氣體放電板的製作方法
2023-12-11 07:05:32
專利名稱：氣體放電板的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於顯示裝置等的氣體放電板，特別涉及PDP。
背景技術：
近年來，對於以高清晰度電視為代表的高品質大畫面顯示裝置的期望不斷增加，正在進行對於CRT、液晶顯示器(以下稱為LCD)、等離子體顯示板(以下稱為PDP)的各顯示裝置的研究開發。這些顯示裝置分別具有以下特徵。
CRT在解析度和畫面質量方面優良，以往被廣泛地用於電視機等。但是，如果大畫面化，那麼存在進深尺寸和重量容易增大的性質，如何解決這個問題成為要點。因此，可以認為，用CRT難以製作超過40英寸的大畫面的裝置。
另一方面，與CRT相比，LCD具有消耗功率小、尺寸小和重量輕的優良性能，目前作為計算機的監視器正進行普及。但是，由於LCD不能自身發光進行畫面顯示，所以如果將畫面大型化，那麼其顯示難以清晰可見，容易產生畫面的上下灰度等級和色調變得容易混亂等技術上的問題。而且，在大畫面情況下，必須考慮積極解決LCD特有的視野角度窄的缺點。
與此不同，PDP與上述CRT和LCD不同，有利於以比較輕的重量來實現大畫面，並且具有自身發光顯示畫面的驅動方式，同時還具有消耗功率少的長處。因此，在目前尋求下世紀的顯示裝置中，正在特別積極地推進以PDP為代表的氣體放電板的大畫面化的研究開發，超過50英寸的製品也正在開發。
這種PDP根據驅動方式的不同分為DC(直流)型和AC(交流)型。其中，認為AC型適合大畫面化，它也正成為典型。
但是，涉及到多種目的，在目前期望儘量抑制消耗功率的電氣製品的開發中，對於PDP等氣體放電板來說，也關注降低驅動時的消耗功率。特別是在目前的大畫面化和高清晰化的趨勢中，消耗功率有增加傾向的PDP等氣體放電板對於防止該消耗功率增加不能疏忽。為了滿足這種要求，必須首先使極大地左右著PDP性能的放電效率提高。
在PDP等氣體放電板中，通過提高放電效率來抑制消耗功率的技術問題，即使目前仍存在很多待改進之處。
發明內容
鑑於上述問題，本發明的目的在於通過適當地抑制消耗功率，同時確保良好的放電效率，提供具有高性能顯示功能的PDP等氣體放電板。
用下列氣體放電板可實現上述目的，即在對置設置的一對板之間，按矩陣狀配置其內封入放電氣體的多個單元，在所述板的對置面的一個面上，在行方向上按橫跨多個單元的狀態延伸配置一對顯示電極，在所述一對顯示電極之間存在第一放電間隙和比該第一放電間隙寬的第二放電間隙的兩种放電間隙。
更具體地說，當放電氣體壓力為P，放電間隙為d時，所述第一放電間隙在表示Pd乘積與放電開始電壓關係的帕斯卡(Paschen)曲線中相當於放電開始電壓的極小的間隙，而所述第二放電間隙在表示Pd乘積與放電效率關係的放電效率曲線中相當於放電效率極大時的間隙來實現上述目的。
這樣一來，如果對顯示電極供電，那麼在第一放電間隙中按比以往低的電壓值開始放電，PDP的放電效率提高。此外，在放電開始後，用第二放電間隙高效率地進行持續放電，可以進行良好的顯示。
上述氣體放電板可以這樣實現，具體地說，第一顯示電極分枝成第一電極杈和第二電極杈，在該電極杈之間插設第二顯示電極，第一電極杈與所述第二顯示電極的間隙為第一放電間隙，第二電極杈與所述第二顯示電極的間隙為第二放電間隙的氣體放電板，或一對顯示電極同時分枝成電極杈，在第一顯示電極的第一電極杈和第二電極杈之間插設第二顯示電極的電極杈，第一顯示電極的第一電極杈與所述第二顯示電極的電極杈的間隙為第一放電間隙，第一顯示電極的第二電極杈與所述第二顯示電極的電極杈的間隙為第二放電間隙的氣體放電板。這種情況下，除了上述效果之外，還可以防止交調失真，同時可以進行良好的尋址放電。
而且，本發明可以實現這樣的氣體放電板，一對顯示電極的間隙在沿著氣體放電板的平面方向上有多個間隙值，在該多個間隙值中，包括分別與第一放電間隙和第二放電間隙對應的間隙值。
這樣一來，由於容易將第一放電間隙和第二放電間隙設置在限定的空間內，所以對於製作高精細單元的情況有利。
而且，本發明可以實現這樣的氣體放電板，在一對顯示電極的至少一個顯示電極中，在與另一個顯示電極對置的電極邊緣端部中，在每個單元中形成一個以上的突起部分，在該突起部分和另一個顯示電極之間存在與第一放電間隙對應的間隙，形成該突起部分的地方以外的部分和另一個顯示電極之間存在與第二放電間隙對應的間隙。
這樣一來，在象以往那樣製作顯示電極後，僅加以若干改進就可以實現本發明，在製造成本方面也可獲得良好的效果。
圖1是實施例1的PDP部分的剖面透視圖。
圖2是表示實施例1的顯示電極的配置圖形的平面圖。
圖3是表示實施例1的變更中的顯示電極的配置圖形的平面圖。
圖4是實施例2的PDP部分的剖面透視圖。
圖5是實施例2的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖6是實施例2的變更中的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖7是實施例2的變更中的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖8是實施例2的變更中的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖9是實施例2的變更中的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖10是實施例2的變更中顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖11是實施例3的PDP部分的剖面透視圖。
圖12是表示實施例3的顯示電極的配置圖形的平面圖。
圖13是表示實施例3的變更中的顯示電極的配置圖形的平面圖。
圖14是表示實施例3的變更中的顯示電極的配置圖形的平面圖。
圖15是表示實施例4的顯示電極的配置圖形的平面圖。
圖16是實施例4的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖17是實施例4的變更中的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖18是實施例5的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖19是表示顯示電極的電阻值低情況下的施加電流與施加電壓隨時間變化的曲線。
圖20是表示顯示電極的電阻值高情況下的施加電流與施加電壓隨時間變化的曲線。
圖21是實施例5的變更中的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
圖22是表示實施例5的變更中的顯示電極的配置圖形的平面圖。
圖23是表示相對於Pd積的放電開始電壓特性(帕邢曲線)的曲線。
圖23(a)是放電氣體中的Xe比例為5％情況下的帕邢曲線。
圖23(b)是放電氣體中的Xe比例為10％情況下的帕邢曲線。
圖23(c)是放電氣體中的Xe比例為2％情況下的帕邢曲線。
圖24是表示相對於Pd積的放電效率特性(放電效率曲線)的曲線。
圖24(a)是放電氣體中的Xe比例為5％情況下的放電效率曲線。
圖24(b)是放電氣體中的Xe比例為10％情況下的放電效率曲線。
圖24(c)是放電氣體中的Xe比例為2％情況下的放電效率曲線。
具體實施例方式
實施例1
圖1是實施例1的交流面放電型PDP的部分剖切的透視圖。圖中，z方向為PDP的厚度方向，xy平面與平行於PDP面的平面對應。如圖所示，本PDP的結構大致分為前板20和背板26兩個組件。
作為前板20的基板的前板玻璃21由鈉鈣玻璃構成。而且，在與前板玻璃21的背板26對置的面上，分別有電極杈X1、X2或Y1、Y2、Y3的一對分叉型顯示電極22、23(X電極22、Y電極23)按在x方向上延伸、在y方向上按一定間隔使各電極杈成為Y1、X1、Y2、X2、Y3組合那樣交叉地配置。顯示電極22、23的整體圖後面示出。
在配置這樣的顯示電極22、23的前板玻璃20的表面上，塗敷由氧化鉛系玻璃構成的電介質層24。由此，顯示電極22、23變為被埋設在電介質層24中的狀態。在電介質層24的表面上，還塗敷由氧化鎂(MgO)構成的保護層25。
作為背板26的基板的背板玻璃27也象前板玻璃21那樣製作，在與前板20對置側的面上，多個地址電極28在y方向延伸配置，在z方向上隔著一定間隔，以便形成與所述前板20的顯示電極22、23的點陣狀的電極配置圖形。在配置地址電極28的背板玻璃27的表面上，形成由與電介質層24相同材料構成的電介質膜29，以便包住地址電極28，而且，在電介質膜29的表面上，沿y方向形成使相鄰兩個地址電極28的間隔一致並具有一定高度和厚度的多個隔壁30。在隔壁30的側面和電介質膜29的表面上，塗敷與RGB各顏色一致的任一螢光層31、32、33。
用密封玻璃相互粘結前板20側的保護層25和背板26側的隔壁30的頂部。而且，在用多個隔壁30隔開的每個空間中封入包含稀有氣體的放電氣體，各個空間成為在y方向上長的帶狀放電空間38。在該放電空間38中，每個空間包括一對顯示電極22、23(其中，電極杈X1、X2、Y1、Y2、Y3)和一個地址電極28的交叉地方的區域作為用以顯示畫面的單元11、12、13、14(後面論述)。由於該單元11、...按x方向為行方向、y方向為列方向的矩陣狀排列那樣來形成，所以在本PDP中，通過適時點滅各單元11、...，可以進行矩陣顯示。
再有，通過驅動時對各電極22、23、28適當供電，可進行兩种放電。一种放電是控制單元11、...點火的ON/OFF的尋址放電，通過在X電極22或Y電極23的其中一個和地址電極28之間供電來進行。另一种放電是直接產生PDP畫面顯示的持續放電(表面放電)，通過在X電極22和Y電極23之間供電來進行。
圖2是從z方向向下觀察本PDP的顯示電極圖形情況下的平面圖。其中，為了避免圖的複雜化，省略隔壁30的示出。用虛線分開放電空間38的各個區域與單元11、12、13、14對應。
與這樣單元的一個單元11(單元12)對應，按Y1、X1、Y2、X2、Y3(Y′1、X′1、Y′2、X′2、Y′3)順序設置的各電極杈這樣設定，其寬度設定為約20μm大小，在相鄰的電極杈之間，放電間隙按獲取以下兩種值的其中之一來設定。
就是說，這兩種值中的一個是在X1和Y2、Y2和X2(Y′1和X′2、Y′2和X′2)的間隙中存在的第一放電間隙3 9的間隙值，設定為約20μm。按放電開始電壓抑制得比以往低的目的來設定第一放電間隙39。
另一個值是在Y1和X1、X2和Y3(Y′1和X′1、X′2和Y′3)的間隙中存在的第二放電間隙40的間隙值，設定為約40μm。該第二放電間隙40是作為確保放電開始後高放電效率的間隙而設定的間隙。後面說明這樣選擇第一放電間隙39和第二放電間隙40的各間隙值的理由。
再有，y方向上相鄰的兩個單元11、12(單元13、14)的間隙35，即Y電極杈Y3、Y′1的間隙設定為約120μm。
按照具有以上結構的本PDP，在放電期間對顯示電極22、23開始供電，施加脈衝。此時，在第一放電間隙39中開始表面放電(開始放電)，但由於第一放電間隙39約20μm比較窄，所以放電開始電壓有比以往低的值。因此，PDP開始放電時的消耗功率被有效地抑制。
而且，如果使開始放電開始，那麼除了第一放電間隙39以外，第二放電間隙40也進行放電，利用充分的持續放電，可獲得良好的發光效率。這樣，本實施例的PDP按照開始放電和持續放電，使用多個電極杈X1、...之間存在的各放電間隙。
此外，在電介質層24中，例如對應於單元11，由於與X電極杈X1、X2相比，Y電極杈Y1、Y2、Y3多配置一個，所以可以抑制X電極杈X2等產生與相鄰單元12的Y電極杈Y1等的交調失真的危險。由此，還起掃描電極作用的X電極22可利用Y電極23來保護。
這樣的PDP可如下製作。
(實施例1的PDP製作方法)i.前板20的製作在厚度約2mm的鈉鈣玻璃構成的前板玻璃21的表面上，使用以銀為主要成分的導體材料，製作帶有叉狀的電極杈X1、X2或Y、Y2、Y3的顯示電極22、23。對於該顯示電極22、23來說，可以採用絲網印刷法、光刻腐蝕法等眾所周知的各種製作方法。
接著，在顯示電極22、23上，按厚度約20～30μm在前板玻璃21的整個表面上塗敷鉛系玻璃膏，經燒結形成電介質層24。
接著，在電介質層24的表面上，利用鍍敷法或CVD(化學鍍敷法)等形成厚度約1μm的氧化鎂(MgO)構成的保護層25。
於是，完成前板20。
ii.背板26的製作在厚度約2mm的鈉鈣玻璃構成的背板玻璃27的表面上，利用絲網印刷法，按一定間隔條紋狀地塗敷以銀為主要成分的導體材料，形成厚度約5μm的地址電極28。其中，為了使製作的PDP成為40英寸級別的高清晰度電視機，將相鄰的兩個地址電極28的間隔設定在約0.2mm以下。
接著，在形成地址電極28的背板玻璃27的整個表面上，按厚度約20～30μm塗敷燒結鉛系玻璃膏，形成電介質膜29。
接著，使用與電介質膜29相同的鉛系玻璃材料，在電介質膜29上，在每個相鄰的兩個地址電極28之間，形成高度約100μm的隔壁30。例如，可以反覆絲網印刷包含上述玻璃材料的膏，然後經燒結可以形成該隔壁30。
如果形成隔壁30，那麼在隔壁30的壁面和在隔壁間露出的電介質膜29的表面上，塗敷包含紅色(R)螢光體、綠色(G)螢光體、藍色(B)螢光體任一種的螢光油墨，經乾燥和燒結該油墨，形成各個螢光體層31、32、33。
其中，以下例舉一般在PDP中使用的螢光體材料的實例。
紅色螢光體(YxGd1-x)BO3:Eu3+綠色螢光體Zn2SiO4:Mn藍色螢光體BaMgAl10O17:Eu3-(或BaMgAl14O23:Eu3+)通過以上方式，完成背板26。
再有，前板玻璃21和背板玻璃27都由鈉鈣玻璃構成，但這是作為材料的一例例舉的情況，也可以採用除它之外的材料。而且，電介質層27和保護層25也不限於上述材料，也可以變更為合適的材料。同樣，顯示電極22、23也可以選擇例如具有良好透明性的用於透明電極的材料。在可能的範圍內對於各實施例可同樣進行各材料的選擇。
iii.PDP的完成用密封玻璃粘結所製作的前板20和背板26。然後，通過將放電空間的內部除氣至高真空(8×10-7乇)，在該放電空間中按預定的壓力(這裡為2000乇)封入由Ne-Xe(5％)成分構成的放電氣體，完成PDP。
再有，對於放電氣體來說，除此之外，可以使用He-Xe系或He-Ne-Xe系等。
此外，儘管在各實施例的PDP形成的顯示電極的形狀和結構不同，但除此之外，該PDP的製作方法都大體相同。因此，對於後面各實施例的PDP的製作方法來說，主要說明有關顯示電極的特徵。
此外，在本實施例中，作為Y電極杈為(n+1)個和X電極杈為n個的組合例，示出了在單元11、...中Y電極杈為三個，X電極杈對應為兩個那樣的設置例，但n為任意的自然數，例如，也可以有Y電極杈為兩個和X電極杈為一個的組合。此外，本發明不限於此，還有第一和第二放電間隙在一個單元11、...中得到確保，而且可以有在與單元11相鄰的單元12之間不產生交調失真的電極杈個數的組合。因此，期望與每個單元11、...對應的X電極和Y電極的個數不同。
此外，在實施例中，y方向上相鄰的單元11、12的間隙35為約120μm，但向單元11、12邊界增設電極杈，由此也可以提高發光效率。這種情況下，在單元11、12中使極性不同的電極杈相鄰，如果不產生交調失真，那麼例如也可以不構成所述單元11、12的間隙35。
而且，在本實施例中，表示了將X電極杈和Y電極杈的各自寬度相等地製作的實例，但為了使作為掃描電極的X電極杈具有良好的功能，也可以將該X電極杈按相對於Y電極杈1.5～3倍左右的寬度來製作，由此可充分地確保尋址放電的靜電容量。
此外，在交流面放電型PDP中，一般來說，在放電期間，通過將一般為幾個～幾十個脈衝施加在顯示電極上來供電，但在本實施例中，也可以將Y電極23的電極杈Y2或Y′2與其它電極杈Y1、Y3或Y′1、Y′3獨立地布線，在與開始放電直接相關的電極杈(這裡為Y2或Y′2)中，例如僅在放電期間的最初幾個脈衝中供電，然後僅對持續放電所需要的電極杈(這裡為Y1、Y3或Y′1、Y′3)供電。這樣一來，僅在放電空間電荷粒子少(點火帶電粒子少)的放電期間的初期在第一放電間隙中進行放電，然後由於不在第一放電間隙中進行放電，所以發光效率提高。
此外，作為進一步提高發光亮度的對策，例如如表示圖3的顯示電極配置圖形的平面圖所示，將Y電極杈Y3、Y′1的寬度擴寬至單元11、12的邊界附近，由此，如果擴大電極杈Y3、Y′1的放電面積，那麼可獲得規模更大的持續放電。這種情況下，在該Y電極杈Y3、Y′1的前板玻璃20側的表面上，如果預先形成黑色鋁或黑色鋅等金屬材料構成的黑色層，那麼顯示電極22、23反射外光，可防止畫面中白色浮動物，提高PDP驅動時的對比度。再有，這種黑色層也可以用於其它實施例的PDP顯示電極。
第二實施例
圖4是實施例2的交流面放電型PDP的部分剖切的透視圖。本PDP在整體上與實施例1的PDP有大致相同的結構，但顯示電極22、23具有在PDP厚度方向(z方向)上層積的結構代替電極杈。
就是說，如圖5所示的顯示電極周邊的PDP剖面圖所示，X電極22和Y電極23具有沿z方向由各自的第一層221、231和第二層222、232構成的兩層結構。而且，第二層222、232比第一層221、231的寬度窄，由此在顯示電極22、23之間確保有多個間隙值的放電間隙。就是說，在本實施例中，在Y電極第一層(該Y電極第一層作為第一導電部件)231和X電極第一層221之間存在第一放電間隙43，在Y電極第二層(該Y電極第二層作為第二導電部分)232和X電極第二層222之間存在第二放電間隙44。
各顯示電極22、23的具體尺寸是，第一層221、231的寬度約40～80μm，厚度約300nm以下，與此不同，第二層222、232的寬度約20μm，厚度約500nm～5000nm(5μm)。再有，在圖中，第一放電間隙43、第二放電間隙44與實施例1相同，分別設定為約20μm、約40μm。通過多次重複絲網印刷法來形成各層，然後經燒結可以形成這樣的顯示電極22、23。
按照有以上結構的本PDP，如果在放電期間對顯示電極22、23開始供電，施加脈衝，那麼首先在第一放電間隙43中進行放電開始電壓產生的開始放電，接著，在第二放電間隙44中進行放電持續電壓產生的持續放電。在本PDP中也利用各自的電壓值，可以獲得與所述實施例1相同的效果，但在本實施例中，在一對顯示電極22、23之間，由於存在第一放電間隙43和第二放電間隙44，所以可以抑制使該兩間隙43、44存在的空間，具有容易實現微細單元的特徵。
再有，在本實施例中，使第二層222、232比第一層221、231寬，但也可以按相同寬度製作第一層和第二層，使相互的層僅錯開一定量進行層積，由此使第一放電間隙和第二放電間隙存在。
此外，顯示電極並不限於這樣的兩層結構，在一對顯示電極22、23之間，由於有在z方向上包括第一放電間隙和第二放電間隙的多個間隙值的放電間隙的形態，所以如圖6的顯示電極周邊的PDP剖面圖所示，通過使X電極22為單純的一層結構，僅使Y電極23成為由第一層233和第二層234構成層積結構，也可以使第一放電間隙45和第二放電間隙46存在於X電極22和Y電極23之間。
此外，如圖7的顯示電極周邊的PDP剖面圖所示，例如，X電極22的第一層221與第二層222也可以在z方向上分離。如果這樣，利用它們之間的電介質層24，Y電極23的第二層234和X電極22的第二層222成為夾住第二放電間隙48的顯示電極。這種情況下，由於X電極22周圍的靜電容量增加，所以可以使X電極22良好的工作。一個第一放電間隙47被確保在第一層221、233之間。
而且，顯示電極22、23除了上述兩層結構以外，例如，如圖8的顯示電極周邊的PDP剖面圖所示，使成為三角形狀剖面，以使X電極22和Y電極23分別具有斜面223、224或235、236，可以使對置的各斜面223、235之間的最短間隙與第一放電間隙49一致，使X電極22、Y電極23的頂點之間與第二放電間隙50一致。如果這樣，那麼能使第一放電間隙49以外的持續放電需要的放電間隙更多地存在，放電效率提高。這種顯示電極也可以多次重複絲網印刷不斷層積，經燒結來形成。
此外，如圖9的PDP剖面圖所示，也可以使對置的斜面223、235分別變為曲面225、237。由此，由於一方面可確保第一放電間隙53，同時第二放電間隙52以下的持續放電需要的放電間隙值增大，可以進行更有效的開始放電和持續放電。
此外，在上述三角形狀剖面的顯示電極22、23不容易製作的情況下，例如，圖10的PDP剖面圖所示，在首先製作有正方剖面的通常的顯示電極22、23後，通過切割該顯示電極22、23的一部分角部，可分別設置切割面227、239。這種情況下，為了該切割面227、239的最短間隙和對置面226、238的間隙成為第一放電間隙53，切割面227、239的最長間隙成為第二放電間隙54，可調整切割量。一旦形成X電極22和Y電極23後，該切割面227、239按眾所周知的過腐蝕處理，可以通過倒角來形成。
實施例3
在所述實施例2中，示出了相對於一對顯示電極，在PDP板的厚度方向(z方向)上確保有多個間隙值的間隙的實例，但本實施例在一對顯示電極之間，沿前板20平面(xy平面)存在包括第一放電間隙和第二放電間隙的多個間隙值的放電間隙。
具體地說，如實施例3的交流面放電型PDP的局部透視圖的圖11所示，按具有單一層的結構製作一對X電極22和Y電極23(寬度分別為約20μm)。在該顯示電極22、23中，如表示顯示電極配置圖形的平面圖的圖12所示，在與單元11、13內部對應的區域中，三角形狀的突起部分228、240(高度約10μm)可對置地配置。在該突起部分228、240前端之間可確保第一放電間隙55，在突起部分228、240以外的顯示電極22、23之間可確保第二放電間隙56。再有，在圖中為了清楚起見，將突起部分228、240的尺寸相對於顯示電極22、23放大表示。
按照有以上結構的本PDP，在放電期間，如果對顯示電極22、23開始供電，施加脈衝，那麼首先在第一放電間隙55中產生因放電開始電壓造成的開始放電。通過將突起部分228、240配置在顯示電極22、23上，由於在這些電極的前端電量集中，所以放電開始電壓被有效地降低，積極地產生開始放電。此外，由於第一放電間隙55存在於突起部分228、240前端之間的間隙中，所以其以外的放電間隙被用於持續放電，在以第二放電間隙56為首的放電間隙中，可進行良好規模的持續放電。
而且，在本實施例中，例如利用絲網印刷法特別將帶有突起部分228、240的顯示電極一次構圖，具有可以簡單製作的優點。因此，有利於製造上的成本降低。
再有，在本實施例中，示出了使突起部分228、240的前端在一對顯示電極22、23之間對置的實例，但除此以外，如圖13的PDP電極圖形的平面圖所示，也可以僅在一對顯示電極22、23中的任一個電極上(在圖中僅在X電極22上)設置突起部分229，在突起部分229的前端和顯示電極(在圖中為Y電極23)之間有第一放電間隙57，在顯示電極22、23之間有第二放電間隙58。
而且，突起部分的形狀不限於三角形形狀。例如，如圖14所示，製成具有拋物線狀外緣的突起部分241、260，由此也可以獲得第一放電間隙59、第二放電間隙60。
此外，在本實施例中，示出了在顯示電極22、23的對置位置上使突起部分的前端合併的實例，但也可以使這兩個突起部分的前端位置相互錯開一些，使突起部分的高度比第二放電間隙的一半長(就是說，突起部分高度的兩倍比第二放電間隙長)，以兩突起部分的最短間隙作為第一放電間隙。
而且，按照單元的尺寸，也可以增加適合突起部分的個數，也可以僅改變特定突起部分的形狀。
實施例4
本PDP有與圖11的剖面透視圖所示的裝置大致相同的結構，但如表示圖15的PDP電極圖形的平面圖所示，其特徵在於，在單元11、13中將作為一對顯示電極的X電極22、Y電極23相互平行對置地配置，在各單元11、13的大致中央處，配置其尺寸為可納入各單元11、13內部的相互電絕緣的由導電材料構成的中間電極61。
圖16是本PDP的剖面圖。顯示電極22、23按厚度約5μm×寬度約20μm來形成，中間電極61在顯示電極22、23中間的大致中央處，按厚度(z方向)約5μm×寬度(y方向)約20μm×長度(x方向)約20μm的長方體形狀來形成。由此，在本實施例中，以中間電極61和Y電極23的間隙621與X電極22和中間電極61的間隙622之和(10μm+10μm)為第一放電間隙62，以一對顯示電極22、23之間的間隙為第二放電間隙63(約40μm)。再有，面對中間電極61的前板玻璃20的底面611按與顯示電極22、23的各上面221、231大致相同的高度來設定，以便利用中間電極61遮斷對置的顯示電極22、23之間的放電間隙。大致與顯示電極22、23一樣，這樣的中間電極61可以按絲網印刷法來製作。
按照以上結構的本PDP，如果在放電期間在顯示電極22、23上開始供電，施加脈衝，那麼X電極22和Y電極23通過電介質層24可增大與中間電極61對置位置附近的靜電容量，即使在低的開始電壓值，在第一放電間隙62中也容易產生放電。
如果產生這樣的開始放電，那麼接著在第二放電間隙63中就產生持續放電。此時，由於在顯示電極22、23的廣大對置區域中進行放電，所以可以進行良好規模的持續放電，可以提高PDP的發光效率。
再有，在本實施例中，使中間電極61的底面611的位置與顯示電極22、23的各上面261、242的高度位置一致，但這是為了利用中間電極61來防止第二放電間隙63被遮斷，例如，如圖17的PDP剖面圖所示，與顯示電極22、23相比，使中間電極61的厚度充分薄，就可以確保第二放電間隙63。
此外，有關第一放電間隙的設定，可以將中間電極配置在一對顯示電極之間的大致中央處，但如果配置在過多地向一個顯示電極偏離的位置上，那麼應該注意存在放電開始電壓上升的危險。
而且，中間電極的形狀並不限於本實施例那樣的長方體，例如，作為橢圓體，也可以將其長軸方向與x方向平行地配置。
此外，作為中間電極的尺寸範圍，不限於實施例的尺寸，為了避開與x方向相鄰單元的交調失真，期望有離開隔壁30附近某種程度的尺寸。
實施例5
圖18是實施例5的顯示電極周邊的PDP剖面圖。
本PDP的顯示電極的結構和其配置圖形的形狀基本上與實施例2的兩級結構相同，但不同點在於，用具有比第二層電阻值高的材料製作顯示電極的第一層。因此，開始放電以後，由於第一放電間隙中的放電變得與持續放電無關，所以可以進一步提高放電效率。以下詳細地說明。
一般來說，PDP等的氣體放電板對顯示電極每次按一定時間交替重複充電和放電來進行驅動。根據氣體放電板和其驅動電路的負載電容，對氣體放電板的負載電容的充電或放電所需要的時間多少有些變化，但大體為數十nS至1μS。但是，在顯示電極中存在一定值以上的電阻情況下，充電時間變長，到開始放電需要時間，持續放電的時間變短。
圖19和圖20分別表示在電阻低的情況下(約10Ω以下)和電阻高的情況下(約120Ω)的電壓和電流隨時間的變化。按照這兩個圖，與電阻高低無關地在直至產生最初放電的充電時間(期間1)內，電壓與電流的相位大體一致，但一旦在電介質層中的一對顯示電極之間產生放電，如果達到放電空間的持續放電(這裡稱為空間放電)，那麼在有電阻的情況下，電流不會急劇地流動起來。在與此相關的充電上所需要的時間變長，結果，與電阻低的情況相比，空間放電的持續時間變短。因此，在圖20中，在開始空間放電後的期間(期間2)內，與圖19的期間2相比，電壓波形和電流波形的相位產生偏差，峰值數也減少。
其中，如果僅在放電開始時積極放電的區域中使用電阻值高的材料，在放電開始後想連續地持續放電的區域中使用電阻值低的材料，那麼利用放電的種類可以改變放電區域。本實施例採用了這種方法。
本實施例的具體結構如下。製作象實施例2那樣的兩級結構的顯示電極22、23，但用Ca、Mg為主的氧化物導體的高阻抗材料(約數十Ω/)製作X電極22和Y電極23的各自第一層261、242。由此，在放電期間的初期，可以僅在第一放電間隙64中開始產生放電。此外，在開始放電後，在電阻值低的第二層222、223之間的第二放電間隙65中積極地進行放電，可進行良好的持續放電。這樣，在本實施例中，與在第一層261、241產生的第一放電間隙64中的開始放電相比，在第二層222、232產生的第二放電間隙65中的持續放電特別容易產生。
再有，上述電阻值可以通過改變上述氧化物導體中含氧量來調整。此外，作為上述以外的高電阻材料，也可考慮其它厚度的薄ITO等。
而且，作為電阻值，在數百Ω/以上，上述效果可達到某種程度，但期望成為數十kΩ/的電阻值方面可獲得明顯的效果。
再有，作為本實施例的變化，例如，在第一層中取代高電阻值，如圖21的PDP剖面圖所示，也可以在Y電極23的第一層231和第二層232之間設置電阻243，在Y電極23中從第二層232側進行通電。
而且，作為其它變化，在表示圖22的顯示電極配置圖形的平面圖中，表示使所述實施例3的顯示電極22、23周邊的結構嚴密，在突起部分260的底邊部分插設電阻262的情況。作為本實施例5的變化，也可以使用這樣的突起部分，使第一和第二放電間隙存在。
PDP的放電間隙和放電氣體(封入氣體)成分的設定
在本發明中，作為其特徵，在多個顯示電極之間存在第一放電間隙和第二放電間隙。其中，在說明各實施例的PDP製作前，先說明具體確定這些放電間隙值的方法。
i.放電間隙和放電氣體在考慮分別與開始放電和持續放電相適合的多個顯示電極的放電間隙情況下，必須同時考慮放電特性極大地受到放電氣體(封入氣體)成分左右。因此，首先期望放電氣體的成分達到某種程度。作為其一例，其中使用一般的Ne-Xe系放電氣體，並同時考慮該Ne-Xe系放電氣體中Xe的比例與放電間隙。
涉及到放電氣體與放電間隙，一般來說，按封入氣體壓力P(乇)和放電間隙d(cm)的Pd積相互相關(參照『電子顯示器裝置』，オム社、昭和59年，P.113～114)。因此，該Pd積作為放電開始電壓Vf和放電效率(相對值)的函數，根據各函數顯示的特性，選出適當的Pd積的可得到的範圍，由此，可確定放電氣體中的Xe比例和放電間隙。
再有，具體的Pd積按以下方法測定求出。
ii.相對於Pd積的放電開始電壓和放電效率的測定在真空室內，裝載本發明的PDP和驅動方式相同的交流面放電型PDP模型(採用一對顯示電極之間的放電間隙為40μm、60μm、90μm的三種PDP模型)，從該真空室外部用老練電路(將施加脈衝設定為20kHz)可以驅動PDP模型。此外，從真空室外部通過閘閥連接氣體瓶，將放電氣體可以按適當預定的壓力封入真空室內。在測定時，放電氣體中Xe所佔的比例分為2％、5％、10％的各情況，在各個情況下製備PDP模型，一邊適當改變封入壓力P(即改變Pd積)一邊進行驅動。省略了這些實驗裝置的圖示。
接著，驅動開始後使用輝度計檢測PDP模型開始發光的時間，把此時的施加電壓記錄為放電開始電壓Vf。由此，製作以放電開始電壓Vf為縱軸、以Pd積為橫軸的函數曲線，作為表示放電開始電壓Vf對Pd積關係的曲線，獲得可知的帕邢曲線。
另一方面，在放電移至持續放電狀態(亮度計的測定值大致達到一定狀態)後，緩慢地下降施加電壓值，放電持續電壓Vm記錄為發光消失時的施加電壓值。而且，採用各放電持續電壓Vm算出放電效率的相對值，製作以該放電效率的相對值為縱軸、Pd積為橫軸的函數曲線，獲得表示放電效率對Pd積關係的曲線(放電效率曲線)。再有，各放電效率的值根據放電持續電壓Vm、放電電流I、亮度L、發光面積S用下面的公式1算出。
放電效率η＝π·S·L/(Vm·I)帕邢曲線向下彎曲，而放電效率曲線向上彎曲，兩曲線在各自彎曲的方向上有放電開始電壓的最小值Vfmin或放電效率最大值的峰值。可考慮以與各自峰值對應的Pd積的值為中心，求出在實際的PDP製作上適當考慮的Pd積的值的範圍。因此，在曲線中峰值多少會明確地顯現，但在確定Pd積上成為第一點。
再有，即使Ne-Xe系放電氣體以外的放電氣體，也可以得到這種形狀的帕邢曲線和放電效率曲線。此外，在Ne-Xe系放電氣體那樣的多成分系的放電氣體中，例如，利用放電氣體中的Xe氣體的分壓(Pxe)，也可以獲得上述兩曲線。
iii測定結果圖23歸納了上述那樣得到的各帕邢曲線，圖24歸納了放電效率曲線。在各圖中，(a)、(b)、(c)分別是Xe比率為5％、10％、2％的情況。
在Xe比率為5％的情況下，該帕邢曲線圖23(a)在Vfmin附近的Pd積為1～5(乇·cm)的範圍內包括比較尖銳的彎曲，可看到明顯的峰值收斂在2～4(乇·cm)的範圍內。而且，對應峰值的Pd積的範圍可以縮小至2.5～3.5(乇·cm)。而且，包含峰值的附近放電開始電壓Vf變為比200V低的值。雖然可看出該曲線即使在Xe比率為10％情況的帕邢曲線圖23(b)中也大致相同，但這種情況下與峰值對應的Pd積的範圍變為稍小的值(1～3乇·cm左右)。
另一方面，在Xe比率為5％的放電效率曲線圖24(a)中，與包括該曲線峰值的周邊對應的Pd積在4～12(乇·cm)的範圍內，而且，明顯的峰值收斂在6～10(乇·cm)的範圍內。如果僅觀察最靠近峰值的位置，那麼其範圍收斂在7～9(乇·cm)的範圍內。此外，曲線在Pd積為4～12(乇·cm)的整個範圍內大致都在2.8以上的值，其最大值達到3左右。與此不同，在Xe比率為10％的情況下，按照其放電效率曲線圖24(b)，此時的峰值大致在3～10(乇·cm)的範圍內，最大達到3.5左右。可看到與該峰值對應的Pd積收斂在約4～7(乇·cm)的範圍內。
這樣，在Xe比率為5％或10％的情況下，由於帕邢曲線和放電效率曲線的各峰值可以比較明確地確認，所以對於放電開始電壓Vf和放電效率兩方面來說，可以容易地選出各Pd積的範圍，確定其具體的值。此外，在這些Xe比率的情況下，由於與帕邢曲線和放電效率曲線的各峰值對應的Pd積的值都不大，所以例如可以抑制減小用以分別確保第一放電間隙和第二放電間隙的空間。
但是，在Xe比率為2％的情況下，帕邢曲線如圖23(c)所示，包括峰值的周邊曲線的形狀在Pd積的4～6(乇·cm)左右的範圍內表現出緩慢的彎曲。因此，對於放電開始電壓Vf來說，不容易判斷明確的峰值位置。此外，由於曲線在整體比較大值的Pd積範圍內彎曲，所以與峰值對應的Pd積值也變大。另一方面，在放電效率曲線圖24(c)中，與所述Xe比率為5％或10％的情況相比，與峰值位置對應的Pd積的值變大(大致12～20(乇·cm)的範圍)。
這樣一來，如果放電開始電壓Vf和放電效率的各Pd積的值大幅度地增大，那麼伴隨著其增大，放電氣體壓力P和放電間隙d也必須確保很大。因此，成為製作細微單元的PDP的障礙，這是最不期望的情況。
iv.放電間隙和Xe比例的確定如上所述，作為可良好使用的Ne-Xe系放電氣體，在其組成中，Xe比率為5％或10％的情況被認為比較適當。因此，變為選擇Xe比率為5％的情況還是選擇10％的情況，但一般來說，在使用的Ne-Xe系放電氣體中，使Xe比率為5％左右的情況較多。因此，這種情況下，在製作上述實施例的PDP方面，認為Xe比率為5％的放電氣體是適當的。
就是說，如上所述，如果適合放電開始電壓Vf的最小值Vfmin(以及第一放電間隙)的Pd積在與帕邢曲線的峰值周邊對應的範圍內，那麼期望的範圍順序如下。
Pd積2.5～3.5、2～4、1～5(乇·cm)代替該Pd積，如果按放電氣體中Xe氣體的分壓Pxe的Pxed積來表示，則期望的範圍順序大致如下。其中，P＝20Pxe。
Pxed積0.12～0.18、0.10～0.20、0.05～0.25(乇·cm)此外，對放電效率(以及第二放電間隙)適合的Pd積的範圍如按照與放電效率曲線峰值周邊對應的範圍內，則期望的範圍順序如下。
Pd積7～9、6～10、4～12(乇·cm)如果按Pxd來表現該Pd積，那麼期望的範圍順序大致如下。
Pxd積0.35～0.45、0.30～0.50、0.20～0.60(乇·cm)考慮這些Pd乘積值範圍的結果，在本發明的實施例中，分別將對放電開始電壓適合的Pd積的值設定為4，對放電效率適合的Pd乘積值設定為8。具體地說，放電氣體壓力P為2000乇，與此不同，第一放電間隙為20μm(20×10-4cm)，第二放電間隙為40μm(40×10-4cm)。
再有，在多成分系列的放電氣體中包含Xe的情況下，從其它實驗可知，所述兩曲線顯示與Ne-Xe系放電氣體相同的傾向。
工業上的利用可能性按照以上的本發明，在以PDP為代表的氣體放電板中，通過分別使顯示電極中的開始放電和持續放電一致確保放電間隙，可以使發光效率提高，並且可以獲得良好的放電效率。
權利要求
1.一種氣體放電板，在對置設置的一對板之間，按矩陣狀配置其內封入放電氣體的多個單元，在所述一對對置板其中的一個面上，在行方向上按橫跨多個單元的狀態延伸配置一對顯示電極，其特徵在於，所述一對顯示電極塗敷電介質層，該電介質層塗敷保護層，和由一種電絕緣導電材料製成的中間電極在與行方向平行的方向上設置在電介質層裡，所述顯示電極在行方向上延伸，在該顯示電極之間的間隙中，具有插在所述中間電極和顯示電極之間、在所述板平面方向上的所述電介質層。
2.如權利要求1所述的氣體放電板，其特徵在於，在所述中間電極和顯示電極之間的間隙中存在第一放電間隙，在所述一對顯示電極之間的間隙中存在比該第一放電間隙寬的第二放電間隙。
3.如權利要求1或2所述的氣體放電板，其特徵在於，當放電氣體壓力為P，放電間隙為d時，所述第一放電間隙在表示Pd乘積與放電開始電壓關係的帕邢曲線中為與放電開始電壓的極小的間隙對應的間隙，而所述第二放電間隙在表示Pd乘積與放電效率關係的放電效率曲線中包括與放電效率極大時的間隙對應的間隙。
4.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，按放電氣體壓力與放電間隙的積達到1～5乇·cm來設定第一放電間隙。
5.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，按放電氣體壓力與放電間隙的積達到2～4乇·cm來設定第一放電間隙。
6.如權利要求4所述的氣體放電板，其特徵在於，按放電氣體壓力與放電間隙的積達到2.5～3.5乇·cm來設定第一放電間隙。
7.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，放電氣體中包含Xe成分，按放電氣體壓力中的Xe氣體的分壓與放電間隙的積達到0.02～0.10乇·cm來設定第一放電間隙。
8.權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，放電氣體中包含Xe成分，按放電氣體壓力中的Xe氣體的分壓與放電間隙的積達到0.04～0.08乇·cm來設定第一放電間隙。
9.權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，放電氣體中包含Xe成分，按放電氣體壓力中的Xe氣體的分壓與放電間隙的積達到0.05～0.07乇·cm來設定第一放電間隙。
10.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，按放電氣體壓力與放電間隙的積達到4～12乇·cm來設定第二放電間隙。
11.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，按放電氣體壓力與放電間隙的積達到6～10乇·cm來設定第二放電間隙。
12.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，按放電氣體壓力與放電間隙的積達到7～9乇·cm來設定第二放電間隙。
13.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，放電氣體中包含Xe成分，按放電氣體壓力中的Xe氣體的分壓與放電間隙的積達到0.1～ 0.3乇·cm來設定第二放電間隙。
14.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，放電氣體中包含Xe成分，按放電氣體壓力中的Xe氣體的分壓與放電間隙的積達到0.15～0.25乇·cm來設定第二放電間隙。
15.如權利要求3所述的氣體放電板，其特徵在於，放電氣體中包含Xe成分，按放電氣體壓力中的Xe氣體的分壓與放電間隙的積達到0.16～0.20乇·cm來設定第二放電間隙。
全文摘要
一種氣體放電板，在對置設置的一對板之間，按矩陣狀配置其內封入放電氣體的多個單元，在所述一對對置板其中的一個面上，在行方向上按橫跨多個單元的狀態延伸配置一對顯示電極，其特徵在於，所述一對顯示電極塗敷電介質層，該電介質層塗敷保護層，和由一種電絕緣導電材料製成的中間電極在與行方向平行的方向上設置在電介質層裡，所述顯示電極在行方向上延伸，在該顯示電極之間的間隙中，具有插在所述中間電極和顯示電極之間，在所述板平面方向上的所述電介質層。
文檔編號H01J17/04GK1525517SQ20031010469
公開日2004年9月1日 申請日期1998年8月18日 優先權日1997年8月19日
發明者鹽川晃, 村井隆一, 田中博由, 佐佐木良樹, 工藤真壽, 青木正樹, 東野秀隆, 野野村欽造, 一, 壽, 樹, 由, 良樹, 欽造, 隆 申請人:松下電器產業株式會社