JP2008282654A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】主隔壁または補助隔壁と基板との隙間からのプラズマ放電の漏洩に起因するクロストークの発生を抑制し、高画質で高輝度のプラズマディスプレイパネルを実現する。
【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、一対の基板を内部に放電空間が形成されるように対向配置することにより構成したプラズマディスプレイパネルであって、少なくとも一方の基板には前記放電空間を仕切るための、複数の主隔壁と、前記主隔壁間で主隔壁と結合した複数の補助隔壁とを有し、前記主隔壁と前記補助隔壁との結合部において前記補助隔壁の高さが前記主隔壁よりも低く、かつ前記結合部以外において前記補助隔壁の高さが前記結合部における前記補助隔壁より高く、前記主隔壁より高くないことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、大画面で薄型、軽量のディスプレイ装置として知られているプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）およびその製造方法に関するものである。

近年、ＰＤＰは、視認性に優れた表示パネル（薄型表示デバイス）として注目されており、高輝度高精細化および大画面化が進められている。

このＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになってきている。

このＰＤＰの一般的な構造を図１に示す。図１はＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。前面板１は、例えばガラスのような透明且つ絶縁性の基板２上に誘電体層３およびＭｇＯ蒸着膜による保護膜４で覆われた複数の表示電極５が付設された構造となっている。表示電極５は、走査電極６ａと維持電極６ｂとが対となったものである。また、背面板７は、例えばガラスのような絶縁性の基板８上に絶縁体層９で覆われた複数のデータ電極１０が付設され、絶縁体層９上のデータ電極１０間にはデータ電極１０と平行してストライプ状の隔壁１１が設けられている。さらに、高精細化に際して隣接する画素となる放電セル間で誤放電が発生するいわゆるクロストークの対策として、補助隔壁１２が隔壁１１間に隔壁１１と結合部１３で交差して設けられている。図２に隔壁１１と補助隔壁１２との詳細を示す。ここで、隔壁１１と補助隔壁１２は、例えば感光性ペースト材料を塗布した後、所定の隔壁および補助隔壁の形状となるように露光を行った後、現像し、その後、焼成により固化することで得られる（例えば特許文献１）。

そして、絶縁体層９の表面と隔壁１１および補助隔壁１２の側面にかけて蛍光体層１４が形成されている。そして前面板１と背面板７とは、走査電極６ａおよび維持電極６ｂとデータ電極１０とが直交するように放電空間１５を挟んで対向して配置されている。そして放電空間１５には、放電ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうち、少なくとも１種類の希ガスが封入されており、隔壁１１および補助隔壁１２によって仕切られ、データ電極１０と走査電極６ａおよび維持電極６ｂとの交差部の放電空間１５が放電セル１６として動作する。

以上のように、補助隔壁１２を設けることによりデータ電極１０の延伸方向に隣接する放電セル１６に対し、プラズマ放電や放電により発生する紫外線の漏洩を防ぐとともに輝度の高いＰＤＰを得ることが可能となる。さらに、補助隔壁１２を隔壁１１より低く作製することにより、製造工程における蛍光体の塗布形成が容易となり、高歩留りで生産性に優れたＰＤＰを得ることができる。
特開２０００−１９５４３１号公報

しかし、上述したような補助隔壁を有するＰＤＰの構造であっても、画像表示時にクロストークでの画質の劣化が発生する場合があった。

上記課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、一対の基板を内部に放電空間が形成されるように対向配置することにより構成したＰＤＰであって、少なくとも一方の基板には前記放電空間を仕切るための、複数の主隔壁と、前記主隔壁間で主隔壁と結合した複数の補助隔壁とを有し、前記主隔壁と前記補助隔壁との結合部において前記補助隔壁の高さが前記主隔壁よりも低く、かつ前記結合部以外において前記補助隔壁の高さが前記結合部における前記補助隔壁より高く、前記主隔壁より高くないことを特徴とする。また、前記結合部における前記補助隔壁の高さが、前記主隔壁の高さに対して８７％以下であって、かつ前記主隔壁と隣接する前記主隔壁との頂部間隔の長さに対して前記結合部以外の前記補助隔壁の長さが６０％〜９４％であることを特徴とする。

さらに、本発明のＰＤＰの製造方法は、一対の基板を内部に放電空間が形成されるように対向配置することにより構成したＰＤＰの製造方法であって、少なくとも一方の基板に前記放電空間を仕切るための、複数の主隔壁と前記主隔壁間で主隔壁と結合した複数の補助隔壁とを形成する工程において、少なくとも２以上の積層膜を形成するステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁との井桁状のパターニングをする露光ステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁とが結合しないパターニングをする露光ステップとを有することを特徴とする。さらに前記主隔壁と前記補助隔壁を形成する工程において、少なくとも３以上の積層膜を形成するステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁との井桁状のパターニングをする露光ステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁とが結合しないパターニングをする露光ステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁のみのパターニングをする露光ステップとを有することを特徴とする。

本発明によるＰＤＰによれば、クロストークなどの隣接する放電セル間の誤放電の発生を抑制し、高画質で高輝度のＰＤＰを実現することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明の実施の形態はこれに制限されるものではない。

（実施の形態）
本発明の実施の形態によるＰＤＰについて、図を用いて以下に説明する。本発明の実施の形態によるＰＤＰの概略構成は、図１に示した構成と、隔壁および補助隔壁の部分を除いて同様であり、したがって以下では、本実施の形態１が特徴的な点について詳細に説明する。

図５は、本実施の形態によるＰＤＰの、主隔壁１１と補助隔壁１２の部分を示す斜視図である（蛍光体層は図示せず）。なお、図２に示した構成と同じ構成部分には同一の番号を付している。

本実施の形態の特徴的な点は、主隔壁１１の両側の補助隔壁１２が、その結合部１３において、補助隔壁１２の高さが低くなっていることである。主隔壁１１と補助隔壁１２との結合部１３をこのような形状に形成することにより、主隔壁１１および補助隔壁１２を形成する際の焼成・固化などの熱履歴によって発生する結合部１３での凹みの量を減少させることができる。

従来技術のいわゆる井桁状の隔壁構造であっても、クロストークなどの誤放電が発生する原因について発明者等が検討した結果、このクロストークの特徴的な点は、データ電極１０の延伸方向に対して斜め隣に位置する放電セル１６に対しても発生するということであった。そこで発明者等がこのクロストーク発生の原因についてさらに検討した結果、図３に示すように、隔壁１１と補助隔壁１２の結合部１３において隔壁１１に凹みが発生していることを確認しており、この凹みの結果、隔壁１２と前面板１との間に生じた隙間からプラズマ放電の漏洩が発生しやすくなり、クロストークが生じやすくなるということが判った。この凹みは、隔壁１１と補助隔壁１２とを形成する際に行われる焼成によって隔壁１１および補助隔壁１２に生じる収縮が原因であると考えられる。また凹みは隔壁１１および補助隔壁１２の高さの差が小さいほど大きくなることを確認している。

ここで、主隔壁１１と補助隔壁１２とを上述のような構成とすることにより、加熱・固化後の主隔壁１１の凹み量が小さくなる原因としては、主隔壁１１および補助隔壁１２の加熱・固化時における収縮の集中が低減したためと考えられる。すなわち、加熱・固化における主隔壁１１および補助隔壁１２の体積収縮率は６０％程度と大きく、且つ、従来例に示したような、主隔壁１１と補助隔壁１２とを同等の高さで結合部を形成した場合では、結合部１３においては主隔壁１１および補助隔壁１２のそれぞれの収縮方向の４方向に収縮力が作用することになるため、高さ方向に対する縮みが大きくなり、その結果、結合部に凹みが生じてしまうのである。

これに対して本発明の実施の形態のように結合部１３において補助隔壁１２側にスリットのような構造を設けるため、補助隔壁１２によって結合部１３に作用する収縮力が軽減され、その結果、結合部１３での高さ方向の縮みが軽減され、結合部の凹み量が減少するものと考えられる。

また、主隔壁１１と補助隔壁１２との高さの差（つまりスリット構造部の深さとその幅）を調節することで、結合部１３の凹み量を増大させることなく、かつ主隔壁１１方向の隣接する放電セル１６間のクロストークの発生を低減することができる。

本発明の実施の形態における背面板７の断面構造の一部を図４に示す。このように結合部１３において主隔壁１１の高さと補助隔壁１２の高さが異なり、両者の間にスリット部が形成される。ここで主隔壁１１の頂部端部から隣接する主隔壁１１の頂部端部までの長さをｗ１とし、結合部１３以外の部分の補助隔壁１２の頂部の長さをｗ２とする。また主隔壁１１の高さをｈ１とし、結合部１３での補助隔壁１２の高さをｈ２とする。そして結合部１３以外の部分の補助隔壁１２であって頂部の長さがｗ２である部分を補助隔壁１２ａ（図示せず）とし、それ以外の部分を補助隔壁１２ｂ（図示せず）とする。

発明者がさらに検討した結果、クロストークの発生を低減させかつ、主隔壁１１の縮みを軽減させる効果は、スリット構造部の大きさに依存していることが判明した。具体的には、図４のように主隔壁１１の形成方向に対する断面図におけるスリット構造部の断面積に依存している。例えば図４において補助隔壁１２ａの長さｗ２が小さくなれば、スリット構造部の深さに相当する高さｈ１と高さｈ２との差を大きくする必要があり、一方、補助隔壁１２ａの長さｗ２が大きくなれば、高さｈ１と高さｈ２との差は小さくとも効果を奏する。

これらの検討結果として、具体的には結合部１３での補助隔壁１２の高さｈ２は、主隔壁１１の高さｈ１に対して８７％以下であって、かつ補助隔壁１２ａの長さｗ２は、隣接する２本の主隔壁１１間の長さｗ１に対して６０％〜９４％となる必要がある。この場合に、確実にクロストークの発生を低減させ、かつ結合部の凹み量を抑制することができた。すなわち、高さｈ２が高さｈ１の８７％であった場合、補助隔壁１２ａの長さｗ２は主隔壁１１間の長さｗ１に対して６０％程度が望ましい。

ここより、ＰＤＰの製造方法について説明する。まず基板２上に、表示電極５となる走査電極６ａおよび維持電極６ｂを形成する。これらの表示電極５は導電性黒色粒子あるいは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。黒色材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色材料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。

具体的な表示電極５の形成手順は、以下に示す手順が一般的である。基板２上に黒色材料を含んだペーストを印刷し乾燥させた後、フォトリソグラフィ法でパターニングして、画像表示時のコントラストを向上するための黒色層を形成する。さらにその上に顔料を含んだペーストと導電性粒子を含んだペーストをそれぞれ印刷、乾燥を繰り返す。その後フォトリソグラフィ法でパターニングして黒色層と白色層からなる表示電極５を形成する。

次に、表示電極５を覆うように基板２上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体ガラス層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、表示電極５を覆う誘電体層３が形成される。なお、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラス、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層３上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層４を真空蒸着法により形成する。以上の工程により、基板２上に所定の構成部材が形成されて前面板１が完成する。

一方、背面板７は次のようにして形成される。まず、基板８上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりデータ電極１０用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりデータ電極１０を形成する。次に、データ電極１０が形成された基板８上にダイコート法などによりデータ電極１０を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層９を形成する。なお、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラスとバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層９上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングして隔壁材料層を形成し、その後、焼成することにより主隔壁１１および補助隔壁１２を形成する。ここで、下地誘電体層９上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。これについては、後述する。次に、隣接する主隔壁１１間、補助隔壁１２間および下地誘電体層９上に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布して焼成することにより蛍光体層１４が形成される。以上の工程により、基板８上に所定の構成部材が形成されて背面板７が完成する。

このようにして所定の構成部材を備えた前面板１と背面板７とを表示電極５とデータ電極１０とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰが完成する。

以下、主隔壁１１および補助隔壁１２の製造方法について詳述する。本発明の実施の形態では、少なくとも２層以上の構造によって上述の隔壁を形成する。まず上述した下地誘電体層９上にガラス粉末と感光性有機物との混合した材料である感光性ペーストを第１層としてスクリーン印刷法、ダイコート法などにより塗布する。ここで仕上がり時の膜厚が補助隔壁１２の結合部１３での高さに相当するように形成する。この塗布膜に対して、いわゆる井桁状となるようにフォトリソグラフィ法の露光による第１のパターニングをする。図６はここで使用する露光時のマスクパターンの模式図を示す。このように主隔壁１１ａ，補助隔壁１２ａおよび結合部１３ａよりマスクパターンは形成されている。

続いて、第２層として同様のガラス粉末と感光性有機物との混合材料である感光性ペーストを同じくスクリーン印刷法、ダイコート法などにより塗布する。ここでの仕上がり時の膜厚が補助隔壁１２の結合部１３以外での高さに相当するように形成する。この塗布膜に対して、第１のパターニングと同様に第２のパターニングを行う。図７はここで使用する露光時のマスクパターンの模式図を示す。ここで露光時のマスクは主隔壁１１ｂのパターンと補助隔壁１２ｂが結合されないように形成される。このように、現像・加熱・固化後の結合部１３近傍の補助隔壁１２の高さは１層目の塗布膜に応じた高さとなり、主隔壁１１及び結合部１３近傍以外の補助隔壁１２高さは１層目と２層目の塗布膜に応じた高さとなる。

また上述の手法に加えて、第２のパターニングの後に、第３層として同様の感光性ペーストを第２層の塗布膜状に塗布形成し、主隔壁１１部のみを形成する構造もある。図８はここで使用する露光時のマスクパターンの模式図を示す。このように主隔壁１１ｃのみのマスクパターンとなる。このようにすることで主隔壁１１は１層目、２層目、３層目の塗布膜に、結合部１３近傍以外の補助隔壁は１層目、２層目の塗布膜に、結合部１３近傍の補助隔壁１２は１層目の塗布膜に応じた高さとなる。

前述した２層構造では主隔壁１１及び結合部１３近傍以外の補助隔壁１２の高さは１層目と２層目の塗布膜に応じた高さとなるが、結合部１３近傍以外の補助隔壁１２は主隔壁１１に比べて体積が小さく加熱・固化によって発生する体積収縮が小さくなる。そのため結合部１３近傍以外の補助隔壁１２高さが主隔壁１１よりも高くなり、前面板１と背面板７を対向配置する際に結合部１３近傍以外の補助隔壁１２が主隔壁１１よりも先に前面板１に当たり倒れるおそれがある。

これに対して、上述した３層構造では、主隔壁１１に第３層目を設けることによって主隔壁１１の高さが結合部１３近傍以外の補助隔壁１２高さよりも低くなることを防ぎ上述した問題を防ぐことができる。

上述のように、本発明の実施の形態によれば、放電空間を仕切る隔壁と補助隔壁との結合部における隔壁の形状変化、つまり凹み量を小さくして形状精度を高めることができ、その結果、クロストークの発生を抑制し、高画質で高輝度のＰＤＰを実現することができる。

なお、以上の説明においては、主隔壁１１および補助隔壁１２を形成する際、加熱・固化により主隔壁１１および補助隔壁１２に発生する体積収縮に対して、本実施の形態が効果を有することを示したが、主隔壁１１および補助隔壁１２が特に加熱・固化によって形成されるものに限られるものではなく、体積収縮を伴って形成されるものであれば、同様の効果を得ることができる。

本発明のＰＤＰおよびその製造方法は、クロストークの発生を抑制し、高画質で高輝度のＰＤＰを実現する点で有用である。

従来のＰＤＰの一般的な概略構造を示す部分断面斜視図 同ＰＤＰの主隔壁と補助隔壁の部分斜視図 同ＰＤＰの焼成後の固化した主隔壁の凹みの状態を示す部分斜視図 本発明の実施の形態におけるＰＤＰの背面板の構造を示す部分断面図 同ＰＤＰの主隔壁と補助隔壁の部分斜視図 同ＰＤＰの主隔壁と補助隔壁の第１層を形成する露光パターンの説明図 同ＰＤＰの主隔壁と補助隔壁の第２層を形成する露光パターンの説明図 同ＰＤＰの主隔壁と補助隔壁の第３層を形成する露光パターンの説明図

符号の説明

１ 前面板
２，８ 基板
３ 誘電体層
４ 保護膜
５ 表示電極
６ａ 走査電極
６ｂ 維持電極
７ 背面板
９ 下地絶縁体層
１０ データ電極
１１ 主隔壁
１２ 補助隔壁
１３ 結合部
１４ 蛍光体層
１５ 放電空間
１６ 放電セル

Claims (4)

1. 一対の基板を内部に放電空間が形成されるように対向配置することにより構成したプラズマディスプレイパネルであって、少なくとも一方の基板には前記放電空間を仕切るための、複数の主隔壁と、前記主隔壁間で前記主隔壁と結合した複数の補助隔壁とを有し、前記主隔壁と前記補助隔壁との結合部において前記補助隔壁の高さが前記主隔壁よりも低く、かつ前記結合部以外において前記補助隔壁の高さが前記結合部における前記補助隔壁より高く、前記主隔壁より高くないことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記結合部における前記補助隔壁の高さが、前記主隔壁の高さに対して８７％以下であって、かつ前記主隔壁と隣接する前記主隔壁との頂部間隔の長さに対して前記結合部以外の前記補助隔壁の長さが６０％〜９４％であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 一対の基板を内部に放電空間が形成されるように対向配置することにより構成したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、少なくとも一方の基板に前記放電空間を仕切るための、複数の主隔壁と前記主隔壁間で主隔壁と結合した複数の補助隔壁とを形成する工程において、少なくとも２以上の積層膜を形成するステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁との井桁状のパターニングをする露光ステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁とが結合しないパターニングをする露光ステップ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。
4. 前記主隔壁と前記補助隔壁を形成する工程において、少なくとも３以上の積層膜を形成するステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁との井桁状のパターニングをする露光ステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁と前記補助隔壁とが結合しないパターニングをする露光ステップと、前記積層膜の任意の１以上の層に前記主隔壁のみのパターニングをする露光ステップとを有することを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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