JP2005228677A

JP2005228677A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2005228677A
Application number: JP2004038236A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Morita; 敦森田; Naoyuki Tani; 直幸谷; Tatsuo Mifune; 達雄三舩
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-08-25
Also published as: CN1658360A; US20050179385A1; KR20060041920A; EP1564778A1

Abstract

【課題】可視光の透過率を高めた前面板を実現し、輝度が高く視認性のよい画像表示が可能なプラズマディスプレイパネルを実現する。
【解決手段】透明基板上に表示電極が形成され、表示電極を覆うように誘電体ガラス層が形成された前面板を備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、誘電体ガラス層のガラス組成物にチタン元素を含有した。チタン元素の含有率は望ましくは酸化物基準の重量％表示で、ＴｉＯ_２：０．９〜６．７ｗｔ％である。さらに望ましくは酸化物基準の重量％表示で、ＴｉＯ_２：２．６〜５．５ｗｔ％である。
【選択図】図３

Description

本発明は、壁掛けテレビや大型モニタ等に用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネルは、大画面、薄型、軽量であることを特徴とする視認性に優れた表示デバイスである。プラズマディスプレイパネル（以下、パネルと略記する）として代表的な交流面放電型パネルは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。前面板は、走査電極と維持電極とからなる表示電極が前面ガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面板は、背面ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上にデータ電極と平行に複数の隔壁がそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極とデータ電極とが立体交差するように前面板と背面板とが対向、密封され、内部の放電空間に放電ガスが封入されて放電セルが形成されている。このような構成のパネルにおいて、各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線は赤、緑、青、各色の蛍光体を励起発光させて対応する色の可視光に変換される。そして前面板を通して可視光を外部に取り出すことにより画像表示を行っている。

ここで、輝度の高い画像を得るためには、放電セル内部で生じた可視光を効率よく外部に取り出す必要がある。そのために前面板の可視光透過率を上げることが重要であるが、従来の前面板は表示電極を覆う誘電体層の可視光透過率が低く、表示画像の輝度が低くなることが問題となっていた。

そこで、発明者らは透過率の高い誘電体層を形成できる新規なガラス組成物を開発し、前面板の透過率を向上したパネルを実現した（たとえば特許文献１参照）。ここで用いたガラス組成物は酸化物基準の重量％表示で、ＰｂＯ：４０〜６４ｗｔ％、ＳｉＯ_２：７〜２２ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：６〜２６ｗｔ％、ＢａＯ：２〜１９ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：３〜７ｗｔ％を含むものである。

また、チタンを含む誘電体組成物は従来から広く知られていた（たとえば特許文献２参照）が、これらの誘電体組成物は一般に光の透過率が低く、前面板の誘電体層として使用できるものではなかった。
特開２００３−２６７７５１号公報特開平３−６９１９６号公報

しかしながら、上述のガラス組成物を用いて形成した前面板の透過率は、赤および緑の可視光に対しては向上するものの、青の透過率が、赤、緑に比較して低いという課題があった。一方、一般的にパネルに用いられる青色蛍光体の発光強度は他の色の蛍光体に比べて低く、ホワイトバランス調整後の表示画像の輝度は青色の最大輝度に依存して決まることになる。したがって、前面板の透過率向上によって輝度向上の効果を得ようとしても青の透過率が低いとこれによって全体の輝度が制限され、赤および緑の可視光透過率向上に見合った輝度向上が見こめないという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、前面板の可視光透過率、特に青の透過率を高め、輝度の高い画像を表示できるパネルを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、透明基板上に表示電極が形成され少なくとも表示電極を覆うように誘電体ガラス層を形成した前面板と、前面板と対向する背面板とを備え、前面板と背面板との間に放電セルが形成されたプラズマディスプレイパネルであって、誘電体ガラス層はそのガラス組成物にチタン元素を含有していることを特徴とする。この構成により、前面板の可視光透過率、特に青の透過率を高め、輝度の高い画像を表示できるパネルを提供することができる。

また、ガラス組成物は、酸化物基準の重量％表示で、ＴｉＯ_２：０．９〜６．７ｗｔ％のチタン元素を含むことが望ましい。この構成により、チタン元素を含まない場合の青の透過率３４．５％に対して、青の透過率を１０％以上高めた前面板を実現することができる。

また、ガラス組成物は、酸化物基準の重量％表示で、ＴｉＯ_２：２．６〜５．５ｗｔ％のチタン元素を含むことが望ましい。この構成により、チタン元素を含まない場合の青の透過率３４．５％に対して、青の透過率を２０％以上高めた前面板を実現することができる。

また、ガラス組成物は、酸化物基準の重量％表示で、ＰｂＯ：４０〜６４ｗｔ％、ＳｉＯ_２：７〜２２ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：６〜２６ｗｔ％、ＢａＯ：２〜１９ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：３〜７ｗｔ％の各元素を含むことがさらに望ましい。この構成により、青だけでなく、赤および緑の透過率をも高めた前面板を実現することができる。

また、表示電極は、下層が黒色母線、上層が金属電極であってもよい。

本発明によれば、前面板の可視光透過率、特に青の透過率を高め、全体として輝度の高い画像を表示できる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、本発明の実施の形態におけるパネルについて、図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態に用いるパネルの構造を示す分解斜視図であり、図２は同パネルの構造を示す断面図である。パネル１は、放電空間を挟んで対向配置された前面板２と背面板３とを有している。前面板２は、前面ガラス基板４上に走査電極５と維持電極６とが表示電極を形成するように互いに平行に対をなして複数対形成されている。ここで図２に示すように、走査電極５および維持電極６はそれぞれ透明電極５ａ、６ａと、透明電極５ａ、６ａ上に形成された黒色母線５ｂ、６ｂと、黒色母線５ｂ、６ｂ上に形成された金属母線５ｃ、６ｃとから構成されている。そして、これらの走査電極５と維持電極６とを覆うように誘電体層７が形成され、この誘電体層７の表面を覆うように保護層８が形成されている。背面板３は、背面ガラス基板９上にデータ電極１０が走査電極５と立体交差する方向に互いに平行に複数形成され、このデータ電極１０を覆うように誘電体層１１が形成されている。そして、この誘電体層１１上にデータ電極１０と平行に隔壁１２が複数形成され、誘電体層１１の表面と隔壁１２の側面とに赤色、緑色、青色の蛍光体を塗布した蛍光体層１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが形成されている。こうして１対の走査電極５と維持電極６とからなる表示電極対とデータ電極１０との交差部の放電空間に赤色、緑色、青色の放電セルが形成される。なお、放電空間にはアルゴン、キセノン等の放電ガスが封入されている。

次にここで用いられる誘電体層７について説明する。まず、以下の手順にもとづいてガラス組成物を作成する。チタンの原料としてルチル、鉛の原料として鉛丹、珪素の原料として珪砂、ホウ素の原料として無水ホウ酸、バリウムの原料として硝酸バリウム、アルミニウムの原料としてアルミナを所定量で調合し、溶融炉にて１６００℃で溶かしてガラス素地にする。溶けたガラス素地は清澄槽の中で約１１００〜１３００℃の温度にまで冷却したのち、炉から引き出し、カレット状に砕く。それをさらにハンマーミルで粉砕したのち、ジェットミルにて微粉砕を行いガラス粉体とする。このときのガラス粉体の最大粒径は特許文献１に記載のガラス組成物と同じく、１６μｍ以下で、かつ０．９〜１．３μｍおよび５〜６μｍにそれぞれピークをもつ粒度分布をもつことが望ましい。これは、塗膜を形成する際にガラス粉体を緻密に積み重ねることにより誘電体層の残留気泡を減らすためである。また、このときのガラス粉体の軟化点は６００℃以下であり、３０〜３００℃における熱膨張係数は６８〜８６×１０−７／℃である。なお、ここで記載した各成分の原料は使用可能な材料の一例を示したものであり、最終的に各成分が以下に示す所定の分量を含めば他の原料を用いてもよい。たとえばチタンの原料としてアナターゼ、バリウムの原料として炭酸バリウム、アルミニウムの原料として水酸化アルミニウム等を用いてもよい。

次に、上述のガラス粉体に、樹脂および溶剤を混合し、３本ローラー等を用いて均一に混合分散してペースト化する。ここではガラス粉体６５ｗｔ％に対して、樹脂として４ｗｔ％のエチルセルロース、溶剤として３１ｗｔ％のα−テルピネオールを用いたが、これ以外の材料を用いてもよい。たとえば樹脂としては、ニトロセルロースやエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリブチルアクリレート、ポリメタクリレート等のアクリル系樹脂や共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のうち１種、もしくは２種以上を併用して使用してもよい。また、溶剤としては、α−、β−、γ−テルピネオール等のテルペン類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノール等のアルコール類等のうち１種または、２種類以上を混合して使用してもよい。

次に、前面ガラス基板４上に形成された走査電極５および維持電極６を覆うように、上述の誘電体ペーストをスクリーン印刷法で塗布し、遠赤外加熱乾燥装置を用いて７０〜１１０℃で乾燥し、その後５００〜６００℃で焼成を行い誘電体ガラス層を形成する。なお誘電体ペーストの塗布はスクリーン印刷法以外にスプレー法、ブレードコータ法またはダイコート法にて行ってもよく、また、乾燥方法としては、ホットプレートまたは熱風乾燥装置を用いて行ってもよい。

以上のようにして誘電体層７が形成される。

次に、本発明の実施の形態における誘電体層７の最適なチタンの含有量を求めるために、チタンの含有量の異なるサンプルを用いて可視光透過率の測定を行った。表１は測定に用いた１０種類のサンプルのガラス組成を示す。サンプル１はチタンを含まないものであり、サンプル２〜９はそれぞれチタンの含有量の異なるものである。なお、これらのサンプルには赤、緑の可視光透過率を高める目的で、酸化物基準の重量％表示で、ＰｂＯ：４２〜６４ｗｔ％、ＳｉＯ_２：７〜２２ｗｔ％、Ｂ_２Ｏ_３：６〜２６ｗｔ％、ＢａＯ：２〜１９ｗｔ％、Ａｌ_２Ｏ_３：３〜７ｗｔ％を含むものである。サンプル１０はチタン以外の組成物の影響を見るためのものである。

これらのサンプルは以下のようにして作成した。まず、透明電極５ａ、６ａとして、前面ガラス基板４上に厚さ０．１２μｍのＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズからなる透明導体）をスパッタ法で全面に形成した。その後、フォトレジスト層を形成し、マスクを用いて光照射することにより、フォトリソグラフ法にて、幅２５０μｍのストライプ状のＩＴＯ電極を形成した。電極間距離は１００μｍである。

次に感光性黒色ペーストを全面に形成後、フォトリソグラフ法にて、幅１００μｍの黒色ラインをＩＴＯ電極上に形成し、その後５５０℃で焼成することによって黒色母線５ｂ、６ｂを形成した。感光性黒色ペーストとしては、たとえば、特開平１０−２５５６７０号公報にて開示されている酸化ルテニウムを含む感光性黒色ペーストを用いることが可能である。

そして、感光性の銀ペーストを全面に形成後、同じくフォトリソグラフ法にて、幅１００μｍの銀バスラインを黒色母線上に形成し、その後、この銀を５５０℃で焼成することによって金属母線５ｃ、６ｃを形成した。

以上の手順で表示電極を形成した前面ガラス基板４上に、表１の組成をもつ９種類の誘電体ペーストをそれぞれスクリーン印刷法で塗布し、遠赤外加熱乾燥装置を用いて７０〜１１０℃で乾燥し、その後６００℃で焼成を行い誘電体ガラス層を形成した。

上記のごとく作成した９種類のサンプルについて、可視光の透過率測定を行った。なお、黒色母線や金属母線等の不透明部分が半分程度の面積を占めるが、ここでの透過率は、不透明部分をも含む全光線透過率（％）を測定したため、最大値は１００％にならない。

図３は、各サンプルのＴｉＯ_２含有量と波長４１０ｎｍの可視光線に対する透過率の関係を示す図である。

このように、チタンを含有することにより波長４１０ｎｍの可視光線、すなわち青の透過率が大きく改善されることがわかる。

チタンの含有により可視光の透過率が向上するメカニズムについては現在のところ明確にはなっていないが、チタンを含むことにより誘電体層内部の微細な気泡が減少している可能性がある。あるいはチタンの存在が黒色母線や金属母線と誘電体ガラスとの反応を抑制し青の透過率低下を防いでいる可能性もある。いずれにせよ、含有量が過剰になるとチタンが析出し透過率が低下するものと考えられる。

したがって、チタンの含有量には最適値があり、０．９〜６．７ｗｔ％のチタン含有により青の透過率が３８％以上となり、チタンを含有しない場合の青の透過率３４．５％に対して、改善比率として１０％以上の透過率改善効果が確認できた。さらに、２．６〜５．５ｗｔ％のチタン含有により青の透過率が４１％以上となり、チタンを含有しない場合の青の透過率３４．５％に対して、２０％以上の透過率改善効果が確認できた。

以上のように、青の透過率を向上させることにより、輝度を向上させることが可能となり、視認性のよい画像表示が可能なパネルを実現することが可能となる。

本発明のパネルは、赤および緑の透過率と同様に、青の透過率を高めた前面板を実現することができるので、輝度が高く視認性のよい画像表示が可能であり、壁掛けテレビや大型モニタ等に用いられるディスプレイ装置等として有用である。

本発明の実施の形態に用いるパネルの構造を示す分解斜視図同パネルの構造を示す断面図ＴｉＯ_２含有量と波長４１０ｎｍの可視光線に対する透過率の関係を示す図

符号の説明

１パネル
２前面板
３背面板
４前面ガラス基板
５走査電極
６維持電極
７誘電体層
８保護層
９背面ガラス基板
１２隔壁
１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ蛍光体層

Claims

透明基板上に表示電極が形成され少なくとも前記表示電極を覆うように誘電体ガラス層が形成された前面板と、前記前面板と対向する背面板とを備え、前記前面板と前記背面板との間に放電セルが形成されたプラズマディスプレイパネルであって、
前記誘電体ガラス層はそのガラス組成物にチタン元素を含有していることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記ガラス組成物は、酸化物基準の重量％表示で、
ＴｉＯ_２：０．９〜６．７ｗｔ％、
のチタン元素を含む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。
前記ガラス組成物は、酸化物基準の重量％表示で、
ＴｉＯ_２：２．６〜５．５ｗｔ％、
のチタン元素を含む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。
前記ガラス組成物は、酸化物基準の重量％表示で、さらに
ＰｂＯ：４０〜６４ｗｔ％、
ＳｉＯ_２：７〜２２ｗｔ％、
Ｂ_２Ｏ_３：６〜２６ｗｔ％、
ＢａＯ：２〜１９ｗｔ％、
Ａｌ_２Ｏ_３：３〜７ｗｔ％、
の各元素を含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
前記表示電極は、下層が黒色母線、上層が金属電極であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。