JP2004152673A - ガス放電パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２次電子放出率が高く、駆動電圧が低いガス放電パネル用の保護膜を提供することを課題とする。
【解決手段】駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を少なくとも有することを特徴とするガス放電パネルにより上記の課題を解決する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス放電パネル及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やプラズマアドレス液晶装置（ＰＡＬＣ）等のガス放電パネルの製造方法に関する。本発明のガス放電パネルは、民生用テレビ、コンピュータモニタや、駅、空港、証券取引所、工場及び学校等の情報表示用大型ディスプレイとして好適に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ガス放電パネルとしては、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やプラズマアドレス液晶装置（ＰＡＬＣ）等が知られている。この内、ＰＤＰは大型で、薄いという特徴を有しており、現時点で多く販売されている表示装置の一つである。
現時点で販売されている富士通社製の４２インチワイド画面ＰＤＰを基に、標準的なＰＤＰの構造を図１を用いて説明する。図１は、ＰＤＰの内部構造を説明するための概略斜視図である。
図１のＰＤＰ１００は、前面側基板と背面側基板とから構成される。
まず、前面側基板は、一般的にガラス基板１１上に形成された複数本のストライプ状の表示電極、表示電極を覆うように形成された誘電体層１７、誘電体層１７上に形成され放電空間に露出する保護膜（例えば、ＭｇＯ層）１８とからなる。
【０００３】
表示電極は、ストライプ状の透明電極膜４１と、透明電極膜の抵抗を下げるための透明電極膜４１上に積層される透明電極膜よりも幅狭のストライプ状のバス電極４２とからなる。
次に、背面側基板は、一般的に、ガラス基板２１上に形成された複数本のストライプ状のアドレス電極Ａ、隣接するアドレス電極間でガラス基板２１上に形成された複数本のストライプ状の隔壁２９、隔壁２９間に壁面を含めて形成された隔壁の蛍光体層２８とからなる。蛍光体層中の蛍光体としては、例えば、赤色が（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ、緑色がＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、青色がＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕが使用される。
上記前面側基板と背面側基板とを、表示電極とアドレス電極が直交するように、両電極を内側にして対向させ、隔壁２９により囲まれた空間に放電ガス（例えば、Ｎｅ−Ｘｅガス）を充填することによりＰＤＰ１００を形成することができる。図１中、Ｒ、Ｇ及びＢは、赤色、緑色及び青色の単位発光領域をそれぞれ示し、横方向に並ぶＲＧＢで画素を構成する。
【０００４】
ＰＤＰの一般的な製造工程について図２の工程フロー図を用いて説明する。
まず、前面側基板製造工程は、基板上への透明電極膜形成工程、バス電極形成工程、誘電体層形成工程及び保護膜形成工程からなる。一方、背面側基板製造工程は、基板上へのアドレス電極形成工程、隔壁形成工程及び蛍光体層形成工程からなる。前面側基板製造工程及び背面側基板製造工程を経て得られた前面側基板と背面側基板は、パネル組立工程、パネル内排気工程、パネル内放電ガス導入工程を経ることでＰＤＰが完成する。
なお、ＰＤＰの一般的な構造の説明は、例えば特開平９−９２１６１号公報（特許文献１）や特開平３−２３０４４７号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−９２１６１号公報
【特許文献２】
特開平３−２３０４４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＰＤＰは、駆動電圧が１５０〜２５０Ｖと高いため、消費電力が大きい、電磁波の発生が大きい、高価な高耐圧駆動回路素子を要する等の課題があった。このため、２次電子放出率（２次電子放出係数ともいう）が高く、駆動電圧が低い保護膜の開発が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため通常保護膜に使用されるＭｇＯに代わる材料の研究が続けられているが、十分な性能の材料は発見されていない。本発明の発明者等は、検討の結果、ＭｇＯを改質することで、改質しないＭｇＯよりも駆動電圧の低いＰＤＰを得ることができることを見い出し本発明に至った。
かくして本発明によれば、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を少なくとも有することを特徴とするガス放電パネルが提供される。
更に、本発明によれば、保護膜形成後、直ちに駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒すことで、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方法が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、保護膜に真空紫外線を照射した後、駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒すことで、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方法が提供される。
更に、本発明によれば、保護膜を３００℃以上に加熱した後、常温まで冷却し、次いで駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒すことで、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のガス放電パネルは、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を少なくとも有している。ここで、ガス放電パネルとは、ガス放電を利用して表示を行うパネルであれば特に限定されず、例えばＰＤＰ、ＰＡＬＣ等が挙げられる。
駆動電圧低減用化合物としては、保護膜に含ませることで駆動電圧を低減することができさえすれば特に限定されない。
【００１０】
例えば、水素、一酸化炭素等の無機化合物、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、アセチレン、ビニルアセチレン、メトキシアセチレン、エトキシアセチレン、プロピレン、プロピン、アレン、２−メチルプロペン、イソブタン、１−ブテン、２−ブテン、１，３−ブタジエン、１，２−ブタジエン、１，３−ブタジイン、ビシクロ［１．１．０］−ブタン、１−ブチン、２−ブチン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロブテン等の炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル、メチルビニルエーテル、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、１，４−ジオキシン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、フラン等のエーテル類、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、２−プロピン−１−オール、２−ブチナール、α−テルピネオール等のアルコール類、ホルムアルデヒド、アクリルアルデヒド、マレアルデヒド、クロトンアルデヒド等のアルデヒド類、ケテン、ジケテン、ジメチルケテン、２−ブタノン、３−ブチン−２−オン、シクロブタノン等のケトン類、２−ブチン酸、クロトン酸等の有機酸が挙げられる。
【００１１】
上記駆動電圧低減化合物の内、１−プロパノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、メタン、α−テルピネオール、１−ブタノールの使用が特に好ましい。
駆動電圧低減化合物の含有割合は、駆動電圧を低減することができさえすれば特に限定されず、保護膜に対して０．１〜２．０重量％の範囲であることが好ましい。０．１重量％未満の場合、十分な効果が得られないので好ましくなく、２．０重量％を超える場合、放電時にガス放出し、放電を妨げることがあるので好ましくない。より好ましい使用割合は、０．６〜１．０重量％である。
なお、上記化合物が駆動電圧を低減するメカニズムは明らかではないが、上記化合物が保護膜に含まれることで、保護膜の伝導状態又は２次電子放出率が変化し、その結果駆動電圧が低下するものと考えられる。更にいえば、上記化合物を含ませることで、含まない場合より駆動電圧を１０Ｖ以上（例えば１０〜２０Ｖ）低減することができる。
【００１２】
保護膜は、通常ＭｇＯ膜からなるが、これ以外にもＳｒＯ膜を使用することができる。保護膜の形成方法は、特に限定されず公知の方法をいずれも使用することができる。例えば、蒸着法のような物理蒸着法、塗布焼成法等が挙げられる。また、保護膜の厚さは、０．５〜１．５μｍの範囲であることが好ましい。
本発明の保護膜を使用可能なガス放電パネルの一例として、図１に示す３電極ＡＣ型面放電ＰＤＰを説明する。なお、以下の例は説明のために使用することを目的としており、本発明がこれに限定されるものではない。
図１のＰＤＰ１００は、前面側基板と背面側基板とから構成される。
まず、前面側基板は、一般的にガラス基板１１上に形成された複数本のストライプ状の表示電極、表示電極を覆うように形成された誘電体層１７、誘電体層１７上に形成され放電空間に露出する保護膜１８とからなる。
【００１３】
上記保護膜１８に本発明を適用することができる。
表示電極は、ストライプ状又は放電セル単位のドット形状の透明電極膜４１と、透明電極膜の抵抗を下げるための透明電極膜４１上に積層される透明電極膜よりも幅狭のストライプ状のバス電極４２とからなる。
なお、透明電極膜４１の形成方法としては、透明電極膜を構成する金属の有機化合物を含むペーストを塗布及び焼成することで形成する方法が挙げられる。誘電体層１７の形成方法としては、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを基板上に塗布し、焼成することにより形成する方法が挙げられる。
次に、背面側基板は、一般的に、ガラス基板２１上に形成された複数本のストライプ状のアドレス電極Ａ、隣接するアドレス電極間でガラス基板２１上に形成された複数本のストライプ状の隔壁２９、隔壁２９間に壁面を含めて形成された隔壁の蛍光体層２８とからなる。
【００１４】
隔壁２９は、低融点ガラスとバインダとからなるペーストを誘電体層２７上に膜状に塗布し、焼成した後、サンドブラスト法で隔壁形状のマスクを介して切削することにより形成することができる。また、バインダに感光性の樹脂を使用した場合、所定形状のマスクを使用して露光及び現像した後、焼成することにより形成することも可能である。
蛍光体層２８は、バインダが溶解された溶液に粒子状の蛍光体を分散させたペーストを、隔壁２９間に塗布し、不活性雰囲気下で焼成することにより形成することができる。なお、駆動電圧低減用化合物は、還元性の化合物が含まれているため、製造工程及び駆動時にその化合物が蛍光体を還元して劣化させる場合がある。そのため、蛍光体には耐還元性のものを使用することが好ましい。そのような蛍光体として、ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ（緑）、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ（青）等が挙げられる。なお、ガラス基板２１上にアドレス電極Ａを覆うように誘電体層を形成し、誘電体層上に隔壁及び蛍光体層を形成してもよい。
【００１５】
上記前面側基板と背面側基板とを、表示電極とアドレス電極が直交するように、両電極を内側にして対向させ、隔壁２９により囲まれた空間に放電ガスを充填することによりＰＤＰ１００を形成することができる。
なお、本発明の方法が使用できるＰＤＰは、保護膜を有していさえすれば、図１のＰＤＰの構成に限らず、対向放電型でもよく、蛍光体層を前面側基板に配置した透過型でもよく、更に２電極構造のいずれのＰＤＰにも使用することができる。更に、隔壁にはメッシュ状のものを使用することができる。
次に、保護膜に駆動電圧低減用化合物を含ませる方法について説明する。本発明では以下の３方法が使用される。
【００１６】
（１）保護膜形成後、直ちに駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒す方法
（２）保護膜に真空紫外線を照射した後、駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒す方法
（３）保護膜を３００℃以上に加熱した後、常温（約２５℃）まで冷却し、次いで駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒す方法
保護膜に通常使用される材料は空気中で二酸化炭素を徐々に吸収し、活性な部分が減少することが知られている（例えば、ＭｇＯがＭｇＣＯ_３となる）。上記（１）〜（３）の方法は、いずれも活性な部分が減少する前に、駆動電圧低減用化合物を含ませることをその要旨としている。
【００１７】
（１）の方法において、直ちにとは、活性な保護膜の部分が存在する間を意味する。
（２）の方法において、真空紫外線を照射することで保護膜を活性化させることができる。照射は、１２０〜３００ｎｍの波長の真空紫外線、０．５〜５０ｍＷ／ｃｍ^２のエネルギー、５〜１０分間の条件下で行うことが好ましい。波長は、短いほど効果的である。
（３）の方法において、保護膜を加熱することで保護膜を活性化させることができる。また、常温まで冷却してから駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒すことで、効率よく前記化合物を保護膜に含ませることができる。なお、冷却せずに上記化合物の雰囲気下に晒しても化合物の活性が高いため、効率よく含ませることができない。
【００１８】
（１）〜（３）の方法において、駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に晒す時間は、使用する化合物により異なるが、通常１０分〜１時間である。
なお、特開平９−９２１６１号公報には、ＰＤＰの寿命を向上させる方法として、放電ガス中に還元ガスを０．０００１〜１％混合する方法が記載されている。この方法は、放電空間に残存する酸素を除去することで、ＰＤＰの寿命を向上させているが、保護膜の改質については記載がなく、この点において本発明と異なっている。
また、特開平３−２３０４４７号公報には、還元性ガスの出し入れにより、保護膜中の過剰な酸素を除去し、保護膜の酸化状態を安定化させることでエージング時間を短縮する方法が記載されている。実際には、３６０℃の高温下で還元性ガスの出し入れを行っており、このような高温下では保護膜に還元性ガスが吸着することはない。この点で本発明と異なっている。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
実施例１のＰＤＰの製造工程について図３の工程フロー図を用いて説明する。図３は、保護膜を駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に晒す工程を更に有し、緑色蛍光体として耐還元性の高いＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎを使用したこと以外は従来の工程フロー図である図２と同一である。以下、図３を詳細に説明する。
まず、ガラス基板１１上に公知の方法で複数本のストライプ状の透明電極膜４１を形成する（透明導電膜形成工程）。次に、透明電極膜４１上に公知の方法によりバス電極４２を形成する（バス電極形成工程）。次いで、透明電極膜４１とバス電極４２を覆うように公知の方法により誘電体層１７を形成する（誘電体層形成工程）。この後、誘電体層１７上に放電空間に露出するＭｇＯからなる保護膜１８を公知の方法により形成する（保護膜形成工程）。
次に、保護膜１８を１−プロパノール蒸気雰囲気中を通過させることにより保護膜１８に１−プロパノールを含ませる（駆動電圧低減用化合物処理工程）。その結果、前面側基板を得る。
【００２０】
次に、ガラス基板２１上に公知の方法で複数本のストライプ状のアドレス電極Ａを形成する（アドレス電極形成工程）。次いで、隣接するアドレス電極間でガラス基板２１上に複数本のストライプ状の隔壁２９を公知の方法により形成する（隔壁形成工程）。更に、隔壁２９間に公知の方法により蛍光体層２８を形成する（蛍光体層形成工程）。その結果、背面側基板を得る。
上記前面側基板と背面側基板とを、表示電極とアドレス電極が直交するように、両電極を内側にして対向させ、かつ基板の周辺をシール材で封着してパネルを組立る（パネル組立工程）。次いで、加熱することにより、パネル内空間に存在する不純ガスを排気する（パネル内排気工程）。更に、放電ガス（例えば、Ｎｅ（９６％）−Ｘｅ（４％）ガス）を前記パネルの浄化された空間に充填する（パネル内放電ガス導入工程）ことによりＰＤＰ１００を形成することができる。
得られたＰＤＰは、保護膜が１−プロパノールで処理されていないＰＤＰより約１０Ｖ駆動電圧を低くすることができる。
【００２１】
実施例２
実施例２のＰＤＰの製造工程について図４の工程フロー図を用いて説明する。図４は、保護膜に真空紫外線を照射する工程を更に有し、駆動電圧低減化合物としてジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを使用したこと以外は実施例１の工程フロー図である図３と同一である。
真空紫外線は、１７２ｎｍのＸｅ分子線を、１０ｍＷ／ｃｍ^２のエネルギーで、５分間照射する（真空紫外線照射工程）。照射により、ＭｇＯ表面に形成されたＭｇＣＯ_３からＣＯ_２を除去できるので、ＭｇＯ表面の活性を向上させることができる。
得られたＰＤＰは、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートで処理されていないＰＤＰより約１０Ｖ駆動電圧を低くすることができる。
【００２２】
実施例３
実施例３のＰＤＰの製造工程について図５の工程フロー図を用いて説明する。図５は、保護膜を加熱する工程と室温への冷却工程を更に有し、駆動電圧低減化合物としてメタンガスを使用し、密閉下でメタンガス雰囲気に保護膜を晒す（駆動電圧低減用化合物処理工程）ること以外は実施例１の工程フロー図である図３と同一である。
保護膜の加熱は、３００℃で３０分間行い（加熱工程）、冷却は６０分間放置することで室温（約２５℃）に温度を下げることにより行った（冷却工程）。加熱工程により、ＭｇＯ表面に形成されたＭｇＣＯ_３からＣＯ_２を除去できるので、ＭｇＯ表面の活性を向上させることができる。
得られたＰＤＰは、メタンで処理されていないＰＤＰより約１０Ｖ駆動電圧を低くすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動電圧低減用化合物を含まない保護膜を有する従来のガス放電パネルより、駆動電圧を低くすることが可能である。その結果、消費電力が低く、電磁波の発生が少ないガス放電パネルを提供することができる。更に、高価な高耐圧駆動回路素子を使用する必要がないので、低価格のディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＤＰの概略斜視図である。
【図２】従来のＰＤＰの製造フロー図である。
【図３】実施例１のＰＤＰの製造フロー図である。
【図４】実施例２のＰＤＰの製造フロー図である。
【図５】実施例３のＰＤＰの製造フロー図である。
【符号の説明】
１１、２１ ガラス基板
１７ 誘電体層
１８ 保護膜
２８ 蛍光体層
２９ 隔壁
４１ 透明電極膜
４２ バス電極
１００ ＰＤＰ
Ａ アドレス電極

Claims (6)

1. 駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を少なくとも有することを特徴とするガス放電パネル。
2. 駆動電圧低減用化合物が、水素、一酸化炭素、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、アセチレン、ビニルアセチレン、メトキシアセチレン、エトキシアセチレン、プロピレン、プロピン、アレン、２−メチルプロペン、イソブタン、１−ブテン、２−ブテン、１，３−ブタジエン、１，２−ブタジエン、１，３−ブタジイン、ビシクロ［１．１．０］−ブタン、１−ブチン、２−ブチン、シクロプロパン、シクロブタン、シクロブテン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル、メチルビニルエーテル、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、１，４−ジオキシン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、フラン、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、２−プロピン−１−オール、２−ブチナール、α−テルピネオール、ホルムアルデヒド、アクリルアルデヒド、マレアルデヒド、クロトンアルデヒド、ケテン、ジケテン、ジメチルケテン、２−ブタノン、３−ブチン−２−オン、シクロブタノン、２−ブチン酸及びクロトン酸から選択される請求項１に記載のガス放電パネル。
3. 放電空間に露出する蛍光体層を更に有し、蛍光体層が耐還元性を有する蛍光体から構成される請求項１又は２に記載のガス放電パネル。
4. 保護膜形成後、直ちに駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒すことで、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方法。
5. 保護膜に真空紫外線を照射した後、駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒すことで、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方法。
6. 保護膜を３００℃以上に加熱した後、常温まで冷却し、次いで駆動電圧低減用化合物の雰囲気下に保護膜を晒すことで、駆動電圧低減用化合物を含む保護膜を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方法。

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