JP2009087802A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】前面板の誘電体層として焼成工程などのプロセスが不要な誘電体層を実現し、低コストで特性劣化がない信頼性の高いＰＤＰを実現する。
【解決手段】放電空間を形成するように対向配置して周囲を封着したガラス基板の前面基板１０を有する前面板１と背面板２とを備え、背面基板２０の内側表面にアドレス電極２２と隔壁２４と蛍光体層２５とを設け、前面基板１０の内側表面に保護層１６を設けるとともに、前面基板１０の外側表面に表示電極１２を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルに関し、特に低コスト化と高信頼性を実現するプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと称する）は薄型、大画面の視認性に優れた表示デバイスであり、ＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになっている。このようなＰＤＰは、走査電極および維持電極からなる表示電極を形成した前面板と、アドレス電極、隔壁および蛍光体層などを形成した背面板とを対向配置して周囲を封着し、基板間に形成される放電空間に放電ガスを封入した構成となっている。

図７は従来のＰＤＰの構造を示す部分断面斜視図である。図７において、前面板１は次のように構成されている。ガラス基板からなる前面基板１０上には、ストライプ状の表示電極１２透明電極１３が設けられ、これらを覆うように誘電体層１５が形成されている。さらに、誘電体層１５上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする酸化膜よりなる保護層１６が形成されている。

一方、背面板２は次のように構成されている。ガラス基板からなる背面基板２０上には表示電極１２と直交するようにストライプ状のアドレス電極２２が形成され、これを覆うように下地誘電体層２３が形成されている。下地誘電体層２３上には、隣り合うアドレス電極２２の中間に位置するようにストライプ状の隔壁２４が形成され、隣り合う隔壁２４の間には、で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）または青色（Ｂ）に発光する蛍光体層２５が形成されている。このような前面基板１０と背面基板２０とを対向配置させて周囲をフリットガラスで封着し、基板間に形成される放電空間３０にネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などの希ガスを封入してＰＤＰは構成されている。

隣り合う２本の表示電極１２は対をなしており、一方が走査電極であり他方が維持電極である。この対をなした表示電極１２とアドレス電極２２との立体交差部に放電セルが形成される。走査電極に走査パルスを印加するとともにアドレス電極２２にアドレスパルスを印加してアドレス放電を発生させることにより、点灯させる放電セルを選択する動作を走査電極毎に順次行う。その後、走査電極と維持電極に交互に維持パルスを印加することにより維持放電を発生させ、この維持放電によって生じる真空紫外線により、蛍光体層２５の蛍光体を励起発光させて前面基板１０を透過する光でカラー画像表示を行う。

表示電極１２やアドレス電極２２などの電極層を形成する方法としては銀ペーストを用いてスクリーン印刷法によって印刷し、その後焼成する方法が用いられる。隔壁２４を形成する方法としては、サンドブラスト法、フォトリソグラフィー法、スクリーン印刷法などが用いられる。蛍光体層２５を形成する方法としては、ディスペンサーやスクリーン印刷法により隔壁２４の間に蛍光体を塗布した後、乾燥、焼成する方法などが用いられる。保護層１６を形成する方法としては、電子ビーム蒸着法などが広く用いられている。

一方、誘電体層１５を形成する方法としては、ガラス粉末および溶剤を含む有機バインダーを混練して作成した誘電体ガラスペーストを用い、これをスクリーン印刷法やダイコート法によって層状に塗布した後、乾燥・焼成して誘電体層を作成している。また、誘電体ガラスペーストをシート化しガラス基板にラミネートした後これを焼成して誘電体層を得るシート法なども用いられる。

しかしながら、これらの誘電体層を形成する方法では、ガラスペースト中の有機バインダーや有機溶剤、あるいはシート材中の有機バインダーを消失除去させるための焼成工程が必要となる。

すなわち、スクリーン印刷法による誘電体層の形成においては、スクリーン印刷用のインクにエチルセルローズ、アクリル樹脂等の有機バインダー、およびα−ターピネオール，ブチルカービトールアセテート等の溶剤を使用している。そのために、ペースト中の溶剤を１００℃〜２００℃で乾燥させ、有機バインダーを除去するために長時間高温（５００℃〜６００℃）で焼成しなければならない。この乾燥・焼成工程中にペースト中の溶剤や、有機バインダー中の樹脂成分が大量に気化し、誘電体ガラス中に多くの気泡や残留カーボンとなって留まり、誘電体層の絶縁耐圧を低下させるという課題を有していた。また大画面のディスプレイを乾燥、焼成しようと思えば大きな乾燥炉と焼成炉が必要であり、多量の電力と広い焼成炉設置のスペースが必要であるという課題があった。

一方、シート法による誘電体層の形成においては、溶剤成分はほとんど存在しないが、シート材中にはシートの柔軟性を持つために印刷インクよりも大量の有機樹脂（例えばアクリル樹脂，エチルセルローズ等）や柔軟性を保つためのフタル酸エステル等の可塑剤が添加されている。これらの大量の有機バインダーが焼成中に大量に気化して誘電体ガラス中に多くの気泡となって留まり、誘電体層の絶縁耐圧を低下させるという課題を有していた。また印刷法より有機バインダーの量が多いため、より大型の焼成炉が必要であり、より多量の電力と、広い焼成炉設置のスペースが必要であるという課題があった。

これらの課題を解決するために、有機バインダーを含まないガラス粉末を使用し、これをプラズマトーチによって加熱溶解して基板上に堆積させるプラズマ溶射法、あるいはレーザ光線を熱源としてガラス粉末を溶射して基板上に堆積させるレーザ溶射法により誘電体層を焼成することなしに形成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３３４８１２号公報

このように、従来のスクリーン印刷法またはシート法により誘電体層を形成するＰＤＰでは、誘電体層を焼成することに伴う誘電体層の特性劣化が生じるとともに、大型の乾燥炉と焼成炉や多量の電力を必要とすることで製造コストが高いという課題がある。

また、焼成工程を必要としないプラズマ溶射法またはレーザ溶射法により誘電体を形成するＰＤＰでは、プラズマトーチやレーザ光源などの大がかりな設備が必要であるとともに、特性を満足する誘電体層を得ることができないなどの課題がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、前面板の誘電体層を前面板を構成するガラス基板によって構成し、焼成工程などが不要な信頼性の高いＰＤＰを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、放電空間を形成するように対向配置して周囲を封着したガラス基板からなる前面板と背面板とを備え、背面板の内側表面にアドレス電極と隔壁と蛍光体層とを設け、前面板の内側表面に保護層を設けるとともに、前面板の外側表面に表示電極を設けている。

このような構成によれば、前面板の誘電体層を前面板を構成するガラス基板そのものによって構成することができるため、誘電体層を形成する工程がなく、信頼性の高い誘電体層を低コストで実現したＰＤＰを提供することができる。

さらに、前面板の外側表面に溝を設け、溝の底部に表示電極を形成してもよい。このような構成によれば、前面ガラス基板を用いて、最適厚みの誘電体層を実現することができて、最適誘電率、透過性と高い信頼性を有する誘電体層を備えたＰＤＰが実現できる。

さらに、表示電極を覆うように透明な表示電極保護基板または表示電極保護フィルムを形成してもよい。このような構成によれば、前面板としての強度を確保し、さらに表示電極を保護して経時的な特性劣化を防止することができる。

さらに、表示電極の下層に透明電極を形成してもよい。このような構成によれば、前面板の開口率を上げ、ＰＤＰの輝度を向上させることができる。

本発明のＰＤＰによれば、焼成工程によって形成する前面板の誘電体層をなくすことができ、低コストで特性劣化がない信頼性の高いＰＤＰを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの部分断面斜視図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。図１および図２において図７と同じ構成部については同じ符号を用い説明を省略する。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの背面板２は、図７に示す従来の背面板とほぼ同様の構成である。背面基板２０は厚さ１．０ｍｍ程度のバルク状の板ガラスであり、その内側表面に膜厚５μｍ程度のアドレス電極２２が形成されて、さらにこれを覆うように膜厚１０μｍ程度の下地誘電体層２３が形成されている。下地誘電体層２３上には、隣り合うアドレス電極２２の中間に位置するように高さ１００μｍ程度のストライプ状の隔壁２４が形成され、隔壁２４の間には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各色の蛍光体層２５が形成されている。これらの製造方法は前述の従来の製造方法と同じである。

前面基板１０の構成が本発明の特徴をなすもので、前面基板１０は厚さ０．０４ｍｍのバルク状の板ガラスからなり、その内側表面には従来のような誘電体層を形成せず、膜厚１μｍ程度の酸化マグネシウムからなる保護層１６が形成されている。そして前面基板１０の外側表面にアドレス電極２２と直交する膜厚５μｍ程度のストライプ状の表示電極１２が形成されている。

すなわち、本発明では、厚さ０．０４ｍｍのバルク状の板ガラスからなる前面基板１０が、図７の従来のＰＤＰにおける誘電体層１５の機能を果たすことになる。したがって、従来のような焼成プロセスなどを経て形成する誘電体層が不要となる。表示電極１２と保護層１６は従来と同様の方法で形成される。なお、このような薄い板ガラスを補強して前面板１とするために、表示電極１２上に補強部材（図示せず）を積層することによって、前面板１全体の強度を確保することができる。

したがって、第１の実施の形態における前面基板１０では従来のようにスクリーン印刷法またはシート法などによって別個に誘電体層を形成する必要がないため、誘電体層を乾燥・焼成することによる絶縁耐圧の低下もなく、また大型の焼成炉や多量の電力も必要としない。また、前面基板１０を構成する板ガラスはその表面性、透過率を高精度に実現することができるため、誘電体層として優れた特性を実現することができる。

このような前面基板１０と補強部材により構成された前面板１と背面板２を形成した後は、保護層１６と隔壁２４とが対向するようにそれぞれの基板を配置した後、フリットガラス（図示せず）によって周囲をシールし、基板の一部に設けられた排気孔（図示せず）から内部の空気を除去後、放電ガスが導入され排気孔が封着されＰＤＰが完成する。なお表示電極１２は、前面基板１０と背面基板２０とを貼り合わせた後に形成しても良いし、前面基板１０の製造時に形成しても良い。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの断面図である。第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、前面基板１０の外側表面に溝１０ａを形成し、溝１０ａの底部に表示電極１２を形成したことである。前面基板１０の板厚は１．０ｍｍであり、表示電極１２が形成された溝１０ａにおける前面板の板厚は０．０４ｍｍである。このような構成にすることにより、表示電極１２が形成されていない前面板１０の外周部の板厚を第１の実施の形態より厚くすることができ、前面基板１０の強度を大きくすることができるのでさらに信頼性の高いＰＤＰが実現できる。前面基板１０の溝１０ａを形成する方法としては、厚さ１．０ｍｍの板ガラス上にレジストパターンを生成し該当部分だけエッチングすることにより薄くする方法、あるいは厚さ０．０４ｍｍの板ガラスの周囲部分のみに厚さ約１．０ｍｍの板ガラスを積層する方法等が用いられる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態におけるＰＤＰの断面図である。第３の実施の形態が第２の実施の形態と異なるのは、前面基板１０の外側表面の溝１０ｂを、表示電極１２の形状に合わせてライン状に複数本形成したことである。前面基板１０の板厚は１．０ｍｍであり、溝１０ｂにおける前面板の板厚は０．０４ｍｍである。このような構成にすることにより、溝１０ｂの面積を第２の実施の形態より少なくすることができ、前面板１０の強度をさらに大きくすることができる。前面板１０の溝１０ｂを形成する方法としては、厚さ１．０ｍｍの板ガラス上にレジストパターンを形成し該当部分だけエッチングすることにより薄くする方法等が用いられる。また表示電極１２の形成方法としては、一般的な印刷法ではペーストを溝１０ｂの底部まで塗布するのが難しい場合もあるが、その場合はペースト状の電極材料をディスペンス塗布する方法、あるいはめっき法により溝１０ｂの底部に電極材料を形成する方法を用いることができる。

（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施形態におけるＰＤＰの断面図である。第４の実施の形態が第１から第３の実施の形態と異なるのは、表示電極１２を覆うように透明な表示電極保護フィルム４０を形成したことである。表示電極保護フィルム４０としては、アクリル系粘着剤と積層されたポリエステル系の厚さ１．０ｍｍの透明フィルム等を使用することができる。またフィルムの代わりに透明樹脂基板等を使用した表示電極保護基板を用いてもよい。このような構成にすることにより、前面基板１０の強度をより大きくすることができるとともに表示電極１２の経時的な特性劣化を防止することができる。

（第５の実施の形態）
図６は、本発明の第５の実施形態におけるＰＤＰの断面図である。第５の実施の形態が第１から第４の実施の形態と異なるのは、表示電極１２の下層に透明電極１３を形成したことである。このような構成にすることにより、金属電極としての表示電極１２の面積を低減させることができるので、前面板の開口率を上げ、ＰＤＰの輝度を向上させることができる。

以上のように本発明のＰＤＰによれば、前面板の誘電体層をなくすことができ、低コストで特性劣化がない信頼性の高いＰＤＰを実現することができる。

本発明本発明のＰＤＰによれば、前面板の誘電体層として焼成工程などのプロセスが不要な誘電体層を実現することができ、それによって低コストで特性劣化がない信頼性の高いＰＤＰを実現することができるので、大画面表示デバイスに有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの部分断面斜視図 図２は図１におけるＡ−Ａ断面図 本発明の第２の実施形態におけるＰＤＰの断面図 本発明の第３の実施形態におけるＰＤＰの断面図 本発明の第４の実施形態におけるＰＤＰの断面図 本発明の第５の実施形態におけるＰＤＰの断面図 従来のＰＤＰの構造を示す部分断面斜視図

符号の説明

１ 前面板
２ 背面版
１０ 前面基板
１０ａ，１０ｂ 溝
１２ 表示電極
１３ 透明電極
１５ 誘電体層
１６ 保護層
２０ 背面基板
２２ アドレス電極
２３ 下地誘電体層
２４ 隔壁
２５ 蛍光体層
３０ 放電空間
４０ 表示電極保護フィルム

Claims (4)

1. 放電空間を形成するように対向配置して周囲を封着したガラス基板からなる前面板と背面板とを備え、前記背面板の内側表面にアドレス電極と隔壁と蛍光体層とを設け、前記前面板の内側表面に保護層を設けるとともに、前記前面板の外側表面に表示電極を設けたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記前面板の外側表面に溝を設け、前記溝の底部に前記表示電極を形成した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
3. 前記表示電極を覆って透明な表示電極保護基板または表示電極保護フィルムを形成した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。
4. 前記表示電極の下層に透明電極を形成した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。
   

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