DE69906885T2

DE69906885T2 - Plasma anzeigetafel mit zwei substrate

Info

Publication number: DE69906885T2
Application number: DE69906885T
Authority: DE
Inventors: Serge Salavin; Henri Doyeux; Jacques Deschamps
Original assignee: Thomson Tubes Electroniques
Current assignee: Thales Electron Devices SA
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2019-01-15
Also published as: KR100540620B1; DE69906885D1; JP2001516498A; WO1999036934A1; KR20000075901A; CN1256009A; FR2773907B1; EP0968512B1; FR2773907A1; EP0968512A1; US6124676A; CN1133193C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft AC (wechselspannungsgesteuerte)-Farb-Plasmawiedergabeschirme mit zwei Substraten mit einer verbesserten Lichteffizienz.
Plasmaschirme leiden unter einem Mangel einer elektrooptischen Leistungsfähigkeit verglichen mit Kathodenstrahlröhren, unabhängig davon, welche Fertigungslösung angewendet wird.
AC-Farbplasmaschirme mit zwei Substraten arbeiten auf dem Prinzip einer elektrischen Entladung in Gasen, und sie benötigen nur zwei einander kreuzende Elektroden, die zur Bildung und zur Steuerung einer Entladung auf den verschiedenen Substraten liegen.
1 zeigt einen Plasmaschirm gemäß dem Stand der Technik. Er enthält zwei Substrate oder Platten 2, 3, von denen eine, mit vordere Platte 2 bezeichnet, auf der Seite eines (nicht dargestellten) Betrachters liegt. Diese vordere Platte 2 trägt ein erstes Netz von Elektroden, die mit Zeilenelektroden oder Reihenelektroden bezeichnet werden, von denen nur zwei Y1, Y2 dargestellt sind. Die Reihenelektroden Y1, Y2 liegen im wesentlichen parallel und sind durch einen Zwischenraum py beabstandet. Die Reihenelektroden Y1, Y2 sind durch eine Schicht 5 aus einem dielektrischen Material bedeckt.
Die zweite oder mit hintere Platte bezeichnete Platte 3 liegt auf der dem Betrachter gegenüberliegenden Seite. Sie trägt ein zweites Netz von Elektroden, die mit Spaltenelektroden bezeichnet werden, von denen nur fünf X1 bis X5 dargestellt sind. Die Spaltenelektroden X1 bis X5 liegen im wesentlichen parallel und sind durch einen Zwischenraum px beabstandet. Der Zwischenraum px beträgt ungefähr ein Drittel des Zwischenraums py und kann zum Beispiel zwischen 100 μm und 500 μm liegen, abhängig von der Auflösung des Bildes.
Die beiden Platten 2, 3 bestehen im allgemeinen aus Glas. Sie sind derart miteinander verbunden, dass die Reihenelektroden Y1 bis Y2 im wesentlichen senkrecht zu den Spaltenelektroden X1 bis X5 liegen. Sobald sie miteinander verbunden sind, bilden die Platten 2, 3 einen Zwischenraum 13, der für eine Füllung mit Gas vorgesehen ist. Das benutzte Gas ist im allgemeinen ein Gas auf Neon-Basis.
Die Dicke HO des Zwischenraums 13 zwischen der vorderen Platte 2 und der hinteren Platte 3 muß so genau wie möglich sein, um homogene Entladungen zu erreichen.
Auf der hinteren Platte 3 sind die Spaltenelektroden X1 bis X5 ebenfalls mit einer Schicht 6 aus einem dielektrischen Material bedeckt. Die dielektrische Schicht 6 selbst ist mit mehreren Gruppen von drei Phosphorstreifen B1, B2, B3 bedeckt, die zum Beispiel den Farben Grün, Rot bzw. Blau entsprechen. Die Phosphorstreifen B1, B2, B3 liegen im wesentlichen parallel zu den Spaltenelektroden X1 bis X5. Sie haben im wesentlichen denselben Zwischenraum px wie die Spaltenelektroden X1 bis X5. Eine Spaltenelektrode, zum Beispiel X1, befindet sich daher unter einem Phosphorstreifen B1, ungefähr in dessen Mitte.
Die hintere Platte 3 enthält im allgemeinen außerdem ein Netz von Barrieren oder Schranken 11, die ungefähr parallel zu den Spaltenelektroden X1 bis X5 verlaufen und durch einen Zwischenraum px voneinander getrennt sind. Sie trennen zwei benachbarte Phosphorstreifen B1, B2. Ihre Höhe H1 ist im allgemeinen kleiner als die Höhe HO des Zwischenraums 13 zwischen der vorderen Platte 2 und der hinteren Platte 3.
Zwei Elektroden X1, Y1, die auf verschiedenen Platten 2, 3 liegen, können eine Entladung in dem Gas einleiten, wenn sie an geeignete Spannungen angelegt werden. Der Entladungsbereich besitzt einen Querschnitt, der im wesentlichen der Fläche gegenüber den beiden gegenüberliegenden Elektroden X1, Y1 entspricht.
Zum Zwecke der Verringerung der Spannungen, die den Elektroden zugeführt werden müssen, um eine Entladung zu erreichen, ist es notwendig, Löcher oder Aus sparungen Ep1, Ep2, Ep3, usw. in den Phosphorstreifen B1, B2, B3 bei der Oberfläche gegenüber einer Reihenelektrode Y1 und einer Spaltenelektrode X1 einzuschneiden. Diese Aussparungen Ep1, Ep2 begrenzen die Entladung.
In Farbschirmen benutzt man im allgemeinen drei benachbarte Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 bei derselben Reihenelektrode Y1, jedoch in drei benachbarten Phosphorstreifen B1, B2, B3, um ein dreifarbiges oder trichromatisches Pixel P zu bilden, das eine große Anzahl von Farben annehmen kann.
Die Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 desselben Pixels P sind daher mit derselben Reihenelektrode Y1 ausgerichtet und um einen Abstand gleich dem Zwischenraum px voneinander getrennt.
Um den Kontrast zu verbessern, ist die vordere Platte 2 häufig mit einem schwarzen Schirm einer sogenannten "black matrix" 4 in der Form von schwarzen Streifen versehen, die sich zwischen den beiden Reihenelektroden Y1, Y2 erstrecken. Diese schwarzen Streifen 4 nehmen im allgemeinen eine Fläche von ungefähr der halben Fläche der vorderen Platte 2 ein.
Die Lichteffizienz derartiger AC-Bi-Substrat-Schirme ändert sich in dem Sinne wie die Dicke HO des mit Gas gefüllten Zwischenraums 13. Es sei daran erinnert, dass die Lichteffizienz das Verhältnis der durch den Schirm emittierten Helligkeit zu der verbrauchten elektrischen Leistung ist. Abhängig von dem Aufbau des Schirms kann sich diese Effizienz zwischen 0,5 und 1 Lumen/Watt für einen Wert der Dicke HO von ungefähr 100 μm ändern.
Jedoch kann die Dicke HO des Zwischenraums 13 gegenüber dem Zwischenraum px nicht übermäßig erhöht werden, ohne die Gefahr zu laufen, die Funktion des Schirms zu stören. Eine bei einer Aussparung ausgelöste Entladung kann störende Entladungen bei den benachbarten Aussparungen auslösen, die ungespeist bleiben sollen, insbesondere in Schirmen, deren Schranken nicht die volle Höhe haben.
In sogenannten koplanaren Schirmen, in denen die Entladungen zwischen zwei Elektroden erfolgen, die durch dieselbe Platte getragen werden, ist die Lichteffizienz gegenüber der Dicke des mit Gas gefüllten Zwischenraums unempfindlich.
Um das Entstehen dieser störenden Entladungen zu verringern, wurde bereits vorgeschlagen, Schranken mit voller Höhe zu benutzen. Diese Schranken haben, zusätzlich zu ihrer Rolle zur Trennung der Phosphorstreifen mit unterschiedlichen Farben, die Rolle zur Einschränkung der Entladung, die bei einer Aussparung erfolgt, so dass diese keine Entladung bei einer benachbarten Aussparung auslöst, die nicht aktiviert werden soll. Diese Schranken mit voller Höhe dienen außerdem als Abstandshalter zwischen den beiden Platten. Diese Schranken ermöglichen eine größere Dicke des mit Gas gefüllten Zwischenraums als diejenigen mit Schranken mit halber Höhe. Es wurde jedoch beobachtet, dass diese Schranken mit voller Höhe den einwandfreien Betrieb des Schirms beeinträchtigen können, insbesondere wenn hohe Aufhellungsraten der Pixel benötigt werden. Diese Raten werden bei Fernsehanwendungen benötigt. Eine vollständige Abgrenzung zwischen den Aussparungen bei benachbarten Phosphorstreifen, die zu demselben Pixel gehören, führt zu einem Mangel in der Übertragung von Ladungen in dem Plasma und/oder ultravioletten Photonen, die bei der Entladungszündung hilfreich sein können.
Ein anderer Nachteil dieser Schranken mit voller Höhe besteht darin, dass sie schwer sehr genau hergestellt werden können. Sie werden häufig durch aufeinanderfolgende Siebdrucke hergestellt, und es ist schwierig, eine gleichmäßige Dicke zu erreichen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen AC-Farb-Plasmawiedergabeschirm mit zwei Substraten vorzuschlagen, der für dieselbe Auflösung eine erhöhte Lichteffizienz aufweist und diese Verbesserung in der Lichteffizienz den Betrieb des Schirm nicht verschlechtert und auch den vorhandenen Kontrast nicht beeinflußt. Die vorgeschlagene Verbesserung macht die Herstellung der verschiedenen Komponenten des Plasmaschirms nicht komplexer und kann sogar die Herstellung einiger dieser Komponenten leichter gestalten.
Um das zu erreichen, betrifft die Erfindung einen AC-Farb-Plasmabildschirm mit zwei Substraten, die zwei einander gegenüberliegende Platten enthalten, die einen zur Füllung mit Gas vorgesehenen Zwischenraum bilden, wobei eine der Platten im wesentlichen parallele Spaltenelektroden enthält, die um einen Zwischenraum px voneinander getrennt sind, und wobei jede mit wenigstens einem Phosphorbereich bedeckt ist und die andere Platte wenigstens eine Reihenelektrode aufweist. Die Phosphorbereiche sind mit wenigstens einer Aussparung versehen, die bei dem Schnittpunkt einer Reihenelektrode mit einer Spaltenelektrode liegt und diese Aussparung Entladungen örtlich begrenzt, die zwischen den beiden Elektroden auftreten können. Ein Farbpixel wird durch benachbarte Aussparungen gebildet, die bei derselben Reihenelektrode in aneinander liegenden Phosphorbereichen liegen. Um eine bessere Lichteffizienz zu erreichen, ist gemäß der Erfindung der zwei benachbarte Aussparungen trennende Abstand, die in aneinander liegenden Phosphorbereichen liegen und zu demselben Pixel gehören, größer als der Zwischenraum, um zu ermöglichen, dass der Zwischenraum eine größere Dicke aufweist als die, die benötigt wird, wenn die beiden Aussparungen ungefähr durch den Zwischenraum voneinander getrennt sind. Ein Plasmaschirm gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der FR-A-2 699 717 beschrieben.
Die Aussparungen desselben Pixels können in einem Dreieck angeordnet sein, was für dieselbe Auflösung zu einer größeren Trennung zwischen den Aussparungen führt.
Wenn die Aussparungen desselben Pixels zueinander ausgerichtet sind, sind die Aussparungen in den getrennten Phosphorbereichen für dieselbe Farbe, aber eine andere Spaltenelektrode ebenfalls ausgerichtet, was ermöglicht, dass eine durch diese Aussparungen gebildete Reihe in dieser Farbe sehr gerade ist.
Damit die Reihenelektrode den Aussparungen desselben Pixels folgt, kann sie in mehrere Unterelektroden aufgeteilt sein.
Es ist möglich, dass die Unterelektroden miteinander durch wenigstens zwei Kurzschlußschaltungen verbunden sind, um im Falle einer Unterbrechung der Elektroden eine Selbstheilung zu ermöglichen.
Eine Variante besteht darin, dass die Reihenelektrode wenigstens eine Richtungsänderung aufweist, um den Aussparungen desselben Pixels zu folgen. Sie kann insbesondere zick-zack-förmig ausgebildet sein.
Der Schirm kann auch Schranken enthalten, die zwei nebeneinander liegende Phosphorbereiche mit unterschiedlichen Farben voneinander trennen. Diese Schranken haben eine Höhe von weniger als der Dicke des Zwischenraums, wodurch die Kolorimetrie des Schirms verbessert werden kann.
Um die Emissionsfläche um die Aussparungen herum zu vergrößern, können die aufeinanderfolgenden Schranken bei einer Aussparung weiter voneinander getrennt sein als auf der anderen Seite dieser Aussparung. Das führt zum Beispiel zu einem Schrankenmuster in der Form einer gebrochenen Linie oder in der Form einer gekrümmten Linie.
Es ist möglich, die Aussparungen genügend tief auszubilden, um die Entladungen derart zu begrenzen, dass die Anwendung der Schranken vermieden wird. Ihr Wegfall ist vorteilhaft, da sie schwierig sind und eine lange Herstellungszeit benötigen und sie ungefähr die Hälfte der Kosten für die Herstellung der mit Schranken versehenen Platte ausmachen.
Um Leuchtstoff oder Phosphor einzusparen, ist es möglich, dass die Aussparungen aus Schächten in einer Unterschicht eines zusätzlichen Materials gebildet sind, wobei diese Schächte, ohne ausgefüllt zu werden, mit dem Phosphor bedeckt sind.
Um die Menge des Phosphors weiter zu verringern, ist es vorteilhaft, dass ein Phosphorbereich in einem Rand endet, der der Öffnung eines Schachtes folgt.
Der Schirm kann außerdem eine sogenannte "Black Matrix" auf der Platte enthalten, die die Reihenelektrode trägt, zum Zwecke der Verbesserung des vorhandenen Kontrast, und die Black Matrix kann die Platte mit Ausnahme der Öffnungen bedecken, die den Aussparungen gegenübersliegen und auf den Aussparungen befestigt sind. Diese Öffnungen haben einen Bereich, der wesentlich größer ist als der der Aussparungen.
In dieser Konfiguration kann ein Phosphorbereich auf einer Öffnung in der Black Matrix befestigt sein, wobei seine Fläche wesentlich größer ist als die der Öffnung.
Um die Lichteffizienz weiter zu erhöhen, ist es denkbar, die Reihenelektrode mit Phosphorbereichen mit Aussparungen zu bedecken.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Figuren:
Die bereits beschriebene 1 zeigt eine Explosionsansicht eines Plasmawiedergabeschirms gemäß dem Stand der Technik,
2a, 2b zeigen eine Explosionsansicht bzw. eine Vorderansicht eines Beispiels des Plasmawiedergabeschirms gemäß der Erfindung,
3 zeigt eine Vorderansicht einer alternativen Form eines Plasmawiedergabeschirms gemäß der Erfindung,
4 zeigt eine Vorderansicht einer anderen alternativen Form eines Plasmawiedergabeschirms gemäß der Erfindung mit Reihenelektroden in Zick-Zack-Form,
5a, 5b zeigen andere alternative Formen eines Plasmawiedergabeschirms mit unterschiedlichen Schrankenmustern,
6a, 6b zeigen zwei Querschnitte entlang einer Spaltenelektrode bzw. entlang einer Reihenelektrode eines Plasmawiedergabeschirms gemäß der Erfindung ohne eine Schranke,
7a, 7b zeigen zwei Querschnitte entlang einer Spaltenelektrode bzw. entlang einer Reihenelektrode eines Plasmawiedergabeschirms gemäß der Erfindung mit einem Schacht in einer Unterschicht aus einem zusätzlichen Material,
8a, 8b zeigen zwei Querschnitte entlang einer Spaltenelektrode bzw. entlang einer Reihenelektrode eines Plasmawiedergabeschirms gemäß der Erfindung mit Phosphorbereichen, die in einem Rand um die Schächte enden.
In diesen Figuren sind zum Zwecke der Klarheit die Maßstäbe nicht berücksichtigt.
Es wird Bezug genommen auf die 2a, 2b. In 1 findet man die hintere Platte 3, die mit dielektrischen Schicht 6 bedeckten Spaltenelektroden X1 bis X5, die selbst mit Phosphorbereichen B1, B2, B3 bedeckt ist. Die Phosphorbereiche B1, B2, B3, hier in der Form von Streifen, liegen im wesentlichen parallel zu den Spaltenelek-troden X1 bis X5. Die hintere Platte 3 enthält außerdem Schranken 11 zur Trennung der Phosphorbereiche B1, B2, B3.
Die Phosphorbereiche B1, B2, B3 sind mit Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 versehen, und ein Pixel P besitzt wenigstens zwei benachbarte Aussparungen, die bei derselben Reihenelektrode Y1, Y2 in nebeneinander liegenden Phosphorbereichen B1, B2, B3 liegen. In dem vorliegendem Beispiel ist ein Pixel P ein trichromatisches Pixel und enthält drei Aussparungen. Man kann jedoch erwägen, dass es nur zwei oder mehr als drei davon aufweist. Die Aussparungen sind als Kreise dargestellt. Es ist jedoch offensichtlich, dass andere Formen möglich sind.
Anstatt dass zwei benachbarte Aussparungen Ep1, Ep2 einen Teil desselben Pixels P bilden und in nebeneinander liegenden Phosphorbereichen B1, B2 liegen, die durch den Zwischenraum px der Spaltenelektroden X1, X2 getrennt sind, sind diese beiden benachbarten Aussparungen Ep1, Ep2 gemäß der Erfindung um einen Abstand L getrennt, der nunmehr größer ist als der Zwischenraum px.
In den 2a, 2b sind die Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 desselben Pixels als Dreieck angeordnet. Wenn der Schirm dieselben Zwischenräume py und px wie in 1 beibehält, ist der Abstand L zum Beispiel derart, dass:
L = 1,8px
Durch Vergrößerung des Abstands L zwischen benachbarten Aussparungen Ep1, Ep2 desselben Pixels P, die in nebeneinander liegenden Phosphorbereichen liegen, kann die Dicke HO des Abstands 13 zwischen den beiden Platten vergrößert werden, verglichen mit dem, der benötigt wird, wenn die Aussparungen etwa um den Zwischenraum px beabstandet sind. In dem beschriebenen Beispiel besteht ein Faktor 1,8 zwischen dem Zwischenraum px und dem Abstand L, und die Dicke HO kann um etwa denselben Faktor vergrößert werden.
Diese Vergrößerung des Abstands L und die der Dicke HO, die davon abstammt, verbessern die Lichteffizienz des Schirms beträchtlich, ohne dessen Kontrast zu verschlechtern. Die neue Aufteilung der Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3, ... führt nicht zu einer Zunahme in den Schwierigkeiten bei der Herstellung der hinteren Platte 3.
Was die vordere Platte 2 betrifft, folgt dieselbe Reihenelektrode Y1 den zu demselben Pixel gehörenden Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3. Eine Konfiguration, die das ermöglicht, besteht darin, unterteilte Reihenelektroden Y1, Y2 zu verwenden. In 2 ist die Reihenelektrode Y1 in zwei Unterelektroden Y1a, Y1b derart aufgespalten, dass sie bei den drei Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 des Pixels verläuft, die in einer dreieckigen Konfiguration angeordnet sind. Mit derartigen aufgeteilten Reihenelektroden wird der Leitungswiderstand verringert, wodurch sich ein besserer Fluß des Entladestroms ergibt.
Das nächste durch dieselbe Reihenelektrode Y1 gekreuzte Pixel P' wird durch die Aussparungen Ep4, Ep5, Ep6 in einem Dreieck gebildet, und das Dreieck des Pixels P liegt umgekehrt zu dem Dreieck des Pixels P'.
Die beiden Unterelektroden Y1a, Y1b sind miteinander durch wenigstens drei Kurzschlüsse 12 verbunden. Mit derartigen Kurzschlüssen hat eine Unterbrechung 14 in einer Unterelektrode zwischen diesen beiden Kurzschlüssen 12 keine Wirkung auf das Netz. In 2b sind drei Kurzschlüsse 12 zwischen den Unterelektroden Y1a und Y1b dargestellt, einer vor dem Pixel P, ein anderer zwischen den beiden Pixeln P, P' und einer hinter dem Pixel P'. Eine Unterbrechung 14 auf der Unterelektrode Y1b ist zwischen der Aussparung Ep4 und der Aussparung Ep6 dargestellt. Diese Unterbrechung 14 ist selbstheilend, und Entladungen könnten bei der Aussparung Ep6 erfolgen. Die elektrische Stromversorgung der Unterelektrode Y1b bei der Aussparung Ep6 erfolgt durch die Unterelektrode Y1a und den Kurzschluß 12 hinter dem Pixel P'. Je größer die Anzahl an Kurzschlüssen 12 ist, um so größer ist die Fähigkeit zur Selbstheilung. Diese Selbstheilung ist vorteilhaft, weil in Schirmen mit hoher Auflösung die Reihenelektroden sehr fein und zerbrechlich sind und Unterbrechungen häufig auftreten. Mit dieser Möglichkeit der Selbstheilung wird die Herstellungsausbeute nennenswert vergrößert, da die Ausschußrate verringert wird. Alternativ kann für dieselbe Ausschußrate die Elektrodenbreite nennenswert verringert und somit der Betrag des von einer Aussparung emittierten Lichtes erhöht werden, da es weniger Abschirmung gibt.
Diese verdoppelte Reihenelektrode Y1 kreuzt unvermeidbar die Spaltenelektroden X1, X2, X3 außerhalb der Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3. Diese Kreuzung ergibt jedoch keine Entladungen, einerseits wegen der Anwesenheit von Phosphoren, die die Spaltenelektroden X1, X2, X3 bedecken, und andererseits wegen des Spannungswertes, der angelegt werden muß, um eine Entladung bei einer Aussparung zu erreichen.
In einer in 3 dargestellten Variante liegen die Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 desselben Pixels P in einer Linie anstatt in der Form eines Dreiecks. Wenn der Schirm weiterhin dieselben Zwischenräume py und px beibehält, wird der Abstand L zwischen den beiden benachbarten Aussparungen Ep1, Ep2 desselben Pixels P somit gleich:
L = 1,4px
Dieser Abstand L ist kleiner als in dem Fall der 2, und die Effizienz des Schirms wird daher nicht so gut sein. In dieser Variante sind die Reihenelektroden ebenfalls aufgeteilt, aber hier handelt es sich um eine Dreieraufteilung (tripling). Jede der Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 eines Pixels P wird durch eine Unterelektrode Y1a, Y1b bzw. Y1c durchlaufen. Die drei Unterelektroden sind durch wenigstens zwei Kurzschlüsse 12 miteinander verbunden. Jedoch hat dieser Aufbau ei nen Vorteil. Dieser besteht darin, dass die Aussparungen Ep1, Ep4 bei derselben Unter-Reihenelektrode Y1a aufeinanderfolgenden Phosphorbereichen B1 derselben Farbe entsprechen. Daher liegen drei Aussparungen in einer Reihe. Diese Ausrichtung führt bei bestimmten Anwendungstypen zu einem besseren Bild, zum Beispiel für Computerbilder, in denen horizontale Zeilen einer Grundfarbe benutzt werden.
Wenngleich die Reihenelektroden Y1, Y2 aufgeteilt sind und jede Unterelektroden derart enthält, dass sie gegenüber allen Aussparungen eines Pixels P verlaufen, könnte man erwägen, dass sie wenigstens eine Richtungsänderung aufweisen. 4 zeigt diese Variante mit einem Pixel P, dessen Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 die Form eines Dreiecks haben und eine Reihenelektrode Zick-Zack-Form hat, um gegenüber allen Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 des Pixels P zu gelangen. Es sind auch andere Konfigurationen als eine Zick-Zack-Form möglich.
In den 2a, 2b waren Schranken 11 für die Begrenzung der Entladungen bei den Aussparungen dargestellt. Diese Schranken 11, deren Höhe H1 kleiner ist die Dicke HO des mit Gas gefüllten Zwischenraums 13, um den Umlauf und daher die lonisierung zu begünstigen, trennen zwei nebeneinander liegende Phosphorbereiche B1, B2 für dasselbe Pixel. In diesem Beispiel sind die Phosphorbereiche B1, B2 gerade, und die Schranken 11 sind parallel, getrennt durch einen Abstand etwa gleich dem Zwischenraum px.
Um den Emissionsbereich der Entladung um die Aussparungen Ep1, Ep2 herum zu vergrößern, ist es denkbar, dass die beiden Schranken 11, die sich zu beiden Seiten einer Aussparung Ep2 erstrecken, weiter entfernt sind von dieser Aussparung Ep2 als zwischen dieser Aussparung Ep2 und der benachbarten Ep8, die auf demselben Phosphorstreifen B2 liegt. Zwei benachbarte Schranken sind bei einer Aussparung weiter voneinander getrennt und kommen zwischen zwei Aussparungen einander näher.
In dieser in 5a dargestellten Variante, in der die Reihenelektroden zum Zwecke der Klarheit nicht dargestellt sind, ändern die Schranken 11 die Richtung um die Aussparungen Ep1, Ep2 und haben die Form von geknickten Linien. Die Richtungsänderungen können in einem Winkel von ungefähr 45° erfolgen. In 5b haben die Schranken 11 die Form von gekrümmten, insbesondere von im wesentlichen sinusförmigen Kurven.
Ein durch derartige Schranken erzielter Vorteil besteht darin, dass die Emissionsfläche der Entladung vergrößert wird und die Einschränkungen oder Schwierigkeiten bei der Anpassung der Schranken an die Aussparungen gemildert werden. Die Genauigkeit in den Positionierungen der Schranken zu den Aussparungen kann aufgrund der Verschiebung verringert werden, die ein bestimmtes Spiel oder eine bestimmte Toleranz in der Positionierung der Masken ermöglicht.
Der Abstand d1, der zwei benachbarte Schranken 11 bei einer Aussparung Ep8 trennt, ist daher größer als der Zwischenraum px zwischen Spaltenelektroden X1, X3. Der Abstand d2 zwischen den beiden Schranken 11 auf beiden Seiten der Aussparung Ep8 ist daher kleiner als der Zwischenraum px zwischen den Spaltenelektroden X1, X2. Der Zusammenhang, der die Abstände d1 und d2 miteinander verknüpft, kann folgendermaßen sein:
d1 = d2 + 2c, wobei c gleich der Dicke der Schranken 11 ist.
Die Breite c der Schranken 11 kann ungefähr 19,5 μm betragen, wenn der Zwischenraum px zwischen den Spaltenelektroden 127 μm beträgt.
Es ist zu empfehlen, dass der Abstand d1 immer groß genug ist, um den Gasumlauf nicht zu behindern.
In dieser Variante sind die Schranken 11 nicht gerade, und die Phosphorbereiche B1, B2, B3 sind an das Muster der Schranken 11 angepaßt, da die Schranken 11 zwei nebeneinander liegende Phosphorbereiche B1, B2, B3 trennen.
Die Tatsache, dass zwei benachbarte Aussparungen Ep1, Ep2 desselben Pixels bei den nebeneinander liegenden Phosphorbereichen B1, B2 voneinander getrennt sind, macht es möglich, auf die Begrenzungsschranken zu verzichten, ohne die Qualität der Entladungen zu verschlechtern, wenn die Aussparungen Ep1, Ep2 tief genug sind, um die derart gebildeten Entladungen zu begrenzen. Diese Tiefe kann ungefähr die Hälfte der Dicke HO des Zwischenraums 13 darstellen. Zum Beispiel kann diese Tiefe 60 μm erreichen, wenn HO ungefähr 110 bis 120 μm beträgt.
Ein Plasmawiedergabeschirm gemäß der Erfindung ohne Schranken ist in den 6a, 6b dargestellt. Das Phosphor der verschiedenen Bereiche B1, B2, B3 wurde verdickt oder verstärkt, und die Aussparungen haben eine Tiefe, die der Dicke des Phosphors entspricht.
Diese Dicke macht es möglich, die tatsächlichen Schächte für die Entladungsbegrenzung zu bilden. Diese Schächte verhindern die Ausbreitung der Entladungen zu den benachbarten Aussparungen, bei denen keine Entladung erfolgen soll. Sie vermeiden daher eine Übersprechwirkung zwischen benachbarten Aussparungen.
Diese Schächte vermeiden außerdem, dass die durch eine Entladung in einer bestimmten Aussparung gebildete Ultraviolettstrahlung das Phosphormaterial der benachbarten Bereiche anregt und einen Sättigungsmangel der Farben erzeugt. Diese Erscheinung ist als eine sogenannte sichtbare Übersprechwirkung bekannt. Eine gute Lokalisierung der Entladungen ist möglich.
Ein anderer Weg zur Erzeugung dieser tiefen Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3, der in den 7a, 7b dargestellt ist, besteht darin, vorher auf dem dielektrischen Material 6 eine Unterschicht 13 aus einem zusätzlichen Material aufzubringen und darin die Schächte 16 zu bilden und diese Unterschicht 13 derart mit einer dünneren Phosphorschicht zu bedecken, dass die verschiedenen Bereiche B1, B2, B3 gebildet werden. Der Phosphorbelag der Seiten 15 der Schächte 16 füllt diese nicht aus. Möglicherweise kann sie auf dem Boden 17 des Schachtes 16 überlaufen. Man erhält somit Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 mit der benötigten Dicke, während die Menge des benötigten Phosphors begrenzt wird.
Der Querschnitt der Schächte 16 ist vorzugsweise größer als der der Aussparungen, um den Phosphor zu berücksichtigen. Das zusätzliche Material der Unterschicht 13 ist vorzugsweise so gewählt, dass es reflektiert und eine weiße Farbe hat.
Das zusätzliche Material kann Aluminium und/oder Titanoxid und/oder Yttriumoxid enthalten. Diese Unterschicht 13 kann zum Beispiel durch Siebdruck oder durch Photolithographie aufgebracht werden.
Das Weglassen der Schranken verringert die Herstellungskosten beträchtlich, da die Herstellung der Schranken annähernd die Hälfte der Herstellungskosten der Platte ausmacht. Auf diese Weise wird auch eine Zeiteinsparung erreicht. Der gebildete offene Aufbau begünstigt die lonisierung des Gases bei niedrigen Helligkeitswerten und verbessert daher die Funktion des Schirms.
In 2a nehmen die Phosphorbereiche B1, B2, B3 die gesamte Fläche der Platte 3 ein, auf die sie aufgebracht sind. Sie bilden angrenzende Streifen, die den Spaltenelektroden X1, X2, X3 folgen, und enthalten jede mehrere Aussparungen. Die Entladungen können nur bei den Aussparungen erfolgen, wie es oben erläutert wurde. Mit der Anwendung der Unterschicht 13 unter dem Phosphor ist es möglich, die Fläche der Phosphorbereiche B1, B2, B3 gegenüber der der Platte 3 zu verringern. Der Kostenvorteil bei dem Material ist beachtlich, da Phosphore teure Materialien sind.
8a, 8b zeigen diese Konfiguration. Ein Phosphorbereich B1, B2, B3 bedeckt die Seiten 15 eines Schachtes 16 in der Unterschicht 13 und endet in einem Rand 18, der der Öffnung des Schachtes 16 folgt. Von oben gesehen sind die Phosphorbereiche B1, B2, B3 als Platte konfiguriert. Ein Phosphorbereich enthält nur eine Aussparung. Die Unterschicht 13 steht an bestimmten Punkten mit dem Gas in Berührung. Die Unterschicht 13 bildet dadurch einen Schutz, um zu verhindern, dass Entladungen in der Lage sind, bei Schnittpunkten einer Reihenelektrode mit einer Spaltenelektrode außerhalb der Aussparung zu erfolgen. Zu 8b sollte bemerkt werden, dass kein Phosphorbereich bei dem Schnittpunkt der Spaltenelektrode X2 mit der Reihenelektrode Y1a vorhanden ist. Die Unterschicht 13 verhindert, dass eine Ladung an diesem Punkt erfolgen kann.
Dadurch, dass die Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 weiter voneinander entfernt sind als im Stand der Technik, zum Beispiel so, wie es 2b zeigt, ist es möglich, die Fläche der sogenannten Black Matrix 40 angeordnet sind, gegenüber der Gesamtfläche der vorderen Platte 2 zu vergrößern.
Gemäß der Erfindung, wie sie in den 2a, 2b dargestellt ist, bedeckt nunmehr die Black Matrix 40 im wesentlichen die gesamte vordere Platte 2, mit Ausnahme der Öffnungen Z1, Z2, ..., die gegenüber den Aussparungen Ep1, Ep2 liegen und die auf den letzteren befestigt sind. Jede Öffnung Z1, Z2 gehört zu einer Aussparung Ep1, Ep2 und hat einen Bereich etwas größer als der der Aussparungen Ep1, Ep2, zu denen er gehört.
Für einen sogenannten Plasmaschirm mit hoher Auflösung mit einem Zwischenraum px zwischen Spaltenelektroden von 127 μm und in dem der Abstand L zwischen benachbarten Aussparungen in aneinander liegenden Phosphorbereichen 229 μm beträgt, wenn die Öffnungen Z1, Z2 der Black Matrix 40 einen Durchmesser von 180 μm aufweisen, beträgt zum Beispiel der Betrag der Abdeckung der Black Matrix 40 etwa 60%, wohingegen bei Öffnungen Z1, Z2, deren Durchmesser ungefähr 150 μm beträgt, der Betrag der Abdeckung der Black Matrix 40 ungefähr 80% beträgt. Ein derartiger Betrag der Abdeckung ist äquivalent zu einem tatsächlichen diffusen Reflexionsvermögen der vorderen Platte 2 des Plasmaschirms von ungefähr 10%. Diese Black Matrix 40, die umfassender ist als im Stand der Technik, ermöglicht daher eine Vergrößerung des tatsächlichen Kontrastes des Schirms.
In der Konfiguration mit einer reflektierenden Unterschicht 13 in Berührung mit dem Gas ist es möglich, dass ein Phosphorbereich B1, B2, B3 um eine Öffnung Z1, Z2 in der Black Matrix 40 abgegrenzt wird. Diese Variante ist aus der 8a ersichtlich. Ein Phosphorbereich B1, B2, B3, der auf einer Öffnung Z1, Z2 befestigt ist, würde vorzugsweise eine Fläche geringfügig größer als die der Öffnung Z1, Z2 aufweisen, um jedes Problem zu vermeiden, wenn eine mögliche Fehlanpassung zwischen den Platten oder ihren Komponenten besteht.
Dieser Typ eines AC-Plasmawiedergabeschirms mit zwei Substraten kann auch Phosphorbereiche B'1, B'2, B'3 auf seiner Vorderfläche aufnehmen.
Eine dünne Phosphorschicht emittiert sowohl in der Übertragung als auch in der Reflexion. Es ist daher leicht, die verschiedenen Phosphorbereiche B'1, B'2, B'3 mit den Aussparungen Ep'1, Ep'2, Ep'3... auf die vordere Fläche 2 aufzubringen, indem sie auf den Aussparungen Ep1, Ep2, Ep3 der hinteren Fläche 3 befestigt werden.
Die Phosphorbereiche können entsprechend ihrer Farbe entweder nacheinander durch Siebdruck, gefolgt durch einen einzigen Vorgang zur Isolation oder als gleichmäßige Schicht auf der Gesamtfläche, gefolgt durch einen Isoliervorgang und durch einen Abstreichvorgang je Farbe aufgebracht werden. Die Lichteffizienz wird daher um wenigstens 1,5 erhöht.

Claims

Farb-Plasmawiedergabeschirm vom AC-Typ mit zwei Substraten mit zwei Platten (2, 3), die einander gegenüber angeordnet sind und einen Zwischenraum (13) bilden, der zur Füllung mit Gas vorgesehen ist, wobei eine der Platten (3) im wesentlichen parallele, durch einen Zwischenraum (px) getrennte Spaltenelektroden (X1, X2) aufweist, die mit wenigstens einem Phosphorbereich (B1, B2, B3) bedeckt sind, die andere Platte (2) wenigstens eine Reihenelektrode (Y1, Y2) aufweist, wobei die Phosphorbereiche (B1, B2, B3) mit wenigstens einer Aussparung (Ep1, Ep2, Ep3) bei einem Kreuzungspunkt einer Reihenelektrode (Y1, Y2) und einer Spaltenelektrode (X1, X2) versehen sind, um Entladungen zu lokalisieren, die in dem Gas zwischen den beiden Elektroden erfolgen, und ein farbiges Pixel (P) durch benachbarte Aussparungen (Ep1, Ep2, Ep3) gebildet ist, die in nebeneinander liegenden Phosphorbereichen bei der Reihenelektrode (Y1) liegen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer besseren Lichteffizienz der Abstand (L), der zwei benachbarte Aussparungen (Ep1, Ep2) desselben Pixels (P) voneinander trennt, größer ist als der Zwischenraum (px) der Spaltenelektroden (X1, X2), so dass eine Dicke (HO) des Zwischenraums (13) ermöglicht wird, die größer ist als diejenige, die benötigt wird, wenn die beiden benachbarten Aussparungen (Ep1, Ep2) um einen Abstand getrennt sind, der im wesentlichen gleich dem Zwischenraum (px) ist.
Schirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (Ep1, Ep2, Ep3) desselben Pixels (P) in einem Dreieck angeordnet sind.
Schirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (Ep1, Ep2, Ep3) desselben Pixels (P) in einer Linie angeordnet sind
Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenelektrode (Y1) in mehrere Unterelektroden (Y1a, Y1b) aufgeteilt ist.
Schirm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterelektroden (Y1a, Y1b) miteinander durch wenigstens zwei Kurzschlußschaltungen (12) verbunden sind, mit dem Hinblick, im Falle einer Unterbrechung (14) einer von ihnen eine Selbstheilung zu ermöglichen.
Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenelektrode (Y1) wenigstens eine Richtungsänderung aufweist.
Schirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenelektrode (Y1) eine Zick-Zack-Form aufweist.
Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er Schranken (11) enthält, die zwei nebeneinander liegende Phosphorbereiche (B1, B2) trennen und diese Schranken (11) eine Höhe (H1) aufweisen, die kleiner ist als die Dicke (HO) des Zwischenraums (13).
Schirm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aufeinanderfolgende Schranken (11) bei einer Aussparung (Ep2) weiter voneinander getrennt sind als an der anderen Seite dieser Aussparung (Ep2).
Schirm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schranke (11) die Form einer geknickten Linie aufweist.
Schirm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schranke (11) die Form einer gekrümmten Linie aufweist.
Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (Ep1, Ep2) ausreichend tief sind, um die Entladungen derart zu begrenzen, dass die Anwendung von zwei nebeneinander liegende Phosphorbereiche (B1, B2) trennenden Schranken vermieden wird.
Schirm nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Aussparungen (Ep1) etwa gleich der halben Dicke (HO) des Zwischenraums (13) ist.
Schirm nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (Ep1, Ep2, Ep3) durch Schächte (16) in einer Unterschicht (13) eines zusätzlichen Materials gebildet sind und diese Schächte (16) mit Phosphor bedeckt werden, ohne ausgefüllt zu werden.
Schirm nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Material reflektierend ist.
Schirm nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Material weiß ist.
Schirm nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Material Aluminium und/oder Titanoxid und/oder Yttriumoxid enthält.
Schirm nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Phosphorbereich (B1, B2, B3) durch Bildung eines Rands (18) endet, der der Öffnung eines Schachtes (16) folgt.
Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 18 mit einer Black Matrix (40) auf der Platte (2) mit der Reihenelektrode (Y1, Y2), dadurch gekennzeichnet, dass die Black Matrix (40) die Platte (2) bedeckt, mit Ausnahme von Öffnungen (Z1, Z2), die den Aussparungen (Ep1, Ep2) gegenüber liegen und auf den Aussparungen befestigt sind, wobei diese Öffnungen einen Bereich aufweisen, der nennenswert größer ist als der der Aussparungen (Ep1, Ep2).
Schirm nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Phosphorbereich (B1, B2, B3) auf einer Öffnung (Z1, Z2) der Black Matrix (40) befestigt ist und sein Bereich nennenswert größer ist als der der Öffnung.
Schirm nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihenelektrode (Y1, Y2) mit Phosphorbereichen (B'1, B'2, B'3) mit Aussparungen bedeckt ist.