專利名稱：氦等離子體顯示設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種等離子體顯示設備，更具體而言是涉及用氦和稀有氣體的氣體混合物做放電氣體的等離子體顯示設備。
用氣體放電顯示影象的等離子體顯示設備具有優良的亮度和對比度以及寬廣的視角。等離子體顯示設備由于在電極上施加交流或直流電壓，使氣體放電，因而輻射出紫外線。此輻射出的紫外線激發熒光物質使其發光。
常用的等離子體放電氣體是氖和氙的混合物或氦和氙的混合物，這時氙的含量約為1-5體積％。當使用上述氣體混合物時，由于放電氙發生了反應，輻射出波長約147至200nm的真空紫外線。因此，現有的等離子體顯示設備使用的是波長約147至200nm的紫外線激發的熒光物質。
但是，當使用氖-氙或氦-氙的混合物做放電氣體時，除了紫外線，氙還輻射出波長約800至1000nm的強近紅外線。這種近紅外線可能對附近其它遙控設備的操作有不良的影響。
因此，等離子體顯示設備必須安裝屏蔽近紅外線的濾光器。這類濾光器為僅增加了生產成本，而且使影象的亮度至少降低30％。此外，當使用氖和氙的混合物做放電氣體時，還會出現由氖氣輻射出包括強黃色或紅色的可見光，因而顯示影象的顏色的純度變壞了。
另外，當氣體混合物的壓力增加時，氖-氙或氦-氙混合物的放電特性就很不穩定了。
為了解決上述的問題，本發明的目的是提供一種使用氦和稀有氣體混合物做放電氣體的等離子體顯示設備，這種設備具有穩定的放電特性，所輻射的黃或紅光最少，并且不輻射波長約800至1,000nm的近紅外線。
因此為了實現上述目的，本發明提供了一種包括裝有編址電極、介電物質和涂在上基片的下表面的熒光物質的上基片，裝有掃描電極和普通電極的下基片，和在上下基片間密封有放電氣體的等離子體顯示設備。這種設備的特征是其放電氣體是純氦或一種含99.5體積％氦，其余是選自氖、氬、氪、氙和氮中至少一種氣體的氣體混合物。
此外，放電氣體的壓力優選100-760托。
參考附圖并詳細敘述一個優選實施方案，本發明的上述目的及其有利之處就更加明顯了

圖1是說明本發明的氦放電顯示設備的截面圖；圖2說明本發明的使用純氦放電氣體的顯示設備的放電光譜；圖3說明本發明的使用氦-氖(10體積％)放電氣體的顯示設備的放電光譜；圖4說明本發明的使用氦-氬(0.1體積％)放電氣體的顯示設備的放電光譜；圖5說明本發明使用氦-氬(0.01體積％)放電氣體的顯示設備的放電光譜和常用的使用氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體的放電顯示設備；圖6說明本發明使用氦-氬(0.01體積％)放電氣體的放電顯示設備壓力改變時的亮度變化。
圖7說明使用350托的氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體的常用放電顯示設備以及本發明使用650托氦-氬(0.01體積％)放電氣體的顯示設備中電壓改變時的亮度變化。
本發明的放電顯示設備所采用的氦放電氣體是純氦或含氦99.5體積％并含氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和氮中的至少一種氣體的氣體混合物。這種放電顯示設備具有良好的放電特性并且不輻射800-1,000nm的近紅外線。
稀有氣體和N2的含量不超過約0.5體積％是為了在氦原子中的躍遷能引發紫外輻射并抑制可見光和近紅外的輻射。
圖1示出本發明的一個優選方案的氦放電顯示設備。參考圖1，在上基片11的下表面上形成編址電極12，然后介電物質13和熒光物質14涂在帶編址電極12的上基片11的下表面上。在下基片15上形成有掃描電極16和普通電極17，介電物質18和MgO保護膜19涂在電極16和17上。
上基片11和下基片15連在一起，它們中的空間則密封了放電氣體。上面己談到，放電氣體是純氦或含氦99.5體積％并含氖、氬、氪、氙和氮中至少一種的氣體混合物。如果在放電氣體中氖、氬、氪、氙和氮的含量超過0.5體積％，發現亮度降低放電電壓則過高。
可以用常用的熒光材料做本發明的熒光物質。
操作上述等離子體顯示設備時，把一約190V的脈沖電壓加至編址電極12后，掃描電極16和普通電極17之間施加約180V的交流電壓，在掃描電極16和普通電極17之間的放電空間20中的純氦或含氦的混合氣體被電離成等離子態。這時，由于氖、氬、氪、氙和氮的含量不超過0.5體積％，氦放電占優勢，由此輻射出的真空紫外線激發熒光物質14而發光。
另一方面，由于氦只輻射出極少的800-1,000nm近紅外線，不需要一個另外的屏蔽紅外線的濾光器。此外，放電氣體的壓力定在高于100托，優選760托而和大氣壓力相同。如果壓力低于100托，光輻射的效率會降低，放電開始的電壓會增高。另一方面，如果壓力超過760托，放電板會變形。
在以下的實驗實例中可以清楚地看出本發明的效果。
實驗實例本實例中用于測量可見光和近紅外光譜的放電氣體是純氦和氦-氖(10體積％)，氦-氬(0.1體積％)，氦-氬(0.01體積％)和氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)的氣體混合物。在此實驗中，用于測量光譜的板是一種表面放電型的結構，用石英板做測量板的測量表面，以便準確測定在紫外光范圍內輻射光的強度。此時，放電氣體的壓力是350托，激勵電壓為230V，激勵頻率是50kHz。圖2給出純氦氣光譜的相對強度。圖3給出氦-氖(10體積％)混合物光譜的相對強度。圖4給出氦-氬(0.1體積％)混合物光譜的相對強度。圖5給出氦-氬(0.01體積％)和氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)混合物光譜的相對強度。
由圖2可以看出，純氦氣體放電的光譜在300-400nm的紫外范圍內強度高，在可見光和紅外范圍內強度很弱。
在圖3中，可以看到來自氖的可見光，如黃光的強度要大于來自氦的紫外光的強度。在氦-氖氣體混合物中，當氖的含量達到約0.5體積％時，黃光的強度變大，因此氖的含量越低越好。
圖4給出氦-氬(0.1體積％)放電氣體的光譜。參考圖4，可以看出光譜的特性和純氦氣的相似。但是，當氬以0.1體積％的量加至氦中時，紫外和可見光的強度都增大了。
在圖5中，實線代表氦-氬(0.01體積％)的光譜，虛線代表氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)的光譜。圖5表明波長約389nm的紫外光和波長約706nm的可見光的強度大。這種紫外和可見光是氦原子躍遷所產生的。
氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體的光譜在590和640nm可見光的波長范圍和約830和900nm近紅外光線范圍內的強度大。波長590和640nm的光是氖原子躍遷產生的，波長640nm的紅光輻射隨氖含量加大而增強。約830和900nm的近紅外光是氙原子躍遷產生的。
當然，己發現氦-氬(0.01體積％)放電氣體的可見和近紅外光輻射的強度比常用的氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體的要弱得多。
圖6是另一次實驗的結果說明氦-氬(0.01體積％)放電氣體在電壓不變時，壓力變化下的亮度的變化。結果表明，放電氣體的壓力變大時亮度增加，還發現當壓力超過500托時氣體的放電是穩定的。但是，當放電氣體的壓力超過760托時，放電板可能變形，當放電氣體的壓力低于100托時，光輻射的效率降低了，開始放電的電壓升高了。
圖7給出氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體在350托(實線表示)和氦-氬(0.01體積％)放電氣體在650托(虛線表示)在不同電壓下測得的亮度變化。實驗結果是氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體在220V下的亮度是122cd/m2，而氦-氙(0.01體積％)放電氣體在220V下的亮度是123cd/m2。己發現放電氣體亮度的降低與電壓的降低是成比例的。當電壓太低時，放電就不穩定并出現不完全的輻射。氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體當電壓低于210V時，而氦-氬(0.01體積％)放電氣體在電壓低于190V時出現不完全的輻射。
由圖7可以看出，本發明的氦-氬(0.01體積％)放電氣體和常用的氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)放電氣體亮度的變化相似。
在一未示出的實驗實例中，測量了純氦，氦-氬，氦-氖-氬和氦-氖-氬-氙放電氣體的亮度變化。在實驗結果中，氦-氬(0.01體積％)和氦-氬(0.005體積％)的亮度最大，氦-氖(30體積％)-氙(0.1體積％)，氦-氬(0.1體積％)，純氦，氦-氖(0.1體積％)-氬(0.1體積％)，氦-氖(0.1體積％)-氬(0.1體積％)-氙(0.1體積％)，氦-氖(0.5體積％)-氬(0.5體積％)等的亮度則按順序逐步降低。
亮度特性也隨混合氣體的混合比率而不同，已發現氦-氬(0.5體積％)放電氣體的亮度和氦-氖(0.1體積％)-氬(0.1體積％)-氙(0.1體積％)放電氣體的亮度相近，但不到氦-氬(0.01體積％)放電氣體的-半。
另一方面，氦-氖(0.1體積％)-氬(0.1體積％)，氦-氖(0.1體積％)-氬(0.1體積％)-氙(0.1體積％)和氦-氬(0.1體積％)的放電電壓最低，而氦-氖(0.5體積％)-氬(0.5體積％)，氦-氬(0.01體積％)，氦-氬(0.005體積％)，純氦，和氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)的放電電壓則按順序逐步升高。同時，氦-氖(0.1體積％)-氬(0.1體積％)的最低放電電壓和氦-氖(30體積％)-氙(5體積％)的最高放電電壓之間的放電維持電壓的差值約為50V。
雖然本發明的實例中使用的是表面放電型等離子體顯示設備，但本發明并不受此限制，可以使用各種類型的等離子體顯示設備。
如上所述，本發明的氦放電顯示設備只輻射少量的近紅外線，因此不需要設置屏蔽近紅外線的濾光器。因而，沒有濾光器的光損失，由于不需要屏蔽近紅外線的濾光器，生產費用可以降低。
權利要求
1．一種包括裝有編址電極、介電物質和涂在上基片下表面的熒光物質的上基片，裝有掃描電極和普通電極的下基片，以及一種密封在上下基片之間的放電氣體的等離子體顯示設備。其特征在于放電氣體是純氦，或一種含氦高于99.5體積％，其余為選自氖、氬、氪、氙和氮中的至少一種氣體的氣體混合物。
2．權利要求1的等離子體顯示設備，其中放電氣體的壓力范圍約100至760托。
全文摘要
一種包括裝有編址電極、介電物質和涂在上基片下表面的熒光物質的上基片,裝有掃描電極和普通電極的下基片,以及一種密封在上下基片之間的放電氣體的等離子體顯示設備,其特征在于放電氣體是純氦,或一種含氦高于99.5體積%,其余為選自氖、氬、氪、氙和氮中的至少一種氣體的氣體混合物。
文檔編號H01J11/12GK1218973SQ9812144
公開日1999年6月9日 申請日期1998年10月30日 優先權日1997年12月5日
發明者樸得一, 南仲祐 申請人:三星電管株式會社