图象显示设备及其制造方法

专利名称：图象显示设备及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种图象显示设备，包括彼此相对的基片、位于基片之间的框架主体和多个象素，及该图象显示设备的制造方法。
背景技术：
近年来，各种平板显示设备被开发成取代阴极射线管(CRT)的下一代的轻、薄显示设备。这些平板显示设备包括液晶显示器(LCD)、等离子显示屏(PDP)、场致发射显示器(FED)、表面传导电子发射显示器(SED)等。在LCD中，光的强度是通过利用液晶的定向来控制的。在PDP中，通过等离子体放电所产生的紫外线使荧光体发光。在FED中，通过来自场致电子发射元件的电子束使荧光体发光。在SED中，通过来自表面传导电子发射元件的电子束使荧光体发光。
例如在日本专利申请KOKAI公开号2000-323074中所述的FED通常具有隔着预定间隙前基片和与前基片相对的后基片。这些基片具有它们各自的由矩形框架形式的框架主体连接在一起的外围部分，从而构成了一个真空外壳。该外壳需要极高度的真空。为了支撑作用于后基片和前基片上的空气载荷，在这些基片之间设置了多个支撑元件。在前基片的内表面上形成一个荧光屏。在后基片的内表面上设有用来激励荧光体发光的作为电子发射源的大量电子发射元件。后基片一边的电位基本上是接地电位，和阳极电压Va施加至荧光屏。将从电子发射元件发出的电子束加至构成荧光屏的红、绿和蓝色荧光体，从而使荧光体发光及显示一个图象。
根据这种类型的FED或SED，电子发射元件的尺寸处于微米量级，且可以将显示设备的厚度减小到几毫米左右。当与用作现有TV或计算机的显示器的CRT相比，因此它能被做得更轻和更薄，并且省电。
在上述FED中，外壳的内部必须保持高真空。在PDP中也是，在一次抽真空之后该外壳必须填满放电气体。在日本专利申请KOKAI公开号2000-229825中提出了一种方法，其中构成外壳的前基片和后基片最终在斜用于抽空外壳措施的真空罐内组装。
在此方法中，预先对向首先位于真空罐内的前基片和后基片充分加热。这样做是为了减少从外壳的内壁放出的气体，该气体是降低外壳的真空度的主要原因。当随后冷却前基片和后基片使真空罐内的真空度充分提高时，在荧光屏上形成一层用于提高和维持外壳的真空度的吸气薄膜。因此，对前基片和后基片再次加热至密封材料融化的温度，并在冷却它们时将前基片和后基片在预定位置接合使密封材料凝固。
采用由此方法制造的真空外壳，密封处理兼作为真空封装处理，且不需要时间来通过排气管来排出外壳内部的气体。另外，可以得到非常满意的真空度。
然而，在真空中进行组装时，密封处理中的程序是多重的，包括加热、位置对准、和冷却，且在密封材料融化和凝固期间前基片和后基片必须在预定位置上继续保持很长时间。另外，还有与密封相关的生产力和特征的问题，使前基片和后基片易于遭受热膨胀和热收缩使得在它们被加热和冷却来密封时降低了对准的精度。
另外在日本专利申请KOKAI公开号2002-319346中描述了一种方法(传导加热)，其中将诸如铟之类的在较低温度下熔化的低熔点金属密封材料填入前基片和框架主体之间的空间，对导电密封材料本身供电以加热并用形成的焦耳热予以熔化。根据此方法，冷却基片从不需要非常长的时间，从而可以在短时间内将基片接合在一起组成外壳。
然而，通过使用此方法在密封材料不可避免地流动之前在加热处理中融化低熔点金属，从而根据位置使分布量部分分布使得传导加热包括不均匀的加热。另外当低熔点金属熔化时，提供的电流会使低熔点金属部分断开。
因为基片和熔化的铟一起密封，另外熔化的铟可能会溢出到基片内部的显示区域或基片周围的引线区域内。为了解决此问题，例如可以确定地让熔化的铟通过基片的角部分溢出，因为基片被封接在一起。然而，如果基片的尺寸越大，则在基片的各边中心部分附近的铟越难移向基片的角部分。在某些情况下，铟可以通过途经的希望的密封区域溢出至基片的内部或外部。如果铟溢出，它会在接触基片上引线等，从而引起短路等。因此不可避免地，必须确保框架主体的大宽度从而将溢出的铟限制在框架主体的宽度内。然而，在平板图象显示设备中，显示区域之外的任何其它部分，即显示区域周围的图象帧部分，最好尽可能地窄，使框架主体的宽度和密封宽度最小化。
在FED中，设置在前基片和后基片之间的框架主体非常窄且非常薄，例如约1mm薄。当将框架主体接合至基片的各外边缘部分时，因此在FED的制造过程中框架主体难以支持且易于变形，从而定位它需要时间。同时在支持框架主体时，该框架主体的边的各个中心部分弯曲或扭曲，从而不能容易地准确定位该框架主体。这些问题使制造期间的转位时间增加并必然增加了成本。因此，希望及早改进。

发明内容
考虑到这些情况作出了本发明，且其目的是提供一种能确保对前基片和后基片进行快速且稳定的密封并具有满意的真空度的图象显示设备，及其制造方法。
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供了一种图象显示设备，包括具有前基片和与前基片相对的后基片且在前基片和后基片的各个外围部分之间设置了一个矩形框架主体的外壳；和在该外壳内形成的多个象素，该框架主体具有从各个角部分在与框架的边平行的方向上向外突出并被夹住的突出部分。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造图象显示设备方法，该图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片且在前基片和后基片的各个外围部分之间设置了一个矩形框架主体的外壳；和在该外壳内形成的多个象素，该方法包括以具有从各个角向外突出的突出部分的矩形框架的形式准备框架主体；夹住和向外拉该框架主体的突出部分，从而在其纵向方向上将一张力加至框架主体的每一边部分；并用所保持的施加的张力将框架主体定位并接合至前基片和后基片中的至少一个。
根据以此方式构成的图象显示设备及该图象显示设备制造方法，在框架主体的各个角上设置了突出部分，使得可以通过夹住突出部分来容易地支持该框架主体。同时，通过将突出部分向外拉以对框架主体的每个边部分施加一纵向力可以将框架主体的每一边部分保持在平坦状态和稳定的形状而没有任何变形或扭曲。因此，可以在短时间内将框架主体准确地定位在相对于前基片或后基片的预定位置上。因此，可以提供一种确保框架主体的稳定接合，减少制造成本和稳定且满意的图象显示的图象显示设备及其制造方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种图象显示设备，包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于框架主体与前基片或后基片之间的密封材料，该框架主体具有多个在与前基片的表面相垂直的方向上穿透过框架主体所形成的通孔或缝隙。
根据本发明的另一方面，提供了一种图象显示设备的制造方法，该图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于框架主体与前基片或后基片之间的密封材料，该方法包括准备框架主体，该框架主体具有多个在与前基片的表面相垂直的方向上穿透过框架主体所形成的通孔或缝隙；将前基片和后基片设置成彼此相对；将框架主体设置在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分之间并沿着前基片和后基片的各自的外边缘部分，并将一导电密封材料设置在框架部分与前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分中至少一个之间以覆盖整个圆周；通过供电来加热框架主体，籍此熔化或软化密封材料，将前基片和后基片压向彼此，并密封前基片和后基片的各自的外边缘部分。
根据以此方式构成的图象显示设备及其制造方法，框架主体设置有通孔或缝隙，从而可以使框架主体的电阻高于没有通孔或缝隙的框架主体。因此，可以减少因加热而加至密封材料和框架主体的电流以简化设备结构或电极结构。另选地，可以加宽框架主体的宽度以增加接合区域，从而提高密封可靠度，尽管可使用和传统的同样的电流。
根据上述结构，可以明显地使框架主体在平行于基片的方向上的弹性更低。因此，可以减轻由加热或周围温度变化引起的框架主体和基片之间的热膨胀差所产生的压力，并可以用小的张力将框架主体与希望的位置对准。
根据以上结构，另外，可以将框架主体的表面面积制成比其体积大，从而可以提高密封材料的保持力。如果在制造期间密封材料在差水平度条件设置中熔化，优点在于不能轻易地将密封材料局部地分布在框架主体上或流动。因为与通孔或缝隙相应的边缘减少了框架的热容量，当受到传导加热时可以在短时间内容易地加热和冷却框架主体。
根据本发明的一个方面，提供了一种图象显示设备，包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于框架主体与前基片或后基片之间的密封材料，该框架主体具有四个从四个角向外突出的突出部分和至少一个从边部分向外突出的突出部分。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造图象显示设备的方法，该图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于框架主体与前基片或后基片之间的密封材料，该方法包括准备框架主体，该框架主体具有四个从四个角向外突出的突出部分和至少一个从边部分向外突出的突出部分；将前基片和后基片设置成彼此相对；将框架主体设置在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分之间并沿着前基片和后基片的各自的外边缘部分，并将一导电密封材料设置在框架部分与前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分中至少一个之间以覆盖整个圆周；将框架主体的突出部分定位向前基片和后基片的各自内表面的外边缘部分中至少一个并拢，从而使框架主体以预定位置定位；在框架主体定位后通过供电来加热框架主体，籍此熔化或软化密封材料，将前基片和后基片压向彼此，并密封前基片和后基片的各自的外边缘部分。
根据以此方式构成的图象显示设备及其制造方法，可以对导电框架主体通电以熔化或软化密封材料，从而可以将前基片和后基片接合在一起。如果大量密封材料部分地分布或在供电期间密封材料熔化，则导电框架主体可以减少或降低不均匀加热或断开的可能性。另外，可以用从四个角和边部分突出的突出部分将框架主体固定于基片上。如果供电使框架主体热膨胀，则可以防止变形或扭曲，并可以维持框架主体预定位置。因此，可以快速而稳定地密封前基片和后基片，从而可以提供具有满意真空度的图象显示设备及其制造方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种图象显示设备，包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳和将前基片和后基片的各自的外边缘部分封接在一起的密封部分，该密封部分包括框架主体和沿前基片和后基片的各自的外边缘部分延伸的密封材料，该框架主体具有一个横截面使得框架主体的外表面和前基片和后基片中至少一个的内表面之间的空间在框架主体的宽度方向上变化，该密封材料设置在框架主体和基片中至少一个的内表面之间。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造图象显示设备的方法，该图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳和将前基片和后基片的各自的外边缘部分封接在一起的密封部分，该方法包括在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分中至少一个上形成一密封材料层以覆盖整个圆周；将上面有密封材料层的前基片和后基片设置成彼此相对；将沿着前基片和后基片的各自的外边缘部分延伸的框架主体设置在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分之间，该框架主体具有一个横截面部分使框架主体的外表面与前基片和后基片中至少一个的内表面的外边缘部分之间的空间在框架主体的纵向方向上变化，加热密封材料层以熔化或软化密封材料，将前基片和后基片压向彼此，并密封前基片和后基片的各自的外边缘部分。
根据以此方式构成的图象显示设备及其制造方法，当要封接的前基片和后基片接合在一起并受压于给定压力之下时熔化的密封材料在基片和框架主体之间的宽阔的区域内流动。因此，可以进行密封而不让熔化的密封材料溢出至图象显示区域或引线区域或不会引起任何诸如引线短路之类的麻烦。同时，考虑到密封材料的溢出不必确保大的密封宽度，这样就可以得到一个窄框架图象显示设备。


图1为示出根据本发明的第一实施例的FED的剖视图；图2为示出前基片分离的FED的剖视图；图3沿图1的线III-III的剖视图；图4为示出FED的框架主体的平面图；图5为示出FED的荧光屏的平面图；图6为示意地示出在FED的制造中使用的真空处理器图；图7为示出前基片、框架主体和后基片在真空处理器中相互相对的状态的剖视图；图8为示出在真空处理器中将金属板电极设置在前基片、框架主体与后基片之间的状态的剖视图；图9为示出将金属板电极保持在后基片和框架主体之间的状态的放大的剖视图；图10为示出根据本发明的一修改的框架主体的平面图；图11为示出根据本发明的另一修改的框架主体的平面图；图12为示出根据本发明的又一修改的框架主体的平面图；
图13为示出根据本发明的第二实施例的FED的外表的透视图；图14为示出图13的FED的后基片一侧的结构的剖视图；图15为沿图13的线XV-XV的FED的剖视图；图16为示出FED的框架主体的一部分的放大平面图；图17为示出在FED的制造过程中前基片和后基片彼此相对的状态的剖视图；图18为示出本发明的例2的框架主体的平面图；图19为例2的框架主体的剖视图；图20为示出本发明的例3的框架主体的平面图；图21为示出本发明的例4的框架主体的平面图；图22为示出本发明的例5的框架主体的平面图；图23为示出根据本发明的第三实施例的FED的外表的透视图；图24为示出根据本发明的第三实施例的后基片一侧的结构的透视图；图25为沿图23的线XXV-XXV的FED的剖视图；图26为示出FED的框架主体的一部分的放大的平面图；图27为示出根据第三实施例将框架主体安装在后基片上的状态的平面图；图28为示出根据本发明的例6的框架主体的平面图；图29为示出根据本发明的例7的框架主体的平面图；图30为示出根据本发明的第四实施例的FED的透视图；图31为示出根据第四实施例前基片脱离的FED的透视图；图32为沿图30的线XXXII-XXXII的剖视图；图33为示出在FED的制造过程中前基片和后基片彼此相对的状态的剖视图；图34为示出第四实施例的框架结构的第一修改的剖视图；图35为示出第四实施例的框架主体的第二修改的剖视图；图36为示出第四实施例的框架主体的第三修改的剖视图；图37为示出第四实施例的框架主体的第四修改的剖视图；图38为示出第四实施例的框架主体的第五修改的剖视图；图39为示出第四实施例的框架主体的第六修改的剖视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述将本发明的图象显示设备用于FED的第一实施例。
如图1-4所示，该FED包括各由矩形玻璃板形成的并之间隔着1mm的间隙彼此相对的前基片11和后基片12。各基片的对角尺寸为例如10英寸。后基片12大于前基片11，从后基片的外围部分拉出用于输入视频信号的多条引线。前基片11和后基片12具有它们各自的通过用作侧壁的矩形框架主体13接合在一起的外边缘部分并构成一个平的内部保持真空状态的矩形真空外壳10。
框架主体13具有单个地在平行于对角线轴37和38的方向从其角部分向外突出的突出部分18a、18b、18c和18d。用低熔点金属等密封材料21将框架主体13封接至后基片12和前基片11。
在密封的状态中，框架主体13的突出部分18a、18b、18c和18d单个地从前基片11向外突出并延伸靠近后基片12的角。如下所述，在FED的制造过程中突出部分18a、18b、18c和18d可以用作支持部分来定位框架主体。
如图2和3所示，在真空外壳10中有多个用作支持件的板状隔离物14，用于承受作用于前基片11和后基片12的空气压力。这些隔离物14与真空外壳10的短边相平行地设置并在与长边相平行的方向上间隔。隔离物14并不限于此形状，例如还可以使用筒形隔离物等。
在前基片11的内表面上形成图5所示的荧光屏16。荧光屏16是通过将红、绿、和蓝色条形荧光层R、G、B和设置成位于这些荧光层之间的斜不发光部分黑光吸气层20来形成的。该荧光层与真空外壳10的短边相平行地延伸并在与长边相平行的方向上间隔。将例如由铝层组成的金属衬垫17和钡的吸气薄膜27依次相互叠加在荧光屏16上。
如图3所示设置在后基片12的内表面上的是大量用作单独发出电子束并激活荧光屏16的荧光层的电子发射元件22。这些电子发射元件22分别排列成与象素相对应的多个列和多个行。更具体来说，在后基片12的内表面上形成导电阴极层24。在该导电阴极层上形成一层具有大量空穴25的绝缘薄膜26。在绝缘薄膜26上形成钼、铌等的栅电极28。在后基片12的内表面上，钼等的锥形电子发射元件22分别设置在空穴25中。
在以此方式构成的FED中，视频信号被输入至形成简单矩阵的电子发射元件22和栅电极28。根据电子发射元件22，当亮度最高时施加+100V的栅压。将+10kV的电压加至荧光屏16。因此，从电子发射元件22发射电子束。通过栅电极28的电压来调节从电子发射元件22发出的电子束的强度。当电子束激活荧光屏16的荧光层发光时显示一个图象。
下面是对以此方式构成的FED的制造方法的详细说明。
首先，将荧光屏加到形成前基片11的平板玻璃上。准备与前基片11一样大的平板玻璃，并用绘图机在该平板玻璃上形成一个荧光条形图形。将上面有荧光条形图形的平板玻璃和用于前基片的平板玻璃设置在定位夹具上，开始曝光阶段并曝光和显影，从而形成荧光屏。然后，一种铝膜的金属衬垫形成、叠加在该荧光屏16上。
另一方面，在用于后基片的平板玻璃上形成电子发射元件22。在此情况下，在平板玻璃上形成导电阴极层24并通过例如热氧化法、CVD法或溅射法在导电阴极层上形成二氧化硅薄膜的绝缘薄膜26。
此后，通过溅射法或电子束汽相淀积法在绝缘薄膜26上形成用于形成栅电极的钼或铌的金属薄膜。然后，通过光刻法在该金属薄膜上形成与要形成的栅电极相应形状的抗蚀图形。将该抗蚀图形用作掩模通过湿蚀刻法或干蚀刻法蚀刻金属薄膜，从而形成栅电极28。
然后将该抗蚀图形和栅电极用作掩模通过湿蚀刻法或干蚀刻法蚀刻绝缘薄膜26，从而形成空穴25。在去除抗蚀图形后，通过在与后基片12的表面成给定角度的方向上通过电子束汽相淀积在栅电极28上形成例如铝或镍的隔离层。此后，通过电子束汽相淀积法将用于形成阴极的材料(例如钼)成直角地沉积在后基片12的表面上。从而在空穴内部分别形成电子发射元件22。接着，通过剥离法去除隔离层以及其上所形成的金属薄膜。
另外，在具有低熔点玻璃的后基片12上密封平板状隔离物14。将作为密封材料21的铟加至以上述方式密封了隔离物14的后基片12、上面形成荧光屏16的前基片11和框架主体13的密封的表面。在此情况下，将铟加至后基片12和前基片11的各自的外边缘部分及框架主体的两个表面上。此后，在将它们放入真空处理器100时它们彼此相对中间具有给定间隔。例如，将图6所示的真空处理器100用于上述序列处理中。
真空处理器100具有以指定顺序并排排列的加料室101、焙烤和电子束清洁室102、冷却室103、用于吸气薄膜的汽相淀积室104、组装室105、冷却室106和卸载室107。这些室的每一个都构成能真空处理的处理室，且所有这些室都在制造FED期间被抽真空。每两个相邻的处理室通过阀等相连。
上述后基片12、框架主体13和前基片11被放入加料室101，并在加料室101中形成真空后运送至焙烤和电子束清洁室102。在焙烤和电子束清洁室102中，将前基片、后基片和框架主体加热至350℃的温度，以释放这些元件表面所吸收的气体。
另外在加热元件时，附在焙烤和电子束清洁室102上的电子束发生器(未示出)将一电子束加至前基片11的荧光屏表面及后基片12的电子发射元件表面。因为安装在电子束发生器外部的偏转器将该电子束偏转用于扫描，可以用电子束全部清洁荧光屏表面和电子发射元件表面。
在加热和电子束清洁后，前基片、后基片和框架主体被运送至冷却室103并冷却至例如约100℃的温度。接着，前基片、后基片和框架主体被运送至汽相淀积室104用于形成吸气薄膜，从而通过汽相淀积在金属衬垫17的外部形成钡薄膜作为吸气薄膜。因为该钡薄膜可以防止表面被氧或碳弄脏，所以可以维持活性的状态。
随后，后基片12、框架主体13和前基片11被运送至组装室105。在该组装室105中，如图7所示，前基片和后基片12在组装室中分别由烤板131和132支持着彼此相对。另外，如图4所示，沿对角线轴37和38将框架主体13向外拉，用夹具机构(未示出)夹住框架主体13的突出部分18a、18b、18c和18d。因此，纵向的张力被加至框架主体的长边和短边部分。因此，当它们保持在前基片11和后基片12之间时框架主体13可以保持平坦和给定的形状而不变形或扭曲。
当如图8所示将各平板状的金属板电极134插入后基片12和框架主体13之间后，框架主体向后基片下降。当让后基片12和框架主体13相互靠近使它们之间的间隙为约1mm时，框架主体相对于后基片定位。当其完成后，框架主体13被保持在对角方向上的向外的张力下，使其能在定位处理期间保持稳定的平坦形状而不弯曲或扭曲。因此，框架主体13可以相对于后基片12容易而准确地定位。因为突出部分18a、18b、18c和18d从框架主体13向外突出，使用这些突出部分即使在组装室105中也可以容易地夹住、运送和定位框架主体13。
在完成定位之后，框架主体13进一步下降。金属板电极134被夹在框架主体13上的密封材料21和后基片12上的密封材料21之间同时接触到图9所示的密封材料。
在将具有与上述金属板电极相同形状的另一金属板电极(未示出)插入框架主体13和前基片11之间后，前基片向框架主体下降。当前基片11和框架主体13相互靠近使它们之间的间隙为约1mm时，相对于后基片12定位前基片11。在定位之后，前基片11进一步下降，金属板电极被夹在框架主体13上的密封材料21和前基片11上的密封材料21之间并与该密封材料接触。
接着，将140A的直流电施加至金属板电极134和其它金属板电极，从两侧将约50kgf的压力施加至前基片11和后基片12。因此，该电流流过作为密封材料21的铟，从而铟被加热和熔化。因此，用铟将前基片11、后基片12和框架主体13接合在一起并形成真空外壳。
当在冷却室106中将以该方式形成的外壳冷却至常温后，通过卸载室107将其取出。在这些处理中完成FED。
根据以此方式构成的FED及图象显示设备的制造方法，通过用密封在真空中的后基片12、框架主体13和前基片11进行洪焙和电子束清洁的结合可以完全释放表面吸收的气体。因此，可以维持满意的气体吸附效果而不氧化吸气薄膜。因为框架主体13设置有可以夹住的突出部分18a、18b、18c和18d，即使在真空设备中也可以轻易地夹住框架主体13并运送。同时，在密封过程中可以通过夹住和向外拉突出部分18a、18b、18c和18d并用施加至其各边部分的的张力支持框架主体13来将框架主体13保持在稳定的形状而不变形或扭曲。因此，框架主体13可以相对于基片容易而准确地定位。因此，可以在短时间内完成密封操作，从而可以减少制造成本并可以提高大规模生产力。因为可以稳定地接合框架主体，得到的FED可以享有稳定满意的图象显示。
在上述第一实施例的情况中，框架主体13的角部分是方的。然而，本发明还可用于角部分是弧形的情况。在此情况中，如图10所示，将框架主体13的内侧延伸的交点46作为顶点并将连接相对顶点的线分别作为对角线轴37和38。突出部分18a、18b、18c和18d从框架主体13的角部分沿对角线轴37和38向外伸出。在FED的制造中，如以上实施例的情况，通过夹住和向外拉突出部分18a、18b、18c和18d将纵向力施加至其边部分来定位框架主体13。所形成框架主体13的突出部分18a、18b、18c和18d可以如图11所示从框架主体的各个角部分与框架主体的长边相平行地延伸，或如图2所示从框架主体的各个角部分与框架主体的短边相平行地延伸。在任一种情况下，如以上第一实施例，将突出部分18a、18b、18c和18d夹住并向外拉以将纵向力施加至框架主体13的长边部分或短边部分。因此，可以容易而准确地定位框架主体而不变形或扭曲。另外，可以从图10-12中所示的修改获得同第一实施例相同的功能和效果。
在第一实施例中，可以相对于框架主体或基片定位框架主体，和框架主体放入真空处理器中利用电极为附在基片上的密封材料供电的电极的。可以在真空以外的任何其它空气环境中接合和密封组成件。
下面是本发明的第二实施例的FED的详细说明。
如图13-15所示，FED包括前基片11和后基片12，由矩形玻璃形成作为绝缘基片且相对放置，它们中间具有1-2mm间隙。前基片11和后基片12具有通过导电矩形框架主体13接合在一起的它们各自的外边缘部分并构成一个平坦的内部保持真空状态的矩形真空外壳10。在本实施例中，用导电密封材料21a(下述)将框架主体13和位于前基片11的内表面的外边缘部分的接合表面接合在一起，并用密封材料21b将框架主体13与后基片12的内表面的外边缘部分上的接合表面接合在一起。该密封材料最好是在300℃或以下熔化或软化的材料，并可以将诸如铟、铟合金之类的低熔点金属用于该材料。可以预先将接合表面和框架主体13中的一个与诸如烧结的玻璃之类的低熔点密封材料接合。
框架主体13具有分别从角部分突出的突出部分18a。在制造期间这些突出部分用作电极和用于支持和定位该框架主体的支持部分。可以附加单个电极来代替提供突出部分18a。
如图14、15和16所示，框架主体13具有设置成网的网格状的多个通孔30和多个开在框架主体的侧面的缝隙32。与它们的表面成直角地分别穿过前基片11和后基片12来形成通孔30和缝隙32，且它们以给定的间隔设置在框架主体13的周围。框架主体13最好由熔点为500℃或以上的材料形成，且可以将包含Ti、Fe、Cr、Ni、Al和Cu中至少一个元素的材料用于它。
如图14和15所示，为了承受作用于前基片11和后基片12上的空气压力在真空外壳10中设置多个板状隔离物14。这些隔离物14设置成与真空外壳10的短边相平行并在与长边平行的方向上以给定间隔相隔。隔离物14并不限于此形状，例如还可以使用筒形隔离物等。如第一实施例中，具有荧光层R、G和B和光吸气层的荧光屏16、金属衬垫17和吸气薄膜27在前基片11的内表面上相互叠加地形成。
如图15所示，大量用作对着荧光层R、G和B驱动电子来激活它们的电子发射源设置在后基片12的内表面上。电子发射元件22位于与各荧光层R、G和B相对的位置，并向它们相应的荧光层发射电子束。大量将驱动信号提供给电子发射元件22的引线19在后基片12的内表面上形成一矩阵。引线19的各自端部被拉出到后基片的外边缘部分上。
以下是以此方式构成的FED的制造方法和制造装置。
首先，制备的前基片11具有在其内表面上形成的荧光屏16，且作为密封材料21a的铟以框架的形状散布在位于前基片的内表面和荧光屏的外部的接合表面上。所准备的后基片12具有大量在其内表面上形成的电子发射元件，且在组装期间附加了用于确保前基片11和后基片12之间的间隙的隔离物14。作为密封材料21b的铟以框架的形状散布在位于前基片12的内表面和电子发射元件22的外边缘部分外的接合表面上。另外，导电框架主体13覆盖在铟上。用作为电极的各突出部分18a预先在框架主体13的四个角部分整体地形成，通过这些电极传导加热的电流流过。当框架主体相对于加至后基片12上的铟对准之后，分别将各突出部分18a固定至后基片12的四个角。
在此情况下，前基片11和后基片12可以装载铟。然而，另选地，框架主体13可以装载铟，或前基片11、后基片12和框架主体分别装载。
然后，当如图17所示用夹具等保持它们各自的接合面相对时，使框架主体13放置在密封材料21a上的后基片12和前基片11以给定距离相对而设。完成之后，前基片11例如面向上地置于后基片12的下方。在此状态下，将前基片11和后基片12放入真空处理器。如第一实施例，图6所示的真空处理器用作此真空处理器。
首先，将前基片11和后基片12放入加料室101并在加料室内形成真空后将它们运送至烘焙和电子束清洁室102。在烘焙和电子束清洁室102中，前基片11和后基片12在获得约10-5的高真空度时通过加热充分地脱气。按要求将加热温度设置到约200℃至500℃。这样做是为了减小从降低真空度的得到的真空外壳的内壁放出气体的速度，以防止残留气体降低特性。
另外当在烘焙和电子束清洁室102中加热元件时，附加至烘焙和电子束清洁室102的电子束发生器(未示出)将电子束加至前基片11的荧光屏表面和后基片12的电子发射元件表面。因为此电子束通过安装在电子束发生器外部的偏转器偏转而扫描，可以用电子束完全清洁荧光屏表面和电子发射元件表面。
在加热和电子束清洁之后，前基片11和后基片12被运送至冷却室103并冷却至例如约100℃的温度。接着，将前基片11和后基片12运送至用于吸气薄膜的汽相淀积室104，从而通过汽相淀积在荧光屏和金属衬垫上形成钡薄膜作为吸气薄膜。该钡薄膜可以防止氧气或碳弄污表面，从而维持活性状态。
然后，在组装室105中，将前基片11和后基片12高精度定位并相互叠加使荧光屏16面向电子发射元件22。在完成后，将框架主体13夹在前基片11的外边缘部分上的密封材料21a和的后基片12的外边缘部分上的密封材料21b之间，且将各个从框架主体13的四个角突出的突出部分18a与设置侧电极接触。
在此状态下，通过突出部分18a将给定电流加至框架主体13和密封材料21a从而将铟加热以溶化，将前基片11和后基片12压向彼此。在此通过供电加热中，主要只加热框架主体13和密封材料21a和21b，以在短时间内实现加热，且不易发生前基片11和后基片12的额外热膨胀。如果停止供电，则热量从框架主体13和密封材料21a和21b热扩散至前基片11或后基片12。因此，冷却和凝固铟以在短时间内完成密封。
当在冷却室106中将以此方式形成的真空外壳100冷却至常温后，通过卸载室107将其取出。在这些处理中完成FED。
根据以此方式构成的FED，框架主体13具有设置成网的网格状的通孔30和隙缝32。因此，可以使框架主体13的电阻比没有通孔30和裂缝32的框架主体高。因此，框架主体13限于窄宽度以免电阻太低，所以可以增加框架宽度以提高密封可靠度。同时，可以减少通过用于密封的框架主体13的传导加热所需的电流，从而可以限制加热的框架主体的热膨胀。
该框架主体13与没有通孔30和裂缝32的框架主体相比是有柔性的，沿各边的纵向，即与基片的表面相平行的方向上，具有高度弹性。因此，可以解决传导加热使框架主体13热膨胀和扭曲的问题。同时，对诸如周围温度等之类的热变化可以得到减轻框架主体13的压力的效果，从而提高了密封可靠性。如果密封材料21a和21b溶化，而且可以提高密封材料的保持力，则可以防止密封材料溢出或部分地分布。因此，框架主体13可以在其整个周边均匀地密封。
以上述方式，可以快速而稳定地密封前基片和后基片，并且可以得到具有满意真空度的FED。
下面是应用了第二实施例的多个例子的说明。
(例1)以下是对将图13-16所示的结构应用于30英寸电视的FED显示设备的一个例子的说明。其主要结构与结合以上第二实施例所述的例子相同。
前基片11和后基片12各由2.8mm厚的玻璃板所形成的0.2mm厚3mm宽的铟21a和21b分别设置在前基片11和后基片12的各外边缘部分上。如图14和16中所示，框架主体13是5mm宽2mm厚的镍合金，钻有椭圆直径为φ2-3mm并设置成网的网格状的通孔30和具有基本上半圆横截面的缝隙32。因此，该框架主体13的电阻基本上是没有通孔或缝隙的框架主体的两倍，且前者的质量约为后者的一半。另外，突出部分18a分别在框架主体13的四个角上形成并用作导电电流的电极及作为固定于后基片12的部分。这些固定部分允许框架主体13在后基片12的外边缘部分叠加在铟21b上。
在前基片11和后基片12放入真空罐中并在该真空罐内放气后当基片温度达到120℃时形成吸气薄膜，前基片11和后基片12以预定位置对准使框架主体13夹在外边缘部分上的铟21a和21b之间，且受压与约20kgf的负载下。
在此情况下，对框架主体13的突出部分18a通30秒300A的电流。此时，铟21a和21b被加热至约160℃并熔化。当完成通电时，热量从框架主体13和铟21a和21b快速地热扩散至基片等，从而铟冷却并凝固。此后在约300秒内取出前基片11和后基片12以获得FED。
通过这样为框架主体13提供网状孔和缝隙，可以将加热电流的大小限制于实用水平，且可以增加框架宽度以提高密封可靠性。因为网结构吸收框架主体13的热膨胀，可以防止框架结构受传导加热而扭曲。
(例2)
例2的主要结构与例1相同。
在例2中，如图18和19所示，在制造期间框架主体13的对边分别装载铟21a和21b，且前基片11和后基片12不装载有任何密封元件。在将前基片11、后基片12和框架主体13放入真空组装罐内时保持竖立(纵向运送)。此后，用与以上第二实施例相同的处理形成FED。
如果以此方式采用纵向运送，则可以实现具有满意空间和可维护性的真空组装设备。传统地，存在着在放气过程中加热使铟溢出的问题。然而，根据本例，钻有网状通孔30和缝隙32的框架主体13装载铟，以将铟局部定位在通孔30中。当通过纵向运送来加热各组件时，铟可以不溢出地保持在框架主体上。
(例3)例3的主要结构与例1相同。
在例3中，如图20所示，框架主体13设置有大量的直缝隙32，且框架主体13基本上整个成波纹管形状。缝隙32与前基片和后基片的相应表面成直角地形成，并间隔地从框架主体13的相对侧面延伸形成。利用这些缝隙32，也可以得到有通孔30的例1和例2相同的效果。
(例4)例4的主要结构与例1相同。
在例4中，如图21所示，在框架主体13中通孔30和缝隙32的形成密度根据框架主体的区域而变化。这样，可以部分地改变框架主体13的电阻。因此，可以用框架主体13的局部电阻变化来控制希望区域的传导加热。即使在诸如角部分的特定部分中，该部分由于热扩散不能轻易熔化，然而密封材料如其它部分以相同的定时予以熔化。因此，前基片和后基片的各外边缘部分可以在整个周边上予以均匀而稳定地密封。
(例5)例5的主要结构与例1相同。
在本例中，如图22中所示，框架主体13有间隔设置的基本半圆的缝隙32，且框架主体13基本上整个形成波纹管的形状。利用这些缝隙32，也可以得到有通孔30的例1和例2相同的效果。
在第二实施例中，框架主体具有通孔和缝隙。然而，框架主体也可以只有通孔或只有缝隙。
下面是根据本发明的第三实施例的FED的详细说明。
如图23-25所示，FED包括由作为绝缘基片的矩形玻璃形成并之间隔着1-2mm的间隙相对的前基片11和后基片12。前基片11和后基片12具有它们各自的通过导电矩形框架主体13接合在一起的外边缘部分并构成一平坦的内部保持真空状态的矩形真空外壳10。将框架主体13和位于前基片11的内表面的外边缘部分的接合表面用导电密封材料21a(下述)接合在一起，并用密封材料21b将框架主体13和位于后基片12的内表面的外边缘部分的接合表面接合在一起。该密封材料21a和21b最好是在300℃或以下熔化或软化的材料，并可以将诸如铟、铟合金之类的低熔点金属用于它们。可以将接合表面和框架主体13中的一个用诸如烧结的玻璃之类的低熔点密封材料预先接合。
框架主体13具有四个分别从四个角部分向外突出的突出部分40和从各边的各自中心部分向外突出的突出部分42。突出部分40和42具有从框架主体的角或边部分突出的拉长的杆部分40a和42a及分别在杆部分的延伸的端部上形成的比杆部分宽的固定部分40b和42b。用密封材料21a和21b将突出部分40和42与前基片11的内表面的外边缘部分及后基片12的内表面的外边缘部分接合在一起。因此，框架主体13被保持在相对于前基片11和后基片12的预定接合位置。在制造期间突出部分40用作电极及用于保持和定位框架主体的支持部分。
如图24、25和26所示，框架主体13具有大量设置成网的网格状的通孔30和多个在框架主体的侧面开口的缝隙32，作为一种减弱沿各边部分的纵向的弹性的结构。形成的通孔30和缝隙32分别穿过前基片11和后基片12并与它们的表面成直角且在框架主体13的整个周边上以给定间隔设置。框架主体13最好由熔点为500℃或以上的材料形成，且可以将包含Ti、Fe、Cr、Ni、Al和Cu中至少一个元素的材料用于它。框架主体13的各边部分的宽度被调节至4mm或以下，且最好是2-3mm。
如图24和25所示，真空外壳10中有多个用于承受作用于前基片11和后基片12的空气压力的板状隔离物14。这些隔离物14与真空外壳10的短边相平行地设置并在与长边相平行的方向上予以间隔。隔离物14并不特定限于此形状，例如还可以使用筒形隔离物等。如第一实施例中在前基片11的内表面上形成的是具有依次相互叠加设置的分别发出红、绿、和蓝光的荧光层R、G和B、矩阵形黑色光吸气层、由铝等形成的金属衬垫17和吸气层27的荧光屏16。
如图25所示设置在后基片12的内表面上的是大量用作单独向荧光层R、G和B发出电子并激活它们的电子发射源的电子发射元件22。电子发射元件22位于与各荧光层R、G和B相对的位置并向它们相应的荧光层发射电子束。另外，大量驱动电子发射元件22的引线19在后基片12的内表面上形成矩阵。引线19的各端部被拉出至后基片的外边缘部分。
以下是以此方式构成的FED的制造方法和制造装置的说明。
首先，所准备的前基片11具有在其内表面上形成的荧光屏16，且铟作为密封材料21a以框架的形状散布在位于前基片的内表面上接合表面上的及荧光屏的外部。所准备的后基片12具有大量在其内表面上形成的电子发射元件22，并固定有隔离物14。铟作为密封材料21b以框架的形状散布在位于后基片12的内表面的接合表面上及电子发射元件22的外边缘外部。
接着，如图27所示导电框架主体13叠加在密封21b上。预先在框架主体13的四个角部分整体地形成用于传导加热的电流所流过的电极的突出部分40，并预先在各边的各自的中心部分整体地形成定位的突出部分42。在框架主体13与后基片12对准之后，将突出部分40和42并拢至后基片12。合适地选择适合的粘合材料或固定元件用于定位。为了减轻供电，各突出部分40与进一步从固定部分40向外突出的凸片40c形成一个整体。
在此情况下，前基片11和后基片12载额密封材料。然而，框架主体13也可装以密封材料，或由前基片11、后基片12和框架主体13分别装载。
然后，当用夹具等保持它们各自的接合面相对时，使框架主体13放置在密封材料21b上的前基片11和后基片12以给定距离相对而设。完成之后，后基片12位于例如面向上地的前基片11下方。在此状态下，将前基片11和后基片12放入真空处理器。如第一实施例，图6所示的真空处理器100用作此真空处理器。
首先，前基片11和后基片12被放入加料室101，并在加料室内形成真空后被运送至烘焙和电子束清洁室102。在烘焙和电子束清洁室102中，前基片11和后基片12在获得约10-5的高真空度时通过加热充分地脱气。按要求将加热温度设置到约200℃至500℃。这样做是为了减小从降低真空度的得到的真空外壳的内壁放出气体的速度，以防止残留气体降低特性。
当在烘焙和电子束清洁室102中加热元件时，附加至烘焙和电子束清洁室102的电子束发生器(未示出)将电子束加至前基片11的荧光屏表面和后基片12的电子发射元件表面。因为此电子束通过安装在电子束发生器外部的偏转器偏转，可以用电子束完全清洁荧光屏表面和电子发射元件表面。
在加热和电子束清洁之后，前基片11和后基片12被运送至冷却室103并冷却至例如约100℃的温度。接着，将前基片11和后基片12运送至用于吸气薄膜的汽相淀积室104，从而通过汽相淀积在荧光屏和金属衬垫上形成钡薄膜作为吸气薄膜。该钡薄膜可以防止氧气或碳弄污表面，从而维持活性状态。
然后，在组装室105中，将前基片11和后基片12高精度定位并相互叠加使荧光屏16面向电子发射元件22。在完成后，将框架主体13夹在前基片11的外边缘部分上的密封材料21a和的后基片12的外边缘部分上的密封材料21b之间。
在此状态下，将分别从框架主体13的四个角突出的突出部分与设备一侧的电极相接触。通过突出部分40的凸片40c将给定电流提供给框架主体13和密封材料21a和21b使密封材料加热以溶化，并将前基片11和后基片12压向对方。在该通过供电加热中，主要只加热框架主体13和密封材料21a和21b，从而可以在短时间内实现加热，并且不容易发生前基片11和后基片12的热膨胀。如果供电停止，则热从框架主体13和密封材料21a和21b热扩散至前基片11或后基片12。因此，可以在短时间内冷却并凝固密封材料以完成密封。
在冷却室106中将以此方式形成的真空外壳10冷却至常温后，将其从卸载室107取出。在组装真空外壳之后，去除突出部分40的凸片40c。如果突出部分40和42阻碍了制造，则应通过合适的方法去除它们。在这些处理中完成了FED。
根据以此方式构成的FED及制造图象显示设备的方法，导电框架主体13的使用使能通过对框架主体供电以熔化或软化密封材料21a和21b来接合前基片11和后基片12。如果大量布密封材料部分地分布或如果在供电期间熔化密封材料，则导电框架主体13可以减弱或减小不均匀加热或断开的可能性。另外，可以通过从四个角和各边部分突出的突出部分40和42将框架主体13固定至前基片11和后基片12。因此，如果通过供电使框架主体热膨胀，可以防止框架主体变形或扭曲，并且可以将框架主体保持在相对于基片的预定位置。
如果假设所使用的框架主体13在边部分没有突出部分，当将用于熔化密封材料的电流供给框架主体13时框架主体13本身被加热并经受可导致热膨胀的拉长。因此，各边部分被扭曲。虽然可以通过形成较宽的框架主体13来限制边部分的这种变形，实际上必须将框架主体13的宽度增加至4mm或4mm以上。然而，如果将框架主体13的宽度增加至4mm或4mm以上，其横截面大到使其电阻下降。因此，满意焦耳热的电流值不可避免地太大而不可行。
另一方面，在根据上述实施例的FED中，在框架主体13的各边部分及四个角分别设置突出部分42，并利用那些突出部分相对于后基片来定位框架主体。如果框架主体13是宽度为4mm或4mm以下的细的框架主体，则在传导加热期间可以限制其变形或扭曲并可以精确地在预定位置将其密封。
另外，根据第三实施例，框架主体13具有网状通孔30和缝隙32。因此，可以使该框架主体电阻比没有通孔30和缝隙32的框架主体高。因此，不需要将框架主体13限制在窄宽度以免电阻过低，从而可以增加框架宽度以提高密封可靠性。同时，可以减少通过框架主体传导加热所需的电流，从而限制受热的框架主体热膨胀。
该框架主体13与没有通孔30和缝隙32的框架主体相比，是柔性的在沿各边的纵向上(即，平行于基片表面的方向上)弹性大。因此，可以确保解决由传导加热引起的框架主体13的热膨胀和扭曲的问题。同时，对于诸如周围温度变化等之类的热变化，可以得到减轻框架主体13的应力的效果以提高密封可靠性。如果熔化密封材料21a和21b，则可以提高铟的保持力，从而可以防止铟溢出或部分分布。因此，可以在其整个周边上均匀地密封材料主体13。
以上述方式，可以快速而稳定地密封前基片和后基片，并可以获得具有满意真空度的FED。
以下说明应用了本发明的多个例子。
(例6)以下是将图23-25中所示的结构用于30英寸电视机的FED显示设备的一个例子的说明。其主要结构与有关上述实施例所述的一个相同。
前基片11和后基片12各由2.8mm厚的玻璃板形成。用作密封材料21a和21b的各厚0.2mm、宽3mm的铟分别设置在前基片11和后基片12的各自外边缘部分。
如图24和25所示，框架主体13是3mm宽2mm厚的镍合金组成，钻有椭圆直径为φ2-3mm并设置成网的网格状的通孔30和具有基本上半圆横截面的缝隙32。框架主体13在其四个角和其边的各个中心具有突出部分40和42。框架主体13如此定位以在后基片12的外边缘部分叠加密封材料铟21b，并通过固定部分40b和42b将其固定于后基片12的个边缘部分。
将前基片11和后基片12放入真空罐中并在该真空罐内放气以形成吸气薄膜。此后当基片温度达到120℃时，前基片11和后基片12以预定位置排列使框架主体13夹在外边缘部分上的铟21a和21b之间，且前基片和后基片受压与约20kgf的负载下。
在此情况下，对框架主体13的突出部分40通30秒360A电。此时，铟21a和21b被加热至约160℃并熔化。当完成通电时，热量从框架主体13和铟21a和21b快速地热扩散至基片等，在那上面铟冷却并凝固。此后在约300秒内取出前基片11和后基片12以获得FED。
通过用突出部分40和42固定框架主体13，即使框架主体13的宽度是3mm也可以完全限制各边部分的变形的扭曲。
在本实施例中，利用框架主体13的四个角处的突出部分40作为供电电极。然而，还可以如图28中所示，为在框架主体的边部分的突出部分42配备要用作供电电极的凸片42c。
(例7)在例7中，如图29中所示，由φ2的镍合金引线形成的框架主体14的各边部分设置有多个突出部分42。如果在约30英寸的大尺寸FED中框架主体13是诸如引线之类的易损坏框架，则很难满意地修补仅位于框架主体的边的各个中心的突出部分的变形。因此，如例7，通过在框架主体13的各边设置大量突出部分42来修补框架主体的变形。
(例8)在例3中，如图20中所示的例3中，在框架主体13上设置了大量直缝隙32作为减弱沿各边部分的纵向的弹性的结构，并框架主体13整个基片上形成波纹管形。与前基片和后基片的各表面成直角地形成缝隙32，且它们从框架主体13的相对侧面交替延伸。如框架主体设有通孔30的情况中，使用这些缝隙32，可以使框架主体13对热膨胀有弹性，从而可以限制变形和扭曲。在框架主体的边部分的突出部分不能根本限制热膨胀并将变形限制在局部波动。然而，上述弹性结构本身可以吸收其热膨胀。
对于其它结构，此例类似于上述实施例。
(例9)在例9中，如图22中的例5中，将框架主体13的各边部分弯成基片上成波纹管形。在此情况下，各边部分的断面可以是矩形、圆形或任何其它形状。使用此弯曲结构，还可以获得与其它例子相同的效果。对于其它结构，此例与上述实施例相似。
下面是对根据本发明的第四实施例的FED的详细说明。
如图30-32所示，此FED包括前基片11和后基片12，由各作为绝缘基片的矩形玻璃形成并它们之间隔着1-2mm的间隙彼此相对。前基片11和后基片12具有它们各自的由矩形框架主体13接合在一起的外边缘部分，并构成一个内部保持真空状态的平坦的矩形真空外壳10。
密封部分50将前基片11和后基片12的各自的外边缘部分接合在一起。更具体来说，矩形框架主体13位于前基片11的内表面的外边缘部分上的密封表面与后基片12的内表面的外边缘部分上的密封材料表面。用其中将在基片的各密封表面上所形成的接地层51和在接地层上形成的铟层52熔合在一起的密封层53，将前基片11和后基片12分别密封至框架主体13。这些密封层31和框架主体13构成密封部分50。
在本实施例中，框架主体13的断面为圆形。此断面形状是与框架主体13主轴成垂直的断面的形状。前基片11的密封表面与框架主体的外表面之间的空间及后基片12的密封表面与框架主体的外表面之间的空间在框架主体的宽度方向上变化。更具体来说，如果框架主体13形成圆形断面，则相对框架主体的宽度方向的中心部分中这些空间是窄的。铟层52填充前基片11的密封表面和框架主体13的外表面之间的空间。在此情况下，各铟层52的宽度限制在框架主体13的最大宽度的范围内。
真空外壳10中有多个用于承受作用于前基片11和后基片12的空气压力的板状隔离物14。这些隔离物14与真空外壳10的短边相平行地设置并在与长边相平行的方向上间隔。隔离物14并不特定限于此形状，还可以使用筒形隔离物。
如第一实施例中的荧光屏16，具有分别发出红、绿、和蓝光的荧光层R、G和B、矩阵形黑光吸气层、金属衬垫17和吸气层27在前基片11的内表面上依次相互叠加来形成。
设置在后基片12的内表面上的是大量用作分别激活的荧光层R、G和B的电子发射元件22。这些电子发射元件22分别设置成与象素相对应的多个列和多个行。大量向电子发射元件22提供驱动信号的引线19在后基片12的内表面上形成矩阵。将引线19的各端部拉出至后基片的外边缘部分。
下面是以此方式构成的FED的制造方法的详细说明。
用与以上第一实施例相同的处理来准备内表面上具有荧光屏16的前基片11及内表面上具有大量电子发射元件22的后基片11。然后，将隔离物14固定于后基片12。因为对荧光屏施加高电压，将高应变点玻璃用于前基片11、后基片12和隔离物14。
接着，形成要定位于基片的外边缘部分上的框架主体13。框架主体13由具有圆形断面的金属圆杆或引线形成，它根据所需的尺寸被弯成矩形框架。所使用的金属可以是包含了例如包括铁、镍和钛在内的任何材料的简单物质，或是合金之类导电金属，或是诸如玻璃、陶瓷等之类的非导电材料。此例中采用铁。
在与其三个角部分相对应的三个位置弯曲框架主体。通过用激光封接机将引线两端封接在一起形成相对于剩余的一个角部分的框架主体13那部分。这样，立即用激光封接机仅对封接节点进行封接来制造框架主体。在封接操作中，最好在接合处不要留下不整齐。如果框架主体不整齐，可以用金锉等磨平它使它能完全用作一个整体。
然后，将银膏散布在位于有基片11的内表面的外边缘部分及后基片12的内表面的个边缘部分的密封表面上，从而形成框架形接地层51。接着，将作为导电金属密封材料的铟散布在各接地层51上，以形成分别在整个接地层上扩展的铟层52。
该金属密封材料最好应为具有约350℃的熔点和高粘度和结合力的低熔点金属材料。在本实施例中所使用的铟(In)具有诸如低蒸气压力、抗冲击的软度、抗低温脆度等之类的突出特征及156.7℃的低熔点。另外这是一种合适的材料，因为它可以根据条件直接接合至玻璃。
然后用夹具等将具有接地层51及其密封表面上的铟层52的后基片12和具有放置在其铟层52上的框架主体13的前基片11与图33所示的它们各自的隔着给定距离相对的密封表面利用夹具之类保持在一起。此后，例如前基片11面朝下位于后基片12的下方。在此状态下，将前基片11和后基片12放入真空处理器。如第一实施例中，将图6中所示的真空处理器用作此真空处理器。
将放置了框架主体13的前基片11和后基片12放入加料室101，并在加料室101中形成真空后运送至焙烤和电子束清洁室102。在焙烤和电子束清洁室102中，将前基片、后基片和框架主体加热至350℃的温度，以释放这些元件的表面所吸收的气体。
在该温度下铟层(熔点约156℃)52溶化。然而，因为铟层52是在高紧密度的接地层51上形成的，当铟流动时被保持在接地层上。熔化的铟将框架主体13和前基片11接合在一起。下面将接合了框架主体13的前基片11称为前基片侧组件。
当元件在烘焙和电子束清洁室102内加热时，附在烘焙和电子束清洁室102上电子束发生器(未示出)将电子束施加至前基片侧组件的荧光屏表面和后基片12的电子发射元件表面。因为电子束被安装在电子束发生器的外部的偏转器偏转以扫描，可以用电子束完全清洁荧光屏表面和电子发射元件表面。
在加热和电子束清洁后，前基片侧组件和后基片12被运送至冷却室103并冷却至例如约100℃的温度。接着，前基片侧组合和后基片12被运送至用于吸气薄膜的汽相淀积室104，从而通过汽相淀积在荧光屏和金属衬垫上形成钡薄膜作为吸气薄膜。此钡薄膜可以防止表面被氧气或碳弄污，从而维持活性状态。
然后，前基片侧组合和后基片12被运送至组装室105，在该处加热至200℃。从而再次将铟层52熔化成液相或软化。在此状态下，框架主体13和后基片12通过它们之间的铟层52接合在一起并在相互趋近的方向上以给定压力加压。此后，一些受压的熔化的铟被迫使流向后基片12的显示区域或引线区域。然而，因为框架主体13具有圆形断面，熔化的铟留在后基片12的密封表面和框架主体的外表面之间的宽阔的空间内，并被防止流出框架主体的宽度流向显示区域或向外。因此，可以将铟保持在前基片11一侧和后基片12一侧上的框架主体13的横截面的最大宽度的范围内。
此后，铟慢慢地冷却和凝固。从而用其中铟层52和接地层51熔合在一起的密封层53将后基片12和框架主体13密封在一起。同时，用其中铟层52和接地层51熔合在一起的密封层53将前基片11和框架主体13密封在一起，从而形成真空外壳10。
当在冷却室106中将以此方式形成的真空外壳10冷却至常温之后，通过卸载室107将其取出。在这些处理中完成FED。
根据以此方式构成的FED及图象显示设备的制造方法，可以通过烘焙和电子束清洁从基片完全释放表面吸收的气体，同时，密封在真空中的前基片和后基片12的结合。因此，可以得到满意的吸收效果而不使吸气薄膜被氧化。因此，得到的FED可以维持高度真空。
当要密封的前基片11和后基片12被接合在一起并在给定压力下受压时，熔化的密封材料在基片的密封表面和框架主体的外表面之间的宽阔的区域内流动。因此，可以进行密封而不让熔化的密封材料溢出至图象显示区域或引线区域或不引起任何诸如引线短路之类的麻烦。同时，考虑到密封材料的溢出不必确保大的密封宽度，这样就可以得到一个窄框架FED。根据上述结构，可以容易而安全地密封甚至50英寸或以上的大尺寸图象显示设备，并能享有高的大规模生产力。
在上述第四实施例中，框架主体13的断面是圆形的。然而，断面的形状必须使框架主体的外表面与前基片和/或后基片的密封表面之间的空间在框架主体的宽度方向上变化。另外，只应形成具有使其至少部分具有面向前基片和/或后基片的密封表面的成不平行关系的表面(即，与密封表面不平行的表面)的断面形状的框架主体。例如，如图34、35、36和37所示，框架主体13可具有椭圆、十字形或菱形的断面形状。
框架主体13不限于实心的，还可以形成图38所示的空心结构。在此情况下，框架主体13的断面形状也不必总是圆形，也可以是图34、35、36和37所示的椭圆、十字形或菱形。
如图39所示，框架主体13和前基片11之间的密封层53与框架主体13和后基片12之间的密封层53可以围着框架主体链接在一起，使得框架主体13嵌在密封层53中。
框架主体13的材料不限于金属，还可以由诸如玻璃或陶瓷之类的任何其它材料形成，只要它具有根据以上实施例的框架的形状。
另外，密封材料不限于铟，但使用的密封材料还可以是减小玻璃面板和密封材料之间的热膨胀系数差或减弱密封玻璃面板时热膨胀的影响的材料。例如，可以将包含铟和/或镓的合金用作导电密封材料。可以将烧结的玻璃、有机粘合材料或无机粘合材料用作非导电密封材料。
在上述第四实施例中，可以将铟或其它密封材料用于在制造真空外壳期间在真空中密封框架主体和前基片及框架主体和后基片之间的空间。然而，还可以在空气中用铟或其它密封材料或低熔点玻璃预先密封框架主体和前基片之间及框架主体和后基片之间的空间后用上述处理在真空中接合剩余的接合处。
在将前基片和后基片接合在一起时，在第四实施例中，这些基片还在组装室中被加热至约200℃以熔化或软化铟层。然而，可以通过传导加热来熔化或软化铟层而不是加热整个基片。更具体来说，前基片和后基片在一方向上受压相互靠近，使框架主体夹在铟层之间。在此状态下，框架主体13被通电而产生焦耳热，使得铟层52可以被该热量熔化以密封基片。在此情况下，框架主体13由导电材料形成。如果框架主体13形成图38所示的空心结构，则可以使其具高电阻并易于加热，从而以减少传导电流。同时，在前基片与后基片密封在一起后框架主体13的热容量小到框架主体可以在短时间内冷却。因此，可以提高制造效率。
另选地，可以直接向铟层52而不是框架主体13通电，这样就可以用焦耳热熔化或软化铟层52来密封基片。
本发明不限于上述实施例，在实施本发明的过程中，可以作出各种修改而不偏离本发明的范围。另外，以上实施例包括各种阶段的发明，可以通过合适地组合多个公开的要求组成件来提取各种发明。即使当在从所有实施例中所述的要求组成件中省略一些要求组成件时，例如，可以提取省略了要求的组成件的设置作为一个发明，只要可以解决在上述本发明要解决部分中所讨论的问题，并能得到在上述本发明的效果部分中所解释的效果。
例如，可以变化地选择所需的真空外壳的形状、支撑元件的结构、荧光屏的形状、密封材料的类型等而不限于以上实施例。另外，在上述实施例中，场致发射电子发射元件用作电子发射元件。然而，可以用诸如pn型冷阴极元件或表面传导电子发射元件之类的任何其它电子发射元件来替换它们。另外，本发明不限于FED、SED或其它任何需要真空外壳的显示设备。本发明还可以有效地应用PDP或任何其它配置成要在一次抽真空后注入放电气体的图象显示设备。
工业实用性根据本发明，如本文所述，提供了一种能在短时间内牢固地接合而且能稳定地维持框架形状的图象显示设备及其制造方法。
在通过传导加热将其间有导电框架主体的前基片和后基片的各自外边缘部分密封在一起时，根据本发明，可以减少传导加热所需的电流，从而能限制加热的框架主体的热膨胀。因此，可以快速而稳定的进行前基片和后基片的密封操作，并可能提供具有满意真空度的图象显示设备及图象显示设备的制造方法。
在通过传导加热将其间有导电框架主体的前基片和后基片的各自外边缘部分密封在一起时，根据本发明，可以限制电加热的框架主体的变形和扭曲。因此，可以快速而稳定的进行前基片和后基片的密封操作，并可能提供具有满意真空度的图象显示设备及该图象显示设备的制造方法。
根据本发明，提供了一种能享有窄框架设计和稳定地维持气密性的图象显示设备及该图象显示设备的制造方法。
权利要求
1.一种图象显示设备，其特征在于，包括具有前基片和与前基片相对的后基片且在前基片和后基片的各自外围部分之间设置了一个矩形框架主体的外壳；和在该外壳内形成的多个象素，该框架主体具有从各个角部分在与框架的边平行的方向上向外突出并要被夹住的突出部分。
2.如权利要求1所述的图象显示设备，其特征在于，所述各突出部分在与架主体的长边相平行的方向上从框架主体的各角部分向外突出。
3.如权利要求1所述的图象显示设备，其特征在于，所述各突出部分在与框架主体的短边相平行的方向上从框架主体的各角部分向外突出。
4.如权利要求1-3中任一所述的图象显示设备，其特征在于，用低熔点金属将所述框架主体与后基片和前基片中至少一个相接合。
5.一种图象显示设备的制造方法，其特征在于，所述方法包括所述图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片且在前基片和后基片的各个外围部分之间设置了一个矩形框架主体的外壳；和在该外壳内形成的多个象素，该方法包括以具有从各个角向外突出的突出部分的矩形框架的形式准备框架主体；夹住和向外拉该框架主体的突出部分，从而在其纵向方向上将一张力加至框架主体的每一边部分；用所保持的施加的张力将框架主体定位并接合至前基片和后基片中的至少一个。
6.如权利要求5所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，准备具有在对角线轴的方向上从各角部分伸出的突出部分的框架主体，并在对角线轴的方向上夹住和向外拉所述突出部分以将张力加至所述框架主体的各边部分。
7.如权利要求5所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，准备具有平行于边的方向上从各角部分伸出的突出部分的框架主体，并夹住和向外拉所述突出部分以将张力加至所述框架主体的各边部分。
8.如权利要求5-7中任一所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，在真空中定位和接合所述框架主体。
9.一种图象显示设备，其特征在于，包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于框架主体与前基片或后基片之间的密封材料，所述框架主体具有多个在与前基片的表面相垂直的方向上穿透过框架主体所形成的通孔或缝隙。
10.如权利要求9所述的图象显示设备，其特征在于，根据在所述框架主体的整个周边上位置用不同的密度形成所述通孔或缝隙。
11.如权利要求9所述的图象显示设备，其特征在于，所述通孔或缝隙设置成波纹管形。
12.如权利要求9所述的图象显示设备，其特征在于，所述通孔或缝隙设置成网的网格状。
13.如权利要求9-12中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料包含铟或基于铟的合金。
14.如权利要求9-12中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料是在300℃或300℃以下熔化或软化的材料。
15.如权利要求9-12中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体由包括钛、铁、铬、镍、铝和铜在内的元素中至少一种的材料形成。
16.如权利要求9-12中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体由具有500℃或500℃以上的熔点的材料形成。
17.如权利要求9-12中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述外壳中有荧光体和激活荧光体的电子源，且所述外壳内部保持真空。
18.一种图象显示设备的制造方法，所述图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于框架主体与前基片或后基片之间的密封材料，其特征在于，所述方法包括准备框架主体，该框架主体具有多个在与前基片的表面相垂直的方向上穿透过框架主体所形成的通孔或缝隙；将前基片和后基片设置成彼此相对；将框架主体设置在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分之间并沿着前基片和后基片的各自的外边缘部分，并将一导电密封材料设置在框架部分与前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分中至少一个之间以覆盖整个周边；并通过供电来加热框架主体，籍此熔化或软化密封材料，将前基片和后基片压向彼此，并密封前基片和后基片的各自的外边缘部分。
19.如权利要求18所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，在真空中向所述框架主体通电以熔化或软化所述密封材料。
20.一种图象显示设备，其特征在于，包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于所述前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于所述框架主体与所述前基片或后基片之间的密封材料，所述框架主体具有四个从四个角向外突出的突出部分和至少一个从边部分向外突出的突出部分。
21.如权利要求20所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体的至少一部分的宽度为4mm或4mm以下。
22.如权利要求20所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体的各边部分具有一种使其纵向上的弹性减弱的结构。
23.如权利要求22所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体具有多个在与前基片的表面相垂直的方向上穿过所述框架主体的通孔或缝隙。
24.如权利要求20所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体的各边部分具有至少一个向外突出的突出部分。
25.如权利要求20所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体的各边部分具有多个向外突出的突出部分。
26.如权利要求20-25中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述各突出部分具有从所述框架主体的角或边部分突出的拉长的杆部分和在所述杆部分的伸出的端部上形成的且比所述杆部分宽的固定部分，并与前基片和后基片相接合。
27.如权利要求20-25中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料包含铟或基于铟的合金。
28.如权利要求20-25中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料是在300℃或300℃以下熔化或软化的材料。
29.如权利要求20-25中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体由包括钛、铁、铬、镍、铝和铜在内的元素中至少一种的材料形成。
30.如权利要求20-25中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体由具有500℃或500℃以上的熔点的材料形成。
31.如权利要求20-25中任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述外壳中有荧光体和激活荧光体的电子源，且所述外壳内部保持真空。
32.一种制造图象显示设备的方法，所述图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳、位于前基片和后基片的各自外围部分之间以将前基片和后基片接合在一起的导电框架主体、和位于框架主体与前基片或后基片之间的密封材料，其特征在于，所述方法包括准备框架主体，该框架主体具有四个从四个角向外突出的突出部分和至少一个从边部分向外突出的突出部分；将前基片和后基片设置成彼此相对；将框架主体设置在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分之间并沿着前基片和后基片的各自的外边缘部分，并将一导电密封材料设置在框架部分与前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分中至少一个之间以覆盖整个周边；将框架主体的突出部分并拢至前基片和后基片的各自内表面的外边缘部分中至少一个；通过供电来加热框架主体，籍此熔化或软化密封材料，将前基片和后基片压向彼此，并密封前基片和后基片的各自的外边缘部分。
33.如权利要求32所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，在将前基片和后基片的各自外边缘密封在一起后去除所述框架主体的额外突出部分。
34.如权利要求32或33所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，在真空中向所述框架主体通电以熔化或软化所述密封材料。
35.一种图象显示设备，其特征在于，包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳和将前基片和后基片的各自的外边缘部分封接在一起的密封部分，所述密封部分包括框架主体和沿前基片和后基片的各自的外边缘部分延伸的密封材料，所述框架主体具有一个横截面使得框架主体的外表面和前基片和后基片中至少一个的内表面之间的空间在框架主体的宽度方向上变化，所述密封材料设置在框架主体和基片中至少一个的内表面之间。
36.如权利要求35所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体具有圆形或椭圆形断面。
37.如权利要求35所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体具有菱形断面。
38.如权利要求37所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体具有十字形断面。
39.如权利要求35所述的图象显示设备，其特征在于，所形成的框架主体具有至少部分地包括以非平行关系面对至少一个基片的内表面的表面。
40.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体是空心的。
41.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体是实心的。
42.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料分别设置在所述框架主体与所述前基片之间和所述框架主体与所述后基片之间。
43.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料设置在所述框架主体的横截面的最大宽度的范围内。
44.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料覆盖所述框架主体的整个外表面。
45.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料为低熔点材料。
46.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料具有导电性。
47.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料为铟或包含铟的合金。
48.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料为非导电材料。
49.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述密封材料为烧结玻璃、有机粘合材料或无机粘合材料。
50.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，其特征在于，所述框架主体具有导电性。
51.如权利要求35-39任一所述的图象显示设备，包括设置在所述前基片的内表面上的荧光层和多个设置在所述后基片的内表面上并激活所述荧光层的电子源，其特征在于，所述外壳内部保持真空。
52.一种制造图象显示设备的方法，所述图象显示设备包括具有前基片和与前基片相对的后基片的外壳和将前基片和后基片的各自的外边缘部分密封在一起的密封部分，其特征在于，所述方法包括在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分中至少一个上形成一密封材料层以覆盖整个周边；将上面有密封材料层的前基片和后基片设置成彼此相对；将沿着所述前基片和后基片的各自的外边缘部分延伸的框架主体设置在前基片和后基片的各自的内表面的外边缘部分之间，该框架主体具有一个横截面部分使框架主体的外表面与前基片和后基片中至少一个的内表面的外边缘部分之间的空间在框架主体的纵向方向上变化，加热密封材料层以熔化或软化密封材料，将所述前基片和后基片压向彼此，并密封前基片和后基片的各自的外边缘部分。
53.如权利要求52所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，在真空中加热所述前基片和后基片以熔化或软化所述密封材料层。
54.如权利要求52所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，所述框架主体由导电材料形成，并在真空中对所述框架主体通电以熔化或软化所述密封材料。
55.如权利要求52所述的图象显示设备的制造方法，其特征在于，所述密封材料层由导电材料形成，并在真空中对所述密封材料层通电予以熔化或软化。
全文摘要
一种平板显示设备的真空外壳(10)，包括彼此相对的前基片(11)和后基片(12)和在前基片和后基片的各自外围部分之间所设置的一个矩形框架主体(13)。该框架主体具有从各角部分向外突出的突出部分(18a、18b、18c、18d)。在制造中，夹住该突出部分并向外拉，相对于基片定位该框架主体并用加至框架主体各边的纵向张力将框架主体接合至基片。
文档编号H01J31/12GK1751371SQ20048000423
公开日2006年3月22日 申请日期2004年1月9日 优先权日2003年1月10日
发明者榎本贵志, 横田昌広, 山田晃义, 海野洋敬, 西村孝司 申请人:株式会社东芝