专利名称：制造等离子体寻址电光显示器的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有平板结构的等离子体寻址电光显示器的制造方法，这种显示器中显示单元被叠置于等离子体单元之上。本发明具体地涉及到一种形成等离子体单元的放电电极和阻挡肋的制造方法。
已知一种利用等离子体单元为显示单元寻址的等离子体寻址显示器，如日本专利公开No.Hei4-265931。如图7所示，这种等离子体寻址电光显示器具有平板结构，包括一个显示单元1，一个等离子体单元2，和一个置于两者之间的共用中介体3。等离子体单元2包括一个下基体8，它与中介体3之间相隔一个间隙，这个间隙中封闭着电离的气体。在下基体8的内表面上以条形图案形成放电电极9。在平的下基体8上用丝网印刷法或类似的方式刻印并烤制放电电极9。阻挡肋10被按照这样的方式形成，即各阻挡肋10将相邻的两对放电电极9彼此隔离开，从而将封闭着电离气体的间隙分割成放电道12。阻挡肋10也被用丝网印刷法或其它类似方式刻印和烤制，其顶部与中介体3的下表面相接。各放电道12中包含的一对放电电极9作为阳极A和阴极K，在它们之间产生等离子体放电。图7所示的结构中，阳极A和阴极K形成于同一个平面上，被称为“平面放电结构”。此外，中介体3通过玻璃熔块11或类似的材料与下基体8相连。
同时，显示单元1包括一个透明的上基体4。这个上基体4靠密封材料6或类似的材料连接在中介体3上，在它们之间保持一定的间隙。这个间隙中充满了电光材料，比如液晶7。在上基体4的内表面按照与条形放电道12垂直的方式构成信号电极5。信号电极5与放电道12的交叉点就确定了一个象素矩阵。
在具有这样结构的等离子体寻址电光显示器中，显示激励是这样被实现的，即对放电道12的行切换扫描，其中等离子体放电以线性次序进行，并且与上述扫描同步，在显示单元1一侧将图象信号施加给信号电极5的列。在各放电道12中，具有平面结构的阳极A和阴极K之间产生的等离子体放电导致放电道内部趋于与阳极电位一致，从而影响各行的象素选择。换言之，放电道12起取样开关的作用。那么，在等离子体取样开关导通的状态下，靠给各象素施加图象信号来实现取样以控制象素的开/关。在等离子体取样开关转换为非导通状态后，被取样的图象信号就以它的原貌保留在象素中。
在上面的平面放电结构被用于透射型等离子体电光显示器时，由于放电道12中装有挡光的放电电极9，导致了一个缺点，即牺牲了象素的通透比(opening ratio)。为了克服这种的缺点，已经提出了一种等离子体寻址电光显示器，示于图8，它具有侧表面放电结构(也被称为对面放电结构或壁放电结构)。在图8中，为了易于理解，与图7中所示的等离子体显示器相对应的部件被标以相应的标号。在侧表面放电结构中，放电道12包括一对侧表面相对的放电电极9和各与放电电极9上表面相匹配的阻挡肋10。暴露在放电道12中的一对电极的相对的侧表面作为阳极A和阴极K，用来在它们之间产生等离子体放电。与平面放电结构不同，由于阳极A和阴极K不在放电道12的底面上，侧表面放电结构保证了高的通透比，带来亮度方面的优势。
图9是一个典型的侧表面放电结构中的放电电极9和阻挡肋10的制造方法的透视图。在现有技术的方法中，采用丝网印刷将一种导电材料(导电膏)刻印成条形图案来形成放电电极9，而用同一丝网掩模刻印放电电极9图案之上的绝缘材料(绝缘膏)来形成阻挡肋10。可是，在这种方法中，由于放电电极9或阻挡肋10必须形成一定的高度，就需要重复进行丝网印刷以确保放电电极9或阻挡肋10的厚度。例如，要重复10次丝网印刷才能形成阻挡肋10。这加长了工作时间，并可能由于灰尘的沾污而导致失败。在这种方法中，把阻挡肋10配置于放电电极9上的定位工作也需要花费大量劳动。为简化它们之间的定位，阻挡肋10必须被压制而成，并且在放电电极9上用同一个掩模刻印。在这种情况下，在对导电膏进行刻印形成放电电极9以后，需要将导电膏烘干。然后将掩模清洗干净，把导电膏换成非导电膏(玻璃膏)进行刻印，使其形成阻挡肋10。这样，上述现有技术的制造方法需要进行分批加工，因而给大批量生产带来了问题。
本发明的目的是提供一种制造等离子体寻址电光显示器的方法，它有很高的生产效率，非常适于大批量生产。
为达到上述目的，根据本发明的第一种方案，提供一种制造等离子体寻址电光显示器的方法，其结构为显示单元叠置在等离子体单元之上，显示单元包括一个中介体，一个具有信号电极列的上基体和位于这二者之间的电光材料。等离子体单元包括一个与中介体连结的下基体和在这二者之间形成的由放电电极和阻挡肋组成的多行放电道。这个方法包括第一步，在下基体的前表面上形成条形图案的具有侧表面和上表面的放电电极；第二步，在整个放电电极表面施加上一定厚度的感光绝缘材料；第三步，以放电电极为掩模从下基体的背面对绝缘材料进行曝光，接着进行显影，在放电电极的上表面上形成阻挡肋。
第一步中可能包括下列步骤在下基体上形成一定厚度的导电材料层；在导电材料层表面涂上光致抗蚀剂；让光致抗蚀剂曝光，接着进行显影，使光致抗蚀剂形成条形图案；以条形的光致抗蚀剂做掩模，用喷砂来对导电材料进行选择性切割，使其形成放电电极。
第一步也可能包括下列步骤在下基体上形成一定厚度的感光导电材料层；通过一个具有条形图案的掩模使导电材料曝光，接着进行显影，使其形成放电电极。
第一步还可能包括下列步骤在下基体上形成一定厚度的感光成型材料层；通过一个具有条形图案的掩模使成型材料层曝光，接着进行显影，在成型材料层中形成条形凹槽；用导电材料填埋这些凹槽以形成放电电极；除去用完的成型材料层。
根据本发明的第二种方案，提供一种制造等离子体寻址电光显示器的方法，其结构为显示单元叠置在等离子体单元之上，显示单元包括一个中介体，一个具有信号电极列的上基体和位于这二者之间的电光材料。等离子体单元包括一个与中介体连结的下基体和在这二者之间形成的由放电电极和阻挡肋组成的多行放电道。这个方法包括第一步，在整个下基体的表面形成一定厚度的导电材料层；第二步，在整个导电材料层表面形成一定厚度的感光绝缘材料层;第三步，通过一个具有条形图案的掩模使绝缘材料曝光，接着进行显影，使其形成阻挡肋；第四步，以阻挡肋作为掩模，用喷砂来对导电材料层进行选择性切割，使其形成具有暴露侧表面的放电电极。
根据本发明的第三种方案，提供一种制造等离子体寻址电光显示器的方法，其结构为显示单元叠置在等离子体单元之上，显示单元包括一个中介体，一个具有信号电极列的上基体和位于这二者之间的电光材料。等离子体单元包括一个与中介体连结的下基体和在这二者之间形成的由放电电极和阻挡肋组成的多行放电道。这个方法包括第一步，在整个下基体的表面形成一定厚度的导电材料层；第二步，在整个导电材料层表面形成一定厚度的绝缘材料层；第三步，在整个导电材料层表面形成一个光致抗蚀剂层，接着进行曝光和显影，使光致抗蚀剂层形成条形图案；第四步，以成型的光致抗蚀剂做掩模，用喷砂对绝缘材料层和导电材料层连续进行选择性切割，以形成侧面暴露的放电电极和与放电电极上表面相配合的阻挡肋。
根据本发明，可以实现一种有效地制造侧表面放电结构的等离子体寻址电光显示器的方法，这种侧表面放电结构在通透比方面具有优势。用喷砂和照相平版印刷法或类似技术代替现有技术中使用的丝网掩模刻印法实现了简化放电电极和阻挡肋之间定位的可能并提高了大批量生产率。喷砂是用喷射高压磨料，如玻璃珠或SiC或氧化铝颗粒来完成的，以此来切割导电材料或绝缘材料。磨料的平均尺寸约为30μm。进而照相平版印刷术被用于感光材料的曝光，使感光材料形成条形图案。根据本发明的第一方案，放电电极形成条形图案，在整个放电电极表面上施加上正型感光绝缘材料。然后从基体背面让绝缘材料曝光，接着进行显影，使其形成阻挡肋。此外，对于正型感光材料，在曝光步骤中被紫外线照射过的部分在显影时被除去。根据本发明的第二方案，导电材料被印在基体的整个表面，然后类似地将感光绝缘材料铺在整个表面上。使感光绝缘材料曝光形成条形图案。成型的绝缘材料条就形成阻挡肋。然后用成型的绝缘材料条作为掩模，用喷砂切割导电材料，使其形成放电电极。根据本发明的第三方案，导电材料和绝缘材料被叠铺在整个基体表面上，接着以用照相平版印刷法形成条形图案的光致抗蚀剂做掩模，连续进行喷砂，使其形成阻挡肋和放电电极。根据本发明，在这种方法中，喷砂与平板刻印术的结合使得具有侧表面放电结构的等离子体单元能够连续被加工(在线加工或流水加工)，而不是象现有技术中那样分批加工。
图1A到1D是表明根据本发明的一种制造等离子体寻址电光显示器的方法的第一个实施例的流程图；图2A到2F是表明一种形成放电电极方法的一个例子的流程图；图3A到3C是表明这种形成放电电极方法的另一个例子的流程图；图4A到4E是表明这种形成放电电极方法的又一个例子的流程图；图5A到5E是表明根据本发明的一种制造等离子体寻址电光显示器的方法的第二个实施例的流程图；图6A到6E是表明根据本发明的一种制造等离子体寻址电光显示器的方法的第三个实施例的流程图；图7表现了一个具有平面电极结构的现有技术的等离子体寻址电光显示器的横截面视图；图8表现了一个具有侧表面电极结构的现有技术的等离子体寻址电光显示器的横截面视图；图9表现了一个侧表面电极结构的典型的透视图。
下面，将参照附图对本发明的优先实施例进行描述。图1A到1D是表明根据本发明的一种制造等离子体寻址电光显示器的方法的第一个实施例的流程图。首先，在图1A所示的步骤中，在透明基体8上形成玻璃或类似材料做的条形图案的衬底层13。可以用比如丝网印刷来形成放电电极9。更具体地，通过丝网印刷将导电膏印刷至一特定厚度，然后在例如600℃的温度下烘烤，从而得到放电电极9。此外，被置于玻璃基体8和放电电极9之间以增强粘结的衬底层13可以用刻印和烤制玻璃膏或类似的方法形成。衬底层13不是必不可少的元件，可以被略去。典型的衬底层厚度约为10μm，典型的放电电极9的厚度值在40～80μm的范围内。然后，在图1B所示的步骤中，感光绝缘材料10r被铺在放电电极9的整个表面上。它的典型厚度值在30～100μm范围内 绝缘材料10r是由细微的玻璃或陶瓷颗粒弥散在正型感光树脂中构成，靠加入特别的溶剂来调节其粘度。在图1C所示的步骤中，以放电电极9做掩模，从玻璃基体8的背面使绝缘材料10r曝光，接着进行显影，使绝缘材料10形成与放电电极9的上表面9t相配合的阻挡肋10。从玻璃基体8背面曝光，使绝缘材料10r中仅仅位于被用做掩模的放电电极9的光屏蔽下的那些部分不会感光。绝缘材料基本上是由正型感光树脂构成，因此，仅仅那些位于放电电极9上方的部分绝缘材料10r由于没有感光而在显影中被保留下来。在特定的温度下烘烤绝缘材料10r的这些保留下来的部分，就形成阻挡肋10。结果获得了一个侧表面电极结构，从基体8表面到阻挡肋10顶部的高度值达到150至300μm的范围。这种制造方法允许连续加工，不需要放电电极9和阻挡肋10之间的定位，而且简化了生产步骤，因为只需整体铺敷绝缘材料10r、继而曝光和显影就能形成阻挡肋10。
过程接着到了图1D所示的步骤中，用上述的带有呈条形图案的放电电极9和阻挡肋10的基体8组装成一个等离子体寻址电光显示器。这个显示器具有平板结构，其中显示单元1被置于等离子体单元2之上。显示单元1包括中介体3、具有信号电极5列的上基体4和充斥于这二者之间的间隙中的电光材料，如液晶7。上基体4通过密封材料6或类似的东西与中介体3相连。同时，等离子体单元2包括通过玻璃熔块11与中介体3相连的下基体8，二者之间有一个间隙，一行行放电道12就形成于这个间隙中。每个放电道12包括一对具有相互面对的侧表面9s的放电电极9和与放电电极9的上表面9t相配合的阻挡肋10。
图2A到2F是表明一种形成图1A所示的放电电极9的方法的一个例子的流程图；在这个例子中，放电电极9的条形图案是用喷砂而不是用丝网印刷来形成的。在这个例子中，为了易于理解，略去了图1A所示的衬底层的形成过程；但是，仍可以用与图1所示步骤中相同的方法形成衬底层。此外，这个例子中的技术也可以用于阻挡肋10的成型。在图2A所示的步骤中，在基体8上铺上一定厚度的导电材料9a。具体地，由弥散在作为粘结剂的树脂中的金属颗粒构成并被加入溶剂调整到适当粘度的导电膏被印在整个表面上。可以用刮涂(blade coating)来代替印刷过程。另外，也可以压制出膜状导电材料。本发明的这个特例中，在整个表面铺敷材料的方法一般包括印刷、刮涂、层压和其它类似的方法。然后，在图2B所示的步骤中，在铺在整个表面上的导电材料9a的面上形成一层光致抗蚀剂R。例如，压制一层30μm厚的抗蚀剂膜。在图2C所示的步骤中，光致抗蚀剂R被用紫外线或类似的光通过一个特殊的掩模曝光。在图2D所示步骤中，光致抗蚀剂R被显影成为条形图案。这里，使用的是负型光致抗蚀剂R，因此，光致抗蚀剂R中仅仅那些被紫外线照射过的部分才能保留下来成为条形。显影可以用例如含0.2％碳酸钠(Na2CO3)的水溶液进行。在图2E所示的步骤中，以成型的光致抗蚀剂R做掩模，用喷砂对导电材料9a进行选择性切割，从而将导电材料9a加工成放电电极9。喷砂是由喷射高压的如玻璃珠或陶瓷颗粒等平均尺寸在30μm左右的磨料完成的。在图2E中所示的步骤中，用有机碱，如单乙醇胺作为溶剂除去用过的光致抗蚀剂R。最后，烘烤导电材料以完成放电电极9的定形。
图3A到3C是表明形成放电电极的方法的另一个使用照相平版印刷术的例子的流程图。在图3A所示的步骤中，在基体8上铺上一定厚度的感光导电材料9r。这里，由弥散在感光树脂中的金属颗粒构成并被加入溶剂调整到适当粘度的感光导电膏被印在整个表面上。在图3B所示的步骤中，在导电材料9r干了以后，通过一个有条形图案的掩模M让其曝光。最后，在图3C所示的步骤中，用例如含碳酸钠的水溶液使感光导电材料9r显影，接着在特定温度下烘烤以获得放电电极9。
图4A到4E是表明形成放电电极的方法的又一个使用所谓填埋加工法的例子的流程图。在图4A所示的步骤中，在基体8上铺上一定厚度的成型材料P。这里，厚度为100到150μm的抗蚀剂膜是被压制上的。在图4B所示的步骤中，通过一个有条形图案的掩模M使成型材料P曝光。在图4C所示的步骤中，成型材料P被用弱碱显影，使其形成条形凹槽G。在图4D所示的步骤中，用导电材料9a，例如导电膏将凹槽G填埋起来以形成放电电极。在这种情况下，可以用刮涂法进行填埋。最后，在图4E所示的步骤中，用强碱清洗溶液除去用过的成型材料P，接着进行烘烤以形成放电电极9。
图5A到5E是表明根据本发明的一种制造等离子体寻址电光显示器的方法的第二个实施例的流程图；在图5A所示的步骤中，在基体8的整个表面上相继分别铺敷一定厚度的衬底层13a和导电材料9a。这里导电材料9a被实地印刷(solid-printed)，然后被烘干。在图5B所示的步骤中，将一定厚度的感光绝缘材料10r铺在导电材料9a的整个表面上。这里，用玻璃颗粒弥散在正型感光树脂中作为绝缘膏。另外，由于在后续步骤中绝缘材料10r要被用做喷砂的掩模，所以在绝缘材料10r中作为粘结剂的树脂的含量比通常的绝缘膏中的含量要高，以赋予绝缘材料10r所需的对喷射在其上的喷砂的抵抗力。在图5C所示的步骤中，通过一个具有条形图案的掩模(图中未示出)使绝缘材料10r曝光，接着进行显影，将绝缘材料10r制成阻挡肋10。在图5D所示的步骤中，以预先被赋予了对喷砂的抵抗力的阻挡肋10做掩模，以向导电材料9上喷砂来对导电材料9进行选择性切割，将导电材料9加工成具有侧表面9s的放电电极9。这时，衬底层13也同时被切割成条形。然后对衬底层13、放电电极9和阻挡肋10进行烘烤，并且如图5E所示组装成等离子体寻址电光显示器。根据第二个实施例的这个方法也允许连续加工，不需要放电电极和阻挡肋之间的定位，而且，这种方法简化了为形成阻挡肋而铺敷绝缘材料的步骤。
图6A到6E是表明根据本发明的一种制造等离子体寻址电光显示器的方法的第三个实施例的流程图。在图6A所示的步骤中，在基体8的整个表面相继分别铺敷上一定厚度的衬底层13a和导电材料9a。具体地，衬底层13a被实地印刷和烘干，然后导电材料9a也被实地印刷和烘干。这里，以一定的次数重复地进行实地印刷来确保这个特定的厚度。也可以用一次刮涂来铺敷导电材料9a，或者压制薄膜型导电材料。这可以使步骤简化，因为不必进行重复印刷。在图6B所示的步骤中，在导电材料9a的整个表面铺上一定厚度的感光绝缘材料10a。这里由玻璃颗粒弥散在作为粘合剂的树脂中构成的绝缘膏被通过丝网掩模实地印刷，然后被烘干。与条形印刷不同，实地印刷具有丝网印刷的易于制备和经济有效的优点。在图6C所示的步骤中，在绝缘材料10a的整个表面上形成一层光致抗蚀剂R，接着被曝光和显影，使光致抗蚀剂R形成条形图案。这里，压制上一层负型光致抗蚀剂薄膜，而用含0.2％碳酸钠的水溶液作为显影溶液。在图6D所示的步骤中，以成型的光致抗蚀剂R做掩模，以向材料上喷砂来连续切割绝缘材料10a、导电材料9a和衬底绝缘材料13a，将这些材料加工成衬底层13、具有侧表面9s的放电电极9和与放电电极9的上表面9t相匹配的阻挡肋10。喷砂是用喷射高压的如玻璃珠或陶瓷颗粒等典型平均尺寸在30μm左右的磨料完成的。最后，在图在图6E所示的步骤中，用清洗剂，如有机碱除去用过的光致抗蚀剂R，然后对阻挡肋10、放电电极9和衬底层13进行烘烤。在这个实施例中，由于衬底绝缘材料13a、导电材料9a和绝缘材料10a都是实地印刷的，就可以不需要象现有技术的方法中那样使用共用的具有条形图案的丝网掩模，结果也就不用分批进行加工而可以连续进行加工。还有，根据现有技术的方法，由于条形的阻挡肋是用包含图形处理的定位机制来与放电电极相配合的，这需要昂贵的设备和花费较长工作时间。可是在本实施例中，由于不需要放电电极和阻挡肋之间的定位，就可以简化制造设备和减少制造过程中的步骤。
如上所述，根据本发明，在一种有效地制造一种在通透比方面具有优点的侧表面放电结构的等离子体寻址电光显示器的方法中，由于将喷砂和照相平版印刷法的结合代替现有技术中使用的丝网掩模刻印法来形成放电电极和阻挡肋，可以简化放电电极与阻挡肋之间的定位，有利于这种显示器的大批量生产。
当用特别的术语描述本发明的这些优选实施例时，这种描述的目的仅仅是为了进行说明，应该明白还可以有各种改进和变化都不背离下列权利要求书的范围的精神。
权利要求
1.一种制造等离子体寻址电光显示器的方法，其结构为显示单元叠置在等离子体单元之上，显示单元包括一个中介体，一个具有信号电极列的上基体和位于这二者之间的电光材料，等离子体单元包括一个与中介体连结的下基体和在这二者之间形成的由放电电极和阻挡肋组成的多行放电道，所述的方法包括第一步，在下基体的前表面上形成条形图案的各具侧表面和上表面的放电电极；第二步，在整个放电电极表面施加一定厚度的感光绝缘材料；第三步，以放电电极为掩模从下基体的背面对绝缘材料进行曝光，接着进行显影，在放电电极的上表面上形成阻挡肋。
2.如权利要求1中的制造等离子体寻址电光显示器的方法，其中所述的第一步包括在下基体上形成一定厚度的导电材料层；在导电材料层的表面涂上光致抗蚀剂；让光致抗蚀剂曝光，接着进行显影，使光致抗蚀剂形成条形图案；以条形的光致抗蚀剂做掩模，用喷砂来对导电材料进行选择性切割，使其形成放电电极。
3.如权利要求1中的制造等离子体寻址电光显示器的方法，其中所述的第一步包括在下基体上形成一定厚度的感光导电材料层；通过一个具有条形图案的掩模使导电材料曝光，接着进行显影，使其形成放电电极。
4.如权利要求1中的制造等离子体寻址电光显示器的方法，其中所述的第一步包括在下基体上形成一定厚度的感光成型材料层；通过一个具有条形图案的掩模使成型材料层曝光，接着进行显影，在成型材料层中形成条形凹槽；用导电材料填埋这些凹槽以形成放电电极；除去用完的成型材料层。
5.一种制造等离子体寻址电光显示器的方法，其结构为显示单元叠置在等离子体单元之上，显示单元包括一个中介体，一个具有信号电极列的上基体和位于这二者之间的电光材料，等离子体单元包括一个与中介体连结的下基体和在这二者之间形成的由放电电极和阻挡肋组成的多行放电道，所述的方法包括第一步，在整个下基体的表面形成一定厚度的导电材料层；第二步，在整个导电材料层表面形成一定厚度的感光绝缘材料层；第三步，通过一个具有条形图案的掩模使绝缘材料曝光，接着进行显影，使其形成阻挡肋；第四步，以阻挡肋作为掩模，用喷砂来对导电材料层进行选择性切割，使其形成具有暴露的侧表面的放电电极。
6.一种制造等离子体寻址电光显示器的方法，其结构为显示单元叠置在等离子体单元之上，显示单元包括一个中介体，一个具有信号电极列的上基体和位于这二者之间的电光材料，等离子体单元包括一个与中介体连结的下基体和在这二者之间形成的由放电电极和阻挡肋组成的多行放电道，所述方法包括第一步，在整个下基体的表面形成一定厚度的导电材料层；第二步，在整个导电材料层表面形成一定厚度的绝缘材料层；第三步，在整个导电材料层表面形成一个光致抗蚀剂层，接着进行曝光和显影，使光致抗蚀剂层形成条形图案；第四步，以成型的光致抗蚀剂做掩模，用喷砂对绝缘材料层和导电材料层连续进行选择性切割，以形成具有暴露的侧表面的放电电极和与放电电极上表面相配合的阻挡肋。
全文摘要
一种制造等离子体寻址显示器的方法。其中显示单元包括中介体,上基体和其间的电光材料。等离子体单元包括下基体和在其间形成的由放电电极和阻挡肋组成的多行放电道。所述方法包括:在下基体的前表面上形成条形图案的放电电极;在整个放电电极表面铺上一定厚度的感光绝缘材料;以放电电极为掩模从下基体的背面对绝缘材料进行曝光,接着进行显影,在放电电极的上表面上形成阻挡肋。
文档编号H01J9/02GK1202683SQ98108860
公开日1998年12月23日 申请日期1998年5月20日 优先权日1997年5月20日
发明者关敦司 申请人:索尼株式会社