專利名稱：用于等離子體顯示面板的保護層及其形成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于等離子體顯示面板(PDP)的保護層及形成該保護層的方法，尤其涉及一種用于等離子體顯示面板的保護層，其中在其紋理結構中形成具有預定方向性的顆粒列，以及形成該保護層的方法。
背景技術：
等離子體顯示面板(PDP)具有諸如大屏幕，由其自發(fā)發(fā)射而產(chǎn)生的出色的顯示質量，以及較快的響應速度這樣的特點。因為PDP減小了厚度，所以PDP對于壁掛顯示很出色，與LCD等相似。
圖1顯示了在PDP中幾百萬個像素中的一個像素。現(xiàn)在參照圖1解釋等離子體顯示面板的結構。在前基板14上形成有放電維持電極15，其具有X電極和Y電極，放電維持電極15被前電介質層16覆蓋。當電介質層16直接暴露于放電空間時，放電質量變差且縮短了器件壽命。因此，使用薄膜工藝形成保護層17，以保護電介質層16。保護層17用于釋放二次電子，以及保護前電介質層16的后表面在等離子體放電時免受氣體離子的撞擊。因此，希望保護層滿足一些條件，如絕緣特性，抗蝕刻，低放電電壓，較快的放電響應特性，和較高的可見光透射特性。
另一方面，在前基板14上形成有由圖案化的ITO或類似物制成的透明電極15，在透明電極15上形成有匯流電極，并使用印刷方法印刷前電介質層16。在后基板10的頂表面上設置地址電極11，在后基板10的頂表面上形成后電介質層12，以覆蓋地址電極11。另一方面，前基板14和后基板10通過之間具有幾十μm間隙的障肋彼此隔開。在由障肋19形成的發(fā)射放電室中形成熒光層13。以恒定壓強(例如450托)用Ne+Xe的混合氣體或He+Ne+Xe的混合氣體填充前基板14和后基板10之間的間隙，以產(chǎn)生紫外線。
Xe氣體用于產(chǎn)生真空紫外線(Xe離子的147nm共振輻射和Xe2的173nm的共振反射光)，Ne氣體或Ne+Xe氣體的混合物用于降低擊穿電壓。
另一方面，在韓國未審查的專利申請No.2001-48563公開了通過以微量雜質摻雜保護層來提高作為放電氣體的Xe的二次電子發(fā)射系數(shù)。然而，當不考慮保護層的紋理結構排列而使用Xe氣體時，盡管可以輻射具有高密度的真空紫外線，從而將可見光轉換效率提高到熒光材料的量子效率，但擊穿電壓過高從而不適用于顯示器件。因此，為了降低隨Xe氣體濃度的增加而升高的擊穿電壓，向Ne+Xe混合氣體中加入He氣體。這對于降低擊穿電壓是有利的，因為由于加入He離子，Xe的遷移率增加了。然而，由于濺射蝕刻，He的添加給保護層和熒光材料造成了損壞。

發(fā)明內容
發(fā)明的一個方面是用于等離子體顯示面板的保護層，其中在保護層的紋理中形成具有預定方向性的顆粒列，從而導致更低的蝕刻速率，大大減小MgO的蝕刻，降低擊穿電壓，并因此改善了放電質量。還提供了一種形成保護層的方法。
在一個實施方案中，提供了一種用于等離子體顯示面板的保護層，所述保護層形成在具有維持電極的等離子體顯示面板的基板上，其中在保護層的紋理中形成具有預定方向性的顆粒列。
這里，第一方向的顆粒列密度不同于第二方向的顆粒列密度。在該情形中，第一方向可以垂直于第二方向。
第一方向可以垂直于等離子體顯示面板的維持電極的縱向方向。
可以使用引入了激光脈沖或等離子體離子的電子束沉積方法形成保護層。
可選擇地，可以使用引入了激光脈沖或等離子體離子的濺射沉積方法形成保護層。
可選擇地，通過在沉積保護層過程中使基板相對于沉積方向傾斜來賦予顆粒列方向性。
保護層可以包括MgO。
在另一個實施方案中，提供了一種在包含維持電極的等離子體面板的基板上形成用于等離子體顯示面板的保護層的方法，其中在保護層紋理中形成具有預定方向性的顆粒列。
在形成保護層的方法中，在顆粒列中第一方向的列密度可以不同于第二方向的列密度。在該情形中，第一方向可以垂直于第二方向。
在形成保護層的方法中，第一方向可以垂直于等離子體顯示面板的維持電極的縱向方向。
具體地說，可使用引入了激光脈沖或等離子體離子的電子束沉積方法或濺射沉積方法形成保護層。此外，通過使基板傾斜來賦予顆粒列方向性，從而形成保護層。
另一個實施方案提供了一種等離子體顯示面板，該等離子體顯示面板包括形成在包含維持電極的電介質與放電空間之間的保護層，其中保護層包括具有預定方向性的顆粒列。
在這種等離子體顯示面板中，保護層進一步包括不同于第二方向上的顆粒列密度的第一方向上的顆粒列密度。第一方向也可以垂直于維持電極的縱向方向。
在另一個實施方案中，等離子體顯示面板可以由包含沉積所述保護層的工藝形成，所述工藝使用包含應用了激光脈沖或等離子體離子的電子束或濺射沉積方法。附加地，等離子體顯示面板由包含在沉積所述保護層的過程中使基板相對于沉積方向傾斜的工藝形成。


參照附圖用進一步詳細的典型實施方案來描述特定發(fā)明方面的上述和其它特征和優(yōu)點，其中圖1是常規(guī)反射型等離子體顯示面板內部結構的橫截面圖(現(xiàn)有技術)；圖2是歐杰中性化的示意圖，用于解釋由于氣體離子而由固體發(fā)射電子；圖3是依照本發(fā)明的等離子體顯示面板的分解透視圖；圖4是提升前面板的狀態(tài)時的分解透視圖；圖5是示意性示出其中形成有顆粒列的保護層的橫截面放大圖；以及圖6是示意性示出其中形成有顆粒列的保護層的方向性的放大圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖更加全面地描述特定發(fā)明實施方案，其中附圖中顯示了典型的實施方案。
等離子體顯示面板的保護層具有三個功能。
第一，保護層具有保護電極和電介質的功能。可以僅僅通過電極或電極和電介質產(chǎn)生電子放電。然而，很難僅僅用電極控制放電電流。另外，僅電極和電介質具有濺射蝕刻的問題。因此，電介質必須用具有對等離子體離子具有抵抗性的保護層涂敷，以保護電極和電介質。
第二，保護層具有降低放電的擊穿電壓的功能。直接與擊穿電壓相關的物理量是保護層相對于等離子體離子的二次電子發(fā)射系數(shù)。因為二次電子發(fā)射系數(shù)與擊穿電壓成反比，擊穿電壓隨著保護層二次電子發(fā)射的增加而降低。因為電介質層具有非常低的二次電子發(fā)射系數(shù)，所以保護層可以具有高的二次電子發(fā)射系數(shù)來補償。
第三，保護層還具有縮短放電延遲時間的功能。放電延遲時間是表示在施加電壓后一段時間發(fā)生的電子放電現(xiàn)象的物理量。放電延遲時間表示為形成的延遲時間(Tf)和統(tǒng)計的延遲時間之和。形成的延遲時間表示施加電壓與放電電流之間的時間差，統(tǒng)計的延遲時間表示形成的延遲時間的統(tǒng)計分布。放電延遲時間的減小使高速尋址和信號掃描成為可能，由此減小了掃描驅動的成本。此外，可以增加子電場的數(shù)量，由此提高亮度和顯示質量。
參照圖1(現(xiàn)有技術)，其顯示了常規(guī)等離子體顯示面板的橫截面圖，當在維持電極15和地址電極11兩端施加電壓時，宇宙射線或紫外線產(chǎn)生的種子電子(seed electron)與氣體粒子碰撞，從而產(chǎn)生氣體離子，氣體離子與保護層17碰撞，以使保護層17發(fā)射很多二次電子。因而，在放電放電室中產(chǎn)生了足夠量的電子來產(chǎn)生放電。
另一方面，在歐杰中性化的基礎上，可以解釋來自保護層的二次電子的發(fā)射。就是說，當氣體離子與固體碰撞時，電子從固體轉移到氣體離子，由此中和了氣體。當其發(fā)生時，電子從固體發(fā)射到真空，由此在固體中形成了空穴。二次電子發(fā)射系數(shù)可以由下面的方程表示Ek＝El-2(Eg+x) …(1)
這里，Ek表示當電子從固體發(fā)射到真空時的能量，El表示氣體的電離能量，Eg表示固體的帶隙能量，x表示電子親合勢。
表1顯示了惰性氣體的共振發(fā)射波長和電離電壓。
(表1)惰性氣體和電離能量

發(fā)射具有長波長的真空紫外線的Xe氣體可以適用于提高熒光材料的光轉換效率。然而，Xe離子具有小的離化電壓。因此，當方程1中固體的帶隙能量Eg為7.7eV且電子親合勢x為0.5時，Ek＜0。因此，Xe氣體具有非常高的放電電壓。結果，具有高離化電壓的氣體可以用于降低放電電壓。
根據(jù)方程1，He的Ek(8.19eV)大于Ne的Ek(5.17eV)。因此，采用He，可以在較低的電壓下產(chǎn)生放電。然而，當He氣體用于PDP放電時，Xe的遷移率增加，因而導致保護層更加嚴重的蝕刻，由此損壞了保護層。因此，Ne+Xe氣體可以用于PDP。Xe的濃度可以大于5％?？稍黾覺e的濃度來提高亮度，但放電電壓也增加了。
另一方面，圖2顯示了當改變MgO的帶隙時，由于氣體離子而從固體發(fā)射電子。用于等離子體顯示面板保護層的MgO是類金剛石的寬帶隙材料，其電子親合勢非常小或是負的。因為摻入雜質，通過在價帶Ev和導帶Ec之間同時形成施主能級Ed、受主能級Ea和深能級Et，保護層可以具有帶隙最小化的效應。因為方程1中的有效帶隙能量Eg可以小于7.7eV，所以Xe的Ek值大于0?？蓮难趸V和鎂鹽的一種或多種中獲得MgO。這里，氧化鎂可以包括MgO，鎂鹽包括MgCO3或Mg(OH)2。
保護層的結構化設置可以降低放電的擊穿電壓，并減小了等離子體蝕刻。改變保護層的紋理以及保護層材料的選擇，可有助于更好的性能。
圖3是具有保護層的等離子體顯示面板的分解透視圖。參照圖3，具有保護層的等離子體顯示面板包括彼此面對的前面板110和后面板150。前面板110和后面板150間隔預定的間隙，并在其間形成發(fā)射放電室152。
在后面板150的后基板154上形成地址電極158，地址電極158用形成在后基板154的前表面156上的后電介質層覆蓋。
前面板110包括前基板112，其是透射可見光的透明基板，并可以由玻璃制成。在前基板112的后表面118上形成多個維持電極對124，所述多個維持電極對以條形設置從而垂直于形成在后基板154上的地址電極158。每對維持電極都具有X電極120a，b和Y電極122a，b。在一個實施方案中，X電極120a包括由透明材料如ITO制成的透明電極120a，和由具有出色導電性的金屬制成的匯流電極120b，Y電極122包括由ITO制成的透明電極122a和具有出色導電性的匯流電極122b。
在其上形成有維持電極對124的前基板112的后表面118上，形成覆蓋維持電極對124的前電介質層114。然后在前電介質層114上形成保護層116。在前面板110和后面板150之間形成劃分各個發(fā)射放電室152的障肋，在劃分的發(fā)射放電室152中涂敷熒光層164。
圖4是圖3的等離子體顯示面板的前面板被提升并旋轉90°的狀態(tài)下的分解透視圖。
參照圖4，在一些實施方案中，通過顆粒列130的特定排列在保護層中形成紋理。保護層的顆粒列130以預定的方向排列，以保護維持電極對124和前電介質層114。
圖5是其中形成有顆粒列130的保護層的橫截面圖。為了解釋方便的目的，圖5僅僅示出了等離子體顯示面板內部結構的一些元件。
一對維持電極的透明電極120a和122a被前電介質層114覆蓋，在前電介質層114上形成保護層。結果，在前電介質層114上形成保護層的顆粒列130。
圖6是對應于圖5的平面圖，并示出了顆粒列130的排列。
參照圖6，顆粒列130的列密度是依賴于方向的。在一個方向上，如圖6中B所示，顆粒列130彼此靠近地形成，或比垂直方向上更密集，如圖6中A所示。參照圖4和6，其中紋理較密的方向B垂直于維持電極對124的縱向方向，即，透明電極120a和122a的縱向方向。因此，當在前面板上形成保護層116時，保護層紋理中的顆粒列130在垂直于維持電極對的方向上形成得較密，在平行于維持電極對的方向上形成較不密。
當顆粒列的排列不具有預定的方向性時，空隙是隨機分布的，當顆粒列的排列具有預定的方向性時，空隙形成為平行于其中顆粒列密集的第一方向。因此，在顆粒列密集的第一方向上空隙較小，而在顆粒列較不密集的第二方向上空隙較大。因而，顆粒列密度是各向異性的。
當其中保護層紋理中的顆粒列130的列密度較高的方向B形成為垂直于維持電極對的縱向方向(由圖6中箭頭A表示)時，可獲得下面兩個改善。
第一，減小了保護層的蝕刻速率。因為在給維持電極對施加電壓時，等離子體離子在較密的方向上移動，所以離子較不可能撞擊保護層116。大大減小了對保護層的MgO成分的損害。
第二，可以改善放電質量。因為常規(guī)保護層的顆粒列的排列是隨機的，且不具有預定的方向性，所以空隙是隨機分布的，且表面粗糙度不是恒定的。因此，不容易減小放電延遲時間。然而，當顆粒列的排列具有預定的方向性時，因為在作為較密方向的第一方向B上施加電場，所以當?shù)入x子體離子沿著保護層表面或在其上移動時，等離子體離子較少被空隙或表面粗糙度所阻礙。因此，可更加快速地發(fā)射二次電子。這就導致了更短的放電延遲時間和較低的擊穿電壓。
當使用常規(guī)的沉積方法，如電子束沉積方法和濺射沉積方法在電介質層上形成保護層時，保護層紋理趨向具有隨機的顆粒列排列，其具有特定的晶體取向。其它常規(guī)的沉積方法，如絲網(wǎng)印刷方法，溶膠-凝膠涂布方法，旋轉涂布方法和浸漬方法也不會趨向于產(chǎn)生預定的排列。
PDP前電介質層上的顆粒列的軸方向可以影響保護層材料的晶體方向。主晶體平面依賴于沉積條件(如基板溫度，環(huán)境氣體，壓強等)。顆粒列的直徑和形狀可以根據(jù)沉積條件而變化，但排列趨向于是隨機的。可通過將兩個其它的方法引入常規(guī)的沉積方法來獲得具有預定方向性的顆粒列的排列。一個方法是，將激光脈沖或等離子體離子引入到電子束沉積方法或濺射沉積方法，另一個方法是，使基板相對于沉積方向傾斜預定的角度。
當使用包括激光脈沖或等離子體離子的電子束沉積方法或濺射沉積方法形成層時，激光束或等離子體離子在所述激光束或離子的方向上排列顆粒列。另一方面，也可以使用傾斜基板的方法來獲得預定的排列。該方法在基板具有小尺寸時尤其有利。
根據(jù)上述的一些實施方案，對于允許較高的Xe濃度和使用單個掃描是有利的。
因為通過賦予保護層紋理中的顆粒列排列以預定的方向性，可以確定空隙的方向，所以可以在空隙較小的方向上施加電場。因此，可以減小通過等離子體離子對保護層的蝕刻速率，并可以增加保護層的壽命。此外，因為放電離子較不可能撞擊保護層，所以實現(xiàn)了二次電子的快速發(fā)射。因此縮短了放電延遲時間并改善了放電的擊穿電壓。
與常規(guī)的保護層相比，可進一步改善特性，如保護層的蝕刻速率、擊穿電壓、延遲和放電時間。通過給保護層紋理中的顆粒列賦予預定的方向性，可減小保護層蝕刻速率，由此延長了面板的壽命?？蛇M一步降低擊穿電壓，由此抑制了為了提高亮度而增加Xe含量從而產(chǎn)生的放電電壓的增加?？梢钥s短放電延遲時間，從而加速了尋址，由此實現(xiàn)了HD類面板的單掃描。還可以增加維持放電的數(shù)量，由此提高了亮度。此外，可以增加構成TV場的子場的數(shù)量，由此減小了假輪廓。
盡管上述描述已經(jīng)指出了本發(fā)明用于各種實施方案的新穎性特征，但熟練技術人員將會理解到，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以作各種省略，替代以及在所示器件和工藝的形式和細節(jié)上作改變。因此，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求限定，而不是由前述的描述限定。落入權利要求等價物的意義和范圍內的所有修改都包含在其范圍內。
權利要求
1.一種用于等離子體顯示面板的保護層，所述保護層形成在包含維持電極的等離子體顯示面板的基板上，其中在保護層的紋理中形成顆粒列。
2.權利要求1所述的保護層，其中第一方向的顆粒列密度不同于第二方向的顆粒列密度。
3.權利要求2所述的保護層，其中第一方向垂直于第二方向。
4.權利要求2所述的保護層，其中第一方向垂直于等離子體顯示面板的維持電極的縱向方向。
5.權利要求1所述的保護層，其中使用包含應用了激光脈沖或等離子體離子的電子束沉積方法來形成所述保護層。
6.權利要求1所述的保護層，其中使用包含應用了激光脈沖或等離子體離子的濺射沉積方法來形成所述保護層。
7.權利要求1所述的保護層，其中在沉積保護層期間，通過使基板相對于沉積方向傾斜來賦予所述顆粒列預定的方向性。
8.權利要求7所述的保護層，其中保護層包括MgO。
9.一種在包含維持電極的等離子體顯示面板的基板上形成用于等離子體顯示面板的保護層的方法，所述方法包括在保護層紋理中形成具有預定方向性的顆粒列。
10.權利要求9所述的方法，進一步包括形成所述顆粒列，使得第一方向的顆粒列密度不同于第二方向的顆粒列密度。
11.權利要求10所述的方法，其中第一方向垂直于第二方向。
12.權利要求10所述的方法，其中第一方向垂直于等離子體顯示面板的維持電極的縱向方向。
13.權利要求9所述的方法，進一步包括使用包含應用了激光脈沖或等離子體離子的電子束沉積方法。
14.權利要求9所述的方法，進一步包括使用包含應用了激光脈沖或等離子體離子的濺射沉積方法。
15.權利要求9所述的方法，進一步包括在沉積保護層期間使基板相對于沉積方向傾斜，從而賦予所述顆粒列預定的方向性。
16.一種等離子體顯示面板，包括形成在包含維持電極的電介質與放電空間之間的保護層，其中保護層包括具有預定方向性的顆粒列。
17.權利要求16所述的等離子體顯示面板，其中所述保護層進一步包括不同于第二方向上的顆粒列密度的第一方向上的顆粒列密度。
18.權利要求17所述的等離子體顯示面板，其中第一方向垂直于維持電極的縱向方向。
19.權利要求16所述的等離子體顯示面板，由包含使用包含應用了激光脈沖或等離子體離子的電子束或濺射沉積方法而沉積所述保護層的工藝形成。
20.權利要求16所述的等離子體顯示面板，由包含在沉積所述保護層的過程中使基板相對于沉積方向傾斜的工藝形成。
21.權利要求16所述的等離子體顯示面板，其中保護層具有各向異性的顆粒列密度。
全文摘要
這里提供了一種用于等離子體顯示面板的保護層和形成該保護層的方法。保護層形成在包含維持電極的等離子體顯示面板的基板上。在保護層的紋理中形成具有方向性的顆粒列。因為可控制顆粒列的方向，所以空隙的一般取向是公知的，在空隙數(shù)最少的方向上施加用于放電的電場。結果，減小了保護層的蝕刻速率，由此增加了保護層的壽命。此外，因為放電離子很少可能撞擊保護層，所以實現(xiàn)了二次電子的快速發(fā)射和減小的放電延遲時間。因此可縮短放電延遲時間和改善放電的擊穿電壓。
文檔編號H01J11/22GK1737980SQ20051009217
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月22日 優(yōu)先權日2004年8月20日
發(fā)明者李珉錫, 崔鐘書, 金奭基, 金哉赫, 徐淳星 申請人:三星Sdi株式會社