JP2011146218A

JP2011146218A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2011146218A
Application number: JP2010005481A
Authority: JP
Inventors: Takashi Horikawa; 敬司堀河; Hideji Kawarasaki; 秀司河原崎; Ryosuke Sawa; 亮介澤
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2011-07-28

Abstract

【課題】放電維持電圧を増加させることなく、水、炭化水素などの不純ガスを十分に除去して保護層や蛍光体の劣化を抑制した信頼性の高いプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】複数の表示電極対１４と誘電体層１５と保護層１６とが形成された前面基板１１と、複数のデータ電極１８と下地誘電体層１９と隔壁２２と蛍光体層２３とが形成された背面基板１７とを有し、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差するように前面基板１１と背面基板１７とを対向配置して周囲を封着したプラズマディスプレイパネル１０であって、プラズマディスプレイパネル１０の内部にパラジウム２１またはパラジウムを含む合金とゼオライト２５とを配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示に用いられ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、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と略記する）が注目されている。

ＰＤＰとして代表的な交流面放電型ＰＤＰは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、１対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層および保護層が形成されている。背面基板は、ガラス基板上に複数の互いに平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁と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、表示電極対とデータ電極とが交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のＰＤＰの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色および青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。ＰＤＰを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、１フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。

ＰＤＰは、前面基板作製工程、背面基板作製工程、封着工程、排気工程、放電ガス供給工程の各工程を経て製造される。ここで封着工程は、前面基板作製工程で作成した前面基板と背面基板作製工程で作成した背面基板とを貼り合わせる工程であり、排気工程はＰＤＰ内部の空間からガスを排気する工程である。封着工程ではフリットを用いて前面基板と背面基板とを貼り合わせるため、それらを重ね合わせてフリットの軟化点温度以上、例えば４４０℃〜５００℃程度で焼成する。

このような封着工程において、フリットなどから、水（Ｈ_２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭酸ガス（ＣＯ_２）、炭化水素（Ｃ_ｎＨ_ｍ）などの不純ガスが排出され、これらの不純ガスの一部がＰＤＰの内部に吸着される。また、続く排気工程では、ＰＤＰの内部空間を排気するが、ＰＤＰの内部に吸着された不純ガスを完全に排気することが難しく、ＰＤＰの内部にある程度の不純ガスが残留する。

保護層や蛍光体などはこれらの不純ガスと反応し、その特性が劣化することが知られている。特に、水（Ｈ_２Ｏ）は、保護層に影響を及ぼして放電セルの放電開始電圧を低下させ、表示画面に「にじみ」状の画質劣化を発生させる。また、長時間にわたり静止画像を表示するとその画像が残像となる「焼きつき」を発生させる。また炭化水素は、蛍光体の表面を還元し、蛍光体の発光輝度を低下させる。

そのため、ＰＤＰの内部に残留する不純ガス、特に水や炭化水素を低減し、放電特性を安定させ、経時変化を抑制して信頼性を高めることが重要である。これら不純ガスを除去する方法として、例えば特許文献１には、結晶性アルミノケイ酸塩（ｘＭ_２Ｏ・ｙＭ_２Ｏ・ｙＡｌ_２Ｏ_３・ｚＳｉＯ_２・ｎＨ_２Ｏ）、γ活性アルミナ（γ−Ａｌ_２Ｏ_３）または非晶質活性シリカ（ＳｉＯ_２）などの吸着剤をＰＤＰ内部に配置して水を除去する例が開示されている。また特許文献２には、ＰＤＰ内部の画像表示領域以外に酸化マグネシウム膜を設けて、水を除去する例が開示されている。

さらに特許文献３には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化ランタニウム（Ｌａ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化クロム（ＣｒＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などの酸化物や、これらの酸化物に炭化水素の分解触媒である白金族元素を添加した吸着剤をＰＤＰ内部の画像表示領域以外に配置して炭化水素を除去する例が開示されている。また特許文献４には、ジルコン（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）などの金属ゲッタをＰＤＰ内部の隔壁上に設けて有機溶媒成分を吸着する例が開示されている。

さらに、特許文献５には、ＰＤＰの内部にパラジウムを含む水素吸蔵材料を配置することで水、炭化水素、有機溶媒などの不純ガスを除去する構成が開示されている。

特開２００３−３０３５５５号公報特開平５−３４２９９１号公報国際公開第２００５／０８８６６８号特開２００２−５３１９１８号公報特開２００９−１１７０９３号公報

しかしながら、近年のＰＤＰの大画面化および高精細化にともない、不純ガスの残留量が増加する。そのため、上記の従来例では、水や炭化水素、有機溶媒などの不純ガスを十分に除去することが難しく、保護層や蛍光体が劣化するといった課題を有していた。

また、パラジウムを含む水素吸蔵材料を内部に配置した従来のＰＤＰでは、次のような課題があった。すなわち、パラジウムを含む水素吸蔵材料は、前面基板作製工程、背面基板作製工程、封着工程での熱プロセス時に酸化されて金属酸化物となるが、その後の排気工程では真空状態で焼成されるため、金属酸化物から酸素が脱離しＰＤＰ内部は酸素濃度が高い状態となる。その結果、保護層である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が酸素過剰な状態となり、保護層からの電子放出量を低下させて放電維持に必要な電圧を高くしてしまうといった課題を有していた。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、放電維持電圧を増加させずに、水、炭化水素などの不純ガスを十分に除去して保護層や蛍光体の劣化を抑制した信頼性の高いＰＤＰを提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、複数の表示電極対と誘電体層と保護層とが形成された前面基板と、複数のデータ電極と下地誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された背面基板とを有し、表示電極対とデータ電極とが交差するように前面基板と背面基板とを対向配置して周囲を封着したＰＤＰであって、ＰＤＰの内部にパラジウムまたはパラジウムを含む合金と、ゼオライトとを配置したことを特徴としている。

このような構成によれば、保護層である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が酸素過剰となるのをゼオライトが抑制する。その結果、放電維持電圧を増加させることなく、水、炭化水素などの不純ガスを十分に除去して保護層や蛍光体の劣化を抑制した信頼性の高いＰＤＰを実現することができる。

以上のように、本発明のＰＤＰによれば、放電維持電圧を増加させることなく、水、炭化水素などの不純ガスを十分に除去して保護層や蛍光体の劣化を抑制した信頼性の高いＰＤＰを実現することができる。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図、図２は図１の矢印Ａ方向から見た詳細断面図である。図１、図２に示すように、ＰＤＰ１０は、前面基板１１と背面基板１７とから構成されている。

図１、図２において、ガラス製の前面基板１１上には、走査電極１２と維持電極１３とで対をなす表示電極対１４が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極１２および維持電極１３は、走査電極１２−維持電極１３−維持電極１３−走査電極１２の配列で繰り返すパターンで形成されている。走査電極１２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極１２ａの上に、導電性を高めるために銀（Ａｇ）などの金属を含む幅の狭いバス電極１２ｂを積層して形成されている。維持電極１３も同様に、幅の広い透明電極１３ａの上に幅の狭いバス電極１３ｂを積層して形成されている。

さらに、表示電極対１４を覆うように誘電体層１５および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１６が形成されている。誘電体層１５は、膜厚が約４０μｍの酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）系低融点ガラスまたは酸化亜鉛（ＺｎＯ）系低融点ガラスで形成されている。保護層１６は、膜厚が約０．８μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主体とするアルカリ土類酸化物からなる薄膜層であり、誘電体層１５をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧などの放電特性を安定させるために設けられている。

ガラス製の背面基板１７上には、銀（Ａｇ）などを主成分とする導電性の高い材料からなる互いに平行な複数のデータ電極１８が形成され、データ電極１８を覆うように下地誘電体層１９が形成されている。下地誘電体層１９は、誘電体層１５と同様の酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）系低融点ガラスなどであってもよいが、可視光反射層としての働きも兼ねるように酸化チタン（ＴｉＯ_２）を混合した材料であってもよい。

下地誘電体層１９上には井桁状の隔壁２２が形成され、下地誘電体層１９の表面と隔壁２２の側面とには、赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層２３が形成されている。隔壁２２は、例えば低融点ガラス材料を用いて約０．１２ｍｍの高さに形成されている。蛍光体層２３は、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎを、赤色蛍光体として（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕなどをそれぞれ用いて約１５μｍの膜厚に形成されている。

前面基板１１と背面基板１７は、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差するように、対向配置され、その外周部をフリットなどの封着材（図示せず）によって封着され内部に放電空間が形成されている。放電空間にはキセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスが約６×１０^４Ｐａの圧力で封入されている。放電空間は隔壁２２によって複数の区画に仕切られており、表示電極対１４とデータ電極１８とが交差する部分に放電セル２４が形成されている。そしてこれらの放電セル２４が放電、発光することにより画像が表示される。なお、ＰＤＰ１０の構造は上述したものに限られるわけではなく、隔壁２２の形状がストライプ状であってもよい。

図２に示すように、蛍光体層２３の内部には粒径が０．１μｍ〜２０μｍのパラジウム２１とゼオライト２５が分散配置されている。

従来、このようなＰＤＰ１０内部に残留した水や炭化水素などの不純ガスを除去するために、金属ゲッタや酸化物ゲッタを使用していた。しかしながら、これら不純ガスの分子径が大きいためゲッタの内部まで十分に浸透せず、不純ガスの吸着量に限界があった。その後、パラジウム２１をＰＤＰ１０内部に配置することで、水、炭化水素などの不純ガスを十分に除去して保護層１６や蛍光体の劣化を抑制できることが見いだされた。これはＰＤＰ１０の放電により、水や炭化水素などの不純ガスが、水素原子、酸素原子、炭素原子に分解され、その内の水素をパラジウム２１が大量に吸蔵するために、結果的に水や炭化水素が酸素と炭素に変換されて除去されることによると考えられる。

しかし、パラジウム２１やパラジウムを含む合金は、前面基板作製工程、背面基板作製工程、封着工程での熱プロセス時に酸化されて金属酸化物となるが、その後の排気工程では真空状態で焼成されるため、金属酸化物から酸素が脱離しＰＤＰ１０内部は酸素濃度が高い状態となる。その結果、保護層１６である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が酸素過剰な状態となり、保護層１６からの電子放出量を低下させて放電維持に必要な電圧を高くしてしまうといった課題を有していた。

そこで本発明者らは、パラジウム２１またはパラジウムを含む合金に、高い吸水作用を有したゼオライト２５を混合させることで保護層１６である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜の酸素過剰の状態を抑制できることを見いだした。

本実施の形態では、図２に示すように、蛍光体層２３の内部にパラジウム２１とゼオライト２５とを分散配置したＰＤＰ１０を作製した。すなわち、蛍光体層２３は、赤色、緑色、青色の各色の蛍光体粉体と、有機バインダー、有機溶剤などからなる蛍光体ペーストに、パラジウム２１とゼオライト２５粉体を混合し、ダイコート法、印刷法、ディスペンス法またはインクジェット法などによって塗布した。その後、約１００℃で乾燥し、約５００℃で焼成することによって形成した。

ゼオライト２５には多くの種類があるが、水などの極性物質を優先的に吸着させるためには親水性の材料を選択するのが望ましい。本実施の形態ではゼオライト２５として結晶性アルミノケイ酸塩を用いた。

このようにして作成したＰＤＰ１０は、１０００時間の連続点灯評価において、「にじみ」や「焼きつき」などの画質劣化や蛍光体の発光輝度低下がほとんど発生しないことが確認できた。また、従来問題であった放電維持電圧の増加もないことが確認された。この実験から明らかなように、パラジウム２１とゼオライト２５とをＰＤＰ１０の内部に配置することで、放電維持電圧を増加させることなく、放電にともなって分解された水素を吸蔵して水分子や炭化水素分子を除去することができる。

なお、本実施の形態では、パラジウム２１とゼオライト２５とを蛍光体層２３の内部に分散配置した例を示したが、これらは蛍光体層２３の内部だけでなく蛍光体層２３の表面や、隔壁２２の表面、保護層１６の表面などＰＤＰ１０の内部であればどこに配置しても効果がある。また、パラジウム２１の代わりにパラジウムを含む合金を用いても同様の効果があることが確認された。

以上のように、本発明のＰＤＰによれば、ＰＤＰの内部にパラジウムまたはパラジウムを含む合金と、ゼオライトとを配置することにより、放電維持電圧を増加させることなく、水、炭化水素などの不純ガスを十分に除去して保護層や蛍光体の劣化を抑制した信頼性の高いＰＤＰを実現することができる。

なお、ＰＤＰ内部に配置するパラジウムまたはパラジウムを含む合金と、ゼオライトとの比率は、画質劣化や蛍光体の発光輝度低下と放電維持電圧の増加との関係から適宜決定することが可能である。

本発明本発明のＰＤＰによれば、放電維持電圧を上昇させずに、水や炭化水素などの不純ガスを十分に除去でき、保護層や蛍光体の劣化を抑制できるので、信頼性の高いＰＤＰとして有用である。

１０ＰＤＰ
１１前面基板
１２走査電極
１２ａ，１３ａ透明電極
１２ｂ，１３ｂバス電極
１３維持電極
１４表示電極対
１５誘電体層
１６保護層
１７背面基板
１８データ電極
１９下地誘電体層
２１パラジウム
２２隔壁
２３蛍光体層
２４放電セル
２５ゼオライト

Claims

複数の表示電極対と誘電体層と保護層とが形成された前面基板と、複数のデータ電極と下地誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された背面基板とを有し、前記表示電極対と前記データ電極とが交差するように前記前面基板と前記背面基板とを対向配置して周囲を封着したプラズマディスプレイパネルであって、前記プラズマディスプレイパネルの内部にパラジウムまたはパラジウムを含む合金と、ゼオライトとを配置したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。