JP2005093340A - ガス放電パネル用前面側基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 前面側基板が真空紫外線反射膜を備えることで、真空紫外線の利用効率が向上し、その結果、ガス放電パネルの輝度及び発光効率を向上させることを課題とする。
【解決手段】 放電空間を介して背面側基板と対向して配置される前面側基板であって、該前面側基板に含まれる基板の放電空間側に、電極と、該電極を被覆する誘電体層と、該誘電体層を被覆する保護層とを有し、前記誘電体層上又は保護層上に、膜厚１００〜２００ｎｍのＨｆＯ₂膜からなる真空紫外線反射膜を有することを特徴とするガス放電パネル用前面側基板により上記の課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガス放電パネル用前面側基板及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のようなガス放電パネル用前面側基板及びその製造方法に関する。

ガス放電パネルとして種々のものが知られているが、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。

図７に実用化されている代表的な３電極面放電構造のＡＣ型ＰＤＰの概略斜視図を示す（例えば、特開２００２−１５０９５３号公報：特許文献１）。

図７のＰＤＰ２０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、一般的に基板２７上に形成された複数本の表示電極、表示電極を覆うように形成された誘電体層２４、誘電体層２４上に形成され放電空間に露出する保護層２９とからなる。この保護膜２９は、通常２次電子放出係数の高いＭｇＯ膜からなる。

表示電極は、透明電極２５と、透明電極２５の抵抗を下げるための透明電極２５の端縁部上に積層される透明電極膜よりも幅狭のバス電極２６とからなる。

次に、背面側基板は、一般的に、基板２３上に形成された複数本のアドレス電極Ａ、アドレス電極Ａを覆う誘電体層２８、誘電体層２８上で隣接するアドレス電極Ａ間に形成され、発光領域を規定する複数本の帯状の隔壁２１、隔壁２１間に壁面を含めて形成された蛍光体膜２２とからなる。

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、基板エッジ部をシールガラスにより封止し、隔壁２１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ＰＤＰ２０を形成することができる。図７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。

図８は、放電時の放電セルの概略断面図である。図中、１は前面側基板の基板、２は電極、３は誘電体層、５は保護膜、６は背面側基板の基板、７は電極、８は蛍光体、９はガス放電、１０は真空紫外線、１１は可視光を意味する。ＸとＹの２本１組の表示用の電極２間に電圧を印加し、放電空間に電界を印加すると放電ガスが励起され真空紫外線１０が放出される。この真空紫外線１０の一部が蛍光体８に当たり可視光１１に変換される。つまり、放電セルに印加される電界により真空紫外線１０の放出を制御することでディスプレイとして動作させることができる。

特開２００２−１５０９５３号公報

ガス放電パネルでは、真空紫外線が放電空間内で発生するため、真空紫外線は一様に放出される。ガス放電パネルにおいて蛍光体層の発光に寄与するのは、背面側基板に照射された真空紫外線のみであり、前面側基板に照射された真空紫外線は利用されていなかった。

本発明の発明者等は、従来利用していなかった前面側基板に照射される真空紫外線を利用すればガス放電パネルの発光効率を向上できることを意外にも見い出すことで、本発明に至った。

かくして本発明によれば、放電空間を介して背面側基板と対向して配置される前面側基板であって、該前面側基板に含まれる基板の放電空間側に、電極と、該電極を被覆する誘電体層と、該誘電体層を被覆する保護層とを有し、前記誘電体層上又は保護層上に、膜厚１００〜２００ｎｍのＨｆＯ₂膜からなる真空紫外線反射膜を有することを特徴とするガス放電パネル用前面側基板が提供される。

更に、本発明によれば、上記ガス放電パネル用前面側基板の製造方法であって、真空紫外線反射膜が、誘電体層又は保護層の形成後に、誘電体層又は保護層上に形成されるガス放電パネル用前面側基板の製造方法が提供される。

本発明によれば、前面側基板が真空紫外線反射膜を備えることで、真空紫外線の利用効率が向上し、その結果、ガス放電パネルの輝度及び発光効率を向上できる。

まず、本発明では、基板上に、電極と、該電極を被覆する誘電体層と、該誘電体層を被覆する保護層とを有するガス放電パネル用前面側基板において、前記誘電体層上又は保護層上に、ＨｆＯ₂膜からなり、膜厚１００〜２００ｎｍの真空紫外線反射膜を備えている。

上記真空紫外線反射膜を前面側基板に備えていることで、前面側基板に向かって照射された真空紫外線を背面側基板に反射することができるので、真空紫外線を効率よく可視光に変換できる。

真空紫外線反射膜の膜厚は、１００〜２００ｎｍである。膜厚と反射率との関係を図１に示す。図１から、膜厚が１００ｎｍより薄い場合、真空紫外線の反射率が低下するため好ましくなく、また、膜厚が２００ｎｍより厚い場合、可視光が前面側基板を透過する割合が低下し、パネルの輝度が下がるため好ましくないことがわかる。より好ましい膜厚は、１４０〜１８０ｎｍである。

真空紫外線反射膜は、前面側基板に照射される真空紫外線を反射することができさえすれば、その配置は特に限定されず、誘電体層上又は保護膜上に配置することができる。

ここで、誘電体層上に配置する場合、真空紫外線反射膜は、保護層と誘電体層との間に挟んでもよく、また誘電体層上でかつその表面が露出するように配置してもよい。後者の配置は、誘電体層上に、保護膜と真空紫外線反射膜とが互に重なり合うことなく独立に配置される場合である。

更に、真空紫外線反射膜を誘電体層と保護膜の間に挟む場合は、真空紫外線反射膜の配置は特に限定されず、誘電体層上全面に存在していてもよい。

真空紫外線反射膜が、誘電体層上でかつその表面が露出するように配置されている場合及び保護膜上に形成されている場合、放電により真空紫外線反射膜が劣化する場合があるので、非放電領域（放電に影響のない領域）に配置することが好ましい。これらの場合、真空紫外線反射膜を劣化させることなく、真空紫外線の反射効率を向上できる。

真空紫外線反射膜は、例えばゾルゲル法、蒸着法、ＣＶＤ法等の方法により形成することができる。この内、膜厚の制御が容易な蒸着法、ＣＶＤ法等の気相成長法を使用することが好ましい。また、誘電体層上で、その表面が露出し、かつ非放電領域にのみ真空紫外線反射膜を形成する方法には、上記形成方法とフォトレジスト技術により非放電領域にのみ真空紫外線反射膜を形成した後、全面に保護膜を形成し、次いでエッチバックすることにより形成する方法が挙げられる。

次に、前面側基板を構成する基板としては、特に限定されず、ガラス基板のような公知の基板をいずれも使用できる。

電極としては、特に限定されず、公知の電極をいずれも使用できる。具体的には、ＩＴＯのような透明電極が挙げられる。透明電極の抵抗を下げるために、透明電極上に、例えば、Ａｇ、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造のような電極を積層してもよい。電極の平面形状は、ガス放電パネルの種類に応じて適宜設定できる。

誘電体層としては、特に限定されず、公知の誘電体層をいずれも使用できる。具体的には、誘電体層形成用ガラスペーストを焼成する方法により形成された誘電体層、ＣＶＤ法により形成された誘電体層が挙げられる。誘電体層の層厚は、通常１０〜３０μｍである。

誘電体層形成用ガラスペーストは、低融点ガラス、バインダ、溶剤等から構成される。このペーストを構成する成分は、特に限定されず、当該分野で使用できる成分をいずれも使用することができる。具体的には、低融点ガラスとして、鉛ガラス等が挙げられる。また、バインダとしては、ポリメチルメタクリレート、エチルセルロース、ニトロセルロース等が挙げられる。溶剤としては、エチレングリコール、ターピネオール、メチルエチルケトン、カルビトール等が挙げられる。

誘電体層形成用ガラスペーストの塗布方法は、特に限定されず、スクリーン印刷法、オフセット印刷法及び凸版印刷法等の公知の方法をいずれも使用できる。更に、所望の厚さの誘電体層形成用ガラスペースト層が得られるまで、塗布を繰り返してもよい。

次に、誘電体層形成用ガラスペースト層は、焼成することで誘電体層となる。焼成温度及び時間は、ペースト層に含まれるバインダ、溶剤等の低融点ガラス以外の成分を除去しうる温度及び時間であることが好ましい。具体的には、５００〜６００℃で１０〜６０分間の条件が挙げられる。

ＣＶＤ法での誘電体層は、特に限定されず、公知の条件で形成することができる。

ＣＶＤ法に使用する原料ガスは、シラン：ＳｉＨ₄、テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄、メチルトリメトキシシラン：ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃等のシリコンソースと、Ｎ₂Ｏ、ＣＯ₂、ＣＯ、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂等の非シリコンソースが挙げられる。

ＣＶＤ法の成膜条件としては、形成を望む基板の大きさ及び誘電体層の性質により異なるが、ＲＦ出力１０〜２０ｋＷ、３００〜４００℃、０．１〜１０Ｔｏｒｒ等の条件が挙げられる。

なお、ＣＶＤ法で形成された誘電体層は、ペーストを焼成することで形成された誘電体層より、誘電体層に由来するガスの発生が少ないため好ましい。

保護膜としては、特に限定されず、公知の保護膜をいずれも使用することができる。具体的な保護膜としては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等の膜が挙げられる。この内、２次電子放出係数の高いＭｇＯ膜を使用することが好ましい。保護膜の膜厚は、通常０．５〜１μｍである。

本発明のガス放電パネル用前面側基板は、ガス放電を表示に利用するパネルであれば、どのようなパネルにも使用することができる。特に、本発明は、ＰＤＰの前面側基板に使用することが好ましい。

以下、本発明を適用可能なＰＤＰについて記載する。本発明を適用可能なＰＤＰとしては、例えば、反射型及び透過型のいずれのＡＣ型にＰＤＰ、２電極ＡＣ型放電ＰＤＰや３電極ＡＣ型面放電ＰＤＰ等が挙げられる。この内、３電極ＡＣ型面放電ＰＤＰに使用することが好ましい。

以下では、本発明を適用した３電極ＡＣ型面放電ＰＤＰの一例を記載する。図２のＰＤＰは、サブピクセルがストライプ状の隔壁によって形成された場合を例示している。

図２のＰＤＰ２０は、前面基板と背面基板とから構成される。

まず、前面基板は、一般的に、基板２７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２４、誘電体層２４上に形成された真空紫外線反射膜３０、真空紫外線反射膜３０上で放電空間に露出する保護層２９とからなる。

次に、背面基板は、一般的に、基板２３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、アドレス電極Ａを覆う誘電体層２８（誘電体層２８は形成しなくてもよい）、隣接するアドレス電極Ａ間で誘電体層２８上に形成された複数本のストライプ状の隔壁２１、隔壁２１間に壁面を含めて形成された蛍光体膜２２とからなる。図２では、蛍光体膜２２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体からなる。

アドレス電極Ａは、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ等の金属層や、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造からなる。誘電体層２８は、前面側基板の誘電体層２４と同様の方法により形成することができる。

隔壁２１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２８上に塗布し、焼成した後、サンドブラスト法で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。更に、隔壁にはストライプ状以外に、マトリクス状、デルタ状のものを使用することができる。

蛍光体膜２２は、溶媒中に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２１間に塗布し、空気中で焼成することにより形成することができる。

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
図３（１）〜（４）に実施例１の前面側基板の製造工程の概略断面図を示す。

まず、図３（１）に示すように、基板１上の所定の位置に電極２を形成した。次いで、図３（２）に示すように、電極２を覆うように誘電体層３を形成した。更に、図３（３）に示すように、誘電体層３を覆うように膜厚１６０ｎｍのＨｆＯ₂膜からなる真空紫外線反射膜４を形成した。その後、図３（４）に示すように、真空紫外線反射膜４を覆うように保護膜５を形成することでガス放電パネルの前面側基板を得た。

得られた前面側基板と公知の方法により得られた背面側基板を対向させ、両基板間に放電ガスを注入することでガス放電パネルを得た。得られたガス放電パネルの概略断面図を図４に示す。図中、６は背面側基板の基板、７は電極、８は蛍光体、９はガス放電、１０は真空紫外線、１１は可視光を意味する。この図４から、ガス放電９に由来し、前面側基板に入射する真空紫外線１０を効率よく背面側基板に反射することができるので、効率よく真空紫外線１０を可視光１１に変換できることがわかる。また、ガス放電パネルの発光効率を以下の方法により測定した。

ガス放電パネルは、上記方法により形成した対角１０インチのテストパネルを使用した。放電セルのサイズは、４２インチワイドＶＧＡ相当とした。このガス放電パネルを、サステイン周波数１６．７ｋＨｚ、デューティ３０％（平均周波数約５ｋＨｚ）で駆動した。測定エリアは、３０×２０ｍｍのエリアとした。発光効率は、放電開始電圧と放電維持電圧の間に駆動電圧（Ｖｓ）を設定し、０Ｖから電圧を上昇させていき、まだ放電が開始される前の駆動電圧における輝度及び電流と、放電開始電圧から電圧を降下させて放電が消える前の駆動電圧における輝度及び電流を測定し、それらから算出した。サステイン波形が印加されていない時（非点灯時）の輝度、照度、光束、サステイン電流をそれぞれＬ₀、Ｓ₀、Φ₀、Ｉ₀と置き、サステイン波形が印加されている時（点灯時）の輝度、照度、光束、サステイン電流をそれぞれＬ₁、Ｓ₁、Φ₁、Ｉ₁と置き、下式のように、発光効率を算出した。但し、このときの発光源は完全拡散面光源と仮定した。

式
Ｓ_0、1＝π×Ｌ_0、1 （ｌｍ／ｍ²）
Φ_0、1＝Ｓ_0、1×発光面積＝π×Ｌ_0、1×発光面積（ｌｍ）
発光効率＝（Φ₁−Φ₀）／Ｖｓ・（Ｉ₁−Ｉ₀）（ｌｍ／Ｗ）
実施例１のガス放電パネルは、真空紫外線反射膜のないガス放電パネルに比べて、５％発光効率が向上した。

実施例２
図５（１）〜（５）に実施例１の前面側基板の製造工程の概略断面図を示す。

まず、図５（１）に示すように、基板１上の所定の位置に電極２を形成した。次いで、図５（２）に示すように、電極２を覆うように誘電体層３を形成した。更に、図５（３）に示すように、誘電体層３を覆うように膜厚１６０ｎｍのＨｆＯ₂膜からなる真空紫外線反射膜４を形成した。次に、図５（４）に示すように、真空紫外線反射膜４を覆うように保護膜５を形成した。その後、図５（５）に示すように、保護膜５を放電空間のみに残るようにパターニングすることでガス放電パネルの前面側基板を得た（パターニング後の保護膜を５ａとする）。

得られた前面側基板と公知の方法により得られた背面側基板を対向させ、両基板間に放電ガスを注入することでガス放電パネルを得た。得られたガス放電パネルの概略断面図を図６に示す。この図６から、真空紫外線反射膜４を非放電領域に露出させているので、実施例１のガス放電パネルよりも、ガス放電９に由来し、前面側基板に入射する真空紫外線１０を効率よく背面側基板に反射することができるので、更に効率よく真空紫外線１０を可視光１１に変換できることがわかる。また、ガス放電パネルの発光効率を実施例１と同様にして測定したところ、真空紫外線反射膜のないガス放電パネルに比べて、１０％発光効率が向上した。

本発明によれば、前面側基板が真空紫外線反射膜を備えることで、真空紫外線の利用効率が向上し、その結果、輝度及び発光効率の向上したガス放電パネルを得ることができる。

真空紫外線反射膜の膜厚と反射率との関係を示すグラフである。 本発明のＰＤＰの概略斜視図である。 実施例１の前面側基板の製造工程の概略断面図である。 実施例１のガス放電パネルの概略断面図である。 実施例２の前面側基板の製造工程の概略断面図である。 実施例２のガス放電パネルの概略断面図である。 従来のＰＤＰの概略斜視図である。 従来の放電セルの放電時の概略断面図である。

符号の説明

１、６、２３、２７ 基板
２、７ 電極
３、２４、２８ 誘電体層
４、３０ 真空紫外線反射膜
５、５ａ、２９ 保護膜
８ 蛍光体
９ ガス放電
１０ 真空紫外線
１１ 可視光
２０ ＰＤＰ
２１ 隔壁
２２ 蛍光体膜
２５ 透明電極
２６ バス電極
Ａ アドレス電極

Claims (8)

1. 放電空間を介して背面側基板と対向して配置される前面側基板であって、該前面側基板に含まれる基板の放電空間側に、電極と、該電極を被覆する誘電体層と、該誘電体層を被覆する保護層とを有し、前記誘電体層上又は保護層上に、膜厚１００〜２００ｎｍのＨｆＯ₂膜からなる真空紫外線反射膜を有することを特徴とするガス放電パネル用前面側基板。
2. 前記真空紫外線反射膜が、誘電体層上に形成され、放電空間に露出する部分を有する請求項１に記載のガス放電パネル用前面側基板。
3. 前記誘電体層が、ＣＶＤ法により形成された誘電体層である請求項１又は２に記載のガス放電パネル用前面側基板。
4. 前記真空紫外線反射膜の露出する部分が、非放電領域である請求項２又は３に記載のガス放電パネル用前面側基板。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のガス放電パネル用前面側基板の製造方法であって、真空紫外線反射膜が、誘電体層又は保護層の形成後に、誘電体層又は保護層上に形成されるガス放電パネル用前面側基板の製造方法。
6. 前記真空紫外線反射膜が、蒸着法又はＣＶＤ法により形成される請求項５に記載のガス放電パネル用前面側基板の製造方法。
7. 前記真空紫外線反射膜を、非放電領域に対応する誘電体層上に、蒸着法又はＣＶＤ法により形成する工程と、全面を保護膜で覆った後、エッチバックすることで真空紫外線反射膜上の保護膜を除去する工程とを有する請求項５又は６に記載のガス放電パネル用前面側基板の製造方法。
8. 請求項１〜４のガス放電パネル用前面側基板と、基板上の放電空間側に、放電空間を仕切る隔壁と、該隔壁の側面及び隔壁により隔壁間の基板上に蛍光体層とを少なくとも有する背面側基板とからなるガス放電パネル。

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