説明

プラズマディスプレイパネル及びその製造方法

【課題】プラズマディスプレイパネルにおいて、蛍光体層と隔壁との接着力を向上させることを目的とする。
【解決手段】基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極7を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁9を設けた背面基板と、この背面基板の隔壁9間に形成した蛍光体層10とを有し、蛍光体層10は、エアロゲルによる接着部12を設けたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、大画面で薄型軽量を実現できるカラー表示デバイスとしてプラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」と略記する)が注目されている。
【0003】
PDPとして代表的な交流面放電型PDPは、対向配置された前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。前面基板は、1対の走査電極と維持電極とからなる表示電極対がガラス基板上に互いに平行に複数対形成され、それら表示電極対を覆うように誘電体層及び保護層が形成されている。ここで保護層は、酸化マグネシウム(MgO)等のアルカリ土類酸化物の薄膜であり、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧等の放電特性を安定させるために設けられている。背面基板は、ガラス基板上に複数の平行なデータ電極と、それらを覆うように誘電体層と、さらにその上に井桁状の隔壁とがそれぞれ形成され、誘電体層の表面と隔壁の側面とに蛍光体層が形成されている。そして、表示電極対とデータ電極とが立体交差するように前面基板と背面基板とが対向配置されて密封され、内部の放電空間には放電ガスが封入されている。ここで表示電極対とデータ電極とが対向する部分に放電セルが形成される。このような構成のPDPの各放電セル内でガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線で赤色、緑色及び青色の各色の蛍光体を励起発光させてカラー表示を行っている。
【0004】
PDPを駆動する方法としてはサブフィールド法、すなわち、1フィールド期間を複数のサブフィールドに分割した上で、発光させるサブフィールドの組み合わせによって階調表示を行う方法が一般的である。サブフィールドは、初期化期間、書込み期間及び維持期間を有する。初期化期間では各放電セルで初期化放電を発生させて、それに続く書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、表示を行うべき放電セルで選択的に書込み放電を発生させて、それに続く維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極及び維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を起こした放電セルで維持放電を発生させ、対応する放電セルの蛍光体層を発光させることにより画像表示を行う。
【0005】
ところで、前記隔壁間に蛍光体層を形成する方法としては、蛍光体インクを隔壁間の溝に充填して焼成する方法(スクリーン印刷法)が用いられている。しかしスクリーン印刷法は、近年の高精細化に対応した隔壁間の距離が小さなPDPに対しては適用することが難しい。例えば、42インチのフルスペックのハイビジョンテレビにおいて、PDPでは隔壁間のピッチは0.15mm程度と狭く、さらに隔壁の幅を考慮すると0.1mm程度の狭い溝に蛍光体インクを充填しなくてはならない。通常、スクリーン印刷に用いる蛍光体インクは数万センチポイズと粘度が高いので、このような狭い隔壁間に精度良く高速に蛍光体インクを流し込むことは困難である。
【0006】
この課題を解決するためにインクジェット法による蛍光体層の形成が開発されている。インクジェット法は特許文献1に開示されているように、蛍光体と有機バインダーからなるインク液を加圧して複数のノズルから噴射させながら走査することにより、所望のパターンに付着させる方法である。このインクジェット法によれば、所望の隔壁と隔壁の間に蛍光体インクを塗布・充填することができるので、高精度の蛍光体層の形成が可能となる。このインクジェット法に用いられるインクは、エチルセルロース、アクリル樹脂、あるいはポリビニルアルコールなどからなる有機バインダーと、ターピネオールやブチルカルビトールアセテート等からなる溶剤と、蛍光体粒子とを混合した蛍光体インクが一般的に用いられている。
【特許文献1】特開平8−162019号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、PDPの蛍光体層は、蛍光体層と隔壁との接着は蛍光体自身の摩擦力やファンデルワールス力などで接着しているだけであり、その接着力は弱く、PDPに強い振動を与えると簡単に蛍光体が剥離してしまうおそれがある。
【0008】
本発明のこのような課題に鑑みなされたもので、蛍光体層と隔壁との接着力を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この目的を達成するために本発明は、基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、この背面基板の隔壁間に形成した蛍光体層とを有し、前記蛍光体層は、エアロゲルによる接着部を設けたものである。
【0010】
また、本発明は、基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、この背面基板の隔壁間に形成した蛍光体層とを有し、前記蛍光体層を形成する際に、蛍光体層を形成するための蛍光体インクを塗布する工程の前、または蛍光体インクを塗布する工程の後の少なくとも一方の時点で、前記隔壁部分にエアロゲルを形成する工程を設けることにより、蛍光体層にエアロゲルによる接着部を設けたことを特徴とする製造方法である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、蛍光体層、すなわち蛍光体粒子間および蛍光体粒子と隔壁との間にエアロゲルによる接着部を設けることにより、蛍光体層の接着力を向上し、蛍光体層の剥離を防止することが可能になる。さらに、エアロゲルはそのほとんどが空隙からなるため、PDPの発光輝度の減少を抑えることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
図1は本発明の実施の形態におけるPDPの構造を示す分解斜視図、図2は放電セル部分の要部を示す断面図である。
【0013】
図1に示すように、PDPは、対向配置された前面板と背面板との間に多数の放電セルが形成されている。
【0014】
前面板は、ガラス製の前面基板1上に1対の走査電極2と維持電極3とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極2及び維持電極3は、走査電極2−維持電極3−維持電極3−走査電極2の配列で繰り返すパターンで形成されている。そして、それら表示電極を覆うように誘電体層4及びMgOからなる保護層5が形成されている。走査電極2及び維持電極3は、それぞれITO、SnO2、ZnO等の導電性金属酸化物からなる透明電極2a、3a上にAgからなるバス電極2b、3bを形成することにより構成されている。
【0015】
背面板は、ガラス製の背面基板6上に、複数の互いに平行なAgを主成分とする導電性材料からなるデータ電極7を形成し、そのデータ電極7を覆うように誘電体層8を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁9を形成し、そして誘電体層8の表面と隔壁9の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層10を形成することにより構成されている。
【0016】
そして、走査電極2及び維持電極3とデータ電極7とが立体交差するように、前面板と背面板とが対向配置されて周辺部が密封され、内部の放電空間に放電ガスを封入することによりパネルが構成されている。
【0017】
ここで、図2に示すように、前面板と背面板とに挟まれた放電空間において、走査電極2及び維持電極3とデータ電極7とが対向し、隔壁9により囲まれた部分に放電セル11が形成されている。
【0018】
図3は本発明の実施の形態におけるPDPの電極配列図である。行方向に長いn本の走査電極Y1、Y2、Y3・・・Yn(図1の2)及びn本の維持電極X1、X2、X3・・・Xn(図1の3)が配列され、列方向に長いm本のデータ電極A1・・・Am(図1の7)が配列されている。そして、1対の走査電極Y1及び維持電極X1と1つのデータ電極A1とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にm×n個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板、背面板の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。
【0019】
ところで、本発明においては、図4に示すように蛍光体層10は、エアロゲルによる接着部12を設けたことを特徴としており、その接着部12について、シリカエアロゲルによる接着部を設けた場合を例に説明する。
【0020】
この接着部12は、蛍光体層10を構成する蛍光体粒子10aの表面、または蛍光体層10と隔壁9との界面の少なくとも一方に形成されるように設けている。例えば蛍光体粒子10a表面に膜として形成することで、蛍光体粒子10a同士の接着力を高め、これにより蛍光体層10の接着力を高めることができる。
【0021】
この接着部12は、ゾルゲル法を用いて形成する。例えば、シリカエアロゲルの場合、テトラメトキシ珪素、テトライソプロポキシ珪素、テトラエトキシ珪素などのシリコンアルコキシドをメタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール溶媒に加える。このとき、加水分解促進剤としてヒドロキシアセトン、グリコール酸などを加えることが好ましい。さらに塩触媒として、酢酸アンモニウムや炭酸アンモニウムなどを加えることが好ましい。これに水を加え、所望の温度で攪拌混合することで、シリコンアルコキシドの少なくとも一部が加水分解され、その加水分解物間の縮合重合反応が発生し、縮合重合物が生成される。このとき、縮合重合の進展が十分でない低粘度ゾルの状態で塗布することで接着部12を形成する。
【0022】
ここで、低粘度ゾルの塗布は、隔壁9上、または蛍光体層10上、もしくはその両方にゾルを塗布することができる。塗布方法は特に限定されず、ダイコート、ブレード法、スプレー法などを用いることが均一に塗布する上で好ましい。塗布後、ゾル膜は加熱焼成することでエアロゾル膜となる。このとき、加熱焼成は背面基板6があまり高温だと熱でゆがんでしまうため、600℃以下で行うことが好ましい。
【0023】
すなわち、接着部12を形成する方法としては、蛍光体層10を形成する際に、蛍光体層10を形成するための蛍光体インクを塗布する工程の前、または蛍光体インクを塗布する工程の後の少なくとも一方の時点で、前記隔壁9部分にエアロゲルを形成する工程を設けることにより、蛍光体層10にエアロゲルによる接着部12を設けることができる。
【0024】
次に、具体的な実験結果について説明する。
【0025】
まず、ゾルの作製は、テトラメトキシ珪素およびヒドロキシアセトンを等モル量用意し、これを純水を含むメタノールからなる溶媒と混合した。また、テトラメトキシ珪素の十分の一モル量の酢酸アンモニウムをメタノールに混合し溶解した。これらを混合し、ゾルを得た。
【0026】
(実験例1)
隔壁9まで形成した背面板に、蛍光体インクをスクリーン印刷を用いて隔壁9間に形成し、この後500℃で焼成することにより蛍光体層10を形成した。
【0027】
この蛍光体層10の形成が完了した背面板上に、前述したように合成したゾルをスプレー法を用いて塗布し、この後、300℃で2時間塗布焼成を行った。
【0028】
(実験例2)
隔壁9まで形成が完了した背面板に、前述したように合成したゾルをスプレー法を用いて塗布し、その後蛍光体層10を実験例1と同様の方法で形成し、焼成を行った。
【0029】
(実験例3)
実験例2と同様の方法で蛍光体層10、接着部12まで形成した。その後、実験例1と同様に、蛍光体層10の形成が完了した背面板上に、前述と同様なゾルをスプレー法を用いて塗布し、300℃で2時間焼成を行った。
【0030】
(比較例)
実験例1と同様の方法で蛍光体層10を形成した。なお、ゾルの塗布、焼成は行わなかった。
【0031】
これらの実験例1〜3、ならびに比較例の背面板を背面基板側から振動を与え、蛍光体の剥離量を目視で観察した。また、振動を与えた箇所および、与えてない箇所に真空紫外光による発光強度を観察した。評価結果を表1に示す。なお、発光強度は振動なしの比較例の発光強度を100としたときの相対値である。
【0032】
【表1】

【0033】
表1から分かるように、本発明による背面板は、振動を与えた際に、接着部を設けない比較例よりも蛍光体の剥離は少ない。また、接着部を設けたことによる輝度低下は比較的少なく、しかも振動を与えた後は蛍光体の剥離が少ないために、比較例よりも優れた発光強度を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【0034】
以上の説明から明らかなように本発明は、PDPの信頼性を高める上で有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の実施の形態におけるPDPの構造を示す分解斜視図
【図2】本発明の実施の形態におけるPDPの放電セル部分を示す断面図
【図3】本発明の実施の形態におけるPDPの電極配列を示す図
【図4】本発明の実施の形態におけるPDPの要部を示す断面図
【符号の説明】
【0036】
1 前面基板
2 走査電極
3 維持電極
4、8 誘電体層
5 保護層
6 背面基板
7 データ電極
9 隔壁
10 蛍光体層
11 放電セル
12 接着部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、この背面基板の隔壁間に形成した蛍光体層とを有し、前記蛍光体層は、エアロゲルによる接着部を設けたものであ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】
接着部は、蛍光体層を構成する蛍光体粒子の表面に形成されていることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項3】
接着部は、蛍光体層と隔壁との界面に形成されていることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項4】
エアロゲルはシリカエアロゲルからなることを特徴とする請求項1記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項5】
基板上に形成した複数の表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、この前面基板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面基板と、この背面基板の隔壁間に形成した蛍光体層とを有し、前記蛍光体層を形成する際に、蛍光体層を形成するための蛍光体インクを塗布する工程の前、または蛍光体インクを塗布する工程の後の少なくとも一方の時点で、前記隔壁部分にエアロゲルを形成する工程を設けることにより、蛍光体層にエアロゲルによる接着部を設けた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6】
エアロゲルはシリカエアロゲルからなることを特徴とする請求項5記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−92713(P2010−92713A)
【公開日】平成22年4月22日(2010.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−261464(P2008−261464)
【出願日】平成20年10月8日(2008.10.8)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】