JP5206227B2 - Plasma display panel - Google Patents
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本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。 The present invention relates to a plasma display panel used for image display.
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」と略記する)が注目されている。 In recent years, a plasma display panel (hereinafter abbreviated as “PDP”) has been attracting attention as a color display device capable of realizing a thin and lightweight on a large screen.
PDPとして代表的な交流面放電型PDPは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、1対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム(MgO)等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のPDPの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。 A typical AC surface discharge type PDP as a PDP has a large number of discharge cells formed between a front substrate and a rear substrate which are arranged to face each other. In the front substrate, a plurality of display electrode pairs each consisting of a pair of scan electrodes and sustain electrodes are formed in parallel on a glass substrate, and a dielectric layer and a protective layer are formed so as to cover the display electrode pairs. . Here, the protective layer is a thin film of an alkaline earth oxide such as magnesium oxide (MgO), and is provided to protect the dielectric layer from ion sputtering and to stabilize discharge characteristics such as a discharge start voltage. The back substrate is formed with a plurality of parallel data electrodes on a glass substrate, a dielectric layer so as to cover them, and a grid-like partition wall formed thereon, respectively, and the surface of the dielectric layer and the side surface of the partition wall A phosphor layer is formed on the substrate. Then, the front substrate and the rear substrate are disposed opposite to each other so that the display electrode pair and the data electrode are three-dimensionally crossed and sealed, and a discharge gas is sealed in the internal discharge space. Here, a discharge cell is formed at a portion where the display electrode pair and the data electrode face each other. Ultraviolet light is generated by gas discharge in each discharge cell of the PDP having such a configuration, and phosphors of red, green, and blue colors are excited and emitted by the ultraviolet light to perform color display.
PDPを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間および維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。 As a method of driving the PDP, a subfield method, that is, a method of performing gradation display by combining subfields to emit light after dividing one field period into a plurality of subfields. The subfield has an initialization period, an address period, and a sustain period. In the initializing period, initializing discharge is generated in each discharge cell, and wall charges necessary for the subsequent address discharge are formed. In the address period, address discharge is selectively generated in the discharge cells to be displayed, and wall charges necessary for the subsequent sustain discharge are formed. In the sustain period, a sustain pulse is alternately applied to the scan electrode and the sustain electrode, a sustain discharge is generated in the discharge cell that has caused the address discharge, and the phosphor layer of the corresponding discharge cell emits light to display an image. Do.
PDPは、前面基板作製工程、背面基板作製工程、封着工程、排気工程、放電ガス供給工程の各工程を経て製造される。ここで封着工程は、前面基板作製工程で作製した前面基板と背面基板作製工程で作製した背面基板とを貼り合わせる工程であり、排気工程はPDP内部の空間からガスを排気する工程である。封着工程ではフリットを用いて前面基板と背面基板とを貼り合わせるため、それらを重ね合わせてフリットの軟化点温度以上、例えば440℃〜500℃程度で焼成する。 The PDP is manufactured through a front substrate manufacturing process, a back substrate manufacturing process, a sealing process, an exhaust process, and a discharge gas supply process. Here, the sealing step is a step of bonding the front substrate produced in the front substrate production step and the rear substrate produced in the back substrate production step, and the exhausting step is a step of exhausting gas from the space inside the PDP. In the sealing process, since the front substrate and the rear substrate are bonded together using frit, they are superposed and fired at a temperature equal to or higher than the softening point temperature of the frit, for example, about 440 ° C. to 500 ° C.
このときフリット等から水(H2O)、炭酸ガス(CO、CO2)、炭化水素CnHm)等の不純ガスが排出され、これらの不純ガスの一部はPDPの内部に吸着される。また、続く排気工程でPDPの内部の空気とともに不純ガスも排気するが、PDPの内部に吸着された不純ガスまで含めて完全に排気することは難しく、PDPの内部にある程度の不純ガスが残留することは避けられなかった。加えて、近年のPDPの大画面化および高精細化に伴い、不純ガスの残留量は増加する傾向にある。 At this time, impure gases such as water (H 2 O), carbon dioxide (CO, CO 2 ), and hydrocarbon C n H m ) are discharged from the frit and the like, and some of these impure gases are adsorbed inside the PDP. The In addition, although the impure gas is exhausted together with the air inside the PDP in the subsequent exhaust process, it is difficult to exhaust completely including the impure gas adsorbed inside the PDP, and a certain amount of impure gas remains inside the PDP. That was inevitable. In addition, with the recent increase in screen size and resolution of PDPs, the residual amount of impure gas tends to increase.
しかし保護層や蛍光体等の材料は不純ガスと反応し、その特性が劣化することが知られている。特に、PDPの内部に多く残留している水は保護層の放電特性に悪影響を及ぼし、放電セルの放電開始電圧を低下させて、表示画面に「にじみ」状の画質劣化を発生させるという問題や、長時間にわたり静止画像を表示するとその画像が残像となる「焼きつき」を発生させるといった問題があった。また炭化水素は、蛍光体の表面を還元し、蛍光体の発光輝度を低下させる等の問題があった。 However, it is known that materials such as a protective layer and a phosphor react with an impure gas to deteriorate its characteristics. In particular, a large amount of water remaining inside the PDP adversely affects the discharge characteristics of the protective layer, lowers the discharge start voltage of the discharge cells, and causes a “bleeding” image quality deterioration on the display screen. However, when a still image is displayed for a long time, there is a problem that “burn-in” occurs in which the image becomes an afterimage. Hydrocarbons also have problems such as reducing the surface of the phosphor and lowering the emission luminance of the phosphor.
そのため、PDPの内部に残留する不純ガス、特に水や炭化水素を低減し、放電特性を安定させ、経時変化を抑制することが重要な課題の一つとなっている。これら不純ガスを除去する方法として、例えば特許文献1には、結晶性アルミノケイ酸塩、γ活性アルミナまたは非晶質活性シリカ等の吸着剤をPDPの内部に配置して水を除去する試みが開示されている。また特許文献2には、PDPの内部の画像表示領域以外の領域に酸化マグネシウム膜を設けて、水を除去する試みが記載されている。さらに特許文献3には、アルミナ(Al2O3)、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化ランタニウム(La2O3)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ニッケル(NiO)、酸化マンガン(MnO)、酸化クロム(CrO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化鉄(Fe2O3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、酸化チタン(TiO2)等の酸化物や、上記酸化物に炭化水素分解触媒である白金族元素を添加した吸着剤をPDPの内部の画像表示領域以外の領域に配置して炭化水素ガスを除去する試みが記載されている。また特許文献4には、ジルコン(Zr)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)等の金属ゲッタをPDPの内部の隔壁の上に設けて有機溶媒を吸収する試みが記載されている。
しかしながら上述した各種の試みにもかかわらず、水、炭化水素、有機溶媒等の不純ガスを十分に除去することが難しく、保護層や蛍光体の劣化を抑えることが難しかった。 However, despite the various attempts described above, it is difficult to sufficiently remove impurities such as water, hydrocarbons, and organic solvents, and it is difficult to suppress deterioration of the protective layer and the phosphor.
本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したPDPを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a PDP in which impurity gases such as water and hydrocarbons are sufficiently removed and deterioration of a protective layer and a phosphor is suppressed.
この目的を達成するために本発明は、走査電極および維持電極からなる表示電極を複数列配列して形成しかつ前記表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護膜を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向に複数のデータ電極を形成して交差部分に放電セルを形成した背面基板と、前記前面基板の前記表示電極間に設けた遮光層とを備え、かつ前記前面基板の保護膜上において、前記遮光層に対応する部分にパラジウムを含む水素吸蔵性材料を配置し、前記水素吸蔵性材料の粒径は5μm以下であることを特徴とする。
In order to achieve this object, the present invention forms a display electrode composed of a scan electrode and a sustain electrode in a plurality of rows, forms a dielectric layer so as to cover the display electrode, and protects the dielectric layer on the dielectric layer. A front substrate on which a film is formed, and a rear substrate that is disposed to face the front substrate so as to form a discharge space and that has a plurality of data electrodes formed in a direction intersecting with the display electrodes to form discharge cells at the intersections. the a light shielding layer provided between the display electrodes of the front substrate, and on the protective film of the front substrate, a hydrogen storage material comprising palladium disposed in a portion corresponding to the light shielding layer, the hydrogen absorbing The particle size of the conductive material is 5 μm or less .
この構成により、放電現象の妨げにならず、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したPDPを提供することができる。 With this configuration, it is possible to provide a PDP that does not hinder the discharge phenomenon, sufficiently removes impurities such as water and hydrocarbons, and suppresses deterioration of the protective layer and the phosphor.
本発明は、放電現象の妨げにならず、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去し、保護層や蛍光体の劣化を抑制したPDPを提供することが可能となる。 The present invention does not hinder the discharge phenomenon, and can provide a PDP that sufficiently removes impure gases such as water and hydrocarbons and suppresses the deterioration of the protective layer and the phosphor.
図1は本発明の実施の形態におけるPDPの構造を示す分解斜視図、図2は放電セル部分の要部を示す断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing a structure of a PDP in an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a discharge cell portion.
図1に示すように、PDPは、対向配置された前面板と背面板とから構成されている。 As shown in FIG. 1, the PDP is composed of a front plate and a back plate arranged to face each other.
前面板は、ガラス製の前面基板1上に1対の走査電極2と維持電極3とからなる表示電極が互いに平行に複数列配列されて形成されている。この走査電極2および維持電極3は、走査電極2−維持電極3−維持電極3−走査電極2の配列で繰り返すパターンで形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層4およびMgOからなる保護層5が形成されている。走査電極2および維持電極3は、それぞれITO、SnO2、ZnO等の導電性金属酸化物からなる透明電極2a、3a上にAgからなるバス電極2b、3bを形成することにより構成されている。
The front plate is formed by arranging a plurality of rows of display electrodes including a pair of scanning
背面板は、ガラス製の背面基板6上に、複数の互いに平行なAgを主成分とする導電性材料からなるデータ電極7を形成し、そのデータ電極7を覆うように誘電体層8を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁9を形成し、そして誘電体層8の表面と隔壁9の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層10を形成することにより構成されている。
The back plate is formed on a
そして、前面基板1と背面基板6とは、微小な放電空間を挟んで走査電極2及び維持電極3とデータ電極7とが交差するように対向配置され、その外周部をフリット等の封着材(図示せず)によって貼り合わせて封着されている。そして放電空間には、例えばキセノン(Xe)等を含む放電ガスが封入されている。
The front substrate 1 and the
この放電空間は、隔壁9によって複数の区画に仕切られており、走査電極2及び維持電極3とデータ電極7とが交差する部分に放電セルが形成されている。そしてこれらの放電セルが放電、発光することにより画像が表示される。
The discharge space is divided into a plurality of sections by the barrier ribs 9, and discharge cells are formed at portions where the
次に、PDPを構成する材料について説明すると、走査電極2は、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)等の導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極2aの上に、導電性を高めるために銀(Ag)等の金属を含む幅の狭いバス電極2bを積層して形成されている。維持電極3も同様に、幅の広い透明電極3aの上に幅の狭いバス電極3bを積層して形成されている。誘電体層4は、酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスで形成されている。保護層5は、酸化マグネシウムを主体とするアルカリ土類酸化物からなる薄膜層である。データ電極7は、銀等の金属を含む導電性の高い材料で形成されている。誘電体層8は、誘電体層4と同様の材料であってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン粒子を混合した材料であってもよい。隔壁9は、例えば低融点ガラス材料を用いて形成されている。蛍光体層10は、青色蛍光体としてBaMgAl10O17:Euを、緑色蛍光体としてZn2SiO4:Mnを、赤色蛍光体として(Y、Gd)BO3:Euをそれぞれ用いることができるが、もちろん上記蛍光体に限定されるものではない。
Next, the material constituting the PDP will be described. The
図3は本発明の実施の形態におけるPDPの電極配列図である。行方向に長いn本の走査電極Y1、Y2、Y3・・・Yn(図1の2)およびn本の維持電極X1、X2、X3・・・Xn(図1の3)が配列され、列方向に長いm本のデータ電極A1・・・Am(図1の7)が配列されている。そして、1対の走査電極Y1および維持電極X1と1つのデータ電極A1とが交差した部分に放電セル11が形成され、放電セル11は放電空間内にm×n個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。 FIG. 3 is an electrode array diagram of the PDP in the embodiment of the present invention. N scanning electrodes Y1, Y2, Y3... Yn (2 in FIG. 1) and n sustaining electrodes X1, X2, X3... Xn (3 in FIG. 1) are arranged in a row direction. M data electrodes A1... Am (7 in FIG. 1) which are long in the direction are arranged. Discharge cells 11 are formed at the intersections of the pair of scan electrodes Y1 and sustain electrodes X1 and one data electrode A1, and m × n discharge cells 11 are formed in the discharge space. Each of these electrodes is connected to a connection terminal provided at a peripheral end portion outside the image display area of the front plate and the back plate.
ここで、図2に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、走査電極2および維持電極3とデータ電極7とが対向し、隔壁9により囲まれた部分に放電セル11が形成され、この放電セル11内の走査電極2と維持電極3との間のギャップが放電ギャップとなる。また、走査電極2および維持電極3からなる表示電極間には、黒色の材料からなる遮光層であるブラックストライプ12が形成されている。
Here, as shown in FIG. 2, in the discharge space sandwiched between the front plate and the back plate, the
そして本実施の形態においては、前記前面基板1の保護膜5上において、前記ブラックストライプ12に対応する部分に、選択的に水素を吸蔵するパラジウムを含む水素吸蔵性材料13を配置している。ここで、水素吸蔵性材料13は、保護膜5上のブラックストライプ12に対応する部分に配置されているため、水素吸蔵性材料13が放電現象の妨げとなることはない。
In the present embodiment, a
この水素を吸蔵する水素吸蔵性材料13としては、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、オスミニウム(Os)の内のいずれか一種以上の白金族粉体を用いることができるが、パラジウムを含むものが望ましい。また水素吸蔵性材料13として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミニウムの内のいずれか一種以上と遷移金属であるチタン(Ti)、マンガン(Mn)、ジルコニウム(Zr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、ランタン(La)、鉄(Fe)、バナジウム(V)の内のいずれか一種との化合物を用いることもできるが、この場合もパラジウムを含む合金が望ましい。
The
保護膜5上のブラックストライプ12に対応する部分に水素吸蔵性材料13を分散させる方法としては、例えばスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、保護膜5材料と同時に焼成する。水素吸蔵性材料13の粒径は、0.1μm〜5μmが望ましい。粒径が大きくなると、同等の被覆率で分散させたとしても、分散した粒子の表面積の総和が著しく減少し、パネル内での環境下においては、吸蔵量が減少してしまうこととなり、材料が効果的に働かなくなる。
As a method for dispersing the
なお、上述した本実施の形態におけるPDPの誘電体層4の膜厚は、例えば40μm、保護層5の膜厚は、例えば0.8μmである。また、隔壁9の高さは、例えば0.12mm、蛍光体層10の膜厚は、例えば15μmである。放電ガスは、例えばネオン(Ne)およびキセノン(Xe)の混合ガスであり、放電ガスのガス圧は、例えば6×104Paであり、キセノンの含有量は、例えば10体積%以上である。
In addition, the film thickness of the
次に、水素吸蔵性材料13の働きについて説明する。従来、水や炭化水素を除去するために金属ゲッタや酸化物ゲッタを使用していたが、これら不純ガスの分子径が大きいためゲッタの内部まで十分に浸透せず、不純ガスの吸着量に限界があった。
Next, the function of the
本発明者らは、PDPを放電させることにより、保護層、隔壁、蛍光体層等から不純ガスが放出され、その中の水分子や炭化水素分子が水素原子、酸素原子、炭素原子に分解されることに注目した。そして白金族元素が水素を大量に吸蔵する性質があることに着目し、半径の小さい水素原子を白金族元素に吸蔵させることで、結果として、水や炭化水素を除去できるのではないかと考えた。 The present inventors discharge impure gas from the protective layer, barrier rib, phosphor layer, etc. by discharging the PDP, and the water molecules and hydrocarbon molecules therein are decomposed into hydrogen atoms, oxygen atoms, and carbon atoms. I noticed that. Focusing on the fact that platinum group elements have the property of occluding a large amount of hydrogen, we thought that by removing hydrogen atoms with a small radius in platinum group elements, water and hydrocarbons could be removed as a result. .
本発明者らは、白金属元素(白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、オスミニウム)の粉体、あるいは白金属元素と遷移金属(チタン、マンガン、ジルコニウム、ニッケル、コバルト、ランタン、鉄、バナジウム)との合金粉体を、印刷法等を用いて、IPG上部の保護層上に塗布したPDPを作製した。 The present inventors have made powders of white metal elements (platinum, palladium, ruthenium, rhodium, iridium, osmium), or white metal elements and transition metals (titanium, manganese, zirconium, nickel, cobalt, lanthanum, iron, vanadium). A PDP in which the alloy powder was applied on the protective layer on the top of the IPG using a printing method or the like was produced.
このようにして作製したPDPを用いて画像を表示させ、およそ1000時間の間、「にじみ」および「焼きつき」の有無を目視で確認した。その結果、「にじみ」や「焼きつき」による画質劣化が軽減することが確認できた。特にパラジウムを含む粉体を用いた場合には、これらの画質劣化がほとんど発生しないことが確認できた。またパラジウムを含む粉体を用いた場合には蛍光体の発光輝度もほとんど低下しないことが確認できた。これは、水分子や炭化水素分子が、水素原子、酸素原子、炭素原子に分解され、白金族元素、特にパラジウムが水素を大量に吸蔵したことにより、酸素、炭素は残留するものの、水分子や炭化水素分子が大幅に減少したためであると考えられる。 Images were displayed using the PDP produced in this manner, and the presence or absence of “bleeding” and “burn-in” was visually confirmed for about 1000 hours. As a result, it was confirmed that image quality deterioration due to “smudge” and “burn-in” was reduced. In particular, when powder containing palladium was used, it was confirmed that the image quality deterioration hardly occurred. Further, it was confirmed that when the powder containing palladium was used, the light emission luminance of the phosphor hardly decreased. This is because water molecules and hydrocarbon molecules are decomposed into hydrogen atoms, oxygen atoms, and carbon atoms, and platinum group elements, particularly palladium, occlude a large amount of hydrogen. This is thought to be due to a significant decrease in hydrocarbon molecules.
この実験から明らかなように、白金属元素、特にパラジウムを水素吸蔵性材料として用いると、放電にともなって分解された水素を吸蔵するために水分子や炭化水素分子を大幅に減少させることができ、放電特性を安定させ、経時変化を抑制し、加えて蛍光体の輝度低下を抑えることができる。 As is clear from this experiment, when a white metal element, particularly palladium, is used as a hydrogen storage material, water molecules and hydrocarbon molecules can be greatly reduced in order to store hydrogen decomposed by discharge. In addition, it is possible to stabilize the discharge characteristics, suppress the change with time, and suppress the decrease in luminance of the phosphor.
なお、上記実施の形態において用いた具体的な数値等は、単に一例を挙げたに過ぎず、PDPの仕様やPDP材料の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。 The specific numerical values and the like used in the above embodiment are merely examples, and it is desirable to set them to optimal values as appropriate according to the specifications of the PDP and the specifications of the PDP material.
本発明は、放電現象の妨げにならず、水、炭化水素等の不純ガスを十分に除去でき、保護層や蛍光体の劣化を抑制できるPDPを提供することができる発明として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as an invention that does not hinder the discharge phenomenon, can sufficiently remove impurity gases such as water and hydrocarbons, and can provide a PDP that can suppress deterioration of the protective layer and the phosphor.
1 前面基板
2 走査電極
2a、3a 透明電極
2b、3b バス電極
3 維持電極
4 誘電体層
5 保護層
6 背面基板
7 データ電極
8 誘電体層
9 隔壁
10 蛍光体層
11 放電セル
12 ブラックストライプ
13 水素吸蔵性材料
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