JP4375113B2 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Description

本発明は、表示デバイス等に用いるプラズマディスプレイパネルに関する。

高品位テレビジョン画像を大画面で表示するためのディスプレイ装置として、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと呼ぶ）を使用した装置への期待が高まっている。

ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。代表的なＰＤＰの前面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極およびバス電極よりなる表示電極群と、この表示電極群を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体ガラス層と、この誘電体層上に形成されたＭｇＯからなる保護層とで構成されている。ガラス基板としては大面積化が容易で平坦性に優れたガラスの製造に適したフロート法によるガラス基板を用い、薄膜プロセスにより透明電極を形成し、その上に導電性を確保するためにＡｇ材料を含むペーストを所定のパターンで形成した後焼成することによりバス電極を形成している。さらに、コントラストを向上させるために表示電極間に遮光層を形成し、これら全体を覆うように誘電体ペーストを塗布し焼成することにより誘電体層を形成し、最後にＭｇＯからなる保護層を広く知られている薄膜形成技術を用いて形成している。

一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、このアドレス電極を覆う誘電体層と、その上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色でそれぞれ発光する蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって形成された放電空間にはＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

このＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、それによって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせて、カラー画像表示を実現している。

このような構成のＰＤＰにおいては、表示電極は透明電極とバス電極として外光反射を抑制するための黒色層（黒色電極）および金属を主成分とする低抵抗の導電層（金属電極）から構成されているが、例えば特許文献１に開示されているように、表示電極群を表面側基板に形成した複数の層で構成するとともに、その複数の層のうち一層を他の層よりシート抵抗の高い黒色層で構成し、表示電極群の黒色層で遮光部を構成することにより、材料利用率を向上させ、しかも工数を削減することが提案されている。
特開２００２−８３５４７号公報

しかしながら、従来の材料およびプロセス条件では、電極層にブリスター等の電極欠陥や、誘電体層中に気泡等の膜欠陥が発生し、絶縁破壊が発生し歩留まりが低下する等の課題があった。

本発明は前述の課題を解決するものであり、電極欠陥や誘電体膜欠陥の発生を防ぎ、高い信頼性で高絶縁耐電圧を有するＰＤＰを提供することを目的とする。

本発明は、複数の表示電極を間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成しかつその表示電極を覆うように誘電体層を形成した前面板と、この前面板に間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記表示電極とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極を配列して形成した背面板とを有し、前記表示電極に、表示電極を被覆する誘電体層に使用されるガラス材料よりも高い軟化点をもつフリットガラスを少なくとも一種類使用したことを特徴とする。

また、表示電極において、少なくとも黒色層および導電層を含む電極層で構成し、導電層に含まれているフリットガラスにおいて、最も表示面側近くに含有されているフリットガラスの軟化点が、誘電体に使用されるガラス材料の軟化点よりも高く構成してもよい。

また、バス電極はＡｇを含む導電材料により構成している。

さらに、本発明においてのプラズマディスプレイの製造方法において、誘電体層は、表示電極に含まれるフリットガラスの軟化点より低く、誘電体に含まれるガラス材料の軟化点よりも高い温度で焼成して形成する。

本発明によれば、電極用感光性ペーストのフリットガラスに誘電体ペーストのフリットガラスよりも高い軟化点をもつものを用い、かつ、誘電体層を、電極用感光性ペーストに含まれるフリットガラスの軟化点よりも低い温度で焼成して形成することで、電極層および誘電体層の欠陥を防ぐことができ、高品質のＰＤＰを高い歩留まりで安定に提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図１〜図２の図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの主要構成を示す要部断面斜視図である。図において、ｚ方向がＰＤＰの厚み方向に、またｘｙ面がＰＤＰ面に平行な平面に相当する。図１に示すように、ＰＤＰは、放電空間が形成されるように互いに対向配置した前面板１および背面板２で構成される。図２は図１のＡ−Ａ線で切断した前面板断面図である。

図１の前面板１においては、前面ガラス基板３の背面板２側の面上に、ストライプ状の透明電極４がｘ方向を長手方向として複数本平行に形成されている。さらに透明電極４よりも幅が狭く、導電性に優れた電極層５を図２に示すように、透明電極４の端縁に沿って配設してバス電極とし、これにより表示電極６が構成されている。この複数の表示電極６は、間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成し、そして面放電ギャップが形成されない側の電極間、すなわちバス電極５が形成された端縁側の透明電極４間には、非発光時に蛍光体層からの白色を遮蔽し、コントラストを向上させるための遮光層７が設けられている。

ここで表示電極群の透明電極はストライプ形状に限らず、さらには、透明電極を設けない表示電極群としても、表示電極間に面放電ギャップが形成されかつ蛍光体の発光が十分に取り出せる開口率が得られればよい。

以下、本実施の形態における前面板１について図２に従って詳細に説明する。まず、フロート法で形成された前面ガラス基板３上に、スパッタ法等でＩＴＯや酸化錫（ＳｎＯ²）等の透明電極材料を一様に成膜して、その後フォトリソグラフィー法を用いて所望の形状にパターニングし透明電極４を得る。

透明電極４の端縁に沿って配設されバス電極となる前記電極層５は、黒色層５ａとＡｇを含む導電材料からなる導電層５ｂとから少なくとも構成されている。つまり図２に示されるＰＤＰの一実施形態においては、前面板１の表示電極６は前記透明電極４と、少なくとも黒色層５ａ及び導電層５ｂから構成されている電極層５により構成されている。

次に、黒色層５ａおよび遮光層７を形成する。黒色層５ａの材料としては、少なくとも金属酸化物等の黒色顔料、導電材料、フリットガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系やＢｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系等）、有機溶剤等を成分として含有する感光性ペーストが用いられる。遮光層７の材料としては、少なくとも金属酸化物等の黒色顔料、フリットガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系やＢｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系等）、有機溶剤等を成分として含有する感光性ペーストが用いられる。なお、黒色層５ａおよび遮光層７は、真黒の黒色でなく灰色などの黒っぽい色であってもよい。

黒色層５ａおよび遮光層７は、スクリーン印刷法やシート法等により、前記ペーストを用いて膜を形成した後、所望のパターンの露光乾板を介して紫外線を照射して露光し、その後アルカリ性現像液を用いて現像することにより、所定のパターンを形成する。ここで、黒色層５ａと遮光層７とは、同一の材料で同時に形成することが好ましい。これにより材料の利用効率が上がり、形成工程を減らすことができる。

次に、黒色層５ａ上に、Ａｇを含む導電材料からなる導電層５ｂを形成する。導電層５ｂの材料としては、Ａｇを含有する導電性材料、フリットガラス（ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系やＢｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系等）、有機溶剤等を成分として含有する感光性ペーストが用いられる。形成方法としては、上記黒色層５ａ及び遮光層７の形成方法と同様に、スクリーン印刷法やシート法等により、前記ペーストを用いて膜を形成した後、所望のパターンの露光乾板を介して紫外線を照射して露光し、その後アルカリ性現像液を用いて現像することにより、所定のパターンの導電層５ｂを形成することができる。

そしてこの後、所定のパターン形状の電極層５である黒色層５ａ及び導電層５ｂと遮光層７とを乾燥した後、各層に用いられているフリットガラス材料の軟化点のうちの最も高い軟化点以上の温度で焼成を行うことにより、電極層５及び遮光層７を形成することができる。

本発明においては、電極層を構成する黒色層５ａおよび導電層５ｂ等の複数の電極層用の感光性ペーストには、後に形成される誘電体層に用いられるガラス材料の軟化点よりも高い軟化点を有するフリットガラスを少なくとも一種類使用する。後に、この前記電極層のフリットガラスの軟化点よりも低い温度で誘電体層の焼成を行なうことで、誘電体焼成時に電極層のフリットガラスが再軟化することが防げ、誘電体膜欠陥の発生を回避できる。誘電体層に用いられるガラス材料の軟化点よりも高い軟化点を有するフリットガラスとしては、上述したＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系やＢｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系等のフリットガラスを使用することができ、誘電体層を形成するガラス材料に応じて適宜選択して使用すればよい。

また本発明においては、複数の電極層の構成は、表示面側から順に、より低い軟化点を有するフリットガラスを含む電極層が積層されることがより好ましい。例えば、黒色層５ａに５７０℃、導電層５ｂに５８０℃の軟化点をもつフリットガラスを、誘電体層に５６０℃の軟化点をもつガラス材料を使用する。このような構成とすることで、電極層焼成時に、先に上層である導電層５ｂのフリットガラスが先に軟化して下層である黒色層５ａからの分解物質が熱分解がされにくくなることを回避でき、また電極欠陥が発生することを防ぐことができる。また、下層である黒色層５ａ中の低軟化点を有するフリットガラスが焼成工程で十分に軟化することで、ガラス基板あるいは透明電極層への密着性を十分に確保できる。

次に、これらの表示電極６および遮光層７を覆うように、誘電体ガラス材料からなる誘電体層８を形成する。形成方法としてはスクリーン印刷法、ダイコート法等が用いられ、画面表示領域の全面に塗布した後、乾燥炉を用いた乾燥工程によりペーストに含まれる溶剤を除去する。誘電体ガラス材料としては、誘電体ガラス粉末（ＰｂＯ、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃等）が用いられる。

誘電体膜の乾燥後、誘電体層に用いられたガラス材料の軟化点以上、かつ、電極ペーストに用いられたフリットガラスの軟化点以下の温度で焼成して誘電体層８を形成する。電極層のフリットガラスが再軟化することを防ぎ、誘電体層の膜欠陥や電極層のフリットガラスの拡散を抑制することができる。なお、このときの誘電体層８の膜厚は約３０〜４０μｍ程度である。

さらに誘電体層８上全域に亘って、保護膜９が積層形成される。保護膜９は、誘電体層８上に電子ビーム蒸着法により膜厚約６００ｎｍのＭｇＯを成膜することにより形成され、このようにして前面板１が完成する。

背面板２は、背面ガラス基板１０の前面板１側の面上に、前記表示電極６とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極１１がｙ方向を長手方向としてストライプ状に並設され、さらにアドレス電極１１を覆うように誘電体層１２が形成されている。そして、この誘電体層１２上には、ストライプ状の隔壁１３がアドレス電極１１間の領域上に位置するよう配設されている。隔壁１３と誘電体層１２とで形成されるストライプ状の凹部には、赤色、緑色および青色で発光する蛍光体層１４が規則的に配置、形成されている。

このような構成を有する前面板１と背面板２とは、図１に示すように、アドレス電極１１と表示電極６とがほぼ直交するように対向して配置され、背面板２の隔壁１３および誘電体層１２で構成されたストライプ状凹部と、前面板１の保護膜９とで囲まれた放電空間１５には、放電ガスが充填され、前面板１および背面板２の外周縁部が封着ガラスで封止されている。ここで、図２に示すように、隣り合う一対の表示電極６と１本のアドレス電極１１とが交叉する領域が、画像表示にかかわる放電セルとなる。そして、放電空間１５には、Ｈｅ、ＸｅまたはＮｅ等の希ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ程度の圧力で封入されている。

このＰＤＰは、各放電セルにおいて発生する放電によって短波長の紫外線（波長約１４７ｎｍ）が発生し、この紫外線により蛍光体層１４が励起発光することにより画像表示を行うことができる。

本発明によれば、電極層および誘電体層の欠陥を防ぐことができ、高品質のＰＤＰを高い歩留まりで安定に提供することができる。

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主要構成を示す斜視図 図１のＡ−Ａ線で切断した断面図

符号の説明

１ 前面板
２ 背面板
３ 前面ガラス基板
４ 透明電極
５ 電極層
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護膜
１０ 背面ガラス基板
１１ アドレス電極
１２ 誘電体層
１３ 隔壁
１４ 蛍光体層
１５ 放電空間

Claims (1)

1. 複数の表示電極を間に面放電ギャップが形成されるように配列して形成しかつその表示電極を覆うように誘電体層を形成した前面板と、この前面板に間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに前記表示電極とで放電セルを構成するように複数のアドレス電極を配列して形成した背面板とを有し、前記表示電極に、表示電極を被覆する誘電体層に使用されるガラス材料よりも高い軟化点をもつフリットガラスを少なくとも一種類使用したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。

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