專利名稱：顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到利用等離子體放電的顯示器，更確切地說是涉及到涂于顯示器玻璃襯底表面上的改進(jìn)了的內(nèi)涂層。
以平板結(jié)構(gòu)為特征的利用等離子體放電的顯示器，被稱為PDP(等離子體顯示板)和PALC(等離子體尋址液晶顯示器)。PDP用借助于等離子體放電而激發(fā)熒光物質(zhì)來進(jìn)行顯示。PALC是一種借助于等離子體放電而對液晶之類的電光材料進(jìn)行尋址的顯示器，在例如日本專利特許公開No.Hei 4-265931中已被公開。PDP和PALC都包含作為基本元件的等離子體單元。等離子體單元包含一對彼此以特定間隙連接形成封閉空間的襯底；充滿此空間的用來放電的氣體；制作在玻璃制成的襯底上的用來在空間中產(chǎn)生放電的電極，以及插入在電極和襯底之間的內(nèi)涂層。
在PALC中，通常采用熱膨脹系數(shù)較小的無堿玻璃作為襯底材料。此外，無堿玻璃也可用于PDP。電極是用絲網(wǎng)印刷工藝之類在玻璃襯底上印刷導(dǎo)電膠圖形并燒結(jié)導(dǎo)電膠圖形而制作的。此時，通常是在玻璃襯底表面上預(yù)先制作一個內(nèi)涂層，用來提高玻璃襯底與電極之間的粘合性并釋放燒結(jié)電極時加于玻璃襯底的應(yīng)力。為此目的，此內(nèi)涂層是用印刷熱膨脹系數(shù)與玻璃襯底相近的玻璃膠圖形并燒結(jié)此玻璃膠圖形的方法來制作的。玻璃膠是用將熔點低于玻璃襯底且熱膨脹系數(shù)較大的玻璃材料粉末，與熱膨脹系數(shù)較小的陶瓷材料(填充劑)粉末進(jìn)行混合而制備的。通常采用PbTiO3(鈦酸鉛)作為這種填充劑。然而，PbTiO3被等離子體單元中的放電還原，且這樣從PbTiO3還原的Ti或Pb之類的金屬顆粒淀積在電極端部附近。由于淀積的金屬顆粒起放電核心的作用，于是就引起可能出現(xiàn)反常放電的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種等離子體顯示器，它包含能夠抑制等離子體單元中的反常放電的改善了的內(nèi)涂層，從而充分改善了等離子體顯示器的可靠性。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一種情況，提供了一種具有平板結(jié)構(gòu)的顯示器，其中的顯示單元重疊在等離子體單元上，二單元之間置有中間襯底。顯示單元包括以特定間隙連接于中間襯底的上襯底、保持在間隙中的電光材料、以及制作在上襯底上的多列信號電極。等離子體單元包括以特定間隙連接于中間襯底以形成封閉空間的下襯底、充滿此空間的用來放電的氣體、形成在玻璃材料制成的下襯底上用來在空間中產(chǎn)生放電的多行放電電極、以及插入在放電電極與下襯底之間的內(nèi)涂層。在此顯示器中，內(nèi)涂層含有作為主要成分的熔點低于下襯底的玻璃材料，還含有用來使內(nèi)涂層的熱膨脹系數(shù)更接近下襯底的填充劑；且此填充劑至少是金屬氧化物L(fēng)i2O、MgO、Al2O3和SiO2中的一種。
本發(fā)明不僅可用于PALC(等離子體尋址液晶)，而且也可用于一般的PDP(等離子體顯示平板顯示器)。亦即，根據(jù)本發(fā)明的第二種情況，提供了一種顯示器，它包含一對彼此以特定間隙連接形成封閉空間的襯底；充滿此空間的用來放電的氣體；制作在玻璃制成的襯底上的用來在空間中產(chǎn)生放電的電極；以及插入在電極和襯底之間的內(nèi)涂層。在此顯示器中，內(nèi)涂層含有作為主要成分的熔點低于襯底的玻璃材料，還含有用來使內(nèi)涂層的熱膨脹系數(shù)更接近襯底的填充劑；且此填充劑至少是金屬氧化物L(fēng)i2O、MgO、Al2O3和SiO2中的一種。
在根據(jù)本發(fā)明的上述每種顯示器中，可用陶瓷材料鋰輝石、堇青石、和鋰霞石中至少一種的粉末作為填充劑。
在本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)中，選自Li2O、MgO、Al2O3和SiO2的金屬氧化物被用作加于內(nèi)涂層的填充劑。這種金屬氧化物具有即使被等離子體單元中的放電還原，從金屬氧化物還原的金屬也輕得足以被等離子體放電的濺射作用輕易地散射的特性。結(jié)果，即使從金屬氧化物還原的金屬顆粒淀積在電極附近，也能夠容易地被等離子體放電的濺射作用散射，以致有可能防止金屬起產(chǎn)生反常放電核心的作用。


圖1是典型的剖面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的實施例；圖2示出了圖1所示顯示器工作時的典型示意圖。
以下參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。圖1是典型的剖面圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的顯示器的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該指出的是，此實施例中的顯示器是等離子體尋址型的；但本發(fā)明不局限于此，而是也可應(yīng)用于一般的等離子體顯示器。如圖1所示，此實施例中的等離子體尋址顯示器具有平板結(jié)構(gòu)，其中的顯示單元1疊在等離子體單元2上，二者之間插有一個由玻璃薄片之類制成的中間襯底3。顯示單元l包括由玻璃材料之類制成的上襯底4，在其內(nèi)主表面上，多個由透明導(dǎo)電膜制成的信號電極5彼此平行地沿行向延伸。玻璃片之類制作的上襯底4利用密封材料6粘合在中間襯底3上，其間有特定的間隙。此間隙被密封充以液晶之類的電光材料7。
等離子體單元2包括由玻璃材料之類制成的下襯底8，在其內(nèi)主表面上，放電電極9沿列向亦即正交于信號電極5的方向延伸。放電電極9由交替排列的陽極A和陰極K組成，用以產(chǎn)生等離子體放電。在每個陽極上將隔墻10制作成沿陽極A延伸。隔墻10的頂端與中間襯底3接觸，因此，隔墻10用作隔板。下襯底8用玻璃熔塊11連接于中間襯底3。在下襯底8和中間襯底3之間形成氣密性封閉空間。封閉空間被隔墻10分隔成排列成行的放電通道12。封閉空間充以可電離放電的氣體。這種氣體通常選自氦、氖、氬、氙、氪、及其混合氣體。如從圖1可見，放電通道12由位于中央的陰極K和位于陰極二側(cè)的陽極A組成。當(dāng)高的放電電壓加到陰極K和相鄰的陽極A時，氣體就被電離，放電通道12的內(nèi)部就被等離子體14充滿。
作為本發(fā)明的一個特點，在放電電極9和下襯底8之間插入了內(nèi)涂層13。此內(nèi)涂層13含有作為主要成分的熔點低于下襯底8的玻璃材料，還含有用來使內(nèi)涂層13的熱膨脹系數(shù)更接近下襯底8的填充劑。且此填充劑由輕金屬氧化物組成，此種氧化物的特性是即使此氧化物被放電通道12中的等離子體14還原，從氧化物還原的金屬也容易被等離子體14的濺射作用散射掉。具體地說，此金屬氧化物至少是由Li2O、MgO、Al2O3和SiO2中的一種組成。更具體地說，可用陶瓷材料鋰輝石、堇青石、或鋰霞石中的至少一種的粉末作為填充劑。此外，鋰輝石和鋰霞石都是晶體結(jié)構(gòu)不同的Li2O-Al2O3-SiO2基陶瓷材料，而堇青石則是MgO-Al2O3-SiO2基陶瓷材料。
通過按行序列切換掃描時來對產(chǎn)生等離子體放電的放電通道12的各個行進(jìn)行掃描，并與掃描同步地將圖象信號加于顯示單元1上的各列信號電極5的方法，來驅(qū)動具有上述結(jié)構(gòu)的等離子體尋址顯示器。當(dāng)?shù)入x子體14在放電通道12中產(chǎn)生時，放電通道12內(nèi)部變成具有基本上均勻的陽極電位，從而獲得各行的象素選擇。亦即，放電通道12起取樣開關(guān)的作用。當(dāng)圖象信號在等離子體取樣開關(guān)被接通的狀態(tài)下加于各個象素時，取樣對象素的點亮/熄滅進(jìn)行控制。當(dāng)?shù)入x子體取樣開關(guān)被關(guān)斷之后，圖象信號原封不動地保持在象素中。
圖2是僅僅示出等離子體尋址顯示器的二個象素的典型示意圖。在此圖中，為易于理解，僅僅示出了二個信號電極51及52、一個陰極K1和一個陽極A1。每個象素15都具有由信號電極51或52、電光材料7、中間襯底3和放電通道組成的堆垛結(jié)構(gòu)。在產(chǎn)生等離子體放電的過程中，放電通道維持在大體陽極電位。當(dāng)圖象信號在這種狀態(tài)下加于各個信號電極51或52時，電荷被注入到電光材料7和中間襯底3之間。另一方面，在完成等離子體放電之后，放電通道返回到絕緣狀態(tài)并變成浮置電位，以致注入的電荷被保持在各個象素15中。以這種方式，就執(zhí)行了所謂的樣品保持操作。放電通道用作各個象素15的取樣開關(guān)元件，因此通常用開關(guān)符號SW1來表示。同時，固定在各個信號電極51或52與放電通道之間的電光材料7和中間襯底3，起取樣電容器的作用。當(dāng)取樣開關(guān)SW1被按行序列掃描接通時，圖象信號被保持在取樣電容器中，從而根據(jù)信號電壓電平來執(zhí)行各個象素的點亮/熄滅。在取樣開關(guān)SW1被關(guān)斷之后，信號電壓被保持在取樣電容器中，于是實現(xiàn)顯示器的有源矩陣操作。此外，待要加于電光材料7的有效電壓，由中間襯底3和電光材料7之間的電容分量來確定。
再參照圖1來詳細(xì)描述本發(fā)明的等離子體尋址顯示器的制造方法。首先，在由玻璃制作的下襯底8的表面上制作內(nèi)涂層13。具體地說，用印刷方法在下襯底8的表面上制作由熔點低于下襯底8的玻璃膠組成的條形圖形。此玻璃膠是一種含有作為主要成分的玻璃材料粉末、樹脂粘結(jié)劑、溶劑和填充劑的混合物。加入填充劑的目的是為了使內(nèi)涂層13的熱膨脹系數(shù)更接近下襯底8。然后用絲網(wǎng)印刷之類的方法將導(dǎo)電膠條形圖形重疊在內(nèi)涂層13上。導(dǎo)電膠是一種含有鎳之類金屬顆粒、樹脂粘結(jié)劑、溶劑和其它添加劑的混合物。再用絲網(wǎng)印刷之類的方法，將玻璃膠圖形疊加在要制作放電電極9的陽極A的部位上。在玻璃膠圖形的高度達(dá)到規(guī)定值之后，玻璃膠圖形被一起燒結(jié)以形成隔墻10。同時，導(dǎo)電膠被燒結(jié)以形成放電電極9。采用插入在放電電極9和下襯底8之間的內(nèi)涂層13，可有效地改善其間的粘合性，還可釋放放電電極9燒結(jié)時加于下襯底8的應(yīng)力。之后，用玻璃熔塊11把由玻璃薄片制成的中間襯底3連接于下襯底8，使之與隔墻10的頂端10接觸，以形成等離子體單元2。最后，用密封材料6，把其上預(yù)先制作有多行信號電極5的上襯底4連接到中間襯底3，其間有特定的間隙，接著，在間隙中注入液晶之類的電光材料7，以形成顯示單元1。以這種方式，就獲得了等離子體尋址顯示器。
熱膨脹系數(shù)小至大約50×10-7/℃或更小的無堿玻璃被用作等離子體單元2的下襯底8的玻璃材料。同時，熱膨脹系數(shù)盡可能接近下襯底8的玻璃膠被用作覆蓋下襯底8的內(nèi)涂層13的材料。采用熱膨脹系數(shù)更接近下襯底8的內(nèi)涂層，可有效地釋放內(nèi)涂層13燒結(jié)時加于下襯底8上的應(yīng)力。玻璃膠用作內(nèi)涂層13的材料也有效地提高了放電電極9和下襯底8之間的粘合性。為了使下襯底8在玻璃膠待要燒結(jié)的溫度下不會變形，此玻璃膠含有熔點低于下襯底8的玻璃材料。但低熔點的玻璃材料本身具有高達(dá)50×10-7/℃或更大的熱膨脹系數(shù)。因此，用混合玻璃材料粉末和低熱膨脹系數(shù)陶瓷材料粉末的方法來制備用于內(nèi)涂層13的玻璃膠。在本說明書中，陶瓷材料粉末被稱為填充劑。借助于將填充劑與玻璃粉末進(jìn)行混合，可將玻璃膠的熱膨脹系數(shù)調(diào)整到大約50×10-7/℃或更小的范圍內(nèi)。
在相關(guān)技術(shù)顯示器中，通常用PbTiO3(鈦酸鉛)作為上述填充劑。但在使用PbTiO3作為填充劑的情況下，當(dāng)放電電極9的末端被等離子體14濺射時，Ti或Pb被同時散射并淀積在放電電極9的末端附近。淀積的Ti或Pb可以起反常放電核心的作用。亦即，PbTiO3之類的金屬氧化物在暴露于等離子體放電的時候被還原，而且Ti或Pb不是以絕緣氧化物的形式而是以金屬元素的形式淀積。
考慮到上述情況，根據(jù)本發(fā)明，鋰輝石、堇青石和鋰霞石中的一種或多種被用作加至內(nèi)涂層13的填充劑。如上所述，像Li2O、MgO、SiO2和Al2O3那樣，這種填充劑由能夠防止發(fā)生反常放電的比較輕的金屬氧化物組成。其理由如下亦即，即使部分填充劑被等離子體濺射還原和散射，并接著淀積在放電電極9的末端附近，暫時形成導(dǎo)電膜，由于從填充劑還原的金屬元素輕，這樣的膜也可通過濺射被立即擊破，從而不會有剩余膜存在，這有別于Ti或Pb制作的導(dǎo)電膜。因此，不會發(fā)生反常放電。此外，鋰輝石、堇青石或鋰霞石在降低用作內(nèi)涂層的玻璃膠的熱膨脹系數(shù)方面是非常有效的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，插入在放電電極和玻璃襯底之間的內(nèi)涂層含有作為主要成分的熔點低于玻璃襯底的玻璃材料，還含有用來使內(nèi)涂層的熱膨脹系數(shù)更靠近玻璃襯底的填充劑。此填充劑由金屬氧化物組成，具有即使被等離子體放電還原，這樣從金屬氧化物還原的金屬顆粒也容易被等離子體放電的濺射作用散射的特性。具體地說，此填充劑選自Li2O、MgO、Al2O3和SiO2。用這種結(jié)構(gòu)，有可能抑制等離子體單元中的反常放電，并因此明顯地改善等離子體尋址顯示器的可靠性。
雖然用特定的例子描述了本發(fā)明的實施例，但這種描述僅僅是為了說明的目的，需要理解的是，可以作出各種改變和變化而不超越下列權(quán)利要求的構(gòu)思與范圍。
權(quán)利要求
1．顯示器，具有平板結(jié)構(gòu)，顯示單元重疊在等離子體單元上，其間放置有中間襯底；所述顯示單元包含以特定的間隙連接于所述中間襯底的上襯底、保持在所述間隙中的電光材料、以及制作在所述上襯底上的多列信號電極；所述等離子體單元包含以特定間隙連接于所述中間襯底用以形成封閉空間的下襯底、充滿所述空間的用于放電的氣體、形成在玻璃材料制成的所述下襯底上用來在所述空間中產(chǎn)生放電的多行放電電極、以及插入在所述放電電極和所述下襯底之間的內(nèi)涂層；其特征在于所述內(nèi)涂層的主要成分為熔點低于所述下襯底的玻璃材料，并含有用來使所述內(nèi)涂層的熱膨脹系數(shù)更靠近所述下襯底的填充劑；以及所述填充劑至少是金屬氧化物L(fēng)i2O、MgO、Al2O3和SiO2中的一種。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的顯示器，其中所述的填充劑至少是鋰輝石、堇青石和鋰霞石中的一種。
3．顯示器，包含一對彼此以特定間隙連接形成封閉空間的襯底；充滿所述空間的用來放電的氣體；制作在玻璃制成的所述襯底之一上的用來在所述空間中產(chǎn)生放電的電極；以及插入在所述電極和所述一個襯底之間的內(nèi)涂層。其特征在于所述內(nèi)涂層的主要成分為熔點低于所述一個襯底的玻璃材料，還含有用來使所述內(nèi)涂層的熱膨脹系數(shù)更接近所述一個襯底的填充劑；以及所述填充劑至少是金屬氧化物L(fēng)i2O、MgO、Al2O3和SiO2中的一種。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的顯示器，其中所述的填充劑至少是鋰輝石、堇青石和鋰霞石中的一種。
全文摘要
顯示器,顯示單元重疊等離子體單元,中間為襯底。顯示單元包括上襯底、電光材料以及信號電極列。等離子體單元包括下襯底、用來放電的氣體、制作在下襯底上的放電電極行以及插入在放電電極與下襯底之間的內(nèi)涂層。此內(nèi)涂層的主要成分為熔點低于下襯底的玻璃材料,還含有使內(nèi)涂層的熱膨脹系數(shù)更接近下襯底的填充劑。使用填充劑可有效地抑制放電通道中的反常放電,并因此改善顯示器的可靠性。
文檔編號H01J17/04GK1226009SQ98125360
公開日1999年8月18日 申請日期1998年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月19日
發(fā)明者關(guān)敦司 申請人:索尼株式會社