JP2005203350A - 平面表示装置及びその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】
プラズマディスプレイ装置等の平面表示装置において、発光効率が高く、高コントラストで高画質な表示装置を提供する。
【解決手段】
隔壁により放電空間を確保した平面表示装置において、該隔壁は表面を絶縁コートされた格子状の金属からなり、該隔壁の少なくとも側面に蛍光体が形成されていることを特徴とする平面表示装置とする。特に、該隔壁は一体として形成されていることが好ましい。上記構成により放電空間を拡張することで、発光体量が増加し、高画質な表示装置を提供することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光効率が高く、高コントラストで高画質な表示装置用の隔壁に関する。

プラズマディスプレイに代表される平面型表示装置の動作原理は微細な蛍光灯の集合体のようなものであり、図１に示すように対向する２枚のガラス基板１，２に規則的に配列した１対の電極３，４を設け、その間にＮｅ，Ｘｅ等を主体とするガスを封入した構造になっている。これらの電極間に１００数十ボルトの電圧を印加し放電させると紫外線が発生し、各セルの蛍光体５，６，７が発光して表示を行っている。蛍光体５，６，７はＲ
（Red：赤色），Ｇ（Green：緑色），Ｂ（Blue：青色）（以後ＲＧＢと記す）の３色で、それぞれが隔壁８により仕切られたセルを構成している。９，１０はそれぞれ誘電体層および保護層である。画像情報を表示するためには、規則的に並んだセルを選択的に放電発光させる。
Ｐ２００４−３１１２７３

プラズマディスプレイ装置とは、複数の放電セルを構成要素とするプラズマディスプレイパネルを有しており、上記放電セル内で放電によりプラズマを生成し、可視光を生成することにより画像を表示する。このプラズマディスプレイ装置において、現在最も技術改善が望まれているのが発光効率である。

また同時に、プラズマディスプレイの重要な性能であるコントラストの値が大きいほど、より鮮明で美しい画像を表現できる。

本発明の目的は、発光効率が高く、高コントラストで高画質な表示装置を実現することである。

前記課題を解決するためには、隔壁により放電空間を確保した平面表示装置において、該隔壁は表面を絶縁コートされた格子状の金属からなり、該隔壁の側面には凹凸が無く、該隔壁の少なくとも側面に蛍光体が形成されていることを特徴とする平面表示装置とする。

プラズマディスプレイ装置の発光効率を高めるためには、放電の紫外線発生効率を増大することが必要である。（参考文献：「鈴木敬三，植村典弘，何希倫，椎木正敏：“ＡＣ−ＰＤＰの紫外線発光効率”、月刊ディスプレイ，Vol. 7, No. 5, pp. 48-53(May, 2001)」及び、「K. Suzuki, N. Uemura, S. Ho, and M. Shiiki：“Ultraviolet Production Efficiency of AC-PDP and Ways to Increase It”，3^rd International Conference on Atomic and Molecular Data and Their Applications ICAMDATA, AIP Conference
Proceedings Vol. 636, pp. 75-84(2002) 」に記載されている。紫外線発生効率とは、プラズマパネルに投入する電力に対する放電で発生する紫外線量を電力換算した値の比である。この紫外線発生効率を高める方法を検討した結果、放電のガス圧ｐと放電電極間の距離ｄの積であるｐｄを増大するとよい。

従来の隔壁は、印刷やスパッタ等の方法で作製されており、厚み（隔壁高さ）に限界がある。しかしながら隔壁に板材を用いることにより、その厚みを自在に増やすことが可能となる。厚みが増えると放電空間が増し、その結果高画質のプラズマディスプレイが得られる。

また、隔壁の面積を大きく、例えば表示装置全面にひとつの隔壁を用いるような一体型の隔壁とすることにより、張り合わせ個所の画素の配列の乱れを防止することができる。

格子状の金属隔壁の全体図を図２に示す。該隔壁幅を０.１mm以下、好ましくは０.０５mm以下にすることにより表示画像がより鮮明にできる。隔壁の高さを０.３mm以上１.０mm以下にすることにより隔壁側面の面積を大きくし、１セルあたりの蛍光体量を多くでき、上下の電極により対向放電させることにより発光量を増加させる。隔壁高さを上記のように限定する理由は、隔壁高さを高くすれば蛍光体を多く塗布でき発光効率を高められる反面、発光した光を取り出す効率が低下するためである。また図３に示すように、該隔壁に形成される表示放電電極対を対抗配置にすることにより、パネル正面から見える電極数を従来の半分にし、黒色表示時のコントラストを高める。

プラズマディスプレイに用いる隔壁は絶縁体でなければならないため、金属隔壁の表面はガラス等の絶縁体でコートする。この際、金属隔壁と表面絶縁ガラスの熱膨張係数のマッチングを取るため、隔壁を構成する金属は少なくともＦｅまたはＮｉを含有するものとする。

また隔壁壁面を白色にする等の手法で可視光反射率を６０％以上にすることにより、蛍光体から発生した光を効率よくパネル正面に放出させる。隔壁の断面形状は図４（ａ）
（ｂ）に示すような長方形または台形でよい。特に隔壁断面形状を台形状にすることにより、パネル正面からの光取り出し効率が高まるメリットがある。

隔壁壁面の表面荒さは小さいほどよい。たとえばＸＧＡ規格においてセルピッチは0.3
mmと定められており、その中で放電空間を０.２mm程度確保する。よって残る０.１mmは蛍光体厚み，絶縁コート厚み、そして隔壁厚みの合計となるため、壁面の表面荒さは少なくとも０.０５μｍ以下、好ましくは０.０１μｍ以下とする。隔壁の断面形状が長方形または台形の場合、エッジ部に電界が集中する可能性があるが、その場合は図５に示すようにエッジ部に丸みを付けることにより回避する。

隔壁により形成された放電空間に放電させるには、隔壁の高さに応じた放電電圧が必要である。放電電圧を低くする場合は、本発明の隔壁は一体型の金属で作製する事を利用し、隔壁全体にグランドを取る。これは図６（ａ）に示すように、対向する電極間の放電に至る前に、一方の電極から最近部の蛍光体部分に放電が生じ、その放電が徐々に成長して（図６（ｂ））対向する電極に到達する（図６（ｃ））ためである。

本発明による平面表示装置パネルは、格子状の隔壁を有する背面板と前面板を貼り合わせることにより放電空間を確保するわけであるが、この際該前面板及び背面板には相対的位置決め用の凹凸または孔を設けることにより、電極とセルの位置ずれを防止する。

このような平面表示装置は、格子状の金属隔壁の表面に絶縁コートをする工程，隔壁側面に蛍光体を塗布し焼成する工程と、前記隔壁を前面板または背面板に貼り付ける工程と、前面板と背面板を封止する工程を少なくとも有することを特徴とする、平面表示装置の製造方法により製造する。

隔壁の成分は、ガラス基板との熱膨張係数が近いＦｅ−Ｎｉ合金が特に適する。その中でも、Ｎｉ含有量が３０から６０重量％であるＦｅ−Ｎｉ合金がよい。また、Ｎｉ含有量が４５から５５重量％であるＦｅ−Ｎｉ合金がさらに好ましい。

本発明により、発光効率が高く、高コントラストで高画質な表示装置を実現できる。

次に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本実施例では高アスペクト金属隔壁を電気鋳造法により作製した。電気鋳造法とは母型に所望の厚さの金属層を電着（厚メッキ）させ、これを母型から剥離するものである。電気鋳造法の原理は電気メッキと同じく、電気化学反応を利用し、金属イオンを含んだ電解質溶液に電流を通じて目的の金属を被メッキ体上に析出させるものである。

ＩＣＰ−ＲＩＥでＳｉの深堀加工を行い、図７に示すようなＳｉ鋳型を作製する。次いでＳｉ鋳型上に犠牲層となる電着レジストを析出する。これを以下の表に示すＦｅ−Ｎｉ電解液浴でＦｅ−Ｎｉを析出する。合金メッキ浴はｐＨ２.５，５０℃で使用した。

表
Ｆｅ−Ｎｉ電解液（パーマロイ）（水１リットル中の含量）
ＮｉＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ ２００ｇ
ＮｉＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ ５ｇ
ＦｅＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ ８ｇ
Ｈ₃ＢＯ₃ ２５ｇ
サッカリン（硬化剤） ３ｇ
犠牲層を除去することにより、鋳型と電析金属との間に空隙ができるため、電析金属は容易に鋳型から剥離可能であり、図２に示すような金属隔壁が得られる。

このような手法で高アスペクト金属隔壁を作製することにより、０.０５μｍ の精度を出すことが可能である。本実施例では鋳型材料としてＳｉを用いたが、同手法はガラスでも可能である。

上記の手法で得られた金属隔壁表面に、ＣＶＤ法により表面絶縁コートをする。基材となるＦｅ−Ｎｉ合金の熱膨張係数とのマッチングをとるため、熱膨張係数：７５〜８５×１０^-7／℃，耐熱温度：≧５００℃のガラス（ＳｉＯ₂−１４Ｌｉ₂Ｏ系ガラス＋第３成分Ａｌ₂Ｏ₃）を表面コートした。第３成分はＴｉＯ₂またはＺｒＯ₂でもよい。

図８は本発明の金属隔壁を用いたプラズマパネルの概略図であり、視野空間側から見た基本プラズマパネルの一部を示している。図９（ａ）（ｂ）はそれぞれ図８に示したＤ１，Ｄ２の方向から見た断面図である。

本実施例の特徴は、表示放電電極対（Ｘ電極とＹ電極）が対向配置になっていることである。すなわちＹ電極２３０とＹバス電極２５０が前面ガラス基板２１に設置されており、Ｘ電極２２０が背面ガラス板２８に上記Ｙ電極と高さ方向に対向する配置で設置されている。背面板側にあるＸ電極２２０は可視光を透過する必要がなく、必ずしも透明電極である必要はない。またＸ電極，Ｙ電極共に誘電体２６と保護膜２７で被覆されている。蛍光体３２は隔壁３１の側壁だけに塗布されており、上記Ｘ電極およびＹ電極を被覆する保護膜２７上には塗布されていない。図９（ａ）（ｂ）に示したｈがセル高さ、あるいはリブ高さ、あるいは放電空間高さである。

このように表示放電電極対を対向配置にすることにより、表示放電電極対の一方（Ｘ電極）と表示電極間ギャップが表示領域の一部を専有する必要が無くなる。すなわち表示放電領域面積が小さくなり、表示放電領域面積率を小さくすることができる。従って表示領域表面反射率を小さくすることが容易になる。

「課題を解決するための手段」の部分で記載したように、紫外線発生効率を増大するためには、放電のｐｄ積を大きくする必要がある。放電電極間の距離ｄは、図９のｈに相当する。十分な紫外線発生効率を得るためには、放電空間高さｈが０.２mm 以上、さらには０.３mm以上、さらには０.５mm以上、さらには０.７mm 以上必要である。放電空間高さｈが大きいほどより大きな紫外線発生効率を得ることができるが、一方で隔壁アスペクト比の大きな隔壁を形成する必要があり、製造コストの増大を招くことになる。

プラズマディスプレイの動作原理模式図。 金属隔壁外観模式図。 対向配置された表示放電電極対。 絶縁コートされた金属隔壁断面図。 電界集中を回避する金属隔壁断面形状。 低電圧による放電の成長。 金属隔壁の鋳型模式図。 金属隔壁を用いたプラズマパネル概略図。 金属隔壁を用いたプラズマパネル断面図。

符号の説明

１…前面ガラス基板、２…背面ガラス基板、３…表示電極、４…アドレス電極、５…青蛍光体、６…赤蛍光体、７…緑蛍光体、８…隔壁、９…誘電体層、１０…保護層、１１…Ｘ電極、１２…Ｘバス電極、１３…Ｙ電極、１４…Ｙバス電極、１５…蛍光体塗布部分、１６…Ａ電極、１７…金属隔壁、１８…絶縁コート、１９…蛍光体。

Claims (11)

1. 隔壁により放電空間を確保した平面表示装置において、
   該隔壁は、断面が長方形または台形の格子状の一体型の金属であって、表面に絶縁被覆層を有し、壁の幅が０.１mm以下であり、表面粗さが０.０１μｍ以下の隔壁であって、
   該隔壁内に蛍光体を有することを特徴とする平面表示装置。
2. 隔壁により放電空間を確保した平面表示装置において、
   該隔壁は複数の貫通孔を有する金属板であって、該隔壁の表面に絶縁被覆層を有し表面粗さが０.０５μｍ以下の隔壁であって、該貫通孔間の最短距離が０.１mm以下であり、該貫通孔の内表面に蛍光体を有することを特徴とする平面表示装置。
3. 請求項１または２に記載された平面表示装置において、該隔壁を構成する金属が鉄もしくはニッケルのいずれかを含むこと、または鉄およびニッケルの両者を含むことを特徴とする平面表示装置。
4. 請求項３に記載された平面表示装置において、該隔壁はニッケルを３０〜６０重量％かつ鉄を４０〜７０重量％含有する合金からなることを特徴とする平面表示装置。
5. 請求項４に記載された平面表示装置であって、該隔壁は前記ニッケルの含有量が４５〜５５重量％含有する合金からなることを特徴とする平面表示装置。
6. 請求項１ないし３のいずれかに記載された平面表示装置であって、
   該隔壁のエッジ部分が曲面となっていることを特徴とする平面表示装置。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載された平面表示装置であって、該隔壁は接地されていることを特徴とする平面表示装置。
8. 請求項１ないし４のいずれかに記載された平面表示装置であって、
   前記隔壁は密封された背面板と前面板との間に設けられ、該前面板と該背面板に位置を定めることのできる少なくとも一組の凹凸を有することを特徴とする平面表示装置。
9. 請求項１ないし４のいずれかに記載された平面表示装置であって、
   該隔壁を付した背面板と、前記背面板と貼り合わせた前面板とを有し、該前面板と該背面板には、相対的な位置決め用の凹凸または穴を有することを特徴とする平面表示装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載された平面表示装置であって、
    該平面表示装置はプラズマディスプレイであることを特徴とする平面表示装置。
11. 前面板および背面板と、前記前面板および背面板の間に設置された隔壁とを有する平面表示装置の製造方法であって、少なくとも格子状の金属隔壁の表面に絶縁層を形成する工程と、隔壁側面に蛍光体を塗付する工程と、該隔壁を焼成し蛍光体を形成する工程と、該隔壁を前面板または背面板と接着する工程と、該前面板および背面板を貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする平面表示装置の製造方法。
    
    

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