FR2751126A1 - Procede de fabrication d'un dispositif d'affichage, et panneau d'affichage - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne la fabrication des panneaux d'affichage. Elle se rapporte à un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage, qui comprend la formation d'une électrode (2) d'aluminium de configuration prédéterminée, sur un substrat, et le traitement de l'électrode d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant pour la formation, sur une surface de l'électrode d'aluminium, d'un film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant. La solution contient de préférence un composé minéral de chrome hexavalent ou des composés donnant des ions Zn**2+ et PO4 **3+. Application aux panneaux d'affichage à décharge dans un plasma.
Description
La présente invention concerne un dispositif d'affichage et son procédé de fabrication. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de formation d'un film composite sur des électrodes d'aluminium d'un dispositif d'affichage, tel qu'un panneau d'affichage à plasma ou un dispositif d'affichage à cristaux liquides, pour la protection des électrodes d'aluminium contre la corrosion et analogue, et elle concerne aussi un dispositif d'affichage réalisé par ce procédé.
On connaît déjà, comme dispositifs d'affichage, des dispositifs d'affichage à cristaux liquides, des tubes à rayons cathodiques, des panneaux d'affichage à plasma (parfois appelés "PDP") et analogues. Parmi ces dispositifs d'affichage, les panneaux à décharge dans un plasma, qui ont une épaisseur inférieure à celle des tubes à rayons cathodiques, donnent une bonne souplesse d'installation. La construction d'un exemple de panneau à décharge dans un plasma est décrite dans la suite.
La figure 4 est une vue schématique en perspective d'un panneau à décharge dans un plasma en surface piloté en courant alternatif. Deux électrodes d'entretien (aussi appelées "électrodes de dispositif") X et Y sont formées pour chaque ligne L d'affichage matriciel à une surface interne d'un substrat avant 26 de verre. Les électrodes d'entretien
X et Y comportent chacune une électrode transparente 27 et une électrode métallique 28 (électrode de bus), et elles sont recouvertes d'une couche diélectrique 29 pour le pilotage en courant alternatif. Un film protecteur 30 de MgO est formé à une surface de la couche diélectrique 29 par dépôt en phase vapeur.
X et Y comportent chacune une électrode transparente 27 et une électrode métallique 28 (électrode de bus), et elles sont recouvertes d'une couche diélectrique 29 pour le pilotage en courant alternatif. Un film protecteur 30 de MgO est formé à une surface de la couche diélectrique 29 par dépôt en phase vapeur.
Des électrodes 22 d'adressage, une couche diélectrique
A, des nervures 23 de barrage et des couches fluorescentes 24 de trois couleurs (R, V, B) sont placées à une surface interne d'un substrat arrière 21 de verre. Les nervures de barrage 23 ont chacune une configuration linéaire en plan.
A, des nervures 23 de barrage et des couches fluorescentes 24 de trois couleurs (R, V, B) sont placées à une surface interne d'un substrat arrière 21 de verre. Les nervures de barrage 23 ont chacune une configuration linéaire en plan.
Les nervures de barrage 23 délimitent un espace Z de décharge ayant une dimension prédéterminée, et elles cloisonnent un espace Z de décharge le long d'une ligne de l'affichage matriciel pour la délimitation des sous-éléments d'image respectifs. Chaque élément d'image de l'affichage comprend trois sous-éléments d'image disposés suivant la ligne. Le sous-élément d'image est la cellule de décharge dans laquelle les électrodes d'entretien X et Y recoupent une électrode d'adressage 22. Dans le panneau à décharge dans un plasma, des nervures 23 de barrage sont disposées avec un dessin dit "en bande", si bien que les sous-éléments d'image de chaque rangée de l'espace de décharge Z sont placés successivement transversalement à toutes les lignes
L. Les sous-éléments d'image de chaque rangée sont destinés à émettre de la lumière d'une même couleur. Les références 25 et 31 désignent un substrat arrière et un substrat avant respectivement.
L. Les sous-éléments d'image de chaque rangée sont destinés à émettre de la lumière d'une même couleur. Les références 25 et 31 désignent un substrat arrière et un substrat avant respectivement.
Les figures 5(a) à 5(g) et 6(a) à 6(g) sont des coupes illustrant un procédé de fabrication du panneau à décharge dans un plasma représenté sur la figure 4. Plus précisément, les figures 5(a) à 5(g) illustrent un procédé de fabrication du substrat arrière, et les figures 6(a) à 6(g) illustrent un procédé de fabrication du substrat avant.
On décrit d'abord le procédé de fabrication du substrat arrière.
Lorsqu'un substrat 21 de verre a été nettoyé, une couche métallique 32 est formée de cuivre, d'aluminium ou analogue sur le substrat 21 de verre par évaporation sous vide ou pulvérisation cathodique (voir figure 5 (a)). La couche métallique est mise sous forme des électrodes d'adressage 22 par un procédé photolithographique (voir figure 5(b)).
Un verre à faible température de fusion est appliqué au substrat résultant par sérigraphie, puis il est cuit pour la formation d'une couche diélectrique A (voir figure 5(c)).
Une couche 33 d'un matériau pour nervures de barrage est formée d'un verre à faible température de fusion par sérigraphie, puis est séchée (voir figure 5(d)). Un masque est formé d'une matière de réserve photographique ou analogue sur le substrat résultant, puis une partie de la couche 33 du matériau de nervures de barrage qui n'est pas couverte par le masque est retirée par sablage. Ensuite, le substrat résultant est cuit pour la formation de nervures de barrage 23 (voir figure 5(e)).
Des couches fluorescentes sont formées entre les nervures 23 de barrage, par sérigraphie. Ainsi, le substrat arrière 25 est terminé (voir figure 5(f)).
Ensuite, une matière d'étanchéité est appliquée à la périphérique du substrat de verre 21, puis est cuite pour la formation d'un organe 34 d'étanchéité (figure 5(g)).
On décrit maintenant le procédé de fabrication du substrat avant.
Après nettoyage d'un substrat 26 de verre, un film conducteur transparent 35 est formé sur le substrat 26 par pulvérisation cathodique, dépôt chimique en phase vapeur ou sérigraphie (voir figure 6 (a) et 6(b)).
Le film conducteur transparent 35 est mis sous forme d'électrodes transparentes 27 ayant chacune une configuration prédéterminée, par photolithographie (voir figure 6(c)).
Une couche métallique 36 est formée sur l'électrode transparente 27 par évaporation sous vide ou pulvérisation (voir figure 6(d)), et mise sous forme d'électrodes 28 de bus ayant chacune une configuration prédéterminée par photolithographie (voir figure 6(e)). Les électrodes 28 de bus sont utilisées pour réduire la résistance d'interconnexion des électrodes transparentes 27.
Un verre à faible température de fusion est appliqué au substrat résultant par sérigraphie, puis est cuit pour la formation d'une couche diélectrique 29 (voir figure 6(f)).
Ensuite, un film protecteur 30 d'oxyde de magnésium ou analogue est formé sur la couche diélectrique 29 par évaporation sous vide ou analogue afin que les caractéristiques de décharge du panneau à décharge dans un plasma soient meilleures (voir figure 6(g)). Ainsi, le substrat avant 31 est termine.
Le substrat avant 25 et le substrat arrière 31 ainsi fabriqués sont raccordés, les électrodes 22 d'adressage étant perpendiculaires aux électrodes 28 de bus. Un espace délimité par les structures des substrats avant et arrière est évacué et est rempli d'un gaz de décharge. Ainsi, le panneau à décharge dans un plasma de la figure 4 est terminé. On utilise habituellement, comme gaz de décharge, un mélange de gaz rares.
Dans le panneau à décharge dans un plasma, les électrodes de bus et les électrodes d'adressage sont formées chacune d'aluminium ou sont composées de trois couches métalliques de chrome-cuivre-chrome. Les électrodes formées d'aluminium posent les trois problèmes suivants.
Un premier problème est le fait que l'aluminium diffuse dans le verre à faible température de fusion lorsqu'un liant organique contenu avec le verre à faible température de fusion est brûlé pour être chassé et le verre à faible température de fusion est cuit (ou fondu) à une température de ramollissement (habituellement qui n'est pas inférieure à 400 OC) pendant la formation de la couche diélectrique, si bien que les électrodes d'aluminium sont érodées. Cette érosion des électrodes provoque une perte du brillant métallique si bien que l'éclairement venant des couches fluorescentes ne peut pas être réfléchi efficacement.
Un second problème est une réduction du coefficient de transmission des électrodes d'entretien. Plus précisément, les électrodes de bus réagissent avec les électrodes transparentes pendant l'opération de cuisson pour la formation de la couche diélectrique si bien que les électrodes transparentes noircissent. Cette disposition provoque une réduction du coefficient de transmission des électrodes d'entretien et donc une réduction du rendement d'éclairement du panneau à décharge dans un plasma. Bien que des électrodes transparentes d'un film NESA ne présentent pas un noircissement, le noircissement des électrodes transparentes d'un film d'oxyde d'étain et d'indium ITO n'est pas négligeable.
Un troisième problème est le fait que les électrodes d'aluminium se déforment lors de la cuisson du verre à faible température de fusion. La déformation est provoquée par la croissance par recristallisation granulaire dans les électrodes d'aluminium. Cette croissance par recristallisation apparaît même à une température qui ne dépasse pas la température de fusion de l'aluminium. La déformation des électrodes d'aluminium commence à leur surface. Lorsque la déformation des électrodes atteint la surface du substrat de verre, elle peut être observée de manière visible, si bien que la qualité d'affichage du panneau à décharge dans un plasma est réduite. En outre, la croissance par recristallisation peut provoquer une fissuration des électrodes d'aluminium du fait de la migration sous contrainte, avec une rupture en conséquence.
On a déjà proposé, pour la solution de ces problèmes, un procédé de formation d'un film d'oxyde d'aluminium aux surfaces des électrodes d'aluminium par anodisation ou oxydation thermique, et un procédé de revêtement des surfaces des électrodes d'aluminium par une matière telle que l'oxyde d'aluminium ou le nitrure de silicium, ayant un faible coefficient de diffusion et un effet important d'arrêt, par une opération de formation d'un film, par exemple par pulvérisation cathodique ou dépôt chimique en phase vapeur, habituellement utilisé pour la fabrication des dispositifs à semi-conducteur (demandes publiées et non examinées de brevet japonais nO 52-70 751 (1987) et 53-136 957 (1988)).
Ces procédés sont caractérisés en ce que les surfaces des électrodes d'aluminium sont revêtues d'un film isolant qui ne fond pas à la température de cuisson du verre à faible température de fusion. Les trois problèmes précités peuvent être résolus par formation du film isolant.
Cependant, l'opération précitée d'anodisation met en oeuvre un processus compliqué dans lequel une tension est appliquée à chacune des électrodes pour l'oxydation individuelle des surfaces des électrodes, et il faut de quelques minutes à une heure pour l'application de la tension, et les coûts sont donc accrus.
L'opération d'oxydation thermique ne nécessite pas l'application d'une tension, mais elle nécessite un temps de traitement encore plus long que l'opération d'anodisation.
En outre, les procédés précités de formation de film, tels que la pulvérisation cathodique et le dépôt chimique en phase vapeur, couramment utilisés pour la fabrication des dispositifs à semi-conducteur, nécessitent un appareillage coûteux.
Ainsi, les procédés précités nécessitent un temps important et/ou des coûts importants pour le traitement. En conséquence, il est souhaitable de réduire la durée et le coût de la mise en oeuvre du procédé. Ces problèmes se posent non seulement dans le cas du panneau à décharge dans un plasma mais aussi dans le cas d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active dans lequel les lignes de signaux (lignes de bus) et les électrodes de grille de transistors à couches minces (TFT) de pilotage des cellules à cristaux liquides sont formées d'aluminium.
Dans un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage qui comprend des étapes de formation d'une électrode d'aluminium ayant une configuration prédéterminée sur un substrat, et le traitement de l'électrode d'aluminium par une solution qui contient un agent oxydant destiné à former, sur une surface d'électrode d'aluminium, un film composite contenant, comme ingrédient principal, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant.
Dans un second aspect, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma qui comprend des étapes de formation d'une électrode d'aluminium ayant une configuration prédéterminée sur un substrat, de traitement de l'électrode d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant destiné à former sur une surface de l'électrode d'aluminium un film composite contenant, comme ingrédient principal, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant, et de formation d'une couche diélectrique sur le substrat résultant, comprenant ltélectrode d'aluminium.
Dans un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma, comprenant la formation, sur un substrat, d'une électrode d'affichage à structure multicouche comprenant une électrode transparente d'un film conducteur transparent ayant une configuration prédéterminée et une électrode de bus d'aluminium ayant une largeur inférieure à celle de l'électrode transparente, le traitement de l'électrode de bus d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant pour la formation sur une surface de l'électrode de bus d'un film composite contenant, comme ingrédient principal, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant, et la formation d'une couche diélectrique sur le substrat résultant comprenant l'électrode d'affichage.
Dans un quatrième aspect, l'invention concerne un panneau d'affichage à plasma piloté en courant alternatif, comprenant des électrodes d'aluminium ayant chacune une configuration prédéterminée et formées sur un substrat, et une couche diélectrique recouvrant les électrodes, dans lequel les surfaces des électrodes d'aluminium sont recouvertes chacune d'un film composite formé par traitement des électrodes d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant, le film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant 1 'agent oxydant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels
la figure 1 est un schéma représentant les largeurs des bandes de conduction présentes dans un substrat avant d'un panneau à décharge dans un plasma fabriqué selon l'invention
la figure 2 est une couche schématique représentant un substrat arrière d'un panneau à décharge dans un plasma fabriqué selon l'invention
la figure 3 est une coupe schématique d'un substrat avant du panneau à décharge dans un plasma réalisé selon l'invention
la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un panneau à décharge dans un plasma de la technique antérieure
les figure 5(a) à 5(g) sont des coupes schématiques illustrant un procédé de fabrication d'un substrat arrière d'un panneau à décharge dans un plasma de la technique antérieure ; et
les figures 6(a) à 6(g) sont des coupes schématiques permettant la description d'un procédé de fabrication d'un substrat avant destiné à un panneau à décharge dans un plasma de la technique antérieure.
la figure 1 est un schéma représentant les largeurs des bandes de conduction présentes dans un substrat avant d'un panneau à décharge dans un plasma fabriqué selon l'invention
la figure 2 est une couche schématique représentant un substrat arrière d'un panneau à décharge dans un plasma fabriqué selon l'invention
la figure 3 est une coupe schématique d'un substrat avant du panneau à décharge dans un plasma réalisé selon l'invention
la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un panneau à décharge dans un plasma de la technique antérieure
les figure 5(a) à 5(g) sont des coupes schématiques illustrant un procédé de fabrication d'un substrat arrière d'un panneau à décharge dans un plasma de la technique antérieure ; et
les figures 6(a) à 6(g) sont des coupes schématiques permettant la description d'un procédé de fabrication d'un substrat avant destiné à un panneau à décharge dans un plasma de la technique antérieure.
Des panneaux d'affichage fabriqués par des procédés selon la présente invention comprennent des électrodes d'aluminium. Des exemples sont les panneaux à décharge dans un plasma et les dispositifs d'affichage à cristaux liquides, mais l'invention n'est pas limitée à ces exemples.
Des exemples de substrats qui peuvent être utilisés selon l'invention sont un substrat de verre et un substrat de quartz, bien que l'invention ne soit pas limitée à ceux-ci.
Les électrodes d'aluminium sont formées sur le substrat chacune avec une configuration prédéterminée. La formation des électrodes d'aluminium peut être obtenue par tout procédé connu. Par exemple, l'aluminium est déposé sur le substrat par dépôt chimique en phase vapeur, évaporation sous vide ou pulvérisation cathodique, et il est ensuite attaqué à la configuration prédéterminée par photolithographie. Lorsque le dispositif d'affichage est un panneau à décharge dans un plasma, l'invention est appliquée à la formation des électrodes de bus et des électrodes d'adressage. Lorsque le dispositif d'affichage est un dispositif d'affichage à cristaux liquides, l'invention est utilisée pour la formation des électrodes de grille des transistors
TFT (dans le cas d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active) ou des électrodes de balayage et des électrodes de signaux (dans le cas d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice simple). L'épaisseur des électrodes d'aluminium est par exemple de 500 à 4 000 nm pour les électrodes de bus dans le panneau à décharge dans un plasma, de 500 à 2 000 nm pour les électrodes d'adressage dans le panneau à décharge dans un plasma, et de 50 à 300 nm pour les électrodes de grille des transistors TFT du dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active ou pour les électrodes de balayage et les électrodes de signaux pour le dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice simple.
TFT (dans le cas d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active) ou des électrodes de balayage et des électrodes de signaux (dans le cas d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice simple). L'épaisseur des électrodes d'aluminium est par exemple de 500 à 4 000 nm pour les électrodes de bus dans le panneau à décharge dans un plasma, de 500 à 2 000 nm pour les électrodes d'adressage dans le panneau à décharge dans un plasma, et de 50 à 300 nm pour les électrodes de grille des transistors TFT du dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active ou pour les électrodes de balayage et les électrodes de signaux pour le dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice simple.
Selon la présente invention, les électrodes d'aluminium sont traitées par une solution contenant un agent oxydant.
Grâce à ce traitement, les surfaces des électrodes d'aluminium peuvent être recouvertes d'un film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant.
Toute solution connue pour pouvoir être utilisée dans un procédé de formation chimique d'un film convient comme solution contenant l'agent oxydant selon la présente invention. L'agent oxydant utilisé n'est pas soumis à des restrictions particulières dans la mesure où il peut former le film composite, mais on utilise habituellement un agent oxydant minéral. Des exemples comprennent des composés minéraux de l'acide chromique hexavalent tel que CrO3, M2Cr2O7 et M2CrO4 (M étant un atome d'hydrogène ou d'un métal alcalin), HN03 et KNO3. Un acide tel que HF, HCN, H3PO4 ou
HBF4 et un composé donnant des ions Zn2+ peuvent être ajoutés de préférence à la solution. Des acides tels que HF peuvent être utilisés pour l'enlèvement d'un film naturel d'oxyde formé sur une surface d'aluminium et pour l'ajustement du pH de la solution à une valeur qui convient à la formation du film composite à la surface. Les ions Zn2+ et Po43- peuvent être utilisés comme ingrédients du film composite. Des exemples de combinaisons d'ions spécifiques qui peuvent être contenus dans la solution contiennent Cru42~ et F-, Cru42~, Fet CN-, Zn2+, PO43~, NO3- et BF4 et PO43~, Cru42~ et F-. Parmi ces combinaisons, la combinaison de Cru42~ et F- est particulièrement avantageuse. La solution contenant l'agent oxydant précité est habituellement une solution aqueuse. Un solvant organique est ajouté à la solution aqueuse le cas échéant.
HBF4 et un composé donnant des ions Zn2+ peuvent être ajoutés de préférence à la solution. Des acides tels que HF peuvent être utilisés pour l'enlèvement d'un film naturel d'oxyde formé sur une surface d'aluminium et pour l'ajustement du pH de la solution à une valeur qui convient à la formation du film composite à la surface. Les ions Zn2+ et Po43- peuvent être utilisés comme ingrédients du film composite. Des exemples de combinaisons d'ions spécifiques qui peuvent être contenus dans la solution contiennent Cru42~ et F-, Cru42~, Fet CN-, Zn2+, PO43~, NO3- et BF4 et PO43~, Cru42~ et F-. Parmi ces combinaisons, la combinaison de Cru42~ et F- est particulièrement avantageuse. La solution contenant l'agent oxydant précité est habituellement une solution aqueuse. Un solvant organique est ajouté à la solution aqueuse le cas échéant.
Le traitement par la solution peut être réalisé par immersion ou pulvérisation. Les conditions de traitement peuvent varier avec l'agent oxydant utilisé mais on peut habituellement utiliser une température de traitement d'environ 25 OC (température ambiante) à 70 OC, de préférence de 30 à 50 OC, et une période de traitement de quelques secondes à 5 min, de préférence de 30 s à 2 min, peuvent être utilisées.
Grâce au traitement par la solution, le film naturel de l'oxyde peut être retiré des surfaces des électrodes d'aluminium qui sont alors formées avec le film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant. L'épaisseur du film composite peut varier avec l'agent oxydant utilisé et les conditions de traitement, mais elle est habituellement comprise entre 0,1 ssm et quelques microns, de préférence entre 0,2 et 0,5 ixm.
Des exemples de substances particulières dérivées de la solution contenant l'agent oxydant, destinées à être contenues dans le film composite, sont des composés minéraux du chrome trivalent tels que Cor203, CrPO4 et Cr(OH)3, HCrO4.
D'autres exemples de substances contenues dans le film composite sont Zn3(PO4)2 et AlPO4 qui dépendent de la nature de la solution utilisée pour le traitement. Il faut noter que l'expression "ingrédient principal" est définie dans le présent mémoire comme un ingrédient contenu dans le film composite en quantité plus grande que les autres ingrédients contenus. Comme la formation du film composite sur les électrodes d'aluminium peut être réalisée par immersion ou pulvérisation, le temps nécessaire au traitement peut être réduit. En outre, la formation du film composite peut empêcher la corrosion des électrodes d'aluminium et améliorer la résistance thermique des électrodes d'aluminium.
Lorsque les électrodes transparentes sont formées sur les électrodes d'aluminium, la réaction entre les électrodes d'aluminium et les électrodes transparentes peut être réduite. L'oxyde d'aluminium peut être contenu dans le film composite, en proportion qui n'a pas d'effets nuisibles sur la mise en oeuvre de l'invention.
Lorsque le film composite contient un composé minéral de chrome trivalent comme principal ingrédient, l'utilisation d'une solution aqueuse de nitrate d'ammonium et de cérium (IV) permet un enlèvement sélectif du film composite sans attaque de l'aluminium.
Après la formation du film composite, celui-ci est de préférence soumis à un traitement de remplissage des pores par immersion dans une solution contenant un silicate ou analogue.
Dans un autre mode de réalisation, le traitement précité de surface de l'aluminium peut être réalisé avant que le film ne soit mis à la configuration prédéterminée de motifs après le dépôt d'aluminium. Ainsi, le film d'aluminium ayant intrinsèquement une surface tendre est recouvert d'un film plus dur, si bien que la surface d'aluminium peut être protégée contre les rayures qui pourraient être produites pendant la fabrication. En conséquence, la formation de monticules dus à la concentration des contraintes sur les rayures peut être évitée.
Bien que la description qui précède concerne le cas dans lequel des électrodes d'aluminium sont formées directement sur le substrat, les procédés selon l'invention peuvent être appliqués au cas dans lequel des électrodes de deux couches ou plus, par exemple contenant une couche de chrome et une couche d'oxyde d'étain et d'indium formées sur la couche d'aluminium, sont utilisées.
Les étapes qui suivent celles du procédé précité peuvent varier suivant la nature du dispositif d'affichage à fabriquer. Par exemple, le panneau à décharge dans un plasma en surface piloté en courant alternatif indiqué précédemment comprend un substrat arrière et un substrat avant.
Lors de la fabrication du substrat arrière, les électrodes d'aluminium (électrodes d'adressage) et un film composite sont formés sur un substrat de la manière précitée. Ensuite, une couche diélectrique est formée d'un verre à faible température de fusion avec une épaisseur de 5 à 30 ym sur toute la surface du substrat résultant. Des nervures de barrage sont alors formées sur la couche diélectrique. Le procédé de formation des nervures de barrage n'est pas soumis à des restrictions particulières, car tout procédé connu peut être utilisé pour la formation des nervures de barrage. Par exemple, la formation de ces nervures peut être réalisée par application d'un matériau de nervures de barrage (par exemple un verre à faible température de fusion) sur la couche diélectrique, par enlèvement d'une partie prédéterminée de ce matériau de nervures par sablage ou analogue, et par cuisson de la partie résiduelle du matériau. Ensuite, des couches fluorescentes peuvent être formées entre les nervures de barrage. Le substrat arrière est ainsi terminé.
Lors de la fabrication du substrat avant, des électrodes transparentes ayant chacune une configuration prédéterminée sont formées sur un substrat. Des électrodes d'aluminium (électrodes de bus) et un film composite sont alors formés sur les électrodes transparentes. Ainsi, des électrodes d'entretien sont réalisées. En outre, une couche diélectrique est formée à la surface du substrat résultant.
La formation de la couche diélectrique est réalisée de la même manière que dans le cas de la structure du substrat arrière. Ensuite un film protecteur (par exemple d'oxyde de magnésium) est formé sur le substrat résultant. Le substrat avant peut donc être terminé.
Le substrat arrière et le substrat avant ainsi réalisés sont raccordés avec les électrodes d'adressage placées perpendiculairement aux électrodes d'entretien, et la périphérie des substrats est scellée. Ainsi, le panneau à décharge dans un plasma peut être terminé.
En plus de la fabrication du panneau précité PDP à décharge de surface à trois électrodes, ce procédé peut s'appliquer à la fabrication d'un panneau à décharge dans un plasma à deux électrodes opposées dans lequel les électrodes d'affichage X sont disposées perpendiculairement à des électrodes d'affichage Y avec interposition d'un espace de décharge. Dans ce cas, les électrodes X et Y d'affichage sont formées d'aluminium.
La fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active qui utilise des transistors TFT comme éléments de pilotage des cellules à cristaux liquides peut mettre en oeuvre le procédé de la présente invention pour la formation des électrodes de grille d'aluminium des transistors TFT. Pour la formation des transistors TFT du type à décalage inversé, par exemple, un film isolant de grille et une couche de silicium amorphe (utilisée pour les canaux) sont formés dans cet ordre sur les électrodes de grille d'aluminium sur un substrat. Ensuite, des électrodes de source-drain sont formées sur la couche de silicium amorphe. Ainsi, les transistors TFT sont terminés. Le film isolant de grille est par exemple formé de nitrure de silicium, d'oxyde de silicium ou analogue par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur dans un plasma. En général, ce procédé est mis en oeuvre à une température d'environ 350 OC qui est suffisamment élevée pour provoquer la déformation des électrodes de grille d'aluminium avec formation de monticules. La production des monticules peut provoquer des courts-circuits entre les électrodes de grille et les électrodes de source-drain. Cependant, les monticules produits sur les électrodes de grille sont supprimés par le procédé selon l'invention car un film composite disposé en surface empêche la déformation des électrodes de grille si bien que les courts-circuits sont évités. En outre, le procédé selon l'invention peut être appliqué à la formation des transistors TFT comprenant chacun un canal d'une couche de silicium polycristallin, et à la formation des lignes des signaux de balayage et des lignes des signaux de données connectant les électrodes de source et les électrodes de drain respectivement des transistors TFT.
Bien que la description qui précède concerne la fabrication d'un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice active, la présente invention peut aussi s'appliquer à un dispositif d'affichage à cristaux liquides à matrice simple ayant des électrodes de balayage et des électrodes de signaux formées d'aluminium.
Les électrodes d'aluminium couvertes du film composite réalisé par mise en oeuvre du procédé de l'invention ne présentent pas le phénomène de diffusion d'aluminium, la réaction électrochimique de l'aluminium avec les électrodes transparentes, ni la déformation due à la croissance granulaire de l'aluminium, qui posent des problèmes dans la technique antérieure, car le film composite forme un barrage de diverses manières.
La suppression de la diffusion de l'aluminium est réalisée parce que l'aluminium ne peut pas se déplacer dans le film isolant car il est retenu par le film composite. La croissance granulaire de l'aluminium est aussi supprimée.
Une explication plus précise de la suppression de la réaction électrochimique est maintenant envisagée dans l'exemple d'un substrat avant d'un panneau à décharge dans un plasma qui comporte des électrodes d'entretien à structure à deux couches, comprenant chacune une électrode transparente d'oxyde d'étain et d'indium et une électrode d'aluminium (électrode de bus), un film composite de Cr203 formé sur l'électrode d'aluminium, et une couche diélectrique de PbO. La figure 1 est un schéma représentant les largeurs de bande dans le substrat avant, les références a, b, c et d désignant l'électrode transparente, l'électrode d'aluminium, le film composite et la couche diélectrique respectivement. Comme l'indique la figure 1, le film composite c est utilisé comme semi-conducteur de type p et est formé avec des barrières doubles sur ses côtés opposés.
Les barrières empêchent la migration des électrons vers l'électrode b d'aluminium. Ainsi, les problèmes précités peuvent être résolus.
Exemples
On décrit maintenant l'invention en référence à des exemples dans le cas d'un panneau à décharge dans un plasma en surface piloté par un courant alternatif.
On décrit maintenant l'invention en référence à des exemples dans le cas d'un panneau à décharge dans un plasma en surface piloté par un courant alternatif.
Exemple 1
Un substrat arrière de panneau à décharge dans un plasma a été réalisé de la manière suivante.
Un substrat arrière de panneau à décharge dans un plasma a été réalisé de la manière suivante.
Après nettoyage du substrat 1 de verre, une couche métallique d'aluminium de 2 ym d'épaisseur a été formée sur le substrat 1 par pulvérisation cathodique. La couche métallique a été mise sous forme d'électrodes d'adressage 2 (électrodes d'aluminium) a (les ions Al3+ forment de l'hydroxyde d'aluminium et analogues).
Un verre à faible température de fusion a alors été appliqué à la surface du substrat résultant, puis séché et cuit. Une couche diélectrique 4 de 20 tim d'épaisseur s'est ainsi formée.
Une couche d'un matériau de nervures de barrage d'un verre à faible température de fusion a alors été formée sur la couche diélectrique par sérigraphie, puis séchée.
Ensuite, un masque d'une matière de réserve photographique ayant des ouvertures correspondant aux nervures de barrage à former a été réalisé sur la couche du matériau de nervures de barrage, et une partie de cette couche qui n'était pas recouverte par le masque a été retirée par sablage. Ensuite, le substrat résultant a été cuit. Les nervures de barrage 5 ont ainsi été formées avec chacune une hauteur de 150 tlm.
En outre, des couches fluorescentes 6 ont été formées entre les nervures 5 par sérigraphie. Le substrat arrière 7 représenté sur la figure 2 a ainsi été terminé.
Un substrat avant a été fabriqué de la manière suivante.
Après nettoyage d'un substrat de verre 8, un film d'oxyde d'étain et d'indium a été formé sur le substrat de verre 8 par pulvérisation cathodique. Ce film d'oxyde a été formé sur les électrodes transparentes 9 pour la réalisation des électrodes d'entretien ayant chacune une configuration prédéterminée par photolithographie.
Une couche métallique d'aluminium a été formée sur les électrodes transparentes 9 par pulvérisation cathodique, puis transformée en électrodes 10 de bus (électrodes d'aluminium) ayant chacune une configuration prédéterminée obtenue par photolithographie. Les électrodes 10 de bus ont été utilisées pour réduire la résistance d'interconnexion des électrodes transparentes 9. Les électrodes de bus ont subi une opération de revêtement par conversion chimique dans laquelle les électrodes de bus ont été immergées dans une solution aqueuse de "Neonium #CR2" disponible auprès de
Showa Chemical Industry Co. (contenant 0,25 % en poids de
H2CrO4 comme agent oxydant et 0,15 % en poids de HF) à 35 OC pendant 1 min, avant rinçage à l'eau. Ainsi, un film composite 11 de 200 nm d'épaisseur (contenant Cr2O3 comme principal ingrédient) a été formé aux surfaces des électrodes de bus. Le film composite 11 ne s'est pas formé sur les surfaces des électrodes transparentes mais sélectivement sur les seules surfaces des électrodes 10 de bus. Les électrodes transparentes n'ont pas été attaquées par la solution contenant l'agent oxydant.
Showa Chemical Industry Co. (contenant 0,25 % en poids de
H2CrO4 comme agent oxydant et 0,15 % en poids de HF) à 35 OC pendant 1 min, avant rinçage à l'eau. Ainsi, un film composite 11 de 200 nm d'épaisseur (contenant Cr2O3 comme principal ingrédient) a été formé aux surfaces des électrodes de bus. Le film composite 11 ne s'est pas formé sur les surfaces des électrodes transparentes mais sélectivement sur les seules surfaces des électrodes 10 de bus. Les électrodes transparentes n'ont pas été attaquées par la solution contenant l'agent oxydant.
Un verre à faible température de fusion a alors été appliqué sur le substrat résultant par sérigraphie puis cuit pour la formation d'une couche diélectrique 12. Ensuite, un film protecteur 13 d'oxyde de magnésium a été formé sur la couche diélectrique 12 par évaporation sous vide. Le substrat avant 14 représenté sur la figure 3 a ainsi été termine.
Le substrat arrière 7 et le substrat avant 14 ainsi réalisés ont été raccordés, les électrodes d'adressage 2 étant placées perpendiculairement aux électrodes de maintien -(électrodes transparentes 9 et électrodes de bus 10). Un espace délimité entre le substrat arrière et le substrat avant a été évacué puis rempli d'un gaz de décharge. Le panneau à décharge dans un plasma a ainsi été termine.
Dans cet exemple, les électrodes de bus et les électrodes d'adressage formées d'aluminium étaient dépourvues de diffusion d'aluminium et de déformation due à la croissance granulaire. En outre, les électrodes transparentes ne présentaient pas de noircissement par réaction électrochimique entre les électrodes de bus et les électrodes transparentes des électrodes d'entretien.
Exemple 2
Un panneau à décharge dans un plasma a été réalisé pratiquement de la même manière que dans l'exemple 1, mais une solution aqueuse contenant 0,25 % en poids de H2CrO4, 0,1 % en poids de HF et 15 % en poids de H4[Fe(CN)6] a été utilisée comme solution contenant un agent oxydant, et l'opération de revêtement par conversion chimique a été réalisée par immersion des électrodes dans la solution aqueuse à 35 OC pendant 1 min.
Un panneau à décharge dans un plasma a été réalisé pratiquement de la même manière que dans l'exemple 1, mais une solution aqueuse contenant 0,25 % en poids de H2CrO4, 0,1 % en poids de HF et 15 % en poids de H4[Fe(CN)6] a été utilisée comme solution contenant un agent oxydant, et l'opération de revêtement par conversion chimique a été réalisée par immersion des électrodes dans la solution aqueuse à 35 OC pendant 1 min.
Cet exemple a donné les mêmes effets que l'exemple 1.
Exemple 3
Un panneau à décharge dans un plasma a été réalisé pratiquement de la même manière que dans l'exemple 1, mais on a utilisé une solution aqueuse contenant des composants donnant 0,7 % en poids d'ions Zn2+, 1 W en poids d'ions PO43-, 2 % en poids d'ions NO3 et 1 % en poids d'ions BF4, comme solution contenant un agent oxydant, et l'opération de revêtement pour la conversion chimique a été exécutée par immersion des électrodes dans la solution aqueuse à 60 OC pendant 1 min.
Un panneau à décharge dans un plasma a été réalisé pratiquement de la même manière que dans l'exemple 1, mais on a utilisé une solution aqueuse contenant des composants donnant 0,7 % en poids d'ions Zn2+, 1 W en poids d'ions PO43-, 2 % en poids d'ions NO3 et 1 % en poids d'ions BF4, comme solution contenant un agent oxydant, et l'opération de revêtement pour la conversion chimique a été exécutée par immersion des électrodes dans la solution aqueuse à 60 OC pendant 1 min.
Cet exemple a donné les mêmes effets que l'exemple 1.
Exemple 4
Un panneau à décharge dans un plasma a été réalisé pratiquement de la même manière que dans l'exemple 1, mais on a utilisé une solution aqueuse contenant des composés contenant 15 % en poids d'ions PO43-, 0,1 % en poids d'ions Cor042 et 0,025 % en poids d'ions F-, comme solution contenant un agent oxydant, et l'opération de revêtement pour la conversion chimique a été réalisée par immersion des électrodes dans la solution aqueuse à 35 OC pendant 1 min.
Un panneau à décharge dans un plasma a été réalisé pratiquement de la même manière que dans l'exemple 1, mais on a utilisé une solution aqueuse contenant des composés contenant 15 % en poids d'ions PO43-, 0,1 % en poids d'ions Cor042 et 0,025 % en poids d'ions F-, comme solution contenant un agent oxydant, et l'opération de revêtement pour la conversion chimique a été réalisée par immersion des électrodes dans la solution aqueuse à 35 OC pendant 1 min.
Cet exemple a donné les mêmes effets que l'exemple 1.
Le procédé de formation d'un dispositif d'affichage selon la présente invention comprend des étapes de formation d'électrodes d'aluminium ayant chacune une configuration prédéterminée, sur le substrat, et de traitement des électrodes d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant pour la formation, aux surfaces des électrodes d'aluminium, d'un film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant 1 'agent oxydant.
En conséquence, les électrodes d'aluminium formées par le procédé selon la présente invention ne posent pas les problèmes de la technique antérieure, c'est-à-dire de diffusion d'aluminium, de réaction avec les électrodes transparentes et de déformation dues à la croissance granulaire. En outre, le temps nécessaire au traitement et les coûts de celui-ci peuvent être réduits.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et panneaux qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (13)
1. Procédé de fabrication d'un dispositif d'affichage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
la formation d'une électrode (2, 10) d'aluminium de configuration prédéterminée, sur un substrat, et
le traitement de l'électrode d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant pour la formation, sur une surface de l'électrode d'aluminium, d'un film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution contient un composé minéral de chrome hexavalent.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution contient des composés donnant des ions Zn2+ et PO43+.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film composite contient un composé minéral de chrome trivalent.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le film composite contient un composé choisi dans le groupe qui comprend Cr2O3, Cr(OH)2, HCrO4 et CrPO4.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film composite contient Zn3(PO4)2.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode d'aluminium est une électrode de grille d'un transistor à couches minces destiné au pilotage d'une cellule à cristaux liquides.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode d'aluminium est une électrode de pilotage d'une cellule de décharge.
9. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à plasma, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
la formation d'une électrode d'aluminium (2, 10) ayant une configuration prédéterminée, sur un substrat,
le traitement de l'électrode d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant pour la formation, sur une surface de l'électrode d'aluminium, d'un film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant, et
la formation d'une couche diélectrique (12) sur le substrat résultant, comprenant l'électrode d'aluminium.
10. Procédé de fabrication d'un panneau d'affichage à décharge dans un plasma, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
la formation sur un substrat d'une électrode d'affichage (9) à structure multicouche comprenant une électrode transparente d'un film conducteur transparent ayant une configuration prédéterminée et une électrode de bus d'aluminium ayant une largeur inférieure à celle de l'électrode transparente,
le traitement de l'électrode de bus (10) d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant pour la formation, sur une surface de l'électrode de bus, d'un film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant, et
la formation d'une couche diélectrique (12) sur le substrat résultant comprenant l'électrode d'affichage.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'électrode transparente est formée d'oxyde d'étain et d'indium.
12. Panneau d'affichage à plasma piloté par un courant alternatif, caractérisé en ce qu'il comprend
des électrodes d'aluminium (2, 10) ayant chacune une configuration prédéterminée et formées sur un substrat, et
une couche diélectrique recouvrant les électrodes,
dans lequel les surfaces des électrodes d'aluminium (2, 10) sont recouvertes chacune d'un film composite formé par traitement des électrodes d'aluminium par une solution contenant un agent oxydant, le film composite contenant, comme principal ingrédient, une substance dérivée de la solution contenant l'agent oxydant.
13. Panneau d'affichage à plasma selon la revendication 12, caractérisé en ce que le film composite est un oxyde de chrome.
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