專利名稱：等離子體顯示板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作顯示器的等離子體顯示板(以下簡稱PDP)，并尤其涉及用于電極的保護膜。
常規(guī)的情形是，大多把通過諸如蒸汽沉積的薄膜形成法形成的幾百納米厚的氧化鎂膜用作保護膜。這種氧化鎂通常具有吸收的濕氣、二氧化碳、氧氣、氫氣和其它一些物質(zhì)。當(dāng)然，這些物質(zhì)在開始時影響放電特性，并當(dāng)PDP工作期間做為雜質(zhì)氣體排入到帶電氣體中時，對PDP的工作狀態(tài)也有有害作用。特別是，對顯著影響放電電壓的二次電子發(fā)射特性有有害作用。
在本PDP的制造過程中，在充入放電氣體之前先對板進行脫氣處理。通過此脫氣處理還沒有被除去的任何氣體都保留在成品中成為雜質(zhì)氣體。保護膜中吸收的濕氣和二氧化碳特別難于消除，因此需要在高溫下進行較長時間的脫氣處理。在很多情況下，這種長時間的脫氣處理可以是整個生產(chǎn)線速度的一個決定性因素。因為高溫下的脫氣影響其它部件，所以有一定的限制。
發(fā)明概述需要AC型PDP的保護膜具有較高的二次電子發(fā)射特性，并且同時能夠在工作期間穩(wěn)定。雖然在PDP的制造過程中，氣體成份尤其是保護膜中吸收的濕氣和二氧化碳被消除，從而激活保護膜，但這種消除必須是易于完成的。常規(guī)的保護膜還有一個問題，即因為膜吸收大量的濕氣和二氧化碳，所以甚至在350℃的真空加熱之后還有大量剩余。結(jié)果，對完工的板的有效二次電子發(fā)射特性具有有害作用并降低放電特性。另外，因為工作期間從保護膜發(fā)射雜質(zhì)氣體，所以會產(chǎn)生放電特性不穩(wěn)定的缺陷。為此，需要特定的措施，如提高加熱溫度和延長脫氣時間，這樣導(dǎo)致生產(chǎn)成本增大。
提出本發(fā)明以解決與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的前述問題，并且本發(fā)明的目的在于提供一種配置有PDP-電極保護膜的PDP，其中PDP-保護膜具有較小的濕氣和二氧化碳吸收性、較高的二次電子發(fā)射特性和優(yōu)良的穩(wěn)定性。
根據(jù)解決上述問題的本發(fā)明，提供一種等離子體顯示板，顯示板具有配置有顯示電極的前面板和配置有地址電極的后面板，并通過促使在前后面板之間形成的放電空間放電而顯示圖象，其中安裝在前面板放電側(cè)的保護膜包括兩層，一層是由高放電特性的材料制成的上層(外層)，另一層是由低吸水特性的材料制成的下層(內(nèi)層)。
或者，前面板配置一個這樣的保護膜，該保護膜包括單位重量有不同的比表面積的兩層，上層和下層，形成的上層具有較大的比表面積和薄膜厚度，形成的下層具有較小的比表面積和比上層厚的薄膜厚度。上層形成的材料層具有不小于20m2/g的比表面積(轉(zhuǎn)換成每1g的保護膜)，并且膜的厚度不大于1μm，下層形成的材料層具有不大于10m2/g的比表面積(轉(zhuǎn)換成每1g的保護膜)，并且膜的厚度不小于1μm。
利用具有較大比表面積的材料做為PDP的保護膜提高放電特性。為此，用比表面積為20m2/g或更大的氧化膜做為上層膜，由此增大了保護膜的二次電子發(fā)射系數(shù)，導(dǎo)致PDP充電起始電壓的降低。另一方面，當(dāng)比表面積較小時，即使在薄膜成形過程中導(dǎo)致濕氣和二氧化碳的吸收，其后吸收的絕對量很小并且可以很容易地在加熱脫氣過程中除去。為此，把比表面積不大于10m2/g的材料用作下層膜。由此可以通過在不大于350℃下的加熱脫氣過程很容易地消除吸收的濕氣和二氧化碳。即使加熱脫氣過程不充分，保護膜中吸收的剩余量也很小。加熱脫氣過程所需的時間依據(jù)于板的大小和盒的結(jié)構(gòu)，并還依據(jù)于脫氣系統(tǒng)的容量和方法。因而，不能總是以簡單的方式?jīng)Q定時間，但對于普通的顯示板大致為兩個小時左右。
把一種氧化物用作根據(jù)本發(fā)明的PDP的保護膜，并且尤其優(yōu)選主要由氧化鎂制成的氧化膜。自然地，也可以包含任何其它的成份，以便改變氧化膜的特性。
發(fā)明實施例的描述

圖1a和1b表示被實用本發(fā)明保護膜的PDP實施例優(yōu)選模式中的圖象元件的構(gòu)成。圖1a是放大的透視圖，圖1b是圖1a的局部截面圖。
如圖1a所示，在PDP上安裝彼此面對的前面板10和后面板4。后面板配置有三種不同的發(fā)光材料1R、1G和1B，彼此之間由間壁2分開，用于顯示圖象象素。通過這種設(shè)計使象素通過三種發(fā)光材料1R、1G和1B顯示任何顏色。
后面板4配置有沿Y軸分布的地址電極3。此外，前面板9配置沿垂直于地址電極的X軸分布的顯示電極8。顯示電極8配置有沿相同方向的總線電極。顯示電極8和總線電極9由一層電介質(zhì)7涂覆。另外，在電介質(zhì)層6的表面上還設(shè)置有保護膜5和6。
前面板10和后面板4之間的空間填充預(yù)定壓強的稀有氣體做為放電氣體。通常把稀有氣體元素的混合物用作氣體介質(zhì)。具體地說，采用從選自氦、氖、氙和氪中的一種或多種氣體元素。對氣體的充入壓力沒有特別的指定，但希望處于400～760托之間。
當(dāng)把指定的電壓施加到地址電極3、顯示電極8和總線電極9時，發(fā)光材料1發(fā)射由伴隨稀有氣體的等離子體放電的紫外線所產(chǎn)生的光，并且再從前面板10的外側(cè)發(fā)射可見光，并因此顯示相應(yīng)的象素。
采用根據(jù)本發(fā)明可以很容易地消除吸收的濕氣和二氧化碳的PDP保護膜，可以提高自保護膜的二次電子發(fā)射的系數(shù)，導(dǎo)致PDP的放電起始電壓的降低。此外，工作期間從保護膜發(fā)射的雜質(zhì)氣體較少，并且放電特性穩(wěn)定。
只要實現(xiàn)確定為本發(fā)明目的的物理特征、即濕氣消除特征，任何薄膜成形法對于根據(jù)本發(fā)明的PDP保護膜都是可行的。任何諸如電子束蒸汽沉積、濺射或離子鍍的方法都是可行的。但是為了使具有本發(fā)明所需比表面積的薄膜物質(zhì)化，每種方法都需要一種特定的措施，例如，優(yōu)化薄膜形成條件。以下解釋根據(jù)本發(fā)明的PDP電極保護膜的幾個實施例。
在本發(fā)明的實施例中，或通過離子鍍或通過電子束蒸汽沉積形成薄膜。氧化鎂顆粒用作薄膜的材料，并且通過把氧氣供給到真空系統(tǒng)中而形成由氧化鎂制成的保護膜5和6。襯底加熱溫度和氧氣供給在薄膜的形成中變化，從而形成不同物理特性的各種薄膜。實施例1(保護膜M1&M2)實施例1的保護膜M1&M2通過離子鍍形成。把3×10-2Pa壓強的氧氣引入真空薄膜形成系統(tǒng)，并且通過襯底加熱器把玻璃襯底分別加熱到350℃和400℃，形成每個保護膜M1和M2。薄膜形成速度是1nm/s。對高頻線圈施加1.5kW的高頻。對襯底施加100～400kV的負(fù)DC偏壓。
通過B.E.T法根據(jù)Kr氣體吸收測量保護膜的比表面積，保護膜M1的比表面積為9.5m2/g和M2的比表面積為7.5m2/g。兩個保護膜M1和M2保持理想的比表面積，從而用作圖1a和1b中的下層保護膜5。實施例2(保護膜M3&M4)實施例2的保護膜M3和M4通過電子束蒸汽沉積形成。引入1×10-2Pa壓強的氧氣，并對玻璃襯底分別加熱到350℃和400℃，形成每個保護膜M1和M2。薄膜形成速度是1nm/s。
通過B.E.T法根據(jù)Kr氣體吸收測量比表面積，保護膜M3的比表面積為6.5m2/g和M4的比表面積為4.5m2/g。兩個保護膜M3和M4保持理想的比表面積，從而用下層保護膜5。實施例3(保護膜M5&M6)實施例3的保護膜M5&M6通過離子鍍形成。把2×10-2Pa壓強的氧氣引入真空薄膜形成系統(tǒng)，并且通過襯底加熱器或通過輻射包含紅外線的光束把玻璃襯底加熱到200℃，形成0.5μm厚的保護膜M5。并且然后，對玻璃襯底進一步加熱到250℃，形成0.1μm厚的保護膜M6。每個過程中的薄膜形成速度為1nm/s。對高頻線圈施加0.5至1.5kW的高頻。對襯底施加100～800kV的負(fù)DC偏壓。
通過B.E.T法根據(jù)Kr氣體吸收測量保護膜的比表面積，保護膜M5的比表面積為105.3m2/g和M6的比表面積為95.3m2/g。兩個保護膜M5和M6保持理想的比表面積，從而用作上層保護膜6。
在一個比表面積超過100m2/g的保護膜上，有利于柱狀結(jié)構(gòu)生長，從襯底的界面向薄膜表面延伸。在此類薄膜的情況下，薄膜中的濕氣可以通過真空加熱很容易地消除。例如，因為薄膜中80～90％的濕氣通過在350℃下真空加熱3小時而消除，所以滯留的濕氣不會導(dǎo)致薄膜用作PDP保護膜中的應(yīng)用困難。實施例4(保護膜M7、M8&M9)實施例4的保護膜M7、M8和M9通過電子束蒸汽沉積形成。引入3×10-2Pa壓強的氧氣，并對玻璃襯底分別加熱到150℃、200℃和250℃，形成每個保護膜M7、M8和M9。薄膜形成速度是1～3nm/s。所得薄膜厚度為0.8μm。
通過B.E.T法根據(jù)Kr氣體吸收測量保護膜的比表面積，保護膜M7、M8和M9的比表面積分別為55.7、36.8和25.5m2/g。所有的保護膜M7、M8和M9保持理想的比表面積，從而用上層保護膜6。
下保護膜5如下形成。把3×10-2Pa壓強的氧氣引入真空薄膜形成系統(tǒng)，并且通過襯底加熱器或通過輻射包含紅外線的光束把玻璃襯底加熱到330℃，以1μm/s的速度形成薄膜。薄膜的厚度為3μm。在薄膜形成過程中，對高頻線圈施加0.5～1.5kW的高頻。對襯底施加100～800kV的負(fù)DC偏壓。
然后，如下形成上保護膜6。把5×10-2Pa壓強的氧氣引入真空薄膜形成系統(tǒng)，并且通過襯底加熱器或通過輻射包含紅外線的光束把玻璃襯底加熱到210℃，以1～3μm/s的速度形成薄膜。薄膜的厚度為0.5μm。在薄膜形成過程中，對高頻線圈施加0.5～1.5kW的高頻。對襯底施加100～800kV的負(fù)DC偏壓。
通過B.E.T法根據(jù)Kr氣體吸收測量保護膜的比表面積，保護膜M10的比表面積為18.5m2/g。保護膜M10保持理想的比表面積，從而用作圖1a和1b中所示的下保護膜5和上保護膜6。
接下來解釋PDP保護膜的放電特性。圖2是用于測量二次電子發(fā)射系數(shù)的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。二次電子發(fā)射系數(shù)是一個與PDP的放電特性密切相關(guān)的參數(shù)。
Ne離子束13輻射到由MgO制成的形成在不銹鋼襯底11上的保護膜12表面上，從而導(dǎo)致二次電子15的發(fā)射，并且二次電子15被安裝在保護膜11前面的集電極14會集。從產(chǎn)生于集電極14的電流中獲得二次電極發(fā)射率。
另一方面，在集電極14和不銹鋼襯底11之間施加偏壓Vc，使得集電極變?yōu)檎龢O，并且因此會集所有從保護膜MgO 12發(fā)射的二次電子15。當(dāng)施加給電極14的電壓Vc增大時，調(diào)節(jié)可變電阻16，并當(dāng)二次電子發(fā)射已經(jīng)飽和時，認(rèn)做該時刻的電壓為二次電子發(fā)射系數(shù)。為了測量二次電子發(fā)射特性，以500eV的加速能量輻射Ne離子束。
圖3是一個測量結(jié)果的實例，表示二次電子發(fā)射特性隨時間的變化。待測樣品做成在不銹鋼襯底11上具有實施例1的保護膜M2和實施例3的保護膜M6。在圖表中，曲線“A”代表保護膜M6的結(jié)果，曲線“B”代表保護膜M2的結(jié)果。
可以理解，保護膜M6的二次電子發(fā)射特性優(yōu)于保護膜M2的情形。兩薄膜的結(jié)晶度通過X射線衍射測量來檢查，并且發(fā)現(xiàn)晶粒在保護膜M6上的生長多于保護膜M2上的生長。因為需要PDP保護膜具有較大的二次電子發(fā)射特性，所以可以理解保護膜M6做為保護膜材料顯示出優(yōu)良的結(jié)晶度。
圖4總結(jié)了下保護膜5和上保護膜6的特性。需要保護膜具有較高的結(jié)晶度、較小的比表面積、較大的二次電子發(fā)射系數(shù)和較厚的膜厚。由單層組成的常規(guī)的保護膜不能滿足表中所有的要求。根據(jù)本發(fā)明，由兩層薄膜、即下保護膜5和上保護膜2組成的保護膜可以滿足表中圓環(huán)給出的每一項。
如上所述，利用本發(fā)明的保護膜做為AC型PDP的保護膜產(chǎn)生可以實現(xiàn)穩(wěn)定的二次電子發(fā)射系數(shù)的效果。另外，組裝板的過程中的脫氣條件可以簡化。
權(quán)利要求
1.一種等離子體顯示板，顯示板具有配置有顯示電極的前面板和配置有地址電極的后面板，并通過促使在前后面板之間形成的放電空間放電而顯示圖象，其特征在于安裝在前面板放電側(cè)的保護膜包括兩層，一層是由高放電特性的材料制成的上層(外層)，另一層是由低吸水特性的材料制成的下層(內(nèi)層)。
2.一種等離子體顯示板，顯示板具有配置有顯示電極的前面板和配置有地址電極的后面板，并通過促使在前后面板之間形成的放電空間放電而顯示圖象，其特征在于所述前面板配置一個這樣的保護膜，保護膜包括以單位重量計有不同的比表面積的兩層，上層和下層，形成的所述上層具有較大的比表面積和較小薄膜厚度，形成的所述下層具有較小的比表面積和比上層厚的薄膜厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體顯示板，其特征在于所述上層形成的材料層具有不小于20m2/g的比表面積，以轉(zhuǎn)換成每1g的保護膜計，并且膜的厚度不大于1μm，所述下層形成的材料層具有不大于10m2/g的比表面積，以轉(zhuǎn)換成每1g的保護膜計，并且膜的厚度不小于1μm。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的等離子體顯示板，其特征在于至少保護膜的所述上層由包含做為主要成份的氧化鎂的薄膜制成。
5.如權(quán)利要求1所述的等離子體顯示板，其特征在于形成的所述保護膜覆蓋安裝在所述前面板上的電介質(zhì)層。
6.如權(quán)利要求1所述的等離子體顯示板，其特征在于形成的所述保護膜覆蓋安裝在所述前面板上的顯示電極。
全文摘要
提供了一種等離子體顯示板(PDP)，由配置有顯示電極(8)的前面板(10)和配置有地址電極(3)的后面板(4)組成，通過促使在前后面板之間形成的放電空間放電而顯示圖象；其特征在于提供由金屬氧化物制成的兩層保護膜(5，6)，保護膜覆蓋安裝在前面板(10)上的電介質(zhì)層(7)；外側(cè)、即上層(6)形成的材料層具有不小于20m
文檔編號H01J11/22GK1392580SQ0210642
公開日2003年1月22日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月19日
發(fā)明者梶山博司, 加藤明, 鬼澤賢一, 峯村哲郎, 上谷一夫, 井原靖, 瀧川志朗, 能勢功一, 慶本勲, 小泉康浩 申請人:株式會社日立制作所