CN102522294B - 等离子显示屏及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子显示屏及其制作方法。该等离子显示屏包括上基板、下基板以及由上基板和下基板封接形成的放电单元，下基板的外表面设置有散热层，该散热层为金刚石薄膜或类金刚石薄膜。本发明的等离子显示屏由于散热层是在等离子屏下基板的后表面上通过化学气相沉积法制作一层金刚石薄膜或类金刚石薄膜，所以散热层与下基板上结合牢固，而且金刚石薄膜或类金刚石薄膜具有很好的散热性能，因此，本发明的等离子显示屏具有制作成本低，工艺简单，散热性能好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及等离子显示器件制造领域，具体而言，涉及一种等离子显示屏及其制作方法。
背景技术
等离子显示屏是由封接在一起的上、下基板构成，该上、下基板中间被障壁分割成多个放电单元，且上、下基板通常是玻璃。在放电单元两端的电极施加电压，促使不同的放电单元放电发光，从而在屏幕上显示出不同的图像。
放电单元的发光是由于放电单元两端的高压激发放电单元内惰性气体成为等离子体，进而促使荧光粉发光。惰性气体激发成为等离子体的过程将产生大量的热量，这些热量将传递给由上、下基板(两张玻璃)组成的等离子屏。由于受到激发的放电单元产生大量的热量，而未受到激发的放电单元不产生热量，所以等离子屏表面的温度不相同。并且玻璃的导热系数较低，热量很难在等离子屏表面传递，导致等离子屏表面有温度差，这样等离子屏表面就产生应力，容易导致等离子屏的变形和破裂。所以需用散热材料使等离子屏表面不同区域的热量互相传递，并使等离子屏上的热量向空气中传递。
现有技术中，通常采用在显示屏背面贴附一层厚度在0.5-2mm的石墨层材料来解决该技术问题。如图1所示，石墨层20’采用沥青高温石墨化的方法制作，且涂覆有相应的粘接剂30’，然后将石墨层20’粘结在屏10’背面，再将铝背板贴附在石墨材料上。采用这种方式散热，一方面会因为石墨层较厚需用材料较多并且制作石墨层时温度较高，造成成本较高，以50英寸为例，其成本约37.42元；另一方面，由于石墨层与显示屏之间有粘结剂的存在，造成导热性能下降，从而影响均热和散热的性能。
发明内容
本发明旨在提供一种等离子显示屏及其制作方法，以解决现有技术中等离子显示屏散热层的制作成本高，导热性能不良的技术问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种等离子显示屏。该等离子显示屏包括上基板、下基板以及由上基板和下基板封接形成的放电单元，下基板的外表面设置有散热层，该散热层为金刚石薄膜或类金刚石薄膜。
进一步地，散热层的厚度为300-500nm。
进一步地，散热层为连续膜。
根据本发明的另一个方面，提供一种上述等离子显示屏的制作方法。该制作方法包括制作上基板、制作下基板以及封接上基板和下基板的步骤，进一步包括通过化学气相沉积法制备金刚石薄膜或类金刚石薄膜散热层的步骤。
进一步地，制备散热层的步骤包括清洗下基板的外表面、成核及生长步骤，成核步骤包括：对反应室抽真空后，通入反应气体，加热下基板至400-750℃，并施加20-200V的负偏压在下基板上，反应压力为1-80mbar，反应时间为10-50分钟。
进一步地，反应气体为甲烷、乙烷、丙烷、或丙酮中的一种或多种与氢气的混合气体。
进一步地，反应气体为体积比为(1-40)∶100的丙酮与氢气的混合气体。
进一步地，生长步骤包括：保持反应气体的流量不变，调节反应气体中丙酮与氢气的体积比至(0.1-30)∶100，升高下基板的温度为450-850℃，并施加20-200V的正偏压在下基板上，反应压力为5-150mbar，直至生成的散热层的厚度为300-500nm。
进一步地，清洗步骤包括：采用清洗液清洗下基板的后表面，其中，清洗液为碱性溶液。
进一步地，碱性溶液为质量百分含量为1％-10％的KOH和/或NaOH水溶液。
本发明的等离子显示屏由于散热层是在等离子屏下基板的后表面上通过化学气相沉积法制作一层金刚石薄膜或类金刚石薄膜，因此散热层与下基板结合牢固，而且金刚石薄膜或类金刚石薄膜具有很好的散热性能，因此，本发明的等离子显示屏散热层具有制作成本低，工艺简单，散热性能好等优点。
附图说明
说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了现有技术中等离子显示屏的局部结构示意图；以及
图2示出了根据本发明实施例的等离子显示屏的局部结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明一种典型的实施方式，等离子显示屏包括上基板、下基板以及由上基板和下基板封接形成的放电单元，下基板的外表面设置有散热层，该散热层是生长在等离子显示屏的下基板后表面的金刚石薄膜或类金刚石薄膜。如图2所示，本发明的等离子显示屏由于散热层20是在等离子屏下基板10的外表面上通过化学气相沉积法制作一层金刚石薄膜或类金刚石薄膜，因此散热层与下基板结合牢固，而且金刚石薄膜或类金刚石薄膜具有很好的散热性能，因此，本发明的等离子显示屏散热层具有制作成本低，工艺简单，散热性能好等优点。
金刚石薄膜或类金刚石薄膜含有非晶碳、石墨、类金刚石成分，具有优良的散热性能。金刚石及类金刚石在30℃～650℃的温度范围内其热导率是固体物质中最优良的(2000Wm-1K-1)，约是铜的5倍。室温下金刚石是绝缘体，电阻率为1014～1016Ω·cm-1。而且，金刚石是世界上已知固体物质中硬度最高的材料(HV＝98000N/mm2)，在半导体、光学等方面也具有许多优良特性。目前，人工合成的金刚石薄膜的声、光、热等特性已经可以接近完美金刚石晶体材料，已经实现了工业大面积应用，而且其生产成本较低，以50英寸等离子显示屏为例，本发明散热层的成本与现有技术中散热层的成本相比，约降低2倍。
优选地，散热层的厚度为300-500nm，在兼顾生产成本的前提下，达到良好的散热性能。该金刚石薄膜或类金刚石薄膜形成的散热层为连续膜，以便后基板上的热量得到有效散失。
制作本发明金刚石薄膜或类金刚石薄膜散热层的方法可以任何常规金刚石薄膜的生长方法，包括热灯丝化学气相沉积法(HFCVD)、微波等离子体化学气相沉积法(MWPCVD)、火焰燃烧化学气相沉积法(Flame)、射频高频热等离子体CVD法直流等离子体喷射CVD法(DC.Plasma Jet)等。
根据本发明一种典型的实施方式，等离子显示屏的制作除散热层的制作外均采用本领域常规方式，等离子显示屏散热层的制作方法为化学气相沉积法，包括清洗、成核及生长步骤，成核步骤包括：对反应室抽真空后，通入反应气体，加热下基板至400-750℃，并施加20-200V的负偏压在下基板上，反应压力为1-80mbar，反应时间为10-50分钟。在此种条件下，有利于金刚石薄膜的生长，所有具有快速成核的有益效果。
优选地，反应气体为甲烷、乙烷、丙烷、或丙酮中的一种或多种与氢气的混合气体。进一步优选地，反应气体为体积比为(1-40)∶100的丙酮与氢气的混合气体，此反应气体中含有碳元素，以便金刚石薄膜的生长，并且，这些气体价格便宜，成本低。
根据本发明一种典型的实施方式，生长步骤包括：保持反应气体的流量不变，调节反应气体中丙酮与氢气的体积比至(0.1-30)∶100，升高下基板的温度为450-850℃，并施加20-200V的正偏压在下基板上，反应压力为5-150mbar，直至生成的散热层的厚度为300-500nm。在此种条件下，因为有利于金刚石薄膜的生长，所有具有制备高质量金刚石薄膜的有益效果。
优选地，清洗步骤包括：采用清洗液清洗下基板的后表面，其中，清洗液为碱性溶液。进一步优选地，碱性溶液为质量百分含量为1％-10％的KOH和/或NaOH水溶液，既能保证玻璃基板清洗干净，又不至于造成其腐蚀损坏。
下面将结合具体实施例进一步详细说明本发明的有益效果。
实施例1
等离子显示屏的制作除散热层的制作外均采用本领域常规方式，散热层的制作步骤如下：
1)用质量浓度为2.5％的KOH溶液清洗等离子屏下基板(玻璃)；
2)利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)制作金刚石薄膜。钽丝的预处理：对热丝化学气相沉积装置中的加热源元件钽丝用砂纸打磨，去除其表面的氧化层，并用氢气和丙酮在550℃下热处理30分钟，在钽丝表面形成一层碳化钽，以抑制钽丝的挥发和杂质的引入；
3)成核过程：对反应室抽真空后，通入反应气体，反应气体为丙酮和氢气的混合气体；其中工艺条件为施加50V负偏压在下基板上，丙酮/氢气的混合比例为30∶100体积比，衬底温度在550℃范围内，反应压力为50mbar，成核时间为30分钟；
4)生长过程：保持丙酮和氢气的流量不变，混合比例为20∶100体积比，将基板的正向偏压提高到60V，并提高衬底温度到580℃，反应压力为70mbar，生长2小时，形成连续薄膜。
实施例2
等离子显示屏的制作除散热层的制作外均采用本领域常规方式，散热层的制作步骤如下：
1)用质量浓度为3.5％的NaOH溶液清洗等离子屏下基板(玻璃)；
2)利用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)制作金刚石薄膜。微波的引入：将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器进入反应器；
3)成核过程：对反应室抽真空后，通入反应气体，反应气体为甲烷和氢气的混合气体；其中工艺条件为施加30V负偏压在下基板上，丙酮/氢气的混合比例为20∶100体积比，衬底温度在450℃范围内，反应压力为40mbar，成核时间为20分钟；
4)生长过程：保持丙酮和氢气流量不变，混合比例为30∶100体积比，将基板的正向偏压提高到40V，并提高衬底温度到520℃，反应压力为60mbar，生长3小时，形成连续薄膜。
实施例3
等离子显示屏的制作除散热层的制作外均采用本领域常规方式，散热层的制作步骤如下：
1)用质量浓度为1％的KOH溶液清洗等离子屏下基板(玻璃)；
2)利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)制作金刚石薄膜。钽丝的预处理：对热丝化学气相沉积装置中的加热源元件钽丝用砂纸打磨，去除其表面的氧化层，并用氢气和丙酮在550℃下热处理30分钟，在钽丝表面形成一层碳化钽，以抑制钽丝的挥发和杂质的引入；
3)成核过程：对反应室抽真空后，通入反应气体，反应气体为丙酮和氢气的混合气体；其中工艺条件为施加负偏压20V，丙酮/氢气的混合比例为40∶100体积比，衬底温度在400℃范围内，反应压力为80mbar，成核时间为50分钟；
4)生长过程：保持丙酮和氢气的流量不变，混合比例为30∶100体积比，将基板的正向偏压提高到60V，并提高衬底温度到450℃，反应压力为150mbar，生长2小时，形成厚度为500mm的连续薄膜。
实施例4
等离子显示屏的制作除散热层的制作外均采用本领域常规方式，散热层的制作步骤如下：
1)用质量浓度为10％的NaOH溶液清洗等离子屏下基板(玻璃)；
2)利用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)制作金刚石薄膜。微波的引入：将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器进入反应器；
3)成核过程：对反应室抽真空后，通入反应气体，反应气体为甲烷和氢气的混合气体；其中工艺条件为施加200V的负偏压在下基板，丙酮/氢气的混合比例为1∶100体积比，衬底温度在750℃范围内，反应压力为80mbar，成核时间为10分钟；
4)生长过程：保持丙酮和氢气流量不变，混合比例为0.1∶100体积比，将基板的正向偏压提高到40V，并提高衬底温度到850℃，反应压力为5mbar，生长3小时，形成厚度为300mm连续薄膜。
对比例
等离子显示屏的制作除散热层的制作外均采用本领域常规方式，散热层的制作步骤如下：
石墨层采用沥青高温石墨化的方法制作，且涂覆有相应的粘接剂，然后将石墨层粘结在等离子显示屏下基板的后表面。其中，石墨层的厚度0.8毫米，粘接剂厚度0.01毫米。
将本发明的实施例1-4及对比例生产的等离子显示屏下基板，通过常规的方法制作成等离子显示屏并对其散热性能进行测定，发明实施例1-4的产品散热性能得到极大的提高；而且，其生产成本比现有技术中散热层的成本相比，约降低2倍；生产工艺简单，生产周期短；散热材料与下基板的结合力非常好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种等离子显示屏的制作方法，包括制作上基板、制作下基板以及封接所述上基板和下基板的步骤，其特征在于，进一步包括通过化学气相沉积法制备金刚石薄膜或类金刚石薄膜散热层的步骤；
所述制备散热层的步骤包括清洗所述下基板的外表面、成核及生长步骤，其特征在于，所述成核步骤包括：
对反应室抽真空后，通入反应气体，加热所述下基板至400-750℃，并施加20-200V的负偏压在所述下基板上，反应压力为1-80mbar，反应时间为10-50分钟。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述反应气体为甲烷、乙烷、丙烷、或丙酮中的一种或多种与氢气的混合气体。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述反应气体为体积比为（1-40）：100的丙酮与氢气的混合气体。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述生长步骤包括：
保持所述反应气体的流量不变，调节所述反应气体中丙酮与氢气的体积比至（0.1-30）：100，升高所述下基板的温度为450-850℃，并施加20-200V的正偏压在所述下基板上，反应压力为5-150mbar，直至生成的所述散热层的厚度为300-500nm。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述清洗步骤包括：
采用清洗液清洗所述下基板的外表面，其中，所述清洗液为碱性溶液。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述碱性溶液为质量百分含量为1%-10%的KOH和/或NaOH水溶液。
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| CN102110756A (zh) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 白光led及其封装方法 |
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2011
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Patent Citations (3)
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