[发明专利]使用吸气剂在场致发射体装置中产生与保持受控气氛的方法

说明书

本发明涉及一种使用吸气剂在场致发射体装置中产生与保持受控气氛的方法。

为了许多用途对各种场致发射体装置进行了研究，其中生产一种称为FED(场致发射体显示器)的平板显示器。这些处于开发过程中的显示器通常被用于显示图象，特别用于提供平板电视荧光屏。

一般是通过沿着两个平面玻璃部件的边缘进行封焊而获得的FED的，通过熔化低熔点的玻璃胶进行称为“熔封”的操作而进行封焊。最终结构由相距不到几百μm的两个平行的表面组成。FED内侧空间保持真空。在后侧部件的内表面上有许多点状的金属材料(例如钼)微阴极(微电极头)，该阴极发射电子；以及许多位于离所述阴极很短距离处的栅极，以产生非常强的电场；这种电场从微电极头的尖端引出电子，从而产生朝向位于前侧部件(实际显示器)的内表面上荧光体的被加速的电子流。这样被激发的荧光体的发光强度与随之而引起的显示器亮度正比于微电极头发射的电流。

直到目前为止，为了FED的良好工作，在微电极头与荧光体之间的真空空间内部保持10^-3Pa的压力被认为是必要的；为此，许多专利申请建议使用吸气剂如EP-A-443865中所述的BaAl₄、使用金属如EP-A-572170中所述的Ta、Ti、Nb或Zr，以及如意大利专利申请MI94-A-000359所述，使粉末状Ti、Zr、Th及其氢化物同Zr基合金结合以多孔层的形状使用。

然而，最近研究表明，不是所有气体对FED的工作都具有有害作用。特别是，在装置中可以存在压力大于10^-3Pa的氢。

Spindt等人在“IEEE Transactions On Eleetron De-vices”，Vol.38，No.(1991)，P.2355-2363中，以及Mousa在“Vacuum”，Vol.45，No.2-3(1994)P/235-239中通过根据气态环境测量恒定电压下微电极头发射的电流所获的结果表明，如果氢在FED中的压力不大于1.5Pa，那末即使在长时间内氢也不会损害电子发射。而且，将氢通入“已老化”的FED，也就是电子发射率随时间已降低了的FED中，还可以使FED的电子发射率恢复到起始值。Spindt等人的上述论文也表明，氧化气体(特别是空气)对微电极头的电流发射具有预期的不利影响。

在上述Mousa的论文中，还指出当压力大于20Pa时，时，氢对电子发射率产生不利影响，也许是由于在相对高的压力下发生的氢离子对微电极头的轰击引起腐蚀所致。

总之，从这些研究看来很清楚，FED内部的最佳气态环境应是无氧化性气体并包含一种小分压的还原性气体(特别是氢)。

如以上所见，即令氢的作用是众所周知的，但目前尚无一种测定FED内部受控氢量的工业有效方法。至今所进行的研究还是按照实验室的方法，在该方法中，通过FED本身装置中形成的适宜管道(尾部)将氢通入FED内。这种从实验室试验导出的但实际上在工业实践中不能应用的方法具有以下步骤：

—通过在组成该装置本身的两个平面玻璃部件的边缘熔封低熔点的玻璃胶来封装FED；

—通过一般位于FED本身后侧部件处的玻璃尾部对FED进行抽空；

—通过该尾部通入已计量的氢气；

—进行热压(“熔下”(“tip-off”))封装尾部。

这种工艺过程至少存在以下缺点：

—很难通过氢气管线再现确定的低分压；

—在“熔下”过程中发生的局部加热会引起重大的氢气泄漏。

因此，本发明的第一个目的是提供一种在FED内部产生与保持对FED工作最佳的气态环境的方法，特别是基本上无氧化性气体并包含压力约为10^-5～10^-1Pa的氢气，并且氢气压力无论如何大于氧化气体的压力。

本发明的第二个目的是提供一种将氢气通入FED的方法，以便在熔封FED本身的封装步骤时产生一种能使微电极头保持还原环境的过压氢气，并有助于排除产生潜在危害的氧化性气体。

通过以下方法可以达到本发明的这些和其它一些目的，该方法是在FED内部产生与保持一种基本上无氧化性气体并包含10⁵～10^-1Pa压力的氢气的环境，该方法包括以下步骤：

—通过使吸气剂曝露于10^-4～2×10⁵Pa压力的氢气中而使吸气剂负载气态氢；

—在FED被熔封前将被氢饱和的吸气剂安放进FED内；