WO2005031783A1 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

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discharge
electrode
substrate
magnesium
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Kazuyuki Hasegawa
Kaname Mizokami
Yoshinao Oe
Masaki Aoki
Junichi Hibino
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H01J9/24—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/241—Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases the vessel being for a flat panel display

Definitions

  • the present invention relates to images. Background art
  • CTR cathode ray tube
  • LCD liquid crystal display
  • PDP plasma display panel
  • the PDP performs full-color display by additively mixing the three primary colors (red, green, and blue), and emits the three primary colors, red (R), green (G), and blue (B). Phosphor layer.
  • the PDP has a discharge cell, and emits visible light of each color by exciting the phosphor layer with ultraviolet rays generated by a discharge generated in the discharge cell to display an image.
  • the drive voltage is reduced by coating the electrode for the main discharge with a dielectric layer and performing memory-drive. If the dielectric layer is altered by the impact of the ions generated by the discharge, the driving voltage may increase. In order to prevent this rise, a protective layer for protecting the dielectric layer is formed on the surface of the dielectric layer.
  • a protective layer for protecting the dielectric layer is formed on the surface of the dielectric layer.
  • a drive voltage pulse is applied to the electrodes in order to generate a discharge in the discharge cells.
  • discharge delay time There is a “discharge delay time” in which discharge occurs a certain time after the rise of the pulse. Depending on the driving conditions, this discharge delay time may reduce the probability that the discharge will end while the pulse is being applied. The quality may deteriorate.
  • the plasma display includes a first substrate and a second substrate that are disposed to face each other so as to form a discharge space therebetween, a scan electrode provided on the first substrate, and a plasma display device provided on the first substrate.
  • the storage device includes a sustain electrode, a dielectric layer covering the scan electrode and the sustain electrode, and a protective layer provided on the dielectric layer.
  • the protective layer contains magnesium oxide, magnesium carbide, and silicon.
  • This plasma display panel has stable discharge characteristics such as driving voltage, and therefore displays images stably.
  • FIG. 1 is a partial sectional perspective view of (P D P) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the PDP according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of the image display device using the PDP according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a time chart showing a drive waveform of the image display device shown in FIG.
  • FIG. 5 shows PDP evaluation results according to the embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view showing a schematic configuration of an AC surface discharge type plasma display panel (PDP) 101.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the PDP 101.
  • a pair of striped scanning electrodes 3 and striped sustaining electrodes 4 form one display electrode.
  • a plurality of pairs of scanning electrodes 3 and sustaining electrodes 4, that is, a plurality of display electrodes are arranged on surface 2 A of front glass substrate 2.
  • a dielectric layer 5 covering the scan electrode 3 and the sustain electrode 4 is formed, and a protective layer 6 covering the dielectric layer 5 is formed.
  • stripe-shaped address electrodes 9 are arranged on surface 8 A of rear glass substrate 8 at right angles to scanning electrodes 3 and sustaining electrodes 4.
  • the electrode protection layer 10 covering the electrode 9 protects the electrode 9 and transmits visible light to the front panel 1.
  • a partition 11 is provided on the electrode protection layer 10 so as to extend in the same direction as the address electrode 9 and sandwich the address electrode 9, and a phosphor layer 12 is provided between the partition 11.
  • Front glass substrate 2 and rear glass substrate 8 are arranged to face each other so as to form discharge space 13 therebetween.
  • a mixed gas of, for example, neon (Ne) and xenon (Xe), which are rare gases, is filled at a pressure of about 66500 Pa (50 OTorr) as a discharge gas.
  • the separated intersection of the address electrode 9, the scanning electrode 3, and the sustain electrode 4 operates as a discharge cell 14 which is a unit light emitting region.
  • Rear glass substrate 8 is arranged at a predetermined distance from protective layer 6 so as to form discharge space 13 between protective glass 6 and protective layer 6.
  • a discharge is generated in the discharge cell 14 by applying a drive voltage to the address electrode 9, the scan electrode 3 and the sustain electrode 4, and the ultraviolet light generated by the discharge is irradiated on the phosphor layer 12 and converted into visible light. As a result, an image is displayed.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an image display device including the PDP 101 and a driving circuit for driving the PDP 101.
  • the address electrode 9 of the PDP 101 is connected to an address electrode drive unit 21, the scan electrode 3 is connected to a scan electrode drive unit 22, and the sustain electrode 4 is connected to a sustain electrode drive unit 23. .
  • a gray scale is expressed by the PDP 101 by dividing an image of one frame into a plurality of subfields.
  • one subfield is further divided into four periods to control the discharge in the discharge cells 14.
  • FIG. 4 shows an example of a time chart of the drive waveform in one subfield.
  • FIG. 4 is a time chart showing drive waveforms of the image display device shown in FIG. 3, and shows waveforms of voltages applied to the electrodes 3, 4, and 9 in one subfield.
  • an initialization pulse 51 is applied to the scan electrode 3 to accumulate wall charges in all the discharge cells 14 of the PDP 101 in order to easily generate a discharge.
  • the pulse 52 and the scan pulse 53 are applied to the address electrode 9 and the scan electrode corresponding to the discharge cell 14 to be turned on, respectively, and the discharge cell 14 to be turned on discharges. Generate electricity.
  • the sustain pulses 54, 55 are applied to all the scan electrodes 3 and the sustain electrodes 4, respectively, to turn on the discharge cells 14 in which the discharge occurred in the address period 32, and to turn on the light. Let it be maintained.
  • an erase pulse 56 is applied to the sustain electrode 4 to erase the wall charges accumulated in the discharge cell 14 and stop the lighting of the discharge cell 14.
  • an initialization pulse 51 is applied to the scan electrode 3 so that the scan electrode 3 has a high potential with respect to both the address electrode 9 and the sustain electrode 4. Generates a discharge.
  • the charge generated by the discharge is accumulated on the wall surface of the discharge cell 14 so as to cancel the potential difference between the address electrode 9, the scan electrode 3, and the sustain electrode 4.
  • negative charges are accumulated as wall charges on the surface of the protective layer 6 near the scan electrode 3, and are stored on the surface of the phosphor layer 12 near the address electrode 9 and on the surface of the protective layer 6 near the sustain electrode 4.
  • Positive charges are accumulated as wall charges. Due to these wall charges, a predetermined wall potential is generated between the scan electrode 3 and the address electrode 9 and between the scan electrode 3 and the sustain electrode 4.
  • a scan pulse 53 is sequentially applied to the scan electrode 3 so that the scan electrode 3 has a lower potential with respect to the sustain electrode 4, and an address electrode 9 corresponding to the discharge cell 14 to be lit is applied.
  • Apply data pulse 52 At this time, the address electrode 9 is set to have a higher potential than the scanning electrode 3. That is, a voltage is applied between the scan electrode 3 and the address electrode 9 in the same direction as the wall potential, and a voltage is applied between the scan electrode 3 and the sustain electrode 4 in the same direction as the wall potential. As a result, a write discharge is generated in the discharge cell 14.
  • the occurrence of the write discharge is delayed by the discharge delay time. If the discharge delay time is long, writing discharge may not occur during the time (address time) during which scan pulse 53 and data pulse 52 are applied to scan electrode 3 and address electrode 9, respectively. In the discharge cell 14 where no write discharge occurred, the scan electrode Even if sustain pulses 54 and 55 are applied to 3 and sustain electrode 4, no discharge occurs and phosphor 12 does not emit light, which adversely affects image display. If the PDP 101 has a higher definition, the address time assigned to the scanning electrode 3 is shorter, so that the probability that writing discharge does not occur increases.
  • the probability that no write discharge occurs will increase.
  • the partition 11 has a grid structure surrounding the periphery of the discharge cell 14 instead of the stripe structure shown in FIG. 1, the probability of no writing discharge is increased even when the remaining impurity gas increases.
  • a sustain pulse 54 is applied to the scan electrode 3 so that the scan electrode 3 has a higher potential than the sustain electrode 4. That is, a sustain discharge is generated by applying a voltage between the sustain electrode 4 and the scan electrode 3 in the same direction as the wall potential. As a result, lighting of the discharge cells 14 can be started.
  • the sustain pulses 54 and 55 so that the polarity of the sustain electrode 4 and the polarity of the scan electrode 3 are alternately changed, the pulse light can be intermittently emitted in the discharge cell 14.
  • the protective layer 6 in the PDP 101 according to the embodiment will be described.
  • the protective layer 6 is made of a material that is magnesium oxide (MgO) containing silicon (Si) and magnesium carbide such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , and Mg 3 C 4 .
  • the protective layer 6 heats an evaporation source containing Mg ⁇ , silicon, and magnesium carbide such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , and Mg 3 C 4 using, for example, a piercing electron beam gun as a heating source in an oxygen atmosphere. Then, it can be formed by vapor deposition on the dielectric layer 5.
  • the PDP 101 is provided with the above-described protective layer 6, and the protective layer 6 reduces the discharge delay time in the address period 32 and suppresses the mistake that no write discharge occurs for the following reasons. Conceivable.
  • the conventional protective layer Due to the Mg ⁇ formed by the vacuum deposition method (EB method), the conventional protective layer contains high purity MgO of about 99.9%, has low electronegativity and high ionicity. Therefore, the Mg + ions on the surface are in an unstable (high energy) state, and stabilized by adsorbing hydroxyl groups (OH groups) (for example, coloring materials, 69 (9), 1996 Pp. 623-631).
  • OH groups hydroxyl groups
  • For force luminescence measurement According If, and peaks appear force source one de luminescence by many oxygen defects, conventional protective layer has a lot defects, these defects H 2 0 and CO 2 or hydrocarbon (CH X) in question impurity gas (See, for example, IEEJ Discharge Study Group Material, EP-98-202, 1988, pp. 21).
  • the main cause of the discharge delay is considered to be that the initial electrons that trigger when the discharge starts are less likely to be released from the protective layer into the discharge space.
  • magnesium carbonate such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , and Mg 3 C 4
  • the protective layer 6 made of MgO and silicon By adding magnesium carbonate such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , and Mg 3 C 4 to the protective layer 6 made of MgO and silicon, the distribution state of oxygen defects in the MgO crystal changes. As a result, it is considered that the occurrence of discharge delay, writing error, and the like is suppressed.
  • conditions such as the amount of the electron beam current, the oxygen partial pressure, and the temperature of the substrate 2 do not greatly affect the composition of the protective layer 6 and can be arbitrarily set.
  • vacuum degree of 5. 0X 10- 4 P a following the temperature of the substrate 2 is 200 ° C or higher, deposition pressure is set to 3. 0X 10- 2 ⁇ 8. 0 X 10- 2 P a.
  • the method of forming the protective layer 6 is not limited to the above-described vapor deposition, but may be a sputtering method or an ion plating method.
  • a sputtering method for example, an evening get obtained by sintering Mg ⁇ powder containing magnesium carbide and silicon such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , and Mg 3 C 4 in the air may be used.
  • the above evaporation source in the vapor deposition method can be used.
  • Scan electrode 3 and sustain electrode 4 are formed on front glass substrate 2, and lead-based dielectric layer 5 covers scan electrode 3 and sustain electrode 4.
  • the front panel 1 is manufactured by forming a protective layer 6 containing MgO, Mg ⁇ , magnesium carbide such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , and Mg 3 C 4 on the surface of the dielectric layer 5 and silicon. I do.
  • the scan electrode 3 and the sustain electrode 4 are, for example, transparent. It comprises a conductive film and a silver electrode which is a bus electrode formed on the transparent conductive film. After a transparent conductive film is formed in the form of an electrode stripe by photolithography, silver electrodes are formed thereon by photolithography and then fired.
  • Composition of the dielectric layer 5 of the lead-based for example, Sani ⁇ (PbO) 75% by weight, (2 ⁇ 3 B) 15 wt% boron oxide, silicon oxide (S i 0 2) is 10 wt%,
  • the dielectric layer 5 is formed by, for example, a screen printing method and baking.
  • the protective layer 6 is formed by using a vacuum evaporation method, a sputtering method, or an ion plating method.
  • MgO is mixed with magnesium carbide such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , and Mg 3 C 4 having a weight of 40 to 111 000 weight ppm and a weight of 20 to 7500 weight ppm.
  • MgC 2 magnesium carbide
  • Mg 2 C 3 magnesium carbide
  • Mg 3 C 4 magnesium carbide having a weight of 40 to 111 000 weight ppm and a weight of 20 to 7500 weight ppm.
  • oxygen gas (0 2 gas) is a r gas and a reactive gas is sputter gas.
  • the protective layer 6 can be formed by reducing the pressure to 0.1 Pa to 10 Pa. In order to promote the addition, the characteristics are further improved by forming the protective layer 6 by sputtering the target while applying a potential of 100 V to 150 V to the glass substrate 2 with a bias power supply at the same time as performing sputtering. I do.
  • the amount of the additive in MgO is controlled by the amount of the additive to be put into the getter and the high frequency power at the time of generating the discharge for the sputter.
  • a glass substrate 2 was heated to 200 ° C ⁇ 40 0 ° C, under vacuum evaporation chamber with an exhaust system to 3 X 10- 4 P a, Mg Evaporation sources for electron beams and hollow swords for evaporating ⁇ and the substances to be added are installed as many as necessary, and oxygen gas ( ⁇ ⁇ 2 gas) is used as a reaction gas for these materials. Is deposited on the dielectric layer 6.
  • the pressure was reduced in the deposition chamber with an exhaust system to 0. 0 l P a ⁇ l.
  • an electron beam Magnesium carbide such as MgC 2 , Mg 2 C 3 , Mg 3 C 4 with 40 wt ppm to 7000 wt ppm and silicon with 20 wt ppm to 7500 wt ppm Steamed MgO Then, the protective layer 6 is formed.
  • a silver-based paste is screen-printed on the rear glass substrate 8 and then fired to form the address electrodes 9.
  • a lead-based dielectric layer 18 for protecting the electrodes is formed on the address electrodes 9 by screen printing and firing.
  • glass partition walls 11 are arranged and fixed at a predetermined pitch.
  • a phosphor layer 12 is formed by disposing one of a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor in each space between the partition walls 11.
  • another partition is formed at right angles to the partition 11 shown in FIG.
  • a phosphor generally used for PDP can be used, and for example, has the following composition.
  • Green phosphor Z n 2 S i 0 4 : Mn, (Y, Gd) B_ ⁇ 3: Tb
  • the front panel 1 and the rear panel 7 manufactured as described above were attached to each other in a state where the scanning electrodes 3, the sustaining electrodes 4, and the address electrodes 9 faced each other at right angles using a sealing glass. Seal together. Thereafter, high vacuum partitioned discharge space between 13 with a partition wall 11 (e.g., 3 X 10_ 4 about P a) after venting (one king base exhaust) in the discharge gas of predetermined composition into the discharge space 13
  • the PDP 101 is produced by sealing at a predetermined pressure.
  • the partition when the PDP 101 is used for a 40-inch class high-definition television, the size and the pitch of the discharge cells 14 are reduced. Therefore, in order to improve the brightness, a partition having a double-girder structure is preferable as the partition.
  • the composition of the discharge gas to be charged is good for the conventional Ne-Xe system, but the Xe partial pressure is set to 5% or more and the charging pressure is set to the range of 450 to 760 Torr. By doing so, the emission luminance of the discharge cells can be improved, which is preferable.
  • the PDP manufactured by the above method Were prepared and evaluated.
  • a carbide magnesium ranges of the added concentration 0-7000 weight p pm to Mg_ ⁇ (MgC 2, etc.), a plurality of types of deposition and a silicofluoride-containing in the range of concentrations from 0 to 7500 weight p pm
  • the source was prepared.
  • a plurality of types of front panels having a protective layer formed using these evaporation sources were prepared, and a PDP sample was prepared using each of them.
  • the discharge delay time of the PDP sample was measured in an environment with an ambient temperature of 5 ° C to 80 ° C. From these measurement results, an Arrhenius plot of the discharge delay time with respect to temperature was created, and the activation energy of the discharge delay time was determined from the approximated straight line.
  • the discharge gas sealed in the sample is a mixed gas of Ne and Xe, and the partial pressure of Xe is 5%.
  • the discharge delay time here is the time from when a voltage is applied between the scan electrode 3 and the address electrode 9 to when a discharge (writing discharge) occurs.
  • the time at which the write discharge peaks is regarded as the time at which the write discharge occurs.
  • the time from when the pulse is applied to the sample electrode until the write discharge occurs is measured for 100 times, averaged, and the discharge is performed. Time delay.
  • the activation energy is a numerical value indicating characteristics such as a change in the discharge delay time with respect to temperature. It is considered that the characteristics do not change with temperature as the activation energy value decreases.
  • Figure 5 shows the concentrations of magnesium and silicon added to the Mg ⁇ vapor deposition source of the material of the protective layer 6 in the fabricated sample, and the PDP with the protective layer 6 formed using the vapor deposition source.
  • the activation energy and the lighting status of the PDP are shown.
  • the presence or absence of flicker is defined as “present” when flicker occurs when the ambient temperature of the PDP sample is changed between 15 ° C and 80 ° C.
  • the activation energy of the conventional sample (Sample No. 21), which has a protective layer formed by the deposition source of MgO without additives, is 1 and the activation energy of each sample is a relative value to the conventional sample. Indicated by
  • the activation energy shown in Fig. 5 should be as small as possible. In the samples of sample numbers 1 to 15, the relative values of the activation energies are considerably small. For this reason, even if the Ne—Xe discharge gas whose Xe partial pressure is increased as high as 10% to 50% is sealed, magnesium carbide of 40 weight ppm to 7000 weight ppm and 20 weight ⁇ ⁇ !
  • the flickering of the screen due to the temperature characteristic of the discharge delay can be suppressed, and a good image can be displayed.
  • the protective curtain 6 formed by using a vapor deposition source of Mg0 containing 40 weight ppm to 7000 weight ppm of magnesium carbide and 20 weight ppm to 7500 weight ppm of silicon has a weight of 40 weight ppm. It is composed of 7000 weight ppm of magnesium carbide and 20 weight ppm to 7500 weight ppm of magnesium oxide containing silicon.
  • the PDP sample having the protective layer 6 even if the Xe partial pressure of the discharge gas rises to 10% or more, an image can be displayed without changing the value of the conventional voltage applied to the electrode, and the discharge delay time is reduced. A change with respect to temperature can be suppressed.
  • magnesium carbide MgC 2 , Mg 2 C 3, etc.
  • silicon Si
  • the protective layer made of a material containing magnesium carbide and Si in MgO can shorten the discharge delay time and suppress the discharge delay time from changing with temperature. That is, a protective layer having excellent electron emission ability is obtained, and the electron emission ability hardly changes with temperature. As a result, P DP 101 can display good images regardless of the ambient temperature.
  • the protective layer may contain at least one of MgC 2 , Mg 2 C 3 or Mg 3 C 4 as magnesium carbide. In this case as well, if the total amount of the mixed magnesium carbide is 40 to 7000 weight ppm, the same effect as described above can be obtained.
  • the plasma display panel according to the present invention has stable discharge characteristics such as drive voltage, and thus displays images stably.

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Abstract

プラズマディスプレイは、間に放電空間を形成するように対向配置された第１の基板および第２の基板と、第１の基板上に設けられた走査電極と、第１の基板上に設けられた維持電極と、走査電極と維持電極とを覆う誘電体層と、誘電体層上に設けられた保護層とを備える。保護層は酸化マグネシウムと炭化マグネシウムと珪素とを含む。このプラズマディスプレイパネルは駆動電圧等の放電特性が安定であり、したがって画像を安定して表示する。

Description

本発明は、 画像を表: 関する。 背景技術
近年、 ハイビジョンをはじめとする高品位で大画面のテレビ【こ用いるための、 陰極線管 （CRT) 、 液晶ディスプレイ （LCD) 、 プラズマディスプレイパネ ル （PDP) 等の各種ディスプレイデバイスが開発されている。
PDPは、 3原色 （赤、 緑、 青） を加法混色することにより、 フルカラー表示 を行うものであり、 3原色の各色である、 赤 （R) 、 緑 （G) 、 青 （B) を発光 する蛍光体層を備えている。 P DPは放電セルを有し、 放電セノレ内において発生 する放電により生じる紫外線により蛍光体層を励起することで各色の可視光を発 生させ、 画像を表示する。
一般に交流型の P DPでは、 主放電のための電極を誘電体層で被覆し、 メモリ —駆動を行うことにより、 駆動電圧を低下させている。 放電で生じるイオンが当 たる衝撃によって誘電体層が変質すると、 駆動電圧が上昇する場合がある。 この 上昇を防ぐために、 誘電体層を保護する保護層が誘電体層の表面に形成される。 例えば 「プラズマディスプレイのすべて」 （内池平樹、 御子柴茂生共著、 （株） 工業調査会 1997年 5月 1日 刊、 p 79— p 80) には、 酸化マグネシゥ ム （Mg〇） 等の耐スパッ夕性が高い物質よりなる保護層が開示されている。 以上のような構成の従来の P D Pにおいては以下のような課題が発生する場合 がある。 PDPでは、 放電セル内で放電を発生させるために、 電極に駆動電圧の パルスを印加する。 放電はパルスの立ち上がりからある時間だサ遅れて発生する 「放電遅れ時間」 が存在する。 駆動条件によってはこの放電遅れ時間があるため に、 パルスが印加されている間に放電が終了する確率が低くなり、 本来点灯すベ き放電セルに電荷を蓄積できずに点灯不良が生じ、 表示品質が悪くなる場合があ る。
発明の開示
プラズマディスプレイは、 間に放電空間を形成するように対向配置された第 1 の基板および第 2の基板と、 第 1の基板上に設けられた走査電極と、 第 1の基板 上に設けられた維持電極と、 走査電極と維持電極とを覆う誘電体層と、 誘電体層 上に設けられた保護層とを備える。 保護層は酸化マグネシウムと炭化マグネシゥ ムと珪素とを含む。
このプラズマディスプレイパネルは駆動電圧等の放電特性が安定であり、 した がつて画像を安定して表示する。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施の形態に (P D P ) の部 分断面斜視図である。
図 2は実施の形態による P D Pの断面図である。
図 3は実施の形態による P D Pを用いた画像表示装置のプロック図である 図 4は図 3に示す画像表示装置の駆動波形を示すタイムチヤ一トである。 図 5は実施の形態による P D Pの評価結果を示す。 発明を実施するための最良の形態
図 1は、 交流面放電型のプラズマディスプレイパネル （P D P ) 1 0 1の概略 構成を示す部分断面斜視図である。 図 2は P D P 1 0 1の断面図である。
前面パネル 1では、 1対のストライプ状の走査電極 3とストライプ状の維持電 極 4とは 1つの表示電極を形成する。 複数対の走査電極 3と維持電極 4、 すなわ ち複数の表示電極が前面ガラス基板 2の表面 2 A上に配設される。 走査電極 3と 維持電極 4との上を覆う誘電体層 5が形成され、 誘電体層 5上を覆う保護層 6が 形成されている。
背面パネル 7では、 ストライプ状のァドレス電極 9が、 走査電極 3および維持 電極 4に対して直角に背面ガラス基板 8の表面 8 A上に配されている。 ァドレス 電極 9を覆う電極保護層 1 0はァドレス電極 9を保護し、 可視光を前面パネル 1 の方向に反射する。 電極保護層 10上には、 アドレス電極 9と同じ方向に伸延し、 アドレス電極 9を挟むようにして隔壁 11が設けられ、 隔壁 11間には蛍光体層 12が設けられている。
前面ガラス基板 2と背面ガラス基板 8とは、 間に放電空間 13を形成するよう に対向して配置されている。 放電空間 13には、 放電ガスとして、 例えば希ガス であるネオン （Ne) およびキセノン （Xe) の混合ガスが 66500 P a (5 0 OTo r r) 程度の圧力で封入されており、' 隔壁 11によって仕切られた、 ァ ドレス電極 9と走査電極 3および維持電極 4の交差する部分が単位発光領域であ る放電セル 14として動作する。 保護層 6との間に放電空間 13を形成するよう に保護層 6から所定の距離だけ離れて背面ガラス基板 8が配置されている。
P D P 101では、 アドレス電極 9、 走查電極 3および維持電極 4に駆動電圧 を印加することにより放電セル 14において放電を発生させ、 この放電によって 生じる紫外線が蛍光体層 12に照射され可視光に変換されることにより画像が表 示される。
図 3は、 PDP 101と PDP 101を駆動する駆動回路とを備えた画像表示 装置の概略構成を示すブロック図である。 PDP 101のアドレス電極 9にはァ ドレス電極駆動部 21が接続され、 走査電極 3には走査電極駆動部 22が接続さ れ、 そして、 維持電極 4には維持電極駆動部 23が接続されている。
交流面放電型の PDP 101を用いた画像表示装置を駆動するために、 一般に、 1フレームの映像を複数のサブフィールドに分割することによって P DP 101 に階調を表現させる。 この方式では放電セル 14中の放電を制御するために 1つ のサブフィールドがさらに 4つの期間に分割される。 図 4に、 1サブフィールド 中の駆動波形のタイムチャートの一例を示す。
図 4は図 3に示す画像表示装置の駆動波形を示すタイムチヤ一トであり、 1つ のサブフィールドで電極 3、 4、 9に印加される電圧の波形を示す。 セットアツ プ期間 31では放電を生じやすくするために、 走査電極 3に初期化パルス 51を 印加して P DP 101の全放電セル 14内に壁電荷を蓄積させる。 アドレス期間 32では、 点灯させる放電セル 14に対応するァドレス電極 9と走査電極にデ一 夕パルス 52と走査パルス 53をそれぞれ印加し、 点灯させる放電セル 14で放 電を発生させる。 サスティン期間 3 3では、 全ての走査電極 3と維持電極 4とに 維持パルス 5 4、 5 5をそれぞれ印加して、 アドレス期間 3 2で放電が発生した 放電セル 1 4を点灯させ、 その点灯を維持させる。 ィレース期間 3 4では、 維持 電極 4に消去パルス 5 6を印加して、 放電セル 1 4内に蓄積した壁電荷を消去し て放電セル 1 4の点灯を停止させる。
セットアツプ期間 3 1で、 走査電極 3がァドレス電極 9および維持電極 4の双 方に対して高電位となるように走査電極 3に初期化パルス 5 1を印加することに より放電セル 1 4で放電を発生させる。 放電によって発生した電荷はアドレス電 極 9、 走査電極 3および維持電極 4間の電位差を打ち消すように放電セル 1 4の 壁面に蓄積される。 その結果、 走査電極 3付近の保護層 6の表面には負の電荷が 壁電荷として蓄積され、 アドレス電極 9付近の蛍光体層 1 2の表面、 および維持 電極 4付近の保護層 6の表面には、 正の電荷が壁電荷として蓄積される。 これら の壁電荷により走査電極 3とアドレス電極 9との間、 および走査電極 3と維持電 極 4との間には所定の壁電位が生じる。
アドレス期間 3 2では、 走査電極 3が維持電極 4に対して低電位となるように 走査電極 3に順番に走査パルス 5 3を印加するとともに、 点灯させる放電セル 1 4に対応するァドレス電極 9にデータパルス 5 2を印加する。 このとき、 ァドレ ス電極 9が走査電極 3に対して高電位となるようにする。 即ち、 走査電極 3とァ ドレス電極 9との間に壁電位と同方向に電圧を印加すると共に、 走査電極 3と維 持電極 4との間にも壁電位と同方向に電圧を印加することにより、 放電セル 1 4 に書き込み放電を生じさせる。 その結果、 蛍光体層 1 2の表面および維持電極 4 付近の保護層 6の表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、 走査電極 3付近の 保護層 6の表面には正の電荷が壁電荷として蓄積される。 これにより維持電極 4 と走査電極 3との間には、 所定の値の壁電位が生じる。
走査電極 3とァドレス電極 9とに走査パルス 5 3とデータパルス 5 2とをそれ ぞれ印加してから放電遅れ時間だけ書き込み放電が生じるのが遅れる。 放電遅れ 時間が長くなると、 走査電極 3とアドレス電極 9とにそれぞれ走査パルス 5 3と データパルス 5 2とを印加している時間 （アドレス時間） に書き込み放電が起こ らない場合がある。 書き込み放電の起こらなかった放電セル 1 4では、 走査電極' 3と維持電極 4に維持パルス 54、 55を印加しても放電が起こらずに蛍光体 1 2が発光せず、 画像表示に悪影響を与える。 PDP 101が高精細になると走査 電極 3に割り当てられるァドレス時間が短くなるので、 書き込み放電の起こらな い確率が高くなる。 また、 放電ガス中の Xeの分圧を 5%以上と高くすると、 書 き込み放電の起こらない確率は高まる。 また、 隔壁 11を図 1に示すストライプ 構造ではなく、 放電セル 14の周囲を囲む井桁構造とすることで内部の不純物ガ スの残存が多くなる場合にも、 書き込み放電の起こらない確率は高まる。
また、 サスティン期間 33において、 まず走査電極 3が維持電極 4に対して高 電位となるように走査電極 3に維持パルス 54を印加する。 即ち、 維持電極 4と 走査電極 3との間に壁電位と同方向に電圧を印加することにより、 維持放電を生 じさせる。 その結果、 放電セル 14の点灯を開始できる。 維持電極 4と走査電極 3との極性が交互に入れ替わるように維持パルス 54、 55を印加することで、 放電セル 14内で断続的にパルス発光させることができる。
ィレース期間 34では、 幅の狭い消去パルス 56を維持電極 4に印加すること で不完全な放電を発生させ、 これにより壁電荷を消滅させる。
実施の形態の P DP 101における保護層 6について説明する。
保護層 6は、 珪素 （S i) と、 MgC2、 Mg2C3、 Mg3C4のような炭化マ グネシゥムとを含む酸化マグネシウム （MgO) である材料よりなる。 保護層 6 は Mg〇と、 珪素と、 MgC2、 Mg2C3、 Mg 3 C4のような炭化マグネシウム とを含む蒸発源を、 例えば酸素雰囲気中でピアス式電子ビームガンを加熱源とし て加熱して誘電体層 5上に蒸着させて形成できる。
PDP 101は以上述べたような保護層 6を備えており、 以下の理由により保 護層 6により、 アドレス期間 32での放電遅れ時間が短縮され、 書き込み放電が 発生しないというミスが抑制されると考えられる。
真空蒸着法 （EB法） によって形成した Mg〇により従来の保護層は 99. 9 9%程度の高純度の MgOを含み、 電気陰性度は低くイオン性は大きい。 よって、 その表面の Mg+イオンは不安定な （エネルギーの高い） 状態にあり、 水酸基 (OH基） を吸着することで安定化した状態となっている （例えば、 色材、 69 (9) 、 1996、 pp 623— 631参照） 。 力ソードルミネッセンス測定に よると、 多くの酸素欠陥による力ソ一ドルミネッセンスのピークが現れており、 従来の保護層は欠陥が多く、 これらの欠陥は H20や CO 2あるいは炭化水素 (CHX) 当の不純物ガスを吸着する （例えば、 電気学会放電研究会資料、 EP 一 98 - 202、 1988、 p p 21参照） 。
放電遅れが生じる主要な要因として、 放電が開始される際にトリガーとなる初 期電子が、 保護層から放電空間中に放出されにくくなつていることが考えられる。
MgOによる保護層 6に、 例えば、 MgC2、 Mg2C3、 Mg3C4のような炭 化マグネシウムと珪素とを添加することで、 MgO結晶中の酸素欠陥の分布状態 が変化し、 その結果、 放電遅れ、 書き込みミスなどの発生が抑制されると考えら れる。
保護層 6の形成の際には、 電子ビーム電流の量、 酸素分圧、 基板 2の温度等の 条件は保護層 6の組成には大きく影響しないので任意に設定できる。 例えば、 真 空度が 5. 0X 10— 4 P a以下、 基板 2の温度が 200°C以上、 蒸着圧力が 3. 0X 10— 2〜 8. 0 X 10— 2P aに設定する。
保護層 6の形成方法も上述の蒸着に限らず、 スパッタ法、 イオンプレーティン グ法でもよい。 スパッ夕法では、 例えば、 MgC2、 Mg2C3、 Mg3C4のよう な炭化マグネシウムと珪素とを含む Mg〇粉末を空気中で焼結させて形成した夕 一ゲットを用いてもよい。 イオンプレーティング法では、 蒸着法における上記の 蒸発源を用いることができる。
MgOと、 MgC2、 Mg2C3、 Mg3C4のような炭化マグネシウムと珪素と は予め材料の段階で混合する必要はない。 これらの元素による個別の夕ーゲット や蒸発源を準備し、 材料が蒸発した状態で混合されて保護層 6を形成してもよい。 次に、 実施の形態による PDP 101の製造方法について以下に述べる。 まず、 前面パネル 1の製造方法を説明する。
前面ガラス基板 2上に走査電極 3と維持電極 4を形成し、 走査電極 3と維持電 極 4の上を鉛系の誘電体層 5で覆う。 誘電体層 5の表面に、 MgOと、 Mg〇と、 MgC2、 Mg2C3、 Mg3C4のような炭化マグネシウムと珪素とを含む保護層 6を形成することによって前面パネル 1を作製する。
実施の形態による PDP 101では、 走査電極 3、 維持電極 4は、 例えば透明 導電膜と透明導電膜上に形成されているバス電極である銀電極よりなる。 透明導 電膜をフオトリソダラフィ一法で電極のストライプ形状に形成後、 その上にフォ トリソグラフィー法によって銀電極を形成してこれらを焼成する。
鉛系の誘電体層 5の組成は、 例えば、 酸ィ匕鉛 （PbO) 75重量％、 酸化硼素 (B2〇3) 15重量％、 酸化硅素 （S i 02) 10重量％であり、 誘電体層 5は、 例えばスクリーン印刷法と焼成によつて形成する。
保護層 6は、 真空蒸着法、 スパッタリング法、 あるいは、 イオンプレーティン グ法を用いて形成する。
保護層 6をスパッタリング法で形成する場合、 MgOに、 40重量 111〜7 000重量 p pmの MgC2、 Mg2C3、 M g 3 C 4のような炭化マグネシウムと 20重量 p pm〜7500重量 p pmの珪素とを添加したターゲットを用いて、 スパッタガスである A rガスと反応ガスである酸素ガス （02ガス） とを用いて 保護層 6を作成する。 スパッタを行う際に、 所定の温度 （200°C〜400°C) にガラス基板 2を加熱するとともに、 Arガス、 必要に応じて 02ガスをスパッ タ装置に導入しながら排気装置を用いて圧力を 0. 1 P a〜l 0 P aに減圧して 保護層 6を形成できる。 また、 添加を促進するために、 スパッタを行うと同時に バイアス電源で一 100 V〜l 50Vの電位をガラス基板 2に印加しながらター ゲットをスパッ夕して保護層 6を形成すると特性はさらに向上する。 なお、 Mg O中への添加物の量は夕一ゲットに入れる添加物の量とスパッ夕用の放電を発生 させる際の高周波電力でコントロールする。
保護層 6を真空蒸着法にて形成する場合は、 ガラス基板 2を 200°C〜40 0°Cに加熱し、 排気装置を用いて蒸着室内を 3 X 10—4P aに減圧し、 Mg〇 や添加する物質とを蒸発させるための電子ビームやホロ一力ソードの蒸発源を必 要に応じた数だけ設置し、 酸素ガス （〇2ガス） を反応ガスとして使用してこれ らの材料を誘電体層 6上に蒸着させる。 実施の形態においては、 誘電体層 5上に 〇2ガスを蒸着装置に導入しながら、 排気装置を用いて蒸着室内の圧力を 0. 0 l P a〜l. OP aに減圧し、 電子ビームやホロ一力ソード蒸発源で 40重量 p pm〜7000重量 p pmの MgC2、 Mg2C3、 M g 3 C 4のような炭化マグネ シゥムと、 20重量 p pm~7500重量 p pmの珪素が添加された Mg Oを蒸 発させて保護層 6を形成する。
次に背面パネル 7の製造方法を説明する。
背面ガラス基板 8上に、 銀ベースのペーストをスクリーン印刷し、 その後焼成 してアドレス電極 9を形成する。 アドレス電極 9上に、 前面パネル 1と同様に、 スクリーン印刷法と焼成によって電極を保護する鉛系の誘電体層 18を形成する。 そして、 ガラス製の隔壁 11を所定のピッチで配置して固着する。 そして、 隔壁 11に挟まれた各空間内に、 赤色蛍光体、 緑色蛍光体、 青色蛍光体の中の 1つを 配設することで蛍光体層 12を形成する。 なお、 1つの放電セル 14を囲むよう に隔壁を井桁構造とする場合には、 図 1に示す隔壁 11と直角に別の隔壁を形成 する。
各色の蛍光体としては、 一般的に P D Pに用いられている蛍光体を用いること ができ、 例えば下記のような組成である。
赤色蛍光体： （YxGdn) B03： Eu
緑色蛍光体： Z n2S i 04： Mn、 （Y、 Gd) B〇3 : Tb
青色蛍光体： B aMgA 11()〇17 : Eu
次に、 以上のようにして作製した前面パネル 1と背面パネル 7とを封着用ガラ スを用いて走査電極 3および維持電極 4とアドレス電極 9とが直角になるように 対向させた状態で貼り合わせて封着する。 その後、 隔壁 11で仕切られた放電空 間 13内を高真空 （例えば、 3 X 10_4P a程度） に排気 （排気べ一キング） した後、 放電空間 13内に所定の組成の放電ガスを所定の圧力で封入することに よって PDP 101を作製する。
ここで、 PDP 101が 40インチクラスのハイビジョンテレビに用いるもの の場合は、 放電セル 14のサイズおよびピッチが小さくなるため、 輝度向上のた めには隔壁としては井桁構造の隔壁が好ましい。
また、 封入する放電ガスの組成は、 従来から用いられている Ne— Xe系で良 いが、 Xe分圧を 5%以上に設定するとともに、 封入圧力を 450〜760 To r rの範囲に設定することで、 放電セルの発光輝度の向上を図ることができ、 好 ましい。
実施の形態による P D Pの性能を評価するために、 上記方法で作製した P D P の試料を準備し評価した。
保護層 6の材料として、 Mg〇に添加する濃度 0〜7000重量 p pmの範囲 の炭化マグネシウム (MgC2等） と、 濃度 0〜7500重量 p pmの範囲の珪 素とを含む複数種類の蒸着源を準備した。 これらの蒸着源を用いて保護層を形成 した複数種類の前面パネルを作製し、 これらを用いてそれぞれ P DPの試料を作 製した。 P D Pの試料の放電遅れ時間を、 雰囲気温度一 5 °C〜 80 °Cの環境下で 計測した。 この計測結果から温度に対する放電遅れ時間のァレニウスプロットを 作成して、 その近似した直線から放電遅れ時間の活性化エネルギーを求めた。 な お、 試料に封入した放電ガスは Ne—Xeの混合ガスで Xe分圧は 5 %である。 ここでいう放電遅れ時間とは、 走査電極 3とアドレス電極 9との間に電圧を印 加してから放電 （書き込み放電） が起きるまでの時間である。 書き込み放電の発 光がピークを示した時を書き込み放電が発生した時と見なし、 試料の電極にパル スを印加してから書き込み放電が発生するまでの時間を 100回分測定して平均 化し、 放電時間遅れとした。
活性化エネルギーは、 温度に対する、 放電遅れ時間の変化等の特性を示す数値 であり、 活性化エネルギーの値が低くなるほど温度に対して特性が変化しないと 見なされる。
図 5に、 作製した試料での、 保護層 6の材料の Mg〇の蒸着源中に添加した炭 化マグネシウムおよび珪素の濃度と、 その蒸着源を用いて形成した保護層 6を有 する PDPの活性化エネルギーおよび PDPの点灯状態 （ちらつきの有無） を示 す。 ここで、 ちらつきの有無については、 PDPの試料の雰囲気温度を一 5°C〜 80°Cの間で変化させたときにちらつきが発生した場合を 「あり」 としている。 図 5では、 添加物のない MgOによる材料の蒸着源による保護層を有する従来例 の試料 （試料番号 21) の活性化エネルギーを 1として各試料の活性化エネルギ —を従来例の試料に対する相対値で示す。
MgOの蒸着源中の炭化マグネシウムの添加濃度が 7000重量 p pmを超え、 且つ珪素の添加濃度が 7500重量 ppmを超えた試料では、 放電遅れ時間が大 きくなるか、 あるいは放電に必要な電圧が異常に高くなり従来の電圧では画像を 表示できなくなった。 試料番号 1〜20の試料は従来例の試料に比べて活性化工 ネルギ一が低いが、 試料番号 16〜 20の試料はのちらつきが発生している。 図 5によれば、 M g〇の蒸着源中の炭化マグネシゥムの添加濃度が 40重量 p p m 〜7000重量 p pmで、 珪素の添加濃度が 20重量 p pm〜7500重量 p p mの試料ではちらつきが発生していない。 保護層 6中に珪素を含んでいることに より、 保護層 6は従来例の試料に比べて優れた電子放出能力を有する。
放電ガスの X e分圧が高くなると、 温度に対する放電遅れ時間の変化が増大す る傾向があり、 PDPの動作、 表示特性は温度の影響を受けやすくなる。 このた め、 図 5に示した活性化エネルギーはできるだけ小さい方が良い。 試料番号 1〜 15の試料においては活性化エネルギーの相対値がかなり小さい。 このため、 X e分圧を 10%〜50%のように高くした Ne—Xe放電ガスが封入されても、 40重量 p pm〜7000重量 p p mの炭化マグネシゥムと、 20重量 ρ ρπ！〜 7500重量 ppmの珪素とを含む MgOの蒸着源で形成された保護層 6を有す る試料では、 放電遅れの温度特性に起因する画面のちらつきが抑制され、 良好な 画像を表示できる。
すなわち、 40重量 p pm〜7000重量 p pmの炭化マグネシウムと 20重 量 ppm〜7500重量 p pmの珪素を含む M g 0の蒸着源を用いて形成した保 護幕 6は、 40重量 p pm〜7000重量 p pmの炭化マグネシウムと 20重量 ppm〜7500重量 p pmの珪素を含む酸化マグネシウムにより構成される。 保護層 6を有する P D Pの試料では放電ガスの X e分圧が 10 %以上に上昇して も電極に印加される従来の電圧の値を変更することなく画像を表示でき、 放電遅 れ時間が温度に対して変化することを抑制することができる。
炭化マグネシウム （MgC2、 Mg2C3等） および珪素 （S i) を酸化マグネ シゥム （Mg〇） 中に添加することによって、 MgOの結晶中の酸素欠陥の濃度 や分布が変わり、 これにより、 温度に対する特性の変化を大きくしていた要因を 排除でき、 温度に対する特性の変化が抑制されると考えられる。
MgOに炭化マグネシウムと S iを含有した材料で作製された保護層によって 放電遅れ時間を短くでき、 放電遅れ時間が温度によって変化することを抑制でき る。 すなわち、 優れた電子放出能力を有する保護層が得られるとともに、 その電 子放出能力は温度に対してほとんど変化しない。 その結果、 実施の形態による P DP 101は環境温度にかかわらず良好な画像を表示できる。
なお、 上記実施の形態では炭化マグネシウムとして、 MgC2、 Mg2C3、 M g a C 4のそれぞれを使用した場合について説明したが、 例えば M g C 2と M g 2 C3とを混合して使用してもよい。 すなわち、 保護層が、 炭化マグネシウムとし て MgC2、 Mg2C3あるいは Mg3C4のうちの少なくとも 1つを含有するよう にしてもよい。 その場合にも混合した炭化マグネシウムの総量が 40重量 p pm 〜7000重量 p pmであれば、 上記と同様の効果が得られる。 産業上の利用可能性
本発明によるプラズマディスプレイパネルは、 駆動電圧等の放電特性が安定で あり、 したがって画像を安定して表示する。

Claims

請求の範囲
1. 間に放電空間を形成するように対向配置された第 1の基板および第 2の基 板と、
前記第 1の基板上に設けられた走査電極と、
前記第 1の基板上に設けられた維持電極と、
前記走査電極と前記維持電極とを覆う誘電体層と、
前記誘電体層上に設けられた、 酸化マグネシゥムと炭化マグネシゥムと珪 素とを含む保護層と、
Figure imgf000014_0001
2. 前記保護層は 40重量 p pm〜7000重量 p pmの炭化マグネシウムと、 20重量 ppm〜7500重量 p pmの珪素とを含む、 請求の範囲第 1項に記載
3. 前記保護層は前記炭化マグネシウムとして MgC2、 Mg2C3あるいは Mg 3 C 4のうちの少なくとも 1つを含有する、 請求の範囲第 1項に記載のプラズマ ディスプレイパネル。
4. 第 1の基板上に走査電極と維持電極とを設けるステップと、
前記走査電極と前記維持電極とを覆う誘電体層を設けるステップと、 前記誘電体層上に、 酸化マグネシゥムと炭化マグネシゥムと珪素とを含む 材料で保護層を形成するステツプと、
前記保護層との間に放電空間を形成するように前記保護層から所定の距離 だけ離れて第 2の基板を配置するステップと、
を備えた、 プラズマディスプレイパネルの製造方法。
5. 前記保護層の前記材料は 40重量 p pm〜7000重量 p pmの炭化マグネ シゥムと、 20重量 p pm〜7500重量 p pmの珪素とを含む、 請求の範囲第 4項に記載の製造方法。
6. 前記保護層の前記材料は前記炭化マグネシウムとして MgC2、 Mg2C3あ るいは M g 3 C 4のうちの少なくとも 1つを含有する、 請求の範囲第 4項に記載 の製造方法。
7. 酸化マグネシウムと炭化マグネシウムと珪素とを含む、 プラズマディスプレ ィの製造方法で用いられる材料であって、 前記製造方法は
第 1の基板上に走査電極と維持電極とを設けるステップと、 ' 前記走査電極と前記維持電極とを覆う誘電体層を設けるステップと、 前記誘電体層上に前記材料で保護層を形成するステップと、
前記保護層との間に放電空間を形成するように、 前記保護層から所定の距 離だけ離れて第 2の基板を配置するステップと、
を有する、 材料。
8. 40重量 p pm〜7000重量 p pmの炭化マグネシウムと、 20重量 m〜7500重量 p pmの珪素とを含む、 請求の範囲第 7項に記載の材料。
9. 前記炭化マグネシウムとして MgC2、 Mg2C3あるいは Mg3C4のうちの 少なくとも 1つを含有する、 請求の範囲第 7項に記載の材料。
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