(57)【要約】【課題】外光反射を減らせるようにブラックマトリックスを採り入れることによって画像のコントラストを向上させたプラズマディスプレーを提供する。【解決手段】背面基板２０と、背面基板２０の内側表面上に形成されたストリップ状の第１電極２１と、第１電極２１が覆われるように背面基板２０上に塗布された誘電体層２２と、誘電体層２２上に形成されて放電空間を限定するストリップ状の隔壁２３と、放電空間内に塗布される蛍光体層２５と、隔壁２３上に結合される透明な前面基板２８と、前面基板２８の内側表面上に第１電極２１と交差するように平行に形成されるストリップ状の第２及び第３電極２６、２７と、前記一対の第２及び第３電極２６、２７を含んで構成される放電セルと隣接した他の放電セルとの間で前記前面基板２８の内表面上に前記第２及び第３電極２６、２７と平行に形成された溝３２を光遮断物質で満たして形成されたブラックマトリックス３１とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
背面基板と、
前記背面基板の内側表面上に平行に形成されたストリップ状の第１電極と、
前記第１電極が覆われるように前記背面基板上に塗布された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成されて放電空間を限定するストリップ状の隔壁と、
前記放電空間内に塗布される蛍光体層と、
前記隔壁上に結合される透明な前面基板と、
前記前面基板の内側表面上に前記第１電極と交差するように平行に形成されるストリップ状の第２及び第３電極と、
前記一対の第２及び第３電極を含んで構成される放電セルと、隣接した他の放電セルとの間で前記前面基板の内表面上に前記第２及び第３電極と平行に形成された溝を光遮断物質で満たして形成されたブラックマトリックスと、
を含むことを特徴とするプラズマディスプレー。
【請求項２】
前記ブラックマトリックスは下部から上部に行くほど次第に幅が減少する形状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ー。
【請求項３】
前記ブラックマトリックスはその端面がダム状であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレー。
【請求項４】
前記ブラックマトリックスはその断面が湾曲された"V"字形であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレー。
【請求項５】
前記ブラックマトリックスの高さ(H)、外光の入射角(θ)及び前記ブラックマトリックス間の距離(D)の間には次の関係が成立つ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ー。
H  tanθ≧（D／２）
【請求項６】
前記ブラックマトリックスの高さ(H)は３０乃至６０μｍ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ー。
【請求項７】
前記ブラックマトリックスの高さ(H)は５０μｍ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ー。
【請求項８】
プラズマディスプレーの前面ガラス基板内側表面に所定パターンの溝を形成する段階と、
前記所定パターンの溝に光遮断用物質を満たす段階と、
前記前面ガラス基板を焼成させることによって前記ブラックマトリックス材料を前記ガラス基板に融着させる段階と、
を具備することを特徴とするプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項９】
前記焼成段階後に前記前面ガラス基板の内側表面にブラックマトリックス拡散防止用保護膜を形成する段階をさらに具備することを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１０】
前記前面ガラス基板の内側表面上に形成する所定パターンの溝は前記前面ガラス基板が軟化した状態で金型により前記前面ガラス基板を加圧してなることを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１１】
前記前面ガラス基板の内側表面上に形成する所定パターンの溝は前記前面ガラス基板に所定のフォトレジストパターンを形成した状態で前記前面ガラス基板を蝕刻することによって成されることを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１２】
前記光遮断用物質は黒色の無機顔料やNDフィルター用材料であることを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１３】
フィルム支持体上にガラス粉末と接着剤とを混合させた透明なペースト及び、ガラス粉末、接着剤及び光遮断用物質を混合させた不透明ペーストを所定パターンで塗布する段階と、
前記フィルム支持体上の透明ペースト及び、不透明ペーストを加圧してグリーンテープを形成する段階と、
前記グリーンテープをプラズマディスプレーの前面ガラス基板に付着させてフィルム支持体を除去する段階と、
前記透明ペーストと不透明ペーストとが前記前面ガラス基板と融着するように焼成させる段階と、
を具備することを特徴とするプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１４】
前記焼成段階後に前記透明ペースト及び不透明ペーストの内表面に保護膜を形成する段階をさらに具備することを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１５】
フィルム支持体上にガラス粉末とペーストを混合させて形成した透明ペーストをフィルム支持体上に塗布させてグリーンテープを形成する段階と、
前記グリーンテープをプラズマディスプレーの前面ガラス基板の内側表面にラミネートさせる段階と、
前記グリーンテープに所定パターンの溝を形成する段階と、
前記溝に光遮断用物質を満たす段階と、
前記前面ガラス基板を焼成させることによって前記ブラックマトリックス材料を前記ガラス基板に融着させる段階と、
を具備することを特徴とするプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１６】
前記グリーンテープに所定パターンの溝を形成する段階は金型で前記グリーンテープの表面を加圧することによってなされることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１７】
前記グリーンテープに形成する所定パターンの溝は所定のフォトレジストパターンを形成した状態で前記グリーンテープの表面を蝕刻することによってなされることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【請求項１８】
前記グリーンテープの表面に保護膜を形成する段階をさらに具備することを特徴とする請求項１５に記載のプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外光反射を減らせるプラズマディスプレー及び該プラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なプラズマディスプレーは一対の基板間にあるガスを放電させる時生じる紫外線により蛍光体を励起させることによって画像を形成する。
【０００３】
このようなプラズマディスプレーは交流型（AC type）、直流型（DC type）及び混合型（Hybrid type）に大別されるが、従来の交流型プラズマディスプレーの一例が図７及び図８に示されている。
【０００４】
図面を参照すれば、プラズマディスプレーは背面基板１０と、前記背面基板１０上に形成されたアドレス電極であるストリップ形状の第１電極１１と、この第１電極１１が覆われるように背面基板１０上に形成される誘電体層１２と、前記誘電体層１２の上面に形成されて放電空間を限定して放電セル間の光学的クロストークを防止する多数のストリップ型隔壁１３と、前記放電空間内に塗布された蛍光体層１５を含む。
【０００５】
前記隔壁１３上には前面基板１８が結合され、この前面基板１８の下面には第２電極１６と第３電極１７が前記第１電極１１と交差するように形成される。前記第２及び第３電極１６、１７は透明なITO（Indium Tin Oxide）で形成され、ここにはライン抵抗を減らすためのバス電極１６a、１７aが備えられる。このようなバス電極１６a、１７aは放電空間内の蛍光体が発光することによって前面基板１８を通して透過する光の遮断を最小化するためにできるだけその幅が小さい値に制限され、例えば銀（Ag）ペーストのようなメタルを利用した印刷方式と感光膜を利用したフォトリソグラフィ方式等により形成されることができる。
【０００６】
前記前面基板１８の下面には前記第２及び第３電極１６、１７を覆う誘電体層１９が形成され、この誘電体層１９の下面に保護層２１が塗布できる。また、それぞれの放電セル間にはブラックマトリックス２２が形成される。
【０００７】
前記のようなプラズマディスプレーの動作において、前記ブラックマトリックス２２は前面基板１８に入射される外部光中で一部光（図８で点線で示される）を反射させることなく吸収することによってコントラストを向上させる。
【０００８】
前記ブラックマトリックス２２の幅が広がるほど外光反射率は低下されてコントラストは向上されるが、前記幅の増加に伴う外光反射の低減の効果は微々たるもので、前記幅をあまりにも大幅にすればむしろ放電空間内から外部に放出される画像が遮断されるので輝度が低下するという問題点がある。
【０００９】
また、前記透明電極である第２及び第３電極１６、１７に具備されるバス電極１６a、１７aを黒色で形成してブラックマトリックス２２と同様な効果を図ることができるが、このようなバス電極１６a、１７aの幅は極めて小さくて外光反射率を低下させるには限界がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記問題点を解決するために創出されたものであって、本発明の目的は、外光反射を減らせるように前面ガラス基板に形成された溝内にブラックマトリックスを採用することによって画像のコントラストを向上させたプラズマディスプレー及び該プラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明によるプラズマディスプレーは、背面基板と、前記背面基板の内側表面上に平行に形成されたストリップ状の第１電極と、前記第１電極が覆われるように前記背面基板上に塗布された誘電体層と、前記誘電体層上に形成されて放電空間を限定するストリップ状の隔壁と、前記放電空間内に塗布される蛍光体層と、前記隔壁上に結合される透明な前面基板と、前記前面基板の内側表面上に前記第１電極と交差するように平行に形成されるストリップ状の第２及び第３電極と、前記一対の第２及び第３電極を含んで構成される放電セルと、隣接した他の放電セルとの間で前記前面基板の内表面上に前記第２及び第３電極と平行に形成された溝を光遮断物質で満たして形成されたブラックマトリックスとを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一特徴によれば、前記ブラックマトリックスは下部から上部に行くほど次第に幅が減少する形状である。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、前記ブラックマトリックスはその端面がダム状である。
【００１４】
本発明の他の特徴によれば、前記ブラックマトリックスはその断面が湾曲された"V"字形である。
【００１５】
前記ブラックマトリックスの高さ、外光の入射角及び前記ブラックマトリックス間の距離の間には次の  H  tanθ≧（D／２）関係が成立つ。
【００１６】
また、本発明の他の特徴によれば、前記ブラックマトリックスの高さ(H)は３０乃至６０μｍ、または５０μｍである。
【００１７】
また、本発明によれば、プラズマディスプレーの前面ガラス基板内側表面に所定パターンの溝を形成する段階と、前記所定パターンの溝に光遮断用物質を満たす段階と、前記前面ガラス基板を焼成させることによって前記ブラックマトリックス材料を前記ガラス基板に融着させる段階とを具備するプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の一特徴によれば、前記焼成段階後に前記前面ガラス基板の内側表面にブラックマトリックス拡散防止用保護膜を形成する段階をさらに具備する。
【００１９】
本発明の他の特徴によれば、前記前面ガラス基板の内側表面上に形成する所定パターンの溝は前記前面ガラス基板が軟化した状態で金型により前記前面ガラス基板を加圧してなる。
【００２０】
本発明の他の特徴によれば、前記前面ガラス基板の内側表面上に形成する所定パターンの溝は前記前面ガラス基板に所定のフォトレジストパターンを形成した状態で前記前面ガラス基板を蝕刻することによって成される。
【００２１】
本発明の他の特徴によれば、前記光遮断用物質は黒色の無機顔料やNDフィルター用材料である。
【００２２】
また、本発明によれば、フィルム支持体上にガラス粉末と接着剤とを混合させた透明なペースト及び、ガラス粉末、接着剤及び光遮断用物質を混合させた不透明ペーストを所定パターンで塗布する段階と、前記フィルム支持体上の透明ペースト及び、不透明ペーストを加圧してグリーンテープを形成する段階と、前記グリーンテープをプラズマディスプレーの前面ガラス基板に付着させてフィルム支持体を除去する段階と、前記透明ペーストと不透明ペーストとが前記前面ガラス基板と融着するように焼成させる段階とを具備するプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法が提供される。
【００２３】
本発明の他の特徴によれば、前記焼成段階後に前記透明ペースト及び不透明ペーストの内表面に保護膜を形成する段階をさらに具備する。
【００２４】
また、本発明によれば、フィルム支持体上にガラス粉末とペーストを混合させて形成した透明ペーストをフィルム支持体上に塗布させてグリーンテープを形成する段階と、前記グリーンテープをプラズマディスプレーの前面ガラス基板の内側表面にラミネートさせる段階と、前記グリーンテープに所定パターンの溝を形成する段階と、前記溝に光遮断用物質を満たす段階と、前記前面ガラス基板を焼成させることによって前記ブラックマトリックス材料を前記ガラス基板に融着させる段階とを具備するプラズマディスプレーのブラックマトリックス製造方法が提供される。
【００２５】
本発明の他の特徴によれば、前記グリーンテープに所定パターンの溝を形成する段階は金型で前記グリーンテープの表面を加圧することによってなされる。
【００２６】
本発明の他の特徴によれば、前記グリーンテープに形成する所定パターンの溝は所定のフォトレジストパターンを形成した状態で前記グリーンテープの表面を蝕刻することによってなされる。
【００２７】
また、本発明の他の特徴によれば、前記グリーンテープの表面に保護膜を形成する段階をさらに具備する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のプラズマディスプレーによれば、前面基板に形成された溝にブラックマトリックスを具備して前面基板または電極で反射される外光をすべて吸収することによって外光反射率を低下させて結局画像のコントラストを向上させることができる。
【００２９】
本発明は添付された図面に示された一実施の形態を参考にして説明されたが、これは例示的なものであり、同様の分野で通常の知識を有する者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施の形態が可能であることは勿論である。したがって、本発明の真の保護範囲は特許請求の範囲の記載によって定まるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付された図面を参照して本発明による望ましい一実施の形態を説明する。本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレーが示された図１を参照する。図示されたように、背面基板２０の内側表面にはストリップ状でアドレス電極である第１電極２１が形成され、この第１電極２１は前記背面基板２０の内側表面上に形成された誘電体層２２により覆われる。前記誘電体層２２の上面にはストリップ状の隔壁２３が前記第１電極２１と平行に形成されて放電空間を限定し、前記放電空間内には蛍光体層２５が塗布される。
【００３１】
前記隔壁２３上には透明な前面基板２８が結合され、この前面基板２８の下面には前記第１電極２１と交差するようにストリップ状の第２及び第３電極２６、２７が形成される。前記第２及び第３電極２６、２７にはライン抵抗を減らすためのバス電極２６a、２７aが具備できる。また、前記前面基板２８の下面には前記第２及び第３電極２６、２７が覆われるように誘電体層２９が形成され、前記誘電体層２９の下面には保護層２１が塗布できる。
【００３２】
本発明によれば、前記第２及び第３電極２６、２７を含んで構成される１つの放電セルと、隣接した他の放電セルとの間で前記前面基板２８の内側表面に溝３２（図２参照）を形成し、前記溝３２をブラックマトリックス材料で充填させて形成されたブラックマトリックス３１（図２参照）が具備される。前記ブラックマトリックス３１は前記第２及び第３電極２６、２７に対して平行に延びる。
【００３３】
すなわち、一つの放電セルの第２電極２６と隣接する放電セルの第３電極２７間の前面基板２８には図２に示されたようにエッチングにより溝３２が形成され、この溝３２に光遮断物質が充填されてブラックマトリックス３１が形成される。
【００３４】
前記ブラックマトリックス３１は多様な形態の断面を有しうる。例えば、湾曲された逆"V"字形または湾曲されたダム型として、下部から上部に行くほどその幅が減少することが望ましい。
【００３５】
前記のようなブラックマトリックス３１が採用される場合、図２に示されたように、前面基板２８と誘電体層２９との間の第２及び第３電極２６、２７により反射された外光はブラックマトリックス３１に入射されてすべて吸収できる。したがって、外光反射率は低下される。
【００３６】
図４ないし図５を参照して、前記ブラックマトリックス３１を形成する方法を説明する。
【００３７】
前記ブラックマトリックス３１を形成する方法の第１の実施の形態は金型で基板２８を加工することである（図４Ａ）。ガラス基板を生産する間に、板状のガラスを成形する過程でガラス基板が冷却される前の軟化した状態で浮彫の金型でガラス基板の表面に図４Ｂと同様な溝を形成する(図５のS８１)。次いで、ブラックマトリックス材料を塗布する（図４Ｃ）。例えば、黒色の無機顔料またはメタリックオキシドのような光量減少用ND(Neutral Density)フィルター材料をガラス基板の前面に塗布する。以降、基板を洗浄して図４Ｂのように溝３２にのみ前記無機顔料またはNDフィルター用材料を残す(図５のS８２)。次いで、ブラックマトリックス材料をガラス基板に融着させるように焼成工程を行い、必要に応じて拡散防止膜のような保護膜をその上に形成することになる(図５のS８３)。保護膜が完成されると、基板上に透明電極のような電極パターンを形成する(図５のS８４)。
【００３８】
前記ブラックマトリックス３１を形成する方法の第２の実施の形態は蝕刻を行うことである。まず、フォトレジストを基板に塗布し、露光及び現像を通して所定のパターンを形成する。次いで、高圧で蝕刻してからフォトレジストを除去すれば、図４Ｂに示したような溝３２が形成できる。以降、無機顔料またはNDフィルターの塗布及び除去、焼成、保護膜処理などは前述したような方式で行われる。蝕刻作業を行う時、通常の圧力の蝕刻を行うとU字状の溝が形成される反面、ノズルを通して高圧で蝕刻すれば溝の形がV字状に近づく傾向があるのでノズルを用いた高圧蝕刻が望ましい。
【００３９】
前記ブラックマトリックス３１を形成する方法の第３の実施の形態は、グリーンテープを用いることである。グリーンテープは公知の如くガラス粉末と接着剤とがペースト状態で存在するものである。このような方法は図６Ａ及び図６Ｂに基づいて説明する。
【００４０】
図６Ａを参照すれば、まずフィルムのような支持体８１上にガラス粉末と接着剤を混合させたペーストをノズルで塗布する。部材番号８３は透明な状態のペーストである反面、８２は顔料が含まれた状態の不透明ペーストである。不透明ペースト８２と他の透明ペースト８３との間には所定の間隔が設定されているが、これは今後の加圧工程時に前記ペーストの拡散のための余裕面積である。次いで、前記ペーストの上部を加圧することによって、図６Ｂに示されたように、薄くて平坦なグリーンテープを形成する。部材番号８２'は顔料が混合された不透明ペースト８２が加圧された状態であり、８３'は透明ペースト８３が加圧された状態である。図６Ｂに示されたペースト８２'のパターンは最終的に形成されるブラックマトリックス３１のパターンと一致する。次いで、グリーンテープを前面基板２８に付着させ、支持体８１を取り除けば前面ガラス基板２８に図１のようなブラックマトリックス３１が形成される。以降、前述したような焼成及び保護膜形成工程を経ることになる。
【００４１】
本発明に係るブラックマトリックス３１を形成する方法の第４の実施の形態はグリーンテープを他の方式で活用することである。第４の実施の形態によれば、まず透明ペーストをフィルム支持体上に塗布してグリーンテープを作り、前記透明なグリーンテープを前面ガラス基板にラミネートさせる。次いで、グリーンテープを金型で加圧することによって、図４Ｂに示したような溝３２を形成したり、または前述したようにフォトレジストパターンを用いて蝕刻することによって溝３２を形成する。次いで、黒色の無機顔料やNDフィルター用材料をグリーンテープペースト上に塗布し、それを除去することによって顔料またはNDフィルター用材料を前記溝３２内にのみ残留させる。次いで、焼成及び保護膜の形成は前述した方式と同様に行われる。グリーンテープは光の透過率が９６％に達するので有用に適用しうる。
【００４２】
また、前記ブラックマトリックス３１とは別途に通常的な平面ブラックマトリックス層（図８の２２）がさらに形成されることが望ましい。
【００４３】
図２には本発明によるプラズマディスプレーに採用されたブラックマトリックス３１の構造が詳しく示されている。図面を参照すれば、前記ブラックマトリックス３１の底面幅(W)は従来の前面基板に形成されたブラックマトリックス（図８の２２参照）の幅と同じか小さいことが望ましい。前記ブラックマトリックス３１の高さ(H)は外光反射を最も効率的に減少させることができるように設定される。本発明者の実験によれば、前記ブラックマトリックス３１の高さ(H)はブラックマトリックス３１間の距離（D）と次のような関係がある。
【００４４】
［式１］
H  tanθ≧（D／２）      …（１）
【００４５】
ここで、θは外光の入射角を示す。前記プラズマディスプレー装置が使われる通常的な作業条件を示した図３を参照する。図示されたように、視聴者の頭上約２４５ｃｍの高さには光源(L)が設けられ、視聴者の目の高さは約６０ｃｍであり、その前方約２．２ｍ地点にディスプレー１００が置かれている。前記のような条件下で、前記光源(L)とディスプレー１００を連結した直線は地面と約４０゜の角をなす。この場合、光源(L)からディスプレー１００に対する光の入射角θは約４０゜となる。したがって、上記式（１）により次の関係が成立つ。
【００４６】
［式２］
H  tan４０≧（D／２）      …（２）
【００４７】
［式３］
H≧１．１９×（D／２）      …（３）
【００４８】
したがって、上記式を満足するようにブラックマトリックス３１の底面幅(W)と高さ(H)を設定すれば外光反射率を最低にすることができる。本発明者の実験によれば、前記関係式によってプラズマディスプレーの反射輝度はほぼ０になって外光遮断率が約１になった。前記Hの値が上の関係を満さないとしても、通用される平面形ブラックマトリックスの膜厚さ(通常１０μｍ)よりH値が大きければ、既存のブラックマトリックスより外光遮断率が著しく優れる。このような事実は図２によっても分かる。例えば、前記ブラックマトリックスの高さ(H)は３０乃至６０μｍであることが望ましく、例えば５０μｍであることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態によるプラズマディスプレーの分離斜視図。
【図２】図１のIV-IVによる部分断面図。
【図３】プラズマディスプレーの一般的な視聴条件を示した図面。
【図４】本発明によるプラズマディスプレーのブラックマトリックスの形成工程を説明するための図面。
【図５】本発明のプラズマディスプレーの製造方法を示したフローチャート。
【図６】本発明によるブラックマトリックスの形成工程の他の例を説明した図面。
【図７】従来のプラズマディスプレーの分離斜視図。
【図８】図７のII-II線による部分断面図。
【符号の説明】
【００５０】
２０  背面基板
２１  第１電極
２２  ブラックマトリックス
２３  隔壁
２５  蛍光体層
２６  第２電極
２６a  バス電極
２７  第３電極
２７a  バス電極
２８  前面基板
２９  誘電体層
３１  ブラックマトリックス
３２  溝
【図１】
2006261133.tif 000003
【図２】
2006261133.tif 000004
【図３】
2006261133.tif 000005
【図４】
2006261133.tif 000006
【図５】
2006261133.tif 000007
【図６】
2006261133.tif 000008
【図７】
2006261133.tif 000009
【図８】
2006261133.tif 000010