JP2011150909A - Plasma display panel and plasma display device - Google Patents

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Kaname Mizogami
要 溝上
Shinsuke Yoshida
真介 吉田
Yoshihisa Oe
良尚 大江
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Panasonic Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain plasma display panel having high light-emitting efficiency at low power consumption. <P>SOLUTION: In the plasma display panel having a front plate forming a dielectric layer so as to cover a display electrode formed on a substrate and forming a protective layer on the dielectric layer, and a back plate oppositely arranged so as to form a discharge space on the front plate and forming a data electrode in a direction crossed with the display electrode and preparing a partition for dividing the discharge space, upon forming a base film 91 on the dielectric layer 8, the protective layer 9 is formed by making agregated particles 92 wherein crystal particles 92b with a particle diameter smaller than that of the crystal particle 92a are aggregated on the crystal particles 92a made of metal oxide, and cube-shaped crystal particles 93 made of metal oxide stick so as to be distributed over the whole surface on the base film 91. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、表示デバイスとしてのプラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイ装置に関するものである。   The present invention relates to a plasma display panel and a plasma display apparatus as display devices.

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 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データ電極と、データ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 data electrodes formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the data 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 electrodes, 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).

特開2003−128430号公報JP 2003-128430 A

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を添加するなどの試みが行われている。   In order to increase the number of initial electrons emitted from the protective layer and reduce the flicker of the image, for example, an attempt has been made to add Si or Al to MgO.

近年、テレビは高精細化が進んでおり、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 advanced 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.

上記の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板とを有するプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、前記誘電体層上に下地膜を形成するとともに、その下地膜上に、金属酸化物からなる結晶粒子にこの結晶粒子よりも小さい粒径を有する結晶粒子が凝集した凝集粒子と、金属酸化物からなる立方体形状の結晶粒子とを全面に亘って分布するように複数個付着させて構成したことを特徴とする。   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. A plasma display panel having a back plate which is disposed so as to form a discharge space on the face plate and which has a data electrode in a direction crossing the display electrode and which has a partition wall which partitions the discharge space, The protective layer forms a base film on the dielectric layer, and on the base film, aggregated particles obtained by aggregating crystal particles having a particle size smaller than the crystal particles on crystal particles made of a metal oxide; It is characterized in that a plurality of cubic crystal particles made of metal oxide are attached so as to be distributed over the entire surface.

また、プラズマディスプレイ装置は、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板とからなり、かつ複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイパネルを有し、前記プラズマディスプレイパネルに対して、1フィールドを複数のサブフィールドにより構成するとともに、それぞれのサブフィールドに、発光させる放電セルを選択する書込み放電を発生させる書込み期間と、この書込み期間により選択された放電セルにおいて維持放電を発生させる維持期間とを設けて発光表示を行うプラズマディスプレイ装置であって、前記プラズマディスプレイパネルの前記保護層は、前記誘電体層上に下地膜を形成するとともに、その下地膜上に、金属酸化物からなる結晶粒子にこの結晶粒子よりも小さい粒径を有する結晶粒子が凝集した凝集粒子と、金属酸化物からなる立方体形状の結晶粒子とを全面に亘って分布するように複数個付着させて構成したことを特徴とする。   Further, the plasma display device has a front plate in which a dielectric layer is formed so as to cover the display electrodes formed on the substrate and a protective layer is formed on the dielectric layer, and a discharge space is formed in the front plate. And a plasma display panel having a plurality of discharge cells, the data electrode being formed in a direction crossing the display electrode and a back plate provided with a partition wall that partitions the discharge space. For the plasma display panel, one field is composed of a plurality of subfields, and an address period for generating an address discharge for selecting a discharge cell to emit light in each subfield, and a discharge selected by the address period Plasma display for displaying light emission by providing a sustain period for generating a sustain discharge in a cell The protective layer of the plasma display panel forms a base film on the dielectric layer, and a crystal particle made of a metal oxide on the base film has a particle size smaller than the crystal particle. It is characterized in that a plurality of agglomerated particles obtained by agglomerating crystal particles having a cubic shape and cubic crystal particles made of a metal oxide are attached so as to be distributed over the entire surface.

PDPにおいて、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、これを抑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。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 PDPs, attempts have been made to improve the electron emission characteristics by mixing impurities in the protective layer. However, if the impurities are mixed in the protective layer to improve the electron emission characteristics, the surface of the protective layer is simultaneously developed. The charge is accumulated in the memory, and the decay rate at which the charge is reduced over time when used as a memory function increases. Therefore, it is necessary to take measures such as increasing the applied voltage to suppress this. 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.

本発明は、電子放出特性を改善するとともに、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を提供することにより、低消費電力で高精細で高輝度の表示性能を備えたPDPを実現することができる。   The present invention provides a PDP that improves electron emission characteristics, has charge retention characteristics, and can achieve both high image quality, low cost, and low voltage, thereby achieving low power consumption, high definition, and high brightness. A PDP having display performance can be realized.

特に、本発明によれば、電子放出特性を改善することにより、PDPにおける放電遅れ特性を改善することができるとともに、維持放電時の維持放電電圧を低下させることができる。   In particular, according to the present invention, by improving the electron emission characteristics, the discharge delay characteristics in the PDP can be improved, and the sustain discharge voltage during the sustain discharge can be reduced.

本発明の実施の形態におけるPDPの構造を示す斜視図The perspective view which shows the structure of PDP in embodiment of this invention 同PDPの電極配列図Electrode arrangement of the PDP 本発明のプラズマディスプレイ装置のブロック回路図Block circuit diagram of plasma display device of the present invention 同装置の駆動電圧波形図Drive voltage waveform diagram of the device 同PDPの前面板の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the front plate of the PDP 同PDPの保護層部分を拡大して示す説明図Explanatory drawing which expands and shows the protective layer part of the PDP 本発明によるPDPにおいて、保護層の表面の粒子構造を示す模式図The schematic diagram which shows the particle structure of the surface of a protective layer in PDP by this invention 同PDPの保護層において、凝集粒子を説明するための拡大図Enlarged view for explaining aggregated particles in the protective layer of the PDP 結晶粒子のカソードルミネッセンス測定結果を示す特性図Characteristic diagram showing the results of cathodoluminescence measurement of crystal particles 本発明による効果を説明するために行った実験結果において、PDPにおける電子放出性能とVscn点灯電圧の検討結果を示す特性図FIG. 5 is a characteristic diagram showing the results of examination of electron emission performance and Vscn lighting voltage in a PDP in the results of experiments conducted to explain the effects of the present invention 本発明による効果を説明するために行った実験結果において、PDPの点灯時間と電子放出性能の関係を示す特性図FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the lighting time of the PDP and the electron emission performance in the results of experiments conducted to explain the effects of the present invention. 同PDPの保護層において、被覆率について説明するための拡大図Enlarged view for explaining the coverage in the protective layer of the PDP 本発明による効果を説明するために行った実験結果において、維持放電電圧を比較して示す特性図FIG. 6 is a characteristic diagram showing comparison of sustain discharge voltages in the results of experiments conducted to explain the effects of the present invention. 結晶粒子の粒径と電子放出性能の関係を示す特性図Characteristic diagram showing the relationship between crystal grain size and electron emission performance 結晶粒子の粒径と隔壁の破損の発生率との関係を示す特性図Characteristic diagram showing the relationship between the grain size of crystal grains and the incidence of partition wall breakage 本発明によるPDPの製造方法において、保護層形成の工程を示す工程図Process drawing which shows the process of protective layer formation in the manufacturing method of PDP by this invention

以下、本発明の一実施の形態における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は本発明の実施の形態におけるPDPの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。図1に示すように、PDP1は前面ガラス基板3などよりなる前面板2と、背面ガラス基板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。   FIG. 1 is a perspective view showing the 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. As shown in FIG. 1, the PDP 1 has a front plate 2 made of a front glass substrate 3 and a back plate 10 made of a back glass substrate 11 facing each other, and its outer peripheral portion is sealed with a glass frit or the like. The material is hermetically sealed. The discharge space 16 inside the sealed PDP 1 is filled with a discharge gas such as Ne or Xe at a pressure of 400 Torr to 600 Torr.

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 front glass substrate 3 of the front plate 2, a pair of strip-like display electrodes 6 made up of scanning electrodes 4 and sustain electrodes 5 and black stripes (light-shielding layers) 7 are arranged in a plurality of rows in parallel with each other. A dielectric layer 8 serving as a capacitor is formed on the front glass substrate 3 so as to cover the display electrode 6 and the light shielding layer 7, and a protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the surface. Has been.

ここで、前記走査電極4および維持電極5は、それぞれITO、SnO2、ZnO等の導電性金属酸化物からなる透明電極上にAgからなるバス電極を形成することにより構成されている。 Here, the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 are each formed by forming a bus electrode made of Ag on a transparent electrode made of a conductive metal oxide such as ITO, SnO 2 , or ZnO.

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、複数の互いに平行なAgを主成分とする導電性材料からなるデータ電極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。   Further, on the rear glass substrate 11 of the rear plate 10, a plurality of data electrodes 12 made of a conductive material mainly composed of Ag parallel to each other in a direction orthogonal to the scanning electrodes 4 and the sustain electrodes 5 of the front plate 2. Are arranged in parallel to each other, and the underlying dielectric layer 13 covers them. Further, a partition wall 14 having a predetermined height is formed on the underlying dielectric layer 13 between the data electrodes 12 to divide the discharge space 16. A phosphor layer 15 that emits red, green, and blue light by ultraviolet rays is sequentially applied to the data electrode 12 in the groove between the barrier ribs 14. A discharge cell is formed at a position where the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 intersect with the data electrode 12, and the discharge cell having red, green, and blue phosphor layers 15 arranged in the direction of the display electrode 6 is used for color display. Become a pixel.

なお、本発明においては、放電空間16に封入する放電ガスは、放電ガス中にキセノンの濃度が10%以上30%以下の体積%で含まれるように混合した放電ガスを用いている。   In the present invention, the discharge gas sealed in the discharge space 16 is a discharge gas mixed so that the concentration of xenon is 10% or more and 30% or less in the discharge gas.

図2は本発明の実施の形態におけるPDPの電極配列図である。行方向に長いn本の走査電極Y1、Y2、Y3・・・Yn(図1の4)およびn本の維持電極X1、X2、X3・・・Xn(図1の5)が配列され、列方向に長いm本のデータ電極D1・・・Dm(図1の12)が配列されている。そして、1対の走査電極Y1および維持電極X1と1つのデータ電極D1とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にm×n個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。   FIG. 2 is an electrode array diagram of the PDP in the embodiment of the present invention. N scanning electrodes Y1, Y2, Y3... Yn (4 in FIG. 1) and n sustaining electrodes X1, X2, X3... Xn (5 in FIG. 1) are arranged in a row. M data electrodes D1... Dm (12 in FIG. 1) which are long in the direction are arranged. A discharge cell is formed at a portion where a pair of scan electrode Y1 and sustain electrode X1 intersects with one data electrode D1, and m × n discharge cells are formed in the discharge space. Each of these electrodes is connected to a connection terminal provided at a peripheral end portion outside the image display area of the front plate and the back plate.

図3はこのPDPを用いたプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図である。このプラズマディスプレイ装置は、上述した構成のPDPのパネル20、画像信号処理回路21、データ電極駆動回路22、走査電極駆動回路23、維持電極駆動回路24、タイミング発生回路25および電源回路(図示せず)を備えている。   FIG. 3 is a circuit block diagram of a plasma display device using this PDP. This plasma display device includes a PDP panel 20, an image signal processing circuit 21, a data electrode drive circuit 22, a scan electrode drive circuit 23, a sustain electrode drive circuit 24, a timing generation circuit 25, and a power supply circuit (not shown). ).

画像信号処理回路21は、画像信号sigをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路22はサブフィールド毎の画像データを各データ電極D1〜Dmに対応する信号に変換し、各データ電極D1〜Dmを駆動する。タイミング発生回路25は水平同期信号Hおよび垂直同期信号Vをもとにして各種のタイミング信号を発生し、各駆動回路ブロックに供給している。走査電極駆動回路23はタイミング信号にもとづいて走査電極SC1〜SCnに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路24はタイミング信号にもとづいて維持電極SU1〜SUnに駆動電圧波形を供給する。   The image signal processing circuit 21 converts the image signal sig into image data for each subfield. The data electrode driving circuit 22 converts the image data for each subfield into signals corresponding to the data electrodes D1 to Dm, and drives the data electrodes D1 to Dm. The timing generation circuit 25 generates various timing signals based on the horizontal synchronization signal H and the vertical synchronization signal V, and supplies them to each drive circuit block. Scan electrode drive circuit 23 supplies drive voltage waveforms to scan electrodes SC1 to SCn based on timing signals, and sustain electrode drive circuit 24 supplies drive voltage waveforms to sustain electrodes SU1 to SUn based on timing signals.

次に、PDPを駆動するための駆動電圧波形とその動作について図4を用いて説明する。図4はPDPの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。   Next, a driving voltage waveform and its operation for driving the PDP will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing drive voltage waveforms applied to the respective electrodes of the PDP.

本実施の形態によるプラズマディスプレイ装置においては、1フィールドを複数のサブフィールドにより構成し、それぞれのサブフィールドは、放電セルにおいて初期化放電を発生させる初期化期間と、この初期化期間のあと、発光させる放電セルを選択する書込み放電を発生させる書込み期間と、この書込み期間により選択された放電セルにおいて維持放電を発生させる維持期間とを有している。   In the plasma display device according to the present embodiment, one field is constituted by a plurality of subfields, and each subfield emits light after an initialization period in which an initializing discharge is generated in the discharge cell, and after the initializing period. An address period for generating an address discharge for selecting a discharge cell to be generated, and a sustain period for generating a sustain discharge in the discharge cell selected by the address period.

第1サブフィールドの初期化期間では、データ電極D1〜Dmおよび維持電極SU1〜SUnを0(V)に保持し、走査電極SC1〜SCnに対して放電開始電圧以下となる電圧Vi1(V)から放電開始電圧を超える電圧Vi2(V)に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて1回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極SC1〜SCn上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極SU1〜SUn上およびデータ電極D1〜Dm上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。   In the initializing period of the first subfield, the data electrodes D1 to Dm and the sustain electrodes SU1 to SUn are held at 0 (V), and from the voltage Vi1 (V) that is lower than the discharge start voltage with respect to the scan electrodes SC1 to SCn. A ramp voltage that gradually increases toward the voltage Vi2 (V) exceeding the discharge start voltage is applied. Then, the first weak initializing discharge is caused in all the discharge cells, negative wall voltages are stored on scan electrodes SC1 to SCn, and positive walls on sustain electrodes SU1 to SUn and data electrodes D1 to Dm. The voltage is stored. Here, the wall voltage on the electrode refers to a voltage generated by wall charges accumulated on the dielectric layer or the phosphor layer covering the electrode.

その後、維持電極SU1〜SUnを正の電圧Ve1、Ve2(V)に保ち、走査電極SC1〜SCnに電圧Vi3(V)から電圧Vi4(V)に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて2回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極SC1〜SCn上と維持電極SU1〜SUn上との間の壁電圧が弱められ、データ電極D1〜Dm上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。   Thereafter, sustain electrodes SU1 to SUn are maintained at positive voltages Ve1 and Ve2 (V), and a ramp voltage that gradually decreases from voltage Vi3 (V) to voltage Vi4 (V) is applied to scan electrodes SC1 to SCn. Then, the second weak initializing discharge is caused in all the discharge cells, the wall voltage between scan electrodes SC1 to SCn and sustain electrodes SU1 to SUn is weakened, and the wall voltage on data electrodes D1 to Dm is reduced. Is also adjusted to a value suitable for the write operation.

続く書込み期間では、走査電極SC1〜SCnを一旦Vc(V)に保持する。次に、1行目の走査電極SC1に負の走査パルス電圧Va(V)を印加するとともに、データ電極D1〜Dmのうち1行目に表示すべき放電セルのデータ電極Dk(k=1〜m)に正の書込みパルス電圧Vd(V)を印加する。このときデータ電極Dkと走査電極SC1との交差部の電圧は、外部印加電圧(Vd−Va)(V)にデータ電極Dk上の壁電圧と走査電極SC1上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Dkと走査電極SC1との間および維持電極SU1と走査電極SC1との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極SC1上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極SU1上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Dk上にも負の壁電圧が蓄積される。   In the subsequent address period, scan electrodes SC1 to SCn are temporarily held at Vc (V). Next, negative scan pulse voltage Va (V) is applied to scan electrode SC1 in the first row, and data electrode Dk (k = 1 to 1) of the discharge cell to be displayed in the first row among data electrodes D1 to Dm. A positive write pulse voltage Vd (V) is applied to m). At this time, the voltage at the intersection between the data electrode Dk and the scan electrode SC1 is obtained by adding the wall voltage on the data electrode Dk and the wall voltage on the scan electrode SC1 to the externally applied voltage (Vd−Va) (V). And the discharge start voltage is exceeded. Then, an address discharge occurs between data electrode Dk and scan electrode SC1 and between sustain electrode SU1 and scan electrode SC1, and a positive wall voltage is accumulated on scan electrode SC1 of this discharge cell, and on sustain electrode SU1. And a negative wall voltage is also accumulated on the data electrode Dk.

このようにして、1行目に表示すべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルス電圧Vd(V)を印加しなかったデータ電極D1〜Dmと走査電極SC1との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をn行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。   In this manner, an address operation is performed in which address discharge is caused in the discharge cells to be displayed in the first row and wall voltage is accumulated on each electrode. On the other hand, the voltage at the intersection of the data electrodes D1 to Dm and the scan electrode SC1 to which the address pulse voltage Vd (V) is not applied does not exceed the discharge start voltage, so that address discharge does not occur. The above address operation is sequentially performed until the discharge cell in the nth row, and the address period ends.

続く維持期間では、走査電極SC1〜SCnには第1の電圧として正の維持パルス電圧Vs(V)を、維持電極SU1〜SUnには第2の電圧として接地電位、すなわち0(V)をそれぞれ印加する。このとき書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極SCi上と維持電極SUi上との間の電圧は維持パルス電圧Vs(V)に走査電極SCi上の壁電圧と維持電極SUi上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、走査電極SCiと維持電極SUiとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層が発光する。そして走査電極SCi上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極SUi上に正の壁電圧が蓄積される。このときデータ電極Dk上にも正の壁電圧が蓄積される。   In the subsequent sustain period, positive sustain pulse voltage Vs (V) is applied to scan electrodes SC1 to SCn as a first voltage, and ground potential, that is, 0 (V) is applied to sustain electrodes SU1 to SUn as a second voltage. Apply. In the discharge cell in which the address discharge has occurred at this time, the voltage between scan electrode SCi and sustain electrode SUi is the sustain pulse voltage Vs (V), the wall voltage on scan electrode SCi and the wall voltage on sustain electrode SUi. Is added and exceeds the discharge start voltage. Then, a sustain discharge occurs between scan electrode SCi and sustain electrode SUi, and the phosphor layer emits light due to the ultraviolet rays generated at this time. Then, a negative wall voltage is accumulated on scan electrode SCi, and a positive wall voltage is accumulated on sustain electrode SUi. At this time, a positive wall voltage is also accumulated on the data electrode Dk.

書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは、維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保持される。続いて、走査電極SC1〜SCnには第2の電圧である0(V)を、維持電極SU1〜SUnには第1の電圧である維持パルス電圧Vs(V)をそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極SUi上と走査電極SCi上との間の電圧が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極SUiと走査電極SCiとの間に維持放電が起こり、維持電極SUi上に負の壁電圧が蓄積され走査電極SCi上に正の壁電圧が蓄積される。   In the discharge cells in which no address discharge has occurred in the address period, no sustain discharge occurs, and the wall voltage at the end of the initialization period is maintained. Subsequently, 0 (V) that is the second voltage is applied to scan electrodes SC1 to SCn, and sustain pulse voltage Vs (V) that is the first voltage is applied to sustain electrodes SU1 to SUn. Then, in the discharge cell in which the sustain discharge has occurred, the voltage between the sustain electrode SUi and the scan electrode SCi exceeds the discharge start voltage, so that the sustain discharge occurs again between the sustain electrode SUi and the scan electrode SCi, Negative wall voltage is accumulated on sustain electrode SUi, and positive wall voltage is accumulated on scan electrode SCi.

以降同様に、走査電極SC1〜SCnと維持電極SU1〜SUnとに交互に輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。こうして維持期間における維持動作が終了する。   Thereafter, similarly, by applying sustain pulses of the number corresponding to the luminance weight alternately to scan electrodes SC1 to SCn and sustain electrodes SU1 to SUn, the sustain discharge continues in the discharge cells that have caused the address discharge in the address period. Done. Thus, the maintenance operation in the maintenance period is completed.

続く第2サブフィールド以降における初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も、第1サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。なお、本実施の形態においては、第2サブフィールド以降のサブフィールドにおいては、維持電極SU1〜SUnを正の電圧Ve1、Ve2(V)に保ち、走査電極SC1〜SCnに電圧Vi3(V)から電圧Vi4(V)に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加することにより、前のサブフィールドにおいて維持放電を起こした放電セルにおいてのみ微弱な初期化放電を起こさせるように駆動している。すなわち、第1サブフィールドにおいては、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化動作を行い、第2サブフィールド以降においては、前のサブフィールドにおいて維持放電を起こした放電セルのみで選択的に初期化放電を発生させる動作を行うように構成している。なお、この全セル初期化動作と選択的初期化動作について、本実施の形態のように、第1サブフィールドとその他のサブフィールドとの間で使い分ける以外に、全セル初期化動作を第1サブフィールド以外のサブフィールドにおける初期化期間で行ったり、数フィールドに1回の頻度で行ったりしてもよい。   The operations in the initialization period, the writing period, and the sustain period after the subsequent second subfield are substantially the same as the operations in the first subfield, and thus description thereof is omitted. In the present embodiment, in subfields after the second subfield, sustain electrodes SU1 to SUn are maintained at positive voltages Ve1 and Ve2 (V), and scan electrodes SC1 to SCn are supplied with voltage Vi3 (V). By applying a ramp voltage that gradually falls toward the voltage Vi4 (V), a weak initializing discharge is driven only in the discharge cells in which the sustain discharge has occurred in the previous subfield. That is, in the first subfield, an all-cell initializing operation for generating an initializing discharge in all discharge cells is performed, and in the second and subsequent subfields, only the discharge cells that have caused a sustain discharge in the previous subfield are performed. An operation for selectively generating an initializing discharge is performed. The all-cell initializing operation and the selective initializing operation are different from the first subfield and the other subfields as in the present embodiment, and the all-cell initializing operation is the same as the first subfield. It may be performed in the initialization period in subfields other than the field, or may be performed once every several fields.

また、書込み期間、維持期間における動作は、上述した第1サブフィールドにおける動作と同様な駆動方法であるが、維持期間における維持放電による発光は、輝度の重み付けに応じた数の維持パルスを印加することにより、サブフィールド毎の輝度重みを制御するように駆動している。   The operation in the address period and the sustain period is the same driving method as that in the first subfield described above, but the number of sustain pulses corresponding to the luminance weighting is applied for light emission by the sustain discharge in the sustain period. Thus, driving is performed so as to control the luminance weight for each subfield.

本発明はこのようなプラズマディスプレイ装置において、PDPの電子放出特性を改善することにより、PDPにおける放電遅れ特性を改善することができるとともに、維持放電時の維持放電電圧を低下させることにより、低消費電力で高精細で高輝度の表示性能を備えた表示装置を提供するものであり、以下本発明の特徴とする構成について、詳細に説明する。   The present invention can improve the discharge delay characteristic in the PDP by improving the electron emission characteristic of the PDP in such a plasma display device, and can reduce the consumption by reducing the sustain discharge voltage during the sustain discharge. The present invention provides a display device having high-power and high-luminance display performance with electric power, and the configuration that characterizes the present invention will be described in detail below.

図5は、本発明の一実施の形態におけるPDP1の前面板2の構成を示す断面図であり、図1と上下反転させて示している。図5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. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the front plate 2 of the PDP 1 according to the embodiment of the present invention, which is shown upside down with respect to FIG. As shown in FIG. 5, the display electrode 6 and the light shielding layer 7 which consist of the scanning electrode 4 and the sustain electrode 5 are pattern-formed on the front glass substrate 3 manufactured by the float process etc. As shown in FIG. Scan electrode 4 and sustain electrode 5 are made of transparent electrodes 4a and 5a made of indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), etc., and metal bus electrodes 4b and 5b formed on transparent electrodes 4a and 5a, respectively. It is comprised by. The metal bus electrodes 4b and 5b are used for the purpose of imparting conductivity in the longitudinal direction of the transparent electrodes 4a and 5a, and are formed of a conductive material whose main component is a silver (Ag) material.

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を覆うように設けられ、さらに誘電体層8上に保護層9を形成している。   The dielectric layer 8 is provided so as to cover the transparent electrodes 4 a and 5 a, the metal bus electrodes 4 b and 5 b formed on the front glass substrate 3, and the light shielding layer 7, and further a protective layer 9 on the dielectric layer 8. Is forming.

次に、PDP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。走査電極4、維持電極5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 a PDP will be described. First, the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7 are formed on the front glass substrate 3. The transparent electrodes 4a and 5a and the metal bus electrodes 4b and 5b of the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 are formed by patterning using a photolithography method or the like. The transparent electrodes 4a and 5a are formed using a thin film process or the like, and the metal bus electrodes 4b and 5b are solidified by baking a paste containing a silver (Ag) material at a desired temperature. Similarly, the light shielding layer 7 is also formed by screen printing a paste containing a black pigment or by forming a black pigment on the entire surface of the glass substrate and then patterning and baking using a photolithography method.

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 front glass substrate 3 by a die coating method or the like so as to cover the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7, thereby forming a dielectric paste layer (dielectric material layer). After the dielectric paste is applied, the surface of the applied dielectric paste is leveled by leaving it to stand for a predetermined time, so that a flat surface is obtained. Thereafter, the dielectric paste layer is baked and solidified to form the dielectric layer 8 that covers the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7. The dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent. Next, a protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the dielectric layer 8 by a vacuum deposition method. Through the above steps, predetermined components (scanning electrode 4, sustaining electrode 5, light shielding layer 7, dielectric layer 8, and protective layer 9) are formed on front glass substrate 3, and front plate 2 is completed.

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データ電極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データ電極12を形成する。次に、データ電極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データ電極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 back plate 10 is formed as follows. First, the structure for the data electrode 12 is formed by a method of screen printing a paste containing silver (Ag) material on the rear glass substrate 11 or a method of forming a metal film on the entire surface and then patterning using a photolithography method. A data layer is formed by forming a material layer to be a product and firing it at a desired temperature. Next, a dielectric paste is applied on the back glass substrate 11 on which the data electrodes 12 are formed by a die coating method so as to cover the data electrodes 12 to form a dielectric paste layer. Thereafter, the base dielectric layer 13 is formed by firing the dielectric paste layer. The dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.

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。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, a partition wall forming paste including a partition wall material is applied on the base dielectric layer 13 and patterned into a predetermined shape to form a partition wall material layer and then fired to form the partition walls 14. Here, as a method of patterning the partition wall paste applied on the base dielectric layer 13, a photolithography method or a sand blast method can be used. Next, the phosphor layer 15 is formed by applying a phosphor paste containing a phosphor material on the base dielectric layer 13 between the adjacent barrier ribs 14 and on the side surfaces of the barrier ribs 14 and baking it. Through the above steps, the back plate 10 having predetermined components on the back glass substrate 11 is completed.

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とデータ電極12とが直交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 front plate 2 and the back plate 10 having predetermined constituent members are arranged to face each other so that the scanning electrodes 4 and the data electrodes 12 are orthogonal to each other, and the periphery thereof is sealed with a glass frit, so that a discharge space is obtained. 16 is filled with a discharge gas containing Ne, Xe or the like, thereby completing the PDP 1.

ここで、前面板2の誘電体層8について詳細に説明する。誘電体層8の誘電体材料は、酸化ビスマス(Bi23)を主成分として20重量%〜40重量%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%含んでおり、鉛成分を含まない材料組成により構成されている。そして、これらの材料以外に、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%〜40重量%、酸化硼素(B23)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(Al23)を0重量%〜10重量%などの鉛成分を含まない材料を混合して構成されている。 Here, the dielectric layer 8 of the front plate 2 will be described in detail. The dielectric material of the dielectric layer 8 contains 20% to 40% by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) as a main component, and further includes calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO). At least one selected from 0.5 wt% to 12 wt% selected from molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), and manganese dioxide (MnO 2 ). Is contained in a material composition that does not contain a lead component. In addition to these materials, zinc oxide (ZnO) is contained in an amount of 0 to 40% by weight, boron oxide (B 2 O 3 ) in an amount of 0 to 35% by weight, and silicon oxide (SiO 2 ) in an amount of 0 to 4% by weight. It is configured by mixing a material containing no lead component such as 15% by weight and 0% by weight to 10% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ).

また、誘電体層8は、膜厚が40μm以下で、比誘電率εが7以下となるように誘電体材料を構成している。この誘電体層8の比誘電率εを7以下にする作用効果については、後述する。   The dielectric layer 8 is made of a dielectric material such that the film thickness is 40 μm or less and the relative dielectric constant ε is 7 or less. The effect of setting the dielectric constant ε of the dielectric layer 8 to 7 or less will be described later.

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, terpineol containing 1% to 20% by weight of acrylic resin, or butyl carbitol acetate. In addition, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate and tributyl phosphate are added to the paste as needed, and glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, homogenol (Kao Corporation) as a dispersant. The printability may be improved by adding a phosphoric ester of an alkyl allyl group or the like.

次に、この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℃で焼成することにより、誘電体層8が形成される。   Next, using this dielectric layer paste, the front glass substrate 3 is printed by a die coating method or a screen printing method so as to cover the display electrode 6 and dried, and then the temperature is slightly higher than the softening point of the dielectric material. By baking at 575 ° C. to 590 ° C., the dielectric layer 8 is formed.

次に、本発明によるPDPの特徴である保護層の構成及び製造方法について説明する。   Next, the structure and manufacturing method of the protective layer, which is a feature of the PDP according to the present invention, will be described.

本発明によるPDPにおいては、図6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に、この結晶粒子92aより粒径の小さい結晶粒子92bが数個凝集した凝集粒子92と、金属酸化物であるMgOの立方体形状の結晶粒子93とを離散的に散布させ、全面に亘って均一に分布するように複数個付着させることにより構成している。また、本発明においては、MgOの結晶粒子92aと結晶粒子92bが数個凝集した凝集粒子92において、結晶粒子92aは平均粒径が0.9μm〜2μmの範囲の粒子であり、結晶粒子92aより平均粒径が小さいMgOの結晶粒子92bは平均粒径が0.3μm〜0.9μmの範囲の粒子である。   In the PDP according to the present invention, as shown in FIG. 6, the protective layer 9 forms a base film 91 made of MgO containing Al as an impurity on the dielectric layer 8, and on the base film 91. Aggregated particles 92 in which several crystal particles 92b having a smaller particle diameter than the crystal particles 92a are aggregated on MgO crystal particles 92a which are metal oxides, and cubic crystal particles 93 of MgO which are metal oxides are obtained. It is configured by being dispersed in a discrete manner and adhering a plurality so as to be uniformly distributed over the entire surface. Further, in the present invention, in the aggregated particles 92 in which several MgO crystal particles 92a and several crystal particles 92b are aggregated, the crystal particles 92a are particles having an average particle size in the range of 0.9 μm to 2 μm. The MgO crystal particles 92b having a small average particle diameter are particles having an average particle diameter in the range of 0.3 μm to 0.9 μm.

図7は、本発明によるPDPにおいて、実際の保護層9の表面の粒子構造を示す模式図であり、MgOからなる下地膜91上に、MgOの多面体形状の結晶粒子92aに多面体形状の結晶粒子92bが数個凝集した凝集粒子92と、MgOの立方体形状の結晶粒子93とが離散的に散布された状態で、付着していることを示している。また、MgOの立方体形状の結晶粒子93には、2000オングストロームの粒径サイズの粒子と、粒径が100nm以下のナノ粒子サイズの粒子とが存在し、実際に作製したパネルを観察すると、MgOの立方体形状の結晶粒子93どうしが凝集しているもの、MgOの多面体形状の結晶粒子92aまたは多面体形状の結晶粒子92b、あるいは多面体形状の結晶粒子92a、92bの凝集粒子92に、MgOの立方体形状の結晶粒子93が付着しているものが存在していた。さらに、MgOの多面体形状の結晶粒子92aは液相法により作製し、MgOの立方体形状の結晶粒子93は気相法により作製している。   FIG. 7 is a schematic diagram showing the actual particle structure of the surface of the protective layer 9 in the PDP according to the present invention. On the base film 91 made of MgO, the polyhedral crystal particles 92a are formed on the polyhedral crystal particles 92a of MgO. It shows that agglomerated particles 92 in which several 92b are agglomerated and MgO cubic crystal particles 93 are adhered in a discretely dispersed state. In addition, the cubic crystal particles 93 of MgO include particles having a particle size of 2000 angstroms and nanoparticles having a particle size of 100 nm or less. The cubic crystal particles 93 are aggregated, the MgO polyhedral crystal particles 92a or the polyhedral crystal particles 92b, or the aggregated particles 92 of the polyhedral crystal particles 92a and 92b are formed into a cubic MgO shape. Some of the crystal particles 93 were attached. Further, the polyhedral crystal particles 92a of MgO are produced by a liquid phase method, and the cubic crystal particles 93 of MgO are produced by a gas phase method.

ここで、凝集粒子92とは、図8に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子92a、92b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、92b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。また、このMgOの結晶粒子92a、92bは、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのMgO前駆体の溶液を作製し、その溶液を焼成することにより生成する液相法により作製したもので、MgOの多面体形状の結晶粒子を得ることができる。この液相法による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。一般的に、焼成温度は700度程度から1500度程度の範囲で選択できるが、焼成温度が比較的高い1000度以上にすることで、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、92bは液相法により得られるもので、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。   Here, as shown in FIG. 8, the agglomerated particles 92 are those in which crystal particles 92a and 92b having a predetermined primary particle size are agglomerated or necked, and are bonded with a large binding force as a solid. Rather, the primary particles form a body of aggregate due to static electricity, van der Waals force, etc., so that some or all of them become primary particles due to external stimuli such as ultrasound. It is what is combined. The particle diameter of the agglomerated particles 92 is about 1 μm, and the crystal particles 92a and 92b have a polyhedral shape having seven or more faces such as a tetrahedron and a dodecahedron. The MgO crystal particles 92a and 92b are prepared by a liquid phase method in which a MgO precursor solution such as magnesium carbonate or magnesium hydroxide is prepared and fired. Crystal particles having a shape can be obtained. The particle size can be controlled by controlling the firing temperature and firing atmosphere by this liquid phase method. Generally, the firing temperature can be selected in the range of about 700 to 1500 degrees, but the primary particle size can be controlled to about 0.3 to 2 μm by setting the firing temperature to a relatively high 1000 degrees or more. . Further, the crystal particles 92a and 92b are obtained by a liquid phase method. By obtaining the MgO precursor by heating, the primary particles are aggregated by a phenomenon called aggregation or necking in the generation process. Particles 92 can be obtained.

一方、MgOの立方体形状の結晶粒子93は、マグネシウムを沸点以上に加熱してマグネシウム蒸気を発生させ、気相酸化する気相法により得られるもので、粒径が2000オングストローム以上(BET法による測定結果)の立方体形状の単結晶構造を有する結晶粒子や、結晶体が互いに嵌り込んだ多重結晶構造のものが得られる。例えば、この気相法によるマグネシウム粉末の合成方法については、学会誌「材料」の第36巻 第410号の「気相法によるマグネシア粉末の合成とその性質」などで知られている。   On the other hand, cubic crystal particles 93 of MgO are obtained by a vapor phase method in which magnesium is heated to a boiling point or more to generate magnesium vapor and vapor phase oxidation, and the particle size is 2000 angstroms or more (measured by BET method). As a result, a crystal particle having a cubic single crystal structure and a multiple crystal structure in which the crystals are fitted to each other are obtained. For example, a method for synthesizing magnesium powder by the gas phase method is known from “Materials”, Vol. 36, No. 410, “Synthesis of Magnesia Powder by Gas Phase Method and Its Properties”.

なお、平均粒径が2000オングストローム以上の大きな粒径の立方体形状の単結晶構造の結晶粒子を形成する場合には、マグネシウム蒸気を発生させる際の加熱温度を高くし、マグネシウムと酸素が反応する火炎の長さを長くすることにより、この火炎と周囲との温度差が大きくなることによって、粒径の大きい気相法によるMgOの結晶粒子が得られる。   In addition, in the case of forming a cubic single crystal structure crystal particle having a large particle size with an average particle size of 2000 angstroms or more, a heating temperature at which magnesium vapor is generated is increased, and a flame in which magnesium and oxygen react By increasing the length of, the temperature difference between the flame and the surroundings becomes large, so that MgO crystal particles can be obtained by a gas phase method having a large particle size.

また、これらのMgOの多面体形状の結晶粒子92a、92bが数個凝集した凝集粒子92と、MgOの立方体形状の結晶粒子93について、電子線の照射によって励起されてカソードルミネッセンス(CL)発光を行うCL発光特性を測定したところ、図9に示すような特性を有していた。図9において、細い実線で示す特性のものがMgOの多面体形状の結晶粒子92a、92bのCL発光の特性、すなわち凝集粒子92のCL発光の特性であり、太い実線で示す特性のものがMgOの立方体形状の結晶粒子93のCL発光の特性である。   Further, the aggregated particles 92 in which several MgO polyhedral crystal particles 92a and 92b are aggregated and the MgO cubic crystal particles 93 are excited by electron beam irradiation to emit cathodoluminescence (CL) light. When the CL emission characteristics were measured, the characteristics shown in FIG. 9 were obtained. In FIG. 9, the characteristic indicated by the thin solid line is the CL emission characteristic of the polyhedral crystal particles 92a and 92b of MgO, that is, the CL emission characteristic of the aggregated particle 92, and the characteristic indicated by the thick solid line is that of MgO. This is a characteristic of CL emission of the cubic crystal particle 93.

図9に示すように、MgOの多面体形状の結晶粒子92a、92bが数個凝集した凝集粒子92は、電子線の照射によって励起されて波長200nm以上300nm以下、特に波長230nm以上250nm以下の波長領域にピークを有するCL発光を行う特性であり、MgOの立方体形状の結晶粒子93は、CL発光の特性が波長200nm以上300nm以下の波長領域に発光のピークを有さない特性で、電子線の照射によって励起されて波長400nm以上450nm以下の波長領域にピークを有するCL発光を行う特性である。すなわち、MgOからなる下地膜91上に付着させた、MgOの多面体形状の結晶粒子92a、92bが数個凝集した凝集粒子92と、MgOの立方体形状の結晶粒子93とは、上述したCL発光のピーク波長に対応したエネルギー準位を有するものとなる。   As shown in FIG. 9, the aggregated particles 92 in which several MgO polyhedral crystal particles 92a and 92b are aggregated are excited by electron beam irradiation to have a wavelength region of 200 nm to 300 nm, particularly a wavelength range of 230 nm to 250 nm. The crystal grains 93 of the MgO cubic shape have a peak at the wavelength of 200 nm to 300 nm and the emission characteristics of the electron beam are not emitted. This is a characteristic of emitting CL light having a peak in a wavelength region of 400 nm to 450 nm. That is, the aggregated particles 92 in which several MgO polyhedral crystal particles 92a and 92b adhered on the base film 91 made of MgO and the cubic crystal particles 93 of MgO have the above-described CL emission. It has an energy level corresponding to the peak wavelength.

次に、本発明による保護層を有するPDPの効果を確認するために行った実験結果について説明する。   Next, the results of experiments conducted to confirm the effect of the PDP having the protective layer according to 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による保護層上に金属酸化物からなる結晶粒子の一次粒子のみを散布し、付着させたPDP、試作品4は、MgOによる下地膜上に、同等の粒径を有するMgOの結晶粒子同士を凝集させた凝集粒子92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、本発明品であり、MgOによる下地膜上に、平均粒径が0.9μm〜2μmの範囲にあるMgOの結晶粒子92aの周囲に、前記結晶粒子92aよりも小さい粒径を有するMgOの結晶粒子92bが凝集した多面体形状の凝集粒子92と、立方体形状のMgOの結晶粒子93と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. Prototype 1 is a PDP in which only a protective layer made of MgO is formed. Prototype 2 is a PDP in which a protective layer made of MgO doped with impurities such as Al and Si is formed. Prototype 3 is made of metal on the protective layer made of MgO. The PDP, prototype 4, in which only primary particles of oxide crystal particles are dispersed and adhered, has agglomerated particles 92 in which MgO crystal particles having the same particle diameter are aggregated on an underlayer of MgO. The PDP, prototype 5, which is attached so as to be distributed almost uniformly over the entire surface, is a product of the present invention, and an MgO crystal having an average grain size in the range of 0.9 μm to 2 μm on the base film made of MgO. A polyhedral aggregated particle 92 in which MgO crystal particles 92b having a particle diameter smaller than that of the crystal particle 92a are aggregated around the particle 92a and a cubic MgO crystal particle 93 over almost the entire surface. It is a PDP attached so as to be uniformly distributed.

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。   The PDP having these five types of protective layer configurations was examined for its electron emission performance and charge retention performance.

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 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, a numerical value that is a measure of the probability of occurrence of discharge, called statistical delay time, is measured out of the delay time during discharge, and its reciprocal number. 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として作製した場合に電荷放出現象を抑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 indicator 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 manufactured as a PDP was 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 down.

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10に示している。この図10から明らかなように、MgOによる下地膜上にMgOの結晶粒子を凝集させた凝集粒子を散布し、全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた試作品4、5は、電荷保持性能の評価において、Vscn点灯電圧を120V以下にすることができ、しかも電子放出性能は6以上の良好な特性を得ることができる。   The results of examining the electron emission performance and the charge retention performance are shown in FIG. As is apparent from FIG. 10, prototypes 4 and 5 in which aggregated particles obtained by aggregating MgO crystal particles on a base film made of MgO are dispersed and adhered so as to be distributed almost uniformly over the entire surface. In the evaluation of the charge retention performance, the Vscn lighting voltage can be set to 120 V or lower, and the electron emission performance can be obtained with a favorable characteristic of 6 or higher.

すなわち、一般的には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、保護層の製膜条件を変更したり、また、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。   That is, generally, the electron emission capability and the charge retention capability of the protective layer of the PDP are contradictory. For example, it is possible to improve the electron emission performance by changing the film forming conditions of the protective layer, or by forming a film by doping impurities such as Al, Si, and Ba in the protective layer. As a side effect, the Vscn lighting voltage also increases.

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、6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。   In the PDP formed with the protective layer according to the present invention, it is possible to obtain an electron emission capability having characteristics of 6 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 cell size tends to increase and the cell size tends to decrease, both the electron emission capability and the charge retention capability can be satisfied.

ここで、保護層の電子放出性能の経時変化について検討した結果について述べる。PDPの長寿命化のためには、保護層の電子放出性能が経時的に劣化しないことが要求される。   Here, the result of examining the change with time of the electron emission performance of the protective layer will be described. In order to extend the life of the PDP, it is required that the electron emission performance of the protective layer does not deteriorate over time.

図10において良好な特性を得た試作品4、5の電子放出性能の経時劣化を調べた結果として、PDPの点灯時間に対する電子放出性能の推移を図11に示している。この図11から明らかなように、MgOによる下地膜上に、平均粒径が0.9μm〜2μmの範囲にあるMgOの結晶粒子92aの周囲に、前記結晶粒子92aよりも小さい粒径を有するMgOの結晶粒子92bが凝集した多面体形状の凝集粒子92と、立方体形状のMgOの結晶粒子93とを全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた本発明品である試作品5は、試作品4よりも、電子放出性能の経時劣化が少ないことがわかる。   FIG. 11 shows the transition of the electron emission performance with respect to the lighting time of the PDP as a result of investigating the deterioration over time of the electron emission performance of the prototypes 4 and 5 having good characteristics in FIG. As is apparent from FIG. 11, MgO having a particle size smaller than that of the crystal particles 92a is formed around the MgO crystal particles 92a having an average particle size of 0.9 μm to 2 μm on the base film made of MgO. Prototype 5 which is a product of the present invention in which polyhedral aggregated particles 92 obtained by agglomeration of crystal particles 92b and cubic MgO crystal particles 93 are attached so as to be distributed almost uniformly over the entire surface, It can be seen that the electron emission performance is less deteriorated with time than the work 4.

この理由としては、試作品4では、PDPセル内での放電で発生するイオンが保護層に衝撃を与えることで、凝集粒子が剥離したためと考える。一方、本発明品の試作品5では、平均粒径が0.9μm〜2μmの範囲にある結晶粒子の周囲に、前記粒子よりも小さい結晶粒径を有する粒子が凝集することで、小さい粒径を有する結晶粒子は表面積が大きいため、下地膜との接着性を高めており、イオン衝撃により凝集粒子が剥離することが少ないためと考える。   The reason for this is considered to be that in Prototype 4, the ions generated by the discharge in the PDP cell impact the protective layer, causing the aggregated particles to peel off. On the other hand, in Prototype 5 of the present invention, a small particle size is obtained by agglomeration of particles having a crystal particle size smaller than the above particles around crystal particles having an average particle size in the range of 0.9 μm to 2 μm. It is considered that the crystal particles having the surface area have a large surface area, so that the adhesiveness with the base film is enhanced, and the aggregated particles are hardly peeled off by ion impact.

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、6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の保護層として、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上、さらに電子放出性能の経時劣化が小さいため、長期にわたって安定した画質を得ることができる。   In the PDP formed with the protective layer according to the present invention, it is possible to obtain an electron emission capability having characteristics of 6 or more and a charge holding capability of Vscn lighting voltage of 120 V or less. As the protective layer of PDP, which tends to increase and the cell size tends to decrease, it can satisfy both the electron emission capability and the charge retention capability, and further the deterioration of the electron emission performance over time is small, Stable image quality can be obtained.

ここで、本発明によるPDPにおいては、凝集粒子92と結晶粒子93は、下地膜91上に付着させる場合、10%以上20%以下の範囲の被覆率でかつ全面に亘って分布するように付着させている。本発明における被覆率とは、1個の放電セルの領域において、凝集粒子92と結晶粒子93が付着している面積aを1個の放電セルの面積bの比率で表したもので、被覆率(%)=a/b×100の式により求めたものである。実際に測定する場合の方法としては、例えば図12に示すように、隔壁14により区切られた1個の放電セルに相当する領域をカメラにより画像を撮影し、x×yの1セルの大きさにトリミングした後、トリミング後の撮影画像を白黒データに2値化し、その後その2値化したデータに基づきMgOの凝集粒子92による黒エリアの面積aを求め、上述したように、a/b×100の式により演算することにより求めたものである。   Here, in the PDP according to the present invention, when the aggregated particles 92 and the crystal particles 93 are deposited on the base film 91, the aggregated particles 92 and the crystal particles 93 are deposited so as to be distributed over the entire surface with a coverage of 10% to 20%. I am letting. The coverage in the present invention is the area a where the aggregated particles 92 and the crystal particles 93 adhere in the area of one discharge cell, expressed as a ratio of the area b of one discharge cell. (%) = A / b × 100. As an actual measurement method, for example, as shown in FIG. 12, an image of a region corresponding to one discharge cell divided by the barrier ribs 14 is taken by a camera, and the size of one cell of x × y is obtained. After the trimming, the captured image after binarization is binarized into black and white data, and then the area a of the black area by the MgO aggregated particles 92 is obtained based on the binarized data, and as described above, a / b × It is obtained by calculating according to the equation of 100.

次に、本発明において、CL発光特性の異なる、多面体形状の結晶粒子と立方体形状の結晶粒子とを付着させた本発明による保護層を有するPDPの効果を確認するために、次の試作品を作製し、維持放電電圧を調べた結果を図13に示している。試作品AはMgOによる下地膜91上に200nm以上300nm以下の波長領域にCL発光のピークを有するMgOの結晶粒子92a、92bからなる凝集粒子92のみを散布し、付着させたPDPで、試作品B、Cは、MgOによる下地膜上に平均粒径が0.9μm〜2μmの範囲にあるMgOの多面体形状の結晶粒子92aの周囲に、前記結晶粒子92aよりも小さい粒径を有するMgOの多面体形状の結晶粒子92bが凝集した凝集粒子92と、立方体形状のMgOの結晶粒子93とを全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた本発明品によるPDPである。なお、試作品Bと試作品Cは、誘電体層8の比誘電率εを変更した試作品で、試作品Bは誘電体層8の比誘電率εを9.7程度としたもので、試作品Cは誘電体層8の比誘電率εを7としたものである。被覆率については、いずれも20%以下の13%程度としたものである。   Next, in the present invention, in order to confirm the effect of the PDP having the protective layer according to the present invention in which polyhedral crystal particles and cubic crystal particles having different CL emission characteristics are adhered, FIG. 13 shows the results of manufacturing and examining the sustain discharge voltage. Prototype A is a PDP in which only agglomerated particles 92 made of MgO crystal particles 92a and 92b having a peak of CL emission in the wavelength region of 200 nm to 300 nm are dispersed and adhered on the base film 91 made of MgO. B and C are MgO polyhedrons having a particle size smaller than that of the crystal particles 92a around the crystal particles 92a having an average particle size of 0.9 μm to 2 μm on the MgO base film. The PDP according to the present invention has the aggregated particles 92 formed by agglomerating crystal particles 92b and the cubic MgO crystal particles 93 attached so as to be distributed almost uniformly over the entire surface. The prototype B and the prototype C are prototypes in which the relative dielectric constant ε of the dielectric layer 8 is changed. The prototype B has a relative dielectric constant ε of the dielectric layer 8 of about 9.7. In the prototype C, the dielectric constant 8 of the dielectric layer 8 is set to 7. The coverage is about 13%, which is 20% or less.

図13から明らかなように、本発明品である試作品B、Cは、試作品Aに対して維持放電電圧を低下させることができることが判明した。すなわち、200nm以上300nm以下の波長領域にピークを有するCL発光を行う特性のMgOの多面体形状の結晶粒子92a、92bの凝集粒子92と、400nm以上450nm以下の波長領域にピークを有するCL発光を行う特性のMgOの立方体形状の結晶粒子93とを付着させた保護層を有するPDPは、維持放電電圧を低下させることができ、PDPの低消費電力化を図ることができる。さらに、試作品B、Cの特性から明らかなように、本発明において、誘電体層8の比誘電率εを小さくした方が、より維持放電電圧を低下させることができ、特に本発明者らの実験によれば、誘電体層8の比誘電率εを7以下とすることにより、より顕著に効果が得られることがわかった。   As is apparent from FIG. 13, it was found that the prototypes B and C, which are the products of the present invention, can reduce the sustain discharge voltage with respect to the prototype A. That is, MgO polyhedral crystal particles 92a and 92b having a characteristic of performing CL emission having a peak in a wavelength region of 200 nm to 300 nm and CL emission having a peak in a wavelength region of 400 nm to 450 nm are performed. The PDP having the protective layer to which the characteristic MgO cubic crystal particles 93 are attached can reduce the sustain discharge voltage and can reduce the power consumption of the PDP. Furthermore, as is clear from the characteristics of the prototypes B and C, in the present invention, the sustain discharge voltage can be lowered more by reducing the relative dielectric constant ε of the dielectric layer 8, especially the inventors of the present invention. According to the experiment, it was found that the effect can be obtained more significantly by setting the relative dielectric constant ε of the dielectric layer 8 to 7 or less.

次に、本発明によるPDPの保護層に用いた結晶粒子の粒径について説明する。なお、以下の説明において、粒径とは平均粒径を意味し、平均粒径とは、体積累積平均径(D50)のことを意味している。   Next, the particle size of the crystal particles used in the protective layer of the PDP according to the present invention will be described. In the following description, the particle diameter means an average particle diameter, and the average particle diameter means a volume cumulative average diameter (D50).

図14は、本発明による保護層において、MgOの結晶粒子の粒径を変化させて電子放出性能を調べた実験結果を示すものである。なお、図14において、MgOの結晶粒子の粒径は、結晶粒子をSEM観察することで測長した。   FIG. 14 shows an experimental result of examining the electron emission performance by changing the particle diameter of MgO crystal particles in the protective layer according to the present invention. In FIG. 14, the particle diameter of MgO crystal particles was measured by SEM observation of the crystal particles.

この図14に示すように、粒径が0.3μm程度に小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほぼ0.9μm以上であれば、高い電子放出性能が得られることがわかる。   As shown in FIG. 14, it can be seen that when the particle size is reduced to about 0.3 μm, the electron emission performance is lowered, and when the particle size is approximately 0.9 μm or more, high electron emission performance is obtained.

ところで、放電セル内での電子放出数を増加させるためには、保護層上の単位面積当たりの結晶粒子数は多い方が望ましいが、本発明者らの実験によれば、前面板の保護層と密接に接触する背面板の隔壁の頂部に相当する部分に結晶粒子が存在することで、隔壁の頂部を破損させ、その材料が蛍光体の上に乗るなどによって、該当するセルが正常に点灯消灯しなくなる現象が発生することがわかった。この隔壁破損の現象は、結晶粒子が隔壁頂部に対応する部分に存在しなければ発生しにくいことから、付着させる結晶粒子数が多くなれば、隔壁の破損発生確率が高くなる。   By the way, in order to increase the number of electrons emitted in the discharge cell, it is desirable that the number of crystal particles per unit area on the protective layer is larger. However, according to the experiments by the present inventors, the protective layer of the front plate is used. When the crystal particles are present in the part corresponding to the top of the partition wall of the back plate that is in close contact with the substrate, the top of the partition wall is damaged, and the corresponding material is placed on the phosphor. It has been found that a phenomenon that does not turn off occurs. The phenomenon of the partition wall breakage is unlikely to occur unless the crystal particles are present in the portion corresponding to the top of the partition wall. Therefore, if the number of attached crystal particles increases, the probability of the partition wall breakage increases.

図15は、本発明のPDPにおいて、単位面積当たりに粒径の異なる同じ数の結晶粒子を散布し、隔壁破損の関係を実験した結果を示す図である。   FIG. 15 is a diagram showing the results of experiments on the relationship between partition wall breakage in the PDP of the present invention by spraying the same number of crystal particles having different particle sizes per unit area.

この図15から明らかなように、結晶粒子径が2.5μm程度に大きくなると、隔壁破損の確率が急激に高くなるが、2.5μmより小さい結晶粒子径であれば、隔壁破損の確率は比較的小さく抑えることができることがわかる。   As is apparent from FIG. 15, when the crystal particle diameter is increased to about 2.5 μm, the probability of partition wall breakage increases rapidly. However, if the crystal particle diameter is smaller than 2.5 μm, the probability of partition wall breakage is compared. It can be seen that it can be kept small.

以上の結果に基づくと、本発明のPDPにおける保護層においては、凝集粒子として、粒径が0.9μm以上2.5μm以下のものが望ましいと考えられるが、PDPとして実際に量産する場合には、結晶粒子の製造上でのばらつきや保護層を形成する場合の製造上でのばらつきを考慮する必要がある。   Based on the above results, in the protective layer of the PDP of the present invention, it is considered desirable that the aggregated particles have a particle size of 0.9 μm or more and 2.5 μm or less. In addition, it is necessary to consider variations in manufacturing crystal grains and manufacturing variations when forming a protective layer.

このような製造上でのばらつきなどの要因を考慮するために、粒径分布の異なる結晶粒子を用いて実験を行った結果、平均粒径が0.9μm〜2μmの範囲にある凝集粒子を使用すれば、上述した本発明の効果を安定的に得られることがわかった。   In order to take into account such factors as manufacturing variations, the result of experiments using crystal particles with different particle size distributions resulted in the use of aggregated particles with an average particle size in the range of 0.9 μm to 2 μm. It was found that the above-described effects of the present invention can be obtained stably.

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16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16に示すように、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上に形成する。   As shown in FIG. 16, after performing the dielectric layer forming step A1 for forming the dielectric layer 8, in the next base film vapor deposition step A2, by a vacuum vapor deposition method using a sintered body of MgO containing Al as a raw material. A base film made of MgO is formed on the dielectric layer 8.

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、複数個の多面体形状の結晶粒子92a、92bと、複数個の立方体形状の結晶粒子93とを離散的に付着させる工程を行う。   Thereafter, a step of discretely attaching a plurality of polyhedral crystal particles 92a and 92b and a plurality of cubic crystal particles 93 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多面体形状の結晶粒子92a、92bを溶媒に混合した結晶粒子ペーストと、立方体形状の結晶粒子93を溶媒に混合した結晶粒子ペーストとを別々に準備し、その後2種類の結晶粒子ペーストとを混合して、多面体形状の結晶粒子92a、92bと結晶粒子93とを溶媒に混合した混合結晶粒子ペーストを作製し、結晶粒子ペースト塗布工程A3において、その混合結晶粒子ペーストを下地膜上に塗布して平均膜厚8μm〜20μmの結晶粒子ペースト膜を形成する。なお、結晶粒子ペーストを下地膜上に塗布する方法として、スクリーン印刷法、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, a crystal particle paste in which polyhedral crystal particles 92a and 92b having a predetermined particle size distribution are mixed in a solvent and a crystal particle paste in which cubic crystal particles 93 are mixed in a solvent are separately prepared. Prepared, and then mixed with two types of crystal particle pastes to produce a mixed crystal particle paste in which polyhedral crystal particles 92a, 92b and crystal particles 93 are mixed in a solvent. In crystal particle paste application step A3, The mixed crystal particle paste is applied onto the base film to form a crystal particle paste film having an average film thickness of 8 μm to 20 μm. In addition, as a method for applying the crystal particle paste onto the base film, a screen printing method, a spray method, a spin coating method, a die coating method, a slit coating method, or the like can also be used.

ここで、結晶粒子ペーストの作製に使用する溶媒の一例としては、MgOの下地膜91や結晶粒子92a、92b、93との親和性が高く、かつ次工程の乾燥工程A4での蒸発除去を容易にするため蒸気圧が常温で数十Pa程度と比較的高いものが適しており、例えばメチルメトキシブタノール、テルピネオール、プロピレングリコール、ベンジルアルコールなどの有機溶剤単体もしくはそれらの混合溶媒が用いられる。これらの溶媒を用いたペーストの粘度は数mPaS〜数十mPaSである。   Here, as an example of the solvent used for preparing the crystal particle paste, the affinity with the MgO base film 91 and the crystal particles 92a, 92b, and 93 is high, and evaporation removal in the subsequent drying step A4 is easy. For example, organic solvents such as methylmethoxybutanol, terpineol, propylene glycol, and benzyl alcohol alone or a mixed solvent thereof are used, for example. The viscosity of the paste using these solvents is several mPaS to several tens mPaS.

混合結晶粒子ペーストを下地膜上に塗布した基板は、直ちに乾燥工程A4に移され、減圧乾燥される。結晶粒子ペーストは真空チャンバ内で数十秒以内で急速に乾燥されるため、加熱乾燥で顕著に見られる結晶粒子ペーストの対流が発生しないため、結晶粒子が偏ることなく均等に下地膜91上に付着される。なお、この乾燥工程A4における乾燥方法としては、凝集・結晶粒子ペーストを作製する際に使用する溶媒などに応じて、加熱乾燥方法を用いてもよい。   The substrate on which the mixed crystal particle paste is coated on the base film is immediately transferred to the drying step A4 and dried under reduced pressure. Since the crystal particle paste is rapidly dried within a few tens of seconds in the vacuum chamber, the convection of the crystal particle paste that is noticeable in heat drying does not occur. To be attached. In addition, as a drying method in this drying step A4, a heat drying method may be used according to a solvent or the like used when producing an aggregate / crystal particle paste.

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、結晶粒子ペースト膜を形成する結晶粒子ペースト塗布工程A3において形成し、乾燥工程A4を実施した結晶粒子ペースト膜とを、保護層焼成工程A5において、数百度の温度で同時に焼成を行い、結晶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上に複数個の多面体形状の結晶粒子92a、92bと、立方体形状の結晶粒子93と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 crystal particle paste film formed in the crystal particle paste application step A3 for forming the crystal particle paste film and subjected to the drying step A4 are fired in the protective layer. In step A5, by simultaneously firing at a temperature of several hundred degrees to remove the solvent and resin components remaining in the crystal particle paste film, a plurality of polyhedral crystal particles 92a, 92b on the base film 91; The protective layer 9 to which the cubic crystal particles 93 are attached can be formed.

この方法によれば、下地膜91に複数個の結晶粒子92a、92bと結晶粒子93と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 crystal particles 92a and 92b and crystal particles 93 can be attached to the base film 91 so as to be uniformly distributed over the entire surface.

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、Al23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、本実施の形態では、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。   In the present embodiment, the description has been made using MgO particles as single crystal particles. However, other single crystal particles also oxidize metals such as Sr, Ca, Ba, and Al, which have high electron emission performance like MgO. Since the same effect can be obtained even if crystal grains made of a material are used, the particle type is not limited to MgO.

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 PDP
2 前面板
3 前面ガラス基板
4 走査電極
5 維持電極
6 表示電極
7 ブラックストライプ
8 誘電体層
9 保護層
91 下地膜
92 凝集粒子
92a、92b、93 結晶粒子
10 背面板
11 背面ガラス基板
12 データ電極
13 下地誘電体層
14 隔壁
15 蛍光体層
16 放電空間
1 PDP
2 Front plate 3 Front glass substrate 4 Scan electrode 5 Sustain electrode 6 Display electrode 7 Black stripe 8 Dielectric layer 9 Protective layer 91 Base film 92 Aggregated particles 92a, 92b, 93 Crystal particles 10 Back plate 11 Back glass substrate 12 Data electrode 13 Base dielectric layer 14 Partition 15 Phosphor layer 16 Discharge space

Claims (6)

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板とを有するプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、前記誘電体層上に下地膜を形成するとともに、その下地膜上に、金属酸化物からなる結晶粒子にこの結晶粒子よりも小さい粒径を有する結晶粒子が凝集した凝集粒子と、金属酸化物からなる立方体形状の結晶粒子とを全面に亘って分布するように複数個付着させて構成したことを特徴とす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 a display electrode formed on the substrate and a protective layer is formed on the dielectric layer, and the front plate is disposed so as to face each other so as to form a discharge space. A plasma display panel having a data electrode in a direction intersecting with the electrode and a back plate provided with a partition wall for partitioning the discharge space, wherein the protective layer forms a base film on the dielectric layer In addition, aggregated particles obtained by aggregating crystal particles having a smaller particle size than the crystal particles and cubic crystal particles made of the metal oxide over the entire surface are formed on the base film. A plasma display panel, wherein a plurality of the plasma display panels are attached so as to be distributed. 凝集粒子は、平均粒径が0.9μm〜2μmの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。 The plasma display panel according to claim 1, wherein the aggregated particles have an average particle size in a range of 0.9 μm to 2 μm. 凝集粒子を構成する結晶粒子と立方体形状の結晶粒子とは、MgOの結晶粒子により構成したことを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。 2. The plasma display panel according to claim 1, wherein the crystal particles constituting the agglomerated particles and the cubic crystal particles are composed of MgO crystal particles. 凝集粒子を構成する結晶粒子は多面体形状であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。 The plasma display panel according to claim 1, wherein the crystal particles constituting the aggregated particles have a polyhedral shape. 下地膜はMgOにより構成したことを特徴とする請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。 The plasma display panel according to claim 1, wherein the base film is made of MgO. 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板とからなり、かつ複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイパネルを有し、前記プラズマディスプレイパネルに対して、1フィールドを複数のサブフィールドにより構成するとともに、それぞれのサブフィールドに、発光させる放電セルを選択する書込み放電を発生させる書込み期間と、この書込み期間により選択された放電セルにおいて維持放電を発生させる維持期間とを設けて発光表示を行うプラズマディスプレイ装置であって、前記プラズマディスプレイパネルの前記保護層は、前記誘電体層上に下地膜を形成するとともに、その下地膜上に、金属酸化物からなる結晶粒子にこの結晶粒子よりも小さい粒径を有する結晶粒子が凝集した凝集粒子と、金属酸化物からなる立方体形状の結晶粒子とを全面に亘って分布するように複数個付着させて構成したことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。 A front plate in which a dielectric layer is formed so as to cover a display electrode formed on the substrate and a protective layer is formed on the dielectric layer; A plasma display panel having a data electrode in a direction intersecting with the electrode and a back plate provided with a partition wall for partitioning the discharge space, and having a plurality of discharge cells. One field is composed of a plurality of subfields, and in each subfield, an address period for generating an address discharge for selecting a discharge cell to emit light, and a sustain discharge is generated in the discharge cells selected by the address period. A plasma display apparatus for performing light emission display with a sustain period, wherein the plasma display The protective layer of the panel is formed by forming a base film on the dielectric layer and agglomerating crystal grains made of metal oxide on the base film with crystal grains having a smaller particle size than the crystal grains. A plasma display device comprising a plurality of particles and cubic crystal particles made of a metal oxide so as to be distributed over the entire surface.
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