JP2010080182A - Manufacturing method of plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a plasma display panel used for image display.
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」と略記する)が注目されている。 In recent years, a plasma display panel (hereinafter abbreviated as “PDP”) has been attracting attention as a color display device capable of realizing a thin and lightweight on a large screen.
PDPとして代表的な交流面放電型PDPは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、1対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層及び保護膜が形成されている。ここで保護膜は、酸化マグネシウム(MgO)等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のPDPの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色及び青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。 A typical AC surface discharge type PDP as a PDP has a large number of discharge cells formed between a front substrate and a rear substrate which are arranged to face each other. In the front substrate, a plurality of display electrode pairs each consisting of a pair of scan electrodes and sustain electrodes are formed in parallel with each other on a glass substrate, and a dielectric layer and a protective film are formed so as to cover the display electrode pairs. . Here, the protective film is a thin film of an alkaline earth oxide such as magnesium oxide (MgO), and is provided for protecting the dielectric layer from ion sputtering and stabilizing the discharge characteristics such as the discharge start voltage. The back substrate is formed with a plurality of parallel data electrodes on a glass substrate, a dielectric layer so as to cover them, and a grid-like partition wall formed thereon, respectively, and the surface of the dielectric layer and the side surface of the partition wall A phosphor layer is formed on the substrate. Then, the front substrate and the rear substrate are disposed opposite to each other so that the display electrode pair and the data electrode are three-dimensionally crossed and sealed, and a discharge gas is sealed in the internal discharge space. Here, a discharge cell is formed at a portion where the display electrode pair and the data electrode face each other. Ultraviolet rays are generated by gas discharge in each discharge cell of the PDP having such a configuration, and phosphors of red, green, and blue colors are excited and emitted by the ultraviolet rays to perform color display.
PDPを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間及び維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極及び維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。 As a method of driving the PDP, a subfield method, that is, a method of performing gradation display by combining subfields to emit light after dividing one field period into a plurality of subfields. The subfield has an initialization period, an address period, and a sustain period. In the initializing period, initializing discharge is generated in each discharge cell, and wall charges necessary for the subsequent address discharge are formed. In the address period, address discharge is selectively generated in the discharge cells to be displayed, and wall charges necessary for the subsequent sustain discharge are formed. In the sustain period, a sustain pulse is applied alternately to the scan electrode and the sustain electrode, a sustain discharge is generated in the discharge cell that has caused the address discharge, and the phosphor layer of the corresponding discharge cell emits light to display an image. Do.
ここで、前記保護膜は、ガス放電時に生じるイオン衝撃から誘電体層及び電極を保護する役割(耐スパッタ性)と共に、放電時に2次電子を放出し電荷を保持する、いわゆるメモリ機能の役割を果たす。そのため保護膜は、耐イオン衝撃性(耐スパッタ性)と2次電子放出性に優れる酸化マグネシウム(MgO)などの金属酸化膜が一般的に用いられている。 Here, the protective film serves to protect the dielectric layer and the electrode from ion bombardment that occurs during gas discharge (sputtering resistance), and also serves as a so-called memory function that emits secondary electrons and retains electric charges during discharge. Fulfill. Therefore, as the protective film, a metal oxide film such as magnesium oxide (MgO) having excellent ion bombardment resistance (sputtering resistance) and secondary electron emission properties is generally used.
しかしながら、アルカリ土類金属である酸化マグネシウムは、材料としての性質や、その膜構造が柱状構造であることから、水(H2O)や炭酸ガス(CO2)の吸着性が高く、その吸着した水分などは、2次電子放出能に悪影響を及ぼし、結果として放電電圧に大きな影響を与える。そのため、保護膜の水分などの吸着量を低減する方法が従来から提案されてきた。 However, magnesium oxide, which is an alkaline earth metal, has a high adsorptivity for water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) because of its properties as a material and its film structure is a columnar structure. Moisture that has been adversely affected secondary electron emission ability, and as a result, the discharge voltage is greatly affected. Therefore, a method for reducing the amount of adsorption of moisture or the like on the protective film has been proposed.
例えば、特許文献1では、MgO保護膜の上部に第二の保護膜として高分子有機膜を形成することにより、水や炭酸ガスの吸着を抑制する技術が開示されている。
本発明はこのような問題点に鑑み、保護膜に吸着する水や不純物ガスを低減することで、PDPのガス放電空間に持ち込まれる水や不純物ガスを減らし、放電電圧の経時変化のない高品質・長寿命のPDPを提供することを目的とする。 In view of such problems, the present invention reduces the water and impurity gas adsorbed on the protective film, thereby reducing the water and impurity gas brought into the PDP gas discharge space, and does not cause a change in discharge voltage over time. -The purpose is to provide a long-life PDP.
このような課題を解決するために本発明は、基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護膜を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板とを有し、前記前面基板と背面基板とを対向配置して周辺部を封着材により封着した後、内部に放電ガスを封入する封着工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護膜を形成した後に保護膜表面を界面活性剤で被覆する被覆膜形成工程を設け、この被覆膜形成工程の後に前記封着工程を行うことを特徴とする。 In order to solve such problems, the present invention provides a front substrate in which a dielectric layer is formed so as to cover a plurality of display electrodes formed on the substrate and a protective film is formed on the dielectric layer, and the front surface A front substrate and a rear substrate disposed opposite to each other so as to form a discharge space on the substrate and having a data electrode formed in a direction intersecting with the display electrode and provided with a partition wall partitioning the discharge space. The plasma display panel manufacturing method includes a sealing step in which a discharge gas is sealed inside after the peripheral portion is sealed with a sealing material, and the protective film surface is formed after the protective film is formed A coating film forming step of coating the surface with a surfactant is provided, and the sealing step is performed after the coating film forming step.
本発明に係るPDPの製造方法によれば、界面活性剤を保護膜に被覆することで、水分や二酸化炭素の吸着量を減少させることができ、PDPのガス放電空間内に持ち込まれる水や不純物ガスを減らすことが可能となり、放電電圧の経時変化のない高品質・長寿命のPDPを提供することができる。 According to the method for producing a PDP according to the present invention, the amount of moisture and carbon dioxide adsorbed can be reduced by coating the protective film with the surfactant, and the water and impurities brought into the gas discharge space of the PDP. Gas can be reduced, and a high-quality and long-life PDP in which the discharge voltage does not change with time can be provided.
以下、本発明の実施の形態に係るPDPの製造方法について、図1〜図7の図面を用いて説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の実施の形態におけるPDPの構造を示す斜視図、図2は放電セル部分の構造を示す断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a PDP according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a discharge cell portion.
図1、図2に示すように、PDP1は、ガラス基板からなる前面基板3などよりなる前面板2と、ガラス基板からなる背面基板11などよりなる背面板10とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたPDP1内部の放電空間16には、NeおよびXeなどの放電ガスが400Torr〜600Torrの圧力で封入されている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
前面板2の前面基板3上には、走査電極4および維持電極5よりなる一対の帯状の表示電極6とブラックストライプ(遮光層)7が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。この走査電極4と維持電極5は、それぞれインジウムスズ酸化物(ITO)や酸化スズ(SnO2)などからなる透明電極と、透明電極上に形成された金属バス電極とにより構成されている。金属バス電極は、透明電極の長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀(Ag)材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。また、前面基板3上には表示電極6と遮光層7とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層8が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム(MgO)などからなる保護膜9が形成されている。
On the
また、背面板10の背面基板11上には、前面板2の走査電極4および維持電極5と直交する方向に、複数の帯状のデータ電極12が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層13が被覆している。さらに、データ電極12間の下地誘電体層13上には放電空間16を区切る所定の高さの隔壁14が形成されている。隔壁14間の溝にデータ電極12毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層15が順次塗布して形成されている。走査電極4および維持電極5とデータ電極12とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極6方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層15を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
On the
次に、本発明による製造工程について、図3〜図6を用いて説明する。 Next, the manufacturing process according to the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、前面板工程について説明すると、前面板工程においては、図3に示すように、ガラス基板からなる前面基板3上に、走査電極4および維持電極5よりなる一対の帯状の表示電極6とブラックストライプ(遮光層)7を形成する走査電極/維持電極形成工程S11を行い、その後誘電体層8を形成する誘電体層形成工程S12と、その表面に酸化マグネシウム(MgO)などからなる保護膜9を形成する保護膜形成工程S13を行う。
First, the front plate process will be described. In the front plate process, as shown in FIG. 3, a pair of strip-
その後、本発明においては、保護膜9を形成する保護膜形成工程S13の後に、保護膜表面を界面活性剤で被覆する界面活性剤被覆膜形成工程S14を行うことにより、前面板工程が終了する。この界面活性剤被覆膜形成工程S14により、保護膜9を界面活性剤で被覆した模式図を図4に示す。
Thereafter, in the present invention, after the protective film forming step S13 for forming the
図4において、界面活性剤17は親水基17aと疎水基17bを有しており、保護膜9はイオン性の強い金属酸化物であるため、界面活性剤17の親水基17a側が保護膜9の表面に強く吸着する。一方、大気側に晒される疎水基17bは、極性が無いため、極性分子であるH2OやCO2との親和性が低く、大気中のH2OやCO2の吸着を抑制することとなる。
In FIG. 4, since the
なお、界面活性剤17としては様々な種類のものがあるが、本発明においては、特にアニオン性、非イオン性界面活性剤が好適に利用できる。また、界面活性剤17の疎水基17bの直鎖の炭素数は10以上のもの、例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アラキジン酸、リノレン酸、ベヘン酸などを含有していることが望ましい。直鎖の炭素数が多いと疎水性が強く、H2O,CO2などの極性分子の吸着抑制に効果が高いためである。
There are various types of
一方、背面板工程においては、背面基板11上に複数の帯状のデータ電極12を形成するデータ電極形成工程S21を行い、その後データ電極12を被覆する下地誘電体層13を形成する下地誘電体層形成工程S22を行った後、下地誘電体層13上に放電空間16を区切る所定の高さの隔壁14を形成する隔壁形成工程S23と、隔壁14間の溝に赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層15を形成する蛍光体層形成工程S24を行うことにより、図2に示すような背面板10を得る背面板工程が終了する。
On the other hand, in the back plate process, a data electrode forming step S21 for forming a plurality of strip-
このようにして作製した前面板2と背面板10とは、次の組立工程に送られ、パネルとしての組立が行われる。
The
組立工程においては、まず背面板10の周辺部に軟化点が390℃程度のガラスフリットからなる封着材を塗布した後、前面板2と背面板10とを、走査電極4および維持電極5とデータ電極12とが交差するように対向配置させて貼り合せ、加熱炉により、封着材であるガラスフリットが軟化する温度以上まで加熱することにより周辺部を封着する封着工程S31を行う。図5にその封着工程の一例を示しており、図5において、18は封着材である。この封着工程S31においては、パネルを貼り合せた状態で加熱炉19に入れ、封着材18の軟化点温度以上まで加熱することにより封着する。
In the assembly process, first, a sealing material made of glass frit having a softening point of about 390 ° C. is applied to the periphery of the
封着工程S31によりパネルの周辺部を封着した後は、図5に示すように、ガラス管20を通して、パネル内の排気を行う排気工程S32を行った後、引き続きパネル内にNe−Xeからなるガラス管20を通して放電ガスを封入する放電ガス封入工程S33を行い、その後パネルのエージング工程S34を行うことにより、PDPパネルが完成する。
After sealing the peripheral part of the panel in the sealing step S31, as shown in FIG. 5, after performing the exhausting step S32 for exhausting the inside of the panel through the
ここで、本発明においては、前面板工程において、界面活性剤被覆膜形成工程S14を設け、保護膜9を界面活性剤17で被覆したが、界面活性剤17の多くは300℃程度の温度で加熱することにより消失するため、封着工程S31において、封着材であるガラスフリットを軟化させた際に消失することとなり、パネルに悪影響を与えることはない。なお、分子量が大きい界面活性剤17を用いる場合などでは、封着工程S31における加熱だけでは、界面活性剤17が充分に除去できないことが考えられるため、このような場合は、図6に示すように、封着工程S31の前に、界面活性剤除去焼成工程S15を追加してもよい。この界面活性剤除去焼成工程S15は、封着工程S31の直前に行うことが望ましい。
Here, in the present invention, in the front plate process, a surfactant coating film forming step S14 is provided, and the
次に、具体的に実験した結果について説明する。 Next, the result of a specific experiment will be described.
まず、実験サンプルは、表示電極対、誘電体層を形成した前面ガラス基板上に、電子ビーム蒸着でMgOを800nmの膜厚で形成し、その後次の界面活性剤分散液をMgO膜に塗布した後、100℃で30分間、乾燥空気中で乾燥させ、界面活性剤の被膜を形成した。
(サンプルa) ラウリン酸(直鎖炭素数10)系界面活性剤7gを1Lのヘプタン(和光純薬工業社製、97+%)に分散
(サンプルb) ステアリン酸(直鎖炭素数16)系界面活性剤10gを1Lのヘプタン(和光純薬工業社製、97+%)に分散
(サンプルc) ベヘン酸(直鎖炭素数20)系界面活性剤12gを1Lのブタノール(和光純薬工業社製、97+%)に分散
そして、上記サンプルa〜cを大気中で24時間放置したものと、更にサンプルa〜cを乾燥大気中300℃で2時間焼成したものを作製した。
First, in the experimental sample, MgO was formed to a thickness of 800 nm by electron beam evaporation on a front glass substrate on which a display electrode pair and a dielectric layer were formed, and then the next surfactant dispersion was applied to the MgO film. Then, it was dried in dry air at 100 ° C. for 30 minutes to form a surfactant film.
(Sample a) 7 g of lauric acid (linear carbon number 10) surfactant is dispersed in 1 L of heptane (97 +%, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (sample b) stearic acid (linear carbon number 16) interface 10 g of activator is dispersed in 1 L of heptane (97% by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., sample c) 12 g of behenic acid (linear carbon number 20) surfactant is added by 1 L of butanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 97 +%) Then, the samples a to c were left in the air for 24 hours, and the samples a to c were further baked at 300 ° C. for 2 hours in a dry atmosphere.
これらのサンプルについて、表面の吸着種の濃度を調べるために、大気放置後のサンプルと、焼成後のサンプルをXPS(X線光電子分光装置、日本電子製JPS−9010)で分析した。比較のために、界面活性剤で被覆しないサンプルについても上記処理を行い、測定を行った。XPSの分析結果より求めたCH,OH,COの表面濃度を図7(A)、(B)、(C)に示す。なお、CHは残留有機物(主に界面活性剤そのもの)、COは炭酸ガス、OHは水分の吸着程度を判定できる。 For these samples, in order to examine the concentration of adsorbed species on the surface, the sample after being left in the atmosphere and the sample after firing were analyzed by XPS (X-ray photoelectron spectrometer, JPS-9010 manufactured by JEOL). For comparison, a sample not coated with a surfactant was also subjected to the above treatment and measured. The surface concentrations of CH, OH and CO obtained from the XPS analysis results are shown in FIGS. 7 (A), (B) and (C). Note that CH is a residual organic substance (mainly the surfactant itself), CO is carbon dioxide, and OH can determine the degree of moisture adsorption.
残留有機物については、大気放置後において、直鎖炭素数にほぼ比例してCH濃度も増加した。つまり、表面に被覆された界面活性剤の密度は同程度であると推測される。焼成後においては、どの界面活性剤を被覆したサンプルでも、被覆無サンプルと同等まで、CH濃度が減少した。つまり、焼成により界面活性剤はほぼ除去できていることが確認できた。 As for the residual organic matter, the CH concentration increased in proportion to the linear carbon number after being left in the atmosphere. That is, the density of the surfactant coated on the surface is estimated to be approximately the same. After firing, the CH concentration decreased to the same level as the uncoated sample in any of the surfactant-coated samples. That is, it was confirmed that the surfactant was almost removed by firing.
炭酸ガス、水の吸着については、大気放置後において、ラウリン酸系界面活性剤被覆サンプルのOH,CO濃度が、被覆無サンプルとほとんど変わらなかった。一方、直鎖炭素数の多いステアリン酸系界面活性剤、ベヘン酸系界面活性剤を被覆したサンプルでは、OH,CO濃度の減少が見られ、吸着抑制の効果を確認することができた。除去焼成後では、大気放置後に比べ、OH,CO濃度の減少が全てのサンプルで確認できた。またラウリン酸系界面活性剤被覆サンプルでも他の界面活性剤と同様に、被覆無サンプルの濃度より少ない吸着濃度となり、結果的には、OH,COの吸着抑制ができることが確認できた。 Regarding the adsorption of carbon dioxide gas and water, the OH and CO concentrations of the lauric acid surfactant-coated sample were almost the same as the uncoated sample after being left in the atmosphere. On the other hand, in the sample coated with a stearic acid type surfactant and a behenic acid type surfactant with a large number of straight-chain carbons, a decrease in OH and CO concentrations was observed, and the effect of inhibiting adsorption could be confirmed. After removing and firing, a decrease in OH and CO concentrations was confirmed in all samples compared to after leaving in the atmosphere. In addition, as with other surfactants, the lauric acid-based surfactant-coated sample had an adsorption concentration lower than that of the uncoated sample, and as a result, it was confirmed that adsorption of OH and CO could be suppressed.
ラウリン酸系界面活性剤被覆サンプルが、大気放置後にOH,COが多かった理由としては、炭酸ガスや水が界面活性剤被膜の上にのみ吸着していた可能性が考えられる。つまり、炭酸ガスや水は界面活性剤被膜でブロックされMgO膜まで拡散しなかったために、MgO膜への吸着は進まず、結果的に吸着抑制効果が発揮できたと考えられる。 The reason why the lauric acid-based surfactant-coated sample contained a lot of OH and CO after being left in the atmosphere could be that carbon dioxide gas or water was adsorbed only on the surfactant coating. That is, it is considered that carbon dioxide gas and water were blocked by the surfactant coating and did not diffuse to the MgO film, so that the adsorption to the MgO film did not proceed and as a result, the adsorption suppressing effect could be exhibited.
以上の説明から明らかなように、本発明に係るPDPの製造方法によれば、界面活性剤を保護膜に被覆することで、水分や二酸化炭素の吸着量を減少させることができ、PDPのガス放電空間内に持ち込まれる水や不純物ガスを減らすことが可能となり、放電電圧の経時変化のない高品質・長寿命のPDPを提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the method for producing a PDP according to the present invention, the amount of moisture and carbon dioxide adsorbed can be reduced by covering the protective film with the surfactant, and the PDP gas. It is possible to reduce water and impurity gas brought into the discharge space, and to provide a high-quality and long-life PDP in which the discharge voltage does not change with time.
以上のように本発明によれば、高品質で長寿命のPDPを実現する上で有用な発明である。 As described above, according to the present invention, the invention is useful for realizing a high-quality and long-life PDP.
1 PDP
2 前面板
3 前面基板
4 走査電極
5 維持電極
6 表示電極
8 誘電体層
9 保護膜
10 背面板
11 背面基板
12 データ電極
14 隔壁
15 蛍光体層
16 放電空間
17 界面活性剤
1 PDP
DESCRIPTION OF
Claims (2)
請求項1に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。 2. The method of manufacturing a plasma display panel according to claim 1, wherein the surfactant is a surfactant having 10 or more linear carbon atoms in a hydrophobic group.
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