紫外线在等离子显示屏及其生产中的应用

紫外线在等离子显示屏及其生产中的应用

吴海华

(上海松下等离子显示器有限公司)

摘要在等离子显示屏（PDP）生产过程中，广泛地应用着紫外线技术。紫外线清洗、紫外线曝光、紫外线固化等等都是十分重要的技术，同时紫外线技术也是一种有效保障PDP合格率的技术手段。本文介绍了紫外线在等离子显示屏及其生产中的应用。

关键词等离子显示屏（PDP），紫外线，清洗，曝光，固化

Ultraviolet Technology Application in Plasma Display Panel and the Industry of

PDP Manufacture

Wu Haihua

(Panasonic Plasma Display Shanghai Co. Ltd.)

Abstract In the industry of PDP manufacture, the technology of ultraviolet rays is used in many ways. Ultraviolet cleaning, ultraviolet exposure, ultraviolet curing, all play very important roles in the production process, and the technology of ultraviolet rays is also an effective measure to insure the yield rate of plasma display panel. In this paper, we introduced the ultraviolet technology application in PDP and the industry of PDP Manufacture.

Keywords Plasma Display Panel, Ultraviolet Ray, Cleaning, Exposure, Curing

1引言

目前，电视机行业正面临着一场大的变革，传统的CRT管正逐步被以液晶显示（LCD）和等离子显示（PDP）为首的平板电视所取代。而等离子电视又以高亮度、高对比度、色彩还原性好、灰度丰富、可视角度大、无闪烁保护眼睛、环保制造、低厚度等优点备受广大用户，特别是中青年的青睐与关注。

生产厂商中，日本松下一家独大，韩国则有三星、LG两大巨头，三家均拥有等离子显示屏制造的关键技术。随着国内用户需求量的增大，长虹已着手等离子电视机的制造以及显示屏的开发制造，中国将拥有自己的显示屏开发制造能力。

等离子显示屏及其生产工艺中，紫外线（UV）有着相当重要的地位。紫外线按照波长分类可分为：长波紫外线（UV A，320—450nm）、中波紫外线（UVB，280—320nm）、短波紫外线（UVC，200—280nm）、真空紫外线（Vacuum UV，10—200nm），与等离子显示屏有着密切相关的紫外线，几乎涵盖了这所有四种波段的紫外线。本文主要介绍了紫外线在等离子屏中的作用、在生产过程中清洗、曝光、固化等技术方面的应用。

2 紫外线在等离子显示屏中的作用

等离子，或称为离子化气体，其成分包括气体原子、阳离子及电子。在自然界中，如大气层外围的电离层等，都存在着等离子体。简言之，等离子体是一种给予气体很高

的能量使其游离成离子与电子之状态。也有将等离子体称为电浆，等离子显示称为电浆显示。等离子显示屏的技术原理是利用气体在等离子cell （又可称为等离子管）中放电时产生的真空紫外线来激发三基色荧光粉，荧光粉再由紫外线激发转换出肉眼可见的三基色光线（见图1），再由三基色的巧妙混合，便能显示出肉眼可见的各种颜色。

每个等离子管单元是利用电极之间的Ne, Xe 等惰性气体放电产生147nm, 173nm 等的真空紫外线，激发管内壁上的荧光粉而发射可见光。以现常见等离子屏的Xe 为例，单元中有Xe 原子和少量电子在外加电场作用下，电子被加速，加速的电子碰撞Xe 原子使Xe 激发，导致电离Xe +，同时也产生亚稳态的激发粒子Xe*。[1]

其过程可以写成：

e+Xe −−→

−电场

Xe ++2e e+Xe −−→

−电场

Xe*+e 其中e 是电子，Xe 是处于基态的原子，Xe +是阳离子，Xe*是激发态的原子。被激发的Xe*之中由于谐振辐射能级的Xe 产生的谐振辐射（147nm ）激发荧光粉产生可见光。又同样的Xe*之中亚稳态能级的Xe*m 与Xe 碰撞产生Xe 2，Xe 2分解成2个Xe 时产生分子辐射（173nm ）激发荧光粉产生可见光。 可见，等离子屏的基础就是利用光激发材料引起发光，即光致发光。在实际材料中，总是有一部分能量会变成晶格振动能或者红外光，以热能的形势损耗掉。[2]在荧光灯中，灯丝加热使汞蒸发，汞蒸汽电离后发射

紫外线激发荧光粉，能量效率约为80%-90%，无汞荧光灯能量效率约为35%，类似原理的等离子屏能量效率只在1%左右，为进一步提高紫外线的效率和显示屏亮度，减少屏的发热量，研发出高效率的荧光粉是当务之急。

3 紫外线等离子显示屏生产中的应用

等离子屏制造工艺包括了一系列的浆料印刷、浆料涂布、曝光显影、干燥烧结、电子束蒸镀、封装排气、柔性电路bonding 、边框密封等等多种重要技术，

3.1 紫外线清洗技术

在生产的过程中，环境以及人员因素经常会造成加工部件的污染，在等离子屏上常会附着着油渍、灰尘等，如何去除这些杂质直接对后序工程有着很大的影响。此时这种高效、环保、安全的紫外线清洗技术就被运用到等离子屏的生产之中。

紫外线清洗洗技术是利用有机化合物的光敏氧化作用达到去除粘附在材料表面上的有机物质，经过紫外线清洗后的材料表面可以达到“原子清洁度”。UV 光源发射波长为185nm 和254nm 的紫外线，具有很高的能量,当这些光子作用到被清洗物体表面时,由于大多数碳氢化合物对185nm 波长的紫外光具有较强的吸收能力, 并在吸收185nm 波长的紫外光的能量后分解成离子、游离态原子、受激分子和中子，这就是所谓光敏作用。空气中的氧气分子在吸收了185nm 波长的紫外光后也会产生臭氧和原子氧。臭氧对254nm 波长的紫外光 同样具有强烈的吸收作用,臭氧又分解为原子氧和氧气。其中原子氧是极活泼的,在它作用下,物体表面上的碳和碳氢化合物的分解物可化合成可挥发的气体：二氧化碳和水蒸气等逸出表面，从而彻底清除了粘附在物体表面上的碳和有机污染物。清洗时，产品是以滚轮方式输送，

图1