TW588395B - Method for forming a dielectric film - Google Patents

Description

588395 五、發明說明（1) 【發明背景】 a.發明之領域 本發明係關於形成一種電介質層的方法以及，尤有關 於形成具有相當大的厚度與面積的一種電介質層的方法。 本發明亦關於在基板表面上形成一種電介質層的系統。 b ·相關技術之描述 电采顯不板（plasma display panel ;PDP)是一種熟 知的平面顯示面板，尤其適合實現於大型螢幕，及一般使 用在個人電腦、工作站、或壁式電視。 ，，顯示板具有一前面板以及一背面板，包央··複數 “ϊϊί持電極以及一厚電介質層於其中，•中該複數 地牛开^成於二面板上而該複數維持電極與該厚電介質層連續 括」介電：：板上。為了形成厚電介質層於前面板上，包 ΐ刷i敷至前面板上，並藉由網版 2佈或、、彔色片技術，拍^ Ϋ ίΰά , JL,

Li 料粉末的反應溫度’然'後烘 介質層包括；。成Sir具有大的厚度，則該電 質層：：^二般或是Λ大氣严力下實施，其中若該電介 時須維持在供烤溫度3 ^的居度’則該電介質層在烘烤 該電介質層具有一 ^長的時間。該烘烤溫度允許 氣泡，以使嗲 &^ ，藉此由該電介質；中釋放 如日本H8_1 7337 JL斤=透明度。 斤迷的加熱以及烘烤該電 588395 五、發明說明（2) 介質層的方法，對於在一減低環境壓力環境下，例如 〇.27Pa至0.40 Pa，，其中該電介質層在加熱過程中允許有 效率的釋放破裂氣泡中的氣體成分。 在上述的技術中，若該電介質粉末在一低環境溫度下 雙烘烤，將降低其流動性，因此去除氣泡的效果相對的被 限制。為了提高去除氣泡的效果，須考慮實施較長的烘烤 時間，或就單一電介質層實施複數次的烘烤。然而，這對 獲得該電介質層來說，意味著較低的生產量以及較高的成 本。 此外，由於降低的壓力使在該溶融電介質材料中的氣 泡普遍膨脹，而該較低的流動性會留下較大尺寸的氣泡 (或氣隙）在該組合的電介質層中。這牽涉到該組合電介質 層之崩潰電壓的減少，尤其是在低熔點玻璃的情況下，一 般烘烤溫度是約在其軟化點附近。進一步來說，若因氣泡 的產生而降低透明度，則從該組合的PDP所釋放的亮度會 較差。 · · " 【發明之概述】 在習知技術中鑒於上述的問題，本發明的目的是提供 _ 一種相對較厚且具有較高的透明度以及較高的亮度的電介 貝層的形成方法，而不使用長時間的烘烤或不牽涉到生產 力的降低。本發明亦提供一個形成此種電介質層的系統， 尤其適合於製造PDP。 本發明提供一種電介質層的形成方法，包括以下步

第6頁 娜395

緣層，位於基板上並包含有電介質材料；提 ^ =層％境的溫度至該電介質材料的反應溫度或反應 ΐ;質材斜在環境的溫度到達反應溫度之前，降低該 降低的产产的壓力；在一特定的時間點，增加之前被 = 到達大…’同時維持溫度於反應溫度 产π 2 ^ ，亚降低％境的溫度到該絕緣層固化的溫 度，冋時維持環境的壓力於大氣壓力下。 裝置本一電介質層的形成系統，包括：-成膜 ",在上板上形成一包含有電介質材料的絕緣層； 料二ζ，=以增加該絕緣層環境的溫度到達該電介質材 或反應溫度之上；一壓力控制單元，用以在 溫度到達反應溫度之前，減少該絕緣層 、：ί:乳體導引單元’用以導引氣體使其在反應 的溫度加熱，藉此使之前減少的環境 氣壓力，同時維持環境的溫度在反應溫度或 if': 及一冷卻單& ’用以降低環境的溫度至該 、、邑緣層固化溫度1時維持環境的壓力於大氣壓下。 依據本心明的方法及系統，在該 或氣隙)的數目可藉由降低環境壓力而減少質二】 =力：低後，存在於該絕緣層中的氣泡尺寸可藉由增壓 目及尺寸可以減小，ί二:=::層"’該氣泡的數 膜特性，例如較高的忍以”電優越的薄 彳电缓、較南的密度、較高的透明 度0

588395 五、發明說明（4)

特徵、優點將由以下的敘 本發明的以上及其他目的 述更顯清楚，參照附圖。· 的 本發明之較佳實施例】 以下，本發明將參照附圖 組成元件將以類似的數字表 而更詳細敘述，其中該類似 〉1乂 ° 妒成艮據本發明的第一實施例之-電介質層的 =統二=括：一批次型烤爐100A，收容有固定檯1〇4 /、 基板110固定安置於固定檯104上，並有四個加 ^器101環繞在固定檯104周圍。該批次型烤爐1〇〇八與以下 破置相連接：一排氣系統丨〇3 ,包含排氣閘閥丨〇2 ; 一漏流 系統1 0 8，包含閘閥j 〇 5 a ;—氣體再導入系統j 6，包含有 閘閥105b ;以及一氣體加熱器1 〇g ;與一氣體導引系統 107，包含有閘閥105c。

參知圖2 A以及圖2 B，顯示於圖1之系統中的環境壓力 分佈圖及環境溫度分佈圖，以在該基板丨[〇上形成一電介 質層。首先’包含電介質粉末的漿料被塗佈在該基板11〇 上’接著將該基板110放置於該固定檯1〇4上。繼而，該烤 爐li〇A的溫度如圓2B中（b)所表示而增加，並處於如圖2八 中（a)所表示的正常壓力下。在此步驟中，若該電介質粉 末包含有機成分，該環境溫度升高到例如250 °C至450 °c的 溫度’其允許該有機成分在此環境環境下能夠被分解及吸 收。該加熱程序可在大氣條件下執行，及最好是在包括有 例如氧氣的環境環境下執行，藉此減少反應程序時間。

第8頁 588395 五、發明說明（5) 在環境温度到達軟化點或反應溫度（由點線所表示） 前’其允許該電介質粉末軟化及溶解，該排氣系統丨〇3運 作以減少該烤爐100A中的環境壓力，如圖2A中（c)所表 示。在減少環境壓力時，該環境溫度被提高至反應溫度， 例如450艺至700 °C。同時維持該環境溫度在反應溫度之 上，如圖2B中（f)所表示；該環境壓力被增加，如圖^中 (e)所表示，在一指定之時間點提高至相等於起始壓力的 壓力。此時間點由反應進行的程度決定，例如在玻璃粉末 中的欲粒比較谷易輕合在一起的。 、在維持該環境壓力（e )的同時，該烘烤溫度由反應溫 ^，漸降低至允許該溶融的電介質粉末固化並形成一厚電 介質層的溫度。在此程序中，該環境溫度漸被降低，同時 維持該環境壓力。然而，在烤爐1〇〇人中，當增加該環境壓 力時該環境溫度可能被降低。 、^藉使用以上程序，殘曾在該組合電介質層中的氣泡 (或氣隙）數目可被降低，該氣泡的尺寸·亦可降低，藉此一 2 w質層可具有優良的特性，例如高密度及高透明性可 優越的生產量而獲得。該薄膜技術，若應用於pDp上 電介^的覆蓋電極’對電介質層來說亦可達到高忍耐 步i可可靠度。因此該薄膜程序藉加上單-烘烤 PDP的成本 電介質層’該程序時間的減少亦可降低該 #斤在增加該環境壓力的步驟（e)中’一種氣體例如乾 虱軋可藉由該氣體再導入系統106導引入該烤爐1〇〇A之，、 588395 五、發明說明（6) 中。此程序在增加烤爐1〇〇A中的該環境壓力步驟時，維持 烤爐100A之中的環境溫度在反應溫度之上。 參照圖3，根據本發明的第二實施例，用以形成一電 · 介質層的系統，包括了傳動帶型線性烤爐100β，其與一基 板運輸系統1 11相關。該線性烤爐1 〇〇Β包括：_加熱室 - 120 ’用以在大氣壓力下加熱該基板ho、一負載置換室 130、一烘烤室140，用以在一減小的壓力下烘烤該基板、 一負載置換室150、及一冷卻室160，以上裝置沿著該基板 運輸糸統111運送該基板11 〇的方向依序安置。該負載置換丨 至130具有一入口闕131及一出口闕132，而該負載置換室 150具有一入口閥151及一出口閥152。 $亥負載置換室1 3 0 ’與以下裝置相連接：一排氣系統 l〇3a，包含排氣閘閥i〇2a ; —氣體再導入系統1〇6a，包含 氣閥1 0 5 d與氣體加熱器1 〇 9 a ;以及一氣體導引系統1 〇 7， 包含氣閥105e。該置換室lb〇，與以下裝置相連接：一排 氣系統103c，包含排氣閘閥l〇2c ; —氣·體'再導入系統 10 6b ’包含氣閥i〇5f與一氣體加熱器i〇9b ;以及一氣體導 引系統107b，包含氣閥l〇5g。 在以上的構造中，該加熱室120設置在置換室13〇之 4 前，而烘烤室140設置在置換室150之前。該烘烤室14〇包 括一加熱器1 〇 1。 在操作如圖3的系統時，一基板1 1 〇塗佈上包含有電介 質粉末的漿料，並藉由該基板運輸系統111在箭頭A方向上 運送’並經由該加熱室120導入該入口閥131。在加熱室

第10頁 588395 五、發明說明（7) 120中’該基板在運輸過程中溫度會增加，而增加的溫度 取決於該基板1 1 〇所在的位置。亦即，該基板1 i 〇是沿著預 先決定的溫度分佈而加熱且在大氣壓力下具有指定的溫度 斜率。 在導引該基板110進入該入口閥131之前，該置換室 130在該入口閥131與該出口閥132的位置關閉，並於該腔 室130之内維持類似於加熱室12()的大氣壓力。接著，該入 口閥131打開使該基板110進入該置換室13〇，繼而關閉該 入口閥131。然後，在該置換室丨3〇中提高其環境溫度。 在該置換室1 3 0中的環境溫度到達反應溫度之前，該 排氣閘閥102a是開啟的，用以排出該置換室13〇甲的氣 體，藉此該置換室130中的環境壓力被降低到該 烤室140中壓力。 f & $厂 然後，該出口閥132開啟以傳送該基板11〇由該置換 IjO一至該烘烤室140。在該洪烤室14〇中，該環境溫度會沿 分佈而Λ變’而此溫度分佈相關於該基板 11 0所在的位置。該電介質層受到、、w i低 斜率影響，同時該基板被運送於該X刀7 的溫度

介質層曝露在反應溫度之下'然中直到該電 應溫度之上，同時該基板被運送層維持在』 在該基板110由該置換室130傳误至 後’由該氣體加熱器109a所加熱的乾烤尸40之 該置換室130之中，然後處於閒置/乳氣迅速的被導> 110。 1置狀態以等待另一個基板

588395 五、發明說明（8) 該置換室150於該入口閥151與該出口閥152的位置封 閉’並維持裡面的環境溫度及環境壓力與在該烘烤室14〇 端的環境溫度及環境壓力相等。然後，該入口閥丨5 1開啟 以接收該基板110進入該置換室15〇，該基板丨1()已被傳送 過該烘烤室1 4 〇。

被接收入該置換室150的該基板110，於該置換室15〇 其中傳送，並維持於反應溫度。該氣體再導入系統1〇6b在 一特定時間引導氣體進入該置換室丨5 〇中，藉此使該置換 室1 5 0中的環境壓力迅速提高到與該冷卻室丨6 〇中的壓力相 專。在該氣體導入期間，該氣體被導入該置換室15〇中以 增加其環境壓力，同時該氣體藉由該氣體加熱器丨〇 9b加 熱’藉此避免該環境溫度下降到反應溫度以下。 然後該出口閥1 5 2打開以傳送該基板11 〇進入該冷卻室 1 6 〇中’接著關閉該出口閥丨5 2。然後該置換室丨5 〇排氣以 降低該置換室1 5 0裡面的環境壓力，並處於閒置狀態直到 另一基板導入其中。該出口閥152在該置換室15〇完成排氣 並降低其中的環境壓力之後關閉，藉以使該冷卻室丨6 〇具 有碑排氣之前相等的環境壓力。 該冷卻室1 60具有的溫度斜率或溫度分布，相關於該 基板110在傳送過程中所在的位置。因此，在該置換室15〇

中的環境壓力已被提高之情況下，在該基板丨丨〇傳送於該 冷部室1 6 0期間’該基板丨丨〇沿著溫度斜率逐漸地被冷卻。 這允許了在聚料狀態的該電介質材料固化成一厚電介質

第12頁 五、發明說明（9) 如以上所述的，該傳叙 件例如環境溫度及環境Μ =e f性烤爐1GGB ’該供烤條 爐100B中傳送的位置所決 =土於該基板在傳動帶型烤 被設置藉由導引該受熱空氣用及該置換室!5〇 環境壓力。該受埶空氣抽# γ在火、烤程序期間，改變該 境溫度的改變，傳動帶型烤爐10°Β中的環 該傳動帶型烤爐咖明顯的改善了該薄膜= 令包f ? :Y「PDP可藉由圖1到圖3所示的系統製造，其 令包彼此相對的一前面板10以及一背面板20。 ;:面板20 ’包括：一背基板21 ; 一白色電介質層 入-Ϊ爻選擇電極23 皮包夹在該背基板21以及該白色電 =:2之間；及複數的碟，配置於該白色電介 上並破阻隔壁24分離。該前面 ， 一 複數持續電極12a；51?h山、未。货 刖暴板11’ 配置二透明導電模所製成，並間隔地 此罝於刖基板J J之上；一屋 .， 激 丄 厚電"貝層13，由低熔點的玻璃 14。 ’並覆盍住該複數持續電極12a及12b ;及一塗覆層 在如上所述的表面放電型pj)p中，因為配置在該背基 板2上的該，磷25，發射光線通過該前面板1〇到達該螢幕"， 名别面板1 〇的透明度，以及尤其是該厚電介質層1 3，都大 大影響了該PDP的輸出特性。 、 在形成該厚電介質層13於前基板11之上的程序中，該 複數持續電極12a及12b首先形成於前基板11之上，接著塗 588395 五、發明說明（10) 佈包含有電介質粉末的嗜 前基板11之上，並將其於該持續電極12a與12b以及該 料藉著網版印刷法、涂=形成該厚電介質層13。該漿 厚絕緣層。取代的方法，模具塗佈技術塗佈形成一 綠色片而形成。 μ厚絕緣層13可藉由壓上複數層 在乾燥位於該前基板丨彳 層13藉烘烤該漿料而形成 料之後’該厚電介質 佈。 风尤、烤條件如圖2Α及2Β所示的分 〃體而σ首先，該殘留在乾燥漿料中的有機成 分，例如，粉狀的絕緣膜，扁女名 ^^在大乳壓力下藉由加熱將其分 Lί盆ΐΐ 之中的該電介質材料到達其反應溫 ;i:，〗中§亥電介質材料就已軟化及溶融，且降低該環 埏歷力，藉此移除殘留在粉末層中的成分以及在組合的厚 電介質層中形成的氣泡’此過程是在減低壓力及適度的溫 度下進行。該減低的壓力可能設定於10hPa或更低。 繼而，該絕緣層在減低的環境壓力下'被加熱至反應 溫度或反應溫度以上，然後該環境壓力在一指定之時間 點：重新開始增加至約大氣壓力，同時維持該環境溫度在 反應溫度之上。該環境壓力的增加是藉由導引受熱氣&進 入腔室中而執行，以避免其溫度下降。該環境壓力可設定 在約lOOhPa以替代大氣壓力。該環境壓力在該階梯式的分 布中，可增加數次。該恢復的環境壓力被維持到該環境溫 度降低至室溫並固化了該溶融電介質材料。 為比較本發明及習知技術，習知技術中的環境壓力及

第14頁 588395

二，/皿度刀布分別顯示於圖5八及冗之中。圖Μ及⑽亦顯示 ^於另一個習知技術中的環境壓力·及環境溫度分布。 人趙ΐίΐ顯示於圖5AA5B之分布的習知技術中，在該電 二& 彳加熱之前’於烘烤程序的初期階段，該環境壓 比\卩低，並且該降低的壓力被維持直到烘烤程序的後期 在此後期階段該環境溫度從反應溫度降低至室溫。 在使用顯示於圖6A及68之分布的另一個習知技術中， 该裱境壓力從初期階段到後期階段均維持在大氣壓力，而 ，期階段到後期階段期間，該環境溫度從升高至反應溫 度之上到降低至室溫。 由實驗已確定該使用圖^及⑽之分布的另一個習知技 術，在組合的厚電介質層中形成氣泡的情形最嚴重，及使 用於圖5A及5B之分布的習知技術，亦形成相當多量的氣 泡0 相較之下，以上使用如圖^及28所示之分布的實施 例，產生最少的氣泡，且此外該殘留於電介質層的氣泡具 有較小的尺寸，顯示本發明值得注意的優點。^氣泡的ς 在及忍耐電壓與該電介質層的透明度具有緊密的關係，以 本實施例所形成的該厚電介質層具有較高的忍耐電壓及較 高的透明度。此去除氣泡效應的結果，在一電介質層藉單 一供烤步騍而形成3 〇从m或3 0 // m以上厚度的情況時，可特 別明顯觀察到。 < ^ 在製造了大型螢幕PDP期間，若在增加環境壓力期間 所導引入的叉熱氣體溫度是較低的話，則該環境溫度可能

第15頁 588395 五、發明說明（12) 會降至符合要求的溫度之下。這會造成於該電介質層之上 的壤境溫度產生較大範圍的差異。在本發明的實施例中， 被導引入該腔室的該氣體先被加熱以避免該環境溫度的下 降’其抑制了在該大型螢幕PDP上的該電介質層每部分之 間環境溫度的差異。 此外，若該 的去除氣泡效應 下，在習知技術 達成具有優越特 該低熔點玻 料。一些低熔點 烤溫度，以及例 介於500 °C至6〇〇 因為以上.所 以上之實施例， 作各種變化及修 電介質層是 可更加明顯 中會導致產 性的厚電介 璃是一可以 玻璃材料具 如一些在軟 °c之間的烘 述之實施例 熟悉本技藝 改。 由低熔點玻璃所製造，本發明 。尤其是在低環境溫度的情況 生大量氣泡的結果，而本發明

質層。 在玻璃軟化點烘烤的玻璃材 有介於450 °C至70 0 °c之間的烘 化點烘烤的玻璃材料具有大約 烤溫度。 僅是舉例，本發明並不限制於 者在不離開本發明之範圍肉

588395 圖式簡單說明 —-^ , 、/圖1為根據本發明的第一實施例，一種電介質曰 成系統的概略剖面圖； ^ 圖2A以及圖2B分別是使用於圖j的系統中的琛 分佈圖及環境溫度分佈圖； 的形 、圖3為根據本發明的第二實施例，一種電介質層， 成系統的概略剖面圖； , 、 電 圖4為根據本發明實施例之方的表面取 PDP的部份中斷視透視圖； 圖5A及圖5B分別是使用習知技術時的環境壓力分佈圖士 及環境溫度分佈圖； 圖6A及圖6B分別是使用另一個習知技術時的環境壓力 分佈圖及環境溫度分佈圖。 【符说說明】 1 0〜前面板 11〜前基板 · · 1 2 a〜持續電極 1 2 b〜持續電極 13〜厚電介質層 1 4〜塗覆層 2 〇〜背面板 21〜背基板 22〜白色電介質層 23〜選擇電極

第17頁 588395 圖式簡單說明 2 4〜阻隔壁 25〜磷 100A〜批次型烤爐 10 0B〜傳動帶型線性烤爐 1 0 1〜加熱器 1 0 2〜排氣閘閥 10 2a〜排氣閘閥 1 0 2 c〜排氣閘闊 1 0 3〜排氣系統 103a〜排氣系統 1 0 3 c〜排氣系統 104〜固定檯 105a〜氣閥 105b〜氣閥 105c〜氣閥 105d〜氣閥 1 0 5 e〜氣閥 1 0 5 f〜氣閥 105g〜氣閥 1 0 6〜氣體再導入系統 10 6a〜氣體再導入系統 10 6b〜氣體再導入系統 107〜氣體導引系統 107a〜氣體導引系統

第18 .頁 588395 圖式簡單說明 10 7b〜氣體導引系統 1 0 8〜漏流系統 1 0 9〜氣體加熱器 10 9a〜氣體加熱器 109b〜氣體加熱器 1 1 0〜基板 110A〜烤爐 111〜基板運輸系統 1 2 0〜加熱室 130〜負載置換室 1 3 1〜入口閥 1 3 2〜出口閥 1 4 0〜烘烤室 150〜負載置換室 1 5 1〜入口閥 1 5 2〜出口閥 1 6 0〜冷卻室 «

第19頁

Claims (1)

1. 588395 六、申請專利範圍 在 其中； 提 或反應 前，降 在 上為大 應溫度 降 環境壓2. 法，其 該反應 3· 一種電 一基板之 南該絕緣 溫度之上 低該絕緣 一指定之 氣壓力， 之上；及 低該環境 力於該實 根據申 中增加該 溫度的環 根據申 中該電介 根據申 法，其4. 法，其中該玻璃 5. 一種電 一成膜裝置 其中的一絕緣層 質材料 加熱器， 的反應溫 壓力控制 介質層的形成方法，包括以下步驟： 上形成一絕緣層，其包括一電介質材料在 層的環境溫度到該電介質材料的反應溫度 並且在該環境溫度達到該反應溫度之 層的環境壓力； 時間點，增加該被降低的環境壓力到實質 同時維持該環境溫度於該反應溫度或該反 溫度到該絕緣層的固化溫度，同時維持該 貝上為大氣壓力。 請專利範圍第1項之電介質層的形成方 被降低的環境壓力的該步驟是使用加熱到 境氣體。 請專利範圍第1項之電介質層的形成方 質材料包括玻璃。 請專利範圍第3項之電介質層的形成方 約在4 5 0 °C至70 Ot之間烘烤。 介質層的形成系統，包括： ’在一基板之上形成包括一電介質材料在 9 用以提高該絕緣層的環境溫度到達該電介 度或該反應溫度之上； 單元’在該加熱器提高該環境溫度到達談

   第20頁 588395

   反應溫度之前，降低該絕 一氣體導引單元，用 度之上的受熱氣體，以增 只貝上為大氣麼力，同時 該反應溫度之上；及 緣層的環境麼力； 以導引在讀反應溫度或該反應溫 加該被降低的環境壓力升高到達 維持該環境溫度於該反應溫度或 一冷卻裝置，用以降低該環境溫度到該絕緣層的固化 溫度’同時維持該環境壓力於該實質上為大氣壓力。 6 · 根據申請專利範圍第5項之電介質廣的形成系 統，其中該電介質層沿著一同軸烤爐而1傳送，及該環境溫 度的變化與該電介質層在傳送於同車^烤爐期間的位置有 關0

   第21頁