專利名稱：一種帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體器件的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及帶晶體發(fā)射層的技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
MgO薄膜是使用在等離子體器件，如等離子體顯示器件中傳統(tǒng)的保護(hù)層， 由于其對(duì)Ne離子具有較高的二次電子發(fā)射系數(shù)和對(duì)離子的耐轟擊性，使之成為等離子體 器件保護(hù)層的首選。但隨著該類器件分辨率的提高、發(fā)光效率提高的需求，采用高)(e配比 的工作氣體成為等離子體器件發(fā)展的必然，但隨之而來(lái)的高著火電壓，長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間又成為 新的制約，因此新型保護(hù)層技術(shù)的研究成為解決這些技術(shù)難點(diǎn)的重要途徑之一。日本Pioneer公司首先在MgO薄膜制備一層MgO單晶，利用其外電子發(fā)射特性，為 等離子體顯示器件在尋址過(guò)程提供了初始電子，大大降低了等離子體顯示器件的統(tǒng)計(jì)響應(yīng) 時(shí)間。這項(xiàng)技術(shù)為等離子體顯示器件實(shí)現(xiàn)高分辨率下的快速尋址解決了關(guān)鍵而重要的技術(shù) 難點(diǎn)，大大促進(jìn)了等離子體顯示器件技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，使等離子體顯示器件性能有了很大 的提高。這層材料稱為晶體發(fā)射層。目前晶體發(fā)射層通常采用高純度的MgO單晶材料，在 常規(guī)的MgO薄膜上沉積一層晶體發(fā)射層材料，使統(tǒng)計(jì)響應(yīng)時(shí)間縮短，而對(duì)等離子體器件的 其它特性，如發(fā)光亮度、發(fā)光效率沒(méi)有改善。
本發(fā)明目的是提供一種采用摻雜的MgO單晶作為晶體發(fā)射層，綜合改善等離子體器件 的特性，降低統(tǒng)計(jì)響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)利用摻雜的元素在MgO晶體中形成適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)中心，以改 善二次電子發(fā)射特性的帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件。一種帶晶體發(fā)射層的等離子體器件，包括平行設(shè)置的前基板、后基板，前基板包括 前襯底玻璃基板、掃描電極、維持電極、前基板介質(zhì)層、前基板保護(hù)膜MgO薄膜，前襯底玻璃 基板上朝向后基板的一側(cè)均勻布置掃描電極、維持電極，掃描電極、維持電極上朝向后基板 的一側(cè)設(shè)置前基板介質(zhì)層，前基板介質(zhì)層上朝向后基板的一側(cè)布置前基板保護(hù)膜MgO薄 膜；后基板包括后襯底玻璃基板、尋址電極、后基板介質(zhì)層、障壁，后襯底玻璃基板上朝向前 基板的一側(cè)設(shè)置尋址電極，尋址電極朝向前基板的一側(cè)設(shè)置后基板介質(zhì)層，后基板介質(zhì)層 與前基板保護(hù)膜MgO薄膜之間平行設(shè)置至少兩個(gè)障壁，障壁分別與前基板或后基板垂直； 障壁與后基板介質(zhì)層之間形成像素空間，像素空間的內(nèi)壁涂覆熒光粉層；位于兩個(gè)障壁之 間的前基板保護(hù)膜MgO薄膜上朝向后基板的一側(cè)設(shè)置晶體發(fā)射層，所述晶體發(fā)射層由若干 個(gè)MgO晶粒組成，每個(gè)MgO晶粒中摻雜S2型離子。本發(fā)明位于兩個(gè)障壁之間的熒光粉層中混合若干個(gè)MgO晶粒，每個(gè)MgO晶粒中摻 雜S2型離子。本發(fā)明的s2型離子與MgO的摻雜比例為200ppm lOOOppm，晶粒尺寸為200nm 2mm ο
本發(fā)明的s2型離子為下述離子組中的一種Al3+，Ga3+，In3+，Sc3+，Nd3+， Pr3+, Bi3+, Zn2+, Cd2+，Br", CF, Γ 以及 N3-。本發(fā)明的s2型離子為下述離子組中的一種Si2+，Ge2+，Sn2+，As3+以及Sb3+。本發(fā)明的s2型離子為下述離子組中的一種 2+或ft·3+。本發(fā)明的s2型離子指離子的s軌道用2個(gè)電子填滿的一類元素的離子。從元素 的周期表來(lái)看，就是指Ge，Sn, 1 列中的元素，s軌道被填滿，2個(gè)以上的電子填充到ρ軌 道，當(dāng)成為離子后，只有s軌道，沒(méi)有更多ρ軌道旋轉(zhuǎn)的電子，如Ge2+，Sn2+，1 2+;對(duì)于As， Sb和Bi元素也是同樣，當(dāng)ρ軌道3個(gè)多余的電子移開后，成為As3+，Sb3+, Bi3+；對(duì)于Tl+ 也是同樣的情況，因?yàn)門l原子填滿s軌道后，只有一個(gè)P-電子，電離后成為Tl+離子；對(duì)于 Pr3+這類離子，內(nèi)部在f軌道的3個(gè)電子首先從原子移開，留下了填滿的s軌道，而沒(méi)有多 余的電子。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明的晶體發(fā)射層材料為摻雜S2型離子的MgO單晶，可以綜合改進(jìn)等離子體器件 的特性，既降低尋址過(guò)程的統(tǒng)計(jì)響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)改善發(fā)光效率，降低器件功耗，尤其對(duì)等離 子體顯示器件在高清晰度電視領(lǐng)域中應(yīng)用有重要意義。2、本發(fā)明的晶體發(fā)射層材料為摻雜S2型離子的MgO單晶，可以廣泛應(yīng)用在介質(zhì)阻 擋型的等離子體放電器件中，如等離子體顯示顯示器件，等離子體平板光源，氙氣真空紫外 燈，大氣放電器件等，應(yīng)用范圍廣泛。3、本發(fā)明等離子體器件中的晶體發(fā)射層材料制備方法簡(jiǎn)單。


圖1是本發(fā)明晶體發(fā)射層沉積在前基板上的等離子體器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明晶體發(fā)射層噴涂工藝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明晶體發(fā)射層沉積在前基板及熒光粉層的等離子體器件的結(jié)構(gòu)示意 圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
如圖1所示，一種帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，包括平行設(shè)置的前基板1、后基 板2，前基板1包括前襯底玻璃基板11、掃描電極12、維持電極13、前基板介質(zhì)層14、前基板 保護(hù)膜MgO薄膜15，前襯底玻璃基板11上朝向后基板2的一側(cè)均勻布置掃描電極12、維持 電極13，掃描電極12、維持電極13上朝向后基板2的一側(cè)設(shè)置前基板介質(zhì)層14，前基板介 質(zhì)層14上朝向后基板2的一側(cè)布置前基板保護(hù)膜MgO薄膜15 ；后基板2包括后襯底玻璃 基板21、尋址電極22、后基板介質(zhì)層23、障壁M，后襯底玻璃基板21上朝向前基板1的一 側(cè)設(shè)置尋址電極22，尋址電極22朝向前基板1的一側(cè)設(shè)置后基板介質(zhì)層23，后基板介質(zhì)層 23與前基板保護(hù)膜MgO薄膜15之間平行設(shè)置至少兩個(gè)障壁24，障壁M分別與前基板1或 后基板2垂直；障壁M與后基板介質(zhì)層23之間形成像素空間3，像素空間3的內(nèi)壁涂覆熒光粉層4 ；位于兩個(gè)障壁之間的前基板保護(hù)膜MgO薄膜15上朝向后基板2的一側(cè)設(shè)置晶體 發(fā)射層，所述晶體發(fā)射層由若干個(gè)MgO晶粒5組成，每個(gè)MgO晶粒5中摻雜S2型離子。本發(fā)明的MgO單晶晶粒不僅可以形成晶體發(fā)射層，還可以同時(shí)與熒光粉按一定比 例混合，一起做在熒光粉層里，提高熒光粉的發(fā)光效率。如圖2所示，本發(fā)明位于兩個(gè)障壁 24之間的熒光粉層4中混合若干個(gè)MgO晶粒5，每個(gè)MgO晶粒5中摻雜S2型離子。本發(fā)明s2型離子與MgO的摻雜比例為200ppm lOOOppm，晶粒尺寸為200nm 2mm ο本發(fā)明的s2型離子為下述離子組中的一種Al3+，Ga3+，In3+，Sc3+，Nd3+， Pr3+, Bi3+, Zn2+, Cd2+，Br", CF, Γ 以及 N3-。本發(fā)明的s2型離子為下述離子組中的一種Si2+，Ge2+，Sn2+，As3+以及Sb3+。本發(fā)明的s2型離子為下述離子組中的一種Pb2+或ft·3+。如圖1所示，本發(fā)明的等離子體表面放電型顯示器件的結(jié)構(gòu)包括前基板1、后基板 2，前基板1包括前襯底玻璃基板11、掃描電極12和維持電極13、前基板介質(zhì)層14、前基板 保護(hù)膜MgO薄膜15，掃描電極12和維持電極13平行布置在前襯底玻璃基板11上，前基板 介質(zhì)層14覆蓋在掃描電極12和維持電極13上，前基板保護(hù)層MgO薄膜15通過(guò)電子束蒸 發(fā)的方式蒸鍍?cè)谇盎褰橘|(zhì)層14上，將晶體發(fā)射層5通過(guò)噴涂方法沉積在前基板保護(hù)膜 MgO薄膜14的表面。后基板2包括后襯底玻璃基板21、尋址電極22、后基板介質(zhì)層23、障 壁對(duì)，及在障壁M與后基板介質(zhì)層23包圍的像素空間3的內(nèi)壁涂覆的紅、綠、藍(lán)熒光粉層 4。如圖2所示，本發(fā)明的噴涂液6是將晶體發(fā)射層按照使用溶劑重量的5 10%的 比例，分散到易揮發(fā)的有機(jī)溶劑中，有機(jī)溶劑可采用乙醇或異丙醇，經(jīng)過(guò)超聲處理使之均勻 分散在溶劑中形成的。噴涂時(shí)將噴涂液6裝入噴槍7的料斗8，利用壓力產(chǎn)生的霧化，采用 噴槍7將噴涂溶液均勻的噴灑在已蒸鍍MgO薄膜15的表面，噴涂沉積的晶體發(fā)射層覆蓋的 MgO薄膜面積要小于其30%。本發(fā)明由摻雜S2型離子的MgO晶粒制成的晶體發(fā)射層，不僅適合于等離子體顯示 器件，還適合于其它的等離子體器件，如等離子體平板光源，真空紫外純燈等。如圖1所示是其中等離子體顯示板的一種實(shí)施例，其具體的工作原理如下在尋 址電極22施加正脈沖Va，與顯示圖像的信號(hào)一致，在掃描電極12施加負(fù)脈沖Vs，首先在 尋址電極22和掃描電極12產(chǎn)生放電，積累維持放電所需的壁電荷，同時(shí)使該單元處于點(diǎn) 亮狀態(tài)，在維持電極13施加負(fù)的維持脈沖Vs，點(diǎn)亮的放電單元在壁電荷和維持脈沖共同作 用下，一直維持點(diǎn)亮狀態(tài)，直到擦除脈沖到來(lái)。放電單元的擦除方式有多種，目的是消除放 電單元已存在的壁電荷，使其在維持脈沖作用下由點(diǎn)亮狀態(tài)轉(zhuǎn)為熄滅狀態(tài)。如采用窄脈沖 擦除，在兩次放電之間，在掃描電極12施加正的窄擦除脈沖(脈沖寬度約1微秒左右)，它引 起的放電產(chǎn)生的壁電荷與原有壁電荷產(chǎn)生中和，從而使放電單元熄滅。施加不同時(shí)序的高 壓脈沖構(gòu)成不同的驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明的等離子體顯示板可采用尋址與顯示分離的子場(chǎng)驅(qū)動(dòng) 法，也可采用表面交替發(fā)光驅(qū)動(dòng)法。例如采用尋址與顯示分離的子場(chǎng)驅(qū)動(dòng)法，在準(zhǔn)備期，開 始時(shí)放電單元的三個(gè)電極(掃描電極12、維持電極13、尋址電極22)均為零。在維持電極 8施加幅度為Vxw的全屏寫脈沖，其中Vxw遠(yuǎn)大于掃描電極12、維持電極13間的著火電壓 Vfxy,使屏上所有單元都處于同一狀態(tài)，即熄滅狀態(tài)，同時(shí)在維持電極13上施加脈沖Vaw，其中Vaw約為Vxw/2，使尋址電極22基本沒(méi)有壁電荷積累。進(jìn)入尋址期，維持電極13加電壓 Vx ；順序掃描電極12，未掃描到的掃描電極12加-Vsc，而掃描的掃描電極12加-Vy ；與此 同時(shí)，對(duì)和需要點(diǎn)亮相對(duì)應(yīng)的尋址電極22加尋址脈沖Va，而不需要亮度的則加0V。在要點(diǎn) 亮的單元中，首先在尋址電極22和掃描電極12之間放電，引起在掃描電極12和維持電極 13的放電，同時(shí)積累壁電荷。對(duì)于不需點(diǎn)亮的單元，由于沒(méi)有尋址脈沖，不產(chǎn)生放電，也沒(méi)有 壁電荷積累。在維持期，在尋址電極22加Vaw，上半周維持電極13加0V，掃描電極12加維 持脈沖Vs，下半周維持電極13加Vs，掃描電極12加維持脈沖0V，在壁電荷作用下，維持放 電一直進(jìn)行，放電單元處于點(diǎn)亮狀態(tài)，直到需要擦除為止。這樣對(duì)顯示板進(jìn)行逐行掃描，完 成整幀圖像的顯示。通常將一幀圖像分為若干子場(chǎng)顯示，每個(gè)子場(chǎng)都有準(zhǔn)備期、尋址期和維 持期，并且每個(gè)子場(chǎng)的維持期的時(shí)間比不同，以實(shí)現(xiàn)圖像灰度，如采用8個(gè)子場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)256 級(jí)灰度的圖像顯示。在每個(gè)像素中，產(chǎn)生的放電使Ne-Xe混合工作氣體電離，產(chǎn)生的紫外光 轟擊熒光粉產(chǎn)生可見光。在該類器件中，前基板保護(hù)膜MgO薄膜14的作用起到傳統(tǒng)意義上 保護(hù)層的作用，及抗電離后產(chǎn)生的離子的轟擊，同時(shí)MgO材料具有較高的對(duì)Ne離子較高的 二次電子發(fā)射特性。由于摻雜的離子的摻雜的MgO單晶晶粒5，其陰極發(fā)光光譜中出 現(xiàn)很強(qiáng)的250nm左右的紫外光峰值，因此在前基板保護(hù)膜MgO薄膜14沉積晶體發(fā)射層5，在 放電過(guò)程將產(chǎn)生較強(qiáng)的外逸電子發(fā)射，構(gòu)成尋址過(guò)程中需要的priming電子，使上述尋址 過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)響應(yīng)時(shí)間降低，同時(shí)，這個(gè)紫外光的峰值又純MgO的235nm移向250nm，表明將 有較強(qiáng)的對(duì))(e離子轟擊的二次電子發(fā)射系數(shù)，從而降低其著火電壓，提高發(fā)光效率。
如圖3所示，本發(fā)明還可將摻雜的MgO單晶晶粒5分別與三色熒光粉混和，混合的 比例為熒光粉重量的5 10%，制作在像素空間3的內(nèi)壁上，制作成混和熒光粉層4，其余結(jié) 構(gòu)不變，這樣不僅可以起到上述晶體發(fā)射層5的作用之外，還可以改進(jìn)熒光粉的紫外光產(chǎn) 生效率，從而提高其可見光的發(fā)光效率。
權(quán)利要求
1.一種帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，包括平行設(shè)置的前基板(1)、后基板(2)， 前基板(1)包括前襯底玻璃基板(11)、掃描電極(12)、維持電極(13)、前基板介質(zhì)層(14)、 前基板保護(hù)膜MgO薄膜(15 )，前襯底玻璃基板(11)上朝向后基板(2 )的一側(cè)均勻布置掃描 電極(12)、維持電極(13)，掃描電極(12)、維持電極(13)上朝向后基板(2)的一側(cè)設(shè)置前 基板介質(zhì)層(14)，前基板介質(zhì)層(14)上朝向后基板(2)的一側(cè)布置前基板保護(hù)膜MgO薄膜 (15);后基板(2)包括后襯底玻璃基板(21)、尋址電極(22)、后基板介質(zhì)層(23)、障壁(24)， 后襯底玻璃基板(21)上朝向前基板(1)的一側(cè)設(shè)置尋址電極(22)，尋址電極(22)朝向前基 板(1)的一側(cè)設(shè)置后基板介質(zhì)層(23)，后基板介質(zhì)層(23)與前基板保護(hù)膜MgO薄膜(15)之 間平行設(shè)置至少兩個(gè)障壁(24)，障壁(24)分別與前基板(1)或后基板(2)垂直；障壁(24) 與后基板介質(zhì)層(23)之間形成像素空間(3)，像素空間(3)的內(nèi)壁涂覆熒光粉層(4)；其特 征在于位于兩個(gè)障壁之間的前基板保護(hù)膜MgO薄膜(15)上朝向后基板(2)的一側(cè)設(shè)置晶體 發(fā)射層，所述晶體發(fā)射層由若干個(gè)MgO晶粒(5)組成，每個(gè)MgO晶粒(5)中摻雜S2型離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，其特征在于上述位于兩 個(gè)障壁(24 )之間的熒光粉層(4 )中混合若干個(gè)MgO晶粒(5 )，每個(gè)MgO晶粒(5 )中摻雜S2 型離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，其特征在于上述S2 型離子與MgO的摻雜比例為200ppm lOOOppm，晶粒尺寸為200nm 2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，其特征在于上述 S2 型離子為下述離子組中的一種Al3+，Ga3+，In3+，Sc3+，Nd3+，Pr3+，Bi3+，Zn2+，Cd2+，Br—， CF, F_ 以及 N3_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，其特征在于上述S2 型離子為下述離子組中的一種Si2+，Ge2+，Sn2+，As3+以及Sb3+。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，其特征在于上述S2 型離子為下述離子組中的一種Pb2+或Pr3+。
全文摘要
一種帶晶體發(fā)射層的等離子體顯示器件，涉及等離子體器件的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及帶晶體發(fā)射層的技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明前基板介質(zhì)層上朝向后基板的一側(cè)布置前基板保護(hù)膜MgO薄膜；障壁與后基板介質(zhì)層之間形成像素空間，像素空間的內(nèi)壁涂覆熒光粉層；位于兩個(gè)障壁之間的前基板保護(hù)膜MgO薄膜上朝向后基板的一側(cè)設(shè)置晶體發(fā)射層，所述晶體發(fā)射層由若干個(gè)MgO晶粒組成，每個(gè)MgO晶粒中摻雜S2型離子。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了采用摻雜的MgO單晶作為晶體發(fā)射層，綜合改善等離子體器件的特性，降低統(tǒng)計(jì)響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)利用摻雜的元素在MgO晶體中形成適當(dāng)?shù)碾s質(zhì)中心，以改善二次電子發(fā)射特性的目的。
文檔編號(hào)H01J17/49GK102082058SQ20101058064
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者匡文劍, 哈姆·托勒, 李青, 鄭姚生 申請(qǐng)人:東南大學(xué)