平面顯示設備的製作方法
2023-07-19 15:52:41
專利名稱：平面顯示設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及平面顯示設備，並更具體地涉及用於計算機、電視中的充當圖象顯示器的平面顯示設備。
等離子體顯示屏面(以下稱為PDP)作為一種平面顯示設備已經實際用作為例如牆掛式電視機中的顯示設備。按照電壓驅動系統的不同，PDP分為AC(交流)型和DC(直流)型。在大多數情況下，AC型彩色PDP的顯示部分，例如，具有圖1中所示的結構。
在圖1中，在玻璃背襯底101上形成各個地址電極102以及覆蓋這些地址電極102的螢光層。在對著該玻璃背襯底101的玻璃前襯底104上形成介電層105、一對顯示電極106、107以及保護層108。另外，把氣體密封在玻璃前襯底104和玻璃背襯底101之間的放電空間中。
在這種PDP的實際應用中，屏面的壽命、運行電壓、發射亮度、色純度是作為重要的評價因素考慮的。這些評價因素明顯地受到密封在放電空間109中的混合氣體的影響。
已經進行了這些混合氣體的各種研究。通過採用由氖(Ne)及氙(Xe)或氦(He)及氙組成的二種成分混合氣體，或者採用由氦氬(Ar)氙或氖氬氙組成的三種成分混合氣體，可以得到具有長壽命、低運行電壓和足夠的發光亮度的PDP。
採用這樣的混合氣體的PDP發射出的光具有除可見光射線之外的波長，例如紅外射線附近的波長。
本發明的發明者們已經查明這種近紅外射線有可能對靠近PDP處使用的POS(銷售點)計算機信息系統的紅外數據的傳輸造成有害的影響，或者當在家中把PDP用於電視機時有可能對家庭電器設備的近紅外遙控造成誤動作。
這些事實至今尚未人知，它們是由本發明的發明者們首次發現的。
本發明用來解決這些問題，本發明的一個目的是提供一種能夠去掉圖象顯示中不需要的光而且能夠提高圖象顯示質量的平面顯示設備。
根據本發明，因為該平面顯示設備具有反射或者吸收可見光線波長頻帶之外的至少近紅外射線的裝置。從而可以防止近紅外射線引起的設備誤動作。另外，如果把在可見光波長上用作為抗反射膜而在近紅外波長上用作為反射膜的光學膜充當反射或吸收近紅外射線的裝置，可以不在平面顯示設備之中受到反射或吸收的情況下從平面顯示設備向外部發射可見光線。由於這個原因，可以防止平面顯示設備的發光顯示亮度的退化。
而且，因為該平面顯示設備具有電磁波屏蔽膜以及反射或吸收近紅外射線的裝置，可以消除對人體的有害影響。電磁波屏蔽膜可以是疊層膜的形式，或者以濺鍍、化學汽相澱積(CVD)、蒸發等方式澱積的生長膜。
而且，如果在平面顯示設備裡把由玻璃、丙烯酸樹脂或塑料構成的保護板設置在定義放電空間的襯底組的前面，可以消除其波長短於可見光線的光的放射，並且還可以強化設備的結構。如果保護板構造成具有凸狀或者保護板的周邊和框架件相配合，可以提高保護板的結構強度。
在本發明裡，因為平面顯示設備的氣體放電空間裡包括氙和氖並且氙在整個氣體中只佔2％以下，從而可以大大地減少平面顯示設備發射的波長為800至1200nm的光的放射量。從而，可以防止平面顯示屏面對用近紅外線操作的設備的有害影響。除此之外，還可以改進平面顯示屏面附近彩色顯示的質量。在這種平面顯示屏面裡，因為有可能提高波長約為700nm的光的放射量，通過設置吸收或反射波長超過650nm的光的裝置可以減小700nm附近的光強度，從而消除色純度和彩色顯示色品度的退化。
在這種情況下，如果把波長低於650nm的光的透射率置成為波長為700nm的光的透射率的兩倍，從而可以減小該波長上的光強度以消除色純度及彩色顯示色品度的退化。
在本發明中，如果把氣體的混合比設置成使得平面顯示裝置的氣體放電空間裡紅外射線的光譜強度小於可見射線光譜強度的一半，可以減小對平面顯示設備之外的設備的影響。
通過對示意實施方式及附圖的說明將會明了本發明的其它及更深的目的和特性，這些目的和特性還將在附屬權利要求書中得到陳述，熟練的技術人員在實際中應用本發明時會發現本文中未敘述的各種優點。
圖1是一個剖視圖，表示常規等離子體顯示器的外形；圖2A至圖2C分別表示按照本發明的一種實施方式當設備中氙的混合率分別為0.2％、2％和3％時波長從400nm到1200nm的發射頻譜；圖3A和圖3B分別表示按照本發明的實施方式當設備中氙的混合率為分別為4％及5％時波長從400nm到1200nm的發射頻譜；圖4表示按照本發明的實施方式設備中880nm波長附近氙的混合率和發射頻譜強度之間的關係；圖5是一個示意圖，表示根據本發明的實施方式的本設備的結構；圖6是一個透視圖，表示圖1中所示設備的顯示屏面的內部結構。
圖7是一個剖視圖，表示按照本發明的實施方式的設備中所採用的凸形保護板的一種示例；圖8A和8B是正視圖及側視圖表示按照本發明的實施方式的設備中所採用的帶有框架的保護板的一種示例；圖9是一條特性曲線，表示按照本發明的實施方式的設備中所採用的一種反射特定波長的光濾波器示例的光透射率；圖10表示按照本發明的實施方式的設備中所採用的可見光抗反射膜的特性曲線的示例；圖11是一條特性曲線，表示按照本發明的實施方式的設備中所採用的一種紅外吸收濾光器的光透射率特性的示例；圖12表示如果對按照本發明的實施方式的設備應用光濾波器和紅外吸收濾光器時的光透射率；圖13表示按照本發明的實施方式的設備採用用來截斷特定波長頻帶內的光的光吸收濾波器或者反射濾波器的光特性；圖14表示按照本發明的實施方式的設備所採用的用來截斷特定波長段的光吸收濾波器或者反射濾波器的光特性；圖15表示按照本發明的實施方式的設備中減小波長為700nm附近的光透射率的第一濾光器的特性；
圖16表示按照本發明的實施方式的設備中減小波長在700nm附近的光的透射率的第二濾光器的特性；圖17表示按照本發明的實施方式的設備中減小波長在700nm附近的光的透射率的第三濾波器的特性；圖18表示按照本發明的實施方式的設備中減小波長在700nm附近的光的透射率的第四濾光器的特性；圖19A是一個示意圖，表示根據本發明的第二實施方式的設備結構。
圖19B表示圖19A中設備所採用的保護板或者前透明襯底的光學特性。
現將參照
本發明的不同實施方式。應該注意，附圖中相同的或類似的參考數代表相同或類似的部分和部件，而且對相同或相似部分和部件的說明將省略或簡化。
首先，當把由氖和氙組成的兩種混合氣體作為一種氣體密封在彩色PDP中並改變氙的混合率時這兩種混合氣體的發射光譜強度的結果如圖2A至圖2C中所示，並且可得到圖3A和3B。
換言之，如果在由氖和氙組成的兩種成分的混合氣體中氙的混合比為0.2％，在波長700nm附近即可見光的範圍內觀察到光譜峰值。相反，如圖2B和2C以及圖3A和3B中所示，當氙的混合比在2.0％至5.0％的範圍內時，發射光譜的峰值出現在波長約為820nm和約為880nm處，即按和上述相同的數量級出現在近紅外射線區。
根據這些試驗結果，在圖4中表示波長在約為820nm至約為880nm附近光譜強度和氙的混合比的關係。
從上述很明顯地可以設想氣體混合狀態對近紅外射線的光譜強度的影響。特別，我們可以推測近紅外射線的光譜強度可能主要由氙的混合比造成。
從而，為了消除近紅外線對於POS或遙控系統的影響，本發明的發明者將採用具有下述結構的彩色PDP。
圖5是這種PDP的剖視圖，表示本發明的第一實施方式。
在圖5中所示的PDP設備裡，在前開型機殼4上設置顯示屏面2和控制部分3，顯示屏面2的正面由透明保護板1保護。
顯示屏面2例如由帶有AC(交流)型三電極結構的表面放電屏面構成。如圖6中所示，顯示屏面2包括由玻璃形成的前透明襯底21及由玻璃形成的背透明襯底22。按預定的距離排列多個地址電極23，在地址電極23之間相應地構造條形保護壁24，在對著前透明襯底21的背襯底22的表面上形成相應地覆蓋各地址電極23和各隔壁24的側平面的螢光層25。
螢光層25由紅螢光層25R、綠螢光層25G和蘭螢光層25B構成，當例如由紫外線照射時它們都發出光。紅螢光層25R、綠螢光層25G和蘭螢光層25B順序排列，分別放置在各個隔壁24之間。
在對著背底22的前透明襯底21的一個表面上構造由透明導電材料製成的顯示電極26(亦稱為「持續電極」)並相鄰地按和地址電極相交的方向排列，從而形成各對電極並形成用於補加它們的導電性的金屬匯流條電極。另外，構造用於覆蓋顯示電極26和匯流條電極27的介質層28。存在著ITO(氧化銦錫)、氧化錫(SnO2)等可作為透明導電材料，同時存在由Cr-Cu-Cr構成的三層電極可作為金屬匯流條電極27。介質層28由氧化鎂製成的保護層29覆蓋。
前透明襯底21和背襯底22安裝成形成保護層29和螢光層25之間的空隙(空間)30，並且兩個襯底的外緣密封。空隙30中充有低壓氣體。如果受到等離子化，氣體可發射紫外線。例如，氣體由氙和氖組成。
在具有圖5中所示結構的前透明襯底21的前表面上依次形成用透明導電膜製成的屏蔽膜5以及後面說明的第一光學膜6。電磁波屏蔽膜5屏蔽頻率在30MHz至1GHz之間的電磁波，並且可使用普通CRT(陰極射線管)中使用的普通屏蔽膜。
在顯示屏面2的前面構造的保護板1用透明材料如丙烯酸樹脂或玻璃製成。保護板1的前表面用第二光學膜7覆蓋，保護板1的背表面用紅外吸收膜8及第三光學膜9覆蓋。諸如玻璃或者樹脂的材料在本質上具有截斷波長小於400nm的光的作用。
保護板1不僅提供對顯示屏面2的表面的保護，而且還提高了整個PDP設備的強度。為了大大地改進保護板1和PDP設備的結構強度，最好把保護板1形成為如圖7中所示那樣相對於觀者具有略園的凸形，或者如圖8A和8B中所示使保護板1的四側和框架件1a相配合。
上述的第一至第三光學膜6、7、9具有，例如，圖9中所示的特性。從而，它們在可見光波長400至700nm之間充當抗反射膜，並且由於在約為820至880nm波長的紅外區反射率變大而在紅外區充當反射膜。對於這種膜，例如如圖5中所示，存在一種通過把高折射率膜10a和低折射率膜10b疊加起來而形成的膜，其中高折射率膜10a由單層的TiO2、Ta2O5、ZrO2或者由Pr6O11和TiO2組成的多層構成，而低折射率膜10b由MgF2、SiO2等構成。低折射率膜10b布置成靠近顯示屏面2。可以分別以單層的方式重疊高折射率膜10a和低折射率膜10b，或者按重複層及交錯層的方式把多個高折射率膜10a和多個低折射率10b疊加起來。
為防止可見光線的反射，平均亮度反射率最好低於0.48。做為一個例子，在圖10中給出這種膜的一個表面上的反射保護作用的特性曲線。
平均亮度反射率(Rv)由方程(1)給出。在方程(1)，y(λ)是XYZ比色系統裡的顏色匹配函數，S(y)是彩色顯示中的所採用的標準光源的光譜分布，而R(λ)是光譜反射因子(％)。
Rv=380780SyRd380780Syd(1)]]>紅外吸收膜8是用於至少吸收近紅外射線的膜，並用例如包括有機複合染料如蒽醌系統，酞化青系統的樹脂或者包括諸如金屬合金有機複合物的樹脂構成。在把紅外吸收膜8附著在用丙烯酸樹脂做成的保護板的背面的結構下，在圖11中給出例示的300至1200nm內的光透射率。紅外吸收膜8可以附著在保護板1的前表面上。
在其上疊加著紅外吸收膜8及第三光學膜9的保護板的光譜透射率曲線例如如圖12所示，從該PDP設備的向前方向很難發射出可見光段(400至700nm)之外的發射光譜。
根據上述，在該第一實施方式中，因為該PDP設備設置著紅外吸收膜8和第一至第三光學膜6、7、9，不會出現造成利用紅外線進行操作的設備的誤動作。另外，因為可以防止顯示屏面12中的可見光反射，可以得到在彩色顯示比常規設備更優越的PDP設備。
在圖5中所示的PDP設備裡，第一光學膜6附著在顯示屏面2的前表面上，接著把紅外吸收膜8附著在保護板1的背表面上，然後再分別把第二和第三光學膜7和9附著在保護板1的前表面和後表面上。但是，並非總是需要全部的紅外吸收膜8以及第一至第三光學膜6、7、9的，可能使用它們中的至少一個。另外，顯示屏面2的前表面以及保護板1的前表面和背表面中的任何一個表面都可以選擇為充當附著紅外吸收膜8的表面。
在設置著上述各膜的顯示屏面裡，紅螢光層25R的亮度和光譜被交疊並且紅色亮度的一分被截掉，因此最好事先提高紅螢光層25R的發光量以補充被截掉的成分。尤其，可選擇亮的紅螢光層，或者把紅螢光層25R的區寬構成為比蘭及綠螢光層25B、25G的區寬更寬。
同時，在保護板1和前透明襯底21之間需要一個空隙(距離)。該空隙必須確保衰減靜荷載及影響荷載容納能力，或者必須確保減小從顯示屏面2到保護板1的熱傳輸，另外還確保防止因前透明襯底21和保護板1接觸而造成的牛頓環。
在保護板1和前透明襯底21的組成材料具有不同的熱膨脹係數的情況下，最好不要把顯示屏面2和保護板1安裝成相互接觸，因為由於顯示屏面2的幅射熱會產生保護板1的彎曲。
在上面的說明中，儘管包括氖和氙的混合氣體密封在顯示屏面2內，但是可密封主要由氖和氦構成的混合氣體、添加著氬氙等的混合氣體以及其它類似混合氣體來代替氖氙混合氣體。通過上述結構可以減少PDP中由於這些混合氣體發射的可見光之外的光的幅射量。例如，可以把氖氙混合氣體、氦氙混合氣體、氦氬氙混合氣體或者氖氬氙混合氣體以及其它混合氣體作為密封氣體。
通過把氬、氙等添加到以氖氦為基的混合氣體裡，或者通過調整這些氣體的混合比，可以給定這些氣體對選定的不希望光的吸收或反射的光濾波特性。
作為示例的目的，為了消除來自彩色PDP設備的紅外線的發射，在上述膜疊層結構之外還可以使得密封在顯示屏面2裡的由氖氙組成的混合氣體中的氙的混合比小於2％。也就是說，氙的含量可以在能減少近紅外線的發射量的範圍中進行選擇，而不是選擇成氙的混合比為2％的情況。需要把氙的混合比選擇成使得近紅外射線的光譜強度低於可見光波長段的光譜強度的一半，最好低於可見光波長段的光譜強度的1/3。
按這種方式，如果氙的混合比低於2％，氖的螢光色，即波長在700nm附近的光，變成明顯，如圖2A中所示。結果，有可能使彩色PDP的色純度變差，而且降低紅、蘭、綠基色的色品度。
從而，通過在保護板1與或在前透明襯底21上附著具有圖13中所示的吸收或反射波長大於650nm光的特性的光學膜，或者通過在保護板1上或在前透明襯底21上附著具有圖14中所示的可選擇性地吸收或反射700nm附近波長的濾光器，可以防止色品度的下降。除了使用光學膜之外，還可以使用具有吸收或反射該波長的特性的保護板1或前透明襯底21。
為了減小從PDP發射出的波長約為700nm的光的輻射量，最好把波長小於650nm的光的透射率置成高于波長約為700nm的光的透射率的兩倍。例如，可以採用具有圖15至18中示出的波長一光吸收特性的濾光器。
如圖2B和2C中所示，即使在氙的混合比小於2％的情況下，因為在700nm附近的波長段中出現小的光譜強度峰值，仍需要把吸收或反射波長大於650nm的光學膜附著在保護板，或前透明襯底21上以改善色純度。
在把各種上述膜附著在保護板1或者前透明襯底21上時，採用疊層的方法。這些層可以疊層在前透明襯底21的電極形成表面上。此外，為了進行紅外吸收，電磁波屏蔽、可見光透射，不僅可以採用上述形成膜的各種方式，還可以採用通過在保護板1或前透明襯底21的表面上澱積或者塗復紅外吸收材料、電磁波屏蔽材料、可見光透射材料或者紅外反射材料等各種方式。另外，在設置這些膜時，可以通過例如蒸發、CVD或濺鍍的膜形成方法構造具有這種光作用的其它類型的膜。
可以在保護板1或前透明襯底21的表面上塗上吸收預定波長的各種染料，或者可以組合式地採用上述各種方法。如果以這種方法對保護板1或者前透明襯底21提供吸收可見光之外的光的功能，可以如圖19A中所示取消膜疊層。結果，可以減小裝配PDP設備所需的工序。在圖19B中說明這種保護板1或者前透明襯底21中光透射率和波長之間的關係。
通過採取利用把無機襯底和有機襯底附加到板或膜的材料上、接著在適當溫度適當壓力下融化結果結構並且然後再對結果結構進行退火的等工序的方法，可以在保護板1或前透明襯底21或上述濾光器上構造用於反射或吸收波長位於可見光波長之外的光的板或者膜。
出於示例的目的，如果保護板1按擠壓處理方式由丙烯酸樹脂構造，則選擇加熱溫度為150至170℃，加熱時間為5至20分鐘，所施壓力為15至50g/cm2，施壓時間為10至30分鐘。如果把諸如蒽醌系統或酞花青系統的有機複合染料，或者把諸如金屬合金有機複合物的染料添加到，例如，丙烯酸樹脂上，可以對保護板1提供近紅外吸收作用。這樣的染料可添加到覆蓋顯示電極對的介質層28上。
在構造了用於反射或吸收波長在可見光之外的光線的膜的情況下，可以採用已知的膜形成方法，如真空澱積法、高頻電離鍍膜法或磁控濺鍍法，把它塗在襯底上。
另外，如果在各種膜上構造用於反射或吸收波長在可見光之外的光的膜，可以通過在板上混合或攪拌諸如無機襯底和有機襯底。染料或離子晶體的粉末經粘貼構造該膜。
通過選擇和調整當前商業上可得到濾光器的厚度和調整添加材料量等可以方便地得到上面討論的各種濾光器的吸收波長帶寬和反射波長帶寬。儘管在上述實施方式中說明了AC型彩色放電屏面，但是本發明並不局限於這種屏面，而是類似地可應用於例如DC型彩色放電屏面、單色AC型或DC型放電屏面。
按照上面的說明，因為根據本發明的平面顯示設備具備反射或吸收可見光之外的波長帶寬中的至少的近紅外射線，可以防止使用近紅外射線的設備的誤動作。
另外，因為把相對於可見光波長段充當成抗反射膜和相對於近紅外波長段充當成反射和吸收膜的光學膜用作為反射或吸收近紅外射線的裝置，可以以不在平面顯示設備受到反射和吸收的方式下從平面顯示設備向外發射可見光。結果，可以防止平面顯示設備的發光顯示亮度的退化。而且還能防止保護板和屏面的(玻璃)散射。
此外，因為該平面顯示設備具有電磁波屏蔽膜以及反射或吸收近紅外射線的裝置，從而可以消除對人體的有害影響。
而且，因為在該平面顯示設備裡由玻璃、丙烯酸樹脂或塑料構成的保護板設置在定義放電空間的襯底組的前面，可以消除波長比可見光波長短的光的幅射，而且還可加強該設備的結構。因為保護板構造成具有凸形，或者保護板的周邊可靠地固定到框架件中，可以提高保護板的結構強度。
在本發明中，因為在該平面顯示設備的氣體放電空間裡包括氙和氖而且氙只佔總氣體的2％以下，可以大大地降低該平面顯示設備中發射出的波長在800nm至1209nm之間的光線的輻射量。結果，可以防止對用近紅外線操作的設備的有害影響。
因為該平面顯示設備具有吸收或反射波長超出650nm的光的裝置，可以減小波長約為700nm的光的輻射量以抑制彩色顯示的色純度和色品度的退化。
在如果把波長低於650nm的光的透射率置成為波長等於700nm的光的透射率的兩倍以上，可以降低700nm波長處的光強度，從而抑制彩色顯示器的色純度和色品度的退化。
在本發明中，如果把混合氣體的混合比設置成使得在本平面顯示設備的氣體放電空間裡紅外線的光譜強度低於可見光波長的光譜強度的一半，可以減小對除本平面顯示設備之外的設備的影響。
在接受本發明的學說之後對於熟練的技術人員來說各種不違背該學說的範圍的修改是可能的。
權利要求
1.一種產生放電發光的平面顯示設備，包括一對襯底，用於限定一個氣體放電空間，在該氣體放電空間中密封著用於產生放電發光的氣體；保護板，被布置在離所述襯底對為預定距離處；顯示電極，用於放電所述襯底對之間的氣體；吸收或反射裝置，用於吸收或反射由所產生的放電發光射出的近紅外射線；及外殼，接納所述襯底對、所述保護板、所述吸收或反射裝置。
2.一種平面顯示設備，包括一對襯底，用於限定一個氣體放電空間，在該氣體放電空間中密封著用於產生放電發光的氣體；吸收或反射裝置，用於吸收或反射由所產生的放電發光射出的近紅外射線；及其中所述吸收或反射裝置是由添加到所述襯底對的前襯底的材料中的染料組成的近紅外吸收劑構成的。
3.一種平面顯示設備，包括一對襯底，用於限定一個氣體放電空間，在該氣體放電空間中密封著用於產生放電發光的氣體；吸收或反射裝置，用於吸收或反射由所產生的放電發光射出的近紅外射線；及其中所述吸收或反射裝置是由添加到所述保護板的材料中的染料組成的近紅外吸收劑構成的，該保護板被布置在離所述襯底對為預定距離處。
4.一種平面顯示設備，包括一對襯底，用於限定一個氣體放電空間，在該氣體放電空間中密封著用於產生放電發光的氣體；位於所述襯底對之間的顯示電極；及其中所述顯示電極用其中添加著吸收近紅外線的染料的電介質膜覆蓋。
5.一種產生放電發光的平面顯示設備，包括一對襯底，用於限定一個氣體放電空間，在該氣體放電空間中密封著用於產生放電發光的氣體；顯示電極，用於放電所述襯底對之間的氣體；吸收或反射裝置，用於吸收或反射具有超過650nm波長的光；多個螢光層，具有不同的發光顏色，位於所述氣體放電空間中；及其中所述氣體至少包括氙和氖，並且所述氣體中氙的混合比小於2％。
6.一種產生放電發光的平面顯示設備，包括一對襯底，用於限定一個氣體放電空間，在該氣體放電空間中密封著用於產生放電發光的氣體；顯示電極，用於放電所述襯底對之間的氣體；所述氣體至少包括氙和氖，並且所述氣體中氙的混合比小於2％，及其中波長小於650nm的光的透射率是波長為700nm的光的透射率的兩倍或更高。
全文摘要
一種平面顯示設備中具有一對定義在其中密封著產生放電發光的氣體的氣體放電空間的襯底，並包括著吸收或反射近紅外線的裝置。
文檔編號H01J17/49GK1505085SQ200310124428
公開日2004年6月16日 申請日期1997年6月11日 優先權日1996年6月12日
發明者廣田高敏, 夫, 木村英夫, 今岡和夫, 橫山聰, 治, 佐藤滿治, 郎, 明, 直井司郎, 尾上高明 申請人:富士通株式會社