(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板対の一方の内面上に透明電極が配列され、放電空間と前記透明電極との間に無着色ガラス層が介在する構造をもつガス放電表示パネルであって、
前記無着色ガラス層と接し、着色剤を含有し、前記無着色ガラス層の材料の軟化点より低い温度で結晶化する結晶化ガラスからなる着色ガラス層を有した
ことを特徴とするガス放電表示パネル。
【請求項２】
前記着色ガラス層は、前記透明電極及び前記無着色ガラス層の双方と接する
請求項１記載のガス放電表示パネル。
【請求項３】
前記着色ガラス層は、前記着色剤として一酸化鉄、三酸化二クロム、一酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、及び二酸化マンガンのうちの少なくとも１つを含有する遮光層である
請求項１又は請求項２記載のガス放電表示パネル。
【請求項４】
前記着色ガラス層は、前記着色剤として二酸化チタン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、硫酸バリウム、チタン酸バリウム、及び雲母のうちの少なくとも１つを含有する反射層である
請求項１又は請求項２記載のガス放電表示パネル。
【請求項５】
前記着色ガラス層は、前記着色剤として酸化クロム及び酸化コバルトのうちの少なくとも１つを含有するフィルタ層である
請求項１又は請求項２記載のガス放電表示パネル。
【請求項６】
無着色ガラス層とそれに接する着色ガラス層とを有した表示パネルの製造方法であって、
温度ＴＡで結晶化する結晶化ガラス粉末及び着色剤が分散した着色ペースト層と、軟化点が前記温度ＴＡより高い温度ＴＢであるガラス粉末が分散した無着色ペースト層とからなる積層体を形成し、
前記積層体を前記温度ＴＢより高く且つ前記結晶化ガラス粉末の結晶化後の軟化点より低い温度ＴＣに加熱して焼成することにより、前記無着色ガラス層と着色ガラス層とを一括に形成する
ことを特徴とする表示パネルの製造方法。
【請求項７】
前記積層体を焼成するための加熱において、前記温度ＴＡより低い温度から当該温度ＴＡまでの結晶化温度域の温度勾配を、前記温度ＴＢから前記温度ＴＣまでの温度域の温度勾配よりも小さくする
請求項６記載の表示パネルの製造方法。
【請求項８】
前記温度ＴＢと前記温度ＴＣとの温度差を５０℃以上とする
請求項６又は請求項７記載の表示パネルの製造方法。
【請求項９】
前記結晶化ガラス粉末として、結晶化後の軟化点が前記温度ＴＢより１００℃以上高いガラス粉末を用いる
請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の表示パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着色ガラス層と無着色ガラス層とからなる積層体を有した表示パネル及びその製造方法に関する。
【０００２】
表示パネルにおいて、コントラストを高めるための縞状又は格子状の遮光体、又は色再現のためのフィルタとして、基板の内面側に着色剤を添加したガラス層を設ける構成が採用されている。
【０００３】
【従来の技術】
ＡＣ型のガス放電表示パネル（ＰＤＰ）は、基板の内面に配列された電極を放電空間に対して絶縁する誘電体層を有する。一般に誘電体層は低融点ガラスからなり、画面の全体に一様に拡がる。そして、この誘電体層と重なるように（例えば下層として）、所定色の着色ガラス層が配置される。つまり、基板上に着色ガラス層と無着色ガラス層との積層体が形成される。その形成には、ガラスペーストを塗布して焼成する厚膜手法が用いられる。
【０００４】
誘電体層については、ガラス材料の軟化点より十分に高い温度で焼成するのが好ましい。しかし、軟化点より１００℃程度高い温度で焼成すると、ガラスの流動によって着色ガラス層のパターン崩れが生じたり、着色剤が誘電体層に拡散して誘電体層の透明性が損なわれたり、着色剤が変色して所望の着色効果が得られなかったりする。このため、従来では、誘電体層のガラス材料の組成を軟化点が比較的に高い温度（例えば５７０℃）となるように選定し、軟化点に近い温度（例えば５９０℃）で焼成していた。また、良好な誘電体層を得るために、着色ガラス層の上に軟化点の高いガラス材料を用いて薄い誘電体層を形成し、その後に軟化点の低い（例えば４９０℃）材料を用い十分に高い温度で焼成して必要厚さの誘電体層を形成することも行われていた。薄い誘電体層で着色ガラス層の変形及び着色剤の拡散を防止するのである。
【０００５】
一方、電極が透明導電材料（ＩＴＯ、ＮＥＳＡ）からなる場合に、着色剤として添加された金属酸化物が変質し、それによって着色ガラス層の変色及び褪色が起こるという問題がある。この問題を避ける手段として、特開平９−１２９１４２号公報第９頁に、透明電極と着色ガラス層との間に変色防止間隙を設けること、及び着色ガラスペーストに酸化剤を混入することが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにガラス材料を軟化点に近い温度で焼成する手法で誘電体層を形成すると、軟化状態でのレベリング及び脱泡が不十分となり、表面が粗く気泡の多い層となる。このような層は透過率が小さく輝度を損なう。薄い誘電体層の上に厚い誘電体層と重ねる手法では、透過率を高めることができるものの、２回の焼成を行わねばならず、生産性が低い。誘電体層について２種の材料を用意する必要もある。
【０００７】
また、変色及び褪色の回避については、変色防止間隙を設ける手法では着色ガラス層の配置パターンの制約が厳しくなり、酸化剤を混入する手法では特定の着色剤に限定されるという問題があった。
【０００８】
本発明は、所望の形状及び光学特性をもつ着色ガラス層と透過率の大きい無着色ガラス層との積層体を有し、しかも生産性に優れた表示パネルの提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、着色ガラス層の材料として無着色ガラス材料の軟化点より低い温度で結晶化する結晶化ガラスを用いる。結晶化によって無着色ガラス材料が軟化しても着色ガラス層の形状が保持される。加えて、着色剤が結晶中に閉じ込められることから、無着色ガラス層へ拡散せず、加熱による化学変化も起こりにくくなる。したがって、着色ガラス層と無着色ガラス層とを同時に焼成して生産性を高めることができる。
【００１０】
請求項１の発明の装置は、基板対の一方の内面上に透明電極が配列され、放電空間と前記透明電極との間に無着色ガラス層が介在する構造をもつガス放電表示パネルであって、  前記無着色ガラス層と接し、着色剤を含有し、前記無着色ガラス層の材料の軟化点より低い温度で結晶化する結晶化ガラスからなる着色ガラス層を有したものである。本明細書において着色剤とは、層の光学特性を調整するための添加剤を意味し、顔料及び色素に限らず、反射率を高めるための光沢性の薄片状粉末をも含む。
【００１１】
請求項２の発明のガス放電表示パネルにおいて、前記着色ガラス層は、前記透明電極及び前記無着色ガラス層の双方と接する。
請求項３の発明のガス放電表示パネルにおいて、前記着色ガラス層は、前記着色剤として一酸化鉄（ＦｅＯ）  、三酸化二クロム（Ｃｒ２Ｏ３）  、一酸化銅（ＣｕＯ）  、酸化ニッケル（Ｎｉ２Ｏ３）  、酸化コバルト（ＣｏＯ）  、及び二酸化マンガン（ＭｎＯ２）のうちの少なくとも１つを含有する遮光層である。
【００１２】
請求項４の発明のガス放電表示パネルにおいて、前記着色ガラス層は、前記着色剤として二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）  、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）  、チタン酸バリウム（Ｂａ２ＴｉＯ３）  、及び雲母のうちの少なくとも１つを含有する反射層である。
【００１３】
請求項５の発明のガス放電表示パネルにおいて、前記着色ガラス層は、前記着色剤として酸化クロム及び酸化コバルトのうちの少なくとも１つを含有するフィルタ層である。
【００１４】
請求項６の発明の方法は、無着色ガラス層とそれに接する着色ガラス層とを有した表示パネルの製造方法であって、温度ＴＡで結晶化する結晶化ガラス粉末及び着色剤が分散した着色ペースト層と、軟化点が前記温度ＴＡより高い温度ＴＢであるガラス粉末が分散した無着色ペースト層とからなる積層体を形成し、前記積層体を前記温度ＴＢより高く且つ前記結晶化ガラス粉末の結晶化後の軟化点より低い温度ＴＣに加熱して焼成することにより、前記無着色ガラス層と着色ガラス層とを一括に形成するものである。
【００１５】
請求項７の発明の製造方法は、前記積層体を焼成するための加熱において、前記温度ＴＡより低い温度から当該温度ＴＡまでの結晶化温度域の温度勾配を、前記温度ＴＢから前記温度ＴＣまでの温度域の温度勾配よりも小さくするものである。
【００１６】
請求項８の発明の製造方法においては、前記温度ＴＢと前記温度ＴＣとの温度差を５０℃以上とする。
請求項９の発明の製造方法においては、前記結晶化ガラス粉末として、結晶化後の軟化点が前記温度ＴＢより１００℃以上高いガラス粉末を用いる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す斜視図である。同図では構造を見やすくするために一対の基板構体が離れた状態を描いてあるが、実際には一対の基板構体は当接する。基板構体とは、画面以上の大きさの板状の支持体と他の少なくとも１種のパネル構成要素とからなる構造体を意味する。
【００１８】
ＰＤＰ１は、点灯維持放電を生じさせるための電極対をなす第１及び第２の主電極Ｘ，Ｙが平行配置され、各セル（表示素子）において主電極Ｘ，Ｙと第３の電極としてのアドレス電極Ａとが交差する３電極面放電構造をもつ。主電極Ｘ，Ｙは画面のライン方向（水平方向）に延び、第２の主電極Ｙはアドレッシングに際してライン単位にセルを選択するためのスキャン電極として用いられる。アドレス電極Ａは列方向（垂直方向）に延びており、列単位にセルを選択するためのデータ電極として用いられる。基板面のうちの主電極群とアドレス電極群とが交差する範囲が画面ＥＳに対応する。
【００１９】
ＰＤＰ１では、前面側の基板構体１０の基材であるガラス基板１１の内面に、ライン毎に一対ずつ主電極Ｘ，Ｙが配列されている。ラインは画面における水平方向のセル列である。主電極Ｘ，Ｙは、それぞれが透明導電膜（ＩＴＯ薄膜）４１とバス導体としての金属薄膜（Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ）４２とからなり、後述する複層構造の絶縁体層１５で被覆されている。アドレス電極Ａは、背面側の基板構体２０の基材であるガラス基板２１の内面に配列されており、厚さ１０μｍ程度の絶縁体層２４によって被覆されている。絶縁体層２４の上には、高さ１５０μｍの平面視直線帯状の隔壁２９が各アドレス電極Ａの間に１つずつ設けられている。これらの隔壁２９によって放電空間３０が行方向にサブピクセル（単位発光領域）毎に区画され、且つ放電空間３０の間隙寸法が規定されている。そして、アドレス電極Ａの上方及び隔壁２９の側面を含めて背面側の内面を被覆するように、カラー表示のための赤色蛍光体２８Ｒ、緑色蛍光体２８Ｇ、青色蛍光体２８Ｂがライン方向に３色が繰り返し並ぶパターンで配置されている。
【００２０】
放電空間３０には主成分のネオンにキセノン（４〜５％）を混合した放電ガスが充填されており、各色の蛍光体２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは放電時にキセノンが放つ紫外線によって局部的に励起されて発光する。表示の１ピクセル（画素）は行方向に並んだ発光色の異なる３個のサブピクセルで構成される。各サブピクセル内の構造体がセルである。隔壁２９の配置パターンがストライプパターンであることから、放電空間３０のうちの各列に対応した部分は全てのラインに跨がって列方向に連続している。逆スリットと呼称される隣接ラインどうしの電極間隙は、面放電ギャップ（例えば８０〜１４０μｍの範囲内の値）より十分に大きく、列方向の放電結合を防ぐことのできる値（例えば４００〜５００μｍの範囲内の値）に選定される。点灯すべきセル（書込みアドレス形式の場合）又は点灯すべきでないセル（消去アドレス形式の場合）における主電極Ｙとアドレス電極Ａとの間でアドレス放電を生じさせてライン毎に点灯すべきセルのみに適量の壁電荷の存在する帯電状態を形成した後、主電極Ｘ，Ｙ間に点灯維持電圧Ｖｓを加えることにより、点灯すべきセルで基板面に沿った面放電を生じさせることができる。以上の構成のＰＤＰ１は、前面側の基板構体１０と別途に作製した背面側の基板構体２０とを重ね合わせ、両者の対向領域の周縁部分どうしを接合する手順で製造される。
【００２１】
図２は一方の基板構体の要部断面図、図３は着色ガラス層の形状を示す平面図である。図３のａａ矢視方向が図２に対応する。
図２のように絶縁体層１５は、結晶化ガラスからなる暗色の着色ガラス層１８と、低融点ガラスからなる無着色の誘電体層１６と、マグネシア（ＭｇＯ）からなる厚さ数千オングストロームの保護膜１８との積層体である。着色ガラス層１８は誘電体層１６の下層であり、その厚さは２〜５μｍ程度である。誘電体層１６の厚さは３０μｍ程度である。
【００２２】
図３のように着色ガラス層１８は、逆スリットにおいて行方向に延びる部分１８１と、列どうしの境界において列方向に延びる部分１８２とからなる格子状の遮光体（これをブラックマトリクスと呼称する）である。列方向に延びる部分１８２が主電極Ｘ，Ｙと重なり、透明導電膜４１と接する。なお、図では行方向に延びる部分１８１と主電極Ｘ，Ｙとが離れているが、金属膜４２の面放電ギャップ側の端縁からはみ出ない範囲内であれば、主電極Ｘ，Ｙと重なってもよい。また、着色ガラス層１８の平面視形状は格子状に限らず、行方向に延びる部分（ブラックベルト）１８１のみからなる縞状であってもよい。
【００２３】
図４は基板構体の積層構造の変形例を示す断面図である。
図４（Ａ）の基板構体１０ｂの絶縁体層１５ｂにおいては、誘電体層１６ｂの上層として着色ガラス層１８ｂが配置され、着色ガラス層１８ｂの表面に保護膜１７ｂが形成されている。
【００２４】
図４（Ｂ）の基板構体１０ｃの絶縁体層１５ｃにおいては、第１の誘電体層１６１の上に着色ガラス層１８ｃが配置され、着色ガラス層１８ｃの上に第２の誘電体層１６２及び保護膜１７ｃが形成されている。
【００２５】
図４（Ｃ）の基板構体１０ｄにおいて、絶縁体層１５ｄは、遮光層としての着色ガラス層１８、反射層としての明色の着色ガラス層１９、誘電体層１６ｄ、及び保護膜１７からなる。着色ガラス層１９を設けることにより、放電空間から着色ガラス層１８に向かう光を表示光として利用することができる。
【００２６】
以下、図２の積層構造を例に挙げてＰＤＰ１の製造方法を説明する。
図５は製造途中における基板構体の要部断面図であり、絶縁体層１５の形成手順を示している。
【００２７】
上述した前面側の基板構体１０の製造においては、ガラス基板１１の上に主電極Ｘ，Ｙを配列した後、結晶化ガラスを主成分とし暗色の顔料を添加した感光性ガラスペーストを塗布する。塗布層をフォトリソグラフィによってパターニングし、平面視格子状の着色ペースト層１８０を形成する。続いて、着色ペースト層１８０を覆うように着色剤を含有しない低融点ガラスペーストを塗布する。これにより、ガラス基板１１の上に着色ペースト層１８０と無着色ペースト層１６０との積層体１４５が形成される〔図５（Ａ）〕。ガラス材料の選定においては、低融点ガラスの軟化点を比較的に低い温度（例えば５００℃）とする。そして、低融点ガラスの軟化点より低い温度で結晶化する結晶化ガラスを用いる。
【００２８】
積層体１４５を室温から低融点ガラスの軟化点より十分に高い温度（例えば５９０℃）まで適切な温度勾配で加熱して焼成し、着色ガラス層１８と誘電体層１８とを一括に形成する〔図５（Ｂ）〕。軟化点と焼成温度との差を大きくすることにより、脱泡及び表面のレベリングが十分に進行し、透過率の大きい誘電体層１６が得られる。その上、低融点ガラスが軟化する以前に着色ペースト層１８０が結晶化して粘度が大きくなるので、十分に高い温度に加熱されて低融点ガラスの粘度が１０３  ＰＳ程度まで低下しても、着色ペースト層１８０のパターン崩れが生じない。また、顔料が無着色ペースト層１６０へ拡散せず、誘電体層１８の着色が防止される。
【００２９】
このようにして着色ガラス層１８及び誘電体層１６を形成した後、誘電体層１８の表面にマグネシアを蒸着して保護膜１７を設け、基板構体１０を完成させる〔図５（Ｃ）〕。
【００３０】
結晶化ガラスの組成の一例を表１に示し、着色ガラスペーストの組成を表２に示す。
【００３１】
【表１】
0003565740.tif 000002
【００３２】
【表２】
0003565740.tif 000003
【００３３】
なお、着色ガラスペーストのビークルにおける混合比は、樹脂（５ｗｔ％）：溶剤（９５ｗｔ％）である。顔料としては、一酸化鉄に代えて又はこれに加えて、三酸化二クロム、一酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルト、二酸化マンガン、及びこれらの混合物を用いることができる。
【００３４】
図６は示差熱分析による結晶化ピーク温度の測定結果を示すグラフである。
図６のＤＴＡ曲線が示すとおり、表１，２の組成の着色ガラスペーストにおいては、約１３９℃で溶剤が蒸発し、約２９４℃で樹脂の焼失する。そして、約４９０℃で結晶化が起こる。結晶化ピーク温度は４９０．３℃であり、誘電体材料である低融点ガラスの軟化点（５００℃）より低い。
【００３５】
図７は焼成プロファイルの一例を示す図である。
室温から低融点ガラスの軟化点ＴＢより十分に高い温度ＴＣまで加熱する過程において、結晶化ピーク温度ＴＡより低い所定の温度（図では４３０℃）から結晶化ピーク温度ＴＡまでの結晶化温度域の温度勾配は５℃／ｍｉｎであって、軟化点ＴＢから温度ＴＣまでの温度域の温度勾配（１０℃／ｍｉｎ）よりも小さい。結晶化ピーク温度ＴＡより低くてもそれに近い温度を長く保つと、結晶化が進行する。温度勾配を小さくすることにより、良好な結晶化状態が得られる。結晶化以後は、過度に急激にならない範囲で昇温を速めるのが、生産性の上で好ましい。脱泡及びレベリングを十分に進行させるために温度ＴＣを保持する時間は例えば６０ｍｉｎである。軟化点ＴＢと温度ＴＣとの温度差が９０℃であるので、結晶化ガラスとしては結晶化後の軟化点が低融点ガラスの軟化点ＴＢより１００℃以上高いものであればよい。
【００３６】
図７のプロファイルで焼成を行うことにより、従来例よりも透過率の大きい誘電体層（無着色ガラス層）、及びパターン崩れがない所定色の着色ガラス層１８が得られた。
【００３７】
以上の実施形態においては、背面側基板に蛍光体を配置する反射型面放電ＰＤＰを例示したが、前面側基板に蛍光体を配置する透過型にも本発明を適用することができる。透過型では、アドレス電極Ａを透明電極とし、アドレス電極Ａを被覆する絶縁体層２４を着色ガラスと無着色ガラスとの積層体とする。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１乃至請求項５の発明によれば、所望の形状及び光学特性をもつ着色ガラス層と透過率の大きい無着色ガラス層との積層体を有し、しかも生産性に優れた表示パネルを実現することができる。
【００３９】
請求項６乃至請求項９の発明によれば、所望の形状及び光学特性をもつ着色ガラス層と透過率の大きい無着色ガラス層との積層体を有した表示パネルの製造の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す斜視図である。
【図２】一方の基板構体の要部断面図である。
【図３】着色ガラス層の形状を示す平面図である。
【図４】基板構体の積層構造の変形例を示す断面図である。
【図５】製造途中における基板構体の要部断面図である。
【図６】示差熱分析による結晶化ピーク温度の測定結果を示すグラフである。
【図７】焼成プロファイルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  ＰＤＰ（表示パネル）
１１  ガラス基板
４１  透明導電膜（透明電極）
３０  放電空間
１６  誘電体層（無着色ガラス層）
１８  着色ガラス層
１９  着色ガラス層（反射層）
ＴＡ  結晶化ピーク温度
１８０  着色ペースト層
ＴＢ  軟化点
１６０  無着色ペースト層
１４５  積層体
【図１】
0003565740.tif 000004
【図２】
0003565740.tif 000005
【図３】
0003565740.tif 000006
【図４】
0003565740.tif 000007
【図５】
0003565740.tif 000008
【図６】
0003565740.tif 000009
【図７】
0003565740.tif 000010