JP2010108745A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】大画面化、高精細化に適するＰＤＰを提供することを目的とする。
【解決手段】前面基板３に放電ギャップを形成して対向する第１電極４および第２電極５からなる表示電極を複数列形成した前面パネル１と、前面基板３に対向配置した背面基板８に前面パネル１との間の放電空間を仕切る隔壁１１を設けかつ隔壁１１間に表示電極に交差するようにデータ電極１０を形成するとともに隔壁１１間に蛍光体層１２を配置した背面パネル２とを有し、背面パネル２は、データ電極１０と平行な方向で複数の領域に分割して隔壁１１を形成し、かつ前面パネル１は表示電極と垂直な方向に３つ以上の領域に分割して表示電極を形成し、かつ前面パネル１および背面パネル２を張り合わせるためのアライメントマーク１ａ、２ａは、分割された領域の中の一つの領域にその全てが存在するように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示デバイスとして用いられるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰ）に関するものである。

ＰＤＰには、大別して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３電極構造の面放電型のＰＤＰが主流である。

この面放電型のＰＤＰは、少なくとも前面側が透明な一対の基板を基板間に放電空間が形成されるように対向配置するとともに、前記放電空間を複数に仕切るための隔壁を基板に配置し、かつ前記隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に電極群を配置するとともに放電により発光する赤色、緑色、青色に発光する蛍光体を設けて複数の放電セルを構成したもので、放電により発生する波長の短い真空紫外光によって蛍光体を励起し、赤色、緑色、青色の放電セルからそれぞれ赤色、緑色、青色の可視光を発することによりカラー表示を行っている。

このようなＰＤＰは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている。

また、視野角が広いという特性から、大型化に際しても見る位置によりその色度特性が変化してしまうといった不具合の発生もなく、液晶パネルなどに比べて非常に有利であることから、大型化の傾向が加速している（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００７−１７９７７７号公報 特開２００７−１７９７７８号公報

ところで、ＰＤＰにおいては、容易に大画面化を実現しやすいことから、近年１００インチサイズ以上の製品が製造販売されるようになってきている。また、より高精細のディスプレイに対する要求が高まる中、これまで主流であった精細度が７６８×１３６６の製品から、より高精細度の１０８０×１９２０の製品が製造されるようになってきており、更なる高精細規格である２１６０×３８４０或いは２１６０×４０９６などの解像度のＰＤＰの開発も進められている。

このように、ＰＤＰの大画面化、高精細化が進むことにより、前面パネルおよび背面パネルを製造するにあたっては、今までは露光現像の工程によって電極や隔壁などを形成してきたが、露光に使用してきた露光マスクのサイズや、そのガラスの精度や描画の精度、さらにはマスク面内における露光時の光強度分布や温度分布によるマスクの熱膨張による精度など、様々な影響因子は大型化の限界に近づいており、汎用品で実際に使用されるマスクのサイズでは７０〜８０インチ程度のインチサイズが限界であり、１００インチを超えるインチサイズのＰＤＰの作製には、画面の中心部付近で分割して電極や隔壁などを形成するという方法が採られている。

ここで、１３０インチを超える画面サイズになると、さらに分割領域を増やして電極や隔壁などを形成する方法を採る必要があるが、高精細化に伴い、前面パネルおよび背面パネルに形成した表示セルどうしの位置ずれの許容範囲が狭くなる傾向にあり、そこで、できる限り全面にわたり許容範囲内に収めることができるような前面パネルと背面パネルのアライメントが可能な構成、或いは製造方法が求められる。

本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、画像表示の品質を維持したままで、例えば１３０インチを超える大画面のＰＤＰを実現することを目的とする。

上記目的を実現するために本発明のプラズマディスプレイパネルは、前面基板に放電ギャップを形成して対向する第１電極および第２電極からなる表示電極を複数列形成した前面パネルと、前記前面基板に対向配置した背面基板に前記前面パネルとの間の放電空間を仕切る隔壁を設けかつ前記隔壁間に前記表示電極に交差するようにデータ電極を形成するとともに前記隔壁間に蛍光体層を配置した背面パネルとを有し、前記背面パネルは、前記データ電極と平行な方向で複数の領域に分割して隔壁を形成し、かつ前記前面パネルは前記表示電極と垂直な方向に３つ以上の領域に分割して表示電極を形成し、かつ前面パネルおよび背面パネルを張り合わせるためのアライメントマークは、分割された領域の中の一つの領域にその全てが存在するように構成したことを特徴とするものである。

本発明によれば、画像表示の品質を維持したままで、例えば１３０インチを超える大画面のＰＤＰを実現することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

まず、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの構造について図１を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰは、前面パネル１と背面パネル２とから構成され、その前面パネル１と背面パネル２とを、間に放電空間を形成して対向配置し、周辺部をガラスフリットからなる封着材で封止し、放電空間に放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスを封入することにより構成されている。

前面パネル１は、ガラス製の前面基板３上に、放電ギャップを形成して対向する第１電極としての走査電極４および第２電極としての維持電極５を互いに平行に対をなして形成してなる表示電極を複数列配列して設け、そして、走査電極４および維持電極５を覆うようにガラス材料からなる誘電体層６を形成するとともに、前記誘電体層６上にＭｇＯからなる保護層７を形成することにより構成されている。また、前記走査電極４および維持電極５は、それぞれＩＴＯからなる透明電極４ａ、５ａと、この透明電極４ａ、５ａ上に重ねて形成したＡｇなどの導電性材料からなるバス電極４ｂ、５ｂとから構成されている。

一方、前記背面パネル２は、前記前面基板３に対向配置されるガラス製の背面基板８上に、ガラス材料からなる絶縁体層９で覆われたＡｇなどの導電材料からなる複数のデータ電極１０を設けるとともに、その絶縁体層９上に前記前面パネル１との間の放電空間を仕切る井桁形状の隔壁１１を設け、その隔壁１１間に赤色、緑色および青色の蛍光体層１２を配置することにより構成されている。前記背面パネル２のデータ電極１０は、前記隔壁１１間において、前記前面パネル１の走査電極４および維持電極５と交差するように配列して形成されており、前記走査電極４および維持電極５とデータ電極１０との交差部分に、各放電セルが形成されている。

また、前面パネル１の走査電極４と維持電極５との間には、コントラストを向上させるためにいわゆるブラックストライプとしての遮光層１３が設けられている。

なお、ＰＤＰの構造は上述したものに限られるわけではなく、隔壁として例えばストライプ状のものを備えたものであってもよい。また、走査電極４と維持電極５の配列について、図１に示す例では、走査電極４−維持電極５−走査電極４−維持電極５・・・・のように、走査電極４と維持電極５を交互に配列した例を示したが、走査電極４−維持電極５−維持電極５−走査電極４・・・のように配列する電極配列の構成でもよい。

図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける電極の配列を模式的に示す図である。行方向にｎ本の走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ（図１の維持電極５）が配列され、列方向にｍ本のデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ（図１のデータ電極１０）が配列されている。そして、１対の走査電極ＳＣｉおよび維持電極ＳＵｉ（ｉ＝１〜ｎ）と１つのデータ電極Ｄｊ（ｊ＝１〜ｍ）とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。

次に、ＰＤＰの大画面化を実現するため、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの特徴となる部分について詳細に説明する。

まず、ＰＤＰの電極や隔壁などの各構成部分を形成する際の方法としては、前面基板上や背面基板上に形成した感光性材料層をパターン形成する際に、所定パターンを描画したフォトマスクを介して基板上の感光性材料層を露光する露光プロセスを用いる。そして、大画面化の進展に伴い、露光プロセスにおいて露光装置の露光領域に収まらない広い領域を露光する必要があるが、このような大面積の露光を実現する方法として、露光領域を複数の小領域に分割して露光する露光方法を用いる。

図３は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰを製造する際の露光の工程を模式的に示す図である、基板３１に塗布形成された感光性材料層３２をフォトマスク３３を介して露光する場合の露光方法について示している。図３では３つの領域に分割した例を示しており、左、中央、右の順で順次露光していく場合を示している。尚、分割数は３つ以上でも同様であるし、露光の順序も、２番目以降に露光する領域が、既に露光の終了している領域と連続した領域となるような順番であれば良く、例えば、右、中央、左の順番でも良いし、中央を最初にして順次、右又は左の順番でも構わない。

図３において、図３（ａ）は基板３１の左エリアを露光する場合の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＨ−Ｈ矢視断面図、図３（ｃ）は基板３１の中央エリアを露光する場合のＨ−Ｈ矢視断面図を示している。図３に示すように、基板３１上には、ＰＤＰの構成部分を形成するための銀ペーストなどの感光性材料層３２が形成され、基板３１の左エリア上部にはフォトマスク３３が感光性材料層３２と所定距離だけ離間されて配置されている。フォトマスク３３には開口部３３ａが設けられている。

図３に示すように、基板３１は、大型の画面サイズでフォトマスクの最大大きさの限界を超えているという状況から、フォトマスク３３に比べて基板３１が大きく、そこで基板３１上の感光性材料層３２を露光する際にはフォトマスク３３を矢印Ｋの方向に移動させることで、左右３つのエリアに分割露光することで、基板３１の全領域の露光を行う。

フォトマスク３３には、例えば、ＰＤＰの電極パターンを形成するための開口部３３ａが設けられ、この開口部３３ａを通してフォトマスク３３の上方に設けた露光光源により感光性材料層３２を露光する。３２ａ、３２ｂは左右の領域の露光部で、３２ｃはつなぎ部である。感光性材料層３２の未露光部の領域は次工程の現像工程で除去される。同様の工程を更に繰り返し、ＰＤＰ全面にわたり電極や隔壁等、ＰＤＰの構成部品を形成する。

また、図４（ａ）、（ｂ）は、このような分割露光方法によりＰＤＰの構成部分を形成したＰＤＰにおいて、前面パネル１、および背面パネル２側から見た概略構成を平面図で示している。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、前面パネル１、背面パネル２の長辺側の上下端部の中央部それぞれには、十字形状のつなぎアライメントマーク１ａ、２ａが設けられており、このつなぎアライメントマーク１ａ、２ａを用いて、図３に示す分割露光方法を用いる際に、基板３１に相当する前面基板３および背面基板８と、フォトマスク３３との位置合わせが可能なように構成している。

ここで、前面パネル１のつなぎアライメントマーク１ａは、図１に示す透明電極４ａ、５ａを前面基板３に形成する際にＩＴＯにより同時に形成し、また背面パネル２のつなぎアライメントマーク２ａは、図１に示すデータ電極１０を背面基板８に形成する際にＡｇなどの導電材料により同時に形成すれば、つなぎアライメントマーク１ａ、２ａを形成するのため工程とその材料を共用できるので、別途に設ける場合に比べ好都合である。

このように前面パネル１、背面パネル２の長辺側の上下端部の中央部それぞれに、つなぎアライメントマーク１ａ、２ａを設け、そのつなぎアライメントマーク１ａ、２ａを用いて、図３に示す分割露光方法を用いる際の基板３１とフォトマスク３３との位置合わせを行うことにより、図３に示すように、ＰＤＰを構成する構成部分を複数の領域に分割して形成することができ、また複数に分割して形成した各領域について、表示品質を所定の品質に維持した状態で形成することができるので、もって大画面のＰＤＰを実現することができる。

ところで、このような分割露光方法を用いてＰＤＰの構成部分を形成する場合、分割して形成される複数の領域のつなぎ部にあたる境界部における形状の変化、例えば、直線である前面パネルの表示電極がつなぎ目で角度を持つ、或いは上下に段差が発生する等の減少が発生する。もちろん、人の目で視認されて非点灯時、および点灯時の外観を損なうという課題はあるが、前面パネルと背面パネルのつなぎ目で発生する角度の差、上下段差が各々一定のバラツキを持って発生することが考えられるため、特に、背面板に横方向の隔壁を有する構造では前面パネルの表示電極と背面パネル横方向の隔壁が近いセルが発生すると、放電の不良や輝度の低下など、パネルの表示不良そのものに関わる重大な悪影響を与える。

バラツキの原因は、つなぎアライメントマーク１ａ、および２ａの位置精度とそれを読みとる認識精度によって決定され、一定の確率で発生する。バラツキが任意に発生すると、前記段差および前記角度の逆数が正規分布に従うと考えられ、その平均値より各々のバラツキの重みが決定される。この際に段差成分と角度成分の割合については、角度成分は該当するつなぎ部分の二つのつなぎアライメントマーカーに該当する露光マスクのつなぎアライメントマーカーを合わせる２度の位置合わせ精度の誤差に起因するため、一つのつなぎアライメントマーカーを認識する際の図４中のｘおよびｙ方向のズレ量のバラツキ分布と、二つのつなぎアライメントマーカー間のｙ方向の距離に依存して決定する。

そこで、二つのつなぎアライメントマーカー間のｙ方向の距離を１．７ｍ〜２ｍとした上で、実験的にズレ量を測定した。その分布結果を図５に示す。

これらを元に、図６（ａ）のように、従来、実施されていた前面パネル、背面パネルそれぞれ４隅に配置したアライメントマーク２１により前面パネルと背面パネルとを張り合わせた場合と、図６（ｂ）のように、中央の露光領域内に配置したアライメントマーク２１により前面パネルと背面パネルとを張り合わせた場合のそれぞれの左右および中央での、セル単位での前面パネルの１つの放電セル内での表示電極の中心と、それに該当する背面パネルの電極と平行方向の二つの隔壁の中心位置の差を、アライメントズレ量として発生する確率として、図７に示す。ここで、発生確率とは、場所による分布とその分布が発生する確率分布の重畳積分をして、総合確率として考えた。また、アライメントの方法としては、一般的に用いられている、前背面パネルの４つのマーカーの位置より重心位置と、ｘ方向の傾きを各々算出し、これらを順次合わせていくよう調整を繰り返し、重心と角度を一定の閾値、ここでは通常、重心で２０〜３０μｍ、角度で０．００１度という値以下になるように前背面パネルの相対位置を変更し、収束させる方法を用いている。

これによると、図７（ａ）に示すように露光領域の中央部では、図６（ｂ）の場合の方がセルアライメントズレ量が少なく、図７（ｂ）に示すように露光領域の左部或いは右部では、図６（ｂ）の場合の方がセルアライメントズレ量が非常に大きい領域では確率が高いが、それ以外の部分では比較的ズレ量の小さい部分の確率が高くなる傾向があり、平均化すると図６（ａ）の場合よりも、セルアライメントズレ量が小さくなる傾向があることが判った。

すなわち、工業的に安定して生産することを考慮すると、良品の取れる確率は、アライメントマーク配置の全てを、図６（ｂ）のように、一つの露光領域内に配置する場合の方が安定して高い確率を維持できる可能性が高いと考えられる。

以上においてはアライメントマーカーは４つにして実施した例を示したが、２つ以上有れば、重心と傾きの算出が可能なため、いくつとしても、傾向としては差異無く実施することが可能である。

また、傾きを算出する際の二つのアライメントマーク間を結ぶ直線は一つの領域内に必ずあることになり、領域境界線と交わることはない。更に、アライメントマークの認識精度を向上させるためには、できる限りマーカーと、その周辺部分のコントラストがハッキリしていることが望ましいため、アライメントマーカーの上に何も重なっていないことが望ましく、背面パネルの絶縁体層はもちろん切り欠け部を作製してマーカーを露出させることが望ましい。

さらには、前面パネルの誘電体層も光取り出し効率を上げるために透明度は高いが、よりコントラストを向上させるためには、前面パネルにおいても切り欠け部を作製してマーカーを露出させることが望ましい。

一つの領域内のアライメントマーカー配置については、角度成分の誤差ができるだけ小さくなるように距離を置いて重心を求める方が望ましいことは従来の考え方どおりであるため、一つの領域内においても４隅に配置される方がより望ましいと考えられる。

このように分割露光方法を用いてプラズマディスプレイパネルを製造する場合に、中央部付近の一つの露光領域内にのみ存在するアライメントマーカーを用いて前背面パネルの張り合わせを実施することで、高精細、超大画面の非常に厳しいセルアライメント精度を高い確率で満足するＰＤＰを実現することができる。

以上のように本発明は、超大画面、高精細のプラズマディスプレイパネルを提供する上で有用な発明である。

本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の概略構成を示す断面斜視図 本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける電極の配列を模式的に示す図 本発明の一実施の形態によるＰＤＰを製造する際の露光の工程を模式的に示す図 本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構成を、前面パネル側および背面パネル側からの平面図で示す図 つなぎ部における前面板電極のズレ量およびずれ角度の発生確率を示す図 アライメントマークの位置を概略的に示す平面図 アライメントマークの位置によるセルアライメントズレ量の発生確率の分布を示す図

符号の説明

１ 前面パネル
１ａ、２ａ つなぎアライメントマーク
２ 背面パネル
３ 前面基板
４ 走査電極（第１電極）
５ 維持電極（第２電極）
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ バス電極
６ 誘電体層
７ 保護層
８ 背面基板
９ 絶縁体層
１０ データ電極
１１ 隔壁
１２ 蛍光体層
１３ 遮光層
２１ アライメントマーク
３１ 基板
３２ 感光性材料層
３２ａ 左の領域の露光部
３２ｂ 右の領域の露光部
３２ｃ つなぎ部
３３ フォトマスク
３３ａ 開口部

Claims (5)

1. 前面基板に放電ギャップを形成して対向する第１電極および第２電極からなる表示電極を複数列形成した前面パネルと、前記前面基板に対向配置した背面基板に前記前面パネルとの間の放電空間を仕切る隔壁を設けかつ前記隔壁間に前記表示電極に交差するようにデータ電極を形成するとともに前記隔壁間に蛍光体層を配置した背面パネルとを有し、前記背面パネルは、前記データ電極と平行な方向で複数の領域に分割して隔壁を形成し、かつ前記前面パネルは前記表示電極と垂直な方向に３つ以上の領域に分割して表示電極を形成し、かつ前面パネルおよび背面パネルを張り合わせるためのアライメントマークは、分割された領域の中の一つの領域にその全てが存在するように構成したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前面パネルと背面パネルの各々の任意のアライメントマークを結ぶ直線は、分割された境界線と交わることがないことを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前面パネルと背面パネルの各々のアライメントマークは、少なくとも４個以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前面パネルと背面パネルの各々のアライメントマークは、分割された領域の４隅に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 背面パネルのデータ電極を覆う絶縁体層に、前記アライメントマークを露出させる切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。

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