KR20110029099A

KR20110029099A - 화상표시장치의 제조 방법 및 기재의 접합 방법

Info

Publication number: KR20110029099A
Application number: KR1020100089778A
Authority: KR
Inventors: 미쓰토시 하세가와; 마모 마쓰모토; 토모히로 사이토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2011-03-22
Also published as: US20110061803A1; JP2011060699A; CN102024645A; EP2296163A2; EP2296163A3

Abstract

화상표시장치의 제조 방법은, 제1 기판 또는 제2 기판과 프레임 부재 역할을 하는 한 쌍의 기재의 사이에, 상기 프레임 부재를 따라 폐쇄 형상으로 연장되는 주요부와, 상기 주요부로부터 상기 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 보다 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치하는 단계; 및 상기 기재를 서로에 대하여 상호 억제하면서, 상기 접합재를 따라 조사 위치를 움직이면서 상기 주요부에 전자파를 조사하고, 상기 주요부를 용융시킨 후에, 고화시켜서, 상기 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합하는 단계를 포함한다. 이렇게 하여, 상기 접합재의 모퉁이로부터 발생 및 진전될 가능성이 있는 크랙을 쉽게 억제할 수 있다.

Description

화상표시장치의 제조 방법 및 기재의 접합 방법{MANUFACTURING METHOD OF IMAGE DISPLAY APPARATUS, AND BONDING METHOD OF BASE MATERIAL}

본 발명은, 화상표시장치의 제조 방법 및 기재(base material)의 접합 방법에 관한 것으로, 특히, 화상표시장치의 외위기(envelope)를 구성하는 부재의 접합 방법에 관한 것이다.

화상표시장치의 제조 프로세스에 있어서, 한 쌍의 기재의 사이에 접합재를 끼우고, 접합재에 레이저 빔 등의 전자파를 조사하고, 접합재를 용융시켜서, 해당 한 쌍의 기재를 함께 접합하는 방법이 알려져 있다. 일본국 특허 출원공개(PCT출원의 번역) 2008-517446에는, 유기발광 다이오드 디스플레이를 예로, 커버 플레이트와 기판을 기밀 봉지하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 접합재(프릿(frit))는 미리 적당한 방법으로 프레임과 같은, 즉 본 예에서는 대강 정방형 모양과 같은 커버 플레이트에 도포되고, 커버 플레이트는 접합재에 포함된 유기 바인더(binder)를 번아웃(burn out)하기 위해서 소성된다. 그 후에, 접합재가 형성된 커버 플레이트와 기판을 가볍게 가압하면서, 레이저빔을 조사하고, 그 접합재를 용융시킴으로써, 커버 플레이트와 기판이 기밀 봉지된다.

접합재가 가열 및 용융되면, 그에 따라서 접합재와 접촉하는 기재도 가열되어서 열팽창된다. 접합재는, 용융 상태에 있을 때는 유동성을 구비하고 있다. 이렇게 하여, 기재가 열팽창으로 인해 변형하는 경우도, 기재의 변형에 따라서 접합재가 실질적으로 변형하기 때문에, 접합재가 기재를 구속하지 않는다. 그러나, 접합재가 냉각되어 고화하면, 접합재와 기재의 열수축량간의 차이로 인해 접합재는 기재를 구속한다. 일반적으로 접합재의 온도는 기재와 비교하여 상승하게 되므로, 그 접합재의 열수축량은, 접합재와 기재에 대해 각각 동일한 재료를 사용할 경우, 보다 커진다. 이 때문에, 기재에, 접합재의 열수축에 기인하는 전단력이 걸린다. 이와 같은 전단력이 걸리면, 특히 접합재의 네 모퉁이의 위치를 기점으로서 기재에 크랙이 발생하기 쉬워진다.

본 발명은, 접합재의 가열냉각으로 인해 접합재로부터 기재에 걸리는 응력을 쉽게 완화하고, 접합재의 모퉁이로부터 생성 및 진전될 가능성이 있는 크랙을 쉽게 억제할 수 있는 화상표시장치의 제조 방법, 및 기재의 접합 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 다수의 전자방출소자를 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 대향해서 위치하고, 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자의 조사에 따라 화상을 표시하는 형광막을 갖는 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 위치하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 공간을 형성하는 프레임 부재를 구비한 화상표시장치의 제조 방법으로서, 상기 제1 기판과 상기 프레임 부재 역할을 하거나, 또는 상기 제2 기판과 상기 프레임 부재 역할을 하는 한 쌍의 기재의 사이에, 상기 프레임 부재 역할을 하는 상기 기재의 한쪽을 따라 폐쇄 형상으로 연장되는 주요부와, 상기 주요부로부터 상기 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 상기 주요부보다도 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치하는 단계; 및 상기 한 쌍의 기재의 기재를 서로에 대하여 상호 억제하면서, 상기 접합재를 따라 조사 위치를 움직이면서 상기 접합재의 상기 주요부에 전자파를 조사하고, 상기 접합재의 상기 주요부를 용융시킨 후에, 고화시켜서, 상기 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치의 제조 방법이다.

또한, 본 발명은, 평판과 프레임 부재로 이루어진 한 쌍의 기재의 사이에, 상기 프레임 부재를 따라 폐쇄 형상으로 연장되는 주요부와, 상기 주요부로부터 상기 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 상기 주요부보다도 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치하는 단계; 및 상기 한 쌍의 기재의 기재를 서로에 대하여 상호 억제하면서, 상기 접합재에 따라 조사 위치를 움직이면서 상기 접합재에 전자파를 조사하고, 상기 접합재를 용융시킨 후에 고화시켜서, 상기 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기재의 접합 방법이다.

본 발명의 또 다른 특징들을 첨부된 도면들을 참조하여 아래의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 화상표시장치를 나타낸 사시도다.
도 2는 본 발명에 따른 프로세스 플로우를 나타내는, 접합부의 단면도다.
도 3a, 3b, 3c 및 3d는, 본 발명에 따른 접합부를 각각 나타낸 평면도다.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 접합부의 부분 단면도다.
도 5a, 5b, 5c 및 5d는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

본 발명의 일 국면은, 다수의 전자방출소자를 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 대향해서 위치하고, 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자의 조사에 따라 화상을 표시하는 형광막을 갖는 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 위치하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 공간을 형성하는 프레임 부재를 구비한 화상표시장치의 제조 방법을 제공하는데 있다. 여기서, 이 화상표시장치의 제조방법은, 상기 제1 기판과 상기 프레임 부재 역할을 하거나, 또는 상기 제2 기판과 상기 프레임 부재 역할을 하는 한 쌍의 기재의 사이에, 상기 프레임 부재 역할을 하는 상기 기재의 한쪽을 따라 폐쇄 형상으로 연장되는 주요부와, 상기 주요부로부터 상기 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 상기 주요부보다도 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치하는 단계; 및 상기 한 쌍의 기재의 기재를 서로에 대하여 상호 억제하면서, 상기 접합재를 따라 조사 위치를 움직이면서 상기 접합재의 상기 주요부에 전자파를 조사하고, 상기 접합재의 상기 주요부를 용융시킨 후에, 고화시켜서, 상기 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합하는 단계를 포함한다.

상기한 바와 같이, 기재의 크랙은, 일반적으로, 접합재의 모퉁이 또는 단부를 기점으로서 생긴다. 본 발명의 상기 국면에서, 주요부로부터 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는 부가부를 구비하고 있기 때문에, 부가부가 접합재의 단부, 즉 크랙이 발생하기 쉬운 부위다. 전단력은, 접합재가 연장되는 방향과 직교하는 단면에 있어서의 압축 응력 또는 인장 응력과, 단면적에 강하게 상관하고 있지만, 부가부는 주요부보다도 얇게 되어 있어서, 접합재의 단부가 되는 부가부에 있어서의 전단력이 커지기 어렵다. 즉, 크랙의 기점위치에 있어서의 전단력을 작게 억제할 수 있으므로, 크랙의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 의하면, 기재의 접합 방법은, 평판과 프레임 부재로 이루어진 한 쌍의 기재의 사이에, 상기 프레임 부재를 따라 폐쇄 형상으로 연장되는 주요부와, 상기 주요부로부터 상기 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 상기 주요부보다도 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치하는 단계; 및 상기 한 쌍의 기재의 기재를 서로에 대하여 상호 억제하면서, 상기 접합재에 따라 조사 위치를 움직이면서 상기 접합재에 전자파를 조사하고, 상기 접합재를 용융시킨 후에 고화시켜서, 상기 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합하는 단계를 포함한다.

이렇게, 본 발명에 의하면, 접합재와 기재의 가열냉각으로 인해 상기 접합재로부터 상기 기재에 걸린 응력을 완화하고, 상기 접합재의 모퉁이로부터 생성 및 진전될 가능성이 있는 크랙을 쉽게 억제할 수 있는, 화상표시장치의 제조 방법, 및 기재의 접합 방법을 제공하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다. 본 발명은, 진공용기를 사용하는 화상표시장치의 제조 방법에 적합하게 사용가능하다. 특히, 본 발명은, 진공 외위기의 페이스 플레이트에 형광막 및 전자가속 전극이 형성되고, 리어 플레이트에 다수의 전자방출소자가 형성된 화상표시장치에 적용 가능한 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은, 복수의 부재를 적절하게 접합해서 기밀용기를 제조하는 경우에, 널리 적용할 수 있고, 기재들을 서로 접합하는 일반적인 접합 방법으로서도 널리 적용할 수도 있다.

도 1은, 본 발명이 적용되는 화상표시장치의 예를 나타내는 내부가 보이도록 한 부분 사시도다. 즉, 화상표시장치(11)는, 제1 기판(즉, 리어 플레이트)(12), 제2 기판(즉, 페이스 플레이트)(13), 및 프레임 부재(14)를 구비한다. 프레임 부재(14)는, 제1 기판(12)과 제2 기판(13)과의 사이에 위치하여, 제1 기판(12)과 제2 기판(13)과의 사이에 밀폐 공간S(도 4a 참조)를 형성하고 있다. 보다 구체적으로는, 제1 기판(12)과 프레임 부재(14), 및 제2 기판(13)과 프레임 부재(14)가 서로 대향하는 면을 통해 서로 접합됨으로써, 밀폐된 내부공간S를 갖는 외위기(10)가 형성되어 있다. 여기서, 외위기(10)의 내부공간S는 진공으로 유지되어 있다. 프레임 부재(14)에서, 제1 기판(12)에 고정된 면의 반대면이, 제2 기판(13)에 고정되는 면이다. 제1 기판(12)과 프레임 부재(14)는 미리 서로 접합되어도 된다. 제1 기판(12) 및 제2 기판(13)이 유리부재로 이루어지므로, 접합 후의 휘어짐이 한층 적어지고, 안전성이 향상해 기밀성이 우수한 접합을 얻을 수 있다.

또한, 제1 기판(12)에는, 화상신호에 따라 전자를 방출하는 다수의 전자방출소자(27)가 형성되고, 또 화상신호에 따라 각 전자방출소자(27)를 작동시키기 위한 배선(X방향 배선 28, Y방향 배선 29)이 형성되어 있다. 제1 기판(12)과 대향해서 위치하는 제2 기판(13)에는, 전자방출소자(27)로부터 방출된 전자의 조사에 따라 발광해 화상을 표시하는 형광막(34)이 설치된다. 또한, 제2 기판(13) 위에는, 블랙 스트라이프(35)가 설치된다. 여기서, 형광막(34)과 블랙 스트라이프(35)는 교대로 배치된다. 또한, 형광막(34) 위에는, Ａｌ박막으로 이루어진 금속 백(back)(36)이 형성되어 있다. 금속 백(36)은 전자를 끌어당기는 전극으로서의 기능을 갖고, 외위기(10)에 설치된 고압단자Ｈｖ로부터 전위의 공급을 받는다. 또한, 금속 백(36) 위에는 Ｔｉ박막으로 이루어진 비증발형 게터(getter)(37)가 형성되어 있다.

다음에, 본 실시예에 대해서, 도 2, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 2는, 본 발명에 따른 프로세스 플로우(접합 순서)를 나타내는 단면도다. 도 2에서, (a), (b)등으로 나타낸 도면은 접합재가 연장되는 방향과 직교하는 면의 측에서 본 단면도이며, (a')，(b')등으로 나타낸 도면은 접합재가 연장되는 방향에 평행한 면의 측에서 본 단면도다. 도 3a, 3b, 3c 및 3d는, 접합부를 각각 나타내는 평면도다. 보다 구체적으로, 도 3a는 도 2의 (a) 및 (a')에 대응하고, 도 3b는 도 2의 (c), (c')에 대응하고, 도 3c는 도 2의 (A), (A')에 대응하고, 도 3d는 도 2의 (C), (C')에 대응하고 있다. 도 4a 및 4b는, 접합부의 예를 나타내는 단면도이다. 여기서, 도 4a는 도 1의 4Ａ-4A선에 따른 단면도이고, 도 4b는 도 1의 4Ｂ-4B선에 따른 단면도다. 도 4a 및 4b는 도 2의 (g)로 나타낸 상태에 대응한다. 그렇지만, 설명의 편의를 위해, 접합재(3)를 가열하기 전의 상태가 도면에 도시되어 있다.

우선, 프레임 부재(14)의 한 쪽의 면에, 제1 접합재(1)와 제2 접합재(2)로 구성되는 적층체로 이루어진 접합재(3)를 배치한다. 보다 구체적으로, 먼저 제1 접합재(1)를 둘레 길이를 따라 스크린 인쇄로 원하는 폭과 두께로 형성한 후, 120℃에서 건조한다(도 2의 (a) 및 (a'), 도 3a). 그 후에, 제1 접합재(1) 위에, 글래스 프릿으로 이루어진 제2 접합재(2)를, 제1 접합재(1)와 마찬가지로, 스크린 인쇄로 원하는 폭과 두께로 형성한다(도 2의 (b) 및 (b')).

여기서, 유기물을 번아웃(burn out)하기 위해서, 적어도 한번 350℃ 이상으로 접합재를 가열 및 소성하여서, 접합재(3)를 형성한다(도 2의 (c)와 (c'), 도 3b). 여기서, 접합재 도포의 방법으로서는, 상기와 같은 스크린 인쇄법 이외에 디스펜서 방법, 오프셋 인쇄법 등을 사용할 수 있다. 적어도 한번 350℃ 이상의 온도로 접합재를 소성함으로써, 접합시에 접합재에서 발생하는 기포를 억제하여서, 보다 기밀성이 우수한 접합을 이룰 수 있다. 접합재(3)는, Ａｌ, Ｔｉ,Ｓｎ,Ｉｎ,Ａｇ,Ｃｕ,Ａｕ,Ｆｅ 또는 Ｎｉ를 주성분으로 하는 금속 또는 합금으로 형성해도 좋다. 후술하는 부가부를 형성하기 쉬우므로, 보다 양호한 기밀성이 우수한 접합을 얻을 수 있다.

(단계S1'：접합재의 제2 기판에의 배치 단계)

단계S1에서와 같은 방식으로, 제1 접합재(1)와 제2 접합재(2)로 구성되는 적층체로 이루어진 접합재(3')를 배치한다. 보다 구체적으로, 제2 기판(13)의 프레임 부재(14)와 대향하는 면에, 먼저 제1 접합재(1)를, 둘레 길이를 따라 스크린 인쇄로 원하는 폭과 두께로 형성한 후, 그 형성된 재료를 120℃에서 건조한다(도 2의 (A) 및 (A'), 도 3c). 그 후에, 제1 접합재(1) 위에 제2 접합재(2)를 같은 방법으로 스크린 인쇄로서 원하는 폭과 두께로 형성한다(도 2의 (B) 및 (B')). 또한, 유기물을 번아웃하기 위해서, 350℃ 이상으로 접합재를 가열 및 소성하여서, 접합재(3')를 형성한다(도 2의 (C) 및 (C'), 도 3d).

여기에서, 접합재(3)는 도 3b에 나타나 있는 바와 같이 커브(curb)형의 형상을 하고 있고, 프레임 부재(14)를 따라 폐쇄된 사각형 형태 또는 프레임 형태로 연장되는 주요부(16)와, 주요부(16)로부터 분기되는 부가부(들)(17)을 구비하고 있다. 부가부(17)는, 주요부(16)를 구성하는 각 변H1∼H4의 연장선으로서 구성되고, 주요부(16)의 각 모퉁이C1∼C4로부터, 모퉁이부를 형성하는 각 변(예를 들면, 모퉁이부 C1의 경우, 변 H1, H4)와 평행한 2방향으로 연장되어 있다. 제1 접합재(1)는 도 3a에 나타나 있는 바와 같이 프레임 형태의 주요부(16)와 부가부(17)를 구비하고, 제2 접합재(2)는 도 3b에 나타나 있는 바와 같이 프레임 형태의 주요부(16)만을 구비한다. 이 결과, 접합재(3)의 전체 구성은 제1 접합재(1)의 구성에 의해 결정되고, 주요부(16)는 부가부(17)보다도 두껍게 형성되고, 부가부(17)는 주요부(16)보다도 얇게 형성된다. 본 실시예에서는, 부가부(17)의 두께는 일정하다. 부가부(17)는 주요부(16)를 구성하는 각 변H1∼H4와 완전히 평행하지 않아도 좋고, 그 부가부(17)의 길이가 서로 달라도 된다. 부가부(17)는, 각 모퉁이부 C1∼C4에 1개의 부가부만 형성되어도 좋거나, 상기 모퉁이부의 일부에 형성되지 않아도 좋다. 또한, 접합재(3')는, 도 3c 및 3d에 나타낸 것처럼 접합재(3)와 동일한 구성을 갖는다.

본 실시예에서는, 제1 접합재(1)와 제2 접합재(2)의 2단 구성으로 접합재(3)를 형성하고 있지만, 양단이 얇은 4개의 직선 모양의 접합재를 서로 교차시켜서, 커브형 형상으로 설치하면, 각 변에 관해서는 1회의 공정으로 접합재(3)의 형성이 충분하다. 이러한 종류의 방법은, 예를 들면 인쇄 속도나 도포 속도를 변화시킴으로써 행해질 수 있다.

(단계S2:제1 기판과 프레임의 접합 단계)

다음에, 접합재(3)를 제1 기판(12)에 접촉시키고, 제1 기판(12)상의 소정의 위치에 프레임 부재(14)를 설치한다(도 2의 (d) 및 (d')). 이 경우에, 제1 기판(12)과 접촉하는 것은 주요부(16)뿐이며, 두께가 얇은 부가부(17)는 제1 기판(12)과는 접촉하지 않는다. 그리고, 프레임 부재(14)측으로부터 가압하면서, 할로겐 램프나 레이저 출사 장치로부터 출사된 광을 모으고, 접합재(3)의 주요부(16)에 조사하여서, 접합재(3)의 주요부(16)를 국소가열한다. 이렇게하여, 접합재(3)의 주요부(16)는 용융하고, 그 후 고화되어서, 제1 기판(12)과 프레임 부재(14)가 서로 접합된다(도 2의 (e)와 (e')). 광은 프레임 형태의 주요부(16)를 따라 주사되고, 제1 기판(12)과 프레임 부재(14)는 그 주사에 따라 순차로 접합된다. 여기서, 사용하는 광은, 접합재(3)를 용융 가능하게 하는 충분한 에너지를 갖는 전자파이면, 한정되지 않는다. 광은 접합재(3)의 부가부(17)에는 조사되지 않지만, 부가부(17)의 사이즈나 열용량에 따라서는, 주요부(16)로부터의 전열에 의해 접합재(3)를 용융한 후 고화된다. 그렇지만, 부가부(17)는, 제1 기판(12)과 접촉하지 않고 있으므로, 제1 기판(12)과 프레임 부재(14)간의 접합에는 전혀 기여하지 않는다.

(단계S3:제1 기판이 접합된 프레임 부재를 제2 기판에 접합하는 단계)

다음에, 스페이서(8)를 제1 기판(12)의 배선(28, 29) 위에 배치한다(도 2f 참조). 그 후에, 제2 기판(13)을, 프레임 부재(14)의 제1 기판(12)과 접합되지 않고 있는 다른 쪽의 면에, 제1 기판(12)과 얼라인먼트한 후 배치한다(도 2의 (g) 참조). 이 경우, 프레임 부재(14)와 접촉하는 것은 주요부(16)뿐이며, 두께가 얇은 부가부(17)는 프레임 부재(14)와는 접촉하지 않는다. 그리고, 제2 기판(13)측으로부터 접합재(3')를 가압하면서, 할로겐램프나 레이저 출사 장치로부터 출사된 광을 모으고, 접합재(3')의 주요부(16)에 조사하여서, 접합재(3')의 주요부(16)를 국소 가열한다. 여기서, 그 가압은, 기계적으로 하중을 가하거나, 압력을 내리면서 대기압을 가하여서 행해져도 된다. 이렇게하여, 접합재(3')는 용융하고, 그 후 고화되어, 제2 기판(13)과 프레임 부재(14)는 서로 접합된다(도 2의 (h)). 이 때, 스페이서(8)와 제2 기판(13)이 서로 접촉하고, 제1 기판(12)과 제2 기판(13)간의 간격은 일정하게 유지된다. 본 단계에 있어서도, 부가부(17)는, 프레임 부재(14)와 접촉하지 않고 있으므로, 제2 기판(13)과 프레임 부재(14)간의 접합에는 결코 기여하지 않는다.

도 5a, 5b, 5c 및 5d는, 본 실시예에 따른 접합 방법의 효과를 나타내는 개념도다. 비교 예로서, 우선, 도 5a 및 5b에 나타나 있는 바와 같이 접합재(3)가 부가부(17)를 갖지 않는 구성을 생각한다. 도 5b는 도 5a의 5B-5B선에 따른 단면도다. 제1 접합재(1)와 제2 접합재(2)는 모두 프레임형의 형상이며, 제1 접합재(1)와 제2 접합재(2)의 가장자리(edge)는, 도 5b에 나타나 있는 바와 같이 각 변의 같은 위치에서 종단하고 있다. 접합 종료 후에 접합재(3)가 냉각되면, 도 5a 및 5b에 화살표로 나타나 있는 바와 같이 접합재(3)는 내측을 향해서 수축한다. 이 경우, 접합재(3)는, 중앙부를 중심으로 수축하고, 양단부F의 수축량(이동량)이 최대값을 나타낸다. 따라서, 접합부로부터 프레임 부재(14)에 걸린 전단력은, 양단부F에서 최대의 레벨이 된다. 내측으로 향하는 전단력은, 접합재(3)와 접촉하고 있는 부위에서는 접합재(3)에 의해 끌어당겨지는 조건에서 프레임 부재(14)에 걸린다. 그렇지만, 접합재와 접촉하지 않고 있는 부분에서는 전단력이 걸리지 않기 때문에, 그 양단부F의 부분에 특히 큰 인장력이 걸린다. 상기 사실에 의하면, 일반적으로 접합부의 양단부F가 크랙C이 가장 발생하기 쉬운 영역이 된다.

이에 대하여, 도 5c에 나타나 있는 바와 같이 제1 접합재(1)에 부가부(17)를 설치하면, 부가부(17)를 포함시킨 전체 길이에 의거하여 접합재(3)가 수축하므로, 부가부(17)의 선단부F'가 최대의 수축량(이동량)을 나타낸다. 그러나, 전단력은 접합재의 단면적에 비례하기 때문에, 부가부(17)에서 발생되는 전단력은 실제로는 작은 힘이 된다. 한편, 주요부(16)와 부가부(17)의 접속부F"에서 발생하는 전단력은, 상기의 비교 예에 있어서의 접합재의 양단부F의 부분에서의 전단력과 동등하다. 그렇지만, 접속부F" 부근이 접합재(3)에 의해 덮어져 있기 때문에, 프레임 부재(14)에는 큰 인장력을 받지 않는다. 이상의 이유에 따라, 프레임 부재(14)에 있어서의 크랙 발생의 가능성을 저감하는 것이 가능해진다.

또는, 상기의 설명으로부터 명확한 것처럼, 부가부는, 접합재의 일부를 형성하고, 주요부미만의 두께로 형성되는데만 필요하다. 그러므로, 접합부는, 상술한 바와 같은 제1 접합부와 제2 접합부로 이루어진 2단 구성일 필요는 없다. 도 5d에 나타나 있는 바와 같이, 접합부를 일체로 형성하고, 그 단부를 테이퍼형의 형상, 즉 부가부(17)가 주요부(16)로부터 분기하는 분기점B로부터 시작하는 주요부(16)로부터 떨어지는 방향을 향해서 서서히 그 두께가 감소하는 형상으로 형성되는 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 이러한 형상을 채택하는 경우, 예를 들면 접합재의 두께가 10μm일 경우, 부가부의 길이L이 접합재의 두께와 동등한 10μｍ정도라도 충분한 효과를 증명한다.

본 실시예에서는, 접합재(3)를 프레임 부재(14)에, 접합재(3')를 제2 기판(13)에 설치하고 있지만, 접합재를 설치하는 기재는 이 경우에 한정되지 않는다. 접합재(3)를 제1 기판(12)에 설치할 수 있고, 접합재(3')를 프레임 부재(14)에 설치할 수 있다. 요컨대, 제1 기판과 프레임 부재의 역할을 하는 한 쌍의 기재와, 상기 제2 기판과 프레임 부재의 역할을 하는 한 쌍의 기재와의 사이에 각각 접합재가 위치하도록, 각 접합재를 설치하면 좋은 것이다.

(단계S4: 소성(baking) 및 봉지단계)

외위기(10)의 내부공간의 진공도를 높이기 위해서, 가열공정 후에, 소정의 온도로 소성을 행한다. 보다 구체적으로는, 외위기(10)를 진공 쳄버(도면에 나타내지 않음)내에 설치하고, 외위기(10) 내부를 배기구멍(7)을 통해 진공배기하면서, 쳄버내의 진공도를 10^-3Ｐa대로 하강시킨다(도 2의 (i)). 그 후에, 외위기(10) 전체를 가열하고, 비증발형 게터(37)를 활성화시킨다. 한층 더, 봉지재(6)와 봉지뚜껑(5)으로 배기구멍(7)을 봉지하여, 화상표시장치(11)를 형성한다(도 2의 (j)). 봉지뚜껑(5)은 제1 기판(12)과 같은 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 그렇지만, Al, Ｔｉ, Ｎｉ등의 진공 소성 중에 용융하지 않는 금속이나 합금을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 가열 공정(도 2의 (h))이 소성공정(도 2의 (i)) 후에 행해지는 경우도 상기와 같이 동일한 효과를 얻을 수 있다.

화상표시장치에 적용가능한 접합재와 접합 방법을 결정하기 위해서는, 하기의 사항을 고려할 필요가 있다:

(1) 진공중 소성(고진공 형성) 공정에 있어서의 내열성;

(2) 고진공 유지(진공 리크(leakage) 극소, 가스 투과 극소);

(3) 유리부재와의 접착성 확보;

(4) 저 방출 가스(고진공 유지)특성의 확보; 및

(5) 접합후의 화상표시장치의 휘어짐이 적은 것.

본 실시예에 따른 접합 방법은 이러한 조건을 모두 충족시킨다.

상기의 실시예는, 아래와 같이 일반화될 수 있다. 제1 기판과 프레임 부재의 한 쌍, 또는 제2 기판과 프레임 부재의 한 쌍등의, 서로 접합되는 한 쌍의 임의의 기재를 상정한다. 여기에서는, 한 쌍의 기재로서, 평판과 프레임 부재를 상정한다. 평판과 프레임 부재를 접합하는 단계는, 이하의 단계를 포함한다.

(1) 평판과 프레임 부재로 이루어진 한 쌍의 기재의 사이에, 프레임 부재를 따라 폐쇄 형태로 연장되는 주요부와, 그 주요부로부터 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 주요부보다도 두께가 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치한다.

(2) 한 쌍의 기재를 서로에 대하여 누르면서, 접합재를 따라 조사 위치를 움직이면서 접합재에 전자파를 조사하고, 접합재를 용융시키고, 그 후에 고화시켜서, 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합한다.

이하, 구체적인 예시를 제시해서 본 발명을 자세하게 설명한다.

(예시 1)

본 예시의 접합재와 접합 방법을 사용한 화상표시장치(11)는, 도 1에 모식적으로 도시된 장치와 동일한 구성을 갖는다. 제1 기판(12)에는 복수의 전자방출소자(27)가 배치되고, 배선들이 형성되어 있다. 제1 기판(12)과 프레임 부재(14), 및 제2 기판(13)과 프레임 부재(14)는, 각각, 제1 및 제2 접합재(1,2)에 의해 서로 접합되어 있다. 제1 기판(12)과, 제2 기판(13)과, 프레임 부재(14)의 재질은, 서로 같은 재질(ＰＤ200(아사히 글래스사제))로 한다.

본 예시의 화상표시장치에서는, 제1 기판(12) 위에, 복수(240행×720열)의 표면 전도형 전자방출소자(27)가 형성되어 있다. 표면 전도형 전자방출소자(27)는 X방향 배선(상(upper)배선이라고도 부른다)(28) 및 Y방향 배선(하(lower)배선이라고도 부른다)(29)과 전기적으로 접속되어서, 단순 매트릭스 배선이 설치되어 있다. 제2 기판(13) 위에는 스트라이프형의 빨강, 초록 및 파랑 형광체(도면에 나타내지 않음)로 이루어진 형광막(34)과, 블랙 스트라이프(35)가 교대로 배열되어 있다. 또한, 형광막(34) 위에는, Aｌ박막으로 이루어진 금속 백(36)이 스퍼터링법에 의해 0.1μm의 두께로 형성되고, 비증발형 게터(37)로서, 전자빔 진공 증착법에 의해 0.1μm의 두께로 형성된 Ｔｉ막이 설치된다.

이후, 본 예시의 화상표시장치의 접합 방법에 대해서, 도 1, 도 2 및 도 3a∼3d를 참조하여 설명한다. 본 예시에서는, 접합재(3)로서 글래스 프릿을 사용한다.

(단계a) 테르피네올(terpineol)과, Elvacite^TM와, 제1 접합재(1)의 기본재료가 되는 ＢＡＳ115 베이스의 Ｂｉ계 납-프리 글래스 프릿(ASAHI GLASS CO.,LTD로부터 입수 가능: 열팽창 계수α=75×10^-7／℃)를 조합한 페이스트(paste)(제1 접합재(1))를 준비했다. 이 페이스트를 커브(curb) 모양으로, 스크린인쇄법에서, 폭 1mm, 두께 10μm이도록 형성한 후, 120℃에서 건조시켰다(도 2의 (a),(a'), 도 3a).

(단계b) (단계a)에서 사용한 페이스트와 같은 페이스트(제2 접합재 2)를 준비했다. 이 페이스트를, 건조한 제1 접합재(1)의 주요부 위에만, 제1 접합재(1)의 경우와 마찬가지로 스크린 인쇄법으로, 폭 1mm, 두께 10μm이도록 형성했다(도 2의 (b), (b')). 이것에 의해, 주요부와 주요부보다 얇은 부가부를 갖는 페이스트가 형성되었다.

(단계c) 유기물을 번아웃 하기 위해서, 접합재를 480℃로 가열 및 소성하여서, 접합재(3)를 형성했다(도 2의 (c), (c'), 도 3b).

(단계A) 테르피네올과, Elvacite^TM와, 제1 접합재(1)의 기재가 되는 ＢＡＳ115 베이스의 Ｂｉ계 납-프리 글래스 프릿(ASAHI GLASS CO.,LTD로부터 입수 가능: 열팽창 계수α=75×10^-7／℃)를 혼합한 페이스트(제2 접합재(2) 역할을 함)를 준비했다. 이 페이스트를, 제2 기판(13)의 프레임 부재(14)와 대향하는 면에, 둘레 길이를 따라, 스크린 인쇄법으로, 폭 1mm, 두께 10μm이도록 형성한 후, 120℃에서 건조시켰다(도 2의 (A),(A'), 도 3c).

(단계B) (단계A)에서 사용한 페이스트와 같은 페이스트를 준비했다. 이 페이스트를, 건조한 제1 접합재(1) 위에, 상기 제2 접합재(2)의 경우와 같은 스크린 인쇄법으로, 폭 1mm, 두께 10μm이도록 형성했다(도 2의 (B), (B')). 이것에 의해, 주요부와 주요부보다 얇은 부가부를 갖는 페이스트가 형성되었다.

(단계C) 유기물을 번아웃 하기 위해서, 접합재를 480℃로 가열 및 소성하여서, 접합재(3')를 형성했다(도 2의 (C),(C'), 도 3d).

(단계d) 제1 기판(12)에 상기 형성된 접합재(3)의 주요부(16)를 접촉시키도록, 프레임 부재(14)를 제1 기판(12)의 소정의 위치에 설치했다(도 2의 (d)).

(단계e) 프레임 부재(14)측으로부터 접합재를 가압하면서, 파장 980ｎｍ, 파워 130W, 유효 직경 1mm의 반도체 레이저 빔을 300mm/S의 속도로 주사하면서 접합재(3)에 조사해서, 국소 가열했다. 이것에 의해, 접합재(3)를 용융 후 고화시켜서, 제1 기판(12)과 프레임 부재(14)를 서로 접합했다(도 2의 (e)).

(단계f) 스페이서(8)를 제1 기판(12)의 배선(28,29) 위에 배치했다(도 2의 (f)).

(단계g) 프레임 부재(14)의 제1 기판(12)이 접합되지 않은 다른 쪽의 면에, 제2 기판(13) 위에 형성된 접합재(3')를 접촉시키고, 제2 기판(13)을 제1 기판(12) 위에 얼라인먼트해서 설치했다(도 2의 (g)).

(단계h) 제2 기판(13)측으로부터 접합재를 가압하면서, 파장 980ｎｍ, 파워 130W, 유효 직경 1mm의 반도체 레이저 빔을 300mm/S의 속도로 주사하면서 접합재(3')에 조사해서, 국소 가열했다. 이것에 의해, 접합재(3')를 용융 후 고화시켜서, 제2 기판(13)에 접합된 프레임 부재(14)를 제1 기판(12)에 접합했다(도 2의 (h). 스페이서(8)와 제2 기판(13)은 서로 접촉하고, 제1 기판(12)과 제2 기판(13)간의 간격은 일정하게 유지되어, 외위기(10)가 형성되었다.

(단계i, j) 외위기(10)를 진공 쳄버(도면에 나타내지 않음) 내에 설치하였고, 배기구멍(7)을 통해 외위기(10) 내측을 진공배기하면서, 쳄버내의 진공도를 10^-3Ｐａ대로 했다. 또한, 외위기(10) 전체를 350℃까지 가열하고, 비증발형 게터(37)를 활성화하였다. 그 후, Ｉｎ으로 이루어진 봉지재(6)와 유리 기판으로 이루어진 봉지뚜껑(5)으로 배기구멍(7)을 봉지하여서, 화상표시장치(11)를 형성했다.

이상과 같이 접합된 본 예시의 도 1의 화상표시장치는, 단계a, b(단계A, B)에서, 주요부와 이 주요부보다 얇은 부가부를 갖는 접합재가 형성되어 있다. 이것에 의해, 열수축에 의해 초래된 접합부에서의 크랙의 발생을 억제할 수 있고, 안전성이 향상하고, 기밀성이 우수한 레이저 빔 접합을 얻을 수 있었다.

본 예시에서는 비증발형 게터(37)를 제2 기판(13)에 배치한 예로 설명했다. 그렇지만, 그 비증발형 게터를 제1 기판(12) 위에 배치해도 된다.

본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

Claims

다수의 전자방출소자를 갖는 제1 기판과, 상기 제1 기판과 대향해서 위치하고, 상기 전자방출소자로부터 방출된 전자의 조사에 따라 화상을 표시하는 형광막을 갖는 제2 기판과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 위치하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 공간을 형성하는 프레임 부재를 구비한 화상표시장치의 제조 방법으로서,
상기 제1 기판과 상기 프레임 부재 역할을 하거나, 또는 상기 제2 기판과 상기 프레임 부재 역할을 하는 한 쌍의 기재(base material)의 사이에, 상기 프레임 부재 역할을 하는 상기 기재의 한쪽을 따라 폐쇄 형상으로 연장되는 주요부와, 상기 주요부로부터 상기 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 상기 주요부보다도 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치하는 단계; 및
상기 한 쌍의 기재의 기재를 서로에 대하여 상호 억제하면서, 상기 접합재를 따라 조사 위치를 움직이면서 상기 접합재의 상기 주요부에 전자파를 조사하고, 상기 접합재의 상기 주요부를 용융시킨 후에, 고화시켜서, 상기 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합하는 단계를 포함하는, 화상표시장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 부가부의 두께는, 상기 부가부와 상기 주요부 사이의 분기점으로부터 서서히 감소되는, 화상표시장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 부가부는, 상기 주요부의 두께보다도 작은 일정한 두께를 갖는, 화상표시장치의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 주요부의 형상은 사각형이고,
상기 부가부는, 상기 주요부의 각 모퉁이로부터, 모퉁이부를 형성하는 각 변과 평행하게 2방향으로 연장되어 있는, 화상표시장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 접합재를 배치하는 단계는, 한쪽의 상기 기재가 다른 쪽의 상기 기재와 대향하는 면에 커브형(curb-like)의 접합재를 설치하는 것과, 상기 커브형의 접합재의 프레임형 부분에, 다른 접합재를 설치하는 것을 더 포함하는, 화상표시장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 접합재를 배치하는 단계는, 한쪽의 상기 기재가 다른 쪽의 상기 기재와 대향하는 면에, 각각 양단이 얇은 4개의 직선 모양의 접합재를 서로 교차시켜서, 커브형의 형상으로 설치하는 것을 더 포함하는, 화상표시장치의 제조 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 접합재는, 적어도 한번 350℃이상의 온도에서 소성한 글래스 프릿(frit)으로 이루어지는, 화상표시장치의 제조 방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 접합재는, Ａｌ, Ｔｉ, Ｓｎ, Ｉｎ, Ａｇ, Ｃｕ, Ａｕ, Ｆｅ 또는 Ｎｉ를 주성분으로 하는 금속 또는 합금으로 이루어진, 화상표시장치의 제조 방법.
평판과 프레임 부재로 이루어진 한 쌍의 기재의 사이에, 상기 프레임 부재를 따라 폐쇄 형상으로 연장되는 주요부와, 상기 주요부로부터 상기 주요부를 구성하는 변의 연장선으로서 분기되는, 상기 주요부보다도 얇은 부가부를 구비한 접합재를 배치하는 단계; 및
상기 한 쌍의 기재의 기재를 서로에 대하여 상호 억제하면서, 상기 접합재에 따라 조사 위치를 움직이면서 상기 접합재에 전자파를 조사하고, 상기 접합재를 용융시킨 후에 고화시켜서, 상기 한 쌍의 기재를 상기 접합재로 접합하는 단계를 포함하는, 기재의 접합 방법.