JP2007311315A - 密閉容器及び密閉容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】封着時間を封着時間を短縮でき、またプレートへのダメージを減らすことで、信頼性の高い密閉容器または密閉容器の製造方法を提供する。
【解決手段】表示装置１は、フェースプレート１０と、リアプレート２０と、枠体３０と、熱伝導枠４０と、封着材４５とを具備する。フェースプレート１０は、枠体３０の枠部の外周側を露出させて枠体３０の一方の開口部を覆う。リアプレート２０は、枠体３０の他方の開口部を覆うように接合される。熱伝導枠４０は、フェースプレート１０よりも熱伝導率が高く、フェースプレート１０と枠体３０の枠部との間に外側がフェースプレート１０から露出するように配置される。封着材４５は、枠体３０と熱伝導枠４０との間に配され、熱伝導枠４０を介して加熱されることで溶融する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば表示装置に用いられる外囲器等の密閉容器及び密閉容器の製造方法に係り、特に密閉のための封着時間を短縮できるものに関する。

内部が減圧された密閉パネル（密閉容器）を有する液晶ディスプレイやフィールドエミッションディスプレイ（以下「ＦＥＤ」と称す）等の表示装置が知られている。これらの密閉パネルの製造方法として、ガラス等からなる二枚のプレートを、周縁において二枚のプレートの間に枠体を挟み気密に接合することで、枠体に包囲された空間を密閉する方法が知られている。具体的には、予め複数の電子放出素子を備えたリアプレートの、所定箇所にスペーサを接合し、周縁部に枠体を接合する。また、これに対向するフェースプレートの周縁部に、封着材としてインジウムなどの低融点金属を塗布する。ついで、以上のように構成されたリアプレートとフェースプレートとを、減圧チャンバ内に対向させて配置し、プレートの外側から加熱する。こうして、加熱により熱がプレートを伝達し、フェースプレートとリアプレートとの間に介在する封着材が溶融することにより、枠体とフェースプレートの周縁部が封着される。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１３７９３９号公報

しかしながら、上述した密閉容器の製造方法では、次のような問題があった。すなわち、プレートを介して熱を伝導させてフェースプレートとリアプレートとの封着材を溶融させる必要があるため、プレートを外側から長時間加熱する必要があった。したがって、封着に時間がかかっていた。また、長時間の加熱によりプレートにダメージを与える場合があった。そこで、本発明は、封着時間を短縮でき、またプレートへのダメージを減らすことのできる密閉容器または密閉容器の製造方法を提供することを目的としている。

本発明の一例にかかる密閉容器は、枠部材と、前記枠部材の枠部の外周側を露出させて前記枠部材の一方の開口部を覆う第１の部材と、前記枠部材の他方の開口部を覆うように接合される第２の部材と、前記第１の部材よりも熱伝導率が高く、前記第１の部材と前記枠部材の枠部との間に外側が第１の部材から露出するように配置される熱伝導部材と、前記枠部材と前記熱伝導部材との間に配され、前記熱部材を介して加熱されることで溶融する封着材とを有することを特徴とする。

本発明の一例にかかる密閉容器の製造方法は、枠部材の枠部の外周側を露出させて前記枠部材の一方の開口部を覆う第１の部材と、前記枠部材の他方の開口部を覆うように接合される第２の部材と、前記第１の部材よりも熱伝導率が高く、前記第１の部材と前記枠部材の枠部との間に外側が第１の部材から露出するように配置される熱伝導部材とを有する密閉容器の製造方法において、前記枠部材と前記熱伝導部材との間に封着材を配置する工程と、
前記熱伝導部材を介して前記封着材を加熱し溶融させる工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、封着時間を短縮でき、またプレートへのダメージを減らすことで、密閉容器としての信頼性を高めることができる。

以下本発明の第１実施形態に係る密閉パネル（密閉容器）の一例を用いた表示装置１の構造について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、表示装置１を示す斜視図であり、図２は、図１の表示装置１を線Ａ-Ａに沿って切断した断面図である。なお各図において説明を分かり易くするために、適宜構成を省略または拡大し、概略的に示している。
図１乃至図４に示される表示装置１は、電子放出素子２４を備えた表示装置の一例である。

図１に示すように、表示装置１は、互いに対向して設けられたフェースプレート１０とリアプレート２０とを備えている。これらフェースプレート１０及びリアプレート２０が矩形の枠体３０及び熱伝導枠４０を介して互いに気密に接合され、扁平な密閉外囲器を構成している。

フェースプレート１０は、第１の部材の一例に相当し、透光性のガラス部材等から矩形状に形成されている。図４に示すように、フェースプレート１０には、電子ビームが照射されることにより励起発光し、画像表示面として機能する蛍光体スクリーン１１が形成されている。蛍光体スクリーン１１は、ストライプ状あるいはドット状に形成された赤、青、緑の蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ、および遮光層等により構成されている。

蛍光体スクリーン１１の下面にはアルミニウム等からなるメタルバック１３が形成されている。また、メタルバック１３にはアノード電圧を印加する電圧供給部（不図示）が接続されている。この電圧供給部によりメタルバック１３に高電圧が印加されることで、蛍光体スクリーン１１の電位が高くなり、接地されたリアプレート２０とフェースプレート１０との間に電位差が生じる。

図１に示されるように、フェースプレート１０の下面周縁には、熱伝導枠４０がフリットガラス４１により接合されている。この熱伝導枠４０は、熱伝導部材の一例に相当し、フェースプレート１０より熱伝導性が良く、また、熱膨張係数がフェースプレート１０と同程度になるように、鉄とニッケルとの合金から構成されている。
図３に示されるように、熱伝導枠４０は、板圧０．２ｍｍ程度の矩形の枠状に構成されている。
また、熱伝導枠４０は、フェースプレート１０の外周よりもさらに外側に加熱手段を設置できる程度、ここでは５ｍｍ程度、の幅を有し、この外周側はシースヒータ５０により加熱される。
さらに、熱伝導枠４０の下面であってフェースプレート１０の外周より外側、すなわちシースヒータ５０により加熱される部分の裏側は、封着材４５が塗布される。封着材４５は、例えば、インジウム、スズ、またはスズに銀やチタンなどを微量に混ぜた合金等、融点が２５０℃以下の低融点金属により構成されている。

また、図１及び図３に示すように、熱伝導枠４０には、プレス加工により高さ０．１ｍｍの突起４６が多数形成されている。これらの突起４６により、封着時に封着材４５が溶融した際に、枠体３０と熱伝導枠４０との間が均一に規定される。

図１に示されるように、リアプレート２０は、フェースプレート１０と同素材のガラス等からなり、矩形状に形成されている。リアプレート２０の外周は上記熱伝導枠４０の外周と同程度に構成されている。

リアプレート２０の図中上面には、導電性カソード層２１が形成されている。この導電性カソード層２１上には、キャビティ２２ａを有した二酸化シリコン膜２２が形成されている。二酸化シリコン膜２２上には、ゲート電極２３が形成されている。そして、キャビティ２２ａ内のリアプレート２０上面にはコーン状の電子放出素子２４が形成されている。電子放出素子２４は、画素毎すなわち蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂ毎に対応してマトリクス状に配列され、電子ビームを放出することにより上記蛍光体層Ｒ、Ｇ、Ｂを励起発光させる。その他，導電性カソード層２１上には、電子放出素子２４に接続されたマトリックス状の配線等が形成されている。

さらにリアプレート２０には、フェースプレート１０及びリアプレート２０の間に介在することによりフェースプレート１０及びリアプレート２０の外側から作用する大気圧荷重を支持するスペーサ２５が複数設けられている。各スペーサ２５は、ガラス等からなる高さ約１．０〜２．０ｍｍの細長い板状に構成されている。

さらに、リアプレート２０の周縁にはガラス等から構成された枠体３０がフリットガラス３１により接合されている。枠体３０は、枠部材の一例に相当し、密閉部を囲むように、平面視において熱伝導枠４０と同様に矩形の枠状に形成されている。この枠体３０の図中上方の開口部はフェースプレート１０によって塞がれ、図中下方の開口部はリアプレート２０によって塞がれる。このように枠体３０等が取り付けられたリアプレート２０は第２の部材の一例に相当する。

以上のように形成されたフェースプレート１０とリアプレート２０とは、フェースプレート１０に取り付けられた熱伝導枠４０と、枠体３０とが接合されることにより、フェースプレート１０とリアプレート２０とが周縁において枠体３０等を介して気密に封着され、内部に気密空間が形成される。

このとき、スペーサ２５の図中上面が上述した蛍光体スクリーン１１のメタルバック１３および遮光層１２を介してフェースプレート１０の下面に当接し、フェースプレート１０とリアプレート２０とが所定の間隔を空けて互いに平行に対向配置された状態で維持される。

上記のように構成された表示装置１において、アノード電極としてのメタルバック１３、導電性カソード層２１、及びゲート電極２３にそれぞれ所定の電圧が印加されると、電子放出素子２４から電子ビームが放出される。放出された電子がゲート電極２３に案内されて蛍光体スクリーン１１に照射されることにより蛍光体が励起され、発光する。この発光により透明なフェースプレート１０を通して所望の画像が表示される。ここで、ゲート電極２３に印加する電圧をマトリクス制御することで発光を制御することができ、画素毎の階調表示が可能となっている。

以下に、本実施形態にかかる表示装置１の封着手順について説明する。
最初に、蛍光体スクリーン１１の設けられたフェースプレート１０と、電子放出素子２４が設けられているとともにスペーサ２５が取り付けられたリアプレート２０とを用意する。また、リアプレート２０の図中上面周縁にフリット接合により枠体３０を取り付ける。

また、フェースプレート１０の下面の周縁及びそのさらに外側に位置するように、高さ規定用の突起４６が形成された熱伝導枠４０をフリット接合により取り付ける。ここで、熱伝導枠４０の形成方法について説明する。図５に示されるように、まず、所定の長さ及び幅を有する４本の板状部材に、プレス加工により多数の高さ規定用の突起４６を形成する。例えばここでは、図６に示すように一回の加工で３つの突起４６を形成するプレス機を用い、プレス部位をずらしながら複数回プレス作業を繰り返すことにより多数の突起４６を形成する。ついで、多数の突起４６が形成された４本の金属板の端部をレーザー溶接により接合することより図７に示すような矩形の伝熱枠が形成される。

ついで、熱伝導枠４０の下面であってフェースプレート１０の外周よりも外側に封着材４５を塗布する。

以上のように構成されたフェースプレート１０とリアプレート２０とを減圧チャンバ内等の減圧雰囲気中（１０^-6Ｐａ）において対向配置させる。このとき、熱伝導枠４０の図中上面であってフェースプレート１０の外周より外側に、金属パイプの中央にスパイラル発熱体を熱伝導の良い高絶縁粉末で充填して構成されたシースヒータ５０を配設する。

ついで、シースヒータ５０によりフェースプレート１０の外周より外側を加熱しながらフェースプレート１０及びリアプレート２０を接触させ、加圧する。加熱により、熱伝導枠４０を介して熱が伝わり、熱伝導枠４０と枠体３０との間に塗布された封着剤が溶融することにより、熱伝導枠４０と枠体３０の図中上面とが気密に接合される。このとき、突起４６により熱伝導枠４０と枠体３０との距離が均一に保たれる。以上により、フェースプレート１０とリアプレート２０とが内部に密閉空間を有した状態でその周縁において枠体３０及び熱伝導枠４０を介して気密に封着される。

本実施形態にかかる表示装置１は以下に掲げる効果を奏する。すなわち、フェースプレート１０の外周よりも外側にシースヒータ５０が配される十分な幅を有し、かつ、熱伝導しやすい金属からなる熱伝導枠４０を介在させたことにより、ガラス等で構成されたプレートを介して熱を伝導させる場合と比べて加熱時間を少なくすることができる。また、加熱時の投入熱量が少なくなるため、表示装置１全体を余熱する必要もない。したがって、封着時間を短縮できる。例えば、上記実施形態のように鉄とニッケルの合金からなる厚さ０．２ｍｍの板状とした場合には、ガラス製で厚さ２ｍｍ程度に構成されたフェースプレート１０の上から加熱した場合に比べ、封着時間を１／１０以下に短縮することができる。また加熱によるプレートのダメージを防ぐことができ、プレートが熱変形することもないため、形成される表示装置１の信頼性を高めることができる。

さらに、熱伝導枠４０には高さ規定用の突起４６が多数形成されているため、封着材４５溶融後の高さばらつきを低減することができ、表示装置１の信頼性を高めることができる。

なお、上記各実施形態では、枠体３０がガラスで構成されている場合について例示したが、金属等、他の材料も適用可能である。また、各実施形態においてスペーサ２５は、細長いガラス板としたが、柱状等他の形状であっても良い。加熱手段として、シースヒータ５０を例示したが、例えばレーザによる加熱等他の加熱手段も適用可能である。

また、枠体３０や熱伝導枠４０の取り付け部位や封着部の形成部位は、上記実施形態に限られるものではなく、例えばフェースプレート１０とリアプレート２０のどちらでもよい。

さらに、本発明にかかる密閉容器は上記実施形態で説明した電子放出型の表示パネルに限らず、他の構造の表示装置はもちろん、ＭＥＭＳパッケージ等、表示装置以外のものにも適用可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階では
その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態
に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成でき
る。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

第１実施形態に係る表示装置を一部切欠して示す斜視図。 同表示装置を図１における線Ａ−Ａに沿って切断して示す断面斜視図。 同表示装置の封着前の状態を示す断面図。 同表示装置の封着後の状態を示す断面図。 本実施形態に係る熱伝導枠の製造方法を示す断面図。 同製造方法を示す平面図。 本実施形態に係る熱伝導枠を示す平面図。

符号の説明

１…表示装置、１０…フェースプレート、１１…蛍光体スクリーン、１２…遮光層、１３…メタルバック、１４…第１封着部、２０…リアプレート、２４…電子放出素子、２５…スペーサ、３０…枠体、３２…第２封着部、４０…熱伝導枠、４５…封着材、４６…突起、５０…シースヒータ。

Claims (5)

1. 枠部材と、
   前記枠部材の枠部の外周側を露出させて前記枠部材の一方の開口部を覆う第１の部材と、
   前記枠部材の他方の開口部を覆うように接合される第２の部材と、
   前記第１の部材よりも熱伝導率が高く、前記第１の部材と前記枠部材の枠部との間に外側が第１の部材から露出するように配置される熱伝導部材と、
   前記枠部材と前記熱伝導部材との間に配され、前記熱部材を介して加熱されることで溶融する封着材とを有することを特徴とする密閉容器。
2. 前記封着材は融点が２５０℃以下の金属を含むことを特徴とする請求項１記載の密閉容器。
3. 前記熱伝導部材には、前記第２の部材との距離を一定に保つ突起が設けられていることを特徴とする請求項１記載の密閉容器。
4. 枠部材の枠部の外周側を露出させて前記枠部材の一方の開口部を覆う第１の部材と、前記枠部材の他方の開口部を覆うように接合される第２の部材と、前記第１の部材よりも熱伝導率が高く、前記第１の部材と前記枠部材の枠部との間に外側が第１の部材から露出するように配置される熱伝導部材とを有する密閉容器の製造方法において、
   前記枠部材と前記熱伝導部材との間に封着材を配置する工程と、
   前記熱伝導部材を介して前記封着材を加熱し溶融させる工程と
   を有することを特徴とする密閉容器の製造方法。
5. 前記熱伝導部材には、前記第２の部材との距離を一定に保つ突起が設けられていることを特徴とする請求項４記載の密閉容器の製造方法。

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