JP2010177149A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体の混色発生が抑制された高品質な画像の表示が可能なプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】上記の課題を解決するために本発明は、複数の電極対を有する前面板と、複数の電極と隔壁を有する背面板からなるプラズマディスプレイパネルであって、背面板はアドレス電極と平行な主隔壁と主隔壁に対し垂直方向に形成された補助隔壁を有し、主隔壁と補助隔壁との交差部およびその周辺部にて主隔壁には溝部を有し、溝部では主隔壁の頂部幅が、溝部以外の主隔壁の頂部幅よりも細く、かつ溝部では主隔壁の高さが補助隔壁の高さ以下であることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いられるプラズマディスプレイパネルに関するものである。

近年、表示デバイスには高品質表示や薄型・大画面などの更なる高性能化が要求されるようになってきている。代表的な表示デバイスとしては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとする）、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが挙げられる。中でも、ＰＤＰは自発光型で美しい画像表示ができ、大画面化が容易などの理由により、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目されている。

この中でこの面放電型のＰＤＰ構造について図１を参照にしながら説明する。図１に示すように、ＰＤＰは、ガラス製の前面基板１と背面基板２とを、その間に放電空間を形成するように対向配置することにより構成されている。前面基板１上には走査電極３と維持電極４とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極３および維持電極４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上には保護層６が形成されている。

また、背面基板２上には下地誘電体層７で覆われた複数のアドレス電極８が設けられ、その下地誘電体層７上には井桁状の隔壁９が設けられている。また、下地誘電体層７の表面および隔壁９の側面とを被覆するように赤色、緑色、青色の蛍光体層１０が設けられている。

そして、走査電極３および維持電極４とアドレス電極８とが交差するように前面基板１と背面基板２とが対向配置されており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。

ＰＤＰの製造方法のうち、隔壁９の形成方法としてはコーティング法やスクリーン印刷法などにより、ガラス基板上に厚膜を形成し、これをリソグラフィー法によりサンドブラストに耐性がある隔壁パターンをフォトレジストで形成した後に、前記フォトレジストをマスクとして不要部分を削り取るサンドブラスト法、あるいはガラス基板上に感光性ペーストをコーティング法により成膜後にフォトリソグラフィーにより直接パターニングする方法、あるいは隔壁パターンをマスク化したスクリーン印刷を複数回繰り返し、乾燥させるスクリーン印刷法などがある。隔壁パターンには、ストレートリブ構造、ワッフルリブ構造、段違い井桁構造、ミアンダリブ構造などがあり、様々なパターンが知られている。

それぞれの方法で隔壁のパターンが形成された後には、バインダ成分を脱離させるための焼成が行われ、隔壁形成が完成する。

また、蛍光体層１０の形成方法としてはディスペンサーによる塗布法や、スクリーン印刷法により隔壁９の間に赤、緑、青各色の蛍光体ペーストを選択的に充填する方法などがあり、通常ペースト塗布後に乾燥工程、焼成工程を経て完成する。

このようなＰＤＰ背面基板において、蛍光体面を発光させた場合の輝度を高めることが重要である。輝度を高める手段として、主隔壁のほかに補助隔壁を設け、補助隔壁の表面にも蛍光体を付着させることで、発光面積を大きくし、輝度を高めることが提案されている（特許文献１）。
特開平１０−３２１１４８号公報

しかしながら、補助隔壁を形成した場合、焼成工程において、両隔壁の焼成収縮量の違いから、交差部分において主隔壁の凹みが生じてしまう。このように凹みが生じた主隔壁で囲まれたセルへ、ディスペンサーによる塗布法や、スクリーン印刷法により蛍光体ペーストを充填すると、上記凹み部分から蛍光体ペーストが、隣の他の色の蛍光体ペーストを充填したセルへ溢れてしまい、混色してしまうという問題が生じる。

そこで、本発明は蛍光体の混色発生を抑制した高品質な画像表示が可能なＰＤＰを実現する手段を提供する。

上記の課題を解決するために本発明は、複数の電極対を有する前面板と、複数の電極と隔壁を有する背面板からなるＰＤＰであって、背面板はアドレス電極と平行な主隔壁と主隔壁に対し垂直方向に形成された補助隔壁を有し、主隔壁と補助隔壁との交差部およびその周辺部にて主隔壁には溝部を有し、溝部では主隔壁の頂部幅が、溝部以外の主隔壁の頂部幅よりも細く、かつ溝部では主隔壁の高さが補助隔壁の高さ以下であることを特徴とする。

また、溝部での主隔壁の頂部幅ｗが、溝部以外の主隔壁の頂部幅ａに対して、ｗ／ａ≧１／３であり、かつ主隔壁長手方向の溝部の幅ｄが、補助隔壁の幅ｂに対して、ｄ／ｂ≦８であってもよい。

本発明によれば、主隔壁と補助隔壁の交差部に、主隔壁側に溝を設けることで蛍光体のペーストが溜まる箇所が形成されるため、主隔壁の凹みから隣のセルへ蛍光体ペーストが溢れることがなくなり、蛍光体の混色発生を抑制した高品質な画像表示が可能な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、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るＰＤＰの主要構成を示す部分的な断面図である。なお従来技術と同様の部位については上記図１で使用した図番を用いている。

図２に示すように、ＰＤＰは前面基板１と背面基板２とから構成されている。前面基板１の基板となる前面ガラス基板には、透明電極１３とバス電極からなる走査電極３および維持電極４がストライプ状に設けられ、さらにこれらの電極を覆って誘電体層５が形成される。さらにこれら誘電体を被覆するように、ＭｇＯからなる保護層６が形成することにより構成されている。

背面基板２の基板となる背面ガラス基板には、前面基板の電極と直交する方向にアドレス電極８を形成するとともに、それを覆う下地誘電体層７、それらの放電空間を仕切る主隔壁９および主隔壁９に垂直な方向に補助隔壁１１が形成されている。ここで主隔壁９と補助隔壁１１の交差部は、両隔壁の熱収縮量の違いにより、主隔壁９は平行な高さではなく若干凹んだ形状となる。図３は図２で示した部分的な断面図のうち、背面板のみの斜視図である。また、図４は、図３の斜視図のうち、１セルを上方から見た図として示している。図３、４のように、主隔壁９と補助隔壁１１の交差部には、蛍光体ペーストが溜まるように溝部１２が形成されている。最後に、前記で示すように形成された隔壁を覆うように蛍光体層１０が形成されている。

このような構成を有する前面基板１と背面基板２は、アドレス電極８と走査電極３および維持電極４が互いに直交するように対向させながら、両基板の外周縁部をガラスフリットにより封着される。この両基板の間にはＨｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの希ガス成分からなる放電ガスが所定の圧力（５００〜６００Ｔｏｒｒ）で封入されている。

このＰＤＰではアドレス電極８、走査電極３および維持電極４に印加する周期的な電圧を印加することにより放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層１０に照射して可視光に変換することで画像表示が行われる。

（実施例）
本発明の実施例について説明する。本実施例のＰＤＰの背面基板２は、アドレス電極８を形成した後に、アドレス電極８を覆うように下地誘電体層７を形成する。続いて、下地誘電体層７上に、放電空間を区切る目的で、段違い井桁状のパターンの隔壁を形成する。

隔壁は、低融点ガラス材料と感光性材料を含むペーストを用いて形成した。ダイコーターにより、補助隔壁１１を形成するペーストを膜厚が３００μｍとなるように塗布する。塗布後、乾燥炉で塗布膜を乾燥させる。乾燥後、アドレス電極８に対して垂直方向にストライプ状に開口幅５０μｍでパターンニングされたフォトマスクを利用し、補助隔壁１１となる乾燥膜を露光する。

その後に、乾燥・露光した補助隔壁１１となる乾燥膜上に主隔壁９となるペーストをダイコーターにより膜厚５０μｍになるように塗布し、その後、乾燥炉で乾燥させた。乾燥後、アドレス電極８に対して平行方向にストライプ状に開口幅６０μｍになるように形成された開口部１５と、補助隔壁１１と交差する交差部に主隔壁９の長手方向と平行方向に５０μｍ（幅ｄ）、垂直方向に２０μｍ（幅ｗ）の幅となる開口部１６を設けた図５に示すフォトマスクを利用し、露光した。

その後、補助隔壁１１と主隔壁９を一度に現像することで、段違いの井桁状のパターンが形成された。この現像後の基板を焼成炉で焼成することで、バインダ成分の脱離と、低融点ガラス成分の溶融することで放電空間を仕切る隔壁を完成させた。ここで焼成炉の設定温度は６００℃に設定した。

焼成後の主隔壁９の高さは１１７μｍ、補助隔壁１１の高さは１００μｍとなった。また、主隔壁９と補助隔壁１１の焼成収縮量の違いから、主隔壁９と補助隔壁１１の交差部の主隔壁の高さは１１２μｍであり、交差部が凹んでいる形状となった。

また、交差部における主隔壁９は、主隔壁の両側に平行方向に５０μｍ、垂直方向に１５μｍ、深さ方向には補助隔壁との段差の分の１２μｍの溝が形成できた。このように隔壁まで形成した背面基板２に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の蛍光体ペーストをディスペンサー方式で順番に塗布した。

その結果、主隔壁９と補助隔壁１１の交差部で、主隔壁９が凹んで高さが低くなっている形状にあっても、主隔壁９に形成された溝部１２に蛍光体ペーストが流れ込み、蛍光体ペーストが溜まるため、他の色が塗布されている隣接するセルへペーストが流れ込むことを抑制する効果を発現した。

ここで、溝部１２での主隔壁９の頂部幅（幅ｗ）が、溝部１２以外の主隔壁９の頂部幅（幅ａ）の１／３以上となるように形成した。図６には、幅ａに対する幅ｗの割合と主隔壁９の断線確率の関係を示している。このように幅ａに対する幅ｗの比を１／３より小さくすると、残った主隔壁９が細くなるため、現像時に、隔壁の断線が生じやすくなり、断線部から、蛍光体ペーストが流れてしまい、混色を増加させる結果となってしまう。また幅ａに対して幅ｗは１／１０以上であることが望ましい。これより小さい場合は蛍光体ペーストが溜まる効果が得られないからである。

また、表１には主隔壁の長手方向と平行方向の溝部１２の幅ｄと主隔壁９の幅ｗについての蛍光体が溜まる効果の有無の関係を示している。

ここで幅ｄについては補助隔壁１１の幅ｂに対する比率で検討した。効果の有無については４２インチサイズのＰＤＰをそれぞれ１０枚作成し、蛍光体の混色、隔壁への乗り上げ、主隔壁の断線、蛍光体層の膜厚不良等の不具合が発生したか否かで判断した。

同表に示したように、蛍光体が溜まる効果を得るため溝部１２を大きく形成した場合、すなわち幅ｄを増加させ幅ｗを減少させた場合、蛍光体層の塗布性が悪化し所望の膜厚が得られない不具合が発生した。つまり本発明の効果を奏するためには、ｗ／ａ≧１／３である必要がある。

また幅ｄをさらに増加させた場合は、主隔壁長手方向の隣接放電セルにて誤放電するクロストークという表示不良が発生する。本発明の実施形態では補助隔壁１１の幅ｂを５０μｍとしており、これに対して幅ｄを２００μｍより大きくした場合（つまりｄ／ｂ＞８とした場合）に、このクロストークの不具合が発生する。

このため本発明の実施形態では、溝部１２での主隔壁９の頂部幅ｗが、溝部１２以外の主隔壁９の頂部幅ａに対してｗ／ａ≧１／３であり、かつ主隔壁９長手方向の溝部１２の幅ｄが、補助隔壁１１の幅ｂに対してｄ／ｂ≦８であるようにした。これによって、不具合を生じることなく本発明の効果が得られる。

なお、以上のように本発明の実施形態では、主隔壁９の溝部１２の形状は長方形としたが図７、図８に示すような、三角形、半円形および楕円形状にして形成しても本発明の主旨から矛盾するものではない。

また本発明の実施形態では、背面基板２上の主隔壁９および補助隔壁１１の製造方法として、感光ペーストを露光することでパターンを形成する方法について述べたが、サンドブラスト法や、スクリーン印刷法などを用いて形成してもよい。サンドブラスト法や、スクリーン印刷法などを用いて隔壁を形成した場合、主隔壁９の溝を形成するには、工程の追加が必要となるため、実施例で説明したように、感光性のペーストを用いるのが好ましい。

また本発明の実施形態では、主隔壁９と補助隔壁１１の高さが異なる井桁形状で説明したが、例えば、ワッフルリブ構造や、ミアンダリブ構造で形成しても、本発明の主旨から矛盾するものではない。

以上のように本発明は、主隔壁と補助隔壁の交差部に、主隔壁側に溝を設けることで蛍光体のペーストが溜まる箇所が形成されるため、主隔壁の凹みから隣のセルへ蛍光体ペーストが溢れることがなくなり、蛍光体の混色発生を抑制した高品質な画像表示が可能なＰＤＰを実現する点で有用な発明である。

プラズマディスプレイパネル構造の要部を示す斜視図 本発明の実施形態におけるプラズマディスプレイパネルの主要構成を示す部分的な断面図 同パネルの主要構成を示す部分的な背面板の斜視図 同パネルの主要構成を示す部分的な背面板の平面図 本発明の実施形態にて主隔壁を形成するフォトマスクを模式的に示した図 主隔壁の頂部幅比と主隔壁断線の確率の関係を示す図 本発明の他の実施形態におけるプラズマディスプレイパネルの主要構成を示す部分的な背面板の平面図 同パネルの主要構成を示す部分的な背面板の平面図

１ 前面基板
２ 背面基板
３ 走査電極
４ 維持電極
５ 誘電体層
６ 保護層
７ 下地誘電体層
８ アドレス電極
９ 主隔壁
１０ 蛍光体層
１１ 補助隔壁
１２ 溝部
１３ 透明電極
１４ ブラックストライプ（ＢＳ）
１５ フォトマスク開口部１
１６ フォトマスク開口部２

Claims (2)

1. 複数の電極対を有する前面板と、複数の電極と隔壁を有する背面板からなるプラズマディスプレイパネルであって、
   前記背面板はアドレス電極と平行な主隔壁と前記主隔壁に対し垂直方向に形成された補助隔壁を有し、
   前記主隔壁と前記補助隔壁との交差部およびその周辺部にて前記主隔壁には溝部を有し、
   前記溝部では前記主隔壁の頂部幅が、前記溝部以外の前記主隔壁の頂部幅よりも細く、
   かつ前記溝部では前記主隔壁の高さが前記補助隔壁の高さ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記溝部での主隔壁の頂部幅ｗが、前記溝部以外の主隔壁の頂部幅ａに対して、ｗ／ａ≧１／３であり、
   かつ前記主隔壁長手方向の前記溝部の幅ｄが、補助隔壁の幅ｂに対して、ｄ／ｂ≦８である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。

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