專利名稱：具有分隔體的平板顯示器和在其中固定分隔體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有分隔體(spacer)的平板顯示器和平板顯示器中分隔體的固定方法，且更具體而言，涉及一種平板顯示器，其使用含錫的粘結(jié)材料將分隔體固定到一結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
顯示器用于將信息傳達給人類且顯示器已經(jīng)被用作計算機監(jiān)視器、電視等，而它們的應(yīng)用在擴大。顯示器被分為兩種類型陰極射線管(CRT)和平板顯示器。平板顯示器可以為液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器、熒光顯示器、電子發(fā)射顯示器等。
平板顯示器的一種類型是電子發(fā)射顯示器。在電子發(fā)射顯示器中，包括了一種電子發(fā)射裝置，其或者使用熱陰極作為電子源或者使用冷陰極作為電子源。使用冷陰極作為電子源的電子發(fā)射裝置可以被分為場發(fā)射體陣列(FEA)型、表面導電發(fā)射體(SCE)型、金屬絕緣體金屬(MIM)型、金屬絕緣體半導體(MIS)型、彈道電子表面發(fā)射(BSE)型等。
電子發(fā)射顯示器包括電子發(fā)射區(qū)和圖像形成區(qū)，電子發(fā)射區(qū)具有電子發(fā)射裝置來發(fā)射電子，圖像形成區(qū)將發(fā)射的電子與熒光層碰撞來發(fā)光。通常，電子發(fā)射顯示器包括多個設(shè)置于第一基板上的電子發(fā)射裝置，和用于控制電子發(fā)射裝置的電子發(fā)射的驅(qū)動電極，而且電子發(fā)射顯示器包括熒光層和連接到熒光層的電極來允許從第一基板發(fā)射的電子被有效地向形成于第二基板上的熒光層加速。
在平板顯示器中，第一基板和第二基板由分隔體支撐。具體而言，公知分隔體為電子發(fā)射顯示器中非常重要的元件。其后，將說明電子發(fā)射顯示器作為平板顯示器的代表例。
公知有多種使用分隔體支撐電子發(fā)射顯示器的方法。例如，美國專利No.5811927和6042445公開了使用分隔體支撐電子發(fā)射顯示器的示范性方法。
在美國專利No.5811927中，使用包含金(Au)晶粒的金屬粘結(jié)劑將分隔體固定到基板。在美國專利No.6042445中，公開的是使用能量束將分隔體固定到基板的方法。
但是，美國專利No.5811927中公開的方法具有的缺點在于它使用了高價的金(Au)且因此不適于大規(guī)模生產(chǎn)且可能劣化所制造的電子發(fā)射顯示器，因為所述結(jié)合需要至少300℃的加熱工藝和使用預定壓力的加壓工藝。
而且，在美國專利No.6042445的方法中，應(yīng)精確地控制具有高能量的能量束且因此需要高價的設(shè)備。另外，所公開的方法可能是麻煩的，其在于應(yīng)將顯示器如此設(shè)計使得能量束可以通過一些電子發(fā)射顯示器。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的各種實施例通過提供具有新結(jié)構(gòu)的分隔體的平板顯示器和該分隔體的固定方法，可以解決與常規(guī)的顯示器相關(guān)的一個或更多前述問題。
在本發(fā)明的一示范性實施例中，平板顯示器包括第一和第二基板，彼此相對；和至少一分隔體，用于支撐第一和第二基板以在其之間具有預定的距離，其中分隔體包括面對第一基板的第一表面和面對第二基板的第二表面，且通過粘結(jié)材料將第一表面和第一基板，以及第二表面和第二基板的至少一對耦接在一起，所述粘結(jié)材料包含作為第一元素的錫(Sn)和作為第二元素的選自鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、銻(Sb)和鉍(Bi)的至少一元素。
當將分隔體耦接到所述第一基板和/或第二基板時，分隔體可以設(shè)置于形成于基板上的結(jié)構(gòu)上，或分隔體可以直接設(shè)置于基板上。由此，“面對分隔體的基板”可以意味著可以在分隔體和基板之間加入任何類型的結(jié)構(gòu)。這里，“結(jié)構(gòu)”是在制造平板顯示器中所需的各種絕緣層和各種金屬層的通稱。例如，當分隔體直接接觸絲網(wǎng)電極(mesh electrode)結(jié)構(gòu)時，“結(jié)構(gòu)”意味著絲網(wǎng)電極結(jié)構(gòu)。
粘結(jié)材料可以包含作為第一元素(主元素)的錫(Sn)和作為第二元素的選自鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、銻(Sb)和鉍(Bi)的至少一元素。
如果需要，可以將5到10％或小于5％的聚合物乙醇、樹脂等加入粘結(jié)材料來改善粘結(jié)力。
根據(jù)鉛(Pb)的含量，含錫(Sn)和鉛(Pb)的粘結(jié)材料可以在從低溫到高溫的各種熔點熔融。例如，當粘結(jié)材料通過混合31％到33％的鉛(Pb)、54％到57％的錫(Sn)和4％到7％的樹脂制成時，熔點溫度可以在183℃到236℃的范圍中。當粘結(jié)材料通過混合31％到33％的鉛(Pb)、54％到57％的錫(Sn)、1.8％的銀(Ag)和4％到7％的樹脂制成時，熔點溫度可以在179℃到235℃的范圍中。粘結(jié)材料可以有效地用于平板顯示器的制造工藝，其需要小于250℃的低溫工藝。因此，包含這些元素的粘結(jié)材料具有小于250℃的熔點。
當含錫(Sn)的粘結(jié)材料為96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu時，熔點可以為220℃，且在95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu的情形，熔點可以小于約250℃，由此其可以有效地用于平板顯示器。銅(Cu)可以具有小于15％的含量，且可能是不適當?shù)?。含錫(Sn)、銻(Sb)和鉍(Bi)的粘結(jié)材料可以在約140℃的溫度熔融。
金屬層可以設(shè)置于第一表面和/或第二表面上，或可以將金屬層附加到第一和第二基板的結(jié)構(gòu)的表面上，面對分隔體。這樣的結(jié)構(gòu)可以改善粘結(jié)材料的粘結(jié)力。粘結(jié)材料可以具有10μm到50μm的厚度。金屬層可以包含鎳(Ni)或銅(Cu)。錫和鎳、以及錫和銅可以通過強的結(jié)合力來耦接。金屬層可以具有0.5μm到1μm的厚度。當平板顯示器是電子發(fā)射顯示器時，可以提供發(fā)射的電子與其碰撞的熒光層。由于銅元素引起熒光層劣化的特性，所以可以使用鎳作為金屬層。
在本發(fā)明的另一示范性實施例中，提供了一種平板顯示器中的分隔體的固定方法，所述平板顯示器包括彼此相對的第一和第二基板和用于支撐第一和第二基板以在其之間具有預定距離的至少一分隔體，其中，分隔體包括面對第一基板的第一表面和面對第二基板的第二表面，所述方法包括提供粘結(jié)材料，所述粘結(jié)材料包含作為第一元素的錫(Sn)和作為第二元素的選自鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、銻(Sb)和鉍(Bi)的至少一元素，在第一表面和第一基板以及第二表面和第二基板的至少一對之間設(shè)置粘結(jié)材料，且加熱粘結(jié)材料。
可以如此形成粘結(jié)材料使得其小于由分隔體所占據(jù)的面積，或某些部分擴展得大于分隔體的面積。例如，可以在分隔體的接觸面積上設(shè)置幾個凸點形式的焊料膏。
在某些實施例中，可以在小于250℃的溫度下在預定的壓力下執(zhí)行加熱。焊料膏的設(shè)置可以通過由印刷方法涂布它們來執(zhí)行。一般地，小于250℃的溫度不影響平板顯示器的特性，且因此如此的加熱使得可以制造可靠的平板顯示器。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的平板顯示器的部分的示意性橫截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的平板顯示器的部分的示意性橫截面圖。
圖3是根據(jù)圖2所示的實施例的電子發(fā)射顯示器的平面圖，重點在分隔體的設(shè)置。
具體實施例方式
將參考附圖在其后更全面地描述本發(fā)明，在附圖中顯示了本發(fā)明的實施例。
第一實施例圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的平板顯示器的部分的示意性橫截面圖。
參考圖1，平板顯示器包括彼此相對的第一和第二基板100和200和支撐第一和第二基板100和200以在其之間具有預定距離的至少一分隔體300。分隔體300包括面對第一基板100的第一表面和面對第二基板200的第二表面，且第一和第二表面分別具有金屬層310和320。
將含錫(Sn)的粘結(jié)材料設(shè)置于第一基板100和分隔體300之間來將分隔體300粘結(jié)到基板100。圖1顯示了金屬層160附加地形成于第一基板100和粘結(jié)材料400之間。
第一和第二基板100和200可以由一種比如玻璃或含減少的雜質(zhì)比如鈉(Na)的玻璃制成，且可以使用陶瓷基板、塑料基板、和/或具有SiO2層作為絕緣層的硅基板作為第一和第二基板100和200。
作為金屬層310和320，使用通常的沉積技術(shù)可以將比如Cr、Al、Mo、Cu、Ni和Au的金屬形成到0.5μm到1μm的厚度。在一實施例中，與該金屬具有極好粘結(jié)力的金屬用于粘結(jié)材料。因此，當金屬層310和320由含鎳或銅的金屬制成時，錫和鎳或錫和銅可以通過強結(jié)合力被耦接。
分隔體300可以由適于支撐第一和第二基板100和200的材料制成，且由此分隔體材料不限于特別的材料且可以為多種材料。如果需要，分隔體材料可能需要充分的絕緣特性。在該例中，分隔體可以由石英玻璃、含鈉成分的玻璃、堿石灰玻璃、氧化鋁或含氧化鋁的陶瓷制成。在一實施例中，分隔體300的熱膨脹系數(shù)接近第一和第二基板100和200的熱膨脹系數(shù)。
作為粘結(jié)材料400，在施加分隔體300的位置，使用印刷技術(shù)將含錫的粘結(jié)材料涂布到預定的厚度，且分隔體300設(shè)置于粘結(jié)材料400上。粘結(jié)材料400包含作為第一元素的錫(Sn)和作為第二元素的選自鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、銻(Sb)和鉍(Bi)的至少一元素。例如，當粘結(jié)材料400包含錫(Sn)和鉛(Pb)時，粘結(jié)材料通過混合31％到33％的鉛(Pb)、54％到57％的錫(Sn)和4％到7％的樹脂制成。在該情形，粘結(jié)材料400具有183℃到236℃的熔點，由此其甚至在小于約250℃的低溫下熔融來固定分隔體。即，在小于約250℃的溫度下加熱粘結(jié)材料400，在預定的壓力下加壓分隔體300和第一基板100。通過上述的工藝，通過粘結(jié)材料400固定分隔體300。在一個實施例中，粘結(jié)材料400具有10μm到50μm的厚度。粘結(jié)材料400可以附加地包含樹脂、聚合物乙醇、聚合的樹脂等。
第二實施例圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的平板顯示器的部分的示意性橫截面圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的電子發(fā)射顯示器的平面圖，重點在分隔體的設(shè)置。圖2是沿圖3中線A-A’所取的橫截面圖。
參考圖2和3，電子發(fā)射顯示器包括彼此相對的第一和第二基板100和200和支撐第一和第二基板100和200以在其之間具有預定的距離的至少一分隔體300。
在第一基板100上形成具有預定形狀的第一電極110、設(shè)置為與第一電極110絕緣的第二電極140和142，以及連接到第一電極110的電子發(fā)射部分120。電子發(fā)射部分120連接到第一電極110，且由于施加到這些電極110、140和142的電壓之間的差異從電子發(fā)射部分120發(fā)射電子。使用通常的絕緣層形成方法，比如絲網(wǎng)印刷方法、濺射方法、化學氣相沉積方法和真空沉積方法將絕緣層130形成到幾納米到幾十納米的厚度。絕緣層130可以由SiO2或SiNx形成。第二電極140和142是彼此相鄰的線且配置為分別接收獨立的信號。
電子發(fā)射部分120可以由比如金屬尖端、石墨、金剛石、類金剛石碳的碳基材料或其組合，或比如納米管或納米線的納米尺寸材料制成。
圖2和3顯示了第一和第二電極彼此分開且絕緣層設(shè)置于其之間的結(jié)構(gòu)，但是這些電極的結(jié)構(gòu)不限于此，而可以根據(jù)期望的電子發(fā)射功能進行多種改變。
第二基板200包括具有條紋形狀的熒光層210。從電子發(fā)射部分120發(fā)射的電子與熒光層碰撞從而發(fā)射光。在該例中，可以加入陽極(未顯示)來加速電子。陽極可以包括一體型電極、條紋型電極或分裂型電極，且熒光層可以具有條或點形狀?？梢栽跓晒鈱?10之間的部分上附加地形成光屏蔽層來防止不同顏色的光被發(fā)射。
將電子發(fā)射顯示器的粘結(jié)材料400設(shè)置在形成于分隔體300的底表面上的金屬層310和形成于第一基板100上的金屬層160之間來粘結(jié)分隔體300。
圖2和3顯示了僅形成于分隔體300下方的金屬層160，但是金屬層160可以可選地被配置為充當輔助電極。如果作為輔助電極，與施加到第一和第二電極110和140的電壓不同的電壓可以被施加到分隔體。于是，除了能夠當固定分隔體300時改善粘結(jié)力的作用以外，金屬層160還可以被配置以將獨立的電源電壓施加到分隔體300，由此減輕電荷被充電到分隔體的現(xiàn)象。
如上所述，示范性實施例中的金屬層160是含鎳或銅的層。這是因為屬于粘結(jié)材料的錫和鎳或錫和銅可以被耦接來具有強結(jié)合力。在一個實施例中，金屬層具有0.5μm到1μm的厚度。
當將其施加到電子發(fā)射顯示器時，電子發(fā)射顯示器具有電子與其碰撞的熒光層。在該例中，由于銅元素可能劣化熒光層的特性，由此鎳的使用可以改善這些特性。
如這里之前所述，本發(fā)明的各種實施例可以具有一個或更多的以下的優(yōu)點。
首先，在某些實施例中可以在低溫下加熱含錫(Sn)的粘結(jié)材料以被粘結(jié)。當使用含金(Au)晶粒的金屬粘結(jié)劑時，需要最小300℃，而當使用含錫(Sn)的粘結(jié)材料時，如某些實施例中所示，甚至在小于250℃的溫度下也可以穩(wěn)定和可靠地粘結(jié)分隔體。
第二，因為在這些實施例中沒有使用比如金(Au)的高價材料，可以以低成本制造高質(zhì)量的平板顯示器。
第三，在電子發(fā)射顯示器中，在電極之間制備其上設(shè)置分隔體的區(qū)域，由此它是窄的。因此，當粘結(jié)材料設(shè)置于設(shè)置分隔體之外的區(qū)域上，可能發(fā)生短路。根據(jù)圖1-3所示的某些實施例，可以防止這樣的短路。
第四，因為在所描述的實施例中使用含錫(Sn)的粘結(jié)材料固定分隔體，粘結(jié)強度和導電性是出色的。
第五，在某些實施例中，使用了不含鉛(Pb)而含錫(Sn)的粘結(jié)材料，可以制造更好的環(huán)保產(chǎn)品。
雖然參考其特定示范性實施例已經(jīng)描述了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以理解在不脫離由權(quán)利要求和其等同物所界定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可以作出各種改進和變化。
本申請要求于2004年11月29日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.2004-98751的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容引入于此作為參考。
權(quán)利要求
1.一種平板顯示器，包括第一基板和第二基板，彼此相對；和分隔體，用于支撐所述第一和第二基板以在其之間具有預定的距離，其中，所述分隔體包括面對所述第一基板的第一表面和面對所述第二基板的第二表面，且其中，通過粘結(jié)材料將所述第一表面和所述第一基板，以及所述第二表面和所述第二基板的至少一對耦接在一起，所述粘結(jié)材料包含作為第一元素的錫和作為第二元素的選自鉛、銀、銅、銻和鉍的至少一元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述粘結(jié)材料包含錫和鉛。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述粘結(jié)材料包含錫、銀和銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，金屬層設(shè)置于所述第一表面和所述第二表面的至少之一上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，還包括金屬層，所述金屬層耦接到所述第一和第二基板的至少之一，面對所述分隔體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示器，其中，所述金屬層包含鎳或銅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顯示器，其中，所述金屬層包含鎳。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器，其中，所述金屬層包含鎳或銅。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的顯示器，其中，所述金屬層包含鎳。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示器，其中，所述金屬層具有0.5μm到1μm的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯示器，其中，所述金屬層具有0.5μm到1μm的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述粘結(jié)材料具有10μm到50μm的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯示器，其中，所述顯示器是電子發(fā)射顯示器。
14.一種平板顯示器中的分隔體的固定方法，所述平板顯示器包括彼此相對的第一和第二基板和用于支撐所述第一和第二基板以在其之間具有預定距離的至少一個分隔體，所述分隔體包括面對所述第一基板的第一表面和面對所述第二基板的第二表面，所述方法包括提供粘結(jié)材料，所述粘結(jié)材料包含作為第一元素的錫和作為第二元素的選自鉛、銀、銅、銻和鉍的至少一元素；在所述第一表面和所述第一基板以及所述第二表面和所述第二基板的至少一對之間設(shè)置所述粘結(jié)材料；和加熱所述粘結(jié)材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在小于250℃的溫度下執(zhí)行所述加熱。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在小于約140℃的溫度下執(zhí)行所述加熱。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述設(shè)置粘結(jié)材料包括通過印刷方法涂布所述粘結(jié)材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述粘結(jié)材料包含錫和鉛。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述粘結(jié)材料包含錫、銀和銅。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在所述分隔體和所述第一或第二基板的至少之一之間設(shè)置金屬層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有分隔體的平板顯示器及平板顯示器中的分隔體的固定方法。所述平板顯示器包括第一和第二基板，彼此相對；和至少一分隔體，用于支撐第一和第二基板以在其之間具有預定的距離，其中分隔體包括面對第一基板的第一表面和面對第二基板的第二表面，且通過粘結(jié)材料將第一表面和第一基板，以及第二表面和第二基板的至少一對耦接在一起，所述粘結(jié)材料包含作為第一元素的錫(Sn)和作為第二元素的選自鉛(Pb)、銀(Ag)、銅(Cu)、銻(Sb)和鉍(Bi)的至少一元素。
文檔編號G09F9/30GK1801447SQ2005101269
公開日2006年7月12日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者陳成煥 申請人:三星Sdi株式會社