CN1763892A - 等离子体显示面板及其制造方法 - Google Patents

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CN1763892A CNA2005101086852A CN200510108685A CN1763892A CN 1763892 A CN1763892 A CN 1763892A CN A2005101086852 A CNA2005101086852 A CN A2005101086852A CN 200510108685 A CN200510108685 A CN 200510108685A CN 1763892 A CN1763892 A CN 1763892A
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Abstract

提供一种等离子体显示面板及其制造方法，通过考虑电介质层和保护膜的折射率的差，谋求干涉光斑的缓和。在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上具有电极、覆盖该电极的电介质层、以及覆盖该电介质层的保护膜的AC型等离子体显示面板中，电介质层的折射率和保护膜的折射率的差为小于等于0.20。

Description

等离子体显示面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及等离子体显示面板(以下记作“PDP”)及其制造方法，更详细地说，涉及谋求了显示光斑的缓和的PDP及其制造方法。
背景技术
作为现有的PDP，已知一种AC型三电极面放电形式的PDP。该PDP在前面侧(显示面侧)的基板的内表面上，沿水平方向设有多个能进行面放电的显示电极，在背面侧的基板的内表面上，沿着与显示电极交叉的方向设有多个发光单元选择用的地址电极，将显示电极和地址电极的交叉部作为单元。
前面侧的基板上的显示电极用电介质层覆盖着，在它上面形成保护膜。背面侧基板上的地址电极也用电介质层覆盖着，在地址电极和地址电极之间形成隔壁，在隔壁之间形成荧光体层。
使这样制作的前面侧的面板组件和背面侧的面板组件相对，将周边封装起来后，将放电气体封入内部，于是制成了PDP(参照专利文献1)。
[专利文献1]日本专利申请特开平5-234519号公报
在上述的PDP中，在看见了前面侧的基板的情况下，显示电极用电介质层覆盖着，在它上面形成了保护膜。一般说来，用厚10微米以上的厚膜工艺形成电介质层，用厚度为1微米左右的薄膜工艺形成保护膜。
着眼于该前面侧的基板的光学特性，由于保护膜是薄膜，所以可知会发生光的干涉。其干涉特性随着薄膜厚度的不同而不同，所以如果在面板表面内存在保护膜的厚度不均匀，则在前面侧的基板中产生透射率不均匀。
PDP通过放电而发生荧光，该光透过前面侧的基板，作为图像显示。因此，如果由于干涉致使前面侧的基板中存在透射率不均匀，则能看到面板的显示光斑(将它称为“干涉光斑”)。
为了解决该干涉光斑，可以考虑使保护膜的厚度均匀。可是，如果保护膜的厚度差为70nm，则干涉特性偏离半周期，所以可以认为厚度差为70nm时会发生干涉光斑。今后，虽然伴随PDP产量的提高，预计基板将大面积化、以及生产节拍缩短，但在保护膜的厚度差小于等于70nm的情况下维持PDP的生产将非常困难。
本发明就是考虑到这样的情况而完成的，是一种与保护膜的厚度的均匀性无关，考虑电介质层和保护膜的折射率的差，谋求干涉光斑的缓和的发明。
发明内容
本发明是一种等离子体显示面板，它是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上有电极、覆盖该电极的电介质层、以及覆盖该电介质层的保护膜的AC型等离子体显示面板，其特征在于：上述电介质层的折射率和保护膜的折射率的差为小于等于0.20。
如果采用本发明，则在前面侧的基板上，电介质层和保护膜的折射率的差小于等于0.20，所以能缓和由保扩膜的厚度不均匀引起的显示光斑，能制造白色均匀性高的等离子体显示面板。
附图说明
图1是表示PDP的结构的局部分解斜视图。
图2是表示前面侧的基板的光的透过状态的说明图。
图3是表示透过基板的光的波长和透射率的关系的曲线图。
图4是表示折射率差Δn和干涉光斑的关系的曲线图。
图5是表示各种玻璃材料的折射率的说明图。
图6是表示MgO膜的形成压力和折射率的相关关系的曲线图。
图7是表示MgO膜的形成温度和折射率的相关关系的曲线图。
图8是表示设置了干涉防止层的结构的说明图。
图9是表示MgO膜的厚度中心值和显示光斑的关系的曲线图。
图中，11：前面侧的基板  12：透明电极  13：总线电极  17、24：电介质层  18：保护膜  19：干涉防止层  21：背面侧的基板28R、28G、28B：荧光体层  29：隔壁  30：放电空间  A：地址电极  X、Y：显示电极
具体实施方式
在本发明中，所谓折射率，意味着真空中的光速c和介质中的光速(相位速度)v的比c/v。因此，所谓电介质层的折射率，意味着真空中的光速和电介质层中的光速的比，所谓保护膜的折射率，意味着真空中的光速和保护膜中的光速的比。
本发明不规定折射率的大小，而是规定折射率的差。电介质层和保护膜的折射率的差，在电介质层的折射率为n，保护膜的折射率为n1的情况下，折射率差Δn＝|n-n1|。因此，电介质层的折射率和保护膜的折射率都可以大。
在本发明中，作为前面侧的基板及背面侧的基板，包括玻璃、石英、陶瓷等的基板、以及在这些基板上形成了电极、绝缘膜、电介质层、保护膜等所希望的构成物的基板。
在前面侧的基板的内表面上形成电极即可。能用该领域中众所周知的各种材料和方法形成该电极。作为电极中使用的材料，例如能举出：ITO、SnO2等透明的导电性材料、以及Ag、Au、Al、Cu、Cr等金属导电性材料。作为电极的形成方法，能采用该领域中众所周知的各种方法。例如，既可以用印刷等厚膜形成技术来形成，也可以用由物理淀积法或化学淀积法构成的薄膜形成技术来形成。作为厚膜形成技术，能举出筛网印刷法等。作为薄膜形成技术中的物理淀积法，能举出蒸镀法和溅射法等。作为化学淀积法，能举出热CVD法、光CVD法、或等离子体CVD法等。
用筛网印刷法将由低熔点玻璃料和粘合剂树脂构成的低熔点玻璃浆料涂敷在前面侧的基板或背面侧的基板上，通过烧焙能形成电介质层。作为这里用的低熔点玻璃，能使用从氧化硅、硼硅玻璃、氧化铝、氧化钇、氧化铅构成的组中选择的一种或两种以上的混合物为主要成分的玻璃材料。
在本发明中，能用MgO并且采用平均厚度为1微米左右的薄膜形成工艺，形成保护膜。
优选使用电介质层的折射率和在它上面形成的保护膜的折射率的差小于等于0.20的材料，形成该电介质层。
在保护膜采用MgO、而且用平均厚度为1微米左右的薄膜形成工艺，形成保护膜的情况下，电介质层的折射率，相对于波长为500nm的光来说，优选为1.45～1.74。
采用电子束蒸镀法或等离子体CVD法这样的该领域中众所周知的薄膜形成工艺，能形成保护膜。作为实施该保护膜的薄膜形成工艺时的形成条件，也能通过控制温度或压力，调整该保护膜的折射率。
在本发明中，在电介质层和保护膜之间，也可以设置与电介质层之间的折射率的差、以及与保护膜之间的折射率的差分别小于等于0.05的干涉防止层。
另外，本发明是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上有电极、覆盖该电极的电介质层、覆盖该电介质层的保护膜的AC型的等离子体显示面板，是上述保护膜的厚度大于等于1200nm的等离子体显示面板。
另外，本发明是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上有电极、覆盖该电极的电介质层、覆盖该电介质层的保护膜的AC型的等离子体显示面板的制造方法，是一种采用薄膜形成工艺形成上述保护膜，为了使与电介质层的折射率的差小于等于0.05，实施该薄膜形成工艺时，控制形成保护膜时的压力，制造等离子体显示面板的方法。
另外，本发明是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上有电极、覆盖该电极的电介质层、覆盖该电介质层的保护膜的AC型的等离子体显示面板的制造方法，是一种采用薄膜形成工艺形成上述保护膜，为了与电介质层的折射率的差小于等于0.05，实施该薄膜形成工艺时，控制形成保护膜时的温度，制造等离子体显示面板的方法。
下面，根据附图所示的实施例，详细说明本发明。另外，本发明不限定于此，能进行各种变形。
图1(a)及图1(b)是表示本发明的PDP的结构的局部分解斜视图。该PDP是彩色显示用的AC型三电极面放电形式的PDP。
本PDP由包括前面侧的基板11的前面侧的面板组件(参照图1(a))、以及包括背面侧的基板21的背面侧的面板组件(参照图1(b))构成。作为前面侧的基板11和背面侧的基板21，能使用玻璃基板、石英基板、陶瓷基板等。
在前面侧的基板11的内侧面上，沿水平方向等间隔地形成显示电极X和显示电极Y。显示电极X和显示电极Y之间成为显示线L。各显示电极X、Y由ITO、SnO2等宽度宽的透明电极12、以及例如由Ag、Au、Al、Cu、Cr及它们的层叠体(例如Cr/Cu/Cr层叠结构)等构成的金属制的宽度窄的总线电极13构成。可以对于Ag、Au采用筛网印刷之类的厚膜形成技术，对于其它采用蒸镀法、溅射法等薄膜形成技术和刻蚀技术，以所希望的条数、厚度、宽度及间隔，形成显示电极X、Y。
在显示电极X、Y上，覆盖着显示电极X、Y形成交流(AC)驱动用的电介质层17。用筛网印刷法将低熔点玻璃浆料涂敷在前面侧的基板11上，通过烧焙来形成电介质层17。
在电介质层17上，形成保护电介质层17不致由于显示时的放电产生的离子的碰撞造成损伤用的保护膜18。该保护膜用MgO形成。
在背面侧的基板21的内侧面上，在平面图上看沿着与显示电极X、Y交叉的方向形成多个地址电极A，覆盖着该地址电极A形成电介质层24。地址电极A是在与Y电极的交叉部中产生选择发光单元用的地址放电的电极，由Cr/Cu/Cr三层结构形成。此外，也能用例如Ag、Au、Al、Cu、Cr等形成该地址电极A。地址电极A也与显示电极X、Y相同，对于Ag、Au采用筛网印刷这样的厚膜形成技术，对于其它用蒸镀法、溅射法等薄膜形成技术和刻蚀技术，能以所希望的条数、厚度、宽度及间隔，形成地址电极A。用与电介质层17相同的材料、相同的方法，能形成电介质层24。
在相邻的地址电极A和地址电极A之间的电介质层24上，形成多个隔壁29。能采用喷砂法、印刷法、光刻法等，形成隔壁29。例如，采用喷砂法，将由低熔点玻璃料、粘合剂树脂、溶剂等构成的玻璃浆料涂敷在电介质层24上，干燥后，在该玻璃浆料层上设置了具有隔壁图形的开口的切削掩模的状态下，喷射切削粒子，对在掩模的开口中露出的玻璃浆料层进行切削，再通过烧焙来形成。或者，采用光刻法，代替用切削粒子进行切削，而将感光性的树脂用于粘合剂树脂，使用掩模进行曝光及显影后，通过烧焙来形成。
在隔壁29的侧面及隔壁之间的电介质层24上，形成红(R)、绿(G)、蓝(B)荧光体层28R、28G、28B。用筛网印刷、或使用分配器的方法等，将含有荧光粉末、粘合剂树脂和溶剂的荧光体浆料涂敷在隔壁29之间的凹槽状的放电空间内，使每一种颜色反复地重复这一过程，通过烧焙，形成荧光体层28R、28G、28B。使用含有荧光粉末、感光性材料和粘合剂树脂的片状的荧光体层材料(所谓的生片)，采用光刻技术，能形成该荧光体层28R、28G、28B。在此情况下，将所希望的颜色的片粘贴在基板上的显示区域的全部表面上，进行曝光、显影，对每一种颜色反复地重复这一过程，能在对应的隔壁之间形成各种颜色的荧光体层。
通过使显示电极X、Y和地址电极A交叉地将上述的前面侧的面板组件和背面侧的面板组件相对地配置，将周围封装起来，将放电气体填充在用隔壁29包围着的放电空间30中，能制作PDP。在该PDP中，显示电极X、Y和地址电极A的交叉部的放电空间30成为作为显示的最小单位的一个单元区(单位发光区)。由R、G、B三个单元构成一个像素。
如图1(a)所示，在PDP中，前面侧的基板11上的显示电极X、Y被电介质层17覆盖，在它上面形成保护膜18。用厚度大于等于10微米的厚膜工艺形成该电介质层17。用厚度为1微米左右的薄膜工艺形成保护膜18。
图2是表示前面侧的基板的光透射状态的说明图。
在前面侧的基板11中，假设大气的折射率：n0、电介质层的折射率n、保护膜的折射率：n1、电介质层和保护膜的折射率差：Δn＝|n-n1|、前面侧的基板的光透射率：T，下式成立。
T＝[(8n0n1 2n)/{(n0 2+n1 2)(n1 2+n2)+4n0n1 2n+(n0 2-n1 2)(n1 2-n2)cosδ}]×α+β
式中，α、β是修正系数。
如下表示上述的δ。
δ＝(4πn1·d·cosφ1)/λ
式中，d：保护膜的厚度，λ：透射光的波长。
着眼于前面侧的基板11的光学特性，如图2所示，由于保护膜17是薄膜，所以发生光的干涉。其干涉特性随着保护膜的厚度的不同而不同，所以在面板表面内如果存在保护膜18的厚度不均匀，则干涉特性就不均匀，在前面侧的基板11中产生透射率不均匀。
PDP通过放电致使荧光体发光，该光H透过前面侧的基板11，作为图像显示。因此，如果由于干涉特性的不均匀性，在前面侧的基板11中发生透射率不均匀，就能看到面板的显示不均匀。如上所述该显示不均匀被称为“干涉光斑”。
图3是表示透过前面侧的基板的光的波长和透射率的关系的曲线图。
如该图所示，如果保护膜的厚度差为70nm，则干涉特性偏移半周期，所以薄膜厚度差为70nm时发生干涉光斑。为了消除该干涉光斑，使保护膜18的厚度均匀即可。可是，伴随PDP的生产率的提高，预计导致基板的大面积化和生产周期缩短，使保护膜的厚度差小于等于70nm而维持PDP的生产是非常困难的。
本发明基于这样的观点，通过缓和由保护膜的厚度不均匀引起的显示不均匀，提供一种白色均匀性(面板的均匀性)高的等离子体显示面板。
图4是表示保护膜和电介质层的折射率差Δn和干涉光斑的关系的曲线图。该曲线图是模拟保护膜和电介质层的折射率差Δn和干涉光斑的相关关系的图。
通过用JND尺度计算的不均匀程度，表现干涉光斑。可知如果Δn小，则干涉光斑也小。这可以认为由于折射率差变小，干涉的振幅也变小，不容易看到有效的不均匀所致。
在本实施方式的PDP中，将MgO用于保护膜18。MgO是一种在二次电子发射系数和耐溅射性的方面上优异的材料，所以虽然在进行代替材料的研究，但是现状尚未达到MgO以外的实用化。另外，在电介质层17中使用低熔点玻璃。因此，将用MgO作为保护膜、用低熔点玻璃作为电介质层作为前提，为了防止干涉光斑，尽可能使MgO膜和电介质层的折射率差Δn小。具体地说，小于等于0.2。因此，实施以下的四个对策。
(1)控制电介质层的折射率，使其接近MgO膜的折射率。
(2)控制MgO膜的折射率，使其接近电介质层的折射率。
(3)在MgO膜和电介质层之间设置干涉防止层，使MgO膜和干涉防止层之间的折射率差小于等于0.05，使干涉防止层和电介质层之间的折射率差小于等于0.05。
(4)使MgO膜的厚度达到不产生干涉光斑的程度。
首先，说明控制电介质层的折射率，使其接近MgO膜的折射率的具体方法。
图5是表示各种玻璃材料的折射率的说明图。
如上所述，用筛网印刷法将低熔点玻璃浆料涂敷在前面侧的基板11上，通过烧焙形成电介质层17。该电介质层17的折射率由低熔点玻璃的混合组成决定。因此，为了使与MgO膜的折射率差小，通过选择电介质层的组成，能抑制干涉光斑。
在形成了MgO膜的情况下，如果采用电子束蒸镀法或等离子体CVD法等现在的成膜技术来形成，则对于波长为500nm的光来说，其折射率约为1.6左右。因此，具体地说，选择电介质层的组成，以便电介质层的折射率为1.6±0.2左右。在此情况下，MgO呈块状时，相对于波长为500nm的光，其折射率约为1.74，所以电介质层的折射率不需要比它大。因此，选择电介质层的组成时，相对于波长为500nm的光，电介质层的折射率大于等于1.45，而且小于等于1.74即可。
从这样的观点看，电介质层中用的低熔点玻璃材料，采用SiO2、硼硅玻璃、Al2O3·SiO2、Al2O3(刚玉)、Y2O3、PbO(一氧化铅)等。因此，能使电介质层和MgO的折射率差小于等于0.2，能抑制干涉光斑。
另外，在使用SiO2，用等离子体CVD法形成电介质层的情况下，按照CVD工艺条件(温度、压力等)控制电介质层的折射率，使电介质层的折射率接近MgO膜的折射率，能使两者的折射率差小。
下面，说明控制MgO膜的折射率，使其接近电介质层的折射率的具体方法。
图6是表示形成MgO膜时的压力和折射率的相关关系的曲线图。
用电子束蒸镀法进行了膜的形成。从该曲线图可知，成膜压力越大折射率越低。因此，电介质层的折射率为1.74～1.45大小时，控制MgO的成膜压力，以便与电介质层的折射率差小，具体地说小于等于0.05，能抑制干涉光斑。
图7是表示形成MgO膜时的基板预热温度和折射率的相关关系的曲线图。
用电子束蒸镀法进行了膜的形成。从该曲线图可知，基板预热温度越高，折射率越高。因此，电介质层的折射率为1.74～1.45大小时，控制MgO成膜时的基板预热温度，以便与电介质层的折射率差小，具体地说小于等于0.05，能抑制干涉光斑。
下面，说明在MgO膜和电介质层之间设置干涉防止层的具体例。
图8是表示在保护膜和电介质层之间设置了干涉防止层的结构的说明图。
在前面侧的基板11的电介质层17和保护膜18之间，设置与电介质层17之间的折射率差、以及与保护膜18之间的折射率差分别小于等于0.05的干涉防止层19。这样，干涉防止层19的折射率选择处于电介质层17和MgO膜18的中间的值。使干涉防止层19的厚度小于等于200nm。作为干涉防止层19的材料，能使用图5所示的各种玻璃材料。
由于有干涉防止层19，所以界面的折射率差小，其结果能抑制干涉光斑。由于能维持现有的电介质层和保护膜的材料及工艺条件，所以虽然制造手续有所增加，但作为优点能举出开发和制造的负荷小等。
另外，作为干涉防止层能使用作为保护膜材料的MgO。即，为了使电介质层和MgO膜的折射率差小于等于0.05，形成了MgO膜后，连续地形成不同条件的MgO膜。因此不会增加制造手续，另外关于在上层形成的MgO膜，能形成考虑了面板的放电特性和寿命特性的膜。作为具体的制造方法，在MgO的成膜中，仅对初期的形成200nm左右的厚度的膜的过程改变工艺条件(上述的成膜压力、温度)，就能实现。
下面，说明使MgO膜的厚度达到不致产生干涉光斑程度的具体例。
图9是表示模拟了MgO膜的厚度中心值和显示不均匀的相关关系的结果的曲线图。
从该曲线图可知，MgO膜的厚度越厚，显示不均匀越小。作为其理由，可以认为MgO膜的厚度变厚，透射率的干涉周期变短所致。
PDP通过发生R(红)、G(绿)、B(蓝)色光进行显示，但各色光谱具有某一波长区。因此，即使透射率由于干涉而变化，但如果干涉周期在各色发光光谱的波长区内，则不会引起大幅度的颜色变化。从图9中的曲线图可知，如果使MgO膜的厚度为大于等于1200nm，则能大幅度地抑制干涉光斑。
这样，通过使电介质层的折射率和保护膜的折射率的差小于等于0.2，能缓和由保护膜的厚度不均匀引起的显示不均匀，能提供白色均匀性高的等离子体显示面板。

Claims (10)

1、一种等离子体显示面板，是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上具有电极、覆盖该电极的电介质层、以及覆盖该电介质层的保护膜的AC型等离子体显示面板，其特征在于：
上述电介质层的折射率和保护膜的折射率的差为小于等于0.20。
2、根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于：用MgO且采用平均厚度为1微米左右的薄膜形成工艺来形成上述保护膜。
3、根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于：用上述电介质层的折射率和在它上面形成的保护膜的折射率的差为小于等于0.20的材料来形成该电介质层。
4、根据权利要求2所述的等离子体显示面板，其特征在于：对于波长为500nm的光，上述电介质层的折射率的值为1.45～1.74。
5、根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于：上述电介质层用以从氧化硅、硼硅玻璃、氧化铝、氧化钇、氧化铅构成的组中选择的一种或两种以上的混合物为主要成分的玻璃材料形成。
6、根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于：利用薄膜形成工艺形成上述保护膜，作为实施该薄膜形成工艺时的形成条件，通过控制温度或压力来调整折射率。
7、根据权利要求1所述的等离子体显示面板，其特征在于：在上述电介质层和保护膜之间，设置与电介质层之间的折射率的差以及与保护膜之间的折射率的差分别为小于等于0.05的干涉防止层。
8、一种等离子体显示面板，它是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上具有电极、覆盖该电极的电介质层、以及覆盖该电介质层的保护膜的AC型等离子体显示面板，其特征在于：
上述保护膜的厚度为大于等于1200nm。
9、一种等离子体显示面板的制造方法，该面板是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上具有电极、覆盖该电极的电介质层、以及覆盖该电介质层的保护膜的AC型等离子体显示面板，其特征在于：
用薄膜形成工艺形成上述保护膜，实施该薄膜形成工艺时，控制形成保护膜时的压力，以便与电介质层之间的折射率差为小于等于0.05。
10、一种等离子体显示面板的制造方法，该面板是在前面侧的基板和背面侧的基板之间形成放电空间，在前面侧的基板的内表面上具有电极、覆盖该电极的电介质层、以及覆盖该电介质层的保护膜的AC型等离子体显示面板，其特征在于：
用薄膜形成工艺形成上述保护膜，实施该薄膜形成工艺时，控制形成保护膜时的温度，以便与电介质层之间的折射率差为小于等于0.05。
CNA2005101086852A 2004-10-19 2005-10-18 等离子体显示面板及其制造方法 Pending CN1763892A (zh)

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