Способ изготовления блока электродов для газоразрядной индикаторной панели

 

Использование: электронная техника, возможное использование при разработке газоразрядных индикаторных панелей (ГИП) переменного и постоянного тока, предназначенных для отображения знаковой, графической и образной информации. Сущность изобретения: низкая трудоемкость способа обеспечивается за счет формирования электродов с помощью пасты на основе свинецсодержащего легкоплавкого стекла, нанесенной на прозрачное проводящее покрытие в места, соответствующие промежуткам между электродами, и последующего оплавления легкоплавкого стекла, в результате чего удаляются части покрытия между рисунком электродом. 1 ил.

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано, в частности, при разработке газоразрядных индикаторных панелей (ГИП) переменного и постоянного тока, предназначенных для отображения знаковой, графической и образной информации.

Известен способ изготовления блока электродов для ГИП, заключающийся в формировании методом фотолитографии в стеклянной подложке пазов требуемой геометрии и нанесении в них методом трафаретной печати прозрачных проводящих электродов с последующим вжиганием /патент ФРГ N 2234679, 21-85, 1973 г./.

Недостатком данного способа является использование агрессивных токсичных компонентов при травлении стекла и высокая общая трудоемкость изготовления блока электродов.

Известен способ изготовления блока электродов для ГИП методом прямой трафаретной печати на диэлектрической пластине с последующей термообработкой /патент США N 4.108521, 316-17, 1978 г./.

К недостатку этого способа следует отнести уход геометрических размеров электродов при вжигании и, в результате, трудность их совмещения с другими элементами конструкции блока ГИП.

Наиболее близким способом по технической сущности к заявляемому объекту является способ изготовления блока электродов, заключающийся в нанесении на диэлектрическую пластину прозрачного проводящего покрытия и формировании из него электродов фотохимическим травлением (фотолитографией ФЛГ) (З-ка Франция N 2180849, H 01 J 17/48, 1974 г.). К его недостаткам относятся высокая трудоемкость и неудовлетворительные экологические условия при проведении процесса ФЛГ.

Задачей данного изобретения является создание низкотрудоемкого способа изготовления блока прозрачных проводящих электродов, удовлетворяющих всем требованиям ГИП, позволяющего обеспечить высокую точность совмещения электродов с другими элементами конструкции за счет сокращения промежуточных операций формирования электродов.

Указанный технический эффект достигается тем, что в способе изготовления блока прозрачных проводящих электродов для ГИП, заключающемся в нанесении на диэлектрическую пластину прозрачного проводящего покрытия и формировании из него электродов, после нанесения покрытия на него в места, соответствующие промежуткам между электродами, наносят пасту на основе свинецсодержащего легкоплавкого стекла (ЛПС), после чего проводят оплавление легкоплавкого стекла. Оплавление приводит к резкому увеличению сопротивления проводящего покрытия на участках, находящихся под ЛПС, и образованию изолированных друг от друга электродов.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения позволил установить: заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения; определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна".

Кроме того, заявляемое изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, т.к. не выявлен способ изготовления блоков электродов для ГИП, в котором после нанесения прозрачного проводящего покрытия на диэлектрическую пластину на него в места, соответствующие промежуткам между электродами, наносят пасту на основе свинецсодержащего легкоплавкого стекла, после чего проводят оплавление легкоплавкого стекла.

Таким образом, заявленный способ отвечает требованиям "новизны" и изобретательского уровня.

На чертеже представлена схема поперечного сечения диэлектрической пластины с нанесенными на нее прозрачным покрытием и легкоплавким стеклом.

Способ изготовления блока электродов для ГИП заключается в следующем. На диэлектрическую пластину (в частности, стекло) 1 наносят прозрачное проводящее покрытие 2. Оно может быть сформировано любым известным методом (вакуумным напылением, трафаретной печатью, химическим осаждением из паровой фазы и т.д.). В качестве проводящего прозрачного покрытия могут быть использованы пленки оксида индия, олова, кадмия, цинка и др. или многокомпонентные пленки (In₂O₃-SnO₂), Cd₂SnO₄ и т.д. Материал покрытия, его толщина, процентное содержание легирующей добавки, метод формирования, а также геометрические размеры дорожек из легкоплавкого стекла 3, выбираются из требования величины проводимости прозрачного электрода для каждой конструкции ГИП. Дорожки из ЛПС наносят на прозрачное проводящее покрытие в места, соответствующие промежуткам между электродами.

Выбирается паста на основе свинецсодержащего легкоплавкого стекла. Термообработка проводится на воздухе при температуре оплавления ЛПС, которая определяется процентным содержанием оксида свинца. Кроме легкоплавкого стекла и органического связующего в пасту может добавляться небольшое количество тугоплавкой добавки для создания четкого края электрода при термообработке.

Известно /Детиненко В.А. Малиновский В.К. Новиков В.Н. Нарушение стехиометрии по кислороду и проводимость пленок In₂O₃- Электронная техника. Сер. 6. Материалы. М. Электроника, 1983, вып. 1(174), с. 41-43/, что при формировании прозрачного проводящего покрытия любым из известных способов происходит нарушение стехиометрии по кислороду. Термообработка на воздухе приводит к доокислению покрытия, влияет на поверхностное сопротивление пленки. При этом увеличивается сопротивление как открытых участков пленки 4, так и находящихся под ЛПС 3. Однако сопротивление последних увеличивается значительно сильнее вплоть до разрыва проводимости между дорожками ЛПС. Объясняется это тем, что при данном способе изготовления блока электродов для ГИП в процессе оплавления PbO отдает свой кислород той части проводящего покрытия, которая находится в непосредственном контакте с ЛПС; кроме того, происходит взаимная диффузия материала покрытия и PbO.

Таким образом, после термообработки на диэлектрической пластине образуются электроды с заданными геометрическими размерами и проводимостью, которые с высокой точностью можно совместить с другими элементами конструкции ГИП (диэлектрическими барьерами, проводниками и т.д.) за счет сокращения числа промежуточных операций.

Пример конкретного выполнения.

Для изготовления блока электродов на стеклянную подложку, прошедшую химическую очистку и отжиг, методом электронно-лучевого испарения (ЭЛИ) на установке "Оратория-9" наносили прозрачную проводящую пленку толщиной 0,13-0,3 мкм с коэффициентом интегрального светопропускания не менее 0,85, удельным поверхностным сопротивлением 10-20 Ом/ В качестве мишени для испарения использовали пленкообразующий материал (ПОМ) индий (III) оксидолово (IV) оксид в процентном соотношении (90-95) (5-10). Далее в места, соответствующие промежуткам между электродами, методом трафаретной печати на полуавтомате "Швеция" наносили дорожки из легкоплавкого стекла толщиной (15-20) мкм (в подсушенном виде). Оплавление проводили на воздухе в конвейерной печи "Ангара" при температуре 580-590^oC. После оплавления толщина ЛПС составляла (7-10)мкм. В качестве ЛПС использовали стекло марки C82-3 с содержанием PbO- 71,5% В другом технологическом варианте диэлектрическая паста содержала 70% ЛПС марки C82-3, 20% органического связующего и 10% алунда для создания четкого края электрода.

Кроме того, было опробовано проводящее покрытие, сформированное методом трафаретной печати с последующим отжигом.

Контроль удельного поверхностного сопротивления исходного покрытия после термообработки и сопротивления между дорожками из оплавленного ЛПС проводили с помощью вольтметра B7-46.

Проведенные эксперименты показали, что проводимость между дорожками из ЛПС после его оплавления исчезает, на стеклянной пластине образуются прозрачные проводящие электроды заданной геометрии.

Процесс формирования блока прозрачных проводящих электродов для ГИП согласно заявленному способу содержит 4 технологические операции, методом ФЛГ 10 операций, соответственно трудоемкость изготовления блока по данному способу в 10 раз меньше, чем ФЛГ. При данном способе изготовления электродов не используются токсичные агрессивные среды, как в прототипе. Для формирования других элементов конструкции ГИП, например, диэлектрических барьеров может быть использован тот же трафарет, что и при нанесении дорожек из ЛПС, за счет чего повышается точность совмещения элементов при одном способе формирования трафаретной печати. Кроме того, нет промежуточного отжига изготовленных электродов, следовательно, нет отклонений геометрических размеров элементов конструкции, что важно и при нанесении проводников.

Таким образом, заявляемый способ позволяет изготавливать с низкой трудоемкостью блоки прозрачных проводящих электродов и может быть использован при разработке ГИП постоянного и переменного тока, предназначенных для отображения знаковой, графической и образной информации, удовлетворяя требованиям, предъявляемым к этим приборам.

Формула изобретения

Способ изготовления блока электродов для газоразрядной индикаторной панели, заключающийся в нанесении на диэлектрическую пластину прозрачного проводящего покрытия и формировании из него электродов, отличающийся тем, что после нанесения прозрачного проводящего покрытия на нем в местах, соответствующих промежуткам между рисунком электродов, формируют непроводящие разделительные элементы из пасты на основе свинецсодержащего легкоплавкого стекла, после чего проводят оплавление этих элементов, при этом в качестве материала покрытия выбирают оксиды металлов, доокисляющиеся и/или растворяющиеся в этом легкоплавком стекле.

РИСУНКИ

Рисунок 1