[发明专利]气体放电器件介质保护膜、其成膜材料及包括其的等离子显示屏

说明书

技术领域

本发明涉及气体放电器件领域，具体涉及一种气体放电器件介质保护膜、其成膜材料及包括其的等离子显示屏。

背景技术

最近几年，液晶，PDP等平板电视有了迅猛的发展。PDP电视因为易于实现大型化，在42寸以上电视中占据主要的地位。按照放电方式的不同，PDP分为直流型(DC-PDP)和交流型(AC-PDP)，其中前者的电极暴露在放电空间中，后者的电极被介质层所覆盖，未直接暴露在放电空间中。在目前的市场中，AC-PDP占主导地位。AC-PDP的介质层抗离子溅射能力较弱，如果直接暴露在放电空间中，其表面将因受到离子溅射而发生变化，最终导致PDP着火电压升高，寿命降低，因此需要在介质层表面覆盖一层保护膜。这层保护膜直接与放电空间接触，起着非常重要的作用，所以这层保护膜需要具有如下特性：1.较高的二次电子发射系数；2.耐离子溅射性；3.较快的放电应答性；4.绝缘性，以保证AC-PDP具有较低的放电电压和较长的寿命，MgO膜能够满足上述要求，因此一直被用作传统的介质保护膜。

然而，随着能源问题的加剧，人们对家用电器的功耗也越来越敏感，降低PDP的能耗，提高PDP的光效和亮度，是提高PDP竞争力的关键，也成了摆在PDP生产厂家和科研人员面前的一个主要课题。

PDP发光的基本过程包括：1.气体放电过程，即稀有气体在外加电场作用下放电，使原子受激跃迁，辐射出真空紫外线的过程；2.荧光粉的发光过程，即利用气体放电发出的紫外线激发荧光粉发出可见光的过程。因此，PDP的光效主要与紫外线(UV)的产生效率、荧光粉的量子效率、放电空间发出可见光的效率等有关。从近年来许多的研究中可知，放电气体中Xe浓度的增加能够提高UV的辐射强度，同时能够抑制Ne气放电产生的橙红色可见光，因此为了提高PDP亮度和光效，主要PDP生产厂家普遍采用高Xe含量的放电气体。高Xe带来了高亮度，但同时放电电压也随之升高，这是因为Xe⁺导致的MgO膜发射二次电子的几率几乎为零。

介质保护膜的二次电子发射机制包括离子激发、光子激发和亚稳态激发，其中主要为离子激发。在PDP的放电过程中，轰击介质保护膜的离子能量一般不超过50eV，因此二次电子发射主要由离子的势能引起，为势能激发。低能入射的离子在介质保护膜表面形成离子场，使表面势垒变窄，价电子穿隧而出被离子俘获，离子被中和，中和过程中放出的电离能使得价带中的另一个电子被激发到较高能态，当电离能足够高时，电子以适当的方向从介质保护膜表面逃逸而出，形成二次电子。其示意图如图1所示。介质保护膜发射的二次电子的最大动能可由下述公式得出：

E_k＝E_i-2(E_g+x)

其中，E_k为二次电子的最大动能，E_i为稀有气体的电离能，E_g为介质保护膜的禁带宽度，x为介质保护膜的电子亲和势。

一般而言，二次电子的发射多与材料的表面能级有关。由于表面层中的电子所处的表面势场与三维晶体内部不同，电子态表现出特殊的性质。从化学键模型看，表面能级起源于表面原子朝外方向具有不饱和的价键，称为悬挂键。这些悬挂键可提供电子和吸收电子，相当于半导体中的施主杂质和受主杂质，从而形成与施主能级和受主能级相当的表面能级，如图2所示。