专利名称：用于生产包含吸气材料的平板显示器的方法
专利说明用于生产包含吸气材料的平板显示器的方法 [技术领域]本发明涉及用于生产包含吸气材料的平板显示器的方法。平板显示器(以下简称FPD)由于它们的用途广泛而成为目前的研究热点。工业生产的一个主要目的是用较小的显示器取代笨重的CRT。在众多符合要求的FPD中，有等离子显示器和场致发射显示器，分别被称为PDP和FED。这两种显示器都由前和后玻璃板组成，前和后玻璃板的围缘相连。这两个玻璃板间隔0.1-0.2毫米，因此创造了一个包含显示器的活性或功能性成分(在FED中是荧光粉、馈电导体矩阵和发射电子的微电极；在PDP中是界定单元的壁结构)的内部空间。
为了在它们期望的使用期限内有更好的性能，FED和PDP都需要配置吸气器。在FED中，吸气剂的功能是保持显示器的蒸发空间的内压在10-3mbar或以下，从而避免了电子在沿着发射电极到荧光粉的通路中被吸收或散射。在PDP中，吸气剂保证了填充在显示器内的惰性气体混合物的化学组成的恒定，从而保证了操作性能的稳定。在FED中的吸气器的可能的形状和配置，例如，在Kokai(日本未检验专利申请)JP-A-729520和JP-A-729521、欧洲专利申请EP-A-780872、国际专利申请WO95/23425和96/01492、美国专利申请5,639,356公开。在Kokai JP-A-10-188829和JP-A-10-296596中公开了PDP中的吸气剂。
在吸气材料中，使用最多的是基于锆或钛的合金，这是由于它们具有大范围的吸气性能。特别是，最好使用包含单独或结合有锆或钛粉的锆-钒-铁合金。这些吸气材料在它们的使用期开始时需要根据吸气材料的实际化学组成，经过热活性处理，这引起氧化物、氮化物和碳化物(存在于产生后吸气粉的药柱表面)向着大部分相同的晶粒弥散，从而释出将用作吸气的自由表面。热活性处理可以在300°和500℃温度之间处理10到60分钟。
FED的生产包括将两块玻璃板在它们的周缘连接，通常是通过被称作熔接玻璃的玻璃胶，在相对较低的温度下融合的步骤，和熔接密封步骤。在熔接密封阶段，熔接玻璃被加热到足够引起熔接玻璃在空气中熔化的温度T1。当温度降低时，熔接玻璃固化，密封这两块玻璃板从而创造FPD的内部空间。
密封玻璃步骤之后，通常是被称作“烘烤”的步骤，经过这一步，内部空间被抽成真空同时显示器被加热。抽真空在FED是需要的，而PDP的抽空是一个预备步骤，以用所需的大气环境回填PDP。在抽空期间对显示器的加热有助于内部成分(特别是荧光剂)释放吸收的大部分空气，否则这些成分在显示器的使用期间可能会从显示器的内部放气，从而导致真空度下降(在FED)或在所述空间的气的纯度(在PDP)下降。
这里有两种将吸气器引入到(或连接到)FPDs的内部空间的方法。根据第一种可能的方案，将吸气器放置于连接到后玻璃板并用作在烘烤期间抽空内部空间的玻璃管内。在抽真空后，用适当的加热工具在距后玻璃板一定距离挤压使玻璃管密封。这一步被称为“拆离”。吸气器通常以压缩的吸气粉丸的形式放置在玻璃管的剩余部分的尾端。第一方案的缺点是这个尾端增加了显示器的整个厚度，并且吸气器仅仅通过一个通常只有几平方毫米的孔与内部空间接触，导致需要较长时间才能将存在于远离吸气器的内部空间位置的不纯气体清除。
对于FPD制造商来说最好使用直接内置于内部空间的平板吸气器。这种吸气器通常由铺放于金属衬底上的吸气粉构成，并放置于显示器的周缘。这种装置很明显需要在熔接玻璃密封步骤之前放置于显示器的内部空间。但是仍然存在一个问题，如果用于激活吸气材料的温度低于用于熔接玻璃的温度T1，则吸气材料在密封步骤期间被激活，周围环境中包含空气和从熔接玻璃蒸发的气体；吸气器开始吸收气体，它的吸收能力至少一部分被消耗。另一方面，如果，用于激活吸气剂所需的温度高于T1，则吸气材料只有一部分被激活。通过使用被称为可熔接吸气剂可部分克服上述问题。这种材料在熔接密封期间不会消耗的太严重，并且在熔接密封步骤之后还能保持在FPD使用期限内有足够用于它的操作的吸收能力。这种材料之一是由SAES GettersS.p.A.，Lainate，Italy生产并出售，商标名St 122，它是一种锆-钒-铁合金与钛的粉剂混合物。
然而，仍然会发生吸气材料特性耗尽的问题，导致在FPD内的吸气材料在它的使用期限内不能展示最好的吸收能力。另外，合适的吸气材料的范围在众多可能的材料中仅限于几种。
因此，本发明的目的是提供一种用于生产包含吸气材料的、没有现有技术的缺点的平板显示器的方法。这一目的可通过根据本发明的用于产生包含吸气材料的平板显示器的方法来实现，该方法包括步骤如下提供一平板显示器的前和后玻璃板，两者都用于支承显示器成品所需的功能性元件；在显示器成品上的确定位置处的玻璃板之一上配置一平板吸气器；借助于密封材料将两块玻璃板密封连接，在温度T1下固化时使得固体具有高于T1的熔化温度；在高于T1的温度下烘烤这样产生的平板显示器，同时通过留在两块玻璃板其中之一内的玻璃管抽空它的内部空间；在高于T1的温度激活该吸气材料；和通过“拆离”玻璃管而封闭该显示器的内部空间。
烘烤步骤和吸气剂激活步骤可在同一步执行。执行本发明的方法的很重要的一条是使用一种在以温度T1进行固化之后可以经受高于T1的热处理温度的密封材料；温度T1最好尽可能的低，最高所需的条件是T1等于或在室温上下。合适的材料是，例如，聚酰胺、硅橡胶和在第一次熔融后晶化的熔接玻璃，这样，当它再固化后，它变得能够经受高于第一次熔化温度的温度。熔接玻璃是一种利用晶化现象专门晶化的晶化玻璃，这种材料在改善机械性能和耐热性方面普遍认为不十分令人满意。本发明中使用的熔接玻璃在下文中被称为“晶态熔接玻璃”。另一种材料，即本发明最好使用近来由日本东京TOSEI ELECTROBEAM有限公司研制并销售的一种密封胶；这种材料目前还处于实验室测试阶段，在本领域暂时被称为“i-seal”。
已经知道在很多专利申请和文献中都提供了构成FPD的前和后玻璃板、功能性元件和装置。因此，这些装置并不是本发明的目的。
本发明的方法的第二步是将平板吸气器放置于两块玻璃板其中之一上。本发明的吸气器最好是沿着显示器的一或多侧边缘、非活性元件区域(在FED中是荧光粉和微电极；在PDP情况下是电池等)，并靠近密封区域放置的条状吸气材料粉。吸气材料较好是具有小于或等于100微米的晶粒尺寸，最好是在20到80微米之间的粉剂。
为了最大化吸气材料的量，吸气材料最好具有矩形条形状，它放置的边缘的长度和宽度是2到5毫米，这依赖于无活性元件区域的尺寸。吸气材料的条可以放置在显示器的一侧边缘，但它可以放置在多侧，甚至整个所述边缘。
吸气材料可以以矩形沉淀形式直接放置于玻璃板上。然而，分开生产吸气器，和组装显示器及吸气剂很容易。最好是，该吸气器包括一般大约有20到100微米厚的金属支撑物。可用作支撑或衬底的金属包括钢、钛、镀镍铁、铜镍合金、镍/铬合金和镍/铁合金。吸气材料可通过冷轧、电泳或喷雾方法沉积到支撑材料上。最好使用在国际出版物WO98/03987中描述的丝网印刷的方法。
用于本发明的吸气材料最好是由SAES Getters SpA at Lainate，Italy，公司生产和销售的商标名St 121或St 122的产品中的一种，但不限于这些。St 121是一种钛占总重70％、和由SAES吸气剂公司生产出售的，商标名St101的锗84％-铝16％合金占30％的混合物。St122是一种钛占总重70％、和由SAES吸气剂公司生产出售的，商标名St707的锗70％-钒24.6％-铁5.4％合金占30％的混合物。
本发明的方法的下一步是密封连接构成显示器的两块玻璃板。根据本发明，这一步是通过使用选自聚酰胺、硅橡胶、由TOSEIELECTROBEAM有限公司生产和出售的i-seal混合物，或如上所述的“晶态熔接玻璃”等材料来实现的。聚酰胺、硅橡胶和i-seal材料具有在室温下固化的特性，(即，T1＝室温)，在此之后，它们能够经受高达400℃的热处理温度。本发明中使用的熔接玻璃的一个例子是由Asahi Glass K.K.商标名为ASF 1307的材料。这种玻璃能够在大约440℃(这种情况下为T1)密封，并且在固化后能够经受高达500℃的温度。
使用上述密封材料允许接受在用于产生FPD的方法中密封温度和烘烤温度能够逆转的条件。根据已知的方法，熔接密封温度T1是后面的用于生产FPD步骤可以进行的温度的最高限。在本发明的方法中使用上述材料排除了这种限制，允许在高于T1的温度下进行烘烤步骤和吸气剂激活步骤。在这种情况下用于聚酰胺、硅橡胶和i-seal材料的处理温度的最高限大约是400℃，最高不得超过550℃，因为显示器的前和后玻璃板在高于550℃的情况下不安全。
烘烤步骤以与已知方法相似的方式执行，所不同的是，根据本发明，烘烤温度高于T1。这允许构成显示器的材料更好地排气，因为显示器的内部空间在它的使用期限内始终是干净的。
吸气剂激活步骤也是在高于T1的温度下进行的。根据本发明的方法，在空气环境中密封期间应该避免吸气剂的激活。另外，激活发生在低压环境下，因此，用于FPD使用期限内的吸气器的吸收能力接近理论值。
最后一步是拆离暂时留在两块玻璃板其中之一(通常是后玻璃板)中的管子。通过进行这一步， 显示器的内部空间与外部空间隔离。拆离步骤没有做详细描述，因为该步骤常规用于相关领域中。
在本发明的方法的优选实施例中，在烘烤期间进行吸气剂的激活步骤，因此不需要两个分离步骤。另外，如果在烘烤步骤激活了吸气剂，它作为在此处理期间附加的“原位”泵，从而实现了缩短了抽真空时间，并改善在烘烤步骤期间达到的真空水平。
权利要求
1.一种生产包含吸气材料的平板显示器用的方法，包括以下步骤提供一平板显示器的前和后玻璃板，两者都用于支承显示器成品所需的功能性元件；在显示器成品上的确定位置处的玻璃板之一上配置一平板吸气器；借助于密封材料将两块玻璃板密封连接，在温度T1下固化时使得固体具有高于T1的熔化温度；在高于T1的温度下烘烤这样产生的平板显示器，同时通过留在两块玻璃板其中之一内的玻璃管抽空它的内部空间；在高于T1的温度下激活该吸气材料；和通过“拆离”玻璃管而封闭该显示器的内部空间。
2.根据权利要求1的方法，其中烘烤步骤和吸气剂激活步骤在同一步执行。
全文摘要
在包含吸气材料的平板显示器中,如果吸气剂激活温度低于密封温度,则吸气材料在密封步骤被激活,并部分被消耗。另一方面,如果吸气剂的激活温度高于密封温度,则只有很小一部分吸气材料被激活。这个问题可通过包括下述步骤的方法解决:提供一平板显示器的前和后玻璃板,两者都用于支承显示器成品所需的功能性元件;在显示器成品上的确定位置处的玻璃板之一上配置一平板吸气器;借助于玻璃胶将两块玻璃板密封连接,其在温度T
文档编号H01J17/02GK1337057SQ00802963
公开日2002年2月20日 申请日期2000年1月17日 优先权日1999年1月22日
发明者前田千春 申请人:工程吸气日本公司