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JP5404499B2 - プラズマディスプレイ用背面板 - Google Patents
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JP5404499B2 - プラズマディスプレイ用背面板 - Google Patents

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Description

本発明はプラズマディスプレイ用背面板に関する。
薄型・大型テレビに使用できるディスプレイとして、プラズマディスプレイが注目されている。
プラズマディスプレイパネル用背面板を構成する電極、隔壁、蛍光体層の製造方法としては、基板上に感光性ペーストを塗布または積層し、所望のパターンを有するフォトマスクを介して露光、その後所望の現像液を用いて現像する方法が知られている。
例えば基板上にセラミック粉末と紫外線硬化型樹脂からなる感光性ペースト層を形成し、所望のパターンを有するフォトマスクを介して露光、現像、焼成することにより隔壁を形成する方法(特許文献1)が提案されている。
しかしながら、高精細なプラズマディスプレイ用の背面板を作製する場合は、画素セルの狭小化に伴い、背面板電極間のピッチが狭くなり、電極同士のスペースが充分にとれないという問題があった。
このような問題に対し、端子電極の長さを変える方法(特許文献2)が提案されているが、この方法ではアドレス電極と端子電極との配置が制約されてしまい、問題であった。
特開平2−165538号公報 特開2006−286252号公報
本発明が解決しようとする課題は、生産性の高いプラズマディスプレイ用背面板を提供し、かつ表示品位が高いプラズマディスプレイを提供することにある。
このような課題を解決するために本発明は、基板上に複数本の電極パターンからなる電極ブロックを複数のブロックに分割して配列したプラズマディスプレイ用背面板であって、前記電極パターンそれぞれは、基板上に並行に設けられた直線状のアドレス電極と、該アドレス電極へと電気的に接続されかつ外部の駆動回路と接続するための端子電極と、該端子電極と前記アドレス電極とを結ぶ引出電極とから構成されるとともに、前記引出電極は、前記端子電極の延長線をなす延長部および該延長部と前記アドレス電極を接続する接続部を有し、前記各電極ブロックにおいて、両端以外の位置に各電極ブロック内で最も長い延長部を有する電極パターンを有し、かつ前記最も長い延長部を有する電極パターンは、電極パターンの配列方向におけるアドレス電極位置と端子電極位置との間のずれが当該電極ブロック内で最小であり、それ以外の電極パターンの延長部は一方の側に隣り合う電極パターンの延長部よりも長く、かつ他方の側に隣り合う電極パターンの延長部よりも短くなるように形成されており、前記最も長い延長部を有する電極パターンにおける接続部の基板短手方向の長さL1が、0.5〜5mmの範囲にあることを特徴とするプラズマディスプレイ用背面板によって解決することが出来る。
本発明により、生産性の高いプラズマディスプレイ用背面板を提供し、かつ表示品位が高いプラズマディスプレイを提供することができる。
プラズマディスプレイパネルの1つの画素の構成の例を模式的に示した斜視図である。 本発明の実施例によるプラズマディスプレイ用背面板の電極ブロックの構成を示す模式図である。 本発明のプラズマディスプレイ用背面板電極パターンの模式図である。 最も長い延長部を有する電極パターンにおける接続部の基板短手方向の長さが短い場合のプラズマディスプレイ用背面板電極パターンの引出電極部の模式図である。 本発明のプラズマディスプレイ用背面板電極パターンの引出電極部の形状を示す模式図である。 従来のプラズマディスプレイ用背面板電極パターンの引出電極部の形状を示す模式図である。
図1は、プラズマディスプレイの1つの画素の構成の例を模式的に示した斜視図である。図1において、表示面となる前面板6側のガラス基板1上には、対をなす複数のサステイン電極2とスキャン電極3が、銀やクロム、アルミニウム、ニッケル等の材料で、表示領域の短辺の方向を縦方向、長辺の方向を横方向としたときに、横方向を長手方向とするストライプ状に形成されている。さらにサステイン電極2およびスキャン電極3を被覆してガラスを主成分とする誘電体層8が20〜50μm厚みで形成され、誘電体層4を被覆して保護層5が形成されている。
一方、背面板13側のガラス基板7には、複数のアドレス電極8が、縦方向を長手方向とするストライプ状に形成され、アドレス電極8を被覆してガラスを主成分とする誘電体層9が形成されている。前記誘電体層9上に放電セルを仕切るために、縦方向を長手方向とする主隔壁10と、主隔壁10と略直交する補助隔壁11からなる格子状隔壁が形成され、隔壁と誘電体層9で形成された放電空間内に蛍光体層12が形成されてなる。フルカラー表示が可能なプラズマディスプレイにおいては、蛍光体層は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色に発光するものにより構成される。前面板6側のサステイン電極2と背面板13側のアドレス電極8が互いに直交するように、前面板6と背面板13が封着され、それらの基板の間隙内にヘリウム、ネオン、キセノンなどから構成される希ガスが封入されプラズマディスプレイが形成される。スキャン電極3とアドレス電極8の交点を中心として画素セルが形成されるので、プラズマディスプレイは複数の画素セルを有し、画像の表示が可能になる。
図2は、本発明の実施例によるプラズマディスプレイ用背面板の電極ブロックの構成を示す模式図であり、図2に示すように、背面板13のガラス基板7上には、複数本の電極パターンからなる電極ブロックB1〜B10が複数のブロックに分割された状態で配列形成されている。なお、図示していないが、各電極ブロックB1〜B10には、電極パターンに駆動電圧を印加するためのドライバーICがそれぞれ接続される。
図3は、図2に示す1つの電極ブロックにおける電極パターンの構成を示す模式図である。各電極ブロックB1〜B10の電極パターンそれぞれは、基板上に並行に設けられた直線状のアドレス電極8と、このアドレス電極8へと電気的に接続されかつ外部の駆動回路と接続するための端子電極22と、この端子電極22と前記アドレス電極8とを結ぶ引出電極23とから構成されている。
前記引出電極23は、図4に示すように、前記端子電極22の延長線をなす延長部24および前記延長部24と前記アドレス電極8を接続する接続部25を有している。
図4は、図3の電極パターンのA部分を拡大して示す模式図、図5は、図3の電極パターンのB部分を拡大して示す模式図である。図4に示すように、前記各電極ブロックにおいて、両端以外の位置に各電極ブロック内で最も長い延長部24を有する電極パターンを有し、かつ最も長い延長部24を有する電極パターンは、電極パターンの配列方向におけるアドレス電極8の位置と端子電極22の位置との間のずれが当該電極ブロック内で最小となるように構成されている。また、それ以外の電極パターンの延長部24は、長さが一方の側に隣り合う電極パターンの延長部24よりも長く、かつ他方の側に隣り合う電極パターンの延長部24よりも短くなるように形成されている。
なお、最も長い延長部を有する電極パターンにおける接続部の基板短手方向の長さL1は0.5〜5mmの範囲に設定している。これは、0.5mmよりも短いと、図4に示すようにアドレス電極8と接続部25をスムーズに繋ぐことができないため、電極の屈曲部が電極の画像検査などの際に異物などの欠陥と見分けが付かなくなり、正確な検査を行う上で課題となる。5mmよりも長いと、引出電極22間の距離が狭くなることを防ぐ効果が不十分となるためである。
ところで、それぞれピッチの異なるアドレス電極8(アドレス電極のピッチP1)と端子電極22(アドレス電極のピッチP2)とを直線的に引出電極23で繋ぐと、図6に示すように引出電極間距離P3が狭くなってしまい、電極短絡などを起こしやすくなるが、図5に示すように、引出電極23に端子電極22の延長線をなす延長部24を設けることにより、引出電極間距離P3が狭くなるのを防ぐことができ、電極短絡などを防止することができる。特に図3に示すようにアドレス電極8と端子電極22とを、電極パターンの配列方向にずらして配置したい場合、本発明のように電極パターンを形成することで引出電極間の距離が狭くなることを防ぐことが出来る。
以下、本発明のプラズマディスプレイ用部材の製造方法について説明する。
本発明においてプラズマディスプレイ用部材に用いる基板としては、ソーダガラスなどを用いることができ、具体的にはプラズマディスプレイ用の耐熱ガラスである旭硝子(株)製のPD200や日本電気硝子(株)製のPP8などが挙げられる。
基板上には、銀やアルミニウム、クロム、ニッケルなどの金属によりストライプ状のアドレス電極が形成される。形成する方法としては、これらの金属の粉末と有機バインダーを主成分とする金属ペーストをスクリーン印刷でパターン印刷し、400〜600℃に加熱・焼成して金属パターンを形成する方法や、金属粉末と感光性有機成分を含む感光性金属ペーストを塗布した後に、フォトマスクを用いてパターン露光後、不要な部分を現像工程で溶解除去し、さらに400〜600℃に加熱、焼成して金属パターンを形成する感光性ペースト法を用いることができる。また、ガラス基板上にクロムやアルミニウム等の金属をスパッタリングした後にレジストを塗布し、レジストをパターン露光、現像した後にエッチングにより不要な部分の金属を取り除くエッチング法を用いることもできる。電極厚みは1.0〜10μmが好ましく、1.5〜5μmがより好ましい。
前記アドレス電極を被覆して、誘電体層が形成される。誘電体層はガラス粉末と有機バインダーを主成分とするガラスペーストを、アドレス電極を覆う形で塗布した後に、400〜600℃で焼成することにより形成することができる。誘電体層に用いるガラスペーストには、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化リンの少なくとも1種類以上を含有し、これらを合計で10〜80質量%含有する低融点ガラス粉末を好ましく用いることができる。該配合物を10質量%以上とすることで、600℃以下での焼成が容易になり、80質量%以下とすることで、結晶化を防ぎ透過率の低下を防止する。
上記低融点ガラス粉末と有機バインダーを混練してペーストを作成する。用いる有機バインダーとしては、エチルセルロース、メチルセルロース等に代表されるセルロース系化合物、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート等のアクリル系化合物等を用いることができる。また、ガラスペースト中に、溶媒、可塑剤等の添加剤を加えても良い。溶媒としては、テルピネオール、ブチロラクトン、トルエン、メチルセルソルブ等の汎用溶媒を用いることができる。また、可塑剤としてはジブチルフタレート、ジエチルフタレート等を用いることができる。低融点ガラス粉末以外に軟化温度が高く焼成時に軟化しないフィラー成分を添加することにより、反射率が高く、輝度の高いPDPを得ることができる。フィラーとしては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等が好ましく、体積分布曲線における50%粒子径が0.05〜3μmの酸化チタンを用いることが特に好ましい。フィラーの含有量はガラス粉末:フィラーの質量比で、1:1〜10:1が好ましい。フィラーの含有量を重量比でガラス粉末含有量の10分の1以上とすることで、輝度向上の実効を得ることができる。また、ガラス粉末の含有量の同量以下とすることで、焼結性を保つことができる。
次に、本発明における主隔壁および補助隔壁の形成方法について説明する。主隔壁および補助隔壁は、感光性ペースト法(フォトリソグラフィー法)によりパターンを形成し、焼成することで形成される。
以下に感光性ペースト法について、詳述する。
感光性ペースト法で用いる隔壁形成用感光性ペーストは、無機微粒子と感光性有機成分を主成分とし、必要に応じて光重合開始剤、光吸収剤、増感剤、有機溶媒、増感助剤、重合禁止剤を含有する。
隔壁形成用感光性ペーストの無機微粒子としては、ガラス、セラミック(アルミナ、コーディライトなど)などを用いることができる。特に、ケイ素酸化物、ホウ素酸化物、または、アルミニウム酸化物を必須成分とするガラスやセラミックスが好ましい。
無機微粒子の粒子径は、作製しようとするパターンの形状を考慮して選ばれるが、体積分布曲線における50%粒子径が、1〜10μmであることが好ましく、より好ましくは、1〜5μmである。体積分布曲線における50%粒子径を10μm以下とすることで、表面凸凹が生じるのを防ぐことができる。また、1μm以上とすることで、ペーストの粘度調整を容易にすることができる。さらに、比表面積0.2〜3m/gのガラス微粒子を用いることが、パターン形成において特に好ましい。
主隔壁および補助隔壁は、好ましくは熱軟化点の低いガラス基板上にパターン形成されるため、無機微粒子として、熱軟化温度が350〜600℃の低融点ガラス微粒子を60質量%以上含む無機微粒子を用いることが好ましい。また、熱軟化温度が600℃より高い高融点ガラス微粒子やセラミック微粒子からなるフィラー成分を添加することによって、焼成時の収縮率を抑制することができるが、その量は、無機微粒子の合計量に対して40質量%以下が好ましい。低融点ガラス微粒子としては、焼成時にガラス基板にそりを生じさせないためには線膨脹係数が50×10−7〜90×10−7−1、さらには、60×10−7〜90×10−7−1の低融点ガラス微粒子を用いることが好ましい。
低融点ガラス微粒子としては、ケイ素および/またはホウ素の酸化物を含有したガラスが好ましく用いられる。
さらに、酸化ビスマス、酸化鉛、酸化亜鉛のうちの少なくとも1種類を合計で5〜50質量%含有させることによって、ガラス基板上にパターン加工するのに適した温度特性を有するガラスペーストを得ることができる。
感光性有機成分としては、感光性モノマー、感光性オリゴマー、感光性ポリマーのうちの少なくとも1種類を含有することが好ましい。
感光性モノマーは、炭素−炭素不飽和結合を含有する化合物で、その具体的な例として、単官能および多官能性の(メタ)アクリレート類、ビニル系化合物類、アリル系化合物類などのアクリル系モノマーを用いることが好ましい。これらは1種または2種以上使用することができる。
感光性オリゴマー、感光性ポリマーとしては、炭素−炭素2重結合を有するモノマーのうちの少なくとも1種類を重合して得られるオリゴマーやポリマーを用いることができる。好ましくは上記アクリル系モノマーのうち少なくとも1種類を重合して得られるオリゴマーやポリマーであって、前記モノマーの含有率が、10質量%以上、さらに好ましくは35質量%以上になるように、他の感光性のモノマーと共重合することができる。ポリマーやオリゴマーに不飽和カルボン酸などの不飽和酸を共重合することによって、感光後の現像性を向上することができる。不飽和カルボン酸の具体的な例として、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、または、これらの酸無水物などが挙げられる。こうして得られた側鎖にカルボキシル基などの酸性基を有するポリマー、もしくは、オリゴマーの酸価(AV)は、50〜180の範囲が好ましく、70〜140の範囲がより好ましい。以上に示したポリマーもしくはオリゴマーに対して、光反応性基を側鎖または分子末端に付加させることによって、感光性をもつ感光性ポリマーや感光性オリゴマーとして用いることができる。好ましい光反応性基は、エチレン性不飽和基を有するものである。エチレン性不飽和基としては、ビニル基、アリル基、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。
光重合開始剤の具体的な例として、ベンゾフェノン、O−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチルフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,3−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニル−2−フェニルアセトフェノンなどが挙げられる。これらを1種または2種以上使用することができる。光重合開始剤は、感光性成分に対し、好ましくは0.05〜10質量%の範囲で添加され、より好ましくは、0.1〜5質量%の範囲で添加される。重合開始剤の量が少な過ぎると、光感度が低下する傾向にあり、光重合開始剤の量が多すぎると、露光部の残存率が小さくなり過ぎる傾向にある。
光吸収剤を添加することも有効である。紫外光や可視光の吸収効果が高い化合物を添加することによって、高アスペクト比、高精細、高解像度が得られる。光吸収剤としては、有機系染料からなるものが好ましく用いられる、具体的には、アゾ系染料、アミノケトン系染料、キサンテン系染料、キノリン系染料、アントラキノン系染料、ベンゾフェノン系染料、ジフェニルシアノアクリレート系染料、トリアジン系染料、p−アミノ安息香酸系染料などが使用できる。有機系染料は、焼成後の絶縁膜中に残存しないので、光吸収剤による絶縁膜特性の低下を少なくできるので好ましい。これらの中でも、アゾ系およびベンゾフェノン系染料が好ましい。有機染料の添加量は、0.05〜5質量%が好ましく、より好ましくは、0.05〜1質量%である。添加量が前記範囲より少ないと、光吸収剤の添加効果が減少する傾向にあり、前記範囲より多いと、焼成後の絶縁膜特性が低下する傾向にある。
増感剤は、感度を向上させるために好ましく添加される。増感剤の具体例としては、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,3−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン、2,6−ビス(4−ジメチルアミノベンザル)シクロヘキサノンなどが挙げられる。これらを1種または2種以上使用することができる。増感剤を感光性ペーストに添加する場合、その添加量は、感光性成分に対して通常0.05〜10質量%、より好ましくは0.1〜10質量%である。増感剤の量が前記範囲より少ないと感度を向上させる効果が発揮されない傾向にあり、増感剤の量が前記範囲より多いと、露光部の残存率が小さくなる傾向にある。
有機溶媒としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、γ−ブチルラクトン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ブロモベンゼン、クロロベンゼン、ジブロモベンゼン、ジクロロベンゼン、ブロモ安息香酸、クロロ安息香酸などやこれらのうちの1種以上を含有する有機溶媒混合物が用いられる。
隔壁形成用感光性ペーストは、通常、上記の無機微粒子や有機成分を所定の組成になるように調合した後、3本ローラーや混練機で均質に混合分散し作製する。次いで感光性ペーストの塗布、乾燥、露光、現像等を行う。
隔壁形成用感光性ペーストを塗布する方法としては、スクリーン印刷法、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、ブレードコーターなどを用いることができる。
また、塗布後の乾燥は、通風オーブン、ホットプレート、IR(赤外線)炉などを用いることができる。
露光で使用される活性光源は、例えば、可視光線、近紫外線、紫外線、電子線、X線、レーザ光などが挙げられる。これらの中で紫外線が最も好ましく、その光源として、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ、殺菌灯などが使用できる。これらのなかでも超高圧水銀灯が好適である。露光条件は、塗布厚みによって異なるが、1〜100mW/cmの出力の超高圧水銀灯を用いて0.1〜10分間露光を行う。
現像は、露光部と非露光部の現像液に対する溶解度差を利用して行う。現像は、浸漬法やスプレー法、ブラシ法等で行うことができる。
現像液は、感光性ペースト中の溶解させたい有機成分、すなわち、ネガ型感光性ペーストの場合は露光前の感光性有機成分が、ポジ型感光性ペーストの場合は露光後の有機成分が溶解可能である溶液を用いる。溶解させたい有機成分にカルボキシル基などの酸性基をもつ化合物が存在する場合、アルカリ水溶液で現像することができる。アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液などの無機アルカリ水溶液を使用することが好ましいが、有機アルカリ水溶液を用いることもできる。有機アルカリとしては、一般的なアミン化合物を用いることができる。具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどが挙げられる。アルカリ水溶液の濃度は、通常、0.01〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。
次に、現像により得られた主隔壁及び補助隔壁のパターンは焼成炉にて焼成される。焼成雰囲気や温度は、ペーストや基板の種類によって異なるが、空気中、窒素、水素などの雰囲気中で焼成する。焼成炉としては、バッチ式の焼成炉やローラーハース式の連続型焼成炉を用いることができる。焼成温度は、400〜800℃で行うと良い。ガラス基板上に直接隔壁を形成する場合は、450〜620℃の温度で10〜60分間保持して焼成を行うと良い。
次いで所定のアドレス電極と平行方向に形成された主隔壁間に、赤(R)、緑(G)、青(B)各色に発光する蛍光体層を形成する。蛍光体層は、蛍光体粉末、有機バインダーおよび有機溶媒を主成分とする蛍光体ペーストを所定の主隔壁間に塗着させ、乾燥し、必要に応じて焼成することにより形成することができる。
蛍光体ペーストを所定の主隔壁間に塗着させる方法としては、スクリーン印刷版を用いてパターン印刷するスクリーン印刷法、吐出ノズルの先端から蛍光体ペーストをパターン吐出するディスペンサー法、また、蛍光体ペーストに前述の感光性有機成分を用いた感光性ペースト法により各色の蛍光体ペーストを所定の場所に塗着させることができるが、コストの理由からスクリーン印刷法、ディスペンサー法が本発明では好ましく適用される。
塗着させた蛍光体層を必要に応じて、400〜550℃で焼成することにより、背面板を作製することができる。
この背面板を用いて、前面板と封着後、前背面の基板間隔に形成された空間に、ヘリウム、ネオン、キセノンなどから構成される放電ガスを封入後、駆動回路を装着してプラズマディスプレイを作製できる。前面板は、基板上に所定のパターンで透明電極、バス電極、誘電体、保護層を形成した部材である。背面板上に形成されたRGB各色蛍光体層に一致する部分にカラーフィルター層を形成しても良い。また、コントラストを向上するために、ブラックストライプを形成しても良い。
本発明は、高い表示品位が要求されるプラズマディスプレイ用の背面板として広く利用される。
1 ガラス基板
2 サステイン電極
3 スキャン電極
4 誘電体層
5 保護層
6 前面板
7 ガラス基板
8 アドレス電極
9 誘電体層
10 主隔壁
11 補助隔壁
12 蛍光体層
13 背面板
22 端子電極
23 引出電極
24 延長部
25 接続部
B1〜B10 電極ブロック

Claims (1)

  1. 基板上に複数本の電極パターンからなる電極ブロックを複数のブロックに分割して配列したプラズマディスプレイ用背面板であって、前記電極パターンそれぞれは、基板上に並行に設けられた直線状のアドレス電極と、該アドレス電極へと電気的に接続されかつ外部の駆動回路と接続するための端子電極と、該端子電極と前記アドレス電極とを結ぶ引出電極とから構成されるとともに、前記引出電極は、前記端子電極の延長線をなす延長部および該延長部と前記アドレス電極を接続する接続部を有し、前記各電極ブロックにおいて、両端以外の位置に各電極ブロック内で最も長い延長部を有する電極パターンを有し、かつ前記最も長い延長部を有する電極パターンは、電極パターンの配列方向におけるアドレス電極位置と端子電極位置との間のずれが当該電極ブロック内で最小であり、それ以外の電極パターンの延長部は一方の側に隣り合う電極パターンの延長部よりも長く、かつ他方の側に隣り合う電極パターンの延長部よりも短くなるように形成されており、前記最も長い延長部を有する電極パターンにおける接続部の基板短手方向の長さL1が、0.5〜5mmの範囲にあることを特徴とするプラズマディスプレイ用背面板。
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