RU2265910C2 - Image display - Google Patents
Image display Download PDFInfo
- Publication number
- RU2265910C2 RU2265910C2 RU2000111549/28A RU2000111549A RU2265910C2 RU 2265910 C2 RU2265910 C2 RU 2265910C2 RU 2000111549/28 A RU2000111549/28 A RU 2000111549/28A RU 2000111549 A RU2000111549 A RU 2000111549A RU 2265910 C2 RU2265910 C2 RU 2265910C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- emission
- field emission
- image indicator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к индикатору изображения, в частности (хотя и не только) для использования с устройством обработки данных.The present invention relates to an image indicator, in particular (although not only) for use with a data processing device.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Обычно для устройств обработки данных, таких как компьютеры, используются индикаторы изображения типа электронно-лучевой трубки. Их размер в глубину обычно имеет тот же порядок, что и габариты (по ширине и высоте), как правило, характеризуемые расстоянием между углами или размером по диагонали. Такая глубина может затруднить их практическое использование. В последнее время все шире используются дорожные компьютеры. Их составной частью является "плоский" экранный индикатор изображения, обычно жидкокристаллического типа.Typically, image processing devices like cathode ray tubes are used for data processing devices such as computers. Their size in depth usually has the same order as the dimensions (in width and height), usually characterized by the distance between the corners or the size along the diagonal. Such a depth may impede their practical use. Recently, travel computers are increasingly being used. Their component is a “flat” screen image indicator, usually of a liquid crystal type.
Предложены индикаторы изображения, имеющие электронно-лучевые трубки с плоским экраном. Они известны под названием катоды Шпиндта (Spindt), по имени автора патента США №3755704. В данном описании они называются устройство с автоэлектронной эмиссией.Image indicators having cathode ray tubes with a flat screen are proposed. They are known as Spindt cathodes, by the name of the author of US patent No. 3755704. In this description, they are called a field emission device.
Задача изобретенияObject of the invention
В основу настоящего изобретения положена задача создания улучшенного индикатора изображения (дисплея) с автоэлектронной эмиссией и плоским экраном и эмиссионного устройства для такого дисплея.The present invention is based on the task of creating an improved image indicator (display) with field emission and a flat screen and an emission device for such a display.
Данная заявка претендует на приоритет, начиная с нашей заявки Великобритании №9720723.7 от 1 октября 1997 и предварительной заявки США №60/067508 от 4 декабря 1997. В приоритетных заявках описаны наше изобретение устройства с автоэлектронной эмиссией и способ его герметизации (герметичного крепления) в дисплее, а также установка для его осуществления. В данном описании излагаются оба аспекта и испрашивается приоритет на изобретение устройства с автоэлектронной эмиссией. В одновременно рассматриваемой заявке, поданной в тот же день вместе с данной (WO 99/17329), описываются оба аспекта и испрашивается приоритет на изобретение способа герметизации.This application claims priority, starting with our UK application No. 9720723.7 of October 1, 1997 and provisional application US No. 60/067508 of December 4, 1997. Priority applications describe our invention of a field emission device and a method of sealing (hermetically securing) the display , as well as installation for its implementation. In this description, both aspects are stated and priority is claimed on the invention of a device with field emission. In the simultaneously pending application, filed on the same day with this one (WO 99/17329), both aspects are described and priority is claimed on the invention of a sealing method.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Согласно первому аспекту изобретения предлагается устройство с автоэлектронной эмиссией для индикатора изображения, включающее:According to a first aspect of the invention, there is provided a field emission device for an image indicator, comprising:
подложку иsubstrate and
эмиссионный слой на одной наружной поверхности подложки, причем эмиссионный слой имеет:an emission layer on one outer surface of the substrate, the emission layer having:
множество эмиттеров и затворов, расположенных в виде матрицы эмиссионных элементов иmany emitters and gates located in the form of a matrix of emission elements and
проводящие соединения в эмиссионном слое к эмиттерам и затворам;conductive compounds in the emission layer to emitters and gates;
при этом подложка имеет:wherein the substrate has:
проводящие сквозные переходы, проходящие через подложку или по меньшей мере ее передний слой по меньшей мере к нескольким проводящим соединениям в эмиссионном слое, для электрического соединения с эмиттерами и затворами.conductive passages passing through the substrate or at least its front layer to at least several conductive compounds in the emission layer, for electrical connection with emitters and gates.
Предусматривается, что все проводящие соединения в эмиссионном слое, как правило, имеют соответствующие сквозные переходы.It is envisaged that all conductive compounds in the emission layer, as a rule, have corresponding through transitions.
Создание проводящих сквозных переходов к проводящим соединениям в эмиссионном слое обеспечивает непосредственный контакт с соединениями и, следовательно, с эмиттерами и затворами. Это дает преимущества с точки зрения реакции эмиттеров и затворов на управляющие сигналы в реальном времени. Другими словами, это обеспечивает быстрое переключение эмиттеров и затворов и, следовательно, высокую крутизну характеристик видеосигналов.The creation of conductive through transitions to the conductive compounds in the emission layer provides direct contact with the compounds and, therefore, with emitters and gates. This gives advantages in terms of the response of emitters and gates to control signals in real time. In other words, this provides a quick switching of emitters and gates and, therefore, a high slope of the characteristics of the video signals.
Обычно проводящие соединения представляют собой эмиттерные и затворные шины, к которым непосредственно подсоединены упомянутые сквозные переходы.Typically, the conductive connections are emitter and gate busbars to which said through passages are directly connected.
В предпочтительных вариантах каждая из эмиттерных и затворных шин имеет множество подсоединенных к ней сквозных переходов.In preferred embodiments, each of the emitter and gate buses has a plurality of through passages connected thereto.
Хотя предусмотрено, что некоторые сквозные переходы могут соединяться со своими шинами у их концов, предпочтительно, чтобы эти сквозные переходы были обеспечены в теле эмиттеров или затворов, то есть, чтобы эмиттеры или затворы располагались на шинах по обеим сторонам относительно положения сквозных переходов.Although it is envisaged that some through transitions can be connected to their buses at their ends, it is preferable that these through transitions be provided in the body of the emitters or closures, that is, that emitters or closures are located on the buses on both sides with respect to the position of the through passages.
Согласно важному признаку изобретения на задней поверхности (поверхности, противоположной поверхности эмиттеров) подложки смонтированы возбудители. В сочетании со сквозными переходами, проходящими через подложку, это дополнительно улучшает эмиссионную характеристику.According to an important feature of the invention, pathogens are mounted on the back surface (surface opposite to the surface of emitters) of the substrate. In combination with through passages passing through the substrate, this further improves the emission characteristic.
Предусматривается, что подложка может иметь один слой с электрическими соединительными дорожками и предпочтительно контактными площадками возбудителей, предусмотренными на стороне, противоположной эмиссионному слою.It is envisaged that the substrate may have one layer with electrical connection paths and preferably pathogen pads provided on the side opposite to the emission layer.
Обычно подложка в дополнение к переднему слою подложки имеет, по меньшей мере, еще один слой подложки, причемTypically, the substrate in addition to the front layer of the substrate has at least one further layer of substrate, and
этот один или каждый дополнительный слой подложки имеет проходящий через него проводящий сквозной переход,this one or each additional substrate layer has a conductive through transition passing through it,
на границе(ах) раздела между одной или каждой соседней парой слоев подложки (если их несколько) предусмотрены дорожки электрических межсоединений для обеспечения электрических межсоединений сквозных переходов пары (пар) соседних слоев иat the interface (s) of the interface between one or each adjacent pair of substrate layers (if there are several), electrical interconnects are provided to provide electrical interconnections of through transitions of a pair (pairs) of adjacent layers and
на внешней поверхности заднего дополнительного слоя (заднего из дополнительных слоев), противоположного переднему слою подложки, предусмотрены электрические соединительные дорожки и предпочтительно контактные площадки возбудителей.on the outer surface of the rear additional layer (the rear of the additional layers) opposite the front layer of the substrate, electrical connection paths and preferably contact pads of pathogens are provided.
Такая компоновка обеспечивает то, что шаг между затворными и эмиттерными шинами может постепенно расходиться для соединения с возбудителями.This arrangement ensures that the step between the gate and emitter buses can gradually diverge to connect with pathogens.
Кроме того, устройство с автоэлектронной эмиссией обычно включает по меньшей мере один промежуточный дополнительный слой подложки между передним и задним слоями подложки.In addition, a field emission device typically includes at least one intermediate additional substrate layer between the front and rear layers of the substrate.
Дорожки электрических межсоединений, предусмотренные на границе(ах) раздела между парой или каждой соседней парой слоев подложки (если их несколько), могут быть обеспечены только на одном из соответствующих слоев подложки на границе(ах) раздела, причем контактом между слоями является контакт между сквозными переходами одного слоя и дорожками другого слоя. В альтернативном варианте дорожки электрических межсоединений могут быть обеспечены на обоих соответствующих слоях подложки на границе(ах) раздела, причем контактом между слоями является контакт между дорожками одного слоя и дорожками другого слоя.The electrical wiring paths provided at the interface (s) between the pair or each adjacent pair of substrate layers (if there are several) can be provided only on one of the corresponding substrate layers at the interface (s), and the contact between the layers is the contact between through transitions of one layer and tracks of another layer. Alternatively, electrical interconnect tracks can be provided on both respective substrate layers at an interface (s), the contact between the layers being the contact between the tracks of one layer and the tracks of another layer.
Предпочтительно, чтобы ни один сквозной переход затворных шин и ни один сквозной переход эмиттерных шин, идущий от переднего слоя подложки к следующему, не совпадал ни с одним сквозным переходом в следующем слое подложки.It is preferable that not one through transition of the gate busbars and not one through transition of the emitter buses from the front layer of the substrate to the next, coincides with any through transition in the next layer of the substrate.
Предпочтительно, чтобы сквозные переходы затворных шин и эмиттерных шин располагались по меньшей мере в слое подложки, имеющем эмиссионный слой, в матрице выровненных рядов сквозных переходов в двух альтернативных направлениях, причем оба альтернативных направления были смещены относительно направлений эмиттерных и затворных шин в матрице, и при этом все ряды были параллельны одному или другому альтернативному направлению. Матрица выровненных рядов сквозных переходов может быть зигзагообразной матрицей с зазорами между элементами зигзагов. В одной конкретной компоновке одно из альтернативных направлений совпадает с направлением выровненных рядов. А альтернативные ряды сквозных переходов не только параллельны, но и сами выровнены.It is preferable that the through transitions of the gate buses and emitter buses are located at least in the substrate layer having an emission layer in the matrix of aligned rows of through transitions in two alternative directions, both alternative directions being offset relative to the directions of the emitter and gate buses in the matrix, and at this, all the rows were parallel to one or another alternative direction. The matrix of aligned rows of through transitions can be a zigzag matrix with gaps between the elements of the zigzags. In one specific arrangement, one of the alternative directions coincides with the direction of aligned rows. And alternative rows of through transitions are not only parallel, but also aligned themselves.
Подложка предпочтительно выполняется из керамики, обычно из оксида алюминия, для обеспечения совместимости по тепловому расширению с другими компонентами индикатора изображения, в частности экраном. Сквозные переходы представляют собой отверстия в слоях подложки, заполненные спеченным металлическим материалом.The substrate is preferably made of ceramic, usually alumina, to ensure thermal expansion compatibility with other components of the image indicator, in particular a screen. Through transitions are holes in the substrate layers filled with sintered metal material.
По меньшей мере некоторые электрические проводящие соединения, шины, соединительные дорожки и дорожки межсоединений локально углублены в материал слоя(ев) подложки. В частности, эмиттерные шины выполняются на эмиссионных сторонах предпочтительно заподлицо с эмиссионной стороной подложки, причем эмиссионные шины и затворные шины разделяет плоский диэлектрический слой. Обычно на стороне эмиттерных шин диэлектрического слоя предусматривают резистивный слой.At least some electrical conductive connections, busbars, connection paths, and interconnect paths are locally recessed into the material of the substrate layer (s). In particular, the emitter buses are arranged on the emission sides, preferably flush with the emission side of the substrate, with the flat dielectric layer separating the emission buses and the gate buses. Typically, a resistive layer is provided on the side of the emitter busbars of the dielectric layer.
В одном варианте осуществления изобретения подложка включает дополнительные сквозные переходы и проводящие дорожки для обеспечения электрического соединения через подложку для люминофорных шин возбуждения.In one embodiment of the invention, the substrate includes additional pass-throughs and conductive paths to provide electrical connection through the substrate for phosphor excitation buses.
Согласно дополнительному предпочтительному признаку задняя поверхность подложки имеет периферийную металлическую полоску для паяного соединения прибора с индикатором изображения.According to an additional preferred feature, the back surface of the substrate has a peripheral metal strip for soldering the connection of the device with the image indicator.
Кроме того, на задней поверхности заднего слоя предпочтительно предусмотреть дорожки питания и сигналов для подачи на возбудители питания и управляющих сигналов.In addition, on the back surface of the back layer, it is preferable to provide power paths and signals for supplying power and control signals to the pathogens.
Обычно затворы представляют собой круглые отверстия в полосках затворных шин, при этом эмиттеры представляют собой остроконечные топологические элементы, заходящие в затворные отверстия через пустоты в диэлектрическом слое.Typically, the gates are round holes in the strips of the gate busbars, while the emitters are pointed topological elements that enter the gate holes through voids in the dielectric layer.
Согласно второму аспекту изобретения предлагается индикатор изображения, включающий:According to a second aspect of the invention, there is provided an image indicator comprising:
устройство с автоэлектронной эмиссией по первому аспекту;a device with field emission according to the first aspect;
стеклянный экран, включающий кристаллический люминофор, избирательно возбуждаемый пикселями эмиссионного устройства;a glass screen including a crystalline phosphor selectively excited by pixels of an emission device;
и плавкий герметик, герметично прикрепляющий экран к эмиссионному устройству по периферии, в результате чего экран располагается параллельно и на некотором расстоянии от эмиссионного слоя эмиссионного устройства, а в пространстве между ними создается вакуум.and fusible sealant, hermetically securing the screen to the emission device at the periphery, as a result of which the screen is parallel and at some distance from the emission layer of the emission device, and a vacuum is created in the space between them.
Предполагается, что герметик помещается непосредственно между экраном и эмиссионным устройством. Однако предпочтительно, чтобы герметик был предусмотрен на стенке, расположенной между экраном и эмиссионным устройством.It is assumed that the sealant is placed directly between the screen and the emission device. However, it is preferred that the sealant be provided on a wall located between the screen and the emission device.
В предпочтительных вариантах индикатор изображения включает держатель, прикрепленный к поверхности эмиссионного устройства, противоположной его эмиссионному слою.In preferred embodiments, the image indicator includes a holder attached to the surface of the emission device opposite to its emission layer.
Предпочтительной является компоновка, при которой плавкий герметик предусмотрен на периферийной стенке, которая герметично крепится к держателю и идет от него к экрану или которая образует одну ветвь держателя, имеющую L-образную форму в поперечном сечении, и идет к экрану, причем экран герметически прикреплен к стенке плавким герметиком, а эмиссионное устройство герметично прикреплено к держателю у поверхности эмиссионного устройства, противоположной его эмиссионному слою.Preferred is the arrangement in which a fusible sealant is provided on the peripheral wall, which is hermetically attached to the holder and goes from it to the screen or which forms one branch of the holder having an L-shape in cross section and goes to the screen, the screen being hermetically attached to the wall with a fusible sealant, and the emission device is hermetically attached to the holder at the surface of the emission device opposite to its emission layer.
Хотя эмиссионное устройство может быть прикреплено к держателю с помощью клея, в предпочтительных вариантах устройство припаивается к держателю.Although the emission device can be attached to the holder with glue, in preferred embodiments, the device is soldered to the holder.
Предпочтительно, чтобы эмиссионное устройство и периферийная стенка держателя имели комплементарные (дополняющие друг друга) формы для точной установки эмиссионного устройства на держателе. В одном варианте периферийная стенка держателя ограничивает пространство, в которое устанавливают эмиссионное устройство с незначительным зазором между ним и стенкой. В другом варианте периферийная стенка держателя ограничивает пространство, большее, чем эмиссионное устройство, причем одна из стенок и эмиссионное устройство, предпочтительно последнее, имеют выступы для сцепления с другой частью (без выступов), для точной установки эмиссионного устройства, при этом между стенкой и эмиссионным устройством в области между выступами имеется зазор.Preferably, the emission device and the peripheral wall of the holder have complementary (complementary) forms for the precise installation of the emission device on the holder. In one embodiment, the peripheral wall of the holder limits the space into which the emission device is installed with a slight gap between it and the wall. In another embodiment, the peripheral wall of the holder limits the space larger than the emission device, and one of the walls and the emission device, preferably the latter, have protrusions for engaging with the other part (without protrusions), for precise installation of the emission device, while between the wall and the emission the device in the area between the protrusions there is a gap.
Коль скоро эмиссионное устройство имеет припаянные к нему электронные компоненты, пайку держателя предпочтительно выполнять, используя высокотемпературный припой. Для этого совмещающиеся части устройства и держателя снабжены дополнительными металлическими дорожками, на одну из которых предварительно наносится припой. Задний слой керамической подложки и держатель могут иметь металлические дорожки, также подсоединяемые с помощью высокотемпературного припоя, для подведения к устройству электрического питания и сигналов возбуждения. В альтернативном варианте разъемы могут быть прикреплены непосредственно к керамической подложке, как это описано ниже применительно к возбудителям.Since the emission device has electronic components soldered to it, it is preferable to solder the holder using high-temperature solder. For this, the combined parts of the device and the holder are equipped with additional metal tracks, one of which is pre-applied with solder. The back layer of the ceramic substrate and the holder may have metal tracks, also connected using high-temperature solder, to bring electrical power and excitation signals to the device. Alternatively, the connectors can be attached directly to the ceramic substrate, as described below with respect to pathogens.
Держатель выполняется предпочтительно из того же материала, что и керамическая подложка, в частности, для обеспечения аналогичного коэффициента температурного расширения. Кроме того, предпочтительно, чтобы держатель имел слоистую структуру. В альтернативном варианте держатель может быть выполнен из высокотемпературного пластика.The holder is preferably made of the same material as the ceramic substrate, in particular to provide a similar coefficient of thermal expansion. In addition, it is preferable that the holder has a layered structure. Alternatively, the holder may be made of high temperature plastic.
Средство герметизации предпочтительно включает плавкую стеклообразную фритту, располагаемую между экраном и держателем. Фритта может иметь скошенные боковые стороны. Это удобно сделать, придав поперечному сечению фритты трапециидальную форму. Преимущество такой формы состоит в том, что это позволяет перекрыть зазор у фритты.The sealing means preferably includes a fusible glassy frit disposed between the screen and the holder. The frit may have beveled sides. It is convenient to do this by giving the cross section of the frit a trapezoidal shape. The advantage of this form is that it allows you to close the gap at the frit.
Чтобы препятствовать прижатию экрана к эмиссионному устройству, между экраном и эмиссионным слоем предусмотрена решетка из распорок. Эти распорки удобно прикрепить к экрану. Они могут быть выполнены из стекла, керамики или высокотемпературного пластика. Распорки могут быть обеспечены по периферии кристаллического люминофора на экране и эмиссионной матрице на подложке или в области кристаллического люминофора и эмиссионной матрицы, являющейся активной зоной индикатора изображения. Такие распорки называются соответственно "внешними распорками" и "внутренними распорками". Предпочтительно, чтобы по меньшей мере несколько внешних распорок могли нести на себе контактные дорожки для люминофорных шин возбуждения, в результате чего возбудители смогут возбуждать пиксели люминофора, расположенные на эмиссионном устройстве. Там, где расположение внутренних распорок вызывает притяжение к ним потока электронов от эмиттеров, распорки могут иметь на себе электрическую дорожку, на которую при эксплуатации устройства подается напряжение, что заставляет электроны отталкиваться в сторону кристаллического люминофора. Предпочтительно, чтобы внутренние распорки были установлены в канавках в эмиссионном слое и в слое на экране, включая слой кристаллического люминофора.To prevent the screen from being pressed against the emission device, a grid of spacers is provided between the screen and the emission layer. These spacers are conveniently attached to the screen. They can be made of glass, ceramic or high-temperature plastic. Spacers can be provided at the periphery of the crystalline phosphor on the screen and the emission matrix on the substrate or in the region of the crystalline phosphor and emission matrix, which is the active zone of the image indicator. Such struts are called "external struts" and "internal struts, respectively." Preferably, at least a few external spacers can carry contact paths for phosphor excitation buses, as a result of which pathogens can excite the phosphor pixels located on the emission device. Where the location of the internal spacers causes the flow of electrons from the emitters to be attracted to them, the spacers can have an electrical path on which voltage is applied during operation of the device, which causes the electrons to repulse toward the crystalline phosphor. Preferably, the inner struts are installed in the grooves in the emission layer and in the layer on the screen, including a layer of crystalline phosphor.
Внутренние распорки могут проходить по всей ширине активной зоны. Как вариант, они могут быть выполнены в виде коротких отрезков и/или крестов. Хотя допустимо, чтобы внутренние распорки имели ширину, перекрывающую одну или несколько шин эмиссионных пикселей, предпочтительно, чтобы внутренние распорки были тонкими по сравнению с интервалами между пиксельными шинами, и тогда они не будут создавать никаких помех для пикселей. С этой целью можно также выполнить распорки с поперечным сечением на конус, с меньшей толщиной у края экрана. Внешние распорки могут быть толще, в частности, там, где они обеспечивают соединение с шинами возбуждения люминофора.Internal struts can extend across the entire width of the core. Alternatively, they can be made in the form of short segments and / or crosses. Although it is permissible that the inner struts have a width that spans one or more emission pixel buses, it is preferable that the inner struts are thin compared to the spacing between the pixel buses, and then they will not cause any interference to the pixels. To this end, spacers with a cross section on a cone with a smaller thickness at the edge of the screen can also be made. External struts can be thicker, in particular, where they provide a connection to the phosphor excitation buses.
Для небольшого дисплея можно предусмотреть лишь одно эмиссионное устройство. Для дисплеев больших размеров можно предусмотреть множество эмиссионных устройств, примыкающих друг к другу боковыми сторонами и монтирующихся на общем держателе. Предпочтительно, чтобы размеры эмиссионных устройств на примыкающих краях обеспечивали выравнивание пикселей, а на периферийных краях - примыкание к периферийной стенке держателя. Держатель имеет дополнительные элементы, перекрывающие боковые элементы держателя. Эмиссионные устройства поддерживаются и герметизируются у примыкающих краев этими перекрывающими элементами. На перекрывающих элементах и эмиссионных устройствах предусмотрены дополнительные контакты под пайку для обеспечения электрического контакта между цепями соседних эмиссионных устройств. Это удобно обеспечить у локальных расширений перекрывающих элементов, причем между паяными дорожками предусмотрены герметизирующие паяные дорожки, следующие по краям перекрывающих элементов, и контакты под пайку.For a small display, only one emission device can be provided. For large displays, you can provide many emission devices adjacent to each other on the sides and mounted on a common holder. Preferably, the dimensions of the emission devices at the adjacent edges ensure alignment of the pixels, and at the peripheral edges adjoins the peripheral wall of the holder. The holder has additional elements that overlap the side elements of the holder. Emission devices are supported and sealed at adjacent edges by these overlapping elements. On the overlapping elements and emission devices, additional soldering contacts are provided to provide electrical contact between the circuits of adjacent emission devices. It is convenient to ensure this at local extensions of the overlapping elements, and between the solder tracks there are provided sealing solder tracks following the edges of the overlapping elements and solder contacts.
Предпочтительно, чтобы индикатор изображения включал активизируемый газопоглотитель для окончательного вакуумирования дисплея. Удобно, чтобы он располагался в зазоре между эмиссионным устройством и периферийной стенкой держателя.Preferably, the image indicator includes an activated getter for the final evacuation of the display. It is convenient that it is located in the gap between the emission device and the peripheral wall of the holder.
Согласно третьему аспекту изобретения предлагается способ изготовления устройства с автоэлектронной эмиссией по первому аспекту изобретения, причем способ включает:According to a third aspect of the invention, there is provided a method for manufacturing a field emission device according to the first aspect of the invention, the method comprising:
формирование матрицы отверстий для сквозных переходов в подложке;forming a matrix of holes for through transitions in the substrate;
заполнение отверстий для сквозных переходов проводящим материалом для формирования сквозных переходов; иfilling openings for through passages with conductive material to form through passages; and
формирование на одной поверхности подложки ряда проводящих соединительных шин для эмиттеров эмиссионного слоя, создаваемого на поверхности подложки, причем эмиссионный слой должен иметь:the formation on one surface of the substrate of a series of conductive connecting buses for emitters of the emission layer created on the surface of the substrate, and the emission layer should have:
множество эмиттеров и затворов, расположенных в виде матрицы эмиссионных пикселей;many emitters and gates arranged in the form of a matrix of emission pixels;
при этом сквозные переходы и по меньшей мере некоторые из проводящих соединений располагаются так, чтобы обеспечить межсоединения.wherein the through passages and at least some of the conductive connections are arranged to provide interconnects.
В одном альтернативном варианте при формировании эмиттерных шин и затворных шин соответствующие отверстия для сквозных переходов на подложке заполняются проводящим материалом этих шин. Затем на поверхности подложки, противоположной эмиссионному слою, предпочтительно формируются электрические соединительные дорожки, причем дорожки располагаются так, чтобы обеспечить межсоединения с соответствующими сквозными переходами, при этом при формировании дорожек образуется их соединение со сквозными переходами и соответствующими эмиттерными и затворными шинами.In one alternative embodiment, when forming the emitter tires and gate buses, the corresponding holes for through passages on the substrate are filled with the conductive material of these tires. Then, electrical connection paths are preferably formed on the surface of the substrate opposite to the emission layer, the paths being arranged so as to provide interconnects with corresponding through junctions, and when forming the tracks, their connection with through junctions and corresponding emitter and gate buses is formed.
Как вариант, электрические соединительные дорожки могут быть сформированы сначала на поверхности подложки, противоположной эмиссионному слою, причем дорожки располагаются так, чтобы обеспечить межсоединения с соответствующими сквозными переходами, при этом при формировании дорожек заполняются отверстия для сквозных переходов. Затем последовательно формируются эмиттерные и затворные шины, которые соединяются сквозными переходами, сформированными к соответствующим электрическим соединительным дорожкам.Alternatively, the electrical connection paths may be formed first on the surface of the substrate opposite to the emission layer, the paths being arranged to provide interconnects with corresponding through junctions, and when forming the tracks, holes for through junctions are filled. Then, emitter and gate buses are sequentially formed, which are connected through passages formed to the corresponding electrical connecting tracks.
Хотя предусматривается, что решетка проводящих эмиттерных и затворных шин может быть размещена на керамической подложке посредством напыления, либо подобного способа, предпочтительно формировать электрические соединительные дорожки и/или эмиттерные и затворные шины посредством трафаретной печати; подложка формируется посредством пленочного литья керамического материала; а отверстия для сквозных переходов формируются путем их штамповки в керамическом материале, полученном посредством пленочного литья, когда этот материал находится в сыром состоянии. Как альтернатива штамповке, отверстия в подложке могут быть проделаны путем травления.Although it is contemplated that the grating of the conductive emitter and gate buses may be placed on the ceramic substrate by sputtering or the like, it is preferable to form electrical connection paths and / or emitter and gate buses by screen printing; the substrate is formed by film casting of a ceramic material; and openings for through passages are formed by stamping them in a ceramic material obtained by film casting when this material is in a wet state. As an alternative to stamping, holes in the substrate can be made by etching.
В одном конкретном варианте осуществления изобретения эмиттерные шины, в случае переднего слоя подложки, или электрические соединительные дорожки, в случае других слоев подложки, формируются путем трафаретной печати на гладком снимаемом слое, подложка формируется посредством пленочного литья керамического материала поверх эмиттерных шин, отверстия для сквозных переходов формируются путем штамповки и заполняются путем трафаретной печати. Последняя операция обычно включает печать электрических соединительных дорожек для другой стороны слоя подложки, но может включать трафаретную печать только для заполнения отверстий для сквозных переходов.In one particular embodiment, the emitter buses, in the case of the front layer of the substrate, or the electrical connection tracks, in the case of other layers of the substrate, are formed by screen printing on a smooth removable layer, the substrate is formed by film casting of ceramic material on top of the emitter buses, openings for through transitions formed by stamping and filled by screen printing. The latter operation typically involves printing electrical connection paths for the other side of the substrate layer, but may include screen printing only to fill openings for through passages.
Предпочтительно сжать подложку между плитами, чтобы электрические соединительные дорожки оказались заподлицо с поверхностью керамической подложки.It is preferable to compress the substrate between the plates so that the electrical connection paths are flush with the surface of the ceramic substrate.
В случае, когда подложка имеет один или несколько дополнительных слоев со сквозными переходами и электрическими соединительными дорожками, сформированными подобным образом, эти слои предпочтительно сжать вместе для формирования электрических контактов на границах переходов между слоями перед обжигом, предпочтительно с предварительным разглаживанием отдельных слоев путем сжатия.In the case where the substrate has one or more additional layers with through passages and electrical connection paths formed in this way, it is preferable to compress these layers together to form electrical contacts at the transitions between the layers before firing, preferably with preliminary smoothing of the individual layers by compression.
При подготовке к операции осаждения эмиттеров на поверхность подложки верхнюю поверхность подложки предпочтительно отполировать.In preparation for the deposition of emitters on the surface of the substrate, the upper surface of the substrate is preferably polished.
В одном варианте осуществления изобретения после трафаретной печати эмиттерных шин с эмиссионным слоем в "сыром состоянии", он сжимается между плитами для вдавливания полосок эмиттерных шин в подложку. Затем добавляется диэлектрический слой и резистивный слой, когда они подготовлены. Предпочтительно наносить их методом центрифугирования. Затем выполняется трафаретная печать затворных шин. Подложка имеет не один слой, и слои сжимаются вместе для формирования электрических контактов на границах разделов между слоями перед обжигом, причем предпочтительно их сначала по отдельности разгладить путем сжатия. Сжатие обеспечивает электрический контакт у сквозных переходов. Затем сборка обжигается при повышенной температуре для спекания материалов подложки и электрических компонентов. После обжига выполняются окна для затворов и диэлектрического слоя путем микромеханической обработки. Затем формируются эмиттеры путем электролитического осаждения и микромеханической обработки.In one embodiment of the invention, after screen printing of emitter buses with the emission layer in a “wet” state, it is compressed between the plates to press the emitter tire strips into the substrate. Then a dielectric layer and a resistive layer are added when they are prepared. It is preferable to apply them by centrifugation. Then, screen printing of the gate tires is performed. The substrate has more than one layer, and the layers are compressed together to form electrical contacts at the interfaces between the layers before firing, and it is preferable to first smooth them individually by compression. Compression provides electrical contact at through passages. The assembly is then fired at elevated temperature to sinter the substrate materials and electrical components. After firing, windows are made for the gates and the dielectric layer by micromechanical processing. Then emitters are formed by electrolytic deposition and micromechanical processing.
Согласно четвертому аспекту изобретения предлагается подложка для устройства с автоэлектронной эмиссией, создаваемая посредством способа по третьему аспекту изобретения.According to a fourth aspect of the invention, there is provided a substrate for a field emission device produced by the method of the third aspect of the invention.
Краткое описание чертежей для предпочтительных вариантов осуществления изобретенияBrief Description of Drawings for Preferred Embodiments
Теперь для облегчения понимания изобретения в качестве примера будут описаны его конкретные варианты со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:Now, to facilitate understanding of the invention, as an example, its specific variants will be described with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 - вид в перспективе части эмиссионного устройства согласно изобретению;Figure 1 is a perspective view of part of an emission device according to the invention;
Фиг.2 - часть поперечного сечения устройства по фиг.1 в более крупном масштабе с дополнительно увеличенным фрагментом;Figure 2 - part of the cross-section of the device of figure 1 on a larger scale with an additionally enlarged fragment;
Фиг.3 - вид в перспективе штампованной подложки с отверстиями, подготовленной для трафаретной печати эмиттерных полосок;Figure 3 is a perspective view of a stamped substrate with holes prepared for screen printing of emitter strips;
Фиг.4 - вид в укрупненном масштабе части фиг.3 после трафаретной печати эмиттерных полосок;FIG. 4 is an enlarged view of a portion of FIG. 3 after screen printing of emitter strips; FIG.
Фиг.5 - тот же вид этой части после трафаретной печати затворных шин;Figure 5 is the same view of this part after screen printing of the gate tires;
Фиг.6 - вид сбоку на множество частей подложки, собранных вместе для обжига;6 is a side view of a plurality of substrate parts assembled together for firing;
Фиг.7 - вид сбоку на часть другой подложки и способ расположения электрических соединительных дорожек;7 is a side view of a portion of another substrate and a method for arranging electrical connection paths;
Фиг.8 - вид, подобный фиг.5, где показан фоторезистивный слой для управления травлением затворов;FIG. 8 is a view similar to FIG. 5, showing a photoresistive layer for controlling etching of shutters; FIG.
Фиг.9 - вид в перспективе второго эмиссионного устройства согласно изобретению;Fig.9 is a perspective view of a second emission device according to the invention;
Фиг.10 - вид в плане части задней поверхности второго эмиссионного устройства;Figure 10 is a plan view of a portion of the rear surface of the second emission device;
Фиг.11 - вид, подобный фиг.9, третьего эмиссионного устройства согласно изобретению;11 is a view similar to FIG. 9 of a third emission device according to the invention;
Фиг.12 - частичное изображение, подобное фиг.9, со стороны задней части третьего эмиссионного устройства согласно изобретению, где, в частности, показаны сквозные переходы и проводящие дорожки, причем слои подложки как таковые не показаны;Fig. 12 is a partial image similar to Fig. 9 from the rear of the third emission device according to the invention, where, in particular, through passages and conductive paths are shown, with the substrate layers not shown as such;
Фиг.13 - схематический вид сверху на расположение сквозных переходов на переднем слое подложки и соответствующих микросхем возбудителей на задней поверхности для эмиссионного устройства по фиг.11;FIG. 13 is a schematic top view of the location of through transitions on the front layer of the substrate and the corresponding pathogen microcircuits on the back surface for the emission device of FIG. 11;
Фиг.14 - вид в перспективе блока индикатора изображения согласно изобретению перед установкой на него экрана;Fig. 14 is a perspective view of an image indicator block according to the invention before installing a screen on it;
Фиг.15 - поперечное сечение в увеличенном масштабе части устройства по фиг.9 с установленным экраном, с дополнительно увеличенным фрагментом, на котором показана внутренняя распорка;FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the device of FIG. 9 with a screen installed, with an additionally enlarged fragment showing an internal spacer;
Фиг.16 - вид в перспективе с разрывом части внешней распорки на экране блока индикатора изображения по фиг.14;Fig.16 is a perspective view with a break of part of the external struts on the screen of the image indicator block of Fig.14;
Фиг.17 - вид, подобный фиг.14, более крупного блока индикатора изображения согласно изобретению при отсутствии экрана;Fig. 17 is a view similar to Fig. 14 of a larger block of an image indicator according to the invention in the absence of a screen;
Фиг.18 - вид снизу на блок индикатора изображения по фиг.17;Fig. 18 is a bottom view of the image indicator block of Fig. 17;
Фиг.19 - вид, подобный фиг.15, показывающий компоновку для позиционирования эмиссионных устройств на держателе;Fig. 19 is a view similar to Fig. 15, showing an arrangement for positioning emission devices on a holder;
Фиг.20 - вид сверху на угол другого индикатора изображения согласно изобретению, где показана альтернативная компоновка для позиционирования эмиссионных устройств на держателе;Fig. 20 is a top view of the angle of another image indicator according to the invention, showing an alternative arrangement for positioning emission devices on a holder;
Фиг.21 - вид, подобный фиг.19, показывающий альтернативную (по отношению к фиг.20) компоновку;Fig.21 is a view similar to Fig.19, showing an alternative (with respect to Fig.20) layout;
Фиг.22 - часть бокового поперечного сечения индикатора изображения с одним слоем подложки согласно изобретению;Fig. 22 is a part of a side cross section of an image indicator with one layer of a substrate according to the invention;
Фиг.23 - аналогичный вид индикатора изображения с двумя слоями подложки согласно изобретению;23 is a similar view of an image indicator with two layers of a substrate according to the invention;
Фиг.24 - блок-схема устройства сборки согласно изобретению;24 is a block diagram of an assembly device according to the invention;
Фиг.25 - боковое поперечное сечение станции сборки с экраном, показанным пунктирно;25 is a lateral cross-section of an assembly station with a screen shown in broken lines;
Фиг.26 - частичный вид сверху на станцию сборки при отсутствии экрана;Fig is a partial top view of the assembly station in the absence of a screen;
Фиг.27 - боковое поперечное сечение камеры для герметизации;Fig - lateral cross section of a chamber for sealing;
Фиг.28 - вид, подобный фиг.15, показывающий испаряемый газопоглотитель согласно изобретению;Fig. 28 is a view similar to Fig. 15, showing the vaporized getter according to the invention;
Фиг.29 - часть вида сверху на угол блока индикатора изображения, показывающая другой, деформируемый газопоглотитель согласно изобретению;Fig. 29 is a part of a plan view of an angle of the image indicator block showing another, deformable getter according to the invention;
Фиг.30 - боковое поперечное сечение блока индикатора изображения согласно изобретению, укомплектованного микросхемами возбудителей;Fig. 30 is a side cross-sectional view of an image indicator block according to the invention, equipped with microcircuit pathogens;
Фиг.31 - вид в перспективе эмиссионного устройства, установленного для очистки с использованием аналогичного устройства;Fig is a perspective view of an emission device installed for cleaning using a similar device;
Фиг.32 - вид в перспективе второго варианта установки для герметизации согласно изобретению;32 is a perspective view of a second embodiment of a sealing apparatus according to the invention;
Фиг.33 - вид сверху на установку по фиг.32;Fig - top view of the installation of Fig;
Фиг.34 - вид спереди на установку по фиг.32;Fig. 34 is a front view of the installation of Fig. 32;
Фиг.35 - вид, подобный фиг.32, установки с другой конфигурацией;Fig. 35 is a view similar to Fig. 32 of an installation with a different configuration;
Фиг.36 - аналогичный вид третьей установки для герметизации согласно изобретению.Fig. 36 is a similar view of a third sealing apparatus according to the invention.
Описание первого варианта эмиссионного устройстваDescription of the first embodiment of the emission device
Обратимся к фигурам 1 и 2, где показана часть, дающая представление об устройстве 100 с автоэлектронной эмиссией для индикатора изображения, имеющем керамическую подложку 1. Для совместимости с другими компонентами индикатора изображения, в частности со стеклянным экраном (смотри ниже), для подложки используется керамика, представляющая собой оксид алюминия. На эмиссионной стороне 2 подложки имеется эмиссионный слой 3, включающий решетку, состоящую из проводящих полосок эмиттерных шин 4 и затворных шин 5. При практическом использовании, на стороне 6 возбудителей подложки имеются возбудители 1, смонтированные и подсоединенные так, как подробно описано ниже (смотри фиг.30). Такое близкое расположение возбудителей по отношению к эмиссионному слою, который они возбуждают, минимизирует емкостные и другие электрические потери.Let us turn to figures 1 and 2, which shows a part that gives an idea of the
Эмиттерные полоски выполнены из никеля, а затворные полоски из хрома. Соответствующие однотипные полоски размещены по подложке с промежутками от края до края. Они разделены на пересечениях диэлектрическим слоем 8 и более тонким резистивным слоем 9 со стороны диэлектрического слоя подложки. Диэлектрический слой выполнен из диоксида кремния. Резистивный слой может быть выполнен из поликристаллического кремния или оксида металла. Эмиттерные полоски углублены в поверхность эмиссионной стороны подложки, в результате чего диэлектрический и резистивный слои лежат в одной плоскости. Обычно полоски расположены с шагом, обеспечивающим примерно 3,15 полосок на мм (80 полосок на дюйм), то есть с расстоянием между центрами полосок 0,3175 мм (0,0125 дюйма). Каждая полоска имеет ширину 0,1016 мм (0,004 дюйма) и толщину 0,01016 мм (0,0004 дюйма).The emitter strips are made of nickel, and the gate strips are made of chrome. Corresponding same-type strips are placed on the substrate at intervals from edge to edge. They are separated at intersections by a
На каждом пересечении предусмотрен эмиссионный пиксель 10. Каждый эмиссионный пиксель имеет матрицу эмиттеров 11 и затворов 12. Затворы представляют собой окна 13 в затворной полоске 5 на пересечении с совмещенными окнами 14 в диэлектрическом слое 8. Эмиттеры представляют собой элементы 15, выполненные путем осаждения на резистивном слое 9 поверх эмиттерной полоски 4 у упомянутого пересечения в окнах 13, 14 в затворной полоске и диэлектрическом слое. Обычно на один пиксель предусматривается 300 эмиттеров.An emission pixel 10 is provided at each intersection. Each emission pixel has a matrix of
Для электрического соединения с эмиттерными и затворными полосками на подложке имеются отверстия 16, которые заполняются материалом полоски (либо другим проводящим материалом, смотри ниже), образуя сквозные переходы 17. Затворные сквозные переходы проходят сквозь диэлектрические и резистивные слои, а также подложку.For electrical connection with emitter and gate strips, there are openings 16 on the substrate, which are filled with the strip material (or other conductive material, see below), forming through
Для облегчения выполнения паяного электрического соединения с микросхемами 7 возбудителей (смотри ниже), подсоединяемыми к задней поверхности устройства у контактных площадок 18, подложка устройства выполнена из нескольких соединенных вместе слоев подложки 11, 12, 13, 14. Каждый слой имеет соединительные печатные проводники 19, установленные на его противоположных поверхностях, и сквозные переходы 20 межсоединений из того же материала, что и проводники. Соединительные печатные проводники соседних слоев или, по меньшей мере, сквозные переходы одного слоя примыкают к соединительным печатным проводникам следующего слоя, обеспечивая электрический контакт. Расположение соединительных печатных проводников и сквозных переходов предусматривает расширение, или расхождение соединений в стороны - с шага между полосками, обычно составляющего 0,3175 мм (0,0125 дюйма), до шага между контактами микросхем возбудителей, обычно составляющего 1,27 мм (0,050 дюйма), что обеспечивает возможность подсоединения к контактным площадкам 18. При использовании большего количества шин на мм (дюйм) шаг между полосками уменьшается, что потребует еще большего расхождения соединений веером, чем указано выше.To facilitate the soldered electrical connection with
На периферии на задней поверхности/поверхности возбудителей внешнего слоя подложки 14 имеется электрически изолированная непрерывная металлическая полоса 21, выполненная методом трафаретной печати (подобная площадкам 18), для герметичного крепления устройства к держателю, как более подробно описано ниже. На задней поверхности также предусмотрены дорожки питания и сигналов для подачи на возбудители питания и управляющих сигналов.On the periphery, on the back surface / surface of the pathogens of the outer layer of the
Эмиссионное устройство имеет краевые зоны 23 вдоль четырех краев керамической подложки, в которые не заходят эмиттерные и затворные шины. На эмиссионном устройстве вдоль двух противоположных краевых зон с эмиссионной стороны с некоторым интервалом расположены контакты возбудителей 64R, 64B, 64G, представляющие собой контакты возбуждения шин для красного, синего и зеленого цвета. Эти контакты выполнены посредством трафаретной печати на верхней части диэлектрического слоя и соединены сквозными переходами и соединительными печатными проводниками с контактными площадками возбудителей на обратной стороне подложки.The emission device has edge zones 23 along the four edges of the ceramic substrate, into which emitter and gate buses do not enter. On the emission device, along two opposite edge zones from the emission side, contacts of pathogens 64 R , 64 B , 64 G are located at a certain interval, which are bus excitation contacts for red, blue, and green. These contacts are made by screen printing on the upper part of the dielectric layer and are connected through passages and connecting printed conductors with contact pads of pathogens on the back of the substrate.
Каждый слой имеет толщину порядка 0,254-0,508 мм (0,010-0,020 дюйма).Each layer has a thickness of the order of 0.254-0.508 mm (0.010-0.020 in.).
Теперь будет описан процесс изготовления вышеуказанного эмиссионного устройства. Другие варианты эмиссионного устройства описываются ниже.Now, a manufacturing process of the above emission device will be described. Other emission device options are described below.
Описание предпочтительного способа изготовления эмиссионного устройстваDescription of a preferred method for manufacturing an emission device
Эмиссионное устройство по фиг.1 изготавливается следующим образом.The emission device of figure 1 is made as follows.
Отдельные экземпляры слоев 11, 12, 13, 14 подложки 1 из оксида алюминия формируются посредством пленочного литья. Эти отдельные экземпляры слоев штампуются из материала, полученного путем пленочного литья, и имеют отверстия 16 для сквозных переходов 17, вырезаемых путем фоторезистивного травления обожженной керамики или перфорирования материала в сыром состоянии. Матрица отверстий для сквозных переходов, показанная на фиг.3, является лишь примером. Каждая эмиттерная шина и каждая затворная шина должна иметь, по меньшей мере, один сквозной переход, а предпочтительно два. В компоновке, показанной на фиг.3, все сквозные переходы затворов выровнены, также выровнены и все сквозные переходы эмиттеров. Хотя это и удобно с точки зрения получения подходящей компоновки, такое исполнение вызывает ослабление прочности шин. Улучшенная компоновка обсуждается ниже. Кроме того, удобно сначала сформировать отверстия для эмиттерных сквозных переходов.Individual instances of the
Пока отдельные экземпляры слоев еще сырые, на верхний слой 11 методом трафаретной печати наносятся полоски эмиттеров в виде порошкообразной металлической взвеси. Подобным же образом на других слоях 12, 13, 14 методом трафаретной печати создаются соединительные печатные проводники 19. Материал, образованный в результате трафаретной печати, проходит в отверстия, образуя сквозные переходы 20, причем материал эмиттерных полосок заполняет отверстия эмиттерных сквозных переходов, а материал соединительного печатного проводника, который обычно имеет в своей основе серебро, заполняет отверстия сквозных переходов для межсоединений. Затем слои по отдельности сжимаются между плитами для запрессовывания эмиттерных полосок 4 и соединительных печатных проводников 19 в поверхности соответствующих слоев подложки (смотри фиг.4).While the individual instances of the layers are still raw, strips of emitters in the form of a powdered metal suspension are applied to the
Далее к верхнему слою 1i добавляются диэлектрический и резистивный слои 8, 9. Резистивный слой требуется только на пересечениях эмиттерных и затворных полосок и может быть в других местах вытравлен перед добавлением диэлектрического слоя. Далее формируются отверстия для сквозных переходов (не показаны) для затворных полосок 5, и способом трафаретной печати создаются полоски, материал которых проходит через эти отверстия (смотри фиг.5). Затем все слои, образующие подложку, собираются и прессуются вместе для обеспечения контакта между соответствующими соединительными печатными проводниками и сквозными переходами в соседних слоях. Получившаяся сборка подвергается обжигу (смотри фиг.6).Then, the dielectric and
Как альтернатива трафаретной печати проводящих слоев на сырую подложку, проводящие дорожки 35 для одной стороны слоя подложки 36 могут быть выполнены путем трафаретной печати на снимаемую пленку 37, которую размещают на плоской поверхности 38, как показано на фиг.7. Затем материал подложки разливается (методом пленочного литья) поверх проводящих дорожек, в результате чего получается гладкая поверхность слоя от края до края границ материалов. Когда выполнено пленочное литье, снимаемый материал, показанный на фиг.7 с увеличенной толщиной, удаляется для выполнения последующих операций, включая формирование сквозных переходов и наращивание подложки. При этом способе требуется заполнение сквозных переходов в виде самостоятельной операции, выполняемой отдельно от нанесения проводящих дорожек на сырую подложку. Этот альтернативный способ применим также к эмиттерным шинам, которые наносятся на снимаемую пленку и покрываются керамикой методом пленочного литья. Резистивный слой также может быть нанесен с помощью трафаретной печати, сначала предпочтительно по вышеописанному образцу, то есть только у пересечений полосок эмиттерных и затворных шин. После наращивания подложки и ее обжига верхний слой предпочтительно отполировать, чтобы создать ровную поверхность, на которую осаждаются эмиттеры, так, чтобы они оказались на одном уровне и плотно друг по отношению к другу.As an alternative to screen printing the conductive layers onto a wet substrate, the
После обжига с помощью микромеханической обработки создаются затворы и пустоты. Затем выполняются эмиттеры методом электролитического осаждения и микромеханической обработки. Это достигается путем осаждения фоторезистивного слоя 31 (смотри фиг.8) на эмиссионной стороне подложки, его выборочного экспонирования и проявления, и травления в нем окон 32, где должны быть сформированы окна для затворов. Окна для затворов 13 образуются в процессе отдельного травления. В процессе дополнительного травления в слое диэлектрика формируются окна 14 вниз к резистивному слою 9. Этот слой имеет не только электрическое сопротивление, но также стоек к дополнительному травлению.After firing using micromechanical processing, gates and voids are created. Then emitters are performed by electrolytic deposition and micromechanical processing. This is achieved by depositing the photoresistive layer 31 (see FIG. 8) on the emission side of the substrate, selectively exposing and developing it, and
После завершения травления создаются эмиттеры 11 путем наращивания никеля на резистивный слой, где он экспонируется на дне окон 14 в диэлектрике. Это может быть выполнено либо посредством вакуумного осаждения, либо электроосаждения. Специалисты в данной области техники смогут реализовать этот процесс без дополнительного описания.After etching is completed,
Описание дополнительных вариантов эмиссионного устройстваDescription of additional emission device options
Обратимся теперь к фигурам 9 и 10, где показан простейший вариант эмиссионного устройства согласно изобретению. Он имеет один керамический слой. На эмиссионной стороне предусмотрен эмиссионный слой 503, аналогичный эмиссионному слою 3. В этой связи его дополнительное описание не требуется. Этому устройству присущ недостаток, заключающийся в том, что для проводящих дорожек 519 на обратной стороне слоя подложки 5011, расходящихся от сквозных переходов 516 к контактным площадкам 518, требуется извилистое расположение дорожек, принимая во внимание, что, кроме того, должны быть обеспечены дорожки 530 для подачи питания и сигналов к микросхемам возбудителей 507 и что, как показано на фиг.10, шаг между сквозными переходами составляет половину шага между выводами микросхемы возбудителя, тогда как на практике шаг между сквозными переходами скорее всего еще меньше. Следует отметить также, что, хотя на фиг.10 показано идеальное расхождение веером линии 1 к выводу 1... линии n к выводу n, в действительности порядок расположения выводов скорее всего потребует более сложной разводки соединений. Кроме того, принимая во внимание, что устройство должно быть герметичным, чтобы внутри него поддерживался вакуум, такое устройство имеет недостаток, связанный с необходимостью иметь полное заполнение отверстий для обеспечения целостности с точки зрения поддержания вакуума. Тем не менее, здесь полагается, что этот простейший вариант эмиссионного устройства согласно изобретению может найти свое применение.We now turn to figures 9 and 10, which shows the simplest version of the emission device according to the invention. It has one ceramic layer. An
Обратимся теперь к фигурам 11, 12 и 13, где показано эмиссионное устройство с двумя керамическими слоями 6011, 6012. Задняя поверхность 606 первого слоя имеет дорожки 6191 межсоединений, отходящие от сквозных переходов 616 (например) эмиттерных шин в переднем слое подложки 6011 (смотри фиг.12). Следует отметить, что на фиг.12 отдельные слои как таковые не показаны, а показано лишь расположение на них дорожек. На передней поверхности 6022 второго слоя 6012 имеются также дорожки 6192 межсоединений, дорожки двух наборов 6191, 6192 образуют электрические межсоединения там, где они примыкают друг к другу. Дорожки 6191 начинают расходиться, имея шаг между сквозными переходами 616, и расходятся до удвоенного шага между точками межсоединений 6030. Дорожки 6192 также расходятся, последовательно удлиняясь, так что их концы в результате также располагаются с удвоенным шагом. Чередующиеся дорожки этих концов имеют сквозной переход 6020 к дорожкам 6194, направленный к контактным площадкам микросхемы 6181. Поскольку это чередующиеся дорожки, имеющие на своих концах сквозные переходы, шаг между сквозными переходами снова удваивается, то есть получается расхождение в стороны с коэффициентом восемь по сравнению с шагом между сквозными переходами 616 в переднем слое. Чередующиеся дорожки 6192, не имеющие сквозных переходов 6020, проходят к дополнительным сквозным переходам 60201 на другой стороне микросхемы 607, причем дорожки задней поверхности проходят к контактным площадкам 6182 по другой стороне микросхемы. К микросхеме также подведены шины 630 для подачи питания и сигналов. Очевидно, что два слоя подложки предоставляют гораздо большую гибкость при разводке соединений, чем в случае с одним слоем, причем эта гибкость проявляется в том, что дорожки 6191, 6192, 6193 могут, если это необходимо, пересекать дорожки 630 для питания и сигналов, идущие к микросхеме возбудителя 607. Как вариант, может быть обеспечена большая гибкость при разводке дорожек питания и сигнальных дорожек в том смысле, что они могут проходить через сквозные переходы к границе раздела слоев, с тем, чтобы, например, иметь возможность изменять их относительный порядок расположения. Кроме того, сквозные переходы 616, 6020 в обоих керамических слоях закрываются частью керамической подложки другого слоя, причем эти сквозные переходы не являются коаксиальными. Это обеспечивает большую гарантию герметичности.Turning now to Figures 11, 12 and 13, an emission device with two
В этом варианте, схематически представленном на фиг.13, сквозные переходы, по меньшей мере, к эмиттерным и затворным полоскам расположены с промежутками в виде матрицы выровненных рядов сквозных переходов в двух чередующихся (практически одинаковых и противоположных) направлениях α, β, например, относительно направления эмиттерной шины А. В этой матрице все ряды параллельны одному либо другому направлению α, β. В одной полосе через подложку в направлении А имеется четыре выровненных ряда сквозных переходов 6161, 6162, 6163, 6164. Они представляют два ряда 6161, 6162 эмиттерных сквозных переходов и два ряда 6163, 6164 затворных сквозных переходов. В каждом ряду последующие сквозные переходы относятся к последующим эмиттерным или затворным шинам, при этом в каждом ряду расположено относительно небольшое количество сквозных переходов, например 25, что составляет 6,35 мм (1/4 дюйма) (поперек относительно направления А, действительная длина находится в тригонометрической зависимости от направления α по отношению к направлению А) в дисплее со 100 строками на 25,4 мм (на дюйм). Такой короткий ряд локализует ослабление слоя подложки, вызываемое сквозными переходами. От одного из рядов 6161 с интервалом 6166 от предыдущего располагается следующий из рядов 6162, то есть, сквозные переходы для следующих 25 шин, которые ориентируются по другому направлению Р. Это вызывает ослабление в поперечном направлении. Обеспечение упомянутых интервалов минимизирует общее ослабление. В действительности, матрица представляет собой зигзагообразную матрицу с интервалами 6166 между элементами, образующими зигзаги, и направлением γ выровненных рядов. Следует отметить, что при компоновке, показанной на фиг.13, ряды сквозных переходов расширяются в горизонтальном направлении фиг.13 с удвоением шага по вертикали. Таким образом ряды 6161, 6162 будут пересекать эмиссионное устройство по горизонтали, достигая при этом только половины его высоты. Следовательно, для обеспечения контакта со всеми эмиттерными шинами, необходимо повторить ряды снова с половины высоты прибора вниз. Если матрица рядов закрыта по горизонтали, то этого повторения можно избежать. Можно использовать конкретную конфигурацию матрицы, в которой оба направления β и γ составляют 45°. В этом случае ряды 6162 не только параллельны, но и сами выровнены. Однако при этом благодаря упомянутым интервалам удается избежать ослабления. Кроме того, для обеспечения двух сквозных переходов на шину матрица рядов может быть возобновлена снова с начальной точки, расположенной горизонтально, в отличие от вертикальной начальной точки, обсужденной выше.In this embodiment, schematically shown in FIG. 13, the through transitions, at least to the emitter and gate strips, are arranged at intervals in the form of a matrix of aligned rows of through transitions in two alternating (practically identical and opposite) directions α, β, for example, with respect to directions of the emitter bus A. In this matrix, all rows are parallel to one or the other direction α, β. In one strip through the substrate in direction A, there are four aligned rows of through
Ряды 6163, 6164 предусмотрены для затворных шин. Хотя эти шины идут перпендикулярно эмиттерным шинам, их количество то же самое, и они находятся в тех же местах по всему эмиссионному слою. Следовательно, их сквозные переходы устанавливают точно таким же путем.
С каждым рядом сквозных переходов на передней поверхности связана микросхема 607 на задней поверхности, что удобно при наличии между ними взаимно однозначного соответствия. Однако одна микросхема может обслуживать два ряда сквозных переходов, либо наоборот. Как показано на фиг.13, все микросхемы установлены с одной и той же стороны сквозных переходов. Однако очевидно, что там, где сквозные переходы находятся вблизи края эмиссионного устройства, микросхемы удобно разместить на границе сквозного перехода. Кроме того, если микросхемы возбудителей, имеющие сотни выходных соединений, расположены в виде прямоугольной матрицы, связь между микросхемой и рядами сквозных переходов не будет взаимно однозначной, и разводка соединений будет значительно более сложной, чем та, что показана на фиг.12; однако это находится в пределах возможностей специалистов в данной области техники.A
Описание предпочтительного варианта индикатора изображенияDescription of Preferred Image Indicator
Индикатор изображения, показанный на фигурах 14 и 15, включает эмиссионное устройство 100 по фигурам 1-6 и держатель 40. Он изготовляется методом пленочного литья из оксида алюминия. Держатель имеет L-образное поперечное сечение, содержащее опорный фланец 41 и прямую стенку или перегородку 42. Они выполняются отдельно посредством пленочного литья и собираются вместе перед обжигом. По углам расположены соединенные встык четыре отрезка 43, 44, 45, 46, соответствующие четырем сторонам держателя у четырех сторон эмиссионного устройства 100. На фланцах 41 имеется непрерывная металлическая дорожка 47, комплементарная к непрерывной металлической полосе 21, выполненная посредством трафаретной печати и запрессованная в поверхность керамики до обжига. Подобным же образом на фланце предусмотрены контакты 48, комплементарные к дорожкам питания 22. Материал контактов продолжается до внутренних поверхностей 49 держателя для обеспечения электрических контактов, подробно описываемых ниже.The image indicator shown in figures 14 and 15 includes an
Как описано ниже, эмиссионное устройство 100 впаивается в держатель 40. В верхней части стенки 42 предусмотрена уплотнительная перегородка 50 из стеклообразной фритты. На уплотнительной перегородке на заранее определенном расстоянии от эмиссионного слоя эмиссионного устройства смонтирован стеклянный экран 51. На внутренней поверхности экрана имеется кристаллический люминофор 52, нанесенный на него посредством трафаретной печати для избирательного возбуждения пикселями эмиссионного устройства.As described below, the
Последними компонентами, которые добавляются к индикатору изображения после герметизации передней пластинки, являются возбудители 7 (смотри фиг.30). Они припаиваются к контактным площадкам 18. Одновременно к контактам 48 припаивается разъем (не показан).The last components that are added to the image indicator after sealing the front plate are pathogens 7 (see Fig. 30). They are soldered to the
Вернемся теперь к фиг.16, где показана часть индикатора изображения, являющегося цветным дисплеем. Кристаллический люминофор выполнен в виде красных, синих и зеленых пятен 52R, 52B, 52G. Напротив каждого эмиссионного пикселя размещено по одному из пятен, в результате чего пиксель может отображать выбранный цвет. Пятна расположены в однородной матрице от края до края экрана, причем шины напряжения для красного, синего и зеленого цвета 53R, 53B, 53G соединяют между собой соответствующие цветные пятна по всему экрану. Шины заканчиваются у внешних распорок 54, расположенных на противоположных сторонах дисплея. Внешние распорки выполнены из керамики на основе оксида алюминия в виде двух слоев 55, 56, причем расположение сквозных переходов и соединительных дорожек дает возможность совместного подсоединения концов контактов 57R, 57B, 57G всех шин соответствующих цветов к соответствующему общему контакту из трех контактов 58R, 58B, 58G. Верхний слой 55, который у его концов прихватывается к экрану 51 с помощью лазера, имеет красные, синие и зеленые сквозные переходы 59R, 59B, 59G, ведущие к красным, синим и зеленым контактам 60R, 60B, 60G на стороне, контактирующей со стеклом. Контакты 60 примыкают к соответствующим концам контактов 57. Сквозные переходы соответствующих цветов располагаются в шахматном порядке поперек ширины слоя распорки 55 и идут через красные, синие и зеленые контактные полосы 61R, 61B, 61G. Подобным же образом нижний слой распорки 56 имеет красные, синие и зеленые контактные полосы 62R, 62B, 62G, идущие вдоль его стороны, примыкающей к верхнему слою распорки, в результате чего каждая красная, синяя и зеленая линии напряжения 53R, 53B, 53G подсоединяется к соответствующей красной, синей и зеленой контактным полосам 61R, 62B, 62G. Нижний слой распорки 56 также имеет красные, синие и зеленые контактные сквозные переходы 63R, 63B, 63G, соединяющие полосы 62 с красными, синими и зелеными контактами 58R, 58B, 58G на стороне наружной распорки 54, противоположной экрану. Контакты 58 имеют большой размер и размещены далеко друг от друга по сравнению с интервалом между люминофорными шинами, что дает возможность располагать экран по отношению к эмиссионному устройству с допуском, большим, чем указанный интервал между шинами. Эмиссионное устройство имеет в своем эмиссионном слое дополнительные контакты 64R, 64B, 64G, как описано выше.Returning now to FIG. 16, a portion of the image indicator, which is a color display, is shown. The crystalline phosphor is made in the form of red, blue and
Вернемся к фиг.15, где индикатор изображения имеет несколько внутренних распорок 81, проходящих поперек его ширины, при этом на фигуре показана только одна из них. Эта распорка служит опорой экрана 51 и керамической подложки 1, обеспечивая защиту от атмосферного давления, стремящегося их сблизить. Распорка выполняется из керамики посредством пленочного литья, но может быть выполнена и из экструдированного стекла. Обычно она имеет толщину 0,0508 мм (0,002 дюйма), а высоту 1,27 мм (0,050 дюйма). Она устанавливается в канавке 82 в полиимидном материале в слое 83 люминофора. В полиимиде делаются отверстия, чтобы обеспечить доступ эмиттируемых электронов к пятнам 52 люминофора, а полиимид покрыт отражающим хромированным слоем способом, который обычно используется в электронно-лучевых трубках. Внутренние распорки приклеиваются к экрану 51 перед его сборкой с эмиссионным устройством, как описано ниже. На эмиссионном слое 3, в частности, материале затворной полоски 5, также предусмотрена канавка 84 для противоположного края внутренней распорки, причем при сборке распорка 81 точно совпадает с канавкой 84. Канавки формируются у масок (не показаны) при наращивании окружающего материала. Как показано на фигуре, распорка имеет проводящую шину 85, идущую вдоль распорки. Эта шина подсоединена к контактной площадке (не показана) для подведения напряжения с целью отклонения излучаемых электронов от распорки. Хотя показанная на фиг.15 распорка имеет прямоугольное поперечное сечение, она может иметь конусное сечение, сужающееся по направлению к экрану, для минимизации ее влияния на работу индикатора изображения. Кроме того, она может проходить не через всю ширину дисплея. Предусматривается, что вместо прямых распорок могут быть использованы крестообразные внутренние распорки из экструдированного стекла, причем плечи креста проходят между эмиттерами в обоих направлениях в соответствии с матрицей пикселей. Крестообразная форма может сходиться на конус по направлению к экрану. Такие распорки 91, установленные в эллиптическом шаблоне 92, показаны на фиг.17. Шаблон обеспечивает опору по всей показанной зоне дисплея, построенного на основе нескольких эмиссионных устройств. В другой части дисплея, как альтернативный вариант, также показаны внутренние распорки 93 в виде прямых линий.Let us return to Fig. 15, where the image indicator has several
Описание дополнительных вариантов индикатора изображенияDescription of additional options for the image indicator
Обратимся теперь к фигурам 17 и 18, где показан дисплей, подобный дисплею на фигурах 14, 15 и 16, за исключением того, что он больше по размеру. Содержащиеся в нем эмиссионные устройства 71 могут быть выполнены в пределах определенных размеров, обычно 2581 мм (4 квадратных дюйма). Чтобы сделать дисплей большего размера, он должен иметь множество примыкающих друг к другу по краям эмиссионных устройств. Как показано на фигурах, данный дисплей имеет четыре эмиссионных устройства 71, что дает размер 5162 мм2 (8 квадратных дюймов).We now turn to figures 17 and 18, which shows a display similar to the display in figures 14, 15 and 16, except that it is larger in size. The
Эмиссионные устройства 71 идентичны эмиссионным устройствам 1, за исключением того, что вдоль двух боковых краев 72 нет краевых зон, а матрицы эмиттерных и затворных шин распространяются до самого края керамической подложки. Одним из преимуществ использования в качестве керамического материала подложек оксида алюминия является то, что он может быть подвергнут микронарезке с точными допусками. Следовательно, края можно отрезать так, чтобы их размер составлял половину пиксельного шага от эмиттерной или затворной шины, смежной этому краю. Такая компоновка обеспечивает следующее: там, где два эмиссионных устройства примыкают краями друг к другу, матрица эмиссионных пикселей остается непрерывной, переходя с одного прибора на следующий. Другие края 75 эмиссионных устройств могут быть обработаны таким образом, чтобы обеспечить плотную подгонку к боковым стенкам 42 держателя вдоль их длины, как показано на фиг.19, с целью точного выравнивания приборов в держателе. Как вариант, края 75 между установочными выступами 76 могут быть обрезаны, что удобно делать на углах эмиссионных устройств, как показано на фигурах 20 и 21. Это обеспечивает канал 77 для газопоглотителя 301, более подробно описанного ниже. Канал проходит вглубь держателя и служит для глубокого размещения газопоглотителя. Как альтернатива выступам на углах керамических пластинок, держатель может быть снабжен установочными монтажными лепестками 761 в канале 77, которые выполняют аналогичные функции. Следует отметить, что экраны 51 дисплеев, показанных на фигурах 19, 20 и 21, выступают по бокам за держатели 40. Это облегчает подсоединение к люминофорным шинам, когда соединение выполняется не через распорки, и используются краевые разъемы (не показаны). Выступающий по бокам экран также создает кромку, которая может быть использована для захвата при манипуляциях перед герметизацией, как это подробнее описано ниже. На фиг.21 представлен альтернативный вариант подсоединения люминофорной шины в виде соединительных дорожек 78 на внешней стороне держателя. Они проходят в верхнюю часть держателя, где обеспечивается контакт с люминофорными шинами через проводящую фритту 79.The
Для обеспечения опоры для соединений между двумя приборами держатель снабжен дополнительными фланцевыми деталями 73, перекрывающими боковые элементы держателя позади соединений в приборах. Таким образом, в показанном дисплее, построенном на четырех эмиссионных устройствах, держатель образует квадратное обрамление с внутренним крестом. Эмиссионные устройства припаиваются к частям креста 73 таким же образом, как и к фланцам 41, то есть с помощью высокотемпературного припоя, соединяющего полосы вокруг боковой поверхности приборов с дорожками 47 вдоль элементов держателя. Припой может быть среднеплавким, то есть припоем на основе латуни или индия. Если соседние эмиссионные устройства должны быть взаимосвязаны с целью их синхронизации, то предусматриваются контакты 481 на соединяющих элементах держателя и дополнительные контакты (не показаны) на эмиссионных устройствах. Они соединяются в процессе высокотемпературной пайки. Для того чтобы обеспечить пространство для контактов 481 между паяными дорожками 47, дорожки и перекрывающие элементы 73 имеют локальное расширение, причем между дорожками предусмотрены контакты 481.To provide support for the connections between the two devices, the holder is equipped with
Обратимся теперь к фиг.22, где представлен более простой вариант индикатора изображения согласно изобретению, в котором экран 511 соединен с эмиссионным устройством, имеющим один слой подложки 5011 (см. фигуры 9 и 10), с помощью толстой полосы из стеклообразной фритты 510 без какой-либо стенки между экраном и эмиссионным устройством. Люминофорные шины 531 идут не к подложке, а отходят в сторону для соединения с возбудителями (не показаны).Turning now to FIG. 22, a simpler version of the image indicator according to the invention is presented, in which the
На фиг.23 показан другой простой дисплей, имеющий два слоя подложки. Как и ранее, экран 511 и подложка 6011, 6012 соединены так, что между ними нет держателя. Между экраном и подложкой закреплена стеклянная стенка 421, приклеенная к ним с обеих сторон клеем 4211, отверждаемым ультрафиолетовыми лучами. Клей отверждается с обеих сторон стенки посредством общего ультрафиолетового облучения. Для обеспечения дополнительной прочности конструкции эмиссионное устройство прикрепляется клеем к пластиковому держателю 411 на задней части устройства.On Fig shows another simple display having two layers of substrate. As before, the
Описание первого варианта устройства для сборки согласно изобретениюDescription of a first embodiment of an assembly device according to the invention
Обратимся к фигурам 24-26, где схематически показано устройство для сборки, которое содержит станцию 201 сборки с рядом связанных с ней дополнительных станций, в частности, станцией 202 очистки эмиссионных устройств, станцией 203 предварительного нагрева узлов, станцией 204 очистки экранов, станцией 205 предварительного нагрева экранов и блоком вакуумирования 206. Компоненты перемещаются между станциями с помощью средств, конструкция которых хорошо известна специалистам в данной области техники и здесь не описывается.Turning now to Figures 24-26, an assembly device is shown schematically which comprises an
Станция 202 очистки эмиссионных приборов включает эмиссионное устройство 100 для очистки, описываемое ниже, установленное для очистки эмиссионных устройств 1, подлежащих сборке. Станция 203 предварительного нагрева узлов содержит нагреватели (не показаны) для нагрева узла из любого числа эмиссионных устройств 1 (например, из четырех, как показано на фиг.26) на держателе 40 для его последующего монтажа индикатора изображения. Станция 204 очистки экранов имеет другое эмиссионное устройство 101 для очистки, установленное подобным же образом для очистки монтируемых экранов 51. Станция 205 предварительного нагрева эмиссионных устройств включает нагреватели (не показаны) для нагревания экранов 51, подлежащих монтажу на дисплее. Блок вакуумирования 206 содержит форвакуумный насос 207 и высоковакуумный насос 208, соединенные последовательно. Станция сборки 201 включает вакуумную камеру 209, в которой выполняется сборка. Предусмотрены вакуумные шлюзы 210, через которые могут проходить компоненты при сохранении вакуума в камере 209.The emission
В камере 209 имеется базовое зажимное приспособление 211 для точного расположения держателя 40 при проведении узла через шлюз 210 от станции 203 предварительного нагрева. Ниже зажимного приспособления расположены элементы радиационного нагрева 212, выровненные по фланцам держателя 41, 73, для нагрева их до температуры, при которой плавится припой между ними и керамическими подложками 1.The
Над зажимным приспособлением 211 располагается по меньшей мере один оптический датчик положения 213 и множество манипуляторов 214 для установки подложек 1 в расчетное положение на их держатель. После установки на место они временно закрепляются с помощью заранее установленных алюминиевых клиньев 215, которые прижимаются в правильном положении манипуляторами. Те же самые манипуляторы служат для подведения экрана 51 (показанного на фиг.25 пунктиром) в заданное место на установленном узле.At least one
Рядом с элементами радиационного нагрева 212 имеются каналы 216, ведущие к вакуумному блоку, для выкачивания потока воздуха мимо фланцев 41, 73 для охлаждения припоя, как только эмиссионные устройства установлены по месту и заклинены.Next to the
В камере 209, также смонтированной над зажимным приспособлением 211, предусмотрен скрепляющий лазер 217 на дорожке 218, позволяющий ему перемещаться для совмещения с различными точками на периферии держателя, для скрепления экрана 51 со стеклообразной фриттой 50 на стенке 42 держателя.In the
Описание предпочтительного способа очистки эмиссионного устройстваDescription of a preferred method for cleaning an emission device
На фиг.31 показано эмиссионное устройство по фиг.1, расположенное напротив другого подобного устройства 101, имеющего возбудители 107, которыми управляют таким образом, чтобы обеспечить максимальное излучение электронного пучка из эмиссионного слоя 3 устройства 100. Устройства установлены близко друг к другу и предпочтительно, но не обязательно, в вакуумной камере. Они расположены достаточно близко для того, чтобы электронное излучение от устройства 101 активизировало и вытесняло осколки молекул на эмиссионном устройстве, которые не могут быть удалены известными способами промывки.FIG. 31 shows the emission device of FIG. 1, located opposite another
На эмиссионное устройство 101 подается питание в течение времени, достаточного для очистки устройства 100.The
Описание способа сборки с использованием первого устройства сборкиDescription of the assembly method using the first assembly device
Вновь обратимся к фигурам 24-26, где узел из четырех эмиссионных устройств 1 на держателе 40 помещен в станцию 202 для очистки эмиссионных устройств, где эти устройства подвергаются электронной очистке, как было описано выше. Затем узел по направляющим, которые не показаны, перемещается на станцию 203 предварительного нагрева узлов, где он подвергается предварительному нагреву. Затем он снова перемещается на станцию сборки 201. Одновременно на станции 204 очистки экранов выполняется очистка экрана, а на станции 205 предварительного нагрева этот экран предварительно нагревается. Вакуумная камера 209 предварительно нагревается, и из нее с помощью насосов 207, 208 откачивается воздух, пока не будет достигнут достаточный вакуум.Let us again turn to figures 24-26, where a node of four
Узел помещается в вакуумную камеру через вакуумный шлюз 210 и устанавливается на зажимном приспособлении 211. На полосы 21 и дорожки 22 подложки 1 посредством трафаретной печати наносится предварительно очищенный высокотемпературный припой, то есть припой с точкой плавления 300°С. Температура в станции предварительного нагрева недостаточно высока для плавления припоя, но нагревательные элементы 212 локально нагревают держатель и подложки, чтобы расплавить припой и вызвать его растекание и смачивание дополнительной дорожки 47 и контактов 48 на держателе.The assembly is placed in the vacuum chamber through the
Пока припой находится в расплавленном состоянии, манипуляторы обеспечивают контакт свободных краев 220 эмиссионных устройств. Один оптический датчик 213 расположен по центру эмиссионных устройств и может обнаруживать соединительные шины 221 между приборами. Четыре соединительные шины между четырьмя устройствами сходятся в кресте 222, противолежащие ветви которого 223, 224 совмещаются, когда эмиссионные устройства правильно расположены друг относительно друга. Центральный датчик связан с системой светового распознавания (не показана), так что он может управлять манипуляторами 214 с целью правильного позиционирования эмиссионных устройств. Для обеспечения правильного вращательного позиционирования на держателе на кресте 222 предусмотрены радиальные дополнительные датчики 213. После достижения правильного позиционирования манипуляторы используются для вдавливания алюминиевых клиньев 215 в место между краями 220 и стенками 42 держателя - эти клинья добавляются к узлу до его очистки.While the solder is in the molten state, the manipulators provide contact between the free edges of 220 emission devices. One
Немедленно после расклинивания приводятся в действие вакуумные насосы для откачивания воздуха, попавшего вместе с узлом и экраном, который теперь вставлен. Впускными отверстиями в насосы являются каналы 216, находящиеся рядом с нагревательными элементами, в результате чего эффект охлаждения потока откачиваемого воздуха центрируется локально в паяных соединениях, которые теперь затвердевают. Это создает герметичное уплотнение по периферии каждого эмиссионного устройства.Immediately after wedging, vacuum pumps are activated to pump out air that has fallen along with the assembly and shield that is now inserted. The inlets to the pumps are
Экран вводится до упора на распорки 54 на эмиссионных устройствах. Соответствующие контакты 63 и 64 совмещаются. Между нижней стороной экрана на его краях и фриттой 50 на верхней части стенок оставляется небольшой зазор 223 (смотри фиг.15). Датчики 213 контролируют стираемые отпечатанные символы (не показаны) на передней части экрана, а манипуляторы устанавливают экран, обеспечивая выравнивание "пиксель к пикселю" с эмиссионными устройствами. Когда манипуляторы удерживают экран, активизируется лазер 217 для скрепления стекла экрана с фриттой 50. Следует отметить, что фритта имеет сечение трапециидальной формы, что приводит к формированию искривленного вверх мениска, когда фритта расплавляется лазером. Это дает возможность соединению между фриттой и экраном перекрыть зазор 223, который составляет порядка 0,5 мм (0,020 дюйма). Обычно выполняется четыре скрепления - по одному на каждом краю прямоугольного экрана. Таким образом экран удерживается в фиксированном положении относительно держателя, к которому были прикреплены эмиссионные устройства после затвердевания припоя.The screen is inserted all the way to struts 54 on emission devices. Corresponding contacts 63 and 64 are combined. Between the bottom of the screen at its edges and the frit 50, a
Описание первого варианта устройства для герметизации согласно изобретениюDescription of the first embodiment of a sealing device according to the invention
К вакуумной камере 209 через один из шлюзов 210 подсоединена вторая высоковакуумная камера 230 с отдельным высоковакуумным насосом 231. Эта камера оборудована зажимным приспособлением 232, подобным зажимному приспособлению 211, и лазером 233 и дорожкой 234, подобными лазеру 217 и его дорожке 218 в первой вакуумной камере 209.A second high-
Описание способа герметизации с использованием первого устройства для герметизацииDescription of the sealing method using the first sealing device
Обратимся к фиг.27, где показан индикатор изображения, введенный в камеру 230 и расположенный на зажимном приспособлении 232, а насос 231 приводится в действие для создания высокого вакуума в камере. Лазер 233 совмещается с фриттой 50 на периферии экрана, либо у предварительного закрепления, либо в любом другом месте. Лазер приводится в действие и перемещается по всей периферии экрана, сваривая его с фриттой точно так же, как сваривались скрепления. Поскольку между экраном и фриттой перед свариванием существует зазор, одновременно со свариванием может продолжаться откачка воздуха, причем воздух откачивается из дисплея через упомянутый зазор. Герметизация завершается, когда завершается перемещение по периферии.Referring to FIG. 27, an image indicator is shown inserted into the
Описание предпочтительного варианта откачивающего насоса для индикатора изображения согласно изобретениюDescription of a preferred embodiment of a suction pump for an image indicator according to the invention
Обратимся к фиг.28, где показана часть индикатора изображения, которая имеет распыляемый газопоглотитель 301 из бария. Он выполнен из фольги, накрученной вокруг квадратных кусочков 302 керамического материала, расположенного вдоль держателя 40. Газопоглотитель расположен в пространстве 303 между распоркой 54 и стенкой держателя 42, в результате чего при испарении газопоглотителя благодаря излучению лазера, действующего через очищенную краевую часть 304 экрана, испаряемый материал осаждается на поверхности, ограничивающей это пространство, которое не включает активные участки эмиссионного слоя и экран.Referring to FIG. 28, a portion of an image indicator that has a
На фиг.29 показан альтернативный нераспыляемый газопоглотитель 311, охватывающий угол 312 каждого эмиссионного устройства 100. Этот газопоглотитель выполняется по форме в виде обратной буквы С, причем концы его ветвей оказываются между краями 220 керамических подложек и стенками 42 держателя. Такое расположение приводит к тому, что давление на верхнюю часть 313 секции газопоглотителя расширяет его, заставляя его действовать как клин во время позиционирования эмиссионных устройств.On Fig shows an alternative
Описание предпочтительного способа вакуумирования согласно изобретениюDescription of the preferred evacuation method according to the invention
После герметизации индикатора изображения либо с помощью распыляемого, либо нераспыляемого газопоглотителя 301, 311, происходит перемещение лазера 234, нагревающего газопоглотитель до его рабочей температуры, при которой он поглощает множество различных газов, еще остающихся в дисплее после герметизации. Активация газопоглотителя может быть произведена сразу после герметизации, пока дисплей еще находится в камере для герметизации 230. В альтернативном варианте это можно выполнить позднее при комнатной температуре.After sealing the image indicator with either a sprayed or
По окончании этих операций индикатор изображения готов к использованию припоя для трафаретной печати на контактных площадках 18 для припаивания микросхем возбудителей 7.At the end of these operations, the image indicator is ready to use solder for screen printing on the
Описание второго варианта устройства для комбинированной сборки и герметизацииDescription of the second variant of the device for combined assembly and sealing
Обратимся теперь к фигурам 32-35, где показаны устройство 753 для сборки экранов с предварительно собранными эмиссионными устройствами и держателями 754, которые ниже называются катодами.We turn now to figures 32-35, which shows a
Эмиссионные устройства и держатели предварительно собираются на станции (не показана), где выполняется их нагревание для расплавления соединяющего их припоя и охлаждения их для затвердевания припоя. Использование эмиссионных устройств, обрезанных для подгонки к держателю, позволяет избежать необходимости их манипуляции относительно держателя. К каналам 77 для завершения предварительной сборки катодов добавляются полосы газопоглотителей 301.Emission devices and holders are pre-assembled at a station (not shown) where they are heated to melt the solder connecting them and cool them to solidify the solder. The use of emission devices cut to fit the holder avoids the need for manipulation with respect to the holder. To
В устройстве имеются три станции 701, 702, 703. Первая станция 701 представляет собой станцию предварительного нагрева, вторая станция 702 - это станция для выравнивания и облучения, а третья станция 703 - это станция управляемого охлаждения. Для подачи накладываемых экранов и катодов через первый вакуумный затвор 705 в станцию предварительного нагрева предусмотрен конвейер 704. Таким образом, внутренний конвейер, приводимый в действие кнопкой 706, перемещает их через другой вакуумный затвор 707 на вторую станцию 702 и через третий вакуумный затвор 708 - на станцию охлаждения 703. Имеется последний вакуумный затвор 709, через который извлекаются герметизированные приборы с автоэлектронной эмиссией.The device has three
Под каждой станцией предусмотрен вакуумный насос 710, способный создавать сверхнизкое давление. Каждая станция изолирована от своего насоса вакуумным затвором 711.Under each station there is a
Станция предварительного нагрева оборудована верхним и нижним наборами радиационных нагревателей и рефлекторов 712. Верхние нагреватели установлены над кварцевым окном 713 камеры 714, образующей эту станцию. Нижние нагреватели установлены в камере, над ее нижней пластиной 715, в которой имеется отверстие к вакуумному затвору станции и вакуумному насосу. Нагреватели нагревают экран и катод до температуры, близкой, но не достигающей точки плавления припоя, соединяющего эмиссионные устройства с держателем. Эта температура на станции не превышается, за исключением отдельных мест, где расплавляется фритта. Давление на станции предварительного нагрева откачивается до величины давления в станции выравнивания и облучения до открытия вакуумного затвора между ними и передачи экрана и катода, в результате чего во второй камере постоянно поддерживается вакуум.The preheating station is equipped with upper and lower sets of radiation heaters and
На станции выравнивания и облучения предусмотрены дополнительные нагреватели 716. Те, которые находятся над экраном и катодом, причем экран выше всех, смонтированы на рамах 717 с шарнирами 718, в результате чего они могут качаться, не загораживая верхнее кварцевое окно этой станции и делая экран доступным для оптической системы 719 и лазера 720. Они смонтированы на площадке X-Y 721, отходящей от задней части устройства.Additional heaters 716 are provided at the alignment and irradiation station. Those located above the screen and the cathode, the screen being the highest, are mounted on
Конвейер в этой станции 702 может быть зафиксирован неподвижно, тем самым неподвижно фиксируя катод. Для изменения положения экрана относительно катода с целью выравнивания пикселей, контролируемого оптической системой 719, предусмотрены органы манипулирования 722. Оптическая система приспособлена для измерения не только смещения X-Y, но также параллельности и расстояния по Z. Если выравнивание X-Y и параллельность в норме, то производится окончательная откачка воздуха до давления 0,133322·10-5 Па (10-8 мм рт. ст.), и экран опускается до отметки, обеспечивающей небольшое контролируемое расстояние от фритты на стенке держателя. Лазер проходит в окрестности фритты, работая на почти полную мощность, для окончательной дегазации фритты. Затем лазер выполняет новый проход, работая на полную мощность. Это заключительное перемещение расплавляет фритту, которая уже была близка к точке плавления. Один проход с полной мощностью заставляет фритту благодаря капиллярному эффекту войти в контакт с экраном и затем охладиться, как только лазер пройдет дальше. Непрерывное прохождение фритты обеспечивает то, что температура фритты доходит до точки плавления стекла только в ограниченном месте, где имеет место облучение. Во всех других местах компоненты остаются более холодными с температурой ниже точки плавления высокотемпературного припоя. Локализация повышенной температуры в окрестности лазера устраняет значительные температурные напряжения, следствием которых могут быть растрескивания. В конце прохода обеспечивается небольшое перекрытие. Как только фритта у этого перекрытия охладилась, направление перемещения лазера изменяется для облучения частей материала газопоглотителя, предусмотренного в канале держателя.The conveyor in this
Тем временем на станции охлаждения 703 откачано давление, и в нее передается герметизированное устройство. Температуру устройства допускается увеличивать очень медленно, для того чтобы снизить, насколько это возможно, вероятность термического растрескивания. Если температура падает плавно, то воздух поступает медленно, так что готовое устройство можно переместить во внешнюю среду.Meanwhile, pressure was pumped out at the
Обратимся теперь к фиг.36, где показано альтернативное устройство для герметизации, которое служит для автоматизированной обработки изделий в большем объеме. На входном конце устройства предусмотрена пара контейнеров 801, 802, в которые загружаются кассеты 803, 804 соответственно экранов и катодов. Внутри контейнеров предусмотрены нагреватели 805 и вакуумные насосы (не показаны). Контейнеры посредством манипулятора 807 связаны с входной роботизированной станцией 806. На периферии роботизированной станции 806 предусмотрены две станции очистки 808, 809. Каждая из них имеет свой собственный вакуумный насос 810. Они снабжены источниками 811, 812 излучения электронов и/или ионов, причем источник электронов является эмиссионным устройством согласно изобретению, а источником ионов является, например, источник плазмы инертного газа.Turning now to FIG. 36, an alternative sealing device is shown which serves for automated processing of products in a larger volume. At the input end of the device, a pair of
Манипулятор приспособлен для загрузки экранов и катодов 813, 814 из контейнеров для их очистки на станциях 808, 809. Там экран облучается в вакууме для дегазации, в частности, кристаллического люминофора для предотвращения выделения дополнительного газа при эксплуатации. Подобным же образом облучаются катоды, в частности, для удаления молекул, удерживающихся на верхушках эмиттеров. Затем очищенные приборы загружаются в станцию герметизации 815, которая фактически аналогична станции 702 по предыдущему варианту. Далее по технологической цепочке имеется выходной роботизированный блок 816, предусмотренный для приема герметизированных дисплеев от станции 815 и загрузки их в кассету (не показана) в выходном контейнере 817. Здесь имеются средства управления температурой и давлением для постепенного возвращения готовых дисплеев в температуру окружающей среды.The manipulator is adapted to load screens and
Контейнеры являются съемными и снимаются с роботизированного блока после опустошения и повторного заполнения кассет.The containers are removable and removed from the robotic unit after emptying and refilling the cassettes.
Описанное устройство по существу является модульным, и поэтому станции очистки и станции герметизации могут быть при необходимости продублированы, что позволяет избежать ограничения скорости обработки, выполняемой устройством в целом, минимальной скоростью.The described device is essentially modular, and therefore the cleaning stations and sealing stations can be duplicated if necessary, which avoids the limitation of the processing speed performed by the device as a whole to a minimum speed.
Claims (62)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9720723.7A GB9720723D0 (en) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | Visual Display |
| GB9720723.7 | 1997-10-01 | ||
| US60/067,508 | 1997-12-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000111549A RU2000111549A (en) | 2002-02-10 |
| RU2265910C2 true RU2265910C2 (en) | 2005-12-10 |
Family
ID=10819824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000111549/28A RU2265910C2 (en) | 1997-10-01 | 1998-10-01 | Image display |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| GB (1) | GB9720723D0 (en) |
| RU (1) | RU2265910C2 (en) |
-
1997
- 1997-10-01 GB GBGB9720723.7A patent/GB9720723D0/en not_active Ceased
-
1998
- 1998-10-01 RU RU2000111549/28A patent/RU2265910C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9720723D0 (en) | 1997-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4434481B2 (en) | Display device | |
| US5424605A (en) | Self supporting flat video display | |
| KR100376037B1 (en) | Gaseous discharge panel and manufacturing method therefor | |
| KR20000077347A (en) | Process for the manufacture of components on glass substrates that have to be sealed, such as flat display screens of the plasma-panel type | |
| KR100635548B1 (en) | Wall assembly and method for attaching walls for flat display | |
| KR100377066B1 (en) | Plasma display and method of making same | |
| US7766714B2 (en) | Image display apparatus and manufacturing method thereof | |
| RU2265910C2 (en) | Image display | |
| US6642648B1 (en) | Visual display | |
| US5578903A (en) | External electric connections for flat display screens | |
| KR100346393B1 (en) | Fabrication method of plasma display panel | |
| KR100226862B1 (en) | Substrate structure of color plasma display panel and the manufacturing method of electrode fabrication | |
| JPH11135041A (en) | Vacuum airtight container, display element, and power element | |
| JP3052459B2 (en) | Method for manufacturing flat display device | |
| MXPA00003228A (en) | Visual display | |
| JP2001022289A (en) | Display device and positioning device | |
| JPH07134561A (en) | Substrate for large-screen image display device and its production and large-screen image display device | |
| JPH04366526A (en) | Manufacture of plasma display panel | |
| JPH11213922A (en) | Flat surface display device and manufacture thereof | |
| JP2003132822A (en) | Panel display device and manufacturing method therefor | |
| JP2001332198A (en) | Image display device | |
| RU2000111549A (en) | PICTURE INDICATOR | |
| JPH1092314A (en) | Method for attaching spacer in flat panel display | |
| JPS61179027A (en) | Manufacture of flat-type image display device | |
| JPH08115660A (en) | Manufacture of flat image display device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101002 |