JP2011204537A - Manufacturing method of plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a plasma display panel used for a display device or the like.
プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼ぶ)は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、100インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、PDPにおいては、従来のNTSC方式に比べて走査線数が2倍以上の高精細テレビへの適用が進められており、エネルギー問題に対応してさらなる消費電力低減への取り組みや、環境問題に配慮した鉛成分を含まないPDPへの要求なども高まっている。 A plasma display panel (hereinafter referred to as a PDP) can realize a high definition and a large screen, and thus a 100-inch class television or the like has been commercialized. In recent years, PDP has been applied to high-definition televisions that have more than twice the number of scanning lines compared to the conventional NTSC system. In response to energy problems, efforts to further reduce power consumption and environmental issues There is also a growing demand for PDPs that do not contain lead components in consideration of the above.
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、フロート法により製造された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。 A PDP basically includes a front plate and a back plate. The front plate is a glass substrate of sodium borosilicate glass produced by the float process, a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode formed on one main surface of the glass substrate, A dielectric layer that covers the display electrode and functions as a capacitor, and a protective layer made of magnesium oxide (MgO) formed on the dielectric layer.
一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色及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。 On the other hand, the back plate is a glass substrate, stripe-shaped address electrodes formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the address electrodes, a partition formed on the base dielectric layer, The phosphor layer is formed between the barrier ribs and emits red, green and blue light.
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ネオン(Ne)−キセノン(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。 The front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other, and neon (Ne) -xenon (Xe) discharge gas is sealed at a pressure of 400 Torr to 600 Torr in a discharge space partitioned by a partition wall. ing. 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 is doing.
また、このようなPDPの駆動方法としては、書き込みをしやすい状態に壁電荷を調整する初期化期間と、入力画像信号に応じて書き込み放電を行う書き込み期間と、書き込みが行われた放電空間で維持放電を生じさせることによって表示を行う維持期間を有する駆動方法が一般的に用いられている。これらの各期間を組み合わせた期間(サブフィールド)が、画像の1コマに相当する期間(1フィールド)内で複数回繰り返されることによってPDPの階調表示を行っている。 In addition, such a PDP driving method includes an initialization period in which wall charges are adjusted so that writing is easy, a writing period in which writing discharge is performed according to an input image signal, and a discharge space in which writing is performed. A driving method having a sustain period in which display is performed by generating a sustain discharge is generally used. A period (subfield) obtained by combining these periods is repeated a plurality of times within a period (one field) corresponding to one frame of an image, thereby performing PDP gradation display.
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の役割としては、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 role of the protective layer formed on the dielectric layer of the front plate is to protect the dielectric layer from ion bombardment due to discharge and to emit initial electrons for generating address discharge. Etc. 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、例えば、MgO保護層に不純物を添加する例や、MgO粒子をMgO保護層上に形成した例が開示されている(例えば、特許文献1、2、3、4、5など参照)。
In order to increase the number of initial electrons emitted from the protective layer and reduce image flickering, for example, examples of adding impurities to the MgO protective layer and examples of forming MgO particles on the MgO protective layer are disclosed. (For example, see
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が非常に重要である。 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.
すなわち、高精細化された画像を表示するためには、1フィールドの時間が一定にもかかわらず書き込みを行う画素の数が増えるため、サブフィールド中の書き込み期間において、アドレス電極へ印加するパルスの幅を狭くする必要が生じる。しかしながら、電圧パルスの立ち上がりから放電空間内で放電が発生するまでには「放電遅れ」と呼ばれるタイムラグの存在があるため、パルスの幅が狭くなれば書き込み期間内で放電が終了できる確率が低くなってしまう。その結果、点灯不良が生じ、ちらつきといった画質性能の低下という問題も生じてしまう。 That is, in order to display a high-definition image, the number of pixels to be written increases even though the time of one field is constant. Therefore, in the writing period in the subfield, the pulse applied to the address electrode It is necessary to reduce the width. However, there is a time lag called “discharge delay” from the rise of the voltage pulse to the occurrence of discharge in the discharge space, so if the pulse width is narrowed, the probability that the discharge can be completed within the writing period is low. End up. As a result, lighting failure occurs, and the problem of deterioration in image quality performance such as flickering occurs.
このようにPDPの高精細化や低消費電力化を進めるにあたっては、放電電圧が高くならないようにすることと、さらに、点灯不良を低減して画質を向上させることを、同時に実現させなければならないという課題があった。 As described above, in order to advance the high definition and low power consumption of the PDP, it is necessary to simultaneously realize that the discharge voltage is not increased and that the image quality is improved by reducing defective lighting. There was a problem.
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、高輝度の表示性能を備え、かつ低電圧駆動が可能な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 a problem, and an object of the present invention is to realize a PDP having high luminance display performance and capable of being driven at a low voltage.
上記の目的を達成するために、本発明は、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前記誘電体層上に保護層を形成した第1基板と、前記第1基板に放電ガスが充填された放電空間を形成するように対向配置されかつ前記第1基板の前記表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた第2基板とを有し、前記第1基板と前記第2基板とを対向配置して周辺部を封着部材により封着する封着工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記第1基板の前記保護層は、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、及び酸化バリウムから選ばれる少なくとも2つ以上の酸化物からなる金属酸化物により形成し、前記金属酸化物はX線回折分析において、特定方位面の前記金属酸化物を構成する前記酸化物の単体より発生する最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものであり、かつ前記封着部材により前記第1基板と第2基板とを封着部材により封着した後、前記封着部材の軟化点以上の温度で前記放電空間内のガスを排気する排気工程を設けることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a first substrate in which a dielectric layer is formed so as to cover a display electrode formed on a substrate and a protective layer is formed on the dielectric layer, and the first substrate A second electrode is disposed opposite to form a discharge space filled with a discharge gas on the substrate, and an address electrode is formed in a direction intersecting with the display electrode of the first substrate, and a partition that partitions the discharge space is provided. A method of manufacturing a plasma display panel, comprising: a substrate, a sealing step in which the first substrate and the second substrate are arranged to face each other and a peripheral portion is sealed with a sealing member. The protective layer is formed of a metal oxide composed of at least two oxides selected from magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and barium oxide. In the analysis, there is a peak between the minimum diffraction angle and the maximum diffraction angle generated from a single element of the oxide constituting the metal oxide in a specific orientation plane, and the first is caused by the sealing member. After the substrate and the second substrate are sealed by the sealing member, an exhaust process is provided for exhausting the gas in the discharge space at a temperature equal to or higher than the softening point of the sealing member.
本発明によれば、保護層における二次電子放出特性を向上させ、輝度を高めるために放電ガスのXeガス分圧を大きくした場合でも放電開始電圧を低減することが可能で、高精細画像でも高輝度で低電圧駆動が可能な表示性能に優れたPDPを実現することができる。また、パネルの製造工程中での保護膜と不純物ガスとの反応を抑制することができ、放電セル毎の放電特性のばらつきを抑制したPDPを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the discharge start voltage even when the Xe gas partial pressure of the discharge gas is increased in order to improve the secondary electron emission characteristics in the protective layer and increase the luminance. A PDP excellent in display performance capable of being driven with high brightness and low voltage can be realized. In addition, the reaction between the protective film and the impurity gas during the panel manufacturing process can be suppressed, and a PDP in which variation in discharge characteristics for each discharge cell is suppressed can be realized.
以下、本発明の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などよりなる第1基板としての前面板2と、背面ガラス基板11などよりなる第2基板としての背面板10とが対向して配置され、その前面板2と背面板10の周辺部をガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着することにより構成されている。封着されたPDP1内部の放電空間16には、XeとNe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, in the
前面板2の前面ガラス基板3上には、走査電極4及び維持電極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とを覆うように電荷を保持してコンデンサとしての働きをする誘電体層8が形成され、さらにその上に保護層9が形成されている。
On the
また、背面板10の背面ガラス基板11上には、前面板2の走査電極4及び維持電極5と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極12が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層13が被覆している。さらに、アドレス電極12間の下地誘電体層13上には放電空間16を区切る所定の高さの隔壁14が形成されている。隔壁14間の溝ごとに、紫外線によって赤色、緑色及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及び維持電極5とアドレス電極12とが交差する位置に放電空間が形成され、表示電極6方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層15を有する放電空間がカラー表示のための画素になる。
On the
図2は、本発明の実施の形態におけるPDP1の前面板2の詳細な構成を示す断面図であり、図2は図1と上下反転させて示している。図2に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板3に、走査電極4と維持電極5よりなる表示電極6と遮光層7がパターン形成されている。走査電極4と維持電極5はそれぞれインジウムスズ酸化物(ITO)や酸化スズ(SnO2)などからなる透明電極4a、5aと、透明電極4a、5a上に形成された金属バス電極4b、5bとにより構成されている。金属バス電極4b、5bは透明電極4a、5aの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀(Ag)材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a detailed configuration of the
誘電体層8は、前面ガラス基板3上に形成されたこれらの透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bと遮光層7を覆って設けた第1誘電体層81と、第1誘電体層81上に形成された第2誘電体層82の少なくとも2層構成とし、さらに第2誘電体層82上に保護層9が形成されている。
The
保護層9は、誘電体層8上に形成した下地膜91と、下地膜91上に酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aが複数個凝集させた凝集粒子92とにより構成している。また、保護層9において、下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、及び酸化バリウム(BaO)から選ばれる金属酸化物により形成されており、さらにはこの保護層9の下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、及び酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも2つ以上の酸化物からなる金属酸化物により形成するのが望ましい。
The
図3はPDPの製造工程を示すフローチャートであり、図3に示すように、PDPは、前面板作成工程及び背面板作成工程と、背面板作成工程により作成した背面板10の画像表示領域外部に封着部材であるガラスフリットを塗布し、その後ガラスフリットの樹脂成分等を除去するために350℃程度の温度で仮焼成するフリット塗布工程と、前面板作成工程で作製した前面板2とフリット塗布工程を終了した背面板10とを貼付けて封着する封着工程と、この後放電空間内のガスを排気する排気工程と、この後真空排気されたパネル内部にNeおよびXeを主成分とする放電ガスを供給する放電ガス供給工程を経てパネルが完成される。
FIG. 3 is a flowchart showing the manufacturing process of the PDP. As shown in FIG. 3, the PDP is outside the image display area of the
ここで、封着部材としては、酸化ビスマスや酸化バナジウムを主成分としたフリットが望ましい。この酸化ビスマスを主成分とするフリットとしては、例えば、Bi2O3−B2O3−RO−MO系(ここでRは、Ba、Sr、Ca、Mgのいずれかであり、Mは、Cu、Sb、Feのいずれかである。)のガラス材料に、Al2O3、SiO2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。また、酸化バナジウムを主成分とするフリットとしては、例えば、V2O5−BaO−TeO−WO系のガラス材料に、Al2O3、SiO2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。 Here, the sealing member is preferably a frit mainly composed of bismuth oxide or vanadium oxide. Examples of the frit containing bismuth oxide as a main component include, for example, a Bi 2 O 3 —B 2 O 3 —RO—MO system (where R is any one of Ba, Sr, Ca, and Mg, and M is Any of Cu, Sb, and Fe)) and a filler made of an oxide such as Al 2 O 3 , SiO 2 , and cordierite can be used. In addition, as a frit containing vanadium oxide as a main component, for example, a filler made of an oxide such as Al 2 O 3 , SiO 2 , cordierite is added to a V 2 O 5 —BaO—TeO—WO glass material. Things can be used.
次に、前面板作成工程について説明する。まず、前面ガラス基板3上に、走査電極4及び維持電極5と遮光層7とを形成する。走査電極4と維持電極5とを構成する透明電極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定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, the front plate creation process will be described. First, the
次に、走査電極4、維持電極5及び遮光層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(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及び遮光層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、バインダ及び溶剤を含む塗料である。
Next, a dielectric paste is applied on the
次に、誘電体層8上に下地膜91を形成する。本発明の実施の形態においては、下地膜91を、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、及び酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも2つ以上の酸化物からなる金属酸化物により形成している。
Next, a
この下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、及び酸化バリウム(BaO)の単独材料のペレットや、それらの材料を混合したペレットを用いて薄膜成膜方法によって形成される。薄膜成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの公知の方法が適用できる。一例として、スパッタリング法では1Pa、蒸着法の一例である電子ビーム蒸着法では0.1Paが実際上取り得る圧力の上限と考えられる。また、下地膜91の成膜時の雰囲気としては、水分付着や不純物の吸着を防止するために外部と遮断された密閉状態で、成膜時の雰囲気を調整することにより、所定の電子放出特性を有する金属酸化物よりなる下地膜91を形成することができる。
The
次に、下地膜91上に付着形成する酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aの凝集粒子92について述べる。これらの結晶粒子92aは、以下に示す気相合成法または前駆体焼成法のいずれかで製造することができる。気相合成法では、不活性ガスが満たされた雰囲気下で純度が99.9%以上のマグネシウム金属材料を加熱し、さらに、雰囲気に酸素を少量導入することによって、マグネシウムを直接酸化させ、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを作製することができる。
Next, the agglomerated
一方、前駆体焼成法では、以下の方法によって結晶粒子92aを作製することができる。前駆体焼成法では、酸化マグネシウム(MgO)の前駆体を700℃以上の高温で均一に焼成し、これを徐冷して酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを得ることができる。前駆体としては、例えば、マグネシウムアルコキシド(Mg(OR)2)、マグネシウムアセチルアセトン(Mg(acac)2)、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)、炭酸マグネシウム(MgCO2)、塩化マグネシウム(MgCl2)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)、シュウ酸マグネシウム(MgC2O4)の内のいずれか1種以上の化合物を選ぶことができる。なお選択した化合物によっては、通常、水和物の形態をとることもあるがこのような水和物を用いてもよい。
On the other hand, in the precursor firing method, the
これらの化合物は、焼成後に得られる酸化マグネシウム(MgO)の純度が99.95%以上、望ましくは99.98%以上になるように調整する。これらの化合物中に、各種アルカリ金属、B、Si、Fe、Alなどの不純物元素が一定量以上混じっていると、熱処理時に不要な粒子間癒着や焼結を生じ、高結晶性の酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子を得にくいためである。このため、不純物元素を除去するなどにより予め前駆体を調整することが必要となる。 These compounds are adjusted so that the purity of magnesium oxide (MgO) obtained after calcination is 99.95% or more, preferably 99.98% or more. If these compounds contain a certain amount or more of various impurity elements such as alkali metals, B, Si, Fe, and Al, unnecessary interparticle adhesion and sintering occur during heat treatment, and highly crystalline magnesium oxide ( This is because it is difficult to obtain MgO) crystal particles. For this reason, it is necessary to adjust the precursor in advance by removing the impurity element.
上記いずれかの方法で得られた酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを、溶媒に分散させ、その分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法などによって下地膜91の表面に分散散布させる。その後、乾燥・焼成工程を経て溶媒除去を図り、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aを下地膜91の表面に定着させることができる。
The magnesium oxide (MgO)
このような一連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)が形成されて前面板2が完成する。
Through such a series of steps, predetermined components (
一方、背面板作成工程において、背面板10は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板11上に、銀(Ag)材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極12用の構成物となる材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することによりアドレス電極12を形成する。次に、アドレス電極12が形成された背面ガラス基板11上にダイコート法などにより、アドレス電極12を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層13を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。
On the other hand, in the back plate creating process, the
次に、下地誘電体層13上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、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する。その後、所定の温度で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。そして、隣接する隔壁14間の下地誘電体層13上及び隔壁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 containing a partition wall material is applied on the
ここで、前面板2の誘電体層8を構成する第1誘電体層81と第2誘電体層82について詳細に説明する。第1誘電体層81の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス(Bi2O3)を20重量%〜40重量%、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも1種を0.5重量%〜12重量%含み、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)、二酸化マンガン(MnO2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含んでいる。
Here, the
なお、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)、二酸化マンガン(MnO2)に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr2O3)、酸化コバルト(Co2O3)、酸化バナジウム(V2O7)、酸化アンチモン(Sb2O3)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含ませてもよい。 In place of molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), manganese dioxide (MnO 2 ), copper oxide (CuO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), cobalt oxide At least one selected from (Co 2 O 3 ), vanadium oxide (V 2 O 7 ), and antimony oxide (Sb 2 O 3 ) may be contained in an amount of 0.1 wt% to 7 wt%.
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%〜40重量%、酸化硼素(B2O3)を0重量%〜35重量%、酸化硅素(SiO2)を0重量%〜15重量%、酸化アルミニウム(Al2O3)を0重量%〜10重量%など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよい。 Further, as components other than the above, zinc oxide (ZnO) is 0 wt% to 40 wt%, boron oxide (B 2 O 3 ) is 0 wt% to 35 wt%, and silicon oxide (SiO 2 ) is 0 wt% to A material composition that does not contain a lead component, such as 15 wt% and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 0 wt% to 10 wt% may be included.
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81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 as to have a particle size of 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 paste for the
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ペーストとして印刷特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 printing property may be improved as a paste by adding a phosphate ester of an alkyl allyl group, etc.
次に、この第1誘電体層用ペーストを用い、表示電極6を覆うように前面ガラス基板3にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の575℃〜590℃で焼成して第1誘電体層81を形成する。
Next, using this first dielectric layer paste, the
次に、第2誘電体層82について説明する。第2誘電体層82の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス(Bi2O3)を11重量%〜20重量%、さらに、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも1種を1.6重量%〜21重量%含み、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含んでいる。
Next, the
なお、酸化モリブデン(MoO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化セリウム(CeO2)に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr2O3)、酸化コバルト(Co2O3)、酸化バナジウム(V2O7)、酸化アンチモン(Sb2O3)、酸化マンガン(MnO2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%〜7重量%含ませてもよい。 In place of molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), and cerium oxide (CeO 2 ), copper oxide (CuO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), cobalt oxide (Co 2 O 3 ), At least one selected from vanadium oxide (V 2 O 7 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ), and manganese oxide (MnO 2 ) may be contained in an amount of 0.1 wt% to 7 wt%.
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%〜40重量%、酸化硼素(B2O3)を0重量%〜35重量%、酸化硅素(SiO2)を0重量%〜15重量%、酸化アルミニウム(Al2O3)を0重量%〜10重量%など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよい。 Further, as components other than the above, zinc oxide (ZnO) is 0 wt% to 40 wt%, boron oxide (B 2 O 3 ) is 0 wt% to 35 wt%, and silicon oxide (SiO 2 ) is 0 wt% to A material composition that does not contain a lead component, such as 15 wt% and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 0 wt% to 10 wt% may be included.
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粒径が0.5μm〜2.5μmとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末55重量%〜70重量%と、バインダ成分30重量%〜45重量%とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第2誘電体層用ペーストを作製する。バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂1重量%〜20重量%を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール(Kaoコーポレーション社製品名)、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。 A dielectric material powder is produced by pulverizing a dielectric material composed of these composition components with a wet jet mill or a ball mill so as to have a particle size of 0.5 μm to 2.5 μm. Next, 55 wt% to 70 wt% of the dielectric material powder and 30 wt% to 45 wt% of the binder component are well kneaded with three rolls to obtain a second dielectric layer paste for die coating or printing. Make it. The binder component is ethyl cellulose, terpineol containing 1% to 20% by weight of acrylic resin, or butyl carbitol acetate. In the paste, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate, and tributyl phosphate are added as needed, and glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, and homogenol (Kao Corporation) as dispersants. The printability may be improved by adding a phosphoric ester of an alkyl allyl group or the like.
次にこの第2誘電体層用ペーストを用いて第1誘電体層81上にスクリーン印刷法あるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の550℃〜590℃で焼成する。
Next, using this second dielectric layer paste, printing is performed on the
なお、誘電体層8の膜厚としては、可視光透過率を確保するために第1誘電体層81と第2誘電体層82とを合わせ41μm以下とすることが好ましい。また、第1誘電体層81は、金属バス電極4b、5bの銀(Ag)との反応を抑制するために酸化ビスマス(Bi2O3)の含有量を第2誘電体層82の酸化ビスマス(Bi2O3)の含有量よりも多くして20重量%〜40重量%としている。そのため、第1誘電体層81の可視光透過率が第2誘電体層82の可視光透過率よりも低くなるので、第1誘電体層81の膜厚を第2誘電体層82の膜厚よりも薄くしている。
The film thickness of the
なお、第2誘電体層82においては、酸化ビスマス(Bi2O3)の含有量が11重量%以下であると着色は生じにくくなるが、第2誘電体層82中に気泡が発生しやすくなるため好ましくない。一方、含有率が40重量%を超えると着色が生じやすくなるために透過率が低下する。
The
また、誘電体層8の膜厚が小さいほど輝度の向上と放電電圧を低減するという効果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定するのが望ましい。このような観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層8の膜厚を41μm以下に設定し、第1誘電体層81を5μm〜15μm、第2誘電体層82を20μm〜36μmとしている。
In addition, the smaller the film thickness of the
このようにして製造されたPDPは、表示電極6に銀(Ag)材料を用いても、前面ガラス基板3の着色現象(黄変)が少なくて、なおかつ、誘電体層8中に気泡の発生などがなく、絶縁耐圧性能に優れた誘電体層8を実現することができる。
The PDP manufactured in this manner has little coloring phenomenon (yellowing) of the
次に、本発明の実施の形態における保護層9の詳細について説明する。本発明の実施の形態におけるPDPでは、図2に示すように、保護層9は、誘電体層8に形成した下地膜91と、下地膜91上に付着させた酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aが複数個凝集した凝集粒子92とにより構成されている。また、下地膜91を、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、及び酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも2つ以上の酸化物からなる金属酸化物により形成し、金属酸化物は下地膜91面のX線回折分析において、特定方位面の金属酸化物を構成する酸化物の単体より発生する最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。
Next, the detail of the
図4は、本発明の実施の形態におけるPDPの保護層9を構成する下地膜91面におけるX線回折結果を示す図である。また、図4中には、酸化マグネシウム(MgO)単体、酸化カルシウム(CaO)単体、酸化ストロンチウム(SrO)単体、及び酸化バリウム(BaO)単体のX線回折分析の結果も示す。
FIG. 4 is a diagram showing an X-ray diffraction result on the surface of the
図4において、横軸はブラッグの回折角(2θ)であり、縦軸はX線回折波の強度である。回折角の単位は1周を360度とする度で示し、強度は任意単位(arbitrary unit)で示している。図中には特定方位面である結晶方位面を括弧付けで示している。図3に示すように、結晶方位面の(111)では、酸化カルシウム(CaO)単体では回折角32.2度、酸化マグネシウム(MgO)単体では回折角36.9度、酸化ストロンチウム(SrO)単体では回折角30.0度、酸化バリウム(BaO)単体では回折角27.9度にピークを有していることがわかる。 In FIG. 4, the horizontal axis represents the Bragg diffraction angle (2θ), and the vertical axis represents the intensity of the X-ray diffraction wave. The unit of the diffraction angle is shown in degrees when one round is 360 degrees, and the intensity is shown in an arbitrary unit. In the figure, the crystal orientation plane which is a specific orientation plane is shown in parentheses. As shown in FIG. 3, in the crystal orientation plane (111), the diffraction angle is 32.2 degrees for calcium oxide (CaO) alone, the diffraction angle is 36.9 degrees for magnesium oxide (MgO) alone, and strontium oxide (SrO) alone. Shows a peak at a diffraction angle of 30.0 degrees, and barium oxide (BaO) alone has a peak at a diffraction angle of 27.9 degrees.
本発明の実施の形態におけるPDPでは、保護層9の下地膜91として、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、及び酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも2つ以上の酸化物からなる金属酸化物により形成している。
In the PDP in the embodiment of the present invention, at least two or more selected from magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO) are used as the
図4には、下地膜91を構成する単体成分が2成分の場合についてのX線回折結果を示している。すなわち、酸化マグネシウム(MgO)と酸化カルシウム(CaO)の単体を用いて形成した下地膜91のX線回折結果をA点、酸化マグネシウム(MgO)と酸化ストロンチウム(SrO)の単体を用いて形成した下地膜91のX線回折結果をB点、さらに、酸化マグネシウム(MgO)と酸化バリウム(BaO)の単体を用いて形成した下地膜91のX線回折結果をC点で示している。
FIG. 4 shows an X-ray diffraction result when the single component constituting the
すなわち、A点は特定方位面としての結晶方位面の(111)において、単体の酸化物の最大回折角となる酸化マグネシウム(MgO)単体の回折角36.9度と、最小回折角となる酸化カルシウム(CaO)単体の回折角32.2度との間である回折角36.1度にピークが存在している。同様に、B点、C点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の35.7度、35.4度にピークが存在している。 That is, the point A is a diffraction angle of 36.9 degrees of the magnesium oxide (MgO) alone, which is the maximum diffraction angle of the single oxide, in the crystal orientation plane (111) as the specific orientation plane, and the oxidation which is the minimum diffraction angle. A peak exists at a diffraction angle of 36.1 degrees, which is between the diffraction angle of 32.2 degrees of calcium (CaO) alone. Similarly, peaks at points B and C exist at 35.7 degrees and 35.4 degrees between the maximum diffraction angle and the minimum diffraction angle, respectively.
また、図5には、図4と同様に、下地膜91を構成する単体成分が3成分以上の場合のX線回折結果を示している。すなわち、図5には、単体成分として酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)及び酸化ストロンチウム(SrO)を用いた場合の結果をD点、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)及び酸化バリウム(BaO)を用いた場合の結果をE点、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)及び酸化バリウム(BaO)を用いた場合の結果をF点で示している。
Further, FIG. 5 shows the X-ray diffraction result when the single component constituting the
すなわち、D点は特定方位面としての結晶方位面の(111)において、単体の酸化物の最大回折角となる酸化マグネシウム(MgO)単体の回折角36.9度と、最小回折角となる酸化ストロンチウム(SrO)単体の回折角30.0度との間である回折角33.4度にピークが存在している。同様に、E点、F点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の32.8度、30.2度にピークが存在している。 That is, the point D is a crystal orientation plane (111) as a specific orientation plane, and a diffraction angle of 36.9 degrees of magnesium oxide (MgO) as a maximum diffraction angle of a single oxide and an oxidation level as a minimum diffraction angle. A peak exists at a diffraction angle of 33.4 degrees, which is between the diffraction angle of 30.0 degrees of strontium (SrO) alone. Similarly, peaks at points E and F exist at 32.8 degrees and 30.2 degrees between the maximum diffraction angle and the minimum diffraction angle, respectively.
したがって、本発明の実施の形態におけるPDPの下地膜91は、単体成分として2成分であれ、3成分であれ、下地膜91を構成する金属酸化物の下地膜91面のX線回折分析において、特定方位面の金属酸化物を構成する酸化物の単体より発生するピークの最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。
Therefore, in the X-ray diffraction analysis of the surface of the
なお、上記の説明では特定方位面としての結晶方位面として(111)を対象として説明したが、他の結晶方位面を対象とした場合も金属酸化物のピークの位置が上記と同様である。 In the above description, (111) has been described as the crystal orientation plane as the specific orientation plane, but the peak position of the metal oxide is the same as that described above when other crystal orientation planes are also targeted.
酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、及び酸化バリウム(BaO)の真空準位からの深さは酸化マグネシウム(MgO)と比較して浅い領域に存在する。そのため、PDP1を駆動する場合において、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)のエネルギー準位に存在する電子がキセノン(Xe)イオンの基底状態に遷移する際に、オージェ効果により放出される電子数が、酸化マグネシウム(MgO)のエネルギー準位から遷移する場合と比較して多くなると考えられる。
The depth from the vacuum level of calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO) exists in a shallow region as compared with magnesium oxide (MgO). Therefore, when the
また、上述のように、本発明の実施の形態における下地膜91は、金属酸化物を構成する酸化物の単体より発生するピークの最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。X線回折分析の結果が、図4及び図5に示す特徴を有する金属酸化物はそのエネルギー準位もそれらを構成する単体の酸化物の間に存在する。したがって、下地膜91のエネルギー準位も単体の酸化物の間に存在し、オージェ効果により他の電子が獲得するエネルギー量が真空準位を超えて放出されるに十分な量とすることができる。
Further, as described above, the
その結果、下地膜91では、酸化マグネシウム(MgO)単体と比較して、良好な二次電子放出特性を発揮することができ、結果として、放電維持電圧を低減することができる。そのため、特に輝度を高めるために放電ガスとしてのキセノン(Xe)分圧を高めた場合に、放電電圧を低減し、低電圧でなおかつ高輝度のPDPを実現することが可能となる。
As a result, the
ここで、本発明の実施の形態におけるPDPにおいて、下地膜91の構成を変えた場合のPDPの放電維持電圧について説明する。まず、本発明によるサンプルとして、サンプルA(下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)と酸化カルシウム(CaO)による金属酸化物)、サンプルB(下地膜91は酸化マグネシウム(MgO)と酸化ストロンチウム(SrO)による金属酸化物)、サンプルC(下地膜91は酸化マグネシウム(MgO)と酸化バリウム(BaO)による金属酸化物)、サンプルD(下地膜91は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)及び酸化ストロンチウム(SrO)による金属酸化物)、サンプルE(下地膜91は酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)及び酸化バリウム(BaO)による金属酸化物)を準備し、また比較例として、下地膜91を酸化マグネシウム(MgO)単体で構成したものを準備した。
Here, in the PDP according to the embodiment of the present invention, the discharge sustaining voltage of the PDP when the configuration of the
そして、これらのサンプルAからEについて、放電維持電圧を測定すると、比較例を100とした場合、サンプルAは90、サンプルBは87、サンプルCは85、サンプルDは81、サンプルEは82の値を示した。 When the sustaining voltage is measured for these samples A to E, when the comparative example is 100, sample A is 90, sample B is 87, sample C is 85, sample D is 81, and sample E is 82. The value is shown.
放電ガスのキセノン(Xe)の分圧を10%から15%に高めた場合には輝度が約30%上昇するが、下地膜91が酸化マグネシウム(MgO)単体の場合の比較例では、放電維持電圧が約10%上昇する。一方、本発明の実施の形態におけるPDPでは、サンプルA、サンプルB、サンプルC、サンプルD、サンプルEともに、放電維持電圧を比較例に比較して約10%〜20%低減することができるため、通常動作範囲内の放電開始電圧とすることができ、高輝度で低電圧駆動のPDPを実現することができる。
When the partial pressure of the discharge gas xenon (Xe) is increased from 10% to 15%, the luminance increases by about 30%. However, in the comparative example in which the
なお、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)は、単体では反応性が高いために不純物と反応しやすく、そのために電子放出性能が低下しやすいが、それらの金属酸化物の構成とすることにより、反応性を低減し、不純物の混入や酸素欠損の少ない結晶構造で形成されることから、PDPの駆動時に電子が過剰放出されるのが抑制され、低電圧駆動と二次電子放出性能の両立効果に加えて、適度な電子保持特性の効果も発揮される。この電荷保持特性は、特に初期化期間に貯めた壁電荷を保持しておき、書込期間において書込不良を防止して確実な書込放電を行う上で有効である。 Calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO) are highly reactive as a single substance, and thus easily react with impurities, and as a result, the electron emission performance tends to decrease. By forming the structure, the reactivity is reduced, and the crystal structure is formed with less impurity contamination and less oxygen vacancies, so that excessive emission of electrons during driving of the PDP is suppressed, and low voltage driving In addition to the coexistence effect of secondary electron emission performance, the effect of moderate electron retention characteristics is also exhibited. This charge retention characteristic is particularly effective for retaining wall charges stored during the initialization period and preventing write defects during the write period to perform reliable write discharge.
次に、本発明の実施の形態における下地膜91上に設けた、酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aが複数個凝集した凝集粒子92について詳細に説明する。酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92は、本発明者の実験により、主として書込放電における「放電遅れ」を抑制する効果と、「放電遅れ」の温度依存性を改善する効果が確認されている。そこで本発明の実施の形態では、凝集粒子92が下地膜91に比べて高度な初期電子放出特性に優れる性質を利用して、放電パルス立ち上がり時に必要な初期電子供給部として配設している。
Next, the agglomerated
「放電遅れ」は、放電開始時において、トリガーとなる初期電子が下地膜91表面から放電空間16中に放出される量が不足することが主原因と考えられる。そこで、放電空間16に対する初期電子の安定供給に寄与するため、酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92を下地膜91の表面に分散配置する。これによって、放電パルスの立ち上がり時に放電空間16中に電子が豊富に存在し、放電遅れの解消が図られる。したがって、このような初期電子放出特性により、PDP1が高精細の場合などにおいても放電応答性の良い高速駆動ができるようになっている。なお下地膜91の表面に金属酸化物の凝集粒子92を配設する構成では、主として書込放電における「放電遅れ」を抑制する効果に加え、「放電遅れ」の温度依存性を改善する効果も得られる。
The “discharge delay” is considered to be mainly caused by a shortage of the amount of initial electrons that are triggered from the surface of the
以上のように、本発明の実施の形態におけるPDP1では、低電圧駆動と電荷保持の両立効果を奏する下地膜91と、放電遅れの防止効果を奏する酸化マグネシウム(MgO)の凝集粒子92とにより構成することによって、PDP1全体として、高精細なPDPでも高速駆動を低電圧で駆動でき、且つ、点灯不良を抑制した高品位な画像表示性能を実現できる。
As described above, the
本発明の実施の形態では、下地膜91上に、結晶粒子92aが複数個凝集した凝集粒子92を離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように複数個付着させることにより構成している。図6は凝集粒子92を説明する拡大図である。
In the embodiment of the present invention, the aggregated
凝集粒子92とは、図6に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子92aが凝集またはネッキングした状態のものである。すなわち、固体として大きな結合力を持って結合しているのではなく、静電気やファンデルワールス力などによって複数の一次粒子が集合体の体をなしているもので、超音波などの外的刺激により、その一部または全部が一次粒子の状態になる程度で結合しているものである。凝集粒子92の粒径としては、約1μm程度のもので、結晶粒子92aとしては、14面体や12面体などの7面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。
Aggregated
また、結晶粒子92aの一次粒子の粒径は、結晶粒子92aの生成条件によって制御できる。例えば、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのMgO前駆体を焼成して生成する場合、焼成温度や焼成雰囲気を制御することで粒径を制御することができる。一般的に、焼成温度は700℃から1500℃の範囲で選択できるが、焼成温度を比較的高い1000℃以上にすることで、その粒径を0.3〜2μm程度に制御することが可能である。さらに、結晶粒子92aをMgO前駆体を加熱して得ることにより、その生成過程において、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て凝集粒子92を得ることができる。
Moreover, the particle size of the primary particles of the
図7は、本発明の実施の形態におけるPDPのうち、酸化マグネシウム(MgO)と酸化カルシウム(CaO)との金属酸化物で構成した下地膜91を用いた場合の放電遅れと保護層9中のカルシウム(Ca)濃度との関係を示す図である。下地膜91として酸化マグネシウム(MgO)と酸化カルシウム(CaO)とからなる金属酸化物で構成し、金属酸化物は、下地膜91面におけるX線回折分析において、酸化マグネシウム(MgO)のピークが発生する回折角と酸化カルシウム(CaO)のピークが発生する回折角との間にピークが存在するようにしている。なお、図7には、保護層9として下地膜91のみの場合と、下地膜91上に凝集粒子92を配置した場合とについて示し、放電遅れは、下地膜91中にカルシウム(Ca)が含有されていない場合を基準として示している。
FIG. 7 shows the discharge delay in the
また、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、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によって表現する。初期電子放出量については表面にイオン、ある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、PDP1の前面板2表面の評価を非破壊で実施することは困難を伴う。そこで、特開2007−48733号公報に記載されている方法を用いた。すなわち、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と初期電子の放出量と線形に対応する数値になる。
Further, the electron emission performance is a numerical value indicating that the larger the electron emission performance, the greater the amount of electron emission, and is expressed by the initial electron emission amount determined by the surface state, the gas type, and the state. The initial electron emission amount can be measured by a method of measuring the amount of electron current emitted from the surface by irradiating the surface with ions or an electron beam. However, the evaluation of the surface of the
そこで、この数値を用いて評価している。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9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。
Therefore, this numerical value is used for evaluation. The delay time at the time of discharge means the time of discharge delay when the discharge is delayed from the rising edge 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
図7より明らかなように、下地膜91のみの場合と、下地膜91上に凝集粒子92を配置した場合とにおいて、下地膜91のみの場合はカルシウム(Ca)濃度の増加とともに放電遅れが大きくなるのに対し、下地膜91上に凝集粒子92を配置することによって放電遅れを大幅に小さくすることができ、カルシウム(Ca)濃度が増加しても放電遅れはほとんど増大しないことがわかる。
As is apparent from FIG. 7, in the case of only the
次に、本発明の実施の形態における凝集粒子92を有する保護層9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。まず、構成の異なる下地膜91と下地膜91上に設けた凝集粒子92を有するPDPを試作した。試作品1は酸化マグネシウム(MgO)の下地膜91のみの保護層9を形成したPDP、試作品2は酸化マグネシウム(MgO)にAl、Siなどの不純物をドープした下地膜91のみの保護層9を形成したPDP、試作品3は酸化マグネシウム(MgO)による下地膜91上に酸化マグネシウム(MgO)の結晶粒子92aの一次粒子のみを散布し付着させた保護層9を形成したPDPである。
Next, the results of experiments conducted to confirm the effect of the
一方、試作品4は本発明の実施の形態におけるPDPであり、保護層9として、前述のサンプルAを用いている。すなわち、保護層9は、酸化マグネシウム(MgO)と酸化カルシウム(CaO)との金属酸化物で構成した下地膜91と、下地膜91上に結晶粒子92a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ている。なお、下地膜91は、下地膜91面のX線回折分析において、下地膜91を構成する酸化物の単体より発生するピークの最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。すなわち、この場合の最小回折角は酸化カルシウム(CaO)の32.2度、最大回折角は酸化マグネシウム(MgO)の36.9度であり、下地膜91の回折角のピークが36.1度に存在するようにしている。
On the other hand, the
これらのPDPについて、その電子放出性能と電荷保持性能を調べ、その結果を図8に示す。電子放出性能は上述の方法で評価し、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の高いことを示す。このことは、PDPを設計する上で、電源や各電気部品として、耐圧及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て120V以下に抑えるのが望ましい。 The electron emission performance and charge retention performance of these PDPs were examined, and the results are shown in FIG. The electron emission performance is evaluated by the above-described method, and the charge retention performance is measured by using a voltage (hereinafter referred to as Vscn lighting voltage) applied to the scan electrode necessary for suppressing the charge emission phenomenon when the PDP is manufactured. ) Voltage value was used. That is, a lower Vscn lighting voltage indicates a higher charge retention capability. This makes it possible to use components having a low withstand voltage and a small capacity as the power source and each electrical component in designing the PDP. 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.
図8は本発明の実施の形態におけるPDPの電子放出性能と電荷保持性能について調べた結果を示す図である。図8から明らかなように、本発明の実施の形態における下地膜91に酸化マグネシウム(MgO)の単結晶粒子92aを凝集させた凝集粒子92を散布して全面に亘って均一に分布させた試作品4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、なおかつ電子放出性能が酸化マグネシウム(MgO)のみの保護層の場合の試作品1に比べて格段に良好な特性を得ることができる。
FIG. 8 is a diagram showing the results of examining the electron emission performance and the charge retention performance of the PDP in the embodiment of the present invention. As is clear from FIG. 8, the aggregated
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することや、保護層中にAlやSi、Baなどの不純物をドーピングして製膜することにより電子放出性能を向上することは可能であるが、副作用としてVscn点灯電圧も上昇してしまう。 In general, the electron emission capability and the charge retention capability of the protective layer of the PDP are contradictory. For example, 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. The Vscn lighting voltage also increases.
本発明の実施の形態における保護層9を形成した試作品4のPDPにおいては、電子放出能力としては、酸化マグネシウム(MgO)のみの保護層を用いた試作品1の場合に比べて8倍以上の特性を有し、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る。したがって、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いPDPに対しては有用で、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させて、放電遅れを低減して良好な画像表示を実現することができる。
In the PDP of the
次に、本発明によるPDPの保護層9に用いた結晶粒子の粒径について詳細に説明する。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
図9は、上記図8で説明した本発明の試作品4において、結晶粒子92a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9において、結晶粒子92aの粒径は、結晶粒子92aをSEM観察することで測長した。
FIG. 9 shows the experimental results of examining the electron emission performance of the
図9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. 9, it can be seen that when the particle size is reduced to about 0.3 μm, the electron emission performance is lowered, and when it 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、下地膜91上の単位面積あたりの結晶粒子92aの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2の保護層9と密接に接触する背面板10の隔壁14の頂部に相当する部分に結晶粒子92aが存在することで、隔壁14の頂部を破損させ、その材料が蛍光体層15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92aが隔壁14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92aの数が多くなれば隔壁14の破損発生確率が高くなる。このような観点からは、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り、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。
Incidentally, in order to increase the number of electrons emitted in the discharge cell, it is desirable that the number of
以上の結果より、本発明の実施の形態におけるPDPにおいては、凝集粒子92として、粒径が0.9μm〜2μmの範囲にある凝集粒子92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。なお、結晶粒子として酸化マグネシウム(MgO)粒子を用いて説明したが、この他の単結晶粒子でも、酸化マグネシウム(MgO)同様に高い電子放出性能を持つSr、Ca、Ba、Alなどの金属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、粒子種としては酸化マグネシウム(MgO)に限定されるものではない。
From the above results, in the PDP according to the embodiment of the present invention, if the aggregated
ところで、本発明において、保護層9を、上述したような特徴を有する酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、及び酸化バリウムから選ばれる金属酸化物により形成した場合、パネルの放電開始電圧を低下させ、放電遅れを小さくして放電を安定させることができるが、これらの材料は、水、炭酸ガス等の不純物ガスとの反応性が高く、特に水、二酸化炭素と反応することにより放電特性が劣化しやすく、放電セル毎の放電特性にばらつきが発生しやすい。
By the way, in the present invention, when the
そこで、本発明においては、封着工程において、前記封着部材により前記第1基板と第2基板とを封着部材により封着した後、前記封着部材の軟化点以上の温度で前記放電空間内のガスを排気する排気工程を設けることにより、パネルの製造工程中での保護層と不純ガスとの反応を抑制している。 Therefore, in the present invention, in the sealing step, after the first substrate and the second substrate are sealed by the sealing member by the sealing member, the discharge space is at a temperature equal to or higher than the softening point of the sealing member. By providing an exhaust process for exhausting the internal gas, the reaction between the protective layer and the impure gas during the panel manufacturing process is suppressed.
以下、本発明の製造方法について、図10〜図13を用いて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of this invention is demonstrated using FIGS.
図10は本発明の実施の形態に用いる封着工程、排気工程の温度プロファイルの一例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a temperature profile in the sealing process and the exhaust process used in the embodiment of the present invention.
封着工程およびそれに続く排気工程、放電ガス供給工程のプロファイルの詳細は、順を追って以下に説明するが、説明の便宜上、封着工程と、それに続く排気工程、放電ガス供給工程とを、温度の観点から次の4つの期間に分割する。すなわち、室温から軟化点まで上昇させる期間(期間1)、軟化点から封着温度まで上昇させ、一定時間保持した後、軟化点まで低下させる期間(期間2)(以上、封着工程)、軟化点温度付近またはそれよりやや低い温度で一定時間保持した後、室温まで低下させる期間(期間3:本排気工程)、および、室温まで低下した後の期間(期間4:放電ガス供給工程)である。 The details of the profile of the sealing process, the subsequent exhaust process, and the discharge gas supply process will be described later in order. However, for convenience of explanation, the sealing process, the subsequent exhaust process, and the discharge gas supply process are performed at the same temperature. In view of the above, it is divided into the following four periods. That is, a period for raising from the room temperature to the softening point (period 1), a period for raising from the softening point to the sealing temperature, holding for a certain time, and then lowering to the softening point (period 2) (above, sealing process), softening It is a period in which the temperature is kept for a certain period of time near or slightly lower than the point temperature and then lowered to room temperature (period 3: main exhaust process), and a period after the temperature falls to room temperature (period 4: discharge gas supply process). .
ここで、軟化点とは、ガラスフリットが軟化する温度を指し、本実施の形態におけるガラスフリットの軟化点温度は、例えば420℃程度である。また、封着温度とは、前面板2と背面板10とが封着部材であるフリットにより密閉される状態となる温度であり、本実施の形態における封着温度は、例えば490℃程度である。
Here, the softening point refers to a temperature at which the glass frit softens, and the softening point temperature of the glass frit in the present embodiment is about 420 ° C., for example. Further, the sealing temperature is a temperature at which the
図11は、図10における封着工程の期間2の拡大図である。この期間においては、前記封着部材により前記第1基板と第2基板とを封着部材により封着した後、前記封着部材の軟化点以上の温度で前記放電空間内のガスを排気する排気工程を設けている。この期間におけるプロセスの詳細については後述するが、第1基板と第2基板とを封着部材により封着した後、第2基板である背面板10に設けた放電空間16に開口する貫通孔を通して前記放電空間16内の排気を行う。そして、所定の排気時間もしくは真空度に達した後、乾燥ガスを再び貫通孔を通して前記放電空間内に導入することによって所定の圧力まで復圧する。
FIG. 11 is an enlarged view of
なお、本実施の形態においては、放電空間内の排気をした後、乾燥ガスによって復圧したが、復圧しなくても本発明の効果は得られる。 In the present embodiment, after exhausting the discharge space, the pressure is restored by the dry gas. However, the effect of the present invention can be obtained even if the pressure is not restored.
なお、本実施の形態においては、前記封着部材の軟化点以上の温度で前記放電空間内のガスを排気し、所定の排気時間もしくは真空度に達した後、乾燥ガスを再び貫通孔を通して前記放電空間内に大気圧まで復圧する排気・復圧動作を所定の回数で繰り返すことにより、ガスの排出効率および均一性を向上することができ、本発明のより良い効果が得られる。 In this embodiment, the gas in the discharge space is exhausted at a temperature equal to or higher than the softening point of the sealing member, and after reaching a predetermined exhaust time or degree of vacuum, the dry gas is again passed through the through hole. By repeating the exhaust / restore operation for returning the pressure to the atmospheric pressure in the discharge space a predetermined number of times, the gas discharge efficiency and uniformity can be improved, and the better effect of the present invention can be obtained.
図12は、本発明の実施の形態におけるパネルの製造方法を模式的に示す図であり、図12(a)〜図12(d)は上述の期間2〜期間4におけるパネル内部のガスおよびその流れを示す図である。また、図12において、21は背面板10の周辺部に塗布した封着部材であるガラスフリット、22は背面板10の背面ガラス基板11に設けた貫通孔で、この貫通孔22は、放電空間16に開口するように背面ガラス基板11に設けられている。23〜25はバルブである。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a method for manufacturing a panel according to an embodiment of the present invention. FIGS. 12 (a) to 12 (d) show the gas inside the panel and its period in
まず、表示電極6とアドレス電極12とが直交して対向するように前面板2と背面板10とを位置決めして重ね合わせた後、ヒータをオンにして加熱炉内部の温度を封着用のガラスフリット21の軟化点温度まで上昇させる(期間1)。
First, the
次に、加熱炉内部の温度を封着温度まで上昇させ、一定時間(ここでは30分)加熱炉内部の温度を封着温度以上の温度に保持する。この間に溶融したガラスフリット21が僅かに流動し、前面板2と背面板10との封着が行われる。
Next, the temperature inside the heating furnace is raised to the sealing temperature, and the temperature inside the heating furnace is maintained at a temperature equal to or higher than the sealing temperature for a certain time (here, 30 minutes). During this time, the
本発明の実施の形態では、この保持時間中に排気工程を設けている。排気工程では、図12(a)に示すように、バルブ24を開いて、貫通孔22からガラス管を通して前記放電空間16内を排気する。そして所定の時間もしくは真空度まで排気した後、図12(b)に示すように、バルブ24を閉じ、バルブ23を開いて乾燥ガスをパネル内に導入する。その後、ヒータをオフにして加熱炉の温度を軟化点以下の温度まで下げる(期間2)。
In the embodiment of the present invention, an exhaust process is provided during this holding time. In the exhaust process, as shown in FIG. 12A, the
本排気工程は、パネル内部のガスを排気する工程である。加熱炉内部の温度が軟化点温度以下になると、図12(c)に示すように、バルブ23を閉じ、バルブ24を開いて、貫通孔22からガラス管を通してパネルの内部を排気する。そしてヒータを制御して加熱炉内部の温度を所定の時間保持しながら、排気を継続して行う。
This exhaust process is a process of exhausting the gas inside the panel. When the temperature inside the heating furnace becomes equal to or lower than the softening point temperature, as shown in FIG. 12C, the
その後、ヒータをオフにして加熱炉内部の温度を室温まで低下させる。この間も排気を継続して行う(期間3)。 Thereafter, the heater is turned off and the temperature inside the heating furnace is lowered to room temperature. During this time, exhaustion is continued (period 3).
放電ガス供給工程は、真空排気されたパネル内部にNeおよびXeを主成分とする放電ガスを供給する工程である。加熱炉内部の温度が室温まで低下した後、図12(d)に示すように、バルブ24を閉じ、バルブ25を開いて、貫通孔22を通して放電ガスを所定の圧力となるように供給する。
The discharge gas supply step is a step of supplying a discharge gas mainly containing Ne and Xe into the evacuated panel. After the temperature inside the heating furnace has dropped to room temperature, as shown in FIG. 12D, the
本実施の形態においては、放電ガスは、例えば、Xe:10%、Ne:90%の混合ガスであり、所定の気圧は6×104Paである。しかし、放電ガスはこれに限定されるものではなく、例えば、Xe:100%のガスであってもよい。 In the present embodiment, the discharge gas is, for example, a mixed gas of Xe: 10% and Ne: 90%, and the predetermined atmospheric pressure is 6 × 10 4 Pa. However, the discharge gas is not limited to this, and may be, for example, a gas of Xe: 100%.
その後、ガラス管43、44を加熱封止する(期間4)。 Thereafter, the glass tubes 43 and 44 are heat-sealed (period 4).
以上のようにして、前面板2と背面板10とを貼り合わせ、その間に放電ガスを充填したパネルが完成する。
As described above, the
保護層からの不純ガスの脱離温度プロファイルの例を図13に示す。図13は、TDS法によって測定した水(質量数18)および二酸化炭素(質量数44)の脱離温度プロファイルである。図13(a)より水は350℃程度から脱離し、380℃程度で最も大きな脱離のピークを迎える。また、480℃程度にも脱離のピークがあることがわかる。図13(b)に示す二酸化炭素の脱離の場合も同様で軟化点温度よりも高い温度に脱離のピーク温度がある。保護層への不純ガス(特に水)の吸着むらによって、放電電圧のむらが生じ、画像表示時の表示輝度むらの要因となる。また、軟化点温度よりも高い温度でパネル内に多くの不純ガスが脱離し、保護膜との反応性が高いことにより、保護層特性劣化が促進され、表示品質に大きな影響を及ぼす恐れがある。 An example of the desorption temperature profile of the impurity gas from the protective layer is shown in FIG. FIG. 13 is a desorption temperature profile of water (mass number 18) and carbon dioxide (mass number 44) measured by the TDS method. From FIG. 13A, water desorbs from about 350 ° C., and reaches the largest desorption peak at about 380 ° C. It can also be seen that there is a desorption peak at about 480 ° C. Similarly, in the case of desorption of carbon dioxide shown in FIG. 13B, the peak temperature of desorption is at a temperature higher than the softening point temperature. Due to uneven adsorption of impure gas (especially water) to the protective layer, uneven discharge voltage occurs, which causes uneven display luminance during image display. In addition, a large amount of impure gas is desorbed in the panel at a temperature higher than the softening point temperature, and the reactivity with the protective film is high, so that the deterioration of the protective layer characteristics is promoted, and the display quality may be greatly affected. .
そこで、本発明では封着した後、前記封着部材の軟化点以上の温度で前記放電空間内のガスを排気する排気工程を設けている。これにより、軟化点温度以上で脱離する不純ガスを排出することが可能となるとともに、軟化点温度以下で発生した不純ガスの吸着むらも緩和することができる。このため、高い表示性能が得られるとともに、画像表示時の表示むらの発生を抑制している。 Therefore, in the present invention, after sealing, there is provided an exhaust process for exhausting the gas in the discharge space at a temperature equal to or higher than the softening point of the sealing member. As a result, it is possible to discharge the impure gas desorbed at the softening point temperature or higher, and to reduce the uneven adsorption of the impure gas generated at the softening point temperature or lower. For this reason, high display performance is obtained, and the occurrence of display unevenness during image display is suppressed.
表1は本発明と封着工程に排気工程を設けない比較例の結果を示している。 Table 1 shows the results of the present invention and a comparative example in which the exhaust process is not provided in the sealing process.
比較例では、排気工程による不純ガスの排出効果と、不純ガスむらの緩和効果が得られないため、駆動電圧の低減効果が得られず、表示輝度の面内均一性も低い結果となった。 In the comparative example, the impure gas discharge effect by the exhaust process and the effect of reducing the impure gas unevenness cannot be obtained, so the drive voltage reduction effect cannot be obtained and the in-plane uniformity of display luminance is low.
一方、本発明では、排気工程で不純ガスの排出と不純ガスの吸着むらの緩和を行っているため、駆動電圧の低減効果が得られており、表示輝度の均一性も比較的高い。 On the other hand, in the present invention, since the impure gas discharge and the impure gas adsorption unevenness are reduced in the exhaust process, the effect of reducing the drive voltage is obtained, and the uniformity of the display luminance is relatively high.
このように本実施の形態においては、封着工程は、前記背面板10に設けた前記放電空間16に開口する貫通孔22を通して、前記封着部材により前記第1基板と第2基板とを封着部材により封着した後、前記封着部材の軟化点以上の温度で前記放電空間内のガスを排気する排気工程を設けているため、パネル内で放電セルの放電特性が劣化することなく、放電セル毎の放電特性のばらつきを抑えることができるため、放電特性に優れ表示均一性の高いパネルを製造することができる。
As described above, in the present embodiment, in the sealing step, the first substrate and the second substrate are sealed by the sealing member through the through
以上のように本発明は、高画質の表示性能を備え、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 in realizing a PDP having high image quality 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
4a,5a 透明電極
4b,5b 金属バス電極
5 維持電極
6 表示電極
7 ブラックストライプ(遮光層)
8 誘電体層
9 保護層
10 背面板
11 背面ガラス基板
12 アドレス電極
13 下地誘電体層
14 隔壁
15 蛍光体層
16 放電空間
21 ガラスフリット
22 貫通孔
23〜25 バルブ
81 第1誘電体層
82 第2誘電体層
91 下地膜
92 凝集粒子
92a 結晶粒子
1 PDP
2
8
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