采用電子束蒸鍍法在H2O+ O2氣氛下制備了MgO介質保護膜,通過掃描電鏡、X射線衍射(XRD)等方法分析了MgO薄膜的表面、截面形貌與晶體結構,研究了不同H2O流量下得到的MgO薄膜對等離子屏放電特性的影響。結果表明:MgO薄膜呈柱狀結構,隨H2O流量增加MgO晶粒尺寸變大、晶界減少;XRD分析結果顯示H2O+ O2氣氛下,MgO薄膜除(111)晶面擇優取向外,還出現了(220)晶面取向;H2O氣氛的通入降低了等離子屏的維持電壓、改善了放電裕度,同時縮短了尋址放電延遲時間,有利于等離子屏節能降耗和實現快速尋址。

　　The MgO protective films were deposited by electron beam evaporation in the H2O+ O2 atmosphere on glass substrate.The impacts of the growth conditions,including water vapor flow rate,ratio of H2O and O2 flow rates and substrate temperature,on its microstructures and the discharge properties of the plasma display panel were evaluated.The MgO films were characterized with X-ray diffraction ,scanning electron microscopy and conventional surface probes.The results show that the H2O vapor flow rate strongly affects the microstructures of the(220) preferentially oriented MgO films.For example,as the H2O vapor flow rate increased,the column-structured MgO grain grew with a decrease of grain boundary density.Besides,an addition of H2O vapor reduced the sustain voltage,broadened the discharge margin,and simultaneously shortened the addressing discharge delay,favorable to energy saving and fast-addressing.

　　等離子顯示屏(PDP)具有顏色逼真、色彩效果好、視角寬、長壽命等優點, 同時其響應速度快、無拖尾、無有害輻射, 更加有利于眼健康, 是目前主流的平板顯示技術之一。四川虹歐顯示器件有限公司于2007年投資建設了國內唯一的一條八面取PDP模組量產線, 是國內同時具備PDP 模組研發、制造能力的唯一廠家。

　　在PDP 中, MgO薄膜是制備在前板介質上的一層介質保護膜, 主要作用是保護介質層免受離子轟擊, 延長顯示器壽命。另外由于MgO 薄膜具有較高二次電子發射系數等特性, 同時具備降低PDP 著火電壓、減小放電延遲時間等作用, 是PDP 核心部件之一。

　　近年來隨著消費者消費需求的提升, 在高清晰度、綠色節能以及實現3D 顯示等方面, 對PDP 性能提出了進一步降低工作電壓、高速尋址等要求。其中, 作為PDP 顯示器內直接與放電氣體接觸的MgO薄膜, 其制作工藝的優化及性能改善, 對PDP 顯示性能的提升而言至關重要。

　　目前國內針對MgO 薄膜改性的研究, 主要關注的是蒸鍍( 或濺射) 參數優化以及MgO 材料摻雜方向, 而對薄膜制備氣氛的研究僅局限于O2 氣氛 , 國外有學者研究在H2 氣氛中蒸鍍MgO 薄膜, 不過由于H2 氣氛存在安全隱患難以實際應用。本文在一種全新的H2O+ O2 二元氣氛下通過電子束蒸鍍法制備了MgO 薄膜, 研究了不同H2O 流量下得到MgO 薄膜的表面形貌與晶體結構特征, 同時分析了新氣氛下得到的MgO 薄膜對等離子屏放電特性的影響。

結論

　　(1) 本實驗制備的MgO 薄膜呈柱狀結構, 隨H2O 流量增加MgO 晶粒尺寸變大、晶界減少;

　　(2) XRD 分析結果顯示H2O+O2 氣氛下, MgO薄膜除(111) 晶面擇優取向外, 還出現了(220) 晶面取向;

　　(3) 適量H2O 氣氛的通入降低了等離子屏的維持電壓、改善了放電裕度, 同時縮短了尋址放電延遲時間, 有利于等離子屏節能降耗和實現快速尋址。