JP2011060697A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザー光照射による基材接合の際、基材へのダメージを低減し、特に配線の断線やショートの発生を抑制し、信頼性、気密性に優れる画像表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】枠部材上に下地層を配置する工程、
前記下地層上に該下地層の幅以下の幅を有する接合材を配置する工程、
第１又は第２の基板の接合面と前記枠部材の接合材の配置された面とを対面させる工程、
前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記接合材とを接触させた後、該接合材に対しレーザー光を少なくとも前記下地層を介して照射し、前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記枠部材との接合を行う工程、とを含み、
前記下地層は前記接合材よりレーザー光を吸収し易い材料からなり、
前記接合材の幅以上であって前記下地層の幅未満の範囲にレーザー光を照射する画像表示装置の製造方法。
【選択図】図２
【解決手段】枠部材上に下地層を配置する工程、
前記下地層上に該下地層の幅以下の幅を有する接合材を配置する工程、
第１又は第２の基板の接合面と前記枠部材の接合材の配置された面とを対面させる工程、
前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記接合材とを接触させた後、該接合材に対しレーザー光を少なくとも前記下地層を介して照射し、前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記枠部材との接合を行う工程、とを含み、
前記下地層は前記接合材よりレーザー光を吸収し易い材料からなり、
前記接合材の幅以上であって前記下地層の幅未満の範囲にレーザー光を照射する画像表示装置の製造方法。
【選択図】図２
Description
本発明は基材の接合をレーザー光の照射により行う画像表示装置の製造方法に関する。
電界放出型の画像表示装置は、フェースプレートとリアプレートとの間に高真空領域を形成し、電圧を印加して、リアプレート上の電子放出素子領域から放たれた電子がフェースプレート上の蛍光体領域へ照射され、蛍光体を発光させることで画像を表示する。前記フェースプレート、リアプレート等の各種基材の接合の際に利用できる接合方法としては、例えば特許文献１又は２に記載された方法が挙げられる。
特許文献１には、陰極線管の画像を描画する蛍光体層を有するフェースプレートと、陰極線管の外容器となるファンネルコーン部とを有し、それぞれの熱膨張係数が異なる前記ファンネルコーン部と前記フェースプレートとをガラス付け（フリットシール）してなる陰極線管において、ガラス付けに用いるフリットガラスは２種類以上の違った熱膨張係数で、前記フリットガラスの熱膨張係数を前記フェースプレートの熱膨張係数と、前記ファンネルコーン部の熱膨張係数との間で段階的に変化するように積層して用いる方法が記載されている。
特許文献２には、レーザーから放射されるレーザービームの移動速度及び／又はパワーが、電極占有領域及び無電極領域を有する封止線に沿ってフリットを一様に加熱するため、必要に応じて動的に変え、２枚のプレートを貼り合わせる方法が記載されている。
しかしながら、これらの接合方法を前記フェースプレートやリアプレート等の接合に用いた場合、レーザー光照射による各基材のダメージ、特に配線の断線やショートの発生が生じる場合があり、また、十分な気密性が得られないことから更なる改良が望まれる。
本発明は、レーザー光の照射による基材の接合において、レーザー光による基材へのダメージを低減し、特に配線の断線やショートの発生を抑制し、信頼性、気密性に優れる画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る画像表示装置の製造方法は、
多数の電子放出素子を備えた第１の基板と、該第１の基板と対向して位置し、前記電子放出素子から放出された電子が照射されて画像を表示する蛍光膜を備えた第２の基板との間に枠部材を位置させ、該枠部材と該第１の基板及び該枠部材と該第２の基板を接合する接合工程を含む画像表示装置の製造方法であって、
前記接合工程は、
前記枠部材の上に下地層を配置する工程、
前記下地層の上に該下地層の幅以下の幅を有する接合材を配置する工程、
前記第１又は第２の基板の接合面と、前記枠部材の接合材の配置された面とを対面させる工程、
前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記接合材とを接触させた後、該接合材に対しレーザー光を少なくとも前記下地層を介して照射し、前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記枠部材との接合を行う工程、とを含み、
前記下地層は、前記接合材よりレーザー光を吸収し易い材料からなり、
前記接合材の幅以上であって、前記下地層の幅未満の範囲にレーザー光を照射することを特徴とする。
多数の電子放出素子を備えた第１の基板と、該第１の基板と対向して位置し、前記電子放出素子から放出された電子が照射されて画像を表示する蛍光膜を備えた第２の基板との間に枠部材を位置させ、該枠部材と該第１の基板及び該枠部材と該第２の基板を接合する接合工程を含む画像表示装置の製造方法であって、
前記接合工程は、
前記枠部材の上に下地層を配置する工程、
前記下地層の上に該下地層の幅以下の幅を有する接合材を配置する工程、
前記第１又は第２の基板の接合面と、前記枠部材の接合材の配置された面とを対面させる工程、
前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記接合材とを接触させた後、該接合材に対しレーザー光を少なくとも前記下地層を介して照射し、前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記枠部材との接合を行う工程、とを含み、
前記下地層は、前記接合材よりレーザー光を吸収し易い材料からなり、
前記接合材の幅以上であって、前記下地層の幅未満の範囲にレーザー光を照射することを特徴とする。
本発明によれば、レーザー光による基材へのダメージを低減し、特に配線の断線やショート、割れ・クラックの発生を抑制し、信頼性、気密性に優れる画像表示装置の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明に係る画像表示装置の製造方法は、例えば、真空外囲器のフェースプレートに蛍光膜および電子加速電極が形成され、リアプレートに電子源が形成された画像表示装置の製造に用いることができる。また、本発明に係るレーザー接合方法は、複数の基材を接合して気密容器を製造する場合に広く適用することができる。
図１は、本発明の適用対象となる画像表示装置の一例を示す部分破断斜視図である。画像表示装置１１は、基材として第１の基板１２と、第２の基板１３と、枠部材１４とを備える。また、第１の基板１２と枠部材１４、および第２の基板１３と枠部材１４とが互いに対向する面同士が接合されることによって密閉された内部空間を有する外囲器１０が形成されている。外囲器１０の内部は真空に維持されている。画像表示装置１１において、第１の基板１２はリアプレート２２であり、第２の基板１３はフェースプレート３２であり、枠部材１４は支持枠２６である。リアプレート２２とフェースプレート３２は、それぞれ支持枠２６と接合されている。リアプレート２２及びフェースプレート３２はガラス基板２１、３３をそれぞれ備えている。
リアプレート２２のガラス基板２１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２７が備えられ、画像信号に応じて各電子放出素子２７を作動させるための配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）が形成されている。フェースプレート３２のガラス基板３３には、電子放出素子２７から放出された電子が照射されて発光し、画像を表示する蛍光膜３４が設けられている。ガラス基板３３上にはさらにブラックストライプ３５が設けられている。蛍光膜３４とブラックストライプ３５は交互に配列して設けられている。蛍光膜３４上にはＡｌ薄膜よりなるメタルバック３６が形成されている。メタルバック３６は電子を引き付ける電極としての機能を有し、外囲器１０に設けられた高圧端子Ｈｖ２０から電位の供給を受ける。メタルバック３６の上にはＴｉ薄膜よりなる非蒸発型ゲッタ３７が形成されている。
以下に、本発明の実施形態の一例について、図２〜４を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。図２は、本発明のプロセスフロー（接合部）を示す断面図である。図３は、接合部の上面図である。図４（ａ）は、接合部の一例を示す断面図である。
（工程（１）：下地層１材料塗布／乾燥）
まず、支持枠２６の片側の面に、周長に沿って、スクリーン印刷で、後より塗布する接合材２よりレーザー光の吸収率の大きい下地層１を所望の幅と厚みに形成する。その後、１２０℃で乾燥する（図２（ｂ）、図３（ａ））。下地層１の幅は、後述する照射するレーザー光の照射径より大きくする。これにより、接合時のレーザー光は下地層１で吸収され、配線などへのダメージを低減し、信頼性、気密性に優れたレーザー接合を行うことができる。下地層１の幅は、０．１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、下地層１の幅とは、支持枠２６面に対する下地層１の断面であって、最大面積となる断面における最小の幅を示す。また、レーザー光の照射径とは、レーザー光の有効径のことを示し、レーザー光が円形のスポットである場合にはその直径を示し、レーザー光が非円形のスポットである場合には該スポットにおける最大の幅を示す。レーザー光の照射径は、幅方向は０．０５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下、走査方向は０．０５ｍｍ以上、４０ｍｍ以下であることが好ましい。
まず、支持枠２６の片側の面に、周長に沿って、スクリーン印刷で、後より塗布する接合材２よりレーザー光の吸収率の大きい下地層１を所望の幅と厚みに形成する。その後、１２０℃で乾燥する（図２（ｂ）、図３（ａ））。下地層１の幅は、後述する照射するレーザー光の照射径より大きくする。これにより、接合時のレーザー光は下地層１で吸収され、配線などへのダメージを低減し、信頼性、気密性に優れたレーザー接合を行うことができる。下地層１の幅は、０．１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、下地層１の幅とは、支持枠２６面に対する下地層１の断面であって、最大面積となる断面における最小の幅を示す。また、レーザー光の照射径とは、レーザー光の有効径のことを示し、レーザー光が円形のスポットである場合にはその直径を示し、レーザー光が非円形のスポットである場合には該スポットにおける最大の幅を示す。レーザー光の照射径は、幅方向は０．０５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下、走査方向は０．０５ｍｍ以上、４０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、下地層１の厚さと吸収率は、レーザー光照射時に、配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）に影響しないレーザーパワーに減衰するように適宜設計する。なお、下地層１材料の塗布方法は、スクリーン印刷以外のディスペンサー方式、オフセット印刷方式でも有効である。
（工程（２）：接合材２材料塗布／乾燥）
その後、下地層１上に接合材２を下地層１と同様にスクリーン印刷で所望の幅と厚さに形成する（図２（ｃ））。接合材２全面にレーザー光を照射するため、接合材２の幅はレーザー光の照射径以下とする。また、接合材２の幅は下地層１の幅以下とする。接合材２の幅は、０．１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。
その後、下地層１上に接合材２を下地層１と同様にスクリーン印刷で所望の幅と厚さに形成する（図２（ｃ））。接合材２全面にレーザー光を照射するため、接合材２の幅はレーザー光の照射径以下とする。また、接合材２の幅は下地層１の幅以下とする。接合材２の幅は、０．１ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明に係る方法により製造された画像表示装置に適用可能な下地層１及び接合材２の材料と接合条件は、以下の通りである。
１．真空中ベーク（高真空形成）工程において耐熱性がある
２．気密性が高く、高真空維持（真空リーク極小、ガス透過極小）可能である（但し、真空維持が必要な個所のみ）
３．ガラス部材との接着性が高い
４．低放出ガス（高真空維持）特性がある
５．接合後の画像表示装置の反りが少なく、安全性が高い。
１．真空中ベーク（高真空形成）工程において耐熱性がある
２．気密性が高く、高真空維持（真空リーク極小、ガス透過極小）可能である（但し、真空維持が必要な個所のみ）
３．ガラス部材との接着性が高い
４．低放出ガス（高真空維持）特性がある
５．接合後の画像表示装置の反りが少なく、安全性が高い。
これらの要件を満たす接合材２の材料としては、少なくとも有機バインダーをバーンアウトしたガラスフリット、又は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、等の金属あるいはこれらの合金等が挙げられる。
また下地層１の材料としては、前記接合材２の材料であるガラスフリットにレーザー光を吸収しやすい顔料や染料等の材料を含有させ、有機バインダーをバーンアウトしたものを用いることができる。また、接合材２よりレーザー光の吸収が大きい金属あるいは合金を用いることができる。
前記レーザー光を吸収しやすい顔料や染料等の材料としては、例えば、酸化マンガン、カーボン等が挙げられる。
前記下地層１に用いることのできる金属としては、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ等が挙げられる。これらの中から接合材２に用いる金属よりもレーザー光を吸収しやすい金属の少なくとも１種を適宜選択することができる。具体的には、接合材２にＡｌを用いた場合には、下地層１には、Ｔｉ、Ｆｅ等を用いることができる。接合材２にＴｉを用いた場合には、下地層１には、Ｃｒ等を用いることができる。接合材２にＮｉを用いた場合には、下地層１には、Ｃｒ等を用いることができる。
接合材２及び下地層１の材料に、少なくとも有機バインダーをバーンアウトしたガラスフリットを用いることにより、接合時における接合材２及び下地層１からの気泡の発生を低減することができ、良好な気密性が得られる。接合材２及び下地層１の材料に金属を用いた場合には、接合時に気泡の発生は生じないため、同様に良好な気密性が得られる。
また、下地層１の材料に、接合材２のガラスフリットにレーザー光を吸収しやすい顔料や染料等の材料を含有させ、有機バインダーをバーンアウトしたガラスフリットを用いた場合には、下地層１と接合材２の熱膨張係数及び溶融温度がほぼ同じになる。このため、接合部の応力が低減し、割れ・クラックの少なく、より気密性に優れた接合を行うことができる。
本実施形態においては、下地層１及び接合材２の材料に、有機バインダーを含むガラスフリットを用い、下地層１にはレーザー光を吸収しやすい材料が含まれる。
（工程（３）：下地層１、接合材２焼成）
次に、下地層１及び接合材２のガラスフリットに含まれる有機物をバーンアウトするため、３５０℃以上、６００℃以下で加熱、焼成する工程を行う（図２（ｄ）、図３（ｂ））。３５０℃以上、６００℃以下で加熱、焼成することにより、接合時に下地層１及び接合材２から発生する気泡の発生量を低減することができるため、より良好な気密性が得られる。より好ましくは、３８０℃以上、５００℃以下である。
次に、下地層１及び接合材２のガラスフリットに含まれる有機物をバーンアウトするため、３５０℃以上、６００℃以下で加熱、焼成する工程を行う（図２（ｄ）、図３（ｂ））。３５０℃以上、６００℃以下で加熱、焼成することにより、接合時に下地層１及び接合材２から発生する気泡の発生量を低減することができるため、より良好な気密性が得られる。より好ましくは、３８０℃以上、５００℃以下である。
（工程（１’）：下地層１’材料塗布／乾燥）
フェースプレート３２の支持枠２６と対向する面に、周長に沿って、スクリーン印刷で、後に塗布する接合材２’よりレーザー光の吸収率の大きい下地層１’を所望の幅と厚みに形成する。その後、１２０℃で乾燥する（図２（Ｂ）、図３（Ａ））。下地層１’の幅は後に照射するレーザー光の照射径より大きくする。また、下地層１’の厚さと吸収率は、レーザー光照射時に、工程（１）〜（３）において形成した下地層１及び接合材２、配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）に影響しないレーザーパワーに減衰するように適宜設計する。また、下地層１’の材料には、下地層１と同様の材料を用いることができる。
フェースプレート３２の支持枠２６と対向する面に、周長に沿って、スクリーン印刷で、後に塗布する接合材２’よりレーザー光の吸収率の大きい下地層１’を所望の幅と厚みに形成する。その後、１２０℃で乾燥する（図２（Ｂ）、図３（Ａ））。下地層１’の幅は後に照射するレーザー光の照射径より大きくする。また、下地層１’の厚さと吸収率は、レーザー光照射時に、工程（１）〜（３）において形成した下地層１及び接合材２、配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）に影響しないレーザーパワーに減衰するように適宜設計する。また、下地層１’の材料には、下地層１と同様の材料を用いることができる。
（工程（２’）：接合材２’材料塗布／乾燥）
その後、下地層１’上に接合材２’を下地層１’と同様にしてスクリーン印刷で所望の厚さに形成する（図２（Ｃ）、図３（Ｂ））。接合材２’の幅はレーザー光の照射径以下とする。また、接合材２’の幅は、下地層１’の幅以下とする。接合材２’の材料には、接合材２と同様の材料を用いることができる。
その後、下地層１’上に接合材２’を下地層１’と同様にしてスクリーン印刷で所望の厚さに形成する（図２（Ｃ）、図３（Ｂ））。接合材２’の幅はレーザー光の照射径以下とする。また、接合材２’の幅は、下地層１’の幅以下とする。接合材２’の材料には、接合材２と同様の材料を用いることができる。
（工程（３’）：下地層１’、接合材２’焼成）
次に、下地層１’、接合材２’の有機物をバーンアウトするため、３５０℃以上、６００℃以下で加熱、焼成する工程を行う（図２（Ｄ））。
次に、下地層１’、接合材２’の有機物をバーンアウトするため、３５０℃以上、６００℃以下で加熱、焼成する工程を行う（図２（Ｄ））。
（工程（４）：リアプレート２２と支持枠２６のアライメント）
次に、リアプレート２２上に接合材２を形成した面が所定の位置で接触するように、支持枠２６とリアプレート２２の接合面とを対面させ、位置合わせを行う（図２（ｅ））。なお、リアプレート２２には、後述する容器内を真空とするための排気孔７が設けられている。
次に、リアプレート２２上に接合材２を形成した面が所定の位置で接触するように、支持枠２６とリアプレート２２の接合面とを対面させ、位置合わせを行う（図２（ｅ））。なお、リアプレート２２には、後述する容器内を真空とするための排気孔７が設けられている。
（工程（５）：リアプレート２２と支持枠２６の接合）
次に、支持枠２６側から加圧しながら、レーザー光を下地層１を介して接合材２に照射し局所加熱する。これにより、接合材２を溶融・固化してリアプレート２２と支持枠２６を接合する（図２（ｆ））。レーザー光は、接合材２の幅以上であって、下地層１の幅未満の範囲に照射する。該接合により、リアプレート２２と支持枠２６は気密性が確保され、下地層１を透過するレーザー光によるリアプレート２２の配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）へのダメージを低減し、配線の断線やショートを減少しつつ、強固に固定することができる。レーザー光の波長としては、２４８ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下が好ましい。また、下地層１によるレーザー光の吸収率は、５０％以上、１００％以下であることが好ましい。加圧の方法は、メカニカルに加重をしても、減圧しながら大気圧を加えてもよい。
次に、支持枠２６側から加圧しながら、レーザー光を下地層１を介して接合材２に照射し局所加熱する。これにより、接合材２を溶融・固化してリアプレート２２と支持枠２６を接合する（図２（ｆ））。レーザー光は、接合材２の幅以上であって、下地層１の幅未満の範囲に照射する。該接合により、リアプレート２２と支持枠２６は気密性が確保され、下地層１を透過するレーザー光によるリアプレート２２の配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）へのダメージを低減し、配線の断線やショートを減少しつつ、強固に固定することができる。レーザー光の波長としては、２４８ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下が好ましい。また、下地層１によるレーザー光の吸収率は、５０％以上、１００％以下であることが好ましい。加圧の方法は、メカニカルに加重をしても、減圧しながら大気圧を加えてもよい。
（工程（６）：スペーサ８の配置、フェースプレート３２と支持枠２６のアライメント）
次に、スペーサ８をリアプレート２２の配線（Ｘ方向配線２７、Ｙ方向配線２８）上に配置する。その後、リアプレート２２と接合した支持枠２６のもう片方の面に、フェースプレート３２上に形成した接合材２’が所定の位置で接触するように、リアプレート２２とフェースプレート３２の位置合わせを行う（図２（ｇ））。
次に、スペーサ８をリアプレート２２の配線（Ｘ方向配線２７、Ｙ方向配線２８）上に配置する。その後、リアプレート２２と接合した支持枠２６のもう片方の面に、フェースプレート３２上に形成した接合材２’が所定の位置で接触するように、リアプレート２２とフェースプレート３２の位置合わせを行う（図２（ｇ））。
（工程（７）：フェースプレート３２と支持枠２６の接合）
次に、フェースプレート３２側から加圧しながら、レーザー光を下地層１’を介して接合材２’に照射し、局所加熱する。これにより、接合材２’を溶融・固化して、フェースプレート３２と支持枠２６とを接合する（図２（ｈ））。レーザー光は、接合材２’の幅以上であって、下地層１’の幅未満の範囲に照射する。このとき、スペーサ８とフェースプレート３２は接触し、リアプレート２２とフェースプレート３２の間隔は一定となる。なお、加圧の方法は、メカニカルに加重しても、減圧しながら大気圧を加えてもよい。
次に、フェースプレート３２側から加圧しながら、レーザー光を下地層１’を介して接合材２’に照射し、局所加熱する。これにより、接合材２’を溶融・固化して、フェースプレート３２と支持枠２６とを接合する（図２（ｈ））。レーザー光は、接合材２’の幅以上であって、下地層１’の幅未満の範囲に照射する。このとき、スペーサ８とフェースプレート３２は接触し、リアプレート２２とフェースプレート３２の間隔は一定となる。なお、加圧の方法は、メカニカルに加重しても、減圧しながら大気圧を加えてもよい。
これにより気密性が確保されつつ、リアプレート２２の配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）へのダメージを低減し、配線の断線やショートを抑制した、信頼性が高く、割れ・クラックの少ない安全で強固に固定された外囲器１０が得られる。
（工程（８）：真空排気／ベーク／排気孔７封止）
外囲器１０の内部空間の真空度を高めるため、所定の温度でベークしながら真空排気を行う。具体的には、外囲器１０を真空チャンバー（不図示）内に設置し、外囲器１０内部を排気孔７から真空排気しながら、チャンバー内の真空度を１０-3Ｐａ台に下げ、外囲器１０全体を加熱し、非蒸発型ゲッタ３７を活性化させる。さらに、封止材６と封止蓋５で排気孔７を封止し、画像表示装置１１を製造する。得られた画像表示装置１１の断面は、例えば図４（ａ）に示す構成を有する。封止蓋５はリアプレート２２と同じ材質が好ましいが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の真空ベーク中で溶融しない金属、合金でもかまわない。なお、工程（７）の局所加熱による接合は、工程（８）のベーク工程（図２（ｉ））の後に行っても同様の効果が得られるが、この場合レーザー照射を真空チャンバー内で行う必要がある。
外囲器１０の内部空間の真空度を高めるため、所定の温度でベークしながら真空排気を行う。具体的には、外囲器１０を真空チャンバー（不図示）内に設置し、外囲器１０内部を排気孔７から真空排気しながら、チャンバー内の真空度を１０-3Ｐａ台に下げ、外囲器１０全体を加熱し、非蒸発型ゲッタ３７を活性化させる。さらに、封止材６と封止蓋５で排気孔７を封止し、画像表示装置１１を製造する。得られた画像表示装置１１の断面は、例えば図４（ａ）に示す構成を有する。封止蓋５はリアプレート２２と同じ材質が好ましいが、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の真空ベーク中で溶融しない金属、合金でもかまわない。なお、工程（７）の局所加熱による接合は、工程（８）のベーク工程（図２（ｉ））の後に行っても同様の効果が得られるが、この場合レーザー照射を真空チャンバー内で行う必要がある。
また、上述した実施形態においては、リアプレート２２と支持枠２６との接合、フェースプレート３２と支持枠２６との接合、の両者に本発明に係る方法を適用しているが、いずれか一方にのみ本発明の方法を適用してもよい。例えば、フェースプレート３２と支持枠２６とを予め接合したものを用い、リアプレート２２と支持枠２６との接合に本発明の方法を適用してもよい。この場合、得られる画像表示装置の断面は、例えば図４（ｂ）に示される構成を有する。また、本実施形態では、接合材２（２’）は１層であるが、レーザー光が下地層１（１’）を介して照射されるのであれば、下地層１（１’）及び接合材２（２’）は複数層形成されていてもよい。この場合、各下地層１（１’）の材料及び各接合材２（２’）の材料はそれぞれ異なっていてもよい。
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。
［実施例１］
本実施例に係る画像表示装置は、図１に模式的に示された画像表示装置１１と同様の構成を有する。画像表示装置１１は、リアプレート２２、支持枠２６、フェースプレート３２からなる外囲器１０を備える。リアプレート２２及びフェースプレート３２は、支持枠２６との間に存在する下地層１及び接合材２により、それぞれ接合されている。
本実施例に係る画像表示装置は、図１に模式的に示された画像表示装置１１と同様の構成を有する。画像表示装置１１は、リアプレート２２、支持枠２６、フェースプレート３２からなる外囲器１０を備える。リアプレート２２及びフェースプレート３２は、支持枠２６との間に存在する下地層１及び接合材２により、それぞれ接合されている。
本実施例に係る画像表示装置１１のリアプレート２２は、ガラス基板２１上に、複数（２４０行×７２０列）の表面伝導型電子放出素子２７が、Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９と電気的に接続され、単純マトリクス配線されている。また、フェースプレート３２は、ガラス基板３３上にストライプ状の蛍光体（Ｒ，Ｇ，Ｂ）（不図示）からなる蛍光膜３４とブラックストライプ３５とが交互に配列されている。該蛍光膜３４の上に、Ａｌ薄膜よりなるメタルバック３６をスパッタリング法により０．１μｍの厚さに形成した後、非蒸発型ゲッタ３７としてＴｉ膜を電子ビーム真空蒸着法により０．１μｍの厚さに形成した。
以下に、本実施例に係る画像表示装置の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
（工程（１））
テルピネオールと、「エルバサイト２０４３」（商品名、デュポン社製）と、下地層１の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）に酸化マンガンからなる顔料３質量％を調合した。これによりペーストを調製した。該ペーストを支持枠２６上の周長に沿ってスクリーン印刷で幅２ｍｍ、厚さ１０μｍに形成した後、１２０℃で乾燥し、下地層１を形成した（図２（ｂ）、図３（ａ））。
テルピネオールと、「エルバサイト２０４３」（商品名、デュポン社製）と、下地層１の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）に酸化マンガンからなる顔料３質量％を調合した。これによりペーストを調製した。該ペーストを支持枠２６上の周長に沿ってスクリーン印刷で幅２ｍｍ、厚さ１０μｍに形成した後、１２０℃で乾燥し、下地層１を形成した（図２（ｂ）、図３（ａ））。
（工程（２））
次に、テルピネオール、「エルバサイト２０４３」、接合材２の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）に酸化マンガンからなる顔料０．５質量％を調合したペーストを調製した。該ペーストは、下地層１の材料として用いたペーストよりも顔料である酸化マンガンの配合量が少ないため、レーザー光を吸収しにくい。該ペーストを乾燥した下地層１上に工程（１）と同様にスクリーン印刷で、幅１ｍｍ、厚さ１０μｍに塗布し、接合材２を形成した（図２（ｃ）、図３（ｂ））。
次に、テルピネオール、「エルバサイト２０４３」、接合材２の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）に酸化マンガンからなる顔料０．５質量％を調合したペーストを調製した。該ペーストは、下地層１の材料として用いたペーストよりも顔料である酸化マンガンの配合量が少ないため、レーザー光を吸収しにくい。該ペーストを乾燥した下地層１上に工程（１）と同様にスクリーン印刷で、幅１ｍｍ、厚さ１０μｍに塗布し、接合材２を形成した（図２（ｃ）、図３（ｂ））。
（工程（３））
そして、下地層１及び接合材２の有機物をバーンアウトするため、４８０℃で加熱、焼成する工程を行った（図２（ｄ））。
そして、下地層１及び接合材２の有機物をバーンアウトするため、４８０℃で加熱、焼成する工程を行った（図２（ｄ））。
（工程（１’））
テルピネオール、「エルバサイト２０４３」、下地層１’の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）に酸化マンガンからなる顔料３質量％を調合したペーストを調製した。該ペーストを、フェースプレート３２の支持枠２６と対向する面に沿って、スクリーン印刷で、幅２ｍｍ、厚さ１０μｍに形成した後、１２０℃で乾燥した。これにより、下地層１’を形成した（図２（Ｂ）、図３（Ａ））。
テルピネオール、「エルバサイト２０４３」、下地層１’の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）に酸化マンガンからなる顔料３質量％を調合したペーストを調製した。該ペーストを、フェースプレート３２の支持枠２６と対向する面に沿って、スクリーン印刷で、幅２ｍｍ、厚さ１０μｍに形成した後、１２０℃で乾燥した。これにより、下地層１’を形成した（図２（Ｂ）、図３（Ａ））。
（工程（２’））
次に、テルピネオール、「エルバサイト２０４３」、接合材２’の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）０．５質量％を調合したペーストを調製した。該ペーストを乾燥した下地層１’上に、工程（１’）と同様にスクリーン印刷で、幅１ｍｍ、厚さ１０μｍに形成した。これにより、接合材２’を形成した（図２（Ｃ）、図３（Ｂ））。
次に、テルピネオール、「エルバサイト２０４３」、接合材２’の母材となるＢＡＳ１１５ベースの熱膨張係数α＝７９×１０-7／℃のＢｉ系の鉛レスガラスフリット（旭硝子社製）０．５質量％を調合したペーストを調製した。該ペーストを乾燥した下地層１’上に、工程（１’）と同様にスクリーン印刷で、幅１ｍｍ、厚さ１０μｍに形成した。これにより、接合材２’を形成した（図２（Ｃ）、図３（Ｂ））。
（工程（３’））
そして、下地層１’及び接合材２’の有機物をバーンアウトするため、４８０℃で加熱、焼成する工程を行った（図２（Ｄ））。
そして、下地層１’及び接合材２’の有機物をバーンアウトするため、４８０℃で加熱、焼成する工程を行った（図２（Ｄ））。
（工程（４））
排気孔７を有するリアプレート２２に対して、接合材２が所定の位置で接触するように、支持枠２６とリアプレート２２の位置合わせを行った（図２（ｅ））。
排気孔７を有するリアプレート２２に対して、接合材２が所定の位置で接触するように、支持枠２６とリアプレート２２の位置合わせを行った（図２（ｅ））。
（工程（５））
そして、支持枠２６側から加圧しながら、波長９８０ｎｍ、１３０Ｗ、有効径（照射径）１ｍｍの半導体レーザーを３００ｍｍ／Ｓの速度で走査しながら下地層１を介して接合材２に対して照射して局所加熱した。このとき、半導体レーザー光は、接合材２の幅以上であって、下地層１の幅未満の範囲に照射した。これにより、接合材２を溶融・固化してリアプレート２２と支持枠２６を接合した（図２（ｆ））。
そして、支持枠２６側から加圧しながら、波長９８０ｎｍ、１３０Ｗ、有効径（照射径）１ｍｍの半導体レーザーを３００ｍｍ／Ｓの速度で走査しながら下地層１を介して接合材２に対して照射して局所加熱した。このとき、半導体レーザー光は、接合材２の幅以上であって、下地層１の幅未満の範囲に照射した。これにより、接合材２を溶融・固化してリアプレート２２と支持枠２６を接合した（図２（ｆ））。
（工程（６））
次に、スペーサ８をリアプレート２２のＸ方向配線２８、Ｙ方向配線２９上に従来の方法により配置した。また、リアプレート２２と接合した支持枠２６のもう片方の面に、フェースプレート３２上に形成した接合材２’を接触させるようにして、リアプレート２２とフェースプレート３２をアライメントして設置した（図２（ｇ））。
次に、スペーサ８をリアプレート２２のＸ方向配線２８、Ｙ方向配線２９上に従来の方法により配置した。また、リアプレート２２と接合した支持枠２６のもう片方の面に、フェースプレート３２上に形成した接合材２’を接触させるようにして、リアプレート２２とフェースプレート３２をアライメントして設置した（図２（ｇ））。
（工程（７））
そして、フェースプレート３２側から加圧しながら、波長９８０ｎｍ、１３０Ｗ、有効径（照射径）１ｍｍの半導体レーザーを３００ｍｍ／Ｓの速度で走査しながら下地層１’を介して接合材２’に対して照射して局所加熱した。半導体レーザー光は、接合材２’の幅以上であって、下地層１’の幅未満の範囲に照射した。これにより、接合材２’を溶融・固化してフェースプレート３２と支持枠２６とを接合した（図２（ｈ））。このとき、スペーサ８とフェースプレート３２は接触し、リアプレート２２とフェースプレート３２の間隔は一定になり、外囲器１０を形成した。
そして、フェースプレート３２側から加圧しながら、波長９８０ｎｍ、１３０Ｗ、有効径（照射径）１ｍｍの半導体レーザーを３００ｍｍ／Ｓの速度で走査しながら下地層１’を介して接合材２’に対して照射して局所加熱した。半導体レーザー光は、接合材２’の幅以上であって、下地層１’の幅未満の範囲に照射した。これにより、接合材２’を溶融・固化してフェースプレート３２と支持枠２６とを接合した（図２（ｈ））。このとき、スペーサ８とフェースプレート３２は接触し、リアプレート２２とフェースプレート３２の間隔は一定になり、外囲器１０を形成した。
（工程（８））
次に、外囲器１０を真空チャンバー内に設置し（不図示）、排気孔７から外囲器１０内を真空排気しながら、チャンバー内の真空度を１０-3Ｐａ台で外囲器１０全体を３５０℃まで加熱して非蒸発型ゲッタ３７を活性化した。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を製造した（図２（ｉ））。
次に、外囲器１０を真空チャンバー内に設置し（不図示）、排気孔７から外囲器１０内を真空排気しながら、チャンバー内の真空度を１０-3Ｐａ台で外囲器１０全体を３５０℃まで加熱して非蒸発型ゲッタ３７を活性化した。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を製造した（図２（ｉ））。
本実施例では、下地層１（１’）は、接合材２（２’）よりもレーザー光を吸収し易い材料からなる。また、工程（１）、（２）（工程（１’）、（２’））において、下地層１（１’）の幅が接合材２（２’）の幅よりも大きくなるように配置されている。さらに、半導体レーザー光は、接合材２（２’）の幅以上であって、下地層１（１’）の幅未満の範囲に下地層１（１’）を介して照射している。これにより、照射するレーザーパワーは、下地層１（１’）で吸収され、リアプレート２２の配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）のダメージを低減することができる。以上により、配線の断線やショートの発生を抑制した信頼性が高く、割れ・クラックの少ない、安全で強固に固定され、気密性に優れた画像表示装置が得られた。
［実施例２］
本実施例では、実施例１の支持枠２６とフェースプレート３２とを予めレーザー光の吸収性の低いフリットガラスで接合し、工程（１’）から（３’）を省略した以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を製造した。接合断面図を図４（ｂ）に示す。本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られた。
本実施例では、実施例１の支持枠２６とフェースプレート３２とを予めレーザー光の吸収性の低いフリットガラスで接合し、工程（１’）から（３’）を省略した以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を製造した。接合断面図を図４（ｂ）に示す。本実施例においても、実施例１と同様の効果が得られた。
［実施例３］
本実施例は、工程（１）、（１’）において、下地層１（１’）としてＴｉ：厚さ１０ｎｍ、幅２ｍｍをスパッタ法で成膜したものを用いた。また、工程（２）、（２’）において接合材２（２’）としてＡｌ箔：厚さ１０μｍ、幅１ｍｍのシートを用いた。また、工程（３）、（３’）における熱焼成工程を省略した以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を製造した。
本実施例は、工程（１）、（１’）において、下地層１（１’）としてＴｉ：厚さ１０ｎｍ、幅２ｍｍをスパッタ法で成膜したものを用いた。また、工程（２）、（２’）において接合材２（２’）としてＡｌ箔：厚さ１０μｍ、幅１ｍｍのシートを用いた。また、工程（３）、（３’）における熱焼成工程を省略した以外は実施例１と同様の方法で画像表示装置を製造した。
本実施例では下地層１（１’）、接合材２（２’）にそれぞれ金属を用いたため、工程（８）において真空排気しながら外囲器１０全体を３５０℃まで加熱し、非蒸発型ゲッタ３７を活性化する際の放出ガスが一層低減し、気密性に優れた画像表示装置が得られた。
なお、実施例１〜３では非蒸発型ゲッタ３７をフェースプレート３２に設置した例で説明したが、リアプレート２２の配線上に配置してもよい。
１、１’ 下地層
２、２’ 接合材
５ 封止蓋
６ 封止材
７ 排気孔
８ スペーサ
１０ 外囲器
１１ 画像表示装置
１２ 第１の基板
１３ 第２の基板
１４ 枠部材
２０ 高圧端子Ｈｖ
２１ ガラス基板
２２ リアプレート
２６ 支持枠
２７ 電子放出素子（表面伝導型電子放出素子）
２８ Ｘ方向配線
２９ Ｙ方向配線
３２ フェースプレート
３３ ガラス基板
３４ 蛍光体
３５ ブラックストライプ
３６ メタルバック
３７ 非蒸発型ゲッタ
２、２’ 接合材
５ 封止蓋
６ 封止材
７ 排気孔
８ スペーサ
１０ 外囲器
１１ 画像表示装置
１２ 第１の基板
１３ 第２の基板
１４ 枠部材
２０ 高圧端子Ｈｖ
２１ ガラス基板
２２ リアプレート
２６ 支持枠
２７ 電子放出素子（表面伝導型電子放出素子）
２８ Ｘ方向配線
２９ Ｙ方向配線
３２ フェースプレート
３３ ガラス基板
３４ 蛍光体
３５ ブラックストライプ
３６ メタルバック
３７ 非蒸発型ゲッタ
Claims (7)
- 多数の電子放出素子を備えた第１の基板と、該第１の基板と対向して位置し、前記電子放出素子から放出された電子が照射されて画像を表示する蛍光膜を備えた第２の基板との間に枠部材を位置させ、該枠部材と該第１の基板及び該枠部材と該第２の基板を接合する接合工程を含む画像表示装置の製造方法であって、
前記接合工程は、
前記枠部材の上に下地層を配置する工程、
前記下地層の上に該下地層の幅以下の幅を有する接合材を配置する工程、
前記第１又は第２の基板の接合面と、前記枠部材の接合材の配置された面とを対面させる工程、
前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記接合材とを接触させた後、該接合材に対しレーザー光を少なくとも前記下地層を介して照射し、前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記枠部材との接合を行う工程、とを含み、
前記下地層は、前記接合材よりレーザー光を吸収し易い材料からなり、
前記接合材の幅以上であって、前記下地層の幅未満の範囲にレーザー光を照射することを特徴とする画像表示装置の製造方法。 - 前記接合材と下地層がガラスフリットを少なくとも含み、
前記接合材の配置された面と対向する前記第１又は第２の基板と前記枠部材との接合を行う前に、前記下地層及び接合材を３５０℃以上、６００℃以下で焼成する工程を少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。 - 前記下地層が、前記接合材の材料にレーザー光を吸収しやすい材料をさらに含ませた材料からなることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記下地層と接合材が金属からなることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記下地層が、Ｉｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ及びＡｇからなる群から選択される少なくとも１種を含む金属又は合金からなることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置の製造方法。
- 前記接合材が、Ａｌ、Ｔｉ及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種を含む金属又は合金からなることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像表示装置の製造方法。
- 基材の上に下地層を配置する工程、
前記下地層の上に該下地層の幅以下の幅を有する接合材を配置する工程、
他の基材の接合面と、前記基材の接合材の配置された面とを対面させる工程、
前記他の基材と前記接合材とを接触させた後、該接合材に対しレーザー光を、少なくとも前記下地層を介して照射し、２つの基材の接合を行う工程、とを含むレーザー接合方法であって、
前記下地層は、前記接合材よりレーザー光を吸収し易い材料からなり、
前記接合材の幅以上であって、前記下地層の幅未満の範囲にレーザー光を照射することを特徴とするレーザー接合方法。
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