JP2009032674A - 気密容器およびこれを用いた画像形成装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接合剤配置工程では、第1の部材26及び第2の部材32の互いに対向する面の一方の面に、第2の接合材2を環状に配置し、且つ第2の接合材よりも押付圧力に対する圧縮率が小さい第1の接合材1を、第1の接合材1の高さが第2の接合材2よりも小さくなるように、第2の接合材2に併設させて配置する。加圧工程では、第1の接合材及び第二の接合材が、互いに対向する面の他方の面に接触するように、他方の面を第1及び第2の接合材に押付ける。加熱工程では、他方の面に接触した第1の接合材1を部分ごとに順次加熱溶融させる。さらに、第1の接合材1の加熱溶融した部分を冷却する。
【選択図】図2
Description
前記第1の接合材及び第二の接合材が、前記互いに対向する面の他方の面に接触するように、該他方の面を前記第1及び第2の接合材に押付ける加圧工程と、
前記他方の面に接触した前記第1の接合材を部分ごとに順次加熱溶融させる加熱工程と、
前記第1の接合材の加熱溶融した部分を冷却する工程を有している。
図6は、押付圧力に対する圧縮率の概念を示すグラフである。圧縮率は、初期における接合材の高さをz(0)、加圧圧力P(Pa)における接合材の高さをz(P)、高さ歪をΔz(P)=z(0)−z(P)とするとき、
Δz(P)/z(0)=1−z(P)/z(0)
として定義される。圧縮は、弾性変形による高さ方向の圧縮と塑性変形による高さ方向の圧縮の合計を意味する。圧縮率が0とは圧縮されないことを示し、圧縮率が増えるに従い圧縮されやすくなることを示す。「第2の接合材の押付圧力に対する圧縮率が、第1の接合材の押付圧力に対する圧縮率よりも大きい」とは、想定される加圧圧力範囲において、第2の接合材の圧縮率が第1の接合材の圧縮率を上回ることを意味する。換言すると、「第1の接合材の押付圧力に対する圧縮率が、第2の接合材の押付圧力に対する圧縮率よりも小さい」とは、想定される加圧圧力範囲において、第1の接合材の圧縮率が第2の接合材の圧縮率を下回ることを意味する。想定圧力範囲は連続的な幅(レンジ)である必要はなく、離散的に設定してもよい。
1.耐熱性:真空中ベーク工程における耐熱性(上述のステップ5)
2.気密性:高真空を経時的に維持する気密性
3.接着性:被接合物(枠部材、フェースプレート材)との接着性
4.放出ガス特性:低放出ガス特性
これらの条件及び図6の条件を満たす第1の接合材1としては、少なくとも有機バインダーをバーンアウトするため焼成まで行ったガラスフリットや、Al、Ti、Ni等の金属あるいは合金があげられる。第2の接合材2としては、In、Sn、Al、Cu、Au、Ag等の金属あるいは合金があげられる。In、Sn等の低融点金属、もしくはIn−Ag、Sn−Agを用いた合金からなる低融点金属は、第2の接合材2の最も好ましいものの一つである。
まず、図6に示すような押付圧力と接合材の圧縮率との関係を、室温、350℃、430℃でそれぞれ測定する。本実施例では、第1の接合材1として、350℃では厚さが変化しないガラスフリット(図6中のタイプ2)を用いる。第2の接合材2として、第1の接合材1よりも軟らかく室温でも押し潰せるInを用いる。
リアプレート22と支持枠26とをガラスフリット3で接合する。(図2(a))
工程−b
次に、テルピネオールとエルバサイトと第1の接合材1の母材となるガラスフリットとを調合したペーストを、第1の接合材1の前駆体として、ディスペンサーを用いて、支持枠26の全周上に厚さ約0.5mm、幅2mmで塗布する。(図2(b))
工程−c
工程−bで塗布した第1の接合材1の前駆体を430℃で焼成し、ターピネオール等の有機物をバーンアウトし、厚さ0.3mm、幅2mmの第1の接合材1を形成する(図2(c))。
第1の接合材1の内側に、Inからなる第2の接合材2を、幅2mm、膜厚5μmの下引き層4aに沿って、超音波はんだ装置を用いて、支持枠26の全周に厚さ0.5mm、幅2mmで配置する(図2(d))。下引き層4aは、銀ペーストを焼成してあらかじめ形成しておく。
その後、第2の接合材2より高さが低く、第1の接合材1とほぼ同じ高さになるようにスペーサ8を配線上に配置する(図2(e))。
スペーサ8を配置したリアプレート22と、幅2mm、膜厚5μmの下引き層4bが形成されたフェースプレート32とを所定の位置で位置合わせし(図2(f))、フェースプレート32と第1の接合材1とを接触させる。すなわち、第2の接合材2を第1の接合材1の厚さまで押し潰し、第2の接合材2によって気密性を確保する(図2(g)、図3(a))。下引き層4bは、銀ペーストを焼成してあらかじめ形成しておく。
次いで、フェースプレート32側からハロゲンランプを集光し、第1の接合材1の複数の位置に同時に照射し(図2(h)、図3(b))、第1の接合材1を部分的に溶融させる。これによって、フェースプレート32、支持枠26、及びリアプレート22からなる外囲器10が形成される(図2(h)、図3(c))。
次に、外囲器10を真空チャンバー(不図示)内に設置し、排気孔7によって外囲器10内を真空排気しながら、チャンバー内の真空度を10-3Pa台に下げ、外囲器10全体を350℃まで加熱し、非蒸発型ゲッタ37を活性化させる。その後、Inからなる封止材6とガラス基板からなる封止蓋5で排気孔7を封止し、画像表示装置11を形成する。(図1、図2(i)、図4)
以上のように製造された本実施例の画像表示装置11では、部分的かつ局所的に第1の接合材1が溶融する(工程−h)ため、第1の接合材1(ガラスフリット)の高さが変わらない。そのため、第2の接合材2(In)の厚さが保持される。さらに工程−iでも、350℃の加熱時に第2の接合材2であるInは溶融状態になるが、第1の接合材1であるガラスフリットは溶融しないため、第2の接合材2(In)の厚さが保持される。そのため気密性に優れた画像表示装置を得ることができる。また、フェースプレート32と支持枠26とが第1の接合材1で、支持枠26とリアプレート22とがガラスフリット3でそれぞれ固定されているため、これらの部材のあらかじめ決めた相対位置関係も保持される。
本実施例では、工程−hにおいて、レーザの照射を用いている。具体的には、波長810nm、100W、有効径0.8mmのパワーの半導体レーザを第1の接合材1の複数個所に部分的かつ局所的に同時に照射し(図3(b))、第1の接合材1を溶融させた。これによって、フェースプレート32と支持枠26とリアプレート22とからなる外囲器10が形成される(図3(c))。これ以外の工程は実施例1と同様である。
本実施例では図5に示すように、工程−hにおいて、半導体レーザを第1の接合材1に対し部分的かつ局所的に連続的に走査しながら、順次照射し(図5(b))、第1の接合材1を溶融させている。これによって、フェースプレート32と支持枠26とリアプレート22とからなる外囲器10が形成される(図5(c))。これ以外の工程は実施例1と同様である。
本実施例では、第2の接合材2を配置した後、あらかじめシート状に焼成した幅2mm、厚さ300μmのガラスフリットを第1の接合材1として、第2の接合材2の外側全周に配置する。これ以外の工程は実施例1と同様である。
本実施例では、第1の接合材1として幅2mm、厚さ50μmのシート状のAl(アルミニウム)箔を用い、第2の接合材2として幅2mm、厚さ100μmのInを用いる。これ以外は実施例4と同様である。Alは、室温時及び350℃時において、Inからなる第2の接合材2より硬い(圧縮率が小さい)材料として選択した。
本実施例では図7に示すように、80℃に加熱した4mm幅の支持枠26の片面外周全周に、テルピネオールとエルバサイトと第1の接合材1の母材となるガラスフリットとを調合したペーストを、ディスペンサーを用いて、幅2mm、厚さ0.5mmで塗布した。その後、支持枠26を反転させ、Al板上に置き、押し潰して厚さ0.4mmに平坦化した後、支持枠26のもう一方の面に同様の方法で、同じペーストを幅4mm、厚さ0.8mmで塗布する。すなわち、支持枠26の対向する2面に順次ガラスフリットを設ける。次いで、380℃で仮焼成した後、支持枠26をAl板から剥がし、再度反転して、平坦化されていないフリットをリアプレートと接触させ、支持枠26をリアプレート22の所定の位置に配置した。その後、430℃で焼成し、支持枠26とリアプレート22とを接合する幅2mmの第1の接合材1と、ガラスフリット3の焼成を同時に行い、図2(c)の状態にする。尚、このときの第1の接合材の厚さは0.3mmと成っていた。
2 第2の接合材
12 第1の部材
13 第2の部材
22 リアプレート(第1のプレート)
26 支持枠
27 電子放出素子
32 フェースプレート
Claims (11)
- 気密容器の製造方法であって、
気密容器を構成する第1の部材及び第2の部材の互いに対向する面の一方の面に、第2の接合材を環状に配置し、且つ該第2の接合材よりも押付圧力に対する圧縮率が小さい第1の接合材を、該第1の接合材の高さが該第2の接合材よりも小さくなるように、該第2の接合材に併設させて配置する、接合材配置工程と、
前記第1の接合材及び第2の接合材が、前記互いに対向する面の他方の面に接触するように、該他方の面を前記第1及び第2の接合材に押付ける加圧工程と、
前記他方の面に接触した前記第1の接合材を部分ごとに順次加熱溶融させる加熱工程と、
前記第1の接合材の加熱溶融した部分を冷却する工程と、
を有する、気密容器の製造方法。 - 前記加熱工程は、前記第1の接合材の複数の部分を同時に加熱溶融させることを含む、請求項1に記載の気密容器の製造方法。
- 前記加熱工程は、前記第1の接合材の加熱位置を変えながら複数回の加熱を行うことによって、前記第1の接合材の全てを加熱溶融させることを含む、請求項1または2に記載の気密容器の製造方法。
- 前記加熱工程は、前記第1の接合材に沿って加熱位置を走査しながら該第1の接合材を順次加熱溶融させることを含む、請求項1に記載の気密容器の製造方法。
- 前記加熱工程は第1の接合材を局所加熱することを含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の気密容器の製造方法。
- 前記局所加熱は、レーザの照射によって行われる、請求項5に記載の気密容器の製造方法。
- 前記局所加熱は、ハロゲンランプを照射することによって行われる、請求項5に記載の気密容器の製造方法。
- 前記第1の部材及び前記第2の部材はガラスからなり、
前記第1の接合材は金属またはガラスフリットからなる、
請求項7に記載の気密容器の製造方法。 - 前記接合材配置工程は、前記第1の接合材として、シート状に焼成されたガラスフリットを用いることを含む、請求項8に記載の気密容器の製造方法。
- 前記接合材配置工程は、前記第1の接合材として、シート状のアルミニウムを用いることを含む、請求項8に記載の気密容器の製造方法。
- 気密容器内に電子放出素子と画像形成部材とを有する画像表示装置の製造方法であって、前記気密容器が、請求項1から10のいずれか1項に記載の気密容器の製造方法によって形成されることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
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