JP5697385B2 - ガラス基材の接合体、気密容器、及びガラス構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基材の接合体、気密容器、及びガラス構造体の製造方法に関する。本発明は、酸素、水等のガスの侵入によって性能が低下するおそれのあるデバイスを内部に有するディスプレイ等の外囲器及びその製造方法に特に好適に適用できる。

従来、対向するガラス基材を気密接合して気密性を有する内部空間を形成する技術が知られている。この技術は、真空断熱ガラス、有機ＬＥＤディスプレイ（ＯＬＥＤ）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の、フラットパネルの気密容器（外囲器）の製造方法に適用されている。これらの気密容器の製造においては、対向するガラス基材の間に必要に応じて間隔規定部材や局所的な接着材等を配置した上で、周縁部に接合材を配置して、加熱等によりガラス基材同士を接合する。ガラス基材同士の接合方法としては、ガラス基材を仮組みして得られた組立体を加熱炉によって全体加熱（ベーク）する方法と、組立体の周縁部のみを局所加熱手段によって選択的に加熱する方法と、が提案されている。加熱冷却時間、加熱に要するエネルギーの低減、容器内部の機能デバイスの熱劣化防止といった観点で、局所加熱は全体加熱よりも有利である。

特許文献１には、局所加熱の長所を生かしてレーザ光による気密接合をＯＬＥＤの外囲器の製造方法に適用した例が開示されている。この製造方法では、まず２つのガラス基材の間に配置されたフリットを第１のレーザ光によって加熱溶融させ、ガラス基材同士を接合する。次に、接合された領域に第２のレーザ光を照射して、接合された領域をアニールする。第２のレーザ光によるアニール効果によって、その後の切断工程時において不適切な方向のガラス割れが生じるのが防止される。

特許文献２には、極短パルス幅のレーザ光によってガラス基材の破壊強度を高める技術が開示されている。この技術では、ガラス基材に極短パルス幅のレーザ光を照射することによってガラス基材に異質相が形成される。この異質相はガラス基材の表面近傍に形成された圧縮応力層である。ガラス基材の表面近傍に圧縮応力層が形成されることによって、ガラス基材の強度が高められる。

特許文献３には、ＦＥＤの外囲器の製造方法が開示されている。この製造方法では、まず対向配置された第１のガラス基材と第２のガラス基材の周縁部に枠部材と接合材（フリット）を配置する。次に、接合材の延びる方向に沿って、レーザ光を断続的に照射して、離散的な部分接合を得る。次に、部分接合された領域を含む接合材の全周に渡って連続的にレーザ光を照射して、連続的な気密接合を得る。

特許文献４には、融着ガラスの製造方法が開示されている。この製造方法では、まず、対向配置された第１のガラス基材と第２のガラス基材の周縁部に接合材（フリット）を配置する。次に、予熱、接合、徐冷のための局所加熱光源をこの順に近接配置した光源を用いて、接合材の全周に渡って連続的にレーザ光を走査しながら照射し、連続的な気密接合を得る。予熱、接合、徐冷の目的で３段階のレーザ照射が行われるため、被照射物の温度分布が緩やかとなり、クラックの防止が容易となる。予熱の段階ではガラス融着温度未満に加熱されるため、ガラスの融着は生じない。

特許文献５には、表示装置の２つの基板を接合する方法が開示されている。この接合方法では、まず対向配置された第１のガラス基板と第２のガラス基板の周縁部に封止材料を
配置する。次に、照射範囲が広く封止材料とその周辺の基板を同時に加熱できる第１のレーザ光と、照射範囲が狭く封止材料に対する吸収率が高い第２のレーザ光と、を同時に照射する。第１のレーザ光の方が広い照射範囲を有しているため、封止材料はまず第１のレーザ光で、溶融しない程度に加熱され、その後第２のレーザ光で加熱溶融される。

特許文献６には、表示装置の２つの基板を接合する方法が開示されている。この接合方法では、第１の基板上に配置される接合材（フリット）に接触するように第２の基板を配置し、接合材にレーザ光を５ｍｍ／ｓ〜３００ｍｍ／ｓの速度で走査照射することで２つの基板を接合する。

米国特許出願公開第２００８／０１７１４８５号明細書 特開２００３−２８６０４８号公報 米国特許第５８２０４３５号明細書 特開２０００−３１３６３０号公報 特開２００６−３１５９０２号公報 米国特許出願公開第２００７／０１２８９６６号明細書

ガラス基材の接合体において、ガラス基材同士を接合する接合部材に外力が作用すると、接合部材にクラックが発生し、接合部材の強度が低下する場合がある。ガラス基材の接合体により構成される気密容器にあっては、接合部材の強度低下は気密性の長期的な信頼性の低下につながり、ディスプレイ装置の安定動作に影響する場合がある。

気密容器などのガラス基材の接合体に作用する外力としては、圧力変動や振動などがある。例えば、１気圧の圧力環境で製造された気密容器は、空輸時には０．２気圧程度の低圧環境に晒され、標高の高い地域へ出荷された場合には０．６気圧程度の低圧環境で使用されることもある。このように、気密容器が製造時の圧力環境よりも低圧の圧力環境に晒されると、外部空間の圧力による気密容器への加圧が減少し、気密容器の接合部において圧縮応力の低下や引張応力の増大が発生することがある。そうすると、接合部材にクラックが発生し易くなり、また、接合部材に発生したクラックが接合部材内を進展し易くなるため、接合部材の強度低下や気密性の低下が起こり易くなる。

そこで本発明は、接合部材によって接合された一対のガラス基材を含むガラス基材の接合体において、外力によって接合部材にクラックが発生することを抑制することができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、
第１のガラス基材と、
第２のガラス基材と、
前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材とを接合し、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する接合部材と、
を有するガラス基材の接合体であって、
前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の少なくとも一方は、前記接合部材の幅方向の端部近傍においてガラス基材の内部方向に押し込まれて弾性変形しており、
前記接合部材の幅方向の端部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面及び前記弾性変形しているガラス基材の表面は、前記接合部材の幅方向の中央部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面よりも、ガラス基材内部側に位置し、
前記接合部材の幅方向の端部近傍において、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が圧縮応力となる領域が形成されているガラス基材の接合体である。

本発明は、
第１のガラス基材と、
第２のガラス基材と、
前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材とを接合し、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する接合部材と、
を有する気密容器であって、
前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の少なくとも一方は、前記接合部材の幅方向の端部近傍においてガラス基材の内部方向に押し込まれて弾性変形しており、
前記接合部材の幅方向の端部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面及び前記弾性変形しているガラス基材の表面は、前記接合部材の幅方向の中央部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面より
も、ガラス基材内部側に位置し、
前記接合部材の幅方向の端部近傍において、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が圧縮応力となる領域が形成されている気密容器である。

本発明は、
第１のガラス基材と、該第１のガラス基材とともにガラス構造体の少なくとも一部を形成する第２のガラス基材と、を接合することを含む、ガラス構造体の製造方法であって、
前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材との間に、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する接合部材を、該接合部材が前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の双方に接触するように配置する工程と、
前記接合部材を、該接合部材の厚さ方向に押圧する工程と、
前記接合部材に、前記第１のガラス基材を介して、照射位置が前記接合部材の延在する方向に沿って移動するように第１の局所加熱光を照射し、前記接合部材を幅方向全域で加熱溶融させた後に軟化点温度以下まで冷却させる第１の接合工程と、
を有し、
前記第１の局所加熱光による照射位置の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）及び前記第1の局所加熱
光のビーム径φ（ｍ）は、前記第１のガラス基材の厚さをｄ（ｍ）、前記第１のガラス基材の熱拡散率をａ（ｍ^２／ｓ）、前記接合部材の幅をｗ（ｍ）とした場合、
φ／ｖ＜（ｄ／８）^２／（１２ａ）・・・（式１）
φ＞ｗ ・・・（式２）
を満たすガラス構造体の製造方法である。
さらに、本発明は、
第１のガラス基材と、該第１のガラス基材とともに気密容器の少なくとも一部を形成する第２のガラス基材と、を接合することを含む、気密容器の製造方法であって、
前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材との間に、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する接合部材を、該接合部材が前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の双方に接触するように枠状に配置する工程と、
前記接合部材を、該接合部材の厚さ方向に押圧する工程と、
前記接合部材に、前記第１のガラス基材を介して、照射位置が前記接合部材の延在する方向に沿って移動するように第１の局所加熱光を照射し、前記接合部材を幅方向全域で加熱溶融させた後に軟化点温度以下まで冷却させる第１の接合工程と、
を有し、
前記第１の局所加熱光による照射位置の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）及び前記第1の局所加熱
光のビーム径φ（ｍ）は、前記第１のガラス基材の厚さをｄ（ｍ）、前記第１のガラス基材の熱拡散率をａ（ｍ ^２ ／ｓ）、前記接合部材の幅をｗ（ｍ）とした場合、
φ／ｖ＜（ｄ／８） ^２ ／（１２ａ）・・・（式１）
φ＞ｗ ・・・（式２）
を満たす気密容器の製造方法である。

本発明によれば、接合部材によって接合された一対のガラス基材を含むガラス基材の接合体において、外力によって接合部材にクラックが発生することを抑制することができる。

実施形態に係る気密容器の概略構成を示す図 ガラス基材の弾性変形を確認する方法を説明する図 レーザ照射時のガラス基材の変形のしかたを示す図 レーザ照射に伴う接合材及びガラス基材の状態変化を示す図 実施例１、２における局所加熱光の照射方法を示す図 実施例１、２における接合材の温度の観測方法を示す図 接合部材における応力分布を示す図 実施例１、３、４、６、７、８、９に係る気密容器の製造方法を示す図 実施例２に係る気密容器の製造方法を示す図 実施例に係る気密容器を含むＦＥＤの部分破断斜視図 実施例３、５、６、７、８、９に係る接合領域の状態を示す図 実施例４に係る接合領域の状態を示す図 実施例３〜９における局所加熱光の照射方法を示す図 接合材の温度と接合部のクラック密度の関係を示す図 実施例において接合材が形成された状態を示す図 実施例５に係る気密容器の製造方法を示す図

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明のガラス基材の接合体及び気密容器は、外部雰囲気から気密遮断されることが必要なデバイスを内部空間に有するＦＥＤ、ＯＬＥＤ、ＰＤＰ等の外囲器に好適に適用することが可能である。また、本発明のガラス構造体の製造方法は、外部雰囲気から気密遮断されることが必要なデバイスを内部空間に有するＦＥＤ、ＯＬＥＤ、ＰＤＰ等の外囲器の製造に適用することが可能である。特に、内部が減圧空間とされたＦＥＤ等の画像表示装置の外囲器の気密容器では、内部空間の負圧によって気密容器が大気圧荷重を受け、その大気圧荷重によって気密接合部にクラックが発生することがある。このようなクラックは、気密容器の気密性の長期的な信頼度を損なう場合がある。本発明のガラス構造体の製造方法によれば、気密性の長期的な信頼度の高い気密容器を得ることができる。なお、本発明のガラス構造体の製造方法は、内部が減圧空間とされた気密容器の製造や、対向するガラス基材の周縁部が気密性を要求される接合部材によって接合された気密容器の製造に限定されるものではない。本発明のガラス構造体の製造方法は、ガラス基材同士が接合部材により接合されたガラス構造体一般の製造に広く適用することができ、それにより外力に対して接合部材にクラックが発生しにくいガラス構造体を得ることができる。

図１０は、本実施形態に係る気密容器を含む画像表示装置（ＦＥＤ）の部分破断斜視図である。画像表示装置１１の外囲器（気密容器）１０は、いずれもガラス製のフェースプレート１２と、リアプレート１３と、枠部材１４と、を有している。枠部材１４はそれぞれが平板状のフェースプレート１２とリアプレート１３との間に位置し、フェースプレート１２とリアプレート１３との間に密閉空間を形成している。具体的には、フェースプレート１２と枠部材１４、及びリアプレート１３と枠部材１４の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の内部空間は真空に維持され、フェースプレート１２とリアプレート１３との間の間隔規定部材であるスペーサ８が所定のピッチで設けられている。フェースプレート１２と枠部材１４、またはリアプレート１３と枠部材１４は、あらかじめ接合され、または一体形成されていてもよい。

リアプレート１３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が設けられ、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駆動用マトリックス配線（Ｘ方向配線２８、Ｙ方向配線２９）が形成されている。リアプレート１３と対向して位置するフェースプレート１２には、電子放出素子２７から放出された電子の照射を受けて発光し画像を表示する蛍光体からなる蛍光膜３４が設けられている。フェースプレート１２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の上には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Ｈｖ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。

フェースプレート１２、リアプレート１３、及び枠部材１４は、透明で透光性を有していればよく、ソーダライムガラス、高歪点ガラス、無アルカリガラス等が使用可能である。後述する局所加熱光の使用波長及び接合材の吸収波長域において、これらの部材が良好な波長透過性を有していることが望ましい。

次に本実施形態におけるガラス基材の接合体、気密容器、及びガラス構造体の製造方法について、図面を参照して説明する。

図１は、画像表示装置１１の外囲器１０の概略構成を示す図である。図１（ａ）は外囲器１０をフェースプレート１２に垂直の方向から見た図である。なお図１（ａ）においてフェースプレート１２は省略してある。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ’線による外囲器１０の断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢＢ’線による外囲器１０の断面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＣＣ’線による外囲器１０の断面図、図１（ｅ）は図１（ｄ）の破線で囲んだ部分９０の拡大図である。

図１（ｅ）に示すように、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材１の幅方向の端部９１は、リアプレート１３（第１のガラス基材）及び枠部材１４（第２のガラス基材）に食い込んでいる。図１（ｅ）の右側の接合部材端部９１とガラス基材１４（枠部材）を例に説明すると、接合部材端部９１近傍において、ガラス基材１４は、ガラス基材１４の内部方向へ押し込まれて変形している。接合部材端部９１近傍におけるガラス基材１４の表面９４や、接合部材端部９１近傍において接合部材１とガラス基材１４とが接触している部分の境界面９３に着目する。この表面９４や境界面９３は、接合部材１の幅方向の中央部近傍において接合部材１とガラス基材１４とが接触している部分の境界面９６よりも、ガラス基材１４の内部側に位置している。接合部材端部９１の、最大厚さ部９２における接合部材厚さをｄとして、ガラス基材１４の表面における、最大厚さ部９２からの接合部材１の幅方向での距離がｄである位置１４１及び１４２を直線で結んで得られる仮想的な境界線１４３を考える。このとき、境界面９３及び表面９４が仮想的な境界線１４３よりもガラス基材１４の基材内部側にある。

接合部材端部９１近傍における上述したガラス基材１４の変形は弾性変形である。接合部材端部９１近傍においてガラス基材１４が基材内部側へ押し込まれて弾性変形することにより、接合部材端部９１近傍のガラス基材１４には圧縮応力が発生する。この圧縮応力が駆動力となり、ガラス基材１４は、接合部材端部９１を、ガラス基材１３（リアプレート）側へ押しつける。同様に、接合部材端部９１近傍のガラス基材１３内部に発生した圧縮応力が駆動力となり、ガラス基材１３は、接合部材端部９１を、ガラス基材１４側へ押しつける。このように、対向するガラス基材の少なくとも一方が接合部材端部９１を他方のガラス基材の側へ押しつける作用によって、接合部材端部９１は圧縮されるため、接合部材端部９１は圧縮応力領域となる。すなわち、本実施形態においてガラス基材同士を接合する接合部材１は、幅方向の両方の端部に圧縮応力領域が形成される。

ガラス基材が接合部材端部９１を圧縮する作用の駆動力は、ガラス基材内部に発生した圧縮応力である。この駆動力は、気密容器を構成するガラス基材自体に内在するため、ガラス基材が接合部材端部９１を圧縮する作用は、気密容器の外部の圧力変動などによらず持続する。接合部材１の両方の端部９１に圧縮応力の領域が形成されることにより、接合部材１には外力に起因するクラックが入りにくくなる。そのため、気密容器の移動や輸送時の圧力変動や製造時と使用時の圧力環境の相違などによらず、接合部材１にクラックが
発生することが抑制され、長期的な気密性の信頼度が高い気密容器が得られる。気密容器に限らず、一般のガラス基材の接合体において、接合部材の両側の端部近傍のガラス基材が基材内部側に弾性変形し、接合部材の両側の端部に圧縮応力の領域が形成されることにより、接合部材に外力に起因するクラックが発生しにくくなる。従って、強度に優れたガラス基材の接合体が得られる。

本発明における気密容器に用いるガラス基材としては、ガラス基材自体からの脱ガスが少ないものが望ましい。本発明の気密容器をＦＥＤ、ＯＬＥＤ等のディスプレイ装置に用いる場合、気密容器のガラス基材としては、装置動作時の温度変動などに対する化学的及び熱的な安定性の点から、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、高歪点ガラスが好適である。

本発明における気密容器に用いる接合材は、接合材自体からの脱ガスが少ないものが望ましい。本発明の気密容器をＦＥＤ、ＯＬＥＤ等のディスプレイ装置に用いる場合、接合材としては、装置動作時の温度変動などに対する化学的及び熱的な安定性の点から、ガラスフリット、無機接着材、低融点ガラス等が好適である。

次に、ガラス基材の接合体が本発明の要件を充足しているかを確認する方法の一例を図２を用いて詳細に説明する。図２は、画像表示装置１１の外囲器１０の概略構成を示す図である。図２（ａ）は外囲器１０（気密容器）をフェースプレート１２に垂直の方向から見た図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢＢ’線による気密容器の断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）及び（ｂ）の太枠線Ｄで囲まれた部分を切り出した検体の斜視図である。図２（ｄ）及び（ｅ）は図２（ｃ）の検体における接合部材１の近傍部分９５の拡大図である。

まず、気密容器から接合部材１を含む検体を切り出す。検体は、図２（ｃ）に示すように、一対のガラス基材（枠部材１４、リアプレート１３）の間に接合部材１が挟まれたサンドイッチ状に切り出す。切り出す方法は、特に限定されないが、接合面が平滑で、接合強度を可能な限り低下させない方法がよく、ダイシングカッター、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）等を用いることが可能である。必要に応じて、切断に先立って予め樹脂で補強しても良い。切断面間の厚みは、１００μｍ〜数ｍｍ程度とすることが可能である。

次に、用意した検体の温度を、気密容器の想定使用環境に一致する温度又は室温にする。次に、切断面におけるガラス基材の表面及び接合部材１とガラス基材との境界面の形状１４４を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡等で取得する。そして、ガラス基材の表面の高さ及び接合部材１とガラス基材との境界面の高さを、接合部材１の幅方向の位置に対してプロットして、ガラス基材の表面及び接合部材１とガラス基材との境界面の形状１４４（以下、境界形状という）を特定する。（図２（ｄ））

次に、不図示の加熱装置にて検体を加熱し、検体の温度を接合材の軟化点温度以上にする。検体の温度を１０分程度、接合材の軟化点温度以上に維持した後、境界形状１４４を取得したときの温度（気密容器１０の想定使用環境温度又は室温）まで冷却する。そして、加熱前の境界形状１４４を取得した方法と同様に、ガラス基材の境界形状１４５を特定する。（図２（ｅ））

得られたガラス基材の境界形状１４４及び１４５を比較する。そして、接合部材端部９１近傍において加熱後の境界形状１４５が加熱前の境界形状１４４に対してより直線的であれば、接合部材１が軟化する前の状態（図２（ｄ））においてガラス基材が弾性変形していたことを確認できる。

さらに、加熱前のガラス基材の境界形状１４４において、接合部材端部９１の最大厚さ部９２における接合部材１の厚さをｄする。そして、ガラス基材１４の表面における、最大厚さ部９２からの幅方向での距離がｄである位置１４１及び１４２を直線で結び、仮想的な境界線１４３を考える。このとき、加熱前のガラス基材の境界形状１４４が仮想的な境界線１４３よりもガラス基材１４の基材内部側にあれば、ガラス基材が基材内部側へ押し込まれて変形していることを確認できる。

本発明の気密容器は、気密容器外部の圧力変動によらず安定的に接合部材端部９１に圧縮応力が残留する。そのため、気密容器を０．１気圧（１０ｋＰａ）の減圧室に入れた際にも、その減圧環境下で接合部材にクラックが発生しにくいだけでなく、クラックが発生した場合においても、接合部材端部９１にはクラックが進展しにくいことを確認できた。

本発明の気密容器の接合部材の幅方向の応力分布は、図２（ｃ）に示すような接合部材を含む検体を切り出して光弾性応力測定装置（Ｓｔｒｅｓｓ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ社製のＧＦＰ１４００等）を用いて確認することができる。

次に本発明の気密容器の製造方法を図３及び図４を用いて詳細に説明する。
本発明のガラス構造体の製造方法では、図３に示すように、一対のガラス基材１３及び
１４に接合材１ａを狭持させた仮組物に、接合材の厚さ方向（ガラス基材対及び接合材に垂直の方向）の加圧力を持続的に印加する工程を含む。そして、この仮組物に対し第１の局所加熱光４１を照射する工程を含む。この照射工程には、仮組物又は第１の局所加熱光４１の光源を、接合材１ａの延在する方向（図２で接合材１ａの幅方向と垂直かつガラス基材１３や１４と平行の方向。図３の矢印Ｄで示す方向）に移動させる工程が含まれる。このガラス構造体の製造方法では、第１の局所加熱光４１の照射時に照射領域４２１においてガラス基材１３、１４が選択的（局所的）に弾性変形することにより、照射領域４２１における接合材１ａへの加圧力が増大することを特徴としている。

前記加圧力の増大は、第１の局所加熱光４１が入射する側に位置する第１のガラス基材１３及びそれに対向する側に位置する第２のガラス基材１４の基材厚さ方向（図３の矢印ｙで示す）の温度差（温度分布）によって生じる。ガラス基材の厚さ方向の温度差は、以下のようにして生じる。すなわち、接合材１ａが第１の局所加熱光４１のエネルギーを吸収することで接合材１ａの温度が局所的に上昇し、温度上昇領域４２１において接合材１ａが軟化溶融して流動性を生じる。軟化溶融した接合材１ａがガラス基材１３、１４に伝熱的に良好に接触することにより、ガラス基材１３、１４は、高温かつ流動性を有する接合材１ａに接触し、急激に加熱される。

なお、ガラス基材１３、１４自体は第１の局所加熱光４１の波長に対するエネルギー吸収性が低い。これにより、ガラス基材１３、１４の内部には、厚さ方向で接合材１ａに近いほど高温となり、接合材１ａから離れるほど（ガラス基材内部側の位置になるほど）低温となるような温度分布が基材厚さ方向に形成される。このようなガラス基材１３、１４の厚さ方向の温度差により、ガラス基材１３、１４の熱膨張の態様が厚さ方向で異なることになるため、ガラス基材１３、１４には、図３に示すように、接合材１ａに近い方が凸になる反りが生じる。このガラス基材１３、１４の反りにより、第１の局所加熱光４１の照射領域４２１において軟化溶融した接合材１ａをガラス基材１３、１４が選択的（局所的）に押圧するため、接合材１ａに対する加圧力が照射領域４２１において増大する。

上記のガラス基材内部の温度分布によって厚さ方向で熱膨張の態様に差が生じてガラス基材が反る現象は、バイメタルにおいて厚さ方向の熱膨張率の相違によって厚さ方向で熱膨張の態様に差が生じてバイメタルが反る現象と似ている。以下、本発明のガラス構造体の製造方法においてガラス基材が厚さ方向の温度分布によって反る現象を「バイメタル効
果」と称する。

第１の局所加熱光４１の照射後、接合材の溶融に伴いガラス基材の厚さ方向の温度差が増大する。ガラス基材の厚さ方向の温度差が最大となる時刻が過ぎると、熱拡散作用により次第にガラス基材の厚さ方向の温度差が緩和する。第１の局所加熱光４１の照射条件を適切に設定することにより、第１の局所加熱光４１の照射後に生じるガラス基材の厚さ方向の温度差の緩和速度を調節し、接合材に対する加圧力の増大作用を調節することができる。

上述したバイメタル効果によるガラス基材の弾性変形と、接合部材端部における接合部材とガラス基材との境界面及び接合部材端部近傍におけるガラス基材表面の基材内部側へ押し込まれる弾性変形と、の素過程を図４を用いて詳細に説明する。図４の各図は、図３のＥＥ’線によるガラス基材１３、１４及び接合材１ａの断面図である。図４における符号Ｄは第１の局所加熱光４１による照射位置の移動方向を表す。

図４（ａ）は、一対のガラス基材１３、１４に挟まれるように接合材１ａを配置したアセンブリ段階を表す図である。この段階では、ガラス基材対を介して、接合材１ａには圧力が印加されている。

図４（ｂ）は、接合材１ａの幅方向全体を加熱するに十分なビーム径を有する第１の局所加熱光４１を、ガラス基材１３（第１のガラス基材）を介して接合材１ａに照射する段階を表す図である。
図４（ｃ）は、接合材１ａが温度上昇により軟化変形した状態を表す図である。本発明に係る接合材１ａは、粘度が負の温度係数を有する。すなわち、温度変化に対し負の傾きで粘度が変化する。また、接合材１ａは、第１の局所加熱光４１の波長に対してエネルギーを吸収する材料である。すなわち、第１の局所加熱光４１の波長は接合材１ａの吸収帯に含まれる。また、第１の局所加熱光４１はガラス基材１３、１４を透過する。第１の局所加熱光４１の照射により接合材１ａが温度上昇すると、アセンブリ段階の押圧により、接合材１ａは軟化変形する。この段階では、接合材１ａは流動性を有していないが、接合材１ａの微小な凹凸が加圧により潰されて、ガラス基材との密着性が図４（ｂ）の段階より高くなる。

図４（ｄ）は、図４（ｃ）の段階よりさらに接合材１ａの温度が上昇し、高温の接合材１ａがよりガラス基材に密着した状態を表す。この段階では、高温の接合材１ａからガラス基材への伝熱が促進され、ガラス基材の接合材１ａと接触している面に近い側と当該接触面と反対側の面に近い側との温度差が拡大する。そして、上述したガラス基材の厚さ方向のバイメタル効果により、ガラス基材が接合材１ａを押圧する加圧力がより強くなる。

図４（ｅ）は、着目している箇所の接合材１ａに対する第１の局所加熱光４１の照射が終わる段階を表す図である。この段階では、接合材１ａが軟化溶融しており、接合材１ａ側に反って変形したガラス基材によって接合材１ａがより一層強く押圧されている。この段階で接合材１ａ及びガラス基材は最高到達温度になる。

図４（ｆ）は、第１の局所加熱光４１が通過した後、接合材１ａの冷却固化が開始する段階を表す図である。この段階では、周辺の非加熱領域を含む低温領域への熱拡散により、接合材１ａは、幅方向の端部９１０から固化し始める。このとき、ガラス基材のバイメタル効果が減少し始め、ガラス基材の反りが低減し始めるが、接合材１ａの端部９１０が固化し始める段階ではまだガラス基材の反りが大きい。そのため、固化した接合材１ａの端部９１０の厚さｈ_１は、ガラス基材に反りがほとんど生じていない状態（ガラス基材対がほぼ平行の状態）である図４（ｃ）の段階における接合材１ａの厚さｈ_０より高くなる
。

図４（ｇ）は、図４（ｆ）の段階よりさらに接合材１ａ及びガラス基材の冷却が進み、接合材１ａの端部領域９１０から接合材１ａの幅方向中央部９２０へと固化が進んでいく段階を表す図である。図４（ｅ）の段階における接合材１ａの最高到達温度とガラス基材の最高到達温度とでは、接合材１ａの最高到達温度の方が高い。このため、冷却に伴う接合材１ａの収縮量とガラス基材の収縮量とでは、接合材１ａの収縮量の方が相対的に大きくなる。また、ガラス基材は、図４（ｄ）〜図４（ｆ）の段階でバイメタル効果によって反るが、これは弾性変形であり、冷却に伴って、ガラス基材は、ガラス基材対がほぼ平行であった図４（ｃ）の状態まで復元しようとする。これにより、接合材１ａの中央部９２０が固化する段階では、接合材１ａの厚さは図４（ｃ）の段階における接合材１ａの厚さｈ_０に近くなる。

図４（ｈ）は、接合材１ａが固化して、ガラス基材同士が接合部材１によって接合された状態を表す図である。ガラス基材対が反った状態で端部９１０の接合材１ａが先ず固化し、ガラス基材対の反りが復元した状態で中央部９２０の接合材１ａが遅れて固化することにより、ガラス基材間に形成される接合部材１は、図４（ｈ）に示すようになる。すなわち、膜厚の高い接合部材端部９１をガラス基材内部に抱き込むような形状となる。この段階では、先に固化して形成された接合部材端部９１は、接合部材１の幅方向の中央領域９５より厚く、かつ、ガラス基材対内部に食い込む態様で接合面（境界面）を形成している。ガラス基材は、接合部材端部９１付近で、接合部材端部９１によりガラス基材の内部方向に押し込まれて弾性変形している。この接合部材１によって接合されるガラス基材対においては、接合部材１の幅方向端部においてガラス基材が基材内部方向に弾性変形した状態が維持されることになる。このため、この接合部材１によって接合されるガラス基材対においては、接合部材１の幅方向端部に、安定的に圧縮応力領域が形成されることになる。

なお、図４（ｄ）〜（ｆ）に至る段階で発生しているバイメタル効果は、紙面の左右方向のみならず、奥行き方向を含めて、第１の局所加熱光４１による加熱領域を中心とするガラス基材１３の平面内全周に発生している。ここでは、簡単のため図４（ｄ）〜（ｆ）においては図示を一部省略している。

次に本発明のガラス構造体の製造方法が満たすべき要件について説明する。
本発明に係るガラス構造体の製造方法では、第１の局所加熱光の照射位置近傍のガラス基材に上述した意味でのバイメタル効果を生じさせる必要がある。そして、バイメタル効果でガラス基材が反っている状態において、接合材の幅方向の端部の溶融接合が行われる必要がある。そのためには、加熱溶融した高温の接合材からガラス基材内部へ伝達した熱がガラス基材内部で拡散してガラス基材内部の温度分布が均一化してしまう前の段階で、接合材の幅方向端部の接合が行われればよい。この要件は、ガラス基材対の少なくとも一方において満たされれば、接合部材の幅方向端部に圧縮応力領域が形成されるという本発明の効果を得ることができる。そこで、以下では、第１の局所加熱光の入射側に配された第１のガラス基材（リアプレート１３）について議論する。

ガラス基材１３には、図４（ｄ）〜（ｆ）の段階で、高温になった接合材１ａからの伝熱が発生する。ここでは、図４（ｅ）に示す、ガラス基材１３の面１３１に対して急激な加熱を行う接合材１ａが接触している状態において、ガラス基材１３の厚さ方向に発生する温度分布を扱う非定常熱伝導を考えれば良い。

ガラス基材１３の面１３１に高温の接合材１ａが極めて短い時間ｔ（ｓ）接触してガラス基材１３を加熱した場合に、ガラス基材１３の基材内部に温度が拡散する範囲（温度浸
透厚さ）δ（ｍ）は、
δ＝（１２ａｔ）^0.5
と表せる。ここで、ガラス基材１３の熱拡散率（Thermal Diffusivity）をａ（ｍ^２／ｓ
）とした。本発明においては、加熱時間ｔ（ｓ）は、第１の局所加熱光の通過時間として良く、第１の局所加熱光による照射位置の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）、移動方向の第１の局所加熱光のビーム径φ（ｍ）とすれば、
ｔ＝φ／ｖ
と表せる。

ガラス基材において上述したバイメタル効果が生じる条件は、ガラス基材の厚さをｄとすると、ｄ≫δと表せる。発明者等の実験及び検討によれば、最終的に形成される接合部材の幅方向の端部９１付近（図４（ｈ）参照）に十分な圧縮応力を発生させるための条件は、
ｄ＞８×δ
と表せる。これに、上記のδ及びｔを代入して変形すると、
φ／ｖ＜（ｄ／８）^２／（１２ａ）・・・・・（式１）
となる。第１の局所加熱光が入射する側の第１のガラス基材の厚さｄ及び該第１のガラス基材の熱拡散率ａが与えられたとき、上記の式１を満たすような移動速度ｖ及び移動方向のビーム径φを、第１の局所加熱光の照射条件として選択すればよい。これにより、照射位置におけるガラス基材に上述したバイメタル効果が生じ、最終的に形成される接合部材の幅方向の端部９１に十分な圧縮応力の領域が形成される。
前記ガラス基材の厚さｄは、第１の局所加熱光により優先的に加熱された接合材からみた入射側のガラス基材の厚みを代表することが可能である。したがって、局所加熱段階にある入射側のガラス基材が、加熱工程より前に接合された二以上のガラス機材が一体的な構造物として捉える事が可能な場合は、一体的に扱える基材の厚みの合計をガラス機材の厚みｄとする。

ここで第１の局所加熱光の移動方向のビーム径φは、接合材１ａをその幅方向全域で加熱するために、接合材１ａの幅をｗとすると、
φ＞ｗ・・・・・（式２）
を満足することが必要である。
尚、ガラス基材の熱拡散率ａが直接判明していない場合は、下の式３より求められる。
ａ＝λ／Ｃｐ／ρ・・・・・（式３）
ここでλはガラス基材の熱伝導率、Ｃｐはガラス基材の比熱容量、ρはガラス基材の密度である。

本発明のガラス基材の接合体、気密容器、及びガラス構造体の製造方法に適用可能な接合材は、軟化点がガラス基材の軟化点より低く、粘度が負の温度係数を有する材料であれば特に限定されない。粘度が負の温度係数を有する、とは、温度が高くなると粘度が小さくなること、すなわち粘度の温度依存性が負であることを意味する。これらの条件は、接合材が軟化した段階でガラス基材が弾性的に変形し、ガラス基材対の間に狭まれている接合材が溶融した段階でガラス基材対に良好に接触するために要請される（図４（ｄ）〜（ｅ）参照）。本発明に適用可能な接合材としては、ガラスフリットや低融点金属等を例示できる。特に、非結晶型のガラスフリットは、雰囲気や温度の影響を受け難いのでより好適である。

本発明のガラス基材の接合体、気密容器、及びガラス構造体の製造方法に適用可能なガラス基材は、前述の軟化点の条件（接合材の軟化点より高い）を満足すれば、特に限定されない。製造時の熱影響による化学的安定性や寸法公差の安定性の観点から、一般的にディスプレイガラスに適用可能な、無アルカリガラス、高歪点ガラスが好適である。

本発明のガラス構造体の製造方法及び気密容器の製造方法に適用可能な第１の局所加熱光は、その波長特性が、ガラス基材に対して透過性があり、接合材に対して吸収性がある光であれば特に限定されない。例えば、収束光学系と組み合わせた赤外ランプ等を本発明の第１の局所加熱光として使用できる。また、移動照射を行う場合に好都合である点と照射スポットが尖鋭である点から、半導体レーザやＣＯ_２レーザ等のガスレーザが好適である。

本発明のガラス構造体の製造方法及び気密容器の製造方法に適用可能な第１の局所加熱光の照射条件は、上述した式１及び２を満足すれば良い。照射加熱中のガラス基材のバイメタル効果によって荷重が集中する領域を局在させるために、第１の局所加熱光のビーム径φを接合材の幅ｗ以下にならない範囲内で小さくし、移動速度ｖをより高速にして照射することが好適である。

次に、本発明のガラス構造体の製造方法におけるガラス基材の接合方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。この実施形態では、上述した式１及び式２の照射条件を満たす第１の局所加熱光に加えて、第２の局所加熱光を接合材１ａに照射することによって、ガラス基材の接合を行う。ここで説明する実施形態では、第１の局所加熱光の照射を行った後、これに追従させて第２の局所加熱光の照射を行う。

（ステップ１）
まず、図８（ａ）に示すように、枠部材１４（第１のガラス基材）を準備し、次に、図８（ｂ）に示すように、接合材１ａを枠部材１４の上に配置し、全体として枠部材１４と同様の枠状の形状になるように接合材１ａを形成する。接合材１ａは、所定の幅Ｗで、枠部材１４とリアプレート１３の対向する面に沿って延在するように配置される。接合材１ａは、粘度が負の温度係数を有し、高温で軟化し、かつフェースプレート１２、リアプレート１３、及び枠部材１４のいずれよりも軟化点が低いことが望ましい。接合材１ａの例として、ガラスフリット、無機接着剤、有機接着剤が挙げられる。接合材１ａは、後述する局所加熱光の波長に対して高い吸収性を示すことが好ましい。内部空間の真空度維持が要求されるＦＥＤ等に用いられる気密容器を製造する場合は、残留ハイドロカーボンの分解を抑制できるガラスフリットや無機接着剤が好適に用いられる。

（ステップ２）
次に、図８（ｃ）に示すように、電子放出素子２７等が形成されたリアプレート１３（第２のガラス基材）と枠部材１４とが接合材１ａを挟んで対向するように配置する。これによって、枠部材１４（第１のガラス基材）とリアプレート１３（第２のガラス基材）との間に、枠部材１４とリアプレート１３の双方に接触するように、接合材１ａが配置される。この際、図８（ｄ）に示すように、接合材１ａとリアプレート１３との接触を確実なものとするために、枠部材１４を、接合材１ａが配置された面とは反対側からガラス基材５２（第３のガラス基材）で覆う。そして、接合材１ａをリアプレート１３に押しつけるような、接合材１ａの厚さ方向の補助的な荷重を加えることが好ましい。

（ステップ３：第１及び第２の接合工程）
次に、図８（ｅ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４１、４２を接合材１ａに移動照射し、対向配置されたリアプレート１３と枠部材１４とを接合する。第１及び第２の局所加熱光４１、４２は、接合材１ａが延びる方向Ｄ（図５（ａ）参照）に沿って、第２の局所加熱光４２が第１の局所加熱光４１に追従して移動しながら、接合材１ａに照射される。第１及び第２の局所加熱光４１、４２は、接合領域の近傍を局所的に加熱可能であればよく、光源としては半導体レーザが好適に用いられる。接合材１ａを局所的に加熱する性能やガラス基材の透過性等の観点から、赤外域に波長を有する加工用半導体レーザ
が局所加熱光４１、４２の光源として好ましい。

図５（ａ）を参照すると、第１の局所加熱光４１を出射する第１のレーザヘッド６１と、第２の局所加熱光４２を出射する第２のレーザヘッド６２とが、接合材１ａが延在する方向Ｄに沿った所定の光軸間距離Ｃでブレッドボード６０に固定されている。このため、第２の局所加熱光４２は第１の局所加熱光４１と同一の速度で第１の局所加熱光４１に追従する。接合材１ａを含む被照射物を移動させることによって、第１の局所加熱光４１による照射位置に第２の局所加熱光４２による照射位置が同一速度で追従するようにしてもよい。また、ブレッドボード６０を方向Ｄに沿って移動させることによって、第１の局所加熱光４１による照射位置に第２の局所加熱光４２による照射位置が同一速度で追従するようにしてもよい。

本明細書では、第１の局所加熱光４１の照射による接合材１ａの加熱溶融及びその後の冷却過程を第１の接合工程と呼び、第２の局所加熱光４２の照射による接合材１ａの加熱溶融及びその後の冷却過程を第２の接合工程と呼ぶ。本実施形態では、ブレッドボード６０に固定された第１のレーザヘッド６１と第２のレーザヘッド６２を用いて、２回の局所加熱光の照射を僅かな時間差でほぼ同時に行っている。しかし、第１の接合工程と第２の接合工程は、互いに別々のタイミングで行ってもよい。

接合材１ａは、第１の局所加熱光４１の照射によって、接合材１ａの延在する方向Ｄに沿って順次加熱されて溶融し、その後軟化点以下まで冷却する。第１の局所加熱光４１は、枠部材１４上に配置され全体として枠状の形状に形成された接合材１ａに沿って移動しながら照射される。この際、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、第１の局所加熱光４１のビームスポットを大きめに設定し、接合材１ａの幅方向全域で接合材１ａを加熱溶融させる。なお、図５（ｃ）は図５（ａ）のＣＣ線から見た平面図である。

第１の局所加熱光４１の照射によって溶融した接合材１ａが軟化点以下まで冷却した後に、第２の局所加熱光４２が照射される。第２の局所加熱光４２は、第１の局所加熱光４１との光軸間間隔Ｃを維持しながら、第１の局所加熱光４１に追従して照射される。これにより、軟化点以下まで冷却した接合材１ａの幅方向の一部が加熱され、再び溶融する。

第２の局所加熱光４２は、接合材１ａの加熱再溶融部の周囲が軟化点以下の接合材１ａで囲まれるように照射する。具体的には、図５（ｄ）に示すように、第２の局所加熱光４２のビーム径を接合材１ａの幅Ｗより小さくする。これにより、接合材１ａの幅方向の両側側部４４に挟まれた中央部４５だけを加熱再溶融させ、両側側部４４を軟化させないように第２の局所加熱光４２を照射する。ここで、図５（ｄ）は、図５（ｃ）の破線で囲ったＡ部の拡大図である。この結果、接合材１ａの幅方向の一部が加熱再溶融し、かつ、接合材１ａの幅方向において、加熱再溶融部の両側それぞれに、少なくとも一部が再溶融していない側部４４が確保される。加熱再溶融した中央部４５はその後、軟化点以下まで冷却する。

第２の局所加熱光４２の照射による加熱再溶融部の周囲が軟化点以下の接合材１ａで囲まれるようにするためには、次の条件を満たす必要がある。すなわち、第１の局所加熱光４１の照射により幅方向全域で加熱溶融した接合材１ａが、第２の局所加熱光４２が照射されるまでの間に軟化点以下まで冷却されている必要がある。これは、第１の局所加熱光４１と第２の局所加熱光４２との光軸間距離Ｃや接合材１ａの冷却速度を調整することによって可能となる。加熱再溶融部の両側に再溶融しない側部４４を確保するには、ビーム径などの第２の局所加熱光４２の照射条件を調整して所望の範囲を加熱再溶融させるようにすればよい。

第２の局所加熱光４２を照射する際には、接合材１ａは、接合材１ａの幅方向全域で加熱溶融した後、軟化点以下まで冷却された状態となっていればよい。

第１及び第２の局所加熱光４１，４２は、それぞれ所定領域（第１の局所加熱光４１は幅方向全域、第２の局所加熱光４２は幅方向中央部）の接合材１ａを照射して加熱できれば、接合対象物に対して同じ側から照射しても互いに反対側から照射してもよい。例えば、枠部材１４とリアプレート１３の間の接合材１ａを照射する場合、図５に示すように第１及び第２の局所加熱光４１、４２の両方とも枠部材１４の側から入射しても良いし、一方が枠部材１４の側から入射して他方がリアプレート１３の側から入射しても良い。

図７は、枠部材１４とリアプレート１３とを接合する接合部材１の応力分布について説明するための図である。図７（ａ）に示すような、接合材１ａの延びる方向に垂直の仮想面Ｓによる枠部材１４、接合部材１及びリアプレート１３の断面図を図７（ｂ）〜（ｄ）に示す。
図７（ｂ）は、上述した式１及び式２を満たす第１の局所加熱光４１の照射を行わず、加熱炉を用いた全体加熱のみで接合材１ａを加熱溶融させ、その後接合材１ａを軟化点以下まで冷却させて得られる接合部材１の残留応力の分布を示している。
図７（ｃ）は、図５（ｃ）に示す第１の局所加熱光４１のみで接合材１ａを加熱溶融させ、その後接合材１ａを軟化点以下まで冷却させて得られる接合部材１の残留応力の分布を示している。
図７（ｄ）は、図５（ｃ）に示す第１の局所加熱光４１及び第２の局所加熱光４２を上述した照射条件で照射して得られる接合部材１の残留応力の分布を示している。
この応力分布は、接合材１ａが延在する方向をＸ、接合材１ａの幅方向をＹ、接合材１ａの厚さ方向をＺとしたときに、Ｙ、Ｚ方向に対して４５°傾いた面でのせん断応力に対応した、Ｚ方向（厚さ方向）の引張応力及び圧縮応力の分布を示している。
図７（ｂ）に示す、加熱炉を用いて接合材１ａを全体加熱することでガラス基材を接合した場合は、接合部材１にクラックの進展を妨げる圧縮応力の領域を発生させることは困難であった。
図７（ｃ）に示す、第１の局所加熱光４１の照射のみでガラス基材を接合した場合は、接合部材１の幅方向端部に圧縮応力領域７１が形成された。接合部材１の幅方向端部の圧縮応力領域７１に隣接する接合部材１の幅方向中央部は、引張応力領域７２となった。このため、気密容器の外部からの外力によって接合部材１の幅方向端部にクラックが生じることが抑制されるので、気密性の低下が抑制される。また、接合部材１の幅方向中央部にクラックが発生した場合、クラックは接合部材１の幅方向Ｙに引張応力領域７２を横断するように進展するが、圧縮応力領域７１においてクラックの進展が妨げられるため、やはり気密性の低下が抑制される。

図７（ｄ）に示す、本実施形態では、第１の局所加熱光４１で加熱溶融されその後軟化点以下まで冷却された接合材１ａに、第２の局所加熱光４２を照射し、接合材１ａを局所的に再溶融させるとともに、再溶融部の周囲が軟化点以下の領域で囲まれるようにする。その結果、第２の局所加熱光４２が照射された部位が圧縮され、図４（ｄ）に示すように、接合部材１の幅方向中央部及び幅方向端部に接合部材１の厚さ方向の残留応力が圧縮応力となる圧縮応力領域７１が形成される。そして、これら圧縮応力領域７１に隣接して、接合部材１の厚さ方向の残留応力が引張応力となる引張応力領域７２が形成される。クラックの進展しやすい引張応力領域７２がクラックの進展しにくい圧縮応力領域７１によって分断されるため、クラックの進展が抑制されやすくなる。このようにして第１及び第２の局所加熱光４１、４２を接合材１ａに照射してガラス基材対を接合することによって、接合部材の長期的な気密信頼度をより確実なものとすることが可能となる。

（ステップ４）
次に、図８（ｇ）〜（ｋ）に示すように、ステップ１〜３と同様の手順で、フェースプレート１２と枠部材１４とを接合する。具体的にはまず、図８（ｇ）に示すように、蛍光膜３４等が形成されたフェースプレート１２を準備する。次に、図８（ｈ）に示すように、フェースプレート１２の上に、ステップ１と同様にして接合材１ｂを枠状に形成する。次に、図８（ｉ）に示すように、ステップ２と同様にして、フェースプレート１２と枠部材１４とを接合材１ｂを介して接触させる。ここではガラス基材５２は用いていない。次に、図８（ｊ）及び図５（ｂ）に示すように、ステップ３と同様にして第１及び第２の局所加熱光４１、４２を照射する。これによって、図８（ｋ）に示すように、フェースプレート１２とリアプレート１３とが枠部材１４を介して対向し、内部空間が形成された外囲器１０が形成される。本実施形態では、接合材１ｂはフェースプレート１２に形成しているが、枠部材１４に形成することも可能である。接合材１ｂの種類、物性、レーザ光の照射条件等はステップ１〜３と同様とすることが好ましい。

以上説明した実施形態では、リアプレート１３と枠部材１４とを接合し、さらにフェースプレート１２と枠部材１４とを接合し、それによってフェースプレート１２とリアプレート１３との間に枠部材１４が挿入された外囲器１０が製造される。しかし、本発明はより一般的には、少なくとも一部がリアプレート１３とフェースプレート１２とからなる気密容器を製造する方法を提供するものである。従って、枠部材１４の形状をした突状部があらかじめ一体形成されたガラス基材をリアプレート１３またはフェースプレート１２の一方として用い、他方のプレートと接合することも可能である。また、フェースプレート１２と枠部材１４を先に接合し、その後にリアプレート１３と枠部材１４を接合することも可能である。

さらに、以上説明した実施形態は画像表示装置に用いる気密容器の製造方法だが、本発明はより一般的に、第１のガラス基板と第２のガラス基板との接合に適用することができる。この場合、第１及び第２の局所加熱光は共に第１のガラス基板側から照射してもよく、一方を第１のガラス基板側から、他方を第２のガラス基板側から照射してもよく、共に第２のガラス基板側から照射してもよい。

次に、本発明のガラス構造体の製造方法におけるガラス基材の接合方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。この実施形態では、上述した式１及び式２の照射条件を満たす局所加熱光を第１の局所加熱光とし、これに加えて第２の局所加熱光を接合材１ａに照射することによってガラス基材の接合を行う。ここで説明する実施形態では、第１の局所加熱光の照射に先立って、第２の局所加熱光の照射を行う。そして、第２の局所加熱光による照射位置に、第１の局所加熱光による照射位置が追随するように、第１及び第２の局所加熱光の照射を行う。以下の説明では、第１のガラス基材を接合材が形成される基材、第２のガラス基材を接合材を挟んで第１のガラス基材に対向配置される基材という意味で用いている。このため、後述するステップ１〜３では、接合材１ａが配置される枠部材１４が第１のガラス基材、それに対向するリアプレート１３が第２のガラス基材である。また、ステップ４では、接合材が配置されるフェースプレート１２が第１のガラス基材、それに対向する枠部材１４が第２のガラス基材である。

（ステップ１）
まず、図８（ａ）に示すように、枠部材１４（第１のガラス基材）を準備し、次に、図８（ｂ）及び図１５（ａ）に示すように、接合材１ａを枠部材１４の上に配置し、全体として枠部材１４と同様の枠状の形状になるように接合材１ａを形成する。接合材１ａは、所定の幅Ｗで、枠部材１４とリアプレート１３の対向する面に沿って延在するように配置される。図１５（ａ）は、図８（ｂ）のＡ−Ａ線から見た平面図であり、枠部材１４上に接合材１ａが形成された状態を示す。接合材１ａは、粘度が負の温度係数を有し、高温で軟化し、フェースプレート１２、リアプレート１３、及び枠部材１４のいずれよりも軟化
点が低いことが望ましい。接合材１ａの例として、ガラスフリット、無機接着剤、有機接着剤等が挙げられる。接合材１ａは、後述する局所加熱光の波長に対して高い吸収性を示すことが好ましい。内部空間の真空度維持が要求されるＦＥＤ等に用られる気密容器を製造する場合は、残留ハイドロカーボンの分解を抑制できるガラスフリットや無機接着剤が好適に用いられる。

接合材１ａは、図１１（ａ）の右図（枠部材１４及び接合材１ａの断面図）に示すように、接合材１ａの幅方向（図１５も参照）の両側側部４６が突き出すように枠部材１４の上に形成することが望ましい。他の実施形態では、図１２（ａ）の右図に示すように、接合材１ａを、接合材１ａの幅方向の中央部分６６が突き出すように枠部材１４の上に形成してもよい。図１２は、接合材１ａの幅方向における中央部に凸部が形成された例について示す、図１１と同様の図である。これらの接合材１ａの凸形状は、後述するように、第２の局所加熱光４２によって、接合材１ａの幅方向の一部だけを確実に溶融させる目的で設けられる。

（ステップ２）
次に、図８（ｃ）及び図１５（ｂ）に示すように、電子放出素子２７等が形成されたリアプレート１３（第２のガラス基材）と枠部材１４とが接合材１ａを挟んで対向するように配置する。上述のように、接合材１ａは幅方向の一部が突き出すように形成されているため、その突き出した部分だけが、接合材１ａが延在する方向Ｄ（図１５（ｂ）参照）に沿って、リアプレート１３に連続的に接触する。図１５（ｂ）は、図８（ｃ）のＢ−Ｂ線から見た平面図であり、接合材１ａが形成された枠部材１４とリアプレート１３とが対向配置された状態を示す。

この際、図８（ｄ）に示すように、接合材１ａとリアプレート１３との接触を確実なものとし、接合材１ａへの押圧力を均一化するために、枠部材１４を、接合材１ａが配置された面とは反対側からガラス基材５２（第３のガラス基材）で覆う。そして、接合材１ａをリアプレート１３に押しつけるような、接合材１ａの厚さ方向の補助的な荷重を加えることが好ましい。

（ステップ３）
次に、図８（ｅ）、図１３（ａ）に示すように、第１及び第２の局所加熱光４１、４２を接合材１ａに照射し、対向配置されたリアプレート１３と枠部材１４とを接合する。第１及び第２の局所加熱光４１、４２は、接合材１ａの延在する方向Ｄ（図１５（ｂ）及び図１３（ａ）参照）に沿って、第１の局所加熱光４１が、第２の局所加熱光４２に追従して移動しながら、接合材１ａに照射される。図１３（ａ）を参照すると、第２の局所加熱光４２を出射する第２のレーザヘッド６２と、第１の局所加熱光４１を出射する第１のレーザヘッド６１とが、接合材１ａが延在する方向Ｄに沿った所定の光軸間距離Ｃでブレッドボード６０に固定されている。このため、第１の局所加熱光４１は第２の局所加熱光４２と同一の速度で第２の局所加熱光４２に追従する。接合材１ａを含む被照射物を移動させることによって、第２の局所加熱光４２による照射位置に第１の局所加熱光４１による照射位置が同一速度で追従するようにしてもよい。また、ブレッドボード６０を方向Ｄに沿って移動させることによって、第２の局所加熱光４２による照射位置に第１の局所加熱光４１による照射位置が同一速度で追従するようにしてもよい。

第１及び第２の局所加熱光４１、４２は、接合領域近傍を局所的に加熱可能であればよく、光源としては半導体レーザが好適に用いられる。接合材１ａを局所的に加熱する性能、ガラス基材の透過性等の観点から、赤外域に波長を有する加工用半導体レーザが局所加熱光４１、４２の光源として好適である。

接合材１ａは、第２の局所加熱光４２の照射によって、接合材１ａの延在する方向Ｄに沿って順次加熱されて溶融し、その後軟化点以下まで低下する。第２の局所加熱光４２は、枠部材１４上に配置され全体として枠状の形状に形成された接合材１ａの延在する方向に沿って移動しながら照射される。このとき、接合材１ａの幅方向の少なくとも一部が溶融し、その後接合材１ａの温度が軟化点以下に低下する。これにより、接合材１ａの延在する方向Ｄに沿って、接合材１ａの幅方向の一部領域に、リアプレート１３と枠部材１４とを部分的に接合する部分接合部が順次形成される。図１１（ａ）に示すように、接合材１ａの幅方向の両側側部４６が突き出すように形成されている場合、図１１（ｂ）に示すように、この幅方向両側側部の突き出した部分に部分接合部５５が形成される。また、図１２（ａ）に示すように、接合材１ａの幅方向の中央部が突き出すように形成されている場合には、図１２（ｂ）に示すように、この幅方向中央部の突き出した部分に部分接合部７５が形成される。第２の局所加熱光４２の照射によって枠部材１４とリアプレート１３との間に部分接合部を形成するためには、上述したように、接合材１ａの膜厚に接合材１ａの幅方向で分布を持たせ、部分接合部を形成したい部分の膜厚を他の部分の膜厚より大きくすればよい。第２の局所加熱光４２の照射によって枠部材１４とリアプレート１３との間に部分接合部を形成するための他の方法としては、第２の局所加熱光４２のビーム強度に接合材１ａの幅方向で分布を持たせてもよい。例えば、上述した幅方向に膜厚分布を有する接合材１ａを、幅方向の膜厚分布がフラットな接合材に置換した場合、第２の局所加熱光４２のビームプロファイルを、部分接合部を形成したい部分のビーム強度が他の部分のビーム強度より強いプロファイルにすればよい。部分接合部を形成したい部分のビーム強度が局所的に増大するビームプロファイルとすることで、接合材１ａの膜厚に幅方向の分布を持たせた場合と同様に、第２の局所加熱光４２の照射により枠部材１４とリアプレート１３との間に部分接合部が形成される。これは、第２の局所加熱光４２のビーム強度に接合材１ａの幅方向の分布があると、第２の局所加熱光４２の照射時の接合材１ａの膨張率に幅方向の分布が生じ、第２の局所加熱光４２の照射中の接合材１ａの膜厚に幅方向の分布が形成されることによるものである。このように、部分接合部を形成するためには、予め用意した接合材の膜厚分布を利用しても良い。あるいは、第２の局所加熱光４２の強度分布に応じた接合材１ａの膨張率分布によって生じる第２の局所加熱光４２の照射中の接合材１ａの膜厚分布を利用しても良い。さらにまた、それらを組合せてもよい。

第２の局所加熱光４２は、接合材１ａの延在する方向に沿った各位置において、部分接合部５５、７５が接合材１ａの全幅Ｗの１％〜９０％の範囲で形成されるように照射されることが望ましい。また、第２の局所加熱光４２は、接合材１ａの延在する方向に沿った各位置において、部分接合部５５、７５が接合材１ａの全幅Ｗの２％〜５０％の範囲で形成されるように照射されることがさらに望ましい。

前述のように、接合材１ａは粘度が負の温度係数を有しているため、加熱溶融すると一旦粘度が下がって流動化するが、照射が終わると粘度が回復する。接合材１ａは、粘度が１０^6.7（Ｐａ・ｓｅｃ）以上に回復すると流動状態を脱し、その粘性によってリアプレ
ート１３と枠部材１４との間にある程度の拘束作用を及ぼす。つまり、第２の局所加熱光４２は、リアプレート１３と枠部材１４とを仮接合する（図８（ｆ））。部分接合部は、接合材１ａの全幅Ｗ（接合予定幅）の一部に形成されていればよく、部分接合部５５と、部分接合部５５が形成されない部位である非接合領域５４とは、接合材１ａの幅方向のどの位置にあってもよい。第２の局所加熱光４２の目的はリアプレート１３と枠部材１４とを仮接合させることにあるため、部分接合部５５は方向Ｄに沿って、リアプレート１３と枠部材１４とを拘束する程度の連続性で形成されればよい。従って、部分接合部５５は方向Ｄに沿って切れ目なく連続的に形成されることが好ましいが、方向Ｄに沿って部分接合部５５が形成されない領域が一部存在してもよい。また、非接合領域５４が方向Ｄに沿って連続的に形成されていると、後述するように接合領域に残留しやすい空隙（ボイド）を効率的に排出できるため、好ましい。

第１の局所加熱光４１は、接合材１ａの各位置において、第２の局所加熱光４２の照射によって溶融した接合材１ａの温度が軟化点以下となった後に照射される。具体的には、第１の局所加熱光４１は、接合材１ａの各位置において、第２の局所加熱光４２の照射により溶融した接合材１ａの粘度が１０^6.7（Ｐａ・ｓｅｃ）以上となったときに照射され
る。第１の局所加熱光４１は、部分接合部５５、７５を方向Ｄに沿って順次加熱し再溶融させるとともに、非接合領域５４、７４を方向Ｄに沿って順次加熱溶融させる。そして、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材５６、７６が形成される（図１１（ｃ）、図１２（ｃ））。このため、第１の局所加熱光４１は、第２の局所加熱光４２よりも大きなパワーを有していることが好ましい。

より詳細には、第１の局所加熱光４１の照射タイミングは、第２の局所加熱光４２の照射を受けて溶融状態になった接合材１ａが冷却され、枠部材１４とリアプレート１３が、接合材１ａの幅方向の一部だけで接合している状態になったタイミングである。幅方向の一部だけで接合している状態とは、言い換えると、接合材１ａが、枠部材１４とリアプレート１３を拘束している状態である。この状態を接合材１ａの粘度に置き換えて表現すると、接合材１ａの軟化点以下、すなわち接合材１ａの粘度η（Ｐａ・ｓｅｃ）がｌｏｇ（η）≦６．７である状態であり、このタイミングが第１の局所加熱光４１の望ましい照射タイミングである。

軟化点以下の状態で第１の局所加熱光４１を照射するためには、第２の局所加熱光４２の照射後に接合材１ａの冷却時間を確保する必要がある。この目的のために、第２のレーザヘッド６２と第１のレーザヘッド６１の光軸間距離Ｃを、接合材１ａの冷却速度や第１及び第２の局所加熱光４１、４２の走査速度（移動照射速度）を考慮して調整することができる。

第１の局所加熱光４１と第２の局所加熱光４２は、所望の接合予定領域を加熱できればよいため、接合対象物に対して、同じ側に位置していても、互いに反対側に位置していてもよい。

（ステップ４）
次に、図８（ｇ）〜（ｋ）に示すように、ステップ１〜３と同様の手順で、フェースプレート１２（第１のガラス基材）と枠部材１４（第２のガラス基材）とを接合する。具体的にはまず、図８（ｇ）に示すように、蛍光膜３４等が形成されたフェースプレート１２を準備する。次に、図８（ｈ）に示すように、フェースプレート１２の上に、ステップ１と同様にして接合材１ｂを枠状に形成する。次に、図８（ｉ）に示すように、ステップ２と同様にして、フェースプレート１２と枠部材１４とを接合材１ｂを介して接触させる。ここでは第３のガラス基材５２は用いていない。次に、図８（ｊ）及び図１３（ｂ）に示すように、ステップ３と同様にして第２及び第１の局所加熱光４２、４１を照射する。そして、図８（ｋ）に示すように、フェースプレート１２とリアプレート１３が枠部材１４を介して対向し、内部空間が形成された外囲器１０を形成する。本実施形態において、接合材１ｂはフェースプレート１２に形成しているが、枠部材１４に形成することも可能である。なお、接合材１ｂの種類・物性、レーザ光の照射条件等はステップ１〜３と同様とすることが好ましい。

従来技術では、レーザ光を接合材に複数回照射しているが、接合材の溶融加熱は１回の照射で行われている。米国特許出願公開第２００８／０１７１４８５号明細書に記載の技術でも、部分接合領域以外の領域は１回の照射だけで接合されている。このように１回の照射だけで溶融加熱を行う場合には、接合材の溶融加熱に必要な熱エネルギーを１回で供給する必要があり、加えられる熱量が大きくなりやすい。このため、照射位置における局
部的な熱変形が大きくなり、両ガラス基材の接触が不安定になり、接合部材にクラックを引きおこす空隙（ボイド）を残留させる原因となりうる。

これに対して、本実施形態では、第２の局所加熱光４２を先行照射させて、リアプレート１３と枠部材１４との間に部分接合部を形成してこれらを仮接合させている。また、フェースプレート１２と枠部材１４との間に部分接合部を形成してこれらを仮接合させている。このため、第１の局所加熱光４１の照射中の両ガラス基材の接触が安定化し、接合領域に空隙が残留することが抑制され、接合部材の気密性が高められる。

さらに、第１の局所加熱光４１が照射される際に、図３に示すように、上述したバイメタル効果によってガラス基材（図示の例ではリアプレート１３と枠部材１４）が溶融している接合材１ａに向かって弾性変形する（矢印Ａ）。このため、第１の局所加熱光４１の照射位置において接合材１ａの溶融部断面積が絞られ、溶融部７７が第１の局所加熱光４１の移動方向Ｄに押し出される（矢印Ｂ）。これにより、溶融部内の空隙も排出されるため、一層空隙が残留しにくくなる。

次に、第１の局所加熱光４１を照射するときの部分接合部の接合材１ａの適正温度を求める。そのために、第１及び第２の局所加熱光４１、４２の照射タイミングを変化させて、試験片の接合部材１に発生したクラックの密度と、第１の局所加熱光４１の入射直前の接合材の温度との関係を求めた。接合材の温度は、室温（２５℃を仮定）との温度差で規格化し、規格化された接合材の温度を横軸として図１４に示すグラフを作成した。縦軸は接合部材の長さ１００ｍｍ当たりのクラック数を示している。図１４において、Ｔ_ｓｆは接合材の軟化点を表し、Ｔ_２は第１の局所加熱光４１の入射直前の接合材の温度を表す。

接合材として１ｍｍ幅、５μｍ厚のフリット（旭硝子株式会社社製ＢＡＳ１１５）を用い、被接合ガラス基材として高歪点ガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を用いた。第２の局所加熱光４２は、パワー２１２Ｗ、波長８０８ｎｍ、ビーム径１．２ｍｍφ、走査速度６００〜２０００ｍｍ／ｓ、レーザ光出力強度１２０Ｗの条件で照射した。第１の局所加熱光４１は、波長８０８ｎｍ、ビーム径１．２ｍｍφ、走査速度６００〜２０００ｍｍ／ｓの条件で照射し、レーザ光出力強度は２８０Ｗ〜３５０Ｗの範囲で変化させた。

図１４に示すように、第１の局所加熱光４１の入射直前の接合材の温度が軟化点以上の場合（図１４において横軸の値が１以上の場合）、クラック密度の増加が認められる。これは、試験片の接合面を観察すると、残留した空隙を起因とするマイクロクラックが支配的であった。これは、部分接合部によるガラス基材の拘束作用が十分に得られなかったことが原因と推定される。第１の局所加熱光４１の入射直前の接合材の温度が室温以下の場合（図１４において横軸の値が０以下の場合）、クラック密度の増大が若干認められるが、これは、第１の局所加熱光４１の照射時点で、接合材に生じていた応力が増大したことが原因と推定される。

図１４に示す実験結果より、第１の局所加熱光４１は、接合材の延在する方向に沿った各位置において、第２の局所加熱光４２の照射により溶融した接合材の温度が−０．１≦（Ｔ₂−２５）／（Ｔ_sf−２５）≦１の範囲を満たす間に照射されることが望ましい。こ
こで、Ｔ₂は接合材の温度、Ｔ_sfは接合材の軟化点である。

このように、第１の局所加熱光４１は、部分接合部の接合材の温度が室温あるいはそれ以下まで低下し、該接合材が冷却・固化した状態で照射することが可能である。ただし、軟化点温度以下での接合材の冷却過程において、ガラス基材の収縮が進行し、引張応力が生じるため、形成された接合部材において経時的にクラックの発生確率が増加する可能性
がある。このため、長期的に信頼性の高い接合部材によって接合されたガラス構造体を得るためには、経験的に、第２の局所加熱光４２の照射後第１の局所加熱光４１を照射するタイミングは、以下の条件を満たすタイミングが好適である。すなわち、第２の局所加熱光４２の照射後、接合材の粘度ηが１０¹⁸（Ｐａ・ｓｅｃ）以下、すなわちｌｏｇ（η）≦１８の条件を満たす温度範囲のときに、第１の局所加熱光４１の照射を行うことが望ましい。より好ましくは、同様の理由により、第２の局所加熱光４２の照射後、接合材の粘度ηが１０^13.5（Ｐａ・ｓｅｃ）以下、すなわちｌｏｇ（η）≦１３．５の条件を満たす温度範囲で第１の局所加熱光４１の照射を行うことが望ましい。ｌｏｇ（η）≦１３．５の条件を満たす粘度は歪点温度に相当するため、後者の照射条件は、第２の局所加熱光４２の照射後、接合材の温度が軟化点以下かつ歪点温度以上の範囲にあるときに第１の局所加熱光４１の照射を行うことを意味する。これにより、接合部材におけるクラックの発生を一層抑制することができる。

以上説明した実施形態では、リアプレート１３と枠部材１４とを接合し、さらにフェースプレート１２と枠部材１４とを接合し、それによってフェースプレート１２とリアプレート１３との間に枠部材１４が挿入された外囲器１０が製造される。しかし、本発明はより一般的には、少なくとも一部がリアプレート１３とフェースプレート１２とからなる気密容器を製造する方法を提供するものである。従って、枠部材１４の形状をした突状部があらかじめ一体形成されたガラス基材をリアプレート１３またはフェースプレート１２の一方として用い、他方のプレートと接合することも可能である。また、フェースプレート１２と枠部材１４を先に接合し、その後にリアプレート１３と枠部材１４を接合することも可能である。

さらに、以上説明した実施形態は画像表示装置に用いる気密容器の製造方法だが、本発明はより一般的に、第１のガラス基板と第２のガラス基板との接合に適用することができる。この場合、第１及び第２の局所加熱光は共に第１のガラス基板側から照射してもよく、一方を第１のガラス基板側から、他方を第２のガラス基板側から照射してもよく、共に第２のガラス基板側から照射してもよい。

（実施例１）
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。第１の実施例は、上記実施形態で説明した製造方法を適用して枠部材とリアプレートとの気密接合を行い、さらに、枠部材とフェースプレートとの気密接合を行い、これによって真空気密容器を製造するものである。

工程１（接合材の枠部材（第１のガラス基材）への形成）
第１のガラス基材として枠部材１４を形成した。具体的にはまず、１．５ｍｍ厚の高歪点ガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を用意し、外形９８０ｍｍ×５８０ｍｍ×１．５ｍｍに切り出した。次に、切削加工により、中央部の９７０ｍｍ×５７０ｍｍ×１．５ｍｍの領域を切り出して、幅５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの略四角形断面の枠部材１４を成形した。次に、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ−オゾン洗浄によって、枠部材１４の表面を脱脂した。

本実施例では、接合材１ａ、１ｂとしてガラスフリットを用いた。ガラスフリットとしては、熱膨張係数α＝７９×１０^-７／℃、転移点３５７℃、軟化点４２０℃のＢｉ系鉛
非含有ガラスフリット（旭硝子株式会社社製ＢＡＳ１１５）を母材とし、バインダーとして有機物を分散混合したペーストを用いた。このペーストを、枠部材１４上にスクリーン印刷で、枠部材１４の周長に沿って幅１．５ｍｍ、厚さ７μｍで形成した後、１２０℃で乾燥した。次に、有機物をバーンアウトするため４６０℃で加熱、焼成し、接合材１ａを形成した（図８（ａ）、（ｂ））。

工程２（枠部材と電子源基材と接合材とを接触させる工程）
第２のガラス基材として、リアプレート１３（電子源基材）を形成した。具体的にはまず、外形１０００ｍｍ×６００ｍｍ×１．８ｍｍの大きさのガラス基材（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を用意し、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ−オゾン洗浄により表面を脱脂した。次に、このようにして得られたガラス基材の中央部の９６０ｍｍ×５５０ｍｍの領域に、表面電子伝導型電子放出素子２７とマトリクス配線２８、２９を形成した。形成した電子放出素子２７は、１９２０×３×１０８０の画素数を個別に駆動可能なように、マトリクス配線２８、２９に接続した。次に、マトリクス配線２８、２９上に、Ｔｉからなる非蒸発ゲッタ材料を、厚さ２μｍでスパッタリングにより成膜し、非蒸発型ゲッタ（不図示）を形成した。以上のようにして、第２のガラス基材であるリアプレート１３を用意した。なお、真空排気を行うために、リアプレート１３のマトリクス配線２８、２９が形成されていない領域に、ガラス基材を貫通する直径３ｍｍの開口（不図示）を予め設けた。

次に、接合材１ａが形成された枠部材１４をリアプレート１３に対してアライメントしながら、接合材１ａがリアプレート１３の電子放出素子２７を備えた面と接触するように、これらの部材を仮組みした。その後、接合材１ａへの加圧力を均一化するために、補助的に、ガラス基材５２（旭硝子株式会社製ＰＤ２００）を、枠部材１４を覆うように配置した。ガラス基材５２は、リアプレート１３と同じサイズのものを用いた。さらに、加圧力を補助するために、不図示の加圧装置によってリアプレート１３と、接合材１ａと、枠部材１４とを加圧した。このようにして、リアプレート１３と枠部材１４とを接合材１ａを介して接触させた（図８（ｃ）、（ｄ））。

工程３（接合材に第１の局所加熱光を照射する第１の接合工程）及び工程４（接合材に第２の局所加熱光を照射して再溶融させる第２の接合工程）
図４、図５、図６及び図８を用いて、本発明の特徴である式１及び式２を満たす第１の局所加熱光及びそれに追随する第２の局所加熱光を利用した接合工程を詳細に説明する。

まず、図８（ｄ）に示す工程で作成した、リアプレート１３と枠部材１４と接合材１ａとからなる仮組み構造体に、第１の局所加熱光（レーザ光）を照射した。本実施例においては、加工用半導体レーザ装置を２個用意して、レーザヘッド６１、６２を、光軸間距離４０ｍｍでブレッドボード６０に固定した。第１及び第２の局所加熱光４１、４２はいずれも、ガラス基材５２に対して垂直方向に光軸を設定した。レーザヘッド６１は、レーザ出射口とガラス基材５２との距離が８ｃｍとなるように配置し、レーザヘッド６２は、レーザ出射口とガラス基材５２との距離が１１ｃｍとなるように配置した（図５（ａ））。

第１の局所加熱光４１の照射条件は、波長９８０ｎｍ、レーザパワー７３６Ｗ、有効ビーム径３．５ｍｍとし、走査方向Ｄに６００ｍｍ／ｓの速度で走査した。第２の局所加熱光４２の照射条件は、波長９８０ｎｍ、レーザパワー７３Ｗ、有効ビーム径０．９ｍｍとした。第２の局所加熱光４２は、第１の局所加熱光４１に対して４０ｍｍの光軸間間隔Ｃを維持したまま、第１の局所加熱光４１と同一方向かつ同一速度で、第１の局所加熱光４１に追従させて走査した。図５（ｃ）に示すように、第１の局所加熱光４１は、接合材１ａの全幅が有効ビーム内に含まれるように、接合材１ａに合焦させて照射した。図５（ｄ）に示すように、第２の局所加熱光４２の有効ビームは接合材１ａの幅方向の中心部のみを含むように設定した。第２の局所加熱光４２の有効ビームの端部から接合材１ａの幅方向端部までの距離は図５（ｄ）に示すように、０．３ｍｍとした。第１及び第２の局所加熱光４１、４２の走査は、接合材１ａを含む被照射物を移動させることにより行った（図８（ｅ）、図５（ａ））。なお、本明細書中において、レーザパワーは、レーザヘッドから出射した全光束を積分した強度値として規定し、有効ビーム径は、レーザ光の強度がピ
ーク強度のｅ^−２倍以上となる範囲として規定した。

上記の工程を残りの３つの周辺部に対しても同様に行い、リアプレート１３と枠部材１４との接合を完了した。（図８（ｆ））
図７（ｄ）には、本実施例に従い製造された気密容器の接合部材の断面応力分布を示す。接合部材内部の応力状態の観察には、液晶偏光顕微鏡システムＬＣ-Ｐｏｌ Ｓｃｏｐ
ｅ（米国ＣＲＩ社製）を使用した。接合部材１の幅方向端部は圧縮応力領域７１となっており、引張応力領域７２に挟まれた接合部材１の幅方向中央部に、圧縮応力領域７１が生じていた。加熱炉による全体加熱方式や従来の局所加熱方式で得られた断面応力分布と異なり、中央部に圧縮応力領域７１が形成されているためクラックが進展しにくく、一層信頼度の高い気密容器が得られた。

第１及び第２の局所加熱光４１、４２の照射工程において、第１及び第２の局所加熱光の照射位置の近傍に放射温度計を設定し、接合材１ａの温度を測定した。具体的には、図６に示した測温点Ａ１〜Ａ５（０．１ｍｍφ）において、接合材１ａの温度を測定した。

まず、第１の局所加熱光４１の有効ビーム内に含まれる測温点Ａ１及び測温点Ａ２において、接合材１ａの温度を測定した。測温点Ａ２は、第１の局所加熱光４１の中心位置から第２の局所加熱光４２側に１．５ｍｍ離れた位置とした。測温点Ａ１は測温点Ａ２から局所加熱光の走査方向と垂直の方向に０．６ｍｍ離れた位置とした。第１の局所加熱光４１照射中の接合材の温度は、測温点Ａ２において６４０℃〜７００℃であり、測温点Ａ１において６００℃〜６９０℃であった。これより、測温点Ａ１及びＡ２で接合材１ａが溶融していることが確認された。

次に、第２の局所加熱光４２の有効ビーム内に含まれる測温点Ａ５と、第２の局所加熱光４２の有効ビーム外に位置する測温点Ａ３、Ａ４において、接合材１ａの温度を測定した。測温点Ａ５は第２の局所加熱光４２の中心位置から第１の局所加熱光４１と反対方向に０．３ｍｍ離れた位置とした。測温点Ａ３は第２の局所加熱光４２中心位置から第１の局所加熱光４１側に１．０ｍｍ離れた位置とした。測温点Ａ４は測温点Ａ５からレーザ光の走査方向と垂直な方向に０．６ｍｍ離れた位置とした。第２の局所加熱光４２を照射中の接合材の温度は、測温点Ａ５において６７０℃〜７１０℃であった。一方、測温点Ａ３においては１１０℃〜１８０℃であり、測温点Ａ４においては２３０℃〜３３０℃であった。

以上の測定結果より、第１の局所加熱光４１の照射によって接合材１ａが溶融後に一旦軟化点以下まで冷却され、続いて第２の局所加熱光４２の照射によって接合材１ａが再溶融したことが確認された。加えて、第２の局所加熱光４２の照射位置周辺の接合材１ａは、走査方向に対して垂直な方向（幅方向）も含めて軟化点以下に保持されていることが確認された。なお、本実施例では、レーザ光を照射しながら放射温度計の表示を観察して接合材の温度を確認したが、接合材に熱伝対を接触させて測温してもよい。

工程５（枠部材と、接合材と、フェースプレートを準備する工程）
次に、リアプレート１３と同様に、リアプレートと同じ外形寸法の旭硝子株式会社製ＰＤ２００をガラス基材として用いて、蛍光膜３４等を具備したフェースプレート１２を作成した。

工程６（枠部材と、接合材と、フェースプレートとを接触させる工程）、工程７（接合材に第１の局所加熱光を照射する第１の接合工程）及び工程８（接合材に第２の局所加熱光を照射して再溶融させる第２の接合工程）
工程１〜４と同様にして、フェースプレート１２と枠部材１４を第１及び第２の局所加
熱光４１、４２を用いて接合し、気密容器を完成させた。工程６〜８では、ガラス基材５２は用いなかった。レーザ光の照射条件や走査方法は、工程３、４の条件と同じとした。レーザヘッド６１、６２と被照射物との位置関係は、図５（ｂ）に示す通りとした。工程５〜８では、工程１〜４のようにフリットペーストを枠部材１４に形成せず、フェースプレート１２に形成した。その他は工程１〜４と同様にして、フェースプレート１２と枠部材１４とを接合した（図８（ｅ）〜（ｈ）、図５（ｂ））。

以上の様にして、ＦＥＤ装置を作成した。装置を動作させたところ、電子放出性能及び画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部材が、ＦＥＤに適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。

本実施例の条件で、工程３において、第１の局所加熱光４１、枠部材１４に関して、
φ＝３．５ｍｍ
ｗ＝１．５ｍｍ
ｖ＝６００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．５ｍｍ
ａ＝４．５×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝５．８×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝６．５×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。
同様にして、本実施例の条件で、工程７において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２に関して、
φ＝３．５ｍｍ
ｗ＝１．５ｍｍ
ｖ＝６００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．８ｍｍ
ａ＝４．５×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝５．８×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝９．４×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部および接合部材幅方向の中央位置に、図７（ｄ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

（実施例２）
実施例２では、図９に示すように、まずフェースプレート１２と枠部材１４とを接合した（図９（ａ）〜（ｆ））。具体的には、フェースプレート１２と枠部材１４とを、第１の局所加熱光ではなく、加熱炉８１による全体加熱によって接合した（図９（ｃ））。その後、実施例１の工程４と同様にして、第２の局所加熱光４２（実施例１における第２の局所加熱光４２と同じ）を接合材１ａに照射し、フェースプレート１２と枠部材１４とを接合した（図９（ｅ））。加熱炉８１としては大気炉を用い、フェースプレート１２と枠部材１４と接合材１ａとの組立体を加熱炉８１内で、温度５００℃で３０分保持した。そ
の後枠部材１４とリアプレート１３とを実施例１の工程３、４と同様の方法で接合し、気密容器を作製した（図９（ｇ）〜（ｊ））。その他の工程は実施例１と同様とした。

フェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材に関しては、接合部材の幅方向中央部に圧縮応力領域が形成され、それを挟むようにその両側に引張応力領域が形成された。従って、接合部材に作用する外力によって接合部材の幅方向端部からクラックが発生した場合でも、中央部の圧縮応力領域においてクラックの進展が妨げられるので、気密性が長期に亘って維持される。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材に関しては、実施例１と同様、接合部材の幅方向中央部及び幅方向端部に圧縮応力領域が形成され、これらに挟まれるように引張応力領域が形成された。従って、クラックが進展しにくいだけでなく、外力によって接合部材にクラックが発生すること自体を好適に抑制し得るため、より一層安定的に長期間の気密性の維持が可能となる。

以上の様にして、ＦＥＤ装置を作成した。装置を動作させたところ、電子放出性能及び画像表示性能が長時間安定して維持され、接合部材が、ＦＥＤに適用可能な程度の強度と安定した気密性とを確保していることが確認された。

本実施例の条件で、図９（ｉ）の工程において、第１の局所加熱光４１及びフェースプレート１２および枠部材１４と接合材１ａとの一体物に関して、
φ＝３．５ｍｍ
ｗ＝１．５ｍｍ
ｖ＝６００ｍｍ／ｓ
ｄ＝３．３ｍｍ
ａ＝４．５×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝５．８×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝３．２×１０^−２
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材端部及び接合部材幅方向の中央位置に、図７（ｄ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

（実施例３）
上述した実施形態を適用して枠部材とリアプレートの気密接合を行い、さらに、枠部材とフェースプレートの気密接合を行い、真空気密容器を製造した。

（ステップ１）
まず、枠部材１４を形成した。具体的には、１．５ｍｍ厚の高歪点ガラス基材（ＰＤ２００）を、外形９８０ｍｍ×５８０ｍｍ×１．５ｍｍに切り出した。次に、切削加工によって、中央部の９７０ｍｍ×５６０ｍｍ×１．５ｍｍの領域を切り出して、幅５ｍｍ、高さ１．５ｍｍの略四角形断面の枠部材１４を成形した。次に、有機溶媒洗浄、純水リンス及びＵＶ−オゾン洗浄により、枠部材１４の表面を脱脂した。

次に、枠部材１４上に接合材１ａを形成した。実施例３では、接合材１ａとしてガラスフリットを用いた（接合材１ｂも同様）。使用したガラスフリットは、熱膨張係数α＝７９×１０^-7／℃、転移点３５７℃、軟化点４２０℃のＢｉ系鉛レスガラスフリット（ＢＡ
Ｓ１１５）を母材とし、バインダーとして有機物を分散混合したペーストである。次に、枠部材１４上の周長に沿って、スクリーン印刷にて、幅１ｍｍ、厚さ７μｍの接合材１ａを形成し、１２０℃で乾燥した。そして、有機物をバーンアウトするため４６０℃で加熱、焼成し、接合材１ａを形成した（図８（ａ）、（ｂ））。接合材１ａは、スクリーン印刷後の乾燥過程における収縮により、接合材１ａの幅方向の両側が中央部に対して１．５μｍ突き出た断面プロファイルを示した（図１１（ａ））。

（ステップ２）
次に、リアプレート１３として、外形１０００ｍｍ×６００ｍｍ×１．８ｍｍの大きさの高歪点ガラス基材（ＰＤ２００）からなるガラス基材上に電子放出素子２７と駆動用マトリックス配線２８、２９とが予め形成された電子放出素子基板を用意した。次に、接合材１ａが形成された枠部材１４とリアプレート１３とを、接合材１ａを介して互いに接触するように対向配置した。具体的には、枠部材１４の接合材１ａが形成された面と、リアプレート１３の電子放出素子２７が形成された面（気密容器の内面側となる面）とが対向するように、枠部材１４とリアプレート１３とを向かい合わせて、アライメントしながら接触させた。接合材１ａへの押圧力を均一化するために、高歪点ガラス基材（ＰＤ２００）からなりリアプレート１３と同一サイズの第３のガラス基材５２を枠部材１４の上に載置し、さらに、押圧力を補助するために不図示の加圧装置によって第３のガラス基材５２を押圧した。以上のようにして、リアプレート１３と枠部材１４を、接合材１ａを介して接触させた（図８（ｃ）、（ｄ））。

（ステップ３）
次に、リアプレート１３と枠部材１４と接合材１ａと第３のガラス基材５２とからなる仮組み構造体に、レーザ光を照射した。レーザ光源として、加工用半導体レーザ装置を２つ用意し、レーザヘッド６１、６２を、光軸間距離５０ｍｍにてブレッドボード６０に固定した。レーザヘッド６１，６２はいずれも、第１及び第２の局所加熱光４１、４２の光軸が第３のガラス基材５２に対して垂直となるように設定し、レーザ出射口と第３のガラス基材５２との距離は１０ｃｍとなるように配置した（図１３（ａ））。

第２の局所加熱光４２は、波長９８０ｎｍ、レーザパワー２１２Ｗ、有効径２ｍｍのレーザ光とし、１０００ｍｍ／ｓの速度で方向Ｄに走査した（図８（ｅ））。第１の局所加熱光４１は、波長９８０ｎｍ、レーザパワー２９８Ｗ、有効径２ｍｍのレーザ光とし、第２の局所加熱光４２に対して５０ｍｍの光軸間距離Ｃを維持したまま、同一方向、同一速度で第２の局所加熱光４２に追従させて走査した。レーザパワーは、レーザヘッドから出射した全光束を積分した強度値として定義し、有効径は、ピーク強度のｅ^-2（ｅは自然対数）となる強度範囲の径として定義した。第１及び第２の局所加熱光４１、４２は、その有効径がいずれも接合材１ａの幅Ｗを含み、接合材１ａに合焦するように照射した。以上の工程をリアプレート１３及び枠部材１４の一辺について行い、さらに残りの３辺に対しても同様に実施し、枠部材１４のリアプレート１３への接合を完了した（図８（ｆ））。

第１及び第２の局所加熱光４１、４２が照射される前後の接合部材の状態を確認するため、レーザヘッドの照射位置近傍に観測範囲を設定した不図示の高速度カメラと不図示の放射温度計で、接合状態を確認した。図１１（ａ）の左図は、第１の局所加熱光４１が照射される前の、リアプレート１３と枠部材１４の接触状況を示す図である。接合材１ａの幅方向における両側側部４６がリアプレート１３に接触していることが確認された。図１１（ｂ）は、第２の局所加熱光４２が照射され、第１の局所加熱光４１が照射される直前の接合材１ａの状況を示す図である。接合材１ａの温度は放射温度計の測定値で２５０℃〜２７０℃であり、接合材１ａの軟化点以下であった。これより、第２の局所加熱光４２の照射によって接合材１ａの両側側部４６におけるリアプレート１３との接触部付近が加熱溶融し、その後軟化点以下に冷却して、接合材１ａの幅方向における両側側部に部分接
合部５５が形成されたことが確認された。図１１（ｃ）は、第１の局所加熱光４１が照射された後の接合部材１の状況を示す図である。接合材１ａの幅方向全域が加熱溶融し、最終的な接合部材５６が得られたことが確認された。

光学顕微鏡でリアプレート１３と枠部材１４の接合状態を確認したところ、接合材１ａの幅Ｗのほぼ全体に渡って、空隙のない良好な接合が得られていることが確認された。

（ステップ４）
次に、蛍光膜等が形成されかつリアプレート１３と外形寸法が同一のフェースプレート１２を準備し、以上のステップ１〜３と同様の手順で、フェースプレート１２と枠部材１４を接合した。本ステップでは押圧用の第３のガラス基材５２は用いず、フェースプレート１２の上から直接レーザ光を照射した。接合材１ｂはフェースプレート１２に形成し、レーザ光の照射条件（配置条件、レーザヘッドの仕様等）はステップ３と同一とした（図８（ｇ）〜（ｋ）、図１３（ｂ））。

以上の様にして気密容器を作成し、さらに通常の方法に従ってＦＥＤ装置を完成させた。完成したＦＥＤを作動させたところ、長時間安定した電子放出と画像表示が可能であり、ＦＥＤに適用可能な程度の安定した気密性が確保されていることが確認された。

本実施例の条件で、ステップ３において、第１の局所加熱光４１、枠部材１４に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．５ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓより、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝６．４×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。
同様にして、本実施例の条件で、ステップ４において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．８ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓより、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝９．２×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。応力分布を評価し、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部に、図７（ｃ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

（実施例４）
実施例４は、図１２（ａ）に示すように、接合材１ａの幅Ｗ方向における中央部をその周辺に対して１．３μｍ高くなるように形成したことを除き、実施例３と同様である。このような中央が凸状となった接合材の断面プロファイルは、例えば、接合材の幅を変えて２回塗布することによって得ることができる。第２の局所加熱光４２が照射される前は、接合材１ａは幅方向における中央部分６６でリアプレート１３と接触していた。第２の局所加熱光４２が照射された後は、図１２（ｂ）に示すように、リアプレート１３と接触している部分とほぼ同様の範囲に部分接合部７５が形成された。このときの接合材１ａの温度は放射温度計の測定値で２１０〜２６０℃であり、軟化点以下の温度となっていた。第１の局所加熱光４１が照射された後は、図１２（ｃ）に示すように、接合材１ａの幅方向全域が加熱溶融し、最終的な接合部材７６が得られた。

光学顕微鏡でリアプレート１３と枠部材１４の接合状態を確認したところ、接合材１ａの幅Ｗのほぼ全体に渡って、空隙のない良好な接合が得られていることが確認された。

以上の様にして気密容器を作成し、さらに通常の方法に従ってＦＥＤ装置を完成させた。完成したＦＥＤを作動させたところ、長時間安定した電子放出と画像表示が可能であり、ＦＥＤに適用可能な程度の安定した気密性が確保されていることが確認された。

本実施例の条件で、ステップ３において、第１の局所加熱光４１、枠部材１４に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．５ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝６．４×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。
同様にして、本実施例の条件で、ステップ４において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．８ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓより、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝９．２×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。応力分布を評価し、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部に、図７（ｃ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

（実施例５）
実施例５は、図１６に示すように、接合材１ａをレーザヘッドからみて遠方側の基材であるリアプレート１３に形成したことを除き、実施例３と同様とした。第１の局所加熱光４１を照射する直前の接合材１ａ、１ｂの温度は放射温度計の測定値で２５０〜２９０℃であり、接合材１ａ、１ｂの軟化点以下であった。

以上の様にして気密容器を作成し、さらに通常の方法に従ってＦＥＤ装置を完成させた。完成したＦＥＤを作動させたところ、長時間安定した電子放出と画像表示が可能であり、ＦＥＤに適用可能な程度の安定した気密性が確保されていることが確認された。なお、実施例５において、接合材１ｂは枠部材１４に形成しているが、フェースプレート１２に形成することも可能である。

本実施例の条件で、図１６（ｅ）において、第１の局所加熱光４１、枠部材１４に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．５ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝６．４×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。
同様にして、本実施例の条件で、図１６（ｉ）において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．８ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓより、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝９．２×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。応力分布を評価し、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部に、図７（ｃ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

（実施例６）
実施例６では、フェースプレート１２と枠部材１４を全体加熱で接合し、その後、リアプレート１３と枠部材１４を実施例３と同様にしてレーザ接合した。第１の局所加熱光４１を照射する直前の接合材１ａの温度は放射温度計の測定値で２６０〜２９０℃であり、接合材１ａの軟化点以下であった。

以上の様にして気密容器を作成し、さらに通常の方法に従ってＦＥＤ装置を完成させた。完成したＦＥＤを作動させたところ、長時間安定した電子放出と画像表示が可能であり
、ＦＥＤに適用可能な程度の安定した気密性が確保されていることが確認された。フェースプレート１２にはリアプレート１３と異なり、熱による影響を受けやすい部材が設置されていないため、このような製造方法が可能である。

本実施例の条件で、ステップ４（図９（ｉ））において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２、枠部材１４および接合材１ａとの一体物に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝３．３ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝３．１×１０^−２
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。応力分布を評価し、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材の端部に、図７（ｃ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

（実施例７）
実施例７は、実施例３における第１の局所加熱光４１と第２の局所加熱光４２の光軸間距離５０ｍｍを２００ｍｍに変更したことを除き、実施例３と同様とした。第１の局所加熱光４１を照射する直前の接合材１ａ、１ｂの温度は放射温度計の測定値で１５０〜１９０℃であり、接合材１ａ、１ｂの軟化点以下であった。また、接合材１ａ、１ｂは幅方向の一部だけが接合し、仮固定状態が得られたことを確認した。

以上の様にして気密容器を作成し、さらに通常の方法に従ってＦＥＤ装置を完成させた。完成したＦＥＤを作動させたところ、長時間安定した電子放出と画像表示が可能であり、ＦＥＤに適用可能な程度の安定した気密性が確保されていることが確認された。

本実施例の条件で、ステップ３（図８（ｅ））において、第１の局所加熱光４１、枠部材１４に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．５ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝６．４×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。
同様にして、本実施例の条件で、ステップ４（図８（ｊ））において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．８ｍｍ
ａ＝４．６×１０⁻¹ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝９．２×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。応力分布を評価し、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部に、図７（ｃ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

（実施例８）
実施例８は、第２の局所加熱光４２の照射を行わず第１の局所加熱光４１だけを照射したことを除き、実施例３と同様とした。

本実施例の条件で、ステップ３（図８（ｅ））において、第１の局所加熱光４１、枠部材１４に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．５ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝６．４×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。
同様にして、本実施例の条件で、ステップ４（図８（ｊ））において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．８ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝９．２×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。応力分布を評価し、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部に、図７（ｃ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認し
た。

（実施例９）
実施例９は、実施例３における第１の局所加熱光４１と第２の局所加熱光４２の光軸間距離５０ｍｍを２ｍｍに変更したことを除き、実施例３と同様とした。

本実施例の条件で、ステップ３（図８（ｅ））において、第１の局所加熱光４１、枠部材１４に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．５ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝６．４×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。
同様にして、本実施例の条件で、ステップ４（図８（ｊ））において、第１の局所加熱光４１、フェースプレート１２に関して、
φ＝２ｍｍ
ｗ＝１ｍｍ
ｖ＝１０００ｍｍ／ｓ
ｄ＝１．８ｍｍ
ａ＝４．６×１０^−１ ｍｍ^２／ｓ
より、
φ／ｖ＝２×１０^−３
（ｄ／８）^２／１２ａ＝９．２×１０^−３
となり、第１の局所加熱光４１の照射が式１及び式２を満たすことが確認された。

本実施例において作成した真空気密容器を１０ｋＰａの減圧室に１００時間配置したが、接合部材端部に至るクラックの進展と、真空度の低下が発生していないことを確認した。リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部を含む切断検体を調べて、接合部材端部近傍のガラス基材の基材内部方向への弾性変形を確認した。応力分布を評価し、リアプレート１３と枠部材１４とを接合する接合部材及びフェースプレート１２と枠部材１４とを接合する接合部材の端部に、図７（ｃ）に示すような圧縮応力領域７１が形成されていることを確認した。

実施例８、９が示すように、ガラス基材の厚さｄ、ガラス基材の熱拡散率ａ、接合材の幅ｗに対し、式１及び式２を満たすビーム径φ及び移動速度ｖで第１の局所加熱光の照射を行うことにより、少なくとも接合部材の幅方向端部に圧縮応力領域７１が形成される。従って、外力によってクラックが入ることを好適に抑制することができる接合部材によって接合されたガラス基材の接合体、気密容器又はガラス構造体を得ることができる。

実施例１から７では、式１及び式２で表される照射条件を満たす第１の局所加熱光によって主たる照射を行うことに加えて、補助的な第２の局所加熱光の照射を行う。これにより、より一層クラックの発生や進展を抑制可能な接合部材によって接合されたガラス基材の接合体、気密容器又はガラス構造体が得られる。

実施例１及び２が示すように、第１の局所加熱光による主たる照射に追従して、接合材
の幅方向中央部のみを加熱溶融させる補助的な第２の局所加熱光の照射を行うことで、接合部材の幅方向中央部にも圧縮応力領域７１が形成される。従って、クラックの進展をより確実に抑制することができる。

実施例３から７が示すように、第１の局所加熱光による主たる照射に先立って、接合材の幅方向の一部のみを加熱溶融させる補助的な第２の局所加熱光の照射を行うことで、主たる照射を行うときにガラス基材対を仮固定することができる。これにより、主たる照射による接合をより安定的に行うことができ、接合部材内部における空隙（ボイド）の残留を好適に抑制でき、接合部材内部からのクラックの発生を抑制することができる。

１：接合部材、１２：フェースプレート、１３：リアプレート、１４：枠部材

Claims (15)

1. 第１のガラス基材と、
   第２のガラス基材と、
   前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材とを接合し、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する接合部材と、
   を有するガラス基材の接合体であって、
   前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の少なくとも一方は、前記接合部材の幅方向の端部近傍においてガラス基材の内部方向に押し込まれて弾性変形しており、
   前記接合部材の幅方向の端部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面及び前記弾性変形しているガラス基材の表面は、前記接合部材の幅方向の中央部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面よりも、ガラス基材内部側に位置し、
   前記接合部材の幅方向の端部近傍において、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が圧縮応力となる領域が形成されているガラス基材の接合体。
2. 前記接合部材の幅方向の中央部において、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が圧縮応力となる領域が形成され、
   前記接合部材の幅方向の中央部に形成される圧縮応力となる領域と、前記接合部材の幅方向の端部に形成される圧縮応力となる領域と、に隣接して、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が引張応力となる領域が形成されている請求項１に記載のガラス基材の接合体。
3. 第１のガラス基材と、
   第２のガラス基材と、
   前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材とを接合し、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する
   接合部材と、
   を有する気密容器であって、
   前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の少なくとも一方は、前記接合部材の幅方向の端部近傍においてガラス基材の内部方向に押し込まれて弾性変形しており、
   前記接合部材の幅方向の端部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面及び前記弾性変形しているガラス基材の表面は、前記接合部材の幅方向の中央部近傍における、前記弾性変形しているガラス基材と前記接合部材との境界面よりも、ガラス基材内部側に位置し、
   前記接合部材の幅方向の端部近傍において、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が圧縮応力となる領域が形成されている気密容器。
4. 前記接合部材の幅方向の中央部において、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が圧縮応力となる領域が形成され、
   前記接合部材の幅方向の中央部に形成される圧縮応力となる領域と、前記接合部材の幅方向の端部に形成される圧縮応力となる領域と、に隣接して、前記接合部材の厚さ方向における残留応力が引張応力となる領域が形成されている請求項３に記載の気密容器。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気密容器と、
   前記気密容器の内部における前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の一方の側に設けられ画像信号に応じて電子を放出する電子源と、
   前記気密容器の内部における前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の他方の側に設けられ、前記電子源から放出された電子を受けて発光し画像を表示する表示部材と、を有する画像表示装置。
6. 第１のガラス基材と、該第１のガラス基材とともにガラス構造体の少なくとも一部を形成する第２のガラス基材と、を接合することを含む、ガラス構造体の製造方法であって、
   前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材との間に、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する接合部材を、該接合部材が前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の双方に接触するように配置する工程と、
   前記接合部材を、該接合部材の厚さ方向に押圧する工程と、
   前記接合部材に、前記第１のガラス基材を介して、照射位置が前記接合部材の延在する方向に沿って移動するように第１の局所加熱光を照射し、前記接合部材を幅方向全域で加熱溶融させた後に軟化点温度以下まで冷却させる第１の接合工程と、
   を有し、
   前記第１の局所加熱光による照射位置の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）及び前記第1の局所加熱
   光のビーム径φ（ｍ）は、前記第１のガラス基材の厚さをｄ（ｍ）、前記第１のガラス基材の熱拡散率をａ（ｍ^２／ｓ）、前記接合部材の幅をｗ（ｍ）とした場合、
   φ／ｖ＜（ｄ／８）^２／（１２ａ）・・・（式１）
   φ＞ｗ ・・・（式２）
   を満たすガラス構造体の製造方法。
7. 前記第１の接合工程において軟化点温度以下まで冷却した前記接合部材に、照射位置が前記接合部材の延在する方向に沿って移動するように第２の局所加熱光を照射し、前記接合部材の前記幅方向における両側側部が軟化しないように該両側側部に挟まれた中央部の接合部材だけを加熱溶融させた後、加熱溶融した該中央部の接合部材を軟化点温度以下まで冷却させる第２の接合工程を有する請求項６に記載のガラス構造体の製造方法。
8. 前記第２の局所加熱光による照射位置が、前記第１の局所加熱光による照射位置に追従
   するように、前記第２の局所加熱光を照射する請求項７に記載のガラス構造体の製造方法。
9. 前記第１の接合工程における前記第１の局所加熱光の照射に先立って、前記接合部材に、照射位置が前記接合部材の延在する方向に沿って移動するように第２の局所加熱光を照射し、前記接合部材の延在する方向に沿って前記接合部材の幅方向の一部を順次加熱溶融させた後、加熱溶融した該一部の接合部材を軟化点温度以下まで冷却させ、前記接合部材の延在する方向に沿って、前記接合部材の幅方向の一部領域に部分接合部を順次形成する第２の接合工程を有し、
   前記第１の局所加熱光による照射位置が、前記第２の局所加熱光による照射位置に追従するように、前記第２の局所加熱光を照射する請求項６に記載のガラス構造体の製造方法。
10. 前記第２の局所加熱光は、前記接合部材の延在する方向に沿って連続的に前記部分接合部が形成されるように照射される請求項９に記載のガラス構造体の製造方法。
11. 前記第１の局所加熱光は、前記接合部材の各位置において、前記接合部材の温度が−０．１≦（Ｔ₂−２５）／（Ｔ_sf−２５）≦１（ここでＴ₂は前記接合部材の温度、Ｔ_sfは前記接合部材の軟化点温度。）の範囲を満たす間に照射される請求項９に記載のガラス構造体の製造方法。
12. 前記第１の局所加熱光は、前記接合部材の各位置において、前記接合部材の粘度が１０¹⁸（Ｐａ・ｓｅｃ）以下である間に照射される請求項９に記載のガラス構造体の製造方法。
13. 前記第１の局所加熱光は、前記接合部材の各位置において、前記接合部材の粘度が１０^13.5（Ｐａ・ｓｅｃ）以下である間に照射される請求項１２に記載のガラス構造体の製造方法。
14. 第１のガラス基材と、該第１のガラス基材とともに気密容器の少なくとも一部を形成する第２のガラス基材と、を接合することを含む、気密容器の製造方法であって、
    前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材との間に、粘度が負の温度係数と前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材のいずれよりも低い軟化点温度とを有し、前記第１のガラス基材及び前記第２のガラス基材の対向する面に沿って所定の幅で延在する接合部材を、該接合部材が前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の双方に接触するように枠状に配置する工程と、
    前記接合部材を、該接合部材の厚さ方向に押圧する工程と、
    前記接合部材に、前記第１のガラス基材を介して、照射位置が前記接合部材の延在する方向に沿って移動するように第１の局所加熱光を照射し、前記接合部材を幅方向全域で加熱溶融させた後に軟化点温度以下まで冷却させる第１の接合工程と、
    を有し、
    前記第１の局所加熱光による照射位置の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）及び前記第1の局所加熱
    光のビーム径φ（ｍ）は、前記第１のガラス基材の厚さをｄ（ｍ）、前記第１のガラス基材の熱拡散率をａ（ｍ ^２ ／ｓ）、前記接合部材の幅をｗ（ｍ）とした場合、
    φ／ｖ＜（ｄ／８） ^２ ／（１２ａ）・・・（式１）
    φ＞ｗ ・・・（式２）
    を満たす気密容器の製造方法。
15. 請求項１４に記載の気密容器の製造方法と、
    前記気密容器の内部における前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の一方の側
    に、画像信号に応じて電子を放出する電子源を設ける工程と、
    前記気密容器の内部における前記第１のガラス基材と前記第２のガラス基材の他方の側に、前記電子源から放出された電子を受けて発光し画像を表示する表示部材を設ける工程と、
    を有する画像表示装置の製造方法。
    

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