DE69504572T2

DE69504572T2 - Bildanzeigegerät und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE69504572T2
Application number: DE1995604572
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Takatsuki-Shi Osaka Abe; Mitsuo Hirakata-Shi Osaka Asabe; Kazunori Yao-shi Osaka Hirao; Hiroki Takatsuki-Shi Osaka Kono; Hidenobu Neyagawa-Shi Osaka Shintaku; Shigeo Hirakata-Shi Osaka Suzuki; Kazuo Takatsuki-Shi Osaka Takahashi; Taku Moriguchi-Shi Osaka Watanabe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1999-02-04
Anticipated expiration: 2015-06-02
Also published as: DE69504572D1; EP0685870A1; EP0685870B1

Description

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildanzeigegerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung; insbesondere ein Bildanzeigegerät, das Lichtemissionen aus einer Edelgasentladung verwendet, welches für einen Farbfernseh-Bildempfänger, eine Anzeige/Display oder ähnliches benutzt wird, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Speziell betrifft die vorliegende Erfindung eine Entladungselektronik, die in einem solchen Bildanzeigegerät verwendet wird, und ein Verfahren zu deren Herstellung.

2. Beschreibung der verwandten Technik:

Gasentladungs-Bildanzeigegeräte, wie beispielsweise ein Plasmaanzeigefeld (im weiteren als "PDP" (plasma display panel) bezeichnet) sind als ebene Bildanzeigegeräte für Informationsterminal-Geräte, wie z. B. Computer, verwendet worden. Da die PDPs aufgrund der klaren Bildanzeige und des breiten Sichtwinkels im Vergleich zu Flüssigkristallfeldern vorteilhaft sind, wird ihre Anwendung ausgeweitet.
Bei vergrößerten Fernsehbildempfängern werden Fernseher vom Projektionstyp, die eine Braun'sche Röhre oder ein Flüssigkristallfeld verwenden, immer stärker in den Handel gebracht. Jedoch haben solche herkömmlichen Fernseher vom Projektionstyp Probleme mit der Luminanz des Bildes und der Gerätegröße.
Andererseits hat das PDP als Bildanzeigegerät, welches bemerkenswert dünn gemacht werden kann, Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Darüber hinaus ist die Technik zur Erzielung von Mehrfarbenbildern im PDP merklich verbessert worden. Als Resultat hiervon zieht das PDP als Grenzfall eines Bildanzeigegeräts zur Realisierung eines Direktsicht- Wandfernsehers mit hoher Auflösung Aufmerksamkeit auf sich. Unter diesen Umständen muß eine präzise Reproduzierbarkeit und eine verbesserte Lebensdauer eines PDP erreicht werden.
Die Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausbildung eines typischen DC (Gleichstrom) PDP 500 zeigt.
Das Gleichstrom-PDP 500 umfaßt: Ein vorderes Glassubstrat 39 und ein hinteres Glassubstrat 40, welche aus transparentem Glas oder ähnlichem hergestellt sind; sowie mehrere Entladungszellen 41, die dazwischen ausgebildet sind. Ein fluoreszierendes Material 42, das einen Lichtstrahl einer vorbestimmten Farbe emittiert, ist in jeder der Entladungszellen 41 vorgesehen. Eine Gasentladung findet in jeder der Entladungszellen 41 statt, um so einen ultravioletten Strahl zu erzeugen, und der so erzeugte ultraviolette Strahl wird auf das fluoreszente Material 42 gestrahlt, wodurch eine Farbanzeige geschaffen wird.
Im einzelnen sind mehrere Linearkathoden 43 auf der Oberfläche des vorderen Glassubstrats 39 ausgebildet, welches dem hinteren Glassubstrat 40 so zugewandt ist, daß die beiden parallel zueinander sind. Mehrere Linearanoden 44 sind auf der Oberfläche des hinteren Glassubstrats 40 ausgebildet, welches dem vorderen Glassubstrat 39 so zugewandt ist, daß sie parallel zueinander liegen und die Linearkathoden 43 rechtwinklig kreuzen. Jeder der Kreuzungspunkte der Linearkathoden 43 und der Linearanoden 44 entspricht einer einzelnen Entladungszelle 41. Jede der Entladungszellen 41 ist von einer weiteren Entladungszelle 41 durch eine Trennwand 45 getrennt und bildet eine dünne Entladungsröhre. Die fluoreszenten Materialien 42, die jeweils rot (R), grün (G) und blau (B) entsprechen, werden auf die jeweiligen Entladungszellen 41 in geeigneter Anordnung aufgebracht. Die Trennwand 45 erhält den Abstand zwischen dem vorderen Glassubstrat 39 und dem hinteren Glassubstrat 40 bei einem vorbestimmten Wert aufrecht und verhindert die Vermischung der Farben der nebeneinanderliegenden Entladungszellen 41.
Eine isolierende Schicht 46 ist auf dem hinteren Glassubstrat 40 ausgebildet. Die isolierende Schicht 46 ist so ausgebildet, daß sie die Linearanoden 44 in Positionen freilegt, die den jeweiligen Entladungszellen 41 entsprechen, und die Anodenstrahlen 44 in den anderen Bereichen abschirmt. Ein Zellenwiderstand (in Fig. 20 nicht gezeigt) zur Begrenzung des Entladungsstroms kann für jede der Entladungszellen 41 vorgesehen werden.
Ein Entladungsgas zur Abstrahlung eines ultravioletten Strahls ist in jeder der Entladungszellen 41 direkt eingeschlossen. Beispielsweise wird ein Gemisch aus Helium und Xenon in den Entladungszellen 41 eingeschlossen, so daß der Gasdruck in den versiegelten Zellen 41 ungefähr einige 100 Torr erreichen kann.
Beim Gleichstrom-PDP 500 mit der obigen Ausbildung findet, wenn eine Spannung zwischen einer beliebig ausgewählten Linearkathode 43 und einer beliebig ausgewählten Linearanode 44 angelegt wird, eine Entladung in der Entladungszelle 41 an der Position statt, die dem Kreuzungspunkt der beiden entspricht. Speziell werden Elektronen von den Linearkathoden 43 emittiert, die die Linearanoden 44 erreichen, während sie das Entladungsgas in den Entladungszellen 41 ionisieren. Die zur Erzeugung einer solchen Entladung angelegte Spannung wird als Schreibspannung bezeichnet. Die fluoreszierenden Materialien 42 werden durch die ultravioletten Strahlen angeregt, die durch die Ionisierung des Entladungsgases erzeugt werden, das für die Entladung sorgt, wodurch Lichtstrahlen mit vorbestimmten Farben in jeder Zellen 41 emittiert werden. Auf diese Weise wird eine Farbanzeige erzeugt.
Die Fig. 21 zeigt ein Verfahren zur Aufbringung eines Spannungsimpulses für den Fall, wo das Gleichstrom-PDP 500, das in Fig. 20 gezeigt ist, mit einem Wiederholungs- bzw. (Auffrisch-Treiber) Verfahren (refresh driving) betrieben wird.
Das Gleichstrom-PDP 500 umfaßt Linearkathoden 43K1 bis 43Kn, d. h. n Linearkathoden insgesamt (zusammen durch das Bezugszeichen 43 angedeutet), und Linearanoden 44A1 bis 44Am, d. h. m Linearanoden insgesamt (zusammen durch das Bezugszeichen 44 angedeutet). Jeder der Kreuzungspunkte der Linearkathoden 43 und der Linearanoden 44 entspricht einer der Entladungszellen 41.
Beim Wiederholungsverfahren wird ein negativer Spannungsimpuls 48 sequentiell auf die Linearkathoden 43k1 bis 43kn zeitaufgeteilt angelegt, um so die Linearkathoden 43 sequentiell auszuwählen. Diese Tätigkeit wird Scannen genannt, und die Linearkathoden 43 können Scannlinien genannt werden.
Hierauf werden die Linearanoden 44, die den Entladungszellen 41 entsprechen, welche Lichtstrahlen emittieren sollen, unter den Entladungszellen 41 in synchroner Weise entlang den ausgewählten Linearkathoden 43 bei der Auswahl irgendeiner der Linearkathoden 43 ausgewählt. Diese Auswahl wird durch das Anlegen eines positiven Spannungsimpulses 51 an die auszuwählende Linearanode 44 durchgeführt. Deshalb werden, wenn alle Linearanoden 44 gleichzeitig ausgewählt werden, alle Entladungszellen 41 auf einer der Linearkathoden 43 gleichzeitig ausgewählt, um Licht zu emittieren. Durch das geeignete Auswählen der Linearanoden 44 in Übereinstimmung mit der anzuzeigenden Information durch die ausgewählten Linearkathoden 43 kann Licht gemäß einem willkürlichen Muster emittiert werden. Auf diese Weise wird eine Funktion als Bildanzeigegerät realisiert.
Beim Wiederholungsverfahren tritt eine Lichtemission nur dann auf, wenn die Schreibspannung angelegt wird, und ein Bild wird dann unter Verwendung des so emittierten Lichtes angezeigt. Mit einer Erhöhung der Anzahl der Linearkathoden wird die Zeitspanne für die Impulsaufbringung für jede Linearkathode 43 abgekürzt. Demgemäß wird die Lichtemissionszeit in jeder der Linearkathoden 43 in umgekehrter Proportion zur Anzahl der Linearkathoden 43 verkürzt. Als Resultat wird die Luminanz des anzeigenden Bildes verringert, wenn die Anzahl der Linearkathoden 43 steigt.
Ein Speichertreiberverfahren wird verwendet, um die obigen Probleme des Wiederholungsverfahrens zu lösen.
Im allgemeinen verbleiben, wenn eine Entladung in den Entladungszellen 41 aufgrund des Anlegens der Schreibspannung stattfindet, geladene Partikel in den Entladungszellen 41. Aufgrund dieser geladenen Partikel kann, sogar wenn das Anlegen der Schreibspannung beendet ist, eine Entladung bei einer geringeren Spannung (Vm) als der anfänglichen Schreibspannung (Vw) für eine vorbestimmte Zeitspanne (normalerweise einige Mikrosekunden) anhalten. Das Speichertreiberverfahren betreibt das PDP unter Verwendung dieses Phänomens.
Die Fig. 22 zeigt ein Verfahren zum Anlegen eines Spannungsimpulses in dem Fall, wo das Gleichstrom-PDP 500, das in Fig. 20 gezeigt ist, über das Speichertreiberverfahren betrieben wird.
Ebenso wie beim Wiederholungsverfahren wird beim Speichertreiberverfahren eine Schreibspannung 54 mit einer Amplitude Vw selektiv an vorbestimmte Entladungszellen 41 angelegt, und zwar durch das Anlegen eines negativen Spannungsimpulses 52 an die Kathoden und eines positiven Spannungsimpulses 53 die die Anoden, wodurch eine Entladung erzeugt wird. Zusätzlich wird nach dem Anlegen der Schreibspannung 54 ein Haltespannungsimpuls 55 mit einer Amplitude Vm hiernach an die Kathoden angelegt, um die Entladungszeitspanne zu verlängern.
Wie oben beschrieben, kann beim Speichertreiberverfahren eine andauernde Lichtemission durch das Anlegen des Haltespannungsimpulses 55 unabhängig von der Anzahl der Linearkathoden erreicht werden. Deshalb kann die Luminanz des anzuzeigenden Bildes im Vergleich zum Wiederholungsverfahren noch verbessert werden, welches eine Lichtemission verwendet, die nur durch das Anlegen der Schreibspannung erzielt wird. Beispielsweise wird eine Luminanz von 150 cd/m² oder höher erzielt, was ein ausreichender Wert für eine Fernsehanzeige ist.
Die Amplitude Vm des Halteimpulses 55 muß auf eine Spannung Vpd oder höher, bei welcher die Entladung auftritt (die Entladungszellen leuchten), gesetzt werden, und zwar für den Fall, wo die Schreibspannung 54 vor dem Anlegen der Haltespannung 55 angelegt wird, und auf eine Spannung Vxt oder niedriger, bei welcher die Entladung nicht auftritt (die Entladungszellen nicht leuchten), für den Fall, wo die Schreibspannung 54 nicht vor dem Anlegen der Haltespannung 55 aufgebracht wird. Die Differenz zwischen diesen Spannungen (Vxt - Vpd) wird als Spannungsabstand bezeichnet und liegt im allgemeinen ungefähr bei 20 V.
Beim Speichertreiberverfahren ist es wichtig, eine stabile Entladungsspannung zu erzielen, um einen stabilen Betrieb des Gleichspannungs-PDP zu realisieren. Die Entladungsspannung wird stark durch die Linearkathoden beeinflußt. Deshalb sind die Linearkathoden 43 sehr wichtige Bauteile des Gleichstrom-PDP zur Leistungsreduktion, während das PDP leuchtet, für die Langzeitstabilität des Betriebs und die Bewahrung des Spannungsabstandes.
Die Linearkathode 43 kann aus verschiedenen Materialien, wie z. B. Metallen oder Oxiden ausgebildet werden. Herkömmlicherweise wird die Linearkathode 43 aus Ni oder einer Ni- Legierung ausgebildet, hauptsächlich durch Siebdruck.
Ferner wird ein Material mit einer geringen Austrittsarbeit (work function) auf der Oberfläche der Metallelektroden abgelagert, die durch Siebdruck ausgebildet wurden, um die Entladungsspannung zu reduzieren und so den Energieverbrauch des Gleichstrom-PDP zu verringern. Beispielsweise die japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 2-7136, 5-11381 und 5-11382 offenbaren eine solche Struktur.
Die Fig. 23A und 23B zeigen schematisch die Struktur einer Linearkathode 59, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-7136 offenbar ist. Die Fig. 23A ist ein Querschnitt, abgenommen entlang der Linie 23A-23A' in Fig. 23B.
Die Linearkathode 59 umfaßt ein Basismetall 56 und eine darauf ausgebildete poröse Klebeschicht 57. Das Basismetall 56 wird durch Siebdruck zu einem vorbestimmten Muster (beispielsweise ein Streifenmuster in Fig. 23B) ausgebildet. Die poröse Klebeschicht 57, die aus einem Oxid oder einem Sulfid von Erdalkalimetall-Elementen oder einem Verbundmetalloxid aus Erdalkalimetall-Elementen und Aluminium hergestellt ist, wird auf dem Basismetall 56 durch eine Plasmasprühmethode in einem vorbestimmten Muster ausgebildet, das der Anordnung der Entladungszellen entspricht. In Fig. 23B ist die poröse Klebeschicht 57 in einer runden Form ausgebildet. Innerhalb der Poren der porösen Klebeschicht 57 befinden sich zumindest freie Erdalkalimetall-Elemente 58 als Klumpen.
Bei einer solchen Struktur wird ein elektrisch isolierendes Material oder ein Material mit einem hohen Schmelzpunkt und einer geringen Austrittsarbeit als Elektronen emittierendes Material verwendet. Unter Verwendung des Elektroden emittierenden Materials wird die Entladungsspannung verringert, was in einem verringerten Energieverbrauch resultiert. Beim oben genannten Beispiel ist das Oxid oder das Sulfid, das die poröse Klebeschicht 57 bildet, ein solches Material mit einer geringen Austrittsarbeit, welches als das Elektronen emittierende Material dient.
In dem Fall, wo die poröse Klebeschicht. 57 aus diesen Materialien durch Siebdruck ausgebildet wird, ist es, damit die porösen Klebeschichten 57 wirklich als Linearkathoden arbeiten, notwendig, einen Schmelzprozeß und einen Aktivierungsprozeß bei einer signifikant hohen Temperatur durchzuführen, nachdem die poröse Klebeschicht 57 durch Siebdruck in eine vorbestimmte Form gebracht worden ist, und zwar als Schritt zum Verstärken der Bildung freier Metallelemente. Andererseits ist es in dem Fall, wo die poröse Klebeschicht 57 durch das Plasmasprühverfahren aufgebracht wird, nicht notwendig, einen Hochtemperaturprozeß durchzuführen, da der Plasmasprühschritt selbst bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird. Somit kann eine Linearkathode mit einer niedrigen Entladungsspannung ausgebildet werden, ohne das Glassubstrat einer großen Wärmelast auszusetzen, nachdem das Basismaterial und die poröse Klebeschicht 57 auf dem Glassubstrat abgelagert wurden.
Wenn die Linearkathode, wie oben beschrieben, hauptsächlich durch Siebdruck ausgebildet wird, kann das Gleichstrom-PDP unter Verwendung einer relativ einfachen Herstellungsvorrichtung gefertigt werden. Andererseits bringt die Ausbildung der Linearkathode durch Siebdruck die folgenden Probleme mit sich.

(1) Spannungsabfall aufgrund des Leitungswiderstandes der Linearkathoden:

Im allgemeinen werden beim Gleichstrom-PDP die Linearkathoden sequentiell gescannt. Wenn eine Anzahl von Entladungszellen an einer Linearkathode simultan zur Erhellung ausgewählt wird, fließt bei diesem Verfahren der Strom, der durch die Entladungszelle fließt, über die Linearkathode in die Energiequelle. Somit wird eine Spannungsdifferenz aufgrund des Widerstands der Linearkathode zwischen einem Ende auf der Energieversorgungsseite und einem dazu gegenüberliegenden Ende der Linearkathode erzeugt. Als Resultat wird die Spannung, die tatsächlich an die Entladungszellen angelegt wird, verringert, wenn der Abstand von der Energieversorgungsseite größer wird.
Bei der Wiederholungsmethode erscheint diese Spannungsdifferenz als Luminanzdifferenz. Somit wird die Qualität des anzuzeigenden Bildes verschlechtert. Im Falle des Speichertreiberverfahrens wird der Speicherabstand aufgrund der Spannungsdifferenz merklich verschlechtert.
Der Entladungsstrom, der durch jede Entladungszelle fließt, ist beispielsweise 60 uA, wenn der Elektrodenabstand 200 um, die Kathodengröße 575 um (Länge) · 150 um (Breite) und He-Xe 10% als Entladungsgas unter einem Druck von 350 Torr in der Entladungszelle eingeschlossen ist. Der Flächenwiderstand der Linearkathode mit einer Dicke von 50 um, die aus einer Aluminiumdruckpaste ausgebildet ist, wird ungefähr 40 m(2. Wenn das Gleichstrom-PDP mit ungefähr 900 Anoden, welche im NTSC-Breitfernsehmodus notwendig sind, unter den obigen Bedingungen ausgebildet ist, beträgt die Spannungsdifferenz zwischen dem Ende der Energieversorgungsseite und dem gegenüberliegenden Seitenende der Linearkathode ungefähr 6 V. Dies impliziert, daß der Speicherabstand um ungefähr 6 V an jedem gegenüberliegenden Seitenende im Vergleich mit dem Ende auf der Energieversorgungsseite der Linearkathode abgesenkt wird.
Auf diese Weise ist der Leitungswiderstand, der einen hohen Spannungsabfall mit sich bringt, eine der Gründe für den verringerten Speicherabstand.
In dem Fall, wo die Linearkathode durch den Siebdruck ausgebildet wird, wird gewöhnlich eine Metallpaste zum Drucken (Glasurmasse) verwendet, die durch das Vermischen eines Bindemittels, wie z. B. eines Glaspulvers mit einem Metallpulver hergestellt wird. Deshalb werden, wenn die Linearkathode durch Backen der Paste gebildet wird, welche in einem vorbestimmten Muster siebgedruckt wird, die Oberflächen der Metallpartikel mit dem geschmolzenen Glas bedeckt. Als Resultat wird die elektrische Leitfähigkeit in der Linearkathode auf ungefähr einen Bruchteil derjenigen des Metalls abgesenkt, was in einem erhöhten Leitungswiderstand resultiert. Bei den durch Siebdruck ausgebildeten Linearkathoden steigt deshalb der Leitungswiderstand, wenn der Schirm größer wird, aufgrund des deutlichen Effekts der Glasurmasse. Dies führt dazu, daß der Grad des Spannungsabfalls aufgrund des durch die Linearkathoden fließenden Stromes hoch wird. Als Resultat wird die Qualität des anzuzeigenden Bildes verschlechtert, beispielsweise wird die Luminanz in einer Längsrichtung der Linearkathode verringert oder einige der Entladungszellen werden nicht erleuchtet. Um diese Probleme zu lösen, muß die Betriebsspannungsschaltung groß werden. Folglich ist es schwierig, die Herstellungskosten oder die Größe zu reduzieren.

(2) Variation der Betriebsspannung während einer Leuchtzeitspanne:

Bei dem Speichertreiberverfahren zum Betreiben des PDP innerhalb eines beschränkten Betriebsspannungsbereiches ist es notwendig, die Variation der Betriebsspannung während der Leuchtzeitspanne auf einen kleinstmöglichen Wert zu begrenzen. In dem Fall, wo jedoch beispielsweise ein PDP mit Aluminiumkathoden, ausgebildet durch Siebdruck, durch das Speicherverfahren betrieben wird, variiert jedoch die Betriebsspannung um ungefähr 15 V, bis die Betriebszeitspanne (Alterungszeit) 30.000 Stunden erreicht, für welche ein Fernseher im Heimgebrauch betrieben werden sollte. Als Resultat wird der Speicherabstand während der Leuchtzeitspanne merklich verringert (um -15 V). Wie oben beschrieben, sind die Oberflächen der Linearkathoden, die durch Siebdruck ausgebildet werden, im allgemeinen mit in der Paste enthaltenem Glas bedeckt. Da die Glasabdeckung durch die Entladung während des Betriebs entfernt wird, treten schrittweise blanke Metallflächen hervor, wodurch die Betriebsspannung variiert wird.
Somit müssen die Linearkathoden des Gleichspannungs-PDP in einem Zustand ausgebildet werden, der einem reinen Metall möglichst nahe kommt, um den Leitungswiderstand und die Variation der Betriebsspannung während der Leuchtzeitspanne zu reduzieren.
Obwohl es ebenfalls möglich ist, die Linearkathoden durch Ablagerung aus der Dampf-Phase auszubilden, hat das Dampfablagerungsverfahren dahingehend Probleme, daß ein formbarer Film zu dünn wird, um einen vorbestimmten Leitungswiderstand zu erreichen, und die Herstellungskosten steigen, da eine Vakuum-Dampfablagerungseinrichtung benötigt wird.
Beim Plasmasprühverfahren wird ein pulverförmiges Linearkathodenmaterial in einen Strömungstrahl im Hochtemperatur-Plasmazustand eingeblasen, um das pulvrige Material zu schmelzen. Das pulvrige Material im geschmolzenen Zustand wird dann mit hoher Geschwindigkeit unter Verwendung der Energie der Strahlströmung am Substrat angehaftet, deshalb tritt die Glasurmasse grundsätzlich nicht in das Kathodenmaterial ein, was das Problem beim Siebdruckverfahren war.
Jedoch besteht ein Problem bei diesem Verfahren, das für das Sprühverfahren typisch ist. Im Fall des Sprühens unter Verwendung von pulvrigen Partikeln eines niedrigen spezifischen Gewichts oder im Fall, wo ein feines Muster über eine große Fläche ausgeformt wird, entstehen insbesondere viele Probleme aufgrund des Prinzips des Sprühverfahrens. Deshalb kann das Sprühverfahren als Verfahren zur Ausbildung der Linearkathode des Gleichstrom- PDPs mit hoher Genauigkeit nicht zur praktischen Verwendung gebracht werden.
Fig. 24 zeigt schematisch ein Verfahren zur Ausbildung der Linearkathode durch Plasmasprühen. Ein Glassubstrat 60, das als vorderes Glassubstrat des PDPs dient, wird direkt auf einen Befestigungstisch 65 gesetzt, der aus Metall oder ähnlichem hergestellt ist. Linearkathoden-Materialpartikel 62 mit hoher Temperatur werden bei einer hohen Geschwindigkeit aus einem Plasmasprühbrenner 61 in Kollision mit dem Glassubstrat 60 gebracht, wodurch ein dicker Film aus Linearkathodenmaterial auf der Oberfläche des Glassubstrats 60 ausgebildet wird. Der Brenner 61 oder das Substrat 60 werden sequentiell in einer Richtung quer verschoben, wie, durch einen Pfeil 64 gezeigt in Fig. 24 angedeutet wird, um so ein Besprühen der Gesamtoberfläche des Glassubstrats 60 zu bewirken. In diesem Fall werden die tatsächlichen Linearkathoden 63 im allgemeinen durch die Verwendung eines Abhebeverfahrens oder ähnlichem aus dem so geformten dicken Film ausgebildet.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Plasmasprühverfahren ist es jedoch schwierig, die Linearkathoden 63 in einem feinen Abstand und mit einer feinen Breite über die Gesamtoberfläche des Glassubstrats 60 ohne Verbindungsunterbrechungen auszubilden. Obwohl das Glassubstrat 60, auf welchem die Linearkathoden 63 ausgebildet sind, im allgemeinen große Abmessungen aufweist, d. h., ungefähr 1 m · 1 m, ist dessen Dicke typischerweise gering, d. h. ungefähr 2 bis 3 mm. Wenn das Plasmasprühen auf einem solchen dünnen und großen Glassubstrat 60 durchgeführt wird, tritt eine Temperaturdifferenz zwischen dem Bereich, auf dem die Filmablagerung gerade durch Sprühen durchgeführt wird, und dem verbleibenden Bereich auf. Das Glassubstrat 60 kann durch die Wärmebelastung, die durch eine solche Temperaturdifferenz hervorgerufen wird, brechen. Ferner können die Entladungseigenschaften nicht einheitlich sein, da es schwierig ist, eine einheitliche Dicke über die Gesamtoberfläche des Glassubstrats 60 zu erreichen. Speziell in dem Fall, wo die schmalen Linearelektroden 63 über eine große Fläche unter Verwendung eines Metalls mit geringem spezifischen Gewicht ausgebildet werden sollen, ist es schwierig, geeignete Eigenschaften der Linearkathoden 63 zu erzielen.
Das oben unter Punkt (1) beschriebene Problem tritt ebenfalls in dem Fall auf, wenn die Linearkathoden unter Verwendung eines Sprühverfahrens ausgebildet werden. Dies liegt daran, daß, in dem Fall, wo die Linearkathode unter Verwendung eines Sprühverfahrens auf herkömmliche Weise ausgebildet wird, eine Busleitung (Basismetall) der Linearkathode durch Siebdruck ausgebildet und ihre Oberfläche mit dem Elektronen emittierenden Material durch ein Sprühverfahren bedeckt wird.
Ein Gleichstrom-Gasentladungs-Bilderzeugungsgerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung; jeweils nach den Oberbegriffen der Ansprüche 17 und 1, sind in der DE-A-31 51 101 offenbart.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Verfahren zur Herstellung eines Gleichstrom-Gasentladungs-Bilderzeugungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Anspruch 1 definiert. Das Gleichstrom- Gasentladungs-Bilderzeugungsgerät nach der vorliegenden Erfindung ist im Anspruch 17 definiert.
Bei einer Ausführungsform sind die Linearelektroden im Kathodensatz an der Bodenfläche von Rillen ausgebildet, welche auf einer Oberfläche des vorderen Glassubstrats ausgebildet sind.
Bei einer anderen Ausführungsform ist das Sprühverfahren ein Plasmasprühverfahren.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird das Kathodenmaterial aus einer Gruppe, die aus Aluminium, Nickel, einer Aluminiumlegierung und einer Nickellegierung besteht, ausgewählt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Entladungsgas ein Gasgemisch aus He und Xe.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt jede der Linearelektroden im Linearkathodensatz: Eine Metall-Busleitung, die durch das Sprühverfahren ausgebildet wird; und einen oberen Beschichtungsfilm, der aus einem Material hergestellt wird, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche aus einem Metall, aus einem metallischen Oxid und einem metallischen Sulfid besteht, wobei der obere Beschichtungsfilm auf einer Oberfläche der Metall-Busleitung ausgebildet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der obere Beschichtungsfilm durch das Sprühverfahren ausgebildet.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Metall-Busleitung durch das Laminieren gesprühter Partikel in abgeflachter Weise ausgebildet.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Oxid La1-xSrxMO&sub3; mit einer Perovskit-Struktur (wobei M Co oder Mn ist).
Bei einer weiteren Ausführungsform wird jede der Linearelektroden im Kathodensatz durch das Laminieren gesprühter Partikel des Kathodenmaterials in abgeflachter Weise ausgebildet.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Schritt zur Ausbildung des Kathodensatzes die folgenden Schritte auf: (a) Ausbilden eines Maskenfilms auf der Oberfläche des Glassubstrats; (b) Ausbilden einer Öffnung in einem vorbestimmten Muster durch den Maskenfilm; (c) Ablagern eines Sprühfilms, der als im Kathodensatz enthaltene Linearelektrode dient, an einem Abschnitt der Oberfläche des Glassubstrats, welcher der Öffnung entspricht, durch das Sprühen des vorbestimmten Kathodenmaterials aus einem Sprühbrenner, der über der Oberfläche des Maskenfilms angeordnet ist, und Bewegen des Sprühbrenners und/oder des Glassubstrats; und (d) Entfernen des Maskenfilms von der Oberfläche des Glassubstrats.
Bei einer weiteren Ausführungsform beinhaltet der Schritt (c) ferner den Schritt des Aufrauhens des Abschnittes der Oberfläche des Glassubstrats, der der Öffnung entspricht.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfaßt der Schritt (c) ferner den Schritt des Ausbildens der Rille mit einer vorbestimmten Tiefe auf dem Abschnitt der Oberfläche des Glassubstrats, der der Öffnung entspricht, wobei der Sprühfilm auf einer Bodenfläche der Rille abgelagert wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Sprühschritt im Schritt (c) ausgeführt, während das Glassubstrat auf einem Befestigungstisch angeordnet ist, wobei dazwischen eine Wärmeisolationseinrichtung angeordnet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Ablagerungsrate für den Sprühfilm im wesentlichen über den Ablauf der Sprühzeit im Schritt (c) konstant gehalten, und zwar durch das Einregeln entweder der Zuführungsrate des Kathodenmaterials aus dem Sprühbrenner oder der Bewegungsrate des Sprühbrenners und/oder des Glassubstrates.
Somit bringt die hierin beschriebene Erfindung die folgenden Vorteile mit sich: (1) Bereitstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladungs-Bildanzeigegeräts mit einer Linearkathode mit geringem Widerstand, welche eine blanke Metalloberfläche hat und geringe Variationen ihrer Betriebsspannung zeigt, während sie über eine lange Zeitspanne betrieben wird; und (2) Bereitstellung eines Verfahrens zu dessen Herstellung.
Dieser und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Linearkathode eines Gleichstrom-PDPs nach dem Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2A bis 2F sind Querschnittsansichten, die die jeweiligen Herstellungsschritte der Linearkathode im PDP nach Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die die Linearkathode zeigt, die durch Beispiel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird.
Fig. 4 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen der Dicke der Linearkathode und deren Widerstand zeigt.
Fig. 5 ist ein Graph, der einen Spannungsabfall in einer Linearkathode bei einem Speicherbetriebsverfahren zeigt.
Fig. 6 ist ein Graph, der die Variation einer Betriebsspannung während einer langen Leuchtzeitspanne (Altern) beim Speicherbetriebsverfahren zeigt.
Fig. 7A und 7B zeigen schematisch die Veränderung der Form der Materialpartikel, die gesprüht werden, aufgrund der Durchführung eines Verfahrensschrittes hierfür.
Fig. 7A bis 8C zeigen schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Linearkathode eines Gleichstrom-PDP nach Beispiel 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Linearkathode, die nach Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde.
Fig. 10 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Linearkathode eines Gleichstrom-PDPs nach Beispiel 4 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Linearkathode eines Gleichstrom-PDPs nach Beispiel 5 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 12A bis 12F sind Querschnittsansichten, die die jeweiligen Herstellungsschritte für Linearkathoden in einem Gleichstrom-PDP nach Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 13A ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Linearkathode zeigt, die in einer Rille durch herkömmlichen Siebdruck ausgebildet wurde, und
Fig. 13B ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Linearkathode zeigt, die in einer Rille nach Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird.
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Form einer Anschlußelektrodenbefestigung an der Linearkathode zeigt, die nach Beispiel 6 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde.
Fig. 15 zeigt schematisch ein Herstellungsverfahren zur Ausbildung von Linearkathoden auf einem Glassubstrat durch Plasmasprühen gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 16 ist ein Graph, der die Veränderung der Substrattemperatur beim Plasmasprühverfahren zeigt, das in Fig. 15 gezeigt ist.
Fig. 17 zeigt schematisch ein Herstellungsverfahren zur Ausbildung von Linearkathoden auf einem Glassubstrat durch herkömmliches Plasmasprühen.
Fig. 18 ist ein Graph, der die Veränderung der Substrattemperaturen beim herkömmlichen Plasmasprühverfahren zeigt, das in Fig. 17 gezeigt ist.
Fig. 19 ist ein Graph, der das Verhältnis zwischen Substrattemperatur, der Dicke eines Sprühfilms, der gesprühten Materialzufuhrrate und der Sprühzeit in dem Fall zeigt, wo die Linearkathoden durch Plasmasprühen auf ein Glassubstrat ausgebildet werden.
Fig. 20 ist eine perspektivische Ansicht, die die Ausgestaltung eines Gleichstrom-PDPs zeigt.
Fig. 21 ist ein Diagramm, das ein Wiederholungs-Betriebsverfahren des Gleichstrom-PDPs zeigt.
Fig. 22 ist ein Diagramm, das ein Speicherbetriebsverfahren für den Gleichstrom-PDP zeigt.
Fig. 23A ist eine Querschnittsansicht, die die Ausgestaltung einer Linearkathode zeigt, die durch eine herkömmliche Sprühtechnik ausgebildet wurde, und Fig. 23B ist eine perspektivische Ansicht der Linearkathode, die in Fig. 23A gezeigt ist.
Fig. 24 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch das Verfahren der Ausbildung von Linearkathoden auf einem Glassubstrat durch ein Sprühverfahren zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Beispiel 1

Fig. 1 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Linearkathode eines PDPs gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung. Insbesondere wird die Linearkathode aus metallischem Aluminium auf einem Glassubstrat unter Verwendung eines Plasmasprühverfahrens ausgebildet.
Ein Plasmasprühbrenner 100 umfaßt eine wassergekühlte Kathode 1 und eine wassergekühlte Anode 2. Eine Gleichspannung wird zwischen der Kathode 1 und der Anode 2 durch eine Stromquelle 3 angelegt, um so einen Entladungsbogen zu erzeugen. Ein Plasma-Arbeitsgas 5 wird aus einer Zufuhröffnung 5a hierfür bereitgestellt, welche am hinteren Teil des Plasmasprühbrenners 100 angeordnet ist. Das zugeführte Plasma-Arbeitsgas 5 wird durch den Entladungsbogen 4, der zwischen der Kathode 1 und der Anode 2 erzeugt wird, erwärmt und ionisiert, um so aus der Düse 7 als Plasmastrahl 6 ausgestrahlt zu werden. Argon, Helium, Wasserstoff und ähnliches kann als Plasma-Arbeitsgas 5 verwendet werden. Im Beispiel 1 wird beispielsweise Argon verwendet.
Ein zu sprühendes Material 8, welches als Material der Linearkathode dient, wird durch ein Trägergas von einer Zufuhröffnung 9 in einen pulvrigen Zustand überführt, um in den Plasmastrahl 6 eingeblasen zu werden. Das zu sprühende Material 8 vermischt sich mit dem Plasmastrahl 6 in der Umgebung eines Bereiches X der Fig. 1, welcher dem Äußeren der Düse 7 entspricht. Als Resultat wird das Material 8 erwärmt, geschmolzen und dann durch die Energie des Plasmastrahls 7 beschleunigt, um mit der Oberfläche eines Glassubstrats 10 mit hoher Geschwindigkeit zu kollidieren. Bei dieser Kollision wird eine Beschichtung auf der Oberfläche des Glassubstrats 10 ausgebildet.
Das Glassubstrat 10 dient als Oberflächenglas (Frontglas) des Bildanzeigegerätes (PDP). Beispielsweise wird ein Soda-Glassubstrat mit einer Dicke von ungefähr 2 mm als Glassubstrat 10 verwendet. Ein Maskenfilm 11 mit einer Öffnung 12, die einem Muster der Linearkathoden 13, die, wie in Fig. 1 gezeigt, ausgebildet werden sollen, entspricht, wird auf der Oberfläche des Glassubstrats 10 befestigt. Durch das Durchführen des Sprühens von der oberen Seite des Glassubstrats 10 durch den Maskenfilm 11 werden die Linearkathoden 13 mit einer vorbestimmten Dicke nur auf den Abschnitten der Oberfläche des Glassubstrats 10 ausgebildet, welche den Bodenflächen der Öffnungen 12 entsprechen. Durch das Abziehen des Maskenfilms 11 nach der Filmablagerung durch das Sprühen wird das Glassubstrat 10, auf welchem die Linearkathoden 13 in einem vorbestimmten Muster ausgebildet sind, erhalten. Die Dicke des Maskenfilms 11 wird auf ungefähr 50 um eingestellt, ein wenig dicker als diejenige der Linearkathoden, die ausgebildet werden sollen.
Das im Beispiel 1 zu sprühende Material 8 ist metallisches Aluminiumpulver mit einer Reinheit von 99%. Die durchschnittliche Teilchengröße des Pulvers beträgt ungefähr 20 um.
In dem Fall, wo Aluminiumpulver mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 20 um als zu sprühendes Material 8 in den Plasmastrahl 6 eingeblasen wird, ist es wünschenswert, daß das Material 8 in einem kleinen Einfallswinkel in den Plasmastrahl 6 eintritt. In dem Plasmasprühbrenner 100 der Fig. 1 ist der Einfallswinkel B in Hinsicht auf strukturelle Beschränkungen auf 30º eingestellt.
Wenn mehrere Zufuhröffnungen 9 für das Material 8 in der Peripherie der Düse 7 bei gleichen Intervallen vorgesehen sind, können die Verteilung des Plasmastrahls 6 und die Mischbedingungen für das Material darin gleichmäßig sein. Deshalb können Linearkathoden (gesprühter Film) 13 mit besserer Qualität ausgebildet werden.
Die Linearkathoden (gesprühter Film) können anstelle von Plasmasprühen durch Bogensprühen ausgebildet werden. Damit jedoch die Linearkathoden mit einem feinen Muster genau ausgebildet werden und stark am Glassubstrat anhaften, ist das Plasmasprühverfahren zu bevorzugen. Darüber hinaus können durch das Plasmasprühverfahren verschiedene Materialien mit guter Steuerbarkeit behandelt werden.
Die Fig. 2A bis 2F zeigen das Verfahren der Ausbildung der Linearkathoden auf dem vorderen Glassubstrat durch das Plasmasprühverfahren nach der vorliegenden Erfindung.
Zuerst wird, wie in Fig. 2A gezeigt, der Maskenfilm 11 auf der Oberfläche des Glassubstrats 10 befestigt. Als Maskenfilm 11 kann beispielsweise ein Trockenfilm verwendet werden, welcher im Handel von TOKYO OHKA KOGYO, Co., Ltd. unter der allgemeinen Handelsbezeichnung "BF series" erhältlich ist. Als nächstes werden, wie in Fig. 2B gezeigt, Öffnungen 12 durch einen Freisetzungsprozeß oder einen Ätzprozeß auf den Maskenfilm 11 zu einem Muster ausgebildet, das dem auszubildenden Linearkathodenmuster entspricht.
Dann werden, wie in Fig. 2C gezeigt, Strahlpartikel 14 dazu gebracht, gegen die obere Oberfläche des Glassubstrats 10 durch den Maskenfilm 11 hindurch aufzutreffen, auf welchem die Öffnungen 12 ausgebildet wurden, wodurch ein Sandstrahlprozeß durchgeführt wird. Durch diesen Sandstrahlprozeß werden, wie in Fig. 2D gezeigt, Oberflächen 10a der Abschnitte, welche den Öffnungen 12 entsprechen, auf der Oberfläche des Substrats 10 aufgerauht. Eine bevorzugte Oberflächenrauhigkeit der so erhaltenen rauhen Oberfläche 13a ist typischerweise 1 in der Mittellinien-Durchschnittshöhe Ra, obwohl sie von dem zu sprühenden Material und den Bedingungen abhängt, unter welchen der Sprühprozeß durchgeführt wird.
Als nächstes wird, wie in Fig. 2E gezeigt, das Material 8 durch Plasmasprühen durch die Öffnungen 12, die auf dem Maskenfilm 11 ausgebildet sind, dazu gebracht, auf die Oberfläche des Glassubstrats 10 zu prallen, wodurch ein Film aus Kathodenmaterial ausgebildet wird. Als Resultat wird ein gesprühter Film, d. h. eine Linearkathode 13 auf der Oberfläche des Glassubstrats 10 mit starker Haftung entsprechend den Öffnungen 12 ausgebildet. Andererseits prallen die gesprühten Partikel, die die Oberfläche des Maskenfilms 11 erreichen, aufgrund der Elastizität des Maskenfilms 11 ab. Deshalb wird der gesprühte Film 13 nicht auf anderen Abschnitten der Oberfläche des Glassubstrats 10 als den Abschnitten ausgebildet, die den Öffnungen 12 entsprechen. Der Maskenfilm 11 wird nach dem Beenden des Sprühverfahrens abgezogen und die Linearkathoden 13 mit einem vorbestimmten Muster sind auf der Oberfläche des Substrats 10 ausgebildet, wie in Fig. 2F gezeigt ist.
Eine Anschlußelektrode zur Verbindung mit einem äußeren Schaltkreis wird ferner auf dem Glassubstrat 10 ausgebildet, auf welchem die Linearkathoden 13 ausgebildet sind, und zwar durch das Siebdruckverfahren. Ein hinteres Glassubstrat, das durch ein anderes Verfahren ausgebildet wird, wird dann gegen das Glassubstrat 10 abgedichtet, wodurch die in Fig. 20 gezeigte Struktur erhalten wird. Nach dem Herstellen eines Vakuums im Spalt zwischen den Substraten wird ein Gasgemisch aus He-Xe, das als Entladungsgas dient, bei einem vorbestimmten Druck dicht eingeschlossen, wodurch der Gleichstrom-PDP fertiggestellt wird.
Die so ausgebildeten Linearkathoden 13 haben die laminierte Partikel-Struktur, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Insbesondere werden die Partikel des Sprühmaterials 8, welche in einem geschmolzenen Zustand mit hoher Geschwindigkeit gegen die Oberfläche des Glassubstrats 10 stoßen, laminiert, während sie in horizontaler Richtung abgeflacht werden (eine Richtung parallel zur Oberfläche des Glassubstrats 10), wodurch die Linearkathoden 13 fertiggestellt werden. Eine Breite W der Linearkathode 13 ist typischerweise 150 mm oder weniger, beispielsweise ungefähr 100 um. Eine Dicke h, die typischerweise im Bereich von 10 bis 30 um, beispielsweise ungefähr 30 um.
Die Oberfläche des Glassubstrats 10 wird durch die Sandstrahlbehandlung aufgerauht, um die Haftung zwischen den auszubildenden Linearkathoden 13 und dem Glassubstrat 10 zu verstärken. Wenn die Haftung nicht ausreichend stark ist, können die Linearkathoden 13 abgezogen werden oder durch eine mechanische Belastung, die auf die Linearkathoden 13 aufgrund der Handhabung und ähnlichem wirkt, während des Herstellungsprozesses gelöst werden. Als Resultat kann die Funktion als Linearkathoden 13 in manchen Fällen nicht erhalten werden. Insbesondere in den Fällen, wo der Film aus Metallpartikeln auf dem Glassubstrat durch Sprühen ausgebildet wird, wie im Beispiel, ist die Differenz der Wärmedehnung zwischen dem gesprühten Metallfilm (Linearkathode) und dem Glassubstrat groß, was in einer geringen Haftung resultiert.
Das Sandstrahlverfahren kann durch das folgende Verfahren ersetzt werden: Vor dem Sprühen des Linearkathodenmaterials wird ein extrem dünner Film durch das Sprühen eines Materials ausgebildet, das eine starke Haftung auf dem Substrat 10 zeigt. Danach kann ein vorbestimmtes Metallmaterial darauf gesprüht werden. Als solches Material, das als sogenannte Zwischenschicht funktionieren kann, wird beispielsweise Chromoxid oder ein Material in Erwägung gezogen, das durch das Einmischen von Silizium in Chromoxid erhalten wird. Somit kann eine hervorragende Haftung erhalten werden.
Alternativ kann in Fällen, bei denen eine ausreichende Haftung beibehalten werden kann, ein solches Sandstrahlverfahren oder ein Ersatz dafür vollständig weggelassen werden.
Die Fig. 4 zeigt das Verhältnis zwischen einem Widerstand ρ und einer Dicke h der Linearkathoden 13, die durch das Plasmasprühverfahren ausgebildet wurde, wobei eine Breite W der Linearkathoden 13 bei 150 um festgelegt wird. Ein Zeichen zeigt den Wert der Linearkathoden, die durch ein herkömmliches Siebdruckverfahren ausgebildet worden sind, welcher spezifisch bei 4,0 · 10&supmin;&sup4; Ω · cm liegt. Jedes der Zeichen deutet einen Wert in dem Zustand an, wo die Linearkathode durch das Plasmasprühverfahren hergestellt wird, und jedes der Zeichen zeigt einen Wert an, nachdem ein Backen zum Ausbilden der Anschlußelektrode durchgeführt wurde. Der Wert eines brockigen Materials des Metalls Aluminium (2,65 · 10&supmin;&sup6; Ω · cm) ist ebenfalls in Fig. 4 gezeigt. Hinsichtlich der obigen jeweiligen Werte wird der Leitungswiderstand der Linearkathode jeweils gemessen. Die Widerstandswerte werden dann durch das Multiplizieren der gemessenen Werte mit einer Querschnittsfläche der Linearkathode (Dicke · Breite) und das darauffolgende Dividieren der multiplizierten Werte durch die Länge erhalten.
Obwohl der spezifische Widerstand bei dem Sprühverfahren kleiner wird, wenn die Dicke h sich vergrößert wird er, wie aus Fig. 4 hervorgeht, bei einer bestimmten Dicke im wesentlichen konstant. Nimmt man z. B. eine Kathode mit einer Dicke von 30 um, ist der spezifische Widerstandswert, der durch Sprühen erhalten wird, gering, d. h. ungefähr ein Zehntel im Vergleich mit demjenigen, der durch das Siebdruckverfahren erhalten wird. Die Differenz zwischen den beiden resultiert aus dem Folgenden: Der Bestandteil des Films, der durch das Sprühverfahren ausgebildet wird, ist hauptsächlich ein reines Aluminiummaterial, bis auf eine kleine Oxidmenge. Andererseits werden beim Siebdruckverfahren Verunreinigungen, wie z. B. Glasurmasse, die als nichtleitendes Material dienen, unvermeidbarerweise mit dem metallischen Aluminiummaterial vermischt. Deshalb wird der direkte physikalische Kontakt zwischen Aluminiummetallpartikeln gestört, was zu einer geringen Leitfähigkeit führt.
Der Grund, aus dem der spezifische Widerstand beim Sprühverfahren sinkt, wenn die Dicke h ansteigt, wird in einer Vergrößerung der Wahrscheinlichkeit gesehen, daß die zu laminierenden Partikel physikalisch miteinander in Kontakt sind. Obwohl Partikel mit einem Durchmesser von 20 um als Sprühpartikel im Beispiel nach Fig. 4 verwendet werden, kann der spezifische Widerstand weiter durch Verwendung von Partikeln verringert werden, die einen geringeren Durchmesser haben.
Sogar in dem Fall, wo die Linearkathoden durch das Plasmasprühverfahren ausgebildet werden, steigt der spezifische elektrische Widerstand mit der auszubildenden Linearkathode in unvermeidbarer Weise, wenn das metallische Aluminium beim Sprühschritt oxidiert wird. Um zu verhindern, daß der gesprühte Film oxidiert wird, reicht es aus, den Druck eines Raumes (in welchem der Film ausgebildet wird), der vom Plasmasprühbrenner zum Glassubstrat führt, zu verringern, welches während des Sprühschrittes dem Sprühen unterzogen wird.
Als nächstes werden die Effekte des Backverfahrens untersucht werden, welche an den Linearkathoden durchgeführt wird, die durch das Plasmasprühverfahren ausgebildet werden. Die Zeichen zeigen jeweils einen spezifischen Widerstandswert, der in dem Fall erhalten wird, wo die durch Plasmasprühen ausgebildete Linearkathode bei 400ºC gebacken wird. Bei dieser Temperatur, d. h. 400ºC, werden das vordere Glassubstrat 39 auf der Kathodenseite und das hintere Glassubstrat 40 auf der Anodenseite durch eine Glasurmasse zu der Ausgestaltung versiegelt, die in Fig. 20 gezeigt ist.
Bei dem durch ein Plasmasprühverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Linearkathoden ist der spezifische Widerstand (Zeichen ) in der Stufe, in welcher das Backverfahren nicht durchgeführt wird, schon ungefähr ein Zehntel des Wertes der herkömmlichen Linearkathoden, die durch Siebdruck ausgebildet werden. Zusätzlich wird der spezifische Widerstand nach dem Backverfahren (Zeichen ) weiter um 30 bis 50% im Vergleich mit dem Wert vor dem Backverfahren (Zeichen ). Gleichzeitig wird die Dicke ungefähr 30% reduziert.
Um die Auswirkungen der Backtemperaturhöhe zu untersuchen, wird dieselbe Messung an einer weiteren Probe durchgeführt, welche dem gleichen Backprozeß bei einer Temperatur von 580ºC unterzogen wird. Der Leitungswiderstand nach dem Backen der Aluminiumkathode wird auf ein Drittel desjenigen vor dem Backen reduziert. Der Backprozeß wird in einer Atmosphäre durchgeführt, während die Temperatur von Raumtemperatur auf 580ºC in einer Stunde angehoben wird, 580ºC 10 Minuten lang beibehalten werden, und dann die Temperatur wieder in einer Stunde auf Zimmertemperatur abgesenkt wird.
Was die bei 580ºC gebackene Probe betrifft, wird der Querschnitt des gesprühten Films (Linearkathode) vor und nach dem Backprozeß mit einem Scan-Elektronenmikroskop (SEM) beobachtet. Als Resultat hatte der gesprühte Film nach dem Backen eine feiner laminierte Struktur im Vergleich mit derjenigen vor dem Backen. Es wird angenommen, daß eine solche feiner laminierte Struktur erhalten wird, weil ungeschmolzene Partikel, die im Film unmittelbar nach dem Sprühen enthalten sind, oder Partikel, die beim Abschreckprozeß während der Filmablagerung nicht laminiert werden, bei einer Temperatur unterhalb ihres Schmelzpunktes geschmolzen werden, d. h. ein sogenanntes Schmelzpunkt-Erniedrigungs- Phänomen auftritt.
Ferner wird hinsichtlich der Proben, welche mit dem SEM beobachtet werden, eine Veränderung der Zusammensetzung des gesprühten Films vor und nach dem Backprozeß durch eine Röntgenstrahl-Mikroanalyse-Methode (XMA) analysiert. Im Resultat wird die im gesprühten Film enthaltene Sauerstoffmenge nach dem Backen leicht verringert. Dies deutet an, daß ein Teil des Aluminiums, welches unmittelbar nach dem Sprühen oxidert wird, durch das Backverfahren reduziert wird.
Jedoch ist der Grad der Veränderung der enthaltenen Sauerstoffmenge nicht groß genug, um eine starke Verringerung des spezifischen Widerstandes der Linearkathoden zu gestatten. Somit wird angenommen, daß der spezifische Widerstand der Linearkathoden nicht durch die Reduktion des Aluminiumoxids abgesenkt wird, sondern hauptsächlich durch die feinere Qualität des Sprühfilms, die aus dem Backen resultiert.
Die durch Siebdruckverfahren ausgebildeten Linearkathoden werden einem ähnlichen Backverfahren unterzogen, und die Veränderung des spezifischen Widerstandes vor und nach dem Verfahren wird gemessen. Jedoch steigt der spezifische Widerstand der Aluminium- Linearkathoden, die durch Siebdruckverfahren ausgebildet werden, in einigen Fällen nach dem Backverfahren eher als er sinkt. Somit ist deren spezifischer Widerstand unstabil. Wie oben beschrieben, ist das Absinken des spezifischen Widerstands aufgrund des Backverfahrens einzigartig für die durch Sprühen ausgebildeten Linearkathoden.
Aus dem obigen Ergebnis versteht es sich, daß der spezifische Widerstand der Linearkathode, die durch das Plasmasprühverfahren ausgebildet wird, ein Zehntel des spezifischen Widerstandes der Linearkathoden beträgt, die durch das Siebdruckverfahren ausgebildet werden, und er kann ferner auf die Hälfte oder weniger reduziert werden, und zwar durch ein Backverfahren bei 400ºC oder höher in einer Atmosphäre.
Die Fig. 5 zeigt Spannungsabfälle für die Linearkathoden, die durch Siebdruck und Plasmasprühen ausgebildet wurden, jeweils beim Speicherbetriebsverfahren. Die Punktposition (die Anzahl der Punkte), die durch die Abszisse dargestellt wird, entspricht einer Größe eines PDP-Schirmes (einer Länge der Linearkathode). Beispielsweise ist die Anzahl der Punkte entsprechend einem Breitfernseher vom 66 cm (26 inch) Größe ungefähr 900 und diejenige, die einem Fernseher von 102 cm (40 inch) Größe entspricht, ist ungefähr 1.400. Die Daten in Fig. 5 werden durch Berechnung unter der Bedingung erhalten, daß ein Entladungsstrom in jeder der Entladungszellen 60 uA ist.
Die Spannungsabfälle, die in Fig. 5 gezeigt sind, repräsentieren in direkter Weise die Differenz der spezifischen Widerstände der jeweiligen Linearkathoden. Beispielsweise bei einem Fernseher von 66 cm (26 inch) Größe tritt ein Spannungsabfall von 6 V an der Kathode auf, die durch Siebdruck hergestellt wird. Eine solcher großer Spannungsabfall bringt Nachteile, wie eine extrem breite Luminanzdifferenz zwischen beiden Enden des Schirms, einen Abfall im Speicherabstand, nicht erleuchtete Pixel und ähnliches mit sich, was eine Verschlechterung der Qualität der Bildanzeige bringt. Andererseits ist bei der durch das Plasmasprühverfahren hergestellten Kathode der Spannungsabfall gering, d. h. ungefähr 1 V, und zwar sogar bei dem Fernseher mit 66 cm (26 inch) Größe. Der Effekt des Spannungsabfalls mit diesem Ausmaß kann ausreichend durch die Funktionen anderer Bauteile kompensiert werden. Somit treten die Probleme des Siebdrucks nicht auf, und ein extrem hervorragendes Bild kann bereitgestellt werden. Bei der obigen Beschreibung wird einem Phänomen für eine Linearkathode zu einem bestimmten Moment während der Betriebszeitspanne Beachtung geschenkt.
Die in Fig. 5 gezeigten Daten deuten das Resultat an, das in dem Fall erhalten wird, wo ein Betriebsschaltkreis auf einer Seite des PDP vorgesehen ist. Wenn Betriebsschaltkreise auf beiden Seiten des PDPs vorgesehen sind, wird ein Spannungsabfall in der Linearkathode maximal auf die Hälfte oder weniger der Daten verringert, die in Fig. 5 gezeigt sind. Bei Beachtung der Herstellungskosten, der Schaltungsgröße und ähnlichem ist ein Verfahren zur Ausbildung der Betriebsschaltkreise auf beiden Seiten des PDPs kaum realisierbar.
Als nächstes wird eine Variation der Betriebsspannung in dem Fall untersucht, wo das PDP über einen langen Beleuchtungszeitraum erleuchtet wird, und zwar als Langzeit- Lebensdauertest. Die lange Beleuchtungszeitdauer in diesem Fall beträgt ungefähr 30.000 Stunden, die als Lebensdauer eines Fernsehers für den Hausgebrauch im allgemeinen erforderlich ist.
Die Fig. 6 zeigt die Variation der Betriebsspannung in dem Fall, wo das Gleichstrom-PDP für eine lange Zeit durch das Speicherbetriebsverfahren erleuchtet wird. Bei einem PDP werden Linearkathoden im selben Feld separat durch Siebdruck und Plasmasprühen ausgebildet. Dann wird die Variation der Betriebsspannung hinsichtlich jeder der Linearkathoden gemessen. Die Daten in Fig. 6 werden in einem Gleichstrom-PDP gemessen, in welchem Entladungszellen mit einer Größe von ungefähr 300 um x ungefähr 300 um und einer Entladungslücke von 200 um vorgesehen sind, mit einem Entladungsgas He-Xe 10%, das bei einem Gasdruck von 350 Torr versiegelt ist. Insbesondere finden Gleichstromentladungen kontinuierlich mit einem Entladungsstrom von 50 uA für jede der Entladungszellen statt. Die Punkte in Fig. 6 zeigen jeweils Durchschnittswerte für die Betriebsspannung für Punkte mit zehn Pixeln.
Mit dem Ablauf der Beleuchtungszeitspanne werden die Linearkathoden im allgemeinen durch eine Entladung zerstäubt und verteilen sich. Die verteilten Partikel der Linearkathoden haften an der Oberfläche des Glassubstrats in der Umgebung der Linearkathoden. Als Resultat steigt in einigen Fällen die Kathodenfläche für die Entladung wesentlich, wodurch die Betriebsspannung variiert. Wenn die in Fig. 6 gezeigten Daten gemessen werden, wird, um zu verhindern, daß die Entladungsfläche sich aufgrund der Verdampfung vergrößert, ein Rillenmuster auf der Oberfläche des Glassubstrats ausgebildet, und ein Film aus Kathodenmaterial wird auf der Bodenfläche der Rille mittels Siebdruck oder Plasmasprühen ausgebildet, wodurch die Linearkathoden fertiggestellt werden.
Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß zu dem Zeitpunkt, an dem 10.000 Stunden vom Beginn der Messung abgelaufen sind, bei der durch Siebdruck ausgebildeten Linearkathode die Betriebsspannung um ungefähr 10 V sinkt. Andererseits sinkt die Betriebsspannung um ungefähr 5 V, d. h. die Hälfte des Wertes des Siebdrucks, für die Linearkathode, die durch Plasmasprühen ausgebildet worden ist. Als Resultat der Fortführung einer ähnlichen Messung wird, wenn eine Zeit von 30.000 Stunden abläuft, die Betriebsspannung der durch Plasmasprühen ausgebildeten Linearkathoden um ungefähr 8 V abgesenkt, während die Betriebsspannung der Linearkathode, die durch Siebdruck ausgebildet wird, um ungefähr 15 V absinkt.
Wie oben beschrieben, ist es, wenn die Linearkathoden durch Siebdruck ausgebildet werden, schwierig, das PDP nach dem Speicherbetriebsverfahren zu betreiben, und zwar wegen des Absinkens der Betriebsspannung, die über lange Zeit für den Betrieb sorgt. Als Resultat kann die Funktion des PDPs als Bildanzeigevorrichtung für höchstens 10.000 Stunden beibehalten werden. Wenn andererseits die Linearkathoden durch das Plasmasprühverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden, kann eine Hochqualitätsbildanzeige stabil realisiert werden, während der Speicherabstand ausreichend beibehalten wird, und zwar sowohl im Wiederholungsbetrieb als auch im Speicherbetriebsverfahren. Diese Vorteile sind beim letztgenannten Speicherbetriebsverfahren besonders augenfällig.
Bei der obigen Beschreibung des Beispiels 1 sind die Linearkathoden aus metallischem Aluminium hergestellt, da das metallische Aluminium als Linearkathodenmaterial hervorragend geeignet ist. Dies liegt daran, daß metallisches Aluminium hinsichtlich des He- Xe Gasgemisches kaum verdampft wird, welches als Entladungsgas zur Realisierung einer Vollfarben-Bildanzeige geeignet ist.
In dem Fall, wo ein Material mit einem geringen spezifischen Gewicht und einem niedrigen Schmelzpunkt, wie Aluminium, als zu sprühendes Material zur Ausbildung der Linearkathoden verwendet wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Struktur der Plasmasprühvorrichtung 100, die einen sogenannten Extrapolations-Modus verwendet, in welchem ein Sprühpulver in den Plasmastrahl 6 eingeblasen wird, nachdem es ausgestrahlt wurde, geeignet, um die Linearkathoden mit hervorragenden Eigenschaften auszubilden. In dem Fall, wo feinere Partikel mit einem geringeren spezifischen Gewicht verwendet wird, wird das gesprühte Material in einigen Fällen nicht ausreichend in den Plasmastrahl 6 eingeblasen. In solchen Fällen entstehen Probleme, wie die Haftung des Sprühmaterials im ungeschmolzenen Zustand an der Oberfläche des Substrats 10 oder eine Verringerung der Sprühleistung.
Um die obigen Probleme zu lösen, genügt es, feine Partikel zu verwenden, welche vorher bearbeitet werden, um eine geeignete Form zu erhalten. Die Fig. 7A und 7B zeigen ein Beispiel der Veränderung der Partikelform in einem solchen Bearbeitungsverfahren.
Primärpartikel 16 mit einem durchschnittlichen Durchmesser von d, wie in Fig. 7A gezeigt, werden unter Verwendung von Polyvinylalkohol (PVA) oder ähnlichem aneinander gebunden, wodurch verarbeitete Partikel 17 gebildet werden, von denen jedes ein Satz mehrerer Primärpartikel 16 ist. Wie in Fig. 7 B gezeigt ist, hat jedes der verarbeiteten Partikel 17 einen durchschnittlichen Durchmesser D (D > d). Gemäß den Experimenten der Erfinder werden, in dem Fall, wo ein Plasmasprühapparat der 40 kW-Klasse verwendet wird, die Sprühpartikel dadurch einheitlich in den Plasmastrahl 6 eingeblasen, daß die Primärpartikel 16 so behandelt werden, daß der durchschnittliche Durchmesser D der verarbeiteten Partikel 17 30 um oder größer ist, unabhängig vom durchschnittlichen Durchmesser d der Primärpartikel 16, wodurch ein gesprühter Film (Linearkathode) von guter Qualität fertiggestellt wird. Somit sind extrem feine Primärpartikel ebenfalls verwendbar.
Beachtet man das Verfahren, bei welchem jedes der gesprühten Partikel nach dem Kollidieren mit dem Substrat 10 abgeflacht wird, ist es, um einen ausreichend feinen gesprühten Film (Linearkathode) mit einer ausreichend starken Haftung am Glassubstrat 10 zu erhalten, wünschenswert, daß die am Substrat 10 angehafteten Partikel abgeflacht werden, so daß der Durchmesser der Partikel dreimal dem durchschnittlichen Durchmesser d der Primärpartikel 16 entspricht. Um einen fein gesprühten Film zu erhalten, der dazu in der Lage ist, die ausreichende Haftung am Substrat 10 zu erhalten und den spezifischen elektrischen Widerstand auf das niedrigste Niveau abzusenken, wenn die Primärpartikel, wie oben beschrieben, abgeflacht werden, so daß ein gesprühtes Material an der Oberfläche des Glassubstrats 10 in einem solchen Zustand anhaftet, daß der Durchmesser ungefähr dreimal dem durchschnittlichen Durchmesser d der Primärpartikel 16 entspricht, ist es ferner wünschenswert, daß die abgeflachten Partikel zu drei Schichten oder mehr in einer Dickenrichtung der Linearkathode laminiert werden, oder drei abgeflachte Partikel oder mehr in einer breiten Richtung der Linearkatahode angehaftet werden. In dem Fall, wo die gesprühten Partikel im gesprühten Film (Linearkathode) in einem solchen Zustand vorhanden sind, wird ein feiner gesprühter Film (Linearkathode), welcher bezüglich der Haftung zum Glassubstrat und bezüglich des elektrischen Widerstands am geeignetesten ist, ausgebildet.
Wenn der durchschnittliche Durchmesser d der Primärpartikel 16 und die Sprühbedingungen so ausgewählt werden, daß die obigen Bedingungen erreicht werden, wird ein gesprühter Film, welcher ausreichend gute Eigenschaften zeigt, während er als Linearkathode des PDP funktionieren soll, ausgebildet. Nimmt man die Ausbildung von Linearkathoden mit einer Breite W und Dicke h an, unter Verwendung der Sprühpulver, die aus den Primärpartikeln 16 mit einem durchschnittlichen Durchmesser d erhalten werden, welcher in einem Bereich eingestellt wird, dessen obere Grenze eine kleinere von h/2 und W/9 und dessen untere Grenze 10 um ist, können speziell Linearkathoden mit einer hohen Qualität ausgebildet werden. Ein Wert von 10 um, welcher die untere Grenze des durchschnittlichen Durchmesser d bildet, wird als Minimalwert bestimmt, der für das effiziente Befördern des Sprühpulvermaterials in der Zufuhröffnung 9 benötigt wird.

Beispiel 2

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8A bis 8C wird Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Linearkathoden 13, die auf der Oberfläche des Glassubstrats 10 durch Plasmasprühen ausgebildet wurden, haben, wie in Fig. 8A gezeigt, rauhere Oberflächen 13a im Vergleich mit denjenigen, die durch Siebdruck erhalten werden. Deshalb kann die Entladung sich auf Vorsprünge auf den Oberflächen 13a der Linearkathoden 13 konzentrieren, wodurch ein bestimmter Abschnitt der Linearkathoden 13 erodiert wird.
Somit wird im Beispiel 2, um die Unebenheit der Oberfläche der mit Plasmasprühen ausgebildeten Linearkathoden 13 zu eliminieren, das Glassubstrat 10, auf welchem die Linearkathode 13 ausgebildet wird, dadurch geätzt, daß es in ein Ätzmittel 19 eingetaucht wird, wie in Fig. 8B gezeigt ist. Speziell wird das Ätzen durch das Eintauchen des Glassubstrats 10 in das Ätzmittel 19, welches eine 1%-ige Natriumhydroxidlösung ist, für 15 Minuten durchgeführt. Danach wird das aus dem Ätzmittel herausgenommene Glassubstrat 10 in fließendem Wasser 10 Minuten lang gewaschen.
Durch einen solchen Ätzprozeß werden geglättete Oberflächen 13b für die Linearkathoden 13 bereitgestellt, wie in Fig. 8C gezeigt ist. Speziell wenn eine durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit Ra der durch Plasmasprühen ausgebildeten Oberflächen 13a ungefähr 4 ist, wird diejenige der Oberflächen 13b, nachdem sie dem Ätzprozeß ausgesetzt wurden, auf ungefähr 2 reduziert. Mit einer solchen reduzierten durchschnittlichen Oberflächenrauhigkeit wird verhindert, daß die Entladung sich auf die Oberflächen der Linearkathoden 13 konzentriert. Als Resultat kann die Entladungsspannung des PDPs über eine lange Zeitspanne stabilisiert werden.
Die Oberflächen der Linearkathoden 13 können nicht nur durch Ätzen unter Verwendung der oben beschriebenen Lösung abgeflacht werden, sondern ebenfalls durch einen mechanischen Prozeß, wie z. B. Schleifen.

Beispiel 3

Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 wird nun ein drittes Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei den vorherigen Beispielen waren die Linearkathoden 13 aus einem reinen Metall (Aluminium) ausgebildet. Wenn eine Entladung in den aus reinem Metall hergestellten Linearkathoden stattfindet, entstehen Probleme, wie z. B. eine hohe Entladungsspannung, eine große Verdampfungsrate und die Entsorgung einer Entladungskontraktion, obwohl dies von einigen Umständen abhängt, wie z. B. der Art des verwendeten Entladungsgases, dessen Druck und der Ausbildung der Elektroden.
Um die Entladungskontraktion zu hemmen, ist es ausreichend, die Linearkathoden durch ein Material mit einer geringen Verdampfungsrate auszubilden, beispielsweise durch ein dielektrisches Material. Da jedoch das Dielektrikum ein isolierendes Material ist, können die Linearkathoden nicht lediglich aus dem dielektrischen Material ausgebildet werden.
Somit wird im Beispiel 3 eine obere Schicht 15b aus einem dielektrischen Material aus Busleitungen 15a ausgebildet, welche aus Aluminium hergestellt sind, welches ein Metall mit geringem Widerstand ist, wodurch Linearkathoden 15 mit einer Doppelschichtstruktur ausgebildet werden.
Speziell wird zuerst die Busleitung 15a aus Aluminium durch das Sprühen eines metallischen Aluminiumpulvers aus Gassubstrat 10 mittels Plasmasprühen ausgebildet. Zu dieser Zeit ist die Dicke der Busleitung 15a typischerweise im Bereich von 30 bis 40 um. Als nächstes wird die obere Beschichtung 15b aus einem Gemisch aus metallischem Aluminium und einem Dielektrikum auf die Busleitungen 15a laminiert, und zwar durch ein Sprühverfahren oder ein anderes Verfahren. Schließlich wird das Glassubstrat 10 bei 400ºC oder höher gebacken, wodurch die Linearkathoden 15 ausgebildet werden. Obwohl in Fig. 9 nur eine obere Beschichtung 15b ausgebildet wird, kann die Linearkathode 15 mehr als eine laminierte Beschichtung enthalten.
Wie oben beschrieben, kann der spezifische Widerstand der Linearkathoden 15 durch das Ausbilden zumindest der Busleitungen 15a der Linearkathoden 15 durch Plasmasprühen reduziert werden. Das für das Plasmasprühen zu verwendende Material ist nicht auf ein spezielles Material beschränkt.
In dem Fall wo die obere Beschichtung 15b durch Plasmasprühen ausgebildet wird, kann beispielsweise ein Aluminiumoxidpulver zum Sprühen nach Beispiel 3 verwendet werden. Alternativ kann die obere Beschichtung 15b aus einem Perovskit-Oxid, dessen Struktur durch La1-xSrxMO&sub3; repräsentiert wird (wobei M Co or Mn ist), auf den Oberflächen der Busleitungen 15a durch ein Sprühverfahren oder anderes Verfahren ausgebildet werden. Sogar in den Fällen, bei denen zumindest die Busleitungen 15a durch Plasmasprühen ausgebildet werden, kann die Linearkathode 15 mit nur einer geringen Menge an Verunreinigungen ausgebildet werden.
Durch das Ausbilden der Linearkathode mit einer Mehrschichtstruktur wie im Beispiel 1 kann der spezifische Widerstand der Linearkathoden reduziert werden, während die Entladungskontraktion gehemmt wird. Als Resultat werden Linearkathoden mit hervorragenderen Eigenschaften ausgebildet. Somit kann die Entladungsspannung des PDPs über eine lange Zeitspanne stabilisiert werden.

Beispiel 4

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Fig. 10 zeigt schematisch die Ausbildung von Linearkathoden durch Plasmasprühen nach Beispiel 4 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Plasmasprühbrenner 200, der im Beispiel 4 verwendet wird, hat im Grunde dieselbe Ausbildung und dieselben Funktionen wie der Plasmasprühbrenner 100 nach Beispiel 1 der Fig. 1. In den Fig. 1 und 10 sind entsprechende Bauteile durch gleiche Bezugszeichen angedeutet, und deshalb wird auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet.
Der Plasmasprühbrenner 200 unterscheidet sich vom Plasmasprühbrenner 100 nach Beispiel 1 dadurch, daß eine Zufuhröffnung 209 für das zu sprühende Pulvermaterial 8 rechtwinklig zur Innenwand der Düse 7 angeordnet ist, so daß Sprühmaterial 8 rechtwinklig und direkt in den Plasmastrahl 6 innerhalb der Düse 7 eingeführt wird. Speziell hat der Plasmasprühbrenner 200 die Interpolations-Struktur.
Der Interpolations-Plasmasprühbrenner 200 hat einen Vorteil darin, daß das Sprühmaterial ohne Ausnahme geschmolzen wird, im Vergleich mit dem Extrapolations- Plasmasprühbrenner 100, in welchem das Sprühmaterialpulver 8 außerhalb der Düse in den Plasmastrahl 6 eingeblasen wird. Wenn jedoch der Durchmesser der Zufuhröffnung 209 zu klein ist, oder die Strömungsrate des Trägergases nicht ausreicht, wird das Sprühmaterialpulver 8 in der Zufuhröffnung 209 geschmolzen und haftet an deren Innenwand. In einem solchen Fall wird die Betriebsleistung verringert und die Qualität des Films der Linearkathode (gesprühter Film) 13 wird aufgrund der Klumpen des anhaftenden Sprühmaterials verschlechtert, die ausfallen, um so auf das Glassubstrat 10 zu kommen. Deshalb muß der Durchmesser der Zufuhröffnung 209 für das Sprühmaterial 8 und die Strömungsrate des Trägergases optimiert werden, um solche Nachteile auszuräumen.
Ferner wird bei der Struktur nach Fig. 10 die Zufuhröffnung 209 für das Sprühmaterial 8 nur in einer Richtung bereitgestellt. Wenn andererseits mehrere Zufuhröffnungen an der Peripherie der Düse 7 bei gleichen Winkelintervallen bereitgestellt werden, wird die Verteilung des Plasmastrahls 6 und die Mischbedingung des Sprühmaterials vergleichmäßigt, wodurch die Linearkathoden (gesprühter Film) 13 mit hervorragenderer Qualität ausgebildet werden.

Beispiel 5

Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Die Fig. 11 zeigt schematisch die Ausbildung der Linearkathoden eines PDPs durch Plasmasprühen im Beispiel 5 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Plasmasprühbrenner 300, der im Beispiel 5 verwendet wird, hat im Grunde dieselbe Struktur und dieselben Funktionen wie der Plasmasprühbrenner 200 nach Beispiel 2 der Fig. 10. In den Fig. 10 und 11 sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und deshalb wird auf ihre detaillierte Beschreibung verzichtet.
Der Plasmasprühbrenner 300 nach Beispiel 5 unterscheidet sich vom Plasmasprühbrenner 200 nach Beispiel 4 dadurch, daß ein Gehäuse 317 zum Einregeln der Atmosphäre unterhalb des Plasmasprühbrenners 300 vorgesehen ist. Das Gehäuse 317 wird so bereitgestellt, daß es einen Raum von einem unteren Teil des Düsenauslasses 318 des Plasmasprühbrenners 300 bis zur Umgebung der oberen Oberfläche des Glassubstrats 10, auf welches das Material gesprüht wird, umschließt.
Ferner wird innerhalb des Gehäuses 317 ein Inertgas 319 von einer Einbringöffnung 320 weggeführt. Als Inertgas 319 kann Argon, Helium oder ähnliches verwendet werden.
Alternativ kann anstelle des Inertgases ein reduzierendes Gas, beispielsweise gasförmiger Wasserstoff oder ähnliches eingebracht werden.
Ein Raum 322 ist zwischen der oberen Oberfläche des Glassubstrats 10 und einem unteren Ende 321 des Gehäuses 317 vorgesehen. Ein Gas des Plasmastrahls 6, das eingebrachte Inertgas 319 und Partikel, welche von den gesprühten Partikeln 8 nicht an dem Glassubstrat 10 haften, werden über den Raum 322 nach außen abgeblasen.
In dem Fall, wo das Sprühen mit einem Plasmasprühbrenner ohne Gehäuse 317 durchgeführt wird, wenn beispielsweise Aluminium in einer Atmosphäre auf das Glassubstrat 10 aufgesprüht wird, wird der ausgebildete gesprühte Film (Linearkathode) 13 durch Sauerstoff in der Atmosphäre oxidiert, welcher in der Umgebung der oberen Oberfläche des Glassubstrats 10 in den Plasmastrahl 6 aufgenommen wird. Andererseits wird beim Plasmasprühbrenner 300 nach Beispiel 5, weil die Umgebung des Plasmastrahls 6 durch das Gehäuse 317 und das Inertgas 319 oder das reduzierende Gas umschlossen ist, der gesprühte Film nicht oxidiert. Somit wird verhindert, daß der spezifische elektrische Widerstand aufgrund des Oxids steigt, das in die Linearkathoden eintritt, wodurch Linearkathoden mit hervorragenderen Eigenschaften ausgebildet werden.

Beispiel 6

Die Fig. 12A bis 12F zeigen ein weiteres Verfahren der Ausbildung der Linearkathoden auf dem vorderem Glassubstrat gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zuerst wird, wie in Fig. 12A gezeigt ist, ein Maskenfilm 21 auf der Oberfläche des Glassubstrats 20 befestigt. Als Maskenfilm 21 wird beispielsweise ein Trockenfilm, welcher im Handel von TOKYO OHKA KOGYO, Co., Ltd. unter dem allgemeinen Handelsnamen "BF Series" erhältlich ist, verwendet werden. Als nächstes werden, wie in Fig. 12B gezeigt, Öffnungen 22 in ein Muster entsprechend einem auszubildenden Linearkathodenmuster auf dem Maskenfilm 21 durch einen Freisetzungsprozeß oder einen Ätzprozeß ausgebildet.
Ferner werden, wie in Fig. 12C gezeigt, Strahlpartikel 24 gegen die obere Oberfläche des Glassubstrats 20 durch den Massenfilm 21 kollidiert, auf welchem die Öffnungen 22 ausgebildet sind, wodurch eine Sandstrahlbehandlung durchgeführt wird. Durch diese Sandstrahlbehandlung, wie in Fig. 12D gezeigt, werden Rillen 25 an den Positionen ausgebildet, die den Öffnungen 22 in der Oberfläche des Glassubstrats 20 entsprechen. Die Sandstrahlbehandlung bildet die Rillen 25 aus und rauht die Bodenflächen der Rillen 25 auf. Ein bevorzugter Grad der Aufrauhung verändert sich abhängig vom gesprühten Material, den Sprühbedingungen und ähnlichem. Typischerweise ist es wünschenswert, daß eine aufgerauhte Oberfläche an der Mittellinie eine durchschnittliche Rauhigkeit Ra von ungefähr 1 aufweist. Wie vorher in Verbindung mit dem ersten Beispiel beschrieben, kann die Haftung zwischen der auszubildenden Linearkathode und dem Glassubstrat durch das Aufrauhen der Oberfläche des Glassubstrats verbessert werden.
Als nächstes wird, wie in Fig. 12E gezeigt, das Sprühmaterial 28 zur Kollision mit der Oberfläche des Glassubstrats 20 gebracht, und zwar durch Plasmasprühen durch die Öffnungen 22, die durch den Maskenfilm 21 hindurch vorgesehen sind, wodurch ein Film aus einem Linearkathodenmaterial ausgebildet wird. Als Resultat wird ein gesprühter Film, d. h. Linearkathoden 23 mit hoher Haftung auf den Bodenflächen der Rillen 25 des Glassubstrats 20 entsprechend den Öffnungen 22 ausgebildet. Andererseits springen die gesprühten Partikel, welche die Oberfläche des Maskenfilms 21 erreichen, aufgrund der Elastizität des Maskenfilms 21 zurück. Deshalb wird auf der Oberfläche des Glassubstrats 20, die nicht den Abschnitten der Öffnungen 22 entspricht, kein gesprühter Film 23 abgelagert. Der Maskenfilm 21 wird nach dem Beenden des Sprühprozesses abgezogen und die Linearkathoden 23, die nur auf den Bodenflächen der Rillen 25 des Substrats 20 ausgebildet sind, werden erhalten, wie in Fig. 12F gezeigt ist.
Wie vorher im Beispiel 1 beschrieben, wird, wenn das PDP kontinuierlich über eine lange Beleuchtungszeitspanne, beispielsweise 30.000 Stunden, betrieben wird, die Betriebsspannung stark vermindert, wenn Linearkathoden durch herkömmlichen Siebdruck ausgebildet werden. Die Vergrößerung der Entladungsfläche aufgrund der Verdampfung des Linearkathodenmaterials wird als ein Grund der Altersverschlechterung angesehen. Wenn andererseits die Linearkathoden 23 in den Rillen 25 ausgebildet werden, wie im Beispiel 6, wird die Vergrößerung der Entladungsfläche aufgrund der Zerstäubung verhindert. Deshalb kann die Variation der Entladungsspannung gehemmt werden.
Wenn jedoch die Linearkathoden innerhalb solcher Rillen 25 durch herkömmlichen Siebdruck ausgebildet werden, werden die Rillen 25 bis zu einem Niveau nahe der Oberfläche des Substrats 20 in der Umgebung der Seitenwände 31 der Rillen 25 mit dem Kathodenmaterial 30 gefüllt, wie in Fig. 13A gezeigt ist. Deshalb wird das Kathodenmaterial nach außerhalb der Rillen 25 durch die Zerstäubung bei der Entladung verteilt, und die oben genannten Effekte werden nicht in ausreichender Weise gezeigt.
Der Sprühfilm 23 wird durch das Plasmasprühverfahren andererseits nur am Boden 29 der Rillen 25 ausgebildet, wie in Fig. 13B gezeigt ist. Dies liegt daran, daß der ausgebildete Film durch das Sprühen linear bewegliche Partikel verwendet, die im Prinzip so abgelagert werden, daß die Sprühpartikel daran gehindert werden, an den Seitenwänden 31 der Rillen 25 anzuhaften.
Die Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Struktur eines Glassubstrats 20 zeigt, auf welchem die Linearkathoden 23 gemäß Beispiel 6 in der Umgebung einer Anschlußelektrode 32 ausgebildet werden.
Da die Linearkathode 23 am Boden 29 der Rille 25 ausgebildet wird, besteht ein Höhenunterschied 33 zwischen der Anschlußelektrode 32 und der Linearkathode 23 auf dem Glassubstrat 20. Deshalb kann eine elektrische Verbindung zwischen diesen beiden nicht hergestellt werden.
Um die Anschlußelektrode 32 und die Linearkathode 23 elektrisch zu verbinden, wird ein leitendes Pastenmaterial 34 in dem Bereich ausgeformt, der den Höhenunterschied 33 nach dem Sprühverfahren aufweist. Als leitendes Pastenmaterial 34 kann beispielsweise eine Nickelpaste verwendet werden. Nach dem Ausformen des leitenden Pastenmaterials 34 wird ein Backprozeß bei 580ºC durchgeführt, wodurch das geformte leitende Pastenmaterial 34 als Verbindungslinie zum Verbinden der Linearkathode 23 und der Anschlußelektrode 32 funktionieren kann. Das Backverfahren wird so durchgeführt, daß die Eigenschaften des Sprühfilms (Linearkathode) 23 verbessert werden, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde, und so, daß das leitende Pastenmaterial 34 gebacken wurde. Deshalb trägt dieses Verfahren zur Verbesserung des spezifischen Widerstandswertes der Linearkathode bei.
Die Tabelle 1 zeigt Werte des Spannungsabfalls in einer Linearkathode, die 30.000 Stunden lang in der ebenen Struktur kontinuierlich erleuchtet wurde, in welcher die Linearkathoden auf der Oberfläche des Glassubstrats ausgebildet sind, und mit der Rillenstruktur, bei welche die Linearkathoden auf den Böden der Rillen ausgebildet sind. Darüber hinaus zeigt die Tabelle 1 Werte für den Fall, bei dem die Linearkathoden durch Plasmasprühen ausgebildet sind, und für den Fall, bei dem die Linearkathoden durch Siebdruck ausgebildet sind, und zwar in den jeweiligen oben beschriebenen Strukturen. Die Daten der Tabelle 1 wurden an einem Gleichstrom-PDP gemessen, in welchem Entladungszellen mit einer Größe von ungefähr 300 um x ungefähr 300 um und einer Entladungslücke von 200 um vorgesehen wurden, mit He - XE10%-Gas als Entladungsgas, versiegelt bei einem Gasdruck von 350 Torr. Speziell fanden die Gleichstromentladungen kontinuierlich mit einem Entladungsstrom von 50 uA für jede der Entladungszellen statt.
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich wird, ist der Grad des Spannungsabfalls für die Rillenstruktur gering im Vergleich mit demjenigen der ebenen Struktur, und zwar in beiden Fällen, wo die Linearkathoden durch Siebdruck und durch Plasmasprühen ausgebildet werden. Desweiteren kann in dem Fall, wo die Linearkathoden mit der Rillenstruktur durch Plasmasprühen ausgebildet werden, der minimale Wert für den Spannungsabfall erhalten werden. Deshalb wir in einem solchen Fall die Verschlechterung der Betriebsspannung mit dem Altern in hervorragender Weise gehemmt. Tabelle 1

Beispiel 7

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 19 wird ein Herstellungsverfahren für Linearkathoden durch Plasmasprühen nach der vorliegenden Erfindung ferner als siebentes Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Fig. 15 zeigt schematisch das Herstellungsverfahren zur Ausbildung einer Linearkathode auf einem Glassubstrat 432 durch Plasmasprühen gemäß der vorliegenden Erfindung. Speziell wird in Fig. 15 das rechteckige Glassubstrat 432 (das im Grunde einem Breitschirm entspricht), welches dem Plasmasprühen unterzogen wird, von der Richtung gezeigt, die senkrecht zur auszubildenden Linearkathode liegt, d. h. eine Seitenrichtung des Glassubstrats 432.
Das Glassubstrat 432 ist auf einem Befestigungstisch 433 befestigt, der aus Metall oder ähnlichem besteht, und zwar über eine Aufspannvorrichtung. Eine Luftschicht 435 mit einer Dicke von ungefähr 1 mm ist zwischen dem Befestigungstisch 433 und dem Glassubstrat 432 vorgesehen. Ein Plasmasprühbrenner 436, aus dem ein Plasmastrahl 437 mit Sprühpartikeln so bereitgestellt wird, daß er mit dem Glassubstrat 432 kollidiert, ist über dem Glassubstrat 432 angeordnet.
Da das Glassubstrat 432 im allgemeinen von großen Abmessungen ist, wird der Plasmasprühbrenner 436 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gemäß einem vorbestimmten Muster so bewegt, daß die gesamte obere Oberfläche des Glassubstrats 432 dem Besprühen mit dem Plasmastrahl 437 unterzogen wird, wodurch der Sprühfilm, d. h. die Linearkathoden auf der gesamten Oberfläche ausgebildet wird(werden). Bei der in Fig. 15 gezeigten Ausbildung wird eine Anzahl von Linearkathoden in einer zur Fig. 15 vertikalen Richtung ausgebildet. Deshalb wird der Plasmasprühbrenner 436 in der Richtung senkrecht zur Figur bewegt, wodurch er eine Kathode Linie für Linie ausbildet. Als nächstes wird der Plasmasprühbrenner 436 in einem vorbestimmten Abstand in einer Richtung, die durch einen Pfeil 438 der Fig. 15 angedeutet ist, so bewegt, daß er eine nächste Linearkathode durch den gleichen Sprühvorgang ausbildet. Durch das Wiederholen dieser Schritte wird ein gesprühter Film über der gesamten Oberfläche des Glassubstrats 432 ausgebildet.
Alternativ kann das Glassubstrat 432 (oder der Befestigungstisch 433) bewegt werden anstelle des Plasmasprühbrenners 436, um so die Bewegung im selben Muster wie oben beschrieben zu realisieren.
Zum Vergleich wird ein Beispiel des Sprühverfahrens gemäß einer herkömmlichen Methode unter Bezugnahme auf die Fig. 17 und 18 beschrieben. Die Fig. 17 zeigt ein rechteckiges Glassubstrat 432' (das grundsätzlich einem Breitschirm entspricht), das einem Sprühen ausgesetzt werden soll, welches von der Richtung senkrecht zu den auszubildenden Linearkathoden gezeigt ist, d. h. einer Seitenrichtung des Glassubstrats 432'. Bei einem herkömmlichen Verfahren wird das Glassubstrat 432', welches dem Sprühen unterzogen wird, direkt auf einem Befestigungstisch 433' angeordnet, der aus Metall hergestellt ist, weil die Wärmelast, die auf das Glassubstrat 432' durch den Plasmastrahl 437' aufgebracht ist, welcher der Strahl aus dem Plasmasprühbrenner 436 ist, so bald wie möglich zum Befestigungstisch 433 hin abgegeben werden soll.
Die Fig. 18 ist ein Graph, der die Temperaturänderungen in der Bodenoberfläche des Glassubstrats 432 jeweils an den Punkten a', b' und c' in Fig. 17 zeigt. Eine Ordinate entspricht der Zeit, in welcher das Sprühen fortgesetzt wurde, und eine Abszisse entspricht einer Temperatur für jeden Punkt. Speziell zeigen die Kurven A', B' und C' der Fig. 18 Temperaturvariationen jeweils an den Punkten a', b' und c' in Fig. 17. Wie aus Fig. 18 hervorgeht, steigt die Temperatur an jedem Punkt, wenn der Plasmastrahl 437 wegen der Bewegung des Plasmasprühbrenners 436' näher zu dem Punkt hinkommt. Die Maximaltemperatur wird zu der Zeit erreicht, wenn ein Plasmastrahl 437' unmittelbar über den Punkt geht, und die Temperatur sinkt, wenn der Plasmastrahl 437 sich von dem Punkt wegbewegt.
Ein Gradient des Ansteigens und Abfallens des oben genannten Temperaturprofils wird steiler, wenn die Wärme schneller in den Befestigungstisch 433 übergeht. Deshalb werden die Differenz zwischen der Maximaltemperatur und der Bodenfläche des Substrats, (die Temperatur, wenn der Plasmasprühbrenner unmittelbar über dem Punkt positioniert ist) und der Temperatur nachdem der Plasmasprühbrenner 436' über diesen Punkt hinweggeht, d. h. Tgap' in Fig. 18, extrem groß. Die große Differenz der Temperaturen erzeugt eine thermische Belastung zwischen dem Bereich, in welchem ein Sprühverfahren durchgeführt wird und dem anderen Bereich auf dem Substrat 433'. Die Wärmebelastung wirkt auf das Glassubstrat 432' und zerbricht das Glassubstrat 432'.
Bei einem solchen herkömmlichen Verfahren kann, da die Wärme schnell von der Seite des Befestigungstischers 433' abgeführt wird, der Wert der Maximaltemperatur Tmax in der Bodenfläche des Glassubstrats 432' verringert werden. Auf der Oberfläche des Glassubstrats 432' verbleibt jedoch noch ein Bereich, wo die Temperatur ein extrem hohes Niveau erreicht, und zwar wegen der momentanen Aufbringung einer großen Wärmelast und der geringen Wärmeleitfähigkeit des Glases. Demgemäß wird die Temperaturdifferenz zwischen der Vorderseite und der Unterseite des Glassubstrats 432' groß. Als Resultat hiervon kann der Wärmedruck das Brechen des Glassubstrats 432' mit sich bringen.
Im Beispiel 7 der vorliegenden Erfindung, gezeigt in Fig. 15, sind zur Lösung der oben genannten Probleme des herkömmlichen Verfahrens die Bauteile so ausgestaltet, daß eine Wärmelast, die auf das Glassubstrat 432 von einem Plasmasprühbrenner 436 aufgebracht wird, nicht plötzlich zur Seite des Befestigungstisches 433 abgegeben wird. Speziell wird eine abrupte Temperaturänderung wie beim herkömmlichen Beispiel durch das Bereitstellen einer dünnen Luftschicht 435 zwischen dem Befestigungstisch 433 und dem Glassubstrat 432 gehemmt.
Die Fig. 16 ist ein Graph, der die Temperaturänderungen der Bodenfläche des Glassubstrats 432 jeweils an den Punkten a, b und c in Fig. 15 zeigt. Ebenso wie in Fig. 18 entspricht die Ordinate der Zeit, in welcher das Sprühen fortgeführt wurde, und die Abszisse repräsentiert die Temperatur jedes Punktes. Speziell zeigen die Kurven A, B und C der Fig. 16 Temperaturänderungen jeweils an den Punkten a, b und c in Fig. 15.
Wie aus Fig. 16 hervorgeht, werden, sogar wenn die Abstände zwischen den Punkten a, b und c in Fig. 15 denjenigen zwischen den Punkten a', b' und c' in Fig. 17 angeglichen werden, die Temperaturänderungsprofile, jeweils angedeutet durch die Kurven A, B und C erhalten. Als Resultat ist die Differenz zwischen der Maximaltemperatur auf der Bodenfläche des Substrats (Temperatur zu der Zeit, wenn der Plasmasprühbrenner unmittelbar über dem Punkt positioniert ist) und der Temperatur nachdem der Plasmasprühbrenner 436 diesen Punkt überläuft, d. h. Tgap in Fig. 16, geringer als die gleichartige Temperaturdifferenz Tgap' beim herkömmlichen Verfahren. Das Brechen des Glassubstrats 432 aufgrund der Temperaturdifferenz Tgap tritt nicht auf. Die Temperaturdifferenz Tgap ist klein, weil die Luftschicht 435 zwischen dem Glassubstrat 432 und dem Befestigungstisch 433 als Wärmeisolationsschicht dient, und so den schnellen Wärmeübergang zur Seite des Befestigungstisches 433 hin hemmt.
Die Luftschicht 435 bildet einen geschlossenen Raum zwischen dem Befestigungstisch 433 und dem Glassubstrat 432. Wenn ein offener Raum ausgebildet wird, wird eine freie Konvektion durch den Temperaturanstieg der unteren Fläche des Glassubstrats 432 erzeugt. Als Resultat wird der Wärmeübergang zum Befestigungstisch 433 hin beschleunigt, wodurch die Wärmeisolationseffekte gehemmt werden. Sogar in dem Fall, wo der geschlossene Raum ausgebildet wird, wird die freie Konvektion erzeugt, wenn die Dicke der Luftschicht 435 zu groß ist. Als Resultat können ausreichend isolierende Effekte nicht erzielt werden. Deshalb ist die Dicke der Luftschicht 435 vorzugsweise 1 mm oder weniger, um gute Wärmeisolationseffekte zu erzielen.
Alternativ kann eine andere Wärmeisolationseinrichtung, wie z. B. eine Wärmeisolationsplatte aus einem Material mit hervorragenden Wärmeisolationseigenschaften anstelle der Luftschicht 435 bereitgestellt werden.
Als nächstes wird der Effekt der Wärmeakkumulation auf dem Glassubstrat, welcher mit dem Sprühverfahren einhergeht, beschrieben werden.
Wie aus Fig. 16 ersichtlich ist, steigt die Maximaltemperatur auf der Oberfläche des Glassubstrats 432 langsam, wenn das Plasmasprühverfahren fortschreitet, wie durch die durchgezogene Linie D in Fig. 16 angedeutet ist. Dies liegt daran, daß die Sprühwärme langsam im Glassubstrat 432 akkumuliert wird, und zwar aufgrund des Wärmeisolationseffekts. Der Anstieg der Temperatur des Glassubstrats 432 aufgrund der Akkumulation der Wärme verändert unvermeidbarerweise die Oberflächenbedingungen des Glassubstrats 432, welches dem Sprühen unterzogen wird, während die Filmablagerung durch das Sprühen fortschreitet.
Die Fig. 19 zeigt das Verhältnis zwischen der Substrattemperatur, der Dicke des gesprühten Films, der Zufuhrrate des gesprühten Materials und der abgelaufenen Sprühzeitspanne in dem Fall, wo die Linearkathoden auf dem Glassubstrat durch Plasmasprühen ausgebildet werden. Speziell repräsentiert die Abszisse in Fig. 19 die Position der Linearkathode auf dem Glassubstrat 432, welche einer abgelaufenen Sprühzeit entspricht. Die Kurven B und E repräsentieren die maximalen Temperaturen der Bodenfläche des Glassubstrats 432 an den jeweiligen Positionen, und die Kurven C und F repräsentieren die Dicke gesprühter Filme (Linearkathoden), die ausgebildet werden sollen. Die Kurven A und D zeigen die Mengen der Zufuhr des gesprühten Materials aus dem Plasmasprühbrenner pro Zeiteinheit (d. h. die Zufuhrrate des Sprühmaterials). Bei allen Daten zeigen die Kurven B, C und A in unterbrochenen Linien die Resultate des herkömmlichen Verfahrens, und die durchgezogenen Linien E, F und D zeigen jeweils die Resultate im Beispiel 7 der vorliegenden Erfindung.
Bei einem herkömmlichen Verfahren ist die Zufuhrrate des Sprühmaterials aus dem Plasmasprühbrenner im allgemeinen konstant bezüglich der abgelaufenen Zeit des Sprühverfahrens, wie durch die Kurve A angedeutet ist. Die Bewegungsrate des Glassubstrats oder des Plasmasprühbrenners wird im allgemeinen konstant gehalten. Andererseits steigt die Maximaltemperatur auf dem Glassubstrat langsam, wenn die Sprühzeit abläuft, wie durch die Kurve B angedeutet ist. Wenn die Zufuhrrate des Sprühmaterials aus dem Plasmasprühbrenner konstant ist, steigt die durch das Sprühen ausgebildete Dicke langsam, wie durch die Kurve C angedeutet ist. Dies liegt darin, daß die Haftfähigkeit der metallischen Aluminiumpartikel, die als gesprühtes Material im Beispiel 7 verwendet werden, ansteigt, wenn die Substrattemperatur ansteigt. Als Resultat kann der gesprühte Film (Linearkathode) nicht einheitlich über der gesamten Oberfläche des Glassubstrats ausgebildet werden.
Somit wird im Beispiel 7 die Zufuhrrate des Sprühmaterials aus dem Plasmasprühbrenner graduell verringert, während das Sprühverfahren abläuft, wie durch die Kurve D angedeutet ist. Damit sinkt die Wärmemenge, die durch Plasmastrahl auf das Glassubstrat übertragen wird, graduell, und die Maximaltemperatur des Substrats wird daran gehindert, anzusteigen, wie durch die Kurve E angedeutet ist. Als Resultat wird die Dicke des durch das Sprühen ausgebildeten Films konstant gehalten, wie durch die Kurve F angedeutet ist, und zwar unabhängig von dem Ablauf des Sprühverfahrens.
Als spezielles Verfahren zur Reduzierung der Zufuhrrate des gesprühten Materials vom Plasmasprühbrenner ist ein Verfahren zum Reduzieren der Abgabe des Plasmastrahls oder ein Verfahren zur Reduzierung der Zufuhrmenge des gesprühten Materials anwendbar. Alternativ ist es, wenn die Menge der Zufuhr des gesprühten Materials für eine Flächeneinheit des Glassubstrats relativ durch das Beschleunigen der Bewegungsrate des Plasmasprühbrenners oder des Glassubstrats reduziert wird, ebenfalls möglich, einen Effekt zu erzielen, der demjenigen für den Fall gleicht, wo die Zufuhrrate des Sprühmaterials aus dem Plasmasprühbrenner graduell reduziert wird. Im Beispiel 7 wird die Zufuhrrate des Sprühmaterials durch das Einregeln der Bewegungsrate des Plasmasprühbrenners oder des Glassubstrats gesteuert, was relativ einfach realisiert werden kann.
Wie oben beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Erfindung Linearkathoden eines Gleichstrom-Gasentladungs-Bilderzeugungsgerätes durch ein Sprühverfahren ausgebildet. Wenn die Linearkathoden durch ein Siebdruckverfahren ausgebildet werden, was die herkömmliche Methode ist, tritt Glasurmasse (Metallpaste zum Drucken), welche ein nichtleitendes Material ist, unvermeidlicherweise in die Linearkathoden ein. Als Resultat steigt der spezifische elektrische Widerstand der Linearkathoden. Andererseits sind die Linearkathoden, die durch das Sprühverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, hauptsächlich aus reinen Metallpartikeln (gesprühten Partikeln) aufgebaut, mit Ausnahme einer geringen Menge an Oxid. Deshalb wird der Leitungswiderstand stark verringert. Bei dem reduzierten Leitungswiderstand kann in dem Fall, wo das Anzeigegerät entweder durch ein Wiederholungs-Betriebsverfahren oder durch ein Speicher- Betriebsverfahren betrieben wird, die Verschlechterung der Qualität eines Bildes, welche aus Gründen wie einer ungleichen Luminanz des Anzeigeschirms, nicht erleuchteten Pixeln oder einem reduzierten Speicherabstand aufgrund eines Spannungsabfalls entlang der Linearkathode resultiert, verhindert werden. Insbesondere wird die Zuverlässigkeit eines Anzeigegerätes merklich verbessert, da der Speicherabstand über einen langen Zeitraum erhalten werden kann und die Änderung der Betriebsspannung auf einen kleinen Wert im Vergleich mit dem Verfahren beschränkt werden kann, das Siebdruck verwendet.
Wenn Rillen in einem vorbestimmten Muster auf der Oberfläche eines vorderen Glassubstrats ausgebildet werden und die Linearkathoden auf den Bodenoberflächen der Rillen ausgebildet werden, wird das die Linearkathode bildende Material nicht über eine große Fläche verteilt, sogar in dem Fall, wenn wiederholt eine Entladung auftritt. Deshalb wird die Entladungsfläche nicht vergrößert, wenn die Entladungszeit abläuft. Als Resultat kann ein stabiler Betrieb des Anzeigegerätes über eine lange Zeitspanne dadurch erreicht werden, daß die Entladungsspannung gehemmt wird, die durch solch eine Vergrößerung der Entladungsfläche hervorgerufen wird.
Wenn das Sprühverfahren durchgeführt wird, wird ein durchschnittlicher Durchmesser d eines Primärpartikels des Kathodenmaterials (Sprühmaterials), das einem Sprühapparat zugeführt werden soll, so eingestellt, daß er in einem bestimmten Bereich liegt, in welchem die obere Grenze ein kleinerer Wert von h/2 und W/9 und die untere Grenze 10 um ist, für eine Breite W und eine Dicke h der auszubildenden Linearkathode. Dann werden die Sprühpartikel an der Oberfläche des Glassubstrats in einem solchen Zustand angehaftet, daß die gespülten Partikel abgeflacht werden, um so einen Durchmesser von ungefähr dreimal dem durchschnittlichen Durchmesser d der Primär-Partikel zu haben. Als Resultat kann ein so fein gesprühter Film erhalten werden, daß die Haftung mit dem Glassubstrat ausreichend erhalten und der spezifische elektrische Widerstand auf ein extrem niedriges Niveau abgesenkt werden kann.
Wenn das Plasmasprühen als Sprühverfahren durchgeführt wird, können Linearkathoden mit einem feinen Muster so ausgebildet werden, daß sie sehr klein sind und eine starke Haftung am Glassubstrat aufweisen. Darüber hinaus kann beim Plasmasprühen eine breite Vielfalt an Materialien mit guter Regelbarkeit verarbeitet werden. Deshalb können Linearkathoden mit hervorragenderen Eigenschaften mit hoher Reproduzierbarkeit ausgebildet werden.
Darüber hinaus können Linearkathoden, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden, eine Struktur haben, die aus einer Metall-Busleitung und einer oberen Beschichtung besteht, die auf deren Oberfläche ausgebildet ist. Bei den so strukturierten Linearkathoden kann der spezifische Widerstand der Linearkathoden auf denjenigen der metallischen Busleitung reduziert werden. Gleichzeitig wird die Entladungskontraktion durch das Auswählen eines Materials mit einer geringen Zerstäubungsrate als Material für die obere Beschichtung gehemmt.
Wenn ferner ein Backverfahren nach dem Ausbilden der Linearkathode durch Sprühen durchgeführt wird, wird der gesprühte Film (Linearkathode) noch feiner ausgebildet, wodurch eine weitere Reduktion des spezifischen Widerstands der Linearkathode realisiert wird.
Wenn die Oberfläche des Glassubstrats entsprechend an den Abschnitten, wo die Linearkathoden ausgebildet werden sollen, vor dem Ausbilden der Linearkathoden durch Sprühen aufgerauht wird, wird die Haftung zwischen dem gesprühten Film (Linearkathode) und dem Glassubstrat stärker. Als Resultat treten Probleme, wie das Abziehen des gesprühten Films (Linearkathode) oder das Lösen der elektrischen Verbindung sogar dann nicht auf, wenn beim Herstellungsverfahren eine mechanische Belastung auf den gesprühten Film bei der Handhabung oder ähnlichem aufgebracht wird.
Wenn Rillen auf der Oberfläche des Glassubstrates entsprechend den Abschnitten ausgebildet werden, wo die Linearkathoden ausgebildet werden sollen, und die Linearkathoden auf den Bodenflächen der Rillen durch Sprühen ausgebildet werden, wird das die Linearkathoden bildende Material nicht über große Bereiche verteilt, und dies sogar in dem Fall, wo die Entladung wiederholt auftritt. Folglich wird die Entladungsfläche nicht vergrößert, während der Entladungsprozeß fortschreitet. Als Resultat wird der Betrieb des Anzeigegerätes über eine lange Zeitspanne dadurch stabilisiert, daß die Änderung der Entladungsspannung aufgrund der Vergrößerung der Entladungsfläche gehemmt wird (d. h. in der Fläche, die an der Entladung beteiligt ist).
Wenn das Sprühverfahren in einem solchen Zustand durchgeführt wird, kann bei dem Glassubstrat, welches dem Sprühen unterzogen wird, während es auf einem Befestigungstisch über eine Wärmeisolationseinrichtung angeordnet ist, die Wärme, die durch das Sprühen auf das Glassubstrat übertragen wird, daran gehindert werden, schnell auf den Befestigungstisch überzugehen. Als Resultat hiervon wird eine Wärmedifferenz zwischen dem Bereich, in dem das Sprühen ausgeführt wird und dem anderen Bereich reduziert, wodurch eine auf das Glassubstrat auf der Oberfläche des Glassubstrats aufgebrachte Wärmelast reduziert wird. Folglich wird verhindert, daß das Glassubstrat wegen der Wärmelast bricht.
Die Haftleistung des auf das Glassubstrat gesprühten Films steigt graduell, wenn die Substrattemperatur ansteigt. Wenn die Ablagerungsrate des gesprühten Films im wesentlichen während des Ablaufes der Sprühzeit durch das Einregeln der Zufuhrrate des zu sprühenden Materials vom Sprühbrenner her oder durch das Steuern der Bewegungsrate des Sprühbrenners und/oder des Glassubstrates konstant gehalten wird, kann ein Sprühfilm (Linearkathode) mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke sogar in dem Fall ausgebildet werden, wo die Substrattemperatur graduell aufgrund der Wärmeakkumulation im Glassubstrat, welches dem Sprühen unterzogen wird, ansteigt während die Sprühzeit abläuft. Als Resultat kann sogar in dem Fall, wo ein Anzeigegerät mit großen Abmessungen ausgebildet wird, ein einheitlich versprühter Film (Linearkathode) über den gesamten Anzeigeschirm der großen Fläche ausgebildet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung Bildanzeigegerätes (500) mit den folgenden Schritten:

Bereitstellen eines vorderen Glassubstrats (10, 20, 39, 432);

Bereitstellen eines hinteren Glassubstrats (40), das dem vorderen Glassubstrat zugewandt ist, wobei ein Entladungsgas dazwischen eingebracht wird;

Bereitstellen eines Anodensatzes (44) mit mehreren, auf dem hinteren Glassubstrat ausgebildeten Zeilen- bzw. Linien- bzw. Linearelektroden;

Bereitstellen eines Kathodensatzes (13, 23, 43) mit mehreren Zeilen- bzw. Linien- bzw. Linearelektroden, die auf dem vorderen Glassubstrat so angeordnet sind, daß sie den Anodensatz rechtwinklig kreuzen, wobei die Linearelektroden im Kathodensatz durch ein Sprühverfahren zum Sprühen von Partikeln (8, 28) eines vorbestimmten Kathodenmaterials aus einer Sprühvorrichtung (100, 200, 300, 436) auf ein Glassubstrat ausgebildet werden; und

Bereitstellen mehrerer Entladungszellen (41), von denen jede so vorgesehen ist, daß sie mit jedem Kreuzungspunkt des Anodensatzes und des Kathodensatzes übereinstimmt;

gekennzeichnet durch

eine solche Auswahl des vorbestimmten Kathodenmaterials, daß der mittlere Durchmesser d eines Primärpartikels (16), der der Sprühvorrichtung zugeführt wird, in einem Bereich eingestellt wird, dessen obere Grenze ein kleinerer Wert von h/2 und W/9 ist und dessen untere Grenze 10 um ist, wobei jede der Linearelektroden, die im Kathodensatz enthalten sind, eine Breite W und eine Dicke h hat.

2. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach Anspruch 1, bei dem die Linearelektroden, die im Kathodensatz enthalten sind, auf Bodenflächen von Rillen (25) ausgebildet sind, welche auf einer Oberfläche des vorderen Glassubstrats ausgebildet sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Sprühverfahren ein Plasmasprühverfahren ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Kathodenmaterial aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Aluminium, Nickel, einer Aluminiumlegierung und einer Nickellegierung besteht.

5. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Entladungsgas ein Gasgemisch aus He und Xe ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis S. bei dem jede der Linearelektroden im linearen Kathodensatz versehen ist mit:

einer Metall-Busleitung (15a), die durch das Sprühverfahren ausgebildet wird, und

einem oberen Beschichtungsfilm (15b), der aus einem Material hergestellt ist, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Metall, aus einem metallischen Oxid und einem metallischen Sulfid besteht, wobei der obere Beschichtungsfilm auf einer Oberfläche der Metall-Busleitung ausgebildet ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach Anspruch 6, bei dem der obere Beschichtungsfilm durch das Sprühverfahren ausgebildet wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die metallische Busleitung durch das Laminieren gesprühter Partikel in abgeflachter Weise ausgebildet wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das Oxid La1-xSrxMO&sub3; mit einer Perovskit- Struktur ist, wobei M Co oder Mn ist.

10. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem jede der Linearelektroden im Kathodensatz durch das Laminieren gesprühter Partikel des Kathodenmaterials in abgeflachter Weise ausgebildet wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Kathodensatz dadurch ausgebildet wird, daß er nach dem Durchführen des Sprühverfahrens ferner einem Backverfahren bei einer Temperatur von 400ºC oder höher unterzogen wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Ausbildung des Kathodensatzes die folgenden Schritte aufweist:

(a) Ausbilden eines Maskenfilms (11, 21) auf der Oberfläche des Glassubstrats;

(b) Ausbilden einer Öffnung (12, 22) in einem vorbestimmten Muster durch den Maskenfilm;

(c) Ablagern eines Sprühfilms, der als im Kathodensatz enthaltene Linearelektroden dient, an einem Abschnitt der Oberfläche des Glassubstrats, welcher der Öffnung entspricht, durch das Sprühen des vorbestimmten Kathodenmaterials aus einem Sprühbrenner (100, 200, 300, 436), der über der Oberfläche des Maskenfilms angeordnet ist, und Bewegen des Sprühbrenners und/oder des Glassubstrats; und

(d) Entfernen des Maskenfilms von der Oberfläche des Glassubstrats.

13. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach Anspruch 12, bei der der Schritt (c) ferner den Schritt des Aufrauhens des Abschnittes der Oberfläche des Glassubstrats beinhaltet, der der Öffnung entspricht.

14. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Schritt (c) ferner den Schritt des Ausbildens der Rille (25) mit einer vorbestimmten Tiefe auf dem Abschnitt der Oberfläche des Glassubstrats umfaßt, der der Öffnung entspricht, wobei der Sprühfilm auf einer Bodenfläche der Rille abgelagert wird.

15. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem der Sprühschritt im Schritt (c) ausgeführt wird, während das Gassubstrat auf einem Befestigungstisch (433) angeordnet ist, wobei dazwischen eine Wärmeisolationseinrichtung (435) angeordnet ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerätes nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem die Ablagerungsrate für den Sprühfilm im wesentlichen über den Ablauf der Sprühzeit im Schritt (c) konstant gehalten wird, und zwar durch das Einregeln entweder der Zuführungsrate des Kathodenmaterials aus dem Sprühbrenner oder der Bewegungsrate des Sprühbrenners und/oder des Glassubstrats.

17. DC (Gleichstrom)-Gasentladung-Bildanzeigegerät (500) mit:

einem vorderen Glassubstrat (10, 20, 39, 432);

einem hinteren Glassubstrat (40), das dem vorderen Glassubstrat zugewandt ist, wobei ein Entladungsgas dazwischen eingebracht ist;

einem Anodensatz (44) mit mehreren Zeilen- bzw. Linien- bzw. Linearelektroden, die auf dem hinteren Glassubstrat ausgebildet sind;

einem Kathodensatz (13, 23, 43) mit mehreren Zeilen- bzw. Linien- bzw. Linearelektroden, die auf dem vorderen Glassubstrat so angeordnet sind, daß sie den Anodensatz rechtwinklig kreuzen, wobei die Linearelektroden im Kathodensatz durch ein Sprühverfahren zum Sprühen von Partikeln (8, 28) eines vorbestimmten Kathodenmaterials aus einer Sprühvorrichtung (100, 200, 300, 436) auf ein Glassubstrat ausgebildet werden; und mit

mehreren Entladungszellen (41), von denen jede so vorgesehen ist, daß sie mit jedem Kreuzungspunkt des Anodensatzes und des Kathodensatzes übereinstimmt;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Kathodenmaterial so ausgewählt wird, daß der mittlere Durchmesser d eines Primärpartikels (16), der der Sprühvorrichtung zugeführt wird, in einem Bereich eingestellt wird, dessen obere Grenze ein kleinerer Wert von h/2 und W/9 ist und dessen untere Grenze 10 um ist, wobei jede der im Kathodensatz enthaltenen Linearelektroden eine Breite W und eine Dicke h hat.