JP2013222572A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明のプラズマディスプレイパネルによれば、高精細化、高輝度化しても、従来の製造方法のまま、放電セルの横方向へのクロストークを抑制し、高品質なプラズマディスプレイパネルを実現することができる。
【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、表示電極対を有した前面板と、主隔壁および補助隔壁とを有した背面板とを対向配置し、前記主隔壁の頂部幅W1と、前記補助隔壁の頂部幅W2と、前記主隔壁および前記補助隔壁との交差部にて形成される前記背面板面内での内接円直径Dと、前記表示電極対のピッチPと、前記表示電極対のピッチ方向の開口距離Lとが、(W12+W22)(1/2)≦D≦2(W12+W22)(1/2)、D/P<0.1、P/L>2である。
【選択図】図3
【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、表示電極対を有した前面板と、主隔壁および補助隔壁とを有した背面板とを対向配置し、前記主隔壁の頂部幅W1と、前記補助隔壁の頂部幅W2と、前記主隔壁および前記補助隔壁との交差部にて形成される前記背面板面内での内接円直径Dと、前記表示電極対のピッチPと、前記表示電極対のピッチ方向の開口距離Lとが、(W12+W22)(1/2)≦D≦2(W12+W22)(1/2)、D/P<0.1、P/L>2である。
【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。
現在の一般的なPDPでは、高精細化及び高輝度化のため、上記隔壁は、アドレス電極に平行に配置される主隔壁と、表示電極に平行に配置される補助隔壁からなっている。このPDPでは、放電により、主隔壁及び補助隔壁で囲まれた放電セル内では、プラズマ放電によって電子とイオン(荷電粒子)が発生し、これらは放電空間内を拡散し、保護層上に壁電荷を形成する。しかし、高輝度化、高精細化に伴って、隣接する放電セル間の距離が狭くなることや、隔壁幅を細幅化していくために、放電によって発生した荷電粒子は、隔壁を横断して、隣接する放電セルへの拡散がより発生しやすくなり(クロストーク)、PDPの駆動マージンを減少させることになる。例えば、点灯させるセルと点灯させないセルが隣接していた場合、放電により発生した荷電粒子によるクロストークのため、点灯させたいセルのみならず、非点灯となるべきセルでも放電が発生してしまう。このような現象は、PDPの高精細化では、特に顕著になる。
この課題に対する方法として、荷電粒子を、放電をさせた放電セルから隣接する放電セルへ拡散させないような電界分布を形成することや、隣接する放電セルへの荷電粒子の拡散を構造により抑制することが挙げられる。
クロストークを構造によって抑える提案が、例えば特許文献1によって提案されている。これは、主隔壁と補助隔壁を設けたPDPにおいて、それらの焼成収縮挙動の違いによる、主隔壁と補助隔壁の交差部の凹部を解消する構造について、主隔壁と補助隔壁の隔壁幅と、隔壁交差部における隔壁内接円の直径との関係を提案したものである。この構造によって隔壁交差部の凹部が改善する。しかしながら、主隔壁や補助隔壁の放電セル中央部において凹部が発生することで、放電の横方向へのクロストークの抑制についての問題がある。
また、上記のように、高精細、高輝度化PDPのために、隣接する放電セル間の距離が小さくなることや、放電セル開口面積を大きくするために、主隔壁や補助隔壁の隔壁頂部幅を狭くしていくことに対する、放電の横方向へのクロストーク抑制には不十分であった。
一方、特許文献2では、隔壁交差部に対応する前面板の位置に突起を設け、隔壁交差部と、前面板の突起を合わせることでクロストークのないPDPを提供している。また、特許文献3では、表示電極上に形成される誘電体層の凹部に対応する位置に放電抑止層を入れることでクロストーク抑制を実現している。これらにおいても、放電抑止層導入のプロセスを増やさなくてはならない、前面板と背面板のアライメントの精度が必要であるなどの課題があった。
PDPの高精細化、高輝度化のため、放電セル間のピッチが小さくなることや、隔壁の細幅化によって、横方向隣接放電セルへのクロストークがより発生しやすくなる。本発明は、このような現状に鑑みなされたものであり、高精細化、高輝度化しても放電セル間のクロストークのない、高い表示品質を得ることができるPDP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、表示電極対を有した前面板と、主隔壁および補助隔壁とを有した背面板とを対向配置し、前記主隔壁の頂部幅W1と、前記補助隔壁の頂部幅W2と、前記主隔壁および前記補助隔壁との交差部にて形成される前記背面板面内での内接円直径Dと、前記表示電極対のピッチPと、前記表示電極対のピッチ方向の開口距離Lとが、(W12+W22)(1/2)≦D≦2(W12+W22)(1/2)、D/P<0.1、P/L>2である。
本発明のPDPによれば、高精細化、高輝度化しても、従来の製造方法のまま、放電セルの横方向へのクロストークを抑制し、高品質なPDPを実現することができる。
本発明のPDPは、背面板上に形成される主隔壁及び補助隔壁の交差部に対する主隔壁の放電セル中央部での凹みを抑制し、さらに前面板を構成する誘電体層の凹凸を抑えるための表示電極パターンを提案するものであり、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の単位画素構造について図1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の画素構造を示した斜視図である。
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。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発光層17bが順に形成されている。
そして、前面ガラス基板3上の表示電極6に、背面ガラス基板11上のアドレス電極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、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、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。
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表示電極6の設計パターンについて図2を用いて説明する。図2は、図1のV−W面の断面図である。
表示電極6を構成する走査電極4と維持電極5は、その抵抗値を下げるため、上記のように銀を含む金属ペーストから形成される1μm以上の厚膜である。この表示電極6上に塗布され形成される誘電体層8は、誘電体ペースト塗布後に所定の時間放置して表面レベリングされた後、焼成固化することで形成される。
ここで、前面ガラス基板3から誘電体層8の放電空間に接する表面までの厚さを、走査電極4、維持電極5領域でHF1、走査電極4と維持電極5の中央部(最薄部)でHF2とすれば、表面レベリングによっても、金属バス電極4b、5bの影響を受けて、HF1>HF2となる。すなわち、誘電体層8をY方向に走査すると、表示電極6の有無によって、前面ガラス基板3からの誘電体層8の厚みは周期的に変化する。
これは、仮に、走査電極4単独で存在した場合、金属バス電極4b直上を最厚として山型に誘電体ペーストが形成され、維持電極5単独で存在した場合でも同様である。走査電極4と維持電極5が近付いてくると、それぞれの電極単独で発生した誘電体ペーストの盛り上がりが重ね合わされ、走査電極4と維持電極5の中央部ではHF2の膜厚になる。
前面板2と背面板10による放電空間18形成の際、前面板2は、金属バス電極4b、5b直上で、背面板10と接触する。したがって、誘電体層8に形成された、前面ガラス基板3からの膜厚HF1、HF2の差によって、隣接する放電セル間には、HF1−HF2の隙間ができることになり、横方向のクロストーク発生の原因となる。
特に、放電が発生する側の走査電極4、維持電極5が対向する領域(放電ギャップ部A)で発生した場合には、隣接放電セルへのクロストークの要因となってしまう。反対に、放電ギャップとは反対側の非放電ギャップBでの誘電体層8の凹凸は放電に大きな影響はない。
そこで、金属バス電極4b、5bの前面ガラス基板3上面からみた電極幅を同じとして、金属バス電極4b、5b間のスペースLを100μmから200μmまで変えて、誘電体層8のY軸方向での凹凸の変化を調べる実験を行った。
試料は、誘電体ペースト材料を上記方法にて塗布し、所定の時間放置して表面レベリングした後、所定の温度で焼成固化して作製し、誘電体層8表面を走査することで表面うねりの測定を行った。
その結果、放電セルのピッチPと、金属バス電極4b、5bの端部間のスペースLとの関係には、P/L≒2.5として形成した誘電体層8に対して、P/L≒2として形成した誘電体層8では、(HF1−HF2)を0.1〜0.2μm低くできることを確認した。これは、金属バス電極4b、5bの電極幅によっても変わる。本発明の実施形態ではP/L>2とした。
さらに、Lを小さくしていった場合、金属バス電極4b、5bで発生した誘電体層8の凸部が重なり合ってくるため、放電ギャップAと、金属バス電極4b、5b直上の誘電体層8の膜厚の差HF1−HF2が小さくなり、さらに誘電体層8の凹凸を抑制することができる。本発明の実施形態では、例として放電セルのピッチPが、400μm以下の場合を記載しており、Lを小さくしすぎると輝度低下などの弊害を伴うため、P/L<3であることがより望ましい。
さらに、金属バス電極4b、5b間のスペースを変えずにHF1−HF2を下げる方法としては、誘電体層8を二層構造とし、一層目で表面レベリングしたのち二層目を形成する方法がある。
次に、隔壁パターンについての詳細な説明を、図3を用いて説明する。図3は、図1のV−W面の前面板2の上方からみた上面図を示している。
主隔壁16aと補助隔壁16bは、焼成固化することで、それぞれ頂部幅W1、W2の隔壁16を形成する。隔壁16を形成する材料を含む感光性ペーストを背面ガラス基板11上に、ダイコート法などの方法を用いて感光性ペースト層を形成する。その後、所望のパターンを形成するため、露光及び現像、焼成固化させることで隔壁16を形成する。ここで、主隔壁16aと補助隔壁16bをパターニング露光するのに用いるフォトマスクは、主隔壁16aと補助隔壁16bのパターン(格子状)の開口が形成されており、主隔壁16aと補助隔壁16bの交差部に菱形形状パターンを設けたフォトマスクを介して露光を行う。また、頂部幅Wと交差部内接円直径DがW=Dとする方法としては、隔壁パターニングのための露光工程における、干渉光による隔壁16交差部の広がりを防ぐために、露光工程で使用するフォトマスクで、隔壁16交差部に絞りを入れる方法もある。
フォトマスクと感光性ペースト表面のギャップは数百μm程度確保する。そのため、主隔壁16aと補助隔壁16bの露光の際、主隔壁16aと補助隔壁16bの交差部は、フォトマスク開口部での照射光の回り込みによって、隔壁交差部の周辺も露光される。これによって、主隔壁16a及び補助隔壁16bの放電セル中央部に比べ、主隔壁16aと補助隔壁16bの交差部の頂部幅が広く露光されることになる。露光によるこのような状態は、焼成固化の際、隔壁交差部への収縮と主隔壁16a及び補助隔壁16bの収縮がバランスを取ることで、主隔壁のセル中心部の高さと、隔壁交差部の高さの差を小さくすることができる。
ここで、放電セルのピッチPを400μm以下とし、W1及びW2を焼成固化後40μm以下(W1=W2<40μm。以下W=W1=W2とする。)となるようにして、下地誘電体層15からの主隔壁16aと補助隔壁16bの交差部の高さHB1と、主隔壁16aの放電セル中央部における高さHB2を調べた。
その結果、隔壁16の頂部幅Wが、隔壁16交差部内接円の直径Dよりも小さいときに、(HB1−HB2)の値を小さくできることを確認した。
さらに、Wを大きくすることで、(HB1−HB2)の差が小さくなることも確認した。これは、上記のように、隔壁16と、隔壁16交差部での焼成収縮割合が異なるため、それぞれで引張応力が発生し、それらのバランスによって(HB1−HB2)が変わる。したがって、そのバランスを考慮すれば、(W12+W22)(1/2)≦Dであって、(W12+W22)(1/2)/D<2であることが望ましく、(W12+W22)(1/2)/D<1.5であることがより望ましい。
一方、隔壁交差部内接円直径DとセルピッチPの関係としては、D/P<0.1としたことで、主隔壁16aのセル中央部高さと、隔壁交差部の高さの差を最も小さくすることができた。
以上の、主隔壁16a及び補助隔壁16bの交差部内接円直径Dと放電セルピッチPをD/P<0.1とし、また、隔壁16の頂部幅を、(W12+W22)(1/2)/D<αとして、αをα=2から1.2まで変えたときには、(HB1−HB2)を4μmから2μmまで約1/2と低減することができた。また、(W12+W22)(1/2)を、1.2倍とすることで、さらに(HB1−HB2)を小さくすることができた。
以上の構造を有するPDPを作製し、凹凸(HF1−HF2)及び(HB1−HB2)を小さくした効果を確認した。上記構造を有する前面板2と背面板10を組み合わせ、Xe10%のガスを封入したPDPを作製した。
PDPの評価は、形成される放電セルの1セルのみ(ターゲット放電セル)を検出するようにフォトダイオードを設置し、放電を維持させる維持放電電圧を変えて、ターゲットとする放電セル(非点灯である)の隣接セルを点灯させたときの、ターゲットとする放電セルでの放電による発光(発光した場合は誤放電である)を観測した。ここで、ターゲットとする放電セルが点灯する維持電圧が高いほど、隣接する放電セルからの干渉が少ないことを表しており、PDPの駆動を行う上で有利である。
その結果、改善前の構造で、PDPで非点灯とすべきターゲット放電セルの放電発光が観察された維持電圧をVs1、本発明の実施形態でのPDPで、非点灯とすべきターゲット放電セルの放電発光が観察された維持電圧をVs2としたとき、(Vs2−Vs1)を10Vとすることができた。さらに、本発明の実施形態のPDP構造で、隔壁16の頂部幅を広げた(W=D)結果、頂部幅を広げる前と比較して、(HB1−HB2)が約1.5μm小さくなり、非点灯放電セルが点灯する維持電圧をVs3としたとき、Vs3−Vs2が約40Vとなることを確認した。
すなわち、本発明の実施形態におけるPDPでは、セルの横方向へのクロストークを抑制することができ、パネルとしての表示品質の改善効果を確認した。
以上のように本発明は、高精細化、高輝度化しても、従来の製造方法のまま、放電セルの横方向へのクロストークを抑制し、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
16a 主隔壁
16b 補助隔壁
18 放電空間
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
16a 主隔壁
16b 補助隔壁
18 放電空間
Claims (1)
- 表示電極対を有した前面板と、主隔壁および補助隔壁とを有した背面板とを対向配置し、
前記主隔壁の頂部幅W1と、前記補助隔壁の頂部幅W2と、前記主隔壁および前記補助隔壁との交差部にて形成される前記背面板面内での内接円直径Dと、前記表示電極対のピッチPと、前記表示電極対のピッチ方向の開口距離Lとが、
(W12+W22)(1/2)≦D≦2(W12+W22)(1/2)、D/P<0.1、P/L>2であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012092724A JP2013222572A (ja) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | プラズマディスプレイパネル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012092724A JP2013222572A (ja) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | プラズマディスプレイパネル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013222572A true JP2013222572A (ja) | 2013-10-28 |
Family
ID=49593417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012092724A Pending JP2013222572A (ja) | 2012-04-16 | 2012-04-16 | プラズマディスプレイパネル |
Country Status (1)
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2012
- 2012-04-16 JP JP2012092724A patent/JP2013222572A/ja active Pending
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