WO2011024445A1 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法およびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法およびプラズマディスプレイ装置 Download PDF

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WO2011024445A1
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plasma display
protective film
discharge
electrode
oxide particles
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PCT/JP2010/005218
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麗子 谷口
光洋 坂元
西村　征起
研 伊藤
小野　雅行
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パナソニック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/20—Constructional details
    • H01J11/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J11/40—Layers for protecting or enhancing the electron emission, e.g. MgO layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a plasma display panel as a display device, a manufacturing method thereof, and a plasma display apparatus.
  • Plasma display panels (hereinafter referred to as PDPs) are capable of realizing high definition and large screens, so 65-inch televisions have been commercialized.
  • PDP has been increasingly applied to high-definition televisions having twice or more scanning lines as compared with the conventional NTSC system.
  • a PDP containing no lead component is required.
  • the PDP is basically composed of a front plate and a back plate.
  • the front plate is a glass substrate made of sodium borosilicate glass by a float method, a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode formed on one main surface of the glass substrate, and a display electrode
  • the dielectric layer is configured to cover and act as a capacitor, and a protective film made of magnesium oxide (MgO) formed on the dielectric layer.
  • the back plate is a glass substrate, stripe-shaped data electrodes formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the data electrodes, a partition formed on the base dielectric layer, It is comprised with the fluorescent substance layer which light-emits each of red, green, and blue formed between the partition walls.
  • the protective film plays a role of protecting the dielectric layer and the electrode from ion bombardment generated during gas discharge (sputtering resistance).
  • the protective film plays a role of a so-called memory function that emits secondary electrons and retains electric charges during discharge.
  • a metal oxide film such as magnesium oxide (MgO) having excellent ion bombardment resistance (sputtering resistance) and secondary electron emission properties is generally used as the protective film (for example, Patent Document 1).
  • the role of the protective film formed on the dielectric layer of the front plate is to protect the dielectric layer from ion bombardment due to discharge and to release initial electrons for generating address discharge. It is done.
  • Protecting the dielectric layer from ion bombardment is an important role to prevent an increase in discharge voltage.
  • emitting initial electrons for generating an address discharge is an important role for preventing an address discharge error that causes image flickering.
  • the plasma display panel disclosed herein includes a front plate in which a dielectric layer is formed so as to cover display electrodes formed on a substrate and a protective film is formed on the dielectric layer, and a discharge space is formed on the front plate.
  • a plasma display panel having a back plate provided with barrier ribs that are disposed opposite to each other and intersect the display electrode and that partition the discharge space, wherein the protective film is a group 2 element It is characterized by comprising oxide particles and containing phosphorus.
  • the plasma display panel manufacturing method disclosed herein includes a front plate having a dielectric layer formed so as to cover a display electrode formed on a substrate and a protective film formed on the dielectric layer, and a front plate.
  • a method of manufacturing a plasma display panel comprising a back plate that is arranged to face a surface plate so as to form a discharge space and that has a data electrode in a direction intersecting the display electrode and provided with a partition wall that partitions the discharge space,
  • the protective film is formed by applying and baking a paste containing Group 2 element oxide particles and a Group 2 element phosphate or an organic phosphate compound.
  • the plasma display device disclosed herein includes a front plate in which a dielectric layer is formed so as to cover the display electrodes formed on the substrate and a protective film is formed on the dielectric layer, and a discharge is applied to the front plate.
  • a plasma display panel having a plurality of discharge cells, and a back plate having a plurality of discharge cells arranged opposite to each other so as to form a space and forming a data electrode in a direction intersecting the display electrode and provided with a partition wall that partitions the discharge space
  • the plasma display panel is composed of a plurality of subfields, and each subfield is selected by an address period for generating an address discharge for selecting a discharge cell to emit light, and the address period.
  • a plasma display for performing light emission display with a sustain period for generating a sustain discharge in the discharge cell.
  • the protective film is formed by applying and baking a paste containing Group 2 element oxide particles and Group 2 element phosphate or organic phosphate compound. Moreover, phosphorus is contained in the protective film made of Group 2 element oxide particles. Accordingly, the protective film can be formed by a simple process without using expensive equipment such as a vacuum deposition apparatus. In particular, since phosphorus is contained in the protective film made of Group 2 element oxide particles, the discharge start voltage can be lowered and the life can be extended.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a PDP in one embodiment.
  • FIG. 2 is an electrode array diagram of the PDP.
  • FIG. 3 is a block circuit diagram of a plasma display device using a PDP according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a drive voltage waveform diagram applied to each electrode of the PDP.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the front plate of the PDP.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing an enlarged view of the protective film portion of the PDP.
  • FIG. 7 is a process diagram showing a process of forming a protective film in the method of manufacturing a PDP in one embodiment.
  • FIG. 8 is a characteristic diagram showing a comparison of discharge start voltages in the results of experiments conducted to explain the effects of the PDP in one embodiment.
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing a comparison of lifetimes associated with discharge in the results of experiments conducted to explain the effects of the PDP in one embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a PDP in one embodiment.
  • the basic structure of PDP 1 is the same as that of a general AC surface discharge type PDP.
  • a front plate 2 made of a front glass substrate 3 and the like and a back plate 10 made of a back glass substrate 11 and the like are arranged to face each other, and the outer periphery thereof is hermetically sealed with a sealing material made of glass frit or the like.
  • the discharge space 16 inside the sealed PDP 1 is filled with a discharge gas such as Ne and Xe at a pressure of 400 Torr to 600 Torr (5.3 ⁇ 10 4 Pa to 8.0 ⁇ 10 4 Pa).
  • a pair of strip-shaped display electrodes 6 each consisting of a scanning electrode 4 and a sustaining electrode 5 and a plurality of rows of light shielding layers 7 which are black stripes are arranged in parallel to each other.
  • a dielectric layer 8 serving as a capacitor is formed on the front glass substrate 3 so as to cover the display electrode 6 and the light shielding layer 7, and a protective film 9 is further formed on the surface.
  • the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 are each formed by forming a bus electrode made of Ag on a transparent electrode made of a conductive metal oxide such as ITO, SnO 2 , or ZnO.
  • a plurality of data electrodes 12 made of a conductive material mainly composed of Ag parallel to each other in a direction orthogonal to the scanning electrodes 4 and the sustain electrodes 5 of the front plate 2. are arranged in parallel to each other, and the underlying dielectric layer 13 covers them. Further, a partition wall 14 having a predetermined height is formed on the underlying dielectric layer 13 between the data electrodes 12 to divide the discharge space 16. A phosphor layer 15 that emits red, green, and blue light by ultraviolet rays is sequentially applied to the data electrode 12 in the groove between the barrier ribs 14.
  • a discharge cell is formed at a position where the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 intersect with the data electrode 12, and the discharge cell having red, green, and blue phosphor layers 15 arranged in the direction of the display electrode 6 is used for color display. Become a pixel.
  • the discharge gas sealed in the discharge space 16 is a discharge gas mixed so that the concentration of xenon is 10% or more and 30% or less in the discharge gas. Yes.
  • FIG. 2 is an electrode array diagram of the PDP in one embodiment.
  • N scanning electrodes Y1, Y2, Y3... Yn scanning electrode 4 in FIG. 1 and n sustaining electrodes X1, X2, X3... Xn (sustaining electrode 5 in FIG. 1) are long in the row direction.
  • M data electrodes D1... Dm data electrodes 12 in FIG. 1) that are arranged and are long in the column direction are arranged.
  • a discharge cell is formed at a portion where a pair of scan electrode Y1 and sustain electrode X1 intersects with one data electrode D1, and m ⁇ n discharge cells 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 2 and the back plate 10.
  • FIG. 3 is a circuit block diagram of a plasma display device using a PDP according to an embodiment.
  • This plasma display device includes the PDP 1 having the above-described configuration, an image signal processing circuit 21, a data electrode drive circuit 22, a scan electrode drive circuit 23, a sustain electrode drive circuit 24, a timing generation circuit 25, and a power supply circuit (not shown). ing.
  • the image signal processing circuit 21 converts the image signal sig into image data for each subfield.
  • the data electrode drive circuit 22 converts the image data for each subfield into signals corresponding to the data electrodes D1 to Dm, and drives the data electrodes D1 to Dm.
  • the timing generation circuit 25 generates various timing signals based on the horizontal synchronization signal H and the vertical synchronization signal V, and supplies them to each drive circuit block.
  • Scan electrode drive circuit 23 supplies drive voltage waveforms to scan electrodes SC1 to SCn based on timing signals
  • sustain electrode drive circuit 24 supplies drive voltage waveforms to sustain electrodes SU1 to SUn based on timing signals.
  • FIG. 4 is a diagram showing drive voltage waveforms applied to the respective electrodes of the PDP.
  • one field is constituted by a plurality of subfields, and each subfield emits light after an initialization period in which an initializing discharge is generated in the discharge cell, and after the initializing period.
  • the data electrodes D1 to Dm and the sustain electrodes SU1 to SUn are held at 0 (V), and from the voltage Vi1 (V) that is lower than the discharge start voltage with respect to the scan electrodes SC1 to SCn.
  • a ramp voltage that gradually increases toward the voltage Vi2 (V) exceeding the discharge start voltage is applied.
  • the first weak initializing discharge is caused in all the discharge cells, negative wall voltages are stored on scan electrodes SC1 to SCn, and positive walls on sustain electrodes SU1 to SUn and data electrodes D1 to Dm.
  • the voltage is stored.
  • the wall voltage on the electrode refers to a voltage generated by wall charges accumulated on a dielectric layer, a phosphor layer or the like covering the electrode.
  • sustain electrodes SU1 to SUn are maintained at positive voltages Ve1 and Ve2 (V), and a ramp voltage that gradually decreases from voltage Vi3 (V) to voltage Vi4 (V) is applied to scan electrodes SC1 to SCn. Then, the second weak initializing discharge is caused in all the discharge cells, the wall voltage between scan electrodes SC1 to SCn and sustain electrodes SU1 to SUn is weakened, and the wall voltage on data electrodes D1 to Dm is reduced. Is also adjusted to a value suitable for the write operation.
  • scan electrodes SC1 to SCn are temporarily held at Vc (V).
  • a positive write pulse voltage Vd (V) is applied to m).
  • the voltage at the intersection of the data electrode Dk and the scan electrode SC1 is obtained by adding the wall voltage on the data electrode Dk and the wall voltage on the scan electrode SC1 to the externally applied voltage (Vd ⁇ Va) (V). And the discharge start voltage is exceeded.
  • the address operation is performed in which the address discharge is caused in the discharge cells to be displayed in the first row and the wall voltage is accumulated on each electrode.
  • the voltage at the intersection of the data electrodes D1 to Dm to which the address pulse voltage Vd (V) is not applied and the scan electrode SC1 does not exceed the discharge start voltage, so that address discharge does not occur.
  • the above address operation is sequentially performed until the discharge cell in the nth row, and the address period ends.
  • the sustain discharge continues in the discharge cells that have caused the address discharge in the address period by alternately applying the number of sustain pulses corresponding to the luminance weight to the scan electrodes SC1 to SCn and the sustain electrodes SU1 to SUn. Done. Thus, the maintenance operation in the maintenance period is completed.
  • sustain electrodes SU1 to SUn are maintained at positive voltages Ve1 and Ve2 (V), and scan electrodes SC1 to SCn are supplied with voltage Vi3 (V).
  • Vi4 voltage
  • an all-cell initializing operation for generating an initializing discharge in all discharge cells is performed, and in the second and subsequent subfields, only the discharge cells that have caused a sustain discharge in the previous subfield are performed.
  • An operation for selectively generating an initializing discharge is performed.
  • the all-cell initializing operation and the selective initializing operation are different from the first subfield and the other subfields as in the present embodiment, and the all-cell initializing operation is the same as the first subfield. It may be performed in the initialization period in subfields other than the field, or may be performed once every several fields.
  • the operation in the address period and the sustain period is the same driving method as that in the first subfield described above, but the number of sustain pulses corresponding to the luminance weighting is applied for light emission by the sustain discharge in the sustain period. Thus, driving is performed so as to control the luminance weight for each subfield.
  • the technology disclosed herein provides a display device with low power consumption, high definition, and high brightness at low cost by improving the protective film 9 of the PDP 1 in such a plasma display device. is there.
  • the characteristic configuration will be described in detail.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the front plate of the PDP in one embodiment, and is shown upside down with respect to FIG.
  • the display electrode 6 and the light shielding layer 7 which consist of the scanning electrode 4 and the sustain electrode 5 are pattern-formed on the front glass substrate 3 manufactured by the float process etc.
  • Scan electrode 4 and sustain electrode 5 are made of transparent electrodes 4a and 5a made of indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), and the like, and metal bus electrodes 4b and 5b formed on transparent electrodes 4a and 5a, respectively. It is comprised by.
  • the metal bus electrodes 4b and 5b are used for the purpose of imparting conductivity in the longitudinal direction of the transparent electrodes 4a and 5a, and are formed of a conductive material whose main component is a silver (Ag) material.
  • the dielectric layer 8 is provided so as to cover the transparent electrodes 4 a and 5 a, the metal bus electrodes 4 b and 5 b formed on the front glass substrate 3, and the light shielding layer 7, and further a protective film 9 on the dielectric layer 8. Is forming.
  • the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7 are formed on the front glass substrate 3.
  • the transparent electrodes 4a and 5a and the metal bus electrodes 4b and 5b of the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 are formed by patterning using a photolithography method or the like.
  • the transparent electrodes 4a and 5a are formed using a thin film process or the like, and the metal bus electrodes 4b and 5b are solidified by baking a paste containing a silver (Ag) material at a desired temperature.
  • the light shielding layer 7 is also formed by screen printing a paste containing a black pigment or by forming a black pigment on the entire surface of the glass substrate and then patterning and baking using a photolithography method.
  • a dielectric paste is applied on the front glass substrate 3 by a die coating method or the like so as to cover the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7, thereby forming a dielectric paste layer (dielectric material layer).
  • the surface of the applied dielectric paste is leveled by leaving it to stand for a predetermined time, so that a flat surface is obtained.
  • the dielectric paste layer is baked and solidified to form the dielectric layer 8 that covers the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7.
  • the dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.
  • a protective film 9 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the dielectric layer 8 by vacuum deposition.
  • predetermined components scanning electrode 4, sustaining electrode 5, light shielding layer 7, dielectric layer 8, and protective film 9) are formed on front glass substrate 3, and front plate 2 is completed.
  • the back plate 10 is formed as follows. First, the structure for the data electrode 12 is formed by a method of screen printing a paste containing silver (Ag) material on the rear glass substrate 11 or a method of forming a metal film on the entire surface and then patterning using a photolithography method. A data layer is formed by forming a material layer to be a product and firing it at a desired temperature. Next, a dielectric paste is applied on the back glass substrate 11 on which the data electrodes 12 are formed by a die coating method so as to cover the data electrodes 12 to form a dielectric paste layer. Thereafter, the base dielectric layer 13 is formed by firing the dielectric paste layer.
  • the dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.
  • a partition wall forming paste containing a partition wall material is applied onto the base dielectric layer 13 and patterned into a predetermined shape to form a partition wall material layer and then fired to form the partition walls 14.
  • a method of patterning the partition wall paste applied on the base dielectric layer 13 a photolithography method or a sand blast method can be used.
  • the phosphor layer 15 is formed by applying a phosphor paste containing a phosphor material on the base dielectric layer 13 between the adjacent barrier ribs 14 and on the side surfaces of the barrier ribs 14 and baking it.
  • the front plate 2 and the back plate 10 having predetermined constituent members are arranged to face each other so that the scanning electrodes 4 and the data electrodes 12 are orthogonal to each other, and the periphery thereof is sealed with a glass frit, so that a discharge space is obtained.
  • 16 is filled with a discharge gas containing Ne, Xe or the like, thereby completing the PDP 1.
  • the dielectric material of the dielectric layer 8 contains 20% to 40% by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) as a main component, and further includes calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO). At least one selected from 0.5 wt% to 12 wt% selected from molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), and manganese dioxide (MnO 2 ) Is contained in a material composition that does not contain a lead component.
  • bismuth oxide BaO
  • BaO barium oxide
  • MoO 3 molybdenum oxide
  • WO 3 tungsten oxide
  • CeO 2 cerium oxide
  • MnO 2 manganese dioxide
  • zinc oxide (ZnO) is 0 wt% to 40 wt%
  • boron oxide (B 2 O 3 ) is 0 wt% to 35 wt%
  • silicon oxide (SiO 2 ) is 0 wt% to A material not containing a lead component such as 15% by weight and 0% by weight to 10% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is mixed.
  • the dielectric layer 8 is made of a dielectric material so that the film thickness is 40 ⁇ m or less and the relative dielectric constant ⁇ is 7 or less.
  • a dielectric material powder is prepared by pulverizing a dielectric material composed of these composition components with a wet jet mill or a ball mill so that the average particle diameter is 0.5 ⁇ m to 2.5 ⁇ m. Next, the dielectric material powder 55 wt% to 70 wt% and the binder component 30 wt% to 45 wt% are well kneaded with three rolls to prepare a dielectric layer paste for die coating or printing. .
  • the binder component is ethyl cellulose, terpineol containing 1% to 20% by weight of acrylic resin, or butyl carbitol acetate.
  • dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate, and tributyl phosphate are added as plasticizers as needed, and glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, and homogenol (Kao Corporation) as dispersants.
  • the printability may be improved by adding a phosphoric ester of an alkyl allyl group or the like.
  • the front glass substrate 3 is printed by a die coating method or a screen printing method so as to cover the display electrode 6 and dried, and then the temperature is slightly higher than the softening point of the dielectric material.
  • the dielectric layer 8 is formed.
  • the protective film 9 includes Group 2 element oxide particles 91 on the dielectric layer 8 and contains phosphorus. It is characterized by that. That is, the protective film 9 is formed of metal oxide particles having a particle diameter of 5 nm to 500 nm in at least one oxide of magnesium, calcium, and strontium, and the protective film 9 is further made to contain phosphorus. ing.
  • the protective film 9 by forming the protective film 9 with at least one metal oxide particle of magnesium, calcium, or strontium, the protective film 9 having excellent ion bombardment resistance and secondary electron emission ability can be formed.
  • the particle size of the metal oxide particles is preferably 5 nm or more and 500 nm or less, and in the case of metal oxide particles smaller than 5 nm, there is a problem in the stability of the particles. 9 is not preferable because the light transmittance of 9 may be reduced and the brightness of the PDP 1 may be lowered.
  • the technique disclosed herein is characterized in that phosphorus is contained in the protective film 9, and the phosphorous is contained in the protective film 9, whereby the discharge start voltage of the PDP 1 is reduced, The life of the protective film 9 accompanying discharge is also prolonged.
  • a protective film 9 containing phosphorus is prepared, for example, by preparing a paste containing oxide particles of a Group 2 element such as MgO and an inorganic phosphate or an organic phosphate compound of the Group 2 element. Can be easily formed by coating and baking on the dielectric layer 8.
  • inorganic phosphates include orthophosphates, pyrophosphates, tripolyphosphates, tetraphosphates, hexametaphosphates, etc., and cations of phosphates include group II elements such as magnesium, calcium, and strontium.
  • the organic phosphoric acid compound is an organic compound having a phosphoric acid group in the side chain, and the molecular weight is desirably 5000 or less in order to remove organic components in the subsequent baking step.
  • examples of such compounds include, for example, Disparon PW36 manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., DISPERBYK-110, DISPERBYK-111, DISPERBYK-180 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd., Hosmer M manufactured by Unichemical Co., Ltd.
  • Examples include phosmer PE.
  • a particle paste application step A2 is performed in which a paste is prepared and applied onto the dielectric layer 8.
  • a screen printing method, a spray method, a spin coating method, a die coating method, a slit coating method, or the like can also be used.
  • the substrate on which the particle paste is applied on the dielectric layer 8 is immediately dried and then baked at a temperature of several hundred degrees in the protective film baking step A3 to remove the solvent and resin components remaining in the particle paste.
  • the protective film 9 made of oxide particles 91 having a nanoparticle size and containing phosphorus can be formed on the dielectric layer 8.
  • Prototype 1 used magnesium oxide nano-sized particles (average particle size of 50 nm, U50 manufactured by Ube Materials Co., Ltd.) as the oxide of the second group element forming protective film 9.
  • a vehicle was prepared by mixing 45 wt% of terpineol, 45 wt% of butyl carbitol acetate, and 10 wt% of ethyl cellulose (100 cP), and contained the vehicle, 10 wt% of magnesium oxide particles, and 5 wt% of magnesium phosphate. Created a paste.
  • Magnesium phosphate is an example of a phosphate. This was applied onto a substrate by a screen printing method or the like, dried at 100 ° C. to 120 ° C.
  • This protective film 9 contained 0.5 atomic% of phosphorus when confirmed with an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer (EDX).
  • EDX energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer
  • Prototype 2 used the same magnesium oxide particles as in Prototype 1 as the Group 2 element oxide particles forming protective film 9.
  • the same vehicle as the prototype 1 was prepared, and a paste containing 10 wt% of the vehicle and magnesium oxide particles and 20 wt% of DISPERBYK112 (manufactured by Big Chemie) as an organic phosphate compound was prepared. This was applied onto a substrate by a screen printing method or the like, dried at 100 ° C. to 120 ° C. for 60 minutes, and baked at 450 ° C. to 500 ° C. for 60 minutes.
  • the protective film 9 thus prepared was confirmed by EDX, it was found that 0.2 atomic% of phosphorus was contained.
  • Prototype 3 the same magnesium oxide particles as in Prototype 1 were used as Group 2 element oxide particles forming protective film 9.
  • the same vehicle as Prototype 2 was prepared, and a paste containing 10 wt% of the vehicle and magnesium oxide particles and 100 wt% of DISPERBYK112 (manufactured by Big Chemie) as an organic phosphate compound was prepared. This was applied onto a substrate by a screen printing method or the like, dried at 100 ° C. to 120 ° C. for 60 minutes, and baked at 450 ° C. to 500 ° C. for 60 minutes.
  • the protective film 9 thus prepared was confirmed by EDX. As a result, 1 atomic% of phosphorus was contained.
  • prototypes 4 and 5 having different phosphorus contents were created with respect to prototype 1-3 described above.
  • the oxide particles of the Group 2 element forming the protective film 9 the same magnesium oxide particles as in the prototype 1 are used, and the content of the organic phosphoric acid compound is changed.
  • a protective film 9 was prepared by making a paste. Prototype 4 was adjusted so that the phosphorus content was 0.01 atomic%, and prototype 5 was adjusted so that the phosphorus content was 5 atomic%.
  • a PDP 1 having a protective film 9 to which no phosphorus was added was prepared.
  • magnesium oxide particles were used as Group 2 element oxide particles, and the same vehicle as Prototype 1 was created.
  • Magnesium oxide particles were applied to the vehicle.
  • a paste is prepared by adding 10 wt%, and this is applied on the dielectric layer 8 by screen printing or the like, then dried at 100 ° C. to 120 ° C. for 60 minutes, and fired at 450 ° C. to 500 ° C. for 60 minutes.
  • the protective film 9 was created.
  • FIG. 8 shows the measurement results of the discharge start voltage for the prototypes 1 to 5 created in this way and the prototype 6 as a comparative example.
  • FIG. 9 shows the results of evaluating the life due to discharge for prototypes 1 to 3 and prototype 6 as a comparative example.
  • the lifetime was obtained from the luminance deterioration rate obtained from the accelerated discharge evaluation. Specifically, a normal 8-times cycle sustain pulse was applied to the created PDP 1, the luminance deterioration rate after 250 hours of discharge was measured, and the luminance deterioration rate equivalent to 2000 hours of discharge was calculated from the value. .
  • FIG. 9 shows the luminance deterioration rate corresponding to 2000 hours of discharge for each prototype as the reference “1” as the luminance deterioration rate of the prototype 6 as a comparative example, and the ratio to the prototype 6 as the lifetime. ing.
  • the prototypes 1 to 5 which are composed of Group 2 element oxide particles and have a protective film containing phosphorus are discharged in comparison with the prototype 6 which does not contain phosphorus.
  • the starting voltage could be lowered.
  • the prototypes 1 to 3 were able to realize a longer life compared to the prototype 6 as a comparative example.
  • the protective film 9 formed on the dielectric layer 8 is composed of Group 2 element oxide particles and contains phosphorus, so that the discharge of the PDP 1 is less than when no phosphorus is contained. It has been found that the starting voltage can be lowered and the life can be extended.
  • the protective film 9 having a film structure in which oxide particles are deposited in a dense state is obtained by adding phosphorus to the protective film 9 made of oxide particles.
  • the phosphorus content in the protective film 9 made of Group 2 element oxide particles may be in the range of 0.01 atomic% to 5.0 atomic%, and in particular, the phosphorus content is 0.2 atomic%. If it is in the range of not less than% and not more than 1.0 atomic%, a more preferable effect can be obtained. Furthermore, if the content of phosphorus in the protective film 9 is in the range of 0.2 atomic% or more and 0.5 atomic% or less, more preferable results are obtained in terms of discharge start voltage and life.
  • the technique disclosed herein includes the front plate 2 in which the dielectric layer 8 is formed so as to cover the display electrode 6 formed on the substrate and the protective film 9 is formed on the dielectric layer 8; A PDP 1 having a back plate 10 that is disposed opposite to the front plate 2 so as to form a discharge space 16 and that has data electrodes 12 formed in a direction intersecting the display electrodes 6 and that has partition walls 14 that partition the discharge space 16.
  • the protective film 9 is formed by applying a paste containing Group 2 element oxide particles and a Group 2 element phosphate or an organic phosphate compound, and baking the paste. Phosphorus is contained in the protective film made of oxide particles. Accordingly, the protective film can be formed by a simple process without using expensive equipment such as a vacuum deposition apparatus. In particular, since phosphorus is contained in the protective film made of Group 2 element oxide particles, the discharge start voltage can be lowered and the life can be extended.
  • the protective film 9 is obtained by applying and baking a paste containing Group 2 element oxide particles and a Group 2 element phosphate or organic phosphate compound. Therefore, it can be realized safely and inexpensively. That is, it is possible to provide an effective manufacturing method for mass-producing the PDP 1 at a low cost.
  • MgO is used as an example of the protective film 9, but the oxide particles of the Group 2 element may be oxide particles other than magnesium oxide, and at least one of magnesium, calcium, and strontium. Similar effects can be obtained with metal oxide particles made of two oxides.
  • the technology disclosed herein is useful for realizing a PDP with excellent display performance at a low cost.

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Abstract

　基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層（８）を形成するとともにその誘電体層（８）上に保護膜（９）を形成した前面板と、この前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルであって、保護膜（９）は、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有している。

Description

プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法およびプラズマディスプレイ装置
　ここに開示された技術は、表示デバイスとしてのプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法およびプラズマディスプレイ装置に関するものである。
　プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、６５インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいる。また、環境問題に配慮して鉛成分を含まないＰＤＰが要求されている。
　ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護膜とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のデータ電極と、データ電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
　ここで、保護膜は、ガス放電時に生じるイオン衝撃から誘電体層および電極を保護する役割（耐スパッタ性）を果たす。また、保護膜は、放電時に２次電子を放出し電荷を保持する、いわゆるメモリ機能の役割を果たす。そのため保護膜は、耐イオン衝撃性（耐スパッタ性）と２次電子放出性に優れる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの金属酸化膜が一般的に用いられている（例えば、特許文献１）。
　上記のように、前面板の誘電体層上に形成される保護膜の役割は、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することが挙げられる。
　イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割である。また、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。
特開２００７－４８７３３号公報
　ここに開示されたプラズマディスプレイパネルは、基板上に形成した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板と、この前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルであって、保護膜は、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有していることを特徴とする。
　また、ここに開示されたプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上に形成した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板と、この前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、保護膜は、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより形成することを特徴とする。
　また、ここに開示されたプラズマディスプレイ装置は、基板上に形成した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板と、この前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とからなり、かつ複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイパネルを有し、プラズマディスプレイパネルに対して、１フィールドを複数のサブフィールドにより構成するとともに、それぞれのサブフィールドに、発光させる放電セルを選択する書込み放電を発生させる書込み期間と、この書込み期間により選択された放電セルにおいて維持放電を発生させる維持期間とを設けて発光表示を行うプラズマディスプレイ装置であって、プラズマディスプレイパネルの保護膜は、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有していることを特徴とする。
　ここに開示された技術によれば、保護膜は、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより形成し、しかも第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜に燐を含有させている。これによって、真空蒸着装置などの高価な設備を使用することなく、簡単なプロセスで保護膜を形成することができる。特に、第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜に燐を含有させるので、放電開始電圧を低下させることができるとともに、長寿命化を実現することができる。
図１は一実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。 図２は同ＰＤＰの電極配列図である。 図３は一実施の形態におけるＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置のブロック回路図である。 図４は同ＰＤＰの各電極に印加する駆動電圧波形図である。 図５は同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図である。 図６は同ＰＤＰの保護膜部分を拡大して模式的に示す説明図である。 図７は一実施の形態におけるＰＤＰの製造方法において、保護膜形成の工程を示す工程図である。 図８は一実施の形態におけるＰＤＰの効果を説明するために行った実験結果において、放電開始電圧を比較して示す特性図である。 図９は一実施の形態におけるＰＤＰの効果を説明するために行った実験結果において、放電に伴う寿命を比較して示す特性図である。
　以下、一実施の形態におけるＰＤＰについて、図１～図９の図面を用いて説明する。図１は一実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。図１において、ＰＤＰ１の基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ～６００Ｔｏｒｒ（５．３×１０４Ｐａ～８．０×１０４Ｐａ）の圧力で封入されている。
　前面板２の前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプである遮光層７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に保護膜９が形成されている。
　ここで、走査電極４および維持電極５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上にＡｇからなるバス電極を形成することにより構成されている。
　また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４および維持電極５と直交する方向に、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１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、データ電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にデータ電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。走査電極４および維持電極５とデータ電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
　なお、ここに開示された技術においては、放電空間１６に封入する放電ガスは、放電ガス中にキセノンの濃度が１０％以上３０％以下の体積％で含まれるように混合した放電ガスを用いている。
　図２は一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の走査電極４）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ（図１の維持電極５）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１・・・Ｄｍ（図１のデータ電極１２）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Ｄ１とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内に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２、背面板１０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。
　図３は一実施の形態におけるＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図である。このプラズマディスプレイ装置は、上述した構成のＰＤＰ１、画像信号処理回路２１、データ電極駆動回路２２、走査電極駆動回路２３、維持電極駆動回路２４、タイミング発生回路２５および電源回路（図示せず）を備えている。
　画像信号処理回路２１は、画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路２２はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１～Ｄｍに対応する信号に変換し、各データ電極Ｄ１～Ｄｍを駆動する。タイミング発生回路２５は水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにして各種のタイミング信号を発生し、各駆動回路ブロックに供給している。走査電極駆動回路２３はタイミング信号にもとづいて走査電極ＳＣ１～ＳＣｎに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路２４はタイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１～ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。
　次に、ＰＤＰを駆動するための駆動電圧波形とその動作について図４を用いて説明する。図４はＰＤＰの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。
　一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置においては、１フィールドを複数のサブフィールドにより構成し、それぞれのサブフィールドは、放電セルにおいて初期化放電を発生させる初期化期間と、この初期化期間のあと、発光させる放電セルを選択する書込み放電を発生させる書込み期間と、この書込み期間により選択された放電セルにおいて維持放電を発生させる維持期間とを有している。
　第１サブフィールドの初期化期間では、データ電極Ｄ１～Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１～ＳＵｎを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ１（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極ＳＵ１～ＳＵｎ上およびデータ電極Ｄ１～Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。
　その後、維持電極ＳＵ１～ＳＵｎを正の電圧Ｖｅ１、Ｖｅ２（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１～ＳＵｎ上との間の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１～Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。
　続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎを一旦Ｖｃ（Ｖ）に保持する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａ（Ｖ）を印加するとともに、データ電極Ｄ１～Ｄｍのうち１行目に表示すべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１～ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ－Ｖａ）（Ｖ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。
　このようにして、１行目に表示すべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極Ｄ１～Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。
　続く維持期間では、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎには第１の電圧として正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１～ＳＵｎには第２の電圧として接地電位、すなわち０（Ｖ）をそれぞれ印加する。このとき書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との間の電圧は維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）に走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。このときデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。
　書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは、維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保持される。続いて、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎには第２の電圧である０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１～ＳＵｎには第１の電圧である維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との間の電圧が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。
　以降同様に、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎと維持電極ＳＵ１～ＳＵｎとに交互に輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。こうして維持期間における維持動作が終了する。
　続く第２サブフィールド以降における初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も、第１サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。なお、本実施の形態においては、第２サブフィールド以降のサブフィールドにおいては、維持電極ＳＵ１～ＳＵｎを正の電圧Ｖｅ１、Ｖｅ２（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１～ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加することにより、前のサブフィールドにおいて維持放電を起こした放電セルにおいてのみ微弱な初期化放電を起こさせるように駆動している。すなわち、第１サブフィールドにおいては、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化動作を行い、第２サブフィールド以降においては、前のサブフィールドにおいて維持放電を起こした放電セルのみで選択的に初期化放電を発生させる動作を行うように構成している。なお、この全セル初期化動作と選択的初期化動作について、本実施の形態のように、第１サブフィールドとその他のサブフィールドとの間で使い分ける以外に、全セル初期化動作を第１サブフィールド以外のサブフィールドにおける初期化期間で行ったり、数フィールドに１回の頻度で行ったりしてもよい。
　また、書込み期間、維持期間における動作は、上述した第１サブフィールドにおける動作と同様な駆動方法であるが、維持期間における維持放電による発光は、輝度の重み付けに応じた数の維持パルスを印加することにより、サブフィールド毎の輝度重みを制御するように駆動している。
　ここに開示された技術はこのようなプラズマディスプレイ装置において、ＰＤＰ１の保護膜９を改善することにより、低消費電力で高精細で高輝度の表示性能を備えた表示装置を安価に提供するものである。以下、特徴とする構成について、詳細に説明する。
　図５は、一実施の形態におけるＰＤＰの前面板の構成を示す断面図であり、図１と上下反転させて示している。図５に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６と遮光層７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。
　誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂと遮光層７を覆うように設けられ、さらに誘電体層８上に保護膜９を形成している。
　次に、ＰＤＰ１の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。走査電極４、維持電極５の透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極４ａ、５ａは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極４ｂ、５ｂは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。
　次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護膜９を真空蒸着法により形成する。以上の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護膜９）が形成され、前面板２が完成する。
　一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりデータ電極１２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりデータ電極１２を形成する。次に、データ電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などによりデータ電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
　次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。
　このようにして所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを走査電極４とデータ電極１２とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。
　ここで、前面板２の誘電体層８について詳細に説明する。誘電体層８の誘電体材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を主成分として２０重量％～４０重量％含み、さらに酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を０．５重量％～１２重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％～７重量％含んでおり、鉛成分を含まない材料組成により構成されている。そして、これらの材料以外に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％～４０重量％、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）を０重量％～３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ２）を０重量％～１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を０重量％～１０重量％などの鉛成分を含まない材料を混合して構成されている。
　また、誘電体層８は、膜厚が４０μｍ以下で、比誘電率εが７以下となるように誘電体材料を構成している。
　これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ～２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％～７０重量％と、バインダ成分３０重量％～４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の誘電体層用ペーストを作製する。
　バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％～２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。
　次に、この誘電体層用ペーストを用い、表示電極６を覆うように前面ガラス基板３にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５７５℃～５９０℃で焼成することにより、誘電体層８が形成される。
　次に、ここに開示された技術によるＰＤＰの特徴である保護膜９の構成及び製造方法について説明する。
　ここに開示された技術によるＰＤＰにおいては、図６に示すように、保護膜９は、誘電体層８上に、第二族元素の酸化物粒子９１を配置するとともに、燐を含有していることを特徴とする。すなわち、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物で、粒径が５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の金属酸化物粒子により保護膜９を形成し、さらにその保護膜９に燐を含有させることにより構成している。
　ここで、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの金属酸化物粒子により保護膜９を形成することにより、耐イオン衝撃性および二次電子放出能の優れた保護膜９を形成することができる。また、金属酸化物粒子の粒径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が望ましく、５ｎｍより小さい金属酸化物粒子の場合、粒子の安定性に問題があり、５００ｎｍより大きい金属酸化物粒子を用いると、保護膜９の光透過率が低下しＰＤＰ１の輝度低下を招いたりする可能性があり好ましくない。
　さらに、ここに開示された技術においては、燐が保護膜９中に含有されている点に特徴があり、燐が保護膜９中に含有されることで、ＰＤＰ１の放電開始電圧が低下し、放電に伴う保護膜９の寿命も長くなる。このような燐を含有する保護膜９は、例えば、ＭｇＯなどの第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の無機燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを作成し、このペーストを誘電体層８上に塗布し、焼成することで、簡便に形成することができる。
　無機燐酸塩としては、オルソリン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、テトラ燐酸塩、ヘキサメタリン酸塩などが挙げられ、そして燐酸塩の陽イオンとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムなどの第二族元素を含む燐酸塩を用いることにより、保護膜９の二次電子放出特性の低下を防ぐことができる。
　また、有機燐酸化合物は、側鎖に燐酸基をもつ有機化合物であり、後続の焼成工程で有機分を除去させるために、分子量は５０００以下であることが望ましい。このような化合物の例としては、たとえば、楠本化成（株）製のディスパロンＰＷ３６、ビックケミー・ジャパン（株）製のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１１０，ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１１１，ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ－１８０、ユニケミカル（株）製ホスマーＭ、ホスマーＰＥなどが挙げられる。
　次に、ここに開示された技術によるＰＤＰ１において、保護膜９を形成する製造工程について、図７を用いて説明する。
　図７に示すように、誘電体層８を形成する誘電体層形成工程Ａ１を行った後、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを作成して誘電体層８上に塗布する粒子ペースト塗布工程Ａ２を行う。なお、粒子ペーストを塗布する方法として、スクリーン印刷法、スプレー法、スピンコート法、ダイコート法、スリットコート法等も用いることができる。
　粒子ペーストを誘電体層８上に塗布した基板は、直ちに乾燥を行った後、保護膜焼成工程Ａ３において、数百度の温度で焼成を行い、粒子ペーストに残っている溶剤や樹脂成分を除去することにより、誘電体層８上にナノ粒子サイズの酸化物粒子９１からなり、かつ燐を含有する保護膜９を形成することができる。
　次に、ここに開示された技術による保護膜９を有するＰＤＰ１の効果を確認するために行った実験結果について説明する。
　まず、構成の異なる保護膜９を有するＰＤＰ１を試作した。
　試作品１は、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物としては、酸化マグネシウムのナノサイズの粒子（平均粒径５０ｎｍ、宇部マテリアルズ（株）製Ｕ５０）を用いた。ターピネオールを４５ｗｔ％、ブチルカルビトールアセテートを４５ｗｔ％、エチルセルロース（１００ｃＰ）を１０ｗｔ％を、それぞれ混合してビークルを作成し、ビークルと、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％、燐酸マグネシウムを５ｗｔ％とを含有したペーストを作成した。なお、燐酸マグネシウムは燐酸塩の一例である。これをスクリーン印刷法等によって基板上に塗布し、１００℃～１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃～５００℃にて６０分の焼成を行った。このようにして保護膜９を作成した。この保護膜９は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）で確認すると、燐が０．５ａｔｏｍｉｃ％含有されていた。
　試作品２は、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物の粒子としては、上記試作品１と同じ酸化マグネシウムの粒子を用いた。試作品１と同じビークルを作成し、ビークルと、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％、有機燐酸化合物としてＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１１２（Ｂｉｇ　Ｃｈｅｍｉｅ社製）を２０ｗｔ％含有したペーストを作成した。これをスクリーン印刷法等によって基板上に塗布し、１００℃～１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃～５００℃にて６０分の焼成を行った。このように作成した保護膜９を、ＥＤＸで確認したところ、燐が０．２ａｔｏｍｉｃ％含有されていた。
　また、ＥＤＸで確認したところ、保護膜９中の炭素は、有機燐酸化合物を添加しない場合と殆ど変わらない程度であることが確認できた。つまり、有機燐酸化合物中の有機成分は、前述の焼成工程によりほぼ消失していることを確認できた。
　試作品３は、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物の粒子としては、上記試作品１と同じ酸化マグネシウムの粒子を用いた。試作品２と同じビークルを作成し、ビークルと、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％、有機燐酸化合物としてＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１１２（Ｂｉｇ　Ｃｈｅｍｉｅ社製）を１００ｗｔ％含有したペーストを作成した。これをスクリーン印刷法等によって基板上に塗布し、１００℃～１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃～５００℃にて６０分の焼成を行った。このように作成した保護膜９を、ＥＤＸで確認したところ、燐が１ａｔｏｍｉｃ％含有されていた。また、ＥＤＸで確認したところ、保護膜９中の炭素は、有機燐酸化合物を添加しない場合と殆ど変わらない程度であることを確認できた。つまり、有機燐酸化合物中の有機成分は、前述の焼成工程によりほぼ消失していることを確認できた。
　また、次に、上記試作品１－３に対し、燐の含有量が異なる試作品４、５を作成した。なお、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物の粒子としては、上記試作品１と同じ酸化マグネシウムの粒子を用い、有機燐酸化合物の含有量を変えた以外は試作品２と同じようにペーストを作成して保護膜９を作成した。試作品４の燐の含有量は、０．０１ａｔｏｍｉｃ％となるように調整し、試作品５は、燐の含有量が５ａｔｏｍｉｃ％となるように調整した。
　さらに、比較例となる試作品６として、燐を添加しない保護膜９を有するＰＤＰ１を作成した。なお、試作品６は、試作品１と同様、第二族元素の酸化物粒子としては、酸化マグネシウムの粒子を用い、試作品１と同じビークルを作成し、ビークルに対し、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％添加してペーストを作成し、これをスクリーン印刷法等によって誘電体層８上に塗布した後、１００℃～１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃～５００℃にて６０分の焼成を行い、保護膜９を作成した。
　このようにして作成した試作品１～５と、比較例としての試作品６について、放電開始電圧を測定した結果を図８に示す。
　また、試作品１～３と、比較例としての試作品６について、放電による寿命を評価した結果を図９に示す。なお、寿命は、加速放電評価から求めた輝度劣化率より求めた。具体的には、作成したＰＤＰ１に通常の８倍周期の維持パルスを印加し、２５０時間放電させた後の輝度劣化率を測定し、その値から２０００時間の放電相当の輝度劣化率を算出した。図９には、それぞれの試作品の２０００時間の放電相当の輝度劣化率について、比較例としての試作品６の輝度劣化率を基準の「１」とし、その試作品６に対する比率を寿命として示している。
　図８に示すように、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有した保護膜を有する試作品１～５は、燐を含有しない比較例としての試作品６と比べ、放電開始電圧を低くすることができた。また、寿命についても、試作品１～３は、比較例としての試作品６に対して、長寿命化を実現することができた。
　以上の実験結果から、誘電体層８上に形成する保護膜９について、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有させることにより、燐を含まない場合に比べ、ＰＤＰ１の放電開始電圧が低下させることができるとともに、長寿命化を実現することができることがわかった。
　この理由について、は、酸化物粒子からなる保護膜９に燐を含有させることで、酸化物粒子が緻密な状態で堆積した膜構造の保護膜９が得られたことによるものと考えられる。
　なお、第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜９中の燐の含有量は、０．０１ａｔｏｍｉｃ％以上５．０ａｔｏｍｉｃ％以下の範囲であればよく、特に燐の含有量が、０．２ａｔｏｍｉｃ％以上１．０ａｔｏｍｉｃ％以下の範囲であれば、より好ましい作用効果が得られる。さらに、保護膜９中の燐の含有量が、０．２ａｔｏｍｉｃ％以上０．５ａｔｏｍｉｃ％以下の範囲であれば、放電開始電圧、寿命の面でより一層好ましい結果が得られる。
　以上のようにここに開示された技術は、基板上に形成した表示電極６を覆うように誘電体層８を形成するとともにその誘電体層８上に保護膜９を形成した前面板２と、この前面板２に放電空間１６を形成するように対向配置されかつ表示電極６と交差する方向にデータ電極１２を形成するとともに放電空間１６を区画する隔壁１４を設けた背面板１０とを有するＰＤＰ１において、保護膜９は、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより形成し、しかも第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜に燐を含有させている。これによって、真空蒸着装置などの高価な設備を使用することなく、簡単なプロセスで保護膜を形成することができる。特に、第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜に燐を含有させるので、放電開始電圧を低下させることができるとともに、長寿命化を実現することができる。
　ところで、保護膜材料のペーストを塗布し、焼成することによりＭｇＯ膜を形成する方法において、放電特性を改善させるために、Ｔｉ、Ｚｒ，Ａｌを含有したカップリングエージェントを添加する方法が知られているが、カップリングエージェントは、一般に大気中で不安定なため、取り扱い時の安全性に課題があり、また試薬が高価で、低コストに量産化するのは難しいという課題がある。
　これに対して、ここに開示された技術は、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより保護膜９を形成する方法であるため、安全で安価に実現することができる。すなわち、ＰＤＰ１を低コストで量産する上で有効な製造方法を提供することができる。
　なお、以上の説明では、保護膜９として、ＭｇＯを例に挙げたが、第二族元素の酸化物粒子としては、酸化マグネシウム以外の酸化物粒子でもよく、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物からなる金属酸化物粒子であれば、同様の作用効果が得られる。
　以上のようにここに開示された技術は、表示性能の優れたＰＤＰを低コストで実現する上で有用である。
　１　　ＰＤＰ
　２　　前面板
　３　　前面ガラス基板
　４　　走査電極
　４ａ　　透明電極
　４ｂ　　金属バス電極
　５　　維持電極
　５ａ　　透明電極
　５ｂ　　金属バス電極
　６　　表示電極
　７　　遮光層
　８　　誘電体層
　９　　保護膜
　９１　　酸化物粒子
　１０　　背面板
　１１　　背面ガラス基板
　１２　　データ電極
　１３　　下地誘電体層
　１４　　隔壁
　１５　　蛍光体層
　１６　　放電空間
　２１　　画像信号処理回路
　２２　　データ電極駆動回路
　２３　　走査電極駆動回路
　２４　　維持電極駆動回路
　２５　　タイミング発生回路

Claims (10)

  1. 基板上に形成した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板と、この前面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データ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルであって、前記保護膜は、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有していることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
  2. 前記第二族元素の酸化物粒子は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物からなる金属酸化物粒子である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
  3. 前記酸化物粒子の粒径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
  4. 前記保護膜に含有されている燐の濃度は、０．０１ａｔｏｍｉｃ％以上５ａｔｏｍｉｃ％以下である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
  5. 基板上に形成した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板と、この前面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データ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護膜は、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより形成することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  6. 前記有機燐酸化合物の分子量は５０００以下である請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  7. 前記第二族元素の酸化物粒子は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物からなる金属酸化物粒子である請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  8. 前記酸化物粒子の粒径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  9. 基板上に形成した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板と、この前面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データ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とからなり、かつ複数の放電セルを備えたプラズマディスプレイパネルを有し、前記プラズマディスプレイパネルに対して、１フィールドを複数のサブフィールドにより構成するとともに、それぞれのサブフィールドに、発光させる放電セルを選択する書込み放電を発生させる書込み期間と、この書込み期間により選択された放電セルにおいて維持放電を発生させる維持期間とを設けて発光表示を行うプラズマディスプレイ装置であって、前記プラズマディスプレイパネルの前記保護膜は、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有していることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
  10. 前記第二族元素の酸化物粒子は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物からなる金属酸化物粒子である請求項９に記載のプラズマディスプレイ装置。
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