CN1155043C - 毛细管电极放电等离子体显示板装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种毛细管电极放电等离子体显示装置及其制造方法，该装置包括第一和第二基板、第一基板上的第一电极、第二基板上的第二电极、一对连接第一和第二基板的阻挡层加强肋、介于阻挡层加强肋划定的第一和第二基板之间的放电室，以及在包含第一电极的第一基板上的介电层，该介电层具有一毛细管，以在放电室内提供稳定态UV发射。

Description

毛细管电极放电等离子体显示板装置及其制造方法
本发明背景
本发明领域
本发明涉及等离子体显示板装置及其制造方法，尤其涉及一种具有微通道或联接电极的毛细管的等离子体显示板装置。虽然本发明适合于广泛的应用领域，但是尤其适合于产生高密度紫外线(UV)发射，因此极大地降低了驱动电压和导通时间。
相关技术讨论
等离子体显示板(“PDP”)装置采用气体放电将电能转换为光。PDP装置内的各个像素对应于单个气体放电位置，各个像素发出的光受代表图象的视频信号的电气控制。
从20世纪80年代以来，已经对彩色等离子体显示器提供了多种结构，但只有三种结构仍在竞争：交变电流矩阵支撑结构，交变电流共面支撑结构，以及直流加脉冲存储器驱动结构。
通常，PDP在平面显示技术中为大于40”对角线的大尺寸显示装置所选用。自从PDP原型得到发展后，针对PDP装置进行了广泛的研究，旨在提高该装置的亮度，降低驱动电压，并缩短响应时间。通过使辉光放电UV发射的效率最大化，可以实现这些目的。
多数的PDP装置都采用高压AC阻挡层型放电。图1所示的美国专利NO.5,701,056给出了传统高压AC阻挡层型放电的一个示例。传统等离子体显示板装置具有相互面对的透明前基板101和后基板110。在各个前基板101上形成了多个透明电极102，各个透明电极102上有一总线电极111。透明电极102和总线电极111都按照顺序覆盖一厚绝缘层103和一保护层104。透明绝缘层103和保护层104包括具有较低熔点和氧化镁(MgO)的铅玻璃。
在后基板110上形成了多个数据电极108。第一、第二和第三间壁105a、105b(未画出)和106限定多个小室112，第一和第三间壁的宽度分别为WH和WD。在包括数据电极108的后基板110上形成了白色绝缘层107。而且，在第三间壁106和白色绝缘层107上形成一种荧光材料。
如图2所示，美国专利NO.5,414,324提出产生高压辉光放电等离子体的另一种结构。电极10由正方形尺寸为25cm×25cm的铜板构成。包括板10和管11的整体金属单元覆盖了一高介电绝缘层14。在这种结构中，介电绝缘层14用于防止大电流电弧模式产生放电。但是，介电绝缘层14消耗大量的电场。而且，电场的重要部分是穿过介电绝缘层施加的，这样电场就不能有效地加到整个PDP装置。
本发明内容
因此，本发明针对等离子体显示板装置及其制造方法，该方法基本消除了相关技术的限制和不足引起的一个或多个问题。
本发明目的是对工作在AC或DC模式下的PDP提供一种高密度UV发射。
本发明的另一个目的是降低驱动电压和缩短响应时间。
在接下来的说明中将给出本发明的附加特征和优点，且从说明中也很明显了解，或者可能由本发明的实践知道。通过附图在内的权利要求和说明勾画的结构，可以实现并取得本发明的目的和其他优点。
按照本发明目的，为了取得这些特征和其他优点，作为具体化和更宽泛的说明，等离子体显示板装置包括第一和第二基板、在第一基板上的第一电极、在第二基板上的第二电极、一对连接第一和第二基板的阻挡层加强肋、由阻挡层加强肋划分的第一和第二基板之间的电荷室，以及在包含第一电极的第一基板上的—介电层，该介电层具有一通道，以在电荷室内提供稳定状态的UV发射。
在本发明另一个方面，等离子体显示板装置包括第一和第二基板、第一基板上的第一电极、第二基板上的第二电极、一对连接第一和第二基板的阻挡层加强肋、第一和第二基板之间的电荷室，以及第一和第二基板之间的一UV可见光子转换层，UV可见光子转换层至少具有一通道，在电荷室内提供一稳定状态的UV发射。
在本发明的另一个方面，等离子体显示板装置包括第一和第二基板、第一基板上的第一电极、第一电极上的第一介电层、第一介电层上的第二电极、第二电极上的第二介电层、第二基板上的第三电极、在包含第三电极的第二基板上的UV可见光子转换层、一对连接第一和第二基板的阻挡层加强肋，以及第一和第二基板之间由阻挡层加强肋划定的第一和第二电荷室。
在本发明的另一个方面中，等离子体显示板装置包括第一和第二基板、第一基板上的第一和第二电极、在包含第一和第二电极的第一基板上的第一介电层、在第一介电层上的第三电极、第二基板层上的第四电极、在包含第四电极的第二基板上的UV可见光子转换层、一对连接第一和第二基板的阻挡层加强肋、由阻挡层加强肋划定的第一和第二基板之间的第一电荷室，以及第一介电层内的第一和第二电极之间的第二电荷室。
本发明另一个方面，是一种制造具有第一和第二基板的等离子体显示板装置的方法，该方法包括以下步骤：在第一基板上构成第一电极，在包含第一电极的第一基板上形成介电层，以及在介电层内形成至少一个通道及将第一电极暴露出来。
本发明的又一个方面，是一种制造具有第一和第二基板的等离子体显示板装置的方法，该方法包括以下步骤：在第一基板上形成第一电极，在包含第一电极的第一基板上形成UV可见光子转换层，以及在UV可见光子转换层内形成至少一个通道以将第一电极暴露出来。
应该理解，上述的简要说明和以下的详细说明都是示例性和说明性的，将根据如权利要求对本发明提供进一步解释。
附图简要说明
附图用以提供对本发明的进一步理解而结合起来构成本发明的一部分，附图说明了本发明的实施例，并与描述一道解释本发明的原理。
附图中；
图1为根据背景技术的等离子体显示板装置的示意图。
图2为根据另一个背景技术的等离子体显示板装置的示意图。
图3A～3C根据传统PDP装置和本发明，说明在AC下工作的PDP内等离子体放电的图片。
图4A～4C给出本发明等离子体放电的演化示意图。
图5A和5B根据本发明第一个实施例，给出等离子体显示板装置的水平和垂直截面图。
图6A和6B根据本发明第二个实施例，给出等离子体显示板装置的水平和垂直截面图。
图7根据本发明第三个实施例，给出等离子体显示板装置截面图。
图8A和8B根据本发明第四个实施例，给出等离子体显示板装置截面图。
图9根据本发明第五个实施例，给出等离子体显示板装置截面图。
较佳实施例的说明
对本发明的较佳实施例将做出详细参考，示例结合附图进行说明。
本发明的毛细管等离子体电极放电(“CPED”)PDP装置利用气体中的放电的一种新形式，在该气体内电极形成高密度的等离子体。在置于金属电极前并轴线与金属电极垂直的毛细管内产生等离子体。等离子体电极的直径取决于并联起来的毛细管数以及其间距。为了优化放电性能，可以改变毛细管的密度和直径。
图3A～3C给出传统AC阻挡层型和本发明毛细管电极放电之间等离子体放电强度的对照。对电极都用AC与单极脉冲供电。如图3B和3C所示，毛细管发出的等离子体流能见度非常好，且比图3A中的更亮。因此，在同样条件下，放电强度明显大于传统AC阻挡层的放电强度。
图4A～4C给出了本发明毛细管放电的这些特征。图a为毛细管内形成来自金属电极的高场放电的场。毛细管内的高密度等离子体从毛细管的端部射出进入作为主放电电极的间隙。在形成流束放电后，毛细管内的场并未破坏。这是因为管壁处的高电子-离子复合，在轴上(因此高场)需要较高的生产率来保持电流。毛细管等离子体和主放电界面处存在双涂层。通过选择毛细管的直径d与毛细管管长L的比率，保持一个稳定状态的等离子体放电，如图4C所示。如果希望单极工作，就不一定需要用介电层来覆盖正极。
将参考图5A对根据本发明第一个实施例的等离子体显示板(PDP)装置进行说明。如图5A所示，PDP装置包括相互面对的一前玻璃板501和一后玻璃板507。前玻璃板501上形成一电极502。在包含电极502的前玻璃板501上形成一介电层503。若有必要，可在介电层503上形成一氧化镁(MgO)层。在后玻璃板507上，形成一对电极506。该对电极506可以位于后玻璃板507的中央。一对阻挡层加强肋504连接前玻璃板501和后玻璃板507。例如，所形成的UV可见光子转换层505(荧光层)将前玻璃板501和后玻璃板507之间的对电极506覆盖。前玻璃板501和后玻璃板507之间的阻挡层加强肋504划定一电荷室508。通常，电荷室508充满了诸如氙(Xe)的惰性气体以形成UV发射。而且，在该实施例中，介电层503有一通道509将电极502暴露于电荷室508之中，这样在电荷室内得到稳定态的UV发射。通道509的水平截面可能是环形或多边形，垂直截面可能为端直或弯曲形状，如图5B所示。该通道的尺寸可以由以下公式规定：
1/100＜D/L＜1
其中D为通道的最大截面宽度，L为介电层的长度。
此外，通道的尺寸是电子的平均自由行程或大于电子的平均自由行程。
图6A给出根据本发明的第二个实施例的PDP装置的截面图。本发明第二个实施例包括一前玻璃板601、一后玻璃板609、前玻璃板601上的第一和第二电极602和603。在包含第一和第二电极602和603的前玻璃板601上形成一透明介电层604。虽然本发明中不需要氧化镁(MgO)层605，但是可以在透明介电层604上形成MgO层605。一对阻挡层加强肋606将第一和第二玻璃板601和609相连，并划定一电荷室610。在后玻璃板609的中央设一地址电极608。而且，在包含地址电极608的第二玻璃板609上形成了UV可见光子转换层，例如荧光层。在该实施例中，通过透明介电层604形成第一和第二通道611和612，使第一和第二电极602和603暴露出来，如图4A～4C所示提供一稳定态的UV发射。通道602和603的尺寸可以与第一个实施例中公开的尺寸相同。通道611的水平截面可以是环状或多边形，垂直截面可以为端直或弯曲形状，如图6B所示。电荷室610充满了诸如氙(Xe)的惰性气体。
图7给出根据本发明第三个实施例的PDP装置的截面视图。该实施例包括相互面对的前玻璃板701和后玻璃板702，在前玻璃板701上有一诸如铟锡氧化物(ITO)层的透明电极703。透明电极703在直流操作中作为正极。在后玻璃板702上形成一导电电极704，该电极作为直流运行时的负极。在包含导电电极704的后玻璃板702上形成UV可见光子转换层705，例如荧光层。UV可见光子转换层705的厚度约为10～50μm。一对阻挡层加强肋707连接前玻璃板701和后玻璃板702，并划定一电荷室708。
在本实施例中，通过UV可见光子转换层705形成了多个通道706，使导电电极704暴露在电荷室708内。UV可见光子转换层705内的通道数量最好是在1～100的范围内。通道706的垂直截面可以为环形或多边形，也可以如图7所示为端直或弯曲。各个通道的尺寸可以通过下式限定：
1/100＜D/L＜1
其中D为通道最大截面宽度，L为UV可见光子转换层的长度。
图8A和8B为本发明第四个实施例，进一步缩短了PDP装置的响应时间。本实施例包括相对的前玻璃板801和后玻璃板802。在前玻璃板801上形成第一电极803。在包含第一电极803的前玻璃板801上形成第一介电层804。在第一介电层804内划定第一电荷室805。在包含第一电荷室805的第一介电层上形成第二电极806。而且，在第二电极806上形成第二介电层807。一对阻挡层加强肋809连接第一玻璃板801和第二玻璃板802，并划定第二电荷室812。或者，如图8B所示，在第二介电层807内可以形成第二电荷室805。在后玻璃板802的中央设置第三电极710。在包含第三电极810的后玻璃板802上形成UV可见光子转换层811，例如荧光层。通过第二介电层807和第二电极806形成的通道808连接第一电荷室805和第二电荷室812。该实施例中，第一电荷室805提供导向放电，这样缩短了稳定态UV发射的导通时间。通道808的截面可以与前述实施例的尺寸和形状一致。第一和第二电荷室经通道808相连，并充满了惰性气体，如氙(Xe)。
图9给出本发明另一种缩短PDP装置导通时间的结构的第五个实施例。根据该实施例的PDP装置包括第一和第二玻璃板801和802、在第一玻璃板801上的第一和第二电极803和804、在包含第一和第二电极803和804的第一玻璃板801上的第一介电层805。第一介电层805内形成的第一电荷室805提供导向放电，这样缩短了主放电的导通时间。根据本实施例的PDP装置进一步包括在含第一电荷室806的第一介电层805上的第三电极807以及第三电极807上的第二介电层808。穿过第二介电层808和第三电极807的多个通道809与第一电荷室806相连，这样为PDP装置提供一稳定态的UV发射。一对阻挡层加强肋801连接第一和第二玻璃板801和802，由此确定第二电荷室811。在第二玻璃板802上形成第四电极812。在包含第四电极812的第二玻璃板802上形成UV可见光子转换层813。
下面介绍根据本发明的一种制造等离子体显示板装置的方法：
例如，参考图5A说明制造等离子体显示板装置的一种方法。首先，在第一基板501上形成第一电极502。接着，在包含第一电极的第一基板上形成一介电层。在介电层内形成至少一条通道509使第一电极502暴露在电荷室508内。在该过程中，通过激光加工、湿法腐蚀、干法腐蚀中的一种形成该通道。
在制造等离子体显示板装置的另一种方法中，如图7所示，最初在第一基板702上形成第一电极704。第一电极704可以由金属电极构成。接着，在包含第一电极704的第一基板上形成UV可见光子转换层，例如荧光层。然后，在UV可见光子转换层内形成至少一条通道706，使第一电极暴露在电荷室708内。类似地，通过激光加工、干法腐蚀、湿法腐蚀中的任何一种方法，在UV可见光子转换层内形成通道706。
本发明的等离子体显示板装置及其制造方法具有以下优点。
因为毛细管内的场不会塌缩，具有较高电场的放电仍保持在毛细管内。结果，用本发明的CPED等离子体显示板装置，可以达到亮度提高。
本发明的PDP在AC或DC两种模式下都可以工作，其放电工作电压低于200V。这是可能的，因为在一周期的早期阶段用大电场穿过介电层而在毛细管内形成电子雪崩，降低了击穿电压。因为不需要介电嵌入电极，该装置的结构比传统PDP结构更加简单。
因为本发明不要求MgO层或限流电阻，该装置的使用寿命得到了大大提高。而且，与传统AC工作的PDP不同，因从响应时间中消除了介电充电时间，所以响应时间非常短。因此，因本发明在产生稳定态UV发射方面具有更简单的结构和更高的效率，所以制造费用大大降低。
对熟悉本技术领域的人来说，非常明显，在本发明的等离子体显示板装置及其制造方法中，在与本发明精神或范围不相悖的前提下，还可以进行各种改进和变换。由此，在附加的权利要求和其等效物的范围内，本发明包罗所给出的改进和变换。

Claims (38)

1.一种等离子体显示板装置，其特征在于，包括：
第一和第二基板；
第一电极，位于第一基板上；
第二电极，位于第二基板上；
UV可见光子转换层，位于含第二电极的第二基板上，其中UV可见光子转换层直接接触第二电极；
一对阻挡层加强肋，连接第一和第二基板；
放电室，介于阻挡层加强肋划定的第一和第二基板之间；
介电层，位于包含第一电极的第一基板上，该介电层具有一毛细管，这样部分第一电极通过毛细管直接面对放电室，由此在放电室内提供稳定态UV发射。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，进一步包括介电层上的氧化镁层。
3.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，进一步包括介于第一和第二基板之间的UV可见光子转换层。
4.根据权利要求3所述的等离子体显示装置，其特征在于，UV可见光子转换层包括一荧光层。
5.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在水平截面，毛细管包括环形或多边形。
6.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在垂直截面，毛细管包括端直或弯曲形。
7.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，毛细管的尺寸由下式决定：
1/100＜D/L＜1
其中D为毛细管的最大截面宽度，L为介电层的长度。
8.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，放电室充满了氙在内的惰性气体。
9.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第二电极基本位于第二基板中央。
10.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第二电极包括一地址电极。
11.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第一电极包括第一基板上的至少两个电极。
12.根据权利要求1所述的等离子体显示板装置，其特征在于，毛细管的尺寸等于或大于电子平均自由行程。
13.一种等离子体显示板装置，其特征在于，包括：
第一和第二基板；
第一电极，位于第一基板上；
第二电极，位于第二基板上；
一对阻挡层加强肋，连接第一和第二基板；
放电室，介于第一和第二基板之间；以及
一UV可见光子转换层，位于含第二电极的第二基板上，其中UV可见光子转换层具有至少一根毛细管并且直接接触第二电极，由此在电荷室内提供稳定态UV发射。
14.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，毛细管的尺寸由下式决定：
1/100＜D/L＜1
其中D为毛细管的直径，L为UV可见光子转换层的厚度。
15.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，放电室充满了氙在内的惰性气体。
16.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第二电极基本位于第二基板的中央。
17.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第二电极包括一负电极。
18.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第二电极包括一导电电极。
19.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第一电极包括一正电极。
20.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，
第一电极包括一ITO电极。
21.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，UV可见光子转换层厚度约为10～50μm。
22.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，UV可见光子转换层的通道数为1～100。
23.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，UV可见光子转换层包括一荧光层。
24.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，该装置具有一低于200V的放电工作电压。
25.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在水平截面，毛细管包括环形或多边形。
26.根据权利要求13所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在垂直截面，毛细管包括端直或弯曲形。
27.一种等离子体显示板装置，其特征在于，包括：
第一和第二基板；
第一电极，位于第一基板上；
第一介电层，位于第一电极上；
第二电极，位于第一介电层上，其中第二电极和第一介电层具有至少一个毛细管；
第二介电层，位于第二电极上；
第三电极，位于第二基板上；
UV可见光子转换层，位于包含第三电极的第二基板上，其中第一电极通过毛细管直接面向UV可见光子转换层；
一对阻挡层加强肋，连接第一和第二基板；以及
第一和第二放电室，介于阻挡层加强肋划定的第一和第二基板之间。
28.根据权利要求27所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第一介电层和第二电极具有至少一根毛细管。
29.根据权利要求27所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第二介电层和第二电极具有至少一根毛细管。
30.根据权利要求27所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第一放电室设置在第一介电层内。
31.根据权利要求27所述的等离子体显示板装置，其特征在于，第一放电室设置在第二介电层内。
32.根据权利要求27所述的等离子体显示板装置，其特征在于，UV可见光子转换层包括一荧光层。
33.根据权利要求28所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在水平截面，毛细管包括环形或多边形。
34.根据权利要求28所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在垂直截面，毛细管包括端直或弯曲形。
35.一种等离子体显示板装置，其特征在于，包括：
第一和第二基板；
第一和第二电极，位于第一基板上；
第一介电层，位于包含第一和第二电极的第一基板上；
第三电极，位于第一介电层上；
第四电极，位于第二介电层上；
UV可见光子转换层，位于包含第四电极的第二基板上；
一对阻挡层加强肋，连接第一和第二基板；
第一放电室，介于阻挡层加强肋划定的第一和第二基板之间；以及
第二放电室，介于第一介电层内第一和第二电极之间，第一和第二放电室通过第三电极和第二介电层内的至少一根毛细管相连。
36.根据权利要求35所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在水平截面，毛细管包括环形或多边形。
37.根据权利要求35所述的等离子体显示板装置，其特征在于，在垂直截面，毛细管包括端直或弯曲形。
38.根据权利要求35所述的等离子体显示板装置，其特征在于，UV可见光子转换层包括一荧光层。
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