JP2000215817A

JP2000215817A - 多孔質構造を有するプラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2000215817A
Application number: JP11361389A
Authority: JP
Inventors: Guy Baret; バレギュイ; Jean-Yves Brun; ブランジャン−イヴ; Pierre-Paul Jobert; ジョベールピエール・ポール; Agide Moi; モワアジド; Yvan Raverdy; ラヴェルディイヴァン; Serge Salavin; サラヴァンセルジュ
Original assignee: Thomson Plasma SAS
Current assignee: Thomson Plasma SAS
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2000-08-04
Also published as: EP1017083A1; US6483238B1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、バリア層だけでなくゲッタリング
層の効果をそれらの多孔性を増加させることにより改良
させ、真空引き後の好ましくない除気問題を排除するこ
とを目的とする。【解決手段】本発明は放電空間を囲む二枚の向い合う
プレートからなり、放電セル（Ｘ₁、Ｘ₂、．．．、Ｘ
₅等）のアレイを含むプラズマディスプレイパネルに適
用される。本発明によるディスプレイパネルは、１０％
以下の硬化剤を含有する少なくとも一つの多孔質層を有
する。多孔質層はバリア層又はゲッタリング層のいずれ
かである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマディスプレ
イパネル（ＰＤＰ）に係り、より詳細には、構造が多孔
質である少なくとも一つの層を具有するＰＤＰに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラズマディスプレイパネルは平面型デ
ィスプレイスクリーンであり、表示画像は一組の発光性
放電点からなる。発光性放電は二つの絶縁プレートの間
に含有されるガス中で生じる。各放電点は放電セルにて
起こり、放電セルは少なくとも一つのプレートにより支
持される電極アレイでの交差により画成される。

【０００３】このようにして、ＰＤＰはセルの二次元マ
トリックスからなり、マトリックスは電極アレイの幾何
学的配列から複製されたロウ（row)及びカラム(column)
で、組織化されている。バリアと呼ばれるレリーフ要素
が配置され、セルのロウ若しくはセルのカラムを分離さ
せる。あるパネルでは、更にバリアはセルのロウ及びセ
ルのカラムの双方を分離し、よってセルのロウ及びカラ
ムのグリッドを形成する。

【０００４】バリアには数多の機能がある。少なくとも
ロウ又はカラムの方向に各セルの空間を区分けすること
により、バリアはイオン化効果による隣接セルでの不必
要な放電を引き起こすセルでの放電を防止する。それゆ
え、バリアはクロストーク現象を防止する。更に、バリ
アは隣接セル間での光学スクリーンを構成し、各セルで
放たれる発光が空間内に十分に制限されることを可能に
する。この機能はカラーＰＤＰでは特に重要であり、隣
接セルは、例えばトライアッドを形成するように、さま
ざまな色の夫々基本ドットを構成する。この場合、バリ
アは良好な色飽和を裏書きする。

【０００５】最後に、バリアはパネルの二枚のプレート
間のスペーサとしての働きをしばしばする。この場合に
利用されるものは、バリアは二枚のプレート間に必要な
分離に対応する高さを有し、バリアは放電点の外の有用
な領域で均一に分布しているという事実である。この場
合、バリアを備えていないプレートは、他のプレートに
存在するバリアの頂部に載せる。更に、バリアが各プレ
ートに存在するパネルもあり、プレートはバリアの頂部
同士で相互に接合している。

【０００６】図１及び図２は、周知の設計による、いわ
ゆるコプラナー構造を有するＡＣ型カラープラズマディ
スプレイパネルを示す。ＰＤＰは、第一のガラスプレー
ト２と第二のガラスプレート４とからなり、その厚さは
数ミリメータであり、上記プレートが相互に接合される
際に、内部面間が約１００ミクロンの分離を有して向か
い合わせに配設される（図２）。

【０００７】第一のプレート２には、その内部面に密接
に配置された電極Ｙ_1a- Ｙ_1b、Ｙ_2a- Ｙ_2b、．．．、Ｙ
_5a- Ｙ_5b等の組にグループ化されたパラレル電極アレイ
を具備する。電極の各組はパネルの表示ロウを構成す
る。電極は、例えばガラスのような誘電体材料６の厚い
層に埋設され、誘電体材料はプレート２の有用な領域全
体を覆う。上記層６自体は別の誘電体材料の薄層８（厚
さは１ミクロン以下である）で覆われ、酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）の場合には、ＭｇＯの表面は放電ガスに晒
される。

【０００８】例において、第一のプレート２の内部面に
は、例えばコントラスト改良マトリックス１０が設けて
る。前記マトリックスは、一般にはブラックリングによ
り囲繞された基本カラーフィルターのモザイクから成
る。第二のプレート４の内部面には、ロウ電極Ｙ_1a- Ｙ
_1b、Ｙ_2a- Ｙ_2b、．．．、Ｙ_5a- Ｙ_5b等に垂直で、プラ
ズマディスプレイパネルのアドレス電極を構成する、均
一に配置されたＸ₁、Ｘ₂、．．．Ｘ₆等のパラレル電
極アレイが具備されている。第一のプレート２の場合の
ように、上記電極Ｘ₁、Ｘ₂、．．．、Ｘ₆等は厚い誘
電体層１２に埋設されており、誘電体層自身は酸化マグ
ネシウム１４の薄層で覆われている。

【０００９】それゆえ、ＰＤＰの放電セルはアドレス電
極Ｘ₁、Ｘ₂、．．．、Ｘ₆等とディスプレイロウの一
対の電極Ｙ_1a- Ｙ_1b、Ｙ_2a- Ｙ_2b、．．．、Ｙ_5a- Ｙ_5b
の交差により形成される。動作中、維持電圧と呼ばれる
ＡＣ電圧が、各ディスプレイロウの一対の電極を構成す
る電極間に印加される。周知の多重化技法を利用して、
アドレス電極に印加された電圧信号により、放電は上記
電極間の表面で起こる。

【００１０】ビデオモードで表示させるように、ロウ毎
の走査を利用して、各セルの発光放電状態を変更させる
ことは、特に可能である。直線的なバリア１６は、隣接
アドレス電極Ｘ₁、Ｘ₂、．．．、Ｘ₆等とそのアドレ
ス電極と平行な各場所で、第二のプレート４の薄層１４
に配置される。バリア１６はプレート４の表面と垂直な
壁と、第一のプレート２の内部面に対する支持表面とし
て働く平坦な頂部とを有する。ある構造では、バリアは
台形の断面であり、発光強度を改善させている。このよ
うにして、バリアはアドレス電極Ｘ ₁、Ｘ₂、．．．、
Ｘ₅等と垂直な方向に放電セルを区分けし、同時に二枚
のプレート２、４の空間用のキャリア構造としての働き
を有する。

【００１１】典型的には、バリア１６はおおよそ１００
ミクロンの高さと、５０ミクロン幅で２２０ミクロンの
ピッチとを有する。発光体１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは第
二のプレート４の露出された表面にストライプ状に配置
される。発光体ストライプは二つの隣接バリア１６間に
接する酸化マグネシウムの薄層１４のある表面部分を覆
う。更に、発光ストライプは、前記表面部分に対して向
かっている二つのバリア１６の垂直な壁をも覆う。各発
光体ストライプ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂは、セルから受
取る発光性放電（普通紫外線である）に応じて赤、緑及
び青の固有の基本発光色を有する。同時に、発光体は三
つの連続的ストライプの繰り返しパターンを構成し、各
パターンは異なる発光色を有しており、基本色のトライ
アッドはアドレス電極Ｘ₁、Ｘ₂、．．．、Ｘ ₅等の方
向に継続される。

【００１２】二枚のプレート２及び４は互いに密閉され
ており、プレート間により限定される空間には、ステム
（stem) を介して真空引き（vaccum pumping) された後
に低圧の放電ガスが充填される。なお、電極Ｙ_1a-
Ｙ_1b、Ｙ_2a- Ｙ_2b、．．．Ｙ_5a- Ｙ_5bとＸ₁、
Ｘ₂、．．．、Ｘ₅等の頂部にある誘電体材料６、８及
び１２、１４の層の存在は、ＡＣ型ＰＤＰの特徴である
ことを指摘しておく。誘電体材料は電極と共にコンデン
サーを形成し、ガス中で発光放電を発生させ、さらに維
持するのに必要な電圧が印加される。

【００１３】ＡＣ型ＰＤＰの有利な特徴は、ＡＣ型の維
持電圧は先に伝送されたコマンドに従い、つまり発光放
電を維持するか、又は放電させないままでいるかのいず
れかの最後のコマンドの発光放電点の状態を自動的に固
定する。このようにして、固有の画像メモリ効果が得ら
れ、発光状態を変化させなければならないときのみに、
発光放電点を利用する可能性が生じる。

【００１４】図３はマトリックス構造のあるＡＣ型ＰＤ
Ｐの別の例を示す。このタイプのＰＤＰは、放電が二枚
の向い合うプレート２及び４の夫々の表面間に生じると
いう事実により、コプラナーパネルとは本質的に異な
る。上記パネルと先に説明したパネルとの間で類似する
成分は、同じ参照番号が用いられている。

【００１５】この場合では、ＰＤＰは第一のプレート２
と第二のプレート４とからなり、各プレートには相互に
パラレルである電極Ｙ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、．．．、Ｙ₇等
とＸ ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、．．．、、Ｘ₇等の電極アレイを
備えており、各電極は誘電体の厚い層６及び１２に埋設
されている。上記層自身は、酸化マグネシウムの薄層８
及び１４で覆われている。両プレートとも、電極間のピ
ッチはおおよそ０. ５mmである。第一のプレート２に
より支えられたアレイはロウ電極Ｙ₁、Ｙ₂、
Ｙ₃、．．．、Ｙ₇等を構成し、夫々の表示ロウは単一
の電極と関連している。

【００１６】第二のプレート４により支えられたアレイ
はカラム電極Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、．．．、Ｘ₇等を構成
し、上記電極はロウ電極と垂直となるように配設され
る。更に、第二のプレート４は厚い層（厚さで約１００
ミクロン）の形態でバリア１６のシステムを含み、穴２
０が形成されている。穴２０は層の厚さに沿って直立し
た縦穴であり、層はバリア１６のシステムを構成してお
り、薄膜酸化マグネシウム層１４に晒されている。

【００１７】二枚にのプレートを互いに接合する際に、
第一のプレート２はボール１７によりバリア１６の層に
支えられる。穴２０はジグザグ配列パターンに分布され
ており、ロウ電極Ｙ₁、Ｙ₂、Ｙ₃、．．．、Ｙ₇等と
カラム電極Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、．．．、Ｘ₇等との間の
交差点を中心に位置している。例示したように、二つの
隣接するロウ電極Ｙ２i とＹ２i+1 は一対を形成し、同
じ電気信号を受信する。穴２０は平均径約０. ５mmの円
形断面を有する。各穴２０は、関連するロウ電極とカラ
ム電極の交差で放電セルを構成する。穴２０をジグザグ
配列に分布させることは、各ロウ電極Ｙ₁、Ｙ ₂、
Ｙ₃、．．．、Ｙ₇等に沿って、カラム電極Ｘ₁、
Ｘ₂、Ｘ₃、．．．、Ｘ ₇等との交差の二点につき一つ
の放電セルが連続的にあることを意味する。同様に、各
カラム電極に沿って、ロウ電極との交差の二点につき一
つの放電セルが連続的に存在することを意味する。この
ようにして、プレート組立体の電極交差点の５０％が放
電セルを構成することになる。別の構造によれば、ジグ
ザグ配列の電極を利用することは周知であり、この場
合、半分の数の電極が利用される。

【００１８】よって、夫々の発光体放電が、二枚のプレ
ート２及び４の各々露出されたＭｇＯ層８及び１４間で
の穴２０内で生じる。このようにして、放電セルはロウ
方向とカラム方向の双方に完全に区分けされる。カラー
ディスプレイを得るために、発光体が穴２０に導入さ
れ、各穴には隣接穴の発光色とは異なる一次発光色の発
光体が存在し、繰り返しパターンで基本トライアッドを
形成する。発光体は夫々の穴２０に環状体積を占有し、
中央の空間は発光放電が生じるように発光体は存在しな
い。

【００１９】なお、ジグザグ配列の穴２０を有するバリ
ア１６のシステムは、第二のプレート４の全面積のかな
りの部分（４０から６０％）を占有する。よって、容易
に製造可能である第一のプレート２を支えるスペーサボ
ールを受けるための強く、かつ安定なキャリア構造が可
能となる。米国特許第４、０３７、１３０号には、最適
バリアを得るためには、バリアが多孔質であることが好
ましいと、開示している。バリアの多孔性はバリアを構
成する材料のゲッタリング効果と組合されており、真空
引き後のパネルに残存する寄生ガスを排除する。

【００２０】ゲッタリング効果はある材料に特有の表面
吸収性質であり、その材料は自身の表面にある分子を捕
捉する。ゲッタリング効果と利用した材料の多孔性との
組合わせは、材料の除気に起因する欠陥を得る危険性が
ほとんどゼロであることを意味する。更に、プラズマデ
ィスプレイパネルにおいて、バリア層以外のゲッタリン
グ材料の層を設けることも可能である。

【００２１】バリア１６若しくは可能なゲッタリング層
がどんな構造であろうとも、層は硬化材料から製造され
なければならない。層がベアリングバリア（bearing ba
rrier)であるバリア層の場合には、上記のことは更に必
要である。このことは、ベアリングバリアはプレートへ
の大気圧により作用するかなりの力に耐えなければなら
ないということである。低圧放電ガスを導入する前に、
プレート２及び４間の空間の真空引きの動作中、バリア
の単位面積当たりに作用する力は、パネルの全面積に対
するバリアの支持面積の割合にも依存するが、ほぼ１０
⁶パスカル（おおよそ１０ｋｇ/ ｃｍ²）である。

【００２２】先行技術では、例として図１から図３に引
用して説明したように、バリア１６は硬化剤を含有して
おり、硬化剤は、普通ガラス質相（glassy phase) であ
り、十分な耐破砕性があり、二枚のプレート間に一定の
空間を維持させる。上記バリアは、例えばガラスフリッ
トを含有するペーストのスクリーン印刷（１０から２０
の連続層）による、又はガラスフリットを含有する層の
サンドブラストにより製造される。

【００２３】バリアの幾何学的形態の製造後、上記層は
４５０から６００℃の間の温度で加熱させて硬化剤を固
形化させ、機械的強度のある層を作る。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものであり、バリア層だけでなくゲッタリ
ング層の効果をそれらの多孔性を増加させることにより
改良させ、真空引き後の好ましくない除気問題を排除す
ることを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、放電セル
のアレイを含む放電空間を囲む二枚の向い合うプレート
からなるプラズマディスプレイパネルであって、前記パ
ネルは１０％以下の硬化剤を含有する材料の層を含むこ
とにより達成される。問題の前記層はバリア層、若しく
はゲッタリング層のいずれかである。

【００２６】１０％以下の硬化剤を使用することによ
り、問題の前記層は軟化するようになる。当業者が考え
ていることに反し、かかる軟化により、一方で層の密着
性が確保され、他方でバリアを支える場合の空間を保証
することが可能になる。５％から１０％の硬化剤を含有
させることにより、おおよそ１０⁶パスカル（１０ｋｇ
/ ｃｍ²）の圧縮強度を達成させることが可能となる。
この場合はパネル面積の１５から２０％のみを覆うバリ
アに相当し、このことは図１及び図２を参照して説明さ
れた構造における場合である。

【００２７】一の実施態様によれば、パネルは、ジグザ
グ配列の穴を画成するバリア層を含み、バリアは、一方
のプレートから他方のプレートへ延在する。硬化剤の含
有量を減少させることにより、バリアは十分に多孔質に
なりバリア層を経由して真空引きが可能となる。更に、
ジグザグ配列の穴のあるベアリングバリアからなる構造
の使用により、大きな支持面積を有することができるよ
うになり、硬化剤の含有量を減少させることが可能とな
る。４％以下の硬化剤を含有する層を利用することも差
し支えない。一の実施態様によれば、硬化剤を利用しな
くでもよい場合もある。

【００２８】ジグザグ配列の穴とベアリングバリアから
なる構造は、もはやボールの利用を必要としない。バリ
ア上に、若しくは同じタイプの材料から作られた反対側
のプレートに製造されたスペーサを利用することも可能
である。かかる技術により、プレートを互いに接合され
る際のボールの転がり起因する欠陥を排除することによ
り、特に、生産効率を改善することが可能となる。

【００２９】更に、バリアには比較的低密度の硬化剤を
殆ど含有しないので、ストレスが加わった際に、局部的
な圧密に耐え得る能力が付与される。バリアがベアリン
グバリアである際には、上記の特性は効果的である。こ
の場合、バリアの頂部で支えるプレートは、材料の局部
的緻密化により真空処理（真空引きのサイクル）の間に
形成される全ての厚すぎる部分を平坦化する。

【００３０】よってかなりの均一な高さを有するバリア
を製造する目的の特別な技法を利用する必要なく、両プ
レート間の十分に制御された空間を得ることが可能にな
る。対照的に、先行技術で利用されている比較的強固な
バリアは、非常に精度のある高さの均一性を与える工程
で仕上げる若しくは製造されなければならない。これ
は、仮にバリアが全くの固体であり、発光体塗布物に損
傷を与えるような破壊をバリアに生じさせるなら、高さ
の非均一性によりプレート間の空間に変動が生じるとい
うことである。

【００３１】本発明によるバリアは、粉末の形態である
鉱物充填剤を含有する材料からなることが好ましい。良
好な接着性を維持しながら最大の多孔性を確保するため
に、構成要素の平均粉末粒径は１から２０ミクロンの範
囲にあることが好ましく、さらに５から８ミクロンの範
囲が好ましい。好ましい閾値は、粒径が２ミクロン以上
である粒子サイズを有するものの９０％の粉末からなる
充填剤に相当する。

【００３２】おおよそ５から８ミクロンの平均粒径を有
する狭い粒子サイズ分布は、すこぶる適切であり、良好
な密着性のある堆積層を与えることが分かった。粒子サ
イズの選択から生じたバリアは、更なる成分の添加なし
で５ｘ１０⁵パスカル（約５ｋｇ/ ｃｍ²）の圧力に耐
え、最大の多孔性を示す。前述したように、かかる圧縮
強度は、仮にバリアがパネル面積の四分の一又はそれ以
上を覆うとしても、ベアリングバリアを製造するには十
分である。上記のことはジグザグ配列の穴を有するバリ
アのシステムでも事実である。

【００３３】層はアルミン酸塩、アルミナ、酸化イット
リウム、ホウ酸イットリウム、粘土酸化カルシウム、酸
化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又はシ
リカの中から少なくとも一つの酸化物からなる充填剤を
含むことが好ましい。上記酸化物の一つ又はそれ以上の
選択は、材料に特有のゲッタリング効果に関係するであ
ろう。

【００３４】硬化剤は鉛又はビスマスボロシリケートの
ようなガラスであり、熱処理又は工程でのその後に受け
る処理の温度（３８０から５００℃の間）以下の軟化点
を有する。更に、硬化剤はケイ酸ナトリウム、ケイ酸カ
リウム又はケイ酸リチウム等のようなケイ酸塩、リン酸
塩、炭酸塩やテルル、銀やバナジウムの酸化物若しくは
他の重クロム酸カリウムを基礎とするガラスなどであ
る。

【００３５】上記材料を利用するのに必要な有機バイン
ダーを焼き払うため、３８０から５００℃で０. ５から
１時間からなる熱処理の間、硬化剤は軟化又は溶融し、
多孔性に悪影響を与えることなしに、充填剤粒子同士と
結合して架橋する。ケイ酸塩の場合、充填剤粒子は共に
結合する。本発明はスクリーン印刷、サンドブラスト、
フォトリソグラフィなどのようなバリアを製造するのに
利用される従来の技術全てを利用することが可能であ
る。

【００３６】本発明の特徴及び利点は、以下の説明及び
添付図面を参照した説明を読むことにより明瞭となり、
一層理解されるであろう。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明によれば、製造工程の第一
の例は図１及び図２を引用して説明したプラズマディス
プレイパネルの製造に基づいており、パネルはＴＶ解像
度（５６０ロウ、７００カラム）のある対角線に１０６
ｃｍの有用な領域を有している。バリア１６はアドレス
電極Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、．．．、Ｘ₅等を有するプレー
ト４に設けられる。バリアは４００ミクロンのピッチ、
１００ミクロン幅で１８０ミクロンの高さを有してい
る。

【００３８】アドレス電極Ｘ₁、Ｘ₂、Ｘ₃、．．．、
Ｘ₅等のアレイと、誘電体の厚い層１２と酸化マグネシ
ウムの薄層１４とを事前に備えたプレート４は、従来の
技術を利用して製造された。バリア１６は、スクリーン
印刷によりＭｇＯの薄層１４にペースト状の層１６’を
設け、その後にフォトリソグラフィにより製造した。前
記層を形成するペーストの組成物は、以下のとおりであ
る： - 狭い粒子サイズ分布であり、５ミクロンの構成要素
の平均粒径を有するアルミナ粒子の形である鉱物充填剤
と、 - ガラス質相、この場合、アルミナの質量に対して１
０％レベルの鉛ボロシリケート（Ｔｇが４００℃）と、 - ペーストの体積の５０％を構成するネガ型感光性樹
脂とからなる。

【００３９】ドクターブレード２２を利用して、プレー
ト（図４（ａ））の有用な領域のアスペクト比に相当す
る穴を有するスクリーン印刷用マスク２４により、ペー
スト１６’がＭｇＯ層１４上に一様に塗られる。ペース
ト１６’層は約３０ミクロンの厚さを有する。次に、フ
ォトリソグラフィ用マスク２６をペースト層１６’に置
く。マスクは長く薄い開口部のパターンを有しており、
このパターンはＭｇＯ層１４に印刷されるべきバリアの
パターンから複製される。マスクを介して露出された層
部分は紫外線照射され、硬化して現像液に溶解しなくな
る（図４（ｂ））。

【００４０】このようにして露光された層１６’は、利
用した樹脂の種類に応じて、水中又は炭酸ナトリウムを
溶解させた水中で現像される。その後表面がエアーナイ
フで乾燥される。よって、バリア材料１６’の第一の層
が３０ミクロンの高さで得られる。バリア１６に必要な
高さが得られるまで、前記工程が連続して繰り返され
る。スクリーン印刷により設けたペースト１６’の夫々
の新しい層は、形成されるべきバリアの頂部を含み、プ
レートの有用な領域を完全に覆う。

【００４１】工程の繰り返し数に応じて、スクリーン印
刷用マスク２６の垂直な位置決め、若しくはマスクの深
さを変更し、プレートに存在する堆積層の成長を考慮す
る。次に、バリア１６を製造させるのに利用したのと同
様なスクリーン印刷とフォトリソグラフィを用いて、発
光体層を設ける。三つの発光体のさまざまな発光色に対
して、別々の工程で行われる。

【００４２】各発光体に対して、体積比１：１で発光体
充填剤と感光性樹脂と含むペーストを調製する。スクリ
ーン印刷により、このペーストはプレートの有用な領域
に一様に設け、バリアに埋設させるのに十分な厚さの層
を形成させる。フォトリソグラフィマスクは発光体スト
ライプにより覆われるべき領域から複製された切りぬき
パラーンを有する。

【００４３】一般に、単一の堆積物は必要な発光体の厚
さを得るのに十分である。全ての発光体ストライプを設
けた際に、パターンは４２０℃で１時間加熱され、有機
材料部分を焼き払う。加熱中、ガラスフリットが溶融
し、アルミナ粉末と相互に結合し、粒子間に架橋が生じ
る。このようにして、バリアの多孔性が維持され、完全
に開放されたままになる。

【００４４】その後、二枚のプレート２及び４は、第一
のプレート２を第二のプレート４のバリア１６の頂部に
置くことにより一緒にされる。次に、両プレート間に存
在する空間は密閉され、上記空間はステムを介して真空
にされる。真空引き３５０℃の温度でたったの３０分間
行われた。テストにより、このようにして形成されたバ
リア１６は１０⁶パスカル（おおよそ１０ｋｇ/ ｃ
ｍ²）以上の圧力に耐えられ、さらにそのバリアはＰＤ
Ｐの製品寿命中に、はっきりと認め得るほどの除気は起
こらないことが分かった。

【００４５】変形態様として、アルミナ充填剤を他の酸
化物、例えば酸化イットリウム、シリカ、酸化チタン又
は酸化ジルコニウムと交換してもかまわない。更に、酸
化物以外の充填剤を利用してバリアを製造することも可
能である。また、鉛ボロシリケートをビスマスシリケー
ト又は十分に低い軟化温度を有する他のガラスで交換す
ることも可能である。

【００４６】工程の第二の例では、第一の例のＰＤＰは
同じ工程を利用して製造されるが、ペースト組成物の鉛
ボロシリケートを等価量のケイ酸ナトリウムで交換して
製造される。分析結果から、ケイ酸ナトリウムも加熱工
程中に粒子間に架橋が形成する効果を有することが示さ
れた。このようにして形成されたバリアも良好な多孔性
を有し、その穴は完全に開放されている。

【００４７】変形態様として、ケイ酸ナトリウムに代わ
り、他のケイ酸塩、例えば、ケイ酸カリウムやケイ酸リ
チウムなども利用可能である。更に、ケイ酸塩に代わ
り、リン酸アルミニウム又は他のリン酸塩のようなリン
酸塩、重クロム酸カリウムや炭酸塩をも利用可能であ
る。普通、低軟化温度、つまり３００から５００℃の間
の他のガラス質相も利用できる。

【００４８】もちろん、上記変形態様は第一の例で説明
した変形と組合わせることもかまわない。第三の例で
は、穴が完全に開放している多孔性を有するバリアのシ
ステムは、図５（ａ）から図５（ｇ）と図６に示したよ
うに、穴２０のジグザグ配列の配置を有するＰＤＰの製
造において製造される。図５（ａ）から図５（ｇ）は明
瞭にするために単純化し、図示したプレート２及び４は
電極Ｘｉ及びＹｉ、誘電体層６及び１２と、図示してな
いが薄膜酸化層８及び１４を具有することは言うまでも
ない。図５（ａ）から図５（ｇ）は図６に示すラインＡ
- Ａの断面図に対応する。

【００４９】この場合、バリア１６のシステムはフロン
トプレート２に設置した面積４０％以上を占有する。真
空引きの間、プレートによりバリアに単位面積当たりの
力（圧力）が作用し、そのまま第一の例のＰＤＰでは約
５０％以下である。この低い圧力では、バリアに利用さ
れるべき硬化剤なしに材料が利用可能となる。

【００５０】狭い粒子サイズ分布と５から８ミクロンの
構成要素の平均径とを有するアルミナ粉末からなる鉱物
充填剤をバリアに利用する。かかる粒子サイズは設けた
層の良好な密着性を与える。アルミナ粉末はペーストを
生成するために、感光性樹脂と１：１の割合で混合され
る。

【００５１】ペーストは、第一の例のように（図４
（ａ））、第一のスクリーン印刷マスク２４を介して、
第二のプレート４の酸化マグネシウム層（図示せず）に
一様に塗布される。形成されるべきバリアのシステムの
表面に適合するパターンを有する第一のフォトリソグラ
フィマスク２６をペースト１６’層に載せる（図５
（ａ））。紫外線照射による露光と現像の工程が、第一
の例の条件下で行われ（図４（ｂ）と図４（ｃ））、パ
ターンを有する第一のバリア層が得られる。第一の層は
径として約３００μｍの円形開口部を有している（図５
（ｂ））。４０μｍの第一の層が単一の工程で得られ
る。

【００５２】スクリーン印刷用ペースト塗布及び露光工
程は、径の増加した穴が生じるパターンのマスクを利用
して繰り返され、その後現像される。例えば、厚さ４０
μｍの３つの連続層１６’が作られ、各層はその下の層
よりも大きな径を有する円形の開口部を有し、上部層は
おおよそ５００μｍの径の円形開口部を有する（図５
（ｃ））。上記層を連続的に設けた後、ジグザグ配列に
配置された穴２０のあるバリア１６が得られる。

【００５３】それから、感光性アルミナペーストの層１
９’を塗布される。次に、バリア１６の頂部の層１９’
は、例えば３７０μｍの径を有する幅のあるマウントを
限定するマスク２７により紫外線に露光される（図５
（ｄ））。バリアはアルミナから製造されていなけれ
ば、層１９’を製造するためには、バリアとして同じ材
料を利用することが好ましい。

【００５４】スクリーン印刷工程により、発光体がバリ
ア１６のシステムにより形成された穴２０に設けられ、
円錐台の形に穴２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂが製造され
る。円錐台の形は高発光率が生じるという利点を有して
いる。次に、層１６’及び１９’の有機バインダーを焼
き払うための加熱処理が、４００から５００℃の温度で
０. ５から１時間行われた。

【００５５】工程の最後に、二枚のプレートは密閉さ
れ、ステムを介して３５０℃の温度で３０分間だけ真空
引きが行われる。テストにより、バリア１６のシステム
は十分な機械的強度を有しており、約３から５ｘ１０⁵
パスカル（約３から５ｋｇ/ ｃｍ²）の圧力に耐え得る
空間機能を果たすことが分かった。

【００５６】除気に起因する不必要な効果はＰＤＰの製
品寿命の間には観測されなかった。第一の例の関係でも
言及したように、鉱物充填剤の組成物での変更態様は、
本例の組成物でも利用される。別の変更態様は、重クロ
ム酸カリウムのような非常に低レベルでの硬化剤を利用
することにあり、バリア及びサイズの小さなマウントを
製造することが可能である。例えば、重量で４９％のア
ルミナと、４９％のポリビニルアルコールと、感光性樹
脂として利用されるポリビニルアルコール用の感光剤と
しても働く２％の重クロム酸カリウムを含むペーストが
利用できる。

【００５７】第四の例では、完全に開放している多孔性
と、ジグザグ配列の穴２０を有するバリアのシステム
は、図７に示すように製造される。この第四の例は、図
８（ａ）から図８（ｅ）を利用して説明され、上記図は
図７に示すＢ- Ｂラインでの断面図に対応する。図８
（ａ）から図８（ｅ）は説明のみの理由のため、そのス
ケールは正確ではない。

【００５８】かかるジグザグ構造はピクセルに対応し、
高さよりも幅広である。基本セルは約４００μｍの径を
有し、４００μｍ毎に水平に離間している。セルのロウ
は４６５μｍ毎に垂直に離間している。３７０μｍの径
を有するマウント１９はセル間に配置される。本第四の
例の構造は、６６％以上の上部でのバリア領域を有する
が、約２９％の支持領域を有するという特徴を具有す
る。本例において、バリア層１６又はスペーサ層１９に
応じて変化するバリアの固さが利用される。

【００５９】第四の例では、感光性アルミナペースト層
１９’をフロントプレート２に設け、このペーストは例
えば、狭い粒子サイズ分布と５から８μｍの粒子径とを
有する４７％のアルミナ粉末と、鉛ボロシリケートと４
８％の感光性樹脂からなる。設けた層の厚さは、例えば
５０μｍである。層１９’を設けた後、図８（ａ）に示
すように、スペーサマウントに相当するマスク２７によ
り露光する。用語「狭い粒子サイズ分布」とは、小さな
サイズの粒子が存在しないことを意味するものと理解す
べきである。この条件は粒子の最小で９０％に対してで
あり、２μｍ以上の径を有している。明らかに、小さな
サイズの粒子、つまり１μｍ以下をできるだけ減少させ
ることは好ましい。なぜなら加熱後に材料の多孔性が減
少してしまうからである。

【００６０】露光後、層１９’は水中で現像されて幅の
あるマウント１９を得る。そのマウントは約４００℃の
温度で約３０分間加熱される。数多の層１６’からなる
バリア構造１６（図８（ｂ）参照）は、第三の例の場合
に説明されたようにリアプレート４に製造される。穴２
０の径は、例えば２００μｍから４００μｍまで三つの
層１６’で変化し、各層は、例えば４０μｍの厚さを有
する。

【００６１】しかしながら、下の層１６’は５０％のア
ルミナと５０％の感光性樹脂を含有するペーストを利用
する硬化剤なしに製造され、一方、上部層１６’は４８
％のアルミナと３％の硬化剤と４９％の感光性樹脂を含
有するペーストから製造される。利用する硬化剤は層１
９’に利用する硬化剤と同じであることが好ましい。バ
リア１６を設けて形成された後、発光体を設けてさまざ
まな基本セル２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂを製造する。全
体の組立体は、図８（ｄ）に示すように、約４００℃で
３０分間加熱される。

【００６２】第一の例で言及した鉱物充填剤の組成物に
おける変形態様は、本例でも利用できる。次に、二枚の
プレート２及び４は互いに接合され、図８（ｅ）に示す
ように、マウント１９をバリア１６の頂部表面と合わせ
る。それから真空引きが３５０℃の温度で３０分間行わ
れる。

【００６３】本発明の非常に多くの変形態様が、本発明
の範囲から逸脱することなく可能である。当業者には例
で示した構造の形及びサイズを変更させる選択を有す
る。加えて、さまざまな変形態様によれば、アルミナは
部分的若しくは完全に異なる材料と交換でき、その材料
の性質は類似している。アルミナには、水やＣＯ₂に関
して大きなゲッタリング効果を有するという利点があ
る。もちろん、当業者にはアルミナを、ゲッタリング効
果が等価である酸化カルシウムやアルミン酸塩と交換で
きる。

【００６４】概して、ゲッタリング効果の大きい材料を
利用することを薦める。プラズマディスプレイパネルで
の障害となる厄介なガスは水、一酸化炭素、二酸化炭素
である。酸素も除気されるが、パネルの動作にはそれほ
ど厄介な問題を引き起こさない。水に対してゲッタリン
グ効果を有する材料として、必要ならば、アルミナ、ア
ルミン酸塩、粘土又は酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ム、酸化イットリウム、シリカ若しくはケイ酸塩を利用
することも可能である。

【００６５】一酸化炭素、二酸化炭素対してゲッタリン
グ効果を有する材料として、必要ならば、アルミナ、ア
ルミン酸塩、粘土又は酸化カルシウム又は酸化マグネシ
ウムを利用することも可能である。酸化チタンや酸化イ
ットリウムは酸素に対してゲッタリング効果を有する。
粉末を減少させて、さまざまな材料と混合させることが
でき、さまざまなゲッタリング効果を組合わせることが
可能となる。

【００６６】有利なことに、高い二次発光係数を有する
材料が充填剤に利用され、発光効率を改善させることが
できる。この目的のためには、イットリウムを基礎とす
る酸化物やホウ酸イットリウムが好ましい。本発明の変
形態様によれば、一つ又はそれ以上のゲッタリング材料
の層はパネルの内側に設けて不必要な残存ガスを捕捉す
ることができる。かかる層は発光体の下、若しくは画像
領域の周辺に設けるてもかまわない。上記層の機能は構
造に無関係である。

【００６７】図９はフロントから、及びサイドから観察
されるプラズマディスプレイパネル３０を示す。パネル
３０は、例えば対角線が４２インチ、つまり約１０６ｃ
ｍである画像領域３１を具有する。画像面積３１の周辺
に配設された吸収領域３２を破線で示すが、前記領域３
２は二枚のプレート２及び４間の同じく限定された空間
を共有する。吸収領域３２は例えば、１ｃｍの幅を有す
る。

【００６８】吸収領域３２を構成するゲッタリング材料
の層は、高い多孔性を有することが好ましく、ゲッタリ
ング用の有用な表面領域を増加させる。しかしながら、
特に多孔質なバリアを利用しているので、仮に除気の危
険性が低いなら、吸収領域には低い多孔性を有する材料
の層を利用することも可能である。多孔性バリア構造を
利用しないかかる変形態様もパネルに適用されることは
できる。この場合、多孔性構造よりも大きな除気を補償
するために吸収領域３２を製造することをさらに薦め
る。

【００６９】かかる層は、先に示した例の一つによりバ
リア層を製造したのと同じ方法で製造される。なお、本
発明はバリアがベアリングバリアであるかどうかは関係
なく、バリアを利用する全てのタイプのプラズマディス
プレイパネルに応用可能である。示した例はＡＣ型プラ
ズマディスプレイパネルに関してであるが、ＤＣ型パネ
ルにも適することは明白である。

【図面の簡単な説明】

【図１】直線のバリアを有するコプラナープラズマディ
スプレイパネルを構成する二枚のプレートの内部構造を
示す斜視図である。

【図２】互いに接合させたパネルの二枚のプレートを示
し、図１のラインＩＩ- ＩＩ’での断面図を示す。

【図３】ジグザグ配列のパターンの穴のあるバリアのシ
ステムを有するマトリックスプラズマディスプレイパネ
ルを構成する二枚のプレートの内部構造を示す斜視図を
示す。

【図４】図４（ａ）から図４（ｃ）は、フォトリソグラ
フィを利用したパターン形成でのスクリーン印刷により
設けたバリア形成堆積層のさまざまな工程の間のプレー
トの断面図である。

【図５】図５（ａ）から図５（ｇ）は、本発明の一の実
施態様によるバリア形成でのさまざまな工程の間のプレ
ートの断面図である。

【図６】図５（ｆ）に対応するリアプレートの平面図で
ある。

【図７】本発明の別の実施態様によるプラズマディスプ
レイパネルの平面図である。

【図８】図８（ａ）から図８（ｅ）は、図７でのプラズ
マディスプレイパネルを構成するプレートの断面図であ
る。

【図９】本発明により製造されたプラズマディスプレイ
パネルを示す。

【符号の説明】

２フロントプレート４リアプレート１６バリア１６’ 層１９マウント１９’ ペースト層２０穴２７マスク

フロントページの続き (72)発明者ピエール・ポールジョベールフランス国，38500 ニコラ・ド・マシュラン，コット・ニコレ（番地なし) (72)発明者アジドモワフランス国，38180 セサン，リュ・ド・ラ・リベルテ 60 (72)発明者イヴァンラヴェルディフランス国，38190 ベルナン，シュマン・デ・カゼルネ 150 (72)発明者セルジュサラヴァンフランス国，38120 サン・テグルヴ，ルト・ド・グルノーブル８−２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電セルのアレイを含む放電空間を囲む
二枚の向い合うプレート（２、４）からなるプラズマデ
ィスプレイパネルであって、該パネルは１０％以下の硬
化剤を含有する材料の層を含むことを特徴とするパネ
ル。
【請求項２】前記層はバリア層であることを特徴とす
る請求項１記載のパネル。
【請求項３】前記バリア層はジグザグ配列に配置され
た穴を画成し、バリアは一方のプレートから他方のプレ
ートへ延在することを特徴とする請求項２記載のパネ
ル。
【請求項４】前記層は４％以下の硬化剤を含むことを
特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項記載のパ
ネル。
【請求項５】硬化剤は、鉛又はビスマスボロシリケー
ト、ケイ酸塩、リン酸塩、炭酸塩、重クロム酸カリウム
のようなガラス質相であり、別のガラス質相は低い軟化
点を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいず
れか１項記載のパネル。
【請求項６】前記層は硬化剤を含まないことを特徴と
する請求項３記載のパネル。
【請求項７】前記層はゲッタリング材料を含むことを
特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項記載のパ
ネル。
【請求項８】前記層はアルミン酸塩、粘土、酸化カル
シウム、ホウ酸イットリウム及び酸化ジルコニムから選
ばれる少なくとも一つの酸化物からなる充填剤を含むこ
とを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項記載
のパネル。
【請求項９】前記充填剤はアルミナ又は酸化イットリ
ウムを更に含むことを特徴とする請求項８記載のパネ
ル。
【請求項１０】前記充填剤は粒子径が２ミクロン以上
である粒子サイズを粉末重量の９０％含むことを特徴と
する請求項８と９のいずれか記載のパネル。