JP4788227B2 - Plasma display panel - Google Patents
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Description
本発明は、表示デバイスとして用いられるプラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼ぶ)に関するものであり、特にPDPの保護層に関するものである。 The present invention relates to a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP) used as a display device, and more particularly to a protective layer of PDP.
PDPは、液晶パネルに比べて高速表示が可能であり、かつ大型化が容易であることから大画面表示デバイスとして注目され、高精細化および高輝度化などの表示品質の向上および高い信頼性を目指したPDPの開発がますます重要になってきている。 PDPs are attracting attention as large-screen display devices because they can display at high speed compared to liquid crystal panels and are easy to increase in size, and have improved display quality such as higher definition and higher brightness and higher reliability. The development of the target PDP is becoming increasingly important.
一般的にAC駆動面放電型PDPは、3電極構造を採用しており、この種のPDPは前面板と背面板の2枚のガラス基板が所定の間隔で対向配置された構造となっている。前面板は、ガラス基板上に形成されたストライプ状の走査電極および維持電極よりなる一対以上の表示電極と、この表示電極を被覆して電荷を蓄積しコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された厚さ1μm程度の保護層とで構成されている。一方、背面板はガラス基板上に複数形成されたストライプ状のアドレス電極と、このアドレス電極を覆う下地誘電体層と、その上に形成された隔壁と、各隔壁によって形成された表示セル内に塗布された赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層とで構成されている。 Generally, an AC drive surface discharge type PDP employs a three-electrode structure, and this type of PDP has a structure in which two glass substrates, a front plate and a back plate, are arranged to face each other at a predetermined interval. . The front plate has a pair of display electrodes formed of a stripe-shaped scan electrode and a sustain electrode formed on a glass substrate, a dielectric layer that covers the display electrode and accumulates electric charge and functions as a capacitor, The protective layer is formed on the dielectric layer and has a thickness of about 1 μm. On the other hand, the back plate has a plurality of stripe-shaped address electrodes formed on a glass substrate, a base dielectric layer covering the address electrodes, barrier ribs formed thereon, and display cells formed by the barrier ribs. It is comprised by the fluorescent substance layer which light-emits each applied red, green, and blue.
前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって形成された放電空間にはネオンおよびキセノンなどの放電ガスが400Torr〜600Torrの圧力で封入されている。 The front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other, and a discharge gas such as neon and xenon is sealed at a pressure of 400 Torr to 600 Torr in a discharge space formed by the barrier ribs.
表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電ガスを放電させ、それによって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の各色を発光させることにより、カラー画像を表示している。 By selectively applying a video signal voltage to the display electrodes, the discharge gas is discharged, and the ultraviolet rays generated thereby excite each color phosphor layer to emit red, green, and blue colors, thereby producing a color image. it's shown.
つぎに、前面板の誘電体層を覆って形成される保護層は、イオン衝撃による耐スパッタリング性の高い材料を用いて形成され、放電によるスパッタリングから誘電体層を保護するとともに、イオン衝撃により保護層の表面から2次電子を放出し、放電ガスを放電させるための駆動電圧を低下させる機能を有することが知られている。このため、保護層はPDPの点灯時間の増加とともにイオン衝撃を受けて膜厚が薄くなり、保護層の表面からの2次電子の放出特性が変化する。このため、表示電極に電圧を印加してから書き込み放電が発生するまでの時間的な遅れが発生し、これがPDPの表示画面のちらつきの原因となって、表示品質を著しく劣化させる。従来、放電遅れに関しては、2次電子の放出性能が保護層の屈折率と関係があることが開示され、保護層の屈折率を一定の範囲に限定することにより、ちらつきのない安定した放電を実現する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、一般に保護層は、酸化マグネシウム(MgO)を用いて、真空成膜技術によって形成する。
しかしながら、真空成膜により保護層を形成する方法では、結晶成長の初期段階では結晶性が悪く屈折率が低く、膜厚が増大するにつれて結晶成長が進行して屈折率が上昇する。そのため、PDPの点灯時間の増加とともに保護層の膜厚が薄くなり、放電空間に露出する表面の結晶性が変化してPDPの表示品質が経時的に変化するという課題があった。 However, in the method of forming the protective layer by vacuum film formation, the crystallinity is poor and the refractive index is low at the initial stage of crystal growth, and the crystal growth proceeds and the refractive index increases as the film thickness increases. For this reason, as the PDP lighting time increases, the thickness of the protective layer decreases, and the crystallinity of the surface exposed to the discharge space changes, and the display quality of the PDP changes over time.
本発明は、このような課題を解決するものであり、保護層の膜厚方向の屈折率を均一化して、長期間にわたり均一で高い表示品質を維持できるPDPを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such a problem, and an object thereof is to provide a PDP capable of maintaining a uniform and high display quality over a long period of time by making the refractive index in the film thickness direction of the protective layer uniform.
上述した課題を解決するために、本発明のPDPは、少なくとも基板上に形成された表示電極と、表示電極を覆う誘電体層と、誘電体層を保護する保護層とを有するPDPであって、保護層は膜厚方向の屈折率の平均値が波長633nmにおいて1.50以上であり、かつ保護層の膜厚方向に屈折率の分布を有し、かつ前記保護膜の膜厚方向の少なくとも一部で、前記屈折率の分布が前記誘電体層側から増加する傾向を有し、前記屈折率の最大値と最小値の差が0.05以下としている。 In order to solve the above-described problem, the PDP of the present invention is a PDP having at least a display electrode formed on a substrate, a dielectric layer covering the display electrode, and a protective layer protecting the dielectric layer. The protective layer has an average refractive index in the film thickness direction of 1.50 or more at a wavelength of 633 nm, and has a refractive index distribution in the film thickness direction of the protective layer , and at least in the film thickness direction of the protective film. In some cases , the refractive index distribution tends to increase from the dielectric layer side, and the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index is 0.05 or less.
このような構成によれば、保護層の屈折率を高めるとともに膜厚方向において屈折率を均一化することによって、放電時の放電遅れの経時的変化を抑制し、長寿命で高品質の画像表示が可能なPDPを実現することができる。 According to such a configuration, by increasing the refractive index of the protective layer and making the refractive index uniform in the film thickness direction, the change in discharge delay over time during discharge is suppressed, and a long-life and high-quality image display is achieved. Can be realized.
さらに、保護層の膜厚が500nm〜2000nmであることが望ましく、誘電体層などの下地層の影響や、保護層に発生する膜応力の影響などを受けずに、放電時の放電遅れの経時的変化を抑制して、長寿命で高品質の画像表示が可能なPDPを実現することができる。 Furthermore, it is desirable that the thickness of the protective layer is 500 nm to 2000 nm, and the delay of discharge delay during discharge without being affected by the underlayer such as a dielectric layer or the film stress generated in the protective layer. It is possible to realize a PDP capable of suppressing high-speed image display and displaying a high-quality image with a long lifetime.
さらに、保護層が酸化マグネシウムを主成分とする金属酸化物からなることが望ましく、電子放出係数の高い保護層を形成して長寿命で高品質の画像表示が可能なPDPを実現することができる。 Furthermore, it is desirable that the protective layer is made of a metal oxide containing magnesium oxide as a main component, and it is possible to realize a PDP capable of forming a long-life and high-quality image display by forming a protective layer having a high electron emission coefficient. .
以上説明したように、本発明のPDPによれば、経時変化が少ない長寿命、高品質の画像表示が可能なPDPを提供することができる。 As described above, according to the PDP of the present invention, it is possible to provide a PDP capable of displaying a long-life and high-quality image with little change with time.
以下、本発明の実施の形態におけるPDPについて図面を用いて説明する。 Hereinafter, a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態)
本発明の実施の形態について図1〜図3を用いて説明する。
(Embodiment)
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、交流面放電型PDPの基本構造を示す部分斜視図、図2は本発明の実施の形態におけるPDPの保護層の膜厚方向の屈折率の分布を示す特性図、図3は保護層の屈折率とPDPの画面表示品質との関係を示す図である。 FIG. 1 is a partial perspective view showing the basic structure of an AC surface discharge type PDP, FIG. 2 is a characteristic diagram showing the refractive index distribution in the film thickness direction of the protective layer of the PDP in the embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure which shows the relationship between the refractive index of a layer, and the screen display quality of PDP.
図1に示すように、PDP1は、互いに対向して配置された前面板10と背面板20とを備えている。前面板10は、前面ガラス基板11上に走査電極12aおよび維持電極12bがストライプ状に複数対形成されて表示電極12を構成している。また、表示電極12の間にはブラックストライプ13が形成されている。さらに、走査電極12a、維持電極12bおよびブラックストライプ13の上には誘電体層14が形成され、さらに誘電体層14を覆ってMgOを材料とする保護層15が形成されている。
As shown in FIG. 1, the PDP 1 includes a
一方、背面板20は、背面ガラス基板21上にストライプ状のアドレス電極22が、走査電極12aおよび維持電極12bと直交するように配設されている。また、下地誘電体層23がアドレス電極22を覆うように形成されて、アドレス電極22を保護するとともに、可視光を前面板10に反射する機能を有している。さらに、下地誘電体層23上にはアドレス電極22と同じ方向にアドレス電極22を挟むように隔壁24が形成され、隔壁24間に蛍光体層25を形成されている。
On the other hand, the
前面板10と背面板20とを対向配置し、周囲を封着部材(図示せず)で封着することによって放電空間30を形成している。放電空間30には、隣接する隔壁24間に形成され、隣り合う一対の表示電極12と1本のアドレス電極22とが交叉する領域の画像表示を行うセルが形成される。放電空間30には、例えばネオンやキセノンの混合ガスなどの放電ガスが、53200Pa(400Torr)〜79800Pa(600Torr)の圧力で封入されている。
The
このような構成のPDP1において、走査電極12aと維持電極12bの間にパルス状の電圧を印加することにより放電空間30において放電ガスを放電させて紫外線を発生させ、紫外線を蛍光体層25に照射する。これにより、各色の蛍光体層25から可視光を放射し、前面板10の表面から透過させてカラーの画像表示を行う。
In the
つぎに、本発明の実施の形態の特徴である、保護層15の形成方法と特性について説明する。保護層15は、真空蒸着装置を用いて電子ビームを照射することにより材料を蒸発させ、これを加熱した誘電体層14上に堆積させて成膜する。材料としてはMgOなどの金属酸化物のペレットを使用し、酸素ガスを真空成膜装置の真空成膜室(真空チャンバ)内に供給することにより、保護層15を目標の膜厚となるように形成する。この成膜方法は物理気相法と呼ばれる。電子ビームの照射により金属酸化物を蒸発させると、材料から酸素原子が脱離しやすく、形成した膜が酸素欠損の状態になりやすい。そのため、保護層15の成長表面に酸素ガスを供給しながら成膜を行うことにより、可視光に対する透明性を高めることができる。また、物理気相法によれば、酸素ガスの供給圧力および成膜すべき基板の加熱温度を任意の値に設定でき、電子銃のエミッション電流を調節することにより、保護層の成膜速度を制御することができる。
Next, a method for forming the
つぎに、保護層15の屈折率を高め、膜厚方向の屈折率を均一化する成膜方法の実施例について述べる。
Next, an embodiment of a film forming method for increasing the refractive index of the
(実施例1)
本実施例では誘電体層14、すなわち基板の加熱温度を高め、酸素ガスの供給圧力を低くすることにより屈折率を高くしている。誘電体層14の加熱温度は200℃以上、酸素ガスの供給圧力は10−2Pa〜10−1Paをそれぞれ目安とする。これにより、保護層15の屈折率を高め、2次電子の放出特性を向上させることができる。また、保護層15は誘電体層14との境界面から膜厚方向に向かって成長した柱状構造の結晶が多数形成された構造を有しており、実施例1では成膜初期の段階で屈折率が高くなるようすることができる。具体的には膜厚が200nmになるまで成膜速度0.5nm/sで蒸着し、その後、成膜速度を1nm/sとして膜厚が約1000nmになるように成膜した。なお、酸素ガスの真空チャンバへの供給圧力は2.0×10−2Pa、誘電体層14の加熱温度は250℃とした。
Example 1
In this embodiment, the refractive index is increased by increasing the heating temperature of the
(実施例2)
ここでは蒸着中にイオン・プラズマのアシストを併用する成膜法を用い保護層15の屈折率を高めている。アシストの方法としては、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト蒸着法などがあるが、実施例2では高周波コイルを使用している。高周波コイルに500Wの高周波電力を印加するとともに、前面板10に−300Vのバイアス電圧を印加して保護層15を形成した。この成膜法では、高周波コイル内の空間で、成膜の材料をイオン化し、加速しながら保護層15を形成している。なお、酸素ガスの供給圧力は4.0×10−2Pa、誘電体層14の加熱温度は250℃、成膜速度を1nm/sとした。
(Example 2)
Here, the refractive index of the
(実施例3)
実施例1、2に対する比較例として、成膜速度を一定とする従来の方法により成膜を行った。実施例1と同様に、電子ビーム蒸着法を使用して、酸素ガスの供給圧力を2.0×10−2Pa、誘電体層14の加熱温度は250℃、成膜速度を1nm/sとした。
(Example 3)
As a comparative example for Examples 1 and 2, film formation was performed by a conventional method in which the film formation rate was constant. In the same manner as in Example 1, using the electron beam evaporation method, the supply pressure of oxygen gas is 2.0 × 10 −2 Pa, the heating temperature of the
つぎに、上記の方法により形成された実施例1〜3につき、保護層15の特性としての屈折率について説明する。保護層15の2次電子の放出性能は屈折率と相関関係があり、屈折率はPDPの表示品質および寿命に影響を与える。一般に屈折率が高いほど保護層15の充填密度が高くなり、2次電子の放出特性に優れている。また、保護層15の屈折率が膜厚方向において均一な場合は、PDPの点灯時間などに影響されることなく、イオン衝撃による保護層15のスパッタリング速度が一定となる。また、膜厚方向に屈折率が均一であると経時的に2次電子の放出特性が均一となり、表示品質の経時変化の少ない長寿命のPDPを提供することができる。
Next, the refractive index as a characteristic of the
図2は、実施例1〜3について保護層15の膜厚方向の屈折率の分布を測定した結果である。屈折率の分布は、分光エリプソメトリを用いて保護層15の深さ方向に4層の多層膜であると仮定して光学多層膜解析を行い、各層の屈折率および膜厚を算出した。同図に示すように保護層15の膜厚方向の少なくとも一部で、屈折率の分布が誘電体層14側から増加する傾向を有している。
FIG. 2 is a result of measuring the refractive index distribution in the film thickness direction of the
図2によれば、保護層15と誘電体層14との境界層である第1層から保護層15の表層部である第4層のうち、第4層は第1〜3層と比較して膜厚が薄く屈折率が極端に小さくなっていることがわかる。これらの最表層、すなわち第4層はその他の層と比較して膜厚が薄く屈折率が小さいラフネス層であり、後工程であるエージング工程においてスパッタリングにより除去される層と考えられることから、第4層を除く第1層から第3層までの平均屈折率を保護層15の平均屈折率とした。したがって、保護層15の平均屈折率は、波長633nmにおいて実施例1では1.56、実施例2では1.61であった。同様に第1層から第3層までの屈折率の最大値と最小値の差は、実施例1では0.03、実施例2では0.01であった。
According to FIG. 2, among the first layer, which is a boundary layer between the
一方、従来の方法で保護層15を形成した実施例3では、平均屈折率が波長633nmにおいて1.50であり、屈折率の最大値と最小値の差が0.14であり、実施例1および実施例2と比較して、屈折率が小さく、膜厚方向における屈折率の均一性の点で劣っていることがわかった。
On the other hand, in Example 3 in which the
以上の結果から、実施例1および実施例2における保護層15は、実施例3における従来の方法により形成した保護層15に比べて屈折率が高く緻密な状態であり、しかも膜厚方向に均一化されていることがわかる。
From the above results, the
つぎに、これらの保護層を用いた場合のPDPの表示品質について説明する。図3は平均屈折率の異なる保護層15を作製し、PDPの書き込み時の放電特性と保護層15の屈折率との関係を示した実験データである。この実験では、電子ビーム蒸着法を用いて、誘電体層14の加熱温度と酸素ガスの供給圧力を適宜調整しながら、種々の屈折率を有する保護層15を形成し、保護層15が形成された前面板10を用いてPDP1を作製した。書き込み放電特性の評価は、所定パターンの画像表示による安定性についての目視による観察結果とした。図3は保護層15の波長633nmにおける平均屈折率と書き込み放電時の放電遅れ時間との関係を示す図である。放電遅れ時間は書き込み放電特性を示し、アドレス期間に走査電極12aとアドレス電極22との間に電圧を印加してから放電が起こるまでの時間とし、放電発光の100回分のピーク値を平均化した。また、縦軸の放電遅れの値は、PDP1の表示画面のちらつきが1回以上発生した最小値を基準とする相対値とした。
Next, the display quality of the PDP when these protective layers are used will be described. FIG. 3 shows experimental data showing the relationship between the discharge characteristics during writing of the PDP and the refractive index of the
図3によれば、保護層15の屈折率1.45の近傍がPDP1の表示画面のちらつき有無の分岐点となり、屈折率1.50以上では放電遅れ時間にマージンを確保することができて、ちらつきのない安定した表示画面を得ることができることを示している。これは、屈折率の上昇にともなって保護層15からの2次電子の放出が多くなるためと考えられる。
According to FIG. 3, the vicinity of the refractive index 1.45 of the
一方、平均屈折率が1.45以上であれば、少なくとも放電初期においては放電遅れの小さいちらつきのないPDPを実現できるが、放電時間に対してそれらの特性が変化しないことがさらに重要である。 On the other hand, if the average refractive index is 1.45 or more, it is possible to realize a flicker-free PDP with a small discharge delay at least in the early stage of discharge, but it is more important that these characteristics do not change with respect to the discharge time.
図2に示すように、実施例1では、保護層15の平均屈折率は1.56、実施例2における平均屈折率は1.61、実施例3(比較例)では、1.50である。したがって、上述の初期の状態では、全ての保護層についてちらつきのない画像表示が可能であるが、長時間の放電の後では、保護層がスパッタリングされて膜厚が薄くなると、実施例3では屈折率1.43となりちらつきの発生する保護層となってしまう。
As shown in FIG. 2, in Example 1, the average refractive index of the
したがって、波長633nmにおいて保護層の膜厚方向における屈折率の平均値を1.50以上とし、しかも、屈折率の最大値と最小値との差を0.05以下にすることで、長期間の放電に対しても表示品質の経時変化がないPDPを実現することができる。 Therefore, the average value of the refractive index in the film thickness direction of the protective layer at a wavelength of 633 nm is set to 1.50 or more, and the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index is set to 0.05 or less. A PDP in which display quality does not change with time even with discharge can be realized.
また、屈折率のバラツキが少ないということは、結晶性が均一でさらに緻密性も均一であることから、急激な経時変化がないということになり、より経時的に安定した放電が可能となる。 In addition, the fact that there is little variation in the refractive index means that the crystallinity is uniform and the denseness is also uniform, so that there is no rapid change with time, and more stable discharge over time is possible.
なお、本発明の実施の形態では、成膜方法として真空成膜法による場合について説明したが、その他の物理気相法、化学気相法またはゾルゲル法、印刷法、塗布法、含浸法などによって形成した保護層15に対しても、同様の措置を講ずることにより同等の効果を期待することができる。
In the embodiment of the present invention, the case of using the vacuum film forming method as the film forming method has been described. However, by other physical gas phase method, chemical gas phase method or sol-gel method, printing method, coating method, impregnation method, and the like. The same effect can be expected for the formed
また、保護層15の膜厚については、500nm〜2000nmとするのが望ましく、誘電体層14などの下地層の影響や、保護層15に発生する膜応力の影響などを受けずに、放電時の放電遅れの経時的変化を抑制して、長寿命で高品質の画像表示が可能なPDPを実現することができる。
Further, the film thickness of the
以上、本発明によれば、保護層の屈折率を高めるとともに、膜厚方向における屈折率を均一化することで、長期にわたって表示品質の経時変化が少なく、長寿命で均一かつ高品質の映像を表示するPDPを実現することができる。 As described above, according to the present invention, by increasing the refractive index of the protective layer and making the refractive index in the film thickness direction uniform, there is little change in display quality over time over a long period of time, and a uniform and high-quality image with a long lifetime can be obtained. A PDP to be displayed can be realized.
以上のように本発明のPDPは、高品質、長寿命であるため、特に大画面の表示装置として有用である。 As described above, since the PDP of the present invention has a high quality and a long life, it is particularly useful as a display device with a large screen.
1 PDP
10 前面板
11 前面ガラス基板
12 表示電極
12a 走査電極
12b 維持電極
13 ブラックストライプ
14 誘電体層
15 保護層
20 背面板
21 背面ガラス基板
22 アドレス電極
23 下地誘電体層
24 隔壁
25 蛍光体層
30 放電空間
1 PDP
DESCRIPTION OF
Claims (2)
かつ前記保護膜の膜厚方向の少なくとも一部で、前記屈折率の分布が前記誘電体層側から増加する傾向を有し、
前記屈折率の最大値と最小値の差が0.05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。 A plasma display panel having at least a display electrode formed on a substrate, a dielectric layer covering the display electrode, and a protective layer protecting the dielectric layer, wherein the protective layer has a refractive index in a film thickness direction. Having an average value of 1.50 or more at a wavelength of 633 nm and a refractive index distribution in the film thickness direction of the protective layer,
And in at least part of the thickness direction of the protective film, the refractive index distribution tends to increase from the dielectric layer side,
A plasma display panel, wherein a difference between a maximum value and a minimum value of the refractive index is 0.05 or less.
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