专利名称：用于等离子体寻址的液晶显示面板的阴极装置的制作方法
本申请书要求在美国的第US60/021,625号临时申请案的利益，其申请日为1996年7月12日。
本发明涉及一种用于等离子体寻址的液晶显示面板的阴极装置。
美国专利US5,077,553公开了用于寻址数据存储元件的装置。美国专利US5,077,553所示的该装置的实际实施例在附图2中作了原理性的说明。
附图5所示的显示面板包括如下依次为偏振器2、沟道衬底4、盖板6(一般称为微型板)、光电材料层10、平行透明数据驱动电极阵列(其中只有一个能在如图5所示的图中看到，用12表示)、载有数据驱动电极的上衬底14、和上偏振器16。沟道衬底2一般由玻璃制成并在其上部主表面上形成多路平行沟道20。该沟道20被隔离肋22所分隔，其中充满了电离气，例如氦气。每一个沟道20装有一个阳极24和一个阴极26。该沟道20与数据驱动电极相垂直并且一个数据驱动电极与一个沟道相交的部分(当垂直地看面板时)形成单个面板元件28。每个面板元件可被认为是包括层10以及上下偏振器2和16的元件。就彩色显示面板来说，面板元件还包括层10和上衬底14之间的滤色片(图中未示)。显示面板的上表面限定面板元件的部分构成了该显示面板的单个象素30。
这几个沟道中的阳极保持在地电位。当其中一个沟道的阴极接上适当的负电压时，该沟道中的气体形成一个等离子区，它提供了一个在盖板6下表面的导电通道。如果数据驱动电极处于地电位，那么在光电材料体积元件中就不会存在有效电场，则将面板元件看作关闭，反之如果数据驱动电极相对于地有显著的电势差，那么在光电材料体积元件中有一个强电场，则将面板元件看作接通。
通常如图5所示的那种显示面板，要通过形成一个沟道衬底组件——包括衬底和盖板、形成一个上衬底组件——包括上衬底、数据驱动电极和光电材料层、以及将上衬底组件安装在沟道衬底组件上来装配完成。至于制作沟道衬底组件，是将盖板覆盖在沟道衬底的上表面并沿其周边加热封装在该沟道衬底上。
通常用一个镍或铬基层制成PALC显示面板中的阴极，该基层有一个分散在玻璃基层中磨得很细的稀土六硼化物——例如LaB6——的涂层。镍或铬基层用稀土六硼化物做涂层材料是由于它具有低逸出功而使它成为一个高效电子发射器，还由于它具有适中的升华热而使它能抗溅射。但是，在某些应用中，并不认为这种阴极装置的某些性能是最理想的。例如，理想的涂层材料应具有相当高的电阳率从而可以在涂层材料中建立一个电场，该电场能够将用于发射的阴极表面的电子加到等离子区，但是稀土六硼化物的电导率很高因而该电场就比理想的要小。此外，当阴极形成时，其表面可能会不平(凸的部位其表面的曲率半径达到或接近零，例如阴极的末端、边缘或周边)，因此电场不能均匀分布于阴极并由此使电流密度不均匀，导致在给定沟道的阴极和阳极之间出现高温和电弧的可能性。
在氦氖(HeNe)激光器中，其阴极一般为铝管。在HeNe激光器工作在正常发光状态下，阴极上就有发生溅射的趋势。现已发现HeNe激光器的阴极溅射的问题能够通过阳极氧化铝制阴极来改善。
在铝制物体上既可以通过在氧化环境中加热来热形成铝氧化层，也可以通过在连作阳极的铝制物体和阴极之间建立一个氧化等离子区来阳极氧化成铝氧化层。热铝氧体是良绝缘体。当铝制物体上形成热氧化层时，氧化层的厚度通常是均匀的而与表面的形状无关。当铝制物体上形成阳极氧化层时，氧化层的厚度与表面的形状有关，因为阳极氧化层的速率取决于电流密度而电流密度取决于表面形状。在铝制物体不平处优先形成该阳极氧化层。
根据本发明的第一方面，提供一种用于PALC显示面板的在一个沟道衬底上形成一个电极的方法，所述沟道衬底在其上表面有多路沟道，该方法包括在该沟道衬底的一个沟道中形成至少一个导电条，该导电条包括一个能被阳极氧化而形成一个抗金属氧化层的金属，以及对该导电条的一个表面层进行阳极氧化，由此形成一个包括一个金属芯和一个所述抗金属氧化表面层的电极。
根据本发明的第二方面，提供一种用于PALC显示面板的在一个沟道衬底上形成一个电极的方法，所述沟道衬底在其上表面有多路沟道，该方法包括在该沟道衬底的至少一个沟道中形成至少一个导电条，该导电条包括一个能被阳极氧化而形成一个抗金属氧化层的金属，以及在作为阳极的导电条和阴极之间建立一个氧化等离子区，由此对该导电条的金属进行部分阳极氧化并且形成一个具有一个包含所述金属的芯和一个所述抗金属氧化表面层的电极。
根据本发明的第三方面，提供一种用于等离子体寻址液晶显示面板的在一个沟道衬底上形成一个电极的方法，该方法包括根据一个预定图案淀积一个金属电极，该金属电极是一个形成抗阳极氧化层的金属，以及阳极氧化该金属电极从而在导电芯上形成一个抗氧化层。
根据本发明的第四方面，提供一个用于PALC显示面板的沟道衬底，所述沟道衬底在其上表面有多路沟道并且在所述一个沟道中有至少一个电极，其中所述一个电极具有复合结构，它包括一个含金属的芯和所述金属的抗阳极氧化表面层。
为了更好地理解本发明，并表示出如何实现它，将参照附图举例说明。
图1是一个用等离子泄放元件的等离子体寻址液晶显示面板的沟道衬底的局部剖面图。
图2是图1中的局部放大图，它表示了沟道衬底中一个电极的结构。
图3A是进一步放大的简化剖面图，它表示了用等离子泄放元件处理之前的电极。
图3B与图3A类似，它表示了用等离子泄放元件处理之后的电极。
图4是图1所示沟道衬底的平面原理图。
图5从原理上介绍了根据现有技术的PALC显示面板的剖面图。
在这几幅图中，相同的参考号用于代表相同的元件。
有关方向和位置的词语，例如上和下，用于在说明书中建立与附图有关的方向，并不限于绝对的含义。
在每个沟道中的如图1所示的沟道衬底都有两个金属条40和41。参照图2和图3A，每个金属条由一个薄的铬基层46和铝覆盖层48组成，该薄基层紧紧的粘在玻璃衬底上。金属条可以通过在沟道衬底的整个上表面淀积铬覆盖层，又在整个铬层上淀积一个铝覆盖层来形成，并用已知的光刻技术对铝和铬层进行深刻蚀以形成所需模式的金属条。如图1和4所示，所有金属条40和42被轨52电连接在一起，该轨沿着沟道衬底的边沿延伸，从而形成一个电连续的电极。
用有机粘合剂将玻璃熔结条56粘在沟道衬底的周边，然后在含氧的环境中烘烤该沟道衬底以去除有机粘合剂。烘烤的进行导致金属条上热铝氧化层的形成。用5×10-3mBar气压的氩和500伏特电压通过反溅射去除热氧化层。再参照图1，衬底4随后被置于盘形电极60下的等离子放电容器中。该放电容器含气压接近200mBar的空气，轨52接到直流电源64的正端而盘形电极60接到直流电源64的负端，则在作为阳极的金属条40及42和作为阴极的盘形电极60之间产生一个等离子区。铝覆盖层48被部分阳极氧化，以致使该铝覆盖层48变成由一个铝阳极氧化层68所覆盖的稍薄的铝层48’。
在铝阳极氧化层68形成之后，将每对中的金属条42与该对中的另一个分离，例如刻蚀去除部分72，而剩下金属条40接到轨52上。
然后将盖板置于沟道衬底上并加热沟道衬底组件使盖板熔封于沟道衬底上。在惰性气体中进行加热，以防止在金属条40和42上形成热铝氧化层或是阳极氧化层变成热氧化层。按传统方式将沟道衬底组件装到上衬底组件上。在整个PALC显示面板工作中，金属条40通过轨52接地用作阳极而金属条42接到相应的提供适当负电压的驱动器上用作阴极。
用上述方法生产的阴极装置比起迄今用于PALC显示面板的传统的阴极装置来有很大的优点。具体地说，阳极氧化层比以前采用的稀土六硼化物有更高的升华热，从而有更高的抗溅射破坏性。此外，阳极氧化层比以前采用的稀土六硼化物有更高的电阻率，因此，该阳极氧化层支持一个电场，它激发电子到用于发射的电极表面。由于在不平处优先形成该阳极氧化层，如图3B在角76处所示，它减弱了最大的电场，从而减小了能增强溅射破坏性的电流密度的不均匀性以及产生电弧和热点的危险。本发明并不局限于所述的特殊实施例，可以在不脱离所附的权利要求书及其等同技术所限定的本发明的保护范围下作变换。例如，本发明并不局限于用铝作为覆盖在铬基层上的连续层，因为它还可以以铝颗粒的形式嵌入一个绝缘基层中。即使如此，露在基层表面的铝颗粒上覆有一层阳极氧化铝镀层。此外，本发明并不局限于将铝用作形成阳极氧化层的金属，因为其他金属，例如镁，也可以形成合适的阳极氧化层。还有，虽然由于传统的处理方法可能会在每个沟道的阳极和阴极这二者上形成阳极氧化层，但是本发明也并不局限于在两个电极上形成阳极氧化层，因为阳极氧化层的优势主要在阴极获得。
权利要求
1.一种在用于PALC显示面板的一个沟道衬底上形成一个电极的方法，所述沟道衬底在其上表面有多路沟道，该方法包括在该沟道衬底的一个沟道中形成至少一个导电条，该导电条包括一个能被阳极氧化而形成一个抗金属氧化层的金属，以及对该导电条的一个表面层进行阳极氧化，由此形成一个包括一个金属芯和一个所述抗金属氧化表面层的电极。
2.一种用于PALC显示面板的在一个沟道衬底上形成一个电极的方法，所述沟道衬底在其上表面有多路沟道，该方法包括在该沟道衬底的至少一个沟道中形成至少一个导电条，该导电条包括一个能被阳极氧化而形成一个抗金属氧化层的金属，以及在作为阳极的导电条和阴极之间建立一个氧化等离子区，由此对该导电条的金属进行部分地阳极氧化并且形成一个包括一个包含所述金属的芯和一个所述抗金属氧化表面层的电极。
3.一种根据权利要求2的方法，其中所述导电条包括绝缘材料基层中的所述金属的颗粒。
4.一种根据权利要求2的方法，包括在所述一个沟道中，把所述金属的颗粒淀积在绝缘胶合材料中形成所述导电条。
5.一种根据权利要求2的方法，包括通过淀积所述的一个金属连续层而形成所述导电条。
6.一种用于等离子体寻址的液晶显示面板的在一个沟道衬底上形成一个电极的方法，该方法包括根据一个预定图案淀积一个金属电极，该金属电极是一个形成抗阳极氧化层的金属，以及阳极氧化该金属电极从而在导电芯上形成一个抗氧化层。
7.一个用于PALC显示面板的沟道衬底，所述沟道衬底在其上表面有多路沟道并且在所述一个沟道中有至少一个电极，其中所述一个电极具有复合结构，它包括一个含金属的芯和所述金属的抗阳极氧化表面层。
8.一个根据权利要求7的沟道衬底，其中所述含金属的芯包括在绝缘材料基层中的所选金属的颗粒。
9.一个根据权利要求7的沟道衬底，其中所述含金属的芯包括所述金属的一个连续层。
全文摘要
一个用于PALC显示面板的沟道衬底中的复合电极,包括一个含金属的芯和一个该金属芯的抗阳极氧化表面层。
文档编号G02F1/13GK1179555SQ97117180
公开日1998年4月22日 申请日期1997年7月11日 优先权日1997年7月11日
发明者M·W·罗伯森, R·D·欣奇利夫, K·J·伊尔西辛, J·S·摩尔 申请人:特克特朗尼克公司