PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69834288T2 03.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000860849
Titel Plasma-Anzeigetafel hoher Lichtstärke und hohen Leuchtwirkungsgrades
Anmelder Pioneer Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ueoka, Mitsuo, Minato-ku, Tokyo, JP;
Okajima, Tetsuji, Minato-ku, Tokyo, JP
Vertreter Betten & Resch, 80333 München
DE-Aktenzeichen 69834288
Vertragsstaaten DE, FR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.02.1998
EP-Aktenzeichen 981028889
EP-Offenlegungsdatum 26.08.1998
EP date of grant 26.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse H01J 17/49(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Plasmabildschirm und insbesondere auf einen Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm mit hoher Lichtstärke und hoher Lichtausbeute.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Der Plasmabildschirm sendet durch eine Gasentladung Ultraviolettlicht aus, wobei das Ultraviolettlicht eine Phosphorschicht erregt, um sichtbares Licht zu erzeugen. Wenn das Ultraviolettlicht die Phosphorschicht selektiv erregt, bildet das sichtbare Licht auf dem Bildschirm ein Bild. Die Gasentladung findet entweder wegen Wechselstrom oder wegen Gleichstrom statt, wobei die Plasmaanzeigeeinheiten dementsprechend in zwei Gruppen aufgegliedert werden. Der Wechselstrom-Plasmabildschirm ist in Bezug auf Lichtstärke, Lichtausbeute und Haltbarkeit besser als der Gleichstrom-Plasmabildschirm. Insbesondere ein reflektierender Wechselstrom-Plasmabildschirm ist in Bezug auf diese Eigenschaften überlegen.

1 veranschaulicht ein typisches Beispiel eines reflektierenden Wechselstrom-Plasmabildschirms. Der reflektierende Wechselstrom-Plasmabildschirm des Standes der Technik umfasst größtenteils eine Vorderseiten-Substratstruktur 1 und eine Rückseiten-Substratstruktur 2. Die Vorderseiten-Substratstruktur 1 ist von der Rückseiten-Substratstruktur 2 beabstandet, wobei den Spalt zwischen der Vorderseiten-Substratstruktur 1 und der Rückseiten-Substratstruktur 2 Entladungsgas füllt.

Die Vorderseiten-Substratstruktur 1 enthält ein transparentes Vorderseitensubstrat 1a, Entladungselektroden 1b, die an einer Innenfläche des Vorderseitensubstrats 1a angeordnet sind, und eine transparente dielektrische Schicht 1c, die die Entladungselektroden 1b überdeckt. Die transparente dielektrische Schicht 1c ist mit einer (nicht gezeigten) Schutzschicht aus Magnesiumoxid überdeckt und im Bereich von 0,5 Mikrometer bis 1 Mikrometer dick. Die Schutzschicht verringert die Entladungsspannung und verhindert, dass die transparente dielektrische Schicht 1c während des Brennens zerstäubt. Die Entladungselektroden 1b verlaufen in einer Richtung orthogonal zu dem Papier, auf dem 1 gezeichnet ist. Jede der Entladungselektroden 1b ist durch eine transparente Elektrode 1d realisiert, wobei auf der transparenten Elektrode 1d eine Buselektrode 1e laminiert ist. Die Buselektrode 1e ist schmaler als die transparente Elektrode 1d und ein Teil der transparenten Elektrode 1d ist mit der Buselektrode 1e überdeckt. Die Entladungselektrode 1b ist von den angrenzenden Entladungselektroden 1b beabstandet, wobei den Platz dazwischen der Entladungsspalt 1f einnimmt.

Andererseits enthält die Rückseiten-Substratstruktur 2 ein Rückseitensubstrat 2a, Datenelektroden 2b, die an der Innenfläche des Rückseitensubstrats 2a angeordnet sind, eine weiße dielektrische Schicht 2c, die die Datenelektroden 2b überdeckt, und eine Phosphorschicht 2d, die auf der weißen dielektrischen Schicht 2c laminiert ist. Die Datenelektroden 2b verlaufen in einer Richtung orthogonal zu den Entladungselektroden 1b. Obgleich dies in 1 nicht gezeigt ist, sind auf der weißen dielektrischen Schicht 2c Trennwände gebildet, die parallel zu den Datenelektroden 2b verlaufen, um Entladungszellen 3 zu definieren. Die Trennwände verhindern, dass die Entladungszellen 3 fehlzünden und übersprechen. Die Oberseiten der Trennwände sind schwarz gefärbt und die schwarze Antireflexionsschicht ist wirksam gegen die Reflexion von auffallendem Licht, das durch das Vorderseitensubstrat 1a geht.

Es wird erwartet, dass die Elektroden 1d nicht aus transparentem Material wie etwa aus Zinnoxid (SnO2) oder Indium-Zinn-Oxid (ITO) gebildet sind. Das transparente Material weist keinen kleinen Flächenwiderstand auf. Wenn der Plasmabildschirm des Standes der Technik so konstruiert ist, dass er einen breiten Bildschirm oder einen hochauflösenden Bildschirm besitzt, stellt das Impulssignal an den Entladungselektroden 1b einen großen Widerstand in der Größenordnung von mehreren zehn Kiloohm fest, wobei es einige Entladungszellen an den Enden der Entladungselektroden 1b kaum zündet. Um den Widerstand entlang der Entladungselektroden 2b zu verringern, bildet eine dünne Verbundlage aus Chrom/Kupfer/Chrom oder eine dünne Aluminiumlage einen Teil der transparenten Elektrode 1d oder wird als die Buselektrode 1e eine dicke Silberlage verwendet.

Die transparente dielektrische Schicht 1c überdeckt die Entladungselektroden 1b und setzt einen Grenzwert an die Stärke des Stroms fest. Die transparente dielektrische Schicht 1c ist aus einer Masse gebildet, die hauptsächlich aus niedrig schmelzendem Flintglas besteht. Das niedrig schmelzende Flintglas erzeugt für die dielektrische Schicht 1c eine hohe Spannungsfestigkeit und wird leicht zu einer vorgegebenen Konfiguration geformt. Die Entladungselektroden 1b und die freiliegende Innenfläche des Vorderseitensubstrats 1a sind mit der Masse beschichtet, wobei die Masseschicht bei einer bestimmten Temperatur gebrannt wird, die höher als der Erweichungspunkt des Flintglases ist. Die Masse wird während des Brennens zurückfließen gelassen und bildet die glatte transparente dielektrische Schicht 1c mit einer Dicke von 20 Mikrometern bis 40 Mikrometern ohne Blasen.

Wie hier zuvor beschrieben wurde, ist die transparente dielektrische Schicht 1c mit einer (nicht gezeigten) Schutzschicht überdeckt, wobei eine dünne Lage aus Magnesiumoxid oder eine dicke Lage aus Magnesiumoxid als die Schutzschicht dient. Die Schutzschicht hat eine Dicke im Bereich von 0,5 Mikrometern bis 1 Mikrometer. Die dünne Lage aus Magnesiumoxid wird durch eine Verdampfung oder durch ein Zerstäuben gebildet, während die dicke Lage aus Magnesiumoxid durch einen Druckprozess oder durch eine Sprühtechnik gebildet wird. Die Schutzschicht verringert die Entladungsspannung und verhindert, dass die dielektrische Schicht 1c während des Brennens zerstäubt.

Andererseits werden das niedrig schmelzende Flintglas und das weiße Pigment zu einer Masse gemischt. Typische Beispiele des weißen Pigments sind Titanoxidpulver und Aluminiumoxidpulver. Die Masse wird über die Datenelektroden 2b gedruckt und die Masseschicht so gebrannt, dass die weiße dielektrische Schicht 1c gebildet wird.

Die Masse wird auf die weiße dielektrische Schicht 2c für die Trennwände gedruckt. Metalloxidpulver wie etwa Eisen, Chrom oder Nickel wird mit dem niedrig schmelzenden Glas gemischt, um eine Masse zu bilden, und die Masse auf die Oberseiten der Trennwände gedruckt. Wenn die Masse gebrannt wird, färbt das Metalloxidpulver die Oberseiten der Trennwände.

Die Phosphorschicht 2d wird in den drei Grundfarben, d. h. rot, grün und blau, gefärbt. Die drei Grundfarben werden jeweils durch Siebdruck gedruckt und beide Seitenflächen ferner so in die drei Grundfarben gefärbt, dass der gefärbte Bereich vergrößert wird. Der vergrößerte gefärbte Bereich verbessert die Lichtstärke.

Wenn die Vorderseiten-Substratstruktur 1 und die Rückseiten-Substratstruktur 2 fertig gestellt sind, wird die Vorderseiten-Substratstruktur 1 der Rückseiten-Substratstruktur 2 in der Weise entgegengesetzt, dass die Entladungselektroden 1b orthogonal zu den Datenelektroden 2b gemacht werden, und durch die Trennwände miteinander verbunden. In den Spalt zwischen der Vorderseiten-Substratstruktur 1 und der Rückseiten-Substratstruktur 2 wird bei 6,65·10–4 Pa (500 Torr) das Entladungsgas eingeschlossen. Das Entladungsgas ist beispielhaft ein gasförmiges Gemisch aus He, Ne und Xe.

Jede der Entladungszellen 3 ist durch zwei angrenzende Entladungselektroden 1b definiert. Zwischen den angrenzenden Entladungselektroden 1b wird abwechselnd ein Impulssignal mit mehreren zehn kHz bis mehreren hundert kHz angelegt, wobei in den Entladungszellen 3 selektiv die Oberflächenentladung stattfindet. In den ausgewählten Entladungszellen 3 wird ein Plasma erzeugt und Ultraviolettlicht auf die Phosphorschicht 2d ausgesendet. Das Ultraviolettlicht regt die in den drei Grundfarben gefärbte Phosphorschicht 2d an, wobei von der Phosphorschicht 2d durch die Vorderseiten-Substratstruktur 1 sichtbares Licht nach außen ausgesendet wird.

Die zwei angrenzenden Entladungselektroden 1b dienen als eine Scan-Elektrode und als eine Sustain-Elektrode. Um die zu zündenden Entladungszellen auszuwählen, wird zwischen die Scan-Elektroden und die Datenelektroden 2b selektiv ein Potential angelegt, wobei das Impulssignal zwischen der Scan-Elektrode und der Sustain-Elektrode wiederholt angelegt wird, um die Oberflächenentladung fortzusetzen.

Eines der technischen Ziele des Oberflächenentladungs-Plasmabildschirms ist eine hohe Lichtstärke und ein weiteres eine hohe Lichtausbeute oder ein niedriger Leistungsverbrauch. Ein nochmals weiteres technisches Ziel ist es, eine unerwünschte Reflexion von auffallendem Licht zu beschränken. Um die technischen Ziele zu erreichen, sind die folgenden Verbesserungen vorgeschlagen worden. In der folgenden Beschreibung wird der in 1 gezeigte Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm des Standes der Technik als ein "Basis-Plasmabildschirm" bezeichnet.

Im Folgenden werden zwei Oberflächenentladungs-Plasmabildschirme des Standes der Technik eingeführt, die beide auf die Verbesserung der Lichtausbeute gerichtet sind. Der erste Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik ist in der japanischen Patentveröffentlichung der ungeprüften Anmeldung Nr. 8-250029 offenbart, die eine Abwandlung des Basis-Plasmabildschirms ist. Der erste Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik unterscheidet sich von dem Basis-Plasmabildschirm dahingehend, dass die Dicke der dielektrischen Schicht 2c teilweise vergrößert ist. Ausführlich ist die Buselektrode 1e ähnlich wie die in 1 gezeigte Buselektrode 1e von der Mittellinie der zugeordneten transparenten Elektrode 1d zu der gegenüberliegenden Seite zu der Kante versetzt, die den Entladungsspalt 1f definiert, wobei die transparente dielektrische Schicht 1c über der Buselektrode 1e dicker als der verbleibende Abschnitt zwischen dem Entladungsspalt 1f und der Buselektrode 1e ist. Die dicken Abschnitte begrenzen die Oberflächenentladung zwischen dem Entladungsspalt und den Buselektroden 1e und es wird erwartet, dass der erste Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik eine hohe Lichtausbeute und einen niedrigen Leistungsverbrauch erzielt.

Allerdings kann der erste Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik keine hohe Lichtstärke erzielen. Die niedrige Lichtstärke wird aus der Rekombination von Ionen und Elektronen an der Oberfläche der dicken Abschnitte abgeleitet. Die Erscheinung ist analog einem dielektrischen Körper, der in einen Entladungsraum eingesetzt ist. Darüber hinaus kann der Hersteller die Dicke der dicken Abschnitte nicht ausreichend erhöhen, da das Flintglas während des Rückfließens von den dicken Abschnitten in den verbleibenden Abschnitt fließt. Das Rückfließen ist wegen des Entleerens von Blasen aus der dielektrischen Schicht 2c unvermeidlich. Somit neigen die dicken Abschnitte dazu, dünner als die Zieldicke zu sein, wobei die Oberflächenentladung über die durch die dicken Abschnitte erzeugte Grenze hinaus verbreitert wird. Im Ergebnis kann der erste Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik den elektrischen Leistungsverbrauch nicht auf den zu erwartenden Umfang verringern.

Der zweite Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik ist in der japanischen Patentveröffentlichung der ungeprüften Anmeldung Nr. 8-315735 offenbart. Der zweite Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik besitzt Entladungselektroden mit der Schichtstruktur ähnlich den Entladungselektroden 1b des Basis-Plasmabildschirms. Die Entladungselektrode ist in Sub-Elektroden unterteilt, wobei die Sub-Elektroden die Oberflächenentladung zu verschiedenen Zeiten starten. Die in dem zweiten Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik genutzte Zeitsteuerung verringert wirksam den Spitzenstrom. Allerdings ist sie nicht wirksam gegen Entladungsverlust und wird die Lichtausbeute nicht verbessert. Somit können sowohl der erste als auch der zweite Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik keine hohe Lichtausbeute erzielen.

Im Folgenden werden weiter zwei Oberflächenentladungs-Plasmabildschirme des Standes der Technik eingeführt. Der dritte und der vierte Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik sind auf eine Verringerung der Reflexion gerichtet, ohne die Lichtstärke zu opfern. Der Basis-Plasmabildschirm beschränkt die Reflexion auffallenden Lichts durch Beschichtung der Oberseite der Trennwand mit der schwarzen Antireflexionsschicht, da die Reflexion auffallenden Lichts für den Kontrast auf dem Bildschirm unerwünscht ist. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Reflexion auffallenden Lichts ohne Verringerung der Lichtstärke des von den Entladungszellen ausgesendeten sichtbaren Lichts zu beschränken.

Um das technische Ziel zu erreichen, ist in dem Plasmabildschirm wie in 2 gezeigt ein Farbfilter 4 vorgesehen. Die weiteren Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, die aus Gründen der Einfachheit ohne ausführliche Beschreibung entsprechende Komponenten des Basis-Plasmabildschirms bezeichnen. Das Farbfilter 4 ist selektiv in den drei Grundfarben gefärbt und besitzt dementsprechend rote Bereiche, blaue Bereiche und grüne Bereiche. Der rote Bereich, der blaue Bereich, der rote Bereich und der grüne Bereich lassen jeweils rotes Licht, blaues Licht und grünes Licht durch, das von den Entladungszellen 3 ausgesendet wird. Das Farbfilter 4 ist wie in 2 gezeigt auf die Vorderseiten-Substratstruktur 1 laminiert oder die transparente dielektrische Schicht 1c ist so gefärbt, dass sie als das Farbfilter 4 dient.

Ein typisches Beispiel der gefärbten semitransparenten dielektrischen Schicht 1c ist in der japanischen Patentveröffentlichung der ungeprüften Anmeldung Nr. 4-36930 offenbart, wobei der darin offenbarte Plasmabildschirm im Folgenden als ein "dritter Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik" bezeichnet wird. Die japanische Patentveröffentlichung der ungeprüften Anmeldung schlägt vor, die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht 1c wie folgt zu bilden. Zunächst werden drei Arten von Filtermasse vorbereitet. Drei Arten von Pigment für die drei Farben werden einzeln mit niedrig schmelzendem Flintglas, Bindemittel und organischem Lösungsmittel gemischt. Daraufhin werden die drei Arten der Filtermasse erhalten. Die drei Arten der Filtermasse werden getrennt durch Siebdruck über die Innenfläche des transparenten Vorderseitensubstrats und die Entladungselektroden 1b gedruckt. Mit anderen Worten, der Siebdruck wird für die drei Grundfarben dreimal wiederholt. Im Ergebnis bilden die roten Bereiche, die rote Filtermasse, die blaue Filtermasse und die grüne Filtermasse die Bereiche roter Masse, die Bereiche blauer Masse und die Bereiche grüner Masse, wobei den Platz zwischen den Bereichen roter Masse, den Bereichen blauer Masse und den Bereichen grüner Masse die Grenzen einnehmen.

Die Filtermasse wird gesintert oder gebrannt, um die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht 1c zu bilden. Die drei Arten Pigment müssen einen Hochtemperatur-Sinterprozess bei 500 Grad bis 600 Grad Celsius aushalten, wobei die drei Arten Pigment aus diesem Grund aus anorganischen Materialien ausgewählt werden. Typische Beispiele sind wie folgt.

Pigment für die rote Farbe: Fe2O3-System

Pigment für die blaue Farbe: CoO-Al2O3-System

Pigment für die grüne Farbe: CoO-Al2O3-Cr2O3-System.

Die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht 1c ist einfach. Allerdings neigen die Bereiche roter Masse, die Bereiche blauer Masse und die Bereiche grüner Masse, wenn der Siebdruck dreimal wiederholt wird, dazu, leicht getrennt und/oder teilweise miteinander überlappt zu werden, wobei entlang der Grenzen zwischen den roten Bereichen, den blauen Bereichen und den grünen Bereichen Spalte und Stufen auftreten. Die Spalte und Stufen veranlassen einen dielektrischen Durchschlag und haben einen unerwünschten Einfluss auf die Bildung der schwarzen Antireflexionsschicht. Somit stellt der dritte Oberflächenentladungs-Plasmaentladungsbildschirm des Standes der Technik ein Problem in Bezug auf die Flachheit der gefärbten semitransparenten dielektrischen Schicht 1c fest.

Die japanische Patentveröffentlichung der ungeprüften Anmeldung Nr. 7-21924 schlägt eine Lösung für das dem dritten Oberflächenentladungs-Plasmaentladungsbildschirm des Standes der Technik innewohnende Problem vor. Der in der japanischen Patentveröffentlichung der ungeprüften Anmeldung Nr. 7-21924 offenbarte Plasmaentladungsbildschirm wird im Folgenden als ein "vierter Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik" bezeichnet. Die Innenfläche des Vorderseitensubstrats und die Entladungselektroden 1b werden ähnlich dem dritten Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik mit den Masseschichten für die drei Grundfarben überdeckt und die Masseschichten mit einer niedrig schmelzenden Flintglas-Masseschicht überdeckt. Die Masseschichten für die drei Grundfarben und die niedrig schmelzende Flintglas-Masseschicht werden gesintert, um die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht 1c zu bilden, die mit der niedrig schmelzenden Flintglasschicht überdeckt ist. Die niedrig schmelzende Flintglasschicht erzeugt trotz der Spalte und der Stufen eine glatte Oberfläche. Somit löst der vierte Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik das dem dritten Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik innewohnende Problem. Allerdings stellt die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht, die mit der niedrig schmelzenden Flintglasschicht überdeckt ist, eine ernste Verringerung der Lichtstärke fest.

Ausführlich hat das Pigment einen anderen Brechungsindex als die niedrig schmelzende Flintglasschicht, wobei die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht das auffallende Licht streut. Dies führt zur Verringerung des Transmissionsgrads paralleler Strahlen. Der Transmissionsgrad paralleler Strahlen repräsentiert das Verhältnis der Lichtstärke zwischen parallelem auffallenden Licht und parallelem Transmissionslicht, wobei das gestreute Licht weggelassen wird. Wenn äußeres Licht auf die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht auffällt, findet die Rückstreuung statt und macht den Bildschirm weiß. Darüber hinaus wird durch das reflektierte Licht in dem gefärbten Bereich ein schwarzes Bild beeinflusst, wobei ein Nutzer fühlt, dass das schwarze Bild seltsam ist. Außerdem wird das von den Entladungszellen emittierte Licht durch die gefärbte semitransparente dielektrische Schicht beeinflusst und die Lichtstärke verringert.

Falls auf die Vorderseiten-Substratstruktur wie in 2 gezeigt ein dünnes Farbfilter laminiert ist, das anorganische Pigmentpartikel enthält, wird die Lichtstärke eher als in dem vierten Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik verbessert. Allerdings macht das dünne Farbfilter über den Buselektroden 1e die Spannungsfestigkeit der transparenten dielektrischen Schicht 1c niedrig, wobei die transparente dielektrische Schicht 1c dazu neigt, während der Entladung zu versagen. Dies führt dazu, dass auf dem Bildschirm ein mangelhaftes Bild erzeugt wird. Darüber hinaus veranlasst der Ausfall der transparenten dielektrischen Schicht 1c eine Zunahme der Entladungsspannung, wobei die Buselektroden 1e in Stücke zerlegt werden.

Um den Ausfall der transparenten dielektrischen Schicht 1c zu verhindern, kann die Dicke der transparenten dielektrischen Schicht 1c über den Buselektroden 1e teilweise erhöht werden. Die transparente dielektrische Schicht 1c wird üblicherweise aus dem niedrig schmelzenden Flintglas gebildet, wobei die große Dielektrizitätskonstante die Entladungsspannung niedrig macht. Falls die transparente dielektrische Schicht 1c auf wenigstens 30 Mikrometer erhöht wird, kann die dicke transparente dielektrische Schicht 1c die Oberflächenentladung von den Buselektroden 1e beseitigen. Allerdings ermöglicht der Rückflussprozess nicht, dass die transparente dielektrische Schicht dick genug ist, um die Oberflächenentladung der Buselektroden 1e zu verhindern. Aus diesem Grund leidet der Oberflächenentladungs-Plasmaentladungsbildschirm des Standes der Technik mit dem Farbfilter an einer schlechten Haltbarkeit, obgleich das Farbfilter die Lichtstärke verbessert.

Zusammengefasst verbessert der in dem ersten Oberflächenentladungs-Plasmabildschirim des Standes der Technik vorgeschlagene dicke Abschnitt die Lichtstärke beträchtlich. Allerdings ist der dicke Abschnitt nicht wirksam gegen die niedrige Lichtausbeute und wegen des Rückflusses nicht reproduzierbar. Die in dem zweiten Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik vorgeschlagenen Entladungs-Sub-Elektroden verringern den Spitzenwert des Entladungsstroms. Allerdings sind die Entladungs-Sub-Elektroden nicht wirksam gegen den Leistungsverbrauch, wobei der zweite Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik in Bezug auf die Lichtausbeute nicht verbessert ist. Sowohl der erste als auch der zweite Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik bilden kaum einen breiten, hoch aufgelösten Anzeigebereich.

Die in dem dritten Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik vorgeschlagenen Farbfilter verbessern den Kontrast. Allerdings leiden die Farbfilter an dem dielektrischen Durchschlag. Obgleich die transparente dielektrische Schicht über den Filtern gegen den dielektrischen Durchschlag wirksam ist, ist die Lichtstärke verringert.

Das Dokument JP 08-315735 A offenbart einen Plasmabildschirm gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die in diesem Plasmabildschirm des Standes der Technik vorgeschlagenen Schlitze sollen in die Auslösungen der Entladung eine Zeitverzögerung einführen, um den Spitzenstrom zu verringern. Somit findet die Entladung an der Buselektrode statt, was die Lichtstärke und die Lichtausbeute verringert.

Als weiterer Stand der Technik wird auf JP 08-250029 A sowie auf EP 0782167 A2 Bezug genommen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Somit ist es eine wichtige Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Plasmabildschirm zu schaffen, der hohe Lichtstärke, hohe Lichtausbeute und gute Reproduzierbarkeit erzielt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Plasmabildschirm gelöst, wie er in Anspruch 1 definiert ist. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen definiert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Merkmale und Vorteile des Plasmabildschirms werden deutlicher verständlich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, in der:

1 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur des reflektierenden Wechselstrom-Plasmabildschirms des Standes der Technik zeigt;

2 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur des Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Vollfarb-Plasmabildschirms des Standes der Technik zeigt;

3 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur eines Plasmabildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

4 eine Unteransicht ist, die die in den transparenten Elektroden gebildeten Schlitze zeigt;

5 eine Unteransicht ist, die eine Abwandlung der vorderen Substratstruktur zeigt;

6 eine Unteransicht ist, die die Anordnung der transparenten Elektroden und der Buselektroden zeigt, die Teile eines weiteren Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaentladungsbildschirms gemäß einem Beispiel bilden, das lediglich zu Veranschaulichungszwecken dient, aber keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

7 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur eines abermals weiteren Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaentladungsbildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

8 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur eines nochmals weiteren Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaentladungsbildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

9 eine Unteransicht ist, die die Schlitze zeigt, die in den transparenten Elektroden gebildet sind, die in dem in 8 gezeigten Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm enthalten sind;

10 eine Unteransicht ist, die eine Abwandlung des Schlitzmusters zeigt;

11 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur eines weiteren Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und

12 eine Querschnittsansicht ist, die die Struktur eines weiteren Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirms gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Erste Ausführungsform

Anhand von 3 der Zeichnung umfasst ein Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm, der die vorliegende Erfindung verkörpert, zum größten Teil eine hintere Substratstruktur 21, eine vordere Substratstruktur 22 und ein Entladungsgas 23, das in dem Spalt zwischen der hinteren Substratstruktur 21 und der vorderen Substratstruktur 22 eingeschlossen ist. An der vorderen Substratstruktur 22 ist ein Anzeigebereich gebildet, wobei der Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm auf dem Anzeigebereich ein Bild bildet.

Die hintere Substratstruktur 21 enthält ein Glassubstrat 21a, eine Vielzahl von Datenelektroden 21b, die parallel auf dem Glassubstrat 21a verlaufen, eine weiße dielektrische Schicht 21c, die die Datenelektroden 21b überdeckt, (nicht gezeigte) Trennwände, die auf der weißen dielektrischen Schicht 21c strukturiert sind, und eine Phosphorschicht 21d, die die weiße dielektrische Schicht 21c überdeckt. Die Trennwände sind mit einer Schrittweite von 350 Mikrometern in einer Richtung orthogonal zu den Datenelektroden 21b parallel angeordnet und haben eine Breite von 80 Mikrometern. Die Trennwände sind zwischen den Datenelektroden 21b positioniert und in 3 nicht gezeigt. Die Phosphorschicht 21d ist geeignet gefärbt.

Andererseits enthält die vordere Substratstruktur 22 ein transparentes Glassubstrat 22a, eine Mehrzahl von transparenten Elektroden 22b, die auf der Innenfläche des transparenten Glassubstrats 22a gebildet sind, und Metallbuselektroden 22c, die auf den transparenten Elektroden 22b laminiert sind. Die transparenten Elektroden 22b sind von den angrenzenden transparenten Elektroden 22b beabstandet, wobei den Platz dazwischen ein Entladungsspalt 22d einnimmt. Die Metallbuselektrode 22c ist am seitlichen Umfang der transparenten Elektrode 22b dem Entladungsspalt 22d gegenüberliegend angeordnet. Die transparenten Elektroden 22b und die Datenelektroden 22c definieren Entladungszellen 24.

Die vordere Substratstruktur 22 enthält ferner eine transparente dielektrische Schicht 22e, die die Elektrodenpaare 22b überdeckt. Die transparente dielektrische Schicht 22e enthält keine Blasen und ist 25 Mikrometer dick. Die transparente dielektrische Schicht 22e wird wie folgt gebildet. Niedrig schmelzende Glasmasse wird durch Siebdruck über die Elektrodenpaare 22b gedruckt und um 570 Grad Celsius gesintert, um die transparente dielektrische Schicht 22e zu bilden. Das transparente Glas wird während des Sinterns rückfließengelassen, wobei Blasen aus der transparenten dielektrischen Schicht 22e entleert werden.

Ferner enthält die vordere Substratstruktur 22 eine poröse dielektrische Schicht 22f, die auf der Unterseite der transparenten dielektrischen Schicht 22e gebildet ist. Die poröse dielektrische Schicht 22f hat eine Dicke im Bereich von 5 Mikrometern bis 50 Mikrometern. Die Dicke der porösen dielektrischen Schicht 22f liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 20 Mikrometern.

Die poröse dielektrische Schicht 22f wird durch den folgenden Prozess gebildet. Zunächst wird Aluminiumoxidpulver und/oder Magnesiumoxidpulver mit niedrig schmelzendem Bleiglaspulver, Bindemittel und Lösungsmittel gemischt, um eine dielektrische Masse zu erzeugen. Das Pulvergemisch, d. h. das Gemisch zwischen dem Aluminiumoxid/Magnesiumoxid-Pulver und dem niedrig schmelzenden Bleiglaspulver, enthält Aluminiumoxidpulver und/oder Magnesiumoxidpulver zwischen 10 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent. Wenn das niedrig schmelzende Bleiglaspulver 90 Gewichtsprozent übersteigt, wird die dielektrische Schicht 22 dicht und die Porosität für die poröse dielektrische Schicht 22f ungeeignet. Andererseits wird die poröse dielektrische Schicht 22f spröde und neigt dazu, während der Montagearbeit zwischen der vorderen Substratstruktur 22 und der hinteren Substratstruktur 21 zu brechen, wenn das niedrig schmelzende Bleiglaspulver weniger als 50 Gewichtsprozent sind.

Die dielektrische Masse wird unter Verwendung einer Dickschichtdrucktechnik auf der transparenten dielektrischen Schicht 22e gemustert und die Entladungszelle 24 mit dem Muster der dielektrischen Masse umgeben. Wenn der Hersteller die dielektrische Schicht 22f färbt, wird zu dem Pulvergemisch ein anorganisches Pigment beigegeben oder wird ein Teil des Aluminiumoxid/Magnesiumoxid-Pulvers durch das anorganische Pigment ersetzt.

Die dielektrische Masse wird zwischen 480 bis 550 Grad Celsius gesintert und zu der dielektrischen Schicht 22f geformt. Die Sintertemperatur ist niedriger als die Rückflusstemperatur der transparenten dielektrischen Schicht 22e. Aus diesem Grund hat das niedrig schmelzende Bleiglas des Pulvergemischs die gleiche Erweichungstemperatur wie das niedrig schmelzende Glas für die transparente dielektrische Schicht 22e oder ist wenigstens 30 Grad niedriger als sie.

In diesem Fall wird weiter schwarzes anorganisches Pigment in die dielektrische Masse gemischt, wobei die poröse dielektrische Schicht 22f schwarz wird. Die schwarze poröse dielektrische Schicht verhindert die Reflexion auffallenden Lichts und verbessert den Kontrast eines auf dem Anzeigebereich gebildeten Bilds.

Obgleich dies in 3 nicht gezeigt ist, wird über der gesamten Oberfläche der resultierenden Struktur, d. h. der dielektrischen Schicht 22f und der transparenten dielektrischen Schichten 22e, unter Verwendung einer Vakuumverdampfungstechnik Magnesiumoxid abgelagert, wobei die dielektrische Schicht 22f und die transparente dielektrische Schicht 22e mit einer Magnesiumoxidschicht überdeckt werden. Wenn die vordere Substratstruktur 22 mit der hinteren Substratstruktur 21 zusammengesetzt wird, wird der Umfangsbereich einem (nicht gezeigten) Abstandshalter zum Verbinden der vorderen Substratstruktur 22 mit der hinteren Substratstruktur 21 zugewiesen, wobei die Magnesiumoxidschicht ein Hindernis ist. Aus diesem Grund wird der Umfangsbereich während der Vakuumverdampfung maskiert.

Nach dem Zusammenbau zwischen der vorderen Substratstruktur 22 und der hinteren Substratstruktur 21 wird in dem Spalt zwischen der vorderen Substratstruktur 22 und der hinteren Substratstruktur 21 das Entladungsgas eingeschlossen.

In den transparenten Elektroden 22b sind wie in 4 gezeigt Schlitze 22g gebildet. Die Schlitze 22g haben eine Breite im Bereich von 10 Mikrometern bis 100 Mikrometern und vorzugsweise in der Größenordnung von 50 Mikrometern. Die Schlitze 22g sind in einer Richtung DR1 parallel zu dem Entladungsspalt 22d lang gestreckt und in Intervallen angeordnet. Die Schlitze 22g sind eher als der Entladungsspalt 22d näher bei den Metallbuselektroden 22c, wobei die Verbindungsabschnitte 22h durch die Schlitze 22g verengt sind. Um die Metallbuselektroden 22c leicht von den transparenten Elektroden 22b zu unterscheiden, sind sie in den 4 und 5 schraffiert. In der porösen dielektrischen Schicht 22f sind rechteckige Öffnungen 22j gebildet, die sich über den Entladungsspalt 22d einander gegenüberliegend unter den transparenten Elektroden 22b befinden. Die rechteckigen Öffnungen 22j bilden eine Reihe, wobei die Reihe rechteckiger Öffnungen 22j in einer Richtung DR2 orthogonal zu dem Entladungsspalt 22d wiederholt ist. Somit verleihen die rechteckigen Öffnungen 22j der porösen dielektrischen Schicht eine gitterartige Konfiguration. Das gitterartige Muster ist in der Richtung DR2 mit einer Schrittweise von 350 Mikrometern wiederholt und hat eine Breite in der Größenordnung von 80 Mikrometern. Andererseits ist das gitterartige Muster in der Richtung DR1 mit einer Schrittweite von 1050 Mikrometern wiederholt und hat eine Breite im Bereich von 200 Mikrometern bis 400 Mikrometern. Die Verbindungsabschnitte 22h und die Schlitze 22g als Ganzes bilden eine Stoppeinrichtung.

Die poröse dielektrische Schicht 22f überdeckt den Umfang jeder der Entladungszellen, die rotem Licht, grünem Licht oder blauem Licht zugewiesen sind, wobei die zugeordneten Metallbuselektroden 22c über die Verbindungsabschnitte 22h an den vier Ecken des Paars der transparenten Elektroden 22c elektrisch an das Paar der transparenten Elektroden 22b angeschlossen sind.

Die Entladungszellen 24, die dem roten Licht, dem grünen Licht und dem blauen Licht zugewiesen sind, können wie in 5 gezeigt eine Zellengruppe 25 bilden. In diesem Fall sind die Metallbuselektroden 22c über die Verbindungsabschnitte 22h an den vier Ecken des Paars der transparenten Elektroden 22b an das Paar transparenter Elektroden 22b der Zellengruppe 25 angeschlossen. Die Zellengruppe 25 erhöht einen Spielraum des Musters und ist für einen hoch aufgelösten Plasmabildschirm bevorzugt.

Wenn die Entladungszellen 24 gezündet werden, findet die Entladung zuerst über den Entladungsspalt 22d statt, wobei sie sich zu den Buselektroden 22c ausbreitet. Allerdings stellen die Schlitze 22g eine Grenze an den Entladungsbereich ein, wobei die Entladung die Buselektroden 22c nicht erreicht. Mit anderen Worten, die Entladung findet nicht über die poröse dielektrische Schicht unter der Buselektrode 22c statt. Aus diesem Grund werden die transparenten Elektroden 22b über die rechteckigen Öffnungen 22j entladen, wobei die in den rechteckigen Öffnungen 22j begrenzte Entladung die Lichtstärke erhöht.

Darüber wird die unerwünschte Rekombination zwischen Ionen und Elektronen der Entladungszellen 24 verhindert, da sich die Entladung nie unter die poröse dielektrische Schicht 22f ausbreitet. Aus diesem Grund wird die Lichtausbeute verbessert.

Die Entladung findet nicht unter den Buselektroden 22c statt und die Buselektroden 22c werden weniger beschädigt.

Andererseits macht das poröse dielektrische Material die dielektrische Schicht 22f zu einem feinen Muster. Das poröse dielektrische Material hat eine niedrige Dielektrizitätskonstante und ermöglicht, dass der Hersteller die dielektrische Schicht 22f dünn herstellt. Die dünne poröse dielektrische Schicht 22f zerbröckelt kaum während des Sinterns. Darüber hinaus entleert das poröse dielektrische Material während des Sinterns Gas aus der dielektrischen Schicht 22f, wobei der Rückfluss nicht erforderlich ist. Aus diesem Grund kann der Hersteller das poröse dielektrische Material zu einem feinen Muster strukturieren. Im Ergebnis kann der Hersteller die Entladungszellen 24 mit guter Reproduzierbarkeit miniaturisieren.

Zweite Ausführungsform

Übergehend zu 6 der Zeichnung bildet eine vordere Substratstruktur 31 einen Teil einer Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaanzeigeeinheit eines Beispiels, das lediglich zu Vergleichszwecken dient, aber keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die vordere Substratstruktur 31 ist mit einer (nicht gezeigten) hinteren Substratstruktur zusammengesetzt, die der hinteren Substratstruktur 21 entspricht, und dazwischen ist ein Entladungsgas eingeschlossen.

Die vordere Substratstruktur 31 unterscheidet sich von der vorderen Substratstruktur 22 in Bezug auf die Konfiguration der transparenten Elektroden 31a, wobei die weiteren Einzelteile der Einfachheit halber ohne ausführliche Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, die entsprechende Teile der vorderen Substratstruktur 22 bezeichnen.

Die transparenten Elektroden 31a haben eine rechteckige Konfiguration und sind über Verbindungsabschnitte an die Buselektroden 22c angeschlossen. Die transparenten Elektroden 31a sind in Reihen angeordnet, wobei die Reihen transparenter Elektroden 31a elektrisch an die Buselektroden 22c angeschlossen sind. Der Entladungsspalt 22d beabstandet die transparenten Elektroden 31a in einer Reihe von den transparenten Elektroden 31a in der angrenzenden Reihe, wobei zwischen der Reihe transparente Elektroden 31a und der angrenzenden Reihe transparenter Elektroden 31a die Entladung stattfindet. Somit sind die transparenten Elektroden 31a in einer Reihe mit den transparenten Elektroden 31a in der angrenzenden Reihe gepaart.

Die miteinander gepaarten transparenten Elektroden 31a sind über der rechteckigen Öffnung 22j angeordnet, wobei der Umfang der rechteckigen transparenten Elektrode 31a durch 10 Mikrometer bis 80 Mikrometer von dem Umfang der rechteckigen Öffnung 22j beabstandet ist. Der Spalt zwischen dem Umfang der transparenten Elektrode 31a und dem Umfang der Öffnung 22j ist vorzugsweise 50 Mikrometer.

Die Verbbindungsabschnitte 31b haben eine Breite im Bereich von 10 Mikrometern bis 80 Mikrometern, wobei die Breite vorzugsweise in der Größenordnung von 40 Mikrometern liegt. Somit sind die Verbindungsabschnitte 31b schmaler als die rechteckigen transparenten Elektroden 31a, wobei den Platz dazwischen ein Spalt 31c zwischen den angrenzenden Verbindungsabschnitten 31b einnimmt. Der Spalt dient ähnlich dem Spalt 22g und lässt nicht zu, dass die Entladung zwischen den transparenten Elektroden 31a darüber hinausgeht. Die Verbindungsabschnitte 31b, die Buselektroden 22c und die rechteckigen transparenten Elektroden 31a sind mit der transparenten dielektrischen Schicht 22e überdeckt, wobei die poröse dielektrische Schicht 22f die transparente dielektrische Schicht 22e mit Ausnahme der Bereiche unter den rechteckigen transparenten Elektroden 31a überdeckt.

Die Spalte 31c lassen nicht zu, dass die Ladung die Bereiche unter den Buselektroden 22c erreicht, und erzielen eine hohe Lichtstärke und eine hohe Lichtausbeute. Die poröse dielektrische Schicht 22f erzielt ähnliche Vorteile wie die erste Ausführungsform.

Dritte Ausführungsform

Übergehend zu 7 der Zeichnung umfasst ein nochmals weiterer Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaentladungsbildschirm, der die vorliegende Erfindung verkörpert, zum größten Teil eine hintere Substratstruktur 41, eine vordere Substratstruktur 42 und ein dazwischen eingeschlossenes Entladungsgas 43. Die hintere Substratstruktur 41 wird ähnlich dem Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaentladungsbildschirm des Standes der Technik hergestellt.

Die hintere Substratstruktur 41 besitzt eine ähnliche Struktur wie die hintere Substratstruktur 21, wobei die Einzelteile der hinteren Substratstruktur 41 mit den gleichen Bezugszeichen wie jene der hinteren Substratstruktur 21 bezeichnet sind. Die hintere Substratstruktur 41 wird durch den in Verbindung mit dem in 1 gezeigten Stand der Technik beschriebenen Prozess hergestellt.

Die vordere Substratstruktur 42 ist ähnlich der vorderen Substratstruktur 22 und enthält ein Glassubstrat 42a, transparente Elektroden 42b und Buselektroden 42c. In den transparenten Elektroden 42b sind Schlitze 42g gebildet, wobei die Buselektroden 42c ähnlich der ersten Ausführungsform elektrisch durch Verbindungsabschnitte an die transparenten Elektroden 42b angeschlossen sind. Die angrenzenden zwei transparenten Elektroden 42b sind miteinander gepaart, wobei den Platz dazwischen der Entladungsspalt 42d einnimmt.

Ferner enthält die vordere Substratstruktur 42 eine poröse Isolierschicht 42e und eine transparente dielektrische Schicht 42f. Die Buselektroden 42c und die Verbindungsabschnitte sind mit der porösen Isolierschicht 42e überdeckt und die transparente dielektrische Schicht 42f überdeckt die Isolierschicht 42e und die transparenten Elektroden 42b. Die poröse Isolierschicht 42e ist ähnlich der porösen dielektrischen Schicht 22f gebildet.

Die transparente dielektrische Schicht 42f wird wie folgt gebildet. Niedrig schmelzende Glasmasse wird durch Siebdruck über die transparenten Elektroden 42b und die poröse Isolierschicht 42e gedruckt und bei 570 Grad Celsius gesintert. Die transparente dielektrische Schicht 42f wird während des Sinterns rückfließen gelassen. Die transparente dielektrische Schicht 42f ist 25 Mikrometer dick und in der transparenten dielektrischen Schicht 42f verbleiben keine Blasen. Die poröse Isolierschicht 42e wird aus niedrig schmelzendem Bleiglas gebildet, das eine Erweichungstemperatur hat, die gleich der der transparenten dielektrischen Schicht 42f oder wenigstens 30 Grad niedriger als diese ist.

Die Schlitze 42g erzielen hohe Lichtstärke und hohe Lichtausbeute. Die transparente dielektrische Schicht 42f und die Schlitze 42g ermöglichen, dass der Hersteller die transparente dielektrische Schicht 42f dünn herstellt. Obgleich die transparente dielektrische Schicht 42f in der Größenordnung von 5 Mikrometern liegt, findet die Oberflächenentladung tatsächlich nur unter den transparenten Elektroden 42b statt, während sich die Oberflächenentladung nicht unter die Buselektroden 42c ausbreitet. Die Erfinder haben bestätigt, dass die poröse Isolierschicht 42e und die transparente dielektrische Schicht 42f die Lichtausbeute eher als der Oberflächenentladungs-Plasmabildschirm des Standes der Technik mit dem dicken Abschnitt um 20 Prozent bis 40 Prozent verbessern.

Wie oben beschrieben wurde, wird die transparente dielektrische Schicht 42f durch den Siebdruck gebildet, wobei der Siebdruck den Umfangsabschnitt der transparenten dielektrischen Schicht 42f unter den Schlitzen 42g zwei- oder dreimal dicker als den Mittelabschnitt unter dem Entladungsspalt 42d macht. Aus diesem Grund ist die Lichtstärke des Umfangsabschnitts viel kleiner als die des Mittelabschnitts, wobei die Konzentration der Oberflächenentladung die Lichtausbeute um 5 Prozent bis 10 Prozent verbessert.

Vierte Ausführungsform

Übergehend zu 8 der Zeichnung umfasst ein nochmals weiterer Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm, der die vorliegende Erfindung verkörpert, zum größten Teil eine hintere Substratstruktur 51, eine vordere Substratstruktur 52 und ein dazwischen eingeschlossenes Entladungsgas 53.

Die hintere Substratstruktur 51 besitzt Datenelektroden 51a, eine weiße dielektrische Schicht 51b, (nicht gezeigte) Trennwände und eine Phosphorschicht 51c auf einem Glassubstrat 51d. Die Datenelektroden 51a und die transparenten Elektroden 52a definieren Entladungszellen 54, die selektiv rotem Licht, grünem Licht und blauem Licht zugewiesen sind. Die Trennwände sind mit einer Schrittweite von 350 Mikrometern zwischen den Datenelektroden 51a angeordnet und 80 Mikrometer breit.

Die vordere Substratstruktur 52 enthält ein transparentes Glassubstrat 52b, die transparenten Elektroden 52a, Metallbuselektroden 52c, die auf die Unterseiten der transparenten Elektroden 52a laminiert sind, und ein Farbfilter 52d, das die transparenten Elektroden 52a und die Metallbuselektroden 52c überdeckt. Das Farbfilter 52d wird wie folgt in den drei Grundfarben gefärbt.

Zunächst wird rotes Pigmentpulver wie etwa Eisenoxid mit Bindemittel und Lösungsmittel gemischt, um eine rote Masse zu erhalten. Die rote Masse wird durch Siebdruck über die transparenten Elektroden 52a und die Metallbuselektroden 52c gedruckt und bildet Streifen roter Masse mit einer Breite von 390 Mikrometern bei einer Schrittweite von 1,05 Millimetern. Die Streifen roter Masse werden bei 150 Grad Celsius getrocknet und das Lösungsmittel wird verdampft.

Nachfolgend wird grünes Pigmentpulver wie etwa Kobaltoxid, Chromoxid und Aluminiumoxid mit Bindemittel und Lösungsmittel gemischt und eine grüne Masse erhalten. Die grüne Masse wird durch Siebdruck gedruckt, um Streifen grüner Masse zu bilden, die von den roten Streifen um 350 Mikrometer parallel beabstandet sind, und die Streifen grüner Masse werden getrocknet.

Schließlich wird blaues Pigmentpulver wie etwa Kobaltoxid und Aluminiumoxid mit Bindemittel und Lösungsmittel gemischt und die blaue Masse ähnlich der grünen Masse durch Siebdruck gedruckt. Die Streifen blauer Masse werden ebenfalls getrocknet.

Die Streifen roter Masse, die Streifen grüner Masse und die Streifen blauer Masse werden bei 520 Grad Celsius gesintert, wobei die roten Streifen, die grünen Streifen und die blauen Streifen das Farbfilter 52d bilden. Die roten Streifen, die grünen Streifen und die blauen Streifen werden mit den roten Bereichen, mit den grünen Bereichen und mit den blauen Bereichen der Phosphorschicht 51c ausgerichtet. Die roten Streifen, die grünen Streifen und die blauen Streifen sind 2 Mikrometer dick. Das rote Pigmentpulver, das grüne Pigmentpulver und das blaue Pigmentpulver haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,01 Mikrometer bis 0,05 Mikrometer und die roten/grünen/blauen Streifen sind hochdicht.

Wenn auf das Farbfilter 52d äußeres Licht auffällt, reflektiert das Farbfilter das auffallende Licht, wobei der Bildschirm hell aquamarin gefärbt wird. Falls in die poröse Isolierschicht 52f gelbes anorganisches Pigment oder braunes anorganisches Pigment gemischt worden ist, wird die Reflexion nahe einer achromatischen Farbe. Falls dagegen schwarzes anorganisches Pigment in die poröse Isolierschicht 52f gemischt worden ist, absorbiert die schwarze poröse Isolierschicht 52f das äußere Licht und macht den Kontrast deutlich.

Ferner enthält die vordere Substratstruktur 52 eine transparente dielektrische Schicht 52e, die auf das Farbfilter 52d laminiert ist. Über das Farbfilter 52d wird durch Siebdruck niedrig schmelzende Glasmasse gedruckt, die bei 570 Grad Celsius gesintert wird, um die transparente dielektrische Schicht 52e mit einer Dicke von 25 Mikrometern zu bilden. Die transparente dielektrische Schicht 52e wird während des Sinterns rückfließen gelassen und ist glatt ohne Blasen.

Ferner enthält die vordere Substratstruktur 52 eine poröse Isolierschicht 52f, die auf der transparenten dielektrischen Schicht 52e unter den Metallbuselektroden 52c und den (nicht gezeigten) Verbindungsabschnitten gebildet ist. Die poröse Isolierschicht 52f wird ähnlich der porösen dielektrischen Schicht 22f gebildet und hat rechteckige Öffnungen 52g. Obgleich dies in 8 nicht gezeigt ist, sind die transparenten Elektroden 52a über die Verbindungsabschnitte an die Metallbuselektroden 52c angeschlossen, wobei den Platz zwischen den Verbindungsabschnitten Schlitze 52h einnehmen.

Über der porösen Isolierschicht 52f und der transparenten dielektrischen Schicht 52e wird (nicht gezeigtes) Magnesiumoxid abgelagert und die vordere Substratstruktur 52 wird mit der hinteren Substratstruktur 51 zusammengesetzt. Im Spalt zwischen der vorderen Substratstruktur 52 und der hinteren Substratstruktur 51 wird Entladungsgas eingeschlossen.

9 veranschaulicht das Schlitzmuster, das in den durch den Entladungsspalt 52i einander gegenüber liegenden transparenten Elektroden 52a gebildet ist, wobei die Metallbuselektroden 52c schraffiert sind, um sie leicht von den transparenten Elektroden 52a zu unterscheiden. Die Schlitze 52h befinden sich über beiden Enden jeder rechteckigen Öffnung 52g, wobei zwischen zwei angrenzenden Schlitzen 52h der Verbindungsabschnitt 52j gebildet ist. Die Schlitze 52h haben eine Breite von 10 Mikrometern bis 80 Mikrometern und die Verbindungsabschnitte 52j sind mit der porösen Isolierschicht 52f vollkommen überdeckt. Die poröse Isolierschicht 52f überdeckt den Umfang jeder Entladungszelle. Jede Entladungszelle hat ein Paar transparenter Elektroden 52a, wobei das Paar transparenter Elektroden 52a an den vier Ecken des Paars über die Verbindungsabschnitte 52j an die Metallbuselektroden 52c angeschlossen ist.

Die Entladungszellen für die drei Grundfarben können wie in 10 gezeigt eine Entladungszellengruppe bilden. In diesem Fall ist die Entladungszellengruppe zwischen einem Paar von Schlitzen 55 gebildet, wobei der elektrische Strom an den vier Ecken der Entladungszellengruppe von den Metallbuselektroden 52c über die Verbindungsabschnitte 56 zugeführt wird. Die Schlitze 55 sind so breit, damit der Spielraum erhöht wird.

Die Realisierung des Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirms der vierten Ausführungsform erzielt alle Vorteile der ersten Ausführungsform.

Fünfte Ausführungsform

Übergehend zu 11 der Zeichnung umfasst ein weiterer Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm, der die vorliegende Erfindung verkörpert, zum größten Teil eine hintere Substratstruktur 61, eine vordere Substratstruktur 62 und ein dazwischen eingeschlossenes Entladungsgas 63. Abgesehen von dem Muster transparenter Elektroden 62a ist der Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm, der die fünfte Ausführungsform realisiert, ähnlich dem der vierten Ausführungsform. Aus diesem Grund sind die weiteren Einzelteile der Einfachheit halber mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, die den Teilen der vierten Ausführungsform entsprechen.

Die transparenten Elektroden 22b, 42b und 52a dienen selektiv als Scan-Elektrode und als Sustain-Elektrode und sind in einer solchen Reihenfolge angeordnet, dass die Scan-Elektrode mit der Sustain-Elektrode abwechselt, d. h. die Scan-Elektrode, die Sustain-Elektrode, die Scan-Elektrode, die Sustain-Elektrode. Dagegen sind die transparenten Elektroden 62a so angeordnet, dass die Sustain-Elektrode zwischen den Scan-Elektroden angeordnet ist und dass die Metallbuselektrode 52c auf der Sustain-Elektrode laminiert ist. Im Ergebnis sind die Entladungszellen eher als in der vierten Ausführungsform miniaturisiert.

Sechste Ausführungsform

12 veranschaulicht einen weiteren Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmabildschirm, der die vorliegende Erfindung verkörpert. Der Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaentladungsbildschirm umfasst zum größten Teil eine hintere Substratstruktur 71, eine vordere Substratstruktur 72 und ein dazwischen eingeschlossenes Entladungsgas. Die hintere Substratstruktur 71 ist ähnlich denen der oben beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Einzelteile ohne ausführliche Beschreibung mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, die den Teilen der ersten Ausführungsform entsprechen.

Die vordere Substratstruktur 72 enthält ein transparentes Glassubstrat 72a, transparente Elektroden 72b und Metallbuselektroden 72c, wobei die transparenten Elektroden 72b und die Metallbuselektroden 72c ähnlich denen der ersten Ausführungsform gebildet sind. Zwischen den (in 12 nicht gezeigten) Verbindungsabschnitten sind Schlitze 72d gebildet, wobei die Metallbuselektroden 72c den transparenten Elektroden 72b durch die Verbindungsabschnitte elektrischen Strom zuführen.

Ferner enthält die vordere Substratstruktur 72 eine poröse Isolierschicht 72e, die die Metallbuselektroden 72c und die Verbindungsabschnitte überdeckt, eine Farbfilterschicht 72f, die die poröse Isolierschicht 72e und die transparenten Elektroden 72b überdeckt, und eine transparente dielektrische Schicht 72g, die auf der Farbfilterschicht 72f laminiert ist. Die poröse Isolierschicht 72e, die Farbfilterschicht 72f und die transparente dielektrische Schicht 72g werden wie folgt gebildet.

Zunächst wird eine isolierende Masse vorbereitet. Isolierendes Pulver wie etwa Aluminiumoxid- und Magnesiumoxid-Pulver und niedrig schmelzendes Bleiglaspulver sind wesentliche Komponenten der isolierenden Masse. Das isolierende Pulver und das niedrig schmelzende Bleiglaspulver werden mit Bindemittel und Lösungsmittel gemischt, um die isolierende Masse zu erhalten. Die isolierende Masse wird durch Siebdruck in der Weise gedruckt, dass sie die Entladungszellen umgibt und die Buselektroden 72c überdeckt.

Nachfolgend werden durch Siebdruck ein rotes Muster, ein grünes Muster und ein blaues Muster aufeinander folgend in der Weise gedruckt, dass sie mit den drei von der Phosphorschicht 21d ausgesendeten drei Grundfarben ausgerichtet sind. Ausführlich wird das feine rote Pigmentpulver wie etwa Eisenoxid mit Bindemittel und Lösungsmittel gemischt, um rote Masse zu erhalten. Die rote Masse wird durch Siebdruck über die transparenten Elektroden 72b und über die poröse Isolierschicht 72e gedruckt und bildet Streifen roter Masse mit einer Breite von 390 Mikrometern und einer Schrittweite von 1,05 Millimetern. Die Streifen roter Masse werden bei 150 Grad Celsius getrocknet und das Lösungsmittel wird verdampft.

Nachfolgend wird feines grünes Pigmentpulver wie etwa Kobaltoxid, Chromoxid und Aluminiumoxid mit Bindemittel und Lösungsmittel gemischt und grüne Masse erhalten. Die grüne Masse wird durch Siebdruck gedruckt, um Streifen grüner Masse zu bilden, die von den roten Streifen durch 350 Mikrometer parallel beabstandet sind, und die Streifen grüner Masse werden getrocknet.

Schließlich wird das feine blaue Pigmentpulver wie etwa Kobaltoxid und Aluminiumoxid mit Bindemittel und Lösungsmittel gemischt und die blaue Masse durch Siebdruck ähnlich der grünen Masse gedruckt. Die Streifen blauer Masse werden ebenfalls getrocknet.

Die Streifen roter Masse, die Streifen grüner Masse und die Streifen blauer Masse werden bei 520 Grad Celsius gesintert, wobei die roten Streifen, die grünen Streifen und die blauen Streifen die Farbfilterschicht 72f bilden. Die roten Streifen, die grünen Streifen und die blauen Streifen werden mit den roten Bereichen, mit den grünen Bereichen und mit den blauen Bereichen der Phosphorschicht 71dausgerichtet. Die roten Streifen, die grünen Streifen und die blauen Streifen sind 2 Mikrometer dick. Das rote Pigmentpulver, das grüne Pigmentpulver und das blaue Pigmentpulver haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,01 Mikrometern bis 0,05 Mikrometern, wobei die roten/grünen/blauen Streifen hochdicht sind.

Über der Farbfilterschicht 72f wird durch Siebdruck niedrig schmelzende Glasmasse gedruckt und bei 570 Grad Celsius gesintert, um die transparente dielektrische Schicht 72g zu bilden. Die transparente dielektrische Schicht 72g wird während des Sinterns rückfließen gelassen und wird 25 Mikrometer dick ohne Blasen. Die poröse Isolierschicht 72e hat einen Erweichungspunkt, der gleich dem der transparenten dielektrischen Schicht 72g oder 30 Grad höher als dieser ist.

Die Metallbuselektroden 72c werden direkt mit der porösen Isolierschicht 72e überdeckt, wobei die poröse Isolierschicht 72e und die Schlitze 72d ermöglichen, dass der Hersteller die transparente dielektrische Schicht 72g dünn herstellt. Obgleich die transparente dielektrische Schicht 72g in der Größenordnung von 5 Mikrometern dick ist, findet die Entladung tatsächlich nicht unter den Metallbuselektroden 72c statt. Im Ergebnis werden die Metallbuselektroden 72c nie beschädigt.

Die Farbfilterschicht 72f und die transparente dielektrische Schicht 72g werden durch Siebdruck über der porösen Isolierschicht 72e gedruckt, wobei der Siebdruck die Dicke unter den Schlitzen 72d zwei- oder dreimal dicker als den Mittelabschnitt macht. Aus diesem Grund wird in dem Mittelbereich der Entladungszelle die hohe Lichtstärke erzielt und der Umfangsabschnitt der Entladungszelle nie entladen. Dies führt zu hohem Kontrast.

Der Oberflächenentladungs-Wechselstrom-Plasmaentladungsbildschirm erzielt weitere Vorteile der ersten Ausführungsform.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung klar ist, verhindern die Schlitze die Oberflächenentladung der Buselektroden und beschränken den Entladungsverlust. Dies führt dazu, dass die Lichtausbeute um 20 Prozent bis 40 Prozent verbessert ist. Die poröse Isolierschicht besitzt eine niedrige Dielektrizitätskonstante und ermöglicht, dass der Hersteller die Dicke der transparenten dielektrischen Schicht auf die Hälfte derer der transparenten dielektrischen Schicht des Standes der Technik verringert. Darüber hinaus ist kein Rückfluss für die poröse Isolierschicht erforderlich. Im Ergebnis wird die vordere Substratstruktur in guter Reproduzierbarkeit hergestellt.

In den Ausführungsformen mit der Farbfilterschicht verhindern die poröse Isolierschicht und die Schlitze die Oberflächenentladung der Buselektroden, wobei die Spannungsfestigkeit gegen Entladung von 200 Volt auf mehr als 500 Volt erhöht wird. Somit erzielt der Plasmabildschirm aufgrund der Farbfilterschicht einen hohen Kontrast und eine erhöhte Produktionsausbeute.


Anspruch[de]
Plasmabildschirm, umfassend:

eine hintere Substratstruktur (21; 41; 51; 61; 71) mit einem ersten Substrat (21a; 51d) und einer Mehrzahl von Datenelektroden (21b; 51a), die an einer Innenfläche des ersten Substrats gebildet sind, eine vordere Substratstruktur (22; 42; 52; 62; 72) mit

einem zweiten Substrat (22a; 42a; 52b; 72a),

einer Mehrzahl von transparenten Elektroden (22b; 42b; 52a; 62a; 72b), die an einer Innenfläche des zweiten Substrats und einander gegenüberliegend derart gebildet sind, dass ein Entladungsspalt (22d; 42d; 52i) zwischen aneinander angrenzenden transparenten Elektroden gebildet wird,

einer Mehrzahl von Buselektroden (22c; 42c; 52c; 72c), die über der Innenfläche des zweiten Substrats gebildet sind, wobei jede Buselektrode am Seitenumfang einer zugeordneten transparenten Elektrode gegenüber dem zugeordneten Entladungsspalt angeordnet und elektrisch an die transparente Elektrode angeschlossen ist, so dass elektrischer Strom selektiv aus der transparenten Elektrode entladen wird,

Entladungsgas (23; 43; 53; 63; 73), das dicht zwischen der hinteren Substratstruktur und der vorderen Substratstruktur zur Erzeugung von Plasma eingeschlossen ist, und

eine Mehrzahl von Schlitzen (22g, 42g, 52h, 55, 72d), die in Intervallen in jeder transparenten Elektrode derart gebildet sind, dass sie jede transparente Elektrode in einen ersten Abschnitt, der näher an dem zugeordneten Entladungsspalt liegt, und einen zweiten Abschnitt unterteilen, der näher an der zugeordneten Buselektrode liegt,

dadurch gekennzeichnet, dass

der erste Abschnitt in einer Richtung orthogonal zur Verlaufsrichtung jeder transparenten Elektrode breiter ist als der zweite Abschnitt, so dass die Mehrzahl von Schlitzen als Stopeinrichtung dient, um zu verhindern, dass die Entladung am ersten Abschnitt der transparenten Elektrode über die zugeordnete Buselektrode verläuft, wobei der erste Abschnitt mittels Anschlussabschnitten (22h, 52j, 56) elektrisch an den zweiten Abschnitt und die zugeordnete Buselektrode angeschlossen ist.
Plasmabildschirm nach Anspruch 1, wobei die Anschlussabschnitte (22h, 52j, 56) eine kleinere Breite aufweisen als jede aus der Mehrzahl von transparenten Elektroden (22b; 42b; 52a; 62a; 72b). Plasmabildschirm nach Anspruch 1, wobei die vordere Substratstruktur (22; 42; 52; 72) ferner eine poröse Isolierschicht (22f; 42c; 52f; 72e) umfasst, die wenigstens die Mehrzahl von Buselektroden (22c; 42c; 52c; 72c) sowie Teile der Anschlussabschnitte (22h, 52j, 56) überdeckt. Plasmabildschirm nach Anspruch 3, wobei die vordere Substratstruktur (22; 52) ferner eine dielektrische Schicht (22e; 52e) enthält, die die Mehrzahl von transparenten Elektroden, die Mehrzahl von Buselektroden, die Mehrzahl von Stopeinrichtungen und die Innenfläche des zweiten Substrats (22a; 52b) überdeckt, welches zwischen der Mehrzahl von transparenten Elektroden freiliegt, so dass die poröse Isolierschicht in Kontakt mit der dielektrischen Schicht (22e; 52e) gehalten wird. Plasmabildschirm nach Anspruch 3, wobei die vordere Substratstruktur (42; 72) ferner eine dielektrische Schicht (42f; 72g) enthält, die die Mehrzahl von transparenten Elektroden, die poröse Isolierschicht, die Mehrzahl von Stopeinrichtungen sowie die Innenfläche des zweiten Substrats (42a; 72a) überdeckt, welches zwischen der Mehrzahl von transparenten Elektroden freiliegt. Plasmabildschirm nach Anspruch 5, bei dem erste Abschnitte der dielektrischen Schicht und zweite Abschnitte der dielektrischen Schicht (42f) die Mehrzahl von Stopeinrichtungen bzw. die Innenfläche des zweiten Substrats überdecken, und wobei die ersten Abschnitte dicker sind als die zweiten Abschnitte. Plasmabildschirm nach Anspruch 4, wobei die vordere Substratstruktur (52) ferner eine Farbfilterschicht (52i) enthält, die eingesetzt ist zwischen der dielektrischen Schicht (52e) und der Anordnung aus der Mehrzahl von transparenten Elektroden, der Mehrzahl von Buselektroden, der Mehrzahl von Stopeinrichtungen und der Innenfläche des zweiten Substrats, das zwischen der Mehrzahl von transparenten Elektroden freiliegt, und wobei die hintere Substratstruktur (51) ferner eine Phosphorschicht (51c) enthält, die über der Mehrzahl von Datenelektroden (51a) angeordnet ist und einen rotes Licht aussendenden ersten Bereich, einen grünes Licht aussendenden zweiten Bereich sowie einen blaues Licht aussendenden dritten Bereich aufweist, wobei die Farbfilterschicht (52i) einen ersten Bereich aufweist, der rot gefärbt und mit dem ersten Bereich der Phosphorschicht ausgerichtet ist, einen zweiten Bereich, der grün gefärbt und mit dem zweiten Bereich der Phosphorschicht ausgerichtet ist, sowie einen dritten Bereich, der blau gefärbt und mit dem dritten Bereich der Phosphorschicht ausgerichtet ist. Plasmabildschirm nach Anspruch 5, bei dem die vordere Substratstruktur ferner eine Farbfilterschicht (72f) enthält, die eingesetzt ist zwischen die dielektrische Schicht (72g) und die Anordnung aus der Mehrzahl von transparenten Elektroden, der porösen Isolierschicht, der Mehrzahl von Stopeinrichtungen und der Innenfläche des zweiten Substrats, das zwischen der Mehrzahl von transparenten Elektroden freiliegt, und wobei die hintere Substratstruktur (71) ferner eine Phosphorschicht (21d) enthält, die über der Mehrzahl von Datenelektroden angeordnet ist und einen ersten Bereich aufweist, der rotes Licht aussendet, einen zweiten Bereich aufweist, der grünes Licht aussendet, sowie einen dritten Bereich aufweist, der blaues Licht aussendet, wobei die Farbfilterschicht (72f) einen ersten Bereich aufweist, der rot gefärbt und mit dem ersten Bereich der Phosphorschicht (21d) ausgerichtet ist, einen zweiten Bereich, der grün gefärbt und mit dem zweiten Bereich der Phosphorschicht ausgerichtet ist, sowie einen dritten Bereich, der blau gefärbt und mit dem dritten Bereich der Phosphorschicht ausgerichtet ist. Plasmabildschirm nach Anspruch 8, bei dem erste Abschnitte einer Laminierung der Farbfilterschicht (72f) und der dielektrischen Schicht (72g) sowie zweite Abschnitte der Laminierung die Mehrzahl von Stopeinrichtungen bzw. die Innenfläche des zweiten Substrats überdecken, und wobei die ersten Abschnitte dicker sind als die zweiten Abschnitte. Plasmabildschirmeinheit nach Anspruch 1, wobei wenigstens drei Entladungszellen an dem wenigstens einen Paar von Oberflächenentladungselektroden (22b; 52a) gebildet und rotem Licht, grünem Licht bzw. blauem Licht zugewiesen sind, und hierbei eine Zellengruppe (25) bilden, wobei das wenigstens eine Paar von Oberflächenentladungselektroden (22b; 52a) der Zellengruppe (25) an die zugeordnete aus der Mehrzahl von Buselektroden (22c; 52c) und an die andere aus der Mehrzahl von Buselektroden angeschlossen ist, und zwar mittels der Anschlussabschnitte an vier Ecken des wenigstens einen Paars von Oberflächenentladungselektroden (22b; 52a). Plasmabildschirm nach Anspruch 1, bei dem wenigstens drei Entladungszellen, die rotem Licht, grünem Licht bzw. blauem Licht zugewiesen sind, an dem wenigsten einen Paar von Oberflächenentladungselektroden (22c; 52a; 52c; 62a; 72b) gebildet sind, und die vordere Substratstruktur ferner eine poröse Isolierschicht (22f; 52f; 72e) enthält, die wenigstens die Mehrzahl von Buselektroden und Teile der Mehrzahl von Stopeinrichtungen überdeckt. Plasmabildschirm nach Anspruch 11, bei dem die poröse Isolierschicht (52f) derart gefärbt ist, dass die Reflektion von äußerem Licht eine achromatische Farbe des bildgebenden Bildschirms bewirkt. Plasmabildschirm nach Anspruch 3, bei dem die poröse Isolierschicht (52f) schwarz gefärbt ist. Plasmabildschirm nach Anspruch 1, bei dem jede der Oberflächenentladungselektroden durch eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Sub-Elektroden (31a) implementiert ist. Plasmabildschirm nach Anspruch 1, bei dem die Mehrzahl von transparenten Elektroden (62a) selektiv als Scan-Elektroden und Sustain-Elektroden dienen, und jede aus der Mehrzahl von Buselektroden auf eine der Sustain-Elektroden laminiert ist, die zwischen zwei benachbarten Scan-Elektroden geteilt wird.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com