JP2005135832A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルにおいて、誘電体層の着色を低減することを目的とする。
【解決手段】複数の表示電極６を間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成しかつその表示電極６を覆うように誘電体層８を形成した前面板１と、この前面板１に間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記表示電極６とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極１１を配列して形成した背面板２とを有し、前記前面板１の表示電極６は黒色層を含む複数の導電層で構成し、かつ前記黒色層はＣｕを構成成分としない黒色顔料を有する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示デバイス等に用いるプラズマディスプレイパネルに関する。

高品位テレビジョン画像を大画面で表示するためのディスプレイ装置として、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと呼ぶ）を使用した装置への期待が高まっている。

ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極およびバス電極よりなる表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体ガラス層と、この誘電体層上に形成されたＭｇＯからなる保護層とで構成されている。ガラス基板としては大面積化が容易で平坦性に優れたガラスの製造に適したフロート法によるガラス基板を用い、薄膜プロセスにより透明電極を形成し、その上に導電性を確保するためにＡｇ材料を含むペーストを所定のパターンで形成した後焼成することによりバス電極を形成している。さらに、コントラストを向上させるために表示電極間に遮光層を形成し、これら全体を覆うように誘電体ペーストを塗布し焼成することにより誘電体層を形成し、最後にＭｇＯからなる保護層を広く知られている薄膜形成後術を用いて形成している。

一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、このアドレス電極を覆う誘電体層と、その上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色でそれぞれ発光する蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって形成された放電空間にはＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

このＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、それによって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせて、カラー画像表示を実現している。

このような構成のＰＤＰにおいては、表示電極は透明電極と外光反射を抑制するための黒色層（黒色電極）、そして金属を主成分とする低抵抗の導電層（金属電極）から構成されているが、例えば特許文献１に開示されているように、表示電極群を表面側基板に形成した複数の層で構成するとともに、その複数の層のうち一層を他の層よりシート抵抗の高い黒色層で構成し、表示電極群の黒色層で遮光部を構成することにより、材料利用率を向上させ、しかも工数を削減することが提案されている。
特開２００２−８３５４７号公報

本発明はこのようなＰＤＰにおいて、誘電体層の着色を低減することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、複数の電極を間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成しかつその電極を覆うように誘電体層を形成した前面板と、この前面板に間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記電極とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極を配列して形成した背面板とを有し、前記前面板の電極は黒色層を含む複数の導電層で構成し、かつ前記黒色層はＣｕを構成成分としない黒色顔料を有する構成としたことを特徴とする。

また、本発明は、複数の電極を間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成するとともに前記面放電ギャップが形成されない電極間に遮光層を形成しかつその電極及び遮光層を覆うように誘電体層を形成した前面板と、この前面板に間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記電極とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極を配列して形成した背面板とを有し、前記前面板の電極は前記遮光層と同一の材料からなる黒色層を含む複数の導電層で構成し、かつ前記黒色層はＣｕを構成成分としない黒色顔料を有する構成としたことを特徴とする。

このような本発明において、前面板の電極はＡｇを含む導電材料により構成している。また、黒色層は少なくとも黒色顔料と導電材料とを含むものである。さらに、黒色顔料は、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＦｅまたはＣｏ_３Ｏ_４の中から選ばれる少なくとも１種を用いている。

以上のように本発明によれば、導電性の優れた銀材料を用いた電極の場合でも、ガラス材料からなる誘電体層の着色を低減することが可能であり、輝度低下のない高品質のプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰついて、図１〜図３の図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの主要構成を示す要部断面斜視図である。図において、ｚ方向がＰＤＰの厚み方向に、またｘｙ面がＰＤＰ面に平行な平面に相当する。図２は図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。

図１に示すように、ＰＤＰは、放電空間が形成されるように互いに対向配置した前面板１および背面板２で構成される。

まず、前面板１は、前面ガラス基板３の背面板２側の面上に、ストライプ状の透明電極４がｘ方向を長手方向として複数本平行に形成されている。さらに透明電極４よりも幅が狭く、導電性に優れたバス電極５が図２に示すように、透明電極４の端縁に沿ってそれぞれ透明電極４上に配設され、これにより表示電極６が構成されている。この複数の表示電極６は、間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成し、そして面放電ギャップが形成されない側の電極間、すなわちバス電極５が形成された端縁側には、非発光時に蛍光体層からの白色を遮蔽し、コントラストを向上させるための遮光層７が設けられている。

前記バス電極５は、黒色層５ａとこの黒色層５ａ上に形成したＡｇを含む導電材料からなる導電層５ｂとから構成されており、これにより前面板１の電極は、透明電極４とバス電極５の黒色層５ａ及び導電層５ｂの複数の導電層により構成されている。なお、黒色層５ａというのは、真黒の黒色だけでなく、灰色などの黒っぽい色であってもよい。また、前記バス電極５の導電層５ｂは、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒまたはそれらの酸化物またはそれらを含む複合酸化物、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＭｎＯ_２、ＣｒＯ_２中から選ばれる少なくとも１つの材料が０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％程度添加されたものにより構成されている。

ここで、前記黒色層５ａは、前記遮光層７と同一の材料で、Ｃｕを構成成分としない黒色顔料を有する材料構成、すなわち少なくともＣｕを構成成分としない黒色顔料と導電材料とを含む構成である。この黒色層５ａ及び遮光層７に使用される黒色顔料としては、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＮｉまたはＣｏ_３Ｏ_４の中から選ばれる少なくとも１種が使用可能である。また、Ｃｕを構成成分としないというのは、Ｃｕを全く含有しないという意味ではなく、不純物程度に含有される、例えば１％以下であれば、Ｃｕが含有されていても良い。

そして、透明電極４及びバス電極５からなる表示電極６と遮光層７を形成した前面ガラス基板３上に、これらの表示電極６および遮光層７を覆うように、誘電体ガラス材料からなる誘電体層８が形成され、さらに誘電体層８上全域に亘って、保護膜９が積層形成されている。ここで、前記誘電体層８は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含有する誘電体ガラス粉末（ＰｂＯ、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３など）を含むペーストを塗布し、焼成することにより形成される。

背面板２は、背面ガラス基板１０の前面板１側の面上に、前記表示電極６とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極１１がｙ方向を長手方向としてストライプ状に並設され、さらにアドレス電極１１を覆うように誘電体層１２が形成されている。そして、この誘電体層１３上には、ストライプ状の隔壁１３がアドレス電極１１間の領域上に位置するよう配設されている。隔壁１３と誘電体層１２とで形成されるストライプ状の凹部には、赤色、緑色および青色で発光する蛍光体層１４が規則的に配置、形成されている。

このような構成を有する前面板１と背面板２とは、図１に示すように、アドレス電極１２と表示電極６とがほぼ直交するように対向して配置され、背面板２の隔壁１３および誘電体層１２で構成されたストライプ状凹部と、前面板１の保護膜９とで囲まれた放電空間には、放電ガスが充填され、前面板１および背面板２の外周縁部が封着ガラスで封止されている。ここで、図２に示すように、隣り合う一対の表示電極６と１本のアドレス電極１１とが交叉する領域が、画像表示にかかわる放電セルとなる。そして、放電空間１５には、Ｈｅ、ＸｅまたはＮｅ等の希ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ程度の圧力で封入されている。

このＰＤＰは、各放電セルにおいて発生する放電によって短波長の紫外線（波長約１４７ｎｍ）が発生し、この紫外線により蛍光体層１４が励起発光することにより画像表示を行うことができる。

次に、本実施の形態における前面板１の具体的な製造方法について説明する。図３は本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける前面板の製造工程の一例を概略的に示す図である。

図３において、図３（ａ）は、フロート法で形成された前面ガラス基板３上にＩＴＯや酸化錫（ＳｎＯ^２）等からなる透明電極材料膜１６をスパッタ法等により一様に成膜する工程であり、その後フォトリソグラフィー法を用いて透明電極材料膜１６を所望の形状にパターニングすることにより、図３（ｂ）に示すように透明電極４を形成する。

このときノボラック樹脂を主成分とするポジ型レジストを１．５μｍ〜２μｍの膜厚で塗布し、所望のパターンの露光乾板を介して紫外線を露光し、レジストを硬化させる。次にアルカリ水溶液で現像を行い、レジストパターンを形成する。その後、塩酸を主成分とする溶液に基板を浸積させてエッチングを行い、不要部分の除去を行い、最後にレジストを剥離した後、乾燥工程を行うことにより、パターンニングされた透明電極４が形成される。

次に、図３（ｃ）に示すように、透明電極４上及び透明電極４間に、バス電極５の黒色層５ａ及び遮光層７を形成する。この工程で用いられる材料は、黒色顔料、導電材料、ガラスフリット（ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系やＢｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系等）、有機溶剤などを成分として含有する感光性ペーストである。ここで、黒色顔料は、上述したように、Ｃｕを構成成分としないＮｉ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＦｅまたはＣｏ_３Ｏ_４の中から選ばれる少なくとも１種を主成分として含む金属酸化物顔料を用いている。

形成方法としては、スクリーン印刷法やシート法等により、上記材料による膜を形成した後、所望のパターンの露光乾板を介して紫外線を照射して露光し、その後アルカリ性現像液を用いて現像することにより、所定のパターンの黒色層５ａ及び遮光層７を形成することができる。

次に、図３（ｄ）に示すように、バス電極５の黒色層５ａ上に、上述したＡｇを含む導電材料からなる導電層５ｂを形成する。この工程で用いられる材料は、銀（Ａｇ）を含有する導電性材料、ガラスフリット（ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系やＢｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系等）、有機溶剤などを成分として含有する感光性ペーストである。形成方法としては、上記黒色層５ａ及び遮光層７の形成方法と同様に、スクリーン印刷法やシート法等により、上記材料による膜を形成した後、所望のパターンの露光乾板を介して紫外線を照射して露光し、その後アルカリ性現像液を用いて現像することにより、所定のパターンの導電層５ｂを形成することができる。

そして、この後、所定のパターン形状の黒色層５ａ及び導電層５ｂと遮光層７とを乾燥した後、ガラス材料の軟化点以上の温度で焼成を行うことにより、前面ガラス基板３上及び透明電極４上に、遮光層７及びバス電極５を形成することができる。

この後、誘電体層８と保護膜９を形成するのであるが、誘電体層９は、図３（ｅ）に示すように、誘電体ガラス粉末を含むペーストをスクリーン印刷法等を用いて画面表示領域の全面に塗布し、その後乾燥炉を用いた乾燥工程によりペーストに含まれる溶剤を除去した後、６００℃程度の温度で焼成して誘電体層８を形成する。なお、このときの誘電体層８の膜厚は約３０μｍ程度である。

また保護膜９は、図３（ｆ）に示すように、誘電体層８上に電子ビーム蒸着法により膜厚約６００ｎｍのＭｇＯを成膜することにより形成され、このようにして前面板１が完成する。この前面板１と背面板２とを貼り合わせることにより、ＰＤＰが完成する。

ここで、本発明においては、黒色層はＣｕを構成成分としない黒色顔料を有する構成としたことにより、ガラス材料からなる誘電体層の着色を低減させることができる。この理由について、以下に説明する。

誘電体層の着色（黄変）は、焼成工程において、Ａｇを用いたバス電極中の銀化合物が分解する時に銀イオン（Ａｇ^＋）として電極から離脱し、この銀イオン（Ａｇ^＋）がガラス材料からなる誘電体層に拡散することにより発生することが知られているが、本発明者らは、電極を複数の層で構成するとともに、その複数の層のうち一層を他の層よりシート抵抗の高い黒色層で構成した際、ガラス材料からなる誘電体層の着色に差異があることを見出した。

そして、その誘電体層の着色現象について検討を行った結果、黒色層を構成する黒色顔料によって差異があることを見出した。すなわち、黒色顔料として、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｕ−Ｃｒ−ＣｏまたはＣｕ−Ｃｒ−ＦｅなどのＣｕを構成成分とする黒色顔料を用いた場合には、誘電体層が黄色に着色し、さらに誘電体層として酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含有する誘電体ガラス材料から構成している場合は赤色に着色するのに対して、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ，Ｃｏ−Ｃｒ−ＦｅまたはＣｏ_３Ｏ_４などのＣｕを構成成分としない黒色顔料を用いた場合には、誘電体層の誘電体ガラス材料にかかわらず、誘電体層の黄色または赤色の着色が低減されることが判明した。これは、Ｃｕを構成成分とする黒色顔料を用いた場合、ＣｕがＡｇの誘電体層への拡散を加速させることによるものと推察される。

なお、Ｃｕを構成成分としないというのは、上述したようにＣｕを全く含有しないという意味ではなく、不純物程度に含有されている場合であれば、着色を低減させるという本発明の効果を得ることができる。

以上のように本発明によれば、ＰＤＰの輝度低下を防ぎ、高品質のＰＤＰを提供する上で有用な発明である。

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主要構成を示す斜視図 図１のＡ−Ａ線で切断した断面図 本発明のプラズマディスプレイパネルの前面板を製造する工程の一例を示す断面図

符号の説明

１ 前面板
２ 背面板
３ 前面ガラス基板
４ 透明電極
５ バス電極
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護膜
１０ 背面ガラス基板
１１ アドレス電極
１２ 誘電体層
１３ 蛍光体層
１４ 隔壁
１５ 放電空間

Claims (6)

1. 複数の電極を間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成しかつその電極を覆うように誘電体層を形成した前面板と、この前面板に間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記電極とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極を配列して形成した背面板とを有し、前記前面板の電極は黒色層を含む複数の導電層で構成し、かつ前記黒色層はＣｕを構成成分としない黒色顔料を有する構成としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 複数の電極を間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成するとともに前記面放電ギャップが形成されない電極間に遮光層を形成しかつその電極及び遮光層を覆うように誘電体層を形成した前面板と、この前面板に間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記電極とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極を配列して形成した背面板とを有し、前記前面板の電極は前記遮光層と同一の材料からなる黒色層を含む複数の導電層で構成し、かつ前記黒色層はＣｕを構成成分としない黒色顔料を有する構成としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. 前面板の電極がＡｇを含む導電材料により構成した請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 黒色層は少なくとも黒色顔料と導電材料とを含むものである請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 黒色顔料は、Ｎｉ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ−ＦｅまたはＣｏ_３Ｏ_４の中から選ばれる少なくとも１種である請求項１、２または４に記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 誘電体層は酸化チタンを含有する誘電体材料により構成した請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
   

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