專利名稱：等離子體顯示板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用在彩色電視機(jī)中的等離子體顯示板。
背景技術(shù)：
近年來，對于實現(xiàn)具有優(yōu)秀質(zhì)量的大屏幕電視機(jī)的需求日益增長。這種電視機(jī)的一個例子是在日本使用的用于“hiVision”標(biāo)準(zhǔn)的電視機(jī)。在顯示器件領(lǐng)域中，各種顯示器件如CRT、液晶顯示器(以下稱為LCD)和等離子體顯示板(以下稱為PDP)等正處于研制當(dāng)中，目的是制造合適的電視機(jī)。
CRT通常用做電視機(jī)的顯示器并且提供優(yōu)異的分辨率和圖像質(zhì)量。然而，CRT電視機(jī)的深度和重量隨著屏幕尺寸而增長，因此CRT不適于制造屏幕尺寸為40英寸或以上的大電視機(jī)。對于LCD，它們具有值得注意的優(yōu)點，如低功耗和低驅(qū)動電壓，但是技術(shù)上很難制造大屏幕LCD。
另一方面，PDP能制造大屏幕細(xì)長電視機(jī)，并且在市場上已經(jīng)銷售五十英寸樣式的這種電視機(jī)了。
PDP粗分為直流(DC)型和交流(AC)型。目前流行的是適于制造精細(xì)單元結(jié)構(gòu)的AC型。
下面介紹由代表性的AC型PDP。顯示電極以條形形式形成在前玻璃板上。這個玻璃板與其上提供條形尋址電極的后玻璃板平行設(shè)置。用由介質(zhì)層和氧化鎂(MgO)層構(gòu)成的保護(hù)層覆蓋顯示電極。用其上提供肋以便置于相鄰尋址電極之間的介質(zhì)層覆蓋尋址電極。肋之間留下的間隙用熒光粉層填充。板間的空間被肋隔開，在該空間中引入放電氣體，如Ne-Xe氣體。
在PDP被驅(qū)動時，前玻璃板和后玻璃板上的介質(zhì)層可用做存儲器。它們通常由具有低熔點的玻璃構(gòu)成，如氧化鉛(PbO)和氧化鉍(Bi2O3)。后玻璃板上的介質(zhì)層由低熔點玻璃和白色顏料如TiO2和Al2O3的混合物構(gòu)成。
然而，由于低熔點玻璃具有10-13的高介電常數(shù)，因此用例如低熔點玻璃形成介質(zhì)層將增加放電單元的電容。這意味著在每個尋址和維持放電周期內(nèi)流過大量的放電電流。這將增加PDP的功耗。當(dāng)為了增加其亮度而使PDP的驅(qū)動頻率設(shè)定為高水平時，例如在200KHz或更高，PDP的功耗特別大。
將增加PDP的功耗的另一因素是采用低熔點玻璃作為肋。包括PbO和Bi2O3的這種玻璃會影響放電單元的電容。
解決這些問題的可能方案是采用除了PbO和Bi2O3以外的低熔點玻璃。這些玻璃是Na2O-B2O3-SiO2、Na2O-B2O3-ZnO和Na2O-B2O3-SiO2。
它們具有6-7的低介電常數(shù)。通過用這些玻璃作為介質(zhì)層和肋，可降低PDP的功耗。
但是，這種玻璃含有高比例的Na2O(氧化鈉)、K2O(氧化鉀)、Li2O(氧化鋰)。這些化合物趨于與透明電極(ITO)反應(yīng)，并破壞它們的導(dǎo)電性。這些化合物還與金屬電極反應(yīng)，使包含在金屬電極中的Cu和Ag散布到介質(zhì)玻璃中和玻璃板上。結(jié)果是，玻璃板和介質(zhì)層變黃并且介質(zhì)層的承受壓力降低。
當(dāng)用這種類型的玻璃做肋時，在燒結(jié)熒光體時，玻璃中的Na2O與熒光體反應(yīng)。這降低了熒光層的亮度。
日本專利申請No.H9-199037教導(dǎo)了用于形成介質(zhì)層的技術(shù)。在這個技術(shù)中，通過給金屬電極和透明電極施加PbO玻璃并燒結(jié)它們，從而形成下介質(zhì)層。通過施加和燒結(jié)具有低介電常數(shù)的Na2O-B2O3-SiO2玻璃而形成上介質(zhì)層。通過這種方法，可以防止Ag和Cu的擴(kuò)散，并保持介電常數(shù)相對低。然而，為完全防止Ag和Cu的擴(kuò)散，下介質(zhì)層必須具有足夠的厚度。則難以徹底降低整個介質(zhì)層的介電常數(shù)。
用低熔點玻璃形成介質(zhì)層和類定額另一挑戰(zhàn)是成本。施加低熔點玻璃之后，在500-600℃的溫度下燒結(jié)該玻璃。但是這個燒結(jié)工藝需要大量的時間和能量，因此需要減少時間和能量以及制造成本。
介質(zhì)層還可以通過淀積或濺射法由具有低介電常數(shù)的SiO2形成。
然而，就時間和成本而言很難用淀積和濺射法形成20-30μm厚膜。此外，在已經(jīng)生長為10μm以上的SiO2層中出現(xiàn)破裂的可能性更大。因此，如果它們由SiO2構(gòu)成，則實質(zhì)上不可能減少介質(zhì)層的電容。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是提供一種PDP，它具有良好的亮度效率，需要低的制造成本，并且被保護(hù)到一定程度以不使玻璃變黃和熒光體退化。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的PDP具有由包含聚硅氧烷鍵的硅氧烷樹脂構(gòu)成的介質(zhì)層和肋。優(yōu)選采用這種的硅氧烷樹脂，其中硅氧烷鍵的Si原子與甲基、乙基或苯基鍵合。
還優(yōu)選用硅氧烷樹脂做密封層的材料。
這個硅氧烷樹脂具有三維片狀(web-like)形式并具有優(yōu)異的耐熱性、耐老化性和電絕緣性。
硅氧烷樹脂的介電常數(shù)以便為4.0或以下。與由低熔點玻璃構(gòu)成的常規(guī)介質(zhì)層相比，本發(fā)明PDP中的介質(zhì)層具有低得多的介電常數(shù)。這意味著減少了放電單元的電容。因此，本發(fā)明的PDP需要用于驅(qū)動面板的低功耗，同時實現(xiàn)了提高的亮度效率。
此外，以本發(fā)明的PDP為代表的由硅氧烷樹脂構(gòu)成的介質(zhì)層和肋在300℃或以下變硬。因此，不需要在象燒結(jié)玻璃制的介質(zhì)層那樣在高溫下燒結(jié)介質(zhì)層。這減少了制造時的能量，因此降低了成本。而且，由Ag和Cu的擴(kuò)散引起的玻璃板和介質(zhì)層的變黃的損害被包含在這種介質(zhì)層中。這提高了由PDP產(chǎn)生的發(fā)射顏色的質(zhì)量。
通過采用硅氧烷樹脂，很容易形成20μm或以上的厚膜。這意味著很容易形成介質(zhì)層和肋，不象SiO2，在制造的厚膜中沒有裂紋。
附圖的簡要說明

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明實施例的PDP的主要部分的透視圖。
圖2是表示PDP的主要部分的截面圖。
圖3是表示用膜印刷方法采用硅氧烷樹脂形成介質(zhì)層的流程圖。
圖4是表示借助模具用硅氧烷樹脂制造肋的流程圖。
圖5是表示通過噴砂法制造肋材料層的流程圖。
圖6是表示用在實施例中的用于施加熒光墨的設(shè)備的示意圖。
圖7表示作為具有連接的驅(qū)動電路的上述PDP的PDP顯示器件的結(jié)構(gòu)。
圖8表示PDP的修改例子。
實施本發(fā)明的最佳方式PDP的整個結(jié)構(gòu)的說明圖1是表示本發(fā)明實施例的AC型PDP1的主要部分的透視圖。圖1主要示出了位于PDP1中心的顯示區(qū)域。
該PDP1由前面板10和后面板20構(gòu)成。前面板10由顯示電極(掃描電極12和維持電極13)、第一介質(zhì)層14和保護(hù)層15構(gòu)成。它們都提供在前玻璃板11上。后面板20由提供在后玻璃板21上的尋址電極22和第二介質(zhì)層23構(gòu)成。前面板10和后面板20之間留下的空間被以條形形式設(shè)置的肋24分割成放電空間30。放電氣體封閉在放電空間30中。肋24平行于后面板20上的尋址電極22設(shè)置，并用做間隙部件，以便確定前面板10和后面板20之間的空間的尺寸。前面板10和后面板20通過提供在它們端部的密封層連接在一起。
熒光層25設(shè)置在后面板20上的肋24之間，即在放電空間30中。有三種顏色的熒光層，即紅、綠和藍(lán)。它們按照上述順序交替排列。
顯示電極12-13和尋址電極22以條狀形式互相交叉形成。從掃描電極12與尋址電極22相交的特定放電空間30產(chǎn)生光。換言之，這些三色放電單元在這個PDP1中以矩陣形式排列。
尋址電極22由金屬(例如Ag或Cr-Cu-Cr電極)構(gòu)成。
圖2是表示圖1的PDP的主要部分的截面圖。
顯示電極12-13由透明電極12a和13a以及總線電極12b和13b(Ag電極或Cr-Cu-Cr電極)構(gòu)成?？偩€電極12b和13b疊加在透明電極12a和13a，如圖2(a)所示。透明電極12a和13a約150μm并由導(dǎo)電金屬氧化物如ITO、SnO2、ZnO構(gòu)成?？偩€電極窄到30μm。顯示電極12-13可由金屬構(gòu)成，與尋址電極22一樣。
優(yōu)選在大多數(shù)情況下形成層狀顯示電極12-13，以便保證用于放電單元的較寬的放電區(qū)域和電極的較低電阻。但是，更有利的是用金屬形成顯示電極12-13，因為這樣可以減少面板的電容并且更容易制造。在PDP具有精細(xì)結(jié)構(gòu)時，這特別正確。
第一介質(zhì)層14是由介質(zhì)物質(zhì)構(gòu)成的層，并覆蓋其上已經(jīng)提供顯示電極12的前玻璃板11的整個表面。第一介質(zhì)層14的厚度為15μm-40μm范圍內(nèi)。如后面所述，第一介質(zhì)層14由含有聚硅氧烷鍵的硅樹脂形成，并具有4或更低的介電常數(shù)。
保護(hù)層15是薄MgO層，并覆蓋第一介質(zhì)層14的整個表面。
第二介質(zhì)層23由白色顏料和硅氧烷樹脂的混合物形成。白色顏料是氧化硅(SiO2)或氧化鈦(TiO2)的顆粒。采用與用于第一介質(zhì)層14相同的硅氧烷樹脂。第二介質(zhì)層約15μm厚，并用做有效地向前面板10反射所發(fā)射的可見光的層。硅氧烷樹脂與10wt％到30wt％比例的白色顏料混合。
肋24以預(yù)定間距形成在第二介質(zhì)層23的表面上。它們的高度約為100μm。肋24由硅氧烷樹脂和白色顏料的混合物形成，與用于第二介質(zhì)層23的材料相同。
熒光層25是通過在相鄰肋24之間的溝槽中設(shè)置熒光顆粒層，然后燒結(jié)它們形成的。它們的介電常數(shù)約為5。
紅色熒光體Y2O3Eu3+綠色熒光體Zn2SiO4Mn藍(lán)色熒光體BaMgAl10O17Eu3+關(guān)于PDP1的制造方法的說明下面介紹的是PDP1的制造方法。
A、制造前面板10在前玻璃板11的表面上形成顯示電極12-13。
作為透明電極和總線電極的組合的顯示電極12-13是通過利用濺射法制成約0.12μm厚的均勻ITO膜形成的。該ITO膜通過光刻或激光光束切削形成為條形形狀，以便形成透明電極12a和13a。
然后，將感光Ag膏施加于前玻璃板11的整個表面上。通過光刻形成為條形并在550℃下加熱。得到的燒結(jié)Ag膏成為總線電極12b和13b并提供在透明電極12a和13a上。
可以通過在玻璃板11的整個表面上施加Ag膏并利用光刻將其轉(zhuǎn)換成Ag電極，從而簡單地由金屬形成顯示電極12-13。還可以通過利用濺射法形成Cu層、Cr層和Cr層，并通過光刻將這些層轉(zhuǎn)換成Cu-Cr-Cr電極，從而形成顯示電極12-13。
接著，在前玻璃板11上的顯示電極12-13上形成硅膜。該膜被加熱并固化，形成第一介質(zhì)層14。
下面介紹用于介質(zhì)層的材料硅氧烷樹脂。
硅氧烷是由重復(fù)硅氧烷鍵(-Si-O-)n的基本鏈索以及烷基和芳基的側(cè)基構(gòu)成的聚合物。根據(jù)聚合反應(yīng)的程度和交聯(lián)度以及側(cè)基的種類，可提供各種形式，包括液體、油脂、橡膠和樹脂。具有線性形式、低聚合反應(yīng)程度以及在常溫下為流體的硅氧烷被稱為硅油，這通常是二甲基二氯硅烷(見由Iwanami Shoten出版的Physical and ChemicalDictionary)的聚合物。
題目為“Plastic Encyclopedia”(由Asakura Shoten Inc.出版的，1992年3月1日，第281-298頁)的一本書提供以下說明。
硅氧烷是具有聚硅氧烷鍵的有機(jī)硅聚合物。聚硅氧烷鍵與甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)和苯基(-C6H5)鍵合，形成有機(jī)多分子硅醚鍵。
這種硅氧烷通常以分散在有機(jī)溶劑中的硅氧烷漆的形式提供。當(dāng)被加熱時，硅氧烷的形狀改變?yōu)榫W(wǎng)狀形式，并且其交聯(lián)變硬。
硅氧烷大致分為兩類(a)純硅氧烷(straight silicone)，和(b)變性硅氧烷。
(a)通過在有機(jī)溶劑中溶解選自由甲基三氯硅烷(T單元)、二甲基三氯硅烷(D單元)、苯基三氯硅烷(T單元)、二苯基三氯硅烷(D單元)和甲基苯基二氯硅烷(D單元)構(gòu)成的組的有機(jī)氯硅烷，并在水中水解它們(注意D單元稱為雙官能(sensuality))，T單元稱為三官能(sensuality))，獲得純硅氧烷。這種硅烷化合物的組合確定了固化膜的主要特性。例如，含有較高部分D單元硅烷的膜是軟化劑，因為D單元硅烷通常不形成鏈。
(b)通過如下過程形成變型硅氧烷首先低聚合D單元和T單元硅氧烷以形成具有功能基(例如Si-OH，Si-OMe)的硅氧烷中間物，然后將它們與樹脂如環(huán)氧樹脂、酚樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯(polestar)樹脂和烷基樹脂摻合。
對于本例中的PDP，無論采用純硅氧烷還是采用變性硅氧烷都不會出現(xiàn)問題。在關(guān)于采用這些硅氧烷的PDP的舉例部分中有更具體的說明。
在前玻璃板11上形成顯示電極12-13之后，將硅氧烷放在前玻璃板11上，形成硅氧烷膜。形成硅氧烷膜有如下兩種方法。
在第一種方法中，首先通過添加溶劑如二甲苯來調(diào)整液體硅氧烷(硅油)的粘度。然后，液體硅氧烷施加到玻璃板上并干燥。
可以通過染料涂敷工藝或絲網(wǎng)印刷施加液體硅氧烷，這些都是常規(guī)方法。但是還可以通過旋涂來施加液體硅氧烷。
第二種方法采用膜轉(zhuǎn)移工藝。根據(jù)該方法，硅氧烷施加于作為用于印刷的基片的PET膜上。在干燥時，它形成介質(zhì)生片。該介質(zhì)生片借助層合機(jī)轉(zhuǎn)移到前玻璃板11上，以便覆蓋形成的顯示電極12-13。
更具體地說，前玻璃板11在其上形成顯示電極12-13之后被加熱。一個介質(zhì)生片放在電極的頂部，如圖3(a)所示。它們插在一對層合機(jī)滾子201和202之間、層疊并形成硅氧烷膜14a。
下面介紹硅氧烷膜的固化工藝。
通過所述任一方法形成的硅氧烷膜14a在200-300℃下被加熱，如圖3(b)所示。這使硅氧烷膜14a變硬，并將其轉(zhuǎn)換成硅氧烷樹脂。形成的樹脂具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。作為這個工藝的結(jié)果是，形成第一介質(zhì)層14，如圖3(c)所示。
注意固化溫度大大低于500-600℃，該溫度是用于常規(guī)低熔點玻璃的燒結(jié)溫度。
然后，在介質(zhì)層14上形成由MgO構(gòu)成的保護(hù)層15。這個保護(hù)層15可以通過例如真空淀積、濺射、離子鍍和CVD(熱CVD或等離子體CVD)等方法形成。
B、制造后面板20在后玻璃板21的表面上以條形形式按一定間隔形成尋址電極22。
這是通過絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)Ag膏形成的。
然后，在后玻璃板21的表面上全部形成第二介質(zhì)層23，其中在該后玻璃板21的表面上形成尋址電極。
第二介質(zhì)層23事實上是用與第一介質(zhì)層14相同的方法形成的。就是說，10wt％SiO2顆粒添加到硅氧烷中，這與用于第一介質(zhì)層14的硅氧烷相同。SiO2顆粒的平均直徑為0.1μm到0.5μm。它們被用做白色顏料。將得到的混合物施加于后玻璃板21上并干燥，形成硅氧烷膜。該硅氧烷膜可以通過膜轉(zhuǎn)換工藝形成。形成的硅氧烷膜在200-300℃的溫度下被加熱，直到固化為止，因此制成第二介質(zhì)層23。
然后，在第二介質(zhì)層23上和任何相鄰尋址電極22之間形成肋24。肋24是用與用于第二介質(zhì)層23相同的材料形成的，即硅氧烷和白色顏料的混合物。該混合物被模制成肋24的形狀，并在200-300℃的溫度下被加熱以固化。
C、模制肋的方法除了絲網(wǎng)印刷法之外，通過該方法肋材料被重復(fù)施加到限定區(qū)域上，還有另外一種形成肋的方法。根據(jù)該方法，肋材料施加到整個表面上，并且得到的肋材料層加壓模制或通過噴砂制造。
下面介紹該方法。
圖4表示借助模具形成肋的方法。將肋材料施加于后玻璃板21的整個表面上，其中尋址電極22形成在后玻璃板的表面上，如圖4(a)所示。所制成的肋材料層210在具有對應(yīng)肋的構(gòu)圖表面的模具220中加壓模制。這將肋材料層210轉(zhuǎn)換成預(yù)計肋形狀。
圖4(b)表示根據(jù)肋形狀被構(gòu)圖的肋材料層210。后玻璃板21被加熱以使肋材料層210硬化，并因此形成肋24，如圖4(c)所示。
形成肋材料的順序可以顛倒。如圖4(b)所示，將肋材料填充在模具220的凹入部分中。再次對后玻璃板21的表面加壓，其中為了轉(zhuǎn)移的目的，在該后玻璃板21的表面上形成了尋址電極。
圖5表示通過噴砂制造肋材料層的方法。
在形成尋址電極22之后，在后玻璃板21上全部形成肋材料層210，如圖5(a)所示。通過在肋材料層210上疊加感光干膜抗蝕劑(以下稱為DFR)，形成涂敷膜230，如圖5(b)所示。然后，在涂敷膜230上提供對應(yīng)肋圖形的光掩模240。該光掩模曝光于紫外光，并在DFR顯影之后在水中清洗。結(jié)果是，已經(jīng)曝光于紫外光的涂敷膜230的部分被去掉，而對應(yīng)肋圖形的部分保留下來，如圖5(c)所示。
將磨料(例如玻璃珠)251從噴嘴250噴射到所形成的涂敷膜230上。噴嘴250在涂敷膜230的整個表面上移動，如圖5(d)中的外形線箭頭所示。這就去掉了肋材料層210的不需要的部分并將其轉(zhuǎn)換成肋。
噴射之后，后玻璃板21浸泡在溶液中以去掉涂敷膜230。圖5(e)表示形成為肋形狀的肋材料層210。通過加熱和使肋材料層210硬化，如圖5(f)所示形成肋24。
然后，在肋24之間的凹槽中形成熒光層25。
熒光層25是通過向凹槽施加熒光墨形成的。熒光墨包括紅色熒光體(R)、綠色熒光體(G)或藍(lán)色熒光體(B)墨。得到的層被干燥和燒結(jié)，由此形成熒光層25。
除了絲網(wǎng)印刷和其它常規(guī)法之外，還有一種施加熒光墨的方法，如線噴射法。即使在精細(xì)結(jié)構(gòu)的面板中，這種方法也可以使熒光墨均勻施加于凹槽中。
每種顏色的熒光墨是通過攪拌50wt％熒光體顆粒、1.0wt％有機(jī)粘接劑(乙基纖維素)和49wt％溶劑(α-萜品醇和丁基卡必醇的混合物)的混合物制成的。熒光體顆粒的平均直徑為2.0μm。用混砂機(jī)攪拌所述混合物。
圖6是用于施加熒光墨的設(shè)備的示意圖。在熒光墨被放到圖6的容器71中之前，首先將紅色熒光墨的粘度調(diào)整到500厘泊(CP)。由于泵71施加的壓力，從燃料注入裝置的噴嘴部分73(帶有直徑為60μm的噴嘴)噴射紅色熒光墨。該墨被施加于相鄰肋之間的凹槽中，同時該基板以直線移動。
同樣，藍(lán)色熒光墨和綠色熒光墨施加于凹槽中。當(dāng)燒結(jié)它們時，有機(jī)粘接劑燒盡，因此形成熒光層25。
通常，在約500℃的溫度下燒結(jié)熒光層25。但是在本例中，由于第二介質(zhì)層23和肋24都是由硅氧烷樹脂形成的，因此優(yōu)選在較低溫度(例如300-350℃)下燒結(jié)熒光體。
但是，如果熒光墨中的有機(jī)粘接劑由丙烯酸樹脂制成，它可以在約250℃下被燒盡。優(yōu)選采用丙烯酸樹脂，因為它可以使燒結(jié)在較低溫度下進(jìn)行。
D、粘接面板做為將如此制造的前面板10和后面板20粘接在一起的部件，通過施加密封部件，在前面板10和/或后面板20的邊緣上形成未固化密封部件層。這兩個面板在進(jìn)行加熱處理之前互相面對設(shè)置。
未固化密封部件層可以通過采用用于密封目的的常規(guī)玻璃料形成。但是，優(yōu)選采用硅氧烷，即與用于介質(zhì)層14的材料相同的材料，這是因為硅氧烷可以在相對低的200-300℃的溫度下固化。
之后，從兩個面板的內(nèi)部除去空氣和氣體以產(chǎn)生高真空(約1.1×10-3Pa)。將放電氣體以預(yù)定壓力引入到該真空中。
通過這樣的方式制造PDP1。另外在肋24頂部施加密封部件將增加前面板10和后面板20之間的粘接力。即使輸送放電氣體的壓力高于大氣壓力，也能保證高的PDP1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
驅(qū)動PDP圖7表示PDP顯示裝置的結(jié)構(gòu)，其由PDP1和與之連接的驅(qū)動電路100構(gòu)成。
如這里所示，掃描驅(qū)動器102與掃描電極12連接，維持驅(qū)動器103與維持電極13連接，并且數(shù)據(jù)驅(qū)動器104與尋址電極22連接。這些驅(qū)動器102-104連接到面板控制電路101。如下面將要說明的，面板控制電路101指示驅(qū)動器102-104給各個電極12、13和22施加電壓。
驅(qū)動電路100通過執(zhí)行下列程序驅(qū)動PDP1。
在起動階段，起動脈沖同時施加給每個掃描電極12，因此每個放電單元被起動。
在尋址期間，掃描脈沖依次施加于掃描電極12，同時數(shù)據(jù)脈沖施加于被選擇的尋址電極22。這引起特定放電單元中的MgO保護(hù)層表面附近的尋址放電。
放電起動電壓是在放電電極和尋址電極之間的距離、封閉氣體的種類和壓力、介質(zhì)層的種類和寬度以及MgO保護(hù)層的寬度的基礎(chǔ)上確定的。
當(dāng)放電開始時，由于放電氣體的電離產(chǎn)生正離子和電子，正離子開始向負(fù)電極移動，而電子向正電極移動。它們使MgO保護(hù)層內(nèi)壁帶電，但是MgO保護(hù)層具有如此高的電阻，以至于儲存在內(nèi)壁上的電荷不會減少。代替地，保持在那里并變?yōu)楸陔姾伞?br> 壁電荷儲存在被選擇的放電單元的介質(zhì)層14中，并且寫入像素信息的一個熒光屏。在放電維持期間，在預(yù)定周期內(nèi)AC維持脈沖同時施加于每對顯示電極12和13。
當(dāng)施加初始維持脈沖時，保護(hù)層表面上的電位變得大于放電起動電壓。結(jié)果是，放電電流流過已經(jīng)在尋址期間積累壁電荷的放電單元。一旦發(fā)生放電，只要施加AC維持脈沖，在放電單元中保持發(fā)光。如果在尋址期間沒有儲存壁電荷，即使施加維持脈沖，也不會在放電單元中產(chǎn)生放電。
通過這種方式，在已經(jīng)帶有壁電荷的某些放電單元發(fā)光時，顯示圖像。
在放電維持周期結(jié)束時，通過一次給所有掃描電極12施加窄去除脈沖，消除保留在放電單元中的壁電荷。
本例中的PDP的效果本例中的PDP的介質(zhì)層和肋都由硅氧烷樹脂制成。與常規(guī)玻璃介質(zhì)層相比，這大大減小了其介電常數(shù)。
硅氧烷制介質(zhì)層和肋的介電常數(shù)在2.5-4.0范圍內(nèi)，主要在2.6-3.2范圍內(nèi)。這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)介質(zhì)玻璃(10-13)的介電常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的值。
在1996年12月出版的Monthly Semiconductor World第146-150頁中和上述的Plastic Encyclopedia中有關(guān)于硅氧烷樹脂的低介電常數(shù)和其低固化溫度的說明。
下面考慮介質(zhì)層的介電常數(shù)ε和PDP的功耗W之間的關(guān)系。
其中顯示電極12-13的面積是S，顯示電極上的介質(zhì)層的厚度為m(見圖2(b))，通過下列等式1得到顯示電極之間的空間的電容C(存在于溝道和放電空間中的介質(zhì)的電容)(等式1)C＝εS/m其中在顯示電極之間施加的電壓為V，用于驅(qū)動面板的頻率為f，通過下列等式2得到面板所消耗的消耗功率W(等式2)W＝fCV2從等式1看出，假設(shè)電容C與介電常數(shù)ε成正比變化。從等式2看出，假設(shè)在驅(qū)動頻率f等于施加電壓時，消耗功率W隨著電容C變小而降低。即，介電常數(shù)ε越小，消耗功率越低(見日本的Transactionsof the Institute of Electrical Engineers，vol.118-15，pp537-542，1998)。
從上面的說明中看出，可以通過降低介質(zhì)層的介電常數(shù)來節(jié)省驅(qū)動本例中的PDP所需要的消耗功率。這提高了其發(fā)光效率。
與常規(guī)PDP相比，本例中的PDP還可以減少驅(qū)動電路上的負(fù)擔(dān)。這就使驅(qū)動電路即使在高速下也能穩(wěn)定運行，并提高了PDP的可靠性。
通過燒結(jié)玻璃料形成的常規(guī)介質(zhì)層在燒結(jié)工藝期間將產(chǎn)生氣泡，并且這些氣泡的大部分保留在介質(zhì)層中。當(dāng)發(fā)生這種現(xiàn)象時，介質(zhì)層的承受電壓降低。但是本例中的由硅氧烷樹脂構(gòu)成的介質(zhì)層在加熱期間和介質(zhì)層固化期間不持續(xù)產(chǎn)生氣泡。這使所形成的介質(zhì)層具有承受電壓。
具有有優(yōu)異承受電壓的介質(zhì)層，PDP能在長時間的重復(fù)使用期間保持高面板亮度。這也是提高PDP的可靠性的因素。
PDP的亮度和消耗功率受到第一介質(zhì)層14的影響比第二介質(zhì)層23和肋24的影響更大。關(guān)于這一點，優(yōu)選用硅氧烷樹脂形成第一介質(zhì)層14，因為它可以提高其亮度和降低功耗。還優(yōu)選第一介質(zhì)層14比第二介質(zhì)層23厚。
改型下面介紹本發(fā)明的改型，其中部分第一介質(zhì)層14做得比假設(shè)發(fā)生放電的其它部分薄。
圖8中所示的顯示電極12-13是層疊型電極，其中總線電極12b和13b層疊在透明電極12a和13a上。這里，第一介質(zhì)層14具有對應(yīng)其中提供總線電極12b和13b的區(qū)域的凸部14b。第一介質(zhì)層14和總線電極12b-13b之間的距離m2大于第一介質(zhì)層14和透明電極12a-13a之間的距離ml。
如果第一介質(zhì)層14的厚度上有差別則是有利的。
在具有由透明電極12a-13a和層疊在其上的總線電極12b-13b構(gòu)成的顯示電極12-13的PDP1中，當(dāng)它被驅(qū)動時，在尋址放電周期期間，在掃描電極12和尋址電極22之間留下的空間中、主要在總線電極12b和尋址電極22之間的空間中發(fā)生放電。但是由于電極12b在透明電極12a范圍以外，因此在總線電極12b上形成較薄的介質(zhì)層意味著發(fā)生介質(zhì)擊穿的可能性較高。
相反，圖8中所示的PDP1在尋址期間不會發(fā)生介質(zhì)擊穿，因為尋址放電發(fā)生在其厚度(m2)比其它部分厚的第一介質(zhì)層14的部分中。這就可以保證以良好的條件進(jìn)行寫操作。
當(dāng)在掃描電極12和維持電極13之間產(chǎn)生維持放電時，基本上在透明電極12a和13a之間產(chǎn)生，這是介質(zhì)層14的最窄部分(厚度為ml)。這增強(qiáng)了放電單元中的電場強(qiáng)度，并能以高發(fā)光率產(chǎn)生光。
具有這種凸部14b的第一介質(zhì)層14可以利用與用于產(chǎn)生圖4的肋24相同的方法形成。就是說，在已經(jīng)在其上形成顯示電極12-13之后，在整個前玻璃板11上形成硅氧烷膜。用具有對應(yīng)凸部14的凹部的模具對硅氧烷膜加壓。硅氧烷膜被轉(zhuǎn)換成凸形形狀，然后加熱并在200-300℃下固化。
例子表1根據(jù)關(guān)于上述實施例的說明制造實際例子PDP No.1-5，如表1所示。
這些實際例子的第一介質(zhì)層由硅氧烷構(gòu)成，其厚度示于表1中。第二介質(zhì)層和肋由聚甲基硅氧烷樹脂和SiO2構(gòu)成。
用于介質(zhì)層和肋的材料是通過工藝印刷或旋涂法施加的。
例子PDP No.6是比較例，其介質(zhì)層和肋由PbO玻璃(介電常數(shù)為11)構(gòu)成。
下面說明通常用于實際和比較例的規(guī)格。
前玻璃板和后玻璃板是2mm厚的鈉鈣玻璃板。這些PDP的單元尺寸根據(jù)42-英寸VGA顯示器確定；肋24為0.15mm高；任何相鄰肋24之間的距離(單元間距)為0.36mm，放電電極12d之間的距離為0.08mm(480個放電電極和2556個尋址電極)。第二介質(zhì)層的厚度為15μm。放電氣體為含有5體積％Xe的Ne-Xe混合氣體。放電氣體以600乇(7.8×104Pa)的壓力放入單元中。保護(hù)層15由MgO通過濺射形成。其厚度為1.0μm。
實驗對于實際例子和對比例的每個PDP，進(jìn)行下面的測量。
(a)介質(zhì)層的介電常數(shù)采用LCR測量儀(例如，由Hewlett-Packard Company制造的4284Amodel)獲得PDP1中的介質(zhì)層14的介電常數(shù)。
更詳細(xì)地說，互相靠近設(shè)置的多個顯示電極12和13連接在一起形成公用電極。然后，在介質(zhì)層14上形成Ag電極，以便覆蓋這個公用電極。為了測量介質(zhì)層的電容C(LCR測量儀顯示器上顯示的電容C)，在Ag電極和公用電極之間施加AC電壓(頻率為10KHz)。
利用得到的電容值C(這里，公用電極的面積代替了等式1中的S)通過等式1確定介質(zhì)層14的介電常數(shù)ε。
(b)面板亮度當(dāng)在所有單元中產(chǎn)生放電時，測量每個PDP的亮度。對于這種測量，放電維持電壓設(shè)定在180V，頻率為50KHz。
(c)面板功率在放電期間，測量電壓和電流。在這些值的基礎(chǔ)上，獲得由面板消耗的功率值。
實驗結(jié)果示于表1中。
(d)考慮從表1所示的結(jié)果看來，實際例子No.1-5的消耗功率比對比例No.6小得多。這主要是因為實際例子的介質(zhì)層是由介電常數(shù)比對比例的低的硅氧烷樹脂構(gòu)成。
實際例子No.1-5的面板亮度值稍高于對比例No.6的面板亮度值。當(dāng)對比例的介質(zhì)層由于Ag膠體擴(kuò)散而帶色時，實際例子的介質(zhì)層沒有帶色。假設(shè)這有助于提高實際例子的面板亮度。
實際例子PDP的第一介質(zhì)層的介電常數(shù)在2.8-3.0范圍內(nèi)，建議當(dāng)它們的介電常數(shù)在上述范圍內(nèi)時可大大減少PDP的功耗。
在實際例子PDP上顯示的圖像很好以滿足實際水平。證實了即使介質(zhì)層的介電常數(shù)為3也能保證良好的圖像質(zhì)量。
其它考慮在上述實施例中，當(dāng)?shù)谝唤橘|(zhì)層、第二介質(zhì)層和肋都由硅氧烷樹脂構(gòu)成時，肋可以由玻璃構(gòu)成，第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層由硅氧烷樹脂構(gòu)成。在這種情況下，可得到相同的效果。
還可以提供由硅氧烷樹脂構(gòu)成的第一介質(zhì)層和由玻璃構(gòu)成的第二介質(zhì)層的組合，或者由玻璃構(gòu)成的第一介質(zhì)層和由硅氧烷樹脂構(gòu)成的第二介質(zhì)層的組合。然而，由于第一介質(zhì)層的介電常數(shù)大大影響PDP的功耗，因此優(yōu)選至少第一介質(zhì)層由硅氧烷樹脂構(gòu)成。
在上述實施例中，第一介質(zhì)層形成在前面板上，第二介質(zhì)層形成在后面板上。但是PDP的后面板可以不帶有介質(zhì)層。在這種情況下，通過由硅氧烷樹脂形成第一介質(zhì)層和肋可獲得下等同效果。
在上述實施例中，介質(zhì)層和肋由硅氧烷樹脂和白色顏料的混合物構(gòu)成，因此它們可以反射可見光。但是添加白色顏料不是很重要的。它們可以只由硅氧烷樹脂構(gòu)成，或者由硅氧烷樹脂的填充劑的混合物構(gòu)成。在這種情況下，可獲得相同的效果。
雖然在上述實施例中以直線形式形成肋24，但是它們可以形成為各種形狀，包括彎曲形狀和雙重交叉形狀。這中肋由硅氧烷樹脂構(gòu)成，并且可以通過加壓模制肋材料層很容易形成，如圖4所示。
雖然在上述實施例中熒光層形成在后面板一側(cè)上，但是熒光層可以形成在前面板的一側(cè)上。還可以形成在前面板一側(cè)和后面板一側(cè)上。
雖然在上述實施例中肋形成在后面板一側(cè)上，但是肋可以形成在前面板一側(cè)上。
在上述實施例中，肋提供在前面板和后面板之間留下的空間中。代替肋，在前面板和后面板之間留下的空間中可以形成間隙部件，如玻璃珠。具有由硅氧烷樹脂構(gòu)成的介質(zhì)層，這種PDP可以保持相同的效果。
雖然在上述實施例中的說明是關(guān)于表面放電型PDP，但由硅氧烷樹脂構(gòu)成的介質(zhì)層和肋也可以用在相對放電型PDP中。在這種情況下，也可以獲得相同的效果。
工業(yè)適用性本發(fā)明的PDP適用于用在計算機(jī)和電視機(jī)中的顯示器件，特別是提供精細(xì)圖像的大型顯示器件。
權(quán)利要求
1.一種等離子體顯示板，具有第一板、第二板和置于第一板和第二板之間的間隙部件，多對第一電極互相平行排列在第一板的表面上，所述多對第一電極被第一介質(zhì)層覆蓋，多個第二電極互相平行排列在第二板的表面上，第一板和第二板設(shè)置成使得多對第一電極面對多個第二電極并穿過多個第二電極延伸，熒光層形成在第一板的面向表面和第二板的面向表面中的至少一個上，并且放電氣體封閉在第一板和第二板之間留下的空間中，以便形成放電空間，其中第一介質(zhì)層由具有硅氧烷鍵的第一硅氧烷樹脂構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1的等離子體顯示板，其中在第一硅氧烷樹脂中，硅氧烷鍵的Si原子與選自甲基、乙基和苯基的基鍵合。
3.如權(quán)利要求1的等離子體顯示板，其中形成在第二板上的第二電極被第二介質(zhì)層覆蓋，該第二介質(zhì)層由具有硅氧烷鍵的第二硅氧烷樹脂形成。
4.如權(quán)利要求3的等離子體顯示板，其中第二介質(zhì)層由含有白色顏料的材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求3的等離子體顯示板，其中在第二硅氧烷樹脂中，硅氧烷鍵的Si原子與選自甲基、乙基和苯基的基鍵合。
6.如權(quán)利要求1的等離子體顯示板，其中間隙部件由具有硅氧烷鍵的第三硅氧烷樹脂形成。
7.如權(quán)利要求6的等離子體顯示板，其中間隙部件形成在第二板上，并用作隔離所述空間的肋，并且由含有白色顏料的材料形成。
8.如權(quán)利要求1的等離子體顯示板，其中在第一介質(zhì)層表面上形成MgO保護(hù)層。
9.如權(quán)利要求1的等離子體顯示板，其中第一介質(zhì)層具有4.0或更低的介電常數(shù)。
10.如權(quán)利要求1的等離子體顯示板，其中第一板和第二板借助密封部件連接在一起，該密封部件由第四硅氧烷樹脂構(gòu)成，并施加于第一板和第二板的周邊部分上。
11.一種等離子體顯示板，(權(quán)利要求1)其中第一介質(zhì)層具有4.0或更低的介電常數(shù)。
12.一種等離子體顯示板的制造方法，該方法包括介質(zhì)層形成步驟，該介質(zhì)層形成步驟包括硅氧烷層形成步驟，用于由含有硅氧烷的介質(zhì)材料形成層，以便覆蓋已經(jīng)形成在板上的電極；和用于固化所形成的硅氧烷層的固化步驟。
13.如權(quán)利要求12的制造方法，其中在硅氧烷層形成步驟中，硅氧烷層是通過利用旋涂法或印刷法施加介質(zhì)材料形成的。
14.如權(quán)利要求12的制造方法，其中硅氧烷層形成步驟包括用于在轉(zhuǎn)移基片上疊加含有硅氧烷的介質(zhì)材料的第一子步驟；和用于將第一子步驟中形成的介質(zhì)材料層轉(zhuǎn)移到其上已經(jīng)形成電極的板上的第二子步驟。
15.如權(quán)利要求12的制造方法，還包括在硅氧烷層形成步驟之前，通過添加向硅氧烷中白色顏料而制作介質(zhì)材料的介質(zhì)材料制作步驟。
16.如權(quán)利要求12的制造方法，其中在固化步驟中，未固化的介質(zhì)材料層被加熱，以便利用在200-300℃范圍內(nèi)的最高溫度固化。
17.如權(quán)利要求12的制造方法，還包括在介質(zhì)材料層形成步驟之后的密封步驟，用于將一個板面對另一個板放置，然后將硅氧烷密封材料層插入兩個板之間，并使密封材料層固化以連接兩個板。
18.一種等離子體顯示板的制造方法，該方法包括肋形成步驟，其中肋形成步驟包括用于將肋材料加壓模制成肋形狀的加壓模制步驟，該肋材料含有硅氧烷，并且將肋設(shè)置在其上已經(jīng)形成電極的板上；和用于固化被加壓模制的未固化肋材料的固化步驟。
19.如權(quán)利要求18的制造方法，其中加壓模制步驟包括用于將未固化肋材料設(shè)置在板上的第一子步驟；和用于轉(zhuǎn)換或去掉部分肋材料以形成肋的第二子步驟。
20.如權(quán)利要求18的制造方法，其中該制造方法還包括在加壓模制步驟之前的未固化肋材料制作步驟，用于通過向硅氧烷中添加白色顏料而制作未固化肋材料。
21.如權(quán)利要求18的制造方法，其中在固化步驟中，被加壓模制的未固化肋材料被加熱，以便利用在200-300℃范圍內(nèi)的最高溫度固化。
22.如權(quán)利要求18的制造方法，還包括在肋形成步驟之后的密封步驟，用于將一個板面對另一個板放置，然后將硅氧烷密封材料層插入兩個板之間，并使密封材料層固化以連接兩個板。
全文摘要
提供了一種需要較低驅(qū)動功耗的等離子體顯示板。這個等離子體顯示板具有良好的亮度效率，并減少了玻璃變黃和熒光體退化現(xiàn)象，而且以低成本制造。該PDP的介質(zhì)層和肋由含有聚硅氧烷鍵的硅氧烷樹脂構(gòu)成。優(yōu)選，硅氧烷樹脂應(yīng)該具有與甲基、乙基或苯基連接的硅氧烷鍵。還優(yōu)選密封部件由硅氧烷樹脂構(gòu)成。
文檔編號H01J17/16GK1432185SQ01807091
公開日2003年7月23日 申請日期2001年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者青木正村, 渡邊拓, 長谷川和也 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社