專利名稱：制造等離子體顯示裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造等離子體顯示裝置的方法，該顯示裝置包含多個(gè)矩陣排列的條形電極、在所述條形電極之間的每個(gè)立體交叉點(diǎn)上的一個(gè)點(diǎn)形放電區(qū)域或象素區(qū)域和一形成在各個(gè)所述放電區(qū)域上并用來在受到由相應(yīng)放電區(qū)域的紫外線激勵(lì)時(shí)發(fā)射光的熒光膜。
一般等離子體顯示裝置包含一對(duì)彼此相對(duì)排列、用來在其間形成放電空間的正向和反向絕緣基片，所述放電空間包含有氦、極少量的氙和其它氣體的混合氣體，在所述絕緣基片的相對(duì)表面上有一組條形電極，所述條形電極在所述放電空間排列形成矩陣圖形，所述矩陣把所述放電空間分隔成多個(gè)包含放電氣體的子空間，所述條形電極之間的每個(gè)交叉點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)象素，每個(gè)所述子空間內(nèi)有一熒光膜。
更詳細(xì)地說，如圖8所示，正向絕緣基片1由片狀玻璃做成，其內(nèi)表面包括形成在其上的膜形遮光掩模2和以一個(gè)方向并排排列的基片1內(nèi)表面上的第一條形電極3，這些電極3起陽(yáng)極作用。相似地，另一個(gè)或反向基片4也由片狀玻璃做成，其內(nèi)表面包括以與第一電極3的長(zhǎng)度相垂直的方向延伸排列的第二條形電極7，這些電極7起陰極作用。第一和第二電極3和7由電介質(zhì)隔板8彼此分開。在第一和第二電極3、7之間的每個(gè)交叉點(diǎn)上形成點(diǎn)狀放電區(qū)域9。放電區(qū)域9含有包含氙的放電氣體。在每個(gè)第二電極3的表面上形成用于彩色顯示的點(diǎn)狀熒光膜10。
通過重復(fù)進(jìn)行絕緣膠厚膜印刷使形成的每個(gè)隔板8的厚度在100微米至200微米之間。放電氣體為一包含氦和氙的兩成分的混合氣體、一包含氦、氙和其它適當(dāng)成分的三成分混合氣體或單一氣體(如氙)。根據(jù)其成分放電氣體在10至500乇的壓力下，被密封在相應(yīng)的放電區(qū)域9內(nèi)。
這種已有技術(shù)的等離子體顯示裝置是這樣做成的重復(fù)進(jìn)行厚膜工藝在絕緣基片上形成厚度范圍為100微米到600微米的隔板以在其上確定多個(gè)點(diǎn)狀放電區(qū)域，或者進(jìn)行厚膜印刷工藝來形成如上所述的隔板，在周圍凹槽內(nèi)涂敷含銀膠劑，并受所述隔板限制，然后焙烘膠劑，形成一組電極。此后，把熒光材料置于由所述隔板形成的凹槽內(nèi)并焙烘，形成覆蓋在一個(gè)電極上的熒光單元(即，設(shè)置在基片后側(cè)的單元)。如果把這些前側(cè)基片和后側(cè)基片相互疊加，則把密封、放電和其它氣體密封在其間，完成等離子體顯示裝置。
已有技術(shù)的工藝需要太多的生產(chǎn)步驟，這將降低大規(guī)模生產(chǎn)的可能性，并增加制造成本。由于通過重復(fù)進(jìn)行厚壁印刷和焙烘步驟來形成電極、隔板和其它部件，可能限制點(diǎn)距。必須高度準(zhǔn)確控制膜的厚度。而且，基片也必須被高精度地相互重疊和固定。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種方法，用這種方法能方便地大批量生產(chǎn)等離子體顯示裝置，該顯示裝置具有許多電極，這些電極以很高的精度和減小的點(diǎn)距排列起來。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于以確保性能穩(wěn)定的良好的制造精度來容易地和廉價(jià)地生產(chǎn)等離子體顯示裝置。
因此，本發(fā)明提供的制造等離子體顯示裝置的方法包括下列步驟在多個(gè)電介質(zhì)基片之一上向一個(gè)方向延伸，形成多個(gè)第一電極;在另一個(gè)基片上向另一個(gè)與所述前一方向相垂直的方向延伸，形成多個(gè)第二電極;在所述基片的至少一個(gè)上形成脊以限定至少多個(gè)象素區(qū)域;為所述象素區(qū)域提供熒光材料，其改進(jìn)處為加工對(duì)應(yīng)于所述脊的凸紋的步驟，它包括1)在基片上設(shè)置多個(gè)電介質(zhì)層，以使在電介質(zhì)成分中包含有機(jī)聚合物的未生成圖形的第一電介質(zhì)層的至少一個(gè)表面與在電介質(zhì)成分中包含有機(jī)聚合物、溶劑和擴(kuò)散性改變劑的已生成圖形的第二電介質(zhì)層接觸，因此形成組合，2)在某一加熱條件下對(duì)組合進(jìn)行部分干燥，把所希望的圖形從包含擴(kuò)散性改變劑的第二電介質(zhì)層的表面擴(kuò)散到第一電介質(zhì)層內(nèi);
3)從組合上移去第二電介質(zhì)層，并通過擴(kuò)散在第一電介質(zhì)層上生成圖形。
本發(fā)明還提供了一種制造等離子體顯示裝置的方法，其改進(jìn)處為加工脊的步驟，該步驟包括1′)在基片上提供一層其電介質(zhì)成分中包含有機(jī)聚合物的未生成圖形的第一電介質(zhì)層和其電介質(zhì)成分中包含有機(jī)聚合物、溶劑和擴(kuò)散性改變劑的已生成圖形的第二電介質(zhì)層，由此形成組合，2)在某一加熱條件下對(duì)組合部分干燥，把所希望的圖形從包含擴(kuò)散性改變劑的第二電介質(zhì)層的表面擴(kuò)散到第一電介質(zhì)層內(nèi)，3′)從組合上部分移去第二電介質(zhì)層，并通過擴(kuò)散在第一電介質(zhì)層上生成圖形，4)重復(fù)步驟1′，2和3′。
本發(fā)明的部分干燥是在某一加熱條件下進(jìn)行的，以使擴(kuò)散性改變劑能從已生成圖形的電介質(zhì)層表面擴(kuò)散到相鄰于所述電介質(zhì)層的未生成圖形電介質(zhì)層內(nèi)部。加熱條件可以由隨擴(kuò)散性改變劑、溶劑或類似物的沸點(diǎn)變化的加熱溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系來決定。在使用例如包含鄰苯二甲酸二丁酯增塑劑和萜品醇電介質(zhì)膠劑的電介質(zhì)層的情況下，部分干燥可以在50～60℃的比較低的溫度下以大約1-5分鐘的較短時(shí)間來完成。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，在基片上提供電路的電介質(zhì)層由包含有機(jī)聚合物的多個(gè)層組成，并形成所希望的圖形。為制造電子線路，用作生成圖形的電介質(zhì)層的頂層有機(jī)聚合物可以具有10-30微米的厚度。用作不生成圖形的位于圖形下并通過從已生成圖形層的擴(kuò)散性改變劑的擴(kuò)散來改變?nèi)軇U(kuò)散性的電介質(zhì)層的下層有機(jī)聚合物的厚度為大得多的10-100微米。已生成圖形層的厚度主要受利用的方法而不是可操作性考慮限制。
在本發(fā)明的實(shí)踐中，能用擴(kuò)散生成圖形工藝，它包括在基片上提供包含有機(jī)聚合物的第一層，進(jìn)一步在其上提供包含有機(jī)聚合物溶劑和擴(kuò)散性改變劑的已生成圖形的第二層，擴(kuò)散性改變劑用作使構(gòu)成第一層的聚合物的擴(kuò)散劑，但不溶解于溶劑中，對(duì)已生成圖形的第二層進(jìn)行干燥，除去溶劑，使擴(kuò)散性改變劑按照已形成的圖形從第二層擴(kuò)散到第一層中，第一層內(nèi)的溶劑的擴(kuò)散性隨形成在頂層的圖形而變化。如果第一和第二層中溶劑擴(kuò)散性隨已生成圖形變化的區(qū)域可溶解于溶劑，那些區(qū)域通過隨后的溶劑洗滌來除去(負(fù)象操作生成圖形工藝)?；蛘?，如果第一和第二層內(nèi)的區(qū)域不溶解于溶劑，在溶劑洗滌步驟之后僅留下溶劑擴(kuò)散性變化的區(qū)域(正象操作生成圖形工藝)。
通過這些步驟，所希望的圖形在基片上的有機(jī)聚合物薄膜中形成。
在已生成圖形的第二層(此后稱為“已成圖形層)中包括增溶劑和不溶粘料的擴(kuò)散性改變劑的量必須足以提供擴(kuò)散到下面的包含有機(jī)聚合物的未生成圖形的第一層(此后稱為“未成圖形層)中的溶劑的擴(kuò)散性的變化。因此，已生成圖形層包含至少重量百分比為10%的擴(kuò)散性改變劑，即，根據(jù)各種聚合物的溶解性，增溶劑或不溶粘料可以包含多到90%的重量。
更進(jìn)一步，在一些例子中，可以考慮在下面的未生成圖形層中加入增塑劑或其它增溶劑以使聚合物對(duì)從已生成圖形層擴(kuò)散來的增溶劑的作用更敏感。
通常，準(zhǔn)備本發(fā)明的等離子體顯示裝置的部件的各個(gè)步驟與熟悉傳統(tǒng)厚膜技術(shù)綠帶和聚合物技術(shù)的熟練人員所知的工藝相似。
用于形成不生成圖形層的電介質(zhì)膠劑一般用每吋200孔的網(wǎng)板以每秒1-2吋的橡皮滾子輾滾速度印刷二次。由于僅僅網(wǎng)板的一小部分為開網(wǎng)(openmesh)，所以生成圖形用的膠劑以較高速度印刷到電介質(zhì)上。
尤其，在本發(fā)明中使用了負(fù)象操作生成圖形工藝。在該工藝中，對(duì)包含增溶劑的已生成圖形介質(zhì)層進(jìn)行干燥或加熱，使增溶劑按照待形成的圖形擴(kuò)散到未生成圖形的電介質(zhì)層中，然后用溶劑除去由擴(kuò)散生成圖形的電介質(zhì)層的指定的區(qū)域，以在構(gòu)成等離子體顯示裝置的電介質(zhì)層上形成放電區(qū)域。
根據(jù)希望的導(dǎo)體厚度和溶解度，把用于形成電極的導(dǎo)電膠劑以325或400孔的網(wǎng)板印刷在基片上。生成圖形膠劑也用325或400孔的網(wǎng)板印刷，以使到達(dá)不生成圖形層的增塑劑的量最適當(dāng)。與電介質(zhì)相比，現(xiàn)需要網(wǎng)孔較稀疏的網(wǎng)板和較少的印刷次數(shù)，因?yàn)橐话惆演^薄的膜與導(dǎo)體一起用。
在該技術(shù)領(lǐng)域公知的聚合物均可用作制備上述膠劑的材料。這些聚合物有代表性的例子包括例如乙基纖維素、聚苯乙烯聚丙烯酸酯(包括甲基丙烯酸酯)、聚乙烯基乙酸酯、聚乙烯基丁醛、聚氯乙烯基、酚-甲醛樹脂或類似物的纖維素聚合物。
聚合物技術(shù)領(lǐng)域的熟練的技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，各種聚合物可以和大量不同種類的增塑劑或不揮發(fā)性溶劑共存。如果，適合的聚合物/溶劑/非溶劑組合的數(shù)量是巨大的。
下面是幾種市場(chǎng)上可買得到的增塑劑的例子，它們可與典型的用于生成圖形的膠劑的聚合物乙基纖維素共存松香酸酯(松香酸甲酯)、乙酸酯(枯基苯基乙酸酯(cumphenylacetate))、己二酸衍生物(例如芐基辛基己二酸酯、二異癸基己二酸酯、三癸基己二酸酯)、壬二酸酯，例如二異辛基壬二酸酯、二甘醇二苯甲酸酯、三甘醇二苯甲酸酯、檸檬酸酯，例如三乙基檸檬酸酯、環(huán)氧型增塑劑、聚乙烯基甲基酯、甘油單一、雙一和三乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、聚乙二醇200到1000、鄰苯二甲酸酯(二甲基至二丁基)、間苯二甲酸酯(二甲基、二異辛基、二-2-乙基己基)、苯六甲酸酯，例如三辛基三苯六甲酸酯和異辛基異癸基三苯六甲酸酯、異丙基十二烷酸酯(isopripylmyrisfate)、甲基油酸酯和丙基油酸酯、異丙基棕櫚酸酯和異辛基棕櫚酸酯、氯化石蠟、磷酸衍生物，如三乙基磷酸酯、三丁基磷酸酯、三丁氧基乙基磷酸酯、三苯基磷酸酯、聚酯、二丁基癸二酸酯、二辛基癸二酸酯、硬脂酸醌，如辛基硬脂酸酯、丁氧基乙基硬脂酸酯、1.4-丁二醇單硬脂酸酯、蔗糖衍生物，例如蔗糖八乙酸酯、磺酸衍生物，例如苯嗍風(fēng)甲酰胺或者四鄰苯二甲酸二辛酯。
乙基纖維素/增塑劑組合物用的溶劑/非溶劑體系包括溶劑(D.S.表示乙氧基取代度)D.S.＝1.0到1.5吡啶、甲酸、乙酸、水(冷)D.S.＝2二氯甲烷、氯仿、二氯乙烯、鹽酸、乙醇、THFD.S.＝2.3苯、甲苯、鹵代烷基、醇、呋喃衍生物、酮、乙酸酯、二硫化碳、硝基甲烷D.S.＝3.0苯、甲苯、二氯甲烷、醇、酯非溶劑D.S.＝1.0到1.5乙醇、D.S.＝2.0烴、四氫化碳、三氯乙烯、醇、乙醚、酮、酯、水D.S.＝2.3
乙二醇、丙酮(冷)D.S.＝3.0烴、萘烷、二甲苯、四氯化碳、四氫糠醇、二醇、正-丙醚。


圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的一個(gè)等離子體顯示裝置的基本部分的剖面正視圖，尤其表示由介質(zhì)構(gòu)成的脊和放電空間與介質(zhì)基片之間的關(guān)系;
圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的等離子體顯示裝置按透視法縮小繪制的部分剖面平面圖;
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的等離子體顯示裝置中脊和Y電極結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的擴(kuò)散生成圖形工藝形成一個(gè)負(fù)象操作圖形實(shí)例的工藝流程圖;
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明另一例的工藝流程圖;
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明又一例的工藝流程圖;
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明再一例的工藝流程圖;
圖8是說明由現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的一個(gè)等離子體顯示裝置的基本部分的剖面圖。
首先參見圖1和圖2，它們表示本發(fā)明的一個(gè)等離子體顯示裝置，該裝置包括由厚度為2mm的玻璃片構(gòu)成的第一和第二介質(zhì)基片1，2，沿第一基片2內(nèi)表面橫向延伸的多個(gè)X電極(第一電極)，沿第二基片2內(nèi)表面縱向延伸的多個(gè)Y電極(第二電極)，以及用以將放電的紫外線轉(zhuǎn)換為可見光線的多個(gè)熒光材料5。等離子體顯示裝置還包括一種矩陣狀(或網(wǎng)狀)的脊10，它限定了多個(gè)象素區(qū)域，并用作一種間壁來保持第一基片1與第二基片2之間的空間。每個(gè)(行)X電極3設(shè)置在介質(zhì)層14上，在電氣上與(列)Y電極絕緣，而另一介質(zhì)層18則設(shè)置在行電極3上面，使之與放電空間19隔離。保護(hù)層16可以設(shè)置在介電層18上。每個(gè)熒光材料5通過將一種發(fā)光彩色熒光材料敷涂到由矩陣狀脊10形成的每個(gè)凹槽13內(nèi)而制成。熒光材料可以用Zn2Sio4∶Mn組成綠色，(Y1Gd)BO3∶Eu3+組成紅色，或BaMgAl14O23∶Bu2+組成藍(lán)色。
放電空間19在由矩陣狀脊10隔開的基片1與2之間形成，其中充以任何合適的混合氣體，例如由氖和氙組成，放電單元在X電極3與Y電極4之間的每個(gè)交叉點(diǎn)形成。當(dāng)每個(gè)放電單元被激勵(lì)時(shí)，相應(yīng)于該被激勵(lì)單元的一個(gè)熒光材料5受激而發(fā)光。
采用這樣一種設(shè)置，可以通過電極3和4的交叉點(diǎn)有選擇地激發(fā)熒光材料5。
圖1至3中所示等離子體顯示裝置中的脊10，例如可以由圖4至圖7中所示的負(fù)象操作生成圖形工藝形成。即利用擴(kuò)散生成圖形工藝，通過形成負(fù)象圖形并顯影(圖4)或形成負(fù)象圖形同時(shí)顯影(圖5)形成脊。這些工藝大致上歸類為三種負(fù)象生成圖形工藝，包括含有不完全分解溶劑(圖4)步驟的一種工藝，含有部分顯影步驟的一種工藝，以及兩者相結(jié)合(未圖示)的一種工藝。
如圖4所示，厚膜介質(zhì)膠質(zhì)層23通過網(wǎng)板印刷施加在玻璃基片21上。該厚膜膠質(zhì)由分散在有機(jī)媒質(zhì)中的細(xì)碎玻璃粒子組成，而該有機(jī)媒質(zhì)由溶解于鄰苯二甲酸二丁脂增塑劑和萜品醇中的酸性不穩(wěn)定聚合物組成。在印刷了層23之后，以大約50-60℃的溫度對(duì)該層加熱約1-5分鐘，以不完全地分解萜品醇(見圖4(a))。
第二個(gè)生成圖形的層25以網(wǎng)板印刷在含有部分溶劑的厚膜層23上。該第二層為包括P-甲苯磺酸、鄰苯二甲酸二丁脂和萜品醇的溶液(見圖4(b))。
在圖形層25形成后，通過以相當(dāng)?shù)偷?0-60℃溫度加熱約1-5分鐘干燥該組合，在此基礎(chǔ)上，萜品醇從層25蒸發(fā)，P-甲苯磺酸和鄰苯二甲酸二丁脂擴(kuò)散到與已生成圖形的厚膜介質(zhì)層25相接觸的未生成圖形的底層區(qū)域內(nèi)，而該底層包括厚膜介質(zhì)膠劑，而該酸性物對(duì)未生成圖形的層23中的酸性不穩(wěn)定聚合物組起反應(yīng)，使聚合物部分能夠被水分散(見圖4(c))。
厚膜生成圖形介質(zhì)25上網(wǎng)板印刷未生成圖形層27，層27包括具有與第一未生成圖形層23相同成分的第二厚膜介質(zhì)膠劑，然后按圖4中的步驟(a)，以大約50-60℃的溫度加熱約1-5分鐘，以不完全地分解萜品醇(見圖4(d))。接著，在第二未生成圖形層27，處于僅有部分溶劑被蒸發(fā)的半干燥狀態(tài)下，用網(wǎng)板印刷具有與第一生成圖形層相同成分的第二生成圖形層29于層27上。由生成圖形層29、25和未生成圖形層27、23以兩層方式形成的組合，以大約50-60℃的較低溫度干燥約1-5分鐘，由此，作為溶劑的萜品醇從第二圖形層29中蒸發(fā)，留在層29中的溶劑被不完全地分解，與此同時(shí)，酸性物和鄰苯二甲酸二丁脂擴(kuò)散到與已生成圖形的介質(zhì)層29相接觸的未生成圖形的介質(zhì)下層27的區(qū)域內(nèi)，且該酸性物對(duì)未生成圖形層27中的酸性不穩(wěn)定聚合物組起反應(yīng)，使聚合物部分能夠被水分散(見圖4(f))。同時(shí)，通過生成圖形層25進(jìn)入未生成圖形層23內(nèi)的擴(kuò)散性改變劑的擴(kuò)散，隨同來自生成圖形層25的溶劑的蒸發(fā)一起增強(qiáng)。
圖4中的步驟(a)至(c)可以采用上述方法重復(fù)N次。相應(yīng)于未生成圖形層介質(zhì)膠劑厚度(TXN)的厚膜介質(zhì)組合，例如以大約90℃的溫度加熱約10分鐘而達(dá)到完全干燥，由此，通過在未生成圖形層內(nèi)的擴(kuò)散形成所需的圖形，整個(gè)圖形形成區(qū)域變成一種溶劑可溶性狀態(tài)(見圖4(i))。
生成圖形層主要包括少量的殘留酸性物和鄰苯二甲酸二丁脂。組合用具有pH值至少為7的水進(jìn)行清洗，以清除底下擴(kuò)散生成圖形且溶劑可溶的區(qū)域31(以下稱為“圖形形成區(qū)域”)。大多數(shù)的圖形形成區(qū)域在位于厚膜層下的成象區(qū)域中都包含有增溶的酸性不穩(wěn)定聚合物和其它的材料。在完成清洗后，只有圖形形成區(qū)域31從具有厚膜介質(zhì)組合中被清除，從而暴露出與圖形形成區(qū)域31相對(duì)應(yīng)的基片21的表面，由此，在基片21的表面上就留下了非常精確的負(fù)象(凸紋)(見圖4(j))。接下來，這種生成圖形的介質(zhì)就可加以焙燒了。
脊10是由如圖1所示的介質(zhì)基片1上的生成圖形電介質(zhì)形成的，位于每個(gè)顯示面和背面的一對(duì)介質(zhì)基片，根據(jù)象素的間距尺寸對(duì)面對(duì)地重疊在深度為例如25-600微米的每個(gè)凹槽13上，由此對(duì)每個(gè)象素區(qū)域形成一個(gè)放電空間19如圖1中所示。導(dǎo)體設(shè)置在對(duì)面的第二基片上，以形成行電極組。電極組3和4是通過網(wǎng)板印刷膠劑(厚膜工藝)在基片上形成的，膠劑含有金屬元素，這種金屬元素可以從包括金、鎳、鋁、銅和銀的元素組中選擇，以提供一個(gè)電極層并焙燒該電極層、由于電極組3、4是通過部分清除電極層而形成的，故電極層的寬度可以大于最后形成的電極的寬度。
圖4表示一種負(fù)象操作生成圖形工藝，它包括介質(zhì)印刷/不完全干燥;DP印刷;DP擴(kuò)散(在低溫下短時(shí)期干燥)以及顯影等幾個(gè)步驟。其中，對(duì)電介質(zhì)印刷/不完全干燥步驟來說，在電介質(zhì)已生成圖形層和未生成圖形層以例如90℃的高溫局部加熱一段較長(zhǎng)時(shí)間的情況下，無(wú)需完成對(duì)介質(zhì)層中溶劑的清除，以保留含在層中的部分溶劑。本發(fā)明的這種圖形生成工藝可以防止稱為“空隙”的阻擋層的形成，這種阻擋層是由于對(duì)含有有機(jī)聚合物的已生成圖形和未生成圖形的介質(zhì)層進(jìn)行反復(fù)高溫干燥，結(jié)果使層中的聚合物過度干燥，并使聚合物稠密粘結(jié)而造成的，這種現(xiàn)象在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)遇到。因此，本發(fā)明可以提供這樣一些優(yōu)點(diǎn)，即在等離子體顯示裝置中形成放電空間的介質(zhì)脊，可以按照所需的圖形高精度地構(gòu)成，而不妨礙顯影步驟中顯影劑在介質(zhì)層組合中所形成的圖形形成區(qū)域內(nèi)的滲透。
此外，本發(fā)明還可以在等離子體顯示裝置生產(chǎn)中，通過厚膜印刷工藝完成制作電極、脊或類似的結(jié)構(gòu)，該等離子體顯示裝置生產(chǎn)中要求精確的厚膜厚度，并在顯示面和背面具有面對(duì)面設(shè)置的一對(duì)玻璃基片。由于每層膜厚度的精度是精密要求的，故要求在印刷和干燥時(shí)間對(duì)構(gòu)成已生成圖形和未生成圖形層的電介質(zhì)膠劑進(jìn)行膜厚控制，尤其是，已生成圖形層和未生成圖形層的疊合是頻繁地進(jìn)行的，故要求每個(gè)電介質(zhì)膠劑層表面光滑，而膜的厚度均勻。根據(jù)本發(fā)明的圖形生成工藝，當(dāng)未生成圖形層或已生成圖形層設(shè)置在底下的已生成圖形層或未生成圖形層之上時(shí)，電介質(zhì)膠劑層不處于完全干燥的狀態(tài)，此時(shí)，所有溶劑從底下的膠劑中蒸發(fā)，而是處于含有部分溶劑的狀態(tài)。由此，可以很容易地達(dá)到底下的表面光滑度和膜厚的均勻度。
接下來，在玻璃基片2的整個(gè)表面上厚膜印刷含有介質(zhì)材料，諸如氧化鋁或氧化硅的硼酸鉛、低熔點(diǎn)玻璃膠劑，然后，將其焙燒以形成介質(zhì)層14和18。下一步，可以依次涂覆含有氧化鎂的一個(gè)保護(hù)層16。
由脊10確定的每個(gè)凹槽13，其底部都灌注了熒光材料5。
對(duì)于單色顯示器，可以通過在相應(yīng)凹槽的內(nèi)底面13上淀積一種熒光材料，例如發(fā)綠色光的Zn2SiO4而形成每種熒光材料5。對(duì)于多色顯示器，可以順序地在每個(gè)放電區(qū)域的內(nèi)底面上，對(duì)于沿X向或Y向排列的每個(gè)象素區(qū)域，或每個(gè)象素區(qū)域PA(圖3)，淀積用以發(fā)紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)色光的熒光材料。
因此，玻璃基片2疊加在顯示面玻璃基片1上。玻璃基片1與2之間的空間由密封玻璃加以密封，同時(shí)，放電混合氣體封閉在該空間中。這樣就裝成了一個(gè)等離子體顯示(PD)裝置。
如果需要的話，上述擴(kuò)散圖形生成工藝也可以應(yīng)用于基片1和2兩者，以制成脊或整個(gè)間壁。
參見圖5和圖6，它們表示制作本發(fā)明的等離子體顯示裝置中的脊或間壁的另一種工藝，例如，以下按工藝步驟的順序描述一種圖形生成工藝，它包括不完全地清除介質(zhì)層中溶劑的步驟。
首先，介紹圖5中所示的另一種工藝。把包括例如P-甲苯磺酸、鄰苯二甲酸二丁酯和萜品醇的第一生成圖形層113施加到基片111上，該生成圖形層以例如約50-60℃的溫度干燥約1-5分鐘(見圖5(A))。
然后，將可溶于預(yù)定溶劑中的第一未生成圖形層115和第二未生成圖形層117設(shè)置在第一生成圖形層113上，以例如50-60℃的溫度加熱約1-5分鐘。萜品醇從第一生成圖形層113上蒸發(fā)，酸性物和鄰苯二甲酸二丁脂擴(kuò)散到與圖案層113相接觸的上一個(gè)未生成圖形的介質(zhì)厚膜層115的區(qū)域內(nèi)，由此，酸性物對(duì)未生成圖形層115中的酸性不穩(wěn)定聚合物組起反應(yīng)，使得部分聚合物可被水分散。接著，具有介質(zhì)厚膜的第二未生成圖形層117被網(wǎng)板印刷到第一未生成圖形層115上，然后，如步驟(a)那樣以例如約50-60℃的溫度加熱約1-5分鐘，(見圖5(b))。
第二生成圖形層119被網(wǎng)板印刷在第二未生成圖形層117上，通過以例如約50-60℃的溫度加熱約1-5分鐘進(jìn)行干燥。溶劑和萜品醇從第二生成圖形層119上蒸發(fā)，酸性物和鄰苯二甲酸二丁脂擴(kuò)散到與生成圖形層相接觸的底下的厚膜介質(zhì)未生成圖形層117的區(qū)域內(nèi)。
接下來，兩層未生成圖形層121和123同時(shí)疊加在第二生成圖形層119上，然后，以例如約50-60℃的溫度加熱約1-5分鐘(見圖5(d))。
圖5中所示的步驟(b)至(d)重復(fù)N次，以形成其厚度(高度)相應(yīng)于未生成圖形層厚度TXN的厚膜介質(zhì)組合，通過例如90℃的溫度加熱約10分鐘而進(jìn)行完全干燥。結(jié)果，通過在組合的未生成圖形層內(nèi)的擴(kuò)散形成所需的圖形，且整個(gè)圖形形成區(qū)域125處于可溶解于溶劑的狀態(tài)(見圖5(e))。
通過如類似圖4所示的顯影，只有圖形形成區(qū)域125經(jīng)清除后留下非常精確的負(fù)象(凸紋)在基片111的表面上(見圖5(f))。接著，將該已生成圖形的介質(zhì)進(jìn)行焙燒。
以下描述如圖6中所示的還有一種工藝。將具有厚膜介質(zhì)膠劑的第一未生成圖形層213網(wǎng)板印刷在玻璃基片211上。該厚膜介質(zhì)膠劑包括分散在一種有機(jī)介質(zhì)中的細(xì)小玻璃粒子，該有機(jī)介質(zhì)含有溶解于鄰苯二甲酸二丁脂增塑劑和萜品醇中的酸性不穩(wěn)定聚合物。然后，第一未生成圖形層以大約50-60℃的溫度加熱約1-5分鐘，以不完全地分解萜品醇(見圖6(a))。
接下來，將第一生成圖形層215網(wǎng)板印刷在含有部分溶劑的第一未生成圖形層213上。第一生成圖形層是一種包含P-甲苯磺酸，鄰苯二甲酸二丁脂和萜品醇的溶液。在生成圖形層215形成后，通過以較低的50-60℃溫度加熱約1-5分鐘而對(duì)組合進(jìn)行干燥，在此基礎(chǔ)上，萜品醇從層215中蒸發(fā)，P-甲苯磺酸和鄰苯二甲酸二丁脂擴(kuò)散到與厚膜生成圖形介質(zhì)層215相接觸的、底下的未生成圖形層的區(qū)域內(nèi)，經(jīng)未生成圖形層由厚膜介質(zhì)膠劑組成，所述酸性物對(duì)未生成圖形層213中的酸性不穩(wěn)定聚合物組起反應(yīng)，從而使部分聚合物可以水分散(見圖6(b))。
在厚膜生成圖形介質(zhì)層215上網(wǎng)板印刷第二和第三未生成圖形層217和219，它由組成了第二厚膜介質(zhì)膠劑形成，該膠劑具有與第一未生成圖形層213相同的成分，然后如圖4中步驟(a)那樣，以約為50-60℃的溫度加熱約1-5分鐘，以不完全地分解萜品醇(見圖6(c))。
接下來，具有與第一生成圖形層相同成分的第三生成圖形層221被網(wǎng)板印刷在處于半干燥狀態(tài)的第三未生成圖形層219上，只有部分溶劑從該層上蒸發(fā)。以兩層形式形成的生成圖形層221、215和未生成圖形層219、217的組合，以約為50-60℃的較低溫度干燥約1-5分鐘，由此，作為溶劑的萜品醇從第三生成圖形層221中蒸發(fā)。含于層221中的溶劑被不完全地去除，同時(shí)，酸性物和鄰苯二甲酸二丁脂擴(kuò)散到與生成圖形介質(zhì)層221相接觸的底下未生成圖形介質(zhì)層219的區(qū)域內(nèi)，酸性物對(duì)未生成圖形層219中的酸性不穩(wěn)定聚合物組起反應(yīng)，從而使部分聚合物可以被水分散。同時(shí)，經(jīng)由生成圖形層215進(jìn)入未生成圖形層217內(nèi)的擴(kuò)散性改變劑的擴(kuò)散，隨同生成圖形層25的溶劑的蒸發(fā)一起增強(qiáng)。
采用上述方式，使圖6中的步驟(a)至(c)重復(fù)N次。其厚膜介質(zhì)相應(yīng)于未生成圖形層介質(zhì)膠劑厚度(TXN)的組合通過例如以大約90℃的溫度加熱約10分鐘進(jìn)行完全干燥，由此通過在未生成圖形層內(nèi)的擴(kuò)散而生成所需的圖形。于是，整個(gè)圖形形成區(qū)域變成一種溶劑可溶解的狀態(tài)(見圖6((d)。
生成圖形層主要由少量剩余的酸性物和鄰苯二甲酸二丁酯組成。組合用pH值為7的水清洗，以清除底下的擴(kuò)散已生成圖形和溶劑可溶解的區(qū)域231(以下稱為“圖形形成區(qū)域”)。大多數(shù)圖形形成區(qū)域在位于厚膜層下的成象區(qū)域內(nèi)都含有增溶的酸性不穩(wěn)定聚合物和其它材料。在清洗完成后，只有圖形形成區(qū)域231從具有厚膜介質(zhì)的組合上清除，從而暴露出與圖形形成區(qū)域31相對(duì)應(yīng)的基片211的表面，由此在基片211的表面上留下非常精密的負(fù)象(凸紋)。接下來，對(duì)這種已生成圖形的介質(zhì)進(jìn)行焙燒。脊10通過介質(zhì)基片211上的生成圖形介質(zhì)形成。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的包含部分顯影步驟的一種負(fù)象操作擴(kuò)散生成圖形工藝。在圖7所示的步驟(a)中，厚膜介質(zhì)膠劑層313由分散在一種有機(jī)媒質(zhì)中的細(xì)碎玻璃粒子組成，該有機(jī)媒質(zhì)含有溶解于鄰苯二甲酸二丁酯增塑劑和萜品醇的一種酸性不穩(wěn)定聚合物，通過網(wǎng)板印刷把厚膜介質(zhì)膠劑施加于玻璃基片311上。該印刷層313以80℃的溫度加熱約1-10分鐘，以去除萜品醇(見圖7(a))。
接下來，在不含溶劑的層313上網(wǎng)板印刷生成圖形層315。生成圖形層是一種含有P-甲苯磺酸、鄰苯二甲酸二丁酯和萜品醇的溶液。在生成圖形層315形成后，組合以90℃溫度加熱，在此基礎(chǔ)上，萜品醇從層315中蒸發(fā)，P-甲苯磺酸和鄰苯二甲酸二丁酯擴(kuò)散到位于厚膜介質(zhì)層底下的區(qū)域內(nèi)，酸性物對(duì)酸性不穩(wěn)定聚合物組起反應(yīng)，從而使部分聚合物可以被水分散(見圖7(b))。
主要包括少量剩余酸性物和鄰苯二甲酸二丁酯的生成圖形層315，用具有pH值至少為7的水進(jìn)行清洗，并用例如大約25-35℃的溫度加熱10-20秒，以部分清除底下的擴(kuò)散生成圖形層313。層313的大部分在位于厚膜層底下的成象區(qū)域內(nèi)含有一種增溶的酸性不穩(wěn)定聚合物以及基它材料(見圖7(c))。在完成擴(kuò)散生成圖形層313的顯影后，再返回到上述步驟(a)，將厚膜膠劑層317網(wǎng)板印刷在其上，并以80℃的溫度干燥約1-10分鐘，以去除萜品醇(見圖7(d))。生成圖形層319施加在介質(zhì)膠劑層317上，并以90℃的溫度對(duì)組合加熱(見圖7(e))。接下來，以與步驟(c)類似的方式，重復(fù)N次部分清除擴(kuò)散生成圖形層的步驟，以形成其厚膜介質(zhì)相應(yīng)于未生成圖形層介質(zhì)膠劑厚度(TXN)的組合，此后，通過在未生成圖形層內(nèi)的擴(kuò)散形成所需的圖形，整個(gè)圖形形成區(qū)域變?yōu)橐环N溶劑可溶解的狀態(tài)(見圖7(f))。然后，通過用具有pH值至少為7的水進(jìn)行清洗而清除整個(gè)圖形形成區(qū)域331，由此，在基片311的表面上留下非常精確的負(fù)象(凸紋)(見圖7(g))。
在上述實(shí)施例中，已經(jīng)解釋了有關(guān)將脊10用作間壁以分隔顯示象素的情況，但是，脊也可以設(shè)置在顯示面一側(cè)的玻璃基片2上，各別的脊10設(shè)置在第一基片1上。
根據(jù)本發(fā)明，具有大量非常精確設(shè)置的電極組的等離子體顯示裝置，可以很容易地大批量生產(chǎn)。這種極高的制造精度可以保證性能的穩(wěn)定。
下述實(shí)例說明了介質(zhì)膠劑和圖形形成膠劑的配方。
第1例兩種膠劑的配方如下電介質(zhì)膠劑玻璃A15.78克玻璃B0.83克氧化鋁A7.89克氧化鋁B3.24克鋁酸鈷0.08克聚甲基丙烯酸甲酯5.36克濕潤(rùn)劑1.25克t-叔丁基蒽醌0.50克Shell Ionol

0.03克丁基卡必醇

，乙酸鹽 14.10克鄰苯二甲酸丁酯芐酯0.75克玻璃ASiO256.2%wtPbO18.0%Al2O38.6%CaO7.4%B2O34.5%Na2O 2.7%K2O 1.6%MgO0.8%ZrO20.2%
玻璃A有D50約為4至4.5微米;經(jīng)過磨碎和分選，去除粗糙的和細(xì)小的部分。其D10約為1.6微米;D90為10-12微米。表面積為1.5至1.8m2/g。
由于玻璃A的大的粒子尺寸，玻璃B是一種硼硅酸鋇玻璃，用來降低電介質(zhì)復(fù)合物的燒結(jié)溫度。其配方如下BaO37.5%wtB2O338.3%SiO216.5%MgO4.3%ZrO23.0%氧化鋁A為一種具有狹的粒子尺寸分布的1微米的粉末D10、D50和D90分別約為0.5，1.1和2.7微米。它通過沉淀而分選。以去除粗糙部分和細(xì)小部分。其表面積約為2.7-2.8m2/g。
氧化鋁B為一種平均粒子尺寸為0.4微米的粉末，其表面積約為5m2/g。
生成圖形膠劑氧化鋁A60.0克加氫蓖麻油1.4克溶劑油MineralSpirits4.0克著色劑2.2克乙基纖維素T-2004.3克萜品醇11.9克鄰苯二甲酸丁酯芐酯16.2克上述膠劑合成物是用擅長(zhǎng)厚膜材料配方的人員所熟知的方式準(zhǔn)備的，并且容易印刷該材料是通過將電介質(zhì)印刷一次、二次或三次而處理的，每次印刷后緊接著以40-60℃的溫度干燥1至5分鐘，然后，采用具有幾種網(wǎng)孔尺寸的網(wǎng)板印刷生成圖形膠劑。然后以80-100℃的溫度對(duì)生成圖形膠劑干燥5至10分鐘。
然后，通過將過印刷層浸入具有超聲攪動(dòng)的1，1，1-三氯乙烷中，直至去除過印刷的區(qū)域，而在電介質(zhì)中生成圖形，并僅位于過印刷生成圖形膠劑底下的區(qū)域溶解掉。
分解介質(zhì)脊成高度直至300微米、寬度為80-150微米，并具有較好的邊界清晰度，這表示通過采用網(wǎng)板印刷的一種單一生成圖形步驟，在分辨率和厚度方面可以獲得更大的優(yōu)越性。
以下的這張表說明了若干丙烯酸聚合物/增塑劑/溶劑系，經(jīng)論證已用于本發(fā)明的方法中。
可選擇的丙烯酸材料系欠印刷樹脂過印刷生成圖形溶劑增溶劑無(wú)增溶劑(負(fù))(正)聚甲基丙烯酸甲酯二丁基鄰苯二甲酸三氯乙烷聚甲基丙烯酸酯鄰苯二甲酸丁酯芐脂乙基羥基乙基纖維素聚甲基丙烯酸甲酯乙醇/水,氨Carboset

XPD-1234 三乙醇胺水鄰苯二甲酸二丁脂 K2CO3/水上述樹脂可以混合。例如甲基和甲基丙烯酸乙酯可以混合，以允許正性或負(fù)性抗蝕性。在甲基丙烯酸甲脂/甲基丙烯酯乙酯混合情況下，諸如三甘醇-類增塑劑將在乙醇圖形產(chǎn)生溶劑中產(chǎn)生一種負(fù)性抗蝕性。
然后，通過將過印刷層浸入具有超聲攪動(dòng)的1，1，1-三氯乙烷中，直至去除過印刷的區(qū)域，而在電介質(zhì)中生成圖形，并僅位于過印刷生成圖形膠劑底下的區(qū)域溶解掉。
分解介質(zhì)脊成高度直至300微米、寬度為80-150微米，并具有較好的邊界清晰度，這表示通過采用網(wǎng)板印刷的一種單一生成圖形步驟，在分辨率和厚度方面可以獲得更大的優(yōu)越性。
以下的這張表說明了若干丙烯酸聚合物/增塑劑/溶劑系，經(jīng)論證已用于本發(fā)明的方法中。
可選擇的丙烯酸材料系欠印刷樹脂過印刷生成圖形溶劑增溶劑無(wú)增溶劑(負(fù))(正)聚甲基丙烯酸甲酯二丁基鄰苯二甲酸三氯乙烷聚甲基丙烯酸酯鄰苯二甲酸丁酯芐脂乙基羥基乙基纖維素聚甲基丙烯酸甲酯乙醇/水,氨Carboset

XPD-1234 三乙醇胺水鄰苯二甲酸二丁脂 K2CO3/水上述樹脂可以混合。例如甲基和甲基丙烯酸乙酯可以混合，以允許正性或負(fù)性抗蝕性。在甲基丙烯酸甲脂/甲基丙烯酯乙酯混合情況下，諸如三甘醇-類增塑劑將在乙醇圖形產(chǎn)生溶劑中產(chǎn)生一種負(fù)性抗蝕性。
權(quán)利要求
1.一種制造等離子體顯示裝置的方法，其步驟包括在多個(gè)介質(zhì)基片的一個(gè)基片上，形成沿一個(gè)方向延伸的多個(gè)第一電極；在另一基片上，形成沿垂直于所述方向的另一方向延伸的多個(gè)第二電極；在至少一個(gè)所述基片上，形成用以確定多個(gè)象素區(qū)域的脊；以及在所述象素區(qū)域內(nèi)設(shè)置熒光材料，其特征在于通過如下步驟制造相應(yīng)于所述脊的凸紋在所述基片上設(shè)置多個(gè)介質(zhì)層，使含有有機(jī)聚合物的介質(zhì)復(fù)合物的未生成圖形的第一介質(zhì)層的至少一個(gè)表面與含有有機(jī)聚合物、溶劑和擴(kuò)散性改變劑的介質(zhì)復(fù)合物的已生成圖形的第二介質(zhì)層相接觸，由此形成一種組合；在一定加熱條件下，部分干燥所述組合，使所需圖形從含有擴(kuò)散性改變劑的第二介質(zhì)層的表面上擴(kuò)散到第一介質(zhì)層的內(nèi)部；以及對(duì)所述組合進(jìn)行顯影，以清除第二介質(zhì)層，且所述第一介質(zhì)層的區(qū)域通過擴(kuò)散生成圖形。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述組合通過在所述基片上設(shè)置第一未生成圖形介質(zhì)層，以及在其上的第二介質(zhì)生成圖形層而形成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述組合通過在所述基片上設(shè)置第二介質(zhì)生成圖形層，以及在其上的第一未生成圖形介質(zhì)層而形成。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述組合的形成和部分干燥被重復(fù)進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述擴(kuò)散性改變劑對(duì)于第一介質(zhì)層內(nèi)所含的有機(jī)聚合物起到一種分散劑的作用，且它比所述溶劑具有更高的沸點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用增溶劑作為擴(kuò)散性改變劑來完成負(fù)象操作生成圖形。
7.一種制造等離子體顯示裝置的方法，其步驟包括在多個(gè)介質(zhì)基片的一個(gè)基片上，形成沿一個(gè)方向延伸的多個(gè)第一電極;在另一個(gè)基片上，形成沿垂直于所述方向的另一方向延伸的多個(gè)第二電極;在至少一個(gè)所述基片上，形成用以確定多個(gè)象素區(qū)域的脊;以及在所述象素區(qū)域內(nèi)設(shè)置熒光材料，其特征在于通過如下步驟制造相應(yīng)于所述脊的凸紋;在所述基片上，設(shè)置含有有機(jī)聚合物的、介質(zhì)復(fù)合物的未生成圖形的第一介質(zhì)層，以及含有有機(jī)聚合物、溶劑和擴(kuò)散性改變劑的、介質(zhì)復(fù)合物的已生成圖形的第二介質(zhì)層，由此形成一種組合;在一定加熱條件下，干燥所述組合，使所需圖形從含有擴(kuò)散性改變劑的第二介質(zhì)層的表面上，擴(kuò)散到第一介質(zhì)層的內(nèi)部;對(duì)所述組合進(jìn)行部分顯影，以部分清除第二介質(zhì)層，且所述第一介質(zhì)層的區(qū)域通過擴(kuò)散生成圖形;以及重復(fù)上述形成組合、干燥和部分顯影的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造等離子體顯示裝置的方法，它包括按矩陣排列的多個(gè)條形電極，位于所述條形電極之間每個(gè)固定交叉點(diǎn)的點(diǎn)狀放電區(qū)域或象素區(qū)域，以及在每個(gè)所述放電區(qū)域上形成的熒光膜。該熒光膜當(dāng)受到來自相應(yīng)放電區(qū)域的紫外線的激發(fā)時(shí)即能發(fā)光。
文檔編號(hào)H01J17/49GK1091857SQ93116298
公開日1994年9月7日 申請(qǐng)日期1993年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月26日
發(fā)明者為正弘志, 卡爾·巴森·王 申請(qǐng)人:E·I·內(nèi)穆爾杜邦公司