JP2006012865A - プラズマ表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 隔壁と誘電体層の形成を少ない工程数で、しかも誘電体層、アドレス電極の損傷を防ぎ、更に歩留まりよく製造する。
【解決手段】 背面板１上に、複数のアドレス電極３と、これらアドレス電極３を覆う誘電体層８と、各アドレス電極３間に配置された隔壁２とを備えるとともに、隔壁２上に、放電電極を備えた正面板を接合してなり、隔壁２と誘電体層８が同じ材質からなり明確な境界がない一体構造であり、かつ隔壁２がテーパー形状であるプラズマ表示装置とする。
【選択図】 図１

Description

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表示装置（プラズマディスプレイパネル：以下ＰＤＰと言う）及びその製造方法に関するものである。

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高電圧が必要であるとういう欠点から、近年のマルチメデイアの浸透に伴い情報のインターフェースとして発光ダイオード（ＬＥＤ）や液晶表示素子（ＬＣＤ）、あるいはＰＤＰ等の大型画面で高画質、その上、薄型軽量で設置場所を選ばない等の特徴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。

かかる平面画像表示装置として、とりわけプラズマ発光を利用したＰＤＰが大型画面用カラー画像表示装置の発光素子として将来性が注目されている。

このようなＰＤＰは、図５に示すように背面板１と正面板６を成す一対の平坦な絶縁基板と、その空間を仕切る隔壁２で囲まれた微小な放電表示セル５内にそれぞれ一対の放電電極７と、その底部に該放電電極７との間で放電によりプラズマを発生させ放電表示セル５の発光スイッチングを行うアドレス電極３を設け、前記空間に希ガス等の放電可能なガスを気密封入した構造を成しており、前記対向するアドレス電極３と放電電極７間に電圧を選択的に印加して放電によりプラズマを発生させ、該プラズマから放出される紫外光により放電表示セル５内壁に形成された蛍光体４を発光させて画像表示装置の発光素子として利用するものである。

具体的な構造は、背面板1 の一面に平行な多数の隔壁２を形成して、各隔壁２間を放電表示セル５とし、この放電表示セル５の底部にアドレス電極３を備える。この放電表示セル５の内面に蛍光体４を塗布し、一方、放電電極７として透明電極を備えた正面板６を隔壁２上に接合して、放電表示セル５内に希ガスを封入することにより、ＰＤＰを構成する。

以上がＰＤＰの一般的な構造であるが、通常、背面板１に形成されるアドレス電極３は劣化防止、絶縁等の目的で誘電体層８で覆われ、隔壁２は誘電体層８上に形成されることとなる。

誘電体層８の形成方法としては、スクリーン印刷、ブレードコート、ダイコート等がある。中でもスクリーン印刷法が一般的であり、アドレス電極３が形成された背面板１上に、スクリーン版を用いて誘電体ペーストを全面印刷し、その後乾燥、焼成を行い誘電体層８を形成している。隔壁２の製造方法としては、一般的に、背面板１上に、隔壁形成用組成物から成るペーストをスクリーン印刷法により隔壁パターンで印刷・乾燥を繰り返し、所定高さまで積み重ねて隔壁２の形成を行う方法がよく知られている。

他の隔壁形成方法としてサンドブラスト法も近年用いられるようになっている。この方法は、背面板１上に所定厚みで隔壁材料を層状に形成し、該隔壁材料層にレジスト膜を被着してフォトリソグラフィ法によりレジストマスクを作成し、該レジストマスクを介してサンドブラスト加工により不必要な部分を研削除去して所望形状の隔壁２を形成することが提案されている（特許文献１を参照）。
特開平９−２９６３８号公報

しかしながら、従来の技術を用いれば、誘電体層８をスクリーン印刷等の方法で形成した後、誘電体層８の焼成を行い、更に別工程で背面板１上の誘電体層８上に隔壁２を形成し、焼成を行う為、少なくとも２回の焼成工程があり、工程数が多くなるといった問題があった。

また、隔壁成形体の焼成工程において、隔壁成形体は緻密化する為に焼成収縮を伴うが、予め形成された緻密化した誘電体層８の表層部が軟化状態になるとともに熱膨張をし、急激な焼成収縮差により隔壁２に大きな欠陥（不特定箇所でのクラック）を生じ、パネルとした時にその欠陥部が異常点灯を起こす等の問題があった。

更に、隔壁形成方法としてサンドブラスト法を用いた場合には、サンドブラスト処理が過度に進行すると、アドレス電極３上の誘電体層８を研削してしまい、更にはアドレス電極３をも損傷させるという問題があった。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたもので、隔壁と誘電体層の形成を少ない工程数で、しかも誘電体層、アドレス電極の損傷を防ぎ、更に歩留まりよく製造できるプラズマ表示装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明者等は前記課題に鑑み鋭意研究検討した結果、隔壁と誘電体層を一体構造とすることで欠陥の少ない、かつ少ない工程数で誘電体層及びアドレス電極の損傷も無いＰＤＰ用基板を製造することできることを見出し、本発明に至った。

すなわち、背面板上に、複数のアドレス電極と、これらアドレス電極を覆う誘電体層と、各アドレス電極間に配置された隔壁とを備えるとともに、前記隔壁上に、放電電極を備えた正面板を接合してなるプラズマ表示装置であって、前記隔壁と前記誘電体層が同じ材質からなる一体構造であることを特徴としたものである。

また、前記誘電体層と前記隔壁の接続部が丸みを帯びていることを特徴としたものである。

また、上記プラズマ表示装置の製造方法において、前記隔壁と前記誘電体層を同時に形成することを特徴としたものであり、特に前記背面板上に複数の前記アドレス電極を形成した後、これらアドレス電極を覆う前記誘電体層と、各アドレス電極間に配置された前記隔壁とを同時に形成することを特徴としたものであり、さらに、前記背面板上に隔壁成形用組成物を塗布し、成形型を押し当てて塑性変形せしめ、前記隔壁と前記誘電体層を同時に形成することを特徴としたものである。

そして、前記隔壁と前記誘電体層の形状に合致した凹部を有する成形型の前記凹部に隔壁成形用組成物を充填して、これに前記アドレス電極を形成した前記背面板に押し当てて、前記隔壁成形用組成物を硬化後、前記成形型を離型して前記背面板上に前記隔壁と前記誘電体層を転写することを特徴としたものである。

本発明のプラズマ表示装置によれば、誘電体層と隔壁が一体構造である為、それらを同時に焼成できる。そのため、誘電体層と隔壁が同時に焼成収縮する為、隔壁が誘電体層の熱膨張の影響を受けにくくなり、隔壁にクラックが発生しにくくなるように作用し、結果、パネル点灯時の異常点灯等の表示乱れを防止する。

さらに、誘電体層と隔壁を同時に形成できる為に、工程数を少なくでき、また、サンドブラスト法のように研削する工程が無い為、誘電体層やアドレス電極を損傷することが無く高品質なＰＤＰ用基板を効率良く製造できる。

本発明のプラズマ表示装置及びその製造方法によれば、隔壁と誘電体層が一体構造であるため、隔壁と誘電体層を同時に焼成できる。そのため、隔壁と誘電体層が同様に焼成収縮するため、隔壁が誘電体層の熱膨張の影響を受けにくくなり、隔壁のクラックを防止することができる。さらに誘電体層と隔壁を同時で形成できるようになるため、焼成工程等の工程数を少なくでき、しかも、サンドブラスト法の様に切削する工程がないため、電極への損傷を防止するように作用する。

また、隔壁の形成方法に隔壁形成層を高精度の成形型を用いて成形するために、従来のスクリーン印刷のような繰り返し工程等がなく、しかも高精度で微細なピッチを有するＰＤＰ用基板を安価にかつ効率良く製造できることが可能となる。

以下、本発明のプラズマ表示装置及びその製造方法について、図面に基づき説明する。

図１は本発明のＰＤＰ用基板の断面図である。背面板1 はソーダライムガラスや各種セラミックスからなる絶縁基板であり、背面板１には複数のアドレス電極３が形成される。そしてアドレス電極３は一体構造をなした誘電体層８と隔壁２からなる構造物により覆われ、各隔壁２により表示セル５が形成される。

そして、上記表示セル５に蛍光体を塗布し、隔壁２上に、図５に示すような放電電極７を備えた正面板６を接合すればプラズマ表示装置を構成することができる。

なお、本発明において、誘電体層８と隔壁２が一体構造を成すとは、両者が同じ材質からなり、明確な境界がない状態を言う。また、誘電体層８と隔壁２を一体構造とするためには、詳細を後述するように、両者を同時に形成すれば良い。

上記一体構造を成した誘電体層８と隔壁２の形状は特に限定するものではないが、画素ピッチや基板サイズに応じて、適宜選択することができる。その際、隔壁断面形状は開口面積確保の点からテーパー形状が好ましい。

また、誘電体層８の厚みは３〜５０μｍの範囲が好適である。これは、３μｍよりも小さいと保護層としての効果が乏しくなり、一方、５０μｍを超えると、発光のスイッチングを行う為のアドレス放電を発生させるのに高い電圧が必要となり消費電力の増加をもたらしたり、また、放電空間も小さくなり、発光効率の減少をもたらすことになる。

また、誘電体層８と隔壁２の接続部は丸みを帯びた方が好ましい。これにより、強度の向上がはかれ、また、蛍光体の塗布性も向上する。

次に、本発明のＰＤＰ用基板の製造方法を説明する。

図２（ａ）に、隔壁成形型９に隔壁成形用組成物１０を充填し、背面板１に転写させる方法を示す。

まず、図２（ａ）に示すように隔壁２と誘電体層８の形状に合致した凹部を有する成形型９を用意し、この成形型９の凹部にセラミック又はガラス粉末と溶媒及び有機性添加物からなる隔壁成形用組成物１０を充填する。これらを、アドレス電極３を形成した背面板１に押し当て、前記隔壁成形用組成物１０に応じた硬化法によって前記隔壁成形用組成物１０を硬化させる。

その後図２（ｂ）に示すように、成形型９を離型して、背面板１上に隔壁２と誘電体層８を転写する。かくして得られた隔壁成形体を所定温度にて加熱して脱バインダー処理した後、焼成工程を経て隔壁２と誘電体層８が一体構造を成すＰＤＰ用基板を製造することができる。

また、他の製造方法として、図３に示すように、背面板１上に隔壁成形用組成物１０からなる隔壁形成層１１を塗布し、隔壁２及び誘電体層８の形状を有する成形型９を加圧して、隔壁形成層１１を塑性変形せしめ、隔壁２及び誘電体８を一体で背面板１に成形させることもできる。

まず、図３（ａ）に示すように、背面板１上の隔壁２及び誘電体層８を形成する部分に隔壁成形用組成物１０を塗布して隔壁形成層１１を形成する。これを図３（ｂ）に示すように、前記隔壁２及び誘電体層８の形状を有する成形型９により加圧し、前記隔壁形成層１１を塑性変形させることで、隔壁２及び誘電体層８の一体形状を付与し、その後、図３（ｃ）に示すように成形型９を離型して、背面板１上に隔壁２と誘電体層８を一体で成形する。かくして得られた隔壁成形体を所定温度にて加熱して脱バインダー処理した後、焼成工程を経て隔壁２と誘電体層８が一体構造を成すＰＤＰ用基板を製造することができる。

さらに他の製造方法として、図４に示すように、背面板１上に塗布した隔壁成形用組成物１０からなる隔壁形成層１１を、隔壁形状を有する成形型９を加圧して隔壁形成層１１を塑性変形せしめ、該加圧圧力等を制御して隔壁及び誘電体層形状を付与し、背面板１に隔壁２及び誘電体層８を一体で成形させることもできる。

まず、図４（ａ）に示すように、背面板１上の隔壁２及び誘電体層８を形成する部分に隔壁成形用組成物１０を塗布して隔壁形成層１１を形成する。これを図４（ｂ）に示すように、前記隔壁２形状を有する成形型９により加圧し、前記隔壁形成層１１を塑性変形させる。その際、加圧圧力または加圧変位量を適宜選択し、制御することによって、隔壁２及び誘電体層８形状を付与せしめ、その後、図４（ｃ）に示すように成形型９を離型して、背面板１上に隔壁２と誘電体層８を一体で成形できる。かくして得られた隔壁成形体を所定温度にて加熱して脱バインダー処理した後、焼成工程を経て隔壁２と誘電体層８が一体構造を成すＰＤＰ用基板を製造することができる。

なお、更に他の実施形態として、図４（ｄ）に示すように、背面板１上に二層の隔壁形成層１１、１２を形成しておき、上述したように隔壁２を形成することもできる。

本発明のＰＤＰ用基板及びその製造方法においては、隔壁２及び誘電体層８は一体構造となる為に、必然的に隔壁２及び誘電体層８の材料は同一のものとなる。そのことにより、焼成時の隔壁２と誘電体層８の熱収縮差による破損の防止が行えるという利点がある。

また、加圧による成形を行うことで、隔壁２の端部においてはなだらかな傾斜のついた形状をとることがあり、誘電体層８についても外周部に向け傾斜のついた形状をとることがある。

本発明に使用できる隔壁成形用組成物１０としては、焼成後にガラス質となり、気密性を保持できるガラス材料やセラミックスあるいはこれらの混合物であれば何れでも良い。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および誘電体層８の成形条件に応じて調製して使用することができる。

前記低融点ガラス粉末としては、ケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、明礬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、前記セラミックス又はガラス粉末の粒径は、数十ミクロン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。前記溶媒としては、前記有機性添加物と相容するものであれば特に限定するものではなく、溶媒を緩やかに揮発させるためには、２種類以上を併用することも可能である。前記有機性添加物としては、熱可塑性樹脂、あるいは紫外線硬化樹脂、光硬化樹脂、熱硬化性樹脂等の反応硬化性樹脂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、滑剤、可塑剤等の各種有機物を挙げることができる。

次に本発明の製造方法で使用する成形型９は、セラミックス、金属、樹脂、ゴム等の何れの材質でも良く、特に限定するものではないが、加工のし易さからは金属が好ましい。また、成形型９の形状は、平板に限るわけではなく、隔壁２と同一形状の溝或いは誘電体層８の形状を具備する形状なら、いずれの形状であってもよく、例えば、ロール状のものを用いても何等問題ない。なお、必要ならば、成形型表面に離型性向上や摩耗防止の為に表面被覆等の表面処理を行ってもよい。

また、本発明の背面板１として用いる基板としては、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。特に高歪点低ソーダガラスが好適である。

また、背面板１のアドレス電極３としては、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の導体金属、あるいはこれらの合金、または前記導体金属やその合金に少量のガラス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。

また、前記前記基板上に隔壁成形用組成物１０からなる隔壁形成層１１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。

一方、前記隔壁成形用組成物１０から成る隔壁形成層１１と背面板１の界面には、無機系、有機系いずれの接着剤を用いることも可能である。例えば、シランカップリング剤やチタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤を使用することができ、中でも反応性の高いシランカップリング剤が好適である。

（実施例１）本発明のＰＤＰ用基板およびその製造方法について以下のようにして評価した。

先ず、厚さ２．８ｍｍの４２インチサイズのソーダライムガラスから成る背面板１上に、厚膜印刷法によりＡｇを主成分とする電極ペーストを用いて幅８０μｍのアドレス電極３をストライプ状に３６０μｍピッチで全面に形成して焼き付け、アドレス電極３付き背面板１を作製した。

一方、図２に示すように、頂点幅が４０μｍ、高さが２００μｍ、ピッチが３６０μｍに相当する隔壁形状の溝を多数を有し、且つ誘電体層の厚さ２０μｍを考慮した平板状の成形型９を準備した。

次に、前記成形型９に低融点ガラス粉末と反応硬化性樹脂、溶媒、分散剤から成る隔壁成形用組成物１０を充填後、金属製の平面状の支持体上に設置し、前記アドレス電極３付き背面板１を前記形成型９に押しつけ、隔壁成形用組成物１０を反応硬化せしめ、隔壁２および誘電体層８形状を付与した後、前記成形型９を離型して背面板１上に隔壁成形体を形成した。

次いで、前記隔壁成形体を密着した背面板１を所定温度に保持して脱バインダーした後、各材料主成分により焼成雰囲気を適宜変更し、５５０〜６００℃の温度で１０分間焼成して背面板１と一体化した評価用のＰＤＰ用基板を作製した。

かくして得られた評価用のＰＤＰ用基板について、隔壁２を正面板と接する方向からＣＣＤカメラで拡大投影したモニター画面を通して隔壁２および誘電体層８表面を観察した。

その結果、隔壁２および誘電体層８の表面にはクラックは認められず、良好なＰＤＰ用基板であった。

（実施例２）実施例１と同様にして、アドレス電極３付き背面板１を作製した。

一方、図３に示すように、頂点幅が４０μｍ、高さが２００μｍ、ピッチが３６０μｍに相当する隔壁形状の溝を多数を有し、且つ誘電体層の厚さ２０μｍを考慮した平板状の成形型９を準備した。

次に、前記アドレス電極３付き背面板１上に低融点ガラス粉末とブチラール樹脂、溶媒、分散剤から成る隔壁成形用組成物１０をドクターブレードにて均一に塗布して隔壁形成層１１を形成した。

その後、前記隔壁形成層１１が形成された背面板１を金属製の平面状の支持体上に設置し、前記隔壁形成型９を前記隔壁形成層１１が形成された背面板１に加圧圧着し、隔壁成形用組成物１０から成る隔壁形成層１１を塑性変形させて隔壁２および誘電体層８形状を付与した後、隔壁成形型９を離型して背面板１上に隔壁成形体を形成した。その後、実施例１同様に脱バインダー、焼成、評価した。

その結果、隔壁２および誘電体層８の表面にはクラックは認められず、良好なＰＤＰ用基板であった。

（実施例３）実施例１と同様にして、アドレス電極３付き背面板１を作製した。

一方、図４に示すように頂点幅が４０μｍ、高さが２００μｍ、ピッチが３６０μｍに相当する隔壁形状の溝を多数を有する平板状の成形型９を準備した。その後、実施例２同様に隔壁形成層１１を形成した後、前記成形型９が背面板１と２０μｍの変位となる位置まで成形型９を加圧圧着せしめ、隔壁成形用組成物１０から成る隔壁形成層１１を塑性変形させて隔壁２および誘電体層８形状を付与した後、隔壁成形型９を離型して背面板１上に隔壁成形体を形成した。その後、実施例１同様に脱バインダー、焼成、評価した。

その結果、隔壁２および誘電体層８の表面にはクラックは認められず、良好なＰＤＰ用基板であった。

（実施例４）実施例２の平板状の成形型９に換えて、ロール状の成形型９を用いた以外は実施例２と同様に隔壁２および誘電体層８を成形し、脱バインダー、焼成、評価した。

その結果、隔壁２および誘電体層８の表面にはクラックは認められず、良好なＰＤＰ用基板であった。

（実施例５）実施例３の平板状の成形型９に換えて、ロール状の成形型９を用いた以外は実施例２と同様に隔壁２および誘電体層８を成形し、脱バインダー、焼成、評価した。

その結果、隔壁２および誘電体層８の表面にはクラックは認められず、良好なＰＤＰ用基板であった。

（比較例１）まず、実施例１同様のアドレス電極３付き背面板１を作製した。その後、前記背面板１にスクリーン印刷にて誘電体層８をベタ印刷して形成し、乾燥、焼成して膜厚約１６μｍの誘電体層８を形成した。次に、誘電体層８を形成した背面板１上にスクリーン印刷にて印刷・ 乾燥を１５回繰り返し、誘電体層８上に隔壁２を形成した。その後、脱バインダー、焼成し、評価用のＰＤＰ用基板を作製した。

その後、実施例１同様に評価した結果、隔壁２の不特定箇所でクラックが１６ヶ所で検出され、良好なＰＤＰ用基板を得ることができなかった。

（比較例２）まず、比較例１同様のアドレス電極３付き背面板１上に誘電体層８を形成し、誘電体層８付き背面板１を作製した。該背面板１上に隔壁成形用組成物１０の層を被着形成した後、該層上にレジスト膜を形成し、隔壁２相当部以外を露光現像してブラストマスクを作製してサンドブラスト加工を３０分間施し、隔壁２以外の部分を研削除去した後、ブラストマスクを除去して誘電体層８上に隔壁２を形成した。その後、脱バインダー、焼成し、評価用のＰＤＰ用基板を作製した。

その後、実施例１同様に評価した結果、隔壁２の不特定箇所でクラックが５ヶ所で検出され、また、誘電体層８表面は、サンドブラスト処理によって、粗面を呈し、一部アドレス電極３が露出している部分が３ヶ所で認められ、良好なＰＤＰ用基板を得ることができなかった。

尚、本発明は前記詳述した実施例に何等限定されるものではない。

本発明に係るＰＤＰ用基板の断面図である （ａ）（ｂ）は本発明のＰＤＰ用基板の製造方法を示す概略断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明のＰＤＰ用基板の製造方法を示す概略断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明のＰＤＰ用基板の製造方法を示す概略断面図である。 一般的なＰＤＰの要部断面図である。

符号の説明

１：背面板
２：隔壁
３：アドレス電極
４：蛍光体
５：表示セル
６：正面板
７：放電電極
８：誘電体層
９：隔壁成形用成形型
１０：隔壁成形用組成物
１１：隔壁形成層

Claims (5)

1. 背面板上に、複数のアドレス電極と、これらアドレス電極を覆う誘電体層と、各アドレス電極間に配置された隔壁とを備えるとともに、前記隔壁上に、放電電極を備えた正面板を接合してなるプラズマ表示装置であって、前記隔壁と前記誘電体層が同じ材質からなる一体構造であることを特徴とするプラズマ表示装置。
2. 前記誘電体層と前記隔壁の接続部が丸みを帯びていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ表示装置。
3. 請求項１または２記載のプラズマ表示装置の製造方法であって、前記背面板上に複数の前記アドレス電極を形成した後、これらアドレス電極を覆う前記誘電体層と、各アドレス電極間に配置された前記隔壁とを同時に形成することを特徴とするプラズマ表示装置の製造方法。
4. 前記背面板上に隔壁成形用組成物を塗布し、成形型を押し当てて塑性変形せしめ、前記隔壁と前記誘電体層を同時に形成することを特徴とする請求項３記載のプラズマ表示装置の製造方法。
5. 請求項１または２記載のプラズマ表示装置の製造方法であって、前記隔壁と前記誘電体層の形状に合致した凹部を有する成形型の前記凹部に隔壁成形用組成物を充填して、これに前記アドレス電極を形成した前記背面板に押し当てて、前記隔壁成形用組成物を硬化後、前記成形型を離型して前記背面板上に前記隔壁と前記誘電体層を転写することを特徴とするプラズマ表示装置の製造方法。

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