等离子体显示面板的制作方法

专利名称：等离子体显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于显示设备等的等离子体显示面板。
背景技术：
等离子体显示面板(以下称PDP)因为可以实现高清晰、大屏幕，作为100英寸类 的电视机等已产品化。最近，PDP在与现有NTSC方式相比扫描线数在两倍以上的高清晰电 视的应用正在发展。另外，针对能源问题，对进一步降低耗电量的配合、及考虑到环境问题 的不含铅的PDP的要求等也在提高。PDP基本上由前面板和背面板构成。前面板由通过浮法制作的硼硅酸钠系玻璃 的玻璃基板、在玻璃基板的一主面上形成的条纹状的由透明电极和汇流电极构成的显示电 极、覆盖显示电极并发挥作为电容器的功效的电介质层、和在电介质层上形成的由氧化镁 (MgO)形成的保护层构成。另一方面，背面板由玻璃基板、在其一主面上形成的条纹状的地址电极、覆盖地址 电极的基底电介质层、在基底电介质层上形成的隔壁、在各隔壁之间形成的分别发出红色、 绿色及蓝色的光的荧光体层构成。前面板和背面板使其电极形成面侧对置并进行气密密封，在通过隔壁隔开的放电 空间，以400Torr 600Torr(53300Pa 80000Pa)的气压封入了放电气体氖(Ne)-氙(Xe)。 PDP通过在显示电极有选择地附加图像信号电压而放电，通过其放电而发生的紫外线激励 各色荧光体使其发出红色、绿色、蓝色的光，从而实现彩色图像显示。另外，作为这样的PDP的驱动方法，一般采用具有在容易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、通过在施行了写入的放电空 间产生维持放电而进行显示的维持期间的驱动方法。组合了这些各期间的期间(子场)在 相当于图像的1帧期间(1场)内多次重复，由此进行PDP的灰度显示。在这种PDP中，作为在前面板的电介质层上形成的保护层的作用，可举出保护电 介质层免受放电产生的离子冲击、放射用于产生地址放电的初始电子的作用等。保护电介 质层免受离子冲击具有防止放电电压上升的重要的作用。另外，放射用于产生地址放电的 初始电子具有防止成为图像闪烁原因的地址放电错误的重要作用。为了增加从保护层放射的初始电子数而降低图像的闪烁，公示有譬如在MgO保护 层中添加杂质的例，或在MgO保护层上形成MgO粒子的例子。(例如，参照专利文献1、2、3、 4、5 等)近年来，电视机正在朝着高清晰度发展，市场要求低价位 低耗电·高亮度的全功 能HD (高分辨率)(1920X 1080像素顺序显示)的PDP。因为来自保护层的电子放射性能 决定PDP的画质，所以控制电子放射性能是非常重要的。S卩，为了显示高清晰图像，虽然1场的时间一定，但是进行写入的像素的数量也增 加，因此在子场中的写入期间，有必要减小向地址电极施加的脉冲幅度。但是，由于电压脉 冲上升而在放电空间内直到放电发生都存在被称作“放电延迟”的时滞。因此，若脉冲幅度减小就会降低在写入期间内放电可结束的概率。其结果是会产生点亮不良，产生所谓的闪 烁的画质性能降低之类的问题。另外，为降低电力消耗，以提高放电的发光效率为目的，考虑增大有助于荧光体层 的发光的、作为放电气体的一成分的氖(Xe)分压。但是，放电电压增大的同时，“放电延迟” 增大，因此存在发生点亮不良等画质低下之类的问题。这样，在推进PDP的高清晰化和低耗电方面，存在必须同时实现放电电压不提高 和减少点亮不良并提高画质的这一课题。进行了通过在保护层中掺杂杂质来改善电子放射性能的试验。但是，在使保护层 掺杂杂质而改善电子放射性能的情况下，使得电荷蓄积在保护层表面，作为存储器功能使 用时，往往会增大电荷随着时间而减少的衰减率。为了补充这种电荷的衰减，有必要采取增 加附加电压等对策。另外，包含MgO以外的保护层，因受周围温度的影响而存在放电现象变得不稳定 这种问题。另一方面，在MgO保护层上形成MgO晶体粒子的示例中，虽然可以减小“放电延迟” 且减少点亮不良，但是，存在不能降低放电电压这种问题。本发明是鉴于这样的问题而开发的，是实现具备高亮度的显示性能，且能进行低 电压驱动，能够不依赖扫描电压的温度的可稳定放电的PDP的发明。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
本发明提供一种PDP，其具有第1基板和以形成填充有放电气体的放电空间的方 式与所述第1基板对向配置的第2基板，第1基板中，以覆盖形成于基板上的显示电极的方 式形成电介质层，并且在电介质层上形成保护层；第2基板中，在与所述显示电极相交叉的 方向形成地址电极，且设有区分所述放电空间的隔壁。其中，保护层通过由氧化镁和氧化钙 组成的金属氧化物形成，并且含有硅，在保护层面的X射线衍射分析中，金属氧化物的峰值 发生的衍射角存在于氧化镁的峰值发生的衍射角和与该峰值同一方位的氧化钙的峰值发 生的衍射角之间。根据这种结构，即使为了提高保护层的二次电子放射性能、提高亮度而增大放电 气体的Xe气体分压的情况下，也能够实现低电压驱动。另外，可以实现扫描电压没有温度 依存性的、能够稳定放电的PDP。


图1是表示本发明实施方式的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的保护层的X射线衍射结果的图。
图4是表示用于说明该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)浓度之间关系的图。图6是表示对本发明实施方式的PDP的电子放射性能和点亮电压进行调查的结果 的图。图7是对该PDP的保护层中所含的硅(Si)的浓度和Vscn点亮电压的温度依存性 进行表示的图。图8是表示该PDP使用的凝集粒子和电子放射性能的关系的特性图。符号说明1 PDP2 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黑色条纹(遮光层)8 电介质层9保护层10 背面板11背面玻璃基板12 地址电极13基底电介质层14 隔壁15 荧光体层16 放电空间81第1电介质层82第2电介质层92凝集粒子92a晶体粒子
具体实施例方式下面，利用

本发明实施方式中的PDP。(实施方式)图1是表示本发明实施方式的PDPl的结构的立体图。PDPl的基本结构与一般的 面放电交流型PDP相同。如图1所示，PDPl的构成为，由前面玻璃基板3等构成的第1基 板(以下称前面板2)与由背面玻璃基板11等构成的第2基板(以下称背面板10)对向配 置，将其外周部通过由玻璃料等构成的密封材料进行气密密封。在被密封了的PDPl内部的 放电空间16，以400Torr 600Torr (53300Pa 80000Pa)的压力封入有氙(Xe)和氖(Ne)等放电气体。在前面板2的前面玻璃基板3上，由扫描电极4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互相平行地各配置有多列。在前面玻璃基板3上以覆盖显 示电极6和遮光层7的方式形成保持电荷并作为电容器起作用的电介质层8，进一步在其上 形成保护层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及维持电极 5相正交的方向上，互相平行配置有多个带状的地址电极12，其被基底电介质层13覆盖。 而且，在地址电极12之间的基底电介质层13上形成有划分放电空间16的规定高度的隔壁 14。隔壁14之间的每个沟槽中，按照顺序涂敷形成有通过紫外线分别以红色、绿色、及蓝色 发光的荧光体层15。在扫描电极4及维持电极5与地址电极12相交叉的位置形成放电空 间，使得具有在显示电极6方向排列的红色、绿色、蓝色荧光体层15的放电空间成为用于彩 色显示的像素。图2是表示本发明实施方式的PDPl的前面板2的结构的剖面图。该图2中的前 面板2以将图1的前面板2的上下翻转了的状态而表示。如图2所示，在通过浮法等制作 的前面玻璃基板3上，由扫描电极4和维持电极5构成的显示电极6和遮光层7形成了图 案。扫描电极4和维持电极5分别由铟锡氧化物(ITO)或氧化锡(SnO2)等组成的透明电极 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由用 于在透明电极4a、5a的纵向方向给予导电性的以银(Ag)材料为主要成分的导电材料形成。电介质层8形成为覆盖前面玻璃基板3上形成的这些透明电极4a、5a和金属汇流 电极4b、5b和遮光层7而设置的第1电介质层81、和在第1电介质层81上形成的第2电介 质层82至少两层结构。而且，在第2电介质层82上形成有保护层9。保护层9通过由氧化镁和氧化钙组成的金属氧化物形成。而且，在该保护层9上 附着形成有多个氧化镁(MgO)的晶体粒子92a凝聚而成的凝集粒子92。接着，对于这种PDPl的制作方法加以说明。首先，在前面玻璃基板3上形成扫描 电极4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，使用光刻法图案化而形成。透明电极4a、5a使用薄膜加工等形成，金属汇 流电极4b、5b由含银(Ag)材料的糊料在规定的温度下烧成固化而成。另外，遮光层7也同 样，通过使用将含有黑色颜料的糊料进行丝网印刷的方法或在玻璃基板的整个面上形成黑 色颜料后，使用光刻法进行图案化、烧成而形成。然后，以覆盖扫描电极4、维持电极5及遮光层7的方式在前面玻璃基板3上通过 模涂法等涂敷电介质糊料，形成电介质糊料(电介质材料)层。涂敷了电介质糊料后放置 规定的时间，由此，所涂敷的电介质糊料表面被整平成为平坦的表面。之后，通过将电介质 糊料层进行烧成固化，形成覆盖扫描电极4、维持电极5及遮光层7的电介质层8。需要说 明的是，电介质糊料为含有玻璃粉末等电介质材料、粘合剂及溶剂的涂料。然后，在电介质层8上形成保护层9。在本发明的实施方式中，通过由氧化镁(MgO) 和氧化钙(CaO)组成的金属氧化物来形成保护层9。保护层9使用氧化镁(MgO)或氧化钙(CaO)的单独材料的颗粒、或者将这些材料 混合而成的颗粒通过薄膜成膜方法而形成。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。可以认为，作为一例，就实际上取得的压力的上限而言，溅射法中为lPa，蒸镀法之一例的电子束蒸镀法中为0. IPa0另外，作为保护层9成膜时的氛围，为防止水分附着或杂质的吸附而调整为与外 部隔断的密闭状态。由此，可以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。然后，对在保护层9上附着形成的氧化镁(MgO)的晶体粒子92a的凝集粒子92进 行叙述。这些晶体粒子92a可以通过以下所示的气相合成法或前体烧结法的任一种进行制造。气相合成法中，在充满惰性气体的氛围下将纯度99. 9%以上的镁金属材料加热。 而且，通过在氛围中导入少量的氧气，能够使镁直接氧化，制作氧化镁(MgO)的晶体粒子 92a。另一方面，前体烧结法中，可以通过以下的方法制造晶体粒子92a。前体烧成法 中，将氧化镁(MgO)的前体在700°C以上的温度条件下均勻烧成，将其缓慢冷却得到氧化镁 (MgO)的晶体粒子92a。作为前体，例如可以选醇镁(Mg(OR)2)、乙酰丙酮镁(Mg(acac)2)、氢 氧化镁(Mg(OH)2)、碳酸镁(MgCO3)、氯化镁(MgCl2)、硫酸镁(MgSO4)、硝酸镁(Mg(NO3)2)、草 酸镁(MgC2O4)中的任意一种以上的化合物。需要说明的是，选择的化合物有的通常为水合 物的形态，但也可以使用这种水合物。这些化合物烧成后所得到的氧化镁(MgO)的纯度为99.95%以上，优选调整为 99. 98%以上。因为当这些化合物中混合有一定量以上的各种碱金属、硼(B)、硅(Si)、铁 (Fe)、铝(Al)等杂质元素时，热处理时会产生不必要的粒子间粘合或烧结，难以得到高结 晶性的氧化镁(MgO)的晶体粒子92a。因此，有必要通过去除杂质元素等预先对前体进行调
iF. ο使上述任何方法得到的氧化镁(MgO)的晶体粒子92a分散在溶剂中。接着，将其 分散液通过溅射法或丝网印刷法、静电涂敷法等分散散布在保护层9的表面。之后，经过干 燥 烧成工序去除溶剂，使凝集了多个氧化镁(MgO)的晶体粒子92a的凝集粒子92固定在 保护层9的表面。通过如此一系列的工序完成了在前面玻璃基板3上形成规定的构成物(扫描电极 4、维持电极5、遮光层7、电介质层8、保护层9)，完成前面板2。另一方面，背面板10如下操作而形成。首先，在背面玻璃基板11上，将含有银(Ag) 材料的糊料使用丝网印刷法在整个面形成金属膜后，通过使用光刻法进行图案化的方法等 形成成为地址电极12用的材料层。之后，通过在规定的温度下烧成形成地址电极12。然 后，在形成了地址电极12的背面玻璃基板11上通过模涂法等以覆盖地址电极12的方式涂 敷电介质糊料，形成电介质糊料层。之后，通过对电介质糊料层进行烧成形成基底电介质层 13。需要说明的是，电介质糊料为含有玻璃粉末等的电介质材料和粘合剂及溶剂的涂料。然后，在基底电介质层13上涂敷含有隔壁材料的隔壁形成用糊料，图案化成规定 形状，从而形成隔壁材料层。之后，通过在规定的温度进行烧成形成隔壁14。在此，作为对 涂敷在基底电介质层13上的隔壁用糊料进行图案化的方法，可以使用光刻法和喷砂法。并 且，在邻接的隔壁14之间的基底电介质层13上及隔壁14的侧面涂敷含有荧光材料的荧光 糊料，通过烧成形成荧光体层15。通过以上工序，完成在背面玻璃基板11上具有规定的构 成部件的背面基板10。
将具备规定构成部件的前面板2和背面基板10以与扫描电极4和地址电极12相 正交的方式对向配置，用玻璃料将其周围密封并在放电空间16封入含有氙(Xe)和氖(Ne) 等的放电气体，从而完成PDP1。在此，对于构成前面板2的电介质层8的第1电介质层81和第2电介质层82加以 详细说明。第1电介质层81的电介质材料以如下材料组成构成。即，含有氧化铋(Bi2O3) 20 重量％ 40重量％、选自氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)、氧化钡(BaO)的至少一种为0. 5重 量％ 12重量％，含有选自氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)、氧化铈(CeO2)、二氧化锰(MnO2)的
至少一种为0. 1重量％ 7重量％。需要说明的是，也可以取代氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)、氧化铈(CeO2)、二氧化 锰(MnO2),含有选自氧化铜(CuO)、氧化铬(Cr2O3)、氧化钴(Co2O3)、氧化钒(V2O7)、氧化锑 (Sb2O3)的至少一种为1重量％ 7重量％。另外，作为上述以外的成分，也可以包含氧化锌(ZnO)O重量％ 40重量％、氧 化硼(B2O3)O重量％ 35重量％、氧化硅(SiO2)O重量％ 15重量％、氧化铝(Al2O3)O重 量％ 10重量％等不含铅成分的材料组成。将这些组成成分构成的电介质材料使用湿式喷射式磨机或球磨机粉碎制成 0. 5 μ m 2. 5 μ m，制造电介质材料粉末。接着，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％，用三个轧辊充分进行混炼，制作模涂用或印刷用的第 1电介质层81用糊料。粘合剂成分为含有乙基纤维素、或者丙烯酸树脂1重量％ 20重量％的松油醇或 者丁基卡必醇醋酸酯。另外，根据需要，糊料中作为增塑剂可以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，作为分散剂可以添加单油酸甘油酯、山梨糖醇 酐倍半油酸酯、Homogenol (花王株式会社制商品名)、烷基丙烯基的磷酸酯等，以提高作为 糊料的印刷特性。接着，使用该第1电介质层用糊料，以覆盖显示电极6的方式在前面玻璃基板3用 模涂法或者丝网印刷法进行印刷并使其干燥，其后，在比电介质材料的软化点稍高的温度 575°C 590°C进行烧成，形成第1电介质层81。接着，对第2电介质层82加以说明。第2电介质层82的电介质材料以如下材料 组成构成。即，氧化铋(Bi2O3) 11重量％ 20重量％，此外，含有选自氧化钙(CaO)、氧化锶 (SrO)、氧化钡(BaO)的至少一种为1. 6重量％ 21重量％，含有选自氧化钼(MoO3)、氧化 钨(WO3)、氧化铈(CeO2)的至少一种为0. 1重量％ 7重量％。需要说明的是，也可以取代氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)、氧化铈(CeO2)，含有选 自氧化铜(CuO)、氧化铬(Cr2O3)、氧化钴(Co2O3)、氧化钒(V2O7)、氧化锑(Sb2O3) 二氧化锰 (MnO2)的至少一种0. 1重量％ 7重量％。另外，作为上述以外的成分，也可以含有氧化锌(ZnO)O重量％ 40重量％、氧 化硼(B2O3)O重量％ 35重量％、氧化硅(SiO2)O重量％ 15重量％、氧化铝(Al2O3)O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使用湿式喷射式磨机和球磨机粉碎制成 0. 5 μ m 2. 5 μ m，制造电介质材料粉末。接着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％用三个轧辊充分混炼，制作模涂用、印刷用的第2电介质层用糊料。粘合剂成分为包含乙基纤维素或者丙烯酸树脂1重量％ 20重量％的松油 醇或者丁基卡必醇醋酸酯。而且，根据需要，糊料中作为增塑剂可以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，作为分散剂可以添加单油酸甘油酯、山梨 糖醇酐倍半油酸酯、Homogenol (花王株式会社制商品名)、烷基丙烯基的磷酸酯等，以提高 作为糊料的印刷特性。接着，使用该第2电介质层用糊料在第1电介质层81上通过丝网印刷法或者模 涂法进行印刷并使其干燥，其后，在比电介质材料软化点稍高的温度550°C 590°C进行烧 成。需要说明的是，作为电介质层8的膜厚，为确保可见光透射率，优选将第1电介质 层81和第2电介质层82加在一起设定为41 μ m以下。另外，对于第1电介质层81，为抑制 其与金属汇流电极4b、5b银(Ag)的反应，将氧化铋(Bi2O3)的含量设为比第2电介质层82 的氧化铋(Bi2O3)的含量多且为20重量％ 40重量％，因此，第1电介质层81的可见光透 射率比第2电介质层82的可见光透射率低，所以将第1电介质层81的膜厚设为比第2电 介质层82的膜厚薄。需要说明的是，在第2电介质层82中，氧化铋(Bi2O3)的含量为11重量％以下时， 不易产生着色，但由于第2电介质层82中易发生气泡而不优选。另一方面，含有率超过40 重量％时，由于易着色，透射率降低。另外，因为电介质层8的膜厚越小，亮度的提高和减小放电电压的效果越明显，所 以，理想的是尽量减小膜厚，只要在绝缘耐压不降低的范围内即可。根据这种观点，本发明 的实施方式中，电介质层8的膜厚设定为41 μ m以下，第1电介质层81为5 μ m 15 μ m、第 2电介质层82为20 μ m 36 μ m。可以确认，这样操作所制造的PDP1，显示电极6使用银(Ag)材料，前玻璃基板3的 着色现象(泛黄)也很少，而且，电介质层8中也不会产生气泡等，可实现绝缘耐压性能优 良的电介质层8。接着，对本发明实施方式的PDPl中，用这些电介质材料抑制在第1电介质层81中 泛黄和气泡发生的原因进行考察。即，众所周知，通过在含氧化铋(Bi2O3)的电介质玻璃中 添加氧化钼(MoO3)或者氧化钨(WO3)，在580°C以下的低温下容易生成Ag2MO04、Ag2Mo2O7, Ag2Mo4O13> Ag2WO4, Ag2W2O7, Ag2W4O13之类的化合物。本发明的实施方式中，由于电介质层8的 烧成温度为550°C 590°C，烧成中扩散至电介质层8中的银离子(Ag+)与电介质层8中的 氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)、氧化铈(CeO2)、二氧化锰(MnO2)进行反应，生成稳定的化合物 而稳定化。即，由于银离子(Ag+)不会被还原且被稳定化，所以不会凝聚而生成胶体。因 而，通过使银离子(Ag+)稳定化，伴随银(Ag)的胶体化而产生的氧也很少，减少了电介质层 8中气泡的发生。另一方面，为了使这些效果更有效，优选含氧化铋(Bi2O3)的电介质玻璃中氧化钼 (MoO3)、氧化钨(WO3)，、氧化铈(CeO2)、二氧化锰(MnO2)的含量为0. 1重量％以上，但更优选 0. 1重量％以上且7重量％以下。尤其是因为小于0. 1重量％时抑制泛黄的效果小，大于7 重量％时发生玻璃着色，所以不优选。S卩，本发明的实施方式的PDPl的电介质层8，在与由银(Ag)材料构成的金属汇流 电极4b、5b相接的第1电介质层81中，抑制了泛黄现象和气泡发生。另外，通过在第1电介质层81上设置的第2电介质层82实现了高的光透射率。其结果，作为电介质层8整体， 气泡和泛黄的发生极少，能够实现透射率高的PDP。接着，对本发明实施方式的保护层9的详细情况进行说明。本发明实施方式中，由以氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)为原料通过电子束蒸镀法 形成的金属氧化物构成保护层9，且使其含有规定量的硅(Si)。而且，金属氧化物在保护层 9面的X射线衍射分析中，金属氧化物的峰值发生的衍射角存在于氧化镁(MgO)的峰值发生 衍射角、和与氧化镁(MgO)的峰值同一方位的氧化钙(CaO)的峰值发生的衍射角之间。图3是表示本发明实施方式的PDPl的保护层9的X射线衍射结果、氧化镁(MgO) 的单体与氧化钙(CaO)的单体的X射线衍射分析结果的图。在图3中，横轴为布拉格衍射角(2 θ )、纵轴为X射线的衍射光强度。衍射角的单 位以一周为360度的度表示，强度以任意单位(arbitrary unit)表示。另外，图3中将各 自的结晶面方位加括号表示。如图3所示可知，以结晶面位(111)为例，氧化钙(CaO)单体 的衍射角在32. 2度具有峰值，另外，氧化镁(MgO)单体的衍射角在36. 9度具有峰值。同样，可知在结晶面方位(200)，氧化钙(CaO)单体的衍射角在37. 3度具有峰值， 氧化镁(MgO)单体的衍射角在42. 8度具有峰值。另一方面，使用氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)的单独材料颗粒或者将这些材料混 合后的颗粒通过薄膜成膜方法形成的本发明实施方式中保护层9的X射线衍射结果为图3 的A点和B点。S卩，构成本发明的实施方式的保护层9的金属氧化物的X射线衍射结果，在结晶 面方位(111)，在各个单体的衍射角之间的A点即衍射角36. 1度存在峰值；在结晶面方位 (200)，在各个单体的衍射角之间的B点即衍射角41. 1度存在峰值。需要说明的是，保护层9的结晶面方位由成膜条件、氧化镁(MgO)与氧化钙(CaO) 的比例决定，总之，在本发明的实施方式中，在各个单独材料的峰值之间存在保护层9的峰 值。具有这种特性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，与氧化镁(MgO)单体相比，保护层9发挥良好的二次电子放射特性。因此， 尤其是为提高亮度而提高作为放电气体的氙(Xe)的分压的情况下，可以减小放电电压，能 够实现低电压且高亮度的PDP。例如，作为放电气体使用氙(Xe)和氖(Ne)的混合气体的情况下，将氙(Xe)的分 压设为10% 15%的情况下，亮度大约上升30%。但是，使用氧化镁(MgO)单体的保护层 9的情况下，同时放电持续电压大约上升10%。另一方面，本发明的实施方式中，由氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)组成的金属氧化 物形成保护层9，在保护层9面的X射线衍射分析中，金属氧化物的峰值发生的衍射角存在 于氧化镁(MgO)的峰值发生的衍射角和氧化钙(CaO)的峰值发生的衍射角之间。通过使用 这种保护层9，能够使放电维持电压大约减少10%。另外，作为放电气体全部使用氙(Xe)的情况下，即氙(Xe)的分压为100%的情 况下，虽然亮度上升180%，但同时放电维持电压上升35%左右，超过了通常的动作电压范 围。但是，如果使用本发明实施方式的保护层9，则能够使放电维持电压大约减少20%。因 此，一般能够成为在动作范围内的放电电压。其结果，能够实现高亮度且低电压驱动的PDP。
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需要说明的是，认为能够减小本发明实施方式的保护层9的放电电压的原因，是 各个金属氧化物的能带结构带来的。S卩，氧化钙(CaO)的价电子带距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，在驱动PDP的情况下，从氧化钙(CaO)的能级放射的电子数比氧化镁(MgO) 的情况多。另外，本发明实施方式的保护层9以氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)为主要成分， 而且，X射线衍射分析中，保护层9的峰值发生的衍射角存在于这些作为主要成分的氧化镁 (MgO)和氧化钙(CaO)单体的衍射角之间。关于这种金属氧化物的能级，具有氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)被合成的性质。所 以，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。其结果，如果使 用保护层9，与氧化镁(MgO)单体相比，因为其能够发挥良好的二次电子放射特性，所以结 果能够减小放电维持电压。需要说明的是，氧化钙(CaO)为单体时，由于反应强而容易与杂质反应，所以有电 子放射性能降低的问题。但是，如本发明的实施方式那样，通过设为氧化镁(MgO)和(CaO) 的金属氧化物的构成，也可降低反应性，从而能够解决这些课题。另外，对于氧化锶(SrO)和氧化钡(BaO)，根据其能带结构，距真空能级的深度与 氧化镁(MgO)相比，也存在于较浅的区域。从而，即使变更氧化钙(CaO)而使用这些材料的 情况下，也能够显出相同的效果。而且，本发明实施方式中的保护层9，以氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)为主要成份， 并且在X射线衍射分析中，因为保护层9的峰值发生的衍射角，其峰值存在于这些主要成分 即氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)单体的衍射角之间，所以，保护层9以杂质的混入或氧缺陷 少的晶体结构形成。因此，可抑制驱动PDP时电子的过度放射。另外，除同时具备低电压驱 动和二次电子放射特性的效果以外，也可发挥具有适度的电荷保存性能的效果。对于该电 荷保存性能，尤其是为保持初始化期间贮存的壁电荷，且在写入期间防止写入不良并进行 可靠的写入放电是必要的。接着，对设置在本发明实施方式中的保护层9上的多个氧化镁(MgO)的晶体粒子 92a凝聚成的凝集粒子92予以详细说明。根据本申请发明人的实验确认，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存性的效果。即，凝集 粒子92相比保护层9具有高的初始电子放射特性。因此，本发明的实施方式中将凝集粒子 92作为放电脉冲上升时必要的初始电子供给部来配设。放电开始时，成为触发器的初始电子从保护层9的表面放射到放电空间16。认 为初始化电子量不足是放电延迟的主要原因。因此，为了稳定地供给初始电子，将氧化镁 (MgO)的凝集粒子92分散配置在保护层9的表面。由此，能够在放电脉冲上升时使放电空 间16中存在丰富的初始电子，从而消除放电延迟。所以，通过具有该初始电子放射特性， PDPl在高清晰等情况下也能够实现放电响应性良好地快速驱动。需要说明的是，在保护层 9的表面配设氧化镁(MgO)的凝集粒子92的构成，除主要得到抑制写入放电时的放电延迟 的效果以外，还可得到改善放电延迟的温度依存性的效果。如上所述，本发明实施方式中的PDP1，具有同时具备低电压驱动和电荷保持的双 重效果的保护层9、具备有效防止放电延迟效果的氧化镁(MgO)的晶体粒子92a。因此，PDPl即使在高清晰的情况下，也能够以低电压快速驱动。另外，可以期待抑制了点亮不良的高品 质的图像显示性能。本发明的实施方式，通过使多个晶体粒子92a凝聚而成的凝集粒子92离散性分布 在保护层9上，且以大致遍及整个面均勻地分布的方式附着多个而构成。图4是用于说明 凝集粒子92的放大图。如图4所示，凝集粒子92是凝聚了规定的一次粒径的晶体粒子92a的状态的粒 子。即，不是作为固体具有大的结合力而结合在一起的粒子。是多个一次粒子依靠静电或范 德华力等形成集合体的粒子。另外，凝集粒子92是通过超声波等外在刺激，以将其一部分 或者全部分解成一次粒子的状态的程度的力结合起来的粒子。作为凝集粒子92的粒径大 约为1 μ m，作为晶体粒子92a，理想的是具有14面体或12面体等7面以上的多面体形状。另外，晶体粒子92a的一次粒子的粒径可以根据晶体粒子92a的生成条件进行控 制。例如，由碳酸镁或氢氧化镁等氧化镁前体烧成生成的情况下，能够通过控制烧成温度和 烧成氛围来控制粒径。一般地，烧成温度可以选择700°C 1500°C的范围，但通过将烧成温 度设定为比较高的1000°C以上，可以将一次粒径控制在0. 3 μ m 2 μ m左右。此外，加热氧 化镁前体而得到晶体粒子92a的情况下，在其生成过程中，多个一次粒子彼此凝聚而可以 得到凝集粒子92。图5是表示在本发明实施方式的PDPl的放电延迟和保护层9中的钙(Ca)浓度的 关系的图。作为保护层9，由氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)组成的金属氧化物构成，在保护 层9面的X射线衍射分析中，金属氧化物的峰值发生的衍射角存在于氧化镁(MgO)的峰值 发生的衍射角和氧化钙(CaO)的峰值发生的衍射角之间。需要说明的是，图5中对只有保护层9的情况和在保护层9上配置了凝集粒子92 的情况进行了表示。另外，放电延迟以保护层9中不含钙(Ca)的情况为基准进行表示。需要说明的是，对于电子放射性能，数值越大，表示电子发放量越多，且根据由表 面状态和气体种类及其状态决定的初始电子放射量来表现。关于初始电子放射量，可以通 过向表面照射离子或电子束，并测定从表面放射的电子电流量的方法，但随之带来的是，在 非破坏的情况下难以实施PDP的前面板表面的评价。于是，使用了日本特开2007-48733号 公报中记载的方法。即，测定放电时的延迟时间中被称为统计延迟时间的作为放电发生容 易度的基准的数值，将其倒数进行积分，得到与初始电子的放出量线性对应的数值。在此， 用该数值进行评价。放电时的延迟时间是指从脉冲上升起，放电延迟进行的放电延迟的时 间。另外，认为放电延迟的主要原因是，放电开始时作为触发器的初始电子难以从保护层表 面放射到放电空间中。由图5可理解，在只有保护层9的情况和在保护层9上配置了凝集粒子92的情况 下，只有保护层9时，对于钙(Ca)浓度增加并且放电延迟增大的情况，如果在保护层9上配 置凝集粒子92，就可以大幅减少放电延迟。另外，即使钙(Ca)浓度增加，放电延迟也几乎不 会增加。接着，对为了确认本发明实施方式的具有保护层9的PDPl的效果而进行的实验结 果加以说明。首先，制做具有构成不同的保护层9和设置在保护层9上的晶体粒子92a的 PDP0关于这些PDP，对其电子放射性能和电荷保持性能进行调查的结果示于图6。试制品1是只形成有氧化镁(MgO)构成的保护层9的PDP，试制品2是形成有在氧
12化镁(MgO)中仅涂布了铝(Al)、硅(Si)等杂质的保护层9的PDP。另一方面，试制品3为本发明实施方式的PDP1。即保护层9以氧化钙(CaO)和氧 化镁(MgO)为主要成分，而且，使保护层9中含有硅(Si)。另外，在X射线衍射分析中，保护 层9的峰值发生的衍射角，存在于这些主要成分即氧化镁(MgO)和氧化钙(CaO)单体的衍 射角之间。而且，使晶体粒子92a凝集成的凝集粒子92以遍及整个面大致均勻地分布的方 式附着在保护层9上。对于电荷保持性能指标，作为PDP制作的情况下，使用为抑制电荷放射现象所必 要的附加于扫描电极的电压(以下，称做Vscn点亮电压)的电压值。即，Vscn点亮电压低 表示电荷保持性能高。这种情况在设计PDP上，作为电源及各电气零件可以使用耐压及容 量小的零件。现状的制品中，用于按顺序附加Vscn点亮电压的MOSFET等半导体开关元件， 使用耐压150V左右的元件。所以，作为Vscn点亮电压，考虑温度带来的变动，理想的是控 制在120V以下。由图6可理解，在本发明实施方式的保护层9中散布凝聚了氧化镁(MgO)的晶体 粒子92a的凝集粒子92并使其遍及整个面均勻地分布的试制品3，在电荷保持性能的评价 中，Vscn点亮电压可以为120V以下。并且，电子放射性能与只有氧化镁(MgO)的保护层的 情况相比，能够得到特别良好的特性。一般地，PDP的保护层的电子放射性能与电荷保持性能相矛盾，譬如，变更保护层 的制膜条件，或通过在保护层中仅掺杂铝(Al)或掺杂硅(Si)、钡(Ba)等杂质进行制膜，能 够提高电子放射性能，但副作用的Vscn点亮电压也上升了。在形成了本发明实施方式的保护层9的试制品3的PDPl中，作为电子放射性能， 与使用只有氧化镁(MgO)的保护层9的试制品1的情况相比，具有8倍以上的电子放射性 能。另外，也能得到Vscn点亮电压为120V以下的电荷保持性能。所以，对于因高清晰而增 加扫描线数，并且具有单元尺寸变小的倾向的PDP，能够同时满足电子放射性能和电荷保存 性能。接着，对保护层9中所含的硅(Si)的效果进行叙述。图7是表示关于本发明实施 方式的PDPl即试制品3中，Vscn点亮电压相对于保护层9中所含的硅(Si)的浓度的温度 依存性的图。根据本申请发明者的实验可知，以氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)为主要成分的保 护层9的情况下，通过抑制保护层9的硅(Si)的含量可以降低Vscn点亮电压的温度依存性。图7中，横轴表示保护层9的硅(Si)浓度，纵轴表示使PDPl在70°C的环境下动 作时的Vscn点亮电压和在30°C的环境下动作时的Vscn点亮电压的差值。在此，AVscn = Vscn(700C )-Vscn(300C )。所以，AVscn的值小的一方的Vscn点亮电压的温度依存性小， 能够不受周围环境影响而进行稳定放电。另外，保护层9的硅(Si)浓度使用二次离子质谱 计(SIMS)进行测定。由图7可理解，相对于保护层9中的硅(Si)的增加，Vscn点亮电压的温度依赖性 变大，硅(Si)浓度超过IOppm时，Δ Vscn超过30V JtSPDPl的实际动作不优选。作为PDPl 的动作，从半导体开关元件的动作特性等考虑，理想的是AVscn在30V以下。所以，通过将 保护层9中的硅(Si)的含量调整为IOppm以下，除上述的以氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)为主要成分的效果以外，可以减小Vscn点亮电压，从而能够使放电更稳定。另外，通过将保 护层9中的硅(Si)的浓度设为7ppm以下，能够进一步减小AVscn的温度依存性。另外，硅(Si)只要含有用二次离子质谱计(SIMS)测定的检测边界的Ippm以上即可。接着，对本发明实施方式的PDPl的保护层9使用的凝集粒子92的粒径加以说明。 需要说明的是，在以下说明中，粒径是指平均粒径，平均粒径是指体积累计平均径(D50)。图8，是表示用图6进行了说明的本发明的试制品4中，改变凝集粒子92的粒径并 调查电子放射性能的实验结果的特性图。需要说明的是，图8中，凝集粒子92的粒径通过 对凝集粒子92进行SEM观察来进行测长。如图8所示，可知粒径小于0. 3 μ m左右时，电子 放射性能降低，只要在大致0. 9 μ m以上，就能得到高的电子放射性能。但是，为了增加放电单元内的电子放射数，理想的是保护层9上的每单位面积的 晶体粒子92a的数多。然而，根据本申请发明者的实验可知，在与前面板2的保护层9密切 接触的相当于背面板10的隔壁14的顶部的部分存在凝集粒子92时，会使隔壁14的顶部 破损。而且，有时破损后的隔壁材料会附着在荧光体层15上。由此可知，相应的单元会产 生不能正常点亮或熄灭的现象。该隔壁破损的现象，如果在与隔壁顶部对应的部分不存在 凝集粒子92，就不易发生，因此，如果所附着的凝集粒子92的数目多，隔壁14的破损发生率 就会增高。从这种观点来看，凝集粒子增大到2. 5 μ m时，隔壁破损的概率急剧升高，如果是 小于2. 5 μ m的凝集粒子径，隔壁破损的概率就能够被抑制在比较小的数值。由以上结果可知，本发明实施方式的PDPl中，作为凝集粒子92，只要使用粒径为 0. 9 μ m 2 μ m范围的凝集粒子92，就能够稳定地得到上述的本发明的效果。如上所述，根据本发明的PDP，能够得到电子发射性能高、作为电荷保持性能的 Vscn点亮电压在120V以下的PDP。需要说明的是，本发明实施方式中，说明了作为晶体粒子使用氧化镁(MgO)。但是， 即使是其他晶体粒子，使用具有与氧化镁(MgO) —样高的电子放射性能的氧化锶(SrO)、氧 化钙(CaO)、氧化钡(BaO)、氧化铝(Al2O3)等金属氧化物的晶体粒子，也能得到同样的效果。 从而，作为粒子种类不只限定于氧化镁(MgO)。产业上的可利用性根据本发明，在实现具备了高亮度的显示性能且能够低电压驱动，并且扫描电压 的温度依存性小从而能够更稳定放电的PDP方面有用。
权利要求
一种等离子体显示面板，其具有第1基板和以形成填充有放电气体的放电空间的方式与所述第1基板对向配置的第2基板，第1基板中，以覆盖形成于基板上的显示电极的方式形成电介质层，且在所述电介质层上形成保护层，第2基板中，在与所述显示电极相交叉的方向形成地址电极，且设有区分所述放电空间的隔壁，所述保护层通过由氧化镁和氧化钙构成的金属氧化物形成，并且含有硅，在所述保护层面的X射线衍射分析中，所述金属氧化物的峰值发生的衍射角存在于所述氧化镁的峰值发生的衍射角和与所述峰值同一方位的所述氧化钙的峰值发生的衍射角之间。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于，在所述保护层的所述放电 空间侧，附着有凝聚了多个氧化镁的晶体粒子的凝集粒子。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体显示面板，其特征在于，所述保护层中的所述硅 的浓度为Ippm以上且IOppm以下。
全文摘要
本发明提供一种具备高清晰、高亮度的显示性能，并且低耗电量的等离子体显示面板。为此，PDP具有前面板(2)，其以覆盖前面玻璃基板(3)上形成的显示电极(6)的方式形成电介质层(8)，并且在电介质层(8)上形成保护层(9)；背面板，以形成填充了放电气体的放电空间的方式与前面板(2)对向配置，且沿与显示电极(6)交叉的方向形成地址电极，并且设有区分放电空间的隔壁。此外，保护层(9)由氧化镁和氧化钙组成的金属氧化物形成，并且含有硅。另外，在保护层(9)面的X射线衍射分析中，金属氧化物的峰值发生的衍射角存在于氧化镁的峰值发生的衍射角和氧化钙的峰值发生的衍射角之间。
文档编号H01J11/12GK101981649SQ200980110858
公开日2011年2月23日 申请日期2009年12月10日 优先权日2008年12月15日
发明者后藤真志, 桥本润 申请人:松下电器产业株式会社