JP2001194651A - プラズマアドレス液晶ディスプレイ用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＰＡＬＣ用基板において、隔壁２の形状欠陥を
少なく、且つパネルの高輝度化、低消費電力化を可能と
する。 【解決手段】背面板１上に形成した隔壁２における基部
２ｂの幅Ｗを上部２ｃの幅ｔよりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高精度かつ安価な
薄型の大画面用カラー表示装置等に用いられるプラズマ
アドレス液晶ディスプレイ（以下、ＰＡＬＣと呼ぶ）用
基板及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から画像表示装置として多用されて
きたＣＲＴは、容積及び重量が大である等の欠点から、
近年のマルチメディアの浸透に伴い、情報のインターフ
ェイスとして発光ダイオード（ＬＥＤ）や液晶（ＬＣ
Ｄ）、あるいはＰＡＬＣ、電界放出素子（ＦＥＤ）、プ
ラズマディスプレイ（ＰＤＰ）等の大型画面で高画質、
その上、軽量薄型で設置場所を選ばない等の特長を有す
る平面画像表示装置が開発され、これらの利用範囲が拡
大しつつある。

【０００３】かかる要求に応える平面画像表示装置とし
て、プラズマ発光を液晶のスウィッチングに利用したＰ
ＡＬＣが大型画面用カラー画像表示装置として近年注目
されている。

【０００４】このようなＰＡＬＣは、図３に示すよう
に、背面板１とガラスシート５をなす一対の平坦な絶縁
透明絶縁基板間の微少な放電セル４と呼ばれる隔壁２で
囲まれた空間に、対向する放電電極３を設け、前記空間
に希ガス等の放電可能なガスを封入した構造をなしてお
り、対向する放電電極３間の放電によりガラスシート５
上に配置した液晶パネル６を駆動させて画面の表示素子
として利用するものである。尚、ＰＡＬＣでは、発色は
背面板１下部に設けたバックライト７の発光を液晶でス
ウィッチングし、ガラスシート５上部に設けた液晶パネ
ル６表面のカラーフィルターで各表示色を発色させてい
る。したがって、放電セル４を形成する背面板１表面に
は高い透光性が要求され、その表面には微細な傷や付着
物の残留も許されない。

【０００５】具体的な構造は、背面板１の一面に平行な
多数の隔壁２を形成し、各隔壁２間を放電セル４とし、
その底面に放電電極３を備えている。この背面板１と液
晶パネル６を設けたガラスシート５とを貼り合わせ、放
電セル４にガスを封入することでＰＡＬＣを構成してい
る。

【０００６】隔壁２の製造方法としては、特開平６−３
４２１４９号記載のスクリーン印刷法や、特開平１０−
２１３７９１号記載のサンドブラスト法等が一般的に知
られている。スクリーン印刷法は、１０μｍ程度のスク
リーン印刷層を必要な高さまで積み重ねて隔壁形状を成
形する方法である。サンドブラスト法は、隔壁を形成す
る塗布膜の上に、感光性樹脂を貼り付け、パターンニン
グを行った後、サンドブラストで不要部を削り取り、隔
壁形状を形成する方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ス
クリーン印刷法では印刷、乾燥と繰り返し工数が多かっ
たり、また、スクリーンの伸び、ペーストのダレ等から
寸法精度についても不安定となりやすかった。また、サ
ンドブラスト法では切削粉として無駄になる材料が多か
ったり、また、ブラスト処理を行う際、処理が電極や背
面板透明絶縁基板表面に及ぶ場合があり、透明性の求め
られる背面板表面を粗し、その透光度を落としてしまう
という問題があった。

【０００８】更に、これら両者に共通する問題点として
は、基本的に隔壁の形状が成り行きであり、隔壁を所望
の形状に設計する事が困難である。

【０００９】更に、パネルの高輝度化やそれに伴う発光
効率の向上を目指して、高精細な放電表示セルを形成す
るために極めて幅の狭い細い隔壁を形成した場合、隔壁
の配列方向と直行する方向の隔壁の剛性が弱まるため、
隔壁の形成途中や焼成中に亀裂が生じたり、あるいは隔
壁形成後のハンドリング中に欠けたり、基板から剥がれ
たりするという課題があった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決する為に成され
たものであり、その目的は、隔壁形状を制御することに
より、開口率が高くし、高輝度化につなげ、また、低電
圧駆動が可能で、更に、隔壁形状欠陥が少ないＰＡＬＣ
用基板を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題に
鑑み鋭意検討した結果、隔壁が背面板に接合する隔壁基
部において、隔壁基部の幅を隔壁の幅よりも大きくし、
更に、隔壁基部が基板より直線的に立ち上がり、曲面部
を介して上部隔壁と連続する構造とすることにより、隔
壁の亀裂やハンドリング中の欠け、隔壁の基板からの剥
がれ等の隔壁形状欠陥が防止でき、また、プラズマスイ
ッチング部の空間を大きくすることが可能で、放電電圧
の低減がはかれ、更に、開口率が広くなることで輝度の
向上につながることを見い出した。

【００１２】即ち、本発明は、透明絶縁基板上に、複数
の放電電極と各放電電極を仕切るように形成された隔壁
を備えてなるプラズマアドレス液晶ディスプレイ用基板
において、透明絶縁基板と接合した隔壁基部の幅が隔壁
上部の幅よりも大きいことを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明は、隔壁基部が透明絶縁基板
より直線的に立ち上がり、曲面部を介して上部隔壁と連
続することを特徴とするものであり、更に、隔壁基部の
断面形状が３０〜２００μｍの範囲の曲率半径を有する
曲面を成すことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本発明のＰＡＬＣ用基板によれば、隔壁基部の
基板への接合面積を増大させることができ、隔壁の配列
方向と直行する方向に対する隔壁の剛性を高めることが
可能となり、隔壁の変形や欠け、基板からの剥がれ等の
形状欠陥を低減させて製造歩留まりを向上させ、製造コ
ストの大幅な低減が可能となる。また、隔壁上部の幅が
隔壁基部の幅よりも狭い為、プラズマ放電空間が広くな
り、その結果、放電電圧の低減が可能で低消費電力化に
つながる。更に、表示セルの開口率を広く設定でき、バ
ックライト光を効果的に透過できることから、パネルの
高輝度化、高効率化が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図に基
づき詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明のＰＡＬＣ用基板の隔壁構造
を示すものである。背面板１はソーダライムや各種セラ
ミックスから成る透明絶縁基板であり、背面板１上には
複数の放電電極３が形成される。その上に隔壁２により
空間は仕切られ、表示セル４が形成される。

【００１７】そして、図４に示すようにガラスシート５
を隔壁２の上部に接合、封止し、表示セル４内部に放電
ガスを充填することでプラズマ放電によるスウィッチン
グ部を形成する。更に、液晶パネル６をガラスシート５
上に、バックライト７を背面板１下部に接合することで
パネルを構成する事ができる。

【００１８】図１に示すように、隔壁２は背面板１と一
体化しており、基部２ｂの幅Ｗが上部２ｃの幅ｔよりも
大きく、また、基部２ｂは背面板１より上方向にのびる
直線部２ｄを有し、曲面部２ａを介して上部２ｃに連続
するものである。

【００１９】このような隔壁構造によって、基部２ｂの
背面板１への接合面積が増え、隔壁２の配列方向と直行
する方向に対する剛性を高めることが可能となる。ま
た、隔壁２の上部２ｃの幅ｔを小さくすることが可能と
なり、表示セル４空間が広くとれ、高開口となり、しい
ては、バックライト７の透過量が増え、高輝度化、高効
率化につながる。また、ＰＡＬＣにおいては放電電極３
間で広がりをもった円面放電形態をとる為、放電空間が
広い方が駆動制御し易く、放電が隔壁２等に遮られるこ
となく、より低電圧で制御可能となり、低消費電力化に
つながる。

【００２０】さらに、隔壁２の基部２ｂが背面板１より
直線的に立ち上がり、曲面部２ａを介して上部２ｃと連
続することで、基部２ｂの応力集中を低減することがで
き、隔壁２の変形や欠け、背面板１からの剥がれ等の形
状欠陥を低減することができるとともに、背面板１の開
口面積を広くすることができる。

【００２１】本発明においては、隔壁２の基部２ｂの幅
Ｗは上部２ｃの幅ｔよりも１０〜２００μｍの範囲で広
くすることが好ましい。これは、幅の差が１０μｍ未満
であると、背面板１との接触面積が小さくなり、接合強
度向上の効果が少なってしまい、反対に幅の差が２００
μｍを越えると、透光部の開口率が小さくなり輝度が落
ちてしまう為である。

【００２２】また、隔壁２の基部２ｂの直線部２ｄの長
さＬは５〜５０μｍの範囲が好ましい。これは、５μｍ
未満では、背面板１との接合部が薄くなり、強度的に弱
くなる為で、反対に５０μｍを越えると、製造上困難
で、且つ放電空間が狭くなり放電の低電圧化の妨げにな
るからである。

【００２３】また、上記直線部２ｄの背面板１と成す角
度θは３０°〜１５０°の範囲が好ましい。これは、３
０°未満では基部２ｂの幅Ｗが広くなり透光部の開口率
を小さくしてしまう為で、反対に１５０°を越えると基
部２ｂの幅Ｗが狭くなり、背面板１との接触面積が小さ
くなり、接合強度向上の効果が少くなってしまう為であ
る。

【００２４】更に、曲面部２ａの曲率半径Ｒは３０〜２
００μｍとすることが好ましいが、これは表示セル４の
中心方向から見て一部でも３０μｍ未満の場合には隔壁
２の変形や欠けを低減する効果が少なく、２００μｍを
越えると隔壁２の強度は向上するものの、開口幅、表示
セル４空間が狭くなって輝度が低下し、また、放電が遮
られるようになり、機能を果たすための放電形態をとる
為には高電圧にしなければならなくなるためである。な
お、上記曲面部２ａは、曲率半径Ｒが３０〜２００μｍ
の範囲内であれば一定の曲率から成る円弧状の曲面で
も、連続して曲率が変化する楕円状等、各種形状の曲面
のいずれでも良く、とりわけ隔壁２を形成する上での容
易さからは曲率半径Ｒは５０〜１００μｍが好適であ
る。

【００２５】次に、本発明のプラズマアドレス液晶ディ
スプレイ用基板の製造方法を一例を用いて説明する。図
２に示すように、背面板１をなす透明絶縁基板上に、放
電電極３を印刷法またはフォトリソグラフィー法など従
来手法で形成する（図２（ａ））。放電電極３間に剥離
層９を形成し（図２（ｂ））、更に剥離層９上に可塑性
を有した隔壁材料シート１０を形成する（図２
（ｃ））。この放電電極３と位置合わせしつつ、隔壁成
形型１１で隔壁材料シート１０を加圧成形し、隔壁２を
成形する（図２（ｄ））。成形終了後（図２（ｅ））、
基板を焼成することで、剥離層９は分解除去され、同時
に剥離層９上に付着した隔壁材料など成形時の残留付着
物は剥離層９の消失に伴い除去される（図２（ｆ））。

【００２６】この製造方法によれば、隔壁成形型１１を
用いた加圧成形によりパネル全面に渡り隔壁構造を一括
して成形できるようになる。同時に成形される隔壁形状
は隔壁成形型１１の転写形状であることから、隔壁成形
型１１の寸法精度の隔壁構造を基板上に容易に形成する
ことが可能となる。

【００２７】また、背面板１をなす透明絶縁基板上の所
定の位置に所望の放電セル４を形成する形状に予め剥離
層９を形成することで、放電セル４内の背面板１表面へ
の隔壁材料などの隔壁成形時に発生する残留物の除去
が、隔壁焼成時の剥離層熱分解と同時に行うことが出
来、放電セル４をなす背面板１の透光性を落とすことな
くパネルを形成することが可能となる。

【００２８】上記剥離層９の形状は、概略隔壁基部８間
の幅で放電電極３に沿った並行ライン状である。

【００２９】以上のような隔壁形状は、隔壁形成型１１
の形状として設定することで容易に、背面板１全面に渡
って均一に成形可能となる。また、上記、曲面構造及び
テーパー形状、隔壁頂部の面取りは互いに組み合わせて
設定することも可能である。

【００３０】また、剥離層９の組成としては、無機物質
若しくは有機物質若しくはそれらの混合物である。無機
物質としては、アルミナ、ジルコニア、チタニア、シリ
カ、窒化ケイ素、炭化ケイ素など酸化物、窒化物、炭化
物などのセラミックス粉体を好適に用いることが出来
る。これらは、隔壁材料の焼成温度である５００〜６５
０℃では焼結せず、焼成後の剥離層９の除去を容易にす
る効果がある。有機物質としては、ブチラール樹脂、ア
クリル樹脂、フェノール樹脂、合成ゴムなどのセラミッ
クスバインダーを用いることができる。これらバインダ
ー類は、前述の無機物質を接着し保形する効果がある。
また、有機物質として、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、
エポキシ樹脂、シリコン樹脂、などを用いることも可能
である。これら樹脂を用いることで、樹脂単独、及び無
機物質添加の状態で非常に硬い剥離層の形成が可能とな
り、特に微細な放電セル４の必要な高精細パネルを形成
する場合にも、成形後のダレ変形がなく高精度な剥離層
９が形成可能となる。

【００３１】また、剥離層９の組成として、特にナイロ
ン、レーヨン、ポリエステルなど通常、繊維素材として
用いられている樹脂成分を用いて、剥離層９を形成する
手法としては、剥離層材料をリボン状として背面板１表
面に配設する手法を用いることが出来る。

【００３２】他の剥離層９の形成手法としては、剥離層
材料をペースト状として背面板１表面に塗布する手法を
用いることが出来る。このとき、各種印刷手法により所
定パターンを直接形成する手法が最も容易であり、スク
リーン印刷法を用いる手法が最も容易であるが、有機物
質として用いる樹脂を感光性樹脂としてフォトリソグラ
フィー法の手法でパターンを形成する手法では、さらに
高精度な剥離層９の形成が可能となる。

【００３３】隔壁構造の成形は、背面板１上に配設した
隔壁材料シート１０を隔壁構造に対応する隔壁成形型１
１で加圧する手法で成形する。この時、隔壁材料シート
１０は、セラミック又はガラス粉末と有機性添加物及び
溶媒からなる隔壁成形用混合物を背面板１上に直接塗布
し乾燥させる手法、予め隔壁成形用混合物をテープ成形
し、それを背面板１上に転写、密着させる手法などいず
れの手法ででも形成することが可能である。隔壁構造を
成形した後、所定の脱脂、焼成工程で焼成を行うことに
よりＰＡＬＣ用基板を製造することができる。

【００３４】本発明で使用する隔壁用組成物としては、
焼成後にガラス質となり、気密性を保持できるセラミッ
ク又はガラス粉末から成るガラス材料であれば何れでも
良く、例えば、低融点ガラス粉末と酸化物セラミック粉
末の混合物等を無機成分として使用することができ、該
無機成分と溶媒及び有機性添加物の混合物を適宜、隔壁
２の成形条件に応じて調整して使用することができる。

【００３５】前記低融点ガラス粉末としては、ケイ酸塩
を主成分とし、酸化鉛、硫黄、セレン、明礬、マンガ
ン、アルカリ塩、酸化ビスマス、亜鉛等の一種以上を含
有した各種ガラス材料を用いることができる。なお、前
記セラミック又はガラス粉末の粒径は、数十μｍからサ
ブミクロンのものが好適に用いることができ、具体的に
は０．２〜１０μｍ、好ましくは０．２〜５μｍの範囲
が望ましい。

【００３６】前記溶媒としては、前記有機性添加物と相
溶するものであれば特に限定するものではない。

【００３７】前記有機性添加物としては、熱可塑性樹
脂、紫外線硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を
用いることができる。その他としては、分散剤、離型
剤、硬化剤、滑材、可塑剤等の各種有機物を用いること
ができる。

【００３８】前記隔壁形成用成形型１１は、隔壁２の大
きさ、ピッチ等の形状に対応するような溝を多数有して
おり、また、隔壁形成用成形型１１の材質は、金属、セ
ラミック、樹脂等を使用することができる。

【００３９】また、本発明の背面板１として用いる透明
絶縁基板としては、ソーダライムガラスや低ソーダガラ
ス、鉛アルカリケイ酸ガラス、ホウケイ酸塩ガラス等の
透明ガラス基板を用いることができ、隔壁材料と熱膨張
係数が近似していることが望ましい。

【００４０】また、背面板１の放電電極３としては、Ａ
ｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｃｕ等の導体金
属、あるいはこれらの合金、又は前記導体金属やその合
金に少量のガラスフリットを混合した導電性ペーストを
用いて形成することができる。

【００４１】また、前記背面板１上に隔壁成形用混合物
から成る隔壁材料シート１０を形成する手段は、特に限
定するものではないが、例えば、ロールコーター、ドク
ターブレード、スクリーン印刷、グラビア印刷等で直接
に透明絶縁基板上に形成する手法、テープ成形機やロー
ル圧延機などにより所定のシート形状とした物を、所望
の形状に切断し、背面板１上に転写する手法などを用い
ることができ、最終的に均一な膜厚で形成できればよ
い。

【００４２】

【実施例】次に、本発明のプラズマアドレス液晶ディス
プレイ用基板について以下のように評価した。 （実施例）まず、背面板１として厚さ２ｍｍで４０イン
チサイズのソーダライムガラスを使用し、前記背面板１
上に放電電極３をフォトリソグラフィー法により金属薄
膜をエッチングする手法により形成し、焼成した。剥離
層形成材料として、樹脂系バインダーとアルミナ粉体、
及び少量の分散剤と粘度調整剤とをアルコール溶剤中で
混合しペーストを作製した。スクリーン印刷により放電
電極３を覆うように剥離層形成材料をライン幅２５０μ
ｍで塗布し、溶剤を乾燥させることで剥離層９を形成し
た。隔壁成形用混合物として鉛ガラスを主成分とした粉
末にバインダー、溶剤、分散剤、粘度調整剤、可塑剤を
添加した物を用いて、これを剥離層９上に塗布、乾燥
し、隔壁材料シート１０を形成した。次に成形型１１と
してピッチ３６０μｍ、成形型凹部の幅が５０μｍ、隔
壁２の基部２ｂの断面形状が放電表示セル４中心部から
見た曲率半径Ｒで約５０μｍの曲面を有し、隔壁凹部深
さが２００μｍ、凸部の幅が２６０μｍのものを用い
て、隔壁材料シートを加圧し塑性変形させ隔壁２を成形
した。

【００４３】その結果、隔壁２間には隔壁材料からなる
残留物が層上に成形された。その後、背面板１共々、大
気中５８０℃の焼成を行い、焼成後、エアーブローによ
りアルミナ粉体の除去を行いＰＡＬＣ用背面板を得た。
得られた隔壁形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で拡大
して観測したところ、隔壁２の上部２ｃの幅ｔは５０μ
ｍであり、また基部２ｂの幅Ｗは１００μｍ、直線部２
ｄの長さＬは１０μｍ、曲面部２ａの曲率半径Ｒは約５
０μｍの均一な曲面を有していた。 （比較例１）実施例１と同様の手法でＰＡＬＣ用背面板
を得た。この時、ライン幅３００μｍの剥離層９を形成
し、隔壁成形型１１としては、ピッチ３６０μｍ、成形
型凹部の幅が５０μｍ、隔壁２の基部２ｂの断面形状が
放電表示セル４中心部から見た曲率で約２０μｍの曲面
を有し、隔壁凹部深さが２００μｍ、凸部の幅が３００
μｍのものを用いた。

【００４４】得られた隔壁形状を走査型電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）で拡大して観測したところ、隔壁２の上部２ｃの
幅ｔは５０μｍ、基部２ｂの直線部２ｄの長さＬは１０
μｍであり、また基部２ｂの幅Ｗは５０μｍ、曲面部２
ａの曲率半径Ｒは約１０μｍであった。 （比較例２）まず、背面板１として厚さ２ｍｍで４０イ
ンチサイズのソーダライムガラスを使用し、前記背面板
１上に放電電極３をフォトリソグラフィー法により金属
薄膜をエッチングする手法により形成し、焼成した。そ
の後、ピッチ３６０、線幅８０μｍのラインパターンを
有するスクリーンを用い、厚膜積層にて隔壁２を形成
し、その後、背面板１共々、大気中５８０℃の焼成を行
いＰＡＬＣ用背面板を得た。得られた隔壁形状を走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）で拡大して観測したところ、隔壁
２の幅ｔは１００μｍのストレート形状であった。

【００４５】かくして得られた実施例及び比較例１、２
のＰＡＬＣ用基板を画像処理による外観検査装置により
隔壁形状欠陥の検出を行った。その後、それぞれのＰＡ
ＬＣ用基板をパネル化し、白色点灯時の発光輝度を測定
した。また、同時に駆動放電電圧の測定を行った。かく
して得られた結果を表１に示す。尚、発光輝度は従来の
ＰＡＬＣ用基板構造に近い比較例２を１００とした比較
数値にて表している。

【００４６】表１からも明らかなように、比較例におい
ては、隔壁形状欠陥、発光輝度、放電電極の項目を同時
に満たすことは出来ない。一方、本発明実施例について
は全項目とも満足する結果となった。

【００４７】尚、本発明は実施例に何等限定されるもの
ではない。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】 以上のように本発明のプラズマアドレ
ス液晶ディスプレイ用基板によれば、ＰＡＬＣの放電表
示セルを構成する隔壁と基板との接合面積を増大させる
ことができ、隔壁の配列方向と直行する方向に対する隔
壁の剛性が高くなり、隔壁の変形や欠け、基板からの剥
がれ等の形状欠陥が低減されて製造歩留りが向上して生
産性が高まり、その上、表示セルの開口を高められバッ
クライト光を効率よく正面板側の液晶部へ透過させるこ
とが出来、パネルの輝度、効率が向上する。更に、放電
電圧の低減が可能で低消費電力化につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＰＡＬＣ用基板の概略断面図であ
る。

【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明のＰＡＬＣ用基板を
製造するための加圧成形法の工程図である。

【図３】一般的なＰＡＬＣ用基板の概略断面図である。

【符号の説明】

１：背面板 ２：隔壁 ２ａ：曲面部 ２ｂ：基部 ２ｃ：上部 ２ｄ：直線部 ３：放電電極 ４：放電セル ５：ガラスシート ６：液晶パネル ７：バックライト ９：剥離層 １０：隔壁材料シート １１：隔壁成形型 ｔ：隔壁上部の幅 Ｗ：隔壁基部の幅 Ｌ：隔壁基部の直線部の長さ θ：隔壁基部の直線部と背面板との成す角度 Ｒ：隔壁曲面部の曲率半径

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明絶縁基板上に、複数の放電電極と各放
   電電極を仕切るように形成された隔壁を備えてなるプラ
   ズマアドレス液晶ディスプレイ用基板であって、上記透
   明絶縁基板と接合した隔壁基部の幅が隔壁上部の幅より
   も大きいことを特徴とするプラズマアドレス液晶ディス
   プレイ用基板。
2. 【請求項２】上記隔壁基部が上記透明絶縁基板より直線
   的に立ち上がり、曲面部を介して隔壁上部と連続するこ
   とを特徴とする請求項１記載のプラズマアドレス液晶デ
   ィスプレイ用基板。
3. 【請求項３】上記曲面部が３０〜２００μｍの範囲の曲
   率半径を有することを特徴とする請求項２記載のプラズ
   マアドレス液晶ディスプレイ用基板。