JPH10334814A - 交流型プラズマ表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は改良されたAC型PDP を開示する。 【解決手段】 AC型PDP の誘電層上に積層された保護層
は、PDP パネル縫合時クラックが発生し易く電極損傷と
寿命短縮の問題を発生させている。本発明ではその原因
を誘電層のガラス材質の誘導性であると把握し、誘電層
を複数の単位層で構成し、保護層側の単位層の流動性を
小さくすることにより、保護層のクラックを効率的に防
止した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ表示素子
（PDP ；Plasma Display Panel）に関し、特に誘電層
（dielectric layer）を用いる交流（AC）型PDP に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】PDP は、気体空間上に離隔された二つの
点の間に或る程度以上の電位差が印加されると放電が発
生する所謂“気体放電現象”を、画像表示に利用した画
像表示素子ということは周知する所と同じである。

【０００３】一番簡単な構成のPDP として、例えば放電
気体がその間に充電された二つの基板に電極を交差対向
配列し、二つの電極の選択で画素放電を起こす直流（D
C）型PDP がある。しかし、DC型PDP は高輝度具現が不
可能で高解像度の動画像具現が困難なので、その実用化
のため多様に改良されたAC型PDP が開発されている。

【０００４】これら改良されたPDP は基本的に、図１に
示すようなAC型PDP の原理を利用するが、これは二つの
基板（P1、P2）に電極（E1、E2）が互いに交差対向配列
され、側壁（W ）で密封された空間内に放電気体が充電
しており、発光輝度の増加と所定の色の表現のため蛍光
層（Ｆ）が形成される。蛍光層（Ｆ）に対向する電極
（E1）上には誘電層（Ｄ）が積層され、これを介した壁
電荷（wall charge ）の形成及び放電によりAC型PDP は
放電の速動性と強度の向上、また保持等を介し高輝度を
現わすことになる。残りの符号Ｂは画素間を区画する隔
壁である。

【０００５】ここで、誘電層（Ｄ）は一般的なガラス系
材質の印刷及び焼成方法で構成されるが、この場合、放
電時の気体プラズマが誘電層（Ｄ）の隙間を介し電極
（E1）を損傷させる所謂“イオンボンバードメント（io
n bombardment ）”が発生する恐れがある。

【０００６】これにより、誘電層（Ｄ）上には蒸着等の
薄膜方法により緻密で均一な保護層（Ｖ）を形成するこ
とになるが、一般的にMgO の蒸着による保護層（Ｖ）が
広く用いられている。

【０００７】図２にはこのようなAC型PDP の製造過程を
示しているが、図２（Ａ）で誘電層（Ｄ）が形成される
基板（P1：図面では前面基板）上に電極（E1）を形成し
た後、図２（Ｂ）でその上部に印刷等の方法で誘電物質
を全面塗布し、これを焼成することにより誘電層（Ｄ）
を形成する。

【０００８】次に、図２（Ｃ）でその上部にMgO 等を真
空スパッタリング（sputtering）等の方法で蒸着し、保
護層（Ｖ）を形成することにより誘電層（Ｄ）側の基板
（P1）を完成する。

【０００９】一方、これとは別に蛍光層（Ｆ）及び隔壁
（Ｂ）を有する基板（P2：図面では背面基板）が構成さ
れるが、両基板（P1、P2）が完成した後、図２（Ｄ）の
ように互いに縫合（sealing ）してPDP パネルを構成す
ることになる。

【００１０】即ち、図２（Ｄ）で一つの基板（P2）の外
側に隔壁（Ｗ）を形成する縫合材（sealant ；W ´）を
塗布して他の基板（P1）をその上部に積置した後、これ
を高温雰囲気に投入し縫合材（W ´）を焼成して両基板
（P1、P2）を結合密封する側壁（Ｗ）を形成、即ち縫合
することにより図１のようなAC型PDP パネルを構成する
ことになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】縫合が完了したPDP パ
ネルはエージング（aging ）と性能検査とを経て出荷さ
れるが、相当数のパネルが全体的又は局部的な不良で廃
棄されており、出荷後にも保証使用寿命を満たせず返品
される場合も発生する。

【００１２】このような不良発生の原因は印刷や焼成不
良等の製造上の原因にもよるが、相当部分を放電気体の
汚染や電極の局部的損傷等が占めている。

【００１３】特に後者の場合は、保護層（Ｖ）にクラッ
ク（crack ）が発生して誘電層（Ｄ）内のPbが放電気体
に拡散し、このクラックを介し放電プラズマが電極（E
1）を損傷させる場合が多いことが確認された。

【００１４】このような保護層（Ｖ）のクラック発生は
主にパネルの縫合後に発生するが、従来にはこの問題を
保護層（Ｖ）の熱的特性の問題と考え縫合時の加熱雰囲
気をさらに緩慢な徐熱、徐冷等といろいろ変更して行な
ったが特別な改良効果を得ることができなかった。

【００１５】ここで縫合材（W ´）の焼成温度、即ち、
軟化点は凡そ４００〜４５０℃程度であり、保護層
（Ｖ）を構成するMgO は金属酸化物のためその溶融点が
１０００℃に近接するにも拘らず、MgO で構成される保
護層（Ｖ）にクラックが発生しない耐熱温度は僅かに４
００℃内外に過ぎない特異な性質が発見された。

【００１６】尚、MgO 自体はガラス材質の誘電層（Ｄ）
と熱膨脹率においても大差のない材質として選択された
ものなので、従来保護層（Ｖ）のクラックの発生原因自
体の糾明がなされていなかったのである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】従って、本発明者等は保
護層（Ｖ）のクラックが単に誘電層（Ｄ）との軟化点や
熱膨脹率等の熱的物性の差に基づくものではないと前提
してその原因を糾明したところ、これがガラス材質の特
性によるものと把握された。

【００１８】即ち、誘電層（Ｄ）はSiO2を主成分にして
Al2O3 、PbO 、B2O3等を固溶状態に含む硼素系のガラス
材質でなるが、ガラス材質は実質的に常温でもクリープ
（creep ）が発生する流動体である。ガラス材質の流動
は高温になるほど一層活発になり、その温度が軟化点に
到達すると外部から観察できるほどに流動が活発にな
る。

【００１９】よって、縫合時に誘電層（Ｄ）上の保護層
（Ｖ）にクラックが発生する原因は、ガラス材質の縫合
材（W ´）の焼成のためその軟化点以上に加熱すると、
これと軟化点が類似のガラス材質の誘電層（Ｄ）に活発
な流動が発生するにも拘らず、流動性を有しない金属酸
化物の保護層（Ｖ）がこれに従うことができない点にあ
り、これによりクラックが発生する。

【００２０】このような着眼に基づき、本発明は誘電層
を互いに物性の異なる複数の層に構成することを特徴と
する。

【００２１】特に保護層側にいくほど誘電層の軟化点が
高くなるよう構成することにより、保護層側の誘電層の
流動性が低くなり、縫合時の加熱による誘電層の流動を
緩めるバッファ（buffer）の役割を果すことになるため
保護層のクラックが防止される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下添付の図を参照して本発明の
好ましい実施例を説明する。

【００２３】

【実施例】図３で、いずれか一つの基板（図１の前面基
板：P1）の電極（E1）上には壁電荷の形成のための誘電
層（Ｄ）が形成され、その上部には誘電層（Ｄ）が印刷
等の厚膜方法で形成される場合の補完のためMgO 等の保
護層（Ｖ）が蒸着等の薄膜方法で形成される。

【００２４】本発明の特徴に従い、誘電層（Ｄ）はその
物性が相違する複数の単位層（D1〜D3）の積層で形成さ
れる。

【００２５】ここで誘電層（Ｄ）はガラス系の材質であ
るが、SiO2を主成分にしてAl2O3 、PbO 、B2O3等を含
み、必要に従い黒色又は白色の顔料成分を含む。

【００２６】ここでAl2O3 は主に誘電層（Ｄ）の強度に
貢献し、PbO は軟化点及びこれに伴う焼成温度を低める
役割を果し、B2O3はこれと逆に軟化点と焼成温度を高め
る役割を果す。PbO が大量に含まれたガラス材質は鉛ガ
ラスと言い低温で溶融されるため一般のガラス製品の製
造に広く使用されるが、クリープが大きくPbを多量に含
むことにより電気的特性が多少不良である。B2O3が多く
含まれたガラスは光学ガラス又はパイレックス（Pirex
：商品名）等、耐熱ガラスの製造に用いられる。

【００２７】本発明では、このような特性を利用して誘
電層（Ｄ）を構成する各単位層（D1〜D3）等が、図４に
示すように上層に行くほど流動性が小さくなるよう構成
することになる。ここで誘電層（Ｄ）を構成するガラス
材質は流動体のため、同一組成では温度が高くなるほど
流動性が大きくなり、同一温度ではその組成の軟化点が
低いほど流動性が大きくなる。

【００２８】これにより、誘電層（Ｄ）の各単位層（D1
〜D3）を保護層（Ｖ）側の上層に行くほど軟化点が高く
なるよう構成すれば、同一温度で上層に行くほど流動性
が低くなっていく。

【００２９】このような構成は、前述した一般的なガラ
ス材質の組成において、上層に行くほどPbO の含量を低
めるかB2O3の含量を高めることにより達成することがで
きる。

【００３０】ここでPbO の含量は、全体対比の重量比で
２０〜５０％、B2O3の含量は、０.５〜１２. ５％の範
囲が使用され得る。

【００３１】すると、側壁（Ｗ）の形成のため縫合材
（W ´）の焼成時の加熱により先に形成されていた誘電
層（Ｄ）が加熱される時、即ち、誘電層（Ｄ）の各単位
層（D1〜D3）等が温度上昇に伴い流動が活発になる時、
保護層（Ｖ）側の単位層（D1）の流動の大きさが電極
（E1）側の単位層（D2〜D3）の流動の大きさより小さく
なる。

【００３２】その結果、流動が殆どない金属酸化物のMg
O 等の保護層（Ｖ）との変形の差が小さくなるため、保
護層（Ｖ）に発生するクラックが効率的に抑制され得
る。

【００３３】一方、誘電層を構成する単位層（D1〜D3）
の数は２層以上であるが、２層を用いる場合電極（E1）
側の単位層（D2）を主な誘電層（Ｄ）に用い、その上部
に保護層（Ｖ）のクラックの防止のためのバッファ（bu
ffer）層だけの役割を行うよう薄い単位層（D1）を保護
層（Ｖ）との間に形成するのが好ましい。

【００３４】さらに、各単位層（D1〜D3）は印刷後焼成
する過程を繰り返し形成されるのが好ましいが、必要に
よっては各単位層（D1〜D3）を印刷後乾燥だけで積層
し、全誘電層（Ｄ）を一度に焼成する構成も可能であ
る。

【００３５】以上のように本発明によれば、側壁の焼成
時に保護層のクラック発生を効率的に防止し、電極損傷
や内部汚染による不良の発生や使用寿命の短縮の問題を
効率的に解決することにより、高品質、長寿命のAC型PD
P を提供する効果を有する。

【００３６】

【発明の効果】これにより保護層のクラックによる電極
の損傷が防止されてPDP の局部的不良が防止され、クラ
ックを介し誘電層内のＰｂが放電気体を汚染させないよ
うになるためPDP のパネルの使用寿命の低下も防止する
ことができることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】AC型PDP の一般的な構造を示す断面図である。

【図２】図１のAC型PDP の製造過程を示す断面図であ
る。

【図３】本発明によるAC型PDP の構成を示す一側基板の
断面図である。

【図４】本発明の構成原理を説明するための誘電層と保
護層との概略断面図である。

【符号の説明】

Ｐ１，Ｐ２ 基板 Ｅ１，Ｅ２ 電極 Ｄ 誘電層（dielectric layer） Ｄ１〜Ｄ３ 単位層（unit layer） Ｖ 保護層（overcoat layer）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その間に放電気体が充電される二つの基
   板に電極を互いに交差対向して配列され、 いずれか一つの基板の電極上に、厚膜誘電層と薄膜で構
   成されるその保護層とを形成した交流型プラズマ表示素
   子において、 前記誘電層が、互いに物性の異なる複数の単位層の積層
   で形成されることを特徴とする交流型プラズマ表示素
   子。
2. 【請求項２】 前記複数の単位層の軟化点が、前記電極
   側で前記保護層に行くほど高くなることを特徴とする請
   求項１記載の交流型プラズマ表示素子。
3. 【請求項３】 前記誘電層の材質がPbO を含み、 前記複数の単位層のPbO 含量が、前記電極側で前記保護
   層側に行くほど低くなることを特徴とする請求項２記載
   の交流型プラズマ表示素子。
4. 【請求項４】 前記PbO の含量が、前記各単位層の重量
   比で２０〜５０％の範囲であることを特徴とする請求項
   ３記載の交流型プラズマ表示素子。
5. 【請求項５】 前記誘電層の材質がB2O3を含み、 前記複数の単位層のB2O3含量が、前記電極側で前記保護
   層側に行くほど高くなることを特徴とする請求項２記載
   の交流型プラズマ表示素子。
6. 【請求項６】 前記B2O3の含量が、前記各単位層の重量
   比で０. ５〜１２.５％の範囲であることを特徴とする
   請求項５記載の交流型プラズマ表示素子。
7. 【請求項７】 前記保護層がMgO であることを特徴とす
   る請求項１記載の交流型プラズマ表示素子。