CN1969359B - 具有分布吸气材料的等离子显示器的生产工艺以及由此获得的显示器 - Google Patents

Abstract

描述了一种产生等离子显示板(80)的制造工艺，其允许以简单的方法获得显示器，其中吸气材料沉积(81，81′，...)与显示器的通道(C)或单元中存在的气氛接触而存在。

Description

具有分布吸气材料的等离子显示器的生产工艺以及由此获得的显示器

技术领域

本发明涉及一种制造具有分布吸气材料的等离子显示板的工艺；本发明也涉及根据本发明的工艺获得的显示器。

背景技术

等离子显示板已知缩写为PDP，这将在下面使用。

PDP包括由低熔点玻璃胶在其周边密封的两个平面玻璃部分，前面一个和后面一个。这样，封闭空间在两个玻璃部分之间形成，用稀有气体混合物填充并且包含功能组件，如下面详述的；通常，稀有气体混合物包括氖和氙，后者以大约4-15％的量存在。

PDP的工作原理基于当放电在稀有气体混合物中产生时，紫外射线由所谓荧光体到可见光的转变。为了形成图像，多个小尺寸的光源是必需的，从而产生局部放电的多个电极；这样形成的每个光源在场“像素”中限定。

图1和2分别以横截面显示已知PDP以及仅其前玻璃板的一部分(相对尺寸不按比例)；特别地，两个视图沿着两个相互正交的横截面而获取。在前玻璃板FP上存在一系列由介电层FD保护、分别限定为支持电极和扫描电极的平行电极对E₁和E₂，介电层FD又用由氧化锰(MgO)制成的层M覆盖；该后者具有保护介电层免受因由放电触发的等离子引起的离子轰击，以及提供维持放电的二次电子的双重功能。在后玻璃板RP上，存在一系列由介电层RD覆盖的所谓地址电极AE(具有与电极E₁和E₂正交的方向)；相互平行且与电极AE平行的一系列隔板R(在本领域中已知为“肋”)构造在该后者层上。因为显示器的内部压力低于大气压力，肋的上部与层M接触，从而将显示器的内部空间划分成具有0.1-0.3mm宽度的平行通道，在附图中表示为C。这些通道的每个用荧光体内部覆盖；特别地，在通道中以交替方式存在能够将紫外线分别转换成红色(荧光体PR)，绿色(PG)和蓝色(PB)可见光的荧光体。通过将电势差施加到给定电极对E₁和E₂以及电极AE，放电在像素区域内产生，从而引起由图1中箭头指示的发光。与通道区域相对应的前玻璃板的范围是图像形成于其上的部分。

最近，已经注意到一个通道中连续像素的放电之间的干扰效应(已知为“串音”的现象)，这引起图像质量的退化，特别在高分辨率显示器(也就是具有小尺寸的像素)的情况下。为了减小该效应，已经提出更复杂的肋构造，例如图3-5中所示。在图3的情况下，通道由高度低于肋的隔板横向划分；在图4的情况下，肋限定由具有减小横截面的颈分隔的基本上六边形几何形状的像素；最后，图5显示存在与肋具有相同高度的横向隔板的结构，使得显示器的内部空间变得划分成有序行的完全封闭单元(每一个对应于一像素)。

PDP的制造工艺基本上有两种类型，也就是当前使用的所谓“抽吸管道”或正在研究的“室处理”。在抽吸管道(pumping tabulation)类型的处理中，在形成显示器的两个玻璃板的一个(通常后板)中，形成连接到玻璃管道的开口；在两个玻璃板的周边的外围密封之后，首先通过经由管道抽吸执行内部空间的抽空，随后所述内部空间用期望的稀有气体混合物填充；最后管道通过在热量下压缩而封闭，从而密封显示器的内部空间。代替地，在室处理中，两个完成的玻璃板引入到充满具有与操作PDP所需的稀有气体混合物相对应的成分和压力的大气的室中，并且在该室中密封到彼此，以封入适当的大气。所以，在抽吸管道处理的情况下，显示器用气体混合物的填充在两个玻璃板的密封之后，而在室处理的情况下，两个步骤同时。必须注意，虽然通常工艺的选择是自由的，在具有如图5中所示具有封闭单元的内部结构的显示器的特殊情况下，必须采取室处理，因为在两个玻璃板密封之后，抽空单元或者经由管道用稀有气体混合物填充它们将不再可能。

为了这些器件的正常操作，等离子形成于其中的气体混合物的化学成分保持恒定是必需的：事实上，气体混合物中痕量大气气体如氮、氧、水或二氧化碳的存在具有改变PDP的操作电参数的效应，如由W.E.Ahearn等人在“IBM J.RES.DEVELOP(IBM研究发展杂志)”Vol.22，No.6(1978)，p.622中发表的文章“Effect ofreactive gas dopants on the MgO surface in AC plasma display panels(AC等离子显示板中MgO表面上活性气体掺杂物的效应)”；由H.Doyeux在SID 00 Digest，p.212中发表的“Color plasma displays：status of cell structure designs(彩色等离子显示器：单元结构设计的状态)”；以及由J.-E.Heo等人在“Journal of Information Display(信息显示杂志)”，Vol.2，No.4(2001)，p.29中发表的“Relationships between impurity gas and luminance/dischargecharacteristics of AC PDP(掺杂气体与AC PDP的辉度/放电特性之间的关系)”中讨论的。特别地，在PDP制造商中，水是认为最危险的杂质。这些杂质作为组成材料自身除气的结果可能在制造工艺之后保留在板中，或者它们可能随着时间在内部累积。第一作用在抽吸管道处理的情况下特别重要，其中内部空间排空速度的限制因素是通道中的低气体导电性，这使得杂质的去除不能在与PDP的工业制造工艺相适合的排空时间(一些小时)内完成；在具有类似图3和4中所示内部结构的PDP的情况下，问题甚至更糟(虽然如已经陈述的，具有类型5结构的显示器不能这样产生)。使用寿命期间除气的作用代替地在由两种方法产生的PDP中相同。

为了解决这些问题，已经提出以各种方法将吸气材料，也就是能够与杂质反应并且化学地解决它们，从而确切地从这些显示器的内部空间中去除它们的材料引入到PDP中。

专利US 6,472,819，专利申请US-A1-2003-0071579以及韩国专利申请KR-A1-2001-104469公开吸气材料沉积物在前和后玻璃板与图像形成区域之间的密封区域内在外围区域中存在的PDP。根据这些文献的吸气剂沉积物在增加显示器制造工艺期间杂质的去除速度，以及去除在其使用寿命期间由除气产生的杂质方面是有效的。尽管提供的优点，根据这些文献的吸气系统仍然不能产生完全令人满意的结果；事实上，特别是在显示器的使用寿命期间，杂质需要一些时间到达吸气材料，在此期间跨越PDP气体组成的不均匀性可能出现，从而显示器不同部分的亮度或图像质量的差异。

为了解决该问题，一些专利文献描述吸气材料分布在图像形成区域中的各种构造。

韩国专利366095号和韩国专利申请KR-A1-2001-049126描述与(图1中类型E₁和E₂的)电极平行的线形吸气材料沉积物存在于前玻璃板上，使得吸气剂沉积物也形成显示器的所谓“黑色矩阵”(增加显示器对比度的像素周围的暗单元)的PDP。但是，在这些文献中描述的结构中，吸气剂沉积物覆盖专用于发光的表面的部分，从而使用非常复杂的制造工艺非常精确地控制这些沉积物的尺寸和位置是必需的；而且，至少在韩国专利366095的情况下，吸气剂沉积物的表面相对于氧化镁层的表面形成底切，由此每个吸气剂沉积物提供连续通道之间气体的可能流通通路，串音可能增加。

专利US 6,483,238B1和日本专利申请JP-A1-2002-075170公开肋由包含吸气材料的多孔材料制成的PDP，而韩国专利申请KR-A1-2001-091313公开肋由吸气材料制成的PDP。但是，就肋通常使用丝网印刷技术由期望材料的颗粒的悬浮体的连续沉积物构造，在每个层沉积之后烘干，最后肋通过热处理固结来说，这些结构显示相同的构造问题；各种材料，尤其是吸气剂的混合物的使用给出一些问题，因为吸气剂可能在烘干和固结的热处理期间由用于沉积的溶剂的蒸汽污染，从而变得在显示器的有效寿命期间无效；反过来，吸气剂颗粒的存在可能损害肋通常由其形成的陶瓷材料颗粒的相互粘着，从而减小它们的机械阻力。

最后，专利US 6,603,260B1公开吸气材料沉积在肋的顶面上、与前玻璃板接触的PDP。但是，同样该解决方案表现出显著的构造难点，事实上，为了将吸气剂选择性地仅沉积在肋的顶面上，非常精确的掩蔽操作是必需的，以避免材料沿着侧壁蔓延并且占据指定给荧光体的区域(或者覆盖它们，在这些已经存在的情况下)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，特别地提供一种产生包含分布吸气剂的等离子显示板的简单制造工艺。

该目的和其他目的根据本发明使用包括下面步骤的等离子显示板制造工艺而获得：

-制造提供有支持电极和扫描电极对、用于保护所述电极的一层介电材料以及覆盖该层介电材料的一层氧化镁的等离子显示板的前玻璃板；

-制造提供有设计以在完成的显示器中限定通道或单元的隔板、地址电极以及荧光体的等离子显示板的后玻璃板；

-沿着所述前和后玻璃板的外围密封，从而在显示器内限定一个或多个封闭空间；

-使用显示器操作所必需的稀有气体混合物填充所述空间；

其特征在于，在所述密封步骤之前，在所述氧化镁层的自由表面上，吸气材料沉积物在特别地对应于所述前玻璃板与后玻璃板上隔板之间的接触面的位置形成。

附图说明

本发明将参考附图在下面描述，其中：

-图1显示垂直于现有技术等离子显示板的通道而获取的横截面视图；

-图2显示现有技术等离子显示板的仅前玻璃板与图1正交的横截面的部分视图；

-图3-5显示限定现有技术中已知的显示器的通道或单元的肋的一些特别实施方案；

-图6以与图2类似的视图显示表征第一实施方案中本发明的工艺的主要操作步骤；

-图7类似于图6，显示表征备选实施方案中本发明的工艺的主要操作步骤；

-图8以与图1类似的横截面视图显示最一般实施方案中本发明的等离子显示板；以及

-图9以与图8类似的视图显示根据备选实施方案的等离子显示板。

具体实施方式

图1-5已经在引言中描述。

本发明的工艺不同于已知工艺仅在于，前玻璃板的制造包括在表面上形成许多吸气剂沉积物的步骤，其在完成的显示器中面向内部空间，位于特别对应于与肋上部的接触面的位置。吸气剂沉积物可以形成在MgO层(图1中M)的平表面上或者在该层中形成的凹槽中。本发明中性地适用于抽吸管道或PDP的室制造工艺中。

图6显示表征本发明的操作的各种步骤(在该附图中，前玻璃板显示相对于图1-5而颠倒)。在步骤a的过程中，在吸气剂沉积物必须形成于其上的氧化镁层的表面上，提供有孔径61，61′，...的掩模60对准，其几何地对应于前玻璃板将接触完成的显示器中肋上部的区域；为了附图清楚，掩模60显示与层M的表面相隔，但是它们可能彼此接触。在步骤b中，吸气材料的颗粒(通常称作单元62)根据采用的沉积技术以各种方法带进掩模60的顶面上，并且仅在孔径61，61′，...的区域中到达层M的自由表面。最后，在步骤e中，吸气材料颗粒的沉积物63，63′，...已经形成；这些沉积物可能需要或可能不需要用于固结的热处理，取决于沉积过程。

图7，类似于图6，显示在备选实施方案中表征本发明的另外操作的各种步骤。在这种情况下，MgO层的自由表面具有对应于掩模60的孔径61，61′，...的凹槽71，71′，...；这些凹槽可能在层M的形成期间获得，或者通过在该操作中使用(附图中没有显示)相同掩模60例如由离子轰击从层M选择性去除材料而获得；附图中显示的凹槽71，71′，...仅在层M内延伸，但是也可能传过它并到达底层DF。步骤a′对应于第一实施方案的步骤a，唯一的差别在于在这种情况下需要掩模60相对于层M的表面对准的更高精度。下面的步骤b′和c′类似于第一实施方案的步骤b和c，导致吸气材料沉积物72，72′，...的形成。优选地，步骤b′具有比步骤b更长的持续时间，以便允许凹槽71，71′，...的完全填充以及具有从层M的自由表面伸出的这种高度的沉积物72，72′，...的形成(从而获得与沉积物63，63′，...类似的结果)；这具有有利于在完成的显示器中吸附气体与沉积物72，72′，...的侧面之间接触的效果。

掩模60的材料和构造，以及吸气材料颗粒62沉积期间掩模与层M之间的距离取决于采用的沉积技术，其自身可以取决于待沉积材料的性质。

如在引言中所述，吸附的主要杂质是水，由此使用吸湿材料作为吸气剂是可能的。为此目的的优选材料是根据下面的反应与水反应的碱土金属氧化物：

MO+H₂O→M(OH)₂

其中M可以是钙、锶或钡；使用这些氧化物的混合物，可能地添加氧化镁也是可能的。

为了制造这些氧化物的沉积物(63，63′，...；72，72′，...)，使用各种技术是可能的，其中例如丝网印刷、溅射、化学汽相沉积(CVD)或电子束蒸发。

丝网印刷技术在纺织品、陶瓷或其他材料上图案再现领域中众所周知，并且在吸气剂沉积物制备的情况下在例如为了细节而引用的专利US 5,882,727中描述。在这种情况下，掩模60由具有由聚合材料选择性阻塞的开口的网组成，保留与孔径61，61′，...相对应的开口畅通；然后待沉积材料颗粒的悬浮体在适当悬浮介质中准备；掩模优选地位于前玻璃板的层M上，悬浮体分布到网上并且强制传递到底层支撑体，与所述孔径一致。在本发明的特殊情况下，悬浮介质因沉积材料的性质显然不能基于水(如在技术的其他应用中常见的)；由此可以使用有机溶剂例如室温下的液态烃。使用该技术，从不同氧化物颗粒的混合物开始产生混合沉积物特别容易。

溅射、CVD和电子束蒸发技术在微电子行业中广泛使用并且对本领域技术人员众所周知，不需要进一步说明。在这种情况下，掩模60可以是离散单元，例如具有与孔径61，61′，...相对应的孔的金属箔；或者，如本领域中广泛已知的，使用形成在层M上的聚合沉积物是可能的，其中孔径通过使用UV光敏化以及对敏化区域的随后化学侵蚀而形成；在沉积物63，63′，...或72，72′，...形成之后，全部聚合材料使用不同于第一次的化学侵蚀去除。在溅射的情况下，一种或多种氧化物的沉积可以直接从氧化物目标开始，或者通过在所谓“反应溅射”条件下，也就是在反应气氛中使用小百分比的氧气操作从金属目标开始而获得。在CVD的情况下，衬底保持在分解载有关注金属的有机成分的足够高的温度以及氧化气氛中，使得有机前体的分解和氧化物的形成同时发生；在这种情况下，形成混合氧化物特别容易，因为将由不同金属的前体组成的蒸汽混合物充分输送到衬底(层M)上。最后，在电子束蒸发的情况下，使与为沉积物而设计的材料相对应的材料(或材料的混合物)经历电子轰击是充分的；该材料(或混合物)可以例如包含在与沉积物形成于其上的支撑体位于相同室中、顶面打开的坩埚中。

为了吸附不同于水的杂质，形成不可蒸发吸气金属或合金的沉积物是可能的。这些材料(已知为NEG)广泛用于需要维持真空或惰性气体纯度的所有应用中活性气体的吸附。这些材料的实例是金属钛和锆或者它们与选自过渡金属和铝的一种或多种元素的合金。特别地，合金Zr-Al可以提及并在专利US 3,203,901中描述，并且特别地具有重量百分比成分Zr 84％-Al 16％的合金由申请者在商品名称St

101下制造和销售；在专利US 4,312,669中描述的合金Zr-V-Fe，特别地具有重量百分比成分Zr 70％-V 24.6％-Fe 5.4％的合金由申请者在商品名称St 707下制造和销售；以及在专利US 5,961,750中描述的三元合金Zr-Co-A(其中A表示选自钇、镧、稀土的元素或其混合物)，特别地具有重量百分比成分Zr 80.8％-Co 14.2％-A 5％的合金由申请者在商品名称St 787下制造和销售。这些材料的沉积物优选地通过溅射或电子束蒸发而产生。

图8显示在最一般的实施方案中，根据本发明的等离子显示板80垂直于通道方向而获取的横截面视图，其中吸气材料的沉积物由81，81′，...指示，独立于后者的性质。

NEG材料在相对高的温度，例如300℃之上更好地操作，因此主要在PDP的制造工艺期间、显示器的组件经历有利的除气或用于两个(前和后)玻璃板密封的一般加热步骤期间有效。反过来，吸湿材料在室温下更好地工作，并且在氧化钙的情况下，在PDP制造工艺期间发生的温度下，水甚至可以释放。所以，NEG对于PDP制造期间杂质的去除更有用，而吸湿剂在其使用寿命期间更有用。考虑两种类型的材料互补，根据本发明的工艺预见吸湿材料和NEG的交替沉积物的形成也是可能的。图9以类似于图8的视图显示该备选可能性：在显示器90中，吸湿材料的沉积物91，91′，...与NEG材料的沉积物92，92′，...交替。这样，PDP的每个通道(或单元)暴露于两种材料的表面，使得NEG有助于在PDP制造期间保持该通道(或单元)的内部气氛纯净，并且吸附在该步骤期间可能从吸湿剂中释放的水，然而吸湿剂执行在PDP使用寿命期间从每个通道(或单元)中去除水的功能。为了获得该构造，在两个随后沉积阶段中例如通过溅射制造两种不同材料的沉积物，注意在两个阶段之间以与两个连续肋之间距离一样大的步长移动掩模60可能是足够的。

在任何情况下，以这种方式操作以产生不太致密的吸气剂沉积物可能是优选地，因为这些沉积物中多孔性的存在增加与气体接触的材料表面，从而吸附比，特别地速度。通过溅射产生对气体吸附特别有效的NEG沉积物的一种方法在欧洲专利申请EP 1518599A2申请者名字中描述。

优选地，碱土金属氧化物或NEG材料的吸气剂沉积物使用与产生前玻璃板的MgO层相同的技术产生，以限制通常费力且影响整个工艺成本的、到不同处理室的转移次数。

在另一种变体中，添加二氧化钛，TiO₂到吸气材料是可能的；实际上已知当使用UV射线照射时，该材料能够将烃催化地转变成较简单的种类，并且在氧化气体存在的情况下转变成水和CO₂。因吸气材料对烃吸附的低效率，等离子显示板(其在操作期间内部产生UV射线)中TiO₂的添加允许将这些种类转变成更有效吸附的其他种类。在例如由丝网印刷形成的吸湿材料沉积物的情况下，添加TiO₂颗粒到初始悬浮体是可能的；在其他情况下，TiO₂沉积物优选地添加在吸气材料沉积物上(使得在完成的显示器中它与肋接触)或其下(使得它位于吸气材料和氧化镁之间)。

使用本发明的工艺，PDP中吸气材料的引入变得容易，因为它允许放松关于这种材料沉积物的尺寸和定位的需求。特别地，避免了使用专利US 6,603,260B1遇到的、将吸气剂沉积到具有精确对准和量度的肋上的困难。当如图4中所示的情况下PDP不得不以复杂的肋形状产生时，这些优点特别适用。

Claims (13)

1.一种等离子体显示板(80；90)的制造工艺，包括下面的步骤：

-制造等离子体显示板的前玻璃板(FP)，等离子体显示板的前玻璃板(FP)提供有支持电极(E₁)和扫描电极(E₂)对、用于保护所述电极的一层介电材料(DF)以及覆盖该层介电材料的氧化镁层(M)；

-制造等离子体显示板的后玻璃板(RP)，等离子体显示板的后玻璃板(RP)提供有被设计为在完成的显示器中限定通道(C)或单元的隔板(R)、地址电极(AE)以及荧光体(PR；PG；PB)；

-沿着所述前和后玻璃板的外围密封，从而在显示器内限定一个或多个封闭空间；

-以显示器操作所必需的稀有气体混合物填充所述空间；

其特征在于，在所述密封步骤之前，在所述氧化镁层的自由表面上，吸气材料的沉积物(63，63′，...；72，72′，...；81，81′，...；91，91′，...；92，92′，...)在对应于在所述前玻璃板与后玻璃板上的隔板之间的接触区的位置形成。

2.根据权利要求1的工艺，其中所述沉积物形成在所述氧化镁层的凹槽(71，71′，...)中。

3.根据权利要求1的工艺，其中在所述密封和填充步骤之间，借助通过连接到其中一个玻璃板中的开口的管道抽吸，最终通过在加热下压缩所述管道来密封显示器，来执行所述内部空间的抽空操作。

4.根据权利要求1的工艺，其中所述密封步骤在与显示器操作所需的稀有气体混合物相对应的气氛存在于其中的室中执行，并且所述密封和填充步骤同时发生。

5.根据权利要求1的工艺，其中所述沉积物的形成由选自丝网印刷、溅射、化学汽相沉积和电子束蒸发的技术执行。

6.根据权利要求5的工艺，其中当使用的技术是丝网印刷时，形成的沉积物经历用于其固结的热处理。

7.根据权利要求1的工艺，其中所述吸气材料是吸湿材料。

8.根据权利要求7的工艺，其中所述吸湿材料选自氧化钙、氧化锶和氧化钡，选自氧化钙、氧化锶和氧化钡的混合物，或者选自氧化钙、氧化锶、氧化钡与氧化镁的混合物。

9.根据权利要求1的工艺，其中所述吸气材料是不能蒸发的吸气材料。

10.根据权利要求9的工艺，其中所述不能蒸发的吸气材料选自金属钛和锆，或者它们与选自过渡金属和铝的一种或多种元素的合金。

11.根据权利要求1的工艺，其中在所述氧化镁层上，吸湿材料(91，91′，...)的沉积物与不能蒸发的吸气材料(92，92′，...)的沉积物被交替地形成。

12.根据权利要求1的工艺，其中所述吸气材料的沉积物的量度和定位由具有形状和位置与所述沉积物匹配的孔径(61，61′，...)的掩模(60)获得，在沉积步骤期间，所述掩模被布置为与所述氧化镁层的自由表面接触或在其附近。

13.根据权利要求11的工艺，其中交替的所述沉积物借助于掩模(60)在两个连续沉积阶段中获得，在两个沉积阶段之间在垂直于所述隔板的方向上以对应于两个连续隔板之间距离的步长移动掩模。

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