,该图像显示器件包含具有相 对配置而且相互接合周边部的正面衬底和背面衬底的管壳、在所述管壳内形成 的多个像素,该制造装置具有对配置在所述正面衬底和背面衬底的至少一方的 周边部而且具有导电性的封装材料通电并使其加热后熔化的电源、以及控制 部,该控制部在对所述封装材料通电以进行加热时,输入从所述电源反馈的电 流值和电压值的至少一方,并根据所述封装材料的电阻对温度的依赖性,控制 所述电源对所述封装材料的通电。
根据上述结构的图像显示器件的制造方法和制造装置,能依据封装材料的 电阻对温度的依赖性,以电的方式方便地检测封装材料熔化的完成。因此,使 整个正面衬底和背面衬底在维持低温的状态下进行周边部的接合,不会造成吸 气膜吸附下降,可排除热应力破坏衬底的问题。而且,用几分钟程度的时 间就能方便地进行接合,与以往相比,可缩短工序的时间。因此,能提供可廉 价制造、可获得稳定且良好的图像显示器件。
附图说明
图1是示出本发明实施形态的FED的总体结构的立体图;
图2是示出上述FED的内部组成的立体图;
图3是沿图1的III-III线的剖视图;
图4是放大示出上述FED的部分荧光体屏的俯视图;
图5是示出用于制造上述FED的正面衬底的俯视图;
图6是示出用于制造上述FED的背面衬底、侧壁、隔板的俯视图;
图7是示出上述FED的制造工序中在真空槽内组装的流程的流程图
图8是示出上述制造工序中正面衬底与侧壁的封装工序的剖面图;
图9是使作为本发明实施例的FED在封装时产生的玻璃应力缓解的方法的 说明图;
图10A至10C使分别示出本发明实施形态2的FED的组成构件的俯视图;
图11是示出所述实施形态2中的FED封装工序的俯视图;
图12是示出本发明实施形态3的FED的剖面图;
图13是从内侧看图12所示FED的正面衬底的俯视图;
图14是示出图12所示FED的背面衬底、侧壁、隔板的俯视图;
图15A和15B是分别示出用于制造图12所示FED的导电构件的俯视图;
图16是概略示出制造图12的FED用的制造装置的图;
图17是示出对正面衬底和背面衬底与侧壁之间进行封装的制造装置的变 换例的图;
图18是概略示出对具有导电性的侧壁通电并封装的另一变换例的图;
图19是示出本发明实施形态4的FED的立体图;
图20是示出卸下上述FED的正面衬底后的状态的立体图;
图21是沿图19的IIXI-IIXI线的剖视图;
图22是示出图19所示FED的侧壁的俯视图;
图23是示出图19所示FED的荧光体屏的俯视图;
图24是概略示出用于图19所示FED的真空处理装置的图;
图25是示出实施形态4的变换例的FED的侧壁的俯视图;
图26是示出实施形态4的另一变换例的立体图;
图27是示出本发明实施形态5的FED去除正面衬底后的状态的立体图;
图28是所述实施形态5的FED的剖面图;
图29是示出实施形态5的变换例的剖面图;
图30是示出本发明实施形态6的FED去除正面衬底后的状态的立体图;
图31是所述实施形态6的FED的剖面图;
图32A至32C是分别示出所述实施形态的FED的制造工序的剖面图;
图33A和33B是示出本发明实施形态7的FED的剖面图;
图34A和34B是示出所述实施形态7的FED的变换例的剖面图;
图35是本发明实施形态8的FED的剖面图;
图36A和36B是分别示出用于制造图35所示FED的背面衬底和正面衬底 的俯视图;
图37是示出所述封装部中配置铟的正面衬底和背面衬底相对配置的状态 的剖面图;
图38是概略示出用于制造图35所示FED的真空处理装置的图;
图39是图解状示出图35所示FED的制造工序中使电极接触铟的状态的俯 视图;
图40是示出伴随所述铟的温度变化的电阻特性的曲线;
图41是示出所述铟通电加热时的电流变化的曲线;
图42是示出所述铟通电加热时的电流实测值的曲线;
图43是示出所述铟通电加热时的电流变化倾向的曲线;
图44是示出所述铟通电具有时的电压变化的曲线;
图45是示出所述铟通电加热时的电流变化倾向的曲线;
图46是示出所述铟通电加热时的电阻值变化和电阻值变化倾向的曲线;
图47是示出所述铟通电加热时的电流和电压变化的曲线。
实施发明的最佳形态
下面参照附图详细说明将本发明的图像显示器件用于FED的实施形态1。
如图1至图3所示,作为绝缘衬底,此FED具有玻璃构成的矩形正面衬底 11和背面衬底12,这些衬底隔开1~2mm的间隙相对配置。而且,正面衬底11 和背面衬底12通过矩形框状的侧壁13接合其周缘部,构成内部维持真空状态 的扁平矩形真空管壳10。
本实施形态中,利用后文说明的具有导电性的封装构件21a、21b接合正 面衬底11和侧壁13,利用玻璃料等抵熔点封装构件40接合背面衬底12和侧 壁13。
为了支承加在正面衬底11和背面衬底12上的大气压负载,真空管壳10 的内部设置多个板状隔板14。这些隔板14配置在与真空管壳10的长边平行的 方向,同时沿与短边平行的方向隔开规定距离配置。隔板14的形状无特别限 定,例如可用柱状的隔板等。
正面衬底11的内表面形成图4所示那样的具有红、绿、蓝荧光体层16和 矩阵状黑色光吸收层17的荧光体屏15,此荧光体屏上蒸膜,作为金属背 垫。
如图3所示,背面衬底12的内表面上设置多个电子发射元件18,作为激 励荧光体层16的电子发射源。电子发射元件18配置在与各自的荧光体层16 相对的位置,往相应的荧光体层发射电子束。
下面说明上述那样构成的FED的制造方法。
如图5和图6所示,在组装前的状态下,正面衬底11的内表面上形成荧 光体屏15和图中未示出的金属背垫。在正面衬底11的内表面上荧光体层15 的外侧,将具有导电性的金属软钎料作为封装构件21a,填充成矩形框状,沿 正面衬底11的周缘部配置。在封装构件21a的2个对处往外侧伸出地形成 封装时对封装构件通电用的电极部22a、22b。
各电极部22a、22b的截面积形成得大于封装构件21的其它部分的截面积。
另一方面,在背面衬底12的内表面上,预先形成多个电子发射元件18, 同时利用低熔点封装构件40安装侧壁13和隔板14,以确保组装时与桌布衬底 11的间隙。在侧壁13上,将具有导电性的软钎料作为封装构件21b,对与所 述正面衬底11方的封装构件21a相对的位置填充成矩形框状。
按照图7所示的工序,在真空槽中组装上述正面衬底11和背面衬底12。 即,首先,将正面衬底11和背面衬底12导入真空槽,并对此真空槽进行真空 排气。然后,加热正面衬底11和背面衬底12,使其充分脱气。加热的温度适 时设定为200℃~500℃。这是为了防止成为真空管壳后,真空度劣化的内壁的 放气速度减慢,使气体残留,造成特性劣化。
接着,完成脱气并且冷却后的正面衬底11的荧光体屏15上形成吸气膜。 这是为了利用吸气膜吸收并排放形成真空管壳后残留的气体,使真空管壳内的 真空度保持良好的程度。
接着,将正面衬底11和背面衬底12在双方规定的位置叠合,使荧光体层 16与电子发射元件18对置。此状态下,通过电极部22a、22b对封装构件21a、 21b通电,使这些封装构件加热并熔化。然后,停止通电,使封装构件21a、 21b的热快速扩散并传导到正面衬底11和侧壁13,让封装构件21a、21b固化。 结果,封装构件21a、21b将正面衬底11与侧壁13相互封闭。
下面说明上述封装工序用的制造装置和FED的各组成构件。
如图8所示,封装前的状态下,将正面衬底11和背面衬底12的温度设定 成低于封装构件21a、21b的熔点,并且封装构件21a、21b处于固化状态。此 状态下,在规定的位置叠合正面衬底11和背面衬底12,使封装构件21a、21b 也相互重叠。利用加压装置23a、23b对正面衬底1和背面衬底12在其相互接 近的方向时间规定的封装负载。又利用隔板14,使图像显示区保持规定的间隙, 并且封装构件21a、21b也相互接触。进而,使封装构件21a的电极部22a、22b 分别接触馈电端子24a、24b,这些馈电端子24a、24b连接电源25。
此状态下,通过馈电端子24a、24b使封装构件21a、21b流通规定的电流, 则仅封装构件21a、21b发热并熔化。其后,停止通电,则热容量小的封装构 件21a、21b因温度梯度而对正面衬底11和侧壁13散热,以达到与热容量大 的正面衬底11和侧壁13热平衡,从而快速冷却并固化。
利用这种方法,能在很短的时间,而且以简单的制造装置,将真空管壳封 装成真空。即,通过采用具有导电性的封装构件,不加热衬底,就能有选择地 仅加热热容量小(即体积小)的封装构件,可抑制衬底热膨胀造成的位置精度 劣化。
与衬底相比,封装构件的热容量非常小,因而与对整个衬底加热的已有方 法相比,能大量缩短加热、冷却需要的时间,可大幅度提高生产率。而且,封 装中需要的装置仅为简单的馈电端子和使该端子接触封装构件的机构,能实现 的装置,不用说以往全面加热的加热器,即使对电磁感应法等而言,也非常简 单,而且是适合超高真空的洁净装置。
至于通电的电流的形态,不仅可用直流电流,而且可用按商用频率变动的 交流电流。这时,可省略将按交流送来的商用电流变换成直流的工作,使装置 简化。还可用按kHz级的高频变动的交流电流。这时,热增大因集肤效应 而高频有效电阻值增大的部分,所以以较小的电流值就能获得与上文所述相同 的效果。
关于通电的功率和时间,实施例中取为5~300秒左右。通电使长(功率 小),则衬底周边的温度升高,因而产生冷却速度慢和热膨胀的弊病。通电时 间短(功率大),则产生导电封装材料填充不充分引起的断线和玻璃热应力造 成的衬底断裂。因此,通电的功率和时间(包括时间性的功率变化)最好对每 一对象设定最佳条件。
关于封装时衬底温度与封装构件熔点的温度差,实施例中取为20℃~150 ℃。温度差大时,能缩短冷却时间,但玻璃热应力变大,也最好每一对象设定 最佳条件。
关于封装构件热扩散传导造成的衬底表、里面温度差引起的应力和畸变, 如图9所示,通过使加压装置23a、23b的外径比衬底的外径小一圈,让衬底 的周边如虚线所示那样自然弯曲,能减小衬底产生的应力。或者,不减小加压 装置23a、23b的外径的情况下,在具有装置的周边部设置作为衬底翘曲时的 出口的切削部,也能得到同样缓解应力的效果。
上述的实施形态采用以正面衬底和背面衬底包围侧壁的结构的真空管壳, 但也可做成侧壁与正面衬底或背面衬底合为一体。还可做成侧壁接合成从侧面 覆盖正面衬底和背面衬底。由封装构件的通电加热加以封装的封装面可用是正 面衬底与侧壁之间和背面衬底与侧壁之间的2个面。
上述实施形态1中,在接触正面衬底方的封装构件和背面衬底方的封装构 件的状态下,进行通电加热,但也可使这些封装构件在非接触状态下通电加热 后到固化的期间进行接合。荧光体屏的组成和电子发射元件的组成,不限于本 发明的实施形态,也可以是其它的组成。封装构件的填充可以仅为被封装的2 个面中的任一个面。
为了确保导电封装构件对衬底的浸湿性,可在封装构件与衬底之间或封装 构件与侧壁之间形成基底层。
下面说明多个实施例。
实例1
说明将图5和图6所示的正面衬底11和背面衬底12用于36英寸规模电 视机的FED显示器件的实例。主要的组成与上述实施形态中说明的相同。
正面衬底11和背面衬底12均由2.8mm的玻璃材料构成,侧壁13由1.1mm 的玻璃材料构成。正面衬底11和背面衬底12的侧壁13上填充的封装构件21a、 21b采用在约156℃熔化的铟(In),分别填充成宽3~5mm、厚0.1~0.3mm。 电极部22a、22b设置在与对置的背面衬底12的X布线和Y布线的干涉小的对 角部的2个对称处。为了减小通电时断线的险,电极部22a、22b为宽约16mm、 厚为0.1~0.3mm,其截面积大于其它部分。电极部22a、22b之间的封装构件 21a的电阻在室温状态为0.1~0.5Ω。
对此正面衬底11和背面衬底12在真空槽内进行脱气处理和吸气膜形成 后,装入加压装置23a、23b。然后,如图8所示,在约100℃的温度下将正面 衬底11和背面衬底12配置在规定的位置,由加压装置23a、23b用约50kg的 载重使其叠合,同时将馈电端子24a、24b连接到电极部22a、22b。
此状态下,对馈电端子24a、24b施加102秒钟的直流120A电流,使封装 构件21a、21b整圈充分熔化。停止通电后,将正面衬底11和背面衬底12保 持60秒,使因通电加热而温度升高的封装构件21a、21b的热散发到正面衬底 11和侧壁13,让封装构件21a、21b固化。
这样制作真空管壳时,以往30分钟左右的封装时间大幅度缩短到几分钟, 还能使封装时的装置简单。
实例2
实例2的主要组成与实例1相同。
实例2在上述的封装工序中,对封装构件21a、21b施加40秒钟按60Hz 商用频率变动的、有效电流值150A的正弦波交流电流后,保持30秒钟,从而 形成真空管壳。
实例3
实例3的主要组成与实施例1相同。
实例3在封装工序中,对封装构件21a、21b施加30秒钟按高于商用频率 的频率(例如300kHz)变动的、有效电流值4A的正弦波交流电流后,保持30 秒钟,从而形成真空管壳。
图10A至图10C和图11示出本发明的实施形态2。根据实施形态2,背面 衬底12与侧壁13的接合和正面衬底11与侧壁13的接合一起,都用加压导电 性的封装构件在真空槽中进行。实施形态2的其它主要组成与实施形态1相同。
这里,在与正面衬底11的侧壁13对置的部分填充矩形框状的封装构件26, 并且设置从封装构件26的对角方向的2个角部往外侧伸出的电极部27a、27b。 又在与背面衬底12的侧壁13对置的部分填充矩形框状的封装构件28,而且设 置从封装构件28的对角方向的2个角部往外侧伸出的电极部29a、29b。
使该正面衬底11、背面衬底12和侧壁13在上述的规定位置叠合,并通过 馈电端子30a、30b从电源31对电极部27a、27b通电(100A)150秒钟,同时 通过精度端子32a、32b从电源33对电极部29a、29b通电(100A)150秒钟。 然后,保持约2分钟,使封装构件26、28固化,从而封闭正面衬底11、背面 衬底12和侧壁13。
实施形态1和2中,封装构件上设置的一对电极部设置在对称的位置即可, 不限于设置在封装构件的一对对角部,也可设置在各长边部或短边部。作为加 压导电性的封装构件,不限于In,也可用含In的合金
下面说明实施形态3的FED、其制造方法和制造装置。
如图12所示,根据本实施形态的FED,其中具有分别由矩形玻璃构成的正 面衬底11和背面衬底12,这些衬底隔开1~2mm,相对配置。而且,正面衬底 11和背面衬底2通过矩形框状的侧壁13接合其周缘部,以构成内部维持真空 状态的扁平矩形状的真空管壳10。正面衬底11与侧壁13由后文所述的封装部 20接合,背面衬底12与侧壁13由玻璃料等低熔点封装构件40接合。其它组 成与实施形态1相同,相同的部分标注相同的参考号,省略其详细说明。下面 说明以上那样构成的FED的制造方法和制造装置。
如图13所示,在组装前的状态下,正面衬底11的内表面形成荧光体屏15。 又在正面衬底11的内表面上荧光体屏15的外侧周缘部,将具有导电性的金属 软钎料作为封装材料21a,设置成矩形框状。这时,将正面衬底11的温度设定 成低于封装材料21a的熔点的温度,并且封装材料21a处于固化状态。
如图14所示,在组装前的状态下,背面衬底12的内表面预先形成多个电 子发射元件18(这里图中省略示出),同时利用低熔点封装构件40安装侧壁 13和隔板14,以确保组装时与正面衬底11的间隙。又在侧壁13上,将具有 与上述封装材料21a相同的导电性的金属软钎料作为封装材料21b,在与正面 衬底11方的封装材料21a对置的位置设置成矩形框状。这时,背面衬底12的 温度设定成低于封装材料21b的熔点的温度,并且封装材料21b处于固化状态。
作为封装材料21a、21b,选择在300℃以下熔化或软化的材料,但本实施 形态中,作为封装材料21a、21b,采用In或含In的合金。
图15A示出封装正面衬底11的周缘部与侧壁13的上端时,夹入封装材料 21a、21b之间的矩形框状导电构件22。此导电构件22与上述封装材料21a、 21b一起,作为封装部20起作用。
利用截面积1mm2以上的镍合金板形成导电构件22,以从其形成对角的角 部伸出的状态,合为一体地设置2个电极部22a、22b(连接端子)。此导电构 件22的宽度设定成比封装材料21a、21b的宽度小。作为导电构件22,除用含 镍(Ni)的合金外,还可用含(Fe)、铬(Cr)、铝(Al)等的合金,使用 熔点为500℃以上的材料。
导电构件22的热膨胀系数设定为封装材料21a、21b的热膨胀系数的80~ 120%左右,或设定为侧壁3的热膨胀系数的80~120%左右,或设定在正面 衬底11、背面衬底12和侧壁3各自的热膨胀系数中最小热膨胀系数与最大热 膨胀系数之间。
上述正面衬底11和背面衬底12在真空槽内隔着导电构件22相互封闭, 从而形成FED。
与图7所示的封装工序大致相同,首先,将正面衬底11、背面衬底12和 导电构件22导入真空槽,并使此真空槽内排气为真空。然后,加热正面衬底 11和背面衬底12,从这些衬底充分脱气。加热的温度适时设定为200℃~500 ℃左右。这是为了防止成为真空管壳后,真空度劣化的内壁的放气速度减慢, 使气体残留,造成特性劣化。
接着,完成脱气并且冷却后的正面衬底11的荧光体屏15上形成吸气膜。 这是为了利用吸气膜吸收并排放形成真空管壳后残留的气体,使真空管壳内的 真空度保持良好的程度。
然后,高精度定位并叠合正面衬底11和背面衬底12,使荧光体层16与电 子发射元件18对置。这时,使导电构件22夹入正面衬底11的周缘部设置的 封装材料21a与侧壁13上设置的封装材料21b之间。
将这样中间夹有导电构件22的状态的正面衬底11和背面衬底12放入图 16所示的装置。然后,利用加压装置23a、23b往相对的方向以规定的压力按 压并保持正面衬底1和背面衬底12。进而,将电源25连接到从导电构件22 导出的电极部22a、22b。
此状态下,从电源25通过电极部22a、22b往导电构件22流通规定的电 流,对封装材料21a、21b通电。由此,加热导电构件22和封装材料21a、21b, 仅封装材料21a、21b熔化。即,由于导电构件22用通电不熔化的高熔点材料 形成,仅封装材料21a、21b熔化。熔化的封装材料21a、21b联结成包围宽度 小的导电构件22。此后,联结状态的、热容量较小的封装材料21的热因温度 梯度而快速扩散传导到正面衬底11和侧壁13,达到与热容量大的正面衬底11 和侧壁13热平衡,使封装材料21快速冷却并固化。由此,封装正面衬底11 和侧壁13。
以上那样利用实施形态2,则用仅对导电构件22通电的极简单的组成,就 能工序有选择且可靠地加热熔化封装材料21a、21b,可大量减少封装处理需要 的操作步骤、处理时间和耗电量,能可靠且方便地封装正面衬底11和背面衬 底12的周缘部。
即,如本实施形态那样,通过组合使用加压导电性的封装材料21a、21b, 即使封装材料设置不均匀的情况下,该材料也不断线,能可靠地在整个区域对 封装材料21a、21b通电,使封装材料能在整个长度上可靠地熔化。又通过使 封装材料21a、21b加压导电性,与没有导电性的封装材料相比,能对封装材 料21a、21b直接加热,可缩短熔化时间。
此外,如本实施形态那样,通过将导电构件22设置成夹在封装材料21a、 21b中间,导电构件22不接触正面衬底11和侧壁13,不必担心热应力使正面 衬底11和侧壁13断裂。又由于导电构件22不接触正面衬底11和侧壁13,能 加大封装材料21a、21b接触正面衬底11和侧壁13的面积,可提高封闭性能。
利用本实施形态,则能有选择地仅加热熔化封装材料,因而不必加热正面 衬底和背面衬底,仅加热热容量小(即体积小)的封装材料即可,能减少使用 的电力,抑制衬底热膨胀和热收缩造成的位置精度劣化等。
与对整个衬底加热的已有方法相比,能大量缩短加热、冷却需要的时间, 大幅度提高批量生产率。而且,封装中需要的装置仅为电源,能实现的装置, 不用说以往全面加热的加热器,即使对电磁感应法等而言,也非常简单,而且 是适合超高真空的洁净装置。
至于通电的电流的形态,不仅可用直流电流,而且可用按商用频率变动的 交流电流。这时,可省略将按交流送来的商用电流变换成直流的工作,使装置 简化。还可用按kHz级的高频变动的交流电流。这时,焦耳热增大因集肤效应 而高频有效电阻值增大的部分,所以以较小的电流值就能获得与上文所述相同 的效果。
关于通电的功率和时间,实施例中取为5~300秒左右。通电使长(功率 小),则衬底周边的温度升高,因而产生冷却速度慢和热膨胀的弊病。通电时 间短(功率大),则产生导电封装材料填充不充分引起的断线和玻璃热应力造 成的衬底断裂。因此,通电的功率和时间(包括时间性的功率变化)需要对每 一对象设定最佳条件。
关于封装时衬底温度与封装构件熔点的温度差,实施例中取为20℃~150 ℃。温度差大时,能缩短冷却时间,但玻璃热应力变大,也需要每一对象设定 最佳条件。
实施形态3中,如图10所示,结构上也可做成利用封装材料的通电加热, 封闭正面衬底11与侧壁13之间和背面衬底12与侧壁13之间的2个部位的封 装部。这时,与实施形态3相同,由封装部20封闭侧壁13与正面衬底11的 周缘部。侧壁13与背面衬底12的周缘部之间也介入封装部20。侧壁13与背 面衬底12的周缘部之间设置的封装部20为侧壁13下表面上设置的封装材料 21b、图15B所示的导电构件22和背面衬底12的周缘部上设置的封装材料21a。 而且,导电构件22的2个对角22c、22d连接电源27。后面,与实施形态3相 同,提高从电源25对导电构件22通电,进行加热,封装正面衬底11、侧壁13、 背面衬底12。
如图18所示,结构上还可做成用具有导电性的材料形成侧壁24,在侧壁 24与正面衬底11的周缘部之间设置封装材料21a,在侧壁24与背面衬底12 的周缘部之间设置封装材料21b,并且侧壁24本身通电。这时,作为通电构件, 不必设置独立的导电构件22,能简化制造工序,同时可减少构件数量,降低制 造成本。
又可在接触封装材料21a、21b的导电构件22的表面形成凹凸。这时,熔 化封装材料21时,能抑制封装对象之间的机械滑动,即抑制导电构件22与正 面衬底11之间、党和国家22与背面衬底12之间和导电构件22与侧壁13之 间的机械滑动,使正面衬底11与背面衬底12的位置偏移得到抑制。
下面说明应用实施形态3的多个实例。
实例1
说明将正面衬底11和背面衬底12用于36英寸规模的电视机用的FED显 示器件的实例。主要的组成与上述实施形态中说明的相同。
正面衬底11和背面衬底12均由2.8mm的玻璃材料构成,侧壁13由1.1mm 的玻璃材料构成。正面衬底11的周缘部设置的封装材料21a和背面衬底12的 侧壁13上设置的封装构件21b为在约160℃熔化的In,形成宽3~5mm、单面厚 0.1~0.3mm。
如图15A所示,导电构件22利用镍合金形成宽1mm、厚0.1mm的框板状。 导电构件22的电极部22a、22b设置在与对置的背面衬底12的X布线和Y布 线的干涉小的对角部的2个对称处。为了确保通电时电流量足够,导电构件22 具有0.1mm2以上的截面积。而且,电极部22a、22b之间的电阻在室温状态为 0.05~0.5Ω。
然后,将这些正面衬底11和背面衬底12与导电构件22一起配置在真空 槽内,在真空槽内进行脱气处理和吸气膜形成后,即成为将导电构件22夹在 正面衬底11的周缘部与背面衬底12上竖立的侧壁13之间的状态后,装入加 压装置23a、23b。即,在约100℃的温度下将正面衬底11、背面衬底12和导 电构件22配置在规定的位置,由加压装置23a、23b用约50kg的载重使其叠 合。进而,将电源25连接到导电构件22的电极部22a、22b。
此状态下,通过高电源25对电极部22a、22b施加40秒钟的直流130A电 流,加热导电构件22,使封装构件21a、21b整圈均匀且充分熔化。停止通电 后,将正面衬底11和背面衬底12保持30秒,使因通电加热而温度升高的封 装构件21a、21b的热散发到正面衬底11和侧壁13,让封装构件21a、21b冷 却并固化。
这样制作真空管壳时,以往30分钟左右的封装时间大幅度缩短为1分钟 左右,还能使封装时的装置简单。
实例2
实例2的主要组成与实例1相同。
实例2在上述的封装工序中,对导电构件22的电极部22a、22b施加60 秒钟按60Hz商用频率变动的、有效电流值120A的正弦波交流电流后,保持1 分钟,从而形成真空管壳。
实例3
实例3的主要组成与实施例1相同。
实例3在封装工序中,对导电构件22的电极部22a、22b施加30秒钟按 高于商用频率的频率(例如300kHz)变动的、有效电流值4A的正弦波交流电 流后,保持1分钟,从而形成真空管壳。
实例4
实例4的主要组成与实施例1相同。
实例4中,如图17所示,背面衬底12与侧壁13的接合和上述正面衬底 11与侧壁13的接合一起,都用上述导电构件在真空槽内进行。这时,正面衬 底11的周缘部与侧壁13对置的接合部设置矩形框状的封装材料21a、图15A 所示的导电构件22和矩形框状的封装材料21b。背面衬底12的周缘部与侧壁 13对置的接合部设置矩形框状的封装材料21a、图15B所示的导电构件22和 矩形框状的封装材料21b。
然后,使正面衬底11、背面衬底12和侧壁13在上述的规定位置叠合,并 且通过电源25对电极部22a、22b通电(100A)150秒钟,同时通过电源27对 电极22c、22d通电(100A)150秒钟。其后,保持约2分钟,使封装构件21a、 21b冷却并固化,从而封闭正面衬底11、背面衬底12和侧壁13。
实例5
实例5的主要组成与实施例1相同。
实例5中,如图18所示,不用上述导电构件22,而通过导电性的侧壁24 接合正面衬底1和背面衬底2,并且侧壁24本身通电,封装正面衬底11和背 面衬底12。这时,作为侧壁24,采用宽2mm、高1.1mm的矩形框状的SUS304, 并且通电200A(30秒钟),接着又通电140A(10秒钟)后,将正面衬底11 和背面衬底12保持约2分钟,使封装材料21a、21b冷却并固化。
下面说明本发明实施形态4的FED、其制造方法和制造装置。
如图19至图21所示,此FED具有分别由矩形玻璃构成的正面衬底11和 背面衬底12,这些衬底隔开1.6mm的间隙相对配置。背面衬底的尺寸略大于正 面衬底,其外周部形成引出线(图中未示出),用于输入后文说明的视频信号。 正面衬底11和背面衬底12通过大致矩形板框状的侧壁13接合其周缘部,构 成内部维持真空状态的扁平矩形状的真空管壳10。
作为侧壁13,采用熔点高于后文说明的封装材料而且具有导电性的高熔 点导电构件,例如采用铁镍合金。此外,作为具有导电性的高熔点导电构件, 可用含有Fe、Cr、Ni、Al中的至少一种的材料。如图19、图20和图22所示, 侧壁13具有沿对角轴方向从各边角部伸出的伸出部13a、13b、13c、13d。例 如利用In或含In的合金作为封装材料34,将侧壁13封装到背面衬底12和正 面衬底11。
在封装的状态下,侧壁13的各伸出部13a、13b、13c、13d分别往更远于 正面衬底11的外侧伸出,并延伸到背面衬底12的边角附近。后文将说明,在 FED制造工序中,伸出部13a、13b、13c、13d可作为对侧壁13加电压用的连 接端子起作用,同时还可作为侧壁定位时的夹持部起作用。
如图20和图21所示,为了支承加在正面衬底11和背面衬底12上的大气 压负载,真空管壳10的内部设置多个板状隔板14。这些隔板14配置在与真空 管壳10的长边平行的方向,同时沿与短边平行的方向隔开规定距离配置。隔 板14的形状无特别限定,例如可用柱状的隔板等。
正面衬底11的内表面形成图23所示的荧光体屏15。此荧光体屏15排列 红、绿、蓝的条带状荧光体层和位于这些荧光体层之间作为非发光部的条带状 黑色光吸收层17而构成。荧光体层在与真空管壳的短边平行的方向延伸,同 时沿与长边平行的方向隔开规定的间隔配置。此荧光体屏15上蒸镀例如铝层 组成的金属背垫层19。
背面衬底12的内表面上设置多个分别发射电子束的电子发射元件18,作 为激励荧光体屏15的荧光体层的电子发射源。这些电子发射元件18对应于各 像素,排列成多行和多列。详细而言,背面衬底12的内表面上形成导电性阳 极层36,该导电性阳极层上又形成具有多个凹处37的膜38。二氧化 硅膜38上形成钼和铌等组成的栅极41。然后,背面衬底12的内表面上,在各 凹处37内设置钼等组成的锥状电子发射元件18。
上述那样构成的FED中,在简单矩阵方式形成电子发射元件18和栅极41 输入视频信号。以电子发射元件18为基准时,亮度最高的状态下,施加+100V 的栅极电压。又对荧光体屏15时间+10kV的电压。由此,电子发射元件18发 射电子束。利用栅极41的电压调制电子发射元件18发射的电子束的大小,此 电子束激励荧光体屏15的荧光体层,使其发光,从而显示图像。
下面详细说明上述那样构成的FED的制造方法。
首先,在背面衬底用的板玻璃上形成电子发射元件。这时,在板玻璃上形 成矩阵状的导电性阳极层36,又在此导电性阳极层上利用热氧化法、CVD法或 溅射法形成二氧化硅膜的绝缘膜38。
然后,在该绝缘膜38上利用溅射法或电子束蒸镀法形成用于形成钼和铌 等的栅极的金属膜。接着,在此金属膜上利用光刻制版形成形状对应于应形成 的栅极的抗蚀层图案。将此抗蚀层图案作为掩模,利用湿蚀刻法或干蚀刻法蚀 刻金属膜,形成栅极41。
接着,将抗蚀层图案和栅极41作为掩模,利用湿蚀刻法或干蚀刻法时刻 绝缘膜38,形成凹处37。然后,去除抗蚀层图案后,从对背面衬底12倾斜规 定角度的方向矩形电子束蒸镀,从而在栅极41上形成例如铝或镍组成的剥离 层。接着,利用电子束蒸镀法将例如钼作为形成阳极用的材料,从对背面衬底 12的表面垂直的方向进行蒸镀。由此,在各凹部37的内部形成电子发射元件 18。接着,利用提升法去除剥离层及其上形成的金属膜。
接着,用低熔点玻璃将板状支承构件14封装在背面衬底12上。
另一方面,在成为正面衬底11的板玻璃上形成荧光体屏15。此工序准备 尺寸与正面衬底11相同的板玻璃,用制图机在该玻璃上形成荧光体层的条状 图案。将形成该荧光体条状图案的板玻璃和正面衬底用的板玻璃装到定位夹 具,放入曝光台,进行曝光、显像,以形成荧光体屏15。接,形成铝膜组成的 金属垫背层19,叠置在荧光体屏15上。
上述那样封装支承构件14的背面衬底12、形成荧光体屏15的正面衬底11 和侧壁13的封装面涂覆铟,作为封装材料。这里,例如在背面衬底12和正面 衬底11的周缘部内表面涂覆铟。然后,将它们以隔开规定间隙相对配置的状 态封入真空处理装置100内。上述一系列工序中,例如使用图24所示的真空 处理装置100。
此真空处理装置100具有依次排列设置的加载室101、烘焙与电子线洗净 室102、冷却室103、吸气膜蒸镀室104、组装室105、冷却室106和卸载室107。 这些室分别做成可进行真空处理的室,制造FED时各室都作真空排气。斜率的 处理室用闸连接。
上述的背面衬底12、侧壁13、正面衬底11放入加载室101,使该室内为 真空氛围后,送到烘焙与电子线洗净室102。在该室102中,将上述组装体和 正面衬底加热到350℃的温度,使各构件排出表面吸附的气体。
在加热的同时,烘焙与电子线洗净室102中安装的电子线发生装置(图中 未示出)对正面衬底11的荧光体屏表面和背面衬底12的电子发射元件表面照 射电子线。此电子线借助装在电子线发生装置外部的偏转装置进行偏转扫描, 因而能用电子线洗净整个荧光体屏表面和电子发射元件表面。
加热、电子线洗净后,将上述组装体和正面衬底送到冷却室103,例如冷 却到100℃的温度。接着,将上述组装体和正面衬底11送到形成吸气膜用的蒸 镀室104,该室中在荧光体屏的外侧蒸镀并形成Ba膜,作为吸气膜。此Ba膜 能防止表面被氧、等污染,因而可维持活性状态。
接着,将背面衬底12、侧壁13和正面衬底11送到组装室105。该组装室 105中,将这些构件加热到例如约130℃的温度,并且在规定的位置叠合两 衬底。这时,通过夹持侧壁13上设置的伸出部13a、13b、13c、13d,保持侧 壁,使背面衬底12、保存13和正面衬底11相互定位。又例如,预先在背面衬 底12设置与侧壁13的伸出部1 3a、13b、13c、13d对应的标记,可一面监视 这些伸出部和标记,一面使侧壁13与背面衬底高精度对位。由于伸出部13a、 13b、13c、13d从侧壁13伸出到外侧,即使在组装室105内,也能利用这些伸 出部方便地夹持侧壁13,进行输送、定位。
接着,使作为高熔点导电构件的侧壁13的伸出部13a、13b、13c、13d中 相对的2个伸出部(例如伸出部13a、13c)接触电极,对侧壁13通直流电流 300A达40秒钟。于是,该电流也同时流到铟,使侧壁13和铟发热。由此,使 铟加热到160~200℃左右而熔化。这时,从两侧对叠合的正面衬底11和背面 衬底12施加约50kgf的压力。
然后,停止对侧壁13通电,使封装区(即侧壁13和封装材料34)的热快 速扩散传导到坐标没吃大11和背面衬底12,让铟固化。由此,通过侧壁13和 封装材料34封闭正面衬底11和背面衬底12,形成真空管壳10。通电停止后 约60秒钟,从组装室105取出封装的真空管壳10。然后,将这样小型厂的真 空管壳10在冷却室106中冷却到常温后,从卸载室107取出。
根据以上那样组成的实施形态4的FED及其制造方法,通过在真空氛围中 进行背面衬底12、侧壁13和正面衬底11的封装,能兼用烘焙和电子线洗净, 使表面吸附的气体充分释放,吸气膜也不被氧化,可维持足够的其它吸收效应。 又通过侧壁13采用铁镍合金之类的高熔点导电构件,同时还设置可夹持的伸 出部13a、13b、13c、13d,即使在真空装置内也可方便地夹持并输送侧壁13, 以边角部为基准,使侧壁13高精度对位,而且能用短时间封装。
又由于对高熔点导电构件通电,可防止铟熔化时其截面积不均匀度变大而 断线,或局部发热造成玻璃断裂。因此,能方便且可靠地进行真空管壳的封装。 又由于利用铟封装背面衬底12、走麦城大11、侧壁13,可成为无铅的图像显 示装置。
再者,构成侧壁的高熔点导电构件的伸出部不限于上述实施形态。即,伸 出部也可相互隔开地设置4个以上,而且不限于在侧壁的边角部,可设置在任 意位置。如图25所示,根据实施形态4的变换例的FED,作为高熔点导电构件 的侧壁13,形成矩形框状,并且具有从各边的中央部往外方伸出的伸出部13a、 13b、13c、13d。这种情况下,使相对的伸出部13a、13b接触电极,进行直流 通电,也能与上述实施形态4一样封装管壳。其它组成与实施形态1相同。
上述实施形态4中,结构上做成侧壁13的各伸出部延伸到背面衬底12的 边角部附近,但根据图26所示的变换例的FED,侧壁13的伸出部13a、13b、 13c、13d跨越背面衬底12的周缘,以上到背面衬底的外侧。其它的组成与实 施形态4相同,相同的部分标注相同的参考号,省略其详细说明。上述结构的 FED也用与上述实施形态4相同的方法制造。
根据图26的变换例,能得到与实施形态4相同的作用效果。同时,由于 侧壁的各伸出部伸出到背面衬底的外侧,制造工序中可更方便地进行侧壁的夹 持和定位。
对高熔点导电构件通电的电流不限于直流,也可用商用频率或高于商用频 率的高频交流电流。
下面说明实施形态5的FED、其制造方法和制造装置。
如图27和图28所示,此FED具有分别由矩形玻璃构成的正面衬底11和 背面衬底12,这些衬底隔开1.6mm的间隙相对配置。背面衬底的尺寸略大于正 面衬底,其外周部形成引出线(图中未示出),用于输入后文说明的视频信号。 正面衬底11和背面衬底12通过大致矩形板框状的封装部20接合其周缘部, 构成内部维持真空状态的扁平矩形状的真空管壳10。
封装部20包含具有导电性的矩形框状的高熔点导电构件42以及第1和第 2封装材料34a、34b。高熔点导电构件42通过第1封装材料34a接合正面衬 底11的周边部,又通过第2封装材料34b接合背面衬底12的周边部。
高熔点导电构件42具有高于第1和第2封装材料34a、34b的熔点或软化 点(即适合封装的温度),例如具有铁镍合金。此外,作为具有导电性的高熔 点导电构件,还可用含有Fe、Cr、Ni、Al中的至少一种的材料。作为第1封 装材料34a,采用熔点或软化点低于第2封装材料34b的材料。这里,作为第1 封装材料,例如采用铟或含铟的合金。作为第2封装材料34b,采用具有绝缘 性的玻璃料。
例如,高熔点导电构件42的熔点或软化点为500℃,第2封装材料的熔点 或软化点为300℃以上,第1封装材料的熔点或软化点为不到300℃。
其它组成与上述实施形态4相同,相同短边方标注相同的参考号,省略其 详细说明。
上述那样构成的FED中,在简单矩阵方式形成电子发射元件18和栅极41 输入视频信号。以电子发射元件18为基准时,亮度最高的状态下,施加+100V 的栅极电压。又对荧光体屏15时间+10kV的电压。由此,电子发射元件18发 射电子束。利用栅极41的电压调制电子发射元件18发射的电子束的大小,此 电子束激励荧光体屏15的荧光体层,使其发光,从而显示图像。
下面详细说明上述那样组成的实施形态5的FED的制造方法。
首先,在背面衬底用的板玻璃上形成电子发射元件18和各种布线。接着, 在大气中,利用玻璃料作为低熔点玻璃,将板状支承构件14封装在背面衬底 12上。同时,利用具有绝缘性的玻璃料作为第2封装材料34b,将高熔点导电 构件42接合在背面衬底12的周边部。这时,将高熔点导电构件42加热到2 封装材料34b的熔点或软化点,但由于熔点和软化点比第2封装材料34b的高, 不变形。为了确保背面衬底12上形成的布线与高熔点导电构件42之间的绝缘 性,最好第2封装材料34b形成100μm以上的厚度。
此加热通常采取从周围使整个背面衬底12变热的方法,但也可对高熔点 导电构件42通电,仅局部加热封装区。
另一方面,在成为正面衬底11的板玻璃上形成荧光体屏15。此工序准备 尺寸与正面衬底11相同的板玻璃,用制图机在该玻璃上形成荧光体层的条状 图案。将形成该荧光体条状图案的板玻璃和正面衬底用的板玻璃装到定位夹 具,放入曝光台,进行曝光、显像,以形成荧光体屏15。接,形成铝膜组成的 金属垫背层19,叠置在荧光体屏15上。
在上述那样封支承构件14和高熔点导电构件42的背面衬底12和形成荧 光体屏15的正面衬底11的封装面涂覆铟,作为第1封装材料34b。这里,例 如在高熔点导电构件42和正面衬底11的周边部内表面涂覆铟。然后,在隔开 规定的间隙相对配置的状态下,将它们送入真空处理装置100。
上述的背面衬底12和正面衬底11放入加载室101,使该室内为真空氛围 后,送到烘焙与电子线洗净室102。在该室102中,将上述背面衬底12和正面 衬底11加热到350℃的温度,使各构件排出表面吸附的气体。
在加热的同时,烘焙与电子线洗净室102中安装的电子线发生装置(图中 未示出)对正面衬底11的荧光体屏表面和背面衬底12的电子发射元件表面照 射电子线。此电子线借助装在电子线发生装置外部的偏转装置进行偏转扫描, 因而能用电子线洗净整个荧光体屏表面和电子发射元件表面。
加热、电子线洗净后,将上述背面衬底12和正面衬底11送到冷却室103, 例如冷却到100℃的温度。接着,将上述背面衬底12和正面衬底11送到形成 吸气膜用的蒸镀室104,该室中在荧光体屏的外侧蒸镀并形成Ba膜,作为吸气 膜。
接着,将背面衬底12、侧壁13和正面衬底11送到组装室105。该组装室 105中,使这些构件的温度例如为约130℃,并且在规定的位置叠合两块衬底。 然后,使电极接触高熔点导电构件42,流通300A直流电流40秒钟。于是,铟 也同时流通电流,使高熔点导电构件42和铟发热。由此,将铟加热到160℃~ 200℃,使其熔化或软化。这时,从两侧对叠合的正面衬底11和背面衬底12 施加约50kgf的压力。
这时的加热因为低于第2封装材料34b的熔点或软化点,接合高熔点导电 构件42的第2封装材料34b不变形。然后,在第1封装材料34a然后或软化 时,停止通电,使高熔点导电构件42和铟的热快速扩散传导到周围的正面衬 底11和背面衬底12,使铟固化。由此,高熔点导电构件42通过第1封装材料 和第2封装材料32、34封闭正面衬底11和背面衬底12,形成真空隔开10。 通电停止后60秒钟,从组装室105取出真空隔开10。然后,使这样形成的真 空隔开10在冷却室106冷却到常温后,从卸载室107取出。
这里,如果高熔点导电构件42的截面积太小,就往往得不到足够的加热 速度或高熔点导电构件本身断线。因此,高熔点导电构件的截面积最好至少为 0.1mm2以上。但是,该截面积太大,也使加热需要的电流增大。
最好高熔点导电构件42、第1和第2封装材料32、34具有基本上与背面 衬底和正面衬底相同的热膨胀系数。但是,高熔点导电构件由于对衬底局部加 热,考虑到残留应力,最好选定略为偏低的热膨胀系数。因此,高熔点导电构 件42的热膨胀系数设定为低于正面衬底11和背面衬底12各自的热膨胀系数 的±20%数值范围的最大值的值。
实例1    
形成用于36英寸规模的电视机用的FED显示器件的真空管壳10。正面衬 底11和背面衬底12都用厚2.8mm的玻璃料构成,兼作侧壁的高熔点导电构件 42用宽2mm、高1.5mm的Ni-Fe合金构成。然后,高熔点导电构件42通过作 为第2封装材料且厚度为0.2mm的玻璃料接合背面衬底12,通过作为第1封装 材料且厚度为0.3mm的铟接合正面衬底11。
玻璃料和Ni-Fe合金的线热膨胀系数相对于衬底玻璃材料的热膨胀系数, 分别为97%、95%。
用以下的方法制造此真空管壳。
首先,将玻璃料填充到背面衬底12或高熔点导电构件42,进行工艺性烧 固。然后,使该背面衬底2和高熔点导电构件42在规定的位置叠合,并且在 大气中用400℃加热,使其接合。这时,为了确保背面衬底12上的引出线和高 熔点导电构件42的绝缘,玻璃料层的厚度取为0.2mm。
接着,将铟分别填充到正面衬底11和高熔点导电构件42的封装面。然后, 将接合高熔点导电构件42的背面衬底12和正面衬底11放入真空槽内,进行 加热脱气后,在正面衬底11上形成吸气膜,并且在规定的位置上两者叠合。 然后,对高熔点导电构件42和铟流通300A的直流电流40秒钟,将铟加热到 160℃~180℃,使其熔化。
这时,对叠合的正面衬底11和背面衬底12施加50kgf的压力。由此,使 正面衬底11与背面衬底12的间隔为支承构件14的高度,即2mm。结果,铟层 的厚度为2mm。然后,停止通电,使封装部的热快速扩散传导到正面衬底和背 面衬底,让铟固化,并且在通电停止后约60秒钟,将封装的管壳取出。
根据这样的实例1,可进行通电加热封装,不会造成铟断线、气密性差、 侧壁位置偏移、引出线短路,得以谋求提高批量生产率。此实施例中,第1封 装材料采用铟,第2封装材料采用玻璃料,但这些材料只要其关系为第1封装 材料的熔点或软化点低于第2封装材料的熔点或软化点,也可以是其它材料。 通电的电流不限于直流,也可用商用频率或高频的交流电流。
实例2
如图29所示,本实施例中,分别正面衬底11和背面衬底12的周边部的 封装部20结构上做成包含用玻璃形成的矩形框状的侧壁13。
即,利用玻璃料44使侧壁13与背面衬底12的祖国报把接合,并且通过 玻璃料34b将框状的高熔点导电构件42接合在侧壁13上。然后,高熔点导电 构件42通过铟34b接合正面衬底11的周边部。
由于包含侧壁13,高熔点导电构件42取为宽2mm、高0.2mm。因此,高熔 点导电构件42的截面积为0.4mm2,比实例1的小,能使通电加热所需的电流 从300A减小到80A,可简化对付通电装置发热的措施。
根据以上那样构成的FED及其制造方法,可分成2次进行对背面衬底和正 面衬底的高熔点导电构件的封装,同时能做成使最终封装在批量生产率方面优 良的通电加热封装。此外,预先用第2封装材料在一衬底上封装高熔点导电构 件后,利用通电加热封装,通过第1封装材料封装到另一衬底,从而能维持封 装部的厚度均匀,可获得气密性高的封装部。同时,还可在所希望的位置正确 封装成为侧壁的高熔点导电构件。
再者,由于第2封装材料为绝缘性材料,还能确保背面衬底上的引出线和 高熔点导电构件的电绝缘性。因此,能得到的FED及其制造方法可在真空氛围 中方便且可靠地进行封装,不产生气密性差和与引出线绝缘的问题等。
上述实施形态5中,预先在高熔点导电构件和正面衬底双方填充第1封装 材料,但第1封装材料的填充也可在其中的任一方。又可在第1封装材料与衬 底之间等处进行适当的基底处理。还可做成将高熔点导电构件通过第1封装材 料接合在背面衬底上,又通过第2封装材料接合在正面衬底上。
下面说明本发明实施形态6的FED、其制造方法和制造装置。
如图30和图31所示,此FED具有分别由矩形玻璃构成的正面衬底11和 背面衬底12,作为绝缘性衬底,其厚度分别为2.8mm。这些衬底隔开例如2.0mm 的间隙相对配置。背面衬底12的尺寸略大于正面衬底11,其外周部形成引出 线(图中未示出),用于输入后文说明的视频信号。正面衬底11和背面衬底 12通过大致矩形板框状的封装部20接合其周缘部,构成内部维持真空状态的 扁平矩形状的真空管壳10。
封装部20包含具有导电性的矩形框状的高熔点导电构件42以及第1和第 2封装材料34a、34b。也作为侧壁起作用的高熔点导电构件42通过第1封装 材料34a接合正面衬底11的周边部,又通过第2封装材料34b接合背面衬底 12的周边部。
高熔点导电构件42具有高于第1和第2封装材料34a、34b的熔点或软化 点(即适合封装的温度),例如采用铁镍合金。此外,作为具有导电性的高熔 点导电构件,还可用含有Fe、Cr、Ni、Al中的至少一种的材料。作为第1和 第2封装材料,例如采用铟或含铟的合金。最好高熔点导电构件42的熔点或 软化点为500℃以上,第1和第2封装材料34a、34b的熔点或软化点为不到 300℃。
高熔点导电构件42、第1和第2封装材料34a、34b最好具有相对于正面 衬底和背面衬底的热膨胀系数,在±20%数值范围为最大值与最小值之间的 热膨胀系数。
高熔点导电构件42具有对正面衬底11和背面衬底12的表面垂直的方向 的复原性,即弹性。本实施形态中,高熔点导电构件42形成大致V形的截面 形状。而且,高熔点导电构件42以在该V形的角度减小的方向略为产生弹性 形变的状态配置在正面衬底11与背面衬底12之间,利用该弹性,对正面衬底 和背面衬底添加希望的按压力。高熔点导电构件42最好将其弹簧常数设定为 0.1kgf/mm~1.0kgf/mm。
为了支承加在正面衬底11和背面衬底12上的大气压负载,真空管壳10 的内部设置多个板状的支承构件14。这些支承构件14配置在与真空管壳10的 短边平行的方向,同时沿与长边平行的方向隔开规定间隔配置。支承构件14 的形状不限于板状,例如可用柱状的支承构件等。
其它的组成与实施形态4相同,并且相同的部分采用相同的标号,省略其 详细说明。
下面详细说明实施形态6的FED的制造方法。
首先,在背面衬底用的板玻璃上形成电子发射元件18和各种布线。接着, 在大气中,利用玻璃料作为低熔点玻璃,将板状支承构件14封装在背面衬底 12上。
又,在成为正面衬底11的板玻璃上形成荧光体屏15。此工序准备尺寸与 正面衬底11相同的板玻璃,用制图机在该玻璃上形成荧光体层的条状图案。 将形成该荧光体条状图案的板玻璃和正面衬底用的板玻璃装到定位夹具,放入 曝光台,进行曝光、显像,以形成荧光体屏15。接,形成铝膜组成的金属垫背 层19,叠置在荧光体屏15上。
接着,在成为正面衬底11的内表面周边部和背面衬底12的内表面周边部 分别将铟作为第1和第2封装材料,填充成框状。这时,形成的铟层的厚度为 约0.3mm,形成得比最终组装后的铟层的厚度大。
另一方面,高熔点导电构件42利用厚0.2mm的Ni-Fe合金形成矩形框状, 其截面具有1条边的宽度为约15mm的大致V形。这里,Ni-Fe合金的线热膨 胀系数与构成衬底的玻璃材料的热膨胀系数大致相等。
接着,将上述那样形成荧光体屏15的正面衬底11和固定支承构件14的 背面衬底12以隔开规定间隙相对配置而且在衬底之间配置高熔点导电构件42 的状态,放入图24所示的真空处理装置100内。
上述的背面衬底12和正面衬底11放入加载室101,使该室内为真空氛围 后,送到烘焙与电子线洗净室102。在该室102中,将上述背面衬底12和正面 衬底11加热到350℃的温度,使各构件排出表面吸附的气体。
在加热的同时,烘焙与电子线洗净室102中安装的电子线发生装置(图中 未示出)对正面衬底11的荧光体屏表面和背面衬底12的电子发射元件表面照 射电子线。此电子线借助装在电子线发生装置外部的偏转装置进行偏转扫描, 因而能用电子线洗净整个荧光体屏表面和电子发射元件表面。
加热、电子线洗净后,将上述背面衬底12和正面衬底11送到冷却室103, 例如冷却到100℃的温度。接着,将上述背面衬底12和正面衬底11送到形成 吸气膜用的蒸镀室104,该室中在荧光体屏的外侧蒸镀并形成Ba膜,作为吸气 膜。
接着,将背面衬底12、侧壁13和正面衬底11送到组装室105。该组装室 105中,如图32A所示,在将这些衬底具有到例如100℃的状态下,即维持低 于第1和第2封装材料34a、34b的熔点或软化点的温度的状态下,使正面衬 底11、背面衬底12和高熔点导电构件42相对定位。这时,作为第1和第2封 装材料34a、34b的铟层处于固化状态。
直到后文说明的通电加热工序前为止,使正面衬底11和背面衬底12的温 度维持低于第1和第2封装材料34a、34b的熔点或软化点的温度,封装材料 与熔点的温度差最好维持在20℃~150℃的范围内。
对位完成后,如图32B所示,使正面衬底11与背面衬底12叠置,将高熔 点导电构件42夹在中间,并且从两侧对正面衬底和背面衬底施加约50kgf的 压力。这时,V形的高熔点导电构件42被固化状态的第1和第2封装材料34a、 34b从两侧按压,V形的角度减小,在对衬底垂直的方向产生弹性形变。
由此,能吸收填厚的第1和第2封装材料34a、34b的厚度,使正面衬底 和背面衬底的中央部与封装部在衬底之间没有间隙差。因此,即使封装部20 中,正面衬底和背面衬底也不产生翘曲,正面衬底11和背面衬底12的间隔在 整个区域保持等于支承构件的高度。即约2mm。
此状态下,使电极接触高熔点导电构件42,流通140A直流电流40秒钟。 于是,此电流也同时流通第1和第2封装材料34a、34b,即流通铟,使高熔点 导电构件42和铟发热。由此,将铟加热到约200℃,使其然后或软化。然后, 第1封装材料34a熔化或软化时,停止通电,使高熔点导电构件41和铟的热 快速扩散传导到周围的正面衬底11和背面衬底12,让铟固化。
如图32C所示,通电加热时,高熔点导电构件42利用本身的复原性或弹 性,以适当的弹力将熔化或软化的铟往衬底内表面侧按压。由此,使各铟层在 略为压碎的状态下固化。这时,铟层的厚度为平均0.1mm左右。
这样,就通过高熔点导电构件41、第1和第2封装材料34a、34b封闭正 面衬底11和背面衬底12,形成真空管壳10。通电停止后约60秒钟,从组装 室105取出真空管壳10。然后,将这样形成的真空管壳10在冷却室106冷却 到常温后,从卸载室取出。
根据以上那样构成的FED及其制造方法,能在真空氛围中封装背面衬底和 正面衬底,同时能做成使封装在批量生产率方面优良的通电加热封装。又由于 高熔点导电构件具有对衬底垂直的方向的弹性,封装时衬底中央部与封装部在 衬底之间没有间隙差,可防止封装部的衬底翘曲。因此,能高精度地对位并封 装正面衬底和背面衬底。
通电加热时,高熔点导电构件能用设定的弹力往衬底的方向按压熔化或软 化的封装材料,可抑制发生封装材料不足造成的泄漏通路。
上述实施形态6中,作为高熔点导电构件,采用截面为V形的构件,但只 要具有对正面衬底表面垂直的方向的弹性,取为其它形状也可。
根据图33A和33B所示的实施形态7的FED,作为构成封装部20的高熔点 导电构件42,采用Ni-Fe合金组成的厚0.12mm、直径3mm的管状构件。此高 熔点导电构件42分别通过作为第1和第2封装材料34a、34b的铟,接合正面 衬底11和背面衬底12。而且,此高熔点导电构件42具有对正面衬底11和背 面衬底12的表面垂直的方向的弹性。
封装状态下,高熔点导电构件42弹性形变成压碎的状态,施加对正面衬 底11和背面衬底12的表面垂直的方向的适当弹力。其它的组成与实施形态6 相同,省略其详细说明。
上述组成的FED,用与实施形态6相同的方法制造。然后,制造条件取为 与实施形态6相同的情况下,通电加热时,通过高熔点导电构件42中流通40A 直流电流40秒钟,使铟熔化后,冷却40秒钟,使铟固化,可矩形封装。因此, 能得到与实施形态6相同的效果,同时可缩短通电、冷却的时间,谋求提高制 造效率。
上述实施形态7中,如图34a、34b所示,也可在高熔点导电构件42的整 个外周面填充铟等封装材料。这时,仅将高熔点导电构件42浸入铟料槽就完 成铟的填充,可节省制造的工夫。同时,能用封装材料本身直接封装正面衬底 11和背面衬底12,提高真空管壳的气密性。
本发明不限于上述的实施形态6,在本发明的范围内可作各种变换。例如, 上述实施形态在衬底方填充作为封装材料的铟,但也可将其填充到高熔点导电 构件方。对高熔点导电构件通电的电流也不限于直流,可用商用频率或高频的 交流电流。
上述实施形态中,结构上做成组装时在真空槽内将高熔点导电构件配置在 规定的位置,但也可做成预先在大气中用铟等封装材料接合正面衬底或背面衬 底。
下面说明不服那实施形态8的FED的制造方法和制造装置。
首先,说明用本制造方法和制造装置制造的FED的组成。如图35所示, FED具有分别由矩形玻璃组成的正面衬底11和背面衬底12,这些衬底隔开1~ 2mm的间隙相对配置。对角尺寸为10英寸,背面衬底12的尺寸大于正面衬底 11的尺寸,其外周部引出输入后文说明的视频信号用的布线。
正面衬底11和背面衬底12通过矩形框状的侧壁13接合其周缘部,构成 内部维持真空状态的扁平矩形真空管壳10。背面衬底12与侧壁13利用玻璃 料40接合,正面衬底11与侧壁13利用作为具有导电性的封装材料的铟21a、 21b接合。
为了支承加在正面衬底11和背面衬底12上的大气压负载,真空管壳10 的内部设置多个板状的支承构件14。这些支承构件14在与真空管壳10的短边 平行的方向延伸,同时延与长边平行的方向隔开规定的间隔配置。支承构件14 不限于板状,也可用柱状的构件。
其它的组成与上述实施形态4相同,并且相同的部分标注相同的参考号, 省略其详细说明。
下面说明具有上述组成的FED的制造方法。
首先,在成为正面衬底11的板玻璃上形成荧光体屏15。此工序准备尺寸 与正面衬底11相同的板玻璃,用制图机在该玻璃上形成荧光体层的条状图案。 将形成该荧光体条状图案的板玻璃和正面衬底用的板玻璃装到定位夹具,放入 曝光台,进行曝光、显像,以形成荧光体屏15。接,形成铝膜组成的金属垫背 层19,叠置在荧光体屏15上。
接着,利用与上述实施形态相同的工序,在背面衬底12用的板玻璃上形 成电子发射元件18。然后,在大气中,利用玻璃料40在背面衬底12的内表 面封装侧壁13和支承构件14。
接着,如图36A、36B所示,在整个侧壁13的接合面将铟21b涂覆成规定 的宽度和厚度,同时在与正面衬底11的侧壁对置的位置就铟21a按规定的宽 度和厚度涂覆成矩形框状。然后,如图37所示,将这些背面衬底12和正面衬 底11以隔开规定间隔相对配置的状态放入真空装置内。
如上文所述,利用在封装部涂覆熔化的铟的方法、在封装部安放固体状态 的铟的方法,对侧壁13和正面衬底11配置铟21a、21b。
这一系列的工序采用例如图38所示的真空处理装置100。与上述的实施形 态相同,真空处理装置100具有并排设置的加载室101、烘焙与电子线洗净室 102、冷却室103、吸气膜蒸镀室104、组装室105、冷却室106和卸载室107。 组装室105连接通电用的直流电源120和控制该电源的计算机122。计算机122 作为本发明的控制部和判断部起作用。真空处理装置100的各室构成可作真空 处理的处理室,在制造FED时对所有的室进行真空排气。这些处理室利用图中 未示出的闸门阀连接。
隔开规定间隔的上述正面衬底11和背面衬底12首先放入加载室101,使 该室内为真空氛围后,送到烘焙与电子线洗净室102。
在烘焙与电子线洗净室102中,将各种构件加热到300℃的温度,使各构 件排出表面吸附的气体。在烘焙的同时,烘焙与电子线洗净室102中安装的电 子线发生装置(图中未示出)对正面衬底11的荧光体屏表面和背面衬底12的 电子发射元件表面照射电子线。这时,此电子线借助装在电子线发生装置外部 的偏转装置进行偏转扫描,因而能用电子线分别洗净整个荧光体屏表面和电子 发射元件表面。
然后,把该预先过加热、电子线洗净正面衬底11和背面衬底12送到冷却 室103,冷却到约120℃的温度后,吸气膜蒸镀室104。该室中在荧光体层的外 侧蒸镀并形成Ba膜,作为吸气膜。此Ba膜能防止表面被氧、碳等污染,因而 可维持活性状态。
接着,将背面衬底12和正面衬底11送到组装室105。该组装室105中, 将正面衬底11和背面衬底12的温度仍然维持约120℃,并且使通电用的电极 接触各衬底的铟21a、21b。这时,如图39所示,使馈电端子30a、30b接触正 面衬底11上形成的铟21a内在对角方向相对的2个角部。又使馈电端子32a、 32b接触背面衬底12方的侧壁13上形成的铟21b内在对角方向相对的2个角 部。馈电端子30a、30b和馈电端子32a、32b最好配置在错开的角部,不相互 重叠。
设置馈电端子30a、30b、32a、32b连接电源120后,分别对正面衬底11 方的铟21a和背面衬底12方的铟21b通电,使铟熔化。这时,首先从电源120 以恒流方式使铟21负载70A直流电流1秒钟。这里,恒流方式是指以预定的 恒定电流值进行通电的方式。在该1秒钟的通电期间,从电源120反馈电压值, 并且将其输入计算机122。即,该1秒钟的恒流方式是用于检测来自接触电阻 和铟21的配置偏差的总电阻的处理过程。由此,能瞬时检测出接触端子和铟 的配置偏差等,个别最佳设定下一恒压方式中的电压值。
通电1秒钟后,从计算机122对电源120输出测量的电压值,并转移到恒 压方式。恒压方式是指按预定的恒定电压值进行通电的方式。然后,利用通电, 使铟21a、21b的温度升高,因而铟的电流值从70A渐渐下降。
这里,铟21a、21b的电阻保持图40所示的特性。铟21a、21b中,在温 度低于熔点的固体区,电阻值随着温度的升高,以1次函数的方式稳定地加大, 并且在到达熔点时,电阻值一下子加大。在温度高于熔点的液体区,电阻值以 1次函数的方式稳定地渐渐加大。因此,从电源120输入计算机122的电流值 大致如图41所示那样变化。
图42示出实际测量的电流值的曲线。始端渐渐减小的电流值随着铟21a、 21b熔化,大量减小,熔化后,不太减小。因此,通过监视输入计算机122的 电流值变化倾向,或通过监视电流值的减小量,能判断整个铟21a、21b是否 熔。
图43将图42所示的电流值变化倾向图形化。在倾向变化平静的B区,铟 21a、21b完全熔化。因此,通过计算机122监视电流值变化倾向的变化,判断 铟21a、21b熔化完,就停止从电源120对铟21a、21b通电。例如,在电流值 变化的倾向为0.5的状态连续3秒钟后,停止通电。
此后,去除接触铟21a、21b的馈电端子30a、30b、32a、32b,对正面衬 底11和背面衬底12往相互接近的方向加压,使铟封闭并接合正面衬底11的 周缘部和侧壁13。不卸下馈电端子30a、30b、32a、32b,暂且将其与铟21a、 21b一起封装,以后也可采取切除电极的伸出部分的方式。
上述方法通过封装并接合正面衬底11和背面衬底12的周缘部,能显著缩 短封装时间。本实施形态中,到铟21a、21b熔化为止所需的时间为约15秒; 加压后,铟固化,并达到130℃以下所需的时间为约2分钟。
上述工序形成的真空管壳10在冷却室106冷却到常温后,从卸载室107 取出,从而制完FED。
构件以上的FED制造方法,由于在真空氛围中减小正面衬底11和背面衬 底12的封装、接合,可借助兼用烘焙和电子线洗净,使表面吸附的气体充分 释放。又由于通过对铟通电加热,进行封装、接合,不必加热整个正面衬底和 背面衬底,能消除吸气膜劣化、封装工序中衬底断裂等缺陷,同时可谋求缩短 封装时间。
实施形态8中,通电加热铟时,可监视电流值的倾向变化,以电的方式检 测铟熔化的完成。因此,适当设定通电条件、通电停止等,能以几分钟的程度 方便地完成接合。所以,能形成批量生产率优良的制造方法,同时能廉价制造 可获得稳定且良好的图形的FED。
如本实施形态那样,衬底尺寸比较小时,铟21a、21b配置偏差的影响小, 可通过测量电流值本身,判断铟熔化的完成,因此,作为实施形态9,说明测 量电流值本身的变化以封装尺寸与上述相同的FED的方法。
实施形态9中,将铟21a、21b涂覆在侧壁13和与正面衬底11的侧壁对 置的位置,使其涂覆宽度为4mm,涂覆厚度分别为0.2mm。这些尺寸是充分取得 所形成真空管壳的真空气密性和强度特性所需的尺寸。这样的配置下,120℃ 的铟21a、21b的电阻值为27mΩ。熔化时的铟21a、21b的电阻值为60mΩ。
实施形态9中,与实施形态8相同,使馈电端子30a、30b、32a、32b分 别接触铟21后,使各铟21以恒流方式负载70A的直流电流1秒钟。接着,以 计算机122测量的电压值切换到恒压方式进行通电。于是,电流值简单约35A。 考虑偏差,将铟熔化完的判断值设定为高于理论值的值。然后,监视从电源120 输入计算机122的电流值,在电流值达到判断值后2~5秒,切断通电,就能 使铟全部熔化。
上述实施形态值,阐述正面衬底和背面衬底尺寸比较小的情况。这样衬底 尺寸小的情况下,铟的偏差影响小,通电加热时,整个铟大致同时熔化。然而, 衬底的尺寸大的情况下,铟的偏差的影响大,通电加热时,会产生铟的某部分 熔化而别的部分仍为固体的现象。
恒压方式中,由于对铟施加的电流值减小,铟中残留固体的部分时,不充 分发热到使该部分熔化的程度,铟全部熔化前需要相当的时间。因此,衬底的 尺寸大时,最好用恒流方式判断铟熔化的完成。
作为实施形态10,下面说明对角尺寸为32英寸、正面衬底11与背面衬底 12的间隔为1.6mm的FED的制造方法中,测量电压值的倾向以进行接合、封 装的方法。
首先,与上述实施形态8相同地对正面衬底11和背面衬底12进行所需的 处理后,将这些衬底以隔开规定间隔相对配置的状态放入真空处理装置100内。 然后,在组装室105中让正面衬底11和背面衬底12的温度仍然维持约120℃, 并且使通电用的馈电端子30a、30b、32a、32b分别接触侧壁13上配置的铟的 相对角部和正面衬底11上配置的铟的相对角部。
接着,从电源120对馈电端子30a、30b、32a、32b通电,使各铟21流通 电流。由于该通电使铟21的温度升高,输入计算机122的电源渐渐加大。实 际测量的铟21的电压值变化如图44所示,其对应的电压值倾向如图45所示。 从图44可知,始端渐渐加大的电压值在铟熔化时大量加大,熔化后的加大方 式变小。通过监视此电压值变化的倾向,或监视电压值的加大量,能判断整个 铟是否熔化。本实施例中,在倾向变化平静的部分C,铟全部熔化。因此,监 视电压值变化的倾向,在倾向为0.1以下的状态连续5秒钟后,判断为铟熔化 完,并切断通电。
本实施形态中,直到铟21a、21b熔化为止需要的时间为约25秒,对正面 衬底11和背面衬底12加压后,铟固化,并且达到130℃以下所需的时间为约 3.5分钟。
上述实施形态根据电流值或电压值的变化判断铟熔化的完成,但也可按铟 的电阻值本身判断熔化的完成,这是当然的。因此,作为实施形态11,说明 FED制造方法中,监视电阻值以判断铟熔化的完成的方法。本实施形态中,利 用与上述实施形态1相同的工序,将侧壁13上配置的铟21b和正面衬底11上 配置的铟21a在组装室105内通电加热,使正面衬底11和背面衬底12接合。
对铟21通电加热时,监视从电源120输入计算机122的铟的电阻值。图 46伸出该电阻值的变化和电阻值变化的倾向。然后,根据电阻值的加大量或电 阻值变化的倾向,判断铟熔化的完成。例如,电阻值变化的倾向为0.5以下的 状态连续5秒钟后,判断为铟熔化完,停止铟的通电加热。
因此,实施形态11中,也能得到与实施形态1相同的效果。
下面说明本发明实施形态12。
本实施形态中,利用与上述实施形态1相同的工序,将侧壁13上配置的 铟21b和正面衬底11上配置的铟21a在组装室105内通电加热,使正面衬底 11和背面衬底12接合。
这时,从电源120以恒流方式使铟21分别负载直流电流1秒钟。此1秒 钟通电期间,反馈电压值,并输入计算机122。如图47所示,1秒钟后(t1) 测量的电压值从计算机122输出到电源120,以转移到恒压方式(t1-t2)。
此后,测量的电流值达到铟21的尺寸决定的理论电流值时,即达到铟熔 化的理论电流值时,再一次转移到恒流方式(t2-t3)。然后,按该恒流方式 对铟通电一定时间后,停止通电。此第3步骤的恒流方式吸收铟21的配置偏 差,是使整个铟可靠熔化且有效的步骤。
上述那样构成的实施形态12中,对铟通电加热时,适当设定通电条件、 通电停止等,能以几分钟的程度方便地完成接合。因此,能形成批量生产率上 优良的制造方法,同时能提供可获得稳定且良好的图像的FED。
上述实施形态9至12中,与实施形态8相同的部分采用相同的参考号进 行说明,省略其详细说明。
本发明不限于上述的实施形态,在本发明大范围内可作各种变换。例如, 铟的通电条件和温度条件在不脱离本发明主治的范围可取各种值。但是,为了 使吸气膜的吸附能力不下降,希望衬底的加热温度不超过140℃。上述实施形 态结构上做成在计算机测量电源的反馈,但不限于此,也可用电流计、电压计 等其它测量设备。
真空管壳的外形和支承根据的组成当然也不限于上述实施形态,结构上还 可做成形成矩阵形的黑色光吸收层和荧光体层,使截面为十字形的柱状支承根 据相对于黑色光吸收层定位,并将其封装。电子发射元件也可用pn型冷阴极 元件或表面衬底型的电子发射元件。阐述了下真空氛围中接合衬底的工序,但 其它氛围环境中也可用本发明。
封装材料不限于铟,只要具有导电性,也可以是其它材料。只要是金属, 一般在相变时产生急剧的电阻值变化,因而能实施与上述实施形态相同的方 法。例如,作为封装材料,至少可用In、Sn、Pb、Ga、Bi中的任一种。
本发明不限于需要FED和SED等的真空管壳,对PDP那样,一次形成真空 后注入放电气体的其它图像显示器件也有效。
工业上的实用性
如以上详细说明那样,根据本发明,可提供的平面型图像显示器件及其制 造方法和制造装置能用较简单的装置仅对封装部分瞬时加热,而且能根据热传 导与热容量的关系使封装构件瞬时冷却、固化,同时封装时整个衬底的温度变 化小,封装精度提高,特性方面和生产率优良。
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