JP2001181582A - 導電性部材の接合方法、画像表示装置及びそれの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像表示装置を真空維持するスペーサを、前
面板及び反面板に良好に電気的接続をする。 【解決手段】 電子放出素子を備えた前面基体と該電子
放出素子から放出された電子を受ける画像形成部材を備
えた背面基体とを、導電性スペーサーを介して接合して
なる画像表示装置において、前記導電性スペーサーと前
記前面基体又は前記背面基体とは、導電性粉体を含む溶
液又は分散液から溶媒又は分散媒を除去した導電性粉体
に前記接着材を含浸させた接着部を介して接合される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性粉体を含む
接着部を介して導電性部材を基体に接合する導電性部材
の接合方法、導電性粉体を含む接着部を介して導電性ス
ペーサーを前面基体又は背面基体とに接合する画像表示
装置の製造方法及び前面基体と背面基体とを導電性スペ
ーサーを介して接合してなる画像表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、本願出願人は、例えば特開平８−
２４１０４９号公報に、電気的接続を要する部材を接合
するに際し、ディスペンサー装置を使用して、接着材槽
から空気圧でノズルより接着材を吐出することにより接
合部分に導電性接着材を塗布する方法を開示している。
また、特開平１０−２７９８８７号公報には、導電性接
着材の薄膜に電気的接続を要する部材の端面を接触させ
て、部材側に導電性接着材を転写する方法を開示してい
る。

【０００３】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、上記特開平１
０−２７９８８７号公報に記載されている導電性接着材
の転写方法の説明図である。まず、図４（ａ）に示すよ
うに、塗布台５１に導電性接着材５２を塗布し、アプリ
ケーター５３によって、導電性接着材５２の薄膜５４を
形成する。

【０００４】次に、図４（ｂ）に示すように、電気的接
続を要する部材５７を、チャッキング部材５６を有する
治具５５により所定の間隔に保持する。そして、図４
（ｃ）に示すように、電気的接続を要する部材５７の端
面に導電性接着材の薄膜５４を接触させる。

【０００５】次に、図４（ｄ）に示すように、治具５５
を引き上げることにより、導電性接着材の薄膜５４を、
電気的接続を要する部材５７の端面に転写して、導電性
接着材の薄膜５４の溜り５８を形成させる。こうして、
導電性接着材の薄膜５４を部材５７に塗布して、この後
に所定の工程を経て電気的に接合する。

【０００６】つづいて、スペーサーと称する耐大気圧支
持部材を配置した画像表示装置について説明をする。

【０００７】従来、平面薄型の画像表示装置の表示技術
には、単純マトリックス液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜
トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ／ＬＣＤ）、プラズ
マディスプレイ（ＰＤＰ）、低速電子線蛍光表示管（Ｖ
ＦＤ）及びマルチ電子源フラットＣＲＴ等がある。これ
らの画像表示装置の例として、マルチ電子源を用い蛍光
体を発光させる発光素子及びこれを用いた平面薄型の画
像表示装置について説明する。

【０００８】ここで、電子源には、大別して熱電子源と
冷陰極電子源との２種類が知られている。したがって、
電子源としての電子放出素子には、熱電子放出素子と冷
陰極電子放出素子という２種類のものがある。冷陰極電
子源には電界放出型（以下、「ＦＥ型」と称する。）、
金属／絶縁層／金属型（以下、「ＭＩＭ型」と称す
る。）や表面伝導型電子放出素子（以下、「ＤＣＥ型」
と称する。）等がある。

【０００９】ＦＥ型の例としては、W.P.Dyke&W.W.Dola
n,“Field emission",Advance in Electron Physics,8,
89(1956)やC.A.Spindt,“Physical properties of thin
-filmfield emission cathodes withmolybdenum cone
s",J.Appl.Phys.,47,5248(1976)等がある。

【００１０】ＭＩＭ型の例としては、C.A.Mead“The tu
nnel-emission amplifier",J.Appl.Phys.,32,646(1961)
等が知られている。ＤＣＥ型の例としては、M.I.Elinso
n,Radio Eng.Electron Phys.,10(1965)等がある。

【００１１】表面伝導型放出素子は、基板上に形成され
た小面積の薄膜に、薄膜に平行に電流を流すことによ
り、電子放出が生じる現象を利用するものである。この
表面伝導型放出素子としては、エリンソン等によるＳｎ
Ｏ₂ 薄膜を用いたもの、Ａｕ薄膜によるもの｛G.Dittme
r:“Thin Sold Films",9,317(1972)｝、Ｉｎ₂ Ｏ₃ ／Ｓ
ｎＯ₂ 薄膜によるもの｛M.Hal twell and C.G.Fonstad:
“IEEE Trans.ED conf.",519,(1975)｝、カーボン薄膜
によるもの、｛荒木久 他：“真空”、第２６巻、第１
号、２２頁（１９８３）｝等が報告されている。

【００１２】図５は、これらの表面伝導型電子放出素子
型の典型的な素子構成として、前述のＭ．ハートウェル
の素子構成を示した図である。図５に示すように、基板
３１上に、Ｈ型形状のパターンにスパッタで形成された
金属酸化物薄膜等からなり、後述の通電フォーミングと
呼ばれる通電処理により電子放出部３５が形成された導
電性薄膜３４を形成している。尚、電子放出部３５の位
置及び形状については、不明であるので模式図としてい
る。

【００１３】これらの表面伝導型電子放出素子において
は、電子放出を行う前に導電性薄膜３４を予め通電フォ
ーミングと呼ばれる通電処理によって電子放出部３５を
形成するのが一般的であった。即ち、通電フォーミング
とは、導電性薄膜３４の両端に、直流電流或いは非常に
緩やかな昇電圧、例えば１Ｖ／分程度を印加通電し、導
電性薄膜を局所的に破壊、変形若しくは変質させて、電
気的に高抵抗な状態にした電子放出部３５を形成するも
のである。

【００１４】尚、電子放出部３５は、導電性薄膜３４の
一部に亀裂が発生し、その亀裂付近から電子放出が行わ
れる。通電フォーミング処理をした表面伝導型電子放出
素子は、上述の導電性薄膜３４に電圧を印加し、素子に
電流を流すことにより上述の電子放出部３５より電子を
放出させるものである。

【００１５】表面伝導型電子放出素子は、構造が単純で
製造も容易であることから、大面積に亘り多数素子を配
列形成することができるという利点がある。このような
特徴を生かすような諸々の応用研究がされている。

【００１６】多数の表面伝導型電子放出素子を配列形成
した例としては、後述するように、例えば、特開昭６４
−３１３３２号公報、特開平１−２８３７４９号公報、
特開平１−２５７５５２号公報等に記載されているよう
に、並列に表面伝導型電子放出素子を配列し、個々の該
素子の両端を配線（共通配線）にそれぞれ結線した行
を、多数行配列した電子源が挙げられる。

【００１７】また、特に表示装置等の画像表示装置にお
いては、近年液晶を用いた平面型表示装置が、ＣＲＴに
替わって普及してきたが、この液晶を用いた平面型表示
装置は、自発光型ではないために、バックライトを持た
なくてはならない等の問題点があり、上述の例のような
電子放出素子を用いた自発光型の表示装置の開発が望ま
れてきた。

【００１８】自発光型表示装置としては、例えば、米国
特許ＵＳＰ５０６６８８３に記載されているいるよう
に、表面伝導型電子放出素子を多数配置した電子源と、
電子源より放出された電子とによって可視光を発光させ
る蛍光体とを組み合わせた表示装置である画像表示装置
があげられる。

【００１９】上述したような電子放出素子は、真空中で
動作させることから、電子放出素子を用いて表示装置を
構成する場合には、耐大気圧構造をとることが必要とな
る。特に、大面積の画像表示面を有する表示装置にあた
っては、装置の外囲器（真空容器）を構成する部材の厚
さは非常に厚くなってしまい、装置全体の重量、コスト
の点で実現性が乏しくなる。この問題を回避する方法と
して、外囲器内部に外囲器内より大気圧を支持するスペ
ーサーを配置している。

【００２０】図６は、上述したような電子放出素子に表
面伝導型放出素子を用い、外囲器内部にスペーサーを配
置した画像表示装置の内部構成図である。図６に示す画
像表示装置は、複数の表面伝導型電子放出素子７４と、
表面伝導型電子放出素子７４の各々の両端を繋ぐＸ方向
配線７２と、Ｙ方向配線７３等の膜状設置物等を形成さ
せた背面板７１とを備えている。

【００２１】また、背面板７１に対向方向に配置された
電子放出素子７４からの電子線の照射により画像が形成
される蛍光体８４，メタルバック８５等の複数の膜状設
置物を搭載した前面板８３と、前面板８３と背面板７１
との間にあって前面板８３及び背面板７１の周縁を支持
する支持枠８２とを備えている。

【００２２】そして、画像形成装置は内部を１．３３×
１０^-4Ｐａ（≒１０^-6Ｔｏｒｒ）程度以上の真空状態に
して、電子放出素子を動作させる場合があり、このとき
に支持枠８２の内側の部分で、前面板８３と背面板７１
との間に上述したスペーサー８９を任意のＸ方向配線７
２上位置に配置して耐大気圧構造とする。

【００２３】例えば上記特開平８−２４１０４９号公報
に記載している様に、電気的接続を要する部材であるス
ペーサー８９には、たとえばソーダライムガラスに半導
電性膜を形成したような導電性が付与された導電性スペ
ーサーを用いる場合があり、前面板８３のメタルバック
８５及び背面板７１のＸ方向配線７２等の膜状設置物
に、フリットガラスに導電性能を備えた金属微細粉や金
属が表面に被覆された微細粉やカーボン粉等を添加させ
た導電性フリットペーストである接着材８０をディスペ
ンサーを使用して、接着材槽から空気圧でノズルより吐
出して塗布し、所定の工程を経てスペーサーの電気的接
続及び接合をしている。

【００２４】又、例えば上記特開平１０−２７９８８７
号公報に記載されている様に、無機接着材に金属粉末を
添加させた導電性無機接着材などの接着材８０を、転写
塗布方法を用いて塗布し、所定の工程を経て、スペーサ
ーの電気的接続及び接合がなされている場合もある。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術
は、接着材槽の接着材中の導電性能を備えた粒子の分散
が不均一な場合や、接着材自体の量が少なくなった場合
等により、導電性能を備えた粒子が減少すると、良好な
電気的接続が得られない。そのため、特に、特開平９−
１６５２３０号公報に記載されている技術では、画像表
示装置に長時間画像を表示させると、スペーサーが帯電
することで電場が変化して、電子起動のずれが生じて蛍
光体の発光位置や発光形状の変化が生じる場合があっ
た。

【００２６】また、導電性能を備えた粒子の分散を均一
にするためには、詳細な制御と熟練した技術が要求され
るため、画像表示装置の作業性の低下につながるという
問題があった。

【００２７】さらに、導電性接着材中の導電性能を備え
た粒子と接着材中の成分とが、微小ながら反応を起こす
ことがあり、この反応により粘度が高くなれば塗布量の
減少やノズルの目詰まりが起きる場合がある。これは、
画像表示装置の作成の歩留まりを低下させる原因であ
る。特に、特開平１０−２７９８８７号公報に記載され
ている技術では、転写台上に安定な導電性接着材膜の形
成が困難となる。又転写性が変化して、転写量が不安定
となる場合があった。

【００２８】そこで、本発明は、画像表示装置を真空維
持するスペーサを、前面板及び反面板に良好に電気的接
続をすることを課題とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、導電性粉体を含む接着部を介して導電性
部材を基体に接合するステップを備えた導電性部材の接
合方法において、前記導電性粉体を含む溶液又は分散液
を前記導電性部材又は前記基体に塗布するステップと、
塗布した前記溶液又は前記分散液から溶媒又は分散媒を
除去するステップと、前記溶媒又は前記分散媒を除去し
た導電性粉体に前記接着材を含浸させるステップと、前
記導電性粉体に含浸された前記接着材を有する接着部を
介して前記導電性部材を前記基体に接合するステップと
を備える。

【００３０】また、本発明は、導電性粉体を含む接着部
を介して導電性スペーサーを前面基体又は背面基体とに
接合するステップを備えた画像表示装置の製造方法にお
いて、前記導電性粉体を含む溶液又は分散液を前記導電
性スペーサー又は前記前面基体若しくは前記背面基体に
塗布するステップと、塗布した前記溶液又は前記分散液
から溶媒又は分散媒を除去するステップと、前記溶媒又
は前記分散媒を除去した導電性粉体に前記接着材を含浸
させるステップと、前記導電性粉体に含浸された前記接
着材を有する接着部を介して前記導電性スペーサーを前
記前面基体又は前記背面基体に接合するステップとを備
える。

【００３１】さらに、本発明は、電子放出素子を備えた
前面基体と該電子放出素子から放出された電子を受ける
画像形成部材を備えた背面基体とを、導電性スペーサー
を介して接合してなる画像表示装置において、前記導電
性スペーサーと前記前面基体又は前記背面基体とは、導
電性粉体を含む溶液又は分散液から溶媒又は分散媒を除
去した導電性粉体に前記接着材を含浸させた接着部を介
して接合される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００３３】（実施形態１）図１（ａ）〜図１（ｄ）
は、本発明の実施形態１の導電性部材の接合方法の説明
図である。まず、図１（ａ）に示すように、たとえばガ
ラス基板４１などの基体上にＩＴＯ（Indium Tin Oxid
e）膜などの導電膜４２を全面に薄膜形成する。そし
て、その上に、メチルアルコールなどと混合した導電性
粉体４３を配置する。

【００３４】導電性粉体４３には、たとえば平均粒径１
００μｍの球状ステンレス粒を用い、ディスペンサー塗
布装置（武蔵エンジニアリング社製）を用いて配置す
る。また、導電性粉体４３とメチルアルコールとを混合
するのは、接着材の塗布時の作業性を考慮したためであ
る。

【００３５】つづいて、導電性粉体４３を配置したガラ
ス基板４１を、図示しない電気炉によってたとえば１５
０℃で３０分処理して、メチルアルコールを乾燥させる
ことにより除去する（図１（ｂ））。次に、接着材４４
（東亞合成社製 アロンセラミックＷ）を、同じくディ
スペンサー塗布装置を用いて導電性粉体４３に塗布する
ことにより含浸させる（図１（ｃ））。

【００３６】次に、ステンレス製などの導電性部材であ
る被接合部材４５を、接着材４４を含浸させた導電性粉
体４３上に、たとえば１．４ｇｆ／ｍｍ² の圧力で押し
付けながら、３分間保持して仮固着させる（図１
（ｄ））。その後、電気炉において、たとえば８０℃で
２０分のキュアを行い、続いてたとえば１５０℃で１２
０分のキュアを行うことにより電気的接続及び接合を行
う。

【００３７】以上、本実施形態では、ガラス基板４１上
に接着材４４を塗布して、これに被接合部材４５を接合
させる場合を例に説明したが、被接合部材４５上に接着
材４４を塗布して、これにガラス基板４１を接合させて
もよい。また、導電性粉体４３にメチルアルコールなど
分散液を含める場合を例に説明したが、これは、導電性
粉体４３をディスペンサー装置により塗布するためであ
り、したがって、たとえば印刷法により導電性粉体４３
を塗布する場合には、セルソルブアセレートなどの溶液
を含めるようにすればよい。

【００３８】（実施形態２）図２は、本発明の実施形態
２の画像表示装置の内部構成を示す斜視図である。図３
（ａ）〜図３（ｄ）は、図２に示した画像表示装置の製
造工程図であり、図２のＡ−Ａ′における断面斜視図で
ある。図２及び図３（ａ）〜図３（ｄ）において、９１
は接着材である。なお、図２，図３（ａ）において、図
６に示した部分と同様の部分には、同一の符号を付して
いる。

【００３９】まず、図３（ａ）に示すように、ソーダラ
イムガラスなどからなる前面板８３に、画像が形成され
る蛍光膜８４、メタルバック８５を形成する。そして、
メタルバック８５上の任意の位置に、導電性部材９１と
して平均粒径３μｍ程度の球状銀粉を、塗布の作業性を
考えて、図示しないブチルセロソルブアセテート（以
下、「Ｂ．Ｃ．Ａ」と称する。）などと混合して印刷法
などを用いて配置する。

【００４０】つぎに、図３（ｂ）に示すように、図３
（ａ）に示した前面板８３を電気炉において、たとえば
３００℃で３０分の熱処理をして、Ｂ．Ｃ．Ａを乾燥さ
せる。次に、図３（ｃ）に示すように、たとえば東亞合
成製のアロンセラミックＷを平均粒径が３〜５μｍ程度
に細粒化した接着材９２を、図示しないディスペンサー
塗布装置（武蔵エンジニアリング社製）を用いて塗布し
て、導電性部材９１に含浸させる。

【００４１】次に、図３（ｄ）に示すように、青板ガラ
スを研磨加工して表面には導電性部材を形成した導電性
スペーサー８９を、たとえば２．８ｇｆ／ｍｍ² の圧力
で押し付けながらたとえば３０秒間保持して、接着材９
２に仮固着させる。そして、図示しない電気炉におい
て、たとえば８０℃で２０分のキュアを行い、続いてた
とえば１５０℃で１２０分のキュアを行うことによっ
て、前面板８３に形成されるメタルバック８５上に、導
電性スペーサー８９を電気的に接続する。

【００４２】その後、背面板７１に、表面伝導型電子放
出素子などの電子源７４と、各表面伝導型電子放出素子
７４間を接続するＸ方向配線７２及びＹ方向配線７３と
を備える。つづいて、図２に示すように、背面板７１と
前面板８３との間に、周縁を支持するために、たとえば
青板ガラス基板を中空の□字形状に切削加工した支持枠
８２を、フリットガラスなどの接着材７５（たとえば、
日本電気硝子社製ＬＳ３０８１）を用いて接着固定する
ことによって気密外囲器構造する。

【００４３】次に、内部を真空状態にするために、前面
板８３や背面板７１や支持枠８２に図示しない排気管を
設け、そこから真空に引き、その後排気管を封止して、
特開平６−３４２６３６号公報に開示した手法と同様の
手法によって、駆動回路等を設けて画像表示装置を作成
する。

【００４４】以上、本実施形態では、前面板８３上に接
着材９２を塗布して、これに導電性スペーサー８９を接
合させる場合を例に説明したが、背面板７１に導電性ス
ペーサー８９を接合させてもよく、また導電性スペーサ
ー８９上に接着材９２を塗布して、これに前面板８３又
は背面板７１を接合させてもよい。

【００４５】また、本実施形態では、導電性粉体９１に
セルソルブアセレートなどの溶液を含める場合を例に説
明したが、これは、導電性粉体９１を印刷法により塗布
するためであり、したがって、たとえばディスペンサー
装置により導電性粉体９１を塗布する場合には、メチル
アルコールなどの分散液を含めるようにする。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、導電性
部材である導電性スペーサーと前面基体又は背面基体と
を、導電性粉体を含む溶液又は分散液から溶媒又は分散
媒を除去した導電性粉体に接着材を含浸させた接着部を
介して接合するため、画像表示装置を真空維持するスペ
ーサを、前面板及び反面板に良好に電気的接続をするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の接合方法の説明図であ
る。

【図２】本発明の実施形態２の画像表示装置の内部構成
を示す斜視図である。

【図３】図２のＡ−Ａ′における断面斜視図である。

【図４】従来技術の導電性接着材の転写方法の説明図で
ある。

【図５】従来技術の表面伝導型電子放出素子の構成を示
す模式的平面図である。

【図６】従来技術の画像表示装置の内部構成図である。

【符号の説明】

３１ 基板 ３４ 導電性薄膜 ３５ 電子放出素子部 ４１ ガラス基板 ４２ ＩＴＯ膜 ４３、９１ 導電性粉体 ４４ 接着材 ４５ 被接合部材 ５１ 塗布台 ５２ 導電性接着材 ５３ アプリケーター ５４ 導電性接着材の薄膜 ５５ 治具 ５６ チャッキング部材 ５７ 部材 ５８ 導電性接着材の溜り ７１ 背面板 ７２ Ｘ方向配線 ７３ Ｙ方向配線 ７４ 電子放出素子部 ７５、８０、９２ 接着材 ８２ 支持枠 ８３ 前面板 ８４ 蛍光体 ８５ メタルバック ８９ 導電性スペーサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J040 HB09 HB31 JA02 JA03 JB10 KA03 KA32 LA09 NA17 NA19 PB01 5C012 AA05 BB01 BB02 5C094 AA43 BA32 BA34 CA19 DA12 DB05 EA02 EB02 EC03 FA01 FA02 FB01 FB04 FB12 GB10 5G301 DA02 DA03 DA42 DD03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性粉体を含む接着部を介して導電性
   部材を基体に接合するステップを備えた導電性部材の接
   合方法において、 前記導電性粉体を含む溶液又は分散液を前記導電性部材
   又は前記基体に塗布するステップと、 塗布した前記溶液又は前記分散液から溶媒又は分散媒を
   除去するステップと、 前記溶媒又は前記分散媒を除去した導電性粉体に前記接
   着材を含浸させるステップと、 前記導電性粉体に含浸された前記接着材を有する接着部
   を介して前記導電性部材を前記基体に接合するステップ
   とを備えることを特徴とする導電性部材の接合方法。
2. 【請求項２】 前記溶液又は前記分散液は、セルソルブ
   アセレート又はアルコールを含んでいることを特徴とす
   る請求項１に記載の接合方法。
3. 【請求項３】 前記アルコールを含む分散液は、ディス
   ペンサー装置によって塗布されることを特徴とする請求
   項２に記載の接合方法。
4. 【請求項４】 前記セルソルブアセレートを含む溶液
   は、印刷法によって塗布されることを特徴とする請求項
   ２に記載の接合方法。
5. 【請求項５】 導電性粉体を含む接着部を介して導電性
   スペーサーを前面基体又は背面基体とに接合するステッ
   プを備えた画像表示装置の製造方法において、 前記導電性粉体を含む溶液又は分散液を前記導電性スペ
   ーサー又は前記前面基体若しくは前記背面基体に塗布す
   るステップと、 塗布した前記溶液又は前記分散液から溶媒又は分散媒を
   除去するステップと、 前記溶媒又は前記分散媒を除去した導電性粉体に前記接
   着材を含浸させるステップと、 前記導電性粉体に含浸された前記接着材を有する接着部
   を介して前記導電性スペーサーを前記前面基体又は前記
   背面基体に接合するステップとを備えることを特徴とす
   る画像表示装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記前面基体に電子放出素子を備えるス
   テップを有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。
7. 【請求項７】 電子放出素子を備えた前面基体と該電子
   放出素子から放出された電子を受ける画像形成部材を備
   えた背面基体とを、導電性スペーサーを介して接合して
   なる画像表示装置において、 前記導電性スペーサーと前記前面基体又は前記背面基体
   とは、導電性粉体を含む溶液又は分散液から溶媒又は分
   散媒を除去した導電性粉体に前記接着材を含浸させた接
   着部を介して接合されることを特徴とする画像表示装
   置。