JP2011210430A - 気密容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合強度と気密性を両立した信頼性の高い気密容器の製造方法を提供する。
【解決手段】気密容器の製造方法は、第１のガラス基材と第２のガラス基材１２との間に、互いに異なる方向に延びる第１及び第２の直線部１，２と第１及び第２の直線部１，２を連結する連結部３とを含み、粘度が負の温度係数を有する接合材１３を配置するアセンブリ工程と、接合材１３の第１の直線部１と連結部３とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査し、その後に、接合材１３の第２の直線部２と連結部３とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査する走査接合工程と、を有している。アセンブリ工程は、連結部３の少なくとも一部を、第１の直線部１の連結部３と隣接する領域１ａよりも薄く形成することを含んでいる。
【選択図】図２

Description

本発明は、気密容器の製造方法に関し、特に、内部が真空にされ電子放出素子や蛍光膜を備える画像表示装置の製造方法に関する。

有機ＬＥＤディスプレイ（ＯＬＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の、フラットパネルタイプの画像表示装置が公知である。これらの画像表示装置は、互いに対向するガラス基材を気密接合して製造され、内部空間が外部空間に対して仕切られた外囲器を備えている。これらの気密容器を製造するには、互いに対向するガラス基材の間に必要に応じて間隔規定部材や局所的な接着材を配置し、周辺部に接合材を枠状に配置して、加熱接合を行う。接合材の加熱方法としては、ガラス基材全体を加熱炉によってベークする方法や、局所加熱により接合材周辺を選択的に加熱する方法が知られている。局所加熱は、加熱冷却時間、加熱に要するエネルギー、生産性、容器の熱変形防止、容器内部に配置された機能デバイスの熱劣化防止等の観点から、全体加熱より有利である。特に、局所加熱の手段としてレーザ光が知られている。局所加熱手段による気密容器の製造方法は、内部に機能デバイスを具備しない真空断熱ガラスの製造方法として適用可能であることも公知である。

特許文献１には、ＯＬＥＤの外囲器の製造方法が開示されている。まず、第１のガラス基材を支持基板として、コーナー部を有する周状のガラスフリットが形成される。形成したフリットは、加重またはディスペンサの塗布厚制御によって平坦化される。平坦化されたガラスフリットが形成された第１のガラス基材と第２のガラス基材とは、ガラスフリットを挟持して対向させられ、アセンブリされる。局所加熱光を照射しながら走査することによって周状の接合材が溶融し、第１のガラス基材と第２のガラス基材とが気密封着される。

特許文献２には、ＯＬＥＤの外囲器の製造方法が開示されている。まず、第１のガラス基材を支持基板として、コーナー部を有する周状のガラスフリットが形成される。ガラスフリットを具備した第１のガラス基材と第２のガラス基材とは、ガラスフリットを挟持して対向させられ、アセンブリされる。アセンブリ時に、第１のガラス基材と第２のガラス基材は外部から機械的手段によって加圧され、接合材領域の密着性が確保される。

米国特許出願公開第２００５/０１５１１５１号明細書 米国特許出願公開第２００６/００８２２９８号明細書

このように、レーザ光を照射する際の接合材とガラス基材との密着性を確保するため、被接合材であるガラス基材と接合材とに単純にレーザ光を照射するのではなく、アセンブリ方法を様々に改良した接合方法が知られている。

しかしながら、接合材の連結部（コーナー部）に発生する接合不良により気密性が低下する場合があった。すなわち、接合材は通常、ガラス基材の上に、複数の直線部とそれらを連結する連結部とが形成されるように設けられる。このような接合材にレーザ光を照射しながら走査する場合、直線部毎にレーザ光を走査し、これを直線の数だけ繰り返すことが一般的である。このような接合方法をとる場合、連結部には２回の走査が相前後して行われる。接合材にレーザ光を照射すると、接合材は軟化して膜厚が減少し、レーザ光の照射が終了すると、接合材はその状態で直ちに硬化する。そして、直線部に沿ってレーザ光を照射していくと、接合材の膜厚の減少に追随して、ガラス基材が接合材の方に変形し、ガラス基材間の間隔が縮小していく。

レーザ光が連結部に隣接する領域に達すると、当該領域の接合材の膜厚も同様に減少する。しかし、連結部は、レーザ光の照射を未だ受けておらず膜厚が大きいままの他の直線部とも連結されているため、連結部におけるガラス基材は、当該他の直線部に拘束されて、接合材の方に変形しにくくなる。この結果、連結部に隣接する直線部の領域では、接合部の膜厚とガラス基材間の間隔との間に不整合が発生し、接合不良が生じる。接合不良は接合強度と気密性の悪化につながる。

本発明は、ガラス基材同士の間に接合材を設け、接合材に局所加熱光を照射しつつ走査することによってガラス基材を接合することを含む気密容器の製造方法に関し、接合強度と気密性を両立した信頼性の高い気密容器の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の気密容器の製造方法は、第１のガラス基材と、第１のガラス基材とともに気密容器の少なくとも一部を形成する第２のガラス基材と、を接合することを含む、気密容器の製造方法に関する。本発明は、第１のガラス基材と第２のガラス基材との間に、互いに異なる方向に延びる第１及び第２の直線部と第１及び第２の直線部を連結する連結部とを含み、粘度が負の温度係数を有する接合材を配置するアセンブリ工程と、接合材の第１の直線部と連結部とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査し、その後に、接合材の第２の直線部と連結部とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査する走査接合工程と、を有している。アセンブリ工程は、連結部の少なくとも一部を、第１の直線部の連結部と隣接する領域よりも薄く形成することを含んでいる。

接合材の第１の直線部と連結部とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査すると、接合材は軟化し、膜厚が減少する。しかし、アセンブリ工程で、連結部は、第１の直線部の連結部と隣接する領域よりも薄く形成される。このため、連結部を、第１の直線部の連結部と隣接する領域と同程度の膜厚で形成した場合と比べ、連結部における第１のガラス基材と第２のガラス基材との間隔を、より減少させることができる。これによって、上述の不整合とこれに伴う接合不良が生じにくくなり、接合強度と気密性を両立が可能となる。

このように、本発明によれば、接合強度と気密性を両立した信頼性の高い気密容器の製造方法を提供することが可能となる。

本発明による気密容器の製造方法の一例を示す断面図及び平面図である。 連結部近傍の接合材の膜厚分布を示す部分拡大平面図である。 連結部近傍の接合材膜厚分布と局所加熱光走査順序との関係を示す平面図である。 本発明による気密容器の製造方法の他の例を示す断面図及び平面図である。 本発明の課題を図示するための、連結部の接合材を示す部分斜視図である。 本発明の課題を図示するための、気密容器の断面図及び平面図である。 本発明が適用可能なＦＥＤの構成を表す部分破断斜視図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の気密容器の製造方法は、内部空間が外部雰囲気から気密遮断されることが必要なデバイスを有するＦＥＤ、ＯＬＥＤ、ＰＤＰ等の外囲器の製造方法に適用することが可能である。特に、内部が減圧空間とされたＦＥＤ等の画像表示装置では、内部空間の負圧によって発生する大気圧荷重に耐えうる接合強度が求められるが、本発明の気密容器の製造方法によれば、接合強度の確保と気密性とを高度に両立することができる。しかし、本発明の気密容器の製造方法は、上述の気密容器の製造に限定されるものではなく、対向するガラス基材の周縁部に、気密性が要求される接合部を有する気密容器の製造に広く適用することができる。例えば、気密容器は真空断熱ガラスであってもよい。

図７は、本発明の対象となる画像表示装置の一例を示す部分破断斜視図である。画像表示装置７１１の外囲器（気密容器）７１０は、いずれもガラス製のフェースプレート１０と、リアプレート１１と、枠部材１２と、を有している。枠部材１２はそれぞれが平板状のフェースプレート１０とリアプレート１１との間に位置し、フェースプレート１０とリアプレート１１との間に密閉された内部空間１７を形成している。具体的には、フェースプレート１０と枠部材１２、及びリアプレート１１と枠部材１２とが互いに対向する面同士で接合されることによって、密閉された内部空間を有する外囲器７１０が形成されている。外囲器７１０の内部空間は真空に維持され、フェースプレート１０とリアプレート１１との間の間隔規定部材であるスペーサ７０８が所定のピッチで設けられている。フェースプレート１０と枠部材１２、またはリアプレート１１と枠部材１２は、あらかじめ接合されていてもいいし、一体的に形成されていてもよい。

リアプレート１１には、画像信号に応じて電子を放出する多数の電子放出素子７２７が設けられ、画像信号に応じて各電子放出素子７２７を作動させるための駆動用マトリクス配線（Ｘ方向配線７２８，Ｙ方向配線７２９）が形成されている。リアプレート１１と対向して位置するフェースプレート１０には、電子放出素子７２７から放出された電子の照射を受けて発光し画像を表示する蛍光体からなる蛍光膜７３４が設けられている。フェースプレート１０上にはさらにブラックストライプ７３５が設けられている。蛍光膜７３４とブラックストライプ７３５は交互に配列して設けられている。蛍光膜７３４の上にはＡｌ薄膜よりなるメタルバック７３６が形成されている。メタルバック７３６は電子を引き付ける電極としての機能を有し、外囲器７１０に設けられた高圧端子Ｈｖから電位の供給を受ける。メタルバック７３６の上にはＴｉ薄膜よりなる非蒸発型ゲッタ７３７が形成されている。

フェースプレート１０、リアプレート１１、及び枠部材１２は、透明で透光性を有していればよく、ソーダライムガラス、高歪点ガラス、無アルカリガラス等が使用可能である。後述する局所加熱光の使用波長及び接合材の吸収波長域において、これらの部材が良好な波長透過性を有していることが望ましい。

次に、本発明の気密容器の製造方法におけるガラス基材の接合方法について説明する。本発明の気密容器の製造方法は、一般的には、第１のガラス基材と、第１のガラス基材とともに気密容器の少なくとも一部を形成する第２のガラス基材と、を接合することを含んでいる。

（ステップ１：アセンブリ工程）
ステップ１を、図１（ａ），（ｂ）及び図２を参照して、具体例を挙げて以下に説明する。なお、図１において、各工程段階を示す（ａ）〜（ｅ）は、夫々、二つの図を含んでおり、周状の接合材の全体を見た平面図を右側に、平面図のＡ−Ａ方向からみた断面図を左側に示している。

この工程は、第１のガラス基材と第２のガラス基材との間に、互いに異なる方向に延びる第１及び第２の直線部と第１及び第２の直線部を連結する連結部とを含む接合材を配置することを含んでいる。以下に述べる例では、第１のガラス基材は平板状のガラス基材（リアプレート１１）であり、第２のガラス基材は枠状のガラス基材（枠部材１２）である。接合材１３は第２のガラス基材に沿って延びる概ね長方形の形状をなし、第１及び第２の直線部を含む４つの直線部と、これらを連結する４つの連結部と、を有している。すなわち連結部は、枠状の接合材１３の４つのコーナー部である。

まず、枠状のガラス基材である枠部材１２を準備し、つぎに、不図示の蛍光体、ブラックストライプ、メタルバックを予め具備したフェースプレート１０を準備する。準備したフェースプレート１０の蛍光体パターンが形成されている面に、図７に示すガラスフリット７０１を、印刷と焼成により形成する。形成したガラスフリット７０１と枠部材１２を接触させて、不図示の加圧治具により仮組みし、雰囲気焼成炉にて気密接合し一体化する。

次に、枠部材１２にガラスフリットからなる接合材１３を印刷と焼成にて形成する。これによって、図１（ａ）に示すように、接合材１３が端面に形成された枠部材１２とフェースプレート１０との組立体を得る。接合材１３は図１（ａ）に示すように、第２のガラス基材である枠部材１２に沿って周回するように設けられている。この結果、接合材１３は４つの直線部とこれらを連結する連結部（コーナー部）とを備えることとなる。

接合材１３は、粘度が負の温度係数を有し、高温で軟化すればよい。ガラス基材への熱損傷を抑制するためには、接合材１３は、フェースプレート１０、リアプレート１１、及び枠部材１２のいずれよりも軟化点が低いことが望ましい。接合材１３の例として、ガラスフリット、無機接着剤、有機接着剤等が挙げられる。接合材１３は、局所加熱光の波長に対して高い吸収性を示すことが好ましい。内部空間の真空度維持が要求されるＦＥＤ等に適用する場合は、接合材１３として、残留ハイドロカーボンの分解を抑制できるガラスフリットや無機接着剤が好適に用いられる。接合材１３を枠部材１２に印刷形成する代わりに、枠部材１２とリアプレート１１の間にシートフリット等を配置することも可能である。

接合材１３へのレーザ光照射を阻害しない目的から、フェースプレート１０、枠部材１２、及びフェースプレート１０と枠部材１２とを接合する接合材７０１は、後述するレーザ光１５に対して透明性を有する材料を選ぶことが好ましい。リアプレート１１は、枠部材１２及びフェースプレート１０と線膨張係数が一致している材料を選ぶことが、気密容器への残留応力を抑制する観点から好ましい。

以下、一つの連結部３と、これによって連結される２つの直線部１，２と、の組み合わせについて説明する。他の連結部とこれによって連結される２つの直線部との組み合わせについても同様である。便宜上、２つの直線部１，２のうち、先にレーザ光の照射を受ける直線部を第１の直線部１、後からレーザ光の照射を受ける直線部を第２の直線部２と呼ぶ。

図２は、略矩形の接合材の部分拡大図である。図２（ａ）は、枠部材１２に形成された接合材１３の連結部付近における部分拡大平面図である。本実施形態では、連結部（コーナー部）３を、第１の直線部１の連結部３と隣接する領域１ａよりも薄く形成している。この膜厚が小さい領域を低膜厚領域４と呼ぶ。低膜厚領域４は連結部３だけに設けられている。本実施形態では連結部３と低膜厚領域４は一致しているが、低膜厚領域４は連結部３の一部だけに設けてもよい。つまり、低膜厚領域４は連結部３の少なくとも一部に設けられればよい。低膜厚領域４の膜厚は、領域１ａの膜厚に対して、５％以上４０％以下の範囲で減少していることが好ましい。なお、第１の直線部１の膜厚は部位によらず一定であるのが一般的であるため、領域１ａの膜厚は、通常、第１の直線部１の一般部（中央部等）の膜厚と一致している。

低膜厚領域４は、図２（ｂ）〜（ｄ）のように、連結部３に加え、第２の直線部２の連結部３と隣接する領域２ａに設けることもできる。すなわち、この実施形態では、連結部（コーナー部）３と、第２の直線部２の連結部３と隣接する領域２ａとを、第１の直線部１の連結部３と隣接する領域１ａよりも薄く形成する。本実施形態では、これらの膜厚が小さい領域が低膜厚領域４となる。第２の直線部２の連結部３と隣接する領域２ａは、連結部３と第２の直線部２との境界から測って、第２の直線部２の幅Ｒと同じ距離の範囲内にあることが望ましい。

低膜厚領域４の膜厚は一定であってもよいが、部位によって変化させることもできる。図２（ｂ）では、低膜厚領域４を除く第１の直線部１の膜厚を基準膜厚とした時に、低膜厚領域４の膜厚は基準膜厚の０.７〜１.０倍の範囲で連続的に変化している。より詳細には、低膜厚領域４の膜厚は連結部３の図中左端で基準膜厚の０.７倍となっており、領域２ａの図中右端で基準膜厚に等しくなっている。図２（ｃ）では、連結部３の膜厚が基準膜厚の０．８倍、領域２ａの膜厚が基準膜厚の０．９倍となっている。

接合材の低膜厚領域４は、例えば、ガラスフリット１３を枠部材１２に形成した後に、レーザアブレーション等により、図２（ｄ）の領域６，７のように形成することもできる。工程の簡素化の観点からは、スクリーン版のメッシュ密度の分布を変えることによって、印刷形成時に、接合材３の低膜厚領域４を形成することが好ましい。

連結部３は、接合材の直線部同士の交差部を意味するだけでなく、異なる方向に走査する局所加熱光の照射履歴を２回以上受ける領域を意味する。図２の各図に示される接合材の連結部３はＮ回目の走査とＮ+ｉ回目の走査の、少なくとも２回の走査を受ける。ここで、Ｎは１からＭ−１の自然数、Ｍは接合材の辺数、すなわち直線部の本数であり、３以上の自然数である。ｉは１〜Ｍ−１の範囲にある自然数である。レーザ光の走査は単一のレーザヘッドを用いて行うこともできるが、隣接配置された２つのレーザヘッドを用いて行うこともできる。後者の場合、各直線部は２回の照射を相前後して受ける。従って、連結部３は最低２回の照射を受け、場合によって３回以上の照射を受けることもあり得る。

このように、低膜厚領域４は、異なる方向の局所加熱光の走査により少なくとも２回照射を受ける連結部３に配置され、あるいは、連結部３に加え、連結部３に隣接する領域のうち先に走査するレーザ光によっては照射されない領域２ａと、に配置される。このような低膜厚領域４を設けることによって、連結部３の気密性の信頼性向上が期待できる。特に、低膜厚領域４を領域２ａにも配置した場合、連結部３の気密性の一層の信頼性向上が期待できる。

図５を参照して、低膜厚領域を設けない場合の課題を説明する。接合材の粘度は負の温度係数を有しているため、加熱時の流動性と冷却時の拘束性を利用することができる。このような性質をもった接合材は、加熱時の流動性により良好な接合界面を形成し、冷却時にその状態を固定することが可能であるため、気密容器の接合材として好ましく適用可能である。ガラス基材に挟持されてアセンブリされた接合材の膜厚は、接合の素過程前後において、次のような経過をとる。加熱されて溶融軟化段階となった接合材は、その流動性とガラス基材対からの圧力によって、その膜厚が減少する。接合材はその後冷却され、膜厚が減少した状態で固定される。このような素過程をとる接合材に対して、局所加熱光を走査した際の連結部の膜厚分布を、図５（ａ），（ｃ）に示す。図５（ａ）はレーザ光が照射されていない段階の状態である。次に図５（ａ）の手前側の接合材（第１の直線部１）に局所加熱光の照射を行うと、照射した領域のみ接合材の膜厚が減少するために、図５（ｃ）の状態となる。次に、図５（ｃ）の奥側にある接合材（第２の直線部２）に照射すると、理想的には、図５（ｂ）に示すように、接合材の膜厚が比較的均等に分布した、均一な接合が得られることが期待される。しかし、本発明者の検討の結果、図５（ｂ）に示すような理想的な状態には必ずしも至らないことがあることが判った。

具体的には、図５（ｃ）の領域１ａの部分、すなわち先に照射を受けた第１の直線部１の、連結部３の隣接領域１ａに接合不良が発生した。本発明者は、以下の原因によって接合不良が発生したことを見出した。すなわち、第１の直線部１に沿ってレーザ光が照射されると図５（ｃ）の奥側に位置する未照射段階の接合材（第２の直線部２）は、レーザ光を照射されていないため膜厚が大きい。このため、第１の直線部１に沿って照射されるレーザ光が連結部３の近傍領域１ａに達すると、第２の直線部２の領域５１が柱となってガラス基材（リアプレート１１）を支え、ガラス基材の接合材に向かう弾性変形を阻害してしまう。このために、領域１ａにおいて接合材１３とガラス基材（リアプレート１１）との間に間隙が発生する。後に照射される未照射段階の接合材（第２の直線部２）の領域５３にも、僅かながら接合不良が発生した。

図６を参照して、以上述べた現象をさらに説明する。図６（ａ）に示すように、枠部材１２に沿って接合材１３が枠状に設けられている。接合材１３は、直線部と連結部（コーナー部）とからなる略長方形状をしている。接合材１３は枠部材１２とリアプレート１１とを接合する。

図６（ｂ），（ｃ）は各々、未照射段階の直線部（図６（ａ）のＡ部）の状態を示す平面図及び断面図と、未照射段階の連結部近傍（図６（ａ）のＢ部）の状態を示す平面図及び断面図である。この段階では、直線部と連結部のいずれにおいても、枠部材１２に形成された接合材１３と被接合材であるリアプレート１１とは密着している。図６（ｄ），（ｅ）は、接合材１３の領域ＡＢＥＦが占める辺のみに局所加熱光を走査しながら照射している過程を示す、図６（ｂ），（ｃ）と同様の図である。局所加熱光は最終的に連結部３まで照射されるが、図６（ｅ）はレーザ光が連結部３と第１の直線部１との境界付近を照射している状態を示している。図６（ｄ）に示すように、第１の直線部１においては、レーザ光が照射されていない接合材１３と照射された接合材１３ａとの間に膜厚の変化が生じている。しかし、リアプレート１１は、接合材１３，１３ａの連続的に変化する膜厚分布に倣って変形し、リアプレート１１と枠部材１２との間隔が接合材１の膜厚減少に追随して縮小するため、密着性は確保される。

一方、図６（ｅ）を参照すると、連結部３の近傍において、レーザ光が照射されていない接合材１３と照射された接合材１３ａとの間に膜厚の変化が生じている。しかし、連結部３の近傍においては、未照射段階の接合材１３のうち少なくともＦＤＧＨで囲まれる領域が高い膜厚を維持している。この領域が一種の柱となって、リアプレート１１の接合材１３ａに向かう弾性変形を阻害する。この結果、接合材３とガラス基材（リアプレート１１）との間に間隙Ｇが発生しやすくなり、接合材１３とリアプレート１１との密着性が低下して、接合不良が生じる。

本実施形態では、図２（ａ）に示すように、接合材１３の連結部３に低膜厚領域４が形成されているため、連結部３におけるリアプレート１１の接合材１３に向かう弾性変形が阻害されにくくなる。この結果、連結部３との隣接領域１ａにおいて、接合材３とガラス基材（リアプレート１１）との間に間隙が発生しにくくなる。よって、接合不良が発生しにくくなり、信頼性の高い気密容器の製造が可能となる。さらに、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、連結部３だけでなく、第２の直線部２の連結部３との隣接領域２ａの膜厚を減少させることもできる。これによって、接合材の「柱」としての拘束効果が弱められ、接合不良が一層発生しにくくなる。

次に、図７に示すＸ方向配線７２８及びＹ方向配線７２９により形成されたマトリクス配線と、マトリクス配線の交差部に接続された電子放出素子７２７と、を具備したリアプレート１１を準備する。そして、図１（ｂ）のように、接合材１３が端面に形成されフェースプレート１０と一体化された枠部材１２と、リアプレート１１と、を対向配置し、内部空間１７を規定する。この段階までにフェースプレート１０、リアプレート１１、もしくは枠部材１２のいずれかに排気孔を設けておき、リアプレート１１とフェースプレート１０のアセンブル時に、排気孔を介して内部空間１７を負圧にすることが望ましい。

フェースプレート１０と枠部材１２を一体化するタイミングは、上記に限定されない。一体化可能であればどのような順番で行ってもよい。枠部材１２とフェースプレート１０はリアプレート１１と枠部材１２の接合工程後に接合してもよいし、リアプレート１１と枠部材１２の接合と同時に接合してもよい。

次工程で内部空間の排気をするために十分なフェースプレート１０とリアプレート１１間の空隙を確保するために、この工程において、図７に示すスペーサ７０８を間隔規定部材として配置することが好ましい。

（ステップ２）
次に、図１（ｃ）に示すように、フェースプレート１０とリアプレート１１と枠部材１２とをアセンブリしたアセンブリ構造体に、排気管１９と任意の排気装置１８を接続して、内部空間１７を排気する。内部空間１７を負圧とすることで、フェースプレート１０とリアプレート１１は外側の気圧によって互いに押し付けられ、接合材１３に圧縮力が加えられる。この圧縮力によって、後述する局所加熱光照射時に、接合材１３とガラス基材（リアプレート１１）との間の全周に渡る密着性を向上させることが可能となる。

さらに、不図示の局所的な加圧手段、例えばメカニカルな加圧治具により、低膜厚化した連結部３を局所的に加圧することが好ましい。第１及び第２のガラス基材同士を、連結部３において加圧拘束することで、接合材１３とガラス基材（リアプレート１１）との間の密着性をより一層向上させることができる。

（ステップ３：走査接合工程）
次に、接合材１３の第１の直線部１と連結部３とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査し、その後に、接合材１３の第２の直線部２と連結部３とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査する。

ステップ３の工程を図１（ｄ）及び図３を参照して、具体例を挙げて以下に説明する。ステップ３では、図１（ｄ）に示すように、辺ＱＲ、辺ＳＰの走査接合工程を行い、次に、辺ＲＳ、辺ＰＱの走査接合工程を行う。辺ＱＲ、辺ＳＰの走査接合工程を先に行うのは、辺ＲＳ、辺ＰＱの連結部３と隣接する領域に低膜厚領域４が形成されているためである。周状の接合材１３の４辺を走査し終えた段階で、各連結部３は、互いに異なる方向に走査する２回の局所加熱光の照射を受けて、図１（ｅ）に示す段階となる。

図１（ｄ）のように低膜厚領域４が配置されている場合、辺ＱＰと辺ＳＰはどちらを先に走査してもよいし、辺ＲＳと辺ＰＱもどちらを先に走査してもよい。各辺の走査方向も限定はされず、例えば辺ＱＲの場合、ＱからＲに向けて走査してもよいし、ＲからＱに向けて走査してもよい。

走査順序は低膜厚領域の配置に応じて決めることができる。低膜厚領域を図３（ａ）のように配置した場合は、ＰＱ、ＳＲ、ＰＳ、ＲＱの順に各辺を走査することができる。低膜厚領域を図３（ｂ）のように配置した場合は、ＰＱ、ＲＱ、ＰＳ、ＳＲの順に各辺を走査することができる。図３（ａ）の場合は、辺ＰＱと辺ＳＲの走査順序は交換可能であり、辺ＱＲと辺ＰＳの走査順序も交換可能である。図３（ｂ）の場合は、辺ＰＱと辺ＱＲの走査順序は交換可能であり、同時に行うことも可能である。図２（ａ）のように、第２の直線部２の隣接領域２ａに低膜厚領域を設けない場合は、走査する辺に前後関係はないため、任意の順番で各辺を走査することができる。以上のようにして、各辺を封止し、気密容器の作成を完了する。

以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。

上述した実施の形態を適用して、枠部材とフェースプレートの一体物と、リアプレートとの気密接合を行い、さらに、加圧を解除したのち、排気孔から内部空間を再排気し蓋部材で排気孔を封止することにより、ＦＥＤに適用可能な真空気密容器を製造した。

（ステップ１）
まず、フェースプレート１０を形成した。具体的には、１．８ｍｍ厚の高歪点ガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を、切削加工により外形９８０ｍｍ×５７０ｍｍ×１．８ｍｍの板ガラス状のフェースプレート１０として用意した。次に、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ−オゾン洗浄により、フェースプレート１０の表面を脱脂した。次に、不図示の蛍光体、ブラックマトリクス、アノードをパターン形成して、画像形成領域をフェースプレート１０の片面に形成した。次に、アノード上に、金属Ｔｉからなる非蒸発型ゲッタをスパッタ法にて形成した。次に、画像形成領域の外側に、ガラスフリットからなる不図示の接合材をスクリーン印刷と雰囲気加熱により形成した。以上のようにして接合材が形成されたフェースプレートを用意した。

次に、枠部材１２を形成した。具体的には、１．５ｍｍ厚、外形９６０ｍｍ×５５０ｍｍ×１．５ｍｍの高歪点ガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を用意した。次に、切削加工によって、中央部の９５０ｍｍ×５４０ｍｍ×１．５ｍｍの領域を切り出して、幅５ｍｍ、高さ１．５ｍｍの略四角形断面の枠部材１２を成形した。次に、フェースプレートと同様に、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ−オゾン洗浄により、枠部材１２の表面を脱脂した。

次に、フェースプレート１０の蛍光体パターンが形成された方の面に枠部材１２を接触させ、不図示の加圧治具により仮組みし、雰囲気焼成炉にて気密接合し、枠部材が一体化されたフェースプレート１０を用意した。

次に、枠部材１２上に接合材１３を形成した。本実施例では、接合材１３としてガラスフリットを用いた。使用したガラスフリットは、熱膨張係数α＝７９×１０^-7／℃、転移点３５７℃、軟化点４２０℃のＢｉ系鉛レスガラスフリット（旭硝子株式会社製ＢＡＳ１１５）を母材とし、バインダーとして有機物を分散混合したペーストである。次に、枠部材１２上の周長に沿って、スクリーン印刷にて、幅１ｍｍ、厚さ７μｍの接合材１３を形成した。この際、低膜厚領域４に膜厚の小さい領域を形成するため、低膜厚領域４に対応する部分のメッシュ密度が直線部に対応する部分に対して１，３倍大きいスクリーン版を使用した。その後、枠部材１２と一体化されたフェースプレート１０とともに１２０℃で乾燥した。そして、有機物をバーンアウトするため４６０℃で加熱、焼成し、接合材１３を形成した。このようにして、接合材１３と枠部材１２とフェースプレート１０の組立体を用意した。焼成後の接合材１３の膜厚は、低膜厚領域４で８μｍ、低膜厚領域４以外の領域で１０μｍであった。

次に、リアプレート１１として、外形９９０ｍｍ×５８０ｍｍ×１．８ｍｍの高歪点ガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を用意した。次に、切削加工により、リアプレート１１の画像形成領域外に直径２ｍｍの排気孔を設けた。次に、フェースプレート１０及び枠部材１２と同様にリアプレート１１を洗浄した後、電子放出素子と駆動用マトリクス配線を形成した。駆動用マトリクス配線上には、金属Ｔｉからなる非蒸発型ゲッタをスパッタ法にて形成した。

次に、接合材１３を挟んで、枠部材１２とフェースプレート１０の一体物と、リアプレート１１とを、各々蛍光体パターン及び電子放出素子が形成された面同士を対向させてアライメントした。この際、枠部材１２とリアプレート１１とを図１（ｂ）のように接触させて、内部空間１７が規定された組立体を形成した。

（ステップ２）
次に、図１（ｃ）のように、排気管１９を介して排気孔にスクロールポンプとターボ分子ポンプからなる排気装置１８を接続し、内部空間１７を１×１０⁴Ｐａの真空度となるまで排気した。そして、図１（ｄ）に示すように、内部空間１７の真空度を維持しつつ、接合材１３の連結部３を選択的に、レーザ光１５により、枠部材１２とリアプレート１１を局所的に接合し、局所拘束領域２１を４箇所形成した。

（ステップ３）
次に、組立体の内部空間の負圧状態を維持しながら、接合材１３にレーザ光１５を照射し、リアプレート１１と枠部材１２とを気密接合した。具体的には、図１（ｄ）に示すように、４辺をＱ→Ｒ、Ｓ→Ｐ、Ｒ→Ｓ、Ｐ→Ｑの順に走査し、４箇所の連結部３に１回の走査あたり２回の照射を行った。

レーザ光１５の走査のために、不図示の加工用半導体レーザ装置を２つ用意し、２つのレーザ光源（第１及び第２のレーザ光源）の照射スポットが一直線上に整列するように配置した。第１及び第２のレーザ光源からは、ともに波長９８０ｎｍ、レーザパワー２１２Ｗ、有効径２ｍｍのレーザ光を照射した。第１及び第２のレーザ光源は、１０００ｍｍ／ｓの速度で走査した。第２のレーザ光源は、第１のレーザ光源から０．０５ｓｅｃ遅れて走査した。すなわち、第２のレーザ光源の照射スポット位置は、第１のレーザ光源の照射スポット位置より５０ｍｍ後方となるようにし、走査する間もこの間隔を維持した。

次に、排気装置１８及び排気管１９を、排気孔１９から除去して、一旦、内部空間１７を大気までベントした。これによって接合材への加圧は解除された。その後、加熱炉内部に蓋部材封止機構を具備したカート式加熱炉にて、内部空間１７を排気孔から排気しながら容器全体を加熱して、容器内部を非蒸発型ゲッタで排気し、図４（ｅ）のように蓋２０を封止して真空気密容器として完成させた。

以上の様にして気密容器を作成し、通常の方法に従って、駆動回路等を実装してＦＥＤ装置を完成させた。完成したＦＥＤを作動させたところ、長時間安定した電子放出と画像表示が可能であり、ＦＥＤに適用可能な程度の安定した気密性が確保されていることが確認された。

本実施例においては、図４に示すように、実施例１の低膜厚領域４に代えて、図４（ａ）に示すように、連結部３だけに低膜厚領域４を形成した。それ以外は、実施例１と同様の条件で、ＦＥＤに適用可能な気密容器を作成した。接合材１３の膜厚は一般部で８．０μｍ、連結部で７．０μｍとした。気密容器完成後の接合材の膜厚は６．４μｍであった。

完成したＦＥＤを作動させたところ、長時間安定した電子放出と画像表示が可能であり、ＦＥＤに適用可能な程度の安定した気密性が確保されていることが確認された。

１ 第１の直線部
２ 第２の直線部
３ 連結部
１１ リアプレート
１２ 枠部材

Claims (8)

1. 第１のガラス基材と、該第１のガラス基材とともに気密容器の少なくとも一部を形成する第２のガラス基材と、を接合することを含む、気密容器の製造方法であって、
   前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材との間に、互いに異なる方向に延びる第１及び第２の直線部と該第１及び第２の直線部を連結する連結部とを含み、粘度が負の温度係数を有する接合材を配置するアセンブリ工程と、
   前記接合材の前記第１の直線部と前記連結部とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査し、その後に、前記接合材の前記第２の直線部と前記連結部とに、局所加熱光を少なくとも１回、照射しながら走査する走査接合工程と、
   を有し、
   前記アセンブリ工程は、前記連結部の少なくとも一部を、前記第１の直線部の前記連結部と隣接する領域よりも薄く形成することを含む、気密容器の製造方法。
2. 前記接合材はガラスフリットである、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
3. 前記第１のガラス基材は平板状のガラス基材であり、前記第２のガラス基材は枠状のガラス基材であり、前記アセンブリ工程は、前記接合材を前記第２のガラス基材に沿って周回するように設けることを含む、請求項１または２に記載の気密容器の製造方法。
4. 前記気密容器はフィールドエミッションディスプレイの外囲器である、請求項３に記載の気密容器の製造方法。
5. 前記気密容器は真空断熱ガラスである、請求項３に記載の気密容器の製造方法。
6. 前記アセンブリ工程は、前記連結部と、前記第２の直線部の前記連結部と隣接する領域とを、前記第１の直線部の前記連結部と隣接する領域よりも薄く形成することを含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。
7. 前記第２の直線部の前記連結部と隣接する領域は、前記連結部と前記第２の直線部との境界から測って、前記第２の直線部の幅と同じ距離の範囲内にある、請求項１から６のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。
8. 前記アセンブリ工程は、前記第１及び第２のガラス基材同士を、前記連結部において局所的に加圧して拘束することを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。

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