JP3576955B2

JP3576955B2 - カラープラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP3576955B2
Application number: JP2000326815A
Authority: JP
Inventors: 拓男篠原
Original assignee: 鹿児島日本電気株式会社
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002134038A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラープラズマディスプレイパネルに関し、特に透明誘電体層内に形成するブラックストライプやカラーフィルタ層などの構造物の組成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラープラズマディスプレイパネルは、ガス放電によって発生した紫外線によって、蛍光体を励起発光させ、表示動作させるフラットパネルディスプレイである。放電の形態からＡＣ型とＤＣ型に分けることが出来る。この中でＡＣ型は輝度、発光効率、寿命の点でＤＣ型より優れており、ＡＣ型の中でも反射型ＡＣ面放電型が輝度、発光効率の点で優れている。
【０００３】
そのような反射型ＡＣ面放電カラープラズマディスプレイパネルの基本構成は、複数の書込電極群（データ電極群）を備える背面基板と、面放電用の維持電極対群（走査電極と共通電極との対群）を備える前面基板とを放電ガスを介して対向配置させたものである。書込電極群の各電極は隔壁で仕切られ、蛍光体で覆われている。面放電のための維持電極群は、透明なガラスの前面基板に複数のストライプ状の透明電極を形成したものであり、その電気抵抗を下げるためバス電極を透明電極の一辺に沿って形成し、これらを透明誘電体層で覆っている。この隣り合う透明電極の間に、数十ｋＨｚから数百ｋＨｚのパルス状ＡＣ電圧を印加し放電を発生させ、表示動作を行なう。カラープラズマディスプレイパネルの場合は、この透明誘電体層内にカラーフィルタやブラックストライプなどが形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
室温において表示駆動を行うと、表示パネルはガス放電により温度上昇し、高温状態（約８０℃）になると安定した駆動が出来なくなる。これは、以下の原因のためである。パネルの温度が上昇すると、透明誘電体層内において、カラーフィルタやブラックストライプを構成する材料に含まれるアルカリ金属の移動が起きやすくなる。この時、アルカリ金属の移動は透明電極とバス電極で形成されている面放電電極間のリーク電流として働くため、透明誘電体層で形成されたコンデンサーの電圧降下を引き起こす。その結果、常温で設定された電圧で駆動を行い、パネルの温度が上昇してくると、パネルの書込み放電電圧が上昇しパネルの正常な駆動が行えないという問題が生じる。
【０００５】
このような問題に対する従来の対応は、透明誘電体層をアルカリフリーの材料とするとともに、カラーフィルタやブラックストライプをもアルカリフリーの材料で構成するというものである。なお、アルカリフリーとはいうものの、アルカリ金属の含有量が零という訳ではなく、十数ｐｐｍ程度は不純物として除去されずに残るが、一般にこの程度の不純物を含んだ材料をアルカリフリーと呼んでおり、本発明でも、カラーフィルタ層中のアルカリ金属のトータルが１００ｐｐｍ未満のものや、ブラックストライプ中のアルカリ金属のトータルが２０ｐｐｍ未満のものをアルカリフリーと呼ぶこととする。
【０００６】
しかし、透明誘電体層をアルカリフリーとすることは通常行われるが、カラーフィルタをアルカリフリーとするには、特殊な顔料を採用することなどが必要となり、きわめて高価な材料とならざるを得ず、コスト低減の大きな障害であった。
【０００７】
したがって、本発明は、そのような高価なアルカリフリーのカラーフィルタなどを用いなくて済む材料を採用して、低コストなプラズマディスプレイパネルの製造を可能とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者は、種々の材料を検討した結果、構造物に含まれるアルカリ金属の含有量をある程度まで減せば、アルカリフリーと呼ぶ程まで減らさずともリーク電流を抑制できることを見出し、本発明に到った。本発明によれば、放電ガスを介在して対向配置された基板の一方の基板上で透明誘電体層で覆われた隣接する透明電極を備えたカラープラズマディスプレイパネルにおいて、前記透明誘電体層は、アルカリフリーの材料で形成されており、且つ、当該透明誘電体層内に形成された前記透明電極以外の構造物のアルカリ金属含有量をＮａ：１０００ｐｐｍ以下、Ｋ：５００ｐｐｍ以下、Ｃａ：３００ｐｐｍ以下、Ｍｇ：２００ｐｐｍ以下とすることを特徴とするカラープラズマディスプレイパネルが得られる。
【０００９】
前記構造物はブラックストライプおよびカラーフィルタ層の少なくとも一方であり、とくに、前記ブラックストライプと前記カラーフィルタ層のトータルのアルカリ金属含有量をＮａ：９００ｐｐｍ以下、Ｋ：６０ｐｐｍ以下、Ｃａ：１３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１２０ｐｐｍ以下とするとともに、前記カラーフィルタ層内のアルカリ金属含有量はＮａ：１８０ｐｐｍ以下、Ｋ：３０ｐｐｍ以下、Ｃａ：３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：７０ｐｐｍ以下となるように構成することが好ましい。
【００１０】
さらに、前記ブラックストライプと前記カラーフィルタ層のトータルのアルカリ金属含有量をＮａ：５００ｐｐｍ以下、Ｋ：２８ｐｐｍ以下、Ｃａ：２５０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１５０ｐｐｍ以下とするとともに、前記ブラックストライプ材料のアルカリ金属含有量がＮａ：１０ｐｐｍ以下、Ｋ：５ｐｐｍ以下、Ｃａ：５ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１ｐｐｍ以下となるように構成することも望ましい。
【００１１】
このようにカラープラズマディスプレイパネルを構成することにより、パネルの高温動作時に全面に渡って均一な駆動が実現出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１に示すＡＣ面放電型カラーＰＤＰの前面基板１０を図中のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った断面図である図２および図３に示すような構造とする。すなわち、ガラス板等の透明基板１１上にストライプ状に維持電極用透明電極１２１および走査電極用透明電極１２２を形成する。これら透明電極としてはＩＴＯや酸化錫等が考えられるが本実施例ではＩＴＯを使用し、パターニングはベタで成膜されたものをエッチングする事で行った。
【００１４】
これら透明電極１２１および１２２上、もしくはこれに一部が接するように金属で出来たバス電極１３１およびバス電極１３２をそれぞれ配置する。バス電極としてはＡｇ、Ａｌ、Ｃｕ等が考えられるが、ここではＡｇを使用した。Ａｇはガラスフリット、樹脂を混ぜてペースト状にされたものをスクリーン印刷法を用いて印刷を行いパターニングした。
【００１５】
この透明電極とバス電極を覆うように透明誘電体層１４をベタで形成する。透明誘電体層１４はガラスフリットと樹脂でペースト状にされたものを、スクリーン印刷法で印刷する事で形成した。１本の透明電極とそれに接するバス電極で１本の面放電電極が形成され、隣り合った二本の面放電電極間で透明誘電体層を介して表示用の放電が行なわれる。
【００１６】
この透明誘電体層１４上にバス電極と直交する方向でブラックストライプ１５を形成する。ブラックストライプ１５はガラスフリットに無機の黒色顔料が混合されているものを使用した。このブラックストライプ間に三色（赤色、緑色、青色）のカラーフィルタ層１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂをストライプ状に形成する。赤色カラーフィルタ層１６Ｒ、緑色カラーフィルタ層１６Ｇ、青色カラーフィルタ層１６Ｂはそれぞれ無機の赤、緑、青の顔料で形成し、緻密な膜を形成する。
【００１７】
さらに、これらブラックストライプおよびカラーフィルタ層を透明誘電体層１７で覆い、その上をＭｇＯなどの保護膜１９で覆う。
【００１８】
本発明の目的を達成するには、ブラックストライプ１５とカラーフィルタ層にそれぞれ含まれるアルカリ金属がＮａ：１０００ｐｐｍ以下、Ｋ：５００ｐｐｍ以下、Ｃａ：３００ｐｐｍ以下、Ｍｇ：２００ｐｐｍ以下となるようにブラックストライプ１５の材料、及びカラーフィルタ層１６の材料を選択しなければならない。なお、市販されているカラーフィルタペーストに含有されるアルカリ金属のトータルを１００ｐｐｍ未満とすることは、技術的な困難を伴う上、高価となるので、本発明では、そのトータルが１００ｐｐｍ以上となるようにしている。一方、ブラックストライプペーストでは、含有されるアルカリ金属のトータルを２０ｐｐｍ未満とすることは、技術的な困難を伴うので、そのトータルが２０ｐｐｍ以上となるようにしている。
【００１９】
望ましい材料として、本実施例で使用したこれらの材料のアルカリ金属含有量はブラックストライプとカラーフィルタ層のトータルでＮａ：９００ｐｐｍ以下、Ｋ：６０ｐｐｍ以下、Ｃａ：１３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１２０ｐｐｍ以下で、この内カラーフィルタ層内のアルカリ金属含有量はＮａ：１８０ｐｐｍ以下、Ｋ：３０ｐｐｍ以下、Ｃａ：３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：７０ｐｐｍ以下であり、低アルカリのカラーフィルタ材料を使用して構成する。
【００２０】
上記の例では低アルカリのカラーフィルタ材料を使用したが、低アルカリのブラックストライプ材料を使用することもできる。すなわち、ブラックストライプおよびカラーフィルタ層の両方のトータルでＮａ：５００ｐｐｍ以下、Ｋ：２８ｐｐｍ以下、Ｃａ：２５０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１５０ｐｐｍ以下とし、ブラックストライプ材料のアルカリ金属含有量がＮａ：１０ｐｐｍ以下、Ｋ：５ｐｐｍ以下、Ｃａ：５ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１ｐｐｍ以下となるように構成する。
上記アルカリ金属含有量の条件を満足するブラックストライプ用ペーストとしては、デュポン（株）が販売している製品名「ＤＧ２１２」からアルカリ金属を上記レベル（Ｎａ：１０ｐｐｍ以下、Ｋ：５ｐｐｍ以下、Ｃａ：５ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１ｐｐｍ以下）まで低減したペーストが採用出来る。またカラーフィルタペーストとしては、ザ・インクテック（株）が販売している次の各色ごとのペースト製品名が採用できる。
【００２１】
赤：「ＲＰＶ−７０」のペーストからアルカリ金属を上記レベル（Ｎａ：１８０ｐｐｍ以下、Ｋ：３０ｐｐｍ以下、Ｃａ：３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：７０ｐｐｍ以下）まで低減したペースト
緑：「ＮＫ−Ｇ１４（Ａ）」
青：「ＢＰＶ−７０」
なお、参考までに記述するならば、従来一般に使用されていたカラーフィルタ層内のアルカリ金属含有量はＮａ：約１２００ｐｐｍ、Ｋ：約５０ｐｐｍ、Ｃａ：約２７００ｐｐｍ、Ｍｇ：約７６０ｐｐｍである。一方、従来のブラックストライプペーストのアルカリ金属含有量はＮａ：約４５００ｐｐｍ、Ｋ：約２８０ｐｐｍ、Ｃａ：約２７０ｐｐｍ、Ｍｇ：約３７０ｐｐｍである。
【００２２】
本発明では、透明誘電体層としてはアルカリフリーのものを使用することを前提としている。アルカリフリーの透明誘電体用ペーストとしては、（株）ノリタケカンパニーリミテッドが販売している、「ＮＰ−７９８２」、「ＮＰ−７９７２」などを使用できる。
【００２３】
背面基板２０の構造は図１に示すように従来技術と同様であり、次の通りに構成される。ガラス板等の絶縁性基板２１上にストライプ状のデータ電極２２を形成する。
【００２４】
データ電極２２の材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等が考えられるが、ここではＡｇを使用した。Ａｇはガラスフリット、樹脂を混ぜてペースト状にされたものをスクリーン印刷法を用いて印刷を行いパターニングした。これを被服するように誘電体層２４をベタで形成する。誘電体層２４はガラスフリットと樹脂でペースト化したものをスクリーン印刷法で印刷する事で形成する。この上にストライプ状の隔壁２８を形成する。隔壁２８はガラスペーストを基板上にベタで形成し、サンドブラスト法で不要な部分を切削する事で形成するこの隔壁間に三色の蛍光体２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂをそれぞれ形成する。赤色蛍光体層２６Ｒ、緑色蛍光体層２６Ｇ、青色蛍光体層２６Ｂの形成はスクリーン印刷法、もしくはディスペンサーなどで隔壁間に流し込む方法が考えられるが、本実施例ではスクリーン印刷法で形成した。前面基板２０のブラックストライプ１５と背面基板２０の隔壁２８の位置を合わせるように、且つ前面基板１０のカラーフィルタ層の色と背面基板２０の蛍光体の発光色が一致するように、前面基板と背面基板を貼りあわせ、貼りあわせる事で生じた二枚の基板間に放電ガスを封入する。
【００２５】
次に、本発明の実施の形態の動作について図１を参照して説明する。前面基板側の面放電電極１２１，１２２と透明誘電体層１４でコンデンサーが形成されている。表示動作を行うセルに対して、この前面基板側の走査電極用透明電極１２２と背面基板側のデータ電極２２との間で書き込み放電を発生せる事により、前面基板側の透明誘電体層１４に電荷が蓄積される。この放電の後、引き続き面放電電極１２１，１２２に印加される電圧と前面基板の透明誘電体層１４に蓄積された電荷の効果によって、対になっている面放電電極間で放電が始まる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、透明誘電体層およびその中に設けられた構造物中のアルカリ金属を適切な量まで低減しているので、この透明誘電体層中でのリーク電流が微小になり、その結果透明誘電体層で形成されたコンデンサーの電圧が降下しない。これにより、高温状態のパネルでも安定した表示動作を行うことができる構成を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＡＣ面放電型カラーＰＤＰの一部を示す概略斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った前面基板の断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿った前面基板の断面図である。
【符号の説明】
１０前面基板
１１透明基板
１２１維持電極用透明電極
１２２走査電極用透明電極
１３１、１３２バス電極
１４透明誘電体層
１５ブラックストライプ
１６Ｒ赤色カラーフィルタ層
１６Ｇ緑色カラーフィルタ層
１６Ｂ青色カラーフィルタ層
１７透明誘電体層
１９保護層
２０背面基板
２１基板
２２データ電極
２４誘電体層
２６Ｒ赤色蛍光体層
２６Ｇ緑色蛍光体層
２６Ｂ青色蛍光体層
２８隔壁

Claims

放電ガスを介在して対向配置された基板の一方の基板上で透明誘電体層で覆われた隣接する透明電極を備えたカラープラズマディスプレイパネルにおいて、前記透明誘電体層は、アルカリフリーの材料で形成されており、且つ、当該透明誘電体層内に形成された前記透明電極以外の構造物のアルカリ金属含有量をＮａ：１０００ｐｐｍ以下、Ｋ：５００ｐｐｍ以下、Ｃａ：３００ｐｐｍ以下、Ｍｇ：２００ｐｐｍ以下とすることを特徴とするカラープラズマディスプレイパネル。
前記構造物はブラックストライプおよびカラーフィルタ層の両方で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラープラズマディスプレイパネル。
前記構造物はブラックストライプであることを特徴とする請求項１に記載のカラープラズマディスプレイパネル。
前記ブラックストライプ中の前記アルカリ金属含有量のトータルが２０ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のカラープラズマディスプレイパネル。
前記構造物はカラーフィルタ層であることを特徴とする請求項１に記載のカラープラズマディスプレイパネル。
前記カラーフィルタ中の前記アルカリ金属含有量のトータルが１００ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項２又は請求項５に記載のカラープラズマディスプレイパネル。
放電ガスを介在して対向配置された基板の一方の基板上で透明誘電体層で覆われた隣接する透明電極を備えたカラープラズマディスプレイパネルにおいて、前記透明誘電体層は、アルカリフリーの材料で形成されており、且つ、当該透明誘電体層内に形成されたブラックストライプとカラーフィルタ層のトータルのアルカリ金属含有量をＮａ：９００ｐｐｍ以下、Ｋ：６０ｐｐｍ以下、Ｃａ：１３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１２０ｐｐｍ以下とするとともに、前記カラーフィルタ層内のアルカリ金属含有量はＮａ：１８０ｐｐｍ以下、Ｋ：３０ｐｐｍ以下、Ｃａ：３０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：７０ｐｐｍ以下となるように構成することを特徴とするカラープラズマディスプレイパネル。
放電ガスを介在して対向配置された基板の一方の基板上で透明誘電体層で覆われた隣接する透明電極を備えたカラープラズマディスプレイパネルにおいて、前記透明誘電体層は、アルカリフリーの材料で形成されており、且つ、当該透明誘電体層内に形成されたブラックストライプとカラーフィルタ層のトータルのアルカリ金属含有量をＮａ：５００ｐｐｍ以下、Ｋ：２８ｐｐｍ以下、Ｃａ：２５０ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１５０ｐｐｍ以下とするとともに、前記ブラックストライプ材料のアルカリ金属含有量がＮａ：１０ｐｐｍ以下、Ｋ：５ｐｐｍ以下、Ｃａ：５ｐｐｍ以下、Ｍｇ：１ｐｐｍ以下となるように構成することを特徴とするカラープラズマディスプレイパネル。