(57)【要約】【課題】気密容器の接合強度や気密性を向上させる。【解決手段】気密容器の製造方法はアセンブリ工程と接合工程を含む。アセンブリ工程では、少なくとも１箇所が分離した分離部Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈを有する枠状に枠体１８を構成し、分離部に第１の接合材３を配置し、第１の基板１２と枠体１８との間に枠体１８に沿った枠状の第２の接合材１を配置する。接合工程では、局所加熱光４１を走査して、第１の接合材３および第２の接合材１を加熱溶融させて接合を行う。このとき、第２の接合材１のうちの既接合部分に向かって第２の接合材１の未接合部分に沿って局所加熱光４１を走査するときに、該走査の下流側端部と既接合部分との間に未接合状態の分離部がくるようにし、かつ下流側端部まで局所加熱光４１を走査した後に既接合部と下流側端部との間の未接合の分離部に局所加熱光４１を照射するように、局所加熱光４１の走査の順序が決められている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密容器の一部を構成する第１の基板と枠体とを接合することを含む、気密容器の製造方法であって、
少なくとも１箇所が分離した分離部を有する枠状に枠体を構成し、前記分離部で前記枠体の互いに対向する面の間に第１の接合材を配置するとともに、前記第１の基板と前記枠体との間に前記枠体に沿った枠状の第２の接合材が配置されるように、前記第１の基板と前記枠体とを組み立てるアセンブリ工程と、
局所加熱光を前記第２の接合材に沿って走査して前記第２の接合材を加熱溶融させて前記枠体を前記第１の基板に接合することと、前記局所加熱光を前記分離部に設けられた前記第１の接合材に照射して前記枠体の前記分離部を接合することとを有する接合工程と、を含み、
前記接合工程では、前記第２の接合材のうちの既接合部分に向かって前記第２の接合材の未接合部分に沿って前記局所加熱光を走査するときに、該走査の下流側端部と前記既接合部分との間に未接合状態の前記分離部がくるようにし、かつ前記下流側端部まで前記局所加熱光を走査した後に前記既接合部と前記下流側端部との間の前記未接合の分離部に前記局所加熱光を照射するように、前記局所加熱光の走査の順序が決められている、気密容器の製造方法。
【請求項２】
前記枠体は複数の枠部材を含み、前記アセンブリ工程では、前記分離部で前記第１の接合材を介して互いに対向するように前記複数の枠部材が枠状に並べられる、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記接合工程では、前記複数の枠部材のうちの第１の枠部材に沿って一端から他端まで前記局所加熱光を走査して前記第２の接合材に前記局所加熱光を照射し、その後に前記第１の枠部材の前記他端に位置する前記第１の接合材に前記局所加熱光を照射することと、前記第１の枠部材に隣接する第２の枠部材に沿って、前記局所加熱光を照射した前記第１の接合材側の一端から他端まで前記局所加熱光を照射し、その後に前記第２の枠部材の前記他端に位置する前記第１の接合材に前記局所加熱光を照射することと、を繰り返して、前記枠体の一周に前記局所加熱光を照射する、請求項２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記アセンブリ工程で、前記第１の基板とは別の第２の基板と前記枠体との間に前記枠体に沿った枠状の第３の接合材が配置されるように、前記第１の基板と前記第２の基板との間に前記枠体を配置する、請求項１から３のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。
【請求項５】
前記接合工程で、前記第２の接合材と前記第３の接合材とを前記局所加熱光で同時に照射して前記枠体を前記第２の基板にも接合する、請求項４に記載の気密容器の製造方法。
【請求項６】
前記アセンブリ工程で、前記第３の接合材は、前記接合工程での前記局所加熱光の照射方向から見て前記第２の接合材と重ならないように配置される、請求項５に記載の気密容器の製造方法。
【請求項７】
前記接合工程の後に、前記第３の接合材に前記局所加熱光を照射して前記第２の基板と前記枠体とを接合する工程をさらに含む、請求項４に記載の気密容器の製造方法。
【請求項８】
前記アセンブリ工程で、前記第１の接合材は、前記第２の接合材と前記第３の接合材とを架橋するように設けられる、請求項４から７のいずれか１項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、内部が真空にされて電子放出素子や蛍光膜を収容する気密容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、対向するガラス基材が気密に接合され、内部空間が外部空間に対して仕切られた外囲器（気密容器）を備えている。このような気密容器を製造するには、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（全体加熱）や、接合材に沿って局所的に加熱する方法（局所加熱）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、容器の熱変形の防止、容器内部に配置された機能デバイスの熱劣化の防止等の観点から、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。
【０００３】
特許文献１には、平坦パネルディスプレイの外囲器の製造方法に関して、シール材料であるガラスフリットバーの成形方法が開示されている。ガラスフリットバーは平坦パネルディスプレイの外周での気密性を高めるために凹凸形状を有している。それらを勘合して加熱し、フリットバーを溶融することで、安価で長期的に信頼性の高い平坦パネルディスプレイを製造する事ができるとされている。
【０００４】
特許文献２には、画像表示装置の外囲器の製造方法が開示されている。特許文献２に記載の製造方法では、まず、複数の枠部材の、それぞれの係合部（接合部）を、高融点フリットで接合することによって枠状に連結した枠体を構成する。その後、背面基板と前面基板との間に枠体を挟み、背面基板と前面基板と枠体とは低融点フリットで接合する。
【０００５】
特許文献３には、一対のガラス板と、その間に配された枠体とが、接着剤の誘電損とガラス板及び／または枠体の誘電損の差を利用した高周波またはマイクロ波による誘電加熱により接着する、複層ガラスの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５１５３９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２３４３３４号公報
【特許文献３】特開平０９−２０８２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、複数の枠部材を枠状に連結して枠体を構成し、枠体を一対の基板に接合して気密容器を製造する方法が知られている。しかしながら、局所加熱光を加熱手段として利用し、十分な接合強度を得るために接合材の溶融軟化に必要な熱量を発生させると気密容器に歪みが発生することがある。この歪みにより、気密容器の強度および気密性の低下や、一対の基板間の位置ずれなどが生じる場合があった。これは局所加熱光によって、一対の基板と枠体との間で温度差が生じ、この温度差に起因して伸縮量に差が生じるからである。特に、枠体に沿って局所加熱光を走査する場合、枠体の伸縮量が局所加熱光の照射終端部に累積されていく。特に、局所加熱光の照射終端部に既接合の枠体の部分が存在すると、照射終端部と既接合部分との間で歪が生じてしまう。この歪は、気密容器の接合強度や気密性を低下させる一要因となる。
【０００８】
本発明は、気密容器の接合強度や気密性を向上できる、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】
【０００９】
本発明の気密容器の製造方法は、気密容器の一部を構成する第１の基板と枠体とを接合することに関し、少なくとも１箇所が分離した分離部を有する枠状に枠体を構成し、前記分離部で前記枠体の互いに対向する面の間に第１の接合材を配置するとともに、前記第１の基板と前記枠体との間に前記枠体に沿った枠状の第２の接合材が配置されるように、前記第１の基板と前記枠体とを組み立てるアセンブリ工程と、局所加熱光を前記第２の接合材に沿って走査して前記第２の接合材を加熱溶融させて前記枠体を前記第１の基板に接合することと、前記局所加熱光を前記分離部に設けられた前記第１の接合材に照射して前記枠体の前記分離部を接合することを有する接合工程と、を含む。前記接合工程では、前記第２の接合材のうちの既接合部分に向かって前記第２の接合材の未接合部分に沿って前記局所加熱光を走査するときに、該走査の下流側端部と前記既接合部分との間に未接合状態の前記分離部がくるようにし、かつ前記下流側端部まで前記局所加熱光を走査した後に前記既接合部と前記下流側端部との間の前記未接合の分離部に前記局所加熱光を照射するように、前記局所加熱光の走査の順序が決められている。
【００１０】
本発明によれば、第２の接合材の既接合部分に向かって局所加熱光を走査する際には、当該既接合部分と走査の下流側端部との間に未接合の分離部が位置するため、この未接合の分離部に存在する第１の接合材には枠体の伸縮に起因する負荷（圧縮歪み）がかかる。しかし、この後に、負荷がかかっている第１の接合材に局所加熱光を照射して、第１の接合材を加熱溶融するため、上記の負荷が緩和される。その結果、気密容器の接合強度や気密性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の気密容器の製造方法によれば、気密容器の接合強度や気密性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のアセンブリ工程を示す斜視図である。
【図２】局所加熱光の照射方法の一例を示す図である。
【図３】枠体を構成する複数の枠部材のバリエージョンを示す図である。
【図４】枠体の接合部における接合材の形態を示す図である。
【図５】枠体の接合部における局所加熱光の照射方法の一例を示す図である。
【図６】一実施例における局所加熱光の照射方法を示す図である。
【図７】局所加熱光の照射順序の一例を説明する図である。
【図８】比較例のアセンブリ工程を示す斜視図である。
【図９】本発明の気密容器の製造方法を適用可能なＦＥＤの部分破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、外部雰囲気から気密に遮断されることが必要なデバイスを内部空間に有する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る外囲器（気密容器）を備えたＦＥＤ等の画像表示装置では、負圧によって気密容器が大気圧荷重を受け、その大気圧荷重によって気密接合部にクラックが発生することがある。このようなクラックは、気密容器の気密性の長期的な信頼度を損なう場合がある。本発明は、気密容器の気密性の長期的な信頼度を高めることができるため、上記のような内部が減圧される気密容器に好適に利用できる。しかし、本発明の気密容器の製造方法は、内部が減圧空間とされた気密容器の製造に限定されるものではない。本発明は、対向する基板の周縁部に接合部を有する気密容器、あるいは基板同士が接合された接合体の製造に広く適用することができる。
【００１４】
図９は、本発明の対象となる画像表示装置を示す部分破断斜視図である。ここではＦＥＤを例に挙げて説明する。画像表示装置１１の外囲器（気密容器）１０は、フェースプレート（第１の基板）１２と、リアプレート（第２の基板）１３と、複数の枠部材１４，１５，１６，１７を有している。外囲器を構成するこれらの部材は、いずれもガラス製であることが好ましい。複数の枠部材１４，１５，１６，１７は、枠状に並べられ、隣接する枠部材同士が第１の接合材３によって互いに接合されて、枠体を構成している。枠部材１４〜１７は、それぞれが平板状のフェースプレート１２とリアプレート１３との間に位置し、フェースプレート１２とリアプレート１３との間に密閉空間を形成している。具体的には、フェースプレート１２と枠部材１４〜１７は、第２の接合材１によって互いに対向する面同士が接合され、リアプレート１３と枠部材１４〜１７とが互いに対向する面同士で第３の接合材２によって接合されている。上述したように、複数の枠部材１４〜１７は、フェースプレート１２（リアプレート１３）に垂直な接合面である接合部で互いに接合されて、密閉された内部空間を有する外囲器１０が形成されている。外囲器１０の内部空間は真空に維持され、フェースプレート１２とリアプレート１３との間の間隔規定部材である不図示のスペーサが所定のピッチで設けられていることが好ましい。
【００１５】
リアプレート１３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２７が設けられ、画像信号に応じて各電子放出素子２７を作動させるための駆動用マトリックス配線（Ｘ方向配線２８，Ｙ方向配線２９）が形成されている。駆動用マトリックス配線上には、不図示のＴｉ薄膜よりなる非蒸発型ゲッタが形成されている。リアプレート１３と対向して位置するフェースプレート１２には、電子放出素子２７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を有する蛍光膜３４が設けられている。フェースプレート１２上にはさらにブラックストライプ３５が設けられている。蛍光膜３４とブラックストライプ３５は交互に配列して設けられている。蛍光膜３４の上には例えばＡｌ薄膜からなるメタルバック３６が形成されている。メタルバック３６は電子を引き付ける電極としての機能を有し、外囲器１０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３６の上にはＴｉ薄膜よりなる非蒸発型ゲッタ３７が形成されている。
【００１６】
フェースプレート１２、リアプレート１３、及び枠部材１４〜１７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。これらの部材１２，１３，１４〜１７は、後述する局所加熱光の波長及び接合材１〜３の吸収波長域において、良好な波長透過性を有していることが望ましい。
【００１７】
次に、本発明の一実施形態における気密容器の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１８】
（ステップ１）準備段階
まず、図１に示すように、枠部材１４〜１７を準備し、枠部材１４〜１７上に接合材１〜３を形成する。図１（ａ）では、４つの枠部材１４〜１７が長方形の枠状に並べられて枠体１８が構成されている。つまり、枠体１８は、互いに分離した４つの分離部（隣接する枠部材の互いに対向する部分）を有する枠状に構成されている。なお、分離部は、後のステップで接合されるため、接合部と呼ぶこともある。枠部材１４〜１７は、これ以外にも、図３（ａ）〜（ｄ）に示したように、気密容器として密閉空間を作り得る形態であればバリエーションは幅広く適用する事ができる。図１および図３では、枠体１８は４つの枠部材１４〜１７から構成されているが、枠部材の数はいくつであっても良い。枠体１８は、少なくとも１箇所が分離した分離部を有する枠状に構成されていれば良い。例えば、分離部を１箇所のみ有する枠体は、枠状の１箇所が切断分離されており、１つの枠状の枠部材からなる。
【００１９】
後述するように、フェースプレート１２と枠部材１４〜１７とは第２の接合材１によって接合される。リアプレート１３と枠部材１４〜１７は第３の接合材２によって接合される。枠部材１４〜１７同士、つまり枠体１８の分離部は、第１の接合材３によって接合される。接合材１〜３は同じ材料でも良く、異なる材料でも良い。接合材１〜３は、高温で軟化する材料であり、粘度が負の温度係数を有することが好ましい。また、接合材１〜３は、フェースプレート１２、リアプレート１３、及び枠部材１４〜１７のいずれよりも軟化点が低いことが望ましい。接合材１〜３の例として、ガラスフリット、無機接着剤、有機接着剤が挙げられる。接合材１〜３は、後述する局所加熱光４１の波長に対して高い吸収性を示すことが好ましい。後述するアセンブリ工程（組立工程）によっては、それぞれ局所加熱光に対する透過率を変化させたり、軟化点などの熱物性を変えたりした方が有利な場合もある。内部空間の真空度の維持が要求される気密容器に適用する場合は、接合材１〜３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。
【００２０】
（ステップ２）アセンブリ工程
次に、図１（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように、ステップ１で接合材１〜３を形成した枠部材１４〜１７を、互いの接合面が第１の接合材３を挟んで互いに対向するように、枠状に配置する。なお、図１（ｃ）は、図１（ａ）の領域Ｒを拡大した図である。また、図１（ｄ）の左側図は図１（ｃ）の視野Ｘの方向から見た平面図であり、図１（ｄ）の右側図は図１（ｃ）の視野Ｙの方向から見た平面図である。続いて図１（ａ）および１（ｂ）に示すようにフェースプレート１２及びリアプレート１３に枠部材１４〜１７に形成された接合材１，２が接触するように加圧し、配置する。このとき、第２の接合材１は、フェースプレート１２と枠体１８との間で枠体１８に沿って枠状に配置された状態になる。また、第３の接合材２は、リアプレート１３と枠体１８との間で枠体１８に沿って枠状に配置された状態になる。以下、このように配置された構造体を、仮組み構造体と呼ぶことがある。また枠部材１４と枠部材１５との間の接合部（分離部）に設けられた第１の接合材３は、図１（ｃ）および図１（ｄ）に示す形状に限定されるものではない。図４（ｂ）〜（ｄ）に示す様々な形状を含め、第１の接合材３は、気密容器を構成できればどのように配置されていても良い。図４（ｂ）〜（ｄ）の左側図は図４（ａ）の視野Ｘの方向から見た平面図に対応し、図４（ｂ）〜（ｄ）の右側図は図４（ａ）の視野Ｙの方向から見た平面図に対応する。但し、後述の接合工程において、内部を気密に接合するために、第１の接合材３は第２の接合材１と第３の接合材２とを架橋していることが望ましい。さらに、図１（ｃ）および図１（ｄ）では、第２の接合材１および第３の接合材２は枠体１８上に形成されているが、これらの接合材１，２はプレート１２，１３に形成されても良い。
【００２１】
図１（ｃ）および図１（ｄ）に示すように、第２の接合材１が気密容器の内側に近い位置、第３の接合材２が気密容器の外側に近い位置に配されていることが好ましい。これは、後述する局所加熱光４１の第３の接合材２への入射光が、第２の接合材１によって遮光されないように光路を確保する為である。ただし、必ずしも第２の接合材１が気密容器の内側に近い位置に配置されなくても良く、気密容器の外側に近い位置に配されても良い。その場合、第３の接合材２は気密容器の内側に近い位置に配されることが好ましい。これらの例に限定されず、第３の接合材２は、後述する接合工程での局所加熱光４１の照射方向から見て第２の接合材１と重ならないように配置されることが好ましい。ただし、第２の接合材１として局所加熱光４１の透過率が大きい材料を選択すれば、局所加熱光４１の照射方向から見て第２の接合材１と第３の接合材２とが重なって配置されていても双方を加熱溶融することは可能である。
【００２２】
（ステップ３）接合工程
接合工程では、第２の接合材１と第３の接合材２に局所加熱光４１を移動照射し、フェースプレート１２と枠部材１４〜１７の接合及びリアプレート１３と枠部材１４〜１７の接合を行う。さらに、所定のタイミングで局所加熱光４１を、枠体１８の分離部に配置された第１の接合材３にも照射し、分離部を接合する。
【００２３】
局所加熱光４１は、接合領域の近傍を局所的に加熱可能であればよく、光源としては半導体レーザが好適に用いられる。接合材１〜３を局所的に加熱する性能や、ガラス製の両プレート１２，１３や枠体１８の透過性等の観点から、赤外域の波長の光を発する加工用半導体レーザが好ましい。図２（ａ）を参照すると、局所加熱光４１を出射するレーザヘッド６１はブレッドボード６０に固定されており、接合材１〜３を含む被照射物（仮組み構造体）を移動させて局所加熱光４１を走査している。一方、被照射物を固定して、局所加熱光４１を出射するブレッドボード６０を接合材１〜３に沿って走査しても良い。
【００２４】
本発明の一態様では、まず、図２（ａ）に示されるように、ステップ２で得られた仮組み構造体のうち、第２の接合材１及び第３の接合材２に局所加熱光４１を照射する。局所加熱光４１の照射は、図２（ｂ），（ｃ）に示されるように一本の局所加熱光４１で接合材１、２の双方を同時に加熱溶融しても良い。なお、図２（ｂ）は、仮組み構造体の枠体１８の一部を、プレート１２，１３に直交する方向から見た模式図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＰ−Ｐ線に沿った断面図である。接合材１、２の双方を同時に加熱溶融することで、フェースプレート１２とリアプレート１３とを同時に枠体１８に接合する事が可能である。また、図２（ｄ）に示されるように、第２の接合材１と第３の接合材２のそれぞれに別個の局所加熱光４１を照射することによって、リアプレート１３と枠体１８の接合とフェースプレート１２と枠体１８の接合とを個別に行う事も可能である。
【００２５】
全ての枠部材１４〜１７に沿って、第２の接合材１および第３の接合材２に局所加熱光４１を照射した後、枠部材１４〜１７の間の分離部に局所加熱光４１をスポット照射して第１の接合材３を加熱溶融し、枠体１８の分離部を接合する。第１の接合材３への局所加熱光４１のスポット照射は、図５に示されるようにして行う事ができる。図５（ｂ），（ｃ）は図５（ａ）に示す枠体１８の接合部付近の拡大図を示しており、図５（ｂ），（ｃ）のように、局所加熱光４１を接合面の法線方向へ傾斜させてスポット照射し、第１の接合材３を加熱溶融することが好ましい。より好ましくは、接合面の法線方向への傾斜角θを４５〜９０度にすると、第１の接合材３を一様に加熱できるという観点から望ましい。ただし、第１の接合材３に、より熱伝導係数の大きい材料を選択したり、または局所加熱光４１の出力や照射時間、有効ビーム径などの照射条件を調整したりすることによっては、必ずしも局所加熱光４１を傾斜させる必要はない。
【００２６】
上記実施形態では、まず、外囲器１０の４辺に配置された短冊状の枠部材１４〜１７に沿って局所加熱光４１を照射して接合材１，２を加熱溶融し、フェースプレート１２、リアプレート１３と枠体１８をそれぞれ接合させる。その後、枠体１８のそれぞれの分離部に設けられた第１の接合材３に局所加熱光４１を照射する。しかし、局所加熱光４１の照射の順序はこれに限定されない。局所加熱光４１を枠体１８上の接合材１，２に沿って走査する過程の中で、第１の接合材３に局所加熱光４１を照射する方法も可能である。具体的な一例として、図７に示されるように、枠部材（第１の枠部材）１４に沿って一端から他端まで局所加熱光４１を走査して接合材１，２に局所加熱光４１を照射し、枠部材１４をフェースプレート１２及びリアプレート１３に接合する（図７のＡ参照）。その後、枠部材１４の上記他端に位置する第１の接合材３に局所加熱光４１を照射する（図７のＢ参照）。次に、枠部材１４に隣接する枠部材（第２の枠部材）１５に沿って、局所加熱光４１を照射した上記第１の接合材側の一端から他端まで局所加熱光４１を照射して、枠部材１５をフェースプレート１２及びリアプレート１３に接合する（図７のＣ参照）。その後、枠部材１５の上記他端に位置する第１の接合材３に局所加熱光４１を照射する（図７のＤ参照）。同様に、局所加熱光４１をＥ→Ｆ→Ｇ→Ｈと走査して、枠状の枠体１８に沿って一周、局所加熱光４１を照射する。
【００２７】
このように、局所加熱光４１を移動照射する過程の中で、接合材３の溶融を行う場合、図６に示されるように局所加熱光４１を接合面の法線方向に傾斜させた状態に維持して移動照射する方法が好適である。図６（ｂ）および図６（ｃ）は、それぞれ、図６（ａ）の領域Ｓおよび領域Ｒの拡大図である。これらの図に示すように、局所加熱光４１を接合面の法線方向に傾斜させることで、接合材１，２，３に照射を行うときに局所加熱光４１の照射角度を変える必要が無く、製造工程を簡略化できるという利点がある。
【００２８】
本実施形態のように、局所加熱光４１で枠部材１４〜１７とフェースプレート１２またはリアプレート１３等の基板を接合させた場合、体積の小さい枠部材１４〜１７は基板に比べて温度が高くなり易い。そのため、枠部材１４〜１７の方が接合の前後において伸縮量が大きくなる。このため、局所加熱光４１を照射していく過程で、枠部材１４〜１７の伸縮量が図７に示したように局所加熱光４１の走査方向Ｔに累積する。上記の局所加熱光４１の走査の順序によれば、走査方向Ｔの下流側端部に、枠体１８の未接合の分離部が存在しており、分離部に位置する未接合部の第１の接合材３が圧縮され、当該第１の接合材３付近に圧縮歪みが生じることになる。本実施形態では局所加熱光４１の走査方向Ｔの下流側端部の未接合の第１の接合材３が加熱溶融されると同時に、累積された圧縮歪みが低減される。
【００２９】
このように枠体１８に累積された圧縮歪みを、第１の接合部３の加熱溶融によって低減するということを考えると、接合工程における局所加熱光４１の走査順序は、次のように一般化することができる。つまり、第２の接合材１のうちの既接合部分に向かって第２の接合材１の未接合部分に沿って局所加熱光４１を走査するときに、該走査の下流側端部と既接合部分との間に未接合状態の分離部がくるようにする。そして、当該下流側端部まで局所加熱光４１を走査した後に上記既接合部と当該下流側端部との間の未接合の分離部、つまり未接合の第１の接合部３に局所加熱光４１を照射するように局所加熱光４１の走査の順序が決められている。
【００３０】
なお、接合材１，２を加熱溶融するために、枠状の枠体１８に沿って局所加熱光４１を走査しようとすると、どのような走査順序であっても、少なくとも一回は、接合材１，２の既接合部分に向かって局所加熱光４１を走査することになる。したがって、上記のように一般化した走査順序は、枠状の枠体１８を局所加熱光４１によって基板に接合する際に好適に利用できる。
【００３１】
上記実施形態では、フェースプレート１２と枠体１８の接合と、リアプレート１３と枠体１８の接合とを同時に行う方法について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、上記の走査順序で局所加熱光４１を照射して一方の基板と枠体１８を接合し終わった後に、他方の基板と枠体１８の接合を行ってもよい。この場合、先に枠体１８に接合する基板は、フェースプレート１２であってもリアプレート１３であっても良い。
【００３２】
本発明の気密容器の製造方法によれば、気密容器の接合強度および気密性を両立することができる。そのため、この気密容器を画像表示装置の外囲器として用いれば、長期的に画像表示装置を安定して駆動することができる。
【実施例１】
【００３３】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。
【００３４】
ステップ１（準備段階）
ガラス製の枠部材１４〜１７を形成した。具体的には、まず、図１（ａ）に示されるように、１．５ｍｍ厚の高歪点ガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を用意した。そして、枠部材１４と枠部材１６は外形５８０ｍｍ×５ｍｍ×１．５ｍｍ、枠部材１５と枠部材１７は外形９７０ｍｍ×５ｍｍ×１．５ｍｍに切り出した。次に、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ-オゾン洗浄によって、枠部材１４〜１７の表面を脱脂した。
【００３５】
本実施例では、接合材１、２、３としてガラスフリットを用いた。ガラスフリットとしては、熱膨張係数α＝７９×１０-７／℃、転移点３５７℃、軟化点４２０℃のＢｉ系鉛非含有ガラスフリット（旭硝子株式会社社製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を用いた。このペーストを、枠部材１４〜枠部材１７にディスペンサーで、図１（ｃ），（ｄ）に示されるように、幅１.０ｍｍ、厚さ１０μｍで形成した後、１２０℃で乾燥した。次に、有機物をバーンアウトするため４６０℃で加熱、焼成し、接合材１、２、３が形成された枠部材１４〜１７を構成した。
【００３６】
ステップ２（アセンブリ工程）
続いてリアプレート１３を形成した。具体的にはまず、外形１０００ｍｍ×６００ｍｍ×１．８ｍｍの大きさのガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）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。次に、このようにして得られたガラス基材の中央部の９５０ｍｍ×５４０ｍｍの領域に、表面電子伝導型の電子放出素子２７とマトリクス配線２８，２９を形成した。電子放出素子２７は、１９２０×３×１０８０の画素数で個別に駆動可能なように、マトリクス配線２８、２９に接続した。次に、マトリクス配線２８，２９上に、Ｔｉからなる非蒸発ゲッタ材料を、厚さ２μｍでスパッタリングにより成膜し、非蒸発型ゲッタを形成した。以上のようにして、第２の基板であるリアプレート１３を用意した。
【００３７】
次に、フェースプレート１２を以下のようにして形成した。具体的にはまず、外形９９０ｍｍ×５９０ｍｍ×１．８ｍｍの大きさのガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）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。次に、このようにして得られたガラス基材の中央部の９６０ｍｍ×５５０ｍｍの領域に、ガラスペーストおよび黒色顔料および銀粒子を含有したペーストを用いてマトリクス状のブラックマトリクス３５をスクリーン印刷法により作製した。次に、ブラックマトリクスの開口部に、赤色・青色・緑色の蛍光体ペーストを用いてスクリーン印刷法により、３色の蛍光体配列パターン３４を１色ずつ３回に分けて作製した。さらに、前記ブラックマトリクスと蛍光体配列パターン形成領域に対して、Ａｌを真空蒸着してメタルバック３６を形成し、メタルバック３６上にスパッタリングにより、Ｔｉからなる非蒸発ゲッタ３７を形成し、フェースプレート１２を作成した。
【００３８】
次に、図１（ａ），（ｂ）に示されるように、接合材１、２、３が形成された枠部材１４〜１７を外形９８０ｍｍ×５８０ｍｍの枠状になるように配置する。そして、フェースプレート１２とリアプレート１３をアライメントしながら、接合材１，２がフェースプレート１２、リアプレート１３のそれぞれと接触するように仮組みした。さらに、仮組みした仮組み構造体への加圧力を補助するために、不図示の加圧装置によってフェースプレート１２とリアプレート１３とを枠部材１４〜１７の方向に加圧した。
【００３９】
ステップ３（接合工程）
ステップ２で作成した、リアプレート１３と枠部材１４〜枠部材１７と接合材１〜３とフェースプレート１２からなる仮組み構造体に、加圧力を維持したまま局所加熱光４１（レーザ光）を照射した。本実施例１においては、加工用半導体レーザ装置を用意して、レーザヘッド６１をブレッドボード６０に固定した。局所加熱光４１の光軸は、枠部材１４〜１７の接合面の法線方向に４５度傾斜させた方向に設定した。レーザヘッド６１は、レーザの出射口とフェースプレート１２との距離が１０ｃｍとなるように配置した（図６（ａ））。
【００４０】
局所加熱光４１の照射条件は、波長９８０ｎｍ、レーザパワー６００Ｗ、有効ビーム径を３．５ｍｍとし、走査方向Ｔに６００ｍｍ／ｓの速度で接合材１、２、３を含む被照射物を移動させた。なお、本明細書中において、レーザパワーは、レーザヘッドから出射した全光束を積分した強度値として規定し、有効ビーム径は、レーザ光の強度がピーク強度のｅ−２倍以上となる範囲として規定した。
【００４１】
本実施例では、図７で示されるＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆ→Ｇ→Ｈの順序で接合材１〜３に局所加熱光４１を照射し接合を行った。この際、図２（ｂ），（ｃ）に示されるように、有効ビーム径の中に接合材１、２、３が含まれるように局所加熱光４１の位置を調整した。具体的には、まず、接合材１、２に局所加熱光４１を図７のＡの方向に沿って照射し、枠部材１４とフェースプレート１２及びリアプレート１３を接合する。その後、枠部材１４と枠部材１５との接合部Ｂを照射し、連続的にＣの方向に局所加熱光４１を走査することで枠部材１５とフェースプレート１２及びリアプレート１３を接合する。そして、接合部Ｄを照射して接合を行う。このように、本実施例においては、各枠部材とそれに隣接する第１の接合材３に順番に局所加熱光４１を照射し、フェースプレート１２と枠部材１４〜枠部材１７、リアプレートの接合を完了した。この順番により、気密容器の歪み、またそれに起因したフェースプレート１２とリアプレート１３の位置ずれをより一層低減することが可能となる。
【００４２】
本実施例で作成したＦＥＤ装置の表示領域を９分割し、それぞれのエリアの代表する位置で、局所加熱光４１の照射による、両プレート１２，１３の位置ずれを測定した結果、９個のエリアの平均値として１．１μｍ（３σ＝±０．２μｍ）の位置ずれを確認した。ここで、σは位置ズレ量の標準偏差を示している。
【００４３】
以上の様にして、ＦＥＤ装置の外囲器を作成した。次に、予めリアプレート１３に形成してあった不図示の排気孔より前記外囲器の内部空間を排気し、ＦＥＤ装置を作成した。作成したＦＥＤ装置を動作させたところ、二次元状の発光パターン配列が表示エリア全体に渡って均一に配列していることを確認した。さらには、電子放出性能及び画像表示性能が長時間安定して維持され、枠部材１４〜１７の接合部が、ＦＥＤ装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【実施例２】
【００４４】
本実施例では、まず、局所加熱光４１の照射によって接合材１を加熱溶融して、フェースプレート１２と枠部材１４〜１７を接合した後に、接合材３を加熱溶融して各枠部材１４〜１７の接合部を接合した。フェースプレート１２および枠部材１４〜１７に局所加熱光４１を照射する順序は、実施例１と同じ順序とした。ただし、リアプレートと枠部材１４〜１７との接合は、フェースプレート１２と枠部材１４〜１７との接合、および枠部材１４〜１７同士の接合を終えた後に行った。それ以外は、実施例１と同様にしてＦＥＤ装置を作成した。実施例１と同様に、局所加熱光４１の照射による位置ずれ量を測定した結果、９エリアの平均値として２．１μｍ（３σ＝±０．４μｍ）である事を確認した。
【００４５】
実施例１と同様にして、ＦＥＤ装置を動作させたところ、二次元状の発光パターン配列が表示エリア全体に渡って均一に配列していることを確認した。さらには、電子放出性能及び画像表示性能が長時間安定して維持され、枠部材１４〜１７の接合部が、ＦＥＤ装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
【実施例３】
【００４６】
本実施例では、図７において、まず接合部Ｂ、Ｄ、Ｆを局所加熱光４１でスポット照射した。照射条件は波長９８０ｎｍ、レーザパワー３９０Ｗ、有効ビーム径を３．５ｍｍ、照射時間は１０ミリ秒とした。これにより、枠体１８は、一箇所のみが分離した枠状に構成される。この代わりに、予め一箇所のみが分離した枠状の枠体１８を準備しても良い。このように、枠体１８は、複数の枠部材から構成されている必要はない。その後、図７のＡ→Ｃ→Ｅ→Ｇの順でフェースプレート１２とリアプレート１３を局所加熱光４１の移動照射によって接合し、最後に接合部Ｈをスポット照射した。局所加熱光４１の照射の順序以外は実施例１と同様にＦＥＤ装置を作成した。実施例１と同様に、局所加熱光４１照射による位置ずれを測定した結果、９エリアの平均値として１．８μｍの位置ずれが発生している事がわかった。
【００４７】
ＦＥＤ装置を動作させたところ、電子放出性能及び画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部が、ＦＥＤ装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。
[比較例１]
【００４８】
比較例では、図８に示されるように、枠体１８として一体的な枠を使用した。つまり、比較例では、枠体１８に分離部は無く、第１の接合材を配置する必要も無く、枠体の一部を接合する工程はない。これに代えて、複数の短冊状の接部材１４〜１７同士を予め接合して一体化した枠体１８を比較例として用いてもよい。それ以外は、実施例１と同様にして気密容器およびＦＥＤ装置を作成した。実施例１と同様に、局所加熱光４１の照射による位置ずれを測定した結果、９エリアの平均値として１６μｍ（３σ＝±０．５μｍ）の位置ずれが発生している事がわかった。
【００４９】
実施例１と同様にして、ＦＥＤ装置を動作させたところ、電子放出性能及び画像表示性能が長時間安定して維持され、枠部材１４〜１７の接合部が、ＦＥＤ装置に適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。しかし、二次元状の発光パターン配列が表示エリア外周部における位置ズレを認め、表示エリア周辺部の輝度が、中央部の輝度に対して相対的に低い領域がある事を確認した。
【符号の説明】
【００５０】
１、２、３  接合材
１２  フェースプレート
１３  リアプレート
１４、１５、１６、１７  枠部材
４１  局所加熱光
【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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