JP2011198733A - Ac type plasma display element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流型プラズマディスプレイ素子に関するもので、より詳細には、前面ガラス/前面誘電層/保護膜で構成された前面基板を含んでおり、前記保護膜は、MgO基材に2価の金属酸化物(MO)が添加された2元系酸化物((MxMg1−x)O)からなり、非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス/背面誘電層/隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されており、前記非揮発性酸化物ゲッタ層の表面に蛍光体層が形成されている構造からなることを特徴とする交流型プラズマディスプレイ素子に関するものである。 The present invention relates to an AC type plasma display device, and more particularly, includes a front substrate composed of a front glass / front dielectric layer / protective film, and the protective film is a bivalent material on an MgO substrate. It is composed of a binary oxide ((M x Mg 1-x ) O) to which a metal oxide (MO) is added, and the non-volatile oxide getter layer is composed of a back glass / a back dielectric layer / a partition wall. The present invention relates to an AC type plasma display device characterized by having a structure in which a phosphor layer is formed on the surface of the non-volatile oxide getter layer, which is uniformly coated on the surface of the back substrate.
PDPは、平板型表示素子であって、優れた画質、薄い厚さ及び軽い重さを有することから主に40インチ以上の大型表示装置に使用されている。プラズマディスプレイ素子は、背面板に形成された多数の隔壁間の多数のアドレス電極と、前面板に形成されている多数のサステイン電極との交差点で画素が形成され、画像を具現するようになる。 The PDP is a flat panel display element, and has an excellent image quality, a thin thickness, and a light weight, and thus is mainly used for a large display device of 40 inches or more. In the plasma display device, pixels are formed at intersections of a large number of address electrodes between a large number of barrier ribs formed on the back plate and a large number of sustain electrodes formed on the front plate, thereby realizing an image.
図1は、このようなPDPの概略的な構造を示している。図1を参照すれば、PDPは、ガラス又は金属基板を素材にした背面板80上に透明誘電層90がコーティングされており、アドレス電極50が背面板80又は背面誘電層90上に形成されている。また、長いストライプ状の隔壁60又は四角形状の隔壁が各アドレス電極50を挟んで存在し、前記各隔壁60間の空間上の表面に蛍光体が塗布され、この蛍光体がサブ画素を構成する構造となっている。
FIG. 1 shows a schematic structure of such a PDP. Referring to FIG. 1, the PDP has a transparent
また、ガラスからなる前面板10上には、多数のサステイン電極40及びスキャン電極が形成されており、その下部に前面誘電層20とMgO保護膜30が位置している。したがって、これら前面板10と背面板80とが結合されれば、隔壁60によって隔離された多数の画素空間が生じるようになる。
A large number of
このような隔離空間上にNe/Xeガス又はNe/He/Xeガスなどが封入されているので、サステイン電極40とアドレス電極50に電圧が印加されれば、プラズマがグロー放電によって前記空間上に形成され、サステイン電極40とスキャン電極との間にサステイン電圧が印加されれば、アドレス過程で壁電圧が形成された放電セルの各サステイン電極40間にグロー放電が発生する。このときに発生したプラズマから生成された真空紫外線が、隔壁60の側面及び各隔壁60間の下底面にコーティングされている蛍光体70を励起させ、その結果、赤色、緑色及び青色の可視光線が発生するようになる。
Since Ne / Xe gas or Ne / He / Xe gas or the like is sealed in such an isolation space, if a voltage is applied to the
MgO保護膜30は、PDPのグロー放電が発生する間には、プラズマで形成されたイオンによって2次電子を放出し、放電電圧を低下させる役割をし、放電が終了した後には、エキソ電子(exo―electron)を放出し、放電を開始するのに必要な種電子を提供するという特性を有する。そのため、MgO保護膜30は、PDP開発の初期から電子放出材料として使用されてきた。
The MgO
一方、最近、PDPの消費電力を減少させるために、放電ガスのXe含量を増加させる努力がなされている(非特許文献1)。これら研究結果によれば、放電ガス内のXe含量を50%までに増加させる場合、既存の素子に比べて放電効率が3倍以上改善されると報告されている。しかしながら、このように放電ガス内のXe含量を増加させれば、放電電圧が急激に上昇するという問題がある。これは、Xeイオンが、MgO材料からの2次電子の放出を妨害するためである。 Recently, efforts have been made to increase the Xe content of the discharge gas in order to reduce the power consumption of the PDP (Non-patent Document 1). According to these research results, it is reported that when the Xe content in the discharge gas is increased to 50%, the discharge efficiency is improved by 3 times or more compared to the existing devices. However, if the Xe content in the discharge gas is increased in this way, there is a problem that the discharge voltage increases rapidly. This is because Xe ions interfere with the emission of secondary electrons from the MgO material.
AC PDPグロー放電過程でMgO保護膜から2次電子が放出されるのは、ほとんどオージェ(Auger)中和過程を通して発生すると知られている。以下、このような放出過程を図2を参照して説明する。すなわち、MgOの表面にPDPの放電によって生成されたイオンが接近すれば、MgO中の酸素イオンの2p電子軌道にある電子がトンネリングによってイオンと中和反応を起こし、このときに発生するエネルギーは、 価電子(valence)バンド内に存在する電子に伝達され、外部に放出されるようになる。このような過程によって2次電子が放出されるためには、次のような条件が満足されなければならない(非特許文献2)。 It is known that secondary electrons are emitted from the MgO protective film in the AC PDP glow discharge process almost through the Auger neutralization process. Hereinafter, such a release process will be described with reference to FIG. That is, if ions generated by PDP discharge approach the surface of MgO, electrons in the 2p electron orbit of oxygen ions in MgO cause a neutralization reaction with the ions by tunneling, and the energy generated at this time is It is transmitted to electrons existing in the valence band and emitted to the outside. In order for secondary electrons to be emitted through such a process, the following conditions must be satisfied (Non-Patent Document 2).
Ei−2(Eg+χ)>0 (式1) E i −2 (E g + χ)> 0 (Formula 1)
前記式1で、Eiは、ガスのイオン化エネルギーを意味し、Egは、2次電子を放出する物質のバンドギャップエネルギーを意味し、χは、2次電子を放出する物質の電子親和度を意味する。 In Equation 1, E i represents ionization energy of gas, E g represents band gap energy of a substance that emits secondary electrons, and χ represents electron affinity of the substance that emits secondary electrons. Means.
すなわち、電子を容易に放出するためには、ガスイオンのイオン化エネルギーが大きいか、2次電子を放出する材料のバンドギャップエネルギーと電子親和度が相対的に小さい必要がある。 That is, in order to easily emit electrons, the ionization energy of gas ions must be large, or the band gap energy and electron affinity of a material that emits secondary electrons must be relatively small.
しかしながら、図3に示すように、Xeイオンは、中和反応エネルギーが低いので、前記式1の条件を満足させることができず、その結果、オージェ中和反応機構によって2次電子を放出することを不可能にする。したがって、Xeイオンが2次電子を放出するためには、保護膜のバンドギャップエネルギーと電子親和度が減少し、前記式1の条件を満足させなければならない。 However, as shown in FIG. 3, the Xe ion has a low neutralization reaction energy, so it cannot satisfy the condition of the above formula 1, and as a result, secondary electrons are emitted by the Auger neutralization reaction mechanism. Make it impossible. Therefore, in order for Xe ions to emit secondary electrons, the band gap energy and electron affinity of the protective film must be reduced, and the condition of Equation 1 must be satisfied.
材料のバンドギャップエネルギーを減少させ、2次電子放出係数を増加させる方法は、米国特許出願公開第2007―0262715号に開示されている。この出願によれば、(MxMg1−x)Oの組成において、xの組成範囲が0.01<x<1.0で、Mは、Be、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Zn、Na、Alから選択されたり、これらの混合物からなる物質であることを開示している。また、前記組成は、3.5eV〜7eVのバンドギャップエネルギーを有することが望ましく、これら組成のうち、MがBe、Ca、Sr、Ba、Ra元素又はそれらの混合物からなる物質であることが望ましいと提案している。このような(MxMg1−x)Oの2元系酸化物を使用することによって、2次電子の放出係数が増加し、放電電圧が低下するので、その結果、電子加熱効率を向上させ、PDPの消費電力を減少させることができる。 A method for reducing the band gap energy of a material and increasing the secondary electron emission coefficient is disclosed in US Patent Application Publication No. 2007-0262715. According to this application, in the composition of (M x Mg 1-x ) O, the composition range of x is 0.01 <x <1.0, and M is Be, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, It is disclosed that the substance is selected from Y, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Zn, Na, Al or a mixture thereof. The composition preferably has a band gap energy of 3.5 eV to 7 eV, and among these compositions, M is preferably a substance composed of Be, Ca, Sr, Ba, Ra elements or a mixture thereof. It is proposed. By using such a binary oxide of (M x Mg 1-x ) O, the emission coefficient of secondary electrons is increased and the discharge voltage is lowered. As a result, the electron heating efficiency is improved. The power consumption of the PDP can be reduced.
しかしながら、PDPグロー放電で生成されたXeイオンがオージェ中和反応を通して2次電子を材料の外部に放出するように保護膜材料として提供されている、バンドギャップエネルギーが調節された2元系(MxMg1−x)O酸化物系保護膜は、いくつかの解決しなければならない問題を有している。 However, the band gap energy-regulated binary system (M) is provided as a protective film material so that Xe ions generated by PDP glow discharge emit secondary electrons to the outside of the material through Auger neutralization reaction. The xMg1 -x ) O oxide-based protective film has several problems that need to be solved.
具体的に、現在AC PDPの保護膜として使用されているか、使用可能性が提案されている(Mg,Ca)O、(Mg,Sr)O、(Ca,Sr)Oなどの2元系(MxMg1−x)O酸化物の材料は、大気中の水分及び二酸化炭素ガスと反応し、水和物及びカーボネートを容易に形成するという問題がある。特に、Xeイオンによって2次電子放出が効果的に行われる材料として知られたCaO及びSrOなどの物質は、水分及び二酸化炭素ガスとの反応によって水和物とカーボネートを急速に生成し、2次電子放出性能を低下させるという問題がある。このときに生成されたCa−hydroxides、Ca−carbonates、Sr−hydroxides、Sr−carbonatesなどは、その分解温度がMg−hydroxide及びMg−carbonateに比べて非常に高いので、PDP排気及び封着過程で除去しにくい。結果的に、これら材料をPDPに適用するためには、これら水和物とカーボネートの形成を制御する方法を追加的に適用しなければならないという問題がある。 Specifically, a binary system such as (Mg, Ca) O, (Mg, Sr) O, (Ca, Sr) O, which is currently used as a protective film of AC PDP or has been proposed for use ( The material of M x Mg 1-x ) O oxide has a problem that it easily reacts with moisture and carbon dioxide gas in the atmosphere to easily form hydrates and carbonates. In particular, materials such as CaO and SrO, which are known as materials capable of effectively emitting secondary electrons by Xe ions, rapidly generate hydrates and carbonates by reaction with moisture and carbon dioxide gas, and secondary materials are emitted. There is a problem of reducing the electron emission performance. The Ca-hydroxides, Ca-carbonates, Sr-hydroxides, Sr-carbonates, etc. produced at this time have a very high decomposition temperature compared to Mg-hydroxyide and Mg-carbonate, so that during the PDP exhaust and sealing process Hard to remove. As a result, in order to apply these materials to PDP, there is a problem that a method for controlling the formation of these hydrates and carbonates must be additionally applied.
したがって、前記のような水和物とカーボネートの生成を抑制する方法として、保護膜材料の表面に大気中の水分及び二酸化炭素との反応を抑制可能な臨時保護薄膜をコーティングした状態で移動、保管、封着、排気工程を経た後、素子エージング過程で臨時保護薄膜を除去する方法が提案されている。このような方法は、特許文献1及び研究論文(非特許文献3)に開示されている。これらの結果によれば、臨時保護薄膜が水和物及びカーボネートの形成を抑制する役割を効果的に行うが、このような臨時保護薄膜を使用することによって工程段階が増加し、臨時保護膜を除去するための工程時間が増加し、スパッタリングによって除去された臨時保護薄膜が蛍光体を汚染させるという問題がある。 Therefore, as a method of suppressing the formation of hydrate and carbonate as described above, the surface of the protective film material is moved and stored in a state of being coated with a temporary protective thin film capable of suppressing the reaction with atmospheric moisture and carbon dioxide. A method for removing the temporary protective thin film in the element aging process after the sealing and exhausting processes has been proposed. Such a method is disclosed in Patent Document 1 and a research paper (Non-Patent Document 3). According to these results, the temporary protective thin film effectively performs the role of suppressing the formation of hydrates and carbonates, but the use of such a temporary protective thin film increases the number of process steps. There is a problem that the process time for removal increases and the temporary protective thin film removed by sputtering contaminates the phosphor.
水和物とカーボネートの生成を抑制する他の方法として、工程雰囲気内の水分及び二酸化炭素ガスの分圧を平衡分圧以下に維持及び管理し、製造された保護膜の移送、保存、素子の排気及び封着工程で反応物質を除去し、水和物及びカーボネートが形成されないようにする方法が提案されていた。このような方法は、特許文献2及び発表論文(非特許文献4)などに開示されている。しかしながら、このような方法によれば、保護膜材料を汚染させず、優れた特性を得られるという長所があるが、保護膜コーティング層の製造後、全ての工程を真空に維持しなければならないので、製造工程費用が急激に増加し、製品収率が減少するという問題がある。 As another method for suppressing the formation of hydrate and carbonate, the partial pressure of moisture and carbon dioxide gas in the process atmosphere is maintained and controlled below the equilibrium partial pressure. Methods have been proposed to remove reactants in the evacuation and sealing process so that hydrates and carbonates are not formed. Such a method is disclosed in Patent Document 2 and published paper (Non-Patent Document 4). However, according to such a method, there is an advantage that excellent properties can be obtained without contaminating the protective film material, but after manufacturing the protective film coating layer, all steps must be maintained in vacuum. However, there is a problem that the manufacturing process cost increases rapidly and the product yield decreases.
したがって、前記のような問題を解決可能な技術の必要性が高まりつつある。 Accordingly, there is an increasing need for a technique that can solve the above problems.
本発明は、前記のような従来技術の問題点と過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and technical problems that have been requested from the past.
具体的に、本発明の目的は、保護膜と封着及び排気工程で大気中から流入した水分及び二酸化炭素ガスとの反応による水和物とカーボネートの形成を効果的に抑制することができる交流型プラズマディスプレイ素子を提供することにある。 Specifically, the object of the present invention is to provide an alternating current capable of effectively suppressing the formation of hydrates and carbonates due to the reaction between the protective film and the moisture and carbon dioxide gas that flowed in from the atmosphere in the sealing and exhausting processes. A plasma display device is provided.
本発明の他の目的は、放電電圧を低下させ、電子加熱効率を向上させることによって、PDPの消費電力を減少させることができる交流型プラズマディスプレイ素子を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an AC type plasma display device capable of reducing the power consumption of a PDP by lowering the discharge voltage and improving the electron heating efficiency.
このような目的を達成するための本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子(AC PDP)は、前面ガラス/前面誘電層/保護膜で構成された前面基板を含んでおり、前記保護膜は、MgO基材に2価の金属酸化物(MO)が添加された2元系酸化物((MxMg1−x)O)からなり、非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス/背面誘電層/隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されており、前記非揮発性酸化物ゲッタ層の表面に蛍光体層が形成されている構造であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an AC plasma display device (AC PDP) according to the present invention includes a front substrate composed of a front glass / front dielectric layer / protective film, and the protective film includes MgO. The substrate is made of a binary oxide ((M x Mg 1-x ) O) in which a divalent metal oxide (MO) is added to the base material, and the non-volatile oxide getter layer is composed of a back glass / back dielectric layer. / It is characterized by having a structure in which a phosphor layer is formed on the surface of the non-volatile oxide getter layer, which is uniformly coated on the surface of the back substrate composed of barrier ribs.
したがって、水蒸気及び二酸化炭素ガスを吸収するゲッタが、放電セルである背面基板の表面に均一に塗布されているので、封着及び排気過程中に2元系酸化物保護膜で水和物及びカーボネートが形成されることを防止することができる。 Accordingly, the getter that absorbs water vapor and carbon dioxide gas is uniformly applied to the surface of the back substrate, which is a discharge cell, so that a hydrate and a carbonate can be formed with a binary oxide protective film during the sealing and exhaust processes. Can be prevented from being formed.
一つの具体的な例で、本発明に係るプラズマディスプレイ素子は、前面ガラスの表示領域上に形成された多数の電極にパルス形式の電圧が印加されて駆動され、放電空間にキセノン(Xe)ガスを含む放電ガスが封入されたAC PDPであって、前記前面ガラス上に形成された多数のスキャン電極をコーティングするための前面誘電層を覆っている保護膜、前記前面ガラスと対向している背面ガラス、背面ガラス上に形成された多数のアドレス電極、アドレス電極を覆っている背面誘電層、背面誘電層上に形成された隔壁、及び背面誘電層と隔壁の表面に形成されている蛍光体層を含む背面基板で構成される。 In one specific example, a plasma display device according to the present invention is driven by applying a pulsed voltage to a number of electrodes formed on a display region of a front glass, and a xenon (Xe) gas is discharged into a discharge space. A protective film covering a front dielectric layer for coating a number of scan electrodes formed on the front glass, and a back surface facing the front glass Glass, a large number of address electrodes formed on the back glass, a back dielectric layer covering the address electrodes, a barrier rib formed on the back dielectric layer, and a phosphor layer formed on the back dielectric layer and the surface of the barrier rib It is comprised with the back substrate containing.
本発明で2元系(MxMg1−x)O酸化物からなる保護膜は、例えば、電子ビーム蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、化学蒸着から選択されるいずれか一つの方法によって形成される。 In the present invention, the protective film made of binary (M x Mg 1-x ) O oxide is formed by any one method selected from, for example, electron beam vapor deposition, ion plating, sputtering, and chemical vapor deposition. .
具体的には、2元系(MxMg1−x)O酸化物の原料粉末である酸化物粉末又はこれらの水和物、窒化物又はカーボネート粉末を加熱した後、か焼、拡散反応、焼結工程を順次進行し、2元系(MxMg1−x)O酸化物の蒸着源であるペレットを製造し、これを蒸発させる過程を通して薄膜に製造される。 Specifically, after heating an oxide powder or a hydrate, nitride or carbonate powder thereof, which is a raw material powder of binary (M x Mg 1-x ) O oxide, calcination, diffusion reaction, Sintering steps are sequentially performed to produce pellets which are vapor deposition sources of binary (M x Mg 1-x ) O oxide, and the thin film is produced through a process of evaporating the pellets.
前記保護膜の材料は、上述したように、MgOを基材成分とし、アルカリ土金属酸化物を含む2価金属酸化物を合金成分として添加した2元系(MxMg1−x)O酸化物からなり、ここで、Mは、Ca、Sr、Ba、Zn、Co、Ni及びFeからなる群から選択される一つ以上を含み、添加された金属酸化物のモル分率xは0.001〜0.5の範囲である。 As described above, the material of the protective film is a binary (M x Mg 1-x ) O oxidation in which MgO is used as a base component and a divalent metal oxide containing an alkaline earth metal oxide is added as an alloy component. Here, M includes at least one selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba, Zn, Co, Ni and Fe, and the added metal oxide has a molar fraction x of 0. The range is from 001 to 0.5.
一つの具体的な例で、前記2価の金属酸化物(MO)は、BeO、CaO、SrO、BaO、CoO、NiO、ZnO及びFeOからなる群から選択される一つ以上である。 In one specific example, the divalent metal oxide (MO) is at least one selected from the group consisting of BeO, CaO, SrO, BaO, CoO, NiO, ZnO, and FeO.
これら2元系(MxMg1−x)O酸化物は、上述したように、水蒸気及び二酸化炭素との反応性が高いので、大気中に露出された場合、水和物又はカーボネートを形成することが一般的である。 These binary (M x Mg 1-x ) O oxides are highly reactive with water vapor and carbon dioxide, as described above, and thus form hydrates or carbonates when exposed to the atmosphere. It is common.
これと関連し、図4は、CaOがCa−hydroxide及びCa−carbonateを形成する水蒸気及び二酸化炭素ガスの平衡分圧を計算して示したグラフである。 In this connection, FIG. 4 is a graph showing calculation of the equilibrium partial pressure of water vapor and carbon dioxide gas in which CaO forms Ca-hydroxide and Ca-carbonate.
図4を参照すれば、2元系(CaxMg1−x)O酸化物保護膜が、CaOの水和物(Ca−hydroxide)及びカーボネート(Ca−carbonate)が形成される水蒸気及び二酸化炭素ガスの平衡分圧より高い水蒸気又は二酸化炭素ガスの分圧を有する雰囲気に露出される場合、保護膜の表面に水和物又はカーボネートが形成される。これら平衡分圧は、図4に示すように、温度によって敏感に変化する特性を有し、温度が増加するにつれて、これら平衡分圧が敏感に増加する。したがって、保護膜が露出される雰囲気での水蒸気及び二酸化炭素ガスの分圧を低下させる必要がある。 Referring to FIG. 4, a binary (Ca x Mg 1-x ) O oxide protective film is formed of water vapor and carbon dioxide in which CaO hydrate and carbonate are formed. When exposed to an atmosphere having a partial pressure of water vapor or carbon dioxide gas higher than the equilibrium partial pressure of gas, a hydrate or carbonate is formed on the surface of the protective film. As shown in FIG. 4, these equilibrium partial pressures have a characteristic that changes sensitively with temperature, and as the temperature increases, these equilibrium partial pressures increase sensitively. Therefore, it is necessary to reduce the partial pressure of water vapor and carbon dioxide gas in the atmosphere where the protective film is exposed.
本発明によれば、背面ガラス/背面誘電層/隔壁で構成された背面基板の表面に均一に形成されている非揮発性酸化物ゲッタ層によって前記問題を解決する。 According to the present invention, the above problem is solved by the non-volatile oxide getter layer uniformly formed on the surface of the back substrate composed of the back glass / back surface dielectric layer / partition wall.
このような非揮発性酸化物ゲッタ層を形成する材料は、第一に、2元系(MxMg1−x)O酸化物保護膜の水蒸気及び二酸化炭素の平衡分圧より低い値を有し、第二に、PDPの蛍光体の焼成工程温度で水和物及びカーボネートを分解し、第三に、真空加熱・排気工程条件で水和物及びカーボネートを不安定にする特性を有する必要がある。 The material for forming such a non-volatile oxide getter layer has a value lower than the equilibrium partial pressure of water vapor and carbon dioxide of a binary (M x Mg 1-x ) O oxide protective film. Second, it must have the property of decomposing hydrates and carbonates at the temperature of the PDP phosphor firing process and thirdly making the hydrates and carbonates unstable under vacuum heating / evacuation process conditions. is there.
前記各特性を満足するゲッタの材料としては、BeO、MgO、CaO、SrO又はこれらの合金化合物などを挙げることができ、本発明によれば、前記各成分は、単独で使用されたり、二つ以上の組み合わせで使用される。 Examples of the getter material satisfying each of the above characteristics include BeO, MgO, CaO, SrO, and alloy compounds thereof. According to the present invention, each of the above components can be used alone or in combination. Used in combination.
ゲッタ層を形成する各粒子の平均粒径は1μm以下であることが望ましく、ゲッタ層を形成する各粒子の平均粒径がそれより大きい場合、ゲッタの表面積が減少し、ゲッタの性能が低下するという問題がある。また、ゲッタ層の厚さは5μm以下であることが望ましく、ゲッタ層の厚さがそれより大きい場合、蛍光体層の厚さを薄くしなければならないという問題がある。一つの望ましい例で、平均粒径は50nm〜1μmで、ゲッタ層の厚さは100nm〜5μmの範囲である。 The average particle size of each particle forming the getter layer is desirably 1 μm or less. When the average particle size of each particle forming the getter layer is larger than that, the surface area of the getter is decreased, and the performance of the getter is deteriorated. There is a problem. Further, the thickness of the getter layer is desirably 5 μm or less, and when the thickness of the getter layer is larger than that, there is a problem that the thickness of the phosphor layer must be reduced. In one desirable example, the average particle size is 50 nm to 1 μm and the thickness of the getter layer is in the range of 100 nm to 5 μm.
前記ゲッタ層は、例えば、スプレーコーティング法、印刷コーティング法、電着コーティング法などで形成される。これらゲッタの材料は、水分及び空気中の二酸化炭素ガスと容易に反応するので、これらのコーティング工程で非極性溶媒を使用した懸濁液を使用したり、溶媒を使用しない乾式工程を通してコーティングを実施することが望ましい。 The getter layer is formed by, for example, a spray coating method, a print coating method, an electrodeposition coating method, or the like. These getter materials react easily with moisture and carbon dioxide gas in the air, so the coating process can be carried out using a non-polar solvent suspension or through a dry process that does not use a solvent. It is desirable to do.
一方、水蒸気及び二酸化炭素を除去するためにゲッタを使用する技術は、その一部が知られている。 On the other hand, a part of the technique using a getter for removing water vapor and carbon dioxide is known.
具体的に、特許文献3及び発表論文(非特許文献5)は、PDP素子の非放電領域にZr―V―Al―Fe金属粉末を位置させ、水蒸気と二酸化炭素ガスを除去する方法を開示している。しかしながら、このような方法は、水蒸気及び二酸化炭素が排出される隔壁及び蛍光体粉末に対するガス通過度が低いので、ガス排気に対する抵抗が大きい隔壁に分離されているPDPの閉鎖された放電セル構造では、そのような効果に制限があるという問題がある。
Specifically,
これとは異なり、特許文献4は、金属粉末ゲッタ又はCaO、SrO、BaO水蒸気吸着材料をMgO薄膜表面の非放電領域に形成し、隔壁及び蛍光体の表面から放出される水蒸気及び二酸化炭素ガスに対するゲッタとして効果的に作用させる方法を提供している。しかしながら、MgO薄膜の表面にゲッタ材料層を形成する方法は、前面基板と背面基板との間隙を変化させ、その結果、隣接した放電セルとのクロストーク欠陥を発生させるという問題があり、上下板の整列作業時に上下板の衝突によってMgO薄膜及び隔壁の上部が破損されるという問題がある。 Unlike this, Patent Document 4 discloses that a metal powder getter or a CaO, SrO, BaO water vapor adsorbing material is formed in a non-discharge region on the surface of the MgO thin film, and the water vapor and carbon dioxide gas released from the barrier ribs and phosphor surfaces are used. A method of effectively acting as a getter is provided. However, the method of forming the getter material layer on the surface of the MgO thin film has a problem that the gap between the front substrate and the rear substrate is changed, and as a result, a crosstalk defect occurs between adjacent discharge cells. There is a problem that the upper part of the MgO thin film and the partition walls are damaged by the collision of the upper and lower plates during the alignment operation.
その一方、本発明では、非揮発性酸化物ゲッタ層が、背面ガラス/背面誘電層/隔壁で構成された背面基板の表面に均一に塗布されている構成を提供する。本出願の発明者らは、前記のような構成のゲッタ層によって上述した従来技術の問題を全て解決できることを確認した。 On the other hand, the present invention provides a configuration in which the non-volatile oxide getter layer is uniformly applied to the surface of the back substrate composed of the back glass / back surface dielectric layer / partition wall. The inventors of the present application have confirmed that the above-described conventional problems can be solved by the getter layer having the above-described configuration.
このような非揮発性酸化物ゲッタ層は、背面ガラス/背面誘電層/隔壁で構成された背面基板の表面に非揮発性酸化物を均一に塗布してゲッタ層を形成し、ペーストディスペンシングによって前記ゲッタ層の上部に蛍光体膜を形成した後、塗布された密封ペーストの焼成工程を行い、封着/加熱排気/放電ガスの封入工程を行う過程によって製造される。 Such a non-volatile oxide getter layer is formed by uniformly applying a non-volatile oxide to the surface of a back substrate composed of a back glass / back dielectric layer / partition to form a getter layer, and by paste dispensing. After the phosphor film is formed on the getter layer, the coated sealing paste is fired, and the sealing / heating exhaust / discharge gas sealing process is performed.
このとき、前記封着工程の温度は450℃〜520℃であることが望ましく、加熱排気工程の温度は200℃〜400℃であることが望ましい。 At this time, the temperature in the sealing step is desirably 450 ° C. to 520 ° C., and the temperature in the heating and exhausting step is desirably 200 ° C. to 400 ° C.
一つの望ましい例で、前記封着工程での2元系酸化物からなる保護膜と大気中の水蒸気及び二酸化炭素との反応による水和物及びカーボネートの形成を抑制するために、前記工程を窒素雰囲気又は真空雰囲気で行うことができる。 In one desirable example, in order to suppress the formation of hydrates and carbonates due to the reaction between the protective film made of the binary oxide and the water vapor and carbon dioxide in the atmosphere in the sealing step, the step is performed with nitrogen. It can be performed in an atmosphere or a vacuum atmosphere.
本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子は、保護膜の水和物及びカーボネートの形成を抑制することによって、これら材料がXeイオンとのオージェ中和反応によって2次電子を放出する固有の特性を具現できるので、放電電圧が画期的に減少し、放電特性が時間によって一定であり、発光効率が向上することによって優れた放電特性を有する。 The AC type plasma display device according to the present invention realizes the unique characteristics that these materials emit secondary electrons by Auger neutralization reaction with Xe ions by suppressing the formation of hydrates and carbonates of the protective film. Therefore, the discharge voltage is remarkably reduced, the discharge characteristic is constant with time, and the light emission efficiency is improved, so that the discharge characteristic is excellent.
また、本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子の保護膜は、放電ガス内のXeの含量を10%〜100%に増加できるので、消費電力が低く、かつ、作動電圧が低いHD(high definition)及びフル(Full) HDなどの高解像度モニタ用PDPを製造するのに適用される。 In addition, the protective film of the AC type plasma display device according to the present invention can increase the Xe content in the discharge gas to 10% to 100%, so that the power consumption is low and the operating voltage is low. And it is applied to manufacture PDP for high resolution monitor such as Full HD.
以下、本発明の実施例による図面を参照して本発明をより詳細に説明するが、本発明の範疇がこれによって限定されることはない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings according to embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
図5は、本発明の一つの実施例に係る交流型プラズマディスプレイ素子の背面基板の構造を示した垂直断面模式図である。 FIG. 5 is a schematic vertical sectional view showing the structure of the back substrate of the AC type plasma display device according to one embodiment of the present invention.
図5を参照すれば、AC PDPの背面基板は、背面ガラス80/背面誘電層90/隔壁60で構成されており、非揮発性酸化物ゲッタ層100が背面基板の表面に均一に塗布されており、蛍光体層70が非揮発性酸化物ゲッタ層100の表面に形成されている。
Referring to FIG. 5, the back substrate of the AC PDP is composed of a
したがって、本発明に係るAC PDPは、非揮発性酸化物ゲッタ層100を蛍光体層70の下面に位置させることによって、隔壁60、背面誘電層90及び蛍光体層70から発生する水分及び二酸化炭素ガスを非揮発性酸化物ゲッタ層100によって効果的に捕集することができる。
Therefore, in the AC PDP according to the present invention, the non-volatile
また、本発明に係るAC PDPは、保護膜が大気雰囲気に露出されるPDPの製造工程段階である封着段階で工程雰囲気内の水分及び二酸化炭素ガスの分圧を低下させることによって、保護膜の反応程度を制御している。すなわち、図5に示すように、蛍光体層70の下部に水分及び二酸化炭素ガスとの反応特性に優れた非揮発性酸化物ゲッタ層100を位置させ、これがゲッタとしての役割を行っている。
In addition, the AC PDP according to the present invention reduces the partial pressure of moisture and carbon dioxide gas in the process atmosphere at the sealing stage, which is a manufacturing process stage of the PDP in which the protective film is exposed to the air atmosphere. The degree of reaction is controlled. That is, as shown in FIG. 5, a non-volatile
すなわち、PDPの封着及び排気工程とPDPを消費者が使用する間に放電セル内に放出されるほとんどの水分と二酸化炭素ガスが、蛍光体層70、背面誘電層90及び隔壁60から発生するので、ゲッタ層100は、これら不純物ガスを効果的にゲッタリングできる位置である蛍光体層70の下面に位置している。
That is, most of the moisture and carbon dioxide gas released into the discharge cell during the use of the PDP sealing and exhausting process and the PDP by the consumer are generated from the
さらに、封着工程を窒素雰囲気で実施することによって雰囲気内の水分及び二酸化炭素ガスの分圧を低下させ、保護膜の反応程度を抑制することができる。 Furthermore, by performing the sealing step in a nitrogen atmosphere, the partial pressure of moisture and carbon dioxide gas in the atmosphere can be reduced, and the degree of reaction of the protective film can be suppressed.
図6は、2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物のペレットを電子ビーム蒸着法で蒸発させて製造した2元系酸化物薄膜の微細組織を電子顕微鏡で観察した写真である。 FIG. 6 is a photograph of a microstructure of a binary oxide thin film produced by evaporating a pellet of binary (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O oxide by an electron beam evaporation method and observed with an electron microscope. is there.
具体的に、図6は、Mg(OH)2及びCaCO3原料粉末を混合した後、か焼、拡散反応及び焼結工程を通して製造された2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物のペレットを電子ビーム蒸着法で蒸発させて製造した2元系酸化物薄膜の微細組織を電子顕微鏡で観察した写真である。 Specifically, FIG. 6 shows a binary system (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O produced through mixing calcination, diffusion reaction and sintering processes after mixing Mg (OH) 2 and CaCO 3 raw material powders. It is the photograph which observed the microstructure of the binary system oxide thin film manufactured by evaporating the oxide pellet by the electron beam evaporation method with the electron microscope.
図6を参照すれば、2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物保護膜が良好な結晶性を有して形成されており、このような結晶質保護膜を形成するために、基板は370℃まで加熱した条件で蒸着された。 Referring to FIG. 6, a binary (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O oxide protective film is formed with good crystallinity, and in order to form such a crystalline protective film. In addition, the substrate was deposited under conditions of heating to 370 ° C.
以下、実験内容を通して本発明をより詳細に説明するが、下記の実験内容は本発明を例示するためのものであって、本発明の範疇がこれらのみに限定されることはない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail through experimental contents. However, the following experimental contents are intended to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<比較例1> <Comparative Example 1>
結晶相2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物保護膜を備えた前面基板と従来の背面ガラス/背面誘電層/隔壁/蛍光層で構成された背面基板を500℃の窒素雰囲気で封着し、380℃の温度で加熱・排気した後、放電ガスを封入してPDPを製作した。このとき、放電ガスとしてはNe―20%Xe混合気体を使用し、サステイニング周期は30kHzであった。 A front substrate having a crystal phase binary system (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O oxide protective film and a rear substrate composed of a conventional rear glass / back dielectric layer / partition wall / phosphor layer are combined with nitrogen at 500 ° C. After sealing in an atmosphere and heating and evacuating at a temperature of 380 ° C., a discharge gas was sealed to produce a PDP. At this time, a Ne-20% Xe mixed gas was used as the discharge gas, and the sustaining cycle was 30 kHz.
<比較例2> <Comparative example 2>
前面基板の保護膜がMgO酸化物からなり、前面基板と背面基板を窒素雰囲気で封着しない点を除いては、比較例1と同一の方法でPDPを製造した。 A PDP was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the protective film of the front substrate was made of MgO oxide and the front substrate and the back substrate were not sealed in a nitrogen atmosphere.
<実施例1> <Example 1>
平均粒度が1μm以下であるCaOゲッタ粉末を使用して2μm以下の厚さでゲッタ層をコーティングし、その表面に蛍光体ペーストを印刷法でコーティングして背面基板を形成し、結晶相2元系(Ca0.15Mg0.85)O 酸化物保護膜を備えた前面基板と前記背面基板を500℃の温度まで加熱して焼成し、これらを窒素雰囲気で封着した後、加熱排気及び放電ガスの封入によってPDPを製作した。その他の条件は比較例1と同一である。 A CaO getter powder having an average particle size of 1 μm or less is coated with a getter layer with a thickness of 2 μm or less, and a phosphor substrate is coated on the surface by a printing method to form a back substrate, and a crystal phase binary system (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O The front substrate provided with the oxide protective film and the back substrate are heated to a temperature of 500 ° C. and fired, and sealed in a nitrogen atmosphere, and then heated and discharged. A PDP was manufactured by gas filling. Other conditions are the same as in Comparative Example 1.
<実験例1> <Experimental example 1>
前記比較例1及び2と実施例でそれぞれ製作された各PDPの放電電圧をPDPのエージング時間にしたがって測定し、その結果を図7及び図8に示した。 The discharge voltage of each PDP manufactured in the comparative examples 1 and 2 and the example was measured according to the aging time of the PDP, and the results are shown in FIGS.
まず、図7を参照すれば、比較例1では、2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物保護膜の放電電圧は、約305Vであって、比較例2のMgO保護膜の放電電圧である345Vに比べて約40V低く表れることが分かる。このような放電電圧の減少は、2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物保護膜のバンドギャップエネルギーがMgOに比べて減少し、2次電子放出係数が増加したことに起因すると見られる。 First, referring to FIG. 7, in Comparative Example 1, the discharge voltage of the binary (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O oxide protective film is about 305 V, and the MgO protective film of Comparative Example 2 is used. It can be seen that it appears about 40 V lower than the discharge voltage of 345 V. Such a decrease in the discharge voltage is due to the fact that the band gap energy of the binary system (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O oxide protective film is decreased as compared with MgO and the secondary electron emission coefficient is increased. Then it is seen.
次に、図8を参照すれば、実施例1のPDP放電電圧が230Vまで減少したことが分かる。これとは異なり、MgOからなる保護膜を使用する比較例2の場合、放電電圧が345Vまで減少し、窒素雰囲気で封着された2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物保護膜を使用する比較例1の場合、放電電圧が305Vまで減少することが分かる。 Next, referring to FIG. 8, it can be seen that the PDP discharge voltage of Example 1 was reduced to 230V. On the other hand, in the case of Comparative Example 2 using a protective film made of MgO, the binary (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O oxide sealed in a nitrogen atmosphere with the discharge voltage reduced to 345 V In the case of the comparative example 1 which uses a protective film, it turns out that a discharge voltage reduces to 305V.
したがって、2元系(Ca0.15Mg0.85)O酸化物保護膜を窒素雰囲気下のみで封着した比較例1のPDPに比べて、前記保護膜を窒素雰囲気で封着し、CaOゲッタ層を背面基板の表面に塗布した実施例1のPDPが放電電圧の減少効果側面で大きな効果を示すことが分かる。すなわち、上述したように、特定構成の保護膜及び所定の位置に位置したゲッタ層を含む本発明に係る交流型プラズマディスプレイ素子によれば、効率が画期的に上昇し、PDPの消費電力を減少させ、製造部品の原価を減少させることができる。 Therefore, compared to the PDP of Comparative Example 1 in which the binary (Ca 0.15 Mg 0.85 ) O oxide protective film was sealed only in a nitrogen atmosphere, the protective film was sealed in a nitrogen atmosphere, and CaO It can be seen that the PDP of Example 1 in which the getter layer is applied to the surface of the back substrate exhibits a great effect in terms of the discharge voltage reduction effect side. That is, as described above, according to the AC type plasma display device according to the present invention including the protective film having a specific configuration and the getter layer positioned at a predetermined position, the efficiency is remarkably increased and the power consumption of the PDP is reduced. The cost of manufactured parts can be reduced.
本発明の属した分野で通常の知識を有する者であれば、上述した内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。 Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above description.
60 隔壁
70 蛍光体層
80 背面ガラス
90 背面誘電層
100 非揮発性酸化物ゲッタ層
60
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