WO1994015244A1 - Espaceurs pour ecrans plats de visualisation et procedes de mise en ×uvre de ces espaceurs - Google Patents

Espaceurs pour ecrans plats de visualisation et procedes de mise en ×uvre de ces espaceurs Download PDF

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    • H01J2329/865—Connection of the spacing members to the substrates or electrodes
    • H01J2329/866—Adhesives

Definitions

  • the present invention relates to spacers for flat display screens as well as methods of using these spacers.
  • the balls are subject to electrostatic charge phenomena which can induce destructive breakdowns.
  • the object of the present invention is to eliminate these drawbacks. In fact, it makes it possible not only to rigorously control the distance between the plates and the position of the spacers, but also to reduce the lateral size of the latter.
  • It consists of continuous or discontinuous spacers formed of wires or bars of circular, polygonal or other cross-section, preferably made of glass or quartz, and consisting of fibers or studs or piles of various shapes, fixed by gluing, welding or sealing , either on a single plate, their height being equal to the desired spacing, or on each of the plates, so as to intersect, each series of spacers ensuring once the process is completed a fraction of the spacing between the two plates.
  • FIG. 1 represents, seen from above, fiber spacers arranged parallel on a plate
  • FIG. 2 shows in the same conditions of the fiber spacers arranged in two interlaced plies
  • FIGS. 3 and 4 are enlarged partial sections, according to the arrows AA in FIG. 1, showing fibers of circular and rectangular section respectively
  • FIGS. 5 is an enlarged partial section, along the arrows BB of FIG. 2 showing fibers intertwined with rectangular section
  • FIG. 6 is a top view of a plate above of which is disposed a network of spacers formed of a single stretched fusible glass fiber
  • FIG. 1 represents, seen from above, fiber spacers arranged parallel on a plate
  • FIG. 2 shows in the same conditions of the fiber spacers arranged in two interlaced plies
  • FIGS. 3 and 4 are enlarged partial sections, according to the arrows AA in FIG. 1, showing fibers of circular and rectangular section respectively
  • FIGS. 5 is an enlarged partial section, along the arrows
  • FIG. 7 represents a partial section in perspective of a plate after stripping of zones intended to receive spacers
  • FIG. 8 is a partial section of the two plates constituting a screen with the spacers in place on the pickled zones
  • FIG. 9 shows, under the same conditions, the assembly after heating and welding of the spacers by partial fusion
  • FIG. 10 shows the two plates spaced apart on the other to obtain the desired distance
  • Figure 11 is a partial section of a plate on which are arranged spacers in the form of studs
  • Figure 12 represents, under the same conditions, spacers made up of studs sealed in one of the plates.
  • FIGS. 1 to 6 consists of a flat display screen, such as a microtip, plasma or other screen, formed by two plates 1, 2 of glass, quartz or silicon associated with spacers 3, 4 formed from fibers, preferably glass or quartz.
  • These fibers 3, of circular, rectangular or polygonal section, can be tensioned wires or bars and are fixed by gluing, laser welding, or any other suitable means, on one of the two plates 1, 2 ( Figures 1, 3 4) or on the two plates ( Figures 2, 5), according to one or two networks of parallel elements.
  • the spacing will be equal to the sum of the height or thickness of the fibers of the two networks, these heights not necessarily being identical.
  • the two networks will be mounted in different directions, generally perpendicular, so as to intersect ( Figure 2).
  • the spacers 3 will consist of a single fiber 5, or of a small number of fibers stretched between the two plates 1, 2 by means of clamps 6 and pulleys 7 of wire guide return (FIG. 6).
  • the spacers consist of pads 10 of fusible glass placed on the lower plate 1 by means of a cooled nozzle 11, and welded by fusion using a torch 12 allowing the base of said to be melted studs (figure 11).
  • the latter can also be sealed in holes 13 made beforehand in the support plate 1 by any appropriate means, the studs 10 being welded or not (FIG. 12).

Abstract

La présente invention a pour objet des espaceurs pour écrans plats de visualistion formés de deux plaques rapprochées constituant une enceinte étanche, ainsi que des procédés de mise en oeuvre. Elle est consitutée par des espaceurs (3) continus ou discontinus formés de fils ou de barres de section circulaire, polygonale ou autre, de préférence en verre ou quartz, et consistant en fibres ou en plots ou pieux de formes diverses, fixés par collage, soudage ou scellement, soit sur une seule plaque (1), leur hauteur étant égale à l'espacement souhaité, soit sur chacune des plaques (1, 2), de manière à s'entrecroiser, chaque série d'espaceurs assurant une fois le processus terminé une fraction de l'espacement entre les deux plaques. L'invention concerne le secteur industriel de la fabrication des écrans de visualisation, tels que écrans à micropointes, à plasma, à cristaux liquides ou similaires.

Description

ESPACEURS POUR ÉCRANS PLATS DE VISUALISATION ET PROCÉDÉS DE MISE EN OEUVRE DE CES ESPACEURS
La présente invention a pour objet des espaceurs pour écrans plats de visualisation ainsi que des procédés de mise en oeuvre de ces espaceurs.
Elle concerne le secteur industriels de la fabrication des écrans de visualisation, tels que écrans à micropointes, à plasma, à cristaux liquides..., formés de deux plaques rapprochées en verre, quartz ou silicium constituant une enceinte étanche plate soumise à un vide plus ou moins poussé.
Les écrans de visualisation plats nécessitant l'utilisation d'espaceurs pour maintenir la distance entre les deux plaques support. Le maintien de la distance entre les électrodes constitutives pose un problème d'encombrement (elles ne doivent pas être visibles) et de mise en oeuvre.
Dans les procédés connus à ce jour, le maintien de la distance entre les deux plaques est généralement obtenu au moyen de billes répandues sur l'une d'elles et collées avant mise en place de la seconde plaque. La répartition des billes est contrôlée à l'aide d'une grille ou d'un dispositif analogue. Cette technique présente un certain nombre d'inconvénients:
- Le positionnement des billes est peu précis et peut entraîner un écrasement de certaines parties actives des électrodes recouvrant les plaques.
- La distance finale entre les deux plaques est difficile à contrôler, en raison de la pression exercée par celles-ci sur les billes une fois le vide établi. - La largeur des billes ne peut être inférieure à leur hauteur.
- Les billes sont sujettes à des phénomènes de charge électrostatique pouvant induire des claquages destructeurs.
Le but de la présente invention est de supprimer ces inconvénients. En effet, elle permet non seulement de contrôler rigoureusement la distance entre les plaques et la position des espaceurs, mais également de dimininuer 1'encombrement latéral de ces derniers.
Elle est constituée par des espaceurs continus ou discontinus formés de fils ou de barres de section circulaire, polygonale ou autre, de préférence en verre ou quartz, et consistant en fibres ou en plots ou pieux de formes diverses, fixés par collage, soudage ou scellement, soit sur une seule plaque, leur hauteur étant égale à l'espacement souhaité, soit sur chacune des plaques, de manière à s'entrecroiser, chaque série d'espaceurs assurant une fois le processus terminé une fraction de l'espacement entre les deux plaques.
Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente, vus de dessus des espaceurs fibres disposés parallèlement sur une plaque, la figure 2 montre dans les mêmes conditions des espaceurs fibres disposés en deux nappes entrecroisées, les figures 3 et 4 sont des coupes partielles agrandies, suivant les flèches A-A de la figure 1, montrant respectivement des fibres de section circulaire et rectangulaire, la figures 5 est une coupe partielle agrandies, suivant les flèches B-B de la figure 2 montrant des fibres entrecroisées de section rectangulaire, la figure 6 est une vue de dessus d'une plaque au-dessus de laquelle est disposé un réseau d'espaceurs formé d'une seule fibre de verre fusible tendu, la figure 7 représente une coupe partielle en perspective d'une plaque après décapage de zones destinées à recevoir des espaceurs, la figure 8 est une coupe partielle des deux plaques constitutives d'un écran avec les espaceurs en place sur les zones décapées, la figure 9 montre dans les mêmes conditions l'ensemble après chauffage et soudage des espaceurs par fusion partielle, la figure 10 représente les deux plaque écartées l'une de l'autre pour obtenir la distance souhaitée, la figure 11 est une coupe partielle d'une plaque sur laquelle sont disposés des espaceurs en forme de plots, et la figure 12 représente dans les mêmes conditions des espaceurs constitués de plots scellés dans l'une des plaques.
Le dispositif, figures 1 à 6, est constitué d'un écran de visualisation plat, tel que écran à micropointes, à plasma ou autre, formé de deux plaques 1, 2 de verre, de quartz ou de silicium associées à des espaceurs 3, 4 formés de fibres préférentiellement en verre ou quartz. Ces fibres 3, de section circulaire, rectangulaire ou polygonale, peuvent être des fils tendus ou des barres et sont fixées par collage, soudage laser, ou tout autre moyen approprié, sur l'une des deux plaques 1, 2 (figures 1, 3 4) ou sur les deux plaques (figures 2, 5), selon un ou deux réseaux d'éléments parallèles.
Lorsque les fibres 3 sont disposées sur une seule plaque, leur hauteur sera choisie égale à l'écartement souhaité.
Par contre si les espaceurs sont fixés sur les deux plaques, l'espacement sera égal à la somme des hauteur ou épaisseur des fibres des deux réseaux, ces hauteurs n'étant pas forcément identiques. Dans ce cas, les deux réseaux seront montés suivant des directions différentes, en général perpendiculaires, de manière à s'entrecroiser (figure 2).
Selon une variante de réalisation, les espaceurs 3 seront constitués d'une seule fibre 5, ou d'un petit nombre de fibres tendues entre les deux plaques 1, 2 au moyen de pinces 6 et de poulies 7 de renvoi guide-fil (figure 6).
Lorsque la longueur totale des fibres est importante, en raison de la grande surface portante ainsi obtenue (par rapport aux billes), aucun écrasement notable des espaceurs 3 n'est à craindre, malgré le vide régnant entre ces dernières. Par conséquent, l'écartement final obtenu sera sensiblement égal à l'épaisseur des fibres seules ou superposées.
Cependant dans le cas de fibres de faible longueur, ou de plots ou pieux disposés perpendiculairement à la surface des plaques 1, 2, ledit espacement final sera avantageusement déterminé de façon précise grâce à un procédé comportant les phases suivantes:
- 1°. PRÉPARATION DES PLAQUES. Les surfaces internes des deux plaques 1, 2 sont décapées par voie chimique, en utilisant un masque de résine 8 par exemple, ou mécanique, par gravure ou autre technique, pour assurer l'accrochage des espaceurs 3 en verre fusible sur des zone décapées 9 (figure 7). - 2°. MISE EN PLACE DES ESPACEURS. Sur une plaque 1 (celle qui sera dessous durant le processus) on dispose les espaceurs 3, éventuellement collés ou soudés par points laser, sur les zones décapées 9. Les dimensions desdits espaceurs sont calculées en fonction de leur largeur maximale après étirement et de la distance finale souhaitée entre les deux plaques.
- 3°. PROPRETÉ/DÉGAZAGE: Les plaques 1, 2 sont nettoyées par des moyens connus, puis dégazées dans une enceinte à vide avec un espacement entre elles suffisant pour obtenir la valeur souhaitée.
- 4°. ASSEMBLAGE DES PLAQUES. Les deux plaques sont rapprochées jusqu'au contact mécanique avec les espaceurs 3 (figure 8).
- 5°. SOUDAGE DES ESPACEURS. Un chauffage adapté à la masse de verre ou de quartz des plaques 1, 2 et des espaceurs 3 élève la température de l'ensemble à une valeur légèrement supérieure à la température de fusion du verre fusible constituant lesdits espaceurs. Le rapprochement des plaques est contrôlé grâce à des cales mécaniques limitant l'affaissement des espaceurs. Le verre fusible de ces derniers fond partiellement et "mouille" les plaques sur la zone décapée 9- provoquant un soudage desdits espaceurs sur ces zones (figure 9). - 6°. ÉTIRAGE. On éloigne les deux plaques 1, 2 l'une de l'autre jusqu'à obtenir l'écartement souhaité. On obtient un étirement des espaceurs 3 et donc une diminution de leur largeur (figure 10). - 7°. REFROIDISSEMENT. On laisse refroidir ou on refroidit l'ensemble jusqu'à solidification des espaceurs 3. Le processus est terminé.
REMARQUES: - 1. ) A partir de la phase 3, le processus s'effectue dans une même enceinte pour ne pas "casser" la chaîne du vide.
- 2.) L'étanchéité extérieure de l'enceinte plate peut être réalisée en même temps au moyen d'un cordon de verre fusible périphérique
Selon une variante d'exécution, les espaceurs, sont constitués de plots 10 en verre fusible mis en place sur la plaque inférieure 1 au moyen d'une buse 11 refroidie, et soudés par fusion grâce à un chalumeau 12 permettant de fondre la base desdits plots (figure 11).
Ces derniers peuvent aussi être scellés dans des trous 13 réalisés préalablement dans la plaque support 1 par tous moyens appropriés, les plots 10 étant soudés ou non (figure 12) .
Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs ou procédés similaires.

Claims

REVENDICATIONS
1°. Espaceurs pour écrans plats de visualisation tels que écrans à micropointes, à plasma ou à cristaux liquides, formés de deux plaques (1, 2) rapprochées en verre, quartz ou silicium associées à des espaceurs et constituant une enceinte étanche plate soumise à un vide plus ou moins poussé, se caractérisant en ce qu'ils sont constitués de fils ou de barres continus ou discontinus formant soit des fibres (3, 4), soit des plots (10) ou pieux disposés perpendiculairement à la surface des plaques (1, 2), fixés par collage, soudage ou scellement sur une seule, ou sur les deux plaques.
2°. Espaceurs selon la revendication 1, se caractérisant par le fait qu'ils sont réalisés en verre ou en quartz.
3°. Espaceurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'ils sont constitués de fibres de section circulaire.
4°. Espaceurs selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, se caractérisant par le fait qu'ils sont constitués de fibres de section rectangulaire.
5°. Espaceurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'ils sont fixés sur chacune des deux plaques (1, 2) de manière à s'entrecroiser, chaque série d'espaceurs (3, 4) assurant une fois le processus terminé une fraction de 1'espacement entre les deux plaques.
6°. Espaceurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'ils sont constitués d'une seule fibre (5), ou d'un petit nombre de fibres tendues entre les deux plaques (1, 2) au moyen de pinces (6) et de poulies (7) de renvoi guide-fil.
7°. Espaceurs selon 1'une quelconque des revendications 1 à 4, se caractérisant par le fait qu'ils sont constitués de plots (10) en verre collés soudés ou scellés sur l'une des plaques (1, 2).
8°. Procédé de mise en oeuvre des espaceurs selon la revendication 7, se caractérisant par le fait que les plots (10) sont mis en place sur l'une des plaques (1, 2) au moyen d'une buse (11) refroidie.
9°. Procédé de mise en oeuvre des espaceurs selon les revendications 7 et 8, se caractérisant par le fait que les plots (10) sont soudés sur l'une des plaques (1, 2) au moyen d'un chalumeau (12) permettant de fondre la base desdits plots.
10°. Procédé de mise en oeuvre des espaceurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte les phases successives suivantes:
- une phase de préparation des plaques, au cours de laquelle les surfaces internes de celles-ci sont décapées par voie chimique ou mécanique, par gravure ou autre technique, de manière à créer des zones d'accrochage (9) pour les espaceurs (3, 10) en verre fusible;
- une phase de mise en place des espaceurs, au cours de laquelle ceux-ci sont disposés sur les zones d'accrochage (9) d'au moins une des plaques (1, 2) lesdits espaceurs étant éventuellement collés ou soudés;
- une phase de propreté et de dégazage, au cours de laquelle les plaques (1, 2) sont nettoyées par des moyens connus, puis dégazées dans une enceinte à vide;
- une phase d'assemblage des plaques, au cours de laquelle les deux plaques sont rapprochées jusqu'au contact mécanique avec les espaceurs (3, 10);
- une phase de soudage des espaceurs, au cours de laquelle l'ensemble formé par les plaques (1, 2) et les espaceurs (3, 10) est chauffé jusqu'à une température légèrement supérieure à la température de fusion du verre fusible constituant lesdits espaceurs, de manière à ce que ce verre fusible fonde partiellement en provoquant un soudage desdits espaceurs sur les zones d'accrochage (9);
- une phase d'étirage, au cours de laquelle les deux plaques (1, 2) sont écartées l'une de l'autre jusqu'à obtenir la distance souhaitée entre elles, et de manière à obtenir un étire ent des espaceurs (3, 10) et une diminution de leur largeur;
- une phase de refroidissement, au cours de laquelle on laisse refroidir ou on refroidit l'ensemble jusqu'à la solidification des espaceurs (3, 10).
11°. Procédé selon la revendication 10, se caractérisant par le fait que lors de la phase d'assemblage des plaques (1, 2), le rapprochement desdites plaques est contrôlé grâce à des cales mécaniques limitant l'affaissement des espaceurs (3, 10). 12°. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, se caractérisant par le fait que la phase de propreté et de dégazage et toutes les phases ultérieures se déroulent dans une même enceinte, sans rupture de vide.
13°. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, se caractérisant par le fait que l'étanchéité extérieure de l'enceinte plate formée par les plaques (1, 2) est réalisée au moyen d'un cordon de verre fusible périphérique mis en place en même temps que les espaceurs (3, 10).
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