JP4346851B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状誘電体材料およびそれを用いたプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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いる。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等の数多くのものがあり、そのうちの一部は市販され、一部は開発中である。これらの表示デバイス中でもプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）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等の理由から、ＰＤＰを用いたディスプレイは、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が進められている。
【０００３】
この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。
【０００４】
図２にＰＤＰのパネル構造の一例を示しており、この図２に示すようにＰＤＰは、前面パネル１と背面パネル２とから構成されている。
【０００５】
前面パネル１は、フロート法による硼珪素ナトリウム系ガラス等からなるガラス基板などの透明な前面側の基板３上に、ストライプ状の表示電極４を複数対配列して形成し、そしてその表示電極４群を覆うように誘電体層５を形成し、その誘電体層５上にＭｇＯからなる保護膜６を形成することにより構成されている。なお、表示電極４は、透明電極４ａおよびこの透明電極４ａに電気的に接続されたＣｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇ等からなるバス電極４ｂとから構成されている。また、前記表示電極４間には、遮光膜としてのブラックストライプ７が表示電極４と平行に複数列形成されている。
【０００６】
また、背面パネル２は、前記前面側の基板３に対向配置される背面側の基板８上に、表示電極４と直交する方向にＣｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇ等からなるアドレス電極９を形成するとともに、そのアドレス電極９を覆うように誘電体層１０を形成し、そしてアドレス電極９間の誘電体層１０上にアドレス電極９と平行にストライプ状の複数の隔壁１１を形成するとともに、この隔壁１１間の側面および誘電体層１０の表面に蛍光体層１２を形成することにより構成されている。なお、カラー表示のために前記蛍光体層１１は、通常、赤、緑、青の３色が順に配置されている。
【０００７】
そして、これらの前面パネル１と背面パネル２とは、表示電極４とアドレス電極９とが直交するように、微小な放電空間を挟んで基板３、８を対向配置するとともに、周囲を封着部材により封止し、そして前記放電空間にネオンおよびキセノンなどを混合してなる放電ガスを６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入することによりパネルが構成されている。
【０００８】
このパネルの放電空間は、隔壁１１によって複数の区画に仕切られており、そしてこの隔壁１１間に発光画素領域となる複数の放電セルが形成されるように表示電極４が設けられるとともに、表示電極４とアドレス電極９とが直交して配置されている。そして、このＰＤＰでは、表示電極４、アドレス電極９に印加される周期的な電圧によって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層に照射して可視光に変換させることにより、画像表示が行われる。
【０００９】
このようなＰＤＰにおいては、アドレス電極９、および表示電極４のバス電極４ｂには、ＡｇやＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒ等が用いられ、このうちＡｇによる電極の製造方法としては、スクリーン印刷法のようにＡｇ、樹脂、溶剤などを含有するＡｇペーストを用いる方法や、ラミネート法のように、Ａｇ、樹脂などを含有するフィルムを用いる方法などがある。いずれの場合においても、樹脂を除去する目的、あるいはＡｇ同士を融着して導電率を上昇させる目的で、５００℃以上での加熱、焼成処理を行う必要がある。
【００１０】
さらに、これらの電極を被覆する誘電体層は、プラズマを発生させるために必須の材料であり、放電効率をより高く、かつ背面板の蛍光体からの発光光をよく通すといった機能が必要とされる重要な構成要素である。
【００１１】
また、誘電体層は、従来低融点鉛ガラスなどの粉末と結着樹脂（膜形成材料層を構成する有機物質）などを含むガラスペースト組成物をスクリーン印刷、ダイコート塗布等の方法によって塗工し、５００℃以上で加熱、焼成することで形成されていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＰＤＰにおいて、表示電極のバス電極に銀を用いると、バス電極あるいは誘電体層を形成するための焼成工程において、バス電極中の銀がイオン化し、ガラス基板中あるいは誘電体層中に拡散する。そして、この拡散した銀イオンは、フロート法にて形成されたガラス基板や誘電体層中に存在する還元性の物質によって還元されて銀のコロイド粒子を折出してしまう。この銀コロイドは、４００ｎｍ近傍の光を吸収する特性を有するため、黄変というガラスの着色が発生し、パネルの画質を著しく劣化させるという問題が発生していた。
【００１３】
このような問題を解決する方法として、ガラスペースト組成物中に銀の標準電極電位０．８Ｖ以上の単体または化合物を含有させ、銀の還元を防止する方法が知られているが、銀の還元を防止する材料の含有割合が過大となると、還元防止のための材料そのものの色により、パネル材料が着色される問題が生じる恐れがあった。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、パネルの黄変を低減させ、高画質なＰＤＰを安価に得ることを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、基板と表示電極との界面および表示電極と誘電体層との界面のうち少なくとも１つの界面に、標準電極電位が銀の標準電極電位より大きい０．８Ｖ以上のＣｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕの酸化剤の層を形成するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、基板上に銀からなるバス電極を有する複数の表示電極を配列して形成する工程と、この表示電極を覆うように基板上に誘電体層を形成する工程とを有し、前記誘電体層形成の際に、誘電体形成材料層を備えたシート状転写材料を用い、このシート状転写材料を基板上に誘電体形成材料層が基板側となるように重ね合わせて誘電体形成材料層を基板に転写することにより、基板上に誘電体層を形成し、かつ前記シート状転写材料の誘電体形成材料層の基板側表面または前記基板の誘電体形成材料層が転写される側の表面に、標準電極電位が前記銀の標準電極電位より大きい０．８Ｖ以上のＣｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕの酸化剤の層を形成することを特徴とする製造方法である。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、基板上に銀からなるバス電極を有する複数の表示電極を配列して形成する工程と、この表示電極を覆うように基板上に誘電体層を形成する工程とを有し、前記表示電極形成の際に、電極形成材料層を備えたシート状転写材料を用い、このシート状転写材料を基板上に電極形成材料層が基板側となるように重ね合わせて電極形成材料層を基板に転写することにより、基板上に表示電極を形成し、かつ前記シート状転写材料の電極形成材料層の表面または前記基板の表面に、標準電極電位が前記銀の標準電極電位より大きい０．８Ｖ以上のＣｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕの酸化剤の層を形成することを特徴とする製造方法である。
【００１８】
さらに、請求項３に記載の発明は、基板上に銀からなるバス電極を有する複数の表示電極を配列して形成する工程と、この表示電極を覆うように基板上に誘電体層を形成する工程とを有し、前記基板と表示電極との界面および前記表示電極と誘電体層との界面のうち少なくとも１つの界面に、標準電極電位が前記銀の標準電極電位より大きい０．８Ｖ以上のＣｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕの酸化剤の層を形成することを特徴とする製造方法である。
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について、図１の図面を参照しながら説明する。
【００２４】
本発明は、銀の還元防止を最も効率的に達成するもので、誘電体層、表示電極およびガラス基板の少なくとも一つの界面に集中的に銀の還元防止剤を含有させることを特徴とし、さらにこれをシート状転写材料を用いることで実現するものである。
【００２５】
ところで、ペースト組成物を扱う場合は、その流動性から界面に材料を添加しても拡散により容易に全体に広がる。特に、ペースト組成物の乾燥工程では、ベナードセルと呼ばれる対流が発生することが知られており、そのため膜全体に広がりやすい。また、銀の拡散を誘電体焼成後に膜断面のＥＤＸ（エネルギー・ディスパーシブ・Ｘレイ・スペクトロメーター：Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）で調査すると、銀は電極を中心に電極の周りに存在し、誘電体膜全体に広がらないことが明らかとなっている。
【００２６】
すなわち、誘電体または電極材料の膜全体に銀の還元防止剤を含有させても効率がよくなく、また着色は誘電体層にも発生するが、その大部分はガラス基板で発生することから、電極とガラス基板、誘電体層とガラス基板の界面が銀の還元防止に最も重要である。
【００２７】
すなわち、本発明によれば、最も還元防止に重要な部分にのみ選択的に還元剤を含有させることができ、ガラスまたはペースト組成物の特性を変化させることなく効果を発揮させることができるものである。
【００２８】
次に、本発明によるＰＤＰの製造方法において、前面パネルの製造工程を説明する。
【００２９】
まず、前面側基板であるフロート法により製造されたガラス基板の受入れを行った後、洗浄を行い、その後基板全面にＩＴＯからなる透明導電膜の成膜を行う。そして、フォトリソグラフィー法を用いて透明導電膜を所望の形状にパターニングし透明電極を形成する。
【００３０】
その後、ガラス基板に対し、電極前駆体を形成する。このときに利用する電極前駆体としては、まずＡｇなどの電極材料の粉末、結着樹脂および溶剤を含有するペースト状のＡｇ粉末含有組成物（Ａｇペースト組成物）を調製し、次にこのＡｇペースト組成物を支持フィルム上に塗布し、塗膜を乾燥させて電極形成材料層を形成し、その上にカバーフィルムを圧着して設けてシート状転写材料としたものを用い、このシート状転写材料を基板上に電極形成材料層が基板側となるように重ね合わせて電極形成材料層を基板に転写する。ペースト組成物を支持フィルム上に塗布する方法としては、ローラーコーターによる塗布方法、ドクターブレードなどのブレードコーターによる塗布方法、カーテンコーターによる塗布方法などを挙げることができる。
【００３１】
このとき、前記シート状転写材料の電極形成材料層表面、または前記基板表面に銀の還元を防止する材料を形成する。形成手法としては、スプレー法、塗布等が挙げられるが、表面に形成することができればそれらに限るものではない。その後、転写された電極形成材料層を焼成することにより、前記ガラス基板の表面に電極前駆体を形成する。
【００３２】
図１に、前記シート状転写材料による電極形成材料層の転写工程の一例を示している。図１に示すように、シート状転写材料２１の膜形成材料層の表面からカバーフィルムを剥離した後、スプレー２２によるスプレー法で銀の還元防止材料である酸化剤をシート状転写材料の電極形成材料層表面に形成した後、電極形成材料層の表面がガラス基板２３に接するようにシート状転写材料２１を重ね合わせながら、シート状転写材料２１上から加熱ローラー２４により熱圧着してガラス基板２３に固定する。その後、固定された電極形成材料層から支持フィルムを剥離除去することにより、ガラス基板２３上に電極形成材料層を転写することができる。このとき、圧着するローラーは加熱してもよいし、しなくてもよい。
【００３３】
ここで、転写条件としては、例えば加熱ローラーの表面温度は６０〜１２０℃、加熱ローラーによるローラー圧は１〜５ｋｇ／ｃｍ²、加熱ローラーの移動速度は０．２〜１０．０ｍ／分とする。このような操作（転写工程）は、ラミネータ装置により行うことができる。なお、ガラス基板は予熱しておいてもよく、予熱温度としては、例えば４０〜１００℃とすることができる。
【００３４】
なお、シート状転写材料への銀の還元防止材料の形成は、シートそのものを作製する時にあらかじめ形成しておいてもよい。また、前記シート状転写材料としては、扱い易くするために支持フィルム上に形成した電極形成材料層の表面に、剥離が容易に行えるように離形剤の処理を施したカバーフィルムを積層したものを用いてもよい。このとき、離形剤に銀の還元防止を行う酸化剤を含有させてもよい。また、フィルムとの粘着性を制御するために用いられる粘着剤に酸化剤を含有させておいてもよい。
【００３５】
以上のようにして電極前駆体をガラス基板上に形成した後、パターンニングするとともに焼成を行うことによりバス電極を構成することができる。なお、この電極形成のための焼成は、電極のみを行ってもよいし、ブラックストライプ、誘電体層を形成時に、同時に焼成してもよい。このときの電極前駆体の焼成はガラス成分の軟化点以上の温度で数分から数十分放置が好ましい。また、焼成工程も電極形成面を下にして焼成する方がより好ましい。
【００３６】
次に、ブラックストライプを同様にして形成した後、誘電体層の形成を行うのであるが、まず所定のパターンに加工された電極を被覆するように誘電体前駆体を形成する。このときに利用する誘電体前駆体としては、まずガラス粉末、結着樹脂および溶剤を含有するペースト状のガラス粉末含有組成物（ガラスペースト組成物）を調製し、次にこのガラスペースト組成物を支持フィルム上に塗布し、塗膜を乾燥して誘電体形成材料層を形成し、その上にカバーフィルムを圧着して設けてシート状転写材料としたものを用い、このシート状転写材料を基板上に誘電体形成材料層が基板側となるように重ね合わせて誘電体形成材料層を基板に転写する。
【００３７】
そして転写された誘電体形成材料層を焼成することにより、前記ガラス基板の表面に誘電体層を形成する。このときシート状転写材料への銀の還元防止材料の形成は、前記電極形成時と同様に行えばよい。
【００３８】
また、このとき使用されるガラス粉末は、焼成時のガラスの粘度低下の観点から軟化点が高く焼成温度付近のものを使用することが好ましいが、これに限定されるものではない。さらに、焼成は、誘電体前駆体に含まれるガラス成分の軟化点以上の温度で数分から数十分放置する。この操作により、誘電体前駆体は誘電体に変化する。また、この焼成工程も上記電極形成時と同様、誘電体層形成面を下にして焼成する方がより好ましい。
【００３９】
次に、誘電体層上にＭｇＯからなる保護膜を電子ビーム蒸着などにより成膜し、焼成することにより、前面パネルを作製することができる。
【００４０】
次に、本発明によるＰＤＰの製造方法において、背面パネルの製造方法について説明すると、まずフロート法により製造された背面パネルの背面側基板としてのガラス基板に対し、前面パネルと同様にしてアドレス電極を形成する。その上に前面パネルと同様にして誘電体層を形成し、その上に隔壁を形成する。
【００４１】
この誘電体層および隔壁の形成に利用する材料としては、ガラス粉末、結着樹脂および溶剤を含有するペースト状のガラス粉末含有組成物（ガラスペースト組成物）を調製し、このガラスペースト組成物を支持フィルム上に塗布した後、塗膜を乾燥して膜形成材料層を形成したもので、支持フィルム上に形成された膜形成材料層を、アドレス電極が形成されたガラス基板の表面に上記前面パネルと同様の手法で転写により固着し、この転写で固着された膜形成材料層を焼成することにより、前記ガラス基板の表面に誘電体層を形成することができる。
【００４２】
その後、隔壁を形成する方法としては、フォトリソグラフィー法やサンドブラスト法を用いて形成することができる。
【００４３】
次に、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する蛍光体を塗布し焼成を行って隔壁間に蛍光体層を形成することにより、背面パネルを得ることができる。
【００４４】
そして、このようにして作製した前面パネルと背面パネルとを、それぞれの表示電極とアドレス電極がほぼ直角に交差するように位置合わせをして対向配置し、その周辺部をシール材によって封着して貼り合わせ、その後隔壁で仕切られた空間のガスの排気を行い、次にＮｅ、Ｘｅ等の放電ガスを封入してガス空間を封止することにより、図２に示すような構成のＰＤＰを完成させることができる。
【００４５】
以上の説明から明らかなように、表示電極に銀を用いる場合、表示電極あるいは誘電体の形成工程における焼成工程において、表示電極中の銀がイオン化してガラス基板中あるいは誘電体層中に拡散し、その銀イオンがフロート法にて形成されたガラス基板や誘電体層中に存在する還元性の物質によって還元されて銀のコロイド粒子を折出してしまう。そして、この銀コロイドは、４００ｎｍ近傍光を吸収する特性を有するため、黄変というガラスの着色が発生し、パネルの画質を著しく劣化させてしまうが、本発明によれば、電極形成材料層または誘電体形成材料層を有するシート状転写材料の電極形成材料層または誘電体形成材料層にのみ酸化剤を含有させるものであり、表示電極に用いられる銀の還元防止を最も効果的に実現することができる。
【００４６】
また、本発明においては、酸化剤として、標準電極電位が０．８Ｖ以上の単体または化合物を用いることにより、銀の標準電極電位が約０．８Ｖであるため、それよりも大きな値を持つ単体または化合物の酸化剤により、Ａｇ⁺が還元されてＡｇコロイドになり、ガラス基板および誘電体層が着色するのを防止することができる。これらの単体または化合物としては、Ｃｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕが効果的であり、これらの少なくとも一つを用いればよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、パネルの黄変の原因となる銀の還元を抑制する酸化剤を最も効果的に配置することができるため、酸化剤の含有による元の材料の着色や特性の変化を引き起こすことなく、パネルの黄変を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法における要部工程を示す概略図
【図２】プラズマディスプレイパネルを示す斜視図
【符号の説明】
１ 前面パネル
２ 背面パネル
３、８ 基板
４ 表示電極
５ 誘電体層
９ アドレス電極
２１ シート状転写材料

Claims (3)

1. 基板上に銀からなるバス電極を有する複数の表示電極を配列して形成する工程と、この表示電極を覆うように基板上に誘電体層を形成する工程とを有し、前記誘電体層形成の際に、誘電体形成材料層を備えたシート状転写材料を用い、このシート状転写材料を基板上に誘電体形成材料層が基板側となるように重ね合わせて誘電体形成材料層を基板に転写することにより、基板上に誘電体層を形成し、かつ前記シート状転写材料の誘電体形成材料層の基板側表面または前記基板の誘電体形成材料層が転写される側の表面に、標準電極電位が前記銀の標準電極電位より大きい０．８Ｖ以上のＣｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕの酸化剤の層を形成す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。
2. 基板上に銀からなるバス電極を有する複数の表示電極を配列して形成する工程と、この表示電極を覆うように基板上に誘電体層を形成する工程とを有し、前記表示電極形成の際に、電極形成材料層を備えたシート状転写材料を用い、このシート状転写材料を基板上に電極形成材料層が基板側となるように重ね合わせて電極形成材料層を基板に転写することにより、基板上に表示電極を形成し、かつ前記シート状転写材料の電極形成材料層の表面または前記基板の表面に、標準電極電位が前記銀の標準電極電位より大きい０．８Ｖ以上のＣｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕの酸化剤の層を形成す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。
3. 基板上に銀からなるバス電極を有する複数の表示電極を配列して形成する工程と、この表示電極を覆うように基板上に誘電体層を形成する工程とを有し、前記基板と表示電極との界面および前記表示電極と誘電体層との界面のうち少なくとも１つの界面に、標準電極電位が前記銀の標準電極電位より大きい０．８Ｖ以上のＣｅ、Ｍｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｃｕの酸化剤の層を形成す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。

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