JP2008034214A - プラズマディスプレイパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＤＰの高精細化に伴う電極の高密度化などによる電極パターン形成精度の困難化に対して対処できる技術を提供する。
【解決手段】ＰＤＰ１０において、例えば背面ガラス基板２の表面に形成される複数のアドレス電極１３は、パネル周囲部の領域に電極端子部１３３を有する。周囲部における背面ガラス基板２に、表面と裏面とで通じる導通穴５０を設ける。周囲部において、複数のアドレス電極１３の電極端子部１３３のうちの第１の群が、表面側に表面電極１３３ａとして形成及び配置され、第２の群が、裏面側に導通穴５０及びその導通電極部１３４を介して伸びて裏面電極１３３ｂとして形成及び配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）及びそれを具備する表示装置の技術に関し、特に、パネルに形成される電極の端子部の構造に関する。

従来のＰＤＰの前面基板及び背面基板ともに、電極の端子（端子部）は、基板（ガラス基板）の片面側（特に素子や構造物が形成されるパネル内側向き面）に形成及び配置されている。従来、一般的に、ＰＤＰにおける電極の端子部の形成の方法及び構造としては、大別して２種類が存在する。その１つ（第１の方法とする）は、端子部を含む電極の構造物（電極パターン）を構成する金属材料（主にＣｒ（クロム）・Ｃｕ（銅）・Ｃｒの三層構造による）を、フォトリソ法によりガラス基板上に形成する方法である。他方の１つ（第２の方法とする）は、金属ガラスペースト（主にＡｇ（銀）による、金属（Ａｇ）に加えてガラスを含むペースト材料）の構造物を、パターン印刷、もしくは、感光性ペースト印刷＋フォトリソ法、によりガラス基板上に形成する方法である。

近年、ＰＤＰの高精細化が進む中、ＰＤＰの電極端子部を含む電極の形成及び配置のピッチ（間隔）が狭小化する傾向にある。

ＰＤＰの高精細化に伴い、ＰＤＰに対する端子部を含む電極の形成の方法として、特に前述の金属ガラスペーストを使用する第２の方法の場合、電気的接続性確保の点からは好ましいが、電極パターン形成精度が厳しくなる。それと同時に、特に金属ガラスペーストとして用いるＡｇ材料に特有のマイグレーション（イオンマイグレーション）の問題が深刻化してきている。このマイグレーションにより特に電極の端子部間が短絡してしまうと、装置故障につながる。

一部メーカでは、電極の端子部の形成にＡｕ（金）ペースト印刷を用いることにより、上記マイグレーションを回避する手法がとられている。しかしながら、その手法においては、安価であるパターン印刷を用いると、電極パターン形成精度が厳しくなる。

ＰＤＰの製造方法として、好ましくは金属ガラスペーストとしてＡｇまたはＡｕ材料を使用して前記第２の方法を用いて、基板上に電極パターンを形成し、その電極パターン形成精度も確保したい。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＤＰの高精細化に伴う、電極の形成及び配置の高密度化、特に電極端子部の間隔の狭小化、及びマイグレーションの問題などによる電極パターン形成精度の困難化に対して、電極材料などの選択に依らずに対処できる技術を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記目的を達成するために、本発明は、ＰＤＰの技術であって、以下に示す技術的手段や構造を備えることを特徴とする。

本ＰＤＰでは、前述の課題に対して、パネルの構造における特に電極の端子部の形成及び配置の工夫により対処するものであり、特に電極パターンが形成及び配置される前面基板及び／又は背面基板の構造体における、主となる板部（典型的にはガラス基板）における、表裏面の両方を使用して、電極端子部を形成及び配置する構造とする。従来ではその一方のみ使用する構造であったが、本構造により、ＰＤＰの高精細化に対応する。基板の表裏両面を利用して電極端子部を形成及び配置することによって、単純には、従来のＰＤＰ構造に比べて約２倍の高精細化に耐えることができる。

本ＰＤＰの構造は、例えば以下である。まず基本として、ＰＤＰは、例えば、主にガラス等から成る第１（前面）及び第２（背面）の基板（基板構造体）が対向して組み合わされて構成され、前記第１及び／又は第２の基板の少なくとも１つの面に少なくとも１つの種類の複数の電極（Ｘ，Ｙ電極、アドレス電極など）が形成及び配置され、電極に対する外部の駆動回路側からの電圧の印加により基板間の放電空間でのガス放電を利用して画像を表示するものである。

本ＰＤＰは、当該パネルの基板の第１の面における複数の電極は、当該パネルの周囲部の領域に、外部の回路部側との接続のための電極端子部が配置される。そして、周囲部における複数の電極の端子部が、基板に設けられる穴部などを用いて、第１及び第２の面の両方に分けて形成及び配置されることを特徴とする。電極の端子部の群のうち、一方の群（第１グループ）は、基板の表面（第１の面）側に配置され、他方の群（第２グループ）は、基板の裏面（第２の面）側に配置される。第１及び第２の面に分けて配置した分、１つの面での電極端子部の間隔が大きく確保される。電極を基板の第１から第２の面側に導通するために、基板の所定の箇所に穴部（Ｖｉａホール、コンタクトホール）を設け、当該穴部内にも導電材料により電極部（導通電極部）を形成する。

本ＰＤＰの製造方法は例えば以下である。

（１）穴部形成工程： ＰＤＰを構成するガラス基板などの基板またはそれを含む基板構造体に対して、ドリル、ウォータージェット（超高水圧）等の機械加工などにより、所定の箇所に前記穴部を形成する。

（２）導通電極形成工程： 前記第２の方法、オフセット印刷、インクジェット、ディスペンサー、ダイコート等のいずれか１つ又はそれらを併用する方法を用いて、基板の穴部に、第１の面側の電極部と第２の面側の電極部とを接続するための導通電極部を、導電材料の埋め込み・充填などにより形成する。

（３）表面電極形成工程： 例えば上記（２）と同様の方法を用いて、基板の第１の面側に端子部（表面電極）を形成する。

（４）裏面電極形成工程： 上記（３）と同様の方法を用いて、第２の面側に、端子部（裏面電極）を形成する。

（５）電極焼成工程： 上記（１）〜（４）後に、すべての電極部位を焼成して完成する。また言うまでもなく、前記第１及び第２の面の端子部、導通電極部などの部位が電気的に接続され、隣接電極間で絶縁されている必要がある。また、電極パターン全体の形成に係わる上記（２）〜（４）の工程の順番などは入れ替え可能であり、また、それらを同時工程で処理することや、分割工程で処理することなどを行ってもよい。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明によれば、ＰＤＰの高精細化に伴う、電極の形成及び配置の高密度化、特に電極端子部の間隔の狭小化、及びマイグレーションの問題などによる電極パターン形成精度の困難化に対して、電極材料などの選択に依らずに対処できる。

特に、電極端子部を含む電極の材料としての銀（銀ガラスペースト）などの材料に起因するマイグレーションの問題に対処して製品信頼性を確保できる。また、電極形成の際に安価なパターン印刷を従来に引き続き採用してコスト低減することもできる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。図６は、本発明と比較してわかりやすく説明するために本発明の前提技術の構成を示すものである。

図１〜図５を参照して、本発明の実施の形態における三電極構造の面放電型ＰＤＰ１０を説明する。本実施の形態では、特に背面基板側のアドレス電極群に関して、ガラス基板の表裏面で交互に電極端子部を形成したものである。

＜ＰＤＰ前面＞
図１において、ＰＤＰ１０の前面（表示画面）側からみた構成を説明する。上記面放電型ＰＤＰ１０は、主に、それぞれガラス基板を主としてなる前面基板（前面構造体）２０１と背面基板（背面構造体）２０２とが組み合わされて構成されている。前面基板２０１と背面基板２０２との間の放電空間は、シール領域（封止物、ＰＤＰ封着部などともいう）２０３により封止され真空保持されている。

シール領域２０３の内側の表示領域１１０は、各種電極群等により構成されるセルのマトリクスに対応した、映像が表示される領域である。シール領域２０３の外側には、外部の駆動回路側との接続などのための余剰の領域を有し、前面基板２０１側には、図１の左右位置の領域２３ａを有し、背面基板２０２側には、図１の上下位置の領域２３ｂを有する。排気孔１２５は、放電ガス封入時に用いる。

ＰＤＰ１０は、更に、その背面側に配置されるシャーシに対して固定保持され、シャーシ背面側に構成される駆動回路などの回路部と、ＰＤＰ１０の電極群の端子部とが接続される。これによりＰＤＰ装置（ＰＤＰモジュール）が構成される。

＜ＰＤＰ断面＞
次に、図２において、ＰＤＰ１０の断面構成を説明する。図２では、例として図１のＰＤＰ１０の横（行）方向の断面を示している。なお縦（列）方向の断面でも考え方は同様である。

前面基板２０１と背面基板２０２との間の放電空間１９は、ＰＤＰ１０の周囲部（枠部）１２０のうちの第２の領域２２に配置及び形成されるシール領域２０３により封止されている。

前面基板２０１側において、前面ガラス基板１上の内側面（図２の下向き面）に、面放電を発生する複数の表示電極（サステイン電極）であるＸ電極１１及びＹ電極１２が横方向に伸びて形成され、更に誘電体層等により覆われている。また、背面基板２０２側において、背面ガラス基板２上の内側面（図２の上向き面）に、アドレス動作に用いる複数のアドレス電極１３が縦方向に伸びて形成され、更に誘電体層等により覆われている。また更にその上には、隔壁１８や図示しない蛍光体などの構造物が形成されている。各種電極は、その端子部が、駆動回路部側と電気的に接続される。

＜前提技術＞
次に、図６において、比較のために前提技術となるＰＤＰの構造例を簡単に説明する。図６（ａ）において、ＰＤＰの周囲部の一部における、例えば背面基板側におけるアドレス電極１３群についての端子部の構造を、背面ガラス基板２上面からみた構成として示している。前面基板側におけるＸ電極及びＹ電極群の場合でも考え方は同様である。

アドレス電極１３は、便宜的に区分すると、シール領域２０３内側の第１の領域２１における電極本体１３１、シール領域２０３に一部重なる第２の領域２２における引き出し部１３２、ＰＤＰ端部付近の第３の領域２３における電極端子部１３３から構成される。これらの部位は、導電材料を用いて連続的に形成されている。電極本体１３１は、ＰＤＰの表示領域において伸びている部分である。電極端子部１３３は、駆動回路部側と接続される部分であり、シール領域２０３の外側に存在し、ＰＤＰの側面近くの所定の外部接続位置まで伸びている。引き出し部１３２は、電極本体１３１と電極端子部１３３とを接続している部分である。

図６（ｂ）において、図６（ａ）のＰＤＰにおける、背面ガラス基板２及びアドレス電極１３の電極端子部１３３の位置の断面を示している。背面ガラス基板２の前面（ａ）側にのみ、複数の電極端子部１３３が構成されている。電極端子部１３３の幅は、外部との接続のために、電極本体１３１の幅よりも大きめに形成している。ＰＤＰの高精細化に伴い、隣接の電極端子部１３３の間隔（ｄ０）が厳しくなる。また、電極端子部１３３でマイグレーションが発生した場合、電極端子部１３３間の短絡などにつながるという問題がある。

＜電極端子部＞
次に、図３において、本ＰＤＰ１０の特徴的な構造として電極端子部１３３付近の構造を説明する。図３では、ＰＤＰ１０の背面基板２０２のアドレス電極１３群の構造に関して、ＰＤＰ１０の周囲部１２０の一部における背面ガラス基板２の表面（ａ）側と裏面（ｂ）側からみた構成を示している。本特徴構造は、前面基板２０１側のＸ電極１１及びＹ電極１２に関しても同様に適用可能である。

ＰＤＰ１０の周囲部１２０において、便宜的に第１〜第３の領域２１〜２３を区分して示している。第１の領域２１は、表示領域１１０内の電極本体１３１の終わり付近に対応し、第３の領域２３は、電極端子部１３３が配置される辺端部の領域であり、第２の領域２２は、第１の領域２１と第３の領域２３との間における、シール領域２０３と一部重なり、アドレス電極１３の引き出し部１３２が配置される領域である。

アドレス電極１３は、区分すると、第１の領域２１における電極本体１３１、第２の領域２２における引き出し部１３２、第３の領域２３における電極端子部１３３、及び、導通穴５０内に形成される導通電極部１３４から構成される。さらに、電極端子部１３３は、表面（ａ）側の表面電極１３３ａと裏面（ｂ）側の裏面電極１３３ｂとに分けられる。

アドレス電極１３の各部位（１３１〜１３４）を含む一連の電極パターンを構成するための共通の導電材料として、例えば銀ペーストを使用する。電極パターンの各部位（１３１〜１３４）同士は、電気的コンタクトが確保される。

電極本体１３１は、ＰＤＰ１０の表示領域１２０において直線的に伸びている部分である。電極端子部１３３は、駆動回路側と接続される部分であり、シール領域２０３の外側に存在し、ＰＤＰ１０の側面近くの所定の外部接続位置まで伸びている。引き出し部１３２は、シール領域２０３に一部重なり、電極本体１３１と電極端子部１３３とを接続している部分である。

図３では、例として、アドレス電極１３群における端の第１番目から続く６番目までのアドレス電極（１３−１〜１３−６）を示しており、以降も同様である。奇数番目のアドレス電極（１３−１，１３−３，１３−５，……）が第１のグループを構成し、偶数番目のアドレス電極（１３−２，１３−４，１３−６，……）が第２のグループを構成する。

背面ガラス基板２において、第１のグループのアドレス電極１３群の電極端子部１３３は、表面電極１３３ａとして、従来同様に表面（ａ）側に、引き出し部１３２からそのまま伸びてＰＤＰ１０側面部近くの所定の外部接続位置まで形成される。第２のグループのアドレス電極１３群の電極端子部１３３は、裏面電極１３３ｂとして、裏面（ｂ）側に形成される。そのため、表面（ａ）における第２のグループのアドレス電極１３群の引き出し部１３２から、導通穴５０の導通電極部１３４を通じて裏面（ｂ）側に伸び出され、裏面電極１３３ｂにつながり所定の外部接続位置まで伸びる配置である。

図４において、図３のＰＤＰ１０における、背面ガラス基板２及びアドレス電極１３の電極端子部１３３の位置の断面を示している。図４（ａ）に示すように、背面ガラス基板２の表面（ａ）側に、第１のグループの電極端子部１３３である表面電極１３３ａが等間隔で構成され、裏面（ｂ）側に、第２のグループの電極端子部１３３である裏面電極１３３ｂが等間隔で構成されている。電極端子部１３３の幅は、外部との接続のために、電極本体１３１の幅よりも大きめに形成している。表裏面（ａ，ｂ）で交互に配置されているため、隣接の電極端子部１３３の間隔（ｄ１）が十分に確保されている。

また図４（ｂ）に示すように、導通穴５０内には導通電極部１３４が形成され、更に、導通電極部１３４に、表面（ａ）側の引き出し部１３２や裏面（ｂ）側の電極端子部１３３が接続されている。また、導通穴５０は、単純な円筒形状の穴部などとしてもよいが、本例では、表面（ａ）及び裏面（ｂ）側に、テーパ形状部５１の加工を設けている。これにより、導通電極部１３４と、引き出し部１３２や電極端子部１３３との接続を確保又は良好にしている。

上記構成により、ＰＤＰ１０の高精細化に伴い、隣接の電極端子部１３３の間隔が厳しくなることに対処できる。また、仮に電極端子部１３３でマイグレーションが発生した場合でも、電極端子部１３３間の短絡を防止できる。

＜製造方法＞
次に、本ＰＤＰ１０の製造方法として前記図３及び図４のような構成に関する製造方法を説明する。

（１）まず、背面ガラス基板２に導通穴５０を形成する。機械加工（例えば旋盤型微細加工機）によって、形成を予定しているアドレス電極１３の電極端子部１３３について、ＰＤＰ１０の端から１本置き、即ち本例では偶数本目の第２のグループに対応して、シール領域２０３外側で引き出し部１３２の終わり付近の位置に、導通穴５０を形成する。本例では、引き出し部１３２と電極端子部１３３との接続付近に導通穴５０を設けているが、他の位置に設ける形態としてもよい。

導通穴５０は、例えばその径が５０μｍ以上５００μｍ以下である。導通穴５０の形成の際、後に形成する電極部位との電気的コンタクト等を、より強固にするために、導通穴５０の周囲部をテーパ形状部５１のように加工する。

（２）次に、導通穴５０に対して、導電材料の埋め込み等により、導通電極部１３４を形成する。導通電極部１３４は、引き出し部１３２と電極端子部１３３とを接続する。

（３）その後、表裏面（ａ，ｂ）の表面電極１３３ａ及び裏面電極１３３ｂとして、スクリーン印刷や、感光性印刷＋フォトリソ法などの方法を使用して、導電材料として例えば銀ペースト材料により、各電極端子部１３３を形成する。電極本体１３１も従来同様に形成する。

これら（２）,（３）の工程により、アドレス電極１３に関して、各部位（１３１〜１３４）の電気的コンタクトがなされた電極パターンが形成される。電極パターンを構成する導電材料としては、銀、金、アルミ、銅、ニッケル、白金、パラジウム、クロムの中から少なくとも１元素を含む１元系もしくは多元系の金属材料、あるいは上記金属材料に加えてガラス成分を含む金属ガラスペースト材料を使用する。

（４）その後に、これら電極パターンに対して焼成を施し、図３に示す構造を完成させる。

なお、上記製造方法では、電極端子部１３３（１３３ａ，１３３ｂ）等の形成と、導通穴５０の導通電極部１３４の形成とを別工程としたが、同時工程で行ってもよい。例えば、表面（ａ）の引き出し部１３２及び表面電極１３３ａ等と、導通電極部１３４とを同時工程で形成した後に、裏面（ｂ）の裏面電極１３３ｂの形成及び電気的コンタクトの工程を行う。

＜接続部＞
次に、図５において、背面基板２０２におけるアドレス電極１３の電極端子部１３３と駆動回路部（アドレス駆動回路）側との接続部の構成例を示している。電極端子部１３３は、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣＢ）を用いて、シャーシ側の駆動回路部と電気的に配線及び接続される。電極端子部１３３と、フレキシブル基板側の端子とが、コネクタ接続や、熱圧着などの形で接続される。

図５の構成例では、背面ガラス基板２の表裏面（ａ，ｂ）の各電極端子部（１３３ａ，１３３ｂ）に対して、各々独立した２つのフレキシブル基板６０ａ，６０ｂが接続される構成である。もしくは、表裏面（ａ，ｂ）を挟み込む形状の１つのフレキシブル基板による構成などとしてもよい。

以上の他、例えば、導通穴５０が形成される基板（背面基板２０２）を主に構成する板部（電極や誘電体層や隔壁などの構造物などを除く部分）の材料は、パネル要求特性（電気的絶縁性、強度、表示画面側の透明性などの必要条件）を満たす、セラミック、高分子材、金属のいずれかの絶縁体材料としてもよい。即ち、上記基板は、パネル要求特性を満たす限り、従来のガラスの他に材料を選ばずに構成してもよい。この場合、ガラス製の基板の場合よりも、導通穴５０の形成が容易である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明は、電極端子部を備えるＰＤＰに利用可能である。

本発明の一実施の形態におけるＰＤＰの前面側からみた構成を示す図である。 本発明の一実施の形態におけるＰＤＰの断面の構成を示す図である。 本発明の一実施の形態のＰＤＰにおいて、周囲部の一部での基板の表裏面における電極端子部などの構成を示す図である。 本発明の一実施の形態のＰＤＰにおいて、周囲部の一部での基板の断面における、電極端子部などの構成を示す図であり、（ａ）は、電極端子部の位置の断面を、（ｂ）は、導通穴の位置の断面を示す。 本発明の一実施の形態のＰＤＰにおいて、周囲部の一部での基板の断面における、外部の回路部との接続部の構成例を示す図である。 本発明の前提技術となるＰＤＰにおいて、周囲部の一部での電極端子部などの構成を示す図であり、（ａ）は、基板の表面における構成を、（ｂ）は、電極端子部の位置の断面を示す。

符号の説明

１…前面ガラス基板、２…背面ガラス基板、１０…ＰＤＰ、１１…Ｘ電極、１２…Ｙ電極、１３…アドレス電極、１８…隔壁、１９…放電空間、２１…第１の領域、２２…第２の領域、２３，２３ａ，２３ｂ…第３の領域、５０…導通穴、５１…テーパ形状部、１１０…表示領域、１２０…周囲部、１３１…電極本体、１３２…引き出し部、１３３…電極端子部、１３３ａ…表面電極、１３３ｂ…裏面電極、１３４…導通電極部、２０１…前面基板、２０２…背面基板、２０３…シール領域。

Claims (5)

1. 第１及び第２の基板構造体が対向して組み合わされて構成され、前記第１及び／又は第２の基板構造体に少なくとも１つの種類の複数の電極が並行に伸びて配置され、前記電極に対する電圧の印加により前記第１と第２の基板構造体の間のガスが封入された空間での放電を利用して画像を表示するプラズマディスプレイパネルであって、
   当該パネルの周囲部において、
   前記第１及び／又は第２の基板構造体の第１の面に対して形成される前記複数の電極の端子部と、
   前記第１及び／又は第２の基板構造体の前記第１の面とその反対の第２の面とで通じる穴部とを有し、
   前記複数の電極の端子部のうちの第１の群が、前記第１の面側に配置され、第２の群が、前記第１の面側から前記穴部を介して前記第２の面側に伸びて配置されることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記複数の電極の端子部が、前記第１及び第２の面に１本おきに等間隔で配置されることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記穴部は、その径が５０μｍ以上５００μｍ以下であり、前記基板構造体の第１及び第２の面側においてテーパ形状であり、前記第１と第２の基板構造体の間を真空保持するために当該パネルの周囲部に配置されるシール領域の外側に位置することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
4. 請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記電極の端子部と外部の回路部側とを電気的に接続するフレキシブル基板は、前記基板構造体の第１及び第２の面に対して各々独立した２つのフレキシブル基板による構成、もしくは、前記第１及び第２の面を挟み込む形状の１つのフレキシブル基板による構成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. 第１及び第２の基板構造体が対向して組み合わされて構成され、前記第１及び／又は第２の基板構造体に少なくとも１つの種類の複数の電極が並行に伸びて配置され、前記電極に対する電圧の印加により前記第１と第２の基板構造体の間のガスが封入された空間での放電を利用して画像を表示するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
   当該パネルの周囲部において、前記第１及び／又は第２の基板構造体の第１の面に形成される前記複数の電極の端子部を有し、
   前記周囲部において、前記第１及び／又は第２の基板構造体の前記第１の面とその反対の第２の面とで通じる穴部を、ドリル又は超高水圧による機械加工を用いて形成する工程と、
   パターン印刷、インクジェット、オフセット印刷、ディスペンサー、ダイコートのいずれか１つ又はそれらを併用することにより前記穴部へ導電材料を埋め込んで導通電極部を形成する工程と、
   前記周囲部において、前記複数の電極の端子部のうちの第１の群を、前記第１の面側に形成する工程と、第２の群を、前記第１の面側から前記穴部の導通電極部を介して前記第２の面側に伸びるように形成する工程と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。

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