CN102893366A - 等离子体显示面板 - Google Patents

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福井裕介
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坂井全弘
冈藤美智子
奥井弥生
本多洋介
山内康弘
井上修
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
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Abstract

提供一种能够改善保护膜周边的结构,发挥优秀的二次电子释放特性,且能够期待高效率化和长寿命化的PDP。而且,还提供一种能够防止驱动时的放电延迟的发生,即使是高速驱动的高精细的PDP也能期待发挥高品质的图像显示性能的PDP。具体而言,在电介质层(7)的放电空间一侧的面上,作为用作膜厚约为1μm的表面层的保护膜(8),形成在CeO2中添加浓度为11.8mol%以上49.4mol%以下的Sr的结晶性膜。在其上,配置比保护膜(8)高的二次电子释放特性的高γ微粒子(17)。由此,提高保护膜(8)的二次电子释放特性、亮度,效率、可靠性。

Description

等离子体显示面板
技术领域
本发明涉及一种利用气体放电的放射的等离子体显示面板,特别是涉及一种表面层(保护膜)周边的特性的改良技术。
背景技术
等离子体显示面板(以下,称作“PDP”)是利用于自气体放电的放射的平面显示装置。高速的显示和大型化变得容易,在影像显示装置和信息显示装置等领域中被广泛应用。在PDP中有直流型(DC型)与交流型(AC型),但是,面放电型AC型PDP在寿命特性和大型化方面具有很高的技术潜力,并形成商品化。
图15是表示一般的AC型PDP1x的结构的示意性组图。图15所示的PDP1x是将前面板2和背面板9贴合而成的。作为第一基板的前面板2在前面板玻璃3的单面,配置有多对以扫描电极5和维持电极4作为一对的显示电极对6,以覆盖该显示电极对6的方式,依次层叠电介质层7和保护膜8而成。扫描电极5、维持电极4分别层叠透明电极51、41和总线52、42而构成。
电介质层7由玻璃软化点为550℃~600℃程度的范围的低熔点玻璃形成,具有AC型PDP特有的电流限制功能。
保护膜8具有以下的作用:保护上述电介质层7和显示电极对6不受等离子体放电的离子冲击,并且有效地释放二次电子,降低放电开始电压。通常,该保护膜8使用二次电子释放特性、耐溅射性、可视光透过率优秀的氧化镁(MgO),用真空蒸镀法和印刷法成膜。此外,与保护膜8同样的结构,有时也专门作为以确保二次电子释放特性为目的的表面层而设置。
另一方面,作为第二基板的背面板9在背面板玻璃10上,以用于写入图像数据的多个数据(寻址)电极11与上述前面板2的显示电极对6在正交方向上交叉的方式并列设置。在背面板玻璃10上,以覆盖数据电极11的方式配置有由低熔点玻璃构成的电介质层12。在电介质层12中,在与相邻的放电单元(图示省略)的交界处上,由低熔点玻璃构成的规定高度的分隔壁(肋)13以划分放电空间15的方式,分别成井字形状组合条纹状的多个图案部1231、1232而形成。在电介质层12的表面与分隔壁13的侧面,形成有通过涂敷和烧制R、G、B各色的荧光体墨粉而成的荧光体层14(荧光体层14R、14G、14B)。
前面板2与背面板9以显示电极对6与数据电极11隔着放电空间15相互正交的方式配置,在其各自的周围被密封。此时,在内部被密封的放电空间15中,作为放电气体,在大约数十kPa的压力下封入有Xe-Ne类或者Xe-He类等稀有气体。由此构成PDP1x。
为了在PDP中进行图像显示,采用将1个场的影像分割成多个子场(S.F.)的灰度等级表现方式(例如场内分时显示方式)。
在这种情况下,最近几年对电气化产品提出低电力驱动的要求,对于PDP也有同样的要求。在进行高精细的图像显示的PDP中,放电单元微细化,放电单元数量也增大,所以为了提高写入放电的可靠性,必须提高工作电压。PDP的工作电压依赖于上述保护膜的二次电子释放系数(γ)。γ是由材料和放电气体决定的值,材料的功函数越小γ越大。工作电压的上升成为低电力驱动的阻碍。
于是,在专利文献1中公开了以SrO为主成分,混合有CeO2的保护膜,并且记载有用低电压稳定地使SrO放电的内容。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭52-116067号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述任意一种现有技术中,实际上也难以完全实现PDP的低电力驱动。
另外,包含CeO2的保护膜与MgO相比也存在老化时间变长的课题。
像这样,在现在的PDP中,存在难以同时实现两方面的一系列课题,所以存在应该解决的余地。
本发明就是鉴于以上各个课题而产生的,其第一目的在于提供一种PDP,其通过改善保护膜周边的结构,发挥良好的二次电子释放特性,能够期待高效化、使用寿命长。
其第二目的在于提供一种PDP,其除了上述各个效果外,还防止驱动时的放电延迟的发生,在高速驱动的高精细的PDP中也能够期待发挥高品质的图像显示性能。
用于解决课题的方法
为了达到上述目的,作为本发明的一个方式的PDP是一种等离子体显示面板,其具有:配置有多个显示电极的第一基板;和第二基板,上述第一基板隔着放电空间与第二基板相对配置,在上述放电空间充满放电气体的状态下,上述第一基板与上述第二基板之间被密封,其中在上述第一基板的面向上述放电空间的面上,配置有对CeO2添加11.8mol%以上49.4mol%以下浓度的Sr而成的保护膜,在上述保护膜上,配置有具有比上述保护膜的二次电子释放特性高的二次电子释放特性的高γ微粒子。
发明的效果
在具有以上结构的本发明的一个方式的PDP中,在包含CeO2的保护膜中,还包含被调整为不会使老化时间延长程度的规定浓度的Sr。由此,在频带结构中,在禁带中形成起因于Sr的电子能级,且价电子带的上端的位置上升,使价电子带中的电子存在于较浅的能级中。因此,在PDP的驱动时,利用在放电气体的Xe原子等的俄歇中性化的过程中而能够取得的能量,能够使杂质能级和存在于价电子带的上端附近的大量的电子与电子释放相关。利用该增大的能量,能够大幅提高保护膜的二次电子释放特性,所以在PDP中用较低的放电开始电压就能进行响应性好的开始放电,防止放电延迟,从而能够用低电力驱动发挥优良的图像显示性能。
而且,起因于Sr的电子能级形成距真空能级一定程度的深度(即,能量上并未过浅的深度)。因此,在驱动时抑制因电荷过度从保护膜中消失所导致的“电荷脱离”的发生,能够发挥适当的电荷保持特性,并且能够期待随时间经过良好的二次电子的释放。
此外,如果在该保护膜上,配置具有比上述保护膜的二次电子释放特性高的二次电子释放特性的高γ微粒子,则在除去覆盖于表面的氢氧化物和碳酸化物等杂质物层的老化工序中,高γ微粒子成为扩大放电的契机,能够有效地除去杂质,其结果是,不会局部放电,而是扩大至大范围,实现具有高亮度、高效率、高可靠性的PDP。
附图说明
图1是表示实施方式1的PDP的结构的截面图。
图2是示意性地表示实施方式1的PDP中的各电极与驱动器的关系的图。
图3是表示实施方式1的PDP的驱动波形的一例的图。
图4是用于说明CeO2的电子能级与俄歇中性化过程中的二次电子的释放过程的示意图。
图5是用于说明实施方式1的PDP的保护膜和现有的PDP的保护膜的各电子能级与俄歇中性化过程中的二次电子的释放过程的示意图。
图6是用于说明现有的课题的PDP的部分放大图。
图7是用于说明本发明的效果的PDP的部分放大图。
图8是表示实施方式2的PDP的结构的截面图。
图9是表示改变CeO2中的Sr浓度的样品的X射线衍射结果的图。
图10是表示在X射线衍射中求得的晶格常数的Sr浓度依赖性的图。
图11是表示根据XPS测定求出的碳酸化物占表面的比例的CeO2中的Sr浓度依赖性的图。
图12是表示使用在15%的分压下包含Xe的放电气体的情况下的放电电压的CeO2中的Sr浓度依赖性的图。
图13是表示使用在15%的分压下包含Xe的放电气体的情况下的老化时间的CeO2中的Sr浓度依赖性的图。
图14是表示使用在20%的分压下包含Xe的放电气体的情况下的发光效率和放电1000小时的保护膜的溅射量的图。
图15是表示现有的一般的PDP的结构的组图。
具体实施方式
<发明的方式>
作为本发明的一个方式的PDP是一种等离子体显示面板,其具有:配置有多个显示电极的第一基板;和第二基板,上述第一基板隔着放电空间与第二基板相对配置,在上述放电空间充满放电气体的状态下,上述第一基板与上述第二基板之间被密封,其中在上述第一基板的面向上述放电空间的面上,配置有对CeO2添加11.8mol%以上49.4mol%以下浓度的Sr而成的保护膜,在上述保护膜上,配置有具有比上述保护膜的二次电子释放特性高的二次电子释放特性的高γ微粒子。
现有技术中,包含CeO2的保护膜的化学稳定性非常低,所以在PDP的制造工序中,保护膜的表面被氢氧化或碳酸化,形成劣化层,二次电子释放(γ)特性下降。通过实施PDP的老化工序,能够一定程度地除去该劣化层,但是在劣化层被除去的区域与残存的区域之间,二次电子释放特性之差非常大。因此,驱动时产生的放电仅在劣化层被除去的区域局部产生,不会扩大至劣化层残存的区域,所以PDP的亮度、效率均下降。另外,因在放电单元内部局部产生放电而使保护膜被过度溅射,结果是PDP的寿命缩短,这也是一个课题。
而且,在PDP中存在“放电延迟”的问题。在PDP等显示器领域中,影像源的高精细化快速发展,为了显示高精细图像,扫描电极(扫描线)数量有增加的倾向。例如,在全高清TV中,与NTSC方式的TV相比,扫描线的数量变成2倍以上。为了在高精细的PDP中进行影像显示,必须以1/60[s]以内的速度高速驱动1个场的序列。为此,有一种在子场中的写入期间,缩小施加到数据电极的脉冲宽度的方法。
但是,在PDP的驱动时,从电压脉冲的升高直至实际上在放电单元内产生放电,有被称作“放电延迟”的时滞的问题。如果为了高速驱动,脉冲宽度变短,则“放电延迟”的影响就会增大,在各个脉冲的宽度内能够结束放电的概率降低。其结果是,画面上产生不亮单元(点亮不佳),图像显示性能受到损害。特别是如专利文献1那样,在配备非晶结构的保护膜的PDP中,抑制放电延迟的初始电子处于难以释放的状态,所以画质劣化有可能成为一个较大的问题。
与此相对地,在作为上述本发明的一个方式的PDP中,在包含CeO2的保护膜中,包含被调整至不会使老化时间延长程度的规定浓度的Sr。由此,在频带结构中,在禁带中形成起因于Sr的电子能级,使价电子带的上端的位置上升,使价电子带中的电子存在于较浅的能级中,所以在PDP的驱动时,利用在放电气体的Xe原子等的俄歇中性化的过程中而能够取得的能量,使杂质能级和存在于价电子带的上端附近的大量的电子与电子释放相关。利用该增大的能量,能够大幅提高保护膜的二次电子释放特性,用较低的放电开始电压就能进行开始响应性好的放电,防止放电延迟,从而能够用低电力驱动发挥优良的图像显示性能。
而且,起因于Sr的电子能级形成距真空能级一定程度的深度(即,在能量上并未过浅的深度)。因此,在驱动时抑制因电荷过度从保护膜消失而导致的“电荷脱离”的发生,能够发挥适当的电荷保持特性,能够期待随时间经过良好的二次电子的释放。
此处,作为本发明的其他的方式,也能够采用以下结构:所述高γ微粒子是至少包含Ce、Sr、Ba的任意种的微粒子。
另外,作为本发明的其他方式,还可以使保护膜中的Sr浓度在25.7mol%以上42.9mol%以下。
另外,作为本发明的其他方式,所述高γ微粒子也适合用SrCeO3、BaCeO3、La2Ce2O7的任意种构成。
另外,作为本发明的其他方式,也能够在保护膜的放电空间一侧还配置MgO微粒子。
另外,作为本发明的其他方式,所述MgO微粒子能够采用气相氧化法制作。或者,也能够通过烧制MgO前体来制作。
另外,作为本发明的其他方式,也可以采用以下结构:放电气体中包含分压15%以上的Xe。
以下,说明本发明的实施方式和实施例,但是,当然本发明并非限定于这些形式,在不脱离本发明的技术范畴的范围内,能能够适当地更改实施。
<实施方式1>
(PDP1的整体结构)
图1是沿着本发明的实施方式1的PDP1的xz平面的示意性截面图。该PDP1除了保护膜8周边的结构外,整体上与现有结构(图15)同样。
PDP1此处采用42英寸等级的NTSC规格例的AC型,但是本发明当然也可以适用于XGA和SXGA等其他的规格例。作为具有HD(High Definition,高清晰度)以上的分辨率的高精细的PDP,例如,能够展示以下的规格。在面板尺寸为37、42、50英寸的各个尺寸的情况下,能够以相同顺序设定为1024×720(像素数)、1024×768(像素数)、1366×768(像素数)。此外,还可以包括比该HD面板更高的分辨率的面板。作为具有HD以上的分辨率的面板,能够包括配备1920×1080(像素数)的全高清面板。
如图1所示,PDP1的结构大体分为:使主面相互相对配置的第一基板(前面板2)和第二基板(背面板9)。
在作为前面板2的基板的前面板玻璃3,形成有多个在其一个主面上隔开规定的放电间隙(75μm)而配置的一对显示电极对6(扫描电极5、维持电极4)。各显示电极对6在由氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)等透明导电性材料构成的带状的透明电极51、41(厚度0.1μm、宽度150μm)上,层叠有由Ag厚膜(厚度2μm~10μm)、Al薄膜(厚度0.1μm~1μm)或者Cr/Cu/Cr层叠薄膜(厚度0.1μm~1μm)等构成的总线52、42(厚度7μm、宽度95μm)。因该总线52、42而使透明电极51、41的薄膜电阻下降。
此处,“厚膜”是指,在涂敷包括导电性材料的膏体等后烧制而形成的由各种厚膜法形成的膜。另外,“薄膜”是指,由包括溅射法、离子电镀法、电子线蒸镀法等使用真空工艺的各种薄膜法而形成的膜。
在配置有显示电极对6的前面板玻璃3,在其整个主面,用丝网印刷法等,形成有以氧化铅(PbO)或氧化铋(Bi2O3)或者氧化燐(PO4)为主成分的低熔点玻璃(厚度35μm)的电介质层7。
电介质层7具有AC型PDP特有的电流限制功能,与DC型PDP相比,是实现延长使用寿命的要素之一。
此处,在电介质层7的表面配置有保护膜8,在保护膜8的表面配置有规定的高γ微粒子17。该保护膜8周边的结构是本实施方式1的主要特征部分。
保护膜8采用膜厚约为1μm的薄膜构成。为了保护电介质层7不会受到放电时的离子冲击,降低放电开始电压,由耐溅射性和二次电子释放系数γ优秀的材料构成。要求该材料具有更好的光学透明性、电绝缘性。
PDP1中的保护膜8是,在11.8mol%以上49.4mol%以下的浓度范围向作为主成分的CeO2添加Sr而成,整体上保持了CeO2的微晶结构或者晶体结构的至少任意种的结晶性膜。如后所述,Ce是为了在该保护膜8的禁带中形成电子能级而添加的。可知Sr浓度是25.7mol%以上42.9mol%以下则更佳。通过适量添加Sr元素,在保护膜8中发挥良好的二次电子释放特性和电荷保持特性,减少PDP1的工作电压(主要是放电开始电压和放电维持电压),从而能够进行稳定的驱动。
此外,如果Sr浓度是比11.8mol%低很多的低浓度,则保护膜8的二次电子释放特性和电荷保持特性就会变得不充分,老化需要很长时间,并不优选。另外,如果Sr浓度是比49.4mol%高很多的高浓度,则保护膜8的晶体结构就从CeO2所具有的萤石结构变成非晶结构或者SrO所具有的NaCl结构,CeO2所具有的表面稳定性恶化,无法发挥充分的二次电子释放特性,而且用于除去表面污染物的老化时间也延长。因此,作为用于一并实现良好的低电力驱动与降低老化时间的Sr浓度,上述的11.8mol%以上49.4mol%以下的浓度范围很重要。
对于保护膜8的结构,在以线源为CuKα线的薄膜X射线分析测定中,能够在与纯粹的CeO2同等的位置确认峰,所以能够确认至少保持与CeO2同样的萤石结构。Sr的离子半径与Ce的离子半径差异很大,所以如果保护膜8中的Sr浓度高(Sr添加量过多),则CeO2基底的萤石结构就会崩溃,而在本发明中,通过适当地调节Sr浓度,能够保持保护膜8的晶体结构(萤石结构)。
下面,说明配置在保护膜8上的高γ微粒子17。该高γ微粒子17具有比底层的保护膜8的二次电子释放(γ)特性高的二次电子释放特性,例如,至少包含Ce、Sr、Ba的任意种。作为具体例子,采用至少由包含Ce、Sr、Ba的任意种的氧化物(SrCeO3、BaCeO3、La2Ce2O7的任意种)构成。通过将这种特性的高γ微粒子17设置于保护膜的表面,在老化时放电区域有效地扩大,能够在低驱动电压下很好地驱动,能够提供具有高亮度、高效率的PDP1。另外,至少包含Ce、Sr、Ba的任意种的氧化物也可以是保护膜8的构成元素(Ba作为保护膜8的原料的SrCeO3的主要杂质而存在)。因此,即使在放电时氧化物粒子17被溅射而再次堆积在保护膜8上,在保护膜8中也不会产生大的组成偏离,不会使放电电压升高。因此,在PDP1中,即使在使其长时间驱动的情况下,也能实现稳定的放电电压下的驱动。
在作为背面板9的基板的背面板玻璃10,在其一个主面上,由Ag厚膜(厚度2μm~10μm)、Al薄膜(厚度0.1μm~1μm)或者Cr/Cu/Cr层叠薄膜(厚度0.1μm~1μm)等的任意种构成的数据电极11以宽度100μm,以x方向为长边方向,在y方向上按一定间隔(360μm)成条纹状并列设置。而且,以包覆各个数据电极11的方式,在背面板玻璃9的整个表面配置有厚度30μm的电介质层12。
在电介质层12上,还与相邻的数据电极11的间隙配合地配置有井字状的分隔壁13(高约110μm、宽40μm),通过划分放电单元,发挥防止发生误放电和光学串扰的作用。
在相邻的两个分隔壁13的侧面与其之间的电介质层12的面上,形成有与用于彩色显示的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各色对应的荧光体层14。此外,电介质层12并非必须,也可以直接用荧光体层14包覆数据电极11。
前面板2和背面板9以数据电极11和显示电极对6的彼此的长边方向正交的方式相对配置,两个面板2、9的外周缘部由玻璃粉密封。在该两个面板2、9之间以规定压力封入有由包含He、Xe、Ne等惰性气体成分构成的放电气体。
分隔壁13之间是放电空间15,相邻的一对显示电极对6与一根数据电极11夹着放电空间15而交叉的区域,与图像显示的放电单元(“也称作子像素”)对应。放电单元间距在x方向上是675μm,y方向上是300μm。由与相邻的RGB的各色对应的三个放电单元构成一个像素(675μm×900μm)。
在扫描电极5、维持电极4和数据电极11各个电极上,如图2所示,在面板外部,作为驱动电路连接有扫描电极驱动器111、维持电极驱动器112、数据电极驱动器113。
(PDP的驱动例)
上述结构的PDP1,驱动时利用包含各个驱动器111~113的公知的驱动电路(图中未示),向各显示电极对6的间隙施加数十kHz~数百kHz的AC电压。由此,在任意的放电单元内发生放电,主要向荧光体层14照射包括激励Xe原子的波长147nm主体的谐振线和激励Xe分子的波长172nm主体的分子线的紫外线(图1的虚线和箭头)。荧光体层14被激励发出可视光。该可视光透过前面板2向前表面发光。
作为该驱动方法的一个例子,采用场内分时灰度等级显示方式。该方式将所显示的场分成多个子场(S.F.),将各个子场进一步分成多个期间。1个子场还被分割成以下四个期间:(1)使全部放电单元处于初始化状态的初始化期间;(2)寻址各个放电单元,对各放电单元选择、输入与输入数据对应的显示状态的写入期间;(3)使处于显示状态的放电单元显示发光的维持期间;(4)消去因维持放电所形成的壁电荷的消去期间。
在各个子场,在初始化期间以初始化脉冲重置整个画面的壁电荷后,在写入期间仅在应该点亮的放电单元进行使壁电荷蓄积的写入放电,在其后的放电维持期间向所有的放电单元一齐施加交流电压(维持电压),由此,能够保持一定时间放电,从而发光显示。
此处,图3举例表示施加于PDP1的驱动波形,表示场中的第m个子场中的驱动波形。在该例中,分别向各子场分配初始化期间、写入期间、放电维持期间、消去期间。
初始化期间是指,为了防止此前的放电单元的点亮的影响(所蓄积的壁电荷的影响),进行整个画面的壁电荷的消去(初始化放电)的期间。在图3所示的驱动波形例中,向扫描电极5施加比数据电极11和维持电极4高的电压(初始化脉冲),使放电单元内的气体放电。由此产生的电荷被蓄积在放电单元的壁面,以消除数据电极11、扫描电极5和维持电极4之间的电位差,所以在扫描电极5附近的保护膜8表面,负电荷作为壁电荷而被蓄积。另外,在数据电极11附近的荧光体层14表面和维持电极4附近的保护膜8表面,正电荷作为壁电荷而被蓄积。因该壁电荷,在扫描电极5-数据电极11之间、扫描电极5-维持电极4之间产生规定值的壁电位。
写入期间是指,进行基于被分割为子场的图像信号而选择的放电单元的寻址(点亮/不点亮的设定)的期间。在该期间,在使放电单元点亮的情况下,向扫描电极5施加比数据电极11和维持电极4低的电压(扫描脉冲)。即,在与上述壁电位相同的方向上,向扫描电极5-数据电极11施加电压,并且在与壁电位相同的方向上,向扫描电极5-维持电极4之间施加数据脉冲,使其产生写入放电(写入放电)。由此,在荧光体层14表面、维持电极4附近的保护膜8表面蓄积负电荷,在扫描电极5附近的保护膜8表面蓄积正电荷作为壁电荷。于是,在维持电极4-扫描电极5之间产生规定值的壁电位。
放电维持期间是,为了确保与灰度等级对应的亮度,扩大根据写入放电而设定的点亮状态并维持放电的期间。此处,在上述壁电荷所存在的放电单元中,以互不相同的相位分别向一对扫描电极5和维持电极4施加用于维持放电的电压脉冲(例如,大约200V的矩形波电压)。由此,对于显示状态被写入的放电单元,每次电压极性变化时都使其产生脉冲放电。
因该维持放电,从放电空间中的激励Xe原子放射147nm的谐振线,从激励Xe分子放射173nm主体的分子线。该谐振线、分子线向荧光体层14表面照射,进行可视光发光的显示发光。然后,根据RGB各色的子场单位的组合,进行多色、多灰度等级显示。此外,在未在保护膜8中写入壁电荷的非放电单元中,不会产生维持放电,显示状态变为黑显示。
在消去期间,在扫描电极5上施加渐减型的消去脉冲,由此使壁电荷消去。
(关于放电电压的减少)
对具有以上的结构的本实施方式1的PDP1用比现有技术低的电压就能驱动的理由进行阐述。
一般而言,PDP的放电电压由从保护膜释放的电子量(电子释放特性)来决定。作为保护膜的电子释放过程,放电气体组成的Ne(氖)和Xe(氙)在驱动时被激励,接受其俄歇中性化时的能量,由此,从保护膜释放二次电子的过程成为主导。
图4是表示由CeO2构成的保护膜的频带结构和电子能级的示意图。如该图所示,存在于保护膜的价电子带周边的电子与保护膜的电子释放有很大关联。
在放电气体组成使用电离能较高的Ne的情况下,如果驱动时Ne原子被激励,则电子就会陷入其基态(图4中的右端的电子)。因俄歇中性化,存在于保护膜的价电子带中的电子接受此时的能量(21.6eV)。在该过程中,被交换的能量(21.6eV)是足够用于存在于价电子带中的电子作为二次电子而被释放的量。
但是,在放电气体组成使用电离能较低的Xe的情况下,如果驱动时Xe原子被激励,则电子就会陷入其基态,此时保护膜中的价电子带的电子在俄歇中性化中获取的能量比上述Ne的情况下少(12.1eV),所以很难说足够用于从保护膜中良好地进行电子释放。因此,二次电子释放概率变得非常低,结果是,放电气体中的Xe分压上升,工作电压明显增加。这种情况在为了实现PDP的高亮度化而提高放电气体中的Xe分压的情况下,成为一个大的问题。
此处,一般而言,在由CeO2构成的保护膜的频带结构中,如图4所示,存在能够在CeO2禁带中很好地接受俄歇中性化的效果的被认为是Ce4f的电子能级。如果利用存在于该比较浅的电子能级中的电子,则根据在Xe原子的俄歇中性化的过程中所得到的能量,也比较容易实现从保护膜中电子释放,所以二次电子释放概率增大,其结果是,能够降低PDP的驱动电压。但是,存在于被认为该Ce4f的电子能级中的电子数与价电子带的电子数相比非常少,另外,电子能级本身并不稳定。因此,降低放电电压的效果也不充分,在保持长期稳定的放电特性方面也留下一个课题。
于是,作为PDP1的保护膜8的组成,在CeO2中添加Sr,将其浓度(Sr摩尔数相对于Sr和Ce的总摩尔数的比例)控制在11.8mol%以上49.4mol%以下,由此实现更低的电压放电。在图5中说明该效果。在保护膜8中,通过添加适量的Sr,在禁带中形成杂质能级,并且将价电子带的上端的位置从作为现有的CeO2中的位置的(b)提高至(a)。通过提高价电子带的上端的位置,利用在驱动时的俄歇中性化的过程中能够取得的能量,从保护膜释放的电子量(二次电子的释放概率)上升,能够有效地降低放电电压。而且,在此情况下,与俄歇中性化相关而释放的电子不仅是存在于杂质能级中的少量的电子,也包括存在于稳定的价电子带中的大量的电子,所以能够长期期待丰富的二次电子释放特性。
此外,作为能够特别得到这种效果的条件,根据发明人的实验可知,更优选将Sr的添加量控制在25.7mol%以上42.9mol%以下。
(关于亮度、效率、可靠性的上升)
作为高γ微粒子17,配置至少包含Ce、Sr、Ba的任意种的微粒子,由此亮度、效率、可靠性提高,下面对其理由进行阐述。
图6表示用于说明现有课题的PDP的部分放大图(驱动时的前面板附近的结构图)。一般采用具有高的二次电子释放特性的材料构成的保护膜的表面稳定性差,在PDP制作过程中,表面氢氧化、碳酸化。由此,保护膜的表面被氢氧化、碳酸化的劣化层81覆盖,二次电子释放特性受到损害。对于这种劣化层81,实际上在制造工序的结束阶段实施老化工序,通过在放电空间中产生放电,能够一定程度地将其除去。由于在老化工序中施加非常高的电压,所以如图6的虚线和箭头所示,在电场最集中的维持电极与扫描电极的内侧部分(主放电区域附近)产生较强的放电。因该强放电,如图6所示,主放电区域附近的劣化层81被除去,被劣化层81覆盖的保护膜8从放电空间15部分地露出,放电电压明显减少。但是,在该图6所示的状态下,保护膜8露出,仅在二次电子释放特性提高的主放电区域附近有助于放电,放电难以扩大至其他的被劣化层81所覆盖的广大区域(二次电子释放特性低的放电单元区域)。在该状态下,仅在电场集中的区域产生离子冲击,放电的溅射局部地集中于该区域,所以结果是,成为缩短PDP的产品寿命的原因。
另一方面,为了提高PDP的亮度、效率,必须使其有效地产生Xe激励的真空紫外光,但是在放电区域不会扩大的图6的状态下,不会有效地产生真空紫外光,亮度、效率无望提高。因此,为了实现PDP的亮度化、高效率化和提高可靠性,必须防止上述的放电的局部化。
在PDP1中,通过配置高γ微粒子17来解决这个问题。图7表示驱动时的PDP1的部分放大图(驱动时的前面板附近的结构图)。此外,在图7中,为了便于说明,以比实际大的尺寸示意性地表示配置于保护膜8上的高γ微粒子17。在PDP1中,通过在保护膜8的表面配置高γ微粒子17,高γ微粒子17对保护膜9发挥一定的保护效果,能够防止杂质直接附着在保护膜8的表面。因此,能够抑制如过去那样在保护膜8的大面积范围形成劣化层81。
另外,通过配置高γ微粒子17,在老化工序中在放电空间产生放电时,电场集中部并非仅在显示电极4、5之间的主放电区域附近,以形状效应而分散于各高γ微粒子17的锐部等。因此,如图中的虚线和箭头所示,所产生的放电不会集中在局部,而是均匀地扩大至整个放电单元。由此,能够有效地除去在未设置高γ微粒子17的情况下(图6的状态)未被除去的劣化层81,并且在PDP1的制作完成后能够期待良好的放电规模的高效率化。另外,作为高γ微粒子17的构成元素的Ce、Sr、Ba如上所述,由于能够提高俄歇中和的二次电子的释放概率,所以通过配置高γ微粒子17,保护膜8的二次电子释放特性不会受到损害。而且,高γ微粒子17的构成元素(Ce、Sr、Ba)也是保护膜8的构成元素,所以即使高γ微粒子17在放电中被溅射,再次堆积在保护膜8上,保护膜8附近的组成变化也少。因此,在PDP1中,即使长时间的放电,也能得到稳定的放电特性。
根据以上的各种理由,在PDP1中实现驱动时的放电规模的扩大,能够长期地发挥高亮度、高效率、高可靠性等各种性能。
特别是在PDP1中,为了实现高效率化,例如在放电气体组成中添加分压15%以上的Xe的情况下,能够实现良好的亮度且高效率的PDP。
<实施方式2>
对于本发明的实施方式2,主要说明与实施方式1的差异。图8是表示实施方式2的PDP1a的结构的部分放大图(驱动时的前面板附近的结构图)。
PDP1a的基本结构与PDP1同样,但其在如下方面具有特征:在放电空间15的面向保护膜8的表面,与高γ微粒子17一同,分散地配置有初始电子释放特性高的MgO微粒子16。作为高γ微粒子17、MgO微粒子16的分散密度,设定成当从Z方向俯视放电单元20中的保护膜时,不会直接保护膜8,但是并非限定于此。例如,既可以部分地设置,也可以仅在与显示电极对6对应的位置设置。
另外,高γ微粒子17与MgO的微粒子16的混合比率能够适当地调整,例如,也可以以1:1的比率来混合。而且,对于高γ微粒子17与MgO微粒子16的各个平均粒径,也能够适当地调整。
此外,在图8中,为了便于说明,以比实际大的尺寸示意性地表示配置于保护膜8上的高γ微粒子17、MgO微粒子16。MgO微粒子16也可以以气相法或前体烧制法的任一种方法制作。但是,根据实验可知,如果以后述的前体烧制法制作,则就能够得到性能特别好的MgO微粒子16。
在具有这种结构的PDP1a中,成倍地发挥功能被相互分离的保护膜8和MgO微粒子16、高γ微粒子17的各个特性。
即,在驱动时与PDP1同样,利用以11.8mol%以上49.4mol%以下的浓度添加Sr的保护膜8,二次电子释放特性得以提高,工作电压得以降低,实现低电力驱动。另外,因电荷保持特性的提高,在驱动过程中,上述的二次电子释放特性随时间经过稳定地持续。
另外,通过设置高γ微粒子17,能够抑制老化工序中的保护膜8上的放电集中,有效地除去劣化层81,从而实现高效率化。PDP1a制作完成后,即使在驱动时的放电中被溅射的高γ微粒子17再次附着在保护膜8上,也能够将组成变化抑制得较小,有望延长使用寿命。
而且,在PDP1a中,因与高γ微粒子17一同配置的MgO微粒子16,初始电子释放特性得以提高。由此,能够实现放电响应性得到大幅改善,放电延迟和放电延迟的温度依赖性问题得以减少的PDP。在配备高精细单元、且利用宽度短的脉冲而高速驱动的PDP中,在获得好的图像显示性能方面,该效果特别有效。
而且,通过配置MgO微粒子16,能够防止杂质从放电空间15直接附着在保护膜8的表面,并且能够进一步提高PDP的寿命特性。
(关于MgO微粒子16)
对于设置于PDP1a的MgO微粒子16,根据本发明人所做的实验,可以确认有两个效果:主要抑制写入放电中的“放电延迟”的效果和改善“放电延迟”的温度依赖性的效果。因此,在本实施方式2中,MgO微粒子16是利用比保护膜8更高的初始电子释放特性优秀的性质,在保护膜8的表面作为驱动时的初始电子释放部而配置的。
“放电延迟”的主要原因在于,在放电开始时,作为触发器的初始电子从保护膜8的表面向放电空间15中释放的量不足。于是,为了对针对放电空间15的初始电子释放性有效地做出贡献,将与保护膜8相比初始电子释放量极大的MgO微粒子16分散配置于保护膜8的表面。由此,在寻址期间所需的初始电子从MgO微粒子16大量地释放,以消除放电延迟。通过得到这种初始电子释放特性,PDP1a在高精细等情况下,也能够实现放电响应性好的高速驱动。
而且,作为在保护膜8的表面配置这种MgO微粒子16的结构,除了主要抑制写入放电中的“放电延迟”的效果外,还有改善“放电延迟”的温度依赖性的效果。
如上所述,在PDP1a中,通过将发挥低电力驱动和二次电子释放特性、电荷保持特性等各个效果的保护膜8和发挥放电延迟及其温度依赖性的抑制效果的MgO微粒子16组合,作为PDP1整体,在具有高精细的放电单元的情况下,也能够用低电压驱动高速驱动,且能够期待抑制不亮单元的发生的高品质的图像显示性能。
而且,通过MgO微粒子16层叠地设置于保护膜8的表面,与高γ微粒子17一同对该保护膜8也具有一定的保护效果。保护膜8具有高的二次电子释放系数,能够进行PDP的低电力驱动,另一方面,还具有水和二氧化碳、烃等杂质的吸附性较高的性质。如果发生杂质的吸附,则二次电子释放特性等放电的初始特性就会受到损害。于是,如果用高γ微粒子17和MgO微粒子16两者来覆盖这种保护膜8,则能够有效地防止杂质从放电空间15附着在保护膜8的表面。由此,也有望提高PDP的寿命特性。另外,高γ微粒子17和MgO微粒子16均如上所述,对二次电子释放产生良好的作用,所以不会导致放电特性的下降。
<PDP的制造方法>
下面,对上述各实施方式中的PDP1和1a的制造方法进行展示。PDP1与1a的不同之处只是配置在保护膜8上的微粒子的种类,其他的制造工序相同。
(背面板的制作)
在厚度约2.6mm的由钠钙玻璃构成的背面板玻璃10的表面上,用丝网印刷法,以一定间隔成条纹状涂敷以Ag为主成分的导电体材料,形成厚度数μm(例如约5μm)的数据电极11。作为数据电极11的电极材料,也能够根据需要使用Ag、Al、Ni、Pt、Cr、Cu、Pd等金属和各种金属的碳化物和氮化物等导电性陶瓷等材料和它们的组合、或者将它们层叠而形成的层叠电极。
此处,为了将预定制作的PDP1形成40英寸等级的NTSC规格或者VGA规格,将相邻的两个数据电极11的间隔设定在0.4mm程度以下。
接下来,在形成了数据电极11的背面板玻璃10的整个表面,以约20~30μm的厚度涂敷由铅类或者非铅类的低熔点玻璃和SiO2材料构成的玻璃膏体并进行烧制,形成电介质层12。
接着,在电介质层12的面上以规定的图案形成分隔壁13。涂敷低熔点玻璃材料膏体,使用喷砂法或光刻法,以分割与相邻放电单元(图示省略)的交界周围的方式,以分割行和列的井字形状的图案(参照图10)形成放电单元的多个排列。
分隔壁13形成之后,在分隔壁13的壁面与分隔壁13之间露出的电介质层12的表面,涂敷包括在AC型PDP中通常使用的红色(R)荧光体、绿色(G)荧光体、蓝色(B)荧光体的任意种的荧光墨粉。将其干燥、烧制,分别作为荧光体层14(14R、14G、14B)。
能够应用的RGB各色荧光的化学组成例如下所示。
红色荧光体:(Y.Gd)BO3:Eu
绿色荧光体:Zn2SiO4:Mn
蓝色荧光体:BaMgAl10O17:Eu
各荧光体材料的形态最好是平均粒径为2.0μm的粉末。将其以50质量百分比的比例放入托盘内,投放乙基纤维素1.0质量百分比、溶剂(α-松油醇)49质量百分比,用混砂机搅拌混合,制作15×10-3Pa·s的荧光体墨粉。然后,将其在泵中,从直径60μm的喷嘴向分隔壁13之间喷射涂敷。此时,使面板在分隔壁20的长边方向上移动,成条纹状涂敷荧光体墨粉。然后,在500℃下烧制10分钟,形成荧光体层14。
通过以上方式,背面板9制作完成。
此外,在上述方法例中,前面板玻璃3和背面板玻璃10采用由钠钙玻璃构成的材料,但是这只是列举的一例材料,也可以采用其它的材料。
(前面板2的制作)
在由厚度约2.6mm的钠钙玻璃构成的前面板玻璃3的面上制作显示电极对6。此处,表示采用印刷法形成显示电极对6的例子,但是除此之外,也可以采用模涂(die coat)法、刮涂(blade coat)法等形成。
首先,将ITO、SnO2、ZnO等透明电极材料最终以约100nm的厚度且以条纹等规定的图案涂敷在前面板玻璃上,并使其干燥。由此,制作多个透明电极41、51。
另一方面,对在Ag粉末和有机展色剂(Organic vehicle)中混合感光性树脂(光分解性树脂)而成的感光性膏体进行调整,将其重叠地涂敷在上述透明电极41、51上,用具有所形成的显示电极的图案的掩膜将其覆盖。然后,从该掩膜上经过曝光、显影工序,在590~600℃左右的烧制温度下烧制。由此,在透明电极41、51上形成最终厚度数μm的总线42、52,形成显示电极对6。根据该光掩模法,与现有技术以100μm的线宽为限的丝网印刷法相比,能够将总线42、52细化至30μm左右的线宽。作为总线42、52的金属材料,除了Ag之外,也能够使用Pt、Au、Al、Ni、Cr、或者氧化锡、氧化铟等。对于总线42、52,除了上述方法之外,也可以采用蒸镀法、溅射法等在成膜电极材料后,实施蚀刻处理而形成。
接着,从所形成的显示电极对6上,涂敷混合有软化点为550℃~600℃的铅类或者非铅类的低熔点玻璃和SiO2材料粉末与二甘醇丁醚醋酸酯等构成的有机粘合剂的膏体。在550℃~650℃左右烧制,形成最终厚度为膜厚数μm~数十μm的电介质层7。
(保护膜8的制作)
首先,对采用电子束蒸镀法形成保护膜8的情况进行说明。
准备蒸镀源用颗粒。该颗粒的制作方法是,首先,将CeO2粉末与作为碱土类金属元素的碳酸化物的碳酸Sr粉末混合,将该混合粉末加入模具中并加压成型。然后,将其放入氧化铝坩埚中,在大气中在1400℃左右的温度下大约烧制30分钟,由此得到烧结体(颗粒)。
将该烧制体或颗粒放入电子束蒸镀装置的蒸镀坩埚中,将其作为蒸镀源,在电介质层7的表面,形成在CeO2中包含11.8mol%以上49.4mol%以下浓度的Sr的保护膜8。Sr浓度的调整是在得到放入氧化铝坩埚中的混合粉末的阶段,调节CeO2与碳酸Sr的混合比率来进行的。由此,PDP1的保护膜制作完成。
此外,保护膜8的成膜方法并不仅限电子束蒸镀法,溅射法、离子电镀法等公知的方法也同样适用。
下面,对制作至少包含Ce、Sr、Ba的高γ微粒子的方法进行说明。
(高γ微粒子17的制作)
为了制作高γ微粒子17,作为原料粉,使用CeO2、碳酸Sr、碳酸Ba。至少包含它们的一种,作为混合粉末,选择不妨碍二次电子释放特性的CeO2、碳酸Sr、碳酸Ba、La2O3、SnO等粉末,将混合有它们的粉末放入氧化铝坩埚中,在大气中在1400℃左右的温度下进行大约30分钟的烧制。由此,得到包含上述所选择的混合粉末的组成的高γ微粒子17。
将根据上述方法得到的高γ微粒子17分散在溶剂中。然后,根据喷涂法和丝网印刷法、静电涂敷法,使该分散液分散地散布于保护膜8的表面。之后,经过干燥、烧制工序以除去溶剂,使高γ微粒子17固定于保护膜8的表面。
根据以上的方法能够配置PDP1的保护膜8、高γ微粒子17。
另一方面,在制造PDP1a的情况下,以与上述同样的方法,在保护膜8上配置MgO微粒子16、高γ微粒子17。此处,MgO微粒子16能够以以下所示的气相合成法或前体烧制法的任一种方法制造。
[气相合成法]
在充满惰性气体的气氛下加热镁金属材料(纯度99.9%)。保持该加热状态,并且在气体氛围中导入少量氧气,使镁直接氧化,由此制作MgO微粒子16。
[前体烧制法]
接着,在高温(例如700℃以上)下均匀地烧制以下所展示的MgO前体,使其渐冷得到MgO微粒子。作为MgO前体,例如,能够选择醇镁(Mg(OR)2)、乙酰丙酮镁(Mg(acac)2)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸镁、氯化镁(MgCl2)、硫酸镁(MgSO4)、硝酸镁(Mg(NO3)2)、草酸镁(MgC2O4)中的任一种或者一种以上(也可以混合使用两种以上)。此外,根据所选择的化合物,通常,也选择水合物的形态,但是也可以使用这种水合物。
调整作为MgO前体的镁化合物,使烧制后得到的MgO的纯度为99.95%以上,最佳值是99.98%以上。这是因为,如果在镁化合物中,混入一定量以上的各种碱金属、B、Si、Fe、Al等杂质元素,则在热处理时就会产生多余的粒子间粘连和烧制,难以得到高结晶性的MgO微粒子。因此,通过除去杂质元素等来预先调整前体。
通过实施上述任一种方法,能够得到高品质的MgO微粒子16。
(PDP的完成)
使用密封用玻璃将所制作的前面板2与背面板9粘合起来。之后,将放电空间15的内部排气至高真空(1.0×10-4Pa)左右,以规定压力(此处是66.5kPa~101kPa)在其中封入Ne-Xe类和He-Ne-Xe类、Ne-Xe-Ar类等放电气体。此处,在本发明中,设置具有上述组成的保护膜8和高γ微粒子17,所以即使在15%以上的分压下封入Xe,也能够得到高效率的PDP。
经过以上的各个工序,PDP1或1a制作完成。
(性能确认实验)
接下来,为了确认本发明的特性,准备仅保护膜8周边的结构不同的以下的样品1~24的PDP。
作为表示以CeO2为主体的膜(保护膜)中的Sr量的方法,使用Sr/(Sr+Ce)*100表示的原子数的比例(以下用“XSr”表示)。此外,该XSr的单位可以用数值或直接用(%)或者(mol%)的任一种表示,但是为了方便说明,以下用(mol%)表示。
样品1~10(参考例1~10)相当于实施方式1的PDP1的结构。
其中,样品1~4(参考例1~4)是在CeO2中添加Sr的保护膜,具有XSr以相同顺序分别是11.8mol%、15.7mol%、22.7mol%、49.4mol%的保护膜。
样品11(参考例11)在保护膜上配置规定的MgO微粒子。具体而言,样品11(参考例11)在CeO2中添加Sr,形成XSr是49.4mol%的保护膜,在其上分散地配置采用前体烧制法制作的MgO微粒子。
另一方面,样品12(比较例1)是最基本的现有结构的PDP,具有由采用EB蒸镀成膜的氧化镁构成的保护膜(不包含Ce)。
样品13、14(比较例2、3)是在CeO2中添加Sr的保护膜,XSr分别依次是1.6mol%、8.4mol%。
样品15~20(比较例4~9)是在CeO2中添加Sr的保护膜,具有XSr分别依次为54.9mol%、63.9mol%、90.1mol%、98.7mol%、99.7mol%、100mol%的保护膜。
样品21~23(实施例1~3)在保护膜上分别配置规定的SrCeO3、BaCeO3、La2Ce2O7的微粒子,相当于实施方式1的结构。具体而言,在样品21~23(实施例1~3)中,在CeO2中添加Sr,设置XSr为42.9mol%的保护膜,在其上分别分散地配置SrCeO3、BaCeO3、La2Ce2O7的微粒子。
样品24(实施例4)是在样品11(参考例11)的保护膜上配置规定的SrCeO3的微粒子,相当于实施方式2的结构。具体而言,样品24(实施例4)在CeO2中添加Sr,设置XSr为42.9mol%的保护膜,在其上分散地配置SrCeO3
以下的表1~3汇总表示各个样品1~24的保护膜周边的结构,和使用这些结构所得到的实验数据。
[表1]
Figure BDA00002367303500221
[表2]
Figure BDA00002367303500231
[表3]
[实验1]膜物性评价(晶体结构分析)
为了调查上述各样品的晶体结构(相状态),图9表示进行θ/2θX射线衍射测定的结果,表1~表3表示分析结果。在图9中,表示XSr分别是1.6mol%、15.7mol%、54.9mol%、90.1mol%、98.7mol%、99.7mol%的样品(依次分别是样品13、2、15、17、18、19)的曲线图。
在图9中,在XSr为1.6mol%、15.7mol%的较小的样品(样品13、2)中,确认仅存在萤石结构的CeO2
接着,XSr为54.9mol%(样品15)的保护膜在图9的测定结果中无法确认峰。根据无法确认该峰这一点,该样品的结构被认为是非晶质(非晶)。随着XSr的增加,保护膜的晶体结构从萤石结构变为NaCl结构,但是在包括样品15的XSr的值的一定范围中,无法得到任何的晶体结构,结晶性崩溃,所以推测其变成非晶。
另一方面,在XSr达到98mol%左右,含有大量的Sr的保护膜(样品18)中,检测出Sr(OH)2的峰。其原因可以认为在于,成膜之后,作为SrO的保护膜在测定之前或者测定过程中被暴露在大气中,由此,氢氧化加快。像这样可知,如果XSr变成98mol%左右以上,则保护膜的表面稳定性就会变得极差。
此外还可知,对于上述样品18,在XSr为90.1mol%(样品17)的保护膜中,变成SrO的单层结构。由此可知,如果在Ce中添加10mol%左右的Sr,就能防止SrO的氢氧化,表面稳定性提高。
接着,根据X射线衍射的结果求出各个晶体结构的晶格常数,调查XSr对晶格常数的依赖性,图10表示其结果。。
由图10所示的结果可知,XSr为0mol%~30mol%程度的区域中的保护膜具有CeO2的晶体结构,晶格常数与XSr的增加成比例地上升。这表示,至少在XSr为30mol%以下的范围中,Sr固溶于CeO2中。另外,对于晶格常数的增大,如果考虑Sr的离子半径比Ce的离子半径大,也能够说明。
另一方面可知,XSr为60mol%~100mol%的区域中的保护膜具有SrO的晶体结构。
XSr为50mol%~60mol%的区域中的保护膜存在不采用任意一种晶体结构的非晶区域。
根据这些结果,晶体结构为了获取萤石结构,XSr必须是比50mol%小的值。
[实验2]表面稳定性的评价
一般而已,如果包含在保护膜中的碳酸化物多,则不能得到保护膜本来的二次电子释放特性,结果是工作电压升高。为了避免发生这种情况,必须将出厂前的PDP放电一定时间,实施除去保护膜的污染物的老化工序。如果考虑PDP的生产性,则老化工序最好在短时间内结束,所以优选预先在老化工序之前,尽量控制保护膜中的碳酸化物的量。
因此,作为实验2,对于在由MgO构成的保护膜中含有杂质的碳酸化物时的各个样品,调查保护膜表面的稳定性。作为其方法,基于X射线光电子分光法(XPS)来测定包含于保护膜表面的碳酸化量。对于各个样品的保护膜,在成膜后一定期间,在大气中实施暴露处理,将其配置于测定用的板,并投入XPS测定腔中。在暴露于大气中的期间,预测膜表面的碳酸化反应加快,所以为了统一样品之间的处理条件,将上述设置所需的大气暴露时间设定为5分钟。
在XPS测定装置中,使用ULVAC-PHI公司生产的“QUANTERA”。X射线源使用Al-Kα,使用单色仪。利用中和枪和离子枪进行作为绝缘体的实验用试剂的中和。测定是通过将与Mg2p、Ce3d、C1s、O1s对应的能量区域累计30个循环来测定,根据所得到的频谱的峰面积与灵敏度系数求出膜表面中的各元素的组成比。将C1s谱峰波形分离成在290eV附近检测出的谱峰和在285eV附近检测出的C、CH的谱峰,并求出各自的比例,根据C的组成比与其中的CO的比例的积,求出膜表面的CO量。根据由该XPS求出的膜中的CO量,比较膜表面的稳定性、即碳酸化的程度。
图11表示根据上述条件进行XPS测定,描画碳酸化物占表面的比例的图。
根据图11所示的曲线位置,为了将至少碳酸化物占保护膜的比例控制在50mol%以下,可以说优选将XSr大概控制在50mol%以下。
根据该结果可知,为了尽量抑制杂质混入保护膜中,在短时间内进行老化工序,优选将保护膜中的XSr的上限控制在50mol%以下。
[实验3]放电特性评价
(放电电压)
为了调查上述各样品的工作电压的特性,制作各个样品,和作为放电气体使用Xe分压为15%的Xe-Ne混合气体的PDP,进行放电维持电压的测定。
图12是对于以上述条件进行测定的膜中的XSr的放电维持电压的行为的坐标图。
如图12和表1所示可知,如果将XSr设定为11.8mol%以上49.4mol%以下,则原本是175V左右的放电维持电压进一步下降至160V以下,所以低电力驱动化得以加速。而且,在XSr为25.7mol%以上42.9mol%以下的范围,放电电压减少至150V左右,所以能实现更低的电力驱动。
作为得到这种结果的原因,添加适量的Sr,在禁带中形成起因于Sr的杂质能级,并且价电子带的位置被提高,其结果是,保护膜的二次电子释放特性提高,能够有助于降低放电电压。
此外还能够确认,如果XSr超过49.4mol%,则放电电压反而升高。这是因为,相状态变成以SrO为主体的结构,如上所述,在面板制作工序中,在保护膜上形成多余的Sr(OH)2等,使其受到污染。
综合这些结果可知,包含在保护膜中的Sr量过多也不好,有适度的浓度范围。
另外,如表3所示可知,对于在XSr为42.9mol%的保护膜上分别配置SrCeO3和La2Ce2O7的微粒子的样品21、23、24,也与没有微粒子的样品10同样,具有低电压。这是因为,这些高γ微粒子的二次电子释放特性是与底层的保护膜同等的级别,所以不会产生放电电压的上升。另一方面,可知对于在XSr为42.9mol%的保护膜上配置BaCeO3的样品22,与样品10相比,放电电压低17V。这是因为,BaCeO3的微粒子与底层的保护膜相比二次电子释放特性高,整个保护膜的二次电子释放特性提高。
(老化行为)
下面,图13和表1~3表示使用各个样品的PDP的老化时间的XSr依赖性。此处所说的“老化时间”是指,开始实施老化工序后,放电电压到达饱和的时间,电压到达比下降的底部电压高5%的电压的时间。
由图13可知,XSr在相当于参考例1~10的范围(11.8mol%以上49.4mol%以下)内,在使用由CeO2单体构成的保护膜的情况下,花费240分钟左右的老化时间在120分钟以下结束。而且,其中,XSr在25.7mol%以上42.9mol%以下的范围(参考例4~9)内,老化时间能够减少至20分钟左右,所以该范围适合。
这可以认为是因为,在通常的CeO2中,来自存在于禁带中的电子能级的电子释放是主导,该电子释放到达稳定需要相当长的时间,而如果在XSr为11.8mol%以上49.4mol%以下的范围内适当地添加Sr,则来自上端的位置上升的价电子带的稳定的电子释放就会变成主导,所以老化时间相应地提前。
根据图13和表1~3所示的结果,从老化时间的观点看,所添加的Sr的浓度优选XSr为25.7mol%以上42.9mol%以下。
(放电延迟的测定)
下面,对于使用与上述同样的放电气体,且在保护膜上配置MgO微粒子的样品11和24,评价写入放电中的放电延迟的程度。作为其评价方法,对于分别使用所有的各个样品1~24的PDP中的任意的一个单元,施加相当于图3所示的驱动波形例的初始化脉冲的脉冲,之后,测定施加数据脉冲和扫描脉冲时产生的统计延迟。
其结果是,可知在配置MgO微粒子的样品11和24中,与其余的样品1~10、12~23相比,放电延迟有效地减少。
像这样,通过配置MgO微粒子,防止PDP中的放电延迟的效果进一步增强,但是与采用气相法制作的MgO微粒子相比,其效果在使用采用前体烧制法制作的MgO微粒子时更大。因此,前体烧制法可以说是最适合本发明的MgO微粒子的制作方法。
根据以上的样品11和24的实验数据所示可知,如果在具有规定的Sr浓度的保护膜的表面分散地配置MgO微粒子,则实现低电力驱动,且得到放电延迟也小的PDP。
(效率的测定)
下面,对于作为放电气体使用在分压20%下包含Xe的气体,且具有XSr为42.9mol%的保护膜的样品9和在其上配置有SrCeO3微粒子的样品21,评价作为面板的发光效率。作为其评价方法,对使用各个样品的PDP中的任意面积的放电区域(点亮区域),测定施加相当于图3所示的驱动波形例的维持脉冲的脉冲时所得到的发光效率。
图14表示其结果。发光效率的值标记样品9为1时的值。如图所示可知,通过配置SrCeO3的微粒子,发光效率变成1.3倍以上。其原因可以认为在于,通过配置具有高的二次电子释放特性的高γ微粒子,局部化的放电区域扩大,由此,有效地进行Xe的激励,真空紫外光增大。
根据以上的样品9和24的实验数据所示可知,如果在具有规定的Sr浓度的保护膜的表面分散地配置具有高二次电子释放特性的微粒子,则能够实现低电力驱动,且得到具有高亮度、高效率的PDP。
(可靠性的测定-耐溅射性的测定)
下面,对于作为放电气体使用在分压30%下包含Xe的气体,且具有XSr为42.9mol%的保护膜的样品9和在其上配置有SrCeO3微粒子的样品21,评价使其长时间放电时的可靠性。作为其评价方法,对使用各个样品的PDP中的任意的单元,施加1000个小时相当于图3所示的驱动波形例的维持脉冲的脉冲时,测定被放电时的离子溅射的深度。
图14表示其结果。如图所示可知,通过配置SrCeO3的微粒子,溅射量减少至1/2。该现象的原因可以认为,通过配置具有高二次电子释放特性的高γ微粒子,被局部化的放电区域扩大,由此,局部的溅射得以抑制,在大范围内产生溅射,向深度方向的深入得到抑制。
根据以上的样品9和24的实验数据所示可知,如果在具有规定的Sr浓度的保护膜的表面分散地配置具有高的二次电子释放特性的微粒子,则能够得到实现低电力驱动、且具有高可靠性的PDP。
产业上的可利用性
本发明的PDP能够适用于例如通过低电压驱动对高精细的运动图像进行图像显示的气体放电面板。此外,也能在交通机关和公共设施中的信息显示装置、或者家庭和职场等电视装置或者计算机显示器等中利用。
符号的说明
1、1a、1x PDP
2前面板
3前面板玻璃
4维持电极
5扫描电极
6显示电极对
7、12电介质层
8保护膜(高γ膜)
9背面板
10背面板玻璃
11数据(寻址)电极
13分隔壁
14、14R、14G、14B荧光体层
15放电空间
16MgO微粒子
17高γ微粒子(至少包含Ce、Sr、Ba的高γ微粒子)
81劣化层
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(补正后)一种等离子体显示面板,其特征在于,包括:
配置有多个显示电极的第一基板;和
第二基板,
所述第一基板隔着放电空间与第二基板相对配置,
在所述放电空间充满放电气体的状态下,所述第一基板与所述第二基板之间被密封,其中
在所述第一基板的面向所述放电空间的面上,配置有对CeO2添加11.8mol%以上49.4mol%以下浓度的Sr而成的保护膜,
在所述保护膜上,配置有具有比所述保护膜的二次电子释放特性高的二次电子释放特性的高γ微粒子,
所述高γ微粒子是至少包含Ce、Sr、Ba的任意种的微粒子。
2.(删除)
3.如权利要求1所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述保护膜中的Sr浓度是25.7mol%以上42.9mol%以下。
4.如权利要求1所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述高γ微粒子由SrCeO3、BaCeO3、La2Ce2O7的任意种构成。
5.(删除)
6.(删除)
7.(删除)
8.(删除)

Claims (8)

1.一种等离子体显示面板,其特征在于,包括:
配置有多个显示电极的第一基板;和
第二基板,
所述第一基板隔着放电空间与第二基板相对配置,
在所述放电空间充满放电气体的状态下,所述第一基板与所述第二基板之间被密封,其中
在所述第一基板的面向所述放电空间的面上,配置有对CeO2添加11.8mol%以上49.4mol%以下浓度的Sr而成的保护膜,
在所述保护膜上,配置有具有比所述保护膜的二次电子释放特性高的二次电子释放特性的高γ微粒子。
2.如权利要求1所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述高γ微粒子是至少包含Ce、Sr、Ba的任意种的微粒子。
3.如权利要求1所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述保护膜中的Sr浓度是25.7mol%以上42.9mol%以下。
4.如权利要求1所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述高γ微粒子由SrCeO3、BaCeO3、La2Ce2O7的任意种构成。
5.如权利要求1所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
在所述保护膜的所述放电空间一侧还配置有MgO微粒子。
6.如权利要求5所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述MgO微粒子是用气相氧化法制成的。
7.如权利要求5所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述MgO微粒子是通过对MgO前体进行烧制而制成的。
8.如权利要求1所述的等离子体显示器面板,其特征在于:
所述放电气体中包含分压15%以上的Xe。
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