CN101326609B - 等离子体显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种等离子体显示面板，其具有：在玻璃基板上形成有显示电极、电介质层和保护层的前部面板，和在基板上形成有电极、障壁和荧光体层的后部面板；前部面板与后部面板相对地配置；前部面板与后部面板的周围被密封而形成放电空间；显示电极(6)至少含有银；电介质层(8)由覆盖显示电极的第1电介质层(81)，和覆盖第1电介质层且含有氧化铋的第2电介质层(82)构成；第1电介质层的厚度为5μm以上、13μm以下；第1电介质层与显示电极的厚度之比大于1且为3以下。

Description

等离子体显示面板
技术领域
本发明涉及用于显示装置等的等离子体显示面板。
背景技术
由于等离子体显示面板(以下称作PDP)能够实现高清晰度化和大屏幕化，因此65英寸的电视机等正被产品化。近年来，PDP的应用正在向扫描线数是现有NTSC方式的两倍以上的全规格高清晰度方向的应用发展，并且考虑到环境问题还要求PDP不包含铅成分。
PDP基本上是由前部面板和后部面板构成的。前部面板包括：利用悬浮法制成的硼硅酸钠系玻璃的玻璃基板；由形成在所述玻璃基板的其中一个主表面上的条状透明电极和金属汇流电极构成的显示电极；覆盖所述显示电极且发挥电容器作用的电介质层；以及形成在所述电介质层上的由氧化镁(MgO)构成的保护层。另一方面，后部面板包括：玻璃基板；形成在所述玻璃基板的其中一个主表面上的条状寻址电极；覆盖寻址电极的底电介质层；形成在底电介质层上的障壁；以及形成在各障壁间的分别发出红色、绿色、蓝色光的荧光体层。
前部面板和后部面板被配置成其电极互相相对，并且被气密密封，在由障壁划分而成的放电空间内，封入压力为53200Pa～79800Pa的Ne-Xe放电气体。PDP通过对显示电极选择性地施加视频信号电压引起放电，通过所述放电所产生的紫外线激励各色荧光体层发出红色、绿色、蓝色光，从而实现彩色图像显示。
显示电极的金属汇流电极使用用来确保导电性的银电极，电介质层则使用以氧化铅为主成分的低熔点玻璃材料，但是考虑到近年来的环境问题，已公开有电介质层不包含铅成分的例子(例如，参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
另外近年来，PDP的应用正在向扫描线数是现有NTSC方式的两倍以上的全规格高清晰度方向的应用发展。由于这样的高清晰度化，扫描线数增加且显示电极的数量增加，并且显示电极间隔减小。
因此，银离子从构成显示电极的银电极向电介质层扩散的情况增多。当银离子扩散到电介质层中时，会由于电介质层中的碱金属离子而受到还原作用，从而形成胶质状的氧化银。并且，所述氧化银会使电介质层深深地染成黄色或褐色，并且一部分氧化银受到还原作用会产生氧气气泡，该气泡会引起绝缘不良。
因此，提出了电介质层不含铅成分、且使用能抑制与银电极发生反应的氧化铋等低熔点玻璃材料的技术，但是，相对于具备银电极的显示电极的厚度，难以适当地设定使用了氧化铋等低熔点玻璃材料的电介质层的厚度。即，如果使电介质层的厚度小于显示电极的厚度，则氧化铋等低熔点玻璃材料少于银电极，因此抑制与银电极的反应的效果较小。反之，如果使电介质层的厚度大于显示电极的厚度，则氧化铋等低熔点玻璃材料虽然能抑制与银电极的反应，但是由生成的氧化银而产生的气泡将难以从电介质层排出，从而导致绝缘不良。
这样就有了以下问题：在考虑到环境问题而提出的不包含铅成分的现有电介质层中，难以适当地设定相对于显示电极厚度的电介质层厚度。
专利文献1：日本特开2003-128430号公报
专利文献2：日本特开2002-053342号公报
专利文献3：日本特开平9-050769号公报
发明内容
本发明的PDP，其特征在于，具有：在玻璃基板上形成有显示电极、电介质层和保护层的前部面板，和在基板上形成有电极、障壁和荧光体层的后部面板；前部面板与后部面板相对地配置；前部面板与后部面板的周围被密封而形成放电空间；显示电极至少含有银；电介质层由覆盖显示电极的第1电介质层，和覆盖第1电介质层且含有氧化铋的第2电介质层构成；第1电介质层的厚度为5μm以上、13μm以下；第1电介质层与显示电极的厚度之比大于1且为3以下
如果为了抑制与银的反应而含有氧化铋的第1电介质层与含有银的显示电极的厚度之比大于3，则由氧化银所产生的气泡将难以从电介质层排出，从而会导致绝缘不良。因此，如果使第1电介质层与显示电极的厚度之比处于所述范围内，则可以利用不包含铅成分的电介质层来实现即便是高清晰显示也可以抑制与银电极的反应从而减少气泡的产生，并且所产生的气泡也容易排出从而不会引起绝缘不良的PDP。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的PDP的构造的立体图。
图2是表示本发明实施方式的PDP的电介质层结构的前部面板的剖面图。
图3是本发明实施方式的PDP的第1电介质层的放大剖面图。
附图标记的说明
1     PDP
2     前部面板
3     前面玻璃基板(玻璃基板)
4     扫描电极
4a、5a透明电极
4b、5b金属汇流电极
5     维持电极
6     显示电极
7     黑条(遮光层)
8     电介质层
9     保护层
10    后部面板
11    后面玻璃基板(基板)
12    寻址电极(电极)
13    底电介质层
14    障壁
15    荧光体层
16    放电空间
81    第1电介质层
82    第2电介质层
具体实施方式
以下使用附图对本发明的实施方式的PDP进行说明。
图1是表示本发明实施方式的PDP的构造的立体图。PDP的基本构造与普通的交流表面放电型PDP相同。如图1所示，在PDP1中，将由前面玻璃基板(玻璃基板)3等构成的前部面板2与由后面玻璃基板(基板)11等构成的后部面板10相对地配置，并利用由玻璃粉等构成的密封材料将其外周部气密密封。在密封的PDP1内部的放电空间16内，封入压力为53200Pa～79800Pa的氖气(Ne)和氙气(Xe)等放电气体。
在前部面板2的前面玻璃基板3上，相互平行地分别配置有多列由扫描电极4和维持电极5构成的一对带状显示电极6与黑条(遮光层)7。在前面玻璃基板3上形成有覆盖显示电极6和遮光层7的电介质层8，此电介质层8发挥作为电容器的作用，进而，在其表面上形成有由氧化镁(MgO)等构成的保护层9。
此外，在后部面板10的后面玻璃基板11上，在与前部面板2的扫描电极4和维持电极5正交的方向上，相互平行地配置有多条带状的寻址电极(电极)12，其由底电介质层13覆盖。此外，在寻址电极12之间的底电介质层13上形成有用来划分放电空间16的规定高度的障壁14。在障壁14间的凹槽中，对应每一寻址电极12依次涂布形成有荧光体层15，此荧光体层15可利用紫外线分别发出红色、蓝色和绿色光。在扫描电极4和维持电极5与寻址电极12相交叉的位置形成放电单元，在显示电极6方向上排列的具有红色、蓝色、绿色的荧光体层15的放电单元成为用来进行彩色显示的像素。
图2是表示本发明实施方式的PDP1的电介质层8的结构的前部面板2的剖面图。图2显示的是使图1上下颠倒的状态。如图2所示，在利用悬浮法等所制造的前面玻璃基板3上，形成有由扫描电极4和维持电极5构成的显示电极6与黑条7的图案。扫描电极4和维持电极5分别由透明电极4a、5a及金属汇流电极4b、5b构成，所述透明电极4a、5a是由铟锡氧化物(ITO)或氧化锡(SnO2)等构成，所述金属汇流电极4b、5b形成在透明电极4a、5a上。金属汇流电极4b、5b是用来在透明电极4a、5a的长度方向上赋予导电性，且由以银材料为主成分的导电性材料形成。
电介质层8为第1电介质层81和第2电介质层82的双层结构，所述第1电介质层81是以覆盖形成在前面玻璃基板3上的所述透明电极4a、5a、金属汇流电极4b、5b和黑条7的方式而设置的，所述第2电介质层82形成在所述第1电介质层81上，并且，在第2电介质层82上形成有保护层9。
其次，对PDP1的制造方法进行说明。首先，在前面玻璃基板3上形成扫描电极4、维持电极5和遮光层7。这些透明电极4a、5a和金属汇流电极4b、5b是使用光刻法等进行图案化而形成的。透明电极4a、5a是使用薄膜工艺等形成的，金属汇流电极4b、5b是在所需温度下对包含银材料的膏剂进行烧成使其固化而形成的。另外，遮光层7也同样是利用将包含黑色颜料的膏剂进行丝网印刷的方法，或者在玻璃基板3的整个面上形成黑色颜料之后，使用光刻法图案化，再进行烧成而形成的。
接着，以覆盖扫描电极4、维持电极5和遮光层7的方式，利用模涂法等在前面玻璃基板3上涂布电介质膏，以形成电介质膏层(电介质材料层)。在涂布电介质膏后，通过放置规定的时间使被涂布的电介质膏表面取平而成为平坦的表面。随后，对电介质膏层进行烧成使其固化，从而形成覆盖扫描电极4、维持电极5和遮光层7的电介质层8。另外，电介质膏是包含玻璃粉末等电介质材料、粘合剂和溶剂的涂料。接着，利用真空蒸镀法在电介质层8上形成由氧化镁(MgO)构成的保护层9。通过以上工序，在前面玻璃基板3上形成规定的构成物(扫描电极4、维持电极5、遮光层7、电介质层8、保护层9)，从而完成前部面板2。
另一方面，通过下述方式形成后部面板10。首先，在后面玻璃基板11上，利用将包含银材料的膏剂进行丝网印刷的方法、或者在后面玻璃基板11的整个面上形成金属膜之后使用光刻法进行图案化的方法等，形成成为寻址电极12用的构成物的材料层，再在所需温度下对所述材料层进行烧成，从而形成寻址电极12。
接着，在形成有寻址电极12的后面玻璃基板11上，利用模涂法等，以覆盖寻址电极12的方式涂布电介质膏而形成电介质膏层。随后，通过对电介质膏层进行烧成而形成底电介质层13。另外，电介质膏是包含玻璃粉末等电介质材料和粘合剂以及溶剂的涂料。
接着，在底电介质层13上涂布包含障壁材料的障壁形成用膏剂并图案化成规定的形状，以此形成障壁材料层，之后，通过烧成形成障壁14。在此，作为使涂布在底电介质层13上的障壁用膏剂图案化的方法，可以使用光刻法或喷砂法。
接着，在相邻的障壁14之间的底电介质层13上以及障壁14的侧面上，涂布包含荧光体材料的荧光体膏剂并进行烧成，从而形成荧光体层15。通过以上工序，完成在后面玻璃基板11上具有规定的构件的后部面板10。
以使扫描电极4与寻址电极12正交的方式，将如上所述的具备规定构件的前部面板2和后部面板10相对地配置，利用玻璃粉将其周围密封，并在放电空间16内封入含有氖气、氙气等的放电气体，从而完成PDP1。
对构成前部面板2的电介质层8的第1电介质层81和第2电介质层82进行详细说明。第1电介质层81的电介质材料由以下材料组成构成。即，含有25重量％～40重量％的氧化铋(Bi2O3)、27.5重量％～34重量％的氧化锌(ZnO)、17重量％～36重量％的氧化硼(B2O3)、1.4重量％～4.2重量％的氧化硅(SiO2)、0.5重量％～4.4重量％的氧化铝(Al2O3)。并且，含有5重量％～13重量％的选自氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)、氧化钡(BaO)中的至少一种，并且含有0.1重量％～7重量％的选自氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)中的至少一种。
另外，也可以含有0.1重量％～7重量％的选自氧化铈(CeO2)、氧化铜(CuO)、二氧化锰(MnO2)、氧化铬(Cr2O3)、氧化钴(Co2O3)、氧化钒(V2O7)、氧化锑(5b2O3)中的至少一种，以取代氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)。
利用湿式喷磨机或球磨机，将由这些组成成分构成的电介质材料粉碎成平均粒径为0.5μm～2.5μm，以制作电介质材料粉末。接着，利用三支辊，对55重量％～70重量％的所述电介质材料粉末与30重量％～45重量％的粘合剂成分进行充分混炼，以制作模涂用或印刷用的第1电介质层用膏剂。粘合剂成分为乙基纤维素、或者含有1重量％～20重量％的丙烯酸树脂的松油醇、或者丁基卡必醇醋酸酯。另外，在膏剂中，也可以根据需要添加邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯来作为增塑剂，并添加甘油单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、HOMOGENOL(花王股份有限公司的注册商标)、烷基烯丙基磷酸酯等作为分散剂，以提高印刷性。
接着，使用所述第1电介质层用膏剂，利用模涂法或丝网印刷法，以覆盖显示电极6的方式将第1电介质层用膏剂印刷在前面玻璃基板3上并使其干燥，随后在稍高于电介质材料的软化点的温度575℃～590℃进行烧成。
其次，对第2电介质层82进行说明。第2电介质层82的电介质材料是由以下材料组成构成。即，含有11重量％～20重量％的氧化铋(Bi2O3)、26.1重量％～39.3重量％的氧化锌(ZnO)、23重量％～32.2重量％的氧化硼(B2O3)、1.0重量％～3.8重量％的氧化硅(SiO2)、0.1重量％～10.2重量％的氧化铝(Al2O3)。此外，还含有9.7重量％～29.4重量％的选自氧化钙(CaO)、氧化锶(SrO)、氧化钡(BaO)中的至少一种，并且含有0.1重量％～5重量％的氧化铈(CeO2)。
利用湿式喷磨机或球磨机，将由所述组成成分构成的电介质材料粉碎成平均粒径为0.5μm～2.5μm，以制作电介质材料粉末。接着，利用三支辊对55重量％～70重量％的所述电介质材料粉末、30重量％～45重量％的粘合剂成分进行充分混炼，以制作模涂用或印刷用的第2电介质层用膏剂。粘合剂成分为乙基纤维素、或含有1重量％～20重量％的丙烯酸树脂的松油醇、或者丁基卡必醇醋酸酯。另外，在膏剂中，也可以根据需要添加邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯来作为增塑剂，并且添加甘油单油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、HOMOGENOL(花王股份有限公司的注册商标)、烷基烯丙基磷酸酯等来作为分散剂，以提高印刷性。
接着，使用所述第2电介质层用膏剂，利用丝网印刷法或模涂法印刷在第1电介质层81上并使其干燥，随后在稍高于电介质材料的软化点的温度550℃～590℃进行烧成。
在此，对于电介质层8的膜厚而言，为了确保可见光透射率，优选的是第1电介质层81与第2电介质层82的膜厚均为41μm以下。为了抑制与金属汇流电极4b、5b的银(Ag)的反应，将第1电介质层81的氧化铋的含量设为25重量％～40重量％，其多于第2电介质层82的氧化铋含量。因此，由于第1电介质层81的可见光透射率低于第2电介质层82的可见光透射率，所以使第1电介质层81的膜厚薄于第2电介质层82的膜厚。
另外，在第2电介质层82中，如果氧化铋(Bi2O3)为11重量％以下，则虽然可见光透射率不容易降低，但是在第2电介质层82中容易产生气泡，所以不优选。另外，如果氧化铋(Bi2O3)超过20重量％，则对于提高可见光透射率这一目的而言是不优选的。
另外，电介质层8的膜厚越薄，提高面板亮度和降低放电电压的效果就越显著。但是，如果电介质层8的膜厚过于薄，则会无法获得所需的绝缘耐压。考虑到这样的观点，在本发明的实施方式中，将电介质层8的膜厚设定为41μm以下，将第1电介质层81设定为5μm～13μm，且将第2电介质层82设定为28μm～36μm。
如上所述，为了抑制与金属汇流电极4b、5b的银的反应，必须将覆盖金属汇流电极4b、5b的第1电介质层81的氧化铋含量设定为适当的量。即，如果氧化铋相对于银电极的量减少，则氧化铋抑制与银电极的反应的效果也减小。反之，如果氧化铋相对于银电极的量增多，则由银电极与电介质层8中的碱金属离子受到还原作用所形成的氧化银而产生的气泡将难以从第1电介质层81排出，从而会导致绝缘不良。
图3是本发明实施方式的第1电介质层81的放大剖面图。如图3所示，改变第1电介质层81的厚度D与具备作为银电极的金属汇流电极4b、5b的显示电极6的厚度d的比率，调查氧化铋相对于银电极的适当的量。其中，D为5μm以上13μm以下。如果D不足5μm，则会无法抑制与金属汇流电极4b、5b的银(Ag)的反应。另外，如果D超过13μm，则可见光透射率会降低。其结果可知，较好的是使第1电介质层81与显示电极6的厚度之比大于1且为3以下。即，由于第1电介质层81必须至少覆盖显示电极6，所以所述厚度之比必须大于1，而如果所述厚度之比超过3，则由氧化银所产生的气泡将难以从第1电介质层81排出。
其次，对在本发明实施方式的PDP1中，利用这些电介质材料抑制第1电介质层81中的染色和气泡产生的理由进行调查。即，已知的是，通过在包含氧化铋(Bi2O3)的电介质玻璃材料中添加氧化钼(MoO3)或氧化钨(WO3)，在580℃以下的低温下容易生成Ag2MoO4、Ag2Mo2O7、Ag2Mo4O13、Ag2WO4、Ag2W2O7、Ag2W4O13等化合物。在本发明的实施方式中，由于电介质层8的烧成温度为550℃～590℃，所以在烧成过程中扩散到电介质层8中的Ag离子(Ag+)会与电介质层8中的氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)发生反应，生成稳定的化合物而变得稳定。即，Ag离子(Ag+)变得稳定而不会被还原，因此不会凝集且不会生成胶质。因此，随着Ag离子(Ag+)变得稳定，伴随着银(Ag)的胶质化而产生氧气的情况也减少，因此在电介质层8中产生气泡的情况也减少。
另一方面，为了有效发挥这些效果，在含有氧化铋(Bi2O3)的电介质玻璃材料中，优选使氧化钼(MoO3)或氧化钨(WO3)的含量为0.1重量％以上，更优选的是0.1重量％以上、7重量％以下。尤其当氧化钼(MoO3)或氧化钨(WO3)的含量为0.1重量％以下时，抑制染色的效果会减小，而其含量为7重量％以上时，会引起对电介质玻璃材料的染色，因而不优选。
如上所述，根据本发明实施方式的PDP，可以实现电介质层的可见光透射率高、耐绝缘性能高、并且不包含铅成分的环保的PDP。
工业利用可能性
本发明的PDP实现了，减少电介质层中的气泡产生、并且所产生的气泡容易排出、从而不会发生绝缘不良的PDP，因此可适用于大屏幕的显示装置等。

Claims (4)

1.一种等离子体显示面板，其特征在于，
具有：在玻璃基板上形成有显示电极、电介质层和保护层的前部面板，和在基板上形成有电极、隔壁和荧光体层的后部面板，
所述前部面板与所述后部面板相对地配置，
所述前部面板与所述后部面板的周围被密封而形成放电空间，
所述显示电极至少含有银，
所述电介质层不含铅成分，由覆盖所述显示电极且含有氧化铋的第1电介质层和覆盖所述第1电介质层且含有氧化铋的第2电介质层构成，
所述第2电介质层的氧化铋的含量小于所述第1电介质层的氧化铋的含量，
所述第1电介质层的厚度为5μm以上、13μm以下，
所述第1电介质层相对于所述显示电极的厚度之比大于1且为3以下。
2.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于，
所述第1电介质层包含0.1重量％以上、7重量％以下的选自氧化钼、氧化钨中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于，
所述第2电介质层包含11重量％以上、20重量％以下的氧化铋。
4.根据权利要求1～3中任一项权利要求所述的等离子体显示面板，其特征在于，
所述第1电介质层和所述第2电介质层包含选自氧化锌、氧化硼、氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化锶、氧化钡中的至少一种。
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