JP2006093158A

JP2006093158A - 封止パネル装置及びその製造方法

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Publication number: JP2006093158A
Application number: JP2005328280A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Kosugi; 知生小杉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-11-14
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】２枚のパネル間の空間の真空度が高く、且つ、最終製品の組立てに際して立体的な制約の少ない封止パネル装置、及びかかる封止パネル装置を優れた量産性をもって製造する方法を提供する。
【解決手段】対向配置された第１パネル１１と第２パネル１２から成り、第１パネル１１と第２パネル１２とは、周縁部において、シール部材２０ｂを用いて接着されている封止パネル装置であって、シール部材２０ｂは、枠体２３、第１接着層２１、及び、第２接着層２２から構成されており、第１パネル１１と該枠体２３とは、第１接着層２１の加熱処理によって接着されており、第２パネル１２と該枠体２３とは、第２接着層２２の加熱処理によって接着されており、第２接着層２２の加熱温度は、第１接着層２１の加熱温度よりも低い。
【選択図】図１

Description

本発明は、封止パネル装置及びその製造方法に関し、より詳しくは、対向配置された２枚のパネルの間の空間が真空にされた封止パネル装置、及び、かかる封止パネル装置を優れた量産性をもって製造可能とする封止パネル装置の製造方法に関する。

例えば、画像表示装置の分野において、対向配置された２枚のパネルの間の空間が真空にされた封止パネル装置が用いられている。封止パネル装置の一般的な構成において、真空空間を規定する部材は、２枚のパネル及びこれら２枚のパネルの周縁部に介在されたシール部材である。シール部材は、一般に、２枚のパネルの対向距離に等しい厚さを有するフリット・ガラスの層、あるいは、２枚のパネルの対向距離にほぼ等しい高さを有する枠体と、枠体を２枚のパネルに接着するためのフリット・ガラスの層から成る。フリット・ガラスは、ガラス微粒子を有機バインダ中に分散させた高粘度のペースト状材料であり、所定のパターンに塗布した後、焼成によって有機バインダを除去することにより、固体層となる。

かかる封止パネル装置の代表例として、平面画像表示装置、例えば冷陰極電界電子放出型の表示装置（以下、単に表示装置と称する）を挙げることができる。この表示装置は、透明支持体上に蛍光体層とアノード電極とが形成されて成るアノード・パネルと、支持体上に複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、単に電界放出素子と称する）が形成されて成るカソード・パネルとが、真空空間を挟んで対向配置された構成を有する。電界放出素子は、ミクロン・オーダーの寸法にて形成された電子放出部を有しており、この電子放出部が或る強度以上の電界中に置かれたときに電子放出部から真空中へ向けて電子が放出され、この電子がアノード電極に引き付けられて蛍光体に衝突し、発光を得る。

封止パネル装置の真空空間を形成する方法には、大別して、（ａ）２枚のパネルをシール部材を用いて接着した後に排気を行って形成する方法と、（ｂ）２枚のパネルをシール部材を用いて接着する作業を真空雰囲気中で行うことにより、接着と同時に形成する方法とがある。排気を行う方法（ａ）では、２枚のパネルの少なくとも一方に、予めチップ管と呼ばれる直径１０ｍｍ程度のガラス管を挿通しておき、接着後にこの排気管を排気装置に接続して２枚のパネルの間の空間を排気し、空間が所望の真空度に達した時点でガラス管を加熱融着させる。一方、真空雰囲気中で接着を行う方法（ｂ）では、真空容器内で２枚のパネルをシール部材を挟んで位置合わせし、この状態で加熱を行って２枚のパネルをシール部材で接着させる。加熱の温度は、シール部材としてフリット・ガラスを使用する場合、４５０°Ｃ程度である。この温度は、フリット・ガラスの典型的な焼成温度である。

しかしながら、従来の真空空間の形成方法には問題点もある。先ず、排気を行う方法（ａ）では、パネル間の空間の排気コンダクタンスに起因して、排気工程に多大な時間を要する。特に、電界放出素子を備えた表示装置を想定した場合、各パネルの対角寸法が数インチ〜数十インチであるのに対し、パネル間の対向距離は０．２ｍｍ〜１ｍｍと狭いので、排気コンダクタンスは著しく大きくなる。現状では、上記表示装置の一般的な最終到達真空度として１０^-4Ｐａのオーダーを達成するために、対角寸法数インチの表示装置ですら排気に十数時間を要している。対角寸法がより大きい表示装置では、排気に要する時間は膨大となり、排気装置の能力によっては所望の真空度が達成されない可能性もある。このことは、封止パネル装置の大画面化や量産に向けて大きな障害となる。

また、排気を行う方法（ａ）では、チップ管を加熱融着する際にチップ管の内壁から大量のガスが放出され、このガスの一部がパネル間の空間に閉じ込められるため、真空度は多くの場合、１０^-1Ｐａのオーダーまで劣化してしまう。空間内に予めゲッターを組み込んでおけば、チップ管の加熱融着後にゲッターを加熱により活性化することで真空度の改善は可能であるが、その改善は１桁程度にとどまる。従って、最終到達真空度として１０^-4Ｐａのオーダーを達成するためには、ゲッター活性化前の真空度として１０^-3Ｐａのオーダーが達成されていることが必要であるが、チップ管の加熱融着を行う方法で１０^-3Ｐａのオーダーの真空度を達成することは極めて困難である。特に、電界放出素子を備えた表示装置にあっては、パネル間の空間に何らかのガスが存在していると、このガスから生じたイオンによって微小な電子放出部がスパッタされ、電子放出効率が変化したり、あるいは電子放出部が損傷を受けて表示装置の寿命が短縮するといった問題がある。

排気を行う方法（ａ）は更に、チップ管がパネル面から突き出すために、表示装置の最終製品を組み立てる際に立体的な制約を招き、特に薄型化を図る上でも不利である。

真空雰囲気中で接着を行う方法（ｂ）では、排気コンダクタンスに起因する排気工程の長時間化の問題が解決され、真空雰囲気さえ所望の最終到達真空度に設定しておけば、パネルの寸法に依存せずにパネル間に高真空空間を形成することは比較的容易である。しかし、接着に際してパネル全体を加熱するので、フリット・ガラスに起因する空間の汚染や真空度の劣化が生じ易い。空間の汚染は、主としてフリット・ガラスのペーストに含まれる有機バインダに起因する。また、真空度の劣化は、フリット・ガラスやパネル内壁面からの脱ガスに起因する。フリット・ガラスのペーストは一般に高粘度であるため、パネル上に所定のパターンに塗布される際に、塗膜中に気泡が形成され易く、この気泡の中に含まれていたガスがパネル間の空間に放出されて真空度を劣化させる。パネル内壁面からの脱ガスは、主として吸着水分の脱離による。

従って、本発明は、２枚のパネル間の空間の真空度が高く、且つ、最終製品の組立てに際して立体的な制約が少なく、薄型化を図ることができる封止パネル装置、及びかかる封止パネル装置を優れた量産性をもって製造する方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の封止パネル装置は、対向配置された第１パネルと第２パネル、及び蓋部から成り、第１パネルと第２パネルとは、周縁部においてシール部材を用いて接着され、
第１パネル、第２パネル及びシール部材の少なくとも１つには、開口部が設けられ、
該開口部は、低融点金属材料から成る接着層によってパネルに接着された該蓋部により閉鎖され、
第１パネルとシール部材と第２パネルと接着層と蓋部とによって囲まれた空間は真空であることを特徴とする。

かかる封止パネル装置を製造するための本発明の製造方法は、第１パネルと第２パネルとが真空空間を挟んで対向配置され、第１パネル、第２パネル及びシール部材の少なくとも１つに設けられた開口部が蓋部によって閉鎖された構造を有する封止パネル装置の製造方法であって、
（イ）対向配置された第１パネルの周縁部と第２パネルの周縁部とを、シール部材を用いて接着する工程、及び、
（ロ）低融点金属材料から成る接着層によって、真空雰囲気中で開口部近傍のパネルに蓋部を接着する工程、
から成ることを特徴とする。

本発明の封止パネル装置の製造方法は、従来のような接着後の排気を行う代わりに、空間が閉鎖される直前の第１パネル及び第２パネルを真空雰囲気中に置き、蓋部の接着と同時に真空空間を形成することを趣旨としている。従って、必ず真空雰囲気中で行わなければならない工程は（ロ）であり、工程（イ）については特に真空雰囲気中で行う必要はなく、常圧下、あるいは減圧下で行うことができる。更に、常圧下あるいは減圧下の雰囲気は、窒素ガスや周期律表０族に属する希ガス（例えばＡｒガス）を含む不活性ガス雰囲気であることが好ましい。

本発明の封止パネル装置の製造方法では、工程（イ）において接着を行う際の温度は、工程（ロ）において接着を行う際の温度よりも高いことが好適である。工程（ロ）は、パネル間の空間を閉鎖真空空間とするための最終工程であるが、かかる温度設定を行うことにより、工程（ロ）を行う際に、既に形成されているシール部材の変形、あるいは、新たな脱ガスによる真空度の劣化を確実に避けることができる。尚、工程（ロ）において接着を行う際の温度は、工程（イ）において接着を行う際の温度よりも低く、且つ、接着層による接着が可能な温度であれば、特に限定されない。接着層を構成する低融点金属材料の種類によっては、加熱を行わなくても、圧力、超音波、高周波等のエネルギーを与えることにより、常温若しくはその近傍温度で接着が可能である。

本発明の封止パネル装置は、シール部材が枠体を含まない態様と、シール部材が枠体を含む態様とに大別することができる。以下、シール部材が枠体を含まない態様を本発明の第１の態様と称し、シール部材が枠体を含む態様を本発明の第２の態様と称する。本発明の第１の態様及び第２の態様に係る封止パネル装置の態様は、更に、シール部材の構成要素としてフリット・ガラスを含む態様と、シール部材の構成要素として低融点金属材料を含む態様とに分けることができる。以下、第１の態様であって、且つ、シール部材がフリット・ガラスから成る態様を第１Ａの態様、第１の態様であって、且つ、シール部材が低融点金属材料から成る態様を第１Ｂの態様、第２の態様であって、且つ、シール部材の構成要素としてフリット・ガラスを含む態様を第２Ａの態様、第２の態様であって、且つ、シール部材の構成要素として低融点金属材料を含む態様を第２Ｂの態様と称することにする。

また、本発明の封止パネル装置の製造方法も、シール部材が枠体を含まない場合の態様と、シール部材が枠体を含む場合の態様とに大別することができる。以下、シール部材が枠体を含まない場合の態様を本発明の第１の態様と称し、シール部材が枠体を含む場合の態様を本発明の第２の態様と称する。本発明の第１の態様及び第２の態様に係る封止パネル装置の製造方法は、更に、シール部材の構成要素としてフリット・ガラスを含む態様と、シール部材の構成要素として低融点金属材料を含む態様とに分けることができる。以下、第１の態様であって、且つ、シール部材がフリット・ガラスから成る態様を第１Ａの態様、第１の態様であって、且つ、シール部材が低融点金属材料から成る態様を第１Ｂの態様、第２の態様であって、且つ、シール部材の構成要素としてフリット・ガラスを含む態様を第２Ａの態様、第２の態様であって、且つ、シール部材の構成要素として低融点金属材料を含む態様を第２Ｂの態様と称することにする。

本発明の第１Ａの態様に係る封止パネル装置において、シール部材は、その焼成温度が接着層を構成する低融点金属材料の融点よりも高いフリット・ガラスから成り、第１パネルと第２パネルとは、周縁部において該フリット・ガラスによって接着されている。

かかる第１Ａの態様に係る封止パネル装置を製造するための本発明の第１Ａの態様に係る封止パネル装置の製造方法においては、工程（イ）では、フリット・ガラスの焼成温度にてシール部材による接着を行う。尚、工程（ロ）では、前記焼成温度よりも低く、且つ、低融点金属材料の融点以上の温度にて接着層による接着を行ってもよいし、接着層を構成する低融点金属材料の種類によっては常温若しくはその近傍温度で接着を行ってもよい。

本発明の第１Ｂの態様に係る封止パネル装置において、シール部材は、接着層を構成する低融点金属材料の融点よりも高い融点を有する低融点金属材料から成り、第１パネルと第２パネルとは、周縁部において該低融点金属材料によって接着されている。

かかる第１Ｂの態様に係る封止パネル装置を製造するための本発明の第１Ｂの態様に係る封止パネル装置の製造方法においては、工程（イ）では、シール部材を構成する低融点金属材料の融点以上の温度にてシール部材による接着を行う。尚、工程（ロ）では、前記シール部材を構成する低融点金属材料の融点よりも低く、且つ、接着層を構成する低融点金属材料の融点以上の温度にて接着層による接着を行ってもよいし、接着層を構成する低融点金属材料の種類によっては常温若しくはその近傍温度で接着を行ってもよい。

また、本発明の第２Ａの態様に係る封止パネル装置において、シール部材は、枠体、フリット・ガラスから成る第１接着層、及び、フリット・ガラスから成る第２接着層から構成されており、第１パネルと該枠体とは第１接着層によって接着されており、第２パネルと該枠体とは第２接着層によって接着されており、第１接着層を構成するフリット・ガラスの焼成温度、及び、第２接着層を構成するフリット・ガラスの焼成温度は、接着層を構成する低融点金属材料の融点よりも高い。尚、第１接着層を構成するフリット・ガラスと第２接着層を構成するフリット・ガラスとは、成分組成及び組成比が共に同一であっても、成分組成が同一で組成比のみが異なっていても、あるいは成分組成及び組成比が共に異なっていてもよい。

かかる第２Ａの態様に係る封止パネル装置を製造するための本発明の第２Ａの態様に係る封止パネル装置の製造方法においては、工程（イ）では、フリット・ガラスの焼成温度にて、第１パネルと枠体とを第１接着層によって接着し、且つ、枠体と第２パネルとを第２接着層によって接着する。ここで、第１接着層を構成するフリット・ガラスと第２接着層を構成するフリット・ガラスとが、共に等しい成分組成及び組成比を有する場合には、双方のフリット・ガラスの焼成温度は同一となるので、第１パネルと枠体と第２パネルの三者を同時に接着することができる。一方、第１接着層を構成するフリット・ガラスと第２接着層を構成するフリット・ガラスとが、成分組成及び組成比の少なくとも一方において異なっていると、焼成温度も異なる可能性がある。このような場合には、いずれか高い方の焼成温度で焼成を行って第１パネルと枠体と第２パネルの三者を同時に接着することもできるが、焼成温度の高い方のフリット・ガラスを用いて先ず高い焼成温度にて一方のパネルと枠体とを接着し、次に焼成温度の低い方のフリット・ガラスを用いて低い焼成温度にて枠体と他方のパネルとを接着することができる。尚、工程（ロ）では、前記焼成温度よりも低く、且つ、低融点金属材料の融点以上の温度にて接着層による接着を行ってもよいし、接着層を構成する低融点金属材料の種類によっては常温若しくはその近傍温度で接着を行ってもよい。

更に、本発明の第２Ｂの態様に係る封止パネル装置において、シール部材は、枠体、低融点金属材料から成る第１接着層、及び、低融点金属材料から成る第２接着層から構成されており、第１パネルと該枠体とは第１接着層によって接着されており、第２パネルと該枠体とは第２接着層によって接着されており、第１接着層を構成する低融点金属材料の融点、及び、第２接着層を構成する低融点金属材料の融点は、接着層を構成する低融点金属材料の融点よりも高い。尚、第１接着層を構成する低融点金属材料と第２接着層を構成する低融点金属材料とは、成分組成及び組成比が共に同一であっても、成分組成が同一で組成比のみが異なっていても、あるいは成分組成及び組成比が共に異なっていてもよい。

かかる第２Ａの態様に係る封止パネル装置を製造するための本発明の第２Ｂの態様に係る封止パネル装置の製造方法においては、工程（イ）では、第１接着層及び第２接着層を構成する低融点金属材料の融点以上の温度にて、第１パネルと枠体とを第１接着層によって接着し、且つ、枠体と第２パネルとを第２接着層によって接着する。ここで、第１接着層を構成する低融点金属材料と第２接着層を構成する低融点金属材料とが、共に等しい成分組成及び組成比を有する場合には、双方の低融点金属材料の融点は同一となるので、第１パネルと枠体と第２パネルの三者を同時に接着することができる。一方、第１接着層を構成する低融点金属材料と第２接着層を構成する低融点金属材料とが、成分組成及び組成比の少なくとも一方において異なっていると、融点も異なる可能性がある。このような場合には、いずれか高い方の融点以上の温度で加熱を行って第１パネルと枠体と第２パネルの三者を同時に接着することもできるが、融点の高い方の低融点金属材料を用いて先ず高い融点以上の温度にて一方のパネルと枠体とを接着し、次に融点の低い方の低融点金属材料を用いて低い融点以上の温度にて枠体と他方のパネルとを接着することができる。尚、工程（ロ)で、第１接着層及び第２接着層を構成する低融点金属材料の融点よりも低く、且つ、接着層を構成する低融点金属材料の融点以上の温度にて接着層による接着を行ってもよいし、接着層を構成する低融点金属材料の種類によっては常温若しくはその近傍温度で接着を行ってもよい。

第２Ａ及び第２Ｂの態様に係る封止パネル装置の製造方法において、上述のように工程（イ）では、第１パネル、枠体及び第２パネルの三者を第１接着層及び第２接着層を用いて接着するが、（ａ）これら三者を位置合わせした状態で同時に接着しても、あるいは、（ｂ）枠体を予め第１パネルか第２パネルのいずれか一方に接着しておき、この枠体を残りの他方のパネルに接着してもよい。（ａ）、（ｂ）のいずれの方法による接着も、窒素あるいは希ガス等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好適である。但し、（ｂ）の方法において、枠体をアノード電極が形成されている側のパネルに接着する際の雰囲気は、大気であっても構わない。（ｂ）の方法の方が、位置合わせ作業は簡便である。

本発明の全ての態様に係る封止パネル装置及び全ての態様に係るその製造方法において、開口部は、第１パネル、第２パネル及びシール部材の単独あるいは如何なる組合せにおいて設けられてもよく、またこれら三者の各々に設けられる開口部の個数も単数、複数を問わない。第１パネルや第２パネルに開口部を設ける場合、各パネルの機能や美観に支障を及ぼさない部位に設けることが必要であり、例えば、本発明の封止パネル装置として表示装置を想定する場合には、表示画面に対応する有効領域を避けることが肝要である。開口部の形状や大きさは特に限定されないが、この開口部の周囲には接着層が配され、加熱、押圧、超音波印加等の方法によって蓋部が接着されるので、このときの加熱、押圧、超音波印加等の影響が及ぶ範囲をなるべく狭い領域内に限定する観点からは、円形であって、パネル面積に比べて十分に小さく選択することが望ましい。第１パネルに開口部が設けられている場合には、この開口部を閉鎖する蓋部は接着層によって第１パネルに接着される。第２パネルに開口部が設けられている場合には、この開口部を閉鎖する蓋部は接着層によって第２パネルに接着される。

また、本発明の全ての態様に係る封止パネル装置及び全ての態様に係るその製造方法においてシール部材に開口部を設ける場合、開口部はどのような形態にて設けられてもよいが、パネルの周縁部に沿った方向の一部においてシール部材を切り欠くように設けることが最も実用的である。開口部がシール部材を切り欠くように設けられている場合、接着層による蓋部の接着はシール部材のみに対して行われもよいが、シール部材を横断し、第１パネルと第２パネルの双方の側面に対して行われることが一層好ましい。但し、かかる開口部を接着層を用いて蓋部で閉鎖しようとすると、シール部材の構成材料と接着層を構成する低融点金属材料との組合せによっては、これら両者が直接接触することが信頼性の観点から好ましくない場合もある。このような場合には、シール部材と接着層との間に何らかの補助的な部材を介在させることが好ましい。典型的には、第１Ａ及び第２Ａの態様に係る封止パネル装置及びその製造方法において、シール部材を構成するフリット・ガラスと接着層を構成する低融点金属材料との直接接触を避けるために、例えば先ず、開口部の周囲にフリット・ガラスから成る補助接着層を用いて貫通孔を有する補助枠体を接着し、この補助枠体の上に接着層を用いて蓋部を接着すればよい。かかる構成においては、第１パネルとシール部材と第２パネルと補助接着層と補助枠体と接着層と蓋部とによって囲まれた空間が真空となる。

本発明の封止パネル装置若しくはその製造方法において、第１パネルとシール部材と第２パネルと接着層と蓋部とによって囲まれた空間内には、非蒸発型のゲッターが備えられていてもよい。非蒸発型のゲッターとは、封止パネル装置の真空空間において、原形を保ったままで残留ガス吸着の機能を果たすタイプのゲッターである。非蒸発型のゲッターは、８００〜１０００°Ｃに加熱されて最終的に蒸着膜に変化される蒸発型のゲッターとは異なり、低融点金属材料の融点近傍の温度でも活性化することが可能である。できる限り低温化された製造プロセスにより空間の最終到達真空度を高めるために、非蒸発型のように低温で活性化できるゲッターは、本発明の封止パネル装置に用いるのに好適である。非蒸発型のゲッターの構成材料は一般にジルコニウム（Ｚｒ）その他の卑金属であり、形状や配設数は特に限定されない。本発明の封止パネル装置として、例えば２枚のパネルの対向距離が１ｍｍ以下と極めて小さい表示装置を想定する場合には、箔状の非蒸発型のゲッターを無機系接着剤を用いて第１パネル及び／又は第２パネルの適当な部位に貼付しておけばよい。場合によっては、パネル表面の一部を箱部によって構成し、パネル間の空間と箱部とを連通させ、この箱部内にゲッターを収容してもよい。

本発明の全ての態様に係る封止パネル装置及び全ての態様に係るその製造方法において、「低融点」の語が意味する温度範囲は、概ね４００゜Ｃ以下である。一般的なフリット・ガラスの軟化温度は６００゜Ｃ前後、焼成温度は４５０゜Ｃ前後であるから、低融点金属材料の融点はこれらの温度よりも更に低い。本発明では、低融点金属材料は接着層及びシール部材の構成材料として用いられるが、融点の下限は特に限定されない。接着層の構成材料として用いられる低融点金属材料については、１２０〜１６０°Ｃ程度の融点を持つ材料であれば、接着条件にも依存するが、室温でも押圧により接着を行うことが可能である。シール部材の構成材料として用いられる低融点金属材料は、接着層を構成する低融点金属材料よりも高い融点を有することが好ましい。

低融点金属材料としては、Ｉｎ（インジウム：融点１５７゜Ｃ）；インジウム−金系の低融点合金；Ｓｎ₈₀Ａｇ₂₀（融点２２０〜３７０゜Ｃ）、Ｓｎ₉₅Ｃｕ₅（融点２２７〜３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温はんだ；Ｐｂ_97.5Ａｇ_2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ_94.5Ａｇ_5.5（融点３０４〜３６５゜Ｃ）、Ｐｂ_97.5Ａｇ_1.5Ｓｎ_1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温はんだ；Ｚｎ₉₅Ａｌ₅（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ；Ｓｎ₅Ｐｂ₉₅（融点３００〜３１４゜Ｃ）、Ｓｎ₂Ｐｂ₉₈（融点３１６〜３２２゜Ｃ）等の錫−鉛系標準はんだ；Ａｕ₈₈Ｇａ₁₂（融点３８１゜Ｃ）等のろう材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。特に、インジウム（Ｉｎ）は、常温であっても圧力を加えることにより接着層として機能し得る低融点金属材料である。

本発明の全ての態様に係る封止パネル装置の製造方法において、工程（イ）又は工程（ロ）で加熱を行う場合には、ランプを用いた加熱、レーザを用いた加熱、炉を用いた加熱等の公知の加熱方法により行うことができる。また、工程（イ）においては、加熱炉中で加熱を行ってもよい。

本発明において、第１パネルとシール部材と第２パネルと接着層と蓋部とによって囲まれた空間の真空度は、封止パネル装置の構成に応じて異なる。封止パネル装置として冷陰極電界電子放出型の表示装置を想定した場合、要求される真空度はおおよそ１０^-4Ｐａのオーダー、あるいはそれ以上（即ち、より低圧）である。

本発明の全ての態様に係る封止パネル装置、及び本発明の全ての態様に係る封止パネル装置の製造方法における封止パネル装置としては、プラズマ表示装置、蛍光表示管、冷陰極電界電子放出型表示装置を例示することができる。冷陰極電界電子放出表示装置は、第１パネルが透明支持体、並びに、該透明支持体上に形成されたアノード電極及び蛍光体層から成り、第２パネルが支持体、並びに、該支持体上に形成され、アノード電極及び蛍光体層に対向した複数の冷陰極電界電子放出素子（以下、単に電界放出素子と称する）から成り、電界放出素子から放出された電子が蛍光体層に衝突することによる発光に基づいて表示を行う構成を有する。尚、冷陰極電界電子放出型表示装置を以下、単に表示装置と称することがある。

表示装置の構成要素である電界放出素子としては、公知の如何なる型式の電界放出素子をも用いることができ、例えば、所謂スピント型、平面型、エッジ型等の型式を例示することができる。

表示装置の第１パネルを構成する透明支持体として、ガラス基板、表面に絶縁層が形成されたガラス基板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板を例示することができる。また、表示装置の第２パネルを構成する支持体は、少なくとも表面が絶縁性部材より構成されていればよく、ガラス基板、表面に絶縁層が形成されたガラス基板、石英基板、表面に絶縁層が形成された石英基板、表面に絶縁膜が形成された半導体基板を用いることができる。蓋部を構成する材料として、ガラス、石英、ステンレススチール等の金属材料を例示することができる。

表示装置を構成するカソード電極及び電子放出部は、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）等の高融点金属を用いて形成することができる。表示装置を構成するゲート電極及びアノード電極は、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｕ）等の金属層又はこれらの金属元素を含む合金層、あるいは不純物を含有するシリコン等の半導体層を用いて形成することもできる。また、絶縁層の構成材料としては、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ガラス・ペースト硬化物を単独あるいは適宜積層して使用することができる。絶縁層の製膜には、ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法、印刷法等の公知のプロセスが利用できる。

以上の説明からも明らかなように、本発明の封止パネル装置あるいはその製造方法においては、シール部材を用いて２枚のパネルの全体若しくは大部分を接着する段階と、接着された２枚のパネルを真空雰囲気中に置き、２枚のパネルのいずれか又はシール部材に設けられた十分に小さな開口部に低融点金属材料から成る接着層を用いて蓋部を接着する段階から成る２段階プロセスによりパネル間の真空空間が形成される。従って、高い真空度を比較的短い時間内に達成することができ、チップ管を通じて排気を行う従来プロセスに比べ、スループットを著しく改善することが可能である。また、最終的なパネル封止が、２枚のパネルに比べて十分に面積の小さい開口部を蓋部と接着層とを用いて閉鎖するプロセスによって行われるため、この閉鎖に際してパネル全体を加熱する必要がなく、新たな脱ガスが生じない。従って、パネル間の空間の最終到達真空度も高いレベルに維持される。更に、第１パネルと第２パネルとが真空雰囲気中に置かれるとき、両パネルは既に接着されているため、真空中で両パネルの位置合わせを行うといった複雑な作業も不要である。更には、封止パネル装置の薄型化を図ることができる。本発明は特に、封止パネル装置として電界電子放出型の表示装置を想定した場合、表示装置の高信頼化、長寿命化、生産性の向上に大きく貢献する。

以下、図面を参照して、発明の実施例に基づき、本発明の封止パネル装置及びその製造方法について説明する。

実施例１は、第１Ａの態様を含む本発明の第１の態様に係る封止パネル装置、及び、第１Ａの態様を含む本発明の第１の態様に係る封止パネル装置の製造方法に関する。実施例１に係る封止パネル装置の概念図を図１に示し、この封止パネル装置を適用して構成された冷陰極電界電子放出型の表示装置の模式的断面図を図２に示し、かかる表示装置の一部を拡大して模式的に示す分解斜視図を図３に示す。また、第１Ａの態様に係る封止パネル装置の製造方法の工程図を図４に示し、更に、第１Ａの態様に係る封止パネル装置の製造方法の変形例と、第１Ａの態様に係る封止パネル装置の変形例を図５に示す。

図１に、実施例１の封止パネル装置の概念的な構成を示す。図１の（Ａ）は模式的断面図、図１の（Ｂ）は模式的斜視図である。対角画面寸法１４インチを想定して３０ｃｍ×２３ｃｍの矩形形状を有する第１パネル１１と第２パネル１２とは、周縁部においてシール部材２０ａによって接着されている。ここで、シール部材２０ａは厚さ１ｍｍのフリット・ガラスから成る。フリット・ガラスの焼成温度は約４５０°Ｃである。第１パネル１１は、封止パネル装置としての実用上の機能を果たす中央部の有効領域（２８ｃｍ×２１ｃｍ）と、この有効領域を機能を支援するために有効領域を額縁状に包囲する無効領域とを有する。尚、図においては、有効領域及び無効領域を明確化するために、有効領域に斜線を付した。また、シール部材にも明確化のため斜線を付した。無効領域には直径約５ｍｍの円形の開口部１３が設けられている。開口部１３は、接着層３０によって第１パネル１１に接着された蓋部４０により閉鎖されている。接着層３０は低融点金属材料から成り、ここではインジウムから成る内径８ｍｍ、外径１０ｍｍのリングを用いる。インジウムの融点は１５７°Ｃである。つまり、この封止パネル装置においては、シール部材２０ａを構成するフリット・ガラスの焼成温度の方が、接着層３０を構成する低融点金属材料よりも高い。蓋部４０は、直径１５ｍｍ、厚さ１ｍｍの円盤状のガラス板である。蓋部４０と接着層３０と第１パネル１１とシール部材２０ａと第２パネル１２とによって囲まれた空間は、真空（ＶＡＣ）とされている。

図２に、実施例１の封止パネル装置を表示装置に適用した例を示す。また、図３には表示装置の一部分を拡大して示す。第１パネル１１は、透明支持体１１０、並びに、透明支持体１１０上に形成されたアノード電極１１３及び３原色の蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂから成る。個々の蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂは一例として矩形形状を有しており、所定の規則的なパターンに従って配列されている。隣接する蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂの間は、カーボン等の光吸収性材料から成るブラック・マトリクス１１１で埋め込まれ、表示画像の色濁りが防止されている。図示は省略するが、蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂとアノード電極１１３の間には、表示画面の輝度を高める目的でアルミニウムの蒸着膜、所謂メタルバック膜が設けられていてもよい。又、図２及び図３では、透明支持体１１０上において蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂとアノード電極１１３とがこの順に積層されているが、積層順を逆にしても構わない。但し、積層順を逆とした場合には、表示装置の観察面側から見てアノード電極１１３が蛍光体層１１２の手前に来るため、アノード電極１１３をＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）等の透明導電材料にて構成する必要がある。

第２パネル１２は、支持体１２０、並びに、支持体１２０上に形成され、アノード電極１１３及び蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂに対向した複数の電界放出素子から成る。電界放出素子は、一方向に設けられた帯状のカソード電極１２１と、絶縁層１２２と、絶縁層１２２上に形成され、カソード電極１２１と直交する方向に帯状に形成されたゲート電極１２３と、カソード電極１２１とゲート電極１２３との重複領域においてゲート電極１２３及び絶縁層１２２に設けられた円形の電子放出用開口部１２５内に配された電子放出部から構成される。図２に示す表示装置においては、電子放出用開口部１２５の底面に露出したカソード電極１２１の部分が電子放出部として機能する、所謂平面型の電界放出素子が例示されているが、他の型式の電界放出素子であっても勿論構わない。例えば、カソード電極１２１上に導電材料から成る円錐形の電子放出部が形成されていれば、所謂スピント型の電界放出素子である。また、導電材料から成る電子放出層、絶縁層、ゲート電極層が順に積層され、ゲート電極、絶縁層及び電子放出層を貫通する開口部が形成され、開口部内に露出した電子放出層の端部が電子放出部とされていれば、これは所謂エッジ型の電界放出素子である。あるいは又、第１ゲート電極、第１絶縁層、電子放出層、第２絶縁層、第２ゲート電極が順に積層され、第２ゲート電極、第２絶縁層、電子放出層及び第１絶縁層を貫通する開口部が形成され、開口部内に露出した電子放出層の端部が電子放出部とされていれば、これも所謂エッジ型の電界放出素子である。

尚、図２では１画素の領域内に電子放出用開口部１２５が一つしか図示されていないが、実際には、図３に示すように、複数の電子放出用開口部１２５が形成される場合が多い。但し、本発明の封止パネル装置は、図２及び図３に何ら限定されるものではない。例えば、図３では、１画素の領域内に電子放出用開口部１２５が１６個形成されているが、勿論これは例示に過ぎず、実際には数千個にも及ぶ場合がある。また、アノード電極１１３とカソード電極１２１とゲート電極１２３の形成方向や、電子放出用開口部１２５の形状も任意である。

カソード電極１２１には走査回路５３から相対的に負電圧が印加され、ゲート電極１２３には制御回路５２から相対的に正電圧が印加され、アノード電極１１３にはゲート電極１２３よりも更に高い正電圧が加速電源５１から印加される。表示装置において表示を行う場合、制御回路５２にはビデオ信号、走査回路５３には走査信号が入力される。カソード電極１２１とゲート電極１２３とに電圧を印加した際に生ずる電界により、電子放出部から電子ｅが放出される。この電子ｅが、アノード電極１１３に引き付けられて蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂに衝突すると、蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂが発光し、所望の表示を得ることができる。この表示装置の動作は、基本的にゲート電極１２３に印加される電圧によって制御される。

表示装置の場合、蛍光体層１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂのマトリクスが形成されている領域が表示装置としての実用上の機能を果たす有効領域であり、マトリクスの周辺回路の収容や表示画面の機械的支持等、有効領域の機能を支援する領域が無効領域である。開口部１３は、この無効領域に形成されている。尚、開口部１３を第２パネル１２側の支持体１２０に設けてもよい。しかし、第２パネル１２上には電界放出素子が半導体プロセスと同様のプロセスによってミクロン・オーダーの精度で作製されており、電界放出素子への熱的歪みあるいは機械的歪みはできるだけ避けたいので、開口部１３はアノード電極１１３を有する第１パネル１１側に設ける方が望ましい。

第１パネル１１と第２パネル１２の無効領域には、非蒸発型のゲッター１５が貼付されている。ここでは、ゲッター１５として厚さ０．１〜０．２ｍｍのジルコニウム箔を使用する。この程度の厚さは、第１パネル１１と第２パネル１２の対向距離よりも十分に薄く、従ってゲッター１５が両パネルを短絡させる虞はない。ゲッター１５は無機系接着剤を用いて貼付するが、このとき、無機系接着剤の熱膨張係数及びこれと直接接触する部材の熱膨張係数を略一致させる。例えば、ゲッター１５を図２に示した表示装置に使用する場合、無機系接着剤としては、第１パネル１１を構成する透明支持体１１０、及び第２パネル１２を構成する支持体１２０と熱膨張係数が略一致するものを選択する。尚、図２には、ゲッター１５が第１パネル１１と第２パネル１２の双方に貼付された例を示したが、空間の真空度として十分に高い値が達成できる限りにおいて、いずれか一方のパネルにのみ貼付してもよい。あるいは又、場合によっては、ゲッターは不要である。

以下、上述した封止パネル装置の製造方法を、図４を参照して説明する。先ず、図４の（Ａ）に示すように、第１パネル１１と第２パネル１２の周縁部に、シール部材２０ｃを形成する。具体的には、フリット・ガラスを０．７ｍｍの厚さに塗布し、１００°Ｃのホットプレート上で乾燥させる。次に、第１パネル１１と第２パネル１２とを位置合わせし、約４００°Ｃで仮焼成を行ってフリット・ガラスに含まれる有機物を除去する。これにより、図４の（Ｂ）に示すように、シール部材２０ｃが融合してシール部材２０ａが形成され、両パネルが接着される。更に、約４５０°Ｃで本焼成を行い、接着状態をより強固にする。尚、封止パネル装置が上述のような表示装置である場合、本焼成を行う雰囲気は希ガス又は窒素ガス等を含む不活性ガス雰囲気であることが望ましい。これは、カソード電極の酸化やゲッター１５の劣化を防止するためである。

続いて、シール部材２０ａにより接着された第１パネル１１と第２パネル１２を真空容器ＶＣ内にセットし、第１パネル１１上に開口部１３を取り囲むように接着層３０を載置し、更に、図示されない治具を用いて開口部１３の上方に蓋部４０を保持する。尚、ここでは接着層３０としてインジウムのリングを想定しているので、接着層３０を第１パネル１１上に載置したが、接着層３０は予め蓋部４０に設けても、あるいは、第１パネル１１と蓋部４０の双方に設けてもよい。この状態で、真空容器ＶＣを１０^-6Ｐａのオーダーの真空度となるまで排気し、続いて排気を継続したまま、全体を例えば約３５０°Ｃで５〜６時間加熱することによりパネルやシール部材の脱ガスを促進させる。脱ガスの開始に伴って、真空度は一時的に２桁程度低下するが、上記の時間内には１０^-6Ｐａのオーダーに回復する。尚、図４には示していないが、非蒸発型のゲッターは、このときの加熱により脱ガスされる。

次に、接着層３０の上に位置合わせした蓋部４０を載せ、接着層３０を完全に押し潰さないように注意しながら押圧する。次に、接着層３０を約１６０°Ｃに加熱する。この温度は、接着層３０を構成する低融点金属材料、即ち、ここではインジウムの融点よりも高く、そして当然のことながら、シール部材２０ａを構成するフリット・ガラスの焼成温度よりも低い。このようにして、図４の（Ｄ）に示すように、第１パネル１１と蓋部４０とを完全に接着する。接着層３０の加熱は、例えば接着層３０の直径と同等のビーム径に集光されたハロゲン・ランプ光を第１パネル１１側から照射して行うことができる。ハロゲン・ランプの出力を適切に設定すると、照射開始直後は接着層３０が選択的に加熱され、他の部分は殆ど加熱されない。従って、パネルの内壁や既に形成されているシール部材２０ａから新たな脱ガスを生じることがなく、最終的に形成される空間の真空度を１０^-4Ｐａのオーダーに維持することができる。しかも、両パネルが真空雰囲気中に置かれた状態で封止が行われるため、封止後に排気を行う方法に比べてスループットも格段に優れている。尚、接着条件、使用する低融点金属材料の種類によっては、押圧のみで接着を行うこともできる。

尚、図４の（Ａ）では、第１パネル１１と第２パネル１２の双方にシール部材２０ｃを配置しており、第１パネル１１と第２パネル１２の対向距離を大きく設定したい場合に適しているが、シール部材２０ｃの配置はこれに限られない。例えば、図５の（Ａ）に示すように、シール部材２０ｃを第２パネル１２上のみに配置しても、あるいは図５の（Ｂ）に示すように、第１パネル１１上のみに配置してもよい。

また、図５の（Ｃ）に示すように、第１パネル１１と第２パネル１２との間隔を一定に維持するための間隔維持部材１６が、第１パネル１１と第２パネル１２との間に挟持されていてもよい。この間隔維持部材１６は、絶縁性を有する剛性材料、例えばガラス球や円柱体から成る。かかる封止パネル装置を製造するには、シール部材２０ｃを形成した後の第２パネル１２の表面に、間隔維持部材１６を塗布、散布、吹付け等の方法により配置し、しかる後に第１パネル１１を接着すればよい。かかる構成を有する封止パネル装置においては、パネル間の対向距離は、実質的に間隔維持部材１６の寸法により決定される。従って、シール部材２０ａの形成段階におけるシール部材２０ａの寸法制御や形状制御の負担を軽減しても、寸法精度に優れる封止パネル装置を得ることができる。

実施例２は、第１Ｂの態様に係る封止パネル装置、及び、第１Ｂの態様に係る封止パネル装置の製造方法に関する。実施例２に係る封止パネル装置では、シール部材２０ａの構成材料として、実施例１におけるフリット・ガラスに替えて、低融点金属材料を用いる。シール部材２０ａを構成する低融点金属材料の融点は、接着層３０を構成する低融点金属材料の融点よりも高い。実施例２に係る封止パネル装置の構成は、実施例１に係る封止パネル装置の構成と同様であり、図１〜図３、及び図５の（Ｃ）に示したとおりである。ただし、実施例２では実施例１と異なり、シール部材２０ａ自体に導電性が備わっているため、例えば図２においては、加速電源５１に対する接続端子を形成するためにアノード電極１１３を外部に引き出す部分には、シール部材２０ａとアノード電極１１３との間に、通常形成されるパッシベーション膜とは別に絶縁層を形成しておくことが望ましい。また、制御回路５２に対する接続端子を形成するためにゲート電極１２３を外部に引き出す部分にも、シール部材２０ａとゲート電極１２３との間に、通常形成されるパッシベーション膜とは別に絶縁層を形成しておくことが望ましい。

更に、シール部材２０ａを低融点金属材料により構成する場合の封止パネル装置の好ましい構成を、図５の（Ｄ）に示す。この構成においては、第１パネル１１とシール部材２０ａとの間、及び、シール部材２０ａと第２パネル１２との間に濡れ性改善層１７が設けられている。ただし、濡れ性改善層１７をどこに設けるかは、低融点金属材料に対する第１パネル及び第２パネルの濡れ性に応じて決定すればよく、第１パネル１１側のみ、あるいは第２パネル１２側のみに設けてもよいし、第１パネル１１及び第２パネル１２の両側に設けてもよい。濡れ性改善層１７を設けた場合、加熱前の濡れ性改善層１７とシール部材２０ｃとの位置合わせ精度がそれ程高くなくても、加熱を経て最終的な接着が終了した時点で低融点金属材料が自らの表面張力により濡れ性改善層の上に自己整合的に収斂し、最終的に濡れ性改善層１７とシール部材２０ａとが正確に位置合わせされるメリットがある。

濡れ性改善層１７は、例えばチタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、酸化銅（ＣｕＯ）を用いて構成することができる。厚さは、０．１μｍ前後であればよい。尚、濡れ性改善層１７の表面には自然酸化膜が生成する場合があるので、シール部材２０ａを形成する直前に、自然酸化膜を除去することが好適である。自然酸化膜の除去は、エッチング法、超音波印加法等の公知の方法で行うことができる。濡れ性改善層の形成方法として、スパッタ法、メッキ法を例示することができる。

実施例２に係る封止パネル装置の製造プロセスは、概念的には図４、図５の（Ａ）及び図５の（Ｂ）に示したとおりであるが、以下、低融点金属材料の使用に伴う相違点について説明する。先ず、図４の（Ａ）に示す段階では、第１パネル１１及び第２パネルの周縁部にシール部材２０ｃを形成または配置する。ここで、「形成」とは蒸着法、スパッタリング法、イオン・プレーティング法等の真空薄膜形成技術による製膜を意味し、「配置」とは線材や箔の載置又は貼り付けを意味する。これら「形成」又は「配置」の方法によっては、図５の（Ａ）又は図５の（Ｂ）に示したように、第１パネル１１又は第２パネル１２のいずれか一方のみにシール部材２０ｃが存在しても構わない。ここではシール部材２０ｃの構成材料として、錫系はんだ（融点３１０〜３５０°Ｃ）を使用する。

次に、図４の（Ｂ）に示す段階では、約３７０°Ｃで加熱を行ってシール部材２０ａを形成し、第１パネル１１と第２パネル１２を接着する。この加熱温度は、シール部材２０ｃを構成する低融点金属材料の融点よりも高い。続いて、図４の（Ｃ）に示す段階以降は、実施例１で述べたプロセスと同様である。即ち、接着層３０としてインジウムのリングを使用し、真空雰囲気下、１６０°Ｃの加熱条件下で接着を行う。この温度は当然ながら、シール部材２０ｃの構成材料である錫系はんだの融点よりも低く、接着層３０を構成するインジウムの融点よりも高い。尚、実施例２においても、実施例１で述べた間隔維持部材１６を同様に用いることができる。

実施例３は、実施例１又は実施例２の変形例である。即ち、実施例３の封止パネル装置においては、図６の（Ａ）及び図６の（Ｂ）に示すように、シール部材２０ａの一部をパネルの周縁部に沿った方向の一部において切り欠くように開口部１４が設けられており、この開口部１４の周囲に配された補助接着層３３によって先ず補助枠体４３が接着され、更にこの補助枠体４３の上に配された接着層３１によって蓋部４１が接着されている。蓋部４１は、第１パネル１１の縁部からシール部材２０ａを横断し、第２パネル１２の縁部に亙るように設けられている。かかる構成は、無効領域の面積に開口部を設ける余裕が無い場合に有効である。しかも、パネル面の上下方向に蓋部や接着層による突起が生じないので、表示装置の薄型化に有利である。

実施例３の封止パネル装置におけるシール部材２０ａは、フリット・ガラス、低融点金属材料のいずれにより構成されてもよいが、フリット・ガラスにより構成される場合に特に有効である。これは、フリット・ガラスから成るシール部材２０ａと低融点金属材料から成る接着層３１の直接接触を避けることができるからである。このようにシール部材２０ａがフリット・ガラスから成る場合は、補助接着層３３もフリット・ガラスを用いて構成することが、信頼性確保の観点から最も簡便である。貫通孔を有する補助枠体４３は、ガラス、金属、セラミクス等の材料から構成することができる。尚、シール部材２０ａが低融点金属材料から成る場合には、補助接着層３３や補助枠体４３は必ずしも必要ではない。実施例３における封止パネル装置においては、間隔維持部材や濡れ性改善層も適宜併用することができる。

実施例３の封止パネル装置の製造方法を、図７を参照して説明する。焼成条件や真空排気条件は実施例１で述べた通りでよく、ここでは実施例１と相違する部分を中心に述べる。先ず、図７の（Ａ）に示すように、第１パネル１１及び第２パネル１２の周縁部に、例えばフリット・ガラスから成るシール部材２０ｃを形成する。このとき、開口部１４の形成予定領域を残すようにフリット・ガラスを塗布する。また、開口部１４の周辺には補助接着層３３を形成しておく。補助接着層３３は、シール部材２０ｃと異なる材料を用いて構成してもよいが、シール部材２０ｃと同じくフリット・ガラスを用いて構成することが最も簡便である。なぜなら、シール部材２０ｃを形成する際に、フリット・ガラスを両パネルの外縁部にはみ出すように塗布すれば、補助接着層３３はシール部材２０ｃの延在部分として形成することができるからである。あるいは、補助接着層３３は予め補助枠体４３上に形成しておいても良く、補助接着層３３をシール部材２０ｃとを互いに異なる材料にて構成する場合には、かかる方法が簡便である。

次に、第１パネル１１と第２パネル１２と補助枠体４３とを位置合わせし、仮焼成及び本焼成を行う。これにより、図７の（Ｂ）に示すように、両パネルがシール部材２０ａにより接着され、更に、補助接着層３３により補助枠体４３が開口部１４の周囲に接着される。

次に、図７の（Ｃ）に示すように、互いに接着された第１パネル１１と第２パネル１２と補助枠体４３とを真空容器ＶＣ内にセットし、補助枠体４３上に貫通孔を取り囲むように例えばインジウムから成る接着層３１を載置し、更に、図示されない治具を用いて開口部１４の延長上に蓋部４１を保持する。尚、接着層３１を予め蓋部４１に設けても、あるいは、補助枠体４３と蓋部４１の双方に設けてもよい。この状態で、真空容器ＶＣを排気し、続いて排気を継続したまま全体を加熱することにより、パネル、シール部材、接着層、補助接着層の脱ガスを促進させる。この後、接着層３１の上に位置合わせした蓋部４１を載せ、押圧、加熱を行えば、図７の（Ｄ）に示すように、補助枠体４３と蓋部４１とを完全に接着することができる。

実施例４は、実施例１〜実施例３とは異なり、シール部材が枠体を含む第２Ａ及び２Ｂの態様に係る封止パネル装置、並びに、第２Ａ及び２Ｂの態様に係る封止パネル装置の製造方法に関する。実施例４に係る封止パネル装置の概念図を図８に示し、これらの封止パネル装置を適用して構成された表示装置の模式的断面図を図９に示す。また、第２の態様に係る封止パネル装置の製造方法の概念図を図１０〜図１３に示す。尚、これらの図面で使用する符号は図１〜図６と一部共通であり、共通部分については詳しい説明を省略する。

図８に、第２Ａ及び第２Ａの構成に係る封止パネル装置の概念図を示す。図８の（Ａ）は模式的断面図、図８の（Ｂ）は模式的斜視図である。矩形形状を有する第１パネル１１と第２パネル１２とは、シール部材２０ｂによって接着されており、このシール部材２０ｂは、第１接着層２１と枠体２３と第２接着層２２とから構成されている。第１パネル１１と枠体２３とは第１接着層２１によって接着されており、第２パネル１２と枠体２３とは第２接着層２２によって接着されている。第２Ａの態様に係る封止パネル装置においては、第１接着層２１と第２接着層２２は共にフリット・ガラスから成る。第２Ｂの態様に係る封止パネル装置においては、第１接着層２１と第２接着層２２は共に低融点金属材料から成る。第１パネル１１の無効領域には開口部１３が設けられており、この開口部１３は、低融点金属材料から成る接着層３０によって第１パネル１１に接着された蓋部４０により閉鎖されている。蓋部４０と接着層３０と第１パネル１１と第１接着層２１と枠体２３と第２接着層２２と第２パネル１２とによって囲まれた空間は、真空（ＶＡＣ）とされている。

図９に、実施例４の封止パネル装置を表示装置に適用した例を示す。この表示装置は、図２に示した実施例１の封止パネル装置におけるシール部材２０ａが、第１接着層２１と枠体２３と第２接着層２２から成るシール部材２０ｂに置き換わった構成を有する。かかる構成を有する表示装置においては、パネル間の対向距離は、実質的に枠体２３の高さにより決定される。従って、枠体２３の高さを選択することにより、実施例１〜実施例３に係る封止パネル装置に比べて、パネル間の対向距離をより長く設定することが可能であり、アノード／カソード間の電位差が７ｋＶ程度の所謂高電圧タイプの表示装置に有効である。

以下、実施例４の封止パネル装置の製造方法について説明する。枠体２３を用いた封止パネル装置の製造方法は、（ａ）第１パネルと枠体と第２パネルの三者を同時に位置合わせして接着する方法と、（ｂ）先ず、一方のパネルと枠体とを接着し、その後、枠体に他方のパネルを接着する方法に大別される。（ａ）の方法を図１０及び図１１に示し、（ｂ）の方法を図１２及び図１３に示す。

（ａ）の方法においては、先ず図１０の（Ａ）に示すように、第１パネル１１の周縁部及び枠体２３の一方の面に第１接着層２１ｃを配し、枠体２３の他方の面及び第２パネル１２の周縁部に第２接着層２２ｃを配する。第２Ａの態様に係る製造方法においては、第１接着層２１ｃと第２接着層２２ｃは共にフリット・ガラスから成り、双方の接着層を構成するフリット・ガラスは、同一組成を有するか、若しくは焼成温度が同一又は近似したものとする。第２Ｂの態様に係る製造方法においては、第１接着層２１ｃと第２接着層２２ｃは共に低融点金属材料から成り、双方の接着層を構成する低融点金属材料は、同一組成を有するか、若しくは融点が同一又は近似したものとする。尚、図１０の（Ａ）には、第１接着層２１ｃと第２接着層２２ｃとを第１パネル１１、枠体２３及び第２パネル１２に配した例を示したが、この段階における第１接着層２１ｃと第２接着層２２ｃの配設パターンには図１１の（Ａ）〜（Ｉ）に示す計９通りがあり、第１パネル１１及び／又は枠体２３に対する第１接着層２１ｃの濡れ性や所望の接着強度、並びに、枠体２３及び／又は第２パネル１２に対する第２接着層２２ｃの濡れ性と所望の接着強度に応じて、適宜選択すればよい。

次に、図１０の（Ｂ）に示すように、第１パネル１１、枠体２３、第２パネル１２の三者を位置合わせし、第１接着層２１及び第２接着層２２で接着する。このときの接着は、第２Ａの態様に係る製造方法においてはフリット・ガラスの仮焼成温度及び本焼成温度にて、又、第２Ｂの態様に係る製造方法においては第１接着層２１ｃ及び第２接着層２２ｃを構成する低融点金属材料の融点よりも高い温度で行う。尚、フリット・ガラスの本焼成、及び低融点金属材料を用いた接着は、不活性ガス雰囲気中で行うことが好適である。

以後、図１０の（Ｃ）に示すように、シール部材２０ｂにより接着された第１パネル１１と第２パネル１２を真空容器ＶＣ内にセットし、実施例１又は実施例２で述べたプロセスに従い、低融点金属材料から成る接着層３０を用いて蓋部４０を接着し、封止を行う。蓋部４０を接着する際の温度は１６０°Ｃと低く、且つ、接着のための加熱は極めて局所的に行われるので、第１接着層２１ｃ及び第２接着層２２ｃをフリット・ガラスあるいは低融点金属材料のいずれを用いて形成した場合にも、第１接着層２１や枠体２３や第２接着層２２、並びに第１パネル１１や第２パネル１２から新たな脱ガスが生ずることがない。従って、図１０の（Ｄ）に示す封止パネル装置において、空間の最終到達真空度を極めて高いレベルに維持することが可能となる。

一方、（ｂ）の方法においては、例えば、第１段階として第１接着層２１による第１パネル１１と枠体２３との接着を行い、第２段階として第２接着層２２による枠体２３と第２パネル１２との接着を行う。従って、第２段階で行われる加熱により、第１段階で既に形成された第１接着層２１が変形したり流失したりすることを避けるために、第１接着層２１は第２接着層２２よりも耐熱性の高い材料にて構成する必要がある。即ち、第２Ａの態様に係る製造方法では、第１接着層２１を構成するフリット・ガラスの焼成温度は、第２接着層２２を構成するフリット・ガラスの焼成温度よりも高くなければならず、第２Ｂの態様に係る製造方法では、第１接着層２１を構成する低融点金属材料の融点は、第２接着層２２を構成する低融点金属材料の融点よりも高くなければならない。

先ず、図１２の（Ａ）に示すように、第１パネル１１の周縁部と枠体２３とに第１接着層２１ｃを配する。次に、図１２の（Ｂ）に示すように、加熱を行って第１パネル１１と枠体２３とを第１接着層２１により接着する。このときの加熱は、第１接着層２１がフリット・ガラスから成る場合にはこのフリット・ガラスの仮焼成温度及び本焼成温度にて行い、又、第１接着層２１が低融点金属材料から成る場合にはこの低融点金属材料の融点以上の温度にて行う。

次に、図１２の（Ｃ）に示すように、枠体２３と第２パネル１２の周縁部に第２接着層２２ｃを配する。図１２の（Ｃ）には、第２接着層２２ｃとを枠体２３と第２パネル１２の双方に配した例を示したが、この段階における第１接着層２１ｃと第２接着層２２ｃの配設パターンには図１３の（Ａ）〜（Ｃ）に示す計３通りがあり、第２パネル１１及び／又は枠体２３に対する第２接着層２２ｃの濡れ性や所望の接着強度に応じて、適宜選択すればよい。尚、第１接着層２１ｃの配置パターンについても同様に３通りが存在するので、（ｂ）の方法における第１接着層２１ｃと第２接着層２２ｃの配置パターンには計９通りが存在することになる。

次に、加熱を行って枠体２３と第２パネル１２とを第２接着層２２により接着する。このときの加熱は、第２接着層２２がフリット・ガラスから成る場合にはこのフリット・ガラスの仮焼成温度及び本焼成温度にて行うが、第１接着層２１を構成するフリット・ガラスの仮焼成温度よりも低い温度とする。又、第２接着層２２が低融点金属材料から成る場合にはこの低融点金属材料の融点以上の温度にて行うが、第１接着層２１を構成する低融点金属材料の融点よりも低い温度とする。この後、上述したプロセスに従って接着層３０により蓋部４０を接着し、封止パネル装置を完成させる。

尚、第２Ａ及び第２Ｂの態様の中間的な態様として、第１接着層２１をフリット・ガラス、第２接着層２２を低融点金属材料から構成することも可能である。このような場合には、フリット・ガラスの焼成温度にて先ず第１パネルと枠体とを接着し、しかる後に、この焼成温度より低く、低融点金属材料の融点以上の温度にて枠体と第２パネルを接着すればよい。また、第１パネルが表示装置においてアノード電極が形成される側のパネルである場合、高電圧が印加されるアノード電極の引出し部の絶縁性を高めるために、第１接着層の中でアノード電極の引出し部の近傍のみをフリット・ガラスで構成し、残部を低融点金属材料で構成することもできる。

実施例５は、実施例４の変形例である。即ち、実施例５の封止パネル装置においては、図１４の（Ａ）及び図１４の（Ｂ）に示すように、シール部材２０ｂの一部をパネルの周縁部に沿った方向の一部において切り欠くように開口部１５が設けられている。つまり、開口部１５は第１接着層２１と枠体２３と第２接着層２２の全てを同一部位で切り欠くように設けられており、この開口部１５の周囲に配された補助接着層３４によって先ず補助枠体４４が接着され、更にこの補助枠体４４の上に配された接着層３２によって蓋部４２が接着されている。蓋部４２は、第１パネル１１の縁部からシール部材２０ａを横断し、第２パネル１２の縁部に亙るように設けられている。

実施例５に係る封止パネル装置のシ−ル部材２０ｂに含まれる第１接着層２１、第２接着層２２及び補助接着層３４は、フリット・ガラス、低融点金属材料のいずれにより構成されてもよいが、以下、これら三者をいずれもフリット・ガラスとする場合の製造方法を、図１５を参照して説明する。焼成条件や真空排気条件は実施例４で述べた通りでよく、ここでは実施例４と相違する部分を中心に述べる。先ず、図１５の（Ａ）に示すように、第１パネル１１と第２パネル１２の周縁部であって、開口部１４の形成予定領域を残す部位に、フリット・ガラスを塗布する。又、枠体２３の両面にもフリット・ガラスを塗布する。更に、開口部１５の周辺には補助接着層３４を形成しておく。この補助接着層３４は、第１接着層２１ｃや第２接着層２２ｃの延在部分として形成してもよいし、あるいは第１接着層２１ｃや第２接着層２２ｃとは別に形成してもよいし、更にあるいは補助枠体４４上に形成してもよい。

次に、第１パネル１１と第２パネル１２と補助枠体４４とを位置合わせし、仮焼成及び本焼成を行う。これにより、図１５の（Ｂ）に示すように、両パネルと枠体２３とがそれぞれ第１接着層２１及び第２接着層２２により接着され、更に、補助接着層３４により補助枠体４４が開口部１５の周囲に接着される。

次に、図１５の（Ｃ）に示すように、互いに接着された第１パネル１１と第２パネル１２と補助枠体４４とを真空容器ＶＣ内にセットし、補助枠体４４上に貫通孔を取り囲むように例えばインジウムから成る接着層３２を載置し、更に、図示されない治具を用いて開口部１５の延長上に蓋部４２を保持する。尚、接着層３２は予め蓋部４２に設けても、あるいは、補助枠体４４と蓋部４２の双方に設けてもよい。この状態で、真空容器ＶＣを排気し、続いて排気を継続したまま全体を加熱することにより、パネル、シール部材、接着層、補助接着層の脱ガスを促進させる。この後、接着層３２の上に位置合わせした蓋部４２を載せ、押圧、加熱を行えば、図１５の（Ｄ）に示すように、補助枠体４４と蓋部４２とを完全に接着することができる。

以上、本発明を、発明の実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。封止パネル装置の構造の細部、封止パネル装置を適用した表示装置の構造の細部は例示であり、適宜変更、選択、組合せが可能である。例えば、間隔維持部材１６や濡れ性改善層１７は、本発明の全ての態様に係る封止パネル装置及びその製造方法に適用することができる。また、本発明の全ての態様に係る封止パネル装置を適用して表示装置を構成することができる。

本発明の封止パネル装置あるいはその製造方法においては、第１パネル及び／又は第２パネルとして、周縁部にフリット・ガラスから成る突起部（第２の態様に係る封止パネル装置における枠体に相当する）が形成された第１パネル及び／又は第２パネルを用いることもできる。そして、必要に応じて、第１パネル及び／又は第２パネルのかかる突起部に低融点金属材料から成るシール部材を形成し、あるいは配置すればよい。また、かかる構造の第１パネル及び／又は第２パネルを用いる場合であって、濡れ性改善層を形成する必要がある場合には、フリット・ガラスから成る突起部の頂面に濡れ性改善層を形成すればよい。

又、本発明の封止パネル装置の製造方法においては、低融点金属材料から成る接着層、第１接着層又は第２接着層の表面に自然酸化膜が生成する場合があるので、加熱による接着を行う直前に、自然酸化膜を除去することが好適である。自然酸化膜の除去は、例えば、希塩酸を用いたウェットエッチング法、塩素系ガスを用いたドライエッチング法、超音波印加法等の公知の方法で行うことができる。

本発明の封止パネル装置を適用した表示装置においては、収束電極を設けてもよい。即ち、電界放出素子を構成するゲート電極１２３上に層間絶縁層を形成し、更に、その上に収束電極を形成した構成とすることもできる。尚、この場合には、層間絶縁層及び収束電極には、電子放出用開口部１２５と連通した開口部を設けておく。

また、本発明の封止パネル装置を適用した表示装置においては、第１パネルと第２パネルの少なくとも一方において、パネル表面の一部はゲッターを収容するための箱部によって構成されており、かかるゲッター室には開口部が設けられており、開口部は低融点金属材料から成る接着層によってパネルを構成するゲッター室に接着された蓋部により閉鎖された構造とすることもできる。第１パネル１１の表面の一部がゲッター６３を収容するための箱部６０で形成された封止パネル装置を概念的に図１６に示す。また、かかる封止パネル装置の概念的に示す分解斜視図を図１７に示す。尚、図１７に示した封止パネル装置の基本的な構成は実施例４と同様であるが、他の封止パネル装置にもゲッター６３を収容するための箱部６０を適用することができることは云うまでもない。ここで、これらの図面の符号は図８と一部共通であり、共通部分については詳しい説明を省略する。図１７では、第１接着層２１と第２接着層２２の図示を省略し、第１パネル１１の有効領域と第２パネル１２を明確化するために斜線を施した。

箱部６０に設けられた開口部６１は、低融点金属材料から成る接着層３０によって第１パネル１０の一部を構成する箱部６０に接着された蓋部４０により閉鎖されている。箱部６０は例えばガラスを用いて構成され、底の無い直方体形状を有する。箱部６０の底側の四辺は、図示しない接着材層（例えば、フリット・ガラスから成る）を用いて第１パネル１１の無効領域に接着されている。箱部６０内において、箱部６０の天井面と第１パネル１１の上面との間に一対の板ばね６４が架け渡されており、この板ばね６４の付勢によって円盤状のゲッター６３が箱部６０内に保持されている。このゲッター６３は非蒸発型であり、例えばジルコニウム等の卑金属から成る。箱部６０の上面には開口部６１が設けられている。箱部６０に囲まれる第１パネル１１の領域には、第１パネル１１と第２パネル１２との間の空間と箱部６０内とを連通させるための貫通孔６２が設けられている。

シール部材に枠体が含まれない実施例１及び実施例２に係る封止パネル装置の概念図である。表示装置として構成された実施例１に係る封止パネル装置の模式的断面図である。図２に示した封止パネル装置の一部を拡大して示す分解斜視図である。実施例１及び実施例２に係る封止パネル装置の製造方法を概念的に示す工程図である。実施例１に係る封止パネル装置及びその製造方法の変形例を示す概念図である。シール部材に開口部が設けられた実施例３に係る封止パネル装置の変形例の概念図である。実施例３に係る封止パネル装置の製造方法を概念的に示す工程図である。シール部材に枠体が含まれる実施例４に係る封止パネル装置の概念図である。表示装置として構成された実施例４に係る封止パネル装置の概念図である。実施例４に係る封止パネル装置の製造方法であって、第１パネルと枠体と第２パネルを同時に接着する方法を概念的に示す工程図である。図１０に示した製造方法の変形例を示す概念図である。実施例４に係る封止パネル装置の製造方法であって、第１パネルと枠体とを先に接着する方法を概念的に示す工程図である。図１１に示した製造方法の変形例を示す概念図である。シール部材に開口部が設けられた実施例５に係る封止パネル装置の変形例の概念図である。実施例５に係る封止パネル装置の製造方法を概念的に示す工程図である。第１パネルの表面の一部がゲッターを収容するための箱部で形成された封止パネル装置を概念的に示す断面図である。図１６に示した封止パネル装置を概念的に示す分解斜視図である。

符号の説明

１１・・・第１パネル、１２・・・第２パネル、１５・・・ゲッター、１６・・・間隔維持部材、１７・・・濡れ性改善層、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ・・・シール部材、２１・・・第１接着層、２２・・・第２接着層、２３・・・枠体、３０，３１，３２・・・接着層、４０，４１，４２・・・蓋部、３３，３４・・・補助接着層、４３，４４・・・補助枠体、１１０・・・透明支持体、１１１・・・ブラック・マトリクス、１１２Ｒ，１１２Ｇ，１１２Ｂ・・・蛍光体層、１１３・・・アノード電極、１２０・・・支持体、１２１・・・カソード電極、１２３・・・ゲート電極、５１・・・加速電源、５２・・・制御回路、５３・・・走査回路、６０・・・箱部、６１・・・開口部、６２・・・貫通孔、６３・・・ゲッター、６４・・・板ばね

Claims

対向配置された第１パネルと第２パネルから成り、
第１パネルと第２パネルとは、周縁部において、シール部材を用いて接着されている封止パネル装置であって、
シール部材は、枠体、第１接着層、及び、第２接着層から構成されており、
第１パネルと該枠体とは、第１接着層の加熱処理によって接着されており、
第２パネルと該枠体とは、第２接着層の加熱処理によって接着されており、
第２接着層の加熱温度は、第１接着層の加熱温度よりも低いことを特徴とする封止パネル装置。
第１接着層はフリット・ガラスから成り、第２接着層はフリット・ガラスから成ることを特徴とする請求項１に記載の封止パネル装置。
第１接着層は低融点金属材料から成り、第２接着層は低融点金属材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の封止パネル装置。
第１接着層はフリット・ガラスから成り、第２接着層は低融点金属材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の封止パネル装置。
第１接着層、及び／又は、第２接着層は、Ｉｎ、インジウム−金系の低融点合金、錫（Ｓｎ）系高温はんだ、鉛（Ｐｂ）系高温はんだ、亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ、あるいは、ろう材から成ることを特徴とする請求項３に記載の封止パネル装置。
第２接着層は、Ｉｎ、インジウム−金系の低融点合金、錫（Ｓｎ）系高温はんだ、鉛（Ｐｂ）系高温はんだ、亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ、あるいは、ろう材から成ることを特徴とする請求項４に記載の封止パネル装置。
第１パネルとシール部材との間、及び／又は、シール部材と第２パネルとの間に、濡れ性改善層が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の封止パネル装置。
シール部材と第２パネルとの間に、濡れ性改善層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の封止パネル装置。
濡れ性改善層は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、あるいは、酸化銅（ＣｕＯ）により構成されていることを特徴とする請求項７あるいは請求項８に記載の封止パネル装置。
第１パネルは、透明支持体、並びに、該透明支持体上に形成されたアノード電極及び蛍光体層から成り、
第２パネルは、支持体、並びに、該支持体上に形成され、アノード電極及び蛍光体層に対向した複数の冷陰極電界電子放出素子から成ることを特徴とする請求項１に記載の封止パネル装置。
対向配置された第１パネルと第２パネルから成り、第１パネルと第２パネルとは、周縁部において、枠体、第１接着層、及び、第２接着層から成るシール部材を用いて接着されている封止パネル装置の製造方法であって、
（１）第１パネルの周縁部、及び／又は、枠体に、第１接着層を配し、
（２）加熱処理によって第１パネルと枠体とを第１接着層により接着し、
（３）第２パネルの周縁部、及び／又は、枠体に、第２接着層を配し、
（４）第１接着層の加熱温度よりも低い温度での加熱処理によって枠体と第２パネルとを第２接着層により接着することを特徴とする封止パネル装置の製造方法。
第１接着層はフリット・ガラスから成り、第２接着層はフリット・ガラスから成ることを特徴とする請求項１１に記載の封止パネル装置の製造方法。
第１接着層は低融点金属材料から成り、第２接着層は低融点金属材料から成ることを特徴とする請求項１１に記載の封止パネル装置の製造方法。
第１接着層はフリット・ガラスから成り、第２接着層は低融点金属材料から成ることを特徴とする請求項１１に記載の封止パネル装置の製造方法。
第１接着層、及び／又は、第２接着層は、Ｉｎ、インジウム−金系の低融点合金、錫（Ｓｎ）系高温はんだ、鉛（Ｐｂ）系高温はんだ、亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ、あるいは、ろう材から成ることを特徴とする請求項１３に記載の封止パネル装置の製造方法。
第２接着層は、Ｉｎ、インジウム−金系の低融点合金、錫（Ｓｎ）系高温はんだ、鉛（Ｐｂ）系高温はんだ、亜鉛（Ｚｎ）系高温はんだ、あるいは、ろう材から成ることを特徴とする請求項１４に記載の封止パネル装置の製造方法。
第１パネルとシール部材との間、及び／又は、シール部材と第２パネルとの間に、濡れ性改善層が設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の封止パネル装置の製造方法。
シール部材と第２パネルとの間に、濡れ性改善層が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の封止パネル装置の製造方法。
濡れ性改善層は、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、あるいは、酸化銅（ＣｕＯ）により構成されていることを特徴とする請求項１７あるいは請求項１８に記載の封止パネル装置の製造方法。
第１パネルは、透明支持体、並びに、該透明支持体上に形成されたアノード電極及び蛍光体層から成り、
第２パネルは、支持体、並びに、該支持体上に形成され、アノード電極及び蛍光体層に対向した複数の冷陰極電界電子放出素子から成ることを特徴とする請求項１１に記載の封止パネル装置の製造方法。