JP5243469B2 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
前面板の電極が透明電極とバス電極とから構成され、そのバス電極の形成が、
(i)導電性粒子を含んで成るバス電極原料を調製する工程、
(ii)基板上に形成された透明電極に対してバス電極原料を供する工程、
(iii)透明電極上に供されたバス電極原料を熱処理に付し、バス電極原料からバス電極を形成する工程、および
(iv)得られたバス電極の表面に対して局所的な熱処理を施し、バス電極に含まれている導電性粒子の少なくとも一部を溶融させる工程
を含んで成ることを特徴とする製造方法が提供される。
前面板の電極が透明電極とバス電極とから構成されており、バス電極が、導電性粒子を溶融固化することで得られた溶融固化部を少なくとも有して成ることを特徴としている。
まず、本発明の製造方法を経ることによって最終的に得られるプラズマディスプレイパネル(以下「PDP」とも称す)を簡単に説明する。図1にPDPの全体構成を断面斜視図で示すと共に、図2にPDP前面板の構成を断面図で示す。
次に、このようなPDP(100)の典型的な製造方法について簡単に説明する。PDP(100)の製造は、前面板(1)の形成工程と背面板(2)の形成工程とに分かれている。まず、前面板(1)の形成工程においては、ガラス基板(10)上に、例えばスパッタ法等で透明電極を形成すると共に焼成法等でバス電極を形成することによって表示電極(11)を形成する。次いで、表示電極(11)を覆うように誘電体原料をガラス基板(10)上に塗布して加熱処理して誘電体層(15)を形成する。次いで、この誘電体層(15)上に、電子ビーム蒸着(EB蒸着)法などでMgOなどの膜を形成することで保護層(16)を形成し、前面板(1)を得ている。
本発明の方法は、PDP製造において、特に前面板側のバス電極の形成に関している。かかるバス電極の形成では、先行して形成したバス電極の表面に対して局所的な熱処理を施す。つまり、本発明の製造方法では、バス電極形成に際して、バス電極前駆層を全体的に熱処理した後、その全体的な熱処理により得られたバス電極の一部を局所的に熱処理している。
黒層/白層の2層構造から成るバス電極の場合、本発明では黒層のガラス材料の軟化点温度が400〜550℃なっている態様が好ましい。黒層は画像表示時にコントラストを向上させる目的として黒色顔料を含んでいるが、この黒色顔料は電極焼成時にガラス基板側へと沈降するようにしてガラス基板側のコントラストを確保している。黒層のガラス材料の軟化点温度を低くすると、焼成時のガラスの粘度が低下して黒色顔料が沈降しやすくなる。それゆえ、黒層のガラス材料の軟化点温度が低いと、『色を数値化して表現するためにCIE(国際照明委員会)が1976年に定めたL*値(L*a*b*表色系)』を低くすることができ、画像表示時のコントラストを向上させることができる。このことを狙い。本発明では、好ましくは黒層のガラス材料の軟化点温度を低く550℃以下とする。一方、後の製造工程においても電極形状が維持されるように、かかる軟化点温度は400℃以上とすることが好ましい。
バス電極原料ペーストに添加される金属酸化物の作用についていうと、ペースト中においては、金属酸化物はペースト中の有機バインダの燃焼を促進する。すなわち酸化物としての効果を発現する。ペースト中の酸化ビスマス(Bi2O3)なども酸化剤として作用するが、その酸化作用の程度が低い。そこで、添加剤としてモリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、セリウム(Ce)、錫(Sn)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)のうちの少なくとも1種の酸化物を混入させてもよい。これにより、バス電極の焼成工程において有機バインダの燃焼が促進され、その結果として、誘電体層への気泡発生を効果的に抑制することができる。ここで、これらの添加剤を直接ペースト原料中に混合させると、添加剤の存在量がペースト全体に対してあまりに低いため、ペースト内あるいは電極層内に点在することになる。このため、添加剤による有機バインダを燃焼させる効果が発現するところと、発現しないところが分布することになり、気泡発生の抑制が不十分となり得る。それゆえ、本発明では、ペーストを形成するガラス材料として、これらの添加剤があらかじめ混合されたガラス材料を用いてよい。これにより、ペーストとして塗布し溶融した後の電極内にはこれらの添加剤が均一に分散することになり、気泡発生を抑制する効果を電極全体にわたって均一に発現させることが可能となる。つまり、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、セリウム(Ce)、錫(Sn)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)のうちの少なくとも1種の酸化物が、焼成工程においてバス電極内の有機成分を燃焼促進させる触媒作用を効果的に発現することができ、その結果、その後の誘電体層の形成工程において、誘電体層内に気泡が発生するのを抑制できるので、放電不良などの気泡起因の不良を低減してPDP製造歩留まりの向上を効果的に図ることができる。「添加剤があらかじめ混合されたガラス材料」の具体的な作成方法を例示すると次のようになる。酸化ビスマス(Bi2O3)を15重量%〜40重量%、酸化珪素(SiO2)を3重量%〜20重量%、酸化硼素(B2O3)を10重量%〜45重量%含む主たる材料粉末である第1材料粉末と、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、セリウム(Ce)、錫(Sn)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)のうち少なくとも1種の酸化物を含む第2材料粉末とを材料粉末混合ステップによって混合する。このとき、第2材料粉末が0.1重量%〜5重量%となるように秤量して混合分散することが好ましい。次いで、これらの混合された材料粉末を、約1000℃〜1600℃の温度で溶融させて溶融ガラスを作製する溶融ガラス化ステップを経た後で冷却固化させることによってガラス材料を得る。このガラス材料を、湿式ジェットミルやボールミルによって平均粒径が0.5μm〜2.5μmとなるように粉砕することによって「添加剤があらかじめ混合されたガラス粉末材料」を得ることができる。
次に、本発明のプラズマディスプレイパネルについて説明する。かかるプラズマディスプレイパネルは、上述した製造方法によって得られるものである。つまり、本発明のプラズマディスプレイパネルは、基板上に電極と誘電体層と保護層とが形成された前面板と、基板上に電極と誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された背面板とが対向配置されて成るプラズマディスプレイパネルであって、
前面板の電極が透明電極とバス電極とから構成されており、バス電極が、導電性粒子を溶融固化することで得られた溶融固化部を少なくとも有して成ることを特徴としている。
・黒色無機微粒子(ペースト材料全体の32.6質量部)
粒子径200nm〜300nm、比表面積4〜16m2/gの範囲内にある四三酸化コバルト(Co3O4)
・ガラスフリット(ペースト材料全体の16.3質量部)
酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化ホウ素(B2O3)および酸化ケイ素(SiO2)を主成分とする組成のもの
・感光性樹脂および有機バインダを含む樹脂成分(ペースト材料全体の30質量部)
エチレン性不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有感光性樹脂(不飽和カルボン酸と不飽和二重結合を有する化合物の共重合体にエチレン性不飽和基をペンダントとして付加させることによって得られるカルボキシル基含有感光性樹脂)
・重合開始剤(ペースト材料全体の0.6質量部)
2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モノフォリノフェニル)ブタン
・モノマー(ペースト材料全体の10.5質量部)
ペンタエリスリトールアクリレート
・溶剤(ペースト材料全体の10.0質量部)
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
・導電性粒子(ペースト材料全体の49.8質量部)
粒子径200nm〜1μmの銀粒子
・ガラスフリット(ペースト材料全体の24.9質量部)
黒層ペースト材料と同様
・感光性樹脂および有機バインダを含む樹脂成分(ペースト材料全体の15.0質量部)
黒色ペースト材料と同様
・重合開始剤(ペースト材料全体の0.3質量部)
黒色ペースト材料と同様
・モノマー(ペースト材料全体の0.01質量部)
黒層ペースト材料と同様
・溶剤(ペースト材料全体の10.0質量部)
黒層ペースト材料と同様
まず、1.8mm厚のガラス基板(日本電気硝子製のソーダライムガラス)の表面に、ITOから成る透明電極(透明電極幅:約120μm、膜厚:約100nm)を形成した。次いで、かかる透明電極上にバス電極の黒層ペースト材料をスリットコータ法により塗布して約80℃で乾燥させ、引き続いて、金属電極層ペースト材料をスリットコータ法により塗布して約80℃で乾燥させることによってバス電極の前駆体膜を形成した。そして、電極前駆体膜に対して露光・現像を実施し、約30℃/分レートにて約30分掛けて昇温500℃にて約20分間維持、約2℃/分で約5時間掛けて降温するプロファイルにて大気焼成を行うことによって、電極幅が約80〜100μm、電極間距離が約80〜100μm、膜厚が10〜12μmのバス電極を形成した(図5(a)を参照)。図5(a)は、そのバス電極の長手方向に垂直にガラス基板を割断し、その断面を走査型電子顕微鏡で観察したものである。写真の上方がバス電極の表面であり、断面の全域において、銀の粒子同士の接触は“局部的”であることが分かる。ちなみに、写真において黒色で観察される箇所がガラスフリットの溶融凝固部に相当する。
以上の結果を踏まえると、次の事項を導くことができる:
・バス電極表面に対してPTA処理が施されることによって、バス電極の表面側領域に含まれていた導電性粒子が溶融凝固する。これにより、バス電極の表面側領域の抵抗値が下層側よりも低下し、電流が流れやすくなるので、放電しやすくなり、消費電力の低いPDPが実現される。
・PTA処理によって表示電極の“エッジカール”を無くすことができる。これにより、特にゾルゲル法で誘電体層を形成した場合においても、高い絶縁耐圧を有するPDPが実現される。
2 背面板
10 前面板側の基板
11 前面板側の電極(表示電極)
12 走査電極
12a 透明電極
12b バス電極
12b’ 黒層
12b’’白層
13 維持電極
13a 透明電極
13b バス電極
13b’ 黒層
13b’’白層
14 ブラックストライプ(遮光層)
15 前面板側の誘電体層
16 保護層
20 背面板側の基板
21 背面板側の電極(アドレス電極)
22 背面板側の誘電体層
23 隔壁
25 蛍光体層
30 放電空間
32 放電セル
60 局所的熱処理手段
100 PDP
Claims (2)
- 基板上に電極と誘電体層と保護層とが形成された前面板を有して成るプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記電極が透明電極とバス電極とから構成されており、前記バス電極の形成が、
(i)導電性粒子を含んで成るバス電極原料を調製する工程、
(ii)基板上に形成された透明電極に対して前記バス電極原料を供する工程、
(iii)前記バス電極原料を熱処理に付してバス電極を形成する工程、および
(iv)前記形成されたバス電極の表面領域全面に対して局所的な熱処理を施し、前記バス電極に含まれる導電性粒子を溶融させる工程
を含んで成り、
前記バス電極の全体の厚さをtとすると、前記工程(iv)では、前記バス電極表面から0.3t〜0.6tまでの内部領域に存在する前記導電性粒子のみを溶融させることを特徴とする製造方法。 - 局所的な熱処理を行う手段として、プラズマトーチ、レーザーまたはフラッシュランプを用いることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。
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