JP2006031950A - Plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型の画像表示装置として知られるプラズマディスプレイパネルに関するものである。 The present invention relates to a plasma display panel known as a thin image display device.
プラズマディスプレイパネルは、ガス放電によって発生した紫外線で蛍光体を励起発光させ画像表示する平面型ディスプレイである。そして、このプラズマディスプレイパネルは、発光した蛍光体層からの光の取り出し方で、透過型と反射型に分類される。透過型は蛍光体層を通して光を取り出すため、蛍光体層で一部の可視光は吸収、反射され輝度が低下する。これに対して、反射型は蛍光体層の前面から光を直接取り出せ、また背面側に向かった光も蛍光体層で反射され取り出されるため高輝度になる。 The plasma display panel is a flat display that displays an image by exciting and emitting phosphors with ultraviolet rays generated by gas discharge. The plasma display panel is classified into a transmission type and a reflection type depending on how light is extracted from the phosphor layer that has emitted light. Since the transmissive type extracts light through the phosphor layer, a part of the visible light is absorbed and reflected by the phosphor layer, and the luminance is lowered. In contrast, the reflection type can directly extract light from the front surface of the phosphor layer, and light directed toward the back surface is reflected and extracted by the phosphor layer, resulting in high brightness.
しかしながら、このような反射型のプラズマディスプレイパネルであっても、蛍光体層の反射だけでは十分でなく、より輝度を増すために蛍光体層の背面側の隔壁内側に反射層を設ける構成が開示されている。ここで反射層としては、酸化チタン(TiO2)や酸化アルミニウム(Al2O3)等の白色顔料の微粉末を高密度に充填した白色顔料層が提案されている(例えば、特許文献1)。
しかしながら、上記のような白色顔料の微粉末は、水分(H2O)や二酸化炭素(CO2)を吸着しやすく、多量のH2OやCO2を吸着した状態となっていた。そしてガス放電の際に、反射層からは、その表面に吸着したH2OやCO2等の不純ガスが放出される。そして放出された不純ガスは保護膜等に吸着され、その結果、放電特性を低下させることとなり、放電開始電圧を上昇させるという課題があった。 However, the fine powder of the white pigment as described above easily adsorbs moisture (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ), and has adsorbed a large amount of H 2 O and CO 2 . During the gas discharge, impure gases such as H 2 O and CO 2 adsorbed on the surface are released from the reflective layer. Then, the released impurity gas is adsorbed by the protective film or the like, and as a result, the discharge characteristics are lowered, and there is a problem that the discharge start voltage is raised.
本発明は上述したような課題を解決するためになされたものであり、不純ガスの発生を抑制し、放電開始電圧の上昇を防止する反射層を備えたプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a plasma display panel including a reflective layer that suppresses generation of impure gas and prevents an increase in discharge start voltage. To do.
本発明は、基板上に複数の隔壁と隔壁間に反射層および蛍光体層が順に形成されたプラズマディスプレイパネルであって、反射層をBET比表面積が6m2/g以下の白色顔料粉末で形成した構成である。 The present invention is a plasma display panel in which a reflective layer and a phosphor layer are sequentially formed on a substrate, and the reflective layer is formed of white pigment powder having a BET specific surface area of 6 m 2 / g or less. This is the configuration.
このように白色顔料粉末の比表面積を一定値以下とすることで、白色顔料粉末表面にH2OやCO2の不純ガスの吸着量を少なくでき、放電開始電圧の上昇を防止できる。白色顔料粉末の表面積が大きいほど、不純ガスを吸着するので、不純ガスに接する白色顔料粉末の表面積は小さい方がよい。同一の体積、重量であっても、表面に凹凸が多い物質ほど表面積は大きく、また球状に近い物質ほどその体積に対する表面積は小さくなる。このように物質の表面積は、その物質の体積、重量、形状に関係するため、単位重量当たりの表面積であるBET比表面積を指標とした。その結果、反射層を構成する白色顔料粉末のBET比表面積を6m2/g以下にすると、H2OやCO2の吸着量が一定量以下となり、放電開始電圧の上昇を防止できる。 By setting the specific surface area of the white pigment powder to a certain value or less in this way, the amount of H 2 O or CO 2 impure gas adsorbed on the surface of the white pigment powder can be reduced, and an increase in the discharge start voltage can be prevented. As the surface area of the white pigment powder is larger, the impure gas is adsorbed. Therefore, the surface area of the white pigment powder in contact with the impure gas is preferably smaller. Even if the volume and weight are the same, the surface area of the material with more irregularities on the surface is larger, and the surface area with respect to the volume is smaller as the material is more spherical. Thus, since the surface area of a substance is related to the volume, weight, and shape of the substance, the BET specific surface area, which is the surface area per unit weight, was used as an index. As a result, when the BET specific surface area of the white pigment powder constituting the reflective layer is 6 m 2 / g or less, the adsorption amount of H 2 O and CO 2 becomes a certain amount or less, and an increase in the discharge start voltage can be prevented.
また本発明のプラズマディスプレイパネルの白色顔料粉末は、平均粒径を0.3μm以上、1.2μm以下としてもよい。 The white pigment powder of the plasma display panel of the present invention may have an average particle size of 0.3 μm or more and 1.2 μm or less.
このような白色顔料粉末の平均粒径の範囲とすることで、反射率も高くなり、高輝度のプラズマディスプレイパネルとなる。白色顔料粉末の平均粒径が小さくなるにしたがって充填密度が高くなり反射率が高くなるが、平均粒径が0.3μmより小さくなると、可視光の下限波長域(0.3μm)を下回り、反射光がなくなってしまう。 By setting it as the range of the average particle diameter of such a white pigment powder, the reflectance is increased and a high-luminance plasma display panel is obtained. As the average particle size of the white pigment powder decreases, the packing density increases and the reflectance increases. However, when the average particle size is smaller than 0.3 μm, the reflected light falls below the lower limit wavelength range (0.3 μm) of visible light. The light will disappear.
また本発明のプラズマディスプレイパネルの白色顔料粉末は、酸化チタン(TiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、二酸化シリコン(SiO2)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、酸化亜鉛(ZnO)、アルミン酸マグネシウム(MgAl2O4)の中から選ばれる少なくとも一つを含むこととしてもよい。 Further, the white pigment powder of the plasma display panel of the present invention includes titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), barium titanate (BaTiO 3 ), zinc oxide (ZnO), it may include at least one selected from the group consisting of magnesium aluminate (MgAl 2 O 4).
このような白色顔料粉末は、その形状の加工が容易で、BET比表面積を小さくでき、粒径を適切な大きさとすることができる。 Such a white pigment powder can be easily processed in shape, can have a small BET specific surface area, and can have an appropriate particle size.
本発明によれば、不純ガスの発生を抑制し、放電開始電圧の上昇を防止したプラズマディスプレイパネルを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of impure gas can be suppressed and the plasma display panel which prevented the raise of the discharge start voltage can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態のプラズマディスプレイパネルを説明するための、その主要構成を示す斜視図である。透明で絶縁性を有する前面ガラス基板14を基材とする前面基板10と、背面ガラス基板44を基材とする背面基板40とは対向配置されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a main configuration for explaining a plasma display panel according to an embodiment of the present invention. The
前面基板10には、平行配置された走査電極24と維持電極26とからなる表示電極28が、一定のピッチを有し所定の本数がストライプ状に配列して形成されている。ここで、走査電極24および維持電極26は、透明電極24a、26aと銀電極等よりなり透明電極24a、26aより幅の狭いバス電極24b、26bとで構成されている。また表示電極28間には、コントラスト向上のために遮光層30を形成している。そして、表示電極28および遮光層30を覆い、電流制限機能を有する第一の誘電体層32が形成されている。さらに第一の誘電体層32上に、第一の誘電体層32がプラズマ放電によりスパッタリングされないように保護層34が形成されている。
On the
背面基板40には、画像データを書き込むための平行配置されたデータ電極54が、前面基板10の表示電極28に対して交差させて配置、形成されている。そして、このデータ電極54を覆い、第二の誘電体層56を形成する。その後、データ電極54間のほぼ中央部に、このデータ電極54と平行に、複数の隔壁58を形成する。さらに図2に示すように、この隔壁58の側面部と隔壁58間とに反射層59が形成され、その反射層59に重ねて赤色、緑色および青色に発光する蛍光体層60が形成されている。
On the
次に、これら前面基板10および背面基板40の製造方法を説明する。透明電極24a、26aは、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化錫(SnO2)等の透明導電性材料を印刷、焼成あるいはスパッタリング等の方法で形成する。そして、この透明導電性材料単独では抵抗が高くなるため、透明電極24a、26a上にバス電極24b、26bを形成する。バス電極24b、26bは、抵抗の低い銀(Ag)やアルミニウム(Al)や銅(Cu)等の単層構成膜、あるいはクロム(Cr)とCuの2層構成、あるいはCrとCuとCrの3層構成等の積層構成膜を印刷、焼成方法やスパッタリング等で形成する。また、遮光層30はCr等の黒色顔料にガラスフリットを混ぜてペースト状にし、パターニング後焼成して形成している。
Next, a method for manufacturing the
第一の誘電体層32は、誘電体ペーストを例えばダイコータで塗布し、乾燥させた後、焼成炉で焼成し形成している。誘電体ペースト材料としては、例えば酸化鉛(PbO)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化ホウ素(B2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、および酸化バリウム(BaO)等を含む、いわゆる(PbO−SiO2−B2O3−ZnO−BaO)系ガラス組成を有する低融点ガラスペーストを用いることができる。また、PbO、酸化ビスマス(Bi2O3)および酸化リン(PO4)のうちの少なくとも一つを主成分とするガラスペーストを用いることもできる。また、保護層34は、耐スパッタリング性に優れた材料であることが要求されるため、酸化マグネシウム(MgO)が多く用いられ、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等で形成される。
The first
データ電極54は、前面基板10のバス電極24b、26bと同様な材料と成膜法で形成することができる。第二の誘電体層56は、第一の誘電体層32と同一の材料と成膜方式で形成することもできるし、酸化チタン(TiO2)等の白色顔料をフィラーとして混合させてもよい。
The
隔壁58は、ガラスペーストを複数回スクリーン印刷して、100μm前後の所定の厚みに形成する。また、反射層59は白色顔料粉末で形成するが、この形成材料および形成方法については、後に詳しく述べる。蛍光体層60は、それぞれ赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を、例えばインクジェット法で反射層59の上に形成することができる。
The
その後、前面基板10と背面基板40とを重ね合わせて接合すると、隔壁58、保護層34、および蛍光体層60で囲まれた放電空間が生じる。そして、この放電空間内のガスを排気するとともに、ネオン(Ne)とキセノン(Xe)の混合ガスを約66.5kPaの圧力で封入して、組立工程が完了し、カラー画像を表示するプラズマディスプレイパネルとなる。
Thereafter, when the
次に、本発明の反射層59の形成材料および形成方法について説明する。反射層59の材料としては、屈折率の大きい白色顔料、例えばTiO2がよい。TiO2の微粉末は、例えば気相化学法で製造する。すなわち、塩化チタン(TiCl4)を高温で焼成させ、球状で微粉末のTiO2を得る。このように、球状の微粉末とすることで体積当たりの表面積を最小にできる。そして、TiO2微粉末の比表面積は、例えばアニーリング処理を行うことにより制御できる。TiO2のような多孔質な物質は、表面の凹凸が大きく比表面積が大きい。そこで、TiO2を1000℃前後でアニーリングすれば、その表面の凹凸が減じ、比表面積が低下する。このように、アニーリングの温度および時間を変えることにより、TiO2の比表面積を制御することができる。
Next, the forming material and forming method of the
また、TiO2微粉末はフィルタリングを行うことで、その粒径を揃えることができる。そして、このようなTiO2微粉末に有機バインダーのエチルセルロースと溶剤のα−テルピネオールをビーズミルで混練してペーストとし、スクリーン印刷で所定の厚みに形成し反射層59とする。
Moreover, the particle size of the TiO 2 fine powder can be made uniform by filtering. Then, the organic binder ethyl cellulose and the solvent α-terpineol are kneaded with such a fine TiO 2 powder with a bead mill to form a paste, which is formed to a predetermined thickness by screen printing to form the
ここで白色顔料としてTiO2以外にも、屈折率の大きな白色顔料であるAl2O3、SiO2、BaTiO3、ZnO、MgAl2O4が好適で、これらの中から少なくとも一つを選択してもよいし、その選択されたものにTiO2を含めてもよい。 Here, in addition to TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , BaTiO 3 , ZnO, and MgAl 2 O 4 which are white pigments having a large refractive index are preferable, and at least one of these is selected. Alternatively, TiO 2 may be included in the selected one.
以下に、本発明のプラズマディスプレイパネルの性能を評価するために、上述の実施の形態に基づくプラズマディスプレイパネルを作製し、そのプラズマディスプレイパネルについて性能評価実験を行った実験結果を示す。 Hereinafter, in order to evaluate the performance of the plasma display panel of the present invention, a plasma display panel based on the above-described embodiment is manufactured, and a result of an experiment of performing a performance evaluation experiment on the plasma display panel is shown.
(実施例)
白色顔料粉末としてTiO2、Al2O3、SiO2、BaTiO3、ZnOのBET比表面積および平均粒径の組み合わせが異なる15サンプルの実施例と、3サンプルの比較例、計18サンプルを用意し、それぞれのサンプルについてプラズマディスプレイパネルを作製した。そして、それぞれのプラズマディスプレイパネルの放電開始電圧、プラズマディスプレイパネル内の水分発生量、蛍光体面の550nmの反射率を計測した。
(Example)
15 samples with different combinations of BET specific surface area and average particle diameter of TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 , BaTiO 3 , ZnO as white pigment powders, and 3 samples for comparison, 18 samples in total were prepared. A plasma display panel was prepared for each sample. And the discharge start voltage of each plasma display panel, the moisture generation amount in a plasma display panel, and the reflectance of 550 nm of the fluorescent substance surface were measured.
まず、上述した方法で比表面積の異なる白色顔料粉末を形成した。そして、それぞれの白色顔料粉末のBET比表面積を、BET1点法で計測した。その後、同じBET比表面積の白色顔料粉末で反射層59を形成し、プラズマディスプレイパネルを作製した。また、それぞれのBET比表面積の白色顔料粉末の平均粒径を、レーザ回折法で計測した。プラズマディスプレイパネル内の水分発生量は、昇温脱離ガス分光法(TDS)で計測した。
First, white pigment powders having different specific surface areas were formed by the method described above. And the BET specific surface area of each white pigment powder was measured by the BET 1-point method. Thereafter, a
そして、それぞれのサンプルで作製したプラズマディスプレイパネルについて、放電開始電圧等の特性値を計測した。放電開始電圧は、前面基板の走査電極および維持電極に交流パルス電圧を少しずつ増加させて印加し、最初にプラズマディスプレイパネル内のどこか一点で放電を開始する最低電圧を計測した。この放電開始電圧は、プラズマディスプレイパネル内のH2OやCO2の不純ガスが多いほど高くなる。ここで、放電開始電圧および水分発生量は相対値で示している。蛍光体面での反射率は、分光測色計で波長360nm〜740nmの範囲を計測し、550nmの値を代表値として示したものである。これらの測定値を表1に示す。 And about the plasma display panel produced with each sample, characteristic values, such as a discharge start voltage, were measured. The discharge start voltage was applied by gradually increasing the AC pulse voltage to the scan electrodes and sustain electrodes on the front substrate, and the lowest voltage at which discharge was started at some point in the plasma display panel was measured first. The discharge start voltage increases as the amount of H 2 O or CO 2 impure gas in the plasma display panel increases. Here, the discharge start voltage and the moisture generation amount are shown as relative values. The reflectance on the phosphor surface is a value measured at a wavelength of 360 nm to 740 nm with a spectrocolorimeter and a value of 550 nm is shown as a representative value. These measured values are shown in Table 1.
表1に示すように、白色顔料粉末の種類にかかわらず、BET比表面積が小さくなると、プラズマディスプレイパネル内の水分発生量も小さくなり、放電開始電圧も低くなっている。また、白色顔料粉末の平均粒径が0.5μm前後で、反射率がピーク値を示している。 As shown in Table 1, regardless of the type of white pigment powder, when the BET specific surface area is small, the amount of water generated in the plasma display panel is also small, and the discharge start voltage is also low. Further, the average particle diameter of the white pigment powder is around 0.5 μm, and the reflectance shows a peak value.
図3は、表1のBET比表面積とプラズマディスプレイパネル内水分発生量(相対値)の関係を示す図である。BET比表面積が大きくなるにしたがって、プラズマディスプレイパネル内水分発生量も多くなっているが、6m2/g以下までであるとプラズマディスプレイパネル内水分発生量は少ない。従って、BET比表面積が6m2/g以下の白色顔料粉末で反射層を構成すると、不純ガスの発生が抑制されるので、放電開始電圧が高くなることはない。ここで放電開始電圧の上昇を防止できる好適なBET比表面積の範囲は、2m2/g以上、5m2/g以下である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the BET specific surface area of Table 1 and the amount of water generation (relative value) in the plasma display panel. As the BET specific surface area increases, the amount of moisture generated in the plasma display panel increases. However, if the amount is 6 m 2 / g or less, the amount of moisture generated in the plasma display panel is small. Therefore, if the reflective layer is made of white pigment powder having a BET specific surface area of 6 m 2 / g or less, the generation of impure gas is suppressed, so that the discharge start voltage does not increase. Here, the preferable range of the BET specific surface area that can prevent the increase of the discharge start voltage is 2 m 2 / g or more and 5 m 2 / g or less.
図4は、白色顔料粉末の平均粒径と蛍光体面の反射率の関係を示す図である。白色顔料粉末の平均粒径が小さくなるにしたがって、その充填密度が高くなるため反射率も高くなる。平均粒径が0.5μm前後で蛍光体面の反射率が最も高くなり、それより小さい粒径になると蛍光体面の反射率が急激に低下する。これは、粒径サイズが波長より小さくなるからである。可視光の下限は、約300nmであるため反射率データを与える粒径の下限は0.3μmである。ここで反射層が高反射率を示す好適な平均粒径の範囲は0.3μm以上、1.0μm以下である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the average particle diameter of the white pigment powder and the reflectance of the phosphor surface. As the average particle size of the white pigment powder decreases, the packing density increases and the reflectance also increases. When the average particle size is around 0.5 μm, the reflectance of the phosphor surface becomes the highest, and when the particle size is smaller than that, the reflectance of the phosphor surface rapidly decreases. This is because the particle size is smaller than the wavelength. Since the lower limit of visible light is about 300 nm, the lower limit of the particle diameter giving the reflectance data is 0.3 μm. Here, the preferable range of the average particle diameter in which the reflective layer exhibits high reflectivity is 0.3 μm or more and 1.0 μm or less.
なお、反射層をMgAl2O4の粉末で形成しても、BET比表面積が6m2/g以下で特に放電開始電圧の上昇が防止でき、その平均粒径が0.3μm以上、1.2μm以下で反射率が高い範囲となった。 Note that even when the reflective layer is formed of MgAl 2 O 4 powder, the BET specific surface area is 6 m 2 / g or less, and in particular, an increase in the discharge start voltage can be prevented, and the average particle size is 0.3 μm or more and 1.2 μm. Below, the reflectance was in a high range.
本発明のプラズマディスプレイパネルによれば、不純ガスの放出を抑制し、放電開始電圧を上昇させることがなく、プラズマディスプレイパネルに有用である。 The plasma display panel of the present invention is useful for a plasma display panel without suppressing the release of impure gas and without increasing the discharge start voltage.
10 前面基板
14 前面ガラス基板
24 走査電極
24a,26a 透明電極
24b,26b バス電極
26 維持電極
28 表示電極
30 遮光層
32 第一の誘電体層
34 保護層
40 背面基板
44 背面ガラス基板
54 データ電極
56 第二の誘電体層
58 隔壁
59 反射層
60 蛍光体層
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