等离子体显示面板及其制造方法

专利名称：等离子体显示面板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及等离子体显示面板等气体放电面板的制造方法，特别 涉及电介质层的改进技术。
背景技术：
等离子体显示面板(以下称PDP)是利用气体放电产生的紫外线激 励荧光体发光来显示图像的气体放电面板。根据该放电的形成方法， PDP可以分成交流型(AC)和直流(DC)型，因AC型在亮度、发光效 率、寿命等方面比DC型优越，故通常采用这种类型。
AC型PDP的结构是将配置有多个电极(显示电极或地址电极)和 覆盖该电极的电介质层的2块薄面板玻璃的表面、通过多个阻隔壁相 对配置，并在该多个阻隔壁之间配置荧光体层，形成矩阵状的放电单 元(子象素)，在该状态下，在两面板玻璃之间封入放电气体。在覆 盖显示电极的电介质层的表面形成保护层(膜)。保护层的特性优选 放电起始电压Vf (Firing Voltage,点火电压)低，且各个放电单元 的放电差异的发生少的特性。Mg0的结晶膜是耐溅射性好、且二次电子 发射系数大的绝缘体，适合作为保护层的材料。
在PDP中，按照场内时间分割灰度显示方式，在驱动时，通过对 上述多个电极供给适当的电压而在放电气体中产生放电而使其发出荧 光。具体地说，PDP驱动时，首先将显示的帧分成多个子帧，进而将各 子帧分成多个期间。在各子帧中，在初始化期间使整个画面的壁电荷 初始化(复位)，然后在地址期间仅针对应点亮的放电单元、对积蓄 壁电荷的地址进行放电，在其后的放电维持期间，通过对所有的放电 单元一齐施加交流电压(维持电压)，来维持一定时间的放电。因PDP 进行的放电是按概率发生的，故各个放电单元放电的发生率(称作放 电概率)通常具有差异。因此，根据该特性，地址放电与所施加的执行地址放电的脉冲的宽度成比例，从而可以提高放电概率。
关于PDP的一般构成，已由例如在特开平9 _ 92133号公报等所公开。
这里，由Mg0形成的保护层是为了实现低电压工作而使用的，但 与液晶显示装置等相比工作电压还是高。因此，在驱动集成电路中必 须使用高耐压晶体管，这是使PDP的成本提高的原因之一。因此，当 前，为了降低PDP的功耗，要求降低放电开始电压Vf，同时抑制对高 成本的高耐压晶体管的使用。
另一方面，作为保护层的Mg0的成膜，除了真空蒸镀法、EB法、 溅射法等薄膜形成法之外，还可以利用使用了作为Mg0的前驱物的有 机材料的印刷法(厚膜形成法)等进行。其中，印刷法例如特开平 4-10330号公报所公开的那样，将液体的有机材料与玻璃材料混合，并 将其旋涂在面板玻璃的表面上，通过600'C左右的焙烧，使MgO结晶形 成保护层。与真空蒸镀法、EB法或贱射法相比，印刷法具有工序简单、 成本低的优点，而且由于无需真空工艺，所以，从生产能力方面来说 也具有优势。
但是，与在薄膜形成法中使用真空工艺形成的保护层相比较，用 厚膜形成法形成的保护层虽然在降低放电起始电压Vf的效果方面没有 大的差别，但在PDP驱动时容易引起各个放电单元之间的放电差异。 由于该放电差异会产生所谓"黑噪声"，难以得到良好的图像显示性 能，所以，是希望得到改善的问题。黑噪声是应点亮的放电单元(所 选择的放电单元)未点亮的现象，容易在画面中点亮区和非点亮区的 边界上产生。由于未点亮的部位很分散，而不是沿显示电极的长边方 向的1行、或沿相邻的2个阻隔壁的长边方向的1列中的所有选出的 单元都无法点亮，所以，产生黑噪声的原因被认为是没有发生地址放 电，或者是即使发生了但强度不够。出现这一现象的原因与从氧化镁 发射的电子有密切的关系。
此外，关于PDP放电差异的问题不限于使用厚膜形成法形成保护 层的情况，对于薄膜形成法，当使用氧缺陷部分少(即富氧的)MgO 形成保护层时，也容易产生放电差异，所以，不管是使用厚膜形成方 法还是薄膜形成方法进行成膜，都急需解决这一问题。
本发明是鉴于上述问题提出的，其目的在于提供一种成本低、而且可以高效率通过降低放电起始电压Vf和减小发生放电差异、而驱动、 从而发挥优异的图像显示性能的PDP及其制造方法。

发明内容
为了解决上述问题，本发明是一种等离子体显示面板，其中，形 成了保护层的第l衬底经放电空间和笫2衬底相对配置，且上述两衬 底周围被密封；在保护层的表面，电子发射特性互不相同的第1材料 和第2材料分别暴露于上述放电空间，而且，第1材料和第2材料中 的至少一方是分散存在的。
这里，上述第1材料是第1结晶体，上迷第2材料是第2结晶体， 可以构成为在上述保护层的表面上、第2结晶体分散在第1结晶体中。 这时，上述第2结晶体优选纯度高于上述第1结晶体的材料。 此外，本发明的上述保护层主要由氧化镁形成，上述第2结晶体 由氧化镁的结晶微粒形成。
另一方面，第1结晶体可以通过焙烧氧化镁的前驱物得到。 根据本发明，例如，保护层的放电开始电压Vf降低的特性可以通 过第1结晶体的氧化镁结晶体和第2结晶体的氧化镁的结晶微粒双方 发挥。
即，在PDP驱动时，利用放电空间内部发生的电场激励放电气体， 当放电气体中的稀有气体原子接近保护层表面时，产生所谓俄歇作用， 保护层的价电子带中的电子迁移，由此，保护层中的其它电子向放电 空间电势发射。结果，因很好地发挥出二次电子发射特性，故放电起 始电压Vf降低。通过因该保护层产生的电子电势发射，即使氧化镁结 晶体的电子发射特性稍差，也可以使保护层获得所期望的二次电子发 射特性(Y )。因此，对于本发明的氧化镁结晶体，即使利用在厚膜 形成法的涂敷工序中制作保护层时所使用的低成本的氧化镁前驱物， 也可以得到明显的效果。
其次，与抑制保护层的放电差异有关的特性可以通过因具有高纯 度的结晶结构而使改善电子发射特性的氧化镁结晶微粒来发挥。即， 当在放电空间内产生电场时，利用伴随的真空紫外线(VUV)，首先， 氧化镁结晶微粒中的电子向氧缺陷部分迁移。接着，利用该氧缺陷部 分的电子能量差，以氧缺陷部分作为发光中心，发出可见光。伴随该可见光的发光，在氧化镁结晶微粒中产生从价电子带向传导带附近的 能级(杂质参考能级)激发的电子。通过增加该杂质参考能级的电子，
可以提高保护层的载流子浓度，控制阻抗。结果，可以抑制PDP驱动 时的放电差异，提高PDP的放电概率，同时可以防止黑噪声的发生， 发挥良好的图像显示性能。


图1是表示实施方式1的PDP的主要构成的局部剖面图。
图2是表示PDP的驱动过程例的图。
图3是表示实施方式1的保护层的构成的图。
图4是表示实施方式2的保护层的构成的图。
图5是保护层的能带图。图6是表示实施方式3的PDP的主要构成的局部剖面图。 图7是表示Mg0和Al的光电子的光谱数据的图。 图8是氧化镁和Al的能带。
图9是由氧化镁和其他材料的复合体或复合材料形成的保护层的 构成图。
图IO是表示实施方式4的PDP的主要结构的局部剖面图。
优选实施方式 1、实施方式1 1-1、 PDP的构成
图1是表示本发明实施方式1的AC型PDP1的主要构成的局部剖 面斜视图。图中，Z方向相当于PDP1的厚度方向，xy平面相当于与PDP1 面板的面平行的平面。在这里作为一例，PDP1的规格符合42英寸等级 的NTSC标准，但本发明也适用于XGA或SXGA等其他规格尺寸。
如图1所示，PDP1的构成大致可分成主面互相面对设置的前面板 IO和后面板16。
在作为前面板10的村底的前面板玻璃11的一个主面上形成多对 显示电极12、 13 (扫描电极12、维持电极13)。各显示电极12、 13 是通过在由ITO或Sn02等透明导电性材料形成的带状透明电极120、 130 (厚0. 1 nm、宽150pm)上层积由Ag厚膜(厚2 p m ~ 10 p m )、4S ( Al )薄膜(厚0. 1 pm - 1 ym)或Cr/Cu/Cr层积薄膜(厚0. 1 Mm~ 1 Hm)等形成的总线121、 131 (厚7 pm，宽95 nm)而形成。透明电 极120、 130的薄片电阻因该总线121、 131而降低。
在配置显示电极12、 13的前面板玻璃11上，利用丝网印刷法等 在该玻璃11的整个主面上形成以氧化铅(Pb0)、氧化铋(Bi203 )或 氧化磷(P04)为主要成分的低熔点玻璃(厚20Mm~ 50jum)的电介质 层14。电介质层14具有AC型PDP特有的电流限制功能，这是其寿命 比DC型PDP的寿命长的因素。在电介质层14的表面依次覆盖厚度约 1. Ojum的保护层15。
本实施方式1的主要特征是保护层15由具有电子发射特性互不相 同的2种结构的氧化镁构成。即，如图3的保护层的正视图所示，在 暴露于下述的放电空间24的保护层15的表面部分，分散存在含有将 有机材料的前驱物焙烧形成的作为第1材料的氧化镁结晶体15A和在 上述前驱物焙烧前预结晶化的作为第2材料的氧化镁结晶微粒15B。
若按照该构成，驱动时可以通过氧化镁结晶体15A和氧化镁结晶 孩i:粒15B两者良好地降低放电起始电压Vf,另一方面，可以通过氧化 镁结晶微粒15B发挥保护层15的电子发射特性，从而获得良好的图像 显示性能。该效果的详细情况将在后面叙述。
在作为后面板16的衬底的后面板玻璃17的一个主面上，以x方 向作为长边方向，在y方向按一定的间隔(360 nm)呈条状并列设置 由Ag厚膜(厚2jLim-10jLim)、铝(Al)薄膜(厚0.1jum-lMm)或 Cr/Cu/Cr层积薄膜(厚0. 1 jn m ~ 1 jn m )等形成的宽60pm的多个地址 电极18，在整个后面板玻璃17上涂敷厚30Mm的电介质膜19，使其 内包该地址电极18。进而，在电介质膜19上，相应于相邻地址电极 18的间隙设置阻隔壁20 (高约150jum，宽40Mm)，利用邻接的阻隔 壁20划分子象素SU，以防止发生x方向的误放电或光学串扰。接着， 在相邻2个阻隔壁20的侧面及其间的电介质膜19的面上，形成用于 彩色显示的、分别与红(R)、绿(G)、蓝(b)对应的荧光体层21 ~ 23。
另外，也可以不使用电介质膜19而直接用荧光体层21~23内包 地址电极18。
前面板10和后面板16面对设置、使地址电极18和显示电极12、13的长边方向相互正交，并且两面板10、 16的外周缘部被玻璃料密封。 在该两面板IO、 16之间，使用规定的压力(通常是53. 2kPa~79. 8kPa 左右)封入由He、 Xe、 Ne等惰性气体成分构成的放电气体(封入气体)。
相邻阻隔壁20之间是放电空间24，相邻的一对显示电极12、 13 和1根地址电极18将放电空间夹在中间交叉的区域与图像显示的子象 素SU对应。单元间距为x方向1080 pm，y方向360 pm。1个象素(1080 y m x 1080 Mm)由相邻的3个RGB子象素SU构成。
1-2、 PDP的基本动作
上述构成的PDP1由向显示电极12、 13和地址电极18供电的驱动 部(未图示)驱动。在用于图像显示的驱动时，对一对显示电极12、 13之间的间隙施加数十kHz-数百kHz的AC电压，使子象素SU内产 生放电，利用被激发的Xe原子发出的紫外线激发荧光体层21~23，使 其发出可见光。
这时，在上述驱动部，为了利用ON/OFF的2进制控制来控制各单 元的发光并表现灰度，例如将作为来自外部的输入图像的时间序列的 各帧F分割成6个子帧。通过对各子帧中的亮度加权，使亮度的相对 比率例如是l: 2: 4: 8: 16: 32，来设定各子帧的维持(维持放电) 的发光次数。
图2是本PDP1的驱动波形处理的一例。这里，示出帧中的第m个 子帧的驱动波形。如图2所示，各子帧分别分割成初始化期间、地址 期间、放电维持期间和擦除期间。
初始化期间是为了防止在此之前的单元点亮的影响(积蓄的壁电 荷的影响)而将整个画面的壁电荷消除(初始化放电)的期间。在图2 所示的波形例中，对所有的显示电极12、 13施加超过放电起始电压Vf 的具有正极性的下降斜坡波形的复位脉沖。与此同时，为了防止后面 板16侧的带电和离子撞击，对所有的地址电极18施加正极性脉沖。 利用施加脉冲的上升沿和下降沿的差动电压，在所有的单元产生作为 弱表面放电的初始化放电，在所有的单元中积蓄壁电荷，使整个画面 处于均匀带电状态。
地址期间是对根据已分割成子帧的图像信号对所选择的单元进行 寻址(点亮/不点亮的设定)的期间。在该期间，对扫描电极12施加 相对接地电位的正电位偏置，对所有的维持电极13施加负电位偏置。在该状态下，从面板上部的起始行(与一对显示电极对应的横向一列
的单元)开始，按顺序逐行地选择各行，对相应的扫描电极12施加负 极性的扫描脉沖。此外，对与应点亮的单元对应的地址电极18施加正 极性的地址脉沖。由此，继进行上述初始化期间的弱表面i文电，只对 应点亮的单元进行地址放电，积蓄壁电荷。
放电维持期间是为了确保与灰度等级对应的亮度而对由地址放电 设定的点亮状态加以放大的放电维持期间。这里，为了防止不必要的 放电，对所有的地址电极18施加正极性电位偏置，对所有的维持电极 13施加正极性维持脉冲。然后，对扫描电极12和维持电极13交替施 加维持脉冲，在规定期间进行反复放电。
在擦除期间，对扫描电极12施加逐渐衰减脉沖，以擦除壁电荷。
再有，初始化期间和地址期间的长度与亮度的权重无关，是固定 值，但放电维持期间的长度则随亮度权重的增加而增长。即，各子帧 的显示期间的长度互不相同。
在PDP1中，利用子帧进行的各个放电，产生起因于Xe的、在"7nm 处具有尖锐的峰值的谐振线和由分子束形成的、以173nm为中心的真 空紫外线。该真空紫外线照射各荧光体层21~23，产生可见光。通过 RGB各种颜色的子帧单位进行组合，进行多种颜色、多级灰度的显示。
1-3、实施方式1的效果
PDP的放电特性在很大程度上取决于在放电空间24中与放电气体 接触的保护层15的放电特性。对保护层要求的特性包括降低放电起始 电压Vf的特性(二次电子发射特性)和涉及抑制放电差异的特性；这 两种特性越好，PDP的图像显示性能越好。
这里，在本实施方式1的PDP1中，为了有效地同时确保上述两特 性，如图3的保护层的正视图所示，在至少暴露于放电空间24的保护 层15的表面，分散地存在具有相互不同的电子发射特性的氧化镁结晶 体15A和氧化镁结晶微粒15B。氧化镁结晶体15A通过焙烧有机材料的 氧化镁前驱物来形成。另一方面，氧化镁结晶微粒15B是在上述前驱 物焙烧之前预先结晶的物质，与氧化镁结晶体15A相比具有高纯度结 晶结构。这里，图3的保护层的构成是将第2结晶体的氧化镁结晶微 粒15B分散在第1结晶体的氧化镁结晶体15A中。
根据该构成，首先，降低保护层15的放电起始电压Vf的特性通过氧化镁结晶体15A和氧化镁结晶微粒15B两者来发挥。
即，在PDP驱动时，利用放电空间24内部产生的电场激发放电气 体，当放电气体中的Ne +接近保护层表面时，产生所谓俄歇作用(Auger process)，保护层的价电子带中的电子向Ne的最外层迁移。而且， 伴随该电子迁移，保护层中的其它电子有接收向上述Ne+迁移的电子的 能量变化而向放电空间24发射电势。结果，因很好地发挥出二次电子 发射特性，故放电起始电压Vf降低。由于该保护层的电子的电势发射 是在比保护层的价电子带上端深得多的Ne+的最外层电子能级地方进 行的，所以，即使氧化镁结晶体15A的电子发射特性稍差(换言之， 多少有一点杂质混入结晶中)，也可以获得作为保护层所要求的性能 的充分的二次电子发射特性(Y )。因此，对于本实施方式1的氧化 膜结晶体15A,即使利用在厚膜形成法的涂敷工序中制作保护层时所使 用的氧化镁前驱物，也可以得到明显的效果。根据该厚膜形成法，即 使保护层中残留若干氧化镁前驱物中的炭成分等杂质，在本实施方式1 中也可以形成性能良好的保护层。因此，即使保护层的制造工序自身 不依赖需要进行真空处理等的大型设备的薄膜形成法，也可以有效地 利用具有低成本和高生产能力的厚膜形成法的优点来实现。
再有，虽然从上述保护层的价电子带的电子迁移也会在与Ne+之外 的放电气体成分之间发生，但是，Ne +是最有效的。这是因为Ne的最 外层电子的能级相对于保护层的价电子带上端足够低的缘故。
其次，与保护层15的放电差异的抑制有关的特性可以通过因具有 高纯度结晶结构而具有良好的电子发射特性的氧化镁结晶微粒15B来 发挥。
具体地，如图5的保护层的能带图所示，在PDP驱动时，当在放 电空间24内产生电场时，利用伴随的真空紫外线(VUV)，首先，氧 化镁结晶微粒15B中的电子向氧缺陷部分迁移。接着，利用该氧缺陷 部分的电子的能量差(E2-E1)，以氧缺陷部分作为发光中心，发出可 见光。伴随该可见光的发光，在氧化镁结晶微粒15B中、产生从价电 子带Ev向传导带Ec附近的能级(杂质能级E3)的激发电子。通过增 加该杂质参考能级E3的电子，可以提高保护层15的载流子的浓度， 进行阻抗控制。结果，可以抑制PDP驱动时的放电差异，提高PDP的 放电概率，同时防止黑噪声的发生。因与保护层15的放电差异的抑制有关的特性是和半导体载流子掺杂相似的现象，故要求具有保护层15 杂质少、定向性好等高的结晶性能。因此，在本实施方式1中，为了 得到良好的放电差异的抑制效果，使用电子发射特性好(即上述高结 晶性能)的氧化镁结晶微粒15B，使其分担用来抑制放电差异和防止发 生黑噪声的功能。在氧化镁结晶微粒15B中，为了得到更多的氧缺陷 部分，使用富含氧的构成。
这样，在本实施方式1中，在保护层15面向放电空间24的表面 部分，通过使电子发射特性不同的多个绝缘体(结晶体)15A、 15B露 出、由各结晶体15A、 15B来分担放电特性的功能，以获得增大放电特 性的控制自由度，同时扩大单元设计或制造方法的自由度的优点。
此外，在本实施方式1的PDP1中，即使驱动电路不使用高成本的 高耐压晶体管，也可以通过降低放电起始电压Vf、抑制放电差异的发 生和防止黑噪声的发生来得到良好的图像性能。
再有，暴露于面向放电空间24的保护层15的表面部分的绝缘体 (结晶体)不限于氧化镁，可以使用除此之外的绝缘体(例如MgAlO、 Ba0、 Ca0、 Zn0、 Sr0等)中的一种或以上。
进而，作为形成本实施方式1的保护层15的方法，不限于对氧化 镁前驱物添加氧化镁结晶微粒并对其进行涂敷、焙烧的方法，也可以 采用将液体材料彼此混合的方法，还可以采取形成图案或形成图案后 的蚀刻等方法。
1-4、关于向保护层掺杂杂质的情况
上述实施方式1的保护层15即使采用原来的构成也可以得到很好 的效果，但是，通过采取以下措施，还可以进一步提高效果。
作为一例，当按照lE-17/cm3或以上的浓度至少对氧化镁结晶微粒 15B掺杂Cr时，在PDP驱动时，除本来就有的氧缺陷部分外，形成发 出波长约700mn的可见光的发光中心，在丰富可见光发光的同时也， 加了在传导带附近激发的电子数，故可以更加提高抑制放电差异的效 果(参照C. C. Chao， J. Phys. Chem. Solids, 32 2517 ( 1971 ) 以及M. Maghrabi et al， NIM B191 ( 2002 ) 181 )。
此外，当按照1E-I6cn^或以上的浓度至少对氧化镁结晶微粒15B 添加Si、 H等时，对在传导带附近激发的蓄能器(reservoir)的作用， 可以延长发光中心可见光的发光寿命，所以，这时也可以提高抑制放电差异和减小黑噪声发生的效果。
作为至少对氧化镁结晶微粒15B添加Si的方法，可以在通过焙烧 得到上述15A、 15B的基本构成之后，在使包含硅烷或乙硅烷的气体处 于等离子体状态的气体环境中进行处理，也可以通过掺杂Si原子或含 Si的分子来进行注入。
作为对保护层添加H的方法，可以在&的气体环境中对保护层表 面进行退火处理，也可以将保护层放置在使含H2的气体处于等离子体 状态的气体环境中进行处理。此外，也可以使用事先添加了 H的氧化 镁结晶微粒。
下面，说明PDP的整体制造方法。
2、 PDP的制造方法
这里，说明实施方式1的PDP1的制造方法的一例。
此外，该制造方法也适用于其他实施方式的PDP1的制造方法。
2-1、前面板的制作
在由厚度约2. 6mm的碱石灰玻璃形成的前面板玻璃的面上制作显 示电极。这里，示出利用印刷法形成显示电极的例子，但是，除此之 外，还可以使用印模涂敷法(die coating)、刮板涂敷法(blade coating )来形成。
首先，按照规定的图案在前面板玻璃上涂敷ITO(透明电极)材料。 再使其干燥。
另一方面，使用光掩模法，将金属(Ag)粉末和有机载体与光感 树脂混合。覆盖涂敷在上述透明电极材料上，并用具有形成显示电极 的图案的掩模进行覆盖。然后，从该掩模上方进行曝光、显影和焙烧 (590 - 600"C左右的焙烧温度)。由此，在透明电极上形成总线。才艮 据该光掩模法，与现有以100pim线宽为限的丝网印刷法相比，可以得 到线宽细到30ym的总线。此外，作为该总线的金属材料，还可以使 用除此之外的Pt、 Au、 Ag、 Al、 Ni、 Cr或氧化锡、氧化铟等。
此外，除了上述方法之外，还可以利用真空蒸镀法、溅射法等成 膜电极材料、然后进行蚀刻处理来形成上述电极。
其次，在形成的显示电极之上，涂敷软化点为5501C ~ 600"€的氧 化铅系或氧化铋系的电介质玻璃粉末和由丁基卡必醇乙酸酯(BUTYL CARBITOL ACETATE)等形成的有机粘合剂混合后的膏体。接着，在550TC - 650X:左右的温度下进行焙烧，形成电介质层。
其次，利用印刷法(厚膜形成法)在电介质层的表面形成作为本 发明的特征的保护层。具体地说，将预先形成的作为第1结晶体材料
的平均粒径为50nm的氧化镁结晶微粒(宇部兴产制)和作为第2结晶 体材料的液体状有机材料的氧化镁前驱物(从二乙氧基镁(magnesium diethoxide) 、 4美环烷酸盐、4美辛酸盐、二甲氧基4美(magnesium dimethoxide)中选出l种或以上)混合。利用旋涂法等在上述电介质 层上涂敷厚约lpm的上述混合物。作为印刷法，除此之外，还有印模 涂敷法、刮板涂敷法等。涂敷工序完了之后，在约60(TC的温度下焙烧， 充分除去材料中包含的炭成分等杂质，由此，形成实施方式1的保护 层。作为氧化镁的前驱物，也可以使用上述材料之外的材料。
此外，在上述例子中，使用了由l种材料形成的氧化镁结晶微粒， 但为了达到确保保护层中的粒子密度等目的，也可以适当使用多种氧 化镁结晶微粒。氧化镁结晶微粒的大小可以根据保护层的厚度适当决 定，在目前的保护层的设计中(厚度为700nm-lpm左右)，可以使 用大小为几十nm到几百nm的^:粒。
本发明的保护层具有即使利用厚膜形成法也可以得到良好的性能 的优点，但是，只要在制造成本和生产能力容许的范围内，也可以利 用薄膜形成法形成。这时，可进行使用2种不同的材料作为蒸发源的 通常的真空处理方法。
至此完成前面板的制作。
2-2、后面板的制作
利用丝网印刷法，在由厚约2.6mm的碱石灰玻璃形成的后面板的 表面上，按一定的间隔呈条状涂敷以Ag为主要成分的导电性材料，形 成厚约5ym的地址电极。这里，为了使制作的PDP1符合例如40英寸 级的NTSC规格或VGA规格，将相邻2个地址电极之间的间隔设定在 0. 4mm或以下。
接着，在形成地址电极的后面板玻璃的整个面上涂敷厚度约20一30 pm的铅系玻璃膏体，再进行焙烧，形成电介质膜。
其次，使用和电介质膜相同的铅系玻璃材料，在电介质膜上，在 每一个相邻;J也址电极之间，形成高约60~ 100]Lim的阻隔壁。该阻隔壁 可以通过例如使用包含上述玻璃材料的膏体反复进行丝网印刷然后焙烧形成。再有，在本发明中，若构成阻隔壁的铅系玻璃材料中包含有
Si的成分，则可以提高抑制保护层的阻抗上升的效果，这正是所希望 的。该Si可以包含在玻璃的化学成分中，也可以添加于玻璃材料中。
形成阻隔壁后，在阻隔壁的壁面和暴露于阻隔壁间的电介质膜的
表面涂敷包含红色(R)荧光体、绿色(G)荧光体或蓝色(b)荧光体 的任一种的荧光墨水，对其进行干燥和焙烧处理，分别形成荧光体层。
RGB各色荧光体的化学组成例如如下所示。
红色荧光体Y203: Eu3+
绿色荧光体Zn2Si04: Mri
蓝色荧光体BaMgAl,。0n: Eu2+
各荧光体材料可以使用平均粒径为2.0nim的材料。按50质量％的 比例将其放入容器(server)内，同时，投入为1. 0质量％的乙基纤维 素(ethyl cellulose)和为49质量％的溶剂(a-辟品醇，a -terpinenol)，用砂磨机进行搅拌混合，制作出15 x l03Pa s的荧 光墨水。接着，利用泵将其从口径60nm的喷嘴向阻隔壁20之间喷射 涂敷。这时，使面板沿阻隔壁20的长边方向移动，呈条状涂敷荧光体 墨水。然后，在500X:的温度下焙烧10分钟，形成荧光体层21-23。到此为止，完成后面板的制作。
再有，这里前面板玻璃和后面板玻璃都是由碱石灰玻璃形成，但 这只是一个例子，也可以是除此之外的材料。 2-3、 PDP的完成
使用密封用的玻璃将制作出来的前面板和后面板贴合。然后，进行排 气，使放电空间内部形成高度真空(1.0xl04Pa),并以规定定的压 力(这里是66. 5kPa ~ 101kPa )在其中封入Ne-Xe系、He-Ne-Xe系、 He-Ne-Xe-Ar系等放电气体。为了使本发明的保护层有效地获得电势发 射(二次电子发射特性)的效果，可以使放电气体中包含Ne。
到此为止，完成PDP1的制作。
3、实施方式2
以下，使用图4说明实施方式2的PDP的构成。 所示的本实施方式2的保护层15的构成是将碳结晶体的炭纳米管 (CNT) 15C分散在氧化镁结晶体15A中以取代上述氧化镁结晶微粒 15B，使其暴露于放电空间24。利用该氧化镁结晶体15A和CNT15C来分担对保护层15要求的降低放电起始电压Vf的特性和抑制放电差异 的特性。该保护层15例如可以通过对包含氧化镁前驱物的有机材料添 加CNT,并将其涂敷在前面板上再进行焙烧来形成。
若按照这样构成的PDP，在PDP驱动时，首先，氧化镁结晶体15A 起和实施方式1相同的效果。CNT15C因其电子发射特性好故和氧化镁 结晶体15A—起，可以提高保护层15的二次电子发射系数(Y ) ， 4艮 好地降低放电起始电压Vf。
另一方面，CNT15C具有增大保护层15的电子发射量的作用。由此， 在PDP驱动时，因保护层15的载流子浓度提高，故可以进行阻抗控制， 从而抑制放电差异。本发明也可以像这样由氧化镁和CNT来构成。
再有，这里，示出了使用CNT作为炭结晶体的构成，但在本发明 中，另外使用富勒烯(fullerene)等电子发射特性好的炭结晶体，也 可以得到同样的效果。
4、 其他事项
在上述实施方式l、 2中，示出了PDP的构成例，但本发明不限于 此，例如，也适用于具有封入放电气体的放电空间和面向该放电空间 配置的保护层，在上述放电空间内产生等离子体而发光的结构的放电 发光元件。具体地说，作为放电发光元件的构成，例如，可以是实施 方式1中的PDP1的单象素单元的结构体。
5、 实施方式3 5-1、保护层的构成
以下，使用图6的PDP部分剖面图说明实施方式3的PDP1。 图1 (a)是x方向的剖面图，图1 (b)是沿图1 (a)的a-a，线截 取的y方向剖面图。该PDP1的基本构成和实施方式1、 2相同，只有 特征部分的保护层15的构成不同。
即，在实施方式3的PDP1中，如图1 (a) 、 (b)所示，至少在 保护层15的表面部分，在作为第1材料的由氧化镁形成的基底上，面 向放电空间24设置作为第2材料的由具有比上述氧化镁高的费米能级 的岛状金属材料形成的岛状金属部150。具体地说，岛状金属部150 配设在与一对显示电极12、 13在面板的厚度方向(z方向)重叠的位置上(这里是在扫描电极12的正下方)。
对岛状金属材料，优选功函数在5eV或以下且耐溅射性好，例如， 优选从Fe、 Al、 Mg、 Ta、 Mo、 W、 Ni中选出的材料。在上述例中使用 Al。
再有，作为具有比上述氧化镁高的费米能级的材料，还可以选择 其它各种绝缘材料、半导体材料等并使其形成岛状来使用，以取代岛 状金属部。
5-2、实施方式3的效果
图7是在Mg0膜上形成上述岛状金属部并对此测定的光电子光谱 数据。在图7中，与实施方式3的保护层有关的数据相当于2A，与比 较例(由通常的MgO膜形成的保护层)有关的数据相当于2B。作为岛 状金属部，是单元开口部面积的1/10左右。本发明的岛状金属部优选 设定成使其空间周期是单元大小的1/10或以下。
由该数据可知，在表示实施方式3的性能的2A的数据中，与岛状 金属部是微小区域无关，电子发射都在Al的功函数的4.2eV处上升。 另一方面，比较例数据中的电子发射的上升则在5.0eV左右，相当于 从真空标准到测定的MgO膜的费米能级(能量)的能量。因此，在实 施方式3中，可以使用MgO膜本身去抑制放电起始电压Vf，而且利用 岛状金属部提高保护层的电子发射特性，可以得到抑制放电差异的效 果。
图8示出Al和MgO的能带。从该图所示的能量关系可知，在实施 方式3的保护层15中，通过在氧化镁的表面设置岛状金属部150,可 以充分保持壁电荷，而且，可以得到二次电子发射量大的特性。这是 PDP的保护层的优选特性。
这里，岛状金属部150必须设计成彼此孤立的绝缘状态，但如果 个数、大小、形状和形成的位置不会使单元放电等所必须的壁电荷受 到损失，就不会有问题。
此外，配置上述岛状金属部150的位置优选避开因PDP驱动时产 生的放电而使溅射变得显著的保护层表面的区域而且和不会遮蔽用于 图像显示的可见光的位置。由于这一理由，在本实施方式3中，如图6 所示，该位置适合在显示电极的正下方，例如，在扫描电极U上的总 线12114的正下方。在实施方式3中，根据本申请的发明人的实验，与现有技术相比， 可以使放电起始电压Vf降低20%左右，而且，壁电荷的保持能力与现 有技术相比毫不逊色，与现有技术相比更难以产生黑噪声，从而可以 实现性能优良的PDP。
6、实施方式4
以下，使用图9的保护层的正视图说明实施方式4的PDP1。图9 (a)和图9 (b)分别示出保护层的其它构成。
该PDP1的基本构成和实施方式1 ~ 3相同，只有特征部分的保护 层15的构成不同。
在图9 (a)所示的构成例中，保护层15在相邻的作为第l材料的 氧化镁结晶微粒152的晶界153或其附近，析出具有比Mg0的费米能 级高的费米能级的绝缘体、半导体或金属作为实施方式3中所述的第2 材料，与整个保护层形成复合体。
这样的保护层15可以通过使Mg等具有650t:左右或以下的熔点的 金属材料有选择地在MgO中熔融形成。
当然，作为在上述晶界153析出的金属，优选具有5eV或以下的 功函数且耐溅射性好的金属，而并不限于Mg。上迷金属材料也可以是 例如从Fe、 Al、 Ta、 Mo、 W、 Ni中选出的1种或以上的材料。
另一方面，图9 (b)所示的构成例是由和氧化镁结晶微粒152— 起使具有比MgO的费米能级高的费米能级的绝缘体、半导体或金属(Fe) 等别的材料的结晶微粒154分散在MgO的多结晶膜中的纳米复合材料 形成的保护层15。作为该纳米复合材料，例如，可以使用利用Journal of the Ceramic Society of Japan 108 (9) (2000) p. 781-784中 公开的技术制作的Mg0/Fe的纳米复合材料。
作为使用在上述结晶微粒154的金属，不限于Fe，希望具有5eV 或以下的功函数且耐溅射性好。例如可以使用Mg、 Al、 Ta、 Mo、 W、 Ni 等。
图10 (a) 、 10 (b)示出将图9 (a) 、 (b)所示的复合体或复 合材料用于PDP的保护层15的具体构成。图10 (a)是x方向的剖面 图，图10 (b)是沿图10 (a)的a-a，线截取的y方向剖面图。在该图 10所示的构成中，在各子象素SU (放电单元)内，局部设置由上述复 合体或复合材料形成的保护层区域。具体地说，由复合体或复合材料形成的保护层区域和上述实施方式3的岛状金属部150 —样，优选设 在避开因PDP驱动时产生的放电而使溅射变得显著的区域且不会遮蔽 用于图像显示的可见光发光的位置上。由于这一理由，在图10 (a)、 (b)的构成例中，呈岛状、局部地设置在显示电极的正下方，例如， 设在扫描电极12上的总线121的正下方。
再有，在实施方式4中，不限于局部设置由上述复合体或复合材 料形成的保护层区域的构成，也可以利用上述复合体或复合材料来构 成整个保护层15。
在实施方式4中，根据发明人的实验，与现有技术相比，可以使 放电起始电压Vf降低20%左右，而且，壁电荷的保持能力与现有技术 相比毫不逊色，与现有技术相比更难以产生黑噪声，从而可以实现性 能优良的PDP。
工业上利用的可能性
本发明适用于电视，特别适用于可高清晰度再现图像的高清晰度 电视。
权利要求
1、一种等离子体显示面板，其中，形成了保护层的第1衬底经放电空间和第2衬底相对配置、且所述两衬底周围被密封，其特征在于，在保护层的表面，电子发射特性互不相同的第1材料和第2材料分别暴露于所述放电空间，而且，第1材料和第2材料中的至少一方是分散存在的。
2、 如权利要求l记载的等离子体显示面板，其特征在于， 所述第1材料是第1结晶体，所述第2材料是第2结晶体， 在所述保护层的表面，第2结晶体分散在第1结晶体中。
3、 如权利要求2记栽的等离子体显示面板，其特征在于，所述第 2结晶体比所述第1结晶体的纯度高。
4、 如权利要求2记载的等离子体显示面板，其特征在于， 所述保护层主要由氧化镁形成，所述第2结晶体由氧化镁的结晶微粒形成。
5、 如权利要求4记载的等离子体显示面板，其特征在于，所述第 1结晶体通过焙烧氧化镁的前驱物得到。
6、 如权利要求4记载的等离子体显示面板，其特征在于，所述第 2结晶体是富含氧的氧化镁。
7、 如权利要求2记载的等离子体显示面板，其特征在于，在所述 保护层中，从硅、氢、铬中选择1种或以上至少对第2结晶体进行掺 杂。
8、 如权利要求1记载的等离子体显示面板，其特征在于，在所述 保护层中，至少在面向所述放电空间的表面部分，作为第1材料存在 氧化镁，作为第2材料存在富勒烯和炭纳米管中的至少l种材料。
9、 如权利要求l记载的等离子体显示面板，其特征在于，在所述 保护层中，至少在面向所述放电空间的表面部分，作为所述第2材料， 存在岛状金属材料、具有比氧化镁高的费米能级的绝缘材料和具有比 氧化镁高的费米能级的半导体材料中的至少1种材料。
10、 如权利要求9记载的等离子体显示面板，其特征在于，所述 岛状金属材料由具有5eV或以下的功函数的金属材料构成。
11、 如权利要求9记载的等离子体显示面板，其特征在于，所述 岛状金属材料由从Fe、 Al、 Mg、 Ta、 Mo、 W、 Ni中选出的材料构成。
12、 如权利要求9记载的等离子体显示面板，其特征在于， 在所述第1衬底上，在该衬底的表面和保护层之间配设多对的一对显示电极；所述岛状金属材料配设在对于所述一对显示电极在保护层的厚度 方向上重叠的位置上。
13、 如权利要求1记载的等离子体显示面板，其特征在于， 在所述保护层中，至少在面向所述放电空间的表面部分存在作为第l材料的氧化镁，而且，作为第2材料存在金属材料、具有比氧化镁高的费米能级 的绝缘材料和具有比氧化镁高的费米能级的半导体材料中的至少1种 材料。
14、 如权利要求13记载的等离子体显示面板，其特征在于，在作 为所述第1材料的氧化镁的晶界存在所述第2材料。
15、 如权利要求13记载的等离子体显示面板，其特征在于，所述 金属材料是具有5eV或以下的功函数的金属材料。
16、 如权利要求13记栽的等离子体显示面板，其特征在于，所述 金属材料由从Fe、 Al、 Mg、 Ta、 Mo、 W、 Ni中选出的材料构成。
17、 如权利要求13记载的等离子体显示面板，其特征在于，所述 保护层由含有氧化镁的第1材料和包含金属材料、具有比氧化镁高的 费米能级的绝缘材料和具有比氧化镁高的费米能级的半导体材料中的 至少l种材料的第2材料分散形成的纳米复合材料构成。
18、 如权利要求13记载的等离子体显示面板，其特征在于， 在所述等离子体显示面板中，形成多个放电单元以划分所述放电空间，所述第2材料局部存在于所述各放电单元的内部。
19、 一种等离子体显示面板用保护膜，相对于与放电空间面对的 村底表面形成，其特征在于，在所述保护膜中，在至少面向所述放电空间的表面部分，存在电 子发射特性互不相同的第1结晶体和第2结晶体；所述笫2结晶体分 散在所述第1结晶体中。
20、 一种等离子体显示面板用保护膜，相对于与放电空间面对的 村底表面形成，其特征在于，在所述保护膜中，在至少面向所述放电空间的表面部分，存在氧 化镁和分散在该氧化镁中的富勒烯和炭纳米管中的1种或以上的材料。
21、 一种放电发光元件，具有封入放电气体的放电空间和面向该 放电空间配置的保护层，在所述放电空间内产生等离子体并发光，其 特征在于，在所迷保护层中，在至少面向所述放电空间的表面部分，存在电 子发射特性互不相同的第1结晶体和第2结晶体，所述第2结晶体分 散在所述第1结晶体中。
22、 一种放电发光元件，具有封入放电气体的放电空间和面向该 放电空间配置的保护层，在所述放电空间内产生等离子体并发光，其 特征在于，在所述保护层中，至少在面向所述放电空间的表面部分，存在氧 化镁和分散在该氧化镁中的富勒烯和炭纳米管中的l种或以上的材料。
23、 一种等离子体显示面板的制造方法，包括相对于第1衬底的l衬底的表面和第2衬底密封的密封步骤，其特征在于, '_ '所述保护层形成步骤包括将第2结晶体材料混合到第1结晶体材 料后，再将其涂敷在笫1衬底的表面的涂敷步骤和在所述涂敷步骤之 后的焙烧步骤。
24、 如权利要求23记载的等离子体显示面板的制造方法，其特征 在于，作为所述第1结晶体材料使用氧化镁前驱物，作为第2结晶体 材料使用氧化镁结晶微粒。
25、 如权利要求23或24记载的等离子体显示面板的制造方法， 其特征在于，在所述保护层形成步骤中，至少在第1结晶体和第2结 晶体中的第2结晶体中掺杂从硅、氢、铬中选出的l种或以上的物质。
26、 如权利要求25记载的等离子体显示面板的制造方法，其特征 在于，作为在所述保护层形成步骤中对至少在第1结晶体和第2结晶 体中的笫2结晶体掺杂氢的方法，从退火处理和等离子体掺杂中选择 任一种方法。
27、 如权利要求25记载的等离子体显示面板的制造方法，其特征 在于，作为在所述保护层形成步骤中对至少在第1结晶体和第2结晶 体中的第2结晶体中掺杂硅的方法，进行硅烷或乙硅烷的等离子体掺杂。
28、 一种等离子体显示面板的制造方法，包括相对于第1衬底的 表面形成保护层的保护层形成步骤和经放电空间将形成了保护层的第 l村底的表面和第2衬底密封的密封步骤，其特征在于，所述保护层形成步骤包括将富勒烯和炭纳米管中的至少l种材料 混合到氧化镁前驱物材料后，再将其涂敷在第l衬底的表面的涂敷步 骤，和在该涂敷步骤之后的焙烧步骤。
全文摘要
本发明是一种等离子体显示面板，形成了保护层(15)的第1衬底(11)经放电空间和第2衬底相对配置，且上述两衬底周围被密封；在保护层(15)的表面，电子发射特性互不相同的第1材料和第2材料分别暴露于上述放电空间，而且，第1材料和第2材料中的至少一方是分散存在的。这里，上述第1材料是第1结晶体(15A)，上述第2材料是第2结晶体(15B)，在上述保护层的表面，第2结晶体分散在第1结晶体中。
文档编号H01J17/49GK101414531SQ20081017092
公开日2009年4月22日 申请日期2003年11月12日 优先权日2002年11月22日
发明者北川雅俊, 大石毅一郎, 森田幸弘, 西谷干彦 申请人:松下电器产业株式会社