CN102420085A - 用于在其中保持减压的大气的气密容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在其中保持减压的大气的气密容器的制造方法，并且提供了一种提供随时间可靠的强度和气密性的气密容器。接合部件1被布置在一对玻璃基板13中的一个玻璃基板与框架部件14之间，使得接合部件1接触该对玻璃基板13中的所述一个玻璃基板和框架部件14两者，其中接合部件1具有负温度系数的粘度，具有比该对玻璃基板和框架部件的软化温度低的软化温度，并且延伸到框架形状中。然后，接合部件1在被加压的同时被加热并且热熔化，使得进入热通量分布在接合部件1的宽度方向上的中心G位于内侧空间E处而不是接合部件在其宽度方向上的中心46处。
Description
技术领域
本发明涉及排空的(evacuated)气密容器的制造方法，并且特别地涉及包括电子发射器件和荧光膜的内部抽真空的图像显示设备的制造方法。
背景技术
诸如有机LED显示器(OLED)、场致发射显示器(FED)和等离子体显示板(PDP)之类的平板类型的图像显示设备是公知的。这些图像显示设备包括通过将相对的玻璃基板密封地接合在一起并且包括与外部空间隔开的内部空间而制造的外壳(envelope)。通过在相对的玻璃基板之间布置框架部件并且根据需要布置距离限定部件或局部粘合剂、在结果得到的结构的周边部分中以框架形状布置接合部件、以及加热并且使框架部件和玻璃基板热接合在一起，制造这种气密容器。用于加热接合部件的已知方法包括：使用加热炉对整个玻璃基板进行烘烤，以及借助于局部加热对接合部件的周边进行选择性加热。局部加热在加热和冷却时间、加热所需的热量、生产率、防止容器的热变形、防止布置在容器内的功能器件的热劣化等方面可以比整体加热更有利。特别地，已知激光作为局部加热单元。
美国专利申请No.2008/0110561公开了其中将利用激光的局部加热应用于用于OLED的外壳的制造方法的示例。通过使用激光加热并且热熔化布置在玻璃基板之间的熔料(frit)来制造外壳。遮光掩模被形成在激光透射通过的玻璃基板中的每一个的一部分中。玻璃基板被接合在一起使得照射的激光的量以特别的方式分布。照射的激光的分布的量有效地用来将熔料维持在适当的温度处。因此，熔料和玻璃基板能够被均匀地接合在一起。
美国专利申请No.2006/0082298公开了其中将利用激光的局部加热应用于用于OLED的外壳的制造方法的示例。通过使用激光加热并且热熔化布置在玻璃基板之间的熔料来制造外壳。动态地改变激光的扫描速度、功率和热量分布，从而均匀地加热熔料。因此，熔料被保持在基本上恒温，防止玻璃破裂。
日本专利申请公开No.2009-196859公开了一种通过使用激光加热并且热熔化布置在玻璃基板之间的熔料以便将玻璃基板气密地接合在一起来制造玻璃熔接体(weld)的方法。能够通过选择性地仅仅熔化熔料的置于熔接体外侧的一部分来防止气泡状气体进入熔接体的内部。
如上所述，传统地已知基于整体加热的接合方法和基于局部加热的接合方法。对于基于局部加热的接合方法，已知包括以相应方式改进的各种照射方法而不是利用激光对接合部件的简单照射的接合方法。然而，在传统技术中，在尝试获得为热熔化和软化接合部件所需的热量以便实现足够的接合强度时，具有减压的气密容器的接合强度和气密性可能降低；该容器包括一对玻璃基板和框架部件。具体地，在气密容器的内部的压强减少时，由于框架部件和固化的接合部件仅仅稍微压缩地变形，因此出现以下情况：玻璃基板被变形为在其中心部分处向内凹进，从而框架部件作为固定点。然而，由于框架部件和固化的接合部件不能跟随该变形，因此存在以下情况：在与框架部件接触的玻璃基板的部分和不与框架部件接触的玻璃基板的部分之间的边界附近，玻璃基板被框架部件约束并且经受高拉伸应力。结果，玻璃基板或接合部件可能被毁坏，因此减少了排空的气密容器的气密性和强度可靠性。
本发明的一个目的在于，提供可靠的排空的气密容器的制造方法，其中所述容器提供适当的接合强度和气密性两者。
发明内容
根据本发明，一种排空的气密容器的制造方法，所述排空的气密容器包括一对彼此相对的玻璃基板和布置在一对基板之间以便与一对基板一起限定其内部的减压的大气的框架部件，其中所述制造方法包括如下的步骤：在所述框架部件与一对基板中的一个基板之间布置接合部件，所述接合部件具有负温度系数的粘度、具有比一对基板中的所述一个基板和框架部件的软化温度低的软化温度、并且延伸成框架形状，使得所述接合部件接触一对基板中的所述一个基板并且接触所述框架部件，从而形成具有由所述框架部件和一对基板包围的内侧空间的组装单元；以及在对所述接合部件加压的同时，加热并且熔化所述接合部件，其中进入热通量分布在所述接合部件的宽度方向上的中心比所述接合部件的宽度的中心更接近于所述组装单元的内侧空间。
根据本发明，用局部加热光照射一对玻璃基板中的所述一个基板和框架部件，并且将一对玻璃基板中的所述一个基板和框架部件接合在一起，使得进入热通量分布在接合部件的宽度方向上的中心与接合部件的宽度的中心相比位于组装单元的内侧空间处。接合部件内侧的区域经受比接合部件外侧的外部空间更大量的进入热通量，并且在粘度方面减少。因此，接合部件内侧的区域在加压的情况下容易被压扁。结果，与加热之前的接合部件的膜厚相比，在加热之后的接合部件的膜厚为如下，即接合部件在接合部件内侧的区域中相对较薄而在接合部件外侧的区域中相对较厚。玻璃基板在更接近于由压强减少引起的变形状态的状态中接合到框架部件。因此，即使气密容器的压强减少，也防止了玻璃基板经受通过框架部件的强的结合力(binding force)。因此，即使在气密容器的内部和外部之间可能存在压差的情况下，也能够减少在玻璃基板和框架部件之间的接合部处作用的玻璃基板中的可能的拉伸应力。
如上所述，本发明能够提供可靠的排空的气密容器的制造方法，其中所述容器提供适当的接合强度和气密性两者。
从以下参考附图的示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。
附图说明
图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G和图1H是示出气密容器的制造工艺流程的示例的接合部的截面图。
图2A、图2B和图2C是示出局部加热光的照射方法的示例的概念图。
图3A、图3B和图3C是示出根据本发明的排空的气密容器的制造方法获得的接合部的形状的截面图。
图4A、图4B和图4C是示出本发明的效果的概念图。
图5A、图5B和图5C是示出局部加热光的照射方法的示例的概念图。
图6是概念上示出在进入热量与入射热量和接合部件的放射率之间的关系的图。
图7A、图7B和图7C是示出局部加热光的照射方法的示例的概念图。
图8A、图8B、图8C和图8D是示出示例中的接合部件的膜厚分布的观察方法的示意图。
图9A、图9B、图9C和图9D是示出在排空的气密容器的外表面上和容器的接合部附近产生的应力集中区域以及应力集中与接合部件的截面形状的相关性的示意性截面图。
图10是根据本发明的排空的气密容器的制造方法能够适用的FED的局部分解的透视图。
具体实施方式
现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。
下面将描述本发明的示例性实施例。根据本发明的气密容器的制造方法能够被应用于在内部空间中包括需要密封地屏蔽于外部大气的器件的FED、OLED、PDP等的制造方法。特别地，在包括减压的内部空间的诸如FED之类的图像显示设备中，气密容器可能由于内部空间中的负压而经受大气压负荷。然后大气压负荷可能导致在气密的接合部中的裂缝。这种裂缝可能破坏气密容器的气密性和接合强度的长期的可靠性。根据本发明的气密容器的制造方法使得能够改进气密容器的气密性和接合强度的长期的可靠性。然而，根据本发明的气密容器的制造方法不限于具有减压的内部空间的气密容器的制造。本发明可被广泛地应用于包括接合部并且需要在玻璃基板的周边部分处气密的相对的玻璃基板的气密容器或者包括接合在一起的玻璃基板的接合单元的制造。
图10是示出意图使用本发明的图像显示设备的示例的局部分解的透视图。图像显示设备11的气密容器(外壳)10包括玻璃面板12、后板13和框架部件14。面板12和后板13是形状像平板一样并且彼此相对放置的一对玻璃基板。框架部件14被放置在面板12与后板13之间，从而与面板12和后板13一起形成压强比大气压低的内部空间。具体地，将面板12和框架部件14在其相对的表面处接合在一起，并且将后板13和框架部件14在其相对的表面处接合在一起，以便形成具有封闭的内部空间的气密容器10。在气密容器10中的内部空间中维持真空。在内部空间中，以预定的间距设置间隔件8；间隔件8中的每一个用作被配置为限定面板12和后板13之间的距离的距离限定部件。可以将面板12与框架部件14、或者后板13与框架部件14预先接合或者集成在一起。
后板13包括其上设置的用于根据图像信号发射电子的大量的电子发射器件27、以及在其上形成的用于根据图像信号致动电子发射器件27的驱动矩阵布线(X方向布线28和Y方向布线29)。与后板13相对地放置的面板12包括其上设置的荧光膜34，用于在用由电子发射器件27发射的电子照射时发光，以便显示图像；荧光膜34由荧光体形成。还在面板12上设置黑色条带35。将荧光膜34和黑色条带35交替地布置在面板12上。在荧光膜34上形成由Al薄膜制成的金属块(buck)36。金属块36用作吸引电子的电极。金属块36被供应有来自气密容器10中设置的高压端子Hv的电子。在金属块36上形成由Ti薄膜制成的非蒸发吸气剂37。
面板12、后板13和框架部件14可以是透明的和透光的，并且可以由钠钙玻璃、高应变点玻璃或无碱玻璃等形成。这些部件能够在对于下述的局部加热光的可用波长处以及在对于接合部件的吸收波长带中提供适当的波长透射率。
现在，将描述由玻璃基板形成的并且根据本发明的制造方法能够适用的气密容器的形状。
根据本发明的制造方法可适用的气密容器是排空的气密容器，其中气密容器中的内部空间与其中布置有气密容器的外部空间相比具有相对较低的气压。气密容器的示例包括等离子体显示板(PDP)、排空的隔热上光玻璃(glazing glass)以及排空的隔音上光玻璃。特别地，本发明能够被用作包括真空内部空间的诸如FED之类的抽真空的且气密的容器的制造方法。这将在下面参考图9A～9D来详细地描述。
图9A～9D示意性地示出在内部空间的压强减少前后观察到的气密容器的截面。一对基板12和13形成气密容器。框架部件14在其周边部分处被夹在一对基板之间，并且经由接合部件1和2接合到该对基板。该对基板12和13、框架部件14以及接合部件1和2相对于外部空间限定内部空间。
图9A示意性地示出气密容器的形状。在该形状中，彼此平行地布置框架部件与其间夹有接合部件的基板中的每一个基板。此外，外部空间中的压强Pe与内部空间中的压强Pi相同，在内部空间与外部空间之间没有压差。在这时候，玻璃基板没有经受基于气密容器的内部与外部之间的压差的变形。图9B示意性地示出排空的气密容器的形状。在该形状中，图9A中示出的气密容器中的内部空间被排空，使得气密容器能够在其中保持减压的大气。在排空的气密容器中，内部空间中的压强Pi相对于外部空间中的压强Pe是负的。因此，内部空间与外部空间之间的压差作为驱动力，从而导致容器部件朝向容器的内部弹性地变形。如果在容器的一些部分中限定容器的内部的形状和距离而在其它部分中不限定容器的内部的形状和距离，则与在形状和距离之一被限定的部分中相比，在形状和距离之一没被限定的部分中容器更可能朝向其内部变形。在气密容器的周边部分处布置接合部件的位置处，框架部件和接合部件限定在该对基板之间的距离。这防止了该对基板变形。另一方面，该对基板的位于利用接合部件固定于框架部件的区域(下文中称为接合部区域)内侧的区域通过作为驱动力的在容器内部和外部之间的压差而朝向容器的内部弹性地变形。
结果，基板的位于接合部区域的两个边缘中的更接近内部空间的一个边缘附近的部分在压缩的方向上变形。因此，在内部空间侧边缘的位置处的基板的外部空间侧，基板在拉伸方向上变形。这意味着拉伸应力集中在图9B中的Ei1到Ei4所示出的区域中。当利用玻璃作为基板时，由于玻璃是脆性材料并且因此适当地耐压缩应力但是对拉伸应力敏感，因此裂缝等的发生频率可能不利地增大，从而降低气密性和强度之一。
现在，将参考图9C和图9D详细描述根据本发明的制造方法能够适用的气密容器的形状。
为了容易理解，将作为典型示例来描述接合部件1。形成接合表面，其在接合部件1的宽度方向上具有如下的膜厚分布，在该膜厚分布中容器的内部空间侧选择性地具有更小的膜厚。然后，该对基板在压强减少之前(Pi＝Pe)形成基板在内部空间侧彼此更接近的气密容器的截面形状(图9C)。
此外，即使气密容器的内部被排空，使得气密容器能够在其中保持减压的大气，也能减少在与Ei1到Ei4对应的区域中的拉伸应力的发生。这是由于基板被弹性地朝向内部空间变形，但是不太可能在接合部区域附近局部地变形。这在图9D中示意性地示出。
如上所述，预先估计由压差引起的基板的变形，并且接合部区域中的接合部件具有膜厚分布。然后，即使作为内部空间与外部空间之间的压差的结果而使基板变形，也能减少在与Ei1到Ei4对应的区域中的拉伸应力的发生。根据本发明的制造方法的一个目的在于，利用上述效果来提供可靠的气密容器，其中所述气密容器被配置为减少在排空的气密容器的周边部分中的可能的拉伸应力。
现在，将参考附图描述根据本发明的气密容器的制造方法中的玻璃基板的接合方法。图1A～1H是气密容器的制造方法的示意性步骤图。
(步骤1)
首先，如图1A所示，制备面板12。然后，如图1B所示，接合部件2被形成在面板12上。接合部件2可以具有负的粘度温度系数，并且可以在高温下被软化。此外，接合部件2可以具有比面板12、后板13和框架部件14中的任何一个的软化点低的软化点。接合部件2的示例包括熔料玻璃、无机的粘合剂以及有机的粘合剂。如果接合部件2被应用于需要维持内部空间中的真空的FED等，则可以使用熔料玻璃，其允许抑制残余碳氢化合物的分解。
(步骤2)
然后，如图1C所示，将面板12和框架部件14彼此相对地布置，以便形成包括面板12和框架部件14的临时组装的结构15。接合部件2在加压的情况下被放置在框架部件14与面板12之间，从而与框架部件14和面板12两者接触。接合部件2被布置为与框架部件14在其宽度方向上的中心相比偏向气密容器的内部。因此，当用局部加热光41照射下述的接合部件1以便将后板13与框架部件14接合在一起(参见图1G)时，防止接合部件2被局部加热光41干扰。因此，为局部加热光41提供光路。接合部件2可以被布置为偏向气密容器的外部而不是气密容器的内部。可替代地，当从允许局部加热光41通过的材料中选择接合部件2时，即使接合部件1被放置在接合部件2正下方，也能为局部加热光41提供光路。
(步骤3：框架部件14和面板12的接合步骤)
然后，如图1D所示，在加热炉中热处理临时组装的结构15。接合部件2被加热并且热熔化，并且然后被冷却到室温。因此，获得接合单元16，其中通过接合部件2来将面板12和框架部件14接合在一起。虽然在面板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上时也能在类似的步骤中获得接合单元16。
(步骤4)
然后，如图1E所示，以与步骤1类似的方式，在步骤3中获得的接合单元16的框架部件14上形成接合部件1。接合部件1具有负温度系数的粘度并且在框架部件14上被形成为像框架一样地延伸。此后，如图1F所示，其上形成有电子发射器件27等的后板13经由接合部件1与框架部件14接触，从而形成临时组装的结构17。然后对临时组装的结构17加压。可以对接合部件1加压，从而与后板13接触。结果，接合部件1被放置在后板13与框架部件14之间，从而与后板13和框架部件14两者接触。具体的加压方法的示例包括使用弹簧材料对面板12和后板13之一加压的方法以及减少临时组装的结构17的内部的压强以便利用结构内部与外部之间的压差将接合部件1压向后板13的方法。这两种方法可以被同时使用。
(步骤5：框架部件14和后板13的接合步骤)
然后，如图1G所示，通过连续地加压并且用沿着接合部件1延伸的方向移动的局部加热光41照射来对接合部件1加热并且热熔化。因此，如图1H所示，将彼此相对布置的后板13和框架部件14接合在一起。
图2A～2C更详细地示出本步骤。如图2A中的侧视图所示，在临时组装的结构17之上设置固定于实验电路板(breadboard)60并且被配置为发射局部加热光41的激光头61。局部加热光41可以局部地加热接合部区域的附近。可以使用半导体激光器作为用于激光头61的光源。就接合部件1的局部加热的性能、玻璃基板的透射率等而言，可以使用波长在红外谱带中的加工用半导体激光器。可以通过移动照射目标和激光头61之一来执行局部加热光41的移动照射。也就是说，如图2B中的平面图所示，具有接合部件1的临时组装的结构17在沿方向D移动的同时被局部加热光41扫描。然而，作为照射目标的临时组装的结构17可以被固定并且被由沿方向D移动的实验电路板60发射的局部加热光41扫描。
图2C是由虚线示出的图2B的部分的放大图，并且示出接合部件1上的入射热量的分布。入射热量意指由激光头61发射的激光的热量(能量)。此外，在下面的描述中，进入热量意指由接合部件1实际吸收的热量(能量)。这里，入射热量和进入热量具有类似的分布。局部加热光41的入射热量分布具有高斯光束轮廓。高斯光束轮廓的峰值位置45与接合部件1在其宽度方向上的中心线46相比偏向气密容器的内部。也就是说，局部加热光41具有在接合部件1的宽度方向上对称的热量分布，并且被发射到接合部件1以使得入射热量分布的中心位于接合部件1的在其宽度方向上的其中心内侧的区域(该区域在下文中被称为内侧空间E)中。
结果，用局部加热光41照射接合部件，使得局部加热光41的进入热通量分布在接合部件1的宽度方向上的中心G位于接合部件1的内侧空间E中。在本示例性实施例中，中心G与高斯光束轮廓的峰值位置45一致。与接合部件1的位于其宽度方向上的其中心外侧的区域(该区域在下文中被称为外侧空间F)相比，局部加热光的更大的热量流入接合部件1的内侧空间E中，其因此被加热到更高的温度。因此，与外侧空间F相比，接合部件1的内侧空间E具有降低的粘度，并且在加压时比外侧空间F更容易被压扁。在形成接合部件1的期间，关于接合部件1的宽度方向上的中心基本上对称地形成接合部件1(图3A)。然而，作为在加压情况下加热和热熔化的结果，接合部件1熔化从而具有其中接合部件1在内侧空间E中比在外侧空间中薄的膜厚分布(图3B)。在该状态中，将后板13和框架部件14接合在一起。
图4A～4C是示出本发明的效果的示意图。图4A是示出已经形成接合部件1的截面图。在用局部加热光照射之前在后板13与框架部件14之间的间隙在内部周边位置处由A表示并且在接合部件1的外部周边位置处由B表示。这里，为了简化，假设A＝B。图4B是示出根据现有技术的已经用局部加热光照射了接合部件的截面图。加压已经将间隙A减少到A′并且将间隙B减少到B′。由于进入热量分布是关于接合部件1在其宽度方向上的中心对称的，因此，对于间隙A和B，减少的程度是类似的。也就是说，A′＝B′。图4C是示出根据本示例性实施例的已经用局部加热光照射了接合部件的截面图。由于局部加热光的进入热通量分布的中心位于接合部件1的内侧空间E中，因此B″＞A″。也就是说，与接合部件1在局部加热之前的膜厚相比，在局部加热之后的膜厚使得接合部件1在其内侧相对较薄而在其外侧相对较厚。
当后板13和框架部件14被接合在一起以便形成气密容器10并且气密容器10的内部的压强相对于大气压而降低时，气密容器10经受由大气压引起的负荷。具体地，如图4B所示，后板13被变形为在其中心部分处凹进，其中框架部件14的位置作为固定点。然而，框架部件14和硬化的接合部件1基本上被阻碍了被压缩，因此阻止了后板13在接合部件1的内部周边侧沿着上述变形模式变形。结果，后板13在后板13与接合部件1接触的间隔X中基本没有经受弯曲变形，并且在稍微离开后板13与接合部件1接触的区域的位置Y处快速地开始变形。在此位置处，产生较大的拉伸应力S。拉伸应力S可能导致在后板13与框架部件14之间的接合部附近的诸如裂缝或接合部失效之类的缺陷。
与此相反，在本示例性实施例中，接合部件1的膜厚在其内部周边部分处减少。因此，如图4C所示，后板13在更接近于由压强减少引起的变形状态的状态中被接合到框架部件14。因此，即使气密容器的压强减少，也防止后板13经受通过框架部件14的强的结合力。结果，即使在气密容器的内部与外部之间可能存在压差的情况下，也能够减少在后板13和框架部件14之间的接合部处作用的后板13中的可能的拉伸应力。
在上面的描述中，A＝B。然而，在本发明中，A＝B不是本质的条件；接合部件1的外部周边膜厚与内部周边膜厚之比在接合部件1加热之后(A′/B′)可以比在加热之前(A/B)低。也就是说，一般而言，可以满足条件式A/B＞A′/B′。
在实际的气密容器中，如上所述，可以在后板13和面板12之间在框架部件14内的位置处设置诸如间隔件8之类的距离限定部件。在该情况下，后板13的变形模式更复杂。然而，在后板13与框架部件14之间的接合部处发生类似的情形，并且因此无论是否存在距离限定部件，本发明都是有效的。
在上述步骤3中，使用加热炉将框架部件14和面板12接合在一起。然而，能够使用局部加热光来将框架部件14和面板12接合在一起。在该情况下，如图3C所示，还能够用局部加热光来照射在面板12与框架部件14之间的接合部件2，从而满足上述条件式A/B＞A′/B′。这使得能够减少面板12中的在框架部件14与面板12之间的接合部处作用的可能的拉伸应力。因此，可以在实现适当的接合强度和气密性两者的情况下提高气密容器的长期可靠性。
如图5A～5C所示，可以用局部加热光多次照射接合部件。如图5A中的侧视图所示，在临时组装的结构17之上设置固定于实验电路板60的激光头61和62；激光头61被配置为发射局部加热光41，并且激光头62被配置为发射局部加热光42。如图5B中的平面图所示，用在方向D上移动的第一局部加热光42和第二局部加热光41来照射接合部件，其中在第一局部加热光42与第二局部加热光41之间维持预定的距离。图5C是由虚线示出的图5B的部分的放大图。如图5C所示，第一局部加热光42具有比接合部件1的宽度47小的有效光束直径。对应的高斯光束轮廓的峰值位置49位于接合部件1的内侧空间E中。第二局部加热光41具有比接合部件1的宽度47大的有效光束直径。对应的高斯光束轮廓的峰值位置45位于接合部件1的在其宽度方向上的中心线46上。
此外，在该情况下，总进入热量(也就是说，由多次照射引起的进入热量的总和)的热通量分布的中心G位于接合部件1的内侧空间E中。因此，接合部件1的内侧空间E能够比其外侧空间F被压扁得更明显。因此，在接合之后能够获得与图3B中的等同的截面形状。也就是说，如图3B所示，本示例性实施例允许制造具有如下膜厚分布的气密容器，其中接合部件在内侧空间E中比在外侧空间F中具有更小的膜厚。
在上述示例中，首先，使用第一局部加热光42选择性地减少接合部件1的内侧空间E的粘度，并且随后，使用第二局部加热光41在其整个宽度之上熔化接合部件1。然而，该顺序可以被颠倒。也就是说，可以首先用第二局部加热光41并且然后用第一局部加热光42照射接合部件1。根据本示例性实施例，以下是重要的：在一系列的照射中，流入接合部件1中的总热量在内侧空间E中比在外侧空间F中大。因此，只要满足该条件，就可以自由地设定局部加热光照射的次数、有效光束直径的尺寸以及光束间距离。
此外，在图5A～5C中，在用第一局部加热光42照射之后，可以作为使用第二局部加热光41的替代而通过使用加热炉(图中未示出)执行整体加热来使接合部件1熔化。此外，在该情况下，由第一局部加热光42引起的热量和由加热炉流入的热量的总和的中心位于接合部件1的内侧空间E中。因此，接合部件1在内侧空间E中被压扁得更明显，结果得到图3B所示的形状。
为了允许进入热通量分布在接合部件1的宽度方向上的中心位于接合部件1的内侧空间E中，流入的热量的分布的中心可以如上所述地位于接合部件1的内侧空间E中。另外，以下方法是可能的。
图6是概念上示出在进入热量Q′与入射热量Q和接合部件1的放射率ε之间的关系的图。如果使用局部加热光，则入射热量Q意指由激光头发射的激光的热量(能量)。然而，如果使用局部加热单元和整体加热单元两者，则局部加热单元的加热范围包括由整体加热单元提供的热量。进入热量Q′能够被认为是接合部件1的在其宽度方向上的任何位置(x)处观察到的接合部件1的放射率ε与入射热量Q的乘积。
如图7A所示，高斯光束轮廓44的中心与接合部件1在其宽度方向上的中心45一致。入射热量Q对于接合部件1的内侧空间E和外侧空间F是相同的。即使在该情况下，通过在局部加热光入射于其上的表面中将具有高放射率的材料放置在接合部件1的内侧空间E中，流入接合部件中的进入热(通量)量Q′的中心G也能够位于内侧空间E中。具体地，在局部加热光入射于其上的表面51中，接合部件可以在其内侧空间E中具有比其外侧空间中的平均放射率ε(F)高的平均放射率ε(E)。图7B是后板13、面板12和框架部件14的截面图。图7C是由虚线示出的图7B的部分的放大图。如图7C所示，通过在接合部件1的内侧空间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的内侧空间E中的进入热量能够被增大。因此，通过调节入射热量Q和放射率ε之一的分布，流入接合部件1中的进入热量Q′能够被调整为在内侧空间E中比在外侧空间F中大。可替代地，能够调节入射热量Q和放射率ε的分布的组合。在本示例性实施例中，具有高放射率的材料被布置在接合部件1的内侧空间E中，消除了使用局部加热光的需要。能够通过使用整体加热来发挥类似的效果。
示例
下面将利用特定示例来更详细地描述本发明。
(示例1)
步骤1(在面板12上形成接合部件2的步骤)
在本示例中，使用熔料玻璃作为接合部件1和2。作为熔料玻璃，使用通过如下操作而获得的浆料：使用具有79×10-7/℃的热膨胀系数α、357℃的转变点和420℃的软化点的Bi-型无铅熔料玻璃(由ASAHIGLASS CO.，LTD.制造的BAS115)作为基体(base)材料，并且将有机物质分散地混合到基体材料中作为结合剂(binder)。将浆料沿着面板12要接合到框架部件14的区域丝网印刷在面板12上，使得印刷的浆料为1.5mm宽以及10μm厚。然后在120℃处使浆料干燥。然后浆料被加热并且在460℃处燃烧，以便烧掉有机物质。因此，形成接合部件2(图1A和图1B)。
步骤2(形成框架部件14的步骤)
随后，形成框架部件14。具体地，1.5mm厚的高应变点玻璃基板(由ASAHI GLASS CO.，LTD.制造的PD200)被制备并且被切割为具有980mm×580mm×1.5mm的外尺寸。然后，通过机械加工切掉970mm×570mm×1.5mm的尺寸的中心区域。因此，获得具有一般的矩形截面并且具有5mm的宽度和1.5mm的厚度的框架部件14。然后，通过有机溶剂清洗、纯水冲洗和UV-臭氧清洗来使框架部件14的表面脱脂。
步骤3(将框架部件14和面板12接合在一起的步骤)
其上形成有接合部件2的面板12和框架部件14被临时组装，使得接合部件2接触框架部件14(图1C)。此外，在为了补充加压力而由加压设备(图中未示出)来对面板12、接合部件2和框架部件14加压的情况下，将临时组装的结构送入加热炉中。将加热炉中的温度维持在460℃处持续30分钟。此后，加热炉被冷却到室温。结果，获得接合单元16(图1D)。
步骤4(在框架部件14上形成接合部件1并且将接合部件1与后板13接触的步骤)
如在图1B的情况中一样，在框架部件14上形成接合部件1，并且随后形成后板13。具体地，首先，制备具有1000mm×600mm×1.8mm的外尺寸的玻璃基板(由ASAHI GLASS CO.，LTD.制造的PD200)，并且通过有机溶剂清洗、纯水冲洗和UV-臭氧清洗来使玻璃基板的表面脱脂。然后，表面电子传导型电子发射器件27以及矩阵布线28和29被形成在结果得到的玻璃基板的尺寸为960mm×550mm的中心区域中。所形成的电子发射器件27被连接到矩阵布线28和29，从而使得能够独立地驱动1920×3×1080个像素。然后，通过溅射在矩阵布线28和29上沉积非蒸发吸气剂材料达到2μm的厚度，以便形成非蒸发吸气剂37。如上所述，制备后板13。为了进行真空排空，在后板13的没有形成有矩阵布线28和29的区域中预先形成开口(图中未示出)，所述开口中的每一个开口具有3mm的直径并且穿过玻璃基板。
然后，将部件临时组装在一起，使得其上形成有接合部件1的框架部件14与后板13对准，并且接合部件1接触其上设置有电子发射器件27的后板13的表面。此后，为了使施加在接合部件1上的加压力均匀，以补充的方式使用加压设备(图中未示出)将玻璃基板(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与后板13相同的尺寸。此外，为了补充加压力而由加压设备(图中未示出)来对后板13、接合部件1和框架部件14加压。因此，后板13和框架部件14经由接合部件1而彼此接触(图1E和图1F)。
步骤5(利用局部加热光照射接合部件1以便使接合部件1接合的步骤)
用局部加热光(激光)照射在图1F中示出的步骤中制作的临时组装的结构17。在本示例中，准备加工用半导体激光设备，并且激光头61被固定于实验电路板60。局部加热光41的光轴被设定为与面板12垂直。激光头61被布置为使得激光出射孔与面板12之间的距离为10cm(图2A)。
对于局部加热光41的照射条件包括980nm的波长、220W的激光功率以及2.0mm的有效光束直径。在扫描方向D上以600mm/s的速度移动包括接合部件1的照射目标。激光功率被规定为通过对从激光头出射的总光通量进行积分获得的强度值。有效光束直径被规定为在其内激光的强度为峰值强度的至少e-2倍大的范围。
如图2C所示，局部加热光41的光束轮廓具有高斯分布。光束的中心被保持为距离气密容器中的接合部件1的中心向内0.4mm。沿方向D执行扫描(图1G以及图2B和图2C)。
对剩余的三个周边部分类似地执行上述步骤。因此，将后板13和框架部件14完全接合在一起(图1H)。
图8A是在紧挨着用局部加热光照射接合部件1之前获得的临时组装的结构的截面图。图8B是由虚线示出的图8A的部分的放大图。图8C是在紧挨着用局部加热光照射接合部件1之后获得的临时组装的结构的截面图。图8D是由虚线示出的图8C的部分的放大图。使用激光位移计来测量接合部件的分别在外侧周边部分和内侧周边部分中的框架部件14与后板13之间的间隙A(A′)和B(B′)。在用局部加热光照射之前，间隙A和B分别为10μm和11μm。在用局部加热光照射之后，间隙A′和B′分别为9μm和7μm。这指出，与气密容器的外侧空间相比，在内侧空间中接合部件被压扁得更明显，并且该接合部件处于图3B所示的形状。
如上所述地制作FED设备。当操作该设备时，稳定地维持电子发射性能和图像显示性能持续较长时间。确定接合部具有足以允许接合部被应用于FED的强度以及稳定的气密性。
(示例2)
在本示例中，在图1G所示的步骤中，使用第一局部加热光和第二局部加热光对接合部件1加热并且使其热熔化，如图5A～5C所示。除此之外，以与示例1相同的方式制作FED设备。对于第一局部加热光42的照射条件包括980nm的波长、120W的激光功率以及1.0mm的有效光束直径。在扫描方向D上以600mm/s的速度移动包括接合部件1的照射目标。第一局部加热光42的光束轮廓具有如图5C所示的那样的高斯分布。在扫描期间，光束的中心被保持为距离气密容器中的接合部件1的中心向内0.5mm。对于第二局部加热光41的照射条件包括980nm的波长、220W的激光功率以及2.0mm的有效光束直径。在扫描方向D上以600mm/s的速度执行照射。高斯光束轮廓的峰值位置45被维持在接合部件1的在其宽度方向上的中心线46上。第一局部加热光与第二局部加热光的光束中心之间的距离被设定为50mm。在维持该距离的情况下，允许第二局部加热光41跟随第一局部加热光42。如示例1的情况一样，使用激光位移计来测量接合部件的分别在外侧周边部分和内侧周边部分中的框架部件14与后板13之间的间隙。在用局部加热光照射之前，间隙A和B均为10μm。在用局部加热光照射之后，间隙A′和B′分别为9μm和5μm。这指出，与气密容器的外侧空间相比，在内侧空间中接合部件被压扁得更明显，并且该接合部件处于图3B所示的形状。
如上所述地制作FED设备。当操作该设备时，稳定地维持电子发射性能和图像显示性能持续较长时间。确定接合部具有足以允许接合部被应用于FED的强度以及稳定的气密性。
(示例3)
在本示例中，在图1F和图1G中，临时组装的结构17的内部的压强减少，使得由大气压对接合部件1加压。除此之外，以与示例1相同的方式制作FED设备。以与示例1和2相同的方式测量接合部件的分别在外侧周边部分和内侧周边部分中的框架部件14与后板13之间的间隙。在用局部加热光照射之前，间隙A和B分别为14μm和9μm。在用局部加热光照射之后，间隙A′和B′分别为12μm和5μm。这指出，与气密容器的外侧空间相比，在内侧空间中接合部件被压扁得更明显，并且该接合部件处于图3B所示的形状。
如上所述地制作FED设备。当操作该设备时，稳定地维持电子发射性能和图像显示性能持续较长时间。确定接合部具有足以允许接合部被应用于FED的强度以及稳定的气密性。
(示例4)
在本示例中，在图1E中，在框架部件14上形成如图7A～7C中示出的这种接合部件3。除此之外，以与示例1相同的方式制作FED设备。作为接合部件3，使用由作为基体材料的Bi-型无铅熔料玻璃(由ASAHI GLASS CO.，LTD.制造的BAS115)形成的并且包含约1.0wt％的铁氧化物的熔料玻璃。接合部件3的宽度为0.7mm并且接合部件3的膜厚为1～2μm。以与示例1～3相同的方式测量接合部件的分别在外侧周边部分和内侧周边部分中的框架部件14与后板13之间的间隙。在用局部加热光照射之前，间隙A和B分别为10μm和11μm。在用局部加热光照射之后，间隙A′和B′分别为9μm和6μm。这指出，与气密容器的外侧空间相比，在内侧空间中接合部件被压扁得更明显，并且该接合部件处于图3B所示的形状。
如上所述地制作FED设备。当操作该设备时，稳定地维持电子发射性能和图像显示性能持续较长时间。确定接合部具有足以允许接合部被应用于FED的强度以及稳定的气密性。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有这样的修改、等同的结构与功能。
Claims (6)
1.一种排空的气密容器的制造方法，所述排空的气密容器包括一对彼此相对的玻璃基板和布置在所述一对基板之间以便与所述一对基板一起限定其内部减压的大气的框架部件，其中所述制造方法包括如下的步骤：
在所述框架部件与所述一对基板中的一个基板之间布置接合部件，所述接合部件具有负温度系数的粘度、具有比所述一对基板中的所述一个基板和框架部件的软化温度低的软化温度、并且延伸成框架形状，使得所述接合部件接触所述一对基板中的所述一个基板并且接触所述框架部件，从而形成具有由所述框架部件和所述一对基板包围的内侧空间的组装单元；以及
在对所述接合部件加压的同时，加热并且熔化所述接合部件，其中进入热通量分布在所述接合部件的宽度方向上的中心比所述接合部件的宽度的中心更接近于所述组装单元的内侧空间。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中
加热并且熔化所述接合部件的步骤包括沿着延伸所述接合部件的方向扫描局部加热光。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其中
所述局部加热光具有关于所述接合部件的宽度方向对称的热通量分布，并且所述热通量分布的中心位于所述容器的内侧空间侧而不是所述接合部件在宽度方向上的中心。
4.根据权利要求2或3所述的制造方法，其中
所述接合部件沿着所述局部加热光的入射面具有放射率分布，使得位于相对于所述接合部件的宽度中心的内侧空间侧的接合部件的平均放射率ε比位于相对于所述接合部件的宽度中心的外侧空间侧的接合部件的平均放射率ε高。
5.根据权利要求2所述的制造方法，其中
由所述局部加热光进行的扫描被执行多次，使得通过多次扫描的总进入热通量分布的中心比所述接合部件在所述宽度方向上的中心更接近于所述组装单元的内侧空间。
6.根据权利要求2所述的制造方法，其中
在内侧空间侧的所述接合部件由包含铁氧化物的玻璃熔料形成。
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