JP2004241309A

JP2004241309A - Plasma display panel

Info

Publication number: JP2004241309A
Application number: JP2003031225A
Authority: JP
Inventors: Seiki Nishimura; 征起西村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP4100187B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma display panel capable of display with high luminance because an operating voltage is low, and also capable of materializing stable drive. <P>SOLUTION: This plasma display panel has electrodes (scan electrode 2, maintenance electrode 3) covered with a dielectric layer 4 on a substrate (surface substrate 1), and also has a protective layer 11 on the dielectric layer 4. Zinc is added to the protective layer 11. The protective layer 11 is made of a magnesium oxide to which zinc is added, and when analyzing the protective layer 11 by a secondary ion mass spectrometry, the percentage of secondary ion strength of zinc (Zn) to secondary ion strength of magnesium (Mg<SB>2</SB>) is set to 0.01% or more. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字や画像表示用のディスプレイやカラーテレビジョン受像機に使用する、ガス放電発光を利用したプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは、ガス放電によって発生した紫外線によって蛍光体を励起発光させ、画像表示するディスプレイである。その放電の形成手法から交流（ＡＣ）型と直流（ＤＣ）型に分類することができる。ＡＣ型は、輝度、発光効率、寿命の点でＤＣ型よりも優れており、さらに、ＡＣ型の中でも反射型面放電タイプは輝度、発光効率の点で特に優れているため、このタイプが最も一般的である。
【０００３】
従来のＰＤＰの一例として、反射型面放電タイプのＡＣ型ＰＤＰの斜視図を図４に示しており、以下に、このＰＤＰの構造および動作について説明する。
【０００４】
ガラス基板などのように透明な絶縁性の表面基板１上に、走査電極２と維持電極３とが対を成して複数形成されている。走査電極２は透明電極２ａとその上に形成されたバス電極２ｂとから構成され、維持電極３は透明電極３ａとその上に形成されたバス電極３ｂとから構成される。透明電極２ａ、３ａはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ_２）によって形成されるが、この透明電極２ａ、３ａはシート抵抗が高いため、銀（Ａｇ）などからなるバス電極２ｂ、３ｂを透明電極２ａ、３ａ上に形成することにより、走査電極２および維持電極３の抵抗を低くしている。また、走査電極２と維持電極３を覆うように表面基板１上に低融点ガラスからなる透明な誘電体層４を形成し、この誘電体層４上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層５を形成している。誘電体層４は、ＡＣ型ＰＤＰ特有の電流制限機能を有しているため、ＡＣ型ＰＤＰはＤＣ型ＰＤＰに比べて長寿命となっている。また保護層５は、放電によって誘電体層４がスパッタされて削られないように保護するためのもので耐スパッタ性に優れており、さらに、高い２次電子放出係数を有することで放電開始電圧を低減する働きをしている。
【０００５】
一方、ガラス基板などのような絶縁性の背面基板６上には、複数のアドレス電極７が形成され、アドレス電極７を覆うように背面基板６上に下地誘電体層８が形成されている。アドレス電極７間の下地誘電体層８上には、アドレス電極７に平行な隔壁９が形成され、隔壁９間の下地誘電体層８上には蛍光体層１０が形成されている。
【０００６】
表面基板１と背面基板６とは、走査電極２および維持電極３とアドレス電極７とが直交するように、間に放電空間を介して対向して配置されており、放電空間には放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合ガスが充填されている。走査電極２および維持電極３とアドレス電極７とが交差した部分には放電セルが形成される。そして、走査電極２と維持電極３との間に数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚのＡＣ電圧を印加して放電セル内に放電を発生させ、励起されたＸｅ原子からの紫外線によって蛍光体層１０を励起し、可視光を発生させることで表示動作が行われる（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１６４１４５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰなどのディスプレイに表示された画像を観察者が見たときの印象度は、ＶＧＡ（６４０×４８０）以上の解像度であれば、画像の明るさに依存するところが大きい。つまり、画面輝度が高いほど表示画像が美しく見える。また、画面輝度が十分に高ければ、所望の画面輝度が得られる程度に、表示面側のガラス基板の透過率を低めに設定することが可能であり、これによって外光の反射を抑えることができるので明所コントラストが高くなり、明所でも美しい画像を表示できる。ところが、ＰＤＰはＣＲＴに比べると低輝度であり明所コントラストが低いという課題がある。
【０００９】
ＰＤＰにおいて画面の輝度を上げる方法として駆動電圧を上げることが考えられるが、その場合には、誤放電が発生しやすくなることやドライバ回路の高耐圧化によるコスト増加などの問題がある。
【００１０】
また、画面の輝度を上げる他の方法として、上記ＰＤＰの放電ガスにアルゴン（Ａｒ）を添加することが考えられる。すなわち、Ａｒを添加することでペニング効果によって放電開始電圧を低下させることができ、同じ駆動電圧を印加しても放電開始電圧の低い方が放電電流が増加するために、より高輝度にできるのである。しかしながら、Ａｒはスパッタリングプロセスに使われるように固体表面をスパッタし易いため、ＰＤＰの動作中にＡｒによって保護層５がスパッタされてその表面が損傷を受け、保護層５の２次電子放出係数が低下してしまう。したがって、経時的に、例えば数千時間の動作によって放電開始電圧が上昇し、輝度が低下してしまう。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、動作電圧が低く高輝度表示ができ、安定した駆動を実現できるＰＤＰを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、基板上に誘電体層で覆われた電極を有するとともに前記誘電体層上に保護層を有し、前記保護層には亜鉛が添加されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図１〜図３の図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの断面図である。本実施の形態によるＰＤＰは、図４に示した従来のＰＤＰとほぼ同じ構成であり、異なる点は保護層の構成である。図１において、図４と同じ構成については同じ符号を付している。
【００１５】
図１に示すように、ガラス製の表面基板１上には、走査電極２と維持電極３とが対を成して複数形成されている。走査電極２は透明電極２ａとその上に形成されたバス電極２ｂとから成り、維持電極３は透明電極３ａとその上に形成されたバス電極３ｂとから成る。透明電極２ａ、３ａはＩＴＯやＳｎＯ_２などの透明導電性材料によって形成され、バス電極２ｂ、３ｂは、Ａｇ厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、アルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）またはクロム／銅／クロム（Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）積層薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）で構成される。また、ＰｂＯ−ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ−ＢａＯ系ガラス組成を有する低融点ガラスからなる誘電体層４（厚み：４０μｍ）が、走査電極２および維持電極３を覆うように表面基板１上に形成されており、誘電体層４上に保護層１１（厚み：５００ｎｍ〜７５０ｎｍ）が形成されている。ここで、保護層１１はＭｇＯからなり、亜鉛（Ｚｎ）が添加されている。すなわち、基板上に誘電体層４で覆われた電極を有するとともに誘電体層４上に保護層１１を有し、保護層１１にはＺｎが添加されている。
【００１６】
一方、ガラス製の背面基板６上には、Ａｇ厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、Ａｌ薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ積層薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）からなるアドレス電極７が複数形成されている。このアドレス電極７を覆うように、背面基板６上に、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）または酸化燐（ＰＯ_４）を主成分とする低融点ガラスからなる下地誘電体層８（厚み：５μｍ〜２０μｍ）が形成されている。さらに、アドレス電極７間の下地誘電体層８上に、ガラスを主成分とする隔壁９がアドレス電極７に平行に形成され、隔壁９間の下地誘電体層８上にはカラー表示のための３色（赤、緑、青）の蛍光体層１０が順次設けられている。なお、下地誘電体層８は蛍光体層１０の密着性を改善するためのものであり、下地誘電体層８が無いとＰＤＰが動作しないというものではない。
【００１７】
表面基板１と背面基板６とは、走査電極２および維持電極３とアドレス電極７とが直交するように、間に放電空間を介して対向して配置されており、周囲はフリットガラスによって気密封止されている。放電空間には放電ガスとして、例えばＮｅとＸｅの混合ガスが６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で充填されている。走査電極２および維持電極３とアドレス電極７とが交差した部分は放電セルを形成し、赤、緑および青の蛍光体層１０を有する隣接した３つの放電セルがカラー表示を行うための１つの画素を構成する。
【００１８】
このようなプラズマディスプレイパネルでは、走査電極２とアドレス電極７との間で選択的に書き込みパルスを印加してアドレス放電を行った後、周期的な維持パルスを走査電極２と維持電極３とに交互に印加して維持放電を行うことで、励起されたＸｅ原子からの紫外線によって蛍光体層１０が励起され、可視光が発生することにより表示動作が行われる。
【００１９】
次に、本実施の形態において、誘電体層４上に保護層１１を形成する方法について説明する。
【００２０】
まず、表面基板１上に走査電極２および維持電極３を形成した後、スクリーン印刷法、ダイコート印刷法またはシートラミネート法を用いて誘電体層４を形成する。その後、電子ビーム蒸着法を用いて誘電体層４上に保護層１１を形成するが、このとき、保護層１１へのＺｎの添加量が所望の値となるように、ＭｇＯペレットとＺｎＯペレットを所定の比率で混合した材料を蒸発源として使用する。これにより、ＭｇＯからなり、Ｚｎが添加された保護層１１を形成することができる。すなわち、蒸発源として使用するＭｇＯペレットとＺｎＯペレットの混合比率を変えることにより、保護層１１へのＺｎの添加量を制御する。ここで、蒸発源の構成材料として、ＺｎＯペレットの代わりに他の亜鉛化合物を用いてもよい。
【００２１】
なお、保護層１１の形成方法として、電子ビーム蒸着法だけでなく、スパッタ法やイオンプレーティング法などを用いることが可能であり、この場合にもターゲットまたは蒸発源の構成材料の混合比率を調整することにより、所望量のＺｎを添加した保護層１１を形成することができる。
【００２２】
次に、本実施の形態によるＰＤＰ（パネルＡ）の特性について調べた結果について説明する。比較のために、ＭｇＯペレットのみを使用した電子ビーム蒸着法により、ＭｇＯからなる保護層を形成し、保護層以外の構成はパネルＡと同じである比較用のＰＤＰ（パネルＢ）を作製した。
【００２３】
パネルＡおよびパネルＢについて放電開始電圧を調べたところ、パネルＡでは１６１Ｖであったのに対し、パネルＢでは１７５Ｖであり、パネルＢに比べてパネルＡの方が動作電圧を低下させることができる。また、同じ駆動電圧（１７５Ｖ）で、パネル全体を白表示したときの輝度を測定すると、パネルＡでは５２５ｃｄ／ｍ^２であったのに対し、パネルＢでは４７０ｃｄ／ｍ^２であり、パネルＢに比べてパネルＡの方が高輝度となった。
【００２４】
次に、パネルＡおよびパネルＢについて、保護層の厚み方向の組成を２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて調べた結果を図２（パネルＡの場合）および図３（パネルＢの場合）に示す。測定にはＡＴＯＭＩＫＡ社製の２次イオン質量分析計ＳＩＭＳ４５００を使用した。測定条件として、１次イオン種：Ｏ_２ ^＋、１次イオンエネルギー：５ｋｅＶ、１次イオン入射角度：３０度、１次イオン電流量：７０ｎＡ、ラスター領域：１６０μｍ□、分析領域：８０μｍ□とし、２次イオン（^６４Ｚｎ^＋、^４８Ｍｇ_２ ^＋、^１６Ｏ^＋）強度を測定した。なお、質量分析における測定のダイナミックレンジが１０^６であり、Ｚｎを分析する時にＭｇは強度が強すぎて同時にモニターできないため、Ｍｇに起因する他の質量を有し且つ最適な信号強度が得られるＭｇ_２をモニターした。
【００２５】
図２および図３において、横軸は、保護層５（パネルＢの場合）または保護層１１（パネルＡの場合）の表面を０としたときの、保護層５、１１の厚み方向の誘電体層４側への距離（保護層表面からの深さ）を表しており、縦軸は２次イオン強度の測定値を表している。ここで、保護層表面からの深さが６００ｎｍ付近でＭｇ_２の２次イオン強度が大きく変化しているが、この部分が保護層５、１１と誘電体層４との境界である。図３に示す保護層５中のＺｎの２次イオン強度については検出限界レベルであり、パネルＢの保護層５中には、誘電体層４との境界近傍を除いてＺｎがほとんど含まれていないと考えてよい。一方、図２に示すパネルＡの保護層１１中においては、Ｍｇ_２の２次イオン強度に対するＺｎの２次イオン強度の比率は０．１％〜１％程度であり、ＭｇＯ中にＺｎが添加されていることがわかる。
【００２６】
したがって、本実施の形態によるパネルＡのように、保護層１１を、ＭｇＯにＺｎを添加して構成することにより、ＰＤＰの動作電圧を低下させることができる。このようにＰＤＰの動作電圧が低下する理由としては、以下のように考えられる。すなわち、Ｚｎ原子はイオン化傾向が９．３９４であり、Ｍｇ原子のイオン化傾向７．６４６に比べて大きく非常に酸化しやすい特性を有している。したがって、ＭｇＯからなる保護層中でもＺｎ原子はＺｎ単体ではなくＺｎＯの状態で存在しているものと考えられる。ここで、ＺｎＯ単結晶はワイドバンドギャップ（３．３７ｅＶ）の半導体であり、ＺｎＯ単結晶中では励起子の結合エネルギーが室温の熱エネルギー（約２５ｍｅＶ）よりも大きい６０ｍｅＶであるため、励起子が室温で安定して存在できる。これらのことから、パネルＡの保護層１１では、ＺｎＯが局所的にＭｇＯと置換しているか、または、ＺｎＯがＭｇＯの粒界に存在することにより、保護層１１の母体であるＭｇＯの伝導帯に効率よく電子を励起できる安定な準位がＭｇＯのバンドギャップ（８．７ｅＶ）中に形成され、その結果、保護層１１の電子放出特性がよくなり、放電開始電圧が低下するものと考えられる。
【００２７】
また、保護層１１へのＺｎの添加量が少なすぎると放電開始電圧が低下する効果が得られない。ＳＩＭＳを用いて保護層１１を分析したとき、Ｍｇ_２の２次イオン強度に対するＺｎの２次イオン強度の比率が０．０１％以上となるようにＺｎを添加すると、放電開始電圧が低下する効果が得られた。
【００２８】
次に、パネルＡについて、通常の使用で５万時間連続して動作させた場合に相当する加速寿命試験を行ったところ、放電開始電圧の大きな変動がなく安定であった。さらに、この加速寿命試験を行った後のパネルＡを割って保護層１１を観察したところ、スパッタによる膜厚減少がほとんど無く、長寿命であることが分かった。これは、ＺｎとＭｇの原子半径が比較的近いために、ＭｇＯからなる保護層の膜質はＺｎを添加してもあまり低下しないことによるものと考えられる。
【００２９】
また、ＭｇＯに比べてＺｎＯは耐スパッタ性が低いため、保護層１１へのＺｎの添加量が多くなりすぎると、Ｚｎを添加しない場合に比べて保護層１１の耐スパッタ性がかなり低下するものと考えられる。ＳＩＭＳを用いて保護層１１を分析したとき、Ｍｇ_２の２次イオン強度に対するＺｎの２次イオン強度の比率が４０％を超えると耐スパッタ性が低下した。このため、保護層１１へのＺｎの添加量については、Ｍｇ_２の２次イオン強度に対するＺｎの２次イオン強度の比率が４０％以下となるようにするのが好ましい。
【００３０】
なお、上記実施の形態では保護層１１の構成材料としてＭｇＯを用いた場合について説明したが、ＭｇＯの代わりに酸化カルシウム（ＣａＯ）や酸化バリウム（ＢａＯ）やそれらを混合したものを用いた場合にも同様の効果を得ることができる。また、放電ガスはＮｅとＸｅの混合ガスに限られるものではなく、ヘリウム（Ｈｅ）やクリプトン（Ｋｒ）などの希ガスを混合して使用してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、動作電圧が低く高輝度表示ができ、安定した駆動が可能なＰＤＰを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの要部を示す断面図
【図２】同プラズマディスプレイパネルの保護層の組成を２次イオン質量分析法によって分析した結果を示す図
【図３】比較用プラズマディスプレイパネルの保護層の組成を２次イオン質量分析法によって分析した結果を示す図
【図４】従来のプラズマディスプレイパネルの要部を示す斜視図
【符号の説明】
１表面基板
２走査電極
３維持電極
４誘電体層
１１保護層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma display panel (PDP) using gas discharge light emission used for a display for displaying characters and images and a color television receiver.
[0002]
[Prior art]
A PDP is a display that displays an image by exciting a phosphor with ultraviolet rays generated by gas discharge. The discharge can be classified into an alternating current (AC) type and a direct current (DC) type based on the method of forming the discharge. The AC type is superior to the DC type in terms of luminance, luminous efficiency, and life, and the reflective surface discharge type is the most excellent among the AC types in terms of luminance and luminous efficiency. General.
[0003]
FIG. 4 is a perspective view of a reflective surface discharge type AC PDP as an example of a conventional PDP, and the structure and operation of the PDP will be described below.
[0004]
A plurality of scan electrodes 2 and sustain electrodes 3 are formed in pairs on a transparent insulating front substrate 1 such as a glass substrate. The scanning electrode 2 includes a transparent electrode 2a and a bus electrode 2b formed thereon, and the sustain electrode 3 includes a transparent electrode 3a and a bus electrode 3b formed thereon. The transparent electrodes 2a and 3a are formed of indium tin oxide (ITO) or tin oxide (SnO ₂ ). Since the transparent electrodes 2a and 3a have high sheet resistance, a bus electrode 2b made of silver (Ag) or the like is used. By forming the electrodes 3b on the transparent electrodes 2a, 3a, the resistances of the scanning electrodes 2 and the sustain electrodes 3 are reduced. Further, a transparent dielectric layer 4 made of low-melting glass is formed on the front substrate 1 so as to cover the scan electrode 2 and the sustain electrode 3, and a protective layer 5 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the dielectric layer 4. Is formed. Since the dielectric layer 4 has a current limiting function peculiar to the AC-type PDP, the AC-type PDP has a longer life than the DC-type PDP. The protective layer 5 is for protecting the dielectric layer 4 from being sputtered by the electric discharge so as to prevent the dielectric layer 4 from being cut off. It works to reduce
[0005]
On the other hand, a plurality of address electrodes 7 are formed on an insulating rear substrate 6 such as a glass substrate, and a base dielectric layer 8 is formed on the rear substrate 6 so as to cover the address electrodes 7. A partition 9 parallel to the address electrodes 7 is formed on the base dielectric layer 8 between the address electrodes 7, and a phosphor layer 10 is formed on the base dielectric layer 8 between the partition 9.
[0006]
The front substrate 1 and the rear substrate 6 are arranged to face each other with a discharge space therebetween so that the scan electrode 2, the sustain electrode 3, and the address electrode 7 are orthogonal to each other. A mixed gas of neon (Ne) and xenon (Xe) is filled. A discharge cell is formed at a portion where scan electrode 2 and sustain electrode 3 intersect address electrode 7. Then, an AC voltage of several tens of kHz to several hundreds of kHz is applied between the scanning electrode 2 and the sustaining electrode 3 to generate a discharge in the discharge cell, and the phosphor layer 10 is irradiated with ultraviolet rays from the excited Xe atoms. A display operation is performed by exciting and generating visible light (for example, see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164145
[Problems to be solved by the invention]
The degree of impression when an observer views an image displayed on a display such as a PDP largely depends on the brightness of the image if the resolution is VGA (640 × 480) or more. That is, the higher the screen brightness, the more beautiful the displayed image looks. In addition, if the screen luminance is sufficiently high, it is possible to set the transmittance of the glass substrate on the display surface to a low level to the extent that a desired screen luminance can be obtained, thereby suppressing reflection of external light. Because of this, the contrast in a bright place is increased, and a beautiful image can be displayed even in a bright place. However, there is a problem that PDP has lower luminance and lower contrast in a bright place than CRT.
[0009]
As a method of increasing the brightness of the screen in the PDP, it is conceivable to increase the driving voltage. However, in this case, there are problems such as erroneous discharge easily occurring and an increase in cost due to a higher withstand voltage of the driver circuit.
[0010]
As another method for increasing the brightness of the screen, it is conceivable to add argon (Ar) to the discharge gas of the PDP. That is, by adding Ar, the discharge starting voltage can be reduced by the Penning effect, and even if the same driving voltage is applied, the lower the discharge starting voltage is, the higher the discharge current is, and thus the higher the luminance can be. is there. However, since Ar easily sputters the solid surface as used in the sputtering process, the protective layer 5 is sputtered by Ar during the operation of the PDP and the surface is damaged, and the secondary electron emission coefficient of the protective layer 5 is reduced. Will drop. Therefore, over time, for example, several thousand hours of operation, the discharge starting voltage increases, and the luminance decreases.
[0011]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a PDP capable of performing high-luminance display with low operating voltage and realizing stable driving.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a plasma display panel according to the present invention has an electrode covered with a dielectric layer on a substrate and a protective layer on the dielectric layer, and zinc is added to the protective layer. It is characterized by having been done.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0014]
FIG. 1 is a sectional view of a PDP according to an embodiment of the present invention. The PDP according to the present embodiment has substantially the same configuration as the conventional PDP shown in FIG. 4, but differs in the configuration of the protective layer. 1, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.
[0015]
As shown in FIG. 1, a plurality of scan electrodes 2 and sustain electrodes 3 are formed in pairs on a front substrate 1 made of glass. The scanning electrode 2 includes a transparent electrode 2a and a bus electrode 2b formed thereon, and the sustain electrode 3 includes a transparent electrode 3a and a bus electrode 3b formed thereon. Transparent electrodes 2a, 3a are formed by a transparent conductive material such as ITO and SnO _2, the bus electrodes 2b, 3b are, Ag thick film (thickness: 2μm~10μm), aluminum (Al) thin film (thickness: 0.1 m to 1 μm) or a chromium / copper / chromium (Cr / Cu / Cr) laminated thin film (thickness: 0.1 μm to 1 μm). The surface substrate 1 is covered with a dielectric layer 4 (thickness: 40 μm) made of a low-melting glass having a PbO—SiO ₂ —B ₂ O ₃ —ZnO—BaO-based glass composition so as to cover the scan electrodes 2 and the sustain electrodes 3. The protective layer 11 (thickness: 500 nm to 750 nm) is formed on the dielectric layer 4. Here, the protective layer 11 is made of MgO, and zinc (Zn) is added. That is, the substrate has an electrode covered with the dielectric layer 4 and the protective layer 11 on the dielectric layer 4, and Zn is added to the protective layer 11.
[0016]
On the other hand, on the rear substrate 6 made of glass, an Ag thick film (thickness: 2 μm to 10 μm), an Al thin film (thickness: 0.1 μm to 1 μm) or a Cr / Cu / Cr laminated thin film (thickness: 0.1 μm to 1 μm) ) Are formed. An underlying dielectric layer made of low-melting glass containing lead oxide (PbO), bismuth oxide (Bi ₂ O ₃ ) or phosphorus oxide (PO ₄ ) as a main component, on the back substrate 6 so as to cover the address electrodes 7. 8 (thickness: 5 μm to 20 μm). Further, a partition 9 mainly composed of glass is formed on the underlying dielectric layer 8 between the address electrodes 7 in parallel with the address electrode 7, and the underlying dielectric layer 8 between the partitions 9 is provided for color display. Phosphor layers 10 of three colors (red, green, and blue) are sequentially provided. Note that the underlying dielectric layer 8 is for improving the adhesion of the phosphor layer 10, and does not mean that the PDP does not operate without the underlying dielectric layer 8.
[0017]
The front substrate 1 and the rear substrate 6 are arranged so as to face each other with a discharge space therebetween so that the scanning electrode 2, the sustain electrode 3 and the address electrode 7 are orthogonal to each other, and the periphery is hermetically sealed with frit glass. Has been stopped. The discharge space is filled with a mixed gas of, for example, Ne and Xe as a discharge gas at a pressure of about 66.5 kPa (500 Torr). A portion where the scanning electrode 2 and the sustain electrode 3 intersect with the address electrode 7 forms a discharge cell, and three adjacent discharge cells having the red, green and blue phosphor layers 10 form one for performing color display. Configure the pixel.
[0018]
In such a plasma display panel, after a write pulse is selectively applied between the scan electrode 2 and the address electrode 7 to perform an address discharge, a periodic sustain pulse is applied to the scan electrode 2 and the sustain electrode 3. By alternately applying the sustain discharge, the phosphor layer 10 is excited by the ultraviolet rays from the excited Xe atoms, and the display operation is performed by generating visible light.
[0019]
Next, a method for forming the protective layer 11 on the dielectric layer 4 in the present embodiment will be described.
[0020]
First, after forming the scan electrodes 2 and the sustain electrodes 3 on the front substrate 1, the dielectric layer 4 is formed by using a screen printing method, a die coat printing method, or a sheet laminating method. Thereafter, the protective layer 11 is formed on the dielectric layer 4 by using an electron beam evaporation method. At this time, the MgO pellet and the ZnO pellet are mixed so that the amount of Zn added to the protective layer 11 becomes a desired value. Materials mixed in a predetermined ratio are used as an evaporation source. Thereby, the protective layer 11 made of MgO and added with Zn can be formed. That is, the amount of Zn added to the protective layer 11 is controlled by changing the mixing ratio of the MgO pellet and the ZnO pellet used as the evaporation source. Here, as the constituent material of the evaporation source, another zinc compound may be used instead of the ZnO pellet.
[0021]
As a method for forming the protective layer 11, not only the electron beam evaporation method but also a sputtering method or an ion plating method can be used. In this case, too, the mixing ratio of the constituent materials of the target or the evaporation source is adjusted. By doing so, the protective layer 11 to which a desired amount of Zn is added can be formed.
[0022]
Next, the result of examining the characteristics of the PDP (panel A) according to the present embodiment will be described. For comparison, a protective layer made of MgO was formed by an electron beam evaporation method using only MgO pellets, and a comparative PDP (panel B) having the same configuration as panel A except for the protective layer was produced.
[0023]
When the discharge starting voltage was examined for Panel A and Panel B, it was 161 V for Panel A, whereas it was 175 V for Panel B. Panel A can lower the operating voltage as compared to Panel B. . Also, the same drive voltage (175V), when the entire panel to measure the luminance at the time of white display, while was 525cd / ^{m 2} in panel A, a 470 cd / ^{m 2} In panel B, the panel B In comparison, panel A had higher brightness.
[0024]
Next, with respect to panels A and B, the results of examining the composition of the protective layer in the thickness direction using secondary ion mass spectrometry (SIMS) are shown in FIGS. 2 (for panel A) and FIG. 3 (for panel B). ). A secondary ion mass spectrometer SIMS4500 manufactured by ATOMIKA was used for the measurement. The measurement conditions were: primary ion species: O ₂ ⁺ , primary ion energy: 5 keV, primary ion incident angle: 30 degrees, primary ion current: 70 nA, raster region: 160 μm □, analysis region: 80 μm □, secondary ion was measured ^{^{^{_{^{(64 Zn +, 48 Mg 2}}}}} +, 16 O +) intensity. Incidentally, the dynamic range of the measurement in the mass spectrometer is 10 ^6, since Mg can not be monitored at the same time the strength is too strong, and optimal signal strength have other mass due to Mg is obtained when analyzing the Zn Mg ₂ was monitored.
[0025]
2 and 3, the horizontal axis represents the dielectric in the thickness direction of the protective layers 5 and 11 when the surface of the protective layer 5 (in the case of panel B) or the surface of the protective layer 11 (in the case of panel A) is set to 0. The distance to the layer 4 side (depth from the protective layer surface) is shown, and the vertical axis represents the measured value of the secondary ion intensity. Here, when the depth from the surface of the protective layer is around 600 nm, the secondary ion intensity of Mg ₂ is largely changed, and this portion is the boundary between the protective layers 5 and 11 and the dielectric layer 4. The secondary ion intensity of Zn in the protective layer 5 shown in FIG. 3 is at a detection limit level, and the protective layer 5 of panel B contains almost all of Zn except for the vicinity of the boundary with the dielectric layer 4. You can think that there is not. On the other hand, in the protective layer 11 of the panel A shown in FIG. 2, the ratio of the secondary ion intensity of Zn to the secondary ion intensity of Mg ₂ is about 0.1% to 1%, and Zn is added to MgO. You can see that it is done.
[0026]
Therefore, as in panel A according to the present embodiment, by forming protective layer 11 by adding Zn to MgO, the operating voltage of the PDP can be reduced. The reason why the operating voltage of the PDP is reduced as described above is considered as follows. That is, Zn atoms have an ionization tendency of 9.394, which is larger than that of Mg atoms of 7.646, and has characteristics of being very easily oxidized. Therefore, it is considered that even in the protective layer made of MgO, Zn atoms exist not in the form of Zn alone but in the form of ZnO. Here, the ZnO single crystal is a semiconductor having a wide band gap (3.37 eV). In the ZnO single crystal, the exciton has a binding energy of 60 meV which is larger than the room temperature thermal energy (about 25 meV). Can be stably present at room temperature. From these facts, in the protective layer 11 of the panel A, the ZnO is locally substituted with MgO, or the ZnO is present at the grain boundary of MgO, so that the conduction band of MgO which is the base of the protective layer 11 is increased. It is considered that a stable level capable of efficiently exciting electrons is formed in the band gap (8.7 eV) of MgO, and as a result, the electron emission characteristics of the protective layer 11 are improved and the firing voltage is lowered. .
[0027]
If the amount of Zn added to the protective layer 11 is too small, the effect of lowering the firing voltage cannot be obtained. When the protective layer 11 is analyzed using SIMS, when Zn is added so that the ratio of the secondary ion intensity of Zn to the secondary ion intensity of Mg ₂ becomes 0.01% or more, the effect of lowering the firing voltage is obtained. was gotten.
[0028]
Next, the panel A was subjected to an accelerated life test corresponding to a case where the panel A was continuously operated for 50,000 hours in normal use. As a result, the discharge start voltage was stable without a large fluctuation. Further, when the protective layer 11 was observed by dividing the panel A after the accelerated life test, it was found that there was almost no decrease in the film thickness due to sputtering, and the life was long. This is considered to be because the atomic radii of Zn and Mg are relatively close, and the film quality of the protective layer made of MgO does not decrease much even when Zn is added.
[0029]
Further, since the sputter resistance of ZnO is lower than that of MgO, if the amount of Zn added to the protective layer 11 is too large, the spatter resistance of the protective layer 11 is considerably reduced as compared with the case where Zn is not added. it is conceivable that. When analyzing the protective layer 11 by using the SIMS, sputtering resistance is decreased when the ratio of the secondary ion intensity of Zn relative secondary ion strength of Mg ₂ exceeds 40%. Therefore, the amount of Zn added to the protective layer 11 is preferably set so that the ratio of the secondary ion intensity of Zn to the secondary ion intensity of Mg ₂ is 40% or less.
[0030]
In the above embodiment, the case where MgO is used as a constituent material of the protective layer 11 has been described. However, in the case where calcium oxide (CaO), barium oxide (BaO), or a mixture thereof is used instead of MgO. Can obtain the same effect. Further, the discharge gas is not limited to the mixed gas of Ne and Xe, and may be used by mixing a rare gas such as helium (He) or krypton (Kr).
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a PDP capable of performing a high-luminance display with a low operating voltage and stable driving.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a plasma display panel according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing the result of analyzing the composition of a protective layer of the plasma display panel by secondary ion mass spectrometry. FIG. 3 is a view showing the result of analyzing the composition of a protective layer of a comparative plasma display panel by secondary ion mass spectrometry. FIG. 4 is a perspective view showing a main part of a conventional plasma display panel.
REFERENCE SIGNS LIST 1 front substrate 2 scan electrode 3 sustain electrode 4 dielectric layer 11 protective layer

Claims

基板上に誘電体層で覆われた電極を有するとともに前記誘電体層上に保護層を有し、前記保護層には亜鉛が添加されたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。A plasma display panel having an electrode covered with a dielectric layer on a substrate, a protective layer on the dielectric layer, and zinc added to the protective layer.

保護層は、亜鉛が添加された酸化マグネシウムからなることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。The plasma display panel according to claim 1, wherein the protective layer is made of magnesium oxide to which zinc is added.

２次イオン質量分析法によって保護層を分析したとき、マグネシウム（Ｍｇ_２）の２次イオン強度に対する亜鉛（Ｚｎ）の２次イオン強度の比率が０．０１％以上であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。The ratio of the secondary ionic strength of zinc (Zn) to the secondary ionic strength of magnesium (Mg ₂ ) when the protective layer is analyzed by secondary ion mass spectrometry is 0.01% or more. Item 3. A plasma display panel according to item 2.

２次イオン質量分析法によって保護層を分析したとき、マグネシウム（Ｍｇ_２）の２次イオン強度に対する亜鉛（Ｚｎ）の２次イオン強度の比率が４０％以下であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。When analyzing the protective layer by the secondary ion mass spectrometry, claim 3 the ratio of the secondary ion intensity of magnesium zinc to secondary ion strength (Mg _{2) (Zn)} is equal to or less than 40% The plasma display panel according to item 1.