JPH0574175B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ (a) 感光性の電気的絶縁ガラスのプレートを
紫外線放射に露光して、前記プレートの表面を
横切るが端部までは延びていない平行なストリ
ツプのパターンでそこに潜像を生じさせるステ
ツプと、 (b) 前記ガラスの軟化点よりも低い温度で前記プ
レートを熱処理して、前記ガラスプレートから
化学的に選択除去され得る晶子を前に露光され
たストリツプ部分に発生させるステツプと、 (c) 前記ストリツプ部分に対して横方向の配向で
前記プレートの１つの表面に第１の細長い電極
のアレイを形成するステツプと、 (d) 前記プレートの表面を少なくとも前記ストリ
ツプ部分において溶剤と接触させて、前記スト
リツプ部分における前記晶子を化学的に前記プ
レートの中まで完全に選択除去し、そこに平行
なスロツトを形成するステツプと、 (e) そこに前記平行なスロツトを有する前記プレ
ートの表面に、細長い平行な第２の電極を支え
る電気的絶縁ガラスの支持プレートを重ねるス
テツプとを含み、前記支持プレートは、それに
よつて支えられる第２の電極が前記スロツトと
整列して位置決めされるような関係で配向さ
れ、前記第２の電極は前記第１の電極を横切
り、かつ前記スロツトを介してそれと動作可能
な関係になり、上記ステツプ(c)と(d)はこの順序
で実行される、電極アセンブリを製造する方
法。

２ 前記熱処理は、前記ガラスのアニーリング点
よりも高いがその軟化点よりも低い温度に前記ガ
ラスプレートをさらすステツプと、その後に前記
プレートを前記ガラスの軟化点よりも高い温度に
さらしてそこに結晶を発生させるステツプとから
なる、請求の範囲第１項記載の方法。

３ 前記スロツトは、直線で囲まれた形、Ｖ字形
状、および弓状の形態のうちのいずれかの形態で
ある、請求の範囲第１項に記載の方法。

４ 前記電極は、シルクスクリーニング、蒸着、
高周波スパツタリング、無電解金属めつき、およ
び真空めつきの群から選択された技術によつて与
えられる、請求の範囲第１項に記載の方法。

５ リード線が前記電極に取付けられ、かつ前記
リード線はガラスフリツトで覆われる、請求の範
囲第１項に記載の方法。

６ 前記第１の電極のアレイは、前記プレートの
表面に取付けられる支持プレートの上に支持され
る、請求の範囲第１項に記載の方法。

７ 前記電極は、前記ガラスプレートの熱膨張係
数と比較的近い熱膨張係数を有するニツケル、ス
テンレス鋼、および他の金属合金の群から選択さ
れた金属からなる、請求の範囲第１項に記載の方
法。

８ 前記晶子は、珪酸リチウムおよびアルカリ金
属フツ化物の群から選択される、請求の範囲第１
項に記載の方法。

９ 前記溶剤は、鉱酸である、請求の範囲第８項
記載の方法。

１０ 前記酸は、希釈されたフツ化水素酸であ
る、請求の範囲第９項記載の方法。

１１ (a) 感光性の電気的絶縁ガラスのプレート
を紫外線放射に露光して、前記プレートの表面
を横切るが端部までは延びていない平行なスト
リツプのパターンでそこに潜像を生じさせるス
テツプと、 (b) 前記ガラスの軟化点よりも低い温度で前記プ
レートを熱処理して、前記ガラスプレートから
化学的に選択除去され得る晶子を前に露光され
たスリツプ部分に発生させるステツプと、 (c) 細長い平行なストリツプ状の第１の電極のア
レイを前記ストリツプ部分に対して横方向の配
向で前記プレートの一方の表面に形成し、かつ
細長い平行なストリツプ状の第２の電極のアレ
イを前記プレートの反対側の表面上で前記第１
の電極に対して横方向に配向されかつ前記スロ
ツトと整列して位置決めされるように形成され
るステツプと、 (d) 前記プレートの双方の表面を少なくとも前記
ストリツプ部分において溶剤と接触させ、前記
ストリツプ部分における前記晶子を化学的に選
択除去してそこに平行なスロツトを形成し、前
記第１および第２の電極が前記スロツトを介し
て相互に動作可能な関係にされるステツプと、 (e) 前記プレートの一方の表面に電気的絶縁ガラ
スの支持プレートを重ねるステツプとを含み、
上記ステツプ(c)と(d)はこの順序で実行される、
電極アセンブリの製造方法。

１２ 前記スロツトは、直線で囲まれた形、Ｖ字
形状、および弓状の形態のうちのいずれかの形態
である、請求の範囲第１１項に記載の方法。

１３ 前記電極は、シルクスクリーニング、蒸
着、高周波スパツタリング、無電解金属めつき、
および真空めつきの群から選択された技術によつ
て与えられる、請求の範囲第１１項に記載の方
法。

１４ リード線が前記電極に取付けられ、かつ前
記リード線はガラスフリツトで覆われる、請求の
範囲第１１項に記載の方法。

１５ 前記第１の電極のアレイは、前記プレート
の表面に取付けられる支持プレートの上に支持さ
れる、請求の範囲第１１項に記載の方法。

１６ 前記電極は、前記ガラスプレートの熱膨張
係数と比較的近い熱膨張係数を有するニツケル、
ステンレス鋼、および他の金属合金の群から選択
された金属からなる、請求の範囲第１１項に記載
の方法。

１７ 前記晶子は、珪酸リチウムおよびアルカリ
金属フツ化物の群から選択される、請求の範囲第
１１項に記載の方法。

１８ 前記溶剤は、鉱酸である、請求の範囲第１
７項記載の方法。

１９ 前記酸は、希釈されたフツ化水素酸であ
る、請求の範囲第１８項記載の方法。

発明の背景 この発明者によつてこれと同時に出願されかつ
「Method of Making An Electrode Assembly
（電極アセンブリを製造する方法）」と題されたア
メリカ合衆国出願連続番号第327597号は、ドツト
マトリクスデイスクのプレイパネルのような、相
互に間隔をおかれているがしかし相互に動作的な
関係にある２組の電極を用いることを含む多種な
形式の電極装置があることを指摘している。その
テキストはまた、製造するのが困難でありかつそ
のためアセンブリの価格を非常に増加させるとい
うようなスロツト、穴、溝、またはその他の開い
た通路が設けられた電気的絶縁材料の本体によつ
て、電極が支持されかつ分離されるということを
述べている。

電子装置に用いるための支持構造を製造するた
めのガラス、ガラスセラミツクス、およびセラミ
ツクスの従来の使用と、遭遇する問題とを開示す
る議論も与えられている。ガラス、ガラスセラミ
ツクス、および焼結されたセラミツクスは、高い
耐火度と、雰囲気環境に対する良好な化学的抵抗
と、多種な波長の照射された電磁波に対する相対
的な不活性度と、高い機械的強度を示すが、しか
しドリルや、パンチやまたは他の方法で機械的に
複雑な幾何学模様に形成するのは困難である。

最後に、Stanley D.Stookeyの1953年２月10日
付のアメリカ合衆国特許第2628160号と、1954年
７月27日付の第2684911号と、1961年２月14日付
の第2971853号とを参考する。最初の２つの特許
は、感光度と、わずかな許容誤差に化学的に機械
加工されることがでる能力とを示す熱的に不透明
な（opacifiable）ガラス組成を述べており、か
つ３番目の特許は、感光度、化学的に彫刻される
ことができる能力とを示すガラスセラミツクス本
体の製造を述べている。述べられたオパールガラ
スは、本質的には、重量％で、９−15％のLi₂O
と、全体で０−８％のNa₂Oおよび／またはK₂O
と、９−23％のLi₂O＋Na₂O＋K₂Oと、70−85％
のSiO₂と、AgClとして計算された0.001−0.020％
のAgと、０−10％のAl₂O₈と、０−2.4％のＦと、
０−0.05％のCeO₂とか酸化物をベースにして構
成される。このようなガラス本体の部分が短い波
長の放射、習慣的には紫外線放射にさらされる
と、潜像がこれらの部分に生ずる。そのガラスの
一般に軟化点以下の温度でそのガラス本体の少な
くともそれらの部分をその後に熱処理することに
よつて、ケイ酸リチウムおよび／またはアルカリ
金属フツ化物の晶子がそこに発達し、そこに不透
明性を与える。これらの結晶は、例えば希釈され
たフツ化水素酸のような鉱酸において、そのまわ
りのガラスよりも非常により溶解しやすい。この
晶子と残りのガラスとの間の溶解度の違いが、こ
のようなガラス製品を、工作機械を必要とするこ
となく非常に複雑な形態に化学加工または彫刻
（食刻）できかつそこに穴を形成するために利用
される。

特許第2971853号に開示されたガラスセラミツ
クス製品は、酸化物をベースとして重量％で表わ
すと、本質的には、60−85％のSiO₂と、5.5−15
％のLi₂Oと、２−25％のAl₂O₃とを含み、
Al₂O₃：Li₂Oの比は、1.7：１よりも小さく、か
つこの示された比においての感光性金属は、Au
として計算された0.001−0.03％の金と、AgClと
して計算された0.001−0.3％の銀と、CuOとして
計算された0.001−１％の銅とからなる群から選
択される。これらの上述した範囲内の組成を有す
るガラス本体の部分が、通常紫外線放射のような
短波長の放射にさらされると、潜像がこれらの部
分に生ずる。その後、ガラス本体の少なくともこ
れらの予め照射された領域が、２段階の熱処理を
受ける。このように、これらの部分は、そのガラ
スの焼きなまし点と軟化点との間の温度を受け、
かつそれからそのガラスの軟化点以上の温度を受
ける。この後者のステツプは、その本体の予めさ
らされた部分において結晶化を与え、さらされて
いない部分は、本質的に変化しない。そのさらさ
れた領域は、高い結晶質であり、かつ希釈された
フツ化水素酸のような鉱酸においては残りのガラ
スよりもより容易に溶解することができる少なく
とも１つのリチウムを含んだ結晶相を含む。これ
らのガラスセラミツクス製品は、機械的に強く、
かつ上述した感光性オパールガラスよりも高い温
度での応用例において用いられることができる能
力を有する。

化学的に彫刻可能な感光性のガラスおよびガラ
スセラミツクスは、高い許容誤差の溝、スロツ
ト、穴などがそこにエツチングされる電子および
流体装置を含む多数の応用例において商業的に用
いられることができる。たとえば、ニユーヨーク
のコーニング（Corning）のコーニングガラスワ
ーク（Corning Glass Works）は、商標
「FOTOFORM」で、化学的に加工可能である感
光性のガラス製品を出しており、かつ商標
「FOTOCRAM」として、化学的に加工可能であ
るガラスセラミツクス製品を出している。

発明の目的 この発明の主な目的は、間隔をおかれている
が、相互に動作的関係にある２組の電極を備え、
それらのための支持構造が複雑な幾何学模様から
なつているので、その支持構造から材料を除去す
ることが従来要求されていたような電極アセンブ
リを製造するための改良された方法を提供するこ
とであり、この発明による方法は、支持構造から
材料を除去するための機械加工、ミリング、ドリ
ル穴あけ、パンチ穴あけ、または他の機械的手段
の必要性を除去する。

この発明の別の目的は、交差した電極とセルマ
トリクスとを用いるガス充填されたデイスプレイ
パネルまたはその他の形式の装置内へ組入れられ
ることができる電極アセンブリを製造することで
ある。

図面の説明 第１図は、この発明の方法に従つたアセンブリ
の準備における１つのステージでの電気的絶縁材
料のプレートの平面図である。

第２図は、第１図の線２−２に沿つた第１図の
プレートの断面図である。

第３図は、この発明の方法に従つたアセンブリ
の準備におけるより後のステージでの第２図のプ
レートを組込んで形成された複合製品を示す。

第４図は、第３図の複合製品から準備された完
成したアセンブリの斜視図である。

第５図は、この発明のアセンブリの変形例の断
面図である。

第６図は、その準備におけるより後のステージ
での第５図のアセンブリの断面図である。

発明の概要 この発明の方法は、５つの包活的なステツプか
らなる。第１に、感光性の電気的絶縁材料のプレ
ートが、普通は紫外放射のような化学線斜線にさ
らされて、選択されたパターンでそこに潜像を形
成する。第２に、前記プレートが、前記プレート
材料から選択的に化学的に除去されることができ
る予めさらされた部分において相を発達させるよ
うな態様で熱処理される。

第３に、たとえばアノードの電極のアレイが、
前記さらされかつ相が達成した（または現像し
た；deveiop）成分整列として前記プレートの１
つの面の上に形成される。

第４に、例えばカソードの電極のアレイが、前
記第１の電極のアレイに対して横方向に方向付け
られて前記プレートの反対表面に形成される。

第５に、少なくとも前記さらされかつ相が達成
した部分における前記プレートは、前記さらされ
かつ相を発達した部分における前記相を選択的に
除去するように溶剤と接触され、それにより前記
プレートにスロツトを形成しかつ前記電極のアレ
イを相互に動作的な関係で配置する。

発明の説明 この後の詳細な説明は、上述した特許第
2628160号および第2971853号において開示されて
いる形式の感光性ガラスおよびガラスセラミツク
スについてなされ、なぜならそれらの本来の高い
機械的強度および良好な経時的抵抗、多種な波長
の放射に対する相対的な不活性さ、比較的高い機
械的強度、かつ低い蒸気圧のためである。

添付の図面、特に第１図を参照して、感光性ガ
ラスからなるプレート１０が、紫外線放射に対し
て不透明な材料からなるパターン化されたマスク
を介して、コリメート化された紫外線放射にさら
されるか、または他の方法で、第２図に示される
ようなプレート１０の本体を通る平行な直線的な
さらされた領域20の形式で潜像を生ずる。第１図
において、領域20は、プレート１０の端縁まで伸
びていないことがわかる。このことによつて、プ
レート１０の端縁部分は、決まつた位置にあるま
まであるから、それによりさらされた領域20から
その部分がその後に除去されてもプレート１０の
一体性を維持するように働く。もちろん、さらさ
れた領域２０が化学的に除去された後も、他の構
成がプレート１０を一緒に保持するように工夫さ
れることもできることが認識できよう。プレート
１０はそれから、一般に、ガラスの軟化点よりも
低いがしかしその変態範囲よりも上にある温度に
加熱され、さらされた領域20において、ケイ酸リ
チウムおよびアルカリ金属フツ化物の群から選択
された晶子を生じる。

次に、第２図に示されるうように、アノード電
極として動作されるべき平行のまつすぐな電極３
０のアレイが、何らかの適当なプロセスズプレー
ト１０の底表面１２に形成される。電極３０は、
さらされかつ発達された領域20と整列する。第２
図に示されるように、アノード３０は、任意の適
当な幅からなる平坦なストリツプ状の本体として
示されている。

その後、第３図に示されるように、グローカソ
ードとして動作されるべき平行で直線的な電極４
０のアレイが、任意の適当な技術によつて、アノ
ード電極３０に横方向に配向されたプレート１０
の頂部表面１４に与えられる。第３図および第４
図は、任意の所望の幅からなる平坦なストリツプ
状の本体としてこれらのカソードを図示する。

結晶化された部分２０は、たとえば希釈された
フツ化水素酸のような鉱酸と接触して、これらの
部分を溶解し、それにより開いたスロツト５０を
形成しかつ構造を第３図に示されるようなものに
する。これゆえ、アセンブリが第４図に示される
ように製造され、それは、スロツト５０のアレイ
を有するプレート１０を備え、アノード電極３０
が各スロツトに整列しかつ複数のカソード電極４
０がスロツト５０と交差して配置される。このア
センブリは、リードがそこに取付けられた後、ガ
ス充填されたデイスプレイバネルまたは他の形式
の装置に組入れられることができる。

アノードとカソードとが、高い電気的に伝導性
でありかつプレート材料のものと比較的近い熱膨
張係数を示す任意の適当な材料から形成されるべ
きであることは理解できよう。習慣的には、電極
は、金属製であり、ステンレススチールやニツケ
ルまたは要求される膨張特性を示す合金から製造
される。電極を与える方法は、蒸着、シルクスク
リーニング、RFスパツタリング、エレクトロレ
ス金属および電気メツキ、ならびに真空メツキを
含むが、しかしそれらに限定されるものではな
い。

さらに、直線で囲まれたスロツト以外の構成、
たとえばＶ形状の溝や弓状の溝などが、同様に最
終のアセンブリで動作可能であろう。

第５図および第６図は、第１図ないし第４図に
示される基本的な方法の変形例を示す。このよう
に、プレート１０は、パターン化されたマスクを
介して、コリメート化された紫外線放射を受け
て、プレート１０の本体を通る平行な直線状のさ
らされた領域20の形式で潜像を生じる。その後、
プレート１０、ガラスの変態範囲と軟化点との間
の温度で加熱処理されて、領域20においてケイ酸
リチウムおよびアルカリ金属フツ化物の群から選
択された晶子を発達させる。

平行な直線状のカソード電極４０のアレイが、
結晶化された領域20に横切る方向でプレート１０
の頂部表面１４に任意の適当な方法によつて与え
られる。複数の平行な直線状のアノード３０が、
支持プレート６０の表面に適宜な手段によつて与
えられる。支持プレート６０は、たとえばガラス
のような電気的に絶縁性の材料から準備され、か
つアノード３０がプレート１０の結晶化された領
域20と整列するようなプレート１０に対する関係
で方向付けられる。

その後、プレート１０が、任意の適当な手段に
よつて支持プレート６０に取付けられる。頻繁に
は、プレート１０および６０のものよりも低い溶
融温度を有するシーリングガラスフリツトが、プ
レート１０および／または支持プレート６０の接
触領域に与えられる。アセンブリはそれから、十
分に高い温度で加熱されて、シーリングガラスフ
リツトを溶融しかつそれによりプレート１０およ
び６０を一緒に結合する。最後には、結晶化され
た部分２０が、鉱酸と接触して、それらの領域を
エツチングし開いたスロツト５０を形成する。

完了したアセンブリは、セルのマトリクスを備
え、それは、リードがそこに取付けられた後、ガ
ス充填されたデイスプレイパネル、または交差し
た電極およびセルマトリクスを用いる他の形式の
装置において、用いられることができる。必要条
件ではないが、リードは好ましくは、取付けの際
にフリツトで覆われて、機械的損傷や雰囲気の腐
蝕から保護するようにしてもよい。

この発明のサセンブリは、２つまたはそれ以上
の個々のユニツトが、所望の構成で形成され、か
つ従来のフリツトシーリングまたは他の手段によ
つて一緒に結合されるので、多ユニツト構造の製
造に容易に役立つ。

最後に、ガラスセラミツク本体のより高い強度
およびより大きな耐火性が望まれる場合には、熱
処理は、特許第2971853号において開示された態
様に従い、かつまず、焼きなまし点と軟化点との
間の温度をそのガラスに受けさせ、かつ第２に、
そのガラスの軟化点以上の温度に加熱し、前もつ
て短波長放射にさらされたガラスの部分において
高程度の結晶化を生ずるようにしてもよい。

以上のような本発明においては、以下のような
望ましい効果が得られる。

(i) 電極をスロツトに橋渡しして形成することが
でき、しかもそれらの電極がエツチング後に残
された領域と密接な接合状態を維持することが
できる。このことは、プラズマ表示パネルにお
いて種々の形態のクロストークを防止するため
に非常に重要なことである。

(ii) 形成される電極によつて機械的強度が補強さ
れるので、感光性ガラスプレートを、もしその
補強がなければ手で取扱うことが困難な幾何学
的な形状にも仕上げることができる。

(iii) エツチング後にはその感光性ガラスプレート
上に施すことが困難かまたは不可能な或るプロ
セスをエツチング前に施すことができる。例え
ば、シルクスクリーンなどの工程である。