具有改进的保护层的等离子显示板.pdf

提供了一种等离子显示板(PDP)，其包括彼此相对的第一基板和第二基板，其间具有预定间隙。所述PDP还包括形成在与第二基板相对的第一基板表面上的第一电极和形成在与第一基板相对的第二基板表面上的第二电极。第一电极的长轴与第二电极的长轴相交。所述PDP还包括介电层。一个介电层形成为覆盖第一基板上的第一电极，另一介电层形成为覆盖第二基板上的第二电极。所述PDP还包括MgO保护层，其形成为覆盖第一基板上的介电层。通过混合(111)平面和(110)平面来产生MgO保护层的结晶取向平面，并根据MgO保护层的晶粒尺寸设置(111)平面和(110)平面的混合比。

1.  一种等离子显示板，包括：
彼此相对的一第一基板和一第二基板，其间具有预定间隙；
第一电极，其形成在与所述第二基板相对的所述第一基板的表面上，以及第二电极，其形成在与所述第一基板相对的所述第二基板的表面上，所述第一电极的长轴与所述第二电极的长轴相交；
介电层，所述介电层中的一个形成为覆盖所述第一基板上的所述第一电极，所述介电层中的另一个形成为覆盖所述第二基板上的所述第二电极；以及
一MgO保护层，其形成为覆盖所述第一基板上的第一介电层，
其中，通过混合(111)平面和(110)平面来产生所述MgO保护层的结晶取向平面，并且根据所述MgO保护层的晶粒尺寸来设置所述(111)平面和所述(110)平面的混合比。

2.  如权利要求1所述的等离子显示板，其中如果所述MgO保护层的晶粒尺寸是50nm至100nm，所述(111)平面和所述(110)平面以(5.5-6.5)∶(3.5-4)的比率混和。

3.  如权利要求1所述的等离子显示板，其中如果所述MgO保护层的晶粒尺寸是100nm至150nm，所述(111)平面和所述(110)平面以(4.5-5.5)∶(4.5-5.5)的比率混和。

4.  如权利要求1所述的等离子显示板，其中如果所述MgO保护层的晶粒尺寸是150nm至200nm，所述(111)平面和所述(110)平面以(3.0-4.0)∶(6.0-7.0)的比率混和。

5.  如权利要求1所述的等离子显示板，其中如果所述MgO保护层的晶粒尺寸是200nm至250nm，所述(111)平面和所述(110)平面以(2.5-3.5)∶(6.5-7.5)的比率混和。

6.  如权利要求1所述的等离子显示板，其中如果所述MgO保护层的晶粒尺寸是250nm至350nm，所述(111)平面和所述(110)平面以(1.5-2.5)∶(7.5-8.5)的比率混和。

7.  如权利要求1所述的等离子显示板，其中所述MgO保护层具有柱状晶体结构。

8.  如权利要求1所述的等离子显示板，其中根据在所述MgO保护层的淀积工艺期间注入的氢和氧的分压比，确定所述MgO保护层的晶粒尺寸。

9.  一种形成保护层的方法，包括以下步骤：
在一淀积室内部，将一基板放置为紧邻淀积材料；
在电场和磁场内加速一个或多个电子束以冲击所述淀积材料，从而加热并蒸发所述淀积材料，使得所述淀积材料的原子淀积在所述基板的表面上以形成一保护层；以及
通过改变淀积条件，调整所述保护层的结晶取向平面。

10.  如权利要求9所述的方法，其中所述淀积材料是MgO。

11.  如权利要求10所述的方法，其中所述调整步骤还包括通过供应氢和氧控制所述淀积室的内部气氛，以改变所述氢和氧的分压比。

12.  如权利要求10所述的方法，其中所述调整步骤还包括改变供应到所述淀积室的氢和氧的分压比以获得结晶取向平面，所述结晶取向平面是(111)平面和(110)平面的组合并具有255ns至315ns的统计放电延迟时间。

13.  如权利要求10所述的方法，其中所述调整步骤还包括改变供应到所述淀积室的氢和氧的分压比以获得结晶取向平面，所述结晶取向平面具有约250nm至350nm的晶粒尺寸和约282ns至295ns的统计放电延迟时间，
其中(111)平面与(110)平面的比率约为2∶8。

14.  如权利要求10所述的方法，其中所述调整步骤还包括改变供应到所述淀积室的氢和氧的分压比以获得结晶取向平面，所述结晶取向平面具有约200nm至250nm的晶粒尺寸和约253ns至292ns的统计放电延迟时间，
其中(111)平面与(110)平面的比率约为3∶7。

15.  如权利要求10所述的方法，其中所述调整步骤还包括改变供应到所述淀积室的氢和氧的分压比以获得结晶取向平面，所述结晶取向平面具有约150nm至200nm的晶粒尺寸和约271ns至283ns的统计放电延迟时间，
其中(111)平面与(110)平面的比率约为3.5∶6.5。

16.  如权利要求10所述的方法，其中所述调整步骤还包括改变供应到所述淀积室的氢和氧的分压比以获得结晶取向平面，所述结晶取向平面具有约100nm至150nm的晶粒尺寸和约263ns至277ns的统计放电延迟时间，
其中(111)平面与(110)平面的比率约为5∶5。

17.  如权利要求10所述的方法，其中所述调整步骤还包括改变供应到所述淀积室的氢和氧的分压比以获得结晶取向平面，所述结晶取向平面具有约50nm至100nm的晶粒尺寸和约253ns至271ns的统计放电延迟时间，
其中(111)平面与(110)平面的比率约为6∶4。

具有改进的保护层的等离子显示板
本申请要求于2003年10月24日向韩国知识产权局提交的、申请号为10-2003-0074670的韩国专利申请的优先权，其全部内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及一种等离子显示板(以下称为″PDP″)，尤其涉及一种具有改进的保护层的PDP。
背景技术
PDP是一种使用气体放电期间产生的从等离子发出的光，以显示字符和图形的显示装置。预定电压施加到装配在该PDP放电区域中的两个不同类型的电极上，从而在电极之间产生等离子放电；并且，等离子放电期间产生的紫外线激发放电单元表面上以预定图案形成的磷光层，由此产生图像的显示。
几种不同种类的PDP包括AC PDP、DC PDP、以及混合PDP。图8是传统AC型PDP放电单元的部分分解透视图。参考图8，传统PDP 100包括下基板111和在下基板111上形成的各种元件，以及上基板113和其上形成的各种元件。对于下基板111来说，在下基板111相对于上基板113的表面上形成多个地址电极115。在下基板111上形成介电层119，覆盖所述地址电极111，并且在介电层119上形成多个阻挡肋123。阻挡肋123保持放电距离且防止串扰。在阻挡肋123暴露的内表面上形成磷光层125。
上基板113相对于下基板111设置，其间具有预定的间隙。在上基板113相对于下基板111的表面上形成多个放电维持电极117。放电维持电极117的长轴基本垂直于地址电极115的长轴。此外，在上基板113上形成介电层121，覆盖所述放电维持电极117，并且在介电层121上形成保护层127。MgO通常用于保护层127。MgO不仅是透明的以允许可见光轻易地透过其传送，而且具有极好的介电层保护和二次电子发射特性。
MgO保护层是薄的透明层，其具有溅射电阻(sputtering resistance)特性，由此使放电期间的放电气体离子轰击的影响最小化，所述放电产生于PDP工作期间。因而，MgO保护层保护介电层不受离子碰撞，且起到通过二次电子发射降低放电电压的作用。MgO保护层覆盖PDP的介电层，同时形成为3000-7000的厚度。
可以采用多种方法形成MgO保护层，比如：溅射、电子束淀积、IBAD(离子束辅助淀积)、CVD(化学汽相淀积)和溶胶-凝胶法(sol-gel method)。也采用一种相对较新的方法，称为离子电镀法(ion plating)。
在电子束淀积中，由电场和磁场加速的电子束冲击MgO淀积材料，以使所述淀积材料加热和蒸发。通过这种工艺形成MgO保护层。溅射法允许制造这样的保护层，其可以更加密集地形成，并且与采用电子束淀积形成的保护层相比，其更容易形成结晶取向。然而，在使用溅射法时，保护层的单位成本较高。同样，可以从溶胶-凝胶法中的液体来产生MgO保护层。
离子电镀法已经发展成为上述各种形成MgO保护层方法的替代方法。在离子电镀法中，电离蒸发粒子以形成层。虽然采用离子电镀法形成的MgO保护层的粘附性和结晶度与采用溅射法产生的MgO保护层相类似，但是离子电镀法具有实现约8nm/s的高淀积速度的优点。
也可以使用单晶MgO或烧结MgO(sintered MgO)。在使用单晶MgO的情况下，作为为产生淀积而在熔化期间由冷却速度引起的固溶体限制中差异的结果，很难控制特定掺杂剂的合适数量。因此，通过离子电镀法来制造MgO保护层，该离子电镀法采用的是已经添加了合适数量的特定掺杂剂的烧结MgO。
因为MgO保护层接触放电气体，包含在该保护层中的元件和层特性会很大地影响放电特性。MgO保护层特性在很大程度上取决于淀积期间它的元件和层的形成条件。因此，存在一种迫切的需要以生产出这样的MgO保护层结构，其通过发展能改善预期层特性的最佳保护层淀积条件，来提高PDP的显示品质。
发明内容
在本发明的一个示例性实施例中，等离子显示板包括改善了材料性质和操作特性的MgO保护层。在本发明的另一示例性实施例中，等离子显示板包括改善了MgO保护层操作特性的MgO保护层的最佳结晶取向平面。
在一个示例性实施例中，PDP包括其间具有预定间距且彼此相对的第一基板和第二基板。该PDP还包括在与第二基板相对的第一基板表面上形成的第一电极，和在与第一基板相对的第二基板表面上形成的第二电极。第一电极的长轴与第二电极的长轴相交。该PDP中还包括介电层。一个介电层形成为覆盖第一基板上地第一电极，另一介电层形成为覆盖第二基板上的第二电极。PDP进一步包括MgO保护层，其形成为覆盖第一基板上的介电层。通过混合(111)平面和(110)平面来最佳化MgO保护层的结晶取向平面。另外，可以根据MgO保护层的晶粒(grain)尺寸确定(111)平面和(110)平面的混合比。
在本发明的一个示例性实施例中，如果MgO保护层的晶粒尺寸在约50nm至约100nm的范围内，(111)平面和(110)平面可以按照(5.5-6.5)∶(3.5-4.5)的比率混合。
在本发明的另一示例性实施例中，如果MgO保护层的晶粒尺寸为约100nm至约150nm，(111)平面和(110)平面按照(4.5-5.5)∶(4.5-5.5)的比率混和。
在本发明的另一示例性实施例中，如果MgO保护层的晶粒尺寸在约150nm至约200nm的范围内，(111)平面和(110)平面可以按照(3.0-4.0)∶(6.0-7.0)的比率混和。
在本发明的又一示例性实施例中，如果MgO保护层的晶粒尺寸在约200nm至约250nm的范围内，(111)平面和(110)平面可以按照(2.5-3.5)∶(6.5-7.5)的比率混和。
在本发明的另一示例性实施例中，如果MgO保护层的晶粒尺寸在约250nm至约350nm的范围内，(111)平面和(110)平面可以按照(1.5-2.5)∶(7.5-8.5)的比率混合。
优选地，MgO保护层具有柱状晶体结构。
此外，通过分别控制氢和氧的分压比(partial pressure ratio)来设置MgO保护层的晶粒尺寸。
附图说明
附图与说明书一起用于说明本发明的示例性实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
图1是根据本发明一个示例性实施例的PDP上基板的透视图；
图2是根据本发明一个示例性实施例的MgO淀积工艺的示意图；
图3是根据本发明第一实施例的MgO保护层表面的照片，其中使用扫描电子显微镜(以下简称“SEM”)拍摄该照片；
图4是根据本发明第二实施例的MgO保护层表面的照片，其中使用SEM拍摄该照片；
图5是根据本发明第三实施例的MgO保护层表面的照片，其中使用SEM拍摄该照片；
图6是根据本发明第四实施例的MgO保护层表面的照片，其中使用SEM拍摄该照片；
图7是根据本发明第五实施例的MgO保护层表面的照片，其中使用SEM拍摄该照片；
图8是传统AC型PDP放电单元的部分分解透视图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
图1是根据本发明示例性实施例的等离子显示板(PDP)上基板的透视图。在图1中，只留下PDP的上部以供观看。
在图1中，表示了上基板13和其上形成的元件。具体地，在该上基板13的一个表面上形成多个电极17、介电层21以及保护层27(按照这个顺序)。为了更好的观察，翻转上基板13以便显示其上形成这些元件的一侧。虽然图1中未显示，在下基板相对于上基板13的表面上形成其长轴基本垂直于电极17长轴的多个不同的电极、覆盖所述电极的介电层、以及在该介电层上形成的阻挡肋。在所述阻挡肋之间淀积磷光层。
沿着上基板和下基板的相对表面的边缘淀积玻璃料(frit)，以封闭上基板和下基板。然后将诸如Ne或Xe的放电气体注入到上基板和下基板之间，由此完成PDP。
在根据如上所述的本发明示例性实施例的PDP中，从电极接收驱动电压，由此在电极之间产生寻址放电(address discharge)，并在介电层中形成壁充电(wall charge)。此外，在由寻址放电选定的放电单元中，通过交替施加到电极上的AC信号而在形成于上基板上的一对电极之间实现维持放电(sustain discharge)。因此，当受到AC信号激发时，包含在具有一个或多个放电单元的放电区中的放电气体产生紫外线。紫外线激发形成于各个放电单元表面上的磷光层的磷光体，由此产生图像的显示。
图2是根据本发明的示例性实施例、采用MgO颗粒形成MgO保护层的工艺示意图，表示了电子束淀积的一个实例，其中，在基板上顺序形成电极和介电层之后，在基板上形成MgO保护层。
在根据本发明示例性实施例的工艺中，通过电场和磁场加速的电子束冲击淀积材料，以加热和蒸发所述淀积材料，由此形成保护层。电子束的能量集中在材料的表面上，由此产生高速且高纯度的淀积。值得注意的是，图2仅显示了形成保护层的工艺的一个实例，本发明不限于所显示和描述的工艺。
在图2所示的MgO保护层27的层形成过程中，基板13在处理过程中通过滚轴35移动，从一点开始到另一点结束。在该图中，基板13从左向右移动。基板13首先装入到淀积室进口23中。在淀积MgO保护层27之后，基板13移出到淀积室出口25。如果基板13存在任何问题，则基板13可以从淀积室进口23卸出。由于在淀积室20中必须形成真空，因此设置真空泵(未显示)，其从淀积室20中连续不断地进行空气排空。同时，利用一对可以打开和关闭淀积室20的闸门(shutter)33，将淀积室20的内部与其外部隔离。采用电子枪31以产生电场和磁场。电子枪31发出的电子束轰击MgO颗粒24，其位于淀积室20的下部区域且用作淀积材料，从而在位于MgO颗粒24上方的基板13上淀积MgO。通过氢和氧的供应来控制淀积室20的内部气氛(interior atmosphere)，以改变氢和氧的分压比。由于MgO颗粒24会由于离子碰撞而过热，因而提供冷却装置29，使得MgO保护层27在进行冷却操作时被淀积。
PDP中的保护层会接触放电气体。因此包含在保护层中的元件和层的特性会极大地影响放电特性。特别是，MgO保护层影响放电延迟时间。下面将描述放电延迟时间。驱动电压通过扫描电极而被施加到PDP的时间称为扫描时间。尽管放电发生在扫描时间期间内，实际上，放电在施加驱动电压的瞬间不会立即产生，而会延迟。这被称为放电延迟时间。放电延迟时间分为形成延迟时间和统计延迟时间。
在本发明中，通过改变淀积条件来调整用于PDP的MgO保护层的结晶取向平面，并且测量所得的放电延迟时间。这样做试图确定结晶取向平面以产生最短的放电延迟时间。为了在本发明中产生这种效果，改变氢和氧的分压比以淀积所述MgO保护层，并观测结晶取向平面中的变化。当改变氢和氧的分压比以获得表1中列出的结晶取向平面时，淀积根据本发明示例性实施例的MgO保护层。表1中也显示了相应的统计延迟时间。
[表1]