(57)【要約】【課題】気密容器の製造する際に、電子放出部へのレーザ光の迷光の影響を抑制する。【解決手段】気密容器の製造方法は、第１の基板１０３の第１の面の電子放出要素の形成領域の外側に枠部材が設置された組立体を用意する工程と、第２の基板１０２を、接合部材を介して枠部材と接触させ、組立体と第２の基板との仮組み構造を形成する工程と、仮組み構造の第２の基板を透過させながら接合部材にレーザ光１１１を照射し、接合部材を溶融させる工程と、溶融した接合部材を固化させる工程と、を有している。レーザ光は仮組み構造に対して相対移動させるとともに、接合部材の照射位置におけるレーザ光の入射方向が枠部材の内側を向く成分を持たないように接合部材にレーザ光を照射する。【選択図】図１
2010135312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出要素を第１の面に備える第１の基板と、該第１の基板と対向して位置する光透過性の第２の基板と、該第１の基板と該第２の基板との間に挟まれ、該第１及び第２の基板とともに前記電子放出要素が内包された内部空間を形成する枠部材と、を有する気密容器の製造方法であって、
前記第１の基板の第１の面の電子放出要素の形成領域の外側に前記枠部材が設置された組立体を用意する工程と、
前記第２の基板を、接合部材を介して前記枠部材と接触させ、前記組立体と前記第２の基板との仮組み構造を形成する工程と、
前記仮組み構造の前記第２の基板を透過させながら前記接合部材にレーザ光を照射し、前記接合部材を溶融させる工程と、
溶融した前記接合部材を固化させる工程と、
を有し、
前記接合部材を溶融させる工程は、前記レーザ光を前記仮組み構造に対して相対移動させるとともに、前記接合部材の照射位置における前記レーザ光の入射方向が前記枠部材の内側を向く成分を持たないように前記接合部材にレーザ光を照射することを含む、気密容器の製造方法。
【請求項２】
前記接合部材を溶融させる工程は、前記接合部材に前記レーザ光を、前記第２の基板の法線に対して斜めに照射することを含む、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記組立体を用意する工程は、
前記第１の基板を、第１の接合部材を介して前記枠部材と接触させ、該枠部材を光透過性の押圧板で押圧して、前記枠部材を前記第１の基板に対して仮固定する工程と、
前記押圧板と光透過性の前記枠部材とを透過させながら前記第１の接合部材にレーザ光を照射し、前記第１の接合部材を溶融させる工程と、
溶融した前記第１の接合部材を固化させる工程と、
前記押圧板を除去する工程と、
を有し、
前記第１の接合部材を溶融させる工程は、前記レーザ光を、前記第１の基板に対して相対移動させるとともに、前記第１の接合部材の照射位置における前記レーザ光の入射方向が前記枠部材の内側を向く成分を持たないように前記第１の接合部材にレーザ光を照射することを含む、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記第１の接合部材を溶融させる工程は、前記接合部材に前記レーザ光を、前記押圧板の法線に対して斜めに照射することを含む、請求項３に記載の気密容器の製造方法。
【請求項５】
電子放出要素を第１の面に備える光透過性の第１の基板と、該第１の基板と対向して位置する第２の基板と、該第１の基板と該第２の基板との間に挟まれ、該該第１及び第２の基板とともに前記電子放出要素が内包された内部空間を形成する光透過性の枠部材と、を有する気密容器の製造方法であって、
前記第２の基板に前記枠部材を設置して、前記第２の基板と前記枠部材との組立体を用意する工程と、
前記第１の基板の第１の面の電子放出要素の形成領域の外側に、接合部材を介して前記枠部材を接触させ、前記組立体と前記第１の基板との仮組み構造を形成する工程と、
前記仮組み構造の前記第２の基板と前記枠部材とを透過させながら前記接合部材にレーザ光を照射し、前記接合部材を溶融させる工程と、
溶融した前記接合部材を固化させる工程と、
を有し、
前記接合部材を溶融させる工程は、前記レーザ光を前記仮組み構造に対して相対移動させるとともに、前記接合部材の照射位置における前記レーザ光の入射方向が前記枠部材の内側を向く成分を持たないように前記接合部材にレーザ光を照射することを含む、気密容器の製造方法。
【請求項６】
前記接合部材を溶融させる工程は、前記接合部材に前記レーザ光を、前記第１の基板の法線に対して斜めに照射することを含む、請求項５に記載の気密容器の製造方法。
【請求項７】
前記電子放出要素は、冷陰極電子源である、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項８】
前記冷陰極電子源の電子放出部はグラファイトを含有している、請求項７に記載の気密容器の製造方法。
【請求項９】
前記接合部材は金属からなる、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密容器の製造方法に関し、特に、その気密容器の内部に電子放出要素を備えた真空気密容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷陰極型の電子源と、画像形成部材としてカソードルミネッセント可能な蛍光体と、を備えた、いわゆる電界放出型電子線ディスプレイ（ＦＥＤ）が知られている。ＦＥＤに適用可能な真空気密容器では、電子放出機能を長期間に渡って維持するために、一定の高真空を維持することが必要である。気密容器の真空維持のためには、その容器自体に気密性が求められる。従って、高い真空気密性が得られる気密容器の製造方法が求められている。
【０００３】
高真空容器の製造方法の例として、特許文献１に示すようなフリットガラスを用いる方法が知られている。電子放出要素を備えた電子源基板と、蛍光体を備えた前面基板と、枠部材とは、フリットガラスで互いに接合され、フリットガラスを焼成することで気密容器が形成される。その後、気密容器に接続してある排気管を通して容器内部を真空排気し、最終的に排気管をチップオフして気密容器を封止し、真空気密容器が完成する。
【０００４】
特許文献１に示す方法では、フリットガラスの焼成工程において、容器全体をフリットガラスの溶融軟化温度まで上昇させることが必要である。このため、電子源基板上の電子源等が昇華、酸化、還元等の影響を少なからず受けることがあり、電子放出要素の特性がばらつく場合があった。
【０００５】
そこで、このような加熱による影響を緩和するために、特許文献２に開示されているように、気密容器の作成工程を真空一貫雰囲気で行う方法が知られている。このような工程の場合は、低融点金属を接合部材として用いることで、電子放出要素部への酸化などの影響を抑制することができる。しかし、ディスプレイの高精細化、大パネル化が要求される場合には、真空高温状態下での張り合わせプロセスによるアライメントの精度や、排気処理のタクトの面で課題があった。
【０００６】
このような課題を解決するために、特許文献３には、高密度エネルギー光を走査することにより、局所加熱によって封着を行う方法が提案されている。この方法によれば、常温、常圧の雰囲気化でアライメントを行い、局所加熱により電子放出要素への熱影響を最小限に抑えて、高気密性、高精度アライメントを両立した気密容器をより安価に製造することができる。このような高密度エネルギー光照射を用いた接合方法は、特許文献４及び特許文献５にも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−９４１０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２９８２８号公報
【特許文献３】特開２０００−１４９７８３号公報
【特許文献４】米国特許第６７２２９３７号明細書
【特許文献５】特開２０００−３１３６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
レーザ光の走査によって接合部材の溶融軟化を行う場合にも、ディスプレイの大型化や低コスト化に対応するためには、走査速度を上げることが要求される。その場合、単位時間当りのレーザ光源のエネルギー密度を上げる必要がある。しかし、レーザ光の一部は反射光となって接合部材の接合に直接利用されず、しかもこの反射光は迷光となって、他の部材に熱的な影響を及ぼすことがある。特に、より緻密な接合界面を得るために接合部材として金属を用いた場合には、その高い反射率のためレーザ接合プロセス中の迷光の熱影響が増大する可能性がある。ＦＥＤ等に気密容器を適用する場合においては、内部にある電子放出要素の放出部の表面形状、組成が変動を受けることは放出特性上好ましくない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされ、電子放出部へのレーザ光の迷光の影響を抑制することができる気密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】
【００１０】
本発明の気密容器の製造方法は、電子放出要素を第１の面に備える第１の基板と、第１の基板と対向して位置する光透過性の第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に挟まれ、第１及び第２の基板とともに電子放出要素が内包された内部空間を形成する枠部材と、を有する気密容器の製造方法である。本発明は、第１の基板の第１の面の電子放出要素の形成領域の外側に枠部材が設置された組立体を用意する工程と、第２の基板を、接合部材を介して枠部材と接触させ、組立体と第２の基板との仮組み構造を作る工程と、仮組み構造の第２の基板を透過させながら接合部材にレーザ光を照射し、接合部材を溶融させる工程と、溶融した接合部材を固化させる工程と、を有している。接合部材を溶融させる工程は、レーザ光を仮組み構造に対して相対移動させるとともに、接合部材の照射位置におけるレーザ光の入射方向が枠部材の内側を向く成分を持たないように接合部材にレーザ光を照射することを含んでいる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子放出部へのレーザ光の迷光の影響を抑制することができる気密容器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る気密容器の製造方法を示す概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る気密容器の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の気密容器に適用可能な電子放出要素の例を示す断面図である。
【図４】本発明の気密容器に適用可能な電子放出要素の例を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の課題を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の課題を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る気密容器の製造方法を示す概念図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る気密容器の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る気密容器の製造方法を示す概念図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る気密容器の製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の課題を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の気密容器製造方法は、電子放出要素を第１の面に備える第１の基板と、第１の基板と対向して位置する第２の基板と、第１の基板と第２の基板との間に挟まれた枠部材と、を有する気密容器の製造方法である。枠部材は、第１及び第２の基板とともに電子放出要素が内包された内部空間を形成している。本発明の気密容器製造方法は、蛍光表示管（ＶＦＤ）にも適用できる。しかし、本発明は電子放出要素として冷陰極型の電子源を備え、画像形成部材としてカソードルミネッセント可能な蛍光体を備えた、いわゆる、電界放出型電子線ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造方法により好ましく適用される。その理由は、一つには、本実施形態では接合部材全体を同時に溶融軟化させないため、他の構造体を常温・常圧のままとして気密容器を製作することが容易なためである。このことは第１の基板（電子源基板）と第２の基板（蛍光体基板）とのアライメント精度の確保につながる。また、接合部のみを局所的に加熱することでパネル内部の電子放出要素が加熱の影響をほとんど受けないため、電子放出要素の酸化や最表面の吸着元素の蒸発、分解が抑制され、電子放出要素の熱的なプロセス劣化を抑制することができるためである。以下、本発明の実施形態について、図１〜１１を参照して、以下に具体的に説明する。
【００１４】
なお、以下の各実施形態において、枠部材と基板（第１の基板、第２の基板）との接合に関して、接合部材、第１の接合部材という言葉を用いる。ここで接合部材とは、一方の基板（第１の基板または第２の基板）と枠部材とからなる組立体と他方の基板（第２の基板または第１の基板）との接合に用いる接合部材を意味する。第１の接合部材とは、組立体を構成する一方の基板と枠部材との接合に用いる接合部材を意味する。これらは換言すると、気密容器は、組立体と他方の基板とを接合して形成され、この組立体と他方の基板との接合に用いられるのが、接合部材である。そして気密容器の一部である組立体は、一方の基板と枠部材とを接合して形成され、この一方の基板と枠部材との接合に用いられるのが、第１の接合部材である。
【００１５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１〜６を参照して、以下に具体的に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の気密容器の製造方法を示す概念図で、同図（ａ），（ｂ）は、それぞれ断面図と上面図である。図２は、第１の実施形態に係る気密容器の製造方法を示すフローチャートである。
【００１７】
（第１の工程）
第１の面１１４に電子放出要素１０５が形成された第１の基板１０３と、枠部材１０４と、の組立体１１６を用意する。枠部材１０４は、第１の基板１０３の第１の面１１４の、電子放出要素１０５の形成領域の外側に設置されている。第１の基板１０３及び枠部材１０４の材料は、真空容器の到達真空度の観点からは耐熱性及び低脱ガス性を、気密容器としての構造安定性の観点からは第２の基板１０２との線膨張係数のマッチングを考慮して選択することができる。第１の基板１０３及び枠部材１０４は好ましくは、ガラス、ガラスセラミクス等の無機透明材料を、より好ましくは、耐熱性の観点から株式会社旭硝子製のＰＤ２００等の高歪点ガラスで形成することができる。第１の基板１０３及び枠部材１０４は、第２の基板１０２との線膨張係数のマッチングの観点から、第２の基板１０２と同一の材料から選択することが好ましい。
【００１８】
第１の基板１０３上には、電子放出要素１０５が形成されている。電子放出要素１０５は外部回路からの電気信号に応じて電子放出量を制御可能なように、第１の基板１０３上の配線構造（不図示）と接続されている。蛍光体のカソードルミネッセント光を利用したディスプレイを製造する場合は、ディスプレイとしてインパルス駆動させるため、構造の簡単なマトリクス配線を電子放出要素１０５に接続することができる。電子放出要素１０５としては、熱陰極、冷陰極のいずれも使用することができる。消費電力の抑制、色再現性の観点からは、冷陰極電子源を用いることが好ましい。本発明の製造方法が適用可能な好ましい冷陰極電子源としては、図３に示すスピント（ｓｐｉｎｄｔ）型、ＭＩＭ型、図４（ａ）に示す表面電子電導型（ＳＣＥ）、及び図４（ｂ）に示すカーボンナノチューブ型が挙げられる。本実施形態では、後述のように、気密容器内部、特に電子放出要素がレーザの熱影響から保護されるので、電子放出特性上重要な、電子放出要素表面の熱損傷を抑制することができる。従って、冷陰極電子源を適用して、プロセス上の劣化の抑えられた均一な電子線ディスプレイを提供することが可能となる。
【００１９】
（第２の工程）
第２の工程として、ガラスまたはガラスセラミクス製の第２の基板１０２を用意する。第２の基板１０２上には蛍光体１０６が形成されている。本実施形態においては、第２の基板１０２は、気密容器の内面に形成された蛍光体１０６の放出光を利用する目的と、レーザ光源１０１からのレーザ照射光１１１を透過させながら接合部材１０７に照射させる目的から、光透過性の部材が好ましい。蛍光体１０６は、電子放出要素１０５から放出される放出電子の衝突によるカソードルミネッセントを発現するために、電極により電位規定する。蛍光体１０６は、電子放出要素１０５に対して＋数ｋＶ以上の電位差を与えることにより色純度の高い発光が得られるＰ２２蛍光体を用いることができる。
【００２０】
（第３の工程）
接合部材１０７を介して第２の基板１０２を枠部材１０４と接触させ、組立体１１６と第２の基板１０２との仮組み構造１１８を形成する。組立体１１６と第２の基板１０２は内部空間１２０が形成された仮組み構造１１８を形成している。第１の基板１０３と、枠部材１０４と、接合部材１０７と、第２の基板１０２とは、不図示の押し付け治具を用いて、互いに接触させることができる。接合部材１０７には金属等の反射率の高い材料を用いることができる。金属の接合部材１０７を用いることで、緻密かつ均一な気密接合が可能となり、高品質な電子放出要素を備えた真空気密容器を提供することが可能となる。本実施形態では、後述のように、気密容器内部、特に電子放出要素がレーザの熱影響から保護されるので、接合部材としてレーザ光に対して反射率の高い金属を使用しても、電子放出特性上重要な電子放出要素の表面への熱損傷を抑制することが可能である。
【００２１】
（第４の工程）
仮組み構造１１８の第２の基板１０２を透過させながら接合部材１０７にレーザ光を照射し、接合部材１０７を溶融させる。その後、溶融した接合部材１０７を固化させる。接合部材１０７を溶融させる際には、レーザ光を仮組み構造１１８に対して相対移動させながら照射する。以下、より具体的に説明する。
【００２２】
第４の工程では、図１（ａ）に示すように、第２の基板１０２の法線Ｎに対して非平行な光軸となるようにレーザ光源１０１及び光学系１０９を配置する。この状態で、レーザを仮組み構造１１８に対して相対移動するように、接合部材１０７と平行方向に走査する。このとき、レーザ光を、接合部材１０７の照射位置における入射方向（ベクトルＶで図示する。）が枠部材１０４の内側を向く成分を持たないように照射する。換言すれば、ベクトルＶの第２の基板１０２と平行な面内におけるベクトル成分が枠部材１０４と平行または枠部材から外側に向かう成分だけを有していればよい。レーザ光は枠部材１０４の内側を向く成分を持たなければよいので、接合部材１０７と平行な向きに斜めから照射することは可能である。レーザ光は好ましくは、第２の基板１０２の法線Ｎに対して斜めに照射する。このような照射を行い、接合部材１０７の溶融領域を走査に従い徐々に拡張していき、電子放出要素１０５の形成領域の周りを接合領域１０８で連続的に閉じて、気密接合を完了する。
【００２３】
その後、容器内を真空にする。その方法は限定されないが、予め第１の基板１０３、枠部材１０４、または第２の基板１０２に設けられた外部との開孔部を利用して真空排気する方法や、同時にゲッタによる排気を併用する方法を適用することができる。開孔部は任意の方法で封止することができる。
【００２４】
レーザ光源１０１の走査は、被照射物である仮組み構造１１８との間で相対速度を有していればよく、いずれかもしくは両方が移動することもできる。製造タクト短縮を目的として、光源１０１をマルチ化することもできるし、周辺部のコーナー部を連続的に走査することもできる。被照射物への熱応力を緩和する目的から、補助光源と加工光源とを組み合わせてビーム整形し、同時走査することもできる。この場合は、加工光源についてのみ、レーザ光１１１の光軸を仮組み構造１１８に対して傾けるようにすればよい。レーザ光源は、連続照射でもよく、Ｑスイッチを用いてパルス駆動することもできる。
【００２５】
次に、このようにレーザ光１１１の光軸を傾ける第１の理由を図３〜５を用いて説明する。前述の冷陰極電子源は、電界放出点における形状と表面物性によりその電子放出特性が決定される。図３に示すスピント型の電子放出要素の場合、第１の基板１０３の上にカソード電極６０２と誘電体層６０４とが形成されており、カソード電極６０２の上にコーン６０５が形成されている。コーン６０５の上方にはゲート電極開孔部６０３が形成されている。このような構成の電子放出要素では、コーン６０５の表面組成や、コーン６０５の先端形状や、コーン６０５の先端とゲート電極開孔部６０３との距離が位置によって異なる場合、電子放出特性がばらつく。コーン６０５の先端部として管理すべきディメンションは、最表面の組成に対してｎｍオーダから１原子層オーダ、最先端の曲率で数ｎｍオーダである。このような極めて微小な領域のディメンションは、電子放出要素を基板に形成する工程以降の製造工程でも管理されている必要がある。本発明をＦＥＤに適用する場合は、画質の均一性の観点から、プロセス中に上記電子放出要素の先端部が損傷を受けないようにすること、及び電子放出特性のばらつきを発生させないようにすることが必要である。
【００２６】
第１の基板上の電子放出要素として図４（ａ）の表面電導型電子放出要素、もしくは図４（ｂ）のカーボンナノチューブを適用した場合にも同様のことが当てはまる。電子放出特性のプロセス劣化を抑制する観点から、表面電導型電子放出要素の場合には、電子放出部７０５の表面物性、形状、またカソード電極７０２、ゲート電極７０３、半導体膜７０４の位置をｎｍオーダ範囲で管理する必要がある。同様に、カーボンナノチューブの場合には、電子放出部７１５の表面物性、形状、またカソード電極７１２、ゲート電極７１３の位置をｎｍオーダで管理する必要がある。
【００２７】
ここで、従来の製造方法を適用した場合の問題点を、図５を用いて説明する。図５では、接合部材は図示していない。図５に示すように、パネル内面に向かうようにレーザ光を傾けて入射させると、接合部材の溶融に利用されなかった反射光が迷光となって、気密容器の内部空間に到達する場合がある。例えば、レーザ光源１０１から照射されたレーザ光１１１の一部は、接合部材（不図示）の位置で反射光９０７となる。反射光９０７は、第２の基板１０２の内部で反射し、その一部が、第１の基板１０３上の電子放出要素１０５に到達し、電子放出要素１０５を加熱することがあった。
【００２８】
接合部材として金属を使用した場合は、良好な気密性が期待されるが、フリットガラスを使用した場合等に比べると光の反射率が高く、反射光は減衰しにくい。さらに、特に問題となるのは、ＦＥＤにおいて、蛍光体の真空側内面にＡｌ等の金属をメタルバックと称して設置する場合である。具体的には、反射光９０７は、金属Ａｌ等を溶融可能な高いエネルギー密度を有する入射光１１１の反射光であり、しかも加工レーザ光の波長域として一般的な可視光〜赤外域においても放射率が低い。すなわち、反射率が高い。このため、反射光が電子放出部に到達すると、電子放出部に数ｎｍ〜原子層の領域に存在している表面組成、形状に無視できない影響を与える場合があることがわかった。先端部の最表面は、ダイアモンドや、低仕事関数金属だけで構成されているわけではなく、ｓｐ２グラファイトや、ハイドロカーボン、水素、水等の比較的不安定な最表面組成も含めて形成されている。また、数ｎｍオーダの先端部曲率も熱により影響を受けることが予想される。
【００２９】
従って、加工光であるレーザ光の反射光制御をすることが必要である。この第１の課題を解決するために、レーザ光を、接合部材の照射位置における入射方向が枠部材の内側を向く成分を持たないように照射する。これによって、気密容器内部、特に電子放出要素がレーザの熱影響から保護されるので、電子放出特性上重要な電子放出要素の表面への熱損傷を抑制することができる。これによって、熱的に安定ではないが電子放出効率の高い電子放出要素を用いても特性の均一な電子線ディスプレイを提供することが可能となる。その結果、低消費電力で高品質な電子線ディスプレイを提供することが可能となる。
【００３０】
このようにレーザ光１１１の光軸を傾ける第２の理由を、図６を用いて説明する。同図では、被照射物に対して垂直方向からレーザが入射されるように（同図（ａ）参照）レーザ光源１０１と光学系１０９とが配置されている。このような配置の場合は、接合部材１０７及び第２の基板１０２で発生した反射光８０３が、同図（ｂ）に示すようにレーザ光源１０１に戻ってくる。このため、光源１０１及び光学系１０９の反射光の受光による温度上昇及び膨張が生じ、それに起因して発生する、レーザ出力動作のドリフトや光学的な制御誤差が問題となる。さらに、前述の戻り光８０３の影響は、溶融状態の制御に影響するため、均一な接合状態を得る上で問題となる。このため、レーザ光は接合部材１０７に対して垂直な向きでなく斜めから照射し、反射波がレーザ光源１０１に戻らないようにすることが好ましい。
【００３１】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図７，８を用いて以下に具体的に説明する。本実施形態は、第１の実施形態の組立体１１６を用意する工程をレーザ照射を用いて行うことに特徴がある。これによって、電子線放出要素とプロセス装置を保護して、高品質な真空気密容器、電子線ディスプレイを安定的に提供することが可能となる。
【００３２】
第２の実施形態では、まず押圧板２０２を利用して枠部材１０４と第１の基板１０３とを接合する。押圧板２０２は枠部材１０４とは接合されず、一時的に枠部材１０４と接触するだけである。押圧板２０２は、その光透過性と剛性とを利用して、枠部材１０４と第１の基板１０３とを接合するために用いられる。従って、押圧板２０２の材料はガラスまたはガラスセラミクスが好適である。
【００３３】
（第１の工程）
電子放出要素１０５を第１の平面上１１４に備えた第１の基板１０３を用意する。
【００３４】
（第２の工程）
ガラスまたはガラスセラミクスからなる押圧板２０２と、ガラスまたはガラスセラミクスからなる枠部材１０４と、を用意する。
【００３５】
（第３の工程）
第１の基板１０３を、第１の接合部材２０７を介して枠部材１０４と接触させ、枠部材１０４を光透過性の押圧板２０２で押圧して、枠部材１０４を第１の基板１０３に対して仮固定する。具体的には、第１の接合部材２０７を介して、第１の基板１０３と枠部材１０４を接触させ、さらに、枠部材２０７と押圧板２０２とを接触させる。不図示の押し付け治具を用いて、第１の基板１０３と、第１の接合部材２０７と、枠部材１０４と、押圧板２０２とを接触させることが好ましい。
【００３６】
（第４の工程）
第３の工程の後に続き、押圧板２０２と光透過性の枠部材１０４とを透過させながら第１の接合部材２０７にレーザ光を照射し、第１の接合部材２０７を溶融させて接合部２０８を形成する。レーザ光は、第１の基板１０３に対して相対移動させながら第１の接合部材２０７と平行方向に照射する。また、レーザ光は、第１の接合部材２０７の照射位置における入射方向が枠部材１０４の内側を向く成分を持たないように照射する。これによって、レーザ光２１１及びその反射光２１２の光軸の第１の基板１０３の第１の平面１１４への正射影が、第１の平面上１１４にある電子放出要素１０５と重ならないようにすることができる。レーザ光２１１の光軸は、図７（ａ）に示すように、第１の基板１０３及び押圧板２０２の法線Ｎに対して非平行となるように、レーザ光源１０１及び光学系１０９を配置することが望ましい。このような照射を行い、第１の接合部材２０７の溶融領域を走査に従い徐々に拡張していき、電子放出要素１０５の形成領域の周りを接合領域２０８で連続的に閉じて、気密接合を完了する。その後、溶融した第１の接合部材２０７を固化させ、組立体を形成した。
【００３７】
（第５の工程）
構造１２４から押圧板２０２を除去し、枠部材１０４と第２の基板１０２とを接合する。製造タクト時間、アライメント精度、電子放出要素の熱影響を考慮すると、第１の実施形態に従いレーザ接合することが好ましい。
【００３８】
本実施形態でも、電子放出要素の熱的損傷を防止し、電子放出特性分布を改善することができる。レーザ光源も、第１の基板及び押圧板からの反射光の影響を受けないため、反射光の熱影響から保護され、安定的な動作を維持することが可能となる。
【００３９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図９，１０を用いて、以下に具体的に説明する。図９は、本発明の気密容器の製造方法を示す概念図で、同図（ａ），（ｂ）は、それぞれ断面図と上面図である。図１０は、第３の実施形態に係る気密容器の製造方法を示すフローチャートである。
【００４０】
（第１の工程）
第１の工程として、電子放出要素１０５を備えた第１の基板１０３を用意する。第１の基板１０３の材料は、真空容器の到達真空度の観点からは耐熱性及び低脱ガス性を、気密容器としての構造安定性の観点からは第２の基板及び枠部材１０４との線膨張係数のマッチングを考慮して選択することができる。第１の基板１０３は好ましくは、ガラス、ガラスセラミクス等の無機透明材料を、より好ましくは、耐熱性の観点から株式会社旭硝子製のＰＤ２００等の高歪点ガラスで形成することができる。第１の基板１０３は、第２の基板１０２及び枠部材１０４との線膨張係数のマッチングの観点から、第２の基板１０２及び枠部材１０４と同一の材料から選択することが好ましい。第１の基板１０３上の電子放出要素１０５の設置範囲は、第１の実施形態に準ずる。
【００４１】
（第２の工程）
第２の工程として、ガラスまたはガラスセラミクス製の第２の基板１０２と、ガラスまたはガラスセラミクス製の枠部材１０４と、を用意する。第２の基板１０２上には、電子放出要素１０５からの放出電子により二次元画像を再生する蛍光体１０６が設けられている。次に、第２の基板１０２と枠部材１０４とを接合し、組立体１２２を形成する。枠部材１０４は、第２の基板１０２の第１の基板１０３と対向すべき面１１５の、電子放出要素１０５と対向すべき領域１１７の外側に設置される。第２の基板１０２の構成、材料等は第１の実施形態における第２の基板１０２に準ずる。第２の基板１０２と枠部材１０４との接合方法及び接合部材は、任意のものを適用できる。例えば、第１の実施形態のようにレーザ接合を行ってもよいし、ガラスフリットを用いた全体加熱を適用してもよい。
【００４２】
（第３の工程）
第１の基板１０３を、接合部材１０７を介して枠部材１０４と接触させ、内部空間１２０が形成された、組立体１２２と第１の基板１０２との仮組み構造１２３を製作する。図９には、電子放出要素１０５を備えた第１の基板１０３の周辺部に、枠部材１０４が第１の接合部材１０７を介して接触している仮組み構造１２３の一部を示している。第１の基板１０３と、第１の接合部材１０７と、枠部材１０４と、第２の基板１０２とは、不図示の押し付け治具を用いて互いに接触させることができる。
【００４３】
（第４の工程）
仮組み構造１２３の第２の基板１０２と枠部材１０４とを透過させながら接合部材１０７にレーザ光１１１を照射し、接合部材１０７を溶融させる。レーザ光は仮組み構造１２３に対して相対移動させながら照射する。レーザ光１１１は、接合部材１０７の照射位置における入射方向が枠部材１０４の内側を向く成分を持たないように照射する。これによって、図９に示すように、レーザ光１１１及び反射光１１２の光軸の第１の基板１０３の第１の平面１１４上への正射影が電子放出要素１０５と重ならないようにすることができる。レーザ光は第１の基板の法線Ｎに対して斜めに照射することが望ましい。その後溶融した接合部材１０７を固化させる。
【００４４】
具体的には、第４の工程では、図９に示すように、第２の基板１０２の法線Ｎに対して非平行な光軸となるようにレーザ光源１０１及び光学系１０９を配置する。この状態で、レーザを仮組み構造１２３に対して相対移動するように、接合部材１０７と平行方向に走査する。このとき、レーザ光１１１を、接合部材１０７の照射位置における入射方向が枠部材１０４の内側を向く成分を持たないように照射する。レーザ光は外側に傾いた方向から入射しなければよいので、接合部材１０７と平行な向きに斜めから照射することは可能である。このような照射を行い、接合部材１０７の溶融領域を走査に従い徐々に拡張していき、電子放出要素１０５の形成領域の周りを接合領域１０８で連続的に閉じて、気密接合を完了する。
【００４５】
ＦＥＤにおいては、蛍光体の真空側内面にＡｌ等の金属をメタルバックと称して設置する場合がある。図１１を参照すると、レーザ光源１０１及び光学系１０９は、第１の基板１０３と枠部材１０４との境界にある接合部材（不図示）に焦点を合わせるように構成されている。このような実施形態では、レーザ光は反射光１１２となって反射し、反射光１１２は枠部材１０４を通過し、第２の基板１０２の内面のメタルバック（不図示）で反射し、電子放出要素１０５に入射する。この入射光の強度は高く、電子線放出要素への影響が問題となる場合がある。しかし、本実施形態ではこのようなレーザ光の入射を防止することができる。
【００４６】
本実施形態によれば、電子放出要素の熱的損傷を防止し、電子放出特性分布が改善する。また、レーザ光源も第１、第２の基板１０３，１０２からの反射光の影響を直接的に受けないため、レーザ光源１０１が反射光の熱影響から保護され、安定的な動作を維持することが可能となる。
【実施例】
【００４７】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。
【００４８】
（実施例１）
本実施例は、まず第２の実施形態を用いて枠部材と第１の基板の気密接合を行い、次に第１の実施形態を用いて枠部材と第２の基板の気密接合を行い、これにより、真空気密容器を製造するものである。
【００４９】
まず、第１の工程として、第１の基板１０３の作成工程を説明する。旭硝子株式会社製ＰＤ２００基板（１０００ｍｍ×６００ｍｍ×厚さ１.８ｍｍ）を用意し、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ-オゾン洗浄により表面を脱脂した。第１の基板上に、行数１０８０本×列数５７６０の単純マトリクス配線を形成し、マトリクス配線の１交差部あたりに、５００個のスピント型電子源を形成した。交差部は、第１の基板１０３の外周の四辺の各々から４０ｍｍ内側のエリアに形成し、これを有効画素エリアとした。マトリクス配線の非有効画素エリア領域は、第１の基板１０３の周縁部まで広がっている。周縁部の幅１０ｍｍの周辺配線引出し部より内側の幅２０ｍｍの部分に、プラズマＣＶＤ装置により、二酸化珪素膜（ＳｉＯ2膜）を数μｍの膜厚で成膜し、絶縁層とした。さらに、マトリクス配線のうち、走査信号配線に相当する１０８０本の行電極上には、ＤＣスパッタ法により、Ｔｉ膜を５００ｎｍ厚で成膜し、非蒸発型ゲッタとした。
【００５０】
さらに、９５０ｍｍ×１.５ｍｍ×０.１５ｍｍの旭硝子株式会社製ＰＤ２００基板を耐大気圧兼間隔規定部材（以降、スペーサと略す。）として、有効画素領域に等間隔に４０本設置した。
【００５１】
スペーサは、絶縁性のスペーサ基板に帯電防止膜を成膜したものである。
【００５２】
排気孔として、直径１０ｍｍの開孔部（不図示）を第１の基板１０３上に設けた。排気孔は、非有効画素領域に形成した。この領域は、マトリクス配線の引出し領域と干渉しない位置にあたる。
【００５３】
次に、第２の工程として、枠部材１０４と押圧板２０２とを用意した。枠部材１０４は、６ｍｍ幅×１.５ｍｍ高さの断面を有するＰＤ２００を材料とするガラス材４体を、互いに接合して枠形状に形成した。さらに、第１の基板と同一形状のＰＤ２００を材料とするガラス板を、第１の基板１０３の方法と同じ脱脂洗浄方法にて洗浄し、これを押圧板２０２とした。
【００５４】
次に、第３の工程として、組立体を準備した。まず、第１の接合部材２０７を下記の手順で用意した。４ｍｍ幅で枠形状にパターニングした１０μｍ厚の高純度Ａｌ箔２０７を用意した。Ａｌ箔の純度は、９９．９５ａｔｍ％である。次に、第１の工程で用意した第１の基板１０３上に、枠部材１０４を、第１の接合部材２０７を介して仮設置した。第１の接合部材２０７は、第１の基板１０３の周辺部に形成した、幅６ｍｍの枠形状のＳｉＯ2絶縁層領域の中心に設置した。
【００５５】
次に、押圧板２０２を第１の基板１０３上に仮設置した枠部材１０４の上に設置した。次に、不図示の押し付け冶具により押圧板２０２に荷重を掛けた。
【００５６】
次に、第４の工程として、まず図７（ａ）に示すように、レーザ光源１０１を用意した。レーザ光源は、波長８０８ｎｍの半導体レーザを用いた。照射光のビームプロファイルは、短径５ｍｍ、長径１０ｍｍの補助加熱ビームと、短径１ｍｍ、長径２ｍｍの加工用ビームとの、それぞれの重心と長径の方向とが重なるように、ビームスプリッタと収束レンズを組み合わせ、ビーム整形した。この整形ビームスポットが第１の接合部材２０７の位置で収束するように、動作距離を決定した。このレーザ光の重心の光軸を、第１の基板１０３の法線に対して３０度傾け、さらに、光軸の正射影が第１の接合部材２０７の長手方向に対して１１０度の角度をなすように傾けた。長手方向とは、図７（ｂ）に示すように、第１の接合部材２０７のうち照射対象となっている辺の延びる方向である。この状態を維持しながら第１の接合部材の長手方向と平行方向に走査し、第１の接合部材２０７の４ｍｍ幅の中心に、幅約１ｍｍの接合領域２０８を周状に形成し、連続的な気密接合領域を形成し、組立体を形成した。
【００５７】
次に、第５の工程として、押し付け冶具の押し付け力を開放し、押圧板２０２を除去した。押圧板を除去した枠部材１０４上に、前述の第１の接合部材２０７と同一の材料で同一サイズの接合部材１０７を設置した。さらに、第１の基板１０３上の電子放出要素１０５に対応して蛍光体画素１０６が形成された第２の基板１０２を、接合部材１０７を介して、枠部材１０４上に静置した。次に、不図示の押し付け冶具により、第１の基板１０３と第２の基板１０２の間に、押し付け力を掛けた。こうして、第１の基板１０３と、気密接合領域２０８と、枠部材１０４と、接合部材１０７と、第２の基板１０２と、からなる仮組み構造を形成した。
【００５８】
ここで、第４の工程で使用した、レーザ光源１０１を用意した。レーザ光源は、波長８０８ｎｍの半導体レーザを用いた。照射光のビームプロファイルは、短径５ｍｍ、長径１０ｍｍの補助加熱ビームと、短径１ｍｍ、長径２ｍｍの加工用ビームとの、それぞれの重心と長径の方向とが重なるように、ビームスプリッタと収束レンズを組み合わせ、ビーム整形した。この整形ビームスポットが接合部材１０７の位置で収束するように、動作距離を決定した。このレーザ光の重心の光軸を、仮組み構造の第１の基板１０３の法線に対して３０度傾け、さらに、光軸の正射影が接合部材１０７の長手方向に対して１１０度の角度をなすように傾けた。この状態を維持しながら接合部材１０７の長手方向と平行方向に走査し、接合部材１０７の４ｍｍ幅の中心に、幅約１ｍｍの接合領域１０８を周状に形成し、連続的な気密接合領域を形成した。
【００５９】
上記の様にして、第２の実施形態と第１の実施形態とを組み合わせて、第１の基板１０３と、枠部材１０４と、第２の基板１０２と、からなる、四辺が気密接合で封着された気密容器を製造することができた。
【００６０】
ＦＥＤに適用するための真空気密容器を作成するため、気密容器の排気孔にガラス製の排気管を接続し、この排気管を介して、スクロールポンプとターボ分子ポンプからなる外部排気装置を接続し、気密容器の内部を排気した。さらに、外部排気装置の運転と同時に排気管と気密接合容器を３５０℃で１時間ベークし、第１の基板上に形成した非蒸発型ゲッタ非蒸発型ゲッタＴｉ（ＮＥＧ―Ｔｉ）を活性化させた。その後、３００℃まで気密容器の温度が低下した段階で、排気孔をチップオフして気密容器を完全に封止した。
【００６１】
上記のようにして作成した気密容器を電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）として適用したところ、安定して長時間駆動することが確認できた。製造した気密容器は、ＦＥＤに適用可能な程度に十分な高真空を維持可能な気密性を発現していることが確認された。
【００６２】
（実施例２）
本実施例は、第３の実施形態を適用して気密容器を作成したものである。実施例１ではダミー基板として押圧板２０２を使用し、第１の基板１０３と枠部材１０４とを接合した。これに対し本実施例では、第２の基板１０２と枠部材１０４とを予めガラスフリットにより接合して一体化し、組立体を形成した。その後、実施例１と同様の接合方法によって第１の基板１０３と枠部材１０４を接合し、最終的に第１の基板１０３と、枠部材１０４と、第２の基板１０２とが接合された気密容器を作成することができた。
【００６３】
上記のようにして作成した気密容器を電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）として適用したところ、安定して長時間駆動することが確認できた。製造した気密容器は、ＦＥＤに適用可能な程度に十分な高真空を維持可能な気密性を発現していることが確認された。
【００６４】
（実施例３）
本実施例は、第１の実施例中の第三の工程における接合部材２０７のＡｌ箔を、不図示の線膨張係数８０Ｅ−７／℃のガラスフリットに置き換えた事が異なる以外は、第１の実施例のレーザ光学系配置と同様な製法にて、気密容器を作成した。
【００６５】
なお、前記のガラスフリットの線膨張係数は、室温から４００℃の範囲で、８０Ｅ−７／℃であり、スクリーン印刷法にて枠部材１０４上に塗布形成した。
【００６６】
上記のようにして作成した気密容器を電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）として適用したところ、安定して長時間駆動することが確認できた。製造した気密容器は、ＦＥＤに適用可能な程度に十分な高真空を維持可能な気密性を発現していることが確認された。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  レーザ光源
１０２  第２の基板
１０３  第１の基板
１０４  枠部材
１０５  電子放出要素
１０６  蛍光体
１０７  接合部材
２０７  第１の接合部材
【図１】
2010135312.tif 000003
【図２】
2010135312.tif 000004
【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】
2010135312.tif 000009
【図８】
2010135312.tif 000010
【図９】
2010135312.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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