JP2010080387A - Manufacturing method of plasma display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a plasma display panel used for a display device or the like.
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰともいう）は、高精細化、大画面化に適した画像表示装置である。近年、ＰＤＰはｆｕｌｌ−ＨＤ（フル・ハイディフィニション：１９２０×１０８０画素：プログレッシブ表示）の商品化が進んでいるとともに、環境問題に配慮して鉛成分を含まないＰＤＰが要求されている。 A plasma display panel (hereinafter also referred to as PDP) is an image display device suitable for high definition and large screen. In recent years, full-HD (full high definition: 1920 × 1080 pixels: progressive display) has been commercialized for PDP, and PDP containing no lead component is required in consideration of environmental problems.
ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。 A PDP basically includes a front plate and a back plate. The front plate is a glass substrate made of sodium borosilicate glass by a float method, a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode formed on one main surface of the glass substrate, and a display electrode A dielectric layer that covers and acts as a capacitor, and a protective layer made of magnesium oxide (MgO) formed on the dielectric layer. On the other hand, the back plate is a glass substrate, stripe-shaped address electrodes formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the address electrodes, a partition formed on the base dielectric layer, It is comprised with the fluorescent substance layer which light-emits each of red, green, and blue formed between the partition walls.
前面板と背面板とは、その電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にはＮｅ−Ｘｅの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。 The front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other, and Ne—Xe discharge gas is sealed at a pressure of 400 Torr to 600 Torr in the discharge space partitioned by the partition walls.
ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している（特許文献１参照）。
このようなＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層はその役目として、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することなどを挙げることができる。イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割であり、またアドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。すなわち、保護層からの電子放出特性はＰＤＰの画質を決定するため、電子放出特性を適正化することは非常に重要である。 In such a PDP, the protective layer formed on the dielectric layer of the front plate serves as a role to protect the dielectric layer from ion bombardment due to discharge and to emit initial electrons for generating address discharge. And so on. Protecting the dielectric layer from ion bombardment plays an important role in preventing an increase in discharge voltage, and emitting initial electrons for generating an address discharge is an address discharge error that causes image flickering. It is an important role to prevent. That is, since the electron emission characteristics from the protective layer determine the image quality of the PDP, it is very important to optimize the electron emission characteristics.
ここで、保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するためには、たとえばＭｇＯにＳｉやＡｌを添加するなどの試みが行われている。 Here, in order to increase the number of initial electrons emitted from the protective layer and reduce the flicker of the image, for example, an attempt is made to add Si or Al to MgO.
しかしながらＰＤＰにおいて、保護層に不純物を混在させ電子放出特性を改善した場合、同時に、保護層表面に電荷を蓄積させてメモリー機能として使用しようとする際の電荷が、時間と共に減少してしまう減衰率が大きくなってしまうこととなり、減少を抑制するための印加電圧を大きくする等の対策が必要になる。 However, in the PDP, when an impurity is mixed in the protective layer to improve the electron emission characteristics, the charge rate when the charge is accumulated on the surface of the protective layer and used as a memory function is decreased at the same time. Therefore, it is necessary to take measures such as increasing the applied voltage to suppress the decrease.
このように、保護層に要求される特性としては、高い電子放出能を有すると共に、メモリー機能として、電荷の減衰率が小さい、すなわち高い電荷保持特性を有するという、相反する二つの特性が要求される。 As described above, as the characteristics required for the protective layer, there are two contradictory characteristics that have a high electron emission ability and a low charge decay rate, that is, a high charge retention characteristic as a memory function. The
本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、電子放出特性を改善するとともに、電荷保持特性も併せ持つ保護層を備えることで、高画質・高精細、且つ低消費電力のＰＤＰを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a current situation, and provides a PDP having high image quality, high definition, and low power consumption by providing a protective layer that improves electron emission characteristics and also has charge retention characteristics. With the goal.
上記目的を実現するために本発明のＰＤＰの製造方法は、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面板を有し、前記保護層は、前記誘電体層上に形成した下地膜と、この下地膜上に付着させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子とを備え、この凝集粒子は、凝集粒子を分散させた揮発性溶媒を前記下地膜上に塗布し、その後、減圧容器内において減圧乾燥することにより前記下地膜上に付着させたものであり、前記減圧容器は、その内部に、減圧容器内部のガスの流れを制御するための板壁を、前記前面板の基板と対峙するように具備し、かつ、この板壁の大きさは、塗布した前記揮発性溶媒の塗布面積より大きい平面とし、かつ、前記塗布面積の短辺をＡとし、塗布面から前記板壁までの距離をｈとした時、１０ｈ／Ａが、０．１以上、１以下と構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method of manufacturing a PDP according to the present invention includes a front plate in which a dielectric layer is formed so as to cover a display electrode formed on a substrate and a protective layer is formed on the dielectric layer. The protective layer includes a base film formed on the dielectric layer, and agglomerated particles formed by aggregating a plurality of crystal particles made of metal oxide attached to the base film. The volatile solvent in which the agglomerated particles are dispersed is applied onto the base film, and is then adhered to the base film by drying under reduced pressure in a vacuum container. A plate wall for controlling the gas flow inside the decompression vessel is provided so as to face the substrate of the front plate, and the size of the plate wall is a plane larger than the application area of the applied volatile solvent. And a short coating area. The is A, when the distance from the coating surface to the plate wall has a h, 10h / A, characterized in that is configured to 0.1 or more, 1 less.
本発明によれば、電子放出特性を改善するとともに、電荷保持特性も併せ持つ保護層を備えた、高画質・高精細、且つ低消費電力を実現できるＰＤＰを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a PDP that improves the electron emission characteristics and includes a protective layer that also has charge retention characteristics and can realize high image quality, high definition, and low power consumption.
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a method of manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などを備える前面板２と、背面ガラス基板１１などを備える背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどにより構成される封着材（図示せず）によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。 FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing a schematic configuration of a PDP manufactured by a method of manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the PDP 1 has a front plate 2 provided with a front glass substrate 3 and the like and a back plate 10 provided with a rear glass substrate 11 and the like, and an outer peripheral portion thereof is constituted by glass frit or the like. It is hermetically sealed with a sealing material (not shown). The discharge space 16 inside the sealed PDP 1 is filled with a discharge gas such as Ne or Xe at a pressure of 400 Torr to 600 Torr.
前面板２は、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７とを互いに平行にそれぞれ複数列配置している。さらに、表示電極６と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面には保護層９が形成されている。 The front plate 2 has a plurality of rows of display electrodes 6 and black stripes (light-shielding layers) 7 formed of scanning electrodes 4 and sustain electrodes 5 arranged in parallel on the front glass substrate 3. Further, a dielectric layer 8 serving as a capacitor is formed so as to cover the display electrode 6 and the light shielding layer 7, and a protective layer 9 is formed on the surface thereof.
また、背面板１０は、背面ガラス基板１１上に、前面板２の走査電極４および維持電極５と交差する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２を互いに平行に配置し、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。走査電極４および維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。 The back plate 10 has a plurality of strip-like address electrodes 12 arranged in parallel to each other on the back glass substrate 11 in a direction intersecting with the scanning electrodes 4 and the sustain electrodes 5 of the front plate 2, and this is formed as a base dielectric. Layer 13 is covering. Further, a partition wall 14 having a predetermined height is formed on the base dielectric layer 13 between the address electrodes 12 to divide the discharge space 16. For each address electrode 12, a phosphor layer 15 that emits red, green, and blue light by ultraviolet rays is sequentially applied to the grooves between the barrier ribs 14 and formed. A discharge cell is formed at a position where the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 intersect with the address electrode 12, and the discharge cell having the red, green and blue phosphor layers 15 arranged in the direction of the display electrode 6 is used for color display. Become a pixel.
図２は、図１における前面板２の概略構成を断面で示す図である。但し、図２は図１とは上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６と遮光層７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ2）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the front plate 2 in FIG. However, FIG. 2 is shown upside down from FIG. As shown in FIG. 2, a display electrode 6 and a light shielding layer 7 including scanning electrodes 4 and sustaining electrodes 5 are formed in a pattern on a front glass substrate 3 manufactured by a float method or the like. Scan electrode 4 and sustain electrode 5 are made of transparent electrodes 4a and 5a made of indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), etc., and metal bus electrodes 4b and 5b formed on transparent electrodes 4a and 5a, respectively. It is comprised by. The metal bus electrodes 4b and 5b are used for the purpose of imparting conductivity in the longitudinal direction of the transparent electrodes 4a and 5a, and are formed of a conductive material whose main component is a silver (Ag) material.
誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂと遮光層７を覆って設けたもので、図２に示すように、第１誘電体層８１と、第１誘電体層８１上に形成された第２誘電体層８２の少なくとも２層構成としてもよいし、また、一層だけの構造としてもよい。 The dielectric layer 8 is provided so as to cover the transparent electrodes 4a and 5a, the metal bus electrodes 4b and 5b, and the light shielding layer 7 formed on the front glass substrate 3. As shown in FIG. At least two layers of the dielectric layer 81 and the second dielectric layer 82 formed on the first dielectric layer 81 may be used, or a single layer structure may be used.
そしてこの誘電体層８を覆うように保護層９が形成されている。ここで保護層９は、前記誘電体層８上に形成した下地膜９１と、この下地膜９１上に付着させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子９２とにより構成されるものである。 A protective layer 9 is formed so as to cover the dielectric layer 8. Here, the protective layer 9 is composed of a base film 91 formed on the dielectric layer 8 and agglomerated particles 92 formed by aggregating a plurality of crystal particles made of a metal oxide attached on the base film 91. It is what is done.
次に、上述したＰＤＰ１の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。これらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極４ａ、５ａは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極４ｂ、５ｂは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。 Next, a method for manufacturing the above-described PDP 1 will be described. First, the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7 are formed on the front glass substrate 3. The transparent electrodes 4a and 5a and the metal bus electrodes 4b and 5b are formed by patterning using a photolithography method or the like. The transparent electrodes 4a and 5a are formed using a thin film process or the like, and the metal bus electrodes 4b and 5b are solidified by baking a paste containing a silver (Ag) material at a desired temperature. Similarly, the light shielding layer 7 is also formed by screen printing a paste containing a black pigment or by forming a black pigment on the entire surface of the glass substrate and then patterning and baking using a photolithography method.
次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。 Next, a dielectric paste is applied on the front glass substrate 3 by a die coating method or the like so as to cover the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7, thereby forming a dielectric paste layer (dielectric material layer). After the dielectric paste is applied, the surface of the applied dielectric paste is leveled by leaving it to stand for a predetermined time, so that a flat surface is obtained. Thereafter, the dielectric paste layer is baked and solidified to form the dielectric layer 8 that covers the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7. The dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.
次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる下地膜９１を、例えば真空蒸着法により形成する。そしてこの下地膜９１の上に、例えば酸化マグネシウムなど、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子９２を付着させ、以上により保護層９が完成する。 Next, a base film 91 made of magnesium oxide (MgO) is formed on the dielectric layer 8 by, for example, a vacuum deposition method. Then, agglomerated particles 92 obtained by aggregating a plurality of crystal particles made of metal oxide such as magnesium oxide are adhered on the base film 91, and the protective layer 9 is thus completed.
以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９）が形成され、前面板２が完成する。 Through the above steps, predetermined components (scanning electrode 4, sustaining electrode 5, light shielding layer 7, dielectric layer 8, and protective layer 9) are formed on front glass substrate 3, and front plate 2 is completed.
一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などによりアドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。 On the other hand, the back plate 10 is formed as follows. First, the structure for the address electrode 12 is formed by a method of screen printing a paste containing silver (Ag) material on the rear glass substrate 11 or a method of patterning using a photolithography method after forming a metal film on the entire surface. An address electrode 12 is formed by forming a material layer to be an object and firing it at a desired temperature. Next, a dielectric paste is applied on the rear glass substrate 11 on which the address electrodes 12 are formed by a die coating method so as to cover the address electrodes 12 to form a dielectric paste layer. Thereafter, the base dielectric layer 13 is formed by firing the dielectric paste layer. The dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.
次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。 Next, a partition wall forming paste including a partition wall material is applied on the base dielectric layer 13 and patterned into a predetermined shape to form a partition wall material layer and then fired to form the partition walls 14. Here, as a method of patterning the partition wall paste applied on the base dielectric layer 13, a photolithography method or a sand blast method can be used. Next, the phosphor layer 15 is formed by applying a phosphor paste containing a phosphor material on the base dielectric layer 13 between the adjacent barrier ribs 14 and on the side surfaces of the barrier ribs 14 and baking it. Through the above steps, the back plate 10 having predetermined components on the back glass substrate 11 is completed.
このようにして所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを走査電極４とアドレス電極１２とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。 In this way, the front plate 2 and the back plate 10 having predetermined constituent members are arranged to face each other so that the scanning electrodes 4 and the address electrodes 12 are orthogonal to each other, and the periphery thereof is sealed with a glass frit, so that a discharge space is obtained. 16 is filled with a discharge gas containing Ne, Xe or the like, thereby completing the PDP 1.
ここで、前面板２の誘電体層８を第１誘電体層８１と第２誘電体層８２との２層構造により構成する場合について詳細に説明する。第１誘電体層８１の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を２０重量％〜４０重量％を含み、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を０．５重量％〜１２重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。 Here, the case where the dielectric layer 8 of the front plate 2 is constituted by a two-layer structure of the first dielectric layer 81 and the second dielectric layer 82 will be described in detail. The dielectric material of the first dielectric layer 81 is composed of the following material composition. That is, it contains 20 wt% to 40 wt% of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and 0.5 wt% of at least one selected from calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO). comprising 12wt% of molybdenum oxide (MoO 3), tungsten oxide (WO 3), cerium oxide (CeO 2), comprising at least one kind of 0.1 wt% to 7 wt% selected from manganese dioxide (MnO 2) It is out.
なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ7）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。 Instead of molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), manganese dioxide (MnO 2 ), copper oxide (CuO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), cobalt oxide At least one selected from (Co 2 O 3 ), vanadium oxide (V 2 O 7 ), and antimony oxide (Sb 2 O 3 ) may be contained in an amount of 0.1 wt% to 7 wt%.
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。 Further, as components other than the above, zinc oxide (ZnO) is 0 wt% to 40 wt%, boron oxide (B 2 O 3 ) is 0 wt% to 35 wt%, and silicon oxide (SiO 2 ) is 0 wt% to A material composition that does not include a lead component, such as 15% by weight and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), such as 0% by weight to 10% by weight, may be included, and the content of these material compositions is not particularly limited, It is the content range of the material composition of the prior art level.
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第１誘電体層用ペーストを作製する。 A dielectric material powder is produced by pulverizing a dielectric material composed of these composition components with a wet jet mill or a ball mill so that the average particle size is 0.5 μm to 2.5 μm. Next, 55 wt% to 70 wt% of the dielectric material powder and 30 wt% to 45 wt% of the binder component are well kneaded with three rolls to obtain a first dielectric layer paste for die coating or printing. Make it.
バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。 The binder component is ethyl cellulose, terpineol containing 1% to 20% by weight of acrylic resin, or butyl carbitol acetate. In the paste, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate, and tributyl phosphate are added as plasticizers as needed, and glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, and homogenol (Kao Corporation) as dispersants. The printability may be improved by adding a phosphoric ester of an alkyl allyl group or the like.
次に、この第１誘電体層用ペーストを用い、表示電極６を覆うように前面ガラス基板３にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５７５℃〜５９０℃で焼成する。 Next, using this first dielectric layer paste, the front glass substrate 3 is printed by a die coat method or a screen printing method so as to cover the display electrode 6 and dried, and then slightly higher than the softening point of the dielectric material. Bake at a temperature of 575 ° C to 590 ° C.
次に、第２誘電体層８２について説明する。第２誘電体層８２の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を１１重量％〜２０重量％を含み、さらに、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を１．６重量％〜２１重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。 Next, the second dielectric layer 82 will be described. The dielectric material of the second dielectric layer 82 is composed of the following material composition. That is, it contains 11% by weight to 20% by weight of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), and at least one selected from calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and barium oxide (BaO) is 1.6. It contains 0.1 wt% to 7 wt% of at least one selected from molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), and cerium oxide (CeO 2 ).
なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ7）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。 In place of molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), and cerium oxide (CeO 2 ), copper oxide (CuO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), cobalt oxide (Co 2 O 3 ), At least one selected from vanadium oxide (V 2 O 7 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ), and manganese oxide (MnO 2 ) may be contained in an amount of 0.1 wt% to 7 wt%.
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。 Further, as components other than the above, zinc oxide (ZnO) is 0 wt% to 40 wt%, boron oxide (B 2 O 3 ) is 0 wt% to 35 wt%, and silicon oxide (SiO 2 ) is 0 wt% to A material composition that does not include a lead component, such as 15% by weight and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), such as 0% by weight to 10% by weight, may be included, and the content of these material compositions is not particularly limited, It is the content range of the material composition of the prior art level.
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第２誘電体層用ペーストを作製する。バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。 A dielectric material powder is produced by pulverizing a dielectric material composed of these composition components with a wet jet mill or a ball mill so that the average particle size is 0.5 μm to 2.5 μm. Next, 55 wt% to 70 wt% of the dielectric material powder and 30 wt% to 45 wt% of the binder component are well kneaded with three rolls to obtain a second dielectric layer paste for die coating or printing. Make it. The binder component is ethyl cellulose, terpineol containing 1% to 20% by weight of acrylic resin, or butyl carbitol acetate. In the paste, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate, and tributyl phosphate are added as plasticizers as needed, and glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, and homogenol (Kao Corporation) as dispersants. The printability may be improved by adding a phosphoric ester of an alkyl allyl group or the like.
次にこの第２誘電体層用ペーストを用いて第１誘電体層８１上にスクリーン印刷法であるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５５０℃〜５９０℃で焼成する。 Next, the second dielectric layer paste is used to print on the first dielectric layer 81 by a screen printing method or a die coating method and then dried, and then, a temperature slightly higher than the softening point of the dielectric material is 550 ° C. Bake at ~ 590 ° C.
なお、誘電体層８の膜厚については、第１誘電体層８１と第２誘電体層８２とを合わせ、可視光透過率を確保するためには４１μｍ以下が好ましい。第１誘電体層８１は、金属バス電極４ｂ、５ｂの銀（Ａｇ）との反応を抑制するために酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）の含有量を第２誘電体層８２の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）の含有量よりも多くし、２０重量％〜４０重量％としている。そのため、第１誘電体層８１の可視光透過率が第２誘電体層８２の可視光透過率よりも低くなるので、第１誘電体層８１の膜厚を第２誘電体層８２の膜厚よりも薄くしている。 The film thickness of the dielectric layer 8 is preferably 41 μm or less in order to secure the visible light transmittance by combining the first dielectric layer 81 and the second dielectric layer 82. The first dielectric layer 81 has a bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) content of the second dielectric layer 82 in order to suppress the reaction of the metal bus electrodes 4b and 5b with silver (Ag). 2 O 3 ), which is more than 20% by weight to 40% by weight. Therefore, since the visible light transmittance of the first dielectric layer 81 is lower than the visible light transmittance of the second dielectric layer 82, the film thickness of the first dielectric layer 81 is set to the film thickness of the second dielectric layer 82. It is thinner.
なお、第２誘電体層８２において酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）が１１重量％以下であると着色は生じにくくなるが、第２誘電体層８２中に気泡が発生しやすく好ましくない。また、４０重量％を超えると着色が生じやすくなり透過率を上げる目的には好ましくない。 If the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) is 11% by weight or less in the second dielectric layer 82, coloring is less likely to occur, but bubbles are likely to be generated in the second dielectric layer 82, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, coloring tends to occur, which is not preferable for the purpose of increasing the transmittance.
また、誘電体層８の膜厚が小さいほどパネル輝度の向上と放電電圧を低減するという効果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定するのが望ましい。このような観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層８の膜厚を４１μｍ以下に設定し、第１誘電体層８１を５μｍ〜１５μｍ、第２誘電体層８２を２０μｍ〜３６μｍとしている。 Further, the effect of improving the panel brightness and reducing the discharge voltage becomes more significant as the thickness of the dielectric layer 8 is smaller. Therefore, it is desirable to set the film thickness as small as possible within the range where the withstand voltage does not decrease. . From such a viewpoint, in the embodiment of the present invention, the thickness of the dielectric layer 8 is set to 41 μm or less, the first dielectric layer 81 is set to 5 μm to 15 μm, and the second dielectric layer 82 is set to 20 μm to 36 μm. Yes.
このようにして製造されたＰＤＰは、表示電極６に銀（Ａｇ）材料を用いても、前面ガラス基板３の着色現象（黄変）が少なくて、なおかつ、誘電体層８中に気泡の発生などがなく、絶縁耐圧性能に優れた誘電体層８を実現することを確認している。 The PDP manufactured in this manner has little coloring phenomenon (yellowing) of the front glass substrate 3 even when a silver (Ag) material is used for the display electrode 6, and bubbles are generated in the dielectric layer 8. It has been confirmed that the dielectric layer 8 excellent in withstand voltage performance is realized.
次に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいて、これらの誘電体材料によって第１誘電体層８１において黄変や気泡の発生が抑制される理由について考察する。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む誘電体ガラスに酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、または酸化タングステン（ＷＯ3）を添加することによって、Ａｇ2ＭｏＯ4、Ａｇ2Ｍｏ2Ｏ7、Ａｇ2Ｍｏ4Ｏ13、Ａｇ2ＷＯ4、Ａｇ2Ｗ2Ｏ7、Ａｇ2Ｗ4Ｏ13といった化合物が５８０℃以下の低温で生成しやすいことが知られている。本発明の実施の形態では、誘電体層８の焼成温度が５５０℃〜５９０℃であることから、焼成中に誘電体層８中に拡散した銀イオン（Ａｇ+）は誘電体層８中の酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）と反応し、安定な化合物を生成して安定化する。すなわち、銀イオン（Ａｇ+）が還元されることなく安定化されるために、凝集してコロイドを生成することがない。したがって、銀イオン（Ａｇ+）が安定化することによって、銀（Ａｇ）のコロイド化に伴う酸素の発生も少なくなるため、誘電体層８中への気泡の発生も少なくなる。 Next, in the PDP according to the embodiment of the present invention, the reason why yellowing and generation of bubbles in the first dielectric layer 81 are suppressed by these dielectric materials will be considered. That is, by adding molybdenum oxide (MoO 3 ) or tungsten oxide (WO 3 ) to dielectric glass containing bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), Ag 2 MoO 4 , Ag 2 Mo 2 O 7 , Ag 2 are added. It is known that compounds such as Mo 4 O 13 , Ag 2 WO 4 , Ag 2 W 2 O 7 , and Ag 2 W 4 O 13 are easily formed at a low temperature of 580 ° C. or lower. In the embodiment of the present invention, since the firing temperature of the dielectric layer 8 is 550 ° C. to 590 ° C., silver ions (Ag + ) diffused into the dielectric layer 8 during firing are contained in the dielectric layer 8. It reacts with molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), and manganese oxide (MnO 2 ) to produce and stabilize a stable compound. That is, since silver ions (Ag + ) are stabilized without being reduced, they do not aggregate to form a colloid. Therefore, the stabilization of silver ions (Ag + ) reduces the generation of oxygen accompanying the colloidalization of silver (Ag), thereby reducing the generation of bubbles in the dielectric layer 8.
一方、これらの効果を有効にするためには、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む誘電体ガラス中に酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）の含有量を０．１重量％以上にすることが好ましいが、０．１重量％以上７重量％以下がさらに好ましい。特に、０．１重量％未満では黄変を抑制する効果が少なく、７重量％を超えるとガラスに着色が起こり好ましくない。 On the other hand, in order to make these effects effective, in a dielectric glass containing bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), molybdenum oxide (MoO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), cerium oxide (CeO 2 ), oxidation The content of manganese (MnO 2 ) is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more and 7% by weight or less. In particular, if it is less than 0.1% by weight, the effect of suppressing yellowing is small, and if it exceeds 7% by weight, the glass is colored, which is not preferable.
すなわち、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの誘電体層８は、銀（Ａｇ）材料よりなる金属バス電極４ｂ、５ｂと接する第１誘電体層８１では黄変現象と気泡発生を抑制し、第１誘電体層８１上に設けた第２誘電体層８２によって高い光透過率を実現している。その結果、誘電体層８全体として、気泡や黄変の発生が極めて少なく透過率の高いＰＤＰを実現することが可能となる。 That is, the dielectric layer 8 of the PDP in the embodiment of the present invention suppresses the yellowing phenomenon and the generation of bubbles in the first dielectric layer 81 in contact with the metal bus electrodes 4b and 5b made of silver (Ag) material. High light transmittance is realized by the second dielectric layer 82 provided on the first dielectric layer 81. As a result, it is possible to realize a PDP having a high transmittance with very few bubbles and yellowing as the entire dielectric layer 8.
次に、保護層９の構成及び製造方法について詳細に説明する。 Next, the structure and manufacturing method of the protective layer 9 will be described in detail.
本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰにおいては、図３に、前面板２の部分拡大断面図を示すように、保護層９は、前記誘電体層８上に、Ａｌを不純物として含有するＭｇＯからなる下地膜９１を形成するとともに、その下地膜９１上に、金属酸化物であるＭｇＯの結晶粒子９２ａが数個凝集した凝集粒子９２を離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた構成としている。 In the PDP manufactured by the method of manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a partial enlarged cross-sectional view of the front plate 2, the protective layer 9 is formed on the dielectric layer 8. A base film 91 made of MgO containing Al as an impurity is formed, and agglomerated particles 92 in which several MgO crystal particles 92a that are metal oxides are aggregated are dispersed on the base film 91 in a discrete manner. It is set as the structure attached so that it might distribute substantially uniformly over.
ここで、凝集粒子９２とは、図４に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子９２ａが凝集またはネッキングした状態のもので、固体として大きな結合力を持って結合しているのではなく、静電気やファンデルワールス力などによって複数の一次粒子が集合体の体をなしているもので、超音波などの外的刺激により、その一部または全部が一次粒子の状態になる程度で結合しているものである。凝集粒子９２の粒径としては、約１μｍ程度のもので、結晶粒子９２ａとしては、１４面体や１２面体などの７面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。 Here, as shown in FIG. 4, the agglomerated particles 92 are those in which crystal particles 92a having a predetermined primary particle size are agglomerated or necked, and are not bonded with a large binding force as a solid. In this case, multiple primary particles form an aggregate body due to static electricity, van der Waals force, etc., and are bound to the extent that some or all of them become primary particles due to external stimuli such as ultrasound. It is what. The particle size of the agglomerated particles 92 is about 1 μm, and the crystal particles 92a preferably have a polyhedral shape having seven or more surfaces such as a tetrahedron and a dodecahedron.
また、このＭｇＯの結晶粒子９２ａの一次粒子の粒径は、結晶粒子９２ａの生成条件によって制御できる。例えば、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのＭｇＯ前駆体を焼成して生成する場合、焼成温度や焼成雰囲気を制御することで、粒径を制御できる。一般的に、焼成温度は７００℃程度から１５００℃程度の範囲で選択できるが、焼成温度が比較的高い１０００℃以上にすることで、一次粒径を０．３〜２μｍ程度に制御可能である。さらに、結晶粒子９２ａをＭｇＯ前駆体を加熱することにより得ることにより、生成過程において、複数個の一次粒子同士が凝集またはネッキングと呼ばれる現象により結合した凝集粒子９２を得ることができる。 The primary particle diameter of the MgO crystal particles 92a can be controlled by the generation conditions of the crystal particles 92a. For example, when an MgO precursor such as magnesium carbonate or magnesium hydroxide is calcined and produced, the particle size can be controlled by controlling the calcining temperature and the calcining atmosphere. In general, the firing temperature can be selected in the range of about 700 ° C. to 1500 ° C., but the primary particle size can be controlled to about 0.3 to 2 μm by setting the firing temperature to 1000 ° C. or higher. . Furthermore, by obtaining the crystal particles 92a by heating the MgO precursor, it is possible to obtain aggregated particles 92 in which a plurality of primary particles are bonded together by a phenomenon called aggregation or necking in the generation process.
ここで、上述の保護層９を備えるＰＤＰ１の効果を確認するために行った実験結果について説明する。 Here, the result of an experiment conducted for confirming the effect of the PDP 1 including the protective layer 9 will be described.
まず、構成の異なる保護層を有するＰＤＰを試作した。試作品１は、ＭｇＯによる保護層のみを形成したＰＤＰ、試作品２は、Ａｌ、Ｓｉなどの不純物をドープしたＭｇＯによる保護層を形成したＰＤＰ、試作品３は、ＭｇＯによる保護層上に金属酸化物からなる結晶粒子の一次粒子のみを散布し、付着させたＰＤＰ、試作品４は本発明品で、ＭｇＯによる下地膜上に、上述したように、結晶粒子を凝集させた凝集粒子を全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させたＰＤＰである。なお、試作品３、４において、金属酸化物としては、ＭｇＯの単結晶粒子を用いている。また、この本発明による試作品４に用いた結晶粒子について、カソードルミネッセンスを測定したところ、図５に示すような特性を有していた。 First, a PDP having a protective layer having a different configuration was made as a prototype. Prototype 1 is a PDP in which only a protective layer made of MgO is formed, prototype 2 is a PDP in which a protective layer made of MgO doped with impurities such as Al and Si is formed, and prototype 3 is a metal on a protective layer made of MgO The PDP, in which only the primary particles of oxide crystal particles are dispersed and adhered, and the prototype 4 are products of the present invention, and the aggregated particles obtained by aggregating the crystal particles on the base film made of MgO as described above The PDP is attached so as to be distributed almost uniformly over the entire area. In the prototypes 3 and 4, MgO single crystal particles are used as the metal oxide. Further, when the cathodoluminescence of the crystal particles used in the prototype 4 according to the present invention was measured, the characteristics shown in FIG. 5 were obtained.
これらの４種類の保護層の構成を有するＰＤＰについて、その電子放出性能と電荷保持性能を調べた。 The PDP having these four types of protective layer configurations was examined for its electron emission performance and charge retention performance.
なお、電子放出性能は、大きいほど電子放出量が多いことを示す数値で、放電の表面状態及びガス種とその状態によって定まる初期電子放出量をもって表現する。初期電子放出量については表面にイオン或いは電子ビームを照射して表面から放出される電子電流量を測定する方法で測定できるが、パネルの前面板表面の評価を非破壊で実施することは困難を伴う。そこで、ここでは、特開２００７−４８７３３号公報に記載されているように、放電時の遅れ時間のうち、統計遅れ時間と呼ばれる放電の発生しやすさの目安となる数値を測定し、その逆数を積分することで、初期電子の放出量と線形に対応する数値になるため、ここではこの数値を用いて評価している。この放電時の遅れ時間とは、パルスの立ち上がりから放電が遅れて行われる放電遅れの時間を意味し、放電遅れは、放電が開始される際にトリガーとなる初期電子が保護層表面から放電空間中に放出されにくいことが主要な要因として考えられている。 The electron emission performance is a numerical value indicating that the larger the electron emission amount, the greater the amount of electron emission. The electron emission performance is expressed by the initial electron emission amount determined by the surface state of the discharge, the gas type, and the state thereof. The initial electron emission amount can be measured by irradiating the surface with an ion or electron beam and measuring the amount of electron current emitted from the surface, but it is difficult to evaluate the front plate surface of the panel in a non-destructive manner. Accompany. Therefore, here, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-48733, among the delay times during discharge, a numerical value, which is called a statistical delay time, which is a measure of the ease of occurrence of discharge, is measured, and the reciprocal thereof. Is integrated into a numerical value that corresponds linearly to the amount of initial electron emission, and this numerical value is used for evaluation here. This delay time at the time of discharge means the time of discharge delay that is delayed from the rise of the pulse, and the discharge delay is the time when the initial electrons that trigger when the discharge is started are discharged from the surface of the protective layer to the discharge space. It is considered as a main factor that it is difficult to be released into the inside.
また、電荷保持性能は、その指標として、ＰＤＰとして作成した場合に電荷放出現象を抑えるために必要とする、走査電極に印加する電圧（以下Ｖｓｃｎ点灯電圧と呼称する）の電圧値を用いた。すなわち、Ｖｓｃｎ点灯電圧の低い方が電荷保持能力が高いことを示す。このことは、ＰＤＰのパネル設計上でも低電圧で駆動できるため、電源や各電気部品として、耐圧および容量の小さい部品を使用することが可能となる。現状の製品において、走査電圧を順次パネルに印加するためのＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子には、耐圧１５０Ｖ程度の素子が使用されており、Ｖｓｃｎ点灯電圧としては、温度による変動を考慮し、１２０Ｖ以下に抑えるのが望ましい。 In addition, as an indicator of the charge retention performance, a voltage value of a voltage applied to the scan electrode (hereinafter referred to as a Vscn lighting voltage) necessary for suppressing the charge emission phenomenon when the PDP is prepared is used. That is, the lower the Vscn lighting voltage, the higher the charge retention capability. Since this can be driven at a low voltage even in the panel design of the PDP, it is possible to use components having a small withstand voltage and capacity as the power source and each electrical component. In the current product, an element having a withstand voltage of about 150 V is used as a semiconductor switching element such as a MOSFET for sequentially applying a scanning voltage to the panel, and the Vscn lighting voltage is 120 V or less in consideration of variation due to temperature. It is desirable to keep it at a minimum.
これらの電子放出性能と電荷保持性能について調べた結果を図６に示している。この図６から明らかなように、ＭｇＯによる下地膜上にＭｇＯの単結晶粒子を凝集させた凝集粒子を散布し、全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた本発明による試作品４は、電荷保持性能の評価において、Ｖｓｃｎ点灯電圧を１２０Ｖ以下にすることができ、しかも電子放出性能は６以上の良好な特性を得ることができる。 The results of examining these electron emission performance and charge retention performance are shown in FIG. As is apparent from FIG. 6, the prototype 4 according to the present invention was formed by dispersing aggregated particles obtained by aggregating single crystal particles of MgO on the base film made of MgO and adhering them so as to be distributed almost uniformly over the entire surface. In the evaluation of the charge retention performance, the Vscn lighting voltage can be set to 120 V or less, and the electron emission performance can be obtained with a favorable characteristic of 6 or more.
すなわち、一般的にはＰＤＰの保護層の電子放出能力と電荷保持能力は相反する。例えば、保護層の製膜条件を変更したり、また、保護層中にＡｌやＳｉ、Ｂａなどの不純物をドーピングして製膜することにより、電子放出性能を向上することは可能であるが、副作用としてＶｓｃｎ点灯電圧も上昇してしまう。 That is, generally, the electron emission capability and the charge retention capability of the protective layer of the PDP are contradictory. For example, it is possible to improve the electron emission performance by changing the film forming conditions of the protective layer, or by forming a film by doping impurities such as Al, Si, and Ba in the protective layer. As a side effect, the Vscn lighting voltage also increases.
上述したような保護層９を備えたＰＤＰ１においては、電子放出能力としては、６以上の特性で、電荷保持能力としてはＶｓｃｎ点灯電圧が１２０Ｖ以下のものを得ることができ、高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にある、ＰＤＰの保護層に対しては、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させることができることがわかる。 In the PDP 1 provided with the protective layer 9 as described above, the electron emission capability is 6 or more, and the charge retention capability is Vscn lighting voltage of 120 V or less. It can be seen that both the electron emission capability and the charge retention capability can be satisfied for the protective layer of the PDP in which the number of lines increases and the cell size tends to decrease.
次に、上述したＰＤＰ１の保護層９に用いた結晶粒子９２ａの粒径について説明する。なお、以下の説明において、粒径とは平均粒径を意味している。 Next, the particle diameter of the crystal particles 92a used for the protective layer 9 of the PDP 1 described above will be described. In the following description, the particle size means an average particle size.
図７は、上記図６で説明した本発明の試作品４において、ＭｇＯの結晶粒子９２ａ（図３）の粒径を変化させて電子放出性能を調べた実験結果を示す図である。なお、図７において、ＭｇＯの結晶粒子９２ａの粒径は、結晶粒子をＳＥＭ観察することで測長した。 FIG. 7 is a diagram showing experimental results obtained by examining the electron emission performance by changing the particle diameter of the MgO crystal particles 92a (FIG. 3) in the prototype 4 of the present invention described in FIG. In FIG. 7, the particle diameter of the MgO crystal particles 92a was measured by observing the crystal particles with an SEM.
この図７に示すように、粒径が０．３μｍ程度に小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほぼ０．９μｍ以上であれば、高い電子放出性能が得られることがわかる。 As shown in FIG. 7, it can be seen that when the particle size is reduced to about 0.3 μm, the electron emission performance is lowered, and when it is approximately 0.9 μm or more, high electron emission performance is obtained.
ところで、放電セル内での電子放出数を増加させるためには、保護層上の単位面積あたりの結晶粒子数は多い方が望ましいが、本発明者らの実験によれば、前面板の保護層と密接に接触する背面板の隔壁の頂部に相当する部分に結晶粒子が存在することで、隔壁の頂部を破損させ、その材料が蛍光体の上に乗るなどによって、該当するセルが正常に点灯消灯しなくなる現象が発生することがわかった。この隔壁破損の現象は、結晶粒子が隔壁頂部に対応する部分に存在しなければ発生しにくいことから、付着させる結晶粒子数が多くなれば、隔壁の破損発生確率が高くなる。 By the way, in order to increase the number of electrons emitted in the discharge cell, it is desirable that the number of crystal particles per unit area on the protective layer is larger, but according to the experiments by the present inventors, the protective layer of the front plate is used. When the crystal particles are present in the part corresponding to the top of the partition wall of the back plate that is in close contact with the substrate, the top of the partition wall is damaged, and the corresponding material is placed on the phosphor. It has been found that a phenomenon that does not turn off occurs. The phenomenon of the partition wall breakage is unlikely to occur unless the crystal particles are present in the portion corresponding to the top of the partition wall. Therefore, if the number of attached crystal particles increases, the probability of the partition wall breakage increases.
図８は、上記図６で説明した本発明の試作品４において、単位面積当たりに粒径の異なる同じ数の結晶粒子を散布し、隔壁が破損する確率（隔壁破損が発生する確率）との関係を実験により導出した結果を示す図である。 FIG. 8 shows the probability that the partition wall breaks (probability of partition wall breakage) by spraying the same number of crystal particles having different particle sizes per unit area in the prototype 4 of the present invention described in FIG. It is a figure which shows the result of having derived | led-out the relationship by experiment.
この図８から明らかなように、結晶粒子径が２．５μｍ程度に大きくなると、隔壁破損の確率が急激に高くなるが、２．５μｍより小さい結晶粒子径であれば、隔壁破損の確率は比較的小さく抑えることができることがわかる。 As is apparent from FIG. 8, when the crystal particle diameter is increased to about 2.5 μm, the probability of partition wall breakage increases rapidly. However, if the crystal particle diameter is smaller than 2.5 μm, the partition wall breakage probability is compared. It can be seen that it can be kept small.
以上の結果に基づくと、ＰＤＰ１における保護層９においては、凝集粒子９２を構成する結晶粒子９２ａとして、粒径が０．９μｍ以上２．５μｍ以下のものが望ましいと考えられる。 Based on the above results, in the protective layer 9 in the PDP 1, it is considered desirable that the crystal particles 92 a constituting the aggregated particles 92 have a particle size of 0.9 μm or more and 2.5 μm or less.
しかしながら、ＰＤＰとして実際に量産する場合には、結晶粒子の製造上でのばらつきや保護層を形成する場合の製造上でのばらつきを考慮する必要があり、このような製造上でのばらつきなどの要因を考慮するために、粒径分布の異なる結晶粒子を用いて実験を行った結果、図９に示すように、平均粒径が０．９μｍ〜２μｍの範囲にある結晶粒子を使用すれば、上述したようなＰＤＰとしての効果を安定的に得られることがわかった。 However, when mass production is actually performed as a PDP, it is necessary to consider variations in the production of crystal grains and variations in production when forming a protective layer, such as variations in production. As a result of conducting experiments using crystal particles having different particle size distributions in order to consider the factors, as shown in FIG. 9, if crystal particles having an average particle size in the range of 0.9 μm to 2 μm are used, It was found that the effects as the PDP as described above can be obtained stably.
以上のように、上述したような保護層９を備えるＰＤＰ１においては、電子放出能力としては、６以上の特性で、電荷保持能力としてはＶｓｃｎ点灯電圧が１２０Ｖ以下のものを得ることができ、高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にあるＰＤＰの保護層として、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させることができ、これにより高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のＰＤＰを実現することができる。 As described above, in the PDP 1 including the protective layer 9 as described above, it is possible to obtain an electron emission capability with characteristics of 6 or more and a charge retention capability of Vscn lighting voltage of 120 V or less. As a protective layer for PDPs, where the number of scanning lines increases and the cell size tends to decrease due to refinement, both the electron emission capability and the charge retention capability can be satisfied, thereby achieving high definition and high brightness display. A PDP having performance and low power consumption can be realized.
次に、本発明の一実施の形態であるＰＤＰの製造方法ついて、保護層を形成する製造工程を中心に、図１０を用いて詳細に説明する。図１０は、本発明の一実施の形態であるＰＤＰの製造方法における保護層を形成する製造工程の流れを示す図である。 Next, a method for manufacturing a PDP according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 10 with a focus on a manufacturing process for forming a protective layer. FIG. 10 is a diagram showing a flow of a manufacturing process for forming a protective layer in the method for manufacturing a PDP according to one embodiment of the present invention.
図１０に示すように、第１誘電体層８１と第２誘電体層８２との積層構造からなる誘電体層８を形成する誘電体層形成工程（Ｓ１）を行った後、次の下地膜蒸着工程（Ｓ２）において、Ａｌを含むＭｇＯの焼結体を原材料とした真空蒸着法によって、ＭｇＯからなる下地膜を誘電体層８の第２誘電体層８２上に形成する。 As shown in FIG. 10, after performing the dielectric layer forming step (S1) for forming the dielectric layer 8 composed of the laminated structure of the first dielectric layer 81 and the second dielectric layer 82, the next base film In the vapor deposition step (S2), a base film made of MgO is formed on the second dielectric layer 82 of the dielectric layer 8 by a vacuum vapor deposition method using a sintered body of MgO containing Al as a raw material.
その後、下地膜蒸着工程（Ｓ２）において形成した未焼成の下地膜上に、複数個の凝集粒子を離散的に付着させる工程を行う。 Thereafter, a step of discretely adhering a plurality of aggregated particles is performed on the unfired base film formed in the base film deposition step (S2).
この工程においては、まず、所定の粒径分布を持つ凝集粒子９２を揮発性溶剤に混合し分散した凝集粒子分散液を準備し、凝集粒子分散液塗布工程（Ｓ３）において、その凝集粒子分散液をスリットコータ法などにより、未焼成の下地膜上に塗布する。なお、凝集粒子分散液を未焼成の下地膜上に塗布するための方法として、スリットコータ法以外に、ダイコータ、テーブルコータ、カーテンコータ法などを用いることができる。 In this step, first, an aggregated particle dispersion in which aggregated particles 92 having a predetermined particle size distribution are mixed and dispersed in a volatile solvent is prepared. In the aggregated particle dispersion coating step (S3), the aggregated particle dispersion is prepared. Is applied onto the unfired base film by a slit coater method or the like. In addition to the slit coater method, a die coater, a table coater, a curtain coater method, or the like can be used as a method for applying the aggregated particle dispersion onto the unfired base film.
その後、下地膜上に塗布された凝集粒子分散液の揮発性溶媒のみを乾燥させる減圧乾燥工程（Ｓ４）を行うことにより、下地膜９１上に複数個の凝集粒子９２を付着させた保護層９を形成することができる。 Thereafter, a protective layer 9 in which a plurality of aggregated particles 92 are adhered to the base film 91 by performing a reduced-pressure drying step (S4) of drying only the volatile solvent of the aggregated particle dispersion applied on the base film. Can be formed.
次に、上述の減圧乾燥工程（Ｓ４）について、図１１を用いてさらに詳細に説明する。図１１は、減圧乾燥工程を行う際に用いる減圧乾燥機の概略構成を示す断面図である。 Next, the above-described reduced-pressure drying step (S4) will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a vacuum dryer used when performing the vacuum drying step.
減圧乾燥機１１０は、減圧容器１１１に排気口１１２から可変バルブ１１３を介して真空ポンプ１１４に接続された基本構造になっており、凝集粒子を分散させた揮発性溶媒（以下、塗布液ともいう）を塗布した塗布膜１１８を形成した基板１１７は、スペーサピン１１６が具備された排気分散板１１５上に載置される。さらに減圧容器１１１は、その内部に、減圧容器１１１内部のガス流れ制御用の板壁１１９を、基板１１７に対峙するように具備し、この板壁１１９は塗布膜１１８の面積よりも大きい平面を持つ構造を有している。なお、排気口の場所や数、排気分散板の形状、また排気配管やバルブ、真空ポンプの構成などは、減圧容器１１１内の排気方向が極端に不均一にならなければどのように構成しても問題なく、図１１に示す限りではない。 The vacuum dryer 110 has a basic structure in which a vacuum vessel 111 is connected to a vacuum pump 114 from an exhaust port 112 through a variable valve 113, and a volatile solvent in which aggregated particles are dispersed (hereinafter also referred to as a coating solution). The substrate 117 on which the coating film 118 is applied is placed on the exhaust dispersion plate 115 provided with the spacer pins 116. Further, the decompression vessel 111 is provided with a plate wall 119 for controlling the gas flow inside the decompression vessel 111 so as to face the substrate 117, and the plate wall 119 has a structure having a plane larger than the area of the coating film 118. have. It should be noted that the location and number of exhaust ports, the shape of the exhaust dispersion plate, the configuration of exhaust pipes, valves, and vacuum pumps should be configured as long as the exhaust direction in the decompression vessel 111 does not become extremely uneven. There is no problem as long as it is not shown in FIG.
上記のような減圧乾燥機１１０で塗布膜１１８の乾燥を行う際、塗布膜１１８上面から板壁１１９までの距離をｈ（ｍｍ）、塗布膜１１８の短辺の長さをＡ（ｍｍ）としたとき、１０ｈ／Ａが０．１以上１以下の位置関係を保ちながら乾燥を行う。１０ｈ／Ａが０．１より小さい場合、蒸発する溶媒の排気速度が遅くなり、特に塗布面積が５０００ｃｍ2以上の場合は基板の中央と端部で乾燥状態が不均一になりやすいため、乾燥後の凝集粒子の分布が不均一になってしまう。また１０ｈ／Ａが１より大きい場合は、蒸発した溶媒のガス流れが不均一となり、基板直上の圧力分布均一に制御できないため、結果として乾燥後の凝集粒子の分布に局所的な不均一部が発生することがある。 When the coating film 118 is dried by the vacuum dryer 110 as described above, the distance from the upper surface of the coating film 118 to the plate wall 119 is h (mm), and the length of the short side of the coating film 118 is A (mm). At this time, drying is performed while maintaining a positional relationship of 10 h / A of 0.1 or more and 1 or less. When 10 h / A is smaller than 0.1, the exhaust speed of the solvent to be evaporated becomes slow. Especially when the coating area is 5000 cm 2 or more, the dry state tends to be uneven at the center and the edge of the substrate. The distribution of the aggregated particles becomes non-uniform. When 10 h / A is larger than 1, the gas flow of the evaporated solvent becomes non-uniform, and the pressure distribution just above the substrate cannot be controlled uniformly. As a result, there is a local non-uniform portion in the distribution of the aggregated particles after drying. May occur.
図１２は、実際に凝集粒子を分散させた揮発性溶媒である塗布液を下地膜上に塗布し、上記の１０ｈ／Ａに対する乾燥後の凝集粒子の分布状態を評価した結果である。凝集粒子の分布状態は、基板上の微小範囲３００箇所における粒子数の標準偏差σを３００箇所の粒子数の平均Ｎで除算した値であり、数値が小さいほど粒子の分布が均一であることを示している。図１２に示すように、１０ｈ／Ａが０．１以上１以下であると、凝集粒子の分布状態が０．１７以下となり、この程度の凝集粒子の分布状態であれば、ＰＤＰとしての画像表示特性として均一な状態を実現できることを確認した。 FIG. 12 is a result of evaluating the distribution state of the aggregated particles after drying with respect to 10 h / A by applying a coating liquid, which is a volatile solvent in which the aggregated particles are actually dispersed, onto the base film. The distribution state of the agglomerated particles is a value obtained by dividing the standard deviation σ of the number of particles in 300 minute ranges on the substrate by the average N of the number of particles in 300 locations. The smaller the value, the more uniform the particle distribution. Show. As shown in FIG. 12, when 10h / A is 0.1 or more and 1 or less, the distribution state of the aggregated particles is 0.17 or less. It was confirmed that a uniform state can be realized as a characteristic.
この時、塗布液中に含まれる凝集粒子の重量パーセントが１ｗｔ％以下の場合、溶媒の乾燥時に粒子の移動が起こりやすく、特に効果的であり、また塗布液に使用する揮発性溶媒が蒸気圧の異なる２種以上の混合溶媒の場合、乾燥の際に１種目の溶媒の不均一乾燥が２種目以降の溶媒の乾燥の均一性に次々影響するため、特に効果的である。 At this time, when the weight percentage of the aggregated particles contained in the coating liquid is 1 wt% or less, the movement of the particles is likely to occur when the solvent is dried, which is particularly effective, and the volatile solvent used in the coating liquid is vapor pressure. In the case of two or more kinds of mixed solvents different from each other, the non-uniform drying of the first solvent affects the uniformity of the drying of the second and subsequent solvents one after another, which is particularly effective.
以上の方法によれば、下地膜９１に複数個の凝集粒子９２を全面に亘って均一に分布するように付着させることが可能である。 According to the above method, a plurality of aggregated particles 92 can be attached to the base film 91 so as to be uniformly distributed over the entire surface.
なお、以上の説明では、保護層として、ＭｇＯを例に挙げたが、下地に要求される性能はあくまでイオン衝撃から誘電体を守るための高い耐スパッタ性能を有することであり、高い電荷保持能力、すなわちあまり電子放出性能が高くなくてもよい。従来のＰＤＰでは、一定以上の電子放出性能と耐スパッタ性能という二つを両立させるため、ＭｇＯを主成分とした保護層を形成する場合が非常に多かったのであるが、電子放出性能が金属酸化物単結晶粒子によって支配的に制御される構成を取るため、ＭｇＯである必要は全くなく、他の材料、例えばＡｌ2Ｏ3等の耐衝撃性に優れる他の材料を用いても全く構わない。 In the above description, MgO is taken as an example of the protective layer. However, the performance required for the base is to have high anti-spattering performance for protecting the dielectric from ion bombardment, and has a high charge retention capability. That is, the electron emission performance may not be so high. In conventional PDPs, in order to achieve both the electron emission performance above a certain level and the sputter resistance performance, a protective layer mainly composed of MgO has been formed in many cases. Since it is configured to be controlled predominantly by the material single crystal particles, there is no need to be MgO, and other materials, for example, other materials having excellent impact resistance such as Al 2 O 3 may be used. .
また、以上の説明では、単結晶粒子としてＭｇＯ粒子を用いて説明したが、この他の単結晶粒子でも、ＭｇＯ同様に高い電子放出性能を持つＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｌ等の金属の酸化物による結晶粒子を用いても同様の効果を得ることができるため、粒子種としてはＭｇＯに限定されるものではない。 In the above description, MgO particles are used as the single crystal particles. However, other single crystal particles are also oxides of metals such as Sr, Ca, Ba, and Al that have high electron emission performance like MgO. Since the same effect can be obtained even if crystal grains are used, the particle type is not limited to MgO.
なお、本文中における「平均粒径」とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことを意味している。 In addition, “average particle diameter” in the text means the volume cumulative average diameter (D50).
以上、本発明によれば、塗布の対象がＰＤＰで、その塗布面積が大きく、かつ、塗布液が揮発性で樹脂成分が含まれないような場合であっても、溶媒の均一な乾燥を実現でき、塗布液に分散させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子が局所的に不均一に分布するということなく、均一に分散塗布させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, even when the application target is a PDP, the application area is large, and the application liquid is volatile and does not contain a resin component, uniform drying of the solvent is realized. The agglomerated particles in which a plurality of crystal particles made of metal oxide are dispersed in the coating solution can be uniformly dispersed and coated without locally uneven distribution.
以上のように本発明は、大画面、高精細のプラズマディスプレイ装置を提供する上で有用な発明である。 As described above, the present invention is useful for providing a large-screen, high-definition plasma display device.
１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ 金属バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ ブラックストライプ（遮光層）
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
１１ 背面ガラス基板
１２ アドレス電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
８１ 第１誘電体層
８２ 第２誘電体層
９１ 下地膜
９２ 凝集粒子
９２ａ 結晶粒子
1 PDP
2 Front plate 3 Front glass substrate 4 Scan electrode 4a, 5a Transparent electrode 4b, 5b Metal bus electrode 5 Sustain electrode 6 Display electrode 7 Black stripe (light shielding layer)
8 Dielectric layer 9 Protective layer 10 Back plate 11 Back glass substrate 12 Address electrode 13 Base dielectric layer 14 Partition 15 Phosphor layer 16 Discharge space 81 First dielectric layer 82 Second dielectric layer 91 Base film 92 Aggregated particles 92a Crystal particles
Claims (3)
前記保護層は、前記誘電体層上に形成した下地膜と、この下地膜上に付着させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子とを備え、
この凝集粒子は、凝集粒子を分散させた揮発性溶媒を前記下地膜上に塗布し、その後、減圧容器内において減圧乾燥することにより前記下地膜上に付着させたものであり、
前記減圧容器は、その内部に、減圧容器内部のガスの流れを制御するための板壁を、前記前面板の基板と対峙するように具備し、かつ、この板壁の大きさは、塗布した前記揮発性溶媒の塗布面積より大きい平面とし、かつ、前記塗布面積の短辺をＡとし、塗布面から前記板壁までの距離をｈとした時、１０ｈ／Ａが、０．１以上、１以下と構成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。 A dielectric layer is formed so as to cover the display electrode formed on the substrate, and a front plate having a protective layer formed on the dielectric layer is provided.
The protective layer includes a base film formed on the dielectric layer, and aggregated particles obtained by aggregating a plurality of crystal particles made of metal oxide attached to the base film,
The agglomerated particles are obtained by applying a volatile solvent in which the agglomerated particles are dispersed onto the base film, and then attaching the volatile solvent to the base film by drying under reduced pressure in a vacuum container.
The decompression vessel is provided with a plate wall for controlling the gas flow inside the decompression vessel so as to face the substrate of the front plate, and the size of the plate wall is determined by the applied volatilization. 10 h / A is 0.1 or more and 1 or less, where A is a plane larger than the application area of the solvent, A is the short side of the application area, and h is the distance from the application surface to the plate wall. A method for manufacturing a plasma display panel.
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