专利名称：用于pdp的保护层材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种在等离子体显示面板的前部a中使用的MgO保护 层材料及其制备方法，更具体而言，本发明涉及一种形成等离子体显示 面板的保护层的方法，该方法使用同时掺杂碱土金属2族中BeO和/或CaO 的第一掺杂材料和选自Sc203、 Sb203，、 Er203、站0203和丸1203的笫二捧杂材 料的MgO賴粒(pellet)，经过薄膜形成法例如电子束蒸发、离子电镀法、 或我射来完成，其中第一掺杂材料和笫二掺杂材料分别掺入50ppm至 8000ppm,背景技术PDP是一种平面显示面板，并且由于其良好的困象质量和薄而轻的特 征，经常用在超过40英寸的宽显示装置中。PDP包括在前部^jfeL上形成 的多个陣壤、在背部JMl上形成的多个地址电极、以及在前部基fel上形 成的多个维持电极，其中象素在地址电极和地址电极的交叉区域形成从 而生成困像.图i中示意性地鹛示了这种PDP的结构。由玻璃或金jys^制备的前部JMl 10涂袭遶明介电层20，并且在背部基fel 80或背部介电层90上 形成地址电极50.条形陣壁60置于地址电极50之间，而且利用轔光体 涂袭由陣壁限定的空间表面以形成子象素。在由玻璃制备的前部JMl 10 上形成多个维持电极和扫描电极。形成上部介电层20 iML益维持电极40 和扫描电极，并且MgO保护层30袭盖上部介电层20。当前部基板10与 背部基K SO连接时，在^ijfel之间形成由陣壁60隔离的多个象素空间， 这些被隔离的空间泉满放电气体，例如稀有气体Ne和Xe，或Ne、 He和 Xe,并且在一定的压力下密封.
如果向维持电极40和地址电极50施加驱动电压，由于辉光放电在 空间内产生等离子体.如果向维持电极和扫描电极施加维持电压，则在放电单元中的维持电极之间产生辉it^电，在放电单元内产生壁电压. 在这种情况下，涂袭在放电单元的側壁和底表面上的鳞光体通过等离子 体产生的真空紫外线^L从而产生红、绿和蓝可见光线.MgO保护层引起辉先故电中的次级电子发射和外电子发射，从而降低 放电电压并且改善放电延迟。因此，从PDP4LH的早期阶段，MgO保护层 就被用作电子发射层。然而为了降低PDP的能耗，应当进一步提高次级 电子发射系数以降傲故电起始电压。另外，为了降低单扫描驱动所需的 部件的成本，应当进一步改善由外电子发射的改进特征引起的放电延迟。已经提出了一些通过使用氣化物掺杂来改进次级电子发射系数的方 法。具体来说，该方法是通过控制缺陷能级和MgO使用的掺杂元素浓度 来正向调整MgO的电子发射特性.已知Auger中和导致了从MgO表面的 次级电子发射，这在困2中已经示出。当通过PDP放电产生的离子到达 MgO的表面时，MgO的氣离子的2P电子轨道中的电子由于暖道效应引起 与离子的中和.此时产生的能重^L传送到价带内存在的电子，从而向外 发射电子。放电气体的亚穗态能量、光子能童、以及壁电荷的电场提供 次级电子发射需要的能量，又提供放电气体的电离能量。因此，为了利 用在PDP放电中产生的各种能重源来发射电子，在MgO的带隙中的缺陷 能圾是必须的，从而容易地发射电子。通过增加掺杂元素来改进电子发射的方法公开在日本专利申请2003- 00331163和2003-00335271 、韩国专利申请2004-0037268 、2004- 0108075和2005-0061426、以及美国专利申请2006-0145614中。 日本专利公开2005-123172提出的一种MgO材料，该材料使用至少一种选自Si、 Ge、 C和Sn的元素以及至少一种选自元素周期表中笫四、 第五、第六和第七族元素的元素作为掺杂元素。至少一种选自Si、 Ge、 C 和Sn的元素的各自泉良为20ppm重量~ 8000ppm重量，而至少一种选自 元素周期表中笫四、第五、笫六和第七族元素的元素的各自浓度为10ppm 重量 10M0ppm重量.
日本专利公开2005-123173提出的MgO材料包含碳化镁，例如MgC2、 Mg2C3或Mg，C4。 >^4^镞的浓度范围为50ppm重量 7000ppm重重。韩国专利申请2005-0061426提供了一种掺杂Si的保护层.该复合 物的特征在于放电延迟最小化.在这种情况下，杂质的含量被限制为不 超过50ppm的Ca、不超过250ppm的Al、不超过5ppm的Ni、不超过5ppm 的Na以及不超过5ppm的K,韩国专利申请2004-0037268提供了一种MgO保护层材料，使用的掺 杂刺包括Ca、 Al、 Fe和Si.由于它们彼此之间的相互作用，这些捧杂剂 使得PDP放电延迟时间最小化，该申请还公开了含有100~ 300ppm的Ca、 60-90ppm的Al、 60-90ppm的Fe、 40 ~ 100ppm的Si的复合物。韩国专利申请2004-0108075提供了一种MgO复合物，该复合物由至 少一种选自稀土元素的元素以及选自Al、 Ca和Si的一种或多种元素組 成.该复合物由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组成。另外， 该复合物含有由Mn、 Na、 K、 Cr、 Fe、 Zn、 Bi、 Ni以及Zr组成的杂质， 其中每1克MgO不超过50ppm的Mn、每1克MgO不超过30ppm的Na、每 1克MgO不超过30ppm的K、每1克MgO不超过10ppm的Cr、以及每1克 MgO不超过20ppm的Fe.美国专利申请2006-0145614提供了掺杂Sc、 Ca、和Si的MgO复合 物.该专利公开了如果Sc的含童为50ppm- 2000卯m、 Ca的含量为 100ppm~ 1000ppm、以及Si的tl:为30ppm~ 500ppm时，放电延迟明显 最小化。掺杂MgO的佳月或MgO沉积的气氛条件的调整改进了 MgO层的 特性，因而改进了放电效率并且缩短了放电延迟的时间，这对PDP的性 能有明显的贡献.发明内容因此，本发明已经解决了上4现有技术中出现的问趙，并且保留 现有技术申实现的优点.本发嘴的一个國的是提供一种在MgO带咪的适当位置处形成缺陷能 级的方法。也就是说，为了有效利用放电过程中产生的、在放电过程中
在Mg0表面上或表面内产生的空穴和电子，MgO4t捧杂以形成缺陷能級， 该缺陷能级能够捕获空穴和电子。通过掺杂新元素，在MgO中非圃有地 引起缺陷，从而解决了ll^技术中的问趙以及改进了很久以来要求的Mg0 的电子发射特性。该目的将被详细描述。首先，通过加入第一掺杂材料生成陷阱位(trap site),通过加入 笫二掺杂材料生成电子陷阱位，从而4t供能够改进PDP的jJtSt射效率和 缩敗故电延迟时间的MgO頫粒材料.其次，参照离子的半径和原子价，选择掺杂元素的可溶性.更具体 而言，当Mg离子和掺杂离子之间的半径差小并且Mg离子和掺杂离子的 原子价差大时，MgO中的掺杂元素的可溶性降低。因此，在掺杂剂中具有 大的离子半径差或大的原子价差的材料的情况下，在Mg0层的形成过程 中可溶性太低，使得该材料没有被掺杂而作为第二相被分离出。结果不 能得到掺杂的改进故电特性的效果.通过选择具有髙可溶性的元素，本 发明提供了能够最大化掺杂效果的组分。本发明的另一目的是提供一种制备PDP的方法，其中由于改进的电 子发射特性，提高了放电效率，从而降低了功率消耗。结果，放电延迟 最小化以实现完全HD单扫描PDP。为了达到这些目的，提供一种等离子体显示面板，根据本发明的保 护层和制备该保护层的方法应用在该面板上，其中，在前部JM1的显示 区上形成的多个电极以单扫描駔动方式驱动，并JL故电空间充满Xe气体， 根据本发明，所述面板包括袭益前介电层的保护膜，其中前介电层涂袭 在前部1^L上形成的多个扫描电极，背部^i4l相对于前部基板配置，在 背部基板上形成多个地址电极，背部介电层覆盖地址电极，在背部介电 层上形成陣壁，并且在背部介电层和陣壁上形成轔光层。根据本发明的另一方面，提供了一种含有Mg0的保护层，其包含碱 土金属中BeO和/或CaO的第一掺杂材料和选自Sc203， Sb203， Er203, Mo203 和Al203的第二掺杂材料，加入到MgO中的笫一掺杂材料和笫二掺杂材料 分別为50卯m ~80D0ppm,根据本发明的另一方面，提供了一种形成AC PDP保护层的方法，该 方法包括将Mg(OHh沉积源、选自BeO和CaO或其前体的笫一掺杂材料、 选自SC203， Sb203, Er203， MoA和厶1203或它们的前体的笫二捧杂材料均匀 混合，在模具中挤压混合物以形成顆粒状材料，歉烧该顆粒状材料，烧 结瀕粒状材料以形成用来形成保护层的沉积源的顆粒，并且真空沉积颗 粒以形成保护层，保护层含有不超过30ppm的Fe、不超过50ppm的Al、不超过50ppn 的Si、不超过5ppm的Ni、不超过50ppm的Na以及不超过5ppm的K的 杂质。本发明的保护层通过使用MgO沉积源而形成，其中所述MgO沉积源 含有械土金属中的BeO和/或CaO的第一掺杂材#选自Sc203， Sb203， Er203， Mo203和Al203的第二掺杂材料.沉积源材^Nt过使用含有第一掺杂 材料和笫二掺杂材料的羊晶或多晶MgO而制备.可以使用高纯MgO作为 材料，通过电弧溶融制4h^有第一掺杂材料和第二掺杂材料的单晶MgO， 其可含有不可避免的杂质.可以通过歉烧和烧结工艺形成的顆粒状材料 制M有笫一掺杂材料和笫二捧杂材料的多晶MgO。通过真空沉积例如电子束蒸发、离子电镀、濺射、或化学蒸气 相沉积法，在前部^J板的介电层上形成本发明的保护层，其中用介 电层涂袭多个維持电极。附困说明通过以下结合附困的详细描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中困l是示例性困示等离子体显示面板结构的透视困；困2是描iU^于Auger中和的发射电子it^的示意困；图3是描iiil过比较下列情况下放电效率获得的试验结果的困其中放电气体由Ne和4%的Xe组成，每个面板分别通过使用同时棲杂有BeO和ScA的MgO沉积源、掺杂有BeO的MgO沉积源和未掺杂的MgO沉积源制备；图4是描^t械下列愔况下放电效率获得的微结果的困其中放电气体由Ne和10%的Xe组成，每个面板分别通过使用同时掺杂有 Be0和Sc20s的MgO沉积源、掺杂有Be0的Mg0沉积源和未捧杂的Mg0沉 积源制备；和图5是描迷通过比较下列情况下放电效率获得的#结果的圃其 中放电气体由Ne和10%的Xe组成，每个面板分别通过使用同时掺杂有 Be0和A1A的Mg0沉积源和未掺杂的Mg0沉积源制备。
具体实施方式
在下文中，将麥考附困描述本发明的优选实施方案.在说明书中限 定的内容，例如详细解释的结构和元素，仅仅是帮助那些本领域技术人 员全面理解本发明的详细描述.因此本发明并不限于此.图3困示了本发明的一种实施方案，该困图示了通过比较下列面板 的放电效率获得的试验结果使用Mg0作为沉积源通过电子束沉积法制 得的面板，该Mg0含有作为笫一掺杂材料的Be0和作为第二掺杂材料的 Sc203;使用Mg0作为沉积源通过电子束沉积法制得的面板，该Mg0仅仅 含有作为笫一掺杂材料的Be0;以;SJt过使用MgO作为沉积源形成的保护 层来制备的面板。从困3中了解到通过使用掺杂有笫一掺杂材料Be0的Mg0沉积源 制得的面板的光发射效率比通过^未掺杂的Mg0沉积制备的面板的光 发射效率更高，但是通过使用同时掺杂有作为第一掺杂材料的Be0和作 为笫二掺杂材料的SC203的Mg0沉积源制得的面板的光发射效率得到进一 步増加。第一掺杂材料和笫二掺杂材料分别在Mg0基板内非固有地形成 空穴和电子的缺陷能级，这样有助于改进性能，该试验是在Ne和4。/oXe 的放电气体和30kH的AC放电频率的务泮下测得的。图4困示了当与图3中的其它4Ht相同而放电气体由Ne和10%Xe 的放电气体代替时掺杂元素对放电效率的影响.从图4中可以了解到由 掺杂第一掺杂材料BeO制备的面板的it^射效芈比使用Ne和4%Xe的放 电气体制备的面板的;Jt4i射效率更高。然而，在这种情况下，使用同时 掺杂有笫一棒杂材料BeO和第二掺杂材料SC203制得的面板的光发射效率 得到进一步增加。困5困示了同时掺杂有第一揍杂材料BeO和笫二掺杂材料Al力3制得
的面板的放电效率。结果是通过使用Ne和10%Xe的放电气体获得，从 图5中了解到在同时捧杂BeO掺杂元素以形成空穴和Al203掺杂元素以形 成捕集电子能級的愔况下，放电效率明显増加。通过将本发明的保护层 施加到PDP面板上，放电效率明显增加，从而降低了 PDP的功率消耗并 降低了生产费用.而且，本发明涉;sut过使用在其上形成保护层的前部iljfeL而制备的等离子体显示面板。使用具有保护层的前部M制备PDP的方法在^ 域中;1公知的，因而将不再详细描述。对于以上描述，本发明的保护层由含有BeO或CaO作为笫一掺 杂材料以及Sc203, Sb203, Er203， ]\10203和人1203作为笫二掺杂材料 的MgO组成。包括保护层的面板具有增加的放电效率和缩短的放电 时间的良好放电特性。因此，本发明的保护层可以应用到高分辨率 HD和全HD PDP上。尽管为了示例性的目的描述了本发明的优选实施方案，但是那些本 领域的技术人员应当意识到，在不背离所附权利要求中公开的本发明的 范围和精神的情况下，各种改进、添加和替换也是可能的，
权利要求
1.一种用于AC PDP的保护层，所述保护层使用沉积源经过真空沉积方法形成，所述沉积源包含选自BeO和CaO的至少一种第一掺杂材料以及选自Sc2O3，Sb2O3，Er2O3，Mo2O3和Al2O3的至少一种第二掺杂材料。
2. 如权利要求1所述的保护层，其中将50ppm 8000ppm的笫一掺 杂材料和第二掺杂材料分别加入MgO中。
3. 如权利要求2所述的保护层，其中第一掺杂材料和笫二掺杂材料 分別为500ppm~2000ppm。
4. 如权利要求1 ~ 3中任一項所述的保护层，其中笫一掺杂材料是 BeO，第二掺杂材料是Sc203。
5. 如权利要求1 ~ 3中任一項所述的保护层，其中笫一掺杂材料是 BeO，第二掺杂材料是人1203。
6. 如权利要求1 ~ 3中任一項所述的保护层，其中第一掺杂材料是 CaO，笫二捧杂材料是Sc2(h。
7. 如权利要求1 ~ 3中任一項所述的保护层，其中第一掺杂材料是 CaO，第二掺杂材料是Al203。
8. 如权利要求1所述的保护层，其中保护层含有不超过30ppm的Fe、 不超过50卯ni的Al、不超过50ppm的Si、不超过5ppm的Ni、不超过50ppm 的Na、以及不超过5pp边的K的杂质。
9. 一种形成AC PDP^:护层的方法，所述方法包括 将Mg(0H)2沉积源、选自BeO和CaO或其前体的第一掺杂材料、选自Sc203， Sb203， Er203， MoA和灰1203或它们的前体的第二掺杂材料均勾混合； 在模具中挤压所述混合物以形成顆粒状材料； 敞烧所述顆粒状材料；烧结所述顆粒状材料以形成用于形成保护层的沉积源顆粒；和 真空沉积所述顆粒以形成保护层。
10. :WL利要求1所迷的形成保护层的方法，其中真空沉积通过电子束蒸发、离子电镀、臧射、或化学^沉积来实施，
11. 一种形成AC PDP^:护层的方法，所述方法包括 将Mg(0H)2沉积源、BeO和/或CaO或其前体的笫一掺杂材料、选自 Sc203, Sb203， Er203， *10203和人1203或它们的前体的第二掺杂材料均匀混合; 电^J漆融所迷3^物以形成单晶；和 在氩气氛下真空沉积所述单晶以形成保护层.
12. 如权利要求11所迷的形成保护层的方法，其中真空沉积通过电 子束蒸发、离子电镀、栽射、或化学气相沉积来实施。
13. —种包^权利要求1所迷的保护层的AC PDP。
全文摘要
本发明公开了一种在等离子显示面板的前部基板上形成的MgO保护层及制备保护层的方法。使用MgO颗粒作为沉积源经过真空沉积法制备保护层，其中该MgO同时掺杂碱土金属中BeO和/或CaO的第一掺杂材料以及选自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>的第二掺杂材料。该保护层明显提高PDP的放电效率并且缩短了放电延迟时间，所以它可以应用到单扫描PDP，而且，通过减少电子元件的数目而降低生产成本。
文档编号H01J11/22GK101162674SQ20071007969
公开日2008年4月16日 申请日期2007年3月2日 优先权日2006年10月10日
发明者朴京贤, 表进镐, 锡 郑, 金容奭, 金廷硕, 金有汉 申请人:株式会社希岩肯