JP3860673B2

JP3860673B2 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3860673B2
Application number: JP4054899A
Authority: JP
Inventors: 康人村元; 雅史加藤; 清浩逆瀬川; 尉彦西岡; 一雄和多田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2019-02-18
Also published as: JP2000243298A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精度かつ安価な軽量薄型の大型画面用カラー画像表示装置等の発光素子として用いられるプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと略記）及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から画像表示装置として多用されてきたＣＲＴは、容積及び重量が大で高電圧が必要であるという欠点から、近年のマルチメディアの浸透に伴い、情報のインターフェースとして発光ダイオード（ＬＥＤ）や液晶表示素子（ＬＣＤ）、あるいはＰＤＰ等の大画面で高画質、その上、軽量薄型で設置場所を選ばないなどの特徴を有する平面画像表示装置が開発され、これらの利用範囲が拡大しつつある。
【０００３】
かかる要求に応える平面画像表示装置としては、とりわけプラズマ発光を利用したＰＤＰが、大画面用カラー表示装置の発光素子として将来性が注目されている。
【０００４】
前記ＰＤＰは、背面板と正面板を対向して配置し、これらの対向空間を複数の隔壁で仕切って形成した微小な放電表示セル内に、それぞれ直角に対向したマトリックス形態の電極群を設けると共に、前記空間に希ガスなどの放電可能なガスを気密封入した構造を成している。そして、前記対向する電極間に電圧を選択的に印加して電極の交点間に放電を起こすことによりプラズマを発生させ、該プラズマから放出される紫外光により放電表示セル内に塗布した蛍光体が励起されて発光することを、画像表示装置の発光素子として利用するものである。
【０００５】
このとき、蛍光体を赤（以下Ｒと略記）、緑（以下Ｇと略記）、青（以下Ｂと略記）の各色に発光するものを選択して放電表示セル内に形成することで、フルカラー表示を行っている。従来の放電表示セルでのＲ、Ｇ、Ｂ各色の発光は、放電表示セル内部に充填した希ガスをプラズマ放電により励起し、この励起された希ガスが基底状態となるために放出されるエネルギーである真空紫外線（ＶＵＶ）で蛍光体を励起し、第１励起状態から基底状態のエネルギー変化を利用するものであることから、前記各蛍光体は同一の紫外線でエネルギーを供給されながら、そのエネルギーを異なる波長（例えばＲなら６１０ｎｍ付近）とする必要があり、カラー画像表示に於いては必然的にＲ、Ｇ、Ｂ各色の輝度に差が生じる。また、可視光域の電磁波に対する人の目の感度も異なっており、Ｇに対応する５５５ｎｍの波長に対して最も感度が高くなっている。
【０００６】
ＰＤＰとして使用する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の最大輝度で最大白色輝度となる必要があるが、上記理由によってＲ、Ｇ、Ｂ各色の輝度と各色に対する人の感度との差が大きいと白色の領域から外れるという課題があった。
【０００７】
前記課題を解決する手段として、ＰＤＰの隔壁の間隔をＲ、Ｇ、Ｂ各色について変更し、つまり隔壁を不等間隔に配設して、発光輝度の低い蛍光体には放電表示セルのいわゆる開口面積を大きくして、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体層の輝度を調節し、自然な質感を有するフルカラー表示を可能とする隔壁構造が提案されている（特開平１０−３０８１７９号公報参照）。
【０００８】
一方、放電表示セルを区画する隔壁を形成する手法としては、背面板上に隔壁形成用組成物から成るペーストを厚膜印刷法により隔壁パターンで印刷と乾燥を繰り返し、必要な高さまで積み重ねて隔壁形状を成形する方法や、背面板上に必要な厚さで隔壁材料を層状に形成し、該隔壁材料の層にレジスト層を被着してフォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、該レジストマスクを介してサンドブラスト加工法で隔壁以外の不要な部分を研削除去して所望形状の隔壁を成形する方法等が良く知られている。
【０００９】
また、隔壁構造を基板全面に渡って均一に歩留まり良く、低コストで形成する手法として、隔壁状に配設した柔軟性を持った隔壁材料を型で押圧して所望の隔壁構造を成形する手法（特開平９−２８３０１７号公報参照）が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、隔壁を不等間隔に配設して放電表示セルの開口面積を変化させた構造のＰＤＰにおいて、隣接する隔壁との間隔が大きいほど隔壁にかかる荷重が大きくなる。そのため上記隔壁を不等間隔に配列したＰＤＰにおいて、該隔壁の幅が等しい構造では、隣接する隔壁との間隔が大きい隔壁を中心として隔壁の欠けやクラックといった欠陥が発生するという問題があった。
【００１１】
【発明の目的】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、その目的は、放電表示セルの隔壁が不等間隔に配列された構造を有するＰＤＰにおいて、大きな開口面積による高輝度化と、隔壁の欠陥の発生の抑制を両立できる隔壁構造を有するＰＤＰを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は前記課題に鑑み鋭意検討した結果、隣接する隔壁との間隔、即ち隣接する放電表示セルの幅が大きい隔壁ほど、該隔壁自体を厚肉とすることにより、隔壁間隔に関係なく各隔壁にかかる圧力を等しくすることができ、開口面積を大きくしてパネルの輝度を上げても隔壁の欠陥の発生を抑制出来ることを見いだした。
【００１３】
即ち、本発明は、背面板と正面板を対向して配置して形成された対向空間を、複数の隔壁で仕切って複数の放電表示セルを構成し、上記放電表示セル内に備えた複数の電極間に電圧を選択的に印加してプラズマを発生させ、上記放電表示セル内に備えた蛍光体を発光させるようにしたプラズマディスプレイパネルにおいて、
輝度の低い蛍光体を塗布する上記放電表示セルほどその幅を大きくするとともに、上記隔壁は隣接する上記放電表示セルの幅が大きいほど厚肉としたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は上記隔壁の厚みと、該隔壁に隣接する二つの放電領域の幅の和との比をほぼ一定としたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明のＰＤＰによれば、蛍光体の輝度に応じて放電表示セルの幅を変化させ、隣接する放電表示セルの幅に応じて隔壁の厚みを変化させることによって、パネルの輝度を高めることと隔壁の欠陥の発生を抑えることを両立できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＰＤＰ背面板及びその製造方法について図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明のＰＤＰを説明するための断面図であり、図において、ＰＤＰ１は対向する背面板２と正面板３との空間に互いに平行に設けた複数の隔壁４ａ、４ｂ、４ｃとこれによって仕切られた放電表示セル５ｒ、５ｇ、５ｂと、放電表示セル内の隔壁側面に設けた蛍光体６ｒ、６ｇ、６ｂとからなり、背面板２と正面板３の対向面には互いに直交するように複数の電極８ｍ、８ｎを備えている。
【００２０】
そして、電極８ｍ，８ｎの交点のセルを選択して電圧を印可することによってプラズマ放電を発生させ、その部分の蛍光体を発色させることができる。
【００２１】
本発明のＰＤＰにおいて、赤色の放電表示セル５ｒの幅Ｄｒ、緑色の放電表示セル５ｇの幅Ｄｇ、青色の放電表示セル５ｂの幅Ｄｂは、それぞれ異なる値に設定している。即ち、輝度の低い色の放電表示セルほど幅を大きくして開口面積を大きくすることによって、各色の見かけの輝度をほぼ等しくしてある。
【００２２】
一般に、輝度は青、赤、緑の順に高くなるため、
Ｄｂ＞Ｄｒ＞Ｄｇ
としておけば良い。
【００２３】
また、本発明では、隔壁４ａ、４ｂ、４ｃの厚みＴａ、Ｔｂ、Ｔｃについても、それぞれの隔壁の両側の放電表示セルの幅に応じて変化させている。即ち、両側の放電表示セルの幅が広いほど、その隔壁の厚みを大きくすることによって正面板３と背面板２間に加わる圧力に耐え、欠け等の発生を防止できるようにしてある。
【００２４】
好ましくは、隔壁の厚みと、その両側の放電表示セルの幅の和との比を一定にしておけば良い。即ち、
ｋａ＝（Ｄｒ＋Ｄｂ）／Ｔａ
ｋｂ＝（Ｄｒ＋Ｄｇ）／Ｔｂ
ｋｃ＝（Ｄｇ＋Ｄｂ）／Ｔｃ
としたとき、
ｋａ≒ｋｂ≒ｋｃ
とすることが好ましい。
【００２５】
なお、本発明において隔壁４ａ，４ｂ，４ｃの厚みＴａ，Ｔｂ，Ｔｃは、隔壁の正面板３と接する部分から背面板２と接する部分の間で最も細くなっている箇所の厚みを指す。
【００２６】
例えば、図２に本発明の他の実施形態を示すように、隔壁４ａ，４ｂ，４ｃをキノコ状とした場合、厚みＴａ，Ｔｂ，Ｔｃはそれぞれ最も細くなっている箇所の厚みとする。ただし、放電表示セル５ｒ，５ｇ，５ｂの幅Ｄｒ，Ｄｂ，Ｄｇは正面板３側の端部における隔壁の間隔とする。
【００２７】
また、隔壁を構成する材質を部分的に変更している隔壁においては、各々の材質における最も細い箇所の厚みと、該隔壁に隣接する両側の放電表示領域の幅の和との比がについても一定となっていることが望ましい。
【００２８】
なお、前記隔壁の形状は特に限定するものではなく、その断面形状は垂直形状やテーパー形状やキノコ形状等でも良いが、輝度及び発光効率の点からは図１に示すように隔壁の側面がテーパー形状であるものが好適である。
【００２９】
また、本発明において、上記効果を奏するためには、隔壁の間隔即ち放電表示領域の幅が、色に応じて２０μｍ以上異なっていることが好ましい。
【００３０】
次に、本発明のＰＤＰの製造方法について説明する。
【００３１】
本発明のＰＤＰの製造方法は、図３（ａ）に示すように、予め背面板２の表面に電極８ｎを不等間隔の所定パターンで被着形成しておき、図３（ｂ）に示すように、その上に低融点ガラスとフィラーを主成分とする隔壁形成用組成物を、所定厚さ、所定パターンで被覆形成して被覆層１０を形成する。
【００３２】
次に、図３（ｃ）に示すように隔壁成形型１１を用いて前記被覆層１０を押圧することにより、被覆層１０を塑性変形し、図３（ｄ）に示すようにこの後に離型することで、図３（ｅ）に示すように、隔壁の厚みと放電表セルの幅を変化させた隔壁構造を持つ隔壁成形体１３を成形するものである。
【００３３】
該隔壁形成型１１には上述した隔壁形状に相当する複数の溝１２を刻設してあり、平板状やロール状等、各種形状とすることができるが、隔壁成形体１１の寸法精度や量産性、型への隔壁材料の充填性の点からは湾曲した形状とすることが望ましい。湾曲した形状の隔壁形成型１１を用いた時には隔壁構造を形成する工程と、前記隔壁形成型１１を隔壁構造から離型する工程が同時に行われる。
【００３４】
例えば、ロール状の隔壁成形型１１を用いる場合は、該ロール状の隔壁成形型１１を回転押圧しながら平行移動するか、又は、ロール状の隔壁成形型１１を回転駆動せずに押し付けて平行移動することにより、被覆層１０を塑性変形し、上述した隔壁構造を持つ隔壁成形体１３を連続的に成形することができる。
【００３５】
かくして得られた隔壁成形体１３は、背面板２と共に加熱して脱バインダー処理した後、焼成して背面板２と一体化した隔壁が形成される。
尚、正面板３には、インジウムとスズの合金酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ₂）等を蒸着した透明電極が形成されている。
【００３６】
その後、各色の蛍光体をそれぞれの放電表示セル内にマスクパターンを介して塗布し、焼き付けた後、背面板２と正面板３とを封着し、ＸｅやＨｅ−Ｘｅ、Ｎｅ−Ｘｅ等を主成分とする放電ガスを１０〜６００Ｔｏｒｒ気密封入して放電表示セルが完成される。
【００３７】
一方、本発明の背面板２及び正面板３に用いる絶縁基板としては、ソーダライムガラスや低ソーダガラス、鉛アルカリケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等の透明ガラス基板を用いることができ、特に高歪点低ソーダガラスが好適である。
【００３８】
又、背面板２の電極８ｎとしては、銀（Ａｇ）やニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の導体金属、あるいはこれらの合金、更には、前記導体金属やその合金に少量のガラスを混合した導電性ペーストを用いて形成することもできる。
【００３９】
隔壁材料としては、焼成後にガラス質となり、気密性を保持できるガラス材料であれば何れでも良く、例えば、鉛系、アルカリケイ酸系、ビスマス系等の絶縁基板より低い歪点を有するガラス粉末と、ＳｉＯ₂やＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の酸化物セラミック粉末やＦｅ₂Ｏ₃、Ｎｉ₂Ｏ₃、ＣｕＯ、ＭｎＯ等の黒色もしくは暗色金属酸化物粉末をフィラーとして使用することも可能であり、該無機成分とバインダー、溶剤、各種添加物などの有機物との混合物を適宜、隔壁の成形条件に応じて調整して使用する。塑性変形性を有する前記隔壁材料に好適な有機物として、バインダーは、例えば、アクリル系、ブチラール系等の熱可塑性バインダーあるいは紫外線硬化性樹脂や電子線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などの反応硬化性樹脂を用いることができる。また、通常のニトロセルロースやエチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース系バインダーやゴム系の化合物を適度の可塑剤と混合し、隔壁材料に可塑性を付与することも可能である。また、隔壁材料で厚膜を形成した後、各種溶剤を塗布し、厚膜中に浸透させることで可塑性を付与する手法もある。
【００４０】
又、前記塑性変形性は、前記被覆層１０を被着形成した後、乾燥やゲル化等の後処理で付与させることも可能である。
【００４１】
次に、前記被覆層１０を被着形成する方法としては、特に限定するものではなく、例えば、公知のロールコーター法やドクターブレード法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等が適用できるが、量産性を考慮すると前記被覆層１０にはドクターブレード法が好適であり、又、一度グリーンシート状の形で形成した後に背面板２上に転写することで前記被覆層１０を被着形成しても良い。
【００４２】
一方、前記隔壁成形型１１の材質は、金属製や樹脂製、ゴム製等のいずれでも良く、勿論、金属製の母材に表面だけ樹脂製やゴム製の部材を用いた複合型の隔壁成形型１１を用いることも可能であり、更に、かかる隔壁成形型１１の表面には、離型性の向上あるいは耐摩耗性の向上等のために、表面処理等を施すこともできる。
【００４３】
【実施例】
次に、本発明のＰＤＰを以下のようにして評価した。
【００４４】
（実施例１）
形成する隔壁の厚み、放電表示セルの幅（隔壁の間隔）を表１のように設定した。形状は垂直形状とテーパー形状、高さは１３０μｍとした。Ｄｒ、Ｄｇ、ＤｂはそれぞれＲ、Ｇ、Ｂ各色を塗布する放電空間セルの幅、Ｔａ、Ｔｂ、ＴｃはそれぞれＢとＲを仕切る隔壁の幅、ＲとＧを仕切る隔壁の幅、ＧとＢを仕切る隔壁の幅の値を示す。
【００４５】
前述の形状の隔壁に相当する隔壁形状の凹型の溝を多数形成したロール状の隔壁成形型を準備した。
【００４６】
背面板として厚さ２ｍｍの４０インチサイズの画像表示領域が得られるソーダライムガラスから成るガラス基板上に、銀ペーストをスクリーン印刷する手法で塗布して焼き付けて電極を形成した。
【００４７】
電極を形成した背面板上に、低融点ガラス粉末とフィラー、バインダ、溶媒、分散剤を混合して調製した隔壁材料をスリットコーターにて均一に塗布した後、隔壁材料を１２０℃で５分間乾燥して可塑性を持った厚膜を形成した。
【００４８】
その後、前記背面板を金属製の平面上支持体上に戴置し、前記ロール状の金属製隔壁成形型の凸部を電極対間に位置合わせを行い、背面板上の隔壁材料厚膜に回転させながら加圧して隔壁材料を塑性変形させた後、前記ロール状隔壁成形型を離型して背面板上に隔壁成形体を形成した。
【００４９】
次いで、前記支持体を取り除き、前記成形体を密着した背面板共々所定温度に保持して脱バインダーした後、５４０〜５９０℃の温度で１０分間焼成して背面板と一体化した評価用のＰＤＰ用背面板を作製した。
【００５０】
かくして得られたＰＤＰ用背面板と透明電極を被着形成した正面板とを封着し、さらに背面板の隔壁構造を形成していない側に取り付けた排気管より真空排気を行い、真空度が１０^-2Ｔｏｒｒまで排気を行った後にパネル内の隔壁部に５μｍ以上の欠け、クラック、隔壁の座屈といった欠陥が発生しているかどうかを検査した。隔壁における欠陥の発生数を表２に示す。
【００５１】
また、各隔壁構造についてもう一枚背面板を同様の手法を用いて作成し、得られたＰＤＰ用背面板の放電表示セル内に、各色の蛍光体をそれぞれマスクパターンを介して塗布し、該蛍光体を焼き付けた後、背面板と透明電極を被着形成した正面板とを封着し、Ｎｅ−Ｘｅを主成分とする放電ガスを気密封入して評価用のＰＤＰを作製した。
【００５２】
前記評価用のＰＤＰを用いて、背面板及び正面板の電極間に２００Ｖの電圧を印加して放電表示セルを発光させ、画面を上段、中段、下段部に分け、さらに右、中央、左部の計９ヶ所の各々３×４ｃｍのエリア部の輝度を測定し、その平均値をパネル輝度とした。この結果も表２に示す。
【００５３】
この結果より、Ｎｏ．１は隔壁の幅が大きいために輝度が低く、Ｎｏ．３、７、９、１３は各隔壁の幅が同じであるため、隔壁に欠陥が多く発生した。
【００５４】
これらに対し、その他の各隔壁の幅を変化させた本発明実施例では、輝度が高く隔壁の欠陥も発生しなかった。
【００５５】
【表１】

【００５６】
【表２】

【００５７】
（実施例２）
実施例１と同様にして隔壁厚み、隔壁間隔を表３のように設定した。隔壁の断面形状は図２に示すようなキノコ形状とし、隔壁の高さは１３０μｍとした。
【００５８】
実施例１と同様にして得た電極パターンを形成した背面板上に、スクリーン印刷法にて印刷、焼き付けを繰り返し、表３に設定した隔壁厚み、隔壁間隔を有する隔壁構造を形成した評価用のＰＤＰ用背面板を作製した。
【００５９】
さらに実施例１と同様に評価用のパネルを作成し、実施例１と同様にパネル内の隔壁部に５μｍ以上の欠け、クラック、隔壁の座屈といった欠陥が発生しているかを検査し、パネル輝度を測定した。この結果を表４に示す。
【００６０】
この結果より、各隔壁の幅を同一にしたＮｏ．１４、１８では隔壁に欠陥が生じたのに対し、各隔壁の幅を変化させた本発明実施例（Ｎｏ．１５〜１７）では隔壁の欠陥が生じなかった。
【００６１】
【表３】

【００６２】
【表４】

【００６３】
【発明の効果】
本発明によればＰＤＰにおいて、隣接する放電表示セルの幅が広い隔壁を厚肉とすることによって、開口面積を大きくしてパネルの輝度を上げても隔壁の欠陥の発生を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＤＰの要部を説明するための断面図である。
【図２】本発明のＰＤＰの他の実施形態を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は本発明のＰＤＰの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１：ＰＤＰ
２：背面板
３：正面板
４：隔壁
５：放電表示セル
６：蛍光体
８ｍ，８ｎ：電極
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ：隔壁の厚み
Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ：放電表示領域の幅
１１：隔壁成形型
１２：溝
１３：隔壁成形体

Claims

背面板と正面板を対向して配置して形成された対向空間を、複数の隔壁で仕切って複数の放電表示セルを構成し、上記放電表示セル内に備えた複数の電極間に電圧を選択的に印加してプラズマを発生させ、上記放電表示セル内に備えた蛍光体を発光させるようにしたプラズマディスプレイパネルにおいて、
輝度の低い蛍光体を塗布する上記放電表示セルほどその幅を大きくするとともに、上記隔壁は隣接する上記放電表示セルの幅が大きいほど厚肉としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
上記隔壁の厚みと、該隔壁に隣接する二つの放電表示セルの幅の和との比がほぼ一定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。