JP2005050688A

JP2005050688A - プラズマディスプレイパネルの製造方法

Info

Publication number: JP2005050688A
Application number: JP2003281624A
Authority: JP
Inventors: Masanori Suzuki; 雅教鈴木; Masataka Morita; 真登森田; Hiroyasu Tsuji; 弘恭辻
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】放電遅れを適正に制御することにより画像表示特性を優れたものとすることを可能とするプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】走査電極５ａと維持電極５ｂとからなる表示電極５を覆う誘電体層６の表面に、酸化マグネシウムによる保護層７を有するプラズマディスプレイパネル１の製造方法において、保護層７は、その形成後、酸素濃度が０％〜２０％、もしくは７０％〜１００％の雰囲気中で熱処理することを特徴とする。
このことにより、放電遅れ時間に影響を与える、保護層７の酸素欠損量を適正に制御することが可能となり、もって画像表示特性を優れたＰＤＰを製造することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、大画面で、薄型、軽量のディスプレイ装置として知られているプラズマディスプレイパネルの製造方法に関するもので、特に、保護層の製造方法に関し、放電遅れ時間を制御し点灯不良を解消する方法を提供するものである。

近年、高品質な表示や大画面化など、ディスプレイのさらなる高性能化が要求されるようになり、種々のディスプレイの開発がなされている。注目される代表的なディスプレイとしては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などが挙げられる。

図５に、一例として、３電極構造の面放電型のＰＤＰの一般的な構造を示す。ＰＤＰ１は、前面板２と背面板３とからなる。前面板２は、前面側のガラスのような透明で絶縁性の基板４に走査電極５ａと維持電極５ｂとからなる表示電極５がストライプ状に形成され、さらにそれが誘電体層６及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層７により覆われて形成されたものである。

背面板３は、背面側のガラスのような絶縁性の基板８上に、ストライプ状にアドレス電極９が形成され、これを覆うように誘電体層１０が形成され、更にアドレス電極９の間に相当する位置の誘電体層１０上に、ストライプ状に隔壁１１が形成され、この隔壁１１の間に蛍光体層１２が形成されたものである。蛍光体層１２はカラー表示のために通常、赤、緑、青の３色の蛍光体層１２がストライプ毎に一色ずつ順に配置されたものである。

そして、このような前面板２と背面板３とが貼り合わせられ、隔壁１１で仕切られた放電空間１３には放電ガスが封入される。放電ガスとしては、例えばネオンやキセノン等を混合してなるもので、通常、０．６７×１０^-5（Ｐａ）程度の圧力で封入され、表示電極５とアドレス電極９との交差部が単位発光領域となる放電セル１４となる。

次に、前記ＰＤＰ１の駆動方式について説明する。

図６は、前記ＰＤＰの駆動回路の概略構成を示すブロック図である。

駆動回路２０は、アドレス電極駆動部２１と、走査電極駆動部２２と、維持電極駆動部２３とから構成されている。

そして、ＰＤＰ１のアドレス電極９にはアドレス電極駆動部２１が接続され、走査電極５ａには走査電極駆動部２２が接続され、また、維持電極５ｂには維持電極駆動部２３が接続されている。

一般に交流型のＰＤＰ１では、１フレームの映像を複数のサブフィールド（Ｓ．Ｆ．）に分割することによって階調表現をする方式が用いられている。そして、この方式では放電セル１４中の気体の放電を制御するために、一つのＳ．Ｆ．を更に４つの期間に分割する。この４つの期間について図７を用いて説明する。

図７は、一つのＳ．Ｆ．中の駆動波形を示す図である。

セットアップ期間２５０では、放電を生じやすくするためにＰＤＰ１内の全放電セル１４に対して壁電荷を蓄積させる。アドレス期間２６０では、点灯させる放電セル１４に対する書き込み放電を行う。サステイン期間２７０では、前記アドレス期間２６０で書き込まれた放電セル１４を点灯させ、その点灯を維持させる。イレース期間２８０では壁電荷を消去させることによって放電セル１４の点灯を停止させる。

セットアップ期間２５０では、走査電極５ａに対して、アドレス電極９および維持電極５ｂに比べ高い電圧を印加し、放電セル１４内の気体を放電させる。それによって発生した電荷は、アドレス電極９、走査電極５ａおよび維持電極５ｂ間の電位差を打ち消すように放電セル１４の壁面に蓄積されるので、走査電極５ａ付近の保護層７の表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、またアドレス電極９付近の蛍光体層１２の表面および維持電極５ｂ付近の保護層７の表面には正の電荷が壁電荷として蓄積される。この壁電荷により走査電極５ａ−アドレス電極９間、走査電極５ａ−維持電極５ｂ間には所定の大きさの壁電位が生じる。

アドレス期間２６０では、放電セル１４を点灯させる場合には走査電極５ａに対してアドレス電極９および維持電極５ｂに比べ低い電圧の書き込み電圧を印加させることにより、つまり走査電極５ａ−アドレス電極９間には前記壁電位と同方向に電圧を印加させるとともに走査電極５ａ−維持電極５ｂ間に壁電位と同方向に電圧を印加させることにより、書き込み放電を生じさせる。これにより蛍光体層１２の表面、保護層７の表面には負の電荷が蓄積され、走査電極５ａ付近の保護層７の表面には正の電荷が壁電荷として蓄積される。これにより維持電極５ｂ−走査電極５ａ間には所定の大きさの壁電位が生じる。

サステイン期間２７０では、走査電極５ａに対して、維持電極５ｂに比べ高い電圧を印加させることにより、つまり維持電極５ｂ−走査電極５ａ間に前記壁電位と同方向に電圧を印加させることにより維持放電を生じさせる。これにより放電セル１４の点灯を開始させることができる。そして、維持電極５ｂ−走査電極５ａ交互に極性が入れ替わるようにパルスを印加することにより断続的にパルス発光を行うことができる。

イレース期間２８０では、幅の狭い消去パルスを維持電極５ｂに印加することによって不完全な放電を発生させ、壁電荷を消滅させることで消去を行う（例えば非特許文献１参照）。
内池平樹、御子柴茂生共著、プラズマディスプレイのすべて、（株）工業調査会、１９９７年５月１日初版第１刷、ｐ７９−ｐ８０ｐ８３−ｐ１０６ｐ１２６−１２７

近年の、画像表示の高精細化に対応するため、走査線数を増加させることが行われるが、テレビ映像を表示する場合、１フィールド＝１／６０（ｓ）内で全てのシーケンスを終了させなければならない。このために、アドレス期間２６０に印加するアドレスパルスのパルス幅を狭くして高速駆動を行うことが行われる。

しかしながらこのような場合、パルスの立ち上がりから放電が発生するまでの時間である放電遅れ時間が長くなってしまう場合には、印加されたパルス幅内で放電が終了する確率が低くなり、本来点灯すべき放電セル１４が点灯せず点灯不良となってしまうという課題が発生する。

一方、放電遅れ時間が短すぎる場合にも、保護層７に蓄えられた壁電荷がイレース期間２８０の経過を待たずに消滅する可能性があり、点灯しなくなってしまうため、点灯不良となるという課題が発生する。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、放電遅れを適正に制御することにより画像表示特性を優れたものとすることを可能とするＰＤＰの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明のＰＤＰの製造方法は、走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に、酸化マグネシウムによる保護層を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、保護層は、その形成後、酸素濃度が０％〜２０％、もしくは７０％〜１００％の雰囲気中で熱処理することで、保護層の酸素欠損量を適正なものとすることを特徴とするものである。

本発明のＰＤＰの製造方法によれば、保護層の酸素欠損量が適正なものとなるので、放電遅れが適正に制御されたものとなり、このことにより画像表示特性の優れたＰＤＰを製造することが可能となる。

すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に、酸化マグネシウムによる保護層を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、保護層は、その形成後、酸素濃度が０％〜２０％、もしくは７０％〜１００％の雰囲気中で熱処理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である。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、熱処理の温度が、３００℃〜６００℃であることを特徴とするものである。

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、図を用いて説明する。

本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構造は図５に示したものと、また、駆動回路の概略構成は図６で示したものと、また、駆動電圧の波形は図７で示したものと同様であり、本発明の特徴的な点は、保護層７を形成する際の工程であるので、以下、その部分について詳細に説明する。

まず図１に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法における全体の工程の概略的な流れを示す。

前面板２を製造する前面板工程は、以下の通りである。基板４を受入れる基板受入れ工程（Ｓ１１）の後、基板４上に表示電極５を形成する表示電極形成工程（Ｓ１２）を行う。次に、表示電極形成工程（Ｓ１２）により形成された表示電極５上を覆うように誘電体層６を形成する誘電体層形成工程（Ｓ１３）を行う。これは、鉛系のガラス材料（その組成は、例えば、酸化鉛（ＰｂＯ）７０重量％，酸化硼素（Ｂ₂Ｏ₃）１５重量％，酸化硅素（ＳｉＯ₂）１５重量％。）を含むペーストをスクリーン印刷法で塗布し、その後、焼成するものである。そしてその後、誘電体層６の表面に真空蒸着法などで酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの保護層７を形成する保護層形成工程（Ｓ１４）を行い、その後、本発明の特徴的な点である、この保護層７を熱処理する保護層熱処理工程（Ｓ１５）を行う。以上により前面板２が製造される。

次に、背面板３を製造する背面基板工程について述べる。基板８を受入れる受入れ工程（Ｓ２１）の後、基板８上にアドレス電極９を形成するアドレス電極形成工程（Ｓ２２）を行う。次に、アドレス電極９の上に誘電体層１０を形成する誘電体層形成工程（Ｓ２３）を行う。これは、例えば、ＴｉＯ₂粒子と誘電体ガラス粒子とを含む誘電体用ペーストをスクリーン印刷などで塗布する誘電体用ペーストを塗布し、これを焼成するものである。次に、誘電体層１０上の、アドレス電極９の間に相当する位置に隔壁１１を形成する隔壁形成工程（Ｓ２４）を行う。これは、ガラス粒子を含む隔壁用ペーストを印刷などで塗布し、その後、焼成するものである。そしてその後、隔壁１１間に蛍光体層１２を形成する蛍光体層形成工程（Ｓ２５）を行う。これは、赤色，緑色，青色の各色蛍光体ペーストを作製し、これを隔壁１１の間隙毎に塗布し、その後、焼成するものである。以上により背面板３が製造される。

次に、以降の工程について述べる。まず、前面板２および背面板３の少なくとも一方にガラスフリットからなる封着部材（不図示）を形成する封着部材形成工程（Ｓ３１）を行う。これは、ガラスフリットをペースト状にした封着用ガラスペーストを塗布し、その後、塗布したガラスペーストの樹脂成分等を除去するために仮焼するものである。次に、前面板２と背面板３とを、表示電極５とアドレス電極９とが直交して対向するように重ね合わせる、重ね合わせ工程（Ｓ３２）を行い、その後、重ね合わせた前面板２と背面板３とを重ね合わせた状態のまま加熱し、封着部材（不図示）を軟化させることによって封着する封着工程（Ｓ３３）を行う。次に、封着された前面板２と背面板３との間に形成された放電空間１３を真空排気し加熱する、排気・ベーキング工程（Ｓ３４）を行い、その後、放電ガスを所定の圧力で封入する放電ガス封入工程（Ｓ３５）を行うことによりＰＤＰ１が完成する（Ｓ３６）。

ここで、上述した製造方法における保護層熱処理工程（Ｓ１５）についてさらに述べる。

図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法における保護層熱処理工程（Ｓ１５）で使用する、保護層熱処理装置の概略構成を示す斜視図である。

保護層熱処理装置３１は、保護層形成工程（Ｓ１４）において前面板２に保護層７（図５）を形成した後に、酸素を含む雰囲気下で熱処理するためのものであり、例えば真空蒸着法などで酸化マグネシウム（ＭｇＯ）による保護層７（図５）を形成した前面板２を保護層熱処理装置３１内で保持する、前面板２の保持具（不図示）と、保護層熱処理装置３１内に雰囲気ガスを供給するためのバルブ３２および給気装置３３（例えば、ファン）と、前面板２を所定の温度（例えば、３００℃〜６００℃）に昇温し、保持する、例えばヒーターなどの加熱手段（不図示）と、保護層熱処理装置３１内の雰囲気ガスを排気するためのバルブ３４および排気装置３５（例えば、ファン）とを備える。

ここで、雰囲気ガスは、酸素供給装置３６（例えば、酸素富化膜）により、含まれる酸素濃度が制御されたものが、バルブ３２および給気装置３３により保護層熱処理装置３１内に導入される。そして、酸素濃度が制御された雰囲気下で保護層７の熱処理が行われる。このことにより、保護層７に付着した不純ガスの除去、および保護層７表面の膜質を変化させることでの保護層７表面の酸素欠損量の制御を行うことが可能となる。除去された不純ガスは、雰囲気ガスと共にバルブ３４および排気装置３５により保護層熱処理装置３１外に排気される。

ここで、上述のように、保護層７を形成した後に酸素を含む雰囲気下で熱処理を行う理由は、本発明者らが行った、保護層７の放電遅れ時間とカソードルミネッセンス（ＣＬ）法による測定結果との相関関係に対する考察に基づくものである。すなわち、本発明者らは、放電遅れ時間が、酸素欠損に起因するとされるＦ＋センターとよばれる吸収ピークと相関があることを確認しており、このことから、放電遅れ時間の長短は酸素欠損に起因する欠陥の増減に関連しているものと考えられる。ここで、保護層７に対して熱処理を行わなかった場合、行った場合に比べ、酸素欠損量（Ｆ＋の面積強度）は約１０分の１程度であり、また、放電遅れ時間は２倍以上長くなり点灯不良が発生してしまうことを確認している。

さらに、酸素濃度を制御する理由は、図３に熱処理時の酸素濃度と酸素欠損量（Ｆ＋の面積強度）との関係を模式的に、また、図４に熱処理時の酸素濃度と放電遅れ時間との関係を模式的に示すように、熱処理時の酸素濃度に対して、酸素欠損量および放電遅れ時間にそれぞれ相関があることを確認したことに基づくものである。なお、図３および図４は、酸素濃度以外の熱処理条件は全て同じ条件としたものを比較したものである。図４に示す、酸素濃度と放電遅れ時間との関係から、所定の放電遅れ（図中の一点鎖線Ａ）以下とするためには、保護層熱処理装置３１内の雰囲気の酸素濃度は、所定値以下あるいは所定値以上であることが必要であり、検討の結果、０％〜約２０％、もしくは約７０％〜１００％とすれば良いことを確認した。また、その際の熱処理の温度は、３００℃〜６００℃とすれば、上述した保護層７に対する効果が得られやすいことを確認しており、好ましい。

なお、具体的な酸素濃度は上述した範囲の中で、必要とされる放電遅れ時間との関係から、適当に設定すれば良い。

また、本発明では上述のような熱処理をバッチ方式にて行う例を示したが、連続方式にて処理するものであっても、本発明の効果を得ることができる。

以上のように本発明は、保護層の酸素欠損量を適正なものとすることで放電遅れを適正に制御し、もって画像表示特性の優れたＰＤＰを製造することを可能とする。

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製造方法の工程の流れの概略を示す流れ図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いて使用される保護層熱処理装置の概略構成を示す斜視図熱処理時の酸素濃度とその際の保護層中の酸素欠損量の関係を示す図熱処理時の酸素濃度と放電遅れ時間との関係を示す図プラズマディスプレイパネルの概略構成の一例を示す断面斜視図プラズマディスプレイパネルの駆動回路の概略構成を示すブロック図プラズマディスプレイパネルの駆動波形の一例を示す図

符号の説明

１プラズマディスプレイパネル
５表示電極
５ａ走査電極
５ｂ維持電極
６誘電体層
７保護層

Claims

走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に、酸化マグネシウムによる保護層を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、保護層は、その形成後、酸素濃度が０％〜２０％、もしくは７０％〜１００％の雰囲気中で熱処理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。
熱処理の温度が、３００℃〜６００℃であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。