JP2000208051A

JP2000208051A - 封止方法及び密封容器と画像表示装置及び真空排気装置

Info

Publication number: JP2000208051A
Application number: JP11011104A
Authority: JP
Inventors: Shinya Koyama; 信也小山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2000-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】製造が容易で、コンパクトかつ気密性の高い
高真空の密封容器（ＦＤＰ）を提供することを課題とす
る。【解決手段】排気孔を備えた密封容器を前記排気孔に
対応するテーパ形状を有する封止蓋により前記密封容器
を封止する封止方法において、前記封止蓋の形状が、前
記排気孔に前記封止蓋を接合させた際、前記排気孔の接
着面全周において線で接触する突部を有する封止蓋構造
とし且つその線で接触する接触線によって区分された領
域において前記フリットガラス（酸化物ソルダー）が充
填、加圧されて前記封止蓋と前記密封容器が接合される
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイや、電界放出型や表面伝導放出型等の冷陰極電子源
を用いたフラットパネルディスプレイ等の密封容器、特
に好適に高真空を必要とするディスプレイの密封容器及
びこの密封容器を密封する封止方法及び、当該方法に用
いる真空排気装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＲＴ管を用いたディスプレイか
ら、液晶やプラズマ、蛍光表示管、エレクトロルミナン
ス、冷陰極型電子放出素子等を用いたフラットパネルデ
ィスプレイ（以下、ＦＰＤと称する）の開発が進んでい
る。ＦＰＤは、奥行きが薄く、軽量であるので、その需
要は大きい。また、特に情報機器の中で、表示機器の薄
型化や高性能化が進み、液晶表示パネルに続いて、微細
な蛍光灯や電子放出素子、紫外線放出素子を平板上に多
数並べて、表示機能を付与したＦＰＤが開発されてい
る。ここで、液晶表示パネル装置は、それ自体では発光
せず、シャッターの役目を利用して文字や記号等を表示
するのに対し、この液晶表示パネルに対し、上記ＦＰＤ
装置は、それ自体が発光し、高輝度で高コントラストの
性能特性上で優れているとされている。

【０００３】特に、近年、電界放出型や表面伝導型，Ｍ
ＩＭ型等の冷陰極電子源を用いたフラットパネルディス
プレイは自発光型でＣＲＴ管と同等の蛍光体を用いるの
で、高輝度で高コントラスト及び広視野角を備えている
ので、その期待度は高い。

【０００４】一方、上記ＦＰＤは容器内を密封する必要
があるが、この際、フラットパネルを構成する平板のガ
ラスに機械加工で排気孔を開け、この排気孔上に孔をほ
ぼ同心にガラス製の排気管をフリットガラスで接着して
取付け、このガラス製の排気管を介してパネルを真空ポ
ンプに接続して排気し、排気が完了すると、このガラス
管をバーナー等で加熱して溶かし、溶着・封止してい
た。しかし、真空度そのものを高め、さらにその真空度
の長時間の維持は難しく、特に、フラットパネルの外囲
器から排気、真空にする排気管の処理部分での外気の侵
入を完全に行うことは、長い間の課題であった。

【０００５】かかる課題を解決しようとする従来例とし
て、特開平２−２９５０２８号公報に、真空容器の排気
管とその封止装置及び封止方法が記載されている。本公
報には、真空容器の封止の際に排気管を圧着する工程と
その部分を溶接・融着する工程とでなされたいたが、排
気管に金属管を用いて、金属管内の一部に高展延・高圧
着性材料を充填し固定する工程と、排気管から真空容器
内を排気して所定の真空度に保持する工程と、前記排気
管内の高展延・高圧着性材料を充填した個所を塑性変形
して排気管内部を高展延・高圧着性材料で圧着・密封す
る工程とを備えたことを特徴としている。

【０００６】しかし、この封止方法では、排気管を圧着
・密封するための工具の寸法以下に短くすることは出来
ず、排気管の残部の突出部のため、真空容器の厚さを薄
くするには限度があった。

【０００７】また、特開平４−２９８９４４号公報に
は、真空容器自体の排気管の残部を無くした平面型表示
装置について記載している。該公報には、電極構体が固
定された裏容器と、蛍光体面を備えた表容器とで容器を
形成し、この容器の排気孔が開設されている部分のまわ
りの表面に接着剤を環状に塗着し、さらにこの接着剤の
塗着域のまわりの外面に真空排気ヘッドの吸引口を当て
がい、真空排気の高温度雰囲気中にて前記容器内を排気
孔を通じ真空排気しながら真空排気ヘッド内にて前記接
着剤を所定時間加熱し、容器内が所定の真空度に達し前
記所定時間経過した時点で前記蓋および接着剤を封止温
度にまで加熱して容器外面の排気孔開口部に圧着するこ
とにより前記接着剤の溶融を図って接着し、これによる
排気孔の気密封止後冷却することを特徴とする。

【０００８】これにより、接着剤から容器内へのガスの
発生を大きく抑制し、加熱により接着剤からガスを発散
させてこれを吸引排気しガス抜きができ、接着剤からの
ガスの発生により真空容器が真空度を低下することを防
止しているとしている。しかし、排気孔にタップネジが
必要で特に金属容器には適切であるがガラス容器には不
適当である。

【０００９】また、特開平５−３１４９０６号公報及び
特開平６−１３９９３５号公報には、表示管および表示
管の製造装置について、真空容器の排気孔の周囲をＯリ
ングを用いて真空排気装置と密着させ、外囲器内を真空
雰囲気或いは特定のガス雰囲気に形成し、外囲器を外部
から加熱し、蓋部材のフリット（低融点）ガラスを加熱
するヒータを用いて溶融し、蓋部材を上下移動して融着
することが記載されている。

【００１０】しかし、本公報では、真空容器を収納する
大型の真空排気装置を必要とし、その真空排気装置内部
の全体を真空とするため、真空度を高くすることが困難
である。

【００１１】さらに、特開平６−３０２２７９号公報に
は、排気孔を有するフラットディスプレイパネルについ
て、前面板と背面板のいずれかが金属板であり、排気孔
が金属板に開けられた貫通孔であり、その断面形状がパ
ネル外面で大きく、内面で小さいものであり、排気孔内
部にシール材或いは蓋と共にシール材を気密充填し、か
つ充填されたシール材あるいはシール材と蓋が面板の外
部表面に突出せず、気密に封止されることを特徴として
いる。こうして、排気孔封止部分に突出部がないため、
小型および薄型の密封容器が得られ、封止操作に外部加
熱を用いて、排気管内部の装置を簡略化できるという効
果を奏している。

【００１２】しかしながら、面板の一方を金属板とせざ
るを得ず、両面板を接着剤で当設せざるを得ず、その当
設部分には表示用素子や回路等を配置できず、面積の使
用効率が悪いという問題点を有している。

【００１３】また、特開平４−２９８９４４号公報に
は、孔部へのねじ込み方式の封止を提案しているが、孔
部のねじ形成そのものが困難である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、フラ
ットパネルの封止方法には、各種の提案が成されている
が、その一つとして通常、排気−封止工程は排気管のみ
を用いて行われている場合は、チップオフされて残る排
気管がパネルの薄型化、小型化を阻害すること、さらに
排気管破損の危険があり、回路部品を含めたパネルの組
立に邪魔となること等の問題がある。

【００１５】そこで、従来、以下のような工夫がなされ
てきた。即ち、排気管をパネルと脱着可能なものとし、
排気管内でシールガラスを予め塗布した蓋を排気孔へ押
し付けて加熱、封止する方法である。つまり、従来の封
止後の排気管突起が封止蓋にかわることで、確実に薄型
化が図られパネル組立も容易である。

【００１６】しかし、この場合にも、（１）排気管と密封容器の接続は従来Ｏリングなどのパ
ッキングが用いられてきたが、その気密接続の不十分さ
から高真空を得ることが困難であった。（２）この構成においては、封止蓋での容器の封止は、
真空雰囲気中での加熱接合となり、一般的な酸化物ソル
ダー方法を用いた際、発泡を伴いその接合部の気密性や
接合強度の低下を招いていた。（３）また上記（２）の発泡を防ぐために、酸化物ソル
ダーの発泡に対して脱泡工程を加え、熱サイクルを最低
２回以上行ない、脱泡を低減する方法があるが、この方
法は熱エネルギーの浪費による高コスト化や、封止工程
の複雑化を招いていた。など欠点は依然として残されていた。

【００１７】なお、上記（１）に関しては、特開平6−1
39935号公報、特開平06−302279号公報に、真空排気装
置と排気孔の接合にＯリングを用いた実施例が記載され
ている。また、上記（２）に関しては、特開平06−1667
号公報で、その困難さを提示し、低融点金属で代替した
例を記載されている。また、上記（３）に関しては、特
開平1-212256号公報に、酸素又は大気雰囲気中で仮焼成
を行なってから、真空中で封着作業温度より数十度高い
温度に昇温して一定時間脱泡し、その後真空中で軟化点
以下まで冷却した後接合再加熱する。また、関連技術と
して、特開平6-72740号公報に、電気炉ハロゲンガス中
でに熱処理し、水分とヒドロキシル基を除去した例を記
載されている。また、特開平8-217497号公報に、結晶性
ガラスを用いて真空中で結晶化温度から１０〜３０度低
い温度で３０分保持することが記載されている。このよ
うに、フリットガラスの脱泡を低減する低減の方法が提
案されているが、いずれも製造が複雑化／高コストであ
るという問題点が残る。

【００１８】本発明は、製造が容易で、コンパクトかつ
気密性の高い高真空の密封容器（ＦＤＰ）を提供するこ
とを課題とし、構造が簡単で、封止蓋を有する密封容器
の平坦化、真空気密性に優れた生産性／歩留まりの良い
密封容器の封止方法及び該密封容器による画像形成装置
を提供することを課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】平面型ディスプレイ等の
真空密封容器（パネル）の排気−封止工程において、排
気装置の排気管及び封止蓋を有する構成のもので、パネ
ルの排気孔に排気装置の排気管を接続してパネルを高真
空に排気した後、高真空を維持した状態で封止蓋により
封止し、その後排気管をパネルより分離して容器を完成
させるものである。

【００２０】具体的には、排気孔を備えた密封容器を前
記排気孔に対応するテーパ形状を有する封止蓋により前
記密封容器を封止する封止方法において、前記排気孔あ
るいは排気装置の排気管部と当接する前記密封容器の部
分の少なくとも一方に第一の酸化物ソルダーを付与する
工程と、前記封止蓋あるいは前記排気装置の前記封止蓋
の当接する排気管部の少なくとも一方に第二の酸化物ソ
ルダーを付与する工程と、前記排気孔あるいはその周囲
と前記排気装置を前記第一の酸化物ソルダーを介して接
着する第一の工程と、前記排気装置を排気する工程と、
前記封止蓋と前記排気孔を第二の酸化物ソルダーを介し
て接しさせた後、前記排気孔近傍を加熱することにより
前記封止蓋と前記排気孔を接合させる第二の工程と、前
記排気装置の前記排気管を分離する第三の工程と、によ
り前記密封容器を密封し、前記封止蓋の形状が、前記排
気孔に前記封止蓋を接合させた際、前記排気孔の接着面
全周において線で接触する突部を有する封止蓋構造とし
且つその線で接触する接触線によって区分された領域に
おいて前記酸化物ソルダーが充填、加圧されて前記封止
蓋と前記密封容器が接合されることを特徴とする。

【００２１】また、本発明は、電子放出素子を備えたリ
アプレートと蛍光体と高圧電極とを有するフェースプレ
ートと側壁とで密封された密封容器を有する画像表示装
置において、前記密封容器の排気孔に封止蓋を嵌挿して
密封として前記密封容器の内部を真空とし、前記封止蓋
はその側面をテーパー状とし且つ前記排気孔の接着面全
周において線で接触する突部を有する封止蓋構造とし且
つまたその線で接触する接触線によって区分された領域
において前記酸化物ソルダーが充填、加圧されて形成さ
れ、前記排気孔を前記封止蓋が当接するテーパー状に形
成されていることを特徴とする。

【００２２】また、本発明は、電子放出素子を備えたリ
アプレートと蛍光体と高圧電極とを有するフェースプレ
ートと側壁とで密封されたフラットパネルディスプレイ
用の密封容器において、前記フェースプレート又はリア
プレートにテーパー状の排気孔を設け、前記テーパー状
に対応するテーパー形状を側面に設けて前記排気孔の接
着面全周において線で接触する突部を有する封止蓋構造
とした平板型の封止蓋を前記排気孔を介して容器内部を
真空とした状態で前記封止蓋の側面に塗布した酸化物ソ
ルダーで前記封止蓋を前記排気孔に嵌挿したことを特徴
とする。

【００２３】また、本発明は、密封容器を排気して密封
する排気管を具備する真空排気装置において、ディスプ
レイパネルを備えた前記密封容器と、テーパー形状を側
面に設けて排気孔の接着面全周において線で接触する弾
性的な突部を有する構造とした前記密封容器の排気孔を
塞ぐ平板型の封止蓋と、予め前記封止蓋と前記排気孔の
接合面上に形成した第一の接着材と、前記密封容器と前
記排気管とを接着する第二の接着材と、前記密封容器に
接する前記排気管の末端を加熱する加熱手段と、前記加
熱手段の側面に装着され前記加熱手段を中心として緩や
かな温度勾配を形成する補助加熱手段と、前記加熱手段
と前記補助加熱手段に電力を供給する加熱電源装置と、
前記排気管及び前記排気孔を介した前記密封容器の各内
部を排気する排気手段とを備え、前記第二の接着材の前
記密封容器と前記排気管との接着温度より低い温度で前
記第一の接着材による前記排気孔と前記封止蓋とを接合
し、前記第一の接着材による前記排気孔と前記封止蓋と
の接合温度より低い温度で前記第二の接着材による前記
密封容器と前記排気管との接合を離脱することを特徴と
する。

【００２４】本発明は、この構成において、（１）排気
装置の排気管と密封容器及び封止蓋と容器の接続に、フ
リットガラス（酸化物ソルダー）を用いた接続方法をと
ること、（２）封止蓋の形状が、排気孔に封止蓋を接合
させた際、排気孔接着部と少なくとも２つ以上の線で接
触する弾性的な突起を有する封止蓋構造とし、且つその
接触線によって分離された領域においてフリットガラス
（酸化物ソルダー）が充填、加圧されることで封止蓋と
容器が接合され、（３）接合時の加熱方法において、密
封容器の熱破壊を防止するため、接着部位を中心に外側
に向かうにつれて緩やかに温度が低下するように温度勾
配が得られるような加熱構造をとる、等の特徴を持つも
のである。

【００２５】［作用］上記発明の構成要件によれば、
（１）密封容器と排気管の接続にフリットガラス（酸化
物ソルダー）を用いたため、気密性接続が可能になり、
高真空を得ることができる、（２）弾性のある突起を有
する本封止蓋構造をとることにより、一般的なフリット
ガラスを真空中で使用し、発泡したとしても気密性を確
保しつつ封止できるようになる、（３）加熱される接合
部へ、多段階な温度勾配を持たせることが可能になるこ
とにより局所加熱による容器の破損が防げる、などの本
発明による作用を用いるものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明による実施形態について、
図面を参照して詳細に説明する。

【００２７】［第１の実施形態］図１に、本発明による
真空密封容器の封止部分を示す。図１（ａ）は平面図で
あり、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ’の断面図である。

【００２８】図において、１は内部に電子放出素子とそ
の対面に蛍光体を存する画像表示装置や、プラズマ発生
部とその対面に蛍光体等を有するプラズマディスプレイ
パネル等の真空密封容器である。真空密封容器１はソー
ダガラス等からなり、側壁２１とフリットガラス２２等
で接着され、密封状態になされる。

【００２９】また、２は真空密封容器１の排気孔を塞ぐ
封止蓋であり、厚さ０．２〜３ｍｍ程度であり、好まし
くは、０．５〜２ｍｍ程度の４２６合金製金属板をテー
パ型円形板としたものに、同じ４２６合金製のフィン状
突起２−２を接合面全周に３枚設けたものである。また
テーパー状形態はテーパ外形φ１２ｍｍ、内径φ１１ｍ
ｍの比率程度としており、フィン２−２の長さは１．５
ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ程度である。なお、封止蓋２及び
突起の厚みや形状は上記に限らず適宜選択できる。

【００３０】また接合時フリットガラス３との気密接合
をおこなうため、金属製の封止蓋２においては、予め表
面を酸化処理しておく必要があり、処理条件は材質によ
り適宜選択されるが、例えば４２６合金の場合、（１０
００〜１２００℃）×（２０〜１００ｍｉｎ）in WetＨ
₂で、選択酸化処理し、表面に酸化層を形成させてお
く。

【００３１】また、符号３は真空密封容器１の排気孔２
０を塞ぐ封止蓋２と真空密封容器１とを接合するフリッ
トガラスであり、例えばＬＳ３０８１（日本電気硝子社
製）を用いることができ、約４１０℃に加熱すること
で、封止蓋２と密封容器を接合させる。また、符号４は
真空密封容器１と排気装置の排気管とを融着・接着・解
除する接着材としてのフリットガラスであり、例えばＬ
Ｓ０２０６（日本電気硝子社製）を用いる。このフリッ
トガラス４は、加熱手段及び補助加熱手段により、４４
０℃程度で溶融接合する。フリットガラス３、４は通常
粉体状であり、予め有機溶媒であるテルピネオールと高
分子樹脂エルバサイト（デュポン社製）を混合して作製
したビヒクルと良く混合し、ペースト状としたものをデ
ィスペンサ装置で封止蓋２の接合面に塗布、乾燥し、ビ
ヒクルを分解、除去するための仮焼成を３８０℃におい
て行い、接合部に直接またはシート状に形成させてお
く。

【００３２】ここで、図５及び図６に上記封止蓋２の外
形図と該封止蓋２を密封容器１の排気孔２０に封着する
場合の概念図を示して説明する。図５（ａ）は密封容器
のガラスと同様な熱膨張係数を有する金属製の封止蓋２
に、４２６合金等で形成した円周状の突起２５を形成し
ており、フリットガラス３を突起２５間に塗布・形成し
て不図示の封止蓋保持治具１２に固持されているときの
概略図であり、密封容器１に排気孔２０を備えている。
つぎに、図５（ｂ）は加熱電源装置１５から電源を供給
され、加熱手段１１により、封止蓋２を高温にした概念
図であり、突起２５に溶け込んでフリットガラス３に発
泡が生じている状態を示している。また、図５（ｃ）は
加熱された封止蓋２を排気孔２０に嵌入して蓋保持治具
１２を介して押圧した状態図を示している。この突起２
５により、フリットガラス３の発泡が生じても、圧力を
加えて押圧することにより、密封容器内部の真空度に悪
影響が発生することはなく、高真空で封止し、真空度の
低下は見られない状態となる。また、図６は封止蓋２の
外形図であり、弾性のある円周状の突起として４２６合
金等により突起２５を形成している。

【００３３】（封止装着装置）次に、本発明の真空封止
方法とその封止を行う排気装置である封止装着装置につ
いて説明する。

【００３４】図２に排気準備段階の封止装着装置全体の
概念図を示す。図において、１はディスプレイパネルを
備えた真空密封容器、２は真空密封容器１の排気孔２０
を塞ぐフィンを有する封止蓋、３は予め封止蓋２の接合
面上に形成した接着材であるフリットガラス、４は真空
密封容器１と排気装置に備えた排気管５とを接着する接
着材であるフリットガラス、５は排気装置の排気手段に
備えられた排気管、６は真空密封容器１に接する排気管
５の末端を加熱するニクロム線等の加熱手段、７は加熱
手段６を内側、外側から取り巻くように設けられ、フリ
ットガラス３及び４の溶融時に真空密封容器１に緩やか
な温度勾配を形成するための補助加熱手段、８、９は加
熱手段６、補助加熱手段７に電力を供給する加熱電源装
置である。

【００３５】また、１０は排気管５の一部から排気する
真空排気装置、１１は封止蓋２と排気孔２０との接合部
を加熱するニクロム線等の加熱手段、１２は排気準備中
から排気中に封止蓋２を保持しておく封止蓋保持治具、
１３は排気管７及び封止蓋２を上下する際に必要な蛇腹
の可動真空隔壁、１４は加熱手段１１用に電源等を供給
する端子である電流導入端子、１５は加熱手段１１用に
電源を供給する加熱電源装置、１６は適宜排気管５を上
下動するための下側駆動軸受、１７は適宜排気管５及び
排気管５の上部を上下動するための上側駆動軸受、１８
は駆動軸受１６、１７を支持する駆動案内シャフト、１
９は封止蓋保持手段１２を上下動し加圧するための軸受
である。なお、図１と同等部分には同一符号を付し、重
複する説明を省略する。

【００３６】ここで、補助加熱手段７は排気管５の内側
と外側に出っ張って配置され、真空密封容器１の排気管
５の接着部部分を中心として内側と外側に温度勾配を持
たせるように加熱する。また、フリットガラス４は排気
管５の接合部分に配置されるが、この排気管５の径は排
気孔２０の径より僅かに大きければよく、またそのほう
が排気容量が小さく短時間で排気工程を終えることがで
きる。

【００３７】［真空密封容器の封止工程］次に図３
（ａ）（ｂ）、図４（ｃ）（ｄ）に従い、各封止工程を
説明する。

【００３８】（装置セッティング−排気管取り付け−排
気）排気準備及び排気について、図３（ａ）〜（ｂ）に
従って説明する。

【００３９】まず、ソーダガラス等に平板ガラスの真空
密封容器１に予め排気部分に機械加工で排気孔２０を開
けておく。排気孔２０にはテーパー加工を施しテーパー
外形１５．４ｍｍ、内径１３．４ｍｍ程度の比率のテー
パー角度とする。

【００４０】また封止蓋３のフィン間には、フリットガ
ラス３（ＬＳ３０８１）を前述したように仮焼成まで施
して形成し、封止蓋保持治具１２に取り付けておく。次
に、排気管５が当接する真空密封容器１の外表面で排気
孔２０の外側個所にリングシート状に予め仮焼成まで施
したフリットガラス４（ＬＳ０２０６）を配置し、下側
駆動軸受１６を下方に下げて、排気管５を下方に下げ
る。

【００４１】その際、加熱電源装置８、９により加熱手
段６、及び不図示の補助加熱手段７に電力を供給して排
気管５の当接部の温度を上昇させ、接合する真空密封容
器１のフリットガラス４を加熱溶融させ接合する。この
時、密封容器１の表面に急激な温度勾配が生じない様に
補助加熱手段７により接合部から離れるにつれ緩やかに
温度が下がるように制御する。

【００４２】次に、真空密封容器１に接合した排気管５
の排気部分の突出部に接続してある真空排気装置１０に
よって、真空密封容器１の内部と排気管５の内部とを排
気して真空化する。このとき、真空密封容器１自体を加
熱しながら行うことにより、不要なガス成分をより効率
的に除去できる。

【００４３】又、更には排気のためイオンポンプやソー
プションポンプの真空排気装置１０を用いることによ
り、更に高真空度を得ると共に不要なガス成分の混入を
除去でき、高真空を要する冷陰極電子源に適した高真空
密封容器１を作成できる。

【００４４】また、特に必要性は小さいが、フリットガ
ラス３，４は、真空中での焼成は発泡を伴い封止欠陥と
なるため、この時点でフリットガラス３について前処理
を行なっておいてもよい。前処理は真空中で加熱手段１
１により接合温度より高い、例えば４５０℃にフリット
ガラス３を加熱し、３０分脱泡し、その後、真空中で軟
化点以下まで冷却させることで、フリットガラス３の発
泡を防止することができ、排気前処理を完了する。

【００４５】（封止蓋接着工程）次に、図４（ｃ）を参
照しつつ封止接着工程について説明する。真空密封容器
１の内部が、真空排気装置１０により所定の真空に達し
たならば、真空密封容器１の排気孔２０に対応して、上
側駆動軸受１７に吊り下げられた封止蓋保持金具１２に
保持されている封止蓋３を下方に移動し、封止蓋保持金
具１２に設けた加熱手段１１に電源装置１５から電力を
供給して、封止蓋２を加熱する。軸受１９により、荷重
を掛けながら封止蓋２を下降させ、排気孔２０に嵌め合
わせ、密封・固定する。

【００４６】この時、フリットガラス３は真空中におけ
る焼成において発泡を伴うが、フィン状突部により接合
時圧縮され、また、突部によりリークパスが妨げられる
ことにより、その影響は削減される。

【００４７】また、排気管５に取り付けられている不図
示の補助加熱手段７を用いて排気管５の接続時と同様、
急激な温度勾配が生じない様に接合部から離れるに従い
徐々に温度が下がるように制御する。加熱時間は１０分
程度とし、接合部が軟化点以下（本実施形態では３６０
℃）になるまでは動かさないで冷却していくのが望まし
い。軸受１９により数十ｇの荷重を封止蓋２に掛ける
が、一般には封止蓋２の接着面積に対応し０．５ｇ／ｍ
ｍ²程度の荷重が有れば良い。

【００４８】（密封容器と排気装置との離脱工程）次
に、図４（ｄ）に示す加熱電源装置８、９からの電力供
給により加熱手段６により、排気管５との接合部の温度
を上昇して、フリットガラス４の軟化点以上（本実施形
態では３８０℃程度）にしたのち、下側駆動べアリング
１６を上方に移動して、真空密封容器１と排気管５とを
離脱する。図は、この離脱した状態を示している。

【００４９】こうして、図１に示した密封容器１内部を
真空として、排気孔２０を塞ぐ封止蓋３を真空密封容器
１に接着固定した状態で取出すことができる。

【００５０】上記に説明したように、上記工程上、接着
方法に着目すれば、まず真空密封容器１と排気管５とを
フリットガラス４で例えば４４０℃以上で接着し、さら
に、真空密封容器１と封止蓋２とを例えば４１０℃で接
着し、その後、真空密封容器１と排気管５とを３８０〜
４００℃程度の高温にして離脱する。この場合、封止蓋
２と真空密封容器１との接合部が高温度とならないよう
に、排気管部と封止蓋２に適当な距離を離なして、離脱
を容易にしておくことが好ましい。このように、排気前
の排気管５と密封容器１との接合時の接合部の温度を最
高温度とし、封止蓋２と密封容器１の排気孔２０との接
合時の接合部の温度を低くして接着し、最後に、密封容
器１と排気管５との離脱時の接合部の温度を最低温度と
することにより、封止蓋２と封止蓋２と密封容器１の排
気孔２０との接合部分に加わる熱圧力が低減でき、空気
漏れ（吸入）という悪影響を防止できる。

【００５１】また密封容器１と排気管５の分離には、超
音波振動などの微少な外的な力を加えることにより、容
易に分離することも可能である。

【００５２】［第２の実施形態］本発明の第２の実施形
態は、第１の実施形態において、封止蓋及び突部形状を
図７、及び図８のような蛇腹構造としたものを用いたも
のである。

【００５３】図７（ａ）はフリットガラス３を蛇腹部２
３を形成した封止蓋２に塗布・形成して封止蓋保持治具
１２に固持されているときの概略図であり、密封容器１
に排気孔２０を備えている。つぎに、図７（ｂ）は加熱
電源装置１５から電源を供給され、加熱手段１１によ
り、封止蓋２を高温にした概念図であり、蛇腹部２３に
溶け込んでフリットガラス３に発泡が生じている状態を
示している。また、図７（ｃ）は加熱された封止蓋２を
排気孔２０に嵌入して蓋保持治具１２を介して押圧した
状態図を示している。この蛇腹部２３により、フリット
ガラス３の発泡が生じても、内部の真空度に悪影響が発
生することはなく、高真空で封止し、真空度の低下は見
られない。図８は封止蓋の外形図であり、第１実施形態
の弾性のある突起部と同様な４２６合金等により蛇腹部
２３を形成できる。

【００５４】［第３の実施形態］本発明の第３の実施形
態は、第１の実施形態１において封止蓋及び突部形状
を、図９、及び図１０のような形状のものを用いたもの
である。

【００５５】図９（ａ）は封止蓋２に円周上の突起２４
を複周回形成したもので、フリットガラス３を突起２４
間に塗布・形成して封止蓋保持治具１２に固持されてい
るときの概略図であり、密封容器１に排気孔２０を備え
ている。つぎに、図９（ｂ）は加熱電源装置１５から電
源を供給され、加熱手段１１により、封止蓋２を高温に
した概念図であり、フリットガラス３が円周状の突起２
４に溶け込んで、フリットガラス３に発泡が生じている
状態を示している。また、図９（ｃ）は加熱された封止
蓋２を排気孔２０をカバーする状態で蓋保持治具１２を
介して押圧した状態図を示している。この突起部２４に
より、フリットガラス３の発泡が生じても、内部の真空
度に悪影響が発生することはなく、高真空で封止し、真
空度の低下は見られない。図１０は封止蓋の外形図であ
り、第１実施形態の弾性のある突起部と同様な４２６合
金等により円周状の突起２４を形成することで、強固に
封止蓋２を密封容器１に封着できる。

【００５６】［第４の実施形態］上述の真空密封容器１
と封止蓋２とで高真空を形成し終えた画像表示装置の例
を図１１に示して説明する。図１１は画像表示装置の表
示パネルの一例を示す模式図である。図１１において、
１２１は電子放出素子を複数配した電子源基板、１３１
は電子源基板１２１を固定したリアプレート、１３６は
ガラス基板１３３の内面に蛍光体１３４とメタルバック
１３５等が形成されたフェースプレートである。１３２
は支持枠であり、該支持枠１３２には、リアプレート１
３１、フェースプレート１３６がフリットガラス等を用
いて接続されている。１３８は上述の密封容器である外
囲器であり、例えば大気中あるいは、窒素中で、４００
〜５００℃の温度範囲で１０分以上焼成することで、封
着して構成される。その後、電子放出素子１２１のフォ
ーミング処理、活性化処理及び安定化処理を施した後
に、封止個所部１２０にて高真空化して封止蓋２を密着
して、画像形成装置を形成する。

【００５７】また、１２４は電子源の素となる電子放出
素子であり、２端子電極間に所定電圧を印加することに
より電子を放出し、蛍光体１３４と高電圧のメタルバッ
ク１３５とに向けて電子流を流し、蛍光体１３４に画像
を形成する。また、１２２、１２３は、表面伝導型電子
放出素子の一対の素子電極と接続されたＸ方向配線及び
Ｙ方向配線である。

【００５８】外囲器１３８は、フェースプレート１３
６、支持枠１３２、リアプレート１３１で構成される。
リアプレート１３１は主に基板１２１の強度を補強する
目的で設けられるため、基板１２１自体で十分な強度を
持つ場合は別体のリアプレート１３１は不要とすること
ができる。即ち、基板１２１に直接支持枠１３２を封着
し、フェースプレート１３６、支持枠１３２及び基板１
２１で外囲器１３８を構成しても良い。一方、フェース
プレート１３６、リアプレート１３１間にスペーサーと
呼ばれる不図示の支持体を設置することにより、大気圧
に対して十分な強度を持つ外囲器１３８を構成すること
もできる。

【００５９】また、蛍光体１３４は、モノクロームの場
合は蛍光体のみから構成することができる。カラーの蛍
光体の場合は、蛍光体の配列によりブラックストライプ
あるいはブラックマトリックスなどど呼ばれる黒色導電
材と蛍光体とから構成することができる。ブラックスト
ライプ、ブラックマトリックスを設ける目的は、カラー
表示の場合は、必要となる三原色蛍光体の各蛍光体間の
塗り分け部を黒くすることで混色等を目立たなくするこ
とと、蛍光体１３４における外光反射によるコントラス
トの低下を抑制することにある。ブラックストライプの
材料としては、通常もちいられている黒鉛を主成分とす
る材料の他、導電性があり、光の透過及び反射が少ない
材料を用いることができる。

【００６０】フェースプレート１３６には、更に蛍光体
１３４の導電性を高めるために、蛍光体１３４の外面側
に透明電極（不図示）を設けてもよい。

【００６１】前述の真空密封容器１のリアプレート１３
１とフェースプレート１３３と支持枠１３２とで密閉を
行う際には、カラーの場合は各色蛍光体と電子放出素子
とを対応させる必要があり、十分な位置合わせが不可欠
となる。

【００６２】外囲器１３８の封止後の真空度を維持する
ために、ゲッター処理を行うこともできる。これは、外
囲器１３８の封止を行う直前あるいは封止後に、抵抗加
熱あるいは、高周波加熱等を用いた加熱により、外囲器
１３８内の所定の位置（不図示）に配置されたゲッター
を加熱し、蒸着膜を形成する処理である。

【００６３】ここで、表面伝導型電子放出素子のフォー
ミング処理以降の工程は、適宜設定できる。次に、単純
マトリックス配置の電子源を用いて構成した表示パネル
にＮＴＳＣ方式のテレビ信号に基づいたテレビジョン法
事を行う為の駆動回路等で駆動することで、外囲器１３
８の蛍光体１３４側から、画像を観察できる。

【００６４】なお、上記封止個所部１２０の封止接続部
及び封止蓋は、表示パネルの画像表示領域以外の個所と
し、画像表示部分を遮らないように、基板側に、又は側
面の支持枠１３２側に設けることが好ましい。

【００６５】

【実施例】上記実施形態による真空密封容器の密封形成
において、以下の各項目を考慮して形成している。

【００６６】（１）フリットガラス（酸化物ソルダー）
関連（一般には、半田ガラス、フリット（低融点）ガラ
ス、フリットガラスという）（ａ）ソルダーの種及び物性としては、フリットガラス
（酸化物ソルダー）には、実際には表１に示すものが選
択され用いられる。

【００６７】

【表１】ここで、フリットガラスの成分系はＳｉＯ₂系、Ｔｅ
系、ＰｂＯ系、Ｖ₂Ｏ₅系、Ｚｎ系があり、これに酸化物
フィラーを混入することにより、熱膨張係数αを調節で
きる。また、ガラス粉末の表面水分を取り除くことで、
真空封着の際の発泡を防止することができる。耐火物フ
ィラーとしては、ＰｂＴｉＯ₃，ＺｒＳｉＯ₄，Ｌｉ₂Ｏ
−Ａｌ₂Ｏ₃−２ＳｉＯ₂，２ＭｇＯ−２Ａｌ₂Ｏ₃−５Ｓ
ｉＯ₂，Ｌｉ ₂Ｏ−Ａｌ₂Ｏ₃−４ＳｉＯ₃，Ａｌ₂Ｏ₃−Ｔ
ｉＯ₂，２ＺｎＯ−ＳｉＯ₂，ＳｉＯ₂，ＳｎＯ₂等の一種
類又は数種類混合して用いる。

【００６８】現状では物性的な扱いやすさ、パネル化後
のベーク等の熱処理時に対する耐熱性を有するものが好
ましい。具体的には、ＬＳ−３０８１、ＬＳ−０２０６
を用いることが多い。

【００６９】（ｂ）使用（焼成）雰囲気について、接着
のためのフリットガラス（酸化物ソルダー）の焼成は、
通常常圧における大気もしくはＮ₂、Ａｒ雰囲気中で行
なうのが一般であり、真空雰囲気における焼成では発泡
を伴い、接着強度、気密性が確保できないという問題点
がある。

【００７０】即ち、真空雰囲気での焼成になる封止蓋の
側面への水酸化ソルダーを付着する際、水分を削減する
ために高温で焼成しておく。また、フリット（低融点）
ガラスが一般には粉末（フリットガラス）であるため、
多量のガス及び水分をその製造過程及び保管中に吸着し
ており、真空中で溶融時に放出し、発泡させる。

【００７１】また、フリットガラスを有機バインダーを
用いて、ペースト化し、接着部に塗布するが、仮焼成を
施しても有機バインダーの未分解分がフリット中に含有
されているため、仮焼成して、事前にＣＯ₂として放出
され発泡させる。

【００７２】また、フリットガラスは低融点で溶融する
ため多量のＰｂＯを含有しており、溶融温度、熱膨張係
数の調整のため、その他にも酸化物が添加されている。
これらの酸化物のＯが分解放出され、フリットを発泡さ
せることで、現実の接着時の発泡を防止することができ
る。また、フリットの真空中での焼成は、発泡を伴い封
止欠陥となるため、まず酸素又は大気雰囲気中で仮焼成
を行なってから、真空中で封着作業温度より数十度高い
温度に昇温して一定時間脱泡し、その後真空中で軟化点
以下まで冷却させた後、接合のための再加熱を行なうこ
とが好ましい。

【００７３】（ｃ）塗布形態について、フリットガラス
（酸化物ソルダー）は一般には粉体（フリット）であ
り、塗布しやすい様にビヒクルと混合してペーストとし
て用いる。この場合、フリット：ビヒクルは６〜１０：
１程度（２０，０００〜４０，０００ｍＰａ．ｓ程度で
塗布方法により若干変動する）とする。

【００７４】（ｄ）ビヒクルとして、ビヒクルは有機溶
媒にチクソ性等を付加させるための（高分子）樹脂を混
合し、よく攪拌したものであり、塗布方式により適宜混
合比を選択する。この場合、有機溶媒：高分子樹脂は１
０〜１３：１程度で、よく攪拌して用いる。

【００７５】（ｅ）水酸化ソルダーの塗布方法につい
て、ペーストの塗布方法は、エアー圧を用いたディスペ
ンス法が一般的であるが、ディッピング法、印刷法など
も用いることができる。またあらかじめリング状及び短
冊状のシートに形成し、仮焼成を施したプリフォーム品
も用いる事もできる。基本的には厚膜形成（１００μｍ
以上）できるものが好ましい。仮焼成を施したプリフォ
ーム品として、仮焼成塗布されたフリットペーストは、
乾燥処理後、仮焼成温度において予め前焼成処理を行な
いビヒクル成分を分解、除去する仮焼成工程を設ける必
要がある。

【００７６】（ｆ）焼成時の押し付け圧力として、フリ
ット（低融点）ガラスは焼成温度では粘性は硬い水飴状
になるため、これを押しつぶすための押し付け圧力が必
要であり、０．５ｇ／ｍｍ²以上で可能である。

【００７７】（２）被接合部材関連について説明する。

【００７８】（ａ）まず、密封容器１及び封止蓋２は、
好ましい材料として、ソルダー及び容器材料との熱膨張
率がマッチしたものであればよい。例えば、ガラス、セ
ラミック、４２インバー、４２６合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ合金）等が推奨できる。

【００７９】（ｂ）また、突部の形状と材質について、
図５乃至図８に示すように排気孔２０はテーパー状の形
状で、該排気孔２０に嵌め込む封止蓋２の形状は円周状
の突起を設けたテーパ形状であり、テーパー角度は特に
規定されない。また、図９と図１０に示すように、封止
蓋２の平面の片面に円周状の突起を設けて密封容器１の
排気孔２０の周囲にフリットガラス３を介して接着す
る。

【００８０】（ｃ）また、排気孔２０の接着部の表面処
理として、ガラスではフロート面、すりガラス、研磨面
（＃数百程度）等のいずれでもよい。ただし、封止蓋２
に金属部材を用いる場合、フリットガラス３との密着性
をよくするため、予め金属部材の表面に酸化層を形成す
る必要が有り、例えば４２６合金の場合は、（１０００
〜１２００℃）×（２０〜１００ｍｉｎ）ｉｎＷｅｔ
Ｈ₂で選択酸化処理し表面に酸化層を形成する。

【００８１】（３）加熱方法に関連して、加熱手段とし
ては、加熱方式はヒーター、ＲＦ（高周波加熱）、ジュ
ール熱など多様に用いることができる。また、上述した
ように、ガラスの熱勾配による破損を防ぐため、接合部
を中心としその外側へ緩やかな温度勾配を持たせる補助
加熱手段を設ける。

【００８２】上述した実施例のために、適宜処理できる
が、密封容器１の板厚と、封止蓋２の板厚とは一致して
おく必要はなく、大気圧に耐える板厚であれば、封止蓋
２の板厚が密封容器１の板厚より厚くても、薄くてもよ
い。しかし、封止蓋２の突起の突出高さはテーパーの広
い側ほど高くしておくと、封止蓋の位置決めのために好
ましく、接着強度も強くなる。

【００８３】（４）実施例の結果以下、上記留意点を参考として、表２に示す実施例を得
た。

【００８４】

【表２】

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、（１）排気時に、密封容器と排気管の一時的接続にフリ
ットガラス（酸化物ソルダー）を用いているので、気密
性接続が可能になり、高真空を得ることができる。（２）封止蓋側面のテーパー形状部に複数段の円周状突
起部を設けた封止蓋構造をとることにより、一般的なフ
リットガラスを真空中で使用しているので、発泡したと
しても気密性を確保しつつ高真空で封止することができ
る。（３）排気準備時の密封容器と排気管接合部と、密封容
器の排気孔と封止蓋の接合部に多段階な温度勾配を持た
せて加熱、排熱することが可能になることにより局所加
熱による容器の破損を防ぐことができる。などの上述したことにより、高真空かつ薄型の密封容器
が容易に作製できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態による密封容器と封止蓋との
接着関係図である。

【図２】本発明の実施形態による排気装置の構成図であ
る。

【図３】本発明の実施形態による封止方法を示す説明構
成図である。

【図４】本発明の実施形態による封止方法を示す説明構
成図である。

【図５】本発明の実施形態による封止蓋の形状と接着工
程の概念図である。

【図６】本発明の実施形態による封止蓋の形状を示す構
成図である。

【図７】本発明の実施形態による封止蓋の形状と接着工
程の概念図である。

【図８】本発明の実施形態による封止蓋の形状を示す構
成図である。

【図９】本発明の実施形態による封止蓋の形状と接着工
程の概念図である。

【図１０】本発明の実施形態による封止蓋の形状を示す
構成図である。

【図１１】本発明の実施形態による画像表示装置の説明
構成図である。

【符号の説明】

１密封容器２封止蓋３，４フリットガラス（酸化物ソルダー）５排気管６加熱手段７補助加熱手段８加熱電源装置９補助加熱電源装置１０真空排気装置１１加熱手段１２蓋保持治具１３蛇腹１４電流導入端子１５加熱電源装置１６，１７駆動軸受１８駆動案内シャフト１９軸受け２０排気孔２１側壁２２ソルダーレジスト２３蛇腹部２４平面への円周状突起２５テーパー部への円周状突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気孔を備えた密封容器を前記排気孔に
対応するテーパ形状を有する封止蓋により前記密封容器
を封止する封止方法において、前記排気孔あるいは排気装置の排気管部と当接する前記
密封容器の部分の少なくとも一方に第一の酸化物ソルダ
ーを付与する工程と、前記封止蓋あるいは前記排気装置の前記封止蓋の当接す
る排気管部の少なくとも一方に第二の酸化物ソルダーを
付与する工程と、前記排気孔あるいはその周囲と前記排気装置を前記第一
の酸化物ソルダーを介して接着する第一の工程と、前記排気装置を排気する工程と、前記封止蓋と前記排気孔を第二の酸化物ソルダーを介し
て接しさせた後、前記排気孔近傍を加熱することにより
前記封止蓋と前記排気孔を接合させる第二の工程と、前記排気装置の前記排気管を分離する第三の工程と、に
より前記密封容器を密封し、前記封止蓋の形状が、前記排気孔に前記封止蓋を接合さ
せた際、前記排気孔の接着面全周において線で接触する
突部を有する封止蓋構造とし且つその線で接触する接触
線によって区分された領域において前記酸化物ソルダー
が充填、加圧されて前記封止蓋と前記密封容器が接合さ
れることを特徴とする封止方法。
【請求項２】請求項１に記載の封止方法において、前
記第一の工程の接着するときの加熱は、前記排気孔ある
いはその周囲と接着部位を中心にして外側に向かうにつ
れて温度が低くなるように温度勾配をつけることを特徴
とする封止方法。
【請求項３】請求項１に記載の封止方法において、前
記排気孔近傍を加熱することは接着部位を中心にして外
側に向かうにつれ温度が低くなるように温度勾配をつけ
ることを特徴とする封止方法。
【請求項４】請求項２に記載の封止方法において、前
記排気孔近傍を加熱することは加熱する温度が前記排気
管の分離温度あるいは接着温度より低いことを特徴とす
る封止方法。
【請求項５】請求項１に記載の封止方法において、前
記排気孔の接着面全周において前記線で接触する突部を
有する前記封止蓋は、少なくとも２つ以上の突部を有す
ることを特徴とする封止方法。
【請求項６】請求項５に記載の封止方法において、前
記封止蓋の前記突部は、弾性変形を伴うことを特徴とす
る封止方法。
【請求項７】請求項１に記載の封止方法において、前
記第二の工程による加熱する温度は前記第三の工程の前
記排気管の分離する温度或いは前記第一の工程の接着す
る温度よりも低いことを特徴とする封止方法。
【請求項８】電子放出素子を備えたリアプレートと蛍
光体と高圧電極とを有するフェースプレートと側壁とで
密封された密封容器を有する画像表示装置において、前記密封容器の排気孔に封止蓋を嵌挿して密封として前
記密封容器の内部を真空とし、前記封止蓋はその側面を
テーパー状とし且つ前記排気孔の接着面全周において線
で接触する突部を有する封止蓋構造とし且つまたその線
で接触する接触線によって区分された領域において前記
酸化物ソルダーが充填、加圧されて形成され、前記排気
孔と前記封止蓋が当接するテーパー状に形成されている
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】前記封止蓋は前記密封容器の画像表示領
域外に設け、前記密封容器内部に前記電子放出素子から
の電子により照射される前記フェースプレートの前記蛍
光体に画像を形成することを特徴とする請求項８に記載
の画像表示装置。
【請求項１０】請求項８に記載の画像表示装置におい
て、前記封止蓋は前記テーパー状とし且つ前記排気孔の
接着面全周において複数段の円周上突起で接触する突部
を有する封止蓋構造であることを特徴とする画像表示装
置。
【請求項１１】請求項８に記載の画像表示装置におい
て、前記封止蓋は前記テーパー状の突端に円周状の蛇腹
形状の突起を有し、前記蛇腹形状の突起と前記排気孔と
の接触部分に前記酸化物ソルダーが介在することを特徴
とする画像表示装置。
【請求項１２】請求項８に記載の画像表示装置におい
て、前記封止蓋はテーパー状ではなく薄板円周状とし、
前記排気孔はテーパー状ではなく孔であり、前記封止蓋
が前記排気孔を塞ぐ接触部に前記排気孔と同心円状に複
数段の円周状突起を備え、前記酸化物ソルダーは前記複
数段の円周状突起の接触部と該突起間に介在することを
特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】電子放出素子を備えたリアプレートと
蛍光体と高圧電極とを有するフェースプレートと側壁と
で密封されたフラットパネルディスプレイ用の密封容器
において、前記フェースプレート又はリアプレートにテーパー状の
排気孔を設け、前記テーパー状に対応するテーパー形状
を側面に設けて前記排気孔の接着面全周において線で接
触する突部を有する封止蓋構造とした平板型の封止蓋を
前記排気孔を介して容器内部を真空とした状態で前記封
止蓋の側面に塗布した酸化物ソルダーで前記封止蓋を前
記排気孔に嵌挿したことを特徴とする密封容器。
【請求項１４】密封容器を排気して密封する排気管を
具備する真空排気装置において、ディスプレイパネルを備えた前記密封容器と、テーパー
形状を側面に設けて排気孔の接着面全周において線で接
触する弾性的な突部を有する構造とした前記密封容器の
排気孔を塞ぐ平板型の封止蓋と、予め前記封止蓋と前記
排気孔の接合面上に形成した第一の接着材と、前記密封
容器と前記排気管とを接着する第二の接着材と、前記密
封容器に接する前記排気管の末端を加熱する加熱手段
と、前記加熱手段の側面に装着され前記加熱手段を中心
として緩やかな温度勾配を形成する補助加熱手段と、前
記加熱手段と前記補助加熱手段に電力を供給する加熱電
源装置と、前記排気管及び前記排気孔を介した前記密封
容器の各内部を排気する排気手段とを備え、前記第二の接着材の前記密封容器と前記排気管との接着
温度より低い温度で前記第一の接着材による前記排気孔
と前記封止蓋とを接合し、前記第一の接着材による前記
排気孔と前記封止蓋との接合温度より低い温度で前記第
二の接着材による前記密封容器と前記排気管との接合を
離脱することを特徴とする真空排気装置。