專利名稱：一種pdp前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電材料及器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及等離子體顯示器(PDP)的保護(hù)層結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)九十年代彩色等離子體顯示器(PDP)被推向市場(chǎng)以來(lái)，發(fā)展日趨成熟。PDP的工作原理是通過(guò)將強(qiáng)電場(chǎng)施加到低氣壓惰性氣體兩端，使其擊穿產(chǎn)生強(qiáng)烈電離而直接發(fā)光或產(chǎn)生紫外光激發(fā)熒光粉發(fā)光。由于其主動(dòng)發(fā)光、無(wú)需背光源、響應(yīng)速度快、厚度小、重量輕、顯示面積大、無(wú)顯示視角問(wèn)題、圖像色彩鮮艷和工作在全數(shù)字化模式，因此受到世界電子工業(yè)界的廣泛關(guān)注和應(yīng)用。PDP的發(fā)光效率可以用下式表示η = ndis · nuv* nphos · nviso其中，ndis是電能轉(zhuǎn)化為紫外光(uv)能量的效率(約io%) ； nuv是uv傳遞到熒光粉的傳輸效率(約50%)；Hphtjs是熒光粉將UV轉(zhuǎn)化成可 見(jiàn)光的效率(約25%) ； nvis是可見(jiàn)光輸出效率(約70%)。可以看出，在rop的各個(gè)工作環(huán)節(jié)中，電能轉(zhuǎn)化為紫外光(UV)能量的效率(即放電效率ndis)最低，對(duì)能量總轉(zhuǎn)換效率的影響最大。分析原因在于PDP放電空間距離較小，約O. Γ0. 15mm,因此PDP通常只能利用氣體放電的負(fù)輝區(qū)(效率較低)，而發(fā)光效率最高的正柱區(qū)出現(xiàn)較為困難；此外，由于放電空間小，壁上帶電粒子的復(fù)合幾率大大增加，電離效率降低，大部分電能(約70%)被消耗在離子加熱上。迄今為止，人們已經(jīng)采取了多種方法提高交流型等離子顯示板(AC rop)的發(fā)光效率①長(zhǎng)放電間隙，利用正柱區(qū)產(chǎn)生高效率發(fā)光高氙氣含量的混合放電氣體，利用氙氣準(zhǔn)分子激發(fā)態(tài)的173nm紫外輻射；③新型放電層，提高二次電子發(fā)射系數(shù)，降低放電電壓；④高效率熒光粉，提高紫外光到可見(jiàn)光的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，降低驅(qū)動(dòng)電路本身的功耗。如圖1所示，AC PDP的結(jié)構(gòu)包括前玻璃板和后玻璃板，其中前玻璃板上成對(duì)地制作有掃描和維持透明電極2，透明電極上覆蓋一層透明介質(zhì)3，而透明介質(zhì)表面覆蓋有一層防止離子撞擊透明介質(zhì)層的MgO保護(hù)層4。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析可知，雖然存在其他材料(如CsO)可以得到比MgO更低的著火電壓，但在綜合滿足保護(hù)層的各項(xiàng)性能需求和工藝需求上，尤其是兼顧低著火電壓和大存儲(chǔ)裕度的要求上，MgO保護(hù)層仍然是目前的最佳選擇，目前應(yīng)用到實(shí)際AC PDP生產(chǎn)線上的保護(hù)層材料也只有MgO —種。2008年，日本的Ono M等人首次將六硼化鑭(LaB6)薄膜應(yīng)用于AC Η)Ρ，他們摒棄了傳統(tǒng)的MgO保護(hù)層，直接在透明介質(zhì)層上絲網(wǎng)印刷LaB6薄膜，希望替代傳統(tǒng)器件中的MgO作為保護(hù)層。但由于LaB6薄膜不透光，因此，他們將LaB6薄膜制作成小島狀，且位于放電區(qū)域邊緣處，以防止可見(jiàn)光透過(guò)率的大幅度降低。此外，由于LaB6六硼化鑭具有金屬的導(dǎo)電性質(zhì)，壁電荷的積累模式與MgO不同，因此他們采用了與傳統(tǒng)MgO保護(hù)層不同的驅(qū)動(dòng)方法。其研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)MgO作保護(hù)層的AC PDP相比，采用LaB6保護(hù)層的AC PDP具有如下優(yōu)點(diǎn)①由于六硼化鑭具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，不與水、氧等反應(yīng)，因此當(dāng)AC PDP前玻璃板采用LaB6保護(hù)層時(shí)，可以在大氣中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間存放，從而降低了制造成本；②LaB6具有高的一次電子發(fā)射性能(低逸出功)，從而使得AC PDP的響應(yīng)速度很快LaB6具有很強(qiáng)的抗離子轟擊能力，可以大大延長(zhǎng)AC PDP的使用壽命。但該結(jié)構(gòu)的最大缺點(diǎn)是由于LaB6薄膜不透明，若要完整的覆蓋透明介質(zhì)層則會(huì)影響rop的光電轉(zhuǎn)換效率導(dǎo)致成像質(zhì)量下降；若做成分散的島狀結(jié)構(gòu)，一方面不能全面覆蓋透明介質(zhì)層從而起不到保護(hù)作用，另一方面需要改變現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)模式，無(wú)法與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝相兼容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)及其制備方法，其中保護(hù)層結(jié)構(gòu)采用MgO中摻入少量LaB6的方式或在MgO保護(hù)層表面增加一層不連續(xù)的LaB6薄膜的方式形成，在不顯著降低前玻璃板透光率的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加具有低逸出功特點(diǎn)的LaB6,從而使得TOP顯示器能夠降低PDP顯示器著火電壓和尋址時(shí)間，從而降低PDP顯示器的總的功耗。該保護(hù)層結(jié)構(gòu)采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝實(shí)現(xiàn)，具有成本低、適合于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。本發(fā)明技術(shù)方案如下如圖2所示，一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，位于PDP前玻璃板的透明介質(zhì)3表面，所述透明介質(zhì)3和玻璃基板I中間具有掃描和維持透明電極2。所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)5為少量摻有LaB6的MgO材料，其中LaB6的摻入量以不顯著降低PDP前玻璃板的透光率為限(PDP前玻璃板透光率下降比率以不超過(guò)59TlO%為限)。本發(fā)明也可采用如下技術(shù)方案如圖3所示，一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，位于PDP前玻璃板的透明介質(zhì)3表面，所述透明介質(zhì)3和玻璃基板I中間具有掃描和維持透明電極2。所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)包括MgO保護(hù)層41和在MgO保護(hù)層41表面增加的一層不連續(xù)的LaB6薄膜42，其中不連續(xù)的LaB6薄膜42的增加以不顯著降低PDP前玻璃板的透光率為限(PDP前玻璃板透光率下降比率以不超過(guò)5°/Γ Ο%為限)。本發(fā)明所提供的新型PDP保護(hù)層，其制備工藝與現(xiàn)有商業(yè)PDP用MgO薄膜基本相同；六硼化鑭摻雜或覆蓋層可采用絲網(wǎng)印刷法和噴涂法完成。本發(fā)明與上述日本已有的結(jié)構(gòu)相比，具有如下不同點(diǎn)1)日本已有結(jié)構(gòu)直接以島狀六硼化鑭替代傳統(tǒng)的MgO保護(hù)層；本發(fā)明專利中的保護(hù)層以傳統(tǒng)MgO作為主要基體，少量的六硼化鑭作為覆蓋層，有效結(jié)合了 MgO高二次電子發(fā)射系數(shù)和六硼化鑭高一次電子發(fā)射的優(yōu)勢(shì)；2)日本已有的結(jié)構(gòu)中由于沒(méi)有MgO基體，為了使放電穩(wěn)定，六硼化鑭薄膜必須具有一定的厚度，從而導(dǎo)致可見(jiàn)光透過(guò)率較低；本發(fā)明專利中的六硼化鑭覆蓋量極少，大大降低了六硼化鑭對(duì)可見(jiàn)光透過(guò)率的影響；3)在日本已有的結(jié)構(gòu)中，六硼化鑭為主體放電材料，由于六硼化鑭具有金屬的導(dǎo)電性質(zhì)，壁電荷的積累模式與MgO不同，必須采用與傳統(tǒng)AC PDP不同的驅(qū)動(dòng)方法；本發(fā)明專利中放電層以MgO作為主要基體，六硼化鑭覆蓋量極少，可采用與傳統(tǒng)AC PDP相同的驅(qū)動(dòng)方法。六硼化鑭的電子逸出功只有2. 4 3. 2eV，500°C以下具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，與水蒸氣、氧氣不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 因此，在傳統(tǒng)的MgO保護(hù)層中摻入或表面覆蓋一定比例的低逸出功材料六硼化鑭，可以減小器件的放電延遲時(shí)間，降低器件著火電壓，增強(qiáng)PDP保護(hù)層的抗水蒸氣和氧氣能力，延長(zhǎng)器件壽命。理論分析如下1)在PDP放電單兀中引入一次電子發(fā)射源，可加速電子增殖過(guò)程，縮短放電延遲，在保證書(shū)寫脈沖寬度不變的條件下，放電維持時(shí)間延長(zhǎng)，因此放電效率隨之增大；2)由于MgO保護(hù)層中摻入或表面覆蓋的六硼化鑭具有高的一次電子發(fā)射性能，極大補(bǔ)充了氣體電離形成的初始電子數(shù)目，使得PDP著火電壓和維持電壓降低，器件消耗的電功率減小，發(fā)光效率增大；3)此外，一次電子發(fā)射源的引入還帶來(lái)了圖像質(zhì)量的改善，因?yàn)榉烹婍憫?yīng)速度越快(尋址期越短)，留給維持期的時(shí)間就越長(zhǎng)，圖像的亮度就越高，圖像質(zhì)量越好。綜上所述，本發(fā)明提供一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)及其制備方法，其中保護(hù)層結(jié)構(gòu)采用MgO中摻入少量LaB6的方式或在MgO保護(hù)層表面增加一層不連續(xù)的LaB6薄膜的方式形成，在不顯著降低前玻璃板透光率的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加具有低逸出功特點(diǎn)的LaB6,從而使得PDP顯示器能夠降低PDP顯示器著火電壓和尋址時(shí)間，從而降低PDP顯示器的總的功耗。該保護(hù)層結(jié)構(gòu)采 用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝實(shí)現(xiàn)，具有成本低、適合于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。


圖1是AC PDP前后玻璃板結(jié)構(gòu)示意圖。其中I是前玻璃板玻璃基體，2是掃面和維持電極，3是前玻璃板透明介質(zhì)，4是MgO保護(hù)層，6是后玻璃板玻璃基體，7是尋址電極，8是后玻璃板介質(zhì)，9是障壁，10是銀光粉。圖2是本發(fā)明提供的一種PDP前玻璃板結(jié)構(gòu)示意圖。其中標(biāo)記1、2、3與圖1相同，5是摻有LaB6的MgO保護(hù)層。圖3是本發(fā)明提供的一種PDP前玻璃板結(jié)構(gòu)示意圖。其中標(biāo)記1、2、3與圖1相同，41是MgO保護(hù)層，42是存在于MgO保護(hù)層表面的不連續(xù)LaB6薄膜，MgO保護(hù)層41和不連續(xù)LaB6薄膜42構(gòu)成新型保護(hù)層結(jié)構(gòu)。圖4是圖3所示新型保護(hù)層結(jié)構(gòu)的SEM照片。其中，I為MgO保護(hù)層，2為L(zhǎng)aB6覆蓋層。可以看出，MgO基體上面覆蓋的六硼化鑭為非連續(xù)狀薄膜。圖5是本發(fā)明專利的新型PDP保護(hù)層與傳統(tǒng)MgO保護(hù)層的透過(guò)率曲線比較，可以看出，兩者在可見(jiàn)光(400nnT800nm)范圍內(nèi)的透過(guò)率相差不大于5%。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，位于I3DP前玻璃板的透明介質(zhì)3表面，所述透明介質(zhì)3和玻璃基板I中間具有掃描和維持透明電極2。所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)5為少量摻有LaB6的MgO材料，其中LaB6的摻入量以不顯著降低PDP前玻璃板的透光率為限(PDP前玻璃板透光率下降比率以不超過(guò)59TlO%為限)。如圖3所示，一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，位于I3DP前玻璃板的透明介質(zhì)3表面，所述透明介質(zhì)3和玻璃基板I中間具有掃描和維持透明電極2。所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)包括MgO保護(hù)層41和在MgO保護(hù)層41表面增加的一層不連續(xù)的LaB6薄膜42，其中不連續(xù)的LaB6薄膜42的增加以不顯著降低PDP前玻璃板的透光率為限(PDP前玻璃板透光率下降比率以不超過(guò)5°/Γ Ο%為限)。本發(fā)明所提供的新型PDP保護(hù)層，其制備工藝與現(xiàn)有商業(yè)PDP用MgO薄膜基本相同；六硼化鑭摻雜或覆蓋層可采用絲網(wǎng)印刷法和噴涂法完成。圖2所示新型保護(hù)層結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟步驟1:球磨。將氧化鎂、六硼化鑭粉體按比例混合后經(jīng)研磨和球磨處理，形成納米粉末。步驟2 :配漿。將球磨好的納米粉末加入適量的乙基纖維素、松油醇和分散劑，超聲振蕩處理，然后進(jìn)行球磨，持續(xù)攪拌數(shù)小時(shí)，形成所需的漿料。步驟3 :絲網(wǎng)印刷或噴涂。采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝，將步驟2所得漿料印刷或噴涂于PDP前玻璃板的透明介質(zhì)表面。步驟4 :烘干。將經(jīng)步驟3處理后的PDP前玻璃板烘干。步驟5 :退火處理。將烘干后的PDP前玻璃板在40(T500°C的高溫下退火，一方面使LaB6摻雜的MgO保護(hù)層牢固地粘結(jié)在襯底上，另一方面使保護(hù)層中所含乙基纖維素制漿材料高溫分解蒸發(fā)。圖3所示新型保護(hù)層結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟步驟1:球磨。將氧化鎂、六硼化鑭粉體分別經(jīng)研磨和球磨處理，形成納米粉末。步驟2 :配漿。將球磨好的將氧化鎂和六硼化鑭納米粉末分別加入適量的乙基纖維素、松油醇和分散劑，超聲振蕩處理，然后進(jìn)行球磨，持續(xù)攪拌數(shù)小時(shí)，分別形成氧化鎂漿料和六硼化鑭漿料。步驟3 :第一次絲 網(wǎng)印刷或噴涂。采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝，在PDP前玻璃板的透明介質(zhì)表面印刷或噴涂氧化鎂漿料。步驟4 :第一次烘干。將經(jīng)步驟3處理后的PDP前玻璃板烘干。步驟5 :第一次退火處理。將第一次烘干后的PDP前玻璃板在高溫下退火，一方面使MgO保護(hù)層牢固地粘結(jié)在襯底上，另一方面使保護(hù)層中所含乙基纖維素制漿材料高溫分解蒸發(fā)。步驟6 :第二次絲網(wǎng)印刷或噴涂。采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝，在MgO保護(hù)層表面印刷或噴涂六硼化鑭漿料。步驟7 :第二次烘干。將經(jīng)步驟6處理后的PDP前玻璃板烘干。步驟6 :第二次退火處理。將第二次烘干后的PDP前玻璃板在高溫下退火，一方面使LaB6保護(hù)層牢固地粘結(jié)在襯底上，另一方面使保護(hù)層中所含乙基纖維素制漿材料高溫分解蒸發(fā)。圖4是圖3所示新型保護(hù)層結(jié)構(gòu)的SEM照片。其中，I為MgO保護(hù)層，2為L(zhǎng)aB6覆蓋層。可以看出，MgO基體上面覆蓋的六硼化鑭為非連續(xù)狀薄膜。圖5是本發(fā)明制備的圖3所示的新型PDP保護(hù)層與傳統(tǒng)MgO保護(hù)層的透過(guò)率曲線比較，可以看出，兩者在可見(jiàn)光(400nnT800nm)范圍內(nèi)的透過(guò)率相差不大于5%。其中LaB6保護(hù)層的用量(質(zhì)量)為MgO保護(hù)層用量(質(zhì)量)的5%。表I是本發(fā)明專利的新型PDP保護(hù)層與傳統(tǒng)MgO保護(hù)層在15Torr，Ne+15%Xe氣氛下的著火電壓與放電延遲測(cè)試結(jié)果。印刷了六硼化鑭顆粒的MgO保護(hù)層相比傳統(tǒng)MgO保護(hù)層的著火電壓低了 5%左右，放電延遲降低了 25%左右，從而降低了 PDP顯示器的總的功耗。表I
權(quán)利要求
1.一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，位于PDP前玻璃板的透明介質(zhì)(3)表面，所述透明介質(zhì)(3)和玻璃基板(I)中間具有掃描和維持透明電極(2);所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)(5)為少量摻有LaB6的MgO材料，其中LaB6的摻入量以不顯著降低PDP前玻璃板的透光率為限。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述LaB6的摻入量以PDP前玻璃板透光率下降比率以不超過(guò)5°/Γ Ο%為限。
3.—種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，位于PDP前玻璃板的透明介質(zhì)(3)表面，所述透明介質(zhì)(3 )和玻璃基板(I)中間具有掃描和維持透明電極(2 );所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)包括MgO保護(hù)層(41)和在MgO保護(hù)層(41)表面增加的一層不連續(xù)的LaB6薄膜(42)，其中不連續(xù)的LaB6薄膜(42)的增加以不顯著降低PDP前玻璃板的透光率為限。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述不連續(xù)的LaB6薄膜(42)的增加應(yīng)使得PDP前玻璃板透光率下降比率以不超過(guò)5°/Γ Ο%為限。
5.一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟 步驟1:球磨；將氧化鎂、六硼化鑭粉體按比例混合后經(jīng)研磨和球磨處理，形成納米粉末； 步驟2 :配漿；將球磨好的納米粉末加入適量的乙基纖維素、松油醇和分散劑，超聲振蕩處理，然后進(jìn)行球磨，持續(xù)攪拌數(shù)小時(shí)，形成所需的漿料； 步驟3 :絲網(wǎng)印刷或噴涂；采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝，將步驟2所得漿料印刷或噴涂于PDP前玻璃板的透明介質(zhì)表面； 步驟4 :烘干；將經(jīng)步驟3處理后的PDP前玻璃板烘干； 步驟5 :退火處理；將烘干后的PDP前玻璃板在40(T50(TC的高溫下退火，一方面使LaB6摻雜的MgO保護(hù)層牢固地粘結(jié)在襯底上，另一方面使保護(hù)層中所含乙基纖維素制漿材料高溫分解蒸發(fā)。
6.一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟 步驟1:球磨；將氧化鎂、六硼化鑭粉體分別經(jīng)研磨和球磨處理，形成納米粉末； 步驟2 :配漿；將球磨好的將氧化鎂和六硼化鑭納米粉末分別加入適量的乙基纖維素、松油醇和分散劑，超聲振蕩處理，然后進(jìn)行球磨，持續(xù)攪拌數(shù)小時(shí)，分別形成氧化鎂漿料和六硼化鑭漿料； 步驟3 :第一次絲網(wǎng)印刷或噴涂；采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝，在PDP前玻璃板的透明介質(zhì)表面印刷或噴涂氧化鎂漿料； 步驟4 :第一次烘干；將經(jīng)步驟3處理后的PDP前玻璃板烘干； 步驟5 :第一次退火處理；將第一次烘干后的PDP前玻璃板在高溫下退火，一方面使MgO保護(hù)層牢固地粘結(jié)在襯底上，另一方面使保護(hù)層中所含乙基纖維素制漿材料高溫分解蒸發(fā)； 步驟6 :第二次絲網(wǎng)印刷或噴涂；采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝，在MgO保護(hù)層表面印刷或噴涂六硼化鑭漿料； 步驟7 :第二次烘干；將經(jīng)步驟6處理后的PDP前玻璃板烘干； 步驟6 :第二次退火處理。將第二次烘干后的PDP前玻璃板在高溫下退火，一方面使LaB6保護(hù)層牢固地粘結(jié)在襯底上，另一方面使保護(hù)層中所含乙基纖維素制漿材料高溫分解蒸發(fā)。
全文摘要
一種PDP前玻璃板的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，屬于光電材料及器件技術(shù)領(lǐng)域。所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)，位于PDP前玻璃板的透明介質(zhì)(3)表面，為少量摻有LaB6的MgO材料或MgO保護(hù)層和位于MgO保護(hù)層表面的不連續(xù)LaB6薄膜形成的復(fù)合保護(hù)層結(jié)構(gòu)。所述保護(hù)層結(jié)構(gòu)可采用絲網(wǎng)印刷或噴涂工藝實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明在不顯著降低前玻璃板透光率的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加具有低逸出功特點(diǎn)的LaB6，從而使得PDP顯示器能夠降低PDP顯示器著火電壓和尋址時(shí)間，從而降低PDP顯示器的總的功耗。
文檔編號(hào)H01J11/40GK103065914SQ20121057689
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者王小菊, 林祖?zhèn)? 祁康成, 曹貴川, 鄧江, 尹伊 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)