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1. (WO2008129822) プラズマディスプレイパネル
Document

明 細 書

発明の名称 プラズマディスプレイパネル

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009  

発明の開示

0010   0011   0012   0013   0014  

図面の簡単な説明

0015   0016  

発明を実施するための最良の形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071  

産業上の利用可能性

0072  

請求の範囲

1   2   3  

図面

1   2   3   4   5   6  

明 細 書

プラズマディスプレイパネル

技術分野

[0001]
 本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関する。

背景技術

[0002]
 プラズマディスプレイパネル(以下、PDPと呼ぶ)は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、100インチ以上クラスのテレビなどが製品化されている。近年、PDPは従来のNTSC方式に比べて走査線数が2倍以上のフルハイビジョンへの適用が進んでいる。また、環境問題に配慮して鉛成分を含まないPDPが要求されている。また省資源化や材料コスト削減のために、高価である希少金属の削減も必要とされている。
[0003]
 PDPは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウム(MgO)からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
[0004]
 前面板と背面板とはそれぞれの電極形成面側を対向させて気密封着されている。そして、隔壁によって仕切られた放電空間にNe-Xeの放電ガスが400Torr~600Torrの圧力で封入されている。PDPは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。
[0005]
 表示電極のバス電極には導電性を確保するための銀電極が用いられている。また、誘電体層としては酸化鉛を主成分とする低融点ガラスが用いられている。しかし、近年の環境問題への配慮から誘電体層として鉛成分を含まない例が開示されている(例えば、特許文献1、2、3、4など参照)。
[0006]
 また、電極を形成する際のガラス材料として酸化ビスマス(Bi 23)を所定量含有させる例も開示されている(例えば、特許文献5参照)。
[0007]
 近年、PDPは従来のNTSC方式に比べて走査線数が2倍以上のフルハイビジョンへの適用が進んでおり、同時に高輝度化・コントラストの向上が図られている。
[0008]
 ところが、環境問題への配慮から用いられている、鉛成分を含有しない誘電体層や電極のガラス材料を用いた場合は、表示電極の黒色層や遮光層を起因とする黒輝度を悪化させて、コントラストが低下し、良好な画像品質が確保できないという課題を有していた。
[0009]
 また、省資源化や材料の高騰などから高価な希少金属の削減が求められている。しかし、黒色層や遮光層の黒色材料の成分の選択によっては、表示電極の母線となる金属電極から透明電極への基板垂直方向の抵抗値(以下、接触抵抗値とする)が上昇し、消費電力が上がることで画像品質に影響を与えるという課題があった。
特許文献1 : 特開2003-128430号公報
特許文献2 : 特開2002-053342号公報
特許文献3 : 特開2001-045877号公報
特許文献4 : 特開平9-050769号公報
特許文献5 : 特開2000-048645号公報

発明の開示

[0010]
 本発明のPDPは、ガラス基板上に表示電極および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したPDPであって、表示電極は少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層を含む複数層で構成している。そして、誘電体層の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が、5重量%以上25重量%以下であって、金属電極層のガラス材料の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が5重量%以上25重量%以下であることを特徴とする。
[0011]
 このような構成により、画像表示品位が良好で、かつ環境問題にも配慮したPDPを提供することができる。
[0012]
 また、黒色層は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、コバルト(Co)の酸化物、ニッケル(Ni)の酸化物、銅(Cu)の酸化物の少なくともいずれか1つを含有する。
[0013]
 このような構成によれば、画像表示品位が良好で、かつ環境問題にも配慮したPDPを提供することができる。
[0014]
 また、本発明のPDPは、ガラス基板上に表示電極、遮光層および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、表示電極は少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層と、黒色材料およびガラス材料を含有する黒色層とを含む複数層で構成している。そして、黒色層は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、コバルト(Co)の酸化物、ニッケル(Ni)の酸化物、銅(Cu)の酸化物の少なくともいずれか1つを含有している。また、誘電体層は、酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が5重量%以上25重量%以下である。

図面の簡単な説明

[0015]
[図1] 図1は本発明の実施の形態におけるPDPの構造を示す斜視図である。
[図2] 図2は同PDPの前面板の構成を示す断面図である。
[図3] 図3は誘電体層の酸化ビスマス量に対する遮光層の黒色度を示す特性図である。
[図4] 図4は黒色電極の含有成分に対する接触抵抗値を示す特性図である。
[図5] 図5は誘電体層の酸化ビスマス含有量に対する接触抵抗値を示す特性図である。
[図6] 図6は白色電極のガラス材料内の酸化ビスマス含有量に対する接触抵抗値を示す特性図である。

符号の説明

[0016]
 1  PDP
 2  前面板
 3  前面ガラス基板
 4  走査電極
 4a,5a  透明電極
 4b,5b  金属バス電極
 5  維持電極
 6  表示電極
 7  遮光層
 8  誘電体層
 9  保護層
 10  背面板
 11  背面ガラス基板
 12  アドレス電極
 13  下地誘電体層
 14  隔壁
 15  蛍光体層
 16  放電空間
 41b,51b  黒色電極
 42b,52b  白色電極
 81  第1誘電体層
 82  第2誘電体層

発明を実施するための最良の形態

[0017]
 以下、本発明の実施の形態におけるPDPについて図面を用いて説明する。
[0018]
 (実施の形態)
 図1は本発明の実施の形態におけるPDPの構造を示す斜視図である。PDPの基本構造は、一般的な交流面放電型PDPと同様である。図1に示すように、PDP1は前面ガラス基板3などよりなる前面板2と、背面ガラス基板11などよりなる背面板10とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたPDP1内部の放電空間16には、NeおよびXeなどの放電ガスが400Torr~600Torrの圧力で封入されている。
[0019]
 前面板2の前面ガラス基板3上には、走査電極4および維持電極5よりなる一対の帯状の表示電極6と遮光層7が互いに平行にそれぞれ複数列配置されるように形成されている。前面ガラス基板3上には表示電極6と遮光層7とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層8が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム(MgO)などからなる保護層9が形成されている。
[0020]
 また、背面板10の背面ガラス基板11上には、前面板2の走査電極4および維持電極5と直交する方向に、複数の帯状の電極としてのアドレス電極12が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層13が被覆している。さらに、アドレス電極12間の下地誘電体層13上には放電空間16を区切る所定の高さの隔壁14が形成されている。隔壁14間の溝にアドレス電極12毎に、紫外線によって赤色、青色および緑色にそれぞれ発光する蛍光体層15が順次塗布して形成されている。走査電極4および維持電極5とアドレス電極12とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極6方向に並んだ赤色、青色、緑色の蛍光体層15を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
[0021]
 図2は、本発明の実施の形態におけるPDPの前面板2の構成を示す断面図である。図2は図1と上下反転させて示している。図2に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板3に、走査電極4と維持電極5よりなる表示電極6と遮光層7がパターン形成されている。走査電極4と維持電極5とのそれぞれは、酸化インジウム(ITO)や酸化スズ(SnO 2)などからなる透明電極4a、5aと、透明電極4a、5a上に形成された金属バス電極4b、5bとにより構成されている。金属バス電極4b、5bは透明電極4a、5aの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀(Ag)材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。さらに、金属バス電極4b、5bは黒色の黒色電極41b、51bと白色の白色電極42b、52bとで構成されている。
[0022]
 誘電体層8は、前面ガラス基板3上に形成された透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bと遮光層7を覆って設けた第1誘電体層81と、第1誘電体層81上に形成された第2誘電体層82との少なくとも2層構成とし、さらに第2誘電体層82上に保護層9を形成している。
[0023]
 次に、PDPの製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板3上に、走査電極4および維持電極5と遮光層7とを形成する。これらの透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極4a、5aは薄膜プロセスなどを用いて形成している。そして、金属バス電極4b、5bは導電性黒色粒子あるいは銀(Ag)材料を含むペーストを所定の温度で焼成して固化して形成している。また、遮光層7も同様に、黒色材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色材料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。
[0024]
 具体的な金属バス電極4b、5bの形成手順は、以下に示す手順が一般的である。前面ガラス基板3上に黒色材料を含んだペーストを印刷し乾燥させた後、フォトリソグラフィ法でパターニングして、遮光層7を形成する。さらにその上に顔料を含んだペーストと導電性粒子を含んだペーストをそれぞれ印刷、乾燥を繰り返す。その後、フォトリソグラフィ法でパターニングして黒色の黒色電極41b、51bと白色の白色電極42b、52bからなる金属バス電極4b、5bを形成する。ここで、画像表示時のコントラストを向上させるために、黒色電極41b、51bは下層(前面ガラス基板3側)に形成し、白色電極42b、52bは上層として形成される。
[0025]
 また、本発明の実施の形態では金属バス電極4b、5bの黒色電極41b、51bと遮光層7とに同一材料を用いて、同一プロセスにて製造する手順を用いている。本発明は黒色度を良好にする技術であるため、本発明の実施の形態では遮光層7の黒色度も良好になり、本発明の効果を強くすることが可能である。
[0026]
 次に、走査電極4、維持電極5および遮光層7を覆うように前面ガラス基板3上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層(誘電体ガラス層)を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極4、維持電極5および遮光層7を覆う誘電体層8が形成される。なお、本発明の実施の形態では、少なくともこれらの誘電体ペーストの塗布を繰り返すことによって第1誘電体層81と第2誘電体層82とよりなる2層構成の誘電体層8を形成している。なお、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラス、バインダおよび溶剤を含む塗料である。
[0027]
 次に、誘電体層8上に酸化マグネシウム(MgO)からなる保護層9を真空蒸着法により形成する。以上のようにして、前面ガラス基板3上に所定の構成部材が形成されて前面板2が完成する。
[0028]
 一方、背面板10は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板11上に、銀(Ag)材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極12用の構成物となる材料層を形成する。そして、材料層を所定の温度で焼成することによりアドレス電極12を形成する。次に、アドレス電極12が形成された背面ガラス基板11上にダイコート法などによりアドレス電極12を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層13を形成する。なお、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラスとバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
[0029]
 次に、下地誘電体層13上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングして隔壁材料層を形成し、その後、焼成することにより隔壁14を形成する。ここで、下地誘電体層13上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。次に、隣接する隔壁14間の下地誘電体層13上および隔壁14の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布して焼成することにより蛍光体層15が形成される。以上のようにして、背面ガラス基板11上に所定の構成部材が形成されて背面板10が完成する。
[0030]
 このようにして所定の構成部材を備えた前面板2と背面板10とを走査電極4とアドレス電極12とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間16にNe、Xeなどを含む放電ガスを封入することによりPDP1が完成する。
[0031]
 次に、前面板2の表示電極6と誘電体層8の詳細について述べる。まず表示電極6について説明する。前面ガラス基板3上に厚さ0.12μm程度の酸化インジウム(ITO)をスパッタ法で全面に形成し、その後、フォトリソグラフィ法によって、幅150μmのストライプ状の透明電極4a、5aを形成する。
[0032]
 そして、感光性ペーストを印刷法などによって前面ガラス基板3上全面に塗布し、黒色層としての黒色電極ペースト層を形成する。なお、黒色層となる感光性ペーストは、黒色材料としてコバルト(Co)の黒色金属微粒子、ニッケル(Ni)の黒色金属微粒子、銅(Cu)の黒色金属微粒子、コバルト(Co)の金属酸化物、ニッケル(Ni)の金属酸化物、銅(Cu)の金属酸化物、コバルト(Co)の金属複合酸化物、ニッケル(Ni)の金属複合酸化物、銅(Cu)の金属複合酸化物の少なくともいずれか1つを5重量%~40重量%と、ガラス材料を10重量%~40重量%と、感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤、溶剤などを含む感光性有機バインダ成分を30重量%~60重量%と、を含む。すなわち、表示電極6は少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層と、黒色材料およびガラス材料を含有する黒色層とを含む複数層で構成する。
[0033]
 なお、黒色電極ペースト層のガラス材料は、少なくとも酸化ビスマス(Bi 23)を5重量%~25重量%含み、ガラス材料の軟化点が500℃を超えるようにしている。なお、上述した黒色材料としてのコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)の黒色金属微粒子、金属酸化物、金属複合酸化物は、一部導電材としても機能する。
[0034]
 次に、感光性ペーストを印刷法などによって黒色電極ペースト層上に塗布し、白色電極ペースト層を形成する。なお、感光性ペーストは、少なくとも銀(Ag)粒子が70重量%~90重量%と、ガラス材料が1重量%~15重量%と、感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤、溶剤などを含む感光性有機バインダ成分8重量%~30重量%と、を含む。また、白色電極ペースト層のガラス材料は、少なくとも酸化ビスマス(Bi 23)を5重量%~25重量%含み、ガラス材料の軟化点が550℃を超えるようにしている。
[0035]
 これらの全面塗布された黒色電極ペースト層と白色電極ペースト層とを、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする。そして、パターニングされた黒色電極ペースト層と白色電極ペースト層とを550℃~600℃の温度で焼成して、線幅が60μm程度の黒色電極41b、51bと白色電極42b、52bを透明電極4a、5a上に形成する。
[0036]
 このように本発明の実施の形態では黒色電極41b、51bにコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)を用いている。一方、従来技術においては、黒色電極41b、51bや遮光層7にクロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)を含有することによって、導電性および黒色度を確保している。ところが、発明者等はクロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)を黒色電極41b、51bに使用することによって、黒色電極41b、51bと白色電極42b、52bとの層界面での接触抵抗値を増大させ、電極層全体の抵抗値が上昇する傾向があることを見出した。また、この傾向は、黒色電極41b、51bのガラス材料の成分、または誘電体層8の成分などにも依存することが判明した。
[0037]
 この現象について以下に解説する。通常、電極の焼成や誘電体の焼成における熱処理によって、白色電極42b、52bに含まれる銀(Ag)同士が接触し、電極の導電性が発現する。ところが通常、黒色電極41b、51bに含まれる導電材や黒色材料等の成分は、上述の電極の焼成や誘電体の焼成において、白色電極42b、52bへ移動、拡散し、銀(Ag)同士の接触を妨げようとする。ところが、黒色電極41b、51bにコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)を用いた場合、黒色電極41b、51bに含まれる導電材や黒色材料等の成分の白色電極42b、52bへの拡散は抑制される。その結果として、銀(Ag)同士の接触を妨げることがなくなる。このため、黒色電極41b、51bと白色電極42b、52bとの層界面での接触抵抗値を低下させることができると考えられる。
[0038]
 一方、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)の成分を黒色材料や導電材として黒色電極に含有していると、焼成時において黒色電極41b、51bに含まれる導電材や黒色材料等の成分が、白色電極42b、52bへ拡散する。その結果、拡散された成分により銀(Ag)同士の接触を妨げることとなり、上記した層界面での接触抵抗値が上昇する。
[0039]
 また、従来技術では、黒色電極41b、51bや遮光層7にルテニウム(Ru)を含有して、黒色度、導電率を確保する手段も開示されている。ところがルテニウム(Ru)は高価な希少金属でもあるため、ルテニウム(Ru)の使用は材料コストの増加に繋がる。したがって、大画面化が進むPDPでは、部分的なコストの増加も大きな影響を及ぼす。このように本発明の実施では、ルテニウム(Ru)を実質的に使用しないこととすることで、従来技術に対して材料コストの削減や省資源化などの観点からも優位な効果が有することになる。
[0040]
 また、黒色電極41b、51bと白色電極42b、52bに用いられるガラス材料は、上述のように酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が5重量%~25重量%であり、さらに、酸化モリブデン(MoO 3)、酸化タングステン(WO 3)のうちの少なくとも一つを0.1重量%以上7重量%以下含むことが好ましい。なお、酸化モリブデン(MoO 3)、酸化タングステン(WO 3)に代えて、酸化セリウム(CeO 2)、酸化銅(CuO)、酸化コバルト(Co 23)、酸化バナジウム(V 27)、酸化アンチモン(Sb 23)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量~7重量%含ませてもよい。
[0041]
 また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%~40重量%、酸化硼素(B 23)を0重量%~35重量%、酸化硅素(SiO 2)を0重量%~15重量%、酸化アルミニウム(Al 23)を0重量%~10重量%など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよい。これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。
[0042]
 なお、本発明ではガラス材料の軟化点温度を500℃以上とし、焼成温度を550℃~600℃としている。従来のように、ガラス材料の軟化点が450℃~500℃と低い場合には、焼成温度がガラス材料の軟化点より100℃近く高いため、反応性の高い酸化ビスマス(Bi 23)自体が銀(Ag)や黒色金属微粒子、あるいはペースト中の有機バインダ成分と激しく反応する。その結果、金属バス電極4b、5b中と誘電体層8中に気泡を発生させ、誘電体層8の絶縁耐圧性能を劣化させる。一方、本発明のように、ガラス材料の軟化点を500℃以上にすると、銀(Ag)や黒色金属微粒子、あるいは有機成分と酸化ビスマス(Bi 23)との反応性が低下して気泡の発生は少なくなる。しかしながら、ガラス材料の軟化点を600℃以上とすると、金属バス電極4b、5bと透明電極4a、5aや前面ガラス基板3、あるいは誘電体層8との接着性が低下するため好ましくない。
[0043]
 次に、前面板2の誘電体層8を構成する第1誘電体層81と第2誘電体層82について詳細に説明する。第1誘電体層81の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス(Bi 23)を5重量%~25重量%と酸化カルシウム(CaO)を0.5重量%~15重量%を含んでおり、さらに酸化モリブデン(MoO 3)、酸化タングステン(WO 3)、酸化セリウム(CeO 2)、酸化マンガン(MnO 2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量%含んでいる。
[0044]
 さらに、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(BaO)から選ばれる少なくとも1種を0.5重量%~12重量%含んでいる。
[0045]
 なお、酸化モリブデン(MoO 3)、酸化タングステン(WO 3)、酸化セリウム(CeO 2)、酸化マンガン(MnO 2)に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr 23)、酸化コバルト(Co 23)、酸化バナジウム(V 27)、酸化アンチモン(Sb 23)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量%含んでいてもよい。
[0046]
 また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%~40重量%、酸化硼素(B 23)を0重量%~35重量%、酸化硅素(SiO 2)を0重量%~15重量%、酸化アルミニウム(Al 23)を0重量%~10重量%など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよい。これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。
[0047]
 これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が0.5μm~2.5μmとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末55重量%~70重量%と、バインダ成分30重量%~45重量%とを三本ロールでよく混練してダイコート用あるいは印刷用の第1誘電体層用ペーストを作製する。
[0048]
 そして、この第1誘電体層用ペーストを用い、表示電極6を覆うように前面ガラス基板3にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の575℃~590℃で焼成する。
[0049]
 次に、第2誘電体層82について説明する。第2誘電体層82の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス(Bi 23)を5重量%~25重量%と酸化バリウム(BaO)を6.0重量%~28重量%含んでおり、さらに酸化モリブデン(MoO 3)、酸化タングステン(WO 3)、酸化セリウム(CeO 2)、酸化マンガン(MnO 2)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量%含んでいる。
[0050]
 さらに、酸化カルシウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)から選ばれる少なくとも1種を0.8重量%~17重量%含んでいる。
[0051]
 なお、酸化モリブデン(MoO 3)、酸化タングステン(WO 3)、酸化セリウム(CeO 2)、酸化マンガン(MnO 2)に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr 23)、酸化コバルト(Co 23)、酸化バナジウム(V 27)、酸化アンチモン(Sb 23)から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量%含んでいてもよい。
[0052]
 また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO)を0重量%~40重量%、酸化硼素(B 23)を0重量%~35重量%、酸化硅素(SiO 2)を0重量%~15重量%、酸化アルミニウム(Al 23)を0重量%~10重量%など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよい。これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。
[0053]
 これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が0.5μm~2.5μmとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次に、この誘電体材料粉末55重量%~70重量%と、バインダ成分30重量%~45重量%とを三本ロールでよく混練してダイコート用あるいは印刷用の第2誘電体層用ペーストを作製する。そして、この第2誘電体層用ペーストを用いて第1誘電体層81上にスクリーン印刷法であるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の550℃~590℃で焼成する。
[0054]
 なお、誘電体層8の膜厚が小さいほどパネル輝度の向上と放電電圧を低減するという効果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定するのが望ましい。このような条件と可視光透過率の観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層8の膜厚を41μm以下に設定し、第1誘電体層81を5μm~15μm、第2誘電体層82を20μm~36μmとしている。
[0055]
 以上のように、本発明での誘電体層8に含まれる酸化ビスマス(Bi 23)量は、第1誘電体層81および第2誘電体層82共に、上述のように5重量%~25重量%としている。誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)量をこの範囲とすることで、PDPの黒色度を良化することができ、かつ誘電体層8としての所定の軟化点および誘電率を得ることができる。なお、第1誘電体層81と第2誘電体層82の酸化ビスマス(Bi 23)量が同一である必要はない。
[0056]
 このようにして製造されたPDP前面板は、黒色度が良くかつ金属電極の接触抵抗値が低くなり、パネルとした場合に画像表示時のコントラストが良好なPDPを得ることができる。
[0057]
 (実施例)
 本発明の実施の形態での効果を確認するために、42インチのハイビジョンに適合する前面板の構成にて、試験試料を作製し評価を行った。
[0058]
 黒色度の評価は、ガラス基板上に、遮光層7を上述の方法にて形成し、さらにそれを覆うように誘電体層8を上述した方法により形成した試料を作製し、性能の評価を行った。
[0059]
 一般に明度L *はJISZ8722(色の測定方法)、JISZ8729(色の表示方法-L ***表色系及びL ***表色系)に規定された方法で求められる。本発明の実施の形態では黒色度をL ***表示系を用いて表し、L *値が低いことを黒色度が強い(良い)とした。そしてL *値が低い場合、PDPでの画像表示時では、コントラストが高くなる。本発明の実施の形態ではL *値は、日本電色株式会社製の分光色差計NF999を用いて測定したものである。
[0060]
 測定試料は、測定領域が10mm角になるように上述と同様の手法でパターニングし、測定は膜面側に白色板を重ね、ガラス基板側(画像表示側)から測定をし、42インチサイズの基板内で位置を変えて3点測定を行った平均値を測定結果とした。
[0061]
 図3は誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)量に対する遮光層7の黒色度L *値の変化を示した図である。発明者等の測定条件においては、PDPの画像表示にて遮光層7のL *値が10以下であると、良好なコントラストが得られていた。これに基づくと、図3に示したように、L *値が10以下となるのは、誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)の量が5重量%~30重量%のときであった。
[0062]
 この現象についての詳細な原因は不明であるが、遮光層7の表示側の裏面あるいは黒色電極41b、51bの端部に接した、誘電体層8(本発明の実施の形態では特に第1誘電体層81)中の、酸化ビスマス(Bi 23)の影響によって生じていると考えられる。この影響により黒色材料となるコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)の黒色金属微粒子、金属酸化物、金属複合酸化物が、前面ガラス基板3側すなわち画像表示面に拡散し、黒色度を良化していると推測している。
[0063]
 次に、表示電極6の接触抵抗値の検討について述べる。表示電極6の接触抵抗値の評価をするために、ガラス基板上に、透明電極4a、5a、黒色電極41b、51bおよび白色電極42b、52bを上述の方法によってそれぞれ形成した。そして、さらにそれらの電極を覆うように誘電体層8を上述した方法により形成した試験試料を作製した。そして、テスターにより、その試験試料の抵抗値の測定を行うことで性能の評価を行った。なお試料は、誘電体そのものの接触抵抗を省くために、取り出し端子を形成しており、誘電体層8の接触抵抗の影響は除外してある。
[0064]
 図4は黒色電極41b、51bの含有成分に対する接触抵抗の特性差を示す図である。また誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量を25重量%および40重量%として、接触抵抗値を比較検討した。なお接触抵抗値は、誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)含有量40重量%であって黒色電極41b、51bの含有成分がクロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)である試料の測定結果を1として相対値で示している。
[0065]
 この結果、黒色電極41b、51bの成分としてクロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)を含有する場合と比較して、本発明の実施の形態で用いたコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)を黒色電極41b、51bの成分として含有する方が、接触抵抗が低下することがわかる。これは上述したように、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)を黒色電極41b、51bの成分として含有する場合、各電極層への黒色電極41b、51bに含まれる導電材や黒色材料等の成分の拡散が低減され、銀(Ag)粒子の接触を妨げることがないためと考えられる。
[0066]
 また、この接触抵抗値は誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量にも依存しており、図4に示すように、当該酸化ビスマス(Bi 23)量が25重量%である方が、接触抵抗値が低下する。
[0067]
 さらに本発明の実施の形態では、白色電極42b、52bのガラス材料内の酸化ビスマス(Bi 23)含有量と、誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)含有量に対する接触抵抗の変化も調べた。この結果を図5および図6に示す。図5は白色電極42b、52bのガラス材料内の酸化ビスマス(Bi 23)含有量が25重量%である場合の、誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)含有量に対する接触抵抗値の変化を示す図である。一方、図6は誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)含有量が25重量%である場合の、白色電極42b、52bのガラス材料内の酸化ビスマス(Bi 23)含有量に対する接触抵抗値の変化を示す図である。また、図4と同様に誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)含有量40重量%であって黒色電極41b、51bの含有成分がクロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)である試料の測定結果を1として相対値で示している。
[0068]
 本発明の実施の形態では、接触抵抗値は相対値で0.9以下であると、表示電極全体としての抵抗値の増加量も小さく、画像表示における必要な印加電圧への影響も低く抑えられる。図5に示すように、接触抵抗値が0.9以下となるのは、誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)含有量が5重量%~30重量%であった。一方で誘電体層8は放電時の無効電力の観点から、誘電率が低くなることが求められる。このことより、誘電体層8の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量は25重量%以下となることがさらに望ましい。したがって、誘電体層8は、酸化ビスマス(Bi 23)を5重量%以上25重量%以下含有することが望ましい。
[0069]
 また、図6に示すように、接触抵抗値が0.9以下となるのは、白色電極42b、52bの酸化ビスマス(Bi 23)含有量が5重量%~40重量%であった。一方で焼成時の軟化点の観点から、白色電極42b、52bの酸化ビスマス(Bi 23)の含有量は25重量%以下となることがさらに望ましい。したがって、金属電極層のガラス材料の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が5重量%以上25重量%以下であることが望ましい。
[0070]
 以上のように、本発明の実施の形態では、PDPは、ガラス基板上に表示電極および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したPDPであって、表示電極は少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層を含む複数層で構成している。そして、誘電体層の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が、5重量%以上25重量%以下であって、金属電極層のガラス材料の酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が5重量%以上25重量%以下であることを特徴とする。また、黒色層は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)銅(Cu)、コバルト(Co)の酸化物、ニッケル(Ni)の酸化物、銅(Cu)の酸化物の少なくともいずれか1つを含有することを特徴としてもよい。これによって、表示電極の接触抵抗値を低下することができ、かつ黒色度が良好で高い画像表示品位のPDPを実現することができる。さらに本発明の実施の形態のPDPでは、材料のコストを抑えることができ、また鉛(Pb)を含まない環境に配慮したものである。
[0071]
 また、以上のように、本発明の実施の形態では、PDPは、ガラス基板上に表示電極、遮光層および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、表示電極は少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層と、黒色材料およびガラス材料を含有する黒色層とを含む複数層で構成している。そして、黒色層は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、コバルト(Co)の酸化物、ニッケル(Ni)の酸化物、銅(Cu)の酸化物の少なくともいずれか1つを含有している。また、誘電体層は、酸化ビスマス(Bi 23)の含有量が5重量%以上25重量%以下であることを特徴としてもよい。これによって、表示電極の接触抵抗値を低下することができ、かつ黒色度が良好で高い画像表示品位のPDPを実現することができる。

産業上の利用可能性

[0072]
 以上述べてきたように本発明は、画像表示コントラストが良好で、かつ環境問題にも配慮したPDPを実現することができ、大画面の表示デバイスなどに有用である。

請求の範囲

[1]
ガラス基板上に表示電極および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、
前記表示電極は少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層を含む複数層で構成し、
前記誘電体層の酸化ビスマスの含有量が、5重量%以上25重量%以下であって、前記金属電極層のガラス材料の酸化ビスマスの含有量が5重量%以上25重量%以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
[2]
前記表示電極は、黒色材料およびガラス材料を含有する黒色層を含み、
前記黒色層は、コバルト、ニッケル、銅、コバルトの酸化物、ニッケルの酸化物、銅の酸化物の少なくともいずれか1つを含有す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。
[3]
ガラス基板上に表示電極、遮光層および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、
前記表示電極は少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層と、黒色材料およびガラス材料を含有する黒色層とを含む複数層で構成し、
前記黒色層は、コバルト、ニッケル、銅、コバルトの酸化物、ニッケルの酸化物、銅の酸化物の少なくともいずれか1つを含有し、
前記誘電体層は、酸化ビスマスの含有量が5重量%以上25重量%以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]