JP2004342349A

JP2004342349A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

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Publication number: JP2004342349A
Application number: JP2003134104A
Authority: JP
Inventors: Kanako Miyashita; 加奈子宮下; Koji Akiyama; 浩二秋山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】蛍光体層からの不純ガスの放出を抑制し、また、プラズマディスプレイパネルの製造時での不純ガスの持ち込みを低減することにより、放電特性が安定な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。
【解決手段】保護層２８の形成を真空成膜法で行い、前面板２２は保護層２８の形成後、少なくとも背面板２８と重ね合わせるまでの間、低露点雰囲気下とし、背面板２８は、蛍光体層３４の形成後、その表層にオーバーコート層３５を形成し、その後、前面板２２と背面板２９とを低露点雰囲気下で重ね合わせることで製造したプラズマディスプレイパネルである。
これにより、プラズマディスプレイパネル２１内において蛍光体層３４から放出される不純ガスが低減され、また、保護層２８に付着して持ち込まれる不純ガスも低減することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字あるいは画像表示用のカラーテレビジョン受像機やディスプレイ等に使用するプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰでは、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で蛍光体を励起して発光させることにより画像表示を行っている。
【０００３】
ＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型とがあり、放電形式では面放電型と対向放電型とがあるが、高精細化、大画面化および構造の簡素性に伴う製造の簡便性から、現状では、３電極構造の面放電型のＰＤＰが主流である。
【０００４】
このＰＤＰの一般的な構造を図３に示す。図３はＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。
【０００５】
ＰＤＰ１の前面板２は、例えばフロートガラスのような、平滑で、透明且つ絶縁性の基板３上に、走査電極４と維持電極５とからなる表示電極６を複数形成し、そしてその表示電極６を覆うように誘電体層７を形成し、さらにその誘電体層７上にＭｇＯからなる保護層８を形成することにより構成している。なお、走査電極４および維持電極５は、それぞれ放電電極となる透明電極４ａ、５ａおよびこの透明電極４ａ、５ａに電気的に接続された、例えばＣｒ／Ｃｕ／ＣｒやＡｇ等からなるバス電極４ｂ、５ｂとから構成されている。
【０００６】
また、背面板９は、例えばガラスのような絶縁性の基板１０上に、アドレス電極１１を複数形成し、このアドレス電極１１を覆うように誘電体層１２を形成している。そしてこの誘電体層１２上の、アドレス電極１１間に対応する位置には隔壁１３を設けており、誘電体層１２の表面と隔壁１３の側面にかけて蛍光体層１４を設けた構造となっている。
【０００７】
そして前面板１と背面板９とは、表示電極６とアドレス電極１１とが直交するように放電空間１５を挟んで対向して配置される。そして放電空間１５には、放電ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうち、少なくとも１種類の希ガスが６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入されており、隔壁１３によって仕切られアドレス電極１１と表示電極６である走査電極４および維持電極５との交差部が単位発光領域である放電セル１６として動作する。
【０００８】
このＰＤＰ１では、アドレス電極１１、表示電極６に周期的な電圧を印加することによって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層１４に照射し可視光に変換させることにより、画像表示を行う（例えば、非特許文献１参照）。
【０００９】
【非特許文献１】
２００１ＦＰＤテクノロジー大全、株式会社電子ジャーナル、２０００年１０月２５日、ｐ５４２−ｐ５４７
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰ１の画像表示時には、放電によって発生した荷電粒子は放電セル１６内のあらゆる部位に衝突する。図３に示すように、放電セル１６内の放電空間１５に面しているのは保護層８と蛍光体層１４であり、その表面積は放電セル１６のサイズおよび形状によっても異なるが、保護層８に対し蛍光体層１４の表面積は概ね１．５〜４倍になる。すなわち、放電により、荷電粒子の６０〜８０％は蛍光体層１４に衝突することになる。
【００１１】
ここで、従来、蛍光体層１４はスクリーン印刷法あるいはインクジェット法など、蛍光体を含有したインクを用いて塗布した後、蛍光体インクの分散剤として用いられている樹脂成分を除去するための焼成を行うことで形成される。ここで、現状使用されている蛍光体の粒径は概ね１〜３μｍで、比表面積が大きく、このことにより、蛍光体層１４中には水や炭化水素系など多量の不純ガスが除去しきれずに残っている。
【００１２】
そして、放電によって荷電粒子が発生し、蛍光体層１４に衝突すると、蛍光体層１４中に吸蔵されている不純ガスが叩き出され脱離する。その結果、脱離した不純ガスは一旦、放電空間１５中に浮遊し、その後、蛍光体層１４表面に再付着したり、前面板２の保護層８に吸着されたりする。保護層８に水や炭化水素系の不純ガスが吸着すると、放電特性が変化する。具体的には、放電遅れ時間が変化し、点灯させる放電セル１６を選択するためのアドレス放電で所定の時間内に放電できなくなるといった不具合が生じる。
【００１３】
また、保護層８自身、保護層材料として用いられる酸化マグネシウムが吸水性に富み、大気中の水分を吸着しやすいことから、上述のような課題を助長させる要因となっている。
【００１４】
本発明は、このような背景の下でなされたものであって、蛍光体層の表層にオーバーコート層を形成し、蛍光体層からの不純ガスの放出を抑制すること、および、ＰＤＰの製造時での不純ガスの持ち込みを極力低減することとで、放電特性が安定なＰＤＰを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層の表層を保護層と同質の材料からなるオーバーコート層で覆っていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層の表層を酸化マグネシウムからなるオーバーコート層で覆っていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、保護層の形成方法が真空成膜法であり、前面板は保護層の形成後、少なくとも背面板と重ね合わせるまでの間、低露点雰囲気下とし、背面板は、蛍光体層の形成後、その表層にオーバーコート層を形成し、その後、前面板と背面板とを低露点雰囲気下で重ね合わせることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層の表層を保護層と同質の材料からなるオーバーコート層で覆っていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明は、走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層の表層を酸化マグネシウムからなるオーバーコート層で覆っていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、蛍光体層は緑色蛍光体層を有し、オーバーコート層は、緑色蛍光体層の表層のみを覆っていることを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明は、走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、保護層の形成方法が真空成膜法であり、前面板は、保護層の形成後、少なくとも背面板と重ね合わせるまでの間、低露点雰囲気下とし、背面板は、蛍光体層の形成後、その表層にオーバーコート層を形成し、その後、前面板と背面板とを低露点雰囲気下で重ね合わせ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である。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、蛍光体層は、緑色蛍光体層を有し、オーバーコート層は緑色蛍光体層の表層のみに形成することを特徴とするものである。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明において、オーバーコート層は、真空成膜法により形成することを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、オーバーコート層は、保護層を形成する装置と同一の装置で形成することを特徴とするものである。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項４から７のいずれかに記載の発明において、オーバーコート層は、酸化マグネシウムからなることを特徴とするものである。
【００２６】
また、請求項９に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、低露点雰囲気が、減圧雰囲気であることを特徴とするものである。
【００２７】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。
【００２９】
ＰＤＰ２１の前面板２２は、例えばフロートガラスのような、平滑で、透明且つ絶縁性の基板２３上に、走査電極２４と維持電極２５とからなる表示電極２６を複数形成し、そしてその表示電極２６を覆うように誘電体層２７を形成し、さらにその誘電体層２７上に、例えばＭｇＯからなる保護層２８を形成することにより構成している。なお、走査電極２４および維持電極２５は、それぞれ放電電極となる透明電極２４ａ、２５ａおよびこの透明電極２４ａ、２５ａに電気的に接続されたＣｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇ等からなるバス電極２４ｂ、２５ｂとから構成されている。ここで、保護層２８の材料としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の他、窒化アルミ（ＡｌＮ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）などの材料を挙げることもできる。以降の説明では、代表的な材料である酸化マグネシウムを例として説明する。
【００３０】
また、背面板２９は、例えばガラスのような絶縁性の基板３０上に、アドレス電極３１を複数形成し、このアドレス電極３１を覆うように誘電体層３２を形成している。そしてこの誘電体層３２上の、アドレス電極３１間に対応する位置には隔壁３３を設けており、誘電体層３２の表面と隔壁３３の側面にかけて蛍光体層３４を設けた構造となっている。蛍光体層３４の各ラインが、赤、緑、青の各色の蛍光体層に対応している。そして、蛍光体層３４の表層にはオーバーコート層３５が形成されている。
【００３１】
そして前面板２２と背面板２９とは、表示電極２６とアドレス電極３１とが直交するように放電空間３６を挟んで対向して配置されている。そして放電空間３６には、放電ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうち、少なくとも１種類の希ガスが６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入されており、隔壁３３によって仕切られアドレス電極３１と表示電極２６である走査電極２４および維持電極２５との交差部が単位発光領域となる放電セル３７として動作する。
【００３２】
このＰＤＰ２１では、アドレス電極３１、表示電極２６に印加される周期的な電圧によって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層３４に照射して可視光に変換させることにより、画像表示を行う。
【００３３】
次に、上述した構成のＰＤＰ２１の駆動方法について説明する。図２は、ＰＤＰ２１と、ＰＤＰ２１を駆動するための駆動回路４１とを有するプラズマディスプレイ装置１００の概略構成を示すブロック図である。ＰＤＰ２１を駆動するための駆動回路４１は、走査電極ドライバ４２と維持電極ドライバ４３とアドレス電極ドライバ４４と、これらの動作を制御するコントローラ４５を有している。そして、ＰＤＰ２１の駆動時には、点灯させようとする放電セル３７の走査電極２４とアドレス電極３１との間にアドレス電圧を印加してアドレス放電を行った後に、走査電極２４と維持電極２５との間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。そして、この放電セル３７での放電に伴い紫外線が発光し、この紫外線が蛍光体層３４（図１）で可視光に変換され、放電セル３７が点灯する。
【００３４】
次に、上述のＰＤＰ２１の製造方法について説明する。
【００３５】
まず前面板２２には、基板２３上に表示電極２６を形成し、その上に、誘電体層２７を、鉛ガラスを主成分とするペーストをスクリーン印刷して焼成することによって形成する。
【００３６】
また、背面板２９には、基板３０上にアドレス電極３１を形成し、その上にスクリーン印刷法と焼成によってＴｉＯ_２粒子と誘電体ガラスからなる誘電体層３２を形成し、同じくスクリーン印刷を繰り返し行った後、焼成することによってガラス製の隔壁３３を所定のピッチで形成する。
【００３７】
そして、これらの隔壁３３に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体，緑色蛍光体，青色蛍光体を含む各色蛍光体ペーストをインクジェット法でそれぞれ塗布し、その後、大気中で焼成してペースト内の樹脂成分等を除去することで蛍光体層３４を形成する。
【００３８】
そして、次に、前面板２２と背面板２９とを貼り合わせるためのシール材として、封着用ガラスフリット材料を、例えば背面板２９の周縁部に塗布し、ガラスフリット内の樹脂成分等を除去するために大気中で仮焼成することにより、封着層（不図示）として形成する。
【００３９】
次に、前面板２２への保護層２８の形成と、背面板２９へのオーバーコート層３５の形成を行う。保護層２８は、前面板２２の誘電体層２７上に、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を真空成膜法であるＥＢ蒸着法にて、約１．０μｍの厚みで形成する。また、オーバーコート層３５は、背面板２９の蛍光体層３４上に約１００ｎｍの厚みで形成する。ここで、材料としては酸化物あるいは弗化物であると好ましい。
【００４０】
その後、前面板２２と背面板２９とを、隔壁３３を介して表示電極２６とアドレス電極３１とが直交するよう対向配置して重ね合わせる。
【００４１】
そして、その状態で封着層の封着用ガラスフリット材料が溶ける温度まで加熱して、周囲を密封する、いわゆる封着を行う。
【００４２】
さらに、加熱しながらＰＤＰ２１内を排気することでＰＤＰ２１内の不純ガスを脱ガスする、排気ベーキングを行い、その後、放電ガスを所定の圧力に導入することで、ＰＤＰ２１が完成する。
【００４３】
ここで、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法においては、保護層２８の形成は真空成膜法で行い、また、前面板２２は、保護層２８を形成した後、少なくとも背面板２９と重ね合わせるまでの間を低露点雰囲気下とし、また、前面板２２と背面板２９との重ね合わせは低露点雰囲気下で行う。
【００４４】
ここで、保護層２８の材料として用いられる酸化マグネシウムは、吸水性に富み、成膜後、大気解放を行うと、大気中に含まれる水分を吸着しやすく、吸着した水分は、後に行う、排気ベーキングを経ても、その排気抵抗ゆえに、ＰＤＰ２１内部から完全に取り除くことはできず、その結果、完成したＰＤＰ２１内に不純ガスとして存在し、放電に悪影響を及ぼす場合があるが、本発明によれば、保護層２８の形成方法が真空成膜法であり、また、保護層２８の形成後、少なくとも背面板２９と重ね合わせるまでの間、低露点雰囲気下であり、また、背面板２９との重ね合わせも低露点雰囲気下で行うことから、保護層２８に大気中に含まれる水分が付着し、それがＰＤＰ２１内に持ち込まれるということは、大幅に抑制されることとなる。
【００４５】
ここで、低露点雰囲気のレベルとしては、問題となる水分の量に応じて決定すれば良く、またその実現方法としては、低露点温度のガスを導入した雰囲気とすることや、真空雰囲気等、減圧雰囲気とすること等を挙げることができる。
【００４６】
また、前面板２２と背面板２９とを重ね合わせると、その内側に形成された放電空間３６は、隔壁３３により仕切られた構造となることから、この状態では、大気中の水分が放電空間３６の奥深くにまで入り込んで保護層２８に付着する確率は非常に少なくなるので、保護層２８に対する水分の付着抑制という観点からは、成膜後、この重ね合わせまでを最低限、低露点雰囲気とすればよい。但し、より確実には、その後に行う、封着、排気ベーキングも、低露点雰囲気下とすることが好ましい。
【００４７】
また、本発明によれば、ＰＤＰ２１内での不純ガスの放出源となる蛍光体層３４の表層にオーバーコート層３５を設けており、このことにより、ＰＤＰ２１内において、蛍光体層３４から不純ガスが放出されることを大幅に抑制することが可能となる。
【００４８】
ここで、先述の、保護層２８に大気中の水分が付着することを抑制するということに整合させるために、例えば、オーバーコート層３５の形成方法も真空成膜法とし、保護層２８の成膜装置と、オーバーコート層３５の成膜装置と、前面板２２と背面板２９との重ね合わせを行う場、例えば重ね合わせ装置とを、例えばロードロックチャンバーで繋げるという装置構成にすれば、大気開放することなく一貫して低露点雰囲気である真空雰囲気でプラズマディスプレイパネルの製造を行うことが可能となり、好ましい。
【００４９】
また、前面板２２への保護層２８の形成を行う装置において、基板の入れ替えを可能とすることにより、背面板２９へのオーバーコート層３５の形成を同一の装置で、同質の材料、例えば酸化マグネシウムで形成することが可能となり、設備の簡素化が可能となる。
【００５０】
ここで、ＰＤＰでは１４７ｎｍという、波長が非常に短い紫外線で蛍光体層３４の励起発光を促すため、オーバーコート層３５として用いることのできる材料には、１４７ｎｍにおける透過率が高いことが求められる。ここで、本発明者らが行った検討により、保護層２８と同じＭｇＯ材料を用いてオーバーコート層３５を形成した結果、数１００ｎｍ程度までの膜厚であれば、輝度、不純ガスの脱離において効果が得られることを確認した。すなわち、保護層２８とオーバーコート層３５とをＭｇＯで形成することで、不純ガスの低減と同時に設備の簡略化が可能になるという効果を得ることができる。
【００５１】
また、本発明者らが行った検討により、赤、緑、青の３色の蛍光体層３４において、特に緑色の蛍光体層からの不純ガスが、蛍光体層３４からの放出ガスのうちの大部分を占めていることを見出した。そこで、不純ガスの主たる発生源である緑色の蛍光体層の表層のみにオーバーコート層３５を形成してやると、効果的に不純ガスの発生を抑えることができ、且つ、青色の蛍光体層にはオーバーコート層３５を形成しないことから、発光効率がもともと低い青色の蛍光体層の青色発光を有効に取り出すことができるため、好ましい。
【００５２】
なお、本発明の明細書に添付の図面ならびに上記記載の実施の形態は、本発明の一例として挙げたに過ぎない。本発明は、これら図面および実施の形態に限定されることを意図しない。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のプラズマディスプレイパネルによれば、蛍光体層からの不純ガスの放出が抑制され、また、プラズマディスプレイパネルの製造時での不純ガスの持ち込みを低減することが可能となり、放電特性が安定なプラズマディスプレイパネルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの概略構成を示す断面斜視図
【図２】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置の概略構成を示すブロック図
【図３】従来のプラズマディスプレイパネルの概略構成を示す断面斜視図
【符号の説明】
２１プラズマディスプレイパネル
２２前面板
２４走査電極
２５維持電極
２６表示電極
２７誘電体層
２８保護層
２９背面板
３４蛍光体層
３５オーバーコート層

Claims

走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層の表層を保護層と同質の材料からなるオーバーコート層で覆っていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層の表層を酸化マグネシウムからなるオーバーコート層で覆っていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
蛍光体層は緑色蛍光体層を有し、オーバーコート層は、緑色蛍光体層の表層のみを覆ってい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。
走査電極と維持電極とを覆う誘電体層を保護する保護層を備える前面板と、紫外線により励起して発光する蛍光体層を備える背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、保護層の形成方法が真空成膜法であり、前面板は、保護層の形成後、少なくとも背面板と重ね合わせるまでの間、低露点雰囲気下とし、背面板は、蛍光体層の形成後、その表層にオーバーコート層を形成し、その後、前面板と背面板とを低露点雰囲気下で重ね合わせ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。
蛍光体層は、緑色蛍光体層を有し、オーバーコート層は緑色蛍光体層の表層のみに形成することを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
オーバーコート層は、真空成膜法により形成することを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
オーバーコート層は、保護層を形成する装置と同一の装置で形成することを特徴とする請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
オーバーコート層は、酸化マグネシウムからなることを特徴とする請求項４から７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。
低露点雰囲気が、減圧雰囲気であることを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。