专利名称：具有分隔体的平板显示器和在其中固定分隔体的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有分隔体(spacer)的平板显示器和平板显示器中分隔体的固定方法，且更具体而言，涉及一种平板显示器，其使用含锡的粘结材料将分隔体固定到一结构。
背景技术：
显示器用于将信息传达给人类且显示器已经被用作计算机监视器、电视等，而它们的应用在扩大。显示器被分为两种类型阴极射线管(CRT)和平板显示器。平板显示器可以为液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、荧光显示器、电子发射显示器等。
平板显示器的一种类型是电子发射显示器。在电子发射显示器中，包括了一种电子发射装置，其或者使用热阴极作为电子源或者使用冷阴极作为电子源。使用冷阴极作为电子源的电子发射装置可以被分为场发射体阵列(FEA)型、表面导电发射体(SCE)型、金属绝缘体金属(MIM)型、金属绝缘体半导体(MIS)型、弹道电子表面发射(BSE)型等。
电子发射显示器包括电子发射区和图像形成区，电子发射区具有电子发射装置来发射电子，图像形成区将发射的电子与荧光层碰撞来发光。通常，电子发射显示器包括多个设置于第一基板上的电子发射装置，和用于控制电子发射装置的电子发射的驱动电极，而且电子发射显示器包括荧光层和连接到荧光层的电极来允许从第一基板发射的电子被有效地向形成于第二基板上的荧光层加速。
在平板显示器中，第一基板和第二基板由分隔体支撑。具体而言，公知分隔体为电子发射显示器中非常重要的元件。其后，将说明电子发射显示器作为平板显示器的代表例。
公知有多种使用分隔体支撑电子发射显示器的方法。例如，美国专利No.5811927和6042445公开了使用分隔体支撑电子发射显示器的示范性方法。
在美国专利No.5811927中，使用包含金(Au)晶粒的金属粘结剂将分隔体固定到基板。在美国专利No.6042445中，公开的是使用能量束将分隔体固定到基板的方法。
但是，美国专利No.5811927中公开的方法具有的缺点在于它使用了高价的金(Au)且因此不适于大规模生产且可能劣化所制造的电子发射显示器，因为所述结合需要至少300℃的加热工艺和使用预定压力的加压工艺。
而且，在美国专利No.6042445的方法中，应精确地控制具有高能量的能量束且因此需要高价的设备。另外，所公开的方法可能是麻烦的，其在于应将显示器如此设计使得能量束可以通过一些电子发射显示器。
发明内容
在本发明的各种实施例通过提供具有新结构的分隔体的平板显示器和该分隔体的固定方法，可以解决与常规的显示器相关的一个或更多前述问题。
在本发明的一示范性实施例中，平板显示器包括第一和第二基板，彼此相对；和至少一分隔体，用于支撑第一和第二基板以在其之间具有预定的距离，其中分隔体包括面对第一基板的第一表面和面对第二基板的第二表面，且通过粘结材料将第一表面和第一基板，以及第二表面和第二基板的至少一对耦接在一起，所述粘结材料包含作为第一元素的锡(Sn)和作为第二元素的选自铅(Pb)、银(Ag)、铜(Cu)、锑(Sb)和铋(Bi)的至少一元素。
当将分隔体耦接到所述第一基板和/或第二基板时，分隔体可以设置于形成于基板上的结构上，或分隔体可以直接设置于基板上。由此，“面对分隔体的基板”可以意味着可以在分隔体和基板之间加入任何类型的结构。这里，“结构”是在制造平板显示器中所需的各种绝缘层和各种金属层的通称。例如，当分隔体直接接触丝网电极(mesh electrode)结构时，“结构”意味着丝网电极结构。
粘结材料可以包含作为第一元素(主元素)的锡(Sn)和作为第二元素的选自铅(Pb)、银(Ag)、铜(Cu)、锑(Sb)和铋(Bi)的至少一元素。
如果需要，可以将5到10％或小于5％的聚合物乙醇、树脂等加入粘结材料来改善粘结力。
根据铅(Pb)的含量，含锡(Sn)和铅(Pb)的粘结材料可以在从低温到高温的各种熔点熔融。例如，当粘结材料通过混合31％到33％的铅(Pb)、54％到57％的锡(Sn)和4％到7％的树脂制成时，熔点温度可以在183℃到236℃的范围中。当粘结材料通过混合31％到33％的铅(Pb)、54％到57％的锡(Sn)、1.8％的银(Ag)和4％到7％的树脂制成时，熔点温度可以在179℃到235℃的范围中。粘结材料可以有效地用于平板显示器的制造工艺，其需要小于250℃的低温工艺。因此，包含这些元素的粘结材料具有小于250℃的熔点。
当含锡(Sn)的粘结材料为96.5Sn/3.0Ag/0.5Cu时，熔点可以为220℃，且在95.5Sn/4.0Ag/0.5Cu的情形，熔点可以小于约250℃，由此其可以有效地用于平板显示器。铜(Cu)可以具有小于15％的含量，且可能是不适当的。含锡(Sn)、锑(Sb)和铋(Bi)的粘结材料可以在约140℃的温度熔融。
金属层可以设置于第一表面和/或第二表面上，或可以将金属层附加到第一和第二基板的结构的表面上，面对分隔体。这样的结构可以改善粘结材料的粘结力。粘结材料可以具有10μm到50μm的厚度。金属层可以包含镍(Ni)或铜(Cu)。锡和镍、以及锡和铜可以通过强的结合力来耦接。金属层可以具有0.5μm到1μm的厚度。当平板显示器是电子发射显示器时，可以提供发射的电子与其碰撞的荧光层。由于铜元素引起荧光层劣化的特性，所以可以使用镍作为金属层。
在本发明的另一示范性实施例中，提供了一种平板显示器中的分隔体的固定方法，所述平板显示器包括彼此相对的第一和第二基板和用于支撑第一和第二基板以在其之间具有预定距离的至少一分隔体，其中，分隔体包括面对第一基板的第一表面和面对第二基板的第二表面，所述方法包括提供粘结材料，所述粘结材料包含作为第一元素的锡(Sn)和作为第二元素的选自铅(Pb)、银(Ag)、铜(Cu)、锑(Sb)和铋(Bi)的至少一元素，在第一表面和第一基板以及第二表面和第二基板的至少一对之间设置粘结材料，且加热粘结材料。
可以如此形成粘结材料使得其小于由分隔体所占据的面积，或某些部分扩展得大于分隔体的面积。例如，可以在分隔体的接触面积上设置几个凸点形式的焊料膏。
在某些实施例中，可以在小于250℃的温度下在预定的压力下执行加热。焊料膏的设置可以通过由印刷方法涂布它们来执行。一般地，小于250℃的温度不影响平板显示器的特性，且因此如此的加热使得可以制造可靠的平板显示器。
图1是根据本发明的第一实施例的平板显示器的部分的示意性横截面图。
图2是根据本发明的第二实施例的平板显示器的部分的示意性横截面图。
图3是根据图2所示的实施例的电子发射显示器的平面图，重点在分隔体的设置。
具体实施例方式
将参考附图在其后更全面地描述本发明，在附图中显示了本发明的实施例。
第一实施例图1是根据本发明的第一实施例的平板显示器的部分的示意性横截面图。
参考图1，平板显示器包括彼此相对的第一和第二基板100和200和支撑第一和第二基板100和200以在其之间具有预定距离的至少一分隔体300。分隔体300包括面对第一基板100的第一表面和面对第二基板200的第二表面，且第一和第二表面分别具有金属层310和320。
将含锡(Sn)的粘结材料设置于第一基板100和分隔体300之间来将分隔体300粘结到基板100。图1显示了金属层160附加地形成于第一基板100和粘结材料400之间。
第一和第二基板100和200可以由一种比如玻璃或含减少的杂质比如钠(Na)的玻璃制成，且可以使用陶瓷基板、塑料基板、和/或具有SiO2层作为绝缘层的硅基板作为第一和第二基板100和200。
作为金属层310和320，使用通常的沉积技术可以将比如Cr、Al、Mo、Cu、Ni和Au的金属形成到0.5μm到1μm的厚度。在一实施例中，与该金属具有极好粘结力的金属用于粘结材料。因此，当金属层310和320由含镍或铜的金属制成时，锡和镍或锡和铜可以通过强结合力被耦接。
分隔体300可以由适于支撑第一和第二基板100和200的材料制成，且由此分隔体材料不限于特别的材料且可以为多种材料。如果需要，分隔体材料可能需要充分的绝缘特性。在该例中，分隔体可以由石英玻璃、含钠成分的玻璃、碱石灰玻璃、氧化铝或含氧化铝的陶瓷制成。在一实施例中，分隔体300的热膨胀系数接近第一和第二基板100和200的热膨胀系数。
作为粘结材料400，在施加分隔体300的位置，使用印刷技术将含锡的粘结材料涂布到预定的厚度，且分隔体300设置于粘结材料400上。粘结材料400包含作为第一元素的锡(Sn)和作为第二元素的选自铅(Pb)、银(Ag)、铜(Cu)、锑(Sb)和铋(Bi)的至少一元素。例如，当粘结材料400包含锡(Sn)和铅(Pb)时，粘结材料通过混合31％到33％的铅(Pb)、54％到57％的锡(Sn)和4％到7％的树脂制成。在该情形，粘结材料400具有183℃到236℃的熔点，由此其甚至在小于约250℃的低温下熔融来固定分隔体。即，在小于约250℃的温度下加热粘结材料400，在预定的压力下加压分隔体300和第一基板100。通过上述的工艺，通过粘结材料400固定分隔体300。在一个实施例中，粘结材料400具有10μm到50μm的厚度。粘结材料400可以附加地包含树脂、聚合物乙醇、聚合的树脂等。
第二实施例图2是根据本发明的第二实施例的平板显示器的部分的示意性横截面图。图3是根据本发明的第二实施例的电子发射显示器的平面图，重点在分隔体的设置。图2是沿图3中线A-A’所取的横截面图。
参考图2和3，电子发射显示器包括彼此相对的第一和第二基板100和200和支撑第一和第二基板100和200以在其之间具有预定的距离的至少一分隔体300。
在第一基板100上形成具有预定形状的第一电极110、设置为与第一电极110绝缘的第二电极140和142，以及连接到第一电极110的电子发射部分120。电子发射部分120连接到第一电极110，且由于施加到这些电极110、140和142的电压之间的差异从电子发射部分120发射电子。使用通常的绝缘层形成方法，比如丝网印刷方法、溅射方法、化学气相沉积方法和真空沉积方法将绝缘层130形成到几纳米到几十纳米的厚度。绝缘层130可以由SiO2或SiNx形成。第二电极140和142是彼此相邻的线且配置为分别接收独立的信号。
电子发射部分120可以由比如金属尖端、石墨、金刚石、类金刚石碳的碳基材料或其组合，或比如纳米管或纳米线的纳米尺寸材料制成。
图2和3显示了第一和第二电极彼此分开且绝缘层设置于其之间的结构，但是这些电极的结构不限于此，而可以根据期望的电子发射功能进行多种改变。
第二基板200包括具有条纹形状的荧光层210。从电子发射部分120发射的电子与荧光层碰撞从而发射光。在该例中，可以加入阳极(未显示)来加速电子。阳极可以包括一体型电极、条纹型电极或分裂型电极，且荧光层可以具有条或点形状。可以在荧光层210之间的部分上附加地形成光屏蔽层来防止不同颜色的光被发射。
将电子发射显示器的粘结材料400设置在形成于分隔体300的底表面上的金属层310和形成于第一基板100上的金属层160之间来粘结分隔体300。
图2和3显示了仅形成于分隔体300下方的金属层160，但是金属层160可以可选地被配置为充当辅助电极。如果作为辅助电极，与施加到第一和第二电极110和140的电压不同的电压可以被施加到分隔体。于是，除了能够当固定分隔体300时改善粘结力的作用以外，金属层160还可以被配置以将独立的电源电压施加到分隔体300，由此减轻电荷被充电到分隔体的现象。
如上所述，示范性实施例中的金属层160是含镍或铜的层。这是因为属于粘结材料的锡和镍或锡和铜可以被耦接来具有强结合力。在一个实施例中，金属层具有0.5μm到1μm的厚度。
当将其施加到电子发射显示器时，电子发射显示器具有电子与其碰撞的荧光层。在该例中，由于铜元素可能劣化荧光层的特性，由此镍的使用可以改善这些特性。
如这里之前所述，本发明的各种实施例可以具有一个或更多的以下的优点。
首先，在某些实施例中可以在低温下加热含锡(Sn)的粘结材料以被粘结。当使用含金(Au)晶粒的金属粘结剂时，需要最小300℃，而当使用含锡(Sn)的粘结材料时，如某些实施例中所示，甚至在小于250℃的温度下也可以稳定和可靠地粘结分隔体。
第二，因为在这些实施例中没有使用比如金(Au)的高价材料，可以以低成本制造高质量的平板显示器。
第三，在电子发射显示器中，在电极之间制备其上设置分隔体的区域，由此它是窄的。因此，当粘结材料设置于设置分隔体之外的区域上，可能发生短路。根据图1-3所示的某些实施例，可以防止这样的短路。
第四，因为在所描述的实施例中使用含锡(Sn)的粘结材料固定分隔体，粘结强度和导电性是出色的。
第五，在某些实施例中，使用了不含铅(Pb)而含锡(Sn)的粘结材料，可以制造更好的环保产品。
虽然参考其特定示范性实施例已经描述了本发明，然而本领域的一般技术人员可以理解在不脱离由权利要求和其等同物所界定的本发明的精神和范围内，可以作出各种改进和变化。
本申请要求于2004年11月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.2004-98751的优先权和权益，其全部内容引入于此作为参考。
权利要求
1.一种平板显示器，包括第一基板和第二基板，彼此相对；和分隔体，用于支撑所述第一和第二基板以在其之间具有预定的距离，其中，所述分隔体包括面对所述第一基板的第一表面和面对所述第二基板的第二表面，且其中，通过粘结材料将所述第一表面和所述第一基板，以及所述第二表面和所述第二基板的至少一对耦接在一起，所述粘结材料包含作为第一元素的锡和作为第二元素的选自铅、银、铜、锑和铋的至少一元素。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述粘结材料包含锡和铅。
3.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述粘结材料包含锡、银和铜。
4.根据权利要求1所述的显示器，其中，金属层设置于所述第一表面和所述第二表面的至少之一上。
5.根据权利要求1所述的显示器，还包括金属层，所述金属层耦接到所述第一和第二基板的至少之一，面对所述分隔体。
6.根据权利要求4所述的显示器，其中，所述金属层包含镍或铜。
7.根据权利要求6所述的显示器，其中，所述金属层包含镍。
8.根据权利要求5所述的显示器，其中，所述金属层包含镍或铜。
9.根据权利要求8所述的显示器，其中，所述金属层包含镍。
10.根据权利要求4所述的显示器，其中，所述金属层具有0.5μm到1μm的厚度。
11.根据权利要求5所述的显示器，其中，所述金属层具有0.5μm到1μm的厚度。
12.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述粘结材料具有10μm到50μm的厚度。
13.根据权利要求1所述的显示器，其中，所述显示器是电子发射显示器。
14.一种平板显示器中的分隔体的固定方法，所述平板显示器包括彼此相对的第一和第二基板和用于支撑所述第一和第二基板以在其之间具有预定距离的至少一个分隔体，所述分隔体包括面对所述第一基板的第一表面和面对所述第二基板的第二表面，所述方法包括提供粘结材料，所述粘结材料包含作为第一元素的锡和作为第二元素的选自铅、银、铜、锑和铋的至少一元素；在所述第一表面和所述第一基板以及所述第二表面和所述第二基板的至少一对之间设置所述粘结材料；和加热所述粘结材料。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在小于250℃的温度下执行所述加热。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，在小于约140℃的温度下执行所述加热。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述设置粘结材料包括通过印刷方法涂布所述粘结材料。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述粘结材料包含锡和铅。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述粘结材料包含锡、银和铜。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括在所述分隔体和所述第一或第二基板的至少之一之间设置金属层。
全文摘要
本发明涉及一种具有分隔体的平板显示器及平板显示器中的分隔体的固定方法。所述平板显示器包括第一和第二基板，彼此相对；和至少一分隔体，用于支撑第一和第二基板以在其之间具有预定的距离，其中分隔体包括面对第一基板的第一表面和面对第二基板的第二表面，且通过粘结材料将第一表面和第一基板，以及第二表面和第二基板的至少一对耦接在一起，所述粘结材料包含作为第一元素的锡(Sn)和作为第二元素的选自铅(Pb)、银(Ag)、铜(Cu)、锑(Sb)和铋(Bi)的至少一元素。
文档编号G09F9/30GK1801447SQ2005101269
公开日2006年7月12日 申请日期2005年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者陈成焕 申请人:三星Sdi株式会社