专利名称：等离子体显示装置的电极排列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运用等离子体单元的显示装置，尤其涉及在等离子体单元中形成的放电电极的结构。
一般说来，等离子体单元被运用于显示装置(显示器)。例如，等离子体显示器可以由等离子体单元本身构成，被传统地得到发展。最近，人们也研究了一种等离子体寻址液晶显示器，它具有由层状液晶单元和等离子体单元形成的层状结构。在这种等离子体寻址液晶显示器中，等离子体单元用于液晶的线序列寻址。大体说来，等离子体单元由一对其间以一定空间连接的一对基片、在至少一个基片上构成的放电电极和密封在基片之间空间的可电离气体组成。放电电极被分成许多彼此平行的阳极和阴极组以形成沿直线延伸的多个放电通道。
在等离子体单元中，大的放电电流容易引起电极材料溅射的增加，从而导致其有效运行寿命的缩短。然而，允许稳定的等离子体放电(辉光放电)的放电电流由诸如放电电极尤其是阴极的表面面积，气体的种类和气压等多种条件决定。如果放电电流低于某一特定值，很难得到稳定的辉光放电。相应地，当放电电极的结构或等离子气体的种类确定后，放电电流的量值即可作为结果而确定。这样，等离子体单元的有效运行时间也被限定，而没有改进的余地。特别地，当放电电极由网板印刷板或类似物构成时，放电电流能够通过减小每个放电电极的宽度得到遏制。然而，在考虑加工过程时很难将电极宽度减小到或小于某一特定的值。而且，这样减小宽度可能会导致每个放电电极的打火击穿或类似情况。因此，存在一个每一放电电极宽度减小的固有的限制。另外，每一放电电极宽度的减小将使每一电极的电阻升高，从而导致沿电极的电压降增加，使得很难产生稳定的等离子体放电。
在等离子体单元中，等离子体的放电在彼此相对的阳极和阴极之间产生。等离子体放电通常均匀、连续地在两放电电极之间、沿阳极和阴极的整个区域发生。然而，这种传统的方法有这样的缺点放电电流增加，从而产生一个由于电阻而产生的大的电压降，结果导致放电不均匀。此外，随着放电电流的增加，还会产生过剩的准稳态原子。特别地，在等离子体单元用作液晶单元的线序列的扫描的情况下，如在等离子体寻址的显示装置中，每一放电通道起到等离子体开关的作用。在这种情况下，过剩准稳态原子的产生使等离子体开关的响应度劣化，从而导致，例如，对其运行的干涉问题。
下面的装置用于解决现有技术中的上述问题。根据本发明的显示装置装有等离子体单元。该等离子体单元包括一对由其间以一定空间连接的基片、在至少一个基片上构成的放电电极和密封在两基片间空间的可电离气体。放电电极被分成许多彼此平行的阳极和阴极组，以形成沿直线延伸的多个放电通道。本发明的一个特征结构是，至少每一阴极部分地被循环排列的绝缘体覆盖，从而限制每一放电电极的有效放电面积并遏制放电电流。在本发明的一个优选实施例中，每一对的阴极和阳极都部分地被循环排列的绝缘体覆盖，阴极上绝缘体的循环排列的空间相位和阳极上绝绝缘体的循环排列的空间相位彼此错开。用这种排列，可以获得斜角放电。在本发明的另一个优选实施例中，在每一个阳极上形成一个用于分离相邻放电通道的隔离壁，使沿那个方向延伸。在这种情况下，每一阴极位于相邻隔离壁之间，并部分地被循环排列的绝缘体覆盖。在本发明的一个应用中，显示装置进一步包括覆盖在等离子体单元上的液晶单元。该液晶单元具有与放电通道相垂直的信号电极和介于放电通道和信号电极之间的液晶。在这种情况下，循环排列的绝缘体的周期W和置定三种基本颜色的一组三个信号电极(RGB三色)的间隔P建立起这样的关系，W＝(n＋1/3)P或W＝(n＋2/3)P(其中n为0或正整数)。
按照该发明，在每个由一对彼此平行的阳极和阴极组成的放电通道中，至少阴极部分地被循环排列的绝缘体覆盖。用这种布置，放电电极的有效面积(可放电部分)可以因而被限制，以在减小放电电流的情况下产生适当数量的荷电粒子和准稳态原子。特别地，通过对可放电部分的锯齿形排列，使它们在每一对阳极和阴极之间彼此错开，由等离子体产生的荷电粒子和准稳态原子可以得到均匀的扩散。
图1(A)和1(B)分别为按照本发明第一个优选实施例的显示装置的剖面图以及该显示装置主要部分的平面图。
图2是根据本发明的第二个优选实施例的一个显示装置的主要部分的剖面图。
图3是第二个优选实施例中显示装置的主要部分的平面图。
图4(A)、4(B)和4(C)描述第二个优选实施例的操作的平面示意图。
现在将参考图详细描述本发明的一些优选实施例。图1表示了按照本发明的显示装置的第一个优选实施例，其中图1(A)是表示该显示装置总体结构的剖面图，图1(B)是该显示装置主要部分的平面图。如图1(A)所示，该优选实施例的显示装置是一个等离子体寻址液晶显示器，它运用等离子体单元来对液晶单元进行线序列寻址。但是，本发明并不只限于这种显示器，当然可以应用于只运用等离子体单元的等离子体显示器。如图1(A)所示，本优选实施例中的显示装置有一个由液晶单元1、等离子体单元2和介于液晶单元1和等离子体单元2之间的薄板玻璃中间基片3叠置而形成的板结构。液晶单元1通过运用玻璃或类似材料的上基片4构成。在上基片4的内主表面上形成许多透明导体膜做的信号电极5，它们彼此平行并且沿列的方向延伸。在彩色显示装置情况下，在上基片的内表面可以安装上一个滤色器，以将红、绿、蓝(RGB)三基色配置给信号电极5。上基片4通过密封元件6以由密封元件6确定的上基片4和中间基片3之间的给定空间被安装在中间基片3上，液晶7被密封在该给定空间里。
另一方面，等离子体单元2通过使用由玻璃或类似材料构成的下基片8构成。在下基片8的主内表面构成许多放电电极9和9a，使它们在与信号电极5成直角的行方向延伸。放电电极9和9a产生等离子体放电。在该优选实施例中，放电电极9由阳极A构成，其它放电电极9a由阴极K构成。多个隔离壁10相应地沿放电电极9而构成，使得每一隔离壁10部分地与相应的放电电极9重叠。每一隔离壁10的顶端与中间基片3相接触，从而起到隔体(spacer)的作用。放电电极9和9a以及隔离壁10可以由比方说网板印刷板构成。下基片8通过玻璃材料11与中间基片3连接在一起。相应地，在下基片8和中间基片3之间限定一个密封的空间。该空间被隔离壁10分成许多分离的放电通道12。在该密封空间内密封有可电离气体。该可电离气体可以由诸如氦、氖、氩或它们的混合气体中选取。
本发明的一个特征结构在于，至少每一个用作阴极的放电电极9a部分地被循环排列的绝缘体13覆盖，以限制放电电极的有效面积从而遏制放电电流。和放电电极一样，绝缘体13也可以由(例如)网板印刷板构成。在该优选实施例中，每一个将相邻放电通道12分开的隔离壁10在每一阳极A的上表面形成。另一方面，每一阴极K位于相邻隔离壁10之间，并部分地被循环排列的绝缘体13覆盖。
现在将参考图1(B)来描述放电电极9和9a，隔离壁10和绝缘体13的详细模式。每一隔离壁通过在用作阳极A的每一个放电电极9的上表面以部分重叠的方式印刷而形成。每一放电电极9的宽度被设定为200μm，而每一隔离壁10的宽度被设定为100μm。相邻隔离壁10之间的距离被设定为700μm。也就是说，分离的放电通道以700μm的间距设置。相应地，本优选实施例的显示装置的纵向分辨率为700μm栅距。用作阴极K的每一放电电极9a位于相邻隔离壁10之间。每一放电电极9a的宽度被设定为120μm。绝缘体13循环地排列在每一放电电极9a的上表面。每一绝缘体13的宽度被设定为100μm，而在每一放电电极9a上构成的相邻绝缘体13的间距被设定为200μm。循环地排列在每一放电电极9a上的绝缘体13的间距W被设定为1920μm。
在本优选实施例中，覆盖绝缘体13沿每一阴极K设置。从而，每一阴极的表面面积被减小，由此遏制放电电流。而且，每一阴极K的电阻可以制成与在每一阴极K没有被覆盖的情况下相似。于是，电压降被降低一个对应于放电电流的遏制的量值，从而确保等离子体放电的均匀性。而且，覆盖绝缘体13沿横向循环地排列。这样，可放电区域(放电点)可以分离地安置以允许在每一点的可靠、稳定的放电。沿横向循环排列的绝缘体13的间隔W被设定为8/3乘以相应地安置在液晶单元边的滤色器色条的RGB三色间隔P。即，8/3乘以P＝720μm等于W＝1920μm。一般来说，绝缘体13的间隔W与置定三基色的一组三个信号电极(RGB三色)的间距P建立起这样的关系，W＝(n＋1/3)P或W＝(n＋2/3)P(这里n为0或正整数)。这样，即使出现由于长时间放电之后的溅射而形成的沉积所导致的玻璃基片的透射率的减小，也很难看到玻璃基片和滤色器色条间的波纹效应。特别地，三基色RGB的混合可以尽可能地改进以避免颜色非均匀性。
图2是描述按照本发明的显示装置的第二个优选实施例的部分剖面示意图。同样在该优选实施例中，显示装置是含有等离子体单元2的等离子体寻址的液晶显示器。为了描述的简单，只有等离子体单元2作为主要部分在图2中加以表示。本优选实施例的显示装置的结构基本上与如图1所示的第一个优选实施例相似，为了容易理解，相应的部件由相同的参考数字来标记。在第二个优选实施例中，阴极K和阳极A都部分地被循环排列的绝缘体13所覆盖。而且，在阴极K和阳极A上都构成隔离壁10。于是，每一阳极A的一侧和与该阳极A相邻的每一阴极K的一侧被暴露给由相邻的隔离壁10限定的每一放电通道12。
图3给出了如图2所示的等离子体单元2的形状的平面图。由图3可以明显看出，阴极K和阳极A都部分地被绝缘地循环排列的绝缘体13所覆盖。而且，阴极K上绝缘体13的循环排列的空间相位和阳极A上绝缘体13的循环排列的空间相位彼此错开，以提供一个斜角放电结构。
现在将参考图4A到4C详细描述如图2和3所示的第二个优选实施例的工作情况。图4(A)对应于第二个优选实施例，而图4(B)表示与它的比较。这一比较也包含在本发明中。图4(C)表示现有技术。在如图4(C)所示的现有技术中，放电区域21在阳极A和阴极K之间连续均匀地产生。相反，在如图4(A)所示的按照本发明的等离子体寻址显示装置中，相对的放电电极(阳极A和阴极K)的可放电部分20被限制，并且这些部分20以锯齿形排列在彼此相对的阳极A和阴极K之间，从而产生斜角放电的结果。用这种排列，每一放电电极的放电电流与放电在每一放电电极的整个长度内完成的情况相比可以被减小。结果，由放电产生的离子、电子和准稳态原子可以被减少。在等离子体寻址显示装置中，荷电粒子和准稳态原子在完成放电之后必须很快消失。然而，准稳态原子有时存在长达20到30μs的时间，而且这一问题显著地发生在如图4(C)所示的等离子体放电产生于每一放电电极的整个长度内的情况下。准稳态原子的消失时间最终也决定将图像信号写入等离子体寻址显示装置中液晶单元的操作。相应地，长达20μs的准稳态原子的存在将引起诸如一个写操作在一个HDTV的一个行周期(16.7μs)中不能完成的问题，从而影响显示质量。因而，采用如图4(A)或4(B)所示的方法减少准稳态原子是有效的。但是，如果在等离子体寻址的显示装置的运行中荷电粒子和准稳态原子没有均匀地分布于相对放电电极之间，这种非均匀分布将表现为显示的非均匀性。考虑到数量较小的粒子尽量均匀地分布以避免上述缺陷，与图4(B)所示的结构相比，最好运用如图4(A)所示的锯齿状放电。也就是说，图4(A)所示的结构更具有优点，因为放电区域21可以通过完成斜角放电而得到加宽。荷电粒子和准稳态原子通过沿放电区域周围的扩散而得到广泛的分散。因而，第二个优选实施例有这样的优点，由放电产生的准稳态原子可以在数量上得以减小，并能得到均匀的分布。
如上所述，根据本发明，至少每一阴极部分地被循环排列的绝缘体所覆盖，从而限制每一放电电极的有效面积以遏制放电电流。由于显示装置的放电电流总体上来说可以被减小，因此显示装置的服务寿命可以被延长。而且，由于电压降可以被降低，等离子体的均匀度可以得到改进，从而提高显示装置的质量和可靠性。并且，波纹状模式可以通过交互调节绝缘体的间隔和置定三基色的一组三个信号电极的间隔而得以避免。这样，即使在长时间运行后也不会引起图像品质的损失，从而显著地提高有效服务寿命。如上所述，根据本发明，放电电流可得到显著的遏制，从而减小功率损耗。而且，由电阻产生的电压降引起的放电非均匀性可以得到减小。并且，由于准稳态原子的很快消失，将图像信号输出到液晶单元的时间可以得到缩短。特别地，斜角放电的应用使由等离子体放电产生的荷电粒子和准稳态原子在放电通道内得以广泛的扩散。
虽然本领域的熟练技术人员可以提出其他的改进和改变，本发明人的意图是把属于他们对现有技术的贡献范围的所有合理的和适当的改进和改变都包括在以下的权利要求中。
权利要求
1.一种含有等离子体单元的等离子体寻址的显示装置，包括用于形成等离子单元的一个第一基片和一个第二基片；用作阳极和阴极的多个等离子体电极，上述的多个等离子体电极设置在所述第一基片上，所述阳极和所述阴极对彼此平行安置以形成放电通道；和在所述阴极上安置的部分地覆盖所述阴极以露出许多沿每一所述阴极排列的放电区域的绝缘覆层。
2.一种如权利要求1所要求的等离子体寻址的显示装置，其中所述阴极和所述阳极部分地被所述绝缘覆层沿其长度被覆盖，并且覆盖所述阴极的所述绝缘覆层的位置和覆盖所述阳极的所述绝缘覆层的位置相对彼此错开。
3.一种如权利要求1所要求的等离子体寻址的显示装置，其中每一个所述阳极上有一个阻挡肋。
4.一种如权利要求1所要求的等离子体寻址的显示装置，进一步包括位于所述第二基片和一个第三基片之间的液晶单元，所述液晶单元有与所述放电电极相垂直的信号电极。
5.一种如权利要求1所要求的等离子体寻址的显示装置，其中所述的绝缘覆层沿所述阴极长度循环地排列，并且所述绝缘覆层在所述放电电极上的排列循环周期满足下列公式；W＝(n＋1/3)P，其中W定义所述绝缘覆层的排列周期；n为0或正整数；和P定义一个像素的宽度。
6.一种如权利要求1所要求的等离子体寻址的显示装置，其中所述的绝缘覆层沿所述阴极长度循环地排列，并且所述绝缘覆层在所述放电电极上的排列周期满足下列公式；W＝(n＋2/3)P，其中W定义所述绝缘覆层的排列周期；n为0或正整数；和P定义一个像素的宽度。
7.一种如权利要求3所要求的等离子体寻址的显示装置，其中所述的放电电极和阻挡肋由印刷而形成。
全文摘要
为遏制显示装置中等离子体单元的放电电流，延长有效服务寿命，该显示装置包括等离子体单元2，该单元包含一对由其限定的空间连接的一对基片3和8、至少在基片8上形成的放电电极9和9a以及在该空间内密封的可电离气体。放电电极9和9a被分成彼此平行的多个阳极和阴极对，从而形成多个沿直线延伸的放电通道12。至少每一阴极K部分地被周期排列的绝缘体13覆盖，从而限制每一放电电极9a的有效面积来遏制放电电流。
文档编号G09F9/313GK1139252SQ9610389
公开日1997年1月1日 申请日期1996年5月10日 优先权日1995年5月12日
发明者林正健, 宫崎滋树 申请人:索尼株式会社