JPWO2008047910A1 - プラズマディスプレイパネルとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図10は、一般的なAC型面放電PDPにおける放電単位である放電セル構造の模式的組図である。当図10に示すPDP1xはフロントパネル2及びバックパネル9を貼り合わせてなる。フロントパネル2は、パネルガラス3の片面に複数の表示電極対6(一対の走査電極5と維持電極4)が配置され、表示電極対6を覆うように誘電体層7および保護層8が順次積層されてなる。走査電極5(維持電極4)は透明電極51(41)及びバスライン52(42)で構成される。
保護層8は酸化マグネシウム(MgO)等からなり、上記誘電体層7及び表示電極対6をプラズマ放電のイオン衝突より保護すると共に、2次電子を効率よく放出し、放電開始電圧を低下させる役目をなす。通常、当該保護層8は真空蒸着法(特許文献7、8)や印刷法(特許文献9)で形成される。
ここで、PDPの放電特性は保護層の特性に大きく左右される。PDPの放電特性の向上を目的とした保護層の研究は広く行われているが、最も重視されている問題の一つとして放電遅れがある。
放電遅れの対策例としては、MgOにFe、Cr、V等の元素を添加したり、Si、Alを添加することによって、当該ドーパントにより保護層の放電特性を改善する試みが講じられている(特許文献1、2、4、5)。一方、誘電体層の上に直接、或いは薄膜法で作製したMgO膜上に対し、気相酸化法で作製したMgOの単結晶粒子を利用した粒子群をMgO結晶粒子層として配設することにより保護層表面における放電特性を改善する試みも行われている(特許文献3)。この方法によれば、低温時における放電遅れについては一定の改善が図られるとされている。
特許文献3には、気相酸化法で作製したMgO結晶粒子群(粉体)の粒径が大きいほど電子線励起発光(カソードルミネッセンス、以下「CL」と称する。)のスペクトルにおいて200nm以上300nm未満の波長領域(以下、当該波長領域を「短波長領域」という。)のピークが大きくなることが開示されている。一方、本願発明者らの検討によって、300nm以上550nm未満の波長領域(以下、当該波長領域を「中波長領域」という。)、および650nm以上900nm未満の波長領域(以下、当該波長領域を「長波長領域」という。)に存在する発光ピークの大きさが、PDPの放電遅れや放電遅れの発生にかかる温度依存性と相関があることを示す結果が得られている。
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであって、保護層における放電特性を改善することにより、高精細セル構造においても優れた画像表示性能を発揮することが可能なPDPとその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、第一基板に電極、誘電体層並びに保護層が順次形成され、前記保護層が放電空間に臨むように前記第一基板が第二基板に対向配置されたプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、カソードルミネッセンスにおける650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル積分値をa、300nm以上550nm未満の波長領域のスペクトル積分値をbとするとき、比率a/bが1.2以上であるMgO結晶粒子を含む結晶粒子層を、前記放電空間に臨む部分に有するものとした。
また本発明において、前記MgO結晶粒子は、カソードルミネッセンスにおける200nm以上900nm未満の波長領域において、650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル積分値をa、200nm以上650nm未満の波長領域のスペクトル積分値をcとするとき、比率a/cが0.9以上である構成とすることもできる。
さらに本発明は、第一基板に電極、誘電体層並びに保護層が順次形成され、前記保護層が放電空間に臨むように前記第一基板が第二基板に対向配置されたプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、カソードルミネッセンスにおける650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル最大値をd 、300nm以上550nm未満の波長領域のスペクトル最大値をeとするとき、比率d/eが0.8以上であるMgO結晶粒子を含む結晶粒子層を、前記放電空間に臨む部分に有するものとした。
なお、前記前記MgO結晶粒子としては、カソードルミネッセンスにおける200nm以上900nm未満の波長領域において、650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル最大値をd、200nm以上650nm未満の波長領域のスペクトル最大値をfとするとき、比率d/fが0.8以上であるものとすることもできる。
ここで前記保護層は、MgO膜層の上に前記結晶粒子層を積層して構成することもできる。
さらに保護層では、MgO膜層の表面にMgO結晶粒子が一部埋設されるように結晶粒子層が配設された構成とすることもできる。
<実施の形態1>
(PDPの構成例)
図1は、本発明の実施の形態1に係るPDP1のxz平面に沿った模式的な断面図である。当該PDPは保護層周辺の構成を除き、全体的には従来構成(図10)と同様である。
フロントパネル2の基板となるフロントパネルガラス3には、その一方の主面に所定の放電ギャップ(75μm)をおいて配設された一対の表示電極対6(走査電極5、維持電極4)が複数対にわたり形成されている。各表示電極対6は、ITO、ZnO、SnO2等の透明導電性材料からなる帯状の透明電極51、41(厚さ0.1μm、幅150μm)に対して、Ag厚膜(厚み2μm〜10μm)、Al薄膜(厚み0.1μm〜1μm)またはCr/Cu/Cr積層薄膜(厚み0.1μm〜1μm)等からなるバスライン52、42(厚さ7μm、幅95μm)が積層されてなる。このバスライン52、42によって透明電極51、41のシート抵抗が下げられる。
表示電極対6を配設したフロントパネルガラス3には、その主面全体にわたり、酸化鉛(PbO)または酸化ビスマス(Bi2O3)または酸化燐(PO4)を主成分とする低融点ガラス(厚み35μm)の誘電体層7が、スクリーン印刷法等によって形成されている。
誘電体層7の表面には、保護層8が配設されている。当該保護層8は、本実施の形態1の特徴として、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法等で作製したMgO膜層81及びMgO結晶粒子層82からなり、放電時のイオン衝撃から誘電体層7を保護し、放電開始電圧を低減させるため、耐スパッタ性及び2次電子放出係数γに優れる材料からなる。MgO結晶粒子層82は説明のため実際よりMgO結晶粒子群16を大きく表している。保護層8は、光学的に透明で電気絶縁性が高いことも要求される。
隔壁13の間は放電空間15であり、隣り合う一対の表示電極対6と1本のデータ電極11が放電空間15を挟んで交叉する領域が、画像表示にかかるセル(「サブピクセル」とも言う)に対応する。セルピッチはx方向が675μm、y方向が300μmである。隣り合うRGBの各色に対応する3つのセルで1画素(675μm×900μm)が構成される。
(PDPの駆動例)
上記構成のPDP1は前記各ドライバ111〜113を含む公知の駆動回路(不図示)によって、各表示電極対6の間隙に数十kHz〜数百kHzのAC電圧が印加されることにより、任意の放電セル内で放電を発生させ、励起されたXe原子からの紫外線によって蛍光体層14を励起し、可視光発光するように駆動される。
ここで図3は、フィールド中の第m番目のサブフィールドにおける駆動波形例である。フィールド中の第m番目のサブフィールドの駆動波形図3が示すように、各サブフィールドには、初期化期間、アドレス期間、放電維持期間、消去期間がそれぞれ割り当てられる。
(保護層8について)
本実施の形態1の特徴は、PDP1における保護層8の構成にある。本実施の形態1における保護層8は、誘電体層7上に設けられたMgO膜層81と、当該MgO膜層81上に配設されたMgO結晶粒子群16からなるMgO結晶粒子層82で構成される。MgO膜層81の厚みは0.3μm以上1μm以下である。
従ってMgO結晶粒子群16は、上記各特性を併せ持っていることから、保護層8の材料として優れた効果が期待できる。また、MgO前駆体焼成による作製方法によれば、後述する従来の気相酸化法で作製されたMgO結晶粒子群(例えば特開2006-147417号公報)に比べて粒径のバラツキを抑制できるため、各MgO結晶粒子にわたり、均一な放電特性を発揮できる特徴も有している。
ここでMgO結晶粒子群16の特性は、CLの測定結果で定義される。すなわち第一の定義として、「CL測定における長波長領域のスペクトル積分値をa、中波長領域のスペクトル積分値をbとするとき、比率a/bが1.2以上である特性」ということができる。
なお図4に示すデータは、MgO結晶粒子をPDPの保護層に配設する前の状態(粉体状態)で測定して得たものである。
以上のことから本実施の形態1のPDP1では、保護層8の構成において、放電空間15に面する部分にMgO結晶粒子群16を含むMgO結晶粒子層82を配設することにより、PDPの「放電遅れ」と「放電遅れの温度依存性」の課題を効果的に抑制することができる。
さらに「スペクトル積分値」とは、所定の波長領域における発光分布を波長で積分した値である。
(CL測定結果より考察される保護層特性について)
本発明のPDPが有するMgO結晶粒子群16の特性は、CLの測定結果により、上記第一の定義とすることが可能である。さらに、「200nm以上900nm未満の波長領域において、長波長領域のスペクトル積分値をa、200nm以上650nm未満の波長領域のスペクトル積分値をcとするとき、比率a/cが0.9以上である特性」と定義することができる。
一般にMgOについてのCL測定では、短波長領域に加えて中波長領域に発光ピークが観測される。 ここで、従来の気相酸化法は、例えば特許文献3に示されるように、Mg(マグネシウム金属)を不活性ガスが満たされた槽中で、高温に加熱しながら酸素ガスを少量流し、Mgを直接酸化させてMgO結晶粒子群(粉体)を作製する合成方法である。従って十分に酸素がMgO中に取り込まれにくいため、酸素欠陥が生じやすいMgO結晶粒子群(粉体)になる。
ここで本実施の形態1において、MgO前駆体を焼成して得たMgO結晶粒子群16についてCL測定を行った場合、長波長領域に対する中波長領域のスペクトル積分値の比率が1.2以上であり、(図4を参照)、前記スペクトルの中波長領域の隆起状波形部に比べて、長波長領域において相当程度の値を持つ隆起状波形部が確認される。よって当該隆起状波形部の強度は本願特有のものと言え、PDPの放電遅れ及び放電遅れの温度依存性について抑制効果を呈するか否かを確認する場合の指標となりうる。
第二の定義として、前記MgO結晶粒子群16に含まれるMgO結晶粒子は、CL測定における長波長領域のスペクトル最大値をd 、中波長領域のスペクトル最大値をeとするとき、比率d/eが0.8以上である特性を有するものとすることができる。
ここで「スペクトル最大値」とは、所定の波長領域における発光分布において、発光強度の最大値をいう。
(PDPの製造方法について)
以下、PDP1の製造方法例について説明する。
厚さ約2.6mmのソーダライムガラスからなるフロントパネルガラスの面上に、表示電極を作製する。ここでは印刷法によって表示電極を形成する例を示すが、これ以外にもダイコート法、ブレードコート法等で形成することができる。
まず、ITO、SnO2、ZnO等の透明電極材料を最終厚み約100nmで所定のパターンでフロントパネルガラス上に塗布し、乾燥させる。これにより透明電極が作製される。
(保護層形成ステップ)
続いて誘電体層の表面に、所定の厚みのMgO膜層81を蒸着法を用いて成膜する。MgO膜層81の成膜方法は従来のMgO層の成膜方法と同様である。蒸着源としては、例えばペレット状、粉末状のMgOを用いる。酸素雰囲気中において、ピアス式電子ビームガンを加熱源として、上記蒸着源を加熱し所望の膜を形成する。ここで、成膜時の電子ビーム電流量、酸素分圧量、基板温度等は成膜後の保護層の組成には大きな影響を及ぼさないため、任意設定で構わない。なおMgO膜層81の成膜方法としては、上記EB法に限定するものではなく、
その他の方法、例えばスパッタ法、イオンプレーティング法等、各種薄膜法を利用してもよい。
MgO結晶粒子層82に用いる前記所定のMgO結晶粒子は、以下に例示するようにMgO結晶粒子形成ステップにおいて、MgO前駆体を1400℃〜2000℃の高温で均一に熱処理(焼成)することで、CL測定における長波長領域のスペクトル積分値をa、中波長領域のスペクトル積分値をbとするとき、比率a/bが1.2以上である特性を持つ結晶構造体が得られる。
MgO前駆体は、例えばマグネシウムアルコキシド(Mg(OR)2)、マグネシウムアセチルアセトン(Mg(acac)2)、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム(MgCl2)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、硝酸マグネシウム(Mg(NO3)2)、シュウ酸マグネシウム(Mg C2O4)、の内のいずれか一種以上(2種以上を混合して用いてもよい)を選ぶことができる。選択した化合物によっては、通常、水和物の形態を取ることもあるが、このような水和物を用いてもよい。
次に、焼成温度の設定を行なう場合、700℃以上が好ましく、750℃以上が一層好ましい。これは、焼成温度が700℃を下回る温度では、結晶面が十分発達せず欠陥が多くなり、微粒子への不純物ガスの吸着が多くなるためである。ただし、焼成温度が2000℃より高温に達すると、酸素抜けが生じてしまい、結果としてMgOの欠陥が多くなるため吸着が生じる。このように欠陥が増加することで、CL測定における長波長領域のスペクトルが減少し、且つ不純ガスの吸着が増加する。このため、1800℃以下が好ましい。
また、本発明では、これら2種類のMgO微粒子はいずれも300nm以上4μm以内の平均粒径の粒度分布を有しているが、一度の焼成工程によって焼成されるサンプル中では、各種のMgO粒子における平均粒径のピーク値が互いに分離しており、前記選別工程も十分に実用的であることが発明者らの実験により明らかになっている。
(1)出発原料として、純度99.95%以上のマグネシウムアルコキシド(Mg(OR)2)やマグネシウムアセチルアセトンMg(acac)2を準備する。この水溶液に少量の酸を加えて加水分解し、MgO前駆体としてMg(OH)2のゲル状の沈殿物を作成する。その後Mg(OH)2を水溶液から分離し、空気中で700℃以上で焼成して脱水し、MgO結晶粒子を作成する。
(3)純度99.95%以上の塩化マグネシウム(MgCl2)を出発原料とし、この水溶液にアルカリ溶液を添加することによって加水分解し、MgO前駆体としてMg(OH)2のゲル状の沈殿物を作成する。その後Mg(OH)2を水溶液から分離し、空気中で700℃以上で焼成することによって脱水し、MgO結晶粒子を作成する。
なお、従来の気相酸化法で作製されたMgO結晶粒子群は、粒径に比較的バラツキがある。このため、均一な放電特性を得るために一定の粒径範囲の粒子を選別する分級工程が必要である(例えば特開2006-147417号公報)。これに対し、本発明において上記MgO前駆体を焼成してなるMgO結晶粒子群は、従来よりも粒径が均一且つ一定の粒径を有している。このため、場合によっては不要な微細粒子を分級工程で振り分ける工程が省略でき、製造効率及びコストの面で非常に有利である。
(バックパネルの作製)
厚さ約2.6mmのソーダライムガラスからなるバックパネルガラスの表面上に、スクリーン印刷法によりAgを主成分とする導電体材料を一定間隔でストライプ状に塗布し、厚さ約5μmのデータ電極を形成する。データ電極11の電極材料としては、Ag、Al、Ni、Pt、Cr、Cu、Pd等の金属や、各種金属の炭化物や窒化物等の導電性セラミックスなどの材料やこれらの組み合わせ、あるいはそれらを積層して形成される積層電極も必要に応じて使用できる。
ここで、作製するPDP1を例えば40インチクラスのNTSC規格もしくはVGA規格とするためには、隣り合う2つのデータ電極の間隔を0.4mm程度以下に設定する。
次に、誘電体層12面上に隔壁13を形成する。具体的には低融点ガラス材料ペーストを塗布し、サンドブラスト法やフォトリソグラフィ法を用い、隣接放電セル(図示省略)との境界周囲を仕切るように、放電セルの複数個の配列を行および列を仕切る井桁形状のパターンで形成する。
RGB各色蛍光の化学組成例は以下の通りである。
赤色蛍光体;Y2O3;Eu3+
緑色蛍光体;Zn2SiO4:Mn
青色蛍光体;BaMgAl10O17:Eu2+
各蛍光体材料は、平均粒径2.0μmのものが好適である。これをサーバー内に50質量%の割合で入れ、エチルセルローズ1.0質量%、溶剤(α-ターピネオール)49質量%を投入し、サンドミルで撹拌混合して、15×10‐3Pa・sの蛍光体インクを作製する。そして、これをポンプにて径60μmのノズルから隔壁13間に噴射させて塗布する。このとき、パネルを隔壁20の長手方向に移動させ、ストライプ状に蛍光体インクを塗布する。その後は500℃で10分間焼成し、蛍光体層14を形成する。
なお上記方法例ではフロントパネルガラス3およびバックパネルガラス10をソーダライ
ムガラスからなるものとしたが、これは材料の一例として挙げたものであって、これ以外の材料で構成してもよい。
作製したフロントパネル2とバックパネル9を、封着用ガラスを用いて貼り合わせる。その後、放電空間の内部を高真空(1.0×10‐4Pa)程度に排気し、これに所定の圧力(ここでは66.5kPa〜101kPa)でNe-Xe系やHe-Ne-Xe系、Ne-Xe-Ar系等の放電ガスを封入する。
(性能確認実験)
以下、表1に示す本発明の実施例と従来構成の比較例に係るPDPを作製し、各々の有用性について性能比較実験を調査した。
各実施例及び比較例について、MgO前駆体原料の作成(熱処理)条件、MgO結晶粒子の種類、並びに放電ガス中のXeガス濃度等の各種作製条件を異ならせるものとした。一方、比較のため、上記以外の構成、製造条件は共通させた。
(実験内容)
実験1;放電遅れ時間の評価実験
各PDPについて、データパルスの印加に対する放電の遅れ時間を評価した。
および走査パルスを繰り返し印加した。印加したデータパルスおよび走査パルスのパルス幅は、通常のPDP駆動時における5μsecよりも長い100μsecに設定した。データパルスおよび走査パルスを印加するごとに、パルスを印加してから放電が発生するまでの時間(放電遅れ時間)を500回測定し、測定した遅れ時間の最大値と最小値の平均を算出した。
表1に、「放電遅れ」及び「放電遅れの温度依存性」の実験結果を示す。表1に示す測定値は、比較例1の放電遅れ時間を1として規格化した場合の各PDPの放電遅れ時間の相対値
結果である。この相対値が小さいほど、放電遅れ時間が短いことを示す。また、表1中には、実施例1〜4及び比較例1〜4の各々において、「放電遅れ」及び「放電遅れの温度依存
性」に関して十分な効果が得られる場合の数値を記載した。
各PDPについて、温度可変の恒温槽を用いて、-5℃と25℃の放電の遅れ時間を実験1と同様にして評価した。さらに-5℃での放電遅れ時間と25℃での放電遅れ時間の比を各実施例及び比較例について求めた。その結果を表1に記した。放電遅れ時間の比が1に近い方が、放電遅れの温度依存性が小さいことを示す。
次に、各PDPについて、アドレス放電前の維持パルス数が最大時の放電遅れ時間を1とした場合において、維持パルス数が最小のときの放電遅れの時間を実験1と同様にして評価した。当該放電遅れ時間の比が小さい方が、放電遅れの維持放電パルス数依存性が小さい良好な保護膜であることを示す。
各PDPについて、白色画像を表示させその際、視覚評価により、表示される画像にちらつきが見られるか否かを評価した。
以下の各実験条件と実験結果を表1及び表2に示す。
[表1]
まず各比較例について考察すると、比較例1は、誘電体層上の保護層が、真空蒸着法のみで作成された純粋なMgO膜であるため、Xeガス濃度によらず放電遅れ時間が大きく、温度依存性も大きい。そのため低温では、画面にちらつきがみられた。また、維持放電パルス数依存性も大きい。
比較例4は、形式的には真空蒸着法で作成されたMgO薄膜の上に、実施例1〜4と同様に高純度のMg前駆体を熱処理して得たMgO結晶粒子層が配されている。しかし、前記熱処理の温度が600℃で比較的低いため、実施例とは異なり、結晶の成長が十分でなく、欠陥が多い。このため、実施例1〜4に比べてCL測定における長波長領域スペクトルが減少し、MgO結晶粒子層への不純物ガスの吸着が多い。これにより、放電遅れ時間が比較的小さくなっているものの、放電遅れの温度依存性は、Xeガス濃度によらず大きい。さらに画面のちらつきも確認された。
また、本願発明者らの別の実験により、実施例1〜4では、いずれも放電遅れの温度依存性も放電遅れ時間と同様の挙動を示すことが明らかになった。
さらにMgO膜層81およびMgO結晶粒子層82の2層構造においてXeガス濃度を15%とする条件、MgO結晶粒子層82の1層構造においてXeガス濃度を100%とする条件、MgO結晶粒子層82の1層構造においてXeガス濃度を15%とする条件においても,本願発明者らの別の実験により、MgO膜層81およびMgO結晶粒子層82の2層構造においてXeガス濃度を100%とする条件と同様の挙動を示すことが明らかになった。
続いて、表3〜表6に示すCL測定結果のデータと、これに基づいて作製した図5〜図8の各グラフにより、本発明の評価を行った。本実験5では、700℃以上2000℃以下の焼成温度条件で焼成で得られたMgO結晶粒子のうち、CL測定において、長波長領域に相当程度のピーク値が確認されたMgO結晶粒子のみ(サンプル1〜4)を選別して、長波長領域及び中波長領域のスペクトル積分値或いはスペクトル最大値の各比率を計算したものである。また、図5〜図8に表した放電遅れ時間は、MgO微粒子群を配設していないPDPを比較例とし、当該比較例の放電遅れ時間を1とした相対値として表している。
また、表3は、図5のグラフの作製に供したサンプル1〜4及び比較例の数値データである。
[表3]
次に示す図6は、CL測定における長波長領域及び200nm以上650nm未満の波長領域のスペクトル積分値の比率(前記a/cに相当する)と、放電遅れ時間との関係を示す。
次に示す図7は、CL測定における長波長領域及び中波長領域のスペクトル最大値の比率(前記d/eに相当する)と、放電遅れ時間との関係を示す。
続いて、図8はCL測定における長波長領域及び200nm〜650nmの波長領域のスペクトル最大値の比率(前記d/fに相当する)と、放電遅れ時間との関係を示す。図8のグラフは、図7と同様の算出方法により作製したものである。
また、前記比率が1.7倍以上であれば、パネル内の特性変動を含めて均一な特性を得ることができる。一方、前記比率が5倍以上になると、PDP作製時の特性変動を含め、安定な特性を得ることができる。また、前記比率が12倍以上に達すると、PDPの駆動時の特性変動を含め、充分な特性を得ることができる。
以上の各実験の結果から、本発明の優位性が確認された。
実施の形態1では、誘電体層7の表面にMgO膜層81及びMgO結晶粒子層82を順次積層した保護層の構成を例示したが、本発明は当該構成に限定するものではない。ここで図9は、本発明の保護層8の構成のバリエーションを示す拡大断面図である。
図9(a)ではバリエーション1として、結晶粒子層82を構成するMgO結晶粒子群16は、各粒子の一部がMgO膜層81に埋設されるように配設されている。このような構成によっても、実施の形態1と略同様の効果が奏されるほか、MgO結晶粒子群16のMgO膜層81への吸着が増し、振動や衝撃に対しMgO結晶粒子群16がMgO膜層81から脱落することを防止できるという効果も奏されるので好適である。
この構成においても実施の形態1と同様の効果が奏される。また、MgO膜層81が不要であり、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子線蒸着法等を含む薄膜プロセスを行う必要がないので、工程がその分省略でき、製造コスト的にも大きなメリットがある。
なお、MgO保護層の作成方法として、マグネシウム塩をペースト状にして誘電体ガラス層上に印刷し、焼成する方法が検討されている(例えば、特許文献10)。しかしながら、この場合におけるPDPの放電特性は、酸化マグネシウムを電子ビームで加熱して蒸着させる真空蒸着法によってMgO保護層を形成する場合と比べてほとんど向上しないことが分かっている。
2 フロントパネル
8 保護層
15 放電空間
16 MgO結晶粒子群
81 MgO膜層
82 MgO結晶粒子層
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであって、保護層における放電特性を改善することにより、高精細セル構造においても優れた画像表示性能を発揮することが可能なPDPとその製造方法を提供することを目的とする。
(PDPの構成例)
図1は、本発明の実施の形態1に係るPDP1のxz平面に沿った模式的な断面図である。当該PDPは保護層周辺の構成を除き、全体的には従来構成(図10)と同様である。
上記構成のPDP1は前記各ドライバ111〜113を含む公知の駆動回路(不図示)によって、各表示電極対6の間隙に数十kHz〜数百kHzのAC電圧が印加されることにより、任意の放電セル内で放電を発生させ、励起されたXe原子からの紫外線によって蛍光体層14を励起し、可視光発光するように駆動される。
本実施の形態1の特徴は、PDP1における保護層8の構成にある。本実施の形態1における保護層8は、誘電体層7上に設けられたMgO膜層81と、当該MgO膜層81上に配設されたMgO結晶粒子群16からなるMgO結晶粒子層82で構成される。MgO膜層81の厚みは0.3μm以上1μm以下である。
なお図4に示すデータは、MgO結晶粒子をPDPの保護層に配設する前の状態(粉体状態)で測定して得たものである。
(CL測定結果より考察される保護層特性について)
本発明のPDPが有するMgO結晶粒子群16の特性は、CLの測定結果により、上記第一の定義とすることが可能である。さらに、「200nm以上900nm未満の波長領域において、長波長領域のスペクトル積分値をa、200nm以上650nm未満の波長領域のスペクトル積分値をcとするとき、比率a/cが0.9以上である特性」と定義することができる。
ここで「スペクトル最大値」とは、所定の波長領域における発光分布において、発光強度の最大値をいう。
(PDPの製造方法について)
以下、PDP1の製造方法例について説明する。
厚さ約2.6mmのソーダライムガラスからなるフロントパネルガラスの面上に、表示電極を作製する。ここでは印刷法によって表示電極を形成する例を示すが、これ以外にもダイコート法、ブレードコート法等で形成することができる。
続いて誘電体層の表面に、所定の厚みのMgO膜層81を蒸着法を用いて成膜する。MgO膜層81の成膜方法は従来のMgO層の成膜方法と同様である。蒸着源としては、例えばペレット状、粉末状のMgOを用いる。酸素雰囲気中において、ピアス式電子ビームガンを加熱源として、上記蒸着源を加熱し所望の膜を形成する。ここで、成膜時の電子ビーム電流量、酸素分圧量、基板温度等は成膜後の保護層の組成には大きな影響を及ぼさないため、任意設定で構わない。なおMgO膜層81の成膜方法としては、上記EB法に限定するものではなく、
その他の方法、例えばスパッタ法、イオンプレーティング法等、各種薄膜法を利用してもよい。
厚さ約2.6mmのソーダライムガラスからなるバックパネルガラスの表面上に、スクリーン印刷法によりAgを主成分とする導電体材料を一定間隔でストライプ状に塗布し、厚さ約5μmのデータ電極を形成する。データ電極11の電極材料としては、Ag、Al、Ni、Pt、Cr、Cu、Pd等の金属や、各種金属の炭化物や窒化物等の導電性セラミックスなどの材料やこれらの組み合わせ、あるいはそれらを積層して形成される積層電極も必要に応じて使用できる。
ここで、作製するPDP1を例えば40インチクラスのNTSC規格もしくはVGA規格とするためには、隣り合う2つのデータ電極の間隔を0.4mm程度以下に設定する。
赤色蛍光体;Y2O3;Eu3+
緑色蛍光体;Zn2SiO4:Mn
青色蛍光体;BaMgAl10O17:Eu2+
各蛍光体材料は、平均粒径2.0μmのものが好適である。これをサーバー内に50質量%の割合で入れ、エチルセルローズ1.0質量%、溶剤(α-ターピネオール)49質量%を投入し、サンドミルで撹拌混合して、15×10‐3Pa・sの蛍光体インクを作製する。そして、これをポンプにて径60μmのノズルから隔壁13間に噴射させて塗布する。このとき、パネルを隔壁20の長手方向に移動させ、ストライプ状に蛍光体インクを塗布する。その後は500℃で10分間焼成し、蛍光体層14を形成する。
作製したフロントパネル2とバックパネル9を、封着用ガラスを用いて貼り合わせる。その後、放電空間の内部を高真空(1.0×10‐4Pa)程度に排気し、これに所定の圧力(ここでは66.5kPa〜101kPa)でNe-Xe系やHe-Ne-Xe系、Ne-Xe-Ar系等の放電ガスを封入する。
(性能確認実験)
以下、表1に示す本発明の実施例と従来構成の比較例に係るPDPを作製し、各々の有用性について性能比較実験を調査した。
(実験内容)
実験1;放電遅れ時間の評価実験
各PDPについて、データパルスの印加に対する放電の遅れ時間を評価した。
また、表1中には、実施例1〜4及び比較例1〜4の各々において、「放電遅れ」及び「放電遅れの温度依存性」に関して十分な効果が得られる場合の数値を記載した。
各PDPについて、温度可変の恒温槽を用いて、-5℃と25℃の放電の遅れ時間を実験1と同様にして評価した。さらに-5℃での放電遅れ時間と25℃での放電遅れ時間の比を各実施例及び比較例について求めた。その結果を表1に記した。放電遅れ時間の比が1に近い方が、放電遅れの温度依存性が小さいことを示す。
次に、各PDPについて、アドレス放電前の維持パルス数が最大時の放電遅れ時間を1とした場合において、維持パルス数が最小のときの放電遅れの時間を実験1と同様にして評価した。当該放電遅れ時間の比が小さい方が、放電遅れの維持放電パルス数依存性が小さい良好な保護膜であることを示す。
各PDPについて、白色画像を表示させその際、視覚評価により、表示される画像にちらつきが見られるか否かを評価した。
まず各比較例について考察すると、比較例1は、誘電体層上の保護層が、真空蒸着法のみで作成された純粋なMgO膜であるため、Xeガス濃度によらず放電遅れ時間が大きく、温度依存性も大きい。そのため低温では、画面にちらつきがみられた。また、維持放電パルス数依存性も大きい。
続いて、表3〜表6に示すCL測定結果のデータと、これに基づいて作製した図5〜図8の各グラフにより、本発明の評価を行った。本実験5では、700℃以上2000℃以下の焼成温度条件で焼成で得られたMgO結晶粒子のうち、CL測定において、長波長領域に相当程度のピーク値が確認されたMgO結晶粒子のみ(サンプル1〜4)を選別して、長波長領域及び中波長領域のスペクトル積分値或いはスペクトル最大値の各比率を計算したものである。また、図5〜図8に表した放電遅れ時間は、MgO微粒子群を配設していないPDPを比較例とし、当該比較例の放電遅れ時間を1とした相対値として表している。
実施の形態1では、誘電体層7の表面にMgO膜層81及びMgO結晶粒子層82を順次積層した保護層の構成を例示したが、本発明は当該構成に限定するものではない。ここで図9は、本発明の保護層8の構成のバリエーションを示す拡大断面図である。
2 フロントパネル
8 保護層
15 放電空間
16 MgO結晶粒子群
81 MgO膜層
82 MgO結晶粒子層
本発明は以上の課題に鑑みなされたものであって、保護層における放電特性を改善することにより、高精細セル構造においても優れた画像表示性能を発揮することが可能なPDPを提供することを目的とする。
Claims (19)
- 第一基板に電極、誘電体層並びに保護層が順次形成され、前記保護層が放電空間に臨むように前記第一基板が第二基板に対向配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
前記保護層は、カソードルミネッセンスにおける650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル積分値をa、300nm以上550nm未満の波長領域のスペクトル積分値をbとするとき、比率a/bが1.2以上であるMgO結晶粒子を含む結晶粒子層を、前記放電空間に臨む部分に有するプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は2.3以上である
請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は7以上である
請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は23以上である
請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記MgO結晶粒子は、カソードルミネッセンスにおける200nm以上900nm未満の波長領域において、650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル積分値をa、200nm以上650nm未満の波長領域のスペクトル積分値をcとするとき、比率a/cが0.9以上である請求項1に記載のプラズマディスプレイパネル。
- 前記各比率は1.9以上である
請求項5に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は4.5以上である
請求項5に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は9.1以上である
請求項5に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 第一基板に電極、誘電体層並びに保護層が順次形成され、前記保護層が放電空間に臨むように前記第一基板が第二基板に対向配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
前記保護層は、カソードルミネッセンスにおける650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル最大値をd 、300nm以上550nm未満の波長領域のスペクトル最大値をeとするとき、比率d/eが0.8以上であるMgO結晶粒子を含む結晶粒子層を、前記放電空間に臨む部分に有するプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は1.7以上である
請求項9に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は16以上である
請求項9に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は24以上である
請求項9に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記MgO結晶粒子は、カソードルミネッセンスにおける200nm以上900nm未満の波長領域において、650nm以上900nm未満の波長領域のスペクトル最大値をd、200nm以上650nm未満の波長領域のスペクトル最大値をfとするとき、比率d/fが0.8以上である請求項9に記載のプラズマディスプレイパネル。
- 前記各比率は1.7以上である
請求項13に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は5以上である
請求項13に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記各比率は12以上である
請求項13に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記保護層は、MgO膜層の上に前記結晶粒子層が積層されてなる
請求項1または5に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記保護層は、MgO膜層の表面にMgO結晶粒子が一部埋設されるように結晶粒子層が配設されてなる
請求項1または5に記載のプラズマディスプレイパネル。 - 前記保護層は、誘電体層の表面に直接前記結晶粒子層が形成されてなる
請求項1または5に記載のプラズマディスプレイパネル。
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