等离子体显示板的制造方法

专利名称：等离子体显示板的制造方法
技术领域：
本发明涉及等离子体显示板的制造方法，该等离子体显示板用于大画面、薄形、重量轻的电视机等的图像显示的等离子体显示装置。
背景技术：
近年来，在用于计算机和电视机等的图像显示的彩色显示部件中，使用等离子体显示板(以下称为PDP)的等离子体显示装置，作为可实现大型、薄形、重量轻的彩色显示部件而引人注目。
PDP包括前面板，其在玻璃基板等的透明基板上叠层显示电极、电介质层、保护膜；以及背面板，其在基板形成条纹状的地址电极后形成电介质层，在其上设有形成放电空间的隔壁，在该隔壁侧面和电介质层上形成由紫外线激励发光的红色、绿色、蓝色的荧光层。将这些前面板和背面板对置密封，在放电空间封入氖(Ne)、氙(Xe)等并使其放电。而且，在特开2000-311588号公报中公开了以下例子将这样构成的PDP作为等离子体显示装置驱动时，因从所述构成部件中产生杂质气体，所以在PDP内密封用于吸附除去这些杂质气体的脱气材料，实施所谓的脱气处理。再有，在特表2002-531918号公报中也公开了在PDP的隔壁中设有脱气层的例子。
但是，在这些现有结构的脱气处理中存在以下课题。图8表示现有的PDP中的脱气结构的一例。如图8所示，在前面板50和通过密封材料51将周围密封的背面板52中穿孔排气孔53，在排气孔53上连接排气管54。而且，在排气管54中封入脱气材料55。在这样的结构中，通过排气孔53，将放电空间内的杂质气体捕集在脱气材料55中。但是，由于PDP内的放电空间被隔壁56分离，所以在放电空间内不流动，杂质气体仅通过扩散而被捕集在脱气材料55中。因此，存在仅脱气材料55附近区域进行杂质气体的捕集，而不能捕集在实际的图像显示区域放出的杂质气体的课题。此外，为了解决这些课题，还有在背面板52中设置多处的排气孔53，将脱气材料55配置在多处的例子，但这种情况下，存在不仅制造繁杂，而且使背面板52的基板强度减弱的课题。
而且，图9表示现有的PDP中的脱气结构的另一例子。如图9所示，在由电极、电介质等组成的前面板60和背面板61所构成的PDP中，形成背面板61的一部分结构部件，在侧壁上形成了荧光层62的隔壁63的上面，设有脱气层64。这样，在隔壁63的上面设置脱气层64时，对于遍及PDP整个面的杂质气体的捕集是有效的。但是，存在以下课题在形成隔壁63后，有需要再次形成脱气层64等制造上的麻烦，同时隔壁63的绝缘性因脱气材料造成的损伤而对放电特性产生影响等。
而且，在图8和图9所示的现有的脱气材料中，为了产生杂质气体捕集效应，需要在约400℃左右的高温下进行加热处理的活化处理。
本发明的目的在于提供一种PDP的制造方法，可在不进行高温下的活化处理中，遍及PDP整个面进行PDP内的杂质气体的捕集。

发明内容
本发明提供一种等离子体显示板的制造方法，其特征在于，至少包括在基板的一主面上形成电介质层的工序；在电介质层上形成隔开放电空间的隔壁的工序；以及在隔壁间形成荧光层的工序。其中，各个工序中至少一个工序是使用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料的工序。


图1是表示本发明的等离子体显示板结构的分解立体图。
图2是在本发明的实施方式1中的隔壁材料中浸渍脱气材料情况下的处理流程图。
图3(a)、图3(b)是表示本发明的实施方式1的无机材料粒子的内部结构的示意图。
图4是表示氧化铝的结晶形态产生的细孔分布的示意图。
图5是在本发明的实施方式2中的隔壁材料中浸渍脱气材料情况下的处理流程图。
图6是表示将等离子体显示装置连续点亮时的蓝色亮度的时间性变化的特性图。
图7(a)、图7(b)是表示基于本发明的一实施方式的等离子体显示板的另一例的概略剖面图和概略平面图。
图8是现有的在排气管中设置脱气材料的等离子体显示板的局部剖面图。
图9是现有的在隔壁上部设置脱气层的等离子体显示板的剖面图。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。
(实施方式1)参照附图来说明本发明实施方式1的PDP的制造方法。
首先，用图1说明本发明的PDP的结构。PDP基本上由前面板1和背面板2构成。前面板1由前面玻璃基板3、其一个主面上形成的条纹状的透明电极4和总线电极5组成的显示电极6及遮光层7、覆盖显示电极6和遮光层7并具有电容器作用的电介质层8、该电介质层8上形成的氧化镁(MgO)膜组成的保护膜9构成。另一方面，背面板2由背面玻璃基板10、其一个主面上形成的条纹状的地址电极11、覆盖该地址电极11的背面板电介质层12、在该电介质层上形成的隔壁13、以及形成在各隔壁13间的分别以红色、绿色和蓝色发光的荧光层14构成。
PDP是将前面板1和背面板2对置气密密封，以使地址电极11和显示电极6垂直，并在由隔壁13形成的放电空间15中以400Torr～600Torr的压力封入氖(Ne)-氙(Xe)等放电气体。通过在显示电极6和地址电极11上施加规定的电压，使放电气体放电，其结果，产生的紫外线激励各色的荧光层14，荧光体产生红色、绿色、蓝色发光，显示彩色图像。
在这样构成的PDP中，在实施方式1中，论述使隔壁13具有杂质气体的吸附捕集功能的情况。图2表示在地址电极11和形成了背面板电介质层12的背面玻璃基板10中形成隔壁13的情况的处理流程图。该处理由准备形成了背面板电介质层12的背面玻璃基板10的步骤1、在该背面玻璃基板10上涂敷用于形成隔壁13的膏(paste)的步骤2、对隔壁13图形化并形成的步骤3、在隔壁13和背面板电介质层12上形成荧光层14的步骤4构成。此外，制作用于形成隔壁13的膏的过程由图2所示的步骤5至步骤9构成。
首先，在步骤5中，准备作为构成隔壁13的主原料的硅石和氧化铝等的无机材料的粉状体粒子。在隔壁13的情况下，有关硅石和氧化铝的纯度，需要特别从机械强度的观点来选择。此外，有关氧化铝情况下的结晶类型，在其后的步骤6中使金属盐浸渍在无机材料中时，在不使金属盐大量浸渍在氧化铝中的情况下，最好是选择表面系数大的θ型和γ型。
接着，在步骤6中，进行脱气材料的金属盐的浸渍。作为这些金属盐的金属成分(脱气材料)，只要是活性高的金属就可以，例如可考虑在镍(Ni)、锆(Zr)、铁(Fe)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)等的金属中的一种以上的金属。作为这些金属盐的酸根，例如可考虑醋酸根、硝酸根、草酸根等。使这样的金属盐溶解于纯水中，在其浓度为1％～4％的水溶液中加入步骤5中准备的无机材料，搅拌约2小时左右，同时使无机材料浸渍在金属盐水溶液中来制作生浆(slurry)。
接着，在步骤7中，将浸渍后的生浆过滤。为了分离粒子间的水分，优选吸引过滤。接着，在步骤8中，进行用于水分干燥、酸根的分解除去的干燥和烧制。在水分干燥中，优选为150℃～300℃，而在分解除去酸根时，优选是在350℃～600℃左右的氧环境中进行处理。根据状况，也可以采用氮环境和氢环境等的还原气体环境。通过步骤5至步骤8的工序，对于构成隔壁13的主原料的硅石和氧化铝的脱气材料的浸渍结束。即，通过步骤5至步骤8的工序，可获得对其进行过包含脱气材料的溶液浸渍处理的无机材料。再有，在步骤8的干燥/烧制步骤中，为了可分解除去酸根，选择硝酸根、醋酸根、草酸根，但是由于酸根残留也有可能，所以作为酸根，当然也可以考虑盐酸根和磷酸根或蚁酸根，以及有机配位化合物和无机配位化合物等。
图3示意地表示通过图2的步骤5至步骤8浸渍了脱气材料的无机材料粒子的内部结构。如图3(a)所示，硅石和氧化铝等的无机材料粒子20因其结晶形态和初始原材料而有所不同，具有数十～数千的细孔21。在有这些细孔21的无机材料粒子20中浸渍脱气材料时，如图3(b)所示，在细孔21的内表面和无机材料粒子20的外表面22上附着数十～数百的脱气材料微粒23。这样的脱气材料微粒23因晶粒直径小而催化活性非常大，这样的脱气材料微粒因晶粒直径小而催化活性非常大，同时，与显现表面系数数百倍于现有的脱气材料的表面系数的催化作用的材料，具有同样的结构，产生作为气体吸附体的作用。此外，由于晶粒直径小，所以表面能量增大，不仅有物理吸附作用，而且显现化学吸附作用。因此，在现有的脱气材料中，即使不进行必要的活化处理，也可显现杂质气体的捕集效果。
这样，在浸渍了脱气材料的无机材料中，如图2的步骤9所示，加入作为构成隔壁13的其他结构材料的低熔点玻璃成分，而且加入树脂、溶剂形成膏。作为低熔点玻璃成分，例如采用Pb-B类玻璃(PbO-ZnO-B2O3-Al2O3-SiO2的化合物)等。如步骤2所示，将膏按丝网印刷法和模具涂敷(die coat)法等在形成了背面板电介质层12的背面玻璃基板10上涂敷数百μm左右，并将其干燥，以便除去溶剂。此外，膏也可以根据步骤3的隔壁13的图形化方法来添加最合适的材料，例如，在通过光刻法进行图形化时，在膏中附加感光性材料等。
在步骤3中，进行隔壁13的图形化。图形化的方法除了上述的光刻法以外，还有喷砂法或发射法等。而在采用丝网印刷法时，将步骤9制作的膏直接进行图形印刷，所以省略步骤2。这样，在图形化后，除去膏中的树脂成分，在为了固化而在约500℃的温度下进行烧制，形成规定形状的隔壁13。
在步骤4中，在隔壁13的侧面和背面板电介质层12上形成荧光层14。红色、绿色、蓝色的三色荧光层14例如按丝网印刷法和喷墨法等来形成。
在以上的步骤中，形成背面板2。然后，将该背面板2和另外制作的前面板1进行贴合，以使前面板1的显示电极6和背面板2的地址电极11垂直，并将周围密封。然后，一边加热一边排气，除去在制造过程中产生吸附的杂质气体，导入规定的放电气体并进行密封，完成PDP。
在这样形成的PDP中，因其后的PDP的放电等从荧光层14和前面板1产生的杂质气体，通过隔壁13中的活性非常大、气体吸附性能优良的脱气材料的微粒的物理吸附和化学吸附的两种作用而被吸附。此外，隔壁13遍及形成在PDP的整个显示区域中，所以可在整个显示区域均匀地吸附这些杂质气体。此外，已知在PDP中从荧光层14中产生很多杂质气体，通过使该发生源相邻的隔壁13具有杂质气体捕集功能，杂质气体捕集效果优良，可以按规定成分、规定浓度保持放电空间15的放电气体，实现始终稳定的放电。因此，可以实现放电性能优良的PDP。
再有，在本发明中，作为形成隔壁13的无机材料，通过选择γ型氧化铝或θ型氧化铝，可以形成杂质气体捕集效果更优良的隔壁。图4是示意地表示基于氧化铝的结晶形态的细孔分布差异的图，横轴表示细孔直径()，纵轴表示其发生频度。如图4所示，可知小直径的细孔是θ型比α型多，γ型比θ型多。在用浸渍法在这样的细孔中浸渍脱气材料的金属盐时，直径越小的细孔，形成直径越小的脱气材料的微粒，所以表面系数明显增加，气体吸附活性飞跃性地增加。因此，作为氧化铝，通过选择γ型或θ型，可以飞跃性地提高杂质气体捕集效应。
(实施方式2)实施方式2论述使荧光层14具有杂质气体的吸附捕集功能的情况。
在图5中，表示在形成荧光层的无机材料中浸渍脱气材料并制作荧光体膏，使用该荧光体膏形成荧光层的情况的处理流程。在本实施方式中，以作为蓝色荧光体的BAM:Eu荧光体为例来说明。
步骤20是准备作为蓝色荧光体的BAM:Eu的步骤。在合成作为蓝色荧光体的BAM:Eu时，将作为母体物质的原材料的氧化铝、碳酸钡、碳酸镁，作为活化剂的氧化铕，以及在各原材料表面的部分融解中有助于物质间的移动，仅作为加速反应的助熔剂的氟化铝等，按化学理论量调整合适的量后，进行混合并高温烧制。将该材料分级，获得作为规定的粒径的粉状体。
步骤21是在荧光体材料或另外附加的无机材料中浸渍脱气材料的步骤。在本实施方式中，在按照上述方法制作的一部分荧光体粉状体中进行脱气材料的金属盐的浸渍。作为该金属盐的金属成分(脱气材料)，只要是活性大的金属就可以，例如可考虑在镍(Ni)、锆(Zr)、铁(Fe)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)等的金属中的一种以上的金属。作为这些金属盐的酸根，例如可考虑醋酸根、硝酸根、草酸根等。使这样的金属盐溶解于纯水中，在其浓度为1％～4％的水溶液中加入荧光体粉状体，搅拌约2小时左右，同时使荧光体粉状体浸渍在金属盐水溶液中来制作生浆。
接着，在步骤22中，将浸渍后的生浆过滤。为了分离粒子间的水分，优选吸引过滤。接着，在步骤23中，进行用于水分干燥、酸根的分解除去的干燥和烧制。在水分干燥中，期望为150℃～300℃，而在分解除去酸根时，优选是在350℃～600℃左右的氧环境中进行处理。根据状况，也可以采用氮环境和氢环境等的还原气体环境。
接着，在步骤24中，将原来的荧光体粉状体和浸渍处理过的荧光体粉状体进行混合。在这样制作的荧光体粉状体中加入树脂材料和溶剂并形成膏，用丝网印刷法和喷墨法涂敷在隔壁13之间。再有，在步骤23的干燥-烧制步骤中，为了可分解除去酸根，选择硝酸根、醋酸根、草酸根，但是由于酸根也可以残留，所以作为酸根，当然也可以考虑盐酸根和磷酸根或蚁酸根，以及有机配位化合物和无机配位化合物等。
步骤20中准备的荧光体粉状体有数十～数千的细孔。因此，在有这些细孔的荧光体粉状体中浸渍脱气材料时，在细孔内部的表面和周围表面上附着数十～数百的脱气材料微粒。这样的脱气材料微粒因晶粒直径小而催化活性非常大，同时，与显现表面系数数百倍于现有的脱气材料的表面系数的催化作用的材料，具有同样的结构，产生作为气体吸附体的作用。此外，由于晶粒直径小，所以表面能量增大，不仅有物理吸附作用，而且显现化学吸附作用。因此，在现有的脱气材料中，即使不进行必要的活化处理，也可显现杂质气体的捕集效果。因此，通过在原有荧光体粉状体中的一小部分的荧光体粉状体中浸渍脱气材料的处理，可进行杂质气体的吸附捕集，所以可实现杂质气体的捕集而不损伤荧光体的特性。
再有，在本实施方式中对一部分荧光体材料进行处理，并与未处理的荧光体材料混合，但例如在荧光体材料和其他的氧化铝及硅石等进行浸渍处理后，与荧光体材料进行混合也可以。而且，调整浸渍处理的比例，对全部荧光体材料实施浸渍处理也可以。
此外，在本实施方式中，对蓝色荧光体实施浸渍处理，使其可进行杂质气体的吸附捕集，但也可以对其他的红色荧光体和绿色荧光体实施同样的处理。
(实施方式3)实施方式3论述使背面板电介质层12具有杂质气体的吸附捕集功能的情况。
在图2所示的步骤1中制作带有背面板电介质层的玻璃基板的情况下，论述有关在形成背面板电介质层12的无机材料中浸渍脱气材料，制作电介质膏的方法。
背面板电介质层12与前面板1的电介质层8相比，不需要考虑材料成分造成的透过率的变化和介电常数的变化，所以容易任意地选择使脱气材料的金属盐浸渍在硅石和氧化铝等的无机材料中的材料。这里，浸渍处理的方法等与实施方式1中的对隔壁13的材料进行浸渍处理的情况同样。将浸渍处理过的材料和作为背面板电介质层12的主要成分的低熔点玻璃成分进行混合，而且加入树脂、溶剂并形成膏。
在将这种膏按照丝网印刷法和粘结涂敷法等涂敷在背面玻璃基板10上并进行干燥后，通过烧制而形成背面板电介质层12。在这样形成的背面板电介质层12中，与上述的隔壁13和荧光层14的情况同样，由于活性非常大的微粒分散，所以可充分地进行杂质气体的吸附捕集。
这样，如实施方式1至实施方式3所述，在本发明中，仅对形成PDP的隔壁、荧光层、背面板电介质层等结构部件时采用的原材料进行浸渍脱气材料的处理就可以，可以用简单的制造方法实现杂质气体捕集效果优良的PDP。
图6表示将等离子体显示装置连续点亮时的蓝色亮度的时间性变化，初始亮度为1。曲线a表示采用图2所示的基于本发明实施方式的制造方法，形成隔壁13的尺寸为42英寸(肋状间隔(Lib-pitch)150μm的HD-TV规格)的PDP的等离子体显示装置的情况，曲线b表示通过将脱气材料设置在排气管中进行活化处理来进行杂质气体吸附捕集的现有的PDP的等离子体显示装置的情况。再有，在曲线a的情况的PDP中，在排气管中设置脱气材料，不进行活化处理。其他结构部件完全相同。
再有，对PDP的封入气体是氖(Ne)-氙(Xe)(Xe含量为5％)，封入压力为500Torr。图1所示的放电空间15中产生的147nm的真空紫外线对荧光体进行激励，产生450nm的蓝色光。这里，图6中表示有关蓝色的亮度变化的原因在于，BAM:Eu类的蓝色荧光体容易受到板内部产生的杂质气体的影响，亮度恶化大。
如图6所示，与现有的等离子体显示装置相比，可知本发明的等离子体显示装置的亮度恶化小。放电空间中产生的杂质气体主要产生于点亮初期，但在采用本发明的PDP的等离子体显示装置中，通过形成于隔壁内的无机材料中的细孔内的活性大的脱气材料的微粒来吸附杂质气体，所以可抑制蓝色荧光体的发光层的恶化。此外，在测定本发明的PDP和现有的PDP的连续点亮时间为2000小时后的板内的气体成分时，对于H2O来说，现有的PDP与其初始值相比增加了77％，而在本发明的PDP中仅增加了27％。此外，对于HC类气体(包含O)来说，在现有的PDP中，比其初始值增加了63％，而在本发明的PDP中，仅增加了28％。由此可知，本发明的PDP与现有的PDP相比，杂质气体的捕集效果优异，连续点亮时的亮度恶化小。
在图6中，表示使用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料来形成隔壁13的实施方式1的情况，但如实施方式2或实施方式3所示，可知即使是使用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理来形成荧光层14和背面板电介质层12的情况，也具有同样的效果。
此外，在上述实施方式1中，使隔壁13具有杂质气体的吸附捕集功能，但也可以除了隔壁13以外，另设虚拟的隔壁，使该虚拟的隔壁具有杂质气体的吸附捕集功能，其一例示于图7。图7(a)是PDP的概略剖面图，图7(b)是背面玻璃基板10的概略平面图，省略了电极等。如图7所示，前面玻璃基板3和背面玻璃基板10由密封材料30密封四周，在背面玻璃基板10上设置隔开放电空间的隔壁13。在密封材料30和隔壁13之间的背面玻璃基板10上形成虚拟隔壁31。即，虚拟隔壁31形成在背面玻璃基板10上的边缘部。该虚拟隔壁31采用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料来形成，可使用与实施方式1中形成隔壁13的方法相同的方法和材料来形成。与实施方式1的隔壁13的情况同样，虚拟隔壁31产生作为气体吸附体的作用。在图7的例子中，虚拟隔壁31遍及PDP的长边的大致整个边来形成，所以可以遍及PDP长边的大致整个边来获得板内部产生的杂质气体的吸附捕集效果。此外，这种情况下，对于PDP的隔壁13、荧光层14、背面板电介质层12来说，可以采用与形成现有的PDP相同的材料来形成，也可以将它们中的至少一个采用上述实施方式1～3所示的材料和方法来形成。
再有，在上述实施方式中，在形成PDP中的背面板2的结构部件时，论述了采用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料的方法，但在暴露于前面板1的放电空间的面上，通过设置采用上述无机材料形成的部件，也可以获得杂质气体的吸附捕集效果。
产业上利用的可能性根据以上所述的本发明，在形成电介质层、隔壁或荧光层等时的无机材料中，将脱气材料在活性非常大的状态下保持，即使不进行活化处理，也可以获得具有以非常高的效率来捕集杂质气体的气体吸附体的PDP，可以实现放电特性优良的等离子体显示装置等。
权利要求
1.一种等离子体显示板的制造方法，其特征在于，至少包括在基板的一主面上形成电介质层的工序；在所述电介质层上形成隔开放电空间的隔壁的工序；和在所述隔壁间形成荧光层的工序，所述各个工序中至少一个工序是使用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料的工序。
2.如权利要求1所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，使用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料的工序是形成隔壁的工序。
3.如权利要求1或权利要求2所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，无机材料是硅石或氧化铝。
4.如权利要求3所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，氧化铝是γ型氧化铝或θ型氧化铝。
5.如权利要求1或权利要求2所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，包含脱气材料的溶液是包含脱气材料的金属盐的溶液。
6.如权利要求5所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，脱气材料是镍(Ni)、锆(Zr)、铁(Fe)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)中的任何一种以上的金属。
7.一种等离子体显示板的制造方法，其特征在于，至少包括在基板的一主面上形成电介质层的工序；在所述电介质层上形成隔开放电空间的隔壁的工序；在所述隔壁间形成荧光层的工序；和在所述基板的边缘部形成虚拟隔壁的工序，形成所述虚拟隔壁的工序是使用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料的工序。
8.如权利要求7所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，无机材料是硅石或氧化铝。
9.如权利要求8所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，氧化铝是γ型氧化铝或θ型氧化铝。
10.如权利要求7所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，包含脱气材料的溶液是包含脱气材料的金属盐的溶液。
11.如权利要求10所述的等离子体显示板的制造方法，其特征在于，脱气材料是镍(Ni)、锆(Zr)、铁(Fe)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)中的任何一种以上的金属。
全文摘要
本发明提供一种等离子体显示板的制造方法，可在没有高温下的活化处理中捕集板内的杂质气体。在该等离子体显示板的制造方法中，至少包括在基板的一主面上形成电介质层的工序；在电介质层上形成隔开放电空间的隔壁的工序；以及在隔壁间形成荧光层的工序。其中，各个工序中至少一个工序是使用对其进行过包含脱气材料的溶液的浸渍处理的无机材料的工序。
文档编号H01J17/49GK1698153SQ20048000006
公开日2005年11月16日 申请日期2004年1月20日 优先权日2003年1月21日
发明者田中好纪, 日比野纯一, 青木正树, 杉本和彦, 濑户口广志 申请人:松下电器产业株式会社