CN1071533A - 真空荧光显示器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种真空荧光显示器及其制造方法，该真空荧光 显示器有面板(10)和衬底(20)，两者形成真空空间， 还有分段片(24)、阴极(50)、栅极(60)、管脚引线 (80)、固定阴极的支架(40)和固定支架的静止底座。 静止底座(90)是挖空的矩形，它有一对将支架(40)焊 接到衬底(20)两侧的平行定位件(91)和一对保持定 位件(91)之间间距的间隔条(92)。将底座(90)固定 到衬底(20)上，然后除去间隔条(92)面将定位件彼此 分开。各定位件(91)端部伸出真空空间，用作连接阴 极的导线。

Description

本发明涉及一种真空荧光显示器及其制造方法，特别涉及一种经改进的真空荧光显示器及其制造方法，即这种显示器和制造方法使人们能按要求编排其图形，使显象管中的真空状态稳定，并使人们可以用自动化来提高生产率。

真空荧光显示器可以按连接引线的方式分类。例如，外壳引线式是把引线与外壳构成一个整体，管脚引线式是由多个分立的管脚构成各引线。

图1    示出了部分剖开了的一般管脚引线式真空荧光显示器。

在该显示管中，面板1与衬底2之间形成真空，具有一个安插在该两者之间的隔片3。显示器的所有功能部件都设在衬底2上。功能部件的例子如下：分段片（图中未示出），安置在衬底上栅极（稍后即将谈到）底下，形成字母数字图形;阴极5，配置在分段片上方;栅极6，安置在分段片与阴极5之间，用以控制热电子的低速发射;吸气剂（图中未示出），用以进一步提高显示管的真空度;接触弹簧，用以将负电位加到透明导电层1′上;透明导电层1′在面板的内表面上形成，有助于电子有效会聚。

在这种荧光真空显示器的结构中，功能部件可划分成两组，有些部件直接在衬底上形成，另外一些部件则距第一组部件一段距离配置，在衬底上方形成。后一组部件包括栅极6和阴极5。栅极6由自身两端的触点6′装配在衬底2上方的预定高度，触点6′用以将栅极6固定到衬底上，并起导电作用。桥式支架4设在衬底2内表面两边，将阴极5安置在功能层的最顶部。

另一方面，为使功能层工作，必须往其上加外部控制电压，并在其上形成内电路。为做到这一点，多个外露的触点2′沿衬底2的边缘形成信号通路。这时，带U形夹8′的管脚引线8便于与另外的印刷电路板上的驱动电路连接，各管脚引线8成一行沿衬底2的一边排列，与外露触点2′接合，而且由熔结玻璃7之类的密封材料永久固定。

图2    中示出了传统的外壳引线式真空荧光显示器，该显示器的功能部件与上述管脚引线式真空荧光显示器的类似。更详细地说，所有的功能部件都设在面板1底下的衬底2上，面板1则与衬底2一起形成真空空间。功能层包括字母数字分段片、配置在分段片上方的阴极5和配置在分段片与阴极5之间用以控制热电子的低速发射的栅极6。

这里，阴极5和栅极6直接与经选定的引线8b的内端连接，引线8b则象曲柄似的弯曲，且沿衬底的一边彼此平行地配置，这和管脚式的固定结构不同。更具体地说，栅极6固定在象曲柄一样弯曲的引线8b的内固定端8b′上面，阴极5则通过插入一个支架4b固定，引线8b旁边的焊接部位4b′安置在阴极5的两端。另一方面，分段片通过相应的信号线接头2″与另一些引线8b的倒V字形的内端8b″接触，从而形成电路。

从上述的引线性能来看，上述两种传统的真空荧光显示器存在下列好处和坏处。

由于功能层的图形与引线的形状无关，因而管脚式真空荧光显示器其功能层图形的选择范围宽，而且其真空管漏泄的可能性小。然而，尽管装配夹具简单，但由于使用多个分立的管脚式引线，引线的制造和装配工序过分繁锁。此外，固定各引线时可能会损坏衬底，从而难以实现生产自动化。

至于外壳引线式真空荧光显示器，安置在衬底上方的功能部件（例如包括栅极和阴极在内的金属元件）是与衬底分开，先固定到外壳引线上，再固定到衬底上的。因此，这种显示器制造时间短，有利于搞自动化。另外，由于采用引线本身来直接与阴极、栅极和分段片连接，各电路之间的连接极其稳定、精确。但栅极的排列方向取决于各引线的方向，这为选择所要求的图形而提供的范围要窄一些。尤其是，引线必须以预定的宽度进入真空空间，因而密封易于漏泄。这种形式还有这样的缺点，由于外壳引线与阴极接点、栅极接点和分段片接点形成一个整体，因而材料成本高。另外，外壳引线本身的制造过程在考虑各元件的位置和/或高度的同时必须进行冲孔和压制。一经制成，外壳引线就局限于一个特定的模式;妨碍了元件的通用化。在装配的过程中，为了保证各引线作为功能部件与各接头的稳定连接，必须严格控制尺寸。

因此，本发明的目的是提供一种经改进的真空荧光显示器及其制造方法，从而使上述两种真空荧光显示器相互取长补短。

本发明的另一个目的是提供一种经改进的真空荧光显示器，这种显示器的大部分元件可以通用，从而降低材料成本和制造成本，易搞自动化，因而提高生产率，而且产品的可靠性得到提高。

为达到这些目的和其它目的，本发明提供了由下列各部分组成的一种真空荧光显示器：

一个衬底，上面有许多具有预定的图形的信号线;

一个面板，配置在衬底对面，与衬底形成一个真空空间;

在衬底上形成、具有预定图形且与各信号线中相应的信号线连接的分段片;

阴极，配置在分段片上方，用作热电子发射源;

栅极，安插在阴极与分段片之间，供控制热电子之用;

管脚引线，用以夹持衬底的一个边缘，在该边缘上形成信号线的接头，从而与信号线形成电连接，信号线又与栅极及分段片连接，管脚引线的上部分有一对U形夹子，供夹持衬底之用;

一对支架，以预定间距装设在衬底两侧，供支撑阴极两端之用;和

一个经挖空的静止矩形底座，供固定支架之用，固定的方法是装上一对定位件和一对间隔条，前者用以将支架彼此对置地焊接到衬底两侧，后者用以保持两定位件之间的间距，其中，底座固定到衬底上，然后除去间隔条而使两定位件彼此分开，且至少定位件的一端从真空空间向外延伸，起连接到阴极的导线的作用。

本发明制造具有上述结构的真空荧光显示器的方法是将制造传统的管脚引线式和外壳引线式真空荧光显示器的方法结合起来，其中固定阴极用的静止底座相当于传统的外壳引线。但该静止底座是基本上挖空了的矩形和分开形成的栅极，起引线的作用，具体做法是除去真空荧光显示器成品不需要的部分。

为实现本发明的上述目的而提出的真空荧光显示器的制造方法包括下列步骤：

在衬底上形成连接栅极和分段片用的信号线，并沿衬底的一个边缘配置各信号线的接头;

形成预定图形的分段片，并将分段片电连接到相应的信号线上;

用导电的粘结剂将各端具有固定装置的栅极固定到其上形成有分段片的衬底上，从而使栅极与分段片间隔预定的高度，同时电连接到相应的信号线上;

将管脚引线连接到衬底设有信号线接头的一个边缘上，以便将管脚引线与分段片及栅极连接起来，同时完成在衬底上形成第一功能层的工序;

制作一对支架，供支撑每隔一定时间提供热电子的阴极之用，所述一对支架配置在栅极上方;

形成挖空的矩形静止底座和一些间隔条，前者至少由一对平行定位件构成，该对定位件作为固定支架用的装置支撑着支架，且长得足以伸出衬底的平行边;后者则比衬底的另一对平行边之间的宽度还短，用以保持定位件之间的间距;

将各支架固定到底座的定位件上;

将阴极焊接到各支架上，由此完成包括阴极在内的第二功能层;

将基座固定到衬底上，具体作法是将第二功能层固定到衬底的第一功能层上，从而使阴极横跨各信号线延伸，且各间隔条位于衬底的外部分上;

除去各间隔条，使定位件可作为阴极的引线从衬底向外延伸，然后在衬底上完成两功能层的形成工序。

现在参照附图详细说明本发明的最佳实施例。附图中：

图1    是传统的管脚引线式真空荧光显示器部分剖开的透视图;

图2    是传统的外壳引线式真空荧光显示器部分剖开的透视图;

图3    是本发明真空荧光显示器的部分剖开的透视图;

图4    是真空荧光显示器各部件的透视图，用以举例说明本发明真空荧光显示器的制造方法。

图3A和3B示出了本发明的真空荧光显示器。在面板10与衬底20之间通过安插隔片30而形成了一个真空空间，且所有的功能部件内设在衬底20上。与各内功能部件连接的信号线接头23沿衬底的一个外露边配置，突出于真空空间外。功能部件包括：阳极分段片24，能形成涂有低速电子激发的荧光物质的字母数字图形，阴极50，安置在分段片上方，供提供热电子之用;和栅极60，安置在分段片24与阴极50之间，供控制来自阴极50的低速热电子之用。

栅极60和普通的一样，呈网状，利用其两端的固定端60a以预定的高度装在衬底上方，其中该固定端使栅极可与衬底20上形成的相应信号线23a电连接。衬底20的表面上形成有绝缘层12，作为保护层，以防止经过绝缘层底下的信号线电气短路。电连接用的连接部分26经绝缘层12中形成的通孔25部分外露。这里，栅极60的固定端60a与连接部分重叠，从而借助于象导电胶之类的材料将栅极固定到连接部分26上。

由于阴极50系安置在栅极60上方，因而需要有一个相当高的支撑件，该支撑件包括一个L字形的支架40和一个用以将支架固定到衬底20上的底座90。（这里，底座为本发明的主要元件，稍后即将说明。）支架40顶部有一个焊接部位，各阴极50可以预定间距焊接到支架40顶部，支架40本身则经底座90间接固定到衬底上。由于必须给功能层（即衬底20上形成的分段片和栅极60）提供相应的外部信号，因而它们通过相应的信号线23电连接到外头。为此，各信号线23延伸到沿衬底20的一条边缘成一行密集配置的接头23a，然后用一对U形夹子80a与管脚引线80连接，以夹住衬底20形成有接头23a的边缘。管脚引线80有规则地沿衬底20的边缘排列，且借助于熔结玻璃70永久固定到该边缘上。

另一方面，如上所述，底座90用以支撑和固定阴极50，借助于熔结玻璃固定到绝缘层12的上表面或固定到衬底没有信号线的部分。衬底90长得足以伸出衬底20的边缘。延伸部分上形成有狭槽93，这样就容易将底座90的凸出部分折弯。

如图4中所示，底座90是在做成之前挖空成矩形的，它包括一对彼此对置，其上焊接有支架40和40a的平行定位件91和一对间隔条92，间隔条92起着确定两定位件91的相对位置的隔片作用。在具有上述结构的底座中，先将支架40和40a焊接好，然后将阴极60在固定到衬底上之前焊接到支架40和40a的焊接部位41和41a上，这样，底座就快要成为一个显示管的元件。

要将半加工好的底座90固定到衬底上，先把底座90如图4所示安置在预定的位置上，然后用熔结玻璃70a固定。接着，除去底座的多余部分（即间隔条92）将定位件91切成一对分隔件。定位件91的两端从真空空间露出，作为接到阴极上的一个导线。

具有上述结构的真空荧光显示器叫做混合型，它将管脚引线式荧光显示器与外壳引线式荧光显示器的结构部分结合起来。这里，固定阴极用的底座相当于外壳引线。

制造具有上述结构的真空荧光显示器的方法是将衬底20上的功能层分离成第一功能层和第二功能层，这两个功能层有待以不同的工序进行加工。最后把这些分别加工的功能层结合起来。下面将参照图4更详细地说明这个方法。

在本发明中，衬底20上形成的分段片和分段片正上方的栅极60包含在第一功能层中，位于栅极60上方的阴极50及其支撑元件60a则包含在第二功能层中。

（A）在衬底20上形成栅极60和分段片24的各信号线23。这时，各信号线23的接头23a沿衬底的边缘配置。加工采用普通的金属溅射法和光刻法。

（B）在所要求的位置上在信号线23上方形成绝缘层12。然后就可以把信号线23的外露部分经通孔25连接到分段片24和栅极的支撑元件60a上。

（C）在绝缘层12上方形成预定图形的分段片24，分段片上有荧光层24a，以便与相应的信号线23电连接。这里采用了丝网印刷法。

（D）用导电材料将两端设有支撑元件60a的栅极60固定到其上形成有分段片24的衬底20上方，这样，栅极60与相应的信号线23电连接时就可远离分段片。栅极的网状结构光刻法形成，外部结构则用模制法制成。

（E）将管脚引线80连接到沿衬底的一个边缘设置的信号线23的接头23a上，从而通过相应的信号线23将管脚引线80、分段片24和栅极60电连接起来，完成了在衬底上形成第一功能层的过程。

（F）用压制法制造一对支架40，支撑用以提供热电子的阴极50。支架40安置在栅极60上方，彼此等间距隔开。

（G）静止底座90用压制法制造，底座是基本上空心的矩形，是支架40固定到衬底20上的媒体。底座包括两个平行的定位件91和一对间隔条92，前者供支撑支架之用，且长得足以伸出衬底20的平行边;后者比衬底另一对平行边之间的宽度还短，以保持定位之间在其两端的间距。

（H）将支架40焊接到静止底座的定位件91上，因而各定位件使各支架之间保持预定间距。

（I）将阴极50焊接到底座90的定位件91上，这样就完成了第二功能层的形成过程。

（J）将第二功能层固定到上面设有第一功能层的衬底上方，从而使阴极50横越各接头23延伸，底座90则借助于熔结玻璃70固定，以便将间隔条92安置在衬底的边缘之外。

（K）用切割器除去安置在衬底边缘之外的间隔条92，从而使定位件91伸出衬底之外，用作阴极引线。

衬底的两个功能层即通过上述各步骤制成，必要时，还可以附加地形成上述各功能部件以外其它元件。然后，固定隔片和面板，产品的制造过程就完成了。

本发明的上述真空荧光显示器的制造方法是将传统的管脚引线式和外壳引线式真空荧光显示器的制造方法结合起来进行的，其中固定阴极50用的静止底座90相当于传统的外壳引线。但静止底座90是个基本空心的矩形和分开形成的栅极60，通过除去多余的延伸部分，在完成的真空荧光显示器中起引线的作用。

本发明制造真空荧光显示器的方法具有下列优点。

首先，和传统的外壳引线式一样，本发明各功能层图形的配置和构形不取决于各引线的形状。

此外，进入真空空间引线的数目不多，因而减少了因引线的引入而造成漏泄的可能性。

另外，阴极系焊接到与衬底无关的分立静止底座上的，因而大大缩短了焊接时间。

本发明的显示器是通过将其阴极作为分立元件形成而进行制造的，因而有利于制造过程的自动化。

再有，支撑阴极用的底座90，其结构简单，因而该元件的成本低于外壳引线式显示器的成本。

此外，这种结构中的所有部件都是独立制成的，因而各元件可以通用。

Claims (3)

1、一种真空荧光显示器，其特征在于，它包括：

一个衬底(20)，上面配置了许多具有预定图形的信号线(23)；

一个面板(10)，配置在所述衬底对面，与衬底形成一个真空空间；

预定图形的分段片(24)，分段片在衬底上形成，且与各所述信号线中相应的信号线连接；

阴极(50)，配置在分段片(24)上方，用作热电子发射源；

栅极(60)，安插在阴极与分段片之间，供控制热电子之用；

管脚引线(80)，用以夹持所述衬底的一个边缘，在该边缘上形成有信号线(23)的接头(23a)，从而与所述信号线形成电连接，该信号线又与所述栅极所述分段片连接，管脚引线(80)的上部分有一对U形夹子(80a)，供夹持衬底用；

一对支架(40)，以预定间距装设在衬底两侧，供支撑所述阴极两端之用；和

一个经挖空的静止矩形底座(90)，供固定所述支架(40)之用，它包括一对定位件(91)和一对间隔条(92)，前者用以将所述支架彼此对置地焊接到所述衬底的相对两侧，后者用以保持所述定位件之间的间距，其中所述底座(90)固定到所述衬底上，然后除去所述间隔条(92)使两定位件(91)彼此分开，且所述定位件的至少一端从真空空间向外延伸，起连接到所述阴极(50)的导线的作用。

2、如权利要求1所述的真空荧光显示器，其特征在于，在包含于所述静止底座（90）中的所述定位件（91）的弯曲部分中形成有一个狭槽（93）。

3、一种制造真空荧光显示器的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

在所述衬底（20）上形成连接所述栅极（60）和分段片（24）的信号线（23），并沿所述衬底的一个边缘配置各信号线的接头（23a）;

形成预定图形的所述分段片（24），并将所述分段片电连接到相应的信号线上;

用导电的粘结剂将各端具有固定装置（60a）的所述栅极（60）固定到其上形成有所述分段片的所述衬底上，从而使所述栅极与所述分段片间隔预定高度，同时将所述栅极（60）电连接到相应的信号线（23）上;

将管脚引线（80）连接到所述衬底设有所述信号线的所述接头（23a）的一个边缘上，以便将所述管脚引线（80）与所述分段片（24）及栅极（60）电连接起来，同时完成在所述衬底上形成第一功能层的工序;

制作一对支架（40），供支撑每隔一定时间提供热电子的阴极（50）之用，所述一对支架配置在所述栅极（60）上方;

形成挖空的矩形静止底座和一些间隔条（92），前者至少由一对平行定位件（91）构成，该对定位件作为固定所述支架用的装置支撑着所述支架（40），且长得足以伸到所述衬底的边外;后者则比所述衬底的另一对平行边之间的宽度还短，供保持所述定位件（91）之间的间距;

将所述各支架（40）固定到所述底座的所述定位件（91）上;

将所述阴极焊接到所述支架（40）上，由此完成包括所述阴极（50）在内的第二功能层;

将所述底座（90）固定到所述衬底（20）上，具体作法是将所述第二功能层固定到所述衬底的第一功能层上，从而使所述阴极（50）横越所述各信号线延伸，且所述各间隔条（92）位于所述衬底的外部分上;

除去所述各间隔条（92），使所述定位件（91）可以从所述衬底作为所述阴极的引线向外延伸，然后在所述衬底上完成两功能层的形成工序。

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