CN100370573C - 等离子显示面板和制造等离子显示面板的方法 - Google Patents

等离子显示面板和制造等离子显示面板的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种等离子显示面板，包括：第一和第二基板，其基本上彼此平行，彼此相对并且以预先设定的距离彼此分开。多个寻址电极形成在第一基板上。第一介电层覆盖在第一基板上的寻址电极。多个具有预定高度的障肋安装在第一介电层上，其在第一和第二基板之间产生放电空间。荧光层形成在放电空间内。多个放电维持电极形成在第二基板上并且垂直于在第一基板上的寻址电极而放置。第二介电层形成在覆盖放电维持电极的第二基板上。具有在从大约60到大约250范围内的表面粗糙度(Rms)的MgO保护层覆盖第二介电层。

Description

等离子显示面板和制造等离子显示面板的方法
技术领域
本发明涉及一种等离子显示面板，更具体地讲，涉及这样一种包括MgO保护层的等离子显示面板，该MgO保护层能够通过控制表面粗糙度和增加表面积来改善电子发射。
背景技术
通常，等离子显示面板(“PDP”)是显示装置，在其中紫外射线在真空中激发荧光，由此在放电单元中产生气体放电。PDP是下一代薄膜显示装置，并且能够被加工成具有高分辨率的屏幕。
PDP利用在气体放电时产生的等离子发射的光显示文字和图形。也就是说，当施加电压到安装在等离子显示面板的放电空间中的两个电极时，等离子放电来产生紫外射线。该紫外射线随后激发形成图案的荧光层来显示确定的图像。
等离子显示面板通常分为三种类型：交流型(AC型)、直流型(DC型)，和混合型。混合型最为流行。图7是传统交流型等离子显示面板的放电单元的局部透视图。如图7所示，传统等离子显示面板100包括：第一基板111；多个寻址电极115，其形成在第一基板111上；介电层119，其形成在第一基板111上，覆盖在寻址电极115上；多个障肋123，其形成在介电层119上以保持放电距离并且防止单元之间的串扰；和荧光层125，其形成在障肋123的表面上。
多个放电维持电极117形成在第二基板113上，与第一基板111相对放置，并且与形成在第一基板111上的寻址电极115分开。介电层121放置在放电维持电极117上，保护层127放置在该介电层上。保护层127主要包括MgO，因为MgO足够透明以透射可见光，有效地保护该介电层并且发射二次电子。近来，已建议在保护层中包括附加的材料。
该MgO保护层是具有防溅射特性的透明薄膜。该保护层在等离子显示面板的驱动期间吸收由放电气体在放电时产生的离子碰撞；由此保护介电层不受离子碰撞并且通过发射二次电子来降低放电电压。该保护层通常形成在介电层上并且通常的厚度范围是从大约5000到大约9000。该MgO保护层可通过溅射、电子束沉积、离子束辅助沉积(IBAD)、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法等来形成。近来，离子电镀已被发展并应用以形成MgO保护层。
电子束沉积通过用电场和磁场加速电子束并且将电子束与MgO沉积材料碰撞来提供MgO保护层。该沉积材料随后被加热和蒸发。溅射提供了具有改善的晶体排列的更密集的保护层，但是提高了的生产成本。在溶胶-凝胶法中，该MgO保护层是以液体形成的。
离子电镀近来被建议作为另外一种形成多种MgO保护层的可供选择的方法。在这种方法中，蒸发的粒子被电离并且形成靶(target)。离子电镀具有相似于溅射的那些特性的特性，即MgO保护层的附着和结晶度，但是其能被以高速，如8nm/s来执行。
发明内容
本发明指向一种包含MgO保护层的等离子显示面板(“PDP”)，该MgO保护层具有在确定范围内控制的表面粗糙度。这种PDP展示了改善的电子发射、下降的放电初始电压和放电维持电压、以及改善的防溅射和显示品质。
本发明还指向一种包含MgO保护层的等离子显示面板，该MgO保护层具有控制的表面粗糙度。这种PDP展示了改善的显示品质并且控制了由于发光的无能而导致的用于放电的放电单元的无能。
在一种实施例中，本发明提供了一种包括第一和第二基板的等离子显示面板，第一和第二基板基本上彼此平行、彼此相对并且彼此分开预定的距离而放置。多个寻址电极放置在第一基板上。第一介电层覆盖第一基板上的多个寻址电极。具有预定高度的多个障肋放置在第一介电层上，在第一和第二基板之间提供放电空间。荧光层放置在放电空间内。多个放电维持电极放置在与第一基板相对的第二基板的表面上，并且垂直于寻址电极放置。第二介电层放置在覆盖放电维持电极的第二基板上。具有大约150到大约250的表面粗糙度(Rms)的MgO保护层放置在第二介电层的之上。
附图说明
附图被包含于此并构成说明书的一部分，用来表示本发明的实施例，并和描述部分一起用来解释本发明的原理。
图1a是根据本发明的一个实施例的等离子显示面板的第二基板的透视图。
图1b是根据本发明的一个实施例的等离子显示面板的局部透视图。
图2a是根据例2准备的MgO保护层的表面的扫描电镜(“SEM”)图。
图2b是根据例2准备的MgO保护层的表面的SEM图的透视图。
图2c是根据例2的等离子显示面板的MgO保护层的表面粗糙度的区域分析结果的集合。
图3a是根据例4准备的MgO保护层表面的扫描电镜(“SEM”)图。
图3b是根据例4准备的MgO保护层表面的SEM图的透视图。
图3c是根据例4等离子显示面板的MgO保护层的表面粗糙度的表面分析结果的总和。
图4a是根据例7准备的MgO保护层表面的扫描电镜(“SEM”)图。
图4b是根据例7准备的MgO保护层表面的SEM图的透视图。
图4c是根据例7的等离子显示面板的MgO保护层的表面粗糙度的区域分析结果的集合。
图5是对比根据例1和2以及对比例1和2准备的MgO保护层的防溅射性质的曲线图。
图6是表示伽码系数(二次电子发射系数)与在加速电压(150eV)测量的表面粗糙度(Rms)的关系曲线图。
图7是根据现有技术的交流等离子显示面板的局部透视图。
具体实施方式
参照附图来更详细地描述本发明的示例性实施例。为了说明的目的提供了附图和描述，并且本发明不限于此。
在本发明的一个实施例中，等离子显示面板包括具有在预定范围内的控制的表面粗糙度的MgO保护层。该MgO保护层通过热沉积由晶体柱结构制造。这样的PDP展示了改善了的显示品质。
通过增加保护层的表面粗糙度，特定的表面积也增加，因此改善了电子发射。具有高电子发射和优良防溅射的保护层被建议以改善显示品质和提高等离子显示面板的稳定性。因此，在本发明的一个实施例中，等离子显示面板包括具有在特定范围内的表面粗糙度的保护层。该保护层保持防溅射并改善电子发射。
与现有技术的保护层相比，根据本发明的一个实施例的具有在60到250之间的表面粗糙度的保护层展示了改善了的电子发射和改善了的防溅射。然而，最好，表面粗糙度(Rms)在从大约150到大约200范围内。
当具有晶体柱结构的MgO保护层的表面粗糙度在上面的范围内时，该MgO保护层的特定表面积增加，电子发射被改善，放电初始电压下降并且放电维持电压下降。然而，当该表面粗糙度过度增加，即到高于大约250时，电流变得局部集中，因此通过在确定面积内增加溅射损坏保护层，导致该层寿命下降。
MgO保护层是发射电子并且由热沉积生产的薄膜。根据本发明的一个实施例，该MgO保护层可由任何热沉积方法形成，该热沉积方法包括那些已从包含电子束沉积(EB)、离子电镀、溅射、离子束辅助沉积(IBAD)、和化学气相沉积(CVD)的组中选择的方法。最好，保护层由离子电镀形成。
根据本发明的一个实施例，通过控制反映条件如温度、反映速率、气相分压等等，表面粗糙度被控制在上面的范围内。控制表面粗糙度的温度最好在从大约200到大约350℃的范围内，并且优先在从大约250到大约300℃的范围内。反映速率依赖于条件，在该条件下MgO保护层形成，并且该条件不被限制。气相分压，例如氢气分压，最好在从大约8×10-7到大约3×10-6托的范围内，优先在从大约1×10-6到大约2×10-6托的范围内。
MgO保护层的厚度在从大约500nm到大约900nm的范围内。MgO保护层的透射率在大约90％或以上是最好的，并且在大约640nm时的折射率最好在从大约1.45到大约1.74的范围内。
本发明的MgO保护层是具有混合晶向的成长膜。该保护层的表面颗粒尺寸最好在从大约70到大约350nm的范围内。
在下文中，将参考附图，详细描述根据本发明示例性实施例的包括保护层的等离子显示面板。
图1a描述了根据本发明一个实施例的包括保护层的等离子显示面板的第二基板。图1a示出了与第一基板11相对的第二基板13的表面。如图1a所示，多个放电维持电极17放置在第二基板13上。第二介电层21覆盖放电维持电极17被放置，并且保护层27放置在第二介电层21上，该保护层27具有从大约60到大约250范围内的表面粗糙度(Rms)。为了帮助理解，根据本发明的等离子显示面板的上基板被翻转了180度。
图1b是包括图1a中的第二基板的等离子显示面板10的局部透视图。如图1b所示，多个寻址电极15放置在与第二基板13相对的第一基板11上。寻址电极15放置在第二基板13上垂直于放电维持电极17。第一介电层19覆盖寻址电极15。障肋23放置在第一介电层19上。荧光层25涂覆在障肋23之间，因此形成等离子显示面板的第一基板11。
因此，根据本发明一个实施例的等离子显示面板包括第一和第二基板11和13，其各自地基本上平行于彼此，彼此相对并且由预定的距离彼此分开。
寻址电极15放置在与第二基板13相对的第一基板11的表面上，并且基本上垂直于放电维持电极17放置，该放电维持电极17放置在与第一基板11相对的第二基板13的表面上。第一介电层19覆盖多个寻址电极15。多个具有预定高度的障肋23被分别安装在第一基板11上并且延伸到第一和第二基板11和13之间的空间内。障肋23由预定的间隔被彼此分开，在该肋骨之间产生放电空间。荧光层25放置在第一介电层19和障肋23的侧面上的放电空间中。
多个放电维持电极17放置在与第一基板11相对的第二基板13的表面上。放电维持电极17基本上垂直于第一基板11上的寻址电极15放置。第二介电层21覆盖放电维持电极17。MgO保护层覆盖第二介电层21并且具有从大约60到大约250范围内的表面粗糙度。
合成的等离子显示面板的上基板和下基板的边缘用熔融的玻璃涂覆以密封该基板。该构造随后被注入Ne或Xe放电气体以形成等离子显示面板。
在根据本发明的一个实施例的等离子显示面板中，驱动电压被施加到寻址电极上，由此在寻址电极之间产生寻址放电并且在第一介电层内形成壁电流。寻址放电后，电流交替地反馈到放电维持电极，因此在放电维持电极之间产生维持放电。因此，放电单元的放电空间中的放电气体被激发和漂移(shift)，从而产生紫外射线。这些紫外射线激发荧光，由此产生可见光，并显示期望的图像。
如图1a所示，象素，即多个电极交叉的区域形成在由保护层覆盖的区域内。象素形成显示区域。显示区域外面的区域是非显示区域。在第二基板13上的放电维持电极17的终端部分被示出到保护层27的右和左，并且接触柔软印刷电路(FPC)(未示出)。
本发明的等离子显示面板可由任何已知方法制造。制造等离子显示面板的方法对于本领域的技术人员是公知的。然而，形成MgO保护层的过程将在下面描述。
保护层覆盖等离子显示面板的第二介电层以保护介电层在放电期间受到放电气体的离子碰撞。如上面所述，该保护层包括MgO，其防溅射并具有高的二次电子发射系数。保护层的MgO材料可为单一的晶体材料或煅烧的材料。最好，MgO保护层通过离子电镀和在形成煅烧MgO材料时以固定的质量中添加特定的搀杂剂来形成。
MgO保护层的沉积材料通过将材料整形成小球并煅烧小球而形成。因为小球的分解率依赖于小球的尺寸和形状，并且因为小球的尺寸和形状影响保护层的沉积率，所以小球的尺寸和形状最好被优化。
另外，因为MgO保护层接触放电气体，所以该保护层的成分和该层的特性可显著地改善放电特性。MgO保护层的特性基本上依赖于该层的成分和在沉积时的涂覆条件。另外，适合改善该层特性的理想的成分最好被使用。
根据本发明的MgO保护层通过热沉积如溅射、电子束沉积、离子束辅助沉积(IBAD)、化学气相沉积(CVD)、等离子增强型化学气相沉积(PECVD)、等离子气相沉积(PVD)、真空沉积、真空热沉积等形成。然而，最好，该层通过离子电镀形成并且具有从大约60到大约250范围内的表面粗糙度。
下面的例子更详细的解释本发明。然而，应该理解本发明不限于这些例子。
例1
包括氧化铟锡导电材料的放电维持电极以带状图案放置在第二基板上。第二基板包括钙钠玻璃。
随后，含铅玻璃糊被涂覆在覆盖放电维持电极的第二基板上，并且煅烧以形成第二介电层。
具有60表面粗糙度(Rms)的MgO保护层被离子电镀到第二介电层，由此形成第二基板。通过改变温度、反应速率、和气相分压来控制表面粗糙度，并且通过原子力显微镜(AMF)的方法分析该表面粗糙度。
例2
除了MgO保护层的表面粗糙度(Rms)为88外，如例1所示制造第二基板。
例3
除了MgO保护层的表面粗糙度(Rms)为150外，如例1所示制造第二基板。
例4
除了MgO保护层的表面粗糙度(Rms)为185外，如例1所示制造第二基板。
例5
除了MgO保护层的表面粗糙度(Rms)为200外，如例1所示制造第二基板。
例6
除了MgO保护层的表面粗糙度(Rms)为250外，如例1所示制造第二基板。
例7
除了MgO保护层的表面粗糙度(Rms)为186外，如例1所示制造第二基板。
对比例1
MgO保护层通过传统沉积方法不控制表面粗糙度来制造。该层具有600nm的厚度和20的表面粗糙度(Rms)。该保护层延长放电延迟，并且降低高清晰PDP的显示品质。
对比例2
除了该表面粗糙度为50，并且被控制外，如对比例1所示制造MgO保护层。该保护层延长放电延迟并且降低PDP的显示品质。
对比例3
除了该表面粗糙度为55，并且被控制外，如对比例1所示制造MgO保护层。该保护层延长放电延迟并且降低PDP的显示品质。
对比例4
除了该表面粗糙度为265，并且被控制外，如对比例1所示制造MgO保护层。该保护层延长放电延迟并且降低PDP的显示品质。
对比例5
除了该表面粗糙度为280，并且被控制外，如对比例1所示制造MgO保护层。该保护层延长放电延迟并且降低PDP的显示品质。
对比例6
除了该厚度为700nm并且该表面粗糙度为300，并且被控制外，如对比例1所示制造MgO保护层。该保护层延长放电延迟并且降低PDP的显示品质。
测试方法1
根据例2、4和7制造的MgO保护层的扫描电镜(SEM)图被拍摄并且分别示出在图2a、3a和4a中。图2b、3b和4b是SEM图的透视图，该SEM图的透视图分别示出根据例2、4和7制造的保护层的表面粗糙度。图2c、3c和4c是对分别根据例2、4和7制造的保护层去运分析结果的集合。
测试方法2
图5对比根据例1和2及对比例1和2制造的保护层的电子发射(放电)和防溅射。如图5所示，根据例1和2制造的具有控制的表面粗糙度的MgO保护层与根据对比例1、2制造的该层对比时展示出改善的二次电子发射。
测试方法3
例1到6的在150eV(加速电压)的伽码系数与对比例2到6的那些值对比。伽码系数(二次电子发射系数)与在该加速电压的表面粗糙度的关系在图6和下面的表1中示出。
表1
  Rms()   150eV
  例1   60   0.073
  例2   88   0.084
  例3   150   0.087
  例4   185   0.088
  例5   200   0.086
  例6   250   0.071
  对比例2   50   0.059
  对比例3   55   0.061
  对比例4   265   0.064
  对比例5   280   0.062
  对比例6   300   0.063
如表1和图6所示，例1到6的伽码系数显著地超过对比例1到6的伽码系数。如上所示，当表面粗糙度在150和200之间时，得到最好的结果。
如上所示，根据本发明的一个实施例的等离子显示面板包括具有在特定范围内控制的表面粗糙度的MgO保护层。该保护层具有优良的防溅射和改善的电子发射和显示品质。
虽然已参考示例性实施例详细地描述了本发明，但是本领域技术人员应该明白，在不脱离本发明的如所附的权利要求阐述的精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改和改变。

Claims (15)

1.一种等离子显示面板，包括：
第一和第二基板，其彼此平行，彼此相对并且彼此分开预定的距离而放置；
多个寻址电极，形成在第一基板上；
第一介电层，覆盖多个寻址电极；
多个障肋，安装在第一介电层上，在第一和第二基板之间提供放电空间；
多个荧光层，形成在放电空间内；
多个放电维持电极，放置在第二基板上；
第二介电层，覆盖放电维持电极；和
MgO保护层，具有在从150到250范围内的表面粗糙度。
2.如权利要求1所述的等离子显示面板，其中，MgO保护层具有90％或以上的透射率，并且在640nm时具有从1.45到1.74范围内的折射率。
3.如权利要求1所述的等离子显示面板，其中，MgO保护层具有从70到350nm范围内的表面颗粒尺寸。
4.如权利要求1所述的等离子显示面板，其中，MgO保护层具有从500到9000nm范围内的厚度。
5.如权利要求1所述的等离子显示面板，其中，MgO保护层具有从150到200范围内的表面粗糙度。
6.一种应用保护涂层到等离子显示面板的方法，包括：
提供一种等离子显示面板；
温度范围从200到350℃，并且气相分压范围从8×10-7到3×10-6托，在等离子显示面板上沉积MgO，
其中，所述保护涂层具有在从150到250范围内的表面粗糙度。
7.如权利要求6所述的方法，其中，MgO通过从组中选择的方法被沉积在等离子显示面板上，该组包括电子束沉积、离子电镀、溅射、离子束辅助沉积、化学气相沉积、等离子增强型化学气相沉积、等离子气相沉积、真空沉积、和真空热沉积。
8.如权利要求6所述的方法，其中，MgO通过离子电镀被沉积在等离子显示面板上。
9.如权利要求6所述的方法，其中，气相分压是氢气气相分压。
10.如权利要求6所述的方法，其中，从250到300℃的温度范围内MgO沉积在等离子显示面板上。
11.如权利要求6所述的方法，其中，从1×10-6到2×10-6托的气相分压范围内MgO沉积在等离子显示面板上。
12.如权利要求6所述的方法，其中，该保护涂层具有90％或以上的透射率，并且具有在640nm时从1.45到1.74范围内的折射率。
13.如权利要求6所述的方法，其中，该保护涂层具有从70到350nm范围内的表面颗粒尺寸。
14.如权利要求6所述的方法，其中，以从500到9000nm范围内的厚度MgO被涂覆在等离子显示面板上。
15.如权利要求6所述的方法，其中，该保护涂层具有从150到200范围内的表面粗糙度。
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