JP2004335340A - プラズマディスプレイパネル、その製造方法、およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ放電している部分と蛍光体との距離が遠く、発生した真空紫外光が蛍光体に届くまでに減衰してしまい、発光効率が低くなる。また、放電位置と蛍光体表面の距離が近すぎると、蛍光体が真空紫外光により劣化してしまい、発光寿命が短くなる。
【解決手段】隔壁または蛍光体表面をテーパー形状または曲面形状にし、蛍光体表面とプラズマ発光部分との距離を一定にすることにより、ＰＤＰの輝度と長時間信頼性を向上した。
【選択図】 図１

Description

【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に関し、特にプラズマディスプレイパネルの輝度および発光効率を向上させたプラズマディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、高精細の大画面テレビへの期待が高まっている。ＣＲＴは解像度・画質の点でプラズマディスプレイや液晶に対して優れているが、４０インチ以上の大画面では奥行きと重量が大きくなり、好ましくない。一方、液晶は消費電力が少なく、駆動電圧も低いという優れた性能を有しているが、そのプロセスに真空製造装置が多いことから大画面化は難しく、また、性能面では視野角が狭い、画面の応答が遅いという問題点がある。これに対して、プラズマディスプレイは、大画面の実現が可能であり、すでに４０インチクラスの製品が開発されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）には、直流型（ＤＣ型）と交流型（ＡＣ型）があるが、本明細書ではＡＣ型を中心に説明する。図１２は、従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの要部の斜視図を示したものである。図１２において、１はフロート法による硼硅素ナトリウム系ガラスよりなる前面ガラス基板（フロントカバープレート）であり、この前面ガラス基板１上に銀電極、あるいは透明電極と銀電極から成る表示電極（スキャン電極２、サステイン電極１３）が存在し、この上をコンデンサの働きをするガラス粉末を用いて形成された誘電体ガラス層３と誘電体保護膜４が覆っている。５は背面ガラス基板（バックプレート）であり、この背面ガラス基板５上にデータ電極（銀電極）６、誘電体ガラス層７が設けられ、その上に隔壁８、蛍光体層９が設けられており、隔壁８間が放電ガスを封入する放電空間１２になっている。
【０００４】
また、図１２のようなストライプ状の隔壁構造では隣接セルと放電空間を共有していることから、異常放電を起こす場合が多く、隔壁をマトリクス状に形成する手法が用いられている（図１３〜図１５）。この隔壁形状は井桁状あるいはワッフル構造と呼称される場合が多い。
【０００５】
また、視野角向上と正面輝度向上を目的として、隔壁を階段状に形成する手法も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３３４６６１号公報
【非特許文献１】
「機能材料」、１９９６年２月号、Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．２、７ページ
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
スキャン電極、サステイン電極に印加された電圧に対応して、両電極近辺にＸｅ、Ｎｅ等のガス放電が発生する。ガス放電により真空紫外光が発生する。真空紫外光が、セルの底面および隔壁側面に塗られた蛍光体を励起する。励起された蛍光体は、ＲＧＢのいずれかの可視光を発する。真空紫外光は、ガス雰囲気中では距離による減衰が大きい。従来のセル構造では、プラズマ放電している部分と蛍光体との距離が遠く、発生した真空紫外光が蛍光体に届くまでに減衰してしまい、発光効率が低いという課題がある。また、放電位置と蛍光体表面の距離が近すぎると、蛍光体が真空紫外光により劣化してしまうという、発光寿命に関わる別の課題も存在する。
【０００８】
特に、隔壁がマトリクス構造のプラズマディスプレイパネルの場合は特有の問題がある。スキャン電極・サステイン電極に平行な隔壁に対して、プラズマ放電の端の形状が長円の弧のような形状となる。一方、スキャン電極・サステイン電極に垂直な隔壁に対して、プラズマ放電の端の形状はかなり矩形に近い。そのため、テーパーや曲面形状の隔壁を形成しても、真空紫外光の減衰を抑えかつ蛍光体劣化を低減することができないという課題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、我々は真空紫外光の減衰と蛍光体の劣化という相反する問題点を考慮した結果、以下のような発明を見出した。
【００１０】
請求項１に関わる発明は、隔壁形状をテーパー形状または曲面形状にするとともに、セル内の隔壁表面、または誘電体ガラス層表面の８０％以上の部分において、隔壁表面または、誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の平均からのずれが±１５％以内であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に関わる発明は、隔壁形状をテーパー形状または曲面形状にするとともに、セル内の蛍光体表面の８０％以上の部分において、蛍光体表面からプラズマ発光部までの最短距離の平均からのずれが±１５％以内であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に関わる発明は、データ電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁形状をテーパー形状または曲面形状にするとともに、セル内の隔壁表面、または誘電体ガラス層表面の８０％以上の部分において、隔壁表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の平均からのずれが±１５％以内であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に関わる発明は、データ電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁形状をテーパー形状または曲面形状にするとともに、セル内の蛍光体表面の８０％以上の部分において、蛍光体表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の平均からのずれが±１５％以内であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に関わる発明は、第４の電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の平均からのずれが±１５％以内であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に関わる発明は、第４の電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁形状をテーパー形状または曲面形状にするとともに、セル内の蛍光体表面の８０％以上の部分において、蛍光体表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の平均からのずれが±１５％以内であることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に関わる発明は、マスク越しに行うサンドブラスト法であって、基板とマスクの距離を変更してサンドブラストを行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に関わる発明は、膜厚が部分的に異なるレジスト上からエッチングをして、テーパー形状、または曲面形状の隔壁を形成する工程を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項９に関わる発明は、請求項８に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法を前提として、エッチングがサンドブラスト法であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に関わる発明は、請求項８に記載の製造方法を前提として、カマボコ状レジストを形成する工程において、レジストの軟化温度以上に加熱する工程を用いることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に関わる発明は、マスクまたはレジストパターン越しにサンドブラストにより隔壁層のエッチングを行う工程を有し、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾けることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に関わる発明は、請求項１１に記載の製造方法を前提として、サンドブラストの吹きつけ方向が変化することを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に関わる発明は、請求項７に記載の製造方法を前提として、サンドブラストの吹きつけ方向が変化することを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に関わる発明は、蛍光体ペーストを噴射塗布する工程において、蛍光体ペーストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾けることを特徴とする。
【００２４】
請求項１５に関わる発明は、請求項１１に記載の製造方法を前提として、サンドブラストの吹きつけ方向が変化することを特徴とする。
【００２５】
請求項１６に関わる発明は、サンドブラスト装置であって、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾ける機構を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項１７に関わる発明は、サンドブラスト装置であって、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から傾け、角度を変化させる機構を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項１８に関わる発明は、蛍光体ペースト噴射塗布装置であって、蛍光体ペーストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾ける機構を有することを特徴とする。
【００２８】
請求項１９に関わる発明は、蛍光体ペースト噴射塗布装置であって、蛍光体ペーストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から傾け、角度を変化させる機構を有することを特徴とする。
【００２９】
請求項２０に関わる発明は、基板とマスクの距離を変更してサンドブラストを行う機構を有することを特徴とする。
【００３０】
請求項２１に関わる発明は、基板とマスクの距離を変更してサンドブラストを行う機構と、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から傾け、角度を変化させる機構を有することを特徴とする。
【００３１】
このように、従来のセル構造において、隔壁あるいは蛍光体表面をテーパー形状、曲面形状または階段形状にし、プラズマ発光部分との距離を適切で一定となるようにした。これにより、従来の概ね方形のセル構造と比較して、プラズマ発光部分と蛍光体表面の距離が適切にとれる構造となり、真空紫外光の減衰と蛍光体の劣化という相反する問題点を解決した。
【００３２】
また、隔壁がマトリクス構造の場合、スキャン電極・サステイン電極と平行な隔壁または蛍光体の表面とスキャン電極・サステイン電極と垂直な隔壁または蛍光体の表面の形状を別形状とし、プラズマ発光部分との距離が適切にとれる構造とした。これにより、真空紫外光の減衰を抑えかつ蛍光体劣化を低減することができる。
【００３３】
また、データ電極や第４の電極に電圧を加えて、プラズマ発光部分の形状を通常の発光とは異なる形状にした場合、通常の方形の隔壁や単純なテーパー形状、曲面形状では、真空紫外光の減衰を抑えかつ蛍光体劣化を低減することができない。本発明では、データ電極や第４の電極への電圧印加に対応し、プラズマ発光部分との距離が適切にとれる形状で隔壁または蛍光体表面を形成した。これにより真空紫外光の減衰を抑えかつ蛍光体劣化を低減することができる。
【００３４】
以上、各請求項に記載した改善を行った結果、輝度が向上し、輝度劣化に関わる寿命を維持できた。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
本発明の目的は、真空紫外光の減衰と蛍光体の劣化を防ぐことにより、ＰＤＰパネルの輝度を向上させることである。ＰＤＰには、直流型（ＤＣ型）、交流型（ＡＣ型）、ＤＣ／ＡＣハイブリッド型およびＡＣ／ＤＣハイブリッド型が存在するが、装置全般に対して本発明は効果がある。ここではＡＣ型ＰＤＰを中心に説明する。
【００３７】
なお、図中にプラズマ発光部分１７を記載したが、これはシミュレーションによって得られたものであり、プラズマ発光は経時的に位置が変化するが、発光を時間積分したものの最高輝度を１００％として、７０％の輝度になる部分までを図示している。また、スキャン電極・サステイン電極に平行な隔壁を横リブ、スキャン電極・サステイン電極に垂直な隔壁を縦リブと呼称する。
【００３８】
まず、ＰＤＰに適用する駆動方法を説明する。セルの発光の２値制御によって階調再現を行うために、外部からの入力画像である時系列の各フレームＦを、例えば６個のサブフレームに分割する。各サブフレームにおける輝度の相対比率が例えば、１：２：４：８：１６：３２となるように重み付けをして、各サブフレームのサステインの発光回数を設定する。サブフレーム単位の発光の有無の組み合わせとＲＧＢの各色毎の発光の有無の組み合わせにより、多色、多階調表示を実現している。
【００３９】
各サブフレームは、リセット期間、アドレス期間、及びサステイン期間を割り当てる。リセット期間及びアドレス期間の長さは輝度の重みに係わらず一定であるが、サステイン期間の長さは輝度の重みが大きいほど長い。つまり、各サブフレームの表示期間の長さは互いに異なる。
【００４０】
リセット期間は、それ以前の点灯状態の影響を防ぐため、画面全体の壁電荷の消去（初期化）を行う期間である。全てのスキャン電極２とサステイン電極１３に面放電開始電圧を越える正極性のリセットパルスを印加し、同時に背面側の帯電とイオン衝撃を防ぐために全てのデータ電極６に正極性のパルスを印加する。印加パルスの立ち上がりと立ち下がりで全てのラインで強い面放電が生じ、全てのセルにおいてほとんどの壁電荷が消失し、画面全体が一様な非帯電状態となる。
【００４１】
アドレス期間は、アドレッシング（点灯／非点灯の設定）を行う期間である。スキャン電極２を接地電位に対して正電位にバイアスし、全てのサステイン電極Ｂ１３を負電位にバイアスする。この状態で、先頭のラインから１ラインずつ順に各ラインを選択し、該当するサステイン電極１３に負極性のスキャンパルスを印加する。また、点灯すべきセルに対応したデータ電極６に対して正極性のアドレスパルスを印加する。アドレッシングでは放電は発生せず、点灯すべきセルのみに壁電荷が蓄積される。
【００４２】
サステイン期間は、階調レベルに応じた輝度を確保するために、設定された点灯状態を維持する期間である。不要の放電を防止するため、全てのデータ電極６を正極性の電位にバイアスし、最初に全てのサステイン電極１３に正極性のサステインパルスを印加する。その後、スキャン電極２とサステイン電極１３とに対して交互にサステインパルスＰｓを印加する。所定の期間、放電を繰り返す。
【００４３】
図１２は、本実施の形態１に係る交流面放電型プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という）の斜視図、図１４および図１５は各々、マトリクス状隔壁を有するＰＤＰの縦リブと横リブの断面図である。図１３はマトリクス状の隔壁を示す斜視図である。なお、これらの図では便宜上セルが少数示されているが、実際には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を発光するセルが多数配列されてＰＤＰが構成されている。
【００４４】
このＰＤＰは、図１２、図１４、図１５に示すように、前面ガラス基板（フロントカバープレート）１上に表示電極であるスキャン電極２とサステイン電極１３があり、これら表示電極２、１３は、図示していないが、Ａｇ電極あるいはＩＴＯやＳｎＯ_２の透明電極上にバスラインとしてＡｇ、あるいはその他の金属の電極が設けられた構成になっている。その上に誘電体ガラスペーストを用い、ダイコート法あるいはブレードコート法にて塗布後、焼成して作成した誘電体ガラス層３が配されてなる前面パネル１５と、背面ガラス基板（バックプレート）５にデータ電極６があり、その上に作成された誘電体ガラス層７（ガラス組成は第１電極上の誘電体ガラス層３と同じ）、隔壁８、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体層９が配されてなる背面パネル１６とを張り合わせ、前面パネル１５と背面パネル１６の間に形成される放電空間１２内に放電ガスが封入された構成となっており、以下に示すように作製される。ここでは改良前のＰＤＰの製造方法を述べ、各実施例において改良点を詳述する。
【００４５】
（１）前面パネル１５の作製
前面パネル１５は、以下の工程を経て形成される。
【００４６】
（表示電極（スキャン電極、サステイン電極）の形成）
表示電極２、１３は、以下のようにして前面ガラス基板１に形成する。図１５を用いながら説明する。
【００４７】
まず、前面ガラス基板１に厚さ０．１２μｍのＩＴＯ（酸化インジウムと酸化スズからなる透明導体）をスパッタ法で全面に形成後、フォトリソグラフィー法にて幅１５０μｍのストライプ状電極を形成し（電極間距離は０．０５ｍｍ）、次に感光性の銀ペーストを全面に形成後、同じくフォトリソグラフィー法にて幅３０μｍのＡｇバスラインをＩＴＯ上に形成した後、Ａｇを５５０℃で焼成することによってＡｇ電極（表示電極）を形成する。
【００４８】
（誘電体ガラス層の形成）
ガラスの軟化点が５５０℃〜６００℃の誘電体ガラス（酸化鉛系ガラスあるいは酸化ビスマス系ガラス）粉とブチルカルビトールアセテート等から成るバインダー成分を、有機バインダーを用いてペースト化し、スクリーン印刷法で誘電体ガラス層を印刷し、乾燥後に５５０℃〜６５０℃で焼成する。
【００４９】
（誘電体保護膜の形成）
誘電体保護膜４としてのＭｇＯ膜は真空蒸着によって得ることができる。成膜においては、蒸着源としてペレット状のＭｇＯを用いる。例えば、粒径５〜３ｍｍ、純度９９．９５％以上のＭｇＯペレットを用い、ピアス式ガンを加熱源とする反応性ＥＢ蒸着法により、真空度５×１０^−５Ｔｏｒｒ、酸素導入流量１０ｓｃｃｍ、酸素分圧９０％以上、レート２０Å／ｓ、膜厚７０００Å、基板温度１５０℃の条件で成膜した。
【００５０】
（２）背面パネル１６の作製
背面パネル１６は、以下の工程を経て形成される。
【００５１】
（データ電極の形成）
まず、背面ガラス基板５の上に前述した前面パネル１５の表示電極形成方法と同様の方法でデータ電極６を形成する。
【００５２】
（誘電体ガラス層の形成）
その上に前面パネル１５の場合と同様の方法で誘電体ガラス層７を形成する。
【００５３】
（隔壁の形成）
そして、スクリーン印刷法やサンドブラスト法によって作成された隔壁８を所定のピッチで固着する。隔壁８はストライプ状に形成する場合（図１２）と、マトリクス状に形成する場合（図１３〜図１５）がある。本実施の形態１ではマトリクス状のものを中心に説明する。
【００５４】
（蛍光体層の形成）
次に、隔壁８に挟まれた各空間内に、赤色（Ｒ）蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光体、青色（Ｂ）蛍光体のうちの１つを配設することによって蛍光体層９を形成する。各色Ｒ、Ｇ、Ｂの蛍光体としては、次の蛍光体を用いる。
【００５５】
赤色蛍光体：Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋
緑色蛍光体：Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
青色蛍光体：ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋
蛍光体は、以下のように形成する。まず、サーバー内に平均粒径２．０μｍの赤色蛍光体であるＹ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋粉末５０ｗｔ％、エチルセルローズ１．０ｗｔ％、溶剤（α−ターピネオール４９ｗｔ％から成る蛍光体混合物）をサンドミルで混合撹はんし、粘度を１５ｃｐとした塗布液を入れ、ポンプの圧力で噴射装置のノズル（ノズル径６０μｍ）から赤色蛍光体形成用液体をストライプ形状の隔壁内に噴射させると同時に基板を直線状に移動させて、赤色蛍光体ラインを形成する。同様にして、青色（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋）、緑色（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ）のラインを形成した後、５００℃で１０分間焼成し、蛍光体層９を形成する。
【００５６】
（３）前面パネル１５及び背面パネル１６の張り合わせによるＰＤＰの作製
次に、前述のようにして作製した前面パネル１５と背面パネル１６とを封着用ガラスを用いて張り合わせると共に、隔壁８で仕切られた放電空間１２内を高真空（１．０×１０^−４Ｐａ（８×１０^−７Ｔｏｒｒ）程度）に排気した後、所定の組成の放電ガスを所定の圧力で封入することによってＰＤＰを作製する（図１３〜図１５参照）。
【００５７】
なお、本実施の形態１では、ＰＤＰのセルサイズは４０インチクラスのＶＧＡに適合するよう、セルピッチを０．３６ｍｍ、スキャン電極２とサステイン電極１３の電極間距離ｄを０．１ｍｍに設定する。
【００５８】
また、封入する放電ガスの組成は、従来から用いられているＮｅ−Ｘｅ系であるが、Ｘｅの含有量を５体積％以上に、封入圧力は６６．５ｋＰａ〜１０１ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒ）に設定することで、セルの発光輝度の向上を図っている。
【００５９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００６０】
（実施例１）
図１６は従来例、図２は本発明の一実施例に係るプラズマディスプレイの放電セルを示す断面図である。なお、この断面図に示された放電セルはストライプ状のものでもよいし、マトリクス状のものでもよい。
【００６１】
図１６、図２において、背面ガラス基板５上にデータ電極６、誘電体ガラス層７が積層され、放電空間１２がテーパー形状の隔壁８により区画されている。隔壁８の表面には蛍光体層９が形成されている。
【００６２】
図１６に示すように、従来のセル構造は、隔壁８が高いテーパー形状であった。ここでのプラズマ発光部分１７は、シミュレーションにより計算し、発光位置を経時的に積算し、最大発光強度から７０％の強度の部分を境界線として、発光部分を図示してある。プラズマ発光部分１７は、表示電極２、１３の下方を結び、データ電極６側に延びた曲面となる。従来のように高いテーパー形状の隔壁８の場合、プラズマ発光部分１７と蛍光体層９表面の距離が位置によって大きく異なることがわかる。
【００６３】
プラズマ発光部分１７から発せられた真空紫外光は、ガス雰囲気中では距離による減衰が大きく、プラズマ放電している部分と蛍光体との距離が長い部分では、発生した真空紫外光が蛍光体に届くまでに減衰してしまい、発光効率が低くなる。また、放電位置と蛍光体表面の距離が短すぎると、蛍光体が真空紫外光により劣化してしまい、発光寿命が短くなる。このように、プラズマ発光部分と蛍光体表面との距離に関して、適切な距離が存在する一方、相反する問題点が存在することになる。
【００６４】
上記適切な距離とは、主に蛍光体の入射真空紫外光に対する発光効率と、蛍光体の真空紫外光あるいはプラズマガスにさらされることによる、発光輝度劣化の耐性によって決まるものであり、決まった距離ではない。本実施例１の場合は、約３０μｍが適切な距離である。正確には、ＲＧＢの各色の蛍光体ごとに適切な距離が異なっており、各色のセル毎にセルの深さやテーパー形状、曲面形状を変化させることが好ましい。
【００６５】
このように、従来のように高いテーパー形状の隔壁の場合、距離が短い部分と長い部分との差が大きいため、真空紫外光は減衰し、蛍光体は劣化するという状態となる。加えて、距離が短い部分が存在するため、蛍光体の劣化による、発光輝度の経時的減衰も激しい。これに対して、本実施例１においては図２に示すように、シミュレーションによる発光部分に対応して、プラズマ発光部分と蛍光体表面の距離が適切な距離になり、位置による距離の差が少なくなるよう設計し、隔壁、誘電体ガラス層および蛍光体表面を形成した。
【００６６】
また、距離のばらつきによる、輝度向上と蛍光体劣化抑制の効果を検討した結果、隔壁表面、誘電体ガラス層表面の８０％以上の部分のばらつきが小さければ、バランスよく輝度向上と蛍光体劣化抑制の効果が現れる。また、隔壁表面、誘電体ガラス層表面あるいは蛍光体表面からプラズマ発光部までの最短距離の平均からのずれが±１５％以内である場合、バランスよく輝度向上と蛍光体劣化抑制の効果が現れる。
【００６７】
上記の隔壁形状を以下の製造方法を用いて作製した。背面パネル１６の隔壁形成の工程において、誘電体ガラス層７上に感光性ポジレジスト（レジスト層１０）をコートしてプリベークした後、その上を中間調を有する露光マスク１１で覆い、これを所定強度の紫外線１４を用いて密着露光した。なお、マスク材料としてはクロム、銀塩等を用いた（図３（ａ））。
【００６８】
図３（ｂ）に、本実施例１において露光に用いた露光マスク１１の露光用紫外線１４に対する透過率を示す。このような中間調を有する露光マスクで露光することにより、ポジレジストに到達する紫外線の強さを制御することができた。所定強度の紫外線１４を用いて露光することにより現像・ポストベークしたところ、図４（ａ）に示すように、誘電体ガラス層７の上に周期的に凸状（かまぼこ状）レジスト部１８を残存させることができた。次に、サンドブラスト法（矢印１９）によりエッチングすると、レジストの薄い部分から順にエッチングされ、テーパー形状の誘電体ガラスによる隔壁８が形成できた（図４（ｂ））。
【００６９】
なお、マスクに中間調をつけるために、マスクの厚さを変化させたが、他の方法でマスクに中間調をつけてもよい。例えば、微小な多数の穴をマスクに開口させ、その密度または穴の大きさに差をつけることにより、透過率に分布のあるマスクを用いてもよい。
【００７０】
上記エッチング工程後、従来通りに蛍光体塗布、焼成等の工程を行い、背面パネル１６を作製し、プラズマディスプレイパネルを作製した。
【００７１】
（実施例２）
図１７は従来例、図１は本発明の一実施例に係るプラズマディスプレイの放電セルを示す断面図である。なお、この断面図に示された放電セルはストライプ状のものでもよいし、マトリクス状のものでもよい。
【００７２】
図１７、図１において、背面ガラス基板５上にデータ電極６、誘電体ガラス層７が積層され、放電空間１２が曲面形状の隔壁８により区画されている。隔壁８の表面には蛍光体層９が形成されている。
【００７３】
図１７に示すように、従来のセル構造は、隔壁８が高い曲面形状であった。ここでのプラズマ発光部分１７は、実施例１と同様にシミュレーションにより計算し、発光部分を図示した。プラズマ発光部分１７は、表示電極２、１３の下方を結び、データ電極６側に延びた曲面となる。従来のように高い曲面形状の隔壁８の場合、プラズマ発光部分１７と蛍光体層９表面の距離が位置によって大きく異なることがわかる。
【００７４】
このように、従来のように高い曲面形状の隔壁の場合、距離が短い部分と長い部分との差が大きいため、真空紫外光は減衰し、蛍光体は劣化するという状態となる。加えて、距離が短い部分が存在するため、蛍光体の劣化による、発光輝度の経時的減衰も激しい。これに対して、本実施例２においては図１に示すように、シミュレーションによる発光部分に対応して、プラズマ発光部分と蛍光体表面の距離が適切な距離になり、位置による距離の差が少なくなるよう設計し、隔壁、誘電体ガラス層および蛍光体表面を形成した。
【００７５】
また、シミュレーションに加え、試作した曲面形状の隔壁および蛍光体表面を有するパネルを切断し、再度、切断面をガラス封着して観察用パネルを作製し、プラズマ発光を高速カメラを用いて撮影したところ、シミュレーションとは多少ずれた位置にプラズマ発光部分が観測された。観測されたプラズマ発光部分に対応して、曲面形状の設計を蛍光体表面からプラズマ発光部分の距離が一定になるよう再設計し、パネルを作製した。その結果、蛍光体表面の位置の８０％以上の部分でプラズマ発光部分からの距離の平均からのずれが±１０％以内のパネルを作製できた。こうして、本実施例２で作製したパネルはさらにバランスよく輝度向上と蛍光体劣化抑制の効果を得ることができた。
【００７６】
上記の隔壁形状を以下の製造方法を用いて作製した。図５、図６は隔壁形成工程を示す断面図である。背面ガラス基板５上にデータ電極６、誘電体ガラス層７、および誘電体ガラスからなる隔壁層８が形成されている。背面パネル１６から、距離をとってマスク４０越しにサンドブラスト４１によりエッチングを行った。マスク４０の中央部は深く掘られ、周辺部さらにはマスク４０の穴の少し外までゆるやかにエッチングされた（図５（ａ））。時間の経過とともにマスク４０と背面パネル１６表面の距離を近づけていくことにより、より深い曲面形状の隔壁８を形成することができた（図５（ｂ））。また、図６のように、サンドブラスト噴射部分４２を１０°以上傾けて噴射する工法、あるいは傾けたサンドブラスト噴射部分４２を回転させる工法も、複雑な形状の隔壁を形成するために有効である。
【００７７】
本実施例２では、背面パネル１６表面とマスク４０の距離をエッチング初期は５００μｍとし、仕上げ段階では２００μｍとした。ただし、サンドブラストの拡散の度合いに依存するので、背面パネル１６とマスク４０の距離はこの値に限らない。また、サンドブラストの拡散の角度の度合いがサンドブラスト噴射部分４２とマスク４０の距離に依存するので、サンドブラスト噴射部分４２とマスク４０の距離を制御して、エッチングする方法も微細な形状でエッチングする手法として有効である。
【００７８】
上記の製造方法および製造装置を用いると曲面形状以外にテーパー形状や階段形状他、複雑な形状のエッチングも可能である。
【００７９】
上記エッチング工程後、従来通りに蛍光体塗布、焼成等の工程を行い、背面パネル１６を作製し、プラズマディスプレイパネルを作製した。
【００８０】
（実施例３）
曲面形状の蛍光体表面を有するセルを形成した（図７）。実施例２と同様に蛍光体表面からプラズマ発光部分までの距離が一定になる構成を以下の工程および製造方法を用いて形成した。本実施例３の構成も実施例２と同様の効果がある。
【００８１】
従来のサンドブラスト法により矩形の隔壁を形成する、または実施例１に示したテーパー形状の隔壁形成方法を用いて、テーパー形状の隔壁８を形成する。隔壁８はテーパー形状の方が曲面形状の蛍光体表面を形成しやすい。
【００８２】
次に、図８に示すように、蛍光体ペースト４３をマスク４０越しに噴射する。蛍光体ペースト噴射部分４４を１０°以上の角度をつけて噴射することにより、通常の垂直位置から噴射する場合より、蛍光体表面として複雑な形状を形成できる。また、傾斜したペースト噴射部分４４を回転させることも有効である。
【００８３】
なお、蛍光体ペースト噴射部分４４の角度を基板に対して垂直からずらす場合は、マスク４０越しではなく、直接噴射してもよい。
【００８４】
また、マスク４０越しに蛍光体ペースト４３を噴射する場合は、マスク４０と背面パネル１６との距離を制御し、噴射の初期と終盤で距離を変化させることによっても、蛍光体表面として複雑な曲面を形成することができる。
【００８５】
（実施例４）
データ電圧印加 第四電極電圧印加 曲面
従来のプラズマディスプレイパネルの駆動方法を実施の形態１に示したが、維持期間等にデータ電極に電圧を印加することにより、プラズマ発光部分の面積を広げ、パネルの発光輝度を向上させた。図９にデータ電極への電圧印加のタイミングの一例を示す。
【００８６】
従来のほぼ矩形の隔壁または蛍光体表面のセルを用いた場合、蛍光体の経時劣化が悪化するという問題点があった。データ電極にかける電圧の大きさやタイミングにより、プラズマ発光部分の形状は異なる。
【００８７】
そこで、シミュレーションまたは断面発光を観察できるパネルの試作と発光観察により、プラズマ発光部分を観測した。プラズマ発光部分の縁と隔壁表面または蛍光体表面との距離がほとんどの部分において適切で一定の距離となるように、隔壁または蛍光体表面を曲面形状に形成した。これにより、さらに発光輝度が向上するとともに、蛍光体の経時劣化を抑制することが可能となった。
【００８８】
また、スキャン電極、サステイン電極、データ電極の他に第４の電極を形成し（図示せず）、維持期間等に第４の電極に電圧を印加して、プラズマ発光部分１７の形状を拡げた（図１０）。第４の電極の配置は、様々な位置にとることが可能である。第４の電極の配置、電圧印加の電圧の大きさ、タイミングなどにより、プラズマ発光部分の形状は異なる。上記と同様に、プラズマ発光部分を観測し、隔壁表面または蛍光体表面の形状を決定した。これにより、さらに発光輝度が向上するとともに、蛍光体の経時劣化を抑制することが可能となった。
【００８９】
上記の複雑な曲面形状は、実施例２および実施例３に記載のＰＤＰの製造方法および製造装置を用いて形成した。
【００９０】
（実施例５）
隔壁がマトリクス構造のプラズマディスプレイパネルの場合は特有の問題がある。表示電極２、１３に垂直な断面で見ると、プラズマ放電の端の形状は長円の弧のような形状である（図１５）。一方、表示電極２、１３に平行な断面で見ると、プラズマ放電の端の形状はかなり矩形に近い（図１４）。そのため、隔壁８がマトリクス構造である場合、単純にテーパーや曲面形状の隔壁を形成しても、真空紫外光の減衰を抑えかつ蛍光体劣化を低減することができない。
【００９１】
そこで、本実施例５においては、表示電極２、１３と平行な隔壁８または蛍光体層９表面と表示電極２、１３と垂直な隔壁８または蛍光体層９表面の形状を別形状とし、プラズマ発光部分１７との距離が適切にとれる構造とした。実施例２に記載の隔壁の製造方法を用いて、マスクの距離、サンドブラストの角度を適切に制御して、エッチングし、隔壁の複雑な曲面形状を形成した（図１１）。これにより、真空紫外光の減衰を抑え、さらに輝度が向上しかつ蛍光体劣化を低減することができた。
【００９２】
なお、プラズマ発光部分と蛍光体表面の距離が一定であっても、蛍光体の種類や工法により、蛍光体のプラズマに対する耐性や真空紫外線に対する耐性が異なるため、上記の距離は蛍光体の種類や工法によって異なる。ＲＧＢの蛍光体によって、適切な距離が異なり、実施の形態１に記したＲＧＢの蛍光体では特にＢの蛍光体が劣化の耐性が弱く、上記の距離を広くとる必要がある。Ｂのセルにおいて、蛍光体表面とプラズマ発光部分との距離が他の色のセルより長くとれるように、適切にマスクを設計し、マスクの距離、サンドブラストの角度、回転を制御して、色ごとに距離の異なるパネルを作製した（図示せず）。これにより、さらに蛍光体の経時劣化を抑制した。
【００９３】
【発明の効果】
以下、本発明のＰＤＰに対する効果について説明する。
【００９４】
本発明によれば、従来のセル構造の隔壁あるいは蛍光体表面をテーパー形状または曲面形状にし、プラズマ発光部分との距離を適切で一定となるようにすることで、従来の概ね方形のセル構造と比較して、プラズマ発光部分と蛍光体表面の距離が適切にとれる構造になった。これにより、真空紫外光の減衰を抑制し、輝度が向上した。また、蛍光体の劣化を抑制し、輝度の経時劣化を抑制する効果がある。
【００９５】
また、本発明によれば、隔壁がマトリクス構造の場合には、表示電極と平行な隔壁または蛍光体の表面と表示電極と垂直な隔壁または蛍光体の表面の形状を別形状とし、プラズマ発光部分との距離が適切にとれる構造とした。これにより、真空紫外光の減衰を抑え、さらに輝度が向上しかつ蛍光体劣化を低減することができるという効果がある。
【００９６】
また、データ電極や第４の電極に電圧を加えて、プラズマ発光部分の形状を通常の発光とは異なる形状にした場合、通常の方形の隔壁や単純なテーパー形状、曲面形状では、真空紫外光の減衰を抑えかつ蛍光体劣化を低減することができなかったが、本発明によれば、データ電極や第４の電極への電圧印加に対応し、プラズマ発光部分との距離が適切にとれる形状で隔壁または蛍光体表面を形成した。これにより、真空紫外光の減衰を抑えかつ蛍光体劣化を抑制する効果がある。
【００９７】
このように、輝度が向上するということは、同一輝度であっても消費電力が低減するということであり、また、寿命が長いという特徴も備えるので、本発明のプラズマディスプレイパネルは環境にやさしいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例２に記載の曲面形状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例１に記載のテーパー形状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例１に記載の隔壁形成工程を示す断面図
【図４】本発明の実施例１に記載の隔壁形成工程を示す断面図
【図５】本発明の実施例２に記載の隔壁形成工程を示す断面図
【図６】本発明の実施例２に記載の隔壁形成工程を示す断面図
【図７】本発明の実施例３に記載の曲面形状の蛍光体表面を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例３に記載の隔壁形成工程を示す断面図
【図９】本発明の実施例４に記載のデータ電極への電圧印加を伴う駆動方法における、電圧印加のタイミングの一例を示す図
【図１０】本発明の実施例４に記載の曲面形状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【図１１】本発明の実施例５に記載の曲面形状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【図１２】従来のストライプ状隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す斜視図
【図１３】従来のマトリクス状隔壁を示す斜視図
【図１４】従来のマトリクス状隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す斜視図
【図１５】従来のマトリクス状隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【図１６】従来のテーパー形状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【図１７】従来の曲面形状の隔壁を有するプラズマディスプレイパネルの構成を示す断面図
【符号の説明】
１ 前面ガラス基板
２ スキャン電極（表示電極）
３ 誘電体ガラス層
４ 誘電体保護膜
５ 背面ガラス基板
６ データ電極（アドレス電極）
７ 誘電体ガラス層
８ 隔壁（リブ）
９ 蛍光体層
１０ レジスト層
１１ マスク
１２ 放電空間
１３ サステイン電極（表示電極）
１４ 紫外線
１５ 前面パネル
１６ 背面パネル
１７ プラズマ発光部分
１８ 凸状レジスト部
１９ サンドブラスト
４０ マスク
４１ サンドブラスト
４２ サンドブラスト噴射部分
４３ 蛍光体ペースト
４４ 蛍光体ペースト噴射部分

Claims (21)

1. 表面板または背面板の少なくとも一方に外部より電圧を印加するための電極が設けられ、隔壁によって区画された放電空間にガスが充填、隔壁が形成されているプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記隔壁の断面形状がテーパー形状または曲面形状であり，セル内の隔壁表面または誘電体ガラス層表面の８０％以上の部分において、隔壁表面または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の，隔壁表面または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの距離の平均に対するずれが±１５％以内であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 表面板または背面板の少なくとも一方に外部より電圧を印加するための電極が設けられ、隔壁によって区画された放電空間にガスが充填される構成であり、隔壁が形成されているプラズマディスプレイパネルにおいて、
   隔壁の断面形状がテーパー形状または曲面形状であり，セル内の蛍光体表面の８０％以上の部分において、蛍光体表面からプラズマ発光部までの最短距離の，，隔壁表面または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの距離の平均に対するずれが±１５％以内であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. データ電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁の断面形状をテーパー形状または曲面形状であって，、セル内の隔壁表面、または誘電体ガラス層表面の８０％以上の部分において、隔壁表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の，隔壁表面または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの距離の平均に対するずれが±１５％以内であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
4. データ電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁の断面形状をテーパー形状または曲面形状にするとともに、セル内の蛍光体表面の８０％以上の部分において、蛍光体表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の，隔壁表面または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの距離の平均に対するずれが±１５％以内であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
5. スキャン電極、サステイン電極、データ電極以外の第４の電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の，隔壁表面または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの距離の平均に対するずれが±１５％以内であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
6. スキャン電極、サステイン電極、データ電極以外の第４の電極に電圧を印加する駆動方法を用いるプラズマディスプレイパネルにおいて、隔壁の断面形状をテーパー形状または曲面形状にするとともに、セル内の蛍光体表面の８０％以上の部分において、蛍光体表面、または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの最短距離の，隔壁表面または誘電体ガラス層表面からプラズマ発光部までの距離の平均に対するずれが±１５％以内であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
7. 隔壁層を有する基板に対してマスク越しに行うサンドブラスト法であって、基板とマスクの距離を変更してサンドブラストを行い、断面形状がテーパー形状、階段形状、または曲面形状の隔壁を形成する工程を含む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。
8. 隔壁の材料層上に形成された、膜厚が部分的に異なるレジスト上からエッチングをして、断面形状がテーパー形状、または曲面形状の隔壁を形成する工程を有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。
9. 請求項８に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、上記のエッチングがサンドブラスト法であ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。
10. 請求項８に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、カマボコ状レジストを形成する工程において、レジストの軟化温度以上に加熱する工程を用い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。
11. マスクまたはレジストパターン越しにサンドブラストにより隔壁層のエッチングを行う工程を有し、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾け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。
12. 請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、上記のサンドブラストの吹きつけ方向が変化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。
13. 請求項７に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、上記のサンドブラストの吹きつけ方向が変化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。
14. 蛍光体ペーストを噴射塗布する工程において、蛍光体ペーストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾け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。
15. 請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、上記のサンドブラストの吹きつけ方向が変化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。
16. サンドブラスト装置であって、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾ける機構を有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装置。
17. サンドブラスト装置であって、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から傾け、角度を変化させる機構を有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装置。
18. 蛍光体ペースト噴射塗布装置であって、蛍光体ペーストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から１０°以上傾ける機構を有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装置。
19. 蛍光体ペースト噴射塗布装置であって、蛍光体ペーストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から傾け、角度を変化させる機構を有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装置。
20. 基板とマスクの距離を変更してサンドブラストを行う機構を有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装置。
21. 基板とマスクの距離を変更してサンドブラストを行う機構と、サンドブラストの吹きつけ方向が基板面に対して垂直から傾け、角度を変化させる機構を有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装置。

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