專利名稱：用于在其中保持減壓的大氣的氣密容器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排空的(evacuated)氣密容器的制造方法，并且特別地涉及包括電子發(fā)射器件和熒光膜的內(nèi)部抽真空的圖像顯示設(shè)備的制造方法。
背景技術(shù)：
諸如有機LED顯示器(OLED)、場致發(fā)射顯示器(FED)和等離子體顯示板(PDP)之類的平板類型的圖像顯示設(shè)備是公知的。這些圖像顯示設(shè)備包括通過將相對的玻璃基板密封地接合在一起并且包括與外部空間隔開的內(nèi)部空間而制造的外殼(envelope)。通過在相對的玻璃基板之間布置框架部件并且根據(jù)需要布置距離限定部件或局部粘合劑、在結(jié)果得到的結(jié)構(gòu)的周邊部分中以框架形狀布置接合部件、以及加熱并且使框架部件和玻璃基板熱接合在一起，制造這種氣密容器。用于加熱接合部件的已知方法包括使用加熱爐對整個玻璃基板進行烘烤，以及借助于局部加熱對接合部件的周邊進行選擇性加熱。局部加熱在加熱和冷卻時間、加熱所需的熱量、生產(chǎn)率、防止容器的熱變形、防止布置在容器內(nèi)的功能器件的熱劣化等方面可以比整體加熱更有利。特別地，已知激光作為局部加熱單元。美國專利申請No. 2008/0110561公開了其中將利用激光的局部加熱應(yīng)用于用于 OLED的外殼的制造方法的示例。通過使用激光加熱并且熱熔化布置在玻璃基板之間的熔料 (frit)來制造外殼。遮光掩模被形成在激光透射通過的玻璃基板中的每一個的一部分中。 玻璃基板被接合在一起使得照射的激光的量以特別的方式分布。照射的激光的分布的量有效地用來將熔料維持在適當(dāng)?shù)臏囟忍?。因此，熔料和玻璃基板能夠被均勻地接合在一起。美國專利申請No. 2006/0082298公開了其中將利用激光的局部加熱應(yīng)用于用于 OLED的外殼的制造方法的示例。通過使用激光加熱并且熱熔化布置在玻璃基板之間的熔料來制造外殼。動態(tài)地改變激光的掃描速度、功率和熱量分布，從而均勻地加熱熔料。因此， 熔料被保持在基本上恒溫，防止玻璃破裂。日本專利申請公開No. 2009-196859公開了一種通過使用激光加熱并且熱熔化布置在玻璃基板之間的熔料以便將玻璃基板氣密地接合在一起來制造玻璃熔接體(weld)的方法。能夠通過選擇性地僅僅熔化熔料的置于熔接體外側(cè)的一部分來防止氣泡狀氣體進入熔接體的內(nèi)部。如上所述，傳統(tǒng)地已知基于整體加熱的接合方法和基于局部加熱的接合方法。對于基于局部加熱的接合方法，已知包括以相應(yīng)方式改進的各種照射方法而不是利用激光對接合部件的簡單照射的接合方法。然而，在傳統(tǒng)技術(shù)中，在嘗試獲得為熱熔化和軟化接合部件所需的熱量以便實現(xiàn)足夠的接合強度時，具有減壓的氣密容器的接合強度和氣密性可能降低；該容器包括一對玻璃基板和框架部件。具體地，在氣密容器的內(nèi)部的壓強減少時，由于框架部件和固化的接合部件僅僅稍微壓縮地變形，因此出現(xiàn)以下情況玻璃基板被變形為在其中心部分處向內(nèi)凹進，從而框架部件作為固定點。然而，由于框架部件和固化的接合部件不能跟隨該變形，因此存在以下情況在與框架部件接觸的玻璃基板的部分和不與框架部件接觸的玻璃基板的部分之間的邊界附近，玻璃基板被框架部件約束并且經(jīng)受高拉伸應(yīng)力。結(jié)果，玻璃基板或接合部件可能被毀壞，因此減少了排空的氣密容器的氣密性和強度可靠性。本發(fā)明的一個目的在于，提供可靠的排空的氣密容器的制造方法，其中所述容器提供適當(dāng)?shù)慕雍蠌姸群蜌饷苄詢烧摺?br>
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，一種排空的氣密容器的制造方法，所述排空的氣密容器包括一對彼此相對的玻璃基板和布置在一對基板之間以便與一對基板一起限定其內(nèi)部的減壓的大氣的框架部件，其中所述制造方法包括如下的步驟在所述框架部件與一對基板中的一個基板之間布置接合部件，所述接合部件具有負溫度系數(shù)的粘度、具有比一對基板中的所述一個基板和框架部件的軟化溫度低的軟化溫度、并且延伸成框架形狀，使得所述接合部件接觸一對基板中的所述一個基板并且接觸所述框架部件，從而形成具有由所述框架部件和一對基板包圍的內(nèi)側(cè)空間的組裝單元；以及在對所述接合部件加壓的同時，加熱并且熔化所述接合部件，其中進入熱通量分布在所述接合部件的寬度方向上的中心比所述接合部件的寬度的中心更接近于所述組裝單元的內(nèi)側(cè)空間。根據(jù)本發(fā)明，用局部加熱光照射一對玻璃基板中的所述一個基板和框架部件，并且將一對玻璃基板中的所述一個基板和框架部件接合在一起，使得進入熱通量分布在接合部件的寬度方向上的中心與接合部件的寬度的中心相比位于組裝單元的內(nèi)側(cè)空間處。接合部件內(nèi)側(cè)的區(qū)域經(jīng)受比接合部件外側(cè)的外部空間更大量的進入熱通量，并且在粘度方面減少。因此，接合部件內(nèi)側(cè)的區(qū)域在加壓的情況下容易被壓扁。結(jié)果，與加熱之前的接合部件的膜厚相比，在加熱之后的接合部件的膜厚為如下，即接合部件在接合部件內(nèi)側(cè)的區(qū)域中相對較薄而在接合部件外側(cè)的區(qū)域中相對較厚。玻璃基板在更接近于由壓強減少引起的變形狀態(tài)的狀態(tài)中接合到框架部件。因此，即使氣密容器的壓強減少，也防止了玻璃基板經(jīng)受通過框架部件的強的結(jié)合力(binding force)。因此，即使在氣密容器的內(nèi)部和外部之間可能存在壓差的情況下，也能夠減少在玻璃基板和框架部件之間的接合部處作用的玻璃基板中的可能的拉伸應(yīng)力。如上所述，本發(fā)明能夠提供可靠的排空的氣密容器的制造方法，其中所述容器提供適當(dāng)?shù)慕雍蠌姸群蜌饷苄詢烧?。從以下參考附圖的示例性實施例的描述中本發(fā)明更多的特征將變得清晰。


圖1A、圖1B、圖1C、圖1D、圖1E、圖1F、圖IG和圖IH是示出氣密容器的制造工藝
流程的示例的接合部的截面圖。圖2A、圖2B和圖2C是示出局部加熱光的照射方法的示例的概念圖。圖3A、圖;3B和圖3C是示出根據(jù)本發(fā)明的排空的氣密容器的制造方法獲得的接合部的形狀的截面圖。圖4A、圖4B和圖4C是示出本發(fā)明的效果的概念圖。圖5A、圖5B和圖5C是示出局部加熱光的照射方法的示例的概念圖。圖6是概念上示出在進入熱量與入射熱量和接合部件的放射率之間的關(guān)系的圖。
圖7A、圖7B和圖7C是示出局部加熱光的照射方法的示例的概念圖。圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是示出示例中的接合部件的膜厚分布的觀察方法的示意圖。圖9A、圖9B、圖9C和圖9D是示出在排空的氣密容器的外表面上和容器的接合部附近產(chǎn)生的應(yīng)力集中區(qū)域以及應(yīng)力集中與接合部件的截面形狀的相關(guān)性的示意性截面圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明的排空的氣密容器的制造方法能夠適用的FED的局部分解的透視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。下面將描述本發(fā)明的示例性實施例。根據(jù)本發(fā)明的氣密容器的制造方法能夠被應(yīng)用于在內(nèi)部空間中包括需要密封地屏蔽于外部大氣的器件的FED、OLED、PDP等的制造方法。特別地，在包括減壓的內(nèi)部空間的諸如FED之類的圖像顯示設(shè)備中，氣密容器可能由于內(nèi)部空間中的負壓而經(jīng)受大氣壓負荷。然后大氣壓負荷可能導(dǎo)致在氣密的接合部中的裂縫。這種裂縫可能破壞氣密容器的氣密性和接合強度的長期的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的氣密容器的制造方法使得能夠改進氣密容器的氣密性和接合強度的長期的可靠性。然而，根據(jù)本發(fā)明的氣密容器的制造方法不限于具有減壓的內(nèi)部空間的氣密容器的制造。本發(fā)明可被廣泛地應(yīng)用于包括接合部并且需要在玻璃基板的周邊部分處氣密的相對的玻璃基板的氣密容器或者包括接合在一起的玻璃基板的接合單元的制造。圖10是示出意圖使用本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的示例的局部分解的透視圖。圖像顯示設(shè)備11的氣密容器(外殼)10包括玻璃面板12、后板13和框架部件14。面板12和后板13是形狀像平板一樣并且彼此相對放置的一對玻璃基板?？蚣懿考?4被放置在面板 12與后板13之間，從而與面板12和后板13—起形成壓強比大氣壓低的內(nèi)部空間。具體地，將面板12和框架部件14在其相對的表面處接合在一起，并且將后板13和框架部件14 在其相對的表面處接合在一起，以便形成具有封閉的內(nèi)部空間的氣密容器10。在氣密容器 10中的內(nèi)部空間中維持真空。在內(nèi)部空間中，以預(yù)定的間距設(shè)置間隔件8 ；間隔件8中的每一個用作被配置為限定面板12和后板13之間的距離的距離限定部件?？梢詫⒚姘?2與框架部件14、或者后板13與框架部件14預(yù)先接合或者集成在一起。后板13包括其上設(shè)置的用于根據(jù)圖像信號發(fā)射電子的大量的電子發(fā)射器件27、 以及在其上形成的用于根據(jù)圖像信號致動電子發(fā)射器件27的驅(qū)動矩陣布線(X方向布線觀和Y方向布線29)。與后板13相對地放置的面板12包括其上設(shè)置的熒光膜34，用于在用由電子發(fā)射器件27發(fā)射的電子照射時發(fā)光，以便顯示圖像；熒光膜34由熒光體形成。還在面板12上設(shè)置黑色條帶35。將熒光膜34和黑色條帶35交替地布置在面板12上。在熒光膜34上形成由Al薄膜制成的金屬塊(buck) 36。金屬塊36用作吸引電子的電極。金屬塊 36被供應(yīng)有來自氣密容器10中設(shè)置的高壓端子Hv的電子。在金屬塊36上形成由Ti薄膜制成的非蒸發(fā)吸氣劑37。面板12、后板13和框架部件14可以是透明的和透光的，并且可以由鈉鈣玻璃、高應(yīng)變點玻璃或無堿玻璃等形成。這些部件能夠在對于下述的局部加熱光的可用波長處以及在對于接合部件的吸收波長帶中提供適當(dāng)?shù)牟ㄩL透射率。
現(xiàn)在，將描述由玻璃基板形成的并且根據(jù)本發(fā)明的制造方法能夠適用的氣密容器的形狀。根據(jù)本發(fā)明的制造方法可適用的氣密容器是排空的氣密容器，其中氣密容器中的內(nèi)部空間與其中布置有氣密容器的外部空間相比具有相對較低的氣壓。氣密容器的示例包括等離子體顯示板(PDP)、排空的隔熱上光玻璃(glazing glass)以及排空的隔音上光玻璃。特別地，本發(fā)明能夠被用作包括真空內(nèi)部空間的諸如FED之類的抽真空的且氣密的容器的制造方法。這將在下面參考圖9A 9D來詳細地描述。圖9A 9D示意性地示出在內(nèi)部空間的壓強減少前后觀察到的氣密容器的截面。 一對基板12和13形成氣密容器?？蚣懿考?4在其周邊部分處被夾在一對基板之間，并且經(jīng)由接合部件1和2接合到該對基板。該對基板12和13、框架部件14以及接合部件1和 2相對于外部空間限定內(nèi)部空間。圖9A示意性地示出氣密容器的形狀。在該形狀中，彼此平行地布置框架部件與其間夾有接合部件的基板中的每一個基板。此外，外部空間中的壓強Pe與內(nèi)部空間中的壓強 Pi相同，在內(nèi)部空間與外部空間之間沒有壓差。在這時候，玻璃基板沒有經(jīng)受基于氣密容器的內(nèi)部與外部之間的壓差的變形。圖9B示意性地示出排空的氣密容器的形狀。在該形狀中，圖9A中示出的氣密容器中的內(nèi)部空間被排空，使得氣密容器能夠在其中保持減壓的大氣。在排空的氣密容器中，內(nèi)部空間中的壓強Pi相對于外部空間中的壓強Pe是負的。因此，內(nèi)部空間與外部空間之間的壓差作為驅(qū)動力，從而導(dǎo)致容器部件朝向容器的內(nèi)部彈性地變形。如果在容器的一些部分中限定容器的內(nèi)部的形狀和距離而在其它部分中不限定容器的內(nèi)部的形狀和距離，則與在形狀和距離之一被限定的部分中相比，在形狀和距離之一沒被限定的部分中容器更可能朝向其內(nèi)部變形。在氣密容器的周邊部分處布置接合部件的位置處，框架部件和接合部件限定在該對基板之間的距離。這防止了該對基板變形。另一方面，該對基板的位于利用接合部件固定于框架部件的區(qū)域(下文中稱為接合部區(qū)域)內(nèi)側(cè)的區(qū)域通過作為驅(qū)動力的在容器內(nèi)部和外部之間的壓差而朝向容器的內(nèi)部彈性地變形。結(jié)果，基板的位于接合部區(qū)域的兩個邊緣中的更接近內(nèi)部空間的一個邊緣附近的部分在壓縮的方向上變形。因此，在內(nèi)部空間側(cè)邊緣的位置處的基板的外部空間側(cè)，基板在拉伸方向上變形。這意味著拉伸應(yīng)力集中在圖9B中的Eil到Ei4所示出的區(qū)域中。當(dāng)利用玻璃作為基板時，由于玻璃是脆性材料并且因此適當(dāng)?shù)啬蛪嚎s應(yīng)力但是對拉伸應(yīng)力敏感，因此裂縫等的發(fā)生頻率可能不利地增大，從而降低氣密性和強度之一?，F(xiàn)在，將參考圖9C和圖9D詳細描述根據(jù)本發(fā)明的制造方法能夠適用的氣密容器的形狀。為了容易理解，將作為典型示例來描述接合部件1。形成接合表面，其在接合部件 1的寬度方向上具有如下的膜厚分布，在該膜厚分布中容器的內(nèi)部空間側(cè)選擇性地具有更小的膜厚。然后，該對基板在壓強減少之前(Pi = Pe)形成基板在內(nèi)部空間側(cè)彼此更接近的氣密容器的截面形狀(圖9C)。此外，即使氣密容器的內(nèi)部被排空，使得氣密容器能夠在其中保持減壓的大氣，也能減少在與Eil到Ei4對應(yīng)的區(qū)域中的拉伸應(yīng)力的發(fā)生。這是由于基板被彈性地朝向內(nèi)部空間變形，但是不太可能在接合部區(qū)域附近局部地變形。這在圖9D中示意性地示出。如上所述，預(yù)先估計由壓差引起的基板的變形，并且接合部區(qū)域中的接合部件具有膜厚分布。然后，即使作為內(nèi)部空間與外部空間之間的壓差的結(jié)果而使基板變形，也能減少在與Eil到Ei4對應(yīng)的區(qū)域中的拉伸應(yīng)力的發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的制造方法的一個目的在于，利用上述效果來提供可靠的氣密容器，其中所述氣密容器被配置為減少在排空的氣密容器的周邊部分中的可能的拉伸應(yīng)力?，F(xiàn)在，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的氣密容器的制造方法中的玻璃基板的接合方法。圖IA IH是氣密容器的制造方法的示意性步驟圖。(步驟1)首先，如圖IA所示，制備面板12。然后，如圖IB所示，接合部件2被形成在面板12 上。接合部件2可以具有負的粘度溫度系數(shù)，并且可以在高溫下被軟化。此外，接合部件2 可以具有比面板12、后板13和框架部件14中的任何一個的軟化點低的軟化點。接合部件 2的示例包括熔料玻璃、無機的粘合劑以及有機的粘合劑。如果接合部件2被應(yīng)用于需要維持內(nèi)部空間中的真空的FED等，則可以使用熔料玻璃，其允許抑制殘余碳氫化合物的分解。(步驟2)然后，如圖IC所示，將面板12和框架部件14彼此相對地布置，以便形成包括面板 12和框架部件14的臨時組裝的結(jié)構(gòu)15。接合部件2在加壓的情況下被放置在框架部件14 與面板12之間，從而與框架部件14和面板12兩者接觸。接合部件2被布置為與框架部件 14在其寬度方向上的中心相比偏向氣密容器的內(nèi)部。因此，當(dāng)用局部加熱光41照射下述的接合部件1以便將后板13與框架部件14接合在一起(參見圖1G)時，防止接合部件2被局部加熱光41干擾。因此，為局部加熱光41提供光路。接合部件2可以被布置為偏向氣密容器的外部而不是氣密容器的內(nèi)部。可替代地，當(dāng)從允許局部加熱光41通過的材料中選擇接合部件2時，即使接合部件1被放置在接合部件2正下方，也能為局部加熱光41提供光路。(步驟3框架部件14和面板12的接合步驟)然后，如圖ID所示，在加熱爐中熱處理臨時組裝的結(jié)構(gòu)15。接合部件2被加熱并且熱熔化，并且然后被冷卻到室溫。因此，獲得接合單元16，其中通過接合部件2來將面板 12和框架部件14接合在一起。雖然在面板12上形成接合部件2，但是即使在接合部件2 被形成在框架部件14上時也能在類似的步驟中獲得接合單元16。(步驟4)然后，如圖IE所示，以與步驟1類似的方式，在步驟3中獲得的接合單元16的框架部件14上形成接合部件1。接合部件1具有負溫度系數(shù)的粘度并且在框架部件14上被形成為像框架一樣地延伸。此后，如圖IF所示，其上形成有電子發(fā)射器件27等的后板13 經(jīng)由接合部件1與框架部件14接觸，從而形成臨時組裝的結(jié)構(gòu)17。然后對臨時組裝的結(jié)構(gòu) 17加壓?？梢詫雍喜考?加壓，從而與后板13接觸。結(jié)果，接合部件1被放置在后板13 與框架部件14之間，從而與后板13和框架部件14兩者接觸。具體的加壓方法的示例包括使用彈簧材料對面板12和后板13之一加壓的方法以及減少臨時組裝的結(jié)構(gòu)17的內(nèi)部的壓強以便利用結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部之間的壓差將接合部件1壓向后板13的方法。這兩種方法可以被同時使用。(步驟5框架部件14和后板13的接合步驟)然后，如圖IG所示，通過連續(xù)地加壓并且用沿著接合部件1延伸的方向移動的局
7部加熱光41照射來對接合部件1加熱并且熱熔化。因此，如圖IH所示，將彼此相對布置的后板13和框架部件14接合在一起。圖2A 2C更詳細地示出本步驟。如圖2A中的側(cè)視圖所示，在臨時組裝的結(jié)構(gòu) 17之上設(shè)置固定于實驗電路板(breadboard)60并且被配置為發(fā)射局部加熱光41的激光頭61。局部加熱光41可以局部地加熱接合部區(qū)域的附近?？梢允褂冒雽?dǎo)體激光器作為用于激光頭61的光源。就接合部件1的局部加熱的性能、玻璃基板的透射率等而言，可以使用波長在紅外譜帶中的加工用半導(dǎo)體激光器。可以通過移動照射目標(biāo)和激光頭61之一來執(zhí)行局部加熱光41的移動照射。也就是說，如圖2B中的平面圖所示，具有接合部件1的臨時組裝的結(jié)構(gòu)17在沿方向D移動的同時被局部加熱光41掃描。然而，作為照射目標(biāo)的臨時組裝的結(jié)構(gòu)17可以被固定并且被由沿方向D移動的實驗電路板60發(fā)射的局部加熱光41 掃描。圖2C是由虛線示出的圖2B的部分的放大圖，并且示出接合部件1上的入射熱量的分布。入射熱量意指由激光頭61發(fā)射的激光的熱量(能量)。此外，在下面的描述中，進入熱量意指由接合部件1實際吸收的熱量(能量)。這里，入射熱量和進入熱量具有類似的分布。局部加熱光41的入射熱量分布具有高斯光束輪廓。高斯光束輪廓的峰值位置45與接合部件1在其寬度方向上的中心線46相比偏向氣密容器的內(nèi)部。也就是說，局部加熱光 41具有在接合部件1的寬度方向上對稱的熱量分布，并且被發(fā)射到接合部件1以使得入射熱量分布的中心位于接合部件1的在其寬度方向上的其中心內(nèi)側(cè)的區(qū)域(該區(qū)域在下文中被稱為內(nèi)側(cè)空間E)中。結(jié)果，用局部加熱光41照射接合部件，使得局部加熱光41的進入熱通量分布在接合部件1的寬度方向上的中心G位于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中。在本示例性實施例中， 中心G與高斯光束輪廓的峰值位置45 —致。與接合部件1的位于其寬度方向上的其中心外側(cè)的區(qū)域(該區(qū)域在下文中被稱為外側(cè)空間F)相比，局部加熱光的更大的熱量流入接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中，其因此被加熱到更高的溫度。因此，與外側(cè)空間F相比，接合部件1 的內(nèi)側(cè)空間E具有降低的粘度，并且在加壓時比外側(cè)空間F更容易被壓扁。在形成接合部件1的期間，關(guān)于接合部件1的寬度方向上的中心基本上對稱地形成接合部件1(圖3A)。 然而，作為在加壓情況下加熱和熱熔化的結(jié)果，接合部件1熔化從而具有其中接合部件1在內(nèi)側(cè)空間E中比在外側(cè)空間中薄的膜厚分布(圖:3B)。在該狀態(tài)中，將后板13和框架部件 14接合在一起。圖4A 4C是示出本發(fā)明的效果的示意圖。圖4A是示出已經(jīng)形成接合部件1的截面圖。在用局部加熱光照射之前在后板13與框架部件14之間的間隙在內(nèi)部周邊位置處由A表示并且在接合部件1的外部周邊位置處由B表示。這里，為了簡化，假設(shè)A = B。圖 4B是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的已經(jīng)用局部加熱光照射了接合部件的截面圖。加壓已經(jīng)將間隙A 減少到A'并且將間隙B減少到B'。由于進入熱量分布是關(guān)于接合部件1在其寬度方向上的中心對稱的，因此，對于間隙A和B，減少的程度是類似的。也就是說，A' =B'。圖4C 是示出根據(jù)本示例性實施例的已經(jīng)用局部加熱光照射了接合部件的截面圖。由于局部加熱光的進入熱通量分布的中心位于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中，因此B" >A"。也就是說， 與接合部件1在局部加熱之前的膜厚相比，在局部加熱之后的膜厚使得接合部件1在其內(nèi)側(cè)相對較薄而在其外側(cè)相對較厚。
當(dāng)后板13和框架部件14被接合在一起以便形成氣密容器10并且氣密容器10的內(nèi)部的壓強相對于大氣壓而降低時，氣密容器10經(jīng)受由大氣壓引起的負荷。具體地，如圖 4B所示，后板13被變形為在其中心部分處凹進，其中框架部件14的位置作為固定點。然而，框架部件14和硬化的接合部件1基本上被阻礙了被壓縮，因此阻止了后板13在接合部件1的內(nèi)部周邊側(cè)沿著上述變形模式變形。結(jié)果，后板13在后板13與接合部件1接觸的間隔X中基本沒有經(jīng)受彎曲變形，并且在稍微離開后板13與接合部件1接觸的區(qū)域的位置 Y處快速地開始變形。在此位置處，產(chǎn)生較大的拉伸應(yīng)力S。拉伸應(yīng)力S可能導(dǎo)致在后板13 與框架部件14之間的接合部附近的諸如裂縫或接合部失效之類的缺陷。與此相反，在本示例性實施例中，接合部件1的膜厚在其內(nèi)部周邊部分處減少。因此，如圖4C所示，后板13在更接近于由壓強減少引起的變形狀態(tài)的狀態(tài)中被接合到框架部件14。因此，即使氣密容器的壓強減少，也防止后板13經(jīng)受通過框架部件14的強的結(jié)合力。結(jié)果，即使在氣密容器的內(nèi)部與外部之間可能存在壓差的情況下，也能夠減少在后板13 和框架部件14之間的接合部處作用的后板13中的可能的拉伸應(yīng)力。在上面的描述中，A = B。然而，在本發(fā)明中，A = B不是本質(zhì)的條件；接合部件1 的外部周邊膜厚與內(nèi)部周邊膜厚之比在接合部件1加熱之后(A' /B')可以比在加熱之前(A/B)低。也就是說，一般而言，可以滿足條件式A/B> A' /B'。在實際的氣密容器中，如上所述，可以在后板13和面板12之間在框架部件14內(nèi)的位置處設(shè)置諸如間隔件8之類的距離限定部件。在該情況下，后板13的變形模式更復(fù)雜。 然而，在后板13與框架部件14之間的接合部處發(fā)生類似的情形，并且因此無論是否存在距離限定部件，本發(fā)明都是有效的。在上述步驟3中，使用加熱爐將框架部件14和面板12接合在一起。然而，能夠使用局部加熱光來將框架部件14和面板12接合在一起。在該情況下，如圖3C所示，還能夠用局部加熱光來照射在面板12與框架部件14之間的接合部件2，從而滿足上述條件式A/B >A' /B'。這使得能夠減少面板12中的在框架部件14與面板12之間的接合部處作用的可能的拉伸應(yīng)力。因此，可以在實現(xiàn)適當(dāng)?shù)慕雍蠌姸群蜌饷苄詢烧叩那闆r下提高氣密容器的長期可靠性。如圖5A 5C所示，可以用局部加熱光多次照射接合部件。如圖5A中的側(cè)視圖所示，在臨時組裝的結(jié)構(gòu)17之上設(shè)置固定于實驗電路板60的激光頭61和62 ；激光頭61被配置為發(fā)射局部加熱光41，并且激光頭62被配置為發(fā)射局部加熱光42。如圖5B中的平面圖所示，用在方向D上移動的第一局部加熱光42和第二局部加熱光41來照射接合部件，其中在第一局部加熱光42與第二局部加熱光41之間維持預(yù)定的距離。圖5C是由虛線示出的圖5B的部分的放大圖。如圖5C所示，第一局部加熱光42具有比接合部件1的寬度47 小的有效光束直徑。對應(yīng)的高斯光束輪廓的峰值位置49位于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中。 第二局部加熱光41具有比接合部件1的寬度47大的有效光束直徑。對應(yīng)的高斯光束輪廓的峰值位置45位于接合部件1的在其寬度方向上的中心線46上。此外，在該情況下，總進入熱量(也就是說，由多次照射引起的進入熱量的總和) 的熱通量分布的中心G位于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中。因此，接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E 能夠比其外側(cè)空間F被壓扁得更明顯。因此，在接合之后能夠獲得與圖:3B中的等同的截面形狀。也就是說，如圖3B所示，本示例性實施例允許制造具有如下膜厚分布的氣密容器，其中接合部件在內(nèi)側(cè)空間E中比在外側(cè)空間F中具有更小的膜厚。在上述示例中，首先，使用第一局部加熱光42選擇性地減少接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E的粘度，并且隨后，使用第二局部加熱光41在其整個寬度之上熔化接合部件1。然而， 該順序可以被顛倒。也就是說，可以首先用第二局部加熱光41并且然后用第一局部加熱光 42照射接合部件1。根據(jù)本示例性實施例，以下是重要的在一系列的照射中，流入接合部件1中的總熱量在內(nèi)側(cè)空間E中比在外側(cè)空間F中大。因此，只要滿足該條件，就可以自由地設(shè)定局部加熱光照射的次數(shù)、有效光束直徑的尺寸以及光束間距離。此外，在圖5A 5C中，在用第一局部加熱光42照射之后，可以作為使用第二局部加熱光41的替代而通過使用加熱爐(圖中未示出)執(zhí)行整體加熱來使接合部件1熔化。此外，在該情況下，由第一局部加熱光42引起的熱量和由加熱爐流入的熱量的總和的中心位于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中。因此，接合部件1在內(nèi)側(cè)空間E中被壓扁得更明顯，結(jié)果得到圖3B所示的形狀。為了允許進入熱通量分布在接合部件1的寬度方向上的中心位于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中，流入的熱量的分布的中心可以如上所述地位于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中。另外，以下方法是可能的。圖6是概念上示出在進入熱量Q'與入射熱量Q和接合部件1的放射率ε之間的關(guān)系的圖。如果使用局部加熱光，則入射熱量Q意指由激光頭發(fā)射的激光的熱量(能量)。 然而，如果使用局部加熱單元和整體加熱單元兩者，則局部加熱單元的加熱范圍包括由整體加熱單元提供的熱量。進入熱量Q'能夠被認為是接合部件1的在其寬度方向上的任何位置(χ)處觀察到的接合部件1的放射率ε與入射熱量Q的乘積。如圖7Α所示，高斯光束輪廓44的中心與接合部件1在其寬度方向上的中心45 — 致。入射熱量Q對于接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E和外側(cè)空間F是相同的。即使在該情況下， 通過在局部加熱光入射于其上的表面中將具有高放射率的材料放置在接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中，流入接合部件中的進入熱(通量)量Q'的中心G也能夠位于內(nèi)側(cè)空間E中。具體地，在局部加熱光入射于其上的表面51中，接合部件可以在其內(nèi)側(cè)空間E中具有比其外側(cè)空間中的平均放射率ε (F)高的平均放射率ε (E)0圖7Β是后板13、面板12和框架部件14的截面圖。圖7C是由虛線示出的圖7Β的部分的放大圖。如圖7C所示，通過在接合部件1的內(nèi)側(cè)空間F的表面51中形成具有比接合部件1高的放射率ε的接合部件3，接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中的進入熱量能夠被增大。因此，通過調(diào)節(jié)入射熱量Q和放射率ε之一的分布，流入接合部件1中的進入熱量Q'能夠被調(diào)整為在內(nèi)側(cè)空間E中比在外側(cè)空間F 中大?？商娲?，能夠調(diào)節(jié)入射熱量Q和放射率ε的分布的組合。在本示例性實施例中， 具有高放射率的材料被布置在接合部件1的內(nèi)側(cè)空間E中，消除了使用局部加熱光的需要。 能夠通過使用整體加熱來發(fā)揮類似的效果。示例下面將利用特定示例來更詳細地描述本發(fā)明。(示例 1)步驟1 (在面板12上形成接合部件2的步驟)在本示例中，使用熔料玻璃作為接合部件1和2。作為熔料玻璃，使用通過如下操作而獲得的漿料使用具有79X10_7°C的熱膨脹系數(shù)α、357°C的轉(zhuǎn)變點和420°C的軟化點的Bi-型無鉛熔料玻璃(由ASAHIGLASS CO.，LTD.制造的BASl 15)作為基體(base)材料， 并且將有機物質(zhì)分散地混合到基體材料中作為結(jié)合劑(binder)。將漿料沿著面板12要接合到框架部件14的區(qū)域絲網(wǎng)印刷在面板12上，使得印刷的漿料為1. 5mm寬以及IOym厚。 然后在120°C處使?jié){料干燥。然后漿料被加熱并且在460°C處燃燒，以便燒掉有機物質(zhì)。因此，形成接合部件2(圖IA和圖1B)。步驟2 (形成框架部件14的步驟)隨后，形成框架部件14。具體地，1. 5mm厚的高應(yīng)變點玻璃基板(由ASAHI GLASS CO.，LTD.制造的PD200)被制備并且被切割為具有980mmX 580mmX 1. 5mm的外尺寸。然后， 通過機械加工切掉970mm X 570mm XL 5mm的尺寸的中心區(qū)域。因此，獲得具有一般的矩形截面并且具有5mm的寬度和1. 5mm的厚度的框架部件14。然后，通過有機溶劑清洗、純水沖洗和UV-臭氧清洗來使框架部件14的表面脫脂。步驟3 (將框架部件14和面板12接合在一起的步驟)其上形成有接合部件2的面板12和框架部件14被臨時組裝，使得接合部件2接觸框架部件14(圖1C)。此外，在為了補充加壓力而由加壓設(shè)備(圖中未示出)來對面板
12、接合部件2和框架部件14加壓的情況下，將臨時組裝的結(jié)構(gòu)送入加熱爐中。將加熱爐中的溫度維持在460°C處持續(xù)30分鐘。此后，加熱爐被冷卻到室溫。結(jié)果，獲得接合單元 16 (圖 1D)。步驟4(在框架部件14上形成接合部件1并且將接合部件1與后板13接觸的步驟)如在圖IB的情況中一樣，在框架部件14上形成接合部件1，并且隨后形成后板
13。具體地，首先，制備具有1000mmX 600mm XL 8mm的外尺寸的玻璃基板(由ASAHI GLASS CO.，LTD.制造的PD200)，并且通過有機溶劑清洗、純水沖洗和UV-臭氧清洗來使玻璃基板的表面脫脂。然后，表面電子傳導(dǎo)型電子發(fā)射器件27以及矩陣布線觀和四被形成在結(jié)果得到的玻璃基板的尺寸為960mmX 550mm的中心區(qū)域中。所形成的電子發(fā)射器件27被連接到矩陣布線觀和四，從而使得能夠獨立地驅(qū)動1920X3X1080個像素。然后，通過濺射在矩陣布線觀和四上沉積非蒸發(fā)吸氣劑材料達到2 μ m的厚度，以便形成非蒸發(fā)吸氣劑37。 如上所述，制備后板13。為了進行真空排空，在后板13的沒有形成有矩陣布線觀和四的區(qū)域中預(yù)先形成開口(圖中未示出)，所述開口中的每一個開口具有3mm的直徑并且穿過玻璃基板。然后，將部件臨時組裝在一起，使得其上形成有接合部件1的框架部件14與后板 13對準(zhǔn)，并且接合部件1接觸其上設(shè)置有電子發(fā)射器件27的后板13的表面。此后，為了使施加在接合部件1上的加壓力均勻，以補充的方式使用加壓設(shè)備(圖中未示出)將玻璃基板(由ASAHI GLASS CO.，LTD.制造的PD200)置于框架部件14之上。所使用的玻璃基板具有與后板13相同的尺寸。此外，為了補充加壓力而由加壓設(shè)備(圖中未示出)來對后板 13、接合部件1和框架部件14加壓。因此，后板13和框架部件14經(jīng)由接合部件1而彼此接觸(圖IE和圖1F)。步驟5 (利用局部加熱光照射接合部件1以便使接合部件1接合的步驟)用局部加熱光(激光)照射在圖IF中示出的步驟中制作的臨時組裝的結(jié)構(gòu)17。 在本示例中，準(zhǔn)備加工用半導(dǎo)體激光設(shè)備，并且激光頭61被固定于實驗電路板60。局部加熱光41的光軸被設(shè)定為與面板12垂直。激光頭61被布置為使得激光出射孔與面板12之間的距離為IOcm(圖2A)。對于局部加熱光41的照射條件包括980nm的波長、220W的激光功率以及2. Omm的有效光束直徑。在掃描方向D上以600mm/s的速度移動包括接合部件1的照射目標(biāo)。激光功率被規(guī)定為通過對從激光頭出射的總光通量進行積分獲得的強度值。有效光束直徑被規(guī)定為在其內(nèi)激光的強度為峰值強度的至少e_2倍大的范圍。如圖2C所示，局部加熱光41的光束輪廓具有高斯分布。光束的中心被保持為距離氣密容器中的接合部件1的中心向內(nèi)0. 4mm。沿方向D執(zhí)行掃描(圖IG以及圖2B和圖 2C)。對剩余的三個周邊部分類似地執(zhí)行上述步驟。因此，將后板13和框架部件14完全接合在一起(圖1H)。圖8A是在緊挨著用局部加熱光照射接合部件1之前獲得的臨時組裝的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖8B是由虛線示出的圖8A的部分的放大圖。圖8C是在緊挨著用局部加熱光照射接合部件1之后獲得的臨時組裝的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖8D是由虛線示出的圖8C的部分的放大圖。使用激光位移計來測量接合部件的分別在外側(cè)周邊部分和內(nèi)側(cè)周邊部分中的框架部件14與后板13之間的間隙A(A')和B(B')。在用局部加熱光照射之前，間隙A和B分別為IOym和11 μ m。在用局部加熱光照射之后，間隙A'和B'分另Ij為9 μ m禾Π 7 μ m。這指出，與氣密容器的外側(cè)空間相比，在內(nèi)側(cè)空間中接合部件被壓扁得更明顯，并且該接合部件處于圖3B所示的形狀。如上所述地制作FED設(shè)備。當(dāng)操作該設(shè)備時，穩(wěn)定地維持電子發(fā)射性能和圖像顯示性能持續(xù)較長時間。確定接合部具有足以允許接合部被應(yīng)用于FED的強度以及穩(wěn)定的氣密性。(示例 2)在本示例中，在圖IG所示的步驟中，使用第一局部加熱光和第二局部加熱光對接合部件1加熱并且使其熱熔化，如圖5A 5C所示。除此之外，以與示例1相同的方式制作 FED設(shè)備。對于第一局部加熱光42的照射條件包括980nm的波長、120W的激光功率以及 1. Omm的有效光束直徑。在掃描方向D上以600mm/s的速度移動包括接合部件1的照射目標(biāo)。第一局部加熱光42的光束輪廓具有如圖5C所示的那樣的高斯分布。在掃描期間，光束的中心被保持為距離氣密容器中的接合部件1的中心向內(nèi)0. 5mm。對于第二局部加熱光 41的照射條件包括980nm的波長、220W的激光功率以及2. Omm的有效光束直徑。在掃描方向D上以600mm/s的速度執(zhí)行照射。高斯光束輪廓的峰值位置45被維持在接合部件1的在其寬度方向上的中心線46上。第一局部加熱光與第二局部加熱光的光束中心之間的距離被設(shè)定為50mm。在維持該距離的情況下，允許第二局部加熱光41跟隨第一局部加熱光42。 如示例1的情況一樣，使用激光位移計來測量接合部件的分別在外側(cè)周邊部分和內(nèi)側(cè)周邊部分中的框架部件14與后板13之間的間隙。在用局部加熱光照射之前，間隙A和B均為 IOum0在用局部加熱光照射之后，間隙A'和B'分別為9μπι和5μπι。這指出，與氣密容器的外側(cè)空間相比，在內(nèi)側(cè)空間中接合部件被壓扁得更明顯，并且該接合部件處于圖3Β所示的形狀。如上所述地制作FED設(shè)備。當(dāng)操作該設(shè)備時，穩(wěn)定地維持電子發(fā)射性能和圖像顯示性能持續(xù)較長時間。確定接合部具有足以允許接合部被應(yīng)用于FED的強度以及穩(wěn)定的氣密性。(示例 3)在本示例中，在圖IF和圖IG中，臨時組裝的結(jié)構(gòu)17的內(nèi)部的壓強減少，使得由大氣壓對接合部件1加壓。除此之外，以與示例1相同的方式制作FED設(shè)備。以與示例1和2 相同的方式測量接合部件的分別在外側(cè)周邊部分和內(nèi)側(cè)周邊部分中的框架部件14與后板 13之間的間隙。在用局部加熱光照射之前，間隙A和B分別為14μπι和9μπι。在用局部加熱光照射之后，間隙A'和B'分別為12μπι和5μπι。這指出，與氣密容器的外側(cè)空間相比， 在內(nèi)側(cè)空間中接合部件被壓扁得更明顯，并且該接合部件處于圖3Β所示的形狀。如上所述地制作FED設(shè)備。當(dāng)操作該設(shè)備時，穩(wěn)定地維持電子發(fā)射性能和圖像顯示性能持續(xù)較長時間。確定接合部具有足以允許接合部被應(yīng)用于FED的強度以及穩(wěn)定的氣密性。(示例 4)在本示例中，在圖IE中，在框架部件14上形成如圖7A 7C中示出的這種接合部件3。除此之外，以與示例1相同的方式制作FED設(shè)備。作為接合部件3，使用由作為基體材料的Bi-型無鉛熔料玻璃(由ASAHI GLASS CO.，LTD.制造的BAS115)形成的并且包含約1. Owt %的鐵氧化物的熔料玻璃。接合部件3的寬度為0. 7mm并且接合部件3的膜厚為 1 2 μ m。以與示例1 3相同的方式測量接合部件的分別在外側(cè)周邊部分和內(nèi)側(cè)周邊部分中的框架部件14與后板13之間的間隙。在用局部加熱光照射之前，間隙A和B分別為 10 μ m禾口 11 μ m。在用局部加熱光照射之后，間隙A'和B'分另Ij為9 μ m禾口 6 μ m。這指出， 與氣密容器的外側(cè)空間相比，在內(nèi)側(cè)空間中接合部件被壓扁得更明顯，并且該接合部件處于圖:3B所示的形狀。如上所述地制作FED設(shè)備。當(dāng)操作該設(shè)備時，穩(wěn)定地維持電子發(fā)射性能和圖像顯示性能持續(xù)較長時間。確定接合部具有足以允許接合部被應(yīng)用于FED的強度以及穩(wěn)定的氣密性。雖然已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權(quán)利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結(jié)構(gòu)與功能。
權(quán)利要求
1.一種排空的氣密容器的制造方法，所述排空的氣密容器包括一對彼此相對的玻璃基板和布置在所述一對基板之間以便與所述一對基板一起限定其內(nèi)部減壓的大氣的框架部件，其中所述制造方法包括如下的步驟在所述框架部件與所述一對基板中的一個基板之間布置接合部件，所述接合部件具有負溫度系數(shù)的粘度、具有比所述一對基板中的所述一個基板和框架部件的軟化溫度低的軟化溫度、并且延伸成框架形狀，使得所述接合部件接觸所述一對基板中的所述一個基板并且接觸所述框架部件，從而形成具有由所述框架部件和所述一對基板包圍的內(nèi)側(cè)空間的組裝單元；以及在對所述接合部件加壓的同時，加熱并且熔化所述接合部件，其中進入熱通量分布在所述接合部件的寬度方向上的中心比所述接合部件的寬度的中心更接近于所述組裝單元的內(nèi)側(cè)空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其中加熱并且熔化所述接合部件的步驟包括沿著延伸所述接合部件的方向掃描局部加熱光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其中所述局部加熱光具有關(guān)于所述接合部件的寬度方向?qū)ΨQ的熱通量分布，并且所述熱通量分布的中心位于所述容器的內(nèi)側(cè)空間側(cè)而不是所述接合部件在寬度方向上的中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法，其中所述接合部件沿著所述局部加熱光的入射面具有放射率分布，使得位于相對于所述接合部件的寬度中心的內(nèi)側(cè)空間側(cè)的接合部件的平均放射率ε比位于相對于所述接合部件的寬度中心的外側(cè)空間側(cè)的接合部件的平均放射率ε高。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其中由所述局部加熱光進行的掃描被執(zhí)行多次，使得通過多次掃描的總進入熱通量分布的中心比所述接合部件在所述寬度方向上的中心更接近于所述組裝單元的內(nèi)側(cè)空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其中在內(nèi)側(cè)空間側(cè)的所述接合部件由包含鐵氧化物的玻璃熔料形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在其中保持減壓的大氣的氣密容器的制造方法，并且提供了一種提供隨時間可靠的強度和氣密性的氣密容器。接合部件1被布置在一對玻璃基板13中的一個玻璃基板與框架部件14之間，使得接合部件1接觸該對玻璃基板13中的所述一個玻璃基板和框架部件14兩者，其中接合部件1具有負溫度系數(shù)的粘度，具有比該對玻璃基板和框架部件的軟化溫度低的軟化溫度，并且延伸到框架形狀中。然后，接合部件1在被加壓的同時被加熱并且熱熔化，使得進入熱通量分布在接合部件1的寬度方向上的中心G位于內(nèi)側(cè)空間E處而不是接合部件在其寬度方向上的中心46處。
文檔編號H01J9/26GK102420085SQ201110282909
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者伊藤靖浩, 齋藤有弘, 松本真持 申請人:佳能株式會社