CN103236387A

CN103236387A - 气体放电复合介质保护层和包括其的等离子显示屏

Info

Publication number: CN103236387A
Application number: CN2013101312805A
Authority: CN
Inventors: 严群; 山田新二; 邢芳丽; 卢正险; 陈立国; 唐翠珍; 薛道齐; 刘君民; 刘辉
Original assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Current assignee: Sichuan COC Display Devices Co Ltd
Priority date: 2013-04-16
Filing date: 2013-04-16
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明公开了一种气体放电复合介质保护层和包括其的等离子显示屏。本发明属于气体放电器件领域，特别是一种气体放电介质保护层和包括其的等离子显示屏。该气体放电复合介质保护层包含基础层（2）和形成在基础层（2）上的电子发射层（3）。本发明的有益效果在于：所述基础层（2）是以MgO为主体掺杂Ca形成的CMO膜，其中的CaO所占质量百分比为8%-20%能避免形成严重放电不均匀带来的斑纹问题，所述电子发射层（3）在基础层（2）表面的覆盖率为10%-50%，可避免气体放电器件放电电压升高的问题。包括气体放电复合介质保护层的等离子显示屏具有较低的电压、较高的光效，以及更优的放电均匀性。

Description

气体放电复合介质保护层和包括其的等离子显示屏

技术领域

本发明属于气体放电器件领域，特别是一种气体放电介质保护层和包括其的等离子显示屏。

背景技术

近些年来，平板显示业有了长足的发展，在大尺寸方面，等离子（PDP）和液晶共同占据了主导地位，其中等离子属于主动发光器件，因而具有响应速度快、画质更加逼真、更适合动态画面显示的优点，且在3D显示方面更具有优势。

市场现有的PDP均为交流型PDP（AC-PDP），其放电电极被介质层1所覆盖，介质层1上面覆盖了介质保护层。这层保护层直接与放电空间接触，其主要功能如下：

1、介质保护层使介质层1与放电空间隔离，保护介质层1不受离子轰击，防止PDP电压升高，延长了PDP的使用寿命。因此，介质保护层必须具有较好的耐离子轰击性。

2、介质保护层具有降低PDP放电电压的作用。决定PDP放电电压的是其二次电子发射系数，二次电子发射系数越高，放电电压越低。因此，保护层需要选择具有高二次电子发射系数的材料。

3、介质层1保护层还具有缩短放电延迟时间的功能。放电延迟时间（td）是描述在施加电压后的预定时间发生放电现象的物理量。放电延迟时间描述为形成延迟时间（tf）和统计延迟时间（ts）之和。tf指从施加电压开始的时刻到放电电流出现之间的时间差，ts指形成延迟时间的统计分布。td的减小能够提高寻址速度。td与介质保护层的滞后电子发射性能有关，滞后电子发射性能越好，td越小，寻址速度越快。因此，需要选择滞后电子发射性能优良的材料作为介质保护层。

传统PDP多采用沉积法在介质层1上制备单晶或多晶MgO膜作为介质保护层。PDP的发光是依靠气体放电过程中Xe产生的紫外线激发荧光粉发光实现的。所用放电气体多为Xe和其它惰性气体的混合。最初多采用低Xe含量（≤10%）的放电气体，随着技术发展，为了提高PDP的亮度和光效，主要生产厂家普遍采用高Xe含量的放电气体。高Xe带来了高亮度，但基于传统的MgO保护膜，放电电压也随之升高。为了解决高Xe环境下电压升高的问题，有许多新型的介质保护层被开发出来，其中效果最好且被应用于量产的只有掺钙氧化镁（CaMgO）（可参考申请号为201110418397.2的专利），还有三星采用的功能层材料，但这二者均存在一定的问题。前者虽能大幅度降低高Xe（≥20%）环境下的放电电压，但易受到水和二氧化碳的污染，表面状态不一致，致使滞后电子发射性能变差，出现放电速度变慢和放电强度不均匀的现象，导致出现斑纹问题。后者具有优良的滞后电子发射性能，但高Xe环境下的二次电子发射性能较弱，虽能实现快速放电，但放电强度较弱，无法更有效地降低高Xe环境下的放电电压，满足低功耗的市场需求。在市场需求和环保政策的要求下，以上问题都亟待进一步的改善和解决。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供一种气体放电复合介质保护层和包括其的等离子显示屏，以综合改善和解决现有等离子显示技术中存在的斑纹、放电速度慢、放电电压高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气体放电复合介质保护层。所述复合介质保护层包含在离子轰击下具有高二次电子发射系数的基础层2和形成在基础层2上的具有快速电子发射能力的电子发射层3。其中所述基础层2，由以MgO为主体，且掺杂有其它元素的膜组成，掺杂元素为Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Pt、Au、Tl、Bi、Po、Np中的一种或多种，掺杂比例为3%-50%。

进一步地，所述基础层2，所述掺杂元素为Ca、Sr、Ba、Ce、Zn中的一种或多种，掺杂物质为摩尔百分含量为3%-50%。

进一步地，所述基础层2，所述掺杂元素为Ca，其摩尔百分含量为3%-50%，或者掺杂元素为Ce，其摩尔百分含量为3%-20%。

进一步地，所述基础层2，所述掺杂元素为Ca，MgO和掺杂的Ca共同形成CaMgO膜，CaO所占的质量百分数为8%-20%。

所述的基础层2，厚度为10nm~10000nm，优选地，基础层2的厚度为100nm~2000nm。进一步优选，该保护层用于等离子显示屏时，厚度为500nm-1000nm，该厚度的保护层具有较好的寿命和可见光透过率。

所述电子发射层3，包括MgO微晶或掺杂型MgO微晶或者选自由CNT、ZnO、LaB₆组成的物质组中的任意一种或多种。

其中MgO微晶为立方结构，粒径范围50nm-2um，包含至少两种粒径尺寸的晶体，纳米级晶体和微米级晶体颗粒，其中纳米级粒径范围为50nm-100nm，微米级粒径范围为1um-2um。

其中掺杂型MgO微晶为立方结构，粒径范围50nm-2um，包含至少两种粒径尺寸的晶体颗粒，纳米级晶体和微米级晶体，其中纳米级粒径范围为50nm-100nm，微米级粒径范围为1um-2um，掺杂元素包括Ca、Zn、Si、Sc、Ti和Ni中的一种或多种。

进一步地，所述电子发射层3，其中所述MgO微晶和掺杂型MgO微晶，微米级颗粒所占质量百分数为10%-30%。

进一步地，所述气体放电复合介质保护层的制备方法：

步骤一：将以MgO为主体的膜，用真空沉积、喷涂或涂覆的方式在PDP上基板的介质层1上形成基础层2。

步骤二：将电子发射材料与溶剂混合形成混合物，涂布或喷涂均匀制作在基础层2的表面，或者通过印刷法有选择的进行特定区域覆盖形成电子发射层3。

进一步地，所述电子发射层3涂布或喷涂或印刷在基础层2的表面，覆盖率为5%-100%。

进一步地，所述电子发射层3涂布或喷涂或印刷在基础层2的表面，覆盖率为10%-50%。

根据本发明的又一个方面，提供一种等离子显示屏。该显示屏包括：上基板，PDP放电电极，沿上基板下表面延伸；介质层1、复合介质保护层依次覆盖在上基板及PDP放电电极上，以及下基板，其上设置有与PDP放电电极垂直设置的寻址电极、与寻址电极平行设置的障壁及荧光粉，上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，下基板与上基板相对封接形成多个放电单元，其中，复合介质保护层是所述的气体放电复合介质保护层。其中，放电单元内的放电气体所含Xe的体积百分含量不低于15%，其余成分为惰性气体。其中，介质保护层是上述气体放电复合介质保护层。优选地，放电单元内的放电气体所含Xe的体积百分含量为25%-100%，进一步优选为40%-100%。采用高Xe含量的放电气体，相比于低Xe含量，放电时放电空间增大，亮度升高，并且放电均匀性增强，但Xe含量的增加，也会带来放电电压升高的问题，因此，在提高Xe含量的同时，会相应降低放电气体的整体压强，并结合上述气体放电复合介质保护层，降低放电电压。

本发明的有益效果：提供了一种气体放电复合介质保护层和包括其的等离子显示屏，该复合介质保护层包含在离子轰击下具有高二次电子发射系数的基础层2和形成在基础层2上的具有快速电子发射能力的电子发射层3。其中基础层2是以MgO为主体掺杂Ca，形成的CMO膜中CaO占质量百分比为8%-20%能避免形成严重放电不均匀带来的斑纹问题，电子发射层3在基础层2表面的覆盖率为10%-50%，可避免气体放电器件放电电压升高的问题。本发明能综合改善和解决现有等离子显示技术中存在的斑纹、放电速度慢、放电电压高的问题。包括气体放电复合介质保护层的等离子显示屏具有较低的电压、较高的光效，以及更优的放电均匀性。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明中复合介质保护层的典型结构示意图。

其中，1为介质层，2为基础层，3为电子发射层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1，气体放电复合介质保护层包括基础层2和电子发射层3。基础层2以MgO为主体，掺杂其他元素的膜组成，可采用固溶体的混合靶材，如CaMgO靶材，利用真空沉积法，如电子束蒸镀、等离子蒸镀、溅射、MOCVD进行制备；或者采用纯MgO靶材和纯掺杂元素氧化物靶材采用共同沉积的方法制备，沉积法同上。采用固溶体的混合靶材可以使在形成的膜中，掺杂元素能够更加均匀地分布。采用电子束蒸镀制备，避免沉积过程中过高能量粒子对靶材的轰击导致掺杂元素在膜层表面和内部形成分布差异。电子发射层3，可通过制备电子发射材料与溶剂的混合物，溶剂可以是乙醇或异丙醇，然后通过涂布和喷涂法均匀制作在基础层的表面，或者通过印刷法有选择地进行特定区域覆盖。

下面将结合具体实施例进一步详细说明本发明的有益效果。

实施例

由本发明提供的方法制作气体放电复合介质保护层以及包括该复合介质保护层的等离子显示屏。

实施例1

气体放电复合介质保护层的基础层采用CMO固溶体作为镀膜靶材，掺杂元素为Ca，Ca和MgO形成的CaMgO中，CaO的质量百分数为8%，CMO靶材通过电子束蒸镀法沉积在PDP上基板的介质层1上形成的形成800±100nm的CMO膜。气体放电复合介质保护层的电子发射层材料使用掺MgO微晶，包含100nm和1um粒径的晶体与异丙醇混合形成混合物，涂布在CMO膜上，其覆盖率为10%形成电子发射层，最终形成气体放电复合介质保护层。其他未提及的工艺参数采用现有技术操作实现。提供51寸HD，设置有PDP放电电极、介质层1及气体放电复合介质保护层的上基板和设置有寻址电极及障壁和荧光粉的下基板，将上基板与下基板对合在一起，其中上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，经过封排过程形成多个放电单元，并充入放电气体，放电气体含Xe的体积百分含量45%，含Ne的体积百分含量为55%，封接形成PDP屏。

实施例2

气体放电复合介质保护层的基础层采用CMO固溶体作为镀膜靶材，掺杂元素为Ca，Ca和MgO形成的CaMgO中，CaO的质量百分数为12%，CMO靶材通过电子束蒸镀法沉积在PDP上基板的介质层1上形成的形成800±100nm的CMO膜。气体放电复合介质保护层的电子发射层材料使用MgO微晶，包含100nm和1um粒径的晶体与异丙醇混合形成混合物，涂布在CMO膜上，其覆盖率为45%，形成电子发射层，最终形成气体放电复合介质保护层。其他未提及的工艺参数采用现有技术操作实现。提供51寸HD，设置有PDP放电电极、介质层1及气体放电复合介质保护层的上基板和设置有寻址电极及障壁和荧光粉的下基板，将上基板与下基板对合在一起，其中上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，经过封排过程形成多个放电单元，并充入放电气体，放电气体含Xe的体积百分含量80%，含Ne的体积百分含量为20%，封接形成PDP屏。

实施例3

气体放电复合介质保护层的基础层采用CMO固溶体作为镀膜靶材，掺杂元素为Ca，Ca和MgO形成的CaMgO中，CaO的质量百分数为20%，CMO靶材通过电子束蒸镀法沉积在PDP上基板的介质层1上形成的形成800±100nm的CMO膜。气体放电复合介质保护层的电子发射层材料使用CNT与乙醇混合形成混合物，涂布在CMO膜上，其覆盖率为80%形成电子发射层，最终形成气体放电复合介质保护层。其他未提及的工艺参数采用现有技术操作实现。提供51寸HD，设置有PDP放电电极、介质层1及气体放电复合介质保护层的上基板和设置有寻址电极及障壁和荧光粉的下基板，将上基板与下基板对合在一起，其中上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，经过封排过程形成多个放电单元，并充入放电气体，放电气体含Xe的体积百分含量25%，含Ne的体积百分含量为75%，封接形成PDP屏。

实施例4

气体放电复合介质保护层是使用CMO固溶体作镀膜靶材，掺杂元素为Ce，其摩尔百分含量为3%，将CMO靶材通过电子束蒸镀法沉积在PDP上基板的介质层1上，形成800±100nm的CMO膜，然后在CMO膜上喷涂CNT和乙醇混合形成的混合物，形成覆盖在CMO膜上的电子发射层3，最终形成气体放电复合介质保护层。其他未提及的工艺参数采用现有技术操作实现。提供51寸HD，设置有PDP放电电极、介质层1及气体放电复合介质保护层的上基板和设置有寻址电极及障壁和荧光粉的下基板，将上基板与下基板对合在一起，其中上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，经过封排过程形成多个放电单元，并充入放电气体，放电气体含Xe的体积百分含量45%，含Ne的体积百分含量为55%，封接形成PDP屏。

实施例5

气体放电复合介质保护层是使用CMO固溶体作镀膜靶材，掺杂元素为Ce和Ca，其摩尔百分含量为10%，将CMO靶材通过电子束蒸镀法沉积在PDP上基板的介质层1上，形成800±100nm的CMO膜，然后在CMO膜上喷涂CNT和乙醇混合形成的混合物，形成覆盖在CMO膜上的电子发射层3，最终形成气体放电复合介质保护层。其他未提及的工艺参数采用现有技术操作实现。提供51寸HD，设置有PDP放电电极、介质层1及气体放电复合介质保护层的上基板和设置有寻址电极及障壁和荧光粉的下基板，将上基板与下基板对合在一起，其中上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，经过封排过程形成多个放电单元，并充入放电气体，放电气体含Xe的体积百分含量70%，含Ne的体积百分含量为30%，封接形成PDP屏。

对比例1 介质保护层采用CMO固溶体作为镀膜靶材，掺杂元素为Ca，Ca和MgO形成的CaMgO中，CaO的质量百分数为15%，CMO靶材通过电子束蒸镀法沉积在PDP上基板的介质层1上形成的形成800±100nm的CMO膜。其他未提及的工艺参数采用现有技术操作实现。提供51寸HD，设置有PDP放电电极、介质层1及介质保护层的上基板和设置有寻址电极及障壁和荧光粉的下基板，将上基板与下基板对合在一起，其中上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，经过封排过程形成多个放电单元，并充入放电气体，放电气体含Xe的体积百分含量20%，含Ne的体积百分含量为80%，封接形成PDP屏。对比例2 介质保护层由纯MgO靶材通过电子束蒸镀法沉积在PDP上基板的介质层1上，形成800±100nm MgO膜，在MgO膜上喷涂MgO微晶，包含100nm和1um粒径的晶体与异丙醇混合形成混合物，其覆盖率为45%，形成电子发射层3，最终形成介质保护层。提供51寸HD，设置有PDP放电电极、介质层1及介质保护层的上基板和设置有寻址电极及障壁和荧光粉的下基板，将上基板与下基板对合在一起，其中上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，经过封排过程形成多个放电单元，并充入放电气体，放电气体含Xe的体积百分含量18%，含Ne的体积百分含量为82%，封接形成PDP屏。

通过上述方法制备的等离子显示屏性能参数参见表1，同时从肉眼观察，等离子显示屏的斑纹问题方面，采用本发明复合介质保护层的实施例的PDP屏均优于对比例。

表1

Figure 2013101312805100002DEST_PATH_IMAGE001

通过表1的显示屏性能参数的数据以及肉眼对屏均匀性的判定说明，采用本发明中的复合介质保护层的等离子显示屏与单纯采用CMO膜的PDP屏及采用MgO膜和电子发射层3的PDP相比，具有较低的电压、较高的光效，以及更优的放电均匀性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种气体放电复合介质保护层，其特征在于：包含基础层（2）和形成在基础层（2）上的电子发射层（3），所述的基础层（2）由以MgO为主体，且掺杂有其它元素的膜组成，掺杂元素为Ca、Sr、Ba、Ce、Zn中的一种或多种，掺杂元素的摩尔百分含量为3%-50%。

2.根据权利要求1所述的气体放电复合介质保护层，其特征在于：所述掺杂元素为Ca，其摩尔百分含量为3%-50%，或者掺杂元素为Ce，其摩尔百分含量为3%-20%。

3.根据权利要求1所述的气体放电复合介质保护层，其特征在于：所述掺杂元素为Ca，MgO和掺杂的Ca共同形成CaMgO膜，其中CaO所占的质量百分数为8%-20%。

4.根据权利要求1所述气体放电复合介质保护层，其特征在于：所述电子发射层（3），包括MgO微晶、掺杂型MgO微晶或者由CNT、ZnO、LaB₆组成的物质组中的任意一种或多种。

5.根据权利要求4所述的气体放电复合介质保护层，其特征在于：所述MgO微晶为立方结构，粒径范围50nm-2um，包含至少两种粒径尺寸的晶体颗粒，其中纳米级粒径范围为50nm-100nm，微米级粒径范围为1um-2um。

6.根据权利要求4所述的气体放电复合介质保护层，其特征在于：所述掺杂型MgO微晶为立方结构，粒径范围50nm-2um，包含至少两种粒径尺寸的晶体颗粒，其中纳米级粒径范围为50nm-100nm，微米级粒径范围为1um-2um，掺杂元素包括Ca、Zn、Si、Sc、Ti和Ni中的一种或多种。

7.根据权利要求5或6所述的气体放电复合介质保护层，其特征在于：所述MgO微晶和掺杂型MgO微晶，其中微米级颗粒所占质量百分数为10%-30%。

8.根据权利要求1-6之一所述的气体放电复合介质保护层的制备方法，其特征在于：

步骤一：将以MgO为主体的膜，用真空沉积、喷涂或涂覆的方式在PDP上基板的介质层（1）上形成基础层（2）。

步骤二：将电子发射材料与溶剂混合形成混合物，涂布或喷涂均匀制作在基础层(2)的表面，或者通过印刷法有选择的进行特定区域覆盖形成电子发射层(3)。

9.根据权利要求8所述的气体放电复合介质保护层的制备方法，其特征在于：所述电子发射层(3)涂布或喷涂或印刷在基础层(2)的表面，覆盖率为10%-50%。

10.一种等离子显示屏，包括：

上基板；

PDP放电电极，沿所述上基板下表面延伸；

介质层(1)、气体放电复合介质保护层依次覆盖在所述上基板及所述PDP放电电极上；

以及下基板，其上设置有与所述PDP放电电极垂直设置的寻址电极、与所述寻址电极平行设置的障壁和荧光粉，所述上基板或下基板的边缘涂覆有低熔点玻璃作为封接材料，所述下基板与所述上基板相对封接形成多个放电单元；

其特征在于：所述气体放电复合介质保护层是如权利要求1-6中任一项所述的气体放电复合介质保护层。