等离子显示面板的制作方法

专利名称：等离子显示面板的制作方法
技术领域：
在此公开的技术涉及使用于显示设备等的等离子显示面板。
背景技术：
等离子显示面板(以下，称作PDP)由前面板和背面板构成。前面板由如下部件构成玻璃基板；在玻璃基板的一个主面上形成的显示电极；覆盖显示电极而起到电容器的作用的电介质层；和在电介质层上形成的由氧化镁(MgO)构成的保护层。已经公开了一种为了使来自保护层的初始电子的放出数增加，而在由MgO构成的保护层中添加杂质的技术(例如，参照专利文献1)。此外，公开了一种将MgO粒子形成于由 MgO薄膜构成的基底膜上的技术(例如，参照专利文献2)。(在先技术文献)(专利文献)专利文献1 JP特开2005-310581号公报专利文献2 JP特开2006-59779号公报

发明内容
PDP具备前面板、和与前面板相对配置的背面板。前面板具有显示电极、覆盖显示电极的电介质层、和覆盖电介质层的保护层。保护层包含在电介质层上形成的基底层、和分散配置于基底层的多个粒子。基底层具有平均粒径在IOnm以上IOOnm以下的氧化镁的纳米结晶粒子。粒子是多个金属氧化物的结晶粒子凝聚而成的凝聚粒子。凝聚粒子的平均粒径在基底层的膜厚的2倍以上4倍以下。


图1是表示第1实施方式所涉及的PDP的构造的立体图。图2是表示第1实施方式所涉及的前面板的概略剖面的图。图3是第1实施方式所涉及的凝聚粒子的放大图。图4是表示凝聚粒子的平均粒径和电子放出性能的关系的图。图5是表示第2实施方式所涉及的前面板的概略剖面的图。图6是表示电子放出性能和Vscn点亮电压之间的关系的图。图7是表示铈浓度和Vscn点亮电压之间的关系的图。图8是表示寻址放电开始电压的图。图9是表示凝聚粒子的平均粒径和隔壁破损概率之间的关系的图。
具体实施例方式(第1实施方式)[1. PDPl 的构造]
PDP的基本构造是一般的交流面放电型PDP。如图1所示，PDPl将由前面玻璃基板3等构成的前面板2、和由背面玻璃基板11等构成的背面板10相对配置。前面板2和背面板10的外周部被由玻璃粉等构成的密封材料气密密封。在被密封后的PDPl内部的放电空间16中，以53kPa(400Torr) 80kPa(600Torr)的压力封入有氖(Ne)以及氙(Xe)等放电气体。在前面玻璃基板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(black stripe) 7相互平行地分别配置了多列。在前面玻璃基板3上按照覆盖显示电极6和黑条7的方式形成起到电容器的作用的电介质层8。并且，在电介质层8的表面形成由氧化镁(MgO)等构成的保护层9。另外，关于保护层9，在后面详细说明。扫描电极4以及维持电极5分别在由铟锡氧化物(ΙΤ0)、氧化锡(SnO2)、氧化锌(SiO)等导电性金属氧化物构成的透明电极上层叠由Ag构成的总线电极(bus electrode)0在背面玻璃基板11上，在与显示电极6正交方向上，相互平行地配置有以银(Ag) 为主要成分的导电性材料所构成的多个数据电极12。数据电极12被基底电介质层13覆盖。并且，在数据电极12间的基底电介质层13上形成有划分放电空间16的规定高度的隔壁14。在隔壁14间的槽中，按照每个数据电极12，依次涂敷形成有通过紫外线以红色发光的荧光体层15、以绿色发光的荧光体层15以及以蓝色发光的荧光体层15。在显示电极6 和数据电极12交叉的位置形成有放电单元。在显示电极6方向上排列的具有红色、绿色、 蓝色的荧光体层15的放电单元成为用于进行彩色显示的像素。另外，在本实施方式中，在放电空间16中封入的放电气体包含10%体积以上30% 体积以下的Xe。[2. PDPl的制造方法][2-1.前面板2的形成]通过光刻法(photolithography)在前面玻璃基板3上形成扫描电极4以及维持电极5和黑条7。扫描电极4以及维持电极5具有包含用于确保导电性的银(Ag)的金属总线电极4b、5b。此外，扫描电极4以及维持电极5具有透明电极^、5a。金属总线电极4b 层叠于透明电极如上。金属总线电极恥层叠于透明电极fe上。在透明电极^、5a的材料中，使用用于确保透明度和电导率的铟锡氧化物(ITO) 等。首先，通过溅射法等，在前面玻璃基板3上形成ITO薄膜。然后，通过光刻法来形成规定的图案的透明电极如、5a。在金属总线电极4b、5b的材料中，使用含有银(Ag)、用于使银粘合的玻璃粉、感光性树脂、溶剂等的电极浆料。首先，通过丝网印刷术等，在前面玻璃基板3上涂敷电极浆料。 接下来，利用干燥炉来除去电极浆料中的溶剂。接着，通过规定图案的光掩膜来对电极浆料进行曝光。接下来，电极浆料被显影，形成金属总线电极图案。最后，通过烧结炉，以规定的温度对金属总线电极图案进行烧结。即、金属总线电极图案中的感光性树脂被除去。此外，金属总线电极图案中的玻璃粉熔融。熔融后的玻璃粉在烧结后玻璃化。通过以上的工序形成了金属总线电极4b、5b。黑条7由包含黑色颜料的材料形成。接下来，形成电介质层8。在电介质层8的材料中，使用包含电介质玻璃粉、树脂、和溶剂等的电介质浆料。首先通过挤压式涂布(die coating)法等，按照以规定的厚度覆盖扫描电极4、维持电极5以及黑条7的方式，在前面玻璃基板3上涂敷电介质浆料。接下来，通过干燥炉来除去电介质浆料中的溶剂。最后，通过烧结炉以规定的温度来对电介质浆料进行烧结。即、电介质浆料中的树脂被除去。而且， 电介质玻璃粉熔融。熔融后的电介质玻璃粉在烧结后玻璃化。通过以上的工序，形成了电介质层8。在此，除了对电介质浆料进行挤压式涂布的方法以外，还可以使用丝网印刷术、旋涂法等。此外，也可以不使用电介质浆料，而通过CVD (Chemical Vapor D印osition)法等来形成作为电介质层8的膜。电介质层8的材料包含从氧化铋(Bi2O3)、氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)、氧化钡 (BaO)中选择的至少1种、和从氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)、氧化铈(CeO2)、二氧化锰(MnO2) 中选择的至少1种。粘合剂成分是乙基纤维素、或者包含重量 20%重量的丙烯酸树脂的萜品醇、或者二甘醇一丁醚乙酸酯。此外，在浆料中，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、磷酸三苯脂、磷酸三丁酯作为增塑剂，并添加甘油单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、H0M0GEN0L(阴离子表面活性剂Kao股份有限公司产品名)、烷基烯丙基的磷酸酯等作为分散剂，来提高浆料的印刷特性。接下来，在电介质层8上形成保护层9。保护层9的详细内容见后述。通过以上工序在前面玻璃基板3上形成了扫描电极4、维持电极5、黑条7、电介质层8、保护层9，前面板2完成。[2-2.背面板10的形成]通过光刻法在背面玻璃基板11上形成数据电极12。在数据电极12的材料中，使用含有用于确保导电性的银(Ag)、用于使银粘合的玻璃粉、感光性树脂、和溶剂等的数据电极浆料。首先，通过丝网印刷术等，以规定的厚度在背面玻璃基板11上涂敷数据电极浆料。 接下来，通过干燥炉来除去数据电极浆料中的溶剂。接着，通过规定图案的光掩膜，来对数据电极浆料进行曝光。然后，数据电极浆料被显影，形成数据电极图案。最后，通过烧结炉， 以规定的温度来对数据电极图案进行烧结。即、数据电极图案中的感光性树脂被除去。而且，数据电极图案中的玻璃粉熔融。熔融后的玻璃粉在烧结后玻璃化。通过以上的工序，形成了数据电极12。在此，除了对数据电极浆料进行丝网印刷的方法以外，还可以使用溅射法、蒸镀法等。接下来，形成基底电介质层13。在基底电介质层13的材料中使用含有电介质玻璃粉、树脂、和溶剂等的基底电介质浆料。首先，通过丝网印刷术等，以规定厚度在形成了数据电极12的背面玻璃基板11上按照覆盖数据电极12的方式涂敷基底电介质浆料。接下来， 通过干燥炉来除去基底电介质浆料中的溶剂。最后，通过烧结炉，以规定的温度来对基底电介质浆料进行烧结。即，基底电介质浆料中的树脂被除去。而且，电介质玻璃粉熔融。熔融后的电介质玻璃粉在烧结后玻璃化。通过以上的工序，形成了基底电介质层13。在此，除了对基底电介质浆料进行丝网印刷的方法以外，还可以使用挤压式涂布法、旋涂法等。此外， 也可以不使用基底电介质浆料，而通过CVD (Chemical Vapor D印osition)法等，来形成作为基底电介质层13的膜。接下来，通过光刻法来形成隔壁14。在隔壁14的材料中使用含有填料、用于使填料粘合的玻璃粉、感光性树脂、和溶剂等的隔壁浆料。首先，通过挤压式涂布法等，以规定的厚度在基底电介质层13上涂敷隔壁浆料。接下来，通过干燥炉来除去隔壁浆料中的溶剂。 接着，通过规定图案的光掩膜来对隔壁浆料进行曝光。接下来，隔壁浆料被显影，形成隔壁图案。最后，通过烧结炉来在规定的温度下对隔壁图案进行烧结。即、隔壁图案中的感光性树脂被除去。而且，隔壁图案中的玻璃粉熔融。熔融后的玻璃粉在烧结后玻璃化。通过以上的工序，形成了隔壁14。在此，除了光刻法以外，也可以使用喷砂法等。接下来，形成荧光体层15。在荧光体层15的材料中，使用含有荧光体粒子、粘合齐U、和溶剂等的荧光体浆料。首先，通过分配法(dispensing)等，以规定厚度在相邻的隔壁 14间的基底电介质层13上以及隔壁14的侧面涂敷荧光体浆料。接下来，通过干燥炉来除去荧光体浆料中的溶剂。最后，通过烧结炉来在规定的温度下对荧光体浆料进行烧结。艮口、 荧光体浆料中的树脂被除去。通过以上的工序，形成了荧光体层15。在此，除了分配法以外也可以使用丝网印刷术等。通过以上的工序，在背面玻璃基板11上具有规定的构成部件的背面板10完成。[2-3.前面板2和背面板10的组装]接下来，组装前面板2和背面板10。首先，通过分配法，在背面板10的周围形成密封材料(未图示)。在密封材料(未图示)的材料中使用含有玻璃粉、粘合剂、和溶剂等的密封浆料。接下来，通过干燥炉来除去密封浆料中的溶剂。接着，按照显示电极6和数据电极12正交的方式，将前面板2和背面板10相对配置。然后，用玻璃粉来对前面板2和背面板10的周围进行密封。最后，通过在放电空间中封入包含Ne、Xe等的放电气体，从而PDPl 完成。[3.保护层9的详细说明]如图2所示，保护层9，作为一例，包含作为基底层的基底膜91和凝聚粒子92。基底膜91，作为一例，由平均粒径为IOnm以上IOOnm以下的MgO的纳米结晶粒子构成。纳米结晶粒子是指MgO的纳米尺寸的单晶粒子。凝聚粒子92是凝聚了多个作为金属氧化物的 MgO的结晶粒子9 而成的粒子。优选使凝聚粒子92在基底膜91中的整个面上均勻地分散配置。此外，凝聚粒子92的平均粒径构成为基底膜91的平均膜厚的2倍以上。S卩、在基底膜91中分散配置有凝聚粒子92。并且，凝聚粒子92从基底膜91向着放电空间16突出。另外，平均粒径通过对纳米结晶粒子以及凝聚粒子92进行SEM (Scanning Electron Microscope)观察来进行测长。另外，保护层9在放电单元内在放电时进行电子的授受动作。因此，要求保护层9 具有高电子放出性能和高电荷保持性能。电子放出性能数值越大则表示电子放出量越多。电子放出性能表现为由放电的表面状态以及气体种类和气体状态决定的初始电子放出量。初始电子放出量能够通过测定对表面照射离子或电子束而从表面放出的电子电流量的方法来测定。但是，非破坏性地实施很困难。因此，使用了 JP特开2007-48733号公报所记载的方法。即，测定放电时的延迟时间中的、被称作统计延迟时间的作为放电产生容易度的标准的数值。通过对统计延迟时间的倒数进行积分，成为与初始电子的放出量线性对应的数值。放电时的延迟时间是指，从写入放电脉冲的上升沿开始到延迟地产生写入放电为止的时间。可以认为放电延迟的主要原因是，作为产生写入放电时的触发的初始电子不易从保护层9的表面被放出到放电空间16 中。
电荷保持性能是在PDP中为了抑制从保护层放出电荷的现象所需的施加于扫描电极的电压(以下称作Vscn点亮电压)。Vscn点亮电压越低则表示电荷保持性能越高。若 Vscn点亮电压较低，则能够用低电压来驱动PDP。因此，作为电源和各电气部件，能够使用耐压以及容量较小的部件。在现有的产品中，在用于将扫描电压依次施加于面板的MOSFET 等半导体开关元件中，使用了耐压150V程度的元件。作为Vscn点亮电压，考虑到温度所引起的变动，优选抑制为120V以下。一般来说，保护层9的电子放出性能和电荷保持性能相反。即、具有高电子放出性能、并且具有减小电荷的衰减率的高电荷保持性能是相反的特性。例如，通过保护层9的成膜条件的变更、或者在保护层9中掺杂Al、Si、Ba等杂质来成膜，能够提高电子放出性能。但是，作为副作用，Vscn点亮电压也上升。另一方面，本实施方式所涉及的保护层9用平均粒径为IOnm以上IOOnm以下的氧化镁(MgO)的纳米结晶粒子构成了基底膜91。于是，与通过真空蒸镀等来形成基底膜91， 并且，掺杂了其他材料的情况相同地，在MgO的内部的比较浅的位置，形成与杂质相似的能级。此外，配置于基底膜91中并具有向放电空间16突出的构造的结晶粒子92a的凝聚粒子92成为电场集中的构造。因此，存在于基底膜91的较浅的能级的电子被凝聚粒子92所产生的电场拉起。并且，电子在凝聚粒子92的外表面传播并作为二次电子被放出。结果， 本实施方式所涉及的保护层9具有高电子放出性能。构成基底膜91的各个纳米结晶粒子在微观上孤立。即、不像蒸镀膜那样在面方向上连续。因此，在基底膜91的面方向上维持了绝缘性。即、面方向的导电性变小。结果，在寻址放电时积累的电荷不容易在面方向上散播。因此，保护层9具有高电荷保持性能。特别是，若像本实施方式这样，凝聚粒子92为从基底膜91突出的形状，则保护层9的表面成为凹凸状。因此，保护层9相对于投影面积的实际表面积变大。因此，积累在保护层9上的电荷不易分散，能够进一步提高电荷保持性能。若凝聚粒子92的平均粒径较小，则埋在基底膜91中的凝聚粒子92较多，因此二次电子放出能力降低。将凝聚粒子92的平均粒径除以基底膜91的膜厚而的得到的比率、 和二次电子放出能力的关系成为增加曲线(logistic curve) 0若凝聚粒子92的平均粒径成为基底膜91的膜厚的2倍以上，则二次电子放出能力急剧增加。若凝聚粒子92的平均粒径超过基底膜91的膜厚的约3倍则饱和。因此，在本实施方式中，使凝聚粒子92的平均粒径为基底膜91的膜厚的2倍以上，并为了排除由于凝聚粒子92与背面板10的隔壁14 抵接而产生的故障而使凝聚粒子92的平均粒径为基底膜91的膜厚的4. 0倍以下。因此、 凝聚粒子92的平均粒径，作为一例，在基底膜91的膜厚为约0.5μπι到Ι.Ομπι的范围时， 优选设为0. 9 μ m以上4. 0 μ m以下。像这样，根据本实施方式，由纳米结晶粒子构成的基底膜91、和在基底膜91中配置的结晶粒子9 凝聚而成的凝聚粒子92构成了保护层9，因此能够满足电子放出性能和电荷保持性能这两方面。[3-1.基底膜91的详细说明]纳米结晶粒子，作为一例，利用瞬间气相生成法来制作。瞬间气相生成法是用等离子等来使MgO气化，并通过包含反应气体的冷却气体来使MgO瞬间冷却，从而制作纳米尺寸的微粒子的方法。在本实施方式中，使用了平均粒径IOnm IOOnm的纳米结晶粒子。
然后，这些纳米结晶粒子与二甘醇一丁醚、或萜品醇混合。接下来，通过分散处理装置使其分散来制作纳米结晶粒子分散液。在分散处理中，使用氧化锆或氧化铝等的颗粒(beads)。颗粒的平均粒径优选为0.02mm 0.3mm的范围。颗粒的平均粒径更优选为 0. 02mm 0. Imm的范围。作为分散处理装置，优选将这些颗粒和纳米结晶粒子分散液填充在研磨容器内，并使研磨容器摇动或搅拌的摇动研磨机或搅拌研磨机。在本实施方式中，在二甘醇一丁醚中混合了 MgO的纳米结晶粒子，使MgO的纳米结晶粒子成为5% 20%重量的范围。接下来，通过将混合物分散，制作了纳米结晶粒子分散液。在分散中使用了作为搅拌研磨机的摇摆研磨机(rocking mill)。此外，分散处理在以下条件下进行。研磨容器的容量为lOOmL，颗粒为平均粒径0. Imm的氧化锆，研磨容器内的颗粒填充率为50%体积，研磨容器的振动速度为500rpm，处理时间为60分钟。[3-2.凝聚粒子92的详细说明]如图3所示，凝聚粒子92是指规定的一次粒径的结晶粒子9 凝聚或颈缩 (necking)的状态的粒子。即，并不是具有较大的耦合力地耦合为固体，而是通过静电或范德瓦尔斯力(van der Waals' force)等，由多个一次粒子构成了集合体的体，以通过超声波等外来刺激，其一部分或全部成为一次粒子的状态的程度而耦合。作为凝聚粒子92的粒径，优选为约1 μ m程度，作为结晶粒子92a，优选14面体或12面体等具有存在7个以上的面的多面体形状的粒子。此外，结晶粒子9 的一次粒子的粒径能够通过结晶粒子9 的生成条件来控制。 例如，在对碳酸镁或水氧化镁等的前体进行烧结来生成的情况下，能够通过控制烧结温度或烧结环境气体来控制粒径。一般来说，烧结温度可以从700°C到1500°C的范围内选择。通过使烧结温度为比较高的1000°C以上，能够将粒径控制在0. 3 2μπι程度。并且，通过对前体进行加热，在生成过程中，多个一次粒子彼此之间凝聚或颈缩从而能够得到凝聚粒子 92。[3-3.保护层9的形成]首先，制作混合了如下成分的印刷用浆料50%重量的媒介物(vehicle)，其混合了 10%重量的丙烯酸树脂；45%重量的去除了颗粒的纳米结晶粒子分散液；以及5%重量的凝聚粒子92。接下来，通过丝网印刷术在电介质层8上涂敷印刷用浆料。接着，通过干燥炉在100°C 1200C的温度范围内进行20分钟热处理。之后，通过烧结炉，在340°C 360°C 的温度范围内进行60分钟热处理。由此，形成了在由纳米结晶粒子构成的基底膜91中分散配置了凝聚粒子92，并且，凝聚粒子92从基底膜91突出的保护层9。[3-4.保护层9的评价]如图4所示，若凝聚粒子92的平均粒径减小到0. 3 μ m程度，则电子放出性能降低。另一方面，可知若凝聚粒子92的平均粒径为0. 9 μ m以上，则能够得到高电子放出性能。并且，用上述方法制作的基底膜91能够降低杂质气体的吸附量。通过热脱附气体分析法，对作为比较例通过真空蒸镀法而形成的保护层、和作为实施例利用平均粒径为 IOnm IOOnm的范围的纳米结晶粒子而形成的保护层9进行了比较评价。结果，相对于比较例，在实施例中，作为杂质气体的水分、碳酸气体、CH系气体全部大幅减少。具体来说，在比较例中，在350°C 400°C下脱附的气体的量急剧增加。另一方面，在实施例中没有急剧的增加。作为杂质气体的水分使放电所引起的保护层9的溅射量增加。此外，作为杂质气体的碳酸气体或CH系气体使荧光体层15的荧光体的发光特性大幅降低。因此，实施例能够实现大幅减少了杂质气体的吸附，耐溅射性优异，且抑制了发光性能的劣化的PDPl。并且，若纳米结晶粒子的平均粒径为IOnm以上IOOnm以下，则能够抑制保护层9 的可见光透过率的损失。即、PDPl的发光效率不会降低。另一方面，在平均粒径不到IOnm 的纳米结晶粒子的情况下，纳米结晶粒子之间的凝聚明显。因此，即使利用滚动研磨机、颗粒研磨机、超声波以及FILLMIX等分散装置，分散也不充分。即、可见光透过率反而降低。此夕卜，若纳米结晶粒子的平均粒径超过lOOnm，则在纳米结晶粒子内产生光的散射，由此可见光透过率降低。此外，本实施方式所涉及的基底膜91优选烧结后的膜厚为0. 5 μ m以上。这是因为电荷保持性能比现有的蒸镀膜更加提高。另一方面，基底膜91优选烧结后的膜厚为3 μ m 以下。这是因为保护层9的针对可见光的透过率降低。[4.总结]本实施方式所涉及的保护层9包含在电介质层8上形成的作为基底层的基底膜
91、和在基底膜91中分散配置的多个粒子。基底膜91具有平均粒径为IOnm以上IOOnm以下的MgO的纳米结晶粒子。粒子是多个金属氧化物的结晶粒子9 凝聚而成的凝聚粒子
92。凝聚粒子92的平均粒径是基底膜91的膜厚的2倍以上4倍以下。上述构成的保护层9具有高初始电子放出性能以及高电荷保持性能。即、本实施方式所涉及的PDP能够实现消耗功率削减、亮度提高、高精细化等。在本实施方式中，作为构成基底膜91的金属氧化物的纳米结晶粒子，举例说明了 MgO。但是，除了 MgO之外也可以使用Sr0、Ca0、BaO等金属氧化物的纳米结晶粒子。并且， 也可以使用多种金属氧化物的纳米结晶粒子的混合物。此外，在本实施方式中，作为构成凝聚粒子92的金属氧化物的结晶粒子，举例说明了 MgO。但是，即使为其他单晶粒子，使用与MgO同样具有高电子放出性能的Sr、Ca、Ba 等的金属氧化物的结晶粒子也能够得到同样的效果。因此，作为金属氧化物的结晶粒子，不限定于MgO。(第2实施方式)[1. PDPl 的构造]本实施方式所涉及的PDPl的电介质层8以及保护层9的构成与第1实施方式所涉及的PDPl不同。因此，针对电介质层8以及保护层9进行详细说明。在第2实施方式中， 对与第1实施方式相同的构成赋予相同的符号，并且，适当省略说明。[2.电介质层8的详细说明]如图5所示，本实施方式所涉及的电介质层8是覆盖显示电极6以及黑条7的第 1电介质层81、和覆盖第1电介质层81的第2电介质层82的至少2层的结构。[2-1.第1电介质层81]第1电介质层81的电介质材料含有20%重量 40%重量的三氧化二铋(Bi2O3)。 并且，第1电介质层81的电介质材料含有0.5%重量 12%重量的从氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)以及氧化钡(BaO)的群中选择的至少1种。并且，第1电介质层81的电介质材料含有0. 重量 7%重量的从三氧化钼(MoO3)、三氧化钨(WO3)、二氧化铈(CeO2)、二氧化锰(MnO2)、氧化铜(CuO)、三氧化二铬(Cr2O3)、三氧化二钴(Co2O3)、二氧化七钒(V2O7)以及三氧化二锑(Sb2O3)的群中选择的至少1种。此外，作为上述以外的成分，也可以含有0%重量 40%重量的氧化锌(SiO)、0% 重量 35%重量的三氧化二硼(B2O3)、0%重量 15%重量的二氧化硅(SiO2)、0%重量 10%重量的三氧化二铝(Al2O3)等、不含有铅成分的材料组合。并且，这些材料组合的含有量没有特别限定。由这些组合成分构成的电介质材料被湿喷式研磨机(wet jet mill)或球磨机研磨为0.5μπι 2.5μπι的平均粒径。被研磨后的电介质材料是电介质材料粉末。接下来，用三辊机(three-rolls)等将55%重量 70%重量的电介质材料粉末、和30%重量 45% 重量的粘合剂成分很好地混炼，由此，挤压式涂布用、或者印刷用的第1电介质层用浆料完成。粘合剂成分是乙基纤维素、或者含有重量 20%重量的丙烯酸树脂的萜品醇、或者二甘醇一丁醚乙酸酯。此外，在浆料中，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、磷酸三苯脂、磷酸三丁酯作为增塑剂。此外，也可以添加甘油单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、H0M0GEN0L(阴离子表面活性剂Kao股份有限公司产品名)、烷基烯丙基的磷酸酯等作为分散剂。通过添加分散剂，印刷性提高。第1电介质层用浆料按照覆盖显示电极6的方式，通过挤压式涂布法或丝网印刷术而印刷于前面玻璃基板3。印刷后的第1电介质层用浆料经过干燥工序后被烧结。烧结温度是比电介质材料的软化点稍高的温度即575°C 590°C。[2-2.第2电介质层82]第2电介质层82的电介质材料含有11%重量 20%重量的Bi203。并且，第2电介质层82的电介质材料含有1. 6%重量 21%重量的从CaO、SrO以及BaO的群中选择的至少1种。并且，第2电介质层82的电介质材料含有0. 重量 7%重量的从临03、恥3、 氧化铈(CeO2)、CuO、Cr2O3> Co2O3> V2O7, Sb2O3 以及 MnO2 中选择的至少 1 种。此外，作为上述以外的成分，也可以含有0%重量 40%重量的Ζη0、0%重量 35%重量的化03、0%重量 15%重量的Si02、0%重量 10%重量的Al2O3等、不含有铅成分的材料组合。并且，这些材料组合的含有量没有特别限定。由这些组合成分构成的电介质材料被湿喷式研磨机或球磨机研磨为0. 5 μ m 2.5μπι的平均粒径。被研磨后的电介质材料是电介质材料粉末。接下来，用三辊机等将 55%重量 70%重量的电介质材料粉末、和30%重量 45%重量的粘合剂成分很好地混炼，由此，挤压式涂布用、或者印刷用的第2电介质层用浆料完成。第2电介质层用浆料的粘合剂成分与第1电介质层用浆料的粘合剂成分相同。第2电介质层用浆料通过挤压式涂布法或丝网印刷术而印刷于第1电介质层81 上。印刷后的第2电介质层用浆料经过干燥工序后被烧结。烧结温度是比电介质材料的软化点稍高的温度即550°C 590°C。[2-3.电介质层8的膜厚]作为电介质层8的膜厚，为了确保可见光透过率，优选第1电介质层81和第2电介质层82加起来为41 μ m以下。为了抑制与金属总线电极4b、5b所含有的Ag的反应，第 1电介质层81中的Bi2O3的含有量，比第2电介质层82中的Bi2O3的含有量多。因此，第1电介质层81的可见光透过率比第2电介质层82的可见光透过率低。因此，第1电介质层 81的膜厚优选比第2电介质层82的膜厚薄。另外，若在第2电介质层82中Bi2O3为11 %重量以下，则不容易产生着色。但是， 在第2电介质层82中容易产生气泡。此外，若Bi2O3超过40%重量，则容易产生着色，且透过率降低。因此，Bi2O3优选超过11%重量且为40%重量以下。此外，电介质层8的膜厚越小则亮度提高的效果和放电电压降低的效果越显著。 因此，只要在绝缘耐压不下降的范围内，优选尽量将膜厚设定得较小。因此，在本实施方式中，电介质层8的膜厚为41 μ m以下。并且，第1电介质层81的膜厚为5 μ m 15 μ m、第2 电介质层82的膜厚为20 μ m 36 μ m。本实施方式中的PDP1，即使将Ag使用于显示电极6，前面玻璃基板3的着色现象 (变黄)也较少。并且，在电介质层8中气泡的产生等较少，实现了绝缘耐压性能优异的电介质层8。[2-4.关于变黄或气泡的产生被抑制的理由的考察]通过在含有Bi2O3的电介质材料中添加临03或冊3，在580°C以下容易生成Ag2Mo04、 Ag2Mo2O7, Ag2Mo4O13^ Ag2WO4, Ag2W2O7, Ag2W4O13这些化合物。在本实施方式中，由于电介质层8 的烧结温度为550°C 590°C，因此在烧结中在电介质层8中扩散的银离子(Ag+)与电介质层8中的MoO3或WO3发生反应，由此生成稳定的化合物从而稳定化。即、Ag+不被还原而被稳定化。通过Ag+的稳定化，伴随Ag的胶态化的氧的产生也变少。因此，向电介质层8中产生的气泡也变少。为了使上述效果有效，优选在含有Bi2O3的电介质材料中使从Mo03、W03、Ce02、Cu0、 Cr203>Co203>V207,Sb203以及Mr^2中选择的至少1种成分的含有量为0. 重量以上。并且， 更优选0. 重量以上7%重量以下。特别是，在不到0. 重量时抑制变黄的效果较少。 若超过7%重量则在玻璃上发生着色因此不优选。S卩、本实施方式中的电介质层8，在与含有Ag的金属总线电极仙、恥相接的第1电介质层81中抑制变黄现象和气泡产生。并且，通过在第1电介质层81上设置的第2电介质层82而实现了较高的光透过率。其结果，作为电介质层8整体，能够实现气泡或变黄的产生极少且透过率高的PDPl。[3.保护层9的详细说明]保护层主要有4个功能。第1个是保护电介质层不受放电所产生的离子冲击的影响。第2个是放出用于产生寻址放电的初始电子。第3个是保持用于产生放电的电荷。第 4个是在维持放电时放出二次电子。通过保护电介质层不受离子冲击的影响，放电电压的上升得到抑制。通过增加初始电子放出数，成为图像闪烁的原因的寻址放电错误被降低。通过提高电荷保持性能，施加电压被降低。通过增加二次电子放出数，维持放电电压被降低。 为了使初始电子放出数增加，进行了例如在保护层的MgO中添加硅(Si)或铝(Al)等的尝试ο但是，在通过在MgO中混合杂质而改善了初始电子放出性能的情况下，积累在保护层上的电荷随时间而减少的衰减率变大。因此，为了补充衰减的电荷，需要增大施加电压等对策。要求保护层同时具有如下两个相反的特性具有高初始电子放出性能，并且减小电荷的衰减率、即具有高电荷保持性能。
[3-1.保护层9的构成]如图5所示，本实施方式所涉及的保护层9包含作为基底层的基底膜91和凝聚粒子92。基底膜91是含有锗(Ge)和铈(Ce)的MgO膜。凝聚粒子92是凝聚了多个MgO的结晶粒子9 而成的粒子。在本实施方式中，多个凝聚粒子92在基底膜91的整个面上分散配置。另外，凝聚粒子92更优选在基底膜91的整个面上均勻地分散配置。这是因为放电电压的面内偏差会变小。[3-2.基底膜91的形成]作为一例，通过EB(Electron Beam)蒸镀来形成。基底膜91的材料是以单晶的 MgO为主要成分的球团矿(pellet)。首先，对配置于EB蒸镀装置的成膜室中的球团矿照射电子束。接受了电子束的能量的球团矿蒸发。蒸发后的MgO附着于配置在成膜室内的电介质层8上。MgO的膜厚通过电子束的强度、成膜室的压力等，而被调整为规定的范围内。基底膜91的膜厚，作为一例，是从500nm到IOOOnm程度。在后面说明的试制品的制造中，使用了在作为主要成分的MgO中含有规定浓度的杂质的球团矿。[3-3.凝聚粒子92的形成]作为一例，通过丝网印刷来形成。在丝网印刷中使用了将凝聚粒子92与有机树脂成分和稀释溶剂一起混炼而成的金属氧化物浆料。具体来说，通过在基底膜91上的整个面上涂敷金属氧化物浆料，形成了金属氧化物浆料膜。金属氧化物浆料膜的膜厚，作为一例， 为5 μ m到20 μ m程度。另外，作为在基底膜91上形成金属氧化物浆料膜的方法，除了丝网印刷之外，也可以使用喷涂、旋涂、挤压式涂布、狭缝涂布(slit coating)等。接下来，对金属氧化物浆料膜进行干燥。通过干燥炉等，以规定的温度对金属氧化物浆料膜进行加热。温度范围，作为一例，为100°c到150°C程度。通过加热，从金属氧化物浆料膜中除去了溶剂成分。接下来，对干燥后的金属氧化物浆料膜进行烧结。通过烧结炉等，以规定的温度对金属氧化物浆料膜进行加热。温度范围，作为一例，为400°C到500°C程度。烧结时的环境气体没有特别限定。例如，可以使用大气、氧气、氮气等。通过加热，从金属氧化物浆料膜中除去了树脂成分。[4.实验结果]接下来，对为了确认本实施方式所涉及的保护层9的特性而进行的实验结果进行说明。试制了具有不同构成的保护层9的PDP。试制品1是具有仅由MgO膜构成的保护层的PDP。试制品2是具有由掺杂了 Al、Si等杂质的MgO构成的保护层的PDP。试制品3是具有由MgO的基底膜、和在基底膜上分散配置的MgO的结晶粒子的一次粒子构成的保护层的PDP。试制品4是具有由在MgO中作为杂质掺杂了 200ppm 500ppm的Ce的基底膜、和在基底膜上在整个面均勻地分散配置的凝聚粒子92构成的保护层的PDP。试制品5是具有由在MgO中掺杂了 Ge和200ppm 500ppm的Ce的基底膜91、和在基底膜91上在整个面均勻地分散配置的凝聚粒子92构成的保护层9的PDP。另外，在试制品3、4、5中，结晶粒子9 是氧化镁(MgO)的单晶粒子。
在图6中，示出了保护层的电子放出性能以及电荷保持性能。电子放出性能是以试制品1的平均值为基准的标准值。可知，试制品5能够使作为电荷保持性能的评价结果的 Vscn点亮电压成为120V以下，而且能够得到电子放出性能为8以上的良好的特性。因此， 即使在由于高精细化而扫描线数增加，并且单元尺寸存在减小的倾向的PDPl中，也能够满足电子放出能力和电荷保持能力这两者。并且，由于Vscn点亮电压为100V以下，因此能够使用较小的耐压元件，能够实现低消耗功率化。本实施方式所涉及的保护层9，通过使MgO中含有Ce，在MgO的能带构造(band structure)的比较浅的能量带(energy zone)上，形成了能量宽度较窄的能带构造。结果， 在保护层9表面积累电荷，想要作为存储器功能来使用时的电荷随着时间而减少的衰减率变大。但是，通过使MgO中在含有Ce的同时还含有Ge，可以认为在MgO的能带构造的比较深的能量带上，形成了保持电荷的能带构造从而提高了电荷保持性能。在试制品1中，能够使Vscn点亮电压成为100V程度。但是，电子放出性能与其他试制品相比明显较低。在试制品2中，电子放出性能与试制品1相比较高。但是，电荷保持能力较低。即 Vscn点亮电压与试制品5相比较高。电子放出性能高的理由，可以认为是由于利用在MgO 中掺杂的Al或Si而在MgO的内部形成了杂质能级，电子从杂质能级被放出。但是，杂质能级使电子容易在膜表面方向移动。因此，可以认为积累的电荷沿着杂质能级散逸从而电荷保持能力变小。试制品3的电子放出性能与试制品1以及试制品2相比较高。但是，电荷保持能力较低。即、Vscn点亮电压与试制品5相比较高。作为电荷保持能力较低的理由，也可以认为是由于，保持的电荷积累在结晶粒子 9 上因此引起电场集中，产生向着没有保持电荷的放电单元的结晶粒子9 放出的现象。 因此，可以认为，优选按照不发生电场集中的方式，在基底膜91侧使电荷分散。S卩、若在MgO中掺杂Al、Si、Ce，则基底膜91中的电荷的分散变得过大。但是，如试制品5那样，通过在MgO中掺杂了 Ce的基底膜91中进一步掺杂Ge，能够使基底膜91中的电荷的分散处于合适的范围。另外，若基底膜91中的Ge的浓度不到lOOppm，则从提高电荷保持能力的角度来看是不够的。此外，若基底膜91中的Ge的浓度超过5000ppm，则蒸镀变得不稳定。S卩、球团矿的蒸发的控制变得困难。另外，若基底膜91中的Ce的浓度不到200ppm，则从提高电荷保持能力的角度来看是不够的。此外，若基底膜91中的Ce的浓度超过500ppm，则蒸镀变得不稳定。S卩、球团矿的蒸发的控制变得困难。另外，如图7所示，若使基底膜91中的Ce的浓度处于200ppm以上500ppm以下的范围内，则能够使Vscn点亮电压成为100V以下。此时，基底膜91中的Ge的浓度为2000ppm。[5.凝聚粒子92的作用]通过本发明者们的实验，确认了 MgO的凝聚粒子92主要有抑制写入放电时的放电延迟的效果、和改善放电延迟的温度依赖性的效果。因此，在实施方式中，利用了凝聚粒子 92与基底膜91相比高初始电子放出特性更优异的性质。即、凝聚粒子92作为放电脉冲上升时所需要的初始电子提供部而配设。
如图8所示，在本实施方式所涉及的试制品5中，能够使寻址放电开始电压成为 50V以下。可以认为寻址放电开始电压的降低是因为通过凝聚粒子92增加了来自保护层9 的电子放出量。另外，图8中的试制品1到试制品5与图6中的试制品1到试制品5相同。在本实施方式中，凝聚粒子92，在附着于基底膜91上的情况下，以10%以上20% 以下的范围的覆盖率，并且按照在整个面分布的方式而附着。覆盖率是指，用在1个放电单元的区域中附着了凝聚粒子92的面积a与1个放电单元的面积b的比率来表示的百分率， 通过覆盖率(％ ) = a/bX100的式而求出。实际的测定方法是对与被隔壁14划分出的1 个放电单元相当的区域的图像进行拍摄。接着，图像被修剪为xXy的1个单元的大小。接下来，修剪后的图像被二值化为黑白数据。然后，基于被二值化后的数据来求出凝聚粒子92 所产生的黑色区域的面积a。最后，通过a/b X 100来运算。另外，如图4所示，若平均粒径减小到0. 3 μ m程度，则电子放出性能变低，若大体为0. 9μπι以上，则能够得到高电子放出性能。为了增加放电单元内的电子放出数，优选保护层9上的每个单位面积的结晶粒子数较多。根据本发明者们的实验，若在与和保护层9密切接触的隔壁14的顶部相当的部分存在结晶粒子92a，则存在使隔壁14的顶部破损的情况。在此情况下，已知由于破损的隔壁 14的材料会跑到荧光体上等，从而产生相应的单元不再正常地点亮或熄灭的现象。只要结晶粒子9 不存在于与隔壁顶部对应的部分则不容易产生隔壁破损的现象，因此附着的结晶粒子数越多，则隔壁14的破损产生概率越高。如图9所示，若粒径增大到2. 5 μ m程度，则隔壁破损的概率急剧变高。但是，可知， 若为比2. 5 μ m小的粒径，则能够将隔壁破损的概率抑制得较小。基于以上结果，可以认为凝聚粒子92的粒径优选为0. 9 μ m以上2. 5 μ m以下的范围。另一方面，在对PDP进行批量生产的情况下，需要考虑凝聚粒子92的制造上的偏差、和保护层的制造上的偏差。已知，在考虑了制造上的偏差等因素的基础上，若使用粒径处于0.9μπι以上 2. Ομπι以下的范围内的凝聚粒子92，则能够稳定地得到上述效果。[6.总结]本实施方式所涉及的保护层9包含在电介质层8上形成的作为基底层的基底膜 91、和在基底膜91的整个面上分散配置的凝聚了多个金属氧化物的结晶粒子9 而成的凝聚粒子92。基底膜91含有MgO、Ce以及Ge。基底膜91中的Ce的浓度为200ppm以上 500ppm以下，并且，Ge的浓度为IOOppm以上5000ppm以下。上述构成的保护层9具有高初始电子放出性能以及高电荷保持性能。即、本实施方式所涉及的PDP能够实现消耗功率削減、亮度提高、高精细化等。此外，在本实施方式中，作为构成凝聚粒子的金属氧化物结晶粒子，使用MgO粒子进行了说明，但即使为其他金属氧化物结晶粒子，使用具有与MgO同样具有高电子放出性能的Sr0、Ca0、Ba203、Al203等金属氧化物结晶粒子也能够得到同样的效果。因此，粒子种类不限定于MgO。(工业实用性)如上所述，本实施方式中公开的技术在实现具备高画质的显示性能、并且低消耗功率的PDP方面很有用。
(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金属总线电极5 维持电极6 显示电极7 黑条8 电介质层9保护层10 背面板11背面玻璃基板12数据电极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91 基底膜92凝聚粒子92a结晶粒子
权利要求
1.一种等离子显示面板，其具备 前面板；禾口与所述前面板相对配置的背面板，所述前面板具有显示电极；覆盖所述显示电极的电介质层；和覆盖所述电介质层的保护层，所述保护层包含在所述电介质层上形成的基底层；和分散配置于所述基底层的多个粒子，所述基底层具有平均粒径在IOnm以上IOOnm以下的氧化镁的纳米结晶粒子， 所述粒子是多个金属氧化物的结晶粒子凝聚而成的凝聚粒子，所述凝聚粒子的平均粒径在所述基底层的膜厚的2倍以上4倍以下。
2.根据权利要求1所述的等离子显示面板，其中， 所述金属氧化物为氧化镁，所述凝聚粒子的平均粒径在0.911111以上4.(^111以下。
3.根据权利要求1或2所述的等离子显示面板，其中， 所述基底层的膜厚为0. 5 μ m以上3. 0 μ m以下。
全文摘要
等离子显示面板具备前面板(2)、和与前面板(2)相对配置的背面板(10)。前面板(2)具有显示电极(6)、覆盖显示电极(6)的电介质层(8)、和覆盖电介质层(8)的保护层(9)。保护层(9)包含在电介质层(8)上形成的基底层(91)、和分散配置于基底层(91)的多个粒子。基底层(91)具有平均粒径在10nm以上100nm以下的氧化镁的纳米结晶粒子。粒子是多个金属氧化物的结晶粒子凝聚而成的凝聚粒子(92)。凝聚粒子(92)的平均粒径在基底层(91)的膜厚的2倍以上4倍以下。
文档编号H01J11/12GK102473568SQ20118000283
公开日2012年5月23日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年3月12日
发明者久富庆之, 后藤贞浩, 坂元光洋, 大江良尚, 小仓健, 木上宪吾, 沟上要 申请人:松下电器产业株式会社