JP2006066148A - 平面表示装置用のパネル - Google Patents

Abstract

【課題】発光材料を各セルに適切に付与することができ、また、発光に利用されるガスを各セルに適切に導入することが可能な平面表示装置用のパネルを提供する。
【解決手段】プラズマ表示装置用のパネル１は基板２を有し、基板２の主面上には、それぞれがｙ方向に伸びる線状の複数の第１隔壁３１がｙ方向に垂直なｘ方向に一定のピッチにて配列形成される。また、基板２の主面上には、それぞれがｘ方向に伸びる線状の複数の第２隔壁３２が一定のピッチにてｙ方向に配列形成される。複数の第２隔壁３２のそれぞれは、互いに隣接する２つの第１隔壁３１の間において基板２との間に間隙４を形成し、ｙ方向に隣接するセルの間は、間隙４により互いに連結する。これにより、パネル１では間隙４を用いて発光材料を各セルに適切に付与することができ、また、発光に利用されるガスを各セルに適切に導入することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、平面表示装置用のパネルに関する。

プラズマ表示装置用のパネルの場合、ガラス基板（以下、「基板」という。）上の隔壁のパターンは、通常、ストライプ状または格子状とされる。ストライプ状の隔壁は、構造が単純なため製造が容易であり、発光に利用されるガスを各セル（発光領域）に付与する際にセル内の排気を短時間に行うことができるという長所がある反面、非発光領域が必要となったり、格子状の隔壁と比較して１つのセルにおける蛍光体の表面積が小さくなるため、プラズマ表示装置の輝度を向上するには格子状の隔壁のパネルが有利である。そこで、格子状の隔壁においても排気を短時間に行うために、特許文献１ないし５では、基板上に格子状に配列形成された隔壁において、一の方向に伸びる複数の隔壁の高さを、他の方向に伸びる複数の隔壁の高さより低くしたパネルが提案されている。

一方で、従来より、プラズマ表示装置用のパネルの隔壁パターンを形成する方法として、サンドブラスト法（フォトリソグラフィ法とも呼ばれる。）、スクリーン印刷法、リフトオフ法等が知られている。しかしながら、これらの方法は煩雑であり、生産コストを増加させる要因となっている。

そこで、近年、特許文献６に開示されているように、微細な吐出口を有するノズルから光硬化性樹脂を含むペースト状のパターン形成材料を吐出して基板上にパターンを形成した後に、紫外線の照射によりパターン形成材料を硬化させる新規な手法が提案されている。特許文献６の手法によれば、パターンの形成工程を簡素化し、また、パターン形成材料の利用率を向上させることにより、パネルの生産コストを低減することができる。
特開２００４−５５４９５号公報 特開２００１−１５５６４２号公報 特開２００１−１２６６２１号公報 特開２００２−１３４０３２号公報 特開２００２−２１６６２０号公報 特開２００２−１８４３０３号公報

ところで、プラズマ表示装置用のパネルには、発光材料である蛍光体が各セルに付与されるが、格子状に形成された隔壁を有するパネルにおいては、各セルに蛍光体を均一に付与することは容易ではなく、煩雑な工程を経ることなく均一に蛍光体を付与する手法も求められている。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、発光に利用されるガスや発光材料を各セルに適切に付与することが可能な平面表示装置用のパネルを提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、平面表示装置用のパネルであって、基板と、前記基板の主面上において、それぞれが第１の方向に伸びる線状であり、前記第１の方向に垂直な第２の方向に配列形成された複数の第１隔壁と、前記主面上において、それぞれが前記第２の方向に伸びる線状であり、前記第１の方向に配列形成された複数の第２隔壁とを備え、前記複数の第２隔壁のそれぞれが、互いに隣接する２つの第１隔壁の間の少なくとも一部において前記基板との間に間隙を有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の平面表示装置用のパネルであって、前記複数の第１隔壁および前記複数の第２隔壁のそれぞれが、吐出口から吐出されたパターン形成材料により形成される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の平面表示装置用のパネルであって、前記複数の第２隔壁が、前記基板と非接触とされる。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の平面表示装置用のパネルであって、前記複数の第２隔壁のそれぞれが、互いに隣接する２つの第１隔壁の間の中央において前記基板と接する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の平面表示装置用のパネルであって、前記複数の第１隔壁と前記複数の第２隔壁との交差位置において、前記複数の第１隔壁が露出するまで研磨処理が施されている。

請求項１ないし５の発明では、第２隔壁と基板との間の間隙を用いて、発光材料を各セルに適切に付与することができ、あるいは、発光に利用されるガスを各セルに適切に導入することができる。

また、請求項２の発明では、第２隔壁と基板との間の間隙を容易に形成することができる。

また、請求項３の発明では、発光材料の付与や発光に利用されるガスの導入を効率よく行うことができ、請求項４の発明では、第２隔壁の強度を向上することができる。

また、請求項５の発明では、第２隔壁上に載置される別の基板との接触面積を大きくして重ね合わせた後のパネルの強度を向上することができる。

図１は本発明の一の実施の形態に係るプラズマ表示装置用のパネル１の一部を示す平面図であり、図２は図１中の矢印Ａ−Ａの位置におけるパネル１の縦断面図であり、図３は図１中の矢印Ｂ−Ｂの位置におけるパネル１の縦断面図である。なお、図１ないし図３のパネル１は、プラズマ表示装置において互いに対向して設けられる２つのパネルのうち、格子状に形成された隔壁を有する側のパネル（通常、リアパネル）として用いられる。

図１のプラズマ表示装置用のパネル１は、ガラスの基板２を有し、基板２の主面上には、それぞれが図１中のｙ方向に伸びる線状の複数の第１隔壁３１が設けられる。複数の第１隔壁３１はｙ方向に垂直なｘ方向に、例えば、２８０μｍピッチにて配列形成される。また、基板２の主面上には、それぞれがｘ方向に伸びる線状の複数の第２隔壁３２がさらに設けられ、複数の第２隔壁３２は、例えば、８４０μｍピッチにてｙ方向に配列形成される。

図２および図３に示すように、第１隔壁３１および第２隔壁３２の断面形状は共に台形に近似した形とされ、平均的な断面の幅は９０μｍであり、高さは１５０μｍである。第２隔壁３２は、図２に示すように、基板２の主面から一定の高さだけ離れた位置にて第１隔壁３１に被さるようにして設けられ、互いに隣接する２つの第１隔壁３１の間において、第２隔壁３２と基板２の主面との間には、微小な間隙４が形成される。

パネル１がプラズマ表示装置に組み込まれる際には、基板２の主面上において第１隔壁３１の間に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかの色の蛍光体が付与される（図１では、付与された場合の蛍光体を符号３３を付して破線にて示している。）。なお、第２隔壁３２の上面（すなわち、基板２から最も離れた面）には後の工程で別の基板であるフロントパネルが取り付けられ、基板２とフロントパネルとの間の空間は、格子状の隔壁３１，３２により複数の放電領域（すなわち、セル）に仕切られる。このとき、ｙ方向に互いに隣接する２つのセルの間は、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４により互いに連結し、後述するように、各セルには、この間隙４を利用して発光に利用されるキセノン（Ｘｅ）等のガスが封入される。

プラズマ表示装置では、各セルに個別に電圧が印加されることによりプラズマ放電が行われて紫外線が発生し、各セル内に形成された蛍光層に紫外線が入射することにより可視光が発生する。なお、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４の大きさは、１つのセルにおいて発生したプラズマが隣接するセルへと移動することがないように、所定の大きさ以下とされる。

次に、パネル１の製造方法の一例について説明を行う。図４はパネル１の製造に利用されるパターン形成装置５の構成を示す図である。パターン形成装置５は、基板２上に複数の隔壁に相当するパターンを形成する装置である。

パターン形成装置５では、基台５１上にステージ移動機構６が設けられ、ステージ移動機構６により基板２を保持するステージ６０が基板２の主面に沿って図４中に示すＸ方向に移動可能とされる。基台５１にはステージ６０を跨ぐようにしてフレーム５２が固定され、フレーム５２にはヘッド部７が取り付けられる。

ステージ移動機構６は、モータ６１にボールねじ６２が接続され、さらに、ステージ６０に固定されたナット６３がボールねじ６２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ６２の上方にはガイドレール６４が固定され、モータ６１が回転すると、ナット６３とともにステージ６０がガイドレール６４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。

ヘッド部７は、光硬化性樹脂（本実施の形態では紫外線硬化性樹脂）を含むペースト状のパターン形成材料を基板２の（＋Ｚ）側の主面（以下、「上面」ともいう。）に向けて吐出するノズル部７４、および、吐出されたパターン形成材料に向けて紫外線を出射する光出射部７３を備える。ノズル部７４および光出射部７３は支持部７２に取り付けられて固定され、ベース７１を介してフレーム５２に取り付けられる。なお、ノズル部７４は取り替え可能とされる。

ノズル部７４には、支持部７２を介してパターン形成材料を供給する供給管７４１が取り付けられ、供給管７４１は材料供給部７５に接続される。なお、パターン形成材料は主成分となる低軟化点ガラスフリットに光硬化性樹脂を混合したものであり、その他、溶剤や添加剤等も含んでいる。光出射部７３は光ファイバ７３１を介して紫外線を発生する光源ユニット７３２に接続される。

図５は、パターン形成途上におけるノズル部７４近傍を拡大して示す平面図であり、図６は、ノズル部７４近傍を（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見た拡大図である。図５および図６に示すように、ノズル部７４の先端部には、Ｙ方向に配列された複数の吐出口７４２が形成されている。また、図６の光出射部７３は、光出射部７３から出射される紫外線がノズル部７４の吐出口７４２から吐出されたパターン形成材料に照射されるように、（−Ｘ）側にずれて配置されている。

図４に示すようにパターン形成装置５では、ステージ移動機構６、材料供給部７５および光源ユニット７３２が制御部５０に接続されており、これらの構成が制御部５０に制御されることにより、基板２上に複数の第１隔壁３１および複数の第２隔壁３２のパターンが配列形成される。

パターン形成装置５において基板２上に第１隔壁３１および第２隔壁３２のパターンを形成する際には、まず、２８０μｍピッチにて吐出口７４２が配列形成されたノズル部７４が支持部７２に取り付けられる。続いて、図４に示す制御部５０によりステージ移動機構６が制御され、基板２がステージ６０と共に図４中に二点鎖線にて示す位置から（−Ｘ）方向へと移動を開始する。ノズル部７４が基板２上のパターン形成の始点上に達すると、吐出口７４２から基板２の上面に向けてパターン形成材料の吐出が開始される。そして、光源ユニット７３２に設けられたシャッタ（図示省略）が開放され、基板２上に吐出された直後のパターン形成材料への光出射部７３による紫外線の照射が開始される（図６参照）。これにより、基板２の主面上において、それぞれが基板２の移動方向に伸びる線状の複数の第１隔壁３１のパターンが２８０μｍピッチにてＹ方向に配列形成される。

ノズル部７４の吐出口７４２が基板２上のパターン形成の終点上に達すると、パターン形成材料の吐出が停止される。終点近傍のパターン形成材料を硬化させるために基板２はさらに移動を続行し、その後、ステージ６０の移動が停止され、紫外線の出射が停止されて第１隔壁３１のパターン形成が終了する。

第１隔壁３１のパターン形成が終了すると、一旦、基板２がパターン形成装置５から搬出され、他の装置により、基板２上の第１隔壁３１が焼成され（例えば、約５５０度にて１０分間焼成する。）、パターン形成材料中の樹脂成分が除去されるとともに低軟化点ガラスフリットが融着する。

続いて、ステージ６０が（＋Ｘ）側へと戻され、ノズル部７４が８４０μｍピッチにて吐出口７４２が配列形成されたものに交換される。また、作業者により基板２上の第１隔壁３１がＹ方向に伸びるようにステージ６０上に基板２が載置される。そして、第１隔壁３１の場合と同様に、基板２が（−Ｘ）方向へと移動し、パターン形成材料の吐出および紫外線の照射が行われることにより（図５および図６参照）、基板２の主面上において、それぞれが第１隔壁３１の方向に垂直な方向（Ｘ方向）に伸びる線状の複数の第２隔壁３２のパターンが８４０μｍピッチにてＹ方向に配列形成される。なお、本実施の形態にて用いられるパターン形成材料では、焼成後のものに対する濡れ性が、焼成前のもの（紫外線により仮硬化されたもの）に対する濡れ性より悪くなる。

吐出口７４２がパターン形成の終点上に達すると、パターン形成材料の吐出が停止され、続いて、ステージ６０の移動および紫外線の出射が停止されて、第２隔壁３２のパターン形成が終了する。なお、第２隔壁３２のパターン形成の際に、第１隔壁３１とは異なるパターン形成材料が用いられてもよい。

第２隔壁３２のパターン形成が終了すると、第１隔壁３１と同様に基板２がパターン形成装置５から搬出され、他の装置により、基板２上の第２隔壁３２が焼成される。これにより、基板２上に複数の第１隔壁３１および複数の第２隔壁３２による格子状（井桁状）の隔壁が吐出口７４２から吐出されたパターン形成材料により容易に形成される。

以上、パネル１の製造方法について説明したが、パネル１はさらに他の装置へと搬送され、格子状の隔壁３１，３２により区切られた基板２上の各セル（区画）に発光材料である蛍光体が付与される。例えば、第１隔壁３１が伸びる方向に沿って蛍光体吐出装置の吐出口をパネル１に対して相対的に移動しつつ、ＲＧＢのいずれかの色の蛍光体を吐出することにより、互いに隣接する２つの第１隔壁３１の間に蛍光体が連続的に付与される。このとき、第１隔壁３１の間（すなわち、２８０μｍピッチにて形成される隔壁間）では毛管現象により蛍光体が第１隔壁３１に沿って広がるが、第２隔壁３２の間（すなわち、８４０μｍピッチにて形成される隔壁間）では蛍光体が第２隔壁３２に沿って広がらないように、蛍光体の粘度や、蛍光体と第１隔壁３１および第２隔壁３２のそれぞれとの濡れ性等が調整される（図１のパネル１参照）。また、第１隔壁３１が伸びる方向（ｙ方向）に関して互いに隣接する２つのセルの間は、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４により互いに連結するため、蛍光体が各セルに均一に付与される。

その後、パネル１は様々な他の処理が施された上で、フロントパネルである別のガラス基板が隔壁３１，３２を挟んで基板２に取り付けられる。フロントパネルの取り付けに際しては、まず、基板２の隔壁のフロントパネルに接触する部位（すなわち、第２隔壁３２の上面）、および、フロントパネルの対応する部位に接着剤となる低軟化点ガラスの層が形成される。そして、両パネルの位置合わせが行われて仮止めされた後に焼成処理が施されて両パネルが固着する。フロントパネルが取り付けられると、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４を利用して各セルからエアが効率よく排気されて発光に利用されるガスが封入され（すなわち、セル内のエアが発光用のガスに置換され）、両基板の周囲が封止される。これにより、パネル１を利用したプラズマ表示装置の基本構造が完成する。

以上のように、図１のパネル１では、互いに隣接する２つの第１隔壁３１の間において複数の第２隔壁３２のそれぞれと基板２との間に間隙４が形成される。これにより、発光に利用される蛍光体の付与の際に、万一、蛍光体の吐出が僅かな時間だけ途切れた場合でも、第１隔壁３１が伸びる方向に互いに隣接する２つのセルの間では第２隔壁３２と基板２との間の間隙４を介して蛍光体が均一の厚さにて広がるため蛍光体を各セルに適切に付与することができ、発光に利用されるガスの付与（封入）の際にも、間隙４を用いてガスを各セルに適切に導入することができる。

また、従来のサンドブラスト法において、排気を容易に行うために図７に示すように第１隔壁９１と第２隔壁９２との間に高さの差を付ける場合には、エッチング工程を２度行わなければならず、作業が煩雑となってしまう。また、一般的に、サンドブラスト法では隔壁を形成する材料の利用率が低くなり、パネルの製造コストが高くなる。これに対し、図１のパネル１では第１隔壁３１および第２隔壁３２のそれぞれが、吐出口７４２から吐出されたパターン形成材料により形成されるため、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４を容易に形成することができるとともに、材料節約によるパネルの製造コストの削減を図ることができる。

図８はプラズマ表示装置用のパネルの他の例を示す図である。図８のパネル１ａでは、第１隔壁３１の上面と第２隔壁３２の上面とがほぼ同じ高さとなっている。パネル１ａを製造する際には、上述のパネル製造方法の例において、第２隔壁３２のパターン形成が終了した段階で、他の工程により、第１隔壁３１と第２隔壁３２との交差位置において、第１隔壁３１が露出するまで研磨処理が施され、その後、第２隔壁３２が焼成される。これにより、第２隔壁３２上に載置される別の基板（フロントパネル）に第１隔壁３１の上面および第２隔壁３２の上面を格子状に当接させて接触面積を大きくし、重ね合わせた後のパネル１の強度を向上することができる。

図９は、パネルのさらに他の例を示す図である。図９のパネル１ｂは、上述のパネル製造方法の例において、第１隔壁３１のパターンを焼成する前に、第２隔壁３２のパターンが形成され、その後、第１隔壁３１および第２隔壁３２が同時に焼成されることにより製造される。これにより、第２隔壁３２のパターン形成時において、第２隔壁３２のパターン形成材料の第１隔壁３１のパターンに対する濡れ性が向上し、図９に示すように、互いに隣接する２つの第１隔壁３１の間において、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４の上部がアーチ状となる。その結果、第２隔壁３２の第１隔壁３１に対する接着性を向上し、第２隔壁３２の強度を高めることができる。なお、第１隔壁３１のパターンの焼成後であっても、光硬化性樹脂を所定の溶剤に混ぜたものを焼成後の第１隔壁３１に塗布する等して第１隔壁３１に表面処理を施すことにより、第２隔壁３２のパターン形成材料の第１隔壁３１に対する濡れ性を向上することが可能である。

図１０は、パネルのさらに他の例を示す図である。図１０のパネル１ｃは、図１のパネル１の場合よりも第２隔壁３２のパターン形成材料の粘度を低くしたり、パターン形成材料の吐出後、紫外線が照射されるまでの時間を長くする等して製造され、これにより、第２隔壁３２を基板２に向かって懸垂させて間隙４の高さ方向の幅を必要に応じて狭くすることができる。なお、図９および図１０では、研磨が行われた場合の第２隔壁３２の上面を破線にて示しており、この場合も、研磨によりフロントパネルを重ね合わせた後のパネル１の強度の向上が図られる。

図１並びに図８ないし図１０のパネル１，１ａ〜１ｃでは、第２隔壁３２が基板２と非接触とされるため、各セルへの発光材料の付与や発光に利用されるガスの導入を効率よく行うことができるが、パネルの設計によっては、第２隔壁３２と基板２とが接触していてもよい。例えば、図１０のパネル１ｃの場合より、パターン形成材料の粘度をさらに低くしたり、紫外線が照射されるまでの時間をさらに長くすることにより、図１１に示すように、第２隔壁３２のそれぞれがさらに垂れ下がり、互いに隣接する２つの第１隔壁３１の間の中央において基板２と接したパネル１ｄを製造することができる。パネル１ｄでは、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４が、第１隔壁３１の近傍においてのみ形成され、これにより、間隙４を用いて発光に利用されるガスや発光材料を各セルに適切に付与することができるとともに、第２隔壁３２が基板２と接することにより、第２隔壁３２の強度を向上することができる。また、パネル１ｄにおいても、図１１中に破線にて示すように研磨が行われてもよく、この場合、パネル１ｄでは第１隔壁３１間における第２隔壁３２の高さ（高さ方向の幅）が確保され、パネル１ｄの強度のさらなる向上が図られる。

このように、複数の第２隔壁３２のそれぞれが、互いに隣接する２つの第１隔壁３１の間の少なくとも一部において基板２との間に間隙４を有するのであれば、パネルにおける間隙４の形状（すなわち、第２隔壁３２と第１隔壁３１との重なり具合や第１隔壁３１間における第２隔壁３２の沈み具合）を様々なものとすることができ、間隙４の形状は、第２隔壁３２のパターン形成材料の粘度や第１隔壁３１に対する濡れ性、あるいは、紫外線の照度や吐出後のパターン形成材料に照射するまでの時間等の調整、さらには、第２隔壁３２のパターン形成材料の変更等により、ある程度調整可能である。

また、上記のパネルでは、複数の第１隔壁３１のピッチを複数の第２隔壁３２のピッチよりも小さくすることにより、第２隔壁３２の一定の強度が確保されるが、例えば、第１隔壁３１のピッチが８４０μｍとされ、第２隔壁３２のピッチが２８０μｍとされてもよい。この場合、互いに隣接する２つの第２隔壁３２の間に蛍光体が付与されるが、蛍光体の基板２（正確には、基板２の表面に形成される誘電体層）に対する濡れ性を低くするとともに、蛍光体が第２隔壁３２の側面上から垂れ下がって基板２に繋がるように蛍光体を付与することにより、焼成後の蛍光体が、第２隔壁３２の側面上と基板２の上面とに残留する。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

パターン形成材料に含まれる硬化性樹脂は必ずしも紫外線により硬化する樹脂である必要はなく、例えば、熱により硬化する樹脂であってもよい。また、パターン形成材料はガラスフリット以外の微小な粒子を含むものであってもよい。

パネルの製造方法は、有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等の他の種類の平面表示装置（フラットパネルディスプレイ）に応用されてもよい。この場合、第２隔壁３２を形成するパターン形成材料の粘度を高くする等して、第２隔壁３２の下面が第１隔壁３１の上面とほぼ同じ高さとなるように、第２隔壁３２が形成され、第２隔壁３２と基板２との間の間隙４が大きくされてもよい。また、基板９はガラス基板には限定されず、他の基板であってもよい。

プラズマ表示装置用のパネルを示す平面図である。 パネルの縦断面図である。 パネルの縦断面図である。 パターン形成装置の構成を示す図である。 ノズル部近傍を拡大して示す図である。 ノズル部近傍を拡大して示す図である。 サンドブラスト法にて形成される隔壁を説明するための図である。 パネルの他の例を示す図である。 パネルのさらに他の例を示す図である。 パネルのさらに他の例を示す図である。 パネルのさらに他の例を示す図である。

符号の説明

１，１ａ〜１ｄ パネル
２ 基板
４ 間隙
３１ 第１隔壁
３２ 第２隔壁
７４２ 吐出口

Claims (5)

1. 平面表示装置用のパネルであって、
   基板と、
   前記基板の主面上において、それぞれが第１の方向に伸びる線状であり、前記第１の方向に垂直な第２の方向に配列形成された複数の第１隔壁と、
   前記主面上において、それぞれが前記第２の方向に伸びる線状であり、前記第１の方向に配列形成された複数の第２隔壁と、
   を備え、
   前記複数の第２隔壁のそれぞれが、互いに隣接する２つの第１隔壁の間の少なくとも一部において前記基板との間に間隙を有することを特徴とする平面表示装置用のパネル。
2. 請求項１に記載の平面表示装置用のパネルであって、
   前記複数の第１隔壁および前記複数の第２隔壁のそれぞれが、吐出口から吐出されたパターン形成材料により形成されることを特徴とする平面表示装置用のパネル。
3. 請求項１または２に記載の平面表示装置用のパネルであって、
   前記複数の第２隔壁が、前記基板と非接触とされることを特徴とする平面表示装置用のパネル。
4. 請求項１または２に記載の平面表示装置用のパネルであって、
   前記複数の第２隔壁のそれぞれが、互いに隣接する２つの第１隔壁の間の中央において前記基板と接することを特徴とする平面表示装置用のパネル。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の平面表示装置用のパネルであって、
   前記複数の第１隔壁と前記複数の第２隔壁との交差位置において、前記複数の第１隔壁が露出するまで研磨処理が施されていることを特徴とする平面表示装置用のパネル。

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