CN1722346A - 利用被氧化的多孔硅的等离子体显示板和平面灯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种等离子体显示板(PDP)和一种平面灯。所述等离子体显示板包括：彼此面对的下面板和上面板；多个寻址电极，其形成于所述下面板中；多个维持电极，其形成于所述上面板中；以及，多个被氧化的多孔硅层，其形成于所述上面板上并对应于所述维持电极。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体显示板(PDP)和平面灯(flat lamp)，更具体而言，涉及使用被氧化的多孔硅(oxidized porous silicon)的PDP和平面灯使得可以提高电子发射特性。
背景技术
利用放电来形成图像的PDP提供了诸如亮度或视角的卓越显示性能，因此，其用途不断增长。在PDP中，DC或AC电压被施加于电极导致电极之间的气体放电，且由该放电产生的紫外线激发荧光材料，发射可见光。
依据放电的类型，PDP可以分为DC型PDP或AC型PDP。DC型PDP包括均暴露于放电空间的电极。在DC型PDP中，电荷在电极之间直接移动。在AC型PDP中，至少一个电极由介电层覆盖，并且不是由电极之间电荷的直接移动而是由壁电荷产生放电。
依据电极的设置，PDP还可以分为相对放电型PDP或表面放电型PDP。在相对放电型PDP中，一对维持电极中的一个形成于上基板上而另一个形成于下基板上，且在垂直于基板的方向上发生气体放电。在表面放电型PDP中，一对维持电极形成于相同的基板上，且在平行于基板的方向上发生气体放电。
相对放电型PDP提供了高的发光效率但具有荧光层易被等离子体劣化的缺点。因此，目前广泛使用表面放电型PDP。
图1图示了传统的表面放电型PDP。图2A和2B是图1所示的PDP的分别在横向和纵向上的剖面图。
请参考图l、图2A和图2B，传统的PDP包括上基板20和下基板10，其彼此相对且间隔预定距离。等离子体放电发生于放电空间中，即，在上基板20和下基板10之间的空间中。
多个寻址电极11以条形排列于下基板10的顶表面上，且被掩埋在第一介电层12中。多个用于防止放电单元14之间的电学和光学串扰的阻挡肋13形成于第一介电层12上。在由阻挡肋13划分的放电单元14的内表面上分别涂敷红(R)、绿(G)和蓝(B)荧光层15至一预定厚度。放电单元14用放电气体填充。
足够透明以透射可见光的上基板20通常由玻璃制成，且耦合到具有阻挡肋13的下基板10。维持电极对21a和21b以条形形成于上基板20的底表面上以使它们以直角与寻址电极11相交。维持电极21a和21b通常由诸如氧化铟锡(ITO)的透明导电材料制成，以使它们可以透射可见光。为了减小维持电极21a和21b的线电阻，由金属制成的总线电极22a和22b分别形成于维持电极21a和21b的底表面上，且具有比维持电极21a和21b窄的宽度。维持电极21a和21b及总线电极22a和22b被掩埋在透明的第二介电层23中。用保护层24覆盖第二介电层23的底表面。保护层24通常由氧化镁(MgO)制成。
在具有以上结构的PDP中，保护层24防止由于等离子体粒子的溅射所致的第二介电层23的损伤且发射二次电子以降低放电电压。但是，由MgO制成的保护层具有低的二次电子发射系数，且由此存在对于获得足够的电子发射效果的限制。
为了克服该问题，美国专利No.6,346,775描述了一种PDP，在图3中示出了其剖面。
请参考图3，上基板40和下基板30彼此面对且放电空间形成于上基板40和下基板30之间。通过在上基板40和下基板30之间的多个阻挡肋33将放电空间划分为放电单元34。多个寻址电极31形成于下基板30的顶表面上且被掩埋在设置于下基板30顶表面上的第一介电层32中。维持电极41形成于上基板40的底表面上且被掩埋在设置于上基板40的底表面上的第二介电层43中。二次电子放大结构形成于第二介电层43的底表面上，在该二次电子放大结构中，保护层44和碳纳米管(CNT)45被依次层叠。该PDP具有增加的发光效率和亮度以及由该二次电子放大结构引起的减小的放电电压，但是有可能在放电期间损坏CNT 45。另外，在PDP中保持在低真空环境下的放电空间内部，CNT 45的电子发射特性劣化。
发明内容
本发明提供了使用被氧化的多孔硅的等离子体显示板(PDP)和平面灯从而可以增加电子发射特性。
依据本发明的一个方面，提供了一种PDP，包括：彼此面对的上面板和下面板；形成于下面板中的多个寻址电极；形成于上面板中的多个维持电极；以及，形成于上面板中且对应于维持电极的多个被氧化的多孔硅层。
被氧化的多孔硅层可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
依据本发明的另一个方面，提供了一种PDP，包括：彼此面对且其间形成有放电空间的上基板和下基板；形成于下基板的顶表面上的多个寻址电极；第一介电层，其形成于下基板的顶表面上以使寻址电极被掩埋于第一介电层中；多个维持电极，其形成于上基板的底表面上且在与寻址电极相交的方向上；第二介电层，其形成于上基板的底表面上以使维持电极被掩埋于第二介电层中；形成在第二介电层之下的被氧化的多孔硅层；多个阻挡肋，其设置于上基板和下基板之间且将放电空间划分为放电单元；以及，荧光层，其形成于放电单元的内壁上。
被氧化的多孔硅层可以形成于第二介电层的整个底表面上，或者对应于维持电极形成且具有与维持电极相同的宽度。
基电极(base electrode)可以形成于被氧化的多孔硅层的顶表面上。
总线电极可以形成于维持电极的底表面上。
保护层可以形成于第二介电层和被氧化的多孔硅层的底表面上。
依据本发明的又一个方面，提供了一种PDP，包括：彼此面对且其间形成有放电空间的上基板和下基板；形成于下基板的顶表面上的多个寻址电极；第一介电层，其形成于下基板的顶表面上以使寻址电极被掩埋于第一介电层中；多个维持电极，其形成于上基板的底表面上且在与寻址电极相交的方向上；形成于维持电极的底表面上的多个被氧化的多孔硅层；第二介电层，其形成于上基板的底表面上并暴露被氧化的多孔硅层的底表面；多个阻挡肋，其设置于上基板和下基板之间且将放电空间划分为放电单元；以及，荧光层，其形成于放电单元的内壁上。
总线电极可以形成于维持电极和被氧化的多孔硅层之间。总线电极可以沿维持电极的边缘形成且具有比维持电极窄的宽度。被氧化的多孔硅层可以具有与总线电极相同的宽度。
依据本发明的又一方面，提供了一种PDP的制造方法，包括：在基板的顶表面上形成多个维持电极并形成介电层以使维持电极被掩埋于介电层中；在介电层的顶表面上形成多个基电极且所述基电极平行于维持电极；在介电层的顶表面上形成硅层以使基电极被掩埋于硅层中；将设置在基电极上方的硅层部分转变为多孔硅层；氧化所述多孔硅层；以及，去除保留在介电层上的硅层部分。
可以通过在介电层的顶表面上淀积基电极的材料并构图该材料来形成基电极。
该方法还可以包括在介电层和被氧化的多孔硅层的顶表面上形成保护层。该方法还可以包括在维持电极的顶表面上形成总线电极。
硅层可以是多晶硅层或非晶硅层并且可以使用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)形成。
可以用氟化氢和乙醇的混合溶液阳极化设置于基电极上方的硅层来形成多孔硅层。
可以通过利用电化学氧化法氧化所述多孔硅层来形成被氧化的多孔硅层。
依据本发明的又一方面，提供了一种PDP的制造方法，包括：在基板的顶表面上形成多个维持电极并在维持电极的顶表面上形成总线电极；在基板上形成介电层以使维持电极和总线电极被掩埋在介电层中；蚀刻介电层以形成暴露总线电极的顶表面的沟槽；在总线电极的顶表面上形成硅层；将硅层转变为多孔硅层；以及，氧化所述多孔硅层。
依据本发明的又一方面，提供了一种PDP的制造方法，包括：在基板的顶表面上形成多个维持电极并形成介电层以使维持电极被掩埋于介电层中；蚀刻介电层以形成暴露维持电极的顶表面的沟槽；在维持电极的顶表面上形成硅层；将硅层转变成多孔硅层；氧化所述多孔硅层。
依据本发明的又一方面，提供了一种PDP，包括：彼此面对且其间形成有放电空间的上基板和下基板；多个第一电极，其形成于下基板的顶表面上；第一介电层，其形成于下基板的顶表面上以使第一电极被掩埋于第一介电层中；多个第二电极，其形成于上基板的底表面上且在与第一电极相交的方向上；第二介电层，其形成于上基板的底表面上以使第二电极被掩埋于第二介电层中；多个被氧化的多孔硅层，其形成于第一介电层之上或第二介电层之下，或者形成于第一介电层之上和第二介电层之下，并且对应于第一电极或第二电极；多个阻挡肋，其设置于上基板和下基板之间且将放电空间划分为放电单元；以及，荧光层，其形成于放电单元的内壁上。
依据本发明的又一方面，提供了一种PDP，包括：彼此面对且其间形成有放电空间的上基板和下基板；多个第一电极，其形成于下基板的顶表面上；多个第二电极，其形成于上基板的底表面上且在与第一电极相交的方向上；多个被氧化的多孔硅层，其形成于第一电极上或第二电极上；多个阻挡肋，其设置于上基板和下基板之间且将放电空间划分为放电单元；以及，荧光层，其形成于放电单元的内壁上。
其上形成第一电极和第二电极间的被氧化的多孔硅层的电极可以是阴极电极。
依据本发明的又一方面，提供了一种平面灯，包括：彼此面对的上面板和下面板；多个放电电极，其形成于上面板和下面板的至少一个中；以及，多个被氧化的多孔硅层，其形成于其上形成放电电极的面板中且对应于放电电极。
基电极可以形成于被氧化的多孔硅层的顶表面或底表面上。
被氧化的多孔硅层可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
依据本发明的又一方面，提供了一种平面灯，包括：上基板和下基板，其彼此相对且其间形成有放电空间；多个放电电极，其形成于上基板和下基板中的至少一个的外表面上；多个被氧化的多孔硅层，其形成于其上形成放电电极的基板的内表面上，所述被氧化的多孔硅层对应于放电电极且平行于放电电极；多个隔离物，其设置于上基板和下基板之间；以及，荧光层，其形成于放电空间的内壁上。
多个基电极可以形成于被氧化的多孔硅层与其上形成放电电极的基板的内表面之间。基电极可以具有与被氧化的多孔硅层相同的宽度。
依据本发明的又一方面，提供了一种平面灯的制造方法，包括：在基板的底表面上形成多个放电电极且在基板的顶表面上形成多个基电极；在基板的顶表面上形成硅层以使基电极被掩埋在硅层中；将设置在基电极上方的硅层部分转变成多孔硅层；氧化所述多孔硅层；以及，去除保留在基板上的硅层部分。
可以通过在基板的顶表面上淀积基电极的材料并构图该材料来形成基电极。
硅层可以是多晶硅层或非晶硅层，且可以利用PECVD形成。
可以通过用HF和乙醇的混合溶液阳极化设置在基电极上方的硅层部分来形成多孔硅层。
可以通过利用电化学氧化方法氧化所述多孔硅层来形成被氧化的多孔硅层。
附图说明
通过参考附图对其示例性实施例的详细描述，本发明的上述和其他特征和优点将会变得更加明显易懂，附图中：
图1是传统的等离子体显示板(PDP)的分解透视图；
图2A和2B是图1中的PDP的剖面图；
图3是示出另一传统的PDP的剖面图；
图4是示出根据本发明一实施例的PDP的分解透视图；
图5是图4中的部分PDP的剖面图；
图6是示出根据本发明另一实施例的PDP的部分剖面图；
图7A至7G是示出图4的PDP的制造方法的视图；
图8A至8E是示出图6的PDP的制造方法的视图；
图9是示出根据本发明又一实施例的PDP的部分剖面图；
图10是示出根据本发明又一实施例的PDP的部分剖面图；
图11是示出根据本发明又一实施例的PDP的部分剖面图；
图12是示出根据本发明一实施例的平面灯的部分剖面图；
图13A至13E是示出图12的平面灯的制造方法的视图；
图14A和14B分别是传统的平面灯和根据本发明一实施例的平面灯的剖面图，该传统的平面灯和该平面灯用于确定放电气体的电压对压力的曲线；以及
图15是图14A所示的传统灯和图14B所示的平面灯的放电气体的电压对压力的曲线图。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在以下附图中，相同的附图标记表示相同的构成元件。
图4是示出根据本发明一实施例的等离子体显示板(PDP)的分解透视图。图5是图4中的PDP的部分剖面图。
请参考图4和图5，根据本发明一实施例的PDP包括彼此面对的上面板和下面板。等离子体放电发生于放电空间中，即，在上面板和下面板之间的空间。通过多个阻挡肋113将上面板和下面板之间的放电空间划分为放电单元114。阻挡肋113防止放电单元114之间的电学和光学串扰。在放电期间产生紫外线的放电气体被注入放电单元114中。一般地，Ne和Xe的混合气体用作放电气体。红(R)、绿(G)、蓝(B)荧光层115被分别涂敷于放电单元114的内表面上至预定的厚度。通过由于放电产生的紫外线激发荧光层115，由此产生具有预定颜色的可见光。
下面板包括下基板110、形成于下基板110的顶表面上的多个寻址电极111、和形成于下基板110的顶表面上的第一介电层112以使寻址电极111被掩埋于第一介电层112中。
下基板110一般可以由玻璃制成。多个寻址电极111平行地形成于下基板110的顶表面上。寻址电极111被掩埋于第一介电层112中。
阻挡肋113形成于第一介电层112的顶表面上，阻挡肋113平行于寻址电极111且彼此间隔预定距离。可选择地，阻挡肋113可以垂直于寻址电极111形成。可选择地，阻挡肋113可以以矩阵形式形成。荧光层115形成于第一介电层112的顶表面上和阻挡肋113的横向侧面上至预定的厚度。
上面板包括与下基板110间隔预定距离的上基板120，多个形成于上基板120的底表面上的第一和第二维持电极121a和121b，形成于上基板的底表面上的第二介电层123以使第一和第二维持电极121a和121b被掩埋于第二介电层123中，和多个分别形成于第一和第二维持电极121a和121b之下的第一和第二被氧化的多孔硅层126a和126b。
上基板120一般可以由玻璃制成，其能透射可见光。维持电极对121a和121b在与寻址电极111相交的方向上平行地形成于上基板120的底表面上。第一和第二维持电极121a和121b通常由透明导电材料制成，诸如氧化铟锡(ITO)。为了减少第一和第二维持电极121a和121b的线电阻，第一和第二总线电极122a和122b分别形成于第一和第二维持电极121a和121b的底表面上。第一和第二总线电极122a和122b分别沿第一和第二维持电极121a和121b的边缘形成且比第一和第二维持电极121a和121b具有更窄的宽度。总线电极122a和122b可以由金属制成，诸如Al和Ag。第一和第二维持电极121a和121b以及第一和第二总线电极122a和122b被掩埋在透明的第二介电层123中。
多个第一和第二基电极125a和125b形成于第二介电层123的底表面上，第一和第二基电极125a和125b分别对应于第一和第二维持电极121a和121b并与其平行。第一和第二基电极125a和125b可以由ITO、Al或Ag制成。第一和第二基电极125a和125b用作电极以在其底表面上形成第一和第二被氧化的多孔硅层126a和126b。
第一和第二被氧化的多孔硅层126a和126b分别形成于第一和第二基电极125a和125b的底表面上。第一和第二被氧化的多孔硅层126a和126b可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。第一和第二被氧化的多孔硅层126a和126b具有与第一和第二基电极125a和125b相同的宽度。第一和第二被氧化的多孔硅层126a和126b放大了电子发射。
保护层124可以形成于第二介电层123的底表面上。保护层124防止由于等离子体粒子的溅射引起第二介电层123的损伤并发射二次电子以降低放电电压。保护层124可以由MgO制成。另一方面，保护层124还可以形成于第一和第二被氧化的多孔硅层126a和126b的底表面上。
在具有以上结构的PDP中，当例如1000V和0V的电压分别施加于第一和第二维持电极121a和121b时，对于放电，从第一维持电极121a朝向第二维持电极121b导向的电场形成于放电单元114中。由于该电场的形成，电子自第二基电极125b在第二被氧化的多孔硅层126b中流动，且当通过第二被氧化的多孔硅层126b时电子被加速，然后被发射到放电单元114中。另一方面，当例如0V和1000V的电压分别施加于第一和第二维持电极121a和121b时，电子自第一基电极125a在第一被氧化的多孔硅层126a中流动，且当通过第一被氧化的多孔硅层126a时电子被加速，然后被发射到放电单元114中。
如上所述，当被氧化的多孔硅层126a和126b形成于PDP的上面板上时，可以提高电子发射特性且可以增大亮度和发光效率。
图6是示出根据本发明另一实施例的PDP的部分剖面图。
请参考图6，上面板和下面板彼此面对且其间形成放电空间。通过阻挡肋(未显示)划分放电空间以形成放电单元214。荧光层215被涂敷于放电单元214的内表面上。
下面板包括下基板210，多个平行形成于下基板210的顶表面上的寻址电极211，和形成于下基板210的顶表面上的第一介电层212以使寻址电极211被掩埋于第一介电层212中。
上面板包括上基板220、形成于上基板220的底表面上的第一和第二维持电极221a和221b、分别形成于第一和第二维持电极221a和221b的底表面上的第一和第二总线电极222a和222b、和分别形成于第一和第二总线电极222a和222b的底表面上的第一和第二被氧化的多孔硅层226a和226b。
第一和第二维持电极221a和221b在与寻址电极211相交的方向上彼此平行地形成。第一和第二维持电极221a和221b通常由透明导电材料制成，诸如氧化铟锡(ITO)。为了减小第一和第二维持电极221a和221b的线电阻，第一和第二总线电极222a和222b分别形成于第一和第二维持电极221a和221b的底表面上。第一和第二总线电极222a和222b也用作电极以在其底表面上形成第一和第二被氧化的多孔硅层226a和226b。第一和第二总线电极222a和222b分别沿第一和第二维持电极221a和221b的边缘形成且比第一和第二维持电极221a和221b具有更窄的宽度。总线电极222a和222b可以由金属制成，诸如Al和Ag。
第一和第二被氧化的多孔硅层226a和226b分别形成于第一和第二总线电极222a和222b的底表面上。第一和第二被氧化的多孔硅层226a和226b可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。第一和第二被氧化的多孔硅层226a和226b沿第一和第二总线电极222a和222b形成且具有与第一和第二总线电极222a和222b相同的宽度。
透明的第二介电层223形成于上基板220的底表面上，暴露第一和第二被氧化的多孔硅层226a和226b的底表面。保护层224可以形成于第二介电层223的底表面上。保护层224可以由MgO制成。保护层224还可以形成于第一和第二被氧化的多孔硅层226a和226b的底表面上。
在本发明的该实施例中，被氧化的多孔硅层226a和226b可以直接形成于维持电极221a和221b的底表面上，而在其间不形成总线电极222a和222b。在这种情况下，被氧化的多孔硅层226a和226b具有与维持电极221a和221b相同的宽度。第二介电层223形成于上基板220的底表面上，暴露被氧化的多孔硅层226a和226b的底表面。
在具有以上结构的PDP中，从被氧化的多孔硅层226a和226b被加速的电子的发射过程与本发明在前实施例中的类似，因此省略了对该过程的详细描述。
下文中，将描述根据本发明一实施例的PDP的制造方法。
图7A至7G是示出图4的PDP上面板的制造方法的视图。在图7A至图7G中，基板和介电层分别对应于图4所示的上基板120和第二介电层123。
请参考图7A，在基板120的顶表面上淀积诸如ITO的透明导电材料，且构图该透明导电材料以形成多个第一和第二维持电极121a和121b。之后，在第一和第二维持电极121a和121b的顶表面上淀积诸如Al或Ag的金属材料，且构图该金属材料以形成多个第一和第二总线电极122a和122b。第一和第二总线电极122a和122b分别沿第一和第二维持电极121a和121b的边缘形成，且比第一和第二维持电极121a和121b具有更窄的宽度。然后，在基板120的顶表面上形成介电层123以使维持电极121a和121b以及总线电极122a和122b被掩埋于介电层123中。
请参考图7B，在介电层123的顶表面上淀积诸如ITO、Al或Ag的基电极材料125至预定厚度。然后，构图材料125至预定形状以分别在第一和第二维持电极121a和121b之上形成第一和第二基电极125a和125b，如图7C所示。
请参考图7D，在介电层123的顶表面上形成硅层127以使第一和第二基电极125a和125b被掩埋于硅层127中。硅层127可以是多晶硅层或非晶硅层。可以在约400℃或更低的温度下利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)形成硅层127至预定的厚度。
请参考图7E，设置于基电极125a和125b上的硅层127部分被转变为多孔硅层。具体地，可以用氟化氢(HF)和乙醇的混合溶液、以施加于第一和第二基电极125a和125b的预定电流密度通过阳极化硅层127而形成多孔硅层。然后，利用电化学氧化方法氧化所述多孔硅层。具体地，在硫酸的水溶液中对多孔硅层施加预定的电流密度以获得被氧化的多孔硅层126a和126b。
请参考图7F，去除在介电层123上遗留的硅层127的部分。最后，请参考图7G，在介电层123和被氧化的多孔硅层126a和126b的顶表面上形成保护层124，保护层124可以由MgO制成。可选择地，可以只在介电层123的顶表面上形成保护层124。在以上的工艺中获得的上面板耦合到具有寻址电极的下面板以制造PDP。
图8A至8E是示出图6的PDP的上面板制造方法的视图。在图8A至图8G中，基板和介电层分别对应于图6所示的上基板220和第二介电层223。
请参考图8A，在基板220上形成第一和第二维持电极221a和221b，且在第一和第二维持电极221a和221b上分别形成第一和第二总线电极222a和222b。然后，在基板220的顶表面上形成介电层223以使维持电极221a和221b以及总线电极222a和222b被掩埋于介电层223中。
请参考图8B，蚀刻介电层223以形成暴露第一和第二总线电极222a和222b的顶表面的沟槽。然后，请参考图8C，在总线电极222a和222b的顶表面上形成硅层227。硅层227可以是多晶硅层或非晶硅层。可以在约400℃或更低的温度下利用PECVD形成硅层227至预定的厚度。
请参考图8D，设置于总线电极222a和222b上的硅层227被转变成多孔硅层。具体地，可以用氟化氢(HF)和乙醇的混合溶液、以施加于第一和第二总线电极222a和222b的预定电流密度通过阳极化硅层227来形成多孔硅层。然后，利用电化学氧化方法氧化所述多孔硅层。具体地，在硫酸的水溶液中对所述多孔硅层施加预定的电流密度以获得被氧化的多孔硅层226a和226b。
最后，请参考图8E，在介电层223和被氧化的多孔硅层226a和226b的顶表面上形成保护层224，保护层224可以由MgO制成。可选择地，可以只在介电层223的顶表面上形成保护层224。
另一方面，可以直接在维持电极221a和221b的顶表面上分别形成被氧化的多孔硅层226a和226b，而在其间不形成总线电极222a和222b。在这种情况下，蚀刻介电层223以暴露维持电极221a和221b的顶表面，且在维持电极221a和221b上形成硅层227。然后，将硅层227转变为被氧化的多孔硅层226a和226b，如上所述。
图9是示出根据本发明又一实施例的PDP的部分剖面图。请参考图9，上基板420和下基板410彼此面对且间隔预定距离以使放电空间形成于其间。上基板420和下基板410之间的放电空间通过多个阻挡肋(未显示)被划分为放电单元414。荧光层415被涂敷于放电单元414的内表面上。
多个寻址电极411形成于下基板410的顶表面上。寻址电极411被掩埋于第一介电层412中。多个第一和第二维持电极421a和421b在与寻址电极411相交的方向上形成于上基板420的底表面上。第一和第二总线电极422a和422b分别形成于第一和第二维持电极421a和421b的底表面上。第一和第二维持电极421a和421b以及第一和第二总线电极422a和422b被掩埋于第二介电层423中。
基电极425形成于第二介电层423的整个底表面上。基电极425用作电极以在其底表面上形成被氧化的多孔硅层426。基电极425可以由ITO、Al或Ag制成。被氧化的多孔硅层426形成于基电极425的整个底表面上。被氧化的多孔硅层426可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。被氧化的多孔硅层426放大了电子发射且用作保护层。
虽然如上所述，被氧化的多孔硅被应用于AC表面放电型PDP，但它还可以应用于AC相对放电型PDP。
图10是示出根据本发明又一实施例的PDP的部分剖面图。请参考图10，上基板520和下基板510彼此面对且间隔预定的距离以使放电空间形成于其间。上基板520和下基板510之间的放电空间通过多个阻挡肋(未显示)被划分为放电单元514。荧光层(未显示)被涂敷于放电单元514的内表面上。
多个用于在放电单元514中产生放电的第一和第二电极521a和521b成对形成，第一电极521a形成于下基板510的顶表面上且第二电极521b形成于上基板520的底表面上。第一电极521a垂直于第二电极521b形成。第一介电层512形成于下基板510的顶表面上以覆盖第一电极521a，且第二介电层523形成于上基板520的底表面上以覆盖第二电极521b。
多个第一基电极525a形成于第一介电层512的顶表面上，第一基电极525a对应于且平行于第一电极521a。多个第二基电极525b形成于第二介电层523的底表面上，第二基电极525b对应于且平行于第二电极521b。第一和第二基电极525a和525b可以由ITO、Al或Ag制成。
第一和第二被氧化的多孔硅层526a和526b分别形成于第一基电极525a的顶表面上和第二基电极525b的底表面上。第一和第二被氧化的多孔硅层526a和526b可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。第一和第二被氧化的多孔硅层526a和526b具有与第一和第二基电极525a和525b相同的宽度。由MgO形成的保护层(未显示)可以进一步形成于第一介电层512和第二介电层523上。
在具有以上结构的PDP中，当在第一和第二电极521a和521b之间施加预定的AC电压时，从第一和第二被氧化的多孔硅层526a和526b依次发射被加速的电子，由此增加PDP的亮度和发光效率。
被氧化的多孔硅还可以应用于DC型PDP。
图11是示出根据本发明又一实施例的PDP的部分剖面图。请参考图11，上基板620和下基板610彼此面对且间隔预定的距离以使放电空间形成于其间。上基板620和下基板610之间的放电空间通过多个阻挡肋(未显示)被划分为放电单元614。荧光层(未显示)被涂敷于放电单元614的内表面上。
多个第一电极621a形成于下基板610的顶表面上。第一电极621a用作阴极电极。被氧化的多孔硅层626形成于第一电极621a的顶表面上。被氧化的多孔硅层626可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。多个第二电极621b形成于上基板620的的底表面上且垂直于第一电极621a。第二电极621b用作阳极电极。
在具有以上结构的PDP中，当在作为阴极电极的第一电极621a和作为阳极电极的第二电极621b之间施加预定的电压时，电子由第一电极621a流入被氧化的多孔硅层626，然后，电子在通过被氧化的多孔硅层626时被加速且发射到放电单元614中。
而且，第一电极621a可以用作阳极电极且第二电极621b可以用作阴极电极。在这种情况下，被氧化的多孔硅层626形成于第二电极621b的底表面上。
如上所述的能够提高电子发射特性的被氧化的多孔硅层也可以应用于平面灯，该平面灯主要用作LCD的背光。图12是示出根据本发明一实施例的平面灯的剖面图。
请参考图12，根据本发明一实施例的平面灯包括彼此面对且其间形成有放电空间的上面板和下面板。多个隔离物313设置于上面板和下面板之间，且放电空间通过隔离物313被分为多个放电单元314。放电气体被注入放电单元314中。一般地，Ne和Xe的混合气体用作放电气体。荧光层315形成于放电单元314的内壁上。
下面板包括下基板310、多个形成于下基板310的底表面上的第一和第二放电电极311a和311b、多个形成于下基板310的顶表面上的第一和第二基电极335a和335b、和多个分别形成于第一和第二基电极335a和335b的顶表面上的第一和第二被氧化的多孔硅层336a和336b。
下基板110一般可以由玻璃制成。第一和第二放电电极311a和311b平行形成于下基板310的底表面上且彼此间隔预定的距离。第一和第二放电电极311a和311b可以由诸如ITO、Al或Ag的导电材料形成。第一和第二基电极335a和335b形成于下基板310的顶表面上且对应于第一和第二放电电极311a和311b。第一和第二基电极335a和335b平行于第一和第二放电电极311a和311b形成。第一和第二基电极335a和335b用作电极以在其顶表面上形成第一和第二被氧化的多孔硅层336a和336b。第一和第二基电极335a和335b可以由诸如ITO、Al或Ag的导电材料制成。
第一和第二被氧化的多孔硅层336a和336b具有与第一和第二基电极335a和335b相同的宽度。第一和第二被氧化的多孔硅层336a和336b可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。第一和第二被氧化的多孔硅层336a和336b放大电子发射。
上面板包括与下基板310间隔预定距离的上基板320、多个形成于上基板320的顶表面上的第三和第四放电电极321a和321b、多个形成于上基板320的底表面上的第三和第四基电极325a和325b、和多个分别形成于第三和第四基电极325a和325b的底表面上的第三和第四被氧化的多孔硅层326a和326b。
上基板320一般可以由玻璃制成。第三和第四放电电极321a和321b彼此间隔预定的距离且平行于第一和第二放电电极311a和311b而形成。第三和第四放电电极321a和321b可以由透明导电材料制成，诸如ITO。可选择地，第三和第四放电电极321a和321b可以由导电材料制成，诸如Al或Ag。第三和第四基电极325a和325b形成于上基板320的底表面上，且对应并平行于第三和第四放电电极321a和321b。第三和第四基电极325a和325b用作电极以在其底表面上形成第三和第四被氧化的多孔硅层326a和326b。第三和第四基电极325a和325b可以由透明导电材料制成，诸如ITO。可选择地，第三和第四基电极325a和325b可以由导电材料制成，诸如Al或Ag。
第三和第四被氧化的多孔硅层326a和326b具有与第三和第四基电极325a和325b相同的宽度。第三和第四被氧化的多孔硅层326a和326b可以是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。第三和第四被氧化的多孔硅层326a和326b放大电子发射。
在具有以上结构的平面灯中，当预定的电压施加于第一和第二放电电极311a和311b时，在第一和第二被氧化的多孔硅层336a和336b中被加速的电子被发射到放电单元314中。当预定的电压施加于第三和第四放电电极321a和321b时，在第三和第四被氧化的多孔硅层326a和326b中被加速的电子被发射到放电单元314中。由于放大电子发射的这些效应，提高了平面灯的亮度和发光效率。
尽管在本发明中说明了其中在上面板和下面板的每一个上形成一对放电电极的表面放电型平面灯，但本实施例不限于此，且可以应用于其中在上面板和下面板之一上形成一对放电电极的表面放电型平面灯。此外，本实施例可以应用于其中在上面板和下面板上形成一对放电电极的相对放电型平面灯。
下文中，将描述根据本发明一实施例的平面灯的制造方法。
图13A至13E是示出图12的平面灯的下面板制造方法的视图。在图13A至图13E中，基板对应于图12所示的下基板。
请参考图13A，在基板310的底表面上淀积诸如ITO、Al或Ag的导电材料，且构图该材料以形成第一和第二放电电极311a和311b。之后，在基板310的顶表面上淀积诸如ITO、Al或Ag的基电极335的材料至预定厚度。然后，构图材料335至预定形状以形成第一和第二基电极335a和335b，如图13B所示。
请参考图13C，在基板310的顶表面上形成硅层337以使第一和第二基电极335a和335b被掩埋于硅层337中。硅层337可以是多晶硅层或非晶硅层。可以在约400℃或更低的温度下利用PECVD形成硅层337至预定的厚度。
请参考图13D，设置于基电极335a和335b之上的硅层337的部分被变为多孔硅层。具体地，可以利用氟化氢(HF)和乙醇的混合溶液、以施加于第一和第二基电极335a和335b的预定的电流密度通过阳极化硅层337而形成多孔硅层。然后，利用电化学氧化方法氧化所述多孔硅层。具体地，在硫酸的水溶液中对所述多孔硅层施加预定的电流密度以获得被氧化的多孔硅层336a和336b。
请参考图13E，去除在基板310上遗留的硅层337的部分以获得如图12所示的平面灯的下面板。利用与对于下面板的以上描述相同的过程来制造如图12所述的平面灯的上面板。
图14A和14B分别是传统的平面灯和根据本发明一实施例的平面灯的剖面图。该传统的平面灯和该平面灯均用于确定放电气体的电压对压力的曲线。在该实验中，为了便于测量，使用相对放电型平面灯。
请参考图14A，在传统的平面灯中，放电电极711和721分别形成于下基板710和上基板720的外表面上，且硅晶片731分别形成于下基板710和上基板720的内表面上。请参考图14B，放电电极811和821分别形成于下基板810和上基板820的外表面上，被氧化的多孔硅层836分别形成于下基板810和上基板820的内表面之上。附图标记830、835和837分别表示基板、基电极和硅层。
图15是图14A所示的传统灯和图14B所示的平面灯的放电气体的电压对压力的曲线。请参考图15，在图14B中所示的平面灯的放电起始电压Vf和放电维持电压Vs分别低于在图14A中所示的传统平面灯的放电起始电压Vf和放电维持电压Vs。
如上所示，根据本发明的PDP和平面灯具有以下效果。
首先，PDP和平面灯可以通过在面板上形成被氧化的多孔硅层而提高亮度和发光效率，该被氧化的多孔硅层即使在低真空条件下也具有出色的电子发射特性。
第二，PDP和平面灯可以具有减小的放电电压。
尽管已参考其示例性实施例具体表示并描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解的是，在不背离由所附权利要求界定的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行形式和细节上的各种变化。
Claims (47)
1.一种等离子体显示板，包括：
彼此面对的上面板和下面板；
多个寻址电极，其形成于所述下面板中；
多个维持电极，其形成于所述上面板中；以及
多个被氧化的多孔硅层，其形成于所述上面板中且对应于所述维持电极。
2.如权利要求1所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
3.如权利要求1所述的等离子体显示板，其中在所述维持电极之下形成有基电极且所述被氧化的多孔硅层形成于所述基电极的底表面上。
4.如权利要求1所述的等离子体显示板，其中在所述维持电极的底表面上形成有总线电极。
5.一种等离子体显示板，包括：
上基板和下基板，其彼此面对且其间形成有放电空间；
多个寻址电极，其形成于所述下基板的顶表面上；
第一介电层，其形成于所述下基板的顶表面上以使所述寻址电极被掩埋于所述第一介电层中；
多个维持电极，其形成于所述上基板的底表面上且在与所述寻址电极相交的方向上；
第二介电层，其形成于所述上基板的底表面上以使所述维持电极被掩埋于所述第二介电层中；
被氧化的多孔硅层，其形成于所述第二介电层之下；
多个阻挡肋，其设置于所述上基板和所述下基板之间且将所述放电空间划分为放电单元；以及
荧光层，其形成于所述放电单元的内壁上。
6.如权利要求5所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
7.如权利要求5所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层形成于所述第二介电层的整个底表面上。
8.如权利要求5所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层对应于所述维持电极形成且具有与所述维持电极相同的宽度。
9.如权利要求5所述的等离子体显示板，其中在所述被氧化的多孔硅层的顶表面上形成有基电极。
10.如权利要求5所述的等离子体显示板，其中在所述维持电极的底表面上形成有总线电极。
11.如权利要求5所述的等离子体显示板，其中在所述第二介电层和所述被氧化的多孔硅层的底表面上形成有保护层。
12.一种等离子体显示板，包括：
上基板和下基板，其彼此面对且其间形成有放电空间；
多个寻址电极，其形成于所述下基板的顶表面上；
第一介电层，其形成于所述下基板的顶表面上以使所述寻址电极被掩埋于所述第一介电层中；
多个维持电极，其形成于所述上基板的底表面上且在与所述寻址电极相交的方向上；
多个被氧化的多孔硅层，其形成于所述维持电极的底表面上；
第二介电层，其形成于所述上基板的底表面上且暴露所述被氧化的多孔硅层的底表面；
多个阻挡肋，其设置于所述上基板和下基板之间且将所述放电空间划分为放电单元；以及
荧光层，其形成于所述放电单元的内壁上。
13.如权利要求12所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
14.如权利要求12所述的等离子体显示板，其中在所述维持电极和所述被氧化的多孔硅层之间形成有总线电极。
15.如权利要求14所述的等离子体显示板，其中所述总线电极沿所述维持电极的边缘形成且具有比所述维持电极更窄的宽度。
16.如权利要求15所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层具有与所述总线电极相同的宽度。
17.如权利要求12所述的等离子体显示板，其中在所述第二介电层和所述被氧化的多孔硅层的底表面上形成有保护层。
18.一种等离子体显示板的制造方法，包括：
在基板的顶表面上形成多个维持电极并形成介电层，以使所述维持电极被掩埋于所述介电层中；
在所述介电层的顶表面上形成多个基电极且所述基电极平行于所述维持电极；
在所述介电层的顶表面上形成硅层以使所述基电极被掩埋于所述硅层中；
将设置在所述基电极上方的硅层部分转变为多孔硅层；
氧化所述多孔硅层；以及
去除遗留在所述介电层上的硅层部分。
19.如权利要求18所述的方法，其中通过在所述介电层的顶表面上淀积基电极的材料并构图所述材料来形成所述基电极。
20.如权利要求18所述的方法，还包括在所述介电层和所述被氧化的多孔硅层的顶表面上形成保护层。
21.如权利要求18所述的方法，还包括在所述维持电极的顶表面上形成总线电极。
22.如权利要求18所述的方法，其中所述硅层是多晶硅层或非晶硅层，并使用等离子体增强化学气相淀积形成。
23.如权利要求18所述的方法，其中通过利用氟化氢和乙醇的混合溶液阳极化设置于所述基电极上方的硅层来形成所述多孔硅层。
24.如权利要求18所述的方法，其中通过利用电化学氧化方法氧化所述多孔硅层而形成所述被氧化的多孔硅层。
25.一种等离子体显示板的制造方法，包括：
在基板的顶表面上形成多个维持电极且在所述维持电极的顶表面上形成总线电极；
在所述基板上形成介电层以使所述维持电极和所述总线电极被掩埋在所述介电层中；
蚀刻所述介电层以形成暴露所述总线电极的顶表面的沟槽；
在所述总线电极的顶表面上形成硅层；
将所述硅层转变为多孔硅层；以及
氧化所述多孔硅层。
26.如权利要求25所述的方法，还包括在所述介电层和所述被氧化的硅层的顶表面上形成保护层。
27.如权利要求25所述的方法，其中所述硅层是多晶硅层或非晶硅层且使用等离子体增强化学气相淀积形成。
28.如权利要求25所述的方法，其中通过利用氟化氢和乙醇的混合溶液阳极化设置于所述基电极上方的所述硅层来形成所述多孔硅层。
29.如权利要求25所述的方法，其中通过利用电化学氧化方法氧化所述多孔硅层来形成所述被氧化的多孔硅层。
30.一种等离子体显示板的制造方法，包括：
在基板的顶表面上形成多个维持电极且形成介电层，以使所述维持电极被掩埋于所述介电层中；
蚀刻所述介电层以形成暴露所述维持电极的顶表面的沟槽；
在所述维持电极的顶表面上形成硅层；
将所述硅层转变为多孔硅层；以及
氧化所述多孔硅层。
31.一种等离子体显示板，包括：
上基板和下基板，其彼此面对且其间形成有放电空间；
多个第一电极，其形成于所述下基板的顶表面上；
第一介电层，其形成于所述下基板的顶表面上以使所述第一电极被掩埋于所述第一介电层中；
多个第二电极，其形成于所述上基板的底表面上且在与所述第一电极相交的方向上；
第二介电层，其形成于所述上基板的底表面上以使所述第二电极被掩埋于所述第二介电层中；
多个被氧化的多孔硅层，其形成于所述第一介电层之上或所述第二介电层之下，或者形成于所述第一介电层之上和所述第二介电层之下，并且其对应于所述第一电极或所述第二电极；
多个阻挡肋，其设置于所述上基板和所述下基板之间并将所述放电空间划分为放电单元；以及
荧光层，其形成于所述放电单元的内壁上。
32.如权利要求31所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
33.如权利要求31所述的等离子体显示板，其中在所述介电层和所述被氧化的多孔硅层之间形成有基电极。
34.一种等离子体显示板，包括：
上基板和下基板，其彼此面对且其间形成有放电空间；
多个第一电极，其形成于所述下基板的顶表面上；
多个第二电极，其形成于所述上基板的底表面上且在与所述第一电极相交的方向上；
多个被氧化的多孔硅层，其形成于所述第一电极上或所述第二电极上；
多个阻挡肋，其设置于所述上基板和下基板之间并将所述放电空间划分为放电单元；以及
荧光层，其形成于所述放电单元的内壁上。
35.如权利要求34所述的等离子体显示板，其中其上形成有所述第一电极和所述第二电极间的被氧化的多孔硅层的电极是阴极电极。
36.如权利要求34所述的等离子体显示板，其中所述被氧化的多孔硅层是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
37.一种平面灯，包括：
彼此面对的上面板和下面板；
多个放电电极，其形成于所述上面板和所述下面板中的至少一个中；以及
多个被氧化的多孔硅层，其形成于其上形成有所述放电电极的面板中且对应于所述放电电极。
38.如权利要求37所述的平面灯，其中所述被氧化的多孔硅层是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
39.如权利要求37所述的平面灯，其中在所述被氧化的多孔硅层的顶表面上或底表面上形成总线电极。
40.一种平面灯，包括：
上基板和下基板，其彼此面对且其间形成有放电空间；
多个放电电极，其形成于所述上基板和所述下基板的至少一个的外表面上；
多个被氧化的多孔硅层，其形成于其上形成有所述放电电极的所述基板的内表面上，所述被氧化的多孔硅层对应于所述放电电极且平行于所述放电电极；
多个隔离物，其设置于所述上基板和所述下基板之间；以及
荧光层，其形成于所述放电空间的内壁上。
41.如权利要求40所述的平面灯，其中所述被氧化的多孔硅层是被氧化的多孔多晶硅层或被氧化的多孔非晶硅层。
42.如权利要求40所述的平面灯，其中在所述被氧化的多孔硅层和其上形成有所述放电电极的所述基板的内表面之间形成多个基电极。
43.一种平面灯的制造方法，包括：
在基板的底表面上形成多个放电电极且在所述基板的顶表面上形成多个基电极；
在所述基板的顶表面上形成硅层以使所述基电极被掩埋在所述硅层中；
将设置在所述基电极上方的硅层部分转变为多孔硅层；
氧化所述多孔硅层；以及
去除遗留在所述基板上的硅层部分。
44.如权利要求43所述的方法，其中通过在所述基板的顶表面上淀积基电极的材料并构图所述材料来形成所述基电极。
45.如权利要求43所述的方法，其中所述硅层是多晶硅层或非晶硅层，且利用等离子体增强化学气相淀积形成。
46.如权利要求43所述的方法，其中通过利用HF和乙醇的混合溶液阳极化设置在所述基电极上方的硅层部分来形成所述多孔硅层。
47.如权利要求43所述的方法，其中通过利用电化学氧化方法氧化所述多孔硅层来形成所述被氧化的多孔硅层。
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