JP2002150955A

JP2002150955A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2002150955A
Application number: JP2000338641A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yonehara; 浩幸米原; Masaki Aoki; 正樹青木; Hiroshi Watanabe; 拓渡邉; Kazuo Takahashi; 一夫高橋; Shigeo Suzuki; 茂夫鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-24

Abstract

(57)【要約】【課題】遮光パターン（ブラックストライプ）を形成
する工程で、均一でかつ欠陥等を発生させることなく表
示電極間に遮光パターンを形成することを可能とし、高
品位な表示を可能とするプラズマディスプレイパネルお
よびその製造方法を提供することにある。【解決手段】既に形成された電極を遮光パターンとし
て用い、基板背面側よりセルフアライメント露光するこ
とにより、容易に形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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およびその製造方
法において特に遮光パターン（ブラックストライプ）の
形成工程に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型に適したディスプレイ装置と
して注目されているプラズマディスプレイパネルは、例
えば図１に示す構成を有する。このプラズマディスプレ
イパネルは、互いに対向して配置された前面基板３００
と背面基板３０１とを備えている。前面基板３００の上
には、表示電極３０２及び３０３、遮光パターン３１
１、誘電体層３０４、及びＭｇＯ誘電体保護層３０５
が、順に形成されている。また、背面基板３０１の上に
は、アドレス電極３０６及び誘電体層３０７が形成され
ており、その上には、更に隔壁３０８が形成されてい
る。そして、隔壁３０８の側面には、蛍光体層３０９が
塗布されている。

【０００３】なお、実際、前面基板３００と背面基板３
０１は、アドレス電極３０６と表示電極３０２、３０３
及び遮光パターン３１１は互いの長手方向が直交するよ
うに対向させた状態で配されるが、図１においては便宜
的に前面基板を背面基板に対し、９０°回転させて表記
している。

【０００４】前面基板３００と背面基板３０１との間に
は、放電ガス３１０（例えばＮｅ-Ｘｅの混合ガス）
が、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ（５３．２ｋＰａ
〜７９．８ｋＰａ）の圧力で封入されている。この放電
ガス３１０を表示電極３０２及び３０３の間で放電させ
て紫外線を発生させ、その紫外線を蛍光体層３０９に照
射することによって、カラー表示を含む画像表示が可能
になる。

【０００５】例えば、前面基板３００の遮光パターン３
１１の形成方法は、図４に示すように、表示電極４０１
を形成後、感光性を有した遮光材料層４０２をスクリー
ン印刷法により表示領域全面に印刷形成する。次に、フ
ォトマスク４０３を遮光材料層形成面側に配置し露光そ
して現像を行い帯状の遮光パターン４０４を形成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の遮光パ
ターンは、形成過程において問題点を有している。特に
前面基板３００上に遮光パターン（ブラックストライ
プ）３１１を塗布形成する場合、従来方法では遮光材料
層を表示領域全面にベタ印刷を行い、フォトリソグラフ
ィ工程にて所定のパターンを形成する。しかし、この場
合現像工程において不要な部分の遮光材料層（基板面積
の約７５％）が現像後の廃液として処理される。また、
従来方法では遮光材料層の塗布形成面側よりフォトマス
クを配置し露光処理を行っていた。しかし、この場合フ
ォトマスクを直接膜上へコンタクトさせながら露光処理
を行うため、フォトマスクに欠陥またはダスト等の付着
があった場合はそれが結果的に遮光パターンの欠陥とな
ることがあった。また、遮光パターンの位置が表示電極
の中間位置にくるようにフォトマスクを合わせるが、必
ずしも中間位置にくるとは限らず、マスクの位置合わせ
ずれ、また電極焼成時の基板の収縮等によって面内均一
に合わせることが困難な場合が生じていた。更に、表示
電極に対して遮光パターンの位置がずれた場合、図５に
示すように表示電極上に遮光パターンが乗り上げた状態
となり、後の誘電体膜形成時の膜欠陥なる原因となり、
放電時の耐圧不良となることがあった。

【０００７】本発明は、上記課題に対してなされたもの
であって、均一でかつ欠陥等を発生させることなく表示
電極間に遮光パターンを形成して、高品位な表示を可能
とするプラズマディスプレイパネルを実現することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上の所定
の極上の一部または全て及び電極間のみに遮光材料層を
形成した後、少なくとも電極を遮光に利用するセルフア
ライメント露光処理を含むフォトリソグラフィ工程によ
って遮光材料層をパターン形成することを特徴とする。
更に前記セルフアライメント露光処理が、電極を有した
基板構体の背面側より光を照射することを特徴とする。

【０００９】また、ある実施形態では、１対の基板と、
前記１対の基板の間に配置された電極、保護層及び蛍光
体層と隔壁を更に備えており、前記隔壁は前記１対の基
板の間に配置されており、前記放電空間にはガス媒体が
封入されていて、前記ガス媒体の放電に伴って発生され
た紫外線が前記蛍光体層の照射時に可視光に変換され、
これによって発光することを特徴とする。

【００１０】また、前記遮光パターンが、前記電極の各
々パターンの片側と隙間を設けることなく形成されてい
ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２は、実施の形態にかかるＡＣ
面放電型ＰＤＰの主要構成を示す部分的な断面斜視図で
ある。図中、ｚ方向がＰＤＰの厚み方向、ｘｙ平面がＰ
ＤＰ面に平行な平面に相当する。当図に示すように、本
ＰＤＰは互いに主面を対向させて配設された前面板１０
１および背面板２０１から構成される。

【００１２】前面板１０１の基板となる前面板ガラス１
０２には、その片面に一対の透明電極１０３がｘ方向を
長手方向として複数並設される。さらに透明電極１０３
には、透明電極１０３よりも十分に幅が狭く、導電性に
優れるバス電極１０４が積層される。この透明電極１０
３とバス電極１０４とが面放電にかかる表示電極１０７
として動作する。そして、隣接しあうバス電極１０４の
間に遮光パターン１０８を設けられる。この遮光パター
ン１０８は非発光の白っぽい蛍光体層２０７を隠す目的
で設ける。表示電極１０７と遮光パターン１０８を配設
した前面板ガラス１０２には、当該ガラス面全体にわた
って誘電体層１０５がコートされ、誘電体層１０５には
保護膜１０６がコートされている。

【００１３】背面板２０１の基板となる背面板ガラス２
０２には、その片面に複数のアドレス電極２０３がｙ方
向を長手方向としてストライプ状に並設され、誘電体層
２０４がアドレス電極２０３を配した背面板ガラス２０
２の全面にわたってコートされる。この誘電体層２０４
上には、隣接するアドレス電極２０３の間隔に合わせて
隔壁２０５が配設される。そして隣接する隔壁２０５と
その間の誘電体層２０４の面上には、ＲＧＢの何れかに
対応する蛍光体層２０７が形成されている。

【００１４】このような構成を有する前面板１０１と背
面板２０１は、アドレス電極２０３と表示電極１０７の
互いの長手方向が直交するように対向させた状態で配さ
れ、両面板１０１、２０１の外周縁部は封着ガラスで接
着し封止されている。そして前記両面板１０１、２０１
の間には、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの希ガス成分からなる
放電ガス（封入ガス）が５００〜６００Ｔｏｒｒ（６
６．５〜７９．８ｋＰａ）程度の圧力で封入されてい
る。これにより、隣接する隔壁２０５間に形成される空
間が放電空間２０８となり、隣り合う一対の表示電極１
０７と１本のアドレス電極２０３が放電空間２０８を挟
んで交叉する領域が、画像表示にかかるセルとなる。

【００１５】ＰＤＰ駆動時には各セルにおいて、アドレ
ス電極２０３と表示電極１０７、また一対の表示電極１
０７同士での放電によって短波長の紫外線（波長約１４
７ｎｍ）が発生し、蛍光体層２０７が発光して画像表示
がなされる。ここで、本発明のＰＤＰとその製造方法に
おける主な特徴部分は、少なくとも隔壁２０５と誘電体
層１０５の形成に関するところにある。

【００１６】次に、本ＰＤＰの作製方法を具体的に説明
する。

【００１７】（ＰＤＰの作製方法）（１．背面板２０１
の作製）厚さ約２．６ｍｍのソーダーガラスからなる背
面板ガラス２０２の面上に、スクリーン印刷法により、
銀を主成分とする導電体材料を一定間隔でストライプ状
に塗布し、厚さ約５〜１０μｍのアドレス電極２０３を
形成する。ここで作製するＰＤＰを４０インチクラスの
ハイビジョンテレビとするためには、隣り合う２つのア
ドレス電極２０３の間隔を０．２ｍｍ程度以下に設定す
る。

【００１８】続いてアドレス電極２０３を形成した背面
板ガラス２０２の面全体にわたって、鉛系ガラスのペー
ストをコートして焼成し、厚さ約２０〜３０μｍの誘電
体層２０４を形成する。

【００１９】更に、ダイコートによる塗膜工法を用い
て、鉛系ガラスを主成分とし、骨材としてアルミナ粉末
を添加したペースト状の隔壁材料を前記誘電体層２０４
の上に塗布形成し、サンドブラスト法を用いて所定の形
状の隔壁を形成し、焼成後高さ約１００〜１５０μｍの
隔壁２０５を形成する。ここで作製する隔壁の間隔は
０．３６ｍｍ程度以下に設定する。

【００２０】続いて、隔壁２０５の壁面と、隣接する隔
壁２０５間で露出している誘電体層２０４に表面に、赤
色（Ｒ）、蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光体、青色（Ｂ）蛍光
体の何れかを含む蛍光体インクを塗布する。この後に蛍
光体インクを乾燥・焼成して各色の蛍光体層２０７を形
成する。

【００２１】ここで、一般的にＰＤＰに使用されている
蛍光体材料の一例を以下に列挙する。

【００２２】赤色蛍光体：（ＹＸＧｄ１−Ｘ）ＢＯ₃：Ｅｕ緑色蛍光体：Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ青色蛍光体：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ³⁺ 各蛍光体材料は平均粒径約３μｍの粉末を使用した。蛍
光体インクの塗布法は幾つかの方法が考えられるが、こ
こではメニスカス法と称される極細ノズルからメニスカ
ス（表面張力による架橋）を形成しながら蛍光体インク
を吐出する方法を用いる。この方法は蛍光体インクを目
的の領域に均一に塗布するのに好都合である。

【００２３】蛍光体インクを塗布した後、最大温度約５
２０℃で２時間プロファイルの焼成を行うことによって
蛍光体層２０７が形成される。

【００２４】これで背面板２０１が完成する。

【００２５】（２．前面板１０１の作製）厚さ約２．８
ｍｍのソーダーガラスからなる前面板ガラス１０２の表
面上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＳｎＯ₂
などの導電体材料により、厚さ約３０００オングストロ
ームの透明電極１０３を平行に作製する。さらに、この
透明電極１０３の上に銀またはクロム−銅−クロムの３
層からなるバス電極１０４を積層し、表示電極１０７と
する。これらの電極の作製方法に関しては、スクリーン
印刷法、フォトリソグラフィー法などの公知の各作製法
が適用できる。

【００２６】次に表示電極１０７を作製した前面板ガラ
ス１０２に鉛系ガラスの黒色ペーストを用いて遮光パタ
ーン１０８を形成する工程に本発明の製造方法の特徴が
含まれる。ここではその工程を（ａ）第一工程：遮光材
料層塗布形成工程、（ｂ）第二工程：遮光材料層露光工
程、（ｃ）第三工程：遮光材料層現像工程に分けて順次
説明する。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ第１
工程、第２工程、第３工程の様子を，（ｄ）は上記第１
工程に投入されるバス電極４０１が形成されたガラス基
板４００の様子を示すパネル断面図である。

【００２７】（（ａ）第一工程：遮光材料層塗布形成工
程）鉛系ガラスの黒色ペーストをスクリーン印刷用のマ
スクを用いて、バス電極４０１上の全面又は一部と隣接
する同じくバス電極４０１の間に印刷する。この時の印
刷膜厚は、焼成後にバス電極４０１と同じ膜厚になるよ
うに、収縮分を補正して設定する。また、印刷膜厚は、
焼成後にバス電極４０１より薄くなるように設定しても
本発明の効果を得ることができる。

【００２８】（（ｂ）第二工程：遮光材料層露光工程）
次に遮光材料層４０２を形成した前面ガラス４００の背
面側より紫外線（ＵＶ光）を全面に照射し、バス電極４
０１を遮光マスクとして露光処理を行う。本実施例にお
いては、露光条件を６００ｍｍＪ／ｃｍ²にて行った。

【００２９】（（ｃ）第三工程：遮光材料層現像工程）
次に露光処理を施した遮光材料層４０２を５％の炭酸ナ
トリウム水溶液を用いて未露光部の遮光材料層を現像除
去する。その後純水で洗浄そして乾燥する。

【００３０】以上のようにすれば、均一でかつ欠陥等を
発生させることなく表示電極間に遮光パターンを形成が
実現する。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラズマ
ディスプレイパネルにおける遮光パターンの形成を、電
極の一部または全面及び電極間のみの必要最小限の部分
のみに塗布形成した後、フォトマスクを使用することな
く既に形成された電極パターンを遮光膜として基板の背
面側よりセルフアライメント露光処理をすることによ
り、電極間に形成しようとする遮光パターンを形成する
ため、従来のフォトマスクの位置ずれによる電極パター
ンへの乗り上げ等が解消される。これにより、乗り上げ
部の誘電体膜欠陥が無くなり、放電時の耐圧不良が無く
なる。また、必要最小限の塗布形成により、後の現像工
程において除去される遮光材料量が極減するため、材料
の使用効率が向上しコストの低減化が可能である。更
に、従来のようにフォトマスクを使用しないため、マス
ク欠陥やダスト等の付着による遮光パターンの欠陥が解
消される。以上のことから、高品質な遮光パターンを形
成することができるので、高品位な表示を可能とするプ
ラズマディスプレイパネルを実現することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラズマディスプレイパネルの構成を模式的に
示す図

【図２】ＡＣ面放電型プラズマディスプレイパネルの主
要構成を示す一部断面斜視図

【図３】（ａ）〜（ｃ）は遮光パターン形成プロセスの
各工程を（ｄ）は遮光パターン形成プロセスの各工程に
投入されるガラス基板を説明する断面図

【図４】従来方法の遮光パターン形成プロセスの各工程
を説明する断面図

【図５】従来方法による遮光パターンの位置ずれを説明
する断面図

【符号の説明】

１０１前面板１０２前面板ガラス１０３透明電極１０４バス電極１０６保護層１０７表示電極１０８遮光パターン（ブラックストライプ）２０１背面板２０２背面板ガラス２０３アドレス電極２０４誘電体層２０５隔壁２０６隔壁頂部２０７蛍光体層２０８放電空間３００前面基板３０１背面基板３０２，３０３表示電極３０４誘電体層３０５誘電体保護層３０６アドレス電極３０７誘電体層３０８隔壁３０９蛍光体層３１０放電ガス３１１遮光パターン（ブラックストライプ）４００ガラス基板４０１バス電極４０２遮光材料層４０３フォトマスク４０４遮光パターン（ブラックストライプ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡邉拓大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者高橋一夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者鈴木茂夫大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5C028 AA10 5C040 FA01 FA04 GB03 GB14 GH07 JA15 MA24 MA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画面の各列に列方向に延びる帯状の電極
が設けられ、前記電極の間に複数の帯状の遮光パターン
（ブラックストライプ）を有したプラズマディスプレイ
パネルであって、前記電極を有した基板構体を作製して
おき、前記基板構体上に前記画面に対応した範囲の部分
的に遮光材料層を設け、前記電極を遮光に利用するセル
フアライメント露光処理を含むフォトリソグラフィ工程
によって前記遮光層をパターン形成して前記遮光パター
ンを形成することを特徴とするプラズマディスプレイパ
ネル。
【請求項２】１対の基板と、前記１対の基板の間に配
置された電極、誘電体層、及び蛍光体層と、を更に備え
ており、前期隔壁は前記１対の基板の間に配置されてお
り、前記放電空間にはガス媒体が封入されていて、前記
ガス媒体の放電に伴って発生された紫外線が前記蛍光体
層の照射時に可視光に変換され、これによって発光する
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】前記遮光材料層が透光性であり、前記セ
ルフアライメント露光処理として前記電極に対して前記
基板構体における背面側から光を照射することを特徴と
する請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパ
ネル。
【請求項４】前記遮光層が、電極層の膜厚よりも薄い
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプ
ラズマディスプレイパネル。
【請求項５】前記遮光層が、電極層の膜厚よりも厚い
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプ
ラズマディスプレイパネル。
【請求項６】前記遮光層が、電極層の膜厚と同じであ
ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
プラズマディスプレイパネル。
【請求項７】前記遮光パターンが、前記電極の各々パ
ターンの片側と隙間を設けることなく形成されているこ
とを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のプラ
ズマディスプレイパネル。
【請求項８】前記遮光層が、既にパターン形成された
電極層と同時に焼成されていることを特徴とする請求項
１から７のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネ
ル。
【請求項９】前記遮光層が、後に形成する誘電体層と
同時に焼成されていることを特徴とする請求項１から７
のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１０】画面の各列に列方向に延びる帯状の電
極が設けられ、前記電極の間に複数の帯状の遮光パター
ン（ブラックストライプ）を有したプラズマディスプレ
イパネルの製造方法であって、前記電極を有した基板構
体を作製しておき、前記基板構体上に前記画面に対応し
た範囲の部分的に遮光材料層を設け、前記電極を遮光に
利用するセルフアライメント露光処理を含むフォトリソ
グラフィ工程によって前記遮光層をパターン形成して前
記遮光パターンを形成することを特徴とするプラズマデ
ィスプレイパネルの製造方法。
【請求項１１】１対の基板と、前記１対の基板の間に
配置された電極、誘電体層、及び蛍光体層と、を更に備
えており、前期隔壁は前記１対の基板の間に配置されて
おり、前記放電空間にはガス媒体が封入されていて、前
記ガス媒体の放電に伴って発生された紫外線が前記蛍光
体層の照射時に可視光に変換され、これによって発光す
る請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネルの製
造方法。
【請求項１２】前記遮光材料層が透光性であり、前記
セルフアライメント露光処理として前記電極に対して前
記基板構体における背面側から光を照射することを特徴
とする請求項１０または１１に記載のプラズマディスプ
レイパネルの製造方法。
【請求項１３】前記遮光層が、電極層の膜厚よりも薄
いことを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記
載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１４】前記遮光層が、電極層の膜厚よりも厚
いことを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記
載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１５】前記遮光層が、電極層の膜厚と同じで
あることを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに
記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１６】前記遮光パターンが、前記電極の各々
パターンの片側と隙間を設けることなく形成されている
ことを特徴とする請求項１０から１５のいずれかに記載
のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１７】前記遮光層が、既にパターン形成され
た電極層と同時に焼成することを特徴とする請求項１０
から１６のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネ
ル。
【請求項１８】前記遮光層が、後に形成する誘電体層
と同時に焼成されていることを特徴とする請求項１０か
ら１６のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネ
ル。
【請求項１９】前記遮光材料層を、所定の電極上の一
部または全て及び電極間のみに形成した後、セルフアラ
イメント露光することを特徴とする請求項１０から１６
のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造
方法。