專利名稱：用作屏幕的等離子體平板中的消氣系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用作屏幕的等離子體平板的一種消氣系統(tǒng)。
從大約二十年前開始研究用等離子體平板作為用作例如電視機屏幕的常規(guī)陰極射線管的可能的替代物，預計它們不久將進入市場。
這些平板在本領域中更通俗的英文名稱為“等離子體顯示板”，或者縮寫為“PDP”，在下文中使用這個縮寫名稱。
一個PDP是由兩塊平的玻璃件構成的，一塊前板和一塊后板，其周邊利用低熔點的玻璃膏密封連接。這樣在兩塊玻璃件之間形成一個封閉空間，其中充滿稀有氣體混合物，并且包含在下文中所述的功能結構。
PDP的工作原理是當在其中產生放電時在稀有氣體中產生的紫外光輻射，借助于所謂的熒光物質，轉換成可見光。在作為屏幕的情況下，為了形成一幅圖象，顯然必須有一組小型光源，進而有一組可產生局部放電的電極對。通過在一對預定電極上施加電勢差，和將PDP內部空間分成一系列微小空間例如可以是0.1-0.3毫米大小的平行通道結構都能夠將放電約束在具有較小側面尺度的區(qū)域內，

圖1示意性地表示了這種幾何結構，該圖表示了帶有用虛線表示的一組電極的前玻璃件、平行通道和帶有設置在這些通道底部的第二組電極的后玻璃件，第二組電極垂直于第一組電極。或者，可以將PDP內部空間分成小的腔室，其也具有大約0.1-0.3毫米的側面尺度，這些腔室又與結構與前者類似的平行通道相連；這種結構示意性地表示在圖2中，該圖表示了前玻璃件(其朝向PDP內部空間的表面帶有一組電極，圖中未示出，電極結構與圖1所示結構相似)、與若干行平行通道相連的腔室結構和位于后玻璃件上的第二組電極，第二組電極與第一組電極正交。圖象形成在實際的屏幕，即與通道結構對應的前玻璃件上，除了顯示板邊沿區(qū)域之外，通道結構充滿整個表面。這個邊沿區(qū)域，根據顯示板尺寸的不同，大約為2-15毫米，并形成具有高通氣性的一個區(qū)域，在下文中也稱之為主通道；而位于圖象形成區(qū)域中的通道則具有遠小于主通道的側截面和通氣性，在下文中也稱它們?yōu)楦蓖ǖ馈?br> 這些屏幕的填充物通常為稀有氣體混合物，一般為氦氣和氖氣加上少量的氙氣或氬氣。為了使這些裝置正常工作，要求形成等離子體的氣體混合物的化學組成保持不變。特別是，氣體混合物中微量的大氣氣體，如氮氣、氧氣、水或二氧化碳，將導致PDP電工作參數的改變，如W.E.Ahearn和O.Sahni的文章“Effect of reactive gas dopants on the MgO surface inAC plasma display panels”(刊登在雜志“IBM J.RES.DEVELOP”1978年11月第22卷第6期第622-625頁上)所述。這些雜質在制造工藝之后殘留在顯示板中。事實上，這些顯示板的制造包括以下步驟在將兩塊玻璃件的周邊結合在一起之后，利用與其相連的一個泵通過位于對應于顯示板邊沿，一般在它的一個角上，的主通道上的一個小孔將大氣氣體從內部空間中抽出。限制內部空間抽氣速度的因素為所有副通道中的氣體都流入主通道，因而造成其中氣體蓄積狀態(tài)，這些氣體無法迅速排出。對于在抽氣過程中顯示板的各個區(qū)域中的壓力變化尚未進行深入的研究，PDP制造商采用的抽氣時間為幾個小時，這個時間長度是根據經驗對兩種彼此沖突的要求折衷后確定的，即一方面要使這個處理步驟所需時間最短(從而使制造成本最小)，另一方面要使大氣氣體的殘留壓力適合顯示板以后的工作。等離子體屏幕中另一個雜質源是構成該屏幕的材料的脫氣，例如由于加熱和在屏幕工作時出現(xiàn)的電子轟擊所產生的熒光物質。
為了在PDP制造過程中去除這些雜質，日本專利JP 05-342991建議沿著顯示板邊沿淀積多孔的氧化鎂層，在其末端通以直流電流；當在電壓作用下時，該MgO淀積層能夠吸收某些雜質，例如水和二氧化碳。但是，一旦制造過程結束，MgO淀積層就會斷電，因此這種系統(tǒng)無法解決在顯示板使用壽命中由于其部件脫氣而在顯示板中產生的雜質濃度逐漸增大的問題。
本發(fā)明的目的是提供能夠克服現(xiàn)有技術缺陷，特別是改進PDP的抽氣工藝和在顯示板使用壽命內吸收在顯示板中產生的氣體雜質的一種系統(tǒng)。
根據本發(fā)明這些目的是利用用作屏幕的等離子體平板中的一個消氣系統(tǒng)實現(xiàn)的，該系統(tǒng)由設置在與垂直于副通道方向的顯示板側邊相鄰的兩個區(qū)域中至少一個中的主通道內的一個或多個不易汽化的消氣元件構成?？扇〉氖牵景l(fā)明的消氣系統(tǒng)由設置在與垂直于副通道方向的顯示板側邊相鄰的兩個區(qū)域中的主通道內的兩個或多個不易汽化的消氣元件構成。
在真空領域中將不易汽化的消氣材料或元件稱為NEG(不易汽化的消氣)材料或元件，所以下文中將采用此名稱。
下面結合附圖介紹本發(fā)明，其中圖1和圖2示意性表示兩種可能類型的等離子體平板的內部結構；圖3表示包括本發(fā)明的消氣系統(tǒng)的等離子體平板的剖視圖；圖3a表示圖3中局部放大視圖；和圖4以與圖3a相似視角表示包含本發(fā)明的不同類型消氣系統(tǒng)的一個PDP的結構。
以下描述將針對具有如圖1所示類型的簡單通道結構的一種等離子體顯示板進行，因為圖2所示具有與通道相連腔室的結構，對于本發(fā)明所要解決的問題來說，基本是等效的。
為了清楚起見，圖3和圖3a僅僅表示了等離子體顯示板的主要結構，因而沒有表示某些功能部分，例如構成電極的導電材料鍍層或淀積在通道中的熒光物質。參見圖3和圖3a，等離子體平板30是由一塊前玻璃件31和一塊后玻璃件32構成，通過在周邊區(qū)域34熔化一種低熔點玻璃膏將兩塊玻璃件彼此密封連接。在內部空間中包含具有由側壁36,36’,……限定的通道35,35’,……的結構。所表示的通道結構在顯示板的大部分表面上延展，除了邊沿區(qū)域37和玻璃件31上的對應區(qū)域38以外，玻璃件31構成實際的屏幕。在對應于邊沿區(qū)域37的位置，形成主通道39，其寬度與邊沿區(qū)域37相同(如上所述，寬度范圍為2-15毫米)，其高度等于玻璃件31和32之間的距離，從0.2-0.3毫米。因為側壁36,36’,……的頂部與玻璃件31接觸，底部與玻璃件32接觸，包含在各個副通道中的空間僅僅通過開口40,40’,……與PDP內部空間的其余部分相連。
構成本發(fā)明系統(tǒng)的NEG元件設置在朝向開口40,40’,……并與垂直于副通道方向的顯示板側邊相鄰的至少一個，可取的是兩個區(qū)域41,41’中。在實施本發(fā)明的系統(tǒng)時，NEG元件可以僅僅與玻璃件31、或僅僅與玻璃件32或者與兩者接觸。在所有情況下，NEG元件的結構和整個消氣系統(tǒng)的結構應當不至于過分減小通道39中的通氣性。當NEG元件僅僅與玻璃件31或32之一接觸時可以滿足這個條件，這可以通過使用僅僅部分填滿區(qū)域41,41’的元件，或者如圖3a所示，元件42完全填滿這些區(qū)域，而厚度不大于通道39高度的一半來實現(xiàn)。相反，當NEG元件與玻璃件31和32都接觸時，如圖4所示，可以將元件43,43’……設置成相互不接觸的結構。
構成本發(fā)明系統(tǒng)的NEG元件可以是無支撐結構的，例如是NEG材料粉末的燒結塊，或者是有支撐結構狀的，例如淀積在金屬條上的粉末。
NEG材料塊的生產在本領域中是眾所周知的，通常包括以下步驟將粉末在適當大小的模具中壓縮，然后通過熱燒結處理使之結塊。
當使用塊狀NEG元件時，可取的是，在玻璃件31和32之一或兩者的表面上提供例如圖4所示的槽形的底座，以便于元件塊的準確和穩(wěn)定的定位；此外，這樣可以增大元件塊的厚度，進而增大PDP中NEG材料的量，或者，元件塊厚度相同，但是提高了通道39的通氣性。
帶有支撐的NEG元件可以通過將粉末直接設置在玻璃件31或32上，可取的是，通過網板印刷的方式而獲得。按照這種方法，將由淀積物質粉末構成的濕膏淀積在玻璃件上，并利用一個懸掛裝置使?jié)窀啾３诌m合的流動性。通過使用通常由合成纖維制成的網篩，其設置在淀積支撐物上，并選擇性地堵塞某些篩孔，就可以獲得具有所需形狀的局部淀積。當獲得濕淀積層時，首先在空氣中或者烤爐中使其干燥以去除膏體中大部分揮發(fā)性成分，然后通過在通常為700至1000℃的高溫下進行熱處理而使之凝結。利用這種方法，能夠獲得實際上可以在任何材料上，包括玻璃上淀積的NEG材料。有關這項技術的細節(jié)，可以參見本申請人提出的PCT申請WO98/03987。
可取的是采用附加支撐物來支撐NEG元件。有許多種方法可以生產包括附加支撐物的NEG元件，這些方法包括例如冷層疊法、電泳法、噴涂法和絲網印刷法。冷層疊法是粉末淀積領域中是眾所周知的；對于這種特殊的應用，所使用的NEG材料粉末的顆粒粒徑在大約0.1-0.15毫米的范圍內，金屬帶形狀的支撐物，可取的是，由鎳鐵或康銅制成。在電泳法中，使用導電體材料例如金屬材料制成的支撐物制備NEG材料淀積層；有關按照這種技術制備NEG材料淀積層的細節(jié)，應當參見本申請人獲得的美國專利US-5242559。在噴涂技術中，使用NEG材料的稀懸膠液，將其噴涂到熱的基片上，在這種情況下對于基片材料沒有特殊的限制；有關按照這種技術制備NEG材料淀積層的細節(jié)，應當參照本申請人提出的專利申請WO95/23425。絲網印刷技術上面已經提及。不論怎樣，當使用一個附加支撐物時，可取的是通過以下步驟制成淀積層，即首先用NEG材料覆蓋住大尺寸支撐物的整個表面，然后將其切割成具有所需尺寸的條狀。用作附加支撐物的優(yōu)選材料為鎳、鈦、鎳鉻合金或鎳鉻鐵合金，等等。
在直接將NEG材料淀積在玻璃件之一31或32上，或將其淀積在一個附加支撐物上這兩種情況下，都可以在玻璃件31或32上提供槽狀的淀積底座，以使開口40,40’,……的通氣性減少程度最小。
有多種NEG材料可以用于制備本發(fā)明的淀積層，通常包括鈦或鋯、它們與選自過渡金屬和鋁中的一種或多種元素的合金、以及這些合金中的一種或多種與鈦和/或鋯的混合物。在這些NEG材料中，最常用的為本申請人制造和出售的商品名稱為St 707TM的合金，其中各種成分的重量百分比為Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.4％；由本申請人制造和銷售的商品名稱為St101的合金，其中各種成分重量百分比為Zr 84％-Al 16％；由本申請人制造和銷售的商品名稱為St 198TM的合金，其中各種成分重量百分比為Zr76.5％-Fe 23.5％；由本申請人制造和銷售的商品名稱為St 199TM的合金，其中各種成分重量百分比為Zr 76％-Ni 24％；由本申請人制造和銷售的商品名稱為St 172的混合物，其中含有60％重量的St 707TM合金和40％重量的鋯。這些合金以粉末形狀使用，在采用冷層疊法淀積在支撐物上時其粒徑范圍為0.1-0.15毫米，在采用其它技術制備時粒徑小于128微米(可取的是小于60微米)。為了實現(xiàn)它們的功能，需要在大約350至450℃的溫度范圍內對這些合金進行熱激發(fā)；激發(fā)可以在將玻璃件31和32連接在一起的同時進行，在這個過程中溫度達到大約400-500℃，這個溫度對于熔化膏體33是必須的，或者利用后續(xù)的熱處理來激發(fā)，如本領域所熟知的。
使用本發(fā)明的消氣系統(tǒng)，可以在PDP生產和其使用過程中獲得諸多益處。在PDP生產過程中，本發(fā)明的消氣系統(tǒng)作為直接加入主通道的輔助泵，因此防止了與氣體通過這個通道排放有關的問題的產生，并且能夠在PDP中達到較低的殘留壓力，從而減少抽氣時間。
在PDP使用過程中，本發(fā)明的消氣系統(tǒng)作為一種不間斷活性泵，能夠持續(xù)地除去由于構成顯示板的材料脫氣產生的雜質。從而使其中稀有氣體混合物的成分保持不變。
權利要求
1.用作屏幕的等離子體平板(30)中的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于它由設置在與垂直于副通道(35,35’,…)方向的平板側邊相鄰區(qū)域(41,41’)中至少其一的主通道(39)中的一個或多個不易汽化的消氣元件(42；43,43’,…)構成。
2.如權利要求1所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于它由設置在與垂直于副通道(35,35’,…)方向的平板側邊相鄰的兩個區(qū)域(41,41’)的主通道(39)中的至少兩個不易汽化的消氣元件構成。
3.如權利要求1所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣元件(42；43,43’,…)僅僅與構成所說平板的玻璃件(31,32)之一接觸。
4.如權利要求1所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣元件(42)連續(xù)地覆蓋與垂直于所說副通道(35,35’,…)方向的平板側邊相鄰的一個或兩個區(qū)域(41,41’)，并且其厚度不大于所說主通道(39)高度的一半。
5.如權利要求1所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣元件(43,43’,…)與構成平板的兩個玻璃件(31,32)接觸。
6.如權利要求5所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣元件(43,43’)不連續(xù)地覆蓋與垂直于所說副通道(35,35’,…)方向的平板側邊相鄰的一個或兩個區(qū)域(41,41’)。
7.如權利要求1所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于它由不包括支撐物的不易汽化的消氣元件構成。
8.如權利要求7所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣系統(tǒng)設置在在構成所說平板的玻璃件(31,32)之一或兩者表面上的底座(44)中。
9.如權利要求1所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于它由包括支撐物的不易汽化的消氣元件構成。
10.如權利要求9所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣元件設置在在構成所說平板的玻璃件(31,32)之一或兩者表面上的凹槽中。
11.如權利要求9所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于它由直接淀積在構成所說平板的玻璃件(31,32)之一上的不易汽化的消氣材料粉末形成的元件構成。
12.如權利要求11所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣材料的粉末是采用絲網印刷方法淀積的。
13.如權利要求9所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于它是由淀積在輔助支撐物上的不易汽化的消氣材料粉末形成的元件構成的。
14.如權利要求13所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣材料粉末是采用絲網印刷方法淀積的。
15.如權利要求13所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣材料粉末是采用電泳法淀積的。
16.如權利要求13所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣材料粉末是采用噴涂法淀積的。
17.如權利要求13所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說支撐物為金屬條。
18.如權利要求17所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說不易汽化的消氣元件是通過將粉末層疊在支撐物上制成的。
19.如權利要求1所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說消氣材料選自鈦和鋯、它們與過渡金屬和鋁中一種或多種元素的合金、以及這些合金中一種或多種與鈦和/或鋯的混合物，材料形狀為粒徑小于0.15毫米的粉末。
20.如權利要求18所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說粉末具有0.1至0.15毫米的粒徑。
21.如權利要求19所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說粉末的粒徑小于128微米。
22.如權利要求19所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說消氣材料為一種合金，其中各種成分的重量百分比為Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.4％。
23.如權利要求19所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說消氣材料為一種合金，其中各種成分的重量百分比為Zr 84％-Al 16％。
24.如權利要求19所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說消氣材料為一種合金，其中各種成分的重量百分比為Zr 76.5％-Fe 23.5％。
25.如權利要求19所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說消氣材料為一種合金，其中各種成分的重量百分比為Zr 76％-Ni 24％。
26.如權利要求19所述的一種消氣系統(tǒng)，其特征在于所說消氣材料為一種混合物，其中包含60％重量的合金和40％重量的鋯，所說合金中各種成分的重量百分比為Zr 70％-V 24.6％-Fe5.4％。
27.包含如權利要求1所述消氣系統(tǒng)的一種等離子體平板。
全文摘要
本申請中公開了用作屏幕的等離子體平板中的一種消氣系統(tǒng)。它由設置在與垂直于副通道(35,35’,…)方向的平板側邊相鄰區(qū)域(41,41’)中至少其一的主通道(39)中的一個或多個不易汽化的消氣元件(42;43,43’,…)構成。通過使用本發(fā)明的消氣系統(tǒng),可以減少生產時間,并獲得較好的初始質量,和保持這些平板的初始功能特性。
文檔編號H01J17/24GK1215199SQ9812099
公開日1999年4月28日 申請日期1998年10月20日 優(yōu)先權日1997年10月20日
發(fā)明者科拉多·卡雷蒂, 羅伯托·M·卡洛伊, 馬科·阿米奧迪 申請人:工程吸氣公司