CN101504901B - 气密容器制造方法和图像显示设备制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气密容器制造方法和使用气密容器制造方法的图像显示设备制造方法，其中提供一种气密容器制造方法，在获得希望的接合强度的同时，所述制造方法能够有效地利用能量射束并且能够改进“生产节拍时间”。也就是说，第一接合材料配置在第一板结构和框架之间，第二接合材料配置在第二板结构和框架之间。能量射束经第一板结构照射到第一接合材料来接合第一板结构和框架。能量射束经框架照射到第二接合材料，从而能量射束经第一板结构和框架在第一板结构侧的表面透射以接合第二板结构和框架。在配置步骤之后执行这样的接合步骤。

Description

气密容器制造方法和图像显示设备制造方法

技术领域

本发明涉及气密容器和使用该气密容器的图像显示设备的制造方法。

背景技术

作为制造其中保持真空的气密玻璃包壳(envelope)的方法的实例，有一种其中使用了玻璃料(frit glass)的方法。在该方法中，作为密封剂的玻璃料被涂覆或设置在诸如面板、背板和外框架的各个玻璃部件之间。然后，在这样的状态下，所获得的对象进入到诸如电炉等的密封炉中或被设置在热板上(或被插在上热板和下热板之间)，并且整个对象(也就是面板、背板和外框架)被加热到密封温度。这样，由于玻璃料通过该加热而被熔化，面板和外框架被密封在一起，并且背板和外框架也被密封在一起。最后，通过该方法形成玻璃包壳。

此外，日本专利申请公开No.2000-149783公开了玻璃包壳的制造方法。在该方法中，首先，通过副局部加热器对密封部分及其附近进行加热，并且通过辅助加热热板加热器对除密封部分及其周边以外的整个玻璃包壳进行加热。然后，在被半导体激光器照射和扫描的同时，构成背板和外框架之间的密封部分的背板玻璃料被局部地加热到密封温度。接着，在被半导体激光器照射和扫描的同时，构成面板和外框架之间的密封部分的面板玻璃料被局部地加热到密封温度。也就是说，在日本专利申请公开No.2000-149783中，这样的半导体激光器照射从外框架的上侧倾斜地进行，并且对背板玻璃料的照射与对面板玻璃料的照射是独立地执行的。

在日本专利申请公开No.2000-149783中公开的玻璃包壳的制造方法中，由于入射能量射束是从外框架的侧面进入的，一部分能量射束在外框架内部被全反射。出于这个原因，由于能量没有到达作为接合材料的玻璃料，存在难以有效地利用能量的问题。

此外，从作为接合材料的玻璃料的侧面进入的入射能量射束的残余扩大了接合材料的温度分布。由于这个原因，存在这样一个问题，即随着其中可获得很好的接合的面积减少，接合强度也降低了。

在上述前提下，希望解决上述常规的问题。同时，还希望能改进玻璃包壳的制造中的“生产节拍时间(takt time)”。

发明内容

也就是说，本发明的目的是提供一种用于制造玻璃包壳的气密容器的制造方法，所述制造方法在能够有效地利用能量射束并且还获得希望的接合强度的同时还能够改进制造中的“生产节拍时间”。

为了达到上述目的，根据本发明，提供一种气密容器的制造方法，所述气密容器具有第一板结构、框架和第二板结构，第二板结构在第一板结构侧的表面上配置有布线。制造方法包括下述步骤。

也就是，在制造方法中设置了配置步骤，在第一板结构和框架之间配置用于通过熔化来接合第一板结构和框架的第一接合材料，并在第二板结构和框架之间配置用于通过熔化来接合第二板结构和框架的第二接合材料。在配置步骤之后，设置了第一接合步骤，通过在能量射束经第一板结构透射的同时，将该能量射束照射到第一接合材料来接合第一板结构和框架。此外，设置了第二接合步骤，通过在能量射束经框架透射而使得能量射束经第一板结构和框架在第一板结构侧的表面而透射的同时，将该能量射束照射到第二接合材料来接合第二板结构和框架。

因此，本发明在有效地利用能量射束并获得希望的接合强度的同时能够改进制造中的“生产节拍时间”。

并入说明书并构成说明书一部分的附图示出了本发明的示例性实施例，并与描述一起用于描述和说明本发明的原理。

附图说明

图1A是用于描述根据本发明的气密容器的制造方法的示例的横截面图；图1B是用于描述根据本发明的气密容器的制造方法的示例的顶部俯视图。

图2是示出了用于制造根据本发明的气密容器的接合材料的配置的示例的图。

图3是示出了用于制造根据本发明的气密容器的接合材料的配置的另一示例的图。

图4是示出了用于制造根据本发明的气密容器的接合材料的配置的又一示例的图。

图5是示出了用于制造根据本发明的气密容器的接合材料的配置的又一示例的图。

图6是示出了根据本发明用于制造气密容器的接合材料的配置的又一示例和能量射束的照射的示例的图。

图7是示出了根据本发明用于制造气密容器的接合材料的配置的又一示例和能量射束的照射的另一示例的图。

图8是示出了根据本发明用于制造气密容器的接合材料的配置的又一示例和能量射束的照射的又一示例的图。

图9是示出了根据本发明用于制造气密容器的接合材料的配置的又一示例和能量射束的照射的又一示例的图。

图10是通过使用根据本发明的气密容器构成的图像显示设备的剖面透视图。

具体实施方式

根据本发明的气密容器包括第一板结构、第二板结构和框架。在该气密容器中，在第一板结构和框架之间设置第一接合材料以便接合第一板结构和框架，并且在第二板结构和框架之间设置第二接合材料以便接合第二板结构和框架。也就是说，通过第一接合材料来接合第 一板结构和框架，并且通过第二接合材料来接合第二板结构和框架。

此外，在第二板结构上设置布线，并且所设置的布线延伸到由第一板结构、第二板结构和框架包围的空间的外部。例如，在显示装置被配置在气密容器之内以使得所配置的显示装置与布线相连接的情况下，可以构成这样一种图像显示设备，在该图像显示设备中，通过向布线施加电势而将电势供应给显示装置。在此应注意，由于对电阻值等的要求，光学透光度低的材料被用作布线的材料。

此外，使用将能量射束照射到第一和第二接合材料的方法作为接合第一板结构和框架以及接合第二板结构和框架的方法，这是因为该方法在能够仅加热想要被加热的部分这一点上是有利的。

此外，当然可以使用常规上已知的方法作为照射能量射束的方法。此外，可以使用这样的方法，在能量射束经第二板结构透射时，从与第二接合材料相对的第二板结构的侧面将能量射束照射到第二接合材料。

然而，对于具有其中在第二板结构上设置布线的构造的气密容器，该布线穿过第二板结构和框架之间的接合部分延伸到气密容器的外部。这意味着布线由此存在于第二板结构和框架之间。也就是说，第二板结构和框架之间的接合部分依次包括第二板结构、布线、第二接合材料和框架。

出于这个原因，在上述构造的气密容器中，由于布线的存在，能量射束被弱化或遮住，从而有可能无法向布线和框架之间的接合材料提供足够的能量。因此，有可能第二板结构和框架之间的接合是不充分的。

因此，本发明意图在能量射束经第一板结构透射时，将其照射到第一接合材料和第二接合材料二者。通过这样做，能够在第二板结构和框架之间实现很好的接合。

在下文中，将参照图1A到图9具体地描述本发明的示例性实施例。

图1A和1B是示出了根据本发明的气密容器的图。更具体地讲， 图1A是用于描述根据本发明的气密容器的制造方法的示例的横截面图，并且图1B是用于描述根据本发明的气密容器的制造方法的顶部俯视图。图2到图5分别是示出了由图1A中的虚线包围的部分的图(然而，图1B中的布线17没有被示出)。更具体地说，图2到5用于描述应用根据本发明的气密容器的第一接合材料和第二接合材料的配置。类似地，图6到9是分别示出了由图1A中的虚线包围的部分的图。更具体地说，图6到9分别示出了用于制造根据本发明的气密容器的接合材料的配置的其它示例。

在图1A和1B中，第一板结构11、框架12和第二板结构13中的每一个都是由可以透射特定能量射束16的诸如玻璃或塑料等材料构成的。此外，对于第一板结构11、框架12和第二板结构13中的每一个都要求高的真空度。此外，如果第一板结构11、框架12和第二板结构13中的每一个的内部都具有空间，并且因此大气压抵抗结构是必需的，则优选地使用气体分子难以透过并且刚度高的玻璃。顺便提及，应注意，能量射束16包括能量射束16a、16b、16c和16d。

框架12的在第一和第二板结构彼此相对的方向上的厚度(也就是框架12的厚度)基本上是大于等于0.5mm并且小于等于2mm。此外，框架12的在与框架12延伸的方向垂直的方向上的厚度(也就是框架12的宽度)基本上是大于等于1mm并且小于等于10mm。

第一接合材料14和第二接合材料15中的每一个都是由诸如金属、玻璃或树脂等吸收所述特定能量射束16的材料构成的。在此，在这些种类的材料中，希望使用诸如铝等的金属，这是因为材料和处理成本较低。

在任何情况下，这些部件被配置为使得依次放置：其上形成有布线17的第二板结构13、第二接合材料15、框架12、第一接合材料14和第一板结构11。此时，如果第二接合材料15是诸如金属等的电导体，则根据环境要求执行用绝缘材料覆盖布线17的处理。此外，应注意，布线17被配置为以便连接到显示装置。

顺便提及，第一接合材料和第二接合材料可以预先地被接合或形 成在第一板结构、框架和第二板结构中任何一个的表面上。

能量射束16可以是灯的光、电子束或激光束(微波、红外线、可见光、紫外线、X射线)等。在此，希望使用激光束，这是因为其可以使照射束斑缩小(也就是说，它可以聚焦光)以减小热等对周围的影响，并且其可容易地被获得。具体地讲，希望使用具有从可见光到近红外光的范围之内的波长的激光束，这是因为相关激光束可以经玻璃被透射并被诸如铝等的金属吸收。因此，更希望使用具有大约800nm到1100nm的波长的激光束，这是因为其可容易地被获得。

能量射束16被照射到框架12在第一板结构11侧的表面上。此时，适当地调整能量射束16关于框架12在第一板结构11侧的表面的入射角、以及能量射束16关于框架12的宽度的位置，以使被能量射束照射的区域的至少一部分被投影到第二接合材料15在框架12侧的表面内。

在此，能量射束16照射在框架12在第一板结构11侧的表面上的所述区域是这样的区域，其中经第一板结构11折射和透射的相关能量射束16到达框架12而没有被第一接合材料14吸收。此外，即使关于沿框架12的方向和垂直于框架12的方向中的任何一个取-90°到+90°范围内的任意值，也可以实现能量射束16关于框架12在第一板结构11侧的表面的入射角。

为了满足这样的如上所述的照射条件，例如，可以设想如图2到图5所示地布置第一板结构11、框架12、第二板结构13、第一接合材料14和第二接合材料15。

在图2中，第一接合材料14被设置为在与第一板结构11的表面平行的方向上偏移，并且第二接合材料15被配置为在与第二板结构13的表面平行的方向上偏移。于是，垂直进入第一板结构11的表面的入射能量射束16被照射到第二接合材料15。

此外，如图2所示，能量射束16的入射角被设置为垂直于第一板结构11的表面。然而，能量射束16的入射角可以被调整为如图3所示。更具体地讲，图3所示的能量射束16的入射角不垂直于第一 板结构11的表面而是稍微倾斜。

此外，如图4所示，第二接合材料15可以具有位于第一接合材料14正下方的部分。可供替换地，第一接合材料14可以具有位于第二接合材料15正上方的部分。

顺便提及，具有与第一接合材料14的宽度相同的宽度的第二接合材料15可以被配置在第一接合材料14的正下方，使得第二接合材料15与第一接合材料14正对。

可供替换地，如图6所示，可以在第一板结构11和框架12之间，在第一接合材料14的附近配置透射能量射束16的部件31。此外，如图7所示，第一接合材料14和第二接合材料15之间的物理关系可以倒转。

在上述配置处理之后，如图1B所示，经第一板结构11透射的、每一个都具有局部束斑形状的能量射束16b和16c沿第一接合材料14环绕地照射。此外，经第一板结构11和框架12透射的、每一个都具有局部束斑形状的能量射束16a和16d沿第二接合材料15环绕地照射。此处，如果束斑是圆形的，则实质上的束斑大小为0.1mm到10mm，其功率为10W到1KW，并且其移动速度为0.001m/sec到10m/sec。

然后，第一接合材料14和第二接合材料15被局部地软化或熔化，从而第一板结构11和框架12被接合，并且框架12和第二板结构13也被接合。

顺便提及，能量射束16照射到第二接合材料15，使得能量射束16经框架12在第一板结构11侧的表面被透射。因此，这是优选的，因为能量射束16可以在高能量吸收效率的状态下被照射到第二接合材料15。

这可以被解释如下。也就是说，如果能量射束16的波长等于或小于1μm，则常用玻璃的折射率和诸如塑料等的常用树脂的折射率典型地为大约1.45或更大。此时，如果能量射束关于垂直于框架12和第二接合材料15之间的接触表面的方向的角度(入射角)为40° 或更大，则能量射束16在框架12和第二接合材料15之间的接触表面上被全反射，从而第二接合材料15不被充分地加热。

在此，在照射能量射束使其沿框架12的侧表面透射的情况下，即使关于框架12的侧表面的入射角被设定为任何角度，能量射束关于框架12和第二接合材料15之间的接触表面的入射角也超过40°。这是因为由于大气的折射率和框架12的折射率之间的差，能量射束在框架12的侧表面上被折射，从而在框架12和第二接合材料15之间的接触表面上的入射角的范围缩小了。出于该原因，由于能量射束在框架12和第二接合材料15之间的接触表面上被全反射，所以能量射束不被第二接合材料15吸收。

另一方面，如果照射能量射束16使其经框架12在第一板结构11侧的表面被透射，则能量射束关于框架12和第二接合材料15之间的接触表面的入射角可以被设定为小于40°。

顺便提及，也可设想采用将能量射束16直接地照射到第二接合材料15的侧表面的方法作为加热第二接合材料15的方法。在该方法中，第二接合材料15的侧表面上的生热较大，并且第二接合材料15的温度分布较大。出于该原因，由于能够实现很好接合状态的温度区域变窄，所以接合区域变窄。

另一方面，在根据本发明的制造方法中，可以在保持能量束斑大小的同时将能量透射到第二接合材料15。因此，可以获得其中温度分布渐进的宽区域，从而可以保持很好的接合状态。

为了实现更优选的接合，如图8所示，可以任意调整能量射束16关于第一接合材料14和第二能量射束32关于第二接合材料15中每一个的束斑大小、功率、移动速度和波长等。

此外，为了通过更加简化设备的构成来降低设备成本，从而改进能量射束照射的“生产节拍时间”，可以采用如图9所示的照射方法。更具体地讲，为了将能量射束同时照射到第一接合材料14和第二接合材料15，能量射束16的束斑形状可以被调整为具有圆形、椭圆形或矩形等。可供替换地，束斑中的能量密度分布可以被设定为具有诸 如均匀分布或正态分布等的任意分布。

此外，能量射束16的数量，即能量源的数量，可以是“一个”或“两个或更多”。也就是说，可以考虑处理的“生产节拍时间”和设备成本来选择希望数量的能量射束。顺便提及，如果设定了多个能量射束16，则能够由这些射束彼此相隔较远或较近地执行扫描。即，能够考虑温度分布来选择这些射束的合适的物理关系。此外，能量射束16可以照射到相同位置一次或多次。在后一种情况下，为了获得合适的接合，多个能量射束16中的每一个的能量强度和束斑形状可以彼此不同。

顺便提及，如上所述，在本发明中，在第二板结构13、第二接合材料15、框架12、第一接合材料14和第一板结构11全部被配置之后，照射能量射束。另一方面，可设想在配置了第二板结构13、第二接合材料15和框架12之后照射能量射束16，并且此后在配置了第一接合材料14和第一板结构11之后再次照射能量射束。此处，在这样的两阶段配置和接合过程中，制造处理的“生产节拍时间”恶化了。另一方面，根据本发明，“生产节拍时间”可以被缩短，这是由于可以省略配置处理一次。因此，这是一种更优选的制造方法。

接着，将参考图10描述通过使用上述气密容器而构成的图像显示设备的示例。

图10是配备有电子发射装置的图像显示设备的透视图。为方便解释起见，图10示出了部分被截去的显示设备。

更具体地讲，图10示出了电子发射装置部分21、与电子发射装置的电极对相连接的行方向布线22和列方向布线23、金属背24、荧光膜25和端子26，电势通过该端子26被提供至金属背24。此处应注意，行方向布线22和列方向布线23共同对应于之前描述的布线17。顺便提及，如果在面板和电子源基板之间设置至少一个被称作隔板的未示出的支撑体，则能够构成具有对抗大气压的足够强度的包壳66。

将在下文描述图10中所示的图像显示设备的制造方法。

(1)根据常规上已知的方法在第一板结构11上设置荧光膜25和金属背24。

(2)根据常规上已知的方法在第二板结构13上设置电子发射装置部分21、行方向布线22和列方向布线23。

(3)在处理(1)中获得的第一板结构11和在处理(2)中获得的第二板结构13被设定为彼此相对。然后，依次配置第一板结构11、第一接合材料14、框架12、第二接合材料15和第二板结构13。

(4)通过应用上述气密容器制造方法将能量射束照射到第一接合材料14和第二接合材料15，从而接合第一板结构11和框架12并且还接合第二板结构13和框架12。

通过上述方法，能够形成图像显示设备。

顺便提及，根据本发明的图像显示设备不仅可以应用于使用电子发射装置的上述设备，还可应用于使用有机EL(电致发光)作为显示装置的设备、等离子显示器等。

(实施例1)

在根据本发明的气密容器的制造方法中，如图1A和1B所示，首先在对角线为7英寸的高变形点玻璃基板上形成薄膜装置、布线、绝缘材料和其它材料，从而形成第一板结构和第二板结构。此处，薄膜装置是用于构成显示装置的装置，布线发射用于驱动该薄膜装置的信号，并且绝缘材料确保布线和接合材料之间的绝缘。

顺便提及，应用于现有平面显示设备的第一和第二板结构中的每一个就这样被使用。此外，在密封第一和第二板结构的每一个之前的操作处理与在常规技术中使用的现有处理相同。

接着，制备宽度为2mm且厚度为1.6mm的框架。然后，由纯度为99.99％的铝制成的厚度为50μm且宽度为1mm的第二接合材料在第二板结构上沿框架配置位置的外部而被配置。

然后，在已配置在第二板结构上的第二接合材料上配置该框架，并且在框架上沿框架内部配置由纯度为99.99％的铝制成的厚度为50μm且宽度为1mm的第二接合材料。此外，在其上配置第一板结构，并且适当地对其执行对准。

波长等同于近红外线的波长的两束半导体激光被用作要照射到 如此配置的机件(work)的能量射束。此外，这些射束中的一个的束斑被配置为整个地保持在第一接合材料中，并且这些射束中的另一个的束斑被配置在第二接合材料的端部附近，使得该束斑的80％的面积被保持在第二接合材料中。

此外，这些射束中的每一个都被调整为关于第一板结构的表面具有90°的角。

激光束1(未示出)透过第一板结构以20mm/sec的速度移动地照射到第一接合材料，并且激光束2(未示出)透过第一板结构和框架以相同速度移动地照射第二接合材料。环绕地对第一接合材料和第二接合材料连续执行这样的照射，从而形成气密容器。此时，激光束的能量利用效率在由第二接合材料接合的情况下为16％，并且接合被均匀地执行。此外，即使在300℃烘烤完成的气密容器，也不发生任何脱落，并且很好地保持接合。

顺便提及，应注意，上述一系列处理花费15分钟。

(比较示例)

在将关于第二板结构的入射角设定为45°时，将激光束2从框架侧面的方向照射到第二接合材料。通过这样做，不发生由于通过经框架透射激光束2而获得的分量而导致的温度上升。换句话说，确认只有通过激光束2直接透射到第二接合材料而获得的分量才造成温度上升。此时，接合区域与上述实施例相比大约为1/3，而激光束的能量利用效率为1％。

接着，在300℃烘烤完成的气密容器，并确认接合部分。该确认的结果是，发现了部分出现裂缝，从而不可能保持作为气密容器的强度。

(实施例2)

如实施例1一样执行配置和对齐，并且仅使用一条激光束以简化设备。

如图9所示，配置束斑，使得束斑的中心在第一接合材料的端部，并且束斑面积的一半被照射到第二接合材料15，并且激光束如实施例 1一样移动地照射，从而形成气密容器。此时，在通过第二接合材料的接合中，激光束的能量利用效率为10％。此外，如实施例1，均匀地执行接合。此外，即使在300℃烘烤完成的气密容器，也不发生任何脱落，并且很好地保持接合。

(实施例3)

波长等同于近红外线的波长的两束半导体激光被用作要照射到如实施例1一样配置的机件的能量射束。此外，这些射束中之一的束斑被配置为整个地保持在第一接合材料中，并且这些射束中的另一个的束斑被配置在第二接合材料的中心附近，从而被整个地保持在第二接合材料中。然后，激光束如实施例1一样移动地照射，从而形成气密容器。此时，在通过第二接合材料的接合中，激光束的能量利用效率为20％。此外，如实施例1，均匀地执行接合。此外，由于接合宽度宽于实施例1中的接合宽度，所以能够使接合坚固。在任何情况下，即使在300℃烘烤完成的气密容器，也不发生任何脱落，并且很好地保持接合。

如上所述，与比较示例相比，在实施例3中能够有效地利用入射能量，从而能够实现很好的接合。此外，与比较示例相比，实施例3中的设备也可被简化。

虽然参考示例性实施例描述了本发明，应该理解发明不限于公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应被给予最宽的解释以包括所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (4)

1.一种气密容器的制造方法，所述气密容器具有第一板结构、框架和第二板结构，布线形成在所述第二板结构在所述第一板结构侧的表面上，所述制造方法包括：

配置步骤，在所述第一板结构和所述框架之间配置用于通过熔化来接合所述第一板结构和所述框架的第一接合材料，并在所述第二板结构和所述框架之间配置用于通过熔化来接合所述第二板结构和所述框架的第二接合材料；

第一接合步骤，在所述配置步骤之后，通过在能量射束经第一板结构透射的同时，将该能量射束照射到所述第一接合材料来接合所述第一板结构和所述框架；以及

第二接合步骤，在所述配置步骤之后，通过在能量射束经所述框架透射而使能量射束经所述第一板结构和所述框架在所述第一板结构侧的表面透射的同时，将该能量射束照射到所述第二接合材料来接合所述第二板结构和所述框架。

2.根据权利要求1所述的气密容器的制造方法，其中，在所述第一接合步骤和第二接合步骤中，能量射束从相同的能量源照射到所述第一接合材料和所述第二接合材料。

3.根据权利要求1所述的气密容器的制造方法，其中，在所述第二接合步骤中，能量射束照射到所述第二接合材料，从而所述框架在所述第一板结构侧的表面的被照射能量射束的整个区域被投影在所述第二接合材料在所述框架侧的表面之内。

4.一种具有气密容器的图像显示设备的制造方法，所述气密容器具有第一板结构、框架和第二板结构，布线形成在所述第二板结构在所述第一板结构侧的表面上，其中所述气密容器由包括下述步骤的方法制造：

配置步骤，在所述第一板结构和所述框架之间配置用于通过熔化来接合所述第一板结构和所述框架的第一接合材料，并在所述第二板结构和所述框架之间配置用于通过熔化来接合所述第二板结构和所述框架的第二接合材料；

第一接合步骤，在所述配置步骤之后，通过在能量射束经第一板结构透射的同时，将该能量射束照射到所述第一接合材料来接合所述第一板结构和所述框架；以及

第二接合步骤，在所述配置步骤之后，通过在能量射束经所述框架透射而使能量射束经所述第一板结构和所述框架在所述第一板结构侧的表面透射的同时，将该能量射束照射到所述第二接合材料来接合所述第二板结构和所述框架。

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