專利名稱：具有粘附的隔離物的場(chǎng)致發(fā)射顯示器及粘附工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及平板顯示裝置，更具體地，涉及具有放置在兩個(gè)顯示板之間的垂直結(jié)構(gòu)的場(chǎng)致發(fā)射顯示裝置。
場(chǎng)致發(fā)射顯示器通常包括陰極顯示板，陽極顯示板和兩個(gè)顯示板之間的抽真空內(nèi)部空間區(qū)。電子由設(shè)置在陰極板上的發(fā)射器結(jié)構(gòu)發(fā)射，并向陽極顯示板加速。面向抽真空的內(nèi)部空間區(qū)的陽極板上設(shè)置許多熒光粉。當(dāng)被來自陰極板的電子撞擊時(shí)，通過陽極熒光粉發(fā)射出光。
目前的場(chǎng)致發(fā)射顯示器構(gòu)造成對(duì)角線尺寸在5～7英寸左右。此外，為保持產(chǎn)品總重量較輕，以及較窄的厚度尺寸，通常將厚度約0.04英寸的玻璃板作顯示板。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，對(duì)于大顯示屏區(qū)域，該薄板不足以承受板兩邊存在的壓力差。在典型的場(chǎng)致發(fā)射顯示器中，內(nèi)部空間區(qū)域被抽真空成10-6乇數(shù)量級(jí)。因此，在前板與后板之間插入隔離物以抵消壓力差并避免壓塌顯示板。隔離物防止壓塌顯示板并使顯示區(qū)幾乎不增加，或者不增加板的厚度。
盡管隔離物對(duì)于在高真空下工作的場(chǎng)致發(fā)射顯示器起著重要和必要的作用，但隔離物必須精確放置于場(chǎng)致發(fā)射顯示器之中以避免降低顯示器性能。例如，如果隔離物沒有對(duì)準(zhǔn)并重疊于發(fā)射器結(jié)構(gòu)，則發(fā)射器結(jié)構(gòu)發(fā)射的電子將到達(dá)不了陽極，而被覆蓋的隔離物吸收和偏轉(zhuǎn)。除需要準(zhǔn)確定位外，現(xiàn)有的在顯示器裝配期間附加隔離物的方法需要昂貴且費(fèi)時(shí)的復(fù)雜接合工藝。因此，需要一種改進(jìn)的場(chǎng)致發(fā)射顯示器，它具有精確對(duì)準(zhǔn)的垂直結(jié)構(gòu)，如隔離物等，以及一種將該垂直件相對(duì)于顯示板準(zhǔn)確定位的方法。


圖1以剖面圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明配置的場(chǎng)致發(fā)射顯示器；圖2以剖面圖的形式示出實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的場(chǎng)致發(fā)射顯示器制造工藝的示范性裝置；圖3以剖面圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明的隔離物附加工藝分解圖4以剖面圖的形式示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的陰極顯示板的一部分。
應(yīng)當(dāng)理解，為簡(jiǎn)單清楚起見，圖示元件未必按比例畫出。例如，一些元件的尺寸彼此相對(duì)夸大了。此外，認(rèn)為合適時(shí)重復(fù)各圖中指示對(duì)應(yīng)元件的標(biāo)號(hào)。
本發(fā)明涉及的場(chǎng)致發(fā)射顯示器具有放置于兩個(gè)顯示板之間的多個(gè)垂直件。所述垂直件通過粘合材料附加到一個(gè)顯示板上，粘合材料將每一垂直件固定于顯示板。粘合材料較佳地配制為溶膠凝膠粘合劑，以提供一個(gè)膠粘面，使溶膠凝膠粘著垂直件的粘結(jié)邊緣。本發(fā)明還包括制造場(chǎng)致發(fā)射顯示器的方法，其中，足以將垂直件粘連到顯示板的粘合劑層轉(zhuǎn)化為垂直件的粘結(jié)邊緣。一旦粘合劑加到垂直件，垂直件自動(dòng)定位于顯示板內(nèi)表面上的預(yù)定位置。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的場(chǎng)致發(fā)射顯示器提供了垂直件，如隔離物相對(duì)于面板如陰極板的改進(jìn)的定位。通過使用粘合劑材料將隔離物附加到陰極板上，場(chǎng)致發(fā)射顯示器的陰極和陽極之間的隔離物的定位改善了。改進(jìn)的隔離物定位使場(chǎng)致發(fā)射顯示器的電子發(fā)射器沒有障礙，這種障礙當(dāng)隔離物沒有對(duì)準(zhǔn)時(shí)是會(huì)發(fā)生的。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明組裝的場(chǎng)致發(fā)射顯示器10的剖面圖。場(chǎng)致發(fā)射顯示器10包括陽極顯示板12和陰極板14。陽極顯示板12具有內(nèi)表面16，該內(nèi)表面16基本上與陰極顯示板14的內(nèi)表面18呈平行間隔關(guān)系。側(cè)壁20位于陽極顯示板12和陰極顯示板14的周邊并在其間延伸以保持內(nèi)表面16和18之間預(yù)定的間隔。抽真空區(qū)22居于由內(nèi)表面16和18與側(cè)壁20形成的內(nèi)空間區(qū)域。多個(gè)隔離物在陽極顯示板12和陰極顯示板14之間伸展。隔離物24起到防止由于顯示板經(jīng)受的壓力差使顯示板向抽真空區(qū)22塌陷的作用。
典型地，顯示板和側(cè)壁由硬材料，諸如玻璃、陶瓷之類制成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，抽真空區(qū)22有大約1×10-6乇或更小的真空壓力。
陽極顯示板12包括玻璃基板26，它含許多置于內(nèi)表面16上的熒光粉28。一層黑色圍繞物也置于內(nèi)表面16上緊挨熒光粉28的區(qū)域。反射金屬層32覆蓋在熒光粉28和黑色圍繞物30上并朝向抽真空區(qū)22。反射金屬層32起到改進(jìn)場(chǎng)致發(fā)射顯示器10的光學(xué)特性的作用，還起到導(dǎo)電管的作用，用于消散場(chǎng)致發(fā)射顯示器10工作期間積聚在陰極顯示板12上的多余電荷。多個(gè)電子發(fā)射器34排列在陰極顯示板14的內(nèi)表面18上。電子發(fā)射器34由發(fā)射電子物質(zhì)制成，諸如鉬，鈮，鎢和碳等。陰極顯示板14與陽極顯示板12還包括柵電極和適當(dāng)?shù)碾娮?未示出)，用于選擇性尋址電子發(fā)射器34。該柵電極結(jié)構(gòu)和電子電路是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的。
隔離物24借助耦合盤36耦合到陽極顯示板12。耦合盤36配置在陽極顯示板12上要求結(jié)合隔離物24的位置上。耦合盤36可通過使用一種標(biāo)準(zhǔn)的金屬膜沉積工藝，選擇性地沉積一種金屬，例如鋁而形成。耦合盤36的厚度較佳地大約0.05～5.0微米。耦合盤36提供陽極顯示板12和隔離物24之間的適應(yīng)性耦合。在陽極顯示板12上隔離物接觸區(qū)放置適應(yīng)性材料，通過補(bǔ)償隔離物24高度的不同而防止裂紋和破損。此外，在顯示器中由不同材料制成的零件處，在接觸區(qū)域的適應(yīng)性材料調(diào)節(jié)了隔離物24與陽極顯示板12之間熱膨脹系數(shù)的變化。
根據(jù)本發(fā)明，隔離物24通過粘合層38附加到陰極顯示板12的內(nèi)表面18。粘合層38位于內(nèi)表面18上預(yù)定的隔離物接觸區(qū)。隔離物接觸區(qū)居于多組電子發(fā)射器34之間，跨陰極顯示板14沿基本平行的方向延伸。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，粘合層38為溶膠凝膠物質(zhì)，通過水解過渡金屬或有機(jī)金屬前體或兩者以形成粘合材料而配制。在配制溶膠凝膠物質(zhì)時(shí)，可以引入改變粘合劑的中心溫度和電導(dǎo)率的添加劑。例如，膠態(tài)金屬顆粒，如銀，金和鉑等可加入溶膠凝膠以增強(qiáng)電導(dǎo)率。膠態(tài)金屬顆?？蓮柠u化金屬前體如氯化金等獲得?；蛘?，取得含鹵化金屬的化合物，并直接引入溶膠凝膠溶液。
在配制當(dāng)中，膠態(tài)金屬沉淀于溶膠凝膠溶液中。許多金屬可被引入溶膠凝膠中，包括過渡金屬，如鉻，錳，鈷等。溶膠凝膠粘合劑的具體配制將在后面描述。
在一個(gè)備選實(shí)施例中，粘合層38可以是基于金屬的環(huán)氧樹脂。例如，包含諸如銀的金屬顆粒的基于樹脂或環(huán)氧樹脂的材料，可配制為具有必要的物理屬性以粘附隔離物。
在另一個(gè)備選實(shí)施例中，可以使用金屬-玻璃膏形成粘合層38。
一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)在于，隔離物粘合性附著于場(chǎng)致發(fā)射顯示器的顯示板與容易地自動(dòng)進(jìn)行安置過程有關(guān)。借助配制具有一定粘性和表面張力的粘合材料，垂直件可以與粘合材料形成接觸而直接附著到顯示板上。本發(fā)明還有另一優(yōu)點(diǎn)與粘合性附著步驟的低溫處理?xiàng)l件有關(guān)?，F(xiàn)有技術(shù)連接方法要求500℃或更高溫度。該處理溫度能損害平板顯示器中通常使用的陰極板的精密冶金。
圖2所示為適宜實(shí)踐本發(fā)明的方法的隔離物附加機(jī)構(gòu)示范實(shí)施例。配置可移動(dòng)傳送裝置40以進(jìn)行在顯示板上安裝隔離物的必要加工步驟。在示范實(shí)施例中，傳送組件42可滑動(dòng)地安裝于可旋轉(zhuǎn)活塞軸44上。傳送組件42沿安裝在活塞軸44上的軌道組件46往復(fù)滑動(dòng)。加工桌48含齒輪機(jī)構(gòu)(未示出)，用于抬起和降低活塞軸44。
加熱真空夾具50位于傳送組件42的終端。真空夾具50含吸附機(jī)構(gòu)(未示出)，用于抓住和保持垂直件52，并且在不同臺(tái)區(qū)之間傳送工作件。
將垂直件，如隔離物，附加到顯示板54，顯示板放置在臺(tái)件56上。加工桌48內(nèi)的電子控制系統(tǒng)(未示出)觸發(fā)傳送組件42從臺(tái)區(qū)(未示出)上抓起一個(gè)垂直件。接著，觸發(fā)傳送裝置42，將工作件52的附著表面58去接觸粘性膜60。借助刮刀(未示出)橫越傳送臺(tái)62運(yùn)動(dòng)，粘性膜60被均勻地分散于傳送臺(tái)62上。
當(dāng)使附著表面58接觸粘性膜60時(shí)，表面與毛細(xì)作用力的效應(yīng)使小量粘性膜60轉(zhuǎn)移到附著表面58上。重要的是應(yīng)當(dāng)注意到將粘性化合物配制成具有必要的物理屬性，使得當(dāng)使垂直件52接觸粘合劑時(shí)，小量的粘合劑將粘附到附著表面58上。
一旦粘合劑附加到附著表面58上，傳送裝置42就旋轉(zhuǎn)平移，將垂直件52定位于顯示板54上要求的位置上。光學(xué)系統(tǒng)64與控制電子系統(tǒng)交互通信以便準(zhǔn)確地將垂直件52定位在顯示板54的預(yù)定位置上。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行的粘附步驟的分解圖。真空夾具50以垂直動(dòng)作將垂直件52的附著表面58接近于位于顯示板54表面上的結(jié)合區(qū)66。
當(dāng)附著表面58接近于結(jié)合區(qū)66時(shí)，通過毛細(xì)力作用將垂直件52上攜帶的粘性膜轉(zhuǎn)至結(jié)合區(qū)66而形成一個(gè)粘合觸面68。重要的是應(yīng)當(dāng)注意需要施加大的垂直力以便將垂直件52粘合至結(jié)合區(qū)66。本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)包括使用足以濕潤(rùn)結(jié)合表面66的粘性材料，使得毛細(xì)與表面力能夠傳送足夠量的粘合材料結(jié)合表面66。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將能認(rèn)識(shí)到前述粘附過程可用于粘附多種垂直結(jié)構(gòu)至顯示板。例如，電荷穩(wěn)定化結(jié)構(gòu)，電荷偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，縱向電子聚焦結(jié)構(gòu)等，可以此發(fā)明的粘附方法附加到顯示板上。盡管此處描述本發(fā)明的實(shí)施例用在隔離物的定位與粘附上，但本發(fā)明完全不限于此隔離物結(jié)構(gòu)。
圖4所示為具有多個(gè)隔離物72定位其上的陰極板70的一部分的截面圖。根據(jù)本發(fā)明，隔離物72相對(duì)于重疊在陰極板70表面的發(fā)射器結(jié)構(gòu)組74準(zhǔn)確定位在陰極板70上。粘性結(jié)合面76將隔離物72固定于陰極板70。通過圖2和3所示的本發(fā)明的方法，隔離物72放置于陰極板70上，準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)于與發(fā)射結(jié)構(gòu)74相鄰的結(jié)構(gòu)區(qū)。接下來，可實(shí)施將陽極板準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)陰極板70的工藝步驟。在附加陽極板之前，首先準(zhǔn)確地將隔離物72安置于陰極板70，避免了隔離物重疊于發(fā)射結(jié)構(gòu)74。如前所述，與向陰極板70附加陽極板有關(guān)的任何非對(duì)準(zhǔn)，將導(dǎo)致場(chǎng)致發(fā)射顯示器工作中可觀察到的缺陷。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，用于形成粘合層38與粘性結(jié)合區(qū)76的粘性膜60，是通過溶膠凝膠過程制備的。較佳的，過渡金屬溶膠凝膠通過結(jié)合過渡金屬氧化物前體與溶劑，諸如脫離子水、乙醇、甲醇等而制備。例如，過渡金屬如鐵、鈦、鎢、釩等的氧化物，可用來制備傳導(dǎo)性溶膠凝膠。在一個(gè)較佳實(shí)施例中，釩酸鈉(NaVO3)與脫離子水和離子交換樹脂混合而形成釩酸鹽傳導(dǎo)性溶膠凝膠。可購(gòu)買的離子交換樹脂可以使用如AMBERLITE JR 120(plus)”，從ROHMand HAAS,Inc.of Philadelphia,PA.購(gòu)買。配制溶膠凝膠時(shí)，離子交換樹脂在釩酸鹽化合物中以氧替換鈉。較佳地，約0.1～2.0克釩酸鈉與約10～20.5ml脫離子水和約1～2克離子交換樹脂結(jié)合并混合而制成溶膠凝膠。在一個(gè)最佳實(shí)施方案中，0.1～2克釩酸鈉，1克離子交換樹脂，與約10ml水混合而形成溶膠凝膠溶液。
混合后，溶液保持在室溫一段預(yù)定時(shí)間以使水解反應(yīng)發(fā)生。然后，將溶液傾析以移去填鈉離子交換樹脂。傾析后，溶膠凝膠即可備用于粘合劑應(yīng)用且用于上述場(chǎng)致發(fā)射顯示器的構(gòu)造過程。
在一個(gè)選擇性實(shí)施方案中，粘合材料由硅質(zhì)溶膠凝膠配制。硅質(zhì)溶膠凝膠較佳地由硅酸鹽化合物，如原硅酸四乙酯(TEOS)、乙醇、和鹽酸制備。較佳地，溶膠凝膠通過加入約30ml的TEOS,20ml的乙醇，和約1ml的鹽酸制備?；旌虾?，通過加熱該混合物至大約150℃約2個(gè)小時(shí)而引入水解反應(yīng)。水解反應(yīng)完成后，溶膠凝膠物質(zhì)即可用于根據(jù)前述制造方法制造場(chǎng)致發(fā)射裝置。
前述每一溶膠凝膠制備工藝中，諸如銀、金、和鉑等金屬可以加入溶膠凝膠以產(chǎn)生電導(dǎo)性粘合材料?；蛘?，膠態(tài)金屬前體，如氯化金可加入溶膠凝膠中。接著，膠態(tài)金屬沉淀于溶膠凝膠中。此外，其他過渡金屬，如鉻、錳和鈷等的氧化物也可引入溶膠凝膠的制備中以便形成電導(dǎo)性粘合劑。
因此可以看出，根據(jù)本發(fā)明提供的場(chǎng)致發(fā)射顯示器具有粘合附著的隔離物且粘附工藝完全滿足前述優(yōu)點(diǎn)。盡管本發(fā)明參照具體描述的實(shí)施例予以描述和示意，但并非意在本發(fā)明限制于所講解的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到可以進(jìn)行各種變化和修改而不偏離本發(fā)明的精神。例如，非常不同于此處所描述的機(jī)構(gòu)也可用于本發(fā)明的粘附工藝。因此應(yīng)當(dāng)把所有這種變化與修改包含進(jìn)本發(fā)明所附權(quán)利要求書及其等效敘述的范圍之中。
權(quán)利要求
1．一種場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，包括具有內(nèi)表面的顯示板；內(nèi)表面上的結(jié)合區(qū)(66)；耦合于結(jié)合區(qū)(66)的垂直件(52)；以及粘合層(38)，其介于結(jié)合區(qū)(66)與垂直件(52)之間，其中，粘合層(38)選自由溶膠凝膠粘合劑，金屬-玻璃膏，和摻金屬環(huán)氧樹脂構(gòu)成的組中。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，其中，溶膠凝膠粘合劑包含水解后的原硅酸四乙酯。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，其中，溶膠凝膠粘合劑包含水解后的原硅酸四乙酯；以及一種堿金屬氧化物。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，其中，溶膠凝膠粘合劑包含水解后的原硅酸四乙酯；以及一種堿金屬碳酸鹽。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，其中，顯示板包括陰極板(14)。
6．一種場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，包括具有內(nèi)表面(18)的陰極板(14)；具有內(nèi)表面(16)的陽極板(12)，該內(nèi)表面(16)與陰極板(14)的內(nèi)表面(16)呈平行間隔關(guān)系；在陰極板(14)的內(nèi)表面(18)上的第一接觸區(qū)以及在陽極板(12)的內(nèi)表面(16)上的第二接觸區(qū)；具有第一和第二相對(duì)邊緣的隔離物結(jié)構(gòu)(72)，其配置在陰極板(14)和陽極板(12)之間，其中，第一相對(duì)邊緣耦合于第一接觸區(qū)，且第二相對(duì)邊緣鄰接第二接觸區(qū)；以及粘合層(38)，其介于第一接觸區(qū)與第一相對(duì)邊緣之間，其中，粘合層(38)選自溶膠凝膠粘合劑，金屬-玻璃膏，和摻金屬環(huán)氧樹脂構(gòu)成的組中。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，其中，隔離物結(jié)構(gòu)(72)包括具有與陰極板(14)和陽極板(12)的熱膨脹系數(shù)基本類似的熱膨脹系數(shù)的體電阻材料。
8．根據(jù)權(quán)利要求6的場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)，還包括覆蓋在第二接觸區(qū)上的金屬層，它介于第二接觸區(qū)與第二相對(duì)邊緣之間。
9．一種制造場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10)的方法，包括步驟提供一個(gè)顯示板，其上有結(jié)合區(qū)(66)；提供可動(dòng)傳送裝置(40)，它使垂直件(52)暫時(shí)附著于其上，垂直件(52)具有附著表面(58)；提供粘性膜(60)，它選自由溶膠凝膠粘合劑，金屬-玻璃膏，和摻金屬環(huán)氧樹脂構(gòu)成的組中；觸發(fā)可動(dòng)傳送裝置(40)，使附著表面(58)接觸粘性膜(60)；觸發(fā)可動(dòng)傳送裝置(40)，使附著表面(58)接觸結(jié)合區(qū)(66)；將一定量的粘合劑從附著表面(58)轉(zhuǎn)移至結(jié)合區(qū)(66)；以及使第一極板退火，以將附著表面(58)結(jié)合到結(jié)合區(qū)(66)。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，提供粘性膜(60)的步驟包括步驟水解原硅酸四乙酯以形成溶膠凝膠；以及將溶膠凝膠施加到傳送臺(tái)上。
全文摘要
一種場(chǎng)致發(fā)射顯示器(10),包括多個(gè)隔離物(24),通過粘合層(38)附加到陰極板(14)上。粘合層(38)優(yōu)選為電導(dǎo)性、過渡金屬溶膠凝粘合劑。配制溶膠凝膠粘合劑以提供具有預(yù)定表面屬性的粘性膜(60),使粘性膜(60)可擴(kuò)散在傳送臺(tái)(62)上。粘性膜(60)具有足夠粘性使得垂直件(52)可以接觸粘性膜(60),其上小量粘合劑粘附到垂直件(52)的端部的附著表面(58)。涂上粘合劑后,垂直件(52)通過可動(dòng)傳送裝置(40)直接附加到顯示板(54)上的結(jié)合區(qū)(66)。
文檔編號(hào)H01J29/02GK1309813SQ99808753
公開日2001年8月22日 申請(qǐng)日期1999年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月27日
發(fā)明者彼得·A·史密斯, 愛德華·A·澤爾波克, 邁克·克萊哈克, 所羅門·R·皮納, 肯尼思·A·迪安 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司