專(zhuān)利名稱：交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有維持電極和尋址電極對(duì)的所謂三電極型交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器。
由于圖像顯示器能代替當(dāng)前主要的陰極射線管(CRT)，已用各種方式研究了扁平熒屏(平面)顯示器。這些平面顯示器包括液晶顯示器(LCD)，電致發(fā)光顯示器(ELD)，和等離子顯示器(PDP)。其中的等離子顯示器具有較容易構(gòu)成更大的熒屏和有更寬的視角，抗諸如溫度、磁力、振動(dòng)等環(huán)境因素的優(yōu)良的持久性和長(zhǎng)壽命的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，等離子顯示器不僅可用于家用的壁掛式電視機(jī)，也能用于公共的大面積信息終端。
等離子顯示器中，電壓加到充有如稀有氣體的放電氣體的放電元件上，用放電氣體中的輝光放電產(chǎn)生的紫外線激勵(lì)放電元件中的熒光層而發(fā)光。即，按與熒光燈相同的原理驅(qū)動(dòng)每個(gè)發(fā)光元件，通常，同時(shí)放置成百上千的發(fā)光元件來(lái)構(gòu)成顯示屏。按給放電元件加電壓的方法把等離子顯示器大致分成直流電流驅(qū)動(dòng)型(DC型)和交流電流驅(qū)動(dòng)型(AC型)，每種類(lèi)型都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。AC型等離子顯示器已商品化制造并構(gòu)成了市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。


圖15示出常規(guī)的AC型等離子顯示器的典型結(jié)構(gòu)。該AC型等離子顯示器歸入所謂的三一電極型，由維持電極112和尋址電極122的電極對(duì)引起放電。圖15所示AC型等離子顯示器中，第一平板110相當(dāng)于前面板，第二平板120相當(dāng)于背面板，在它們的周邊部分相互粘接在一起。第二平板120上的熒光層125發(fā)射的光透過(guò)第一平板110。
第一平板110包括透明的第一襯底111、維持電極112、總電極116和保護(hù)電極117，維持電極112用透明的導(dǎo)電材料制成并在第一襯底111上形成條形，設(shè)置用電阻率比維持電極112的電阻率小的材料制成總電極116，以減小維持電極112的阻抗，在第一襯底111、總電極116和維持電極112上形成用介電材料制成的保持層117。按從第一襯底側(cè)邊開(kāi)始的順序設(shè)置的介電材料層和覆蓋層兩層構(gòu)成保護(hù)層117，而它以單層畫(huà)出。
第二平板120包括第二襯底121；第二襯底121上形成的條形尋址電極(也叫“數(shù)據(jù)電極”)122；第二襯底121和尋址電極122上形成的介質(zhì)材料膜123，在相鄰尋址電極122之間的介質(zhì)材料膜123上的多個(gè)區(qū)域中形成的并與尋址電極122平行延伸的絕緣隔離壁124，和在介質(zhì)材料膜123和隔離壁124的側(cè)壁上形成的多個(gè)熒光層125。熒光層125由紅熒光層125R，綠熒光層125G和蘭熒光層125B構(gòu)成，按預(yù)定的順序設(shè)置對(duì)應(yīng)顏色的這些熒光層125R,125G和125B。圖15是局部分解透視圖，實(shí)際實(shí)施例中，第二平板邊上的隔離壁124的頂部與第一平板邊上的保護(hù)層117接觸。位于兩個(gè)相鄰隔離壁124之間的一對(duì)維持電極112和尋址電極122覆蓋相當(dāng)于一個(gè)放電元件的區(qū)域。而且，稀有氣體密封在由鄰近的隔離壁124、熒光層125和保護(hù)層117包圍的每個(gè)間隔中。
維持電極112的投影圖像的延伸方向和尋址電極122的投影圖像的延伸方向相互垂直交叉，維持電極對(duì)112和一組熒光層125R,125G和125B覆蓋相當(dāng)于一個(gè)象素的區(qū)域。由于在維持電極對(duì)112之間發(fā)生輝光放電，上述類(lèi)型的等離子顯示器叫做“表面放電型”等離子顯示器。比放電元件的放電起始電壓低的脈沖電壓在維持電極對(duì)112加電壓之前立即加到尋址電極122上，由此，使壁電荷累集在放電元件中(用于顯示的放電元件選擇)，以由降低外觀放電起始電壓。之后，可在比放電起始電壓低的電壓下維持在維持電極對(duì)112之間開(kāi)始的放電。放電元件中，用稀有氣體中的輝光放電所產(chǎn)生的真空紫外線激勵(lì)熒光層而發(fā)出熒光材料固有顏色的光。所產(chǎn)生的真空紫外線的波長(zhǎng)由密封的稀有氣體決定。
以下參見(jiàn)圖13A、13B、14A和14B說(shuō)明放電元件中輝光放電的發(fā)光狀態(tài)。圖13A示意性地畫(huà)出其中密封有稀有氣體的放電管中進(jìn)行DC輝光放電時(shí)的發(fā)光狀態(tài)。從陰極至陽(yáng)極依次出現(xiàn)Aston陰極暗區(qū)A、陰極輝光B、陽(yáng)極暗區(qū)(Crookes暗區(qū))C、負(fù)向的輝光D、法拉第暗區(qū)E、陽(yáng)極區(qū)F和陽(yáng)極輝光G。AC輝光放電中，陰極和陽(yáng)極按預(yù)定頻率重復(fù)交替，所以陽(yáng)極區(qū)F位于電極之間的中心區(qū)中，法拉第暗區(qū)E、負(fù)向的輝光D、陰極暗區(qū)C、陰極輝光B和Aston暗區(qū)A依次對(duì)稱地出現(xiàn)在陽(yáng)極區(qū)F的兩邊上。圖13B所示狀態(tài)是在電極之間的距離像熒光燈一樣足夠大時(shí)看到的狀態(tài)。隨著電極之間距離的減小，陽(yáng)極區(qū)F的長(zhǎng)度也減小。當(dāng)電極之間的距離再減小時(shí)，陽(yáng)極區(qū)F消失，負(fù)向的輝光D位于電極之間的中心區(qū)中，陰極暗區(qū)C、陰極輝光B和Aston陰極暗區(qū)按該順序?qū)ΨQ地出現(xiàn)在兩邊上，如圖14A所示。圖14A所示狀態(tài)是電極之間的距離達(dá)到常規(guī)的一般的AC型等離子顯示器中的狀態(tài)時(shí)所看到的狀態(tài)。
而且，圖15中畫(huà)出的常規(guī)的AC型等離子顯示器中，在一個(gè)平板上形成維持電極對(duì)112。每對(duì)中的一個(gè)維持電極112與另一維持電極112之間的距離要求有預(yù)定的間隔(d)，以引起負(fù)向的輝光放電。按Paschen定律確定上述間隔(d)，放電起始電壓Vbd可表示成間隔(d)與氣體壓力(P)的乘積的函數(shù)，在負(fù)向輝光放電中間隔(d)通常至少是100μm。而且，為了減小維持電極112的阻抗，維持電極112要求在幾十微米以上。
從一個(gè)放電元件至另一個(gè)相鄰放電元件的距離是200μm時(shí)，每個(gè)維持電極112的寬度為60μm和維持電極之間的間隔(d)至少是70μm時(shí)，放電元件節(jié)距達(dá)到390μm以上。這種結(jié)構(gòu)中，一個(gè)維持電極112與另一鄰近的維持電極112之間的最大距離達(dá)到190μm，該距離足以引起負(fù)向的輝光放電。而且，有常規(guī)結(jié)構(gòu)的AC型等離子顯示器中，當(dāng)考慮到能達(dá)到的亮度時(shí)，難以制成其中象素節(jié)距小于390μm的AC型等離子顯示器。
本發(fā)明的目的是提供一種交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，它可以減小每個(gè)象素的尺寸，即減小每個(gè)放電元件的尺寸。
按本發(fā)明，用有第一平板和第二平板的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器(以下簡(jiǎn)稱為“等離子顯示器”)能達(dá)到本發(fā)明目的，所述第一平板包括(A)第一襯底，(B)第一襯底上形成的第一維持電極，(C)形成在第一襯底上并按第一方向延伸的第一隔離壁；和(D)第一隔離壁的一側(cè)邊上的側(cè)壁的上部上形成的第二維持電極，它與第一維持電極隔開(kāi)，以及所述第二平板包括(a)第二襯底，(b)第二襯底上形成的第二隔離壁，它按與第一隔離壁延伸的第一方向不同的第二方向延伸，(c)第二襯底上形成的尋址電極，和(d)在尋址電極上形成的熒光層。
本發(fā)明的等離子顯示器是所謂的三電極型等離子顯示器。本發(fā)明的等離子顯示器中，把第一平板與第二平板設(shè)置成彼此相對(duì)，維持電極對(duì)(即第一維持電極和第二維持電極)與尋址電極彼此相對(duì)，為使等離子顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，最好使第一方向與第二方向成90°角。
第一襯底上形成的一對(duì)第一隔離壁、第一和第二維持電極、尋址電極和占據(jù)由上述第一和第二隔離壁包圍的區(qū)域的熒光層構(gòu)成放電元件。
本發(fā)明的等離子顯示器可以有的結(jié)構(gòu)，其中尋址電極按第二方向延伸。該結(jié)構(gòu)中，第一維持電極可按第二方向延伸。有上述結(jié)構(gòu)的等離子顯示器叫做“有本發(fā)明第一結(jié)構(gòu)的等離子顯示器”。第一隔離壁交叉形成在第一維持電極上?；蛘?，可用這種結(jié)構(gòu)，其中，第一電極按第一方向延伸。有這種結(jié)構(gòu)的等離子顯示器叫做“有本發(fā)明第二結(jié)構(gòu)的等離子顯示器”。有本發(fā)明第一或第二結(jié)構(gòu)的等離子顯示器中，第一平板可以還包括在第一襯底上形成的并按第二方向延伸的第三隔離壁。即，在第一襯底上形成柵格形第一和第三隔離壁。有本發(fā)明第一結(jié)構(gòu)的等離子顯示器中，跨在和第二維持電極上形成第三隔離壁。在有本發(fā)明第二結(jié)構(gòu)的等離子顯示器中，跨在第一和第二維持電極形成第三隔離壁。
或者，按本發(fā)明的等離子顯示器可以有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，第一平板還有在第一襯底上形成的并按第二方向延伸的第三隔離壁，第一維持電極沿第二方向延伸，而且，尋址電極按第一方向延伸。為了方便有上述結(jié)構(gòu)的等離子顯示器將叫做“有本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)的等離子顯示器”。有本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)的等離子顯示器中，在第一襯底上形成柵格形第一和第三隔離壁。這種情況下，形成的第三隔離壁跨在第二維持電極上，形成的第二隔離壁跨在尋址電極上。
有本發(fā)明第一或第二結(jié)構(gòu)的等離子顯示器中，第二維持電極按第一方向延伸，尋址電極按第二方向延伸。因此，電壓加到第二維持電極和尋址電極上時(shí)，選擇有第二維持電極和尋址電極覆蓋的放電元件作為放電的放電元件。有本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)的等離子顯示器，第二維持電極和尋址電極均按第一方向延伸。因此，當(dāng)電壓加到第二維持電極和尋址電極上時(shí)，整個(gè)一條線上的放電元件選擇成放電的放電元件，結(jié)果，在鄰近的放電元件之間可能會(huì)發(fā)生光干擾。在第一襯底上形成按第二方向延伸的第三隔離壁時(shí)能可靠地防止上述的干擾。
本發(fā)明的等離子顯示器中，第一維持電極與尋址電極之間的距離(L1)最好是1×10-5m至4×10-4m，要求5×10-5m至2×10-4m。第二維持電極與尋址電極之間的距離(L2)最好是5×10-6m至3×10-4m，要求2×10-5m至1.5×10-4m。第一維持電極與尋址電極之間的距離(L1)設(shè)為1×10-5m至4×10-4m時(shí)，能保證第一襯底上形成的一對(duì)第一隔離壁和第二襯底上形成的一對(duì)第二隔離壁包圍足夠的空間，它叫做“放電空間”。而且，第二維持電極與尋址電極之間的距離(L2)設(shè)定為5×10-6m至3×10-4m時(shí)，能保證熒光層有足夠的厚度。
第一維持電極與第二維持電極之間的距離(L0)最好是5×10-6m至3×10-5m，要求是1×10-5m至2×10-5m。第一維持電極與第二維持電極之間的距離(L0)是5×10-6m至3×10-5m時(shí)，輝光放電中以陰極輝光放電為主。
第一襯底上形成的一對(duì)第一隔離壁和第二襯底上形成的一對(duì)第二隔離壁包圍的空間(放電空間)充入稀有氣體并密封，第一和第二維持電極之間的稀有氣體中產(chǎn)生的輝光放電所產(chǎn)生的真空紫外線輻射熒光層使其發(fā)光。
本發(fā)明的等離子顯示器中，密封在放電空間中的稀有氣體的壓力是1×102Pa至5×105Pa，最好是1×103Pa至4×105Pa。第一維持電極與第二維持電極之間的距離(L0)(以后有時(shí)叫做“維持電極對(duì)”)小于5×10-5m時(shí)，要求放電空間中的稀有氣體的壓力不小于1×102Pa但不大于3×105Pa，最好是不小于1×103Pa但不大于2×105Pa。更好是不小于1×104Pa但不大于1×105Pa。稀有氣體的壓力在上述范圍內(nèi)時(shí)，主要由稀有氣體中的陰極輝光所產(chǎn)生的真空紫外線輻射熒光層而使其發(fā)光，而且，在上述壓力范圍內(nèi)，隨著壓力增大，構(gòu)成等離子顯示器的每個(gè)元件的濺射速率降低，所以，能達(dá)到更長(zhǎng)的等離子顯示器的壽命。
圖14B示意性畫(huà)出AC電壓加到維持電極對(duì)上而且維持電極對(duì)之間的距離(L0)小于5×10-5m時(shí)本發(fā)明的等離子顯示器中的發(fā)光狀態(tài)。陰極輝光B位于維持電極對(duì)之間的中心部分中，Aston陰極暗區(qū)A出現(xiàn)在陰極輝光B的每一邊上。有些情況下，會(huì)局部存在負(fù)向輝光。如上述的本發(fā)明等離子顯示器中維持電極對(duì)之間的距離(L0)設(shè)定為小于5×10-5m時(shí)，可用與常規(guī)等離子顯示器的放電模式完全不同的放電模式(陰極輝光)。因此，能達(dá)到高的AC輝光放電效率，所以等離子顯示器有高發(fā)光效率和高亮度。本發(fā)明的等離子顯示器中，通過(guò)適當(dāng)設(shè)置第一維持電極與第二維持電極(即維持電極對(duì))之間的距離(L0)能達(dá)到圖14A所示的放電狀態(tài)。
根據(jù)等離子顯示器是透射型或反射型，用于構(gòu)成第一維持電極的導(dǎo)電材料也不同。透射型等離子顯示器中，經(jīng)第二襯底觀察從熒光層發(fā)射的光，因此，無(wú)論構(gòu)成第一維持電極的導(dǎo)電材料是透明的或不透明的都沒(méi)問(wèn)題。但是，尋址電極形成在第二襯底上，所以，要求尋址電極是透明的。反射型等離子顯示器，經(jīng)第一襯底看從熒光層發(fā)射的光，所以，構(gòu)成尋址電極的導(dǎo)電材料無(wú)論是透明的或不透明的均沒(méi)問(wèn)題。但是，要求構(gòu)成第一維持電極的導(dǎo)電材料的透明的。術(shù)語(yǔ)“透明”或“不透明”是根據(jù)熒光材料固有的發(fā)射光波長(zhǎng)下(可見(jiàn)光范圍內(nèi))導(dǎo)電材料的透光率來(lái)確定的。即，構(gòu)成第一維持電極或?qū)ぶ冯姌O的導(dǎo)電材料透過(guò)從熒光層發(fā)射的光時(shí)，這種導(dǎo)電材料可以說(shuō)是透明的。由于第二維持電極形成在第一隔離壁的一側(cè)邊上的側(cè)壁的上部上，所以，構(gòu)成第二維持電極的導(dǎo)電材料無(wú)論是透明的或不透明的都沒(méi)問(wèn)題。第二維持電極最好用低電阻率材料構(gòu)成，以減小第二維持電極的阻抗。不透明的導(dǎo)電材料包括Ni,Al,Au,Ag,Pd/Ag,Cr,Ta,Cu,Ba,LaB6,Ca0.2La0.8CrO3等。這些材料可單獨(dú)使用也可組合使用。透明導(dǎo)電材料包括ITO(銦-錫氧化物)和SnO2。
除第一維持電極之外，在第一襯底上用比第一維持電極的電阻率低的導(dǎo)電材料構(gòu)成總電極，并與第一維持電極接觸，以使第一維持電極的整個(gè)阻抗減小。通?？捎媒饘俨牧先鏏g,Al,Ni,Cu,Cr或Cr/Cu/Cr疊層膜構(gòu)成總電極。反射型等離子顯示器中，上述金屬材料構(gòu)成的總電極是減小從熒光層發(fā)射的并穿過(guò)第一襯底的可見(jiàn)光的透射量的因素，所以顯示屏的亮度降低。所以，最好把總電極構(gòu)成為盡可能的窄，只要能達(dá)到第一維持電極必需的電阻值即可。
最好在第一維持電極的表面上形成保護(hù)層，有些情況下，也在第二維持電極的表面上形成保護(hù)層。保護(hù)層能防止離子或電子與維持電極直接接觸，結(jié)果，能防止維持電極磨損。保護(hù)層有累積尋址周期中產(chǎn)生的壁電荷的功能，有發(fā)射用于放電所需的二次電子的功能，有電阻值的功能，以限制過(guò)量的放電電流和維持放電狀態(tài)的存儲(chǔ)功能。用作保護(hù)層的材料包括氧化鎂(MgO)、氟化鎂(MgF2)，和氧化鋁(Al2O3)。它們之中，氧化鎂是適用材料、有化學(xué)穩(wěn)定性，它有低的濺射速率，在熒光層發(fā)射的光的波長(zhǎng)中有高的透光率，而且有低的放電起始電壓。保護(hù)層有選自氧化鎂，氟化鎂和氧化鋁的至少兩種材料構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)。
另外，保護(hù)層也可以有兩層結(jié)構(gòu)?？捎门c維持電極接觸的介質(zhì)材料層和介質(zhì)材料層上形成的有比介質(zhì)材料層的二次電子發(fā)射效率高的覆蓋層構(gòu)成有雙層結(jié)構(gòu)的保護(hù)層。通常用低熔點(diǎn)玻璃或SiO2構(gòu)成介質(zhì)材料層，覆蓋層可用氧化鎂(MgO)，氟化鎂(MgF2)或氧化鋁(Al2O3)構(gòu)成?？捎蒙鲜龅膬蓪咏Y(jié)構(gòu)以保證用介質(zhì)材料層使保護(hù)層整體的透明度，和覆蓋層在真空紫外線波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透明度(透光率)不是那么高時(shí)，保證用覆蓋層有高的二次電子發(fā)射效率。按以上方式，能達(dá)到穩(wěn)定的放電維持工作，并使吸入保護(hù)層中的紫外線達(dá)到較低的程度。而且能得到這樣的結(jié)構(gòu)，其中，吸收到保護(hù)層中的熒光層發(fā)射的可見(jiàn)光接到較低的程度。
構(gòu)成第一和第二襯底的材料包括鈉玻璃(Na2O·CaO·SiO2)、硼硅酸鹽玻璃(Na2O·B2O3·SiO2)、鎂橄欖石(2MgO·SiO2)、和鉛玻璃(Na2O·PbO·SiO2)。用于第一襯底和第二襯底的材料可以相同也可以不同。
用選自紅色熒光材料、綠色熒光材料和蘭色熒光材料的熒光材料制成熒光層，熒光層形成在尋址電極上。當(dāng)?shù)入x子顯示器是用于彩色顯示時(shí)，具體地說(shuō)，在尋址電極上形成紅色熒光材料構(gòu)成的熒光層(紅色熒光層)，另一尋址電極上形成綠色熒光材料構(gòu)成的熒光層(綠色熒光層)，在另一尋址電極上形成蘭色熒光材料構(gòu)成的熒光層(蘭色熒光層)。這些發(fā)射三原色的熒光層構(gòu)成一組，而且，這一熒光層組按預(yù)定順序形成。維持電極對(duì)和發(fā)射三原色的一組熒光層覆蓋的區(qū)域?qū)?yīng)于一個(gè)象素。可按條形或點(diǎn)形構(gòu)成紅·綠·蘭熒光層。
按要求從已知的熒光材料中選取有高量子效率和對(duì)真空紫外線引起較低的飽和度的熒光材料作為構(gòu)成熒光層用的熒光材料。假設(shè)等離子顯示器用作彩色顯示器時(shí)，最好把那些色純接近NTSC規(guī)定的三原色的熒光材料組合使用，當(dāng)混合三原色時(shí)它有良好的白度平衡，余輝時(shí)間周期小，它能保證三原色的余輝時(shí)間周期幾乎相同。用真空紫外線輻射而發(fā)紅光的熒光材料的實(shí)例包括(Y2O3:Eu)、(YBO3Eu)、(YVO4:Eu)、(Y0.96P0.60V0.40O4:Eu0.04)、[(Y,Gd)BO3:Eu]、(GdBO3:Eu)、(ScBO3:Eu)和(3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn)。用真空紫外線輻射而發(fā)綠光的熒光材料的實(shí)例包括(ZnSiO2:Mn)、(BaAl12O19:Mn)、(BaMg2Al16O27:Mn)、(MgGa2O4:Mn、(YBO3:Tb)、(LuBO3:Tb)和(Sr4Si3O8Cl4:Eu)。用真空紫外線輻射而發(fā)蘭光的熒光材料的實(shí)例包括(Y2SiO5:Ce)、(CaWO4:Pb)、CaWO4、YP0.85V0.15O4、(BaMgAl14O23:Eu)、(Sr2P2O7:Eu)和(Sr2P2O7:Sn)。形成熒光層的方法包括厚膜印刷法；熒光顆粒噴涂法，在要形成熒光層的區(qū)域預(yù)先加上粘接物質(zhì)，并粘接熒光顆粒的方法，加光敏熒光漿料并對(duì)熒光層曝光和顯影而構(gòu)圖的方法，和在整個(gè)表面上形成熒光層并用噴砂法去掉不需要的部分的方法。
熒光層可直接形成在尋址電極上，或形成在尋址電極和第二隔離壁的側(cè)壁上?；蛘?，熒光層形成在尋址電極上形成的介質(zhì)材料膜上，或形成在尋址電極上和第二隔離壁的側(cè)壁上形成的介質(zhì)材料膜上。而且，熒光層可以只形成在第二隔離壁的側(cè)壁上?！盁晒鈱有纬稍趯ぶ冯姌O”上的短語(yǔ)包括上述全部實(shí)施例。用于介質(zhì)材料膜的材料包括低熔點(diǎn)玻璃和SiO2。介質(zhì)材料膜形成在第二襯底和尋址電極上時(shí)，第二隔離壁形成在介質(zhì)材料膜的情況下，該情況還包括第二隔離壁形成在第二襯底上的情況。
用于第一、第二或第三隔離壁的材料可從已知的絕緣材料中選取。例如，可用廣泛使用的低熔點(diǎn)玻璃與例如氧化鋁的金屬氧化物的混合物。隔離壁的形成方法包括絲網(wǎng)印刷法，噴砂法，干膜法或光敏法。上述的干膜法是指在襯底上疊置光敏膜，用曝光和顯影去掉要形成隔離壁的區(qū)域上的光敏膜。并在去掉光敏膜而形成的開(kāi)口部分中填入構(gòu)成隔離壁的材料并經(jīng)焙燒或燒結(jié)而形成隔離壁的方法。用焙燒和燒結(jié)而使光敏膜燒盡并去除，使填充在開(kāi)口部分中的用于構(gòu)成隔離壁的材料留下，以構(gòu)成隔離壁。上述的光敏法是指在襯底上形成用于構(gòu)成隔離壁的光敏材料層，用曝光和顯影對(duì)材料層構(gòu)圖，之后，焙煅或燒結(jié)已構(gòu)圖的材料層面形成隔離壁的方法?？尚纬珊谏綦x壁以形成所謂的黑色陣列。這種情況下，可達(dá)到顯示屏的高對(duì)比度。形成黑色隔離壁的方法包括用著黑色的防色材料形成隔離壁的方法。
要求要密封在空間中的稀有材料滿足以下要求(1)稀有氣體有化學(xué)穩(wěn)定性并允許設(shè)定高氣體壓力，以使等離子顯示器有更長(zhǎng)的壽命，(2)稀有氣體有高的真空紫外線輻射強(qiáng)度，以使顯示屏有更高的亮度，(3)輻射的真空紫外線的波長(zhǎng)要長(zhǎng)，以提高從真空紫外線轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光的能量轉(zhuǎn)換效率，(4)放電起始電壓要低，以降低功耗。
He(諧振線波長(zhǎng)=58.4nm),Ne(諧振線波長(zhǎng)=74.4nm),Ar(諧振線波長(zhǎng)=107nm),Kr(諧振線波長(zhǎng)=124nm),和Xe(諧振線波長(zhǎng)=147nm)可單獨(dú)使用或用它們的混合氣體作為稀有氣體?；旌蠚怏w特別有用，因?yàn)橛型赑enning效應(yīng)的基礎(chǔ)上降低放電起始電壓。上述混合氣體的實(shí)例包括Ne-Ar混合氣，He-Xe混合氣，和Ne-Xe混合氣。這些稀有氣體中，Xe的諧振線波長(zhǎng)最長(zhǎng)，它最適用，而且，它還能輻射出波長(zhǎng)為172nm的強(qiáng)紫外線。
本發(fā)明中，第一襯底上形成的第一維持電極與第一隔離壁的一個(gè)側(cè)邊上的側(cè)壁的上部上形成的第二維持電極之間發(fā)生輝光放電，即，三維設(shè)置的維持電極對(duì)與有設(shè)在一個(gè)平板上的維持電極對(duì)的常規(guī)等離子顯示器不同，因此，可減小放電元件的尺寸。
將參見(jiàn)附圖和實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明圖1是按例1的等離子顯示器的局部分解透視示意圖；圖2是按例1的等離子顯示器的局部剖視示意圖；圖3與圖2不同是具有垂直平板的切開(kāi)顯示器得到的，按例1的等離子顯示器的局部剖視示意圖；圖4A至4D是第一襯底的局部剖視示意圖，用于說(shuō)明按例1的等離子顯示器中的第一平板的制造方法；圖5是例2的等離子顯示器的局部分解透視示意圖；圖6是例3的等離子顯示器的局部分解透視示意圖；圖7是例3的等離子顯示器的局部剖視示意圖；圖8與圖7不同，是切開(kāi)有垂直平板的顯示器得到的，例3的顯示器的局部剖視示意圖。
圖9是例4的等離子顯示器的局部分解透視示意圖；圖10是例5的等離子顯示器的局部分解透視示意圖；圖11是例5的等離子顯示器的局部剖視示意圖；圖12與圖11不同，是切開(kāi)有垂直平板的顯示器得到的，例5的等離子顯示器的局部剖視示意圖；圖13A和13B是表示輝光放電狀態(tài)的示意圖；圖14A和14B是表示第一與第二維持電極之間的輝光放電狀態(tài)的示意圖；圖15是展示常規(guī)三一電極型交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器的典型結(jié)構(gòu)的局部分解透視圖。
例1例1涉及有本發(fā)明第一結(jié)構(gòu)的反射型交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器。例1的等離子顯示器有第一平板10和第二平板20。經(jīng)第一襯底看熒光層發(fā)射光。圖1是例1的等離子顯示器的局部分解示意圖，圖2和圖3是它的局部剖視示意圖。圖2是有包括第一維持電極的垂直平板沿第二方向切開(kāi)等離子顯示器所得到的剖視圖。圖3是有與一個(gè)第一隔離壁與另一個(gè)第一隔離壁之間的區(qū)域中的第一隔離壁的延伸方向平行的垂直平板，切開(kāi)等離子顯示器得到的局部剖視圖。
第一平板10包括例如用鈉玻璃制成的第一襯底11、第一維持電極12、第一隔離壁13和第二維持電極14，在第一襯底11上形成的用ITO構(gòu)成的第一維持電極12，第一襯底11上形成的第一隔離壁，在第一隔離壁13的一個(gè)側(cè)邊上的上部上形成的并與所述第一維持電極12隔開(kāi)的用鋁制成的第二維持電極14。隔離壁13和第二維持電極14按第一方向延伸。為了減小第一維持電極12的阻抗，沿第一維持電極12的端部形成Cr/Cu/Cr疊層制成的總電極，沒(méi)有畫(huà)出總電極。而且用MgO制成的厚度為10μm至30μm的保護(hù)層16覆蓋第一襯底11和第一維持電極12，圖1中沒(méi)畫(huà)保護(hù)層16。以后要說(shuō)明的等離子顯示器的局部分解示意圖中，同樣沒(méi)畫(huà)出總電極和保護(hù)層。形成第一隔離壁13，更具體地說(shuō)，是在保護(hù)層16上形成第一隔離壁13。
第二平板20包括用例如鈉玻璃制成的第二襯底21，按與第一隔離壁13延伸的第一方向不同的第二方向延伸的第二隔離壁24，第二襯底21上形成的用銀制成的尋址電極22，和熒光層25(25R、25G、25B)。第二襯底21和尋址電極22上形成的用低熔點(diǎn)玻璃制成的厚度為10μm至30μm的介質(zhì)層23。第二襯底21上形成的第二隔離壁24。更具體地說(shuō)，在介質(zhì)材料膜23上形成第二隔離壁24。而且，在尋址電極22上形成熒光層25。更具體地說(shuō)，是在尋址電極22上和第二隔離壁24的側(cè)壁上形成的介質(zhì)材料膜23上形成熒光層25。每層熒光層25均由紅色熒光層25R、綠色熒光層25G和蘭色熒光層25B構(gòu)成，這些發(fā)三原色光的熒光層25R、25G和25B構(gòu)成一組，并按預(yù)定順序設(shè)這些熒光層組。圖2、3、7、8、11和12中沒(méi)畫(huà)熒光層25。
圖1中，尋址電極22按第二方向延伸。第一維持電極12也按第二方向延伸。形成跨在第一維持電極12上的第一隔離壁13。例1的等離子顯示器中，如圖2所示，第一維持電極12與尋址電極22之間的距離(L1)是150μm。第二維持電極14與尋址電極22之間的距離(L2)是30μm。而且，第一維持電極12與第二維持電極14之間的距離(L0)是10μm。而且，鄰近的第一隔離壁13之間的距離(W1)是300μm，如圖3所示，鄰近的第二隔離壁24之間的距離(W2)是100μm。
第一平板10和第二平板20設(shè)置成相對(duì)的狀態(tài)，保護(hù)層(沒(méi)畫(huà))和第二隔離壁相互接觸，用容封層(沒(méi)畫(huà))在這些平板的周邊上把它們相互粘接在一起。第一平板10和第二平板20形成的空間中在2×104Pa的壓力下充入Ne-Xe混合氣體，其中Ne50％-Xe50％，并密封。
維持Ac輝光放電的象素中，用空間中被激勵(lì)的稀有氣體而輻射出的真空紫外線輻射而激勵(lì)熒光層25，熒光層25發(fā)射熒光材料固有的顏色的光。
制造例1的等離子顯示器的方法將總說(shuō)明如下。以下的說(shuō)明中，制造工藝中的任何階段的第一襯底11或第二襯底21或這些襯底上形成的全部構(gòu)件都叫做“底層”。圖4A至4D是用來(lái)說(shuō)明第一平板10的制造方法的用包括第一維持電極的垂直平面沿第二方向切開(kāi)第一襯底11的局部剖視示意圖。用以下方法制成第一平板10。首先，第一襯底11的整個(gè)表面上形成ITO層，例如，用濺射法形成ITO層，之后經(jīng)光刻腐蝕把ITO層構(gòu)圖成條形，由此制成第一維持電極12，見(jiàn)圖4A。第一維持電極12按第二方向延伸。之后，在底層整個(gè)表面上，更具體說(shuō)，在第一襯底11和第一維持電極12整個(gè)表面上用濺射法形成Cr/Cu/Cr疊層膜，之后，用光刻腐蝕法構(gòu)圖，由此，沿第一維持電極12的邊緣部分形成總電極(沒(méi)畫(huà))。之后，底層的整個(gè)表面上，更具體地說(shuō)，在第-襯底11，第一維持電極12和總電極的整個(gè)表面上形成保護(hù)層16。保護(hù)層16是用MgO制成的厚度約為0.7μm的單層膜。保護(hù)層16可在整個(gè)表面上電子束淀積MgO層而制成。之后，保護(hù)層16上絲網(wǎng)印刷條形低熔點(diǎn)玻璃漿料，之后，焙燒或燒結(jié)，由此制成第一隔離壁13，見(jiàn)圖4B。第一隔離壁13按第一方向延伸。之后，在第一隔離壁13的一個(gè)側(cè)邊上的側(cè)壁的上部上用傾斜濺射法濺射鋁，形成第二維持電極14，見(jiàn)圖4C。第二維持電極14要與第一維持電極12隔開(kāi)。而鋁層也形成在第一隔離壁13的頂表面上，要求用拋光法或蝕刻法去掉第一隔離壁13的頂表面上形成的鋁層。按上述方式，能制成圖4D所示結(jié)構(gòu)，用上述各步驟制成第一平板10。
用以下方法制造第二平板20。首先，第二襯底21上印刷條形銀漿，例如，用絲網(wǎng)印刷法印刷，之后，進(jìn)行焙燒或燒結(jié)，由此，制成尋址電極22。尋址電極22按第二方向延伸。之后，用絲網(wǎng)印刷法在底層的整個(gè)表面上，更具體說(shuō)，在第二襯底21和尋址電極22的整個(gè)表面上，形成低熔點(diǎn)玻璃漿層，并焙燒或燒結(jié)，由此，形成介質(zhì)材料層23。之后，相鄰尋址電極22之間的區(qū)域上的介質(zhì)材料層上用例如絲網(wǎng)印刷法印刷低熔點(diǎn)玻璃漿料，并焙燒或燒結(jié)，由此制成第二隔離壁24。隨后印刷三原色熒光材料稀漿，并焙燒或燒結(jié)，形成熒光層25R,25G和25B。用以上各步驟制成了第二平板20。
之后，組裝等離子顯示器，首先，用絲網(wǎng)印刷法在第二平板20的周邊部分形成密封層。之后，第一和第二平板10和20相互粘接在一起，并經(jīng)焙燒或燒結(jié)使密封層固化。之后，對(duì)第一平板10和第二平板20之間形成的空間抽真空，之后該空間中充入Ne-Xe混合氣、混合比是Ne50％-Xe50％，充氣壓力是2×104Pa，之后密封該空間，制成等離子顯示器。第一平板和第二平板在2×104Pa的壓力下充有Ne-Xe混合氣的室內(nèi)相互粘接時(shí)，就不用給空間抽真空和給空間充N(xiāo)e-Xe混合氣的工藝步驟。
例2圖5是例2的等離子顯示器的局部分解示意圖。例2的等離子顯示器是例1的等離子顯示器的一個(gè)變形體，第一平板10還有在第一襯底11上形成的并按第二方向延伸的第三隔離壁15。形成的第三隔離壁15跨在第二維持電極14上，第三隔離壁15還形成在一個(gè)第一維持電極12與另一第一維持電極12之間露出的第一襯底11上。即，在第一襯底11上形成柵格形的第一和第三隔離壁13和15。第二維持電極14位于第三隔離壁15下面。第三隔離壁15能可靠地防止鄰近的放電元件之間出現(xiàn)光干擾。隔離壁15按第二方向延伸。
用以下方法制造例2中的第一平板10。即，進(jìn)行例1中的[步驟-100]至[步驟-130]，制成圖4D所示結(jié)構(gòu)。之后，在整個(gè)表面上絲網(wǎng)印刷低熔點(diǎn)玻璃漿料，以填充第一隔離壁13之間的間隙。之后，用噴砂法去掉低熔點(diǎn)玻璃漿料中的不需要的部分。由于漿料還沒(méi)焙燒。因此，用噴砂法很容易去掉低熔點(diǎn)玻璃漿料中不需要的部分。要形成第三隔離壁的區(qū)域中的低熔點(diǎn)玻璃漿料部分上和第一隔離壁13上預(yù)先形成掩模層，當(dāng)用噴砂法去掉低熔點(diǎn)玻璃漿料時(shí)不需要部分時(shí)，能可靠地保護(hù)要形成第三隔離壁處的低熔點(diǎn)玻璃漿料部分和第一隔離壁13。之后，焙燒或燒結(jié)留下的低熔點(diǎn)玻璃部分，由此制成第三隔離壁15。
例3例3涉及有本發(fā)明第二結(jié)構(gòu)的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器。圖6是例3的等離子顯示器的局部分解示意圖，圖7和圖8是它的局部剖視示意圖，圖7是有包含尋址電極22的垂直平板的沿第二方向切開(kāi)等離子顯示器得到的局部剖視圖。圖8是有包含第一維持電極12A的垂直平板的沿第一方向切開(kāi)等離子顯示器的局部剖視圖。
例3的等離子顯示器與例1的等離子顯示器的差別是，第一維持電極12A不按第二方向延伸而是按第一方向延伸。除此之外，例3的等離子顯示器的結(jié)構(gòu)與例1的等離子顯示器的結(jié)構(gòu)相同，所以不再細(xì)說(shuō)。而且可用與例1中所述的方法基本相同的方法制造例3中的第一平板10，所以也不細(xì)說(shuō)它的制造方法。
例4圖9是例4的等離子顯示器的局部分解示意圖。例4的等離子顯示器是例3的等離子顯示器的一個(gè)變形體。第一平板10還有第一襯底11上形成的并按第二方向延伸的第三隔離壁15。形成的第三隔離壁15跨在第一和第二維持電極12A和14上。即，第一襯底11上形成柵格形第一和第三隔離壁13和15。第一維持電極12A和第二維持電極14位于第三隔離壁15下面。第三隔離壁15能可靠地防止相鄰的放電元件之間的光干擾。第二隔離壁15按第二方向延伸。
用與例2中所述的制造方法基本相同的方法制造例4的第一平板10，因此不再說(shuō)明它的制造方法。
例5例5涉及有本發(fā)明第三結(jié)構(gòu)的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器。圖10是例5的等離子顯示器的分解透視示意圖，圖11和圖12是它的局部剖視圖；圖11是有包含第一維持電極12的垂直平板沿第二方向切開(kāi)等離子顯示器得到的局部剖視圖，圖12是有包含尋址電極22A的垂直平板沿第一方向切開(kāi)等離子顯示器得到的局部剖視圖。
例5的等離子顯示器與例1的等離子顯示器的差別是，第一平板10有在第一襯底11上形成的并按第二方向延伸的第三隔離壁15和按第一方向延伸的尋址電極22A。第一維持電極12按第二方向延伸。第一襯底11上形成柵格形第一和第三隔離壁13和15。形成的第三隔離壁15跨在第二維持電極14上，而且在第一維持電極12之間露出的第一襯底11的部分上也形成第三隔離壁15。形成的第二隔離壁24跨在尋址電極22上。第三隔離壁15能可靠地防止鄰近的放電元件之間的光干擾。除此之外，例5的等離子顯示器與例1的等離子顯示器的結(jié)構(gòu)基本相同，所以不再細(xì)說(shuō)。用與例2中所述制造方法基本相同的方法制造例5的第一平板10。所以不再細(xì)說(shuō)它的制造方法。
已參考上述的實(shí)例說(shuō)明了發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)例。任何實(shí)例中的第一平板10和第二平板20的構(gòu)成，結(jié)構(gòu)和制造方法和制造它們所用的材料是給出的例子，它們可按要求進(jìn)行改進(jìn)或替換。任何實(shí)例的等離子顯示器都可以是經(jīng)第二襯底觀察由熒光層發(fā)射光的透射型等離子顯示器。為了要在第一襯底11中形成第一維持電極12和第一隔離壁13，可用的方法中，設(shè)置形成有凹凸形(凸起部分相當(dāng)于第一隔離壁)的玻璃第一襯底，或用切割法或噴砂法在玻璃第一襯底中形成凹凸形(凸起部分相當(dāng)于第一隔離壁)。用去除法在第一隔離壁之間形成第一維持電極。
本發(fā)明中，由于引起輝光放電的維持電極對(duì)按三維設(shè)置，因此能使輝光放電中的放電距離幾乎是垂直方向。因此，能減小每個(gè)放電元件的尺寸。因此，能減小放電元件的節(jié)距。即，能制成0.1mm以下的點(diǎn)狀等離子顯示器，能提供高清晰的顯示。而且能提供大結(jié)構(gòu)尺寸的等離子顯示器。
權(quán)利要求
1.交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，有第一平板和第二平板，所述第一平板包括(A)第一襯底，(B)第一襯底上形成的第一維持電極，(C)第一襯底上形成的并按第一方向延伸的第一隔離壁，(D)第一隔離壁的一個(gè)側(cè)邊上的側(cè)壁上部上形成的并與第一維持電極隔開(kāi)的第二維持電極，和所述第二平板包括(a)第二襯底，(b)第二隔離壁，它形成在第二襯底上并按與第一隔離壁延伸的第一方向不同的第二方向延伸，(c)第二襯底上形成的尋址電極，(d)尋址電極上形成的熒光層。
2.按權(quán)利要求1的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，其中，尋址電極按第二方向延伸。
3.按權(quán)利要求2的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，其中，第一維持電極按第二方向延伸。
4.按權(quán)利要求2的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，其中，第一維持電極按第一方向延伸。
5.按權(quán)利要求3或4的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，其中，第一平板還有第一襯底上形成的并按第二方向延伸的第三隔離壁。
6.按權(quán)利要求1的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，其中，第一平板還有第一襯底上形成的并按第二方向延伸的第三隔離壁，按第二方向延伸的第一維持電極，和按第一方向延伸的尋址電極。
7.按權(quán)利要求1的交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器，其中，第一維持電極與尋址電極之間的距離為1×10-5m至4×10-4m，第二維持電極與尋址電極之間的距離是5×10-6m至3×10-4m。
全文摘要
交流電流驅(qū)動(dòng)型等離子顯示器,有第一和第二平板,所述第一平板包括:(A)第一襯底,(B)第一襯底上形成的第一維持電極,(C)第一襯底上形成的并按第一方向延伸的第一隔離壁和(D)第一隔離壁的一個(gè)側(cè)邊上的側(cè)壁上部上形成的并與第一維持電極隔開(kāi)的第二維持電極。所述第二平板包括(a)第二襯底,(b)第二襯底上形成的并按與第一隔離壁延伸的第一方向不同的第二方向延伸的第二隔離壁,(c)第二襯底上形成的尋址電極和(d)尋址電極上形成的熒光層。
文檔編號(hào)H01J11/24GK1320944SQ01117400
公開(kāi)日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2001年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月28日
發(fā)明者森啟 申請(qǐng)人:索尼公司