JP2010238489A - Plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関する。 The present invention relates to a plasma display panel used for a display device or the like.
プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼ぶ)は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、65インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、PDPは従来のNTSC方式に比べて走査線数が2倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいるとともに、環境問題に配慮して鉛成分を含まないPDPが要求されている。 Since plasma display panels (hereinafter referred to as PDP) can achieve high definition and large screen, 65-inch class televisions have been commercialized. In recent years, PDP has been applied to high-definition televisions having more than twice the number of scanning lines as compared with the conventional NTSC system, and a PDP containing no lead component is required in consideration of environmental problems.
PDPは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム(MgO)からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。 A PDP basically includes a front plate and a back plate. The front plate is a glass substrate made of sodium borosilicate glass by a float method, a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode formed on one main surface of the glass substrate, and a display electrode A dielectric layer that covers and acts as a capacitor, and a protective layer made of magnesium oxide (MgO) formed on the dielectric layer. On the other hand, the back plate is a glass substrate, stripe-shaped address electrodes formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the address electrodes, a partition formed on the base dielectric layer, It is comprised with the fluorescent substance layer which light-emits each of red, green, and blue formed between the partition walls.
前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にNe−Xeの放電ガスが400Torr〜600Torrの圧力で封入されている。PDPは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している(特許文献1参照)。 The front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other, and Ne—Xe discharge gas is sealed at a pressure of 400 Torr to 600 Torr in a discharge space partitioned by a partition wall. PDP discharges by selectively applying a video signal voltage to the display electrode, and the ultraviolet rays generated by the discharge excite each color phosphor layer to emit red, green and blue light, thereby realizing color image display (See Patent Document 1).
このようなPDPにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層は、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することなどがあげられる。イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割であり、またアドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。 In such a PDP, the protective layer formed on the dielectric layer of the front plate protects the dielectric layer from ion bombardment due to discharge, and emits initial electrons for generating address discharge. It is done. Protecting the dielectric layer from ion bombardment plays an important role in preventing an increase in discharge voltage, and emitting initial electrons for generating an address discharge is an address discharge error that causes image flickering. It is an important role to prevent.
保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するためには、たとえばMgOにSiやAlなど各種の元素を添加するなどの試みが行われている(特許文献2、3、4、5参照)。
In order to increase the number of initial electrons emitted from the protective layer and reduce the flicker of the image, for example, attempts have been made to add various elements such as Si and Al to MgO (
一方、誘電体層の上に直接、あるいは薄膜法で作成したMgO保護膜上に、気相酸化法で作製したMgOの単結晶粒子を利用した粒子群をMgO単結晶粒子層として配置することにより保護層表面におけるアドレス放電を改善する試みも行なわれている(特許文献6参照)。
PDPにおいて、前述のように、保護層に不純物を混在させることで、電子放出特性を改善しようとする試みが行われているが、保護層に不純物を混在させ、電子放出特性を改善した場合、これと同時に保護層表面に電荷が蓄積され、メモリー機能として使用しようとする際の電荷が時間と共に減少する減衰率が大きくなってしまうため、これを押さえるための印加電圧を大きくする等の対策が必要になる。 In the PDP, as described above, attempts have been made to improve the electron emission characteristics by mixing impurities in the protective layer, but when the impurities are mixed in the protective layer and the electron emission characteristics are improved, At the same time, charges are accumulated on the surface of the protective layer, and the decay rate at which charges are reduced over time when used as a memory function increases. Therefore, measures such as increasing the applied voltage to suppress this are taken. I need it.
また、MgO単結晶粒子層を配置することにより電子放出特性を改善する取組みにおいても、少なからず電荷の時間減少に伴う印加電圧の上昇が発生してしまうため、一定の改善は見られるものの、アドレス放電の問題に対し、効果的な改善となるに至っていない。
このように保護層の特性として、高い電子放出能を有すると共に、メモリー機能としての電荷の減衰率を小さくする、すなわち高い電荷保持特性を有するという、相反する二つの特性を併せ持たなければならないという課題があった。
In addition, in the effort to improve the electron emission characteristics by arranging the MgO single crystal particle layer, an increase in the applied voltage due to a decrease in the charge time will occur, but a certain improvement can be seen. It has not reached an effective improvement for the discharge problem.
As described above, the protective layer must have a high electron emission ability and a low charge decay rate as a memory function, that is, a high charge retention characteristic. There was a problem.
近年、テレビは高精細化がすすんでおり、市場では低コスト・低消費電力・高輝度のフルHD(ハイ・ディフィニション)(1920×1080画素:プログレッシブ表示)PDPが要求されている。保護層からの電子放出特性はPDPの画質を決定するため、電子放出特性を制御することは非常に重要である。 In recent years, high definition has been promoted in televisions, and a low-cost, low power consumption, high-brightness full HD (high definition) (1920 × 1080 pixels: progressive display) PDP is required in the market. Since the electron emission characteristics from the protective layer determine the image quality of the PDP, it is very important to control the electron emission characteristics.
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のPDPを実現することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to realize a PDP having high-definition and high-luminance display performance and low power consumption.
上記目的を達成するために本発明のPDPは、基板上に形成した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層を形成した前面板と、この前面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アドレス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板と、を有し、前記前面板の保護層は、前記誘電体層上に形成した下地膜と、この下地膜上全面に亘って分布するように付着させた凝集粒子とを有し、この凝集粒子は、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子であって、波長200nm〜300nmの領域に発光を有し、前記発光の強度が50%に減衰するまでの時間τ0.5がτ0.5≧60msである、というものである。 In order to achieve the above object, a PDP according to the present invention includes a front plate in which a dielectric layer is formed so as to cover a display electrode formed on a substrate and a protective layer is formed on the dielectric layer, and the front plate is provided with the front plate. A back plate that is arranged to face the discharge space and that forms an address electrode in a direction intersecting the display electrode and that has a partition wall that partitions the discharge space, and has a protective layer for the front plate Has a base film formed on the dielectric layer and aggregated particles attached so as to be distributed over the entire surface of the base film, and the aggregated particles include a plurality of crystals made of a metal oxide. The aggregated particles are aggregated particles having light emission in a wavelength range of 200 nm to 300 nm, and the time τ 0.5 until the intensity of the light emission is attenuated to 50% is τ 0.5 ≧ 60 ms.
本発明によれば、電子放出特性が改善されるとともに、電荷保持特性も併せ持ち、高画質と、低コスト、低電圧を両立することのできるPDPを提供することができ、もって、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のPDPを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a PDP that has improved electron emission characteristics, has charge retention characteristics, and can achieve both high image quality, low cost, and low voltage. A PDP having luminance display performance and low power consumption can be realized.
以下、本発明の一実施の形態によるPDPについて図面を用いて説明する。 Hereinafter, a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態によるPDPの概略構造を示す斜視図である。PDPの基本構造は、一般的な交流面放電型PDPと同様である。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic structure of a PDP according to an embodiment of the present invention. The basic structure of the PDP is the same as that of a general AC surface discharge type PDP.
図1に示すように、PDP1は前面ガラス基板3などにより構成される前面板2と、背面ガラス基板11などにより構成される背面板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, in the
前面板2の前面ガラス基板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。前面ガラス基板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)などからなる保護層9が形成されている。
On the
また、背面板10の背面ガラス基板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、複数の帯状のアドレス電極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、アドレス電極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間の溝にアドレス電極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とアドレス電極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
図2は、本発明の一実施の形態によるPDP1における前面板2の概略構成を示す断面図であり、図2は、図1とは上下反転させて示している。図2に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板3に、走査電極4と維持電極5よりなる表示電極6と遮光層7がパターン形成されている。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4a、5aと、透明電極4a、5a上に形成された金属バス電極4b、5bとにより構成されている。金属バス電極4b、5bは透明電極4a、5a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。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
誘電体層8は、前面ガラス基板3上に形成されたこれらの透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bと遮光層7を覆って設けた第1誘電体層81と、第1誘電体層81上に形成された第2誘電体層82の少なくとも2層構成とし、さらに第2誘電体層82上に保護層9を形成している。保護層9は、下地膜91と、下地膜91上の凝集粒子92と、を備える。
The
次に、PDP1の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板3上に、走査電極4および維持電極5と遮光層7とを形成する。これらの透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極4a、5aは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極4b、5bは銀(Ag)材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。また、遮光層7も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。
Next, a method for manufacturing the
次に、走査電極4、維持電極5および遮光層7を覆うように前面ガラス基板3上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層(誘電体材料層)を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極4、維持電極5および遮光層7を覆う誘電体層8が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層8上に酸化マグネシウム(MgO)からなる保護層9を真空蒸着法により形成する。以上の工程により前面ガラス基板3上に所定の構成物(走査電極4、維持電極5、遮光層7、誘電体層8、保護層9)が形成され、前面板2が完成する。
Next, a dielectric paste is applied on the
一方、背面板10は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板11上に、銀(Ag)材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極12用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極12を形成する。次に、アドレス電極12が形成された背面ガラス基板11上にダイコート法などによりアドレス電極12を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層13を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
On the other hand, the
次に、下地誘電体層13上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁14を形成する。ここで、下地誘電体層13上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。
Next, a partition wall forming paste including a partition wall material is applied on the
次に、隣接する隔壁14間の下地誘電体層13上および隔壁14の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層15が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板11上に所定の構成部材を有する背面板10が完成する。
Next, the
このようにして所定の構成部材を備えた前面板2と背面板10とを走査電極4とアドレス電極12とが交差するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間16にNe、Xeなどを含む放電ガスを封入することによりPDP1が完成する。
In this way, the
ここで、前面板2の誘電体層8を構成する第1誘電体層81と第2誘電体層82について、以下、詳細に説明する。第1誘電体層81の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス(Bi2O3)を20重量%〜40重量%を含み、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも1種を0.5重量%〜12重量%含み、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)、二酸化マンガン(MnO2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含んでいる。
Here, the
なお、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)、二酸化マンガン(MnO2)に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr2O3)、酸化コバルト(Co2O3)、酸化バナジウム(V2O7)、酸化アンチモン(Sb2O3)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含ませてもよい。 Instead of molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), manganese dioxide (MnO 2 ), copper oxide (CuO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), cobalt oxide At least one selected from (Co 2 O 3 ), vanadium oxide (V 2 O 7 ), and antimony oxide (Sb 2 O 3 ) may be contained in an amount of 0.1 wt% to 7 wt%.
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%〜40重量%、酸化硼素(B2O3)を0重量%〜35重量%、酸化硅素(SiO2)を0重量%〜15重量%、酸化アルミニウム(Al2O3)を0重量%〜10重量%など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。 Further, as components other than the above, zinc oxide (ZnO) is 0 wt% to 40 wt%, boron oxide (B 2 O 3 ) is 0 wt% to 35 wt%, and silicon oxide (SiO 2 ) is 0 wt% to A material composition that does not include a lead component, such as 15% by weight and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), such as 0% by weight to 10% by weight, may be included, and the content of these material compositions is not particularly limited, It is the content range of the material composition of the prior art level.
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が0.5μm〜2.5μmとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末55重量%〜70重量%と、バインダ成分30重量%〜45重量%とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第1誘電体層用ペーストを作製する。 A dielectric material powder is produced by pulverizing a dielectric material composed of these composition components with a wet jet mill or a ball mill so that the average particle size is 0.5 μm to 2.5 μm. Next, 55 wt% to 70 wt% of the dielectric material powder and 30 wt% to 45 wt% of the binder component are well kneaded with three rolls to obtain a first dielectric layer paste for die coating or printing. Make it.
バインダ成分は、エチルセルロース、またはアクリル樹脂1重量%〜20重量%を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール(Kaoコーポレーション社製品名)、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。 The binder component is ethyl cellulose, or terpineol containing 1% to 20% by weight of an acrylic resin, or butyl carbitol acetate. In the paste, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate, and tributyl phosphate are added as plasticizers as needed, and glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, and homogenol (Kao Corporation) as dispersants. The printability may be improved by adding a phosphoric ester of an alkyl allyl group or the like.
次に、この第1誘電体層用ペーストを用い、表示電極6を覆うように前面ガラス基板3にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の575℃〜590℃で焼成する。
Next, using this first dielectric layer paste, the
次に、第2誘電体層82について説明する。第2誘電体層82の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス(Bi2O3)を11重量%〜20重量%を含み、さらに、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも1種を1.6重量%〜21重量%含み、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含んでいる。
Next, the
なお、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr2O3)、酸化コバルト(Co2O3)、酸化バナジウム(V2O7)、酸化アンチモン(Sb2O3)、酸化マンガン(MnO2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含ませてもよい。 In place of molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), and cerium oxide (CeO 2 ), copper oxide (CuO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), cobalt oxide (Co 2 O 3 ), At least one selected from vanadium oxide (V 2 O 7 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ), and manganese oxide (MnO 2 ) may be contained in an amount of 0.1 wt% to 7 wt%.
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%〜40重量%、酸化硼素(B2O3)を0重量%〜35重量%、酸化硅素(SiO2)を0重量%〜15重量%、酸化アルミニウム(Al2O3)を0重量%〜10重量%など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。 Further, as components other than the above, zinc oxide (ZnO) is 0 wt% to 40 wt%, boron oxide (B 2 O 3 ) is 0 wt% to 35 wt%, and silicon oxide (SiO 2 ) is 0 wt% to A material composition that does not include a lead component, such as 15% by weight and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), such as 0% by weight to 10% by weight, may be included, and the content of these material compositions is not particularly limited, It is the content range of the material composition of the prior art level.
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が0.5μm〜2.5μmとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末55重量%〜70重量%と、バインダ成分30重量%〜45重量%とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第2誘電体層用ペーストを作製する。バインダ成分は、エチルセルロース、またはアクリル樹脂1重量%〜20重量%を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール(Kaoコーポレーション社製品名)、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。 A dielectric material powder is produced by pulverizing a dielectric material composed of these composition components with a wet jet mill or a ball mill so that the average particle size is 0.5 μm to 2.5 μm. Next, 55 wt% to 70 wt% of the dielectric material powder and 30 wt% to 45 wt% of the binder component are well kneaded with three rolls to obtain a second dielectric layer paste for die coating or printing. Make it. The binder component is ethyl cellulose, or terpineol containing 1% to 20% by weight of an acrylic resin, or butyl carbitol acetate. In the paste, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate, and tributyl phosphate are added as plasticizers as needed, and glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, and homogenol (Kao Corporation) as dispersants. The printability may be improved by adding a phosphoric ester of an alkyl allyl group or the like.
次に、この第2誘電体層用ペーストを用いて第1誘電体層81上にスクリーン印刷法であるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の550℃〜590℃で焼成する。
Next, the second dielectric layer paste is used to print on the
なお、誘電体層8の膜厚については、第1誘電体層81と第2誘電体層82とを合わせ、可視光透過率を確保するためには41μm以下が好ましい。第1誘電体層81は、金属バス電極4b、5bの銀(Ag)との反応を抑制するために酸化ビスマス(Bi2O3)の含有量を第2誘電体層82の酸化ビスマス(Bi2O3)の含有量よりも多くし、20重量%〜40重量%としている。そのため、第1誘電体層81の可視光透過率が第2誘電体層82の可視光透過率よりも低くなるので、第1誘電体層81の膜厚を第2誘電体層82の膜厚よりも薄くしている。
The film thickness of the
なお、第2誘電体層82において酸化ビスマス(Bi2O3)が11重量%以下であると着色は生じにくくなるが、第2誘電体層82中に気泡が発生しやすく好ましくない。また、40重量%を超えると着色が生じやすくなり透過率を上げる目的には好ましくない。
If the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) is 11% by weight or less in the
また、誘電体層8の膜厚が小さいほどパネル輝度の向上と放電電圧を低減するという効果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定するのが望ましい。このような観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層8の膜厚を41μm以下に設定し、第1誘電体層81を5μm〜15μm、第2誘電体層82を20μm〜36μmとしている。
Further, the effect of improving the panel brightness and reducing the discharge voltage becomes more significant as the thickness of the
このようにして製造されたPDP1は、表示電極6に銀(Ag)材料を用いても、前面ガラス基板3の着色現象(黄変)が少なくて、なおかつ、誘電体層8中に気泡の発生などがなく、絶縁耐圧性能に優れた誘電体層8を実現することを確認している。
In the
次に、本発明の一実施の形態によるPDPにおいて、これらの誘電体材料によって第1誘電体層81において黄変や気泡の発生が抑制される理由について考察する。すなわち、酸化ビスマス(Bi2O3)を含む誘電体ガラスに酸化モリブデン(MoO3)、または酸化タングステン(WO3)を添加することによって、Ag2MoO4、Ag2Mo2O7、Ag2Mo4O13、Ag2WO4、Ag2W2O7、Ag2W4O13といった化合物が580℃以下の低温で生成しやすいことが知られている。
Next, in the PDP according to the embodiment of the present invention, the reason why yellowing and generation of bubbles in the
本発明の一実施の形態によるPDPでは、誘電体層8の焼成温度が550℃〜590℃であることから、焼成中に誘電体層8中に拡散した銀イオン(Ag+)は誘電体層8中の酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化マンガン(MnO2)と反応し、安定な化合物を生成して安定化する。すなわち、銀イオン(Ag+)が還元されることなく安定化されるために、凝集してコロイドを生成することがない。したがって、銀イオン(Ag+)が安定化することによって、銀(Ag)のコロイド化に伴う酸素の発生も少なくなるため、誘電体層8中への気泡の発生も少なくなる。
In the PDP according to the embodiment of the present invention, since the firing temperature of the
一方、これらの効果を有効にするためには、酸化ビスマス(Bi2O3)を含む誘電体ガラス中に酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)、酸化マンガン(MnO2)の含有量を0.1重量%以上にすることが好ましいが、0.1重量%以上7重量%以下がさらに好ましい。特に、0.1重量%未満では黄変を抑制する効果が少なく、7重量%を超えるとガラスに着色が起こり好ましくない。 On the other hand, in order to make these effects effective, in a dielectric glass containing bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), oxidation The content of manganese (MnO 2 ) is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more and 7% by weight or less. In particular, if it is less than 0.1% by weight, the effect of suppressing yellowing is small, and if it exceeds 7% by weight, the glass is colored, which is not preferable.
すなわち、本発明の実施の形態におけるPDPの誘電体層8は、銀(Ag)材料よりなる金属バス電極4b、5bと接する第1誘電体層81では黄変現象と気泡発生を抑制し、第1誘電体層81上に設けた第2誘電体層82によって高い光透過率を実現している。その結果、誘電体層8全体として、気泡や黄変の発生が極めて少なく透過率の高いPDPを実現することが可能となる。
That is, the
次に、本発明の一実施の形態によるPDPにおける保護層について、以下、詳細に説明する。 Next, the protective layer in the PDP according to the embodiment of the present invention will be described in detail below.
図3は、本発明の一実施の形態によるPDP1における前面板2の概略構成を、保護層部分を拡大して示す断面図であり、図2と同様、図1とは上下反転させて示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the
図3に示すように、保護層9は、前記誘電体層8上に、Alを不純物として含有するMgOからなる下地膜91を形成するとともに、その下地膜91上に、金属酸化物であるMgOの結晶粒子92aが数個凝集した凝集粒子92を離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させることにより構成している。
As shown in FIG. 3, the
ここで、凝集粒子92とは、図4に模式的に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子92aが凝集またはネッキングした状態のもので、固体として大きな結合力を持って結合しているのではなく、静電気やファンデルワールス力などによって複数の一次粒子が集合体の体をなしているもので、超音波などの外的刺激により、その一部または全部が一次粒子の状態になる程度で結合しているものである。凝集粒子92の粒径としては、約1μm程度のもので、結晶粒子92aとしては、14面体や12面体などの7面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。
Here, the agglomerated
また、このMgOの結晶粒子92aの一次粒子の粒径は、結晶粒子92aの生成条件によって制御できる。例えば、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのMgO前駆体を焼成して生成する場合、焼成温度や焼成雰囲気を制御することで、粒径を制御できる。
The primary particle diameter of the
一般的に、焼成温度は700℃程度から1500℃程度の範囲で選択できるが、焼成温度が比較的高い1000℃以上にすることで、一次粒径を0.3〜2μm程度に制御可能である。さらに、結晶粒子92aをMgO前駆体を加熱することにより得ることにより、生成過程において、複数個の一次粒子同士が凝集またはネッキングと呼ばれる現象により結合した凝集粒子92を得ることができる。
In general, the firing temperature can be selected in the range of about 700 ° C. to 1500 ° C., but the primary particle size can be controlled to about 0.3 to 2 μm by setting the firing temperature to 1000 ° C. or higher. . Furthermore, by obtaining the
次に、本発明の一実施の形態によるPDPの効果を確認するために行った実験の結果について説明する。 Next, the result of an experiment conducted for confirming the effect of the PDP according to the embodiment of the present invention will be described.
まず、構成の異なる保護層を有するPDPを試作した。試作品1は、MgOによる保護層のみを形成したPDP、試作品2は、Al,Siなどの不純物をドープしたMgOによる保護層を形成したPDP、試作品3は、MgOによる下地膜上に気相酸化法で作製したMgOからなる結晶粒子を凝集させた凝集粒子であって、真空紫外線励起によって200nm〜300nmの領域にピークを持つ発光をし、その発光の強度が励起直後の初期強度の50%に減少するまでの時間τ0.5が30msである凝集粒子を付着させたPDP、試作品4は、MgOによる下地膜上に、水酸化マグネシウムを大気雰囲気下で1000℃で焼成し、解砕することで得られる凝集粒子であって、真空紫外線励起によって200nm〜300nmの領域にピークを持つ発光をし、その発光の減衰時間τ0.5が60msである凝集粒子を全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させたPDP、試作品5は本発明の実施品で、MgOによる下地膜上に、水酸化マグネシウムを大気雰囲気下で1000℃で焼成し、解砕すること無しに得られる凝集粒子であって、真空紫外線励起によって200nm〜300nmの領域にピークを持つ発光をし、その発光の減衰時間τ0.5が100ms以上である凝集粒子を全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させたPDPである。
First, a PDP having a protective layer having a different configuration was made as a prototype.
なお、試作品3、4、5において、MgOの単結晶粒子を用いているが、同様の紫外発光を有する材料であればこの限りではない。これらの本発明による試作品3、4、5に用いた結晶粒子について、Kr2エキシマランプを用いた146nmの励起光により得られた発光スペクトルを図5に模式的に示す。また、試作品3、4、5に用いた結晶粒子について、同じくKr2エキシマランプを用いて、146nmの波長でパルス励起した直後の強度減衰曲線を図6に示す。
In the
続いて、これらの5種類の保護層の構成を有するPDPについて、その電子放出性能と電荷保持性能を調べた。 Subsequently, the electron emission performance and the charge retention performance of the PDP having these five types of protective layer configurations were examined.
なお、電子放出性能は、大きいほど電子放出量が多いことを示す数値で、放電の表面状態及びガス種とその状態によって定まる初期電子放出量をもって表現する。初期電子放出量については表面にイオン或いは電子ビームを照射して表面から放出される電子電流量を測定する方法で測定できるが、パネルの前面板表面の評価を非破壊で実施することが困難を伴う。そこで、ここでは、特開2007−48733号公報に記載されているように、放電時の遅れ時間のうち、統計遅れ時間と呼ばれる放電の発生しやすさの目安となる数値を測定し、その逆数を積分することで、初期電子の放出量と線形に対応する数値になるため、ここではこの数値を用いて評価している。この放電時の遅れ時間とは、パルスの立ち上がりから放電が遅れて行われる放電遅れの時間を意味し、放電遅れは、放電が開始される際にトリガーとなる初期電子が保護層表面から放電空間中に放出されにくいことが主要な要因として考えられている。 The electron emission performance is a numerical value indicating that the larger the electron emission amount, the greater the amount of electron emission. The electron emission performance is expressed by the initial electron emission amount determined by the surface state of the discharge, the gas type, and the state thereof. The initial electron emission amount can be measured by irradiating the surface with an ion or electron beam and measuring the amount of electron current emitted from the surface. However, it is difficult to perform non-destructive evaluation of the front plate surface of the panel. Accompany. Therefore, here, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-48733, among the delay times during discharge, a numerical value, which is called a statistical delay time, which is a measure of the ease of occurrence of discharge, is measured, and the reciprocal thereof. Is integrated into a numerical value that corresponds linearly to the amount of initial electron emission, and this numerical value is used for evaluation here. This delay time at the time of discharge means the time of discharge delay that is delayed from the rise of the pulse, and the discharge delay is the time when the initial electrons that trigger when the discharge is started are discharged from the surface of the protective layer to the discharge space. It is considered as a main factor that it is difficult to be released into the inside.
また、電荷保持性能は、その指標として、PDPとして作成した場合に電荷放出現象を押さえるために必要とする、走査電極に印加する電圧(以下Vscn点灯電圧と呼称する)の電圧値を用いた。すなわち、Vscn点灯電圧の低い方が電荷保持能力が高いことを示す。このことは、PDPのパネル設計上でも低電圧で駆動できるため、電源や各電気部品として、耐圧および容量の小さい部品を使用することが可能となる。現状の製品において、走査電圧を順次パネルに印加するためのMOSFETなどの半導体スイッチング素子には、耐圧150V程度の素子が使用されており、Vscn点灯電圧としては、温度による変動を考慮し、120V以下に抑えるのが望ましい。 In addition, as an index of the charge retention performance, a voltage value of a voltage applied to the scan electrode (hereinafter referred to as a Vscn lighting voltage) necessary for suppressing the charge emission phenomenon when the PDP is produced is used. That is, the lower the Vscn lighting voltage, the higher the charge retention capability. Since this can be driven at a low voltage even in the panel design of the PDP, it is possible to use components having a small withstand voltage and capacity as the power source and each electrical component. In the current product, an element having a withstand voltage of about 150 V is used as a semiconductor switching element such as a MOSFET for sequentially applying a scanning voltage to the panel, and the Vscn lighting voltage is 120 V or less in consideration of variation due to temperature. It is desirable to keep it at a minimum.
これらの電子放出性能と電荷保持性能について調べた結果を図7に示す。 The results of examining these electron emission performance and charge retention performance are shown in FIG.
一般的に、PDPの保護層の電子放出能力と電荷保持能力は相反する。例えば、試作品1のように保護層の製膜条件を変更したり、また、試作品2のように保護層中にAlやSi、Baなどの不純物をドーピングして製膜することにより、電子放出性能を向上することは可能であるが、副作用としてVscn点灯電圧も上昇してしまう。
In general, the electron emission capability and the charge retention capability of the protective layer of the PDP are contradictory. For example, by changing the film formation conditions of the protective layer as in
これに対し、図7から明らかなように、試作品3〜5のような、MgOによる下地膜上に、真空紫外線励起によって200nm〜300nmの領域にピークを持つ発光を有するMgOの凝集粒子を散布し、全面に亘って付着させたPDPにおいて、電子放出性能が8以上と良好な特性を得ることができ、Vscn点灯電圧も、試作品1、2よりも低減することができる。
On the other hand, as is apparent from FIG. 7, MgO aggregated particles having a light emission having a peak in the region of 200 nm to 300 nm are dispersed on the MgO base film as in
しかしながら、試作品3や試作品4は、電荷保持性能における要求特性であるVscnが120V付近の電圧となってしまい、下地膜の特性ばらつきやその他のパネルの構造ばらつきなどにより、Vscn点灯電圧が120Vを超えることも生じてしまうため、十分なパネル品質を確保することができなくなってしまう。
However, in the
それに対し、本発明の試作品5においては、電子放出特性を維持しつつも、Vscn点灯電圧が90V程度と十分に低くすることができる。これは、試作品5において用いた凝集粒子の発光の減衰が、試作品3や4に用いた凝集粒子の発光の減衰に比べて長いためである。すなわち、電子放出に寄与する励起状態の電子が失活することにより電荷保持能力が低下してしまうことを防いでいるためである。Vscn点灯電圧を120V以下で安定的に得るためには、凝集粒子の発光減衰時間τ0.5がτ0.5≧60msであることが望ましい。
On the other hand, in the
以上のように、本発明による保護層を形成したPDPにおいては、電子放出能力としては、8以上の特性で、電荷保持能力としてはVscn点灯電圧が120V以下のものを安定して得ることができ、高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にある、PDPの保護層に対しては、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させることができる。 As described above, in the PDP formed with the protective layer according to the present invention, it is possible to stably obtain an electron emission capability having characteristics of 8 or more and a charge holding capability of Vscn lighting voltage of 120 V or less. For the protective layer of the PDP, in which the number of scanning lines increases and the cell size tends to decrease due to high definition, both the electron emission capability and the charge retention capability can be satisfied.
次に、本発明によるPDPにおいて、保護層を形成する製造工程について、図8を用いて説明する。 Next, a manufacturing process for forming a protective layer in the PDP according to the present invention will be described with reference to FIG.
図8に示すように、第1誘電体層81と第2誘電体層82との積層構造からなる誘電体層8を形成する誘電体層形成工程A1を行った後、次の下地膜蒸着工程A2において、Alを含むMgOの焼結体を原材料とした真空蒸着法によって、MgOからなる下地膜を誘電体層8の第2誘電体層82上に形成する。
As shown in FIG. 8, after performing the dielectric layer forming step A1 for forming the
その後、下地膜蒸着工程A2において形成した未焼成の下地膜上に、複数個の凝集粒子を離散的に付着させる工程を行う。 Thereafter, a step of discretely attaching a plurality of aggregated particles on the unfired base film formed in the base film deposition step A2 is performed.
この工程においては、まず、所定の粒径分布を持つ凝集粒子92を樹脂成分とともに溶剤に混合した凝集粒子ペーストを準備し、凝集粒子ペースト膜形成工程A3において、その凝集粒子ペーストをスクリーン印刷法により、未焼成の下地膜上に塗布して凝集粒子ペースト膜を形成する。なお、凝集粒子ペーストを未焼成の下地膜上に塗布して凝集粒子ペースト膜を形成するための方法として、スクリーン印刷法以外に、スプレー法、スピンコート法、ダイコート法、スリットコート法等も用いることができる。
In this step, first, an agglomerated particle paste prepared by mixing agglomerated
この凝集粒子ペースト膜を形成した後、凝集粒子ペースト膜を乾燥させる乾燥工程A4を行う。 After this aggregated particle paste film is formed, a drying step A4 for drying the aggregated particle paste film is performed.
その後、下地膜蒸着工程A2において形成した未焼成の下地膜と、凝集粒子ペースト膜形成工程A3において形成し、乾燥工程A4を実施した凝集粒子ペースト膜とを、数百度の温度で加熱焼成する焼成工程A5において、同時に焼成を行い、凝集粒子ペースト膜に残っている溶剤や樹脂成分を除去することにより、下地膜91上に複数個の凝集粒子92を付着させた保護層9を形成することができる。
Thereafter, the unfired base film formed in the base film deposition step A2 and the aggregated particle paste film formed in the aggregate particle paste film formation step A3 and subjected to the drying step A4 are heated and fired at a temperature of several hundred degrees. In step A5, simultaneous baking is performed to remove the solvent and resin components remaining in the aggregated particle paste film, thereby forming the
この方法によれば、下地膜91に複数個の凝集粒子92を全面に亘って均一に分布するように付着させることが可能である。
According to this method, a plurality of aggregated
なお、このような方法以外にも、溶媒などを用いずに、粒子群を直接にガスなどと共に吹き付ける方法や、単純に重力を用いて散布する方法などを用いてもよい。 In addition to such a method, a method of spraying particle groups directly with a gas or the like without using a solvent or the like, or a method of simply spraying using gravity may be used.
なお、以上の説明では、保護層として、MgOを例に挙げたが、下地に要求される性能はあくまでイオン衝撃から誘電体を守るための高い耐スパッタ性能を有することであり、高い電荷保持能力、すなわちあまり電子放出性能が高くなくてもよい。従来のPDPでは、一定以上の電子放出性能と耐スパッタ性能という二つを両立させるため、MgOを主成分とした保護層を形成する場合が非常に多かったのであるが、電子放出性能が金属酸化物単結晶粒子によって支配的に制御される構成を取るため、MgOである必要は全くなく、Al2O3等の耐衝撃性に優れる他の材料を用いても全く構わない。 In the above description, MgO is taken as an example of the protective layer. However, the performance required for the base is to have high anti-spattering performance for protecting the dielectric from ion bombardment, and has a high charge retention capability. That is, the electron emission performance may not be so high. In conventional PDPs, in order to achieve both the electron emission performance above a certain level and the sputter resistance performance, a protective layer mainly composed of MgO has been formed in many cases. Since the composition is controlled predominantly by the material single crystal particles, there is no need to use MgO, and other materials having excellent impact resistance such as Al 2 O 3 may be used.
また、本実施例では、単結晶粒子としてMgO粒子を用いて説明したが、この他の単結晶粒子でも、MgO同様に高い電子放出性能を持つSr,Ca,Ba,Al等の金属の酸化物による結晶粒子を用いても同様の効果を得ることができるため、粒子種としてはMgOに限定されるものではない。また、本実施例において使用した、長寿命MgOの製法はこれに限るものではなく、寿命を長くするためのあらゆる手法を用いることができる。 In the present embodiment, MgO particles are used as the single crystal particles. However, other single crystal particles are also oxides of metals such as Sr, Ca, Ba, and Al, which have high electron emission performance similar to MgO. Since the same effect can be obtained even if crystal grains are used, the particle type is not limited to MgO. Moreover, the manufacturing method of long-life MgO used in the present embodiment is not limited to this, and any method for extending the life can be used.
以上のように本発明は、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のPDPを実現する上で有用な発明である。 As described above, the present invention is useful for realizing a PDP having high-definition and high-luminance display performance and low power consumption.
1 プラズマディスプレイパネル(PDP)
2 前面板
3 前面ガラス基板
4 走査電極
4a、5a 透明電極
4b、5b 金属バス電極
5 維持電極
6 表示電極
7 ブラックストライプ(遮光層)
8 誘電体層
9 保護層
10 背面板
11 背面ガラス基板
12 アドレス電極
13 下地誘電体層
14 隔壁
15 蛍光体層
16 放電空間
81 第1誘電体層
82 第2誘電体層
91 下地膜
92 凝集粒子
92a 結晶粒子
1 Plasma display panel (PDP)
2
8
Claims (2)
この前面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アドレス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板と、
を有し、
前記前面板の保護層は、前記誘電体層上に形成した下地膜と、この下地膜上全面に亘って分布するように付着させた凝集粒子とを有し、
この凝集粒子は、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子であって、波長200nm〜300nmの領域に発光を有し、前記発光の強度が50%に減衰するまでの時間τ0.5がτ0.5≧60msである、
プラズマディスプレイパネル。 A front plate in which a dielectric layer is formed so as to cover the display electrode formed on the substrate and a protective layer is formed on the dielectric layer;
A back plate that is disposed opposite to the front plate so as to form a discharge space, and that has an address electrode in a direction intersecting the display electrode and provided with a partition that partitions the discharge space;
Have
The protective layer of the front plate has a base film formed on the dielectric layer, and aggregated particles attached so as to be distributed over the entire surface of the base film,
The agglomerated particles are agglomerated particles in which a plurality of crystal particles made of a metal oxide are agglomerated, have light emission in a wavelength range of 200 nm to 300 nm, and time τ until the intensity of the light emission is attenuated to 50%. 0.5 is τ 0.5 ≧ 60 ms,
Plasma display panel.
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