JP3753128B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字または画像表示用のカラーテレビジョン受像機やディスプレイ等に使用するガス放電発光を利用したプラズマディスプレイパネル(以下PDPという)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
このPDPでは、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で蛍光体を励起して発光させカラー表示を行っている。そして、基板上に隔壁によって区画された表示セルが設けられており、これに発光体層が形成されている構成を有する。
【0003】
このPDPには、大別して、駆動的にはAC型とDC型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の2種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、PDPの主流は、3電極構造の面放電型のもので、その構造は、一方の基板上に平行に隣接した表示電極対を有し、もう一方の基板上に表示電極と交差する方向に配列されたアドレス電極と、隔壁、蛍光体層を有するもので、比較的蛍光体層を厚くすることができ、蛍光体によるカラー表示に適している。
【0004】
このようなPDPは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。
【0005】
このようなPDPは、一般的に次のようにして製造される。まず、背面ガラス基板上に、銀からなるアドレス電極を形成し、その上に誘電体ガラスからなる可視光反射層と、ガラス製の隔壁を所定のピッチで作製する。これらの隔壁に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を含む各色蛍光体ペーストを塗布した後、蛍光体を焼成してペースト内の樹脂成分等を除去して蛍光体層を形成し、背面板とする。その後、背面板の周囲に前面板との封着部材として低融点ガラスペーストを塗布し、低融点ガラスペースト内の樹脂成分等を除去するために350℃程度で仮焼する。
【0006】
その後、表示電極、誘電体ガラス層および保護層を順次形成した前面板と、前記背面板とを隔壁を介して表示電極とアドレス電極が直交するよう対向配置し、450℃程度で焼成し、前記封着部材である低融点ガラスによって周辺部を封着する。その後、350℃程度まで加熱しながらパネル内を排気し、終了後に放電ガスを所定の圧力だけ導入して完成品とする。
【0007】
従来のPDPにおいては、放電ガスに少なくともキセノン(Xe)を含む希ガスを用いている。最も一般的に用いられているのはネオン(Ne)に数%のキセノン(Xe)を混合した放電ガスであり、ガス純度は99.99〜99.999%程度の高純度ガスである。
【0008】
しかしながら、放電特性を向上させる目的で、希ガス以外の不純物を放電ガスに均一にしかも所定の濃度で制御よく添加することは非常に困難であった。この原因は、PDP内の構成物質であり、放電ガスに接している保護膜としての酸化マグネシウム(MgO)や蛍光体材料は、不活性ガス以外のガスに対して非常に吸着性が高いために、放電ガス中に制御よく不純物ガスを拡散させることは難しく、また不純物ガスを放電ガスに混合して導入するだけでは放電ガス導入部付近に多くの不純物ガスが吸着されてしまうために、パネル面内で輝度ムラが発生したり、放電特性のバラツキの原因となった。
【0009】
また、その中でも特に青色蛍光体として一般的に用いられているBaMgAl10O17:Euは、特にH2Oに対する吸着性が高く、熱劣化しやすいという課題がある(特許文献1参照)。
【0010】
また、PDPにおいては、放電電圧が約200Vと高く、回路のコスト、パネルの耐圧の面から低電圧化が必要であり、同時に安定放電、高輝度化、高効率化、長寿命化が求められている。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−35372号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、放電電圧の低電圧化、安定放電、高輝度化、高効率化、長寿命化などの特性向上を実現できるようにすることを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、基板の周辺部を封着する封着工程時、または封着工程前に、不活性ガス以外の不純物ガスを蛍光体層に吸着させて、パネル点灯時に前記不純物ガスを放電ガス中に放出させるもので、制御よく放電ガスに不純物を添加することが可能となり、従来のものに比べて低電圧化、高輝度化、高効率化、長寿命化などの特性向上を実現できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項1に記載の発明は、一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのCO2の吸着量は、昇温脱離分析法において0度から500度までの領域で現れる脱離CO2のピーク分子数が1×1015個/g以下(0を含まず)であることを特徴とする。
【0015】
また、請求項4に記載の発明は、一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH 2 Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H 2 Oのピーク分子数が、0度から500度までの領域で現れる脱離CO 2 のピーク分子数の3.7倍以上4.3倍以下であることを特徴とする。
【0016】
また、請求項6に記載の発明は、一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのCH4の吸着量は、昇温脱離分析法において100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数が3.0×1014個/g以下(0を含まず)であることを特徴とする。
【0017】
さらに、請求項9に記載の発明は、一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数に対する100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数の比率が0.05以下(0を含まず)であることを特徴とする。
【0018】
また、請求項10に記載の発明は、一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数が1×1015個/g以上5×1015個/g以下で、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数に対する100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数の比率が0.05以下(0を含まず)であることを特徴とする。
【0025】
以下、本発明の一実施の形態によるPDPおよびその製造方法について、具体例に基づき説明する。
【0026】
(実施の形態1)
まず、本発明の実施の形態1について説明する。図1に本発明によるPDPの構造を示しており、図1に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板1上には、スキャン電極とサステイン電極とで対をなすストライプ状の表示電極2が複数列形成され、そしてその電極群を覆うようにガラスからなる誘電体層3が形成され、その誘電体層3上にはMgOからなる保護膜4が形成されている。
【0027】
また、前記前面側の基板1に対向配置される背面側のガラス基板などの基板5上には、スキャン電極及びサステイン電極の表示電極2と交差するように、誘電体ガラスからなる可視光反射層6で覆われた複数列のストライプ状のアドレス電極7が形成されている。このアドレス電極7間の可視光反射層6上には、アドレス電極7と平行に複数の隔壁8が配置され、この隔壁8間の側面および可視光反射層6の表面に蛍光体層9が設けられている。
【0028】
これらの基板1と基板5とは、スキャン電極およびサステイン電極の表示電極2とアドレス電極7とがほぼ直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周辺部が封着部材により封着され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁8によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極2とアドレス電極7との交点が位置する複数の放電セルが設けられ、その各放電セルには、赤色、緑色、青色の蛍光体層9が一色ずつ順次配置されている。
【0029】
そして、上記赤色、緑色、青色の蛍光体層9を放電によって発生する波長の短い真空紫外線(波長147nm)により励起発光させることにより、カラー表示を行っている。
【0030】
蛍光体層9を構成する蛍光体としては、一般的に以下の材料が用いられている。
【0031】
「青色蛍光体」:BaMgAl10O17:Eu
「緑色蛍光体」:Zn2SiO4:MnまたはBaAl12O19:Mn
「赤色蛍光体」:Y2O3:Euまたは(YxGd1-x)BO3:Eu
また、各色蛍光体は、以下のようにして作製することができる。
【0032】
青色蛍光体(BaMgAl10O17:Eu)は、まず炭酸バリウム(BaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、酸化アルミニウム(α−Al2O3)をBa,Mg,Alの原子比で1対1対10になるように配合する。次にこの混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム(Eu2O3)を添加し、そして適量のフラックス(AlF2,BaCl2)と共にボールミルで混合し、1400℃〜1650℃で所定時間、例えば、0.5時間還元雰囲気(H2,N2中)で焼成することにより得られる。
【0033】
赤色蛍光体(Y2O3:Eu)は、原料として水酸化イットリウムY2(OH)3と硼酸(H3BO3)とをY,Bの原子比1対1になるように配合する。次に、この混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム(Eu2O3)を添加し、適量のフラックスと共にボールミルで混合し、空気中1200℃〜1450℃で所定時間、例えば1時間焼成することにより得られる。
【0034】
緑色蛍光体(Zn2SiO4:Mn)は、原料として酸化亜鉛(ZnO)、酸化珪素(SiO2)をZn,Siの原子比2対1になるように配合する。次にこの混合物に所定量の酸化マンガン(Mn2O3)を添加し、ボールミルで混合した後、空気中で1200℃〜1350℃で所定時間、例えば0.5時間焼成することにより得られる。
【0035】
上記製法で作製された蛍光体粒子を粉砕後ふるい分けすることにより、所定の粒径分布を有する蛍光体材料が得られる。
【0036】
図2に本実施の形態によるPDPの製造工程を示しており、図2に示すように背面板側は、ガラス基板上に銀からなるアドレス電極を形成し、その上に誘電体ガラスからなる可視光反射層と、ガラス製の隔壁を所定のピッチで作製する工程10を行う。
【0037】
次に、これらの隔壁に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を含む各色蛍光体ペーストをそれぞれ塗布した後、500℃程度で蛍光体ペーストを焼成してペースト内の樹脂成分等を除去し、蛍光体層を形成する蛍光体形成工程11を行う。また、蛍光体形成後は、背面板の周囲に前面板との封着部材として低融点ガラスペーストを塗布し、低融点ガラスペースト内の樹脂成分等を除去するために350℃程度で仮焼する低融点ガラスペースト形成工程を行う。
【0038】
一方、前面板側は、ガラス基板上に表示電極と誘電体層を形成する電極、誘電体層の形成工程12を行い、その後保護膜の形成工程13を行う。
【0039】
その後、表示電極、誘電体ガラス層および保護層を順次形成した前面板と、前記背面板を隔壁を介して表示電極とアドレス電極が直交するよう対向配置し、450℃程度で焼成し、低融点ガラスによって、周囲を密封する封着工程14を行った後、350℃程度まで加熱しながらパネル内を排気し、終了後に放電ガスを所定の圧力だけ導入するガス封入工程15を行う。
【0040】
そして、ガラス基板に形成した表示電極に通常動作時の約2倍の交流電圧を印加して強い放電を発生させて安定放電が行えるようにするエージング工程16を行うことによりパネルが完成される。
【0041】
ここで、本実施の形態においては、封着工程時、または封着工程前に不純物ガスを蛍光体層に吸着させるもので、吸着させる不純物ガスを限定するため、図2の点線で囲むように、前面側のガラス基板は保護膜である酸化マグネシウムを真空電子ビーム蒸着法により形成した後、背面側のガラス基板は蛍光体焼成後より、不純物ガス吸着工程17を除くすべての工程において10-4Pa以下の真空、または露点−60度以下の乾燥N2雰囲気で、ガス封入工程15までを行った。なお、背面側のガラス基板の蛍光体焼成工程までは大気中で行うため、不純物ガス吸着工程17の前に、真空加熱を500℃で行い、大気中での吸着ガスの脱ガス処理18を行った。また、不純物ガス吸着工程17は、この脱ガス処理18の降温時に、H2O,CO2の少なくとも一方を含む所望の不純物ガスを導入し、室温に下がるまでこのガス雰囲気に曝すことにより行う。
【0042】
ところで、上述したように、PDP内の放電空間に存在するMgOや蛍光体材料、特に青色蛍光体は、不活性ガス以外の不純物ガスの吸着性が高く、その不純物ガスが原因でパネル面内で輝度ムラが発生したり、放電特性のバラツキが生じる。このような課題を解決するためには、不純物ガスが吸着しないようにすればよいが、PDPの構成上、それは実際上困難なことである。
【0043】
そこで、本発明者らは、不純物ガスの吸着量を制御することで、PDPの特性の改善および安定化が図れないかについて、各種の実験と検討を行った。その結果、積極的に不純物ガス吸着工程を設け、不純物ガスの吸着量を制御するという本発明を見出したものである。
【0044】
図3はPDPの蛍光体に対するH2Oを含む不純物ガスの吸着性について、本発明者らが行った実験の結果を示す図であり、図3に示すように不純物ガス吸着工程において、H2Oの分圧に対して各色の蛍光体におけるH2Oの吸着量に関係があることが分かった。すなわち、図3に示す特性から、青色蛍光体が最もH2Oの吸着量が多く、また同時に不純物ガス吸着工程時のH2Oの分圧に対して大きな変化率を示すことが分かった。このことからPDPの内部空間内でのH2O総量の制御は、青色蛍光体のH2O吸着量を制御することで可能であることが分かった。
【0045】
すなわち、封着工程前に不純物ガス吸着工程を設け、不活性ガス以外の不純物ガスを蛍光体層に吸着させることにより、不活性ガス以外の不純物ガスをパネル面内に均一に制御よく導入することが可能となる。また、この不純物ガスとしては、本発明者らの実験によれば、H2OとCO2の少なくとも一方を含むガスを導入すればよく、その不純物ガスの効果により放電電圧の低電圧化、安定放電、高輝度化、高効率化、長寿命化を実現することができる。
【0046】
ここで、蛍光体に不純物ガスを吸着させることにより放電特性を制御よく操作できる理由について説明すると、一般的にPDPの駆動方法は、初期化放電、アドレス放電、維持放電から構成されており、駆動の原理としては、第1の初期化放電では大きな電圧を印加することにより、放電セル内をリセットする効果を有し、次に表示する画像信号を基に点灯させたいセルのみ選択的にアドレス放電を発生させ、その放電を維持放電で持続させ、この維持放電のパルス数で階調表現を行っている。その際、初期化放電とアドレス放電時には前面板に形成された表示電極と背面板に形成されたアドレス電極間において放電が発生するため、背面板のアドレス電極上に形成されている蛍光体に不純物ガスが吸着されていると初期化放電、アドレス放電によってその不純物ガスが放電ガス中に効果的に放出されると考えられる。そして、蛍光体材料は不活性ガス以外のガスに対し、吸着性に富むため、一度放電ガス中に放出した不純物ガスは、維持放電終了後に再び再吸着されると考えられ、これらのことが制御よく不純物ガスを放電ガス中に添加することにより、効果的に放電特性を操作できる要因と考えられる。
【0047】
なお、本実施の形態においては、蛍光体焼成工程と封着工程の間で蛍光体を形成した背面板を所望の不純物ガスを含むガスに曝すことにより、蛍光体への不純物ガス吸着を行ったが、封着工程を所望の不純物ガスを含むガス雰囲気で行うか、または封着工程において前面板と背面板で形成される内部空間に所望の不純物ガスを含むガスを流すことによっても蛍光体に不純物ガスを吸着させることができ、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0048】
ところで、本発明者らの実験によれば、上述した本発明による効果は、不純物ガスとしてのCO2の昇温脱離質量分析(TDS)における0から500度までに見られるピーク分子数、およびH2Oの300度以上に見られるピーク分子数との間に相関があることを見出した。
【0049】
次に、不純物ガス吸着工程におけるガス雰囲気とパネル完成後の不純物ガスの青色蛍光体への吸着量とについて、実験を行った結果について説明する。表1にその結果を示している。なお、表1における各項目の意味は、次の通りである。
【0050】
「点灯電圧」:パネル全面を点灯させるのに必要な維持電圧。
【0051】
「放電ミス」:1000回のアドレス放電における放電不良回数。この放電不良回数が多くなると不灯発生による画質劣化の要因となる。
【0052】
「電圧マージン」:点灯に必要な点灯電圧から維持電圧を高くしていくことにより発生する点灯不具合発生電圧までの電圧差。この値が大きいほど安定な駆動が可能となる。
【0053】
「点灯後の電圧マージン」:200kHzの維持電圧印加による500時間の放電後の電圧マージン。
【0054】
「マージン変動」:200kHzの維持電圧印加による500時間の放電の前後での電圧マージンの変化量を電圧(V)で示した。
【0055】
「相対輝度」:パネルNo.1の値を100とした相対強度で表した。
【0056】
また、表1では実際の数値を表記するとともに、その数値の評価を◎、○、△、×で表した。◎:非常によい ○:実用上問題なし △:実用上改善されると良いが大きな問題ではない ×:実用上問題である。
【0057】
【表1】
【0058】
この表1から明らかなように、真空空間で作製したNo.1のパネルと乾燥N2雰囲気で作製したNo.2のパネルにおいては、蛍光体へのH2O,CO2の吸着量が非常に少なく、初期の電圧マージンが非常に大きく、またマージンの変化もほとんどなく、長期にわたり安定な放電が実現できる。これに対し、CO2の不純物ガス吸着を行ったNo.3、No.4のパネルにおいては、No.1、No.2のパネルに比べて、放電ミスの回数が減少した。これによりCO2を吸着させることにより、放電ミスを低減できることが分かる。しかしながら、一方ではCO2の1%雰囲気で作製したNo.4のパネルでは、初期の電圧マージンが小さく、また輝度の低下も同時にみられることがわかった。また、CO2の吸着量の500度までのピーク分子数が1×1015個/gを境にこの輝度劣化が大きく発生することが本発明者らにより確認されている。
【0059】
従って、蛍光体へのCO2の吸着量を500度までのピーク分子数で1×1013個/g〜1×1015個/gの範囲で行うことにより、大きな輝度劣化を招くことなく放電ミスの回数を低減することができる。
【0060】
また、N2雰囲気にCO2を0.1%添加し、H2Oを分圧で3Torrと30Torr添加して作製したNo.5とNo.6のパネルにおいて、CO2を0.1%のみ添加したNo.3のパネルと比べると、電圧マージンの大きな低下もなく、点灯電圧の低減と輝度向上の効果が得られる。しかしながら、H2Oを30Torr添加したNo.6のパネルにおいては、マージンの変化量が大きく、長期間の安定放電は困難である。マージンの変化量は、蛍光体に吸着させたピーク分子数が5×1015個/g以上になると、大きくなり電圧マージンが減少することが本発明者らにより確認されている。
【0061】
従って、蛍光体へのH2Oの吸着量を300度以上でのピーク分子数で1×1015個/g〜5×1016個/gとすることにより、パネル点灯による電圧マージンの大きな低下を招くことなく、放電電圧を低減することができる。これにより、高輝度で長期にわたり安定放電が可能で、放電電圧を下げることができる。
【0062】
また本実施の形態において、CO2とH2Oをともに吸着させることにより、それぞれの吸着ガスの効果を有するとともに、さらにCO2,H2Oの各々単独の不純物ガス吸着では見られなかった輝度向上が確認できた。これはCO2による輝度劣化要因がH2Oにより抑えられていることを意味しており、輝度劣化を生じる蛍光体へのCO2の吸着サイトに、H2Oが吸着するために輝度劣化が低減することが考えられる。また、同時に放電電圧の低減により、Xeの紫外線放射効率も上昇していることが考えられる。また、このH2OによるCO2の輝度低減抑制効果ならびに輝度向上の相乗効果は、CO2とH2Oとのピーク分子数の比に大きく関係していることが本発明者らにより確認されており、H2Oのピーク分子数がCO2のピーク分子数に対する比率として、3.7から4.3であることが好ましく、4.0付近が最も効果的であることがわかった。
【0063】
ここで、吸着分子数X(個/g)とは、昇温脱離質量分析において排気速度をS(m3/s)、測定間隔時間をt(s)、全検出イオン電流をI(A)、求めたい分子のイオン電流をJ(A)、電流検出時の圧力をP(Pa)測定試料の重さをW(g)とした時、気体定数をR、温度をT、アボガドロ数をNとして、
X={N/(R×T)}×P×S×t×(J/I)/W=2.471×1020×P×S×t×(J/I)/Wの式より求まる値であり、本実施の形態では排気速度0.19(m3/s)、測定間隔時間15(s)により測定したデータを用いている。
【0064】
以上のように本発明によれば、不活性ガス以外の不純物ガスをパネル面内に均一に制御よく導入することが可能であり、また不純物ガスとしてH2OとCO2を導入することにより、その不純物ガスの効果により、PDPにおける放電電圧の低電圧化、安定放電、高輝度化、高効率化、長寿命化などの特性向上を実現することができる。
【0065】
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
【0066】
本実施の形態2においては、封着工程時、または封着工程前に少なくともCH4を含む不純物ガスを蛍光体層に吸着させるもので、上記実施の形態1と同様に、吸着させる不純物ガスを限定するため、図2の点線で囲むように、前面側のガラス基板は保護膜である酸化マグネシウムを真空電子ビーム蒸着法により形成した後、背面側のガラス基板は蛍光体焼成後より、不純物ガス吸着工程17を除くすべての工程において10-4Pa以下の真空、または露点−60度以下の乾燥N2雰囲気で、ガス封入工程15まで行った。なお、背面側のガラス基板の蛍光体焼成工程までは大気中で行うため、不純物ガス吸着工程17の前に、真空加熱を600℃で行い、大気中での吸着ガスの脱ガス処理18を行った。また、不純物ガス吸着工程17は、この脱ガス処理18の降温時に、H2O、CH4を含む所望の不純物ガスを導入し、室温に下がるまでこのガス雰囲気に曝すことにより行う。
【0067】
このような本実施の形態2は、不純物ガスとしてのCH2の昇温脱離質量分析(TDS)における0から600度までに見られるピーク分子数、およびH2Oの300度以上に見られるピーク分子数との間に相関があることを見出したことに基づくものであり、以下に説明するように、上記実施の形態1と同様な効果が得られる。
【0068】
なお、昇温脱離分析において、上記不純物以外にもCH系不純物が重合した、より質量数が大きいCnH2n+2で表されるメタン系炭化水素やCnH2nで表されるエチレン系炭化水素などの不純物も検出されるが、CH2の吸着量が放電特性と大きな相関があった。これは低級の分子が最も放電に影響しやすいためであると思われる。また、昇温脱離分析法においてCH4の吸着量評価に対し、Oが同質量数で妨害イオンとなるため、CH4の吸着量の測定が困難であるため、CH2の吸着量をCH4の吸着量の指標として用いた。
【0069】
次に、不純物ガス吸着工程におけるガス雰囲気とパネル完成後の不純物ガスの青色蛍光体への吸着量とについて、実験を行った結果について説明する。表2にその結果を示している。なお、表2における各項目の意味は、上記表1と同様な意味であり、説明は省略する。
【0070】
【表2】
【0071】
この表2から明らかなように、真空空間で作製したNO.1のパネルと乾燥N2雰囲気で作製したNO.2のパネルにおいては、蛍光体へのH2O、CH4の吸着量が非常に少なく、初期の電圧マージンが非常に大きく、またマージンの変化もほとんどなく、長期にわたり安定な放電が実現できる。これに対し、CH4の不純物ガス吸着を行ったNO.3、NO.4のパネルにおいては、NO.1、NO.2のパネルに比べて、放電ミスの回数が減少した。しかしながら、一方ではCH4の1%雰囲気で作製したNO.4のパネルでは、電圧マージンの減少と輝度の低下も同時に見られる。また、CH2の吸着量の100度〜600度までのピーク分子数が2×1015個/gを境にこの輝度劣化が大きく発生することが本発明者らにより確認されている。
【0072】
従って、蛍光体へのCH2の吸着量を100度〜600度までのピーク分子数で0.5×1014個/g〜3.0×1014個/gの範囲で行うことにより、大きな輝度劣化を招くことなく放電ミスの回数を低減することができる。
【0073】
また、N2雰囲気にCH4を0.1%添加し、H2Oを分圧で3Torrと30Torr添加して作製したNO.5とNO.6のパネルにおいて、CH4を0.1%のみ添加したNO.3のパネルと比べると、電圧マージンの大きな低下もなく、点灯電圧の低減と輝度向上の効果が得られる。しかしながら、H2Oを30Torr添加したNO.6のパネルについては、点灯に伴いマージンの低下が大きく、長期間の安定放電は困難である。
【0074】
点灯による電圧マージンの低下は蛍光体へ吸着させたH2Oの300度以上で現れるピーク分子数が5×1015個/g以上になると大きくなり、電圧マージンが減少することが本発明者らにより確認されている。従って、蛍光体へのH2Oの吸着量を300度以上でのピーク分子数で1×1015個/g〜5×1016個/gとすることにより、パネル点灯による電圧マージンの大きな低下を招くことなく放電電圧を低減することができる。これにより、高輝度で長期にわたり安定放電が可能であって、放電電圧を下げることができる。
【0075】
また本実施の形態において、CH4とH2Oをともに吸着させることにより、それぞれの吸着ガスの効果を有するとともに、さらにCH4、H2Oの各々単独の不純物ガス吸着では見られなかった輝度向上が確認できた。これはCH4による輝度劣化要因がH2Oにより抑えられていることを意味しており、輝度劣化を生じる蛍光体へのCH4の吸着サイトにH2Oが吸着することにより輝度劣化が低減するものと考えられる。また、同時に放電電圧の低減により、Xeの紫外線放射効率も上昇していることが考えられる。ただし、H2OによるCH4の輝度低減抑制効果ならびに輝度向上の相乗効果は、CH4の吸着量の指標となるCH2の100度〜600度の間で現れるピーク分子数と、300度以上で現れるH2Oのピーク分子数の比に大きく関係していることが本発明者らにより確認されており、図4に示すようにH2Oの300度以上で現れるピーク分子数がCH2の100度から600度の間で現れるピーク分子数に対する比率として、0.05以下で特に効果があり、逆に0.05以上では輝度が低下していく。
【0076】
また、300度以上で現れるH2Oのピーク分子数が5×1015個/g以上では、前記吸着量の比率が0.05以上における輝度低下の傾きが穏やかであったが、300度以上で現れるH2Oのピーク分子数が5×1015個/g以下の時には、前記比率の増加に伴う輝度低下の傾斜が強くなる傾向が見られる。
【0077】
以上のことより、電圧マージンの低下を招くことなく輝度を向上させるには、300度以上で現れるH2Oのピーク分子数が5×1015個/g以下で前記吸着量の比率が0.05以下となることが最も望ましい。
【0078】
なお、図4は、H2Oの吸着量について昇温脱離分析法より分析した結果において、300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数に対する100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数の比率と輝度の関係を示す図である。
【0079】
以上のように本発明によれば、不純物ガスとしてH2OとCH4を導入することにより、その不純物ガスの効果により、PDPにおける放電電圧の低電圧化、安定放電、高輝度化、高効率化、長寿命化などの特性向上を実現することができる。
【0080】
また、以上の説明では、青色蛍光体としてBaMgAl10O17:Euを用いた場合を例にして説明したが、特開2000−226574号公報において公開されている(Ba1-mSrm)iMgAljOn:Eukで表され、0≦m≦0.25、1.0≦i≦1.8、12.7≦j≦21.0、0.01≦k≦0.20、21.0≦n≦34.5からなる組成のアルミン酸塩を用いると、H2Oの吸着特性が赤、緑色蛍光体の特性に近づくため、不純物ガスの吸着の制御性がさらに容易になるという効果が得られる。
【0081】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、不活性ガス以外の不純物ガスをパネル面内に均一に制御よく導入することが可能であり、その不純物ガスの効果により、PDPにおける放電電圧の低電圧化、安定放電、高輝度化、高効率化、長寿命化などの特性向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの概略構成を示す斜視図
【図2】同じくプラズマディスプレイパネルの製造方法における製造工程図
【図3】不純物ガス吸着工程におけるH2O分圧に対する各蛍光体の吸着量を示す特性図
【図4】H2Oのピーク分子数に対するCH2のピーク分子数の比率と輝度の関係を示す特性図
【符号の説明】
1、5 基板
2 表示電極
3 誘電体層
4 保護膜
7 アドレス電極
9 蛍光体層
Claims (10)
- 一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのCO2の吸着量は、昇温脱離分析法において0度から500度までの領域で現れる脱離CO2のピーク分子数が1×1015個/g以下(0を含まず)であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
- 青色の蛍光体へのCO2の吸着量は、昇温脱離分析法において0度から500度までの領域で現れる脱離CO2のピーク分子数が1×1013個/g以上1×1015個/g以下であることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
- 一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数が1×1015個/g以上5×1015個/g以下で、かつCO2の吸着量は、0度から500度までの領域で現れる脱離CO2のピーク分子数が1×1013個/g以上1×1015個/g以下であることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
- 一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数が、0度から500度までの領域で現れる脱離CO2のピーク分子数の3.7倍以上4.3倍以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
- 青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数が、0度から500度までの領域で現れる脱離CO2のピーク分子数の3.9倍以上4.1倍以下であることを特徴とする請求項4記載のプラズマディスプレイパネル。
- 一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのCH4の吸着量は、昇温脱離分析法において100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数が3.0×1014個/g以下(0を含まず)であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
- 青色の蛍光体へのCH4の吸着量は、昇温脱離分析法において100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数が0.5×1014個/g以上3.0×1014個/g以下であることを特徴とする請求項6に記載のプラズマディスプレイパネル。
- 一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数が1×1015個/g以上5×1015個/g以下で、かつ青色の蛍光体へのCH4の吸着量は、昇温脱離分析法において100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数が0.5×1014個/g以上3.0×1014個/g以下であることを特徴とする請求項6に記載のプラズマディスプレイパネル。
- 一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数に対する100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数の比率が0.05以下(0を含まず)であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
- 一対の基板を間に空間が形成されるように対向配置するとともに周辺部を封着部材により封着し、かつ前記空間で放電が発生するように基板に電極を配置するとともに放電により発光する蛍光体層を設けたプラズマディスプレイパネルにおいて、前記蛍光体層として青色の蛍光体を有し、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数が1×1015個/g以上5×1015個/g以下で、かつ青色の蛍光体へのH2Oの吸着量は、昇温脱離分析法において300度以上の領域で現れる脱離H2Oのピーク分子数に対する100度から600度までの領域で現れる脱離CH2のピーク分子数の比率が0.05以下(0を含まず)であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
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