JP2002124192A

JP2002124192A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002124192A
Application number: JP2000314852A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yonehara; 浩幸米原; Masaki Aoki; 正樹青木; Hiroshi Watanabe; 拓渡邉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁膜を形成する工程で、乾燥および焼成プ
ロセス中にクラック等の膜欠陥を発生させることなく絶
縁膜の形成を可能とし、高品位な表示を可能とするプラ
ズマディスプレイパネルおよびその製造方法を提供する
ことにある。【解決手段】各種絶縁膜のペースト材料に少なくとも
ブチラール系樹脂および可塑剤を含有させることによ
り、容易に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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及びその製造方法
において特に絶縁膜の形成工程に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型に適したディスプレイ装置と
して注目されているプラズマディスプレイパネルは、例
えば図１に示す構成を有する。このプラズマディスプレ
イパネルは、互いに対向して配置された前面基板３００
と背面基板３０１とを備えている。前面基板３００の上
には、表示電極３０２及び３０３、誘電体層３０４、及
びＭｇＯ誘電体保護層３０５が、順に形成されている。
また、背面基板３０１の上には、アドレス電極３０６及
び誘電体層３０７が形成されており、その上には、更に
隔壁３０８が形成されている。そして、隔壁３０８の側
面には、蛍光体層３０９が塗布されている。

【０００３】なお、実際、前面基板３００と背面基板３
０１は、アドレス電極３０６と表示電極３０２及び３０
３は互いの長手方向が直交するように対向させた状態で
配されるが、図１においては便宜的に前面基板を背面基
板に対し、９０°回転させて表記している。

【０００４】前面基板３００と背面基板３０１との間に
は、放電ガス３１０（例えばＮｅ−Ｘｅの混合ガス）
が、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ（５３．２ｋＰａ
〜７９．８ｋＰａ）の圧力で封入されている。この放電
ガス３１０を表示電極３０２及び３０３の間で放電させ
て紫外線を発生させ、その紫外線を蛍光体層３０９に照
射することによって、カラー表示を含む画像表示が可能
になる。

【０００５】例えば、前面基板３００の誘電体層３０４
は、無機成分として鉛硼酸系の低融点ガラスを６０〜７
０重量％に対して、バインダー成分として例えばエチル
セルロース樹脂２０重量％にＢＣＡ（酢酸ジエチレング
リコールモノｎブチルエーテル）とα−ターピネオール
をそれぞれ３０重量％と５０重量％の割合で混合し作製
したビークルを混練し、所定の粘度のペーストを用いて
形成する。また、絶縁膜の形成方法は、第１にスクリー
ン印刷技術を用いて形成する印刷法、第２にダイコート
塗布技術を用いて形成する一括塗布法、第３にロールコ
ータ塗布技術を用いて形成する転写法などが挙げられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の絶縁膜
材料は、形成過程において問題点を有している。特に前
面基板３００上に誘電体層３０４上を塗布形成する場
合、塗布後の乾燥工程において、塗布膜に膜歪みが発生
しクラック等の膜欠陥が発生し易くなる。これは、乾燥
時にバインダー成分の溶剤成分が蒸発することにより、
膜厚方向および膜の面内方向に収縮現象が生じるためで
あると考えられている。また、乾燥終了後乾燥炉から基
板を取り出す過程において、乾燥雰囲気温度から室温に
戻る際に、乾燥膜と基板（この場合ガラス基板）固有の
熱膨張係数の違いにより、乾燥膜に歪みが生じクラック
が発生することがある。また、焼成においても乾燥時と
同様の現象が起こり、焼成後の絶縁膜にクラックを生じ
ることがある。絶縁膜に発生したクラック等の膜欠陥
は、放電時に絶縁不良（絶縁膜の破壊）を引き起こす原
因となる。

【０００７】本発明は、上記課題に対してなされたもの
であって、乾燥および焼成プロセスにおいて、クラック
等の膜欠陥を発生させることなく絶縁膜を形成して、高
品位な表示を可能とするプラズマディスプレイパネルを
実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
される絶縁膜材料が少なくとも０．１〜５．０重量％の
ブチラール系樹脂と１．０〜５．０重量％の可塑剤を含
むバインダー成分と、低融点ガラス粉末を６０〜７５重
量％を含む材料であることを特徴とする。

【０００９】また、ある実施形態では、１対の基板と、
前記１対の基板の間に配置された電極、保護層及び蛍光
体層と隔壁を更に備えており、前期隔壁は前記１対の基
板の間に配置されており、前記放電空間にはガス媒体が
封入されていて、前記ガス媒体の放電に伴って発生され
た紫外線が前記蛍光体層の照射時に可視光に変換され、
これによって発光することを特徴とする。

【００１０】また、前記絶縁膜が、誘電体膜であること
を特徴とする。

【００１１】また、前記バインダーの樹脂がセルロース
系樹脂、アクリル系の樹脂の何れかを主体とし、１〜１
０重量％含むことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】（発明の実施の形態）図２は、実
施の形態にかかるＡＣ面放電型ＰＤＰの主要構成を示す
部分的な断面斜視図である。図中、ｚ方向がＰＤＰの厚
み方向、ｘｙ平面がＰＤＰ面に平行な平面に相当する。
当図に示すように、本ＰＤＰは互いに主面を対向させて
配設された前面板１０１および背面板２０１から構成さ
れる。

【００１３】前面板１０１の基板となる前面板ガラス１
０２には、その片面に一対の透明電極１０３がｘ方向を
長手方向として複数並設される。さらに透明電極１０３
には、透明電極１０３よりも十分に幅が狭く、導電性に
優れるバス電極１０４が積層される。この透明電極１０
３とバス電極１０４とが面放電にかかる表示電極１０７
として動作する。表示電極１０７を配設した前面板ガラ
ス１０２には、当該ガラス面全体にわたって誘電体層１
０５がコートされ、誘電体層１０５には保護膜１０６が
コートされている。

【００１４】背面板２０１の基板となる背面板ガラス２
０２には、その片面に複数のアドレス電極２０３がｙ方
向を長手方向としてストライプ状に並設され、誘電体層
２０４がアドレス電極２０３を配した背面板ガラス２０
２の全面にわたってコートされる。この誘電体層２０４
上には、隣接するアドレス電極２０３の間隔に合わせて
隔壁２０５が配設される。そして隣接する隔壁２０５と
その間の誘電体層２０４の面上には、ＲＧＢの何れかに
対応する蛍光体層２０７が形成されている。

【００１５】このような構成を有する前面板１０１と背
面板２０１は、アドレス電極２０３と表示電極１０７の
互いの長手方向が直交するように対向させた状態で配さ
れ、両面板１０１、２０１の外周縁部は封着ガラスで接
着し封止されている。そして前記両面板１０１、２０１
の間には、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの希ガス成分からなる
放電ガス（封入ガス）が５００〜６００Ｔｏｒｒ（６
６．５〜７９．８ｋＰａ）程度の圧力で封入されてい
る。これにより、隣接する隔壁２０５間に形成される空
間が放電空間２０８となり、隣り合う一対の表示電極１
０７と１本のアドレス電極２０３が放電空間２０８を挟
んで交叉する領域が、画像表示にかかるセルとなる。

【００１６】ＰＤＰ駆動時には各セルにおいて、アドレ
ス電極２０３と表示電極１０７、また一対の表示電極１
０７同士での放電によって短波長の紫外線（波長約１４
７ｎｍ）が発生し、蛍光体層２０７が発光して画像表示
がなされる。ここで、本発明のＰＤＰとその製造方法に
おける主な特徴部分は、少なくとも隔壁２０５と誘電体
層１０５の形成に関するところにある。

【００１７】次に、本ＰＤＰの作製方法を具体的に説明
する。

【００１８】（ＰＤＰの作製方法）（１．背面板２０１の作製）厚さ約２．６ｍｍのソーダ
ーガラスからなる背面板ガラス２０２の面上に、スクリ
ーン印刷法により、銀を主成分とする導電体材料を一定
間隔でストライプ状に塗布し、厚さ約５〜１０μｍのア
ドレス電極２０３を形成する。ここで作製するＰＤＰを
４０インチクラスのハイビジョンテレビとするために
は、隣り合う２つのアドレス電極２０３の間隔を０．２
ｍｍ程度以下に設定する。

【００１９】続いてアドレス電極２０３を形成した背面
板ガラス２０２の面全体にわたって、鉛系ガラスのペー
ストをコートして焼成し、厚さ約２０〜３０μｍの誘電
体層２０４を形成する。

【００２０】更に、ダイコートによる塗膜工法を用い
て、鉛系ガラスを主成分とし、骨材としてアルミナ粉末
を添加したペースト状の隔壁材料を前記誘電体層２０４
の上に塗布形成し、サンドブラスト法を用いて所定の形
状の隔壁を形成し、焼成後高さ約１００〜１５０μｍの
隔壁２０５を形成する。ここで作製する隔壁の間隔は
０．３６ｍｍ程度以下に設定する。

【００２１】続いて、隔壁２０５の壁面と、隣接する隔
壁２０５間で露出している誘電体層２０４に表面に、赤
色（Ｒ）蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光体、青色（Ｂ）蛍光体
の何れかを含む蛍光体インクを塗布する。この後に蛍光
体インクを乾燥・焼成して各色の蛍光体層２０７を形成
する。

【００２２】ここで、一般的にＰＤＰに使用されている
蛍光体材料の一例を以下に列挙する。

【００２３】赤色蛍光体：（ＹＸＧｄ１−Ｘ）ＢＯ₃：Ｅｕ緑色蛍光体：Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ青色蛍光体：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ³⁺ 各蛍光体材料は平均粒径約３μｍの粉末を使用した。蛍
光体インクの塗布法は幾つかの方法が考えられるが、こ
こではメニスカス法と称される極細ノズルからメニスカ
ス（表面張力による架橋）を形成しながら蛍光体インク
を吐出する方法を用いる。この方法は蛍光体インクを目
的の領域に均一に塗布するのに好都合である。

【００２４】蛍光体インクを塗布した後、最大温度約５
２０℃で２時間プロファイルの焼成を行うことによって
蛍光体層４１６が形成される。

【００２５】これで背面板２０１が完成する。

【００２６】（２．前面板１０１の作製）厚さ約２．８
ｍｍのソーダーガラスからなる前面板ガラス１０２の表
面上に、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）
またはＳｎＯ₂などの導電体材料により、厚さ約３００
０オングストロームの透明電極１０３を平行に作製す
る。さらに、この透明電極１０３の上に銀またはクロム
−銅−クロムの３層からなるバス電極１０４を積層し、
表示電極１０７とする。これらの電極の作製方法に関し
ては、スクリーン印刷法、フォトリソグラフィー法など
の公知の各作製法が適用できる。

【００２７】次に表示電極１０７を作製した前面板ガラ
ス１０２の面上に、鉛系ガラスのペーストを全面にわた
ってコートし、焼成して約２０〜３０μｍの誘電体層１
０５を形成する工程に本発明の製造方法の特徴が含まれ
る。ここではその工程を（ａ）第一工程：誘電体膜塗布
形成工程、（ｂ）第二工程：誘電体膜乾燥工程、（ｃ）
第三工程：誘電体膜焼成工程に分けて順次説明する。図
３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第１工程、第２工
程、第３工程の様子を示すパネル断面図である。また、
図４は誘電体膜塗布後の乾燥時の温度プロファイルを示
す図である。また、図５は誘電体膜の焼成時の温度プロ
ファイルを示す図である。

【００２８】（（ａ）第一工程：誘電体膜塗布形成工
程）高分子樹脂エチルセルロースとポリビニルブチラー
ル（以下、ＰＶＢと称する）更に可塑剤であるフタル酸
ジブチル（以下、ＤＢＰと称する）と溶剤（α−ターピ
ネオールとＥＰ酢酸ジエチレングリコールモノｎブチル
エーテル（以下、ＢＣＡと称する）を２０：８０の重量
比で混合した有機溶剤）をそれぞれ１２：４：４：８０
の割合で混合し、ビヒクルを作製する。このビヒクルと
鉛系ガラス（ＰｂＯ・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂・ＣａＯ）粉末
を７０：３０の重量比で混合し、誘電体形成用ペースト
を作製する。なお、ここで上記エチルセルロース樹脂の
変わりにアクリル系樹脂を使用することもできる。この
ペーストを透明電極４０１とその上へ積層形成したバス
電極４０２を既に形成した前面基板４０３の上に、一度
に厚さ約１００μｍ塗工できるダイコート方法等により
前記ペーストを一様に形成する。

【００２９】（（ｂ）第二工程：誘電体膜乾燥工程）前
面基板４０３上へ誘電体膜４０４を上記のように塗工形
成した後、図４に示すようなピーク温度を約１３０℃に
設定した温度プロファイルを有する赤外線（ＩＲ）乾燥
炉へ投入しペーストを乾燥させる。この時の基板加熱方
法は、他にホットプレート上へ載せて乾燥する方式や熱
風炉等であっても均一な乾燥状態が得られる。また、乾
燥プロファイルはペースト中に添加するエチルセルロー
ス樹脂に対するＰＶＢ樹脂また可塑剤のの重量比により
変わる。

【００３０】（（ｃ）第三工程：誘電体焼成工程）誘電
体膜を上記のように乾燥した基板４０３を、図５に示す
ような約３５０℃付近にて樹脂の脱バインダーを目的と
した温度キープ箇所と、約５８０〜６００℃付近にガラ
スの軟化焼成を目的とした温度キープ箇所を有する温度
プロファイルを用い焼成することにより、厚さ３０μｍ
の誘電体膜を形成する。

【００３１】以上のようにすれば、乾燥および焼成プロ
セスにおいて、クラック等の膜欠陥を発生させることな
く絶縁膜の形成が実現する。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラズマ
ディスプレイパネルにおける各種絶縁膜材料として用い
るペースト中に少なくとも０．１〜５．０重量％のブチ
ラール系樹脂と１．０〜５．０重量％の可塑剤を添加す
ることにより、乾燥後の膜の柔軟性を得ることが可能と
なり、乾燥時のバインダー成分の溶剤成分が蒸発する際
の膜収縮による膜歪みを軽減することが容易となり、ク
ラック等の膜欠陥が発生が防止出来る（図６）。また、
乾燥終了後乾燥炉から基板を取り出す過程において、乾
燥雰囲気温度から室温に戻る際に乾燥膜と基板（この場
合ガラス基板）固有の熱膨張係数の違いにより、乾燥膜
に歪みが生じクラックが発生することがある（図７）
が、上記材料を用いることにより対策が可能となる。ま
た、乾燥膜を焼成炉へ投入する際においても同様の現象
が起こり、焼成後の絶縁膜にクラックを生じることがな
くなる。また、乾燥後から焼成に至るまでの基板のハン
ドリング及び保持等における基板のたわみによる乾燥膜
へのストレス（図８）によるクラックの発生も無くな
り、高品質な絶縁膜を形成することができるので、高品
位な表示を可能とするプラズマディスプレイパネルを実
現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のプラズマディスプレイパネルの構成を模
式的に示す図

【図２】本発明のＡＣ面放電型プラズマディスプレイパ
ネルの主要構成を示す一部断面斜視図

【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の誘電体形成プロセス
の各工程を説明する断面図

【図４】本発明の誘電体膜の乾燥時の温度プロファイル
を説明する図

【図５】本発明の誘電体膜の焼成時の温度プロファイル
を説明する図

【図６】本発明の誘電体膜の乾燥時の膜の収縮状態を説
明する図

【図７】従来における誘電体膜の乾燥時の高温から室温
への熱履歴の際の熱収縮を説明する図

【図８】従来における基板のハンドリング及び保持の際
の基板がたわむ状態を説明する図

【符号の説明】

１０１前面板１０２前面板ガラス１０３透明電極１０４バス電極１０６保護層１０７表示電極２０１背面板２０２背面板ガラス２０３アドレス電極２０４誘電体層２０５隔壁２０６隔壁頂部２０７蛍光体層３００前面基板３０１背面基板３０２，３０３表示電極３０４誘電体層３０５誘電体保護層３０６アドレス電極３０７誘電体層３０８隔壁３０９蛍光体層３１０放電ガス４００ガラス基板４０１透明電極４０２バス電極４０３前面基板４０４誘電体膜４０５ダイコートヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡邉拓大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5C027 AA10 5C040 FA01 GB03 GB14 GD01 GD10 JA02 MA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に絶縁膜を有するプラズマディス
プレイパネルであって、前記絶縁膜材料が少なくとも
０．１〜５．０重量％のブチラール系樹脂と１．０〜
５．０重量％の可塑剤を含むバインダー成分と、低融点
ガラス粉末を６０〜７５重量％を含む材料であることを
特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】１対の基板と、前記１対の基板の間に配
置された電極、誘電体層、及び蛍光体層と、を更に備え
ており、前期隔壁は前記１対の基板の間に配置されてお
り、前記放電空間にはガス媒体が封入されていて、前記
ガス媒体の放電に伴って発生された紫外線が前記蛍光体
層の照射時に可視光に変換され、これによって発光する
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】前記絶縁膜が、誘電体膜であることを特
徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレ
イパネル。
【請求項４】前記バインダーの樹脂がセルロース系樹
脂、アクリル系の樹脂の何れかを主体とし、１〜１０重
量％含む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。
【請求項５】基板上に絶縁膜を有するプラズマディス
プレイパネルであって、前記絶縁膜材料が少なくとも
０．１〜５．０重量％のブチラール系樹脂と１．０〜
５．０重量％の可塑剤を含有するバインダー成分と、低
融点ガラス粉末を６０〜７５重量％含む材料を用い絶縁
膜形成す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。
【請求項６】前記絶縁膜が、誘電体膜であることを特
徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル
の製造方法。
【請求項７】前記バインダーの樹脂がセルロース系樹
脂、アクリル系の樹脂の何れかを主体とし、１〜１０重
量％含んだ絶縁膜材料を用いることを特徴とする請求項
５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項８】前記絶縁膜材料の中に含まれる少なくと
もブチラール系樹脂が、後の焼成工程において除去され
ることを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプ
レイパネルの製造方法。
【請求項９】前記絶縁膜材料が、ペースト状であるこ
とを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載のプラ
ズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１０】前記絶縁膜材料が、シート状であるこ
とを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載のプラ
ズマディスプレイパネルの製造方法。