JP2005259685A

JP2005259685A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2005259685A
Application number: JP2005031411A
Authority: JP
Inventors: Morio Fujitani; 守男藤谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルの内部空間に存在するハイドロカーボンを低減して高画質、長寿命のプラズマディスプレイパネルを実現する。
【解決手段】ハイドロカーボンに対して反応する触媒をプラズマディスプレイパネルの内部空間に露出するように前面板１の保護層８や背面板２の隔壁１２、蛍光体層１３、下地誘電体層１１に設け、ハイドロカーボンに対する触媒の触媒作用によって、内部空間に残留したり構成物に付着して在留するハイドロカーボンを酸化もしくは分解させる。
【選択図】図１

Description

本発明は表示デバイスとして知られているプラズマディスプレイパネルに関するものである。

近年、双方向情報端末としての大画面壁掛けテレビへの期待が高まっている。そのための表示デバイスとしては種々の方式のものがある。中でもプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、自発光型で美しい画像表示ができて大画面化が容易であるなどの理由から、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目され、高精細化および大画面化に向けた開発が進められている。

ＰＤＰには、駆動方式としてＡＣ型とＤＣ型があり、放電方式として面放電型と対向放電型の２種類がある。しかしながら、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状ではＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになってきている。

ＰＤＰは、電極、誘電体層、ＭｇＯによる保護層などの構成物が形成された前面板と隔壁、蛍光体層などの構成物が形成された背面板とを、内部に微小な空間（内部空間）を形成するように対向配置している。そして、周囲を封着部材により封止し、内部空間にネオンおよびキセノンなどを混合した放電ガスを６６５００Ｐａ（約５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入している（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

しかしながら、このようなＰＤＰの構成物を形成する際には、まずその前駆体となる無機材料と有機バインダーや有機溶媒などとをペースト化して塗布し、乾燥や焼成によって有機溶媒や有機バインダーを焼失させて固化している。一方、このような焼成工程においてはさまざまなガスが発生し、この発生したガスの一部がＰＤＰの構成物の表面に不純物として付着する。その結果、付着した不純物がＰＤＰの内部空間において不純物ガスの発生源となり、放電に影響を与えるとともに画質や寿命を劣化させるといった課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ＰＤＰの内部空間に存在する不純物のハイドロカーボンを低減して高画質、長寿命のＰＤＰを実現することを目的としたものである。

上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、前面板と背面板とを対向配置して内部空間を形成し、ハイドロカーボンに対して反応する触媒を内部空間に露出させて備えている。

このような構成により、ＰＤＰの構成物の表面に付着しＰＤＰの内部空間に存在する不純物のハイドロカーボンを低減することができ、高画質、長寿命のＰＤＰを実現することができる。

さらに、触媒を、内部空間に露出するＰＤＰの構成物に含有させてもよく、内部空間に存在するハイドロカーボンをＰＤＰ全体を均一に効果的に低減することができる。

さらに、構成物は、前面板に形成された保護層、背面板に形成された隔壁、背面板に形成された蛍光体層、背面板に形成された下地誘電体層のうちの少なくともひとつであることが望ましい。このような構成によれば、ＰＤＰ全面の放電空間にわたってハイドロカーボンを効果的に低減除去することができる。

さらに、触媒がハイドロカーボンの酸化を促進する触媒であることが望ましく、ＰＤＰ製造工程の焼成工程などにおいても、触媒作用によって有機バインダーなどを積極的に酸化して、ＰＤＰ内に残留するハイドロカーボンを低減することができる。

さらに、触媒がＰｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＰｄＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、Ａｇ_２Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ_２、ＣｏＯ、ＮｉＯの中から選ばれる少なくともひとつであることが望ましく、これらの触媒によってハイドロカーボンの酸化を促進することができる。

さらに、触媒がハイドロカーボンの分解を促進する触媒であることが望ましく、高分子となったハイドロカーボンを分解してハイドロカーボンを低減することができる。

さらに、触媒がＣｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、ＴｉＯ_２、Ｎｉの中から選ばれる少なくともひとつであることが望ましく、ハイドロカーボンの分解を効果的に促進することができる。

本発明のＰＤＰによれば、ＰＤＰの内部空間に存在する不純物のハイドロカーボンを低減して、高画質、長寿命のＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ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おけるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰは、前面板１と背面板２とから構成されている。

前面板１は、フロート法によって製造された硼珪素ナトリウム系ガラスからなるガラス基板などの透明な前面側基板３上に、ＰＤＰの構成物として、走査電極４と維持電極５とで対をなすストライプ状の表示電極６と、その表示電極６を覆う誘電体層７と、さらにその誘電体層７上に設けたＭｇＯなどからなる保護層８とを有する。なお、走査電極４および維持電極５は、それぞれ透明電極４ａ、５ａおよびこの透明電極４ａ、５ａに電気的に接続されたＣｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇなどからなるバス電極４ｂ、５ｂとから構成されている。

また背面板２は、前面側基板３に対向配置される背面側基板９上に、ＰＤＰの構成物として、表示電極６と直交する方向に形成したアドレス電極１０と、そのアドレス電極１０を覆う下地誘電体層１１と、この下地誘電体層１１上に設けたストライプ状の隔壁１２と、この隔壁１２間の側面および下地誘電体層１１の表面に形成した蛍光体層１３とを有する。ここで、隔壁１２の形状はストライプ状に限らず、格子状あるいは蛇行形状などが考えられる。なお、カラー表示のために蛍光体層１３としては赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層の３色が順に配置されている。

前面板１と背面板２とを、前面板１に設けた表示電極６と背面板２に設けたアドレス電極１０とが直交し、内部に微小な内部空間を形成するように隔壁１２を挟んで対向配置する。対向配置した前面板１と背面板２の周囲を封着部材により封止し、内部空間にネオンおよびキセノンなどの混合ガスの放電ガスを、６６５００Ｐａ（約５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入してＰＤＰを構成している。なお、図１では内部の構成が判り易いように、前面板１と背面板２とを分離して表示しているが、前面板１の保護層８と背面板２の隔壁１２の頂部とが接するように対向配置されている。

このような構成のＰＤＰのアドレス電極１０と表示電極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、この放電によって発生する紫外線を蛍光体層１３に照射して可視光に変換させて画像表示を行っている。

図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの画像表示部の概略構成を示す平面図である。前面板１に形成された走査電極４と維持電極５は、放電ギャップ１４を挟んで隣接するように交互に配列されている。ＰＤＰの内部空間の隔壁１２によって区画されて表示電極６とアドレス電極１０とが直交する部分が、単位発光領域である放電セル１５として機能する。また、非発光領域１６には、コントラストを向上させる目的でブラックストライプ（不図示）を形成することがある。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいては、前面板１と背面板２とを対向配置して内部空間を形成し、ハイドロカーボンに対して反応する触媒をその内部空間に露出させるように構成している。すなわち、前面板１に形成された保護層８や、背面板２に形成された蛍光体層１３、隔壁１２、さらには下地誘電体層１１などの内部空間に面する領域に、ハイドロカーボンに対して反応する触媒を設けている。

ＰＤＰにおいては、放電ガス以外の不純物ガスが放電セル１５内に存在すると、個々の放電セル１５における放電開始電圧などの放電特性にばらつきが生じ、表示画像の画質が劣化してしまうという問題を生じる場合があった。また、これら不純物ガスがＰＤＰの内部空間に存在することによって、特に蛍光体層１３の特性劣化や、保護層８の特性劣化が発生し、ＰＤＰとしての寿命が低下してしまうという問題を生じていた。

一般的に、これらの不純物ガスを除去する方法としては、ＰＤＰの製造工程においてＰＤＰを加熱して排気することが行われている。すなわち、封着されたＰＤＰを加熱して内部空間の構成物に付着している不純物を離脱、ガス化させ、その状態で真空排気する、いわゆる排気ベーキングの方法である。しかしながら、排気ベーキングの場合には、以下に述べるような理由によって内部空間の全領域を均一に真空排気することができないといった課題を有していた。

排気ベーキング後のＰＤＰの内部空間の分析を行った結果、排気ベーキング後のＰＤＰの内部空間にはハイドロカーボン（ＣＨ）が残留し、これらハイドロカーボンの存在が画質を劣化させている要因であることが判った。排気ベーキングの後でもハイドロカーボンが残留する要因としては以下のことが考えられる。ハイドロカーボン（ＣＨ）は、Ｃのダングリングボンド（結合の相手を失った結合手）を介してＰＤＰの内表面に付着している場合が多いものと考えられる。このダングリングボンドによる結合エネルギーが高いため、この結合を切ってハイドロカーボンを離脱させるためには高温に加熱することが必要である。しかしながら、従来の排気ベーキングの加熱温度は、ＰＤＰを構成する構成物の軟化点、融点などに制限されて十分な温度にまで昇温することができないため、それらのハイドロカーボンを構成物から十分に離脱させてＰＤＰ外に排出することができないものであった。

また、ダングリングボンドを介して付着したものではないハイドロカーボンであっても、ＰＤＰの内部空間が非常に微細であることや、排気ベーキングが背面側基板９に設けた排気孔、排気管を通じて行われることから、排気の際の排気抵抗が大きく、特に分子量の大きなハイドロカーボンをＰＤＰ外に十分に排出することができないものであった。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰによれば、ハイドロカーボンに対して反応する触媒をＰＤＰの内部空間に露出して備え、ハイドロカーボンに対する触媒の触媒作用によってハイドロカーボンを酸化（燃焼）もしくは分解させ、このことにより、ＰＤＰの内部空間に存在するハイドロカーボンの量を低減することが可能である。

また、触媒はＰＤＰの内部空間に露出した状態で備えられていることから、内部空間にガス化して存在するハイドロカーボンに対して有効に作用する。しかしながら、ガス化せずにＰＤＰの構成物表面などに付着して存在する状態のハイドロカーボンであっても、そこには触媒が存在するのでハイドロカーボンの酸化もしくは分解が進行し、ハイドロカーボンの量を低減させることができる。すなわち、ハイドロカーボンをガス化させるまでの高温にＰＤＰを加熱する必要がなく、効果的にハイドロカーボンを低減することが可能となる。

ハイドロカーボンをはじめとする殆どの有機物は触媒により酸化（燃焼）反応や分解反応が促進され、また、触媒は非常に少ない量でこれらの反応を発現する。また、その触媒自体が反応によって変化しないことから、ＰＤＰの内部空間に存在するハイドロカーボンを効果的に低減することができる。

ハイドロカーボンの酸化を促進する触媒としてどのような触媒を用いるかは燃焼反応の序列により選ぶことができる。例えば、低減したいハイドロカーボンがメタン（ＣＨ_４）の場合には、メタンに対する燃焼反応の序列が、Ｐｄ＞Ｐｔ＞Ｒｈ＞Ｃｏ_３Ｏ_４＞ＰｄＯ＞Ｃｒ_２Ｏ_３＞Ｍｎ_２Ｏ_３＞ＣｏＯ＞ＮｉＯであるため、触媒としてＰｄやＰｔなどを用いることがより効果的であり、上述の材料を用いることができる。また、例えばプロピレン（ＣＨ_３ＣＨ＝ＣＨ_２）を低減した場合には、その燃焼反応の序列が、Ｐｔ＞Ｐｄ＞Ｒｈ＞Ａｇ_２Ｏ＞Ｃｏ_３Ｏ_４＞ＣｕＯ＞ＭｎＯ_２＞ＣｏＯ＞ＮｉＯであることから、メタンと同様な触媒材料以外に、Ａｇ_２ＯやＣｕＯなどを用いることもできる。

本発明の実施の形態では、触媒を、例えば保護層８、蛍光体層１３、隔壁１２、下地誘電体層１１などのＰＤＰの内部空間に露出しているＰＤＰの構成物に含有させている。したがって、ＰＤＰとして完成した後にＰＤＰ内に存在するハイドロカーボンを低減させるという機能に加え、ＰＤＰ製造工程の特に焼成工程において、ペースト中の有機バインダーなどに含まれる有機物を触媒作用によって完全燃焼させて不純物となる有機物の残留分を低減させることもできる。このような観点からも、ＰＤＰの内部空間に存在するハイドロカーボンを低減させることが可能となる。

また、触媒がＰＤＰの内部空間の表面に露出した状態で存在するには、例えば、保護層８、蛍光体層１３、隔壁１２の表面に存在する状態が考えられる。しかしながら、蛍光体層１３は蛍光体粒子が集まった多孔質膜であることから、蛍光体層１３の内部であっても微視的には内部空間に対して露出しており、当然、そのような部分も含むものである。また、同様に、下地誘電体層１１も多孔質な蛍光体層１３を介して内部空間に対して露出している。

また、触媒によるハイドロカーボンの分解は以下のように考えられる。例えば、ハイドロカーボンは高分子となる場合が多く、その種類によっては、熱や光、放射線などによって分解することが知られている。樹脂成分などの高分子主鎖の分解には、重合反応の逆とみなすことのできる解重合と呼ばれる反応がある。例えば、転写フィルムに使用されるポリメタクリル酸メチルはその転移温度２２０℃で解重合させることにより容易にモノマーに分解できる。ここで、転移温度とは成長反応と解重合反応の速度が等しくなる温度である。すなわち、重合を開始する触媒は同時に分解を促進する触媒としても作用する。ここで重合を促進する触媒成分としては、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｉが挙げられる。特に、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉは主に重縮合に用いられ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｎｉは付加重合に用いられる。これらを添加することでより低温でハイドロカーボンの分解を促進できる。

また、ＴｉＯ_２は紫外線を吸収してハイドロカーボンを分解する能力を有するため、排気工程で光を当てることにより分解を促進することができる。また、ＰＤＰの放電自体が紫外線を発生させるため、放電においてもＴｉＯ_２が光触媒としてハイドロカーボンを分解することができるため、封着したＰＤＰを完成後でもハイドロカーボンによる悪影響を抑制することができる。

上述の触媒材料を構成物中に添加する添加量としてはできるだけ少なくすることが好ましい。また、触媒は非常に少ない量でその触媒効果を発揮し、それ自体は組成変化などがない。そこで、構成物の比表面積または表面積の２０％以下、好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．１％であることが好ましい。また、これらの触媒を構成物に形成方法する方法としては、スプレーなどで構成物の表面に吹き付ける方法や、構成物を形成するための前駆体であるペーストなどに混入させて形成する方法などが考えられる。

なお、ＰＤＰにおいては、内部空間を排気し内部空間に放電ガスを封入するためにチップ管が備えられているが、このチップ管の内部も上述におけるＰＤＰの内部空間に含まれるものとする。

以上述べてきたように本発明のＰＤＰによると、ＰＤＰの内部空間に存在する不純物を低減して高画質、長寿命のＰＤＰを実現し、大画面、高品質の表示装置などに有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの概略構造を示す断面斜視図本発明の実施の形態におけるＰＤＰの画像表示部の概略構成を示す平面図

符号の説明

１前面板
２背面板
３前面側基板
４走査電極
４ａ，５ａ透明電極
４ｂ，５ｂバス電極
５維持電極
６表示電極
７誘電体層
８保護層
９背面側基板
１０アドレス電極
１１下地誘電体層
１２隔壁
１３蛍光体層
１４放電ギャップ
１５放電セル

Claims

前面板と背面板とを対向配置して内部空間を形成し、ハイドロカーボンに対して反応する触媒を前記内部空間に露出させて備えたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記触媒を、前記内部空間に露出するプラズマディスプレイパネルの構成物に含有させた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。
前記構成物は、前記前面板に形成された保護層、前記背面板に形成された隔壁、前記背面板に形成された蛍光体層、前記背面板に形成された下地誘電体層のうちの少なくともひとつであることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記触媒がハイドロカーボンの酸化を促進する触媒であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
前記触媒がＰｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｃｏ_３Ｏ_４、ＰｄＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｍｎ_２Ｏ_３、Ａｇ_２Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ_２、ＣｏＯ、ＮｉＯの中から選ばれる少なくともひとつ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。
前記触媒がハイドロカーボンの分解を促進する触媒であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
前記触媒がＣｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、ＴｉＯ_２、Ｎｉの中から選ばれる少なくともひとつであ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。