CN1759464A - 等离子体显示屏 - Google Patents

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Abstract

一种等离子体显示屏，将前面板(2)和背面板(10)对置配置，前面板(2)上设置具备扫描电极(4)和维持电极(5)的显示电极(6)，并在显示电极(6)之间的非放电部设置遮光部(7)，在背面板(10)上设置通过放电来发光的荧光体层(15R)、(15G)、(15B)，由透明电极(4a)、(5a)和总线电极(4b)、(5b)构成显示电极(6)，由多个电极层构成总线电极(4b)、(5b)，同时，电极层的至少一层为电阻率与膜厚之乘积小于等于2Ωcm2的黑色层，遮光部(7)为电阻率大于等于1×106Ωcm的黑色层。

Description

等离子体显示屏
技术领域
本发明涉及以大屏幕、薄型、轻质的显示装置被人所知的等离子体显示装置的等离子体显示屏。
背景技术
等离子体显示屏(以下叫做PDP)是通过气体放电产生紫外线，用该紫外线激励荧光体，从而进行图象显示。
PDP大体上可以区分为以下类型，根据驱动形式分为AC型和DC型，根据放电形式分为表面放电型和对置放电型。但是，出于高精细化、大屏幕化的容易性及结构的简洁性、制造的简便性等方面的考虑，目前主流是三电极结构且表面放电的AC型PDP。
AC型PDP是由前面板和背面板构成。前面板是在玻璃等基板上形成由扫描电极和维持电极构成的显示电极、显示电极间的遮光部及覆盖其的电介质层、以及覆盖其的保护层。另外，背面板是在玻璃等基板上形成与前面板的显示电极正交的多个地址电极、覆盖其的电介质层、电介质层上的隔板。通过对置配置前面板和背面板，在显示电极和数据电极的交叉部形成放电单元，并且在放电单元内设置荧光体层。
并且，显示电极具备透明电极和总线电极，总线电极具备用于抑制外界光反射的黑色电极和主成分为金属的低阻抗的金属电极。
与液晶板相比，PDP能够实现高速显示，其视角宽，容易大型化，且由于是主动发光型所以显示品质高，因此目前在平板显示器中尤其受人注目，作为很多人聚集的场所的显示装置和在家庭欣赏大屏幕影象的显示装置而用于各种用途。
这里，作为上述的显示电极间的遮光部和构成显示电极的黑色电极的构成，在特开2002-83547号公报中公开了下面所述的例子，即这些电极由在基板上形成电极群的多个层构成，同时，这多个层中的一层由表面电阻比其他层高的黑色层构成黑色电极，并且该黑色层也一体化地构成遮光部。
但是，象这样将黑色层同时用于遮光部时，如果黑色层的阻抗小，则遮光部的静电电容增大，导致电力消耗增加。反之，如果黑色层的阻抗大，则与形成显示电极的透明电极的电阻增大，存在显示特性受损的问题。
发明内容
本发明是下面所述的PDP，即，把至少前面侧透明的一对基板对置配置成在基板间形成放电空间，在前面侧的基板上设置具备扫描电极和维持电极的显示电极和处于该显示电极之间的非放电部的遮光部，而在背面侧的基板上设置通过放电来发光的荧光体层；由透明电极和总线电极构成显示电极，由多个电极层构成总线电极并且电极层的至少一层为电阻率与膜厚之乘积小于等于2Ωcm2的黑色层，遮光部为电阻率大于等于1×106Ωcm的黑色层。
通过这种构成，可以排除总线电极的黑色层中由于电压下降引起的放电不良的影响以及由于遮光部引起的电压波形的干扰产生的放电不良情况，减少PDP的制造工时，同时可以提供能实现良好图象显示的PDP。
附图说明
图1是表示本发明第一个实施方式的PDP的主要构成的截面斜视图。
图2是表示本发明第一个实施方式的PDP的显示电极和遮光部的构成的截面图。
图3是表示本发明第二个实施方式的PDP的显示电极和遮光部的构成的截面图。
图4是表示计算总线电极的黑色层的电阻率与膜厚之乘积的方法的流程图。
图5是表示计算遮光部的黑色层的电阻率的方法的流程图。
具体实施方式
下面，使用附图说明本发明实施方式的PDP。
第一个实施方式
图1是表示本发明第一个实施方式中的PDP的主要构成的截面斜视图。图1中，PDP1是由相互对置配置而形成放电空间16的前面板2和背面板10构成。前面板2是在玻璃基板3上呈条带状排列形成由扫描电极4和维持电极5构成的显示电极6、从而形成表面放电间隙来制成，扫描电极4和维持电极5分别由透明电极4a、5a和总线电极4b、5b构成。
透明电极4a、5a是在玻璃基板3上利用电子射束蒸镀法等形成的如ITO膜等。在玻璃基板3上形成覆盖整个表面的ITO膜后，涂布抗蚀剂形成图案，刻蚀ITO膜而形成透明电极4a、5a。另外，作为透明电极4a、5a的材料也可以使用SnO2等。
总线电极4b、5b由多个电极层形成，其中的至少一层是由与形成遮光部7的材料共同的材料黑色材料形成的黑色层，其材料为黑色颜料(Cr-Co-Mn系或Cr-Fe-Co系的黑色氧化物等)与玻璃料(PbO-B2O3-SiO2系或Bi2O3-B2O3-SiO2系等)和导电材料的混合物。对该材料使用含有光聚合引发剂、光固化性单体、有机溶剂等的感光性黑色糊，采用丝网印刷法等形成黑色层。进而，电极层是在该黑色层上设置导电性电极层。具体讲，作为导电性的电极层材料使用如下材料，即含有含Ag材料等的导电性材料、玻璃料(PbO-B2O3-SiO2系或Bi2O3-B2O3-SiO2系等)、聚合引发剂、光固化性单体、有机溶剂等的感光性Ag糊。将这种感光性Ag糊采用丝网印刷法等在黑色层上形成膜，然后采用光刻法进行图案形成来形成导电性电极层。
另一方面，如上所述，遮光部7是与构成总线电极4b、5b的黑色层共同的材料黑色材料，因此，可以在透明电极4a、5a上形成黑色层时同时形成，从而可以减少PDP的制造工时，能够提高材料的利用效率。即，可以在成为非放电部的显示电极6间和显示电极6上，将既是黑色层材料也是遮光部7材料的黑色材料成膜，分别将总线电极4b、5b的图案和遮光部7的图案对合而进行图案形成，同时形成总线电极4b、5b的黑色层和遮光部7。另外，所谓黑色层，并不只是漆黑的黑色，也可以是灰黑等偏黑的颜色。
接着，用电介质层覆盖如上所述形成的显示电极6和遮光部7。电介质层8是通过把含有铅系玻璃材料的糊采用如丝网印刷法等涂布、干燥后，进行烧成而形成。然后，用保护层9覆盖电介质层8而完成前面板2。保护层9例如是由MgO构成，采用蒸镀或溅射等成膜工艺来形成。
另一方面，背面板10是在玻璃基板11上呈条带状形成地址电极12。具体讲，采用丝网印刷法等在玻璃基板11上形成作为地址电极12的材料的感光性Ag糊等，然后采用光刻法进行图案形成并烧成而制成。
接着，用电介质层13覆盖如上所述形成的地址电极12。电介质层13是采用丝网印刷法等涂布例如含有铅系玻璃材料的糊，干燥后进行烧成而形成。另外，也可以对成形后的薄膜状电介质层的前体进行层压并烧成而形成，来代替对糊进行丝网印刷。
接着，以条带状形成隔板14。隔板14是采用印刷法或模具涂布法等形成以Al2O3等骨料和玻璃料为主剂的感光性糊，并采用光刻法形成图案后进行烧成而形成。另外，也可以采用丝网印刷法以给定间隔反复涂布含有铅系玻璃材料的糊，干燥后进行烧成而形成。这里，隔板14的间隙尺寸，例如对于32英寸～50英寸的HD-TV来说，是130μm～240μm左右。
在隔板14与隔板14之间的沟槽中形成由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各荧光体粒子构成的荧光体层15R、15G、15B。各颜色的荧光体层15R、15G、15B是通过涂布由各颜色的荧光体粒子和有机粘合剂构成的糊状的荧光体油墨并将其干燥，然后在400℃～590℃的温度下烧成以烧掉有机粘合剂，将各荧光体粒子粘结而形成。
把如上所述制作的前面板2和背面板10重叠，使前面板2的显示电极6和背面板10的地址电极12大致上正交，同时在周边插入密封用玻璃等密封部件，将其例如在450℃左右烧成10分钟～20分钟，利用烧成后形成的气密密封层(未图示)将其密封。然后，把放电空间16内排气至高真空(如1.1×10-4Pa)后，用66.5kPa(500Torr)的压力封入放电气体如Ne-Xe5％的放电气体，制成PDP1。
通过上述的构成，如图1所示，放电空间16的显示电极6与地址电极12的交叉部起到放电单元17(单元发光区域)的作用。
另外，在本实施方式中，作为黑色层的材料如上所述为黑色颜料、导电材料、玻璃料，可以使用氧化钌作为导电材料，通过氧化钌的添加量来调节黑色层的电阻率。另外，也可以使用金属导电材料作为导电材料，通过金属导电材料(例如银粉)的添加量来调节黑色层的电阻率。
下面，进一步详细说明显示电极6及遮光部7的结构及其电气特性。
图2是表示本发明第一个实施方式中的PDP的显示电极6和遮光部7的构成的截面图。如图2所示，在玻璃基板3上设置作为显示电极6的扫描电极4和维持电极5以及遮光部7。扫描电极4和维持电极5成为一对来形成显示电极6，在各个显示电极6间的成为非放电部的区域设置遮光部7。扫描电极4和维持电极5是由形成于玻璃基板3上的SnO2或由ITO构成的透明电极4a、5a和设置在透明电极4a、5a的遮光部7侧的总线电极4b、5b形成。总线电极4b、5b是由黑色层18a和形成于黑色层18a上的导电层19的两层电极层构成。
总线电极4b、5b的黑色层18a与遮光部7的黑色层18b是相同材料，黑色层18a和黑色层18b是连接形成的。即，相邻的显示电极6通过黑色层18a和遮光部7的黑色层18b连接。
这里，本发明的实施方式中，构成总线电极4b、5b的黑色层18a，其电阻率与膜厚之乘积小于等于2Ωcm2，并且由黑色层18b构成的遮光部7的电阻率大于等于1×106Ωcm。
这样，相邻的显示电极6间由遮光部7电连接的场合，如果遮光部7的黑色层18b的电阻率为小于106Ωcm的低电阻率，例如流过一方显示电极6的电流的一部分就通过遮光部7泄漏到相邻的其他显示电极6。因此，一方显示电极6的电压波形就会干扰相邻的其他显示电极6的电压波形，无法将所希望的电压波形供给到放电单元。但是，在本发明的实施方式中黑色层材料的电阻率是大于等于106Ωcm的高电阻率，因此，黑色层18b的电阻值非常高，能够达到这些现象不会引起实用上问题的水平。
另一方面，如果与遮光部7为相同材料的黑色层18a的电阻率为高电阻率，则由于从导电层19向透明电极4a、5a流过电流时的黑色层18a的电压下降，产生放电所需要的电压无法供给到放电单元的现象。该现象当黑色层18a的电阻率与膜厚之乘积大于等于0.5Ωcm2时开始发生，如果大于等于2Ωcm2就变得更显著，但本实施方式中通过使电阻率与膜厚之乘积小于等于2Ωcm2，能够达到该现象不会引起实用上问题的水平。
另外，电阻一般用电阻率或表面电阻定义，但对于黑色层18a用电阻率与膜厚之乘积定义，其理由如下。
黑色电极的电阻值与电阻率之间成立如下关系式。
R＝ρ×t/S
式中，R为电阻值，ρ为电阻率，t为膜厚，S为面积。
这样，电阻率可以由电阻值·膜厚·电极面积计算出，但是根据以下理由，其电阻率要小于由表观上相同材料形成的遮光部7的黑色层18b。即，黑色层18a和导电层19是采用印刷法等厚膜工艺形成，因此，其膜厚并不均匀，局部部位可能产生黑色层18a的膜厚较小的情况，该部分就会成为低阻抗。还有，构成导电层19的导电性材料扩散到黑色层18a，使得黑色层18a的电阻率下降。进而，还考虑到把总线电极4b、5b进行曝光显影而形成图案时，由于显影时黑色层18a的过度腐蚀，导电层19下部的黑色层18a消失，透明电极4a与导电层19直接接触等。
可以通过测定电压-电流特性来求出电阻值R，并且通过外观测定来测定出电极面积S，但由于上述原因，正确地测定出黑色电极的膜厚和电阻率是非常困难的。因此，在本发明中，采用后述的测定法，用从电阻值R和电极面积S之乘积容易计算出的电阻率与膜厚之乘积来规定黑色层18a的电气特性。
第二个实施方式
图3是表示本发明第二个实施方式中的PDP的显示电极6和遮光部7的构成的截面图。本发明的第二个实施方式与第一个实施方式的不同之处在于，如图3所示在显示电极6和遮光部7之间设置了间隙20，制成将两者电绝缘的结构，使遮光部7的电阻率大于等于1×105Ωcm，其他构成则与第一个实施方式相同。
另外，间隙20是将总线电极4b、5b的黑色层18a和遮光部7的黑色层18b一体形成后，通过进行图案形成而形成。
这样，根据本发明的第二个实施方式，遮光部7与显示电极6被电绝缘，因此，一方显示电极6的电压波形不会干扰相邻的其他显示电极6，而构成遮光部7的黑色层18b及形成总线电极4b、5b的黑色层18a的材料则可以选择更低阻抗的材料。
但是，如果遮光部7的黑色层18b的电阻值为低阻抗，隔着遮光部7的显示电极6间(图3的A部)的静电电容会增加，因此，产生面板驱动时电力消耗增大的问题。因此，不能一味地降低黑色层18b的电阻率，为了抑制静电电容·电力消耗，需要保持某种程度的绝缘性。具体讲，黑色层18b的电阻率随着面板的结构、玻璃基板和电介质等的材料而变动，但通过使其大于等于1×105Ωcm，就可以抑制电力消耗增加。
这里，详细说明本发明中测定黑色层18a和黑色层18b的电阻率与膜厚之乘积的方法，或者测定电阻率的方法。
首先，使用图4说明测定总线电极4b、5b的黑色层18a的电阻率与膜厚之乘积的方法。图4是表示计算黑色层的电阻率与膜厚之乘积的方法的流程图。
首先，说明制作测定用试样的方法。在玻璃基板31的整个表面上形成透明电极膜32。此时不需要要进行透明电极的图案形成(图4(A))。接着，在透明电极31上采用印刷法等方法涂布感光性黑色糊后进行干燥，形成覆盖整个表面的黑色层干燥膜33(图4(B))。接着，在该黑色层干燥膜33上采用印刷法等方法涂布感光性导电糊后进行干燥，形成覆盖整个表面的导电层干燥膜34(图4(C))。把这样形成的覆盖整个表面的黑色层干燥膜33和覆盖整个表面的导电层干燥膜34，使用曝光掩模35曝光形成100μm(W)×20mm(L)并且分别间隔(G)100μm的形状(图4(D))。然后通过显影并烧成，在玻璃基板31的透明电极32上形成由条带状的黑色层38和导电层39的两层构成的电极图案(图4(E))。
如图4(E)所示，使用探针36A、36B，用电阻测定装置37测量相互邻接的电极图案间的电阻值(R)。这里，试样的线宽(W)和长度(L)是用测长度仪测定，黑色层38的膜厚(d)是用扫描电子显微镜等观察电极断面来测定，将测定结果代入ρ×t＝R×W×L中，计算出电阻率ρ和膜厚t的乘积。其中，由于黑色层38的膜厚一般不均匀，因此在这里把黑色层38的平均膜厚作为黑色层38的膜厚。在这种计算方法中实际上还包括透明电极32的电阻，但由于透明电极32的电阻远比黑色层38的电阻小，所以可以忽略。
接着，使用图5说明遮光部7的黑色层18b的电阻率的测定方法。图5是表示计算遮光部的黑色层的电阻率的方法的流程图。
首先，在玻璃基板41上用印刷法等方法涂布感光性黑色糊后进行干燥，形成覆盖整个表面的黑色层干燥膜42(图5(A))。接着，将覆盖整个表面的黑色层干燥膜42的全面曝光。然后，采用印刷法等方法涂布感光性导电糊后进行干燥，形成覆盖整个表面的导电层干燥膜43(图5(B))。把这样形成的覆盖整个表面的黑色层干燥膜42和覆盖整个表面的导电层干燥膜43，使用曝光掩模44曝光形成100μm(W2)×20mm(L2)并且分别间隔(G2)5mm的形状(图5(C))。然后通过显影并烧成，在玻璃基板41的黑色层42上形成导电性电极47(图5(D))。
如图5(D)所示，使用探针45A、45B，用电阻测定装置46测量相互邻接的导电性电极47间的电阻值(R2)。这里，试样的长度(L2)、间隔(G2)是用测长度仪测定，遮光部的膜厚(d2)是用触针式粗度仪来测定。将测定结果代入ρ2＝R2×d2×L2×G2中，计算出遮光部的黑色层的电阻率ρ2。
另外，在这种测定方法中，实际上还包括导电层47下面的黑色层42部分的电阻成分，但由于G2取值远大于W2，所以可以忽略不计。
表1是对于本发明的第二个实施方式，即在遮光部7的黑色层18b和显示电极6之间设置间隙20，使遮光部7和显示电极6电绝缘的PDP，改变黑色层18a、18b的特性并比较不点亮时的电力消耗及显示特性。
表1
  总线电极的黑色层的电阻率与膜厚之乘积(Ωcm2)   遮光部的黑色层的电阻率(Ωcm) 黑层中的导电材料 显示特性 不点亮时的电力消耗 备注
  No.1   5×10-2   1×102   氧化钌+银 ○   大  比较例1
  No.2   3×10-1   2×104   氧化钌 ○   稍大  比较例2
  No.3   8×10-1   1×105   氧化钌 ○   ○  本发明1
  No.4   2×100   1×108   氧化钌 ○   ○  本发明2
  No.5   6×100   5×109   氧化钌 ○～一部分△   ○  比较例3
  No.6   1×102   5×1011   - ×   ○  比较例4
  No.7   2×10-1   5×1011   - ○   ○  以往例1
在表1中，作为黑色层18a、18b的导电材料，No.2～No.5都是钌系氧化物，通过改变钌系氧化物的含量来改变电阻率。另外，No.1是在钌系氧化物中添加银粉而成，No.6则不含有导电材料。另一方面，No.7是以往例，分别用各自的黑色电极材料和遮光部材料制作遮光部和总线电极的黑色层。
这里，不点亮时的电力消耗是使屏幕全体为黑色显示时的电力消耗，用与以往例No.7的比较来表示，并且，显示特性是用以往例No.7完全点亮时的电压驱动各自PDP时是否点亮来表示。
如表1所示，具有电阻率比2×104Ωcm还低阻抗的遮光部的显示屏No.1和No.2，不点亮时的电力消耗要大于以往例No.7，遮光部的电阻率降低的同时不点亮时的电力消耗增大。另外，如果遮光部的电阻率变得比1×105Ωcm还为高阻抗，则不点亮时的电力消耗大致上一定。
另一方面，如果总线电极的黑色层的电阻率与膜厚之乘积变得比0.5Ωcm2还为高阻抗，则屏幕的一部分会因施加到放电空间的电压不足而出现亮度有所下降的现象。该现象在黑色层的电阻率与膜厚之乘积大于等于2Ωcm2的No.5和No.6中更为显著，在屏幕整个区域中不点亮部或亮度下降部扩大。
另一方面，作为本发明的No.3和No.4，不点亮时的电力消耗和显示特性都表现出了良好的结果。
产业上的利用可能性
如上所述，采用本发明，可以提供减少PDP制造工时的同时可实现良好的图象显示的PDP，可用于大屏幕显示装置等。

Claims (6)

1.等离子体显示屏，把至少前面侧透明的一对基板对置配置，在基板间形成放电空间，在前面侧的基板上设置具备扫描电极和维持电极的显示电极和在该显示电极之间的非放电部中的遮光部，而在背面侧的基板上设置通过放电来发光的荧光体层，其特征在于，由透明电极和总线电极构成所述显示电极，由多个电极层构成所述总线电极，同时，所述电极层的至少一层为电阻率与膜厚之乘积小于等于2Ωcm2的黑色层，所述遮光部为电阻率大于等于1×106Ωcm的黑色层。
2.等离子体显示屏，把至少前面侧透明的一对基板对置配置，在基板间形成放电空间，在前面侧的基板上设置具备扫描电极和维持电极的显示电极和在该显示电极之间的非放电部中的遮光部，而在背面侧的基板上设置通过放电来发光的荧光体层，其特征在于，由透明电极和总线电极构成所述显示电极，由多个电极层构成所述总线电极，同时，所述电极层的至少一层为电阻率与膜厚之乘积小于等于2Ωcm2的黑色层，所述遮光部为电阻率大于等于1×105Ωcm的黑色层，所述显示电极与所述遮光部被电绝缘。
3.如权利要求1或2所述的等离子体显示屏，其特征在于，黑色层至少含有黑色颜料和导电材料。
4.如权利要求3所述的等离子体显示屏，其特征在于，导电材料是氧化钌或含有钌的氧化物。
5.如权利要求3所述的等离子体显示屏，其特征在于，导电材料是由金属导电材料构成。
6.如权利要求5所述的等离子体显示屏，其特征在于，金属导电材料含有Ag、Cu、Pd、Pt、Au中的至少一种。
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