JP2001338528A

JP2001338528A - 封着用導電性フリットおよびそれを用いた封着部材、並びに画像形成装置

Info

Publication number: JP2001338528A
Application number: JP2000160577A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Muramoto; 康人村元; Masafumi Kato; 雅史加藤; Yasuhiko Nishioka; 尉彦西岡; Kiyohiro Sakasegawa; 清浩逆瀬川; Daisuke Takahashi; 大輔高橋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】焼成による収縮を抑制し、熱応力を発生させる
ことなく部材間を接合することができるとともに、所望
の導電性を付与できる封着用導電性フリットおよびそれ
を焼結した封着部材、さらに該封着部材を具備する画像
形成装置を提供する。【解決手段】ガラスと、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ
の群から選ばれる少なくとも１種の金属とを含有する封
着用導電性フリットを加熱、焼成して、画像形成装置１
の背面板２とスペーサ４を接合する封着部材５とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、封着用導電性フリ
ットに関し、特に加熱処理による収縮率の小さい封着用
導電性フリットおよびそれを用いた封着部材、並びに画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、プラズマディスプレイパネル（Plas
ma Display Panel、ＰＤＰ）や、プラズマアドレス液晶
パネル（Plasma Adress Liquid Crystal、ＰＡＬＣ）、
電界放出型ディスプレイ（Field Emission Display、以
下ＦＥＤという）等、一対の平行に対向する基板間を所
定の高さ離間して配設した平面型ディスプレイが開発さ
れている。

【０００３】上記平面型ディスプレイのうち、例えば、
電界放出型ディスプレイでは、一対の基板のうちの一方
の基板表面に複数の電子放出素子を形成して電子線を発
生させて加速させるとともに、他の基板表面に形成した
蛍光体に照射して発光させるものであるが、電子放出素
子と蛍光体間の異常放電を防止するため、また、電子線
の電流密度や加速状態を制御して所望の輝度を得るため
には、前記一対の基板の間隔を５００μｍ以上離間する
必要がある。

【０００４】一方、かかる電界放出型ディスプレイパネ
ルでは、パネル内を真空状態に保つ必要があるが、例え
ば、特表平８−５０８８４６号公報等では前記基板が外
部の大気圧によりたわむことを防止するために、基板間
を支持するために接着剤を介してスペーサ（突起）を基
板表面に接着、固定することが提案されている。

【０００５】一方、特開平８−２４１０４９号公報で
は、ガラスに、導電性フィラーとしてＣｕ、Ｃｒ、Ｎ
ｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属を添加した導電性フリッ
トを用いて基板とスペーサとを接着、固定することによ
って、スペーサに発生した電荷を基板側へ逃がすことが
でき、かつ接着部の機械的強度を高めることができるこ
とが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平８−２４１０４９号公報、特表平８−５０８８４６
号公報の封着用導電性フリットでは、加熱処理によって
フリット中のガラスが焼結して収縮し基板とスペーサと
の接着部に収縮に伴う熱応力が発生するために、スペー
サが傾いた状態で固定されてしまい、隣接する電子放出
素子から放出される電子ビームが蛍光体層に照射される
ことを妨げて蛍光体層の発光を阻害してしまい、表示画
面に色むらが生じたり、接着部で強度が低下したり、場
合によっては界面にクラックや剥離が発生するという問
題があった。

【０００７】本発明は、上記課題に対してなされたもの
であり、加熱、焼結による収縮を抑制でき、良好な電気
的、機械的接続が可能な封着用導電性フリットおよびそ
れを用いて作製した封着部材、さらに基板とスペーサと
の間を前記封着用導電性フリットにて接着した画像形成
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に対して検討した結果、ガラスと、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、
Ｓｎ、Ｍｇの群から選ばれる少なくとも１種の金属とを
含有する封着用導電性フリットを、例えば、基板とスペ
ーサ等の複数の部材間に接着剤として介在させて、酸化
性雰囲下にて加熱、焼結させることによって、封着用導
電性フリット中のガラス粉末が焼結によって収縮すると
ともに、前記金属の少なくとも一部を酸化させて体積膨
張させることから、結果的に封着用導電性フリット全体
としての収縮を抑制して、接着部での熱応力の発生を抑
制できること、また、前記特定の金属を封着部材中に残
存させることによって所望の導電性を付与でき、複数の
部材間を機械的および電気的に良好に接続できることを
知見した。

【０００９】すなわち、本発明の封着用導電性フリット
は、ガラスと、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇの群から
選ばれる少なくとも１種の金属とを含有することを特徴
とするものである。

【００１０】ここで、前記ガラスの軟化点が３６０〜８
５０℃であること、前記金属が平均粒径６μｍ以下の粉
末からなること、前記ガラス１００重量部に対して、前
記金属を総量で２〜７０重量部の割合で含有することが
望ましい。

【００１１】また、上記成分に加えて、さらに無機質フ
ィラーを添加すること、前記ガラスが少なくともＰｂＯ
および／またはＢ₂Ｏ₃を含有し、前記無機質フィラーと
して、ＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂を含有すること、
前記無機質フィラーとして、ＴｉＯ₂を含有することが
望ましい。

【００１２】さらに、本発明の封着部材は、上記封着用
導電性フリットを熱処理して前記金属の少なくとも一部
を酸化させること、２５℃における体積固有抵抗値が１
×１０³〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍであること、１５〜４５
０℃における平均線膨張係数が３〜１１×１０^-6／℃で
あることが望ましい。

【００１３】さらに、本発明の画像形成装置は、所定の
間隔で離間して平行に形成された２枚の基板間に複数の
スペーサを配設したものであって、少なくとも一方の前
記基板と前記スペーサとを上記封着部材にて封着するこ
とを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の封着用導電性フリット
は、ガラスと、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇの群から
選ばれる少なくとも１種の金属とを含有するものであ
る。

【００１５】上記成分のうち、ガラスとしては、ＰｂＯ
系ガラス、Ｂｉ₂Ｏ₃系ガラス、ＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃系ガラ
ス、ソーダガラス、シリカガラス等が使用可能である
が、特に低温焼結性および金属粒子との濡れ性の点、さ
らに他の部材等との接合性の点で、ＰｂＯおよび／また
はＢｉ₂ Ｏ₃ を含有すること、より具体的には、ＰｂＯ−
ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラスやＢｉ₂ Ｏ₃ −Ｂ₂ Ｏ₃ 系ガラ
ス、Ｂ₂ Ｏ₃ −ＰｂＯ−ＺｎＯ系ガラス、ＰｂＯ−ＺｎＯ
系ガラスを含有することが望ましい。

【００１６】また、ガラスの軟化温度は、３６０〜８５
０℃、特に低温焼成化の点で、３６０〜５００℃、さら
に３６０〜４３０℃であることが望ましく、さらに、緻
密な焼結体を形成する点で上記ガラスの平均粒径が５μ
ｍ以下、特に３μｍ以下であることが望ましい。

【００１７】本発明によれば、上記特定の金属は、酸化
性雰囲気中、例えば、３５０〜８００℃、特に３５０〜
４９０℃の温度に加熱することによって体積膨張を伴っ
て酸化するものであることから、これによってガラス粉
末が焼成により収縮しても、全体的に磁器の焼成による
収縮を低減することができる。なお、例えば金属Ｓｉ
は、大気中のＴＧ−ＤＴＡ曲線においてガラスの軟化に
伴う吸熱と金属の酸化に伴う発熱との両方が起こるとと
もに重量増加が見られる最低温度から求められる酸化開
始温度が約４５０℃である。

【００１８】また、上記特定の金属は、効率的な体積膨
張および磁器における導電性の制御の点で球状、不定形
状、中空状、フレーク状等の粉末状または繊維状等の形
状、特に平均粒径が６μｍ以下、特に２μｍ以下、ま
た、ペーストの粘度調整の点で０．５〜６μｍ、特に
０．８〜３μｍ、さらに１．０〜２．０μｍの粉末状で
あることが望ましい。さらに、上記金属はガラス粒子表
面に被覆されたものであってもよい。

【００１９】なお、封着用導電性フリットを、望ましく
は、１０００℃以下、特に３６０〜５００℃、さらに４
２０〜４８０℃で加熱、焼結した時の封着用導電性フリ
ットの収縮率を１０％以下、特に５％以下、さらに２％
以下、さらには１％以下とするため、また、焼結後の封
着部材の相対密度を６５％以上、特に７０％以上、さら
には７５％以上に高めるためには、ガラス１００重量部
に対して、前記金属の総量が２〜７０重量部、特に１５
〜５０重量部、さらに３０〜５０重量部の割合で含有さ
れることが望ましい。

【００２０】さらに、本発明によれば、上記成分に加え
て、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＺｒＯ₂、
ＳｉＯ₂等のセラミック粉末、またはＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃
−ＭｇＯ系（ガラス軟化点７６０℃、熱膨張係数２．８
×１０^-6／℃）等のガラス粉末等の他の無機フィラーを
総量で３０重量％以下、特に２０重量％以下、さらに８
重量％以下の割合で含有することもできる。

【００２１】なお、上記無機フィラーのうち、ＴｉＯ₂
を特に前記金属１００重量部に対して１５〜６００重量
部、前記ガラス１００重量部に対して５〜５０重量部の
割合で添加することにより、ＴｉＯ₂が前記金属の酸化
開始温度およびスペーサの焼成温度を５℃以上、特に１
０℃以上、さらに２０℃以上、さらには３０℃以上低下
させることができることから、フリットの焼結温度を低
下させ他の部材が焼成により変質、劣化することを防止
できる。また、ＴｉＯ₂はガラス粒子または金属粒子表
面に被覆されたものであってもよいが、磁器の焼結開始
温度を効率よく低減するためには、前記ＴｉＯ₂の平均
粒径が０．０５〜１０μｍ、特に０．５〜２μｍの粉末
であることが望ましい。

【００２２】また、上記無機フィラーのうち、ＺｎＯ、
ＳｎＯ₂はガラス中にＰｂＯやＢｉ₂Ｏ₃の修飾体が存在
する場合、該修飾体がガラス中から遊離してガラス外部
へ蒸発、揮散し、封着用導電性フリットが焼結した封着
部材中にボイドが発生して強度が低下することを防止で
きる。ＺｎＯおよび／またはＳｎＯ₂はＰｂＯおよび／
またはＢｉ₂Ｏ₃含有ガラス１００重量部に対して、５〜
２５重量部であることが望ましい。

【００２３】さらに、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃等の
他のセラミックフィラーや、ＳｉＯ ₂−Ａｌ₂Ｏ₃−Ｍｇ
Ｏ系（ガラス軟化点７６０℃、熱膨張係数２．８×１０
^-6／℃）等のガラス等の他の無機フィラーを、磁器強度
向上のため、熱膨張率制御のため、着色のため、誘電率
制御のため、抵抗率制御のため等により、望ましくは総
量で２０重量％以下、特に１５重量％、さらに５重量％
の割合で含有することもできる。

【００２４】また、上記封着用導電性フリット中に、ア
クリル系、セルロース系、エポキシ系、ブチラール系等
の有機バインダ、分散剤、消泡剤、レベリング剤、増粘
剤、アルコール系、エーテル系、ケトン系、テオピネオ
ール等の溶剤等の有機ビヒクルを添加して封着用導電性
フリットペースト（以下、単にフリットペーストと略
す。）を作製することもできる。該フリットペーストの
粘度は室温において２〜２００Ｐａ・ｓであることが望
ましい。

【００２５】上記組成の封着用導電性フリットは、例え
ば、１０００℃以下、特に４００〜５００℃、特に４２
０〜４８０℃に加熱することによって焼結し、封着部材
となるが、この封着部材の焼結による収縮率を１０％以
下、特に５％以下、さらに２％以下、さらには１％以
下、また、封着部材の相対密度を６５％以上、特に７０
％以上、さらには７５％以上と高めることができること
から、ガラス、セラミックス、金属等の部材間を機械的
に良好に接合することができる。さらに、前記金属の一
部を金属として残存させることにより、封着部材に所望
の導電性を付与することができる。

【００２６】なお、封着部材中には、ガラスと、前記特
定の金属が酸化して形成された金属酸化物およびその残
部である金属とを必須として含有する。また、封着部材
の２５℃における体積固有抵抗値は１×１０³ 〜１×１
０¹³ Ω・ｃｍの範囲内であることが望ましく、封着部材
中の金属含有量は３４重量％以下、特に１．５〜３０重
量％、さらに、９〜２５重量％、金属の粒子径が５．９
μｍ以下、特に０．３〜５．９μｍ、さらに０．３〜３
μｍであることが望ましい。

【００２７】さらに、封着部材の熱膨張係数は、接合す
る部材との熱膨張係数と例えば±２×１０^-6 ／℃の範囲
で近似することが望ましく、１５〜４５０℃における平
均線熱膨張係数が３×１０^-6 〜１１×１０^-6 ／℃、特に
７〜１０×１０^-6 ／℃であることが望ましい。

【００２８】次に、上述の封着用導電性フリットを用い
て本発明の画像形成装置を作製する方法について、画像
形成装置の一例である電界放出型ディスプレイ（ＦＥ
Ｄ）について図１の概略断面図を基に説明する。図１に
おいて、画像形成装置１は、所定間隔離間して平行に形
成された背面板２と正面板３との２枚の基板間の所定位
置にスペーサ４が配設されている。

【００２９】背面板２は、石英ガラス、ソーダライムガ
ラス、低ソーダガラス、鉛アルカリケイ酸ガラス、ホウ
ケイ酸ガラス等のガラス基板、アルミナ、シリカ等のセ
ラミック基板、Ｓｉ基板等が使用可能であるが、特にナ
トリウムおよび鉛成分の少ない低ソーダガラスが望まし
い。

【００３０】一方、正面板３は、石英ガラス、ソーダラ
イムガラス、低ソーダガラス、鉛アルカリケイ酸ガラ
ス、ホウケイ酸ガラス等のガラス基板、サファイア、ク
ォーツ、単結晶ジルコニア、ダイヤモンド等を主体とす
る透明な基板にて形成されている。

【００３１】スペーサ４は、リブ状、格子状、柱状、枠
状等からなり、例えば、リブ状である場合には、所定間
隔離間して平行に形成されることが望ましい。

【００３２】また、スペーサ４は、ガラスおよび／また
はセラミックス、例えば、鉛ガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−
ＳｉＯ₂）、アルカリケイ酸ガラス、ビスマスガラス
（Ｂｉ−Ｂ₂Ｏ₃）等公知のガラスが用いられるが、機械
的強度、基板との接着性、材質の長期化学的安定性の点
で、鉛系ガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂）、ビスマ
ス系ガラス（Ｂｉ−Ｂ₂Ｏ₃）であることが望ましい。

【００３３】本発明によれば、スペーサ４は、上述した
ガラスをマトリックス中に、所望により、上述した金属
またはＣｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ等の他の金
属、上述したような無機質フィラーが分散してなるもの
であることが望ましく、特に上述の封着部材と同じ成分
からなることが望ましく、スペーサ４の２５℃での体積
固有抵抗が１×１０³〜１×１０¹³Ωであることが望ま
しい。

【００３４】ここで、本発明によれば、背面板２および
／または正面板３とスペーサ４との間は上述した封着用
導電性フリットを焼成した封着部材５によって封着され
ていることが大きな特徴であり、これによって、前記背
面板２および／または正面板３とスペーサ４との間に大
きな熱応力を発生させることなく接合することができ、
スペーサ４が背面板２および／または正面板３から剥離
したり傾いて形成されることなく、背面板２および／ま
たは正面板３とスペーサ４とを安定して強固に接合する
ことができる結果、表示画面に色むらを発生させること
なく均一な発光が可能となる。なお、上記背面板２また
は正面板３のうちの一方とスペーサ４とは焼成によって
強固に接合され、一体化されていてもよい。

【００３５】さらに、本発明によれば、スペーサ４の厚
み２００μｍ以下、特に１００μｍ以下、高さ５００μ
ｍ以上、特に１５００μｍ以上の場合であっても、スペ
ーサ４が剥離したり、傾くことなく微細なスペーサを形
成でき、かつスペーサ間の間隔が４００μｍ以上、特に
５ｍｍ以下、さらに１ｍｍ以下の微細間隔のスペーサを
形成可能である。

【００３６】なお、スペーサ４の厚みは、垂直に貼り合
わせできること、強度および小型化、ディスプレイの輝
度の向上の点で５０〜２００μｍ、スペーサ４の高さ
は、電子放出素子と蛍光体との間で短絡放電を生じず、
蛍光体に到達する電子線密度を所望量に制御する点で５
００μｍ以上、特に１５００〜４０００μｍであること
が望ましい。

【００３７】また、製造工程で、スペーサ４を貼り合わ
せた背面板２および／または正面板３を再度加熱、冷却
する場合においてもスペーサ４がクラック等の欠陥を生
成しないために、スペーサ４の熱膨張係数は接合した背
面板２および／または正面板３を熱処理するに際して、
各部材との熱膨張係数と例えば±２×１０^-6 ／℃の範囲
で近似することが望ましく、１５〜４５０℃における平
均熱膨張係数が７×１０^-6 ／℃〜１０×１０^-6 ／℃であ
ることが望ましい。

【００３８】一方、背面板２の表面には、電子放出素子
６が形成されている。電子放出素子６の具体的な構造
は、例えば、所定間隔離間して平行に配設された複数本
のライン状の正電極層および負電極層が交差するように
形成され、正電極層および負電極層の交点に絶縁体を介
装するＭＩＭ型構造や、正電極層と負電極層とを絶縁層
間を介在させて所定間隔離間させる表面電導型、正電極
層と負電極層との間に絶縁体を介装し正電極層および絶
縁体を所定の位置にて一部切り欠くとともに該切り欠き
部にて突起状の絶縁体を配設した電界放出型等が好適に
使用できる。

【００３９】上記正電極層および負電極層としては、
銀、アルミニウム、ニッケル、白金、金、パラジウムの
群から選ばれる少なくとも１種の金属または合金や、ア
モルファスシリコン、ポリシリコン、グラファイト等を
用いることができ、また、絶縁体としては、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｇａ、Ｗ、Ａｌ、Ｐｄの群から選ばれる少なくとも
１種の酸化物や窒化物等の化合物を主体とするものが好
適に使用できる。

【００４０】また、背面板２と電子放出素子６との間に
は電子放出素子６への不純物の拡散を防止するためにシ
リカや窒化ケイ素等からなる拡散防止層７が形成されて
いる。

【００４１】他方、正面板３のスペーサ４形成側の表面
には、蛍光体８が被着形成されている。蛍光体８は赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の少なくとも３色のいずれ
かを発光する少なくとも３種類の蛍光体８を１組として
複数組が規則的に配列しており、各蛍光体８と対向する
位置にそれぞれ前記電子放出素子６が形成され、電子放
出素子６から電子ビームを放出して対向する位置の蛍光
体８に該電子ビームを衝突させることによって蛍光体８
を発光させる。

【００４２】また、図１によれば、正面板３と蛍光体８
との間には、電子放出素子６から蛍光体８に向かって放
出される電子ビームを加速するため透明なＩＴＯ（イン
ジウム−錫酸化物）膜１０が形成されているが、本発明
はこれに限られるものではなく、前記電子ビームを加速
するためおよび蛍光体８の散乱した発光を反射して発光
輝度を高めるために、ＩＴＯ膜に代えて正面板３表面に
形成した蛍光体８表面に、例えば１００〜３００ｎｍの
アルミニウム、銀、ニッケル、白金等の金属箔等の金属
層からなるメタルバック（図示せず）を被着形成するこ
ともできる。

【００４３】さらに、正面板３の蛍光体８を形成した表
面側の蛍光体８形成部以外の部分には、画像形成装置１
における色のにじみを防止して表示画面のコントラスト
を高めシャープな画像を得るために、例えば、鉄、ニッ
ケル、銅、マンガン等の酸化物と低融点ガラスとの混合
物や金属クロム、グラファイト等からなる黒色または暗
色のブラックマトリックス１１が被着形成される。

【００４４】また、背面板２および正面板３との外周部
には枠体１２を配設し、フリットガラスや上述した封着
用導電性フリット等からなる封着部材５によって背面板
２および正面板３と枠体１２が接着され、封止されるこ
とによって画像形成装置１を作製することができる。さ
らに、背面板２の端部には画像形成装置１中を真空とす
るためのガス排気口１３が設けられており、ガス排気口
１３にて画像形成装置１内が真空封止されている。

【００４５】なお、図１によれば、スペーサ４は蛍光体
８のＲ、Ｇ、Ｂの３つの配列を１組として各組毎に配設
されているが、本発明はこれに限られるものではなく、
各蛍光体８毎に配設されていてもよく、また前記蛍光体
８の複数組毎に配設されていてもよい。

【００４６】また、本発明は図１に示すＦＥＤに限定さ
れるものではなく、例えばプラズマディスプレイパネル
（ＰＤＰ）やプラズマアドレス液晶パネル（ＰＡＬＣ）
等のディスプレイ内を真空もしくは所定気圧のガスにて
封止した画像形成装置についてはいずれも好適に適応で
きる。

【００４７】次に、上述したＦＥＤを作製する方法につ
いて説明する。まず、上述した材料からなる背面板を作
製し、所定形状にカットし、背面板の一方の表面にスパ
ッタリング法、ＣＶＤ法、イオンビーム法、蒸着法、Ｍ
ＢＥ法等によって拡散防止層を被着形成した後、その表
面にフォトリソグラフィー法等により電子放出素子の電
極を、マスク等を施し、スパッタリング法、蒸着法、イ
オンビーム法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法等の公知の薄膜形成
法によって電子放出素子の絶縁体を形成して電子放出素
子を形成する。

【００４８】一方、スペーサを作製するには、例えば、
平均粒径６μｍ以下のガラスに対して、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｓｎ、Ｍｇの群から選ばれる少なくとも１種の金属
および上述した他の無機フィラーを、また、所望によ
り、アクリル系等のバインダ、可塑剤、分散剤等の有機
樹脂、有機溶剤とを添加、混練してペーストを作製す
る。

【００４９】そして、該ペーストを用いて前述の背面板
の表面に前記スペーサ用成形体を複数本作製する。

【００５０】スペーサ用成形体の具体的な形成方法とし
ては、（ａ）前記ペーストを複数回印刷塗布してスペー
サ用成形体を形成する方法、（ｂ）ゴム、金属、セラミ
ックス等からなる成形型内に前記スペーサ用ペーストを
充填し、前記成形型を基板上に当接した後、該成形型を
抜き取る方法、（ｃ）基板表面に前記ペーストを用いて
所望の厚みのシートを形成し、該シートの表面にスペー
サ形状の溝が形成された剛性の高い平板状の成形型を裁
置して押圧した後、該成形型を抜きとる方法、（ｄ）前
記シート表面にスペーサ形状の溝が形成された剛性が高
いロール状の成形型を配置し、押圧しながら回転移動さ
せ、スペーサ用成形体を形成する方法、（ｅ）前記基板
表面に樹脂層を形成してスペーサ形状の突起が形成され
た上記成形型にて、押圧、離型して溝を形成した後、該
溝内に上述したスペーサ形成用のスラリーを充填して硬
化し、前記樹脂層を除去する方法等が使用可能である
が、特に高さの高いスペーサを形成するためには、上記
方法のうち方法（ｂ）または（ｅ）が好適である。

【００５１】この後、スペーサ用成形体が形成された基
板を、例えば、４２０〜５００℃、特に４２０〜４８０
℃で焼成することによって背面板とスペーサとを一体化
させた突起付基板を作製する。

【００５２】なお、スペーサを形成する方法としては、
上記スペーサ用成形体を作製する以外に、スペーサ用の
平板を別途作製し、加工して上述した封着用導電性フリ
ットを塗布して背面板の所定の位置に裁置し、所定温度
に加熱して接着、固定する方法であってもよい。スペー
サ用の平板はガラスおよび／またはセラミックスであっ
てもよく、また、これを形成する原料粉末を含有する成
形体であってもよい。

【００５３】上記加熱を大気や酸素等の酸化性雰囲気下
にて行えば、封着用導電性フリット中のガラスは焼結し
て収縮するが、前記金属が表面より酸化して体積膨張す
ることにより、全体として封着用導電性フリットの焼成
収縮が抑制され、寸法変化率の小さい封着部材を作製す
ることができ、基板からの剥離や傾いて形成されること
のない寸法精度の高いスペーサを形成することができ
る。

【００５４】一方、上述した材料からなる正面板用のガ
ラス基板を作製し、所定形状に加工する。そして、正面
板の一方の表面にスクリーン印刷法、グラビア印刷法、
オフセット印刷法等の公知の印刷法等の印刷法、ロール
コータ法等のペースト塗布法や蒸着法等によりＩＴＯ膜
を被着形成した後、所定形状のブラックマトリックスを
フォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、グラビア印
刷法、オフセット印刷法等の公知の印刷法により所定位
置に被着形成する。

【００５５】次に、上記正面板のブラックマトリックス
によって囲まれた領域の所定の位置にフォトリソグラフ
ィ法や、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、オフセッ
ト印刷法等の印刷法、インクジェット法等により蛍光体
ペーストを被着形成する。また、上記ＩＴＯ膜を形成し
ない場合には、所望により、正面板表面に樹脂ペースト
を用いてフォトリソグラフィ法、スクリーン印刷法、グ
ラビア印刷法、オフセット印刷法等の印刷法にて樹脂層
を形成した後、所定の位置に蒸着法等によってメタルバ
ックを被着形成し、さらにメタルバック表面に樹脂層を
形成する。

【００５６】さらに、蛍光体ペースト、または該ペース
トおよび樹脂層を４００〜６００℃、特に４５０〜５０
０℃で熱処理して蛍光体中の有機物成分および樹脂層を
揮散、除去することにより正面板を形成する。

【００５７】他方、上述したガラスと特定の金属と有機
ビヒクルおよび、所望により無機フィラーを所定量秤
量、混練して封着用導電性フリットを作製する。また、
背面板および正面板の外周に配設され、ディスプレイ内
部を封止するための枠体を作製する。

【００５８】そして、背面板の外周部に枠体を配置して
両者の接触部に上記封着用導電性フリットをディスペン
サ等により注入し、大気等の酸化性雰囲気中、４００〜
４８０℃の蛍光体層が変質しない温度に加熱して封着用
導電性フリットを焼結、固着させることによって、背面
板と枠体との間を貼りあわせ、封着する。

【００５９】また、該枠体の背面板との接着面とは反対
の面、および上述のスペーサを焼結一体化した背面板の
スペーサ頂部に上記同様に封着用導電性フリットをディ
スペンサ、スクリーン印刷等の印刷法等により塗布し、
正面板の蛍光体形成面を前記スペーサの頂部が前記蛍光
体形成部以外の所定の位置に配設されるように位置合わ
せして接着し、上記同様に加熱して前記正面板とスペー
サとを貼り合わせ、封着する。

【００６０】本発明によれば、上記焼成を大気や酸素等
の酸化性雰囲気下にて行うことにより、封着用導電性フ
リット中のガラスは焼結して収縮するが、前記金属が表
面より酸化して体積膨張することにより、全体として封
着用導電性フリットの焼成収縮が抑制され、寸法変化率
の小さい封着部材を作製することができ、基板とスペー
サとの間で大きな熱応力を発生させることなく、接合強
度の高い封着部材を形成することができ、歩留まりよく
スペーサを基板に貼り合わせ、固定することができる。

【００６１】さらに、背面板の端部には予めディスプレ
イ内部とのガスをやり取りするためのガス排気口を形成
しておき、外部のガス排気管と接続する。そして、前記
枠体に設けられたガス排気管に真空ポンプを接続してパ
ネル内を１０^-4Ｐａ程度に真空減圧しながら４００〜５
００℃に加熱して、封着用導電性フリットを正面板、背
面板、スペーサおよび枠体間で固着させて、ガス排気口
を封止することに本発明の画像形成装置を作製すること
ができる。

【００６２】なお、上記画像形成装置の製造方法におい
ては、背面板側にスペーサを一体的に形成したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、正面板側にスペー
サを一体的に形成してもよく、この場合には正面板表面
に予め蛍光体を形成した後、スペーサを形成することが
望ましい。また、枠体と背面板および／または正面板
間、および背面板または正面板の一方とスペーサとの間
は絶縁性のフリット（接着剤）にて接着、封止すること
もできる。

【００６３】

【実施例】（実施例１）平均粒径２μｍのＰｂＯ−Ｂ₂
Ｏ₃−ＳｉＯ₂系（歪点が４１０℃）のガラス１００重量
部に対して、表１に示す金属と、平均粒径２μｍの無機
質フィラーを表１に示す割合で添加し（添加量の単位は
ガラス１００重量部に対する重量部）、アクリル系バイ
ンダ、分散剤、消泡剤、増粘剤およびテオピネオールを
添加、混合してフリットペーストを作製した。該フリッ
トペーストの粘度をＨＡＡＫＥ粘度計ＲＳ−１００にて
測定したところ５０Ｐａ・ｓであった。

【００６４】一方、ソーダライムガラス（歪み点５００
℃、平均熱膨張係数１０×１０^-6／℃）からなる６０×
３０×２ｍｍの基板を２枚準備した。他方、上記ガラ
ス、金属、ＴｉＯ₂、ＺｎＯの混合粉末１００重量部に
対して、バインダ、重合開始剤、分散剤を合量で３０重
量部となるように添加し、カルビトール溶剤中で混粘し
スラリーを作製し、シリコーンゴム型に前記スラリーを
充填して十分に脱泡した後、一方の上記基板表面に当接
して、１１０℃で３０分間熱処理を行い、シリコーンゴ
ム型を抜き取ることによりスペーサ用成形体を形成し
た。

【００６５】なお、前記シリコーンゴム型は、凹部の深
さ（スペーサの高さ）が１２００μｍ、凹部幅（スペー
サの厚み）が２００μｍ、凹部の長さ（スペーサの長
さ）が１４ｍｍ、凹部間の距離（スペーサ間距離）が８
００μｍのものを使用したが、得られた成形体はレーザ
ー変位計（キーエンス社製ＬＣ−２４４０／２４００）
を用いて成形体スペーサの厚みと高さの測定を行い、測
定精度内でシリコーンゴム型と同サイズであることを確
認した。

【００６６】次に、上記複数のスペーサ成形体を被着形
成した基板を、大気中、４６０℃にて１５分間焼成し
た。そして、焼結したスペーサの頂部に印刷法によって
上述した封着用導電性フリットペーストを塗布し、上記
他方の基板を載置して４５０℃にて３０分間熱処理して
ＦＥＤ疑似構造体を作製した。

【００６７】得られた構造体に対して、一方の基板の底
面より、周波数５０ｋＨｚ、１５０Ｗの超音波発振子に
て超音波振動を２０分間付与する振動試験を行い、基板
とスペーサとの界面の接合状態を顕微鏡で観察し、クラ
ックや剥離の有無を確認した。

【００６８】さらに、封着部材のＸ線回折測定を行い、
封着部材の成分を確認した。さらにまた、封着部材の体
積固有抵抗値（表では抵抗と記載）を高抵抗測定器を用
いて薄膜法により測定した。結果は表１に示した。

【００６９】

【表１】

【００７０】表１から明らかなように、所定の金属を添
加しない試料Ｎｏ．１および金属としてＡｇを添加した
試料Ｎｏ．１７では、封止材部での接合強度が低く振動
試験により接合部の一部にクラック、剥離が見られた。

【００７１】これに対して、本発明に従い、ガラスと特
定の金属とを含有する試料Ｎｏ．２〜１６、１８〜２２
では、振動試験後にもクラックや剥離が発生することな
く、良好な接合状態であった。

【００７２】（実施例２）実施例１の基板表面の所定位
置に表２に示す実施例１と同様の封着用導電性フリット
ペーストをスクリーン印刷法によって塗布した。また、
ソーダライムガラス（歪み点５１０℃、平均熱膨張係数
９×１０^-6／℃）からなる幅１００μｍ×長さ１５ｍｍ
×高さ１２００μｍのスペーサを１０本切り出し、スペ
ーサの底面が上記基板の封着用導電性フリットペースト
を塗布した位置となるように載置して乾燥した後、４５
０℃で３０分間熱処理した。

【００７３】得られた試料について、３次元測定器を用
いてスペーサ１０本の傾きを観察し、スペーサが５°以
上傾いたものの本数を評価した。結果は表２に示した。

【００７４】

【表２】

【００７５】表２から明らかなように、所定の金属を添
加しない試料Ｎｏ．２３および金属としてＡｇを添加し
た試料Ｎｏ．２７では、スペーサが５°以上傾いたもの
が存在したのに対して、本発明に従い、ガラスと特定の
金属とを含有する試料Ｎｏ．２４〜２６、２８では、ス
ペーサの傾きを抑制できることがわかった。

【００７６】（実施例３）平均粒径２μｍのアルカリガ
ラス粉末１００重量部に対して、金属Ｓｉを３０重量部
とＴｉＯ₂を３０重量部との割合で添加し、実施例２と
同様に基板表面に前記導電性フリットを介してスペーサ
を接着し、大気中、５６０℃にて熱処理する以外は実施
例２と同様にスペーサ付き基板を作製し、同様に評価し
た結果、５°以上傾いたスペーサは見られなかった。ま
た、実施例１と同様にＸ線回折測定を行い金属Ｓｉの存
在を確認した。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の封着用導
電性フリットによれば、加熱により封着用導電性フリッ
ト中のガラス粉末が焼結によって収縮するとともに、前
記金属の少なくとも一部を酸化させて体積膨張させるこ
とにより、封着用導電性フリット全体としての収縮を抑
制して、接着部での熱応力の発生を抑制でき、基板とス
ペーサ等の複数の部材間を良好に接合できる。

【００７８】また、前記特定の金属を封着部材中に残存
させることによって所望の導電性を付与でき、封着部材
間を機械的および電気的に良好に接続できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の封着用導電性フリットを用いて形成さ
れた画像形成装置の一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１画像形成装置２背面板３正面板４スペーサ５封着部材６電子放出素子７拡散防止層８蛍光体１０ＩＴＯ膜１１ブラックマトリックス１２枠体１３ガス排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者逆瀬川清浩鹿児島県国分市山下町１番４号京セラ株式会社総合研究所内 (72)発明者高橋大輔滋賀県八日市市蛇溝町長谷野1166番地の６京セラ株式会社滋賀工場八日市ブロック内Ｆターム(参考） 4G062 AA08 AA09 AA15 BB04 BB08 CC01 DA02 DC02 DE02 DF02 MM10 MM25 NN29 PP01 PP04 PP12 5C094 AA31 AA43 CA19 DA07 GB01 5G301 DA02 DA04 DA13 DA15 DA33 DA34 DD10 DE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスと、Ｓｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ
の群から選ばれる少なくとも１種の金属とを含有するこ
とを特徴とする封着用導電性フリット。
【請求項２】前記ガラスの軟化点が３６０〜８５０℃で
あることを特徴とする請求項１記載の封着用導電性フリ
ット。
【請求項３】前記金属が平均粒径６μｍ以下の粉末から
なることを特徴とする請求項１または２記載の封着用導
電性フリット。
【請求項４】前記ガラス１００重量部に対して、前記金
属を総量で２〜７０重量部の割合で含有することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれか記載の封着用導電性フ
リット。
【請求項５】さらに無機質フィラーを添加することを特
徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の封着用導電性
フリット。
【請求項６】前記ガラス中に、少なくともＰｂＯおよび
／またはＢ₂Ｏ₃を含有することを特徴とする請求項１乃
至５のいずれか記載の封着用導電性フリット。
【請求項７】前記無機質フィラーとして、ＺｎＯおよび
／またはＳｎＯ₂を含有することを特徴とする請求項６
記載の封着用導電性フリット。
【請求項８】前記無機質フィラーとして、ＴｉＯ₂を含
有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載
の封着用導電性フリット。
【請求項９】請求項１乃至８のいずれか記載の封着用導
電性フリットを酸化性雰囲気下で熱処理して前記金属の
少なくとも一部を酸化させることを特徴とする封着部
材。
【請求項１０】２５℃における体積固有抵抗値が１×１
０³〜１×１０¹⁴Ω・ｃｍであることを特徴とする請求
項９記載の封着部材。
【請求項１１】１５〜４５０℃における平均線熱膨張係
数が３×１０^-6〜１１×１０^-6／℃であることを特徴と
する請求項９記載の封着部材。
【請求項１２】所定の間隔で離間して平行に形成された
２枚の基板間に複数のスペーサを配設した画像形成装置
であって、少なくとも一方の前記基板と前記スペーサと
を請求項９乃至１１のいずれか記載の封着部材にて封着
することを特徴とする画像形成装置。