CN1556540A - 场发射显示器件的高真空封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种场发射显示器件的高真空封装方法，属于场发射显示器领域。该封装方法包括密封玻璃放置步骤、场发射显示器件装配步骤、抽真空步骤、加热封边步骤、冷却步骤，其中场发射显示器件抽真空与加热封边是在真空室中一次完成的。本发明的方法与传统的场发射显示器件封装方法相比，其特点在于：(1)省去了与器件相连接的抽气管道，使抽真空系统与真空室直接匹配，大大提高了抽真空速度和效率；(2)大大简化了器件的封装程序，降低了生产成本；(3)在高温下抽真空(300℃以上)，有助于阴阳极玻璃面板内表面吸附的水分充分排出器件内部空间，使封接后的器件真空度更高、更稳定；(4)由于不需要留排气口，封装后的器件更加美观。
Description
技术领域
本发明涉及场发射器件的高真空封装技术，属于场发射显示器领域。
背景技术
近年来，场发射成为一个非常活跃的领域。国际上一致认为，场发射显示器(FED)在平板显示器市场具有广阔的前景和未来。和液晶显示器相比，场发射显示器的各种性能全面领先，具有高亮度、更为良好的视角效果、低功耗、大大缩小的尺寸、制作工艺的简单化等优点，因此被誉为二十一世纪的显示技术(K.Derbyshire，Solid State Technol.38，71(1995)；J.Roberston，Thin Solid Films 296，62(1997))。
场发射显示器的基本原理如图1所示，利用直流电源或脉冲直流电源在两块互相平行的极板之间形成直流电场，在电场的作用下，电子从场发射阴极材料的表面逸出并加速，轰击荧光材料并使之发光。场发射阴极材料和荧光材料分别涂覆于阴阳极板上，并分别通过金属电极和透明电极与电源连接。图1中数字101表示阳极氧化铟锡(ITO)导电玻璃，102表示荧光粉，103表示支撑物，104表示阴极导电玻璃，105表示场发射阴极材料，图中箭头表示电子发射方向。场发射显示器件要获得好的显示度，除了需要电子发射性能优异的场发射阴极外，最重要的是需要一个内部稳定的高真空环境(约10-5Pa)。器件的真空度对场发射阴极电子发射的可靠性以及FED器件的寿命有着十分重要的影响，而真空封装技术一直是制约场发射显示器件走向实用化的一个瓶颈。
目前场发射显示器件的封装都是沿用传统的工艺，类似与真空荧光显示器件(VFD)的封装工艺，即在带有场发射阴极的玻璃衬底四周涂低熔点玻璃粉，与ITO阳极玻璃装配后在大气中经高温烧结、熔融低熔点玻璃粉将器件周边密封，再在预留的抽气口抽真空，封接抽气口制成产品。上述方法对场发射显示器件的性能有两大不利影响。一、低熔点玻璃粉的烧结温度在440℃左右，在大气中经过如此高温烧结过程，对场发射阴极有毒害作用，影响阴极的电子发射性能。二、由于场发射显示器件高电场强度下工作的特点，其阴阳极面板之间间距较小，通常是几百微米，封边后抽气气阻大，而且采用上述方法还要在器件上加接较长的抽气管道，管道越长、直径越细则抽气阻抗越大，抽速越低，抽真空效率就越低，真空度就抽不上，并且封接抽气口时抽气口玻璃会放气，使器件的内部真空度更低。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术存在的问题，提供一种场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于它是一种无需预留抽气口，采用真空热熔密封一次完成，从而获得高真空度的场发射显示器件封装方法。
根据本发明提供的一种场发射显示器件的高真空封装方法，依次步骤为：
(1)密封玻璃的放置：将密封玻璃放置在带有荧光粉的ITO阳极玻璃或带有场发射体的阴极玻璃周边；
(2)场发射显示器件的装配：将阳极玻璃与阴极玻璃有间隔的相对放置(相互不接触)，阳极玻璃或阴极玻璃上放置多个支撑物用于形成封装后器件的间隔；
(3)抽真空：在封闭的真空室中，将装配好的阴阳极玻璃整体与所说的真空室一起抽真空，达到器件所需的高真空度；
(4)加热封边：将真空室加热到封边用密封玻璃熔化温度，施加一定的压力使阴阳极玻璃紧密接触，形成密闭的周边；
(5)冷却：真空室降温，使器件随之冷却，由此获得具有所需高真空度的场发射显示器件。
所述的密封玻璃可采用市售的密封玻璃，如密封玻璃条、玻璃粉、低熔点玻璃粉。优选的密封玻璃是密封用低熔点玻璃粉，往往是选其膨胀系数与玻璃面板匹配的玻璃粉。
所述的阳极玻璃面板为ITO玻璃，阴极玻璃面板为常用的玻璃，如浮法玻璃，ITO玻璃。
所述的支撑物为常用的支撑物，由金属、玻璃、陶瓷或合金等材料制成的支撑物。
所述的抽真空和加热封边是同时进行的。在真空度达10-3Pa后，加热整个真空室直至密封玻璃的封接温度，通常选用的密封玻璃的封接温度为350℃～550℃，保温1～2个小时，使密封玻璃充分熔化，同时抽真空到器件所需的真空度(10-5Pa～10-6Pa)，最后移动阴阳极玻璃面板使之接触并保持一定的压力。
所述的真空室降温或使器件随之冷却或通过水冷或直接风冷实现均匀降温。
根据本发明，阴阳极玻璃面板内部空间的真空度的改变，是通过改变阴阳极玻璃面板所在的真空室的真空度来实现的。因此当真空室的真空度升高时，器件内部空间的真空度也相应提高。
本发明的这种场发射显示器件的高真空封装方法与前述的传统方法相比，其优点在于：(1)省去了与场发射显示器件相连接的抽气管道，使抽真空系统与真空室直接匹配，将整个场发射显示器件在封闭的真空室中与真空室一起抽真空，这样就大大提高了抽真空速度和效率；(2)大大简化了场发射显示器件的封装程序，抽真空与封接一次完成，降低了生产成本，便于工业化生产；(3)在高温下抽真空(300℃以上)，有助于阴阳极玻璃面板内表面吸附的水分充分排出器件内部空间，使封接后的器件真空度更高、更稳定；(4)由于不需要留排气口，封装后的器件更加美观。
附图说明
图1场发射显示器件的基本原理示意图；
图2本发明的场发射显示器件高真空封装方法；
具体实施方式
下面结合附图来详细描述本发明，这些附图及其说明仅仅是用来说明本发明的，他们并非是要对本发明进行任何限定，本发明的保护范围由权利要求书进行限定。
实施例1
本发明所说的场发射显示器件的高真空封装方法如图2所示。阳极玻璃面板2与阴极玻璃面板4相向放置，两块面板开始不相互接触，留有一定的间隙以便抽真空；其中一块面板的四周有密封玻璃3，并在面板上放置有多个支撑物103，用于维持封接后器件阴阳极面板之间的间距。用于制造玻璃面板的玻璃是ITO导电玻璃。本实施例优选的密封玻璃是密封用低熔点玻璃粉。玻璃粉有很多类型，优选其膨胀系数与玻璃面板匹配的玻璃粉。本实施例选用的支撑物是由陶瓷材料制成的支撑物。将装配好的场发射显示器件放置于一容积足够大的可密闭腔体如真空室1中，真空室1通过大口径管道5与抽真空系统6相连，可以在需要时使该真空室达到器件所需的高真空度。
首先对整个真空室抽真空，在真空度达到10-3Pa后，加热整个真空室直至密封玻璃的封接温度。本实施例选用的密封玻璃封接温度为450℃。然后在此温度下保温1.5个小时，使密封玻璃充分熔化，同时继续抽真空到10-5Pa。最后移动阴阳极玻璃面板使之接触并保持一定的压力，降温使密封玻璃凝固来密封阴阳极玻璃面板的周边。降温为器件自然降温。
实施例2
用于制造阴极玻璃面板的玻璃为浮法玻璃，选用的密封玻璃置于有场发射体的阴极玻璃周遍，阴极和阳极上放置多个玻璃材料制备的支撑物，用于形成封装后器件的间隔，抽真空加热封装温度为400℃，封接保温时间为1小时，真空度为10-6Pa，其余同实施例1。
Claims (8)
1、一种场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于采用真空热熔密封一次完成。
2、按权利要求1所述的场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于依次包括下列步骤：
1)密封玻璃放置步骤：将密封玻璃放置在带有荧光粉的ITO阳极玻璃或带有场发射体的阴极玻璃周边；
2)场发射显示器件装配步骤：将阳极玻璃与阴极玻璃有间隔的相对放置，阳极玻璃或阴极玻璃上放置多个支撑物用于形成封装后器件的间隔；
3)抽真空步骤：在封闭的真空室中，将装配好的阴阳极玻璃整体与真空室一起抽真空，达到器件所需的高真空度；
4)加热封边步骤：将真空室加热到封边用密封玻璃熔化温度，施加一定的压力使阴阳极玻璃紧密接触，形成密闭的周边；
5)冷却步骤：真空室降温，使器件随之冷却，由此获得具有所需高真空度的场发射显示器件。
3、权利要求2所述的场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于所述的阳极玻璃面板为ITO玻璃，阴极玻璃面板为常用的玻璃，或为浮法玻璃，ITO玻璃中一种。
4、按权利要求2所述的场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于所述的阴阳极之间支撑物或由金属、玻璃、陶瓷或合金材料制成。
5、按权利要求2所述的场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于所述的密封玻璃或为密封玻璃条、玻璃粉或低熔点玻璃粉。其封接温度为350℃～550℃。
6、按权利要求5所述的场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于所述的密封玻璃为低熔点玻璃。
7、按权利要求2、5或6所述的场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于所述的抽真空和加热封边是同时进行的，在真空度达10-3Pa后，加热整个真空室直至密封玻璃的封接温度，保温1～2个小时，使密封玻璃充分熔化，同时抽真空到器件所需的10-5Pa～10-6Pa真空度。
8、按权利要求2所述的场发射显示器件的高真空封装方法，其特征在于所述真空室降温或自然冷却或通过水冷或直接风冷实现均匀降温。
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