JP2008053012A - プラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法、プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に形成された表示電極を覆う誘電体層上に酸化マグネシウム結晶体層を均一に形成することができるＰＤＰ用基板構体の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、基板上に形成された表示電極を覆う誘電体層１５上に、多数の酸化マグネシウム結晶体が分散媒中に分散された懸濁液を塗布し、その後、前記分散媒を蒸発させることによって前記誘電体層上に酸化マグネシウム結晶体層１７を形成する工程を備え、前記誘電体層１５は、前記酸化マグネシウム結晶体を捕捉可能な凹凸構造を表面に一様に備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と呼ぶ。）用基板構体の製造方法及びＰＤＰに関する。

図２は，従来のＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰは、前面側基板構体１と、背面側基板構体２を貼り合わせた構造をしている。前面側基板構体１は、ガラス基板からなる前面側基板１ａ上に、透明電極３１とバス電極３２からなる表示電極３が配置され、表示電極３は、誘電体層４で覆われている。誘電体層４の上にさらに２次電子放出係数の高い酸化マグネシウム層からなる保護層５が形成されている。背面側基板構体２には、ガラス基板からなる背面側基板２ａ上に、表示電極と直交するようにアドレス電極６を配置し、かつアドレス電極６間には、発光領域を規定するために隔壁７が設けられ、アドレス電極６上の隔壁７で区分けされた領域には、赤、緑、青の蛍光体層８が形成されている。貼り合わせた前面側基板構体１と背面側基板構体２の内部に形成された気密な放電空間には、Ｎｅ−Ｘｅガスからなる放電ガスが封入されている。なお、図示していないが、アドレス電極６は、誘電体層で被覆されており、隔壁７及び蛍光体層８は、この誘電体層上に設けられている。

このようなＰＤＰでは、アドレス電極６と表示電極３の間に電圧を印加することによって、アドレッシングのための放電（アドレス放電）を生じさせ、一対の表示電極３の間に電圧を印加することによって、リセット放電や表示のためのサステイン放電を生じさせる。

電極間に電圧を印加してから実際に放電が開始されるまでには、若干の時間のずれがあり、放電遅れと呼ばれている。この放電遅れが大きくなると、表示品質が劣化したり、正しく表示が行われなかったりといった種々の不具合が生じ得る。

この放電遅れを改善するために、従来、波長２３５ｎｍ付近にピークを有するカソードルミネッセンス発光（以下、「ＣＬ発光」と呼ぶ。）を行う酸化マグネシウム結晶体からなる層を表示電極を覆う誘電体層上に設ける技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この文献によると、放電遅れが改善される作用は、以下のように説明されている。酸化マグネシウム結晶体は、２３５ｎｍに対応したエネルギー準位を有し、この準位に電子を長時間（数ｍｓｅｃ）捕捉し、電極間に電圧が印加されたときにこの電子を放出する。このため、電極間に電圧が印加されたときに放電に必要な初期電子が迅速に供給され、その結果、放電遅れが改善される。

酸化マグネシウム結晶体からなる層は、静電塗布法などの乾式塗布法や、スプレー法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ディスペンサ法、インクジェット法又はロールコート法などの湿式塗布法で形成することができる。

湿式塗布法は、酸化マグネシウム結晶体を誘電体層に強く固着できるという点で乾式塗布法よりも優れている。
特開２００６−５９７８６号公報

湿式塗布法では、酸化マグネシウム結晶体が分散媒中に分散された懸濁液を誘電体層上に塗布した後、分散媒を蒸発させることによって酸化マグネシウム結晶体層を形成するが、分散媒の蒸発時に酸化マグネシウム結晶体が凝集したり、分散媒が不均一に蒸発したりして、酸化マグネシウム結晶体層が均一に形成されないことがある。この場合、放電遅れの改善効果も不均一になるので、酸化マグネシウム結晶体層が均一に形成されることが望ましい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、基板上に形成された表示電極を覆う誘電体層上に酸化マグネシウム結晶体層を均一に形成することができるＰＤＰ用基板構体の製造方法を提供するものである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のＰＤＰ用基板構体の製造方法は、基板上に形成された表示電極を覆う誘電体層上に、多数の酸化マグネシウム結晶体が分散媒中に分散された懸濁液を塗布し、その後、前記分散媒を蒸発させることによって前記誘電体層上に酸化マグネシウム結晶体層を形成する工程を備え、前記誘電体層は、前記酸化マグネシウム結晶体を捕捉可能な凹凸構造を表面に一様に備えることを特徴とする。

本発明によれば、誘電体層表面に酸化マグネシウム結晶体を含む懸濁液を塗布すると、酸化マグネシウム結晶体が誘電体層表面に一様に形成されている凹凸構造に捕捉され、その状態で懸濁液中の分散媒が蒸発するので、酸化マグネシウム結晶体が凝集したり、分散媒が不均一に蒸発したりするといった問題が生じず、酸化マグネシウム結晶体層を均一に形成することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。

以下の実施形態では、前面側基板構体に表示電極、誘電体層及び酸化マグネシウム結晶体層などが設けられる場合を例にとって説明を進めるが、表示電極、誘電体層及び酸化マグネシウム結晶体層などが背面側基板構体に設けられる場合にも本発明は適用可能である。

図１（ａ）〜（ｃ）を用いて、本発明の一実施形態のＰＤＰ用前面側基板構体の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のＰＤＰ用前面側基板構体の製造工程を示す断面図である。但し、酸化マグネシウム結晶体１７ａは、図示の便宜上、斜視図で表現している。

図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態のＰＤＰ用前面側基板構体の製造方法は、前面側基板１１上に形成された表示電極１３を覆う誘電体層１５上に、多数の酸化マグネシウム結晶体１７ａが分散媒中に分散された懸濁液を塗布し、その後、前記分散媒を蒸発させることによって誘電体層１５上に酸化マグネシウム結晶体層１７を形成する工程を備え、誘電体層１５は、酸化マグネシウム結晶体１７ａを捕捉可能な凹凸構造１９を表面に一様に備えることを特徴とする。

以下、本実施形態の方法に含まれる各工程について説明する。
１．表示電極形成工程
まず、図１（ａ）に示すように、前面側基板１１上に表示電極１３を形成する。

前面側基板１１は、特に限定されず、当該分野で公知の基板をいずれも使用することができる。具体的には、ガラス基板、プラスチック基板等の透明基板が挙げられる。

表示電極１３としては、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ などの透明電極材料で形成された電極や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒなどの金属電極材料で形成された電極を用いることができる。具体的には、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ などの幅の広い透明電極１３ａと、電極の抵抗を下げるための、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極１３ｂから構成された電極などが用いられる。表示電極１３は、Ａｇ、Ａｕについては印刷法を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の成膜法とエッチング法を組み合わせることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。

２．誘電体層形成工程
次に、図１（ｂ）に示すように、得られた基板上に表示電極１３を覆う誘電体層１５を形成する。本実施形態では、誘電体層１５は、二層構造であり、表示電極１３を覆う下層誘電体層１５ａと、下層誘電体層１５ａを覆う酸化マグネシウム層１５ｂとを有する。下層誘電体層１５ａは、例えば、低融点ガラスフリットにバインダと溶剤を加えた誘電体層形成用ペーストを、得られた基板上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成する。下層誘電体層１５ａは、ＣＶＤ法などで酸化シリコンを堆積することによって形成してもよい。酸化マグネシウム層１５ｂは、下層誘電体層１５ａを保護する保護層として機能し、蒸着法やスパッタ法で形成される。蒸着法やスパッタ法で形成された酸化マグネシウム層１５ｂは、後述する酸化マグネシウム結晶体層１７とは異なり、波長域２００〜３００ｎｍ内にピークを有するＣＬ発光を生じさせない（特許文献１を参照。）。なお、誘電体層１５は、酸化マグネシウム層１５ｂを備えず、下層誘電体層１５ａのみからなる一層構造であってもよい。

誘電体層１５は、酸化マグネシウム結晶体１７ａを捕捉可能な凹凸構造１９を表面に一様に備えている。凹凸構造１９の形状は、酸化マグネシウム結晶体１７ａを捕捉可能なものであれば限定されない。凹凸構造１９は、一例では、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義される、十点平均粗さＲｚが０．１〜２μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．２〜４０μｍである形状である。このような形状であれば、凹凸構造１９が、酸化マグネシウム結晶体１７ａを効果的に捕捉することができるからである。十点平均粗さＲｚ及び凹凸の平均間隔Ｓｍの具体的な測定は、ＪＩＳ Ｂ０６３３等に従って行うことができる。
十点平均粗さＲｚは、小さすぎると、酸化マグネシウム結晶体１７ａの捕捉が困難であり、大きすぎると、酸化マグネシウム結晶体１７ａが凹部に集まり、その結果、酸化マグネシウム結晶体１７ａの凸部での密度が低くなる。従って、十点平均粗さＲｚは、０．１〜２μｍが好ましい。
凹凸の平均間隔Ｓｍは、小さすぎると、酸化マグネシウム結晶体１７ａの捕捉が困難であり、大きすぎると、凹凸構造１９を設けた効果が小さくなる。従って、凹凸の平均間隔Ｓｍは、０．１〜２０μｍが好ましい。

以下、凹凸構造１９の形成方法の具体例について説明する。なお、凹凸構造１９は、以下に示す具体例以外の方法で形成してもよい。

（１）サンドブラスト又は研磨による方法
この方法では、まず、表示電極形成工程後の基板上に誘電体層形成用ペーストの塗布及び焼成により、又はＣＶＤ法により表面が平坦な下層誘電体層１５ａを形成する。次に、サンドブラスト又は研磨などにより、下層誘電体層１５ａ表面に一様に凹凸構造１９を形成する。凹凸構造１９の形状やサイズは、サンドブラストの条件（研磨材のサイズ又は量、吹き付け時間又は速度等）又は研磨の条件（研磨材のサイズ又は量、研磨時間、圧力又は速度等）を変更することによって変更することができる。

下層誘電体層１５ａに凹凸構造１９を形成した後に、下層誘電体層１５ａを覆う酸化マグネシウム層１５ｂを形成する。下層誘電体層１５ａ表面の凹凸構造１９が、酸化マグネシウム層１５ｂの表面形状に反映されて、酸化マグネシウム層１５ｂの表面にも凹凸構造１９が形成される。

ここでは、凹凸構造１９が形成された下層誘電体層１５ａ上に酸化マグネシウム層１５ｂを形成する場合を例にとって説明したが、表面が平坦な下層誘電体層１５ａ上に酸化マグネシウム層１５ｂを形成し、サンドブラスト又は研磨などにより、酸化マグネシウム層１５ｂの表面に一様に凹凸構造１９を形成してもよい。

（２）誘電体層形成用ペーストに高融点材料粒子を含ませる方法
この方法では、まず、高融点ガラス又は酸化物（アルミナ又は酸化マグネシウムなど）などの、低融点ガラスよりも融点が高い材料からなる高融点材料粒子を誘電体層形成用ペーストに混入させ、このペーストを表示電極形成工程後の基板上に塗布し、高融点材料粒子が溶融しない温度で焼成を行う。これによって、高融点材料粒子によって表面に一様に凹凸構造１９が形成された下層誘電体層１５ａが得られる。凹凸構造１９の形状やサイズは、高融点材料粒子のサイズや数を変更することによって変更することができる。凹凸構造１９を形成した後に酸化マグネシウム層１５ｂを形成する点については、上記（１）と同様である。

（３）下層誘電体層上に高融点材料粒子を散布する方法
この方法では、まず、表示電極形成工程後の基板上に誘電体層形成用ペーストを塗布する。次に、塗布したペーストの焼成前に、このペースト上に高融点ガラス又は酸化物（アルミナ又は酸化マグネシウムなど）などの、低融点ガラスよりも融点が高い材料からなる高融点材料粒子を散布し、その後、焼成を行う。これによって、高融点材料粒子によって表面に一様に凹凸構造１９が形成された下層誘電体層１５ａが得られる。凹凸構造１９の形状やサイズは、高融点材料粒子のサイズや数を変更することによって変更することができる。凹凸構造１９を形成した後に酸化マグネシウム層１５ｂを形成する点については、上記（１）と同様である。

３．酸化マグネシウム結晶体層形成工程
次に、図１（ｃ）に示すように、誘電体層１５上に、多数の酸化マグネシウム結晶体１７ａが分散媒中に分散された懸濁液を塗布し、その後、前記分散媒を蒸発させることによって誘電体層１５上に酸化マグネシウム結晶体層１７を形成する。

酸化マグネシウム結晶体１７ａのサイズや形状は特に限定されないが、平均粒径が０．０５〜２０μｍであることが好ましい。酸化マグネシウム結晶体１７ａは、平均粒径が小さすぎると，波長２３５ｎｍ付近のＣＬ発光が弱いために放電遅れの改善効果が小さく，平均粒径が大きいと、誘電体層１５表面の凹凸構造１９に捕捉されにくいために酸化マグネシウム結晶体層１７が均一に形成されにくいからである。

酸化マグネシウム結晶体１７ａの平均粒径は、式１に従って求めることができる。
式１：平均粒径＝ａ／（Ｓ×ρ）
（但し、ａは、形状係数で６、Ｓは、窒素吸着法により求まるＢＥＴ比表面積、ρは、酸化マグネシウムの真密度である。）

酸化マグネシウム結晶体１７ａの平均粒径は、具体的には、例えば、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０μｍである。酸化マグネシウム結晶体１７ａの平均粒径の範囲は、上記具体的な平均粒径として例示した数値の何れか２つの間であってもよい。

酸化マグネシウム結晶体１７ａの製造方法は、特に限定されないが、マグネシウム蒸気と酸素とを反応させる気相法で製造することが好ましく、例えば、特開２００４−１８２５２１号公報に記載された方法や、『材料』昭和６２年１１月号、第３６巻第４１０号の第１１５７〜１１６１頁の『気相法によるマグネシア粉末の合成とその性質』に記載された方法で製造することができる。また、酸化マグネシウム結晶体１７ａは、宇部マテリアルズ株式会社から購入してもよい。気相法で製造することが好ましいのは、気相法により酸化マグネシウム結晶体１７ａを製造すると、純度の高い単結晶体が得られるからである。

酸化マグネシウム結晶体１７ａを分散させる分散媒の種類は、特に限定されない。この分散媒は、揮発性等の観点からアルコール、特に炭素数１〜５の低級アルコールが好ましい。

懸濁液は、酸化マグネシウム結晶体１７ａと分散媒とを混ぜ、攪拌することによって作製することができる。

懸濁液の塗布は、スプレー法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ディスペンサ法、インクジェット法又はロールコート法などの湿式塗布法によって行うことができる。

酸化マグネシウム結晶体１７ａを捕捉可能な凹凸構造１９を表面に一様に備える誘電体層１５上に懸濁液を塗布すると、懸濁液中の酸化マグネシウム結晶体１７ａが凹凸構造１９に捕捉され、主面に平行な方向には移動しにくくなる。この状態で、減圧又は加熱等によって分散媒を蒸発させると、酸化マグネシウム結晶体１７ａが凝集することなく分散媒が除去され、酸化マグネシウム結晶体層１７が形成される。分散媒の除去時に酸化マグネシウム結晶体１７ａが凝集しないので、酸化マグネシウム結晶体層１７は、均一に形成される。

以上の工程で、前面側基板構体が形成される。この前面側基板構体は、別途作製した、アドレス電極、隔壁及び蛍光体層等が形成された背面側基板構体と貼り合わされて内部に気密な放電空間を有するパネルが形成される。前面側基板構体と背面側基板構体は、表示電極とアドレス電極が直交するように貼り合わされる。このパネルの放電空間内を排気し、その後、ネオンやキセノンなどからなる放電ガスを放電空間内に導入することによって、ＰＤＰが製造される。このＰＤＰは、前面側基板構体と背面側基板構体の間に表示電極とアドレス電極との交点で定まる複数の放電セルを有している。
パネルの放電空間内の排気や放電空間内への放電ガスの導入は、時間のかかるプロセスであるが、本実施形態の前面側基板構体は、誘電体層１５が表面に凹凸構造１９を有しているので、前面側基板構体と背面側基板構体とが貼り合わされたときに、前面側基板構体の誘電体層１５と背面側基板構体の隔壁との間に凹凸構造１９に起因する隙間が形成され、これによって、排気コンダクタンスが向上し、放電空間内の排気や放電空間内への放電ガスの導入にかかる時間が短縮される。

以上の実施形態で示した種々の特徴は、互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合、そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して、単独で又は組み合わせて、本発明に採用することができる。

（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態のＰＤＰ用前面側基板構体の製造工程を示す断面図である。 従来のＰＤＰの構造を示す斜視図である。

符号の説明

１：前面側基板構体 １ａ：前面側基板 ２：背面側基板構体 ２ａ：背面側基板 ３：表示電極 ３１：透明電極 ３２：バス電極 ４：誘電体層 ５：保護層 ６：アドレス電極 ７：隔壁 ８：蛍光体層 １１：基板 １３：表示電極 １３ａ:透明電極 １３ｂ：バス電極 １５：誘電体層 １５ａ：下層誘電体層 １５ｂ：酸化マグネシウム層 １７：酸化マグネシウム結晶体層 １７ａ：酸化マグネシウム結晶体 １９：凹凸構造

Claims (5)

1. 基板上に形成された表示電極を覆う誘電体層上に、多数の酸化マグネシウム結晶体が分散媒中に分散された懸濁液を塗布し、その後、前記分散媒を蒸発させることによって前記誘電体層上に酸化マグネシウム結晶体層を形成する工程を備え、
   前記誘電体層は、前記酸化マグネシウム結晶体を捕捉可能な凹凸構造を表面に一様に備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
2. 前記誘電体層は、表示電極を覆う下層誘電体層と、下層誘電体層を覆う酸化マグネシウム層とを有する請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
3. 前記酸化マグネシウム結晶体は、式１により求まる平均粒径が０．０５〜２０μｍである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
   式１：平均粒径＝ａ／（Ｓ×ρ）
   （但し、ａは、形状係数で６、Ｓは、窒素吸着法により求まるＢＥＴ比表面積、ρは、酸化マグネシウムの真密度である。）
4. 前記凹凸構造は、ＪＩＳ Ｂ０６０１で定義される、十点平均粗さＲｚが０．１〜２μｍであり、凹凸の平均間隔Ｓｍが０．２〜４０μｍである請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用基板構体の製造方法。
5. 請求項１に記載の方法で製造されたプラズマディスプレイパネル用基板構体を前面側に配置し、前記表示電極と直交する方向のアドレス電極が基板上に形成されたプラズマディスプレイパネル用基板構体を背面側に配置し、それら両基板構体の間に表示電極とアドレス電極との交点で定まる複数の放電セルを形成してなることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。