等离子体显示屏的制作方法

专利名称：等离子体显示屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及在显示设备等中使用的等离子体显示屏。
背景技术：
由于等离子体显示屏(以下称为"PDP")能够实现高清晰化、大画面化，因此将100 英寸级的电视机等产品化。近年来，PDP比现有的NTSC方式更适用于扫描线数在2倍以上 的高清晰电视机。另外，要求能够解决消耗功率的降低进而应对能量问题的PDP，并且考虑 环境问题而要求不含铅成分的PDP。 PDP基本由前面板和背面板构成。前面板由以下构件构成利用浮法制造的硼硅 酸钠系玻璃的玻璃基板；由在玻璃基板的一个主面上形成的条状的透明电极和汇流电极构 成的显示电极；覆盖显示电极作为电容器进行工作的电介质层；由在电介质层上形成的氧 化镁(Mg0)构成的保护层。 另一方面，背面板由以下构件构成玻璃基板；在其一个主面上形成的条状的寻 址电极(7 K ^》電極)；覆盖寻址电极的基底电介质层；在基底电介质层上形成的隔墙； 在各隔墙间形成且分别发出红光、绿光以及蓝光的荧光体层。 前面板和背面板使其电极形成面侧对置而气密密封，在由隔墙隔开的放电空间中 将氖(Ne)-氙(Xe)放电气体以400Torr(53300Pa) 600Torr (80000Pa)的压力密封。PDP 通过将图像信号电压选择地施加在显示电极上而放电，该放电产生的紫外线激发各色荧光 体层从而进行红色、绿色、蓝色的发光，实现彩色图像显示。 另外，作为这样的PDP的驱动方法，通常使用具有在容易进行写入的状态调节壁 电荷的初始化期间、根据输入图像信号进行写入放电的写入期间、和通过在进行了写入的 放电空间产生维持放电来进行显示的维持期间的驱动方法。组合了上述各期间的期间(子 域)在相当于图像的一个片段(- 7 )的期间(一个域)内重复多次，由此进行PDP的灰 度显示。 在这样的PDP中，就在前面板的电介质层上形成的保护层的作用而言，可以举出 保护电介质层以防受到放电产生的离子冲击、放射用于产生寻址放电的初始电子等。保护 电介质层以防受到离子冲击是防止放电电压上升的重要作用，另外，放射用于产生寻址放 电的初始电子是防止造成图像闪烁的寻址放电失误的重要作用。 为了使来自保护层的初始电子的放射数量增加而降低图像的闪烁，例如，公开有 向氧化镁(MgO)保护层中添加杂质的例子、或在氧化镁(MgO)保护层上形成了氧化镁(MgO) 粒子的例子(例如，参照专利文献1、2、3、4、5等)。 近年来，电视机朝着高清晰化发展，在市场中要求低成本、低消耗功率、高亮度的 全高清(high definition) (1920X1080像素渐进式显示)PDP。由于来自保护层的电子 放射特性决定PDP的画质，因此控制电子放射特性非常重要。 S卩，为了显示高清晰化的图像，尽管一个域的时间为恒定，但进行写入的像素的数 量增加，因此，在子域中的写入期间中，需要使向寻址电极施加的脉冲的宽度变窄。然而，从电压脉冲的上升到在放电空间内产生放电为止存在被称为放电延迟的时间延迟。因此，在 脉冲的宽度变窄的情况下，在写入期间内能够结束放电的概率变低。其结果是，产生点灯不 良，闪烁这些画质性能降低的问题。 另外，为了降低消耗功率，提高放电引起的发光效率，考虑增大氙(Xe)分压。但
是，产生放电电压变高且放电延迟变大而导致点灯不良等画质降低的问题。 这样，存在以下课题在实现PDP的高清晰化或低消耗功率时，需要同时实现使放
电电压不变高且降低点灯不良而提高画质的要求。 进行了使杂质混杂在保护层中由此改善电子放射特性的尝试。然而，在使杂质混 杂在保护层中，改善了电子放射特性的情况下，电荷在保护层表面上积累，作为存储功能使 用时的电荷随时间减少的衰减率变大。因此，需要增大用于补充这样的电荷的衰减的施加 电压等对策。 另一方面，在氧化镁(Mg0)保护层上形成氧化镁(Mg0)晶粒的例子中，能够减小放
电延迟，降低点灯不良。但是，存在不能降低放电电压的问题。专利文献1日本特开2002-260535号公报专利文献2日本特开平11-339665号公报专利文献3日本特开2006-59779号公报专利文献4日本特开平8-236028号公报专利文献5日本特开平10-334809号公报

发明内容
本发明是鉴于这样的问题而做成的，实现具备高亮度的显示性能，且能够进行低 电压驱动的PDP。 本发明的PDP具有第一基板，其以覆盖在基板上形成的显示电极的方式形成电 介质层并且在电介质层上形成有保护层；第二基板，其与第一基板对置配置而形成填充有 放电气体的放电空间，且在与显示电极交叉的方向上形成寻址电极，并且设有划分放电空 间的隔墙。这里，保护层利用含有氧化镁和氧化钙的金属氧化物来形成，且金属氧化物如下 所述在保护层面处的X射线衍射分析中，在氧化镁的峰值出现的衍射角和相同方位的氧 化钙的峰值出现的衍射角之间存在峰值。 根据这样的结构可知，即使在提高保护层中的二次电子放射特性，为了提高亮度 而增大了放电气体的氙(Xe)气体分压的情况下，也能够实现低电压驱动，实现高亮度、低 电压驱动的PDP。


图1是表示本发明的实施方式中的PDP的结构的立体图。 图2是表示该PDP的前面板的结构的剖面图。 图3是表示该PDP的保护层中的X射线衍射结果的图。 图4是用于说明该PDP的凝集粒子的放大图。 图5是表示该PDP的放电延迟和保护层中的钙(Ca)浓度的关系的图。 图6是表示对本发明的实施方式中的PDP的电子放射性能和电荷保持性能进行研究的结果的图。
图7是表示在该PDP中使用的晶粒的粒径和电子放射性能的关系的图。符号说明1PDP2前面板3前面玻璃基板4扫描电极4a、5a透明电极4b、5b金属汇流电极5维持电极6显示电极7黑条(遮光层)8电介质层9保护层10背面板ll背面玻璃基板12寻址电极13基底电介质层14隔墙15荧光体层16放电空间81第一电介质层82第二电介质层92凝集粒子92a晶粒。
具体实施方式
以下，使用附图，说明本发明的实施方式中的PDP。(实施方式) 图1是表示本发明的实施方式的PDP1的结构的立体图。PDP1的基本结构与普通 的交流面放电型PDP相同。如图1所示，PDP1将由前面玻璃基板3等构成的第一基板(以 下，称为前面板2)和由背面玻璃基板ll等构成的第二基板(以下，称为背面板IO)对置配 置，PDP1的外周部通过玻璃粉等构成的密封件气密密封。在被密封的PDP1内部的放电空 间16中，将氙(Xe)和氖(Ne)等放电气体以400Torr (53300Pa) 600Torr (80000Pa)的压 力封入。 在前面板2的前面玻璃基板3上，由扫描电极4以及维持电极5构成的一对带状 的显示电极6和黑条(遮光层)7相互平行地分别配置多列。在前面玻璃基板3上以覆盖 显示电极6和遮光层7的方式形成有电介质层8，所述电介质层8保持电荷而作为电容器进 行工作，进而，在电介质层8上形成有保护层9。
另外，在背面板10的背面玻璃基板11上，在与前面板2的扫描电极4以及维持电极5正交的方向，多个带状的寻址电极12相互平行地配置，而且，基底电介质层13将寻址电极12覆盖。进而，在寻址电极12间的基底电介质层13上形成有划分放电空间16的规定高度的隔墙14。在隔墙14间的每个槽中，依次涂敷形成有在紫外线的作用下分别发出红光、绿光以及蓝光的荧光体层15。在扫描电极4以及维持电极5和寻址电极12交叉的位置上形成放电空间，具有在显示电极6方向上排列的红色、绿色、蓝色的荧光体层15的放电空间形成用于彩色显示的像素。 图2是表示本发明的实施方式的PDP1的前面板2的结构的剖面图，图2使图1上下反转表示。如图2所示，在由浮法等制造的前面玻璃基板3上将由扫描电极4和维持电极5形成的显示电极6和遮光层7形成图案。扫描电极4和维持电极5分别由铟锡氧化物(IT0)或氧化锡(Sn02)等形成的透明电极4a、5a和在透明电极4a、5a上形成的金属汇流电极4b、5b构成。金属汇流电极4b、5b用于在透明电极4a、5a的纵向赋予导电性，由以银(Ag)材料作为主成分的导电性材料形成。 电介质层8至少由第一电介质层81和第二电介质层82这2层构成，第一电介质层81以覆盖在前面玻璃基板3上形成的上述透明电极4a、5a和金属汇流电极4b、5b以及遮光层7的方式设置，第二电介质层82在第一电介质层81上形成。保护层9在第二电介质层82上形成。 保护层9利用含有氧化镁和氧化钙的金属氧化物来形成。进而，通过在保护层9上附着氧化镁(Mg0)的晶粒92a多个凝集而成的凝集粒子92而形成。
接下来，对PDP1的制造方法进行说明。首先，在前面玻璃基板3上形成扫描电极4以及维持电极5和遮光层7。构成扫描电极4和维持电极5的透明电极4a、5a和金属汇流电极4b、5b使用光刻法等构成图案而形成。透明电极4a、5a使用薄膜工艺等形成，金属汇流电极4b、5b通过将含有银(Ag)材料的膏在规定温度下烧成硬化而形成。另外，遮光层7也同样地通过将含有黑色颜料的膏网板印刷的方法或在玻璃基板的整个面上形成黑色颜料后、使用光刻法构成图案并进行烧成的方法形成。 接下来，以覆盖扫描电极4、维持电极5以及遮光层7的方式在前面玻璃基板3上
将电介质膏通过模涂法等涂敷从而形成电介质膏(电介质材料)层。在涂敷电介质膏后，通
过放置规定的时间由此将被涂敷的电介质膏表面整平而形成平坦的表面。其后，通过将电
介质膏层烧成硬化，由此形成覆盖扫描电极4、维持电极5以及遮光层7的电介质层8。需
要说明的是，电介质膏是含有玻璃粉末等电介质材料、粘合剂以及溶剂的涂料。 接下来，在电介质层8上形成保护层9。在本发明的实施方式中，利用含有氧化镁
(Mg0)和氧化f丐(Ca0)的金属氧化物形成保护层9。 保护层9使用氧化镁(Mg0)或氧化钙(Ca0)的单独材料的颗粒或混合了上述材料的颗粒，利用薄膜成膜方法来形成。作为薄膜成膜方法，可以适用电子束蒸镀法、溅射法、离子镀法等公知的方法。作为一例，考虑在溅射法中lPa，在作为蒸镀法的一例的电子束蒸镀法中0. 1Pa为实际可采用的压力的上限。 另外，作为保护层9的成膜时的气氛，为了防止水分附着或杂质的吸附，在与外部隔断的密闭状态下调节成膜时的气氛，由此能够形成由具有规定的电子放射特性的金属氧化物构成的保护层9。
接下来，叙述在保护层9上附着形成的氧化镁(Mg0)的晶粒92a的凝集粒子92。
晶粒92a可以通过以下所示的气相合成法或前体烧成法中的任一个来制造。 在气相合成法中，在充满了惰性气体的气氛下，加热纯度为99.9%以上的镁金属
材料。进而，通过向气氛中导入少量的氧，从而能够将镁直接氧化，制造氧化镁(Mg0)的晶
粒92a。 另一方面，在前体烧成法中，可以利用以下的方法来制造晶粒92a。在前体烧成法中，在70(TC以上的温度条件下均匀地烧成氧化镁(MgO)的前体，将其缓慢冷却，得到氧化镁(MgO)的晶粒92a。作为前体，例如，可以选择镁醇盐(Mg(0R)2)、乙酰丙酮镁(Mg(acac)》、氢氧化镁(Mg(0H)2)、碳酸镁(MgC02)、氯化镁(MgCl2)、硫酸镁(MgS04)、硝酸镁(Mg(N03)2)、草酸镁(MgC204)中任一种以上的化合物。此外，根据选择的化合物，通常也存在水合物的形态，也可以使用这样的水合物。 上述化合物调节为烧成后得到的氧化镁(MgO)的纯度为99.95%以上，优选为99.98%以上。这是因为，在这些化合物中，若各种碱金属、硼(B)、硅(Si)、铁(Fe)、铝(Al)等杂质元素以一定量以上混合，则在热处理时产生无用的粒子间粘连或烧结，难以得到高结晶性的氧化镁(MgO)的晶粒92a。从而，需要通过除去杂质元素等来预先调节前体。
使利用上述任一个方法得到的氧化镁(MgO)的晶粒92a分散于溶剂中。接着，利用溅射法或网板印刷法、静电涂敷法等，将分散液散布于保护层9的表面。然后，经过干燥*烧成工序，除去溶剂，将氧化镁(MgO)的晶粒92a多个凝集而成的凝集粒子92固定于保护层9的表面。 利用这样的一系列的工序，在前面玻璃基板3上形成扫描电极4、维持电极5、遮光层7、电介质层8、保护层9，从而完成前面板2。 另一方面，背面板10如下所述形成。首先，在背面玻璃基板11上通过将含有银(Ag)材料的膏网版印刷的方法或在整个面上形成金属膜后、使用光刻法构成图案的方法等形成作为寻址电极12用的构成物的材料层。然后，通过将材料层在规定的温度下进行烧成由此形成寻址电极12。接下来，在形成有寻址电极12的背面玻璃基板11上通过模涂法等以覆盖寻址电极12的方式涂敷电介质膏而形成电介质膏层。其后，通过将电介质膏层进行烧成由此形成基底电介质层13。需要说明的是，电介质膏是含有玻璃粉末等电介质材料、粘合剂以及溶剂的涂料。 接下来，在基底电介质层13上涂敷含有隔墙材料的隔墙形成用膏而以规定形状构成图案，由此形成隔墙材料层。其后，通过在规定温度下对隔墙材料层进行烧成而形成隔墙14。这里，作为将在基底电介质层13上涂敷的隔墙用膏构成图案的方法，可以使用光刻法或喷砂法。接下来，在相邻的隔墙14间的基底电介质层13上以及隔墙14的侧面涂敷含有荧光体材料的荧光体膏并进行烧成，由此形成荧光体层15。通过以上工序，完成在背面玻璃基板11上具有规定的构成部件的背面板10。 将具备了规定的构成部件的前面板2和背面板10以扫描电极4和寻址电极12正交的方式对置配置，将其周围通过玻璃粉密封，在放电空间16中将含有氙(Xe)和氖(Ne)等的放电气体封入由此完成PDP1。 这里，对构成前面板2的电介质层8的第一 电介质层81和第二电介质82进行详细说明。第一电介质层81的电介质材料由以下的材料组成构成。即，含有氧化铋(Bi^》20重量％ 40重量％、含有从氧化|丐(Ca0)、氧化锶(Sr0)、氧化钡(Ba0)中选出的至少一种O. 5重量％ 12重量％、含有从氧化钼(Mo03)、氧化鸨(W03)、氧化铈(Ce02) 、二氧化锰(Mn02)中选出的至少一种O. 1重量％ 7重量％。 还有，也可以含有从氧化铜(Cu0)、氧化铬(Cr203)、氧化钴(Co203)、氧化钒(V207)、氧化锑(Sb203)中选出的至少一种0. 1重量％ 7重量％，来代替氧化钼(Mo0》、氧化鸨(W03)、氧化铈(Ce02) 、二氧化锰(Mn02)。 另外，作为上述以外的成分，也可以含有氧化锌(ZnO)0重量X 40重量X、氧化硼(B203) 0重量％ 35重量％、氧化硅(Si02)0重量％ 15重量％、氧化铝(A1203) 0重量％ 10重量％等不含铅成分的材料组成。 将由这些组成成分构成的电介质材料通过湿式喷射式粉碎机或球磨机粉碎而使粒径为0. 5 ii m 2. 5 ii m，制成电介质材料粉末。接下来，将该电介质材料粉末55重量％ 70重量％和粘合剂成分30重量％ 45重量％通过三分叉辊很好地混匀制成模涂用或印刷用的第一电介质层81用膏。 粘合剂成分是乙基纤维素或含有丙烯树脂1重量％ 20重量％的松油醇或者丁基卡必醇乙酸酯。另外，在膏中也可以根据需要添加邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯作为增塑剂，添加丙三醇单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、H0M0GEN0L(花王株式会社产品名)、烷基烯丙基的磷酸酯等作为分散剂从而提高印刷性。
接下来，使用该第一电介质层用膏，以覆盖显示电极6的方式在前面玻璃基板3上通过模涂法或网板印刷法进行印刷干燥，其后，以稍高于电介质材料的软化点的温度575°C 590°C进行烧成，从而形成第一 电介质81 。 接下来，对第二电介质层82进行说明。第二电介质层82的电介质材料由以下的材料组成构成。即，含有氧化铋(81203) 11重量％ 20重量％、进而含有从氧化钙(Ca0)、氧化锶(Sr0)、氧化钡(Ba0)中选出的至少一种1. 6重量％ 21重量％、含有从氧化钼(Mo03)、氧化鸨(W03)、氧化铈(Ce02)中选出的至少一种0. 1重量％ 7重量％。
还有，也可以含有从氧化铜(Cu0)、氧化铬(Cr203)、氧化钴(Co203)、氧化钒(V207)、氧化锑(Sb^3)、氧化锰(Mn02)中选出的至少一种0. 1重量％ 7重量％，来代替氧化钼(Mo03)、氧化钨(W03)、氧化铈(Ce02)。 另外，作为上述以外的成分，也可以含有氧化锌(ZnO)0重量X 40重量X、氧化硼(B203) 0重量％ 35重量％、氧化硅(Si02)0重量％ 15重量％、氧化铝(A1203) 0重量％ 10重量％等不含铅成分的材料组成。 将由这些组成成分构成的电介质材料通过湿式喷射式粉碎机或球磨机粉碎而使粒径为0. 5 ii m 2. 5 ii m，制成电介质材料粉末。接下来，将该电介质材料粉末55重量％ 70重量％和粘合剂成分30重量％ 45重量％通过三分叉辊很好地混匀制成模涂用或印刷用的第二电介质层用膏。粘合剂成分是乙基纤维素或含有丙烯树脂1重量％ 20重量％的松油醇或者丁基卡必醇乙酸酯。另外，在膏中也可以根据需要添加邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯作为增塑剂，添加丙三醇单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、H0M0GEN0L(花王株式会社产品名)、烷基烯丙基的磷酸酯等作为分散剂从而提高印刷性。 接下来，使用第二电介质层用膏在第一电介质层81上通过网板印刷法或模涂法进行印刷干燥，其后，以稍高于电介质材料的软化点的温度550°C 59(TC进行烧成。
需要说明的是，对于电介质层8的膜厚，为了确保可见光透射率，优选第一电介质层81和第二电介质层82合计在41ym以下。为了抑制与金属汇流电极4b、5b的银(Ag)发生发应，第一电介质层81使氧化铋(Bi203)的含有量高于第二电介质层82的氧化铋(Bi203)的含有量，为20重量％ 40重量％。因此，第一电介质层81的可见光透射率比第二电介质层82的可见光透射率低，从而使第一电介质层81的膜厚比第二电介质层82的膜厚薄。
还有，在第二电介质层82中，若氧化铋(Bi203)的含有量为11重量％以下则着色难以产生，但是在第二电介质层82中容易产生气泡，因此不优选。另外，若含有率超过40重量％则着色易于产生，透射率降低。 另外，由于电介质层8的膜厚越小亮度的提高和降低放电电压的效果越显著，因此希望在绝缘耐压不降低的范围内将膜厚设定得尽可能小。根据这样的观点，在本发明的实施方式中，将电介质层8的膜厚设定在41iim以下，将第一电介质层81设定在5iim 15 ii m，将第二电介质层82设定在20 ii m 36 ii m。 可以确认，在这样制造的PDP1中，即使显示电极6使用银(Ag)材料，前面玻璃基板3的着色现象(变黄)也能减少，并且在电介质层8中没有气泡的产生等，能够实现绝缘耐压性能良好的电介质层8。 接下来，在本发明的实施方式的PDP1中，对由这些电介质材料构成的第一电介质层81中抑制变黄或气泡的产生的原因进行研究。即可知，通过在含有氧化铋(Bi203)的电介质玻璃中添加氧化钼(Mo03)或氧化钨(W0》，由此在58(TC以下的低温易于生成Ag^004、Ag2Mo207、 Ag2Mo4013、 Ag2W04、 Ag2W207、 Ag2W4013等化合物。在本发明的实施方式中，电介质层8的烧成温度在550°C 590°C，因此烧成中在电介质层8中扩散的银离子(Ag+)与电介质层8中的氧化钼(Mo0》、氧化钨(W0》、氧化铈(Ce0》、氧化锰(Mn02)发生反应，生成稳定的化合物而稳定化。即，由于没有将银离子(Ag+)还原而使其稳定化，因此不会发生凝集生成胶体。因此，通过使银离子(Ag+)稳定化，伴随着银(Ag)的胶化产生的氧也减少，因此向电介质层8中的气泡的产生也减少。 另一方面，为了有效地达到这些效果，优选在含有氧化铋(Bi203)的电介质玻璃中使氧化钼(Mo03)、氧化钨(W03)、氧化铈(Ce02)、氧化锰(Mn02)的含有量在0. 1重量％以上，进而优选在0. 1重量％以上7重量％以下。特别地，若小于0. 1重量％则抑制变黄的效果减弱，若超过7重量％则在玻璃中容易引起着色，因此不优选。 S卩，本发明的实施方式的PDP1的电介质层8能够在与银(Ag)材料构成的金属汇流电极4b、5b相接的第一电介质层81中抑制变黄现象和气泡产生。另外，通过设置在第一电介质层81上的第二电介质层82实现高的光透射率。其结果是，能够实现作为电介质层8整体，极少产生气泡或黄变且透射率高的PDP。
其次，说明本发明的实施方式中的保护层9的详细情况。 在本发明的实施方式中，利用以氧化镁(Mg0)和氧化钙(Ca0)为原材料，通过电子束蒸镀法形成的金属氧化物构成保护层9。进而，金属氧化物如下所述在保护层9面处的X射线衍射分析中，在氧化镁(Mg0)的峰值出现的衍射角和与氧化镁(Mg0)的峰值相同的面方位的氧化钙(Ca0)的峰值出现的衍射角之间存在峰值。 图3是表示本发明的实施方式中的PDP1的保护层9面处的X射线衍射分析结果、和氧化镁(Mg0)单体和氧化钙(CaO)单体的X射线衍射分析结果的图。 在图3中，横轴为布拉格的衍射角(2e)，纵轴为X射线衍射波的强度。衍射角的
单位由以一周为360度的度来表示，强度由任意单位(arbitraryimit)来表示。另外，在图
3中对各自的晶面方位标注括号来表示。氧化钙(CaO)单体的(111)面处的衍射角在32.2
度具有峰值。另外，氧化镁(MgO)单体的(111)面处的衍射角在36.9度具有峰值。 同样可知，氧化f丐(CaO)单体的(200)面处的衍射角在37. 3度具有峰值。另外，
氧化镁(MgO)单体的(200)面处的衍射角在42.8度具有峰值。 另一方面，使用氧化镁(MgO)或氧化钙(CaO)的单独材料的颗粒或混合了上述材料的颗粒，利用薄膜成膜方法形成的本发明的实施方式中的保护层9的X射线衍射分析结果为图3的A点和B点。 S卩，构成本发明的实施方式中的保护层9的金属氧化物的(111)面处的衍射角在氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)各自单体的衍射角之间的A点即36.1度存在峰值。另夕卜，(200)面处的衍射角在氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)各自单体的衍射角之间的B点即41. 1度存在峰值。 保护层9的(111)面及(200)面处的衍射角由成膜条件或氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)的比例来确定。在本发明的实施方式中，使保护层9的峰值存在于氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)各自的单独材料的衍射角峰值之间。 具有这样的X射线衍射分析结果的金属氧化物的能级也存在于氧化镁(MgO)单体和氧化钙(CaO)单体之间。其结果是，在保护层9中，与氧化镁(MgO)单体相比，发挥良好的二次电子放射特性。因此，尤其在为了提高亮度而提高了作为放电气体的氙(Xe)分压的情况下，能够降低放电电压，以低电压实现高亮度的PDP。 例如，在使用了氙(Xe)和氖(Ne)的混合气体作为放电气体的情况下，当将氙(Xe)的分压设定为10%到15%时，亮度上升大约30%。然而，在形成了氧化镁(MgO)单体的保护层9的情况下，放电维持电压上升大约10%。 另一方面，在本发明的实施方式中，利用含有氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)的金属氧化物来形成保护层9。金属氧化物如下所述在保护层9面处的X射线衍射分析中，峰值存在于氧化镁(MgO)的峰值出现的衍射角和氧化钙(CaO)的峰值出现的衍射角之间。通过形成为这样的保护层9，能够将放电维持电压减少大约10%。 另外，在放电气体全部为氙(Xe)的情况下，即将氙(Xe)分压设为100%的情况下，亮度上升大约180%。另一方面，放电维持电压上升大约35%，从而超过通常的工作电压范围。然而，若形成本发明的实施方式中的保护层9，则能够将放电维持电压减少大约20%。因此，能够将放电维持电压设在通常工作范围内。其结果是，能够以高亮度实现低电压驱动的PDP。 此外，认为本发明的实施方式中的保护层9能够降低放电维持电压的理由基于各自的金属氧化物的能带结构。 SP，氧化钙(CaO)的价电子带的自真空能级的深度与氧化镁(MgO)相比，存在于浅的区域。因此，认为在氧化钙(CaO)的能级存在的电子向氙(Xe)离子的基态跃迁时，通过俄歇效应来放射的电子数量比氧化镁(MgO)的情况多。 另外，本发明的实施方式中的保护层9如下所述以氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)为主成分，且在X射线衍射分析中，在作为上述主成分的氧化镁(Mg0)和氧化钙(CaO)单体 的衍射角之间存在峰值。 上述金属氧化膜的能级具有氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)合成的性质。从而，保 护层9的能级也存在于氧化镁(MgO)单体和氧化钙(CaO)单体之间，能够使通过俄歇效应 其他电子获得的能量的量成为充分超过真空能级而放射的量。其结果是，在保护层9中，与 氧化镁(MgO)单体相比，能够发挥良好的二次电子放射特性，其结果是，能够降低放电维持 电压。 此外，氧化钙(CaO)在单体的情况下，反应性高，因此，容易与杂质反应，因此，具 有电子放射性能降低的问题。然而，像本发明的实施方式那样，形成为氧化镁(MgO)和氧化 钙(CaO)的金属氧化物的构成，由此能够降低反应性，解决上述问题。 另外，氧化锶(SrO)和氧化钡(BaO)从其能带结构来说，自真空能级的深度与氧化 镁(MgO)相比，存在于比较浅的区域。从而，在使用上述材料取代氧化钙(CaO)的情况下， 也能够产生相同的效果。 进而，就本发明的实施方式中的保护层9来说，以氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)为 主成分，并且，在X射线衍射分析中，在作为上述主成分的氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)单 体的衍射角之间存在峰值，因此，以杂质的混入或氧缺损少的结晶结构来形成。因此，除了 在PDP的驱动时抑制电子的过剩放射，同时实现低电压驱动和二次电子放射性能的效果之 外，还发挥具有适度的电荷保持性能的效果。该电荷保持性能保持在初始化期间贮存的壁 电荷，在写入期间防止写入不良，从而进行可靠的写入放电，因此，尤为必要。
其次，详细说明本发明的实施方式中的在保护层9上设置的氧化镁(MgO)的晶粒 92a多个凝集而成的凝集粒子92。通过本申请发明人等的实验，确认到凝集粒子92主要具 有抑制写入放电中的放电延迟的效果和改善放电延迟的温度依赖性的效果。即，凝集粒子 92与保护层9相比，具有高度的初始电子放射特性。因此，在本发明的实施方式中，将凝集 粒子92作为在放电脉冲上升时必要的初始电子供给部来设置。 在放电开始时，成为放电的触发的初始电子从保护层9表面向放电空间16中放 射。认为初始电子量不足是造成放电延迟的主要原因。因此，为了稳定供给初始电子，将氧 化镁(MgO)的凝集粒子92分散配置于保护层9的表面。由此，在放电脉冲上升时，在放电 空间16中使初始电子大量地存在，能够消除放电延迟。从而，通过具有这样的初始电子放 射特性，在PDP1为高清晰的情况等下，也能够进行放电响应性良好的高速驱动。此外，在保 护层9的表面配设氧化镁(MgO)的凝集粒子92的结构中，主要除抑制写入放电中的放电延 迟的效果之外，还得到改善放电延迟的温度依赖性的效果。 如上所述，在本发明的实施方式中的PDP1中，具有起到低电压驱动和电荷保持的 并行效果的保护层9和起到放电延迟的防止效果的氧化镁(MgO)的凝集粒子92。因此，在 PDP1为高清晰的情况下，也能够以低电压高速驱动。另外，能够期待抑制了点灯不良的高质 量的图像显示性能。 在本发明的实施方式中，在保护层9上离散地散布晶粒92a多个凝集而成的凝集 粒子92，使其在整个面大致均匀地分布而附着。图4是用于说明凝集粒子92的放大图。
凝集粒子92如图4所示，是规定的一次粒径的结晶粒子92a凝集状态下的物质。 即，不是通过作为固体所具有的大的结合力结合的物质。而是在静电或范德瓦尔斯力等的作用下多个一次粒子形成聚集体的物质。另外，凝集粒子92在被施加超声波等外力的情况 下，其局部或全部以分解为一次粒子的状态的程度的力结合。优选凝集粒子92的粒径大约 为1 P m左右，结晶粒子92a具有14面体或12面体等带有7面以上的面的多面体形状。
另外，结晶粒子92a的一次粒子的粒径可以根据结晶粒子92a的生成条件进行控 制。例如，在将碳酸镁或氢氧化镁等MgO前体进行烧成而生成的情况下，通过控制烧成温度 或烧成气氛，能够控制粒径。通常，烧成温度可以在70(TC到150(TC的范围内进行选择，但 通过使烧成温度在IOO(TC以上，能够将一次粒径控制在0. 3 ii m 2 ii m左右。进而，加热 MgO前体获得结晶粒子92a的情况下，在其生成过程中，多个一次粒子彼此凝集而能够获得 凝集粒子92。 图5是表示本发明的实施方式中的PDP1的放电延迟和保护层9中的钙(Ca)浓度 的关系的图。利用含有氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)的金属氧化物来构成保护层9。进而， 就金属氧化物来说，在保护层9面处的X射线衍射分析中，在氧化镁(MgO)的峰值出现的衍 射角和氧化钙(CaO)的峰值出现的衍射角之间存在峰值。 此外，在图5中示出作为保护层9仅为基底膜91的情况和在基底膜91上配置有凝 集粒子92的情况。另外，放电延迟以在基底膜91中不含有钙(Ca)的情况为基准来示出。
需要说明的是，表示电子放射性能越大电子放射量越多的数值，通过表面状态以 及气体种类和其状态所确定的初始电子放射量表示。初始电子放射量可以通过在表面照射 离子或电子束，测量从表面放射的电子电流量的方法进行测量，但如果不破坏则难以实施 对PDP的前面板表面的评价。由此，使用日本特开2007-48733号公报所记载的方法。S卩，对 放电时的延迟时间中被称为统计延迟时间的作为放电易于发生的基准值的数值进行测量， 然后，将该数值的倒数进行积分，由此获得与初始电子的放射量线性对应的数值。这里使用 这样获得的数值进行评价。放电时的延迟时间是指从脉冲的上升延迟进行放电的放电延迟 的时间。放电延迟的主要原因是，在开始放电时，作为触发的初始电子难以从保护层表面向 放电空间中放射。 从图5明确可知，仅为基底膜91的情况下，伴随钙(Ca)浓度的增加，放电延迟变 大。另一方面，在基底膜91上配置有凝集粒子92的情况下，能够大幅度减小放电延迟。另 外，即使钙(Ca)浓度增加，放电延迟也几乎不增加。 接下来，对为了确认具有本发明的实施方式的保护层9的PDP1的效果而进行的实 验结果进行说明。首先，试作了具有结构不同的保护层9和在保护层9上设置的凝集粒子 92的PDP。在图6中示出对这些PDP的电子放射性能和电荷保持性能进行研究的结果。
试制件1是仅由氧化镁(MgO)形成保护层9的PDP。试制件2是由掺杂有铝(Al)、 硅(Si)等杂质的氧化镁(MgO)形成保护层9的PDP。试制件3是在由氧化镁(MgO)构成的 基底膜91上仅散布并附着氧化镁(MgO)的晶粒92a的一次粒子而成的PDP。
另一方面，试制件4为本发明的实施方式中的PDP1。 S卩，基底膜91如下所述以 氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)为主成分，并且，在X射线衍射分析中，峰值存在于作为上述 主成分的氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)单体的衍射角之间。进而，在基底膜91上，晶粒92a 凝集而成的凝集粒子92在整个面大致均匀地分布而附着。 另外，使用在制造PDP时为了抑制电荷放射现象所需要的、施加在扫描电极上的 电压(以下称为"Vscn点灯电压")的电压值作为电荷保持性能的指标。S卩，Vscn点灯电压低表示电荷保持性能高。这样，在PDP的设计上，若电荷保持性能高，则可以使用耐压及 电容小的部件作为电源或各电部件。在现有的产品中，用于将Vscn点灯电压依次施加的 MOSFET等半导体开关元件使用耐压150V左右的元件。因此，优选考虑因温度导致的变动， 将Vscn点灯电压抑制在120V以下。 从图6明确可知，在本发明的实施方式中的在基底膜91上散布氧化镁(MgO)的晶 粒92a凝集而成的凝集粒子92、并使其在整个面均匀地分布的试制件4，在电荷保持性能的 评价中，可以将Vscn点灯电压设在120V以下。与仅为氧化镁(MgO)的保护层的情况相比， 能够得到高的电子放射性能。 通常，PDP的保护层的电子放射性能和电荷保持性能相反。例如，通过改变保护层 的成膜条件或在保护层中掺杂铝(Al)或硅(Si)、钡(Ba)等杂质而成膜，能够提高电子放射 性能。但是，作为副作用的是Vscn点灯电压也上升。 形成了本发明的实施方式中的保护层9的试制件4的PDP1与使用了仅为氧化镁
(MgO)的保护层9的试制件1相比，具有8倍以上的电子放射性能。另外，能够得到Vscn点
灯电压为120V以下的电荷保持性能。从而，对于在高清晰化导致扫描线数增加且电池尺寸
变小的趋势下的PDP而言，能够使电子放射性能和电荷保持性能双方得到满足。 根据图6的结果可知，就本发明的实施方式中的PDP1来说，具有与试制件3的在
由氧化镁(MgO)构成的基底膜91上仅散布并附着氧化镁(MgO)的晶粒92a的一次粒子而
成的PDP相等的Vscn点灯电压，如上所述，还能够降低放电维持电压。 接下来，对在本发明的实施方式的PDP1的保护层9中使用的凝集粒子92的粒径
进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，粒径表示平均粒径，平均粒径表示体积累积平
均直径(D50)。 图7是表示在上述图6所说明的本发明的试制件4中，使凝集粒子92的粒径改变 而研究电子放射性能的实验结果的特性图。此外，在图7中，凝集粒子92的粒径通过SEM 观察凝集粒子92来测定长度。如图7所示可知，若粒径变小至0. 3 P m左右，则电子放射性 能变低，若在大致0. 9 ii m以上，则得到高的电子放射性能。 这里，为了使放电电池内的电子放射数量增加，希望保护层9上的每单位面积的 结晶粒子92a的数量越多越好。然而，根据本发明人等的实验可知，若在与保护层9紧密接 触的相当于隔墙14的顶部的部分存在凝集粒子92，则使隔墙14的顶部破损。进而，还存 在破损的隔墙材料附着在荧光体层15上的情况。由此可知，产生该电池不能够正常地点灯 灭灯的现象。只要凝集粒子92不在与隔墙14的顶部对应的部分存在，就不容易发生这种 隔墙破损的现象，因此只要附着的凝集粒子92的数量多，隔墙14的破损发生概率就高。若 凝集粒径变大至2. 5ym左右，则隔墙破损的概率急剧地变高。另一方面，若凝集粒径小于 2. 5 ii m，则能够将隔墙破损的概率抑制得比较小。 从以上的结果可知，在本发明的实施方式中的PDP1中，使用粒径在0. 9 ii m 2 ii m 的范围的凝集粒子92的情况下，得到上述本发明的效果。 如上所述，根据本发明可知，能够得到电子放射性能高，作为电荷保持性能，Vscn 点灯电压为120V以下的PDP。 此外，在本发明的实施方式中，作为晶粒，使用氧化镁(MgO)粒子进行了说明，但 使用其他单晶粒中，与氧化镁(MgO)同样具有高的电子放射性能的氧化锶(SrO)、氧化钙(Ca0)、氧化钡(BaO)、氧化铝(A1203)等金属氧化物晶粒，也能够得到相同的效果。因此，作 为粒子种类，并不限定于氧化镁(MgO)。
产业上的可利用性 根据本发明可知，在实现高画质的显示性能，且低消耗功率的PDP方面是有用的 发明。
权利要求
一种等离子体显示屏，具有第一基板，其以覆盖在基板上形成的显示电极的方式形成电介质层并且在所述电介质层上形成有保护层；第二基板，其与所述第一基板对置配置而形成填充有放电气体的放电空间，且在与所述显示电极交叉的方向上形成寻址电极，并且设有划分所述放电空间的隔墙，所述等离子体显示屏的特征在于，所述保护层利用含有氧化镁和氧化钙的金属氧化物来形成，且所述金属氧化物如下所述在所述保护层面处的X射线衍射分析中，在所述氧化镁的峰值出现的衍射角和与所述峰值相同方位的所述氧化钙的峰值出现的衍射角之间存在峰值。
全文摘要
本发明提供一种实现具备高清晰且高亮度的显示性能，且低消耗功率的等离子体显示屏。因此，在前面板形成显示电极、电介质层和保护层。显示电极形成于前面玻璃基板上。电介质层以覆盖显示电极的方式形成。保护层形成于电介质层上。在背面板上，在与显示电极交叉的方向上形成划分寻址电极和放电空间的隔墙。前面板和背面板对置配置而形成填充有放电气体的放电空间。保护层利用含有氧化镁和氧化钙的金属氧化物来形成。金属氧化物在保护层面处的X射线衍射分析中，在氧化镁的峰值出现的衍射角和与峰值相同方位的氧化钙的峰值出现的衍射角之间存在峰值。
文档编号H01J11/12GK101785079SQ20098010022
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月28日 优先权日2008年9月29日
发明者加道博行, 后藤真志, 村井隆一, 桥本润, 森田幸弘, 辻田卓司, 野口康幸 申请人:松下电器产业株式会社