專利名稱：等離子體顯示面板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于顯示裝置等的等離子體顯示面板，特別涉及能夠提供極好的色均衡的等離子體顯示面板。
在眾多用于在計算機、電視等上顯示圖象的彩色顯示裝置中，等離子體顯示面板(在下文當中為“PDP”)已成為彩色顯示裝置的關注焦點，它能夠實現(xiàn)又薄又輕的大屏幕顯示。


圖1是傳統(tǒng)典型PDP的部分透視和剖視圖。
在此PDP中，前玻璃襯底11和后玻璃襯底12互相相對設置，其間設置有隔離肋19。在前玻璃襯底11朝向后玻璃襯底12的表面上，多個條狀顯示電極13和多個條狀顯示掃描電極14(圖中僅示出兩對)相互交替平行排列。多個顯示電極13和多個顯示掃描電極14再覆蓋上由鉛玻璃等制成的絕緣層15，再進一步覆蓋上MgO保護膜16。由此形成前面板。
在后玻璃襯底12朝向前玻璃襯底11的表面上，多個條狀地址電極17(圖中只示出四條)平行排列，由鉛玻璃等制成的絕緣層18形成于后玻璃襯底12上以覆蓋住多條地址電極17。隔離肋形成于相鄰的地址電極17之間。最后，將三種顏色紅(R)、綠(G)和藍(B)的后熒光層20R、20G和20B涂覆到絕緣層18上相鄰隔離肋19之間的空隙處。如此形成后面板。
前玻璃襯底11和后玻璃襯底12之間、多對電極13和14與多條地址電極17相交的放電空間21中的區(qū)域是發(fā)光盒。放電空間21中充滿以氖為主要成份、以微量的氙為緩沖氣體的惰性氣體。
為了在此PDP上顯示圖象，在發(fā)光盒的電極對13和14之間誘發(fā)持續(xù)放電以發(fā)出紫外光。該紫外光激發(fā)熒光層20R、20G和20B，結果產生紅、綠、藍三種基本顏色的可見光，再經過加色處理，從而得到全色顯示。
用于這種PDP中的后熒光層20R、20G和20B的結構應使得在顯示白色時能保持令人滿意的色均衡。在此，由于紅色、綠色和藍色熒光粉的組份不同，所以后熒光層20R、20G和20B初始狀態(tài)的亮度(光強度)不同。為使PDP初始狀態(tài)保持色均衡并避免色溫下降，應采取一種技術使低亮度的后熒光層20B寬于后熒光層20R和20G，或者通過PDP驅動電路進行信號處理以減少后熒光層20R和20G的持續(xù)放電脈沖，以便利用藍光的亮度來平衡紅光和綠光的亮度。
不過，這種PDP具有下述與色溫相關的問題。
首先，由于放電期間的離子轟擊以及紫外線輻射等因素，隨著PDP發(fā)光時間的過去，后熒光層20R、20G和20B的性能惡化。這意味著每一后熒光層的亮度都隨時間而降低。在此，由于組份不同，三種后熒光層的下降速度也不同，隨著時間的推移，每種后熒光層亮度下降量的差別也很大。這使得在顯示白色時也會破壞該PDP的色均衡，并導致色溫下降。盡管用PDP驅動電路進行信號處理能夠將色均衡調節(jié)到一定程度，但最好盡可能使色均衡保持不變。
其次，上述傳統(tǒng)采用的信號處理技術是通過限制使用紅色及綠色熒光層的亮度、用較低的藍光亮度來平衡紅光亮度和綠光亮度，以提高PDP初始狀態(tài)色溫。而限制使用紅色及綠色熒光粉的亮度會導致PDP亮度下降。
本發(fā)明的第一目的在于提供一種能夠長時間地保持較好色均衡的PDP。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種初始狀態(tài)亮度得以提高的PDP。
相對于除紅色、綠色和藍色后熒光層中亮度隨時間下降最快的后熒光層之外的后熒光層分別設置前熒光層，能夠實現(xiàn)第一目的。由于在紫外線照射和離子轟擊情形下，前熒光層的亮度易于下降，以此用其來加快相對后熒光層的亮度下降速度。因此，利用亮度下降最快的后熒光層亮度下降速度可進一步平衡與前熒光層相結合的后熒光層的亮度下降速度，還可使PDP的色均衡保持很長時間。
相對于除紅色、綠色和藍色后熒光層中初始亮度應用系數(shù)最低的后熒光層之外的后熒光層分別設置前熒光層，能夠實現(xiàn)第二目的。如此作的結果，可使與前熒光層相結合的后熒光層的亮度提高，從而使得PDP初始狀態(tài)的亮度提高，同時又能保持令人滿意的色均衡。
相對于紅色、綠色和藍色后熒光層分別設置前熒光層并根據其相對后熒光層的初始亮度來設定每一前熒光層的可見光透射率，可以得到高亮度且色均衡令人滿意的PDP。
此時，將水熱合成法得到的球形熒光顆粒用于這種前后熒光層中，可以進一步增強PDP的亮度。
通過以下結合相關附圖的說明，本發(fā)明的這些目的、優(yōu)點和特征將變得更加清楚，相關附圖給出了本發(fā)明的一個特定實施例，在圖中圖1是傳統(tǒng)典型PDP的部分透視和剖視圖；圖2是根據本發(fā)明第一實施例的PDP的平面示意圖，其中去掉了前玻璃襯底；圖3是第一實施例中PDP的部分透視和剖視圖；圖4是根據第一實施例的、具有PDP的顯示裝置的方框圖；圖5是圖3中所示PDP沿方向y看去的部分放大剖視圖；圖6是圖3中所示PDP沿方向x看去的部分放大剖視圖；圖7是只有后熒光層的PDP中紅光、綠光和藍光的亮度下降圖；圖8是只有前熒光層或后熒光層的PDP中紅光的亮度下降圖；圖9是第一實施例PDP中紅光、綠光和藍光的亮度下降圖；圖10是根據本發(fā)明第二實施例的PDP的部分透視和剖視圖；及圖11所示的是當藍色前熒光層中所用的是由水熱合成法得到的藍色熒光顆粒時，藍色前熒光層的厚度和藍光相對亮度之間的關系。
以下是本發(fā)明實施例的說明。
第一實施例下面參考附圖對本發(fā)明第一實施例的PDP和裝有PDP的顯示裝置進行描述。
(PDP100的結構)圖2是PDP100去掉前玻璃襯底101的平面示意圖，而圖3是PDP100的局部透視和剖視圖。注意在圖2中為簡單起見而略去了一些顯示電極103、顯示掃描電極104和地址電極108。參考這些附圖對PDP100的結構進行說明。
在圖2中，PDP100大體上由前玻璃襯底101(未示出)、后玻璃襯底102、n條顯示電極103、n條顯示掃描電極104、m條地址電極108以及氣密密封層121(圖中的斜陰影區(qū)域)構成。n條顯示電極103、n條顯示掃描電極104和m條地址電極108一起形成一個三電極矩陣結構。電極對103和104與地址電極108相交的區(qū)域稱為盒(cell)。
在圖3中，前玻璃襯底101和后玻璃襯底102相對，條形隔離肋設置于其間。
前玻璃襯底101、顯示電極103、顯示掃描電極104、絕緣玻璃層105、保護層106和前熒光層107R和107G構成前面板。
顯示電極103和顯示掃描電極104都由銀制成，呈條狀交替平行設置在前玻璃襯底101面對后玻璃襯底102的表面上。
絕緣玻璃層105由鉛玻璃等制成，形成于前玻璃襯底101的表面上以覆蓋顯示電極103和顯示掃描電極104。
保護層106由氧化鎂(MgO)等制成，形成于絕緣玻璃層105的表面上。
前熒光層107R和107G由發(fā)出相應紅色(R)和綠色(G)光線的熒光顆粒構成。這些前熒光層107R和107G設置在保護層106上以與后玻璃襯底102上的后熒光層111R和111G相對。
另外，后玻璃襯底102、地址電極108、可見光反射層109隔離肋110和后熒光層111R、111G及111B構成后面板。
地址電極108由銀制成，平行排列在后玻璃襯底102正對著前玻璃襯底101的表面上。
可見光反射層109由含有氧化鈦等的絕緣玻璃制成，形成于后玻璃襯底102的表面上以覆蓋地址電極108?？梢姽夥瓷鋵?09用于反射由后熒光層111R、111G、111B產生的可見光，同時用作絕緣層。
隔離肋110設置在可見光反射層109的表面上以與地址電極108相平行。后熒光層111R、111G和111B依次涂覆于相鄰隔離肋110的側面及其間可見光反射層109的表面上。此時，與后熒光層111R、111G和111B不同的亮度相對應，設置有后熒光層111R、111G和111B的相鄰隔離肋110之間的空隙寬度不同。例如，可以將相應后熒光層111R、111G和111B的寬度W1、W2、W3設定成W1＜W2＜W3。假設前熒光層僅只有紅色和綠色，則當這些前熒光層107R和107G發(fā)光時，會擾亂PDP100的色均衡。而用這種盒間距不均勻的結構，可以調節(jié)發(fā)出這三種顏色光線的熒光區(qū)域，以便能夠在不用信號處理的情況下，將PDP100初始狀態(tài)下的色均衡調節(jié)到一定程度。
后熒光層111R、111G和111B由發(fā)出相應紅(R)光、綠(G)光和藍(B)光的熒光顆粒構成?？梢姽夥瓷鋵?09上后熒光層111R、111G和111B沿z方向的厚度優(yōu)選地是構成后熒光層的熒光顆粒平均粒徑的大約8到20倍。更具體地說，當放電空間122產生一定量的紫外線時，為了確保有足夠的光強(發(fā)光效率)，后熒光層需吸收紫外線而不允許光線通過。為此，后熒光層的厚度需至少等于8倍的熒光顆粒直徑，更優(yōu)選地應等于10倍的熒光顆粒直徑。如果厚度大于它，則后熒光層的照明效率幾乎達到極限。而如果厚度大于20倍的熒光顆粒直徑，則無法保證有足夠的放電空間。
由氣密密封層121將前面板和后面板沿其邊緣密封起來。放電氣體(如氦和氙的混合氣體)充入到形成于前后面板之間的放電空間122中。
將此結構的PDP100和圖4中所示的PDP驅動裝置150連接起來便構成了具有PDP的顯示裝置160。為了對具有PDP的顯示裝置160進行驅動，PDP100連接到PDP驅動裝置150當中的顯示驅動電路153、顯示掃描驅動電路154和地址驅動電路155上。在控制器152的控制下，電壓施加到將發(fā)光的盒中的顯示掃描電極104和地址電極108上以促使其間進行地址放電。當積聚了壁電荷之后，脈沖電壓施加到每對顯示電極103和顯示掃描電極104上，以啟動積聚了壁電荷的盒的持續(xù)放電。由于持續(xù)放電產生了紫外線，激活后熒光層(和前熒光層)發(fā)出可見光，結果盒發(fā)光。通過控制PDP100中每一色盒的發(fā)光與否，來顯示彩色圖象。此時，將上述盒間距不均勻的結構結合到該PDP100中，可將色均衡調節(jié)到一定程度。而這種盒間距不均勻的結構不足以全面地調節(jié)色均衡。為了調節(jié)色均衡并提高PDP100的色溫，最好進行這種信號處理以相對減少這三種顏色的持續(xù)放電脈沖數(shù)。
(前面板的結構)下面將描述作為本發(fā)明特征的前面板結構。
圖5是圖3中所示PDP100沿方向y看去的部分放大剖面圖。
如圖所示，設置在前面板上的前熒光層107R和107G與后熒光層111R和111G相對，而沒有前熒光層與后熒光層111B相對，在后熒光層111R、111G和111B中，后熒光層111B的亮度隨時間下降最快。由此，前熒光層107R和107G最好由粒徑足夠小且為球形的、利用水熱合成得到的熒光顆粒構成。當使用粒徑小而又為球形的熒光顆粒時，用于發(fā)光的熒光顆粒的整個表面面積大于用非球形熒光顆粒的情形。因此，前熒光層107R(107G)用球形熒光顆粒，可以增大用于發(fā)光的熒光顆粒的整個表面面積，同時可提高前熒光層107R和107G的照明效率。下面將對前熒光層107R和107G中所用的熒光顆粒進行詳細說明。
圖6是沿圖5中的b-b’線剖開的PDP100沿方向x看去的放大剖面圖。
在圖中，在與顯示電極103和顯示掃描電極104相對應的保護層106表面部分上有間隙107a。這些間隙107a使電極103和104暴露在放電空間122中，從而可在其間進行持續(xù)放電。
(前熒光層107R和107G的效果)進行持續(xù)放電的顯示電極103和顯示掃描電極104離前熒光層107R和107G比離后面板中的后熒光層111R、111G和111B近。這就造成了在PDP100工作期間，前熒光層107R(107G)比后熒光層111R(111G)更易于受顯示電極103和顯示掃描電極104之間持續(xù)放電所產生的紫外線照射和離子轟擊的影響。這表明前熒光層107R(107G)的亮度比后熒光層111R(111G)的亮度下降快。亮度下降較快的前熒光層107R(107G)加快了所發(fā)出的紅(綠)光亮度隨時間而下降的速度。換句話說，當后熒光層111R(111G)和前熒光層107R(107G)都有時，紅(綠)光亮度下降速度快于只有后熒光層111R(111G)時(在下文當中將亮度隨時間下降的速度稱作為“亮度下降速度”)的紅(綠)光亮度下降速度。因此，相對于后熒光層111R和111G而不相對于三種后熒光層中亮度下降最快的后熒光層111B設置前熒光層，能夠使紅色和綠色光的亮度下降速度接近藍光的亮度下降速度。結果，即使PDP100長時間發(fā)光，紅、綠和藍光的亮度下降速度也能或多或少地保持平衡，從而使得PDP100的色溫(色均衡)不會隨時間發(fā)生大的變化。下面將對紅、綠及藍光的亮度下降速度進行更為細致的研究。
圖7所示的是后熒光層111R、111G和111B亮度下降速度的差別。該圖給出了當PDP只有后熒光層111R、111G和111B時、相對于發(fā)光時間的紅、綠及藍光的相對亮度。
用下述公知的熒光劑作為紅、綠和藍色熒光劑。
紅色熒光劑(Y,Gd)BO3:Eu綠色熒光劑Zn2SiO4:Mn藍色熒光劑BaMgAl10O17:Eu此處所稱相對亮度指的是相對于每種熒光劑初始亮度的亮度。
如圖中所示，當PDP發(fā)光5000小時后，紅光亮度下降3％，綠光亮度下降10％，而藍光亮度下降25％。這證明藍光的亮度下降速度是三種顏色中最快的。
圖8所示的是前熒光層107R和后熒光層111R亮度下降速度的差別，以三種顏色中亮度下降最慢的紅光為例。圖中所示的是PDP具有前熒光層107R和PDP具有后熒光層111R時相對于發(fā)光時間的紅光相對亮度。用(Y,Gd)BO3:Eu作為紅色熒光劑。
在后熒光層111R的情形下，發(fā)光5000小時后紅光亮度僅下降3％。而在前熒光層107R的情況下，5000小時后紅光亮度下降20％。這說明即使對于三種熒光劑中亮度下降最慢的紅色熒光劑，在前熒光層中亮度隨時間下降也相對較快。
由上述結果可知，當前熒光層和后熒光層都有時，亮度下降速度比只有后熒光層時快。
圖9所示的是當PDP具有后熒光層111R、111G和111B以及前熒光層107R和107G時、紅、綠及藍光亮度下降速度的不同。該圖給出了每種光相對于發(fā)光時間的相對亮度。
如圖所示，發(fā)光5000小時后紅光亮度下降12％。此外5000小時后綠光亮度下降12％。當與圖7相比較時，很明顯，有前熒光層107R和107G時紅光和綠光的亮度下降速度都加快。
(前熒光層107R和107G的可見光透射率)當前玻璃襯底101上有前熒光層107R(107G)時，從后熒光層111R(111G)發(fā)出的可見光無法通過前玻璃襯底101。這使得PDP100亮度下降。為了避免這一問題，最好使前熒光層107R(107G)的可見光透射率高于后熒光層111R(111G)的可見光透射率。通過改變厚度和/或前熒光層107R(107G)的粒間空隙量(粒間空隙量代表在前熒光層107R(107G)中單位面積上空隙所占體積的比例)能夠提高前熒光層107R(107G)的可見光透射率。更具體地說，通過減少層厚和/或增大粒間空隙量能夠提高前熒光層107R(107G)的可見光透射率。以此方式對可見光透射率進行調節(jié)，能夠調節(jié)紅(綠)光的亮度，從而可調節(jié)PDP100自身的色溫。下面對用于這些熒光層的熒光劑的最佳狀態(tài)進行說明。
在第一實施例的PDP100中，前熒光層107R和107G與后熒光層111R和111G相對設置，而無前熒光層與三種后熒光層中亮度下降最快的后熒光層111B相對設置。這樣做的結果，可以使紅、綠及藍光的亮度下降速度得到進一步平衡，從而使PDP100的色溫不會隨著發(fā)光時間而大大下降。
此實施例所描述實例中為后熒光層111R和111G提供了前熒光層，而沒有為亮度下降速度最快的后熒光層111B提供前熒光層。也可以只為亮度下降速度最慢的后熒光層111R提供前熒光。由此能夠將PDP100的色溫下降抑制到較低程度。此外，如果通過降低層厚或其他方法來減少其體積而使藍色前熒光層的可見光透射率高于其他前熒光層的可見光透射率，則可以為所有的后熒光層111R、111G和111B提供前熒光層。由此，也可以將PDP100的色溫下降抑制到較低程度。
(PDP100的制作方法)下面參考圖2和3對PDP100的制作方法進行說明。
(前面板的制作)首先，在前玻璃襯底101上相互平行地交替形成n條條形顯示電極103和n條條形顯示掃描電極104。再在前玻璃襯底101的n條顯示電極103和n條顯示掃描電極104上形成絕緣玻璃層105。之后再在該絕緣玻璃層105上形成保護層106。
在此，n條顯示電極103和n條顯示掃描電極104都由銀制成，是通過絲網印刷將作為電極材料的銀涂料涂覆在前玻璃襯底101的表面上而后再進行燒制形成的。
絕緣玻璃層105是通過絲網印刷將含有鉛玻璃的涂料涂覆到前玻璃襯底101的表面上、再在預定溫度(560℃)下燒制預定時間(20分鐘)形成的，從而具有預定厚度(約20μm)。含有鋁玻璃的涂料，一般用PbO(70％重量百分率)、B2O3(15％重量百分率)、SiO2(10％重量百分率)、Al2O3(5％重量百分率)和一種有機粘結劑(10％溶于α-松油醇的乙基纖維)的混合物。有機粘結劑是通過將樹脂溶解于一種有機溶劑中而得到的。在可以用樹脂如丙烯酸樹脂和有機溶劑如二甘醇-丁醚來代替乙基纖維和α-松油醇。而且，還可以將一種分散劑如甘油三酯混合到該有機粘結劑中。
保護層106由MgO制成，利用濺射或CVD(化學汽相淀積)形成，具有預定厚度(約0.5μm)。
隨后，利用絲網印刷將由紅(R)(綠(G))色熒光顆粒和有機粘結劑構成的膠狀熒光油墨涂覆到保護層106的表面上，再在400到590℃的溫度下對上述產品進行燒制，來破壞掉有機粘結劑。結果，熒光顆粒結合在一起形成前熒光層107R(107G)。也可用光刻術來代替絲網印刷。
如此便完成了前面板的制作。
(后面板的制作)首先，通過絲網印刷將作為電極材料的銀涂料涂覆到后玻璃襯底102的表面上，再對該產品進行燒制形成成排排列的m條地址電極108。再通過絲網印刷將含有鉛玻璃的涂料涂覆到后玻璃襯底102表面上的m條地址電極108上，以形成可見光反射層109。更進一步地，再通過絲網印刷將含有同類鉛玻璃物質的涂料按預定間距重復涂覆到可見光反射層109的表面上，再對該產品進行燒制形成隔離肋110。用這些隔離肋110，將放電空間沿方向x間隔成多個與各發(fā)光盒相對應的放電空間122。
形成隔離肋110之后，將由紅(R)(綠(G)、藍(B))色熒光顆粒和有機粘結劑構成的膠狀熒光油墨涂覆到相鄰隔離肋110的側面及露出在相鄰隔離肋110之間的可見光反射層109的表面上，再在400到590℃的溫度下對上述產品進行燒制，破壞掉有機粘結劑。結果，熒光顆粒結合在一起形成后熒光層111R(111G、111B)。與前熒光層107R和107G同樣的原因，后熒光層優(yōu)選使用水熱合成法獲得的熒光顆粒。
如此便完成了后面板的制作。
(密封前后面板以完成PDP100)對制成的前面板和后面板進行層壓以使n對電極103和104與m條地址電極108相交。密封玻璃沿前后面板四周設置在前后面板之間，并在約450℃溫度下燒制10到20分鐘，以形成氣密密封層121。從而將前后面板固定在一起。當放電空間內抽空形成高真空(如1.1×10-4Pa)時，將一定壓力的放電氣體(如氦-氙或氖-氙惰性氣體)充入到放電空間122中。如此便制成了PDP100。
熒光油墨和熒光顆粒在上述制作過程中，將每種顏色的熒光顆粒、粘結劑和溶劑混合在一起成為15到3000厘泊的粘質，制備出涂覆到前面板和后面板上的熒光油墨。必要時可以將表面活性劑、硅石、分散劑(0.1到5％重量百分比)等添加到這種熒光油墨中。
可以用化合物如(Y1-x-yGdx)BO3:EUy或Y2-xO3:EUx作紅色熒光顆粒。在每種化合物中，元素Eu取代基質材料中的元素Y部分，Y的Eu取代量x優(yōu)選地為0.05≤x≤0.20。取代量大于它是不現(xiàn)實的，因為亮度提高但亮度下降速度顯著加快。同樣，取代量低于下限也是不現(xiàn)實的，因為用作發(fā)光中心的Eu的成份比下降，會導致亮度下降而使這種熒光劑不能再用。
可以用化合物如Ba1-xAl12O19:Mnx或Zn2-xSiO4:Mnx作綠色熒光顆粒。Ba1-xAl12O19:Mnx是一種用元素Mn來取代基質材料中的元素Ba部分的化合物，而Zn2-xSiO4:Mnx是一種用元素Mn來取代基質材料中的元素Zn部分的化合物。Ba或Zn的Mn取代量x優(yōu)選地為0.O1≤x≤0.10。原因同上。
可以用化合物如Ba1-xMgAl10O17:EUx或Ba1-xMgAl14O23:EUx作藍色熒光顆粒。在每種化合物中，元素Eu取代基質材料中的元素Ba部分。前一藍色熒光劑中Ba的Eu取代量x優(yōu)選地為0.03≤x≤0.25。后一藍色熒光劑中Ba的Eu取代量x優(yōu)選地為0.03≤x≤0.20，原因同上。
這些彩色熒光顆?？梢杂脗鹘y(tǒng)的燃燒法來制備(見日本專利申請公開第平11-144625號)。而如果用水熱合成得到的球形熒光顆粒(未經過研磨過程)，則熒光劑的亮度可以得到增強。下面將詳細說明水熱合成法。
可以用乙基纖維或丙烯酸樹脂(構成0.1到10％的油墨)作為與熒光油墨混合的粘結劑。用α-松油醇或二甘醇-丁醚作溶劑。此外，還可以用高聚合物如PMA(聚甲基丙烯酸)或PVA(聚乙烯醇)來作粘結劑，用水或有機溶劑如二甘醇或甲醚作溶劑。
(熒光顆粒的水熱合成)下面介紹生成用于此實施例前后熒光層中的熒光顆粒的優(yōu)選方法一水熱合成法。水熱合成法是利用高溫、高壓水溶液(熱水)的易溶、易沉淀、易反應性能的化合物合成和晶體生長方法。
(1)藍色熒光劑(1-1)Ba1-xMgAl10O17:EUx首先，在混合液生成過程中，將作為原材料的硝酸鋇Ba(NO3)2、硝酸鎂Mg(NO3)2、硝酸鋁Al(NO3)3、硝酸銪Eu(NO3)2按1-X∶1∶10∶X(0.03≤X≤0.25)的克分子比率進行混合。再將其溶于一種水溶劑中來形成混合液。此時，由于離子交換水或純水不含雜質而適合作水溶劑。但不能用含有非水溶劑(如甲醇或乙醇)的離子交換水或純水。
在接下來的水合過程中，將基本水溶液(如氨水溶液)倒入到混合液中，生成水合物，對水合物進行清洗之后，在預定溫度(600℃)下燒制預定時間(10小時)，以除去水和硝酸。
在接下來的水熱合成過程中，將經過燒制的熒光顆粒、水介質(優(yōu)選離子交換水，但也可以用離子交換水和非水溶劑如甲醇或乙醇的混合物)和少量的鋁粉放到由耐腐蝕、耐熱的金或鉑材料制成的容器中。再用在高壓下加熱物質的裝置如高壓鍋，在預定溫度(200-800℃)和預定壓力(3Mpa到70Mpa)下，在高壓容器中進行預定時間(12到20小時)的水熱合成。
再將所得到的粉末在還原氣體(如含5％氫、95％氮的大氣)中、在預定溫度(1000℃)下燃燒(熱處理)預定時間(2小時)。結果，便得到了所需的藍色熒光顆粒Ba1-xMgAl10O17:EUx。
用這種水熱合成法得到的熒光顆粒呈球形，粒徑(平均約0.1-3.0μm)小于用傳統(tǒng)的固相反應法所得到的粒徑。球形說明熒光顆粒的形狀其短軸與長軸的比值范圍為0.9到1.0。熒光顆粒呈球形，盡管不是全部、但大部分熒光顆粒的粒徑都需在此范圍內。
(1-2)Ba1-xMgAl14O23:EUx這種藍色熒光劑可以用不同的材料、以與Ba1-xMgAl10O17:EUx同樣的方式來制成。
將作為原材料的氫氧化鋇Ba(OH)2、氫氧化鎂Mg(OH)2、氫氧化鋁Al(OH)3、氫氧化銪Eu(OH)2按1-X∶1∶14∶X(0.03≤X≤0.20)的克分子比率進行混合。接下來以與Ba1-xMgAl10O17:EUx同樣的方式進行水合過程、水熱合成過程及燃燒過程，結果得到所需的藍色熒光顆粒Ba1-xMgAl14O23:EUx。這些熒光顆粒的平均粒徑約為0.1-3.0μm，基本上呈球形。
(2)綠色熒光劑(2-1)Zn2-xSiO4:Mnx在混合液生成過程中，將作為原材料的硝酸鋅Zn(NO3)、硝酸硅Si(NO3)2、硝酸錳Mn(NO3)2按2-X∶1∶X(0.01≤X≤0.10)的克分子比率進行混合。再將其溶于離子交換水來形成混合液。
在水合過程中，將基本水溶液(如氨水溶液)添加到混合液中，生成水合物。
在水熱合成過程中，將水合物和離子交換水放入由耐腐蝕、耐高溫的金或鉑制成的容器中。再用一種裝置如高壓鍋，在預定溫度(200-350℃)和預定壓力(1Mpa到35Mpa)下，在高壓容器中進行預定時間(2到10小時)的水熱合成。再對所得到的顆粒進行干燥便可得到所需的綠色熒光顆粒Zm2-xSiO4:Mnx。這些熒光顆粒的平均粒徑約為0.1-3.0μm，呈球形。
(2-2)Ba1-xAl12O19:Mnx在混合液生成過程中，將作為原材料的硝酸鋇Ba(NO3)2、硝酸鋁Si(NO3)2、硝酸錳Mn(NO3)2按1-X∶12∶X(0.01≤X≤0.10)的克分子比率進行混合。再將其溶于離子交換水而形成混合液。
在水合過程中，將基本水溶液(如氨水溶液)添加到混合液中，生成水合物。
在水熱合成過程中，將水合物和離子交換水放入由耐腐蝕、耐高溫的金或鉑制成的容器中。再用一種裝置如高壓鍋，在預定溫度(200-350℃)和預定壓力(1Mpa到30Mpa)下，在高壓容器中進行預定時間(2到20小時)的水熱合成。
再對所得到的顆粒進行干燥后，便可得到所需的綠色熒光顆粒Ba1-xAl12O19:Mnx。這些熒光顆粒的平均粒徑約為0.1-3.0μm，呈球形。
(3)紅色熒光劑(3-1)(Y1-x-yGdx)BO3:EUy在混合液生成過程中，將作為原材料的氫氧化釔Y2(OH)3、氫氧化釓Gd2(OH)3、硼酸H3BO3、和氫氧化銪Eu2(OH)3按1-X-Y∶X∶1∶Y(0.00≤X≤0.40,0.05≤Y≤0.20)的克分子比率進行混合。再將其溶于離子交換水來形成混合液。
在水合過程中，將基本水溶液(如氨水溶液)添加到混合液中，生成水合物。
在水熱合成過程中，將水合物和離子交換水放入由耐腐蝕、耐高溫的金或鉑材料制成的容器中。再用一種裝置如高壓鍋，在預定溫度(200-350℃)和預定壓力(1Mpa到30Mpa)下，在高壓容器中進行預定時間(3到12小時)的水熱合成。
再對所得到的顆粒進行干燥便可得到所需的紅色熒光顆粒(Y1-x-yGdx)BO3:EUy。這些熒光顆粒的平均粒徑約為0.1-3.0μm，呈球形。
(3-2)Y2-xO3:EUx在混合液生成過程中，將作為原材料的硝酸釔Y2(NO3)2和硝酸銪Eu(NO3)2按2-X∶X(0.05≤X≤0.30)的克分子比率進行混合。再將其溶于離子交換水而形成混合液。
在水合過程中，將基本水溶液(如氨水溶液)添加到混合液中，生成水合物。
在水熱合成過程中，將水合物和離子交換水放入由耐腐蝕、耐高溫的金或鉑制成的容器中。再用一種裝置如高壓鍋，在預定溫度(200-350℃)和預定壓力(1Mpa到30Mpa)下，在高壓容器中進行預定時間(3到12小時)的水熱合成。
再對所得到的顆粒進行干燥后，便可得到所需的紅色熒光顆粒Y2-xO3:EUx。這些熒光顆粒的平均粒徑約為0.1-3.0μm，呈球形。此粒徑和形狀使其能夠形成具有極好發(fā)光性能的熒光層。
因此，由水熱合成法不需碾壓和絲網印刷便可以得到球形的、平均粒徑較小(約為0.1-3.0μm)的熒光顆粒。因此這種熒光顆粒的表面沒有與碾壓有關的氧雜質問題，從而使得熒光物質的亮度和亮度下降速度都大大得以提高。而且，假設紫外線僅穿過很短的距離進入每一幾乎只有顆粒表面發(fā)光的熒光顆粒(距顆粒表面約幾個鈉米)，如果構成熒光層的熒光顆粒較小、平均粒徑不大于3.0μm，則熒光顆粒用于發(fā)光的整個表面面積增大。于是可以使熒光層保持高亮度。
水熱合成法所得到的大多熒光顆粒都是在熱水中結晶的單晶體。這說明每一熒光顆粒幾乎沒有晶界，因此相對來說沒有氧雜質。因此，吸收到氧雜質中的紫外線量減少，因此易于激活發(fā)光中心。于是由這些熒光顆粒構成的熒光層具有高亮度，沒有氧雜質帶來的亮度下降問題。此外，水熱法可生成亞微粒大小的熒光顆粒。這樣可以均衡地涂覆熒光材料，并能提高熒光層中熒光劑的排列密度，與傳統(tǒng)PDPs比較可增強PDP100的亮度。
最好將用水熱合成法得到的熒光顆粒用于PDP100的所有前熒光層107R和107G以及后熒光層111R、111G和111B。而即使將水熱合成法得到的熒光顆粒用于這些熒光層之一，該層的亮度增大，PDP100的亮度也得到增強。更具體地說，由于藍色熒光劑的亮度低于其他顏色熒光劑的亮度，當同時發(fā)出三種顏色的光線時，色溫將下降。為了克服這一問題，傳統(tǒng)上采用信號處理來降低紅和綠色熒光劑而不是藍色熒光劑的亮度，從而調節(jié)顯示白色時的色溫。而將用水熱合成法得到的藍熒光顆粒用于后熒光層111B中，可以增強藍光亮度而又不必特意減少其他顏色的亮度，可以充分利用每種顏色的亮度。于是提高了PDP100的亮度，同時使顯示白色時的色溫保持在高水平。
(第一個實驗)(1號和2號樣品)在1號樣品中，設置了紅色和綠色前熒光層。在2號樣品中，設置了紅色前熒光層。
在這兩個樣品中，利用以下熒光顆粒。
紅色熒光劑(Y,Gd)BO3:EU綠色熒光劑Zn2SiO4:Mn藍色熒光劑BaMgAl10O17:EU此外，這兩種樣品都是42英寸PDPs，其中隔離肋110的高度是0.1mm，相鄰隔離肋110之間的距離如盒間距是0.36mm。由氙(5％)和氖(95％)混合氣體構成的放電氣體在66500Pa壓力下充入到放電空間122中。此外，在相同顏色的后熒光層和前熒光層中，使用由同一制作方法生產的熒光顆粒。
(3號樣品)在3號樣品(參考樣品)中，未設置前熒光層，除了這一區(qū)別外，3號樣品與1號和2號樣品都相目同。
(實驗條件)首先，調節(jié)輸入電源，使每一樣品的初始色溫為11000K。連續(xù)顯示5000小時白色之后，再測量每一樣品的色溫。
(結果和結論)實驗結果如表1中所示。
表1
由表中可以看出，測得上述1號和2號樣品的色溫為9500K或更高，即使發(fā)光5000小時之后也未下降太多。特別地，具有紅色和綠色前熒光層的1號樣品的色溫高達10000K。
另一方面，5000小時后，3號樣品的色溫下降到了8000K。
由實驗結果可得到以下結論。相對于紅色和綠色后熒光層而不相對于亮度下降最快的藍色后熒光層設置前熒光層，可以使紅光和綠光的亮度下降速度進一步地與藍光的亮度下降速度相平衡。如此作的結果，可以有效地使PDP的色溫不隨時間而下降。
第二實施例以下是參考附圖對本發(fā)明第二實施例PDP的說明。
第二實施例PDP的結構與圖2到5中所示的第一實施例PDP的結構相類似，差別在于第一實施例只為前熒光層提供了三種顏色，以下說明圍繞此差別進行。
圖10是第二實施例PDP的部分透視和剖視圖。在此應注意，與圖3中所示第一實施例相同的結構元件采用相同的參考標號，并不再對其進行說明。在此PDP中，相對于后熒光層111R、111G和111B中初始亮度最低的后熒光層111B設置了一前熒光層107B。
當使用公知的紅色熒光劑(Y,Gd)BO3:EU、綠色熒光劑Zn2SiO4:Mn和藍色熒光劑BaMgAl10O17:EU時，三種熒光劑由初始亮度最高到初始亮度最低的順序是綠色、紅色和藍色。如果后熒光層111R、111G和111B的盒間距相同，三種后熒光層由初始亮度最高到初始亮度最低的順序也是綠色、紅色和藍色。這樣的話，如果三種后熒光層全都發(fā)光，則PDP的色均衡遭到破壞，色溫低至約5500K。為了確保初始色溫約為9000K或更高，傳統(tǒng)作法是將紅色熒光劑的亮度和綠色熒光劑的亮度使用分別限制到大約55％和76％。當PDP在初始狀態(tài)下、在預定色溫時進行顯示時，每種顏色熒光劑的實際使用亮度和總亮度的比值在下文當中稱作為“初始亮度應用系數(shù)”。為了全面的利用初始亮度應用系數(shù)低的紅色和綠色熒光劑的亮度，以便在提高PDP100亮度的同時保持色溫，應提高藍光的初始亮度。這了作到這一點，在第二實施例中相對于后熒光層111B設置前熒光層107B，從而提高了藍光的初始亮度。
用這種結構來提高藍光初始亮度的原因如下所述。當PDP100設置有前后熒光層107B和111B時，與PDP100只有后熒光層111B的情形相比，放電時產生的紫外線能夠更有效地轉化為可見光。
更具體地說，如果沒有前熒光層107B，則放電產生的紫外線的一部分會被前玻璃襯底101吸收，無法用于發(fā)光。
另一方面，如果有前熒光層107B，放電產生的紫外線同時激發(fā)后熒光層111B和前熒光層107B，使其發(fā)光。通過有效地利用紫外線，使PDP100中的藍光亮度得以提高。使紅、綠和藍光的初始亮度能夠得到進一步地平衡。因此，不必象傳統(tǒng)上所作的那樣調節(jié)盒間距或限制利用紅色和綠色熒光劑的亮度，即可提高初始狀態(tài)下PDP100的色溫和亮度。在此，更為優(yōu)選的是前熒光層107B利用水熱合成法獲得的熒光顆粒，以進一步增強前熒光層107B的亮度。
此外，最好使前熒光層107B的可見光透射率高于后熒光層111B的可見光透射率。這是因為如果前熒光層107B的可見光透射率低于后熒光層111B的可見光透射率，則后熒光層111B發(fā)出的可見可能無法穿過前面板，從而引起藍光亮度降低。
使前熒光層107B薄于后熒光層111B，或者使前熒光層107B的空隙量大于后熒光層111B的空隙量，便可以使前熒光層107B的可見光透射率高于后熒光層111B的可見光透射率。例如用粒徑大于后熒光層111B所用熒光顆粒粒徑的熒光顆粒來形成前熒光層107B，可以得到較大的前熒光層107B空隙量。
圖11所示的是前熒光層107B由三種不同類型熒光顆粒構成時、每種情況下相對于前熒光層107B厚度的相對藍光亮度。
當前熒光層107B由經燃燒獲得的熒光顆粒(平板狀，平均粒徑為3.5μm)構成時，相對亮度一直增大直到層厚達到10μm時止，此點的相對亮度達到最大值1.4。之后，相對亮度下降。因此，前熒光層107B的厚度優(yōu)選為10μm或更小些。如此作的結果，可以減少前熒光層107B中的熒光顆粒量，有利于降低成本。
當前熒光層107B由經水熱合成法獲得的熒光顆粒(球形，平均粒徑為2μm)構成時，當層厚達到6μm時，相對亮度達到最大值1.6。之后，相對亮度下降。同樣，當前熒光層107B由經水熱合成法獲得的熒光顆粒(球形，平均粒徑為1μm)構成時，當層厚達到3μm時，相對亮度達到最大值1.6。之后，相對亮度下降。因此，如果用水熱合成法制成的熒光顆粒，與用經燃燒獲得的熒光顆粒的情形相比較，相對亮度可提高約20％，同時也可降低前熒光層107B的厚度。
這是因為水熱合成法得到的熒光顆粒具有高亮度，且其球形形狀比板形熒光顆粒有較大的發(fā)光表面面積。此時，粒徑越小，得到的亮度越高。
還有，前熒光層107B的空隙量優(yōu)選地為50％或更高。
此實施例所描述的實例中，為后熒光層111B提供了前熒光層。而當調節(jié)PDP100的色均衡使其在預定色溫下(如9000K)進行顯示時，可以為后熒光層111B和111G、而非初始亮度利用系數(shù)最小的后熒光層111R提供前熒光層。這樣作的結果，能夠將PDP100的初始色溫和亮度提高較小程度?；蛘呖梢詾樗械暮鬅晒鈱?11R、111G、111B提供前熒光層。在這種情況下，紅色前熒光層應有足夠的厚度以降低其可見光透射率，而藍色前熒光層應厚度適當以使前后熒光層發(fā)出的藍光亮度達到最大。如此調節(jié)每一熒光層的亮度，便能夠提高PDP100的初始色溫和亮度。
(第二個實驗)(4號到7號樣品)在4到6號樣品中，如表2中所示，提供了藍色前熒光層，每一樣品的層厚和空隙量都有所不同。在7號樣品中，提供了藍色和綠色前熒光層。除此之外，4號到7號樣品都與第二實施例中的PDP100具有同樣的結構。
另外，在4到7號樣品中，每一后熒光層的厚度為30μm?？梢姽馔干渎什淮笥?0％。
(參考樣品)在8號樣品(參考樣品)中，設置有三種顏色的后熒光層。
(實驗條件)在4到8號樣品中，顯示每種顏色初始亮度利用系數(shù)為100％的白色，并對色溫進行測量。
(結果和結論)實驗結果如表2中所示。
(表2)
如表中所示，具有藍色前熒光層的4號到6號樣品的色溫都超過10000K。此時，可見光透射率越高，色溫越高。特別地，在可見光透射率為80％的5號樣品中，色溫高達10500K。在6號樣品中，因為層厚較厚而引起的可見光透射率較低這一原因，其初始色溫稍低于4號和5號樣品，但仍高達10000K。
在7號樣品中，色溫稍低于4到6號樣品的色溫(9000K)，但仍是實用的。
另一方面，8號樣品的色溫值很低為6000K。這種低色溫是由于藍色后熒光層亮度較低而破壞了色均衡引起的。
變更型式第一和第二實施例所描述的實例中，隔離肋110為條形，而隔離肋110也可以是彎曲形，或者排列成網格型式。
盡管已參考相關附圖借助實例對本發(fā)明進行了全面的描述，但應注意，各種改變和變型對于本領域的普通技術人員都是顯而易見的。因此，除非這種改變和變型脫離了本發(fā)明的范圍，否則其結構都應包括在內。
權利要求
1．一種等離子體顯示面板，包括具有一前襯底和至少一對電極的前面板，所述的至少一對電極排列在前襯底的主表面上；和具有后襯底、隔離肋和至少一組三色后熒光層的后面板，后熒光層受前面板中至少一對電極之間放電所產生的紫外線的激發(fā)而發(fā)出紅色、綠色和藍色可見光，隔離肋相間隔地排列在后襯底的主表面上，三色后熒光層中不同的一個后熒光層形成于后襯底主表面上相鄰隔離肋之間的間隔中，后面板與前面板相對，其間設置有隔離肋，其中前面板包括至少一個形成于前襯底主表面上的前熒光層，該至少一個前熒光層(a)以一對一的關系與紅、綠和藍色后熒光層中亮度隨時間下降最快的后熒光層之外的至少一個后熒光層相對設置，及(b)與至少一個相對的后熒光層發(fā)出同樣顏色的光。
2．根據權利要求1所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層是相對于紅色后熒光層形成的紅色前熒光層。
3．根據權利要求1所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層包括分別相對于紅色后熒光層和綠色后熒光層形成的紅色前熒光層和綠色前熒光層。
4．根據權利要求1所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層的可見光透射率高于至少一個相對后熒光層的可見光透射率。
5．根據權利要求4所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層薄于至少一個相對的后熒光層。
6．根據權利要求5所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層由平均直徑不超過3.5μm的熒光顆粒構成，且至少一個前熒光層不厚于10μm。
7．根據權利要求4所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層的空隙量大于至少一個相對后熒光層的空隙量。
8．根據權利要求1所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層形成于至少一對電極也未排列的前襯底主表面部分上。
9．根據權利要求1所述的等離子體顯示面板，其中相鄰隔離肋之間的間隔大小由于形成于其間的三色后熒光層亮度的不同而不同。
10．根據權利要求1所述的等離子體顯示面板，其中包括在等離子體顯示面板中的前后熒光層的至少其一由球形熒光顆粒構成。
11．根據權利要求10所述的等離子體顯示面板，其中熒光顆粒由水熱合成法制成。
12．一種具有PDP的顯示裝置，包括權利要求1所述的等離子體顯示面板，和連接到等離子體顯示面板中至少一對電極上、通過向該對電極施加電壓來驅動等離子體顯示面板的顯示驅動電路。
13．一種等離子體顯示面板，包括包括一前襯底和至少一對電極的前面板，所述的至少一對電極排列在前襯底的主表面上；和包括后襯底、隔離肋和至少一組三色后熒光層的后面板，后熒光層受前面板中至少一對電極之間放電所產生的紫外線的激發(fā)而發(fā)出紅色、綠色和藍色可見光，隔離肋相間隔地排列在后襯底的主表面上，三色后熒光層中不同的一個后熒光層形成于后襯底主表面上相鄰隔離肋之間的間隔中，后面板與前面板相對，其間設置有隔離肋，其中前面板包括至少一個形成于前襯底主表面上的前熒光層，該至少一個前熒光層(a)以一對一的關系與當?shù)入x子體顯示面板在預定色溫下產生顯示時其初始亮度應用系數(shù)在紅、綠和藍色后熒光層中最低的后熒光層之外的一個后熒光層相對設置，及(b)與至少一個相對的后熒光層發(fā)出同樣顏色的光。
14．根據權利要求13所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層包括分別相對于綠色后熒光層和藍色后熒光層形成的綠色前熒光層和藍色前熒光層。
15．根據權利要求13所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層是相對于藍色后熒光層形成的藍色前熒光層。
16．根據權利要求13所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層的可見光透射率高于至少一個相對后熒光層的可見光透射率。
17．根據權利要求16所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層薄于至少一個相對的后熒光層。
18．根據權利要求17所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層由平均直徑不超過3.5μm的熒光顆粒構成，且至少一個前熒光層不厚于10μm。
19．根據權利要求16所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層的空隙量大于至少一個相對后熒光層的空隙量。
20．根據權利要求13所述的等離子體顯示面板，其中至少一個前熒光層形成于至少一對電極也未排列的前襯底主表面部分上。
21．根據權利要求13所述的等離子體顯示面板，其中相鄰隔離肋之間的間隔大小由于形成于其間的三色后熒光層亮度的不同而不同。
22．根據權利要求13所述的等離子體顯示面板，其中包括在等離子體顯示面板中的前后熒光層的至少其一由球形熒光顆粒構成。
23．根據權利要求22所述的等離子體顯示面板，其中熒光顆粒由水熱合成法制成。
24．根據權利要求23所述的等離子體顯示面板，其中熒光顆粒是藍色熒光顆粒。
25．一種具有PDP的顯示裝置，包括權利要求13所述的等離子體顯示面板，和連接到等離子體顯示面板中至少一對電極上、通過向該對電極施加電壓來驅動等離子體顯示面板的顯示驅動電路。
26．一種等離子體顯示面板，包括包括一前襯底和至少一對電極的前面板，所述的至少一對電極排列在前襯底的主表面上；和包括后襯底、隔離肋和至少一組三色后熒光層的后面板，后熒光層受前面板中至少一對電極之間放電所產生的紫外線的激發(fā)而發(fā)出紅色、綠色和藍色可見光，隔離肋相間隔地排列在后襯底的主表面上，三色后熒光層中不同的一個后熒光層形成于后襯底主表面上相鄰隔離肋之間的間隔中，后面板與前面板相對，其間設置有隔離肋，其中前面板包括至少一組形成于前襯底主表面上的三色前熒光層，該三色前熒光層(a)以一對一的關系與后面板中紅、綠和藍色后熒光層相對設置，及(b)與相對的后熒光層發(fā)出同樣顏色的光，和與亮度隨時間下降最慢的后熒光層或紅、綠及藍色后熒光層中初始亮度應用系數(shù)最低的后熒光層相對的前熒光層其可見光透射率低于其他兩種前熒光層的可見光透射率。
全文摘要
提供了一種能夠保持令人滿意的色均衡的PDP。在后面板中有紅、綠和藍三種顏色后熒光層的PDP中,在前面板中分別相對于紅、綠和藍色后熒光層中亮度隨時間下降最快的后熒光層以外的后熒光層設置前熒光層。這些前熒光層受紫外線照射或離子轟擊后亮度下降較快。因此,前后熒光層相結合發(fā)出的光線亮度可以由具有最高亮度下降速度的后熒光層發(fā)出的光線亮度來進一步平衡。于是,這種PDP能夠較長時間地保持令人滿意的色均衡。
文檔編號H01J17/49GK1319867SQ00137369
公開日2001年10月31日 申請日期2000年12月15日 優(yōu)先權日1999年12月16日
發(fā)明者加道博行, 宮下加奈子 申請人:松下電器產業(yè)株式會社