JP2013058433A - Plasma display panel and method for manufacturing the same - Google Patents

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Ryosuke Sawa
亮介 澤
Hideji Kawarasaki
秀司 河原崎
Mitsuhiro Sakamoto
光洋 坂元
Kunimiki Tsuchiya
国幹 土屋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma display panel which is low in power consumption and has high luminous efficiency.SOLUTION: The present invention is a method for manufacturing a plasma display panel, in which a front plate comprising a protective layer and a back plate are disposed facing each other with a discharge space formed therebetween and are sealed and the discharge space is evacuated. The protective layer comprises a base film and metal oxide particles. The metal oxide particles are magnesium oxide crystals. The base film contains a carbonate composite material of cesium. After formation of the protective layer, the surface of the protective layer is exposed to a reducing organic gas.

Description

この発明は、プラズマディスプレイパネルの構成に関する。   The present invention relates to a configuration of a plasma display panel.

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(特許文献1参照)。   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 in red, green, and blue formed between the partition walls (refer patent document 1).

特開2000−67759号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-67759

近年、テレビは高精細化が進んでおり、市場では高輝度・低消費電力、すなわち、高い発光効率を有するPDPが要求されている。しかしながら、PDPは放電により発光するため、高精細化し、放電セルが小さくなると、維持放電時の維持放電電圧が上昇してしまうという課題があった。PDPの維持放電電圧の低減において、保護層は鍵となる材料の一つであり、保護層からの電子放出特性を高くすることで維持放電時の維持放電電圧が低減できることが知られている。従来、保護層を構成する材料には維持放電開始電圧を低下させるために2次電子放出係数が大きいこと、耐スパッタ性に優れていて寿命が長いこと等の特性を有していることが要求され、酸化マグネシウム(MgO)が使用されている。   In recent years, the definition of television has been increased, and the market demands a PDP having high luminance and low power consumption, that is, high luminous efficiency. However, since the PDP emits light by discharge, there is a problem that when the resolution is increased and the discharge cells are reduced, the sustain discharge voltage during the sustain discharge increases. In reducing the sustain discharge voltage of PDP, the protective layer is one of the key materials, and it is known that the sustain discharge voltage during the sustain discharge can be reduced by enhancing the electron emission characteristics from the protective layer. Conventionally, the material constituting the protective layer is required to have characteristics such as a large secondary electron emission coefficient to reduce the sustain discharge start voltage, excellent spatter resistance and long life. Magnesium oxide (MgO) is used.

高い発光効率を有するPDPの要求に応えるために、従来、保護層中にアルカリ金属である単体のセシウムを含有させたり、または、保護層上にセシウム層を形成したディスプレイ装置が提案されている。   In order to meet the demand for a PDP having high luminous efficiency, conventionally, a display device has been proposed in which a single cesium which is an alkali metal is contained in a protective layer or a cesium layer is formed on the protective layer.

しかしながら、セシウム単体は、導電性を有していて壁電荷を蓄積するといういわゆるメモリ効果を有しないために、PDPに適していない。またセシウム単体やセシウムの複合酸化物は下記で記載されているような課題を有するため実用化まで至っていない。   However, cesium alone is not suitable for PDP because it has conductivity and does not have a so-called memory effect of accumulating wall charges. Further, cesium simple substance and cesium complex oxide have not been put into practical use because they have problems as described below.

まず第1に、セシウム単体やセシウムの複合酸化物は、非常に活性が強く、大気中では直ぐに酸化されて水酸化セシウムになってしまうために、製造工程の熱プロセスにおいてセシウムが飛散してしまい耐プロセス性の課題を有している。   First of all, cesium simple substance and complex oxide of cesium are very active and are immediately oxidized in the atmosphere to cesium hydroxide, so that cesium is scattered in the thermal process of the manufacturing process. Has the problem of process resistance.

そして第2に、セシウム単体やセシウムの複合酸化物によって形成された層は、非常にスパッタされ易いという課題も有している。   Second, a layer formed of cesium alone or a complex oxide of cesium has a problem that it is very easily sputtered.

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、上記課題を改善し低電圧駆動を可能にすることで、高精細で高輝度・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 high-definition, high-luminance, low-power-consumption PDP by improving the above-described problems and enabling low-voltage driving.

上記の目的を達成するために、本発明のPDPの製造方法は、保護層を有した前面板と背面板とを放電空間を形成して対向配置して封着し、前記放電空間内を排気するPDPの製造方法であって、前記保護層は、下地膜と、金属酸化物粒子とを有し、前記金属酸化物粒子は酸化マグネシウム結晶体であり、前記下地膜にはセシウムの炭酸化複合材料を含み、前記保護層形成後に、前記保護層表面に還元性有機ガスを曝す、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing a PDP according to the present invention includes a front plate having a protective layer and a rear plate, which are disposed opposite to each other in a discharge space and sealed, and the discharge space is exhausted. The protective layer has a base film and metal oxide particles, the metal oxide particles are magnesium oxide crystals, and the base film has a cesium carbonate composite. Including a material, and after forming the protective layer, the surface of the protective layer is exposed to a reducing organic gas.

本発明によれば、上記課題を改善し低電圧駆動を可能にすることで、高精細で高輝度・低消費電力のPDPを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a high-definition, high-brightness, low-power-consumption PDP by improving the above problem and enabling low-voltage driving.

本発明のPDPの部分斜視図Partial perspective view of the PDP of the present invention 本発明のPDP保護層の部分断面図Partial sectional view of the PDP protective layer of the present invention 保護層下地膜のセシウム濃度に対する仕事関数の変化を示す図The figure which shows the change of work function with respect to the cesium density | concentration of a protective layer base film 本発明のPDP前面板の製造フローを示す図The figure which shows the manufacture flow of the PDP front board of this invention 本発明のPDPの製造フローを示す図The figure which shows the manufacture flow of PDP of this invention 本発明の温度プロファイル例を示す図The figure which shows the temperature profile example of this invention 本発明の温度プロファイル例を示す図The figure which shows the temperature profile example of this invention 本発明の温度プロファイル例を示す図The figure which shows the temperature profile example of 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などの放電ガスが所定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 discharge gas such as Ne and Xe at a predetermined pressure.

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.

特に前面板2について説明する。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と、透明電極上に形成された金属バス電極とにより構成されている。金属バス電極は透明電極の長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀(Ag)材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。 In particular, the front plate 2 will be described. On the front glass substrate 3 manufactured by the float process or the like, the display electrode 6 and the light shielding layer 7 including the scanning electrode 4 and the sustain electrode 5 are patterned. Scan electrode 4 and sustain electrode 5 are each composed of a transparent electrode made of indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), or the like, and a metal bus electrode formed on the transparent electrode. The metal bus electrode is used for the purpose of imparting conductivity in the longitudinal direction of the transparent electrode, and is formed of a conductive material mainly composed of 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走査電極4と維持電極5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 scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7 formed on the front glass substrate 3, and further a protective layer 9 is formed on the dielectric layer 8. .

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の透明電極と金属バス電極は、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。透明電極は薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極は銀(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 and the metal bus electrodes of the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 are formed by patterning using a photolithography method or the like. The transparent electrode is formed using a thin film process or the like, and the metal bus electrode is solidified by baking a paste containing a silver (Ag) material at a desired temperature. Similarly, the light-shielding layer 7 is 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、もしくはスクリーン印刷法より形成する。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 vacuum deposition or screen printing. 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.

その後、前記背面板10の画像表示領域外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を行う。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。   Thereafter, a glass frit as a sealing member is applied to the outside of the image display area of the back plate 10, and then a frit coating process is performed in which the glass frit is pre-baked at a temperature of about 350 ° C. in order to remove the resin component of the glass frit. . Here, the sealing member is preferably a frit mainly composed of bismuth oxide or vanadium oxide.

次に、前面板2とガラスフリットを塗布、焼成した背面板10とを走査電極4および維持電極5とデータ電極12とが直交するように対向配置して封着を行う。その後、パネル内のガスを一次排気した後、還元性有機ガスをパネル内に導入して前記前面板2の保護層9を還元性有機ガスに曝し、その還元性有機ガスを含めて放電空間16内のガスを排気し、真空排気された放電空間16にNe、Xeなどを含む放電ガスを封入するという封着排気工程を行うことによりPDP1が完成する。   Next, the front plate 2 and the back plate 10 coated with glass frit and baked are arranged so as to face each other so that the scan electrodes 4, the sustain electrodes 5, and the data electrodes 12 are orthogonal to perform sealing. Thereafter, after the gas in the panel is primarily exhausted, a reducing organic gas is introduced into the panel to expose the protective layer 9 of the front plate 2 to the reducing organic gas, and the discharge space 16 includes the reducing organic gas. The PDP 1 is completed by performing a sealing exhaust process of exhausting the internal gas and enclosing a discharge gas containing Ne, Xe, etc. in the discharge space 16 evacuated.

次に、本発明の実施の形態によるPDPの特徴である保護層の構成及び製造方法について図2を用いて説明する。本発明の実施の形態によるPDPにおいては、図2に示すように保護層9は、前記誘電体層8上に、MgOの蒸着膜からなる下地膜91を形成するとともに、その下地膜91中にセシウムの炭酸化物を含有させる。   Next, the structure and manufacturing method of the protective layer, which is a feature of the PDP according to the embodiment of the present invention, will be described with reference to FIG. In the PDP according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the protective layer 9 forms a base film 91 made of a vapor-deposited MgO film on the dielectric layer 8, and in the base film 91. Contains cesium carbonate.

もしくは前記誘電体層8上に、MgOの平均粒径が10nm〜100nmの結晶粒子層からなる下地膜91を形成するとともに、その下地膜91中にセシウムの炭酸化複合材料を含有させる。   Alternatively, a base film 91 made of a crystal particle layer having an average particle diameter of MgO of 10 nm to 100 nm is formed on the dielectric layer 8, and a carbonized composite material of cesium is contained in the base film 91.

この保護層9を形成するセシウムの炭酸化物、もしくは炭酸化複合材料としては、Cs2CO3,またはCsCO3x(Ayz)である。ここでAは、Y、Ce、Laのなかから選択される1種以上の元素からなる。 The cesium carbonate or carbonated composite material forming the protective layer 9 is Cs 2 CO 3 or CsCO 3x (A y O z ). Here, A consists of one or more elements selected from Y, Ce, and La.

製造方法について、セシウムの炭酸化物は、溶媒に溶かして蒸着MgO上にスプレー、スリットコート等により塗布する。もしくはセシウムの炭酸化複合材料は、スクリーン印刷法によりMgOペーストに混合して塗布する。   Regarding the production method, cesium carbonate is dissolved in a solvent and applied onto the deposited MgO by spraying, slit coating or the like. Alternatively, the carbonized composite material of cesium is mixed and applied to the MgO paste by a screen printing method.

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。   On the base film 91, MgO crystal particles 92a, which are metal oxides, agglomerated particles 92 in which several crystal particles 92b smaller than the crystal particles 92a are aggregated, and cubic crystals of MgO, which are metal oxides. A plurality of particles 93 are dispersed and adhered so as to be uniformly distributed over the entire surface.

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。   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.

MgOの立方体形状の結晶粒子93には、粒径サイズが100nmより大きい粒子と、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、92b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。   The cubic crystal particles 93 of MgO include particles having a particle size larger than 100 nm and nanoparticles having a particle size of 100 nm or less. When the actually produced panel is observed, the cubic shape of MgO is observed. MgO polyhedral crystal particles 92a or polyhedral crystal particles 92b, or polyhedral crystal particles 92a and 92b aggregated particles 92, and MgO cubic crystal particles. Some had 93 attached. Furthermore, MgO polyhedral crystal particles 92a and 92b are produced by a liquid phase method, and MgO cubic crystal particles 93 are produced by a gas phase method.

ここで、凝集粒子92とは、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。   Here, the agglomerated particles 92 are those in which crystal particles 92a and 92b having a predetermined primary particle diameter are agglomerated or necked, and are not bonded with a large binding force as a solid, but are charged with static electricity or van der. A plurality of primary particles form an aggregate body due to the Waals force, etc., and are joined to such a degree that some or all of them become primary particles due to external stimuli such as ultrasonic waves. . 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.

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。   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.

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。上記のようなPDPの駆動時において、セシウム炭酸化物、もしくは炭酸化複合材料によって形成された保護層は、その仕事関数が低く、MgOによって形成されている場合よりも2次電子放出係数が大きいために、PDPの保護層として安定動作し、これによって、放電空間内において発生される維持放電電圧が安定的に低減される。   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. When the PDP is driven as described above, the protective layer formed of cesium carbonate or a carbonated composite material has a low work function and a higher secondary electron emission coefficient than that formed of MgO. In addition, it stably operates as a protective layer of the PDP, whereby the sustain discharge voltage generated in the discharge space is stably reduced.

一般に、化合物は、その結晶のイオン性が強いほど電子を放出し易く、2次電子放出係数が大きくなる傾向があり、これは、電気双極子が大きくなることと相関関係にあって、この電気双極子は、単純なアニオンとカチオンの二対の場合は、(二対の電気陰性度の差)×(二対のイオン半径の和)のように表される。   In general, the stronger the ionicity of the crystal, the easier the compound emits electrons, and the secondary electron emission coefficient tends to increase, which correlates with an increase in the electric dipole. In the case of two pairs of simple anions and cations, the dipole is expressed as (difference between two pairs of electronegativity) × (sum of two pairs of ionic radii).

セシウムは、既知の元素の中で最も電気陰性度が低い(0.7Pauling’s)元素であり、非常に電子を放出し易い性質を持っており、さらに、イオン半径が比較的大きく電気双極子を増大させるのに有利である。対になる元素としては、電気陰性度が高い元素が好ましいが、これを満たす元素としては、例えば、酸素(3.5Pauling’s)および塩素(3Pauling’s),フッ素(4Pauling’s),窒素(3Pauling’s),炭素(2.5Pauling’s),硫黄(2.5Pauling’s),臭素(2.8Pauling’s),ヨウ素(2.5Pauling’s)等が挙げられる。ここで、酸素を含む結晶によって形成された層は、PDPの保護層として安定動作することが知られている。   Cesium is the element with the lowest electronegativity (0.7 Pauling's) among the known elements, has the property of being very easy to emit electrons, and has a relatively large ionic radius and electric dipole. Is advantageous. As an element to be paired, an element having a high electronegativity is preferable, but as an element satisfying this, for example, oxygen (3.5 Pauling's), chlorine (3 Pauling's), fluorine (4 Pauling's), nitrogen (3 Pauling's), carbon (2.5 Pauling's), sulfur (2.5 Pauling's), bromine (2.8 Pauling's), iodine (2.5 Pauling's) and the like. Here, it is known that a layer formed of a crystal containing oxygen stably operates as a protective layer of the PDP.

しかし、Cs系材料は上記に挙げたように耐プロセス、耐スパッタ性の課題がある。そこで発明者らは耐プロセス性については、水酸化を抑制した炭酸化複合材料を発明し、且つ耐スパッタ性については、下地膜中にセシウムの炭酸化物、もしくは炭酸化複合材料を含ませる構造により課題を解決した。   However, as mentioned above, Cs-based materials have problems of process resistance and sputtering resistance. Therefore, the inventors have invented a carbonated composite material in which hydroxylation is suppressed for process resistance, and for the spatter resistance, a structure in which cesium carbonate or carbonated composite material is included in the base film. Solved the problem.

以上のことから、保護層9をセシウム炭酸化物、セシウム炭酸化複合材料を下地膜に含ませる構造にすることにより、PDPにおける維持放電電圧の安定的な低減、耐プロセス、耐スパッタ性を兼ね備えることが可能となる。   From the above, the protective layer 9 has a structure in which cesium carbonate and cesium carbonate composite material are included in the base film, so that it has stable reduction of sustain discharge voltage, process resistance, and sputtering resistance in the PDP. Is possible.

今回発明した炭酸化複合材料とMgOによって形成された保護層について、電子放出性能を紫外光電子分光法(UPS)により仕事関数を測定し図3に示す。なお、電子放出性能は電子が放出し始めるエネルギー値が小さいほど、仕事関数が低く電子放出性能が高いことを示す数値であり維持放電電圧が低下する。結果、MgO下地膜中にCs2O>0.1%の濃度で含有されていればMgOよりも電子が放出し始めるエネルギーが低くなり、高い電子放出性能を有することが分かった。 FIG. 3 shows the electron emission performance of the protective layer formed of the carbonated composite material and MgO invented this time by measuring the work function by ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS). The electron emission performance is a numerical value indicating that the work function is low and the electron emission performance is high as the energy value at which electrons start to be emitted is small, and the sustain discharge voltage decreases. As a result, it was found that if the MgO underlayer contains Cs 2 O at a concentration of 0.1%, the energy at which electrons start to be emitted is lower than that of MgO, and the electron emission performance is high.

よって、上記濃度以上のCsを下地膜内に含有させればPDPにおける維持放電電圧の安定的な低減に寄与することが分かる。   Therefore, it can be seen that inclusion of Cs of the above concentration or more in the base film contributes to stable reduction of the sustain discharge voltage in the PDP.

また、従来のPDPに用いられているMgOは、バンドギャップが広く、Xeイオンからの電子放出をほとんど発生させないが、セシウム酸化物は、Xeイオンからの電子放出を発生させるため、放電ガス中のXeイオン濃度が高い方が好ましい。   In addition, MgO used in the conventional PDP has a wide band gap and hardly generates electron emission from Xe ions, but cesium oxide generates electron emission from Xe ions. A higher Xe ion concentration is preferred.

さらに、上記PDPは、セシウム炭酸化物、もしくはセシウム炭酸化複合材料によって形成された保護層9が、その2次電子放出係数がMgOによって形成された従来の保護層よりも大きいために、このMgOによって形成された従来の保護層よりも同じ数のイオンが入射した場合の電子の放出量が多くなり、エネルギーのロスが少なくなって、発光効率が向上する。   Further, the PDP has a protective layer 9 made of cesium carbonate or cesium carbonate composite material, and its secondary electron emission coefficient is larger than that of a conventional protective layer made of MgO. When the same number of ions are incident as compared with the conventional protective layer formed, the amount of emitted electrons is increased, energy loss is reduced, and luminous efficiency is improved.

また、MgOによって形成された保護層を備えた従来のPDPでは、放電ガス中のXe濃度を高めたり放電電極間の放電ギャップを長く設定したりすることで発光効率を向上させることも出来たが、この発光効率の向上のために、放電電圧が上昇してしまうという問題が生じている。   In addition, in the conventional PDP having a protective layer formed of MgO, the luminous efficiency could be improved by increasing the Xe concentration in the discharge gas or setting the discharge gap between the discharge electrodes to be long. In order to improve the luminous efficiency, there is a problem that the discharge voltage increases.

上記、PDPにおいては、保護層9がセシウム炭酸化物、もしくはセシウム炭酸化複合材料によって形成されていることによって、前述したように放電電圧が低減されるので、この放電電圧の低減と発光効率の向上とを同時に達成することが出来る。   In the above PDP, since the protective layer 9 is formed of cesium carbonate or cesium carbonate composite material, the discharge voltage is reduced as described above. Therefore, the discharge voltage is reduced and the luminous efficiency is improved. Can be achieved at the same time.

そして、セシウム炭酸化物、もしくはセシウム炭酸化複合材料をMgO内に含有し形成された保護層9は、セシウム単体、セシウム複合酸化物に比べて大気中でも安定し水酸化しにくいため耐プロセス、耐スパッタ性にも優れているという特徴を備えている。   The protective layer 9 formed by containing cesium carbonate or cesium carbonate composite material in MgO is more stable in the atmosphere and less resistant to hydroxide than cesium simple substance and cesium composite oxide. It has the feature that it is excellent in performance.

次に、本発明によるPDPにおいて、セシウムの炭酸化物、もしくは炭酸化複合材料を含有させて構成した保護層の製造工程について説明する。セシウムの炭酸化物について、図4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、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。   Next, in the PDP according to the present invention, a manufacturing process of a protective layer constituted by containing a cesium carbonate or a carbonated composite material will be described. For the cesium carbonate, as shown in FIG. 4, after performing the dielectric layer forming step A1 for forming the dielectric layer 8, in the next underlayer deposition step A2, a vacuum using a sintered body of MgO as a raw material A base film made of MgO is formed on the dielectric layer 8 by vapor deposition.

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、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、セシウムの炭酸化物であるCsCO3粒子94とを下地膜に付着させる工程を行う。 After that, on the unfired base film formed in the base film deposition step A2, MgO crystal particles 92a are aggregated particles 92 and metal oxides in which several crystal particles 92b having a particle diameter smaller than the crystal particles 92a are aggregated. A process of adhering certain MgO cubic crystal particles 93 and CsCO 3 particles 94, which are cesium carbonate, to the base film 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MgOの結晶粒子92a、92b及びMgOの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、セシウムの炭酸化物であるCsCO3粒子94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MgOの結晶粒子92a及び92b、MgOの立方体形状の結晶粒子93とCsの炭酸化物であるCsCO3粒子94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、スプレー法、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 MgO crystal particles 92a and 92b having a predetermined particle size distribution and MgO cubic crystal particles 93 are mixed in a solvent, and CsCO, which is a cesium carbonate. A crystal particle paste prepared by mixing three particles 94 in a solvent is prepared separately, and then two kinds of crystal particle pastes are mixed together to produce polyhedral MgO crystal particles 92a and 92b, and MgO cubic crystal particles 93. And CsCO 3 particles 94, which is a carbonate of Cs, are mixed in a solvent, and the mixed crystal particle paste is applied onto the base film in the crystal particle paste application step A3. As a method for applying the crystal particle paste onto the base film, a spray 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MgOの結晶粒子92a及び92b、MgOの立方体形状の結晶粒子93及びCsの炭酸化物であるCsCO3粒子94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 the preparation of the crystal particle paste, MgO base film 91, MgO crystal particles 92a and 92b, MgO cubic crystal particles 93, and CsCO 3 particles 94, which are Cs carbonates. And having a relatively high vapor pressure of several tens of Pa at room temperature to facilitate evaporative removal in the subsequent drying step A4, such as methylmethoxybutanol, terpineol, propylene An organic solvent alone such as glycol or benzyl alcohol or a mixed solvent thereof is used. 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MgOの結晶粒子92a、92bとMgOの立方体形状の結晶粒子93、下地膜中にセシウムの炭酸化物であるCsCO3粒子94を含有させた保護層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, simultaneous baking is performed at a temperature of several hundred degrees to remove the solvent and the resin component remaining in the crystal particle paste film, whereby a plurality of polyhedral MgO crystal particles 92a and 92b are formed on the base film 91. And a protective layer 9 containing MgO cubic crystal particles 93 and CsCO 3 particles 94, which are cesium carbonate, in the underlayer.

この方法によれば、Csの炭酸化物であるCs2CO3を下地膜中に全面に亘って均一に含有させることが可能である。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。 According to this method, it is possible to uniformly contain Cs 2 CO 3 , which is a carbon oxide of Cs, over the entire surface of the base film. 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.

次に、セシウムの炭酸化複合材料によって形成された保護層の製造工程について、説明する。誘電体層の上に、酸化マグネシウムとセシウムの炭酸化複合材料を混合させた保護層を形成する。保護層を形成するには、まず、平均粒径が10nm〜100nmのナノ結晶粒子を含有する酸化マグネシウムにセシウムの炭酸化複合材料を混合させたペーストを作製する。ナノ結晶粒子は気相生成法によって作製することができる。気相成長法はプラズマや電子ビーム等の高エネルギー下で気化したマグネシウム蒸気を、酸素ガスを含む冷却ガス(例えばアルゴンガス)によって瞬間冷却してナノサイズの微粒子を作製する方法である。   Next, the manufacturing process of the protective layer formed of the carbonized composite material of cesium will be described. A protective layer in which a carbonated composite material of magnesium oxide and cesium is mixed is formed on the dielectric layer. To form the protective layer, first, a paste is prepared by mixing magnesium oxide containing nanocrystalline particles having an average particle diameter of 10 nm to 100 nm with a cesium carbonate composite material. Nanocrystal particles can be produced by a vapor phase generation method. The vapor phase growth method is a method for producing nano-sized fine particles by instantaneously cooling magnesium vapor evaporated under high energy such as plasma or electron beam with a cooling gas containing oxygen gas (for example, argon gas).

本実施の形態では、ターピネオールを60重量%とブチルカルビトールアセテートを30重量%とアクリル樹脂を10重量%とを混合し作製したビークルに、平均粒径が50nmのナノ結晶粒子とセシウムの炭酸化複合材料を混練してペーストを作製した。そしてスクリーン印刷法等の公知技術を用いて誘電体層の上に酸化マグネシウムペーストを塗布し、保護層の前駆体を形成した。   In this embodiment, carbonation of nanocrystal particles having an average particle size of 50 nm and cesium is carried out in a vehicle prepared by mixing 60% by weight of terpineol, 30% by weight of butyl carbitol acetate and 10% by weight of an acrylic resin. The composite material was kneaded to prepare a paste. And the magnesium oxide paste was apply | coated on the dielectric material layer using well-known techniques, such as a screen printing method, and the precursor of the protective layer was formed.

その後、前駆体を形成した前面基板を乾燥、焼成して、厚さ1μm〜5μmの保護層を形成する。本実施の形態においては、まず酸化マグネシウムとセシウムの炭酸化複合材料を混合させたペーストを塗布した前面基板を350℃で11min保持して乾燥した。その後、500℃で12min保持して焼成し、厚さ約2μmの保護層を形成した。   Thereafter, the front substrate on which the precursor is formed is dried and fired to form a protective layer having a thickness of 1 μm to 5 μm. In the present embodiment, first, a front substrate coated with a paste in which a carbonated composite material of magnesium oxide and cesium was mixed was held at 350 ° C. for 11 minutes and dried. Thereafter, it was baked while being held at 500 ° C. for 12 minutes to form a protective layer having a thickness of about 2 μm.

なお、以上の説明では、保護層として、MgOを例に挙げたが、下地膜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, but the performance required for the base film is to have a high sputtering resistance for protecting the dielectric from ion bombardment, and has a high charge retention. The capacity, 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、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 the crystal particles. However, other single crystal particles are also oxides of metals such as Sr, Ca, Ba, Al and the like having high electron emission performance similar to MgO. Since the same effect can be obtained even if crystal grains are used, the particle type is not limited to MgO.

このように保護層を構成すれば、電子放出性能、耐プロセス性、耐スパッタ性を兼ね備えたパネルを得ることができる。   By forming the protective layer in this way, a panel having electron emission performance, process resistance, and sputtering resistance can be obtained.

続いて、本発明の実施の形態によるPDPの特徴であるパネル組み立て工程の詳細について図5〜8、表1を用いて説明する。図5に示すように、前面板2と背面板10とを作製した後、放電ガスをパネルの放電空間内に封入するまでの間に、還元性有機ガスを含むガスをパネルの放電空間内に導入して前面板2の保護層9を還元性有機ガスに曝した後、その還元性有機ガスを含むガスを排出する工程を設け、その後放電空間内に放電ガスを封入することにより、PDPの維持放電電圧を低下させることができることを見出しており、封着工程C1、排気工程C3と、放電ガス供給工程C4以外に、還元性ガス導入工程C2を設けた点に特徴を有する。   Next, details of the panel assembly process, which is a feature of the PDP according to the embodiment of the present invention, will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 5, after the front plate 2 and the back plate 10 are produced, the gas containing the reducing organic gas is introduced into the discharge space of the panel until the discharge gas is sealed in the discharge space of the panel. After the introduction and exposure of the protective layer 9 of the front plate 2 to the reducing organic gas, a step of discharging the gas containing the reducing organic gas is provided, and then the discharge gas is sealed in the discharge space. It has been found that the sustain discharge voltage can be reduced, and is characterized in that a reducing gas introduction step C2 is provided in addition to the sealing step C1, the exhaust step C3, and the discharge gas supply step C4.

図6〜図8は、本発明の実施の形態に用いる封着工程C1、還元性ガス導入工程C2、排気工程C3と、放電ガス供給工程C4の温度プロファイルの一例を示す図である。同図において、封着温度とは、封着工程C1において、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、例えば約490℃程度である。また、排気温度とは、排気工程C3における温度であり、本実施の形態における排気温度は、例えば約400℃程度である。   6-8 is a figure which shows an example of the temperature profile of the sealing process C1, the reducing gas introduction | transduction process C2, the exhaustion process C3, and the discharge gas supply process C4 used for embodiment of this invention. In the figure, the sealing temperature is a temperature at which the front plate 2 and the rear plate 10 are sealed by a frit as a sealing member in the sealing step C1, and the sealing temperature in the present embodiment. Is about 490 ° C., for example. The exhaust temperature is the temperature in the exhaust process C3, and the exhaust temperature in the present embodiment is about 400 ° C., for example.

図6に示す例においては、封着工程C1において、封着温度に維持するa−bの期間経過後、封着温度から排気温度に低下させるb−cの期間において、パネルの放電空間内からガスを排気する排気を行って減圧状態にした後、排気温度に維持しているc−dの期間において、パネルの放電空間内に還元性有機ガスを含むガスを導入して保護層9を還元性有機ガスを含むガスに曝す還元性ガス導入工程C2を行い、その後d−eの期間において、還元性有機ガスを含めてパネルの放電空間内からガスを排気する排気工程C3を行い、温度が室温程度に下がったe点以降の期間において、放電空間内に放電ガスを供給する放電ガス供給工程C4を行うものである。   In the example shown in FIG. 6, in the sealing step C <b> 1, after the period of ab to be maintained at the sealing temperature, in the period of bc in which the temperature is decreased from the sealing temperature to the exhaust temperature, from the discharge space of the panel. After exhausting the gas and reducing the pressure, the protective layer 9 is reduced by introducing a gas containing a reducing organic gas into the discharge space of the panel during the period cd maintained at the exhaust temperature. The reducing gas introduction process C2 is performed by exposing to a gas containing a reducing organic gas, and then the exhausting process C3 for exhausting the gas from the discharge space of the panel including the reducing organic gas is performed during the period d-e. A discharge gas supply step C4 for supplying a discharge gas into the discharge space is performed in a period after the point e that has dropped to about room temperature.

図7に示す例においては、封着工程C1において、封着温度に維持するa−bの期間経過後、封着温度から排気温度に低下させたc点から排気温度に維持しているd1の期間において、パネルの放電空間内からガスを排気する排気を行って減圧状態にした後、排気温度に維持した状態でd1−d2の期間において、パネルの放電空間内に還元性有機ガスを含むガスを導入して保護層9を還元性有機ガスを含むガスに曝す還元性ガス導入工程C2を行い、その後d2−eの期間において、還元性有機ガスを含めてパネルの放電空間内からガスを排気する排気工程C3を行い、温度が室温程度に下がったe点以降の期間において、放電空間内に放電ガスを供給する放電ガス供給工程C4を行うものである。   In the example shown in FIG. 7, in the sealing step C <b> 1, after elapse of the period ab in which the sealing temperature is maintained, d <b> 1 that is maintained at the exhaust temperature from the point c that is decreased from the sealing temperature to the exhaust temperature. In the period, after exhausting the gas from the discharge space of the panel and reducing the pressure, the gas containing the reducing organic gas in the discharge space of the panel in the period d1-d2 while maintaining the exhaust temperature. Then, a reducing gas introduction step C2 is performed in which the protective layer 9 is exposed to a gas containing a reducing organic gas, and then the gas is exhausted from the discharge space of the panel including the reducing organic gas during the period d2-e. The discharge process C3 is performed, and the discharge gas supply process C4 for supplying the discharge gas into the discharge space is performed in the period after the point e when the temperature drops to about room temperature.

また、図8に示す例においては、封着工程C1において、封着温度に到達したa点から封着温度に維持している期間中のb1点の間、パネルの放電空間内からガスを排気する排気を行って減圧状態にした後、b1点から、封着温度に維持しているb2の期間を過ぎて、封着温度から排気温度に低下したc点の期間において、パネルの放電空間内に還元性有機ガスを含むガスを導入して保護層9を還元性有機ガスを含むガスに曝す還元性ガス導入工程C2を行い、その後c−eの期間において、還元性有機ガスを含めてパネルの放電空間内からガスを排気する排気工程C3を行い、温度が室温程度に下がったe点以降の期間において、放電空間内に放電ガスを供給する放電ガス供給工程C4を行うものである。   Further, in the example shown in FIG. 8, in the sealing step C1, the gas is exhausted from the discharge space of the panel during the period b1 during the period of maintaining the sealing temperature from the point a reaching the sealing temperature. In the discharge space of the panel in the period of point c after the period of b2 that has been maintained at the sealing temperature from the point b1 and after the period of b2 is decreased from the sealing temperature to the exhaust temperature. A reducing gas introduction step C2 is performed in which a gas containing a reducing organic gas is introduced to expose the protective layer 9 to a gas containing the reducing organic gas. Thereafter, in the period of c-e, the reducing organic gas is included in the panel. The exhaust process C3 for exhausting the gas from the discharge space is performed, and the discharge gas supply process C4 for supplying the discharge gas into the discharge space is performed in a period after the point e when the temperature is lowered to about room temperature.

ここで、本発明において使用する還元性有機ガスとしては、表1に示すように、分子量が58以下の還元力の大きいCH系有機ガスが望ましく、これらの還元性有機ガスの中から選ばれる還元性有機ガスを希ガスや窒素ガスに混合して、還元性有機ガスを含むガスを作製して、還元性ガス導入工程C2を行う。   Here, as the reducing organic gas used in the present invention, as shown in Table 1, a CH-based organic gas having a molecular weight of 58 or less and a large reducing power is desirable, and a reducing organic gas selected from these reducing organic gases is used. A reducing organic gas is mixed with a rare gas or nitrogen gas to produce a gas containing a reducing organic gas, and the reducing gas introduction step C2 is performed.

Figure 2013058433
Figure 2013058433

表1において、Cの列は、有機ガスの一分子に含まれる炭素原子数を意味する。Hの列は、有機ガスの一分子に含まれる水素原子数を意味する。   In Table 1, column C means the number of carbon atoms contained in one molecule of organic gas. The column of H means the number of hydrogen atoms contained in one molecule of the organic gas.

表1に示すように、蒸気圧の列において、0℃での蒸気圧が100kPa以上のガスには、「A」が付されている。さらに、0℃での蒸気圧が100kPaより小さいガスには、「C」が付されている。沸点の列において、1気圧での沸点が0℃以下のガスには、「A」が付されている。さらに、1気圧での沸点が0℃より大きいガスには、「C」が付されている。分解しやすさの列において、分解しやすいガスには、「A」が付されている。分解しやすさが普通のガスには、「B」が付されている。還元力の列において、還元力が十分であるガスには、「A」が付されている。   As shown in Table 1, “A” is given to a gas having a vapor pressure of 100 kPa or higher at 0 ° C. in the vapor pressure column. Furthermore, “C” is given to the gas whose vapor pressure at 0 ° C. is smaller than 100 kPa. In the boiling point column, a gas having a boiling point of 0 ° C. or less at 1 atm is marked with “A”. Furthermore, “C” is attached to a gas having a boiling point of greater than 0 ° C. at 1 atmosphere. In the column for easy decomposition, “A” is given to the gas that is easily decomposed. “B” is attached to a gas that is easily decomposed. In the column of reducing power, “A” is given to the gas having sufficient reducing power.

表1において、「A」は良い特性であることを意味する。「B」は普通の特性であることを意味する。「C」は不十分な特性であることを意味する。   In Table 1, “A” means good characteristics. “B” means normal characteristics. “C” means insufficient properties.

PDPの製造工程における有機ガスの取扱い易さの観点から考えると、ガスボンベに入れて供給できる還元性有機ガスが望ましい。また、PDPの製造工程における取扱い易さから考えると、0℃での蒸気圧が100kPa以上の還元性有機ガス、または沸点が0℃以下の還元性有機ガス、または分子量が小さい還元性有機ガスが望ましい。   From the viewpoint of easy handling of organic gas in the manufacturing process of PDP, a reducing organic gas that can be supplied in a gas cylinder is desirable. Also, considering the ease of handling in the manufacturing process of PDP, a reducing organic gas having a vapor pressure at 100 ° C. of 100 kPa or higher, a reducing organic gas having a boiling point of 0 ° C. or lower, or a reducing organic gas having a low molecular weight is present. desirable.

さらに、排気工程C3の後にも還元性有機ガスを含むガスの一部が放電空間内に残留する可能性がある。よって、還元性有機ガスは、分解しやすい特性を有することが望ましい。   Furthermore, part of the gas containing the reducing organic gas may remain in the discharge space even after the exhaust process C3. Therefore, it is desirable that the reducing organic gas has a characteristic that it is easily decomposed.

還元性有機ガスは、製造工程上での取扱い易さや、分解しやすい特性などの点を考慮して、アセチレン、エチレン、メチルアセチレン、プロパジエン、プロピレンおよびシクロプロパンの中から選ばれる酸素を含まない炭化水素系ガスが望ましい。   Reducing organic gas is a carbon that does not contain oxygen selected from acetylene, ethylene, methylacetylene, propadiene, propylene and cyclopropane, taking into consideration the ease of handling in the manufacturing process and the property of being easily decomposed. Hydrogen gas is desirable.

これらの還元性有機ガスの中から選ばれる少なくとも一種を希ガスや窒素ガスに混合して用いればよい。なお、希ガスや窒素ガスと還元性有機ガスの混合比率は、使用する還元性有機ガスの燃焼割合に応じて下限が決定される。上限は、数体積%程度である。還元性有機ガスの混合比率が高すぎると、有機成分が重合して高分子となりやすい。この場合、高分子が放電空間に残留し、PDPの特性に影響を与えてしまう。よって、使用する還元性有機ガスの成分に応じて、混合比率を適宜調整することが好ましい。   At least one selected from these reducing organic gases may be mixed with a rare gas or nitrogen gas. The lower limit of the mixing ratio of the rare gas or nitrogen gas and the reducing organic gas is determined according to the combustion ratio of the reducing organic gas to be used. The upper limit is about several volume%. If the mixing ratio of the reducing organic gas is too high, the organic component is likely to be polymerized to become a polymer. In this case, the polymer remains in the discharge space and affects the characteristics of the PDP. Therefore, it is preferable to appropriately adjust the mixing ratio according to the component of the reducing organic gas to be used.

発明者等は還元性ガスの他の例として水素ガスを用いて同様の検討を行ったが、還元性有機ガスと同等の効果は得られなかった。   The inventors conducted a similar study using hydrogen gas as another example of the reducing gas, but did not achieve the same effect as the reducing organic gas.

なお、MgO、CaO、SrO、およびBaOなどは、水、二酸化炭素、炭化水素などの不純物ガスとの反応性が高い。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。   Note that MgO, CaO, SrO, BaO, and the like are highly reactive with impurity gases such as water, carbon dioxide, and hydrocarbons. In particular, by reacting with water and carbon dioxide, the discharge characteristics are likely to deteriorate, and the discharge characteristics of each discharge cell are likely to vary.

そこで、封着工程C1において、放電空間16に開口する貫通孔を通して放電空間16内が陽圧状態となるように不活性ガスを流し、その後、封着を行うことが好ましい。下地膜91と不純物ガスとの反応が抑制できるからである。不活性ガスとしては、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンなどが用いられ得る。   Therefore, in the sealing step C1, it is preferable to flow an inert gas so that the inside of the discharge space 16 is in a positive pressure state through a through-hole opened in the discharge space 16, and then perform sealing. This is because the reaction between the base film 91 and the impurity gas can be suppressed. Nitrogen, helium, neon, argon, xenon, etc. can be used as the inert gas.

また、不活性ガスの代わりにドライ空気(乾燥ガス)を流してもよい。少なくとも水との反応が抑制できる上に、不活性ガスより製造コストが低減できるからである。   Moreover, you may flow dry air (dry gas) instead of an inert gas. This is because at least the reaction with water can be suppressed and the production cost can be reduced compared with the inert gas.

以上説明したように、本発明によれば、誘電体層8上に下地膜91を形成するとともに、その下地膜91中にセシウムの炭酸化物、もしくは炭酸化複合材料を含有した保護層9を有し、かつ前面板2と背面板10とを作製した後、放電ガスをパネルの放電空間内に封入するまでの間に、還元性有機ガスを含むガスをパネルの放電空間内に導入して前面板2の保護層9を還元性有機ガスに曝した後、その還元性有機ガスを含むガスを排出する工程を設け、その後放電空間内に放電ガスを封入することにより、電子放出性能、耐プロセス性、耐スパッタ性を兼ね備え、維持放電電圧を低下させたPDPを得ることができるものである。   As described above, according to the present invention, the base film 91 is formed on the dielectric layer 8, and the protective film 9 containing cesium carbonate or carbonated composite material is provided in the base film 91. In addition, after the front plate 2 and the back plate 10 are produced and before the discharge gas is sealed in the discharge space of the panel, a gas containing a reducing organic gas is introduced into the discharge space of the panel. After the protective layer 9 of the face plate 2 is exposed to the reducing organic gas, a step of discharging the gas containing the reducing organic gas is provided, and then the discharge gas is enclosed in the discharge space, so that the electron emission performance and the process resistance In addition, it is possible to obtain a PDP having both a high resistance and a sputtering resistance and a reduced sustain discharge voltage.

なお、以上の説明では、保護層9として、MgOからなる下地膜91に、MgOの結晶粒子が凝集した凝集粒子92を分散させて付着させた例で説明したが、上述したように、下地膜91としては、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構成したものでもよい。   In the above description, the protective layer 9 is described as an example in which the aggregated particles 92 in which the MgO crystal particles are aggregated are dispersed and adhered to the base film 91 made of MgO. 91 may be composed of a metal oxide selected from magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO).

以上のように本発明は、高精細で高輝度かつ高画質の表示性能を備え、さらに低消費電力の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 high-definition, high-brightness, high-image-quality display performance and further realizing a low power consumption PDP.

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(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 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
91 下地膜
92 凝集粒子
92a、92b、93 MgO結晶粒子
1 PDP
2 Front plate 3 Front glass substrate 4 Scan electrode 5 Sustain electrode 6 Display electrode 7 Black stripe (light shielding layer)
8 Dielectric layer 9 Protective layer 10 Back plate 11 Back glass substrate 12 Data electrode 13 Base dielectric layer 14 Partition 15 Phosphor layer 16 Discharge space 91 Base film 92 Aggregated particles 92a, 92b, 93 MgO crystal particles

Claims (5)

表示電極、誘電体層、および保護層を有した前面板と、背面板とを備え、
前記保護層は、下地膜と、金属酸化物粒子とを有し、
前記金属酸化物粒子は酸化マグネシウム結晶体であり、
前記下地膜は酸化マグネシウムを主成分とした、複数の柱状構造を有した層であり、
隣接する前記柱状構造の間隙にセシウムの炭酸化複合材料を含む、プラズマディスプレイパネル。
A front plate having a display electrode, a dielectric layer, and a protective layer, and a back plate,
The protective layer has a base film and metal oxide particles,
The metal oxide particles are magnesium oxide crystals;
The base film is a layer having a plurality of columnar structures mainly composed of magnesium oxide,
A plasma display panel comprising a carbonized composite material of cesium in a gap between adjacent columnar structures.
保護層を有した前面板と背面板とを放電空間を形成して対向配置して封着し、前記放電空間内を排気するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記保護層は、下地膜と、金属酸化物粒子とを有し、
前記金属酸化物粒子は酸化マグネシウム結晶体であり、
前記下地膜は酸化マグネシウムを主成分とした、複数の柱状構造を有した層であり、
隣接する前記柱状構造の間隙にセシウムの炭酸化複合材料を含み、
前記保護層形成後に、前記保護層表面に還元性有機ガスを曝す、プラズマディスプレイパネルの製造方法。
A method of manufacturing a plasma display panel in which a front plate and a rear plate having a protective layer are formed in a discharge space, and are disposed opposite to each other and sealed, and the discharge space is exhausted.
The protective layer has a base film and metal oxide particles,
The metal oxide particles are magnesium oxide crystals;
The base film is a layer having a plurality of columnar structures mainly composed of magnesium oxide,
Cesium carbonated composite material is included in the gap between adjacent columnar structures;
A method for manufacturing a plasma display panel, wherein a reducing organic gas is exposed to a surface of the protective layer after the protective layer is formed.
前記セシウムの炭酸化複合材料は、一般式CsCO3x(Ayz)によって表され、Aは、少なくともY、Ce、Laのなかから選択される1種以上の元素からなる、請求項2に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。 The cesium carbonated composite material is represented by a general formula CsCO 3x (A y O z ), and A is composed of one or more elements selected from at least Y, Ce, and La. The manufacturing method of the plasma display panel of description. 前記下地膜は、平均粒径が10nm〜100nmの酸化マグネシウム結晶粒子の層を有する、請求項2−3に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。 The said base film is a manufacturing method of the plasma display panel of Claim 2-3 which has a layer of the magnesium oxide crystal particle with an average particle diameter of 10 nm-100 nm. 前記下地膜は、マグネシウムに対する、セシウムの比率は、重量比率で、0.1%より大きい、請求項4に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。 The method for manufacturing a plasma display panel according to claim 4, wherein the base film has a weight ratio of cesium to magnesium that is greater than 0.1%.
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