金属/铁氧体层叠磁体及其制造方法技术

本发明专利技术一般涉及一种新的金属／铁氧体层叠磁体及其制造方法。具体地说，本发明专利技术包括一种新的方法，用于制造具有大量通孔及用于电子和电子束控制的整体金属板和电极的大面积的层叠磁体。本发明专利技术还涉及磁矩阵和电子束源及其制造方法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请和1997年5月9日申请的序列号为No.08/854,285的美国专利有关，其代理人登记号为No.UK9-97-030，名称为“METAL/FERRITELAMINATE MAGNET”，和本申请为同一代理人，其内容在此列为参考。本专利技术一般涉及一种新的。具体地说，本专利技术包括一种新的方法，用于制造具有大量通孔及用于电子和电子束控制的整体金属板和电极的大面积的层叠磁体。本专利技术还涉及磁矩阵和电子束源及其制造方法。磁矩阵显示器尤其在显示应用中特别有用，特别是在平面显示应用中。这种平面显示应用包括电视接收机，计算机的视觉显示装置，特别是便携式与/或台式计算机，专用设备，通信设备，壁监视器等。基于磁矩阵电子束源的平面显示装置在下文中称为磁矩阵显示器(MMD)。常规的平面显示器，例如液晶显示屏和场发射显示器，提供了一种显示技术。然而，这些常规的平面显示器是复杂的，并且制造成本高，这是因为它们涉及相当高级的半导体制造、专用材料和高的耐受性要求。在1996年8月9日申请的美国专利申请，其序列号为No.08/695,856，名称为“ELECTRON SOURCE”，也相当于英国专利申请序列号No.2304981，转让给了本申请人，在此列为参考，其中披露了一种磁矩阵电子源及其制造方法。还披露了磁矩阵电子源在显示装置中的应用，例如平面显示装置，电视接收机的显示装置，计算机的视觉显示装置等。还披露了一种磁矩阵显示装置，其中具有用于发射电子的阴极，永磁体，其具有在磁体的相对极之间延伸的通道的二维阵列，其磁化方向从面向阴极的表面指向相对的表面。磁体在每个通道中产生磁场，用于把来自阴极装置的电子引导进入电子束中。这种显示装置还具有一个屏幕，用于接收来自每个通道的电子束。屏幕具有面向磁体的远离阴极的一侧的磷涂层，磷涂层包括多个像素，每个像素对应着一个不同的通道。在阴极装置和磁体之间设置有栅极装置，用于控制来自阴极装置的电子流入每个通道中。通道的二维阵列在X-Y栅格上被规则地分开。磁体面积和其厚度相比是大的。基于磁矩阵电子源的平面显示装置在工业中也称为MMD(MagneticMatrix Display)。使用永磁体在通道或磁孔中形成基本上直线的高强度的磁场，用于使通过孔的电子准直。永磁体是绝缘的，或者最多具有小的电导率，从而允许磁场沿着孔的长度具有梯度。这样形成的电子束在磷涂层上的位置极大地取决于孔在永磁体中的位置。在操作时，这些电子束被引导在荧光屏上，电子束和磷光体的碰撞产生光输出，其强度和入射束电流成正比(对于固定的最后阳极电压)。对于彩色显示，使用3种不同颜色的磷光体(例如红，绿，蓝)，并通过选择地使这3种基色混合而获得彩色。为了使彩色精确地再现，电子束在合适的颜色的磷光体上的定位是重要的。通过使用“黑色矩阵”(black matrix)分开不同的磷光体，可以允许有某种程度的误差。这种材料用于界定各个磷光体的颜色，并通过使显示器的面板变得较暗而增强显示的图像的对比度。然而，如果电子束相对于磷光体错位，则开始使磷光体的光输出减少(由于对黑色矩阵的电子束电流的损失)，并且这可表现为亮度不均匀而被看出。如果电子束更严重地发生错位，则其射到它不应该射到的磷光体上并产生可见的光输出。因而，错位的电子束实际上产生错误颜色的光输出。这叫做纯度误差(purityerror)并且是最不希望有的显示假象。对于0.3mm的像素，一般的磷光体宽度为67μm，其间具有33μm的黑色矩阵。显然，在用于形成电子束的磁体和用于承载接收电子束的磷光体的玻璃板之间需要非常精确地对准。此外，必须在不同操作条件范围内(高低亮度，不同的环境温度等)保持这种精确的对准。当用于显示器时，许多其它的磁体特性也是重要的，例如1.一般采用的是，显示的图像由像素的规则矩阵形成。这些像素一般位于正方形或矩形的栅格上。为了保持和图像的一致性磁体必须使电子束射到矩阵上。2.在操作中，用于偏置并调制电子束的栅极和电子束源之间的间距决定电子束中承载的电流。这一间距的不同将导致电子束电流的不同，并且因而改变荧光屏的光输出。因而要求用作这些偏置和调制栅极的载体的磁体对电子源保持给定的间距。为了避免制造上的困难，磁体应该是扁平的。3.显示器将受到机械力，尤其是在运输期间。磁体必须在其可能遇到的应力的允许范围内保持结构的完整性。通常可接受的值等效于30G(294ms-2)的加速度。另外的一个要求是，因为磁体要被用于被抽真空的显示器中，它应当不含有在显示器的使用寿命期间可能分解而使真空度降低或毒化阴极的任何有机化合物。最后，磁体沿孔的方向被磁化，这是相应于磁体的表面的磁极。通过使用以前已知的制造方法制造满足上述要求的磁体是不可能的。确实，没有小孔的所需尺寸的磁体(例如铁氧体)是容易获得的，但是小孔的存在会引起一些问题。如果磁体中的小孔要在铁氧体板被烧结之后形成，可以使用激光或机械钻孔。然而，烧结的铁氧体是非常硬的材料，用这些技术形成小孔将是昂贵而费时的，这是不希望的。小孔也可在烧结之前通过已知的冲压/钻孔方法在铁氧体的原料板中形成，这种方法在微电子应用中的多层陶瓷制造中是典型的方法。然而，预料在烧结期间会有许多问题，例如1.磁板将受到不均匀的收缩力而导致孔的“移动”-从其正常位置产生不相等的径向位移。2.磁体本身容易“弯曲”，从而形成大直径球的一部分。3.在相邻的孔之间由于孔的应力集中作用而容易发生断裂。4.为了获得所需的孔的长度，多个薄片彼此重叠，在叠放时可能发生对不齐而导致没有“视线”通过孔。另一个问题是，铁氧体是硬而不韧的材料，小孔的存在大大减少板的机械强度。这样，在运输期间可能遇到大的撞击时，完全可能发生磁体的机械故障。美国专利No.4,138,236披露了一种连接硬与/或软磁铁氧体组件和氧化物玻璃的方法。氧化物玻璃可以在预熔化或主熔化之前或之后加上。最后，铁氧体组件在超过玻璃软点的温度下熔化。美国专利No.4,540,500披露了一种低温可烧结的由在铁氧体中加入重量比为0.1-5％的玻璃而制备的氧化物磁材料。在某些情况下，烧结温度可以减少到大约1000℃或更低。美国专利No.4,023,057披露了一种用于制造具有层叠结构的电机定子的化合物磁体，其中包括由可永久磁化的颗粒制成的薄的柔性磁体，例如钡铁氧体，它们被嵌在柔性基体例如橡胶中。设计了各种层叠的结构用于产生更强的磁场，并在大部分层叠结构中使用薄的金属垫片，以便破坏柔性磁元件的各个磁场，增加合成磁极的磁通密度，并把永久磁场定向在电机的磁路中。公开的日本专利申请No.JP60093742披露了一种显示器，其中具有聚焦电极，其利用导电磁主体并在磁主体的一个表面上溅射金属涂层而制成。要求聚焦电极具有导电性以便实现其功能。涂层是被溅射的因而很薄，基本上不增加磁体的机械结构。磁体中的每个孔中通过许多电子束。在1997年3月24日申请的序列号为No.08/823,669、名称为“磁体及其制造方法”、转让给本申请人的美国专利申请中披露了一种磁体-光敏玻璃组合物及其制造方法，在此列为参考。然而，现有技术没有披露或教导本专利技术的。本专利技术是一种金属/磁介质(例如铁氧体)层叠磁体的新的结构及其制造方法。因此，本专利技术的一个目的在于，提供一种结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成金属／铁氧体层叠磁体的方法，其特征在于包括下列步骤： （ａ）在具有第一表面和第二表面的金属板上形成至少一个开孔， （ｂ）在所述金属板的所述第一表面上连接至少一个铁氧体层， （ｃ）在所述金属板的所述第二表面上连接至少一个电介质层， （ｄ）通过所述铁氧体层和所述电介质层形成开孔，使得至少所述开孔的一部分和所述金属板中的开孔的一部分重叠，从而形成所述金属／铁氧体层叠磁体。

【技术特征摘要】
US 1997-5-9 8542841 一种用于形成金属/铁氧体层叠磁体的方法，其特征在于包括下列步骤(a)在具有第一表面和第二表面的金属板上形成至少一个开孔，(b)在所述金属板的所述第一表面上连接至少一个铁氧体层，(c)在所述金属板的所述第二表面上连接至少一个电介质层，(d)通过所述铁氧体层和所述电介质层形成开孔，使得至少所述开孔的一部分和所述金属板中的开孔的一部分重叠，从而形成所述金属/铁氧体层叠磁体。2 如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述金属板中的所述至少一个开孔按下述方法形成在所述金属板上涂覆至少一层光刻胶，对所述光刻胶曝光和显影从而形成孔的图形，接着刻蚀所述金属板从而在所述金属板上形成所述至少一个开孔。3 如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述金属板中的所述至少一个开孔通过激光束，电子束或机械装置形成。4 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括下述步骤混合铁氧体材料和玻璃颗粒，有机黏合剂以及溶剂从而形成铁氧体浆料；通过对所述浆料进行混合，浇铸并干燥形成铁氧体原始板；冲切所述铁氧体原始板成为所述至少一个铁氧体层。5 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括下述步骤混合电介质材料而形成电介质浆料；通过对所述电介质浆料进行混合，浇铸并干燥而形成电介质原始板；冲切所述电介质原始板而成为所述至少一个电介质层。6 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一个铁氧体层通过加热与/或加压被连接在所述金属板的所述第一表面上。7 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一个铁氧体层通过涂覆至少一种黏合剂被连接在所述金属板的所述第一表面上。8 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一个电介质层通过加热与/或加压被连接在所述金属板的所述第二表面上。9 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述至少一个电介质层通过涂覆至少一种黏合剂被连接在所述金属板的所述第二表面上。10 如权利要求1所述的方法，其特征在于至少一个导电金属被连接在所述开孔附近。11 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在所述磁体的所述开孔的表面上连接至少一个阳极装置的步骤。12 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在所述磁体的远离承载阳极装置的所述表面的所述表面上连接至少一个控制栅极装置的步骤。13 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述阳极装置和所述控制栅极装置使用从包括下述工艺的组中选择的工艺淀积光刻，丝网印刷，印花釉法，涂镀，或黏合剂图形，然后干燥淀积至少一种导电介质。14 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述开孔的截面从包括圆形截面，多边形截面，三角形截面或矩形截面的组中选择。15 如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述铁氧体层中的所述开孔被这样形成部分地烧结所述铁氧体层，并使用高压撞击介质打穿至少一个孔。16 如权利要求1所述的方法，其特征在于两个所述金属/铁氧体层叠磁体如此彼此相连，使得所述金属板夹住所述铁氧体材料而所述电介质材料处在相对侧。17 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括混合铁氧体材料和玻璃颗粒，有机黏合剂和溶剂而形成铁氧体浆料，并且把所述铁氧体浆料使用至少一个喷涂器淀积在所述金属板上的步骤。18 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括混合电介质材料而形成电介质浆料，并且把所述电介质浆料使用至少一个喷涂淀积在所述金属板上的步骤。19 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括把所述金属板加热到至少300℃，并在所述被加热的金属板上附着干的铁氧体粉末材料，直到在所述金属板上形成所述铁氧体材料的至少一个涂层为止的步骤。20 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括把所述金属板加热到至少300℃，并在所述被加热的金属板上附着干的电介质粉末材料，直到在所述金属板上形成所述电介质材料的至少一个涂层为止的步骤。21 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括把至少一种黏合剂涂覆在所述金属板上，并使用所述至少一种黏合剂在所述金属板上连接至少一层干的铁氧体粉末材料的步骤。22 如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括把至少一种黏合剂涂覆在所述金属板上，并使用所述至少一种黏合剂在所述金属板上连接至少一层干的电介质粉末材料的步骤。23 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述金属板的至少一个表面被氧化，从而形成至少一个电介质层。24 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述金属板作为任何杂散电子的电子吸收装置。25 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述金属板作为散热器，用于把热梯度减到最小。26 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述金属板阻止所述层叠磁体的任何变形。27 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述金属板被用作掩模，用于在至少一个屏幕上形成至少一层磷光体。28 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述层叠磁体被用作掩模，用于在至少一个屏幕上形成至少一层磷光体。29 如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述金属板上的所述孔被用于在所述层叠磁体的叠层中形成相应的孔，并且所有所述相应地形成的孔被保持和所述金属板上的孔对准。30 一种用于制造显示装置的方法，其特征在于包括按照权利要求1所述的方法制造电子源，把涂有磷光体的屏幕固定在所述磁体的承载阳极装置的所述表面附近，并且将所述电子源当中和所述磁体与所述屏幕之间的空间抽成真空。31 一种电子源，其中包括至少一个阴极装置和至少一个金属/铁氧体层叠磁体，其中所述磁体具有许多在所述磁体的相对极之间延伸的磁通道，其中每个磁通道使得从所述阴极装置接收的电子流形成朝向目标的电子束。32 如权利要求31所述的电子源，其特征在于还包括设置在所述阴极装置和所述磁体之间的至少一个栅极装置，用于控制来自所述阴极装置的所述电子流进入所述通道。33 如权利要求32所述的电子源，其特征在于所述通道以行和列的二维阵列的形式被设置在所述磁体中。34 如权利要求31所述的电子源，其特征在于所述磁体具有栅极装置，并且所述栅极装置包括多个平行的行导体和与所述行导体垂直地设置的多个平行的列导体，并且每个通道位于行导体和列导体的不同的交点上。35 如权利要求34所述的电子源，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰U尼克博克，詹姆斯N休姆尼克，安德鲁R诺克斯，罗伯特罗森堡，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]