気密容器の製造方法
【課題】一対の基板間の位置ずれを抑え、気密容器の信頼性を向上する。
【解決手段】一対のフェースプレート３及びリアプレート４の間に配された四角形枠状の第２の接合材２２を、複数の局所加熱光によって、リアプレート４を介して局所的に加熱しながら、複数の局所加熱光を第２の接合材２２の周方向に沿って走査することで、フェースプレート３とリアプレート４とを第２の接合材２２で接合し、フェースプレート３及びリアプレート４と第２の接合材２２とで囲まれてなる気密容器の製造方法であって、第２の接合材２２の対向する一対の辺のそれぞれにおける、辺の端部を除く位置から、第１及び第２の局所加熱光４０、４１によって加熱をそれぞれ開始すると共に、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、第２の接合材２２の周方向に沿って同じ周回り方向に走査する。
【解決手段】一対のフェースプレート３及びリアプレート４の間に配された四角形枠状の第２の接合材２２を、複数の局所加熱光によって、リアプレート４を介して局所的に加熱しながら、複数の局所加熱光を第２の接合材２２の周方向に沿って走査することで、フェースプレート３とリアプレート４とを第２の接合材２２で接合し、フェースプレート３及びリアプレート４と第２の接合材２２とで囲まれてなる気密容器の製造方法であって、第２の接合材２２の対向する一対の辺のそれぞれにおける、辺の端部を除く位置から、第１及び第２の局所加熱光４０、４１によって加熱をそれぞれ開始すると共に、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、第２の接合材２２の周方向に沿って同じ周回り方向に走査する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板を貼り合わせてな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）などの、フラットパネルタイプの画像表示装置が知られている。これらの画像表示装置は、対向する一対のガラス基材が接合されてなり、内部空間が外部空間に対して気密に封止された外囲器を備えている。これらの気密容器を製造するためには、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、ガラス基材の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でベークする方法や、局所加熱によって接合材周辺を選択的に加熱する方法が知られている。
【０００３】
局所加熱は、加熱冷却時間、加熱に要するエネルギ、生産性、容器の熱変形防止、及び容器内部に配置された機能デバイスの熱劣化防止などの観点から、ガラス基材全体の加熱に比べて有利である。また、局所加熱手段としてはレーザ光が知られている。さらに、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特に備え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。
【０００４】
特許文献１には、二重ガラスの製造方法が開示されている。特許文献１には、僅かな隙間をあけて重ね合わされた２枚のガラス基板をワークとして準備し、レーザ加工装置として２本のレーザ光を照射する融着装置及びワーク搬送装置を使用することが開示されている。特許文献１に記載の製造方法では、２本のレーザ光の照射方向を互いに逆向きかつ平行とし、照射方向をワークの搬送方向に対して４５度程度傾斜させてレーザ光を照射している。そして、この製造方法では、ワークの搬送に従って、まず一方のレーザ光をワークの隣接する２つの端面に照射しながら走査し、次に、他方のレーザ光をワークの残りの２つの端面に照射しながら走査することで２枚のガラス基板を気密に接合している。しかし、特許文献１には、上述した方法以外のレーザ光の走査履歴については開示されていない。
【０００５】
特許文献２には、ＦＥＤ、ＰＤＰ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、第１のガラス基材に、コーナ部を有する枠状の封着材料を形成し、封着材料を挟んで第１のガラス基材と第２のガラス基材を対向させ、封着材料に対して４辺同時にレーザ光を照射し、封着材料を溶融させ気密封着している。しかし、特許文献２には、レーザ光の走査履歴に関しては何ら開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８８７６３号公報
【特許文献２】特開２００８−０５９７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１のように、従来から、接合材と、被接合材であるガラス基材とに対して単にレーザ光を照射するだけではなく、レーザ光を照射しながら走査するときに、その走査履歴を様々に改善した接合方法が提案されている。
【０００８】
しかしながら、従来のレーザ光を用いる気密容器の製造方法には、以下に述べる問題がある。
【０００９】
図８に示すように、フェースプレート３またはリアプレート４を通して、集光させた加熱光である局所加熱光６０としてレーザ光を枠状の接合材２２に照射しながら走査する。これによって、局所加熱光６０で接合材２２を選択的に加熱し、フェースプレート３とリアプレート４とを気密に接合する。このとき、枠状の接合材２２の周方向における局所加熱光６０の走査軌跡に沿って、フェースプレート３、リアプレート４、及び接合材２２には、熱膨張による伸びが生じる。
【００１０】
局所加熱光６０の照射前、接合材２２とフェースプレート３とが固着されており、接合材２２とリアプレート４とが接触している。このため、接合材２２と、各フェースプレート３、リアプレート４との接触状態は、フェースプレート３とリアプレート４とで異なり、フェースプレート３とリアプレート４の各伸びの量に差が生じている。また、接合材２２は、局所加熱光６０の走査方向に沿って順次、溶融、接合されるので、フェースプレート３とリアプレート４との伸び量の差が累積されていく。したがって、局所加熱光６０の走査に伴って、フェースプレート３とリアプレート４には、図８に示すような位置ずれが生じてしまう問題がある。
【００１１】
気密容器を構成する一対の基板として真空断熱ガラスからなる基板を用いた場合、各基板の位置ずれに伴って、各基板の端部においてもずれが生じる。真空断熱ガラスからなる基板における端部に位置ずれが生じた場合、搬送、及び枠体への組み付け作業が困難になり、品質の低下を招くおそれがある。また、基板の端部の位置ずれを改修するためには、基板の端部を切断処理するなどの二次加工が必要となり、製造コストの観点からも望ましくない。
【００１２】
また、気密容器を画像表示装置に適用した場合、フェースプレート、及びリアプレート上の枠状の接合材の内側には、画像形成デバイスが配置されるので、フェースプレートとリアプレートの位置ずれが画像表示装置としての機能低下につながり、望ましくない。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した課題を解決し、一対の基板間の位置ずれを抑え、十分な接合強度と気密性を実現した信頼性が高い気密容器の製造方法を提供することを目的とする。特に、画像表示装置の外囲器に適用可能な接合強度と気密性、及び基板の位置ずれの改善を実現した信頼性が高い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】
【００１４】
上述した目的を達成するため、本発明に係る気密容器の製造方法は、透光性を有する一対の第１及び第２の基板の間に配された四角形枠状の接合材を、複数の局所加熱手段によって、第１の基板と第２の基板のいずれか一方を介して局所的に加熱しながら、複数の局所加熱手段を接合材の周方向に沿って走査することで、第１及び第２の基板を接合材で接合し、第１及び第２の基板と接合材とで囲まれてなる気密容器の製造方法であって、接合材の対向する少なくとも一対の辺のそれぞれにおける、この辺の端部を除く位置から、複数の局所加熱手段によって加熱をそれぞれ開始すると共に、複数の局所加熱手段を、接合材の周方向に沿って同じ周回り方向に走査することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、接合材の局所加熱時に伴う、第１及び第２の基板、及び接合材の伸びによって第１及び第２の基板に生じる位置ずれを抑えることができる。その結果、第１及び第２の基板の端部への二次加工が不要になるので、製造コストを低減し、かつ、接合材の全周にわたる気密の信頼性が高い気密容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の気密容器の製造方法が適用されるＦＥＤの構成を示す部分断面斜視図である。
【図２】実施形態の気密容器の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図３】実施形態の気密容器の製造方法の一例を説明するために示す、図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】実施形態の気密容器の製造方法において、気密容器内を排気する状態を説明するために示す、図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】実施形態における局所加熱光の走査手順と、フェースプレート及びリアプレートと、第２の接合材の状態を示す平面図である。
【図６】実施形態における局所加熱光の照射方向を示す、図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７】他の実施形態を説明するために示す平面図である。
【図８】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【図９】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【図１０】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【図１１】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
本発明の気密容器の製造方法は、内部空間が外部空間から気密に遮断されることが必要なデバイスを有するＯＬＥＤ、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの製造方法に適用可能である。
【００１９】
また、本発明の気密容器の製造方法は、上述のような気密容器の製造に限定されるものではなく、真空断熱ガラスなど、対向する一対の基板の外周部に、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可能である。
【００２０】
図１に、本実施形態の気密容器の製造方法の、製造対象である気密容器としての画像表示装置の一例を示す部分断面斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、気密容器としての、画像表示装置１の外囲器２は、第１の基板としてのフェースプレート３と、第２の基板としてのリアプレート４と、四角形の枠部材５と、を有している。枠部材５は、フェースプレート３とリアプレート４との間に配されており、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５によって気密に封止された内部空間６を形成する。具体的には、フェースプレート３と枠部材５、及びリアプレート４と枠部材５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６を有する外囲器２が形成されている。内部空間６は、真空に維持され、フェースプレート３とリアプレート４との間隔を規定するスペーサ７が、所定のピッチで設けられている。ここで、フェースプレート３と枠部材５、またはリアプレート４と枠部材５は、予め接合されていても、または一体的に形成されていてもよい。
【００２２】
リアプレート４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８が設けられ、電気信号に応じて各電子放出素子８を動作させるための駆動用マトリクス配線（Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１０）が形成されている。リアプレート４と対向するフェースプレート３には、表示源として、電子放出素子８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１１が設けられている。フェースプレート３上には、ブラックストライプ１２が設けられており、蛍光膜１１、ブラックストライプ１２が交互に配列して設けられている。また、蛍光膜１１の上には、アルミニウム（Ａｌ）薄膜からなるメタルバック１３が形成されている。メタルバック１３は、電子を引き付ける電極としての機能を有し、外囲器２に設けられた高圧端子１４から電位が規定される。さらに、メタルバック１３の上には、チタン（Ｔｉ）薄膜からなる非蒸発型ゲッタ１５が形成されている。局所加熱手段としては、集光させた加熱光を使用する。
【００２３】
ここで、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５を形成する材料は、集光させた加熱光である局所加熱光が透過するように、透光性を有する必要があるので、透明なソーダライムガラス、高歪点ガラス、無アルカリガラスなどの材料が挙げられる。また、後述する局所加熱光の波長、及び接合材の吸収波長域において、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５が、良好な波長透過性を有していることが望ましい。
【００２４】
また、局所加熱手段は局所加熱光に限定されず、ヒータからの輻射熱をアパーチャで部分的に遮る方法、ヒートツールを第２の接合材２２に接触させる方法、電磁加熱、渦電流を利用して第２の接合材２２にジュール熱を発生させる方法も採用可能である。
【００２５】
次に、本実施形態の気密容器の製造方法における、フェースプレート３及びリアプレート４の接合方法について、図２〜６を参照して説明する。
【００２６】
（第１工程）
第１工程は、四角形枠状の第１及び第２の接合材２０、２２と、フェースプレート３と、フェースプレート３と共に気密容器を形成するリアプレート４と、フェースプレート３とリアプレート４との間に配される四角形枠状の枠部材５と、を用意する工程を含む。また、第１工程は、フェースプレート３とリアプレート４との間に配置した枠部材５を、第１及び第２の接合材２０、２２によって接合して、内部空間を規定する組立工程と、を含む。
【００２７】
第１工程について、図２を参照して説明する。
【００２８】
まず、枠部材５と、図示しない蛍光膜、ブラックストライプ、メタルバックが配置されたフェースプレート３と、を用意する。続いて、図２（ａ）に示すように、フェースプレート３の蛍光膜が形成されている面に第１の接合材２０を印刷、焼成する。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、枠部材５を第１の接合材２０に接触させて加圧し、仮組みを行った後、雰囲気焼成炉にて、枠部材５とフェースプレート３とを気密接合して一体化する。続いて、図２（ｃ）に示すように、フェースプレート３に一体化された枠部材５の上に、ガラスフリットからなる第２の接合材２２を印刷、焼成して、第２の接合材２２が形成された枠部材５が一体化されたフェースプレート３を得る。
【００３０】
次に、図示しないマトリクス配線と、マトリクス配線の交差部に接続された電子放出素子とが配置されたリアプレート４を用意する。続いて、図２（ｄ）、図３に示すように、リアプレート４を、第２の接合材２２が設けられた枠部材５が一体化されたフェースプレート３と対向して配置し、リアプレート４とフェースプレート３との間に所定の内部空間６を構成する。
【００３１】
また、この第１工程を行う前から、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５のいずれかに、内部空間６に連通する排気孔が予め設けられている。この排気孔を介して内部空間６内を負圧にすることで、後述する局所加熱光の照射時に、リアプレート４と第２の接合材２２の周方向の全周にわたって密着性を向上することが可能となる。
【００３２】
なお、フェースプレート３、第１の接合材２０、枠部材５、及び第２の接合材２２を形成する順序は、構成部材の一体化が可能な順番であれば、他の順番でも実施可能で、上述の順番に限定するものではない。例えば、枠部材５とフェースプレート３との接合は、リアプレート４と枠部材５との接合後に行ってもよく、リアプレート４と枠部材５との接合と同時に行ってもよい。また、第２の接合材２２は、枠部材５を支持体として印刷、焼成されたが、ガラスフリットをシート状に形成したシートフリットを用意して、枠部材５とリアプレート４との間に配置する構成を採用することも可能である。
【００３３】
第２の接合材２２は、負の温度係数を有する粘度を持ち、高温度側で軟化し、かつフェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５のいずれよりも軟化点Ｔｓが低いことが、熱による損傷を軽減する点で望ましい。また、第２の接合材２２は、後述する局所加熱光の波長に対して高い吸収性を示すことが望ましい。第２の接合材２２としては、例えばガラスフリット、無機接着剤、有機接着剤などが挙げられる。なお、内部空間６内の真空度の維持が要求されるＦＥＤなどの装置に適用する場合は、第２の接合材２２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である。
【００３４】
フェースプレート３、枠部材５、及びフェースプレート３と枠部材５とを接合するための第１の接合材２０は、第２の接合材２２に対する、後述する局所加熱光の照射を妨げないように、後述する局所加熱光に対して透明性を有する材料が望ましい。また、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５は、各々線膨張係数が等しい材料を選ぶことが、気密容器の残留応力を抑制する観点から望ましい。
【００３５】
（第２工程）
第２工程において、フェースプレート３とリアプレート４との間には、内部空間６内の排気を行うための十分な間隔を確保するために、間隔を規定するスペーサ（不図示）を配置することが望ましい。
【００３６】
また、図４に示すように、排気孔３０に挿通された排気管３１と、任意の排気装置（不図示）とを接続して、内部空間６内を排気し、第２の接合材２２を加圧することで、リアプレート４と第２の接合材２２の周方向の全周にわたって密着性を確保することができる。
【００３７】
さらに、任意の局所的な加圧手段、例えば、加圧治具（不図示）を用いることで、リアプレート４と第２の接合材２２との周方向の全周にわたって、密着性を更に向上させることが可能になるので望ましい。
【００３８】
（第３工程）
第３工程は、複数の局所加熱手段としての２つの局所加熱光の照射開始点を、四角形枠状の第２の接合材２２の対向する少なくとも一対の辺上で、かつ各辺の端部以外の位置に設定し、２つの局所加熱光を、同じ周回り方向に走査する接合工程を含む。
【００３９】
第３工程における実施形態の一例について、図５及び図６を参照して説明する。
【００４０】
まず、内部空間６の圧力を維持しながら、図６に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、リアプレート４側から、リアプレート４を通して第２の接合材２２に照射した。このとき、図５（ａ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の対向する一対の辺ＱＴ、ＲＳ上における中央の点Ｐ、Ｐ’にそれぞれ設定する。そして、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１をそれぞれ第２の接合材２２の周方向に沿って矢印Ｄ、Ｆ方向に向かって、Ｐ→Ｐ’、Ｐ’→Ｐの順に照射しながら走査した。これによって、リアプレート４と、第１の接合材２０で枠部材５が接合されたフェースプレート３とを、第２の接合材２２で気密接合した。
【００４１】
以上、第１工程〜第３工程を経て、画像表示装置１を製造する。
【００４２】
次に、本発明が解決する課題について、図８〜図１１を参照して説明する。図８（ａ）に示すように、局所加熱光６０を第２の接合材２２の周方向に沿って、矢印方向にＰ→Ｑの順に照射しながら走査する。これによって、第２の接合材２２は加熱され、枠部材５が接合されたフェースプレート３、リアプレート４、及び第２の接合材２２には、熱膨張によって伸びが生じる。局所加熱光６０の照射前、第２の接合材２２と、フェースプレート３に接合された枠部材５とは固着されており、第２の接合材２２とリアプレート４とは接触されている。このため、第２の接合材２２に対するフェースプレート３とリアプレート４の各接触状態が異なっており、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とでは伸びの量に差が生じている。また、第２の接合材２２は、局所加熱光６０の走査方向に沿って順次、溶融、接合されるので、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４との伸び量の差は累積される。
【００４３】
したがって、局所加熱光６０をＰ→Ｑの順に照射しながら走査することで、枠部材５が接合されたフェースプレート３の、図８（ａ）における右上側（ＰＱ）の領域が伸び、この伸びを残りの領域が抑制するように作用する。このため、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、図中矢印Ｄ方向に移動し、かつ矢印Ｃ方向に回転し、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とに位置ずれが生じる。
【００４４】
同様に、図８（ｂ）に示すように、局所加熱光６０を第２の接合材２２上に沿って、矢印方向にＱ→Ｒの順に照射しながら走査した。この場合、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、図中矢印Ｅ方向に移動し、かつ矢印Ｃ方向に回転し、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とには、更に位置ずれが生じる。
【００４５】
さらに、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、局所加熱光６０を第２の接合材２２上に沿って、矢印方向にＲ→Ｓ→Ｔの順に照射しながら走査する。この場合、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して移動、かつ矢印Ｃ方向に回転し、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とには、更に位置ずれが生じる。
【００４６】
また、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、それぞれＴ→Ｑ、Ｒ→Ｓの順に、第２の接合材２２の各辺の端部から走査した。この場合、枠部材５が接合されたフェースプレート３の、図１０（ａ）における上側（ＴＱ）、下側（ＲＳ）の領域が伸びる。このため、図８（ａ）、図８（ｂ）に示した例に比べて、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ、Ｆ方向の移動量が大きくなるので、更に大きな位置ずれが生じる。
【００４７】
また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、それぞれＰ→Ｑ、Ｐ’→Ｒの順に、第２の接合材２２の周方向に対して逆向きの周回り方向に走査した。この場合には、枠部材５が接合されたフェースプレート３の、図１１における右上側（ＰＱ）、右下側（Ｐ’Ｒ）の領域が共に伸び、残りの領域は伸びを抑制することがない。したがって、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ方向の移動量が大きくなるので、更に大きな位置ずれが生じる。これは、第１及び第２の局所加熱光４０、４１をそれぞれＰ→Ｔ、Ｐ’→Ｓの順に走査した場合における、リアプレート４に対する、枠部材５が接合されたフェースプレート３の矢印Ｄ方向の位置ずれについても同様である。
【００４８】
ここで、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４にはそれぞれ、表示画素に応じてパターニングされた蛍光体、電子放出素子が形成されているので、
各フェースプレート３、リアプレート４の位置ずれは、画像表示装置１としての機能の低下につながり、望ましくない。
【００４９】
本実施形態によれば、上述の課題が改善される。詳細について、図５を参照して説明する。
【００５０】
図５（ａ）に示すように、第１の局所加熱光４０をＰ→Ｑの順に照射しながら走査したことによって、枠部材５が接合されたフェースプレート３が、リアプレート４に対して、図８中の矢印Ｃ方向に回転する。この回転は、第２の局所加熱光４１の照射によって、点Ｐ’においてリアプレート４と、枠部材５が接合されたフェースプレート３とが接合されて回転止めとなることで抑制される。同様に、第２の局所加熱光４１をＰ’→Ｓの順に照射しながら走査したことによって、枠部材５が接合されたフェースプレート３が、リアプレート４に対して、矢印Ｃ方向に回転する。この回転は、第１の局所加熱光４０の照射によって、点Ｐでリアプレート４と、枠部材５が接合されたフェースプレート３とが接合されて回転止めとなることで抑制される。このように、フェースプレート３とリアプレート４との位置ずれを抑制することが可能となる。また、一方の照射開始点から離れた位置に、他方の照射開始点が配置されるので、上述した枠部材５が接合されたフェースプレート３の回転止めを行うときに、テコの原理を有効に利用することが可能となる。
【００５１】
また、第１及び第２の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、対向する辺ＱＴ、ＲＳ上のそれぞれ点Ｐ、Ｐ’、すなわち、各辺の端部以外の位置に設定した。これによって、図１０（ａ）、図１１（ｂ）に示したように、端部から照射を開始した比較例と比べて、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ、Ｆ方向の移動量が小さくなる。このため、各フェースプレート３、リアプレート４の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００５２】
また、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、それぞれＰ→Ｑ、Ｐ’→Ｓの順に、同じ周回り方向に走査する。これによって、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、図５における右上側（ＰＱ）、左下側（Ｐ’Ｓ）の領域で伸び、残りの領域は伸びを抑制しようとする。このため、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ、Ｆ方向の移動量が小さくなるので、フェースプレート３、リアプレート４の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００５３】
上述したように、本実施形態によれば、第２の接合材２２の局所加熱時に伴う、フェースプレート３、リアプレート４、及び第２の接合材２２の伸びによって、フェースプレート３、リアプレート４に生じする位置ずれを抑えることができる。その結果、フェースプレート３、リアプレート４の端部への二次加工が不要になるので、製造コストを低減し、かつ、第２の接合材２２の全周にわたる気密の信頼性が高い気密容器を製造することができる。
【００５４】
また、本実施形態で製造される気密容器を画像表示装置に適用した場合、色ずれなどの画像表示装置としての機能低下を抑制し、高品質の画像表示装置を提供することが可能になる。
【実施例】
【００５５】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。
【００５６】
（第１の実施例）
上述の実施形態を適用して、枠部材が設けられたフェースプレートと、リアプレートとの気密接合を行い、排気孔から内部空間の排気を行い、蓋部材で排気孔を封止することによって、ＦＥＤに適用可能な真空気密容器を製造した。
【００５７】
（第１工程）
まず、フェースプレート３を用意した。以下、具体的な手順を示す。板厚１．８ｍｍの高歪点ガラス基材（ＰＤ２００、旭硝子株式会社製）を切断し、外形９８０ｍｍ×５７０ｍｍ×１．８ｍｍの板ガラスを用意した。次に、板ガラスに有機溶媒洗浄、純水リンス、及びＵＶ−オゾン洗浄を実施し、板ガラスの表面を脱脂した。次に、板ガラスの片面に、蛍光膜、ブラックマトリクス、及びアノード（いずれも不図示）を形成することで画像表示領域を形成した。次に、画像表示領域の外側に、ガラスフリットからなる第１の接合材２０を、スクリーン印刷と雰囲気加熱によって形成した。以上のようにして、第１の接合材２０が形成されたフェースプレート３を用意した。（図２（ａ）参照）
次に、枠部材５を用意した。以下、具体的な手順を示す。板厚１．５ｍｍの高歪点ガラス基材（ＰＤ２００）を切断し、外形９６０ｍｍ×５５０ｍｍ×１．５ｍｍの板ガラスを用意した。続いて、板ガラスの中央部の、９５０ｍｍ×５４０ｍｍ×１．５ｍｍの領域を切り取り、幅５ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、断面は四角形の枠部材５を成形した。次に、フェースプレート３と同様に、有機溶媒洗浄、純水リンス、及びＵＶ−オゾン洗浄によって、枠部材５の表面を脱脂した。
【００５８】
次に、用意した第１の接合材２０が形成されたフェースプレート３と、枠部材５とを、フェースプレート３の蛍光膜が形成されている面側で接触させ、加圧治具（不図示）を使用して仮組みを行った。仮組みを行った後、雰囲気焼成炉を用いてフェースプレート３と枠部材５とを気密接合して一体化し、図２（ｂ）に示すように、第１の接合材２０によって枠部材５が接合されたフェースプレート３を作製した。
【００５９】
続いて、フェースプレート３に接合された枠部材５上に第２の接合材２２を形成した。本実施例では、第２の接合材２２としてガラスフリットを使用した。ガラスフリットとしては、線膨張係数α＝７９×１０-7（１／℃）、転移点Ｔｇ＝３５７℃、軟化点Ｔｓ＝４２０℃のビスマス（Ｂｉ）系鉛（Ｐｂ）レスのガラスフリット（ＢＡＳ１１５、旭硝子株式会社製）を用いた。第２の接合材２２は、このガラスフリットを母材として、バインダとして有機物を分散混合したペーストである。
【００６０】
以下、具体的な形成の手順を示す。まず、枠部材５の上に、幅１ｍｍ、厚さ７μｍの四角形枠状の第２の接合材２２を、枠部材５の周方向に沿ってスクリーン印刷にて形成した。次に、第２の接合材２２を、枠部材５が接合されたフェースプレート３と共に１２０℃で乾燥した。そして、有機物をバーンアウトさせるために、４６０℃で加熱、焼成し、枠部材５に第２の接合材２２を形成した。このようにして、図２（ｃ）に示すように、第１の接合材２０に接合された枠部材５に、第２の接合材２２が形成されたフェースプレート３を用意した。
【００６１】
次に、リアプレート４を用意した。以下、具体的な手順を示す。板厚１．８ｍｍの高歪点ガラス基材（ＰＤ２００）を切断し、外形が９９０ｍｍ×５８０ｍｍ×１．８ｍｍの板ガラスを用意した。続いて、リアプレート４の画像表示領域外に、直径２ｍｍの排気孔３０を切削加工によって設けた。次に、フェースプレート３、枠部材５と同様の洗浄を実施した後、駆動用マトリクス配線、電子放出素子（いずれも不図示）を形成した。また、駆動用マトリクス配線上には、チタン（Ｔｉ）からなる非蒸発型ゲッタ（不図示）をスパッタ法によって形成した。
【００６２】
次に、すでに用意した、第２の接合材２２が形成された枠部材５と一体化されたフェースプレート３と、リアプレート４とを、それぞれ蛍光膜、電子放出素子が形成されている面を対向させて、位置決めした。位置決めした後、フェースプレート３と、リアプレート４とを互いに接触させて、内部空間６が規定された組立構造体を構成した。（図２（ｄ）、図３参照）
（第２工程）
次に、図４に示すように、排気孔３０に挿入された排気管３１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排気装置（不図示）に接続し、内部空間６の圧力が「１×１０-4」Ｐａとなるまで排気し、第２の接合材２２を加圧した。
【００６３】
（第３工程）
次に、内部空間６内を所定の圧力に維持しながら、図６に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、リアプレート４の外側から、リアプレート４を通して第２の接合材２２に照射した。本実施例では、第１及び第２の局所加熱光４０、４１としてレーザ光を使用した。
【００６４】
このとき、図５に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の対向する辺ＱＴ、ＲＳ上のそれぞれ点Ｐ、Ｐ’に設定する。そして、第１及び第２の局所加熱光４０、４１のそれぞれを、第２の接合材２２の周方向に沿って矢印方向にＰ→Ｐ’、Ｐ’→Ｐの順に照射しながら走査した。これによって、第１の接合材２０、枠部材５、及び第２の接合材２２が一体化されたフェースプレート３と、リアプレート４とを気密接合した。
【００６５】
なお、第１及び第２の局所加熱光４０、４１をそれぞれ照射するために、加工用のレーザ装置（不図示）を２台用意した。第１及び第２のレーザ装置は、波長９８０ｎｍ、レーザ出力２１２Ｗ、スポット径が２ｍｍのレーザ光を用いて、速度１０００ｍｍ／ｓｅｃで走査した。
【００６６】
次に、排気装置、及び排気管３１を、排気孔３０から取り外して、内部空間６の圧力を大気圧に戻し、第２の接合材２２の加圧を終了した。
【００６７】
そして、加熱炉内部に、排気孔３０に蓋部材を取り付けるための排気孔封止機構を備えたカート式加熱炉を使用して、排気孔３０から内部空間６内を排気しながら気密容器全体を加熱して、内部空間６の非蒸発型ゲッタ（不図示）を排気した。排気を行った後、蓋部材で排気孔３０を封止して、真空気密容器を製造した。
【００６８】
さらに、以上の手順で製造された真空気密容器に、周知の方法に従って駆動回路などを実装し、ＦＥＤを完成させた。
【００６９】
完成したＦＥＤを動作させたところ、色ずれなどの画像品位の低下が認められなかった。また、完成したＦＥＤは、長時間にわたって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機械的強度と、安定した気密性とが確保されていることも確認された。
【００７０】
（他の実施例）
他の実施例として、図７（ａ）に示すように、第１の実施例の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の対向する一対の辺にそれぞれ２箇所に設けてもよい。
【００７１】
本実施例では、４つの局所加熱光４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂをそれぞれ照射するために、レーザ装置を各辺に対して２台ずつ、合計４台用意した。そして、各レーザ装置からそれぞれ照射される２つの照射スポットが一直線上に整列するように、各レーザ装置を配置した。
【００７２】
各レーザ装置は、波長９８０ｎｍ、レーザ出力２１２Ｗ、スポット径が２ｍｍのレーザ光を用いて、速度１０００ｍｍ／ｓｅｃで走査した。また、第２の接合材２２の対向する一対の各辺において、２つの照射スポットを０．０５ｓｅｃだけ遅らせて走査させた。すなわち、第２の接合材２２の対向する一対の各辺において、先行する一方の照射スポットに対して、他方の照射スポットを５０ｍｍだけ走査方向の後方に配置して走査し、２つの照射スポットを走査する間、この間隔を維持させた。
【００７３】
また、他の実施例として、図７（ｂ）に示すように、局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の二対の対向する辺における一方の対の各辺にそれぞれ３箇所に設け、他方の対の各辺にそれぞれ１箇所に設けてもよい。本実施例では、８つの局所加熱光４０ａ〜４０ｄ、４１ａ〜４１ｄをそれぞれ照射するために、レーザ装置を合計８台用意し、第２の接合材２２の対向する一対の各辺において、３つの照射スポットが一直線上に整列するように、各レーザ装置を配置した。
【００７４】
これらの他の実施例では、第１の実施例と照射開始点の位置が異なる点を除いて、第１の実施例と同様の工程を経て、気密容器を製作し、ＦＥＤを完成させた。
【００７５】
完成したＦＥＤを動作させたところ、色ずれなどの画像品位の低下が認められなかった。また、完成したＦＥＤは、長時間にわたって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機械的強度と、安定した気密性とが確保されていることも確認された。
【符号の説明】
【００７６】
１ 画像表示装置
２ 外囲器
３ フェースプレート
４ リアプレート
５ 枠部材
２０ 第１の接合材
２２ 第２の接合材
４０ 第１の局所加熱光
４１ 第２の局所加熱光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の基板を貼り合わせてな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）などの、フラットパネルタイプの画像表示装置が知られている。これらの画像表示装置は、対向する一対のガラス基材が接合されてなり、内部空間が外部空間に対して気密に封止された外囲器を備えている。これらの気密容器を製造するためには、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、ガラス基材の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でベークする方法や、局所加熱によって接合材周辺を選択的に加熱する方法が知られている。
【０００３】
局所加熱は、加熱冷却時間、加熱に要するエネルギ、生産性、容器の熱変形防止、及び容器内部に配置された機能デバイスの熱劣化防止などの観点から、ガラス基材全体の加熱に比べて有利である。また、局所加熱手段としてはレーザ光が知られている。さらに、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特に備え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。
【０００４】
特許文献１には、二重ガラスの製造方法が開示されている。特許文献１には、僅かな隙間をあけて重ね合わされた２枚のガラス基板をワークとして準備し、レーザ加工装置として２本のレーザ光を照射する融着装置及びワーク搬送装置を使用することが開示されている。特許文献１に記載の製造方法では、２本のレーザ光の照射方向を互いに逆向きかつ平行とし、照射方向をワークの搬送方向に対して４５度程度傾斜させてレーザ光を照射している。そして、この製造方法では、ワークの搬送に従って、まず一方のレーザ光をワークの隣接する２つの端面に照射しながら走査し、次に、他方のレーザ光をワークの残りの２つの端面に照射しながら走査することで２枚のガラス基板を気密に接合している。しかし、特許文献１には、上述した方法以外のレーザ光の走査履歴については開示されていない。
【０００５】
特許文献２には、ＦＥＤ、ＰＤＰ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、第１のガラス基材に、コーナ部を有する枠状の封着材料を形成し、封着材料を挟んで第１のガラス基材と第２のガラス基材を対向させ、封着材料に対して４辺同時にレーザ光を照射し、封着材料を溶融させ気密封着している。しかし、特許文献２には、レーザ光の走査履歴に関しては何ら開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２８８７６３号公報
【特許文献２】特開２００８−０５９７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１のように、従来から、接合材と、被接合材であるガラス基材とに対して単にレーザ光を照射するだけではなく、レーザ光を照射しながら走査するときに、その走査履歴を様々に改善した接合方法が提案されている。
【０００８】
しかしながら、従来のレーザ光を用いる気密容器の製造方法には、以下に述べる問題がある。
【０００９】
図８に示すように、フェースプレート３またはリアプレート４を通して、集光させた加熱光である局所加熱光６０としてレーザ光を枠状の接合材２２に照射しながら走査する。これによって、局所加熱光６０で接合材２２を選択的に加熱し、フェースプレート３とリアプレート４とを気密に接合する。このとき、枠状の接合材２２の周方向における局所加熱光６０の走査軌跡に沿って、フェースプレート３、リアプレート４、及び接合材２２には、熱膨張による伸びが生じる。
【００１０】
局所加熱光６０の照射前、接合材２２とフェースプレート３とが固着されており、接合材２２とリアプレート４とが接触している。このため、接合材２２と、各フェースプレート３、リアプレート４との接触状態は、フェースプレート３とリアプレート４とで異なり、フェースプレート３とリアプレート４の各伸びの量に差が生じている。また、接合材２２は、局所加熱光６０の走査方向に沿って順次、溶融、接合されるので、フェースプレート３とリアプレート４との伸び量の差が累積されていく。したがって、局所加熱光６０の走査に伴って、フェースプレート３とリアプレート４には、図８に示すような位置ずれが生じてしまう問題がある。
【００１１】
気密容器を構成する一対の基板として真空断熱ガラスからなる基板を用いた場合、各基板の位置ずれに伴って、各基板の端部においてもずれが生じる。真空断熱ガラスからなる基板における端部に位置ずれが生じた場合、搬送、及び枠体への組み付け作業が困難になり、品質の低下を招くおそれがある。また、基板の端部の位置ずれを改修するためには、基板の端部を切断処理するなどの二次加工が必要となり、製造コストの観点からも望ましくない。
【００１２】
また、気密容器を画像表示装置に適用した場合、フェースプレート、及びリアプレート上の枠状の接合材の内側には、画像形成デバイスが配置されるので、フェースプレートとリアプレートの位置ずれが画像表示装置としての機能低下につながり、望ましくない。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した課題を解決し、一対の基板間の位置ずれを抑え、十分な接合強度と気密性を実現した信頼性が高い気密容器の製造方法を提供することを目的とする。特に、画像表示装置の外囲器に適用可能な接合強度と気密性、及び基板の位置ずれの改善を実現した信頼性が高い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】
【００１４】
上述した目的を達成するため、本発明に係る気密容器の製造方法は、透光性を有する一対の第１及び第２の基板の間に配された四角形枠状の接合材を、複数の局所加熱手段によって、第１の基板と第２の基板のいずれか一方を介して局所的に加熱しながら、複数の局所加熱手段を接合材の周方向に沿って走査することで、第１及び第２の基板を接合材で接合し、第１及び第２の基板と接合材とで囲まれてなる気密容器の製造方法であって、接合材の対向する少なくとも一対の辺のそれぞれにおける、この辺の端部を除く位置から、複数の局所加熱手段によって加熱をそれぞれ開始すると共に、複数の局所加熱手段を、接合材の周方向に沿って同じ周回り方向に走査することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、接合材の局所加熱時に伴う、第１及び第２の基板、及び接合材の伸びによって第１及び第２の基板に生じる位置ずれを抑えることができる。その結果、第１及び第２の基板の端部への二次加工が不要になるので、製造コストを低減し、かつ、接合材の全周にわたる気密の信頼性が高い気密容器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の気密容器の製造方法が適用されるＦＥＤの構成を示す部分断面斜視図である。
【図２】実施形態の気密容器の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図３】実施形態の気密容器の製造方法の一例を説明するために示す、図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】実施形態の気密容器の製造方法において、気密容器内を排気する状態を説明するために示す、図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】実施形態における局所加熱光の走査手順と、フェースプレート及びリアプレートと、第２の接合材の状態を示す平面図である。
【図６】実施形態における局所加熱光の照射方向を示す、図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図７】他の実施形態を説明するために示す平面図である。
【図８】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【図９】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【図１０】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【図１１】本発明が解決する課題を説明するために、フェースプレート及びリアプレートと、接合材の状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
本発明の気密容器の製造方法は、内部空間が外部空間から気密に遮断されることが必要なデバイスを有するＯＬＥＤ、ＦＥＤ、ＰＤＰなどの製造方法に適用可能である。
【００１９】
また、本発明の気密容器の製造方法は、上述のような気密容器の製造に限定されるものではなく、真空断熱ガラスなど、対向する一対の基板の外周部に、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可能である。
【００２０】
図１に、本実施形態の気密容器の製造方法の、製造対象である気密容器としての画像表示装置の一例を示す部分断面斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、気密容器としての、画像表示装置１の外囲器２は、第１の基板としてのフェースプレート３と、第２の基板としてのリアプレート４と、四角形の枠部材５と、を有している。枠部材５は、フェースプレート３とリアプレート４との間に配されており、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５によって気密に封止された内部空間６を形成する。具体的には、フェースプレート３と枠部材５、及びリアプレート４と枠部材５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６を有する外囲器２が形成されている。内部空間６は、真空に維持され、フェースプレート３とリアプレート４との間隔を規定するスペーサ７が、所定のピッチで設けられている。ここで、フェースプレート３と枠部材５、またはリアプレート４と枠部材５は、予め接合されていても、または一体的に形成されていてもよい。
【００２２】
リアプレート４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８が設けられ、電気信号に応じて各電子放出素子８を動作させるための駆動用マトリクス配線（Ｘ方向配線９、Ｙ方向配線１０）が形成されている。リアプレート４と対向するフェースプレート３には、表示源として、電子放出素子８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１１が設けられている。フェースプレート３上には、ブラックストライプ１２が設けられており、蛍光膜１１、ブラックストライプ１２が交互に配列して設けられている。また、蛍光膜１１の上には、アルミニウム（Ａｌ）薄膜からなるメタルバック１３が形成されている。メタルバック１３は、電子を引き付ける電極としての機能を有し、外囲器２に設けられた高圧端子１４から電位が規定される。さらに、メタルバック１３の上には、チタン（Ｔｉ）薄膜からなる非蒸発型ゲッタ１５が形成されている。局所加熱手段としては、集光させた加熱光を使用する。
【００２３】
ここで、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５を形成する材料は、集光させた加熱光である局所加熱光が透過するように、透光性を有する必要があるので、透明なソーダライムガラス、高歪点ガラス、無アルカリガラスなどの材料が挙げられる。また、後述する局所加熱光の波長、及び接合材の吸収波長域において、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５が、良好な波長透過性を有していることが望ましい。
【００２４】
また、局所加熱手段は局所加熱光に限定されず、ヒータからの輻射熱をアパーチャで部分的に遮る方法、ヒートツールを第２の接合材２２に接触させる方法、電磁加熱、渦電流を利用して第２の接合材２２にジュール熱を発生させる方法も採用可能である。
【００２５】
次に、本実施形態の気密容器の製造方法における、フェースプレート３及びリアプレート４の接合方法について、図２〜６を参照して説明する。
【００２６】
（第１工程）
第１工程は、四角形枠状の第１及び第２の接合材２０、２２と、フェースプレート３と、フェースプレート３と共に気密容器を形成するリアプレート４と、フェースプレート３とリアプレート４との間に配される四角形枠状の枠部材５と、を用意する工程を含む。また、第１工程は、フェースプレート３とリアプレート４との間に配置した枠部材５を、第１及び第２の接合材２０、２２によって接合して、内部空間を規定する組立工程と、を含む。
【００２７】
第１工程について、図２を参照して説明する。
【００２８】
まず、枠部材５と、図示しない蛍光膜、ブラックストライプ、メタルバックが配置されたフェースプレート３と、を用意する。続いて、図２（ａ）に示すように、フェースプレート３の蛍光膜が形成されている面に第１の接合材２０を印刷、焼成する。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、枠部材５を第１の接合材２０に接触させて加圧し、仮組みを行った後、雰囲気焼成炉にて、枠部材５とフェースプレート３とを気密接合して一体化する。続いて、図２（ｃ）に示すように、フェースプレート３に一体化された枠部材５の上に、ガラスフリットからなる第２の接合材２２を印刷、焼成して、第２の接合材２２が形成された枠部材５が一体化されたフェースプレート３を得る。
【００３０】
次に、図示しないマトリクス配線と、マトリクス配線の交差部に接続された電子放出素子とが配置されたリアプレート４を用意する。続いて、図２（ｄ）、図３に示すように、リアプレート４を、第２の接合材２２が設けられた枠部材５が一体化されたフェースプレート３と対向して配置し、リアプレート４とフェースプレート３との間に所定の内部空間６を構成する。
【００３１】
また、この第１工程を行う前から、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５のいずれかに、内部空間６に連通する排気孔が予め設けられている。この排気孔を介して内部空間６内を負圧にすることで、後述する局所加熱光の照射時に、リアプレート４と第２の接合材２２の周方向の全周にわたって密着性を向上することが可能となる。
【００３２】
なお、フェースプレート３、第１の接合材２０、枠部材５、及び第２の接合材２２を形成する順序は、構成部材の一体化が可能な順番であれば、他の順番でも実施可能で、上述の順番に限定するものではない。例えば、枠部材５とフェースプレート３との接合は、リアプレート４と枠部材５との接合後に行ってもよく、リアプレート４と枠部材５との接合と同時に行ってもよい。また、第２の接合材２２は、枠部材５を支持体として印刷、焼成されたが、ガラスフリットをシート状に形成したシートフリットを用意して、枠部材５とリアプレート４との間に配置する構成を採用することも可能である。
【００３３】
第２の接合材２２は、負の温度係数を有する粘度を持ち、高温度側で軟化し、かつフェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５のいずれよりも軟化点Ｔｓが低いことが、熱による損傷を軽減する点で望ましい。また、第２の接合材２２は、後述する局所加熱光の波長に対して高い吸収性を示すことが望ましい。第２の接合材２２としては、例えばガラスフリット、無機接着剤、有機接着剤などが挙げられる。なお、内部空間６内の真空度の維持が要求されるＦＥＤなどの装置に適用する場合は、第２の接合材２２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である。
【００３４】
フェースプレート３、枠部材５、及びフェースプレート３と枠部材５とを接合するための第１の接合材２０は、第２の接合材２２に対する、後述する局所加熱光の照射を妨げないように、後述する局所加熱光に対して透明性を有する材料が望ましい。また、フェースプレート３、リアプレート４、及び枠部材５は、各々線膨張係数が等しい材料を選ぶことが、気密容器の残留応力を抑制する観点から望ましい。
【００３５】
（第２工程）
第２工程において、フェースプレート３とリアプレート４との間には、内部空間６内の排気を行うための十分な間隔を確保するために、間隔を規定するスペーサ（不図示）を配置することが望ましい。
【００３６】
また、図４に示すように、排気孔３０に挿通された排気管３１と、任意の排気装置（不図示）とを接続して、内部空間６内を排気し、第２の接合材２２を加圧することで、リアプレート４と第２の接合材２２の周方向の全周にわたって密着性を確保することができる。
【００３７】
さらに、任意の局所的な加圧手段、例えば、加圧治具（不図示）を用いることで、リアプレート４と第２の接合材２２との周方向の全周にわたって、密着性を更に向上させることが可能になるので望ましい。
【００３８】
（第３工程）
第３工程は、複数の局所加熱手段としての２つの局所加熱光の照射開始点を、四角形枠状の第２の接合材２２の対向する少なくとも一対の辺上で、かつ各辺の端部以外の位置に設定し、２つの局所加熱光を、同じ周回り方向に走査する接合工程を含む。
【００３９】
第３工程における実施形態の一例について、図５及び図６を参照して説明する。
【００４０】
まず、内部空間６の圧力を維持しながら、図６に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、リアプレート４側から、リアプレート４を通して第２の接合材２２に照射した。このとき、図５（ａ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の対向する一対の辺ＱＴ、ＲＳ上における中央の点Ｐ、Ｐ’にそれぞれ設定する。そして、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１をそれぞれ第２の接合材２２の周方向に沿って矢印Ｄ、Ｆ方向に向かって、Ｐ→Ｐ’、Ｐ’→Ｐの順に照射しながら走査した。これによって、リアプレート４と、第１の接合材２０で枠部材５が接合されたフェースプレート３とを、第２の接合材２２で気密接合した。
【００４１】
以上、第１工程〜第３工程を経て、画像表示装置１を製造する。
【００４２】
次に、本発明が解決する課題について、図８〜図１１を参照して説明する。図８（ａ）に示すように、局所加熱光６０を第２の接合材２２の周方向に沿って、矢印方向にＰ→Ｑの順に照射しながら走査する。これによって、第２の接合材２２は加熱され、枠部材５が接合されたフェースプレート３、リアプレート４、及び第２の接合材２２には、熱膨張によって伸びが生じる。局所加熱光６０の照射前、第２の接合材２２と、フェースプレート３に接合された枠部材５とは固着されており、第２の接合材２２とリアプレート４とは接触されている。このため、第２の接合材２２に対するフェースプレート３とリアプレート４の各接触状態が異なっており、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とでは伸びの量に差が生じている。また、第２の接合材２２は、局所加熱光６０の走査方向に沿って順次、溶融、接合されるので、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４との伸び量の差は累積される。
【００４３】
したがって、局所加熱光６０をＰ→Ｑの順に照射しながら走査することで、枠部材５が接合されたフェースプレート３の、図８（ａ）における右上側（ＰＱ）の領域が伸び、この伸びを残りの領域が抑制するように作用する。このため、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、図中矢印Ｄ方向に移動し、かつ矢印Ｃ方向に回転し、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とに位置ずれが生じる。
【００４４】
同様に、図８（ｂ）に示すように、局所加熱光６０を第２の接合材２２上に沿って、矢印方向にＱ→Ｒの順に照射しながら走査した。この場合、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、図中矢印Ｅ方向に移動し、かつ矢印Ｃ方向に回転し、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とには、更に位置ずれが生じる。
【００４５】
さらに、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、局所加熱光６０を第２の接合材２２上に沿って、矢印方向にＲ→Ｓ→Ｔの順に照射しながら走査する。この場合、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して移動、かつ矢印Ｃ方向に回転し、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４とには、更に位置ずれが生じる。
【００４６】
また、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、それぞれＴ→Ｑ、Ｒ→Ｓの順に、第２の接合材２２の各辺の端部から走査した。この場合、枠部材５が接合されたフェースプレート３の、図１０（ａ）における上側（ＴＱ）、下側（ＲＳ）の領域が伸びる。このため、図８（ａ）、図８（ｂ）に示した例に比べて、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ、Ｆ方向の移動量が大きくなるので、更に大きな位置ずれが生じる。
【００４７】
また、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、それぞれＰ→Ｑ、Ｐ’→Ｒの順に、第２の接合材２２の周方向に対して逆向きの周回り方向に走査した。この場合には、枠部材５が接合されたフェースプレート３の、図１１における右上側（ＰＱ）、右下側（Ｐ’Ｒ）の領域が共に伸び、残りの領域は伸びを抑制することがない。したがって、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ方向の移動量が大きくなるので、更に大きな位置ずれが生じる。これは、第１及び第２の局所加熱光４０、４１をそれぞれＰ→Ｔ、Ｐ’→Ｓの順に走査した場合における、リアプレート４に対する、枠部材５が接合されたフェースプレート３の矢印Ｄ方向の位置ずれについても同様である。
【００４８】
ここで、枠部材５が接合されたフェースプレート３と、リアプレート４にはそれぞれ、表示画素に応じてパターニングされた蛍光体、電子放出素子が形成されているので、
各フェースプレート３、リアプレート４の位置ずれは、画像表示装置１としての機能の低下につながり、望ましくない。
【００４９】
本実施形態によれば、上述の課題が改善される。詳細について、図５を参照して説明する。
【００５０】
図５（ａ）に示すように、第１の局所加熱光４０をＰ→Ｑの順に照射しながら走査したことによって、枠部材５が接合されたフェースプレート３が、リアプレート４に対して、図８中の矢印Ｃ方向に回転する。この回転は、第２の局所加熱光４１の照射によって、点Ｐ’においてリアプレート４と、枠部材５が接合されたフェースプレート３とが接合されて回転止めとなることで抑制される。同様に、第２の局所加熱光４１をＰ’→Ｓの順に照射しながら走査したことによって、枠部材５が接合されたフェースプレート３が、リアプレート４に対して、矢印Ｃ方向に回転する。この回転は、第１の局所加熱光４０の照射によって、点Ｐでリアプレート４と、枠部材５が接合されたフェースプレート３とが接合されて回転止めとなることで抑制される。このように、フェースプレート３とリアプレート４との位置ずれを抑制することが可能となる。また、一方の照射開始点から離れた位置に、他方の照射開始点が配置されるので、上述した枠部材５が接合されたフェースプレート３の回転止めを行うときに、テコの原理を有効に利用することが可能となる。
【００５１】
また、第１及び第２の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、対向する辺ＱＴ、ＲＳ上のそれぞれ点Ｐ、Ｐ’、すなわち、各辺の端部以外の位置に設定した。これによって、図１０（ａ）、図１１（ｂ）に示したように、端部から照射を開始した比較例と比べて、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ、Ｆ方向の移動量が小さくなる。このため、各フェースプレート３、リアプレート４の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００５２】
また、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、それぞれＰ→Ｑ、Ｐ’→Ｓの順に、同じ周回り方向に走査する。これによって、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、図５における右上側（ＰＱ）、左下側（Ｐ’Ｓ）の領域で伸び、残りの領域は伸びを抑制しようとする。このため、枠部材５が接合されたフェースプレート３は、リアプレート４に対して、矢印Ｄ、Ｆ方向の移動量が小さくなるので、フェースプレート３、リアプレート４の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００５３】
上述したように、本実施形態によれば、第２の接合材２２の局所加熱時に伴う、フェースプレート３、リアプレート４、及び第２の接合材２２の伸びによって、フェースプレート３、リアプレート４に生じする位置ずれを抑えることができる。その結果、フェースプレート３、リアプレート４の端部への二次加工が不要になるので、製造コストを低減し、かつ、第２の接合材２２の全周にわたる気密の信頼性が高い気密容器を製造することができる。
【００５４】
また、本実施形態で製造される気密容器を画像表示装置に適用した場合、色ずれなどの画像表示装置としての機能低下を抑制し、高品質の画像表示装置を提供することが可能になる。
【実施例】
【００５５】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。
【００５６】
（第１の実施例）
上述の実施形態を適用して、枠部材が設けられたフェースプレートと、リアプレートとの気密接合を行い、排気孔から内部空間の排気を行い、蓋部材で排気孔を封止することによって、ＦＥＤに適用可能な真空気密容器を製造した。
【００５７】
（第１工程）
まず、フェースプレート３を用意した。以下、具体的な手順を示す。板厚１．８ｍｍの高歪点ガラス基材（ＰＤ２００、旭硝子株式会社製）を切断し、外形９８０ｍｍ×５７０ｍｍ×１．８ｍｍの板ガラスを用意した。次に、板ガラスに有機溶媒洗浄、純水リンス、及びＵＶ−オゾン洗浄を実施し、板ガラスの表面を脱脂した。次に、板ガラスの片面に、蛍光膜、ブラックマトリクス、及びアノード（いずれも不図示）を形成することで画像表示領域を形成した。次に、画像表示領域の外側に、ガラスフリットからなる第１の接合材２０を、スクリーン印刷と雰囲気加熱によって形成した。以上のようにして、第１の接合材２０が形成されたフェースプレート３を用意した。（図２（ａ）参照）
次に、枠部材５を用意した。以下、具体的な手順を示す。板厚１．５ｍｍの高歪点ガラス基材（ＰＤ２００）を切断し、外形９６０ｍｍ×５５０ｍｍ×１．５ｍｍの板ガラスを用意した。続いて、板ガラスの中央部の、９５０ｍｍ×５４０ｍｍ×１．５ｍｍの領域を切り取り、幅５ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、断面は四角形の枠部材５を成形した。次に、フェースプレート３と同様に、有機溶媒洗浄、純水リンス、及びＵＶ−オゾン洗浄によって、枠部材５の表面を脱脂した。
【００５８】
次に、用意した第１の接合材２０が形成されたフェースプレート３と、枠部材５とを、フェースプレート３の蛍光膜が形成されている面側で接触させ、加圧治具（不図示）を使用して仮組みを行った。仮組みを行った後、雰囲気焼成炉を用いてフェースプレート３と枠部材５とを気密接合して一体化し、図２（ｂ）に示すように、第１の接合材２０によって枠部材５が接合されたフェースプレート３を作製した。
【００５９】
続いて、フェースプレート３に接合された枠部材５上に第２の接合材２２を形成した。本実施例では、第２の接合材２２としてガラスフリットを使用した。ガラスフリットとしては、線膨張係数α＝７９×１０-7（１／℃）、転移点Ｔｇ＝３５７℃、軟化点Ｔｓ＝４２０℃のビスマス（Ｂｉ）系鉛（Ｐｂ）レスのガラスフリット（ＢＡＳ１１５、旭硝子株式会社製）を用いた。第２の接合材２２は、このガラスフリットを母材として、バインダとして有機物を分散混合したペーストである。
【００６０】
以下、具体的な形成の手順を示す。まず、枠部材５の上に、幅１ｍｍ、厚さ７μｍの四角形枠状の第２の接合材２２を、枠部材５の周方向に沿ってスクリーン印刷にて形成した。次に、第２の接合材２２を、枠部材５が接合されたフェースプレート３と共に１２０℃で乾燥した。そして、有機物をバーンアウトさせるために、４６０℃で加熱、焼成し、枠部材５に第２の接合材２２を形成した。このようにして、図２（ｃ）に示すように、第１の接合材２０に接合された枠部材５に、第２の接合材２２が形成されたフェースプレート３を用意した。
【００６１】
次に、リアプレート４を用意した。以下、具体的な手順を示す。板厚１．８ｍｍの高歪点ガラス基材（ＰＤ２００）を切断し、外形が９９０ｍｍ×５８０ｍｍ×１．８ｍｍの板ガラスを用意した。続いて、リアプレート４の画像表示領域外に、直径２ｍｍの排気孔３０を切削加工によって設けた。次に、フェースプレート３、枠部材５と同様の洗浄を実施した後、駆動用マトリクス配線、電子放出素子（いずれも不図示）を形成した。また、駆動用マトリクス配線上には、チタン（Ｔｉ）からなる非蒸発型ゲッタ（不図示）をスパッタ法によって形成した。
【００６２】
次に、すでに用意した、第２の接合材２２が形成された枠部材５と一体化されたフェースプレート３と、リアプレート４とを、それぞれ蛍光膜、電子放出素子が形成されている面を対向させて、位置決めした。位置決めした後、フェースプレート３と、リアプレート４とを互いに接触させて、内部空間６が規定された組立構造体を構成した。（図２（ｄ）、図３参照）
（第２工程）
次に、図４に示すように、排気孔３０に挿入された排気管３１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排気装置（不図示）に接続し、内部空間６の圧力が「１×１０-4」Ｐａとなるまで排気し、第２の接合材２２を加圧した。
【００６３】
（第３工程）
次に、内部空間６内を所定の圧力に維持しながら、図６に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１を、リアプレート４の外側から、リアプレート４を通して第２の接合材２２に照射した。本実施例では、第１及び第２の局所加熱光４０、４１としてレーザ光を使用した。
【００６４】
このとき、図５に示すように、第１及び第２の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の対向する辺ＱＴ、ＲＳ上のそれぞれ点Ｐ、Ｐ’に設定する。そして、第１及び第２の局所加熱光４０、４１のそれぞれを、第２の接合材２２の周方向に沿って矢印方向にＰ→Ｐ’、Ｐ’→Ｐの順に照射しながら走査した。これによって、第１の接合材２０、枠部材５、及び第２の接合材２２が一体化されたフェースプレート３と、リアプレート４とを気密接合した。
【００６５】
なお、第１及び第２の局所加熱光４０、４１をそれぞれ照射するために、加工用のレーザ装置（不図示）を２台用意した。第１及び第２のレーザ装置は、波長９８０ｎｍ、レーザ出力２１２Ｗ、スポット径が２ｍｍのレーザ光を用いて、速度１０００ｍｍ／ｓｅｃで走査した。
【００６６】
次に、排気装置、及び排気管３１を、排気孔３０から取り外して、内部空間６の圧力を大気圧に戻し、第２の接合材２２の加圧を終了した。
【００６７】
そして、加熱炉内部に、排気孔３０に蓋部材を取り付けるための排気孔封止機構を備えたカート式加熱炉を使用して、排気孔３０から内部空間６内を排気しながら気密容器全体を加熱して、内部空間６の非蒸発型ゲッタ（不図示）を排気した。排気を行った後、蓋部材で排気孔３０を封止して、真空気密容器を製造した。
【００６８】
さらに、以上の手順で製造された真空気密容器に、周知の方法に従って駆動回路などを実装し、ＦＥＤを完成させた。
【００６９】
完成したＦＥＤを動作させたところ、色ずれなどの画像品位の低下が認められなかった。また、完成したＦＥＤは、長時間にわたって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機械的強度と、安定した気密性とが確保されていることも確認された。
【００７０】
（他の実施例）
他の実施例として、図７（ａ）に示すように、第１の実施例の局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の対向する一対の辺にそれぞれ２箇所に設けてもよい。
【００７１】
本実施例では、４つの局所加熱光４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂをそれぞれ照射するために、レーザ装置を各辺に対して２台ずつ、合計４台用意した。そして、各レーザ装置からそれぞれ照射される２つの照射スポットが一直線上に整列するように、各レーザ装置を配置した。
【００７２】
各レーザ装置は、波長９８０ｎｍ、レーザ出力２１２Ｗ、スポット径が２ｍｍのレーザ光を用いて、速度１０００ｍｍ／ｓｅｃで走査した。また、第２の接合材２２の対向する一対の各辺において、２つの照射スポットを０．０５ｓｅｃだけ遅らせて走査させた。すなわち、第２の接合材２２の対向する一対の各辺において、先行する一方の照射スポットに対して、他方の照射スポットを５０ｍｍだけ走査方向の後方に配置して走査し、２つの照射スポットを走査する間、この間隔を維持させた。
【００７３】
また、他の実施例として、図７（ｂ）に示すように、局所加熱光４０、４１の照射開始点を、第２の接合材２２の二対の対向する辺における一方の対の各辺にそれぞれ３箇所に設け、他方の対の各辺にそれぞれ１箇所に設けてもよい。本実施例では、８つの局所加熱光４０ａ〜４０ｄ、４１ａ〜４１ｄをそれぞれ照射するために、レーザ装置を合計８台用意し、第２の接合材２２の対向する一対の各辺において、３つの照射スポットが一直線上に整列するように、各レーザ装置を配置した。
【００７４】
これらの他の実施例では、第１の実施例と照射開始点の位置が異なる点を除いて、第１の実施例と同様の工程を経て、気密容器を製作し、ＦＥＤを完成させた。
【００７５】
完成したＦＥＤを動作させたところ、色ずれなどの画像品位の低下が認められなかった。また、完成したＦＥＤは、長時間にわたって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機械的強度と、安定した気密性とが確保されていることも確認された。
【符号の説明】
【００７６】
１ 画像表示装置
２ 外囲器
３ フェースプレート
４ リアプレート
５ 枠部材
２０ 第１の接合材
２２ 第２の接合材
４０ 第１の局所加熱光
４１ 第２の局所加熱光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の第１及び第２の基板の間に配された四角形枠状の接合材を、複数の局所加熱手段によって、前記第１の基板と前記第２の基板のいずれか一方を介して局所的に加熱しながら、前記複数の局所加熱手段を前記接合材の周方向に沿って走査することで、前記第１及び第２の基板を前記接合材で接合し、前記第１及び第２の基板と前記接合材とで囲まれてなる気密容器の製造方法であって、
前記接合材の対向する少なくとも一対の辺のそれぞれにおける、前記辺の端部を除く位置から、複数の前記局所加熱手段によって加熱をそれぞれ開始すると共に、前記複数の局所加熱手段を、前記接合材の周方向に沿って同じ周回り方向に走査することを特徴とする気密容器の製造方法。
【請求項２】
前記第１の基板と第２の基板のいずれか一方の基板に設けられた四角形枠状の枠部材と、前記第１の基板と前記第２の基板のうちの他方の基板とを、前記接合材によって接合する、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の基板は、透光性を有し、
前記局所加熱手段として、集光させた加熱光を用いる、請求項１または２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記接合材は、負の温度係数を有する粘度を持つ、請求項１ないし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】
前記気密容器は、内部に表示源が設けられた画像表示装置である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。
【請求項１】
一対の第１及び第２の基板の間に配された四角形枠状の接合材を、複数の局所加熱手段によって、前記第１の基板と前記第２の基板のいずれか一方を介して局所的に加熱しながら、前記複数の局所加熱手段を前記接合材の周方向に沿って走査することで、前記第１及び第２の基板を前記接合材で接合し、前記第１及び第２の基板と前記接合材とで囲まれてなる気密容器の製造方法であって、
前記接合材の対向する少なくとも一対の辺のそれぞれにおける、前記辺の端部を除く位置から、複数の前記局所加熱手段によって加熱をそれぞれ開始すると共に、前記複数の局所加熱手段を、前記接合材の周方向に沿って同じ周回り方向に走査することを特徴とする気密容器の製造方法。
【請求項２】
前記第１の基板と第２の基板のいずれか一方の基板に設けられた四角形枠状の枠部材と、前記第１の基板と前記第２の基板のうちの他方の基板とを、前記接合材によって接合する、請求項１に記載の気密容器の製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２の基板は、透光性を有し、
前記局所加熱手段として、集光させた加熱光を用いる、請求項１または２に記載の気密容器の製造方法。
【請求項４】
前記接合材は、負の温度係数を有する粘度を持つ、請求項１ないし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】
前記気密容器は、内部に表示源が設けられた画像表示装置である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の気密容器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４１９３（Ｐ２０１３−４１９３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１０９５（Ｐ２０１１−１３１０９５）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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