[发明专利]一种介质保护膜材料的外逸电子测试系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用气体放电测量微小电子的技术领域，具体为一种介质保护膜材料的外逸电子测试系统及方法。

背景技术

介质保护膜材料以其高抗溅射性，长寿命，高二次电子发射特性被广泛应用于空间、军工、图像增强、测量等领域。其中，介质保护膜在等离子体显示器（PDP，Plasma Display Panel）中的应用尤为重要。PDP主要利用气体放电产生的紫外线激发荧光粉发光，实现字符和图像的显示。根据驱动电压和显示单元的不同，等离子体显示器分为直流和交流放电型。当前，交流等离子体显示器主要采用三电极结构的寻址与显示分离（ADS，Address Display Separate）驱动方法实现全彩色显示，由于其具有长寿命、高可靠性以及较低的制造成本等特点，已经成为等离子体显示器的主流，以下将三电极交流放电型等离子体显示器称为等离子体显示器（PDP）。

现有技术中，如图1所示，PDP主要由前基板1和后基板2两部分构成。在前基板1内表面上有维持电极X和扫描电极Y两个平行且共面的复合电极。每条复合电极又是由金属电极和氧化铟锡透明电极构成。在前基板1的复合电极和气体放电空间之间还有一层采用低玻粉烧结而成的透明介质层3。介质层3起到了隔离复合电极与放电空间、抑制放电电流的作用。在介质层3表面有一层氧化镁（MgO）材质的介质保护膜4，介质保护膜4主要起到保护介质和电极不受放电离子溅射，延长介质工作寿命的作用。由于介质保护膜4表面的二次电子发射系数比较高，而且能提供一定数量的外逸电子。介质保护膜4还具有降低工作电压、缩短放电延迟、提高器件工作稳定性的作用。在PDP后基板2上依次分布着寻址电极A、后板介质层3、荧光粉层6和障壁5。

PDP维持放电主要在前基板1延水平方向延伸的行排列的维持电极X和扫描电极Y之间进行，放电产生的真空紫外线（VUV）被后基板涂覆的荧光粉层6吸收后转化成可见光从前基板透射出来，形成了显示图像。寻址电极A为分布在后基板2表面且延垂直方向延伸的列排列。扫描电极Y、维持电极X和寻址电极A构成一个二维矩阵，该矩阵的各个交叉点形成了显示单元（像素），等离子体显示屏通过显示单元的放电过程实现正常的图像显示。这种维持电极X和扫描电极Y共面设计的放电结构增加了VUV辐射的空间和放电有效区域，具有较高的放电间隙一致性，且可以避免荧光粉层6直接被VUV轰击。因此，能够提高显示画面亮度均匀性，提高显示屏的发光效率。

如图2所示，PDP主要包括等离子体显示屏、控制电路、扫描驱动电路、维持驱动电路、寻址波形产生电路等基本单元。在PDP正常工作过程中，寻址波形产生电路根据控制电路的控制信号向寻址电极A提供给定的电压V_a。扫描驱动电路向扫描电极Y提供给定的电压V_y。维持驱动电路向维持电极X提供给定的电压V_x。

如图3所示，ADS驱动方法的一个完整显示周期由SF1～SF10共10个子场构成，每个子场都由准备期（含普通复位过程t1或全局复位过程t2）、寻址期(寻址过程t3)和维持期(维持过程t4)构成。在ADS驱动方法中，准备期间，维持电极X和扫描电极Y上施加的电压使得显示器各放电单元中壁电荷分布均匀，达到一致的状态。寻址期间，主要是选择需要发光的放电单元和不发光的放电单元。将外加电压波形按照一定的顺序施加到扫描电极Y和需要发光的放电单元的寻址电极A上。维持期间，将维持脉冲交替地施加到扫描电极Y和维持电极X上。使得参与寻址的显示单元空间内产生持续的气体放电激发荧光粉发光。

现有技术中，PDP为了提高发光效率需要使用高Xe（氙）含量的工作气体，这使得采用ADS驱动方法的PDP放电时间（Td）增加，寻址过程中的放电统计时间（Ts）变长。寻址时间增加后，显示图像的维持时间就要相应减少，直接影响显示图像的对比度和亮度，严重时还会造成寻址不准确以及维持误放电，严重妨碍显示画质。特别是伴随着3D显示和4倍高清等新兴显示技术的发展更需要进一步的减少PDP寻址时间。而提高寻址稳定性，减少寻址时间就需要增强介质保护膜材料的外逸电子发射性能，研究高外逸电子发射特性的介质保护膜材料以减少PDP的寻址时间。外逸电子的精准测量是在介质保护膜材料特性研究的一个重要内容。此外，在空间科学、电子测量等领域的高外逸电子发射材料也日益受到重视，成为研究的热点。目前，外逸电子测试过程主要采用直接测试法。