PL198101B1 - Substrat szklany zawierający wypukłe szklane elementy, zastosowanie tego substratu, ekran plazmowy zawierający ten substrat, lampa płaska zawierająca ten substrat, oraz sposób wytwarzania tego substratu - Google Patents

Abstract

1. Substrat szklany zawieraj acy wypuk le szklane ele- menty rozmieszczone na cz esci jego powierzchni, zna- mienny tym, ze szklane elementy (20) tworz a co najmniej jeden ci agly murek i s a zbudowane jako integralna cz esc substratu, stanowi ac z substratem jedn a ca losc. 14. Zastosowanie substratu wed lug jednego z po- przednich zastrze zen do wykonania ekranu typu wy swietla- j acego, takiego jak ekran plazmowy. 16. Ekran plazmowy zawieraj acy ukszta ltowany sub- strat wed lug jednego z zastrze zen 1 do 13 stanowi acy powierzchni e tyln a ekranu i substrat p laski stanowi acy powierzchni e przedni a ekranu, substrat p laski jest wyposa- zony na powierzchni wewn etrznej naprzeciw powierzchni wewn etrznej substratu ukszta ltowanego w pierwsz a sie c elektrod, znamienny tym, ze druga sie c elektrod (12) w przybli zeniu prostopad la do pierwszej sieci (13a, 13b) jest umieszczona na powierzchni wewn etrznej (22) ……….. 19. Lampa p laska zawieraj aca ukszta ltowany substrat (10) wed lug jednego z zastrze ze n 1 do 13 i drugi substrat u lo zony naprzeciw ukszta ltowanego substratu, znamienna tym, ze dwa substraty s a utrzymywane w oddaleniu za pomoc a wypuk lych elementów (20). 20. Sposób wytwarzania substratu wed lug jednego z zastrze zen 1 do 13, znamienny tym, ze najpierw wyt la- cza si e substrat dla utworzenia substratu po sredniego (41) zawieraj acego wypuk le elementy, i maj acego przekrój ……. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest substrat szklany zawierający wypukłe szklane elementy, zastosowanie tego substratu, ekran plazmowy zawierający ten substrat, lampa płaska zawierająca ten substrat, oraz sposób wytwarzania tego substratu.

Znany jest substrat szklany wyposażony w wypukłe elementy szklane rozmieszczone na części jego powierzchni.

W opisie patentowym FR 2 788 267 ujawnione zostały szklane elementy dystansowe, które są dołączone do substratu. Szklane elementy dystansowe są zamocowane na panelu za pomocą lepkiego elementu. Elementy dystansowe są oddzielnymi, niezależnymi elementami, które zostały połączone z substratem za pomocą wiązania klejowego.

W opisie patentowym US 3 425 454 przedstawiono szklane pręty zamocowane na substracie za pomocą odpowiedniego kleju.

Chociaż wynalazek nie ogranicza się do takiego zastosowania, będzie on opisany zwłaszcza dla substratów szklanych w odniesieniu do realizacji ekranu płaskiego emisyjnego, a dokładniej ekranu plazmowego. Inne zastosowania, takie jak dla ekranów FED lub lamp płaskich, mogą również być rozważone. Wyrażenie lampa płaska powinno być rozumiane jako obejmujące lampy przeznaczone do wytwarzania komputerów przenośnych i lampy o większych wymiarach dla zastosowań architektonicznych takich jak wytwarzanie tablic reklamowych lub ścianek, na przykład w biurach, niezależnie od technologii wytwarzania tych lamp.

Ekran plazmowy składa się zasadniczo z dwóch substratów płaskich ze szkła. Na co najmniej jednym z tych substratów są nałożone jedna lub kilka sieci elektrod, warstwa materiału dielektrycznego i warstwy wykonane z odpowiednich luminoforów na przykład w kolorach zielonym, czerwonym i niebieskim. Przed połączeniem ze sobą, substraty szklane otrzymują również bariery, których zadanie polega na tworzeniu wielu komórek, które izolują od siebie luminofory, i utrzymywaniu odległości pomiędzy dwoma substratami szklanymi. Te bariery, określane także jako «żeberka» są wykonywane niezależnie od substratów szklanych i nakładane na substrat. Żeberka są uzyskiwane przez nakładanie spieku szklanego na jeden z substratów w procesie, który zawiera etapy powolne takie jak sitodruk, piaskownie, jak również etapy złożone i drogie wymagające zwłaszcza utylizacji pyłu powstającego podczas etapu piaskownia, powstają przy tym pewne problemy związane z zanieczyszczeniami. Ponadto, zauważono degradację funkcjonalną luminoforów, spowodowaną nakładaniem zanieczyszczeń na żeberka podczas procesu wytwarzania żeberek. Dla zapewnienia dobrego działania w zakresie napięć zapłonu elektrod, należy pokrywać elektrody dielektrykiem, którego nakładanie stanowi etap dodatkowy sprzeczny z zawsze pożądanym zmniejszaniem kosztów produkcji.

Substrat szklany zawierający wypukłe szklane elementy rozmieszczone na części jego powierzchni, według wynalazku charakteryzuje się tym, że szklane elementy tworzą co najmniej jeden ciągły murek i są zbudowane jako integralna część substratu, stanowiąc z substratem jedną całość.

Korpus substratu ma dwie przeciwległe powierzchnie równoległe, zaś elementy są zintegrowane z co najmniej jedną z dwóch powierzchni.

Elementy są ułożone wzdłuż co najmniej jednej linii w przybliżeniu równoległej do jednego boku substratu.

Elementy tworzą izolowane klocki.

Elementy są ułożone wzdłuż kilku linii równoległych rozłożonych równomiernie od pobliża brzegu substratu do brzegu przeciwległego.

Linie równoległe są oddalone jedne od drugich o odstęp zmieniający się od 0,2 do 50 mm.

Elementy mają przekrój w kształcie trójkąta, przy czym postawa trójkąta jest zintegrowana z substratem.

Elementy mają geometrię zakrzywioną w sposób wklęsły na poziomie korpusu substratu, i zwężenie w przybliżeniu proste na wierzchołku.

Elementy mają przekrój w kształcie łuku.

Elementy mają wysokość zawartą pomiędzy 0,15 i 12 mm.

Wierzchołek elementów tworzy spłaszczenie, którego szerokość jest mniejsza od 500 pm.

Elementy mają podstawę o szerokości 50 pm do 50 mm.

Substrat zawiera wiele murków, równoległych do siebie i umieszczonych między brzegiem substratu i brzegiem przeciwległym, przy czym dwa murki boczne na przeciwnych brzegach substratu mają większą szerokość niż murki pośrednie.

PL 198 101 B1

Substrat według wynalazku znajduje zastosowanie do wykonania ekranu typu wyświetlającego, takiego jak ekran plazmowy.

Substrat według wynalazku znajduje także zastosowanie do wykonania lampy płaskiej.

Ekran plazmowy zawierający ukształtowany substrat według wynalazku, stanowiący powierzchnię tylną ekranu i substrat płaski stanowiący powierzchnię przednią ekranu, przy czym substrat płaski jest wyposażony na powierzchni wewnętrznej naprzeciw powierzchni wewnętrznej substratu ukształtowanego w pierwszą sieć elektrod, według wynalazku charakteryzuje się tym, że druga sieć elektrod w przybliżeniu prostopadła do pierwszej sieci jest umieszczona na powierzchni wewnętrznej ukształtowanego substratu w przestrzeni znajdującej się pomiędzy wypukłymi elementami podczas gdy dielektryk pokrywa tą drugą sieć elektrod i tym, że luminofory są umieszczone w tej przestrzeni na dielektryku.

Ekran plazmowy zawierający ukształtowany substrat według wynalazku, stanowiący powierzchnię tylną ekranu i substrat płaski stanowiący powierzchnię przednią ekranu, przy czym substrat płaski jest wyposażony na powierzchni wewnętrznej naprzeciw powierzchni wewnętrznej substratu ukształtowanego w pierwszą sieć elektrod, według wynalazku charakteryzuje się tym, że druga sieć elektrod w przybliżeniu prostopadła do pierwszej sieci jest umieszczona na powierzchni zewnętrznej ukształtowanego substratu i naprzeciw przestrzeni znajdującej się pomiędzy wypukłymi elementami podczas gdy luminofory zajmują na powierzchni przestrzeń pomiędzy wypukłymi elementami.

Ekran plazmowy zawierający ukształtowany substrat według wynalazku, stanowiący powierzchnię tylną ekranu i substrat płaski stanowiący powierzchnię przednią ekranu, przy czym substrat płaski jest wyposażony na powierzchni wewnętrznej naprzeciw powierzchni wewnętrznej substratu ukształtowanego w pierwszą sieć elektrod, według wynalazku charakteryzuje się tym, że druga sieć elektrod w przybliżeniu prostopadła do pierwszej sieci jest umieszczona na powierzchni zewnętrznej ukształtowanego substratu i naprzeciw przestrzeni znajdującej się w pomiędzy wypukłymi elementami, i tym, że trzecia sieć elektrod równoległa do drugiej sieci jest umieszczona na powierzchni zewnętrznej substratu i naprzeciw wierzchołków wypukłych elementów, podczas gdy luminofory zajmują na powierzchni przestrzeń pomiędzy wypukłymi elementami.

Lampa płaska zawierająca ukształtowany substrat według wynalazku i drugi substrat ułożony naprzeciw ukształtowanego substratu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że dwa substraty są utrzymywane w oddaleniu za pomocą wypukłych elementów.

Sposób wytwarzania substratu według wynalazku charakteryzuje się tym, że najpierw wytłacza się substrat dla utworzenia substratu pośredniego zawierającego wypukłe elementy, i mającego przekrój w kształcie w przybliżeniu j identycznym do kształtu pożądanego, po czym szkło płaskie wprowadza się pod dużym ciśnieniem do podgrzewanej filiery w taki sposób, że szkło osiąga temperaturę bliską temperatury mięknięcia, a następnie substrat pośredni wyciąga się dla uzyskania substratu finalnego o pożądanym przekroju.

Szkło płaskie wprowadza się do filiery która jest podgrzewana w taki sposób, że szkło osiąga temperaturę bliską temperatury mięknięcia, przy czym dno filiery jest wyfrezowane w taki sposób aby mieć przekrój substratu pośredniego jaki ma być wykonany przez wytłaczanie na wyjściu filiery, następnie wytłacza się substrat pośredni przy wykorzystaniu elementów wytłaczających przy współczynniku wytłaczania, przy temperaturze bliskiej temperaturze mięknięcia szkła.

Wytłaczanie wykonuje się w filierze.

Substrat szklany wyposażony w rozłożone wypukłe elementy szklane dla utworzenia żeberek nie ma wad rozwiązań ze stanu techniki i zapewnia ograniczenie kosztów wytwarzania wyrobów wykorzystujących taki substrat.

Dzięki wynalazkowi nie zachodzi potrzeba stosowania dielektryka dla sieci elektrod ponieważ grubość substratu realizuje funkcje dielektryka.

Po zmontowaniu ekranu, jest zawsze możliwe wykonanie reperacji elektrody. Likwiduje się jedno ze źródeł zanieczyszczeń wewnętrznych ekranów związane z naparowywaniem i niezupełnym wypaleniem składników organicznych stanowiących połączenia sitodrukowe elektrod, i również ryzyko zanieczyszczenia luminoforów przez materiały elektrod typu Ag.

Ukształtowany substrat według wynalazku, zwłaszcza w zastosowaniu dla ekranu plazmowego, zawiera wiele murków, stanowiących «żeberka», równoległe do siebie i umieszczone między brzegiem substratu i brzegiem przeciwległym. Dwa murki boczne na przeciwnych brzegach substratu mają większą szerokość niż murki pośrednie, dla zapewnienia wystarczającej powierzchni spoczynkowej i stykowej w tym obszarze obwodowym dla połączenia dwóch substratów ekranu.

PL 198 101 B1

Ukształtowany substrat według wynalazku może oczywiście być wykorzystywany w innych przykładach wykonania, elementy wypukłe mogą stanowić proste przekładki dystansowe pomiędzy dwoma ściankami, takimi jak na przykład dwie powierzchnie ekranu FED, lub pomiędzy dnem i osłoną lampy płaskiej.

Sposób formowania przez wytłaczanie umożliwia bardzo dokładną kontrolę wymiarową formowanych przedmiotów rzędu kilku promili, co w połączeniu z jednorodnym składem szkła pozbawionego braków, zapewnia dokładną kontrolę parametrów elektrycznych elektrody i dielektryka.

Umożliwia to większą jednorodność od piksela do piksela napięć zapłonu wyładowania jonowego. Ta jednorodność jest rzeczywiście zależna od dokładnej wysokości «żeberka», centrującego elektrody w stosunku do luminoforu i grubości dielektryka.

Inne szczegóły i zalety wynalazku ujawnią się w szczegółowym opisie wykonanym na podstawie uproszczonych rysunków.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia widok w przekroju częściowego przekroju ekranu plazmowego ze stanu techniki, fig. 2 przedstawia w uproszczeniu widok częściowego przekroju ekranu plazmowego według wynalazku, fig. 3 i 4 przedstawiają odmiany wykonania z fig. 2; fig. 5 przedstawia w uproszczeniu urządzenie realizujące sposób uzyskania ukształtowanego substratu według wynalazku; fig. 6 przedstawia widok przekroju w widoku z góry dna filiery pokazanej w urządzeniu z fig. 5; fig. 7a do 7d przedstawiają w częściowym przekroju kilka odmian geometrii elementów wypukłych wbudowanych w substrat według wynalazku; fig. 8 przedstawia w uproszczeniu widok częściowego przekroju ekranu plazmowego według wynalazku wykorzystującego geometrię substratu pokazanego na fig. 7b; fig. 9 przedstawia dodatkową odmianę geometrii elementów wypukłych.

Ekran plazmowy taki jak pokazano na fig. 1 składa się z pierwszego substratu szklanego 10 i drugiego substratu 11 równoległego i umieszczonych jeden naprzeciw drugiego, dla utworzenia odpowiednio powierzchni tylnej i powierzchni przedniej ekranu. Substraty są płaskie, znaczy nie mają żadnego szczególnego elementu zintegrowanego z ich powierzchnią.

Na odpowiednich powierzchniach wewnętrznych 22, 23 substratów 10, 11, leżących na przeciw siebie są umieszczone warstwy stanowiące sieci elektrod 12 i 13, które są ułożone w sposób prostopadły do siebie, tworząc to co się nazywa kolumnami i liniami ekranu określającymi piksele.

Elektrody 12 na powierzchni tylnej, na przykład ze srebra, są pokryte dielektrykiem 14 mającym niską temperaturę topienia, takim jak wykonany na bazie PbO, a elektrody 13a i 13b, warstwą ITO na przykład, są pokryte dielektrykiem 15, również wykonanym na bazie PbO.

Elektrody 13a i 13b powierzchni przedniej tworzą ogólnie podwójne ścieżki elektrod, to znaczy pary dwóch linii elektrod oddalonych o około 70 do 80 pm i połączonych ze sobą.

Elektrody 12 powierzchni tylnej ekranu są ponadto pokryte warstwą 16 luminoforu. Każdy luminofor, koloru czerwonego, zielonego lub niebieskiego, jest oddzielony przez elementy 20 na postawie szkła typu żeberka rozciągnięte w postaci ciągłych murków na prawie całej długości substratu 10 wzdłuż wielu linii równoległych do wzdłużnych brzegów substratu i równomiernie rozłożone z odstępem p na przykład 0,3 mm, który jest funkcją wielkości ekranu i jego rozdzielczości. Ścianki żeberka są również częściowo pokryte luminoforami, to znaczy do poziomu grubości elektrod.

Objętość 17 utworzona pomiędzy dwoma substratami 10 i 11 i w kanałach 21 wyznaczonych przez żeberka, czyli elementy 20 jest wypełniona gazem, na przykład mieszaniną neonu i ksenonu. Podczas działania ekranu, mieszanina gazów jest pobudzana przez przyłożenie napięć na elektrody 12, 13a i 13b, co powoduje generowanie jonów Xe+ i Ne+ emitujących fotony U.V. Fotony U.V. pobudzają luminofory które przekształcają energię wzbudzającą w światło widzialne czerwone, zielone lub niebieskie.

Trzy odmiany ekranu plazmowego wykorzystujące ukształtowany substrat według wynalazku są pokazane na fig. 2 do 4; elementy wspólne z urządzeniem ze stanu techniki są oznaczone tymi samymi oznaczeniami odsyłającymi.

Figura 2 przedstawia to samo rozmieszczenie elektrod jak na fig. 1 na powierzchni przedniej i tylnej ekranu, luminofory są izolowane przez żeberka, które nie są nakładane jak w stanie techniki, tworzą integralną część substratu 11. Żeberka są ułożone wzdłuż kilku linii równoległych równomiernie rozłożone z odstępem p. Elektrody 12 powierzchni tylnej ekranu są umieszczone w kanałach 21 wyznaczonych przez żeberka, czyli elementy 20, zaś warstwa dielektryka 14 leży na luminoforach 16.

Odmiana z fig. 3 wykorzystuje nową konfigurację ukształtowanego substratu według wynalazku, stosując inne rozmieszczenie dla elektrody tylnej 12. Te elektrody są ułożone na przeciw kanałów 21 wyznaczonych przez żeberka, czyli elementy 20 i na zewnątrz substratu szklanego 10 na powierzchni

PL 198 101 B1 zewnętrznej 24. Żadna warstwa dielektryka typu warstwy 14 ze stanu techniki dla tych elektrod nie jest potrzebna ponieważ grubość szkła substratu 10 odgrywa bardzo korzystnie rolę dielektryka.

Jeżeli w odmianach z figur 2 i 3, integracja elementów szklanych jest wykonywana na jednej powierzchni 22 substratu, w drugim przykładzie wykonania substratu zwłaszcza, dla ekranu plazmowego, może być korzystne umieszczenie elementów 20 na obu przeciwległych powierzchniach 22, 24 substratu tak jak pokazano na fig. 4.

Wypukłe elementy 20 powierzchni 24 są co najmniej przeciwne do ścianek murków powierzchni 22 tak, że zwężenia 25 są utworzone naprzeciw niecek powierzchni 22 tak, aby umieścić elektrody 12 powierzchni tylnej z pasty Ag. Ta konfiguracja daje korzystnie druk mogący przyjąć bezpośrednio pastę przewodzącą nałożoną skrobaczka, co umożliwia oszczędności na wykonaniu ekranów metodą sitodruku i materiale elektrod.

Sposób uzyskania substratu według wynalazku wbudowujący szklane elementy 20 typu żeberek jako elementy integralne będzie teraz opisany. Sposób wytwarzania ekranu plazmowego będzie następnie wyjaśniony w taki sposób, aby pokazać ułatwienia w jego wykonaniu wynikające ze stosowania substratu ukształtowanego w ten sposób.

Sposób uzyskania substratu w przykładzie wykonania wynalazku jest wyjaśniony na podstawie urządzenia 30 pokazanego w uproszczeniu na fig. 5, która przedstawia widok przekroju w płaszczyźnie prostopadłej do płaszczyzny taśmy szkła. Urządzenie 30 zawiera piec 31, tłok 32 pchający szkło, filierę 33 przystosowaną do wytłaczania taśmy szklanej pośredniej 41, system regulacji termicznej 34, który umożliwia zapewnienie taśmie pośredniej temperatury potrzebnej do jej wytłaczania, system wytłaczania 35 taśmy dla dostarczenia finalnej taśmy o pożądanych wymiarach i elementy chłodzące, nie pokazane na figurze.

Taśma szkła płaskiego 40 takiego jak szkło wyciągane pozbawione pęcherzyków i wtrąceń stałych jest wprowadzona pod ciśnieniem za pomocą tłoka 32 do pieca 31 i filiery 33. Grubość szkła może się zmieniać od 5 do 20 mm zależnie od dysponowanego podstawowego materiału i zależnie od finalnego przeznaczenia ukształtowanego substratu. Filiera jest podgrzewana w taki sposób, że temperatura szkła może osiągnąć temperaturę mięknięcia. Dno 36 filiery jest grafitowe z racji odporności na ścieranie przez szkło.

Dno 36 filiery, pokazane na fig. 6, jest wyposażone w wycięcie 36a którego motyw jest podobny do przekroju jaki ma być na koniec uzyskany, w stosunku prawie jednokładnym. Jest ono korzystnie łatwo wymienne w korpusie filiery w taki sposób aby można je było dostosować do pożądanego motywu profilu substratu.

Kilka odmian motywów uzyskiwanych dla szklanych elementów 20 zaproponowano na fig. 7a do 7d tytułem przykładu nieograniczającego.

Figura 7a pokazuje kształt żeberka pryzmatyczny o przekroju trójkątnym, podstawa trójkąta jest zintegrowana z substratem. Wierzchołek trójkąta jest korzystnie ścięty dla uniknięcia działania ostrza na elektrody.

Przekrój żeberka z fig. 7b ma częściowo geometrię zakrzywioną w sposób wklęsły na poziomie korpus substratu, tak, że składa się z dwóch krzywych wykładniczych symetrycznych w stosunku do osi prostopadłej do płaszczyzny substratu, a z drugiej strony, zwężenie w przybliżeniu proste na wierzchołku. Promień krzywizny części wklęsłej może się zmieniać od 5 do 100 pm.

Żeberka z fig. 7c mają przekrój w kształcie łuku tak, że objętość żeberka stanowi pół-cylinder.

Można rozważyć na tym samym substracie połączenie żeberek, czyli elementów 20 o różnych przekrojach.

W odmianie z fig. 7d, elementy wypukłe występują na dwóch powierzchniach substratu w sposób symetryczny do płaszczyzny korpusu substratu. Taka konfiguracja umożliwia symetryczne chłodzenie podczas formowania substratu i zwiększa zdolność oddawania ciepła z ekranu podczas pracy dzięki działaniu elementów wypukłych jako żeberek chłodzących.

Na wyjściu filiery, taśma wytłaczanego substratu pośredniego 41 ma przekrój taśmy 42 substratu finalnego będąc z nim w stosunku jednokładności. Jest ona następnie wyciągana za pomocą elementów wyciągających 35, przechodząc bezpośrednio za filierą przez system regulacji termicznej 34, którego celem jest kontrolowanie i regulowanie temperatury na całej szerokości taśmy, która ma z racji swojego profilu asymetrycznego, punkty o różnej temperaturze. Temperatura taśmy przed zmiękczeniem powinna być doskonale jednorodna na całej szerokości taśmy dla zapewnienia współczynnika wytłaczania f stałego na całej szerokości taśmy.

Współczynnik wytłaczania f może zmieniać się od 1 do 20 zależnie od zastosowania finalnego.

PL 198 101 B1

Na koniec, system chłodzenia, przez który przechodzi taśma finalnego substratu 42 umożliwia utrwalenie ostatecznego kształtu substratu.

Tradycyjne elementy do cięcia szkła płaskiego nie pokazane, lub zupełnie inne odpowiednie elementy takie jak laser, są przewidziane dla rozcięcia taśmy 42 wzdłuż szerokości dla uzyskania ukształtowanych substratów 10 o pożądanej długości.

Substraty tak uzyskane będą stanowić powierzchnie tylne ekranów plazmowych, korpus substratu ma na przykład grubość 1 mm, a elementy szklane mają wysokość 150 pm.

Ekran plazmowy według wynalazku, taki jak pokazano na fig. 3 jest wytwarzany w następujący sposób.

Ukształtowany substrat 10 jest utrzymywany przez zasysanie przez odpowiednie elementy, w położeniu poziomym, jego powierzchnia zewnętrzna 24 pozbawiona żeberek jest zwrócona ku górze. Jednolita warstwa srebra w postaci pasty jest nałożona przez sitodruk na tej powierzchni zewnętrznej.

Pasta srebrna jest korzystnie światłoczuła w taki sposób, że jest utrwalana przez ekspozycję substratu na promienie U.V. Gdy warstwa przejdzie etap suszenia substrat jest odwracany, powierzchnia wewnętrzna 22 wyposażona w żeberka jest zwrócona ku górze, dla przyjęcia promieniowania U.V. przeznaczonego dla uwrażliwienia aktywatorów U.V. światłoczułej pasty srebrnej.

Geometria wypukłości substratu, określona w sposób jednorodny przez żeberka, czyli elementy 20, które tworzą kolejne murki izolujące kolory i kanały 21, tworząc miseczki o płaskich dnach przeznaczone do przyjmowania luminoforów, pozwala tym lepiej ogniskować promieniowanie U.V. na dnie miseczki, gdy elektrody 12 z Ag są po utrwaleniu umieszczone dokładnie w liniach przeciwległych do miseczek. Żadna maska fotolitograficzna nie jest więc potrzebna jak w stanie techniki, co daje dodatkową oszczędność w sposobie wytwarzania. Ponadto, struktura murki-miseczki zintegrowana z substratem i metoda nakładania pasty zapewnia zawsze liniowość żeberek i samowyrównanie elektrod z Ag, zasadnicza właściwość dla zapewnienia dużej jednorodności napięć zapłonu podczas działania ekranu.

Wywoływanie elektrod 12 jest wykonywane w sposób znany metodą mokrą, a potem jest stosowane wypalanie w wysokiej temperaturze rzędu 550°C.

Substrat z symetrycznymi elementami wypukłymi jak pokazany na fig. 7d umożliwia bardzo korzystne wykonywanie elektrod srebrnych wyrównanych z żeberkami wewnątrz ekranu, przy zastosowaniu światłoczułej pasty srebrnej, bez konieczności stosowania maski fotolitograficznej. Wystarczy w tym celu nałożenie światłoczułej warstwy srebrnej od strony wewnętrznej ekranu i wystawienie jej na działanie promieniowania UV z przeciwnej strony powierzchni struktury, od strony zewnętrznej.

Dla uzyskania obszaru łączenia dwóch substratów szklanych, jak będzie wyjaśnione dalej, żeberka na krawędziach bocznych substratu nie są stosowane dla nakładania elektrod i luminoforów, ich przekrój może zresztą być inny od przekroju żeberek pośrednich.

Bezpośrednio z boku tych żeberek bocznych mogą być pozostawione żeberka dla umieszczenia elementów biorących udział w działaniu wyrobu, takie jak pochłaniacze gazów, dobrze znane fachowcom, przy czym te elementy umieszczone na obrzeżu obrazu nie będą się stykać z luminoforami, plazmą, lub spiekiem łączącym.

W odmianie geometrii żeberek w odniesieniu do fig. 7b, spłaszczenie wierzchołków żeberek prowadzi do wykonania, na powierzchni zewnętrznej 24 substratu przeciwległej do wierzchołków, drugiej sieci elektrod 12a równoległej do sieci elektrod 12 umieszczonych naprzeciw miseczek (fig. 8).

Powierzchnia zewnętrzna 24 jest tu płaska, ale może być ukształtowana jak na fig. 4, zwężenia będą umieszczone nie tylko naprzeciw miseczek, ale także na naprzeciw wierzchołków. Ta druga sieć elektrod umożliwia przez połączenie z elektrodami 12, szybką naprawę tych ostatnich w przypadku ich uszkodzenia.

Następny etap nakładania elektrod na powierzchni tylnej ekranu polega na nałożeniu luminoforów przez elektroforezę polaryzując elektrody. Ta technika jest dobrze znana przy wytwarzaniu telewizorów, nakładanie luminoforów jest wykonywane na powierzchni przedniej lamp katodowych. Polaryzując elektrody powierzchni 24 substratu, luminofory mogą być nałożone na dno miseczki kanału 21.

Wartości napięć przykładanych do elektrod są ustalane w funkcji określonej geometrii żeberek.

Geometria żeberek z fig. 7b, która umożliwia nakładanie dwóch sieci elektrod sąsiadujących ze sobą, ułatwia nakładanie luminoforów nie tylko na dno miseczki ale również na ścianki murków.

Po wysuszeniu luminoforów, wykonuje się nakładanie spieku łączącego dwa substraty szklane ekranu. Ukształtowany substrat 10 jest układany na nośniku metalowym wyposażonym w elementy zasysające i równomiernie grzejące. Nakłada się spiek łączący na obwodzie ukształtowanego substratu 10, to znaczy w miseczkach dwóch żeberek bocznych i dwóch boków sąsiednich na końcu miseczki żeberek pośrednich.

PL 198 101 B1

Na koniec, substrat 11 powierzchni przedniej, który ma elektrody 13 z wykonanym uprzednio sitodrukiem jest umieszczony na ukształtowanym substracie 10, spoczywając na wierzchołkach żeberek, przy czym elektrody 13 substratu 11 biegną prostopadle do elektrod 12 substratu 10. Zespół ekranu jest umieszczony w zamkniętej komorze, w której jest wytworzona próżnia dla wytworzenia próżni pomiędzy substratami. Następnie gaz jest wprowadzany do wnętrza ekranu przez szczelinę istniejącą pomiędzy dwoma substratami nie dociśniętymi. Połączenie dwóch substratów poprzez spiek łączący wykonuje się przez docisk i podgrzewanie zespołu w komorze pracującej w kontrolowanej atmosferze dla zapewnienia dużej jednorodności temperatury.

Dla wykorzystania zalet struktury substratu z żeberkami zintegrowanymi, może być rozważona odmiana etapów połączenia substratów i wypełnienia ich gazem.

W tej odmianie spiek łączący jest nałożony tylko na dwa boki ukształtowanego substratu 10, które będą umieszczone pionowo w położeniu zamontowanego ekranu, to znaczy wzdłuż boków równoległych do żeberek, co umożliwia kanałom 21 utworzonym przez żeberka mieć swobodne ujście. Po umieszczeniu substratu 11 powierzchni przedniej na ukształtowanym substracie 10 powierzchni tylnej, kanały 21 żeberek są połączone dzięki systemowi odpowietrzania z urządzeniem wytwarzającym próżnię, przedmuchującym i napełniającym. Urządzenie realizuje kolejno etapy polegające na wytworzeniu próżni w kanałach, przedmuchaniu gazem neutralnym takim jak argon i wypełnienie gazem do wyładowań. Swobodny przepływ gazów z jednego kanału do drugiego i bezpośrednie połączenie z tym urządzeniem skraca czas realizacji tych etapów.

Wynikające stąd usprawnienie nie jest pomijalne ponieważ wprowadzenie gazu w rozwiązaniu klasycznym trwa 24 godziny, a w tym przykładzie wykonania kilka godzin, co zapewnia znaczne oszczędności i zmniejszenie kosztów montażu ekranu.

Gdy układ został wypełniony gazem, zamknięcie kanałów uzyskuje się przez miejscowe podgrzewanie i docisk mechaniczny brzegów dwóch substratów, nie mających spieku łączącego. Połączenie pozostałych brzegów ze spiekiem łączącym jest uzyskiwane przez docisk i podgrzewanie tych brzegów.

Podobne etapy realizacji wykorzystania ukształtowanego substratu według wynalazku mogą być stosowane w innych operacjach takich jak wytwarzanie lamp płaskich.

W sposób znany, lampa płaska zawiera dwa substraty umieszczone naprzeciw siebie, które są rozsunięte za pomocą przekładek dystansowych, dla uzyskania przestrzeni zawierającej gaz do wyładowań.

W lampie płaskiej według wynalazku, jeden z dwóch substratów jest płaski, podczas gdy drugi jest ukształtowany, wypukłe elementy 20 szklane stanowią przekładki dystansowe. W innej odmianie przekładek dystansowych elementy szklane są w postaci izolowanych klocków uzyskiwanych przez wycinanie i szlifowanie żeberek wytłaczanych jako ciągłe.

Oczywiście, ukształtowany substrat według wynalazku może być stosowany w dowolnym zastosowaniu, gdzie jest konieczne utrzymanie przestrzeni pomiędzy dwoma ścianami szklanymi, szklane elementy 20 grają tu rolę przekładek dystansowych, co pozwala nadać substratowi nowe właściwości techniczne.

Takie przekładki dystansowe mogą na przykład znaleźć zastosowanie w ekranach FED i zastosowaniach w budynku, gdzie należy utrzymać stałą odległość pomiędzy dwoma substratami. Można tu wymienić na przykład podwójne oszklenia wewnątrz których ma krążyć gaz funkcjonalny.

Także, wymiary podstaw, wierzchołków i wysokości wypukłych elementów 20 i odstęp pomiędzy elementami jak również grubość korpusu substratu zmienia się zależnie od przewidywanego zastosowania ukształtowanego substratu. Poniższa tabela gromadzi kilka wartości dla tych zastosowań: ekran plazmowy, lampa płaska, ekran FED, budynek.

	Plazma	Lampa płaska	FED	Budynek
Grubość korpusu substratu	0,1 do 1 mm	0,5 do 3 mm	0,1 do 3 mm	1 do 4 mm
Odstęp p pomiędzy	0,2 do 0,4 mm	10 do 30 mm	0,2 do 30 mm	10 do 50 mm
Wysokość elementów	150 pm	0,5 do 5 mm	0,4 do 3 mm	0,2 do 12 mm
Szerokość wierzchołka	Mniej niż 100 pm	Mniej niż 200 pm	Mniej niż 50 pm	Mniej niż 500 pm
Szerokość postawy	50 do 400 pm	100 pm do 30 mm	50 do 200 pm	200 pm do 50 mm

PL 198 101 B1

Dzięki nowej technice jaką zapewnia substrat według wynalazku, może on mieć zastosowanie przy wykonaniu płyt mikrosoczewkowych, które są nakładane na płaskie ekrany obserwacyjne dla uzyskania wrażenia trójwymiarowości obrazu. Płyta mikrosoczewkowa jest w ten sposób utworzona z substratu według wynalazku, płaska na jednej ze swoich powierzchni przeznaczonej do położenia na ekranie, i ukształtowana na powierzchni przeciwległej z elementami wypukłymi pół cylindrycznymi tworzącymi soczewki, tak jak pokazano na fig. 9. Grubość korpusu substratu może być zawarta pomiędzy 2 i 5 mm, postawa wypukłego elementu 20 lub także odstęp pomiędzy soczewkami może zmieniać się od 0,15 do 2 mm, a promień krzywizny pół-cylindrów może być zawarty pomiędzy 1 i 3 mm.

Claims (22)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Substrat szklany zawierający wypukłe szklane elementy rozmieszczone na części jego powierzchni, znamienny tym, że szklane elementy (20) tworzą co najmniej jeden ciągły murek i są zbudowane jako integralna część substratu, stanowiąc z substratem jedną całość.
2. 2. Substrat według zas^z. 1, znamienny tym. że korpus subsstatu ma dwie powierzchnie równoległe, zaś elementy (20) są zintegrowane z co najmniej jedną z dwóch powierzchni.
3. 3. Si^u^^si^^t szMany według 1 albo 2, tym. że eleme^y (20) są ułożone wzdłuż co najmniej jednej linii w przybliżeniu równoległej do jednego boku substratu.
4. 4. Substrat według zastrz. 3, znamienny tym, że elementy (20) tworzą izolowane klocki.
5. 5. Bubast^ według zas^z. 1, znamienny tym, że eleme^y (20) są ubożone wzdłuż kiiku Unii równoległych rozłożonych równomiernie od pobliża brzegu substratu do brzegu przeciwległego.
6. 6. Substrat według zas^z. 5, znamienny tym, że Ilnie równoległe są oddalone jedne od drugich o odstęp (p) zmieniający się od 0,2 do 50 mm.
7. 7. Substrat weeług zasto. Z, zi^i^r^ie^i^r^y/ tym, że elementy j2C0 mają przekrój w kkztajcie jrójkąta, przy czym postawa trójkąta jest zintegrowana z substratem.
8. 8. Substrat według 1, znamienny tym, że e^me^y (20) maaą geometnę zakizywioną w sposób wklęsły na poziomie korpusu substratu, i zwężenie w przybliżeniu proste na wierzchołku.
9. 9. Substrat według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy (20) mają przekrój w kształcie łuku.
10. 10. Substrat według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy (20) mają wysokość zawartą pomiędzy 0,15 i 12 mm.
11. 11. Subssrat według zas^z. 1, ζι^^ι^ϊ^ι^ι^^ tym. że wierzcho-ek elementów (20) Zworzy czenie, którego szerokość jest mniejsza od 500 pm.
12. 12. Substrat według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy (20) mają podstawę o szerokości 50 gm do 50 mm.
13. 13. Substrat według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera wiele murków, równoległych do siebie i umieszczonych między brzegiem substratu i brzegiem przeciwległym, przy czym dwa murki boczne na przeciwnych brzegach substratu mają większą szerokość niż murki pośrednie.
14. 14. Zastosowanie substratu według jednego z poprzednich zastrzeżeń do wykonania ekranu typu wyświetlającego, takiego jak ekran plazmowy.
15. 15. Zastosowanie substratu według jednego z zastrzeżeń 1 do 13 do wykonania lampy płaskiej.
16. 16. Ekran plazmowy zawierający ukształtowany substrat według jednego z zastrzeżeń 1 do 13 stanowiący powierzchnię tylną ekranu i substrat płaski stanowiący powierzchnię przednią ekranu, substrat płaski jest wyposażony na powierzchni wewnętrznej naprzeciw powierzchni wewnętrznej substratu ukształtowanego w pierwszą sieć elektrod, znamienny tym, że druga sieć elektrod (12) w przybliżeniu prostopadła do pierwszej sieci (13a, 13b) jest umieszczona na powierzchni wewnętrznej (22) ukształtowanego substratu w przestrzeni (21) znajdującej się pomiędzy wypukłymi elementami (20) podczas gdy dielektryk (14) pokrywa tą drugą sieć elektrod (12) i tym, że luminofory (16) są umieszczone w tej przestrzeni (21) na dielektryku (14).
17. 17. Ekran plazmowy zawierający ukształtowany substrat według jednego z zastrzeżeń 1 do 13 stanowiący powierzchnię tylną ekranu i substrat płaski stanowiący powierzchnię przednią ekranu, substrat płaski jest wyposażony na powierzchni wewnętrznej naprzeciw powierzchni wewnętrznej substratu ukształtowanego w pierwszą sieć elektrod, znamienny tym, że druga sieć elektrod (12) w przybliżeniu prostopadła do pierwszej sieci (13a, 13b) jest umieszczona na powierzchni zewnętrznej (23) ukształtowanego substratu i naprzeciw przestrzeni (21) znajdującej się pomiędzy wypukłymi elementami (20) podczas gdy luminofory (16) zajmują na powierzchni przestrzeń (21) pomiędzy wypukłymi elementami (20).

    PL 198 101 B1
18. 18. Ekran plazmowy zawierający ukształtowany substrat według jednego z zastrzeżeń 1 do 13 stanowiący powierzchnię tylną ekranu i substrat ptaski stanowiący powierzchnię przednią ekranu, substrat ptaski jest wyposażony na powierzchni wewnętrznej naprzeciw powierzchni wewnętrznej substratu ukształtowanego w pierwszą sieć elektrod, znamienny tym, że druga sieć elektrod (12) w przybliżeniu prostopadła do pierwszej sieci (13a, 13b) jest umieszczona na powierzchni zewnętrznej (23) ukształtowanego substratu i naprzeciw przestrzeni (21) znajdującej się w pomiędzy wypukłymi elementami (20), i tym, że trzecia sieć elektrod (12a) równoległa do drugiej sieci (12) jest umieszczona na powierzchni zewnętrznej (23) substratu i naprzeciw wierzchołków wypukłych elementów (20), podczas gdy luminofory (16) zajmują na powierzchni przestrzeń (21) pomiędzy wypukłymi elementami (20).
19. 19. Lampa płaska zawierająca ukształtowany (10) według jednego z zassrzeżeń 1 do 13 i drugi substrat ułożony naprzeciw ukształtowanego substratu, znamienna tym, że dwa substraty są utrzymywane w oddaleniu za pomocą wypukłych elementów (20).
20. 20. Sposób wytwarzania sub^t^i^^t^u według jednego z zastrzeżeń 1 do 13, tym, że najpierw wytłacza się substrat dla utworzenia substratu pośredniego (41) zawierającego wypukłe elementy, i mającego przekrój w kształcie w przybliżeniu identycznym do kształtu pożądanego, po czym szkło płaskie wprowadza się pod dużym ciśnieniem do podgrzewanej filiery (33) w taki sposób, że szkło osiąga temperaturę bliską temperatury mięknięcia, a następnie substrat pośredni wyciąga się dla uzyskania substratu finalnego (42) o pożądanym przekroju.
21. 21. Sposób według zas-trz. 20, znamienny tym, że szkło płaskie się do fiilery (33) która jest podgrzewana w taki sposób, że szkło osiąga temperaturę bliską temperatury mięknięcia, przy czym dno filiery jest wyfrezowane w taki sposób aby mieć przekrój substratu pośredniego jaki ma być wykonany przez wytłaczanie na wyjściu filiery, następnie wytłacza się substrat pośredni przy wykorzystaniu elementów wytłaczających (35) przy współczynniku wytłaczania (f), przy temperaturze bliskiej temperaturze mięknięcia szkła.
22. 22. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że wytłaczanie wykonuje się w filierze.