(57)【要約】【課題】基板の相対位置ずれを防止しつつ両基板を接合、封止する。【解決手段】（１）一対の基板１，２の少なくとも一方の周縁部に接合材を塗布し、（２）一対の基板１，２を、接合材の溶融点または融点未満の温度で、接合材を介して互いに密着させ、（３）一対の基板１，２の一部の辺を、バイメタル金属を用いた位置決め治具１５０によって固定し、（４）一対の基板１，２を減圧雰囲気中に配置し、接合材の溶融点または融点以上の第１の温度まで昇温しながら位置決め治具１５０を熱変形させ、一対の基板１，２同士を離間させ、（５）第１の温度から降温しながら、位置決め治具１５０の熱変形を減少させて、離間させられた辺同士を接合材を介して密着させ、接合材によって一対の基板１，２同士を全周で固定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面基板と背面基板とからなる一対の基板の間に真空の内部空間が形成される真空容器の製造方法であって、
前記前面基板と前記背面基板の少なくとも一方の周縁部に接合材を塗布する接合材塗布工程と、
前記接合材が塗布された前記一対の基板を、前記接合材の溶融点または融点未満の温度で、前記接合材を介して互いに密着させる密着工程と、
互いに密着させられた前記一対の基板の一部の辺を、バイメタル金属を用いた位置決め治具によって固定する部分固定工程と、
前記一部の辺が固定された前記一対の基板を減圧雰囲気中に配置し、前記接合材の溶融点または融点以上の第１の温度まで昇温しながら前記位置決め治具を熱変形させ、前記一対の基板同士を離間させる基板離間工程と、
前記第１の温度から降温しながら、前記位置決め治具の熱変形を減少させて、離間させられた前記辺同士を前記接合材を介して密着させ、前記接合材によって前記一対の基板同士を全周で固定する全体固定工程と、
を有する真空容器の製造方法。
【請求項２】
前記基板離間工程は、前記位置決め治具を局所加熱することを含む、請求項１に記載の真空容器の製造方法。
【請求項３】
前記基板離間工程は、前記前面基板と前記背面基板の少なくともいずれかの、離間させられる辺に、前記一対の基板同士が開く方向の外力を加えることを含む、請求項１または２に記載の真空容器の製造方法。
【請求項４】
前記全体固定工程は、前記一対の基板と垂直な方向の成分を含む力で、該一対の基板同士を押し付けることを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の真空容器の製造方法。
【請求項５】
前記密着工程と前記部分固定工程の間に、互いに密着させられた前記一対の基板を仮固定する工程を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の真空容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器の製造方法に関し、特に、平面型画像形成装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、表面電界ディスプレイ（ＳＥＤ）などの平面型画像形成装置が知られている。これらの画像形成装置に用いられる真空容器は、一般的には、前面基板と背面基板とを所定の間隔に配置し、基板間に設けた封着材を溶融して接合、封止するという方法で製造される。封止を確実なものにするために、基板面に垂直な方向の力で基板同士を押し付けることが、通常行われる。
【０００３】
特許文献１には、基板ベーキング工程時のコンダクタンスの確保と、基板面内方向の位置合わせを同時に実現する方法が記載されている。具体的には、前面基板と背面基板の相対位置を固定し、且つ基板間隔を調整できる位置決め治具で基板どうしを結合し、片方の基板を持上げるアームを用いて基板間隔を所望の値に制御する。
【特許文献１】特開２００６-９３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、基板に加える押し付け力を基板に対して厳密に垂直方向に制御することは困難である。このため、基板面に押し付け力を加えたときに、基板の面内方向、すなわち、基板面と平行な方向にも力が発生する。この力は前面基板と背面基板の相対位置ずれの要因となる。また、基板ベーキングは減圧雰囲気中で行われるため、基板の接合、封止は、ベーキング終了後にそのまま減圧雰囲気中で行う必要がある。従って、基板の接合、封止に大がかりな装置を用いることは困難である。
【０００５】
本発明は、基板の内部空間を高温の減圧雰囲気中にさらし、かつ、その後に基板の相対位置ずれを防止しつつ両基板を接合、封止することを、簡易な構成で可能にする、真空容器の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の真空容器の製造方法は、前面基板と背面基板とからなる一対の基板の間に真空の内部空間が形成される真空容器の製造方法である。本製造方法は、前面基板と背面基板の少なくとも一方の周縁部に接合材を塗布する接合材塗布工程と、接合材が塗布された一対の基板を、接合材の溶融点または融点未満の温度で、接合材を介して互いに密着させる密着工程と、互いに密着させられた一対の基板の一部の辺を、バイメタル金属を用いた位置決め治具によって固定する部分固定工程と、一部の辺が固定された一対の基板を減圧雰囲気中に配置し、接合材の溶融点または融点以上の第１の温度まで昇温しながら位置決め治具を熱変形させ、一対の基板同士を離間させる基板離間工程と、第１の温度から降温しながら、位置決め治具の熱変形を減少させて、離間させられた辺同士を接合材を介して密着させ、接合材によって一対の基板同士を全周で固定する全体固定工程と、を有している。
【発明の効果】
【０００７】
基板同士は一部の辺が位置決め治具によって固定されているため、昇温、降温の際の基板の移動や押し付け力によって基板が相対移動しても、従来に比べて水平方向の相対位置ずれが生じにくくなる。また、基板同士の固定は、簡易な構成の位置決め治具だけで実現できる。このように、本発明によれば、基板の内部空間を高温の減圧雰囲気中にさらし、かつ、その後に基板の相対位置ずれを防止しつつ両基板を接合、封止することを、簡易な構成で可能にする、真空容器の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の真空容器の製造方法は、ＦＥＤ、ＳＥＤ、及びプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などの画像形成装置の製造方法を包含している。特にＦＥＤ及びＳＥＤは、本発明が適用される好ましい形態である。
【０００９】
本発明の実施形態について、ＳＥＤを例に挙げ、図を用いて以下に具体的に説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す斜視図、図２は、図１中のａ-ａ’線に沿った断面の一部を示す。
【００１０】
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態が適用される画像形成装置の構成を説明する。本実施形態に係る画像形成装置１００は、ガラス基板１１上に複数の電子放出素子１２と電子放出素子１２に接続された配線１３，１４が施された背面基板１を有している。画像形成装置１００はまた、ガラス基板２１上に蛍光膜２２、メタルバック２３及びゲッタ２４が形成された前面基板２を有している。背面基板１は支持枠３１を有しており、支持枠３１が前面基板２と接合されることにより、背面基板１と前面基板２とからなる一対の基板は、真空の内部空間が形成される真空容器１０を形成する。
【００１１】
本実施形態では、背面基板１と前面基板２との間にスペーサ５と呼ばれる支持体が設置されている。これにより、画像形成装置１００がいわゆる大面積パネルである場合にも、大気圧に対して十分な強度を持つ真空容器１０を構成することが可能となる。真空容器１０は、内部を真空に保持するための耐大気圧構造等の力学的条件等に依存して、その大きさ、背面基板１及び前面基板２の板厚、スペーサ５の配置等が適宜設計される。
【００１２】
背面基板１には、一般に、廉価な青板ガラスからなる基板が用いられる。この場合には基板の上にナトリウムブロック層として厚さ０．５μｍのシリコン酸化膜をスパッタ法で形成することが好ましい。この他に、ナトリウム成分が少ないガラス、石英基板、無アルカリ基板でも背面基板１を作成することが可能である。プラズマディスプレイ用には、アルカリ成分が少ないガラスであるＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）等を背面基板１として使用することができる。
【００１３】
前面基板２には背面基板１と同じく廉価な青板ガラスを用いることが一般的である。本実施形態ではプラズマディスプレイ用のガラスである、アルカリ成分が少ないＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）を用いた。このガラス材料は、ディスプレイ用途では、ガラスの着色現象は生じず、また板厚を３ｍｍ程度にすれば１０ｋＶ程度の加速電圧で駆動した場合でも、２次的に発生する軟Ｘ線の漏れを充分に遮蔽することができる。
【００１４】
スペーサ５も、廉価な青板ガラスを用いることが一般的であるが、真空容器１０の用途に合わせて選択できる。スペーサ５の位置精度を必要とする場合は、張り合わせるガラスと同一の材料を用いて熱膨張係数を一致させることが好ましい。スペーサ５の形状は板状、円柱状、角柱状、あるいはシート状等の、用途に適した形状とすることができ、その設置数も用途に応じて適宜設定することができる。電子放出素子１２が内蔵された画像形成装置の場合は、スペーサ５は電子軌道を考慮した設計を行う。
【００１５】
ガラス基板１１と支持枠３１とを接合する接合材３２、及び支持枠３１と背面基板２とを接合する接合材３３には、各基板１，２と同程度の熱膨張係数を有するフリットガラスや、Ｉｎ、Ｉｎ−ＡｇあるいはＩｎ−Ｓｎ等の低融点金属を用いる。接合材３２，３３は互いに異なる材料を用いてもよいし、あるいは同一材料を用いてもよい。一例として、接合材３２，３３は共にＩｎもしくはＩｎ−Ａｇを用いることが好ましい。
【００１６】
接合材３２は、ガラス基板１１と支持枠３１の少なくとも一方に塗布されていればよい。同様に、接合材３３は、前面基板２と支持枠３１の少なくとも一方に塗布されていればよい。接合材３２，３３は、ガラス基板１１、前面基板２、及び支持枠３１を相互に接合する前の接合材３２，３３の厚みの合計が、接合後の接合材３２，３３の厚みの合計よりも充分に大きくなるように塗布される。本実施形態では、接合材３２，３３で形成されるＩｎ膜の厚みが３００μｍとなるように塗布される。
【００１７】
前面基板２は、ガラス基板２１の背面基板１との対向面上に、蛍光膜２２、メタルバック２３、及びゲッタ２４が形成されており、この部分が画像表示領域となる。ゲッタ２４は、画像表示領域内の全域に万遍なく配置することが望ましい。
【００１８】
ゲッタ２４は、蒸発型でも、非蒸発型でもよい。本実施形態では、非蒸発型のゲッタを用いた。非蒸発ゲッタは、前面基板２上に、Ｔｉを主成分とする材料を用いて、電子ビームやスパッタ等の真空蒸着法で形成することができる。本実施形態では非蒸発型ゲッタ２４の膜厚を８００Å（８０ｎｍ）とした。非蒸発型ゲッタ２４の設置位置や膜厚は上記に限られるものではなく、適宜設計、設定することができる。
【００１９】
本実施形態では、背面基板１が支持枠３１を有しているが、前面基板２が支持枠３１を有していてもよい。この場合、支持枠３１が背面基板１と接合されることにより、前面基板２と背面基板１とからなる一対の基板の間に真空の内部空間が形成される。
【００２０】
次に、位置決め治具の構造について説明する。図３は、本実施形態で用いる位置決め治具の概略構造図である。位置決め治具１５０は、背面基板１を固定するための基板固定部１５１と、前面基板２を固定するための基板固定部１５２と、を有している。位置決め治具１５０はまた、基板固定部１５１が固定されたベース部１５３と、基板固定部１５２が固定され、温度プロファイルにあわせて変形する温度変形部１５４と、温度変形部１５４及びベース部１５３を支持する支持部１５５と、を有している。基板固定部１５１，１５２、ベース部１５３、支柱部１５５、及び各部材を固定するネジには、例えばＴｉやＴｉ合金のように、背面基板１及び前面基板２の基板材料（ＰＤ２００）と熱膨張係数が同等である部材を用いることが好ましい。
【００２１】
本実施形態では、温度変形部１５４にバイメタル金属であるＴＭ４(ＴＭはＴｈｅｒｍｏｓｔａｔ Ｍｅｔａｌの略でＪＩＳ規格。低膨張側の金属にニッケル３６％の鉄ニッケル合金、高膨張側にニッケルを使用。)を用いている。これは、許容温度が−７０℃〜５００℃と比較的高いためである。温度変形部１５４は、昇温時に温度変形部１５４とベース部１５３との間隔が広がるように（図３において上向きに変形するように）設定する。ベース部１５３の代わりに、温度変形部を２枚用意し、互いに対向させてもよい。この場合も、温度変形部は、昇温時に温度変形部とベース部との間隔が広がる向きに設定する。後述のように、封着時の基板押し付け力を確保するため、予め温度変形部１５４と基板固定部１５２の基板挿入面とが、０度より大きい角度θをなすような構造にしておくことが好ましい。
【００２２】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の製造工程について説明する。
【００２３】
（ステップ１：接合材塗布工程）まず、背面基板１と前面基板２を用意する。あらかじめ、ガラス基板１１の所定の位置に接合材３２を塗布し、接合材３２の上に支持枠３１を載せ、支持枠３１の上に接合材３３を塗布する。次に、背面基板１の所定の位置にスペーサ５を配置する。支持枠３１は背面基板１の一部であるため、接合材３３は背面基板１と前面基板２の両方に周縁部に塗布されていることになる。しかし、接合材３３は、背面基板１と前面基板２のいずれか一方だけに塗布されていてもよい。
【００２４】
（ステップ２：密着工程）接合材が塗布された一対の基板１，２を、接合材３３を介して互いに密着させる。具体的には、まず、背面基板１上に配置された電子放出素子１２と前面基板２上に配置された蛍光膜２２の蛍光体（図示せず）とが対応するように、両基板１，２の位置決めを行う。本実施形態では、図４のように、基板１，２の少なくとも一方を他方に対して基板１，２の平面内における縦横方向（ｘｙ方向）と回転方向（θ方向）に移動可能な位置決め装置２００を用いて、両基板１，２を互いに対して精度よく位置決めする。この状態で、図５のように、背面基板１と前面基板２とを接合材３３を介して互いに密着させる。この工程は常温、すなわち接合材３２，３３の溶融点または融点未満の温度で行われる、このため、接合材３２，３３が溶融して、支持枠３１と前面基板２、あるいは支持枠３１とガラス基板１１とが接着することはない。密着させた後、クリップ等の仮固定手段２５０を用いて両基板１，２を押さえ、背面基板１と前面基板２の相対位置を仮固定することが好ましい。
【００２５】
（ステップ３：部分固定工程）互いに密着させられた一対の基板１，２の一部の辺を、位置決め治具１５０によって固定（結合）する。具体的にはまず、背面基板１と前面基板２を、仮固定手段２５０によって仮固定された状態で、位置決め治具１５０の基板固定部１５１と基板固定部１５２とにそれぞれ挿入する。常温では、位置決め治具１５０の基板固定部１５１と基板固定部１５２の間隔は、支持枠３１及び接合材３２，３３を介した両基板１，２の間隔よりも狭い。そのため、位置決め治具１５０の基板固定部１５１と基板固定部１５２の間隔を外力で広げる。これによって、図６のように、温度変形部１５４と基板固定部１５２の結合面との間の傾斜角度θによって、背面基板１と前面基板２が平行状態を保ったまま、位置決め治具１５０を固定することができる。外力を用いる代わりに、温度変形部１５４を局所加熱することによってベース部１５３と温度変形部１５４の間隔を広げてもよい。
【００２６】
その後、基板固定部１５１と背面基板１、及び基板固定部１５２と前面基板２とを固定する。固定方法は、たとえば接着剤でもよいし、ネジ等の機械的締結法でもよい。これにより、両基板１，２は一方の基板が他方の基板に対して位置決めされ、結合される。その後、仮固定手段２５０を外す。結合個数及び箇所は、加熱時に基板間隔を確保することが可能であれば、特に限定されない。一例として、図７(ａ)のように背面基板１と前面基板２とのそれぞれ一辺を結合してもよいし、図７(ｂ)のように背面基板１と前面基板２の対向する２辺のそれぞれ中心部を結合してもよい。
【００２７】
（ステップ４：基板離間工程）続いて、位置決め治具１５０で結合された一対の基板を減圧可能な封着チャンバー（図示せず）内に設置し、減圧雰囲気下でベーキングを行う。本工程は基板ベーキング工程とも呼ばれる。本実施形態では、ベーキングは３５０℃で１時間実施したが、ベーキング条件は作成する画像形成装置の製造条件等によって適宜設計される。しかし、チャンバー内は、少なくとも接合材３２，３３の溶融点または融点以上の温度（第１の温度）まで昇温させる必要がある。位置決め治具１５０の温度変形部１５４は熱変形し、一対の基板１，２が離間する。この結果、基板１，２の内部に一時的に形成されていた密閉空間が開放され、内部が排気される。
【００２８】
背面基板１と前面基板２とは十分に離間させ、十分排気する必要がある。基板ベーキングに伴う位置決め治具１５０の温度変形量によって基板間隔を十分に確保できる場合、位置決め治具１５０の温度変形のみでも十分である。しかし、基板の自重が、温度変形部の基板を離間させようとする力を上回る場合や、基板自身のたわみが大きい場合などは、位置決め治具１５０の温度変形だけでは基板同士が十分に離間しないことがある。この時、図８のように基板間隔を確保するための基板把持機構３００等の外部機構によって、離間させられる少なくとも一つの辺に、一対の基板１，２同士が開く方向の外力を印加し、基板間の間隔を広げて十分な基板間隔を保つことができる。この外力は背面基板１と前面基板２のいずれか一方に印加すればよいが、両方に印加してもよい。
【００２９】
外力を印加する代わりに、位置決め治具１５０の温度変形部１５４に電熱線（図示せず）を巻くなどの処理をしてもよい。温度変形部１５４を局所加熱して、温度変形部１５４の温度を基板よりも高くすることによって、温度変形部１５４の熱変形を促進させ、基板間隔をより広げることができる。位置決め治具の温度を基板温度とは独立に制御することができるため。基板ベーキング温度による位置決め治具の変形量では、基板間のコンダクタンスが不足する場合、基板間隔をより広げて、基板間のコンダクタンスを大きくすることができる。
【００３０】
（ステップ５：全体固定工程）基板ベーキング工程終了後、第１の温度から降温しながら、位置決め治具１５０の熱変形を減少させる。温度が下がるに従い温度変形部１５４の形状が元に戻るので、背面基板１と前面基板２との間隔も元に戻る。この結果、離間させられた辺同士は溶融した接合材３３を介して再び密着し、一対の基板１，２同士の全周が、降温とともに、接合材３３によって固定され、両基板１，２が封着される。本実施形態では、両基板の温度を１８０℃±５℃として封着を行った。
【００３１】
温度変形部のみの押し付け力では不十分な時は、例えば図９のように、押し付けピン等を具備した外部押し付け機構３０１によって、補助押し付け力を加えることができる。この補助押し付け力は、一対の基板１，２と垂直な方向であることが望ましいが、厳密に垂直である必要はない。上述のように、両基板１，２の水平方向の相対ずれは位置決め治具１５０によって防止されるため、水平方向の力を受けても両基板１，２は正しい相対位置に保持される。
【００３２】
このように本実施形態では、基板ベーキング工程時に前面基板と背面基板とを離隔させることによって、封着時の基板間雰囲気を向上させる（圧力を下げる）ことができる。前面基板と背面基板とは位置決め治具によって、面内方向（ｘ、ｙ方向）への相対移動が規制されるため、封着時に面内方向の押し付け力を加えても、両基板の面内方向の相対位置ずれを防止することが容易である。また、封着工程時には、位置決め治具がそれ自身の復元力によって、基板を互いに押さえつける方向の力を加えるので、他の手段で基板を押さえつける力が不要、または、より小さくて済む。これにより、小さな押し付け力での封着が可能となり、面内方向の相対位置決め精度が一層向上する。
【００３３】
(実施例１)
本実施例では、背面基板１は、ガラス基板上にＳｉＯ２膜を３０００Å（３００ｎｍ）の厚さに形成し、さらに電子放出素子や配線を形成することにより作成した。ガラス基板は、縦横（ｘ方向、ｙ方向）が６０ｍｍ×６０ｍｍで、厚さ（ｚ方向）が０.７ｍｍのガラスであるＰＤ-２００（旭硝子（株）社製）を用いた。前面基板２は、縦横（ｘ方向、ｙ方向）が６０ｍｍ×６０ｍｍで、厚さ（ｚ方向）が０.７ｍｍのガラスであるＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）からなる基板上に蛍光膜２２とゲッタ２４を形成することにより作成した。支持枠３１には、縦横（ｘ方向、ｙ方向）が５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ（ｚ方向）が１.３ｍｍのＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）を用いた。
【００３４】
これら背面基板１と前面基板２と共に、スペーサ５を用いて、画像形成装置を作製した。スペーサ５には、長さ（ｙ方向）が４０ｍｍ、幅（ｘ方向）が２００μｍで、高さ（ｚ方向）が１.６ｍｍのガラスであるＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）を用いた。スペーサ５の表面には帯電防止膜（不図示）を形成した。
【００３５】
ガラス基板１１と支持枠３１との接合材３２には低融点ガラスを用いて、予めガラス基板１１と支持枠３１とを固定しておいた。前面基板２と支持枠３１との接合材３３にはＩｎを用いた。接合材３３の厚さ（ｚ方向）は、封着前は３００μｍで、封着後は１５０μｍとなるようにした。
【００３６】
２０℃における位置決め治具１５０の支持部１５５の高さ（ｚ方向）は０.８ｍｍ、温度変形部１５４のｘ方向の長さは１８ｍｍ、ｙ方向の長さは１８ｍｍ、ｚ方向の厚みは０.６ｍｍ、温度変形部１５４と基板固定部１５２のなす角度θは２.７°とした。
【００３７】
封着チャンバーに投入する前に、両基板を結合する工程を行った。まず位置決め治具１５０を２つ用意し、外力を加えてベース部１５３と温度変形部１５４の間隔を１.８ｍｍまで広げた。続いてｘ、ｙ方向に相対位置決めし、仮固定された背面基板１と前面基板２のそれぞれ一辺を基板固定部１５１，１５２に平行に挿入した。その際の位置決め治具１５０の配置は図７(ａ)のようにし、位置決め治具１５０は、取り付けた辺の隅部からそれぞれ５ｍｍの位置に配置した。その後アロンセラミックスを塗布して基板固定部１５１,１５２と両基板１，２を完全に固定した。
【００３８】
両基板結合後、封着チャンバーに投入し、排気し、２℃/分の条件で昇温したのち、３５０℃で１時間保持し、ベーキング工程を行った。基板把持機構３００は用いず、温度変形部１５４の変形応力のみで基板を持上げたところ、背面基板１と前面基板２の間隔が十分に開き、基板間コンダクタンスを確保できた。
【００３９】
続いて、２℃/分の条件で常温(２０℃)まで両基板を冷却し、封着を行った。封着の際には外部押し付け機構３０１は用いず、温度変形部１５４の変形応力のみで基板を封着した。
【００４０】
本実施例においては、３５０℃の基板ベーキング温度において、基板把持機構３００を用いずに背面基板１と前面基板２とを離隔させ、排気コンダクタンスを確保すると共に、封着温度においては、前面基板２の自重と位置決め治具１５０による荷重のみを用いた。この結果、良好な気密性を持ち、背面基板１、前面基板２間の相対的な位置精度の高い画像形成装置を作成することができた。
【００４１】
(実施例２)
本実施例では、位置決め治具１５０の温度変形部１５４に、局所加熱用の伝熱線を巻きつけたものを用いた。基板ベーキング工程において温度変形部１５４を背面基板１及び前面基板２とは異なる温度に制御したこと以外は実施例１と同じである。
【００４２】
基板ベーキング工程時、両基板を２℃/分の条件で昇温したのち、３５０℃で１時間保持し加熱ベーキング工程を行った。さらに、局所加熱用の伝熱線に通電して温度変形部１５４を加熱し、温度変形部を４００℃としたところ、背面基板１と前面基板２のなす角は実施例１よりも広がり、より十分なコンダクタンスを確保できた。
【００４３】
本実施例においても、実施例１と同様、背面基板１、前面基板２間の相対的な位置精度の高い画像形成装置を作成することができた。
【００４４】
(実施例３)
本実施例では、背面基板１は、ガラス基板上にＳｉＯ２膜を３０００Å（３００ｎｍ）の厚さに形成し、さらに電子放出素子や配線を形成することにより作成した。ガラス基板は、縦横（ｘ方向、ｙ方向）が２５０ｍｍ×２００ｍｍで、厚さ（ｚ方向）が１.８ｍｍのガラスであるＰＤ-２００（旭硝子（株）社製）を用いた。前面基板２は、縦横（ｘ方向、ｙ方向）が２２０ｍｍ×１７０ｍｍで、厚さ（ｚ方向）が１.８ｍｍのガラスであるＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）からなる基板上に蛍光膜２２とゲッタ２４を形成することにより作成した。スペーサ５には、長さ（ｙ方向）が１８０ｍｍ、幅（ｘ方向）が２００μｍで、高さ（ｚ方向）が１.６ｍｍのガラスであるＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）を用いた。スペーサ５の表面には帯電防止膜（不図示）を形成した。
【００４５】
これら背面基板１と前面基板２と共に、スペーサ５を用いて、画像形成装置を作製した。支持枠３１には、縦横（ｘ方向、ｙ方向）が２００ｍｍ×１５０ｍｍ、厚さ（ｚ方向）が１.３ｍｍのＰＤ−２００（旭硝子（株）社製）を用いた。
【００４６】
ガラス基板１１と支持枠３１との接合材３２には低融点ガラスを用いて、予めガラス基板１１と支持枠３１を固定しておいた。前面基板２と支持枠３１との接合材３３にはＩｎを用いた。接合材３３の厚さ（ｚ方向）は、封着前は３００μｍで、封着後は１５０μｍとなるようにした。
【００４７】
位置決め治具１５０は、実施例１と同じ寸法のものを用いた。背面基板１と前面基板２とを位置決め治具１５０で結合する工程は、実施例１と同じである。位置決め治具１５０の配置は図７(ａ)のようにし、位置決め治具１５０は、取り付けた辺の隅部からそれぞれ２０ｍｍの位置に配置した。
【００４８】
両基板を結合後、封着チャンバーに投入、排気し、２℃/分の条件で昇温したのち、３５０℃で１時間保持し、ベーキング工程を行った。基板ベーキング工程時、温度変形部１５４の変形だけでは前面基板２を十分に持上げることが困難であったため、基板把持機構３００を用いて、前面基板２の結合した辺と対向する辺を持上げた。具体的には、１８０℃で前面基板を持上げはじめ、加熱ベーキング温度３５０℃での持上げ量を４０ｍｍとした。
【００４９】
続いて、２℃/分の条件で常温(２０℃)まで両基板を冷却し、封着を行った。封着工程時には、外部押し付け機構３０１による荷重を１０ｋｇｆとし、基板温度が１８０℃以下において押し付け力を加えて、温度変形部１５４の復元力による押し付け力と併せて基板を封着した。
【００５０】
本実施例においては、押し付け力が不足したため、外部押し付け機構３０１を用いたが、温度変形部１５４の復元力の分だけ、外部押し付け機構３０１の押し付け力を減らすことができた。本実施例でも、背面基板１、前面基板２間の相対的な位置精度の高い画像形成装置を作成することができた。
【００５１】
(実施例４)
本実施例では、背面基板１、前面基板２、支持枠３１、スペーサ５に関して、実施例３と同じものを用いた。接合材の厚みなども、全て実施例３と同じである。位置決め治具１５０も、実施例３と同じ寸法ものを用いた。
【００５２】
封着チャンバーに投入する前に、両基板を結合する工程を行った。まず位置決め治具１５０を２つ用意し、外力を加えてベース部１５３と温度変形部１５４の間隔を１.８ｍｍまで広げた。続いてｘ、ｙ方向に相対位置決めし、仮固定された背面基板１と前面基板２の対向する長辺のそれぞれ中心部を、基板固定部１５１，１５２に平行に挿入した。位置決め治具１５０の配置は図７(ｂ)の通りとなる。その後アロンセラミックスを塗布して基板固定部１５１,１５２と両基板を完全に固定した。
【００５３】
両基板結合後、封着チャンバーに投入、排気し、２℃/分の条件で昇温したのち、３５０℃で１時間保持し基板ベーキング工程を行った。基板ベーキング工程時、温度変形部１５４の変形だけでは前面基板２を全面にわたって持上げることが困難であったため、基板把持機構３００を用いて、前面基板２の結合されていない２辺のそれぞれ中心部を持上げた。具体的には、１８０℃で前面基板を持上げはじめ、加熱ベーキング温度３５０℃での持上げ量を１０ｍｍとした。
【００５４】
続いて、２℃/分の条件で常温(２０℃)まで両基板を冷却し、封着を行った。封着工程時、外部押し付け機構３０１による荷重を１０ｋｇｆとし、基板温度１８０℃以下において押し付け力を加えて、温度変形部１５４の復元力による押し付け力と併せて基板を封着した。
【００５５】
本実施例においては、位置決め治具の配置上、実施例２と比較して基板間隔を大きく広げることは困難となるが、相対的な位置精度のより高い画像形成装置を作成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態が適用される画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のａ-ａ’線に沿った断面の一部を示す図である。
【図３】本実施形態で用いる位置決め治具の概略構造図である
【図４】本実施形態の密着工程を示す断面図である。
【図５】本実施形態の密着工程を示す断面図である。
【図６】本実施形態の基板離間工程を示す断面図である。
【図７】位置決め治具の配置を示す平面図である。
【図８】基板把持機構を用いた、本実施形態の基板離間工程を示す断面図である。
【図９】外部押し付け機構を用いた、本実施形態の全体固定工程示す断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  背面基板
２  前面基板
１０  真空容器
３１  支持枠
３２，３３  接合材
１００  画像形成装置
１５０  位置決め治具
２５０  仮固定手段
３００  基板把持機構
３０１  外部押し付け機構
【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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