CN1723521A - 等离子显示面板 - Google Patents

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Abstract

一种等离子显示面板,包括:第一基板及第二基板,其对向配置,以在其间形成放电空间;扫描电极,其设于第一基板上;维持电极,其设于第一基板上;电介质层,其覆盖扫描电极及维持电极;保护层,其设于电介质层上。保护层含有氧化镁、碳化镁和硅。该等离子显示面板的驱动电压等放电特性稳定,因此,稳定地显示图像。

Description

等离子显示面板
技术领域
本发明涉及显示图像的等离子显示面板。
背景技术
近年来,开发有以高清晰为主的高品质、大画面电视使用的阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)等各种显示器件。
PDP通过将三原色(红、绿、蓝)加色法混色来进行全彩色显示,具有使作为三原色各色的红(R)、绿(G)、蓝(B)发光的荧光体层。PDP具有放电单元,通过利用在放电单元内发生放电所产生的紫外线激励荧光体层,产生各色可见光,显示图像。
通常,在交流型PDP中,通过由电介质层覆盖用于主放电的电极,进行存储器的驱动,使驱动电压降低。当放电产生的离子碰撞的冲击使电介质层变质时,有驱动电压上升的情况。为防止该上升,在电介质层表面形成保护电介质层的保护层。在例如「プラズマディスプレィのすべて」:“等离子显示器概述”(内池平樹、御子柴茂生共著、(株)工業調查会、1997年5月1日、刊、p79-p80:内池平树、御子柴茂生共著、(株)工业调查会1997年5月1日刊、p79-p80)中公开有由氧化镁(MgO)等耐溅射性高的物质构成的保护层。
在以上这样构成的现有的PDP中存在以下这样的课题。在PDP中,为在放电单元内产生放电,而在电极上施加驱动电压的脉冲。放电存在从脉冲的上升延迟某一时间而产生的“放电延迟时间”。由于根据驱动条件具有该放电延迟时间,故在施加有脉冲的期间放电结束的概率降低,本应点亮却不能在放电单元内蓄积电荷,产生点亮不良,显示品质恶化的情况。
发明内容
等离子显示面板包括:第一基板及第二基板,其对向配置,以在其间形成放电空间;扫描电极,其设于第一基板上;维持电极,其设于第一基板上;电介质层,其覆盖扫描电极及维持电极;保护层,其设于电介质层上。保护层包括氧化镁、碳化镁和硅。
该等离子显示面板的驱动电压等放电特性稳定,因此,稳定地显示图像。
附图说明
图1是本发明实施例的等离子显示面板(PDP)的局部剖面立体图;
图2是实施例的PDP的剖面图;
图3是使用实施例的PDP的图像显示装置的区块图;
图4是表示图3所示的图像显示装置的驱动波形的时间图表;
图5表示实施例的PDP的评价结果。
具体实施方式
图1是表示交流面放电型等离子显示面板(PDP)101的概略结构的局部剖面立体图。图2是PDP101的剖面图。
在前面面板1上,一对条状的扫描电极3和条状的维持电极4形成一个显示电极。多对扫描电极3和维持电极4即多个显示电极配置在前面面板基板2的表面2A上。形成覆盖扫描电极3和维持电极4上的电介质层5,形成覆盖电介质层5上的保护层6。
在背面面板7上,条状的寻址电极9相对于扫描电极3及维持电极4成直角配置于背面玻璃基板8的表面8A上。覆盖寻址电极9的电极保护层10保护寻址电极9,将可见光向前面面板1的方向反射。在电极保护层10上,沿与寻址电极9相同的方向延伸,隔着寻址电极9设置隔板11,在隔板11之间设置荧光体层12。
前面玻璃基板2和背面玻璃基板8对向配置,以在其间形成放电空间13。在放电空间13中,作为放电气体,以66500Pa(500Torr)程度的压力封入例如惰性气体即氖(Ne)及氙(Xe)的混合气体,由隔板11区分的、使寻址电极9和扫描电极3及维持电极4交叉的部分作为单位发光区域的放电单元14动作。从保护层6离开规定的距离,配置背面玻璃基板8,使其与保护层6之间形成放电空间13。
在PDP101中,通过在扫描电极3及维持电极4上施加驱动电压,在放电单元14中产生放电,通过将由该放电产生的紫外线照射到荧光体层12上,并变换成可视光,以此显示图像。
图3是表示具有PDP101和驱动PDP101的驱动电路的图像显示装置的概略结构的区块图。在PDP101的寻址电极9上连接有寻址电极驱动部21,在扫描电极3上连接有扫描电极驱动部22,而且,在维持电极4上连接有维持电极驱动部23。
为驱动使用交流面放型PDP101的图像显示装置,通常通过将一帧图像分割成多个子域,从而在PDP101上表现出灰度等级。在该方式中,为控制放电单元14中的放电,进一步将子域分割成四个期间。图4中表示一个子域中的驱动波形的时间图表的一例。
图4是表示图3所示的图像显示装置的驱动波形的时间图表,由一个子域表示施加在电极3、4、9上的电压的波形。由于在装配期间31容易产生放电,故在扫描电极3上施加初始化脉冲51,在PDP101的全放电单元14内蓄积壁电荷。在寻址期间32,在对应点亮的放电单元14的寻址电极9和扫描电极上分别施加数据脉冲52和扫描脉冲53,由点亮的放电单元14产生放电。在维持期间33,在全部的扫描电极3和维持电极4上分别施加维持脉冲54、55,在寻址期间32,点亮产生放电的放电单元14,维持该状态。在消除期间34,在维持电极4上施加消除脉冲56,消除蓄积于放电单元14内的壁电荷,停止点亮放电单元14。
在装配期间31,通过在扫描电极3上施加初始化脉冲51,使扫描电极3相对于寻址电极9及维持电极4都构成高电位,在放电单元14产生放电。放电产生的电荷蓄积于放电单元14的壁面,以抵消扫描电极3及维持电极4间的电位差。其结果是在扫描电极3附近的保护层6的表面蓄积负电荷作为壁电荷,在寻址电极9附近的荧光体层12的表面及维持电极4附近的保护层6的表面蓄积正电荷作为壁电荷。利用这些壁电荷在扫描电极3和寻址电极9之间及扫描电极3和维持电极4之间产生规定的壁电位。
在寻址期间32,在扫描电极3上依次施加扫描脉冲53,以使扫描电极3相对于维持电极4构成低电位,同时,在对应点亮的放电单元14的寻址电极9上施加数据脉冲52。此时,寻址电极9相对于扫描电极3构成高电位。即,通过在扫描电极3和寻址电极9之间沿与壁电位相同的方向施加电压,同时,在扫描电极3和维持电极4之间也沿与壁电位相同的方向施加电压,在放电单元14中产生写入放电。其结果是在荧光体层12的表面及维持电极4附近的保护层6的表面蓄积负电荷作为壁电荷,在扫描电极3附近的保护层6的表面蓄积正电荷作为壁电荷。由此,在维持电极4和扫描电极3之间产生规定值的壁电位。
在扫描电极3和地址电极9上分别施加扫描脉冲53和数据脉冲52后,写入放电的产生延迟放电延迟的时间。当放电延迟时间增长时,有在扫描电极3和寻址电极9上分别施加扫描脉冲53和数据脉冲52的时间(寻址时间)内不能发生写入放电的情况。在不能发生写入放电的放电单元14中,即使在扫描电极3和维持电极4上施加维持脉冲54、55,也不引起放电,荧光体12不发光,而给予图像显示不良影响。在PDP101高精细时,由于分配在扫描电极3上的寻址时间缩短,故不发生写入放电的概率提高。另外,当放电气体中的Xe的分压增高5%以上时,不发生写入放电的概率提高。另外,由于隔板11不是图1表示的条状结构,而是形成包围放电单元14周围的井字形结构,因此,即使在内部的杂质气体的残存变多的情况,不发生写入放电的概率也升高。
另外,在维持期间33,首先,在扫描电极3上施加维持脉冲54,使扫描电极33相对于维持电极4形成高电位。即,通过在维持电极4和扫描电极3之间沿与壁电位相同的方向施加电压,产生维持放电。其结果可使放电单元14开始点亮。通过施加维持脉冲54、55,使维持电极4和扫描电极3的极性交替变换,可在放电单元14内断续地进行脉冲发光。
在消除期间34,通过在维持电极4上施加宽度窄的消去脉冲56,产生不完全放电,由此,消减壁电荷。
说明实施例的PDP101的保护层6。
保护层6由含有硅(Si)、和MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁的氧化镁(MgO)的材料构成。保护层6可通过在例如氧气环境中以皮尔斯式电子射束管为加热源进行加热,在电介质层5上蒸镀含有MgO、硅、和MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁的蒸发源形成。
PDP101具有如上所述的保护层6,根据以下理由,通过保护层6缩短寻址期间32的放电延迟时间,抑制写入放电不发生这样的问题。
通过利用真空蒸镀法(EB法)形成的MgO,现有的保护层含有99.99%程度的高纯度的MgO,阴电性低,离子性大。因此,其表面的Mg+离子形成不稳定的(能量高)状态,通过吸附羟基(OH基),形成稳定化的状态(参照例如色材、69(9)、1996、pp623-631)。通过阴极发光测定,表现由大量的氧缺陷造成的阴极发光的峰值。现有的保护层的缺陷多,这些缺陷吸附H2O、CO2或碳氢化合物(CHX)等杂质气体(参照例如电气学会放电研究会资料、EP-98-202、1988、pp21)。
作为放电延迟产生的主要原因,考虑在放电开始时形成触发电路的初始电子不容易从保护层排出到放电空间中。
通过在采用MgO的保护层6上添加例如MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁和硅,改变MgO结晶中的氧缺陷的分布状态,其结果考虑抑止放电延迟、写入错误等产生。
在形成保护层6时,电子束电流的量、氧气分压、基板2的温度等条件由于在保护层6的组成上没有大的影响,故可任意设定。例如将真空度设为小于或等于5.0×10-4Pa,基板2的温度设为大于或等于200℃,蒸镀压力设为3.0×10-2~8.0×10-2Pa。
保护层6的形成方法也不限于上述蒸镀,也可以为溅射法、离子镀敷法。在溅射法中,也可以使用在空气中烧结含有MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁和硅的MgO粉末形成的靶。在离子镀敷法中,可使用蒸镀法中的上述蒸发源。
MgO、和MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁和硅不需要事先在材料阶段混合。可以准备这些元素形成的个别的靶或蒸发源,在蒸发的状态下混合材料,形成保护层6。
其次,下面说明实施例的PDP101的制造方法。首先说明前面面板1的制造方法。
在前面玻璃基板2上形成扫描电极3和维持电极4,由铅系电介质层5覆盖扫描电极3和维持电极4上。通过在电介质层5的表面形成含有MgO、和MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁和硅的保护层6,制造前面面板1。
在实施例的PDP101中,扫描电极3、维持电极4由例如透明导电膜和形成于透明导电膜上的汇流电极即银电极构成。在利用光刻法将透明导电膜形成电极的条状后,在其上利用光刻法形成银电极,将它们烧结。
铅系的电介质层5的组成是例如氧化铅(PbO)为75重量%,氧化硼(B2O3)为15重量%,氧化硅(SiO2)为10重量%,电介质层5例如通过网板印刷法和烧结形成。
保护层6通过真空蒸镀法、溅射法或离子镀敷法形成。
在由溅射法形成保护层6时,在MgO上使用添加有40重量ppm~7000重量ppm的MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅,作为溅射气体使用Ar气体,作为反应气体使用氧气(O2),制造保护层6。在进行溅射时,在规定的温度(200℃~400℃)加热玻璃基板2,同时,使用Ar气体,根据需要边向溅射装置中导入O2气体,边使用排气装置将压力减压到0.1Pa~10Pa,可形成保护层6。另外,为促进添加,在进行溅射的同时,由偏压电源在玻璃基板2上施加-100V~150V的电位,同时,溅射靶,形成保护层6,此时,特性进一步提高。另外,向MgO中添加的添加物的量通过进入靶的添加物的量和产生溅射用的放电时的高频电力控制。
在利用真空蒸镀法形成保护层6时,将玻璃基板2加热到200℃~400℃,使用排气装置将蒸镀室内减压到3×10-4Pa,根据需要的数量设置用于蒸发MgO或添加的物质的电子束或空心阴极的蒸发源,作为反应气体使用氧气(O2),将这些材料蒸镀在电介质层6上。在实施例中,在电介质层5上将O2气体导入蒸镀装置,同时,使用排气装置将蒸镀室内的压力减压到0.01Pa~1.0Pa,利用电子束或空心阴极蒸发源将添加有40重量ppm~7000重量ppm的MgC2、Mg2C3、Mg3C4等碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅的MgO蒸发,形成保护层6。
其次,说明背面面板7的制造方法。
在背面玻璃基板8上网板印刷银基的膏,然后进行烧结,形成寻址电极9。与前面面板1同样,在寻址电极9上通过网板印刷法和烧结形成保护电极的铅系的电介质层18。然后,以规定的间距配置并固定玻璃制的隔板11。在隔板11夹着的各空间内通过配置红色荧光体、绿色荧光体、蓝色荧光体中的一个,形成荧光体层12。另外,在隔板形成井字状结构以包围一个放电单元14时,与图1所示的隔板11垂直形成其他的隔板。
各色荧光体可使用通常用于PDP的荧光体,例如下述的组成。
红色荧光体:(YXGd1-X)BO3:Eu
绿色荧光体:Zn2SiO4:Mn、(Y、Gd)BO3:Tb
蓝色荧光体:BaMgAl10O17:Eu
其次,使用密封用玻璃在使如上制造的前面面板1和背面面板7对向的状态下粘贴并密封,以使扫描电极3及维持电极4和寻址电极9成直角。然后,将由隔板11区分开的放电空间13内排气(排气烘烤)成高度真空(例如3×10-4Pa程度),然后,通过以规定的压力将规定组成的放电气体封入放电空间13内,制造PDP101。
在此,在PDP101用于40英寸的高清晰电视时,由于放电单元14的尺寸及间距减小,故为提高亮度而优选井字状结构的隔板。
另外,封入的放电气体的组成可以是现有使用的Ne-Xe系,但通过将Xe分压设定为大于或等于5%,同时,将封入压力设定在450~760Torr的范围,可提高放电单元的发光亮度。
为评价实施例的PDP的性能,准备并评价了由上述方法制造的PDP试样。
作为保护层6的材料,准备含有向MgO中添加的浓度0~7000重量ppm的范围的碳化镁(MgC2等)和浓度0~7500重量ppm的范围的硅的多种蒸发源。使用这些蒸发源制造形成保护层的多种前面面板,分别使用这些前面面板制造PDP的试样。在环境温度-5℃~80℃的环境下计测PDP试样的放电延迟时间。由该计测结果制造相对于温度的放电延迟时间的阿雷尼厄斯曲线,由该近似的直线求出放电延迟时间的活化能。另外,试样中封入的放电气体是Ne-Xe的混合气体,Xe分压为5%。
这里所说的放电延迟时间是从在扫描电极3和地址电极9之间施加电压后,直至引起放电(写入放电)的时间。将写入放电的发光表示峰值时看成是写入放电产生时,测定100次在试样的电极上施加脉冲直至产生写入放电的时间,求取平均值作为放电时间延迟。
活化能是相对于温度的显示放电延迟时间的变化等特性的数值,可以看到,活化能的值越低,特性相对于温度越不发生变化。
图5表示制造的试样的添加于保护层6的材料MgO的蒸镀源中的碳化镁及硅的浓度、和具有使用该蒸镀源形成的保护层6的PDP活化能及PDP的点亮状态(有无闪烁)。在此,闪烁的有无,是将在使PDP试样的环境温度在-5℃~80℃之间变化时产生闪烁的情况为“有”。图5中,具有无添加物的MgO的材料的蒸镀源的保护层的现有例的试样(试样序号21)的活化能为“1”,各试样的活化能由相对于现有例的试样的相对值表示。
在MgO的蒸镀源中的碳化镁的添加浓度超过7000重量ppm,且硅的添加浓度超过7500重量ppm的试样中,放电延迟时间增大,或放电所需要的电压异常升高,在现有的电压中不能显示图像。试样序号1~20的试样与现有的试样相比,活化能低,但试样序号16~20的试样产生闪烁。根据图5,MgO蒸镀源中的碳化镁的添加浓度为40重量ppm~7000重量ppm,硅的添加浓度为20重量ppm~7500重量ppm的试样中不产生闪烁。通过使保护层6中含有硅,保护层6与现有例的试样相比,具有优良的电子排出能力。
当放电气体的Xe分压升高时,放电延迟时间相对于温度的变化具有增大的倾向,PDP的动作、显示特性容易受温度的影响。因此,图5所示的活化能最好近可能得小。在试样序号1~15的试样中,活化能的相对值相当小。因此,即使封入使Xe分压提高10%~50%的Ne-Xe放电气体,在具有由含有40重量ppm~7000重量ppm的碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅的MgO的蒸镀源形成的保护层6的试样中,可抑制放电延迟的温度特性造成的画面的闪烁,可显示良好的图像。
即,使用含有40重量ppm~7000重量ppm的碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅的MgO的蒸镀源形成保护层6,保护层6利用含有40重量ppm~7000重量ppm的碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅的氧化镁构成。在具有保护层6的PDP试样中,即使放电气体的Xe分压上升10%以上,也可以不使施加在电极上的现有的电压值改变,而可显示图像,可抑制放电延迟时间相对于温度变化。
通过在氧化镁(MgO)中添加碳化镁(MgC2、Mg2C3等)及硅(Si)来改变MgO的结晶中氧缺陷的浓度和分布,由此,可排除增大特性相对于温度的变化的主要原因,抑制特性相对于温度的变化。
利用由在MgO中含有碳化镁和Si的材料制造的保护层,可缩短放电延迟时间,可抑制放电延迟时间由于温度而变化。即,得到具有优良的电子排出能力的保护层,同时,该电子排出能力相对于温度几乎没有变化。其结果是实施例的PDP101不论环境温度如何,都可以显示良好的图像。
另外,在上述实施例中对分别使用MgC2、Mg2C3、Mg3C4作为碳化镁的情况进行了说明,但也可以将MgC2、Mg2C3混合使用。即,保护层作为碳化镁也可以含有MgC2、Mg2C3或Mg3C4中的至少一个。只要在该情况混合的碳化镁的总量为40重量ppm~7000重量ppm,则可得到与上述相同的效果。
产业上的可利用性
本发明的等离子显示面板的驱动电压等放电特性稳定,因此,稳定地显示图像。

Claims (9)

1、一种等离子显示面板,其特征在于,包括:第一基板及第二基板,其对向配置,在其间形成放电空间;扫描电极,其设于所述第一基板上;维持电极,其设于所述第一基板上;电介质层,其覆盖所述扫描电极及所述维持电极;保护层,其设于电介质层上,含有氧化镁、碳化镁和硅。
2、如权利要求1所述的等离子显示面板,其特征在于,所述保护层含有40重量ppm~7000重量ppm的碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅。
3、如权利要求1所述的等离子显示面板,其特征在于,所述保护层中所述碳化镁至少含有MgC2、Mg2C3或Mg3C4中的一个。
4、一种等离子显示面板的制造方法,其特征在于,包括:在第一基板上设置扫描电极和维持电极的步骤;设置覆盖所述扫描电极和所述维持电极的电介质层的步骤;在所述电介质层上由含有氧化镁、碳化镁和硅的材料形成保护层的步骤;从所述保护层分开规定的距离配置第二基板,使其与所述保护层之间形成放电空间的步骤。
5、如权利要求4所述的制造方法,其特征在于,所述保护层的所述材料含有40重量ppm~7000重量ppm的碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅。
6、如权利要求4所述的制造方法,其特征在于,所述保护层的所述材料中所述碳化镁至少含有MgC2、Mg2C3或Mg3C4中的一个。
7、一种材料,含有氧化镁、碳化镁和硅,在等离子显示器的制造方法中使用,其特征在于,所述制造方法包括:在第一基板上设置扫描电极和维持电极的步骤;设置覆盖所述扫描电极和所述维持电极的电介质层的步骤;在所述电介质层上由所述材料形成保护层的步骤;从所述保护层分开规定的距离配置第二基板,使其与所述保护层之间形成放电空间的步骤。
8、如权利要求7所述的材料,其特征在于,含有40重量ppm~7000重量ppm的碳化镁和20重量ppm~7500重量ppm的硅。
9、如权利要求7所述的材料,其特征在于,作为所述碳化镁,至少含有MgC2、Mg2C3或Mg3C4中的一个。
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