CN1643562A - 具有沟槽放电单元的等离子显示板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有沟槽放电单元的等离子显示板和制造该等离子显示板的方法。具有多个沟槽放电单元的等离子显示板包括一个在放电单元中具有至少一个隔离的沟槽(22)的透明衬底(21)，在每个沟槽(22)中并延伸到沟槽(22)外面的一个或多个支撑电极(23)，在支撑电极(23)上的一个或多个总线电极(24)，以及形成在包括支撑电极(23)，总线电极(24)和沟槽(22)的透明衬底(21)的全部表面上的介电层(25)，其中介电层(25)有在沟槽底部的第一部分，在衬底的沟槽的外面有一个第二部分，以及在沟槽的侧壁上有一个第三部分，并且其中沟槽(22)有一个垂直于支撑电极(23)方向的第一长度和一个平行于支撑电极(23)方向的第二长度，该第一长度大于该第二长度。

Description

具有沟槽放电单元的等离子显示板及其制造方法
本申请对于申请于2002年1月14日，临时申请号60/347292的题为“PlasmaDisplay Panel Having Three-Dimensional Electrode Structure”，申请于2002年5月29日，临时申请号60/383604的题为“Trench Cells for Plasma DisplayPanel”，申请于2002年7月25日，临时申请号60/398112的题为“Trench Cellsfor Plasma Display Panel”以及申请于2002年9月6日，临时申请号60/409,277的题为“Capillary Discharge Plasma”的四个临时申请主张优先权利益，该四个申请均通过引用而结合在本文中。
发明背景
发明领域
本发明涉及一种等离子显示板，更具体地说，本发明涉及一种具有沟槽放电单元的等离子显示板及其制造方法。虽然本发明适合于广阔的应用范围，但本发明特别适合于改进等离子显示板的发光效率以及减小等离子显示板的驱动电压。
相关技术的讨论
等离子显示板(PDP)由产生紫外线的大量等离子单元构成。然后紫外线由磷光层转化为可见的显示器发射光。显示器的亮度和效率主要取决于等离子单元产生紫外线的强度和效率。
图1显示了AC型的等离子显示板的常规结构。常规的等离子显示板由一个前基板和一个后基板组成。两块基板之间形成的空间中充满惰性气体。
前基板包括一个第一玻璃衬底11，一个淀积在其上的带状透明导电层12以及一个总体上由银浆形成并补偿一个透明介电层14的高电阻的总线电极13。透明介电层14限制电流的数量并发射来自磷光层的可见光。黑条纹层15由黑绝缘层形成，其改进了对比比例。保护层(未显示)由氧化镁形成，其高度耐离子放电期间的冲击并增强二次电子的放电。一对由透明导电层12和总线电极13形成的电极被形成为一个放电单元。
后基板包括一个有形成在其上的地址电极和用于该地址电极的保护层18的第二玻璃衬底16，一个肋状栅栏19和淀积在其上的磷光层20。
现在叙述具有上述结构的的等离子显示板的运行。强放电发生在后基板上的地址电极17和前基板上的电极对中的一个电极之间。然后，为了维持等离子放电，一个AC信号被发送到前基板上的电极对中的一个电极。作为放电的结果，带有紫外区域波长的光子被发射出来。紫外区域光子的发射激发了后基板上的磷光层20，磷光层20发射可见光，可见光被用来形成显示器上的画面或图象。
在具有上述结构的等离子显示装置中，发光和效率是确定该装置的质量的主要因素。常规的AC型表面放电PDP有下列缺点。
由于放电单元内外放电路程的长度的差异，电场不能均匀地产生。在单位放电单元的内部放电较强，靠近单元的外部放电较弱，因此就不能得到均匀的放电以及来自均匀放电的高发光效率。还有，电极具有二维平面的结构。这样，根据高分辨率，电极的面积越小，发光的效率就越低，驱动电压就越高。
发明概述
因此，本发明致力于一种具有沟槽放电单元的等离子显示板及其制造方法，本发明的等离子显示板及其制造方法基本消除了相关技术中的局限和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的其他特征和优点将在下文的叙述中阐明，通过叙述，在某种程度上将变得明白无误，或可以在本发明的实践中得到理解。通过在说明书，权利要求书以及附图中具体指出的结构将实现和获得本发明的目标和其他优点。
为了实现上述的和其他的优点以及根据本发明的目标，如已经实施的和广泛说明的那样，等离子显示板具有众多沟槽放电单元，一个和多个支撑电极以及一个或多个总线电极，包括一个透明的衬底，该衬底在放电单元有至少一个隔离的沟槽，其中该沟槽在垂直于支撑电极的方向有一个第一长度，在平行于支撑电极的方向有一个第二长度，第一长度比第二长度更长。
在本发明的另一个实施例中，等离子显示板具有众多沟槽放电单元，包括一个透明的衬底，该衬底在放电单元有至少一个隔离的沟槽，每个沟槽有一个或多个支撑电极并延伸到沟槽的外面，在支撑电极上有一个或多个总线电极，在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的整个表面还有一个介电层，其中介电层在沟槽的底部有一个第一部分，在衬底的沟槽的外面有一个第二部分，在沟槽的侧壁上有一个第三部分，并且其中沟槽在垂直于支撑电极的方向有一个第一长度，在平行于支撑电极的方向有一个第二长度，第一长度比第二长度更长。
在本发明的另一个实施例中，制造等离子显示板的方法包括在透明衬底的放电单元形成至少一个隔离沟槽，在沟槽中形成一个或多个支撑电极并延伸到沟槽外面，在支撑电极上形成一个或多个总线电极，在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的整个表面形成一个介电层，其中介电层在沟槽的底部有一个第一部分，一个延伸到沟槽的外面的第二部分和一个在沟槽的侧壁上的第三部分，并且其中沟槽在垂直于支撑电极的方向有一个第一长度，在平行于支撑电极的方向有一个第二长度，第一长度比第二长度更长。
在本发明的另一个实施例中，制造等离子显示板的方法包括在透明衬底形成至少一个沟槽，在沟槽中形成一个或多个支撑电极并延伸到沟槽外面，仅在位于沟槽外面的支撑电极的延伸部分上形成一个或多个总线电极，在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的整个表面形成一个第一介电层，其中第一介电层在沟槽的底部有一个第一部分，一个沟槽的外面的第二部分和一个在沟槽的侧壁上的第三部分，以及在沟槽中形成众多分区以在透明衬底中形成至少一个隔离沟槽。
在本发明的另一个实施例中，制造等离子显示板的方法包括在第一基板形成一个或多个沟槽，在沟槽中形成一个或多个支撑电极并延伸到沟槽外面，仅在位于沟槽外面的支撑电极的延伸部分上形成一个或多个总线电极，在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的整个表面形成一个第一介电层，其中第一介电层在沟槽的底部有一个第一部分，一个沟槽的外面的第二部分和一个在沟槽的侧壁上的第三部分，在第二基板上形成一个地址电极，在包括第二基板的地址电极上形成第二介电层，以及在第二基板上形成众多突起以在第一和第二基板之间形成至少一个隔离沟槽。
在本发明的另一个实施例中，等离子显示板具有众多沟槽放电单元，包括一个透明的衬底，该衬底在放电单元有至少一个隔离沟槽，每个沟槽有一个或多个支撑电极并延伸到沟槽的外面，在支撑电极上有一个或多个总线电极，在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的整个表面还有一个介电层，其中介电层在沟槽的底部有一个第一部分，在衬底的沟槽的外面有一个第二部分，在沟槽的侧壁上有一个第三部分，其中沟槽在垂直于支撑电极的方向有一个第一长度，在平行于支撑电极的方向有一个第二长度，第一长度基本比第二长度更长以在放电单元中产生一个阳极区效应。
在本发明的还有一个实施例中，等离子显示板具有众多沟槽放电单元，包括一个透明的衬底，该衬底在放电单元有至少一个隔离沟槽，每个沟槽有一个或多个支撑电极并延伸到沟槽的外面，在支撑电极上有一个或多个总线电极，在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的整个表面还有一个介电层，其中介电层在沟槽的底部有一个第一部分，在衬底的沟槽的外面有一个第二部分，在沟槽的侧壁上有一个第三部分，其中第一部分有大于第一和第二部分的厚度。
可以理解的是，上文的总体阐述和下文的详细描述都是举例和说明性的，其目的在于对本发明提供进一步的说明。
附图简述
所包括的附图对本发明提供进一步的说明，被结合在本申请中并构成本申请的一部分，附图描绘了本发明的各个实施例并和说明书一起用作对本发明的原理的解释。
附图中：
图1是描绘常规的AC型等离子显示板的展开的透视图；
图2A和2B描绘了根据本发明的第一实施例的等离子显示板的单位放电单元的示意平面图和剖面图；
图3A到3D描绘了图2A和2B的沟槽的各种形状的顶视图；
图4A到4D描绘了图2A到2D的沟槽的示意剖面图；
图5A到5D是描绘制造等离子显示板的放电单元的依次工序的剖面图；
图6A到6G描绘了制造根据本发明的第一实施例的等离子显示板的放电单元的另一个依次工序的透视图；
图7A到7C描绘了形成如图6F所示的介电分区的其他的方法；
图8A到8E描绘了制作根据本发明设计的等离子显示板的总线电极的其他方法；
图9A到9F描绘了制造根据本发明的第一实施例的等离子显示板的放电单元的另一个依次工序的透视图；
图10A到10E描绘了根据本发明的第二实施例的等离子显示板的单位放电单元的示意平面图和剖面图；
图11A到11D是图10A和10B所示的沟槽的部分顶视图；
图12A到12C描绘了带有支撑电极之间的变化间隙的实施例；
图12D描绘了带有支撑电极之间的间隙的沟槽结构的三维视图；
图12E描绘了图12B叙述的结构的三维视图；
图12F到12H是沟槽底部的支撑电极的不同形状的示意平面图；
图12I是图12F的透视图；
图13A到13D描绘了如图10A和10B所示的第二实施例的沟槽的示意剖面图；
图14是根据本发明的衬底上的肋状栅栏的其他设计；
图15A到15C描绘了根据本发明的第三实施例具有倾斜沟槽壁的单元结构；
图16A到16C描绘了根据本发明的第四实施例具有倾斜沟槽壁的单元结构；
图17A到17C描绘了根据本发明的第五实施例具有倾斜沟槽壁的单元结构；
图18A是描绘具有恒定半径R的大致为圆的容积的一个侧面的沟槽容积的示意图；和
图18B是描绘具有长短轴r1和r2的大致为椭圆的容积的一个侧面的沟槽容积的示意图。
图示实施例的详细描述
下文将详细参考所说明的本发明的各个实施例，用附图对各个实例进行说明。在所有的附图中，只要可能，同一个参考数字被用来表示同一个部件。
图2A和2B描绘了根据本发明的第一实施例的等离子显示板的单位放电单元的示意平面图和剖面图；
如图2A和2B所示，多于一个的分段的沟槽22可形成在玻璃衬底21中总线电极24之间，因此在放电单元中每个沟槽都被隔离。用于支撑电极的诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电层23被淀积在包括玻璃衬底21的沟槽22中。最好，总线电极24形成在玻璃衬底21的上部，如图2B所示。但是总线电极也可以部分或全部形成在沟槽22中。这样的实施例都在本发明的范围之内。作为保护层的透明介电层25和氧化镁层(未显示)依次淀积在整个表面上。
图3A到3D描绘了图2A和2B的沟槽的各种形状的顶视图。
如图3A到3D所示，沟槽可以有任何形状，包括圆形(图3C和3D)或方形(图3A和3B)。另外，虽然在图中未显示，沟槽也可以形成其他各种几何形状，诸如椭圆或矩形。在本发明中也可以组合多于一种的形状，形成各种尺寸。本技术领域熟练的人员将知道其他的形状和组合，这些形状和组合都在本发明的范围之内。
图4A到4D描绘了图2A到2D的各种沟槽的示意剖面图。
第一实施例中的沟槽可以具有各种剖面形状，如图4A到4D所示。例如，它们可以是矩形平整沟槽形(图4A)，倾斜沟槽形(图4B)，多台阶沟槽形(图4C)和圆沟槽形(图4D)中的一种。这样，剖面图中底部的形状可以是平整，台阶，V形和U形中的一种。本技术领域熟练的人员将知道其他的形状和组合，这些形状和组合都在本发明的范围之内。
图5A到5D是描绘制造等离子显示板的放电单元的依次工序的剖面图。
新的单元由一个或多个被通过化学刻蚀，喷砂，激光烧灼(即准分子或CO2)，紫外线钻孔或其他手段刻进第一玻璃衬底的沟槽构成。衬底层的透明度和粗糙度直接影响亮度。刻槽以后，通过用CeO溶液的表面研磨，表面粗糙可以得到改进。透明的支撑电极从顶部平整的衬底表面向下延伸到沟槽的两个相对的壁，在某些实施例中还沿沟槽的地面延伸，并部分地在另一两个壁上延伸。两个银总线电极位于衬底板的顶平面上，和沟槽的边缘分离，但和支撑电极接触。沟槽的长度由总线电极之间的沟槽的尺寸限定并通常大于其宽度。然后在衬底的顶平面，电极，沟槽壁和地面的上面涂覆绝缘体的涂层。这可以通过仅作为实例的丝网印刷，浸渍，涂浆，胶带贴等方法进行。如图5D所示，不计绝缘层的沟槽的深度在30到500微米之间，但最好在100到200微米之间。沟槽的长度可以在100到1000微米之间，但最好在200到800微米之间。深度(D)可以在50到350微米之间，但将取决于每个单元是否用一个或多个沟槽。为了单元的优化的性能，沟槽的L/D比可以大于1。
如图5A-5D所示，通过应用湿法刻蚀或干法刻蚀，玻璃衬底51经加工后在其中形成一个或多个隔离的沟槽，如图5A所示。例如，喷砂，诸如抛光的机械加工法或压模法可以被用作干法刻蚀。化学刻蚀法可以被用作湿法刻蚀。
在图5B中，透明导电层53，诸如ITO被淀积在沟槽52内部，最好包括沟槽52外部显示区域的玻璃衬底51。当然，导电层53可以仅在沟槽内，这样的结构也在本发明的范围之内。透明导电层53通过光刻形成图形而构成支撑电极。
然后，总线电极54形成在沟槽52外透明导电层53的边缘上，如图5C所示。总线电极54也可以部分形成在沟槽52内或完全在沟槽52内(未显示)。
在图5D中，形成总线电极54后，通过丝网印刷，浸渍涂覆或喷雾等方法在整个显示区域上形成介电层55。然后例如氧化铅(PbO)的介电材料层55被置于沟槽和电极结构的上面。介电层的厚度取决于介电材料的介电常数。但是，当用PbO时，介电层将有10到100微米的厚度，最好的厚度范围为20到40微米。然后介电层55被涂覆一层金属氧化物(未显示)，例如氧化镁(MgO)以提供二次电子源并保护介电层免受来自等离子离子轰击溅射的沾染。
另外，一个诸如氧化镁层(未显示)的保护层可以被淀积在介电层55上并有约3000到7000微米的厚度。例如，该保护层可以通过电子束蒸发，溅射或离子注入等方法淀积。
由于该种结构的设计，放电主要发生在玻璃衬底51中产生沟槽52引起的容积之内。为了保持电力线垂直于电极，沟槽的壁基本垂直，但由于制造的局限也可以少许倾斜，这将导致有少许斜度的壁。
虽然在图上未画出，也可以通过用上述方法在整个衬底上淀积一个介电层并用喷砂法处理该介电层形成沟槽。这样的实施例可以有利于控制沟槽有更精确的形状。
本发明中沟槽的尺寸可以在水平尺寸(L)约20到20000微米，垂直尺寸(D)约5到10000微米的范围内。沟槽有垂直于支撑电极方向的第一长度和平行于支撑电极方向的第二长度。为了放电单元的有效运行，本发明中第一长度基本上大于第二长度。
本发明允许在PDP中通过各种设计方法的阳极区的产生。例如，在沟槽底部的支撑电极覆盖充分厚度的介电层以几乎全部在支撑电极的壁部之间产生稳定的等离子放电。通过这样的方法，在沟槽的底部上支撑电极几乎没有或完全没有对电场发生贡献。
达到这种电场构型的另一种单元结构在沟槽的地面取消或接近取消支撑电极，并将沟槽底部上的介电层的厚度减小到几十微米。本发明中，这样迫使放电主要在沟槽的垂直电极表面之间发生。
在这些单元结构中可以建立被称为“正等离子柱”的运行模式。
正等离子柱是非常稳定和有效的等离子，其只消耗低电流而同时有等离子能量到UV光发射的高转换效率。实际上，正等离子柱通常是产生等离子辐射的最有能量效率的模式。荧光灯是普遍应用的这种等离子模式的最普通的实例。PDP研究者们在他们的显示单元中尝试建立正等离子柱已有多年，但还没有一种努力被证明是成功的。阳极区等离子对于PDP高度理想，因为在发光效率上实质性的增加对于该技术的成功的扩展市场的商业化是非常必须的。本发明在PDP单元中建立这样的正等离子柱是第一次。
图6A到6G描绘了制造根据本发明的第一实施例的等离子显示板的放电单元的另一个依次工序的透视图。
首先参考图6A，一系列沟槽62用例如化学刻蚀，激光烧灼，喷砂或研磨的方法加工在玻璃衬底61上。
在图6B中，透明电极层63形成在玻璃衬底61上，沟槽62形成在其中。透明导电层63可以由诸如氧化铟锡(ITO)，氧化锡(SnO2)，其他的透明导电氧化物以及经得起后继处理的导电聚合物的材料构成。淀积透明导电层的方法包括化学气相淀积(CVD)，浸渍涂覆，旋转涂覆，蒸发(电子束或其他方法)或溅射中的一种。
透明导电层63被形成图形以构成如图6C所示的分离的支撑电极63-1。形成透明电极层63的图形可以通过激光烧灼，常规的光刻或铣加工等方法进行。
在图6D中，总线电极64形成在支撑电极63-1上。总线电极64的材料可以包括例如用于制造PDP的胶，铬铜薄膜(Cr/Cu/Cr)，铬铝薄膜(Cr/Al)或通常在PDP工业中使用的其他金属的组合。光敏胶也可以用于用光刻法形成总线电极。制作总线电极的方法可以包括印刷，薄膜工艺及光刻，或厚膜工艺及光刻。
介电层65淀积在覆盖总线电极64和透明电极63-1的整个表面上，如图6E所示。介电层65可以由PbO胶，PbO印刷电路基板材料以及介电灰浆中的一种组成。淀积介电层的方法可以是印刷，层叠或浸渍中的一种。
在图6F中，沟槽62中形成多个分区66以形成充当放电单元的隔离沟槽。分区66可以由类似于在案常规的PDP生产中用以形成肋状栅栏的陶瓷胶或光敏胶构成。分区66可以用喷砂和厚膜工艺的组合或厚膜工艺和光刻的组合形成。
在图6G中，氧化镁(MgO)涂层被施加到整个表面上作为保护层。氧化镁涂层可以用溅射工艺，蒸发工艺或任何其他淀积氧化物层的工艺施加。
图7A到7C描绘了形成如图6A-6F所示的介电分区的其他的方法。在这些过程中，介电分区被置于背面，含有地址电极和磷光层。这样的方法具有很多重要的优点。例如，可以由某些成本优势，因为该过程不需要另一个紧跟机械加工步骤的介电层的涂覆步骤。
在图7A中，背面用常规的方式在玻璃板700上制造地址电极710。该面然后涂覆一个介电层720。肋状分区730通过印刷工艺或其他适当的方法置于介电层720上。在这种结构中，肋状栅栏可以不必要，因为从前面到背面的套叠形成了隔离的单元柱。
在图7B中，玻璃板刻上深沟以产生肋状栅栏740。介电分区730用印刷或用带一个附属掩模的二次刻蚀工艺形成在肋状分区上。然后电极710被置于玻璃板700上并涂覆介电层720。
图7C描绘了肋状栅栏结构740，介电栅栏730被直接置于肋状栅栏结构之上。
图8A到8E描绘了制作根据本发明设计的等离子显示板的总线电极的其他方法；
沟槽80被刻进玻璃顶部沟槽的任何一个侧面，如图8A所示。在图8B，然后玻璃被涂覆上ITO或其他透明的导电材料81。然后刻蚀透明导电体81以形成图8C中的电极图形。然后在图8D中沟槽用印刷工艺或其他适当的方法填充银或其他导电材料82。然后在图8E中整个玻璃板用例如浸渍工艺，印刷工艺或层叠工艺涂覆介电材料83。
图9A到9F描绘了制造根据本发明的第一实施例的等离子显示板的放电单元的另一个依次工序的透视图。
在图9A中，用化学刻蚀，激光烧灼，喷砂或研磨在玻璃衬底91上加工众多隔离沟槽92。在该过程中，和先前的方法相比加工步骤数可以减少。
如图9B所示，用作支撑电极的透明导电层93形成在玻璃衬底91和隔离沟槽92上。透明导电层93可以用诸如氧化铟锡(ITO)，氧化锡(SnO2)，其他透明的导电氧化物或能经受后续的工艺步骤的导电的聚合物构成。淀积透明导电层93的方法可以包括化学气相刻蚀(CVD)，浸渍涂覆，蒸发(电子束或其他方法)或溅射中的一种。
图9C描绘了透明导电层93被形成图形，构成分离的支撑电极93-1。该透明电极结构的形成图形可以通过激光烧灼，常规的光刻或铣加工中的一种进行。
在图9D中，总线电极94形成在支撑电极93-1上。总线电极94位于沟槽92之外。总线电极94可以用例如用于制造PDP的胶，铬铜薄膜(Cr/Cu/Cr)，铬铝薄膜(Cr/Al)或通常在PDP工业中使用的其他金属的组合构成。光敏胶也可以用于用光刻法形成总线电极94。制作总线电极的方法可以包括印刷，薄膜工艺及光刻，或厚膜工艺及光刻中的一种。
介电层95形成在覆盖总线电极94和透明电极93-1的结构上面，如图9E所示。介电层95可以由PbO胶，PbO印刷电路基板材料以及介电灰浆中的一种组成。形成介电层的方法可以包括印刷，层叠或浸渍中的一种。
在图9F中，氧化镁(MgO)涂层96可以被施加到整个结构上。MgO涂层可以用溅射工艺，蒸发工艺或任何淀积氧化物的工艺涂覆。
图10A到10E描绘了根据本发明的第二实施例的等离子显示板的单位放电单元的示意平面图和剖面图。
如图10A和10B所示，玻璃衬底101上电极104之间可以形成多于一个的连续沟槽102。沟槽102中形成诸如ITO的透明电极103。透明电极103的一部分在衬底101上的沟槽外延伸。透明介电层105和氧化镁(MgO)层(未显示)相继形成在该结构上。
图11A到11D是图10和10B所示的沟槽的部分顶视图。
如图11A到11D所示，在单位单元中，连续的沟槽可以形成为一个或多个矩形。或者，沟槽可以有矩形外的其他形状，诸如椭圆形。
图10C到10E为描绘单位放电单元的沟槽的不同形状的平面图。
图10C显示沟槽形状10a为椭圆。在图10D中，沟槽形状10b向沟槽的中心形成锥形。图10E描绘形成为哑铃形的沟槽形10c。虽然本发明中显示了这些形状，其他的形状也是可能的及被考虑在本发明的范围之内。
为了优化单元的性能，支撑电极沿沟槽的底部或地面从侧壁延伸的距离可以变化。
图12A到12C描绘了带有支撑电极之间的变化间隙的实施例。
在图12A中，支撑电极130和140被分区，因此两个电极之间的间隙145大致造成了玻璃衬底110上沟槽120的一个第三长度。
在图12B中，支撑电极410和420只覆盖玻璃衬底110上沟槽120的侧壁，两个电极之间的间隙145相等或接近相等于玻璃衬底110上沟槽120的整个长度。
在图12C中，通过对比，支撑电极440和450形成这样的形式，两个电极之间的间隔460非常小，电极440和450几乎覆盖在玻璃衬底110上产生的整个沟槽地面120。
图12D描绘了带有支撑电极140和130之间的间隙460的沟槽结构180的三维视图。在这种分区情况下，间隙460大致为100微米，但其可以更窄或更宽，只要它把驱动电压降至最小而把发光效率增至最大。
图12E描绘了图12B叙述的结构的三维视图。在该情况下，支撑电极410和420仅存在于沟槽180的一对相对的壁上。
上述用于建立一个正等离子柱的结构之一是，和衬底板的壁和顶板上的绝缘层相比，增加沟槽地面上的绝缘层(例如PbO)的厚度。这将有效地将被置于地面上的电极区域和主放电屏蔽，限制电力线从一个壁电极垂直地延伸到另一个壁电极。
另一种方法是将支撑电极成形在沟槽的底部，如图12F到12H所示。图12F到12H是在沟槽底部的不同形状的支撑电极的示意平面图。图12I是图12F的透视图。如图中所示，沟槽底部的支撑电极的各个部分被除去，因此支撑电极分别有带，锤子和钉子中的一种的形状。
虽然图中未显示，本发明的该实施例的变化包括具有在沟槽的底部还有在沟槽的侧壁上都被除去的部分的支撑电极。
图13A到13D为描绘了如图10A和10B所示的第二实施例的沟槽的示意剖面图。
第二实施例的沟槽可以有各种截面形状。例如，它们可以是平面沟槽形，倾斜沟槽形，多台阶沟槽形以及圆沟槽形中的一种。这样，截面图中的底部形状可以是平面，台阶，V形和U形中的一种。
常规的PDP单元由形成为包含地址电极和磷光体的玻璃衬底的一部分的肋状栅栏分开。一种替代的设计是在含有支撑电极的衬底上产生肋状栅栏。
图14描绘了本发明的实施例，图中肋状栅栏610和620通过生长，刻蚀，喷砂或其他方法置于或粘结到介电层630上。肋状栅栏610和620也可以和介电层630一起淀积和成形。这可以提供PDP的顶和底衬底之间方便的对准。这也可以提供磷光层的简单的结构。磷光板可以和带有地址电极和磷光涂层的平整表面一样简单。这种独特的结构可以通过利用两步喷砂或用两个掩模的刻蚀工艺生产，其中一个掩模用于形成肋状栅栏，另一个掩模用于形成沟槽。
图15A到15C描绘了根据本发明的第三实施例具有倾斜沟槽壁的单元结构。
图15A中，和具有斜壁的沟槽805一起显示了单元结构的顶视图。在图15B中，取自线B-B的截面图指出，在玻璃衬底110中切割的沟槽120的壁810和820离开沟槽的中心倾斜一个预定的角度。这也使电极130和140，以及介电层170倾斜。壁的倾斜可以是任何角度，可以从水平方向大于45°。图15C描绘一个取自线C-C的截面图，图中指出，横越该沟槽的截面，沟槽的壁也是倾斜的。
图16A到16C描绘了根据本发明的第四实施例具有倾斜沟槽壁的单元结构。
在图16A中，和具有倾斜壁的沟槽905一起显示了单元结构的顶视图。在图16B中，取自线B-B的截面图指出，在玻璃衬底110中切割的沟槽120的壁910和920向沟槽的中心朝里倾斜一个预定的角度。这也使电极130和140，以及介电层170倾斜。壁的倾斜可以是任何角度，可以从水平方向大于45°。图16C描绘一个取自线C-C的截面图，图中指出，横越该沟槽的截面，沟槽的壁也是倾斜的。
图17A到17C描绘了根据本发明的第五实施例具有倾斜沟槽壁的单元结构。在图17A中，和具有倾斜壁的沟槽1005一起显示了单元结构的顶视图。在图17B中，取自线B-B的截面图指出，介电层170在靠近沟槽底部的区域1010中比靠近沟槽壁的区域厚得多。图17C为单元的取自线C-C的截面图，图中指出，横越该沟槽的截面，沟槽的壁也是倾斜的，并且介电层在沟槽的底部更厚。
图18A是描绘具有恒定半径R的大致为圆的容积的一个侧面的沟槽容积的示意图。图18B是描绘具有长短轴r1和r2的大致为椭圆的容积的一个侧面的沟槽容积的示意图。
在图18A中，和一个恒定半径R1820的大致为圆1810的容积的一个侧面一起描绘了由沟槽产生的容积1800。如已经在放电灯中报告过，当灯半径(R)和压力(P)的乘积大致等于1torr cm时发生最高效率的运转。因此，本发明优化了沟槽的尺寸，这样，在等离子显示板中，半径(R)和压力(P)的乘积大致等于1torr cm。例如，用于PDP中的典型压力约450torr。这将要求沟槽具有相当于约22微米的半径R。对于为SVGA格式设计的42英寸对角线的等离子显示板，各别的次像素约360微米宽。
在这种情况下，每个次像素可以有10个或更多个沟槽，取决于沟槽之间能制作多么薄的壁。该尺寸可以随着显示板的尺寸和显示板的格式变化。因为对于一个给出的显示板，单元节距取决于显示格式和显示板的尺寸，在PDP中的单元节距的尺寸范围为几百微米。因此，可以选择气体压力和沟槽宽度，使压力和相当的半径的乘积在0.1和10torr cm之间。
除了沟槽容积有更靠近大致的带有长短轴r1和r2的椭圆的截面外，图18B相似于图18A。对于长短轴Pr1和Pr2，将PR乘积保持得接近于0.1和10torr cm之间的值，最好接近于1torr cm将是理想的。
对于在本技术领域熟练的人员显而易见的是，在具有沟槽放电单元的本发明等离子显示板中以及制造本发明的等离子显示板的方法中可以作出各种修改和变化而不背离本发明的精神和范围。这样，本发明的意图是，如果对于本发明的各种修改和变化落在附后的权利要求及其等效物的范围之中，则本发明将覆盖这些修改和变化。

Claims (123)

1.一种具有多个沟槽放电单元的等离子显示板，包括：
在一个放电单元中具有至少一个隔离沟槽的透明衬底；
一个或多个在每个沟槽中并延伸到沟槽外面的支撑电极；
在支撑电极上的一个或多个总线电极；和
在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的整个表面上的介电层，其中在沟槽的底部介电层有一个第一部分，在衬底的沟槽的外面有一个第二部分，以及在沟槽的侧壁上有一个第三部分，并且其中沟槽有一个垂直于支撑电极方向的第一长度和一个平行于支撑电极方向的第二长度，该第一长度大于该第二长度。
2.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一长度基本大于第二长度以在放电单元中产生阳极区效应。
3.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有基本垂直于沟槽底的侧壁。
4.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有和沟槽的底成小于90°夹角的侧壁。
5.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有和沟槽的底成大于90°夹角的侧壁。
6.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中在平面视图中沟槽具有圆，多边形，椭圆，哑铃形以及任何不规则的图形中的一种形状。
7.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中在沟槽底部的一个或多个支撑电极通过狭窄到足以使驱动电压达到最小的间隙互相分离。
8.如权利要求7所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极之间的间隙在约20到200微米之间的范围。
9.如权利要求8所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被覆盖具有约20到200微米范围中的厚度的介电层。
10.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极不形成在沟槽的底部。
11.如权利要求9所述的等离子显示板，其特征在于，其中覆盖支撑电极的介电层的第一和第二部分的厚度基本相同。
12.如权利要求11所述的等离子显示板，其特征在于，其中每一个第一和第二部分都有基本大于第三部分的厚度。
13.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被形成为至少暴露沟槽底部的一个部分。
14.如权利要求13所述的等离子显示板，其特征在于，其中在沟槽的底部支撑电极具有带状，锤子状和钉子状中的一种形状。
15.如权利要求13所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被形成为暴露沟槽侧壁的一个部分。
16.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中介电层的各个部分起到肋状栅栏的作用。
17.如权利要求1所述的等离子显示板，在介电层上进一步包括一对肋状栅栏。
18.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽在截面图上具有平整，台阶，V形和U形中的一种底部形状。
19.如权利要求1所述的等离子显示板，在介电层上进一步包括一个保护层。
20.如权利要求19所述的等离子显示板，其特征在于，其中保护层由氧化镁(MgO)形成。
21.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中总线电极形成在透明衬底的沟槽中。
22.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中显示板工作时P×R的值约在0.1和10的范围，其中P是工作压力(Torr)，R是占据在沟槽中的一个最大尺寸的假想圆柱体的半径(cm)。
23.一种制造等离子显示板的方法，包括：
在透明衬底的放电单元中形成至少一个隔离沟槽；
在沟槽中形成一个或多个支撑电极，并且支撑电极延伸到沟槽的外面；
在支撑电极上形成一个或多个总线电极；和
在包括支撑电极，总线电极和沟槽的衬底的全部表面上形成一个介电层，其中介电层在沟槽的底部有一个第一部分，第二部分延伸到沟槽的外面，在沟槽的侧壁有一个第三部分，并且其中沟槽具有一个垂直于支撑电极方向的第一长度和平行于支撑电极方向的第二长度，第一长度大于第二长度。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，其中沟槽通过湿法刻蚀，干法刻蚀，激光烧灼，喷砂，模制和研磨中的一种方法而形成。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，其中形成一个或多个支撑电极包括：
在包括沟槽的透明衬底的全部表面上形成一个透明的导电层；和
形成透明导电层的图形以形成支撑电极。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，其中透明导电层由氧化铟锡(ITO)和氧化锡(SnO2)中的一种形成。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，其中透明导电层通过化学气相淀积，浸渍，蒸发和溅射中的一种方法形成。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于，其中透明导电层通过激光烧蚀，湿法刻蚀和干法刻蚀中的一种方法形成图形。
29.如权利要求23所述的方法，其特征在于，其中总线电极由导电胶以及Cr/Cu/Cr或Cr/Al的多层次中的一种形式形成。
30.如权利要求23所述的方法，其特征在于，其中总线电极通过印刷，厚膜工艺加光刻以及薄膜工艺加光刻中的一种方法形成。
31.如权利要求23所述的方法，其特征在于，其中介电层由PbO胶和PbO印刷电路基板材料中的一种形成。
32.如权利要求23所述的方法，其特征在于，其中介电层通过印刷，层叠和浸渍中的一种方法形成。
33.如权利要求23所述的方法，进一步包括在介电层上形成一个保护层。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，其中保护层由氧化镁(MgO)形成。
35.如权利要求23所述的方法，进一步包括在透明衬底中形成一个沟槽以形成总线电极。
36.一种制造等离子显示板的方法，包括：
在透明衬底上形成至少一个沟槽；
在该沟槽上形成一个或多个支撑电极并将其延伸到沟槽外面；
在支撑电极上形成一个或多个总线电极；
在包括支撑电极，总线电极和沟槽的衬底的全部表面上形成第一介电层，其中第一介电层在沟槽的底部有一个第一部分，在沟槽外面有一个第二部分，在沟槽的侧壁有一个第三部分；和
在沟槽中形成多个分区以在透明衬底上形成至少一个隔离的沟槽。
37.如权利要求36所述的方法，进一步包括在包括分区的第一介电层上形成一个保护层。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，其中保护层由氧化镁(MgO)形成。
39.如权利要求36所述的方法，其特征在于，其中分区由介电材料形成。
40.如权利要求36所述的方法，其特征在于，其中在沟槽中形成多个分区包括：
在沟槽中形成一个第二介电层；和
选择性地去除第二介电层以形成多个分区。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，其中第二介电层通过厚膜光刻选择性地去除。
42.如权利要求36所述的方法，进一步包括在透明衬底上形成一个沟槽以在其中形成总线电极。
43.一种形成等离子显示板的方法，包括：
在第一衬底上形成一个或多个沟槽；
在该沟槽上形成一个或多个支撑电极并将其延伸到沟槽外面；
在支撑电极上形成一个或多个总线电极；
在包括支撑电极，总线电极和沟槽的衬底的全部表面上形成第一介电层，其中第一介电层在沟槽的底部有一个第一部分，在沟槽外面有一个第二部分，在沟槽的侧壁有一个第三部分，并且其中每个沟槽都有一个垂直于支撑电极方向的第一长度和平行于支撑电极方向的第二长度，其中第一长度大于第二长度；
在第二衬底上形成一个地址电极；
在包括第二衬底的地址电极上形成第二介电层；和
在第二衬底上形成多个突出以在第一和第二衬底之间形成至少一个隔离的沟槽。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，其中突出由介电材料形成。
45.如权利要求43所述的方法，进一步包括部分去除第二衬底以在第二衬底上形成地址电极之前形成一对肋状栅栏。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，其中肋状栅栏为在其上形成突出提供位置。
47.如权利要求43所述的方法，进一步包括在第二介电层上形成一对肋状栅栏。
48.如权利要求47所述的方法，其特征在于，其中肋状栅栏为在其上形成突出提供位置。
49.如权利要求43所述的方法，进一步包括在透明衬底上形成一个或多个沟槽以在其中形成总线电极。
50.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有大于第二和第三部分的厚度。
51.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有比第三部分厚度大1.1到4倍的厚度。
52.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有比第三部分厚度大1.5到2.5倍的厚度。
53.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽有其长度和宽度，长宽之比大于1。
54.如权利要求7所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽基本上和放电单元有相同的尺寸。
55.如权利要求54所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极之间的间隙在约20到200微米的范围。
56.如权利要求55所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被覆盖具有约20到200微米的范围的厚度的介电层。
57.如权利要求54所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极不形成在沟槽的底部。
58.如权利要求56所述的等离子显示板，其特征在于，其中覆盖支撑电极的介电层的第一和第二部分的厚度基本相等。
59.如权利要求58所述的等离子显示板，其特征在于，其中每一个第一和第二部分都有基本大于第三部分的厚度。
60.一种具有多个沟槽放电单元的等离子显示板，包括：
在放电单元中具有至少一个隔离的沟槽的透明衬底；
在每个沟槽中的一个或多个支撑电极并被延伸到沟槽的外面；
在支撑电极上的一个或多个总线电极；和
在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的全部表面上的介电层，其中介电层在沟槽的底部有一个第一部分，在衬底的沟槽外面有一个第二部分，在沟槽的侧壁有一个第三部分，其中沟槽有一个垂直于支撑电极方向的第一长度和平行于支撑电极方向的第二长度，第一长度基本大于第二长度以在放电单元中产生阳极区效应。
61.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽有基本垂直于沟槽底部的侧壁。
62.如权利要求1所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有和沟槽的底成小于90°夹角的侧壁。
63.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有和沟槽的底成大于90°夹角的侧壁。
64.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中在平面视图中沟槽具有圆，多边形，椭圆，哑铃形以及任何不规则的图形中的一种形状。
65.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中在沟槽底部的一个或多个支撑电极通过狭窄到足以使驱动电压达到最小的间隙互相分离。
66.如权利要求65所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极之间的间隙在约20到200微米之间的范围。
67.如权利要求66所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被覆盖具有约20到200微米范围中的厚度的介电层。
68.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极不形成在沟槽的底部。
69.如权利要求67所述的等离子显示板，其特征在于，其中覆盖支撑电极的介电层的第一和第二部分的厚度基本相同。
70.如权利要求69所述的等离子显示板，其特征在于，其中每一个第一和第二部分都有基本大于第三部分的厚度。
71.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被形成为至少暴露沟槽底部的一个部分。
72.如权利要求71所述的等离子显示板，其特征在于，其中在沟槽的底部支撑电极具有带状，锤子状和钉子状中的一种形状。
73.如权利要求71所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被形成为暴露沟槽侧壁的一个部分。
74.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中介电层的各个部分起到肋状栅栏的作用。
75.如权利要求60所述的等离子显示板，在介电层上进一步包括一对肋状栅栏。
76.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽在截面图上具有平整，台阶，V形和U形中的一种底部形状。
77.如权利要求60所述的等离子显示板，在介电层上进一步包括一个保护层。
78.如权利要求77所述的等离子显示板，其特征在于，其中保护层由氧化镁(MgO)形成。
79.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中总线电极形成在透明衬底的沟槽中。
80.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中显示板工作时P×R的值约在0.1和10的范围，其中P是工作压力(Torr)，R是占据在沟槽中的一个最大尺寸的假想圆柱体的半径(cm)。
81.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有大于第二和第三部分的厚度。
82.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有比第三部分厚度大1.1到4倍的厚度。
83.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有比第三部分厚度大1.5到2.5倍的厚度。
84.如权利要求60所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽有其长度和宽度，长宽之比大于1。
85.如权利要求65所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽基本上和放电单元有相同的尺寸。
86.如权利要求85所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极之间的间隙在约20到200微米的范围。
87.如权利要求86所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被覆盖具有约20到200微米的范围的厚度的介电层。
88.如权利要求85所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极不形成在沟槽的底部。
89.如权利要求87所述的等离子显示板，其特征在于，其中覆盖支撑电极的介电层的第一和第二部分的厚度基本相等。
90.如权利要求89所述的等离子显示板，其特征在于，其中每一个第一和第二部分都有基本大于第三部分的厚度。
91.一种具有多个沟槽放电单元的等离子显示板，包括：
在放电单元中具有至少一个隔离的沟槽的透明衬底；
在每个沟槽中的一个或多个支撑电极并被延伸到沟槽的外面；
在支撑电极上的一个或多个总线电极；和
在包括支撑电极，总线电极和沟槽的透明衬底的全部表面上的介电层，其中介电层在沟槽的底部有一个第一部分，在衬底的沟槽外面有一个第二部分，在沟槽的侧壁有一个第三部分，其中第一部分有大于第二和第三部分的厚度。
92.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中其中沟槽有一个垂直于支撑电极方向的第一长度和一个平行于支撑电极方向的第二长度，其中该第一长度大于该第二长度。
93.如权利要求92所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一长度基本大于第二长度以在放电单元中产生阳极区效应。
94.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有基本垂直于沟槽底的侧壁。
95.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有和沟槽的底成小于90°夹角的侧壁。
96.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽具有和沟槽的底成大于90°夹角的侧壁。
97.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中在平面视图中沟槽具有圆，多边形，椭圆，哑铃形以及任何不规则的图形中的一种形状。
98.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中在沟槽底部的一个或多个支撑电极通过狭窄到足以使驱动电压达到最小的间隙互相分离。
99.如权利要求98所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极之间的间隙在约20到200微米之间的范围。
100.如权利要求99所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被覆盖具有约20到200微米范围中的厚度的介电层。
101.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极不形成在沟槽的底部。
102.如权利要求100所述的等离子显示板，其特征在于，其中覆盖支撑电极的介电层的第一和第二部分的厚度基本相同。
103.如权利要求102所述的等离子显示板，其特征在于，其中每一个第一和第二部分都有基本大于第三部分的厚度。
104.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被形成为至少暴露沟槽底部的一个部分。
105.如权利要求104所述的等离子显示板，其特征在于，其中在沟槽的底部支撑电极具有带状，锤子状和钉子状中的一种形状。
106.如权利要求104所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被形成为暴露沟槽侧壁的一个部分。
107.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中介电层的各个部分起到肋状栅栏的作用。
108.如权利要求91所述的等离子显示板，在介电层上进一步包括一对肋状栅栏。
109.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽在截面图上具有平整，台阶，V形和U形中的一种底部形状。
110.如权利要求91所述的等离子显示板，在介电层上进一步包括一个保护层。
111.如权利要求109所述的等离子显示板，其特征在于，其中保护层由氧化镁(MgO)形成。
112.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中总线电极形成在透明衬底的沟槽中。
113.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中显示板工作时P×R的值约在0.1和10的范围，其中P是工作压力(Torr)，R是占据在沟槽中的一个最大尺寸的假想圆柱体的半径(cm)。
114.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有比第三部分厚度大1.1到4倍的厚度。
115.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中第一部分有比第三部分厚度大1.5到2.5倍的厚度。
116.如权利要求91所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽有其长度和宽度，长宽之比大于1。
117.如权利要求97所述的等离子显示板，其特征在于，其中沟槽基本上和放电单元有相同的尺寸。
118.如权利要求117所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极之间的间隙在约20到200微米的范围。
119.如权利要求118所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极被覆盖具有约20到200微米的范围的厚度的介电层。
120.如权利要求117所述的等离子显示板，其特征在于，其中支撑电极不形成在沟槽的底部。
121.如权利要求119所述的等离子显示板，其特征在于，其中覆盖支撑电极的介电层的第一和第二部分的厚度基本相等。
122.如权利要求121所述的等离子显示板，其特征在于，其中每一个第一和第二部分都有基本大于第三部分的厚度。
123.一种具有多个沟槽放电单元，一个或多个支撑电极和一个或多个总线电极的等离子显示板，包括：
在放电单元中具有至少一个隔离的沟槽的透明衬底，其中沟槽具有一个垂直于支撑电极方向的第一长度和一个平行于支撑电极方向的第二长度，该第一长度大于该第二长度。
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