JP2005004991A - Plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel、以下文中ではPDPと表記する)に係り、更には保護膜に覆われた電極を有するPDPに関する。
【0002】
【従来の技術】
PDPは、大画面化が容易なこと、表示品質がよいこと、また、液晶ディスプレイと比べた場合に視野角が広いなどの特長があり、薄型化が可能なことから例えば壁掛け型ディスプレイなどの大型表示装置として用いられるようになってきている。
【0003】
PDPの動作原理の概要は、表示セルと呼ばれる、例えば希ガスからなる封入ガスが封入された放電空間で放電を起こすことによって希ガスの粒子(分子、原子)を励起し、その光学的遷移によって生じる紫外線によって蛍光体を励起し、当該蛍光体からの可視光を表示発光に利用するものである。
【0004】
図1(A)は、従来の交流(AC)駆動型のPDPの構造の1表示セルの断面図を模式的に示したものであり、図1(B)にはそのA−A断面図を示す。また図2には、図1(A),(B)に示した表示セルを複数個並べたAC駆動型のカラーPDP100の斜視図を示す。
【0005】
図1(A)、(B)および図2を参照するに、前記PDP100では、放電空間110を挟んで、ガラス基板からなる前面板101と背面板105が対向する形で配置されている。前記前面板101上の、前記背面板105に対向する側には表示用電極102が配置され、当該表示用電極102は、例えば酸化鉛系ガラスなどからなる誘電体層103に覆われ、さらに当該誘電体層103が、MgOからなる保護膜104で覆われた構造としている。前記表示用電極102は、対をなす帯状の走査電極および維持電極が互いに平行に配置されることにより、構成されている。
【0006】
一方、前記背面板105上の、前記前面板101に対向する側には前記表示用電極102に直交する帯状の複数のデータ電極106が設けられており、これら複数のデータ電極106は互いに平行に配置され、またそれぞれの前記データ電極106は誘電体層107によって覆われている。
【0007】
さらに複数のデータ電極106を分離し、かつ放電空間110を形成する隔壁108が前記誘電体層107上に設けられている。また前記データ電極106上の前記誘電体層107の上から前記隔壁108の側面にわたって、蛍光体層109が形成されている。図3に示すPDP100の場合、カラー表示を可能にするために、前記隔壁108を挟んで、例えば赤、緑、青の蛍光体109が順に配置された構造になっている。
【0008】
前記放電空間110には不活性ガスからなる封入ガスが封入され、前記封入ガスは、例えばHe,Ne,およびArのうち、少なくともひとつと、Xeの混合ガスからなる。
【0009】
このような構造の前記PDP100において、前記誘電体層103および107は、前記表示電極102および前記データ電極106に電圧を印加することで生じた電荷を蓄積するために設けられている。
【0010】
また、図2には、例として1表示セルを3つ組み合わせた形状を示しているが、表示セルの個数は任意であり、実際にはさらに多数の表示セルを組み合わせて大型表示装置であるPDPを形成する。
【0011】
前記PDP100の動作原理は以下の通りである。まず、前記表示電極102(走査電極および維持電極間)のリセット放電を全てのセルの前記放電空間110で行い、壁電荷の状態を同じにし、次に前記表示用電極102の走査電極の走査にあわせて前記データ電極106に選択的に電圧を印加して前記放電空間110においてアドレス放電を起こす。
【0012】
これにより、前記表示用電極102上に選択的に壁電荷を形成する。そのために、次に放電維持電圧を前記表示用電極102に印加した際に、前記放電空間110での放電発生の有無を制御することができ、前記放電空間110での維持放電の回数により、画像表示の階調を制御して、画像を表示することができる。
【0013】
このように、前記PDP100では、前記放電空間110における放電を制御することで、画像表示を行っている。
【0014】
しかし、近年の高性能化したPDPにおいては更なる高輝度化や高精細化が要求されており、例えば、PDPの高輝度化や高精細化を実現するために、図1(A),(B)に示した前記放電空間110に封入される封入ガスに添加されたXeの分圧を増加させる方法が提案されている。(例えば非特許文献1参照。)
しかし、このような高輝度化や高精細化を実現するために発光効率を上げようとすると、消費電力が増大してしまうという問題が生じるため、例えば前記PDP100の構造において、前記保護膜107に用いられているMgOのバンドギャップ中に局在準位を形成することにより二次電子放出利得を高めて、放電開始電圧を下げて駆動電圧を低下させる方法が提案されている。(例えば特許文献1および特許文献2参照。)
【非特許文献1】
G.Oversluizen et al,SID int. Symp. Dig. Tech. Papers, pp848−851,VOL, XXXIII, May 2002
【0015】
【非特許文献2】
Y.Motoyama etal,Proc.Int.Display Workshop ’00,pp.799−802,Dec.2000
【0016】
【特許文献1】
特開平8−236028号公報
【0017】
【特許文献2】
特開平11−339665号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、PDPの放電空間に封入される封入ガスに添加されたXeの分圧を増加させると、発光効率が上がって高輝度化や高精細化が実現する反面、駆動電圧も増大してしまい、駆動回路のコスト増大や消費電力の増大といった問題が生じてしまう。
【0019】
図3は、図2に示したPDP100において、前記封入ガスの全圧に対するXeの分圧の比を変更した場合の、PDPの駆動維持電圧の変化を示したものである。図3を参照するに、Xeの分圧を増加させるに従い、駆動維持電圧が増大していることがわかる。従来、PDPの駆動回路の耐圧の制限より、前記封入ガスの全圧に対するXeの分圧の比は5〜6%程度で用いられており、Xeの分圧を増加させることで発光効率を改善して高輝度化や高精細化を行うことは困難であった。
【0020】
また、前記保護膜107に用いられているMgOのバンドギャップ中に局在準位を形成することにより二次電子放出利得を高めて、放電開始電圧を下げて駆動電圧を低下させる方法を用いた場合でも、図3に示したXeの分圧の増加に対する電圧の上昇を効果的に抑制するには至っていない。
【0021】
そこで、本発明では上記の問題を解決するために有用なPDPを提供することを目的としている。
【0022】
本発明の具体的な課題は、発光効率を高めて高輝度化や高精細化を実現し、かつ駆動電圧を抑制して低消費電力であるPDPを提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記の課題を解決するために、第1の基板と、前記第1の基板と対向する第2の基板と、前記第1の基板の前記第2の基板に面した側に形成された第1の電極と、前記第2の基板の前記第1の基板に面した側に形成された第2の電極と、前記第1の電極を覆うように形成された第1の誘電体層と、前記第2の電極を覆うように形成された第2の誘電体層と、前記第1の誘電体層を覆うように形成された保護膜と、前記保護膜と前記第2の誘電体層の間に形成された、封入ガスが封入された放電空間とを設けたプラズマディスプレイパネルであって、前記保護膜はZnOからなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルにより、解決する。
【0024】
本発明によれば、前記第1の電極が前記第1の誘電体層に覆われ、さらに前記第1の誘電体層が、ZnOからなる保護膜に覆われた構造になっているため、前記放電空間での放電開始電圧を低くしてPDPの駆動電圧を低くすることができる。ZnOは、封入ガスのイオンや励起粒子(原子や分子)がZnOに入射する際に、ZnO表面から二次電子が放出されやすく、すなわち二次電子利得γが大きい。PDPの駆動電圧を決定づける放電開始電圧は、前記二次電子利得γに大きく依存し、ZnOはこの値が大きいために放電開始電圧を低くすることができ、発光効率を高めて高輝度化、高精細化を実現しながら、PDPの駆動電圧を低く抑えることが可能となる。
【0025】
また、上記の場合、前記封入ガスの全圧に対するXeの分圧の比を10%以上とするとより好適である。この場合には発光効率が増大して、高輝度化、高精細化が可能となり、さらに従来の場合に比べて駆動電圧の抑制の効果が特に大きくなる。
【0026】
また、上記の場合、前記保護膜のZnO結晶の六方晶系のc軸が基板に垂直に成長し、(0001)面に優先配向しているとより好適である。この場合、前記放電空間で放電が起こった場合の、前記保護膜のスパッタリング耐性が向上する。
【0027】
【発明の実施の形態】
[第1実施例]
次に、本発明の実施の形態に関して、図面に基づき以下に説明する。
【0028】
図4(A)は、本発明の第1実施例による交流(AC)駆動型のPDPの構造の1表示セルの断面図を模式的に示したものであり、図4(B)にはそのB−B断面図を示す。また図5には、図4(A),(B)に示した表示セルを複数個並べたAC駆動型のカラーPDP10の斜視図を示す。
【0029】
図4(A)、(B)および図5を参照するに、前記PDP10では、放電空間20を挟んで、ガラス基板からなる前面板11と背面板15が対向する形で配置されている。前記前面板11上の、前記背面板15に対向する側には表示用電極12が配置され、当該表示用電極12は、例えば酸化鉛系ガラスなどからなる誘電体層13に覆われ、さらに当該誘電体層13が、ZnOからなる保護膜14で覆われた構造としている。前記表示用電極12は、対をなす帯状の走査電極および維持電極が互いに平行に配置されることにより、構成されている。
【0030】
本実施例においては、前記表示用電極12が、ZnOからなる前記保護膜14で覆われた構造となっており、当該保護膜14が前記放電空間20に面した構造になっている。このため、前記放電空間20での放電開始電圧を低くして、PDPの駆動電圧を低く抑えることが可能となる。このような、保護膜にZnOを用いた場合の効果の詳細に関しては後述する。
【0031】
また、前記背面板15上の、前記前面板11に対向する側には前記表示用電極12に直交する帯状の複数のデータ電極16が設けられており、これら複数のデータ電極16は互いに平行に配置され、またそれぞれの前記データ電極16は誘電体層17によって覆われている。
【0032】
さらに複数のデータ電極16を分離し、かつ放電空間20を形成する隔壁18が、前記データ電極16と略平行に前記誘電体層17上に設けられている。また前記データ電極16上の前記誘電体層17の上から前記隔壁18の側面にわたって、蛍光体層19が形成されている。図5に示すPDP10の場合、カラー表示を可能にするために、前記隔壁18を挟んで、例えば赤、緑、青の蛍光体19が順に配置された構造になっている。
【0033】
前記放電空間11には不活性ガスからなる封入ガスが封入され、前記封入ガスは、例えばHe,Ne,およびArのうち、少なくともひとつと、Xeの混合ガスからなる。また、PDPの発光効率は前記封入ガスに大きく依存し、例えば前記封入ガスのXeの混合比、または前記封入ガスの全圧に対するXeの分圧の比を増加させると発光効率が向上して、PDPの高輝度化、高精細化が可能となる。
【0034】
しかし従来、前記封入ガス中のXeの分圧を増加させると、PDPの駆動電圧が増大する傾向にあり、Xeの分圧を増加させるのは困難であった。しかし、本実施例では前記保護膜14にZnOからなる層を用いたことで、PDPの駆動電圧が低くなり、さらに前記封入ガス中のXeの分圧を増加させた場合の駆動電圧の増加量を抑制する効果を奏するため、Xeの分圧を増加させて発光効率を向上させることが可能となった。
【0035】
また、前記PDP10において、前記誘電体層13および17は、前記表示電極12および前記データ電極16に電圧を印加することで生じた電荷を蓄積するために設けられている。
【0036】
なお、図5には、例として1表示セルを3つ組み合わせた形状を示しているが、表示セルの個数は任意であり、実際にはさらに多数の表示セルを組み合わせて大型表示装置であるPDPを形成する。
【0037】
前記PDP10の動作原理は以下の通りである。まず、前記表示電極12(走査電極および維持電極間)のリセット放電を全てのセルの前記放電空間20で行い、壁電荷の状態を同じにし、次に前記表示用電極12の走査電極の走査にあわせて前記データ電極16に選択的に電圧を印加して前記放電空間20においてアドレス放電を起こす。
【0038】
これにより、前記表示用電極12上に選択的に壁電荷を形成する。そのために、次に放電維持電圧を前記表示用電極12に印加した際に、前記放電空間20での放電発生の有無を制御することができ、前記放電空間20での維持放電の回数により、画像表示の階調を制御して、画像を表示することができる。
【0039】
このように、前記PDP10では、前記放電空間20における放電を制御することで、画像表示を行っており、前記放電空間20での放電開始電圧を低下させることが前記PDP10の駆動電圧を低下させることになる。
【0040】
本実施例では、前記前記表示用電極12が、ZnOからなる前記保護膜14で覆われた構造となっており、前記保護膜14が前記放電空間20に面した構造になっているが、前記放電空間20での放電特性、放電開始電圧などは前記保護膜14表面から放出される二次電子に大きく依存する。
【0041】
例えば、放電開始電圧は、前記封入ガスのイオンや励起粒子が前記保護膜14に入射する際に、前記保護膜14の表面から放出される二次電子の出やすさである二次電子利得γに大きく依存し、当該二次電子利得γが大きいほど、放電開始電圧が低くなる。この二次電子利得γは、おもに前記保護膜14を構成する材料のバンド構造と入射粒子のポテンシャルエネルギーによってきまる値である。
【0042】
例えば前記保護膜14の材料としては、従来、比較的二次電子利得γが大きいMgOが広く用いられてきた。例えば、MgOの、Neイオンに対する二次電子利得γの値については、ZrO2、Al2O3、SiO2などの材料に比べて高い値を示していることが知られている。(Y.Motoyama et al, Proc. Int.Display Workshops ’00, pp.799−802,Dec.2000)
しかし、例えば前記PDP10のように、励起されたXeから放出される紫外線を利用している現状のPDPの場合、前記保護膜14に入射する粒子のうちで最も多いものはXeイオンである。そのため、Xeイオンが前記保護膜14に入射した場合に、二次電子が放出される量が多い場合に最も効率的に放電電圧が低下する。
【0043】
例えば、比較的二次電子利得γが大きいMgOの場合であっても、MgOにXeイオンが入射した場合には二次電子は放出されず、二次電子利得は0に近い値である。これは、以下の理由による。
【0044】
まず、イオンにより、保護膜から二次電子が放出されるための条件は、保護膜への入射イオンの電離エネルギーをEi、保護膜の材料のバンドギャップをEg、電子親和力をxとしたとき、条件1であるEi>2(Eg+x)で近似できる。Xeの電離エネルギーEiは、12.13eVであるが、保護膜にMgOを用いた場合には、2(Eg+x)=15.3eVとなるために前記条件1を満たさず、二次電子は放出されない。そのため、例えば、MgO材料に局在準位を持たせて当該局在準位から二次電子を出す方法が提案されているが、MgOが、前記条件1を満たさない材料であるため、困難である。
【0045】
そのため、前記条件1を満たす保護膜の材料を用いることが必要である。例えば、BaOを用いた場合には、2(Eg+x)=10.2eVとなり、BaOは、前記条件1を満たす材料である。
【0046】
しかし、BaOを形成する工程を考えると、BaCO3を800℃以上の温度で熱分解してBaOを形成する必要があるため、600℃以下にする必要があるPDPの製造工程で用いることは困難である。
【0047】
そこで、本発明の発明者は、前記条件1において、x=2.08eV、Eg=3.3eVであって前記条件1を満たし、Xeイオンの入射に対して二次電子を放出する材料として、ZnOを見出した。
【0048】
すなわち、図5に示した前記PDP10において、前記保護膜14にZnOを用いたことで、Xeイオンに対する二次電子利得γが大きく、前記放電空間20での放電電圧が低下し、PDP10の駆動電圧を低く抑えて、PDPの低消費電力化を実現できる。
【0049】
このように前記空間20での放電開始電圧の低下の効果は、特に、前記封入ガスのXeの分圧を増加させた場合に大きく、例えば前記封入ガスのXe分圧を10%以上とした場合に顕著になる。
【0050】
前記PDP10は、放電によって励起されたXeから放出される紫外線を利用して画像を表示しているため、前記封入ガスのXe分圧を増加させると、発光効率が増大し、高輝度化、高精細化が可能になる。従来は、Xeの分圧を増加させると、放電電圧が急速に増大するため、Xe分圧を増加させることは困難であった。
【0051】
本実施例においては、前記保護膜14にZnOを用いたことで前記放電空間20の放電開始電圧を低下させ、さらに、Xe分圧を増加させた場合の放電開始電圧の増大を抑制するため、従来用いることが困難であった、封入ガスの全圧に対するXeの分圧の比が10%以上の封入ガスを用いることが可能となり、その結果、PDPの駆動電圧を抑制すると同時に、高輝度化、高精細化を可能とした。
【0052】
また、前記保護膜14は、前記放電空間20で放電が起こる際に形成されたイオンの衝突などにより、スパッタされ、当該保護膜14の表面がスパッタエッチングによって削られてしまう。
【0053】
そのため、前記保護膜14のスパッタリングによる損傷に起因する前記PDPの寿命もしくはメンテナンスサイクルを長くするため、前記保護膜14の、ZnOのスパッタリング耐性を大きくする、すなわち前記保護膜14がスパッタエッチングされる速度を小さくすることが重要である。
【0054】
本発明の発明者は、実験の結果、前記保護膜14を構成するZnO膜を形成する場合に、ZnO結晶の六方晶系のc軸が、ZnO膜が形成される面に対して垂直に成長した配向で、ZnO膜が(0001)面に優先配向するように形成した場合、当該ZnO膜のスパッタリング耐性が大きいことが見出された。
【0055】
そのため、前記保護膜14であるZnO膜のZnO結晶の六方晶系のc軸が、ZnO膜が形成される面に対して垂直に成長した配向で、ZnO膜が(0001)面に優先配向するように形成することで、前記PDP10の前記保護膜14がスパッタエッチングされる速度が小さくなり、前記PDP10の寿命もしくはメンテナンスサイクルを長くすることが可能となった。
【0056】
次に、図4(A),(B)および図5に示した前記PDP10の製造方法について説明する。ただし以下文中、先に説明した部分には同一の参照符号を用いて、詳細な説明を省略する。
【0057】
まず、前面板11ガラス基板からなる前記前面板11上に、例えばITOまたはSnO2などからなる透明導電膜およびクロム(Cr)/銅(Cu)/Cr(クロム)からなる積層膜を、スパッタリング法によって成膜する。
【0058】
次に、前記透明導電膜および積層膜を、フォトリソグラフィの手法を用いて、それぞれ前記透明導電膜を170μm、前記積層膜を55μmの帯状のパターンに形成し、前記表示用電極12とする。
【0059】
次に、前記表示用電極12が形成された前記前面板11上に、低融点ガラスペーストを印刷して乾燥させた後、焼成することによって、膜厚略20μmの前記誘電体層3を形成する。
【0060】
次に、前記誘電体層3を被覆するように、RFマグネトロンスパッタ法を用いて、ZnOからなる前記保護膜14を、厚さが0.8μmとなるように形成する。また、前記保護膜14を形成する方法としては、前記RFマグネトロンスパッタ法の他にも、例えばMBE法(Molecular Beam Epitaxy)、CVD法(Chemical Vapor Deposition)、PDL法(Pulsed Laser Deposition)などの方法を用いることが可能である。
【0061】
また、前記したように、前記保護膜14のスパッタリング耐性を高めるために、ZnO結晶の六方晶系のc軸が基板に垂直に成長したc軸配向をを優先的に成長させるため、スパッタリング蒸着を、例えば、スパッタ圧力1〜10Pa、Arと酸素の混合ガス中の酸素濃度10〜50%、基板温度150〜500℃、蒸着レート1.0μm/hrの条件で行う。
【0062】
次に、ガラス基板からなる前記背面板15上の所望の位置に、感光性銀ペーストをフォトリソグラフィの手法を用いて帯状パターンに形成して、銀からなる前記データ電極16を形成し、さらに当該データ電極16を覆うように前記誘電体層17を形成した。
【0063】
さらに、前記誘電体層17上には、幅60μm、高さ130μmの前記隔壁8を形成し、前記蛍光体19を前記隔壁18および前記誘電体層17の表面上に塗布した。前記蛍光体9は、例えば、赤色発光体((YxGd1−x)BO3:Eu3+)、緑色発光体(BaAl12O19:Mn)および青色発光体(BaMgAl14O23:Eu2+)を塗り分けるようにする。
【0064】
次に、前記前面板11と背面板15を、前記表示用電極12とデータ電極16が直交するように張り合わせ、周辺部をガラスフリットを用いて封着し、前記放電空間20を排気した後に、当該放電空間20に、NeにXeを混合した封入ガスを、前記放電空間の圧力が5kPa〜70kPaとなるように封入する。この場合、Xeの分圧は、封入ガスの全圧に対して10%以上となるようにし、またNeを混合せずに、封入ガスとしてはXeのみを用いてもよい。
【0065】
次に、図6には、前記PDP10において、前記封入ガスのXeの分圧を増加させた場合の、PDPの駆動維持電圧を測定した結果を示す。また、比較のために、前記保護膜14に、従来用いられていたMgOからなる膜を0.8μm形成した場合の駆動維持電圧の結果も併記する。この場合の封入ガスの全圧は67kPaとした。なお、PDPの駆動維持電圧は前記放電空間の放電開始電圧に強く依存し、PDPの駆動維持電圧の増減の割合は、当該放電開始電圧の増減の割合を示している。
【0066】
図6を参照するに、前記保護膜14にMgOからなる膜を用いた場合には、前記保護膜14にZnOからなる膜を用いた場合に比べて駆動維持電圧が高く、特に前記封入ガス中のXeの分圧を増加させると、駆動維持電圧が著しく増大する傾向にある。
【0067】
一方、本実施例における、前記保護膜14にZnOかららなる膜を用いたPDP10においては、前記保護膜14にMgOからなる膜を用いた場合にくらべて駆動維持電圧が低いことがわかる。特に、前記封入ガスの全圧に対するXeの分圧の比が10%以上となる領域において、駆動維持電圧を抑制する効果が大きい。
【0068】
これは、前記したように、MgOに比べてZnOのXeイオンに対する二次電子利得γが大きいため、Xe分圧が高くなるほど、ZnOを用いた場合の放電開始電圧を低く抑える効果が大きくなり、そのためにPDPの駆動維持電圧を低く抑える効果が大きくなるためと考えられる。
【0069】
このような効果を得るために、前記封入ガスの全圧は、5kPa〜70kPaの範囲とすることが好ましい。
【0070】
また、現状のPDPでは、駆動回路の耐圧条件が略250Vであり、本実施例においては、従来用いることが困難であった、封入ガスの全圧に対するXeの分圧の比が10%以上の封入ガスを用いることが可能となった。また、封入ガスをNeとXeの混合ガスではなく、Xeからなるガスにした場合にも、駆動維持電圧を250V以下とすることが可能となった。
【0071】
そのため、PDPの発光効率を増大させることが可能となり、PDPの駆動電圧を低く抑えながら、高輝度化、高精細化が可能となった。
【0072】
また、本実施例では、前記保護膜14にZnOを用いる場合について説明したが、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、例えば、Cu、Mn、Liなどの金属を微量に含んだZnO系化合物を前記保護膜14に用いても、本実施例に記述した場合と同様の効果を奏する。
【0073】
例えば、RFマグネトロンスパッタリング法でZnOを形成する場合に、Cuを同時にスパッタリングすることでCuをZnO膜中に混合し、Cuの原子量比が0.5at.%となるようにして形成したZnO系化合物の場合、抵抗率(Ω・cm)は1×10― 9〜1×10― 8程度の値となり、高い絶縁性を有するため、AC駆動型のPDPの保護膜に用いるのに適している。
【0074】
さらに、本実施例においてはAC駆動型のPDPの保護膜としてZnOからなる膜を用いたが、これはAC駆動型に限られるものではなく、DC駆動型、またはAC/DCハイブリッド駆動型においても、陰極や陽極を被覆する保護膜として用いることにより、駆動電圧が低く、高効率なPDPを形成することができる。
【0075】
【発明の効果】
本発明によれば、PDPの駆動電圧を低く抑えると共に、高い発光効率を達成することが可能となり、PDPの消費電力を抑えて、高輝度化・高精細化を達成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は、従来のPDPの構造の1表示セルの断面図を模式的に示したものであり、(B)はそのA−A断面図である。
【図2】図1の表示セルを複数個並べた従来のAC駆動型のカラーPDPの断面斜視図である。
【図3】従来のPDPの、駆動維持電圧のXe分圧依存を示す図である。
【図4】図4(A)は、本発明のPDPの構造の1表示セルの断面図を模式的に示したものであり、(B)はそのB−B断面図である。
【図5】図4の表示セルを複数個並べた本発明のAC駆動型のカラーPDPの断面斜視図である。
【図6】本発明の実施例に係る、PDPの、駆動維持電圧のXe分圧依存の測定結果である。
【符号の説明】
10,100 PDP
11,111 前面板
12,102 表示用電極
13,103 誘電体層
14,104 保護膜
16,106 データ電極
17,107 誘電体層
18,108 隔壁
19,109 蛍光体
20,110 放電空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display panel (hereinafter referred to as “PDP”), and more particularly to a PDP having an electrode covered with a protective film.
[0002]
[Prior art]
PDP has features such as easy screen enlargement, good display quality, and wide viewing angle compared to liquid crystal display, and can be thinned, so it can be made large, such as a wall-mounted display. It has come to be used as a display device.
[0003]
The outline of the operation principle of the PDP is called a display cell, which excites rare gas particles (molecules, atoms) by causing discharge in a discharge space in which a sealed gas composed of a rare gas, for example, is sealed. The phosphor is excited by the generated ultraviolet light, and visible light from the phosphor is used for display light emission.
[0004]
FIG. 1A schematically shows a cross-sectional view of one display cell having a structure of a conventional alternating current (AC) drive type PDP, and FIG. Show. FIG. 2 is a perspective view of an AC drive
[0005]
Referring to FIGS. 1A, 1B, and 2, in the
[0006]
On the other hand, a plurality of strip-
[0007]
Further, a
[0008]
The
[0009]
In the
[0010]
In addition, FIG. 2 shows a shape in which three display cells are combined as an example, but the number of display cells is arbitrary, and actually a PDP that is a large display device by combining a larger number of display cells. Form.
[0011]
The operating principle of the
[0012]
As a result, wall charges are selectively formed on the
[0013]
Thus, the
[0014]
However, in recent years, high-performance PDPs are required to have higher brightness and higher definition. For example, in order to realize higher brightness and higher definition of PDPs, FIG. There has been proposed a method for increasing the partial pressure of Xe added to the sealed gas sealed in the
However, if the light emission efficiency is increased in order to achieve such high brightness and high definition, there is a problem that power consumption increases. For example, in the structure of the
[Non-Patent Document 1]
G. Overluizen et al, SID int. Symp. Dig. Tech. Papers, pp 848-851, VOL, XXXIII, May 2002
[0015]
[Non-Patent Document 2]
Y. Motoyama et al, Proc. Int. Display Worksshop '00, pp. 799-802, Dec. 2000
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-8-236028
[0017]
[Patent Document 2]
JP 11-339665 A
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
In general, increasing the partial pressure of Xe added to the gas sealed in the PDP discharge space increases the luminous efficiency and increases the brightness and definition, but also increases the drive voltage. As a result, problems such as an increase in cost of the drive circuit and an increase in power consumption occur.
[0019]
FIG. 3 shows changes in the drive sustaining voltage of the PDP when the ratio of the partial pressure of Xe to the total pressure of the sealed gas is changed in the
[0020]
In addition, a method of increasing the secondary electron emission gain by forming a localized level in the band gap of MgO used for the
[0021]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a PDP useful for solving the above problems.
[0022]
A specific problem of the present invention is to provide a PDP that achieves higher luminance and higher definition by increasing luminous efficiency and suppresses driving voltage and has low power consumption.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a first substrate, a second substrate facing the first substrate, and a side of the first substrate facing the second substrate are formed. The first electrode formed, the second electrode formed on the second substrate facing the first substrate, and the first dielectric formed so as to cover the first electrode A layer, a second dielectric layer formed to cover the second electrode, a protective film formed to cover the first dielectric layer, the protective film, and the second dielectric This is solved by a plasma display panel provided with a discharge space filled with a sealing gas formed between body layers, wherein the protective film is made of ZnO.
[0024]
According to the present invention, the first electrode is covered with the first dielectric layer, and the first dielectric layer is covered with a protective film made of ZnO. The drive voltage of the PDP can be lowered by lowering the discharge start voltage in the discharge space. When ZnO ions or excited particles (atoms and molecules) enter ZnO, secondary electrons are easily emitted from the ZnO surface, that is, the secondary electron gain γ is large. The discharge start voltage that determines the driving voltage of the PDP is highly dependent on the secondary electron gain γ. Since this value is large, ZnO can reduce the discharge start voltage, and the luminous efficiency is increased to increase the brightness and increase the brightness. It is possible to keep the driving voltage of the PDP low while realizing finer.
[0025]
In the above case, it is more preferable that the ratio of the partial pressure of Xe to the total pressure of the sealed gas is 10% or more. In this case, the light emission efficiency is increased, so that high brightness and high definition can be achieved, and the effect of suppressing the drive voltage is particularly great as compared with the conventional case.
[0026]
In the above case, it is more preferable that the hexagonal c-axis of the ZnO crystal of the protective film grows perpendicularly to the substrate and is preferentially oriented in the (0001) plane. In this case, the sputtering resistance of the protective film is improved when a discharge occurs in the discharge space.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First embodiment]
Next, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 4A schematically shows a cross-sectional view of one display cell of the structure of an alternating current (AC) drive type PDP according to the first embodiment of the present invention, and FIG. BB sectional drawing is shown. FIG. 5 is a perspective view of an AC drive
[0029]
4A, 4B and 5, in the
[0030]
In this embodiment, the
[0031]
A plurality of strip-shaped
[0032]
Further, a
[0033]
The
[0034]
However, conventionally, when the partial pressure of Xe in the sealed gas is increased, the driving voltage of the PDP tends to increase, and it is difficult to increase the partial pressure of Xe. However, in this embodiment, since the layer made of ZnO is used for the
[0035]
In the
[0036]
FIG. 5 shows a shape in which three display cells are combined as an example. However, the number of display cells is arbitrary, and actually a PDP that is a large display device by combining a larger number of display cells. Form.
[0037]
The operation principle of the
[0038]
As a result, wall charges are selectively formed on the
[0039]
As described above, in the
[0040]
In this embodiment, the
[0041]
For example, the discharge start voltage is a secondary electron gain γ that is the ease with which secondary electrons emitted from the surface of the
[0042]
For example, MgO having a relatively large secondary electron gain γ has been widely used as a material for the
However, in the case of a current PDP that utilizes ultraviolet rays emitted from excited Xe, such as the
[0043]
For example, even in the case of MgO having a relatively large secondary electron gain γ, when Xe ions are incident on MgO, secondary electrons are not emitted, and the secondary electron gain is close to zero. This is due to the following reason.
[0044]
First, the conditions for the secondary electrons to be emitted from the protective film by ions are as follows: Ei is the ionization energy of ions incident on the protective film, Eg is the band gap of the protective film material, and x is the electron affinity. It can be approximated by Ei> 2 (Eg + x) which is condition 1. The ionization energy Ei of Xe is 12.13 eV. However, when MgO is used for the protective film, 2 (Eg + x) = 15.3 eV, so that the condition 1 is not satisfied and secondary electrons are not emitted. . Therefore, for example, a method has been proposed in which the MgO material has a localized level and emits secondary electrons from the localized level. However, since MgO is a material that does not satisfy the condition 1, it is difficult. is there.
[0045]
Therefore, it is necessary to use a material for the protective film that satisfies the above condition 1. For example, when BaO is used, 2 (Eg + x) = 10.2 eV, and BaO is a material that satisfies the above condition 1.
[0046]
However, considering the process of forming BaO, BaCO3Since it is necessary to form BaO by thermally decomposing at a temperature of 800 ° C. or higher, it is difficult to use it in a PDP manufacturing process that needs to be set to 600 ° C. or lower.
[0047]
Therefore, the inventor of the present invention, as the material that satisfies x in the condition 1, x = 2.08 eV, Eg = 3.3 eV, satisfies the condition 1, and emits secondary electrons upon incidence of Xe ions, ZnO was found.
[0048]
That is, in the
[0049]
Thus, the effect of lowering the discharge start voltage in the
[0050]
Since the
[0051]
In this embodiment, the use of ZnO for the
[0052]
Further, the
[0053]
Therefore, in order to prolong the life or maintenance cycle of the PDP due to damage due to sputtering of the
[0054]
As a result of experiments, the inventors of the present invention have shown that when forming a ZnO film constituting the
[0055]
Therefore, the hexagonal c-axis of the ZnO crystal of the ZnO film as the
[0056]
Next, a method for manufacturing the
[0057]
First, on the
[0058]
Next, the transparent conductive film and the laminated film are formed into a strip-like pattern with a thickness of 170 μm and the laminated film of 55 μm, respectively, using a photolithography technique, and the
[0059]
Next, a low melting point glass paste is printed on the
[0060]
Next, the
[0061]
Further, as described above, in order to increase the sputtering resistance of the
[0062]
Next, a photosensitive silver paste is formed in a strip pattern using a photolithography technique at a desired position on the
[0063]
Further, the barrier rib 8 having a width of 60 μm and a height of 130 μm was formed on the
[0064]
Next, the
[0065]
Next, FIG. 6 shows the result of measuring the drive sustaining voltage of the PDP when the partial pressure of Xe of the sealed gas is increased in the
[0066]
Referring to FIG. 6, in the case where a film made of MgO is used as the
[0067]
On the other hand, in the
[0068]
As described above, since the secondary electron gain γ with respect to the Xe ions of ZnO is larger than that of MgO, the effect of suppressing the discharge start voltage when using ZnO is increased as the Xe partial pressure is increased. Therefore, it is considered that the effect of suppressing the driving sustain voltage of the PDP is increased.
[0069]
In order to obtain such an effect, the total pressure of the sealed gas is preferably in the range of 5 kPa to 70 kPa.
[0070]
In the current PDP, the withstand voltage condition of the drive circuit is about 250 V, and in this embodiment, the ratio of the partial pressure of Xe to the total pressure of the sealed gas, which has been difficult to use in the past, is 10% or more. It became possible to use a sealed gas. Further, even when the sealed gas is not a mixed gas of Ne and Xe but a gas composed of Xe, the driving sustain voltage can be reduced to 250 V or less.
[0071]
Therefore, it is possible to increase the light emission efficiency of the PDP, and it is possible to increase the brightness and the definition while keeping the driving voltage of the PDP low.
[0072]
In this embodiment, the case where ZnO is used for the
[0073]
For example, when forming ZnO by the RF magnetron sputtering method, Cu is simultaneously sputtered to mix Cu into the ZnO film, and the atomic weight ratio of Cu is 0.5 at. %, The resistivity (Ω · cm) is 1 × 10.- 9~ 1x10- 8Since it has a high degree of insulation and is suitable, it is suitable for use as a protective film for an AC drive type PDP.
[0074]
Further, in this embodiment, a film made of ZnO is used as a protective film of the AC drive type PDP, but this is not limited to the AC drive type, and the DC drive type or the AC / DC hybrid drive type is also used. By using it as a protective film covering the cathode or anode, a PDP having a low driving voltage and high efficiency can be formed.
[0075]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the driving voltage of the PDP and achieve high luminous efficiency, and to achieve high brightness and high definition while suppressing the power consumption of the PDP. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A schematically shows a cross-sectional view of one display cell having a conventional PDP structure, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of a conventional AC drive type color PDP in which a plurality of display cells of FIG. 1 are arranged.
FIG. 3 is a diagram showing Xe voltage division dependence of a drive sustain voltage in a conventional PDP.
FIG. 4A schematically shows a cross-sectional view of one display cell having a PDP structure according to the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
5 is a cross-sectional perspective view of an AC drive type color PDP of the present invention in which a plurality of the display cells of FIG. 4 are arranged.
FIG. 6 is a measurement result of the drive sustaining voltage of the PDP according to the embodiment of the present invention depending on the Xe partial pressure.
[Explanation of symbols]
10,100 PDP
11,111 Front plate
12,102 Display electrode
13,103 Dielectric layer
14,104 Protective film
16,106 Data electrode
17,107 Dielectric layer
18,108 Bulkhead
19,109 phosphor
20,110 discharge space
Claims (6)
前記第1の基板と対向する第2の基板と、
前記第1の基板の前記第2の基板に面した側に形成された第1の電極と、
前記第2の基板の前記第1の基板に面した側に形成された第2の電極と、
前記第1の電極を覆うように形成された第1の誘電体層と、
前記第2の電極を覆うように形成された第2の誘電体層と、
前記第1の誘電体層を覆うように形成された保護膜と、
前記保護膜と前記第2の誘電体層の間に形成された、封入ガスが封入された放電空間とを設けたプラズマディスプレイパネルであって、
前記保護膜はZnOからなることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。A first substrate;
A second substrate facing the first substrate;
A first electrode formed on a side of the first substrate facing the second substrate;
A second electrode formed on a side of the second substrate facing the first substrate;
A first dielectric layer formed to cover the first electrode;
A second dielectric layer formed to cover the second electrode;
A protective film formed to cover the first dielectric layer;
A plasma display panel provided between the protective film and the second dielectric layer, and provided with a discharge space filled with a sealed gas;
The plasma display panel, wherein the protective film is made of ZnO.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007012436A (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Plasma display panel |
WO2007129451A1 (en) | 2006-04-26 | 2007-11-15 | National University Corporation NARA Institute of Science and Technology | Image sensor |
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2003
- 2003-06-09 JP JP2003164038A patent/JP2005004991A/en active Pending
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