JP2013222571A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、駆動電圧を上げることなく、高精細化に伴うマイグレーションの発生を抑制し、長期使用に対して高信頼性を有する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、前面板と、アドレス電極、主隔壁および補助隔壁を有した背面板とを対向配置し、前記アドレス電極は接続電極に接続され、前記接続電極は前記背面板外周に配置された端子電極に接続され、前記端子電極と前記接続電極は導電性薄膜材料からなり、前記アドレス電極と前記接続電極との接合部において、前記アドレス電極の幅が前記接続電極の幅よりも狭く、かつ前記アドレス電極と前記接続電極との接合部が前記補助隔壁の形成されていない領域に設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、ＰＤＰにおいては、従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上の高精細テレビへの適用が進められており、エネルギー問題に対応してさらなる消費電力低減への取り組みや、環境問題に配慮した鉛成分を含まないＰＤＰへの要求なども高まっている。

この面放電型ＰＤＰのパネル構造は、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、ガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される一対の表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された保護層とで構成されている。

一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色及び青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間に放電ガスを封入した構造である。ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することにより放電させ、その放電により発生した紫外線が各色蛍光体層を励起し、赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

ＰＤＰに、この映像信号電圧を与える際には、それぞれの基板の外周部に、それぞれの電極と接続された端子電極を設け、端子電極とフレキシブルプリント基板を圧着し、フレキシブルプリント基板を介して電極部に電圧を供給する。通常、端子部電極ピッチは、表示領域の電極間ピッチよりも狭く設定されている。

近年のＰＤＰの高精細化によるセルピッチの狭小化に伴い、上記端子部電極ピッチも狭小化が進んでいる。しかし、上記のように映像信号電圧を選択的に印加するＰＤＰの駆動方法のために、隣接する端子電極間で電圧差が発生し、大気と触れる端子電極部では、ＰＤＰの長期利用によってマイグレーションが発生し、表示品質劣化を招く恐れがある。

このような課題を解決する一つの解決策には、端子電極とそれに接続されるアドレス電極全てを、マイグレーションの発生しにくいアルミニウム（Ａｌ）などの電極材料で形成するという方法が挙げられる。しかし、この方法では、アドレス電極が長くなるような大画面高精細ＰＤＰでは、アドレス電極のライン抵抗値が大きくなり、アドレスのために印加するべき電圧が大幅に上昇してしまう。

一方で、例えば特許文献１では、基板に形成される電極が、銀電極と金電極とからなり、これらの接合部が、前面板と背面板の封着材の内側に形成された構造を提案している。また、特許文献２では、特許文献１に加え、銀電極と金電極の接合部における断裂を防止するために、銀膜厚／金膜厚≧１という規定を設けている。

しかし、これらの提案は、電極を形成する場合は金属厚膜ペーストを用い、電極膜厚の規定のみである。したがって、大型化した基板の周辺部に存在する基板歪みなどにより発生する、銀電極部と金電極部のアライメントずれに対して信頼性を取ることは困難である。

また、銀電極単一で形成するよりも、銀電極部の膜厚が厚くなることが考えられ、電極形成工程以降の後工程、例えば隔壁、の形状に影響を与える。さらに、接合部の位置によっては、後工程である隔壁形成工程における露光状態の変化が、隔壁形状に影響を与える。

特開２００１−３５７７８８号公報 特開２００３−３１１３３号公報

ＰＤＰの端子電極部のピッチ狭小化により、マイグレーションはさらに発生しやすく、ＰＤＰの長期利用での表示品質が低下してしまう。本発明は、このような現状に鑑みなされたものであり、背面板単体での工程変更で対応でき、また電極形状が隔壁形成やＰＤＰの表示性能に影響を与えないプラズマディスプレイを実現することを目的としている。

上記目的を実現するために、本発明のＰＤＰは、前面板と、アドレス電極、主隔壁および補助隔壁を有した背面板とを対向配置し、前記アドレス電極は接続電極に接続され、前記接続電極は前記背面板外周に配置された端子電極に接続され、前記端子電極と前記接続電極は導電性薄膜材料からなり、前記アドレス電極と前記接続電極との接合部において、前記アドレス電極の幅が前記接続電極の幅よりも狭く、かつ前記アドレス電極と前記接続電極との接合部が前記補助隔壁の形成されていない領域に設けられている。

ここで、前記アドレス電極の膜厚が、前記接続電極の膜厚よりも厚いことが望ましい。また、前記接続電極の上に前記アドレス電極が形成されていることが望ましい。また、前記接続電極と前記端子電極との接合部において、前記接続電極の幅が前記端子電極の幅よりも狭いことが望ましい。また、前記接続電極の幅が、前記アドレス電極との接続部に向かって連続的に太くなることが望ましい。また、前記アドレス電極の幅が、前記接続電極との接続部に向かって連続的に細くなることが望ましい。また、前記アドレス電極が銀を含有する厚膜形成用ペーストを用いて形成されていることが望ましい。

本発明のＰＤＰによれば、駆動電圧を上げることなく、ＰＤＰの長期利用による端子電極部のマイグレーションによる、端子電極間短絡を抑制し、高品質なＰＤＰを実現することができる。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す平面図 同ＰＤＰの単位画素を示す斜視図 同ＰＤＰの背面ガラス基板周縁部を示す平面図 同ＰＤＰの背面ガラス基板周縁部を示す断面図

本発明のＰＤＰは、背面板上に形成されるアドレス電極と端子電極とが、接続電極を介して電気的に接続されており、且つ、接合部での薄膜電極幅が銀電極幅よりも狭く、接合部が補助隔壁の形成されていない領域に設けられることを基本構造としたもので、実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

まず、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの全体構造を示す上面図である。また、図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の単位画素を示す簡略化した斜視図である。基本構造は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とから構成され、前面板２と背面板１０とは放電空間を形成するように対向して配置され、その外周部をガラスフリット１９などからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間には、キセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などの放電ガスが封入されている。

前面板２は、前面ガラス基板３上に、走査電極４と維持電極５とで対をなすストライプ状の複数の表示電極６及び、遮光層７が形成されている。表示電極６は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ₂）などからなる透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂとからなり、金属バス電極４ｂ、５ｂは、透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。表示電極６は、前面ガラス基板３端部に設けられた端子電極（図には記載なし）に接続されている。また、表示電極６を覆うように誘電体層８が形成され、さらに、誘電体層８を覆って酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化カルシウム（ＣａＯ）の保護層９が形成されている。さらに、その保護層９上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着形成している（図では省略。）。

一方背面板１０は、背面ガラス基板１１上に前面板２の表示電極６と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置されている。アドレス電極１２は、背面ガラス基板１１端部に設けられた端子電極１３に接続されている。そして、アドレス電極１２を覆うように下地誘電体層１５が設けられている。さらに、アドレス電極１２に平行な方向の主隔壁１６ａと、アドレス電極１２に直交する方向の補助隔壁１６ｂとにより、井桁状に形成された隔壁１６が設けられ、この隔壁１６の側面と下地誘電体層１５の表面には蛍光体層１７が形成される。蛍光体層１７は隔壁１６で囲われた放電空間１８に、アドレス電極１２毎にそれぞれ、赤色に発光する赤色蛍光体層１７ｒ、緑色に発光する緑色蛍光体層１７ｇ、青色に発光する青色蛍光体層１７ｂが順に形成されている。

そして、前面ガラス基板３上の端子電極１３を介して表示電極６に、背面ガラス基板１１上の端子電極１３を介してアドレス電極１２に、映像信号電圧を選択的に印加することによって放電ガスを放電させ、それによって発生した紫外線により蛍光体層１７を励起し、赤色、緑色、青色の各色を発生させることによりカラー画像を表示している。

図２に示された主隔壁１６ａと補助隔壁１６ｂとは、その隔壁１６の高さが異なって示しているが、主隔壁１６ａと補助隔壁１６ｂの高さは、主隔壁１６ａの高さ≧補助隔壁１６ｂの高さの関係において形成される。

次に、ＰＤＰの製造方法について説明する。まず、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３上に、走査電極４及び維持電極５よりなる表示電極６と遮光層７を形成する。走査電極４及び維持電極５を構成する透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極４ａ、５ａは、薄膜プロセスを用いて形成され、金属バス電極４ｂ、５ｂは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを、オフセット印刷法により低透過率黒層上に塗布され、パターニング後に所定の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板全面に形成した後、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。

次に、走査電極４、維持電極５を覆うように前面ガラス基板３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、走査電極４及び維持電極５、及び遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダ及び溶剤を含む塗料である。

さらに、誘電体層８の上に保護層９が形成される。保護層９は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる金属酸化物を真空蒸着法により形成する。さらに、気相合成法または前駆体焼成法により製造された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子を、溶剤に分散させ、その分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法などによって保護層９の表面に分散散布する。その後、乾燥、焼成工程を経て溶剤除去を図り、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子を保護層９の表面に定着させる。以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成物が形成されて前面板２が完成する。

一方、背面板１０は次のようにして形成される、まず、背面ガラス基板１１上に、導電性薄膜材料を、薄膜プロセスを用いて形成し、フォトリソグラフィ法などにより、端子電極１３部を形成する所望のパターンを形成する。次に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストを、端子電極１３の一方の端部にのみ架かるように、スクリーン印刷する方法や、金属膜を端子電極１３の一方の端部にのみ架かるように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、アドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成する。それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。本発明の実施形態１におけるアドレス電極１２構成の詳細については後述する。

次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上に、ダイコート法などを用いて、アドレス電極１２を覆うように下地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、誘電体ペーストを焼成することにより下地誘電体層１５を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１５上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所望の形状にパターニングして隔壁材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することにより隔壁１６を形成する。ここで、下地誘電体層１５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、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。次に、隣接する隔壁１６間の下地誘電体層１５上及び隔壁１６の側面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１７が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。

所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを走査電極４とアドレス電極１２とが直交するように対向配置し、その周囲をガラスフリット１９で封着して放電空間１８にキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などを含む放電ガスを封入してＰＤＰ１が完成する。

ここから、本発明の実施形態におけるアドレス電極１２及び端子電極１３、接続電極１４の詳細な説明を図３と図４を用いて説明する。

図３は本発明の実施の形態のＰＤＰの周縁部の上面図（図１のＶ−Ｗ）、図４は、本発明の実施の形態のＰＤＰの周縁部の断面図（図１のＶ−Ｗ）である。端子電極１３は、背面ガラス基板１１外周部に設けられており、端子電極１３の一方の端部は、表示電極６と直交するように配置されたアドレス電極１２と、接続電極１４を介して電気的に接続されている。端子電極１３は、ガラスフリット１９で囲まれた領域よりも外側に引き出され、外部映像信号を与えるための駆動回路とフレキシブルプリント基板を介して接続される。

端子電極１３及び接続電極１４は、同一の導電性材料によって一括でパターニングされた構造を図示しているが、異種の導電性材料を使用した構造であっても良い。ＰＤＰ１における電極材料のマイグレーションは、端子電極１３や接続電極１４間の電圧差が繰り返し印加された場合に、電極の幅方向への突起を起点に発生することが分かっている。したがって、少なくとも下地誘電体層１５で覆われていない接続電極１４は、マイグレーションが発生しにくい、アルミニウム（Ａｌ）合金などの薄膜電極材料を用いることが望ましい。

次に、アドレス電極１２と接続電極１４との接合部における構造について述べる。端子電極１３及び接続電極１４を同一の薄膜電極材料で形成したのち、銀を含有する電極用ペーストを、パターニング形成する際には、プロセスバラつきによって、アドレス電極１２と接続電極１４がアライメントズレを起こし、アドレス電極１２と接続電極１４の接合面積が減少し、端子電極１３から見たアドレス電極１２の抵抗値が上昇する場合がある。図３に示す本発明の実施形態では、接続電極１４幅とアドレス電極１２幅が同じとしたが、接続電極１４とアドレス電極１２との接合部において、接続電極１４幅をアドレス電極１２の幅よりも、２０μｍ乃至３０μｍ広くしている。通常、平行に配置したアドレス電極１２間の距離よりも、端子電極１３間の距離のほうが短く設計される。したがって、接続電極１４の幅は、アドレス電極１２の幅よりも狭く設計されることがあり、この場合においても、接続電極１４とアドレス電極１２の接合部の接続電極１４幅はアドレス電極１２幅よりも２０μｍ乃至３０μｍ広げて接続する。

また、主隔壁１６ａ及び補助隔壁１６ｂの形状は、背面ガラス基板１１上に配置された電極材料の反射率の差によって、異なる電極材料を用いた場合には隔壁形成プロセスのフォトリソグラフィのプロセス条件が変わる。その結果、焼成固化する前の隔壁幅に差が発生する。その結果、焼成固化した隔壁１６の幅や隔壁１６の断面プロファイルが面内で分布をもつことになり、表示品質上好ましくない。また、蛍光体層１７を塗布するときにも、塗布されない領域が発生するなどの悪影響がある。したがって、接続電極１４とアドレス電極１２の接合部は、主隔壁１６ａと交差する補助隔壁１６ｂの配置されていない領域に設けることによって、表示領域に配置された主隔壁１６ａ及び補助隔壁１６ｂの形状が、表示領域においては均一化される。

ここで、端子電極１３及び接続電極１４は、アルミニウム（Ａｌ）を背面ガラス基板１１上の全面に真空蒸着法やスパッタリング法により製膜し、端子電極１３及び接続電極１４に対応する位置に薄膜パターニングプロセスを用いて、端子電極１３及び接続電極１４を形成する。その後、銀を主成分とするアドレス電極用ペーストを、接続電極１４の一部と重なるように、全面にスクリーン印刷などにより塗布した後は、従来のアドレス電極形成プロセスと同様の方法でアドレス電極１２を形成する。

また、本発明の実施形態では、アドレス電極１２と接続電極１４の接合部が主隔壁１６ａの存在する領域に配置されている。そのため、主隔壁１６ａを形成するためのフォトマスクの開口幅は、アドレス電極１２形成領域と接続電極１４形成領域で変えており、アドレス電極１２形成領域での開口幅は接続電極１４形成領域での開口幅よりも広くしている。

以上のように本発明は、駆動電圧を上げることなく、高精細化に伴うマイグレーションの発生を抑制し、長期使用に対して高信頼性を有するＰＤＰを実現する上で有用な発明である。

１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
１１ 背面ガラス基板
１２ アドレス電極
１３ 端子電極
１４ 接続電極
１５ 下地誘電体層
１６ 隔壁
１７ 蛍光体層
１８ 放電空間
１９ ガラスフリット

Claims (7)

1. 前面板と、アドレス電極、主隔壁および補助隔壁を有した背面板とを対向配置し、
   前記アドレス電極は接続電極に接続され、前記接続電極は前記背面板外周に配置された端子電極に接続され、
   前記端子電極と前記接続電極は導電性薄膜材料からなり、
   前記アドレス電極と前記接続電極との接合部において、前記アドレス電極の幅が前記接続電極の幅よりも狭く、かつ前記アドレス電極と前記接続電極との接合部が前記補助隔壁の形成されていない領域に設けられている、プラズマディスプレイパネル。
2. 前記アドレス電極の膜厚が、前記接続電極の膜厚よりも厚い、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記接続電極の上に前記アドレス電極が形成されている、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記接続電極と前記端子電極との接合部において、前記接続電極の幅が前記端子電極の幅よりも狭い、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記接続電極の幅が、前記アドレス電極との接続部に向かって連続的に太くなる、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記アドレス電極の幅が、前記接続電極との接続部に向かって連続的に細くなる、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 前記アドレス電極が銀を含有する厚膜形成用ペーストを用いて形成されている、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。

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