CN101434453A - 气密容器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种气密容器的制造方法。从激光振荡单元射出的激光束透过第一基板并且照射密封构件。根据吸收率加热利用激光束照射的密封构件，从而密封构件软化和熔化。由密封构件反射激光束，并且反射光到达检测器单元。计算单元基于来自检测器单元的信息将如激光功率的修正值等信息传递到激光控制单元，使得密封构件的表面的熔化状态保持恒定。这样，可以将密封构件的熔化状态保持在适当状态。

Description

气密容器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种气密容器的制造方法。
背景技术
根据气密容器的典型制造方法，在第一基板和第二基板之间设置接合构件，并且用激光束照射该接合构件使得该接合构件熔化从而使第一基板的周部接合到第二基板的周部。
在气密容器的该制造方法中，熔化接合构件的激光束的控制状态极大地影响容器的气密性。已经提出了适用于不同类型的被照射对象的激光控制的多种建议。
美国专利申请No.2005/0199599(以下称′599文献)(参见第[0031]段和图2)说明了基于来自玻璃封装(glass package)或者有机电致发光(OEL)二极管的表面的反射光来检测从激光源到激光照射对象的距离和激光能量的信息以及基于检测到的信息改变激光强度和从激光源到激光照射对象的距离的技术。
美国专利申请No.2006/0082298(以下称′298文献)(参见第[0039]段和图8)和No.2006/0084348(以下称′348文献)(参见第[0039]段和图8)说明了由反射光的强度监视激光照射对象的温度并且控制激光扫描速度和激光强度，使得激光照射对象的温度保持恒定的技术。
日本特开平08-250021号公报(以下称′021文献)公开了对具有台阶的工件进行激光加工的技术，其中，激光束被划分使得一束用于测量高度而另一束用于在接收高度信息的反馈的同时加工工件。
根据′599文献所述的气密封装的制造方法，从诊断系统向工件施加波长不同于加工用激光束的波长的激光束，并且基于来自表面的反射光确定关于激光功率的信息和关于到工件的距离的信息。然而，′599文献没有公开在控制激光功率时使用关于被反射的激光束的何种信息，从而使说明书不清楚。
在′298文献和′348文献所述的密封容器的制造方法中，激光的功率和扫描速度被控制成使由激光照射加热的接合构件的温度保持恒定。然而，取决于接合构件的状态，即使当照射温度恒定时，接合构件也可能未充分熔化，从而不能在整个接合部上实现连续的气密性。例如，在形成在接合构件的表面上的氧化膜的厚度不均匀的情况下，即使当接合构件被加热到其熔化温度，氧化膜也可能没有消耗，这使得难以在整个接合部上保持连续的气密性。该状态还可能取决于接合构件的表面的形状而发生。
根据′021文献所述的方法，在对具有台阶的工件进行激光加工时，激光束被划分使得一束用于测量高度。然而，该方法不是可以在监视激光照射部的熔化状态的同时连续保持气密性的方法。
在上述所有专利文献中，难以连续使基板和接合构件保持彼此紧密地附着，并且不总是能实现气密性。从而，期望能够更稳定地确保容器的气密性的制造方法。
更具体地，根据通过使一对基板与接合构件接合的气密容器的制造方法，由于接合构件的厚度不均匀和/或表面状态导致在接合构件和基板之间产生间隙(接触不良)。在经由基板加热熔化接合构件而使基板接合到架构件(frame member)(或另一基板)时，这些间隙阻挡热传递到接合部。结果，接合构件的熔化状态从一个位置到另一位置是不同的，并且接合构件不能均匀地附着到基板。因此，在加热熔化接合部的过程中，期望使接合构件连续附着到基板上以提高容器的气密性。
发明内容
本发明通过使由激光引起的接合构件的熔化状态保持恒定来提高容器的气密性。
本发明的一个实施方式提供一种气密容器的制造方法，该气密容器包括第一基板、第二基板和架构件。该方法包括以下步骤：用激光束照射布置在第一基板和架构件之间的密封构件；基于被密封构件反射的激光束的反射率确定密封构件的熔化状态；以及通过基于密封构件的熔化状态的确定结果控制入射到密封构件上的激光束的每单位面积的激光能量而用密封构件将第一基板接合到架构件。
根据本发明的另一方面，提供一种气密容器的制造方法，该气密容器包括第一基板、第二基板和架构件，该方法包括以下步骤：用第一激光束和第二激光束照射布置在第一基板和架构件之间的密封构件；基于被密封构件反射的第二激光束的反射率确定密封构件的熔化状态；以及通过基于密封构件的熔化状态的确定结果控制入射到密封构件上的第一激光束的每单位面积的激光能量而将第一基板接合到架构件。
根据本发明的又一方面，提供一种气密容器的制造方法，该气密容器包括第一基板、第二基板和架构件，该方法包括以下步骤：利用被分成第一激光束和第二激光束的激光束照射布置在架构件与从第一基板和第二基板中选择的一个基板之间的密封构件；利用第一激光束熔化密封构件；基于被密封构件反射的第二激光束的反射光确定密封构件的熔化状态；以及通过基于密封构件的熔化状态的确定结果控制入射到密封构件上的第一激光束的每单位面积的激光能量而将所选择的基板接合到架构件。
根据本发明，可以提高包括两个基板和夹在基板之间的架构件的气密容器的气密性。
通过下面参照附图对典型实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。
附图说明
图1是示出气密容器的制造方法的实施例的示意图。
图2是用于说明该方法的实施例的图。
图3是用于说明该方法的实施例的另一个图。
图4是示出实施例2的图。
图5是示出实施例3的图。
图6是示出实施例4的图。
图7是图像形成设备的局部剖开的立体图。
具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的实施方式。
实施方式中的气密容器包括第一基板、第二基板以及布置在第一基板和第二基板之间并且包围第一基板的周围和第二基板的周围的接合构件。作为可选方案，可以设置布置在第一基板和第二基板之间并且包围第一基板的周围和第二基板的周围的架构件。在该情况下，可在第一基板和架构件之间设置第一接合部，可在架构件和第二基板之间设置第二接合部。
本实施方式的气密容器可以用在图像形成设备中。特别地，本发明可应用到包括第一基板和第二基板的图像形成设备，该第一基板设置有荧光体和电子加速电极，该第二基板设置有电子源。
现在将参照图1至图3说明本发明的一个实施方式。
图1是示出气密容器的制造方法的实施例的示意图。
由该方法制造的气密容器包括第一基板1、第二基板2以及包围第一基板1的周围和第二基板2的周围的支撑架3。第一基板1和第二基板2可以是玻璃基板。为了制造图像形成设备，在第一基板1上形成荧光体和电子加速电极，在第二基板2上形成电子源。支撑架3可以由热膨胀系数基本上等于第一基板1和第二基板2的热膨胀系数的材料制成。
作为用于将第一基板1接合到支撑架3的接合构件的密封构件4a被设置在第一基板1和支撑架3之间。作为用于将第二基板2接合到支撑架3的接合构件的密封构件4b被设置在第二基板2和支撑架3之间。
该方法中使用的密封构件4a和4b可以由具有足以用于真空烘焙的耐热性、可以保持高真空的气密性、与其它部件的附着性以及低气体释放性的材料构成。
用于实施上述方法的制造设备包括：激光振荡单元5a，其在对沿支撑架3延伸的密封构件4a施加激光束的同时进行扫描；激光控制单元5b，其控制激光束的功率等；以及检测器单元5c，其检测来自密封构件4a的反射光。此外，该制造设备还包括计算单元5d，该计算单元5d基于来自检测器单元5c的信息将如用于激光功率的修正值等信息传递到激光控制单元5b，使得可以使密封构件4a的表面的熔化状态保持恒定。
在该制造设备中，从激光振荡单元5a射出的激光束6a透过第一基板1并且照射密封构件4a。被激光束照射的密封构件4a的温度根据吸收率而升高，结果，密封构件4a软化并熔化。
由密封构件4a反射激光束6a，并且激光束6a的反射光6b到达检测器单元5c。计算单元5d基于来自检测器单元5c的信息将如激光功率的修正值等信息传递到激光控制单元5b，使得密封构件4a的表面的熔化状态保持恒定。结果，可以将密封构件4a的熔化状态保持在适当状态。
注意，“适当状态”意味着以下状态：在密封构件4a的表面上仅存在可忽视的或很少量的阻挡第一基板1到支撑架3的气密接合的阻挡物质(例如，氧化膜)。
从检测器单元5c传递并且用于计算单元5d的信息的例子包括关于激光束的反射光的各种类型的信息。在这些类型的信息中，关于反射率的信息可以用于计算单元5d。
图2是示出密封构件4a的在激光束6a扫描的同时被激光束6a照射的部分的温度。为了将密封构件4a的熔化状态保持在适当水平，实时调整激光照射的能量；因此，温度取决于位置而不同。这是由于密封构件4a的表面状态存在不均匀性导致的。例如，表面氧化膜的厚度可能存在不均匀性。
图3是示出照射激光的能量和反射率之间的关系的图。随着激光能量增加，由于密封构件4a熔化，因此反射率增大。从而，设定反射率的阈值，并且施加激光能量使得反射率大于等于该阈值，从而将密封构件4a保持在适当的熔化状态。
通常，当材料熔化时，反射率趋于增大。然而，在伴随表面层的变化的熔化的情况下，该规律不总是适用，甚至有时发现反射率减小。此外，在该情况下，可以通过设定反射率的阈值并且将激光能量控制在该阈值内而将密封构件4a保持在适当的熔化状态。
所使用的激光器的例子包括固体激光器、液体激光器、气体激光器、半导体激光器和自由电子激光器。可以选择适用于接合构件的光吸收率的激光器。可以使用半导体激光器、YAG激光器和二氧化碳气体激光器。
上述气密容器的制造方法可以适用于有机LED显示器的制造方法、等离子体显示设备的制造方法以及电子束显示设备的制造方法。特别地，由于有机LED显示器和电子束显示设备要求高气密性，因此，该方法可以适用于用在有机LED显示器和电子束显示设备中的气密容器的制造方法。
如上所述，根据本实施方式，可以由关于激光束的反射光的信息来检测密封构件的熔化状态，并且基于检测到的结果控制用于熔化密封构件4a的激光束的每单位面积的激光能量。这样，确保接合部处于熔化状态，并且可以防止由不充分熔化引起的气密性下降。
此外，由于可以实时测量作为用于确定熔化状态的其中一种类型的信息的反射率，因此，激光能量的反馈简单，并且提高了激光能量的控制性。
实施例
现在将借助于具体实施例说明本发明。
实施例1
现在将参照图1说明本发明的实施例1。实施例1涉及一种用于熔化密封构件的激光也用于检测密封构件的熔化状态的方法。根据本实施例，仅需要一个激光振荡单元，从而可以使设备(机构)简化。
在实施例1中，尺寸为300mm×350mm、厚度为1.8mm的玻璃基板(由Asahi Glass Co.，Ltd.制造的PD200)用作第一基板1和第二基板2。由玻璃基板制备的尺寸为280mm×330mm、厚度为1.8mm的俯视图中为矩形的架用作支撑架3。
首先，涂布有密封构件4b的支撑架3被布置在第二基板2上并且在大气熔炉中被烘焙，从而用密封构件4b将第二基板2接合到支撑架3。在本实施例中，烧结玻璃(frit glass)LS-7305(由Nippon Electric Glass Co.，Ltd.制造)用作密封构件4b。在本实施例中，预先将密封构件4b布置在支撑架3上，但是配置不限于此。可以预先将密封构件4b布置在第二基板2上。
接着，将密封构件4a布置在支撑架3上，并且将第一基板1布置在密封构件4a上。在本实施例中，具有与支撑架3的形状相同的形状且厚度为0.05mm的铝箔用作密封构件4a。
利用图中未示出的固定夹具固定第一基板1和第二基板2，以使第一基板1和第二基板2保持对准。
在第一基板1的上方布置激光振荡单元5a，使得可以用激光照射支撑架3上的密封构件4a。在本实施例中，半导体激光器(波长：808nm)用作激光振荡单元5a，并且通过控制投入电流值来调整激光功率。
从激光振荡单元5a射出的激光束6a透过第一基板1并且照射密封构件(铝箔)4a。密封构件(铝箔)4a的温度根据密封构件4a的吸收率而升高，并且在温度达到660℃、即铝的熔点之后密封构件4a熔化。
为了实现连续熔化状态，用检测器单元5c测量来自密封构件4a的反射光6b的强度，并且在计算单元5d中算出修正值。然后，基于算出的值由激光控制单元5b控制激光功率，使得对激光束6a的反射率(反射光6b的强度与激光束6a的强度之比)超过阈值。由于以前的实验发现在90％以上的反射率时获得有利的熔化状态，因此，90％被设定为阈值。结果，可以通过使激光束6a的功率改变大约15％而将密封构件4a的所有部位的反射率调整到90％以上，并且可以实现令人满意的气密接合。
在本实施例中，通过增大或减小激光束6a的功率使密封构件4a的熔化状态最优化。作为可选方案，可以调整激光束6a的扫描速度。在该情况下，由于应该调整激光束6a与密封构件4a之间的相对速度，因此，第一基板1和第二基板2可被布置在XY位移台(stage)，并且可以调整XY位移台的扫描速度。这里，应该注意，如在本实施例中那样，在设备被构造成通过改变激光束的功率来改变激光能量的情况下，不必设置用于位移台系统的控制机构。相反地，在设备被构造成通过改变激光束的扫描速度来改变激光能量的情况下，不必设置包括光学系统的激光功率控制机构。
在本实施例中，在激光照射期间，利用非接触温度计测量熔化部的温度，确认密封构件的温度取决于位置而不同。
为了确认由实施例1的方法制造的容器的气密性，形成在第二基板2中的孔被用于检查气密性。结果，确认没有泄漏。
实施例2
图4示出了用于实施根据本发明的实施例2的方法的设备的结构。用相同的附图标记表示与实施例1的设备的构成单元相同的构成单元。
在上述实施例1中，使用用于熔化密封构件4a的激光束6a的反射光6b来检测反射率的变化。相反地，在实施例2中，用于使激光束42a射出的光源单元41与激光振荡单元5a分开设置，该激光束42a是用于检测反射率变化的基准光束。换句话说，使用多个激光振荡单元，使得用于熔化接合构件的激光束与用于检测熔化状态的激光束不同。
特别地，从光源单元41射出的激光束42a(第二激光束)照射密封构件4a的被激光束6a(第一激光束)熔化的部分。结果，反射光42b进入检测器单元5c。通过基于如此获得的信息调整激光振荡单元5a的激光功率使得反射率超过阈值来控制施加到密封构件4a的激光束的功率。
由于以前的实验发现在90％以上的反射率时获得有利的熔化状态，因此，90％被设定为阈值。结果，可以通过使激光束6a的功率改变大约15％而将密封构件4a的所有部位的反射率调整到90％以上，并且可以实现令人满意的气密接合。
由于用于检测反射率的变化的光源单元41与激光振荡单元5a分开设置，因此，可以适当选择适于熔化密封构件的激光束和适于测量反射率的激光束(光源)，并且可以提高检测精度。
在本实施例中，半导体激光器(650nm)用作光源单元41以检测反射率的变化。
为了确认由实施例2的方法制造的容器的气密性，形成在第二基板2中的孔被用于检查气密性。结果，确认没有泄漏。
实施例3
图5示出了用于实施根据本发明的实施例3的方法的设备的结构。用相同的附图标记表示与实施例1的设备的构成单元相同的构成单元。
在上述实施例1中，使用用于熔化密封构件4a的激光束6a的反射光6b来检测反射率的变化。相反地，在实施例3中，通过用部分反射镜51a将激光束6a分开来形成用于检测反射率的变化的基准光束52a。换句话说，利用分开机构将从激光振荡单元5a射出的激光束分成用于熔化接合构件的激光束和用于检测熔化状态的激光束。根据该结构，可以选择适于熔化接合构件的激光束的功率和适于测量反射率的激光束(光源)的功率。此外，由于仅需要一个激光振荡单元，因此，可以使设备的结构简化。
更具体地，由部分反射镜51a将从激光振荡单元5a射出的激光束6a分成两束。透过部分反射镜51a的激光束照射密封构件4a。
用全反射镜51b反射被部分反射镜51a反射的激光束(基准光束52a)以照射密封构件4a的熔化部。结果，基准光束52a的反射光52b进入检测器单元5c。通过调整激光束的扫描速度使得反射率超过阈值来控制施加到密封构件4a的激光束的能量。
由于以前的实验发现在90％以上的反射率时获得有利的熔化状态，因此，90％被设定为阈值。结果，可以通过使激光束的扫描速率改变大约15％而将密封构件4a的所有部位的反射率调整到90％以上，并且可以实现令人满意的气密接合。
在本实施例中，在激光照射期间，利用非接触温度计测量熔化部的温度，确认密封构件的温度取决于位置而不同。
为了确认由实施例3的方法制造的容器的气密性，形成在第二基板2中的孔被用于检查气密性。结果，确认没有泄漏。
实施例4
图6示出了用于实施根据本发明的实施例4的方法的设备的结构。用相同的附图标记表示与实施例3的设备的构成单元相同的构成单元。
在实施例3中，调整激光束的扫描速度以控制激光能量。相反地，在实施例4中，利用衰减器61来调整照射密封构件4a的激光束6a的功率，以控制施加到密封构件4a的激光能量。
在实施例4中，连续可变型中性(ND)滤光器用作衰减器61。
更具体地，在通过分开而形成的两个激光束中，由部分反射镜51a反射的起到基准光束52a的功能的激光束被全反射镜51b反射，并且被施加到密封构件4a的熔化部。结果，基准光束52a的反射光52b进入检测器单元5c。通过基于该信息调整衰减器61使得反射率超过阈值来控制施加到密封构件4a的激光束的能量。
由于以前的实验发现在90％以上的反射率时获得有利的熔化状态，因此，90％被设定为阈值。结果，可以通过利用衰减器61使施加到密封构架4a的激光束的功率改变大约15％而将密封构件4a的所有部位的反射率调整到90％以上，可以实现令人满意的气密接合。
在本实施例中，在激光照射期间，利用非接触温度计测量熔化部的温度，确认密封构件的温度取决于位置而不同。
为了确认由实施例4的方法制造的容器的气密性，形成在第二基板2中的孔被用于检查气密性。结果，确认没有泄漏。
图7是示出由上述实施例的方法中的任一种方法制备的图像形成设备的局部剖开的立体图。
图中示出的图像形成设备74包括面板71、背板72和侧壁73。
在面板71的下表面侧(面对背板72的一侧)，在玻璃基板711上设置黑条(彩色显象管)712和荧光体713，并且在荧光体713的表面上形成金属背(metal back)(加速电极)714，即导电性部件。
背板72包括形成在玻璃基板721上的行方向导线722、列方向导线723、电极间绝缘层(未示出)以及电子发射元件724。
各电子发射元件724是在一对元件电极之间连接具有电子发射部的导电性薄膜的表面传导型电子发射元件。在本实施例中，N×M个表面传导型电子发射元件被连接到由分别以固定的间隔形成的M根行方向导线722和N根列方向导线723构成的矩阵配线，从而形成多个电子束源。在本实施例中，行方向导线722被定位在列方向导线723的上方，并且电极间绝缘层(未示出)被设置在行方向导线722和列方向导线723之间。通过引出端子Dx1至Dxm对行方向导线722施加扫描信号，通过引出端子Dy1至Dyn对列方向导线723施加调制信号(图像信号)。
金属背714被设置成使从背板72上的电子发射元件724射出的电子加速，从而引出电子。从高压端子715施加高电压，使得当与行方向导线722比较时，金属背714具有高电位。在包括上述表面传导型电子发射元件的这种显示板中，通常在行方向导线722和金属背714之间形成大约5～20kV的电位差。
密封构件被布置在侧壁73上，使用实施例1～4的方法中的任一种方法将面板71接合到侧壁73。
在本实施例中，在激光照射期间，利用非接触温度计测量熔化部的温度，确认密封构件的温度取决于位置而不同。
随后，对图像形成设备74的内部进行真空化处理以提供密封。
使用用于基于全国电视系统委员会制式(NationalTelevision Standards Committee)(NTSC)电视信号进行电视显示的驱动电路(未示出)在如上所述制备的图像形成设备74中显示图像。可以令人满意地显示该图像，而不会发生由真空度的降低而可能产生的放电。
虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，但是，应该理解，本发明不限于所公开的典型实施方式。所附权利要求书的范围将符合最宽的解释以包含所有的变型、等同结构及功能。

Claims (17)

1.一种气密容器的制造方法，所述气密容器包括第一基板、第二基板和架构件，所述方法包括以下步骤：
用激光束照射布置在所述第一基板和所述架构件之间的密封构件；
基于被所述密封构件反射的所述激光束的反射率确定所述密封构件的熔化状态；以及
通过基于所述密封构件的所述熔化状态的确定结果控制入射到所述密封构件上的所述激光束的每单位面积的激光能量而用所述密封构件将所述第一基板接合到所述架构件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于利用所述激光束照射的接合部处的反射率的变化来确定所述密封构件的所述熔化状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所述激光束照射所述密封构件的步骤中，在使所述激光束进行扫描的同时进行所述密封构件的照射，并且通过改变所述激光束的扫描速度来控制入射到所述密封构件上的所述激光束的能量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过改变所述激光束的功率来控制入射到所述密封构件上的能量。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光束的反射率大于等于阈值。
6.一种气密容器的制造方法，所述气密容器包括第一基板、第二基板和架构件，所述方法包括以下步骤：
用第一激光束和第二激光束照射布置在所述第一基板和所述架构件之间的密封构件；
基于被所述密封构件反射的所述第二激光束的反射率确定所述密封构件的熔化状态；以及
通过基于所述密封构件的所述熔化状态的确定结果控制入射到所述密封构件上的所述第一激光束的每单位面积的激光能量而将所述第一基板接合到所述架构件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于利用所述第二激光束照射的接合部处的反射率的变化来确定所述密封构件的所述熔化状态。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，从不同的激光振荡单元分别射出所述第一激光束和所述第二激光束。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，激光振荡器射出与分开机构相交而形成第一激光束和第二激光束的激光束。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在利用所述激光束照射所述密封构件的步骤中，在使所述第一激光束和所述第二激光束进行扫描的同时进行所述密封构件的照射，并且通过改变所述第一激光束的扫描速度来控制入射到所述密封构件上的所述激光束的能量。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过改变所述第一激光束的功率来控制入射到所述密封构件上的能量。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二激光束的反射光的强度与所述第一激光束的强度之比大于阈值。
13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，由衰减器改变入射到所述密封构件上的所述第一激光束的能量。
14.一种气密容器的制造方法，所述气密容器包括第一基板、第二基板和架构件，所述方法包括以下步骤：
利用被分成第一激光束和第二激光束的激光束照射布置在所述架构件与从所述第一基板和所述第二基板中选择的一个基板之间的密封构件；
利用所述第一激光束熔化所述密封构件；
基于被所述密封构件反射的所述第二激光束的反射光确定所述密封构件的熔化状态；以及
通过基于所述密封构件的所述熔化状态的确定结果控制入射到所述密封构件上的所述第一激光束的每单位面积的激光能量而将所选择的基板接合到所述架构件。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，基于利用所述第二激光束照射的接合部处的反射率的变化来确定所述密封构件的所述熔化状态。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过改变所述第一激光束的功率来控制入射到所述密封构件上的能量。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第二激光束的反射光的强度与所述第一激光束的强度之比大于阈值。
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