專利名稱：用于pdp的保護層材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種在等離子體顯示面板的前部a中使用的MgO保護 層材料及其制備方法，更具體而言，本發明涉及一種形成等離子體顯示 面板的保護層的方法，該方法使用同時摻雜堿土金屬2族中BeO和/或CaO 的第一摻雜材料和選自Sc203、 Sb203，、 Er203、站0203和丸1203的笫二捧雜材 料的MgO賴粒(pellet)，經過薄膜形成法例如電子束蒸發、離子電鍍法、 或我射來完成，其中第一摻雜材料和笫二摻雜材料分別摻入50ppm至 8000ppm,背景技術PDP是一種平面顯示面板，并且由于其良好的困象質量和薄而輕的特 征，經常用在超過40英寸的寬顯示裝置中。PDP包括在前部^jfeL上形成 的多個陣壤、在背部JMl上形成的多個地址電極、以及在前部基fel上形 成的多個維持電極，其中象素在地址電極和地址電極的交叉區域形成從 而生成困像.圖i中示意性地鹛示了這種PDP的結構。由玻璃或金jys^制備的前部JMl 10涂襲遶明介電層20，并且在背部基fel 80或背部介電層90上 形成地址電極50.條形陣壁60置于地址電極50之間，而且利用轔光體 涂襲由陣壁限定的空間表面以形成子象素。在由玻璃制備的前部JMl 10 上形成多個維持電極和掃描電極。形成上部介電層20 iML益維持電極40 和掃描電極，并且MgO保護層30襲蓋上部介電層20。當前部基板10與 背部基K SO連接時，在^ijfel之間形成由陣壁60隔離的多個象素空間， 這些被隔離的空間泉滿放電氣體，例如稀有氣體Ne和Xe，或Ne、 He和 Xe,并且在一定的壓力下密封.
如果向維持電極40和地址電極50施加驅動電壓，由于輝光放電在 空間內產生等離子體.如果向維持電極和掃描電極施加維持電壓，則在放電單元中的維持電極之間產生輝it^電，在放電單元內產生壁電壓. 在這種情況下，涂襲在放電單元的側壁和底表面上的鱗光體通過等離子 體產生的真空紫外線^L從而產生紅、綠和藍可見光線.MgO保護層引起輝先故電中的次級電子發射和外電子發射，從而降低 放電電壓并且改善放電延遲。因此，從PDP4LH的早期階段，MgO保護層 就被用作電子發射層。然而為了降低PDP的能耗，應當進一步提高次級 電子發射系數以降傲故電起始電壓。另外，為了降低單掃描驅動所需的 部件的成本，應當進一步改善由外電子發射的改進特征引起的放電延遲。已經提出了一些通過使用氣化物摻雜來改進次級電子發射系數的方 法。具體來說，該方法是通過控制缺陷能級和MgO使用的摻雜元素濃度 來正向調整MgO的電子發射特性.已知Auger中和導致了從MgO表面的 次級電子發射，這在困2中已經示出。當通過PDP放電產生的離子到達 MgO的表面時，MgO的氣離子的2P電子軌道中的電子由于暖道效應引起 與離子的中和.此時產生的能重^L傳送到價帶內存在的電子，從而向外 發射電子。放電氣體的亞穗態能量、光子能童、以及壁電荷的電場提供 次級電子發射需要的能量，又提供放電氣體的電離能量。因此，為了利 用在PDP放電中產生的各種能重源來發射電子，在MgO的帶隙中的缺陷 能圾是必須的，從而容易地發射電子。通過增加摻雜元素來改進電子發射的方法公開在日本專利申請2003- 00331163和2003-00335271 、韓國專利申請2004-0037268 、2004- 0108075和2005-0061426、以及美國專利申請2006-0145614中。 日本專利公開2005-123172提出的一種MgO材料，該材料使用至少一種選自Si、 Ge、 C和Sn的元素以及至少一種選自元素周期表中笫四、 第五、第六和第七族元素的元素作為摻雜元素。至少一種選自Si、 Ge、 C 和Sn的元素的各自泉良為20ppm重量~ 8000ppm重量，而至少一種選自 元素周期表中笫四、第五、笫六和第七族元素的元素的各自濃度為10ppm 重量 10M0ppm重量.
日本專利公開2005-123173提出的MgO材料包含碳化鎂，例如MgC2、 Mg2C3或Mg，C4。 >^4^鏃的濃度范圍為50ppm重量 7000ppm重重。韓國專利申請2005-0061426提供了一種摻雜Si的保護層.該復合 物的特征在于放電延遲最小化.在這種情況下，雜質的含量被限制為不 超過50ppm的Ca、不超過250ppm的Al、不超過5ppm的Ni、不超過5ppm 的Na以及不超過5ppm的K,韓國專利申請2004-0037268提供了一種MgO保護層材料，使用的摻 雜刺包括Ca、 Al、 Fe和Si.由于它們彼此之間的相互作用，這些捧雜劑 使得PDP放電延遲時間最小化，該申請還公開了含有100~ 300ppm的Ca、 60-90ppm的Al、 60-90ppm的Fe、 40 ~ 100ppm的Si的復合物。韓國專利申請2004-0108075提供了一種MgO復合物，該復合物由至 少一種選自稀土元素的元素以及選自Al、 Ca和Si的一種或多種元素組 成.該復合物由50 ~ 600ppm的Sc/1克MgO、 50 ~ 400ppm的Ca/1克MgO、 50 ~ 400ppai的A1/1克MgO以及50 ~ 400卯m的Si/1克MgO組成。另外， 該復合物含有由Mn、 Na、 K、 Cr、 Fe、 Zn、 Bi、 Ni以及Zr組成的雜質， 其中每1克MgO不超過50ppm的Mn、每1克MgO不超過30ppm的Na、每 1克MgO不超過30ppm的K、每1克MgO不超過10ppm的Cr、以及每1克 MgO不超過20ppm的Fe.美國專利申請2006-0145614提供了摻雜Sc、 Ca、和Si的MgO復合 物.該專利公開了如果Sc的含童為50ppm- 2000卯m、 Ca的含量為 100ppm~ 1000ppm、以及Si的tl:為30ppm~ 500ppm時，放電延遲明顯 最小化。摻雜MgO的佳月或MgO沉積的氣氛條件的調整改進了 MgO層的 特性，因而改進了放電效率并且縮短了放電延遲的時間，這對PDP的性 能有明顯的貢獻.發明內容因此，本發明已經解決了上4現有技術中出現的問趙，并且保留 現有技術申實現的優點.本發嘴的一個國的是提供一種在MgO帶咪的適當位置處形成缺陷能 級的方法。也就是說，為了有效利用放電過程中產生的、在放電過程中
在Mg0表面上或表面內產生的空穴和電子，MgO4t捧雜以形成缺陷能級， 該缺陷能級能夠捕獲空穴和電子。通過摻雜新元素，在MgO中非圃有地 引起缺陷，從而解決了ll^技術中的問趙以及改進了很久以來要求的Mg0 的電子發射特性。該目的將被詳細描述。首先，通過加入第一摻雜材料生成陷阱位(trap site),通過加入 笫二摻雜材料生成電子陷阱位，從而4t供能夠改進PDP的jJtSt射效率和 縮敗故電延遲時間的MgO頫粒材料.其次，參照離子的半徑和原子價，選擇摻雜元素的可溶性.更具體 而言，當Mg離子和摻雜離子之間的半徑差小并且Mg離子和摻雜離子的 原子價差大時，MgO中的摻雜元素的可溶性降低。因此，在摻雜劑中具有 大的離子半徑差或大的原子價差的材料的情況下，在Mg0層的形成過程 中可溶性太低，使得該材料沒有被摻雜而作為第二相被分離出。結果不 能得到摻雜的改進故電特性的效果.通過選擇具有髙可溶性的元素，本 發明提供了能夠最大化摻雜效果的組分。本發明的另一目的是提供一種制備PDP的方法，其中由于改進的電 子發射特性，提高了放電效率，從而降低了功率消耗。結果，放電延遲 最小化以實現完全HD單掃描PDP。為了達到這些目的，提供一種等離子體顯示面板，根據本發明的保 護層和制備該保護層的方法應用在該面板上，其中，在前部JM1的顯示 區上形成的多個電極以單掃描駔動方式驅動，并JL故電空間充滿Xe氣體， 根據本發明，所述面板包括襲益前介電層的保護膜，其中前介電層涂襲 在前部1^L上形成的多個掃描電極，背部^i4l相對于前部基板配置，在 背部基板上形成多個地址電極，背部介電層覆蓋地址電極，在背部介電 層上形成陣壁，并且在背部介電層和陣壁上形成轔光層。根據本發明的另一方面，提供了一種含有Mg0的保護層，其包含堿 土金屬中BeO和/或CaO的第一摻雜材料和選自Sc203， Sb203， Er203, Mo203 和Al203的第二摻雜材料，加入到MgO中的笫一摻雜材料和笫二摻雜材料 分別為50卯m ~80D0ppm,根據本發明的另一方面，提供了一種形成AC PDP保護層的方法，該 方法包括將Mg(OHh沉積源、選自BeO和CaO或其前體的笫一摻雜材料、 選自SC203， Sb203, Er203， MoA和厶1203或它們的前體的笫二捧雜材料均勻 混合，在模具中擠壓混合物以形成顆粒狀材料，歉燒該顆粒狀材料，燒 結瀕粒狀材料以形成用來形成保護層的沉積源的顆粒，并且真空沉積顆 粒以形成保護層，保護層含有不超過30ppm的Fe、不超過50ppm的Al、不超過50ppn 的Si、不超過5ppm的Ni、不超過50ppm的Na以及不超過5ppm的K的 雜質。本發明的保護層通過使用MgO沉積源而形成，其中所述MgO沉積源 含有械土金屬中的BeO和/或CaO的第一摻雜材#選自Sc203， Sb203， Er203， Mo203和Al203的第二摻雜材料.沉積源材^Nt過使用含有第一摻雜 材料和笫二摻雜材料的羊晶或多晶MgO而制備.可以使用高純MgO作為 材料，通過電弧溶融制4h^有第一摻雜材料和第二摻雜材料的單晶MgO， 其可含有不可避免的雜質.可以通過歉燒和燒結工藝形成的顆粒狀材料 制M有笫一摻雜材料和笫二捧雜材料的多晶MgO。通過真空沉積例如電子束蒸發、離子電鍍、濺射、或化學蒸氣 相沉積法，在前部^J板的介電層上形成本發明的保護層，其中用介 電層涂襲多個維持電極。附困說明通過以下結合附困的詳細描述，本發明的上述和其它目的、特征和優點將變得更加明顯，其中困l是示例性困示等離子體顯示面板結構的透視困；困2是描iU^于Auger中和的發射電子it^的示意困；圖3是描iiil過比較下列情況下放電效率獲得的試驗結果的困其中放電氣體由Ne和4%的Xe組成，每個面板分別通過使用同時棲雜有BeO和ScA的MgO沉積源、摻雜有BeO的MgO沉積源和未摻雜的MgO沉積源制備；圖4是描^t械下列愔況下放電效率獲得的微結果的困其中放電氣體由Ne和10%的Xe組成，每個面板分別通過使用同時摻雜有 Be0和Sc20s的MgO沉積源、摻雜有Be0的Mg0沉積源和未捧雜的Mg0沉 積源制備；和圖5是描迷通過比較下列情況下放電效率獲得的#結果的圃其 中放電氣體由Ne和10%的Xe組成，每個面板分別通過使用同時摻雜有 Be0和A1A的Mg0沉積源和未摻雜的Mg0沉積源制備。
具體實施方式
在下文中，將麥考附困描述本發明的優選實施方案.在說明書中限 定的內容，例如詳細解釋的結構和元素，僅僅是幫助那些本領域技術人 員全面理解本發明的詳細描述.因此本發明并不限于此.圖3困示了本發明的一種實施方案，該困圖示了通過比較下列面板 的放電效率獲得的試驗結果使用Mg0作為沉積源通過電子束沉積法制 得的面板，該Mg0含有作為笫一摻雜材料的Be0和作為第二摻雜材料的 Sc203;使用Mg0作為沉積源通過電子束沉積法制得的面板，該Mg0僅僅 含有作為笫一摻雜材料的Be0;以;SJt過使用MgO作為沉積源形成的保護 層來制備的面板。從困3中了解到通過使用摻雜有笫一摻雜材料Be0的Mg0沉積源 制得的面板的光發射效率比通過^未摻雜的Mg0沉積制備的面板的光 發射效率更高，但是通過使用同時摻雜有作為第一摻雜材料的Be0和作 為笫二摻雜材料的SC203的Mg0沉積源制得的面板的光發射效率得到進一 步増加。第一摻雜材料和笫二摻雜材料分別在Mg0基板內非固有地形成 空穴和電子的缺陷能級，這樣有助于改進性能，該試驗是在Ne和4。/oXe 的放電氣體和30kH的AC放電頻率的務泮下測得的。圖4困示了當與圖3中的其它4Ht相同而放電氣體由Ne和10%Xe 的放電氣體代替時摻雜元素對放電效率的影響.從圖4中可以了解到由 摻雜第一摻雜材料BeO制備的面板的it^射效羋比使用Ne和4%Xe的放 電氣體制備的面板的;Jt4i射效率更高。然而，在這種情況下，使用同時 摻雜有笫一棒雜材料BeO和第二摻雜材料SC203制得的面板的光發射效率 得到進一步增加。困5困示了同時摻雜有第一揍雜材料BeO和笫二摻雜材料Al力3制得
的面板的放電效率。結果是通過使用Ne和10%Xe的放電氣體獲得，從 圖5中了解到在同時捧雜BeO摻雜元素以形成空穴和Al203摻雜元素以形 成捕集電子能級的愔況下，放電效率明顯増加。通過將本發明的保護層 施加到PDP面板上，放電效率明顯增加，從而降低了 PDP的功率消耗并 降低了生產費用.而且，本發明涉;sut過使用在其上形成保護層的前部iljfeL而制備的等離子體顯示面板。使用具有保護層的前部M制備PDP的方法在^ 域中;1公知的，因而將不再詳細描述。對于以上描述，本發明的保護層由含有BeO或CaO作為笫一摻 雜材料以及Sc203, Sb203, Er203， ]\10203和人1203作為笫二摻雜材料 的MgO組成。包括保護層的面板具有增加的放電效率和縮短的放電 時間的良好放電特性。因此，本發明的保護層可以應用到高分辨率 HD和全HD PDP上。盡管為了示例性的目的描述了本發明的優選實施方案，但是那些本 領域的技術人員應當意識到，在不背離所附權利要求中公開的本發明的 范圍和精神的情況下，各種改進、添加和替換也是可能的，
權利要求
1.一種用于AC PDP的保護層，所述保護層使用沉積源經過真空沉積方法形成，所述沉積源包含選自BeO和CaO的至少一種第一摻雜材料以及選自Sc2O3，Sb2O3，Er2O3，Mo2O3和Al2O3的至少一種第二摻雜材料。
2. 如權利要求1所述的保護層，其中將50ppm 8000ppm的笫一摻 雜材料和第二摻雜材料分別加入MgO中。
3. 如權利要求2所述的保護層，其中第一摻雜材料和笫二摻雜材料 分別為500ppm~2000ppm。
4. 如權利要求1 ~ 3中任一項所述的保護層，其中笫一摻雜材料是 BeO，第二摻雜材料是Sc203。
5. 如權利要求1 ~ 3中任一項所述的保護層，其中笫一摻雜材料是 BeO，第二摻雜材料是人1203。
6. 如權利要求1 ~ 3中任一項所述的保護層，其中第一摻雜材料是 CaO，笫二捧雜材料是Sc2(h。
7. 如權利要求1 ~ 3中任一項所述的保護層，其中第一摻雜材料是 CaO，第二摻雜材料是Al203。
8. 如權利要求1所述的保護層，其中保護層含有不超過30ppm的Fe、 不超過50卯ni的Al、不超過50ppm的Si、不超過5ppm的Ni、不超過50ppm 的Na、以及不超過5pp邊的K的雜質。
9. 一種形成AC PDP^:護層的方法，所述方法包括 將Mg(0H)2沉積源、選自BeO和CaO或其前體的第一摻雜材料、選自Sc203， Sb203， Er203， MoA和灰1203或它們的前體的第二摻雜材料均勾混合； 在模具中擠壓所述混合物以形成顆粒狀材料； 敞燒所述顆粒狀材料；燒結所述顆粒狀材料以形成用于形成保護層的沉積源顆粒；和 真空沉積所述顆粒以形成保護層。
10. :WL利要求1所迷的形成保護層的方法，其中真空沉積通過電子束蒸發、離子電鍍、臧射、或化學^沉積來實施，
11. 一種形成AC PDP^:護層的方法，所述方法包括 將Mg(0H)2沉積源、BeO和/或CaO或其前體的笫一摻雜材料、選自 Sc203, Sb203， Er203， *10203和人1203或它們的前體的第二摻雜材料均勻混合; 電^J漆融所迷3^物以形成單晶；和 在氬氣氛下真空沉積所述單晶以形成保護層.
12. 如權利要求11所迷的形成保護層的方法，其中真空沉積通過電 子束蒸發、離子電鍍、栽射、或化學氣相沉積來實施。
13. —種包^權利要求1所迷的保護層的AC PDP。
全文摘要
本發明公開了一種在等離子顯示面板的前部基板上形成的MgO保護層及制備保護層的方法。使用MgO顆粒作為沉積源經過真空沉積法制備保護層，其中該MgO同時摻雜堿土金屬中BeO和/或CaO的第一摻雜材料以及選自Sc<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，Er<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，Mo<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的第二摻雜材料。該保護層明顯提高PDP的放電效率并且縮短了放電延遲時間，所以它可以應用到單掃描PDP，而且，通過減少電子元件的數目而降低生產成本。
文檔編號H01J11/22GK101162674SQ20071007969
公開日2008年4月16日 申請日期2007年3月2日 優先權日2006年10月10日
發明者樸京賢, 表進鎬, 錫 鄭, 金容奭, 金廷碩, 金有漢 申請人:株式會社希巖肯