保护层及其制造方法以及具有该保护层的等离子体显示板的制作方法

专利名称：保护层及其制造方法以及具有该保护层的等离子体显示板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于等离子体显示板的保护层，该等离子体显示板具有
改善的壁电荷保留(wall charge retention)能力和增强的二次电子发射特性。
背景技术：
等离子体显示板(PDP)可以指示表现出改进的结构的平面显示板，例 如大而薄的屏幕和增强的显示特性，例如高亮度、高对比度、宽的视角、宽 的颜色重现范围等等。PDP可以通过气体放电现象显示图像。具体地，PDP 可以通过向放电气体施加高频电压产生真空紫夕卜(VUV)光，从而该VUV 光可以从光致发光材料触发光发射来形成图像。
常规的PDP可以包括在两个基板之间的电极和光致发光材料。常规的 PDP还可以包括在基板和防护罩之间的用于屏蔽例如电极的保护层。然而， 在常规的保护层中，二次电子发射特性的增强会削弱其中电荷的保留能力， 从而会导致PDP的故障。

发明内容
本发明涉及一种保护层、制造该保护层的方法以及具有该保护层的 PDP，该PDP可以基本上克月良相关4支术的一个或多个缺点和不足。
本发明的实施例的一个特征是提供一种保护层，该保护层具有极好的二 次电子发射特性和优良的壁电荷保留能力。
本发明的实施例的另一个特征是提供一种制造保护层的方法，该保护层 具有极好的二次电子发射特性和优良的壁电荷保留能力。
本发明的实施例的另一个特征是提供一种PDP,该PDP包括具有极好 的二次电子发射特性和优良的壁电荷保留能力的保护层。
本发明的至少一个上述和其他的特征以及优点可以通过提供一种用于 PDP的保护层来实现，该保护层包括具有掺有第一杂质的第一氧化镁晶体和 掺有第二杂质的第二氧化镁晶体的单层。第二氧化镁晶体可以具有不同于第一氧化镁晶体的晶态(crystal state )。第一杂质可以不同于第二杂质。第一杂 质可以包括起到电子陷阱作用的材料。第一杂质可以包括钪、硅和/或锗中 的一种或多种。第二杂质可以包括起到空穴陷阱作用的材料。第二杂质可以 包括铬、锂和/或钠中的一种或多种。第一氧化镁晶体中的第一杂质的含量可 以在大约100 ppm到大约1000 ppm。保护层中的第一杂质与第二杂质的重 量比可以在大约1: 0.01到大约1: 1。
本发明的至少一个上述和其他的特征以及优点也可以通过提供一种制 造用于PDP的保护层的方法来实现，该方法包括将第一杂质掺入第一氧 化镁晶体以形成第一小粒(pellet)，将第二杂质掺入第二氧化镁晶体以形成 第二小粒，以及沉积第一小粒和第二小粒以形成单层。沉积第一小粒和第二 小粒可以包括同时沉积第一小粒和第二小粒。该方法还可以包括在沉积第一 小粒和第二小粒之前将第一小粒和第二小粒混合。
本发明的至少 一个上述和其他的特征以及优点还可以通过纟是供一种 PDP来实现，该PDP包括面对第二基板的第一基板；在第一基板和第二 基板之间的阻挡肋(barrier rib);在第一基板和第二基板之间的多个电极； 在第一基板和第二基板之间的具有单层结构的保护层，该保护层包括掺有第 一杂质的第一氧化镁晶体和掺有第二杂质的第二氧化镁晶体。第一杂质可以 包括起到电子陷阱作用的材料。第二杂质可以包括起到空穴陷阱作用的材 料。多个电极可以包括第一基板上的维持放电(sustain discharge )电极对和 第二基板上的地址(address)电极。该PDP还可以包括在第一基^反和第二 基板之间的电介质层，保护层在该电介质层上。该电介质层可以在第一基板 和保护层之间。该PDP还可以包括在第二基板上的第二电介质层。


通过参照附图对其中示范性实施例进行详细描述，本发明的上述和其他 的特征以及优点对本领域技术人员将变得更加明显，附图中
图1示出根据本发明实施例的PDP的分解透视图2示出沿图1的PDP的线II-II得到的横截面图3示出根据本发明实施例的保护层的SEM图像；
图4A-4B分别示出示例1和对比示例1的保护层的壁电荷的保留能力的 曲线图；以及图5示出示例1的保护层的二次电子发射特性的曲线图。
具体实施例方式
下文参照附图对本发明的实施例做更为充分的描述，附图中示出了本发 明的示范性实施例。然而，本发明的方面可以以不同的形式实施，而不应被 解释为仅限于此处所述的实施例。并且，提供这些实施例是为了使本公开透
彻和完整，并且将本发明的范围充分传达给本领域技术人员。
附图中，为了清楚起见，层、元件和区域的尺寸可以被夸大。还应当理
解，当称一层或一个元件在另一层、元件或基板"上(on)，，时，它可以直接 在该另一层、元件或基板上，或者还可以存在插入的层和/或元件。而且还应 当理解，当称一层或一个元件在另一层或元件"下(under)"时，它可以直接 在该另一层或元件下，或者还可以存在插入的层和/或元件。此外，还应当理 解，当称一层或一个元件在两层或元件"之间(between)"时，它可以是两层 或元件之间的唯一的层或元件，或者还可以存在一个或多个插入的层和/或元 件。相同的附图标记通篇指代相同的元件。
根据本发明的实施例的保护层可以具有单层结构，并可以包括氧化镁 (MgO)。具体地，该保护层可以包括掺有第一杂质的第一氧化镁晶体和掺 有第二杂质的第二氧化镁晶体。氧化镁可以表现出极好的等离子体电阻和高 的透光率。因此，当本发明的保护层在例如等离子体显示板中使用时，可以 促进可见光，例如由光致发光材料产生的用于在屏幕上形成图^f象的光，透射 穿过保护层。
第 一氧化镁晶体和第二氧化镁晶体可以处于不同的晶态，并且第 一杂质 和第二杂质可以彼此不同。掺有第一杂质的第一氧化镁晶体和掺有第二杂质 的第二氧化镁晶体可以同时存在于保护层的单层结构中。因此，该保护层可 以包括具有处于不同晶态和带有不同杂质的氧化镁晶体的氧化镁单层。
相对于第一氧化镁晶体，第一氧化镁晶体中的第一杂质的含量可以在大 约100 ppm到大约1000 ppm。第一杂质可以包括能起到电子陷阱作用的材 料。第一杂质的示例可以包括钪(Sc)、硅(Si)和/或锗(Ge)中的一种或 多种。因此，掺有第一杂质的第一氧化镁晶体可以表现出极好的二次电子发 射特性，也就是，与起始放电所需的电压和维持放电所需的电压相关的特性。
相对于第二氧化镁晶体，第二氧化镁晶体中的第二杂质的含量可以在大约100 ppm到大约1000 ppm。第二杂质可以包括能起到空穴陷阱作用的材 料。第二杂质的示例可以包括4各(Cr)、锂(Li)和/或钠(Na)中的一种或 多种。因此，摻有第二杂质的第二氧化镁晶体可以表现出优良的壁电荷的保 留能力。
掺有第 一杂质的第 一氧化镁晶体和掺有第二杂质的第二氧化镁晶体可 以以不同的晶态共存于单层中。第一氧化镁和第二氧化镁的晶态可以分别相 对于第一氧化镁和第二氧化镁的能级来决定。因此，掺有第一杂质的第一氧 化镁晶体可以改善二次电子发射特性，掺有第二杂质的第二氧化镁晶体可以 改善壁电荷保留能力。
保护层中的第一杂质与第二杂质的重量比可以在大约1: 0.01到大约1: 1的范围内。例如，保护层可以包括第一杂质与第二杂质重量比大约为1: 0.2。保护层中的第一杂质的含量的增加可以提高其中的二次电子发射特性。 保护层中的第二杂质的含量的增加可以提高其中的壁电荷保留能力，但使保 护层中的二次电子发射特性降低。因此，保护层中的第一杂质和第二杂质的 重量比可以被优化，以提供改善的二次电子发射特性和增强的壁电荷保留能 力。而且，对于不同的氧化镁晶体，例如晶态和/或不同的杂质，重量比可以 被调整。
根据本发明实施例的保护层有利于提供极好的电子发射特性和优良的 壁电荷积累能力。具体地，当单晶态的氧化镁晶体掺有第一杂质和第二杂质 时，第一杂质和第二杂质可能不能在单晶态的氧化镁晶体中起到电子陷阱和 空穴陷阱的作用。然而，根据本发明实施例的保护层可以包括在不同晶态的 氧化镁晶体中的第一杂质和第二杂质。保护层让一种晶态的第一氧化镁晶体 中的第 一杂质与不同的晶态的第二氧化镁晶体中的第二杂质共存于一个单 层中，这可以使第一杂质和第二杂质分别起到电子陷阱和空穴陷阱的作用。 当第一杂质和第二杂质在一个单层中分别起到电子陷阱和空穴陷阱的作用 时，该层的电子发射特性和壁电荷积累能力都可以祐^及大地改善。
一种制造保护层的方法可以如下。第一氧化镁晶体可以掺入第一杂质形 成第一小粒。第二氧化镁晶体可以掺入第二杂质形成第二小粒。第一小粒和 第二小粒可以用来形成保护层。
更具体地，高纯度的氧化镁粉末可以与包括第一杂质、粘合剂和有机溶 剂的另一种粉末混合以形成第一混合物。例如，如果第一杂质是钪，钪盐例如氧化钪(Sc203)或者硝酸钪(Sc(N03)3)可以被使用。该粘合剂可以包 括例如聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral) 等中的 一种或多种。该有机溶剂可以包括例如乙醇、丙醇等中的一种或多种。 第一混合物可以在大约400 。C到大约500 。C的温度下加热。然后，被加热的 第一混合物可以在大约1000 。C到大约2000 。C的温度下烧结以形成第一小 粒。形成第二小粒的方法可以基本上类似于形成第一小粒的方法，除了使用 包括取代第一杂质的第二杂质的粉末。例如，如果第二杂质是铬，铬盐例如 氧化铬(Cr203)或者硝酸铬(Cr(N03)3)可以与高纯度的氧化镁粉末、粘合 剂和有机溶剂混合以形成用于第二小粒的第二混合物。第一小粒和第二小粒 可以包括不同晶态的氧化镁晶体。
第一'J、粒和第二小粒可以通过共沉积方法被同时沉积以形成单层并选 择性地生长晶体。共沉积方法的示例可以包括共蒸发方法、共溅射方法、共 离子电镀方法等等。
可选地，包括第一氧化镁晶体和第二氧化镁晶体的合成小粒(co-pellet) 可以通过例如蒸发、賊射、离子电镀法等等来沉积，从而生长包括第一氧化 镁晶体和第二氧化镁晶体的单层。通过采用第一杂质制备第一颗粒和采用第 二杂质制备第二颗粒，并将第一颗粒和第二颗粒置于模具中在预定的压力下 形成合成小粒，可以形成该合成小粒。
图1到2分别示出根据本发明实施例的PDP的透视图和横截面图。参 照图1到2， PDP可以包括彼此面对的上面板150和下面板160。上面板150 可以包括沿第一方向(例如沿x轴)的多个维持放电电极120;第一电介 质层113;以及第一基板111上的保护层115。下面板160可以包括沿第 二方向(例如沿y轴)的多个地址电极173;第二电介质层175;以及第二 基板171上的阻挡肋180。上面板150中的保护层115可以根据如前所述的 本发明的实施例形成，因此不再重复对其进行详细地描述。保护层115可以 增加PDP的寿命和降低起始放电所需的电压，并具有高的二次电子发射系 数。
PDP中的第一基板111和第二基板171可以彼此面对，并可以由具有优 良透光性的任何材料形成，例如钠4丐玻璃。第一基板111和/或第二基板171 可以被着色以减少外部光的反射，从而提高亮室对比度(bright room contrast )。PDP中的维持放电电极120可以彼此平行。维持放电电极120可以包括 成对的X电极和Y电极，例如以交替的图案。每个X电极和Y电极可以包 括透明电极123和汇流电4及121。透明电极123可以由具有高的可见光透射 率和低电阻的材料形成，例如铟锡氧化物(ITO)。汇流电才及121可以在透明 电极上形成以面对第二基板160，并可以由例如铬(Cr)、铜(Cu)和铝(Al) 形成。汇流电极121可以补偿透明电极123的较大的电阻，从而基本相同的 电压可以被施加到第一面板150和第二面板160之间的多个放电单元190。 电压可以施加到透明电极123以在》文电单元190中产生和维持力文电。
第一电介质层113可以被形成以覆盖维持放电电极120，从而维持放电 电极120可以在第一基板111和第一电介质层113之间。在第一电介质层 113中，为了维持辉光放电，可以限制放电电流，并且记忆功能和电压可以 通过壁电荷积累来减小。为了提高放电效率，耐受电压和可见光透射率可以 是高的。
PDP的地址电极173可以彼此平行地在第二基板171上。地址电极173 可以由导电材料例如Cr、 Cu和/或Al形成以向》文电单元4是供基本相同的电压。
PDP的第二电介质层175可以被形成以覆盖地址电极173，从而地址电 极173可以在第二基板171和第二电介质层175之间。因此，地址电极173 可以被保护而不受带电粒子的碰撞。在第二电介质层175中，为了维持辉光 放电，；故电电流可以被限制，并且记忆功能和电压可以通过壁电荷的积累来 减小。
PDP的阻挡肋180可以在第二电介质层175上形成以将第一基板111和 第二基板171之间的放电区域分割成多个放电单元l卯。阻挡肋180可以被 布置成任意适合的图案，从而放电单元190可以形成例如矩阵。放电单元190 可以具有任意合适的横截面，例如圆形、四边形或者其他的多边形。放电单 元190可以在其中包括光致发光层177。更具体地，光致发光层177,例如 荧光层，可以设置在每个i文电单元190中。例如，红色光致发光层177R、 绿色光致发光层177G和蓝色的光致发光层177B可以交替地设置在放电单 元190中以分别形成红色放电单元190R、绿色》文电单元190G和蓝色放电单 元1卯B。放电气体，例如氖(Ne)、氙(Xe)和/或氦(He)中的一种或多 种，可以注入方丈电单元190中。示例
示例1:根据本发明实施例的保护层如下制备。首先，高纯度的氧化镁 粉末(MgO， 99.995% )与高纯度的钪盐粉末(Sc203， 99.999% )、聚乙二醇以 及乙醇混合形成第一混合物。相对于氧化镁粉末，使用的钪盐粉末的含量为 200ppm。第一混合物在450 。C的温度下加热并在1650 。C的温度下烧结以形 成第一小粒。
接着，高纯度的氧化镁粉末(MgO， 99.995% )与高纯度的铬盐粉末(Cr203: 99.999%)、聚乙二醇以及乙醇混合形成第二混合物。相对于氧化镁粉末，使 用的铬盐粉末的含量为100 ppm。第二混合物在450 。C的温度下加瑪并在 165(TC的温度下烧结以形成第二小粒。使用等量的溶剂制备第一小粒和第二小粒。
接着，第一小粒和第二小粒混合形成合成小粒。该合成小粒中的钪盐粉 末与铬盐粉末的重量比为1:0.2。该合成小粒被沉积以形成单层的保护层。 该合成小粒作为单层的保护层沉积在包括电介质层和维持放电电极的第一 基板上。被形成的保护层的扫描电子显微镜(SEM)图像在图3中示出。在 图3中，被形成的保护层中的分离的第一氧化镁晶体和第二氧化镁晶体分别 由(A)和(B)来指示。
对比示例1:氧化镁粉末(MgO， 99.995% )与硅粉末(Si， 99.999% )混 合形成第三混合物。第三混合物被沉积以形成保护层，该保护层在单晶态的 氧化镁晶体中具有单一的杂质。
示例1和对比示例1中的保护层在壁电荷的保留能力方面进行了比较。 结果在图4A到4B中示出。此外，对示例1的保护层在二次电子的发射特 性方面进行了评估。结果在图5中示出。
更具体地，示例1和对比示例1中的保护层加入到基本相同的PDP中， 接着向X电极和Y电极施加300V的维持电压并测量电压转移曲线(VTC)。 在施加300V的维持电压期间，相对于相应的X电极和Y电极之间的电压电 势，地址(a)电极和相应的Y电极之间的电压电势在至少2000 ps的时段 被测量以确定由于壁电荷保留的电压。图4A到4B中的曲线(a)到(d)分别对 应于50 ps、 500 ps、 1000 ps和2000 的扫描时间。作为控制组，曲线(e) 通过浮动地址电极获得。
如图4A到4B的曲线图所示，与对比示例1相比，示例1的VTC表现出改善的壁电荷的保留能力。具体地，如图4B所示，在大约2000 ps的时 段期间，对比例1中的地址电极和Y电极之间的电压电势变化到具有大于 80V的数值，从而表明壁电荷的损失。相反地，如图4A所示，在大约2000 lis的时段期间，示例1中的地址电极和Y电极之间的电压电势非常小，也 就是，曲线(a)-(d)基本上彼此靠近。因此，与对比示例l相比，可以看出壁 电荷的保留能力在示例1中被增强。
通过改变其中钪(Sc)的含量，对示例1的保护层在二次电子发射特性 上进行了评估，随后测量二次电子发射系数。Sc的含量在第一氧化镁小粒中 从大约30ppm变化到大约90ppm。如图5所示，二次电子发射系数随着Sc 的含量的增加而增大。因此，可以看出，根据本发明实施例形成的保护层除 了增强壁电荷的保留能力之外，还可以具有改善的二次电子发射特性。
如上所述，根据本发明实施例的保护层可以表现出优良的壁电荷保留能 力和极好的二次电子发射特性。而且，本发明可以提供一种有效地制备单层 的保护层的方法，该方法采用沉积掺有不同杂质的不同的氧化镁晶体的合成 小粒或者共沉积掺有不同杂质的不同的氧化镁晶体的两种小粒。根据本发明 实施例的保护层有利于提供使能量消耗的浪费达到最小并通过增大二次电 子的发射系数并改善壁电荷保留能力来减少地址放电时间。因此，具有改善 的可靠性及生产率的PDP可以被生产。
在此公开了本发明的示范性实施例，尽管使用了多个特定的术语，但它 们被使用并只在普通的和描述的意义上解释而不是为了限制。因此，本领域 技术人员应当理解，可以在形式和细节上作出各种变化而不背离本发明的由 下面的权利要求书所述的精神和范围。
本申请要求于2007年IO月8日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请 No. 10-2007-0100866号、名称为"保护层及其制造方法以及具有该保护层的 等离子体显示板，，的优先权，其全部内容在此引入以做参考。
权利要求
1.一种用于等离子体显示板(PDP)的保护层，包括具有掺有第一杂质的第一氧化镁晶体和掺有第二杂质的第二氧化镁晶体的单层。
2. 如权利要求1所述的保护层，其中所述第二氧化镁晶体和所述第一氧 化镁晶体具有不同的晶态。
3. 如权利要求1所述的保护层，其中所述第一杂质不同于所述第二杂质。
4. 如权利要求3所述的保护层，其中所述第一杂质包括起到电子陷阱作 用的材料。
5. 如权利要求4所述的保护层，其中所述第一杂质包括钪、硅和/或锗 中的一种或多种。
6. 如权利要求3所述的保护层，其中所述第二杂质包括起到空穴陷阱作 用的材料。
7. 如权利要求6所述的保护层，其中所述第二杂质包括铬、锂和/或钠 中的一种或多种。
8. 如权利要求1所述的保护层，其中所述第一氧化镁晶体中的所述第一 杂质的含量为大约100 ppm到大约1000 ppm。
9. 如权利要求1所述的保护层，其中所述保护层中的所述第一杂质和所 述第二杂质的重量比为大约1:0.01到大约1: 1。
10. —种制造用于等离子体显示板(PDP)的保护层的方法，包括将第一杂质掺入第一氧化镁晶体以形成第一小粒； 将第二杂质掺入第二氧化镁晶体以形成第二小粒；以及沉积所述第一小粒和所述第二小粒以形成单层。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中沉积所述第一小粒和所述第二小粒 包括同时沉积所述第一小粒和所述第二小粒。
12. 如权利要求IO所述的方法，还包括在沉积所述第一小粒和所述第二 小粒之前将所述第一小粒和所述第二小粒混合。
13. —种等离子体显示板(PDP),包括 第一基板，面对第二基板； '阻挡肋，在所述第一基板和所述第二基板之间；多个电极，在所述第一基板和所述第二基板之间；以及 保护层，在所述第一基板和所述第二基板之间，所述保护层具有包括掺 有第一杂质的第一氧化镁晶体和掺有第二杂质的第二氧化镁晶体的单层结构。
14. 如权利要求13所述的等离子体显示板，其中所述第一杂质包括起到 电子陷阱作用的材料。
15. 如权利要求13所述的等离子体显示板，其中所述第二杂质包括起到 空穴陷阱作用的材料。
16. 如权利要求13所述的等离子体显示板，其中所述多个电极包括所述 第 一基板上的维持放电电极对和所述第二基板上的地址电极。
17. 如权利要求16所述的等离子体显示板，还包括在所述第一基板和所 述第二基板之间的电介质层，所述保护层在所述电介质层上。
18. 如权利要求17所述的等离子体显示板，其中所述电介质层在所述第 一基板和所述保护层之间。
19. 如权利要求18所述的等离子体显示板，还包括在所述第二基板上的 第二电介质层。
全文摘要
本发明提供了一种保护层及其制造方法以及具有该保护层的等离子体显示板。用于等离子体显示板(PDP)的保护层包括掺有第一杂质的第一氧化镁晶体和掺有第二杂质的第二氧化镁晶体。
文档编号H01J9/02GK101409192SQ20081016612
公开日2009年4月15日 申请日期2008年10月8日 优先权日2007年10月8日
发明者韩朝雄 申请人:三星Sdi株式会社