JPH10321143A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】明るい室内や屋外でも外光の反射の影響が少な
く表示コントラストに優れ、なおかつ、広い視野角を有
するプラズマディスプレイパネルを提供する。 【解決手段】背面基板３５と前面基板２１が隔壁３３で
所定の間隔を有して対向し、内部に放電可能なガスを充
填してなるプラズマディスプレイパネル１００におい
て、前面基板２１上に着色パターン２２、２３、２４、
透明なオーバーコート層２６が順次形成され、さらにそ
の上に電極、誘電体２７が形成された構造であり、オー
バーコート層２６の厚みＤがＬ／ｔａｎ５０°−Ｄ₂ よ
り小さいプラズマディスプレイパネル。但し、Ｌは隔壁
の幅、Ｄ₂ は前面基板の誘電体の厚さ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマディスプレ
イに関し、特に、カラーフィルタを組み込んだ前面基板
を使用したプラズマディスプレイパネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイパネルは、ガス放
電を利用して発光表示を行うものであり、放電現象の大
きな非線形性や高速応答性、特有のメモリー効果を有す
る等の優れた特徴があり、壁掛けタイプの情報表示装置
などに使用されている。

【０００３】ＡＣ型プラズマディスプレイパネルを例に
プラズマディスプレイパネルの構造を説明する。ＡＣ型
プラズマディスプレイパネルは図３に示すように、２枚
の基板を一定の間隔を有するように隔壁８を隔てて保持
し、この間隙に真空排気したのち放電可能な希ガスを封
入した構造を有する。２枚の基板のうちの１枚は画像を
見る側の基板であり前面基板と称される。この前面基板
には透明な基板１が使用され、基板上には透明電極２、
バス電極３が順次形成されたのち、さらに透明誘電体
４、保護層５が順次形成されている。

【０００４】もう１枚の基板は背面基板１３と称され、
アドレス電極６、誘電体７、隔壁８が順次形成されてお
り、さらに赤色蛍光体９、緑色蛍光体１０、青色蛍光体
１１がその発光色に応じて隔壁側面および底面に形成さ
れている。

【０００５】この２枚の基板は隔壁がスペーサとなって
２枚の基板の間隔を一定に保持するように組み立てられ
ており、周辺部をガラスフリット１２でシールしたのち
内部を真空にし、キセノンなどの希ガスが封入されてい
る。

【０００６】このようなプラズマディスプレイパネルは
前面基板および背面基板に印加された信号に応じてパネ
ルの各画素部分で放電が生じ、放電によって発生した紫
外線によって蛍光体が発光する。そして、この赤色、青
色、緑色の発光点を組み合わせることでカラー画像を表
示することが出来る。

【０００７】ディスプレイの表示性能の善し悪しは明る
さ、色のきれいさ、コントラスト等によって決まる。プ
ラズマディスプレイの場合は明るさは蛍光体の発光効率
が、色のきれいさは蛍光体の発光光の色純度で決まりパ
ネルの構造、駆動方法等にも左右されるが、蛍光体の材
料に起因するところが最も大きい。

【０００８】これに対し、表示のコントラストは明暗の
比であり、発光部と非発光部の明るさの比が大きい、す
なわち発光部はより明るく、非発光部はより暗いことが
高いコントラストの表示画像を実現することになる。従
ってコントラストの高い表示画像を実現するには発光輝
度を高くすることも必要であるが、非発光時の輝度を低
くすることも重要である。特に、室内や昼間の屋外等
の、実際にディスプレイが使用される環境においては、
外光の反射が非発光時の輝度を高くしてしまう要因とな
りコントラストの低下をもたらす。

【０００９】このような外光の反射の原因の大部分を占
めるものに蛍光体の反射がある。カラープラズマディス
プレイに使用されている蛍光体は白色の無機蛍光体粉末
であり、室内光や外光の反射が大きく、この結果、黒表
示部分で外光の反射の影響をうけて十分な濃度の黒表示
が出来ないという点に加えて表示のコントラストが低下
するという問題が生じる。

【００１０】この、外光の反射によるコントラストの低
下を解消する方法としては、プラズマディスプレイの前
面に透過率が５０乃至７０％のニュートラルグレイのＮ
Ｄフィルタを貼り付ける方法やプラズマディスプレイの
前面基板の各発光色に対応した部分に色フィルタを設け
る方法が提案されている。

【００１１】これらの方法では、外光はフィルタを通る
際にそのフィルタの透過率に応じて減光されたのち蛍光
体表面で反射され再びフィルタ部分で減光される。これ
に対し発光光はフィルタを１回透過して表示光となる。
例えば、発光光の発光強度を１００、外光の反射を１
０、と仮定し発光光強度を反射光強度で除した値をコン
トラストと定義すれば、この場合のコントラストは１０
である。透過率７０％のＮＤフィルターを使用した場合
には、発光光強度は７０となるが、反射光強度は４．９
に減少しコントラストは１４になる。即ち、コントラス
トが４０％向上すると同時に黒表示の輝度も５０％低下
する。

【００１２】各発光色毎にパターン化された色フィルタ
を使用する方法では、例えば対応する色の発光波長での
透過率が７０％以上、その他の色の透過率が３０％以下
の色特性のフィルタが使用される。この場合発光光の強
度はＮＤフィルタと同様に７０となるが、反射光は赤
色、緑色、青色の何れかの波長域では４．９、その他の
２つの波長域では０．９となり平均すれば２．２とな
る。従ってコントラストは３２となり、ＮＤフィルタに
比べて色フィルタの方が効果が優れている。

【００１３】プラズマディスプレイにおいては、パネル
の組立プロセスで５００乃至６００°Ｃでの焼成が必要
なことから、色フィルターには組立プロセスに対応でき
るだけの高い耐熱性が不可欠である。この為、液晶ディ
スプレイ等に使用されているカラーフィルタをそのまま
使用する事は出来ず、着色剤として耐熱性の高い無機顔
料を使用して製造したカラーフィルタが使用される。カ
ラーフィルタは、着色材である顔料がバインダーによっ
て一定のパターン形状を形成しているが、バインダーも
通常液晶ディスプレイのカラーフィルタで使用されてい
る有機物は使用出来ず、低融点ガラスなどの無機系の材
料が使用される。

【００１４】このような高耐熱性のカラーフィルタのパ
ターンを形成する方法としては、ビヒクルに低融点ガラ
スと顔料を混合分散した印刷インキを使用して、赤色パ
ターン、緑色パターン、青色パターンを順次印刷形成し
た後焼成してビヒクルを分解してカラーフィルタを形成
する方法（以下印刷法と称する）、感光性樹脂に無機顔
料を分散した着色感光性樹脂を使用して通常のフォトリ
ソグラフィーの手法を用いて赤色パターン、緑色パター
ン、青色パターンを順次形成した後低融点ガラスを含有
する塗布液を全面に塗布し焼成して感光性樹脂を分解
し、同時に低融点ガラスを融解してオーバーコート層を
形成して顔料を固着する方法（以下フォトリソ法と称す
る）などが一般的である。また、フォトリソ法には上記
以外にも感光性樹脂に無機顔料と低融点ガラスを混合し
てパターンを形成しこれを焼成する方法もある。

【００１５】これらのカラーフィルタの形成方法のなか
で、微細なパターンを位置精度良く形成することが出来
るという点からフォトリソ法が優れていると言える。フ
ォトリソ法の中でも、無機顔料の着色パターン上に全面
にオーバーコート層を形成する方法は、着色パターンの
色間段差を平坦化することが出来るため平滑性に優れた
カラーフィルタが形成出来るという点で優れた方式であ
ると言える。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタを組み
込んだプラズマディスプレイパネルでは、前面基板の構
成として、透明基材上に順に着色パターン、透明な材質
からなるオーバーコート層が形成され、さらにその上に
電極、誘電体が形成された構造をとれば、蛍光体による
反射のみならず電極による反射も緩和出来る。

【００１７】ところで、上記の様な構造のプラズマディ
スプレイパネルにおいては、カラーフィルタはオーバー
コート層によって平滑化されている為に、その上部に透
明電極やバス電極を形成しても、断線を生じることがな
い点で優れているが、カラーフィルタの着色パターンと
電極との間にはオーバーコート層があるため、プラズマ
ディスプレイの各色の発光部分である放電空間と着色パ
ターンの間に隙間が出来、斜めから見た場合に発光色と
色フィルタとが位置ずれを起こしてしまい画像をみるこ
との出来る角度範囲が狭くなってしまうという問題があ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたものであり、その課題とす
るところは、高耐熱性の色フィルタを組み込んでさらに
カラーフィルタ上に電極を形成した前面基板を使用し、
なおかつ広い視野角のプラズマディスプレイパネルを提
供することにある。

【００１９】すなわち、本発明は、背面基板と前面基板
が隔壁で所定の間隔を有して対向し、内部に放電可能な
ガスを充填してなるプラズマディスプレイパネルにおい
て、前記前面基板上に着色パターン、透明なオーバーコ
ート層が順次形成され、さらにその上に電極、誘電体が
形成された構造であり、該オーバーコート層の厚みＤ ₁
が次式を満足することを特徴とするプラズマディスプレ
イパネルである。 Ｄ₁ ＜ Ｌ／ｔａｎ５０°−Ｄ₂ ただし、Ｌは隔壁の幅、Ｄ₂ は前面基板の誘電体の厚さ
を表す。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のプラズマディス
プレイパネルの断面の概略を示す模式図である。本発明
のプラズマディスプレイパネルは透明な前面基板２１に
コントラスト向上の目的のカラーフィルタが組み込まれ
ており、カラーフィルタの着色パターン２２、２３、２
４の境界にはブラックストライプ２５が形成されてい
る。ブラックストライプの幅は、通常、各発色セルの開
口率を低下させることがないように、隔壁の幅Ｌと同一
幅にしてある。

【００２１】さらにこの着色パターンの上には平坦化と
着色パターンの保護層を兼ねたオーバーコート層２６が
Ｄ₁ ので厚みで形成されており、この上に透明電極、金
属バス電極が順次形成され、誘電体２７が膜厚Ｄ₂ で形
成され、最上層に保護層が形成されている。一方背面基
板３５は、基板上にアドレス電極３１、誘電体３２、隔
壁３３、蛍光体３４が形成され、この前面基板と背面基
板が各色の蛍光体と着色フィルタパターンが位置合わせ
されて貼り合わせられた後、内部を真空排気し、希ガス
を封入してカラープラズマディスプレイが完成する。

【００２２】このカラープラズマディスプレイを斜めか
ら見た場合、角度が大きくなると発光光は隣の発光セル
に対応したカラーフィルタパターンを通過してしまい色
が混色してしまう。従って、このプラズマディスプレイ
の視野角θｆは ｔａｎθｆ ＝Ｌ／（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ） となる（図２参照）。

【００２３】プラズマディスプレイは自発光型のディス
プレイであり、視野角が広いことが一つの特長である。
この特長を損なわない為には、視野角θｆが５０度以上
あれば左右１００度以上の範囲で観察することが出来る
ことから、十分な視野角があると言える。従って、カラ
ーフィルタ上に形成するオーバーコートの厚みは Ｌ／（Ｄ₁ ＋Ｄ₂ ）＞ｔａｎ５０° を満足すればよい。すなわち、 Ｄ₁ ＜ Ｌ／ｔａｎ５０°−Ｄ₂ を満足すればよい。また、オーバーコート層の膜厚の下
限は着色パターンの平滑性、耐薬品性等を付与するとい
う目的を満足していればよく、通常は１μｍ以上の膜厚
で形成することが望ましい。

【００２４】

【実施例１】以下に本発明の実施例を図１ないし図２を
参照してさらに具体的に説明する。 ＜実施例１＞ソーダライムガラスからなる基板２１に、
感光性青色顔料ペーストを３００メッシュのスクリーン
印刷版を用いて塗布し、しかるのち青色パターンの開口
を有する所定のフォトマスクを用い紫外線で露光し、し
かるのち水で現像することにより幅１５０μｍの青色の
ストライプパターン２２を得た。

【００２５】ここで用いた青色顔料ペーストはＣｏＯ−
Ａｌ₂ Ｏ₃ 系青色顔料（アサヒ化成（株）製：「アサヒ
スーパーブルーＣＲ」）１５部に、感光性樹脂としてヒ
ドロキシプロピルセルロース３０部およびジペンタエリ
スリトールヘキサアクリレート（東亜合成（株）製：
「アロニックスＭ−４００」）３０部を加え、これに溶
剤として２−（２−エトキシエトキシ）エタノール９０
部を添加し、これらを三本ロールミルで練り合わせたの
ち、反応開始剤としてベンジルジメチルケタール（東亜
合成（株）製：「アロニックスＣ−１０１」）５部を加
えたものを用いた。

【００２６】同様の手順を繰り返して、幅１５０μｍの
緑色パターン２３、赤色パターン２４、幅７０μｍのブ
ラックストライプパターン２５を順次形成した。尚、こ
の際使用した緑色顔料ペーストには、緑色顔料としてＴ
ｉＯ₂ −ＣｏＯ−ＮｉＯ−ＺｎＯ系顔料（大日精化
（株）製：「ＴＭグリーン＃３３２０」）を、赤色顔料
ペーストには赤色顔料として酸化鉄系顔料（大日精化
（株）製：「トランスオキサイドレッド」）を、黒色顔
料としてはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｕ系顔料（アサヒ化成（株）
製：「ブラック＃３２４７」）を使用したほかは青色と
同様の手順で作製したペーストを使用した。

【００２７】青色パターン２２、緑色パターン２３、赤
色パターン２４を形成した基板を、４２０°Ｃで１時間
焼成し、脱バインダーを行った後、低融点ガラスペース
トを３００メッシュのスクリーン印刷版を用いて、青色
パターン、緑色パターン、赤色パターンが覆われるよう
に印刷した。ここで用いたガラスペーストは、ＰｂＯ、
Ｂ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ からなる低融点ガラス粉末（軟化点
５９０°Ｃ）７５部と１０重量％のエチルセルロースの
２−（２−エトキシエトキシ）エタノール溶液２５部を
三本ロールミルで練り合わせて作製したガラスペースト
を使用した。

【００２８】前記ガラス基板２１を空気中で５８０°
Ｃ、３０分間焼成した。その結果、低融点ガラスペース
トが溶融して、無機顔料からなる着色パターン上に低融
点ガラスによるオーバーコート層２６が１５μｍの膜厚
で形成され、これにより着色パターン２２、２３、２４
はガラス基板に固着された。

【００２９】次に、該色フィルタ付きの基板の上に、透
明導電膜であるＩＴＯを０．１５μｍの膜厚でスパッタ
蒸着し、ドライフィルムレジストを貼り合わせた後、定
法に従って露光現像を行い透明電極パターンに相当する
レジストパターンを形成した。

【００３０】この基板を塩酸−塩化第２鉄からなるエッ
チング液に漬けてＩＴＯをエッチングし、レジストを剥
離して透明電極パターンを形成した。

【００３１】同様の手順でＡｌを蒸着、エッチングして
バス電極を形成し、さらに、誘電体ペーストを塗布、焼
成して膜厚３０μｍの誘電体２７を形成したのち、Ｍｇ
Ｏ膜を膜厚０．２μｍで蒸着し色フィルタを組み込んだ
前面基板が完成した。

【００３２】該基板と、アドレス電極３１、誘電体３
２、隔壁３３（幅７０μｍ、高さ１５０μｍ）、蛍光体
３４を順次形成した背面基板３５とを蛍光体の各色と色
フィルタの各色が重なり合うように位置を合わせて、周
辺をガラスフリット３６でシールしてパネル化したの
ち、内部を真空排気しキセノンガスを封入してプラズマ
ディスプレイパネル１００が完成した。

【００３３】本プラズマディスプレイパネルでは（Ｌ／
ｔａｎ５０°−Ｄ₂ ）は２８．７μｍであり、Ｄ₁ は２
０μｍであるから Ｄ₁ ＜（Ｌ／ｔａｎ５０°−Ｄ₂ ） を満足している。本プラズマディスプレイパネルに駆動
回路を接続し画像を表示し、１５０カンデラ／ｃｍ² の
室内照明下で明暗（白表示と黒表示）のコントラストを
測定した結果、コントラスト比は３０対１であった。ま
た、斜めから見た場合の視野角は左右５４度であった。

【００３４】＜比較例＞実施例と同様の方法で着色パタ
ーンを形成したのち、オーバーコート層を膜厚３０μｍ
で形成したほかは、実施例１と同様の手順に従ってプラ
ズマディスプレイパネルを作製した。このプラズマディ
スプレイパネルでは、（Ｌ／ｔａｎ５０°−Ｄ₂ ）は２
８．７μｍであり、Ｄ₁ は３０μｍであるから Ｄ₁ ＜（Ｌ／ｔａｎ５０°−Ｄ₂ ） を満足していない。

【００３５】このプラズマディスプレイパネルは正面か
ら観察した場合には、実施例１同様の良好な表示性能を
示し、１５０カンデラ／ｃｍ² の室内照明下で明暗（白
表示と黒表示）のコントラストを測定した結果、コント
ラスト比は３０対１であった。しかしながら、斜め５０
度から観察した結果、色の混色が生じ表示性能は著しく
低下した。

【００３６】

【発明の効果】本発明のプラズマディスプレイパネル
は、前面基板として色フィルタの上にオーバーコート層
を設けてさらに透明電極、バス電極、誘電体、保護膜を
積層した構造を有している。この為、パネル内で発光し
た光は対応する各色の色フィルタを通って表示光となる
が、外光は色フィルタで減衰したのち蛍光体表面で反射
し再び色フィルタで減衰するから、外光の反射が著しく
低減される。従って、外光の反射の影響が少なく、特に
明るい室内や屋外で使用した場合に表示コントラストに
優れたカラープラズマディスプレイパネルが実現でき
た。

【００３７】また、本発明のプラズマディスプレイパネ
ルでは、色フィルタのオーバーコート層の厚さをＬ／ｔ
ａｎ５０°−Ｄ₂ よりも薄くしており、この結果、５０
度以上斜めから画像を観察した場合にも、カラーフィル
タの着色パターンと放電セルの発光領域との間のオーバ
ーコート層、誘電体の部分からの漏れた光が別の色の色
フィルタを通ることで生じる混色をなくして、カラーフ
ィルタを組み込まない場合と同等の視野角を維持するこ
とに成功した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルの一例を
示す断面の模式図である。

【図２】本発明のプラズマディスプレイパネルの一例の
断面構造を示す模式図である。

【図３】ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの断面を示
す模式図である。

【符号の説明】

１、２１ ‥‥ガラス基板、前面基板 ２２ ‥‥着色パターン、青色パターン ２３ ‥‥着色パターン、緑色パターン ２４ ‥‥着色パターン、赤色パターン ２５ ‥‥ブラックストライプパターン ２６ ‥‥低融点ガラスからなるオーバーコート
層 ２、２８ ‥‥透明電極 ３ ‥‥バス電極 ４、７、２７、３２‥‥誘電体 ５ ‥‥保護層 ６、３１ ‥‥アドレス電極 ８、３３ ‥‥隔壁 ９、１０、１１、３４ ‥‥蛍光体 １２、３６ ‥‥ガラスフリット １３、３５ ‥‥背面基板 １００ ‥‥プラズマディスプレイパネル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】背面基板と前面基板が隔壁で所定の間隔を
   有して対向し、内部に放電可能なガスを充填してなるプ
   ラズマディスプレイパネルにおいて、前記前面基板上
   に、着色パターン、透明なオーバーコート層が順次形成
   され、さらにその上に電極、誘電体が形成された構造で
   あり、該オーバーコート層の厚みＤ₁ が次式を満足する
   ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。 Ｄ₁ ＜ Ｌ／ｔａｎ５０°−Ｄ₂ ただし、Ｌは隔壁の幅、Ｄ₂ は前面基板の誘電体の厚さ
   を表す。