JP2007042554A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体層の黄変を抑制し表示品質に優れたＰＤＰを実現する。
【解決手段】走査電極４と維持電極５とからなる表示電極６を複数形成するとともに表示電極６を覆って誘電体層８を形成し、表示電極６の銀電極よりなる金属バス電極４ｂ、５ｂをＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一つを含有する被覆層２０によって被覆する。また、金属バス電極４ｂ、５ｂをＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一つを含有する材料によって形成する。
【選択図】図２

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し、特に高画質を実現するプラズマディスプレイパネルに関する。

近年、双方向情報端末として大画面、壁掛けテレビへの期待が高まっており、そのための表示デバイスとして、液晶表示パネル、フィールドエミッションディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの数多くのものがある。これらの表示デバイスの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、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ており、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、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、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、透明基板上に表示電極、誘電体層、ＭｇＯによる保護層などの構成物より形成した前面板と、基板上にアドレス電極、誘電体層、隔壁、蛍光体層などの構成物より形成した背面板とにより構成されている。

一方、これらの表示電極として、導電性を確保するために銀材料よりなる電極が使用されている。銀電極を誘電体層で覆う場合には、誘電体層を形成する際に６００℃近くの温度で焼成するため、銀電極周辺が還元性の雰囲気となる。その結果、先に形成してある銀電極から拡散してきた銀イオンが還元して銀コロイドを形成し、誘電体層が黄色く着色する『黄変』と呼ばれる現象が極めて顕著に発生する。この黄変現象の発生を抑制する目的で誘電体層を形成するガラス材料のペースト中に酸化剤を混入させる例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２５３４１号公報

従来の銀電極を用いることにより発生する黄変現象はＰＤＰの画質に影響を及ぼすだけでなく、誘電体層中に気泡を発生させ、誘電体層の耐絶縁性を低下させる要因ともなっていた。また、これらの黄変を抑制する目的で酸化剤を混入させる従来の方法でも、十分に黄変現象を抑制できずＰＤＰの表示品質を低下させているものであった。

本発明は、上記課題を解決して、銀電極を用いても基板や誘電体層に黄変を発生させず、表示品質に優れたＰＤＰを実現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ＰＤＰは、銀材料を主成分とする電極を有し、電極をＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一つを含有するガラス材料によって被覆している。

このような構成によれば、電極を被覆した酸化物によって銀イオンの還元を抑制し、銀コロイドの生成を抑制して誘電体層が黄変するのを防止し、誘電体層の透明性などを劣化させることなく表示品質に優れたＰＤＰを実現することができる。

また、本発明のＰＤＰは、ガラス基板上に電極と、電極を覆う誘電体層とを設けたＰＤＰであって、電極は銀材料を主成分とするとともに、銀材料の還元を抑制する酸化物材料を含有している。

このような構成によって、電極を覆って誘電体層を形成する際に、電極主成分である銀材料の還元を電極材料中の酸化物材料によって抑制して銀コロイドの生成を抑制する。その結果、誘電体層が黄変するのを防止して誘電体層の透明性などを劣化させることなく表示品質に優れたＰＤＰを実現することができる。

さらに、酸化物材料がＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一つであることが望ましく、銀材料の還元を確実に抑制して誘電体層の黄変を防止することができる。

本発明のＰＤＰによれば、誘電体層の着色がなく表示品質に優れた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。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面パネル２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面パネル１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオンおよびキセノンなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

前面パネル２の前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。

また、背面パネル１０の背面ガラス基板１１上には、走査電極４および維持電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、青色および緑色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布されている。走査電極４および維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、青色、緑色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。

次に、ＰＤＰの製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。走査電極４と維持電極５は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ_２）などからなる透明電極と、その上に形成した銀ペーストなどからなる金属バス電極とによって構成されている。これらの電極は、フォトリソグラフィ法などを用いてパターンニングして形成される。これらの電極材料層は所望の温度で焼成固化される。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングし、焼成することにより形成される。

次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することにより塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を真空蒸着法により形成する。以上の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９）が形成され、前面パネル２が完成する。

一方、背面パネル１０は以下のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀ペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターンニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などによりアドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターンニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターンニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。

次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面パネル１０が完成する。

このようにして所定の構成部材を備えた前面パネル２と背面パネル１０とを走査電極４とアドレス電極１２とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にネオン、キセノンなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。

次に、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの前面パネル２の詳細について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの前面パネル２の断面図である。図２は図１と上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６とブラックストライプ７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれ透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀材料などの導電性材料によって形成されている。また、金属バス電極４ｂ、５ｂはＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一つを含有するガラス材料の被覆層２０によって被覆されている。

図２に示すように、被覆層２０は透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂの、誘電体層８に面する領域を所定の厚みで被覆するように構成されている。表１に被覆層２０の材料成分を示す。

被覆層２０は、低融点ガラス材料としてＢｉ_２Ｏ_３を主成分とするガラス材料を用い、それぞれ銀の還元を抑制する酸化物材料として、実施例１ではＭｏＯ_３を、実施例２ではＣｅＯ_２を、実施例３ではＣｕＯをそれぞれ１ｗｔ％添加している。また、表１には比較例として、銀の還元抑制材料成分を含まない低融点ガラス材料のみについても示している。なお、表１に示す材料成分において、低融点ガラスとしてＢｉ_２Ｏ_３を主成分とするガラス材料としているが、一般的なＰｂＯ系のガラス材料であってもよい。

これらの被覆層２０は以下の方法によって形成することができる。すなわち、それぞれの表１に示す材料成分の粉体と感光性樹脂などを含む溶剤とで構成した誘電体ペーストをスクリーン印刷法などによって表示電極６、ブラックストライプ７が形成された前面ガラス基板３上に塗布して乾燥させる。その後、フォトリソ法などによって金属バス電極４ｂ、５ｂ上だけに被覆層２０が形成されるようにパターンニングをし、さらに４５０℃〜６００℃で焼成して被覆層２０を完成させる。

また、図３は本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの前面パネルの他の実施例である。図３では、金属バス電極４ｂ、５ｂを覆う被覆層２１が、透明電極４ａ、５ａとブラックストライプ７も覆う構成となっている。また、この場合の、被覆層２１を形成する材料は表１に示す材料成分を用いている。

被覆層２０、２１の形成方法として、前述の方法ではペーストを塗布する方法について述べたが、これらのペーストをフィルム上に形成して、表示電極６、ブラックストライプ７が形成された前面ガラス基板３上に転写し、その後、４５０℃〜６００℃で焼成する方法も適用できる。

（評価実験）
図３に示す構成の前面パネル２を作製して、誘電体層の黄変度合いを色彩色差計で測定しｂ*値として評価した。なお、被覆層２１は厚み約５μｍであり、その上に誘電体層８を約４０μｍ形成した。また、被覆層２１の材料としては表１に示す実施例１〜実施例３と比較例の材料を用いた。なお、ｂ*値が大きいほど黄変の度合いが大きいことを示す。

ＰＤＰの金属バス電極４ｂ、５ｂは一般的に黒電極と銀電極の２層構成であり、黒電極によってコントラストを上げるようにしている。したがって、誘電体層８が黄変すると黄変による銀発色の影響を受けて、黒電極の黒色度が低下し、コントラストが低下することになる。そこで、コントラストの度合いを評価するため色彩色差計を用いてＬ*値を評価して比較した。なお、Ｌ*値が小さいほど黒色度が大きく、コントラストが大きいことを示す。

図４に本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰのｂ*値の結果を示す。

図４に示すように、被覆層２１の材料成分に、銀の還元を抑制させる酸化物材料としてのＭｏＯ_３、ＣｅＯ_２、ＣｕＯを含有させた実施例１〜３が、比較例に比べてｂ*値の小さいことがわかる。したがって、これらの酸化物材料がない場合には、銀の還元が進行して銀コロイドが多く生成されて黄変が進行するが、これらの酸化物材料を含む被覆層２１を形成すると、銀の還元が抑制されて銀コロイドの発生しにくくなり結果として黄変を抑制できる。

図５に本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰのＬ*値の結果を示す。図４の黄変の結果と関係し、実施例１〜３が比較例に比べてＬ*値の小さいことがわかる。したがって、黄変が発生すると、銀発色の影響を受けて黒電極の黒色度が低下してＬ*値が増加し、十分なコントラストが得られなくなることがわかる。

また、黄変の原因となる銀コロイドの発生は、誘電体層８中へ気泡を発生させる要因となるため、誘電体層８の絶縁耐電圧特性を低下させるが、本発明によれば銀の還元を抑制して銀コロイドの発生を抑制することができるため、誘電体層８の絶縁耐電圧特性も向上させることができる。

なお、図４、図５の結果は、被覆層の構成として図３の構成の場合についての結果であるが、図２に示すように金属バス電極４ｂ、５ｂをパターンニングされた被覆層２０で被覆する場合も同様の効果であることを確認している。

なお、酸化物材料としてＣｏ_２Ｏ_３やＶ_２Ｏ_７であっても同様の効果が得られることを確認している。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、銀電極より構成されている金属バス電極を銀の還元を抑制する酸化物材料を含む被覆層で被覆する場合について説明したが、本発明の第２の実施の形態では、銀電極中に銀の還元を抑制する酸化物材料を含有させる場合について説明する。また、ＰＤＰの基本構成は第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。

銀電極は、金属銀の粉体と、ガラス材料成分、感光性樹脂、溶剤などによって構成された銀電極ペーストをスクリーン印刷やダイコート法などによって透明電極４ａ、５ａが形成された前面ガラス基板３に塗布し、フォトリソ法によってパターンニング形成されている。

そこで、本発明の第２の実施の形態では、上記の銀電極ペーストとして、さらに銀材料の還元を抑制する酸化物材料のＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一つを含有させた銀電極ペーストを用いて金属バス電極４ｂ、５ｂを作製するものである。具体的には、銀電極ペーストとして、銀を約６５ｗｔ％、ガラス材料としてのＰｂＯ系ガラスを１．５ｗｔ％、上記の酸化物材料を１．０ｗｔ％、残りを樹脂と溶剤としている。

このように、本発明の第２の実施の形態では、金属バス電極４ｂ、５ｂとしての銀電極そのものに銀の還元を抑制する酸化物材料を含有させることにより、誘電体層８を形成する際の銀の還元を抑制して銀コロイドの発生を抑え、誘電体層８の黄変を防止することができるものである。

なお、銀電極そのものに酸化物材料を含ませる場合には、基本的には第１の実施の形態で述べた被覆層を設ける必要はないが、より黄変を防止する場合にはさらに被覆層を設けてもよい。

以上述べてきたように本発明のＰＤＰは、誘電体層の黄変を抑制し表示品質に優れたＰＤＰを実現し、大画面の表示デバイスなどに有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図 同ＰＤＰの前面パネルの断面図 同ＰＤＰの前面パネルの他の例の断面図 同ＰＤＰのｂ*値の結果を示す図 同ＰＤＰのＬ*値の結果を示す図

符号の説明

１ ＰＤＰ
２ 前面パネル
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
４ａ，５ａ 透明電極
４ｂ，５ｂ 金属バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ ブラックストライプ（遮光層）
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面パネル
１１ 背面ガラス基板
１２ アドレス電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
２０，２１ 被覆層

Claims (3)

1. 銀材料を主成分とする電極を有し、前記電極をＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一つを含有するガラス材料によって被覆することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. ガラス基板上に電極と、前記電極を覆う誘電体層とを設けたプラズマディスプレイパネルであって、前記電極は銀材料を主成分とするとともに、前記銀材料の還元を抑制する酸化物材料を含有することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. 前記酸化物材料がＣｅＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_７、ＭｏＯ_３のうちの少なくとも一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。

Images