电介质层、其形成方法和包括电介质层的等离子体显示板的制作方法

专利名称：电介质层、其形成方法和包括电介质层的等离子体显示板的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及等离子体显示板(PDP)的电介质层，具体地说涉 及包括有机材料的电介质层、形成该电介质层的方法和包括该电介质 层的等离子体显示板。
背景技术：
等离子体显示板(PDP)利用可见射线来显示期望的图像，其中通 过在两个上面形成了多个电极的基板之间密封放电气体并施加放电 电压以产生真空紫外线，并且激励上面按照预定图案形成真空紫外线 的荧光体来产生该可见射线。由于PDP轻薄的结构，PDP被看作是 下一代显示装置。通过向电极施加高频电压，将无活性(inactive)的放电气体转换为等离子体状态，由此产生激励荧光体的真空紫外线，由此形成图像。 等离子体状态包括通过离子化无活性的气体而带电的微粒；但是，电极可能被带电微粒损坏。因此形成电介质层来包围电极，以防 止带电微粒和电极之间的沖撞。传统的电介质层是通过在放电电极上沉积无机材料来形成的。但 是，如果在放电电极中形成开口部分，则很难在该开口部分的内表面 上沉积无机材料，即4吏该无机材料沉积在该开口部分的内表面上也难 以均匀地沉积该无机材料。此外，必须对由无机材料形成的电介质层执行高温塑化过程，因此包含该电介质层的PDP的基板只能由可以耐受高温的玻璃来形成。 由此很难制造轻而且柔性的等离子体显示板。发明内容本发明提供一种可以涂敷电极而不管电极的形状如何、而且可以 利用低温工艺来形成的电介质层，还提供形成这种电介质层的方法。本发明还提供一种可靠性得到改善并且可以更为容易地制造的 等离子体显示板。按照本发明的一个方面，提供一种等离子体显示板的电介质层， 该电介质层被形成在放电电极上并且包括有机材料。该等离子体显示板的电介质层限制放电电流以保持辉光放电，通 过累积壁电荷来减小存储器性能和电压，并且保护电极免于与带电微 粒碰撞。该有机材料可以用聚酰亚胺、聚丙烯(polyacryl)、尿素、黑色素 或环氧树脂形成。而且，由于在等离子体显示板的放电期间内部温度 增加到大约150。C,因此具有至少为150°C的玻璃化温度Tg的有机 材料可以具有更大的热稳定性。按照本发明的另 一个方面，提供一种利用电沉积涂敷方法在放电 电极上形成等离子体显示板的电介质层的方法。该电沉积涂敷方法按照与电镀相同的方式将有机材料电沉积在 将要电沉积的材料上。电沉积涂敷方法可以包括通过混合反作用剂 (counter-agent)与有机材料形成用于电沉积的合成物；将放电电极和 面对该放电电极的对电极浸入该合成物；分别向放电电极和对电极施 加电压；以及在放电电极上电沉积该有机材料。当通过混合反作用剂与有机材料来形成用于电沉积的合成物时， 用于电沉积的合成物可以通过在溶液中混合按照重量来算的 0.001-4.000份有机材料和按照重量来算的0.001-4.000份的反作用剂 而形成。有机材料可以是从聚酰亚胺、聚丙烯、尿素、黑色素和环氧树脂 中选择的一种。反作用剂对有机材料临时充电并且可以是丙烯(acryl)。该方法还可以包括硬化电沉积的有机材料。该硬化可以在 50-250。C范围内的温度下执行至少一次。按照本发明的另一方面，提供一种等离子体显示板，包括彼此 分离的第一和第二基板；被施加了预定电压以便在第一和第二基板之 间的放电空间内产生放电的多个放电电极；形成为覆盖放电电极并包 括有机材料的电介质层；以及位于放电空间中的荧光体层。有机材料可以是从聚酰亚胺、聚丙烯、尿素、黑色素和环氧树脂 中选择的一种。放电电极可以包括维持(sustain)放电电极对，它们相互平行地布 置在第一基板上并沿着第一方向延伸，而且电介质层可以形成在第一 基板上以覆盖维持放电电极对。放电电极可以包括设置在第一和第二 基板之间的维持放电电极对，而且电介质层可以形成在该维持放电电 极对上。在此，如果在每个维持放电电极中形成开口部分，则电介质 层可以形成为涂敷每个维持放电电极的开口部分的内表面。放电电极 可以包括沿着第二方向延伸的寻址电极，该寻址电极被施加了电压以 产生寻址放电，而且形成电介质层该覆盖该寻址电极。


通过下面参照附图对本发明示例性实施例的详细说明，本发明的 上述和其它特征及优点将更为明显，在附图中图1是示出按照本发明实施例形成等离子体显示板的电介质层 的电沉积装置的示意图；图2和图3是示出图l所示的电沉积装置的阳极和阴极中发生的 电化学反应的示意图；图4是示出按照本发明实施例的等离子体显示板的截面透视图；图5是示出按照本发明另一实施例的等离子体显示板的部分切开透视图；图6是示出按照本发明实施例的图5所示等离子体显示板的维持 放电电极对的扩大透视图；图7是示出按照本发明实施例的图5所示等离子体显示板的截面图；图8和图9是分别示出形成电介质层之前和形成电介质层之后的 图4的等离子体显示板的照片；图IO和图ll是分别示出形成电介质层之前和形成电介质层之后 的图5的等离子体显示板的照片。
具体实施方式
下面参照示出本发明示例性实施例的附图更完整地描述本发明。 <制造用于电沉积的合成物>按照重量来算的0.001-4.000份聚酰亚胺(l)和按照重量来算的 0.001-4.000份的丙烯(2)添加到按照重量来算的15至40份的N -甲基 吡咯烷酮(NMP)与环己酮(CHN)的混合物以及60份或更多的水中，以 形成用于电沉积的合成物，其中丙烯是反作用剂。因此如下面的公式1所表示的，聚酰亚胺(1)和丙烯(2)以及水相 互反应，并由此形成用于电沉积的可溶于水的合成物(3)。用于电沉积 的可溶于水的合成物(3)的微粒大小控制为从0.01nm到0.2nm。[公式1COOH COOH COO N關1 COO NR:iH'COOH ~"" COO—NR3H+ (1) (2) (3)在公式1中，R是包含碳(C)、氧(O)和氢(H)的功能团。 <电沉积过程>图1是示出按照本发明实施例形成等离子体显示板(PDP)的电介 质层的电沉积装置的示意图。参照图1所示的电沉积装置，电源、电 流计和电压计彼此连接。电源与电流计和电压计中每一个都连接，电源的负极与对应于图 1的阴极的放电电极连接，电源的正极与对应于图1的阳极的对电极 连接。具体地说，电源的正极与电流计的正极连接，电流计的负极与电 压计的正极连接，电压计的负极与对应于图1的阳极的放电电极连接。 放电电极用作等离子体显示板的维持放电电极，并由此可以由铜(Cu)、铝(Al)或银(Ag)形成。对电极面对放电电极，并且可以由比放 电电极的活性低的金属形成，如不锈钢(SUS， steel use stainless)。在 本发明当前的实施例中，用带正电(positively-charaged)的聚酰亚胺作 为电沉积的合成物以连接放电电极和阴极，但是本发明不限于此，放 电电极可以根据有机材料和反作用剂的类型而连接到阳极。而且，电沉积装置包括充满用于电沉积的合成物的电镀槽。放电 电极和对电极浸入槽中的用于电沉积的合成物中。这种浸入是利用电 动机来执行的。图2和图3是示出图l所示的电沉积装置的阳极和阴极中发生的 电化学反应的示意图。参照图2和图3，聚酰亚胺在阴极(-)的放电电 极的表面上析出。详细地说，按照公式2和公式3，向水(1120)加入电 子(e)以便在放电电极的表面上形成氢气(H2)和氢氧离子(OH-)。由此水 呈碱性，氢氧离子(OH-)结合到带正电的聚酰亚胺(l)，由此聚酰亚胺 (2)在放电电极上析出并形成水(1120)。[公式24H20+4e—2H2T+40H[公式3]Ri Ri 4Rs」NH +40H ^4Rs^N + 4H20在公式3中，Rp R2、 R3是含有碳(C)、氧(O)和氢(H)的功能团。 而且，根据下面的公式4和公式5，阳极(+)即对电极的表面从水 (H20)中产生氧气(02)和氢离子(H+)以及电子(e)，由此具有酸性，并且带负电的丙烯与氢离子(H+)反应。 [公式42H20—02T+4H++4e [公式54RCOO+4H+—4RCOOH在公式5中，R是含有碳(C)、氧(O)和氢(H)的功能团。如上所述，在聚酰亚胺电沉积在放电电极上之后，将聚酰亚胺硬 化并由此形成电介质层。具体来说，该硬化首先在初级硬化过程中以 大约卯。C进行大约IO分钟，然后在另一个硬化过程中以大约200°C 再进行大约30分钟。因此，由于在放电电极上形成了由有机材料形成的电介质层，因 此可以用相对于利用高温塑化过程形成的无机材料的电介质层来说 比较低的温度过程形成该电介质层。此外，该电介质层可以形成为包 围放电电极而不管放电电极的形状如何。图4是示出按照本发明实施例的等离子体显示板100的截面透视图。参照图4，等离子体显示板100是三电极表面放电结构的等离子 体显示板。等离子体显示板100包括第一和第二基板101和115，以 及设置在第一和第二基板101、 105之间以限定多个放电单元的栅栏 凸棱(barrier rib)114。栅栏凸棱114在此是条状的，但是本发明不限 于此，栅栏凸棱114还可以是各种其它形状，如矩阵或蜂窝。而且，形成彼此平行地设置在第一基板101上并沿着第一方向延 伸的维持放电电极对106、 107,向该维持放电电极对施加预定电压以 在放电单元内产生维持放电。覆盖维持放电电极对106、 107的上电 介质层109以及覆盖上电介质层109的保护层111也形成在等离子体 显示板100中。上电极层109由可以带正电的第一有机材料形成，如聚酰亚胺、 聚丙烯、尿素、黑色素或环氧树脂。例如，形成在第一基板101上的 维持放电电极对106、 107可以连接到电沉积装置的阴极，面对维持放电电极对106、 107的对电极可以连接到电沉积装置的阳极，然后 将维持放电电极对106、 107和对电极浸入用于电沉积的合成物中， 在该合成物中聚酰亚胺和丙烯混合在溶剂中，并且向阳极和阴极施加 预定的电压，由此可以在第一基板101上形成由聚酰亚胺形成的覆盖 维持放电电极对106、 107的上维持电介质层109。而且，等离子体显示板100在第二基板115上包括沿着第二方 向延伸以跨越维持放电电极对106、 107的寻址电极117、覆盖寻址电 极117的下电介质层113、以及形成在下电介质层113的上表面和栅 栏凸棱114的侧面上的荧光体层110。下电介质层113也由可以带正 电的第二有机材料形成，如聚酰亚胺、聚丙烯、尿素、黑色素或环氧 树脂。例如，当形成在第二基板115上的寻址电极117与阴极连接而 对电极与阳极连接，然后寻址电极117和对电极浸入其中聚酰亚胺和加预定电压时，由聚酰亚胺形成的下电介质层113可以形成在第二基 板115上以覆盖寻址电极117。当采用上述电沉积涂敷方法将有机材料电沉积在维持放电电极 对106、 107和寻址电极117上之后，石更化诸如聚酰亚胺的有机材料 以形成上电介质层109和下电介质层113。该石更化过禾呈可以通过至少 一次加热到大约50到大约250°C的温度来执行。在本发明的当前实施例中，上电介质层109和下电介质层113 由具有低介电率(dielectric rate)和比无机材料高的电介质耐压的有机 材料形成，由此上电介质层109和下电介质层113的厚度可以形成得 比较薄，以具有较大的放电空间。典型地，由无机材料形成的电介质 层被形成为具有30nm的厚度，但是按照本发明当前实施例的上电介度。而且，上电介质层109和下电介质层113可以通过在大约250°C 或更低的相对比较低的温度下硬化来形成，由此等离子体显示板100 的第一和第二基板IOI、 115可以由陶瓷形成。图5是示出按照本发明另一实施例的等离子体显示板的部分切开透视图；图6是示出按照本发明实施例的图5所示等离子体显示板 的维持放电电极对的扩大透视图；图7是示出按照本发明实施例的图 5所示等离子体显示板的截面图。参照图5，该等离子体显示板包括彼此分离预定间隔的第一和第 二基板110、 120。多个维持放电电极对130包含在第一和第二基板 110、 120之间，而且维持放电电极对130包括在垂直方向上彼此平行 布置的第一维持放电电极131和第二维持放电电极135。而且，第一维持放电电极131和第二维持放电电极135分别与第 三基板150的前表面和后表面接触。第三基板150可以由诸如聚酰亚 胺或陶瓷的绝缘膜形成。同时，第一和第二维持放电电极131、 135分别包括多个圆形的 开口部分，该开口部分可以布置成"Z"字形，但是本发明不限于此。 而且，尽管该开口部分在当前实施例中示出是圆形的，其形状不限于 此，也可以是多边形。维持放电电极对130可以由具有优异电导率的金属形成，如铜 (Cu)，以最小化热辐射损失。第一和第二维持放电电极131、 135可 以通过在第三基板150的前表面和后表面上形成具有预定厚度的金属 基板并蚀刻该金属基板来形成。而且，维持放电电极对130被上电介质层140包围。第一和第二 维持放电电极131、 135分别形成为与第三基板150的前表面和后表 面相邻，由此第一和第二上电介质层141、 145形成在除第一和第二 维持放电电极131、 135与第三基板150相邻的表面之外的表面上。 在当前实施例中，具体地说，第一和第二维持放电电极131、 135包 括圆形开口部分，由此上电介质层140也形成在该圆形开口部分内部。上电介质层140由有机材料形成，如聚酰亚胺、聚丙烯、尿素、 黑色素和环氧树脂。使用参照图1和图2描述的电沉积涂敷方法在维持放电电极对 130上形成上电介质层140。详细地说，用于电沉积的合成物是通过 临时对有机材料充电来制造的，诸如维持放电电极对130的经过电沉积的材料浸入该用于电沉积的合成物中，并且向该材料加电以便通过 经过电沉积的材料与带电有机材料的电化学反应来对经过电沉积的 材料涂上该有机材料。例如，为了制备出用于电沉积的合成物，可以 用聚酰亚胺作为该有机材料，可以用丙烯作为反作用剂，由铜制成并形成在第三基板150的前表面和后表面上的第一和第二维持放电电极 131和135、以及面对维持放电电极对130的对电极都浸入该用于电 沉积的合成物中。维持放电电极对130与电沉积装置的阴极连接，对 电极与电沉积装置的阳极连接并被施加预定电压，由此上电介质层 140形成在维持放电电极对130的暴露在用于电沉积的合成物中的表 面上。在此，第一上电介质层141和第二上电介质层145形成为分别 具有大约3到大约lOOpm的厚度。如果利用典型的沉积方法在第一和第二放电电极131、 135上形 成电介质层，则电介质层没有形成在开口部分内部或者难以形成具有 均匀厚度的电介质层。但是，采用参照图l和图2描述的电沉积涂敷 方法，并且通过对维持放电电极对130施加预定电流，使电化学反应 进入开口部分内部，可以在维持放电电极对130的暴露在用于电沉积 的合成物中的表面上形成上电介质层140，也就是说与电极的形状无 关。由此，上电介质层140阻挡了第一维持放电电极131之间或第二 维持放电电极135之间的直接电传导，并防止维持放电电极对130由 于与参与放电的带电微粒碰撞而被损坏。通过在第一和第二维持放电电极131、 135的相应位置上形成的 开口部分来形成多个放电空间。在当前实施例中，第一和第二维持放 电电极131、 135的开口部分排成"Z"字形，由此由这些开口部分限定 的放电空间也布置成"Z"字形。寻址电极170布置在第二基板120上，而且下电介质层180形成 为覆盖寻址电极170。为每个放电空间设置一个寻址电极170。下电 介质层180可以使用上述电沉积涂敷方法由有机材料形成。该有机材 料的例子是聚酰亚胺、聚丙烯、尿素、黑色素和环氧树脂。对应于并且分割放电空间的栅栏凸棱160形成在下电介质层180 上，第二上电介质层145形成在栅栏凸棱160上。荧光体层190涂敷在栅栏凸棱160和下电介质层180上。荧光体 层l卯可以包括不同颜色的荧光体层以实现全彩色显示装置。例如， 当彩色图像是用3种基色的光，红、缘、蓝来实现时，荧光体交替地 涂敷在放电空间内。根据所涂敷的荧光体的类型，从每个放电空间发 射出红、绿或蓝的单色光，并形成一幅彩色图像。而且，包含氙(Xe)、氦(He)等等的放电气体注入放电空间内。图7是放电单元的截面视图，第二维持放电电极135、第三基板 150和第一维持放电电极131沿着垂直方向堆叠在栅栏凸棱160上， 而且上电介质层140包围维持放电电极对130。下面参照图7描述按照本发明实施例用于驱动等离子体显示板 的方法。参照图7,通过向任意寻址电极170和任意第二维持放电电极135 施加交流电，形成可以在放电空间中产生放电的预定电场，并由此产 生寻址放电。由于寻址放电在所选择的放电空间中累积壁电荷，由此 在所选择的放电空间和未被选择的放电空间之间产生内电压差。然 后，当在第一和第二维持放电电极131、 135上交替施加临界电压时， 通过放电气体的离子化形成的带电微粒沿着第一和第二维持放电电 极131、 135之间的放电路径移动，由此产生维持放电。该维持放电 以环状弧形(looped curve)沿着垂直方向穿过限定放电空间的维持放 电电极对130的横向表面而产生。在此方面，维持放电电极对130的 橫向表面变成放电表面。填充入放电空间内的放电气体通过与沿着放 电路径移动的带电微粒碰撞而得到激励，并降到基态，由此产生对应 于该能量差的紫外线。所产生的紫外线通过荧光体层190转换为可见 光，该可见光投射到第一基板110上，由此产生图像。在当前实施例中，示出采用三类电极如第一和第二维持放电电极 131、 135和寻址电极170的等离子体显示板，但不限于此，也可以实 现第一和第二维持放电电极131、 135彼此垂直交叉但没有寻址电极的等离子体显示板。图8和图9是分别示出形成上电介质层109和下 电介质层113之前和之后的图4的等离子体显示板的照片。图8是表面放电等离子体显示板的第一基板101的照片，其中形 成条紋状的维持放电电极对106、 107。参照图9，可以看出通过用电 沉积涂敷方法在第一基板101上形成由聚酰亚胺制成的上电介质层 109，该上电介质层109可以形成为均匀地覆盖维持放电电极对106、 107。图10和图11是分别示出形成上电介质层140之前和之后的图5 的等离子体显示板的照片。图io的照片示出维持放电电极对130的 横截面，其中形成图5所示的圆形开口部分。图11示出用参照图1 和图2描述的电沉积涂敷方法由聚酰亚胺形成的经过涂敷的上电介质 层10的横截面，该上电介质层10包围包括圆形开口部分的维持放电 电极对130。具体地说，上电介质层140以均匀的厚度形成在维持放 电电极对130的开口部分中。因此，本发明提供一种通过本发明的电沉积涂敷方法用有机材料 形成等离子体显示板中的电介质层的方法。根据本发明，电介质层可 以形成为可以覆盖整个电极而不管电极形状如何。如上所述，本发明提供等离子体显示板的电介质层，其中该电介 质层由具有比无机材料更高的介电常数的有机材料形成。因此，电介 质层可以比较小的厚度覆盖放电电极。这使得放电空间最大化，并由 此提高了等离子体显示板的亮度和发光效率。而且，由有机材料形成的电介质层可以用较低的温度硬化过程来 形成。因此，该制造过程得到简化，而且等离子体显示板的基板可以 由陶资形成。此外，根据本发明，有机材料被临时充电而且对电极施加预定电 压，由此可以在放电电极上通过有机材料和该电极之间的电化学反应 形成不管放电电极形状如何都可以覆盖整个放电电极的电介质层。包括按照本发明的电介质层的等离子体显示板不管放电电极形 状如何都可以形成覆盖放电电极的电介质层，并且可以提高等离子体显示板的亮度和发光效率，由此提高等离子体显示板的可靠性。而且， 制造成本可以通过低温硬化过程而降低，通过采用陶瓷可以更为容易 地制造等离子体显示板。虽然参照示例性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域的 技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神 和范围的条件下，可以进行形式和细节上的各种改动。
权利要求
1.一种等离子体显示板的电介质层，其中该电介质层被形成在放电电极上，并且该电介质层包括有机材料。
2. 根据权利要求1所述的电介质层，其中所述有机材料是从聚 酰亚胺、聚丙烯、尿素、黑色素和环氧树脂中选择的一种。
3. 根据权利要求1所述的电介质层，其中所述有机材料的玻璃 化温度Tg至少为150。C。
4. 一种利用电沉积涂敷方法在放电电极上形成等离子体显示板 的电介质层的方法。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述电沉积涂敷方法包括 通过混合反作用剂与有机材料形成用于电沉积的合成物； 将该放电电极和面对该放电电极的对电极浸入该合成物； 分别向该放电电极和该对电极施加电压；以及 在该放电电极上电沉积该有机材料。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中通过在溶液中混合按照重 量来算的0.001-4.000份的有机材料和按照重量来算的0.001-4.000份 的反作用剂来形成所述用于电沉积的合成物。
7. 根据权利要求5所述的方法，其中所述有机材料是从聚酰亚 胺、聚丙烯、尿素、黑色素和环氧树脂中选择的一种。
8. 根据权利要求5所述的方法，其中所述反作用剂是丙烯。
9. 根据权利要求5所述的方法，还包括使电沉积的有机材料硬化。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述硬化是在50-250°C 的范围内的温度下执行的。
11. 一种等离子体显示板，包括 彼此分离的第 一和第二基板；被施加了预定电压以便在第一和第二基板之间的放电空间内产 生放电的多个放电电极；铌固体电解电容器及其制造方法技术领域本发明涉及铌固体电解电容器及其制造方法。
技术背景铌与作为现有的固体电解电容器材料的钽相比，介电常数约大1.8 倍，因此作为次世代的高电容固体电解电容器的材料被关注。但是，在将固体电解电容器表面实装在基板时，在重熔(reflow) 工序中暴露在高温中。此时，存在由氧化铌构成的电介质层中的氧的 一部分扩散至阳极，电介质层的厚度减少，进而电介质层中产生缺陷 的情况。其结果，在电介质层中容易产生漏电流。以减少这样的漏电流为目的，提出将由铌或铌合金构成的阳极在 含有氟离子的水溶液中进行阳极氧化之后，在含有磷酸离子或硫酸离 子的水溶液中再次进行阳极氧化的方法(日本特开2005 — 252224号公 报)。根据这样的方法，能够某种程度地减少漏电流，但是希望能够进 一步减少漏电流。另一方面，在日本特开平11一329902号公报中，提出在部件实装 铌固体电解电容器时的重熔工序的前后，为了使静电电容的变化减少， 对阳极进行氮化处理的方法。发明内容本发明的目的在于提供一种铌固体电解电容器及其制造方法，能 够减少由重熔工序等的热处理产生的漏电流。本发明的铌固体电解电容器的特征在于，具有由铌或铌合金构成 的阳极；在阳极表面形成的电介质层；和在电介质层上形成的阴极， 其中，在电介质层中含有氮和氟。在本发明中，因为在电介质层中含有氮和氟，所以能够抑制在电 介质层内部产生缺陷，此外，能够抑制在重熔工序等的热处理时，电
全文摘要
公开了一种等离子体显示板的电介质层、形成该电介质层的方法、以及包含该电介质层的等离子体显示板，该电介质层可以涂敷放电电极而不管该放电电极形状如何，并且可用低温工艺制造。由此，该电介质层包括有机材料，并且使用电沉积涂敷方法制造该电介质层。
文档编号H01J17/02GK101226865SQ20071014833
公开日2008年7月23日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年1月16日
发明者崔祐硕, 李镇宇, 金银熙 申请人:三星Techwin株式会社