CN1269571A - 等离子体显示装置及具有集中电场区域的介电层的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种等离子体显示装置,它包括第一衬底,形成于该第一衬底上表面上的地址电极,形成于第一衬底上表面上且嵌有地址电极的第一介电层,透明的并与第一衬底相耦和形成放电空间的第二衬底,形成于第二衬底下表面上与地址电极形成一预定夹角的多个保持电极,每一保持电极包括第一和第二电极,形成于具有保持电极的第二衬底上且嵌有此保持电极的第二介电层,在构成保持电极的第一和第二电极之间至少形成一个电场集中的区域,以及一设置于第一和第二衬底之间用于分开放电空间的间隔。
Description
本发明涉及一种等离子体显示装置，特别涉及具有其中嵌有保持电极的改进介电层的等离子体显示装置及其制作方法。
通常的放电装置包括至少一对电极，当将电压施加到电极上时产生放电。放电装置的实例现有放电灯如荧光灯，气体激光发生设备，以及等离子体显示装置。
由于等离子体显示装置所具有的优越显示性能如大显示容量、高亮度、高对比度及宽视角，所以等离子体显示装置被广泛用作性能与阴极射线管相近的平板型显示面板。
等离子体显示装置根据其工作原理可分为直流型等离子体显示面板和交流型等离子体显示面板。而且，等离子体显示装置根据其电极结构又可分为相对放电型和表面放电型。
图1视图所示的是上述放电型等离子体显示装置中表面放电型等离子体显示装置实例。
如图中所示，等离子体显示装置包括衬底10，形成于衬底10上的地址电极11，形成于具有地址电极11的衬底10上的介电层12，形成于介电层12上、用于保持放电距离并防止盒间发生电光串扰的间隔13，以及耦和到形成有间隔13的衬底上的、具有预定形状的保持电极14和15的面衬底16，所说保持电极14、15形成于面衬底16的底面上以与地址电极11相交叉。荧光层17形成在由间隔13分开的放电空间内的至少一侧上。其中嵌有电极的介电层18和保护层19形成于面衬底16的下表面上。混合有氖(Ne)和氙(Xe)的放电气体被充入到放电空间内。
在具有上述结构的等离子体显示装置中，驱动方法分为驱动地址放电和驱动保持放电。地址放电由地址电极11和保持电极14之间电场的差值(80V-(-170V)＝250V)所产生。此时，形成壁电荷。保持放电由设置于形成有壁电荷的放电空间内的保持电极14和15之间的电势差所产生。保持放电成为显示实际图象的主要放电方式。
由施加在保持电极14和15间的电势差所产生的保持放电随着时间的推移而逐渐变弱。这是因为由于在传统表面放电型AC等离子体显示面板中保持电极14和15之间的距离约为80-100μm，而通常初始放电电压必须超过160V所致。
当初始放电电压变大时，要消耗更多的电粉且同时驱动电路的额定容量就会变大。而且，相邻电极之间产生感应电势，这种感应电势可引起串扰。当保持电极14和15之间的距离变窄以降低初始放电电压时，静电量又变得太大。
或者通过增加放电气体中的Xe量来提高放电效率。但由于初始放电电压变大，所以增加Xe量也受到限制。
在U.S.专利5742122号中公开了一种解决上述问题的表面放电型等离子体显示装置。在此表面放电型等离子体显示装置中，如图2中所示，形成于第一衬底21透明电极22上表面上的介电层23的厚度T1薄于与形成于透明电极22上且平行于透明电极22的总线电极24相对应的介电层23的厚度T2。
在上述表面放电型等离子体显示装置中，除去总线电极24上的无效放电，该装置能够提高发光效率，且可降低功耗并能防止象素之间发生串扰现象。但由于在透明电极的上表面上介电层23的厚度不均匀，因而使初始放电电压的减少受到限制。
为了解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种电场集中在保持电极之间一预定位置处或集中在与保持电极相对应的区域上、初始电压能够降低的等离子体显示装置及具有集中电场区域的介电层的形成方法。
本发明的另一个目的在于提供一种通过增加放电气体中Xe量来提高发光效率的等离子体显示装置的制作方法，以及在该等离子体显示装置中具有电场集中区域的介电层的制作方法。
因此，为了实现上述目的，提供有一种等离子体显示装置，它包括第一衬底，形成于该第一衬底上表面上的地址电极，形成于第一衬底上表面上且嵌有地址电极的第一介电层，透明的并与第一衬底相耦和形成放电空间的第二衬底，形成于第二衬底下表面上与地址电极形成一预定夹角的多个保持电极，每一保持电极包括第一和第二电极，形成于具有保持电极的第二衬底上且嵌有此保持电极的第二介电层，在构成保持电极的第一和第二电极之间至少形成一个电场集中区域，以及一设置于第一和第二衬底之间用于分开放电空间的间隔。
在本发明中优选的是所述电场集中区域包括一个形成于第一和第二电极间的凹槽，且该凹槽以间断型式形成于第一和第二电极之间。
为了实现上述目的的另一方面，提供有一种等离子体显示装置，它包括第一衬底，形成于该第一衬底上表面上的地址电极，形成于第一衬底上表面上且嵌有地址电极的第一介电层，透明的并与第一衬底相耦和形成放电空间的第二衬底，形成于第二衬底下表面上与地址电极形成一预定夹角的多个保持电极，每一保持电极包括第一和第二电极，形成于具有保持电极的第二衬底上且嵌有此保持电极的第二介电层，在与构成保持电极的第一和第二电极相对应的区域上至少形成一个电场集中区域，以及一设置于第一和第二衬底之间用于分开放电空间的间隔。
为了实现第二目的，提供有一种制作等离子显示装置的具有电场集中区域的介电层的方法，该方法通过下述步骤来实现，在衬底的上表面上形成多个保持电极，每一保持电极由一对第一和第二电极构成，在形成保持电极的衬底的上表面上形成一下介电层，在该下介电层的上表面及第一和第二电极之间的区域上印刷出用于形成连续或断续型式凹槽的上介电层，通过燃烧上下介电层来对其进行处理。
通过参考附图来详细描述一优选实施例，将使本发明的目的及优越性更为清楚，其中：
图1是一分解透视图，所示的是部分切去的传统等离子体显示装置；
图2是一分解透视图，所示的是传统等离子体显示装置的另一实例；
图3是根据本发明的等离子体显示装置的分解透视图；
图4的透视图所示的是形成于第二衬底介电层上的电场集中区域的状态；
图5的透视图所示的是形成于第二衬底介电层上的电场集中区域另一实例的状态；
图6是根据本发明的等离子体显示装置另一优选实施例的分解透视图；
图7的透视图所示的是形成于第二衬底介电层上的电场集中区域的状态；
图8的剖面图所示的是形成于第二衬底介电层上的电场集中区域的状态；
图9到11是根据本发明的等离子体显示装置工作状态的剖视图；
图12A到12C的剖面图用于说明根据本发明一优选实施例的等离子体显示装置的具有电场集中区域的介电层的制作方法；
图13A到13C的剖面图用于说明根据本发明另一优选实施例的等离子体显示装置的具有电场集中区域的介电层的制作方法。
图3所示的是根据本发明一优选实施例的等离子体显示装置。如图所示，根据本发明的等离子体显示装置包括第一衬底31，在第一衬底31上表面上形成预定形状的地址电极32，以及形成于第一衬底31上且嵌有地址电极32的第一介电层33。具有预定宽度的地址电极32形成条状且相互平行。
第一衬底31耦和到透明第二衬底41上形成一放电空间。在朝向第一衬底31的第二衬底41下表面上形成垂直于地址电极32的由几对第一和第二电极42a和42b构成的多个保持电极42。在此，保持电极42不必垂直于地址电极32且第一和第二电极42a和42b之间的距离根据初始放电电压或象素来进行调节。第一和第二电极42a和42b由透明的氧化铟锡(ITO)制成，且总线电极42c和42d分别沿第一和第二电极42a和42b形成以减少线电阻。总线电极42c和42d由金属如银，银合金，或铝制成，其宽度窄于第一和第二电极42a和42b的宽度。
嵌有保持电极42的第二介电层43形成于第二衬底41的下表面上。用于分开放电空间的间隔45形成于其上分别形成有第一和第二介电层33和43的第一和第二衬底31和41之间。间隔45沿平行于地址电极32的方向形成。荧光膜46形成于由间隔45所分开的放电空间的下表面上。间隔45并不受上述优选实施例的限制，象素阵列中能够分开放电空间的任意结构都是可以的。
放电气体充入到由间隔45所分开的放电空间内。放电气体包括Ne和Xe。
电场集中区域50形成于第一和第二电极42a和42b之间以降低初始放电电压。电场集中区域50包括至少一个凹槽51，该凹槽具有预定深度且形成于第一和第二电极42a和42b之间的第二介电层43中。如图4中所示，凹槽51可形成为连续型式或断续型式。当凹槽51形成为断续型式时，此凹槽51优选地位于由间隔45所分开的放电空间内。保护第二介电层43不受离子干扰的保护膜44形成于具有凹槽51的第一介电层43的上表面上。保护膜44由MgO制成。
如图5所示，电场集中区域50的另一优选实施例是，形成一凹槽52以使第一和第二电极42a和42b之间的第二衬底41暴露出来。在此实施例中优选地使形成于第二介电层43上表面上的保护膜44形成于第二介电层43的表面上，且第二衬底41的上表面通过凹槽53露出。在此，尽管图中并未给出，但可形成多行凹槽52。
图6所示的是根据本发明另一优选实施例的采用电场集中区域的等离子体显示装置。在此，与上述优选实施例说明当中相同的参考标号表示的是相同的元件。如图中所示，电场集中区域60形成于第一和第二电极42a和42b的上表面上。在电场集中区域60中，在与第一和第二电极42a和42b相对应的第二介电层43的至少一侧上形成预定深度的凹槽61。凹槽61可以是连续型式也可以是断续型式。保护膜44形成于具有凹槽61的第二介电层43的上表面上。
作为电场集中区域的另一优选实施例，至少在第一介电层44的一侧形成至少一个通孔62以与第一和第二电极42a和42b相对应，从而使第一和第二电极42a和42b得以暴露出来。通孔62可以是圆形或椭圆形。当电场集中区域60形成于通孔62中时，通孔62应位于由间隔所分开的放电空间内。如图8所示，保护膜44形成于介电层43的上表面及由通孔62所暴露出的第一和第二电极42a和42b上表面上。
根据本发明的具有上述结构的等离子体显示装置如下所述进行工作。
当一预定脉冲电压施加到地址电极32和构成保持电极42的第一和第二电极42a和42b中的任一电极上时，其间产生地址放电且在放电空间的内表面上形成壁电荷。所产生的壁电荷充满形成于第一和第二电极42a和42b之间第二介电层43中或形成于第一和第二电极上的第二介电层43中的凹槽51。在这种状态下，当电压施加到第一和第二电极42a和42b上时，在其间产生保持放电。通过凹槽51和其中所填充的电荷可使用于保持电压的初始放电电压降低。
特别地，当第一和第二电极42a和42b之间的距离减少时，静电量变大，而当第一和第二电极42a和42b之间的距离增大时，初始放电电压又会升高。如图9和10中所示，当形成凹槽51时，第一和第二电极42a和42b的第二介电层43便被除去或变薄，第一和第二电极42a和42b之间的电场集中在凹槽51上。则充填有带电粒子及气体的凹槽51会产生放电，使得不必增加静电量便能使初使放电电压降低。当第一和第二电极42a和42b之间的距离不减少而形成凹槽51时，结果是第一和第二电极42a和42b之间的距离减少，且初始电压降低。特别地，将可实现高效放电的含0.1-10％Xe的放电气体充入到放电空间内可使初始放电电压增大。这一增大电压可由形成于第一和第二电极42a和42b之间的凹槽结构51来进行补偿。在保持放电期间产生的紫外线可激发荧光材料发光以形成图象。
如图11所示，显而易见当在上述第一和第二电极42a和42b之间形成凹槽61和62时可得到与上述相同的工作状况与功能。
根据本发明的等离子体显示装置的制作方法包括形成具有电场集中区域的第二介电层的步骤。
图12A到12C所示的是形成具有电场集中区域的介电层的方法。如图中所示，制备出透明衬底41(步骤1)。在衬底41的上表面上形成多个保持电极42，其中每个保持电极包括一对第一和第二电极(步骤2，见图12A)。在形成有保持电极42的衬底41的上表面上形成下介电层43a(步骤3，见图12B)。在下介电层43a的上表面上印刷出上介电层43b以在第一和第二电极之间或在第一和第二电极之上形成一凹槽(步骤4，见图12C）。在完全形成上下介电层43a和43b之后对其进行处理(步骤5)。上述在介电层上形成电场集中区域的方法可使在电场集中区域内形成的凹槽形状细微。
图13A到13C所示的是形成具有电场集中区域的介电层方法的另一优选实施例。
如图中所示，制备出透明衬底41(步骤1)。在衬底41的上表面上形成多个保持电极42，其中每个保持电极包括一对第一和第二电极，(步骤2，见图13A)。在形成有保持电极42的衬底41的上表面上形成一介电层(步骤3，见图13B)。在预定温度下对介电层43进行加热使其变软(步骤4)。通过将形成有与所需凹槽形状相对应形状凸出物的模70压到经软化介电层的上表面上以在软化的介电层中形成凹槽(步骤5，见图13C)。由于可通过将模按压到软化介电层上来形成凹槽，所以上述方法适于大比量生产。
如上所述，在根据本发明的等离子体显示装置制作方法中，电场集中区域形成于第一和第二电极之间的介电层中。因此，能够降低与保持电压相对应的初始放电电压。结果，可减少等离子体显示装置的功耗。
应当注意本发明并不限于上述优选实施例，显而易见本领域普通技术人员所能得到的各种变形和改进都应落在由所附的权利要求书所限定的精神和范围之内。
Claims (13)
1、一种等离子体显示装置，包括：
第一衬底；
形成于该第一衬底上表面上的地址电极；
形成于第一衬底上表面上且嵌有地址电极的第一介电层；
透明的并与第一衬底相耦和形成放电空间的第二衬底；
形成于第二衬底下表面上与地址电极形成一预定夹角的多个保持电极，每一保持电极包括第一和第二电极；
形成于具有保持电极的第二衬底上且嵌有此保持电极的第二介电层；
在构成保持电极的第一和第二电极之间至少形成一个电场集中的区域，以及
一设置于第一和第二衬底之间用于分开放电空间的间隔。
2、根据权利要求1所述的等离子体显示装置，其中所述的电场集中区域包括一形成于所述第一和第二电极之间的凹槽。
3、根据权利要求2所述的等离子体显示装置，其中所述的凹槽以断续型式形成于第一和第二电极之间。
4、根据权利要求2所述的等离子体显示装置，其中所述的凹槽在第一和第二电极之间形成多行。
5、根据权利要求3所述的等离子体显示装置，其中所述的断续型式的凹槽设置于由所述间隔所分开的放电空间内。
6、一种等离子体显示装置，它包括：
第一衬底；
形成于该第一衬底上表面上的地址电极；
形成于第一衬底上表面上且嵌有地址电极的第一介电层；
透明的并与第一衬底相耦和形成放电空间的第二衬底；
形成于第二衬底下表面上与地址电极形成一预定夹角的多个保持电极，每一保持电极包括第一和第二电极；
形成于具有保持电极的第二衬底上且嵌有此保持电极的第二介电层；
在与构成保持电极的第一和第二电极相对应的区域上至少形成一个电场集中的区域；以及
一设置于第一和第二衬底之间用于分开放电空间的间隔。
7、根据权利要求6所述的等离子体显示装置，其中所述的电场集中区域包括沿第一和第二电极纵向形成于与第一和第二电极相对应的介电层的至少一侧上的凹槽。
8、根据权利要求6所述的等离子体显示装置，其中所述的凹槽形成为断续型式。
9、根据权利要求7所述的等离子体显示装置，其中在所述第一介电层上形成一保护膜。
10、根据权利要求6所述的等离子体显示装置，其中通过在形成于第一和第二电极上表面上的第一介电层中形成一个通孔来形成电场集中区域。
11、根据权利要求10所述的等离子体显示装置，其中所述的保护膜形成于第一介电层的内表面和通孔上以及由该通孔所暴露出来的第一和第二电极的上表面上。
12、一种制作等离子显示装置的具有电场集中区域的介电层的方法，该方法包括以下步骤：
在衬底的上表面上形成多个保持电极，每一保持电极由一对第一和第二电极构成；
在形成保持电极的衬底的上表面上形成一下介电层；
在该下介电层的上表面及第一和第二电极之间的区域上印刷出用于形成连续或断续型式凹槽的上介电层；及
通过燃烧上下介电层来对其进行处理。
13、一种制作等离子显示装置的具有电场集中区域的介电层的方法，该方法包括以下步骤：
制备出一透明衬底；
在衬底的上表面上形成多个保持电极，每一保持电极由一对第一和第二电极构成；
在形成保持电极的衬底的上表面上形成一介电层；
在预定温度下加热软化该介电层；及
通过将具有与所需凹槽形状相对应的形状凸出物的模按压到软化介电层的上表面上而在软化的介电层中形成凹槽。
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