CN100346442C - 等离子体显示板 - Google Patents

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Abstract

提供了一种等离子体显示板，包括：透明前基板，与前基板平行设置的后基板，设置在前基板和后基板之间并界定发光单元的阻挡壁，设置在一个方向上、在发光单元上方延伸且被第一介电层覆盖的寻址电极，在与寻址电极延伸方向正交的方向上延伸且被第二介电层覆盖的维持电极对，涂敷在阻挡壁内表面和第一介电层表面上的红、绿和蓝色磷光层，形成在第二介电层上与形成红、绿和蓝色磷光层的区域相对应的区域处的红、绿和蓝色磷光膜；以及存在于发光单元中的放电气体。该等离子体显示板具有高对比率和良好的图像分辨率以及耐热性。磷光膜由透射率良好并与保护层一起实现二次发射的材料形成。该等离子体显示板能够用于DC型或AC型而与放电类型无关。

Description

等离子体显示板
技术领域
本发明涉及一种等离子体显示板，尤其涉及一种具有改善的发光效率和图像显示质量的等离子体显示板。
背景技术
等离子体显示板是这样一种装置，其通过等离子体产生的紫外线激发磷光体显示所需的数字、符号或图形数据。
图1示出了一种常规等离子体显示板，其中前面板和后面板彼此结合。
参考图1，前面板包括前基板111、形成在前基板111上的具有Y电极112和X电极113的维持电极对114、覆盖维持电极对114的前介电层115、和覆盖前介电层115的保护层116。Y电极112和X电极113各自包括由ITO形成的ITO透明电极112b、113b和由具有良好导电性的金属形成的总线电极112a和113a。
后面板包括后基板121、形成得正交于面对后基板121的维持电极对114的寻址电极122、覆盖寻址电极122的后介电层123、形成在后介电层123上以界定发光单元126的阻挡壁124，而红、绿和蓝色磷光层125a、125b和125c设置在发光单元126中。
放电气体被密封在由阻挡壁124分隔的放电空间中。在气体放电期间，当一半的可见紫外(VUV)线激发放电气体单元中的后基板121的磷光体时，剩余的VUV射线从没有磷光体的面板消失了。
为了解决这个问题，在韩国公开申请No.2002-0027944中提出了一种具有形成在前介电层上的磷光层的等离子体显示板。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种等离子体显示板，其具有改善的发光效率、对比率、色纯度和色域(color Gamut)。
因此，为实现上述目的，提供了一种等离子体显示板，其包括透明前基板，与前基板平行的后基板，在前基板和后基板之间并界定发光单元的阻挡壁，设置在一方向上在发光单元上方延伸且被第一介电层覆盖的寻址电极，在与寻址电极延伸的方向正交的方向上延伸且被第二介电层覆盖的维持电极对，涂敷在阻挡壁内表面和第一介电层表面上的红、绿和蓝色磷光层，以及形成在第二介电层上的红、绿和蓝色磷光膜，红、绿和蓝色磷光膜与和红、绿和蓝色磷光层的颜色相同的颜色相匹配，且放电气体填充在红、绿和蓝色发光单元中。
蓝色磷光膜可以包含ZnGa2O4，绿色磷光膜可以包含ZnGa2O4:Mn+2，而红色磷光膜可以包含ZnGa2O4:Cr+3。
寻址电极优选设置在后基板和后介电层之间，阻挡壁设置在后介电层上，而维持电极对设置在前基板和前介电层之间。磷光膜优选由RF磁控溅射蒸镀(RF magnetron sputtering evaporation)形成。
该等离子体显示板可以进一步包括形成在磷光膜上或形成在磷光膜和第二介电层之间的保护层。
在本发明的另一个方面中，提供了一种等离子体显示板，其包括透明前基板，与前基板平行的后基板，设置在前基板和后基板之间并界定发光单元的阻挡壁，在发光单元上方沿一个方向延伸且被第一介电层覆盖的寻址电极，在与寻址电极延伸的方向正交的方向上延伸且被第二介电层覆盖的维持电极对，涂敷在阻挡壁内表面和第一介电层表面上的红、绿和蓝色磷光层，以及形成在第二介电层上蓝色磷光层的对应区域处的蓝色磷光膜，该蓝色磷光膜由与蓝色磷光层的颜色相同的颜色形成，放电气体存在于发光单元之中。
可以进一步在第二介电层上形成保护膜，该保护膜形成在与形成红和绿色磷光层的区域相对应的区域。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优势将会更加明显，在附图中：
图1为示出常规等离子体显示板的横截面图；
图2为示意性示出依据本发明实施例的等离子体显示板的部分分解平面图；
图3是沿图2的线II-II’截取的横截面图；
图4A是形成根据本发明的等离子体显示板的磷光层的磷光体发射强度的图示，而图4B是根据本发明的等离子体显示板的磷光膜材料中的依赖于波长的光子数的图示；以及
图5是在使用根据本发明的磷光层和磷光膜的情况下的色域的图示。
具体实施方式
现在将参照图2和图3描述根据本发明实施例的等离子体显示板。图2为示意性示出依据本发明实施例的等离子体显示板的部分分解平面图，而图3是沿图2的线II-II’截取的横截面图。
该等离子体显示板包括前面板210和后面板220。前面板210包括前基板211、设置在前基板211的一个内表面上并在成行的发光单元226上方延伸的维持电极对214、以及作为第二介电层覆盖维持电极对214的前介电层215。
后面板220包括与前基板211平行的后基板221，在后基板221的内表面上并正交于维持电极对214延伸的寻址电极222，作为第一介电层覆盖寻址电极222的后介电层223，形成在前基板211和后基板221之间、具体地说形成在后介电层上并界定发光单元226的阻挡壁224，以及设置在阻挡壁224内并且分别由红、绿和蓝色磷光体形成的红色磷光层225a、绿色磷光层225b和蓝色磷光层225c，其用于接收通过维持放电由放电气体发出的紫外线并发射可见光。对于一般的等离子体显示板来说，红色磷光层225a、绿色磷光层225b和蓝色磷光层225c由红、绿和蓝色磷光体形成。
红色磷光体的例子包括(Y，Gd)BO3:Eu和Y(V，P)O4:Eu，绿色磷光体的例子包括Zn2SiO4:Mn和YBO3:Tb，而蓝色磷光体的例子包括BaMgAl10O17:Eu。
图4A是此类典型磷光体的发射强度的图示。参考示出了以172nm激励的红、绿和蓝色磷光层的发射光谱的图4A，蓝色磷光体的最大发光强度的波长(λmax)大约为450nm，绿色磷光体的λmax大约为527nm。红色磷光体在593nm、612nm和628nm表现出三个峰。
再参考图3，每一个都具有相应颜色的红色磷光膜227a、绿色磷光膜227b和蓝色磷光膜227c形成在前介电层215上与形成红色磷光层225a、绿色磷光层225b和蓝色磷光层225c的区域对应的区域中。红色磷光膜227a、绿色磷光膜227b和蓝色磷光膜227c具有300-500nm的厚度和大约80-85％的透射率，这与MgO的透射率相似。如果红色磷光膜227a、绿色磷光膜227b和蓝色磷光膜227c的每一个的厚度不在上面指定的范围内，这种偏差在发光效率、对比率、色纯度和色域方面会引起不利的结果。
如图2和3所示，可以在红色磷光膜227a和绿色磷光膜227b之间和/或绿色磷光膜227b和蓝色磷光膜227c之间设置外部光吸收层227d，但其结构不限于此。外部光吸收层227d由氧化铬(Cr2O3)形成。
蓝色磷光膜227c含有至少一种锌镓氧化物(ZnGa2O4)。绿色磷光膜227b含有至少一种掺有Mn+2离子的锌镓氧化物(ZnGa2O4:Mn)。红色磷光膜227a含有至少一种掺有Cr+3离子的锌镓氧化物(ZnGa2O4:Cr)。
形成红色磷光膜227a、绿色磷光膜227b和蓝色磷光膜227c的材料非常稳定，且在波长为147nm和172nm的VUV的激励下表现出很强的发射特性。这样，这些材料能够充当类似MgO膜的保护层。依赖波长的光子数的变化在图4B中示出，该图给出了在172nm激励下红、绿和蓝色磷光膜227a、227b和227c的发射光谱。参考图4B，蓝色磷光膜227c的最大强度波长λmax大约为420nm，绿色磷光膜227b的最大强度波长λmax大约为505nm。红色磷光膜227a的最大强度波长λmax大约为700nm。
在本发明中，用于制造红色磷光膜227a、绿色磷光膜227b和蓝色磷光膜227c的方法没有特殊限制，可以与形成通常的MgO保护层的方法类似地使用RF磁控溅射蒸镀。现在将描述RF磁控溅射蒸镀。
ZnGa2O4、ZnGa2O4:Mn或ZnGa2O4:Cr用作靶，通过电子束碰撞蒸镀磷光体粉末。磷光体蒸气淀积在基板上以形成膜，然后在500～700℃下，在还原性气氛下，例如5％H2+95％N2，对其退火。
如上所述，使用RF磁控溅射蒸镀能够将磷光膜设置在PDP玻璃上，因为磷光膜的退火温度低，即，500～700℃。
根据本发明，为了提高色温(color temperature)，可以形成保护层而不是红色磷光膜227a和绿色磷光膜227b。这里，保护层可以由例如MgO形成。如上所述，如果蓝色磷光膜227c形成在与形成蓝色磷光层的区域对应的预定区域处，且保护层形成在形成红色磷光膜227a和绿色磷光膜227b的区域处，则通过形成尺寸与红或绿发光单元的尺寸一样的蓝发光单元有利地提高了色温。
前基板211和后基板221通常由玻璃形成。这里，前基板优选具有高的光透射效率。
设置在后基板221的内表面221a上且沿一个方向在发光单元226上方延伸的寻址电极222通常由高度导电的金属、例如Al构成。寻址电极222与Y电极31一起用于寻址放电。寻址放电是用于在发光单元226中选择发光的发光单元的放电。在发生了寻址放电的发光单元226中发生维持放电，稍后将会介绍维持放电。
寻址电极222被后介电层223所覆盖，后介电层223用于防止在寻址放电期间因寻址电极222和带电粒子之间的碰撞而对寻址电极222造成损伤。后介电层223由能够感应带电粒子的电介质材料形成，例如PbO、B2O3或SiO2。
界定发光单元226的阻挡壁224形成在前基板211和后基板221之间。阻挡壁224在前基板211和后基板221之间建立起放电空间，防止相邻发光单元226之间的串扰并扩展了磷光层225的表面积。阻挡壁224由包括诸如Pb、B、Si、Al和O的各种元素的玻璃成分形成。必要时，可以进一步加入诸如ZrO2、TiO2或Al2O3的填充物和诸如Cr、Cu、Co、Fe或TiO2的颜料。
维持电极对214在正交于寻址电极222延伸方向的方向上，在成行的发光单元226上方延伸。维持电极对214包括一对引起维持放电的维持电极212、213。前基板211具有相互间隔预定距离且相互平行排列的维持电极对214。维持电极212、213之一是X电极，例如213，而另一个是Y电极，例如212。X电极213和Y电极212之间的电势差引起维持放电。
通常，X电极213和Y电极212分别包括透明电极213b、212b和总线电极213a、212a。在有些情况下，扫描电极和公共电极可以仅由总线电极213a、212a形成，而没有透明电极213b、212b。
透明电极213b、212b由导电的透明材料，例如氧化铟锡(ITO)形成，利用这种材料，从磷光体发出的光向着前基板211的传播就不会受到阻碍。不过，由于诸如ITO的透明导体电阻很高，仅由透明电极形成的维持电极增大了沿透明电极的长度方向的电压降，这造成驱动等离子体显示板时相当大的功率消耗，因此降低了图像的响应速度。为了解决这个问题，由高度导电的金属、如Ag形成的总线电极213a、212a设置在透明电极的外端。
维持电极212、213被前介电层215所覆盖。前介电层215由这样的电介质材料形成，这种材料具有高的光透射效率，能够防止彼此邻接的X和Y电极213和212在维持放电期间彼此直接电连接，并能够防止维持电极212、213因带电粒子和维持电极212、213之间的碰撞而受到损伤。该电介质材料的例子包括PbO、B2O3和SiO2。
尽管未在图2和3中示出，可以进一步在磷光膜227a、227b、227c上，或者在磷光膜227a、227b、227c和前介电层215之间设置保护层。这里，保护层防止在维持放电期间前介电层215因带电粒子和前介电层215之间的碰撞而受到损伤，由此发射出大量的二次电子。该保护层可以由MgO形成。
发光单元226填充有放电气体。放电气体为例如包含5到1O％的Xe的Ne-Xe混合气体(％表示原子百分比)。
现在将简要描述前述等离子体显示板的工作。当在寻址电极222和Y电极212之间施加寻址电压Va时，发生寻址放电，从而选定将要发光的发光单元226，在该发光单元226中将会进行由寻址放电引起的维持放电。选定作为用于维持放电的潜在单元的发光单元226表示，当前介电层215被保护层216所覆盖时，在与保护层216中的X电极213和Y电极212相邻的区域上累积壁电荷，从而诱发维持放电。如果完成了寻址放电，正离子累积在与Y电极212相邻的区域上，而电子累积在与X电极213相邻的区域上。
在寻址放电之后，如果在选定的发光单元中的Y电极212和X电极213之间施加放电维持电压Vs，累积在与Y电极212相邻的区域上的正离子就与累积在与X电极213相邻的区域上的电子碰撞，由此诱发维持放电。在进行维持放电时，在Y电极212和X电极213之间交替地施加放电维持电压Vs。
放电气体的能级通过维持放电而升高。随着升高的能级渐渐降低，从放电气体发出紫外光。紫外光提高了设置在发光单元226中的磷光层225a、225b、225c和磷光膜227a、227b、227c中所含的磷光体的能级。当提高的能级渐渐降低时，从发光单元226发出可见光。图像显示就是通过发光单元发出的可见光而实现的。
在使用了应用ZnGa2O4、ZnGa2O4:Mn和ZnGa2O4:Cr的荧光膜时，与常规的等离子体显示板相比，发光效率提高了20～50％。
图5是在使用根据本发明的磷光层和磷光膜的情况下的色域的图示，其中虚线表示使用根据本发明的磷光层和磷光膜的情况。
参考图5，从透射率和对比率的角度来看，磷光膜比磷光层好。如在本发明中那样，当同时使用了磷光层和磷光膜时，色域和色纯度特性得到了改善。
根据本发明的等离子体显示板具有如下的优势和效果。
根据本发明的等离子体显示板在前基板下方，在对应于形成磷光层的区域的区域形成红、绿和蓝色磷光膜，使红、绿和蓝色磷光膜形成得具有与后基板上的磷光层同样的颜色，从而具有了高对比率和良好的图像分辨率以及耐热性。磷光膜由具有良好透射率并与保护层、例如MgO一起实现二次发射的材料形成。此外，可以通过保护层的厚度调节磷光膜的色温。根据本发明的等离子体显示板能够用于DC型或AC型，而与放电类型无关。
尽管已经参照其特定实施例对本发明进行了详细描述，但说明书和实例仅为示例性的，对本领域的技术人员显而易见的是，只要本发明的修改和变化在所附权利要求及其等同物的范围之内，本发明就涵盖了这些修改和变化。因此，本发明的真正范围和精神由所附权利要求表达。

Claims (11)

1.一种等离子体显示板，包括：
透明前基板；
与所述前基板平行设置的后基板；
设置在所述前基板和所述后基板之间并界定发光单元的阻挡壁；
设置在一个方向上、在所述发光单元的上方延伸且被第一介电层覆盖的寻址电极；
在与所述寻址电极延伸的方向正交的方向上延伸且被第二介电层覆盖的维持电极对；
涂敷在所述阻挡壁内表面和所述第一介电层的表面上的红、绿和蓝色磷光层；
形成在所述第二介电层上与形成所述红、绿和蓝色磷光层的区域相对应的区域处的红、绿和蓝色磷光膜；以及
存在于所述发光单元中的放电气体，
其中所述蓝色磷光膜包含ZnGa2O4。
2.如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述绿色磷光膜包含ZnGa2O4:Mn+2。
3.如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述红色磷光膜包含ZnGa2O4:Cr+3。
4.如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述第一介电层为后介电层，且所述第二介电层为前介电层。
5.如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述磷光膜通过RF磁控溅射蒸镀形成。
6.如权利要求1所述的等离子体显示板，还包括形成在所述磷光膜上或者所述磷光膜和所述第二介电层之间的保护层。
7.一种等离子体显示板，包括：
透明前基板；
与所述前基板平行设置的后基板；
设置在所述前基板和所述后基板之间并界定发光单元的阻挡壁；
设置在一个方向上、在所述发光单元的上方延伸且被第一介电层覆盖的寻址电极；
在与所述寻址电极延伸的方向正交的方向上延伸且被第二介电层覆盖的维持电极对；
涂敷在所述阻挡壁内表面和所述第一介电层的表面上的红、绿和蓝色磷光层；
形成在所述第二介电层上与形成所述蓝色磷光层的区域相对应的区域处的蓝色磷光膜；以及
存在于所述发光单元中的放电气体，
其中所述蓝色磷光膜包含ZnGa2O4。
8.如权利要求7所述的等离子体显示板，还包括形成在所述第二介电层上的保护膜，所述保护膜形成在与形成所述红和绿色磷光层的区域相对应的区域处。
9.如权利要求7所述的等离子体显示板，其中所述第一介电层为后介电层，且所述第二介电层为前介电层。
10.如权利要求7所述的等离子体显示板，其中所述磷光膜通过RF磁控溅射蒸镀形成。
11.如权利要求7所述的等离子体显示板，还包括形成在所述磷光膜上或者所述磷光膜和所述第二介电层之间的保护层。
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