(57)【要約】【課題】低コストで、かつ簡易な工程で作製することができ、フルスペックのハイビジョンに対応することができるプラズマディスプレイパネル用表示電極及びガラス基板を得る。【解決手段】プラズマディスプレイパネルの各画素内に設けられる表示電極であって、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ及びこれらのうちの２種以上の金属からなる合金、並びにこれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなるグループより選ばれる少なくとも１種から形成され、放電ギャップを決めるため互いに所定の距離隔ててガラス基板１上に設けられる一対の第１電極層７と、電極全体の抵抗値を下げるため第１電極層１上にそれぞれ設けられる第２電極層８とを備えることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイパネルの各画素内に設けられる表示電極であって、
Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ及びこれらのうちの２種以上の金属からなる合金、並びにこれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなるグループより選ばれる少なくとも１種から形成され、放電ギャップを決めるため互いに所定の距離隔ててガラス基板上に設けられる一対の第１電極層と、
電極全体の抵抗値を下げるため前記第１電極層上にそれぞれ設けられる第２電極層とを備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用表示電極。
【請求項２】
前記第２電極層が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ又はこれらのうちの２種以上の金属からなる合金から形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用表示電極。
【請求項３】
前記第１電極層が、フォトリソグラフィ法で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル用表示電極。
【請求項４】
前記第１電極層の厚みが、０．０１〜３．０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネル用表示電極。
【請求項５】
前記第２電極層が、印刷法またはメッキ法により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネル用表示電極。
【請求項６】
前記第２電極層の厚みが、２．０〜６．０μｍの範囲内であること特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネル用表示電極。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示電極を有することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用ガラス基板。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示電極を製造する方法であって、
前記ガラス基板上に、前記第１電極層を形成する工程と、
前記第１電極層の上に前記第２電極層を形成する工程とを備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネル用表示電極の製造方法。
【請求項９】
前記第１電極層をフォトリソグラフィ法により形成することを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレイパネル用表示電極の製造方法。
【請求項１０】
前記第２電極層を印刷法またはメッキ法により形成することを特徴とする請求項８または９に記載のプラズマディスプレイパネル用表示電極の製造方法。
【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の各画素内に設けられる表示電極及び該表示電極を有するガラス基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、ガス放電型の表示装置であり、一般に、前面板と背面板が所定の間隔を保って対向配置されていることで形成される表示装置である。その中でも、前面板に配置された電極間での面放電により表示動作する面放電型のプラズマディスプレイパネルが普及している。
【０００３】
図６は、従来のプラズマディスプレイパネルの前面板を示す断面図である。
【０００４】
図６に示すように、ガラス基板１上には、遮光性のあるブラックストライプ３が設けられており、ブラックストライプ３で区切られた画素内のガラス基板１上には、一対の透明電極４ａ及び４ｂが設けられている。透明電極４ａ及び４ｂは、所定の間隔隔てて設けられており、この間隔により放電ギャップが形成されている。透明電極４ａ及び４ｂの上には、金属から形成された一対のバス電極２ａ及び２ｂが設けられている。バス電極２ａ及び２ｂを設けることにより、電極全体の抵抗値が下げられている。
【０００５】
透明電極４ａ及び４ｂは、インジウム・錫酸化膜（ＩＴＯ膜）等の透明導電膜をスパッタリング法や蒸着法で成膜し、フォトリソグラフィ法でパターニングすることにより形成されている。安定した放電のためには、放電ギャップを決める透明電極の形状、直線性及び電極間距離の精密さが重要となる。
【０００６】
バス電極２ａ及び２ｂは、銀や、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの金属積層膜などから形成することができる。銀電極の場合、一般的に、感光性銀ペーストを用いた印刷法などにより形成される。感光性銀ペーストを、透明導電膜４ａ及び４ｂの上に印刷し、これをフォトリソグラフィ法等でパターニングする。Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ膜の場合、Ｃｒ層、Ｃｕ層、及びＣｒ層の順にスパッタリング法で成膜し、成膜後、フォトリソグラフィ法によりパターニングする。
【０００７】
以上のようにして透明電極４ａ及び４ｂ並びにバス電極２ａ及び２ｂを形成した後、誘電体ペーストを塗布し、６００℃程度で焼成することにより、誘電体層５を形成する。誘電体層５を形成した後、その上にＭｇＯなどからなる保護膜６を形成する。
【０００８】
以上のように、従来のプラズマディスプレイパネル用表示電極においては、インジウム・錫酸化膜などからなる透明電極を用いている。インジウム・錫酸化膜は、高温焼成により抵抗率が上昇する傾向がある。また、Ｉｎは、枯渇の懸念のあるレアメタルであり、近年価格が高騰しており、コストアップの一因となっている。
【０００９】
ＩＴＯの代替となる透明導電膜として、Ｚｎ系透明導電膜が検討されているが、ＰＤＰの高温プロセスに対する耐性が乏しい。酸化亜鉛（ＺｎＯ）の場合は、両性酸化物であり、酸や濃アルカリに溶解するため、パターニング特性においても、ＩＴＯの代替となる特性が得られていないのが現状である。
【００１０】
特許文献１においては、金属電極のみを用いるセル構造のプラズマディスプレイパネルが提案されている。しかしながら、具体的な金属電極の詳細については、開示されておらず、金属電極に使用する材料やその構造については明らかにされていない。
【００１１】
特許文献２及び特許文献３においては、基板の上に金属酸化物からなる第１の層を形成し、その上に金属材料を主成分とする第２の層を形成し、その上に透明導電膜からなる第３の層を形成して、電極を３層構造にすることが開示されている。しかしながら、放電ギャップを決める電極は最後に形成される透明導電膜からなる第３の層であり、上述の高温焼成により抵抗率が上昇するという問題や、レアメタルであるのでコスト上昇を伴うという問題を有している。
【００１２】
プラズマディスプレイパネルにおいては、フルスペックのハイビジョンに対応できるものが求められているが、フルスペックのハイビジョンに対応する表示電極については十分に検討がなされていない。
【特許文献１】特開２００４−７９３１４号公報
【特許文献２】特開２００６−２７８１４６号公報
【特許文献３】特開２００６−２７８１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、低コストで、かつ簡易な工程で製造することができ、フルスペックのハイビジョンに対応することができるプラズマディスプレイパネル用表示電極及びプラズマディスプレイパネル用ガラス基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの各画素内に設けられる表示電極であって、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ及びこれらのうちの２種以上の金属からなる合金、並びにこれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなるグループより選ばれる少なくとも１種から形成され、放電ギャップを決めるため互いに所定の距離隔ててガラス基板上に設けられる一対の第１電極層と、電極全体の抵抗値を下げるため第１電極層上にそれぞれ設けられる第２電極層とを備えることを特徴としている。
【００１５】
本発明においては、ガラス基板上に設けられる第１電極層は、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ及びこれらのうちの２種以上の金属からなる合金、並びにこれらの酸化物、窒化物及び炭化物からなるグループより選ばれる少なくとも１種から形成されている。これらの材料を用いることにより、ガラス基板に対して良好な密着性を有する第１電極層を形成することができる。この第１電極層は、放電ギャップを決めるために所定距離隔てて設けられる電極である。本発明においては、放電ギャップを決めるための電極として、従来のような透明電極ではなく、上記の金属またはその酸化物、窒化物もしくは炭化物からなる材料を用いて形成している。このため、従来のようにＩＴＯ膜などを用いる必要がなく、誘電体層形成の際の高温焼成により抵抗率が上昇することなく、安定した導電性を得ることができる。また、ＩＴＯ膜などを用いる必要がないため、低コストで表示電極を形成することができる。
【００１６】
また、フルスペックのハイビジョンにおいては、画素領域の面積が小さくなるため、画素内において放電ギャップが画素に比べ相対的に大きくなる。このため、従来のように透明電極を用いずとも、高い開口率の画素を形成することができる。
【００１７】
従って、本発明に用いる第１電極層は、従来の透明電極のような透明性を有するものでないが、開口率の低下等の問題を生じることなくガラス基板上に形成することができる。
【００１８】
第１の電極層を形成する金属材料としては、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ及びこれらのうちの２種以上の金属からなる合金が挙げられる。
【００１９】
また、上記の金属の酸化物、窒化物及び炭化物の少なくとも１種を用いてもよい。従って、これらの混合物の１種と考えられる酸窒化物等を用いてもよい。
【００２０】
具体的な合金としては、Ｃｕ−Ｃｒ合金、Ｃｕ−Ｍｇ合金、Ｍｏ−Ｎｂ合金、Ｍｏ−Ｃｒ合金、Ｃｒ−Ｖ合金等が好ましく用いられる。
【００２１】
具体的な酸化物としては、ＭｏＯＸ、ＶＯＸ、ＴａＯＸ、ＣｒＯＸ、ＮｂＯＸ、ＣｕＯＸ等が好ましく用いられる。
【００２２】
具体的な窒化物としてはＴａＮＸ、ＷＮＸ、ＭｏＮＸ、ＴｉＮＸ、ＣｒＮＸ、ＺｒＮＸ等が好ましく用いられる。
【００２３】
具体的な炭化物としては、ＴａＣＸ、ＷＣＸ、ＭｏＣＸ、ＨｆＣＸ、ＶＣＸ、ＮｂＣＸ等が好ましく用いられる。
【００２４】
本発明においては、電極全体の抵抗値を下げるため、第１電極層の上に第２電極層が設けられる。従って、第２電極層を形成する材料としては、第１の電極層の材料より導電性の高い材料が好ましく用いられる。例えば、第２電極層は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ又はこれらのうちの２種以上の金属からなる合金から形成することができる。
【００２５】
第１電極層は、上述のように、放電ギャップを決めるための電極であるので、電極の形状、直線性及び電極間距離の精密さが要求される。従って、第１電極層は、フォトリソグラフィ法で形成されることが好ましい。例えば、スパッタリング法や蒸着法などの気相薄膜形成法により薄膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングして形成することができる。
【００２６】
第１電極層の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、０．０１〜３．０μｍの範囲内とすることができる。第１電極層の厚みが０．０１μｍ未満であると、後工程で電極上に形成する誘電体によって侵食され、所望の電気特性が得難くなる虞がある。また、第１電極層の厚みが３．０μｍを超えても特性上問題はないが、コスト面での優位性が低下する。
【００２７】
第２電極層は、電極全体の抵抗値を下げるための電極層であり、高い導電性を有する金属または合金材料から形成されることが好ましい。第２電極層の形成方法としては、導電性インクや導電性ペーストなどを印刷する印刷法、及びメッキ法等により形成することができる。印刷法としては、インクジェット法やスクリーン印刷法などが挙げられる。メッキ法としては、電解メッキ法及び無電解メッキ法が挙げられる。電解メッキ法で形成する場合、ガラス基板上に既に形成している第１電極層を電極として用い、第１電極層の上にメッキ膜を堆積して第２電極層とすることもできる。
【００２８】
第２電極層の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、２．０〜６．０μｍの範囲内とすることができる。第２電極層の厚みが、２．０μｍ未満であると、所望の電気特性が得難くなる。また、第２電極層の厚みが６．０μｍを超えると、誘電体層の形状に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２９】
本発明における表示電極、すなわち第１電極層の上に第２電極層を形成した二重構造の電極の厚みは、特に限定されるものではないが、６．０μｍ以下とすることが望ましい。厚みが６．０μｍを超えると、誘電体層の形状に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００３０】
本発明のプラズマディスプレイパネル用ガラス基板は、上記本発明のプラズマディスプレイパネル用表示電極を有することを特徴としている。
【００３１】
本発明のガラス基板は、上記本発明の表示電極を有するものであるので、低コストで、かつ簡易な工程で製造することができ、フルスペックのハイビジョンに対応することができるプラズマディスプレイパネル用ガラス基板である。
【００３２】
本発明のプラズマディスプレイパネル用ガラス基板は、上述のように、面放電型のプラズマディスプレイパネルの前面板として用いることができるものである。
【００３３】
本発明の製造方法は、上記本発明のプラズマディスプレイパネル用表示電極を製造することができる方法であり、ガラス基板の上に、第１電極層を形成する工程と、第１電極層の上に第２電極層を形成する工程とを備えることを特徴としている。
【００３４】
本発明の製造方法によれば、上述のように、低コストで、かつ簡易な工程で製造することができる。また、フルスペックのハイビジョンに対応した表示電極を製造することができる。
【００３５】
本発明の製造方法においては、第１電極層をフォトリソグラフィ法により形成することが好ましい。第１電極層を、例えば、スパッタリング法や蒸着法などで形成した後、フォトリソグラフィ法によりパターニングして形成することができる。また、第１電極層を、印刷法などの他の方法で形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングして形成してもよい。
【００３６】
本発明の製造方法において、第２電極層は、印刷法またはメッキ法により形成することが好ましい。第２電極層は、上述のように、インクジェット法やスクリーン印刷法などの印刷法、あるいは電解メッキ法または無電解メッキ法などのメッキ法により形成することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、低コストで、かつ簡易な工程で製造することができ、フルスペックのハイビジョンに対応することができるプラズマディスプレイパネル用表示電極及びプラズマディスプレイパネル用ガラス基板とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を具体的な実施形態により説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
図１は、本発明に従うプラズマディスプレイパネル用表示電極及びガラス基板を示す断面図である。
【００４０】
図１に示すように、ガラス基板１の上には、複数の第１電極層７が設けられている。画素内における一対の第１電極層７は、所定の距離Ｄ隔てるように形成されている。この距離Ｄにより、放電ギャップが形成されている。
【００４１】
第１電極層７の上には、第２電極層８が形成されている。この第２電極層８は、電極全体の抵抗値を下げるために設けられる電極層であり、第１電極層７の幅よりも狭い幅で形成されている。
【００４２】
第１電極層７及び第２電極層８からなる表示電極、及び基板１上を覆うように誘電体層９が形成されており、誘電体層９の上には保護膜１０が形成されている。
【００４３】
図２は、図１に示すプラズマディスプレイパネル用表示電極及びガラス基板を製造する工程を説明するための断面図である。
【００４４】
図２（ａ）に示すガラス基板１の上に、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板１との密着性が高い金属であるＣｒを膜厚０．５μｍとなるように形成した。このＣｒ薄膜７を、その後、図２（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法によりパターニングした。
【００４５】
図３は、第１電極層７及び第２電極層８のパターン形状を示す平面図である。図３に示す第１電極層７の幅Ｗ１を１００μｍとし、第１電極層７間の距離Ｄが１００μｍとなるようにパターニングしている。従って、本実施形態において、放電ギャップは１００μｍである。また、第１電極層７の長さ（図面の横方向の長さ）は、３００ｍｍである。
【００４６】
形成した第１電極層７の比抵抗は約２０μΩ・ｃｍであった。本実施形態のパターンの場合、ライン抵抗は１×１０３Ωであった。
【００４７】
次に、図２（ｄ）に示すように、第１電極層７の上に、第２電極層８を形成した。第２電極層８は、導電性の高いＡｇのナノメタルペーストを用いて形成した。Ａｇナノメタルペーストを、スクリーン印刷法により直接第１電極層７の上に塗布し、その後、大気炉を用いて、３００℃で３０分焼成することにより、第２電極層８を形成した。図３に示す第２電極層８の幅Ｗ２は、６０μｍとした。また、第２電極層８の膜厚は３μｍとした。
【００４８】
ナノメタルのＡｇを用いた第２電極層の比抵抗は２．５μΩ・ｃｍであった。第１電極層７の上に第２電極層８を形成した本実施形態の表示電極のライン抵抗は４２Ωであった。
【００４９】
通常、４２インチのプラズマディスプレイパネルの表示電極は、長手方向に９００ｍｍ程度の長さとなる。本実施形態で作製したＡｇ／Ｃｒの２層構造からなる表示電極の場合、ライン抵抗は１２５Ωとなり、プラズマディスプレイパネル用の表示電極のライン抵抗として十分に適用な可能な値であった。
【００５０】
また、本実施形態において作製した表示電極間の距離Ｄの長手方向における精度は、１００μｍ±１μｍであり、プラズマディスプレイパネルの表示電極として十分に用いることができる精度であった。
【００５１】
以上のようにして基板１上に第１電極層７及び第２電極層８を形成した後、図２（ｅ）に示すように、第１電極層７及び第２電極層８からなる表示電極及び基板１を覆うように、誘電体ペーストを塗布した。塗布後、図２（ｆ）に示すように、例えば６００℃程度で焼成することにより、誘電体層９を形成した。誘電体層９を形成した後、誘電体層９の上に、例えばＭｇＯからなる保護膜１０を形成して、図１に示すプラズマディスプレイパネル用の前面板を作製することができる。
【００５２】
また、Ｃｒに代えて、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｌ及びＡｇを用いて第１電極層を形成した結果、上記実施形態と同様に、ガラス基板上に良好な密着性で第１電極層を形成することができると共に、精度良くパターニングできることを確認した。
【００５３】
また、合金としてのＣｕ−Ｃｒ合金、Ｃｕ−Ｍｇ合金、Ｍｏ−Ｎｂ合金、Ｍｏ−Ｃｒ合金及びＣｒ−Ｖ合金、酸化物としてのＭｏＯＸ、ＶＯＸ、ＴａＯＸ、ＣｒＯＸ、ＮｂＯＸ及びＣｕＯＸ、窒化物としてのＴａＮＸ、ＷＮＸ、ＭｏＮＸ、ＴｉＮＸ、ＣｒＮＸ及びＺｒＮＸ、炭化物としてのＴａＣＸ、ＷＣＸ、ＭｏＣＸ、ＨｆＣＸ、ＶＣＸ及びＮｂＣＸについても上記と同様に、ガラス基板上に第１導電層として形成した結果、ガラス基板上に良好な密着性で形成することができ、精度良くパターニングすることができた。
【００５４】
また、第２電極層として、上記実施形態においては、Ａｇを用いたが、Ａｇに代えて、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、及びＰｔの導電性ペーストを用いた場合にも、上記と同様に良好な導電性を有する第２電極層が形成できることを確認した。
【００５５】
本発明における表示電極のパターンは、上記実施形態のものに限定されるものではなく、例えば、図４及び図５に示すようなパターン形状のものであってもよい。図４及び図５は、第１電極層７及び第２電極層８のパターン形状を示す平面図である。図４に示す第１電極層７は、矩形形状の切り抜き部分を有している。また、図５に示す第１電極層７は、互い内側に向って突出した突出部を有しており、突出部の先端で距離Ｄの放電ギャップが形成されている。
【００５６】
図４及び図５に示すような形状とすることにより、開口率を高めることができ、ディスプレイの輝度をさらに向上させることができる。
【００５７】
また、本発明における第１電極層は、上述のように透明な電極ではないので、黒色系の第１電極層を形成する場合、ブラックストライプとしても機能させることができる。このため、例えば、第１電極層とブラックストライプを同時に形成することができる。あるいは、ブラックストライプを形成せずに、第１電極層をブラックストライプとして機能させて画素パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に従う一実施形態のプラズマディスプレイパネル用表示電極及びガラス基板を示す断面図。
【図２】図１に示す実施形態のプラズマディスプレイパネル用表示電極及びガラス基板を製造する工程を示す断面図。
【図３】本発明に従う一実施形態の第１電極層及び第２電極層のパターン形状を示す平面図。
【図４】本発明に従う他の実施形態の第１電極層及び第２電極層のパターン形状を示す平面図。
【図５】本発明に従うさらに他の実施形態の第１電極層及び第２電極層のパターン形状を示す平面図。
【図６】従来のプラズマディスプレイパネルの前面板（ガラス基板）を示す断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１…ガラス基板
２ａ，２ｂ…バス電極
３…ブラックストライプ
４ａ，４ｂ…透明電極
５…誘電体層
６…保護膜
７…第１電極層
８…第２電極層
９…誘電体層
１０…保護膜
Ｄ…第１電極層間の距離（放電ギャップ）
Ｗ１…第１電極層の幅
Ｗ２…第２電極層の幅
【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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