KR20110121545A

KR20110121545A - 밀봉용기 및 화상표시장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20110121545A
Application number: KR1020110036572A
Authority: KR
Inventors: 마모 마쓰모토; 노부히로 이토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2011-11-07
Also published as: RU2011117458A; JP2011233479A; CN102254763A; US20110265518A1

Abstract

접합 강도와 기밀성을 양립한 신뢰성이 높은 밀봉용기의 제조 방법은, 점도가 네가티브의 온도계수를 갖고, 제1 및 제2 유리 기판보다도 연화점이 낮은 밀봉재를, 상기 제1 유리 기판 위에 프레임 모양으로 형성하는 단계; 상기 제2 유리 기판을, 상기 밀봉재와 접촉시키도록, 상기 밀봉재가 형성된 상기 제1 유리 기판에 대향배치하는 단계; 및 국소가열광에 의해 조사된 상기 밀봉재의 제1영역과, 상기 밀봉재의 상기 제1영역에 인접하고, 국소가열광이 조사되지 않고 있는 상기 밀봉재의 제2영역과의 경계에 있어서, 상기 경계에 인접한 상기 제1영역의 일부분에서의 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하인 기간동안, 상기 경계에 인접한 상기 제2영역의 일부분을 국소가열광으로 가열 및 용융하는 단계를 포함한다.

Description

밀봉용기 및 화상표시장치의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF HERMETIC CONTAINER AND IMAGE DISPLAY APPARATUS}

본 발명은, 밀봉용기 및 화상표시장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 내부가 진공으로 유지되고 전자방출소자와 형광체막을 구비하는 화상표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.

유기ＬＥＤ(light-emitting diode)디스플레이(ＯＬＥＤ), 필드 에미션 디스플레이(ＦＥＤ), 플라즈마 디스플레이 패널(ＰＤＰ)등의 플랫 패널 타입의 화상표시장치가 잘 알려져 있다. 이것들의 화상표시장치 각각에는, 서로 대향하는 유리 기판을 밀봉해서 제조되고, 내부공간이 외부공간에 대하여 구획된 용기가 장착되어 있다. 이러한 밀봉용기를 제조하기 위해서는, 상기 대향하는 유리 기판의 사이에 필요에 따라 이격 거리 규정부재, 국소적인 접착제등을 배치하고, 그 유리 기판의 주변부에 밀봉재를 프레임 모양으로 배치하고, 가열 밀봉처리를 실행한다. 이렇게 하여 제조된 밀봉용기의 일례를 도 7a에 나타낸다. 상기 밀봉재의 가열방법으로서는, 유리 기판 전체를 퍼니스(furnace)에 의해 소성하는 방법과, 국소가열에 의해 밀봉재 주변을 선택적으로 가열하는 방법이 알려져 있다. 국소가열은, 가열 및 냉각에 필요로 하는 시간, 가열에 필요로 하는 에너지, 생산성, 그 용기의 열변형방지, 용기 내부에 배치된 기능 디바이스의 열 열화방지 등의 관점에서, 전체 가열보다 유리하다. 특히, 국소가열의 수단으로서 레이저 빔이 알려져 있다.

미국 특허출원 공개 제2006/0082298호에는, ＯＬＥＤ의 용기의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 우선, 서로 대향 배치된 제1 유리 기판과 제2 유리 기판의 원주 부분에 프레임 부재와 밀봉재(프릿(frit))를 배치하고, 다음에 밀봉재가 연장되는 방향을 따라, 실질적으로 밀봉재에 일정한 온도가 유지되도록 레이저 빔을 조사하여서, 밀봉 봉지를 이룬다.

일본국 공개특허공보 특개 2008-059781호에는, ＦＥＤ나 ＰＤＰ의 용기의 제조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 서로 대향 배치된 제1 유리 기판과 제2 유리 기판의 각 4변의 사이에 밀봉재를 배치하고, 다음에 그 4변 상의 각 밀봉재에 레이저 빔을 조사하고, 그 4변 상의 각 밀봉재를 함께 용융시켜서, 밀봉용기를 얻는다.

방금 설명한 것처럼, 종래, 레이저 빔을 단순하게 4변에 각각 조사하는 방법과 아울러, 레이저 조사조건을 변경하고, 조사 루트를 변경하고, 조사순서를 변경하는 등의 여러 가지 밀봉 방법이 알려져 있다. 그렇지만, 도 7a에 나타나 있는 바와 같은 연속적 및 폐쇄 밀봉을 갖는 밀봉용기를 얻기 위해서, 도 7b에 나타나 있는 바와 같이, 국소가열광(58)을 밀봉재를 따라 주사할 경우, 크랙 발생의 문제가 생기고, 기밀성 및 접합 강도에 관계되는 신뢰성이 저하하는 경우가 있었다. 이 문제는, 국소가열광(58)을 사용하는 경우에는, 도 7b에 나타나 있는 바와 같이 국소가열광(58)이 조사된 영역(밀봉부)(56)과, 국소가열광(58)이 조사되지 않고 있는 영역(미밀봉부;unsealed portion)(57)이 혼재하기 때문에 일어난다고 생각된다. 즉, 각 변의 밀봉 이력이 상기 문제와 관계되고 있다고 생각된다.

본 발명은, 접합 강도와 기밀성을 양립한 신뢰성이 높은 밀봉용기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 제1 유리 기판과, 상기 제1 유리 기판과 함께 밀봉용기의 적어도 일부를 형성하는 제2 유리 기판을 서로 밀봉하는 것을 포함한, 밀봉용기의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 프레임형의 밀봉재를, 제1 유리 기판과 제2 유리 기판과의 사이에 끼우는 단계; 제1의 국소가열광을 상기 밀봉재의 제1영역에 조사하는 단계; 및 상기 밀봉재의 상기 제1영역과, 상기 밀봉재의 상기 제1영역에 인접하고, 상기 제1의 국소가열광이 조사되지 않고 있는 상기 밀봉재의 제2영역과의 경계에 있어서, 상기 경계에 인접한 상기 제1영역의 일부분에서의 상기 밀봉재의 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하인 기간동안, 상기 경계에 인접한 상기 제2영역의 일부분을 제2 국소가열광으로 가열 및 용융하여서, 상기 제1 유리 기판과 상기 제2 유리 기판을 서로 밀봉하는 단계를 포함한다.

본 발명은, 점도가 네가티브의 온도계수를 갖고, 제1 및 제2 유리 기판보다도 연화점이 낮은 밀봉재를, 상기 제1 유리 기판 위에 프레임 모양으로 형성하는 단계; 상기 제2 유리 기판을, 상기 밀봉재와 접촉시키도록, 상기 밀봉재가 형성된 상기 제1 유리 기판에 대향배치하는 단계; 및 국소가열광을, 상기 밀봉재의 프레임 모양으로 연장되는 방향을 따라 상기 밀봉재에 조사하여, 상기 제1 유리 기판과 상기 제2 유리 기판을 서로 밀봉하는 단계를 더 포함하고, 상기 국소가열광이 조사된 상기 밀봉재의 제1영역과, 상기 제1영역에 인접하고, 상기 국소가열광이 조사되지 않고 있는 상기 밀봉재의 제2영역과의 경계에 있어서, 상기 국소가열광은, 상기 경계에 인접하는 상기 제1영역의 일부분에서의 상기 밀봉재의 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하인 기간동안, 상기 경계에 인접하는 상기 제2영역의 일부분을 가열 및 용융하도록 조사된다.

본 발명에 의하면, 상기 국소가열광은, 국소가열광이 조사된 제1영역(밀봉부)에 인접하는 제2영역(미밀봉부)에, 상기 밀봉부와 상기 미밀봉부와의 경계에 인접하는 상기 밀봉부의 일부(밀봉재 경계영역)에서의 상기 밀봉재의 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하인 기간동안, 조사된다. 이에 따라, 상기 미밀봉부의 밀봉재 점도가 하강하지만, 국소가열광은, 상기 밀봉부와 상기 미밀봉부와의 경계에도 조사됨으로써, 상기 밀봉재 경계영역의 밀봉재 점도는 실온의 온도로 돌아가기 전에 재하강한다. 그 결과, 크랙의 발생 요인이 되는 국소적인 상기 밀봉재의 수축차는 저감되어서, 접합 강도와 기밀성을 양립한 신뢰성이 높은 밀봉용기를 얻을 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 아래의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 밀봉용기의 제조 방법을 적용가능한 ＦＥＤ를 나타낸 일부 파괴 사시도다.
도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 3f, 2g, 2h, 2i, 2j, 2k, 2l, 2m, 2n 및 2o는 본 발명에 따른 프로세스 플로우의 일례를 각각 나타내는 사시도다.
도 3은 밀봉부와 미밀봉부의 각 상태를 나타내는 평면도다.
도 4는 제2 국소가열광을 조사하는 경우의 밀봉재 점도와 크랙 발생 빈도와의 관계를 나타내는 예시적인 특성도다.
도 5는 상기 밀봉부와 상기 미밀봉부와의 경계에 인접한 상기 밀봉부에서의 밀봉재 점도와 상기 경과 시간과의 관계를 나타내는 예시적인 특성도다.
도 6a, 6b, 6c 및 6d는 제1 및 제2 국소가열광의 조사 방법을 나타내는 평면도다.
도 7a 및 7b는 밀봉용기가 제조되는 상태를 나타내는 평면도 및 단면도다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면에 상세히 설명한다.

전술한 밀봉되는 각 변에서의 밀봉 이력에 의한 이력의 발생 개소(시간적인 이음매)의 크랙의 성장 작용에 대해서, 고속도 카메라로 현미 관찰하는 것에 의해 본 발명자 등은, 크랙의 발생 요인을 해석했다. 그 결과, 도 7b의 밀봉부(56)의 냉각 과정에 있어서, 상기 밀봉부(56)와 상기 미밀봉부(57)와의 사이에서 국소적인 수축차에 발생하고, 국소적인 수축차에 기인한 크랙이, 밀봉부(56)와 미밀봉부(57)와의 경계(55) 근방의 유리 기판에 발생하고, 그 발생된 크랙이 밀봉 이력에 의한 밀봉부의 기밀성과 접합 강도에 영향을 미치는 신뢰성 저하의 요인이 된 것을 알았다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부도면에 따라 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 밀봉용기의 제조 방법은, 내부공간이 외부 분위기로 밀봉 차단되는 것이 필요한 디바이스를 갖는 ＦＥＤ, ＯＬＥＤ, ＰＤＰ등에 사용되는 용기의 제조 방법에 적용하는 것이 가능하다. 특히, 내부가 감압 공간으로서 된 ＦＥＤ등의 화상표시장치에서는, 내부공간의 부압(negative pressure)에 의해 발생하는 대기압 하중에 견딜 수 있는 접합 강도가 필요하다. 여기서, 본 발명에 따른 밀봉용기의 제조 방법에 의하면, 접합 강도의 확보와 기밀성을 고도로 양립할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 상기 밀봉용기의 제조 방법은, 상기의 밀봉용기의 제조 방법에 한정되는 것이 아니고, 서로 대향하는 유리 기판의 주변부에 기밀성이 요구되는 밀봉부를 갖는 밀봉용기의 제조 방법에 널리 적용할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 대상이 되는 화상표시장치의 일례를 나타내는 부분 파괴 사시도다. 화상표시장치(11)의 용기(밀봉용기)(10)는, 각각 유리로 제조된 페이스 플레이트(face plate)(12), 리어(rear) 플레이트(13) 및 프레임 부재(14)를 가지고 있다. 프레임 부재(14)는 각각이 판형의 페이스 플레이트(12)와 리어 플레이트(13)와의 사이에 위치하고, 그 페이스 플레이트(12)와 리어 플레이트(13)와의 사이에 밀봉 공간을 형성하고 있다. 구체적으로는, 상기 페이스 플레이트(12)와 프레임 부재(14), 및 상기 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)는, 서로 대향하는 면들에 의해 밀봉재를 통해 서로 각각 밀봉됨으로써, 밀봉된 내부공간을 갖는 용기(10)를 형성한다. 상기 용기(10)의 내부공간은 진공 상태로 유지되고, 페이스 플레이트(12)와 리어 플레이트(13)와의 사이에 설치된 이격 거리 규정부재인 스페이서(8)가 소정의 피치로 설치된다. 페이스 플레이트(12)와 프레임 부재(14), 또는 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)는, 미리 서로 밀봉되거나 또는 일체로 형성되어도 된다.

리어 플레이트(13)에는, 화상신호에 따라 전자를 방출하는 다수의 전자방출소자(27)가 설치되고, 그 화상신호에 따라 각 전자방출소자(27)를 작동시키기 위한 구동용 매트릭스 배선(X방향 배선28과 Y방향 배선29)이 형성되어 있다. 리어 플레이트(13)와 대향해서 위치하는 페이스 플레이트(12)에는, 전자방출소자(27)로부터 방출된 전자의 조사를 받을 때 발광하여 화상을 표시하는 형광체로 이루어진 형광체막(34)이 설치된다. 페이스 플레이트(12) 위에는 한층 더 블랙 스트라이프(35)가 설치된다. 형광체막(34)과 블랙 스트라이프(35)는 교대로 배열된 상태로 설치된다. 형광체막(34) 위에는 Ａｌ박막으로 이루어진 금속 백(back)(36)이 형성되어 있다. 금속 백(36)은 전자를 끌어당기는 전극으로서의 기능을 갖고, 상기 용기(10)에 설치된 고압단자Ｈｖ로부터 전위의 공급을 받는다. 금속 백(36) 위에는 Ｔｉ박막으로 이루어진 비증발형 게터(getter)(37)가 형성되어 있다.

페이스 플레이트(12), 리어 플레이트(13) 및 프레임 부재(14)는, 투명해서 투광성을 가지고 있으면 되므로, 소다 라임 글래스, 고왜점 유리, 무알칼리 유리 등이 사용가능하다. 후술하는 국소가열광의 사용 파장 및 밀봉재의 흡수 파장 영역에 있어서, 이것들의 유리 부재가 양호한 파장투과성을 가지고 있는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명에 따른 밀봉용기의 제조 방법에 있어서의 유리 기판의 밀봉 방법에 대해서, 도 2a 내지 2o, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6a, 6b를 참조해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 제1 유리 기판을 밀봉재가 형성되는 기판으로서 사용하고, 제2 유리 기판을 상기 제1 유리 기판과 대향배치되는 기판이라고 하는 의미로 사용한다. 이 때문에, 제1 및 제2 유리 기판이 의미하는 구체적인 부재가 각각 다른 경우가 있다.

(단계1)

우선, 도 2a에 나타나 있는 바와 같이, 프레임 부재(14)(제1 유리 기판)를 준비한다. 다음에, 도 2b에 나타나 있는 바와 같이, 밀봉재(1a)를 프레임 부재(14) 위에, 복수의 직선부(변)와 이 직선부를 연결하는 연결부(코너부)를 포함하는 프레임 모양으로 형성한다. 여기서, 밀봉재(1a)는, 점도가 네가티브의 온도계수를 갖고, 고온으로 연화되기도 한다. 또한, 페이스 플레이트(12), 리어 플레이트(13) 및 프레임 부재(14) 각각보다도 상기 밀봉재의 연화점이 낮은 것이 바람직하다. 밀봉재(1a)의 예로서, 글래스 프릿, 무기접착제, 유기접착제 등을 든다. 밀봉재(1a)는, 후술하는 국소가열광의 파장에 대하여 높은 흡수성을 나타내는 것이 바람직하다. 내부공간의 진공도 유지가 요구되는 ＦＥＤ등의 용기로서 상기 밀봉용기를 적용하는 경우에는, 잔류 하이드로카본의 분해를 억제할 수 있는 글래스 프릿이나 무기접착제가 적합하게 사용될 수 있다.

(단계2)

다음에, 도 2c에 나타나 있는 바와 같이, 전자방출소자(27)등이 형성된 리어 플레이트(13)(제2 유리 기판)를 프레임 부재(14)에 대향 배치한다. 이 때, 밀봉재(1a)와 리어 플레이트(13)간의 접촉을 확보하고, 밀봉재(1a)에의 압력강도를 균일화하기 위해서, 보조적으로, 제3 유리 기판(경계)(52)으로 프레임 부재(14)를 덮어, 밀봉재(1a)를 누르는 것이 바람직하다.

(단계3)

다음에, 도 2c 및 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 제1 국소가열광(41)을 밀봉재(1a)의 임의의 위치로부터 프레임 모양을 따라 조사한다. 본 실시예에서는, 제1 국소가열광(41)의 조사 시작 위치는 제1 코너부C1이다. 제1 국소가열광(41)의 조사에 의해, 밀봉재(1a)의 프레임 모양을 따라 연장되는 방향으로, 밀봉재(1a)가 순차로 가열되어서 용융한다. 그 후에, 용융한 밀봉재(1a)의 온도가 연화점이하까지 저하하고, 밀봉재(1a)의 프레임 모양을 따라 연장되는 방향으로, 밀봉재(1a)의 일부영역에, 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)와의 사이의 밀봉부(50)가 순차로 형성된다. 이어서, 제1 국소가열광(41)의 조사 후에, 도 2d, 2e, 2f 및 도 2g에 나타나 있는 바와 같이, 프레임 모양을 따라 연장되는 밀봉재(1a)의 각 변에 제2, 제3 및 제4 국소가열광(42, 43, 44)을 조사하여, 각 변에 밀봉부를 형성함으로써, 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)를 서로 밀봉한다.

상기한 바와 같이, 밀봉재(1a)는, 점도가 네가티브의 온도계수를 가지고 있기 때문에, 가열용융하면 일단 점도가 내려가서 유동화한다. 그렇지만, 상기 조사가 끝난 후, 점도가 회복하여, 실온의 상태까지 되돌아간다. 밀봉재(1a)의 점도회복과정, 즉 냉각 과정에 있어서, 국소가열광이 조사된 밀봉부(제1영역)(50)와, 국소가열광이 조사되지 않고 있는 미밀봉부(제2영역)(51)와의 사이에는 수축차가 존재한다. 밀봉부(50)가 실온의 상태까지 되돌아가면, 밀봉부(50)와 미밀봉부(51)와의 수축차가 증대한다. 그에 따, 밀봉부(50)와 미밀봉부(51) 사이의 경계(52)에서의 잔류응력이 증대함으로써, 경계(52)부근의 유리 기판에는 크랙이 발생해버린다. 이 때문에, 제1 국소가열광(41)에 의해 형성된 밀봉부(50)에 인접하는 미밀봉부(51)는, 그 미밀봉부(51)에 인접하는 밀봉부(50)가 실온의 상태로 돌아가기 전에, 제2 국소가열광(42)에 의해 가열용융되는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 밀봉부(50)의, 미밀봉부(51)와의 경계(52)에 인접하는 부분(밀봉부 경계영역)(53)에서의 밀봉재 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하인 기간에, 미밀봉부(51)의, 경계(52)에 인접하는 부분에 제2 국소가열광(42)이 조사되는 것이 바람직하다. 이에 따라 밀봉부 경계영역(53)에도 제2 국소가열광(42)이 조사됨으로써, 밀봉부 경계영역(53)이 실온의 상태까지 되돌아가기 전에, 그 밀봉부의 점도는 재하강한다. 그 결과, 국소적인 밀봉재의 수축차는 저감되어, 상기의 크랙의 발생을 회피할 수 있다.

도 4는, 도 3에 나타낸 밀봉부 경계영역(53)의 밀봉재 점도에 대하여, 제2 국소가열광(42)을 조사한 경우에 경험적으로 얻어진 크랙 발생 빈도를 나타낸 그래프다. 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 밀봉부 경계영역(53)의 밀봉재 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이상일 경우에, 크랙 발생율이 증가한다. 이 크랙은 모두 밀봉부(50)와 미밀봉부(51) 사이의 경계(52)부근의 유리 기판에서 발생한다. 한편, 제2 국소가열광(42)을, 밀봉부 경계영역(53)의 밀봉재 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하의 상태로 미밀봉부(51)에 조사할 때 크랙의 발생이 대폭 억제되는 것을 안다. 그렇지만, 도 4에서는 도시하지 않았지만, 왜점 온도 이하에서의 냉각과정에서는 밀봉재의 수축이 진행하고, 그 경계에 인장응력이 생김으로써, 크랙의 발생 확률이 증가할 가능성이 있다. 이 때문에, 밀봉부의 장기 신뢰성의 관점에서, 밀봉재 점도η이 10^13.5Ｐａ·ｓｅｃ이하의 조건을 충족시키는 온도 범위내에서 제2 국소가열광(42)의 조사를 행하여, 밀봉재가 용융되는 것이 보다 바람직하다.

도 5는, 도 3에 나타낸 밀봉부 경계영역(53)의 밀봉재 점도와, 국소가열광(41)의 조사 개시시간(밀봉부와 미밀봉부 사이의 경계 형성 시간)을 원점T₀로부터의 경과 시간간의 관계를 나타낸 그래프다. 도 5에 있어서, 제2 국소가열광이 조사되는 바람직한 타이밍은, 밀봉부 경계영역(53)의 밀봉재 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하에 해당하는 Ｔ₁이내다.

이상과 같이, 본 발명에서는, 밀봉부와 미밀봉부와의 경계에 국소가열광을 조사하는 타이밍이 중요하다. 한편, 제2 국소가열광(42)의 조사 시작 위치나 이동 주사 방향은, 도 2d에 나타내는 예에 한정되지 않는다. 즉, 도 6a, 6b 및 6c에 나타나 있는 바와 같이, 제2 국소가열광(42)의 조사 시작 위치나 이동 주사 방향은, 제1 국소가열광(41)의 조사 시작 위치나 이동 주사 방향에 따라 적당하게 변경가능하다. 예를 들면, 도 6a에 나타나 있는 바와 같이, 제1 국소가열광(41)이 제1 코너부C1로부터 조사를 시작했을 경우, 제2 국소가열광(42)은, 제4 코너부C4로부터 조사를 시작하고, 제1 코너부C1을 향해서 이동 주사할 수 있다. 그와는 반대로, 제2 국소가열광(42)은, 제1 코너부C1으로부터 조사를 시작하고, 제4 코너부C4를 향해서 이동 주사할 수 있다. 이것은, 제1 국소가열광(41)이 임의의 직선 부분으로부터 조사를 시작하는 경우와 같다. 즉, 제2 국소가열광(42)은, 도 6b에 나타나 있는 바와 같이, 제1 국소가열광(41)에 의한 밀봉부와, 그 관련된 밀봉부에 인접하는 미밀봉부와의 경계(54)로부터 조사를 시작해도 된다. 그와는 반대로, 도 6c에 나타나 있는 바와 같이, 경계(54)에서 제2 국소가열광(42)의 조사를 종료해도 된다. 어쨌든, 제2 국소가열광(42)은, 밀봉부의, 미밀봉부와의 경계에 인접하는 부분의 밀봉재 점도가 소정의 조건에 있을 때에, 이 밀봉부에 인접하는 미밀봉부의 밀봉재를 용융시키도록 조사되어도 된다. 달리 말하면, 상기의 밀봉재 점도가 주위와의 평형 온도의 값까지 증대하기 전과, 또 상기의 밀봉재 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하(즉, 조사후의 경과 시간내)인 경우에, 밀봉부에 인접하는 미밀봉부의 밀봉재가 용융되면 좋다. 따라서, 그 국소가열광의 이동 주사 방향은 한정되지 않는다.

도 2c 및 도 2d의 과정에서는, 우선, 제1 국소가열광(41)이 제1 코너부C1으로부터 제2 코너부C2를 향해서 조사를 시작한다. 그리고, 소정의 간격 후, 제2 국소가열광(42)이 제1 코너부C1으로부터 제4 코너부C4를 향해서 조사를 시작한다. 한편, 제2 국소가열광(42)은, 제1 국소가열광(41)의 조사 이전에 제1 코너부C1으로부터 제4 코너부C4를 향해서 조사를 시작해도 된다. 이 경우에는, 제2 국소가열광(42)은, 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 제2 국소가열광(42)이 먼저 조사되고나서 시간T₁이내에 제1 국소가열광(41)이 제1 코너부C1을 조사하는 타이밍에서 조사되는 것이 바람직하다. 또한, 제2 국소가열광(42)은, 도 6d에 나타나 있는 바와 같이, 제1 국소가열광(41)과 동시에 제1 코너부C1으로부터 조사를 시작해도 좋다. 그렇지만, 조사 시작이 되는 제1 코너부C1에서는, 제1 및 제2 국소가열광(41, 42)이 동시에 조사되어, 밀봉재(1a)의 온도가 연화점이상이 되기 때문에, 밀봉재(1a)의 과열에 의한 신뢰성을 저하할 우려가 있다. 이로부터, 밀봉부와 미밀봉부와의 경계에 인접한 밀봉부의 밀봉재 점도η이, 연화점에 해당하는 10^6.7Ｐａ·ｓｅｃ이상인 기간에, 이 경계에 인접한 미밀봉부의 밀봉재에 국소가열광을 조사하여서, 그 경계에서의 밀봉을 완결하는 것이 보다 바람직하다. 즉, 제2 국소가열광(42)의 미밀봉부에의 조사 타이밍은, 밀봉부와 미밀봉부와의 경계에 인접한 밀봉부의 밀봉재 점도η이 10^6.7≤η≤10^13.5Ｐａ·ｓｅｃ의 범위, 즉 왜점이상, 연화점이하에 있는 기간이 보다 바람직하다. 이에 따라 크랙의 발생을 한층 더 억제할 수 있다. 상기한 바와 같이, 제2 국소가열광을 제1 국소가열광의 조사로부터의 간격 후 조사하는 방법, 각각의 조사 시작 위치에 있어서 제1 국소가열광과 제2 국소가열광을 서로 동기시키는 방법등을 사용할 수 있다. 즉, 국소가열광을 조사하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 밀봉재의 각 변에 대한 국소가열광의 조사에는, 상기 조사 방법들 중 하나를 이용해도 된다. 이와는 달리, 상기 조사 방법들의 적절한 조합을 사용해도 된다. 또한, 제1 코너부C1에 있어서, 제1 국소가열광(41)과 제2 국소가열광(42)의 상술한 조사는, 다른 코너부C2, C3, C4에 있어서의 국소가열광 41, 42, 43, 44의 조사에도 적용될 수 있다는 것은 말할 필요가 없다.

제1 내지 제4 국소가열광(41∼44) 각각은 밀봉 영역근방을 국소적으로 가열가능하게 조사되어도 되고, 반도체 레이저는 국소가열광으로서 적합하게 사용될 수 있다. 밀봉재(1a)를 국소적으로 가열하는 성능, 유리 기판의 투과성등의 관점에서, 적외영역에 파장을 갖는 가공용 반도체 레이저가 적합하다. 또한, 제1 내지 제4 국소가열광(41∼44)이 원하는 밀봉 예정 영역을 가열해야만 하므로, 국소가열광은, 밀봉 대상물에 대하여, 같은 측에 위치하고 있어도, 반대측에 위치하고 있어도 된다.

또한, 국소가열광(레이저)의 주사 속도, 파워, 스폿 지름 사이즈, 파장, 사용 개수등은, 공업적인 생산성이나 밀봉재의 온도특성에 따라 임의로 선택가능하다. 본 실시예에 있어서는, 예를 들면, 밀봉재로서, 폭이 0.2mm이상 2.0mm이하, 두께가 5μｍ이상 12μｍ이하의 글래스 프릿을 사용할 수 있고, 피밀봉재로서, 고왜점 유리 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제4 국소가열광 각각은, 파워 80W∼1000W, 파장 808ｎｍ∼980ｎｍ, 스폿 지름 0.8mmφ∼3.9mmφ, 주사 속도 100∼2500mm/ｓｅｃ의 범위 내에서 적용가능하다. 그렇지만, 국소가열광의 조사 조건은, 이러한 조건에 한정되지 않는다. 바람직한 밀봉을 하기 위해서, 즉, 도 3에 나타낸 밀봉부 경계영역(53)의 밀봉재 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하가 되도록, 밀봉재의 특성에 맞춰서 상기 조건을 조정하는 것이 바람직하다.

(단계4)

다음에, 도 2h, 2i, 2j, 2k, 2l, 2m, 2n 및 도 2o에 나타나 있는 바와 같이, 단계1∼3과 같은 순서로, 페이스 플레이트(12)(제1 유리 기판)와 프레임 부재(14)(제2 유리 기판)를 서로 밀봉한다. 구체적으로는, 먼저, 도 2h에 나타나 있는 바와 같이, 형광체막(34)등이 형성된 페이스 플레이트(12)를 준비한다. 다음에, 도 2i에 나타나 있는 바와 같이, 페이스 플레이트(12) 위에, 단계1과 같은 방법으로 밀봉재(1b)를 프레임 모양으로 형성한다. 다음에, 도 2j에 나타나 있는 바와 같이, 페이스 플레이트(12)와 프레임 부재(14)를 밀봉재(1b)를 거쳐서 접촉시킨다. 이 경우에는, 제3 유리 기판(52)은 사용하지 않고 있다. 다음에, 도 2k 내지 도 2n에 나타나 있는 바와 같이, 단계3과 같은 방법으로, 프레임형의 밀봉재(1b)의 각 변을 따라 제1 내지 제4 국소가열광(41∼44)을 순차로 조사한다. 이렇게 하여, 도 2o에 나타나 있는 바와 같이, 페이스 플레이트(12)와 리어 플레이트(13)가 프레임 부재(14)를 통해 대향하여, 내부공간을 갖는 용기(10)를 형성한다. 본 실시예에 있어서, 밀봉재(1b)는, 페이스 플레이트(12)에 형성하고 있지만, 밀봉재(1b)는 프레임 부재(14)에 형성하는 것도 가능하다. 또한, 밀봉재(1b)의 종류 및 물성, 레이저 빔의 조사 조건등은 단계1∼3과 마찬가지로 하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 실시예에서는, 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)를 밀봉하고, 한층 더 페이스 플레이트(12)와 프레임 부재(14)를 밀봉하고, 그것에 의해서 페이스 플레이트(12)와 리어 플레이트(13)의 사이에 프레임 부재(14)가 삽입된 용기(10)가 제조된다. 그러나, 본 발명은, 보다 일반적으로는, 적어도 일부가 리어 플레이트(13)와 페이스 플레이트(12)로 이루어지는 밀봉용기를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 따라서, 프레임 부재(14)의 형상을 갖는 돌출부가 미리 일체로 형성된 유리 기판을, 리어 플레이트(13)와 페이스 플레이트(12)의 한쪽으로서 사용가능하고, 다른 쪽의 플레이트와 밀봉하는 것도 가능하다. 또한, 페이스 플레이트(12)와 프레임 부재(14)를 먼저 밀봉하고, 그 후에 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)를 밀봉하는 것도 가능하다.

한층 더, 이상에서 설명한 실시예는, 화상표시장치를 대상으로 삼았다. 그렇지만, 본 발명은, 보다 일반적으로는, 제1 유리 기판과 제2 유리 기판간의 밀봉에 적용할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제4 국소가열광은 모두 제1 유리 기판측에서 조사해도 되고, 일부의 국소가열광은 제1 유리 기판측에서 조사해도 되며, 그 나머지 국소가열광은 제2 유리 기판측에서 조사해도 되거나, 제1 내지 제4 국소가열광 모두는 제2 유리 기판측에서 조사해도 된다.

이하, 구체적인 예시들을 인용해서 본 발명을 자세하게 설명한다.

(예시1)

전술한 실시예를 적용해서 프레임 부재와 리어 플레이트의 기밀 밀봉을 행하고, 한층 더, 프레임 부재와 페이스 플레이트의 기밀 밀봉을 행하여서, 진공 밀봉용기를 제조했다.

(단계1)

우선, 프레임 부재(14)를 형성했다. 구체적으로는, 1.5mm 두께의 고왜점 유리 기판(ＰＤ200: 아사히 글래스 주식회사 제품)을, 외형 980mm×580mm×1.5mm로 잘라 냈다. 다음에, 절삭가공에 의해, 중앙부의 970mm×570mm×1.5mm의 영역을 잘라 내고, 폭 5mm, 높이 1.5mm의 대략 직사각형 단면의 프레임 부재(14)를 형성했다. 이어서, 유기용매 세정, 순수 린스 및 ＵＶ-오존 세정에 의해, 프레임 부재(14)의 표면을 탈지했다.

다음에, 밀봉재(1a)가 프레임 부재(14)의 폭방향의 중심에 배치되도록, 프레임 부재(14) 위에 밀봉재(1a)를 형성했다. 본 예시에서는, 밀봉재(1a)로서 글래스 프릿을 사용했다(밀봉재(1b)로서도 사용했다). 사용된 글래스 프릿은, 열팽창 계수α=79×10^-7／℃, 글래스 전이점 357℃, 연화점 420℃의 Ｂｉ계 납-프리(free) 글래스 프릿(ＢＡＳ115: 아사히 글래스 주식회사 제품)을 모재로서 취급하고, 바인더로서 유기물을 분산 혼합한 것을 특징으로 하는 페이스트(paste)이었다. 이어서, 프레임 부재(14)상의 원주길이를 따라, 스크린 인쇄법으로, 폭 1mm, 두께 7μm의 밀봉재(1a)를 형성하고, 120℃로 건조했다. 다음에, 유기물을 번아웃(burn out) 하기 위해서, 460℃로 가열 및 소성하여서, 밀봉재(1a)를 형성했다(도 2a 및 도 2b 참조).

(단계2)

다음에, 리어 플레이트(13)로서, 고왜점 유리 기판(ＰＤ200)으로 이루어진 유리 기판 위에, 전자방출소자(27), X방향 배선(28) 및 Y방향 배선(29)이 미리 형성된 전자 방출 소자 플레이트를 준비했다. 다음에, 밀봉재(1a)가 형성된 프레임 부재(14)와 리어 플레이트(13)를, 밀봉재(1a)를 거쳐서 서로 접촉하도록 대향 배치시켰다. 구체적으로는, 프레임 부재(14)의 밀봉재(1a)가 형성된 면과, 리어 플레이트(13)의 전자방출소자(27)가 형성된 면(즉, 밀봉용기의 내면인 면)이 대향하도록, 프레임 부재(14)와 리어 플레이트(13)를 서로 대향하도록 하고, 그들을 얼라인먼트하면서 접촉시켰다. 밀봉재(1a)에의 압력강도를 균일화하기 위해서, 고왜점 유리 기판(ＰＤ200)으로 이루어지고, 리어 플레이트(13)와 동일 사이즈의 제3 유리 기판(52)을 프레임 부재(14) 위에 얹어 놓았다. 한층 더, 압력강도를 보조하기 위해서, 도면에 나타내지 않은 가압장치에 의해 제3 유리 기판(52)을 눌렀다. 상술한 것처럼, 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)를, 밀봉재(1a)를 거쳐서 접촉시켰다(도 2c 참조).

(단계3)

다음에, 리어 플레이트(13), 프레임 부재(14), 밀봉재(1a) 및 제3 유리 기판(52)으로 이루어진 일시적 조립 구조물에, 레이저 빔을 조사했다. 레이저 빔원으로서, 제조용 반도체 레이저장치를 4개 준비했다. 제1 내지 제4 국소가열광(41∼44) 각각으로서, 파장 980ｎｍ, 레이저 파워 340W의 레이저 빔을 사용하고, 1000mm/s의 속도로 밀봉재의 각 변을 따라 레이저 빔을 주사했다.

먼저, 제1 국소가열광(41)을 밀봉재의 제1 코너부C1으로부터 제2 코너부C2를 향해서 주사했다(도 2c 참조). 다음에, 제1 국소가열광(41)이 밀봉재(1a)의 제1 코너부C1를 조사하고나서 40ｍｓｅｃ 경과 후에, 제2 국소가열광(42)을 밀봉재(1a)의 제1 코너부C1으로부터 제4 코너부C4를 향해서 주사했다(도 2d 참조). 다음에, 제1 국소가열광(41)이 밀봉재(1a)의 제2 코너부C2를 조사하고나서 40ｍｓｅｃ경과 후에, 제4 국소가열광(44)을 밀봉재(1a)의 제2 코너부C2로부터 제3 코너부C3를 향해서 주사했다(도 2e 참조). 최후에, 제2 국소가열광(42)이 밀봉재(1a)의 제4 코너부C4를 조사하고나서 40ｍｓｅｃ경과 후에, 제3 국소가열광(43)을 밀봉재(1a)의 제4 코너부C4로부터 제3 코너부C3을 향해서 주사했다(도 2e 참조). 제3 국소가열광(43)은, 제4 국소가열광(44)이 밀봉재(1a)의 제3 코너부C3을 조사하고나서 40ｍｓｅｃ 경과 후에, 밀봉재(1a)의 제3 코너부C3을 조사해서(도 2f 참조), 리어 플레이트(13)와 프레임 부재(14)간의 밀봉을 완료했다(도 2g 참조).

여기에서, 밀봉재(1a)의 제1 코너부C1에 대해서, 제1 국소가열광(41)을 조사하고나서(즉, 밀봉부(50)와 미밀봉부(51)와의 경계(52)가 형성되고나서) 제2 국소가열광(42)이 조사되기 직전의 상태를 확인했다. 구체적으로는, 밀봉부 경계영역(53)(도 3 참조)에 제2 국소가열광(42)이 조사되기 직전의 온도를, 도면에 나타내지 않은 방사 온도계로 측정했다. 방사 온도계로 측정한 밀봉부 경계영역(53)의 온도는, 330℃∼360℃이며, 밀봉재(1a)의 점도로 환산하면, 10¹¹∼10¹²Ｐａ·ｓｅｃ에 해당했다. 또한, 다른 코너부C2 내지 C4 각각에 대해서도, 한쪽에 국소가열광을 조사하고나서 다른쪽에 국소가열광이 조사되기 직전의 밀봉부 경계영역의 온도를 방사온도계로 측정했다. 방사온도계로 측정한 각 코너부C2 내지 C4에서의 밀봉부 경계영역의 온도는, 제1 코너부C1의 온도뿐만 아니라 330∼360℃이며, 밀봉재의 점도로 환산하면, 마찬가지로 10¹¹∼10¹²Ｐａ·ｓｅｃ에 해당했다. 또한, 방사온도계에 의해 측정된 밀봉부(50)와 미밀봉부(51)와의 경계(52)부근에 제2 국소가열광(42)이 조사되어 있을 때의 밀봉재(1a)의 피크 온도는, 780℃∼800℃이며, 제2 국소가열광(42)에 의해 밀봉재(1a)가 용융한 것을 확인했다.

(단계4)

다음에, 형광체막등이 형성된 페이스 플레이트(12)를 준비하고, 이상의 단계1∼3과 같은 순서로, 페이스 플레이트(12)와 프레임 부재(14)를 밀봉했다. 본 단계에서는, 가압용의 제3 유리 기판(52)은 사용하지 않고, 페이스 플레이트(12)에 직접 레이저 빔을 조사했다. 밀봉재(1b)는, 페이스 플레이트(12) 위에 형성하고, 레이저 빔의 조사 조건(배치 조건, 레이저 헤드의 사양등)은 단계3과 동일하게 했다(도 2h 내지 도 2o 참조).

방금 설명한 것처럼, 밀봉용기를 작성하고, 그 작성한 밀봉용기를 일반적인 방법으로 ＦＥＤ의 용기로서 적용하여서, 화상표시장치를 완성되게 했다. 그 완성된 ＦＥＤ를 작동시킨 경우, 장시간 안정한 전자방출과 화상표시가 가능해서, 그 ＦＥＤ에 적용가능한 정도의 안정한 기밀성과 접합 강도가 확보되어 있는 것이 확인되었다.

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

프레임형의 밀봉재를, 제1 유리 기판과 제2 유리 기판과의 사이에 끼우는 단계;
제1의 국소가열광을 상기 밀봉재의 제1영역에 조사하는 단계; 및
상기 밀봉재의 상기 제1영역과, 상기 밀봉재의 상기 제1영역에 인접하고, 상기 제1의 국소가열광이 조사되지 않고 있는 상기 밀봉재의 제2영역과의 경계에 있어서, 상기 경계에 인접한 상기 제1영역의 일부분에서의 상기 밀봉재의 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하인 기간동안, 상기 경계에 인접한 상기 제2영역의 일부분을 제2 국소가열광으로 가열 및 용융하여서, 상기 제1 유리 기판과 상기 제2 유리 기판을 서로 밀봉하는 단계를 포함하는, 밀봉용기의 제조 방법.
제1 유리 기판과, 상기 제1 유리 기판과 함께 밀봉용기의 적어도 일부를 형성하는 제2 유리 기판을 서로 밀봉하는 것을 포함한, 밀봉용기의 제조 방법으로서,
점도가 네가티브의 온도계수를 갖고, 제1 및 제2 유리 기판보다도 연화점이 낮은 밀봉재를, 상기 제1 유리 기판 위에 프레임 모양으로 형성하는 단계;
상기 제2 유리 기판을, 상기 밀봉재와 접촉시키도록, 상기 밀봉재가 형성된 상기 제1 유리 기판에 대향배치하는 단계; 및
국소가열광을, 상기 밀봉재의 프레임 모양으로 연장되는 방향을 따라 상기 밀봉재에 조사하여, 상기 제1 유리 기판과 상기 제2 유리 기판을 서로 밀봉하는 단계를 포함하고,
상기 밀봉재는 제1영역, 제2영역, 및 상기 제1영역과 상기 제2영역과의 경계를 포함하고,
상기 국소가열광의 조사는 제1의 국소가열광의 조사와 제2의 국소가열광의 조사를 포함하며,
상기 제1의 국소가열광이 조사된 상기 밀봉재의 제1영역과, 상기 제1영역에 인접하고, 상기 제1의 국소가열광이 조사되지 않고 있는 상기 밀봉재의 제2영역과의 경계에 있어서, 상기 제2의 국소가열광은, 상기 경계에 인접하는 상기 제1영역의 일부분에서의 상기 밀봉재의 점도가 10¹⁸Ｐａ·ｓｅｃ이하인 기간동안, 상기 경계에 인접하는 상기 제2영역의 일부분을 가열 및 용융하도록 조사되는, 밀봉용기의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 국소가열광의 조사는, 상기 제1영역의, 상기 경계에 인접하는 부분의 상기 밀봉재의 점도가 10^6.7Ｐａ·ｓｅｃ∼10^13.5Ｐａ·ｓｅｃ의 범위내에 있는 기간에, 상기 제2영역의, 상기 경계에 인접하는 부분이 가열되어 용융하도록 행해지는, 밀봉용기의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 유리 기판 중 한쪽은 판형의 유리 기판이며, 상기 제1 및 제2 유리 기판 중 다른 쪽은, 유리 프레임 부재, 또는 판형의 유리 기판에 유리 프레임 부재가 밀봉 또는 일체로 형성하여 얻어진 부재인, 밀봉용기의 제조 방법.
청구항 1 또는 2에 기재된 밀봉용기의 제조 방법을 사용해서 용기를 작성하는, 전자빔 화상표시장치의 제조 방법.