CN1308358A - 等离子体显示器件 - Google Patents

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Abstract

一种交流驱动型等离子体显示器件,包括:(a)一个包括一个第一基底的第一面板;一个由多个电极构成的一个电极组;和一个电介质层和(b)一个包括一个第二基底的第二面板;荧光层;和肋条,其中,一对相对的所述电极包括:(A)一个第一主配线,(B)一个平行于所述第一主配线延伸的第二主配线,(C)一个第一分支电极,它在相邻的肋条之间延伸,从所述第一主配线向所述第二主配线延伸并且未到达所述第二主配线,和(D)一个第二分支电极。

Description

等离子体显示器件
本发明涉及一种交流驱动型等离子体显示器件。
作为目前主流阴极射线管显示器件的替代品，平面型(平板型)显示器件得到了各种各样方式的研究。平面型显示器件包括液晶显示器件(LCD)，电致发光显示器件(ELD)和等离子体显示器件(PDP)。其中，等离子体显示器件具有多个优点，即对于制造大屏幕和获得较宽的视角相对容易、对于象温度、磁场、振动等环境因素具有很好的耐受性，而且具有长寿命。因此人们预期等离子体显示器件不仅将应用于家用壁挂式电视机而且将应用到公共的大尺寸信息终端上。
在等离子体显示器件中，将电压加到内部封装有稀有气体的放电单元上，每个放电单元中的荧光层被由稀有气体辉光放电而产生的真空紫外线光激发而发光。即，按照类似荧光灯驱动的原理来驱动每个放电单元，通常把千百个规模的放电单元装在一起构成一个显示屏。根据放电单元的加压的方法，将等离子体显示器件主要分为直流驱动型(DC型)和交流驱动型(AC型)，每种类型都有优点和缺点。由于可以用条纹的形式来形成把显示屏中放电单元分隔开的肋条，所以交流型等离子体显示器件是适合较高细度的。此外，因为电极表面涂了一层电介质材料，所以交流型等离子体显示器件还具有电极损坏较少和寿命长的优点。
图6示出了一种常规的交流型等离子体显示器件的代表性实例。该交流型等离子体显示器件属于一种所谓三倍电极型，放电主要发生在一对维持电极113中。在图6所示的AC型等离子体显示器件中，前面板10和后面板20在周界部分互相连接。通过前面板10可看到从后面板20荧光层24上发射的光。
前面板10包括透光的第一基底11、维持电极对113、总线电极112、电介质层14和保护层15。该维持电极对113由透光导电材料构成并以条状在第一基底11上形成，该总线电极是由比维持电极电阻率低的材料构成并用于减小维持电极113阻抗的。该电介质层覆盖在总线电极112、维持电极113和第一基底11上，该保护层5覆盖在电介质层14上。
后面板20包括第一基底21、地址电极(亦称数据电极)22、电介质层23、绝缘肋条25和荧光层24。该地址电极22以条形形成在第二基底21上，电介质薄膜23在第二基底21和地址电极22上形成，绝缘肋条25在电介质层23上和相邻地址电极22之间的区域上形成，把荧光层24设置成在电介质薄膜23的表面并从表面延伸，以便覆盖在肋条25的侧壁上。肋条25沿平行于地址电极22的方向延伸。每个荧光层24由红色荧光层24R，绿色荧光层24G或蓝色荧光层24B组成，这些彩色荧光层24R、24G和24B按预定顺序构成。图6是一个分解透视图，在实际设备中，后面板20的肋条25的顶端与前面板10的保护层15相连接，一对维持电极113和位于相邻肋条25之间的地址电极22重叠的区域相应于一个放电单元。把一种稀有气体封装在相邻肋条25、一个荧光层24和保护层15围成的每个间隔中。
维持电极113的延伸方向和地址电极22的延伸方向成900角，一对维持电极113和一组用于发射三个基本颜色光的荧光层24R、24G和24B重叠的区域相应于一个象素。辉光放电发生在每对维持电极113之间，因此把这种类型的等离子体显示器件称为表面放电型。在每个放电单元中，用稀有气体辉光放电所产生的真空紫外线光照射荧光层，使荧光层被激发而发射出各种荧光材料所特有的颜色光。产生其波长取决于封装的该种稀有气体种类的真空紫外线光。
图7示出了图6所示常规等离子体显示器件中维持电极113、总线电极112和肋条25的示意性布置图。由点划线围绕的范围对应于一个象素。为了区分每个区域，加入了倾斜线。每个象素有一个近似几何正方形。用肋条25将每个象素分成三个部分(单元)，每个部分发射三基色(R、G、B)之一的光。每个象素有外部尺寸L0，每个部分具有比(L0/3)×(L0)略小的尺寸。因此在每对维持电极113中，每个维持电极113的用于放电的一个部分113A具有比(L0/3)略小的长度。
图8示意性示出了常规等离子体显示器件中维持电极113、总线电极112和肋条25布置图的变型。日本专利JP-A-9-167565披露了该变型。该变型的结构中把一个维持电极113从总线电极对112中的一个延长到另一个。
同时，在等离子体显示器件中，愈来愈需要增加象素的密度和细度。为满足这样的要求，不可避免的要减小每个象素的外尺寸(L0)的值。结果，使维持电极对中那些用于放电部分的长度(近似(L0/3))变得更短，放电区域也减小了，这就带来了等离子体显示器件亮度的减小的问题。
因此本发明的一个目的是提供一种等离子体显示器件，它能满足密度和细度上的增加，即使每个象素的尺寸减小，它也能很好地确保维持电极对中那些用于放电部分的长度，即，该等离子体显示器件能避免由密度和细度增加而造成的亮度减小。
为达到上述目的，本发明的一种交流驱动型等离子体显示器件包括：
(a)一个包括一个第一基底的第一面板；一个由形成在所述第一基底上的多个电极构成的一个电极组；和一个形成在所述电极组和所述第一基底上的一个电介质层，和
(b)一个包括一个第二基底的第二面板；形成在所述第二基底上面或其上方的荧光层；和肋条，该肋条延伸成与所述电极的延伸方向成一个预定角度并在相邻的荧光层之间形成，
其中，一对相对的所述电极包括：
(A)一个第一主配线，
(B)一个平行于所述第一主配线延伸的第二主配线，
(C)一个第一分支电极，它在相邻的肋条之间延伸，从所述第一主配线向所述第二主配线延伸并且未到达所述第二主配线，和
(D)一个第二分支电极，它在相邻的肋条之间延伸，从所述第二主配线向所述第一主配线延伸并且未到达所述第一主配线，所述第二分支电极与所述第一分支电极相对，并且
放电就发生在所述第一分支电极和所述第二分支电极之间。
为方便起见把在第一基底上形成的多个电极称为“第一电极”，由多个第一电极构成的电极组称为“第一电极组”。
本发明的交流型显示器(以下称为“等离子体显示器”)具有这样一种结构，在该结构中，第一面板和第二面板安置成使电介质层与荧光层相对，主配线的伸长方向与肋条的伸长方向成一预定角度(例如900)，并把稀有气体封装在电介质层、荧光层和一对肋条包围的每一间隔中，通过稀有气体中发生在一对相对分支电极之间的交流辉光放电产生真空紫外线光，荧光层受到真空紫外线光照射而发光。一个第一电极(一对第一主配线和第二主配线与一对第一分支电极和第二分支电极的组合)所覆盖的一对肋条区域对应于一个放电单元。
在介于一对肋条间的一个区域中，假定从第一主配线上伸展出的第一分支电极个数是N1，从第二主配线上伸展出的第二分支电极的个数是N2，这种情况下，可使用N1＝N2＝1的实施例，也可使用N1＝2n-1，N2＝2n的实施例，此处n是整数1或更大的数，或使用N1＝N2＝2n的实施例，此处n是整数1或更大的数。
在本发明的等离子体显示器中，第一分支电极在与第二分支电极相反的方向上伸长。第一分支电极和互相相对的第二分支电极间的距离最好是一个预先确定的距离，为一个恒定的距离更好。第一分支电极和第二分支电极从平面图上看(即，第一分支电极和第二分支电极呈现一个线性型)有大致矩形的形状，或者也许有之字形状(也就是，折线的组合，字母“S”或弧形的组合或任意曲线的组合)。在后一情况中，最好第一分支电极和第二分支电极正对的部分没有棱角以避免第一和第二分支电极之间的异常放电。在本发明的交流型等离子体显示器中，第一和第二分支电极间的距离可以取为等于或小于1×10-4m范围内的任意值，优选的是小于5×10-5m，更优选的是等于或小于4×10-5m，更优选的是等于或小于2.5×10-5m。第一和第二分支电极间距离的下限可以是在第一和第二分支电极间不发生击穿时的间隔。
在本发明的等离子体显示器中，封装在电介质层、荧光层和肋条对所包围的每个间隔中稀有气体的压力是从1×102Pa(0.001个大气压)到5×105Pa(5个大气压)，优选的是1×103Pa(0.01大气压)到4×105 Pa(4个大气压)。当第一和第二分支电极间距离小于5×10-5m时，将在每个间隔中稀有气体的压力调节为1.0×102Pa(0.001个大气压)到3.0×105Pa(3个大气压)，优选的是1.0×103Pa(0.01大气压)到2.0×105Pa(2个大气压)，更优选的是1.0×104Pa(0.1大气压)到1.0×105Pa(1个大气压)。在上述压力范围中，当在稀有气体中受到由于阴极浑光而产生的真空紫外线光照射时，荧光层发射出光。此外，在上述压力范围中，构成等离子体显示器的各部件的喷镀率随压力的增加而减小，结果使等离子体显示器可具有较长的寿命。
在本发明的等离子体显示器中，为了避免来自第一或第二分支电极上端拐角处的异常放电，最好将每个第一和第二分支电极的上端部拐角去掉或做成圆形。在本发明的交流型等离子体显示器中，为了避免第一分支电极的顶端和第二主配线之间或第二分支电极的顶端和第一主配线之间的异常放电，最好满足L1＜L2，此处的L1是第一分支电极和第二分支电极之间的距离，L2是第一主配线和第二分支电极顶端之间，或者第二主配线和第一分支电极顶端之间的距离。
包括多个第二电极的第二电极组可以在第一基底上形成或者第二基底上形成。在前一的情况下，通过一个绝缘薄膜在电介质层14上形成第二电极，第二电极与每个主配线伸长方向之间形成一个预定的夹角(例如90°)。在后一的情况下，在第二基底上形成第二电极，第二电极与每个主配线延伸方向之间形成一个预定的夹角(例如90°)，而且在第二电极表面或上面形成荧光层。
第一和第二主配线用的导电材料与第一和第二分支电极用的材料最好不一样。在常规的等离子体显示器中第一和第二主配线起到总线电极的作用，第一和第二主配线一般由金属材料比如Ag、Al、Ni、Cu和Cr或Cr/Cu/Cr堆叠层来制成。因为在反射型等离子体显示器中，由这样金属材料或椎叠层制成的第一和第二主配线是使穿过第一基底的、由荧光层所发射可见光的传输量减少的原因，因此这降低了显示屏的亮度。只要能获得第一电极所需电阻值，最好把第一和第二主配线做得尽可能狭窄。根据所使用的导电材料，可从沉积法、喷镀法、丝网印刷法、喷沙法、电镀法和发射法(liftoff method)中适当地选择制造第一和第二主配线的方法，
第一和第二分支电极所用的导电材料根据等离子体显示器是传输型还是反射型而不同。在传输型等离子体显示器中，来自荧光层的光发射是通过第二基底观察到的，因此第一和第二分支电极的导电材料无论是透明或不透明都不会带来任何问题。但是，当在第二基底形成第二电极时，希望第二电极设计成透明的。在反射型等离子体显示器中，来自荧光层的光发射是通过第一基底观察到的，因此，当在第二基底形成第二电极时，第一和第二分支电极的导电材料无论是透明或不透明都不会带来任何问题，同时第一和第二分支电极希望是透明的。词语“透明或不透明”是在荧光材料所固有的所发射光的(可见光区域)波长上基于导电材料的对光的传输而言的。即，当第一和第二分支电极用的导电材料对于荧光层发射的光是透明的时，可以说该导电材料是透光的。不透光的导电材料包括Ni、Al、Au、Ag、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba、LaB6、Ca0.2La0.8CrO3等等。这些材料可单独或结合起来使用。透光的导电材料包括ITO(铟-锡氧化物)和SnO2。根据所使用的导电材料，可从沉积法、喷镀法、丝网印刷法、喷沙法、电镀法和发射法中适当地选择制造第一和第二主配线的方法。即，可使用合适的掩模或掩体来制成具有预定式样的第一和第二分支电极，或者把整个表面覆盖上导电层后，再形成导电材料层图案以构成第一和第二分支电极。
在本发明的等离子体显示器中，由于设置了电介质层，可避免离子和电子与第一和第二分支电极直接接触。因此可防止第一和第二分支电极的损坏。电介质层不仅用作积聚壁电荷，而且可作为一个电阻器抑制多余的放电电流和作为存贮器保持放电状态。在反射型等离子体显示器中，要求电介质层的材料是透光的，因为来自荧光层的光发射是通过第一基底来观察的。例如，可使用低熔玻璃作为上述材料。
在本发明的等离子体显示器中，最好用保护层覆盖在电介质层上，保护层的材料可从氧化镁(MgO)、氟化镁(MgF2)和氟化钙(CaF2)中选择。其中，氧化镁是一种合适的具有多个性能的材料，其有很高的二次电子发射率，而且显示出较低喷镀速率、在荧光层所发射光波长上的高的光传输率和低放电启动电压。保护层可具有一个至少由两层材料构成的叠层结构，该两层材料从上述材料组中选择。
第一基底和第二基底所用材料的例子包括高应变点的玻璃、碳酸钠玻璃(Na2O·CaO·SiO2)、硼硅酸盐玻璃(Na2O·B2O3·SiO2)、镁橄榄石(2MgO·SiO2)、铅玻璃(Na2O·PbO·SiO2)。第一基底材料所用材料和第二基底所用材料二者可能是相同的或不同的。
本发明的等离子体显示器是一种所谓的表面放电型等离子体显示器。如果在第二基底上制造第二电极，而且荧光层不足以用作一种电介质薄膜时，可以在第二电极组和荧光层之间铺上电介质薄膜。电介质薄膜的材料可从低熔玻璃和二氧化硅(SiO2)中选择。
荧光层由一组荧光材料中所选出的荧光材料所构成，该组荧光材料包括发射红色光的荧光材料、发射绿色光的荧光材料和发射蓝色光的荧光材料，该荧光层可在第二基底的表面或上部形成。当在第二基底上制作第二电极时，特别地，由发射红色光的荧光材料(红色荧光层)构成的荧光层在一个第二电极表面或上部形成，由发射绿色光的荧光材料(绿色荧光层)构成的荧光层在另一个第二电极表面或上部形成，由发射蓝色光的荧光材料(蓝色荧光层)构成的荧光层在另外又一个第二电极表面或上部形成。发射三基色的这三个荧光层构成了一组设置，该组设置可按预定的顺序放置。当在第一基底上制成第二电极后，把红色荧光层、绿色荧光层、蓝色荧光层覆盖在第二基底上，这三个荧光层构成一组设置，这样一组设置可按预定的顺序放置。一个第一电极(第一和第二主配线对与第一和第二分支电极的组合)和一组发射三基色光的荧光层重叠的区域对应于一个象素。红色荧光层、绿色荧光层和蓝色荧光层可以制成条纹状或者网格状。只有维持电极和地址电极重叠的区域形成有荧光层。当以条状的形式制成红色、绿色和蓝色荧光层时，以及在第二基底上形成第二电极时，在上述第二电极表面或上部覆盖一个红色荧光层，在第二电极表面或上部覆盖一个绿色荧光层，在第二电极表面或上部形成覆盖一个蓝色荧光层。当以网格的形状制成红色、绿色和蓝色荧光层时，红色、绿色和蓝色荧光层按预定的顺序在第二电极表面或上部形成。
当在第二基底上形成第二电极时，可将荧光层直接覆盖在第二电极，或第二电极和肋条的侧壁上。另外，还可将荧光层设置在第二电极上的电介质薄膜上，或设置在覆盖在第二电极和肋条的侧壁上的电介质薄膜上。此外，也可以只在肋条的侧壁上设置荧光层。“将荧光层设置在第二电极表面或上部”含义上包含所有上述实施形式。电介质薄膜的材料可从低熔玻璃和氧化硅中选择，电介质薄膜可通过丝网印刷法、喷镀法或真空沉积法制成。在某些情况下，由氧化镁(MgO)、氟化镁(MgF2)和氟化钙(CaF2)组成的保护层设置在荧光层和肋条的表面上。
作为荧光层所用的荧光材料，可根据使用需要从已知荧光材料中选择具有高量子效率和使真空紫外线光饱合度较低的荧光材料。由于等离子体显示器被用作彩色显示，因此最好组合使用色纯度接近于NTCS制式中规定的三基色的荧光材料，当把三基色混合时，这种荧光材料被很好地均衡发出白色光，呈现出一个短暂的余辉期间并保证三基色余辉期间近似相等。
受到真空紫外线光照射时发射红光的荧光材料的实例包括(Y2O3∶Eu)、(YBO3∶Eu)，(YVO4∶Eu)，(Y0.96P0.60V0.40O4∶Eu0.04)，[(Y，Gd)BO3∶Eu]，(GdBO3∶Eu)，(ScBO3∶Eu)和(3.5MgO·0.5MgF2·GeO2∶Mn)。受到真空紫外线光照射时发射绿光的荧光材料的例子包括：(ZnSiO2∶Mn)，(BaAl12O19∶Mn)，(BaMg2Al16O27∶Mn)，(MgGa2O4∶Mn)，(YBO3∶Tb)，(LuBO3∶Tb)和(Sr4Si3O8Cl4∶Eu)。受到真空紫外线光照射时发射蓝光的荧光材料的例子包括：(Y2SiO5∶Ce)，(CaWO4∶Pb)，CaWO4，YP0.85V0.15O4，(BaMgAl14O23∶Eu)，(Sr2P2O7∶Eu)，(Sr2P2O7∶Sn)。形成荧光层的方法包括一种厚膜印刷法、一种荧光微粒喷射的方法，一种把粘接剂预放到要形成荧光层的区域，然后把荧光粒子粘住的方法，一种提供光敏荧光浆并通过对光敏荧光浆层的曝光和显影来制作荧光层图案的方法；一种在整个表面上形成荧光层并通过喷沙法去掉不需要部分的方法。
肋条可具有在相互靠近的一个第二电极和另一个第二电极之间伸长并与第二电极平行的结构。即，采用一种使一个第二电极在一对肋条之间延伸的结构。在某些情况下，肋条可具有一种结构，在该结构中，第一肋条在相互靠近的第一个主配线和另一个主配线之间的区域平行于主配线延伸，第二肋条在相互靠近的一个第二电极和另一个第二电极之间的区域平行于第二电极延伸(即网格形状的结构)。这种网格形状肋条被用于常规的直流驱动型等离子体显示器中，也可以应用到本发明的交流驱动型等离子体显示器中。该肋条也可以具有一个弯曲的结构。
肋条的材料可以从已知绝缘材料中选择，例如通过将广泛使用的低熔玻璃与金属氧化物如铝混合在一起制备的材料。形成肋条的方法包括丝网印刷法、喷沙法、干燥薄膜法和光敏法。上述丝网印刷法指的是在对应于肋条形成的屏幕的那些部分上制成开孔，通过挤压使屏幕上的肋条构成材料穿过开孔部分以便在第二基底或电介质薄膜上形成肋条构成材料层(在下文中一般指“第二基底或类似物)，然后对肋条构成材料层进行煅烧或烧结。上述干燥薄膜法指的是在第二基底或类似物上把光敏薄膜压成薄片，在要形成肋条区域通过曝光和显影把光敏膜消除掉，用肋条形成材料填充到由于消除而形成的开口中，对肋条形成材料进行煅烧或烧结。其余的光敏膜通过煅烧或烧结而燃烧和消除掉，填充在开口部分的肋条构成材料被保留以形成肋条。上述光敏方法指的是把形成肋条的光敏材料层铺在第二基底或类似物上，通过曝光和显影制成光敏材料层，然后对制成的光敏材料层进行煅烧或烧结。上述喷沙法是指把肋条形成材料通过丝网印刷法或用滚动涂层机，医用刀片或喷雾涂层机涂在第二基底或类似物上并干燥，然后，把肋条构成材料中要形成肋条的那部分用一个屏蔽层罩上，肋条构成材料层中露出的部分通过喷沙法消除掉。该肋条可以用黑色材料制成以形成所说的黑色基体。这种情形下，可使显示屏获得高对比度。构成黑色肋条的方法包括一种在每个肋条上端形成镀银光敏浆光吸收层或低反射铬层的方法和一种由黑色挡光材料构成肋条的方法。
封装在空隙中的稀有气体需要满足下列要求：
(1)该稀有气体是化学稳定的并且从获得较长寿命的等离子体显示器的角度出发，允许设置一个高的气体压力。
(2)从获得较高亮度的显示屏的角度出发，该稀有气体应具有高的真空紫外线光辐射强度。
(3)从增加由真空紫外线光到可见光的能量转换效率的角度出发，放射性真空紫外线光应具有长的波长。
(4)从降低能耗的角度出发，放电启动电压要低。
该稀有气体包括He(谐振线波长＝58.4nm)、Ne(谐振线波长＝74.4nm)、Ar(谐振线波长＝107nm)、Kr(谐振线波长＝124nm)、Xe(谐振线波长＝147nm)。这些稀有气体可以单独或混合使用，当期望基于彭宁(Penning)效应的放电启动电压降低时，混合气体将是特别有用的。混合气体的实例包括Ne-Ar混合气体、He-Xe混合气体、Ne-Xe混合气体。在这些稀有气体中，具有最长谐振线波长的Xe是合适的，因为它放射出具有172nm波长的强烈紫外光。
下面将结合图4A、4B、5A和5B对在放电单元中辉光放电的一个光发射状态进行描述。图4A示意性的显示了在封装有稀有气体的放电管中发生DC辉光放电时的光发射状态。从阴极到阳极，一个阿斯顿暗区A、一个阴极辉光区B、一个阴极暗区(克鲁克斯(Crookes)暗区)C、一个阴极辉光D、一个法拉弟(Faraday)暗区E、一个正圆柱F和阳极辉光区连续地排列。在交流辉光放电中，阴极和阳极以预定顺序循环交替，所以假定把正圆柱区F放在电极的中心区域，那么法拉弟暗区E、阴极辉光D、阴极暗区C、阴极辉光区B和阿斯顿暗区A就连续对称地排列在正圆柱区F的两侧。当电极间距离象荧光灯一样足够大时就可观察到图4B所示的状态。
当减小电极间距离时，正圆柱区F的长度也减小。进一步减小电极间距离，可能正圆柱区F就消失了，如果把阴极辉光D放在电极的中心区域，那么阴极暗区C、阴极辉光区B和阿斯顿(Aston)暗区A就按图5A所示的顺序连续对称地排列在两侧。当电极间距离近似为1×10-4m时就可观察到图5A所示的状态。在本发明的等离子体显示器中，把一对用于维持放电的第一和第二分支电极串连设置，以便在电介质层表面附近的空间区形成阴极辉光与阴极相对应，该电介质层覆盖在第一或第二分支电极上。
当电极间距离小于1×10-5m时，假定把阴极辉光区B出现在电极之间的中心区域，阿斯顿暗区A就如图5B所示出现在阴极辉光区B的两侧。在某些情况下，阴极辉光可部分地存在。在本发明的等离子体显示器中，把一对用于维持放电的第一和第二分支电极串连设置，以便在电介质层表面附近的空间区形成阴极辉光与阴极相对应，电介质层覆盖在第一或第二分支电极上。当第一分支和第二分支电极间距离如上所述小于1×10-5m，空间区的压力为1.0×102Pa(0.001大气压)到3.0×105Pa(3个大气压)时，阴极辉光可用作放电模式。由此可提高交流辉光放电效率，结果使等离子体显示器获得高光发射效率和高亮度。
在本发明的等离子体显示器中，第一和第二分支电极以相反方向并排从主配线伸展出。每个象素近似为正方形外形，用肋条把每个象素分为三个区(单元)。一个区发射三基本色之一的光，当每个象素外尺寸为L0时，分支电极对中用于放电的部分长度也近似为L0。与任一常规等离子体显示器相比，用于放电部分的长度，几乎增加了三倍，这使得放电区域扩大了。因此本发明可解决离子显示器亮度减小的问题。
下面将结合附图对本发明进行描述。
图1示出了本发明例1的等离子体显示器件中一对相反的第一电极和肋条的示意性布置图。
图2是例1的等离子体显示器件的示意性分解透视图。
图3示出了本发明例2的等离子体显示器件中一对相反的第一电极和肋条的示意性布置图。
图4A和4B示意性地显示了在一个放电单元中辉光放电的光发射状态。
图5A和5B示意性地显示了在一个放电单元中辉光放电的光发射状态。
图6是一个常规等离子体显示器件的示意性分解透视图。
图7是一个常规等离子体显示器件中一对相反的第一电极和肋条的示意性布置图。
图8是常规等离子体显示器件中一对相反的第一电极和肋条的示意性布置图的变型。
例1
例1涉及本发明的等离子体显示器。图2显示了例1中等离子体显示器的示意性分解透视图。该等离子体显示器具有一个前面板10和一个后面板20。前面板10包括一个由例如玻璃这样材料构成的第一基底11；一个由形成在第一基底11上的多个第一电极构成的第一电极组；一个覆盖在第一电极组和第一基底上的电介质层14；和一个覆盖在电介质层14上的保护层15。该电介质层14由SiO2或低熔玻璃构成，该保护层15由氧化镁(MgO)构成。
后面板20包括一个由例如玻璃这样材料构成的第二基底21；一个以条状形式在第二基底21上形成的由多个第二电极22构成的第二电极组(也称地址电极或数据电极)；在第二电极22的上方形成荧光层24；和形成在相邻第二电极22之间的肋条25。电介质薄膜23形成在第二电极22和第二基底21上。肋条25由一种绝缘材料构成且在电介质薄膜23上和相邻第二电极22之间的区域制成。肋条25平行于第二电极22伸长。把荧光层24涂设在电介质薄膜23上并从电介质薄膜23延伸，以便覆盖到肋条25的侧壁上。每个荧光层24由红色荧光层24R、绿色荧光层24G或蓝色荧光层24B组成，这些彩色荧光层24R、24G和24B以预定顺序设置。
图2是实际使用的等离子体显示器的分解透视图，后面板20上肋条25的上端与前面板10的保护层15相接触。而且，把前面板10和后面板20安置成使保护层15与荧光层24互相面对，把前面板10和后面板20在边缘部分通过一个封闭层(未画出)互相粘接起来。由一对主配线12A、12B和从主配线12A、12B上延伸出的一对分支电极13A、13B覆盖到位于相邻两个肋条25之间的第二电极22所形成的区域，对应于一个放电单元。另外，由第一和第二主配线12A、12B、第一和第二分支电极13A、13B与三基本色中的荧光层24R、24G和24B交迭所形成的区域相应于一个象素。在前面板10和后面板20构成的间隔中，封装有Ne-Xe混合气体(例如，50％Ne-50％Xe混合气体)并具有8×104Pa压力(0.8大气压)。即，把一种稀有气体封装在由相邻肋条25、荧光层24和保护层15包围的间隔中。
图1示出了一对相反的第一电极和肋条25的示意性布置图。为了区分每个区域，加入了斜画线。一对相反的第一电极包括(A)第一主配线12A，(B)平行于第一主配线12A伸展的第二主配线12B，(C)第一分支电极13A，其在相邻肋条25间，从第一主配线12A向第二主配线12B延长，未到达第二主配线12B，以及(D)第二分支电极13B，其在相邻肋条25间，从第二主配线12B向第一主配线12A延长，未到达第一主配线12A，从而第二分支电极13B与第一分支电极13A相反。该第一电极组是第一主配线12A、第二主配线12B、第一分支电极13A和第二分支电极13B的组合。在例1中，每个第一分支电极13A和第二分支电极13B具有近似的矩形形状，第一分支电极13A和第二分支电极13B相互平行伸展。此外，第一主配线12A和第二主配线12B也互相平行伸展，这些主配线12A和12B的伸展方向与肋条25的伸展方向形成一个角度，例如，90°角。
如图1所示，第一分支电极13A和第二分支电极13B之间的距离取作L1，第一主配线12A和第二分支电极13B上端之间，或者第二主配线12B和第一分支电极13A上端之间的距离取作L2，满足L1＜L2。在例1中，特别地，L1＝5×10-5m(50μm)，L2＝8×10-5m(80μm)。
在图1中，点划线围绕的区域对应于一个象素。每个象素是正方形形状，每个象素由肋条25分为三个区(单元)，一个区发射三原色(R、G、B)之一的光。当一个象素具有一个L0的外部尺寸时，象素每个区具有比(L0/3)×(L0)略小的的尺寸。因此在分支电极对13A和13B中，分支电极13A和13B中用于放电的那部分13A’和13B’具有接近于(L0)的长度。
每个分支电极13A和13B在第一基底11上形成并由一透光的导电材料如ITO构成。使用一个比ITO导电率更低的材料作为第一和第二主配线12A和12B的导电材料，比如铬/铜/铬堆叠层。第一和第二主配线12A和12B应具有一个尽可能小的线宽(如50μm宽)以便不减弱显示屏的亮度(图2所示第一基底11的上侧面)。
第二电极组是以条块形状形成在第二基底21上的一组第二电极22。每个第二电极由例如银或铝这样的材料构成。第二电极与第一和第二分支电极13A和13B一起用于启动放电，也用于反射从荧光层24向显示屏发射的光以便提高显示屏的亮度。每个荧光层24由红色荧光层24R、绿色荧光层24G或蓝色荧光层24B构成，这些发射三基色的荧光层24R、24G和24B构成一个组合，这些荧光层以预定顺序设置在第二电极22上。
下面对上述构成等离子体显示器的交流辉光放电操作的一个例子进行描述。首先，把一个高于启动放电电压Vbd的脉冲电压在短时间内加到所有第一主配线12A上，从而发生了放电，由于电介质极化在一个分支电极附近的电介质层14的表面产生了壁电荷，壁电荷积聚起来，放电启动电压明显地下降。然后，同时把一个电压加到第二电极(地址电极)22上，一个电压加到包括在不显示单元中一个主配线上，由此，导致了在第二电极22和一个分支电极之间的放电，清除了所累积的壁电荷。该清除放电在第二电极22上连续地完成。同时，对一个包括在可显示单元中的主配线不施加电压，因此保持了壁电荷的积聚。然后，把一个预定的脉冲电压加到所有主配线对12A和12B之间。结果，在保持壁电荷的积聚的单元中，在一对分支电极13A和13B之间开始放电，在这样的放电单元中，通过真空紫外线光照射而激发的荧光层发射出取决于荧光材料的特有的光，该真空紫外线光是通过稀有气体中的辉光放电而产生的。施加在一个主配线和另一个主配线的放电维持电压的相位相差半个周期。根据交流频率这些电极的极性是相反的。
下面对上述所构成的等离子体显示器的交流辉光放电操作的另一个例子进行描述。首先，对所有象素进行清除放电以初始化所有象素，然后，进行放电操作。放电操作分为一个通过在电介质层14表面上初始放电而产生壁电荷的地址期间操作部分和维持放电的放电维持期间操作部分，在上述地址期间，把一个比放电启动电压Vbd低的脉冲电压加到一个所选择主配线和一个所选的第二电极22上。把施加了脉冲电压的一个主配线和第二电极22重叠区选择为一个显示象素，在这个该重叠区中，由于电介质极化在电介质层14表面上产生了壁电荷，因此积聚了壁电荷。在接下来的放电维持期间，把一个比Vbd低的放电维持电压加到一对主配线12A和12B上。当由壁电荷引起的壁电压Vw和放电维持电压Vsus的总和比放电启动电压Vbd(即，当Vw+Vsus＞Vbd时)大时，开始放电。施加在一个主配线和另一个主配线的维持电压Vsus的相位相互偏差半个周期。根据交流频率这些电极的极性是相反的。
在维持交流辉光放电的放电单元中，荧光层24是通过真空紫外线光照射被激发的，上述真空紫外线光由于空间中产生的稀有气体的激发而发光，荧光层24发射出取决于荧光材料的特征光。
本发明的等离子体显示器中，用于放电的电极的长度(即一对分支电极13A和13B的相对部分的长度)比任何常规的等离子体显示器对应部分的长度要长一些，所以，与图6-8所示任何常规的三电极型交流驱动型等离子体显示器相比，可以显著地增加放电区域的面积。结果，提高了显示屏的亮度。
下面将概述例1中等离子体显示器的制造方法。在下面描述中，第一基底11，在第一基底11上形成的所有结构，第二基底21，或在其上任何地方形成的所有结构有时称作“基底层”。
前面板10可按下列步骤制造。首先，通过例如一种喷射方法，在第一基底11的整个表面形成一个ITO层，通过影印石板和一种蚀刻方法以条块的形状制成ITO层，从而可以形成第一和第二分支电极13A和13B。然后，通过例如喷射方法在基底层整个表面形成铬/铜/铬叠层，通过影印石板和一种蚀刻方法制造出该铬/铜/铬叠层，从而形成了第一和第二主配线12A和12B。把每个第一分支电极13A和第一主配线12A的一端互相交迭，每个第二分支电极13B和第二主配线12B的一端部互相交迭。然后，在基底层上形成厚度近似为10μm的电介质层14，再在电介质层14上覆盖由MgO构成、厚度近似为0.6μm的保护层15。可通过在基底层的整个表面用丝网印刷方法制成一个低熔玻璃粘贴层，然后通过焙烧或烧结此低熔玻璃粘贴层而形成电介质层14。此外，可利用电子束沉积方法通过在电介质层14的整个表面上形成一个氧化镁层而构成保护层15。按照上述步骤，完成了前面板10。
后面板20可按下列步骤制造。首先，通过丝网印刷方法，把银粘层以条块的形状印刷在第二基底21上，对已印刷的银粘层进行焙烧或烧结，由此，形成第二电极22。然后，在整个基底层表面通过丝网印刷方法形成一个低熔玻璃粘贴层，对该低熔玻璃粘贴层进行焙烧或烧结，由此形成了电介质薄膜23。然后，通过丝网印刷方法，将一个低熔玻璃粘贴层印刷在相邻第二电极22之间的每个区域上的电介质薄膜上，并对该低熔玻璃粘贴层进行焙烧或烧结以便制成肋条25。肋条的高度可以从1×10-4m(100μm)到2×10-4m(200μm)。而后，对三基色的荧光层泥浆进行印刷，接着进行焙烧或烧结，以便形成荧光层24R、24G和24B。按照上述步骤，完成了后面板20的制作。
然后，把这个等离子体显示器装配起来。首先，通过丝网印刷方法，在后面板20的边缘部分构成一个密封层(未示出)。然后把前面板10和后面板20互相连接起来，接着进行焙烧或烧结，以固化密封层。把前面板10和后面板20之间形成的间隔抽成真空，然后，以8×104Pa压力(0.8大气压)将氖-氙混合气体(例如，50％氖-50％氙混合气体)装入和封闭在间隔中以完成等离子体显示器。如果在充满具有8×104Pa压力(0.8大气压)的氖-氙混合气体的腔室中，把前面板10和后面板20互相连接和粘接起来，则可省略在间隔中抽真空、充气和封闭氖-氙混合气体的步骤。例2
例2是例1的变型。例2与例1不同之处在于，每个第一分支电极13A的上部拐角和每个第二分支电极13B的上部拐角如图所示3都作成圆形的，图3显示了第一电极和肋条25的示意性布置图。从宏观平面图看，第一分支电极13A和每个第二分支电极13B呈现矩形形状。除上述之外，制造和构成例2等离子体显示器的过程与例1等离子体显示器相似，所以省略了对其细节的描述。
在上文中结合实例已对本发明作了描述，然而本发明的等离子体显示器却不仅局限于上述实施例。等离子体显示器的个别组成部分、组成材料和制造方法都可以根据需要进行改变、选择和组合。也可以在第一基底上形成由多个第二电极组成的第二电极组，即，也可以应用这样一个结构，在该结构中，通过一个绝缘薄膜在电介质层14上制成第二电极，第二电极与每个主配线伸展方向之间形成一个预定的夹角(例如90°)。
在本发明的等离子体显示器中，第一分支电极和第二分支电极从主配线上伸展使得二者方向互相相反，以便使每个用于放电的那些电极部分可具有足够的长度。因此扩大了充电区域，尽管结构简单却能够解决等离子体显示器亮度减小的问题。

Claims (8)

1.一种交流驱动型等离子体显示器件，包括：
(a)一个包括一个第一基底的第一面板；一个由形成在所述第一基底上的多个电极构成的一个电极组；和一个形成在所述电极组和所述第一基底上的一个电介质层，和
(b)一个包括一个第二基底的第二面板；形成在所述第二基底上面或其上方的荧光层；和肋条，该肋条延伸成与所述电极的延伸方向成一个预定角度并在相邻的荧光层之间形成，
其中，一对相对的所述电极包括：
(A)一个第一主配线，
(B)一个平行于所述第一主配线延伸的第二主配线，
(C)一个第一分支电极，它在相邻的肋条之间延伸，从所述第一主配线向所述第二主配线延伸并且未到达所述第二主配线，和
(D)一个第二分支电极，它在相邻的肋条之间延伸，从所述第二主配线向所述第一主配线延伸并且未到达所述第一主配线，所述第二分支电极与所述第一分支电极相对，并且
放电就发生在所述第一分支电极和所述第二分支电极之间。
2.按照权利要求1所述的交流驱动型等离子体显示器件，其特征在于，所述第一分支电极和所述第二分支电极从平面图看具有大致矩形的形状。
3.按照权利要求1所述的交流驱动型等离子体显示器件，其特征在于，所述每个第一和第二分支电极的上端的拐角被去掉或做成圆形。
4.按照权利要求1所述的交流驱动型等离子体显示器件，其特征在于，满足L1＜L2，其中L1是所述第一分支电极和所述第二分支电极之间的距离，L2是所述第一主配线和所述第二分支电极的上端之间或所述第二主配线和所述第一分支电极的上端之间的距离。
5.按照权利要求1所述的交流驱动型等离子体显示器件，其特征在于，所述第一分支电极和所述第二分支电极之间的距离小于5×10-5m。
6.按照权利要求1所述的交流驱动型等离子体显示器件，其特征在于，用于所述第一主配线和所述第二主配线的导电材料与用于所述第一和第二分支电极的导电材料彼此不同。
7.按照权利要求6所述的交流驱动型等离子体显示器件，其特征在于，用于所述第一和第二分支电极的导电材料是透光的，以从荧光层发射光。
8.按照权利要求1所述的交流驱动型等离子体显示器件，其特征在于，由多个第二电极组成的一个第二电极组形成在所述第二基底上，并且所述荧光层形成在所述第二电极上面或其上方。
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