TWI229828B - Gas discharge panel and its production method - Google Patents

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1229828 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係關於一種氣體放電面板(例如··電漿顯示器面 5板^131"))及其製造方法。依據本發明之氣體放電面板適合 供用於家用電視、電腦螢幕、以及裝設於站台、機場、股 票交易場、公司、學校及類似者。 相關技藝内容 10 傳統上，一種電漿顯示器面板(PDP)、一種電漿尋址液 晶（PALC)及類似物被習知為一種氣體放電面板。於此等氣 體放電面板中，電漿顯示器面板(PDP)之特徵是尺寸大且厚 度薄，且是目前最熱賣之顯示器裝置。 第1圖闡釋一個實際使用之代表性電漿顯示器面板 15 (PDP)之示意透視圖。 第1圖之電漿顯示器面板(PDP)包含-個前側基材及一 個後側基材。 前側基材10通常包含：數個形成於-玻璃基材11上之 顯不為電極(實質成對之電極X、γ)、—個被形成來包覆顯 示器電極χ、γ之介電層17、以及—個形成於介電層口上且 朝向放電空間曝露之保護膜18。 、頁示器電極X、Υ是個別地包含：—個透明電極薄膜 41以及個可供用以降低薄膜41抗性且被層積於透明電 極薄膜41之-個邊角上之輔助電極42。輔助電極42之寬度 20 1229828 較諸透明電極薄膜寬度更窄。 後側基材20通常包含：數個形成於一個玻璃基材以上 之尋址電極A、一個被形成來供用以包覆尋址電極a之介電 層24、數個被形成於一個介電層24上且居於鄰接之尋址電 5極之間之帶狀阻隔突起物29、以及個別被形成來居於該等 阻隔犬起物之間且朝向該阻隔突起物壁面延伸之螢光體層 28R、28G、及28B。 上述之前側及後側基材是以彼此鄰接及交疊（藉此使 兩種電極以直角相交）來配置顯示器電極及尋址電極，且以 10 一密封玻璃層來密封基材之邊緣，將一種放電氣體(例如： 氖-氙(Ne-Xe)氣體）填充入一個被阻隔突起物29包圍之空 間，藉此製成一個電漿顯示器面板(pDp)。於第i圖中，R、 G、B係個別代表紅色、綠色及藍色單元光發散區域，且一 個像素是由一種橫向排列之RGB所構成。 15 ⑥上述脈裝置中，當-個電場被施加於顯示器電極 偶尋址電極之間時，一種放電氣體會被激發，然後於兩電 極之間離子化來放射真空紫外線。於此時，該放射之真空 紫外線會接觸螢光體，藉此可藉由利用螢光體放射之可見 光來產生顯示。 20 介電層之製造通常是使用一種玻璃糊[該玻璃糊之製 備是將低熔點玻璃分散入一種包含以乙基纖維素樹脂做為 一種主要成份之載劑中]或者一種玻璃層板[該玻璃層板之 製備是將低熔點玻璃分散入一種丙烯酸樹脂]或者類似 物。烘烤玻璃糊或玻璃層板，俾以藉由燃燒樹脂組份來熔 1229828 解該包含於其中之低熔點玻璃，藉此製成介電層。 曰本未審查專利申請案編號：2000-21304於近期報導 一種電漿顯示器面板(PDP)，該PDP包含一種以一種氣相生 成法（例如：一種化學氣相沉積法(CVD))或類似方法製造之 5 介電層，而不是該等由低熔點玻璃所構成之介電層，藉此 改善一電漿顯示器面板(PDP)之面板功能。 曰本未審查專利申請案編號：2001-155647提出一種裝 設於介電層上之包覆薄膜，該薄膜可抑制一螢光體受一種 氨氣(NH3)破壞，該氨氣是由化學氣相沉積法(CVD)製造介 10 電薄膜所產生。 為了增進製造電漿顯示器面板(PDP)之速度，所欲的是 增快介電層之製造速度。然而，即使只有增快介電層製造 速度，都會增加居於介電層中之攙雜氣體。因此，當攙雜 氣體放電時，會導致榮光體破壞。包覆薄膜亦不足以抑制 15 攙雜氣體放電。當介電層製造速度被更進一步增快時，會 產生數種瑕/疵，例如：介電層裂開、介電層厚度不均一、 以及類似者。這些瑕疵會使介電層部分受損，導致一面板 壽命縮短。 【發明内容】 20 發明概要 本發明之發明人已對一種居於製造介電層之條件與面 板内放電氣體數量之間的關係以及一種居於氣體數量與面 板壽命之間的關係進行研究，並由於此等研究而獲致本發 1229828 依據本發明，本發明係提供一種氣體放電面板（包含電 漿顯示器面板(PDP))，其包含：一對彼此面對來形成一個 放電空間之基材、一個被形成於至少一個該等基材上之電 極、以及一個供用以包覆電極之介電層，其中該介電層包 5 含供用為一種主要成份之二氧化矽（Si02)，且該介電層是由 一種包含5xl021個氫原子/立方公分（或更少）及/或3xl02G個 氮原子/立方公分（或更少）之材料所構成。 於本發明另一個方面，本發明係提供一種可供用以製 造上述氣體放電面板之方法，其中一個介電層是以一種氣 10 相生成方法來予以製成。 本申請案之此等及其他標的將由下述詳細内容而更為 顯明。然而，必須瞭解的是··由於對於那些熟習此項技藝 人士而言，在瞭解此詳細内容之下，可顯而知悉多種落在 本發明涵概範疇内之變化及修改，因此雖然詳細内容及特 15 定具體例指出較佳之本發明具體例，但其等係僅供用以闡 釋。 圖式簡單說明 第1圖是一個電漿顯示器面板(PDP)之透視示意圖； 第2圖是一個闡釋一種居於製造一介電層之速度與該 20 介電層之氫含量之間的關係圖； 第3圖是一個闡釋一種居於介電層之氫含量與一面板 壽命（面板開機168小時後對比起始亮度之亮度受損百分比) 之間的關係圖； 第4圖是一個闡釋一種居於製造一介電層之速度與該 1229828 介電層之氮含量之間的關係圖；以及 面板 百分比） 第5圖是一個闡釋一種居於介電層之氮含量歲— 壽命（面板開機168小時後對比起始亮度之亮度受損 之間的關係圖 5 【實施方式；j 較佳實施例之詳細說明 依據本發明之氣體放電面板係具有至少一個 w電層， 且只要能夠利用氣體放電來進行顯示，並無特別的限制 例如：一種電漿顯示器面板（PDP)、一種電漿尋址纩曰 10 (PALC)及類似物皆可稱為氣體放電面板。 _ 依據本發明，介電層包含供用為一種主要成份之一& 化石夕（Si〇2) ’且該介電層是由一種包含5χΐ〇21個氫原子/立方 公分（或更少）及/或3xl02G個氮原子/立方公分（或更少）之材 料所構成。 15 在此，主要成份係意指一個居於介電層内之二氧化矽 (Si〇2)含罝比例是50wt%或更高’較佳是一個90wt%或更古 (最高比例是100%)之含量比例。除了二氧化石夕（Si〇2)之外的 成份係包含：氫、氮、碳、磷、硼及其他。於此等當中， 可以刻意將鱗及/或石朋添加入介電層，俾以控制介電層之薄 20 膜壓力及蝕刻速率。磷與硼之濃度較佳是10 wt%或更低， 更佳是8 wt°/〇或更低(最低比例是0%)。 依據本發明，介電層之氫含量是5x1021原子/立方公分 (或更少）及/或介電層之氮含量是3x102G原子/立方公分（戍 更少）。界定氫與氮含量範疇之理由將於下文中以一個電聚 9 1229828 顯示器面板(PDP)做為一個實例來加以論述。 第2圖是一個闡釋一種居於製造一介電層之速度與該 介電層之氫含量之間的關係圖。可由第2圖瞭解的是：當製 造介電層之速度較快時，氫含量較高。 5 第3圖是一個闡釋一種居於介電層之氫含量與一面板 壽命（面板開機168小時後對比起始亮度之亮度受損百分比) 之間的關係圖。可由第3圖瞭解的是：當氫含量超過某一種 數量時，面板壽命明顯縮短。 由第2與第3圖可瞭解的是：對於快速製造面板壽命延 10 長之介電層而言，所產生之介電層的氫含量必須居於某一 種數量範圍。該某種氫數量是居於5xl021原子/立方公分（或 更少）之範圍内，更佳是居於ΙχΙΟ21至3χ1021原子/立方公分 (或更少）之範圍内。 第4圖是一個闡釋一種居於製造一介電層之速度與該 15 介電層之氮含量之間的關係圖，而第5圖則是一個闡釋一種 居於介電層之氮含量與一面板壽命（面板開機168小時後對 比起始亮度之亮度受損百分比）之間的關係圖。第4及第5圖 之氮的情形呈現與第2及第3圖之氳的情形相同之趨勢。 由第4與第5圖可暸解的是：對於快速製造面板壽命延 20 長之介電層而言，所產生之介電層的氮含量必須居於某一 種數量範圍。該某種氮數量是居於3xl02G原子/立方公分（或 更少）之範圍内，更佳是居於lxl〇19至lxl〇2G原子/立方公分 (或更少）之範圍内。 依據本發明，較佳之氫含量是5χ1021原子/立方公分（或 10 1229828 更少）及氮含量是3xl02G原子/立方公分（或更少）。一個更佳 之組合是一個5xl021至5xl021原子/立方公分之氫含量與一 個lxlO19至3xl02G原子/立方公分之氮含量。 於第3至第5圖中，介電層是以一種電漿化學氣相沉積 5 (CVD)方法製成，其製程條件是：一個設定為2000平方公分 (cm2)之支撐晶座面積、一設定為2000瓦（W)之射頻（RF)輸 出、以及一個設定為1/10之矽烷（SiH4)氣體/ 一氧化二氮 (N20)氣體流動速率，但有條件是：矽烷(SiH4)氣體流動速 率變化是居於100-2000立方公分(cm3)。於第3至第5圖中， 10 面板壽命之量測及電漿顯示器面板(PDP)之製造如下。 顯示器電極：透明電極寬度是300μιη、輔助電極寬度 是 ΙΟΟμηι 居於顯示器電極之間之放電間隙：ΙΟΟμιη 介電層厚度：1〇μηι 15 阻隔突起物高度：ΙΟΟμηι 放電氣體：5%氖-氙(Ne-Xe) 氣體壓力：500托耳(Torr) 螢光體層厚度：20μιη 紅色螢光體材料：氧化硼（釔、釓）：銪[(Y，Gd)B03: Eu3+] 20 綠色螢光體材料：氧化鋅矽：錳[Zn2Si04 : Mn3+] 藍色螢光體材料：氧化鋇鎂鋁：銪[BaMgAl1G017: Eu2+] 上文所述為一個以電漿化學氣相沉積（CVD)方法製造 介電層之實例。然而，只要能夠製造具有上述特定氫及/或 氮含量之介電層，可使用一種氣相生成方法，例如：一種 11 1229828 除了電漿化學氣相沉積（CVD)方法以外之化學氣相沉積法 (CVD)、一種濺鍍法、一種氣相沉積法或類似方法。於本發 明中，基於控制基材翹曲及降低成本之考量，較佳是使用 電漿化學氣相沉積(CVD)方法。 5 以電漿化學氣相沉積（CVD)方法製造介電層所使用之 氣體材料包含：一種矽供應源(例如：矽烷(siH4)、四（乙氧 基）矽烷（Si(OC2H5)4)、甲基三（甲氧基）矽烧 (CH3Si(OCH3)3)、或類似物)以及一種非矽供應源(例如：一 氧化二氮(N20)、二氧化碳(C02)、一氧化碳(co)、水(H2〇)、 10 氧(〇2)或類似物）。 對於以電漿化學氣相沉積（CVD)方法製造介電層而 言，建議之層體製造條件(例如）：支撐晶座面積：2000-15000 平方公分(cm2)、射頻(RF)輸出：2000_20000瓦(W)、溫度 36(M50°C、壓力：2-3托耳(Torr)、以及類似者，但可以視 15製造介電層之所欲基材尺寸及介電層性質來改變上述數 值0 射頻（RF)輸出/支樓晶座面積較佳是θ α瓦/平方公分 (W/cm2)或更高，更佳是〇.9瓦/平方公分(w/cm2)或更高，俾 使氫含量居於5xl〇21原子/立方公分（或更少）及氮含量居於 20 3xl〇2G原子/立方公分（或更少）。 下文將以-種如第i圖所顯示之3種電極交流電（Ac)型 式表面放電«顯示器面板(PDP)做為—種依據本發明能 夠使用-種保護薄膜之氣體放電面板實例。下列實施例只 供闡釋之目的，本發明不限制是此等實施例。 12 1229828 一部如第1圖所顯示之電漿顯示器面板(PDP)係包含： 一個前侧基材及一個後側基材。 前側基材10通常包含：數個形成於一玻璃基材u上之 顯示器電極(實質成對之電極χ、γ)、一個被形成來包覆顯 5不器電極Χ、Υ之介電層17、以及一個形成於介電層17上且 朝向放電空間曝露之保護膜18。 顯示器電極Χ、γ是個別地包含：於每一個放電晶格單 元内呈條狀或點狀之透明電極薄膜41、以及一個可供用以 降低薄膜41抗性且被層積於透明電極薄膜41之一個邊角上 1〇之輔助電極42。個別之輔助電極42之寬度較諸個別之透明 電極薄膜寬度更窄。 一種可供用以製造透明電極薄膜41方法是施加及烘烤 一種構成透明電極薄膜之包含一種金屬有機化合物糊，藉 此製成透明電極薄膜。 15 可以使用具有上文所述之特定氫及/或氮含量之介電 層來做為介電層17。 後側基材20通常包含：數個形成於一個玻璃基材以上 之尋址電極A、一個被形成來供用以包覆尋址電極Α之介電 層24、數個被形成於一個介電層24上且居於鄰接之尋址電 20極之間之帶狀阻隔突起物29、以及個別被形成來居於該等 阻隔突起物之間且朝向該阻隔突起物壁面延伸之螢光體層 28R、28G、及28B。 每一個阻隔突起物29之製造可藉由將一種包含低熔點 玻璃之糊及一種黏結劑施加於介電層24上來製造一薄膜， 13 1229828 烘烤該施加之糊，其後藉由一種使用一個具有一種阻隔突 起物形狀之光罩之砂磨法來進行切割。其中一種光敏樹脂 被使用來做為黏結劑，阻隔突起物之製造亦可以藉由在使 用一種具有一種預定形狀之光罩之下，令該施加之糊曝光 5 及顯影，繼之予以烘烤。 螢光體層（28R、28G、28B)之製造可藉由將一種糊施加 於阻隔突起物29之間，其後於一種惰性氣體中加以供烤。 於該糊中，將一種顆粒型態之螢光體分散於一種溶解黏結 劑之溶液中。 10 可以使用具有上文所述之特定氫及/或氮含量之介電 層來做為介電層17。於後側基材中，可以在沒有製造介電 層之下，直接將阻隔突起物29製造於玻璃基材21上。 上述之前側及後側基材（10、20)是以彼此鄰接及交疊 (藉此使兩種電極以直角相交）來配置顯示器電極(X、γ)及 15 尋址電極，且以一密封玻璃層來密封基材之邊緣，將一種 放電氣體(例如：氖-氤(Ne-Xe)氣體)填充入一個被阻隔突起 物29包圍之空間，藉此製成一個電漿顯示器面板(pdp)。 可施行本發明之電漿顯示器面板(PDP)並不限制是第1 圖所顯示之電漿顯示器面板(PDP)，而是任何一種電漿顯示 20 器面板(PDP)，只要其具有一個可供用以包覆放電電極之介 電層，例如：一種逆向放電電漿顯示器面板(PDP)、一種透 明型式之電漿顯示器面板(PDP)(其中一螢光體層被裝設於 前側基材上）、以及一種具有兩中電極結構之電漿顯示器面 板(PDP)。此外，阻隔突起物29可以呈一種篩網型式。 14 1229828 實施例 本發明將於下文藉由實施例來做更進一步之詳細說 明，但本發明並不限制是此等實施例。 實施例1 5 顯示器電極及輔助電極是藉由一種已知之方法來予以 製造於一個基材上。 容許該供用為材料氣體之矽烷（SiH4)與一氧化二氮 (%0)流入一電漿化學氣相沉積(CVD)裝置中，該裝置在一 個射頻(RF)輸出：2.0仟瓦(kW)、溫度400°C、及壓力：3.0 10 托耳（Torr)之條件下，具有一個流速分別居於9〇〇sccm與 9000sccm之2000平方公分(cnl2)支撐晶座面積，藉此以一個 0·75μηι/分鐘之層體製造速度來製造一個可供用以包覆顯 示器電極之厚度5μηι的介電層。 以SIMS(二次離子質譜儀）來量測製成之介電層的氫與 15 氮含量。其結果是··氫與氮含量分別為3·4χ1021個氫原子/ 立方公分以及0.82x102G個氮原子/立方公分。 一個前側基材之製造是藉由一種已知之電子束揮發方 法，來形成一個具有厚度Ι.Ομηι之氧化鎂(MgO)薄膜。 接續地，藉由一種已知之方法，將尋址電極製造於一 20 基材上，將數個帶狀阻隔突起物形成於該基材上且居於鄰 接之尋址電極之間，然後將一個螢光體層形成於該等阻隔 突起物之間，藉此製得一個後側基材。 連結該製得之前側與後側基材，藉此製成一個電漿顯 示器面板(PDP)。量測該製成電漿顯示器面板(PDP)之起始 15 1229828 L圖式簡單說明3 第1圖是一個電漿顯示器面板(PDP)之透視示意圖； 第2圖是一個闡釋一種居於製造一介電層之速度與該 介電層之氫含量之間的關係圖； 5 第3圖是一個闡釋一種居於介電層之氫含量與一面板 壽命（面板開機168小時後對比起始亮度之亮度受損百分比) 之間的關係圖； 第4圖是一個闡釋一種居於製造一介電層之速度與該 介電層之氮含量之間的關係圖；以及 10 第5圖是一個闡釋一種居於介電層之氮含量與一面板 壽命（面板開機168小時後對比起始亮度之亮度受損百分比） 之間的關係圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 29…阻隔突起物 41…透明電極薄膜 42…輔助電極 A…尋址電極 X、Y…顯示器電極 10…前側基材 11、21…玻璃基材 17、24…介電層 18…保護膜 20…後側基材 28R、28G、28B…螢光體層 18

Claims (1)

1229828 拾、申請專利範圍： 1. -種氣體放電面板’其包含一電漿顯示器面板，其包 含·· 對基材，其係彼此面對，以形成一個放電空間； 5 一電極，其係形成於該基材之至少一者上；以及 一介電層，其係用以包覆該電極； 其中該介電層包含供作為一種主要成份之二氧化 石夕（Si〇2) ’且該介電層是由一種包含、，個氮原子/立 方公分（或更少）之材料所構成。 10 2·如中叫專利圍第i項之氣體放電面板，其中該氮含量 疋於1X10至5x1021原子/立方公分的範圍内。 3· -種氣體放電面板，其包含—電漿顯示器面板，其包 含： 對基材，其係彼此面對，以形成一個放電空間； 15 電極，其係形成於該基材之至少一者上；以及 一介電層，其用以包覆該電極； 其中該介電層包含供作為一種主要成份之二氧化 石夕（Si〇2) ’且該介電層是由一種包含3χΐ〇2〇個氣原子/立 方公分或更少之材料所構成。 4.如巾請專利範㈣3項之氣體放電面板，其中該氣含量 是於1x10至3xl〇20原子/立方公分的範圍内。 5· -種氣體放電面板，其包含—電漿顯示器面板，其包 含： 一對基材，其係彼此面對，以形成一個放電空間； 19 1229828 一電極，其係形成於該基材之至少一 %工，Μ及 一介電層，其係供用以包覆該電極； 5 10 15 20 其中該介電層包含供作為—種主要成份之二氧# 矽(SiOJ，且該介電層是由一種包含5χΐ〇21個 方公分或更少及3Χ’個氮原子/立方公分或更少之 料所構成。 6.如申請專利_第5項之氣體放電面板，其中該氯含量 疋於lxlO21至5xl〇2i原子/立方公分的範圍内且該氮含 量是於，至3χ1〇2〇原子/立方公分的範圍内。 7· -種用以製造如巾請專利範圍第丨項之氣體放電面板的 方法其中„亥"電層是以一種氣相生成方法製成。 8.如申請專·圍第7項之製造氣體放電面㈣方法，其 中°亥"電層是藉由—種使用石夕炫(SiH4)及-氧化二氮 (n2o)做為氣體材料之電漿化學氣相沉積(cvd)方法而 形成。 ★申明專利範圍第8項之製造氣體放電面板的方法，其 中心電層疋藉由電漿化學氣相沉積(CVD)方法，於射 雜F)輸出/支撐晶座面積為〇·82瓦/平方公分(職历2)或 更高之條件下，而形成。 1〇·種用以製造一種如申請專利範圍第3項之氣體放電面 勺方法其中该介電層是藉由一種氣相生成方法 成。 U.如申請專利範圍第1G項之製造氣體放 電面板的方法，其 中U層是藉由一種使用石夕烧(SiH4)及-氧化二氮 20 1229828 (N20)做為氣體材料之電漿化學氣相沉積（CVD)方法而 形成。 12. 如申請專利範圍第11項之製造氣體放電面板的方法，其 中該介電層是藉由電漿化學氣相沉積(CVD)方法，於射 5 頻(RF)輸出/支撐晶座面積為0.82瓦/平方公分(W/cm2)或 更高之條件下，而形成。 13. —種用以製造一種如申請專利範圍第5項之氣體放電面 板的方法，其中該介電層是藉由一種氣相生成方法而形 成。 10 14.如申請專利範圍第13項之製造氣體放電面板的方法，其 中該介電層是藉由一種使用矽烷（SiH4)及一氧化二氮 (N20)做為氣體材料之電漿化學氣相沉積（CVD)方法而 形成。 15.如申請專利範圍第14項之製造氣體放電面板的方法，其 15 中該介電層是藉由電漿化學氣相沉積(CVD)方法，於射 頻（RF)輸出/支撐晶座面積為0.82瓦/平方公分（W/cm2) 或更高之條件下，而形成。 21