-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Flachbildschirm, der eine Flachbildschirmvorrichtung ist,
die Zeichen, Grafik und Bilder unter Nutzung von Lichtemission anzeigt,
die von ionisiertem Gas erzeugt wird, und betrifft insbesondere
eine Elektrodenstruktur, die eine Glimmentladung erzeugt.
-
Herkömmliche
Flachbildschirme verwenden Plasmabildschirme. Dieser Typ von Bildschirm
ist beispielsweise in der JP-OS Nr. Hei 2-90192 (1990/03/29) und
in der offengelegten JP-GM-Anmeldung
Nr. Hei 3-94751 (1991/09/26) beschrieben. Bei dieser Konstruktion
sind zwei Substrate, auf denen jeweils eine Vielzahl von linearen
Elektroden gebildet ist, parallel so angeordnet, daß sie einander
zugewandt sind. Die auf dem einen Substrat gebildeten linearen Elektroden
und die auf dem anderen Substrat gebildeten Elektroden sind in Matrixform
angeordnet. Gasentladungen treten an Kreuzungspunkten zwischen den
linearen Elektroden auf dem einen Substrat und den linearen Elektroden
auf dem anderen Substrat auf.
-
Bei
einem solchen herkömmlichen
Flachbildschirm werden Spannungen an die Enden der linearen Elektroden
angelegt, die aus den seitlichen Endoberflächen der Platte herausgeführt sind.
Die auf der vorderseitigen Platte angeordneten Elektroden bestehen
aus einem transparenten Elektrodenmaterial wie etwa ITO, durch das
das durch Gasentladung erzeugte emittierte Licht hindurchtreten
kann. Das transparente Elektrodenmaterial hat jedoch einen sehr
großen
Widerstandswert aufgrund seiner geringen elektrischen Leitfähigkeit
und aufgrund der Tatsache, daß die
linearen Elektroden schmal und lang sind, um Bildschirme mit größeren Dimensionen
und höherer
Auflösung
zu realisieren. Dies verursacht insofern ein Problem, als ein an
ein Ende einer linearen Elektrode angelegter Spannungsimpuls während seiner
Fortpflanzung zu dem mittleren Bereich der linearen Elektrode hin
geschwächt
wird. Zur Linderung des Problems wird versucht, die elektrische
Leitfähigkeit
durch teilweises Laminieren einer dünnen Metallelektrode auf die
transparente Elektrode zu verbessern. Diese Vorgehensweise ist jedoch
hinsichtlich der Möglichkeit
ihrer Anwendung bei herkömmlichen Flachbildschirmen
begrenzt.
-
Außerdem sind
bei herkömmlichen
Flachbildschirmen zwei transparente isolierende Substrate so angeordnet,
daß sie
einander zugewandt sind und zwischen sich Glimmentladungsräume definieren. Trennwände definieren
den Entladungsraum für
jede Anzeigezelle. Der Anzeigebetrieb erfolgt durch selektives Steuern
von gegenüberliegenden
Elektroden, die in einer Matrixform angeordnet sind. Die Anzeigezellen
können
also nicht unabhängig
gesteuert werden, und die Dicke der Bildschirmkonstruktion wird groß, was zwei
schwerwiegende Probleme darstellt.
-
Beschreibung
des Stands der Technik
-
Aufgrund
der vorstehend beschriebenen Beschränkungen ist ein Flachbildschirm
mit einer anderen, neuen Konstruktion sehr erwünscht.
EP 0 908 919 (WO 9844531) schlägt einen
Flachbildschirm mit einer neuen Konstruktion vor. Der in dieser
Veröffentlichung
beschriebene Flachbildschirm weist ein rückseitiges Substrat, an dem
eine Vielzahl von Ausnehmungsbereichen angeordnet ist, die jeweils
als Glimmentladungsraum dienen, und ein transparentes vorderseitiges
Substrat auf, das dem rückseitigen Substrat
zugewandt ist und Bereiche (wirksame Bereiche) aufweist, die jeweils
den Ausnehmungsbereichen zugewandt sind, wobei jeder Bereich ein
Paar von Zellelektroden hat. Bei dem Flachbildschirm durchdringen
Stiftelektroden die rückseitige
Platte, so daß ein
Spannungssignal an einen gegebenen Punkt einer an der vorderseitigen
Platte gebildeten Elektrode angelegt werden kann. Dieser Aufbau
ermöglicht
also das Anlegen einer Spannung zwischen einem Paar von Zellelektroden,
die einer Anzeigezelle entsprechen, so daß die Anzeigezellen jeweils durch
Anlegen von entsprechenden Spannungen hinsichtlich der Anzeige gesteuert
werden können.
-
Da
die rückseitige
Platte Ausnehmungsbereiche jeweils für einen Entladungsraum hat,
ist es nicht erforderlich, Trennwände zu bilden, die Entladungsräume an dem
Substrat unterteilen, wie dies bei dem Stand der Technik notwendig
war. Dieses Merkmal ermöglicht
also die Herstellung von dünneren
Bildschirmen.
-
Die
Grundstruktur eines Flachbildschirms mit dem vorstehend genannten
Aufbau ist vorgeschlagen worden. Eine weitere Verbesserung des Flachbildschirmaufbaus
ist jedoch möglich.
-
Beispielsweise
wird bei einem typischen herkömmlichen
Flachbildschirm eine Metallelektrode auf eine transparente Elektrode
laminiert, um den Widerstandswert der transparenten Elektrode zu
senken. Da dieser Aufbau die Unebenheit der Oberfläche erhöht, auf
der Elektroden gebildet sind, tendiert die dünne dielektrische Schicht,
die für
einen Betrieb mit niedriger Treiberspannung geeignet ist, dazu,
leicht einen elektrischen Durchschlag zu verursachen. Die dickere
Ausbildung der dielektrischen Schicht zur Vermeidung eines solchen
Problems resultiert in einer Erhöhung
der Treiberspannung.
-
Zur
Sicherstellung einer stabilen Glimmentladung muß die dielektrische Schicht
so ausgebildet sein, daß sie
flache obere Oberflächen
hat. Dielektrisches Material, das hervorragende Flachheit ermöglicht,
ist jedoch aufgrund der chemischen Reaktion mit der transparenten
Elektrode auch anfällig
dafür, ein
Brechen des Leiters zu verursachen. Aus diesem Grund wird herkömmlich ein
Material mit schlechter Flachheit, aber mit geringer chemischer
Reaktion zwischen der transparenten Elektrode und der Metallelektrode
verwendet. Diese Probleme bleiben bei Flachbildschirmen der vorstehend
erläuterten
neuen Konstruktion bestehen.
-
EP-A-0
908 919 beschreibt einen ebenen Bildschirm, der eine Anzeigeplatte
mit zweidimensionalem Bildschirm aufweist, um Zeichen, Figuren,
Bilder usw. anzuzeigen. Diese Veröffentlichung beschreibt ferner
ein Herstellungsverfahren, eine Steuereinrichtung und ein Treiberverfahren
für den
ebenen Bildschirm.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung soll die vorstehend beschriebenen Probleme
bei herkömmlichen Flachbildschirmen
lösen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Flachbildschirm bereitzustellen,
der die Treiberspannung durch Verringerung der Dicke der dielektrischen
Schicht senken und eine stabile Glimmentladung durch Verringerung
einer Verschlechterung der Zellelektrode realisieren kann.
-
Gemäß den Ansprüchen weist
der Flachbildschirm folgendes auf: ein rückseitiges Substrat, in dem
eine Vielzahl von Ausnehmungsbereichen angeordnet ist, die jeweils
als Entladungsraum wirksam sind; ein transparentes vorderseitiges
Substrat, das so angeordnet ist, daß es dem rückseitigen Substrat zugewandt
ist, und das wirksame Bereiche hat, die jeweils den Ausnehmungsbereichen
zugewandt sind und jeweils ein Paar von Zellelektroden aufweisen; Stiftelektroden,
die das rückseitige
Substrat durchdringen und an der Oberfläche des vorderseitigen Substrats
aufgerichtet sind, wobei jede von den Stiftelektroden einer Zellelektrode
eine Spannung zuführt;
und Metallelektroden, die jeweils den wirksamen Bereichen an dem
vorderseitigen Substrat benachbart angeordnet und jeweils mit den
Stiftelektroden verbunden; wobei jede von den Zellelektroden in einem
flachen Zustand unter Verwendung einer transparenten Elektrodenschicht
gebildet ist, wobei sich die Zellelektroden nahe zu den wirksamen
Bereichen erstrecken, wobei die Zellelektroden jeweils mit den Metallelektroden
verbunden sind.
-
Bei
einem Flachbildschirm gemäß den Ansprüchen kann
mindestens eine von dem Paar von Zellelektroden eine Einzelelektrode
sein, die von jeder Anzeigezelle getrennt ist. Die Metallelektroden sind
jeweils an den Einzelelektroden angeordnet, wobei auf jeder von
den Metallelektroden eine Stiftelektrode angebracht ist.
-
Gemäß den Ansprüchen kann
der Flachbildschirm ferner eine dielektrische Schicht aufweisen, die
die transparent Elektrodenschicht bedeckt, wobei die dielektrische
Schicht eine Öffnung
an einem Bereich hat, an dem eine Stiftelektrode auf der Metallelektrode
angebracht ist, und wobei Randbereiche der dielektrischen Schicht
die Öffnung
definieren, die auf der Metallelektrode positioniert ist.
-
Die
vorliegende Erfindung ist durch die Ansprüche 1 bis 8 definiert und betrifft
einen Flachbildschirm und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Die Ansprüche 1 bis
4 betreffen einen Flachbildschirm, der folgendes aufweist: ein rückseitiges
Substrat, in dem eine Vielzahl von Ausnehmungsbereichen angeordnet
ist, die jeweils als Entladungsraum wirksam sind; ein transparentes
vorderseitiges Substrat, das so angeordnet ist, daß es dem
rückseitigen
Substrat zugewandt ist oder gegenüberliegt, und das wirksame
Bereiche definiert, die Entladungsräume bilden, die den Ausnehmungsbereichen
zugewandt sind oder gegenüberliegen,
und wobei jeder von den wirksamen Bereichen ein Paar von Zellelektroden
aufweist; Stiftelektroden, die das rückseitige Substrat durchdringen
und an der Oberfläche
des vorderseitigen Substrats aufgerichtet sind, wobei jede von den Stiftelektroden
einer Zellelektrode eine Spannung zuführt; und Metallelektroden,
die jeweils den wirksamen Bereichen oder Nichtentladungsbereichen
an dem vorderseitigen Substrat benachbart angeordnet und jeweils
mit den Stiftelektroden verbunden sind; dadurch gekennzeichnet,
daß die
Zellelektroden in einem flachen Zustand unter Verwendung einer transparenten
Elektrodenschicht ausgebildet sind, wobei sich die Zellelektroden
zu den jeweiligen Nichtentladungsbereichen oder in die Nachbarschaft
der wirksamen Bereiche erstrecken, wobei die Zellelektroden jeweils
durch langgestreckte Bereiche der Zellelektrode, die eine Brücke bilden,
an der keine Entladung stattfindet, mit den Metallelektroden verbunden sind.
-
Die
Ansprüche
5 bis 8 betreffen ein Verfahren zum Herstellen eines Flachbildschirms,
das die folgenden Schritte aufweist: Anordnen eines transparenten
vorderseitigen Substrats derart, daß es einem rückseitigen
Substrat zugewandt ist, in dem eine Vielzahl von Ausnehmungsbereichen
angeordnet ist, die jeweils als Entladungsraum wirksam sind und
wirksame Bereiche definieren, die Entladungsräume bilden, die den Ausnehmungsbereichen
zugewandt sind und jeweils ein Paar von Zellelektroden aufweisen;
Einsetzen von Stiftelektrode in das rückseitige Substrat und Aufrichten
an der Oberfläche
des vorderseitigen Substrats, wobei jede von den Stiftelektroden
einer Zellelektrode eine Spannung zuführt; und Anordnen von Metallelektroden
jeweils den wirksamen Bereichen an dem vorderseitigen Substrat benachbart
und jeweils mit den Stiftelektroden verbunden; Ausbilden der Zellelektroden
in einem flachen Zustand unter Verwendung einer transparenten Elektrodenschicht, wobei
sich die Zellelektroden in die Nachbarschaft der wirksamen Bereiche
erstrecken, wobei die Zellelektroden jeweils mit den Metallelektroden
dort verbunden sind, wo keine Entladung stattfindet.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus dem Studium der nachstehenden genauen Beschreibung
und der Zeichnungen. Diese zeigen in:
-
1 eine Draufsicht, die schematisch
die Struktur einer Zellelektrode eines Flachbildschirms der Anmelderin
zeigt;
-
2 eine Draufsicht, die schematisch
die Struktur einer beispielhaften Zellelektrode eines Flachbildschirms
nach einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
-
3 eine Querschnittsansicht,
die schematisch die Struktur der Zellelektrode eines Flachbildschirm
in einem fertigen Zustand entlang der Linie A-A von 2 zeigt;
-
4 eine Ansicht, die schematisch
und chronologisch die Hauptschritte des Verfahrens zur Herstellung
der vorderseitigen Platte zeigt;
-
5 eine Draufsicht, die schematisch
und teilweise die vorderseitige Platte nach einem ITO-Schicht-Strukturierungsschritt
zeigt;
-
6 eine Draufsicht, die schematisch
einen Bereich der vorderseitigen Platte nach einem Schritt der Bildung
einer ersten Elektrodenschicht aus einer Ag-Schicht zeigt; und
-
7 eine Draufsicht, die schematisch
und teilweise die vorderseitige Platte nach einem Schritt der Bildung
einer dielektrischen Schicht zeigt.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nachstehend
wird nun eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
-
1 ist eine schematische
Ansicht, die einen Zellelektrodenbereich des Flachbildschirms mit der
früher
von der Anmelderin vorgeschlagenen neuen Struktur zeigt. Diese Struktur
imitiert die Elektrodenstruktur des herkömmlichen Flachbildschirms und
hat Metallelektroden, die jeweils an Zellelektroden gebildet sind,
die jeweils eine transparente Elektrode sind. 1 zeigt die Konfiguration eines Paars von
Zellelektroden. Das Zellelektrodenpaar weist eine einzeln angesteuerte
Elektrode 2, die eine mit einer Stiftelektrode verbundene
transparente Elektrode ist, und eine gemeinsame Elektrode 6 auf,
die eine mit einer gemeinsamen Signalleitung 4 verbundene transparente
Elektrode ist, die auf dem vorderseitigen Substrat angeordnet sind,
das ein transparentes Glassubstrat ist. Die Einzelelektrode 2 und
die gemeinsame Elektrode 6, die jeweils Rechteckform haben,
sind parallel zueinander angeordnet und dem Ausnehmungsbereich zugewandt,
so daß eine
Zelle in dem rückseitigen
Substrat definiert ist. Die Einzelelektrode 2 und die gemeinsame
Elektrode 6 bestehen beide aus einem transparenten Material
wie etwa ITO einer Dicke von ungefähr 1000 Å.
-
Die
gemeinsame Signalleitung 4 besteht aus einem Metall, bevorzugt
Silber (Ag). Die gemeinsame Signalleitung 4 ist mit der
gemeinsamen Elektrode 6 durch eine langgestreckte Metallelektrode 8 verbunden,
die von der gemeinsamen Signalleitung 4 ausgeht. Die Metallelektrodenleitung 8 erstreckt
sich von der einen kurzen Seite zu der anderen kurzen Seite entlang
der langen Seite der gemeinsamen Elektrode 6.
-
Die
Einzelelektrode 2 ist durch eine langgestreckte Metallelektrodenleitung 12 mit
der Metallelektroden-Kontaktstelle 10 verbunden, die an
einer Stelle angeordnet ist, an der eine Stiftelektrode angebracht
ist. Wie die Metallelektrodenleitung 8 erstreckt sich die
Metallelektrodenleitung 12 von der einen kurzen Seite zu
der anderen kurzen Seite entlang der langen Seite der Einzelelektrode 2.
Dabei sind die gemeinsame Signalleitung 4, die Metallelektrodenleitung 8,
die Metallelektroden-Kontaktstelle 10 und die Metallelektrodenleitung 12 auf
derselben Schicht gebildet und haben jeweils beispielsweise eine
Breite von 5 bis 10 μm.
-
Wie
vorstehend beschrieben, weist die ursprünglich vorgeschlagene Struktur
die Metallelektrodenleitung 8, die im wesentlichen über die
gesamte lange Seite der transparenten Elektrode 6 laminiert ist,
sowie die Metallelektrodenleitung 12 auf, die im wesentlichen über die
gesamte lange Seite der transparenten Elektrode 2 laminiert
ist. Diese Struktur imitiert die bei herkömmlichen Flachbildschirmen
verwendete Struktur. Das heißt,
diese Struktur ist so ausgebildet, daß eine Metallelektrode, die
als eine Hilfselektrode dient, die auf der transparenten Elektrode
mit einer geringeren Leitfähigkeit
als das Metall gebildet ist, einen Spannungsabfall infolge der transparenten
Elektrode unterdrückt,
so daß eine
gleichmäßige Spannungsverteilung
innerhalb der Elektrode erhalten wird.
-
Diese
Struktur hat jedoch das gleiche Problem wie der vorstehend beschriebene
herkömmliche
Flachbildschirm. Da jede von den Metallelektrodenleitungen 8 und 12 relativ
dick ist, sind an den transparenten Elektroden große Stufen
ausgebildet. Infolgedessen tendiert die dielektrische Schicht dazu, an
der Metallelektrodenleitung 8, 12 dünner zu
sein. Aus diesem Grund muß die
dielektrische Schicht über
die gesamte Fläche
dicker gemacht werden, um eine ausreichende elektrische Isoliereigenschaft
zu gewährleisten.
Dies führt
jedoch insofern zu einem Problem, als die dickere Schicht bewirkt,
daß die Treiberspannung
zunimmt. Um zu vermeiden, daß die
lichtundurchlässige
Metallelektrodenleitung über den
mittleren Bereich des wirksamen Zellbereichs verläuft, sind
die Metallelektrodenleitungen 8 und 12 weit voneinander
beabstandet. Außerdem
sind die Metallelektrodenbereiche, deren dielektrische Schicht jeweils
dazu tendiert, ihre elektrische Isoliereigenschaft zu verringern,
voneinander getrennt, so daß die
Feldstärke
an dem den Metallelektrodenleitungen benachbarten Bereich unterdrückt wird.
Diese Struktur kann die oben beschriebenen Probleme lindern, aber
nicht lösen.
-
Die
vorliegende Erfindung, die nachstehend beschrieben wird, soll die
im Prototypstadium erkannten Probleme grundlegend lösen. Ein
Merkmal des Flachbildschirms gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, daß Stiftelektroden
durch das rückseitige Substrat
hindurch angebracht sind, um einem gegebenen Bereich des vorderseitigen
Substrats ein Spannungssignal zuzuführen. Ein Spannungssignal wird
der Einzelelektrode durch die Stiftelektrode zugeführt.
-
Beispielsweise
können
als ein anderes ein Spannungssignal zuführendes Verfahren Metallverdrahtungsleiter
verwendet werden, die sich von dem Plattenendbereich zu Einzelelektroden
erstrecken, die auf dem Substrat angeordnet sind. Bei einer solchen
Struktur ist eine Vielzahl von Verdrahtungsleitern, die der Anzahl
von Zellen entspricht, in dem begrenzten Raum zwischen Zellen angeordnet.
Da die Breite jeder Leitung sehr schmal wird, kann also nicht einmal
der Spannungsabfall über
den Metalleiter ignoriert werden. Da die Leiter in dem schmalen
Bereich parallel angeordnet sind, kann außerdem zwischen Einzelelektroden
ein Nebensprechen von Impulssignalen auftreten.
-
Im
Gegensatz dazu eliminiert das Verfahren zum Zuführen von Spannungssignalen
durch die Stiftelektroden bei der vorliegenden Konfiguration das
vorstehend genannte Problem. Insbesondere können sogar Zellen, die in dem
inneren Bereich des Flachbildschirms positioniert sind, ein Impulssignal empfangen,
dessen Spannungsabfall ignoriert werden kann.
-
2 ist eine schematische
Ansicht, die die Zellelektrodenstruktur gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Die Zellelektrodenstruktur weist auf:
eine Einzelelektrode 20, eine gemeinsame Elektrode 22,
eine gemeinsame Signalleitung 24 und eine Metallelektroden-Kontaktstelle 26. Sie
unterscheidet sich von der Struktur gemäß 1 insofern, als sich die Metallelektrodenleitung
nicht von der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 zu der
Einzelelektrode 20 und von der gemeinsamen Signalleitung 24 zu
der gemeinsamen Elektrode 22 erstreckt. Das heißt, die
Einzelelektrode 20 und die gemeinsame Elektrode 22,
die jeweils aus einer transparenten Elektrodenschicht bestehen,
sind in dem wirksamen Bereich angeordnet, der dem Zellenausnehmungsbereich
gegenüberliegt.
Die Einzelelektrode 20 ist langgestreckt, um mit der Metallelektroden-Kontaktstelle 26,
die nahe dem wirksamen Bereich angeordnet ist, einen elektrischen
Kontakt herzustellen, während
die gemeinsame Elektrodensignalleitung 22 langgestreckt
ist, um mit der gemeinsamen Signalleitung 24 einen elektrischen
Kontakt herzustellen. In dem Herstellungsschritt wird zunächst die
transparente Elektrodenschicht gebildet, und dann werden die Metallelektrodenschichten
gebildet. Konkret bedeutet dies, daß die Einzelelektrode 20 so
strukturiert wird, daß sie
den Bereich aufweist, wo die Metallelektroden-Kontaktstelle 26 gebildet
wird. Die gemeinsame Elektrode 22 wird so strukturiert,
daß sie
sich zu der gemeinsamen Signalleitung 24 erstreckt. Die
Metallelektroden-Kontaktstelle 26 wird über einem
Bereich der Einzelelektrode 20 gebildet, wogegen die gemeinsame
Signalleitung 24 die gemeinsame Elektrode 22 kreuzt.
-
Die
lange Seite der Einzelelektrode kann ungefähr 1 cm lang sein, wobei sie
kürzer
als die der herkömmlichen
linearen transparenten Elektroden ist. Die kurze Seite der Einzelelektrode
kann ungefähr
einige Millimeter lang sein, wobei sie breiter als die der herkömmlichen
linearen transparenten Elektroden ist. Im Vergleich mit der Elektrodenstruktur
bei dem herkömmlichen
Flachbildschirm ermöglicht
die vorstehend genannte Elektrodenstruktur, daß der Spannungsabfall zwischen
der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 und dem gegenüberliegenden Ende
der Einzelelektrode 20 oder der Spannungsabfall zwischen
der gemeinsamen Signalleitung 24 und der gemeinsamen Elektrode 22 auf
einen vernachlässigbaren
Wert verringert wird. Die Verwendung der Stiftelektrode ermöglicht,
daß der
sich von der Einzelelektrode 20 zu der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 fortpflanzende
Spannungsimpuls erheblich geschwächt
wird. Obwohl die gemeinsame Signalleitung 24 in dem begrenzten
Raum zwischen Zellen angeordnet ist, kann jedoch eine gemeinsame
Verteilung zu jeder Zelle erfolgen, die eine Zeile oder Spalte bildet.
Die gemeinsame Signalleitung kann also eine relativ große Breite
in einem begrenzten Raum haben, und da sie aus einem Metall besteht,
ist der resultierende Spannungsabfall gering.
-
Anders
ausgedrückt,
da der vorliegende Flachbildschirm eine Struktur hat, die das der
Einzelelektrode 20 oder der gemeinsamen Elektrode 22 zugeführte Spannungssignal
nicht erheblich verschlechtert, ist es nicht erforderlich, daß die Metallelektrodenleitung
zu dem inneren Bereich der Einzelelektrode 20 oder der
gemeinsamen Elektrode 22 hin verlängert wird, um den Spannungsabfall
zu unterdrücken.
Die Metallelektrodenleitung in dem wirksamen Bereich einer Zelle
kann entfernt sein, wie 2 zeigt.
Stattdessen sind sowohl die Einzelelektrode 20 als auch
die gemeinsame Elektrode 22 in dem wirksamen Bereich, der
der Zelle zugewandt ist, worin eine Glimmentladung stattfindet,
nur aus einer transparenten Elektrodenschicht und in einem flachen
Zustand gebildet.
-
Sowohl
die Einzelelektrode 20 als auch die gemeinsame Elektrode 22,
die in einem flachen Zustand ausgebildet sind, können die Dicke der dielektrischen
Schicht vergleichmäßigen und
die dielektrische Dicke verringern, ohne den Felddurchschlag zu erzeugen,
was in einer niedrigen Treiberspannung resultiert.
-
Wie 2 zeigt, ist die Breite
des Brückenbereichs
zwischen dem wirksamen Bereich der Einzelelektrode 20 und
der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 mit einem größeren Wert
vorgegeben als die der in 1 gezeigten
Metallelektrodenleitung 12. Die Breite des Brückenbereichs
zwischen dem wirksamen Bereich der gemeinsamen Elektrode 22 und der
gemeinsamen Signalleitung 24 ist mit einem größeren Wert
vorgegeben als die der Metallelektrodenleitung 8. Diese
Konstruktionswahl ermöglicht
es, den elektrischen Widerstand der Bereiche zu senken. Bei der
Einzelelektrode 20 und der gemeinsamen Elektrode 22 ist
die Breite des Brückenbereichs auf
einen Wert eingestellt, der der Breite der kurzen Seite jeder Elektrode
sehr nahe kommt, und zwar innerhalb eines Bereichs, in dem die Entladung
und andere Eigenschaften nicht nachteilig beeinflußt werden.
-
3 ist eine Querschnittsansicht,
die schematisch den Flachbildschirm in einem fertigen Zustand entlang
der Linie A-A von 2 zeigt.
Ein transparentes Glassubstrat 40 wird für die vorderseitige
Platte verwendet. Eine Einzelelektrode 20 aus einer transparenten
Schicht wird an der rückseitigen Oberfläche (die
dem Entladungsraum zugewandt oder als die obere Seite in 3 dargestellt ist) des Glassubstrats 40 gebildet.
Danach werden die Metallelektroden-Kontaktstelle 26 und die gemeinsame Signalleitung 24 jeweils
aus einem Metallelektrodenmaterial gebildet. Die Metallelektroden-Kontaktstelle 26 wird
an der Einzelelektrode 20 angeordnet, und dann wird eine
dielektrische Schicht 42 über der Einzelelektrode 20 und
der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 aufgebracht. Um die
Stiftelektrode 44 an der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 anzubringen,
ist in dem mittleren Bereich der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 eine Öffnung gebildet.
Eine Silberpastenschicht (Ag-Pastenschicht) 46 wird auf
die Fläche aufgetragen,
um die Stiftelektrode 44 aufzurichten. Ein Ende der Stiftelektrode 44 wird
in der Ag-Pastenschicht 46 vergraben. Dann wird die AG-Pastenschicht 46 kalziniert.
Nachdem die Stiftelektrode 44 an der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 sicher
angebracht ist, wird eine MgO-Schicht (nicht gezeigt) auf die gesamte
rückseitige
Oberfläche
des vorderseitigen Substrats in einer Vakuumkammer aufgedampft.
Danach wird das Glassubstrat 48, das mit einer Öffnung in
der Position, in der die Stiftelektrode 44 aufgerichtet
ist, zusammenwirkt, als ein rückseitiges
Substrat über
der fertigen vorderseitigen Platte angebracht. Um die zwei Substrate
hermetisch dicht zu machen, wird ein niedrigschmelzendes Glas (wie etwa
eine Glasfritte 52) in den Zwischenraum zwischen der Stiftelektrode 44 und
der Öffnung 50 gegossen.
-
Das
Merkmal der Struktur der vorderseitigen Platte gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, daß die Metallelektroden-Kontaktstelle 26 vor
der Bildung der dielektrischen Schicht 42 gebildet wird,
so daß die Ränder der Öffnung,
die von der dielektrischen Schicht 42 definiert sind, die
Ränder
der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 bedecken. Die Ränder der
dielektrischen Schicht 42 sind deshalb nicht in direktem Kontakt
mit der transparenten Elektrodenschicht, die die Einzelelektrode 20 bildet,
und die transparente Elektrodenschicht ist vollständig mit
der dielektrischen Schicht 42 bedeckt.
-
Wenn
die dielektrische Schicht 42 so strukturiert ist, daß sie die
Ränder
der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 nicht
bedeckt, sind die Ränder der
dielektrischen Schicht 42 mit der Einzelelektrode 20 in
Kontakt (erster Zustand), während
ein Teil der Einzelelektrode 20 vollständig mit der dielektrischen Schicht 42 bedeckt
ist (zweiter Zustand). Der erste Zustand hat die folgenden Nachteile.
Wie bei einem herkömmlichen
Flachbildschirm besteht die dielektrische Schicht 42 aus
einer Vielzahl von Schichten, die jeweils aus einer anderen Komponente
gebildet sind, und kann beispielsweise eine Dreischichtstruktur
haben. Bei der vorstehend beschriebenen Struktur ergibt die unterste
Schicht, die mit der transparenten Elektrode in Kontakt ist, eine Überdeckung
mit relativ kleiner Stufe, besteht jedoch aus einem dielektrischen
Material, das gegenüber
der transparenten Elektrode ein geringes Reaktionsvermögen zeigt.
Die obere Schicht zeigt ein hohes Reaktionsvermögen gegenüber der transparenten Elektrode,
besteht jedoch aus einem dielektrischen Material, das ausgezeichnete
Flachheit ergibt. Diese Struktur verhindert, daß die transparente Elektrode
infolge der chemischen Reaktion mit der oberen dielektrischen Schicht bricht,
und macht die transparente Schicht 42 flach. Wenn jedoch
die Ränder
der dielektrischen Schicht 42 mit der Vielschichtstruktur
an der transparenten Elektrode gebildet sind, kann die obere dielektrische Schicht
mit einem hohen Reaktionsvermögen
mit der transparenten Elektrode in Kontakt gelangen, so daß die transparente
Elektrode brechen kann.
-
Ferner
hat der zweite Zustand den folgenden Nachteil. Die Glasfritte 52 reagiert
chemisch mit dem freiliegenden Bereich der transparenten Elektrode, was
in einem Brechen der transparenten Elektrode resultiert.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden zur Vermeidung der vorstehend genannten Probleme die
Ränder
der dielektrischen Schicht 42 mit den Rändern der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 überlappt,
so daß ein
Brechen der Einzelelektrode 20 verhindert werden kann.
-
Es
ist zu beachten, daß es
unwahrscheinlich ist, daß die
vorstehend genannten Probleme bei der Vorrichtung gemäß 1 auftreten, da die Einzelelektrode 2 nicht
in direktem Kontakt mit der Metallelektroden-Kontaktstelle 10 ist.
Das heißt,
selbst wenn die Metallelektroden-Kontaktstelle 10 vollständig freiliegt,
so daß die
Ränder
der dielektrischen Schicht die Metallelektroden-Kontaktstelle 10 nicht
teilweise bedecken, treten der erste und der zweite Zustand nicht
auf, wenn die Ränder
zwischen der Metallelektroden-Kontaktstelle 10 und der
Einzelelektrode 2 angeordnet sind.
-
Nachstehend
wird nun das Verfahren zur Herstellung der Struktur gemäß 3 beschrieben. 4 zeigt chronologisch Hauptschritte
des Verfahrens zur Herstellung eines Flachbildschirms. Die 5 bis 7 sind Draufsichten, die teilweise und
schematisch die vorderseitige Platte in den typischen Schritten
des Verfahrens zur Herstellung eines Flachbildschirms zeigen.
-
Eine
Siliciumdioxidschicht (SiO2-Schicht) (einer
Dicke (t) von ungefähr
1000 Å und
eine ITO-Schicht
(einer Dicke von ungefähr
1000 Å),
die als eine transparente Elektrodenschicht dient, werden sequentiell
auf die rückseitige
Oberfläche
des Glassubstrats 40 oder des vorderseitigen Substrats gesputtert.
Eine Fotoresistschicht wird zunächst
auf die ITO-Schicht aufgetragen und dann selektiv in einem Muster
entfernt, indem ein Belichtungsschritt und ein Ätzschritt ausgeführt werden,
um eine Fotoresiststruktur zu bilden. Die ITO-Schicht wird einem Naßätzschritt
unterzogen, wobei die Fotoresistschichtstruktur als Maske dient.
So werden die Einzelelektrode 20 und die gemeinsame Elektrode 22 gebildet. 5 ist eine Draufsicht, die
teilweise und schematisch die vorderseitige Platte nach dem ITO-Strukturierungsschritt
zeigt, während 4(a) eine Querschnittsansicht
ist, die schematisch die vorderseitige Platte entlang der Linie
A-A zeigt.
-
Danach
wird eine erste Ag-Elektrodenschicht mittels Siebdruck unter Verwendung
einer Paste, die Ag als den Hauptbestandteil enthält, aufgebracht,
und das Lösungsmittel
in der Paste wird durch Erwärmen
verdampft. Außerdem
wird die Paste kalziniert, um eine Metallelektrode zu bilden, die die
Metallelektroden-Kontaktstelle 26 und die gemeinsame Signalleitung 24 aufweist. 4(b) ist eine Querschnittsansicht,
die die vorderseitige Platte nach dem vorstehend beschriebenen Schritt
zeigt. Nach dem Kalzinierungsschritt ist die Dicke der Metallelektrode
beispielsweise 5 bis 10 μm. 6 ist eine Draufsicht, die
teilweise und schematisch die vorderseitige Platte nach dem Schritt
der Bildung der ersten Ag-Elektrodenschicht zeigt.
-
Danach
wir das dielektrische Material mittels Siebdruck aufgebracht, um
die ITO-Elektrode zu bedecken, und wird dann kalziniert, um eine
dielektrische Schicht 42 zu bilden. Die Erweichungstemperatur
des dielektrischen Materials ist beispielsweise ungefähr 560°C. 4(c) zeigt eine Querschnittsansicht,
die schematisch die vorderseitige Platte nach dem Kalzinierungsschritt
zeigt. Die dielektrische Schicht 42 hat eine Dreischichtstruktur,
wie vorstehend beschrieben ist. 4(c) zeigt
die dielektrische Schicht zur Vereinfachung jedoch als eine Einzelschicht. 7 ist eine Draufsicht, die
teilweise und schematisch die vorderseitige Platte nach dem Schritt
der Bildung der dielektrischen Schicht 42 zeigt. Die Ränder der Öffnung,
die in der dielektrischen Schicht 42 gebildet ist, bedecken
den Randbereich der oberen Oberfläche der Metallelektroden-Kontaktstelle 26.
Der transparente Elektrodenbereich, der eine Brücke zwischen der Einzelelektrode 20 und
der Metallelektroden-Kontaktstelle 26 bildet, ist mit dem
Rand der dielektrischen Schicht 42 nicht in Kontakt, da
der Brückenbereich
mit der dielektrischen Schicht 42 bedeckt ist und mit der
Glasfritte in dem nachfolgenden Schritt nicht in Kontakt gelangen
darf. Die Gesamtdicke der dielektrischen Schicht 42 in
einer Dreischichtstruktur ist ungefähr 30 μm. Die dielektrische Schicht 42 besteht
aus einem transparenten Material, so daß das in der Zelle erzeugte
Licht durch das Glassubstrat 40 hindurchtreten kann.
-
Bei
der vorliegenden Struktur wird die erste Ag-Schicht zunächst so
gebildet, daß die
ITO-Schicht mit
den Rändern
der dielektrischen Schicht 42 nicht in Kontakt gelangt.
Da die erste Ag-Schicht nun in einem metallischen Zustand ist, kann
die Stiftelektrode 44 nicht direkt auf die Metallelektroden-Kontaktstelle 26 gebondet
werden. Um die Stiftelektrode 44 aufzurichten, wird eine
zweite Ag-Pastenschicht mittels Siebdruck auf den Aufrichtungsbereich
aufgebracht. 4(d) ist
eine Querschnittsansicht, die schematisch die vorderseitige Platte
nach dem Bilden der Ag-Pastenschicht 46 zeigt. Die zweite
Ag-Pastenschicht wird so aufgetragen, daß sie nach dem Kalzinierungsschritt
mit ungefähr
5 bis 10 μm
gefestigt ist.
-
Die
Stiftelektrode 44 wird aufgerichtet, bevor die zweite Ag-Schicht
kalziniert wird. In dem Stiftaufrichtungsschritt wird das Keramiksubstrat
präpariert, in
dem Löcher,
die mit den Stiftelektroden-Aufrichtungspositionen übereinstimmen,
gebildet sind. Die Stiftelektroden werden dann in die Löcher des
Keramiksubstrats eingebracht. Der seitliche Vorsprung des Kopfes
der Stiftelektrode 44 verankert sich in dem Substrat. Die
vorderseitige Platte wird über
der oberen Oberfläche
des Keramiksubstrats angeordnet, in dem die Köpfe der Stiftelektroden angeordnet sind,
wobei die rückseitige
Oberfläche
der vorderseitigen Platte unten ist. Die Köpfe der Stiftelektroden 44 werden
auf die in dem vorstehenden Schritt gebildete zweite Ag-Schicht gebondet.
Danach wird die Struktur umgedreht. Das Keramiksubstrat wird dann
nach oben aus der vorderseitigen Platte herausgezogen, während die
Stiftelektroden auf der vorderseitigen Platte belassen werden. Die
Stiftelektroden werden durch Kalzinieren der zweiten Ag-Schicht
sicher an der vorderseitigen Platte befestigt. 4(e) ist eine Querschnittsansicht, die
schematisch die vorderseitige Platte in dem vorstehend genannten
Schritt zeigt. Das Keramiksubstrat wird vor dem Kalzinierungsschritt
entfernt, da der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient
des Glassubstrats 40 von demjenigen des Keramiksubstrats
verschieden ist.
-
Schließlich wird
eine als eine Schutzschicht dienende MgO-Schicht in einer Vakuumkammer
aufgedampft. Obwohl Substanzen, die aus der dielektrischen Schicht 42 freigesetzt
werden, die auf die Zelle des rückseitigen
Substrats aufgetragene fluoreszierende Substanz verschlechtern,
wenn das Bleiglas oder die dielektrische Schicht 42 einer
Glimmentladung ausgesetzt ist, und somit zerstäubt wird, hat die MgO-Schicht
eine hohe Widerstandseigenschaft gegenüber Glimmentladung und kann
die dielektrische Schicht 42 vor Glimmentladung schützen, so
daß dieses
Problem gelöst
wird. Das MgO hat ferner einen hohen Sekundäremissionskoeffizienten und
trägt zu einer
Verringerung der Entladungs-Anlaufspannung bei.
-
Die
so hergestellte vorderseitige Platte wird mit der rückseitigen
Platte kombiniert, die unter Verwendung des rückseitigen Substrats gebildet
ist. Löcher,
durch die Stiftelektroden dringen, und Zwischenräume zwischen den Randbereichen
der zwei Platten werden dann durch Fritten hermetisch abgedichtet.
Die in der Zwei-Platten-Struktur enthaltene Luft wird durch das
Absaug-Glasrohr, das an der rückseitigen
Platte angebracht ist, evakuiert. Danach wird beispielsweise Ne-Xe
(5%) in die Zwei-Platten-Struktur gefüllt, und das Absaug-Glasrohr
wird hermetisch verschlossen. Nun ist der Flachbildschirm grundsätzlich fertiggestellt.
-
Bei
dem Flachbildschirm gemäß der vorliegenden
Erfindung sind nicht sämtliche
Elektroden in dem wirksamen Bereich angeordnet, sondern sind allgemein
dem wirksamen Bereich benachbart angeordnet, der dem zellbildenden
Ausnehmungsbereich zugewandt ist. Die transparente Elektrodenschicht, die
in dem Bereich (wirksamen Bereich) gebildet ist, der dem Ausnehmungsbereich
zugewandt ist, erstreckt sich zu der Metallelektrode, um mit der
Metallelektrode eine elektrisch Verbindung herzustellen. Die Zellelektrode,
die dem Glimmentladungsraum zugewandt ist, ist mit der transparenten
Elektrodenschicht flach gemacht. Die dielektrische Schicht ist also
gleichmäßig über der
transparenten Elektrodenschicht aufgebracht. Diese Struktur unterdrückt elektrischen
Durchschlag der dielektrischen Schicht. Die dielektrische Schicht
kann also dünner
gemacht werden, so daß die
Treiberspannung effektiv verringert wird.
-
Bei
dem Flachbildschirm gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Metallelektroden jeweils gemeinsam mit Einzelelektroden
angeordnet, und Stiftelektroden werden jeweils auf den Metallelektroden
aufgerichtet. Da eine Spannung durch die auf das rückseitige
Substrat aufgebrachte Stiftelektrode angelegt wird, können Änderungen
des elektrischen Widerstands zwischen der Metallelektrode und der Spannungsimpulsquelle
für Zellen
unterdrückt
werden. Der Absolutwert des Widerstandswerts zwischen der Metallelektrode
und der Spannungsimpulsquelle wird ebenfalls unterdrückt. Die
Auswirkungen des elektrischen Widerstands zwischen dem Rand der
Einzelelektrode und der Spannungsimpulsquelle können gemindert werden, und
der Flachbildschirm kann mit einem Spannungsimpuls mit geringerer
Schwächung
effektiv getrieben werden.
-
Bei
dem Flachbildschirm gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Ränder
der Öffnung
in der dielektrischen Schicht, die an der Stiftelektroden-Aufrichtungsposition
gebildet ist, an der Metallelektrode positioniert, so daß ein Brechen
der die Zellelektrode bildenden transparenten Elektrode verhindert
werden kann, während
gleichzeitig eine stabile Glimmentladung wirksam realisiert werden
kann, indem eine Verschlechterung einer Zellelektrode unterdrückt wird.