JP2000090838A - プラズマディスプレ―パネルの隔壁構造及びその製造方法 - Google Patents

プラズマディスプレ―パネルの隔壁構造及びその製造方法

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JP2000090838A
JP2000090838A JP11260034A JP26003499A JP2000090838A JP 2000090838 A JP2000090838 A JP 2000090838A JP 11260034 A JP11260034 A JP 11260034A JP 26003499 A JP26003499 A JP 26003499A JP 2000090838 A JP2000090838 A JP 2000090838A
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Gil Ryu Byun
ビュン・ギル・リュウ
San Chun Jae
ジャエ・サン・チュン
Ho Yoo Yun
ユン・ホ・ヨー
Kon Shii Seok
セオク・コン・シイ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電空間を拡大して発光効率を向上し得るプ
ラズマディスプレーパネルの隔壁構造及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 基板上に第1隔壁層40aを形成させ、
その上にリブ状の第2隔壁を形成させた。そして、第1
隔壁層には内側にへこんだ半球状の溝を形成させ、その
溝の形成によって蛍光物質層の表面積を拡大させた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ装置に係るもので、詳しくは、放電空間を拡
大して発光効率を向上させたプラズマディスプレーパネ
ル(以下、PDPと称す)の隔壁構造及びその製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、液晶表示装置(LCD)、電界放
出表示装置(Field Emission Display:FED)及びP
DPなどの平面表示装置の開発が活発になり、特に、P
DPにおいては、単純な構造による制作の容易性、高輝
度及び高発光を有するなど効率面での優秀性、メモリ機
能、160°以上の広い視野角を有すること及び40イ
ンチ以上の大画面を実現することができるなどの長所を
有するため、最も注目を浴びている表示装置である。こ
のような従来のPDPの一例として面放電型交流PDP
においては、図7、9に示したように、前面ガラス基板
10と後面ガラス基板20とが所定距離離れて対向して
配置され、前面ガラス基板10と後面ガラス基板20間
は隔壁23により区画された放電空間30が形成されて
いる。
【0003】後面ガラス基板20の上面には複数のアド
レス電極Aが一方向に平行に配置され、そのアドレス電
極Aが形成された後面ガラス基板20の上にアドレス電
極Aを覆うように誘電体層22が形成されている。その
誘電体層22の上には複数の隔壁23が形成されてい
る。それらの隔壁23の間にアドレス電極Aがくるよう
に隔壁は形成されている。アドレス電極Aを被覆してい
る誘電体層22の上と両側の隔壁の面とには蛍光体層2
4が塗布されている。
【0004】一方、前面ガラス基板10の後面ガラス基
板に面している面にはアドレス電極Aと直交する方向に
維持/表示電極Xnと走査電極Ynとが所定距離離れて
平行に配置され(図7には電極Xnのみ表示)、それら
維持/表示電極Xnと走査電極Ynには安定的な駆動電
圧を印加するために複数のバス電極13がそれぞれの電
極の縁に沿って形成されている。ここで、維持/表示電
極Xn及び走査電極Ynは発光された光の通過率を高め
るために透明材料、特に、ITO(Indium TinOxide)
が一般に使用され、各バス電極13はアルミニウムまた
はクロム/銅/クロム層により形成されている。そし
て、維持/表示電極Xn、前記走査電極Yn、バス電極
13及び前面ガラス基板10の上面にはPbO系統の誘
電体層14が塗布され、誘電体層14の表面には保護膜
15としてMgO膜が塗布されている。ここで、MgO
保護膜15は、PbO誘電体層14をイオンのスパッタ
リングから保護し、また、比較的高い2次電子発生係数
の特性を有し、PDPがプラズマ放電を行うときに低い
イオンエネルギーが表面に衝突したとき、放電プラズマ
の駆動及び維持電圧を低下させる役割をする。また、P
DPの内部、即ち、隔壁により囲まれた各放電セルにH
e、Ne、Ar及びこれらの混合気体中の何れか1つと
Xeとの混合気体31が封入されている。各隔壁間の空
間が放電を発生させる放電空間である。
【0005】以下、このように構成された従来PDPの
動作について説明する。即ち、維持/表示電極Xnと走
査電極Yn間に所定駆動電圧が印加されると、誘電体層
14の表面からプラズマ放電が発生し、プラズマ放電に
より発生された紫外線が赤色(以下Rと称す)、緑色
(以下Gと称す)及び青色(以下Bと称す)の蛍光体を
励起発光させ、それらの蛍光体から発光されたR、G、
Bの可視光線は、保護膜15、誘電体層14及び表示電
極Xnを順次経由して前面ガラス基板10から放出され
て文字またはグラフィックを表示するようになってい
た。
【0006】従来のPDPにおける放電空間30におい
ては、図8に示したように、後面ガラス基板20上に誘
電体層22が形成され、誘電体層22の上に各放電セル
を分離するための複数の隔壁23が形成されている。即
ち、放電空間30の大きさは、各隔壁23の高さ及びそ
れら隔壁23の間の離隔距離によって決定される。従来
のPDPにおける放電空間30の大きさは、高さ(即
ち、隔壁の高さ)約150μm、隔壁間の離隔距離であ
る幅(即ち、放電空間の底面の距離)約300μm程度
である。ここで、隔壁23の両壁面及び誘電体層22の
上面には厚さ約20μm程度の蛍光体層24が形成され
ているため、放電空間の大きさによって蛍光体層の表面
積が異なっていた。
【0007】併し、従来PDPの発光効率は約1lm/
W程度であって、ブラウン管の発光効率である5lm/
Wに比べて非常に低いため、PDPの開発に当たっては
発光効率の改善が主要な課題となっていた。ここで、発
光効率は次の式1により求めることができる。 F=KβηqvγΦ (1) 式中、Fは出力可視光の光速、Kは放電空間内の蛍光体
層の表面積、βは蛍光体を放射する可視光線の放電セル
からの脱出効率、ηqは蛍光体の陽子効率、hvは可視光
のエネルギー、γは視感度(lm/w)、Φは放電セル
の単位面積に到達する紫外線の光速、をそれぞれ意味す
る。したがって、式1において、発光効率は蛍光体層の
表面積及び紫外線の量に大きく依存し、その中でも、蛍
光体層の表面積を拡大させることが発光効率を高める方
法として最も容易であることが分かる。このように蛍光
体層の表面積を拡大するためには放電空間の面積を拡大
すべきであり、制限されたパネル空間内で放電空間を拡
大するためには、各隔壁の幅を狭くして隔壁の高さを高
くすべきである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来のPDPの隔壁においては、サンドブラスト法、スク
リーンプリント法及びエッチング法などから選択された
一つの工程により製造が行われるており、150μm以
上の高さを有する隔壁を均一に形成することが極めて困
難であった。本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、プラズマディスプレーパネルの発光効
率を向上させることができる隔壁構造及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係るPDPの隔壁構造においては、基
板上に形成され、所定高さを有する第1隔壁層と、該第
1隔壁上に形成される第2隔壁層と、の2層構造を有し
て構成されている。そして、このような目的を達成する
ため、本発明に係るPDPの隔壁構造の製造方法におい
ては、基板の上面に所定厚さを有する絶縁物層を形成す
る工程と、絶縁物層の上面にフォトレジスト膜パターン
を形成する工程と、フォトレジスト膜パターンをマスク
として絶縁物層をエッチングし、絶縁物層の上面に溝を
形成して第1隔壁層を形成する工程と、フォトレジスト
膜パターンを除去する工程と、前記フォトレジスト膜パ
ターンが除去された部位の前記第1隔壁層の上面に第2
隔壁層を形成する工程と、を順次行う。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。本発明実施形態に係るPDPの隔壁
構造においては、図1に示したように、第1隔壁層40
aと第2隔壁層40bとにより構成されている。この第
1、第2隔壁層40a、40bの材料としてはガラスの
ように反射率の高い絶縁物質が好ましい。第1隔壁層4
0aは約200μmの厚さを有する絶縁基板により構成
され(図では全体を示していない)、上面の所定部位に
約130μm程度の半径を有する半球型溝42を有して
いる。本明細書では説明の便宜上、溝42を除外した絶
縁基板41の上面を平地43と称す。
【0011】且つ、第1隔壁層40aの平地43には所
定幅で平地から直立に立ち上がっている帯状のリブ4
6,47が1画素に対してその両側に2つ平行に並ぶよ
うにして形成された第2隔壁層40bが形成されてい
る。第2隔壁層40bの一方のリブ46は溝42の端部
から所定距離(例えば、約40μm程度)離隔した位置
の平地43の上に形成されるが、他方のリブ47は溝4
7の端部に整列して平地43の上に形成される。即ち、
本発明に係るPDPの隔壁構造においては、溝42とそ
の両方側のリブ46、47により放電空間30が形成さ
れ、放電空間30内の第1隔壁層40a及び第2隔壁層
40bの表面には厚さ約20μm程度の蛍光体層45が
塗布されている。
【0012】このような構造を有する本実施形態に係る
隔壁構造が適用されるPDPにおいては、放電空間の表
面積が拡大されて蛍光体層の表面積が拡大されるため、
発光効率が一層高いことが、図7に示した従来の隔壁構
造と、図1に示した本発明に係る隔壁構造と、をそれぞ
れ有する各PDPにおける放電空間の蛍光体層の表面積
を比較することにより確認することができる。ここで、
両蛍光体層の表面積を比較する前の前提として、図7及
び図1における隔壁の高さ(本発明の場合は第2隔壁層
の高さ)及び各隔壁間の離隔距離は同じであると仮定す
る。即ち、両蛍光体層の表面積を比較するためには、各
隔壁間の離隔距離を確認すべきであるが、図7の隔壁及
び図1の第2隔壁層の離隔距離が同様であると仮定して
いるため、ここでは蛍光体層の全体長さだけを比較して
みる。先ず、図7における放電空間内の蛍光体層の表面
の長さ(K1)は式2により求めることができる。 K1=h1×2+x1 (2) 式中、K1は放電空間内の蛍光体層の表面の全長、h1
は隔壁面に塗布された蛍光体層の表面の長さ、x1は各
隔壁間の放電空間の底面の蛍光体層の表面長さをそれぞ
れ意味している。
【0013】ところが、隔壁の高さは150μmで、蛍
光体層の厚さが20μmであるため、隔壁面に塗布され
た蛍光体層の長さh1は、隔壁の高さから蛍光体層の厚
さを減算した130μmである。また、各隔壁間の離隔
距離は300μmであるが、放電空間の底面の蛍光体層
の表面長さx1は、300μmから両方側の隔壁に塗布
された蛍光体層の厚さの20μmをそれぞれ減算した
値、即ち、260μmである。これを前記式2のような
方式で表すと次のようになる。 K1=[(150μm−20μm)×2]+[300μm−(20μm×2)] =520μm 即ち、従来のPDPの隔壁構造における放電空間の蛍光
体層の全体表面の長さは520μmである。
【0014】一方、図7に示した本発明に係る隔壁構造
を有するPDPの放電空間における蛍光体層の表面の長
さは次式3により求めることができる。 K2=h2×2+x1+x2 (3) 式中、K2は放電空間内における蛍光体層の表面長さ、
h2は第2隔壁40bの壁面に塗布された蛍光体層の表
面の長さ、x1は放電空間の底面の長さ中、第2隔壁の
一方のリブと第1隔壁の溝間に形成された平地上面の蛍
光体層の長さ、x2は第1隔壁の半円型溝の上面に形成
された蛍光体層の表面の長さをそれぞれ意味している。
ここで、h2は式2のh1と同じであるため、130μ
mである。また、x1は平地の長さ40μm、半円型溝
上面の蛍光体層の表面の長さはπR(半径)で、溝の半
径が130μmで、溝の表面には厚さ20μm程度の蛍
光体層が塗布されているため、実際の蛍光体層の表面ま
での半球の半径は110μmとなる。従って、前記数学
式3は次のように表現することもできる。 K2=[(150μm−20μm)×2]+40μm+
110πμm]=645.4μm 即ち、本発明に係る隔壁構造を有するPDPの放電空間
における蛍光体層の表面の長さは645.4μmにな
り、K1とK2とを比較すると、K2がK1に比べて
1.25倍も大きいことが分かる。よって、本発明に係
る隔壁構造を採用すると、従来に比べて蛍光体層の表面
積が広くなって、発光効率が高くなることが分かる。
【0015】一方、本発明に係る隔壁構造を採用したP
DPの第1実施形態としての面放電型PDPは、図2、
3に示したように、前面ガラス基板50と後面ガラス基
板51とが所定距離離隔して対向に配置され、その間で
プラズマ放電が発生する。前面ガラス基板50の一方側
面には維持/表示電極X及び走査電極(未図示)が平行
に形成され、維持/表示電極X、走査電極及び前面ガラ
ス基板50の上面に第1誘電体層52及び第1誘電体層
保護膜53が順次形成されている。前面ガラス基板50
と対向している後面ガラス基板51の上面には第1隔壁
層54が形成されている。ここで、第1隔壁層54は平
地54a及び溝54bからなる絶縁基板である。そし
て、第1隔壁層54の平地54aの上面にアドレス電極
55が形成され、溝54bを除いた第1隔壁層54及び
アドレス電極55の上面に第2誘電体層56が形成され
ている。アドレス電極55の一方側端部は、第1隔壁層
54の平地54aの一方側端部に整列するように形成さ
れている。且つ、第2誘電体層56の上には所定高さを
有するリブからなる第2隔壁層57が形成されている。
その第2隔壁層57は、第1隔壁層54の平地54aの
アドレス電極を形成させた側とは反対側に整列されて形
成されている。即ち、第2隔壁層は、アドレス電極55
とその上の第2誘電体層56の上面を被覆しないように
形成されている。また、第2隔壁層57の両側壁、第2
誘電体層56及び前記第1隔壁の溝54bの上面には蛍
光体層58が形成されている。
【0016】そして、本発明に係る隔壁構造を採択した
PDPの第2実施形態として対向電極型PDPにおいて
は、4,5に示したように、走査電極Y’が後面ガラス
基板51の上面に形成されている。その走査電極Y’は
前面ガラス基板50に形成された維持/表示電極Xと直
交する方向に後面ガラス基板51と第1隔壁54間に形
成されている。即ち、本発明に係る隔壁構造を採択した
PDPの第2実施形態においては、前面ガラス基板50
に形成された維持/表示電極Xと後面ガラス基板51に
形成された走査電極Y’とに所定電圧を印加してプラズ
マ放電を発生するようになっている。一般に、前面ガラ
ス基板に1つの電極を形成し、後面ガラス基板にもう1
つの電極を形成し、両電極に電圧を印加してプラズマ放
電を発生させる場合、紫外線の発生効率が高い陽光柱プ
ラズマが発生するが、従来の対向電極型PDPの場合
は、プラズマ放電を発生するための両電極が、前面ガラ
ス基板と後面ガラス基板との距離だけ離れて位置するた
め、その距離が遠くて結果的に放電電圧が高くなるとい
う不都合な点があった。これに対して、本実施形態に係
る隔壁構造を採択した対向電極型PDPの場合は、アド
レス電極を放電空間の下部に形成せずに隔壁に隣接する
ように形成するため、前面ガラス基板と後面ガラス基板
とにそれぞれ形成されたプラズマ放電用の両電極間の距
離が従来に比べて短くなり、よって、従来の対向電極型
PDPに比べ放電電圧を低下させることができるため、
PDPの効率が高くなるという効果がある。
【0017】以下、このように構成される本発明に係る
PDPの隔壁構造の製造方法に対し、図6(A)〜
(E)に基づいて説明する。先ず、図6(A)に示した
ように、PDPの後面ガラス基板60の上面に所定厚さ
(例えば、約200μm)を有するガラスペーストのよ
うな絶縁物ペースト62をスクリーンプリント法または
ドライフィルム法により塗布した後、ガラスペースト6
2の形成された後面ガラス基板60を約350℃の温度
で約15分間維持させてガラスペースト62内の有機物
を燃焼し、約550〜650℃の温度で約20分間焼成
する。このとき、ガラスペーストとしては、可視光に対
する反射率の高い材料を選択することが好ましい。
【0018】次いで、図6(B)に示したように、焼成
されたガラスペースト62の上面にフォトレジストを塗
布し、フォトリソグラフィ法により所望のフォトレジス
トパターン63を形成する。このとき、ガラスペースト
62の上面が一定間隔で部分的に露出される。次いで、
図6(C)に示したように、フォトレジスト膜パターン
63をマスクとしてHCl溶液をエッチング溶液として
利用してガラスペースト62に湿式エッチングを施し、
半径約130μm程度の半円型溝64を形成する。ここ
で、ガラスペースト62をエッチングして前記溝64を
形成する方法としては、湿式エッチング法の他にも、乾
式等方性エッチング法を利用することもできる。次い
で、前記フォトレジスト膜パターン63を除去して第1
隔壁層70を形成する。
【0019】次いで、図6(D)に示したように、フォ
トレジスト膜パターン63により被覆されてエッチング
されてない部分のガラスペースト62の上面にアドレス
電極65を形成するが、このとき、アドレス電極65の
一方の縁部が溝64の一方の端部に整列するように形成
する。アドレス電極65は、クロム/銅/クロムの3層
からなる導電体膜またはAgからなる導電体膜により形
成されている。次いで、図6(E)に示したように、溝
64を除いたガラスペースト62の上面及びアドレス電
極65の上面に誘電体層66を塗布する。誘電体層66
の上面に約150μmの高さを有するリブ状の第2隔壁
層75を形成する。第2隔壁層75の形成方法として
は、公知のスクリーンプリント法、サンドブラスト法、
添加法及びエッチング法などを利用することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るPD
Pの隔壁構造は、表面部に溝及び平地を有する第1隔壁
層と、第1隔壁層の平地の上面に形成されるリブ状の第
2隔壁層とにより構成されているため、放電空間内の蛍
光体層の表面積を拡大することが可能で、その結果、P
DPの発光効率を向上し得るという効果がある。そし
て、リブ状の第2隔壁層の高さを従来同様に維持しなが
ら放電空間を拡大することができるため、均一な高さを
有する隔壁を製造しやすくなるという効果がある。且
つ、本発明に係る隔壁構造を有するPDPにおいては、
アドレス電極を放電空間の中央部に形成する代わりに隔
壁の一方側に形成して、ガラス基板と後面ガラス基板と
にそれぞれ形成される維持/表示電極と走査電極との距
離を短くし、よって、放電電圧を低下させてPDPの効
率を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るPDPの隔壁構造
を示した縦断面図である。
【図2】 図1の隔壁構造を適用した面放電型PDPを
示した縦断面図である。
【図3】 図2の外観斜視図である。
【図4】 本発明の他の実施形態のPDPを示した縦断
面図である。
【図5】 図4の外観斜視図である。
【図6】 本発明に係るプラズマディスプレーパネルの
隔壁の製造過程を示した工程縦断面図である。
【図7】 従来PDPを示した斜視図である。
【図8】 図9のII−II線縦断面図である。
【図9】 図7の放電空間を形成する隔壁構造を示した
概略図である。。
【符号の説明】
40a:第1隔壁 40b:第2
隔壁 42:溝 43:
平地 45:蛍光体層 46、47:
リブ 50:前面ガラス基板 51:後面ガ
ラス基板 52:第1誘電体層 53:保護膜 54:第1隔壁 54a:平地 54b:溝 55:アドレ
ス電極 56:第2誘電体層 57:第2隔
壁 58:蛍光体層 60:後面ガ
ラス基板 62:絶縁物ペースト 63:フォト
レジストパターン 64:溝 65:アドレ
ス電極 66:アドレス 70:第1隔
壁 75:第2隔壁 A:アドレス
電極 X、Xn:維持/表示電極 Y、Yn、
Y’:走査電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャエ・サン・チュン 大韓民国・キュンキ−ド・ソングナン・ブ ンダン−ク・セヒュン−ドン・(番地な し)・ウースン アパートメント・206− 302 (72)発明者 ユン・ホ・ヨー 大韓民国・キュンキ−ド・コヤン・イイサ ン−ク・ジュヨップ−2ドン・(番地な し)・ムチョンマウル ウースン アパー トメント・107−202 (72)発明者 セオク・コン・シイ 大韓民国・キュンキ−ド・ソングナン・バ ンダン−ク・クミ−ドン・202・ミュジゲ マウル エルジー アパートメント・203 −1502

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成され、所定高さを有する第
    1隔壁層と、 第1隔壁上に形成される第2隔壁層と、の2層構造を有
    するプラズマディスプレーパネルの隔壁構造。
  2. 【請求項2】 第1隔壁層は、放電空間となる溝領域が
    第2隔壁層の間に形成されたことを特徴とする請求項1
    記載のプラズマディスプレーパネルの隔壁構造。
  3. 【請求項3】 第1隔壁層と第2隔壁層間には、アドレ
    ス電極が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ーパネルの隔壁構造。
  4. 【請求項4】 アドレス電極と第2隔壁層間には、誘電
    体層が形成されていることを特徴とする請求項3記載の
    プラズマディスプレーパネルの隔壁構造。
  5. 【請求項5】 アドレス電極は第1隔壁層の溝の一方の
    側に整列して形成され、第2隔壁層は第1隔壁層の溝の
    他方側に整列して形成され、アドレス電極の少なくとも
    一部は第2隔壁層と重ならないように形成されることを
    特徴とする請求項4記載のプラズマディスプレーパネル
    の隔壁構造。
  6. 【請求項6】 アドレス電極及び誘電体層の一部は第2
    隔壁層と重ならないように形成され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ーパネルの隔壁構
    造。
  7. 【請求項7】 基板上に第1隔壁層を形成する段階と、 第1隔壁層の上面に第2隔壁層を形成する段階と、を行
    うことを特徴とするプラズマディスプレーパネルの隔壁
    の製造方法。
  8. 【請求項8】 第1隔壁層を形成する段階は、 第1隔壁の材料層を形成する段階と、 前記第1隔壁層にエッチングを施す段階と、を行うこと
    を特徴とする請求項7記載のプラズマディスプレーパネ
    ルの隔壁の製造方法。
  9. 【請求項9】 第1隔壁の材料層を形成する段階は、 ペースト層またはドライフィルムを基板上に形成する段
    階と、 ペースト層またはドライフィルムを熱処理する段階と、
    を行うことを特徴とする請求項8記載のプラズマディス
    プレーパネルの隔壁の製造方法。
  10. 【請求項10】 エッチング段階は、フォトレジスト膜
    をフォトリソグラフィ法によりパターニングして形成さ
    れたフォトレジスト膜パターンをマスクとして利用する
    ことを特徴とする請求項7記載のプラズマディスプレー
    パネルの隔壁の製造方法。
  11. 【請求項11】 第2隔壁層は、第1隔壁層の上面にス
    クリーンプリント法、エッチング法及び添加法中何れか
    1つの方法により形成されることを特徴とする請求項7
    記載のプラズマディスプレーパネルの隔壁の製造方法。
  12. 【請求項12】 第1隔壁層を形成した後、第1隔壁層
    の上面にアドレス電極を形成する段階を行うことを特徴
    とする請求項7記載のプラズマディスプレーパネルの隔
    壁の製造方法。
  13. 【請求項13】 アドレス電極を形成した後、アドレス
    電極の上面に誘電体層を形成する段階を行うことを特徴
    とする請求項12記載のプラズマディスプレーパネルの
    隔壁の製造方法。
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