JP2005166586A - 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対して、前面板および／または背面板の変色を抑制することを目的とする。
【解決手段】走査電極５と維持電極６とからなる表示電極７を有する前面側の基板３と、アドレス電極１２を有する背面側の基板１１とを備え、表示電極７と前面側の基板３との間、および／またはアドレス電極１２と背面側の基板１１との間に誘電体領域４を有し、この誘電体領域４の誘電率が４〜７．５であ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。
【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ものである。

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（ＰＤＰ）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、ガラスのような透明かつ絶縁性の前面側の基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の走査電極と維持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。なお、走査電極および維持電極は、透明電極と、その上に形成した導電性を確保するためのバス電極よりなる。ここで、前面側の基板としては、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技術を用いて形成している。

一方、背面板は、ガラスのような絶縁性の基板と、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、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層とで構成されている。アドレス電極も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形成している。

上述の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し、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（例えば、非特許文献１参照）。
内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイのすべて」（株）工業調査会、１９９７年５月１日、ｐ７９−ｐ８０

本発明は、上述したＰＤＰに対して、前面板および／または背面板の変色を抑制することを目的とする。

上記目的を実現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からなる表示電極を有する前面側の基板と、アドレス電極を有する背面側の基板とを備え、表示電極と前面側の基板との間、および／またはアドレス電極と背面側の基板との間に誘電体領域を有し、この誘電体領域の誘電率が４〜７．５であることを特徴とするものである。

本発明によれば、前面板および／または背面板の変色を抑制することができ、もって輝度や色再現性に対して高品質なプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

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からなる表示電極を有する前面側の基板と、アドレス電極を有する背面側の基板とを備え、表示電極と前面側の基板との間、および／またはアドレス電極と背面側の基板との間に誘電体領域を有し、この誘電体領域の誘電率が４〜７．５であ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。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記誘電体領域は、厚みが５μｍ〜１００μｍであることを特徴とするものである。

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、前記誘電体領域は、この上に設けた表示電極またはアドレス電極より、その軟化点が高いことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、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１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。また、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図である。

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、フロート法で作製したガラス基板である前面側の基板３と、この基板３の背面板２側の面上に、誘電体層４と、この誘電体層４上の、走査電極５および維持電極６からなる表示電極７と、この表示電極７を覆う誘電体層８と、さらにこの誘電体層８を覆う保護膜９とを有する。そして、誘電体層４が、表示電極７と前面側の基板３との間の誘電体領域となる。また、走査電極５および維持電極６は、ストライプ状の透明電極５ａ、６ａを、ｘ方向を長手方向として複数本平行に形成し、さらに透明電極５ａ、６ａよりも幅が狭く導電性に優れたバス電極５ｂ、６ｂを、図２に示すように、透明電極５ａ、６ａの端縁に沿ってそれぞれ透明電極５ａ、６ａ上に配設することで構成されている。また、走査電極５と維持電極６とは、間に面放電ギャップを形成するように配列されて形成されており、そして面放電ギャップが形成されない側の電極間、すなわち非発光部となる隣接する表示電極７の間には、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１０が設けられている。

ここで、誘電体領域である誘電体層４の誘電率は、４〜７．５となるように構成している。

また背面板２は、フロート法で作製したガラス基板である背面側の基板１１と、この基板１１の前面板１側の面上に、ｙ方向を長手方向としてストライプ状に、表示電極７とで放電セルを構成する複数のアドレス電極１２と、このアドレス電極１２を覆う誘電体層１３とを有する。さらに、この誘電体層１３上のアドレス電極１２間の領域上に、ストライプ状の隔壁１４と、そして、隔壁１４と誘電体層１３とで形成されるストライプ状の凹部に、規則的に配置して形成した、赤色、緑色および青色に発光する蛍光体層１５とを有する。

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７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１４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１６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、一対の表示電極７と１本のアドレス電極１２とが交叉する領域が、画像表示における発光単位である放電セルとなる。そして、放電空間１６には、Ｈｅ、ＸｅまたはＮｅ等の希ガス成分からなる放電ガスが、５×１０⁴Ｐａ〜８×１０⁴Ｐａ程度（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１５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。なお、以上の説明においては、構成が判りやすいように、前面板１と背面板２とは離れた状態で描いているが、実際には、隔壁１４を挟んで対向配置されている。

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）に示すように、フロート法で形成されたガラスによる前面側の基板３上に、スパッタ、蒸着または印刷法などにより誘電体材料１７を成膜し、焼成することで、図３（ｂ）に示すように、誘電体領域である誘電体層４を形成する。なお、このときの誘電体材料としては、例えばＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系ガラスを用い、誘電体層４の厚みとしては５μｍ〜１００μｍとなるように形成する。

そして図３（ｂ）に示すように、誘電体層４上に、ＩＴＯや酸化錫（ＳｎＯ₂）等からなる透明電極材料膜１８をスパッタ法等により一様に成膜した後、フォトリソグラフィー法を用いて透明電極材料膜１８を所望の形状にパターニングすることにより、図３（ｃ）に示すような透明電極５ａ、６ａを形成する。

この時、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、パターニングされた透明電極５ａ、６ａが形成される。

次に、図３（ｄ）に示すように、透明電極５ａ、６ａ上にバス電極５ｂ、６ｂの黒色層５１ｂ、６１ｂを、また、非発光部に対応する誘電体層４の上には遮光層１０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、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、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５１ｂ、６１ｂおよび遮光層１０を同時に形成することができる。

次に、図３（ｅ）に示すように、バス電極５ｂ、６ｂ（図１）の黒色層５１ｂ、６１ｂ上に、Ａｇを含む導電材料からなる導電層５２ｂ、６２ｂ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、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５１ｂ、６１ｂおよび遮光層１０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５２ｂ、６２ｂ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５１ｂ、６１ｂおよび導電層５２ｂ、６２ｂと遮光層１０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。図３（ｅ）に示すように、バス電極５ｂ、６ｂは、黒色層５１ｂ、６１ｂと導電層５２ｂ、６２ｂとを有する構成である。

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８は、図３（ｆ）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（ｇ）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、上述した、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいては、走査電極５と維持電極６とからなる表示電極７と前面側の基板３との間に誘電体領域となる誘電体層４を有し、この誘電体領域である誘電体層４の誘電率が４〜７．５であるものであり、このような構成により、前面板１の着色を抑制することができるものである。この理由について、以下に説明する。

前面板１の着色は、焼成工程において、Ａｇを用いたバス電極５ｂ、６ｂ中の銀化合物が分解する際に銀イオン（Ａｇ⁺）が電極５ｂ、６ｂから一部離脱し、この離脱した銀イオンが基板３にまで移動、拡散し（マイグレーション）、銀コロイドに還元されることにより発生するものと考えられ、また、この銀イオンの移動は、基板３と、バス電極５ｂ、６ｂをその一部とする表示電極７との電圧差により生じると考えられるものであることから、着色の問題は、表示電極７に高い電圧を印加するＰＤＰの場合に、特に顕著となる。

ここで、上述した本発明の一実施の形態によるＰＤＰでは、表示電極７と基板３との間に、誘電率が４〜７．５の誘電体領域である誘電体層４を設けており、従来のＰＤＰのように、表示電極７の一部であるバス電極５ｂ、６ｂを、透明電極５ａ、６ａを介して、誘電率がほぼ７．５である基板３上に形成する場合に比べ、表示電極７に同じ電圧が印加されたとして、発生する電界の、表示電極７直下での強度は小さくなり、その結果、銀イオンの移動に対する影響を低減することができるものと考えられる。

ここで、表示電極７と基板３との間の誘電体領域となる誘電体層４としては、鉛（Ｐｂ）を含まない材質とすることが好ましい。すなわち、誘電体層４に原子番号の大きい鉛が含まれていると、誘電率が１１近傍と大きくなってしまうためである。鉛を含まない材質としては、例えば亜鉛系のＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系ガラスを挙げることができ、その誘電率は６から７近傍である。また、ＳｉＯ₂等の比率を高めれば誘電率はさらに低下させることができる。このような鉛を含まない材質は、環境負荷の低減が重要となっている状況下においては、望ましい。

また、誘電体領域となる誘電体層４は、表示電極７の端子部にまで形成することが好ましい。すなわち、Ａｇのマイグレーションが、Ｈ₂Ｏや空気等の存在下で加速される報告が知られており、このことから、最も反応の起こりやすい表示電極７の端子部にまで前記誘電体層４を形成することで、変色を抑制するとともに、表示電極７間での絶縁破壊の発生を抑制することが可能となる。

また、誘電体層４の軟化点が表示電極７および誘電体層８の軟化点以上であることが好ましい。これは、表示電極７および誘電体層８の焼成時に誘電体層４が軟化することで、表示電極７、誘電体層８が変形することを防ぐためである。

また、誘電体層４と誘電体層８とが同じ材質であっても、また一体的に形成されていても構わない。また、誘電体層４が多層であっても構わない。また誘電体層４は少なくとも表示電極７の直下に存在するものであれば構わない。

なお、以上においては、本発明の一実施の形態によるＰＤＰとして、前面板１において基板３と表示電極７との間に誘電体領域である誘電体層４を設けた構成を例として説明したが、背面板２において、基板１１とアドレス電極１２との間に、上述と同様の誘電体領域を設けた構成とすれば、同様に背面板２の変色の抑制やアドレス電極１２間の絶縁破壊の抑制が可能となる。

以上述べてきたように、本発明によれば、前面板および／または背面板の変色を抑制することができ、もって輝度や色再現性に対して高品質なプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

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におけるＡ−Ａ矢視断面図 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 前面側の基板
４ 誘電体層（誘電体領域）
５ 走査電極
６ 維持電極
７ 表示電極
１１ 背面側の基板
１２ アドレス電極

Claims (3)

1. 走査電極と維持電極とからなる表示電極を有する前面側の基板と、アドレス電極を有する背面側の基板とを備え、表示電極と前面側の基板との間、および／またはアドレス電極と背面側の基板との間に誘電体領域を有し、この誘電体領域の誘電率が４〜７．５であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記誘電体領域は、厚みが５μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記誘電体領域は、この上に設けた表示電極またはアドレス電極より、その軟化点が高い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。

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