JPH0950769A - プラズマディスプレイパネル及びその製造方法 - Google Patents
プラズマディスプレイパネル及びその製造方法Info
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Abstract
し、表示の信頼性を高めることを目的とする。 【構成】透明導電膜41又は透明導電膜41とそれより
幅の狭い金属膜42との多層膜からなる複数の表示電極
X,Yと、表示電極X,Yを放電空間30に対して被覆
する誘電体層17Aとを有したAC型のプラズマディス
プレイパネルにおいて、誘電体層17Aを実質的に鉛を
含まないZnO系ガラス材料を用いて形成する。
Description
ディスプレイパネル(PDP)及びその製造方法に関す
る。
型の表示デバイスであり、画面の大型化及び高速表示が
可能であることから、CRTに代わる表示デバイスとし
て注目されている。特に蛍光体によるカラー表示に適し
た面放電型PDPは、ハイビジョンを含むテレビジョン
映像の分野にその用途が拡大されつつある。
視図であり、1つの画素EGに対応する部分の基本的な
構造を示している。
置形態による分類の上で反射型と呼称される3電極構造
のPDPであり、一対のガラス基板11,21、横方向
に互いに平行に隣接して延びた一対の表示電極X,Y、
放電に壁電荷を利用するAC駆動のための誘電体層1
7、MgOからなる保護膜18、表示電極X,Yと直交
するアドレス電極A、アドレス電極Aと平行な平面視直
線状の隔壁29、及びフルカラー表示のための蛍光体層
28などから構成されている。
表示電極X,Yの延長方向に単位発光領域EU毎に区画
され、且つその間隙寸法が規定されている。蛍光体層2
8は、面放電によるイオン衝撃を避けるために、表示電
極X,Yと反対側のガラス基板21上の各隔壁29の間
に設けられており、面放電で生じる紫外線によって励起
されて発光する。蛍光体層28の表層面(放電空間と接
する面)で発光した光は、誘電体層17及びガラス基板
11などを透過して外部へ射出する。
表示面H側に配置されることから、面放電を広範囲とし
且つ表示光の遮光を最小限とするため、幅の広い透明導
電膜41とその導電性を補うための幅の狭い金属膜(バ
ス電極)42とから構成されている。透明導電膜41
は、ITO(酸化インジウム)やネサ(酸化錫)などの
酸化金属からなる。
層17の表層面は、放電特性の均一化及び透明性の確保
の上で、より平滑であることが望ましい。一般に、誘電
体層17は単層構造のガラス層とされ、例えば軟化点が
470℃程度の低融点鉛ガラス(PbOの組成比が75
%程度)を、軟化点より十分に高い600℃程度の温度
で焼成することによって形成されていた。軟化点より十
分に高い温度で焼成すれば、焼成に際してガラス材料が
流動することから、表層面の平坦なガラス層を得ること
ができる。
の表示電極X,Yに対して印加する駆動パルスのパルス
幅に微妙な偏りがあったり、定常的に一方の表示電極に
対する印加パルス数が他方に比べて多い駆動シーケンス
を適用したりしたときに、表示電極X,Y間の電位状態
の均等性が損なわれる。つまり、表示電極X,Y間に同
一極性のDC電圧が繰り返し加わることになる。
と、表示電極X,Yのエレクトロマイグレーションが進
行し、誘電体層17の内部で一方の表示電極の透明導電
膜41から他方の表示電極の透明導電膜41に向かって
樹枝状の突起が成長する。このため、部分的に絶縁抵抗
が低下し、非表示の単位発光領域EUが発光する誤点灯
が生じてしまうという問題があった。なお、エレクトロ
マイグレーションの誘因である印加電圧の偏りを完全に
無くすことは不可能である。
たもので、表示電極X,Yを構成する透明導電膜の劣化
を防止し、表示の信頼性を高めることを目的としてい
る。
る誘電体材料を探究した。その結果、ZnO系ガラス材
料を用いることにより、透明導電膜の劣化を大幅に低減
できることを見い出した。
を形成する一対の基板のうちの少なくとも一方の基板上
に、透明導電膜又は透明導電膜とそれより幅の狭い金属
膜との多層膜からなる複数の表示電極と、前記表示電極
を放電空間に対して被覆する誘電体層とを有したAC型
のプラズマディスプレイパネルであって、前記誘電体層
が実質的に鉛を含まないZnO系ガラス材料からなるも
のである。
電体層がアルカリ系金属酸化物を添加したZnO系ガラ
ス材料からなる。請求項3の発明に係る製造方法は、前
記基板上に前記表示電極を形成する工程と、前記表示電
極を全長にわたって被覆するように前記誘電体層を形成
する工程と、前記基板と別の基板とを、これらのうちの
少なくとも一方に前記放電空間を封止するための封止材
を設けた後に、対向配置した状態で前記封止材を加熱融
着させて接合する工程と、前記誘電体層の基板接合領域
よりパネル外側に張り出した部分を除去して前記表示電
極の端部を露出させる工程とを含むものである。
電体層が、前記表示電極と接する下層と、前記表示電極
と接しない上層とを有した複層構造のガラス層であり、
前記下層が実質的に鉛を含まないZnO系ガラス材料か
らなり、前記上層が前記下層よりも軟化点の低いPbO
系ガラス材料からなる。
層の材料の軟化点が550乃至600℃であり、且つ前
記上層の材料の軟化点が450乃至500℃である。請
求項6の発明に係る製造方法は、前記基板上に前記表示
電極を形成する工程と、前記表示電極を全長にわたって
被覆するように前記下層を形成する工程と、前記下層に
重ねて前記上層を形成する工程と、前記基板と別の基板
とを、これらのうちの少なくとも一方に前記放電空間を
封止するための封止材を設けた後に、対向配置した状態
で前記封止材を加熱融着させて接合する工程と、前記下
層の基板接合領域よりパネル外側に張り出した部分を除
去して前記表示電極の端部を露出させる工程と、を含む
ものである。
nO系ガラス材料をその軟化点より低い温度で焼成して
前記下層を形成した後に、前記PbO系ガラス材料を前
記下層の焼成温度より低い温度で焼成して前記上層を形
成するものである。
電膜又は透明導電膜とそれより幅の狭い金属膜との多層
膜からなる複数の表示電極と、前記表示電極を全長にわ
たって被覆し、少なくとも前記透明導電膜と接する部分
が実質的に鉛を含まないZnO系ガラス材料からなる絶
縁層と、が設けられた構造体である。
ス材料からなる場合には、PDPを長期にわたって使用
しても、エレクトロマイグレーションによる表示電極間
の絶縁性の低下がほとんど起こらない。また、ZnO系
ガラス材料は化学エッチングが容易であるので、表示電
極の外部回路接続用端子となる電極端部を製造途中にお
いて保護(酸化防止)する被覆層(電極端子保護層)と
して利用することができる。すなわち、ZnO系ガラス
材料を用いることによって誘電体層と電極端子保護層と
の一括形成が可能になり、製造工数の低減を図ることが
できる。
下層よりも低くすれば、誘電体層の形成に際して上層の
みについて流動性を高めることができ、表示電極との化
学反応が抑制されるので、大きな気泡が無く且つ表層面
が平坦で透明性の良好な誘電体層を得ることができる。
部の構成を示す断面図である。PDP1は、マトリクス
表示の単位発光領域に一対の表示電極X,Yとアドレス
電極Aとが対応する3電極構造の面放電型PDPであ
る。
のガラス基板11上に設けられ、AC駆動用の誘電体層
17によって放電空間30に対して被覆されている。誘
電体層17の厚さは20〜30μm程度である。誘電体
層17の表面には、保護膜として数千Å程度の厚さのM
gO膜18が設けられている。
41と、その導電性を補うために外端側に重ねられた幅
の狭いバス金属膜42とから構成されている。透明導電
膜41は数千Å〜1μm程度の厚さのITO膜(酸化イ
ンジウム膜)からなり、バス金属膜42は例えばCr/
Cu/Crの3層構造の薄膜からなる。
域を選択的に発光させるためのアドレス電極Aが、表示
電極X,Yと直交するように配列されている。アドレス
電極Aの上面を含めて背面側の内面を被覆するように、
所定発光色の蛍光体28が設けられている。
の上で、誘電体層17の層構造及び材質に特徴がある。
すなわち、誘電体層17は、透明導電膜41及びバス金
属膜42と接する下層17Aと、下層17Aの上に積層
された上層17Bとから構成されている。そして、下層
17Aは軟化点が550〜600℃のZnO系ガラス材
料からなり、上層17Bは軟化点が下層17Aより低い
450〜500℃のPbO系ガラス材料からなる。下層
17A及び上層17Bの厚さは同程度である。なお、軟
化点とは、ガラス材料の粘度が4.5×107 程度にな
る温度である。
DP1の製造方法を説明する。図2は製造段階のPDP
の模式図である。PDP1は、各ガラス基板11,21
について別個に所定の構成要素を設けて前面側の電極基
板(片面パネル)10及び背面側の電極基板20を作製
し、その後に電極基板10,20を重ね合わせて封止を
行い、内部の排気及び放電ガスの充填を行う一連の工程
によって製造される。
ず、蒸着やスパッタなどによる成膜、及びフォトリソグ
ラフィ法によるパターニングによって、ガラス基板11
上に透明導電膜41とバス金属膜42とを順に形成して
表示電極X,Yを設ける。なお、ガラス基板11は、表
面に二酸化珪素膜を設けた3mm程度の厚さのソーダ石
灰ガラス板からなる。次に、ガラス基板11の表面に表
示電極X,Yをそれらの全長にわたって被覆するよう
に、表1の組成のガラス材料(軟化点は585℃)又は
表2の組成のガラス材料(軟化点は580℃)、すなわ
ち実質的にPbを含まないZnO系ガラス材料を主成分
とするガラスペーストをスクリーン印刷によって一様に
塗布する。
よりも低くガラス材料が若干軟化する程度の温度(例え
ば550〜560℃)で焼成し、下層17A及び電極端
子保護層17aを形成する。具体的には焼成で得られた
ZnO系ガラス層171における放電空間と対向する部
分が下層17Aであり、表示電極の端部に対応する部分
が電極端子保護層17aである。電極端子保護層17a
は、以降の熱処理における湿気との反応による表示電極
X,Yの酸化を防止する役割をもつ。下層17Aの焼成
温度が軟化点より低い場合には、焼成中におけるガラス
材料の流動が緩慢になる。そのため、ガラス材料とバス
金属膜42のCuとの接触によって発泡を伴う化学反応
が生じたとしても、その反応が長くは続かないので、絶
縁破壊の原因となる大きな気泡は生じない。ただし、下
層17Aの表層面(上面)は、ガラス粒界の大きさを反
映した凹凸面(表面粗さが5〜6μmの粗い面)にな
る。凹凸面は光の散乱による透明性の低下を招く。
を平坦化するための上層17Bを形成する。上層17B
の形成に際しては、上述のように軟化点が下層17Aの
材料より低い表3の組成のPbO系ガラス材料(軟化点
は475℃)を主成分とするペーストを塗布する。この
とき、塗布の範囲を表示電極X,Yの端部(端子となる
部分)の上部を除く範囲とする。これは、製造の最終段
階での表示電極X,Yの端部を露出させる処理を容易に
するための配慮である。
系ガラス材料の軟化点より高く且つ下層17Aの焼成温
度より低い温度(例えば530℃)で焼成し、上層17
Bを形成する〔図2(A)〕。焼成温度を軟化点より高
く設定することにより、焼成中にガラス材料が流動する
ことから、表面粗さが1〜2μm程度の平坦な上層17
B(すなわち誘電体層17)を得ることができる。ま
た、上層17Bの焼成温度を下層17Aの焼成温度より
低く設定することにより、下層17Aの変質を防ぐこと
ができる。こうして作製された電極基板10は、上述の
ように誘電体層17と電極端子保護層17aとが一括に
形成されることから層構造が簡単で歩留りの点で優れ、
しかも電極端子の露出させる加工が容易であることから
PDP1の製造に好適な組み立て部品である。
nO系ガラス材料によって形成することが可能である。
ただし、ガラス基板11の変形を防ぐ上で焼成温度とし
ては590℃以下が望ましいので、上層17Bの軟化点
を590℃より十分に低く設定する必要がある。ZnO
系ガラス材料では、PbO系と比べると軟化点を低くす
ることが難しいが、Na2 Oに代表されるアルカリ系金
属酸化物を添加することにより、軟化点を低くすること
ができる。表4の組成のZnO系ガラス材料の軟化点は
550℃である。
とを順に形成して誘電体層17を設けた後、電子ビーム
蒸着などによってMgO膜18を設けてガラス基板11
側の製造を終える。
20と、電極基板10とを重ね合わせ、接着材料を兼ね
る封止ガラス31の融着によって両者を接合する〔図2
(B)〕。具体的には、封止ガラス31は、2枚の基板
を重ね合わせる前に、片方又は両方の電極基板上にスク
リーン印刷によってに枠状に設けておき、基板重ね合わ
せ後に加熱されて融着する。このとき、融着温度は隔壁
29が変形しない温度に設定される。この封止ガラス3
1の融着時においても電極端子保護層17aは表示電極
の端部の酸化を防止する。
保護層17aを化学エッチングによって除去し、表示電
極X,Yの端部41aを露出させる〔図2(C)〕。エ
ッチャントは例えば硝酸溶液である。なお、表示電極
X,Yの端部は、金属膜42のみの単層構造であり、こ
の部分が異方性導電フィルムとフレキシブルケーブルを
介して外部の駆動回路に接続される。電極端子保護層1
7aのエッチングは、パネル内部を排気する工程で放電
を生じさせる場合には排気工程の前に行われる。
ては、透明導電膜(ITO)41と接する下層17Aが
ZnO系ガラス材料からなるので、長期にわたって使用
しても、エレクトロマイグレーションによる表示電極
X,Y間の絶縁性の低下がほとんど起こらない。
係を表すグラフである。すなわち、表示電極X,Yを表
1の組成のZnO系ガラス材料で被覆した試料と、表5
の組成のPbO系ガラス材料で被覆した試料とを作製
し、それら試料に対して駆動パルス電圧の加速係数倍の
DC電圧を一定時間(例えば100時間)にわたって印
加する加速試験を行い、樹枝状突起の長さ顕微鏡観察に
より測定した。その結果を図3が示している。なお、縦
軸の樹枝状突起の長さは、PbO系ガラス材料における
3倍加速の場合の長さを基準に規格化されている。ま
た、PbO系ガラス材料の軟化点はZnO系ガラス材料
と同程度に選定されている。
導電膜)と接する誘電体がZnO系ガラス材料からなる
場合には、1.5〜2倍の加速試験において樹枝状の突
起が認められず、2.5〜3倍の加速試験において突起
が生じたものの、PbO系ガラス材料からなる場合に比
べて突起の長さは極めて短い。
示電極X,Yを形成した場合にも、図3と同様の結果が
得られた。つまり、ネサ膜からなる表示電極X,Yを有
したPDPにおいてもZnO系ガラス材料が誘電体材料
として好適であることを確認できた。
料として、軟化点が下層17Aの軟化点よりも低いガラ
ス材料を用いたので、上層17Bの焼成時に下層17A
内でガスが発生したとしても、そのガスが上層17Bを
通って外部へ発散し、上層17Bによるガスの封じ込め
が起こらない。なお、上層17Bの材料として、軟化速
度が下層17Aよりも大きいガラス材料を用いた場合に
も、上層17Bの焼成に際して、上層17Bを下層17
Aに比べて柔らかい状態とすることができるので、同様
に上層17Bによるガスの封じ込めを防止できる。
A,17Bの材料、互いの厚さの比率、及び焼成条件
(温度プロファイル)などは、ガラス基板材料、基板表
面コート材料、透明導電膜41の材料、バス金属膜の材
料に応じて、均質且つ上面の平坦な誘電体層17が得ら
れるように適宜変更することができる。
電体層17を例示したが、必ずしも複層構造である必要
はない。すなわち誘電体層17としてZnO系ガラス材
料からなる単層のガラス層を設けてもよい。粒径の小さ
いガラス粉末を選択的に用いて表面の平坦性を高めるこ
とができる。
5、及び請求項8の発明によれば、表示電極を構成する
透明導電膜の劣化を防止し、表示の信頼性を高めること
ができる。
示電極の内で外部との接続に際して端子となる端部を製
造途中において保護するための特別の工程を省略するこ
とができる。
の透明性を確保することができる。請求項5の発明によ
れば、表示電極及び誘電体層の支持体がガラス板である
場合に、容易に誘電体層の透明性を確保することができ
る。
ける下層の変質を防止することができる。
である。
ラフである。
Claims (8)
- 【請求項1】放電空間を形成する一対の基板のうちの少
なくとも一方の基板上に、透明導電膜又は透明導電膜と
それより幅の狭い金属膜との多層膜からなる複数の表示
電極と、前記表示電極を放電空間に対して被覆する誘電
体層とを有したAC型のプラズマディスプレイパネルで
あって、 前記誘電体層が、実質的に鉛を含まないZnO系ガラス
材料からなることを特徴とするプラズマディスプレイパ
ネル。 - 【請求項2】前記誘電体層が、アルカリ系金属酸化物を
添加したZnO系ガラス材料からなる請求項1記載のプ
ラズマディスプレイパネル。 - 【請求項3】請求項1又は請求項2記載のプラズマディ
スプレイパネルの製造方法であって、 前記基板上に前記表示電極を形成する工程と、 前記表示電極を全長にわたって被覆するように前記誘電
体層を形成する工程と、 前記基板と別の基板とを、これらのうちの少なくとも一
方に前記放電空間を封止するための封止材を設けた後
に、対向配置した状態で前記封止材を加熱融着させて接
合する工程と、 前記誘電体層の基板接合領域よりパネル外側に張り出し
た部分を除去して前記表示電極の端部を露出させる工程
と、を含む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。 - 【請求項4】放電空間を形成する一対の基板のうちの少
なくとも一方の基板上に、透明導電膜又は透明導電膜と
それより幅の狭い金属膜との多層膜からなる複数の表示
電極と、前記表示電極を放電空間に対して被覆する誘電
体層とを有したAC型のプラズマディスプレイパネルで
あって、 前記誘電体層が、前記表示電極と接する下層と、前記表
示電極と接しない上層とを有した複層構造のガラス層で
あり、 前記下層が、実質的に鉛を含まないZnO系ガラス材料
からなり、 前記上層が、前記下層よりも軟化点の低いPbO系ガラ
ス材料からなることを特徴とするプラズマディスプレイ
パネル。 - 【請求項5】前記下層の材料の軟化点が550乃至60
0℃であり、且つ前記上層の材料の軟化点が450乃至
500℃である請求項4記載のプラズマディスプレイパ
ネル。 - 【請求項6】請求項4又は請求項5記載のプラズマディ
スプレイパネルの製造方法であって、 前記基板上に前記表示電極を形成する工程と、 前記表示電極を全長にわたって被覆するように前記下層
を形成する工程と、 前記下層に重ねて前記上層を形成する工程と、 前記基板と別の基板とを、これらのうちの少なくとも一
方に前記放電空間を封止するための封止材を設けた後
に、対向配置した状態で前記封止材を加熱融着させて接
合する工程と、 前記下層の基板接合領域よりパネル外側に張り出した部
分を除去して前記表示電極の端部を露出させる工程と、
を含む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。 - 【請求項7】請求項4又は請求項5記載のプラズマディ
スプレイパネルの製造方法であって、 前記ZnO系ガラス材料をその軟化点より低い温度で焼
成して前記下層を形成した後に、前記PbO系ガラス材
料を前記下層の焼成温度より低い温度で焼成して前記上
層を形成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。 - 【請求項8】透明導電膜又は透明導電膜とそれより幅の
狭い金属膜との多層膜からなる複数の表示電極と、 前記表示電極を全長にわたって被覆し、少なくとも前記
透明導電膜と接する部分が実質的に鉛を含まないZnO
系ガラス材料からなる絶縁層と、が設けられたことを特
徴とするAC型プラズマディスプレイパネル用の電極基
板。
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