CN1655317A - 图像显示装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图像显示装置,能确保由夹设在前面基板与背面基板之间的多部件的组合体构成的支承体的气密接合,并且,能容易地实现显示图像的大画面化,提高气密保持功能。支承体(13)夹设在前面基板(2)与背面基板(1)之间,围绕着显示区域,通过密封接合部件(4)与两基板密封接合。该支承体(13)是用软化温度比密封接合部件(4)高的接合材料(14)将多个支承体片(13X1、13X2、13Y1、13Y2、13C1~13C)4相互气密接合而成的。
Description
技术领域
本发明涉及图像显示装置,特别涉及具有支承体的图像显示装置,该支承体夹设在基板之间且围绕密闭空间。
作为高亮度、高清晰度的图像显示装置,已往广泛地采用彩色阴极射线管。
近年来,随着信息处理装置和电视播放的像质的不断提高,需要作为具有高亮度和高清晰度的特性的同时、还具有重量轻和节省空间的特性的图像显示装置的平板状显示器(平板显示器)。
作为典型的例子,液晶显示装置、等离子显示装置等的平板显示器已进入实用化阶段。
对于这种平板显示器,还披露了特别是作为可实现高亮度化的显示器的场致(电子)发射型显示装置、及具有电力消耗低的特点的有机EL显示器等各种型式的平板显示器。
在这样的平板显示装置中,有一种使前面基板与背面基板这样二张基板之间的密闭空间形成比外界气压低的低压或者真空的显示装置,其中配置着框状支承体,该框状支承体在将二块基板间之间的间隙保持为规定值的同时,围绕着上述密闭空间来保持其气密性。
图8是说明公知的场致发射型图像显示装置的一个构造例的剖视图。
在图8中,场致发射型图像显示装置具有背面基板1以及与该背面基板1相对的前面基板2,在该两基板的内周缘部之间夹设着整体构造的框状支承体3,并且用密封接合部件4进行气密性密封,使由该支承体围绕的作为显示区域的内部空间保持为比外界气压低的低压或真空状态。
该图像显示装置在上述背面基板1的内面上具有场致发射型的电子源5和控制电极等,而在上述前面基板2的内面上具有阳极和萤光体层6。另外,标记7表示隔撑,该隔撑7用于保持上述显示区域的两基板间之间的间隔。随着显示尺寸的大型化,越来越需要这样的隔撑7。
背面基板1由玻璃或陶瓷等合适的材料形成,并且前面基板2由玻璃等的透光性材料形成。另外,支承体3由玻璃或陶瓷等合适的材料形成,并且用熔结玻璃等的密封构件固定在背面基板1和前面基板2的内周缘上。对由背面基板1、前面基板2和支承体3形成的内部空间进行排气,使其成为例如10-5~10-7Torr的真空度。
上述电子源5例如由碳纳米管(CNT)、类金刚石碳(DLC)或其它的场致发射阴极构成。
在这样的平板显示器中,保持两基板间的间隔并围绕显示区域的上述支承体具有前述那样的整体构造,也有如图9所示那样将多个壁部件结合在一起而成的构造。
图9是专利文献1(日本特开2002-298761号公报)所披露的显示装置的说明图,是示意地说明背面基板1、前面基板2和支承体3的构造的分解透视图。
在该图9所示的显示装置中,背面基板1和前面基板2由玻璃板构成,支承体3由玻璃材料构成。在这里,图中没有表示出形成在背面基板1和前面基板2的各内面上的各种构成部分。
在图9中,把具有规定厚度的支承体3夹设在背面基板1的周缘和前面基板2的周缘之间,用密封接合部件将它们隔开一定间隙地固定在一起,使内部形成密闭空间。该支承体3可以分割为多个壁部件3X1、3X2、3Y1、3Y2、3C1及3C4。
在各壁部件3X1、3X2、3Y1、3Y2、3C1及3C4相互邻接并接合的各部分上形成斜面3P。垂直于该斜面3P的法线与背面基板1或前面基板2的法线的交叉角度是锐角。
图10(a)、图10(b)和图10(c)是表示图9中支承体3的上面及两个侧面的三面视图,图10(a)是俯视图,图10(b)是短边一侧的侧视图,图10(c)是长边一侧的侧视图。图中的附图标记对应于与图9中相同的部分的附图标记。
如图10(a)~(c)所示,该例子的支承体3被分割为两个长边壁部件3X1和3X2、两个短边壁部件3Y1和3Y2、以及四个拐角部壁部件3C1、3C2、3C3、3C4,它们通过各斜面3P相互接合在一起,从而构成支承体3。
另外,专利文献2(日本特开2000-311630号公报)中记载了这样一种技术,其中具有内包有电子发射元件的第1框部件、内包有该第1框部件的第2框部件,该第1、第2框部件是这样形成的,将多个板状部件排列成长方形,并将它们定位固定,用燃烧器对它们的接触部分加热使其熔化,将它们熔接在一起。
另外,在专利文献3(日本特开平11-317164号公报)中记载了这样一种技术,在具有整体构造的支承框的图像形成装置中,用软化温度分别不同的熔结玻璃对前面板与隔撑之间、背面板与隔撑之间以及支承框与两面板之间进行密封固定,从而减少了密封次数,最大限度地抑制尺寸变化,抑制微量的泄漏。
在上述现有技术中,通过整体构造的框架型支承体将二块玻璃板接合固定在一起,在显示装置大型化(大画面化)的情况下,在操作时支承体容易破损,并且,在下料时会产生浪费,结果,使价格升高。
为了避免这一问题,提出了图9所示那样的的构造,即,将支承体分割成为多个部件,然后将它们组合粘接在一起。
与上述整体构造的框架型支承体相比,该组合粘接的构造具有可解决容易破损的问题、在下料方面也可避免产生浪费、价格便宜等优点。
但是,通过密封接合部件对两基板与支承体进行密封固定时,分别在两基板上沿与板面相垂直的方向(Z方向)施加荷重,在该加压粘接时,上述支承体的各分割部件的接合部分会朝着相互分离的方向(X、Y方向)位移,从而不能充分地保持该接合部分的气密性,可能会产生泄漏,必须采用能防止这一问题的夹具。
另外,即使在密封固定后的排气工序中,由于仍然是高温的环境,所以,上述接合部的接合材料可能会熔化,必须再使用限制上述支承体的各分割部件的位移的夹具,解决这些问题成为本技术领域中的课题。
另外,在现有技术中,将多个板状的部件排列成长方形并将它们定位固定,用燃烧器对各个接触部分进行加热而使其熔化,从而使它们熔接在一起而形成支承体,在该技术中存在以下问题,随着熔接产生变形时,必须要进行整形工序,另一方面,燃烧器的加热会引发作业环境的问题,作业效率也不高,所以尽量不采用燃烧器加热的方法,而是通常采用接合材料进行固定。
发明内容
因此,本发明是为了解决上述问题而做出的,其目的是提供一种图像显示装置,该图像显示装置中,通过密封接合部件将该支承体的端面与上述前面基板及背面基板气密地密封固定,上述支承体由多个支承体片的集合体构成,该支承体片相互间通过与上述密封接合部件不同的接合材料气密接合。
这样,可提供不容易产生泄漏、可以实现所需的高质量显示、而且可容易实现显示图像的大画面化的图像显示装置。
采用本发明,由于将密封接合部件和接合材料二者分开使用,所以,可确保支承体片相互的气密接合,能避免泄漏,可得到清晰度高的大型(大画面)显示装置。
另外,由于支承体由多个支承体片的集合体构成,所以,能解决整体构造的支承体存在的容易破损的问题,在下料时也不会产生浪费,成本低,能得到高清晰度的大型(大画面)显示装置。
采用本发明,在密封时及排气时等,支承体片相互间不容易产生变位,可确保气密接合,所以不必使用上述的夹具,可提高工作效率,并且得到清晰度高的大型(大画面)显示装置。
采用本发明,可确保支承体片相互间以及支承体与两基板间的气密保持性,可得到清晰度高的大型(大画面)显示装置。
采用本发明,预先用接合材料将支承体片相互接合而构成支承体后,再通过密封接合部件将该支承体与两基板气密地密封固定,所以,在密封以后的工序中,即使升温到所需的高温,也能确保支承体片相互的气密接合,可得到清晰度高的大型(大画面)显示装置。
采用本发明,在密封接合及排气等时,支承体片相互间不容易产生变位,可确保气密接合,因此,不必使用上述的夹具,从而提高了工作效率,并可得到清晰度高的大型(大画面)显示装置。
采用本发明,可确保支承体片相互间以及支承体与两基板间的气密保持性,可得到清晰度高的大型(大画面)显示装置。
附图说明
图1是示意地说明本发明的图像显示装置的一个实施例的分解透视图。
图2是放大表示图1中的A部的剖视图。
图3(a)和图3(b)表示本发明的图像显示装置另一个实施例的支承体,图3(a)是俯视图,图3(b)是主视图。
图4是图3(a)和图3(b)的主要部分的透视图。
图5(a)和图5(b)表示本发明的图像显示装置另一个实施例的支承体,图5(a)是俯视图,图5(b)是主视图。
图6是图5(a)和图5(b)的主要部分的透视图。
图7是说明本发明的图像显示装置的制造方法的工序图。
图8是表示已往的图像显示装置的构造的例子的要部剖视图。
图9是示意地说明已往的图像显示装置的构造的分解透视图。
图10(a)、图10(b)和图10(c)是图9所示已往的支承体的俯视图及侧视图。
具体实施方式
本发明的图像显示装置的特征是,夹设在两基板间并围绕显示区域的支承体是多个支承体片的集合体,并且,将支承体片相互气密接合的接合材料与密封接合部件具有不同的特性。
下面,说明本发明的图像显示装置的代表性构造。
本发明的图像显示装置,具有:前面基板,该前面基板在其内面上具有阳极和萤光体;背面基板,该背面基板在其内面上具有多个电子源,并且隔着规定间隔与上述前面基板相对地配置着;支承体,该支承体夹设在上述前面基板与上述背面基板之间,并且围绕着显示区域,从而保持上述的规定间隔;通过密封接合部件分别将上述支承体的端面与上述前面基板和上述背面基板气密地密封固定在一起,其特征在于,上述支承体由多个支承体片构成,并且上述支承体片相互之间通过接合材料气密地接合在一起。
另外,本发明的图像显示装置,上述接合材料的软化温度可以高于上述密封接合部件的软化温度。
而且上述接合材料的软化温度与上述密封接合部件的软化温度之间的差值可以是大于或等于30℃。
另外,上述接合材料和上述密封接合部件由熔结玻璃构成。
另外,本发明的图像显示装置的制造方法,该图像显示装置具有:前面基板,该前面基板在其内面上具有阳极和萤光体;背面基板,该背面基板在其内面上具有多个电子源,并且以隔着规定间隔与上述前面基板相对地配置着;支承体,该支承体夹设在上述前面基板与上述背面基板之间,并且围绕着显示区域,从而保持上述的设定间隔;通过密封接合部件将上述支承体的端面与上述前面基板和上述背面基板气密地密封固定在一起,该图像显示装置的制造方法的特征在于,上述支承体由多个支承体片构成,并且上述支承体片相互之间通过接合材料气密地接合在一起,此然后,通过密封接合部件将该支承体分别通过密封接合部件对与上述前面基板及背面基板分别与上述支承体之间进行气密密封接合。
另外,本发明的图像显示装置的制造方法,其特征在于,可以是上述接合材料的软化温度高于上述密封接合部件的软化温度。上述接合材料的软化温度与上述密封接合部件的软化温度之间的差值可以大于或等于30℃。
另外,上述接合材料和上述密封接合部件由熔结玻璃构成。
采用上述构造,可提供气密保持功能好、高质量显示、而且可大画面化的图像显示装置。
显然,本发明并不限定于上述的构造及后述实施例的构造,在不超过本发明技术思想的范围内,可作各种变更。
实施例1
下面,参照实施例的附图详细说明本发明的实施方式。
在这里,对将本发明应用于FED的例子进行说明,但本发明也能同样适用于其它同样的显示装置或类似的设备。
图1表示本发明的图像显示装置的实施例,是说明背面基板、前面基板和支承体的构造的例子的分解透视图。图2是图1中的A部的Z方向剖面放大图。Z方向是两基板1、2的叠置方向。
在该图像显示装置中,背面基板1和前面基板2由玻璃板构成,支承体13由玻璃材料构成。在此,在图中没有表示出形成在背面基板1和前面基板2的各内面上的电子源和萤光体层等各种构成部分。
在图1和图2中,将背面基板1和前面基板2隔开一定间隙地相对配置,把具有规定厚度的支承体13夹设该两基板周缘之间,通过配置在该支承体13的上下端面上的密封接合部件4,将两基板1、2与支承体13密封固定在一起,从而在内部形成作为显示区域的密闭空间。
该支承体13具有两个长边支承体片13X1和13X2、两个短边支承体片13Y1和13Y2、以及四个角部支承体片13C1,13C2,13C3,13C4,将这些支承体片组合成为围绕显示区域的形状尺寸,在各接合面13P处,例如通过熔结玻璃那样的接合材料14进行气密性接合,从而构成支承体13。在上述的构造中,各接合面13P呈斜面形状。
在由这些支承体片的组合体构成的支承体13中,其Z方向的高度全周中一致,如果有大的台阶,则可能会产生泄漏。
另外,上述接合材料14采用特性不同于密封接合部件4的熔结玻璃。
即,作为该接合材料14的一例,例如可以采用软化温度为440℃且接合温度为480℃的非晶质熔结玻璃。密封接合部件4是采用软化温度为比上述接合材料14低50℃的390℃且密封接合温度为430℃非晶质熔结玻璃。
其它的例子,可以采用具有表1特性的材料等。
表1
接合材料 | 软化温度 | 接合温度 |
接2 | 475℃ | 530℃ |
接3 | 521℃ | 575℃ |
密封材料 | 软化温度 | 密封温度 |
封2 | 353℃ | 430℃ |
封3 | 360℃ | 430℃ |
这些熔结玻璃可以具有各种组成成分,例如可采用由PbO:70wt%、B2O3:4wt%、TiO2:9wt%、以及其它物质构成的非晶质熔结玻璃等。可用所含有的氧化物的量来控制熔结玻璃的软化温度,例如,融点低的氧化物的量多时,软化温度降低,反之,融点高的氧化物的比例小时,软化温度提高。
另外,通过改变熔结玻璃的组成成分组成比,可以控制软化温度,这已经在玻璃手册等中阐明。
采用该实施例的构造,容易形成支承体片和支承体,并且,由于支承体片的相互接合面呈斜面形状,所以,能确保较大的接合面积,并且,能防止接合材料从接合面流失,从而可确保气密接合的可靠性。
上述实施例中,所采用的软化温度的差只值是50℃,但该差值只要是至少30℃就具有实用性,从作业余量方面考虑,该差最好是≥50℃。
实施例2
图3(a)和图3(b)表示本发明的图像显示装置的另一个实施例的支承体,图3(a)是俯视图,图3(b)是主视图。对与上述图中相同的部分注以相同附图标记。
在图3(a)和图3(b)中,支承体23是把4根杆状的支承体片23X1、23X2、23Y1、23Y2组合成为井字形,在各重合部23C通过接合材料14进行气密接合而成的。
各重合部23C的结构为:具有例如图4中表示其一个例子那样的凹部23H,将被组合的支承体片的各凹部23H相互嵌合,通过夹设在相对面之间的接合材料14气密地接合在一起。
该图4所示的凹部23H设在例如支承体片23X1的一端侧,该凹部23H的构成为大致方孔形状,该方孔形状在支承体片23X1的顶面TH上具有宽度为W且长度为L的开口,并且以从开口沿大致垂直于中心轴CL的方向朝下端面UH延伸,其深度h为支承体片23X1的高度H的大致一半。当然,在另一端侧也具有同样构造的凹部23H。另外,在其它的支承体片23X2、23Y1、23Y2上也与支承体片23X1同样,在其两端部分别具有凹部23H。
在该凹部23H的内侧壁23H1和底面23H2上设有接合材料14,通过该接合材料14分别与其它的支承体片气密接合在一起。
在该构造中,由于重合部形状是顶面具有开口的大致方孔形状的凹部,其形状简单,容易形成,并且是二维结合,所以,能可靠地进行支承体片相互之间的气密性粘接固定。
另外,由于支承体片相互间通过重合面被二维固定着,所以,在支承体与两基板的密封时、以及在排气工序中等的全部过程或部分过程中,即使不使用保持支承体的夹具,也能确保所需的气密保持功能。
实施例3
图5(a)和图5(b)表示本发明的图像显示装置的另一实施例的支承体,图5(a)是俯视图,图5(b)是主视图。对与上述图中相同的部分注以相同附图标记。
在图5(a)和图5(b)中,支承体23通过把4根杆状的支承片33X1、33X2、33Y1、33Y2组合成为方形,在该4根支承片的各端部的重合部33C通过接合材料14气密接合而成的。
各重合部33C具有例如图6所示的结合部33H,把被组合的支承体片的各结合部33H相互结合,通过夹设在相对面之间的接合材料14气密地接合在一起。
该图6所示的结合部33H是设在支承体片33X1的一端侧的一个例子。该结合部33H在支承体片33X1的端部具有第1薄壁部33X13、第2薄壁部33X14、第1壁部33X15和第2壁部33X16、33X17。第1薄壁部33X13,从长度方向端面33X12朝着长度方向中心延伸,其长度为L1,在其整个长度L1上其厚度都为支承体片高度H的大致一半。第2薄壁部33X14在第1薄壁部33X13的内侧,其长度为L2,其宽度为支承体片宽度W的大致一半,在其整个长度范围中其厚度与第1薄壁部33X13相同。第1壁部33X15平行于上述长度方向,第2壁部33X16和33X17垂直于第1壁部33X15。当然,在另一端也具有同样构造的结合部33H。其它的支承体片33X2、33Y1、33Y2上也与支承片33X1同样,在两端部具有结合部33H。
在该结合部33H的第1薄壁部33X13、第2薄壁部33X14、第1壁部33X15和第2壁部33X16、33X17上,设有接合材料14,通过该接合材料14分别与其它支承体片气密接合。
在该构造中,重合部本身容易形成,而且,由于设置了台阶部(壁部),可确保较大的接合面积,提高了保持气密的功能。
另外,由于支承体片相互间在重合面上二维固定着,所以,在支承体与两基板的密封接合时、以及在排气工序中的部分过程或全部过程中,即使不使用保持支承体的夹具,也能确保所需的气密保持功能。
实施例4
下面,说明本发明的图像显示装置的制造方法。
图7是说明本发明的图像显示装置制造方法的工序图,对与前述图1至图6中相同的部分注以相同的附图标记。
在图7中,在前面基板2上形成有由黑矩阵膜BM、萤光体图形6、以及金属敷层(阳极)Ad构成的萤光面。
接着,在形成有萤光面的前面基板2上分别以规定的图形涂敷密封接合部件4和固定材料7a,形成为准前面基板组装体FTA。上述密封接合部件4是将非晶质熔结玻璃和规定的粘接剂混合而成的。上述的固定材料7a是把用于固定隔撑7的例如熔结玻璃与规定的粘接剂混合而成的。
这里,上述密封接合部件4也可以不形成在基板上,而是全部设置在支承体13上。
用使上述粘接剂消失程度的温度、即约150℃准烧结(P-a)上述准前面基板组装体FTA后,用夹具(图未示)等将固定材料7a和隔撑7定位,在大气中例如用450℃加热10分钟,通过固定材料7a把上述隔撑7的一端面固定在前面基板2上,形成了前面基板组装体FPA。
在背面基板1上首先形成多根阴极配线CL和控制电极GL等,然后分别以规定的图形涂敷与规定粘接剂混合成的上述固定材料7a和密封接合部件4,形成为准背面基板组装体BTA。上述多根阴极配线CL是沿着X方向延伸,在与该X方向交叉的其它方向、例如Y方向上并列地设置。
上述固定材料7a也可以在背面基板1和前面基板2采用不同特性的材料。
用使上述粘接剂消失程度的温度、即约150℃准烧结(P-b)了该准背面基板组装体BTA后,在上述阴极配线CL上形成电子源5,形成了背面基板组装体BPA。
用后述的另外工序形成支承体13。
即,在各支承体片的各接合面13P上夹设接合材料14。该接合材料14是将例如软化温度为440℃、接合温度为480℃的非晶质熔结玻璃和规定的粘接剂混合而成的糊状物。把各支承体片13X1、13X2、13Y1、13Y2、13C1~13C4以规定的排列方式设置在夹具内成准支承体组装体STA,一边对其加压一边用上述接合温度480℃加热(P-c)10分钟,形成支承体13。
在该支承体13的上下两端面、即上述顶面TH和下端面UH上分别涂敷密封接合部件14,该密封接合部件14是将例如软化温度为390℃、密封接合温度为430℃这样特性的非晶质熔结玻璃和规定的粘接剂混合而成的糊状物。再用使粘接剂消失程度的温度、即约150℃对其进行准烧结(P-d),形成为支承体组装体SPA。
接着,把在前面基板2上固定隔撑7的一端面而成的前面基板组装体FPA、背面基板组装体BPA以及支承体组装体SPA三者在Z方向重叠,而形成为准平板组装体PSA,一边在Z方向对该平板准组装体加压,一边用比上述接合材料14的软化温度低的温度、例如430℃加热(P-e)10分钟,用密封接合部件4对两基板1、2和支承体13进行气密性密封接合(P-f)。与该气密密封接合的同时,通过固定材料把隔撑7的另一端面固定在背面基板2上。
接着,通过图未示的排气管,对由两基板1、2和支承体13围绕着的成为显示区域的空间进行烘烤(P-g)。该排气烘烤是这样一种工序,即,将准平板组装体PSA配置在真空炉内,在最高温度比上述接合材料的软化温度低的温度、例如380℃下放置数小时。
另外,在没有排气管的形式中,上述排气烘烤工序也可以与上述气密密封接合同时进行。
然后,在具有排气管的构造中,将排气完毕后的排气管拆离,再经过定形(P-h)等的规定处理制造成为平板组装体PA。
采用上述的制造方法,采用密封接合部件4进行了气密密封接合,并且在其后的加热工序中,用比上述接合材料14的软化温度低的温度进行处理,由此,将支承体片相互气密接合的接合材料14不产生熔融、软化,可以将支承体片相互牢固地气密接合,避免产生位移和泄漏,因此,能充分发挥支承体的功能。
Claims (10)
1.一种图像显示装置,具有:
前面基板,该前面基板在其内面上具有阳极和萤光体;
背面基板,该背面基板在其内面上具有多个电子源,并且与上述前面基板相对,且与上述前面基板之间隔开规定间隔;
支承体,该支承体夹设在上述前面基板与上述背面基板之间,并且围绕着显示区域,从而保持上述的规定间隔;
通过密封接合部件将上述支承体的端面与上述前面基板和上述背面基板气密密封接合,其特征在于,
上述支承体由多个支承体片构成,并且上述支承体片相互之间通过接合材料气密接合。
2.如权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,上述接合材料的软化温度高于上述密封接合部件的软化温度。
3.如权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,上述接合材料的软化温度与上述密封接合部件的软化温度之差大于或等于30℃。
4.如权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,上述接合材料由非晶质熔结玻璃构成。
5.如权利要求1所述的图像显示装置,其特征在于,上述密封接合部件由非晶质的熔结玻璃构成。
6.一种图像显示装置的制造方法,该图像显示装置具有:
前面基板,该前面基板在其内面上具有阳极和萤光体;
背面基板,该背面基板在其内面上具有多个电子源,并且与上述前面基板相对,且与上述前面基板隔开规定间隔;
支承体,该支承体夹设在上述前面基板与上述背面基板之间,并且围绕着显示区域,从而保持上述的设定间隔;
通过密封接合部件分别将上述支承体的端面、与上述前面基板和上述背面基板气密密封接合在一起,该图像显示装置的制造方法的特征在于,
上述支承体由多个支承体片构成,并且上述支承体片相互之间通过接合材料气密地接合在一起,此后,通过密封接合部件分别对上述前面基板及背面基板与夹设在它们之间的上述支承体之间进行气密密封接合。
7.如权利要求6所述的图像显示装置的制造方法,其特征在于,上述接合材料的软化温度高于上述密封接合部件的软化温度。
8.如权利要求6所述的图像显示装置的制造方法,其特征在于,上述接合材料的软化温度与上述密封接合部件的软化温度之差大于或等于30℃。
9.如权利要求6所述的图像显示装置的制造方法,其特征在于,上述接合材料由非晶质的熔结玻璃构成。
10.如权利要求6所述的图像显示装置的制造方法,其特征在于,上述密封接合部件由非晶质的熔结玻璃构成。
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