JP4053818B2 - Gas discharge panel and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示デバイスなどに用いられるガス放電パネルおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」という)を主とするガス放電パネルが、表示デバイスとして広く普及してきている。
PDPは、直流型(DC型)と交流型(AC型)とに大別されるが、現在では、微細なセル構造を採ることが可能で、高精細化に適したAC型が主流となってきている。
【0003】
AC型PDPは、前面パネルと背面パネルとが、互いに間隙をおいて平行に対峙して配置され、外周部が封止された構造を有している。
前面パネルは、前面ガラス基板の一方の主表面上にストライプ状の表示電極が配され、この上が誘電体ガラス層で覆われ、さらにその上が誘電体保護膜(MgO)で覆われた構造を有している。
【0004】
一方、背面パネルは、背面ガラス基板の一方の主表面上にストライプ状のデータ電極が配され、この上が誘電体ガラス層で覆われ、さらにその上にデータ電極と並行する方向に隔壁が突設された構造を有している。そして、誘電体ガラス層と隔壁とにより形成される溝部分の側面および底面には、赤(R)、緑(G)、青(B)の蛍光体層が溝毎に形成されている。
【0005】
前面パネルと背面パネルとの間隙は、放電空間であって、放電ガスとしてのガス基体(希ガス)が充填されている。充填される希ガスには、強い紫外線が放射可能で、自己吸収現象の程度が少なく、可視発光も少なく、化学的に安定しているというような条件が求められる。このような条件を満足する希ガスとして、通常のパネルでは、キセノン(Xe)を中心とした混合ガス(Ne−Xe系ガスやHe−Xe系ガス)などが用いられる。この混合ガスは、両パネルの外周部を封着した後に、0.1mPa程度まで真空排気された放電空間に対して、所要の圧力(例えば、40kPa以上80kPa以下)で充填されている。
【0006】
このような構造を有するAC型PDPにおいて、各放電セルは、点灯/消灯の2階調しか表現できない。そこで、PDPにおいて画像を表示させるためには、1フレーム(1フィールド)を複数のサブフレーム(サブフィールド)に分割し、各サブフレームにおける点灯/消灯を組み合わせることにより中間階調を表現するという、フレーム内時分割階調表示方式が用いられる。そして、AC型PDPでは、壁電荷を利用して各サブフレームにおいて、点灯/消灯を行っている。これについては、登録特許第2756053号公報などに開示されている。
【0007】
上記登録特許第2756053号公報において、サブフィールドは、点灯させようとする画素にクロスするスキャン電極(該データ電極)と走査電極との間に該放電開始電圧よりも低い選択書き込み電圧の書き込みパルスを印加して該画素を放電発光させる書き込み放電をさせ、書き込み放電により壁電荷を生成させる書き込み期間と、維持電極(共通電極X)と全ての走査電極(Y1〜Yn)との間に放電開始電圧よりも低い電圧であり、直前の放電で生じた壁電荷と同一極性の維持パルスを印加して該書き込み期間で選択的に書き込みした画素を放電発光させる維持放電期間とを有している。
【0008】
即ち、書き込み期間において書き込み放電することにより壁電荷が生成されている放電セルが、維持放電期間において維持パルスが印加されることにより発光する。
ところで、上記AC型PDPでは、低電圧化および高精細化のための高速駆動化を目的として、書き込み期間の短縮という課題について種々の検討がなされている。
【0009】
このような課題を解決しようと、AC型PDPにおいては、例えば、前面パネルにおける誘電体保護膜の特性を改善することによって、誘電体保護膜に電界をかけない状態でも膜表面から電子が出やすい状態、即ち、電子放出能が高い状態としている。電子放出能の高い誘電体保護膜は、放電セル内に気体放電を発生させるために必要であり、初期電子を数多く存在させることが可能となる。
【0010】
従って、上記誘電体保護膜を有するAC型PDPでは、書き込み期間における書き込み放電の放電遅れ時間を短縮することができ、高速駆動が可能となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、AC型PDPにおいて、書き込み期間での書き込み放電における放電遅れ時間を短くしようとする場合には、荷電粒子である電子が壁電荷として膜表面に蓄積されている場合に、誘電体保護膜表面から電子を放出することにより、誘電体保護膜表面の電位は、負極性の絶対値が小さくなる。即ち、誘電体保護膜表面では、電気的に正極性の方向へ電位が変化する。よって、上記放電セル内では、壁電荷の負の電荷の絶対量が減少する傾向がある。
【0012】
従って、維持放電期間においては、維持パルスが電極に印加されても、壁電荷が減少するために、壁電荷と維持パルス電位との合計が放電開始電圧を超えることができず、放電セルが点灯しないという現象である書き込み不良が起こる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、書き込み期間におけるアドレス不良の発生を抑制しながら、低い駆動電圧で高速駆動が可能なガス放電パネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題解決のための研究過程において、アドレス不良の発生と放電空間中に存在するガス基体(希ガス)以外の物質との間に関連性があることを突き止めた。具体的には、従来、放電空間における希ガス以外の物質の量は少なければ少ないほど良いとされていたのに対し、本発明者は、放電空間に希ガスとともに特定の種類のガスを所要量混在させた状態の方が希ガスのみが存在する場合よりも低い駆動電圧で高速駆動してもアドレス不良が発生し難いということを突き止めた。
【0014】
本発明のガス放電パネルは、間隔をおいて対峙し配置された2枚の基板間に、ガス基体が充填されてなる放電空間を有するガス放電パネルであって、以下のような補助ガスを放電空間中に有していることを特徴とする。
(1−1)分圧が0.05mPa以上5mPa以下の炭酸ガス
(1−2)分圧が0.05mPa以上0.5mPa以下の炭酸ガス
(1−3)分圧が0.1mPa以上0.2mPa以下の炭酸ガス
(1−4)分圧が1mPa以上5mPa以下の炭酸ガス
(1−5)分圧が1.5mPa以上3mPa以下の炭酸ガス
(1−6)分圧が1mPa以上10mPa以下の水蒸気
(1−7)分圧が2mPa以上5mPa以下の水蒸気
(1−8)分圧が0.3mPa以上5mPa以下の酸素ガス
(1−9)分圧が1mPa以上3mPa以下の酸素ガス
(1−10)分圧が0.5mPa以上1mPa以下の炭酸ガスと、分圧が1mPa以上5mPa以下の酸素ガス
(1−11)分圧が0.5mPa以上1mPa以下の炭酸ガスと、分圧が2mPa以上3mPa以下の酸素ガス
(1−12)分圧が5mPa以上20mPa以下の水蒸気と、分圧が1Pa以上6Pa以下の窒素ガス
(1−13)分圧が2mPa以上10mPa以下の水蒸気と、分圧が2Pa以上3Pa以下の窒素ガス
(1−14)分圧が1mPa以上10mPa以下の水蒸気と、分圧が0.05mPa以上0.5mPa以下の炭酸ガス
(1−15)分圧が1mPa以上8mPa以下の水蒸気と、分圧が0.1mPa以上0.5mPa以下の炭酸ガス
(1−16)分圧が2mPa以上5mPa以下の水蒸気と、分圧が0.1mPa以上0.2mPa以下の炭酸ガス
(1−17)分圧が5mPa以上20mPa以下の水蒸気と、分圧が0.2mPa以上2mPa以下の酸素ガス
(1−18)分圧が5mPa以上10mPa以下の水蒸気と、分圧が0.5mPa以上1.5mPa以下の酸素ガス
以上、(1−1)〜(1−18)に示したような不純物を放電空間中に有するガス放電パネルでは、放電開始電圧が低く、且つ、最適な電子放出能となる。よって、このようなガス放電パネルでは、駆動時における書き込み期間に書き込み不良の発生が抑制され、駆動電圧の低電圧化および高速駆動化が可能である。
【0015】
本発明のガス放電パネルが上記優位性を有するメカニズムについては、明確になっていないが実験的に立証されている。これについては、後述する。
なお、本明細書中における「分圧」とは、室温において、且つパネルを放電させない状態でガス分析をしたときに得られる分圧をいう。
上記優位性は、駆動時に放電遅れ時間の内の統計遅れ時間が100nsec以下であるような領域を有しているようなガス放電パネルで特に顕著に表れる。
【0016】
ここで、「統計遅れ時間」とは、次のように得られる時間をもって定義される。単色で1セルのみ、且つ1つのサブフィールドのみを発光させ、しかも発光させるサブフィールドの輝度重みが8bit256諧調の内、25〜40諧調であるときに、書き込み放電の印加電圧の降下タイミングを起点として発光波形の発光開始時間をラウエプロットする。この場合に得られる統計遅れ時間をもって、本明細書中における統計遅れ時間と定義する。この統計遅れ時間は、その条件によりその絶対値は、変化する。
【0017】
また、上記ガス放電パネルの優位性は、2枚のパネルの内の前面パネルに形成される誘電体保護膜が単結晶重量密度の70%以上85%以下の重量密度を有するような場合に特に顕著となる。より望ましい誘電体保護膜の重量密度は、単結晶重量密度の70%以上80%以下である。
上記ガス放電パネルと駆動回路とを有するガス放電表示装置では、上述のガス放電パネルの優位性をそのまま有することができる。
【0018】
次に、本発明のガス放電パネルの製造方法は、封着された2枚の基板間に放電空間を形成し(放電空間形成ステップ)、この放電空間に対して、残存のガスを排気し(排気ステップ)、この排気ステップの後、放電空間に炭酸ガス、水蒸気、酸素、窒素の中から選ばれる少なくとも1種からなる補助ガスを導入して(補助ガス導入ステップ)、その後にガス基体を導入する(ガス基体導入ステップ)ことを特徴とする。
【0019】
このような製造方法によれば、放電空間に炭酸ガス、水蒸気、酸素ガス、窒素ガスの中から選ばれる少なくとも1種の補助ガスを所要量混在させることができる。
従って、この製造方法では、駆動時における書き込み期間での書き込み不良の発生が抑制され、低い駆動電圧で高速駆動が可能なガス放電パネルを製造することができる。
【0020】
また、本発明のガス放電パネルの製造方法は、封着された2枚の基板間に放電空間を形成し(放電空間形成ステップ)、放電空間形成ステップの後の放電空間に対して炭酸ガスの残存量が0.05mPa以上0.5mPa以下となるまで排気を行い(排気ステップ)、この排気ステップの後、放電空間に対してガス基体を導入する(ガス基体導入ステップ)というステップを経ることによってガス放電パネルを製造しても、上記製造方法と同様の効果を得ることができる。
【0021】
上記製造方法において、放電空間内に導入あるいは残存させる少なくとも一種類のガス(補助ガス)とは、以下の(2−1)〜(2−9)に示すものである。
(2−1)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が0.05mPa以上5mPa以下となる炭酸ガス
(2−2)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が0.05mPa以上0.5mPa以下となる炭酸ガス
(2−3)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が1mPa以上5mPa以下となる炭酸ガス
(2−4)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が1mPa以上10mPa以下となる水蒸気
(2−5)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が0.3mPa以上5mPa以下となる酸素ガス
(2−6)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が0.5mPa以上1mPa以下となる炭酸ガスと、分圧が1mPa以上5mPa以下となる酸素ガス
(2−7)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が5mPa以上20mPa以下となる水蒸気と、分圧が1Pa以上6Pa以下となる窒素ガス
(2−8)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が1mPa以上10mPa以下となる水蒸気と、分圧が0.05mPa以上0.5mPa以下となる炭酸ガス
(2−9)ガス基体を導入した後の時点で、分圧が5mPa以上20mPa以下となる水蒸気と、分圧が0.2mPa以上2mPa以下となる酸素ガス
上記ガス放電パネルの誘電体保護膜を斜め蒸着により形成する場合、上記製造方法を用いて製造されたガス放電パネルは、特に優れた特性を示す。
【0022】
【発明の実施の形態】
1.パネルの全体構成
本実施の形態に係るAC型PDP(以下、単に「PDP」という)1について、図1を用いて説明する。図1は、PDP1の斜視図(一部断面図)であって、パネルにおける表示領域の一部分を抜き出して示している。
【0023】
図1に示すように、PDP1は、前面パネル10と背面パネル20とが間隙をおいて対峙し配置された構造を有している。そして、前面パネル10と背面パネル20との間の間隙は、背面パネル20の主面上に突設された複数条の隔壁24によって複数の放電空間30に仕切られている。
前面パネル10は、前面ガラス基板11の一方の主表面上にAgを主成分とする複数の表示電極12がストライプ状に配設され、表示電極12が配設された前面ガラス基板11の面上が鉛系の低融点ガラスからなる誘電体ガラス層13によって覆われている。さらに、誘電体ガラス層13の面上には、MgOからなる誘電体保護膜14が形成されている。
【0024】
上記前面パネル10の構成要素の内、誘電体保護膜14は、ここではMgOを蒸着させることにより形成されている。誘電体保護膜14は、PDP1の放電遅れ時間を短くし、且つ、電子放出能を高くする特性を有することが好ましい。誘電体保護膜14の形成方法については、後述する。
なお、MgOを斜め蒸着することにより誘電体保護膜14を形成した場合には、PDP1の放電遅れ時間を短くし、且つ電子放出能を高くするのに適している。
【0025】
また、重量密度が単結晶材料の70%以上85%以下の比較的密度の低いMgOにより形成されている誘電体保護膜14は、体積当りの表面積が大きく、電子放出能が高いという特性も有する。さらに、上記誘電体保護膜14の重量密度が単結晶材料の70%以上80%以下とすれば、上述の特性面より、より望ましい。
【0026】
従って、誘電体保護膜14は、MgOを斜め蒸着して形成されることが好ましく、また、誘電体保護膜14の重量密度が単結晶材料の70%以上85%以下、特に、70%以上80%以下であることが好ましい。
一方、背面パネル20は、背面ガラス基板21の上記前面パネル10に向き合う側の面上に複数のデータ電極22がストライプ状に配設され、データ電極22が配設された背面ガラス基板21の面上がTiO2を含む誘電体ガラス層23によって覆われている。さらに、この誘電体ガラス層23の面上には、上記データ電極22と並行する方向であって、データ電極22とデータ電極22との間に位置するように隔壁24が突設されている。この誘電体ガラス層23と隔壁24とによって形成される溝部分の内壁面には、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色の蛍光体層25が溝毎に分けて形成されている。この蛍光体層25の形成に用いられる蛍光体は、励起発光型のものである。
【0027】
前面パネル10と背面パネル20とは、各々に形成されている表示電極12とデータ電極22とが交差する方向となるように配置され、外周部が気密シール層(フリットガラス)で封着されている(不図示)。
放電空間30は、上記前面パネル10の誘電体保護膜14と蛍光体層25あるいは隔壁24によって囲まれた空間である。この放電空間30には、ガス基体としてのNe−Xe系あるいはHe−Xe系のガス(希ガス)が封入されている。放電空間30には、この他に補助ガスが充填されているが、これについては、後述する。
【0028】
PDP1では、放電空間30において、前面パネル10の外側(図1で上面側)から見て表示電極12とデータ電極22とが対向する各々の部分が発光セルに相当することになる。
2.PDP表示装置の構成
次に、上記PDP1を備えるPDP表示装置の全体構成について、図2を用いて説明する。
【0029】
図2に示すように、PDP表示装置は、上記PDP1とこれを駆動するための駆動装置100とから構成されている。
駆動装置100には、表示信号処理回路101、タイミング制御回路102、電源回路103、サスティンドライバ104、データドライバ105、スキャンドライバ106が備えられている。
【0030】
表示信号処理回路101は、外部の映像出力器から入力されてくる表示信号からフィールド毎の表示信号(フィールド表示信号)を抽出し、抽出したフィールド表示信号から各サブフィールドの表示信号(サブフィールド表示信号)を作成し、内蔵のフレームメモリに格納する。
また、表示信号処理回路101は、フレームメモリに格納されているカレントサブフィールド表示信号から1ラインづつデータドライバ105に表示信号を出力したり、入力される表示信号から水平同期信号、垂直同期信号などの同期信号を検出し、タイミング制御回路102にフィールド毎あるいはサブフィールド毎に同期信号を送ったりする。
【0031】
上記フレームメモリは、フィールド毎に1フィールド分のメモリ領域(8個のサブフィールド表示信号を記憶)を2個備える2ポートフレームメモリであって、一方のメモリ領域にフィールド表示信号を書き込みながら、他方のメモリ領域から書き込まれているフィールド表示信号を読み出す動作を交互に行う。
タイミング制御回路102は、フィールド毎あるいはサブフィールド毎に各パルスを立ち上がらせるタイミングを指示するトリガ信号を生成して各ドライバ104、105、106に対して出力する。
【0032】
サスティンドライバ104は、維持パルス発生器および消去パルス発生器を有しており、タイミング制御回路102から送られてくるトリガ信号に基づいて、維持パルスおよび消去パルスを生成し、維持電極群に印加する。
スキャンドライバ106は、初期化パルス発生器および走査パルス発生器を有しており、タイミング制御回路102から送られてくるトリガ信号に基づいて、初期化パルスおよび走査パルスを生成し、PDP1の走査電極群に印加する。
【0033】
電源回路は、各ドライバ104,105,106に駆動電力を供給する。
このような構成を有するPDP表示装置では、初期化期間、書き込み期間、維持放電期間、消去期間という一連のシーケンスからサブフレームが構成される。
初期化期間においては、表示電極12の内の走査電極群に初期化パルスを印加して全ての放電セルの電荷状態を初期化する。
【0034】
書き込み期間においては、上記走査電極に走査パルスを順次印加しながらデータ電極22の中の選択された電極にデータパルスを印加する。データパルスが印加された電極では、壁電荷が蓄積され、画像情報が書き込まれる。
維持放電期間においては、表示電極12における維持電極(共通電極X)と全ての走査電極(Y1〜Yn)との間に、放電開始電圧よりも低い電圧であって、直前の放電で生じた壁電荷と同一極性のパ維持ルスを印加することによって、上記書き込み期間で壁電荷の蓄積が行われた放電セルで放電を起こし、所定の時間発光させる。
【0035】
消去期間においては、幅の狭い消去パルスを走査電極群に一括して印加することによって、放電セルにおける壁電荷の消去を行う。
即ち、PDP1では、書き込み期間において書き込み放電することにより壁電荷が生成された放電セルが、維持放電期間において、維持パルスの印加を受けて発光する。
3.放電空間に充填するガスの組成
次に、本実施の形態において特徴部分である放電空間に充填されているガスの組成について説明する。
【0036】
PDP1の放電空間30には、Ne−Xe系ガスあるいはHe−Xe系ガスなどの希ガスの他に補助ガスとして炭酸ガスが所要量充填されている。放電空間中における炭酸ガスの分圧は、0.05mPa以上5mPa以下の範囲内に設定されている。特に、炭酸ガスの分圧が、0.05mPa以上0.5mPa以下の範囲内に設定されていることが望ましい。ただし、ここでいう分圧とは、室温において、且つパネルを放電させない状態でガス分析をしたときに得られる分圧をいう。
4.PDP1の製造方法
4−1.前面パネルの作製
前面パネル10の作製では、まず前面ガラス基板11上に、銀電極用のペーストをスクリーン印刷で塗布した後、焼成することにより表示電極12を形成する。
【0037】
次に、前面ガラス基板11における表示電極12が形成された面を覆うように、鉛系の低融点ガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布し焼成(550℃以上590℃以下程度)することによって、誘電体ガラス層13を形成する。例えば、誘電体ガラス層13の組成は、酸化鉛(PbO)70重量%、酸化硼素(B2O3)15重量%、酸化珪素(SiO2)15重量%である。
【0038】
なお、誘電体ガラス層13の形成には、上記方法の他に、ビスマス系低融点ガラスを用いても良いし、鉛系低融点ガラスとビスマス系低融点ガラスとを積層させても良い。
さらに、本実施の形態では、誘電体ガラス層13の上にMgOからなる誘電体保護膜14を真空蒸着法により形成するのであるが、真空蒸着法による形成の際に斜め蒸着を行うことが好ましい。斜め蒸着について、図3を用いて説明する。図3は、斜め蒸着により誘電体保護膜14を形成するための装置の概略構成図である。
【0039】
図3に示すように、チャンバー51の内部には、下方にMgOからなるターゲット52が支持台(不図示)に固定されており、上方に誘電体ガラス層13が形成された前面ガラス基板11が静置されている。図からも分かるとおり、前面ガラス基板11は、ターゲット52に対して所定の角度(β1、β2、β3)を有するように静置されている。例えば、所定の角度(β1、β2、β3)とは、60°以上80°以下の範囲内である。
【0040】
図3には図示していないが、実際のチャンバー51には、内部を減圧するための真空ポンプ、あるいは、ターゲット52を加熱するためのヒータ、前面ガラス基板11を加熱するためのヒータなどが備えられている。
このような形成装置を用いて形成された誘電体保護膜14は、体積に対する表面積が大きく、電子放出能が高い。
【0041】
なお、真空蒸着の際には、前面ガラス基板11を、200℃以上、望ましくは300℃以上であって、前面ガラス基板11および表示電極12、あるいは、誘電体ガラス層13の溶融温度以下となる範囲内で加熱しておく。
これにより、誘電体ガラス層13の面上には、単結晶の柱状結晶からなり、且つ、結晶間に隙間を多く有する(重量密度が単結晶材料の70%以上85%以下、条件次第で70%以上80%以下)ような誘電体保護膜14が形成される。
【0042】
このようにして、前面パネル10が作製される。
なお、誘電体保護膜14は、必ずしも斜め蒸着を行って形成される必要はなく、また、真空蒸着法以外の方法、例えば、スパッタリング法、塗布法などを用いて形成されても良い。
4−2.背面パネル20の作製
背面パネル20の作製にあたっては、先ず、背面ガラス基板21上に銀電極用のペーストをスクリーン印刷し、焼成することによりデータ電極22を形成する。
【0043】
次に、背面ガラス基板21におけるデータ電極22が形成された面を覆うように、酸化チタン(TiO2)粒子を含むガラス材料のペーストをスクリーン印刷法で塗布し焼成(550℃以上590℃以下程度)することによって、(白色)誘電体ガラス層23を形成する。
誘電体ガラス層23の上に隔壁用のガラスペーストをスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより隔壁24が形成される。
【0044】
次に、隔壁24と誘電体ガラス層23とにより形成される溝部分の壁部分に、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色蛍光体ペーストを、スクリーン印刷法を用いて塗布し、空気中で焼成(例えば、500℃で10分間)することにより蛍光体層25を形成する。蛍光体層25を形成する蛍光体材料としては、ここでは、
青色蛍光体;BaMgAl10O17:Eu
緑色蛍光体:Zn2SiO4:Mn
赤色蛍光体:(Y、Gd)BO3:Eu
を用いることにする。
【0045】
以上のようにして、背面パネル20が作製される。
なお、蛍光体層25の形成においては、各色の蛍光体材料を含有する感光性樹脂シートを作製しておき、これを背面ガラス基板21の隔壁24を突設した側の面に貼り付け、フォトリソグラフィー法でパターニングし現像することで不要な部分を取り除くという方法、インクジェット法、ラインジェット法などを用いることもできる。
【0046】
4−3.前面パネル10と背面パネル20との封着
このように作製された前面パネル10および背面パネル20の封着について、図4を用いて説明する。
図4(a)に示すように、前面パネル10および背面パネル20を、それぞれに形成された誘電体保護膜14と蛍光体層25とが向き合うように封着する。封着は、前面パネル10および背面パネル20の一方あるいは両方の外周部において、フリットガラスを用いて行うことが好ましい。
【0047】
図4(a)にも示しているとおり、前面ガラス10には、排気および希ガス、炭酸ガスなどの導入を行うための通気孔101を設けておく。
次に、図4(b)に示すように、前面パネル10に設けられた通気孔101に通気管61を接続し、これを介して放電空間30の内部の真空排気を行う(例えば、360℃以上450℃以下、6時間以上)。
【0048】
放電空間30の真空排気を行う際には、並行してパネルの焼成を行う。
また、真空排気を開始するタイミングは、上述の図4(a)における封着時のフリットガラスの温度が軟化点よりも低くなった時点であることが好ましい。なお、パネル周辺の雰囲気が真空である場合には、この限りではない。
この真空排気は、放電空間30内の残存ガス圧が0.02mPa以下となるまで行うことが好ましい(高真空状態)。残存ガスの成分は、常温において、大気成分と似通ったものであり、窒素、酸素、水素がその大きな部分を占めている。
【0049】
図4(c)に示すように、真空排気された後の放電空間30に対して、通気管61を介して、補助ガスとしての炭酸ガスを所要量導入する。炭酸ガスの導入量は、上述のように、放電空間30内において分圧が0.05mPa以上5mPa以下の範囲、望ましくは0.05mPa以上0.5mPa以下の範囲内となる量である。
【0050】
図4(d)に示すように、Ne−Xe系ガスあるいはHe−Xe系ガスなどのいわゆる希ガスを通気管61を介して導入する。希ガスの導入量は、放電空間30内の圧力が40kPa以上80kPa以下の範囲となるような量である。
最後に、図示はしていないが、炭酸ガスおよび希ガスが漏れないように、あるいは他の不純物が放電空間30内に混入しないように注意して、通気管61を撤去した後、前面パネル10に設けられた通気孔61を塞いで、PDP1が完成する。
【0051】
上記のように放電空間30中にガス基体としての希ガスとともに、炭酸ガスを分圧が0.05mPa以上5mPa以下の範囲、望ましくは0.05mPa以上0.5mPa以下の範囲内になるように混在させることにより、PDP1では、放電開始電圧が低いとともに、形成されている誘電体保護膜14が持ちうる電子放出能の最適値を得ることができる。
【0052】
従って、PDP1は、駆動時における書き込み期間での書き込み不良の発生が抑制され、且つ、低い放電電圧で高速駆動が可能となる。
また、このようなPDP1が有する優位性は、誘電体保護膜(MgO)が電子放出能が大きく、且つ放電遅れ時間の中でも統計遅れ時間が短い特性を有するときに、顕著となる。例えば、印加電圧が265Vで、1.7μsecのパルスを画面中の一点のみに表示させたときの統計遅れ時間が40nsec以上100nsec以下を示すような特性を誘電体保護膜が有する場合に、効果が顕著となる。
【0053】
なお、電子放出能は、放電空間30内に希ガスだけが充填されている状態のときに得られる値が、書き込み不良を発生し難いという観点から本来の最適な値である。ただし、その反面、放電空間30内に希ガスだけが充填されている状態では、低い放電開始電圧を実現し得ない。よって、上記PDP1は、上述のように分圧0.05mPa以上0.5mPa以下の炭酸ガスを放電空間30内に混在させることにより、書き込み不良の発生抑制および放電開始電圧の低電圧化という2つが両立される。
【0054】
PDP1が上記のような効果を奏するメカニズムについては、詳しく解明されていないが、後述の実験により、混在させるのに最適な不純物の種類および最適な量について確認をしている。
ところで、上記のような分圧で放電空間30中に炭酸ガスを混在させたPDP1は、表示パネルとして望ましい放電開始電圧および電子放出能を満足するものであるが、この内、電子放出能については、放電空間30に面した表面の温度に対して大きく左右されてしまう。具体的に、MgOを用いて誘電体保護膜14を形成したPDP1では、誘電体保護膜14の表面温度が低下すると、それに伴い電子放出能も低下する。
【0055】
パネル駆動時における初期化期間の直後では、この電子放出能の温度依存性により、蓄積されている壁電荷の絶対量が減少し、加えて、初期化期間における放電空間30の活性化で温度依存性があまり大きくならない。これにより、この状態では、壁電荷の減少量が非常に大きくなり、書き込み不良から表示不良へとつながる。
【0056】
従って、上記炭酸ガスの分圧では、環境温度が25〜40℃の範囲内であれば、MgOが有する電子放出能の最適値を得るのに十分であるといえるが、例えば、10℃以下の環境温度まで想定する場合には、炭酸ガスの分圧を0.1mPa以上0.2mPa以下に設定することが望ましい。
なお、上記実施の形態では、PDPを一例に本発明の特徴を説明してきたが、放電空間に希ガスが充填されており、駆動時において壁電荷の蓄積を行うようなガス放電パネル、または、ガス放電表示装置であれば、同様の構成で同様の効果を得ることができる。
【0057】
また、上記PDP1の製造方法では、放電空間30内を0.02mPa以下の高真空まで排気した後に、補助ガスとしての炭酸ガスを導入し、その後にガス基体である希ガスを導入したが、最終的に放電空間30内における炭酸ガスの分圧が上記範囲内となるようにできれば、その手順方法は、上記以外でも何らかまわない。例えば、放電空間30内に炭酸ガスを所要量混在させる方法としては、排気条件(加熱温度、排気時間など)を最適化して所要量の炭酸ガスを残した状態で真空排気し、そこに希ガスだけを導入するという方法も挙げられる。
【0058】
また、他の方法としては、予め所要量の炭酸ガスと希ガスとを混合することにより混合ガスを作製しておき、この混合ガスを高真空(例えば、0.02mPa以下)まで真空排気された放電空間30に導入し、その後に放電空間30内の圧力が所定の圧力となるまで、純粋な希ガスを導入する方法も挙げられる。
つまり、本発明は、放電空間30内にガス基体としての希ガスに、所要量の補助ガスを混在させるという本発明の本質となる部分以外について、特に限定・制約を受けるものではない。
(変形例)
上記実施の形態では、放電空間30に希ガスの他に、分圧が0.05mPa以上5mPa以下の範囲内、望ましくは0.05mPa以上0.5mPa以下の炭酸ガスを混在させることとしたが、混在させる補助ガスの種類および分圧を以下に示す種類、範囲内とすれば、そのガス放電パネルは、上記のPDP1と同様の効果を得ることができる。
(1)分圧が1mPa以上5mPa以下の炭酸ガス
(2)分圧が1.5mPa以上3mPa以下の炭酸ガス
(3)分圧が1mPa以上10mPa以下の水蒸気
(4)分圧が2mPa以上5mPa以下の水蒸気
(5)分圧が0.3mPa以上5mPa以下の酸素ガス
(6)分圧が1mPa以上3mPa以下の酸素ガス
(7)分圧が0.5mPa以上1mPa以下の炭酸ガスと、分圧が1mPa以上5mPa以下の酸素ガス
(8)分圧が0.5mPa以上1mPa以下の炭酸ガスと、分圧が2mPa以上3mPa以下の酸素ガス
(9)分圧が5mPa以上20mPa以下の水蒸気と、分圧が1Pa以上6Pa以下の窒素ガス
(10)分圧が2mPa以上10mPa以下の水蒸気と、分圧が2Pa以上3Pa以下の窒素ガス
(11)分圧が1mPa以上10mPa以下の水蒸気と、分圧が0.05mPa以上0.5mPa以下の炭酸ガス
(12)分圧が1mPa以上8mPa以下の水蒸気と、分圧が0.1mPa以上0.5mPa以下の炭酸ガス
(13)分圧が2mPa以上5mPa以下の水蒸気と、分圧が0.1mPa以上0.2mPa以下の炭酸ガス
(14)分圧が5mPa以上20mPa以下の水蒸気と、分圧が0.2mPa以上2mPa以下の酸素ガス
(15)分圧が5mPa以上10mPa以下の水蒸気と、分圧が0.5mPa以上1.5mPa以下の酸素ガス
なお、上記(1)〜(15)には、放電空間30内に窒素ガスを単独で混在させるものを記載していないが、この場合でも、ガス放電パネルが上述と同様の優位性を有することができる可能性はある。
【0059】
また、一般的に放電空間30中に希ガス以外の不純物が残留していると、PDPの寿命が短くなり、発光性能が低下すると考えられているが、上記規定の範囲内の分圧での残留であれば、及ぼす影響は少なく、実用上問題を生じない。
(確認実験)
上記組成および分圧の不純物を放電空間30内に混在させることにより、PDPでは、駆動時の書き込み期間に書き込み不良を生じることがなく、低い放電電圧で高速駆動が可能となるということについて上述したが、この根拠となる確認実験について、以下で説明する。
【0060】
先ず、実験に使用した装置の構成について、図5を用いて説明する。
図5に示すように、実験では、密閉容器201内に書き込み放電が可能な放電サンプルを形成した。
放電サンプルは、電極212が形成された前面パネルサンプル202と、電極213が形成された背面パネルサンプル203とから構成されている。
【0061】
前面パネルサンプル202における電極212には、駆動回路204が接続されており、図に示すような駆動波形が繰り返し印加される構成となっている。
一方、背面パネルサンプル203における電極213は、コンデンサ205を介して接地されている。
また、密閉容器201内には、ガス基体としてのNe−Xe(Ne;95%、Xe;5%)ガスが約50〜70kPaの圧力で充填されているとともに、所要量の補助ガスが混在されている。本実験では、この補助ガスの成分および分圧を変化させた上で放電サンプルの評価を行った。
【0062】
このような実験装置において、駆動回路204から前面パネルサンプル202の電極212に図5に示すような駆動波形のパルスを印加した場合には、電極212と電極213との間に書き込み放電を生じ、電極213からコンデンサ205を介して電荷が流れる。このときにコンデンサ205の両端には、電位差が生じるが、本実験では、この電位差の波形をオシロスコープ206を用いて測定し、流れる電荷の量を求める。これは、コンデンサ205に蓄積された電荷量が流れる電荷を時間的に積分した値と等価であるために求められるものである。
【0063】
従って、その電荷量を時間で微分することにより、時間当たりの電荷の移動量が求められる
なお、本実験では、初期化電圧印加後に外部から積極的に電界がかかっていないときに、徐々に前面パネルサンプル202の表面から背面パネルサンプル203の側における電荷が移動する様子をとらえるために、初期化電圧を印加してから800nsec後までにコンデンサ205の電位差がどのように変化するかの変位量(ΔV 210)をもって、電子放出能(任意単位)として測定を行った。
【0064】
測定結果については、補助ガスが混在しないときの各値(放電開始電圧、電子放出能)を基準値とし、得られた各値をこの基準値で割り、相対値として示した。ただし、実際の実験にあっては、密閉容器201内の不純物を0とすることは非現実的であるので、残留ガス圧が0.02mPaになるまで真空排気し、希ガスのみを充填した際に得られる各値を基準値とした。
(実験1)補助ガスとして炭酸ガスを用いた場合
実験1では、上記密閉容器201内に補助ガスとして炭酸ガスのみを混在させたときの放電開始電圧および電子放出能を測定し、図6に示す。
【0065】
図6に示すとおり、放電開始電圧は、炭酸ガスの分圧が0.05mPa未満の範囲で分圧の上昇に伴って小さくなっていく。そして、炭酸ガスの分圧が0.05〜5mPaの範囲にあるときの放電開始電圧は、補助ガスを混在させないときよりも低い、(V0−7)〜(V0−8)Vで安定している。炭酸ガス分圧が5mPaよりも大きい範囲における放電開始電圧は、分圧の増加とともに高くなっていく。ここで、図中におけるV0とは、炭酸ガス分圧が略0.001mPaのときの放電開始電圧であり、基準となる電圧のことである。
【0066】
一方、電子放出能は、炭酸ガスの分圧が0.5mPa以下の範囲で1.02〜1.04となり、安定している。炭酸ガスの分圧が0.05mPaを超えると、電子放出能を示すカーブは、上昇に転じ、炭酸ガスの分圧が0.7〜0.8mPaのときにピーク値(1.08)をとる。そして、電子放出能は、炭酸ガスの分圧を0.8mPaよりも増加させていくと、上記ピーク値から徐々に低下してくる。炭酸ガスの分圧を5mPaよりも大きくした場合には、電子放出能の低下の度合いが大きいものとなっていることがわかる。
【0067】
放電開始電圧の望ましい数値範囲は、低ければ低いほどよい。
一方、電子放出能の望ましい範囲について、図12を用いて説明する。
図12に示すように、望ましい電子放出能の範囲は、環境温度によっても変化する。例えば、環境温度が25℃のときには、表示不良発生率が1%未満となる、電子放出能が1.17以下の範囲が望ましい範囲であるといえる。
【0068】
同様に、環境温度が10℃のとき、電子放出能の望ましい範囲は、1.12以下となる。そして、環境温度が0℃のとき、電子放出能の望ましい範囲は、1.07以下となる。環境温度が25℃の場合において、放電開始電圧の観点から望ましい炭酸ガス分圧は、0.05mPa以上5mPa以下の範囲内であり、この範囲は10℃、0℃の場合にも、上記望ましい範囲を満足する。
【0069】
(実験2)補助ガスとして酸素ガスを用いた場合
実験2では、上記密閉容器201内に補助ガスとして酸素ガスを混在させたときの放電開始電圧および電子放出能を測定し、図7に示す。
【0070】
図7に示すように、酸素ガスの分圧が0.3mPa未満の場合、放電開始電圧および電子放出能は、ともに変化なく安定している。
酸素ガスの分圧が0.3mPa以上の範囲においては、放電開始電圧は酸素ガスの分圧に伴って高くなり、電子放出能は、反対に小さくなっていく。この放電開始電圧の上昇の度合い、および電子放出能の低下の度合いは、酸素ガスの分圧が5mPaを超えると大きくなっていくのが分かる。
【0071】
放電開始電圧の望ましい数値範囲は、低ければ低いほどよい。一方、電子放出能の望ましい範囲について、図12を用いると、環境温度が0℃のとき、電子放出能の望ましい範囲は、1.07以下となる。図7に示す実験結果より、上記望ましい数値範囲を満足するためには、酸素ガス分圧を0.01mPa以上0.3mPa以下の範囲に設定すれば良いことが分かる。
【0072】
(実験3)補助ガスとして水蒸気を用いた場合
実験3では、上記密閉容器201内に補助ガスとして水蒸気を混在させたときの放電開始電圧および電子放出能を測定し、図8に示す。図8に示すように、放電開始電圧は、水蒸気の分圧が1mPa未満の範囲で、徐々に低下していき、水蒸気の分圧が1mPa以上20mPa以下の範囲ではV 0 −5(V)程度で安定している。水蒸気の分圧が20mPaを超えると、放電開始電圧は低下していくが、水蒸気の分圧が100mPaを超えると急激な増加に転ずる。
【0073】
一方、電子放出能は、水蒸気の分圧が20mPa以下の範囲で水蒸気の分圧の増加に伴い上昇していく。ただし、水蒸気の分圧が10mPaを超えるとその上昇の度合いは、大きなものとなる。電子放出能は、水蒸気の分圧が略20mPaのときにピーク値をとり、その後は低下していく。
望ましい放電開始電圧および電子放出能の数値範囲は、上記実験1および実験2と同様である。
【0074】
放電開始電圧の望ましい数値範囲は、低ければ低いほどよい。一方、電子放出能の望ましい範囲について、図12を用いると、環境温度が25℃のとき、電子放出能の望ましい範囲は、1.17以下となり、対応する場合は図8に示す実験結果より、水蒸気分圧を1mPa以上10mPa以下の範囲である。そして、10℃という環境温度を考慮する場合には、2mPa以上5mPa以下の範囲内に設定すれば良い。
(実験4)補助ガスとして窒素ガスを用いた場合
上述したように、現状のMgOからなる誘電体保護膜を有するガス放電パネルにあっては、補助ガスとして窒素ガスを単独で混在させることのメリットは見出せないが、確認実験のみ行った。
【0075】
図9に示すように、窒素ガスを混在させた場合には、その分圧が0.8Pa未満の範囲で放電開始電圧が安定している。窒素ガスの分圧を上げていくと、放電開始電圧は、ゆっくりと上昇していき、8Paを超えると、逆に低下していく。一方、電子放出能は、窒素ガスの分圧にはあまり影響を受けることがなく、略一定値1.0を保っている。
【0076】
以上の結果からも分かるとおり、放電空間30に不純物として窒素ガスを単独で混在させても、現状の誘電体保護膜を有するガス放電パネルでは、あまりメリットがないが、誘電体保護膜の条件次第では、放電空間30内に不純物として窒素ガスを単独で混在させても上述のような優位性を得ることが期待できる。
(実験5)補助ガスとして炭酸ガスと酸素ガスとを組み合わせて用いた場合
実験5では、上記密閉容器201内に補助ガスとして炭酸ガスと酸素ガスとを組み合わせて混在させたときの放電開始電圧および電子放出能を測定した。この結果については、上述の炭酸ガスを単独で混在させた場合に得られる結果と、酸素ガスを単独で混在させた場合に得られる結果の代数和であったので、図示を省略する。
【0077】
実験結果より、ガス放電パネルの放電空間に補助ガスとして炭酸ガスと酸素ガスとを組み合わせて混在させる場合には、炭酸ガスの分圧を0.5mPa以上1mPa以下にするとともに、酸素ガスの分圧を1mPa以上5mPa以下とすれば、放電開始電圧および電子放出能の両面から最適である。
上記結果において、炭酸ガスの分圧の望ましい範囲を0.5mPa以上1mPa以下としたのは、炭酸ガスを単独で混在させた場合に生じる電子放出能の上昇というデメリットを酸素ガスと組み合わせて混在させることにより、うまくバランスできるためである。つまり、この組み合わせでは、炭酸ガスを単独で混在させた場合には過剰と考えられる量を導入し、これによって生じる電子放出能の上昇というデメリットを酸素ガスの導入によって打ち消すものである。
【0078】
したがって、放電空間内に炭酸ガスと酸素ガスとを組み合わせて混在させた場合には、それぞれを単独で混在させた場合に比べて、放電開始電圧および電子放出能の両面で優れた特性を引き出すことができる。
【0081】
(実験7)補助ガスとして水蒸気と炭酸ガスとを組み合わせて用いた場合
実験7では、上記密閉容器201内に補助ガスとして水蒸気と炭酸ガスとを組み合わせて混在させたときの放電開始電圧および電子放出能を測定し、図10および図11に示す。図10には、電子放出能の変化を示し、図11には、放電開始電圧の変化を示す。
【0082】
図10に示すように、水蒸気と炭酸ガスとを密閉容器201内に混在させた場合、炭酸ガスの分圧に関わらず、水蒸気分圧が20mPa付近のとき、電子放出能がピーク値をとる。
また、炭酸ガスの分圧という面から図10を観ると、炭酸ガスの分圧が0mPa(水蒸気のみ)から0.665mPaの範囲内において、電子放出能は、炭酸ガスの分圧の増加に伴い高くなっていく。
【0083】
しかし、炭酸ガスの分圧を6.65mPaとした場合、電子放出能は、炭酸ガスを混在させない場合よりも低い値となってしまう。
次に、図11に示すように、放電開始電圧は、密閉容器201内に水蒸気とともに炭酸ガスを混在させた場合にも、水蒸気のみを混在させた場合の特性と相似の関係を有している。つまり、放電開始電圧は、水蒸気の分圧が20〜100mPaのときに最小値をとる。
【0084】
炭酸ガスの分圧という面から図11を観ると、放電開始電圧は、一部順序が入れ替わる箇所もあるが、炭酸ガスの分圧が0.665mPa、0.0665mPa、6.65mPa、0mPa(水蒸気のみ)の順で低い値を示す。
ガス放電パネルとしてみた場合、放電開始電圧と電子放出能の望ましい数値範囲は、上述のとおりである。
【0085】
図10および図11に示す実験結果より、上記望ましい数値範囲を満足し、あるいは近づくためには、水蒸気分圧を1mPa以上10mPa以下に設定するとともに、炭酸ガス分圧を0.0665mPa以上0.665mPa以下に設定すれば電子放出能もおおよそ1.17以下となるため図12より環境温度25℃での電子放出能の望ましい範囲となる良い。上記において、水蒸気分圧を1mPa以上8mPa以下で、炭酸ガス分圧を0.0665mPa以上0.665mPa以下に設定する場合には、電子放出能もおおよそ1.07以下となるため図12より環境温度0℃での電子放出能の望ましい範囲となる。
【0086】
このような数値範囲とすることによって、ガス放電パネルの特性(放電開始電圧、電子放出能)が優れるという理由は、上記実施の形態と同様であって、環境温度の変化に対しても優れた特性が維持されることによるものである。
【0087】
(実験8)補助ガスとして水蒸気と酸素ガスとを組み合わせて用いた場合
実験8では、上記密閉容器201内に補助ガスとして水蒸気と酸素ガスとを組み合わせて混在させたときの放電開始電圧および電子放出能を測定した。この実験においても、上記実験5および実験6と同様に代数和として結果を捕らえられるので図示を省略した。
【0088】
実験の結果より、ガス放電パネルの放電空間に補助ガスとして水蒸気と酸素ガスとを組み合わせて混在させる場合には、水蒸気の分圧を5mPa以上20mPa以下にするとともに、酸素ガスの分圧を0.5mPa以上2mPa以下にすれば、図12より環境温度0℃での電子放出能の望ましい範囲となる1.07以下となるため、放電開始電圧および電子放出能の望ましい範囲を満足する。
【0089】
なお、上記実験1〜8では、補助ガスの混在量が限りなく0に近い場合の数値を基準とする相対値で放電開始電圧および電子放出能の各データを示した。上記データは、上記図5の実験装置を用いて実験して得られたものであるが、実験結果より導き出された各種補助ガスの適正な分圧は、設計値が変更された場合にも有効であることを確認している。
【0090】
参考までに、上記実験装置の設計値は、主放電間隙60〜100μm、主放電電極幅100〜300μm、隔壁高さ110〜130μm、充填ガス圧50〜70kPa、封止希ガスした希ガスがNeベースでXe5%の混合ガスである。
【0091】
【発明の効果】
以上の説明のように、本発明のガス放電パネルは、放電空間中にガス基体とともに、放電開始電圧が低く、且つ、最適な電子放出能となる。よって、このようなガス放電パネルでは、駆動時における書き込み期間にアドレス不良の発生が抑制され、駆動電圧の低電圧化および高速駆動化が可能である。
【0092】
また、本発明のガス放電パネルの製造方法は、封着された2枚の基板間に放電空間を形成し(放電空間形成ステップ)、この放電空間に対して、残存ガス圧が0.1mPa以下になるまで排気し(排気ステップ)、この排気ステップの後、放電空間に炭酸ガス、水蒸気、酸素、窒素の中から選ばれる少なくとも1種からなる補助ガスを導入して(補助ガス導入ステップ)、その後にガス基体を導入する(ガス基体導入ステップ)ことを特徴とするので、放電空間に炭酸ガス、水蒸気、酸素ガス、窒素ガスの中から選ばれる少なくとも1種の補助ガスを所要量混在させることができる。
【0093】
従って、この製造方法では、駆動時における書き込み期間でのアドレス不良の発生が抑制され、低い駆動電圧で高速駆動が可能なガス放電パネルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るPDP1の斜視図(一部断面図)である。
【図2】本発明の実施の形態に係るPDP表示装置の全体構成を示すブロック図である。
【図3】斜め蒸着によって誘電体保護膜14を形成するための装置の概略構成図である。
【図4】封着、排気、ガス導入の各工程の概略図である。
【図5】確認実験に用いた実験装置の概略図である。
【図6】密閉容器内に混在させた炭酸ガスの分圧と放電開始電圧および電子放出能との関係を示す特性図である。
【図7】密閉容器内に混在させた酸素ガスの分圧と放電開始電圧および電子放出能との関係を示す特性図である。
【図8】密閉容器内に混在させた水蒸気の分圧と放電開始電圧および電子放出能との関係を示す特性図である。
【図9】密閉容器内に混在させた窒素ガスの分圧と放電開始電圧および電子放出能との関係を示す特性図である。
【図10】密閉容器内に混在させた水蒸気および炭酸ガスの各分圧と電子放出能との関係を示す特性図である。
【図11】密閉容器内に混在させた水蒸気および炭酸ガスの各分圧と放電開始電圧との関係を示す特性図である。
【図12】各温度における電子放出能と表示不良発生率との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
1.PDP
10.前面パネル
12.表示電極
14.誘電体保護膜
20.背面パネル
22.データ電極
30.放電空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas discharge panel used for a display device or the like and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, gas discharge panels mainly composed of plasma display panels (hereinafter referred to as “PDP”) have been widely used as display devices.
PDPs are broadly classified into direct current (DC) and alternating current (AC) types, but at present, AC cells suitable for high definition have become mainstream because they can adopt a fine cell structure. It is coming.
[0003]
The AC type PDP has a structure in which a front panel and a back panel are arranged to face each other in parallel with a gap therebetween, and an outer peripheral portion is sealed.
The front panel has a structure in which striped display electrodes are arranged on one main surface of a front glass substrate, which is covered with a dielectric glass layer, and further covered with a dielectric protective film (MgO). have.
[0004]
On the other hand, in the rear panel, stripe-shaped data electrodes are arranged on one main surface of the rear glass substrate, and this is covered with a dielectric glass layer, and further, a partition wall protrudes in a direction parallel to the data electrodes. It has an established structure. A red (R), green (G), and blue (B) phosphor layer is formed for each groove on the side and bottom surfaces of the groove formed by the dielectric glass layer and the partition.
[0005]
A gap between the front panel and the back panel is a discharge space and is filled with a gas substrate (rare gas) as a discharge gas. The rare gas to be filled is required to have such conditions that strong ultraviolet rays can be emitted, the degree of self-absorption phenomenon is small, visible light emission is small, and chemical stability is present. As a rare gas satisfying such conditions, in a normal panel, a mixed gas (Ne—Xe gas or He—Xe gas) centered on xenon (Xe) is used. The mixed gas is filled with a required pressure (for example, 40 kPa or more and 80 kPa or less) into the discharge space evacuated to about 0.1 mPa after sealing the outer peripheral portions of both panels.
[0006]
In the AC type PDP having such a structure, each discharge cell can express only two gradations of lighting / extinguishing. Therefore, in order to display an image in the PDP, one frame (one field) is divided into a plurality of subframes (subfields), and intermediate gradation is expressed by combining lighting / extinction in each subframe. An intra-frame time-division gradation display method is used. In the AC type PDP, lighting / extinguishing is performed in each subframe using wall charges. This is disclosed in Japanese Patent No. 2756053.
[0007]
In the above-mentioned registered patent No. 2756053, the subfield applies a write pulse with a selective write voltage lower than the discharge start voltage between the scan electrode (the data electrode) crossing the pixel to be lit and the scan electrode. A discharge start voltage is applied between the sustain period (common electrode X) and all the scan electrodes (Y1 to Yn) during the address period in which the pixel discharge is applied to cause the address discharge to generate a wall charge by the address discharge. And a sustain discharge period in which a sustain pulse having the same polarity as the wall charge generated in the immediately preceding discharge is applied to cause the pixels selectively written in the writing period to discharge light.
[0008]
That is, a discharge cell in which wall charges are generated by writing discharge in the writing period emits light when a sustaining pulse is applied in the sustaining discharge period.
By the way, in the AC type PDP, various studies have been made on the problem of shortening the writing period for the purpose of high-speed driving for low voltage and high definition.
[0009]
In order to solve such a problem, in the AC type PDP, for example, by improving the characteristics of the dielectric protective film in the front panel, electrons are easily emitted from the film surface even when no electric field is applied to the dielectric protective film. The state, that is, the state where the electron emission ability is high. A dielectric protective film having a high electron emission capability is necessary for generating a gas discharge in the discharge cell, and a large number of initial electrons can be present.
[0010]
Therefore, in the AC type PDP having the dielectric protective film, the discharge delay time of the write discharge in the write period can be shortened, and high speed driving is possible.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the AC type PDP, when it is intended to shorten the discharge delay time in the writing discharge in the writing period, when electrons as charged particles are accumulated on the film surface as wall charges, the surface of the dielectric protective film By discharging electrons from, the absolute value of the negative polarity of the potential of the surface of the dielectric protective film becomes small. That is, the potential changes electrically in the positive polarity direction on the surface of the dielectric protective film. Therefore, the absolute amount of negative wall charges tends to decrease in the discharge cell.
[0012]
Therefore, during the sustain discharge period, even if a sustain pulse is applied to the electrode, the wall charge decreases, so the sum of the wall charge and the sustain pulse potential cannot exceed the discharge start voltage, and the discharge cell lights up. A writing failure that is a phenomenon of not occurring occurs.
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a gas discharge panel capable of high-speed driving with a low driving voltage while suppressing the occurrence of an address failure in a writing period, and a method of manufacturing the same. The purpose is to do.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the research process for solving the above problems, the present inventor has found that there is a relationship between the occurrence of an address failure and a substance other than the gas substrate (noble gas) present in the discharge space. Specifically, conventionally, the smaller the amount of substances other than the rare gas in the discharge space, the better, whereas the present inventor required a specific type of gas together with the rare gas in the discharge space. It has been found that address failure is less likely to occur in the mixed state even when driven at a high speed with a lower drive voltage than when only a rare gas is present.
[0014]
A gas discharge panel according to the present invention is a gas discharge panel having a discharge space in which a gas base is filled between two substrates arranged opposite to each other, and discharges the following auxiliary gas. It is characterized by having in the space.
(1-1) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa to 5 mPa
(1-2) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa to 0.5 mPa
(1-3) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.1 mPa to 0.2 mPa
(1-4) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 1 mPa to 5 mPa
(1-5) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 1.5 mPa to 3 mPa
(1-6) Water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 10 mPa
(1-7) Water vapor having a partial pressure of 2 mPa to 5 mPa
(1-8) Oxygen gas having a partial pressure of 0.3 mPa to 5 mPa
(1-9) Oxygen gas having a partial pressure of 1 mPa to 3 mPa
(1-10) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 1 mPa to 5 mPa
(1-11) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 2 mPa to 3 mPa
(1-12) Water vapor with a partial pressure of 5 mPa to 20 mPa and nitrogen gas with a partial pressure of 1 Pa to 6 Pa
(1-13) Water vapor having a partial pressure of 2 to 10 mPa and nitrogen gas having a partial pressure of 2 to 3 Pa
(1-14) Water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 10 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa to 0.5 mPa
(1-15) Water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 8 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.1 mPa to 0.5 mPa
(1-16) Water vapor having a partial pressure of 2 mPa to 5 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.1 mPa to 0.2 mPa
(1-17) Water vapor having a partial pressure of 5 mPa to 20 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 0.2 mPa to 2 mPa
(1-18) Water vapor having a partial pressure of 5 mPa to 10 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1.5 mPa
As described above, in the gas discharge panel having the impurities as shown in (1-1) to (1-18) in the discharge space, the discharge start voltage is low and the electron emission ability is optimum. Therefore, in such a gas discharge panel, the occurrence of writing failure is suppressed during the writing period during driving, and the driving voltage can be lowered and the driving speed can be increased.
[0015]
Although the mechanism by which the gas discharge panel of the present invention has the above-mentioned advantages is not clear, it has been experimentally verified. This will be described later.
In the present specification, “partial pressure” refers to a partial pressure obtained when gas analysis is performed at room temperature without discharging the panel.
The above advantage is particularly noticeable in a gas discharge panel having a region in which a statistical delay time of the discharge delay time is 100 nsec or less during driving.
[0016]
Here, the “statistical delay time” is defined as a time obtained as follows. When only one cell in a single color and only one subfield emit light, and when the luminance weight of the subfield to emit light is 25 to 40 gradations out of 8 bit 256 gradations, the drop timing of the applied voltage of the write discharge is the starting point Laue plots the emission start time of the emission waveform. The statistical delay time obtained in this case is defined as the statistical delay time in this specification. The absolute value of the statistical delay time varies depending on the condition.
[0017]
Further, the superiority of the gas discharge panel is particularly when the dielectric protective film formed on the front panel of the two panels has a weight density of 70% to 85% of the single crystal weight density. Become prominent. A more desirable weight density of the dielectric protective film is 70% or more and 80% or less of the single crystal weight density.
The gas discharge display device having the gas discharge panel and the drive circuit can have the superiority of the above-described gas discharge panel as it is.
[0018]
Next, in the method for manufacturing a gas discharge panel according to the present invention, a discharge space is formed between two sealed substrates (discharge space forming step), and the remaining gas is exhausted to the discharge space ( Exhaust step) After this exhaust step, an auxiliary gas consisting of at least one selected from carbon dioxide, water vapor, oxygen, and nitrogen is introduced into the discharge space (auxiliary gas introduction step), and then the gas substrate is introduced. (Gas substrate introduction step).
[0019]
According to such a manufacturing method, a required amount of at least one auxiliary gas selected from carbon dioxide, water vapor, oxygen gas, and nitrogen gas can be mixed in the discharge space.
Therefore, with this manufacturing method, it is possible to manufacture a gas discharge panel that can suppress the occurrence of writing failure during the writing period during driving and can be driven at high speed with a low driving voltage.
[0020]
In the method of manufacturing a gas discharge panel according to the present invention, a discharge space is formed between two sealed substrates (discharge space forming step), and carbon dioxide gas is discharged into the discharge space after the discharge space forming step. Exhaust is performed until the remaining amount becomes 0.05 mPa to 0.5 mPa (exhaust step), and after this exhaust step, a gas base is introduced into the discharge space (gas base introduction step). Even if the gas discharge panel is manufactured, the same effect as the above manufacturing method can be obtained.
[0021]
In the above manufacturing method, at least one kind of gas (auxiliary gas) introduced or left in the discharge space is as shown in the following (2-1) to (2-9).
(2-1) Carbon dioxide gas whose partial pressure becomes 0.05 mPa or more and 5 mPa or less after the introduction of the gas substrate
(2-2) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa or more and 0.5 mPa or less after the introduction of the gas substrate
(2-3) Carbon dioxide gas whose partial pressure becomes 1 mPa or more and 5 mPa or less after the introduction of the gas substrate
(2-4) Water vapor whose partial pressure becomes 1 mPa or more and 10 mPa or less after the introduction of the gas substrate.
(2-5) Oxygen gas whose partial pressure becomes 0.3 mPa or more and 5 mPa or less after the introduction of the gas substrate
(2-6) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 1 mPa to 5 mPa after the introduction of the gas substrate
(2-7) Water vapor having a partial pressure of 5 mPa to 20 mPa and nitrogen gas having a partial pressure of 1 Pa to 6 Pa after the introduction of the gas substrate
(2-8) Water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 10 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa to 0.5 mPa after introduction of the gas substrate
(2-9) Water vapor having a partial pressure of 5 mPa to 20 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 0.2 mPa to 2 mPa after the introduction of the gas substrate
When the dielectric protective film of the gas discharge panel is formed by oblique deposition, the gas discharge panel manufactured using the manufacturing method described above exhibits particularly excellent characteristics.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. Overall configuration of the panel
An AC type PDP (hereinafter simply referred to as “PDP”) 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view (partially sectional view) of the
[0023]
As shown in FIG. 1, the
The
[0024]
Among the constituent elements of the
When the dielectric
[0025]
Further, the dielectric
[0026]
Therefore, the dielectric
On the other hand, the
[0027]
The
The
[0028]
In the
2. Configuration of PDP display device
Next, the overall configuration of the PDP display device including the
[0029]
As shown in FIG. 2, the PDP display device includes the
The driving
[0030]
The display
In addition, the display
[0031]
The frame memory is a two-port frame memory having two memory areas for one field (stores eight subfield display signals) for each field, while writing a field display signal in one memory area, The operation of reading the field display signal written from the memory area is alternately performed.
The
[0032]
The sustain
The
[0033]
The power supply circuit supplies driving power to the
In the PDP display device having such a configuration, a subframe is composed of a series of sequences of an initialization period, a writing period, a sustain discharge period, and an erasing period.
In the initialization period, an initialization pulse is applied to the scan electrode group in the
[0034]
In the writing period, a data pulse is applied to a selected electrode in the
In the sustain discharge period, a wall lower than the discharge start voltage between the sustain electrode (common electrode X) in the
[0035]
In the erasing period, wall charges in the discharge cells are erased by collectively applying a narrow erasing pulse to the scan electrode group.
That is, in the
3. Composition of gas filling discharge space
Next, the composition of the gas filled in the discharge space, which is a characteristic part in the present embodiment, will be described.
[0036]
The
4). Method for manufacturing PDP1
4-1. Front panel fabrication
In the production of the
[0037]
Next, a paste containing a lead-based low-melting glass material is applied by screen printing so as to cover the surface of the
[0038]
In addition to the above method, the
Furthermore, in this embodiment, the dielectric
[0039]
As shown in FIG. 3, a
[0040]
Although not shown in FIG. 3, the
The dielectric
[0041]
In the vacuum deposition, the
As a result, the surface of the
[0042]
In this way, the
The dielectric
4-2. Fabrication of
In producing the
[0043]
Next, titanium oxide (TiO 2) is covered so as to cover the surface of the
The
[0044]
Next, phosphor pastes of red (R), green (G), and blue (B) are applied to the wall portion of the groove formed by the
Blue phosphor; BaMgAlTenO17: Eu
Green phosphor: Zn2SiOFour: Mn
Red phosphor: (Y, Gd) BOThree: Eu
Will be used.
[0045]
The
In the formation of the
[0046]
4-3. Sealing the
Sealing of the
As shown in FIG. 4A, the
[0047]
As shown in FIG. 4A, the
Next, as shown in FIG. 4B, a
[0048]
When the
Moreover, it is preferable that the timing of starting the vacuum evacuation is a time when the temperature of the frit glass at the time of sealing in FIG. 4A is lower than the softening point. This is not the case when the atmosphere around the panel is a vacuum.
This evacuation is preferably performed until the residual gas pressure in the
[0049]
As shown in FIG. 4C, a required amount of carbon dioxide gas as auxiliary gas is introduced into the
[0050]
As shown in FIG. 4D, a so-called rare gas such as a Ne—Xe gas or a He—Xe gas is introduced through a
Finally, although not shown, the
[0051]
As described above, together with the rare gas as the gas substrate, carbon dioxide is mixed in the
[0052]
Therefore, the
Further, the superiority of such PDP1 becomes remarkable when the dielectric protective film (MgO) has a high electron emission ability and a short statistical delay time among the discharge delay times. For example, when the applied voltage is 265 V and the dielectric protective film has such a characteristic that the statistical delay time is 40 nsec or more and 100 nsec or less when a pulse of 1.7 μsec is displayed at only one point on the screen, the effect is obtained. Become prominent.
[0053]
Note that the electron emission ability is an originally optimum value from the viewpoint that it is difficult to cause a write failure when the
[0054]
Although the mechanism by which the
By the way, the
[0055]
Immediately after the initialization period when the panel is driven, due to the temperature dependence of the electron emission ability, the absolute amount of accumulated wall charges is reduced. In addition, the activation of the
[0056]
Therefore, with the partial pressure of carbon dioxide gas, if the environmental temperature is in the range of 25 to 40 ° C, it can be said that it is sufficient to obtain the optimum value of the electron emission ability of MgO. When the environmental temperature is assumed, it is desirable to set the partial pressure of carbon dioxide gas to 0.1 mPa to 0.2 mPa.
In the above embodiment, the features of the present invention have been described using the PDP as an example. However, the discharge space is filled with a rare gas, and the wall discharge is accumulated at the time of driving. If it is a gas discharge display device, the same effect can be obtained with the same configuration.
[0057]
Further, in the manufacturing method of the
[0058]
As another method, a mixed gas is prepared in advance by mixing a required amount of carbon dioxide gas and a rare gas, and the mixed gas is evacuated to a high vacuum (for example, 0.02 mPa or less). There is also a method in which pure noble gas is introduced until it is introduced into the
That is, the present invention is not particularly limited or restricted except for the essential part of the present invention in which a required amount of auxiliary gas is mixed in a rare gas as a gas substrate in the
(Modification)
In the above embodiment, in addition to the rare gas, carbon dioxide gas having a partial pressure in the range of 0.05 mPa to 5 mPa, preferably 0.05 mPa to 0.5 mPa, is mixed in the
(1) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 1 mPa to 5 mPa
(2) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 1.5 mPa to 3 mPa
(3) Water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 10 mPa
(4) Water vapor having a partial pressure of 2 mPa to 5 mPa
(5) Oxygen gas having a partial pressure of 0.3 mPa to 5 mPa
(6) Oxygen gas having a partial pressure of 1 mPa to 3 mPa
(7) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 1 mPa to 5 mPa
(8) Carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 2 mPa to 3 mPa
(9) Water vapor with a partial pressure of 5 mPa to 20 mPa and nitrogen gas with a partial pressure of 1 Pa to 6 Pa
(10) Water vapor having a partial pressure of 2 mPa to 10 mPa and nitrogen gas having a partial pressure of 2 Pa to 3 Pa
(11) Water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 10 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa to 0.5 mPa
(12) Water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 8 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.1 mPa to 0.5 mPa
(13) Water vapor having a partial pressure of 2 mPa to 5 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.1 mPa to 0.2 mPa
(14) Water vapor having a partial pressure of 5 mPa to 20 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 0.2 mPa to 2 mPa
(15) Water vapor having a partial pressure of 5 mPa to 10 mPa and oxygen gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1.5 mPa
Although the above (1) to (15) do not describe what mixes nitrogen gas alone in the
[0059]
Further, it is generally considered that if impurities other than rare gas remain in the
(Confirmation experiment)
As described above, by mixing impurities of the above composition and partial pressure in the
[0060]
First, the structure of the apparatus used for experiment is demonstrated using FIG.
As shown in FIG. 5, in the experiment, a discharge sample capable of writing discharge was formed in the sealed
The discharge sample includes a
[0061]
A
On the other hand, the
The sealed
[0062]
In such an experimental apparatus, when a drive waveform pulse as shown in FIG. 5 is applied from the
[0063]
Therefore, the amount of charge movement per time can be obtained by differentiating the amount of charge with time.
In this experiment, when an electric field is not actively applied from the outside after the initialization voltage is applied, in order to capture the state in which the electric charge on the
[0064]
Regarding the measurement results, each value (discharge start voltage, electron emission ability) when no auxiliary gas was mixed was used as a reference value, and each obtained value was divided by this reference value and indicated as a relative value. However, in an actual experiment, it is unrealistic to set the impurity in the sealed
(Experiment 1) When carbon dioxide is used as auxiliary gas
In
[0065]
As shown in FIG. 6, the discharge start voltage decreases as the partial pressure increases in the range where the partial pressure of carbon dioxide gas is less than 0.05 mPa. And the discharge start voltage when the partial pressure of carbon dioxide gas is in the range of 0.05 to 5 mPa is lower than when no auxiliary gas is mixed (V0-7) to (V0-8) Stable at V. The discharge start voltage in the range where the carbon dioxide partial pressure is larger than 5 mPa increases as the partial pressure increases. Here, V in the figure0Is a discharge start voltage when the carbon dioxide partial pressure is approximately 0.001 mPa and is a reference voltage.
[0066]
On the other hand, the electron emission ability is stable at 1.02 to 1.04 when the partial pressure of carbon dioxide gas is 0.5 mPa or less. The partial pressure of carbon dioxide is0.05mPaIf it exceeds, the curve indicating the electron emission ability starts to increase, and takes a peak value (1.08) when the partial pressure of carbon dioxide is 0.7 to 0.8 mPa. The electron emission ability gradually decreases from the peak value when the partial pressure of carbon dioxide gas is increased above 0.8 mPa. It can be seen that when the partial pressure of the carbon dioxide gas is made higher than 5 mPa, the degree of decrease in the electron emission ability is large.
[0067]
The lower the desirable numerical range of the discharge start voltage, the better.
On the other hand, a desirable range of the electron emission ability will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 12, the range of desirable electron emission ability also changes depending on the environmental temperature. For example, when the environmental temperature is 25 ° C., it can be said that a desirable range is that the display defect occurrence rate is less than 1% and the electron emission ability is 1.17 or less.
[0068]
Similarly, when the environmental temperature is 10 ° C., a desirable range of the electron emission ability is 1.12 or less. And when environmental temperature is 0 degreeC, the desirable range of electron emission ability will be 1.07 or less. When the environmental temperature is 25 ° C., the carbon dioxide partial pressure desirable from the viewpoint of the discharge start voltage is in the range of 0.05 mPa to 5 mPa,This range satisfies the above desirable range even at 10 ° C. and 0 ° C.
[0069]
(Experiment 2) When oxygen gas is used as auxiliary gas
In
[0070]
As shown in FIG. 7, when the partial pressure of oxygen gas is less than 0.3 mPa, both the discharge start voltage and the electron emission ability are stable without change.
In the range where the partial pressure of oxygen gas is 0.3 mPa or more, the discharge start voltage increases with the partial pressure of oxygen gas, and the electron emission ability decreases on the contrary. It can be seen that the degree of increase in the discharge start voltage and the degree of decrease in the electron emission ability increase as the partial pressure of oxygen gas exceeds 5 mPa.
[0071]
The lower the desirable numerical range of the discharge start voltage, the better. On the other hand, when FIG. 12 is used about the desirable range of electron emission ability, when environmental temperature is 0 degreeC, the desirable range of electron emission ability will be 1.07 or less.. From the experimental results shown in FIG. 7, in order to satisfy the desirable numerical range, the oxygen gas partial pressure is0.01 mPa to 0.3 mPaIt can be seen that it should be set within the range.
[0072]
(Experiment 3) When steam is used as auxiliary gas
In
[0073]
On the other hand, the electron emission ability increases as the partial pressure of water vapor increases in the range where the partial pressure of water vapor is 20 mPa or less. However, when the partial pressure of water vapor exceeds 10 mPa, the degree of increase becomes large. The electron emission ability takes a peak value when the partial pressure of water vapor is about 20 mPa, and then decreases.
Desirable numerical ranges of the discharge start voltage and the electron emission ability are the same as those in
[0074]
The lower the desirable numerical range of the discharge start voltage, the better. On the other hand, regarding the desirable range of the electron emission ability, when FIG. 12 is used, when the environmental temperature is 25 ° C., the desirable range of the electron emission ability is 1.17 or less.From the experimental results shown in FIG. 8, the water vapor partial pressure is in the range of 1 mPa to 10 mPa. And when considering environmental temperature of 10 degreeC, what is necessary is just to set in the range of 2 mPa or more and 5 mPa or less.
(Experiment 4) When nitrogen gas is used as auxiliary gas
As described above, in the current gas discharge panel having a dielectric protective film made of MgO, the merit of mixing nitrogen gas alone as an auxiliary gas cannot be found, but only a confirmation experiment was performed.
[0075]
As shown in FIG. 9, when nitrogen gas is mixed, the discharge start voltage is stable in the range where the partial pressure is less than 0.8 Pa. As the partial pressure of nitrogen gas is increased, the discharge start voltage gradually increases, and when it exceeds 8 Pa, it is decreased. On the other hand, the electron emission ability is not substantially affected by the partial pressure of nitrogen gas, and is substantially constant.1.0Keep.
[0076]
As can be seen from the above results, even if nitrogen gas alone is mixed in the
(Experiment 5) When carbon dioxide gas and oxygen gas are used in combination as auxiliary gas
In
[0077]
From the experimental results, when carbon dioxide and oxygen gas are mixed and mixed as auxiliary gases in the discharge space of the gas discharge panel, the partial pressure of carbon dioxide is set to 0.5 mPa to 1 mPa and the partial pressure of oxygen gas If it is set to 1 mPa or more and 5 mPa or less, it is optimal in terms of both the discharge start voltage and the electron emission ability.
In the above results, the desirable range of the partial pressure of carbon dioxide is 0.5 mPa or more and 1 mPa or less because the demerit of the increase in the electron emission ability that occurs when carbon dioxide is mixed alone is mixed with oxygen gas. It is because it can balance well. That is, in this combination, when carbon dioxide gas is mixed alone, an amount considered to be excessive is introduced, and the demerit of the increase in electron emission ability caused by this is canceled by introducing oxygen gas.
[0078]
Therefore, when carbon dioxide gas and oxygen gas are mixed and mixed in the discharge space, superior characteristics in terms of both the discharge start voltage and the electron emission ability can be obtained compared to the case where each is mixed alone. Can do.
[0081]
(Experiment 7) When water vapor and carbon dioxide gas are used in combination as auxiliary gas
In Experiment 7, the discharge start voltage and the electron emission ability when water vapor and carbon dioxide gas were combined and mixed as auxiliary gas in the sealed
[0082]
As shown in FIG. 10, when water vapor and carbon dioxide are mixed in the sealed
Further, when viewing FIG. 10 in terms of the partial pressure of carbon dioxide, the electron emission ability increases with the increase in partial pressure of carbon dioxide when the partial pressure of carbon dioxide is within the range of 0 mPa (water vapor only) to 0.665 mPa. It gets higher.
[0083]
However, when the partial pressure of carbon dioxide gas is 6.65 mPa, the electron emission ability is lower than that when carbon dioxide is not mixed.
Next, as shown in FIG. 11, the discharge start voltage has a similar relationship with the characteristics when only water vapor is mixed even when carbon dioxide is mixed with water vapor in the sealed
[0084]
When looking at FIG. 11 from the aspect of partial pressure of carbon dioxide, the discharge start voltage has a part where the order is changed, but the partial pressure of carbon dioxide is 0.665 mPa, 0.0665 mPa, 6.65 mPa, 0 mPa (water vapor Only) in order.
When viewed as a gas discharge panel, desirable numerical ranges of the discharge start voltage and the electron emission capability are as described above.
[0085]
From the experimental results shown in FIG. 10 and FIG. 11, in order to satisfy or approach the above desirable numerical range, the water vapor partial pressure is set to 1 mPa to 10 mPa and the carbon dioxide partial pressure is set to0.0665 mPaIf it is set to 0.665 mPa or lessSince the electron emission ability is also about 1.17 or less, the electron emission ability at an environmental temperature of 25 ° C. is a desirable range from FIG.good. In the above, the water vapor partial pressure is 1 mPa or more and 8 mPa or less,Carbon dioxide partial pressure is 0.0665 mPa or more and 0.665 mPa or lessIf set toSince the electron emission ability is also about 1.07 or less, it is a desirable range of electron emission ability at an environmental temperature of 0 ° C. from FIG..
[0086]
The reason why the characteristics (discharge start voltage, electron emission ability) of the gas discharge panel are excellent by setting such a numerical range is the same as that of the above-described embodiment, and is excellent also with respect to changes in environmental temperature. This is because the characteristics are maintained.
[0087]
(Experiment 8) When water vapor and oxygen gas are used in combination as auxiliary gas
In
[0088]
As a result of the experiment, when water vapor and oxygen gas are combined and mixed as auxiliary gas in the discharge space of the gas discharge panel, the partial pressure of water vapor is set to 5 mPa to 20 mPa, and the partial pressure of oxygen gas is0.5If it is set to mPa or more and 2 mPa or less,From FIG. 12, since it becomes 1.07 or less which becomes a desirable range of the electron emission ability at an environmental temperature of 0 ° C.,The desired range of the discharge start voltage and the electron emission ability is satisfied.
[0089]
In the
[0090]
For reference, the design values of the experimental apparatus are as follows: main discharge gap 60-100 μm, main discharge electrode width 100-300 μm, partition wall height 110-130 μm, filling gas pressure 50-70.kPa, a rare gas that is a sealing rare gas, is a mixed gas of 5% Xe on a Ne basis.
[0091]
【The invention's effect】
As described above, the gas discharge panel of the present invention has a low discharge start voltage and an optimum electron emission ability together with the gas substrate in the discharge space. Therefore, in such a gas discharge panel, the occurrence of an address failure is suppressed during the writing period during driving, and the driving voltage can be lowered and the driving speed can be increased.
[0092]
In the method of manufacturing a gas discharge panel according to the present invention, a discharge space is formed between two sealed substrates (discharge space forming step), and the residual gas pressure is 0.1 mPa or less with respect to the discharge space. The exhaust gas is exhausted (exhaust step), and after this exhaust step, an auxiliary gas consisting of at least one selected from carbon dioxide, water vapor, oxygen, and nitrogen is introduced into the discharge space (auxiliary gas introduction step), Since the gas substrate is then introduced (gas substrate introduction step), a required amount of at least one auxiliary gas selected from carbon dioxide, water vapor, oxygen gas, and nitrogen gas is mixed in the discharge space. Can do.
[0093]
Therefore, in this manufacturing method, it is possible to manufacture a gas discharge panel that can suppress the occurrence of an address failure during a writing period during driving and can be driven at a high speed with a low driving voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view (partially sectional view) of a
FIG. 2 is a block diagram showing an overall configuration of a PDP display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an apparatus for forming a dielectric
FIG. 4 is a schematic view of each process of sealing, exhaust, and gas introduction.
FIG. 5 is a schematic view of an experimental apparatus used in a confirmation experiment.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure of carbon dioxide mixed in a sealed container, the discharge start voltage, and the electron emission ability.
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure of oxygen gas mixed in the sealed container, the discharge start voltage, and the electron emission ability.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure of water vapor mixed in the sealed container, the discharge start voltage, and the electron emission ability.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the partial pressure of nitrogen gas mixed in a sealed container, the discharge start voltage, and the electron emission ability.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between each partial pressure of water vapor and carbon dioxide mixed in an airtight container and electron emission ability.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between each partial pressure of water vapor and carbon dioxide mixed in a sealed container and the discharge start voltage.
FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between electron emission ability and display defect occurrence rate at each temperature.
[Explanation of symbols]
1. PDP
10. Front panel
12 Display electrode
14 Dielectric protective film
20. Back panel
22. Data electrode
30. Discharge space
Claims (9)
主放電間隙60〜100μm、主放電電極幅100〜300μm、隔壁高さ110〜130μm、充填ガス圧50〜70kPaであり、封止希ガスした希ガスがNeベースでXe5%の混合ガスを含み、
前記放電空間には、分圧が0.05mPa以上5mPa以下の炭酸ガスが充填されている
ことを特徴とする。A gas discharge panel having a discharge space in which a gas substrate is filled between two substrates arranged opposite to each other,
The main discharge gap is 60 to 100 μm, the main discharge electrode width is 100 to 300 μm, the partition wall height is 110 to 130 μm, the filling gas pressure is 50 to 70 kPa, and the rare gas sealed is a Ne base containing a mixed gas of 5% Xe,
The discharge space is filled with carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa to 5 mPa.
主放電間隙60〜100μm、主放電電極幅100〜300μm、隔壁高さ110〜130μm、充填ガス圧50〜70kPaであり、封止希ガスした希ガスがNeベースでXe
5%の混合ガスを含み、
前記放電空間には、分圧が1mPa以上10mPa以下の水蒸気と、分圧が0.0665mPa以上0.665mPa以下の炭酸ガスとが充填されている
ことを特徴とする。A gas discharge panel having a discharge space in which a gas substrate is filled between two substrates arranged opposite to each other,
The main discharge gap is 60 to 100 μm, the main discharge electrode width is 100 to 300 μm, the partition wall height is 110 to 130 μm, and the filling gas pressure is 50 to 70 kPa.
Containing 5% gas mixture,
The discharge space is filled with water vapor having a partial pressure of 1 to 10 mPa and carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.0665 to 0.665 mPa.
0.665mPa以下の炭酸ガスとが充填されている
ことを特徴とする請求項2に記載のガス放電パネル。In the discharge space, water vapor having a partial pressure of 1 mPa or more and 8 mPa or less, and a partial pressure of 0.0665 mPa or more.
The gas discharge panel according to claim 2 , wherein the gas discharge panel is filled with a carbon dioxide gas of 0.665 mPa or less.
前記誘電体保護膜は、MgOからなり、重量密度が単結晶重量密度の70%以上85%以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のガス放電パネル。Furthermore, it has a dielectric protective film,
2. The gas discharge panel according to claim 1, wherein the dielectric protective film is made of MgO and has a weight density of 70% to 85% of a single crystal weight density.
ことを特徴とする請求項4に記載のガス放電パネル。The gas discharge panel according to claim 4 , wherein the dielectric protective film has a weight density of 70% or more and 80% or less of a single crystal weight density.
パネル駆動時において、放電遅れ時間の内の統計遅れ時間が100nsec以下の特性の放電領域を有している
ことを特徴とするガス放電表示装置。A gas discharge display device comprising the gas discharge panel according to claim 1,
A gas discharge display device characterized by having a discharge region having a statistical delay time of 100 nsec or less during a panel drive.
2枚の基板間に放電空間を形成するステップと、前記放電空間に対して、空間内の残存ガスを排気するステップと、前記排気するステップの後、放電空間に対して、炭酸ガス、水蒸気、酸素ガス、窒素ガスの中から選ばれる少なくとも一種類からなるガスを導入するステップと、前記少なくとも一種類からなるガスを導入するステップの後、前記放電空間に対してガス基体を導入するステップとを有し、
前記少なくとも一種類のガスは、前記ガス基体を導入した後の状態で、分圧が0.05mPa以上5mPa以下となる炭酸ガスである
ことを特徴とするガス放電パネルの製造方法。 Gas having a main discharge gap of 60 to 100 μm, a main discharge electrode width of 100 to 300 μm, a partition wall height of 110 to 130 μm, a filling gas pressure of 50 to 70 kPa, and a sealed rare gas containing a mixed gas of 5% Xe with Ne A method for manufacturing a discharge panel, comprising:
A step of forming a discharge space between two substrates, a step of exhausting a residual gas in the space to the discharge space, and a step of exhausting the carbon dioxide gas, water vapor, Introducing at least one gas selected from oxygen gas and nitrogen gas; and introducing the gas substrate into the discharge space after introducing the at least one gas. Have
The method of manufacturing a gas discharge panel, wherein the at least one gas is a carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.05 mPa or more and 5 mPa or less after the gas substrate is introduced.
2枚の基板間に放電空間を形成するステップと、前記放電空間に対して、空間内の残存ガスを排気するステップと、前記排気するステップの後、放電空間に対して、炭酸ガス、水蒸気、酸素ガス、窒素ガスの中から選ばれる少なくとも一種類からなるガスを導入するステップと、前記少なくとも一種類からなるガスを導入するステップの後、前記放電空間に対してガス基体を導入するステップとを有し、
前記少なくとも一種類のガスは、前記ガス基体を導入した後の状態で、分圧が0.5mPa以上1mPa以下となる炭酸ガスと、分圧が1mPa以上5mPa以下となる酸素ガスとである
ことを特徴とするガス放電パネルの製造方法。 Gas having a main discharge gap of 60 to 100 μm, a main discharge electrode width of 100 to 300 μm, a partition wall height of 110 to 130 μm, a filling gas pressure of 50 to 70 kPa, and a sealed rare gas containing a mixed gas of 5% Xe with Ne A method for manufacturing a discharge panel, comprising:
A step of forming a discharge space between two substrates, a step of exhausting a residual gas in the space to the discharge space, and a step of exhausting the carbon dioxide gas, water vapor, Introducing at least one gas selected from oxygen gas and nitrogen gas; and introducing the gas substrate into the discharge space after introducing the at least one gas. Have
The at least one gas is a carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.5 mPa to 1 mPa and an oxygen gas having a partial pressure of 1 mPa to 5 mPa after introduction of the gas substrate. A method for producing a gas discharge panel, which is characterized.
2枚の基板間に放電空間を形成するステップと、前記放電空間に対して、空間内の残存ガスを排気するステップと、前記排気するステップの後、放電空間に対して、炭酸ガス、水蒸気、酸素ガス、窒素ガスの中から選ばれる少なくとも一種類からなるガスを導入するステップと、前記少なくとも一種類からなるガスを導入するステップの後、前記放電空間に対してガス基体を導入するステップとを有し、
前記少なくとも一種類のガスは、前記ガス基体を導入した後の状態で、分圧が1mPa以上10mPa以下となる水蒸気と、分圧が0.0665mPa以上0.665mPa以下となる炭酸ガスとである
ことを特徴とするガス放電パネルの製造方法。 Gas having a main discharge gap of 60 to 100 μm, a main discharge electrode width of 100 to 300 μm, a partition wall height of 110 to 130 μm, a filling gas pressure of 50 to 70 kPa, and a sealed rare gas containing a mixed gas of 5% Xe with Ne A method for manufacturing a discharge panel, comprising:
A step of forming a discharge space between two substrates, a step of exhausting a residual gas in the space to the discharge space, and a step of exhausting the carbon dioxide gas, water vapor, Introducing at least one gas selected from oxygen gas and nitrogen gas; and introducing the gas substrate into the discharge space after introducing the at least one gas. Have
The at least one gas is a water vapor having a partial pressure of 1 mPa to 10 mPa and a carbon dioxide gas having a partial pressure of 0.0665 mPa to 0.665 mPa in a state after the gas substrate is introduced. A method for producing a gas discharge panel, comprising:
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