(57)【要約】【課題】表示の輝度を低下させることなく、発光効率の向上を図ることができるパネルを提供する。【解決手段】第１の基板１上に、表示電極を覆う第１の誘電体層１４ａとこの第１の誘電体層１４ａ上の所定の部分に形成されかつ前記第１の誘電体層１４ａを構成する誘電体材料の軟化点温度よりも低い軟化点温度を持つ誘電体材料からなる第２の誘電体層１４ｂとからなる誘電体層１４を形成し、かつ保護膜１５と第２の誘電体層１４ｂとの境界領域に、保護膜１５と第２の誘電体層１４ｂとが融合した領域を形成したものである。この融合領域１６が形成されるために第２保護膜１５ｂの２次電子放出係数が低下し、放電が第１保護膜１５ａの形成されている領域のみに制限される。【選択図】　図１
2004095319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板間に放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、この前面側の基板上に前記放電空間で放電が発生するように配置した複数の表示電極と、この表示電極を覆うように前面側の基板に形成した誘電体層と、この誘電体層上に形成した保護膜とを有し、前記誘電体層は、前記表示電極を覆う第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上の所定の部分に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する誘電体材料の軟化点温度よりも低い軟化点温度を持つ誘電体材料からなる第２の誘電体層とで構成し、かつ前記保護膜と前記第２の誘電体層との境界領域に、保護膜と第２の誘電体層とが融合した領域を形成したことを特徴とするＡＣ型プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
基板間に放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、この前面側の基板上に前記放電空間で放電が発生するように配置した複数の表示電極と、この表示電極を覆うように前面側の基板に形成した誘電体層と、この誘電体層上に形成した保護膜とを有し、前記誘電体層は、前記表示電極を覆う第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上の所定の部分に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する誘電体材料の軟化点温度よりも低い軟化点温度を持つ誘電体材料からなる第２の誘電体層とで構成し、かつ前記保護膜を形成した後、第１の誘電体層の軟化点温度よりも低くかつ第２の誘電体層の軟化点温度よりも高い温度の加熱工程で熱処理することを特徴とするＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機や情報表示端末等の画像表示装置に用いるＡＣ型プラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパネルは、図７に示すような構成であり、図７に示すように、ガラス基板からなる前面側の第１の基板１上に、互いに平行な走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が複数設けられている。これらの走査電極２および維持電極３は誘電体層４で覆われ、そして誘電体層４上には保護膜５が設けられている。第１の基板１と放電空間６を介して対向するガラス基板からなる背面側の第２の基板７上には、走査電極２および維持電極３に直交するように配列された複数の隔壁８が設けられ、そして隔壁８の間にはデータ電極９が配列されている。また、第２の基板７における隔壁８間の表面およびデータ電極９の表面には、蛍光体層１０が設けられている。
【０００３】
前記走査電極２および維持電極３は、それぞれ透明電極２ａ、３ａと電極母線２ｂ、３ｂとからなり、透明電極２ａ、３ａはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２）等で形成され、電極母線２ｂ、３ｂおよびデータ電極９は、クロム−銅−クロム（Ｃｒ−Ｃｕ−Ｃｒ）の積層導体または銀（Ａｇ）等で形成されている。また、誘電体層４は硼珪酸ガラス等からなり、保護膜５は放電で生じるイオンに対しての耐スパッタ性に優れ、かつ高い２次電子放出係数を有する材料、たとえばＭｇＯからなる。この保護膜５には、主に２つの役割がある。一つは誘電体層４がイオンによってスパッタされパネルの寿命が短くなるのを防止し、もう一つは、その表面の高い２次電子放出特性によって、放電中に多量の２次電子を放出し、放電を低電圧化・安定化することである。
【０００４】
このような構成のパネルは、１本の走査電極２および１本の維持電極３とデータ電極９との交差部に１つの放電セルが形成され、放電空間６には放電ガスとして、ネオン、キセノン等の希ガスが封入されており、走査電極２および維持電極３に交互に維持パルス電圧を印加することにより維持放電を発生させ、蛍光体層１０を発光させることにより表示を行う。
【０００５】
次に、このような従来のＰＤＰを作成する製造方法の概略を説明すると、まず、ガラス製の第１の基板１上に、スパッタリングなどによってＩＴＯやＳｎＯ２等の透明導電膜を形成する。この透明導電膜を、ウェットエッチングやリフトオフなどを用いてパターンニングし、透明電極２ａ、３ａを形成する。続いて、透明電極２ａ、３ａ上にＡｇなどの厚膜材料もしくはＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒの薄膜積層導体などによる電極母線２ｂ、３ｂを形成する。その後、透明電極２ａ、３ａおよび電極母線２ｂ、３ｂを覆うように誘電体層４を形成する。厚膜材料による電極母線や誘電体層の形成に際しては、低融点ガラス材料と金属材料ないしはセラミクスやガラス粉末などを有機バインダーと共に混練したペーストを、所望の厚みに成膜し、パターンニングした後、５００〜６００℃程度の大気雰囲気中で焼成し、有機成分を除去する。その後、電子ビーム蒸着などの手法によって、誘電体層４表面上にＭｇＯなどの保護膜５を形成することにより、前面板が得られる。
【０００６】
その後、第２の基板７上にデータ電極９、隔壁８、および隔壁８で区切られた空間内に赤・緑・青の各色の蛍光体を順次形成した後、基板周縁部に封止用ガラスフリットを塗布し、仮焼した背面板と、前記前面板とを隔壁８を介して電極母線２ｂ、３ｂとデータ電極９が直交するように対向配置する。これを４５０℃程度で焼成し、封止用ガラスフリットを溶融させることによって、周囲を密封する。
【０００７】
その後、３５０℃程度まで加熱しながらパネル内を排気し、終了後に放電ガスを所定の圧力だけ導入することによりパネルが完成する。
【０００８】
このようなパネルは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のパネルは、ＣＲＴに比べて発光効率が低いという課題があった。発光効率を高くするには、維持パルス電圧を下げることによりパネルへの投入電力を小さくすればよい。しかしこの場合、発光効率を高くできてもパネルの表示輝度が低下してしまい、ディスプレイとしての表示品質が低下してしまうという問題がある。そのため、必要な輝度を確保しつつ、かつ発光効率を高めることが、パネルにおいて重要な課題となっている。
【００１０】
図８は、従来のパネルにおいて、第２の基板７側から見たときの放電セル１１の概略構成図であり、各電極および隔壁を示している。表示発光を行うための維持放電は走査電極２と維持電極３との間でほぼ一様に発生するが、主として表示発光に寄与するのは、図８に示すように、ごく限られた第１領域１２のみである。第１領域１２は、放電セル中央部分であり、隔壁８からある程度離れ、放電空間が十分に広いために、放電によって空間に投入されるエネルギーが損失なく表示発光に利用できると考えられる。
【００１１】
一方、放電セル周縁にあたる第２領域１３においても、放電による荷電粒子が存在し、前記第１領域１２と同様に電流が流れる。しかし、第２領域１３においては、放電で生成された荷電粒子の大部分が隔壁８表面での表面再結合によって消失するために、空間に投入された放電エネルギーの大半は表示発光に寄与しない。したがって、発光にあまり寄与しないが電流が流れる第２領域１３へ放電が拡がることを制限することにより、パネルの輝度を維持しつつ、放電電流すなわち消費電力を低減し、発光効率を向上させることができると考えられる。
【００１２】
また、放電シミュレーションコードＳＩＰＤＰ−２Ｄ（ＫＩＮＥＭＡ　ＳＯＦＴＷＡＲＥ製）を用いて、保護膜が２次電子放出係数の異なる２つの領域からなる場合について計算を行った。この計算の結果、放電は２次電子放出係数の高い領域において集中的に起こり、２次電子放出係数の低い領域には広がらないことが示唆された。したがって、２次電子放出係数の異なる領域を形成することにより、放電が発生する領域を制限できると考えられる。
【００１３】
以上のことから、主として発光に寄与している放電が発生する領域に２次電子放出係数の高い領域を形成し、その領域以外は２次電子放出係数の低い領域とすることにより、パネルの輝度を維持しつつ、放電電流すなわち消費電力を低減し、発光効率を向上させることができるという知見を得た。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、表示の輝度を低下させることなく、発光効率の向上を図ることができるパネルを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の知見に基づいてなされたものであり、誘電体層を、表示電極を覆う第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上の所定の部分に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する誘電体材料の軟化点温度よりも低い軟化点温度を持つ誘電体材料からなる第２の誘電体層とで構成し、かつ保護膜と第２の誘電体層との境界領域に、保護膜と第２の誘電体層とが融合した領域を形成したもので、維持放電の発生領域を主に発光に寄与している領域に制限することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板間に放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、この前面側の基板上に前記放電空間で放電が発生するように配置した複数の表示電極と、この表示電極を覆うように前面側の基板に形成した誘電体層と、この誘電体層上に形成した保護膜とを有し、前記誘電体層は、前記表示電極を覆う第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上の所定の部分に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する誘電体材料の軟化点温度よりも低い軟化点温度を持つ誘電体材料からなる第２の誘電体層とで構成し、かつ前記保護膜と前記第２の誘電体層との境界領域に、保護膜と第２の誘電体層とが融合した領域を形成したことを特徴とするＡＣ型プラズマディスプレイパネルである。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、基板間に放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、この前面側の基板上に前記放電空間で放電が発生するように配置した複数の表示電極と、この表示電極を覆うように前面側の基板に形成した誘電体層と、この誘電体層上に形成した保護膜とを有し、前記誘電体層は、前記表示電極を覆う第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上の所定の部分に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する誘電体材料の軟化点温度よりも低い軟化点温度を持つ誘電体材料からなる第２の誘電体層とで構成し、かつ前記保護膜を形成した後、第１の誘電体層の軟化点温度よりも低くかつ第２の誘電体層の軟化点温度よりも高い温度の加熱工程で熱処理することを特徴とするＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法である。
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について図１〜図６の図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１、図２に本発明の実施の形態１によるパネルを示しており、図１はパネルの一部を切り欠いて示す斜視図、図２は保護膜側から見た第１の基板の平面図である。本実施の形態によるパネルは、図７に示すパネルとほぼ同じ構成であり、異なる点は誘電体層および保護膜の構成であり、従来と同じ構成については同じ番号を付している。
【００２０】
図１、図２において、保護膜１５は第１保護膜１５ａの領域と第２保護膜１５ｂの領域とを有している。第１保護膜１５ａの領域は、従来技術によるＰＤＰの保護膜と同じであるが、第２保護膜１５ｂの領域においては、誘電体層１４との間の境界領域に誘電体と少なくとも部分的に融合した融合領域層１６が形成されている。
【００２１】
前述したように、パネルの保護膜１５は、誘電体層１４をイオン衝撃などによるスパッタリングから保護して安定した寿命を確保するとともに、その表面に高い２次電子放出係数を有することで放電を低電圧化、安定化する役割を担っている。ところが、保護膜表面の２次電子放出係数は、その膜質や材料組成のわずかな変動によっても大きく低下する。そのため、第２保護膜１５ｂの領域のように、誘電体との融合領域１６が形成されると、部分的であっても保護膜の放電空間側表面の２次電子放出係数が極端に小さくなる。
【００２２】
したがって、本実施の形態のように、隔壁８から十分離れた放電セル中央部分においてのみ第１保護膜１５ａが形成され、放電セル周縁部で隔壁８に近接した部分には、誘電体層１４との境界領域に誘電体との融合領域１６を持つ第２保護膜１５ｂが形成されていると、第２保護膜１５ｂの放電空間側表面の２次電子放出係数は低下しているために、維持放電は主として第１保護膜１５ａ表面上、すなわち主として表示発光への寄与の大きい放電セル中央部分のみに制限され、データ電極９に垂直な方向への放電の拡がりを制限することができる。
【００２３】
次に、製造方法の一例を図３を用いて説明する。なお、本実施の形態のパネルにおいて、背面板の製造方法は従来の製造方法と同じでよいため、説明を省略する。
【００２４】
まず、表面板の製造方法において、図３（ａ）に示すように、従来の製造方法と同様に、第１の基板１上に透明電極２ａ、３ａ、電極母線２ｂ、３ｂ、第１の誘電体層１４ａを形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、第１の誘電体層１４ａの形成後、第１の誘電体層１４ａ上に第１の誘電体層１４ａと比較して薄い第２の誘電体層１４ｂを形成する。第２の誘電体層１４ｂの膜厚は０．５〜５μｍであり、その軟化点温度Ｔ４ｂは第１の誘電体層１４ａの軟化点温度Ｔ４ａよりも低い。この第２の誘電体層１４ｂは、透明電極２ａ、３ａおよび電極母線２ｂ、３ｂと直交するように帯状にパターンニングする。この時、帯の形状は、背面板と組み合わせた際に、隔壁８と近接する領域となる第２保護膜１５ｂの形状（領域）に対応するような形状にする。第２の誘電体層１４ｂを前述のようにパターンニングするには、スクリーン印刷法、リフトオフ法、サンドブラスト法、感光性誘電体ガラス材料を用いたフォトリソグラフ法などが利用できる。
【００２５】
このように第２の誘電体層１４ｂをパターンニングして焼成した後、図３（ｃ）に示すように、従来の製造方法と同様に、ＭｇＯなどの材料による保護膜１５を電子ビーム蒸着法などを用いて形成する。続いて図３（ｄ）に示すように、保護膜１５の形成後に、表面板をＴ４ｂ＜Ｔ＜Ｔ４ａとなるような温度Ｔでの焼成プロセスに通すことにより、第２の誘電体層１４ｂは軟化点温度を越えることで流動性が高まるとともに化学的に活性となり、表面に形成された保護膜１５と反応するようになる。その結果、第２の誘電体層１４ｂと第２保護膜１５ｂとの境界領域には、深さ方向に少なくとも部分的に誘電体と保護膜とが融合した融合領域１６が形成される。一方、第１の誘電体層１４ａについては、焼成温度が軟化点温度以下なので、上記熱プロセスを経ても表面の保護膜と反応することはない。
【００２６】
このようにすることで、保護膜１５に、誘電体と少なくとも深さ方向には部分的に融合した融合領域１６を持つ第２保護膜１５ｂの領域と、そのような融合領域を持たない第１保護膜１５ａの領域とが形成される。前述したように、第２保護膜１５ｂの領域では、誘電体との融合領域１６が少なくとも深さ方向に部分的に生成しているために、その反応によって保護膜本来の２次電子放出係数が低下している。本発明者らの推定では、第２の誘電体層１４ｂおよび焼成温度Ｔの選択によって、３０％〜９０％程度、第２保護膜１５ｂの２次電子放出係数は低下した。
【００２７】
なお、上述の製造方法においては、保護膜１５と第２の誘電体層４ｂとの融合領域１６を形成するために、特別の熱プロセスが必要であるような記述をしたが、この熱プロセスは従来の製造方法ですでに導入されているプロセスと兼用させることが可能である。たとえば、表面板と背面板とを封止する温度Ｔを、Ｔ４ｂ＜Ｔ＜Ｔ４ａとなるように設定すればよい。
【００２８】
このようにして作成されたパネルを用いて維持放電させると、放電は２次電子放出係数の高い第１保護膜１５ａの領域にのみ広がり、他の領域にはほとんど広がらないことが観察され、放電領域を制限できることが確認された。このパネルでは、従来のパネルに比べて放電電流が低減しており、消費電力を低減できた。それにもかかわらず、従来のパネルとほぼ同等の輝度が得られ、発光効率を向上させられることも確認された。なお、このようにしてパネルの寿命特性、すなわち維持放電の長期安定性については、従来のパネルと遜色のない結果が得られた。これは、そもそも誘電体との融合領域１６を持つ第２保護膜１５ｂ表面には維持放電が拡がらないことに加えて、保護膜表面の耐スパッタ性が、保護膜表面の２次電子放出係数と比較して、保護膜の組成や膜質に鈍感なことにも起因していると考えられる。
【００２９】
（実施の形態２）
次に、データ電極９に対して平行な方向および垂直な方向への放電の拡がりを制限した実施の形態２のパネルについて、図４、図５を用いて説明する。図４は保護膜側から見た第１の基板の平面図であり、図５は走査電極２に平行な方向のパネルの断面図である。
【００３０】
図４、図５に示すように、本実施の形態のパネルでは、保護膜１７は誘電体と少なくとも深さ方向には部分的に融合した融合領域１６を持つ第２保護膜１７ｂの領域と、そのような融合領域を持たない第１保護膜１７ａの領域とから構成されており、第２保護膜１７ｂは誘電体層４上のほぼ全面に形成され、第１保護膜１７ａは走査電極２、維持電極３およびそれらの間の領域で、隔壁８から離れた放電セル中央部の領域に形成されている。また、本実施の形態においても、実施の形態１で詳述したとおり、第１保護膜１７ａの２次電子放出係数は第２保護膜１７ｂよりも高く構成されている。
【００３１】
このパネルでも、維持放電を第１保護膜１７ａが形成されている領域に制限することが可能となり、消費電力をさらに低減でき発光効率を向上させられることがわかった。さらに、放電領域が図４の上下方向の隣接セル間にまで拡がらないために、隣接セルの放電の影響による誤放電、いわゆるクロストーク放電に対しても有利に働くことが判明した。これは、隣接セル間ギャップを狭める必要のある、高精細のパネルを実現する上で、非常に有益な効果である。
【００３２】
なお、本実施の形態のパネルにおいて、電極母線２ｂ、３ｂは不透明材料からなり蛍光体層１０からの可視光を透過しない。このため、電極母線２ｂ、３ｂが形成された領域では、維持放電時には電流が流れるが、輝度にはほとんど寄与しないことは明らかである。そこで、第１保護膜１７ａを図６に示すように、走査電極２の電極母線２ｂと維持電極３の電極母線３ｂとの間の領域にのみ形成してもよい。この場合も同様な効果が得られる。
【００３３】
また、本実施の形態においても、その製造方法については実施の形態１と同様のプロセスを用いることで作成可能であり、さらに第１保護膜、および誘電体との融合領域を持つ第２保護膜の形状については、帯状ないしは矩形の単純なものだけに関して記述したが、本発明の効果はこれら単純な形状の場合のみに限られるものではない。また、１つの放電セルに対となる走査電極および維持電極が複数含まれる場合や、走査電極および維持電極が不透明な電極のみからなる場合でも同様の効果を得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、主として表示発光に寄与する領域に維持放電を制限することができるので、放電電流、すなわち消費電力を低減することができるとともに、高い輝度を維持できるため、高発光効率のパネルを実現できる。また、誘電体層は耐スパッタ性に優れた保護膜で覆われているため、長寿命のパネルを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるプラズマディスプレイパネルの一部を切り欠いて示す斜視図
【図２】同パネルの要部を示す平面図
【図３】本発明のパネルの製造方法における製造工程を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態２によるプラズマディスプレイパネルを示す平面図
【図５】同断面図
【図６】本発明の他の実施の形態によるプラズマディスプレイパネルを示す平面図
【図７】従来のプラズマディスプレイパネルの一部を切り欠いて示す斜視図
【図８】従来のパネルの放電セルの概略構成図
【符号の説明】
１　第１の基板
２　走査電極
３　維持電極
６　放電空間
７　第２の基板
８　隔壁
９　データ電極
１０　蛍光体層
１１　放電セル
１４　誘電体層
１４ａ　第１の誘電体層
１４ｂ　第２の誘電体層
１５、１７　保護膜
１５ａ、１７ａ　第１保護膜
１５ｂ、１７ｂ　第２保護膜
１６　融合領域
【図１】
2004095319.tif 000003
【図２】
2004095319.tif 000004
【図３】
2004095319.tif 000005
【図４】
2004095319.tif 000006
【図５】
2004095319.tif 000007
【図６】
2004095319.tif 000008
【図７】
2004095319.tif 000009
【図８】
2004095319.tif 000010