專利名稱：等離子體尋址的顯示板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有顯示單元和等離子體單元疊置而形成的層狀結(jié)構(gòu)的等離子體尋址的顯示板，尤其涉及在等離子體單元中構(gòu)成的放電電極結(jié)構(gòu)及其制造方法。
等離子體單元有作顯示單元的尋址的等離子體尋址顯示板是眾所周知的，并在例如日本公開專利申請(qǐng)第Hei.4-265931號(hào)和共同未決美國(guó)申請(qǐng)第08/377499號(hào)得以公開。如圖5所示，該等離子體尋址的顯示板具有一個(gè)包括在其間插入介電層(dielectric sheet)3的顯示單元1和等離子體單元2的層狀結(jié)構(gòu)。等離子體單元2包括絕緣基片8，該基片通過其間的間隙連接到介電層3的下表面而形成一個(gè)單元，在該單元中密封進(jìn)可電離氣體。條狀(行狀)放電電極9形成在由玻璃等制成的絕緣基片8的內(nèi)表面。放電電極9通過運(yùn)用網(wǎng)板印刷等方法印刷在平的絕緣基片上，然后被燒結(jié)，這樣可以獲得高的生產(chǎn)效率并能簡(jiǎn)化加工。隔離壁10被構(gòu)成從而將上述單元分開而形成放電通道12，每一通道包括一對(duì)放電電極9，這樣可電離氣體被密封在放電通道12中。隔離壁10可以由網(wǎng)板印刷技術(shù)等來構(gòu)成，其頂端與介電層3的下表面相接觸。由相鄰隔離壁10圍著的放電電極對(duì)9起到陽(yáng)極A和陰極K的作用，在它們之間產(chǎn)生等離子體放電。介電層3和絕緣基片8通過玻璃熔接物11相連在一起。
另一方面，顯示單元1由上面的透明基片4構(gòu)成。由玻璃或類似材料制成的該透明基片4通過密封元件等以一個(gè)預(yù)定的間距連接到介電層3上，以形成一個(gè)單元。然后在該單元中填滿諸如液晶7的電光物質(zhì)。在透明基片4的內(nèi)表面形成沿列方向的條狀信號(hào)電極5。這些信號(hào)電極5與行狀的放電電極9相互垂直。這樣，矩陣狀的像素被確定在信號(hào)電極5和放電通道12的相交部位。
對(duì)于如上述構(gòu)造的等離子體尋址的顯示板，顯示激勵(lì)通過順序掃描行狀的放電通道來實(shí)現(xiàn)，而且把圖像信號(hào)施加到顯示單元1的信號(hào)電極5上與該掃描定時(shí)同步。當(dāng)在等離子通道12內(nèi)出現(xiàn)等離子體放電時(shí)，放電通道的內(nèi)部以大約均勻的方式達(dá)到陽(yáng)極電勢(shì)，從而完成每行的像素的選取，即，放電通道起到取樣開關(guān)的作用。當(dāng)在等離子體取樣開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)情況下將圖像信號(hào)施加到每一像素時(shí)，取樣將被完成，而且液晶7的透射率被逐個(gè)像素地得到控制。即使在等離子體取樣開關(guān)再次變?yōu)榉菍?dǎo)通之后，圖像信號(hào)也將被保持，不會(huì)產(chǎn)生像素內(nèi)的改變。
在如圖5所示的等離子尋址的顯示板中，在等離子體單元2形成的放電電極9一般通過對(duì)絕緣基片8的網(wǎng)板印刷構(gòu)成。也就是說，放電電極通過將例如糊狀的導(dǎo)電材料用電學(xué)的方法運(yùn)用一個(gè)條狀圖案的網(wǎng)板掩模傳輸?shù)浇^緣基片8的平表面上，并對(duì)這樣傳輸?shù)牟牧线M(jìn)行熱處理而被制造。然而，這種類型的印刷、燒結(jié)的放電電極具如下待解決的問題。
首先，如果放電電極9的線寬度變?yōu)?00μm或更小，對(duì)網(wǎng)板印刷來說摹制變得較困難。因此，印刷、燒結(jié)的放電電極9應(yīng)該有一個(gè)至少100μm的線寬度。因而像素的精細(xì)化和小型化將受到限制，而且很難提高有效屏幕表面比率。第二，放電電極9的尺寸的精確度由于過多的糊劑等剩余在網(wǎng)板印刷表面而被降低。這使得每一放電通道12的等離子放電特征不同，從而導(dǎo)致顯示板運(yùn)行特性的不穩(wěn)定。第三，被印刷和燒結(jié)的放電電極9的厚度至多被限制在大約20μm。放電電極的電阻因此而變高，因而在較大屏幕尺寸情況下，由于電壓降的影響，將會(huì)獲得等離子體放電的非均勻性。第四，由于當(dāng)導(dǎo)電材料被印刷和燒結(jié)時(shí)，放電電極9和絕緣基片8之間的連接相對(duì)較弱，電極材料可能會(huì)從表面被擦去。這將導(dǎo)致顯示器可靠性的降低。第五，由玻璃等制成的絕緣基片8和由導(dǎo)電糊制成的放電電極9的熱膨脹系數(shù)之間不存在可忽略的差別，這將引起絕緣基片8的彎曲。第六，放電電極9從絕緣基片的表面起被暴露，因此它們將由于等離子體粒子的影響而被濺射。這將引起構(gòu)成導(dǎo)電材料的粒子作為濺射粒子被擴(kuò)散。如果被濺射的材料附著在由玻璃等制成的絕緣介質(zhì)8的表面，玻璃的透射率將降低，導(dǎo)致顯示板運(yùn)行壽命的縮短。
為解決上述傳統(tǒng)技術(shù)的問題而提供了下邊的裝置。基本上，本發(fā)明的等離子體顯示板具有一個(gè)由安置有在列方向排列的條狀信號(hào)電極的顯示單元，安置有在行方向排列的條狀放電電極的等離子體單元，和夾在兩單元之間的介電層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)。信號(hào)電極和放電電極的相交部分確定像素。等離子體單元由與介電層以一定間隙連接以構(gòu)成一個(gè)單元的絕緣基片和密封到該單元的氣體組成，該氣體通過在放電電極上施加電壓而被電離。一個(gè)重要的特征在于，放電電極通過將導(dǎo)體材料在行方向嵌入絕緣基片表面的凹陷處而構(gòu)成。導(dǎo)體材料也可以被沉到絕緣基片的表面里面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種等離子體尋址的顯示板的制造方法包括如下步驟。首先，在絕緣基片的表面沿行向構(gòu)成條狀凹槽。接著，放電電極通過將導(dǎo)電材料填入凹槽后的熱處理的實(shí)施而構(gòu)成，導(dǎo)電材料然后被燒結(jié)。然后，通過將介電層的一個(gè)表面以一定的間隔連接到絕緣基片以形成一個(gè)單元，和在該單元中密封可電離氣體而構(gòu)成等離子體單元。最后，通過將已安置有條狀信號(hào)電極的透明基片以一定間隙連接到介電層的另一個(gè)表面以形成一個(gè)單元，和在該單元中引入電光物質(zhì)而構(gòu)成顯示單元。作為這些操作程序的結(jié)果，具有彼此疊置的顯示單元和等離子體單元以及介于其間的絕緣層的等離子體尋址的顯示板被完成。
根據(jù)本發(fā)明，放電電極被嵌入絕緣材料表面的沿行方向的凹槽里。這些凹槽可以用例如光刻的方法進(jìn)行精細(xì)摹制，因而可以制出高精度的放電電極。此外，放電電極的厚度可被增加，從而通過適當(dāng)設(shè)定凹槽的深度而減小電阻。放電電極和絕緣基片間有很強(qiáng)的連接，因?yàn)榉烹婋姌O被嵌入凹槽，這樣就可以得到穩(wěn)定的放電電極結(jié)構(gòu)。而且，除在凹槽的側(cè)壁和導(dǎo)電材料之間有連接外，基于熱膨脹系數(shù)的不同而導(dǎo)致的絕緣基片的變形由于在凹槽的下部和導(dǎo)電材料間不存在連接而被減小。此外，通過將導(dǎo)電材料的表面沉入絕緣基片的表面以下，一種不太可能接受等離子體粒子的濺射的非所希望的影響的結(jié)構(gòu)可以被采用。


圖1是表示本發(fā)明的等離子體尋址的顯示板的第一實(shí)施例的整體截面圖；圖2是表示本發(fā)明的等離子體尋址的顯示板的第二實(shí)施例的主要部分的截面圖；圖3是表示本發(fā)明的等離子體尋址的顯示板的第三實(shí)施例的主要部分的截面圖4是表示本發(fā)明的等離子體尋址的顯示板的制造方法的流程圖；圖5是表示傳統(tǒng)的等離子體尋址的顯示板的一個(gè)例子的截面圖；圖6是表示本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例的截面圖；和圖7是表示本發(fā)明的又一實(shí)施例的截面圖。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例將參考附圖加以詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明的等離子體尋址的顯示板的第一個(gè)實(shí)施例的截面示意圖。如圖1所示，該等離子體尋址的顯示板有一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)，由玻璃等構(gòu)成的絕緣層3介于顯示單元1和等離子體單元2之間。顯示單元1包括上面的由玻璃或類似材料制成的透明基片，在該透明基片4的內(nèi)表面沿列方向構(gòu)成多個(gè)由透明導(dǎo)電膜制成的平行信號(hào)電極5。該透明基片4以其間預(yù)定間隙通過使用密封元件6連接到介電層3的上表面以構(gòu)成一個(gè)單元。然后該單元被填滿諸如液晶的電光物質(zhì)。
另一方面，等離子體單元2由用同樣玻璃制成的絕緣基片8構(gòu)成。沿與信號(hào)電極5的方向相垂直的方向延伸的放電電極9構(gòu)成在絕緣基片8的主內(nèi)表面。每一對(duì)這樣的放電電極9起到產(chǎn)生等離子體放電的陽(yáng)極A和陰極K的作用。然后構(gòu)成阻擋肋10以將第一對(duì)放電電極9分開。阻擋肋10的頂端表面與介電層3的下表面相接觸，這樣阻擋肋起到隔體(spacer)的作用。絕緣基片8通過玻璃熔接材料11連接到介電層3的下表面以構(gòu)成一個(gè)空氣密封的單元。作為結(jié)果，通過運(yùn)用阻擋肋10將該單元分開而構(gòu)成各個(gè)放電通道12。每個(gè)放電通道12包括一對(duì)陽(yáng)極A和陰極K?？諝饷芊鈫卧豢梢詮睦绲?、氖、氬或其混合物中選取的可電離氣體填滿。
本發(fā)明的特征在于，放電電極9是嵌入在絕緣基片8的表面沿行方向形成的凹槽13內(nèi)的導(dǎo)電材料。在如圖1所示的實(shí)施例中，導(dǎo)電材料完全地填滿凹槽13，使得放電電極9的表面與絕緣基片8的表面相平。但本發(fā)明并不限于此，放電電極9的表面可以沉到低于絕緣基片8的表面的位置。當(dāng)使用這種沉入電極結(jié)構(gòu)時(shí)，等離子體粒子濺射更難產(chǎn)生任何不希望得到的影響。
現(xiàn)在將參考圖1說明該等離子體尋址的顯示板的制造方法。首先，在絕緣基片8的表面上構(gòu)成一行行的凹槽13。這一工序可以用噴砂法或運(yùn)用光致抗蝕劑作為掩模的蝕刻法來完成。接著，放電電極9通過在凹槽13中填入導(dǎo)電材料后對(duì)該導(dǎo)電材料實(shí)施加熱處理和燒結(jié)處理而被制造。這一工序可以運(yùn)用例如使用導(dǎo)電糊的網(wǎng)板印刷技術(shù)或刮板(blade)技術(shù)來完成。換句話說，在凹下的表面上移動(dòng)的刮板將導(dǎo)電糊推入凹槽。然后，等離子體單元2通過將介電層3的下表面以一定間隙連接到絕緣基片8以形成一個(gè)單元和在該單元中密封可電離氣體而構(gòu)成。最后，顯示單元1通過將事先安置列排列的條狀信號(hào)電極5的透明基片4連接到介電層3的上表面以構(gòu)成一個(gè)單元并在該單元中密封諸如液晶的電光物質(zhì)而構(gòu)成。
圖2是本發(fā)明的等離子體尋址的顯示板第二個(gè)實(shí)施例的主要部分的截面圖。這里只示出了等離子體單元2，省略了疊置其上的顯示單元。第二個(gè)實(shí)施例大體上與第一個(gè)實(shí)施例有相同的結(jié)構(gòu)，為理解的容易，相應(yīng)的部分使用相同的標(biāo)號(hào)。不同點(diǎn)在于，在凹槽13形成的放電電極9被下沉，即該放電電極9的表面低于絕緣基片8的表面。在這種情況下，放電通道12內(nèi)的陰極K和陽(yáng)極A之間出現(xiàn)的放電的放電路徑是弧形的或拋物線形的。即使放電電極9的表面在凹槽13中下凹，這也不會(huì)對(duì)其運(yùn)行特性造成問題。
圖3是本發(fā)明的等離子體尋址的第三個(gè)實(shí)施例的主要部分的截面圖。為理解的容易，圖中只示出了絕緣基片8。其基本結(jié)構(gòu)與如圖1和2所示的其他實(shí)施例一樣，相應(yīng)的部分用同樣的數(shù)字來標(biāo)記。不同點(diǎn)在于，只有在凹槽13的下部有限地填入構(gòu)成放電電極的導(dǎo)電材料。這將有利于減小不希望得到的濺射產(chǎn)生的影響，并從而延長(zhǎng)顯示板的運(yùn)行壽命。更準(zhǔn)確地說，被濺射的并且飛出凹槽13的導(dǎo)電材料的數(shù)量即使在包括在等離子體粒子中的離子等產(chǎn)生濺射的情況下也很小。因此，陽(yáng)極A和陰極K之間絕緣的變壞及絕緣基片8的透射率的降低得到遏制，從而使顯示板的運(yùn)行壽命得到延長(zhǎng)。即使放電電極被限制在凹槽13的底部而構(gòu)成，等離子體放電也是可能的，因?yàn)橹T如離子和電子的媒介的放電路徑是拋物線形的。
最后，參考圖4詳細(xì)說明作為本發(fā)明特征的嵌入放電電極的制造方法。首先，在步驟(A)準(zhǔn)備一塊玻璃基片21。將厚度約為100μm的感光薄膜22(光刻膠)涂布或覆蓋到玻璃基片21上。接著，進(jìn)行步驟(B)，在該步中，使用劃有所需條形圖案的掩模23將光敏薄膜22暴露于紫外光(UV)下。此后，用弱堿溶液將光敏薄膜22顯影，并除去不需要的部分。然后進(jìn)行步驟(C)，在該步中，通過噴砂處理等方法在玻璃基片21上構(gòu)成凹槽。詳細(xì)地說，諸如粒子直徑為幾個(gè)μm到幾十個(gè)μm的SiC粒子的高壓粒子流通過刻有圖案的薄膜22被引向玻璃基片21的表面。在噴砂處理之后，用丙酮等將薄膜22的不需要的部分除去。進(jìn)行至步驟(D)，用刮板24將導(dǎo)電材料的糊劑25填入凹槽26中。也可以使用網(wǎng)板印刷技術(shù)來代替使用刮板的方法。最后，在步驟(E)中，通過在大約580℃的溫度進(jìn)行加熱工序并燒結(jié)所述糊劑產(chǎn)生放電電極27。如圖1所示的放電電極的結(jié)構(gòu)是由上述工序得到的。如圖2和圖3所示的低陷或凹進(jìn)類型的放電電極結(jié)構(gòu)，可通過選擇糊劑填充方法(刮板法，網(wǎng)板印刷法等)并調(diào)節(jié)糊劑粘度來得到，以代替圖1所示的完全填充型的放電電極結(jié)構(gòu)。
運(yùn)用如圖4所示的工序制作的嵌入放電電極具有下述優(yōu)點(diǎn)。首先，對(duì)感光薄膜的光刻決定了條狀圖形的精度。因而精細(xì)條狀圖形可以比直接運(yùn)用網(wǎng)板印刷時(shí)更精確地制作。第二，使用噴砂技術(shù)可以挖出深度大于100μm的凹槽。作為結(jié)果，放電電極可以因而被做得較厚從而減小其電阻。第三，由于放電電極被嵌入絕緣基片，連接可以做得很牢固。第四，由絕緣基片和導(dǎo)電材料的熱膨脹系數(shù)的不同而引起的基片彎曲可以得到減弱。例如，最好相對(duì)于凹槽低表面的附著強(qiáng)度較弱，而只有凹槽的側(cè)壁處相對(duì)于放電電極的附著強(qiáng)度保持不變。明確地說，在填充糊劑前在凹槽的低端作為基底形成一個(gè)摩擦減小微粒子層。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，等離子體單元內(nèi)的放電電極由導(dǎo)體糊劑構(gòu)成，這些電極被嵌入在絕緣基片的表面沿行方向挖的凹槽內(nèi)。另一種選擇是，上述導(dǎo)電材料沉入上述凹槽里邊。這種類型的放電電極結(jié)構(gòu)是通過在使用噴砂技術(shù)在絕緣基片的表面形成條狀凹槽后，將諸如糊劑的導(dǎo)電材料填入凹槽，并進(jìn)行加熱處理而得到的。因而可以精確地制作精細(xì)的放電電極條狀圖形。而且，由于放電電極的薄膜厚度可以容易地被制作較厚，這樣使電阻變得較小，從而使得放電特性相應(yīng)地穩(wěn)定。可以制作牢固地附著于絕緣基片的放電電極，并且顯示板的可靠性可以得到提高。此外，濺射很難對(duì)顯示板施加任何負(fù)作用，從而使顯示板的運(yùn)行壽命得到延長(zhǎng)。基于熱膨脹系數(shù)的差別而產(chǎn)生的絕緣基片的彎曲也得到減弱。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中包括陽(yáng)極A和陰極K的電極9在凹槽13中，如同上述實(shí)施例一樣。但是，阻擋肋10在陽(yáng)極A上并延伸至介電層3。陰極K頂上沒有阻擋肋形成。阻擋肋10應(yīng)該足夠窄，使陽(yáng)極A在阻擋肋的一側(cè)，最好是兩側(cè)，暴露出來，這樣使陽(yáng)極A暴露給放電腔。
圖7示出了另一個(gè)實(shí)施例，其中阻擋肋10同時(shí)在放電電極9的陽(yáng)極A和陰極K上。如同圖6所示實(shí)施例一樣，阻擋肋應(yīng)該足夠窄，或者相反地，電極應(yīng)該足夠?qū)拸亩鴱淖钃趵?0下延伸出來，暴露給放電腔。
雖然本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以提出其他修改和改變，本發(fā)明的發(fā)明者的意圖是將所有在他們對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)的范圍內(nèi)的合理的、適當(dāng)?shù)母淖兒托薷臍w結(jié)在其之上授予的專利之中。
權(quán)利要求
1.一種等離子體尋址的電光顯示裝置，包括一個(gè)第一基片；確定在所述第一基片的一個(gè)表面中構(gòu)成的多個(gè)平行凹槽的裝置；為構(gòu)成用作陽(yáng)極和陰極的多個(gè)第一電極而嵌入所述平行凹槽的導(dǎo)體材料；具有在與所述第一電極相垂直的方向延伸的多個(gè)第二電極的一個(gè)第二基片，該基片配置的所述第二電極與所述第一電極互成直角地相對(duì)，所述第一電極和所述第二電極的交點(diǎn)定義一個(gè)像素；安置在所述第一基片和第二基片之間的一個(gè)介電層；具有在所述第一基片和所述介電層之間形成的多個(gè)等離子體通道的一個(gè)等離子體單元，其中密封可電離氣體；和介于所述第二基片和所述等離子體單元之間的一種電光材料。
2.權(quán)利要求1的等離子體尋址電光顯示裝置，其中所述導(dǎo)體材料的一個(gè)表面低于所述第一基片的表面。
3.權(quán)利要求1的等離子體尋址的電光顯示裝置，進(jìn)一步包括在所述第一電極和所述介電層間形成的多個(gè)阻擋肋。
4.權(quán)利要求3的等離子體尋址的電光顯示裝置，其中所述阻擋肋構(gòu)成在所述陽(yáng)極上。
5.一種制造等離子體尋址的電光顯示裝置的方法，包括如下步驟在一個(gè)第一基片的一個(gè)表面上形成多個(gè)凹槽；在所述凹槽中填入導(dǎo)體材料，構(gòu)成多個(gè)第一電極；在所述第一電極上安置多個(gè)介電層；在所述阻擋肋上安置一個(gè)介電層；在所述介電層上安置具有多個(gè)第二電極的一個(gè)第二個(gè)基片，該基片配置的所述第二電極垂直地朝向所述第一電極；通過以彼此之間留有空隙的密封建造所述第一基片，所述介電層和所述第二基片；和在所述介電層和所述第二基片間填充電光材料。
6.權(quán)利要求5的等離子體尋址的電光顯示裝置的制造方法，其中所述的填充步驟包括這樣填充導(dǎo)電材料，使得所述導(dǎo)電材料的所述表面低于所述第一基片的表面。
7.權(quán)利要求5的等離子體尋址的電光顯示裝置的制造方法，進(jìn)一步包括步驟在所述第一電極上安置多個(gè)阻擋肋。
全文摘要
為了提高形成在等離子體中的放電電極的使用壽命并獲得精細(xì)化，本發(fā)明提供一種具有由安置有沿列排列的條狀信號(hào)電極5的顯示單元1，安置有沿行排列的條狀放電電極9的等離子體單元2，以及介于顯示單元1和等離子體單元2之間的介電層3構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)的等離子體尋址的顯示裝置。信號(hào)電極5和放電電極9的相交部位確定像素。放電電極9由嵌入在絕緣基片8上沿行方向挖的凹槽13內(nèi)的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
文檔編號(hào)G09F9/313GK1143790SQ9610588
公開日1997年2月26日 申請(qǐng)日期1996年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月12日
發(fā)明者宮崎滋樹 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社