CN100505137C - 等离子体图像显示板的瓦盖及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种瓦盖，包括覆盖有至少一个电极阵列11的基片10，在所述基片自身上覆盖有由无机材料制成的隔板肋阵列17，所述无机材料的孔隙率大于25%，所述瓦盖包括插入在所述电极阵列11与所述隔板肋阵列17之间的多孔底部下层18，由孔隙率大于25%的无机材料制成。获得了加强的多孔隔板肋；方便地，此瓦盖并不包括特定的介电层；限制了制造步骤的数量，而且完全可以在低温下制造所述瓦盖。

Description

等离子体图像显示板的瓦盖及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种等离子图像显示板的瓦盖(tile)，所述等离子体图像显示板包括覆盖有至少一个电极阵列的基片，在基片自身上覆盖有高孔隙率的隔板肋阵列；参考文献EP 1 017 083(THOMSON)公开了这种瓦盖。

背景技术

通常，将隔板肋设计用于限定在等离子体板上形成放电区域的单元。

在多孔隔板肋的优点中，将提及以下这些：

—可以在比密致的传统隔板肋低的温度下制造多孔隔板肋，其孔隙率不超过2％；

—容易抽空(pumping)等离子体板；在将两个瓦盖连接在一起从而在其间留下由隔板肋构成边界的放电区域之后，需要将瓦盖之间的气体抽空去除，然后将放电气体注入到已抽空的空间中；在隔板肋密致的情况下，抽空步骤如果不持续几十小时，也要持续几个小时，从经济观点上来看，这是非常不利的；利用高开气孔率的多孔隔板肋，极大地缩短了抽空时间。

这种类型的瓦盖通常用作等离子体板的背瓦(rear tile)；为了制造等离子体板，通常较为实用的是，在这类瓦盖的隔板肋的顶上，放置也设置有其朝向与背瓦的电极相正交的至少一个电极阵列的透明前瓦(front tile)；在背瓦电极与前瓦电极的交点处，以隔板肋的壁、背瓦和前瓦为边界的区域形成了在跨越这些区域的电极之间施加适当的电位差而发光的区域。

为了制造具有记忆效应和共面电极的交流(AC)等离子体板，前瓦具有涂覆有介电层的共面电极对阵列；背瓦电极通常也涂覆有介电层；于是，等离子体板包括用于向电极供电的系统，适于：

—在所谓的寻址周期中，在要激活的放电区域中的前瓦介电层上产生电荷；以及

—在所谓的持续周期中，通过在介电层下面的每对电极之间施加一系列电压脉冲，只在这些已充电区域中，激发一系列持续发光。

于是，与电极对阵列相对、设置有隔板肋阵列的瓦盖的电极通常用于激发放电区域，也就是说，用于对单元进行寻址。

为了防止电击穿，并保护瓦盖不受放电的作用和腐蚀，涂覆在每个瓦盖上的介电层由基于包含铅的无机玻璃的密致材料制成，并使其在500～600℃范围内进行烘烤。

因此，上述类型的瓦盖的制造方法包括：在已经形成了电极阵列之后，而在沉积隔板肋的生料层(green layer)之前，根据无机电介质的粉末和有机粘结剂，沉积均匀厚度的生料层，在此之后，通常是在适于去除有机粘结剂并使该电介质密实的条件下的烘烤步骤。

这样使其密实的介电层还具有在为了形成隔板肋而溅射研磨材料时保护电极的作用。

但是，此涉及到介电层的涂覆和烘烤的附加步骤在经济上带来了不利的影响。

此外，多孔隔板肋也并非没有缺点：由于其结构，多孔隔板肋比传统密致隔板肋易碎或不耐用；在较窄隔板肋的情况下，尤其是宽度小于等于70μm的情况下，这种效应更加明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种前述类型的瓦盖，该瓦盖具有更简单的结构，并具有加固多孔隔板肋，能够通过更为经济的方法进行制造。

为此目的，本发明的主题是一种等离子体图像显示板的瓦盖，所述等离子体图像显示板包括覆盖有至少一个电极阵列的基片，在所述基片自身上覆盖有由无机材料制成的隔板肋阵列，所述无机材料的孔隙率大于25％，上述这些结构用于限定单元以便形成所述板中的放电区域，其特征在于所述瓦盖包括插入在所述电极阵列与所述隔板肋阵列之间的多孔底部下层(base underlayer)，由孔隙率大于25％的无机材料制成。

每个隔板肋通常包括底部、侧面和顶部；底部下层完全覆盖瓦盖的有效表面区域中的电极；术语“瓦盖的有效表面区域”应当被理解为意味着与板的单元相对应的区域。

已经发现：

—所述底部下层能够稳固所述多孔隔板肋，并实质上改进了其对基片的粘附；

—因为在较低的温度下获得多孔下层比非多孔下层更容易，获得这种下层尤为经济。

在基片具有较低的粗糙度而隔板肋具有较高的孔隙率时，隔板肋对基片的粘附更为重要；由于按照本发明的下层，隔板肋通过所述下层附加在所述基片的整个表面上，从而改进了隔板肋的稳固性及其对基片的粘附。

与具有较高比例玻璃的密致隔板肋相比，多孔隔板肋也具有机械稳固性和对基片的粘附的问题；由于这些基片通常由玻璃制成，可以理解的是，将多孔材料粘附在玻璃表面上要比密致隔板肋的玻璃质材料难得多；按照本发明增加了底部下层，在烘烤之前和之后，均延伸在瓦盖的整个有用表面上，使其能够改进隔板肋的机械稳固性及这些隔板肋对基片的粘附，尤其是在较窄而且多孔时；因此，按照本发明的底部下层具有在烘烤前后将隔板肋固定在瓦盖上的作用；如果在生料即未烘烤状态下形成隔板肋包括喷沙步骤(参见下面)，所述喷沙步骤需要事先涂覆具有隔板肋阵列特征的保护掩模，而且在其后面是去除此保护掩模的步骤，这种固定的优势是极为有益的，因为在此步骤中，使这些隔板肋变薄或不稳定的风险极大。

优选地，所述隔板肋的宽度小于等于70μm，尤其是其侧面；这是因为在制造瓦盖期间，无论是在已烘烤过的状态还是在烘烤之前的生料状态下，这种隔板肋尤其脆弱；于是，按照本发明的下层对于加固这些隔板肋尤为有用；在隔板肋具有倾斜侧面的情况下，在中间高度测量所述宽度。

优选地，在瓦盖上的每一点，即在此瓦盖与整个放电区域相对应的有效表面的每一点上，所述底部下层的厚度均处于10μm和40μm之间；于是，所述底部下层的表面形成了瓦盖单元的底面，不存在任何暴露瓦盖的电极区域或基片区域的孔。

优选地，所述瓦盖在所述电极与所述底部下层之间不具有中间层，尤其是介电中间层。

即使其是多孔的，形成了单元底面的底部下层仍然足以保护电极不受等离子体放电的作用和侵蚀；这是因为这种侵蚀是轻微的，由于在按照本发明的瓦盖的电极的开始所发起的放电比例与按照本发明的瓦盖在正常使用时在等离子体板上的放电的总数相比较小。

事实上，当将图像显示在这种在背面设置有本发明的瓦盖而且在正面设置有具有覆盖有介电层的共面电极对阵列的瓦盖的板上时，大多数的放电发生在前瓦盖的成对电极之间(共面放电)，距本发明的瓦盖较远；在共面电极对之间发生的这些放电术语上称为持续放电；在持续周期之间，放电可能会发生在两个瓦盖的相对电极之间，从而尤为靠近按照本发明的瓦盖的电极；这些放电特别设计用于激活所述板的单元；这些放电通常被称作寻址放电，而且只构成了放电总量较小的部分；虽然是多孔的，但是覆盖本发明瓦盖的底部下层仍足以保护其不受到寻址放电的作用和腐蚀；正面的介电层通常足够致密以通过其自身避免击穿的危险，并在需要时，确保AC板的传统记忆效应。

按照一种变体，所述底部下层包括适于反射光的部件；为此，最好使用氧化钛。

由于这样获得的反射效应，并未丢失向单元底面发射的辐射，而且提高了包括按照本发明的瓦盖的等离子体板的发光效率。

因此，按照本发明的底部下层具有三个作用，即在制造板期间，保护电极(参见下面)、固定隔板肋以及提高发光效率；由于避免了必须插入特定的介电层和特定的反射层，使用具有三个作用的单一下层从经济的观点来看是非常有利的。

隔板肋也可以包括反射部件以提高发光效率。

方便地，为了获得多孔隔板肋，当底部下层的无机材料包括无机填充物和无机粘结剂时，在隔板肋的无机材料中无机粘结剂的重量比例小于13％。

优选地，当所述底部下层的无机材料包括无机填充物和可选的无机粘结剂时，在底部下层的无机材料中的无机粘结剂的重量比例小于13％；这是获得多孔下层的优选方式；如果具体地，电极由银制成，而且所述下层和/或所述隔板肋具有反射功能以提高发光效率，这种较低的无机粘结剂含量防止银迁移到此下层中以及迁移到隔板肋中，并防止了将恶化其反射特性的无机材料的染色，尤其是黄色。

按照另一变体，底部下层的材料与隔板肋的材料相同。这样简化了所述瓦盖的制造。

在不偏离本发明的前提下，所述瓦盖可以包括几个底部下层，一个底部下层具有与隔板肋相同的材料，而另一个底部下层包括适于反光的部件。

优选地，按照本发明的瓦盖包括至少部分地覆盖所述隔板肋的侧面和所述下层的磷光体层。

这层磷光体的种类通常根据以隔板肋为边界的单元的行或列而不同；这样沉积在单元壁上的磷光体具有将放电的紫外辐射转换为通常用于显示图像的三原色之一的可见辐射；通常，设置有不同原色的相邻单元形成了图像元素或象素。

优选地，将这些磷光体直接沉积在多孔下层和多孔隔板肋上；已经发现，这种多孔性有助于磷光体的粘附；于是，不再需要粘附中间层。

优选地，在使隔板肋的底部与底部下层相连的表面上的每一点，曲率半径大于等于10μm；已经发现，这种曲率半径对隔板肋的稳固性更为有利，而且对磷光体沉积的均匀性更为有利。

优选地，所述隔板肋自身覆盖有重叠层；如参考文献EP722179、EP 893 813和US 5 909 083中所述，例如，将位于隔板肋顶部的重叠层设计用于：

—形成在通过喷沙(参见下面)形成隔板肋时的保护掩模；

—和/或形成黑色矩阵和/或形成用于补偿隔板肋在高度上的不规则性的层。

本发明的主题还是一种交流(AC)型、具有记忆效应的等离子图像显示板，包括：按照本发明的第一瓦盖；以及具有共面电极的第二瓦盖，所述共面电极通过记忆效应来持续放电，在瓦盖之间设置有以所述隔板肋为边界的放电区域。

本发明的主题也是一种按照本发明的等离子体板瓦盖的制造方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

—在基片上形成至少一个电极阵列；

—在所述电极阵列上，以及在所述基片上，至少沉积生料底部下层和重叠生料主层，所述下层和所述主层均基于无机材料和有机粘结剂相混合的粉末；

—以研磨材料进行喷射：

≌从而去除部分所述生料主层，以便形成所述生料隔板肋

阵列，所述隔板肋包括底部、顶部和侧面，以及

≌从而避免在没有限制的情况下去除所述生料底部下层，

使得整个涂层上没有一个洞；

—在适于去除有机粘结剂、以及适于固结所述隔板肋和所述底部下层的无机材料的条件下烘烤，

所述生料底部下层的成分和厚度适合于使此下层的磨损速率在所述喷射的条件下小于所述主层的磨损速率。

将底部下层和主层沉积在具有其电极阵列的初始瓦盖或基片上，从而均在所述瓦盖的有效表面上具有近似均匀的厚度。

按照本发明，在可以比较的磨损条件下，即使用相同的研磨材料，在与为了形成隔板肋而进行的喷射期间相同的工作条件下，下层的磨损速率小于主层的磨损速率。

因此，在通过利用研磨材料进行喷射形成隔板肋的步骤之后，以及在衬底上获得以这些隔板肋为边界的放电单元之后，则不具有一个暴露电极或基片区域的孔的底部下层的表面形成了这些单元的底面；可以通过研磨材料对底部下层进行局部刻蚀，但是瓦盖的电极必须足以抵抗这种刻蚀，而以此底部下层整个覆盖；因此，在这一点上，底部下层主要具有在通过利用研磨材料的喷射形成生料隔板肋期间保护位于下面的电极的作用；在烘烤之后，仍然由已烘烤过的底部下层的表面形成所述单元的底面。

底部下层无机材料包括无机填充物和可选的无机粘结剂；此下层无机材料粉末的颗粒尺寸，尤其是所述无机填充物粉末的颗粒尺寸，在合适时，所述无机粘结剂的种类以及在此粉末中的比例，混合这些粉末成分的方法以及烘烤条件均适于在烘烤之后所获得的底部下层的体密度小于等于此下层无机填充物理论密度的75％。

为此，无机粘结剂在底部下层的无机材料中的比例最好小于13％；在这种情况下，此比例甚至可以为零。

由于此下层这样具有了大于25％的孔隙率，而且如果已经通过沉积包括导电材料和有机粘结剂的生料层形成了电极阵列，与烘烤生料底部下层和生料隔板肋同时，在此方法的结束烘烤此电极层甚至更为容易，因为此底部下层的多孔性和隔板肋的多孔性使其更容易去除有机粘结剂的分解产物，也包括电极层的那些分解产物。

在沉积底部下层和主层之后，而在研磨操作之前，通常实用的是，在此涂层之上涂覆设置有与要形成的隔板肋阵列相对应的图案、由聚合物材料制成的保护掩模；此掩模的目的是保护与隔板肋的顶部相对应的主层的那些区域不被磨损；因此，在研磨操作之后，但在烘烤之前，适当地，在如磷光体的沉积等其他操作之前，通常通过溅射碱的水溶液，剥离此掩模。

应当注意的是，最好在将隔板肋的底部与底部下层相连的表面上的所有点，曲率半径大于等于10μm；曲率半径越大，底部下层的磨损速率与主隔板肋层的磨损速率之间的差别就越小。

由于在瓦盖上制造隔板肋阵列的传统方法中，对于底部下层和主层将选择在烘烤期间能够容易去除的有机粘结剂；在利用溶剂介质中的液体涂覆此底部下层和主层时，将选择能溶于易于去除而没有任何危害的溶剂中的粘结剂；当在喷沙之前涂覆掩模在之后通过利用碱的水溶液进行溅射而去除此掩模时，最好选择耐水的有机粘结剂，最好从包括纤维素树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、松香基树脂和基于交联聚乙烯醇的树脂的组中选择；优选地，底部下层的有机粘结剂是基于聚乙烯醇的。

优选地，尤其是在底部下层的邮件粘结剂与主层的有机粘结剂是相同族的时，底部下层中有机粘结剂的比例高于主层中有机粘结剂的比例。

优选地，底部下层的有机粘结剂的璃态转变温度低于主层的有机粘结剂的璃态转变温度，尤其是小于等于60℃。

优选地，按照本发明的方法在形成电极阵列与沉积底部下层之间不包括沉积中间层，尤其是介电中间层；通过避免涂覆介电中间层，因此，按照本发明的方法比现有技术的方法经济得多。

优选地，按照本发明的方法在已经形成了至少一个电极阵列之后，只包括单一的烘烤热处理。

如果通过沉积包括如基于银、铝或铜等的导电材料和有机粘结剂的生料层来形成电极阵列，按照本发明的方法方便地只包括单一的最终烘烤，而在沉积电极生料层与沉积底部下层之间无需中间烘烤；由于下层的多孔性，来自电极阵列的有机粘结剂的分解产物很容易通过此下层，而不对其造成损害；此下层的几乎非玻璃特征在烘烤期间防止了电极材料的寄生扩散现象；方便地，在沉积隔板肋之前，不再需要烘烤电极阵列。

优选地，按照本发明的方法不包括其中瓦盖的温度超过480℃的步骤。

无机隔板肋材料包括无机隔板肋填充物和无机粘结剂；无机材料粉末的颗粒尺寸，尤其是所述无机隔板肋填充物粉末的颗粒尺寸，所述无机粘结剂的种类以及粘结剂在此粉末中的比例，混合这些粉末成分的方法以及烘烤条件均适于使烘烤之后所获得的隔板肋的体密度小于等于所述无机填充物理论密度的75％；以这种方式，获得了其孔隙率大于25％的隔板肋，其方便地有利于和缩短抽空所述等离子体板。

为了获得其体密度在烘烤之后小于其无机填充物材料理论密度的75％的隔板肋，也就是说，具有大于25％的孔隙率的隔板肋，最好将无机粘结剂的重量比例小于13％的材料用于这些隔板肋；作为无机粘结剂，通常使用具有较低熔点的玻璃或玻璃料；在这些低比例无机粘结剂的情况下，无机粘结剂方便地包括提高了多孔隔板肋的强度的硅胶或水解硅烷(hydrolysed silanes)或硅酸盐。

方便地，所述方法包括在覆盖了电极阵列的生料下层上以及在隔板肋的底部和侧面上沉积基于磷光体的生料层以及沉积有机粘结剂；此步骤本身是现有技术已知的；由于本发明，磷光体的生料层以相同的方式将隔板肋的壁和单元的底部弄湿，因为它们由相同的材料构成；因此，获得了磷光体更为均匀的分布和更好的同质性；在烘烤之后，获得了磷光体对隔板肋的壁以及对单元的底部更好的粘附，而无需使用粘附中间层。

附图说明

通过以下参照附图，作为非限制性示例给出的描述，将更加清楚地理解本发明，其中：

图1描述了设置有具有按照本发明一个实施例的下层的瓦盖的等离子体板；以及

图2描述了具有按照本发明另一实施例的下层的瓦盖；

为了简化附图，用相同的参考符号来表示提供了相同功能的元件。

具体实施方式

本方法以通常由钠钙玻璃制成的传统瓦盖10开始；可以将其他绝缘材料用于该瓦盖，只要其能够承受烘烤温度。

例如，利用以下传统方法之一，以公知的方式将电极阵列11涂覆在此瓦盖上：

—胶体的直接丝网印刷，以便形成生料电极阵列，此胶体是基于导电材料和有机粘结剂的粉末的，之后，对生料电极进行烘烤，适合于去除有机粘结剂，如果需要，使导电粉末烧结，并获得优化的电极导电率；

—利用胶体形式的光敏粘结剂，涂覆均匀的胶体层，之后，进行光刻和显影，以便获得生料电极阵列；然后，在与上面相同的条件下进行烘烤；以及

—真空沉积至少一层均匀的导电材料层，通常是金属或合金，沉积均匀的光敏有机物层，其中该光敏有机物层具有保护性并能够承受光敏作用之后的剥离，然后进行光刻，使光敏有机物层感光，使其在电极上形成保护，剥离未感光部分，以便刻蚀下面的金属层区域，从而获得由导电材料制成的电极阵列，并去除残余的光敏层；因此，此方法并不包括烘烤。

接下来，进行形成隔板肋阵列的步骤。

隔板肋材料的粉末通常包括无机填充物和基于玻璃的无机粘结剂；烘烤隔板肋时所达到的温度通常高于等于玻璃的玻璃态转化温度，从而激活无机粘结剂，并在去除有机粘结剂之后获得足够的固结；为了获得高孔隙率的隔板肋材料，尤其是高于25％的孔隙率，此玻璃材料在隔板肋材料的粉末中的重量含量最好大于等于2％，而小于等于10％；隔板肋越窄，此含量越高。

底部下层材料的粉末也包括无机填充物以及可选的基于玻璃的无机粘结剂。

从在烘烤温度的范围内稳定而且具有高吸附性的无机物质中选择隔板肋的无机填充物；优选地，从包括氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化钛及其混合物的组中选择此填充物；尤其是氧化铝，因为氧化铝是具有高吸附特性的两性粉末；根据所需的介电常数，选择氧化锆或氧化钛；无机填充物也可以包括如莫来石、堇青石或沸石等物质；优选地，无机填充物80％的单个颗粒的尺寸都在0.3μm与10μm之间；在烘烤之后，颗粒尺寸通常不发生改变。

下层材料的无机填充物可以与隔板肋材料的无机填充物相同或不同；按照本发明的一个变体，此无机填充物包括除针对隔板肋的主层而设计的无机填充物以外的其他成分，如光反射材料等；为了在放电单元的底面形成反射白背景，可以将氧化钛用作其他成分。

优选地，无机粘结剂的平均颗粒尺寸小于等于无机填充物的平均颗粒尺寸。

按照本发明，为了获得具有高孔隙率的底部下层材料，尤其是高于25％的孔隙率，可选无机粘结剂在底部下层材料的粉末中的重量含量最好小于13％；底部下层材料的粉末可以不包含无机粘结剂。

接下来，在适当的时候，将无机填充物与无机粘结剂混合，以获得隔板肋材料的粉末或底部下层材料的粉末；由于此粉末中这两种主要无机成分的比例互不相同，对其进行混合的方法也非常重要，以便对无机粘结剂在无机填充物周围的分散进行优化，并且使其在烘烤步骤中提供隔板肋的实质性固结；混合大约1升粉末的典型方法是将此粉末放置在大约4升的容器中，利用刀以直径150mm、每分钟7000转旋转大约4分钟，将其搅拌干。

最好从包括纤维素树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、松香基树脂和基于交联聚乙烯醇的树脂的组中选择有机粘结剂。

优选地，设计生料底部下层的组成，使得在相同的喷射条件下，此底部下层的磨损速率明显小于主层的磨损速率；通常当生料层或下层中有机粘结剂的比例增加时，和/或当此粘结剂的固有弹性增加时，在利用研磨材料的预定喷射条件下，生料层或下层的磨损速率逐渐下降。

通过执行常规试验，本领域的技术人员能够开发出在利用研磨材料的预定喷射条件下，具有不同磨损速率的生料层配方；表述“喷射条件”应当被理解为不仅意味着使用研磨材料的条件，而且也包括此材料的特性、纹理和结构。

为了设计针对此目的的生料底部下层的组成，例如，可以将比底部下层的有机粘结剂更容易被磨损的有机粘结剂用于生料主隔板肋层；作为具体的易于被磨损的粘结剂，最好使用松香。

一种优选的解决方案在于，将基于UV交联聚乙烯醇的有机粘结剂用于下层。

在将交联聚乙烯醇用作下层的有机粘结剂时，磨损测试表明在底部下层中的有机粘结剂含量从5％变为10％时，磨损速率下降了50％。

为了设计针对此目的的生料底部下层的组成，最好将具有比主层的粘结剂的玻璃态转化温度低的玻璃态转化温度的有机粘结剂用于此下层；这样，最好可以使用具有小于等于60℃的玻璃态转化温度的有机粘结剂；例如，通过将具有57℃的玻璃态转化温度并且重量含量为4％的丙烯酸或甲基丙烯酸树脂用作有机粘结剂，获得了高抗磨损的底部下层。

为了设计针对此目的的生料底部下层的组成，对于主层和底部下层使用相同的有机粘结剂，例如，底部下层的配方中，有机粘结剂含量比主层中高2.5到8倍：例如，将具有大约156℃的玻璃态转化温度的N4级乙基纤维素用作粘结剂，与底部下层中的10％到15％相比，在主层中其比例(粘结剂重量/无机物粉末重量)为2％到4％。

通过对主层和底部下层使用相同的有机粘结剂族，使用高分子量的粘结剂，可以增加主隔板肋层的耐磨性；因此，最好在底部下层中使用比主层中具有更低分子量的等级。

为了增加底部下层粘结剂在利用研磨材料的喷射条件下的弹性，并向该下层提供更好的耐磨性，最好在此下层的有机粘结剂中添加增塑剂，所述增塑剂适合于所述粘结剂，避免了过高的含量可能会在涂覆之后引起生料下层的破裂；利用上述N4级乙基纤维素，可以使用重量含量(同样相对于无机物粉末的重量)1％到4％的苯甲基邻苯二甲酸丁酯。

在将聚乙烯醇用作有机粘结剂时，磨损测试表明当在此粘结剂中添加5％的增塑剂时，磨损速率下降25％；增塑剂含量必须是有限的，通常小于25％，以便不危及形成了隔板肋底部的下层烘烤后的机械强度。

再次为了相同的目的，可以使用任何用于降低底部下层中此粘结剂的在交联状态下测量的玻璃态转化温度的其他方式。

由此，以众所周知的方式，将隔板肋材料或下层材料的粉末与其有机粘结剂进行混合。

然后，如参考文献EP 722179(DuPont)中所述，可以通过液体方法，或者通过转换此预制层的生料带，将生料隔板肋层直接沉积在具有电极阵列的瓦盖上。

这里，将对液体沉积进行更为详细的描述；作为液体沉积方法，最好使用如丝网印刷、缝隙涂覆(slit coating)或幕式淋涂等。

在沉积操作之前，准备以下物品：

—1、用于涂覆主层的液体混合物或胶体，通过将隔板肋材料的粉末扩散到有机粘结剂溶液中来获得；

—2、用于涂覆底部下层的液体混合物或胶体，通过将隔板肋材料的粉末扩散到有机粘结剂溶液中来获得。

为了将整个生料隔板肋层涂覆在瓦盖包含有电极的一侧上，执行以下程序：

—以众所周知的方式涂覆底部下层涂覆混合物的下层，从而在烘干之后，获得大约在10到40μm之间的厚度；

—烘干所获得的底部下层，以便蒸发其溶剂；

—接下来，以众所周知的方式涂覆至少一层主层涂覆混合物，从而在烘干之后，获得其厚度依赖于所需隔板肋高度的主层；以及

—烘干所获得的主层，以便蒸发其溶剂。

获得了设置有涂覆了底部下层和生料隔板肋层的电极阵列的瓦盖。

接下来的步骤涉及隔板肋的形成。

通常将固体粉末或“沙”用作研磨材料，如玻璃珠、金属丸或碳酸钙粉末等；于是，此操作的术语叫做喷沙；也可以使用液体作为研磨材料。

因此，想要在具有生料主层的瓦盖的生料主层中形成生料隔板肋；从而，只在隔板肋之间通过研磨去除生料层，相反，在隔板肋的位置上保护此层不被磨损。

为此目的，第一传统方法在于：

—在生料隔板肋层上涂覆具有与要形成的隔板肋阵列相对应的图案的、由聚合物材料制成的保护掩模；

—喷射研磨材料，从而去除掩模图案之间的生料层，并在这些图案位置形成生料隔板肋；以及

—去除该掩模。

例如，可以通过直接丝网印刷来制成此掩模，但是此方法的缺点是只能提供有限的限定清晰度；也可以通过光固化或光敏聚合物层的光刻来形成此掩模，例如，按照以下步骤：整个面积的涂覆，通过掩模的紫外线(UV)曝光并显影(通常利用碳酸钠溶液)。

优选地，该掩模的聚合物材料是基于交联聚乙烯醇(PVA)的；这种材料的优点是可以在热水中进行显影，从而不必使用包含碱金属元素的溶液，并且该材料特别抗磨损的，而且在研磨操作之后，可以通过燃烧或热解很容易地去除；与传统的剥离方法相比，这种去除方法防止了隔板肋变脆，并且避免设想甚至更窄的隔板肋；通过使用此去除方法，再次避免了使用含有钠或钾的溶液对瓦盖污染的所有内在风险，在对隔板肋进行喷沙时，形成了更多更大难以清洗的显影表面；利用100％的(PVA+增塑剂)含量获得了非常高的耐磨性，其中增塑剂/树脂的比例为1到2。

在上述参考文献EP 722179中描述的另一种方法在于在隔板肋材料的主层上涂覆不仅填充有隔板肋材料而且包含足够大比例的光固化有机粘结剂以能够承受研磨材料的喷射的重叠层(overlayer)；这样，在重叠层中，通过光刻产生掩模；按照参考文献EP 722179，此方法的优点是，由于随后去除了已光固化的粘结剂，在研磨操作之后，不需要直接去除该掩模，在烘烤操作中，无机填充物的多孔性有助于其热解；在烘烤之后，此重叠层的剩余部分形成了隔板肋的顶部。

优选地，此重叠层的光固化有机粘结剂是基于交联聚乙烯醇的；这种材料的优点在于其特别耐磨损；利用典型的20％到50％的(PVA+增塑剂)含量获得了非常高的耐磨性；典型地，增塑剂/树脂含量为1到2。

可应用于本发明的其他变体涉及使用重叠层来形成隔板肋顶部：

—如参考文献EP 722179和EP 893813所述，可以将如钴和氧化铁等黑色颜料引入到此重叠层的无机物粉末中，从而在烘烤之后，隔板肋的顶部形成用于改进等离子体板的图像显示对比度的黑色矩阵；以及

—如参考文献EP 893813所述，此重叠层中无机粘结剂的比例比主层中低得多，甚至为零，从而当一个瓦盖与另一瓦盖相连以形成等离子体板时，可以轻微地压缩隔板肋的顶部，这种压缩用于补偿隔板肋高度上的不规则，并改进与另一瓦盖沿隔板肋连接的密封。

由此，获得了设置有电极阵列和限定了等离子体板将来的放电区域或单元的生料隔板肋阵列的瓦盖，其中单元的底面以及跨越单元底面的电极覆盖在底部下层上，该底部下层已经抵抗住了利用研磨材料的喷射，并且按照本发明，在没有介电层的情况下，用于保护电极不受利用研磨材料的喷射的影响。

设置有由生料底部下层支撑的生料隔板肋阵列的瓦盖即将进行在隔板肋的侧面上以及在位于单元底面上的底部下层上沉积磷光体生料层的操作；对于沉积操作，最好使用直接丝网印刷的传统技术，执行以下步骤：

—准备实质上包括要涂覆的磷光体、有机粘结剂、以及至少一种不溶解生料隔板肋的粘结剂及其生料下层的粘结剂的溶剂或悬浮液的液体胶体；

—通过具有朝向要以此磷光体覆盖的区域的孔的丝网印刷网，将此胶体涂覆在该瓦盖上；以及

—蒸发溶剂。

针对要被涂覆的各类磷光体，重复这些操作，于是获得了设置有电极阵列和涂覆了磷光体的隔板肋阵列的瓦盖。

为了沉积磷光体，也可以使用能够提供更好分辨率的光刻技术，与整个面积的涂覆相结合，例如，通过溅射，以便对施加在隔板肋侧面上的机械压力进行限制；然而，此技术对包含磷光体的材料较为浪费，而且循环利用这些废料的操作较为昂贵；也可以使用其他沉积技术，例如，通过喷墨进行涂覆，利用注射器进行配比或微小剂量(microdosing)。

然后，在适于从各种生料层中去除有机粘结剂的条件下，烘烤包括生料下层、生料隔板肋和生料磷光体层的整个组合体，在隔板肋及其底部下层的情况下，固结无机材料；通常在低于380℃的温度下去除有机化合物，这在第一烘烤热处理中通过逐渐升温到这个温度来实现，从而去除了这些有机化合物，而并不损坏生料层的结构；在第二热处理步骤中，将该组合体至少加热到接近混合在隔板肋中以及可选地混合在其底部下层中的无机粘结剂的软化温度的温度。

调整第二步烘烤热处理的条件，使得隔板肋材料充分固结，而同时使底部下层和隔板肋还具有高孔隙率；已经发现，在这样的条件下所进行的烘烤几乎不会引起收缩。

由于在生产了电极阵列之后，甚至可以只通过单一的热处理来制造瓦盖，按照本发明制造瓦盖的热处理的次数得到了极大的减少。

由于按照本发明的瓦盖不包括任何插入在电极和底部下层之间的特定介电层，省去了与介电层相关的热处理。

利用低于480℃就分解的传统有机粘结剂以及将具有足够低的软化温度的无机粘结剂用于隔板肋使其低于480℃或在此温度固结，甚至可以制造整个瓦盖而无需超过480℃，从而在传统钠钙玻璃瓦盖的情况下，使其能够即使不消除，也能减少在制造中引起瓦盖变形的危险；尤其将要回顾的是，瓦盖的任何变形，根据其结构，将导致背瓦的多个部件与前瓦的多个部件之间的未对准的问题，以及等离子体板出现故障的问题。

从而，获得了如图1所示按照本发明的瓦盖，或者按照图2所示的另一变体的瓦盖；此瓦盖至少设置有电极阵列11以及有无机材料制成的多孔隔板肋阵列17，限定了板上放电区域的单元，其中，在单元的底面上，以基于无机材料的多孔底部下层18覆盖电极11；在图1中，以磷光体41覆盖隔板肋的侧面和单元的底面；在图2中，并未示出磷光体。

图2所示的实施例与图1所示实施例的差别在于，隔板肋具有并不与瓦盖平面相垂直的倾斜侧面，而且在其支撑隔板肋的区域之外，底部下层具有由于形成隔板肋步骤期间的局部和不规则磨损所形成的倒圆表面。

已经发现，按照本发明的底部下层18极大地改进了隔板肋对基片的粘附。

按照本发明的瓦盖可以用在设置有限定单元或单元组的隔板肋的所有类型的等离子体板中。

参照图1，这种AC型并具有记忆效应的等离子体图像显示板包括：按照本发明的第一瓦盖，设置有由已经描述过的下层18支撑的隔板肋17，以及第二瓦盖30，具有共面电极33，在第一和第二瓦盖之间设置有以隔板肋17为边界的放电区域40；第一瓦盖的电极11，用于对放电进行寻址，至少在板的有效部分中，由按照本发明的下层18完全覆盖；第二瓦盖30的共面电极30，通过记忆效应持续放电，以介电层32和基于MgO的保护层31覆盖。

以下的示例更具体地描述了本发明，并涉及等离子体板的背瓦的制造。

示例1：

按照本发明，在由尺寸为254mm×162mm、3mm厚、设置有由铝导线形成的电极阵列的钠钙玻璃制成的瓦盖上，沉积限定了其尺寸为172mm×100mm的放电区域的隔板肋阵列，所述隔板肋以360μm的间距分布在瓦盖上。

1、—准备底部下层胶体，适合于获得(有机粘结剂+有机增塑剂)的重量含量为(10.6％+3.3％)的干燥生料底部下层，以及适合于获得孔隙率大于25％的烘烤底部下层：

—准备有机粘结剂溶液，将13g N4级乙基纤维素溶解在83g萜品醇中，然后，以具有参考数字SANTICIZER 160的产品的形式添加4g苯甲基邻苯二甲酸丁酯；

—烘干预先混合好的无机隔板肋材料的粉末：在高速混合器中混合以下物质：

·无机填充物：98g氧化铝；具有0.3和3μm个体颗粒的双峰粉末(bimodal powder)，粉末的压实密度(pressed density)为2.60g/cm³，

·无机粘结剂：2g包含有重量含量15％的二氧化硅的硅酸铅；个体颗粒大体上在0.5与2μm之间；软化温度：380℃；

—将100g无机隔板肋材料粉末扩散在95g上述有机粘结剂溶液中；以及

—使扩散物通过三辊磨(mill)，从而获得粘滞性大约为37000mPa.s的扩散物，而且在此扩散物中，尺寸的总和小于7μm。

2、—准备主层胶体，用于隔板肋，适合于获得有机粘结剂的重量含量为3％的干燥生料主层，以及适合于获得孔隙率大于25％的隔板肋：

—准备有机粘结剂溶液，将8g N4级乙基纤维素溶解在92g萜品醇中；

—在与前述相同的条件下烘干预先混合好的具有相同成分的无机隔板肋材料的粉末；

—将100g无机隔板肋材料粉末扩散在38.62g上述有机粘结剂溶液中；以及

—使扩散物通过三辊磨，从而获得粘滞性大约为80000mPa.s的扩散物，而且在此扩散物中，尺寸的总和小于7μm。

3、—沉积底部下层：

在设置有电极阵列的瓦盖的面上，利用每厘米48纱线(yarn)的聚酯织物，对底部下层胶体进行单遍丝网印刷，然后将所获得的下层在120℃烘干12分钟，以便蒸发溶剂。

获得了烘干厚度大约为18μm的生料底部下层。

4、—沉积主隔板肋层：

在烘干底部下层上，利用每厘米48纱线的聚酯织物，对主层胶体进行四遍丝网印刷，并利用每毫米90纱线的聚酯织物，对相同的胶体进行单遍丝网印刷，在每次过滤之后进行12分钟的在120℃的烘干步骤。

获得了烘干厚度大约为110μm的生料主层。

5、—涂覆保护掩模

—在以下条件下，在主生料隔板肋层上层压40μm厚的光敏干薄膜：温度110℃/压力4×10⁵Pa；

—利用由70μm厚的黑线形成的掩模，以100mJ/cm2照射层压薄膜，此70μm的厚度对应于所需隔板肋的宽度；以及

—在以下条件下，利用重量含量0.2％的Na₂CO₃水溶液，对已照射过的薄膜进行显影：温度30℃/压力1.5×105Pa；

然后，利用由具有与要形成的隔板肋阵列相对应的图案的聚合物材料制成的保护掩模覆盖生料隔板肋层。

6、—利用研磨材料喷射或“喷沙”：

—研磨材料：金属颗粒：参考S9，等级1000，来自Fuji；

—采用研磨材料的条件：利用大约200mm长的扁平矩形喷嘴；喷嘴口与瓦盖之间的距离：95mm(毫米)；研磨材料的流速：1800g/min；喷嘴的运动方向：垂直于瓦盖的运动方向：

—针对直边隔板肋结构的变体1：喷沙压力0.035MPa；喷嘴在瓦盖上的扫描速率：50mm/min；瓦盖位移速度：110mm/min；

—针对随意隔板肋结构的变体2：喷沙压力0.035MPa；喷嘴在瓦盖上的扫描速率：50mm/min；瓦盖位移速度：105mm/min。

所得到的结果：对隔板肋的均匀刻蚀，在每个腔的底面上保留生料材料的残余层，其中央厚度稍低于最初沉积的底部下层的厚度；在此残余层上不会观察到一个洞，而且下层电极的表面在瓦盖有效部分中各处均不可见；与利用传统方法的喷沙(在特定的介电中间层上停止)所获得的隔板肋相比，这里将发现，隔板肋的底部更圆，从而有利于随后步骤中磷光体的均匀分布。

7、—通过剥离去除掩模：

—在大约35℃的温度和大约0.4×10⁵Pa的环境下，在掩模上涂覆重量含量为1％的NaOH水溶液；

—利用水清洗；以及

—在50℃，利用气刀进行烘干。

8、—准备磷光体胶体

针对三种磷光体粉末中的每一种——红、绿和蓝：

—利用粘滞性为300mPa.s、通过添加重铬酸铵使其具有光敏性的基于聚乙烯醇(PVA)的树脂的水溶液；以及

—将60g的每种磷光体扩散在100g PVA溶液中；添加7g NH₄Cr₂O₇+11g液体配合剂、尤其是稳定剂、防沫剂和增白剂。

9、—沉积磷光体生料层：

针对每种颜色：

—这种颜色磷光体胶体的全面积丝网印刷，利用由71纱线/cm构成的织物，从而形成厚度为大约15μm的干燥涂层，此后，在55℃，对磷光体生料层烘干15分钟；

—根据所需磷光体分布的图案，以800mJ/cm²照射生料层；以及

—通过溅射加热到大约30℃、压力为2×10⁵Pa的水，对已照射的层进行显影，之后，在65℃烘干大约15分钟。

10、—在瓦盖周围，密封条(seal)的沉积

此密封条用于将此瓦盖与另一瓦盖相连，以便形成等离子体屏幕，并在这两个板之间留下用于填充放电气体的放电密封空间。

11、—在450℃烘烤，使此温度持续2小时30分钟

在同一操作中，去除了密封条、底部下层、主隔板肋层和磷光体层的有机粘结剂；由于包含在下层和隔板肋的胶体中的无机粘结剂，使隔板肋和下层固结；所获得的隔板肋具有大于25％的孔隙率，而且由孔隙率也大约25％的本发明的连续下层支撑和加强；事实上，并未观察到烘烤后的收缩。

12、—将前瓦与这样获得的瓦盖相连：

—在400℃将两个瓦盖密封，之后，在获得高真空的条件下，抽空瓦盖之间所存在的空间；以及

—利用放电气体填充板，并密封，以便封闭该板。

由于本发明的方法，从而获得了设置有通过研磨而形成的隔板肋阵列的等离子体板瓦盖，其中完全取消了现有技术的方法中尤其与涂覆和烘烤介电层相关的额外步骤，所述介电层是用作在通过研磨形成隔板肋时，保护电极的层。

此外，由于本发明的下层，虽然隔板肋多孔而且狭窄，但仍然稳定。

以下的第二示例完成了对本发明的描述：

示例2：

此示例的目的是说明在刚才所描述的准备底部下层胶体的步骤1和准备主层胶体的步骤2中，将聚乙烯醇用作底部下层的有机粘结剂的优点。

示例2A：

—主层具有树脂含量为3％的基于乙基纤维素的粘结剂(溶剂：萜品醇)；以及

—底部下层具有树脂含量为10.6％、利用3.3％的增塑剂软化的基于乙基纤维素的粘结剂(溶剂：萜品醇)。

在喷射研磨材料或“喷沙”步骤6中，主层磨损速率与下层磨损速率之间的因子为4。

示例2B：

—如同示例1A，主层具有树脂含量为3％的基于乙基纤维素的粘结剂(溶剂：萜品醇)；

—下层具有基于聚乙烯醇(15％ PVA)的粘结剂，未添加增塑剂，在下层中，有能够UV交联的重氮感光剂，水作为溶剂。

针对主层和下层，使用两种不同的树脂，更具体地说，交联聚乙烯醇不溶于萜品醇的事实防止在涂覆主层时，部分地再溶解下层；结果，示例1B中，隔板肋之间的腔的底面要比示例1A中更为平坦。

在喷射研磨材料或“喷沙”步骤6中，主层磨损速率与下层磨损速率之间的因子为16。

由此，可以推导出，使用交联聚乙烯醇对实现本发明的方法尤为有利。

Claims (19)

1、一种等离子体图像显示板的瓦盖，所述等离子体图像显示板包括覆盖有至少一个电极阵列(11)的基片(10)，在所述基片自身上覆盖有由无机材料制成的隔板肋阵列(17)，所述无机材料的孔隙率大于25％，上述结构用于限定单元以便形成所述板中的放电区域(40)，其特征在于所述瓦盖包括插入在所述电极阵列(11)与所述隔板肋阵列(17)之间的多孔底部下层(18)，所述多孔底部下层(18)由孔隙率大于25％的无机材料制成。

2、按照权利要求1所述的瓦盖，其特征在于所述隔板肋的宽度小于等于70μm。

3、按照权利要求1所述的瓦盖，其特征在于在所述瓦盖上的每一点，所述底部下层的厚度均处于10μm和40μm之间。

4、按照权利要求1所述的瓦盖，其特征在于所述瓦盖在所述电极与所述底部下层之间不包括中间层。

5、按照权利要求1所述的瓦盖，其特征在于所述底部下层包括适于反射光的部件。

6、按照权利要求1到5之一所述的瓦盖，其特征在于当所述底部下层的无机材料包括无机填充物和可选的无机粘结剂时，无机粘结剂在底部下层的无机材料中的重量比例小于13％。

7、按照权利要求1到5之一所述的瓦盖，其特征在于底部下层的材料与隔板肋的材料相同。

8、按照权利要求1到5之一所述的瓦盖，其特征在于所述瓦盖包括至少部分地覆盖所述隔板肋的侧面和所述下层的磷光体层。

9、按照权利要求1到5之一所述的瓦盖，其特征在于在使隔板肋的底部与底部下层相连的表面上的每一点，曲率半径大于等于10μm。

10、按照权利要求1到5之一所述的瓦盖，其特征在于所述隔板肋自身覆盖有重叠层。

11、一种交流型、具有记忆效应的等离子图像显示板，包括：作为第一瓦盖的按照权利要求1到10之一所述的瓦盖；以及具有共面电极(33)的第二瓦盖(30)，所述共面电极(33)通过记忆效应来持续放电，在瓦盖之间设置有以所述隔板肋(17)为边界的放电区域(40)。

12、一种按照权利要求1到10之一所述的等离子体图像显示板的瓦盖的制造方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

在基片上形成至少一个电极阵列；

在所述电极阵列上，以及在所述基片上，至少沉积生料底部下层和重叠生料主层，所述生料底部下层和所述重叠生料主层均基于无机材料和有机粘结剂相混合的粉末；

以研磨材料进行喷射：

从而去除部分所述重叠生料主层，以便形成所述生料隔板肋阵列，所述隔板肋包括底部、顶部和侧面，以及

从而避免在没有限制的情况下去除所述生料底部下层，使得整个沉积上没有一个洞；

在适于去除有机粘结剂、以及适于固结所述隔板肋和所述生料底部下层的无机材料的条件下烘烤，

所述生料底部下层的成分和厚度适合于使此生料底部下层的磨损速率在所述喷射的条件下小于所述重叠生料主层的磨损速率。

13、按照权利要求12所述的方法，其特征在于所述生料底部下层的所述无机材料包括无机填充物和可选的无机粘结剂，无机粘结剂在所述生料底部下层的无机材料中的重量比例小于13％。

14、按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于所述生料底部下层中有机粘结剂的比例高于所述重叠生料主层中有机粘结剂的比例。

15、按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于所述生料底部下层的有机粘结剂的玻璃态转化温度低于所述重叠生料主层的有机粘结剂的玻璃态转化温度。

16、按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于从包括纤维素树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、松香基树脂和基于交联聚乙烯醇的树脂的组中选择所述生料底部下层的有机粘结剂和所述重叠生料主层的有机粘结剂。

17、按照权利要求16所述的方法，其特征在于所述生料底部下层的有机粘结剂基于聚乙烯醇。

18、按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于所述方法在已经形成了至少一个电极阵列之后，只包括单一的烘烤热处理。

19、按照权利要求12或13所述的方法，其特征在于所述方法不包括其中瓦盖的温度超过480℃的步骤。

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