JP2002367525A - ガス放電表示装置及びその製造方法 - Google Patents

ガス放電表示装置及びその製造方法

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JP2002367525A
JP2002367525A JP2001176580A JP2001176580A JP2002367525A JP 2002367525 A JP2002367525 A JP 2002367525A JP 2001176580 A JP2001176580 A JP 2001176580A JP 2001176580 A JP2001176580 A JP 2001176580A JP 2002367525 A JP2002367525 A JP 2002367525A
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JP
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substrate
electrode
display device
gas discharge
discharge display
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JP2001176580A
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English (en)
Inventor
Morio Fujitani
守男 藤谷
Hiroyuki Yonehara
浩幸 米原
Masaki Aoki
正樹 青木
Keisuke Sumita
圭介 住田
Hideki Ashida
英樹 芦田
Junichi Hibino
純一 日比野
Daisuke Adachi
大輔 足立
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス放電表示装置の高画質化を目的とする。 【解決手段】 ガラス基板にAgの還元を防止する元素
をイオン注入法により注入することにより、黄変や変色
を防止しかつ、高画質のガス放電表示装置を得ることが
出来る。

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
に用いるガス放電表示装置に関し、特にガス放電表示装
置の基板の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年双方向情報端末として大画面、壁掛
けテレビへの期待が高まっている。そのため、液晶T
V、フィールドエミッションディスプレイ、エレクトロ
ルミネッセンスディスプレイ等に代表されるディスプレ
イパネルが数多くあり、一部は市販され、一部は開発中
である。これらの中でもプラズマディスプレイは自発光
型で美しい画像表示ができる、大画面化が容易であるな
ど他のデバイスにはない特徴を持っている。
【0003】このプラズマディスプレイは、図1に示す
ようにそれぞれ電極を備えた前面パネル101と背面パ
ネル111からなる。前面パネル101は、フロート法
による硼珪素ナトリウム系ガラスよりなる前面ガラス基
板102上に放電電極103(主に透明電極なる電極1
04と抵抗を下げるために導電性の高い金属からなる電
極105)が形成され、さらにそれが誘電体ガラス層1
06及び酸化マグネシウム(MgO)からなる誘電体保
護層107により覆われて形成されたものである。
【0004】また、背面パネル111は、背面ガラス基
板112上に、アドレス電極113、誘電体ガラス層1
14、隔壁115、及び蛍光体層116が設けられて形
成されたものである。そして、このような前面パネル1
01と背面パネル111とが周辺シール材(図示略)に
よって貼り合わせられ、隔壁115で仕切られた空間に
放電ガスを封入することで放電空間が形成される。カラ
ー表示のためには前記蛍光体層は、通常、赤、緑、青の
3色が順に配置されている。
【0005】放電空間内には例えばネオン及びキセノン
などを混合してなる放電ガスが通常、6500Pa(5
00Torr)程度の圧力で封入されている。
【0006】放電ガスは、通常アドレス電極、表示電極
などに印加される周期的な電圧によって放電により紫外
線を照射し、それが蛍光体によって可視光に変換され
て、画像表示が行われる。
【0007】アドレス電極、表示電極には、銀、Cr−
Cu−Cr等が用いられる。このうち銀による電極の製
造方法としては、スクリーン印刷法のように銀、樹脂、
溶剤などを含有する銀ペーストを用いる方法や、ラミネ
ート法のように、銀、樹脂などを含有するフィルムを用
いる方法などがある。いずれの場合においても、樹脂を
除去する目的あるいは、銀同士を融着して導電率を上昇
させる目的で、500℃以上での加熱、焼成処理を行う
必要がある。
【0008】さらに、前記電極を被覆する誘電体ガラス
層は、通常低融点鉛ガラスなどの粉末と樹脂などをスク
リーン印刷、ダイコート塗布、ラミネート法などの方法
によって塗工し、500℃以上で加熱、焼成することで
形成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】電極に銀を用いる場
合、電極あるいは誘電体の形成工程における焼成工程に
おいて、電極中の銀がイオン化し基板ガラス中あるいは
誘電体中に拡散する。そしてこの拡散した銀イオンは、
フロート法にて形成されたガラス上や誘電体中に存在す
る還元性の物質によって還元されて銀のコロイド粒子を
折出する。この銀コロイドは、400nm近傍光を吸収
する特性を有するため、ガラスの着色(以下「黄変」と
いう)が発生し、パネルの画質を著しく劣化させるとい
う問題があった(例えばJ.E. SHELBY and J.VITKO.
Jr Journal of Non Crystalline Solids Vol50
(1982)107−117)。このような問題を解決するために
酸化剤を含む誘電体を用いて銀のコロイド化を抑制する
方法などが知られているが、添加した酸化剤により誘電
体が着色し透明性が低下する問題や、誘電体自体の物性
が変化する問題等による制限があった。
【0010】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、パネルの黄変の低減と、高輝度で高
画質なガス放電表示装置を安価に提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、第1基板と少なくとも銀を含有する電極を有する
第2基板との間に放電ガスが封入されたガス放電表示装
置の製造方法であって、前記基板にイオン注入により酸
化剤を注入する工程を含むことを特徴としたものであ
る。
【0012】また、第1基板と少なくとも銀を含有する
電極を有する第2基板との間に放電ガスが封入されたガ
ス放電表示装置の製造方法であって、前記基板にイオン
注入により標準電極電位が0.8Vよりも高い元素、も
しくは酸素、もしくはSi、Cr、Ti、Al、Bの少
なくとも一つ、もしくはAs、SbまたはCeの少なく
とも一つを注入することを特徴としたものである。この
目的を達成するための基板にイオンを注入する方法とし
ては主としてイオン交換法、電解拡散移入法、イオンス
タッフィング法、分子スタッフィング法がある。
【0013】また前記製造方法により製造されたガス放
電表示装置が前記元素および/または化合物を含むこと
を特徴としたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は、本実施
の形態に係るプラズマディスプレイである。このプラズ
マディスプレイは図1に示すようにそれぞれ電極を備え
た前面パネル101と背面パネル111からなる。前面
パネル101は、前面ガラス基板102上に電極10
3、さらに誘電体ガラス層106及び酸化マグネシウム
(MgO)で被覆された構成となっている。このとき、
この前面ガラス基板は銀イオンの還元による発色防止の
ために標準電極電位が0.8Vよりも高い元素、もしく
は酸素、もしくはSi、Cr、Ti、Al、Bの少なく
とも一つ、もしくはAs、SbまたはCeの少なくとも
一つを含む。
【0015】また、背面パネル111は、背面ガラス基
板112上に、アドレス電極113、誘電体ガラス層1
14、隔壁115、及び蛍光体層116(赤、緑、青の
3色が順に配置)が設けられて形成されたものである。
そして、このような前面パネル101と背面パネル11
1とが周辺シール材(図示略)によって貼り合わせら
れ、隔壁115で仕切られた放電空間に放電ガスが封入
された構成となっており、以下に示すように作成され
る。
【0016】(第1工程)(電極前駆体形成) フロート法により製造された前面ガラス基板102に対
し、イオン注入法により標準電極電位が0.8Vよりも
高い元素、もしくは酸素、Si、Cr、Ti、Al、B
の少なくとも一つ、もしくはAs、SbまたはCeの少
なくとも一つを注入する。
【0017】電極材料として用いられる銀は電極材料焼
成工程及び誘電体膜形成材料層の焼成工程において誘電
体中または基板中にイオンとして容易に拡散する。この
とき、Agの還元を促進する還元剤が基板表面に存在す
るため、そこで銀イオンが還元されて銀の凝集コロイド
に起因する黄変が発生する。それに対して前記イオン注
入を施した基板を用いることにより還元剤の作用を防止
することができ黄変を防止することができる。
【0018】その基板上に電極前駆体103を形成す
る。電極前駆体は、銀粉末、有機バインダー、ガラスフ
リット(PBO−B23−SiO2系、ZnO−B23
−SiO2系、PBO−B23−SiO2−Al23、P
BO−ZnO−B23−SiO 2系、Bi23−B23
−SiO2系等)、有機溶剤、の少なくとも1種を必須
成分として含有する。
【0019】本発明の組成物を構成する元素および/ま
たは化合物としては、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、貴金属以外の遷移金属(また水銀、マンガン化合物
を除く)、好ましくはCr、Al、Si、Ti、B、の
元素及び、酸化物、水酸化物、ハロゲン化物などを挙げ
ることができる。それぞれの元素及び化合物はその価数
変化により標準電極電位は変化するため注意が必要であ
る。
【0020】本発明の組成物における上記元素および/
または化合物の含有割合としては、ガラス粉末100重
量部に対して0.1〜10重量部であることが好まし
く、さらに好ましくは0.5〜5重量部とされる。
【0021】電極前駆体の形成には、前記成分を含む電
極ペースト、あるいは、上記必須成分をフィルム状に加
工した電極フィルムを用いる。有機バインダーとして
は、エチルセルロースなどのセルロース化合物、メチル
メタクリレートなどのアクリル重合体などが好ましい
が、これに限定するものではない。
【0022】また、形成方法としては、上記必須成分に
溶剤を加えたペーストとスクリーン印刷法やダイコート
法などを用いて塗布しても良いし、上記必須成分をフィ
ルム状に加工した電極フィルムを用いてラミネートする
方法でもよい。電極形状に加工する方法としては、スク
リーン印刷時に用いるスクリーンに必要なパターンを形
成してもよいし、ベタ形状に形成後に、フォト法によっ
てパターニングを行ってもよい。
【0023】その後、電極のみの焼成を行っても良い
し、誘電体と同時に焼成してもよい。電極前駆体の焼成
はガラス成分の軟化点以上の温度で数分から数10分放
置が好ましい。この操作により、電極前駆体は電極に変
化する。上記製造方法によって得られた電極の周辺部に
黄変は全く観測されず、したがって、本電極を用いたプ
ラズマディスプレイ表示装置は、後述するように、良好
な色温度特性を示した。
【0024】(第2工程)(誘電体前駆体形成工程) 上記においてパターン状に加工された電極前駆体または
電極を、誘電体前駆体によって被覆する。このときに利
用する誘電体前駆体としては、ガラスと有機バインダー
を必須成分とし、溶剤を加えた誘電体ペーストに対し
て、スクリーン印刷法、あるいはダイコート法を用いて
塗布、乾燥することにより行われる。また、同じく上記
必須成分をフィルム状に加工した誘電体シートをラミネ
ート法によって貼付することによって行われる。
【0025】(第3工程)(焼成工程) 焼成は、電極前駆体または電極及び、誘電体前駆体に含
まれるガラス成分の軟化点以上の温度で数分から数十分
放置する。この操作により、電極前駆体は電極に、誘電
体前駆体は誘電体に変化する。焼成工程終了後に、降温
を行い、電極及び誘電体形成工程を完了する。
【0026】
【実施例】(表1)に示した試料No.1〜No.9の
プラズマディスプレイは、前記実施の形態に基づいて、
銀の還元による発色を防止する元素および/または化合
物をイオン注入により注入した基板を使用して作成した
ものである。基板としては、フロート法で形成された旭
硝子製PD200を用いた。
【0027】
【表1】
【0028】誘電体としては、PBO−B23−SiO
2−CaO系ガラスを主成分とする誘電体用ガラスペー
ストを用い、印刷法にて上記電極パターンを被覆して、
約30μmの厚みで形成した。
【0029】さらに電極及び誘電体を加熱、焼成し、そ
の上にMgO保護層をスパッタ法で作製した。このよう
にして作成した前面板を用いて、プラズマディスプレイ
を完成させた。プラズマディスプレイのセルサイズは、
42インチのVGA用のディスプレイに合わせて、隔壁
24の高さは0.15mm、隔壁24の間隔(セルピッ
チ)は0.36mmに設定し、放電電極12の電極間距
離dは0.10mmに設定した。
【0030】以上のようにして作製した試料No.1〜
10のプラズマディスプレイについて、特にパネルの画
質に重要な電極上の誘電体層を含む、ガラス基板につい
て色差計(日本電色工業(株)品番NF777)を用い
て、ガラスの着色度合を示すa*値,b*値の値(JIS
Z8730色差表示方法)を測定した。a*値は+方
向に大きくなると赤色が強く、−方向に大きくなると緑
色が強くなり、b*値は+方向に大きくなると黄色が、
−方向に大きくなると青色が強くなる。a*値が−5〜
+5の範囲,b*値が−5〜+5の範囲であれば、ガラ
ス基板の着色(黄変)はほとんど見えない。特にb*値
が10を越えると黄変が目立って来る。パネルの画面全
白時の色温度は、マルチャンネル分光計(大塚電子
(株)MCPD−7000)で測定した。
【0031】従来例のパネル(試料No.10)がいず
れも10を大きく上回っているのに対して、試料No.
1から9に示す、本願発明に基づいて作成した試料は、
b*値が0.2〜+2.1と低い値(黄変がほとんどな
い)になっており、変色の少ない優れたパネルであるこ
とを示している。
【0032】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明のガス放
電表示装置及びその製造方法を用いることにより、電極
と電極を覆う誘電体ガラス層とを配した電極において、
黄変や変色を抑制できる。したがって、色温度の高いパ
ネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のガス放電表示装置の概略図
【符号の説明】
101 前面パネル 102 前面ガラス基板 103 放電電極(表示電極) 104 透明電極 105 表示電極 106 誘電体 107 保護層 111 背面パネル 112 背面ガラス基板 113 アドレス電極 114 誘電体 115 隔壁 116 蛍光体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 住田 圭介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 芦田 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 日比野 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 足立 大輔 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) 5C012 AA09 BB01 BB07 5C040 FA01 FA04 GA09 GB03 GB14

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1基板と少なくとも銀を含有する電極
    を有する第2基板との間に放電ガスが封入されたガス放
    電表示装置の製造方法であって、前記基板にイオン注入
    により酸化剤を注入する工程を含むことを特徴とするガ
    ス放電表示装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 第1基板と少なくとも銀を含有する電極
    を有する第2基板との間に放電ガスが封入されたガス放
    電表示装置の製造方法であって、前記基板にイオン注入
    により標準電極電位が0.8Vよりも高い元素を注入す
    る工程を含むことを特徴とするガス放電表示装置の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 前記イオン注入により酸素を注入するこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載のガス放電表示
    装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記イオン注入によりSi、Cr、T
    i、Al、Bの少なくとも一つを注入することを特徴と
    する請求項1または2に記載のガス放電表示装置の製造
    方法。
  5. 【請求項5】 前記イオン注入によりAs、Sbまたは
    Ceの少なくとも一つを注入することを特徴とする請求
    項1または2に記載のガス放電表示装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記イオン注入にパケット注入源を用い
    ることを特徴とする請求項1から5いずれかに記載のガ
    ス放電表示装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 第1基板と少なくとも銀を含有する電極
    を有する第2基板との間に放電ガスが封入されたガス放
    電表示装置であって、前記基板に酸化剤を含むことを特
    徴とするガス放電表示装置。
  8. 【請求項8】 第1基板と少なくとも銀を含有する電極
    を有する第2基板との間に放電ガスが封入されたガス放
    電表示装置であって、前記基板に標準電極電位が0.8
    Vよりも高い元素を含むことを特徴とするガス放電表示
    装置。
  9. 【請求項9】 第1基板と少なくとも銀を含有する電極
    を有する第2基板との間に放電ガスが封入されたガス放
    電表示装置であって、前記基板にSi、Cr、Ti、A
    l、Bの少なくとも一つを含むことを特徴とするガス放
    電表示装置。
  10. 【請求項10】 第1基板と少なくとも銀を含有する電
    極を有する第2基板との間に放電ガスが封入されたガス
    放電表示装置であって、前記基板にAs、SbまたはC
    eの少なくとも一つを含むことを特徴とするガス放電表
    示装置。
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