DE60015641T2

DE60015641T2 - Abdichtung für Flachbildschirme

Info

Publication number: DE60015641T2
Application number: DE60015641T
Authority: DE
Inventors: Guy Baret
Original assignee: Thomson Plasma SAS
Current assignee: Thomson Plasma SAS
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: TW476051B; EP1054428A1; CN1189914C; US6537121B1; JP2001028240A; KR20000077347A; DE60015641D1; CN1274939A; EP1054428B1; FR2793950A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Ausführung von Komponenten auf Glassubstraten, die abgedichtet werden müssen, wie Plasmabildschirme oder Wiedergabeeinheiten mit Feldemission (auch bekannt unter dem Namen FED).
In diesen Anwendungsfällen wird die Komponente durch eine Anordnung von zwei Glassubstraten gebildet, die gegenüber einander abgedichtet werden müssen. Die Substrate, deren Abmessungen wenigstens der Nutzfläche des Wiedergabeschirms sind, können eine Diagonale von mehr als 100 cm erreichen. Sie bilden Grundelemente für die Komponente. Glas wird aus mehreren Gründen als Substratmaterial gewählt.
Zunächst ist es, da ein Substrat den sichtbaren Teil eines Wiedergabeschirms bildet, notwendig, dass dieses Substrat angemessene optische und mechanische Qualitäten aufweist.
Zweitens werden die verschiedenen Schritte bei der Herstellung einer Komponente vom genannten Typ das Substrat hohen Temperaturen ausgesetzt, in der Größenordnung von 600 °C für bestimmte Schritte. Es muss daher gewährleistet sein, dass das Substratmaterial einerseits diesen Temperaturen widerstehen kann und andererseits die genauen Abmessungen nach den Herstellungsschritten berücksichtigen.
Derzeit ist nur Mineralglas oder so genanntes anorganisches Glas in der Lage, diese Anforderungen ökonomisch zu erfüllen.
Außerdem bewirkt die Ausführung der genannten Komponenten auf einem Glassubstrat die Ablage von aufeinander folgenden Schichten übereinander, um die Strukturelemente oder um laminierte Schichten zu bilden. Es kann insbesondere notwendig sein, zwei Schichten oder mehr aus unterschiedlichen Materialien zu überlagern. In diesem Fall besitzen die unterschiedlichen, zu überlagernden Materialien oftmals nicht dieselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Daraus ergibt sich, dass die übereinander liegenden Schichten starken mechanischen Belastungen unterliegen, wenn sie höheren Temperaturen ausgesetzt werden. Diese Belastungen, die durch Abscheren an der Schnittstelle zwischen zwei Schichten wirken, können zu Mikrorissen oder zu Rissbildungen der Schichten führen und dadurch die Leistungsfähigkeiten oder die Lebensdauer der Komponente beeinträchtigen.
Das Dokument D: PAJ, Band 016, Nummer 558 (E-1294), 27. November 1992 (1992-11-27) & JP 04 215230 A (OKI ELECTRIC IND CO LTD), 6. August 1992 (1992-08-06) zeigen die Anwendung zwischen zwei Glassubstraten eines Plasmaschirms mit einer Dichtung aus Epoxyd, die während der Herstellung dieses Schirms einer Temperatur unterhalb 200 °C ausgesetzt wird.
Zum besseren Verständnis der Anforderungen an ein Substrat bei der Herstellung einer Komponente sei insbesondere verwiesen auf die 1 bis 5, das Beispiel eines Farbplasmaschirms (PAP = panneau à plasma), der aus zwei Glassubstraten gebildet ist.
Der dargestellte PAP ist vom sogenannten AC (Wechselspannungs)Typ mit einer Matrixstruktur. Seine Wirkungsweise beruht ebenfalls auf der Lichtentladung zwischen den beiden einander zugewandten dielektrischen Schichten, wobei jede mit einer Magnesium (Magnesiumoxid) MgO bedeckt ist und die Schichten einen Bereich von Elektroden auf einem jeweiligen Glassubstrat bedecken. Ein derartiger Schirm ist insbesondere beschrieben in der französischen Patentanmeldung Nummer 97 07181 der Anmelderin.
Wie 1 zeigt, hat jedes der Substrate die Form einer Glasscheibe 2, 3 mit einem Bereich der dem Format des Wiedergabeschirms entspricht, plus einem peripheren Teil, der die Verbindungselemente und die Mittel zum Abdichten der Substrate enthält (2 bis 5). Diese Substrate 2, 3 liegen einander gegenüber mit einem geringen Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen (interne Flächen), die beim Zusammenbau ein Entladungsgas enthalten können.
Das erste Substrat 2, das die Vorderfläche des PAP (gegenüber dem Betrachter) bildet, trägt eine erste Anordnung von parallelen Elektroden Y1-Y3, die die Reihenelektroden bilden. Diese Elektroden sind eingebettet in eine dicke Schicht 5 aus dielektrischem Material. Diese Schicht ist ihrerseits mit einer dünnen dielektrischen Schicht 51 bedeckt, z.B. aus Magnesium (MgO), die der Gasentladung ausgesetzt sein soll.
Das zweite Substrat 3 trägt eine zweite Anordnung von parallelen Elektroden X1-X5, ebenfalls eingebettet in eine dicke Schicht 61 aus einem dielektrischen Material 6, die selbst mit einer dünnen dielektrischen Schicht bedeckt ist, die dem Entladungsgas ausgesetzt sein soll. Diese Elektroden liegen derart, dass die senkrecht zu den Elektroden Y1-Y3 der ersten Anordnung liegen und die Spaltenelektroden bilden.
Das zweite Substrat 3 enthält außerdem eine Anordnung von geraden Barrieren 7 der dünnen Schicht, wobei eine Barriere entlang jeder Mittelachse zwischen zwei benachbarten Spaltenelektroden X1-X5 verläuft.
Die Oberfläche des zweiten Substarts 3 zwischen den Barrieren 7 ist mit Phosphorstreifen 8, 9, 10 bedeckt, die direkt auf die dünne Schicht aufgebracht sind. Jeder Phosphorstreifen liegt zwischen zwei benachbarten Barrieren 7. Insgesamt bilden die Streifen ein sich wiederholendes Muster von drei benachbarten aufeinander folgenden Streifen 8, 9, 10 mit unterschiedlichen Emissionsfarben, z.B. Rot, Grün und Blau.
Die Phosphorstreifen 8, 9, 10 enthalten Bereiche Ep₁-Ep_n, eingebracht in das Phosphormaterial, vertikal ausgerichtet mit jeder Elektrode Y1-Y3 der ersten Elektrodenanordnung des gegenüber liegenden Substrats 2. Diese Bereiche, bezeichnet mit "Öffnungen", bewirken somit eine direkte Ausrichtung der dünnen dielektrischen Schicht auf das Entladungsglas an den Schnittpunkten zwischen der ersten und der zweiten Elektrodenanordnung. Sie ermöglichen die Erzeugung von Entladungszellen, die diesen Punkten entsprechen.
Somit bilden in dem dargestellten Beispiel die Schnittpunkte durch die erste Reihenelektrode Y1 mit den Spaltenelektroden X1-X5 eine Reihe von Zellen, wobei jede Zelle räumlich durch eine Öffnung gebildet ist: Die erste Zelle C1 liegt bei der ersten Öffnung Ep₁, die zweite Zelle C2 liegt bei der zweiten Öffnung Ep₂, usw., bis zu der fünften Öffnung Ep₅, die eine fünfte Zelle C5 bildet. Die erste, zweite und dritte Öffnung Ep₁, Ep₂, Ep₃ liegen jeweils in einem grünen Phosphorstreifen 8, Rot 9 und Blau 10. Sie entsprechen somit monochromen Zellen von drei unterschiedlichen Farben, die zwischen den drei eine trichromatische Zelle bilden.
Die Barrieren 7 spielen eine Doppelrolle. Einerseits dienen sie zur Begrenzung der Lichtentladungen bei der Zelle, die sie erzeugen, insbesondere durch eine Verhinderung der Ausbreitung der Entladungen zu den Reihenelektroden Y1-Y3 durch eine Ionisationswirkung. Sie verhindern dadurch ein Übersprechen zwischen den Zellen. Andererseits bilden sie Schirme für die Lichtstrahlung von einer Zelle gegenüber den benachbarten Zellen zu dem Reihenelektroden Y1-Y3, und vermeiden eine Übersprechwirkung, die sich durch einen Mangel an Farbsättigung zeigt.
Die Barrieren 7 können auch die Aufgabe einer Abstandshaltung der Substrate 2, 3 bilden, wie in dem dargestellten Beispiel. In diesem Fall bewirkt die Höhe H1 der Barrieren die Trennung zwischen den Scheiben, wobei die Scheibe 2 die Reihenelektroden Y1-Y3 auf der Oberseite der Barrieren trägt.
Gemäß anderen Ausführungen ist der Abstand zwischen den Substraten 2, 3 nicht durch Barrieren gebildet, sondern durch Abstandselemente, die über die Fläche wenigstens eines der Substrate verteilt sind. Diese Abstandselemente, auch bekannt als Abstandshalter, ermöglichen insbesondere die Bildung eines Abstands zwischen den Barrieren für eine bessere Verteilung der Ionisation um diese Zellen.
Die Geometrie und die Abdichtung der beiden Substrate werden nunmehr anhand der 2 bis 5 beschrieben.
2 ist eine vereinfachte Draufsicht auf das erste Substrat 2, das über dem zweiten Substrat 3 liegt, wenn sich der PAP in der Zusammenbauphase befindet.
Die Spaltenelektroden X1, X2, X3,... und die Reihenelektroden Y1, Y2, Y3,... der jeweiligen Substrate 3 und 2 sind leicht über die Kanten der ersten verlängert, um Verbindungsbereiche Xa1, Xa2 und Ya1, Ya2 zu bilden mit Ausgängen einer (nicht dargestellten) elektronischen Treiberschaltung. Die elektronische Treiber-schaltung liefert zu den Elektroden die verschiedenen Spannungen (etwa 100 bis 150 Volt), die benötigt werden für die selektive Zündung, die Aufrechterhaltung oder die Löschung einer Lichtentladung an den Schnittpunkten zwischen den Reihen- und Spaltenelektroden.
Das erste Substrat 2 enthält zwei Verbindungsbereiche Ya1, Ya2 der Elektroden Y1, Y2, Y3,... gegenüber den jeweiligen Kanten senkrecht zu der Richtung dieser Elektroden. Jeder Verbindungsbereich Ya1 oder Ya2 enthält die Verlängerungen einer Spaltenelektrode in zwei, die mit denjenigen alternieren, die den anderen Verbindungsbereich Ya2 oder Ya1 enthalten.
Ebenso enthält das zweite Substrat 3 zwei Verbindungsbereiche Xa1, Xa2 von Elektroden X1, X2, X3,... gegenüber den jeweiligen Kanten, senkrecht zu der Richtung dieser Elektroden. Jeder Verbindungsbereich Xa1 oder Xa2 dieses Substrats enthält die Verlängerungen einer Reihenelektrode in zwei, alternierend mit denjenigen, die den anderen Verbindungsbereich Xa2 oder Xa1 enthält.
Zur Erleichterung der Verbindungen ist das Format des ersten und des zweiten Substrats 2, 3 etwas verschieden, derart, dass es für das letztere einen Bereich (2a, bzw. 3a) gibt, der nicht durch das andere Signal bedeckt ist. Für ein bestimmtes Substrat liegen diese Ränder 2a, 3a an den beiden gegenüberliegenden Kanten, von der die Elektroden dieses Substrats ausgehen.
Die Dichtung des ersten und des zweiten Substrats 2, 3 wird gebildet durch eine Glaskerbe 14 über dem Rand des Überlappungsbereichs der Substrate (3). In dem Beispiel liegt die Glaskerbe 14 auf dem ersten Substrat 2. Der Umfang der Dichtung für dieses Substrat liegt entlang den beiden parallelen Kanten parallel zur den Reihenelektroden Y1, Y2, Y3 dieses Substrats 2 und innerhalb des Bereichs 2a entlang den beiden anderen gegenüberliegenden Kanten.
Es sei bemerkt, dass zur Klarheit die Breite der Ränder 2a stark übertrieben groß dargestellt ist. In Wirklichkeit haben die Ränder eine Breite von nur einigen Millimetern, während eine Seite eines Substrats mehrere zehn Zentimeter betragen kann.
4 ist eine Endansicht und zeigt die Einfügung der Dichtung 14 gegenüber den beiden Substraten 2, 3. Die Dicke dieser Dichtung entspricht dem Abstand zwischen den beiden Substraten, der durch die Höhe der Barrieren bestimmt ist. In dieser Figur ist der Abstand zwischen den beiden Substraten zum Zwecke der Klarheit stark übertrieben dargestellt, die Dichtung hat eine allgemeine Dicke von ungefähr einem Hundert um für eine Breite von einigen Millimetern.
Um ein Vakuumpumpen des Entladungsabstands zwischen den beiden Substraten innerhalb des Umfangs der Dichtung 14 zu ermöglichen, trägt eines der Substrate (dasjenige 3 zur Bildung der Rückseite des PAP) einen Pumpnippel 16. Der Pumpnippel 16 bildet ein Mittel für einen Zugriff zu dem Entladungsraum. Er liegt daher an dem Punkt auf dem Substrat innerhalb des Umfangs der Dichtung 14, jedoch außerhalb der Elektrodenanordnung. Der Pumpnippel wird gebildet durch ein Loch, das sich in das Substrat erstreckt, dessen äußere Öffnung einen Abschnitt für einen Zugang bildet. Nach dem Vakuumpumpen und der Füllung mit einem Entladegas mit einem geringen Druck wird der Anschluss durch Verschmelzen seiner Öffnung verschlossen.
5 zeigt in einem genaueren Maßstab das Profil der Dichtung 14 in Berührung mit dem zweiten Substrat 3.
Aus dem vorangehenden ergibt sich, dass die richtige Wirkungsweise des PAP ein hohes Maß der Ausrichtgenauigkeit erfordert, am Ende der Herstellung und des Zusammenbaus, einerseits zwischen den auf dem Substrat übereinander liegenden Elementen (Elektroden, Barrieren, Öffnungen, Phosphore) und andererseits zwischen dem abgedichteten ersten und zweiten Substrat.
Dieses Ausrichtgenauigkeit ist umso größer, je komplexer der Aufbau der Wiedergabeeinheit und je höher ihre Auflösung ist. Als Beispiel eines PAP vom beschriebenen Typ mit einem Schirm mit einem Fernsehformat mit einer Diagonalen von 107 cm und einer Horizontalauflösung von 560 Zeilen erfordert eine relative Ausrichtgenauigkeit der zuvor genannten Teile in der Größenordnung von 30 ppm (Teile je Millionen), d.h. 0,003 %.
Die Erzeugung der verschiedenen übereinander liegenden Elemente auf den Glassubstraten und die Abdichtung der letzteren beinhaltet Erwärmungsschritte, die klas sisch bei erhöhten Temperaturen erfolgen müssen. Jedoch können die Glassubstrate für diese Genauigkeit schädlichen Deformationen unterliegen.
Allgemein unterliegen die Substrate 2, 3 einem ersten Erwärmungsvorgang bei der Aufbringung der dicken dielektrischen Schichten 5, 6. Diese dicken Schichten 5, 6 bilden die Elektroden X1-X5 oder Y1-Y3, die vorher durch Metallisierungsschritte auf den jeweiligen Substraten aufgebracht wurden. Im Allgemeinen ist das dielektrische Material, das für diese Schichten dient, ein Mineral wie ein Blei-Borosilicat. Während der Aufbringung auf dem Substrat befindet es sich in der Form einer Glasschmelze in Suspension in einem Binder, um eine Aufbringung in flüssiger Phase zu ermöglichen. Diese Aufbringung erfolgt gemäß verschiedenen Lösungen, wie dem Siebdruck-Aufschleuderverfahren, usw.
Wenn diese Schicht aufgebracht ist, werden die Substrate 2, 3 einem Erwärmungsschritt ausgesetzt, der dazu dient, den Binder wegzubrennen und die Glasschmelze zu bilden. Die Erwärmungstemperatur muss daher wenigstens gleich der Schmelztemperatur des Dielektrikums sein, die im Fall eines Dielektrikums aus Blei-Borosilikat 580 °C beträgt.
Wenigstens eines der Substrate unterliegt einem zweiten Erwärmungsschritt, um die Barrieren 11 und gegebenenfalls die Abstandsstücke zu stabilisieren.
Die Barrieren sind im Allgemeinen auf der dünnen dielektrischen Schicht durch aufeinander folgende Ablagerungen in flüssiger Phase eines Zwischenstoffs gebildet. Der Zwischenstoff (Precursor) enthält einen photoempfindlichen Kunststoff und ein anorganisches Füllmaterial wie Mineralglas wobei dieses Füllmaterial das Material der Barrieren bildet. Normaler Weise muss dieses Material stark gesintert sein, bei einer Temperatur von ungefähr 500°C. Die Schicht kann durch verschiedene Lösungen aufgebracht werden, wie ein Sprühvorgang, eine Verdampfung oder Aufbringung durch einen Schleudervorgang.
Das Barrierenmuster wird gebildet durch photolithografische Lösungen, die nacheinander bei jeder kumulativen Schicht oder Prekursor angewendet werden, bis die gewünschte Höhe der Barrieren erreicht ist.
Sobald diese Vorgänge durchgeführt sind, werden die aufeinander folgenden Schichten bei einer Temperatur von ungefähr 480 °C bis ungefähr 550 °C erwärmt. Dieser Erwärmungsschritt hat den Zweck, jegliche Spuren eines photoempfindlichen Binders zu beseitigen und mit den gesinterten Teilen zu verschmelzen, die die Barrieren bilden.
Das die Barrieren tragende Substrat 3 unterliegt einer dritten Erwärmung, nachdem die Phosphorstreifen zwischen den Barrieren aufgebracht sind. Jede dieser drei Emissionsfarben wird durch ein spezifisches Phosphor gebildet, das unabhängig von den anderen in der Form einer Schicht aufgebracht wird. Das Streifenmuster für jede Phosphorschicht wird durch photolithografische Lösungen aufgebracht. Die Erwärmung hat den Zweck, den photoempfindlichen Binder wegzubrennen und die Phosphorschichten zu stabilisieren. Sie erfolgt im Allgemeinen bei einer Temperatur zwischen 400 °C und 510 °C.
Ein vierter Erwärmungsschritt, dem die beiden Substrate 2, 3 unterliegen, erfolgt während der Abdichtung des Gasentladungsraums zwischen diesen Substraten.
Im Stand der Technik erfolgt die Abdichtung durch ein Filet oder eine Kerbe einer Glaspaste, aufgebracht auf dem Umfang wenigstens eines der Substrate 3, wie es oben für die 3 bis 5 beschrieben wurde. Man verwendet in bekannter Weise für diese Paste ein Blei-Borosilikatglas. Das Glas kann abhängig von der angewendeten Lösung eine glasbare oder entglasbare Form haben. Die Glaspaste wird im Allgemeinen durch eine Spritze aufgebracht. Wenn die beiden Substrate miteinander verbunden werden, unterliegt die Anordnung einem Erwärmungsschritt zum Zweck der Aushärtung der Glaspaste, um die Substrate in ihrer endgültigen Konfiguration zu fixieren.
Die Erwärmung für diesen Dichtungsschritt erfolgt bei einer Temperatur für die Fusion des Abdichtungsglases, die zwischen 420 °C und 450 °C liegt.
Wenn die Substrate 2, 3 abgedichtet sind, erfolgt ein Vakuumpumpvorgang über den Pumpnippel 16, um die in dem Entladungsraum eingeschlossene Luft zu beseitigen.
Danach wird in diesen Raum eine Gasmischung mit einem geringen Druck (500 bis 800 mBar) eingebracht, die es ermöglicht, die Plasmaentladungsbedingungen zu erreichen. Der Pumpnippel 16 wird dann durch Verschmelzen seines Gasabschlusses verschlossen.
Zusammengefasst findet man den größten Teil der derzeitigen Vorgänge für die Herstellung von Plasmaschirmen die folgenden Erwärmungsschritte:

1. Erwärmung der dielektrischen Schichten bei Temperaturen in der Nähe von 580 °C,
2. Erwärmung der Barrieren (ggf. mit Abstandshaltern) bei Temperaturen von 480 °C bis 550 °C,
3. Erwärmung der Phosphore auf Temperaturen von 400 °C bis 510 °C und
4. Erwärmung der Glaskerbe für die Abdichtung des PAP bei Temperaturen in der Nähe von 450 °C.

Jede Erwärmung bei einer hohen Temperatur erzeugt eine Verformung des Substrats, so dass die Verluste in der Genauigkeit während aller Herstellungsschritte kumulieren oder sich aufhäufen. Es wäre somit vorteilhaft, die Erwärmungstemperatur zu verringern, wenngleich nur für einen der Schritte.
Die in bekannter Weise benutzten Glassubstrate bestehen alle aus einem Natron-Kalkglas bei einer Glasschmelztemperatur Tg von ungefähr 520 °C. Dieser Glastyp verdichtet sich stark um einen Betrag von 400 bis 600 ppm während der Erwärmungsvorgänge bei Temperaturen von ungefähr 600 °C, wenn er nicht vorher stabilisiert wurde.
Das Glas kann bei einem bestimmten Punkt durch eine anfängliche Erwärmung auf ungefähr 580 °C vor der Anwendung als Substratglas stabilisiert werden. Jedoch neigt das Glas sich trotz dieser anfänglichen Stabilisierung zu einer Verformung bei Erwärmungsschritten bei Temperaturen von 480 °C und mehr.
Neuerdings gibt es Glaszusammensetzungen mit einer anderen Zusammensetzung als Natron-Kalkglas, die es ermöglichen, die Eingangstoleranzen nach den Erwär mungsschritten besser einzuhalten. Diese Gläser haben höhere Glasübergangstemperaturen Tg, im Bereich von ungefähr 580 °C bis 620 °C. Sie müssen für die Stabilisierung ebenfalls vorerwärmt werden, erfüllen jedoch die dimensionalen Stabilitätstoleranzen besser. Ihre Abmessungen bleiben daher mehr oder weniger konstant, die Abweichungen bleiben bei weniger als 10 bis 30 ppm. Jedoch sind diese Gläser wegen ihrer noch zu hohen Kosten nicht allgemein geeignet wie Komponenten wie Flachbildschirme,
Bei diesen Problemen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Gefahr einer Bildung von Mikrorissen, die Ausbildung von Mikrorissen oder Rissen in der strukturellen Elementen oder den Schichten der Komponenten auf dem Glassubstrat zu vermeiden, zum Beispiel insbesondere bei der dünnen dielektrischen Schicht aus Magnesium auf der dielektrischen Schicht in dem Falle eines AC-Plasmaschirms zu vermeiden.
Zu diesem Zweck wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Komponenten gemäß dem Anspruch 1 vorgeschlagen.
In anderen Worten, die Erfindung ermöglicht die Verringerung der Temperatur von 150 °C auf 200 °C gegenüber den bekannten Abdichtlösungen, angewendet mit einer Glasdichtung, die daher eine Verschmelzung bei einer Temperatur von ungefähr 450 °C benötigen.
Es ergibt sich, dass eine derartige Temperaturverringerung einen Haupteinfluss auf die Wirkungen der Risse oder Mikrorisse der in der Schicht aufgebrachten Elemente aufweist, insbesondere hinsichtlich der dünnen Schicht des anorganischen dielektrischen Materials (z.B. MgO), das die Entladungsfläche in dem Fall eines Plasmabildschirms bildet.
Das ist der Fall aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Glas, dem Dielektrikum und dem MgO können Mikrorisse in der dünnen MgO -Schicht auftreten, wenn eine Temperatur von ungefähr 400 °C erreicht wird. Somit ermöglicht die Abdichtung bei einer niedrigen Temperatur durch die Erfindung die Beseitigung dieser Einschränkung.
Außerdem bleibt ein konventionelles Natron-Kalkglas im Wesentlichen stabil bei der Erwärmungstemperatur für den Schritt der Abdichtung gemäß der Erfindung. Diese Erwärmung ist außerdem einer der kritischsten Schritte, da sie die relative Lage des ersten und zweiten Substrats beeinflussen kann.
Daher trägt das Verfahren gemäß der Erfindung bei zu einer Verbesserung in der geometrischen Genauigkeit der Komponente, ohne dass die Anwendung des Natron-Kalkglas als das Material für die Substrate aufgegeben werden muss.
Vorzugsweise wird ein Material vom Typ Polyvinylbutyrat (PVB) angewendet, da dieses Material eine geringe Entgasung bei den oberen Verarbeitungstemperaturen aufweist.
Die Erfindung ist umso mehr überraschend, als die Anwendung eines Epoxyd oder des PVB für die Abdichtung in einer ersten Analyse notwendig zu sein scheint, da diese Materialien als permeabel für Wasserdampf bezeichnet werden. Daher würde die Diffusion von Wasserdampf durch die Dichtung konsequenter Weise den abgedichteten Raum beeinträchtigen, z.B. würde der das Entladegas enthaltende Raum in dem Fall eines Plasmabildschirm beeinträchtigt und daher eine Verschlechterung der Wirkung der Komponente.
Jedoch hat der Anmelder unerwartet entdeckt, dass diese natürlich Permeabilität des Materials nicht in einem Qualitätsverlust in der Abdichtung der Glassubstrate resultiert.
In vorteilhafter Weise ist die Dichtung sehr dünn relativ zu ihrer Breite, wobei diese Breite bestimmt ist als die Trennung zwischen der internen und der externen Kante der letzteren. Mit dieser Konfiguration ist das Verhältnis des freigelegten Bereichs der Dichtung zu dem Abstand von einer Kante zu der Dichtung zu der anderen sehr klein, was die Dichtung begünstigt. Dieses Verhältnis kann ungefähr 1:n betragen, wobei n mehr als 20, vorzugsweise über 30 oder sogar über 40 beträgt.
Vorzugsweise wird ein Druck auf die Dichtung während des Abdichtungsschritts ausgeübt. Dieser Druck kann gleich oder größer sein als 1 kg/cm² oder sogar größer als 2 kg/cm².
Wenn die Herstellung der Komponente fordert, dass ein Pumpraum zwischen dem ersten und zweiten Substrat über Zugangsmittel zu diesem Raum gepumpt wird, wie einen Pumpnippel auf einem der Substrate, können diese Mittel auch die Abdichtung durch ein organisches Material auf Epoxydbasis oder einem Polyvinylbutyrat sein.
Es sollte bemerkt werden, dass die Anwendung einer Dichtung aus einem organischen Material gemäß der Erfindung außerdem die Anwendung von organischen Materialien für die Bildung der Schichten oder Strukturelemente der Zusammensetzung ermöglicht. Daraus folgt, dass diese Schichten oder Strukturelemente durch Lösungen erfolgen können, die nur Wärmebehandlungen bei relativ kleinen Temperaturen ermöglichen, wie der Schritt der Aushärtung der Dichtungsverbindung.
Es ist daher möglich, wenigstens eine Schicht aus einem organischen Material zwischen der Dichtung und wenigstens einem der Substrate einzufügen. Die Dichtung kann daher direkt oder indirekt auf wenigstens einer Schicht aus organischem Material ruhen, z.B. der dielektrischen Schicht, die das Substrat eines Plasmabildschirms bedeckt.
Außerdem, wenn wenigstens eines der Substrate die Aufbringung einer dielektrischen Schicht benötigt, wird diese gebildet durch einen Schritt der Aufbringung einer dünnen Schicht eines organischen Materials, das eine Temperatur zur Stabilisierung unterhalb einer Verformungstemperatur des Substrats benötigt.
Unter den die Anforderung erfüllenden dielektrischen Materialien sein erwähnt Polyvinylquinoxaline (PPQ) oder Poliyimide (PI). Diese Materialien stabilisieren sich bei Temperaturen zwischen 300 °C und 400 °C über einen Zeitraum von 20 bis 60 Minuten. Daher unterliegt das Substrat keiner nennenswerten Verschlechterung in seinen ursprünglichen Abmessungen während diesen Schrittes der Stabilisierung der dielektrischen Schicht. Diese Schichten aus einem dielektrischen Material können in der Form von Schichten mit 3 bis 20 μm, und vorzugsweise von 5 bis 10 μm Dicke aufgebracht werden.
Die derart gebildete dielektrische Schicht hat ein transparentes natürliches Aussehen. Es ist möglich, den dielektrischen Materialien Farbstoffe hinzuzufügen, abhängig von der jeweiligen Anwendung. Es ist z.B. möglich, eine dielektrische Schicht (oder mehrere) hinzuzufügen, die im Aussehen weiß sind, um es insbesondere zu ermöglichen, die Leuchtdichteeffizient in dem Fall eines Plasmaschirms zu erhöhen. Dieses weiße Aussehen kann durch den Zusatz von Titanoxid zu dem dielektrischen Material gebildet werden.
Es ist außerdem möglich, ein Füllmaterial mit Glasmikrokugeln dem zuvor genannten dielektrischen Material zuzusetzen, um die Transparenz der Schicht (en) des Dielektrikums zu erhalten. Diese Maßnahme kann insbesondere für einen Isoliervorgang des photoempfindlichen Materials nützlich sein.
In vorteilhafter Weise wird eine dünne Schicht aus einem dielektrischen Material, wie eine Magnesiumoxid (MgO), auf diese dielektrische Schicht aufgebracht, unter Anwendung einer kalten Lösung, wie ein Aufsprühen oder einer Pistolenablage.
Wenn die Herstellung der Komponente auch die Erzeugung von relieffartigen Merkmalen oder Elementen enthält, die durch wenigstens eines der Substrate getragen werden, wie Barrieren in dem Fall eines Plasmaschirm, verwendet ein bevorzugter Ausführungsmodus der Erfindung die Bildung dieser Elemente in einer Technologie, die keine Erwärmung über 400°C benötigt.
Zu diesem Zweck können organische Materialien, wie Polyimid für diese Elemente benutzt werden. Derartige Materialien können photoempfindlich sein.
Diese organischen Verbindungen können mit wenigstens einem Mineral an Zusatzmaterial angefüllt werden, um die Farbe und/oder Dauerstandskriechgrenze davon zu ändern. Die Zunahme der so gebildeten Grenze kann vorteilhaft sein, wenn diese Elemente erhöhten Beanspruchungen unterliegen, wie in dem Fall von Barrieren eines PAP, die während des Pumpens hohen Drücken ausgesetzt sind.
Wie in dem Fall der dielektrischen Schicht kann ein Füllmittel mit Glasmikrokugeln dem Grundmaterial der Elemente hinzugefügt werden, um eine gute Transparenz der Schicht während des Betriebs der Isolation des photoempfindlichen Materials erhalten zu können.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Wiedergabeeinheit, zum Beispiel eine Einheit mit einem Plasmabildschirm oder mit einer Feldemittierung mit einem ersten und zweiten Substrat, die miteinander durch eine Dichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung aus einem Material vom Typ Epoxid oder Polyvinylbutyrat besteht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlicher aus den folgenden Ausführungsmodi an einem nicht-einschränkenden Beispiel, mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung:
Die bereits beschriebene 1 ist eine allgemeine Ansicht eines bekannten Plasmabildschirms vom AC- oder Wechselspannungstyp mit einer Matrixstruktur,
2 ist eine vereinfachte Draufsicht und zeigt die relative Lage der beiden Substrate des Plasmaschirms von 1,
3 ist eine vereinfachte Draufsicht einer der in 2 dargestellten Substrate und zeigt die Anordnung einer Dichtung,
4 ist eine Profilansicht der beiden in 2 dargestellten Substrate, und
5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 4 um die Dichtung herum.
Das Beispiel, das für einen Vorgang der vorliegenden Erfindung erfolgt, fällt in den Kontext eines Farb-Plasmabildschirms (PAP) von AC oder Wechselspannungstyp, wie er anhand der 1 bis 5 beschrieben wurde. Diese Beschreibung wird als die Beispiele enthaltend angesehen und wird aus Gründen der Klarheit nicht wiederholt. Es werden nur die Unterschiede erläutert, die für die verschiednen Aspekte der Erfindung typisch sind.
Der Vorgang beginnt mit den Schritten der Vorbereitung der Substrate 2,3. Diese Substrate haben die Form von Scheiben aus einem Natronkalkglas. In dem Fall der Erzeugung eines PAP mit dem Fernsehformat mit einer Diagonalen von 104 cm beträgt die Dicke der Scheiben ungefähr 3 mm.
In dem betrachteten Beispiel benötigt keiner der Herstellungsschritte des PAP einen Erwärmungsschritt oberhalb 400 °C – 440 °C. Demzufolge unterliegen die Glassubstrate 2,3 keinen Beanspruchungen, die eine nennenswerte Verformung von ihren ursprünglichen Abmessungen bewirken. Zusätzlich unterliegen die Substrate in diesem Beispiel keiner anfänglichen Wärmebehandlung zu ihrer Stabilisierung, wenngleich dennoch eine Wärmebehandlung vorgenommen werden kann, alles innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung.
Die Elektrodenschichten X1, X2, X3,... und Y1, Y2, Y3,... werden zunächst auf einer der Oberflächen des jeweiligen Substrats 3 bzw. 2 aufgebracht. Die hervorstehenden Enden der Elektroden, die eine Verbindung mit dem Ausgang einer elektronischen Treiberschaltung (siehe 2 und 3) ermöglichen, werden ebenfalls während dieses Vorgangs erzeugt.
Der Vorgang der Aufbringung dieser Elektroden ist bekannt. Man kann zum Beispiel eine Aufbringung durch Photolithographie anwenden. Die Elektroden haben eine geschichtete Struktur aus zwei verschiedenen Metallen, zum Beispiel eine Chrom-Kupfer-Chrom-Folge. Jede Schicht der Folge wird getrennt im kalten Zustand aufgebracht. Jedoch ist es denkbar, die Elektroden durch Aufbringung einer einzigen Schicht aus Aluminium oder Silber aufzubringen, worauf gegebenenfalls ein Erwärmungsschritt folgt.
Nach der Aufbringung der metallisierten Schichten unterliegen die Substrate einer Erwärmung zur Stabilisierung der Elektroden auf der Oberfläche des Glases. Dieser Erwärmungsschritt erfolgt normalerweise bei relativ niedrigen Temperaturen und beeinträchtigt nicht die anfängliche geometrische Genauigkeit der Substrate.
Als nächstes erfolgt der Schritt der Aufbringung der Schichten aus Dielektrikum 5,6 auf Substrat 2 beziehungsweise 3. Diese Schichten bedecken die gesamte Nutzfläche der Substrate und enthalten oder bilden die Elektrodenanordnungen.
Um eine Stabilisierung dieser Schichten bei einer relativ niedrigen Temperatur zu ermöglichen, bestehen diese aus einem in einer dünnen Schicht aufgebrachten organischen Material. Die Dicke der Schicht ist abhängig unter anderem von der relativen Dielektrizitätskonstante εr. Die Dicke liegt normalerweise zwischen 2 bis 20 µm und in den meisten Fällen zwischen 5 und 12 µm für eine relative Dielektrizitätskonstante zwischen 2 und 4.
Dieses Material kann aus der Familie der Polyphenylquinoxaline (PPQ) oder der Polyimide (PI) stammen. Jedoch ist es für diesen Zweck denkbar, dass jedes organische Material verwendet werden kann, das als dünne Schicht aufgebracht werden kann.
In dem Beispiel ist die Schicht aus einem organischen Material eine Polyimid, das die folgenden Eigenschaften aufweist:

– Transparenz für sichtbares Licht
– eine Dicke zwischen 5 und 12 μm unter Berücksichtigung, dass die relative Die lektrizitätskonstante εr zwischen 2 und 4 liegt,
– eine Spannung oberhalb von 400 V für eine Schichtdicke von 5 µm und
– Kompatibilität mit den Ausdehnungskoeffizienten des Glases des Substrats.

Das organische Material wird in flüssiger Phase unter Anwendung bekannter Lösungen aufgebracht: Siebdruck oder Walzenbeschichtung. Die flüssige Phase enthält das Füllmaterial des organischen Materials in einer geeigneten Lösung. Es kann außerdem eine photoempfindliche Agenz enthalten, um eine Behandlung durch Photogravur zu ermöglichen.
Die derart gebildete dünne Schicht wird dann bei einer Temperatur von ungefähr 100°C getrocknet, zum Beispiel durch ein Warmluftmesser.
Als nächstes wird die Schicht auf dem Substrat während eines Stabilisierungsschritts gehärtet, der bei einer Temperatur zwischen 300°C und 400°C durchgeführt wird. Die Dauer dieses Stabilisierungsschritts beträgt ungefähr 20 bis 60 Minuten.
Abhängig von den Anforderungen ist es möglich, der dielektrischen Schicht ein dunkles oder weißes oder auch farbiges Aussehen zu geben durch Zusatz eines Farbstoffs zu dem organischen Material. Somit macht der Zusatz von Titanoxid zu dem organischen Material es möglich, eine weiße dielektrische Schicht zu gewinnen, die nützlich ist für die Zunahme der Lichteffizienz des PAP.
In dem Beispiel werden in dem Fall von zwei Substraten 2, 3 eine dünne Oberflächenschicht 51 und 61 aus Magnesiumoxid (MgO) auf der jeweiligen dielektrischen Schicht 5 beziehungsweise 6 (siehe 1) aufgebracht. Diese Oberflächenschichten 51 und 61 werden in einer Dicke von ungefähr 0,5 µm durch ein Kaltverfahren aufgebracht, wie einen Sprühvorgang oder einer Kanonenablage. Das Magnesiumoxid hat eine chemische Stabilität und einen Sekundäremissionskoeftizienten, die nützlich sind für die Rolle einer Schnittstelle mit dem Entladungsgas, und sind ebenso in der Lage, Funkenstrecken zu widerstehen, während das Plasma entladen wird.
Wenn die Schichten aus einem dielektrischen Material aufgebracht sind, erfolgt die Erzeugung der Barrieren 7. In dem betrachteten Beispiel sind diese Barrieren nur auf dem zweiten Substrat 3 dargestellt.
Die Barrieren werden durch Photogravur aus den Schichten des photoempfindlichen organischen Prekurso-Materials angebracht. Ein derartiges Material kann ein Polyimid sein.
In dem Beispiel wird die flüssige Phase für die Schicht aus einem Lösungsmittel und einer Polyimidlast vorbereitet. Diese flüssige Phase ist ausreichend photoempfindlich, um Photogravurverfahren anzuwenden, entweder wegen der natürlichen Eigenschaften des Polyimids und/oder des Lösungsmittels oder durch den Zusatz einer Photoempfindlichkeitsagens. Photoempfindliche organische Zusammensetzungen auf der Basis von Polyimid, die diese Aufgabe erfüllen können, sind handelsüblich verfügbar.
Wenn notwendig, kann das organische Material mit einem Mineraladditiv angereichert sein, und dadurch entweder die Farbe oder den Widerstand für den Fluss bei der Phase des Vakuumpumpens (während der der Druck etwa 10⁶ Pascal oder 10 kg/cm² annehmen kann). Es ist auch möglich, ein Füllmittel von Mikrokugeln aus Glas hinzuzufügen, um eine gute transparente Schicht während der Aussetzung des photoempfindlichen Materials zu erlangen.
Die obengenannte flüssige Phase wird auf das Dielektrikum 7 des zweiten Substrats 3 derart aufgebracht, dass eine Schicht mit einer Dicke von etwa 20 µm entsteht. Dies Schicht lässt sich ausbilden durch dieselben Lösungen für die Aufbringung wie für die dielektrische Schicht: Aufbringung durch Siebdruck, Tauchbeschichtung, u.s.w.
Diese organische Schicht wird dann durch Anwendung eines Luftmessers bei einer Temperatur von etwa 100°C getrocknet.
Als nächstes wird eine photolithographische Maske auf die organische Schicht gelegt, wobei diese Maske ein Muster von männlichen Öffnungen entsprechend dem Muster der zu druckenden Barrieren aufweist. Diejenigen Teile der Schicht, die durch die Maske entstehen, werden einer ultravioletten Strahlung ausgesetzt, um sie gegenüber einer Entwicklung resistent zu machen. Die Schicht wird dann gebildet durch Anwendung von Wasser, dem ein Carbonat hinzugefügt ist, dann wird die Oberfläche durch ein Luftmesser getrocknet.
Man erhält so eine Reliefmuster, das das Bild der Barrieren bildet, mit einer Höhe entsprechend der Dicke der Schicht aus dem organischen Material, d.h. ungefähr 20 µm.
Um die für die Barrieren gewünschte Höhe zu bilden, d.h. von ungefähr 100 µm, werden die vorgenannten Schritte, von der Aufbringung der Schicht des organischen Materials in flüssiger Phase sowie die Entwicklung nach der Aussetzung sooft wie notwendig wiederholt, wobei jede Wiederholung der Höhe oder die Dicke einer Schicht erhöht.
Abhängig von der Anzahl an Wiederholungen ändert man die Vertikallage der Schirmdruckmaske oder die Tiefe derselben, um die Zunahme in den bestehenden aufgebrachten Schichten auf der Scheibe zu berücksichtigen.
Nach den Photolithographie-Zyklen wird die so gebildete Barrierenstruktur in einem Härteschritt bei einer niedrigen Temperatur relativ zu der Verformungstemperatur des Substrats gehärtet. Im Allgemeinen erfolgt diese Erwärmung bei einer Temperatur von 300°C bis 400°C für einen Zeitraum von ungefähr 20 bis 60 Minuten.
Wenn das organische Material sich selbst dafür anbietet, ist es auch möglich, eine Stabilisierung des Aufbaus der Barrieren durch eine Photonenbehandlung zu erwägen, zum Beispiel durch Aussetzung gegenüber ultraviolettem Licht. Diese Behandlung kann entweder die genannte Erwärmung ersetzen oder zusätzlich zu dieser erfolgen.
Sobald die Barrieren erzeugt sind, werden die Phosphorschichten dann durch Photolithographie aufgebracht. In dem in 1 dargestellten PAP bilden diese Schichten Streifen, von denen jeder den Bereich zwischen zwei benachbarten Barrieren 7 einnimmt. Die aufeinanderfolgenden Streifen bilden ein sich wiederholendes Muster von Gruppen von drei benachbarten Streifen, wobei jeder dieser Streifen jeweils eine entsprechende Emissionsfarbe in Grün, Rot und Blau darstellt.
Der einer der Emissionsfarben (zum Beispiel Grün) entsprechende Phosphor wird in der Form einer Flüssigkeit vorbereitet, die einen photoempfindlichen Kunststoff und feine Partikel eines Phosphormaterials in einer Suspension enthält.
Die Flüssigkeit wird in der Form einer Schicht über die gesamte innere Fläche des Substrats 3 verteilt, unter Anwendung derselben Lösungen wie diejenigen für die Aufbringung der Barrieren 7.
Nachdem die Schicht getrocknet ist, wird eine photolithographische Maske auf die Innenseite des Substrats 3 gelegt. Die Maske belichtet nur jeden dritten Oberflächenstreifen zwischen den Barrieren 7, beginnend bei einem Referenzpunkt, wäh rend die anderen beiden Streifen und die oberen Enden der Barrieren abgedeckt sind. Die Maske verdeckt ebenso in den belichteten Streifen die Oberflächenteile, die den Öffnungen EP₁ – EP₂ in dem Phosphor entsprechen. Die belichteten Oberflächen werden durch Anwendung einer ultravioletten Strahlung durch die Maske photoempfindlich gemacht.
Die Schicht wird entwickelt, um so alle unbelichteten Teile zu entfernen und dielektrische Phosphorstreifen derselben Emissionsfarbe bei jeder dritten Stelle zwischen zwei benachbarten Barrieren zu bilden.
Diese Vorgänge werden für die beiden anderen Phosphorschichten wiederholt. Jede neue Schicht wird in flüssiger Phase auf die gesamte Oberfläche des Substrats 3 aufgebracht, einschließlich der vorher aufgebrachten Phosphorstreifen. Für den Schritt der Photosensibilisierung wird dieselbe Maske benutzt, jedoch dadurch, dass sie so angeordnet wird, dass sie um eine Streifenbreite gegenüber der vorangehenden Anwendung versetzt ist, um so das Muster der aufeinanderfolgenden Streifen mit verschiedenen Farben zu bilden.
Nach den Schritten der Aufbringung der drei Phosphore werden sie bei einer Temperatur zwischen 380°C und 440°C erwärmt. Vorzugsweise wird eine Temperatur benutzt, die 420°C nicht übersteigt.
Danach werden die Schritte des Zusammenbaus und der Abdichtung des ersten und des zweiten Substrats 2 beziehungsweise 3 durchgeführt.
Der Vorgang beginnt mit der Vorbereitung der Dichtung 14. Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht diese Dichtung aus einem Material vom Epoxid oder Polyvinylbutyrat-Typ, das eine Verarbeitung bei einer relativ niedrigen Temperatur zwischen 200°C und 300°C ermöglicht. Dieser Materialtyp ist handelsüblich verfügbar und wird insbesondere benutzt als eine Zwischenschicht für die laminierten Glasebenen von Kraftfahrzeugfenstern.
Die Form und die Lage der Dichtung 14 sind im Wesentlichen diejenigen, die oben anhand der 3 bis 5 beschreieben wurden. Insbesondere liegt die Dicke der Dichtung 14, festgelegt durch die Höhe der Barrieren, wenn die letzteren als Abstandsstücke dienen, in der Größenordnung von 100 µm. Die Breite der Dichtung 14 (der Abstand zwischen der inneren Kante 14a und der äußeren Kante b in 5) beträgt etwa einige wenige mm, zum Beispiel 5 mm in dem spezifischen Fall. Es sollte daher bemerkt werden, dass die Breite der Dichtung hier ungefähr 50-mal größer ist als ihre Dicke.
Die Dichtung 14 kann durch Anwendung verschiedener Lösungen auf eines der Substrate (oder möglicherweise auf beide Substrate) aufgebracht werden.
Es ist möglich, die Dichtung 14 in der Form eines flexiblen Films von Epoxid oder eines in die Form der Dichtung geschnittenen PVB ausgebildet sein, d.h. in der Form eines Rahmen, der dem Umfang des abzudichtenden Gasraums entspricht (3). In diesem Fall wird der Film entweder warm oder kalt auf eines der Substrate, direkt auf der dielektrischen Oberfläche 5 oder 6 aufgebracht. Die Dicke des Films kann leicht größer sein als die zur Trennung der beiden Substrate benötigte Dicke, und zwar wegen der möglichen Komprimierung des Films aufgrund des durch die Substrate ausgeübten Drucks.
Es ist ebenso denkbar, das mehr Material der Dichtung (Epoxid oder PVB) in Form einer Paste vorzubereiten, die eine Aufbringung durch eine Spritze (oder eine ähnliche Lösung) direkt auf eines der Substrate (oder auf beide) ermöglicht. Eine Schicht des Dichtungsmaterials kann dadurch durch eine relative Verschiebung zwischen dem die Schicht aufnehmenden Substrat und einem Kopf zur Anwendung dieser Schicht auszubilden, zum Beispiel durch einen Roboterarm. Diese relative Verschiebung kann dann so programmiert sein, dass sie dem Umfang des Substrats folgt (3 bis 5).
In diesem Fall ist es auch möglich, das Material der Dichtung mit einer besonderen Dicke auszubringen, wobei die Schicht automatisch durch den Druck komprimiert wird und dadurch die richtige Höhe annimmt.
Dann werden die beiden Substrate 2,3 mit der Dichtung 14 zwischen ihnen übereinander gelegt. Die Anordnung wird dann einer Bearbeitung bei einer Temperatur zwi schen 200°C und 300°C unterworfen mit dem Zweck der Positionierung des Dichtungsmaterials und der Befestigung des letzteren an Kontaktoberflächen der Substrate. Die Dauer dieser Behandlung beträgt etwa 30 bis 60 Minuten. Ein Druck von etwa 2 bis 4 kg/cm² wird während dieses Vorgangs auf die Dichtung ausgeübt.
Der Vorgang wird fortgesetzt mit dem Vakuumpumpen des Raums zwischen den beiden Substraten auf der Innenseite der Dichtung 14.
Das Pumpen erfolgt über den Pumpnippel 16 (3 bis 5) bei einer Temperatur zwischen 180°C und 250°C. Die Dauer dieses Vorgangs beträgt einige Stunden unter Anwendung verschiedener Mittel zur Beschleunigung des Pumpens, wie zum Beispiel genanntes Gettermaterial.
Es wurde festgestellt, dass das für die Dichtung benutzte Material, entweder ein Epoxy oder ein PVB, diesem Pumpvorgang bei einer Temperatur ausreichend widersteht.
Nach dem Vakuumpumpen und der Füllung des Raums mit einem Entladegas, wird der Pumpnippel 16 verschlossen. Das Verschließen des Nippels 16 kann erfolgen durch Schließen des letzteren durch Aufbringung des für die Dichtung benutzten Materials, nämlich durch Aufbringung von Material, das für die Dichtung benutzt wird, das heißt das Epoxy oder das Polyvinylbutyrat (PVB). In diesem Fall kann das Material in den Pumpnippel eingespritzt werden und bildet so einen Pfropfen in der die Dichtung bildenden Röhre. Die Stabilisierung des Materials der Dichtung des Nippels kann durch eine thermische Behandlung bei einer Temperatur von 200°C bis 300°C erfolgen, zum Beispiel durch Anwendung eines Heißluftstrahls.
Es sei in diesem Beispiel bemerkt, dass die Anwendung für die Bildung der verschiedenen Schritte des Verfahrens (Aufbringung des Dielektrikums, der Barrieren, der Phosphore und der Dichtung) Materialien benutzt werden, die Stabilisierungstemperaturen erfordern, die unterhalb 400–440°C liegen können. Daher ändert für Temperaturen unterhalb 440°C das Natronkalkglas seine Abmessungen über Perioden von einigen Stunden nicht. Das Natronkalkglas, selbst wenn es nicht stabilisiert ist, ist dann vollständig kompatibel mit einem Verfahren zur Herstellung von Farb plamaschirmen vom AC-Typ oder anderen Komponenten, die ähnliche Toleranzen erfordern.
Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf das angegebene Beispiel beschränkt, sowohl bezüglich des Typs der betreffenden Komponente und der Wahl der Materialien und der Vorgänge, die für die verschiedenen Herstellungsschritte benutzt werden. Es sei außerdem erwähnt, dass die beschriebenen Lösungen für die Aufbringung der dielektrischen Schicht auf das Substrat oder für die Herstellung der Barrieren durch konventionell benutzte Lösungen ersetzt werden können und dabei innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung verbleiben, selbst wenn sie Temperaturen oberhalb der angegebenen Temperaturen erfordern. Das ist der Fall, wie in der Einführung erläutert, weil das Ziel der Erfindung in erster Linie in einer Hilfe besteht, die Wirkungen der Deformation des Substrats oder der Substrate während des Schritts der Stabilisierung der Substrate durch eine Verringerung in der Verarbeitungstemperatur, die ermöglicht wird. Die Wahlen des Materials für die dielektrische Schicht oder für die Barrieren, die es so ermöglicht, die Temperatur zu verringern, bei der diese Elemente stabilisiert werden, müssen als optionale Aspekte der Ertindung angesehen werden und bieten zusätzliche Verbesserungen hinsichtlicht der Stabilität der Substrate.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Komponenten des Typs mit einem ersten und einem zweiten Glassubstrat (2,3), die gegenseitig durch eine Dichtung (14) abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens auf einem der Substrate (2,3) wenigstens eine Schicht (5,6,7) aus einem organischen Material gebildet wird, dass für die Dichtung (14) ein Material vom Typ Epoxy oder Polyvinylbutyrat (PVB) benutzt wird und dass die Dichtung (14) nach der Positionierung des ersten und des zweiten Substrats (2,3) einer Behandlungstemperatur zwischen 200°C und 300°C ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Dichtung (14) ein Polyvinylbutyrat (PVB) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt der Dichtung auf die Dichtung ein Druck gleich oder größer als 1 kg/cm² und vorzugsweise oberhalb von 2 kg/cm² ausgeübt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (14) eine dünne Schicht bildet, dass die Dicke der Dichtung relativ zu der Breite, definiert als die Trennung zwischen den inneren Kanten und den äußeren Kanten (14a, 14b) der Dichtung 1:n beträgt, wobei n etwa 20 oder mehr, vorzugsweise oberhalb 30 und vorzugsweise mehr als 40 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate (2,3) durch ein Natronkalkglas gebildet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit zusätzlich einem Schritt zum Vakuumpumpen des Raums zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat (2,3) über ein Mittel (16) für den Zugang zu diesem Raum, dadurch gekennzeichnet, dass diese Zugangsmittel nach dem Pumpvorgang durch ein organisches Material auf der Basis von Epoxy oder Polyvinylbutyrat abgedichtet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf wenigsten eines der Substrate (2,3) wenigstens eine dielektrische Schicht (5,6) aus einem organischen Material aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf die dielektrische Schicht (5, 6) aus einem organischen Material eine dünne Schicht aus einem dielektrischen Material (51, 61) aufgebracht wird, zum Beispiel Magnesiumoxid (MgO) durch eine Lösung zur Aufbringung bei Kälte.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet dass wenigstens eine Schicht aus einem organischen Material zwischen der Dichtung (14) und wenigstens einem der Substrate (2,3) eingefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei auf wenigstens eines der Substrate (2,3) eine dielektrische Schicht (5,6) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5,6) durch einen Schritt zur Aufbringung einer dünnen Schicht des Materials gebildet wird, das aus dem Polyphenylquinoxalin (PPQ) und den Polyimiden (PI) ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Schicht (5,6) bei einer Temperatur zwischen 300°C und 400°C stabilisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrische Schicht (5,6) mit einer Dicke von 3 bis 20 µm und vorzugsweise von 5 bis 15 µm ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass einem Material zur Bildung der dielektrischen Schicht (5,6) ein Färbemittel, zum Beispiel das Titanoxid, hinzugefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Material zur Bildung der dielektrischen Schicht (5,6) ein Zusatz von Glaskügelchen hinzugefügt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, enthaltend außerdem die Bildung von Reliefelementen auf einem der Substrate (3), wie Barrieren (7) in dem Fall eines Plasmaschirms, dadurch gekennzeichnet, dass diese Elemente aus einem Material gebildet werden, das keine Erwärmung über 400°C benötigt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Bildung der Reliefelemente (7) ein Polyimid benutzt.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem für die Bildung der Reliefelemente (7) benutzten Material wenigstens ein Zusatzmineral hinzugefügt wird, um die Farbe und/oder den Flusswiderstand zu ändern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass einem die Reliefelemente bildenden Material ein Zusatz aus Glaskügelchen hinzugefügt wird.
Anwendung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 für die Herstellung eines Plasmaschirms.
Plasmaschirm mit einem ersten und einem zweiten Substrat (2,3), die durch eine Dichtung (14) abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (14 ) durch ein Material vom Typ Epoxy oder Polyvinylbutyrat (PVB) gebildet ist und dass wenigstens eines der Substrate (2,3) wenigstens eine Schicht (5,6,7) aus einem organischen Material enthält.