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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Plasmaanzeigefelder (PDPs)
oder -tafel, insbesondere Plasmaanzeigefelder vom WS-Typ, welche
in Matrixanzeigesystemen betreibbar sind. Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Plasmaanzeigefeld vorsehen,
welches zur Verwendung als PDP vom Oberflächenentladungstyp geeignet
ist, wobei eine Entladung entlang einem Bildschirm auftritt.
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In
letzter Zeit wurden Plasmaanzeigefelder (PDPs) in Fernsehanzeigen
sowie Monitoren von Computern verbreitet verwendet, da PDP-Farbbildschirme
nun im Handel erhältlich
sind. Diese PDPs können
insbesondere als Anzeigevorrichtungen vom großflächigen flachen Typ für das Fernsehsystem
mit hoher Bildauflösung
(HDTV) verwendet werden.
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In
PDPs vom Matrixanzeigetyp wird ein Speichereffekt ausgenützt, um
so Leuchtzustände
von Zellen aufrechtzuerhalten. Das PDP vom WS-Typ hat eine Speicherfunktion
aufgrund seiner Struktur, in der eine Elektrode mit einem dielektrischen
Material bedeckt ist. Das heißt,
wenn das PDP vom WS-Typ EIN geschaltet wird, werden Zeilen aufeinanderfolgend adressiert,
um Wandelektronenladungen nur in den Zellen zu speichern, die leuchten
(Licht emittieren) sollen. Danach werden Spannungen (nämlich Haltespannungen)
mit abwechselnden Polaritäten
an alle dieser Zellen innerhalb einer Zeitperiode angelegt. Diese
Haltespannung entspricht einer vorherbestimmten Spannung, die niedriger
ist als eine Entladungsstartspannung. In einer solchen Zelle, wo
Wandelektronenladungen gespeichert werden, überschreitet die an diese Zelle
angelegte effektive Spannung die Entladungsstartspannung, da die
Haltespannung über
die Wandspannung gelegt wird, so dass eine Entladungsoperation auftritt.
Wenn die Zeitperiode, während
welcher die Haltespannung angelegt wird, verkürzt wird, dann kann ein praktisch kontinuierlicher
Leuchtzustand erhalten werden.
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In
PDPs vom Oberflächenentladungstyp,
die im Handel erhältlich
sind, sind Paare von Halteelektroden (nämlich erste Elektroden und
zweite Elektroden) parallel zueinander angeordnet.
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Die
Paare von ersten und zweiten Elektroden verlaufen über eine
gesamte Länge
des Bildschirms in einer Matrixanzeige mit einem Paar für jede Zeile (Reihe),
wohingegen Adressenelektroden (nämlich dritte
Elektroden) mit einer Elektrode für jede Spalte angeordnet sind.
Ein Intervall zwischen Halteelektroden in den jeweiligen Zeilen
wird als "Entladungsspalt" bezeichnet. Eine
Breite dieses Entladungsspalts wird ausgewählt, um ein solcher Wert zu
sein, beispielsweise 50 bis 100 μm,
dass die Oberflächenentladung
auftreten kann, wenn eine effektive Spannung in der Größenordnung
von 200 bis 250 V angelegt wird. Andererseits wird ein anderes Intervall
zwischen in benachbarten Zeilen vorhandenen Halteelektroden als "Sperrspalt" bezeichnet, engl. "reverse slit". Eine Breite dieses
Sperrspalts wird ausreichend größer ausgebildet
als jene des Entladungsspalts. Das heißt, die Sperrspaltbreite wird
groß genug
ausgebildet, damit das Auftreten einer Oberflächenentladung zwischen den
voneinander durch den Sperrspalt getrennten Halteelektroden verhindert
werden kann. Sowohl der Entladungsspalt als auch der Sperrspalt
sind, wie oben beschrieben, in der Anordnung der Halteelektroden
vorgesehen, so dass die jeweiligen Zeilen selektiv emittiert (aktiviert)
werden können.
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Ein
Schutzfilm mit einer Anti-Sputter-Charakteristik, welcher einen
Einfluss mildern kann, der durch einen während der Entladungsoperation
auftretenden Ionenbeschuss verursacht wird, ist an einer Oberfläche einer
dielektrischen Materialschicht (beispielsweise eines Glases mit
niedrigem Schmelzpunkt) zum Abdecken der Halteelektroden vorgesehen.
Da dieser Schutzfilm mit dem Entladungsgas in Kontakt steht, können sowohl
das Material dieses Schutzfilms als auch eine Filmqualität davon
einen großen
Einfluss auf die Entladungscharakteristik ausüben. Allgemein wird Magnesiumoxid
als Schutzfilmmaterial eingesetzt. Magnesiumoxid ist ein Isoliermaterial
mit einer überlegenen
Anti-Sputter-Charakteristik und einem großen sekundären Elektronenemissionskoeffizienten.
Mit anderen Worten, wenn Magnesiumoxid verwendet wird, wird die
Entladungsstartspannung gesenkt, so dass das PDP vom Oberflächenentladungstyp
leicht getrieben werden kann. In letzter Zeit wird ein Magnesiumoxid-Film
mit einer Dicke in der Größenordnung
von 1 μm
an der Oberfläche
der dielektrischen Materialschicht gebildet, indem eine Vakuumdampfabscheidung
vorgenommen wird, wobei in einer Pelletform hergestelltes Magnesiumoxid
als Ausgangsmaterial verwendet wird.
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US 5 454 861 offenbart eine
Substratanordnung für
ein Plasmaanzeigefeld, von der angenommen werden kann, dass sie
umfasst: ein Substrat; eine Vielzahl von Oberflächenentladungselektroden, die über das
Substrat verlaufen; eine dielektrische Schicht, die die Oberflächenentladungselektroden bedeckt;
und einen Magnesiumoxid-Film, der über die dielektrische Schicht
verläuft,
um die Substratanordnung mit einer Oberfläche zu versehen, die mit einem
Entladungsgas in Kontakt zu stehen hat, wenn die Substratanordnung
im Gebrauch steht. Eine Zusammensetzung zur Bildung des Magnesiumoxid-Films umfasst Magnesiumoxid-Teilchen
und, als Bindemittel-Vorläufer, eine
oder mehrere organische Verbindungen, die Aluminium, Silicium, Titan
oder Zirconium enthalten. Diese Zusammensetzung kann auf der dielektrischen
Schicht aufgebracht und dann eingebrannt werden, um den Bindemittel-Vorläufer in das
Metalloxid überzuführen, wodurch
die Notwendigkeit vermieden wird, ein Vakuumabscheidungsverfahren
zur Bildung des Films zu verwenden.
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Wenn
ein PDP vom Oberflächenentladungstyp
getrieben wird, wird eine Ladungsverteilung über einen gesamten Bildschirm
initialisiert (zurückgesetzt)
während
einer Zeitperiode, die beginnt, nachdem das Anlegen der Haltespannung
für ein
bestimmtes Bild erzielt wurde, und endet, bevor ein nächstes Bild
adressiert wird. Konkret ausgedrückt, vor
der Adressieroperation werden Rücksetzimpulse, deren
Maximalwerte die Entladungsstartspannung überschreiten, an die Halteelektrodenpaare
aller Zeilen angelegt. Wenn die Rücksetzimpulse angelegt werden,
tritt das Oberflächenentladungsphänomen an
Vorderkanten dieser Rücksetzimpulse
auf, so dass eine große
Menge an Wandelektronenladungen in die jeweiligen Zellen geladen
wird, verglichen mit dem Laden, das durch das Anlegen der Haltespannung
hervorgebracht wird. Anschließend
tritt das Selbstentladungsphänomen
auf, das nur durch die Wandspannung verursacht wird, ansprechend
auf die Hinterkanten der Rücksetzimpulse.
Als Ergebnis werden die meisten Wandladungen neutralisiert und verschwinden
somit. Mit anderen Worten, die dielektrischen Materialien über den
gesamten Bildschirm werden in einen im wesentlichen nicht-geladenen
Zustand gebracht. Alternativ dazu kann eine weitere Initialisierung
ohne eine solche Selbstentladungsoperation durchgeführt werden,
indem ein Lösch/Entladungsphänomen veranlasst
wird, nur in den Zellen aufzutreten, die vorher selektiv geladen
wurden. In diesem alternativen Fall ist eine Adressieroperation für diese
Initialisierung erforderlich, so dass eine zum Umschalten von Bildern
erforderliche Zeit verlängert werden
kann.
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Herkömmlich besteht
ein weiteres Problem, das dazu führt,
dass ein angezeigtes Bild gestört wird.
Dieses Problem kann als "schwarzes
Rauschen" bezeichnet
werden. Das "schwarze
Rauschen" ist ein
Phänomen,
bei dem eine Zelle, die leuchten soll, (nämlich eine ausgewählte Zelle)
nicht leuchten kann. Dieses schwarze Rauschen kann leicht in einem Grenzbereich
zwischen einer leuchtenden Zone und einer nicht-leuchtenden Zone
innerhalb eines Bildschirms auftreten. Es ist nicht der Fall, dass
alle der mehrfachen ausgewählten
Zellen, die jeweils in einer Zeile oder einer Spalte enthalten sind, nicht
leuchten. Da jedoch Teile, wo das schwarze Rauschen auftritt, an
einigen Stellen aufscheinen, ist jedoch davon auszugehen, dass ein
schwarzes Rauschen als Folge eines Adressenverfehlungsphänomens,
auch Adressfehlerscheinung genannt auftritt. Dieses Adressenverfehlungsphänomen wird
verursacht, wenn keine Adressentladungsoperation ausgeführt wird,
oder auch wenn eine Adressentladungsoperation vorgenommen wird,
die Stärke
davon jedoch gering ist.
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Es
wird angenommen, dass ein möglicher Grund,
warum das Adressenverfehlungsphänomen auftritt,
die Restwandladungen im Sperrspalt sind. In dem Fall, dass die Oberflächenentladungsoperation durch
die angelegten Rücksetzimpulse übermäßig ausgebreitet
wird, und somit die Wandladungen auch im Sperrspalt gespeichert
werden, auch wenn die Selbstlöschentladungsoperation
anschließend
vorgenommen wird, werden die Wandladungen zurückgelassen, die am Sperrspalt
vorhanden sind, der weit entfernt vom Entladungsspalt angeordnet
ist. Die effektive Spannung der Adressieroperation wird durch diese
Restladung gesenkt, so dass das Adressenverfehlungsphänomen in
während
der Adressieroperation ausgewählten
Zellen auftritt. Wenn die benachbarten Zellen auch ausgewählte Zellen
sind, ist es unwahrscheinlich, dass das Adressenverfehlungsphänomen auftritt,
da die von den Adressentladungsoperationen an den benachbarten Zellen
verursachten Raumladungen den Priming- oder Initialzünd-Effekt
beitragen können.
Im Gegensatz dazu kann in dem Fall, dass die benachbarten Zellen
(insbesondere Zellen, die in der Scan-Sequenz voraus liegen) nicht-ausgewählte Zellen
sind, wie im oben beschriebenen Grenzbereich, kein Priming-Effekt
auftreten.
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Somit
kann in diesem Fall das Adressenverfehlungsphänomen, auch Adressenfehlerscheinung genannt,
manchmal auftreten.
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Daher
ist es wünschenswert,
die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und ein Verhältnis des
Auftretens eines sogenannten "schwarzen
Rauschens" zu reduzieren.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verwendung vorgeschlagen, zwecks
Verringern des Auftretens einer Adressfehlerscheinung beim Betrieb
einer Plasmaanzeigetafel, von Silizium oder einer Verbindung daraus
in einem Magnesiumoxidfilm, der eine Substratbaugruppe der Tafel
mit einer Oberfläche
vorsieht, die mit einem Entladungsgas in Kontakt sein muss, wobei
das Silizium oder die Verbindung daraus in dem Magnesiumoxidfilm
dem Gewicht nach mit einer Menge von 500 bis 10000 ppm enthalten
ist und die Substratbaugruppe ein Substrat umfasst, eine Vielzahl
von Oberflächenentladungselektroden,
die sich über
das Substrat erstrecken, eine dielektrische Schicht, die die Oberflächenelektroden
bedeckt, und den Magnesiumoxidfilm, der sich über die dielektrische Schicht
erstreckt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von
Magnesiumoxid vorgeschlagen, das Silizium oder eine Verbindung daraus
dem Gewicht nach mit einer Menge von 500 bis 10000 ppm zwecks Verringern
des Auftretens einer Adressfehlerscheinung beim Betrieb einer Plasmaanzeigetafel
enthält,
wobei eine Substratbaugruppe der Plasmaanzeigetafel ein Substrat
umfasst, eine Vielzahl von Oberflächenentladungselektroden, die
sich über
das Substrat erstrecken, eine dielektrische Schicht, die die Oberflächenelektroden
bedeckt, und einen Film aus dem Magnesiumoxid, der sich über die
dielektrische Schicht erstreckt, um die Substratbaugruppe mit einer
Oberfläche
zu versehen, die mit einem Entladungsgas in Kontakt sein muss.
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Die
Substratanordnung ist in einer Plasmaanzeigetafel vorhanden. Die
Plasmaanzeigetafel kann vom Matrixanzeigetyp sein, mit einer ersten Elektrode
und einer zweiten Elektrode, die ein Hauptelektrodenpaar bilden.
Die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind mit einer Isolierschicht
gegen ein Entladungsgas bedeckt, wobei die Isolierschicht einen
Magnesiumoxidfilm umfaßt,
der wenigstens als eine Oberflächenschicht
davon gebildet ist, die mit dem Entladungsgas in Kontakt steht,
und der Magnesiumoxidfilm entält
Siliziumatom oder eine Verbindung daraus in einer gewischtsbezogenen
Menge von 500 bis 10 000 ppm.
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Solch
eine Plasmaanzeigetafel vom Matrixtyp kann vorhanden sein in einer
Plasmaanzeigevorrichtung zusammen mit einer Antriebsvorrichtung, zum
Anwenden einer Rücksetzspannung
zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode während einer
Initialisierungszeitperiode, Anwenden einer Adressspannung zwischen
der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode während einer
Adresszeitperiode und Anwenden einer Haltespannung zwischen der
ersten Elektrode und der zweiten Elektrode während einer Haltezeitperiode,
wodurch sowohl eine Adressierungsoperation als auch eine Halteoperation
ausgeführt
werden, nachdem eine Ladungsverteilung des gesamten Bildschirms
durch selbsttätige
Löschentladung
initialisiert worden ist.
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In
einer Ausführungsform
ist der Magnesiumoxidfilm in solch einer Art gebildet:
Magnesiumoxid
in Pelletform wird mit einem Startmaterial von einer Verunreinigung
in Pellet -oder Pulverform gemischt, und gleichzeitig wird die Mischung
erhitzt; oder
ein gesinterter Teil einer Mischung aus Magnesiumoxid
in Pulverform und einem Startmaterial von einer Verunreinigung in
Pulverform wird erhitzt und so aus der Gasphase deponiert; oder
ein
gesinterter Teil einer Mischung aus Magnesiumoxid in Pulverform
und ein Startmaterial von einer Verunreinigung in Pulverform wird
als Target zum Sputtern verwendet,
wodurch der Maganesiumoxidfilm,
der Siliziumatom oder eine Verbindung davon in einer Menge von 500 bis
10 000 Gewischts-ppm enthält,
gebildet wird.
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Nun
wird anhand bloßer
Beispiele auf die beigeschlossenen Zeichnungen Bezug genommen, in
denen:
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1 ein
schematisches Blockbild zur Repräsentation
einer Struktur einer Plasmaanzeigevorrichtung (PDP) ist, welche
die vorliegende Erfindung verkörpert;
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2 schematisch
eine Rahmenteilung veranschaulicht, die in der PDP von 1 verwendet wird;
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3 zur
Veranschaulichung ein Spannungswellenformdiagramm repräsentiert,
um eine Treibsequenz der in 1 gezeigten
PDP zu beschreiben;
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4 eine
perspektivische Ansicht zur Repräsentation
einer internen Struktur einer die vorliegende Erfindung verkörpernden
PDP ist;
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5A und 5B ein
Verfahren zur Messung einer Impedanz veranschaulichen;
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6 eine
graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen der Impedanz
eines Magnesiumoxid-Films und der Bildqualität veranschaulicht; und
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7 eine
graphische Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einer enthaltenen
Menge an Silicium und der Bildqualität veranschaulicht.
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Wie
vorher beschrieben, soll eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung das Verhältnis des
Auftretens eines sogenannten "schwarzen
Rauschens" reduzieren,
nämlich
dass Zellen, die leuchten sollen, nicht leuchten können, und
ferner Anzeigeeigenschaften eines PDP (Plasmaanzeigefelds) verbessern.
Zu diesem Zweck hat ein die vorliegende Erfindung verkörperndes
PDP eine Struktur, in der eine Oberfläche, die mit einem Entladungsgas
in Kontakt zu stehen hat, typischerweise eine Oberfläche einer
dielektrischen Schicht für
Elektroden, mit einem Magnesiumoxid-Film mit einer spezifischen Filmqualität bedeckt
ist. Durch den Einsatz dieser Struktur kann eine Entladungscharakteristik
des PDP verbessert werden.
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Die
Filmqualität
des Magnesiumoxid-Films ist von einer Filmbildungsbedingung abhängig, die eine
Zusammensetzung eines Ausgangsmaterials enthält. Die folgenden Feststellungen
wurden getroffen. Aus Vergleichsergebnissen wurde ermittelt, dass ein
Verhältnis
des Auftretens (Grad) des sogenannten "schwarzen Rauschens" deutlich vom Herstellungslos abhängig ist.
Zur Spezifizierung elektrischer Charakteristiken wurden Impedanzen
gemessen. Der Grund, warum die Impedanzen gemessen werden, liegt
darin, dass es sehr schwierig ist, einen GS-Widerstandswert eines
Isoliermaterials korrekt zu messen.
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Es
wurden die folgenden Ergebnisse erhalten. Das heißt, wenn
der Impedanzwert innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs liegt,
ist der Grad des Auftretens des schwarzen Rauschens gering, wohingegen,
wenn der Impedanzwert außerhalb (kleiner
oder größer) des
vorherbestimmten Bereichs liegt, der Grad des Auftretens des schwarzen
Rauschens hoch ist.
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Es
wurde auch eine Zusammensetzungsanalyse des Magnesi umoxids durchgeführt. In
dem Fall, dass die enthaltene Menge an Silicium (Si)-Atomen innerhalb
eines vorherbestimmten Bereichs liegt, ist der Grad des Auftretens
des schwarzen Rauschens gering. Im Fall von Bor (B)-Atomen, Kohlenstoff
(C)-Atomen und Calcium
(Ca)-Atomen gibt es keinen besonderen Unterschied zwischen einer
Probe mit einem hohen Verhältnis
des Auftretens des schwarzen Rauschens und einer Probe mit einem geringen
Verhältnis
des Auftretens des schwarzen Rauschens. Es könnte vorhergesagt werden, dass ein
Element, dessen Wertigkeit größer als
(mehr als) oder gleich 3 ist (Wertigkeit von Magnesium, die gleich
ist wie bei Silicium), ähnliche
Effekte wie das Silicium-Atom vorsehen würde, insbesondere Elemente
in der Gruppe 3a oder Gruppe 4a, deren Ionenradius
nahe bei jenem von Magnesium liegt.
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In
dieser Beschreibung bedeutet ein "vorherbestimmter Bereich" einen von 230 kΩ/cm2 bis 330 kΩ/cm2 definierten
Bereich.
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In
einer Substratanordnung oder PDP gemäß der vorliegenden Erfindung
enthält
der Siliziuimfilm entweder Silizium (ein Element dessen Valenz größer oder
gleich 3 ist), oder eine Verbindung davon als eine Verunreinigung.
Entweder Siliziumatom oder seine Verbindung wie Siliziumoxid ist
in dem Magnesiumoxidfilm in einer Menge von 500 bis 10 000 Gewichts-ppm
enthalten.
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Ferner
ist ein möglicher
Grund, warum das Adressenverfehlungsphänomen, welches das schwarze
Rauschen verursacht, unterdrückt
werden kann, wie folgt: Projektionsmengen an sekundären Elektronen
werden erhöht,
so dass die Senkung einer effektiven Spannung, die durch Restladungen verursacht
wird, kompensiert werden kann. Der Resteffekt von Elektronenladungen
kann reduziert werden, und die Restladungen können rasch verschwinden.
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Als
nächstes
erfolgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung des Magnesiumoxid-Films.
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Als
Ausgangsmaterial des Magnesiumoxid-Films kann entweder als Pellet
oder Pulver gebildetes Magnesiumoxid eingesetzt werden. In dem Fall,
in dem eine Verunreinigung in diesem Magnesiumoxid-Film enthalten
ist, kann ein Ausgangsmaterial dieser Verunreinigung entweder als
Pellet oder Pulver gebildet werden.
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Der
Magnesiumoxid-Film kann hergestellt werden, indem das oben beschriebene
Ausgangsmaterial eingesetzt wird, entweder in einem Dampfabscheidungsverfahren
oder einem Sputter-Verfahren, wovon ein Beispiel wie folgt angegeben
wird.
- (1) In einem Dampfabscheidungsverfahren
wird in einem Pellet gebildetes Magnesiumoxid mit dem Ausgangsmaterial
der in einem Pellet oder Pulver gebildeten Verunreinigung gemischt,
und diese Ausgangsmaterialien werden gleichzeitig erhitzt, um so
dampfabgeschieden zu werden.
- (2) In einem weiteren Dampfabscheidungsverfahren wird ein gesintertes
Glied aus einer Mischung zwischen als Pulver gebildetem Magnesiumoxid und
dem als Pulver gebildeten Ausgangsmaterial der Verunreinigung erhitzt,
um so dampfabgeschieden zu werden.
- (3) In einem Sputter-Verfahren wird ein gesintertes Glied aus
einer Mischung zwischen als Pulver gebildetem Magnesiumoxid und
dem als Pulver gebildeten Ausgangsmaterial der Verunreinigung hergestellt,
und dieses gesinterte Glied wird als Target zum Sputtern verwendet.
Es ist zu beachten, dass gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht nur das PDP, sondern auch
eine für
das PDP verwendete Substratanordnung vorgesehen werden kann. Ein
solche Substratanordnung, die für
das die vorliegende Erfindung verkörpernde PDP verwendet wird,
ist im Fall eines PDP vom Oberflächenentladungstyp beispielsweise
eine auf der Anzei geseite vorgesehene Substratanordnung.
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Eine
Struktur einer Elektrode, die in einem die vorliegende Erfindung
verkörpernden
PDP eingesetzt wird, kann auch eine erste Elektrode und eine zweite
Elektrode, welche ein Hauptelektrodenpaar (Oberflächenentladungselektroden)
darstellen, die auf derselben Ebene, üblicherweise auf demselben Substrat,
gebildet sind, und ferner eine dritte Elektrode aufweisen, welche
die erste Elektrode und die zweite Elektrode schneidet. Es ist auch
zu beachten, dass die dritte Elektrode als sogenannte "Adresselektrode" verwendet werden
kann, an die eine Adressspannung angelegt wird.
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Ferner
kann in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Plasmaanzeigevorrichtung vorgesehen
werden, die aus dem oben beschriebenen PDP und einer Treibeinrichtung
davon konstruiert ist.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung nicht auf die nachstehend angegebene Treibeinrichtung
beschränkt
ist, kann eine solche Treibeinrichtung vorgesehen werden, in der
eine Rücksetzspannung
zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode während einer
Initialisierungszeitperiode angelegt wird, eine Adressspannung zwischen
der zweiten Elektrode und der dritten Elektrode während einer Adresszeitperiode
angelegt wird, und eine Haltespannung zwischen der ersten Elektrode
und der zweiten Elektrode während
einer Haltezeitperiode angelegt wird. Nachdem die Ladungsverteilung
des gesamten Bildschirms durch eine Selbstlöschentladung initialisiert
wurde, können
folglich sowohl eine Adressieroperation als auch eine Halteoperation
vorgenommen werden.
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1 ist
ein schematisches Blockbild, das eine die vorliegende Erfindung
verkörpernde
Plasmaanzeigevorrichtung 100 zeigt.
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Die
Plasmaanzeigevorrichtung 100 ist aus einem PDP 1 vom WS-Typ,
das als Farbanzeigevorrichtung vom Matrixtyp dient, und einer Treibeinheit 80 zum
selektiven Beleuchten einer großen
Anzahl von Zellen, die einen Anzeigebildschirm darstellen, gebildet.
Diese Plasmaanzeigevorrichtung 100 kann als Fernsehgerät vom Wandmontagetyp
und als Monitor eines Computersystems verwendet werden.
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Das
PDP 1 vom WS-Typ ist ein PDP vom Oberflächenentladungtyp, bei dem ein
Paar von Halteelektroden X und Y (die erste Elektrode und die zweite
Elektrode) parallel zueinander angeordnet sind. Jede der Zellen
in diesem PDP 1 hat eine Elektrodenmatrix mit einer Struktur aus
drei Elektroden, die den Halteelektroden X, Y und der Adresselektrode
(dritten Elektrode) entsprechen. Die Halteelektroden X, Y verlaufen
entlang einer Zeilenrichtung (horizontalen Richtung) des Bildschirms,
und eine Halteelektrode (die Y-Elektrode) wird als Scan-Elektrode zum
Auswählen
der Zellen einer Zeile als eine Einheit eingesetzt, wenn eine Adressieroperation
vorgenommen wird. Die Adresselektrode "A" ist
eine Datenelektrode zum Auswählen
der Zellen einer Spalte als eine Einheit, und sie verläuft entlang
einer Spaltenrichtung (vertikalen Richtung).
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Die
Treibeinheit 80 enthält
einen Controller 81, einen Rahmenspeicher 82,
eine X-Treiberschaltung 86, eine Y-Treiberschaltung 87,
eine Adresstreiberschaltung 88 und eine Energiezufuhrschaltung (im
Detail nicht gezeigt). Bild- (Video-) Daten DR, DG, DB mit mehrfachen
Werten, die Leuchtdichtestufen (Gradationsstufen) von R-, G- und
B- Signalen für jedes
Pixel anzeigen, werden dieser Treibeinheit 80 von einer
externen Vorrichtung in Kombination mit verschiedensten Sorten von
Synchronisations (Sync)-Signalen zugeführt. Die Bilddaten DR, DG, DB
werden zuerst im Rahmenspeicher 82 gespeichert und werden
dann in Teilrahmendaten "Dsf" jeder Farbe vom
Controller 81 konvertiert. Diese Teilrahmendaten Dsf werden
auch im Rahmenspeicher 82 gespeichert. Diese Teilrahmendaten
Dsf entsprechen einem Satz binärer
Daten, um anzuzeigen (zur Anzeige der Gradation – siehe unten), ob die Zellen in
jeweiligen Teilrahmen, die durch das Unterteilen eines Rahmens erzeugt
werden, leuchten sollen oder nicht. Die X-Treiberschaltung 86 funktioniert,
um eine Spannung an die Halteelektrode X anzulegen, und die Y-Treiberschaltung 87 funktioniert,
um eine Spannung an die Halteelektrode Y anzulegen. Die Adresstreiberschaltung 88 legt
selektiv eine Adressspannung an die Adresselektrode A ansprechend
auf die Teilrahmendaten Dsf an, die vom Rahmenspeicher 82 transferiert
werden.
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Als
nächstes
erfolgt eine Beschreibung eines Treibverfahrens, das bei diesem
PDP 1 verwendbar ist.
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2 repräsentiert
schematisch eine Rahmenteilung, und 3 ist ein
Spannungswellenformdiagramm, um eine Treibsequenz anzuzeigen.
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Zur
Reproduktion einer Gradation durch binäres Steuern von Emissionen
von Zellen wird jeder Rahmen "F" in einer Zeitsequenz
von Rahmen, die einem extern eingegebenen Bild entsprechen, in beispielsweise
6 Teilrahmen sf1, sf2, sf3, sf4, sf5 und sf6 unterteilt. Ein relatives
Verhältnis
der Beleuchtungsstärke
in den jeweiligen Teilrahmen sf1 bis sf6 wird auf 1:2:4:8:16:32
eingestellt, und die Anzahl von Halteimpulsen, die an die Halteelektroden
in jedem der Teilrahmen sf1 bis sf6 angelegt werden, wird entsprechend
eingestellt. Da 64 Leuchtdichte-Schrittstufen "0" bis "63" in
Bezug auf jede der R, G, B Farben eingestellt werden können, indem
EIN/AUS Operationen von Emissionen in der Einheit des Teilrahmens kombiniert
werden, wird eine Gesamtanzahl von anzeigbaren Farben 643.
Es ist klar, dass keine Notwendigkeit besteht, diese Teilrahmen
sf1 bis sf6 in einer Sequenz des relativen Verhältnisses der Leuchtdichte anzuzeigen.
Beispielsweise kann der Teilrahmen sf6 mit dem größten rela tiven
Verhältnis
an einem Zwischenteil der Anzeigeperiode angeordnet sein, um eine
Optimierung zu realisieren.
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Wie
in 3 angegeben, werden in Bezug auf jeden dieser
Teilrahmen sf1 bis sf6 eine Rücksetzzeitperiode "TR", eine Adresszeitperiode "TA" und eine Haltezeitperiode "TS" zugeordnet. Die
Längen
der Rücksetzzeitperiode
TR und der Adresszeitperiode TA werden ungeachtet des relativen
Verhältnisses
der Leuchtdichte konstant ausgebildet, wobei gilt: je größer das
relative Verhältnis
der Leuchtdichte wird, desto größer wird
die Länge
der Haltezeitperiode TS. Mit anderen Worten, die Längen der
Anzeigezeitperioden der jeweiligen Teilrahmen sf1 bis sf6 sind voneinander
verschieden.
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Die
Rücksetzzeitperiode
TR entspricht einer Zeitperiode, während welcher Wandladungen
eines gesamten Bildschirms gelöscht
(initialisiert) werden, um einen nachteiligen Einfluss zu verhindern,
der von Zellen verursacht wird, die in der vorhergehenden Operation
in einem Leuchtzustand waren. Ein Rücksetzimpuls "Pw" mit einer positiven
Polarität,
deren Maximalwert die Oberflächenentladungs-Startspannung überschreitet,
wird an die Halteelektroden X aller Zeilen (wobei die Anzahl der
Zeilen "n" ist) angelegt, und
gleichzeitig wird ein Impuls mit einer positiven Polarität an alle
der Adresselektroden A angelegt, um ein Laden an der Rückseite
und einen Ionenbeschuss zu vermeiden. Ansprechend auf einen ansteigenden
Teil des Rücksetzimpulses
Pw tritt eine starke Oberflächenentladung
in allen Zeilen auf, so dass eine große Menge an Wandelektronenladungen in
jeder Zelle erzeugt wird. Die angelegte Spannung wird durch diese
Wandspannung aufgehoben, so dass die effektive Spannung gesenkt
wird. Wenn der Rücksetzimpuls
Pw ansteigt, wird die Wandspannung direkt die effektive Spannung,
so dass das Selbstentladungsphänomen
auftritt. Die Mehrheit der Wand ladungen an allen Wänden kann
verschwinden, und somit wird der gesamte Bildschirm in einen gleichmäßigen nichtgeladenen
Zustand gebracht.
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Die
Adresszeitperiode TA entspricht einer Zeitperiode einer Adressieroperation
(nämlich
Einstellung leuchten/nicht leuchten). Die Halteelektrode X wird
vorgespannt, um ein positives Potential in Bezug auf das Erdpotential
aufzuweisen, und alle der Halteelektroden Y werden vorgespannt,
um ein negatives Potential aufzuweisen. Unter dieser Bedingung werden
die jeweiligen Zeilen sequentiell jeweils eine Zeile zu einer Zeit
von einer oberen Zeile zu einer letzten Zeile ausgewählt, und
dann wird ein Scan-Impuls "Py" mit einer negativen
Polarität
an die relevante Halteelektrode Y angelegt. wenn die Zeilen ausgewählt werden,
wird gleichzeitig ein Adressimpuls "Pa" mit
einer positiven Polarität
an die Adresselektrode A angelegt, welche einer Zelle entspricht, die
durch die Teilrahmendaten Dsf als Zelle angegeben wird, die leuchten
soll. In der ausgewählten
Zeile tritt eine Gegenentladung zwischen der Halteelektrode Y und
der Adresselektrode A an der Zelle auf, an die der Adressimpuls
Pa angelegt wird, und dann wird diese Gegenentladung zu einer Oberflächenentladung
weitergeführt.
Eine Serie der oben beschriebenen Entladungsoperationen entspricht
einer Adressentladungsoperation. Da die Halteelektrode X auf ein
Potential mit derselben Polarität
wie der Adressimpuls Pa vorgespannt wird, wird der Effekt gegenüber der
Halteelektrode X des Impulses Pa durch dieses Vorspannpotential
aufgehoben, so dass keine Entladungsoperation zwischen der Halteelektrode
X und der Adresselektrode A erzeugt werden kann.
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Die
Haltezeitperiode TS entspricht einer Zeitperiode, während welcher
ein voreingestellter Leuchtzustand aufrechterhalten wird, um so
eine Leuchtdichte ansprechend auf eine Gradationsstufe sicherzustellen.
Um eine unnötige
Ent ladungsoperation zu verhindern, werden alle der Adresselektroden A
auf ein Potential mit einer positiven Polarität vorgespannt, und ein Halteimpuls
Ps mit einer positiven Polarität
wird an alle der Halteelektroden Y zu Beginn der Periode TS angelegt.
Danach werden Halteimpulse Ps abwechselnd an die Halteelektrode
X und die Halteelektrode Y angelegt, die Oberflächenentladung tritt an den
Zellen auf, wo die Wandladungen während der Adresszeitperiode
TA gespeichert werden, jedesmal wenn der Halteimpuls Ps angelegt wird.
Die Anlegezeitperiode des Halteimpulses Ps ist konstant, und die
Anzahl von Halteimpulsen Ps, die angelegt werden, wird auf der Basis
des relativen Verhältnisses
der Leuchtdichte eingestellt.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung einer inneren
Struktur eines PDP 1, das die vorliegende Erfindung verkörpert.
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In
diesem PDP 1 ist ein Paar von Halteelektroden X und Y für jede Zeile
L (die einer Reihe von Zellen entspricht) eines Bildschirms angeordnet,
wobei jede Elektrode entlang einer horizontalen Richtung an einer
Innenfläche
einer Glasplatte 11 verläuft. Die Platte 11 und
eine weitere Platte 21 stellen ein Paar von Platten dar,
um dazwischen sandwichartig einen Entladungsraum 30 anzuordnen,
wobei die Platte 11 auf der Seite einer vorderen Fläche vorgesehen
ist. Jede der Halteelektroden X und Y besteht aus einem Metallfilm 42,
um einen Widerstandswert zu reduzieren, in Kombination mit einem
transparenten leitfähigen
Film 41, und ist mit einer dielektrischen Schicht 17 zum
Zweck eines WS-Antriebs bedeckt. Ein Material der dielektrischen
Schicht 17 ist ein Glas der PbO-Gruppe mit niedrigem Schmelzpunkt
(die Dielektrizitätskonstante
ist ungefähr 10).
Ein Magnesiumoxid-Film 18 (eine Filmqualität des Films 18 wird im
Nachstehenden diskutiert) ist als Schutzfilm auf einer Oberfläche der
di elektrischen Schicht 17 aufgebracht. Eine Dicke dieses
Magnesiumoxid-Films beträgt
5.000 ~ 9.000 Å,
z.B. ungefähr
7.000 Å (1 Å = 0,1
nm). Sowohl die dielektrische Schicht 17 als auch der Magnesiumoxid-Film 18 haben
Lichttransmissionscharakteristiken. Es ist zu beachten, dass eine Platte
mit einem gestapelten Schichtglied, das aus Halteelektroden, der
dielektrischen Schicht und dem Schutzfilm konstruiert ist, als Platte
für ein
Plasmaanzeigefeld bezeichnet werden kann. Eine Unterbasisschicht 22,
Adresselektroden A, eine Isolierschicht 24, Isolierwände 29 und
fluoreszierende Materialschichten 28R, 28G, 28B für drei Farben
(R, G, B) für eine
Farbanzeige sind an einer Innenfläche der Glasplatte 21 gebildet,
die auf der Seite der hinteren Fläche vorgesehen sind. Jede der
Isolierwände 29 hat eine
gerade Linienform, wobei eine flache Oberfläche eingehalten wird. Der Entladungsraum 30 ist
in der Zeilenrichtung durch diese Isolierwände 29 in Segmente
unterteilt, die jedem Teilpixel (nämlich der Lichtemissionszoneneinheit)
entsprechen, und ferner wird ein Intervall zwischen den angrenzenden
Segmenten des Entladungsraums 30 als vorherbestimmter Wert
(etwa 150 μm)
definiert. Ein Entladungsgas, das durch Mischen einer sehr geringen
Menge an Xenon mit Neon hergestellt wird, wird in den Entladungsraum 30 eingefüllt. Die
fluoreszierenden Materialschichten 28R, 28G, 28B werden
lokal durch während
der Entladungsoperation erzeugte Ultraviolettstrahlen erregt, um
sichtbares Licht mit vorgewählten Farben
zu emittieren.
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Ein
einzelnes Anzeigepixel wird durch drei Teilpixel vorgesehen, die
in einem Array entlang der Zeilenrichtung angeordnet sind. Ein Strukturglied
innerhalb eines Bereichs der jeweiligen Teilpixel entspricht der
Zelle. Da die Trennrippen 29 in einem Streifenmuster angeordnet
sind, hat der Entladungsraum 30 Teile, welche den jeweiligen
Spalten entsprechen, die entlang der Spaltenrichtung kontinuierlich sind,
d.h. diese Teile überbrücken alle
Zeilen. Die von den Teilpixeln innerhalb der jeweiligen Spalten emittierten
Farben sind gleich.
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Das
PDP 1 mit der oben beschriebenen Struktur wird hergestellt, indem
eine Serie der nachstehend angegebenen Herstellungsschritte durchgeführt wird.
Das heißt,
ein vorherbestimmtes Strukturelement wird getrennt an jeder der
Glasplatten 11 und 21 vorgesehen, um dadurch Substratanordnungen
für eine
Vorderseite und eine Rückseite
zu bilden. Beide Substratanordnungen werden miteinander überlappt
mit einem vorherbestimmten Zwischenraum dazwischen, periphere Teile
des Raums werden abgedichtet, Luft im Raum wird abgeführt, und
das Entladungsgas wird in den Raum eingefüllt. Während die Substratanordnung
für die
Vorderseite hergestellt wird, wird der Magnesiumoxid-Film 18 unter
einer ausgewählten
Bedingung so hergestellt, dass die Filmqualität erhalten werden kann, die
das schwarzen Rauschen effektiv reduzieren kann.
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Nun
erfolgt eine Beschreibung der Filmqualität des Magnesiumoxid-Films 18.
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5A und 5B zeigen
zur Veranschaulichung ein Verfahren zum Messen der Impedanz. 6 ist
eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen einer Impedanz
eines Magnesiumoxid-Films und einer Bildqualität.
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Zuerst
wird eine Vielzahl von Elektrodenplatten hergestellt. Magnesiumoxid-Filme
wurden an den Oberflächen
dieser Elektrodenplatten unter verschiedenen Filmbildungsbedingengen
gebildet. Wie in 5A gezeigt, wird
eine Elektrodenplatte 91 so hergestellt, dass ein leitfähiger Film 93,
der aus einem Elektrodenteil 93a mit einem Durchmesser
von 20 mm und einem leitfähigen
Teil 93b besteht, an einer Oberfläche einer Glasplatte 92 mit
einer Größe von 50
mm × 60
mm gebildet wird. Ein Material des leitfähigen Films 93 wird
ausge wählt,
um ITO zu sein, das gleich ist wie der transparente leitfähige Film 41 zur Bildung
der Halteelektroden X und Y. Nachdem ein Magnesiumoxid-Film 95 mit
einer Dicke von ungefähr 7.000 Å (1 Å = 0,1
nm) so gebildet wurde, dass der gesamte Teil des Elektrodenteils 93a gleichmäßig bedeckt
werden konnte, wie in 5B repräsentiert, wurde
eine weitere Elektrodenplatte 91 überlappend angebracht, und
dann wurde der Magnesiumoxid-Film 95 sandwichartig dazwischen
angeordnet, indem ein Paar leitfähiger
Filme 93 eingesetzt wurde. Anschließend wurde eine Impedanz des
erhaltenen Magnesiumoxid-Films 95 unter Verwendung eines LCR-Messers
gemessen. Die Messbedingungen wurden wie folgt angegeben: die Masse
zum sandwichartigen Anordnen des Magnesiumoxid-Films 95 betrug
7 kg/cm2; die angelegte Spannung betrug
1 V (effektiver Wert), und die Frequenz betrug 100 Hz.
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Andererseits
wurden Impedanzen einer Vielzahl von Proben gemessen, und gleichzeitig
wurde eine Bildqualität
des PDP, auf dem der Magnesiumoxid-Film 18 gebildet wurde,
bewertet. Diese Bewertung wurde mittels einer Beobachtungsuntersuchung durchgeführt, während ein
in Querrichtung verlaufendes Streifenmuster angezeigt wurde, bei
dem leuchtende Zeilengruppen und nicht-leuchtende Zeilengruppen
abwechselnd in Abständen
von einigen zehn Zeilen angeordnet waren. Eine Leuchtdichtestufe
der aufleuchtenden Zeilengruppe wurde gleich einer Hälfte einer
Maximalleuchtdichtestufe eingestellt, nämlich etwa "32".
Das schwarze Rauschen wurde bemerkbar gemacht, indem nur der Teilrahmen
sf6 leuchtete, dessen relative Rate "32" war. Wenn
die Anzahl von Teilrahmen, die leuchten sollen, gleich 1 ist, kann
ein Adressenverfehlungsphänomen aufscheinen,
während
der gesamte Rahmen beleuchtet wird. Wenn die Leuchtdichtestufe gleich "32" ist, besteht auch
ein großer
Leuchtdichteunterschied in einem solchen Fall, dass ein Rahmen korrekt
beleuchtet wird, und nicht korrekt beleuchtet wird. Wenn die jeweiligen
Zeilen sequentiell von der obersten Zeile zur letzten Zeile ausgewählt werden,
um die Adressieroperation in der oben beschriebenen Weise vorzunehmen,
kann das schwarze Rauschen leicht an einer Zeile auftreten, die
an der nächstliegenden Position
in Bezug auf die oberste Zeile jeder der leuchtenden Zeilengruppen
angeordnet ist. Es ist zu beachten, dass, da das Adressenverfehlungsphänomen nicht
immer auftritt, das schwarze Rauschen als Flimmerphänomen bei
der Lichtemission erkannt werden kann.
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Hinsichtlich
der Bildqualitäten
der jeweiligen als Probe hergestellten PDPs wurde die Bewertung mit
sechs Bewertungsstufen durchgeführt,
wie in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt, um so eine Beziehung
zwischen Impedanzen und Bildqualitäten zu untersuchen.
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Tabelle 1
-
Bewertungsstufe/Flimmergrad
-
- 5 (Bestwert) – kein
Flimmern
- 4 – Flimmern
tritt intermittierend in einigen Zellen auf
- 3 – Flimmern
tritt im wesentlichen normalerweise in einigen Zellen auf
- 2 – Flimmern
tritt normalerweise in den meisten Zellen in 1 Zeile auf
- 1 – Flimmern
tritt normalerweise in den meisten Zellen in
- 2 Zeilen auf
- 0 – (schlechtester
Wert) – Flimmern
tritt normalerweise in den meisten Zellen in mehr als 3 Zeilen auf
Wie aus der in 6 gezeigten graphischen Darstellung hervorgeht,
kann die beste Bildqualität
in einem Bereich erhalten werden, in dem die Impedanz pro 1 cm2 270 bis 300 kΩ beträgt. Umgekehrt verschlechtern
sich die Bildqualitäten,
wenn die Impedanz von diesem Bereich gesenkt wird und auch von diesem Bereich
erhöht
wird. Wenn die Bildqualität
nied riger wird als die Bewertungsstufe 2, können die
Zeichen kaum gelesen werden. Wenn jedoch die Bildqualität höher wird
als die Bewertungsstufe 3, besteht kein praktisches Problem.
Mit anderen Worten, der zulässige
Bereich der Impedanz, der einem guten Bildqualitätsbereich entspricht, ist 270
bis 300 kΩ.
-
7 ist
eine graphische Darstellung, um eine Beziehung zwischen einer Bildqualität und einer enthaltenen
Menge an Silicium zu zeigen.
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Eine
Probe wurde hergestellt, indem ein Magnesiumoxid-Film auf einer Tantalplatte gebildet
wurde. Die Untersuchung wurde an Zusammensetzungen des Magnesiumoxid-Films
in Bezug auf eine Zone einer ebenen Fläche von 450 cm2 mittels
des Emissionsanalyseverfahrens (ICP-Verfahrens) durchgeführt. Als
der Magnesiumoxid-Film auf der Tantalplatte gebildet wurde, wurde
gleichzeitig der Magnesiumoxid-Films 18 gebildet, so dass
das PDP auf die gleiche Weise wie die Probe hergestellt wurde.
-
Die
Bildqualitäten
der PDP-Proben wurden in einer Bewertungsweise bewertet ähnlich der
oben beschriebenen Bewertungsweise. Wie in 7 repräsentiert,
ist ein zulässiger
Bereich der Silicium-Atomkonzentration, der einem guten Bildqualitätsbereich
entspricht, 500 bis 10.000 ppm, bezogen auf die Masse, und die beste
Bildqualität
kann in einem Bereich von 1.000 bis 8.000 ppm, bezogen auf die Masse,
erhalten werden. Es ist zu beachten, dass ein Ergebnis im wesentlichen ähnlich der
Probenanalyse durch das ICP-Verfahren erhalten werden konnte, als
die Zusammensetzungen der auf jedem der Probe-PDPs gebildeten Magnesiumoxid-Filme
durch sekundäre
Ionenmassenspektrometrie (SIMS) untersucht wurden.
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Der
eine geeignete Menge an Silicium-Atomen enthaltende Magnesiumoxid-Film 18 konnte
unter Verwendung der Vakuumdampfabscheidung erhalten werden. Wenn
der Film gebildet wird, werden Magnesiumoxid in einem Pellet und
eine Silicium-Verbindung (Siliciumoxid, Siliciummonoxid) in einem
Pellet oder Pulver gemischt, und die Mischung wird als Dampfabscheidungsquelle
verwendet. Beispielsweise konnte der Magnesiumoxid-Film 18 mit der
Silicium-Atomkonzentration von 1.400 ppm, bezogen auf die Masse,
welcher der besten Bewertungsstufe 5 entspricht, in Übereinstimmung
mit den folgenden Bedingungen erhalten werden. Das heißt, es wurde
ein Material verwendet, das hergestellt wurde, indem das Siliciumoxid-Pulver
im Verhältnis
von 0,1 Masse-% mit dem Magnesiumoxid-Pellet gemischt wurde, dessen
Korndurchmesser 5 bis 3 mm betrug, und dessen Reinheit
höher als
oder gleich 99,95 × war.
Der Magnesiumoxid-Film 18 wurde unter den folgenden Filmbildungsbedingungen
hergestellt: der Vakuumgrad war 6,67 mPa (5 × 10–5 Torr); die
Sauerstoffleitungsdurchflussrate war 12 sccm; der Sauerstoffpartialdruck
war höher
als oder gleich 90 %; die Rate betrug 20 Å/s; die Filmdicke betrug 7.000 Å (1 Å = 0,1
nm); und die Plattentemperatur betrug 150°C durch das reaktive EB-Dampfabscheidungsverfahren,
bei dem eine Kanone vom Pierce-Typ als Wärmequelle eingesetzt wurde.
Alternativ dazu kann ein gesintertes Glied aus einer Mischung aus
Magnesiumoxid und der Silicium-Verbindung als Dampfabscheidungsquelle
eingesetzt werden. Obwohl ein ähnliches
gesintertes Glied als Target bei der Sputter-Operation verwendet
werden kann, kann auch ein zweckmäßiger Magnesiumoxid-Film 18 gebildet
werden.
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In
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann das Verhältnis des Auftretens des schwarzen
Rauschens (nämlich
eines Phänomens, dass
eine Zelle, die leuchten soll, nicht leuchten konnte) reduziert
werden, so dass die Anzeigequalität verbessert werden kann.