DE602004010489T2

DE602004010489T2 - Plasma anzeigetafel

Info

Publication number: DE602004010489T2
Application number: DE602004010489T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Hasegawa; Kaname Mizokami; Yoshinao Kyoto-Shi OE; Masaki Aoki; Junichi Hibino
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2024-09-23
Also published as: CN100392789C; DE602004010489D1; EP1587127A1; US7218050B2; US20050285532A1; KR20060012562A; EP1587127B1; CN1723521A; WO2005031783A1; KR100697495B1; EP1587127A4

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Plasmaanzeigetafel zur Anzeige eines Bildes. Eine Plasmaanzeigetafel nach dem Oberbegriff des vorliegenden Anspruchs 1 wird im Dokument EP-A-1 237 175 offenbart.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Anzeigevorrichtungen verschiedener Typen wie eine Katodenstrahlröhre (CRT: cathode ray tube), eine Flüssigkristallanzeige (LCD: liquid crystal display) und eine Plasmaanzeigetafel (PDP: plasma display panel), die für ein hochauflösendes Fernsehen mit grossem Bildschirm verwendet werden sollen, sind entwickelt worden.
Die PDP enthält Leuchtstoffschichten, um drei Primärfarben, rot (R), grün (G) und blau (B) auszusenden und durch Addieren und Vermischen dieser drei Primärfarben (rot, grün und blau) eine Vollfarbenanzeige zu liefern. Die PDP hat eine Entladungszelle und erzeugt sichtbares Licht, indem Leuchtstoffschichten mit ultravioletten Strahlen angeregt werden, die durch eine Entladung in der Entladungszelle erzeugt werden, und zeigt dadurch ein Bild an.
In einer PDP vom Wechselstromtyp ist die Elektrode für die Hauptentladung allgemein mit einer dielektrischen Schicht überzogen und wirkt als Gedächtnistreiber, um die Treiberspannung zu verringern. Wenn die dielektrische Schicht wegen des Aufpralls von Ionen, die durch die Entladung erzeugt werden und auf die Schicht treffen, beeinträchtigt wird, kann die Treiberspannung ansteigen. Um diesen Anstieg zu verhindern, wird auf der Oberfläche der dielektrischen Schicht eine Schutzschicht ausgebildet, um sie zu schützen. Zum Beispiel wird eine Schutzschicht aus einem Material mit einer hohen Sputterbeständigkeit wie Magnesiumoxid (MgO) auf Seiten 79 bis 80 in „All about plasma display"
[Alles über Plasmaanzeige], verfasst von Hiraki Uchiike und Shigeo Mikoshiba und veröffentlicht vom Verlag Kogyo Chosakai am 1. Mai 1997, offenbart.
Der herkömmliche PDP-Aufbau kann zum folgenden Problem führen. In der PDP wird ein Treiberspannungspuls an die Elektroden angelegt, um eine Entladung in der Entladungszelle zu erzeugen. Diese Entladung kann sich um eine Zeitdauer, nämlich „eine Entladungsverzögerungszeit", gegenüber dem Pulsanstieg verzögern. Diese Entladungsverzögerungszeit kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass das Ende der Entladung von den Treiberbedingungen abhängt, während der Puls anliegt. Im Ergebnis wird eine elektrische Ladung eventuell nicht in einer Entladungszelle gespeichert, damit sie wirklich leuchtet, wodurch Leuchtdefekte verursacht werden und ein Qualitätsverlust eintritt.
Eine weitere herkömmliche PDP wird im Dokument EP-A-1 310 976 offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Plasmaanzeigetafel enthält ein erstes Substrat und ein zweites Substrat, die einander gegenüber liegen, um einen Entladungsraum zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat zur Verfügung zu stellen, wobei eine Scan-Elektrode und eine Sustain-Elektrode beide auf dem ersten Substrat vorgesehen sind, eine dielektrische Schicht, um die Scan-Elektrode und die Sustain-Elektrode abzudecken, und eine Schutzschicht auf der dielektrischen Schicht vorgesehen sind. Die Schutzschicht enthält Magnesiumoxid, Magnesiumcarbid und Silicium.
Diese Plasmaanzeigetafel liefert stabile Entladungseigenschaften wie zum Beispiel eine Treiberspannung, wodurch ein Bild stabil angezeigt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht einer Plasmaanzeigetafel (PDP) gemäss einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine geschnittene Ansicht der PDP gemäss der Ausführungsform.
3 ist ein Blockdiagramm einer Bildanzeige, in der die PDP gemäss der Ausführungsform verwendet wird.
4 ist ein Zeitablaufdiagramm einer Treiberwellenform der in 3 gezeigten Bildanzeige.
5 zeigt ein ausgewertetes Ergebnis der PDP gemäss der Ausführungsform.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht einer Wechselstrom-Plasmaanzeigetafel (PDP) 101 vom Oberflächenentladungstyp, um einen Aufbau der PDP schematisch zu veranschaulichen. 2 ist eine geschnittene Ansicht der PDP 101.
Im Frontpanel 1 bilden ein Paar von Scan-Streifenelektroden 3 und eine Sustain-Streifenelektrode 4 eine Anzeigeelektrode. Eine Mehrzahl von Paaren einer Scan-Elektrode 3 und einer Sustain-Elektrode 4, d. h. eine Mehrzahl von Anzeigeelektroden, sind auf der Oberfläche 2A des vorderen Glassubstrats 2 angebracht. Die dielektrische Schicht 5 ist ausgebildet, um die Scan-Elektrode 3 und die Sustain-Elektrode 4 abzudecken, und eine Schutzschicht 6 ist ausgebildet, um die dielektrische Schicht 5 abzudecken.
Im Backpanel 7 ist eine Adress-Streifenelektrode 9 auf der Oberfläche 8A des rückseitigen Glassubstrats 8 senkrecht zur Scan-Elektrode 3 und zur Sustain-Elektrode 4 angebracht. Die Elektrodenschutzschicht 10, die die Adress-Elektrode 9 überdeckt, schützt die Adress-Elektrode 9 und reflektiert sichtbares Licht in Richtung auf das Frontpanel 1. Barriererippen 11 sind auf der Elektrodenschutzschicht 10 angebracht und erstrecken sich in der gleichen Richtung wie die Adress-Elektrode 9, wobei die Adress-Elektrode 9 zwischen sie eingefügt ist. Eine Leuchtstoffschicht 12 ist zwischen den Barriererippen 11 ausgebildet.
Das vorderseitige Glassubstrat 2 ist dem rückseitigen Glassubstrat 8 zugewandt, um zwischen den Substraten einen Entladungsraum 13 zu bilden. Der Entladungsraum 13 ist mit einem Entladungsgas wie z. B. einer Edelgasmischung aus Neon (Ne) und Xenon (Xe) gefüllt und bei einem Druck von etwa 66 500 Pa (500 Torr) versiegelt. Somit ist die Kreuzungsstelle zwischen der Adress-Elektrode 9 und den beiden Elektroden: der Scan-Elektrode 3 und der Sustain-Elektrode 4, durch Barriererippen 11 abgetrennt, um als Entladungszelle 14 bzw. ein elementarer Emissionsbereich zu funktionieren. Das rückseitige Glassubstrat 8 ist in einem im Voraus bestimmten Abstand von der Schutzschicht 6 angeordnet, um einen Entladungsraum 13 zwischen der Schutzschicht 6 und dem rückseitigen Glassubstrat 8 zur Verfügung zu stellen.
In der PDP 101 wird eine Treiberspannung an die Adress-Elektrode 9, die Scan-Elektrode 3 und die Sustain-Elektrode 4 angelegt, so dass an der Entladungszelle 14 eine Entladung erzeugt wird. Ein durch diese Entladung erzeugter Ultraviolettstrahl bestrahlt die Leuchtstoffschicht 12 und wird in sichtbares Licht umgewandelt, um ein Bild anzuzeigen.
3 ist ein Blockdiagramm einer Bildanzeige, die eine PDP 101 und eine Treiberschaltung für den Betrieb der PDP 101 umfasst, um die Anzeige schematisch zu veranschaulichen. Der Adress-Elektrodentreiber 21 ist mit der Adress-Elektrode 9 der PDP 101 verbunden, der Scan-Elektrodentreiber 22 ist mit der Scan-Elektrode 3 verbunden, und der Sustain-Elektrodentreiber 23 ist mit der Sustain-Elektrode 4 verbunden.
Um die Bildanzeige anzutreiben, für die eine Wechselstrom-PDP 101 vom Oberflächenentladungstyp verwendet wird, wird ein Einzelbild in eine Mehrzahl von Teilfeldern unterteilt, um eine Abstufung auf der PDP 101 anzuzeigen. In diesem Verfahren wird jedes Teilfeld weiter in vier Perioden unterteilt, um die Entladung an der Entladungszelle 14 zu steuern. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm einer Treiberwellenform in jedem Teilfeld.
Das Zeitablaufdiagramm von 4 zeigt die Treiberwellenform der in 3 gezeigten Bildanzeige und eine an die Elektroden 3, 4 und 9 in jedem Teilfeld angelegte Spannungswellenform. In der Aufbauperiode 31 wird ein initialisierender Impuls 51 an die Scan-Elektrode 3 angelegt, um alle Entladungszellen 14 der PDP 101 zu veranlassen, zur Erleichterung der Entladung elektrische Wandladungen zu speichern. In der Adressierperiode 32 werden Datenpulse 52 und Scanpulse 53 an die Adress-Elektrode 9 bzw. die Scan-Elektrode angelegt, die der Entladungszelle 14 entsprechen, die leuchten soll. So wird die Entladung erzeugt, die die Entladungszelle 14 zum Leuchten bringt. In der Sustainperiode 33 werden Sustainpulse 54 und 55 an alle Scan-Elektroden 3 bzw. Sustain-Elektroden 4 angelegt, so dass die Entladungszelle 14, in der die Entladung in der Adressierperiode 32 erzeugt wird, aufleuchtet und das Leuchten dann aufrecht erhalten wird. In der Löschperiode 34 wird ein Löschpuls 56 an die Sustain-Elektrode 4 angelegt, so dass die in der Entladungszelle 14 gespeicherte elektrische Wandladung gelöscht wird, um das Leuchten der Entladungszelle 14 anzuhalten.
In der Aufbauperiode 31 wird ein Initialisierungspuls 51 so an die Scan-Elektrode 3 angelegt, dass ihr elektrisches Potential über den Potentialen sowohl der Adress-Elektrode 9 als auch der Sustain-Elektrode 4 liegt, um die Entladung an jeder Entladungszelle 14 zu erzeugen. Die durch die Entladung erzeugte elektrische Ladung wird auf einer Wand jeder Entladungszelle 14 gespeichert, um so eine Differenz zwischen dem Potential der Adress-Elektrode 9 einerseits und den Potentialen der Scan-Elektrode 3 und der Sustain-Elektrode 4 andererseits aufzuheben. Dann wird eine negative elektrische Ladung als eine elektrische Wandladung auf einer Oberfläche der Schutzschicht 6 nahe der Scan-Elektrode 3 gespeichert. Eine positive elektrische Ladung wird als eine elektrische Wandladung auf einer Oberfläche der Leuchtstoffschicht 12 nahe der Adress-Elektrode 9 und auf einer Oberfläche der Schutzschicht 6 nahe der Sustain-Elektrode 4 gespeichert. Diese elektrischen Wandladungen liefern ein vorbestimmtes elektrisches Wandpotential zwischen der Scan-Elektrode 3 und der Adress-Elektrode 9 sowie ein vorbestimmtes elektrisches Wandpotential zwischen der Scan-Elektrode 3 und der Sustain-Elektrode 4.
In der Adressierperiode 32 werden Scanpulse 53 sequenziell so an die Scan-Elektroden 3 angelegt, dass diese niedrigere elektrische Potentiale als die Sustain-Elektrode 4 haben, und ein Datenpuls 52 wird so an die Adress-Elektrode 9 angelegt, dass die Entladungszelle 14 leuchtet. An diesem Punkt hat die Adress-Elektrode 9 ein höheres elektrisches Potential als die Scan-Elektroden 3. Zwischen der Scan-Elektrode 3 und der Adress-Elektrode 9 wird nämlich eine Spannung der gleichen Polarität wie das elektrische Wandpotential angelegt, und zwischen der Scan-Elektrode 3 und der Sustain-Elektrode 4 wird eine Spannung der gleichen Polarität wie das elektrische Wandpotential angelegt. Diese Spannungen erzeugen eine Schreib-Entladung an der Entladungszelle 14. Im Ergebnis wird eine negative elektrische Ladung auf einer Oberfläche der Leuchtstoffschicht 12 und einer Oberfläche der Schutzschicht 6 nahe der Sustain-Elektrode 4 gespeichert, und eine positive elektrische Ladung wird auf einer Oberfläche der Schutzschicht 6 nahe der Scan-Elektrode 3 gespeichert. Somit wird ein im Voraus bestimmtes elektrisches Wandpotential zwischen der Sustain-Elektrode 4 und der Scan-Elektrode 3 erzeugt.
Die Schreib-Entladung wird durch eine Entladungsverzögerungszeit verzögert, nachdem Scanpuls 53 und Datenpuls 52 an die Scan-Elektroden 3 bzw. die Adress-Elektrode 9 angelegt werden. Wenn die Entladungsverzögerungszeit lang ist, wird die Schreib-Entladung möglicherweise nicht während der Periode (Adressierperiode) erzeugt, während der der Scanpuls 53 und der Datenpuls 52 an die Scan-Elektroden 3 bzw. die Adress-Elektrode 9 angelegt werden. An einer Entladungszelle 14, in der die Schreib-Entladung nicht erzeugt wird, obwohl Sustainpulse 54 und 55 an die Scan-Elektroden 3 und die Sustain-Elektrode 4 angelegt werden, wird keine Entladung erzeugt, und die Leuchtstoffschicht 12 sendet kein Licht aus, was die Bildanzeige nachteilig beeinflusst. In PDP 101, die eine hoch aufgelöste Anzeige unterhalten, wird die der Scan-Elektrode 3 zugewiesene Adressierperiode so kurz, dass die Wahrscheinlichkeit hoch wird, dass keine Schreib-Entladung erzeugt wird. Des Weiteren wird die Wahrscheinlichkeit hoch, dass keine Schreib-Entladung erzeugt wird, wenn der Partialdruck von Xe im Entladungsgas nicht unter 5% liegt. Des Weiteren wird die Wahrscheinlichkeit, dass keine Schreib-Entladung erzeugt wird, selbst in Fällen hoch, in denen eine grosse Menge der gasförmigen Verunreinigungen verbleiben, wenn die Barriererippen 11 nicht als Streifenmuster ausgebildet sind, wie in 1 gezeigt, sondern als ein die Entladungszelle 14 umgebendes Flechtmuster.
In der Sustainperiode 33 werden Sustainpulse 54 so an die Scan-Elektroden 3 angelegt, das die Scan-Elektrode 3 ein höheres elektrisches Potential als die Sustain-Elektrode 4 hat. Zwischen der Sustain-Elektrode 4 und der Scan-Elektrode 3 wird nämlich eine Spannung der gleichen Polarität wie das elektrische Wandpotential angelegt, um eine Sustain-Entladung zu erzeugen. Im Ergebnis kann die Entladungszelle 14 zu leuchten beginnen. Sustainpulse 54 und 55 werden angelegt, um die Polaritäten der Sustain-Elektrode 4 und der Scan-Elektrode 3 wechselweise zu verändern, wodurch eine Puls-Emission intermittierend in der Entladungszelle 14 erzeugt wird.
In der Löschperiode 34 werden schmale Löschpulse 56 an die Sustain-Elektrode 4 angelegt, um eine ungenügende Entladung zu erzeugen und dadurch die elektrische Wandladung auszulöschen.
Hierunter wird die Schutzschicht 6 der PDP 101 der Ausführungsform beschrieben.
Die Schutzschicht 6 besteht aus Magnesiumoxid (MgO), das Silicium (Si) und ein Magnesiumcarbid wie z. B. MgC₂, Mg₂C₃ und Mg₃C₄ enthält. Die Schutzschicht 6 wird gebildet, indem eine Verdampfungsquelle mit MgO, Silicium und einem Magnesiumcarbid wie MgC₂, Mg₂C₃ und Mg₃C₄ zur Verfügung gestellt, die Verdampfungsquelle in Sauerstoffatmosphäre mit einer Heizvorrichtung wie einer Elektronenstrahlpistole vom Pierce-Typ erhitzt und die erhitzte Quelle auf der dielektrischen Schicht 5 abgeschieden wird.
Die PDP 101 enthält die oben erörterte Schutzschicht 6. Die Schutzschicht 6 verhindert den Fehler, dass wegen Verkürzung einer Entladungsverzögerungszeit in der Adressierperiode 32 aus dem folgenden Grund keine Schreib-Entladung erzeugt wird.
Eine herkömmliche Schutzschicht enthält hochreines MgO von etwa 99,99%, das durch ein Vakuumaufdampfverfahren (das EB-Verfahren) geliefert wird und daher eine geringe Elektronegativität und eine hohe Ionizität besitzt. Daher ist das Mg-Ion an der Oberfläche der Schutzschicht instabil (befindet sich in einem Zustand hoher Energie) und adsorbiert daher eine Hydroxylgruppe (OH-Gruppe), um stabil zu sein. (Siehe zum Beispiel in Color Material, 69 (9) Seiten 623 bis 631 (1996).) Es wurde durch Analyse der Katodenlumineszenz bestätigt, dass von einer grossen Anzahl von Sauerstofffehlstellen verursachte Peaks der Katodenlumineszenz auftreten. Die herkömmliche Schutzschicht hat viele Fehlstellen, die gasförmige Verunreinigungen wie H₂O, CO₂ und Kohlenwasserstoffe (CH_x) adsorbieren. (Siehe zum Beispiel Dokumente des Discharge Research Institute am Institute of Electrical Engineers of Japan, EP-98-202 , Seite 21 (1988).)
Eine mögliche Hauptursache für die Verzögerung der Entladungsverzögerung besteht darin, dass ein Primärelektron, das als Auslöser für den Beginn der Entladung dient, kaum von der Schutzschicht in den Entladungsraum emittiert wird.
Magnesiumcarbid wie MgC₂, Mg₂C₃ oder Mg₃C₄ und Silicium werden zur MgO-Schutzschicht 6 hinzugefügt. Dieser Zusatz verändert eine Verteilung von Sauerstoffdefekten im MgO-Kristall, wodurch die Entladungsverzögerung und Schreib-Fehler verhindert werden.
In einem Prozess der Bildung der Schutzschicht 6 haben Bedingungen wie die Grösse eines Elektronenstrahlstromes, ein Sauerstoffpartialdruck, eine Temperatur des Substrats 2 keinen grossen Einfluss auf die Zusammensetzung der Schutzschicht 6, die daher willkürlich bestimmt werden kann. Zum Beispiel kann die Tiefe des Vakuums auf einen Wert von nicht über 5,0 × 10^–4 Pa eingestellt werden, die Temperatur des Substrats 2 auf einen Wert von nicht unter 200°C und ein Druck für die Dampfphasenabscheidung auf Werte im Bereich von 3,0 × 10^–2 Pa bis 8,0 × 10^–2 Pa.
Ein Verfahren zur Ausbildung der Schutzschicht 6 ist nicht auf die oben erwähnte Dampfphasenabscheidung beschränkt, sondern kann ein Sputterverfahren oder ein Ionenplattierverfahren benutzen. Im Sputterverfahren würde ein Target verwendet, das durch Sintern von MgO-Pulver in Luft gebildet wird, und das Target kann Silicium und ein Magnesiumcarbid wie MgC₂, Mg₂C₃ oder Mg₃C₄ enthalten. Im Ionenplattierverfahren würde die oben für das Verfahren der Dampfphasenabscheidung erwähnte Verdampfungsquelle benutzt.
MgO, das Magnesiumcarbid wie MgC₂, Mg₂C₃ oder Mg₃C₄ und Silicium werden nicht notwendigerweise im Voraus als Materialien gemischt. Die Schutzschicht 6 kann durch Vorbereitung getrennter Targets oder Verdampfungsquellen gebildet werden, wobei dann die verdampften Materialien vermischt werden.
Als Nächstes wird hierunter ein Verfahren zur Herstellung der PDP 101 der Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird ein Verfahren zur Herstellung des Frontpanels 1 beschrieben.
Die Scan-Elektrode 3 und die Sustain-Elektrode 4 sind auf dem vorderen Glassubstrat ausgebildet und mit einer dielektrischen Schicht 5 auf Bleibasis überzogen. Die Schutzschicht 6, die MgO, Silicium und das Magnesiumcarbid wie MgC₂, Mg₂C₃ oder Mg₃C₄ enthält, wird auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht 5 ausgebildet, wodurch das Frontpanel 1 zur Verfügung steht.
In der PDP 101 gemäss Ausführungsform kann die Scan-Elektrode 3 wie auch die Sustain-Elektrode 4 eine transparente Elektrode und eine Silberelektrode enthalten, die als eine Schienenelektrode auf der transparenten Elektrode ausgebildet sind. Die transparente Elektrode wird durch Photolithographie in Streifenform ausgebildet, während die Silberelektrode durch ein photolithographisches Verfahren auf der transparenten Elektrode ausgebildet wird. Diese Elektroden werden dann ausgeheizt.
Die dielektrische Schicht 5 auf Bleibasis hat ihre Zusammensetzung von z. B. 75 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO), 15 Gewichtsprozent Boroxid (B₂O₃) und 10 Gewichtsprozent Siliciumoxid (SiO₂). Die dielektrische Schicht 5 wird zum Beispiel durch Siebdruck und Ausheizen gebildet.
Die Schutzschicht 6 wird durch das Vakuumabscheidungsverfahren, das Sputterverfahren oder das Ionenplattierungsverfahren gebildet.
Um die Schutzschicht 6 durch das Sputterverfahren zu bilden, wird das Target aus MgO mit einem Zusatz mit 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm eines Magnesiumcarbids wie MgC₂, Mg₂C₃ oder Mg₃C₄ und 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm an Silicium in einem Sputtergas wie Ar und einem Reaktionsgas wie Sauerstoff (O₂) gesputtert, was die Schutzschicht 6 liefert. Bei diesem Sputtern wird, während das vorderseitige Glassubstrat 2 auf eine im Voraus bestimmte Temperatur (200°C bis 400°C) erhitzt wird, Ar-Gas und, wenn erforderlich, O₂-Gas in eine Sputteranlage gebracht, in der der Druck durch eine Auspumpvorrichtung auf einen Wert im Bereich von 0,1 Pa bis 10 Pa abgesenkt wurde, was die Schutzschicht 6 liefert. Um die Zugabe des Zusatzes zu erleichtern, wird das Target gesputtert, während gleichzeitig ein elektrisches Potential im Bereich von –100 V bis 150 V durch eine Vorspannungsquelle an das vorderseitige Glassubstrat 2 angelegt wird, um die Schutzschicht 6 zu bilden. Dieser Prozess verbessert ihre Eigenschaften weiter. Die Menge des dem MgO zuzugebenden Zusatzes wird durch die Menge des Zusatzes im Target und durch hochfrequente elektrische Energie für die Erzeugung der Entladung für das Sputtern gesteuert.
Wenn die Schutzschicht 6 durch Vakuumabscheidung gebildet wird, wird das vorderseitige Glassubstrat 2 auf 200°C bis 400°C erhitzt, und der Druck in der Abscheidungskammer wird durch eine Abpumpvorrichtung auf 3 × 10^–4 Pa abgesenkt. Eine im Voraus festgelegte Anzahl von Hohlkatoden-Verdampfungsquellen und ein Elektronenstrahl werden so in der Kammer angeordnet, dass MgO und der zu MgO hinzugefügte Zusatz verdampfen. Dann werden diese Materialien unter Verwendung eines Reaktionsgases wie Sauerstoffgas (O₂) auf der Schutzschicht 6 abgeschieden. Der Ausführungsform zufolge, während O₂-Gas in die Abscheidungskammer gegeben wird, deren Druck durch das Auspumpsystem auf Werte im Bereich von 0,01 Pa bis 1,0 Pa abgesenkt wird. Dann werden MgO und der Zusatz, d. h. 40 Gewichts-ppm bis 7000 ppm eines Magnesiumcarbids wie MgC₂, Mg₂C₃ oder Mg₃C₄ und 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm an Silicium durch den Elektronenstrahl oder die Hohlkatoden-Verdampfungsquelle verdampft, was die Schutzschicht 6 auf der dielektrischen Schicht 5 liefert.
Als Nächstes wird hierunter ein Verfahren zur Herstellung des Backpanels 7 beschrieben.
Auf Silber basierende Paste wird durch Siebdruck auf das rückseitige Glassubstrat 8 aufgebracht und dann calciniert, um die Adress-Elektrode 9 zu liefern. Eine auf Blei basierende dielektrische Schicht 18 wird zum Schutz der Elektrode durch Siebdruck auf der Adress-Elektrode 9 gebildet und ähnlich wie das Frontpanel 1 calciniert. Aus Glas bestehende Barriererippen 11 werden in vorbestimmten Abständen aufgebracht und fixiert. Roter Leuchtstoff, grüner Leuchtstoff und blauer Leuchtstoff werden einzeln in einen von Barriererippen 11 umringten Raum eingebracht, was die Leuchtstoffschicht 12 liefert. Wenn die Barriererippen in Gestalt eines Geflechtsmusters um die Entladungszelle 14 herum angebracht werden, wird eine weitere Barriererippe senkrecht zu der in 1 gezeigten Barriererippe 11 ausgebildet.
Für die obigen Leuchtstoffe können die allgemein in PDP verwendeten Leuchtstoffe verwendet werden, z. B.:
roter Leuchtstoff: (Y_XGd_1-X)BO₃:Eu
grüner Leuchtstoff: Zn₂SiO₄:Mn, (Y, Gd)BO₃:Tb
blauer Leuchtstoff: BaMgAl₁₀O₁₇:Eu
Ein Frontpanel 1 und ein Backpanel 7, die durch das obige Verfahren hergestellt worden sind, werden mit Einschmelzglas so aneinander gefügt, dass die Scan-Elektrode 3 und die Sustain-Elektrode 4 der Adress-Elektrode 9 senkrecht zur Adress-Elektrode 9 gegenüberstehen. Dann wird der durch Barriererippen 11 unterteilte Entladungsraum 13 durch absaugendes Calcinieren auf ein hohes Vakuum (von z. B. 3 × 10^–4 Pa) heruntergepumpt. Dann wird das Entladungsgas vorbestimmter Zusammensetzung bei einem im Voraus festgelegten Druck in den Entladungsraum 13 gegeben, was eine PDP 101 liefert.
Eine PDP 101, die für hoch auflösende Fernseher der 40-Zoll-Klasse verwendet wird, hat Entladungszellen 14 von geringer Grösse, die in kleinem Abstand angeordnet sind, und kann daher bevorzugt die Barriererippen enthalten, die in einem Geflechtsmuster angeordnet sind, um die Helligkeit zu erhöhen.
Die Zusammensetzung der Entladungsgasfüllung kann auf Ne-Xe beruhen. Der Xe-Partialdruck kann bevorzugt auf nicht weniger als 5% festgelegt werden, und der Druck des Entladungsgases kann bevorzugt auf Werte im Bereich von 450 bis 760 Torr festgelegt werden, um die Helligkeit der Entladungszelle zu erhöhen.
Muster von PDP, die durch das obige Verfahren hergestellt worden waren, wurden vorbereitet und bewertet, um die Leistung der PDP gemäss der vorliegenden Ausführungsform auszuwerten.
Eine Mehrzahl von Arten von Verdampfungsquellen, d. h. Materialien für die Schutzschicht 6 einschliesslich Magnesiumcarbid wie z. B. MgC₂, in einer Konzentration im Bereich von 0 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm sowie Silicium in einer Konzentration im Bereich von 0 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm, beide zu MgO hinzugefügt, wurden hergestellt. Eine Mehrzahl von Arten von Frontpanels einschliesslich der unter Verwendung dieser Verdampfungsquellen gebildeten Schutzschichten wurden hergestellt. Dann wurden unter Verwendung dieser Materialien Muster von PDP hergestellt. Die Entladungsverzögerungszeit der PDP-Muster wurde bei Umgebungstemperaturen im Bereich von –5°C bis 80°C gemessen. Den Ergebnissen dieser Messung zufolge wurde eine Arrhenius-Auftragung der Entladungsverzögerungszeit gegen die Temperatur erzeugt, dann wurde die Aktivierungsenergie in der Entladungsverzögerungszeit von einer genäherten geraden Linie der Auftragung gewonnen. Die Entladungsgasfüllung im Muster ist ein Ne-Xe-Gasgemisch, der Partialdruck von Xe betrug 5%.
Die Entladungsverzögerungszeit ist hier die Zeit von dem Moment, in dem eine Spannung zwischen Scan-Elektrode 3 und Adress-Elektrode 9 angelegt wird, bis zu dem Moment, wo die Entladung (Schreib-Entladung) erfolgt. Der Moment, an dem das durch die Schreib-Entladung verursachte Leuchten einen Peak aufweist, wird als die Zeit angesehen, zu der die Schreib-Entladung erfolgt. Die Zeit zwischen dem Anlegen eines Pulses an eine Elektrode jedes Musters und dem Auftreten der Schreib-Entladung wurde 100-mal gemessen und gemittelt, was die Entladungsverzögerungszeit ergab.
Die Aktivierungsenergie ist ein Wert, der Eigenschaften wie z. B. eine Veränderung der Entladungsverzögerungszeit mit der Temperatur zeigt. Es wird angenommen, dass sich die Eigenschaften desto weniger mit der Temperatur ändern, je niedriger der Wert der Aktivierungsenergie ist.
5 zeigt die Konzentrationen von Silicium und Magnesiumcarbid, die beide zur MgO-Verdampfungsquelle als Material der Schutzschicht 6 hinzugefügt wurden, die Aktivierungsenergie der PDP-Muster mit einer unter Verwendung der Verdampfungsquellen gebildeten Schutzschicht 6 und einen Zustand des Leuchtens (ob ein Flimmern beobachtet wurde oder nicht) der PDP-Muster. Was das Flimmern betrifft, so besagt „sichtbar" in 5, dass das Flimmern sichtbar war, wenn die PDP-Muster betrieben wurden, während die Umgebungstemperatur von –5°C bis 80°C verändert wurde. In 5 wird die Aktivierungsenergie eines Musters (Muster Nr. 21) einer herkömmlichen Anzeigetafel mit einer Schutzschicht, die unter Verwendung einer Verdampfungsquelle von MgO ohne Zusätze hergestellt worden war, mit „1" bezeichnet, während die Aktivierungsenergie jedes Musters als ein Wert relativ zum Muster der herkömmlichen Anzeigetafel ausgedrückt wird.
Jedes Muster mit einer Konzentration von Magnesiumcarbid von mehr als 7000 Gewichts-ppm und einer Konzentration von Silicium von mehr als 7500 Gewichts-ppm in der MgO-Verdampfungsquelle zeigte eine lange Entladungsverzögerungszeit oder verlangte eine extrem hohe Spannung, um die Entladung zu liefern, wodurch sie nicht in der Lage sind, ein Bild mit einer herkömmlichen Spannung anzuzeigen. Muster Nr. 1 bis Nr. 20 haben eine kleinere Aktivierungsenergie als das herkömmliche Muster, aber Muster Nr. 16 bis Nr. 20 zeigten Flimmern. Wie in 5 gezeigt, trat Flimmern in keinem Muster auf, das unter Verwendung der MgO-Verdampfungsquelle mit 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm Magnesiumcarbid und 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm Silicium hergestellt wurde. Eine Schutzschicht 6, die Silicium enthält, hat eine bessere Befähigung zur Elektronenemission als das herkömmliche Muster.
Ein hoher Xe-Partialdruck im Entladungsgas erhöht tendenziell die Veränderung der Entladungsverzögerungszeit mit der Temperatur und verursacht somit, dass die Temperatur die Betriebs- und Anzeigeeigenschaften der PDP beeinflusst. Aus diesem Grund ist eine in 5 gezeigte kleine Aktivierungsenergie zu bevorzugen. Die relativen Werte der Aktivierungsenergie der Muster Nr. 1 bis Nr. 15 sind äusserst niedrig. Aus diesem Grunde hatten die Muster mit einer Schutzschicht 6, die unter Verwendung der MgO-Verdampfungsquelle mit 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm Magnesiumcarbid und 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm Silicium gebildet worden war, wenig durch die Temperatureigenschaften der Entladungsverzögerungszeit verursachtes Flimmern und zeigen bevorzugt Bilder an, selbst wenn das Ne-Xe-Entladungsgas einen hohen Xe-Partialdruck von 10 bis 50% enthielt.
Die Schutzschicht 6, die unter Verwendung der MgO-Verdampfungsquelle mit 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm an Magnesiumcarbid und 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm Silicium gebildet wurde, besteht aus Magnesiumoxid mit 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm Magnesiumcarbid und 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm Silicium. Selbst wenn der Partialdruck von Xe im Entladungsgas nicht unter 10% liegt, zeigen die PDP-Muster mit Schutzschicht 6 Bilder ohne eine Veränderung der an die Elektroden angelegten Spannung gegenüber herkömmlichen Spannungswerten und haben eine geringere Veränderung der Entladungsverzögerungszeit mit der Temperatur.
Es wird angenommen, dass der Zusatz eines Magnesiumcarbids wie MgC₂ oder Mg₂C₃ und von Silicium (Si) zu Magnesiumoxid (MgO) die Konzentration oder Verteilung von Sauerstofffehlstellen in MgO-Kristallen verändert. Dadurch werden Faktoren, die eine Veränderung der Eigenschaften mit der Temperatur erhöhen, eliminiert, wodurch die Veränderung der Eigenschaften mit der Temperatur abnimmt.
Die aus MgO, Magnesiumcarbid und Si bestehende Schutzschicht verkürzt die Entladungsverzögerungszeit und verringert dementsprechend eine Veränderung der Entladungsverzögerungszeit mit der Temperatur. So hat die Schutzschicht eine ausgezeichnete Befähigung zur Elektronenemission, die sich kaum mit der Temperatur verändert. Dadurch können PDP 101 gemäss der Ausführungsform Bilder bevorzugt ohne Rücksicht auf die Umgebungstemperatur anzeigen.
Der Ausführungsform zufolge ist das Magnesiumcarbid MgC₂, Mg₂C₃ oder Mg₃C₄ und kann z. B. ein Gemisch von MgC₂ und Mg₂C₃ sein. Das bedeutet, dass die Schutzschicht zumindest eines der Magnesiumcarbide MgC₂, Mg₂C₃ und Mg₃C₄ enthält. In diesem Fall liegt die Gesamtmenge an Magnesiumcarbid im Bereich von 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm, was die gleiche Wirkung ergibt.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Eine Plasmaanzeigetafel der vorliegenden Erfindung hat stabile Entladungseigenschaften wie eine Treiberspannung und zeigt ein Bild stabil an.

1: Frontpanel
2: vorderes Glassubstrat
3: Scan-Elektrode
4: Sustain-Elektrode
5: dielektrische Schicht
6: Schutzschicht
7: Backpanel
8: rückseitiges Glassubstrat
9: Adress-Elektrode
10: Elektrodenschutzschicht
11: Bariererippe
12: Leuchtstoffschicht
13: Entladungsraum
14: Entladungszelle
101: Plasmaanzeigetafel

Claims

Plasmaanzeigetafel (101) mit einem ersten Substrat (2) und einem zweiten Substrat (8), die einander gegenüber stehen, um einen Entladungsraum (13) zwischen dem ersten Substrat (2) und dem zweiten Substrat (8) zu bilden; einer Scan-Elektrode (3) und einer Sustain-Elektrode (4), die beide auf dem ersten Substrat (2) angeordnet sind; einer dielektrischen Schicht (5), um die Scan-Elektrode (3) und die Sustain-Elektrode (4) abzudecken; und einer Schutzschicht (6), die auf der dielektrischen Schicht (5) angeordnet ist, wobei die Schutzschicht Magnesiumoxid umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (6) des Weiteren Magnesiumcarbid und Silicium umfasst.
Plasmaanzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (6) 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm an Magnesiumcarbid sowie 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm an Silicium enthält.
Plasmaanzeigetafel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnesiumcarbid der Schutzschicht (6) zumindest eines der Carbide MgC₂, Mg₂C₃ und Mg₃C₄ umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Plasmaanzeigetafel, umfassend: Ausbildung einer Scan-Elektrode (3) und einer Sustain-Elektrode (4) auf einem ersten Substrat (2); Ausbildung einer dielektrischen Schicht (5) zur Abdeckung der Scan-Elektrode (3) und der Sustain-Elektrode (4); Ausbildung einer Schutzschicht (6) auf der dielektrischen Schicht (5) unter Verwendung eines Materials, das Magnesiumoxid umfasst; und Anordnung eines zweiten Substrats (8) in einem vorbestimmten Abstand von der Schutzschicht (6), um einen Entladungsraum (13) zwischen der Schutzschicht (6) und dem zweiten Substrat (8) zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (6) unter Verwendung eines Materials gebildet wird, das des Weiteren Magnesiumcarbid und Silicium umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Schutzschicht (6) 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm an Magnesiumcarbid sowie 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm an Silicium enthält.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnesiumcarbid des Materials der Schutzschicht zumindest eines der Carbide MgC₂, Mg₂C₃ und Mg₃C₄ umfasst.
Verwendung eines Magnesiumoxid, Magnesiumcarbid und Silicium umfassenden Materials in einem Verfahren zur Herstellung einer Plasmaanzeigetafel, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: Ausbildung einer Scan-Elektrode (3) und einer Sustain-Elektrode (4) auf einem ersten Substrat (2); Ausbildung einer dielektrischen Schicht (5) zur Abdeckung der Scan-Elektrode (3) und der Sustain-Elektrode (4); Ausbildung einer Schutzschicht (6) auf der dielektrischen Schicht (5) unter Verwendung des Materials; und Anordnung eines zweiten Substrats (8) in einem vorbestimmten Abstand von der Schutzschicht (6), um einen Entladungsraum (13) zwischen der Schutzschicht (6) und dem zweiten Substrat (8) zu schaffen.
Material nach Anspruch 7 mit 40 Gewichts-ppm bis 7000 Gewichts-ppm an Magnesiumcarbid und 20 Gewichts-ppm bis 7500 Gewichts-ppm an Silicium.
Material nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnesiumcarbid zumindest eines der Carbide MgC₂, Mg₂C₃ und Mg₃C₄ umfasst.