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GEBIET DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Plasmaanzeigetafel zur
Anzeige eines Bildes.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Anzeigevorrichtungen
verschiedener Typen wie eine Katodenstrahlröhre (CRT: cathode ray tube), eine
Flüssigkristallanzeige
(LCD: liquid crystal display) und eine Plasmaanzeigetafel (PDP:
Plasma display panel), die für
ein hochauflösendes
Fernsehen mit grossem Bildschirm verwendet werden sollen, sind entwickelt
worden.
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Die
PDP enthält
Leuchtstoffschichten, um drei Primärfarben, rot (R), grün (G) und
blau (B) auszusenden und durch Addieren und Vermischen dieser drei
Primärfarben
(rot, grün
und blau) eine Vollfarbenanzeige zu liefern. Die PDP hat eine Entladungszelle
und erzeugt sichtbares Licht, indem Leuchtstoffschichten mit ultravioletten
Strahlen angeregt werden, die durch eine Entladung in der Entladungszelle erzeugt
werden, und zeigt dadurch ein Bild an.
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In
einer PDP vom Wechselstromtyp ist die Elektrode für die Hauptentladung
allgemein mit einer dielektrischen Schicht überzogen und wirkt als Gedächtnistreiber,
um die Treiberspannung zu verringern. Wenn die dielektrische Schicht
wegen des Aufpralls von Ionen, die durch die Entladung erzeugt werden
und auf die Schicht treffen, beeinträchtigt wird, kann die Treiberspannung
ansteigen. Um diesen Anstieg zu verhindern, wird auf der Oberfläche der
dielektrischen Schicht eine Schutzschicht ausgebildet, um sie zu
schützen.
Zum Beispiel wird eine Schutzschicht aus einem Material mit einer
hohen Sputterbeständigkeit
wie Magnesiumoxid (MgO) auf Seiten 79 bis 80 in „All about Plasma display" [Alles über Plasmaanzeige],
verfasst von Hiraki Uchiike und Shigeo Mikoshiba und veröffentlicht
vom Verlag Kogyo Chosakai am 1. Mai 1997, offenbart.
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Der
herkömmliche
PDP-Aufbau kann zum folgenden Problem führen. In der PDP wird ein Treiberspannungspuls
an die Elektroden angelegt, um eine Entladung in der Entladungszelle
zu erzeugen. Diese Entladung kann sich um eine Zeitdauer, nämlich „eine Entladungsverzögerungszeit", gegenüber dem
Pulsanstieg verzögern.
Diese Entladungsverzögerungszeit
kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass das Ende der Entladung
von den Treiberbedingungen abhängt,
während
der Puls anliegt. Im Ergebnis wird eine elektrische Ladung eventuell
nicht in einer Entladungszelle gespeichert, damit sie wirklich leuchtet,
wodurch Leuchtdefekte verursacht werden und ein Qualitätsverlust
eintritt.
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In
der
EP-A-1 310 976 wird
eine Plasmaanzeigetafel offenbart, die ein erstes Substrat und ein zweites
Substrat umfasst, die einander gegenüber liegen, um zwischen dem
ersten Substrat und dem zweiten Substrat einen Entladungsraum zur
Verfügung
zu stellen, wobei Anzeigeelektroden (oder Sustain-Elektroden) mit
X-Elektroden (die gemeinsame Sustain-Elektrode) und Y-Elektroden
(die Scan-Elektrode) beide auf dem ersten Substrat vorgesehen sind,
eine dielektrische Schicht, um die Anzeigeelektroden abzudecken,
und eine Schutzschicht (Metalloxidschicht) auf der dielektrischen
Schicht vorgesehen sind, und die Schutzschicht eine Doppelschichtstruktur
besitzt, die sich aus einer ersten Metalloxidschicht und einer zweiten
Metalloxidschicht zusammensetzt, worin die zweite Metalloxidschicht
aus Magnesiumoxid besteht oder hauptsächlich aus Magnesiumoxid besteht.
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In
der
EP-A-1 237 175 wird
eine Plasmaanzeigetafel offenbart, die ein erstes Substrat und ein zweites
Substrat umfasst, die einander gegenüber liegen, um zwischen dem
ersten Substrat und dem zweiten Substrat einen Entladungsraum zur
Verfügung
zu stellen, wobei Sustain-Elektroden (d. h. eine gemeinsame Sustain-Elektrode
und eine Scan-Elektrode)
auf dem ersten Substrat vorgesehen sind, eine dielektrische Schicht,
um die Sustain-Elektroden abzudecken, und eine Schutzschicht auf
der dielektrischen Schicht vorgesehen ist, die Magnesiumoxid enthält.
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Eine
Plasmaanzeigetafel enthält
ein erstes Substrat und ein zweites Substrat, die einander gegenüber liegen,
um einen Entladungsraum zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten
Substrat zur Verfügung
zu stellen, wobei eine Scan-Elektrode und eine Sustain-Elektrode
beide auf dem ersten Substrat vorgesehen sind, eine dielektrische
Schicht, um die Scan-Elektrode und die Sustain-Elektrode abzudecken,
und eine Schutzschicht auf der dielektrischen Schicht vorgesehen
sind, wobei die Schutzschicht Magnesiumoxid enthält. Die Plasmaanzeigetafel
der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Schutzschicht des Weiteren Magnesiumcarbid enthält.
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Diese
Plasmaanzeigetafel liefert stabile Entladungseigenschaften wie zum
Beispiel eine Treiberspannung, wodurch ein Bild stabil angezeigt
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht einer Plasmaanzeigetafel
(PDP) gemäss
einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine geschnittene Ansicht der PDP gemäss der Ausführungsform.
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3 ist
ein Blockdiagramm einer Bildanzeige, in der die PDP gemäss der Ausführungsform
verwendet wird.
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4 ist
ein Zeitablaufdiagramm einer Treiberwellenform der in 3 gezeigten
Bildanzeige.
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5 zeigt
ein ausgewertetes Ergebnis der PDP gemäss der Ausführungsform.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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1 ist
eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht einer Wechselstrom-Plasmaanzeigetafel
(PDP) 101 vom Oberflächenentladungstyp,
um einen Aufbau der PDP schematisch zu veranschaulichen. 2 ist
eine geschnittene Ansicht der PDP 101.
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Im
Frontpanel 1 bilden ein Paar von Scan-Streifenelektroden 3 und
eine Sustain-Streifenelektrode 4 eine
Anzeigeelektrode. Eine Mehrzahl von Paaren einer Scan-Elektrode 3 und
einer Sustain-Elektrode 4, d. h. eine Mehrzahl von Anzeigeelektroden,
sind auf der Oberfläche 2A des
vorderen Glassubstrats 2 angebracht. Die dielektrische Schicht 5 ist
ausgebildet, um die Scan-Elektrode 3 und die Sustain-Elektrode 4 abzudecken,
und eine Schutzschicht 6 ist ausgebildet, um die dielektrische Schicht 5 abzudecken.
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Im
Backpanel 7 ist eine Adress-Streifenelektrode 9 auf
der Oberfläche 8A des
rückseitigen
Glassubstrats 8 senkrecht zur Scan-Elektrode 3 und
zur Sustain-Elektrode 4 angebracht. Die Elektrodenschutzschicht 10,
die die Adress-Elektrode 9 überdeckt, schützt die
Adress-Elektrode 9 und reflektiert sichtbares Licht in
Richtung auf das Frontpanel 1. Barriererippen 11 sind
auf der Elektrodenschutzschicht 10 angebracht und erstrecken
sich in der gleichen Richtung wie die Adress-Elektrode 9,
wobei die Adress-Elektrode 9 zwischen sie eingefügt ist.
Eine Leuchtstoffschicht 12 ist zwischen den Barriererippen 11 ausgebildet.
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Das
vorderseitige Glassubstrat 2 ist dem rückseitigen Glassubstrat 8 zugewandt,
um zwischen den Substraten einen Entladungsraum 13 zu bilden. Der
Entladungsraum 13 ist mit einem Entladungsgas wie z. B.
einer Edelgasmischung aus Neon (Ne) und Xenon (Xe) gefüllt und
bei einem Druck von etwa 66 500 Pa (500 Torr) versiegelt. Somit
ist die Kreuzungsstelle zwischen der Adress-Elektrode 9 und
den beiden Elektroden: der Scan-Elektrode 3 und
der Sustain-Elektrode 4, durch Barriererippen 11 abgetrennt, um
als Entladungszelle 14 bzw. ein elementarer Emissionsbereich
zu funktionieren. Das rückseitige Glassubstrat 8 ist
in einem vorbestimmten Abstand von der Schutzschicht 6 angeordnet,
um einen Entladungsraum 13 zwischen der Schutzschicht 6 und dem
rückseitigen
Glassubstrat 8 zur Verfügung
zu stellen.
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In
der PDP 101 wird eine Treiberspannung an die Adress-Elektrode 9,
die Scan-Elektrode 3 und die
Sustain-Elektrode 4 angelegt, so dass an der Entladungszelle 14 eine
Entladung erzeugt wird. Ein durch diese Entladung erzeugter Ultraviolettstrahl bestrahlt
die Leuchtstoffschicht 12 und wird in sichtbares Licht
umgewandelt, um ein Bild anzuzeigen.
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3 ist
ein Blockdiagramm einer Bildanzeige, die eine PDP 101 und
eine Treiberschaltung für den
Betrieb der PDP 101 umfasst, um die Anzeige schematisch
zu veranschaulichen. Der Adress-Elektrodentreiber 21 ist
mit der Adress-Elektrode 9 der PDP 101 verbunden,
der Scan-Elektrodentreiber 22 ist mit der Scan-Elektrode 3 verbunden,
und der Sustain-Elektrodentreiber 23 ist mit der Sustain-Elektrode 4 verbunden.
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Um
die Bildanzeige anzutreiben, für
die eine Wechselstrom-PDP 101 vom Oberflächenentladungstyp
verwendet wird, wird ein Einzelbild in eine Mehrzahl von Teilfeldern
unterteilt, um eine Abstufung auf der PDP 101 anzuzeigen.
In diesem Verfahren wird jedes Teilfeld weiter in vier Perioden
unterteilt, um die Entladung an der Entladungszelle 14 zu steuern. 4 ist
ein Zeitablaufdiagramm einer Treiberwellenform in jedem Teilfeld.
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Das
Zeitablaufdiagramm von 4 zeigt die Treiberwellenform
der in 3 gezeigten Bildanzeige und eine an die Elektroden 3, 4 und 9 in
jedem Teilfeld angelegte Spannungswellenform. In der Aufbauperiode 31 wird
ein initialisierender Impuls 51 an die Scan-Elektrode 3 angelegt,
um alle Entladungszellen 14 der PDP 101 zu veranlassen,
zur Erleichterung der Entladung elektrische Wandladungen zu speichern.
In der Adressierperiode 32 werden Datenpulse 52 und
Scanpulse 53 an die Adress-Elektrode 9 bzw. die
Scan-Elektrode angelegt, die der Entladungszelle 14 entsprechen,
die leuchten soll. So wird die Entladung erzeugt, die die Entladungszelle 14 zum
Leuchten bringt. In der Sustainperiode 33 werden Sustainpulse 54 und 55 an
alle Scan-Elektroden 3 bzw. Sustain-Elektroden 4 angelegt,
so dass die Entladungszelle 14, in der die Entladung in
der Adressierperiode 32 erzeugt wird, aufleuchtet und das
Leuchten dann aufrecht erhalten wird. In der Löschperiode 34 wird
ein Löschpuls 56 an
die Sustain-Elektrode 4 angelegt, so dass die in der Entladungszelle 14 gespeicherte
elektrische Wandladung gelöscht
wird, um das Leuchten der Entladungszelle 14 anzuhalten.
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In
der Aufbauperiode 31 wird ein Initialisierungspuls 51 so
an die Scan-Elektrode 3 angelegt, dass ihr elektrisches
Potential über
den Potentialen sowohl der Adress-Elektrode 9 als auch
der Sustain-Elektrode 4 liegt, um die Entladung an jeder
Entladungszelle 14 zu erzeugen. Die durch die Entladung
erzeugte elektrische Ladung wird auf einer Wand jeder Entladungszelle 14 gespeichert,
um so eine Differenz zwischen dem Potential der Adress-Elektrode 9 einerseits
und den Potentialen der Scan-Elektrode 3 und der Sustain-Elektrode 4 andererseits
aufzuheben. Dann wird eine negative elektrische Ladung als eine
elektrische Wandladung auf einer Oberfläche der Schutzschicht 6 nahe
der Scan-Elektrode 3 gespeichert. Eine positive elektrische
Ladung wird als eine elektrische Wandladung auf einer Oberfläche der
Leuchtstoffschicht 12 nahe der Adress-Elektrode 9 und
auf einer Oberfläche
der Schutzschicht 6 nahe der Sustain-Elektrode 4 gespeichert.
Diese elektrischen Wandladungen liefern ein vorbestimmtes elektrisches
Wandpotential zwischen der Scan-Elektrode 3 und der Adress-Elektrode 9 sowie
ein vorbestimmtes elektrisches Wandpotential zwischen der Scan-Elektrode 3 und
der Sustain-Elektrode 4.
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In
der Adressierperiode 32 werden Scanpulse 53 sequenziell
so an die Scan-Elektroden 3 angelegt,
dass diese niedrigere elektrische Potentiale als die Sustain-Elektrode 4 haben,
und ein Datenpuls 52 wird so an die Adress-Elektrode 9 angelegt,
dass die Entladungszelle 14 leuchtet. An diesem Punkt hat
die Adress-Elektrode 9 ein höheres elektrisches Potential
als die Scan-Elektroden 3. Zwischen der Scan-Elektrode 3 und
der Adress-Elektrode 9 wird nämlich eine Spannung der gleichen
Polarität
wie das elektrische Wandpotential angelegt, und zwischen der Scan-Elektrode 3 und
der Sustain-Elektrode 4 wird eine Spannung der gleichen
Polarität
wie das elektrische Wandpotential angelegt. Diese Spannungen erzeugen
eine Schreib-Entladung an der Entladungszelle 14. Im Ergebnis
wird eine negative elektrische Ladung auf einer Oberfläche der
Leuchtstoffschicht 12 und einer Oberfläche der Schutzschicht 6 nahe
der Sustain-Elektrode 4 gespeichert, und eine positive
elektrische Ladung wird auf einer Oberfläche der Schutzschicht 6 nahe
der Scan-Elektrode 3 gespeichert. Somit wird ein vorbestimmtes elektrisches
Wandpotential zwischen der Sustain-Elektrode 4 und der
Scan-Elektrode 3 erzeugt.
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Die
Schreib-Entladung wird durch eine Entladungsverzögerungszeit verzögert, nachdem
Scanpuls 53 und Datenpuls 52 an die Scan-Elektroden 3 bzw.
die Adress-Elektrode 9 angelegt
werden. Wenn die Entladungsverzögerungszeit
lang ist, wird die Schreib-Entladung möglicherweise nicht während der
Periode (Adressierperiode) erzeugt, während der der Scanpuls 53 und
der Datenpuls 52 an die Scan-Elektroden 3 bzw.
die Adress-Elektrode 9 angelegt werden. An einer Entladungszelle 14,
in der die Schreib-Entladung
nicht erzeugt wird, obwohl Sustainpulse 54 und 55 an
die Scan-Elektroden 3 und die Sustain-Elektrode 4 angelegt
werden, wird keine Entladung erzeugt, und die Leuchtstoffschicht 12 sendet
kein Licht aus, was die Bildanzeige nachteilig beeinflusst. In PDP 101,
die eine hoch aufgelöste
Anzeige unterhalten, wird die der Scan-Elektrode 3 zugewiesene
Adressierperiode so kurz, dass die Wahrscheinlichkeit hoch wird,
dass keine Schreib-Entladung erzeugt wird. Des Weiteren wird die
Wahrscheinlichkeit hoch, dass keine Schreib-Entladung erzeugt wird,
wenn der Partialdruck von Xe im Entladungsgas nicht unter 5% liegt.
Des Weiteren wird die Wahrscheinlichkeit, dass keine Schreib-Entladung erzeugt
wird, selbst in Fällen
hoch, in denen eine grosse Menge der gasförmigen Verunreinigungen verbleiben,
wenn die Barriererippen 11 nicht als Streifenmuster ausgebildet
sind, wie in 1 gezeigt, sondern als ein die
Entladungszelle 14 umgebendes Flechtmuster.
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In
der Sustainperiode 33 werden Sustainpulse 54 so
an die Scan-Elektroden 3 angelegt, das die Scan-Elektrode 3 ein
höheres
elektrisches Potential als die Sustain-Elektrode 4 hat. Zwischen der
Sustain-Elektrode 4 und der Scan-Elektrode 3 wird
nämlich
eine Spannung der gleichen Polarität wie das elektrische Wandpotential
angelegt, um eine Sustain-Entladung zu erzeugen. Im Ergebnis kann
die Entladungszelle 14 zu leuchten beginnen. Sustainpulse 54 und 55 werden
angelegt, um die Polaritäten der
Sustain- Elektrode 4 und
der Scan-Elektrode 3 wechselweise zu verändern, wodurch
eine Puls-Emission
intermittierend in der Entladungszelle 14 erzeugt wird.
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In
der Löschperiode 34 werden
enge Löschpulse 56 an
die Sustain-Elektrode 4 angelegt, um eine ungenügende Entladung
zu erzeugen und dadurch die elektrische Wandladung auszulöschen.
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Hierunter
wird die Schutzschicht 6 der PDP 101 der Ausführungsform
beschrieben.
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Die
Schutzschicht 6 besteht aus Magnesiumoxid (MgO), das ein
Magnesiumcarbid wie z. B. MgC2, Mg2C3 und Mg3C4 enthält. Die
Schutzschicht 6 wird gebildet, indem eine Verdampfungsquelle
mit MgO und einem Magnesiumcarbid wie MgC2,
Mg2C3 und Mg3C4 zur Verfügung gestellt
wird, die Verdampfungsquelle in Sauerstoffatmosphäre mit einer
Heizvorrichtung wie einer Elektronenstrahlpistole vom Pierce-Typ
erhitzt wird und die erhitzte Quelle auf der dielektrischen Schicht 5 abgeschieden
wird.
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Die
PDP 101 enthält
die oben erörterte Schutzschicht 6.
Die Schutzschicht 6 verhindert den Fehler, dass aus den
folgenden Gründen
keine Schreib-Entladung erzeugt wird.
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Eine
herkömmliche
Schutzschicht enthält hochreines
MgO von etwa 99,99%, das durch ein Vakuumaufdampfverfahren (dem
EB-Verfahren) geliefert wird und daher eine geringe Elektronegativität und eine
hohe Ionizität
besitzt. Daher ist das Mg-Ion an der Oberfläche der Schutzschicht instabil
(befindet sich in einem Zustand hoher Energie) und adsorbiert daher
eine Hydroxylgruppe (OH-Gruppe), um stabil zu sein. (Siehe zum Beispiel
in Color Material, 69(9) Seiten 623 bis 631 (1996).) Es wurde durch Analyse
der Katodenlumineszenz bestätigt,
dass von einer grossen Anzahl von Sauerstofffehlstellen verursachte
Peaks der Katodenlumineszenz auftreten. Die herkömmliche Schutzschicht hat viele
Fehlstellen, die gasförmige
Verunreinigungen wie H
2O, CO
2 und Kohlenwasserstoffe
(CH
x) adsorbieren. (Siehe zum Beispiel Dokumente
des Discharge Research Institute am Institute of Electrical Engineers
of Japan,
EP-98-202 ,
Seite 21 (1988).)
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Als
eine Hauptursache für
die Verzögerung der
Entladungsverzögerung
wird in Betracht gezogen, dass ein Primärelektron, das als Auslöser für den Beginn
der Entladung dient, kaum von der Schutzschicht in den Entladungsraum
emittiert wird.
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Magnesiumcarbid
wie MgC2, Mg2C3 oder Mg3C4 wird zur MgO-Schutzschicht 6 hinzugefügt. Dieser
Zusatz verändert
eine Verteilung von Sauerstoffdefekten im MgO-Kristall, wodurch die Schreib-Fehler
verhindert werden.
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In
einem Prozess der Bildung der Schutzschicht 6 haben Bedingungen
wie die Grösse
eines Elektronenstrahlstromes, ein Sauerstoffpartialdruck, eine
Temperatur des Substrats 2 keinen grossen Einfluss auf
die Zusammensetzung der Schutzschicht 6, die daher willkürlich bestimmt
werden kann. Zum Beispiel kann die Tiefe des Vakuums auf einen Wert
von nicht über
5,0 × 10–4 Pa
eingestellt werden, die Temperatur des Substrats 2 auf
einen Wert von nicht unter 200°C
und ein Druck für
die Dampfphasenabscheidung auf Werte im Bereich von 3,0 × 10–2 Pa
bis 8,0 × 10–2 Pa.
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Ein
Verfahren zur Ausbildung der Schutzschicht 6 ist nicht
auf die oben erwähnte
Dampfphasenabscheidung beschränkt,
sondern kann ein Sputterverfahren oder ein Ionenplattierverfahren
benutzen. Im Sputterverfahren würde
ein Target verwendet, das durch Sintern von MgO-Pulver in Luft gebildet
wird, und das Target kann ein Magnesiumcarbid wie MgC2,
Mg2C3 oder Mg3C4 enthalten. Im
Ionenplattierverfahren würde
die oben für
das Verfahren der Dampfphasenabscheidung erwähnte Verdampfungsquelle benutzt.
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MgO
und das Magnesiumcarbid wie MgC2, Mg2C3 oder Mg3C4 werden nicht
notwendigerweise im Voraus als Materialien gemischt. Die Schutzschicht 6 kann
durch Vorbereitung getrennter Targets oder Verdampfungsquellen gebildet
werden, wobei dann die verdampften Materialien vermischt werden.
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Die
Konzentration von Magnesiumcarbid in der Schutzschicht 6 kann
vorzugsweise von 50 Gewichts-ppm bis zu 7000 Gewichts-ppm betragen.
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Als
Nächstes
wird hierunter ein Verfahren zur Herstellung der PDP 101 der
Ausführungsform
beschrieben. Zuerst wird ein Verfahren zur Herstellung des Frontpanels 1 beschrieben.
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Die
Scan-Elektrode 3 und die Sustain-Elektrode 4 sind
auf dem vorderen Glassubstrat ausgebildet und mit einer dielektrischen
Schicht 5 auf Bleibasis überzogen. Die Schutzschicht 6,
die MgO und das Magnesiumcarbid wie MgC2,
Mg2C3 oder Mg3C4 enthält, wird
auf einer Oberfläche
der dielektrischen Schicht 5 ausgebildet, wodurch das Frontpanel 1 zur Verfügung steht.
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In
der PDP 101 gemäss
Ausführungsform kann
die Scan-Elektrode 3 wie auch die Sustain-Elektrode 4 eine
transparente Elektrode und eine Silberelektrode enthalten, die als
eine Schienenelektrode auf der transparenten Elektrode ausgebildet
sind. Die transparente Elektrode wird durch Photolithographie in
Streifenform ausgebildet, während die Silberelektrode
durch ein photolithographisches Verfahren auf der transparenten
Elektrode ausgebildet wird. Diese Elektroden werden dann ausgeheizt.
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Die
dielektrische Schicht 5 auf Bleibasis hat ihre Zusammensetzung
von z. B. 75 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO), 15 Gewichtsprozent
Boroxid (B2O3) und
10 Gewichtsprozent Siliciumoxid (SiO2). Die
dielektrische Schicht 5 wird zum Beispiel durch Siebdruck
und Ausheizen gebildet.
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Die
Schutzschicht 6 wird durch das Vakuumabscheidungsverfahren,
das Sputterverfahren oder das Ionenplattierungsverfahren gebildet.
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Um
die Schutzschicht 6 durch das Sputterverfahren zu bilden,
wird das Target aus MgO mit einem Zusatz von 50 Gewichts-ppm bis
7000 Gewichts-ppm eines Magnesiumcarbids wie MgC2, Mg2C3 oder Mg3C4 in einem Sputtergas
wie Ar und einem Reaktionsgas wie Sauerstoff (O2)
gesputtert, was die Schutzschicht 6 liefert. Bei diesem
Sputtern wird, während
das vorderseitige Glassubstrat 2 auf eine im Voraus bestimmte
Temperatur (200°C
bis 400°C)
erhitzt wird, Ar-Gas und, wenn erforderlich, O2-Gas
in eine Sputteranlage gebracht, in der der Druck durch eine Auspumpvorrichtung
auf einen Wert im Bereich von 0,1 Pa bis 10 Pa abgesenkt wurde,
was die Schutzschicht 6 liefert. Um die Zugabe des Zusatzes
zu erleichtern, wird das Target gesputtert, während gleichzeitig ein elektrisches
Potential im Bereich von –100
V bis 150 V durch eine Vorspannungsquelle an das vorderseitige Glassubstrat 2 angelegt
wird, um die Schutzschicht 6 zu bilden. Dieser Prozess
verbessert ihre Eigenschaften weiter. Die Menge des dem MgO zuzugebenden
Zusatzes wird durch die Menge des Zusatzes im Target und durch hochfrequente
elektrische Energie für
die Erzeugung der Entladung für
das Sputtern gesteuert.
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Wenn
die Schutzschicht 6 durch Vakuumabscheidung gebildet wird,
wird das vorderseitige Glassubstrat 2 auf 200°C bis 400°C erhitzt,
und der Druck in der Abscheidungskammer wird durch eine Abpumpvorrichtung
auf 3 × 10–4 Pa
abgesenkt. Eine im Voraus festgelegte Anzahl von Hohlkatoden-Verdampfungsquellen
und ein Elektronenstrahl werden so in der Kammer angeordnet, dass
MgO und der zu MgO hinzugefügte
Zusatz verdampfen. Dann werden diese Materialien unter Verwendung
eines Reaktionsgases wie Sauerstoffgas (O2)
auf der dielektrischen Schicht 5 abgeschieden. Der Ausführungsform
zufolge, während
O2-Gas in die Abscheidungskammer gegeben
wird, deren Druck durch das Auspumpsystem auf Werte im Bereich von
0,01 Pa bis 1,0 Pa abgesenkt wird. Dann werden MgO und der Zusatz,
d. h. 50 Gewichts-ppm bis 7000 ppm eines Magnesiumcarbids wie MgC2, Mg2C3 oder
Mg3C4 durch den
Elektronenstrahl oder die Hohlkatoden-Verdampfungsquelle verdampt,
was die Schutzschicht 6 auf der dielektrischen Schicht 5 liefert.
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Als
Nächstes
wird hierunter ein Verfahren zur Herstellung des Backpanels 7 beschrieben.
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Auf
Silber basierende Paste wird durch Siebdruck auf das rückseitige
Glassubstrat 8 aufgebracht und dann calciniert, um die
Adress-Elektrode 9 zu liefern. Eine auf Blei basierende
dielektrische Schicht 18 wird zum Schutz der Elektrode
durch Siebdruck auf der Adress-Elektrode 9 gebildet und ähnlich wie das
Frontpanel 1 calciniert. Aus Glas bestehende Barriererippen 11 werden
in vorbestimmten Abständen
aufgebracht und fixiert. Roter Leuchtstoff, grüner Leuchtstoff und blauer
Leuchtstoff werden einzeln in einen von Barriererippen 11 umringten
Raum eingebracht, was die Leuchtstoffschicht 12 liefert.
Wenn die Barriererippen in Gestalt eines Geflechtsmusters um die
Entladungszelle 14 herum angebracht werden, wird eine weitere
Barriererippe senkrecht zu der in 1 gezeigten
Barriererippe 11 ausgebildet.
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Für die obigen
Leuchtstoffe können
die allgemein in PDP verwendeten Leuchtstoffe verwendet werden,
z. B.:
roter Leuchtstoff: (YXGd1-X)BO3:Eu
grüner Leuchtstoff:
Zn2SiO4:Mn, (Y,
Gd)BO3:Tb
blauer Leuchtstoff: BaMgAl10O17:Eu
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Ein
Frontpanel 1 und ein Backpanel 7, die durch das
obige Verfahren hergestellt worden sind, werden mit Einschmelzglas
so aneinander gefügt, dass
die Scan-Elektrode 3 und die Sustain-Elektrode 4 der
Adress-Elektrode 9 senkrecht zur Adress-Elektrode 9 gegenüberstehen.
Dann wird der durch Barriererippen 11 unterteilte Entladungsraum 13 durch absaugendes
Calcinieren auf ein hohes Vakuum (von z. B. 3 × 10–4 Pa)
heruntergepumpt. Dann wird das Entladungsgas vorbestimmter Zusammensetzung bei
einem im Voraus festgelegten Druck in den Entladungsraum 13 gegeben,
was eine PDP 101 liefert.
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Eine
PDP 101, die für
hoch auflösende
Fernseher der 40-Zoll-Klasse verwendet wird, hat Entladungszellen 14 von
geringer Grösse,
die in kleinem Abstand angeordnet sind, und kann daher bevorzugt die
Barriererippen enthalten, die in einem Geflechtsmuster angeordnet
sind, um die Helligkeit zu erhöhen.
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Die
Zusammensetzung der Entladungsgasfüllung kann auf Ne-Xe beruhen.
Der Xe-Partialdruck kann
bevorzugt auf nicht weniger als 5% festgelegt werden, und der Druck
des Entladungsgases kann bevorzugt auf Werte im Bereich von 450
bis 760 Torr festgelegt werden, um die Helligkeit der Entladungszelle
zu erhöhen.
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Muster
von PDP, die durch das obige Verfahren hergestellt worden waren,
wurden vorbereitet und bewertet, um die Leistung der PDP gemäss der vorliegenden
Ausführungsform
auszuwerten.
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Eine
Mehrzahl von Arten von Verdampfungsquellen, d. h. Materialien für die Schutzschicht 6 einschliesslich
Magnesiumcarbid wie z. B. MgC2, in einer
Konzentration im Bereich von 0 Gewichts-ppm bis 8000 Gewichts-ppm
zu MgO hinzugefügt,
wurden hergestellt. Eine Mehrzahl von Arten von Frontpanels einschliesslich
der unter Verwendung dieser Verdampfungsquellen gebildeten Schutzschichten
wurden hergestellt. Dann wurden unter Verwendung dieser Materialien
Muster von PDP hergestellt. Die Entladungsverzögerungszeit der PDP-Muster
wurde bei Umgebungstemperaturen im Bereich von –5°C bis 80°C gemessen. Den Ergebnissen
dieser Messung zufolge wurde eine Arrhenius-Auftragung der Entladungsverzögerungszeit
gegen die Temperatur erzeugt, dann wurde die Aktivierungsenergie
in der Entladungsverzögerungszeit
von einer genäherten geraden
Linie der Auftragung gewonnen. Die Entladungsgasfüllung im
Muster ist ein Ne-Xe-Gasgemisch, der Partialdruck von Xe betrug
5%.
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Die
Entladungsverzögerungszeit
ist hier die Zeit von dem Moment, in dem eine Spannung zwischen
Scan-Elektrode 3 und Adress-Elektrode 9 angelegt
wird, bis zu dem Moment, wo die Entladung (Schreib-Entladung) erfolgt.
Der Moment, an dem das durch die Schreib-Entladung verursachte Leuchten
einen Peak aufweist, wird als die Zeit angesehen, zu der die Schreib-Entladung
erfolgt. Die Zeit zwischen dem Anlegen eines Pulses an eine Elektrode jedes
Musters und dem Auftreten der Schreib-Entladung wurde 100-mal gemessen
und gemittelt, was die Entladungsverzögerungszeit ergab.
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Die
Aktivierungsenergie ist ein Wert, der Eigenschaften wie z. B. eine
Veränderung
der Entladungsverzögerungszeit
mit der Temperatur zeigt. Es wird angenommen, dass sich die Eigenschaften
desto weniger mit der Temperatur ändern, je niedriger der Wert
der Aktivierungsenergie ist.
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5 zeigt
die Konzentrationen von Magnesiumcarbid, das zur MgO-Verdampfungsquelle
als Material der Schutzschicht 6 hinzugefügt wurde,
die Aktivierungsenergie der PDP-Muster mit einer unter Verwendung
der Verdampfungsquellen gebildeten Schutzschicht 6 und
einen Zustand des Leuchtens (ob ein Flimmern beobachtet wurde oder
nicht) der PDP-Muster. Was das Flimmern betrifft, so besagt „sichtbar" in 5,
dass das Flimmern sichtbar war, wenn die PDP-Muster betrieben wurden,
während die
Umgebungstemperatur von –5°C bis 80°C verändert wurde.
In 5 wird die Aktivierungsenergie eines Musters (Muster
Nr. 17) einer herkömmlichen Anzeigetafel
mit einer Schutzschicht, die unter Verwendung einer Verdampfungsquelle
von MgO ohne Zusätze
hergestellt worden war, mit „1" bezeichnet, während die
Aktivierungsenergie jedes Musters als ein Wert relativ zum Muster
der herkömmlichen
Anzeigetafel ausgedrückt
wird.
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Wie
in 5 gezeigt, hat jedes Muster mit einer Konzentration
von Magnesiumcarbid in der MgO-Verdampfungsquelle im Bereich von
50 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm eine kleinere Aktivierungsenergie
als das herkömmliche
Muster (Muster Nr. 17) und zeigte kein sichtbares Flimmern auf dem
Bildschirm. Muster mit 8000 Gewichts-ppm MgC2 und
mit 20 Gewichts-ppm MgC2 hatten eine kleinere
Aktivierungsenergie als das herkömmliche Muster,
aber zeigten Flimmern. Muster mit mehr als 7000 Gewichts-ppm Magnesiumcarbid
zeigten eine lange Entladungsverzögerungszeit oder verlangten eine
extrem hohe Spannung, um die Entladung zu liefern, wodurch sie nicht
in der Lage sind, ein Bild mit einer herkömmlichen Spannung anzuzeigen.
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Ein
hoher Xe-Partialdruck im Entladungsgas erhöht tendenziell die Veränderung
der Entladungsverzögerungszeit
mit der Temperatur und verursacht somit, dass die Temperatur die
Betriebs- und Anzeigeeigenschaften der PDP beeinflusst. Aus diesem Grund
ist eine in 5 gezeigte kleine Aktivierungsenergie
zu bevorzugen. Die relativen Werte der Aktivierungsenergie der Muster
Nr. 1 bis Nr. 14 sind äusserst
niedrig. Aus diesem Grunde hatten die Muster mit einer Schutzschicht 6,
die unter Verwendung der MgO-Verdampfungsquelle mit 50 Gewichts-ppm
bis 7000 Gewichts-ppm Magnesiumcarbid gebildet worden war, wenig
durch die Temperatureigenschaften der Entladungsverzögerungszeit
verursachtes Flimmern und zeigen bevorzugt Bilder an, selbst wenn das
Ne-Xe-Entladungsgas einen hohen Xe-Partialdruck von 10 bis 50% enthielt.
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Die
Schutzschicht 6, die unter Verwendung der MgO-Verdampfungsquelle
mit 50 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm an Magnesiumcarbid gebildet
wurde, besteht aus Magnesiumoxid mit 50 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm
Magnesiumcarbid. Selbst wenn der Partialdruck von Xe im Entladungsgas
nicht unter 10% liegt, zeigen die PDP-Muster mit Schutzschicht 6 Bilder
ohne eine Veränderung der
an die Elektroden angelegten Spannung gegenüber herkömmlichen Spannungswerten und
haben eine geringere Veränderung
der Entladungsverzögerungszeit
mit der Temperatur.
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Die
aus MgO und Magnesiumcarbid bestehende Schutzschicht hat eine geringere
Veränderung der
Entladungsverzögerungszeit
mit der Temperatur. So hat die Schutzschicht eine ausgezeichnete
Befähigung
zur Elektronenemission, die sich kaum mit der Temperatur verändert. Dadurch
können
PDP 101 gemäss
der Ausführungsform
Bilder bevorzugt ohne Rücksicht
auf die Umgebungstemperatur anzeigen.
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Der
Ausführungsform
zufolge ist das Magnesiumcarbid MgC2, Mg2C3 oder Mg3C4 und kann z. B. ein
Gemisch von MgC2 und Mg2C3 sein. Das bedeutet, dass die Schutzschicht 6 zumindest
eines der Magnesiumcarbide MgC2, Mg2C3 und Mg3C4 enthält. In diesem
Fall liegt die Gesamtmenge an Magnesiumcarbid im Bereich von 50
Gewichts-ppm bis
7000 Gewichts-ppm, was die gleiche Wirkung ergibt.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Eine
Plasmaanzeigetafel der vorliegenden Erfindung hat stabile Entladungseigenschaften
wie eine Treiberspannung und zeigt ein Bild stabil an.
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- 1
- Frontpanel
- 2
- vorderes
Glassubstrat
- 3
- Scan-Elektrode
- 4
- Sustain-Elektrode
- 5
- dielektrische
Schicht
- 6
- Schutzschicht
- 7
- Backpanel
- 8
- rückseitiges
Glassubstrat
- 9
- Adress-Elektrode
- 10
- Elektrodenschutzschicht
- 11
- Bariererippe
- 12
- Leuchtstoffschicht
- 13
- Entladungsraum
- 14
- Entladungszelle
- 101
- Plasmaanzeigetafel