JP3547461B2

JP3547461B2 - プラズマディスプレイパネル及びその製造方法

Info

Publication number: JP3547461B2
Application number: JP20912393A
Authority: JP
Inventors: 研二堀尾; 慎次金具
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JPH0765729A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）及びその製造方法に関する。
【０００２】
ＰＤＰは、表示輝度の上で有利な自己発光型の表示デバイスであり、画面の大型化及び高速表示が可能であることから、ＣＲＴに代わる表示デバイスとして注目されている。
【０００３】
【従来の技術】
ここでは、本発明の実施例を示す図１及び図２を参照して従来のＰＤＰの構成について説明する。
【０００４】
ＰＤＰは、表示面Ｈ側のガラス基板１１と背面側のガラス基板２１とを対向配置し、これら一対のガラス基板１１，２１の対向領域の周縁部を封止することによって、内部に７０〜１５０μｍ程度の間隙からなる放電空間３０を形成した表示デバイスである。
【０００５】
マトリクス表示方式のＰＤＰでは、多数の電極が格子状に配列され、各電極の交差部に画定される単位発光領域を選択的に発光させることによって、任意の図形や文字の表示が行われる。表示面Ｈの内で単位発光領域の画定される領域が表示領域ＥＨとなる。
【０００６】
各ガラス基板１１，２１に設けられた電極Ｘ，Ｙ，Ａ（図２ではガラス基板２１上の電極Ａが示されている）は、放電空間３０からガラス基板１１，２１の端部まで導出され、図示しないフレキシブルプリント配線板などによって外部の駆動回路と接続される。駆動回路との電気的な接続を容易とするため、各ガラス基板１１，２１は、それぞれの両端縁が他方のガラス基板の端縁より外側に張り出すように、大きさ及び対向配置の位置が選定されている。
【０００７】
さて、主放電セルを画定する一対の電極Ｘ，Ｙに対して交互に所定の電圧を印加するＡＣ型のＰＤＰにおいては、図１に示されるように、電極Ｘ，Ｙが低融点ガラスからなる誘電体層１７によって被覆される。
【０００８】
壁電荷によって放電を維持するＡＣ駆動の上では、電極Ｘ，Ｙの放電部分、すなわち表示領域ＥＨに対応した部分のみに誘電体層１７を設ければよい。しかし、実際には、ＰＤＰの製造に際して電極形成後に行われる種々の熱処理での電極Ｘ，Ｙの酸化を防止するため、誘電体層１７の焼成以前の段階から封止ガラス３１による封止を終える段階まで、電極Ｘ，Ｙの露出を避ける必要がある。
【０００９】
そこで、従来では、ガラス基板１１側の製造に際して、電極Ｘ，Ｙを設けたガラス基板１１のほぼ全面に低融点ガラスを塗布して焼成することにより、基板端部まで導出された電極Ｘ，Ｙの全体を覆うように誘電体層１７が設けられ、封止後に電極Ｘ，Ｙの端部（外部接続部）を露出させるために誘電体層１７の一部を取り除くエッチング処理が行われていた。すなわち、製造途中においては、単一の低融点ガラス層（誘電体層１７）によって外部接続部を含めて電極Ｘ，Ｙの全体が保護されていた。そして、その誘電体層１７の材料としては、脱泡タイプであり且つエッチングの容易な組成の低融点ガラスペーストが用いられていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
脱泡タイプの低融点ガラスペーストは、焼成中の層内で発生するガスを外部へ放出させることのできる高温（軟化点より十分に高い温度）での焼成に適したペーストであり、これによれば、軟化点付近の温度で焼成する非脱泡タイプに比べて透明性に優れた誘電体層１７を得ることができる。
【００１１】
しかし、脱泡タイプのペーストを用いた場合には、焼成時に金属からなる電極Ｘ，Ｙの表面にガスが付着し、誘電体層内の電極Ｘ，Ｙの上部に比較的に大きな気泡が生じ易いという問題があった。
【００１２】
このような気泡が生じると、特に面放電型ＰＤＰにおいて、面放電を担う電極Ｘ，Ｙと、単位発光領域の選択発光のためのアドレス電極Ａとの間で、耐圧が低下することから不要の放電が生じ、表示が乱れたりアドレス電極Ａや駆動回路が破損するおそれがある。
【００１３】
本発明は、上述の問題に鑑み、耐圧の低下を招く誘電体層中の気泡の発生を抑え、信頼性を高めることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るプラズマディスプレイパネルは、前面側基板１１上に面放電を生じさせる複数の表示電極Ｘ，Ｙとそれらを被覆する誘電体層１７とを有したＡＣ型のプラズマディスプレイパネル１であって、表示領域内の前記誘電体層１７は焼成時に発生するガスが膨張する以前の段階で焼成が完了する非脱泡性の低融点ガラスからなる単一の層である。
【００１５】
請求項２の発明に係る方法は、基板１１上に前記表示電極Ｘ，Ｙを形成する工程と、前記基板１１の電極形成面の内、表示領域ＥＨを含み且つ封止領域ＥＳの外側を除く部分に、焼成時に発生するガスが膨張する以前の段階で焼成が完了する非脱泡性の低融点ガラスからなる前記誘電体層１７を設け、他の部分に化学エッチングの可能な低融点ガラス層５０を設け、前記誘電体層１７及び前記低融点ガラス層５０によって前記表示電極Ｘ，Ｙの全体を被覆する工程と、前記基板１１と別の基板２１とを対向配置し、これら基板１１，２１の周囲を封止ガラス３１によって封止する工程と、前記低融点ガラス層５０における前記封止ガラス３１の外側の部分を化学エッチングによって除去し、前記表示電極Ｘ，Ｙの端部を露出させる工程と、を含むプラズマディスプレイパネルの製造方法である。
【００１６】
請求項３の発明に係る方法は、前記誘電体層１７及び前記低融点ガラス層５０を、これら２つの層の内の軟化点の低い層が軟化点の高い層に対して上側になるように部分的に重ねて設けるものである。
請求項４の発明に係るＰＤＰにおいて、前記表示電極Ｘ，Ｙは透明導電膜４１とバス金属膜４２とからなり、前記非脱泡性の低融点ガラスはＰｂＯを主成分とし、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、およびＢ_２Ｏ_３を含む。
請求項５の発明に係るＰＤＰにおいて、前記表示電極は透明導電膜とバス金属膜とからなり、前記誘電体層１７は５００℃以上６００℃以下の軟化点の低融点ガラスペーストをその軟化点付近の温度で焼成してなる。
【００１７】
【作用】
非脱泡性の低融点ガラスは、その焼成温度が軟化点の近辺であって、焼成時に発生するガスが膨張する以前の十分に小さな気泡状態である段階で焼成が完了する。このため、表示電極Ｘ，Ｙの放電部分を覆う誘電体層１７はほぼ均質となり、大きな気泡を有した不均一な膜質である場合に比べて高い耐圧が得られる。
【００１８】
ＰＤＰ１の製造に際して、表示電極Ｘ，Ｙは、その形成後から封止の終了段階までの段階において、放電部分については誘電体層１７で被覆され、端部については化学エッチングの可能な低融点ガラス層５０で被覆されて保護される。
【００１９】
【実施例】
図１は本発明に係るＰＤＰ１の要部の構成を示す断面図、図２はＰＤＰ１の外観形状を示す斜視図、図３はＰＤＰ１の１画素ＥＧに対応する部分の基本的な構造を示す分解斜視図である。
【００２０】
これらの図において、ＰＤＰ１は、マトリクス表示の単位発光領域ＥＵに一対の表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが対応する３電極構造を有し、蛍光体の配置形態による分類の上で反射型と呼称される面放電型ＰＤＰである。
【００２１】
面放電のための表示電極Ｘ，Ｙは、表示面Ｈ側のガラス基板１１上に設けられ、表示領域ＥＨに対応した放電部分を含めて封止領域ＥＳの内側の部分がＡＣ駆動用の誘電体層１７によって放電空間３０に対して被覆されている。誘電体層１７の厚さは数十μｍ程度である。誘電体層１７の表面には、その保護膜として数千Å程度の厚さのＭｇＯ膜１８が設けられている。
【００２２】
なお、表示電極Ｘ，Ｙは、放電空間３０に対して表示面Ｈ側に配置されることから、面放電を広範囲とするための幅の広い帯状の透明導電膜４１と、その導電性を補うために外端側に重ねられた幅の狭いバス金属膜４２とから構成されている。透明導電膜４１は数千Å〜１μｍ程度の厚さのネサ膜（酸化錫膜）などからなり、バス金属膜４２は例えばクロム−銅−クロムの３層構造の薄膜からなる。
【００２３】
一方、単位発光領域ＥＵを選択的に発光させるためのアドレス電極Ａは、背面側のガラス基板２１上に、例えば２００μｍ程度のピッチで表示電極Ｘ，Ｙと直交するように配列されている。なお、アドレス電極Ａは導電性ペーストを焼成した厚膜電極であり、露出状態であっても種々の熱処理による変質はほとんど起こらない。
【００２４】
各アドレス電極Ａの間には、放電空間３０の間隙寸法を規定する５０μｍ程度の幅を有したストライプ状の隔壁２９が設けられ、これによって放電空間３０はライン方向（表示電極Ｘ，Ｙの延長方向）に単位発光領域ＥＵ毎に区画されている。また、ガラス基板２１には、アドレス電極Ａの上面及び隔壁２９の側面を含めて背面側の内面を被覆するように、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色の蛍光体２８が設けられている。図３におけるアルファベットＲ，Ｇ，Ｂは各蛍光体２８の発光色を示している。蛍光体２８は、面放電時に放電空間３０内の放電ガスが放つ紫外線によって励起されて発光する。
【００２５】
表示画面を構成する各画素（ドット）ＥＧには、ライン方向に並ぶ同一面積の３つの単位発光領域ＥＵが対応づけられている。各単位発光領域ＥＵにおいて、表示電極Ｘ，Ｙによって面放電セル（表示のための主放電セル）が画定され、表示電極Ｙとアドレス電極Ａとによって表示又は非表示を選択するためのアドレス放電セルが画定される。これにより、アドレス電極Ａの延長方向に連続する蛍光体２８の内、各単位発光領域ＥＵに対応した部分を選択的に発光させることができ、Ｒ，Ｇ，Ｂの組み合わせによるフルカラー表示が可能である。
【００２６】
さて、ＰＤＰ１において、誘電体層１７は、ＰｂＯを主成分とし、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＢ_２Ｏ_３などからなる非脱泡性の低融点ガラスからなる。
非脱泡性の低融点ガラスでは、その焼成温度が軟化点（５００〜６００℃程度）の近辺に設定され、焼成時に発生するガスが膨張する以前の十分に小さな気泡状態である段階で焼成が完了する。このため、誘電体層１７は大きな気泡のない均質な層となっており、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとの間において、所定の耐圧が確保されている。
【００２７】
ただし、ＳｉＯ_２を含む低融点ガラスは耐薬品性に優れ、エッチングが困難である。そこで、ＰＤＰ１では、封止が完了する以前の段階では、図１に一点鎖線で示すように、表示電極Ｘ，Ｙの外部接続部がエッチングの容易な低融点ガラス層５０で被覆され、この低融点ガラス層５０と誘電体層１７とによって表示電極Ｘ，Ｙの酸化が防止される。
【００２８】
次に、以上の構成のＰＤＰ１の製造方法について図１を参照して説明する。
ＰＤＰ１は、各ガラス基板１１，２１について別個に所定の構成要素を設け、その後にガラス基板１１，２１を重ね合わせて封止を行い、内部の排気及び放電ガスの充填を行う一連の工程によって製造される。
【００２９】
ガラス基板１１側の製造に際しては、まず、蒸着やスパッタなどによる成膜、及びフォトリソグラフィ法によるパターニングによって、ガラス基板１１上に透明導電膜４１とバス金属膜４２とを順に形成して表示電極Ｘ，Ｙを設ける。
【００３０】
次に、ガラス基板１１の電極形成面の内、表示領域ＥＨの全域を含み且つ封止領域ＥＳの外側を除く部分に、非脱泡性の第１の低融点ガラスペーストを塗布し、他の部分に化学エッチングの可能な組成の第２の低融点ガラスペーストを塗布し、これら第１及び第２の低融点ガラスペーストによって表示電極Ｘ，Ｙの全体を被覆する。このとき、被覆を完全なものにするために、２つのペースト層が例えば１ｍｍ程度の幅で重なるように塗布する。そして、その重なり部分（オーバラップ部分）において、２つのペースト層の内の軟化点の低い層が軟化点の高い層に対して上側になるように、軟化点の高い低融点ガラスペーストを先に塗布する。図１の例では、誘電体層１７に対応した第１の低融点ガラスペーストが先に塗布され、低融点ガラス層５０に対応した第２の低融点ガラスペーストが後に塗布されている。
【００３１】
続いて、第１及び第２の低融点ガラスペーストを、第１の低融点ガラスペーストの軟化点付近の温度で焼成し、誘電体層１７と電極端部を保護する低融点ガラス層５０とを形成する。焼成後の降温段階においては、２つの層のオーバラップ部分の積層順序が上述のように軟化点の高低に応じて決められているので、必ず下側の層が先に硬化する。これにより、焼成時に下側の層で発生したガスが上側の層を通って外部へ発散し、上側の層によるガスの封じ込めが起こらない。なお、積層順序が逆であって下側の層内にガスが封じ込められた場合には、ガス自体による酸化、又はガスの気泡が炸裂して生じるピンホールを介した外気よる酸化が起こり、表示電極Ｘ，Ｙの断線が生じるおそれがある。
【００３２】
このようにして誘電体層１７及び低融点ガラス層５０を設け、表示電極Ｘ，Ｙを保護した状態で、電子ビーム蒸着などによってＭｇＯ膜１８を設ける。そして、一方のガラス基板上に封止用のガラスペーストを５ｍｍ程度の幅の環状に塗布し、ガラス基板１１，２１を対向配置して熱処理を行う。この熱処理によりガラスペーストが焼成されて封止ガラス３１となり、放電空間３０が密閉される。
【００３３】
封止を終えると、外部との電気的な接続を可能とするために、表示電極Ｘ，Ｙの端部を覆う低融点ガラス層５０、すなわち低融点ガラス層５０の内の封止ガラス３１より外側の部分を除去する。低融点ガラス層５０の除去は、一体化されたガラス基板１１，２１を硝酸溶液に浸すウェットエッチング（化学エッチング）により行う。
【００３４】
上述の実施例によれば、表示電極Ｘ，Ｙを２種の低融点ガラスによって保護するようにしたので、エッチングの可否を考慮することなく誘電体層１７の材質を最適化することができる。
【００３５】
上述の実施例によれば、誘電体層１７と低融点ガラス層５０とをオーバラップするように設けたので、２層の境目での表示電極Ｘ，Ｙの露出を避けることができる。また、２層の積層順序を軟化点によって特定したので、下側の層におけるガスの封じ込めに起因する表示電極Ｘ，Ｙの断線を防止することができる。
【００３６】
上述の実施例においては、誘電体層１７と低融点ガラス５０との境界位置を封止ガラス３１を設ける封止領域ＥＳ内とした例を挙げたが、境界位置は表示領域ＥＨの外側であればよい。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、耐圧の低下を招く誘電体層中の気泡の発生を抑えることができ、不要の放電による電極の損傷を防止して信頼性を高めることができる。
【００３８】
請求項２の発明によれば、エッチングの可否を考慮することなく誘電体層の材質を最適化することができる。
請求項３の発明によれば、表示電極をより確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＰＤＰの要部の構成を示す断面図である。
【図２】ＰＤＰの外観形状を示す斜視図である。
【図３】ＰＤＰの１画素に対応する部分の基本的な構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１１，２１ガラス基板（基板）
１７誘電体層
３１封止ガラス
５０低融点ガラス層
ＥＨ表示領域
ＥＳ封止領域
Ｘ，Ｙ表示電極

Claims

前面側基板上に面放電を生じさせる複数の表示電極とそれらを被覆する誘電体層とを有したＡＣ型のプラズマディスプレイパネルであって、
表示領域内の前記誘電体層が、焼成時に発生するガスが膨張する以前の段階で焼成が完了する非脱泡性の低融点ガラスからなる単一の層である
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
表示電極が誘電体層で被覆されたＡＣ型のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
基板上に前記表示電極を形成する工程と、
前記基板の電極形成面の内、表示領域を含み且つ封止領域の外側を除く部分に、焼成時に発生するガスが膨張する以前の段階で焼成が完了する非脱泡性の低融点ガラスからなる前記誘電体層を設け、他の部分に化学エッチングの可能な低融点ガラス層を設け、前記誘電体層及び前記低融点ガラス層によって前記表示電極の全体を被覆する工程と、
前記基板と別の基板とを対向配置し、これら基板の周囲を封止ガラスによって封止する工程と、
前記低融点ガラス層における前記封止ガラスの外側の部分を化学エッチングによって除去し、前記表示電極の端部を露出させる工程と、
を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
請求項２記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記誘電体層及び前記低融点ガラス層を、これら２つの層の内の軟化点の低い層が軟化点の高い層に対して上側になるように部分的に重ねて設ける
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記表示電極は透明導電膜とバス金属膜とからなるとともに、前記非脱泡性の低融点ガラスはＰｂＯを主成分とし、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃ 、およびＢ₂ Ｏ₃を含む
請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
前記表示電極は透明導電膜とバス金属膜とからなるとともに、前記誘電体層は５００℃以上６００℃以下の軟化点の低融点ガラスペーストをその軟化点付近の温度で焼成してなる
請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。