(57)【要約】【課題】Ｃｒを用いずにＰＤＰのブラックマトリックスを形成する。【解決手段】本発明のＰＤＰ１−３は、第一、第二の基板１０、２０を有しており、第一の基板１０はブラックマトリックス４１−４３を有している。ブラックマトリックス４１−４３は、金属酸化物の密着層３１と、密着層３１上に配置された金属膜３２とを有する。密着層３１は遮光性が高いので、光が遮断され、金属膜３２と密着層３１を積層することで反射光が減衰される。ブラックマトリックス４１−４３は金属や金属酸化物で構成されるため耐熱性が高く、また、密着層３１により金属膜３２が第一の基板本体１１に固定されるため、ブラックマトリックス４１−４３は剥がれ難い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一、第二の基板本体とが貼り合わされ、
前記第一の基板本体の前記第二の基板本体側の面にはブラックマトリックスが配置され、
前記第一、第二の基板本体間にプラズマを発生させることにより発光する発光領域が複数配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
前記ブラックマトリックスは、前記第一の基板本体表面に配置された密着層と、
前記密着層表面に配置された金属膜とを有し、
前記密着層は、前記ニッケル酸化物と、鉄酸化物のいずれか一方又は両方からなる金属酸化物材料を主成分とし、
前記金属膜は、ニッケルと、銅と、鉄とからなる金属群より選択されるいずれか一種以上の金属からなる金属材料を主成分とし、
前記ブラックマトリックスは、前記発光領域を通る電極から離間して配置されたプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記ブラックマトリックスは、前記電極に沿って配置された細長の主遮蔽部を有する請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記ブラックマトリックスは、前記電極と交差する方向に配置され、
前記発光領域と前記発光領域の間に配置された副遮蔽部を有する請求項２記載のプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと略記する）等の表示装置のブラックマトリックスには、Ｃｒ酸化物と、金属Ｃｒ膜の積層膜が用いられている。しかし、Ｃｒは環境に悪影響を与える有害物質であるから、Ｃｒ以外の材料の使用が求められている。
ＰＤＰは放電により発光する際、ブラックマトリックスが高温に加熱される。このような装置では、熱に弱い樹脂材料は使用できない。
Ｃｒ以外の金属材料としては、例えば、銅酸化物（又は銅合金酸化物）の膜の上に銅膜を積層した積層膜でも、ブラックマトリックスの効果は得られる。
しかし、表示装置の製造工程では、ブラックマトリックス形成後、加熱処理を行なう場合があり、その加熱処理で下層の銅酸化物は、酸素が上層の銅膜に拡散し、還元されてしまう。銅酸化物膜が還元されると黒色から銅色（茶色）に変色して遮光性が劣化する上、ガラス基板への密着性が低くなり、ブラックマトリックスが基板から剥がれやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３５２３１０号公報
【特許文献２】特開平２０００−２５１７４４号公報
【特許文献３】特開平２００４−３９５７５号公報
【特許文献４】特開平２００４−６３２4７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は環境に悪影響を与えずに、密着性と遮光性に優れたブラックマトリックスを形成する技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、第一、第二の基板本体とが貼り合わされ、前記第一の基板本体の前記第二の基板本体側の面にはブラックマトリックスが配置され、前記第一、第二の基板本体間にプラズマを発生させることにより発光する発光領域が複数配置されたプラズマディスプレイパネルであって、前記ブラックマトリックスは、前記第一の基板本体表面に配置された密着層と、前記密着層表面に配置された金属膜とを有し、前記密着層は、前記ニッケル酸化物と、鉄酸化物のいずれか一方又は両方からなる金属酸化物材料を主成分とし、前記金属膜は、ニッケルと、銅と、鉄とからなる金属群より選択されるいずれか一種以上の金属からなる金属材料を主成分とし、前記ブラックマトリックスは、前記発光領域を通る電極から離間して配置されたプラズマディスプレイパネルである。
本発明はプラズマディスプレイパネルであって、前記ブラックマトリックスは、前記電極に沿って配置された細長の主遮蔽部を有するプラズマディスプレイパネルである。
本発明はプラズマディスプレイパネルであって、前記ブラックマトリックスは、前記電極と交差する方向に配置され、前記発光領域と前記発光領域の間に配置された副遮蔽部を有するプラズマディスプレイパネルである。
【０００６】
本発明は上記のように構成されており、ブラックマトリックスは金属酸化物膜と金属膜とが積層されて形成されている。
ガラス基板の表面に金属酸化物膜（膜厚５０ｎｍのニッケル酸化物膜）を形成し、金属酸化物膜の透過率を求め、更に、金属酸化物膜の表面に金属膜（膜厚３００ｎｍの銅膜）を成膜して、反射率を求めた。
図７の符号Ｌnは金属酸化物膜の透過率と波長との関係を示す曲線であり、金属酸化物膜は可視領域の広い範囲で透過率が低く、遮光性が高いことが分かる。従って、金属酸化物を主成分とする密着層は遮光部材として機能する。
図８の符号Ｌcは金属膜単層の場合の反射率を示し、同図の符号Ｌcnは金属膜と金属酸化物膜の積層膜の反射率をそれぞれ示す。金属膜単層だと反射率は高いが、金属膜と金属酸化物膜を積層すれば、各界面で反射光が減衰され、反射率が低下することが分かる。
本発明のＰＤＰは、金属酸化物を主成分とする密着層と、金属を主成分とする金属膜とが積層され、ブラックマトリックスが形成されているから、ブラックマトリックスは遮光性と反射防止性の両方に優れている。
【発明の効果】
【０００７】
ブラックマトリックスにＣｒ以外の金属を用いるから環境に悪影響を与えない。密着層は基板本体に対する密着性が高いから、ブラックマトリックスが剥離し難い。製造工程でブラックマトリックスが加熱されても、密着層の金属酸化物は還元されず、遮光性と密着性が劣化しない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＰＤＰの断面図
【図２】ＰＤＰの模式的な斜視図
【図３】本発明第一例のＰＤＰの第一の基板を模式的に示す平面図
【図４】本発明第二例のＰＤＰの第一の基板を模式的に示す平面図
【図５】本発明第三例のＰＤＰの第一の基板を模式的に示す平面図
【図６】（ａ）〜（ｃ）：第一の基板の製造工程図
【図７】ニッケル酸化物膜に対する波長と透過率の関係を示すグラフ
【図８】銅膜及び積層膜に対する波長と反射率の関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１の符号１〜３は本発明の第一〜第三例のＰＤＰを示しており、第一〜第三例のＰＤＰ１〜３は、後述するブラックマトリックス以外は同じ構成を有しており、同じ部材には同じ符号を付して説明する。
ＰＤＰ１〜３は第一、第二の基板１０、２０を有している。第一、第二の基板１０、２０は、板状の第一、第二の基板本体１１、２１を有しており、第一、第二の基板本体１１、２１の片面には複数の第一、第二の電極１５、２５（走査、アドレス電極）が配置され、第一の基板本体１１の走査電極１５が配置された面には、更に第三の電極１６（維持電極）が複数配置されている。
第一の基板本体１１の走査、維持電極１５、１６が配置された側の面には、ブラックマトリックス４１−４３が配置されている。
【００１０】
図３〜５はブラックマトリックス４１−４３と走査、維持電極１５、１６との位置関係を説明するための模式的な平面図である。
ブラックマトリックス４１−４３は、それぞれ細長の主遮蔽部３３を複数有しており、主遮蔽部３３は互いに離間して平行配置されている。
走査、維持電極１５、１６は、主遮蔽部３３の間に、主遮蔽部３３の延設方向に沿って並べられている。ここでは、主遮蔽部３３間に、走査電極１５の列と、維持電極１６の列が一列ずつ配置されている。
列内の走査電極１５の間隔と、列内の維持電極１６の間隔は略等しく、各走査電極１５に維持電極１６が一つずつ隣接している。
【００１１】
図３〜５の符号３５は、一組の走査、維持電極１５、１６が隣接配置された領域であって、後述する発光領域が配置される電極領域を示している。
走査、維持電極１５、１６の列は主遮蔽部３３の間で、主遮蔽部３３に沿って延設されているから、電極領域３５の列も、主遮蔽部３３の間で、主遮蔽部３３に沿って延設されている。電極領域３５の列は複数本が互いに平行に配置されており、従って電極領域３５は行列状又は千鳥状になっている。
電極領域３５の列の両側には主遮蔽部３３が位置するから、隣接する電極領域３５の列は、主遮蔽部３３で区分けされている。
【００１２】
第一例のＰＤＰ１のブラックマトリックス４１は主遮蔽部３３のみで構成されているが、第二、第三例のＰＤＰ２、３は、主遮蔽部３３の他に、主遮蔽部３３間に配置された複数の副遮蔽部４６、４７を有している。副遮蔽部４６は電極領域３５の間の位置で、バス電極３４ａ、３４ｂと交差する方向（ここでは直交）に延設され、列内の電極領域３５は副遮蔽部４６、４７で区分けされている。
主遮蔽部３３及び副遮蔽部４６、４７は、第一の基板本体１１表面に配置された密着層３１と、密着層３１の表面に配置された金属膜３２とを有している。
密着層３１はニッケル酸化物と鉄酸化物のいずれか一方又は両方からなる金属酸化物を主成分とし、金属膜３２はニッケルと、銅と、鉄のうち、少なくとも一種以上の金属を含む金属材料を主成分とする。尚、本発明で主成分とは含有量が５０質量％以上の場合を示す。
【００１３】
第一の基板本体１１はガラス基板のような透明基板である。ニッケル酸化物、鉄酸化物等の金属酸化物は、ニッケル、銅、鉄等の金属材料よりも、ガラスに対する密着性が高く、また、それら金属酸化物は金属材料に対する密着性も高い。従って、金属膜３２は密着層３１を介して第一の基板本体１１に強固に固定され、ブラックマトリックス４１−４３が剥がれ難くなっている。
主遮蔽部３３間には細長のバス電極３４ａ、３４ｂが、主遮蔽部３３に沿って配置されており、各バス電極３４ａ、３４ｂは、主遮蔽部３３間の各電極領域３５を通る。
主遮蔽部３３間に配置されたバス電極３４ａ、３４ｂの数は、主遮蔽部３３間に配置された電極の列の数と同じ（ここでは二本）であり、列内の各走査電極１５は一方のバス電極３４ａに接続され、列内の各維持電極１６は他方のバス電極３４ｂにそれぞれ接続されている。
各バス電極３４ａ、３４ｂは互いに離間し、主遮蔽部３３からも離間している。
【００１４】
第二例のＰＤＰ２の副遮蔽部４６は、主遮蔽部３３とバス電極３４ａ、３４ｂの間と、バス電極３４ａ、３４ｂ間に、バス電極３４ａ、３４ｂとは接触しないように配置され、第三例のＰＤＰ３の副遮蔽部４７は、バス電極３４ａ、３４ｂと交差するが、バス電極３４ａ、３４ｂとの間にガラス等の絶縁部材４９が配置されている。
【００１５】
従って、いずれのＰＤＰ１〜３でも、バス電極３４ａ、３４ｂはブラックマトリックス４１−４３から絶縁されており、バス電極３４ａ、３４ｂ同士がブラックマトリックス４１−４３を介して電気的に接続されることが無い。
バス電極３４ａ、３４ｂは、電極領域３５が配置された領域よりも外側に導出され、導出された端部が外部回路に接続されており、バス電極３４ａ、３４ｂに個別に電圧が印加可能になっている。バス電極３４ａ、３４ｂを選択して電圧を印加することで、所望の列の走査、維持電極１５、１６だけに電圧を印加できる。
【００１６】
図２は第一、第二の基板１０、２０の位置関係を模式的に示す斜視図であり、上記図１は図２のＡ−Ａ切断線断面図に相当する。
図２では、ブラックマトリックス４１−４３及び走査、維持電極１５、１６は省略し、走査電極１５に接続されたバス電極３４ａと維持電極１６に接続されたバス電極３４ｂを一本ずつ図示した。
アドレス電極２５は細長であり、第二の基板本体２１の表面に互いに平行に所定間隔を空けて配置されている。
第一、第二の基板１０、２０は、アドレス電極２５が、電極領域３５の列と直交し、直交した部分でアドレス電極２５が電極領域３５と対向するように貼り合わされている。
【００１７】
図１の符号３０は、第一、第二の基板１０、２０の間の空間であって、アドレス電極２５と電極領域３５とが対向する部分である発光領域を示している。電極領域３５は行列状又は千鳥状に配置されているから、発光領域３０も行列状又は千鳥状になっている。
第一、第二の基板本体１１、２１の走査、維持、アドレス電極１５、１６、２５が形成された面上には誘電体層１２、２２が配置されている。第一の基板１０の誘電体層１２上には保護膜１３が形成され、第二の基板２０の誘電体層２２上には細長の隔壁２７が複数配置されている。
隔壁２７は、アドレス電極２５とアドレス電極２５の間でアドレス電極２５に沿って延設され、その先端が第一の基板１０の表面（保護膜１３）に当接されている。従って、アドレス電極２５に沿って並べられた発光領域３０の列は、隔壁２７により分割されて、分割された各空間には放電ガスが封入されている。
【００１８】
次に、ＰＤＰ１−３で画像等を表示する場合について説明する。
発光領域３０を選択し、選択した発光領域３０を通り、走査電極１５に接続されたバス電極３４ａと、その発光領域３０を通るアドレス電極２５にそれぞれ電圧を印加して書き込み放電を起こし、壁電荷を蓄積させる。
保護膜１３はＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ等のアルカリ土類金属酸化物からなり、誘電体層１２、２２はガラス等の薄膜絶縁膜からなる。
選択した発光領域３０を通る各バス電極３４ａ、３４ｂに電圧を印加して、走査、維持電極１５、１６間に交流の維持電圧を印加すると、その発光領域３０で保護膜１３から電子が放出されて維持放電が起こり、放電ガスがプラズマ化して紫外線が発生する。
各発光領域３０には蛍光体２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂが配置されている。ここでは、第二の基板２０の隔壁２７間に、赤、緑、又は青の蛍光体２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂが配置され、蛍光体２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂは紫外線により励起し、赤、緑、又は青の光が放出される。
走査及び維持電極１５、１６はＩＴＯ等の透明導電膜で構成され、第一の基板本体１１はガラス基板等の透明基板で構成され、他の部材（誘電体層１２、保護膜１３等）も透明である。
第一の基板１０の発光領域３０が位置する部分は透明であるから、発光領域３０から放出された光は第一の基板１０を透過して外部に放出される。尚、走査、維持電極１５、１６間に、維持電圧よりも弱い電圧を印加すると、消去放電が起こり、壁電荷が中和されて消灯する。
発光領域３０の列はブラックマトリックス４１−４３で区分けされ、第二、第三例のＰＤＰ２、３では、列内の発光領域３０同士もブラックマトリックス４１−４３で区分けされている。
密着層３１を構成する金属酸化物は遮光性が高いから、発光領域３０からの光は、隣接する他の発光領域３０からの光と混じらない。
また、密着層３１の膜厚は、第一の基板１０を透過した外部光のうち、密着層３１と金属膜３２の界面で反射した光と、第一の基板本体１１と密着層３１の界面で反射した光が干渉し、減衰するように設定されている。
各発光領域３０から放出される光は交じり合わない上、反射光が低減されるので、画像や文字が鮮明に表示される。
【００１９】
次に、本発明のＰＤＰの製造工程について説明する。
スパッタリング装置（不図示）の真空槽内に第一の基板本体１１を搬入し、真空槽内を真空排気して真空雰囲気を形成後、真空排気を続けながら化学構造中に酸素原子を含有する酸化ガス（Ｏ2、ＣＯ2等）と、スパッタガス（Ａｒ、Ｎ2、Ｎｅ、Ｘｅ等）を導入し、酸化ガスを含有するスパッタ雰囲気中で、金属材料（ニッケル又は／及び鉄）を主成分とする金属ターゲットをスパッタリングし、第一の基板本体１１の片面に金属酸化物膜を形成する。
尚、酸化ガスの替わりに、化学構造中に窒素を有する窒化ガス（例えばＮ2）を用いて金属ターゲットをスパッタリングし、金属窒化物膜を形成してもよい。
【００２０】
次いで、真空雰囲気中に酸化ガス又は窒化ガスを導入せずに、スパッタガスを導入し、金属酸化物膜（又は窒化物膜）を成膜する時よりも、酸化ガスと窒化ガスの濃度が低い雰囲気中で、金属材料（ニッケル、鉄、又は銅）を主成分とする金属ターゲットをスパッタリングし、金属酸化物膜の表面に金属膜を成膜する。
金属膜の表面にブラックマトリックス用のマスクを配置し、マスクの開口に露出する部分にエッチング液を接触させ、金属膜と金属酸化膜を同じエッチング液でエッチングするか、金属膜のエッチング後にエッチング液を変え、金属膜をマスクとして金属酸化物膜をエッチングし、密着層３１と金属膜３２からなるブラックマトリックス４１−４３を形成する（図６（ａ））。
ブラックマトリックス用のマスクを除去後、ＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜をスパッタリング法等により成膜し、透明導電膜をパターニングして走査、維持電極１５、１６を形成する（図６（ｂ））。
第一の基板本体１１に、銅等の導電材料膜を形成してパターニングするか、Ａｇ等の導電材料のペーストを所定形状に塗布して走査、維持電極１５、１６と接触するバス電極３４ａ、３４ｂを形成し、更に、誘電体層１２、保護膜１３を形成して第一の基板１０を製造する。第一、第二の基板１０、２０を、間に放電ガスを配置して貼り合せれば、ＰＤＰ１−３が得られる。
【００２１】
上記製造工程のうち、誘電体層１２の成膜は例えば、ガラスフリット（ガラスペースト）を塗布、焼成して形成される。保護膜１３は、金属酸化物を蒸発させる蒸着法で形成され、成膜後に保護膜１３を加熱してアニール処理を行なうこともある。更に、第一、第二の基板１０、２０を貼り合せる前に、脱ガス等の目的で、第一の基板１０を加熱することもある。このように、ブラックマトリックス４１−４３は、ＰＤＰ１−３の製造過程で加熱される。
密着層３１をＣｕＯ、金属膜３２をＣｕで構成すると、加熱により酸化物中の酸素が上層の金属膜３２に移動し、密着層３１が第一の基板本体１１から剥がれやすくなる。
【００２２】
本発明では、密着層３１の主成分が、ニッケル酸化物と鉄酸化物のいずれか一方又は両方からなる。ニッケル酸化物と鉄酸化物は、ＣｕＯに比べて加熱による還元が起こり難いので、ブラックマトリックス４１−４３は剥離し難い。また、金属材料と金属酸化物は樹脂材料に比べ耐熱性も高いので、ブラックマトリックス４１−４３が変質しない。
尚、ブラックマトリックス４１−４３の形成工程と、走査、維持電極１５、１６の形成工程は、別々に行なわれるのであれば順番は特に限定されず、ブラックマトリックス４１−４３は、走査、維持電極１５、１６の形成と、バス電極３４ａ、３４ｂの形成の間に形成してもよいし、走査、維持電極１５、１６とバス電極３４ａ、３４ｂの形成後に行なってもよい。
密着層３１の成膜には、金属ターゲットの替わりに、金属酸化物（ニッケル酸化物及び／又は鉄酸化物）を主成分とする金属酸化物ターゲット、又は金属窒化物（ニッケル窒化物及び／又は鉄窒化物）を主成分とする金属窒化物ターゲットを用いてもよい。また、金属膜３２の主成分は、銅とニッケルと鉄のいずれか２種類以上の金属合金でもよい。
バス電極３４ａ、３４ｂは特に限定されないが、ＰＤＰ１−３の消費電力を少なくするためには、走査、維持電極１５、１６の主成分である透明導電材料（ＩＴＯ、ＩＺＯ等）に比べて低抵抗の材料（銅、銀等）を用いる。
走査、維持電極１５、１６の個数や形状は特に限定されない。例えば、バス電極３４ａ、３４ｂを設けずに、細長の走査、維持電極１５、１６を主遮蔽部３３に沿って延設させてもよい。この場合、走査、維持電極１５、１６とアドレス電極２５とが交差する部分が発光領域３０となり、走査、維持電極１５、１６が発光領域３０を通る電極となる。しかし、バス電極３４ａ、３４ｂを設けた方が、ＰＤＰ１−３の消費電力を抑えることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１−３……ＰＤＰ（表示装置）    １０……第一の基板    １１……第一の基板本体    ２０……第二の基板    ２１……第二の基板本体    ２５……第二の電極（アドレス電極）    ３０……発光領域    ３１……密着層    ３２……金属膜    ３３……主遮蔽部    ３４ａ、３４ｂ……電極（バス電極）    ４１−４３……ブラックマトリックス    ４６、４７……副遮蔽部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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