JP3918879B2 - Secondary electron emission material for plasma display and plasma display panel - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はプラズマディスプレイパネル(以下、PDPと称する。)における2次電子放出材料及びPDPに関し、より詳しくは、PDPにおいて誘電体層の保護層を形成する2次電子放出材料の改良及びこれを用いたPDPに関する。
PDPには直接放電型(DC型PDP)と面放電型を採る間接放電型(AC型PDP)があり、PDPは大画面化が容易なこと、自発光型で表示品質が良いこと、応答速度が速いことなどの特長がある。また、薄型化が可能なことから液晶表示デバイス(LCD)などとともに壁掛け用のディスプレイとして注目されている。将来、より高精彩化が望まれている。
【0002】
DC型PDP,AC型PDPのいずれの場合も誘電体層の保護層としてMgOが用いられているが、より高精彩化するためには現在の放電開始電圧(Vf)を下げるとともに、動作の安定性を維持するため放電維持最小電圧と放電維持最大電圧間の幅を広げる必要がある。
【0003】
【従来の技術】
図8は、従来例の面放電型のAC型PDPの断面図である。図8に示すように、背面ガラス基板1の上には並行する帯状の2つの表示電極2,3を一組とする放電維持電極対が形成されている。表示電極2,3は誘電体層4で被覆され、更に、誘電体層4上にMgOからなる薄い保護層5が形成されている。ここで、誘電体層4は表示電極への電圧印加により生じた電荷を蓄積するために設けられ、保護層5は放電により生じたイオンの衝突による誘電体層4の破壊を防ぐために設けられる。
【0004】
一方、前面ガラス基板6の上には帯状のアドレス電極7と蛍光体層8が形成されている。
上記の背面ガラス基板1と前面ガラス基板6は、保護層5と蛍光体層8が対向し、かつ表示電極2,3とアドレス電極7が交差するように重ね合わされる。保護層5と蛍光体層8の間には隙間9が形成され、その隙間9に放電を起こさせる不活性ガスが封入される。
【0005】
次に、上記のPDPの動作について説明する。表示電極2,3間に放電維持電圧に相当するAC電圧を印加して誘電体層4に電荷を蓄積しておく。次に、アドレス電極7に放電開始電圧に達するようなAC電圧を印加すると、間隙に生ずる高電界により不活性ガスが電子とイオンに分離し、プラズマ化する。そして、電子とイオンが再結合する際に発生する紫外線を受けて蛍光体層8が発色する。以降は、誘電体層4に蓄積された電荷により放電維持電圧に相当するAC電圧を表示電極2,3間に印加するだけで不活性ガスが放電し、蛍光体層8が発色する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、AC型PDPの高精彩化の要求により表示電極2,3間の距離を狭くしようとすると、放電開始電圧が増大し、又は、誘電体層4の静電破壊を招く。このため、放電開始電圧を低下させなければならない。
また、放電開始電圧が増大するとともに放電維持最小電圧も増大すると考えられる。更に、表示電極2,3間が狭くなった分だけそれらの間に発生する電界が増大し、誘電体層4の静電破壊電圧が低下するため、放電維持最大電圧の上限が制限を受ける。以上のように、PDPの高精彩化に伴い、放電維持最小電圧と放電維持最大電圧の差(放電マージン電圧)が小さくなる傾向がある。PDPを余裕をもって動作させ、その動作の安定化を図るためには、放電マージン電圧を広くしておくことが望ましい。
【0007】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、放電開始電圧を低くし、かつ放電マージン電圧を広くすることができるPDPにおける2次電子放出材料を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第1の発明は、プラズマディスプレイ用二次電子放出材料に係り、MgOを構成するMgの一部が、少なくともFe,Cr及びV(バナジウム)元素で置換されたプラズマディスプレイ用二次電子放出材料であって、前記Fe及びCrからの発光強度が強く、かつ前記Vからの発光が弱くなるように、前記置換量が設定されてなることを特徴とし、
第2の発明は、プラズマディスプレイパネルに係り、2つの基板が間隙を挟んで対向し、該間隙に放電させるべき不活性ガスを封入してなるプラズマディスプレイパネルにおいて、少なくとも一つの前記基板の前記不活性ガスと接する側の表面に請求項1記載の二次電子放出材料からなる保護層が形成されていることを特徴とし、
第3の発明は、第2の発明に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記2つの基板はそれぞれガラス基板上に帯状の電極と誘電体層と前記保護層とが順に積層されてなり、前記保護層同士が対面し、かつそれぞれの前記電極が交差するように前記2つの基板が重ねられていることを特徴とし、
第4の発明は、第3の発明に記載のプラズマディスプレイパネルに係り、前記2つの基板のうち、一方の前記基板はガラス基板上に互いに並行する帯状の放電維持電極対と誘電体層と前記保護層とが順に積層されてなり、他方の前記基板はガラス基板上に帯状の書き込み電極と蛍光体層とが順に積層されてなり、前記保護層と前記蛍光体層とが対面し、かつ前記電極対と前記書き込み電極とが交差するように前記2つの基板が重ねられていることを特徴としている。
【0009】
【作用】
プラズマディスプレイパネルの放電開始電圧は保護層からの2次電子放出量により大きな影響を受ける。
即ち、不活性ガスが電離して生じたイオンは保護層に衝突して内部に進入する。この運動エネルギを受けて、保護層から2次電子が発生し、さらに電離を促進する。従って、放電開始電圧を下げるためには保護層からの2次電子放出量を大きくすることが必要である。
【0010】
また、2次電子放出量を大きくすることにより、放電維持最小電圧が下がると考えられるので、放電マージン電圧を広くするためにも2次電子放出量を大きくする方がよいと考えられる。
本願発明者は、イオン衝撃に強いMgOを用いるとともに、そのMgの一部を鉄(Fe)及びクロム(Cr)のうち少なくともいずれかで置換することにより、放電マージン電圧を広くすることができることを、実験により見いだした。特に、鉄及びクロムに加えて、鉄及びクロムの総量と比べて少量のバナジウム(V)を置換すれば、その効果が大きくなることを見いだした。
【0011】
また、上記置換により保護層からの2次電子放出量が大きくなると考えられるため、放電開始電圧を低くすることも可能である。
【0012】
【実施例】
次に、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
(1)本発明の第1の実施例に係る二次電子放出材料
第1の実施例に係る二次電子放出材料について実験した結果を以下に説明する。
【0013】
(i) 試料の作成
図1に示す構造の調査用試料を作成した。調査用試料として、2つの基板11,12間の隙間13に不活性ガスを封じてプラズマディスプレイパネルを形成したものを用い、モノクロタイプのPDPの構成となっている。そして、保護層として用いられるMgO中のMgを置換する元素に鉄(Fe),クロム(Cr)及びバナジウム(V)を用い、これらの含有量を種々変えたものを6種類(#1〜#6)作成した。
【0014】
以下、調査用試料の構造について説明する。即ち、一方の基板11はガラス基板21a上に帯状の第1の表示電極22aと誘電体層23aと保護層24aとを順に積層し、他方の基板12はガラス基板21b上に帯状の第2の表示電極22bと誘電体層23bと保護層24bとを順に積層した。なお、第1の表示電極22aと第2の表示電極22bにはそれぞれ引出配線25a,25bが接続されている。
【0015】
そして、保護層24a,24b同士が対面し、第1の表示電極22aと第2の表示電極22bとが交差するように2つの基板11,12が重ねられるとともに、基板11,12間に放電用の不活性ガスを封入するための30μmの隙間13が形成される。
第1及び第2の表示電極22a,22bとしてスパッタ法により形成されたCr膜/Cu膜/Cr膜の3層の導電膜を用い、誘電体層23aとして塗布法等により形成された膜厚約20μmの酸化鉛系(PbO系)のガラス膜を用いた。
【0016】
また、保護層24a,24bとして遷移金属である鉄(Fe),クロム(Cr)及びバナジウム(V)でマグネシウム(Mg)を置換した膜厚約0.5μmのMgO膜を用いた。MgO膜24a,24bは、含有量を種々変えて鉄(Fe),クロム(Cr)及びバナジウム(V)を混合したMgO単結晶をるつぼに入れて溶融し、これを電子ビーム蒸着(EB蒸着)することにより形成された。
【0017】
(ii)実験方法
(a)フォトルミネッセンスの測定方法
MgO単結晶を用いたEB蒸着により得られた保護層24a,24b中のMgと置換している元素を特定し、Fe,Cr及びVの量を検出するため、フォトルミネッセンス測定を行った。
【0018】
フォトルミネッセンス測定は、光励起された電子が不純物イオンの準位に落ちるときに発生する光を観測するものである。その光は不純物イオンに特有の波長を有し、存在量に比例した強度を有するので、不純物の種類や量を特定することができる。
光源として波長488nm及び514.5nmのArレーザを用い、それぞれパワー50mW,36mWで保護層24a,24bを励起した。なお、励起波長488nm,514.5nmの光はエネルギにすると、それぞれ2.54eV,2.41eVに相当し、MgOのバンドギャップ7.75eVの約1/3のエネルギしかないため、価電子帯(valence band)の電子を伝導帯(conduction band )にまで励起することはできない。それにもかかわらず、ルミネッセンスが観測されるのは、図7に示すように、MgOのバンドギャップ内に酸素欠陥などの幾つかの局在準位が存在し、これらから伝導帯に電子が励起されるためであると考えられる。
【0019】
(b)放電維持最小電圧,放電維持最大電圧及び放電マージン電圧の測定方法
第1及び第2の表示電極22a,22bに周波数2KHzの交流電源を接続して徐々に電圧を増加していき、放電が開始する電圧(放電開始電圧;Vf )を測定した。また、放電の開始後に電圧を下げていき、放電が消滅するときの電圧(放電維持最小電圧;Vsmin)を測定した。更に、電圧を上げていき、放電が消滅するとき、或いは誘電体層23a,23bが破壊するときの電圧(放電維持最大電圧;Vsmax)を測定した。
【0020】
また、放電維持最大電圧と放電維持最小電圧とから放電マージン電圧(Vsmax−Vsmin)を計算した。
(iii) 実験結果について
(a)フォトルミネッセンスの測定結果
図3(a),(b)に測定結果を示す。図3(a)は測定波長に対する発光強度を示す特性図であり、図3(b)は測定波長700nm付近の拡大図である。ともに、縦軸は任意単位で表した発光強度を示し、横軸は線形目盛りで表した測定波長〔nm〕を示す。なお、図3(a)において、図の上部に示す横軸は測定波長に対応する光子のエネルギ〔eV〕を示す。
【0021】
図3(a)及び図3(b)に示すように、幾つかの特徴的なピークが観測された。ピーク位置を示す測定波長は光源の励起波長488nm,514.5nmによって変化しないことから、ラマン効果でなく、ルミネッセンスにより出現しているものだと判断することができる。なぜなら、ラマン効果によるピークは光とフォノンとの相互作用によるものであるため、励起波長が変化すると、ラマン散乱のピーク位置も励起波長の変化量だけシフトするからである。
【0022】
以下、ピークに対応する不純物の種類を特定する。凡そ650〜920nmの測定波長の範囲で観測されるルミネッセンスは過去に観測されているので、これらのデータを基にした。
文献〔S.Datta,K.E.Aeberli,I.M.Boswarva,and D.B.Holt,J.Microscopy 118(1980)367 によれば、200〜250ppmのFeをドープしたMgOのカソードルミネッセンス測定結果が記載されており、688,706,723,747nmの明瞭なピークが観測されている。従って、図中、これらに近い位置にあるピークがFe元素の存在を示していると考えられる。
【0023】
更に、文献〔C.C.Chao,J.Phys.Chem.Solids,32(1971)2517 によるMgO中のCr3 + からのルミネッセンス測定結果は、698,712,720,725nmの発光を観測していると考えられる。従って、図中、これらに近い位置にあるピークがCr元素の存在を示していると考えられる。
また、659.5〜680nmの領域の発光はMn4 + からのものであるとの報告〔K.Dunphy,and W.W.Duley,J,Phys.Chem.Solids,51(1990)1077 があり、660nmのルミネッセンスがそれに対応していると考えられる。従って、図中、これらに近い位置にあるピークがMn元素の存在を示していると考えられる。
【0024】
更に、880〜920nmに見られる発光に関して、文献〔I.Femandez and J.Llopis,Phys.stat.sol.(a)108(1988)K163 によれば、図中、特に870nmの強い発光は、V2 + からのルミネッセンスであると考えられる。
(b)放電維持最小電圧,放電維持最大電圧及び放電マージン電圧の測定結果
測定波長700,720,870nmの発光強度〔cps〕と放電維持最小電圧(Vsmin)、放電維持最大電圧(Vsmax)〔V〕との関係を図4(a)に示す。Vsmin,Vsmaxの値は、試料を1時間エージングした後の測定値である。図4(a)からVsmaxは720nmの発光強度とほぼ比例関係にあることが分かる。
【0025】
また、放電マージン電圧(Vsmax−Vsmin)と各発光強度との関係を図4(b)に示す。放電マージン電圧は870nmの発光強度とほぼ反比例の関係にあることが分かる。
これらの間の相関をより明確にするため、各発光強度に対するVsmin,Vsmax,Vsmax−Vsminの依存性をそれぞれ図5(a),(b),図6に示す。各図中、データの傾向を実線で示した。
【0026】
図6の放電マージン電圧については、興味ある結果が得られた。即ち、測定波長700nmの発光強度は、放電マージン電圧に対してほぼ一定であるのに対して、測定波長720nm,870nmの発光強度は大きく変化している。
放電マージン電圧が11Vを境にして高くなると測定波長720nmの発光強度が急速に増加する。これは、少なくともFe及びCrのうちいずれかのMg置換量が増加するほど、バンドギャップ内に不純物準位が多数形成されること、そこに高いエネルギを持った電子がトラップされて不純物準位の基底状態に遷移すること、それにより、MgOの表面から2次電子が多数発生することを示していると考えられる。
【0027】
一方、放電マージン電圧が11Vを境にして高くなると測定波長870nmの発光強度は減少する。
以上から、PDPの保護層に用いられるMgO膜中のFe及びCrからの発光強度が強く、或いはVからの発光が弱い場合に、放電マージン電圧が高くなることがわかった。これは、少なくともFe及びCrのうちいずれかでMgを置換したことによるため、或いはこれにV添加の効果が加わったことによるためと考えられる。
【0028】
なお、放電開始電圧(Vf )については、データを取得していないが、MgOの表面から2次電子が多数発生していると予想されるため、保護層に接する不活性ガスの放電が促進されるため、放電開始電圧(Vf )も下がると考えられる。
(2)本発明の第2の実施例に係るプラズマディスプレイパネル
以下に、第2の実施例に係るカラーPDPについて図2(a),(b)を参照しながら説明する。保護層38として上記の二次電子放出材料を用いている。図2(a),(b)は、それぞれカラー表示が可能な面放電型PDPの構成を示す斜視図及び部分断面図である。
【0029】
図中、31は前面ガラス基板、32a,32bは前面ガラス基板31表面に形成され、一方向に並行して延びる2つ一組の帯状の表示電極対で、それぞれCr膜/Cu膜/Cr膜の三層の導電膜からなる。33は表示電極32a,32bを被覆して形成された厚さ約20μmの酸化鉛系(PbO系)のガラス層(誘電体層)である。
【0030】
34は第1の実施例に示した二次電子放出材料からなる保護層である。
以上が一方の基板14を構成する。
35は前面ガラス基板31と対向するように形成される背面ガラス基板、36a,36bは背面ガラス基板35上に形成され、一方向に互いに並行する帯状の仕切り壁、37は仕切り壁36a,36b間の凹部に仕切り壁36a,36bに沿って形成されたアドレス電極(書き込み電極)、38はアドレス電極37を被覆する蛍光体で、アドレス電極37と蛍光体38は、例えば、赤を表示す。なお、符号を付けていないが、赤の表示部の隣には横並びに緑、青、赤・・の表示が順に並んでいる。各色の蛍光体は互いに異なる材料からなる。青の場合、例えばBaMgAl14O23:En2+が用いられ、緑の場合、例えばBaAl12O19:Mnが用いられ、赤の場合、例えばY0.65Gd0.35BO3:En3+ が用いられる。各アドレス電極37及び蛍光体38間は仕切り壁36a,36bにより仕切られている。
【0031】
以上が他方の基板15を構成する。
なお、実際のPDPでは、仕切り壁,アドレス電極,蛍光体及び表示電極は上記説明したのと同様な構成で多数形成されているが、上記の説明では、簡単のため、1組しか説明していない。
背面ガラス基板35の蛍光体38と前面ガラス基板31の表示電極32a,32bとが数十μmの隙間39をあけて対面し、かつ表示電極32a,32bと背面ガラス基板35のアドレス電極37とが交差するように基板14,15は重ね合わされる。
【0032】
図2(b)は仕切り壁36aと仕切り壁36bとの間の凹部の隙間39を示す部分断面図で、凹部にネオン(Ne)とキセノン(Xe)の混合ガスやヘリウム(He)とXeの混合ガス等の不活性ガスを減圧封入している。
上記のPDPを動作させる場合、表示電極32a及び32bの間に放電開始前の放電維持電圧(交流又は直流)を印加して誘電体層33に電荷を蓄積しておく。この状態で、アドレス電極37に放電開始電圧に達するように電圧(交流又は直流)を印加することにより放電を起こさせる。これにより、凹部の隙間39にプラズマを発生させ、そのプラズマから発する励起光により蛍光体38が発光し、カラー表示がなされる。
【0033】
上記の第2の実施例に係るカラーPDPによれば、保護層34の材料として第1の実施例に係る二次電子放出材料を用いているので、二次電子放出量が増え、封入された不活性ガスの電離が促進される。
これにより、放電開始電圧を下げることができるので、放電維持電極間の間隔を狭くし、カラーPDPの高精彩化を図ることができる。
【0034】
また、放電マージン電圧を広くすることができるので、PDPを安定に動作させることができる。
なお、第2の実施例では、面放電型PDPに本発明を適用しているが、これに限らず、不活性ガスが封入され、不活性ガスに接する保護層からの二次電子放出を利用して不活性ガスの放電を促進する構成のPDPに本発明を適用することができる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るプラズマディスプレイ用二次電子放出材料によれば、MgOを構成するMgの一部が少なくともFe,Cr及びVのうちいずれか一つの元素で置換されている。このため、2次電子放出量が増えるので、放電が促進され、放電開始電圧が下がり、かつ放電マージン電圧が広くなる。特にVの量はFeとCrの総量よりも少なくすることにより、その効果を高めることができる。
【0036】
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルによれば、放電開始電圧を下げることができるので、放電維持電極間の間隔を狭くし、プラズマディスプレイパネルの高精彩化を図ることができる。しかも、放電マージン電圧を広くすることができるので、プラズマディスプレイパネルを安定に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る二次電子放出材料を調査するためのPDPについて示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係る面放電型PDPについて示す斜視図及び断面図である。
【図3】本発明の第1の実施例に係る二次電子放出材料のフォトルミネッセンスの調査結果について示す特性図である。
【図4】本発明の第1の実施例に係る二次電子放出材料の放電維持最小電圧,放電維持最大電圧及び放電マージン電圧の調査結果について示す特性図である。
【図5】本発明の第1の実施例に係る二次電子放出材料の発光強度に対する放電維持最小電圧及び放電維持最大電圧依存性の調査結果について示す特性図である。
【図6】本発明の第1の実施例に係る二次電子放出材料の発光強度に対する放電マージン電圧依存性の調査結果について示す特性図である。
【図7】本発明の第1の実施例に係る二次電子放出材料のバンド構造について示す図である。
【図8】従来例に係るPDPについて示す断面図である。
【符号の説明】
11,12,14,15 基板、
13,39 隙間、
21a,21b,31,35 ガラス基板、
22a,32a 第1の表示電極、
22b,32b 第2の表示電極、
23a,23b,33 誘電体層、
24a,24b,34 保護層、
25a,25b 引出し配線、
36a,36b 仕切り壁、
37 アドレス電極(書き込み電極)、
38 蛍光体層。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a secondary electron emission material and a PDP in a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP), and more particularly, to an improvement of a secondary electron emission material for forming a protective layer of a dielectric layer in the PDP and the use thereof. Related to the PDP.
There are two types of PDP: direct discharge type (DC type PDP) and indirect discharge type (AC type PDP), which adopts surface discharge type. PDPs are easy to enlarge, self-luminous type, good display quality, response speed There are features such as fast. In addition, since it can be reduced in thickness, it has been attracting attention as a wall-mounted display together with a liquid crystal display device (LCD). In the future, higher definition is desired.
[0002]
In both DC type and AC type PDPs, MgO is used as a protective layer for the dielectric layer. In order to achieve higher resolution, the current discharge start voltage (Vf) is lowered and the operation is stabilized. In order to maintain the characteristics, it is necessary to increase the width between the minimum discharge sustain voltage and the maximum discharge sustain voltage.
[0003]
[Prior art]
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional surface discharge AC type PDP. As shown in FIG. 8, a discharge sustaining electrode pair is formed on the
[0004]
On the other hand, a strip-
The
[0005]
Next, the operation of the above PDP will be described. An AC voltage corresponding to the discharge sustain voltage is applied between the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the distance between the
In addition, it is considered that the discharge maintenance minimum voltage increases as the discharge start voltage increases. Further, since the electric field generated between the
[0007]
The present invention was created in view of the above-described problems of the conventional example, and provides a secondary electron emission material in a PDP capable of reducing a discharge start voltage and widening a discharge margin voltage. It is the purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a first invention relates to a secondary electron emission material for a plasma display, wherein a part of Mg constituting MgO is replaced with at least Fe, Cr and V (vanadium) elements. Secondary electron emission material, wherein the substitution amount is set so that the emission intensity from the Fe and Cr is strong and the emission from the V is weak,
A second invention relates to a plasma display panel, wherein two substrates are opposed to each other with a gap interposed therebetween, and an inert gas to be discharged is sealed in the gap. A protective layer made of the secondary electron emission material according to
A third invention relates to the plasma display panel according to the second invention, wherein the two substrates are each formed by sequentially laminating a strip electrode, a dielectric layer and the protective layer on a glass substrate, and the protection The two substrates are stacked such that the layers face each other and the electrodes cross each other,
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the plasma display panel according to the third aspect, wherein one of the two substrates is a strip-shaped discharge sustaining electrode pair parallel to each other on the glass substrate, the dielectric layer, and the substrate. A protective layer is sequentially laminated, and the other substrate is a glass substrate in which a strip-like writing electrode and a phosphor layer are sequentially laminated, and the protective layer and the phosphor layer face each other, and The two substrates are overlapped so that the electrode pair and the writing electrode cross each other.
[0009]
[Action]
The discharge start voltage of the plasma display panel is greatly affected by the amount of secondary electrons emitted from the protective layer.
That is, ions generated by ionization of the inert gas collide with the protective layer and enter the inside. In response to this kinetic energy, secondary electrons are generated from the protective layer, further promoting ionization. Therefore, in order to reduce the discharge start voltage, it is necessary to increase the amount of secondary electrons emitted from the protective layer.
[0010]
Further, since it is considered that the discharge sustaining minimum voltage is lowered by increasing the secondary electron emission amount, it is considered better to increase the secondary electron emission amount in order to widen the discharge margin voltage.
The inventor of the present application uses MgO that is strong against ion bombardment, and can replace a part of the Mg with at least one of iron (Fe) and chromium (Cr) to increase the discharge margin voltage. And found by experiment. In particular, it has been found that the effect is increased if a small amount of vanadium (V) is substituted in addition to iron and chromium in comparison with the total amount of iron and chromium.
[0011]
Moreover, since it is thought that the amount of secondary electrons emitted from the protective layer is increased by the above substitution, it is possible to lower the discharge start voltage.
[0012]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Secondary electron emission material according to the first embodiment of the present invention The results of experiments on the secondary electron emission material according to the first embodiment will be described below.
[0013]
(i) Preparation of sample A sample for investigation having the structure shown in FIG. 1 was prepared. As a sample for investigation, a plasma display panel is formed by sealing an inert gas in a
[0014]
Hereinafter, the structure of the investigation sample will be described. That is, one substrate 11 is formed by sequentially laminating a strip-shaped first display electrode 22a, a
[0015]
The two
As the first and
[0016]
Further, as the
[0017]
(ii) Experimental method (a) Photoluminescence measurement method The element substituting for Mg in the
[0018]
In the photoluminescence measurement, light generated when photoexcited electrons fall to the level of impurity ions is observed. Since the light has a wavelength characteristic of impurity ions and has an intensity proportional to the abundance, the type and amount of impurities can be specified.
Ar lasers with wavelengths of 488 nm and 514.5 nm were used as light sources, and the
[0019]
(B) Measuring method of minimum discharge maintenance voltage, maximum discharge maintenance voltage, and discharge margin voltage An AC power source having a frequency of 2 KHz is connected to the first and
[0020]
Further, a discharge margin voltage (Vsmax−Vsmin) was calculated from the maximum discharge sustain voltage and the minimum discharge sustain voltage.
(iii) Experimental results (a) Photoluminescence measurement results FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the measurement results. FIG. 3A is a characteristic diagram showing the emission intensity with respect to the measurement wavelength, and FIG. 3B is an enlarged view around the measurement wavelength of 700 nm. In both cases, the vertical axis represents the emission intensity in arbitrary units, and the horizontal axis represents the measurement wavelength [nm] expressed in a linear scale. In FIG. 3A, the horizontal axis shown at the top of the figure indicates the photon energy [eV] corresponding to the measurement wavelength.
[0021]
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), several characteristic peaks were observed. Since the measurement wavelength indicating the peak position does not change depending on the excitation wavelength of 488 nm and 514.5 nm of the light source, it can be determined that it appears due to luminescence rather than the Raman effect. This is because the peak due to the Raman effect is due to the interaction between light and phonons, and therefore when the excitation wavelength changes, the peak position of Raman scattering also shifts by the amount of change in the excitation wavelength.
[0022]
Hereinafter, the type of impurity corresponding to the peak is specified. Since the luminescence observed in the range of the measurement wavelength of about 650 to 920 nm has been observed in the past, it was based on these data.
According to the literature [S. Datta, KEAeberli, IM Boswarva, and DBHolt, J. Microscopy 118 (1980) 367, the cathodoluminescence measurement results of MgO doped with 200 to 250 ppm of Fe are described. 688,706,723 , A clear peak at 747 nm is observed. Therefore, it can be considered that the peak at a position close to these in the figure indicates the presence of the Fe element.
[0023]
Furthermore, the luminescence measurement result from Cr 3 + in MgO according to the literature [CCChao, J. Phys. Chem. Solids, 32 (1971) 2517 is considered to observe emission at 698, 712, 720, 725 nm. . Therefore, it is considered that the peak at a position close to these in the figure indicates the presence of the Cr element.
In addition, there is a report that the emission in the region of 659.5 to 680 nm is from Mn 4 + [K. Dunphy, and WWDuley, J, Phys. Chem. Solids, 51 (1990) 1077, and luminescence at 660 nm. Seems to correspond to it. Therefore, it is considered that the peak at a position close to these in the figure indicates the presence of the Mn element.
[0024]
Furthermore, with respect to the emission observed at 880 to 920 nm, according to the literature [I. Femandez and J. Llopis, Phys. Stat. Sol. (A) 108 (1988) K163, in the figure, particularly strong emission at 870 nm is V The luminescence from 2 + is considered.
(B) Measurement results of minimum discharge sustain voltage, maximum discharge sustain voltage and discharge margin voltage Light emission intensity [cps], minimum discharge sustain voltage (Vsmin), maximum discharge sustain voltage (Vsmax) [V] at
[0025]
FIG. 4B shows the relationship between the discharge margin voltage (Vsmax−Vsmin) and each emission intensity. It can be seen that the discharge margin voltage is almost in inverse proportion to the emission intensity at 870 nm.
In order to clarify the correlation between these, the dependence of Vsmin, Vsmax, and Vsmax−Vsmin on each emission intensity is shown in FIGS. 5 (a), 5 (b), and 6, respectively. In each figure, the trend of data is shown by a solid line.
[0026]
Interesting results were obtained for the discharge margin voltage of FIG. That is, the emission intensity at the measurement wavelength of 700 nm is substantially constant with respect to the discharge margin voltage, whereas the emission intensity at the measurement wavelengths of 720 nm and 870 nm changes greatly.
When the discharge margin voltage increases with 11V as a boundary, the emission intensity at the measurement wavelength of 720 nm increases rapidly. This is because, as the amount of Mg substitution of at least one of Fe and Cr increases, a large number of impurity levels are formed in the band gap, and electrons with high energy are trapped there and the impurity levels are increased. It is considered that the transition to the ground state indicates that many secondary electrons are generated from the surface of MgO.
[0027]
On the other hand, when the discharge margin voltage increases with 11V as a boundary, the emission intensity at the measurement wavelength of 870 nm decreases.
From the above, it was found that the discharge margin voltage increases when the emission intensity from Fe and Cr in the MgO film used for the protective layer of the PDP is strong or the emission from V is weak. This is considered to be because Mg was substituted with at least one of Fe and Cr, or because the effect of V addition was added thereto.
[0028]
Although no data has been acquired for the discharge start voltage (Vf), since it is expected that many secondary electrons are generated from the surface of MgO, the discharge of the inert gas in contact with the protective layer is promoted. Therefore, it is considered that the discharge start voltage (Vf) also decreases.
(2) Plasma display panel according to the second embodiment of the present invention A color PDP according to the second embodiment will be described below with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). The secondary electron emission material is used as the
[0029]
In the figure, 31 is a front glass substrate, 32a and 32b are a pair of strip-shaped display electrode pairs formed on the surface of the
[0030]
The above constitutes one
35 is a rear glass substrate formed so as to face the
[0031]
The above constitutes the
In an actual PDP, a large number of partition walls, address electrodes, phosphors, and display electrodes are formed with the same configuration as described above. However, in the above description, only one set is described for simplicity. Absent.
The
[0032]
FIG. 2B is a partial cross-sectional view showing a
When the PDP is operated, a discharge sustaining voltage (AC or DC) before the start of discharge is applied between the
[0033]
According to the color PDP according to the second embodiment, since the secondary electron emission material according to the first embodiment is used as the material of the
Thereby, since the discharge start voltage can be lowered, the interval between the discharge sustaining electrodes can be narrowed, and the color PDP can be highly refined.
[0034]
In addition, since the discharge margin voltage can be widened, the PDP can be stably operated.
In the second embodiment, the present invention is applied to the surface discharge type PDP. However, the present invention is not limited thereto, and secondary electron emission from a protective layer in contact with the inert gas is used. Thus, the present invention can be applied to a PDP configured to promote discharge of an inert gas.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the secondary electron emission material for plasma display according to the present invention, a part of Mg constituting MgO is substituted with at least one element of Fe, Cr, and V. For this reason, since the amount of secondary electron emission increases, the discharge is promoted, the discharge start voltage is lowered, and the discharge margin voltage is widened. In particular, the effect can be enhanced by making the amount of V smaller than the total amount of Fe and Cr.
[0036]
In addition, according to the plasma display panel of the present invention, the discharge start voltage can be lowered, so that the interval between the discharge sustaining electrodes can be narrowed and the plasma display panel can be enhanced in color. In addition, since the discharge margin voltage can be widened, the plasma display panel can be stably operated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a PDP for investigating a secondary electron emission material according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a perspective view and a sectional view showing a surface discharge type PDP according to a second embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a photoluminescence investigation result of the secondary electron emission material according to the first example of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a result of investigating a discharge sustaining minimum voltage, a discharge maintaining maximum voltage, and a discharge margin voltage of the secondary electron emission material according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the results of investigating the dependency of the discharge sustaining minimum voltage and the discharge maintaining maximum voltage on the emission intensity of the secondary electron emission material according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a result of investigating the discharge margin voltage dependence on the emission intensity of the secondary electron emission material according to the first example of the present invention.
FIG. 7 is a view showing a band structure of a secondary electron emission material according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a PDP according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
11, 12, 14, 15 substrate,
13,39 gap,
21a, 21b, 31, 35 glass substrate,
22a, 32a first display electrode,
22b, 32b second display electrodes,
23a, 23b, 33 dielectric layers,
24a, 24b, 34 protective layer,
25a, 25b Lead wiring,
36a, 36b partition wall,
37 Address electrode (write electrode),
38 Phosphor layer.
Claims (1)
前記MgOの保護層を構成するMgの一部がそれぞれFe、Cr、Vで置換され、且つ前記Fe及びCrからの発光強度が強く、前記Vからの発光強度が弱くなるように、前記Vの量が前記Feと前記Crの総量よりも少ないことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。A part of Mg constituting the MgO protective layer is replaced with Fe, Cr, V, respectively, and the emission intensity from the Fe and Cr is strong and the emission intensity from the V is weak. A plasma display panel, wherein the amount is smaller than the total amount of Fe and Cr.
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