CN1661756A - 交流驱动型等离子显示器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种不增加驱动电压(放电电压)和不增加放电时间延时的交流驱动型等离子显示器。该交流驱动型等离子显示器包括具有形成在第一基板上的多个第一电极，以及形成在第一基板和第一电极上的电介质层的第一面板；以及第二面板，第一面板和第二面板在其周边部分彼此接合，其中，所述电介质层由SiOx构成，SiOx中包含的H2O的结合密度为3.0×1020Bonds/cm3或更大。

Description

交流驱动型等离子显示器及其制造方法
技术领域
本发明涉及交流驱动型等离子显示器，以及用于制造交流驱动型等离子显示器的方法。
背景技术
作为一种可代替目前主流的阴极射线管(CRT)的图像显示器，正以不同方式研究平面屏幕(平板)显示器。这种平板显示器包括液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(ECD)及等离子显示器(PDP)。其中，等离子显示器的优势在于，相对易于形成较大屏幕及获得较宽视角，对于诸如温度、磁性和振动之类的环境因素有极好的耐久性，以及寿命长等等。因此，预期等离子显示器不仅可用于家用背景墙悬挂电视，而且可用于大型公共信息终端。
在等离子显示器中，向具有充满包含稀有气体的放电气体的放电空间的放电单元施加电压，且用由在放电气体中辉光放电而产生的真空紫外线激发每一个放电单元中的荧光层，从而引起发光。即，根据类似于荧光灯的原理来驱动每一个放电单元，并且，一般地，大约数十万个放电单元放置在一起构成显示屏。根据向放电单元施加电压的方法，等离子显示器基本上分为直流电驱动型(DC型)或交流驱动型(AC型)。每种类型具有优点和缺点。交流驱动型等离子显示器(下文中也称为“等离子显示器”)适用于获得更高的清晰度，因为例如可以条纹形状形成用以分隔显示屏中的各个放电单元的分隔壁。此外，由于用包含电介质材料的电介质层覆盖电极表面，等离子显示器具有放电电极较少磨损及寿命长的优势。
作为等离子显示器的例子，例如在JP-A 5-307935和9-160525号中的每一个中描述了所谓的三电极型等离子显示器。
图1示出了典型的三电极型等离子显示器的一部分的示意分解透视图。在该等离子显示器中，在一对放电维持电极12之间发生放电。在图1所示的等离子显示器中，使用熔融玻璃(未示出)将包含玻璃基板的、对应于前面板的第一面板10和包含玻璃基板的、对应于后面板的第二面板20在周围部分上彼此接合。例如，透过第一面板10看到来自第二面板20上的荧光层25的光发射。
如图1所示，第一面板10包括透明的第一基板11；以条纹形状(宽度在约80μm到约280μm)在第一基板11上形成的、包括诸如ITO之类的透明导电材料的放电维持电极12对；在放电维持电极12上形成的用以降低放电维持电极12的阻抗的、包括具有比放电维持电极12的电阻率低的电阻率的材料的总线电极13；在第一基板11和在总线电极13与放电维持电极12上形成的电介质层14；以及在电介质层14上形成的包含MgO的保护膜15。较佳的，在一对放电维持电极12之间的放电间隙G在5×10-6m到1.5×10-4m的范围内，并且尤其较佳的为少于5×10-5m。
另一方面，第二面板20包括第二基板21；以条纹形状在第二基板21上形成的多个地址电极(也称为数据电极)22；在第二基板21以及在地址电极22上形成的电介质材料层23；在电介质材料层23上的相邻地址电极22之间的区域内形成的、与地址电极22平行延伸的绝缘分隔壁24；以及在电介质材料层23上设置的、并延伸至分隔壁24的侧壁表面的荧光层25。当每个荧光层25在等离子显示器中中进行彩色显示时，荧光层25由红色荧光层25R、绿色荧光层25G和蓝色荧光层25B构成，并且以预定的顺序设置这些颜色的荧光层25R、25G和25B。图1是部分分解透视图，在实际的实施例中，第二面板20边上的分隔壁24的顶部与第一面板10边上的保护膜15相接触。包含例如氖(Ne)和氙(Xe)的混合气体的放电气体密封在由相邻分隔壁24、荧光层25与保护膜15包围的每个放电空间内。
放电维持电极12的投影图像的延伸方向和地址电极22的投影图像的延伸方向彼此以直角相交，并且一对放电维持电极12与用于以三原色发光的荧光层25R、25G和25B的一种组合重叠的区域对应于一个像素。由于在一对放电维持电极12之间引起辉光放电，上述类型的这种等离子显示器称为是“表面放电型”。此外，一对放电维持电极12与位于两个分隔壁24之间的地址电极22重叠的区域对应于一个放电单元，并还对应于一个子像素。也就是说，一个放电单元(一个子像素)由一个荧光层25、一对放电维持电极12和一个地址电极22构成。
在驱动等离子显示器时，例如，紧接着对地址电极22施加比放电单元的放电起始电压低的脉冲电压之后，在一对放电维持电极12之间施加电压。结果，电荷在电介质层14中积聚(用于显示的放电单元的选择)，明显的放电起始电压降低。然后，可以以比放电起始电压低的电压维持一对放电维持电极12之间发生的放电。在放电单元中，受放电气体中的辉光放电产生的真空紫外线的照射激发的荧光层以荧光材料的彩色特性发光。此外，生成了具有与密封的放电气体种类相对应的波长的真空紫外线。
如上所述的这种等离子显示器开始在市场上出现。然而，要求进一步降低功耗，为此，在等离子显示器中要求更高的发光效率。虽然可能通过增加放电气体的Xe气体的分压来增强发光效率，但是，当增加Xe气体的分压时，就引起了驱动电压(放电电压)增加或放电时间延时增加的问题。
在如上所述的具有高分压的Xe的等离子显示器中，电介质层14形成在第一基板11中的放电维持电极12上，电介质层14最初是通过使用丝网印刷方法施加具有低熔点的、包含例如PbO作为主成分的玻璃糊，然后烧结如此施加的玻璃糊而形成的。从而，包含具有低熔点的玻璃糊的电介质层14成为驱动电压增加或放电延时时间增加的原因之一。
为了降低驱动电压，允许电介质层14厚度变薄。然而，当允许包含具有低熔点的玻璃糊的电介质层14厚度薄时，虽然驱动电压降低，但是引起了亮度随时间的变化变大的问题。此外，由于包含具有低熔点的玻璃糊的电介质层14具有高的介电常数和大的电容量，因此大量电流流过，从而引起等离子显示器的电流消耗的增加。
已经研究了一种通过使用化学汽相淀积(CVD)方法形成包含SiOx的电介质层14的方法。由于通过使用化学汽相淀积(CVD)方法形成的包含SiOx的电介质层14的介电常数和4一样低，并且电容量低，因此电流量小，从而实现电流消耗的减少。此外，由于SiOx是致密膜，电介质层14的膜厚可以薄，从而避免驱动电压的增加。然而，在包含普通SiOx的电介质层14中，仍然未解决放电的时间延时的增加的问题。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种交流驱动型等离子显示器，它无需增加驱动电压(放电电压)也无需增加放电时间延时，就能够实现高效率和低功耗，此外，还提供一种用于制造该交流驱动型等离子显示器的方法。
可通过一种交流驱动型等离子显示器来实现本发明的上述目的，该交流驱动型等离子显示器包括：包括形成在第一基板上的多个第一电极以及形成在第一基板和第一电极上的电介质层的第一面板；以及第二面板，第一面板和第二面板在其周边部分彼此接合，
其中，所述电介质层由SiOx构成；以及
SiOx中包含的H2O的结合密度为3.0×1020Bonds/cm3或更大。
此外，可通过一种用于制造一种交流驱动型等离子显示器的方法来实现上述目的，所述交流驱动型等离子显示器包括形成在第一基板上的多个第一电极，以及形成在第一基板和第一电极上的电介质层的第一面板；以及第二面板，第一面板和第二面板在其周边部分彼此接合，其中，所述电介质层由SiOx构成，以及SiOx中包含的H2O的结合密度为3.0×1020Bonds/cm3或更大，
通过化学汽相淀积方法或物理汽相淀积方法形成所述电介质层。
在根据本发明的交流驱动型等离子显示器或用于该交流驱动型等离子显示器的制造方法中(下文中有时统一地简称为“本发明”)，作为SiOx中的X的值，可以例示出关系式1.0≤X≤2.0。
根据本发明，电介质层可具有多层构造。在该情况下，要求具有多层构造的电介质层的最外表面层由SiOx构成，并且在该最外表面层中包含的H2O的结合密度为3.0×1020Bonds/cm3或更大。具有多层构造的电介质层的底层可由例如具有低熔点的、包括PbO作为主成分的玻璃糊、不受H2O的结合密度的值的限制的SiOY(例如，这种SiOY满足关系式1.0≤Y≤2.0，H2O的结合密度小于3.0×1020Bonds/cm3)、氧化铝或氮化合物构成。在该情况下，这种氮化合物的例子包括SiNX和SiOXNY。电介质层的底层可具有包括从这些材料中选择出的一种类型的材料的单层结构(单层的底层结构)或包括从这些材料中选择出的多种类型的材料的多层结构(层叠的底层结构)。
根据本发明，电介质层的厚度为5×10-5m或更少，较佳的是3×10-5m或更少。在该情况下，电介质层的厚度意味着形成在第一基板上的多个第一电极上的电介质层的平均厚度。当电介质层由单个层构成时，就电介质层的下限厚度而言，可以为1.0×10-6m。另一方面，当电介质层由多层构成时，就电介质层的包含SiOX的最上表面层的厚度的下限厚度而言，可以为1.0×10-8m。
根据本发明，在电介质层上形成保护膜不是必须的，但是较佳的。当形成保护膜时，可以防止与第一电极进行离子或电子的直接接触，结果，可防止第一电极的耗损。保护膜还可起发射放电所需的二次电子的作用。作为构成保护膜的材料，可以是氧化镁(MgO)、氟化镁(MgF2)和氟化钙(CaF2)。在这些材料中，氧化镁是一种具有诸如高的二次电子发射率、化学稳定性、低溅射率、在荧光层发出的光的波长处的高透光率、以及低放电起始电压之类的特性的适当材料。此外，保护膜可以具有层叠膜结构，包括从这些材料构成的组中选择出的至少两种材料。
根据物理汽相淀积方法(PVD方法)或化学汽相淀积方法(CVD方法)形成电介质层。这种PVD方法的例子更为具体地包括：
(a)诸如电子束加热方法、电阻加热方法和闪光淀积方法之类的各种真空淀积方法；
(b)等离子淀积方法；
(c)诸如双淀积溅射方法、DC溅射方法、DC磁控管溅射方法、高频溅射方法、磁控管溅射方法、离子束溅射方法和偏置溅射方法之类的各种溅射方法；
(d)诸如DC(直流)方法、RF方法、多阴极方法、激活反应方法、电场淀积方法、高频离子电镀方法和反应性离子电镀方法之类的各种离子电镀方法；以及
(e)激光消融方法。
此外，这种CVD方法的例子包括大气压力CVD方法(APCVD方法)、降压CVD方法(LPCVD方法)、低温CVD方法、高温CVD方法、等离子CVD方法(PCVD方法、PECVD方法)、ECR等离子CVD方法和光CVD方法。通常，在形成电介质层时，CVD方法可以比PVD方法更容易地控制SiOX中包含的H2O的结合密度的量。
就用于形成电介质层的方法而言，除了上述的例子之外，可使用丝网印刷方法、干膜方法、涂敷方法(包括旋涂方法)、转移方法和溶胶凝胶方法。
根据本发明，根据傅立叶变换红外光谱学(FT-IR)，可使用Pliskin公式来确定SiOX中包含的H2O的结合密度。即，首先，根据下述的公式(1)，确定SiOX中H2O的含量W(单位：％按重量计算)。此外，公式(1)中的“-14”和“89”分别是系数。
W＝-14·I3650+89·I3330β                               (1)
在该情况下，
I3650指示出在3650cm-1的吸收强度(μm-1)；以及
I3330指示出在3330cm-1的吸收强度(μm-1)。
接着，根据下述的公式(2)，确定结合密度。此外，在公式(2)中，“7.35×1020”表示系数。
H2O(Bonds/cm3)＝Wx×7.35×1020                   (2)
在根据本发明的交流驱动型等离子显示器中，一个放电单元由形成在第一基板上的一对分隔壁和荧光层(例如红色荧光层、绿色荧光层和蓝色荧光层中的任一荧光层)、以及占据由一对分隔壁所包围的区域的第一电极和第二电极构成。然后，在放电单元中密封放电气体，更为具体的是，在分隔壁包围的放电空间中密封放电气体，然后当通过放电空间中的放电气体中进行的AC辉光放电而产生的真空紫外线照射时，荧光层发光。
在根据本发明的各种类型的实施例的任何一种的交流驱动型等离子显示器中，可能采用这样一种构造，其中，在第一面板上形成一对放电维持电极中的一个作为第一电极，另一个形成在第二面板上作为第二电极。为方便起见，将把具有上述的这种构造的交流驱动型等离子显示器称为“双电极型”。在该情况下，一个放电维持电极的投影图像沿第一方向延伸，另一个的投影图像沿不同于第一方向的第二方向延伸，一对放电维持电极排列成彼此相对。考虑到交流驱动型等离子显示器的结构简化，第一方向和第二方向较佳的为彼此正交，但非必要。
可选地，可采用这样一种构造，其中，一对放电维持电极形成在第一面板上作为第一电极，所谓的地址电极形成在第二面板上作为第二电极。为方便起见，将把具有上述这种构造的交流驱动型等离子显示器称为“三电极型”。在该情况下，可采用这样一种构造，其中，一对放电维持电极的投影图像在第一方向中彼此平行延伸，地址电极的投影图像在第二方向中延伸，一对放电维持电极和地址电极排列成一对放电维持电极面对着地址电极，但构造不限于此。考虑到交流驱动型等离子显示器的结构简化，第一方向和第二方向较佳的为彼此正交，但非必要。
在三电极型交流驱动型等离子显示器中，一对放电维持电极之间的距离本质上是任意的，只要以预定的放电电压产生必须的辉光放电就行。虽然该距离可允许为大约1×10-4m，但小于5×10-5m，较佳的是小于5.0×10-5m。
此外，根据本发明，当一对放电维持电极设置在第一面板上作为第一电极时，彼此相对的一对放电维持电极的边缘部分之间形成的放电间隙可以为线形形式。可选地，放电间隙的形式可以在放电维持电极的宽度方向中具有弯曲或弧线图案。在上述的这种配置中，可以增加对放电作出贡献的放电维持电极的部分的面积。一对放电维持电极可以是延伸到相邻放电单元的条形形式，或可以每放电单元形成一对宽条的形式。在后一情况中，从下面要描述的总线电极向放电维持电极施加电压。此外，在后一情况中，由于每个放电单元分开地形成第一电极，就可以实现减少电流浪费，并进一步减少电流消耗，而不减少亮度。
例如，将在下文中把三电极型交流驱动型等离子显示器作为例子来解释根据本发明的交流驱动型等离子显示器。就双电极型交流驱动型等离子显示器而言，可把下文中要解释的对应于第二电极的“地址电极”按需作为“另一放电维持电极”。
根据交流驱动型等离子显示器是透光型还是反射型，构成对应于第一电极的放电维持电极的导电材料是不同的。在透光型交流驱动型等离子显示器中，由于透过第二基板观察到来自荧光层的光发射，构成放电维持电极的导电材料是透明的或是不透明的就不成问题。然而，由于地址电极形成在第二基板上，因此要求地址电极是透明的。另一方面，在反射型交流驱动型等离子显示器中，由于透过第一基板观察到来自荧光层的光发射，因此，构成地址电极的导电材料是透明的或是不透明的就不成问题，然而，要求构成放电维持电极的导电材料是透明的。术语“透明的或不透明的”是基于导电材料对荧光材料固有的发光波长(可见光区域)的光的透光率。也就是说，当构成放电维持电极或地址电极的导电材料对荧光层发出的光是透明的，则可以说该导电材料是透明的。这种不透明的导电材料的例子包括Ni、Al、Au、Ag、Pd/Ag、Cr、Ta、Cu、Ba、LaB6以及Ca0.2La0.8CrO3，这些材料可单独或任意组合使用。这些透明导电材料的例子包括ITO(氧化铟锡)和SnO2。放电维持电极和地址电极中的任一个都可通过溅射方法、淀积方法、丝网印刷方法、喷砂方法、电镀方法、发射(lift-off)方法等来形成。
可采用这样一种构造，其中，除了放电维持电极之外，形成与放电维持电极相接触的包括比放电维持电极低的电阻率的材料的总线电极，用于整体上降低放电维持电极的阻抗。一般，总线电极可包括诸如Ag、Au、Al、Ni、Cu、Mo、Cr或Cr/Cu/Cr叠层膜之类的金属材料。在另选的反射型交流驱动型等离子显示器中，包括上述金属材料的总线电极可以是降低荧光层发出并通过第一基板的可见光的透光量，从而降低显示屏幕的亮度的因素。因此，较佳的是尽可能窄地形成总线电极，只要可整体上获得用于放电维持电极所必须的电阻值就行。可通过溅射方法、淀积方法、丝网印刷方法、喷砂方法、电镀方法、发射方法等等来形成总线电极。
根据本发明，用于构成用于第一面板的第一基板和用于第二面板的第二基板的材料的例子包括高畸变点玻璃、钠玻璃(Na2O·CaO·SiO2)、硼硅玻璃(Na2O·B2O3·SiO2)、镁橄榄石(2MgO·SiO2)以及铅玻璃(Na2O·PbO·SiO2)。用于第一基板的材料和用于第二基板的材料可以相同或不同。然而，较佳的是它们的热膨胀系数相同。
荧光层由从发出红色光的荧光材料、发出绿色光的荧光材料和发出蓝色光的荧光材料构成的组中选择出的荧光材料构成。荧光层形成在地址电极上。当交流驱动型等离子显示器用于彩色显示时，具体来说，由例如发出红色光的荧光材料构成的荧光层(红色荧光层)形成在地址电极上，由发出例如绿色光的荧光材料构成的荧光层(绿色荧光层)形成在另一地址电极上，由发出例如蓝色光的荧光材料构成的荧光层(蓝色荧光层)形成在又一地址电极上。这三种用于发出三原色的光的荧光层形成一组，以预定的顺序形成这些组。一对放电维持电极和发出三原色的光的一组荧光层重叠的区域对应于一个像素(包括三个子像素)。红色荧光层、绿色荧光层和蓝色荧光层中的每一个可以条形形式形成，或可以格子(格形(waffle))状态形成。此外，可仅在放电维持电极和地址电极重叠的区域上形成荧光层。
就用于构成荧光层的荧光材料而言，可按需从已知的荧光材料中选择具有高量子效率并产生对真空紫外线较少饱和度的荧光材料。当假设等离子显示器用作彩色显示器时，较佳的是将具有接近于NTSC中定义的三原色的色纯度的荧光材料组合在一起，当三原色混合在一起时呈现出极佳的白平衡，它显示出小的余辉时间周期并能确保三原色的余辉时间周期几乎相等。当由真空紫外线照射时以红色发光的荧光材料的例子包括(Y2O3:Eu)、(YBO3Eu)、(YVO4:Eu)、(Y0.96P0.60V0.40O4:Eu0.04)、[(Y，Gd)BO3:Eu]、(GdBO3:Eu)、(ScBO3:Eu)和(3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn)。当由真空紫外线照射时以绿色发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)。当由真空紫外线照射时以蓝色发光的荧光材料的例子包括(Y2SiO5:Ce)、(CaWO4:Pb)、CaWO4、YP0.85V0.15O4、(BaMgAl14O23:Eu)、(Sr2P2O7:Eu)和(Sr2P2O7:Sn)。用于形成荧光层的方法的例子包括厚膜印刷方法、溅射荧光颗粒的方法、对要形成荧光层的区域预施加粘合物质并允许荧光颗粒粘合的方法、提供光敏荧光糊，然后通过曝光和显影将荧光层图案化的方法、以及在整个表面上形成荧光层然后通过喷砂方法去除不需要的部分的方法。
可在地址电极上直接地，或从地址电极上到分隔壁的侧壁上形成荧光层。另外，可在设置在地址电极上的电介质材料层上，或可在从地址电极上到分隔壁的侧壁上形成的电介质材料层上形成荧光层。此外，可仅在分隔壁的侧壁上形成荧光层。构成电介质材料层的材料的例子包括具有低熔点、包含PbO作为主成分和氧化硅的玻璃，它可通过丝网印刷方法、溅射方法或真空淀积方法形成。在某些情况下，可在荧光层或分隔壁的表面上形成包含氧化镁(MgO)、氟化镁(MgF2)或氟化钙(CaF2)的第二保护膜。
较佳的，与地址电极平行延伸的分隔壁(凸缘)形成在第二基板上。作为另一种情况，一种可允许的构造是，与地址电极平行延伸的第一分隔壁和与放电维持电极平行延伸的第二分隔壁形成在第二基板上(即，分隔壁(凸缘)形成为格子状态(格形状态))。作为又一种情况，分隔壁(凸缘)可具有波浪形结构。当电介质材料层形成在第二基板上和地址电极上时，在某些情况下，分隔壁可形成在电介质材料层上。构成分隔壁的材料可从已知的绝缘材料中选择。例如，可使用广泛使用的具有低熔点的玻璃和诸如氧化铝之类的金属氧化物的混合物。分隔壁的高度大约处于50至200μm的范围内。
例如，可通过丝网印刷方法、干膜方法、光敏方法或喷砂方法来形成分隔壁。上述丝网印刷方法指的是这样一种方法，其中，在对应于要形成分隔壁的部分的丝网的那些部分中形成开口部分，通过挤压使得丝网上分隔壁形成材料经过开口部分，在第二基板或电介质材料层(这些将在下文中统称为“第二基板等”)上形成分隔壁形成材料层，然后，烧结分隔壁形成材料层。上述干膜方法指的是这样一种方法，其中，将光敏膜叠层在第二基板等之上，然后，通过曝光和显影去除要形成分隔壁的区域中的光敏膜，此后，用分隔壁形成材料填充通过如此去除而形成的开口部分，随后烧结分隔壁形成材料。通过这种烧结燃烧并去除光敏膜，保留填充在开口部分中的分隔壁形成材料，从而构成分隔壁。上述光敏方法指的是这样一种方法，其中，在第二基板等之上形成用于形成分隔壁的光敏材料层，然后通过曝光和显影使得光敏材料层图案化，此后烧结如此图案化的光敏材料层。上述喷砂方法指的是这样一种方法，其中，在第二基板等之上通过例如丝网印刷或利用辊涂机、刮墨刀或喷嘴喷射涂敷机形成分隔壁形成材料层，并干燥，然后，利用掩模层对分隔壁形成材料层中要形成分隔壁的那些区域进行掩模，通过喷砂方法去除分隔壁形成材料层的露出区域。可以黑色形成分隔壁，以形成所谓的黑矩阵。在该情况下，可获得高对比度的显示屏幕。就形成黑色分隔壁的方法而言，可例示出这样一种方法，其中，通过使用黑色着色的彩色抗蚀材料形成分隔壁。
根据本发明，希望密封在放电空间中的稀有气体的压力处于1×102Pa至5×105Pa范围内，较佳的是处于1×103Pa至4×105Pa范围内。当一对放电维持电极之间的距离小于5×10-5m时，希望稀有气体的压力处于1×102Pa至3×105Pa范围内，较佳的是处于1×103Pa至2×105Pa范围内，更佳的是处于1×104Pa至1×105Pa范围内。当把稀有气体的压力调节到上述压力范围时，当由主要根据稀有气体中的阴极辉光产生的真空紫外线照射时，荧光层发光。随着在上述压力范围内增加压力，构成交流驱动型等离子显示器的各种构件的溅射率增加，这导致等离子显示器的寿命增加。
在密封于放电空间中的稀有气体中，要满足下述的要求(1)至(4)。这些稀有气体的例子包括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)以及Xe(谐振线波长＝147nm)。虽然这些稀有气体可单独或混合使用，但是根据彭宁效应，可预期到放电起始电压中的降低的混合的气体是有用的。混合的气体的例子包括Ne-Ar混合气体、He-Xe混合气体、Ne-Xe混合气体、He-Kr混合气体、Ne-Kr混合气体以及Xe-Kr混合气体。这些稀有气体中，特别是，具有最长谐振线波长的Xe是令人满意的，因为它即使在分子线的172nm的波长处也辐射出强烈的真空紫外线。
(1)稀有气体是化学稳定的，并且，从获得更长寿命的交流驱动型等离子显示器的观点来看，允许设置高气体压力。
(2)从获得更高亮度的显示屏幕的观点来看，稀有气体允许真空紫外线的高辐射强度。
(3)从增加真空紫外线对可见光的能量转换效率的观点来看，要照射的真空紫外线具有长波长。
(4)从降低功耗的观点来看，放电起始电压低。
根据本发明，即使允许Xe分压高，与传统交流驱动型等离子显示器相比，由于包含在构成电介质层的SiOX中H2O的结合密度是3.0×1020Bonds/cm3或更大，电介质层中的H2O有助于放电，结果，可缩短放电时间延时。此外，由于通过SiOX构成可以使电介质层变薄，因此可以获得交流驱动型等离子显示器的驱动电压(放电起始电压和放电维持电压)的降低。结果，增强放电稳定性，增强交流驱动型等离子显示器的可靠性，就能够获得以更高精细度进行显示的交流驱动型等离子显示器。此外，由于电介质层由SiOX构成，电介质层的电容量可以降低，结果，可降低电介质层中的电流量，因此，可获得高效率的、即功耗降低的交流驱动型等离子显示器。
此外，在根据本发明的交流驱动型等离子显示器中，通过提供均匀的电介质层，可以防止离子或电子与第一电极直接接触，结果可防止第一电极的耗损。进一步，电介质层不仅具有存储壁电荷(wall charge)的作用，还具有电阻性元件的作用，控制过度的放电电流，以及具有用于维持放电状态的存储器作用。
附图说明
图1是三电极型交流驱动型等离子显示器的传统离子的一部分的示意分解透视图；以及
图2是根据本发明的、允许一对放电维持电极的彼此相对的边缘部分之间形成的放电间隙的形状在放电维持电极的宽度方向成为弯曲或弧线形状时，一对放电维持电极的部分平面示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图描述本发明。
实例1
实例1涉及根据本发明的交流驱动型等离子显示器(下文中也简称为是“等离子显示器”)及其制造方法。
实例1的等离子显示器是三电极型等离子显示器，包括第一面板10和第二面板20，第一面板10包括形成在第一基板11上的多个第一电极12和形成在第一基板11和第一电极12上的电介质层14，第一面板10和第二面板20在其外周部分彼此接合。在该情况下，实例1的等离子显示器的示意分解透视图与图1中所示的相同。由于该等离子显示器的构成和结构与“背景技术”中描述的等离子显示器的相同，因此省略对其的详细描述。下文中，描述与“背景技术”部分中描述的等离子显示器的不同。
实例1的等离子显示器具有的特征是，由SiOX(X的实际量度为大约1.9)单层构成的电介质材料层14是通过CVD方法形成的。允许包含于SiOX中H2O的结合密度是3.0×1020Bonds/cm3或更大。
下文中，描述用于制造实例1的等离子显示器的方法。
可通过下述的方法制造第一面板10。即，首先，通过例如溅射方法在包括具有高畸变点的玻璃或钠玻璃的第一基板11的整个表面上形成ITO层，然后通过光刻和蚀刻以条形形式将如此形成的ITO层图案化，从而形成对应于第一电极的多对放电维持电极12。放电维持电极12在第一方向中延伸。接着，通过例如淀积方法在整个面上形成铬膜、铝膜、铜膜等，并通过光刻和蚀刻对如此形成的铬膜、铝膜、铜膜等图案化，从而形成沿放电维持电极12的边缘部分的总线电极13。允许一对电介质电极12之间的间隙(图1中所示的放电间隙“G”)为4×10-5m(40μm)。
此后，在表1所示的条件下，通过CVD方法在整个面上形成包括SiOX的电介质层14。允许放电维持电极12上的电介质层14的平均厚度为14μm。
接着，通过电子束淀积方法在电介质层14上形成厚度为0.6μm的包括氧化镁(MgO)的保护膜15。通过进行上述步骤，可完成第一面板10。
可以下述的方法制造第二面板20。即，首先，通过例如丝网印刷方法在包括具有高畸变点的玻璃或钠玻璃的第二基板21上印刷银糊，使得银糊具有条形形式，然后烧结如此印刷的银糊，从而形成地址电极22。地址电极22在以相对于第一方向呈直角的第二方向中延伸。接着，通过丝网印刷方法在整个表面上形成具有低熔点的、包括PbO作为主成分的玻璃糊层，然后烧结该具有低熔点的玻璃糊层，从而形成电介质材料层23。然后，通过例如丝网印刷方法在相邻地址电极22之间的区域上将具有低熔点的玻璃糊印刷在电介质材料层23上，此后进行烧结(以560℃烧结2小时)，从而形成分隔壁24。允许分隔壁的平均高度为130μm。接着，连续地印刷和烧结三原色的荧光材料浆，从而从分隔壁24之间的电介质材料层23上到分隔壁24的侧壁上形成各荧光层25R、25G和25B。通过进行上述步骤，可完成第二面板20。
接着，装配等离子显示器。即，首先，通过使用玻璃料配制在第二面板20的外周部分上形成熔合玻璃层(密封层)。然后，将第一面板10和第二面板20彼此接合，然后烧结，从而固化熔合玻璃层。接着，将第一面板10和第二面板20之间形成的空间被抽成真空，充入例如放电气体(包括3×104Pa压力的100％的Xe)并密封，从而完成等离子显示器。
测量放电起始电压和放电维持电压，以及作为如此完成的等离子显示器的放电时间延时的指示的99.99％放电概率的时间。这些测量的结果示于表1。
此外，在与形成实例1的电介质层14相同的条件下，在硅半导体基板上形成14μm厚度的SiOX膜。根据傅立叶变换红外光谱学(FT-IR)，通过使用先前所述的公式(1)和(2)，确定包含于SiOX膜中的H2O的结合密度。结果示于表1。通过测量表面上什么也不形成的硅半导体基板，确定背景测量。此外，就透光型FT-IR测量装置而言，使用商品名称为FTS-575C的来自Bio-Rad实验有限公司的装置。
进一步，以与形成实例1的电介质14相同的条件下，在硅半导体基板上形成14μm厚度的SiOX膜。测量如此形成的SiOX膜的干蚀刻速度和湿蚀刻速度。在于蚀刻中，利用施加3kW的微波功率使用1000sccm的NF3气体，而在湿蚀刻中，使用NH4F∶HF＝6∶1的蚀刻剂。在比较例1和实例5中也测量干蚀刻速度，在比较例1中也测量湿蚀刻速度。这些测量结果示于表1和表2。
实例2至4；以及比较例1和2
在表1所示的条件下，除了使用CVD方法之外，以实例1相同的条件形成包括SiOX的电介质层14。此外，以实例1中相同的方式在硅半导体基板上形成14μm厚度的SiOX膜。根据傅立叶变换红外光谱学(FT-IR)，通过使用先前所述的公式(1)和(2)，确定包含于SiOX膜中的H2O的结合密度。
测量放电起始电压和放电维持电压，以及如此完成的等离子显示器的放电概率。这些测量的结果示于表1。
实例5以及比较例3
在表2所示的条件下，除了使用PVD方法之外(具体来说是溅射方法)，以实例1相同的条件形成包括SiOX的电介质层14。此外，以实例1中相同的方式在硅半导体基板上形成14μm厚度的SiOX膜。根据傅立叶变换红外光谱学(FT-IR)，通过使用先前所述的公式(1)和(2)，确定包含于SiOX膜中的H2O的结合密度。
测量放电起始电压和放电维持电压，以及如此完成的等离子显示器的放电概率。这些测量的结果示于表2。
          表1  形成方法：CVD方法
单位                      实例     比较例
    1     2     3     4     1     2
处理气体SiH4N2O sccmsccm 450至600 450至600 450至600 450至600 200至300 100至200
    7000     7000     7000     7000     8000     6000
气体压力 Pa     200     200     200     200     266     200
RF功率 W     1600     1600     1000     1600     2000     1000
第一基板温度 ℃     320     390     320     250     320     320
H2O量 ×1020Bonds/cm3     9.5     3.0     10.0     13.0     低于可测量的极限
放电起始电压 伏特     240     260     240     230     280     270
放电维持电压 伏特     180     185     180     180     200     190
99.99％放电概率的时间 微秒     1.05     1.30     1.10     1.00     6.50     3.50
干蚀刻速度 μm/分     0.3     ---     ---     ---     0.23     ---
湿蚀刻速度 μm/分     0.3     ---     ---     ---     0.2     ---
                            表2  形成方法：溅射方法
单位     实例     比较例
    5     3
目标     Si02     SiO2
处理气体N2O2 sccmsccm 300 24060
气体压力 Pa     0.3     0.3
RF功率 W     1500     900
第一基板温度 ℃     室温     室温
H2O量 ×1020Bonds/cm3     13.0     低于可测量的极限
放电起始电压 伏特     250     300
放电维持电压 伏特     180     230
99.99％放电概率的时间 微秒     1.25     9.00
干蚀刻速度 μm/分     0.6     ---
从表1和2所示的结果发现，只要包含于SiOX膜中的H2O的结合密度的值为3.0×1020Bonds/cm3或更大，就可以获得放电起始电压和放电维持电压中的下降，以及作为放电的时间延时的99.99％放电概率的时间的缩短。此外，从实例1、实例5以及比较例1中的SiOX膜的蚀刻速度的比较发现，包含于SiOX膜中的H2O的结合密度的值越大，蚀刻速度变得越高，即膜趋于越不紧密。
已经参考实施例阐述了本发明；然而，本发明不应局限于此。实例中使用或阐述的等离子显示器的结构和构成、材料、尺寸和制造方法都出于说明目的，并可按需进行改变或变型，实例中使用的或阐述的用于电介质层的制造方法是出于说明目的，并可按需作出改变或变型。
本发明可适用于透光型等离子显示器，其中透过第二基板观察到荧光层的光发射。在透光型等离子显示器中，由于透过第二基板观察到荧光层的光发射，构成放电维持电极的导电材料是透明的或是不透明的就不成问题。然而，由于地址电极形成在第二基板上，因此从显示器的亮度的观点来看，允许地址电极为透明是有利的。
实例采用了这样一种构造，其中等离子显示器包括彼此平行延伸的一对放电维持电极。然而，该构造可被另一构造替代，其中，一对总线电极沿第一方向延伸，一个放电维持电极在一对总线电极之间从一个总线电极沿第二方向延伸但达不到另一总线电极，另一放电维持电极从一对总线电极之间从另一个总线电极沿第二方向延伸而达不到所述一个总线电极。可采用这样一种构造，其中，对于一对放电维持电极，沿第一方向延伸的一个放电维持电极形成在第一基板上，而另一个放电维持电极形成在分隔壁24的侧壁的上部，以与地址电极平行。本发明的等离子显示器可以是双电极型等离子显示器。此外，地址电极可形成在第一基板上。如此构造的交流驱动型等离子显示器可包括，例如沿第一方向延伸的一对放电维持电极，以及靠近并沿着一对放电维持电极中的一个而形成的地址电极(条件是沿一对放电维持电极中的一个延伸的地址电极的长度不超过沿第一方向延伸的放电单元的长度)。通过这样一种结构防止对放电维持电极的短路，其中用于地址电极的布线是通过绝缘层形成的，布线在第二方向中延伸，用于地址电极的布线和地址电极电气连接，或者地址电极从用于地址电极的布线延伸。
在实例中，彼此相对的一对放电维持电极的边缘部分形成的放电间隙具有直线形式。然而，彼此相对的一对放电维持电极的边缘部分形成的放电间隙可具有在放电维持电极的宽度方向弯曲或弧线的形状(例如，诸如“狗腿形弯曲”、“S字母形”、“弧形”之类的任何形式的组合)。在这种构造中，可以增加彼此相对的一对放电维持电极的边缘部分的每一个的长度，因此，可提高放电效率。图2A、2B和2C示出了具有上述结构的一对放电维持电极的两组的部分示意平面图。
在实例中，虽然允许沿与地址电极22近似平行延伸的分隔壁(凸缘)24具有条形形式，但是分隔壁(凸缘)24可具有波浪形结构、格子(格形)结构或其它结构。此外，分隔壁24可以黑色形成，以充当所谓的黑矩阵。在该情况下，可实现高对比度的显示屏幕。
下面将解释根据本发明的等离子显示器的交流辉光放电操作的一个例子。首先，以短的时间周期将比放电起始电压Vbd高的脉冲电压施加到所有各对放电维持电极12中的各自一个(共用侧的放电维持电极)。通过这样施加脉冲电压，产生辉光放电，以引起由于电介质极化而产生的位于一对放电维持电极12附近的电介质层14的表面上的壁电荷，然后积聚如此引起的壁电荷，从而降低明显的放电起始电压。此后，在将电压连续地施加到地址电极22的同时，将一电压施加到包含在不允许显示的放电单元中的一对放电维持电极12中的一个(扫描侧的放电维持电极)，因此，在地址电极22和一对放电维持电极12中的一个(扫描侧的放电维持电极)之间产生辉光放电，从而消除积聚的壁电荷。这种放电消除连续地在地址电极22中进行。另一方面，没有电压施加允许显示的放电单元中包含的一对放电维持电极中的一个，因此，保留积聚的壁电荷。然后，在所有对的放电维持电极12之间施加预定的脉冲电压。结果，在积聚壁电荷的放电单元中，在一对放电维持电极12之间开始辉光放电，在放电单元中，由放电空间中的放电气体中的辉光放电产生的真空紫外线照射而激发的荧光层以该荧光材料种类的彩色特性而发光。此外，施加到一个放电维持电极的放电维持电压的相位和施加到另一个放电维持电极的放电维持电压的相位彼此相差半个周期，每个放电维持电极的极性根据交流电的频率而反转。
下面将解释根据本发明的等离子显示器的交流辉光放电操作的另一例子。首先，对于所有像素进行放电消除，用于对所有像素进行初始化，然后，进行放电操作。该放电操作分成寻址周期和放电维持周期，在寻址周期中，通过初始放电在电介质层的表面上产生壁电荷，在放电维持周期中，维持辉光放电。在寻址周期中，以短的时间周期将比放电起始电压Vbd低的脉冲电压施加到所选择的一个放电维持电极和所选择的地址电极22。施加了所述脉冲电压的一个放电维持电极和施加了所述脉冲电压的地址电极重叠的区域被选作为显示像素，然后，在如此重叠的区域中，由于电介质极化而在电介质层的表面上产生壁电荷，因此，积聚壁电荷。在随后的放电维持周期中，将比Vbd低的放电维持电压VSUS施加到一对放电维持电极。当由壁电荷引起的壁电压VW与放电维持电压VSUS的和变为比放电起始电压Vbd高时(即VW+VSUS＞Vbd)，开始辉光放电。施加到一个放电维持电极的放电维持电压VSUS的相位和施加到另一个放电维持电极的放电维持电压VSUS的相位彼此相差半个周期，放电维持电极的极性根据交流电的频率而反转。

Claims (4)

1.一种交流驱动型等离子显示器，其特征在于，包括：包括形成在第一基板上的多个第一电极以及形成在第一基板和第一电极上的电介质层的第一面板；以及第二面板，第一面板和第二面板在其周边部分彼此接合，
其中，所述电介质层由SiOX构成；以及
SiOX中包含的H2O的结合密度为3.0×1020Bonds/cm3或更大。
2.如权利要求1所述的交流驱动型等离子显示器，其特征在于，所述电介质层的厚度为5×10-5m或更小。
3.如权利要求1所述的交流驱动型等离子显示器，其特征在于，在所述电介质层的表面上形成保护膜。
4.一种用于制造一种交流驱动型等离子显示器的方法，所述交流驱动型等离子显示器包括形成在第一基板上的多个第一电极以及形成在第一基板和第一电极上的电介质层的第一面板；以及第二面板，第一面板和第二面板在其周边部分彼此接合，其中，所述电介质层由SiOX构成，以及SiOX中包含的H2O的结合密度为3.0×1020Bonds/cm3或更大，
其特征在于，通过化学汽相淀积方法或物理汽相淀积方法形成所述电介质层。
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