(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な材質よりなる板部材と、前記板部材の上面に所定のパターンで形成された電極と、前記板部材の上面に形成されて前記電極を埋め込む誘電体層とを備え、
前記電極が誘電性物質である第１成分と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の第２成分とを含み、
前記第１成分及び第２成分が前記電極の厚さ方向に漸進的な又はステップワイズ（stepwise）の濃度勾配を有し、
前記濃度勾配は、前記電極の外光入射面から遠くなるほど前記第１成分の含有量は次第に減り、前記第２成分の含量は次第に増えるように分布されていることを特徴とするプラズマ表示装置の基板。
【請求項２】
前記電極間に形成されるブラックマトリックスパターンをさらに備えてなることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示装置の基板。
【請求項３】
前記ブラックマトリックスパターンが前記第１成分及び第２成分を含むことを特徴とする請求項２に記載のプラズマ表示装置の基板。
【請求項４】
前記第１成分はＳｉＯｘ（ｘ≧１）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３及びＩＴＯよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の誘電性物質であることを特徴とする請求項１または３に記載のプラズマ表示装置の基板。
【請求項５】
前記第１成分及び第２成分が、前記ブラックマトリックスパターンの厚さ方向に漸進的な濃度勾配を有し、
前記濃度勾配は、前記ブラックマトリックスパターンの外光入射面から遠くなるほど前記第１成分の含有量は次第に減り、前記第２成分の含量は次第に増えるように分布されていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ表示装置の基板。
【請求項６】
前記第１成分及び第２成分の濃度勾配が、前記ブラックマトリックスパターンの厚さ方向に複数のステップグラジエントよりなり、
前記濃度勾配は、前記ブラックマトリックスパターンの外光入射面から遠くなるほど前記第１成分の含有量は次第に減り、前記第２成分の含量は次第に増えるように分布されていることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ表示装置の基板。
【請求項７】
前記漸進的な濃度勾配は、前記電極の厚さ方向に外光入射面から遠くなるほど屈折率が次第に高くなるか、あるいは低くなるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示装置の基板。
【請求項８】
前記漸進的な濃度勾配は、前記電極の厚さ方向に外光入射面から遠くなるほど光吸収率が次第に高くなるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ表示装置の基板。
【請求項９】
透明な板部材を用意する第１段階と、
相異なる融点特性を有する誘電性物質であるＳｉＯを３ないし５０重量％含み、かつＦｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の金属を５０ないし９７重量％含む混合物を、一つの蒸着ボートに投入する第２段階と、
真空蒸着器に前記板部材を装着した後、蒸着ボートの温度を次第に上げつつＳｉＯ及び金属を蒸着する第３段階と、
フォトリソグラフィ工程を通じて前記結果物を電極及びブラックマトリックスパターンにパターニングする第４段階と、
前記電極及びブラックマトリックスパターンが形成された板部材の上面に誘電体層を形成する第５段階とを含んでなることを特徴とするプラズマ表示装置の基板製造方法。
【請求項１０】
前記第３段階は、前記ＳｉＯ及び金属の蒸着時に、蒸着ボートの温度が次第に上がれば初期段階でＳｉＯが最初に蒸着され、これよりも高い温度で行われる中間段階ではＳｉＯ及び金属成分の２種類が同時に蒸着され、最も高い温度で行われる最終段階では金属成分が蒸着されることにより、ＳｉＯは外光入射面から遠くなるほど次第に減る分布として存在し、金属成分は外光入射面から遠くなるほど次第に増える分布として存在することを特徴とする請求項９に記載のプラズマ表示装置の基板製造方法。
【請求項１１】
透明な板部材を用意する第１段階と、
相異なる融点特性を有する誘電性物質であるＳｉＯｘ及びコバルトをスパッタリングして板部材に濃度勾配を有するブラックコーティング膜を形成する第２段階と、
フォトリソグラフィ工程を通じて前記結果物を電極及びブラックマトリックスパターンにパターニングする第３段階と、
前記電極及びブラックマトリックスパターンが形成された板部材の上面に誘電体層を形成する第４段階とを含んでなり、
前記第２段階において、前記ブラックコーティング膜をなすＳｉＯｘは外光入射面から遠くなるほど次第に減る分布として存在し、コバルト成分は外光入射面から遠くなるほど次第に増える分布として存在することを特徴とするプラズマ表示装置の基板製造方法。
【請求項１２】
前記第２段階において、前記ブラックコーティング膜の厚さ方向にＳｉＯｘ及びコバルト成分の濃度勾配が複数のステップグラジエントよりなることを特徴とする請求項１１に記載のプラズマ表示装置の基板製造方法。
【請求項１３】
背面基板と、前記背面基板と所定間隔離隔され、接合されてその内部に放電空間を形成する透明な前面基板と、前記背面基板及び前面基板の少なくとも一側に設けられてプラズマ放電を起こす第１及び第２電極と、前記放電空間に注入される放電ガスとを含み、前記第１及び第２電極が誘電性物質である第１成分と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｐｔよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の第２成分とを含み、
前記第１成分及び第２成分が前記第１及び第２電極の厚さ方向に漸進的な又はステップワイズ（stepwise）な濃度勾配を有し、
前記濃度勾配は、前記第１及び第２電極の外光入射面から遠くなるほど前記第１成分の含有量は次第に減り、前記第２成分の含量は次第に増えるように分布されていることを特徴とするプラズマ表示装置の基板。
【請求項１４】
前記第１成分はＳｉＯｘ（ｘ≧１）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３及びＩＴＯよりなる群から選ばれるいずれか１種以上の誘電性物質であることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ表示装置。
【請求項１５】
背面基板と、
前記背面基板に形成される所定パターンの第１電極と、
前記第１電極が形成された背面基板と接合されて放電空間を形成する透明な前面基板と、
前記第１電極と対応する前面基板の一面に形成され、前記第１電極と所定の角度にて設けられる第２及び第３電極と、
前記背面基板と前面基板との間に設けられて放電空間を仕切る隔壁と、
前記背面基板及び前面基板に設けられて前記第１電極、第２電極及び第３電極を埋め込む第１及び第２誘電体層と、
前記前面基板の一面に形成されて第２電極及び第３電極よりなる電極対の間に設けられるブラックマトリックスパターンとを含み、
前記第１電極または第２電極、第３電極及びブラックマトリックスパターンが誘電性物質である第１成分と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれたいずれか一種以上の第２成分とを含み、
前記第１成分及び第２成分が前記電極及び／またはブラックマトリックスパターンの厚さ方向に漸進的な又はステップワイズ（stepwise）な濃度勾配を有し、
前記濃度勾配は、前記電極及び／またはブラックマトリックスパターンの外光入射面から遠くなるほど前記第１成分の含有量は次第に減り、前記第２成分の含量は次第に増えるように分布されていることを特徴とするプラズマ表示装置。
【請求項１６】
前記第１成分はＳｉＯｘ（ｘ≧１）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３及びＩＴＯよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の誘電性物質であることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ表示装置。
【請求項１７】
前記第２及び第３電極が、各々複数よりなる所定パターンの開口を有するメッシュ状の単一電極よりなることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ表示装置。
【請求項１８】
前記第２及び第３電極の開口は、各々互いに平行するように形成される複数の主電極部、及び前記複数の主電極部を互いに所定角度にて連結する複数の連結電極部により形成されることを特徴とする請求項１７に記載のプラズマ表示装置。
【請求項１９】
前記第２及び第３電極が、これらより所定の幅にて延びて形成されるＩＴＯ補助電極をさらに備えてなることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ表示装置。
【請求項２０】
背面基板と、
前記背面基板に形成される所定パターンの第１電極と、
前記第１電極が形成された背面基板と接合されて放電空間を形成する透明な前面基板と、
前記第１電極と対応する前面基板の一面に形成され、前記第１電極と所定の角度にて設けられる第２及び第３電極と、
前記背面基板と前面基板との間に設けられて放電空間を仕切る隔壁と、
前記背面基板及び前面基板に設けられて前記第１電極、第２電極及び第３電極を埋め込む第１及び第２誘電体層と、
前記前面基板の一面に形成されて第２及び第３電極よりなる電極対の間に設けられるブラックマトリックスパターンとを含み、
前記第１電極または第２電極、第３電極及びブラックマトリックスパターンは厚さ方向に誘電性物質及び導電性金属の漸進的な又はステップワイズ（stepwise）な濃度勾配を有し、
前記濃度勾配は、前記第１電極または第２電極、第３電極及びブラックマトリックスパターンの外光入射面から遠くなるほど前記第１成分の含有量は次第に減り、前記第２成分の含量は次第に増えるように分布されていることを特徴とすることを特徴とするプラズマ表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマ表示装置に係り、より詳細には、プラズマ放電電極が形成された基板とこの基板の製造方法及びこの基板を有するプラズマ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）は複数の電極が形成された２枚の基板間にガスを封じ込んだ後、各電極への放電電圧の印加によるプラズマ放電時に生じた紫外線により所定のパターンで形成された蛍光体を励起させて所望の画像を得る装置をいう。
【０００３】
このようなプラズマ表示装置は、駆動電圧の形式、例えば放電形式により直流型と交流型とに大別でき、さらに、交流型プラズマ表示装置は、電極の構成形態により対向放電型と面放電型とに大別できる。
【０００４】
直流型プラズマ表示装置は全ての電極が放電空間に露出される構造であって、対応電極の間に電荷の移動が直接的になされる。交流型プラズマ表示装置は電極が誘電体層により包まれ、対応する電極の間に直接的な電荷の移動がなされない代わりに、壁電荷の電界により放電が行われる。
【０００５】
図８には、このようなプラズマ表示装置のうち面放電型プラズマ表示装置の一例が示されている。
【０００６】
これを参照すれば、プラズマ表示装置は、背面基板１０と、前記背面基板１０上に所定のパターンで形成された第１電極１１と、前記第１電極１１を形成してなる前記背面基板１０上に形成された誘電体層１２とを含む。前記誘電体層１２上には放電距離を維持させるとともに、セル間の電気的及び光学的なクロストークを防止する隔壁１３が形成される。そして、前記隔壁１３の形成された背面基板１０は、前記第１電極１１と直交するように所定パターンの第２電極１４及び第３電極１５が形成された前面基板１６と結合される。前記第２及び第３電極１４及び１５は透明な電極よりなり、これらの上面には透明電極のライン抵抗を低減するためのバス電極１４ａ、１５ａが第２及び第３電極よりも狭い幅にて形成され、前記第２及び第３電極１４及び１５対の間にはコントラストを向上させるためにブラックマトリックス２０が形成される。前記前面基板１６には、前記第２及び第３電極及びブラックマトリックスが埋め込まれる誘電体層１７及び保護層１８が形成される。前記隔壁１３により仕切られた放電空間内の少なくとも一側には蛍光体層１９が形成される。
【０００７】
そして、特開平８-３１５７３５号公報に開示された従来のプラズマ表示装置は、図９に示されたように、面放電電極帯３０の少なくとも一方の面放電電極３０ａ、３０ｂが長手方向の線上に複数に分割され、前記分割された複数の面放電電極３０ａ、３０ｂが複数の電極部３１により相互電気的に接続されるように構成されており、これらの電極対の間にはブラックマトリックス３４が形成される。
【０００８】
また、特開平９-１２９１３７号公報に開示された従来のプラズマ表示装置は、図１０に示されたように、水平方向に互いに平行に延び、放電ギャップ４１だけ離れて配置された複数の行電極帯４０と、前記行電極帯４０から各々分離されて対向し、垂直方向に延びるとともに、前記行電極帯４０及び発光ピクセル領域４４を形成した複数の列電極４２とを備え、前記放電ギャップの狭い発光ピクセル領域４３が混在するように構成されている。そして、前記行電極帯の間にはブラックマトリックス４６が形成される。
【０００９】
前述したように、ＡＣ面放電型プラズマ表示装置においては、前面基板に電極がＡｇペーストよりなるバス電極１４ａ、１５ａ及び透明なＩＴＯ電極１４、１５よりなるか、あるいはＡｇペーストにより長手方向の分割された構造を有する。そして、プラズマ放電を起こすために、電極対の間に形成されたブラックマトリックス２０、３４、４６はブラック顔料及び絶縁物質が混合されてなる。
【００１０】
前述のように、適当な物質を選択してプラズマ表示装置の機能を最大化できるようにデザインされた前面基板を製造するためには、各々の電極及びブラックマトリックスが各々相異なる物性よりなっているため、各々をパターニングする工程を別々に行わなければならないという煩わしさがある。
【００１１】
例えば、図８に示されたように、バス電極１４ａ、１５ａ及びＩＴＯ電極よりなる第２及び第３電極とブラックマトリックス２０とを備えた前面基板を製造するためには、図１１に示されたように、前面基板を洗浄した後にスパッタリングを通じてＩＴＯ膜を形成し、これを放電を起こすための第２及び第３電極にパターニングする。前記パターニング方法は、ポジティブフォトレジスターをＩＴＯ層上に塗布した後に、所定のパターンを有したマスクを用いて露光かつエッチングする。そして、前記のようにＩＴＯ電極が形成されれば、この上部にＡｇペーストを用いてバス電極を印刷し、これを乾燥させた後に焼成してバス電極を完成する。バス電極の形成が完了すれば、ブラック顔料及び絶縁物の混合物を用いて印刷してブラックマトリックスを印刷する。
【００１２】
前記のように、前面基板を製造するためには、電極及びブラックマトリックスを形成するために各々の工程を経なければならないため、多くの作業工数がかかるだけではなく、不良の発生率が高く、生産性の向上が図れない。特に、前記前面基板に形成された電極が金属材のみよりなる場合には外光の吸収率が低くて外光反射の問題があり、ブラックマトリックスパターンを微細なパターンに形成できないという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、板部材に対する接着力に優れ、内部応力が生じないことから機械的特性が向上されたブラックマトリックス及び電極が形成されたプラズマ表示装置の基板を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、電極及びブラックマトリックスの形成による製造工程が簡単であることから生産性の向上が図れるプラズマ表示装置の基板製造方法を提供することである。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、前記電極及びブラックマトリックスパターンが形成された基板を採用することにより輝度及びコントラスト特性が向上されたプラズマ表示装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のプラズマ表示装置の基板は、透明な材質よりなる板部材と、前記板部材の上面に所定のパターンで形成された電極と、前記板部材の上面に形成されて前記電極を埋め込む誘電体層とを備え、
前記電極が誘電性物質である第１成分と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の第２成分とを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明において、前記電極間にはコントラストを向上させるためのブラックマトリックスパターンをさらに具備することができる。
【００１８】
そして、前記目的を達成するために、本発明のプラズマ表示装置の基板製造方法は、透明な板部材を用意する第１段階と、相異なる融点特性を有する誘電性物質であるＳｉＯを３ないし５０重量％含み、かつＦｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の金属を５０ないし９７重量％含む混合物を、一つの蒸着ボートに投入する第２段階と、真空蒸着器に前記板部材を装着した後、蒸着ボートの温度を次第に上げつつＳｉＯ及び金属を蒸着する第３段階と、フォトリソグラフィ工程を通じて前記結果物を電極及びブラックマトリックスパターンにパターニングする第４段階と、前記電極及びブラックマトリックスパターンが形成された板部材の上面に誘電体層を形成する第５段階とを含んでなることを特徴とする。
【００１９】
前記目的を達成するために、プラズマ表示装置は、背面基板と、前記背面基板と所定間隔離隔されて接合されてその内部に放電空間を形成する透明な前面基板と、前記背面基板及び前面基板の少なくとも一側に設けられてプラズマ放電を起こす第１及び第２電極と、前記放電空間に注入される放電ガスとを含み、前記第１及び第２電極が誘電性物質である第１成分と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｐｔよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の第２成分とよりなることを特徴とする。
【００２０】
前記目的を達成するために、プラズマ表示装置の他の特徴は、背面基板と、前記背面基板に形成される所定パターンの第１電極、前記第１電極が形成された背面基板と接合されて放電空間を形成する透明な前面基板と、前記第１電極と対応する前面基板の一面に形成され、前記第１電極と所定の角度にて設けられる第２及び第３電極と、前記背面基板と前面基板との間に設けられて放電空間を仕切る隔壁と、前記背面基板及び前面基板に設けられて前記第１電極、第２電極及び第３電極を埋め込む第１及び第２誘電体層と、前記前面基板の一面に形成されて第２電極及び第３電極よりなる電極対の間に設けられるブラックマトリックスパターンとを含み、前記第１電極または第２電極、第３電極及びブラックマトリックスパターンが誘電性物質である第１成分と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれたいずれか一つ以上の第２成分とを含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明において、前記第１成分はＳｉＯｘ（ｘ>１）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３及びＩＴＯよりなる群から選ばれるいずれか１種以上の誘電性物質よりなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明によるプラズマ表示装置は、背面基板と前面基板とが接合されてその間に放電ガスが注入された放電空間が形成され、この放電空間に位置づけられる一対の電極によるプラズマ放電により生じた紫外線で蛍光体を励起させることにより、画像を形成することになる。このようなプラズマ表示装置は電極の数、電極の配置状態、放電位置、電圧印加の状態により各種のものがあるが、図１には本発明のこのようなプラズマ表示装置の一実施例を示した。
【００２３】
これを参照すれば、背面基板５０の上面に互いに所定間隔離隔されるストライプ状の第１電極５１が形成され、前記第１電極５１の形成された背面基板５０の上面には第１電極５１が埋め込まれるように第１誘電体層５２が形成される。そして、前記誘電体層５２の上面には前記第１電極５１の形成方向と平行な方向に隔壁５３が互いに所定間隔離隔されて所定の高さを有し、直線状に形成される。もちろん、前記隔壁５３は直線状に限定されることはなく、格子状にも形成できる。前記隔壁５３の間には赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の蛍光体が塗布されて蛍光体層６０が形成される。前記蛍光体層６０は赤色、緑色、青色蛍光体の配列状態が限定されておらず、カラー画像が形成可能に配列された構造であれば、いかなるものであってもよい。
【００２４】
前記のように、隔壁５３の形成された背面基板５０は前面基板７０と接合されて前記隔壁５３により仕切られた放電空間を密閉するが、前記前面基板７０の内面、すなわち、隔壁５３と対応する内面には、前記第１電極５１と直交する方向に第２及び第３電極７１、７２が所定のパターンに形成される。ここで、前記第２及び第３電極７１、７２は相互交互に配列されて１画素領域内で対をなすが、前記第２及び第３電極７１、７２は、図２に示されたように、各々相互平行に形成される主電極部７１ｂ、７２ｂと、前記主電極部７１ｂ、７２ｂを相互直角に連結する複数個の連結電極部７１ｃ、７２ｃとを含む。したがって、前記第２及び第３電極７１、７２に形成される電極には長方形の開口７１ａ、７２ａが形成される。前記第２及び第３電極７１、７２の開口７１ａ、７２ａは各発光放電空間に各々一つずつ配置することが望ましいが、これに限定されることなく、本発明の範囲内で適切に調整でき、前記第２及び第３電極７１、７２は各種の実施例に変形可能であることは言うまでもない。たとえば、第２及び第３電極は、各々ＩＴＯ電極と、このＩＴＯ電極に沿って形成されるバス電極とを具備でき、あるいは、相互平行に形成された金属電極と、この金属電極から対応する方向に延び、かつＩＴＯよりなる補助電極とを具備できる。また、図３に示されたように、第２及び第３電極７１'及び７２'は、各々相互平行に設けられ、かつ狭い幅を有する主電極部７１'ｂ、７２'ｂと、これらを連結する連結電極部７１'ｃ、７２'ｃとを含み得る。
【００２５】
そして、第２及び第３電極７１、７２よりなる電極対と隣接する電極対の間には、輝度及びコントラストを向上させるためのブラックマトリックスパターン８０が形成される。前記第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとが形成された前面基板７０上には、第２誘電体層７４及びＭｇＯよりなる保護膜７５が形成される。
【００２６】
一方、前記前面基板７０に形成された第２及び第３電極７１、７２及び７１'、７２'とブラックマトリックスパターン８０とは誘電性物質である第１成分と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれたいずれか１種以上の第２成分とを含む。前記第１成分は、ＳｉＯｘ（ｘ>１）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３ 及びＩＴＯよりなる群から選ばれるいずれか１種以上の誘電性物質よりなる。
【００２７】
前述したように、第１成分及び第２成分よりなる第２及び第３電極７１、７２とブラックマトリックスパターン８０とは、前面基板７０の外光入射面から背面基板５０と隣接した前面基板７０の内面に向かって誘電性成分の濃度が次第に下がるか、あるいはステップグラジエントを有する分布として存在し、金属成分は前面基板７０の内面に向かってその濃度が次第に上がる分布として存在し、第２及び第３電極７１、７２とブラックマトリックスパターン８０とはその厚さの約１／２領域には誘電性成分及び金属成分がほぼ同量にて存在する。
【００２８】
このような組成分布を有している本発明のブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンは、図４及び図５に示されたように、誘電性物質及び金属の反比例的な濃度勾配を用いて徐々に蒸着させるので層状構造ができず、誘電性物質及び金属の屈折率勾配を用いて外光が入射する板部材とブラックマトリスパターンとの界面で光反射よりも吸収が起こり、その結果、従来の場合に比べて反射率が著しく落ちる。
【００２９】
特に、前述したように、第２及び第３電極７１、７２とブラックマトリックスパターン８０とは、前面基板７０の板部材７０'をなすＳｉＯ２、及びこの板部材７０'と隣接した領域に存在するＳｉＯは屈折率が約１．５であって、ほぼ類似している。したがって、板部材７０'とブラックマトリックスとの間の界面で外光が反射されるよりは透過され、ブラックマトリックス内の濃度勾配により前面基板７０の内面に向かって屈折率が次第に上がるとともに、透過率は下がるので、外光が反射されずにほとんど吸収できる構造を有している。
【００３０】
一方、前述したように、第１及び第２成分により濃度勾配を有するように形成された第２及び第３電極７１、７２は、前記蛍光体が励起されて生じた可視光の一部を吸収して放電空間の開口率を落とすが、前記第２及び第３電極７１、７２の構造がメッシュ状に形成されたり、あるいは透明電極の上部に微細な幅にてバス電極が形成された状態であるため、開口率が急に下がって輝度が落ちることが防止される。特に、前述したような濃度勾配を有する第２及び第３電極７１、７２は前面基板の外光入射面から遠くなる方向に第１成分である誘電性物質の濃度が次第に下がる分布として存在し、前記第２成分である金属成分はその濃度が次第に上がる分布として存在するため、前記放電空間と対応する第２及び第３電極７１、７２の表面は所定厚さの純粋な金属成分を有することになる。また、これにより、伝導度が向上され、かつ０．１Ω／□以下の面抵抗値が得られるので、プラズマ放電のための電極の条件を満足できる。
【００３１】
前述したように、不均一な組成を有する第２及び第３電極７１、７２または／及びブラックマトリックスパターン８０を有するプラズマ表示装置の前面基板７０は下記のような過程を通じて製造できる。
【００３２】
まず、前面基板７０をなす板部材を洗浄した後に、これを真空蒸着器内に蒸着ボートと対向するように固定する段階を行う。そして、相異なる融点を有する金属-誘電性物質の混合物、すなわち、前記第１成分及び第２成分の混合物を一つの蒸着ボートに投入する段階を行う。ここで、金属-誘電性物質の混合物は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれるいずれか１種以上の第２成分である金属を５０ないし９７重量％含み、かつ、前記第１成分であるＳｉＯｘ（ｘ>１）、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３及びＩＴＯよりなる群から選ばれるいずれか１種以上の誘電性物質を３ないし５０重量％を含んでなる。
【００３３】
次に、金属-誘電性物質の混合物が入れられている蒸着ボートの温度を変えつつ真空熱蒸着を行う。このとき、蒸着ボートの温度を変えるために、蒸着ボートに印加される電圧を徐々に上げる方法を用いる。
【００３４】
蒸着温度を経時的に徐々に上げれば誘電性成分が先に蒸着され始め、これよりも高い温度では誘電性成分及び金属成分の２種類の成分が同時に蒸着され、最終的に最も高い温度ではこれ以上の誘電性成分が残存しなくなって、純粋な金属成分だけが蒸着される。その結果、図４及び図５に示されたように、誘電性成分は基板の外光入射面から遠くなるほど次第に減る分布として存在し、金属成分は外光入射面から遠くなるほど次第に増える分布として存在する。図４に示されたように、誘電性成分及び金属成分は外光入射面から一定距離同一の濃度勾配を有していて、各々次第に下がったり、あるいは上がるような分布を有し得る。このように、誘電性物質-金属蒸着工程は金属成分の蒸着が昇華ではなく、溶融によってなされる。
【００３５】
すなわち、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｕ及びＰｔよりなる群から選ばれるいずれか１種以上の金属成分はＣｒとは異なる相平衡度を有する。したがって、Ｃｒは熱が加わればすぐ昇華されるのに対し、前記金属成分に熱が加わればこれらは溶融されて液状に変わり、この液状の金属成分と混合されている誘電性物質は昇華されてディスプレー素子の板部材上に蒸着される。このように、誘電性物質がこの液状の金属成分と混合された状態で昇華されれば、誘電性粒子がポッピングアウトされる問題により大量生産が制限されるという問題点を未然に防止できるという利点がある。
【００３６】
このとき、電極またはブラックマトリックスパターンの厚さによる成分分布は誘電性物質の初期の粒子サイズによって変わる。これを具体的に説明すれば、もし、誘電性物質の粒子サイズが約０．５ｍｍのように小さい場合には、全体の誘電性物質の表面積に比べて蒸着ボートと接触される面積が広いため、誘電性物質と蒸着ボートとの熱的な接触が多くなる。そして、誘電性物質の粒子が小さければ粒子も軽いため、熱伝導により瞬間的に生じる強い蒸気圧のためにジェットフローが生成され、これにより誘電性粒子は蒸着ボートから飛ばされる。その結果、誘電性物質のＳｉＯの昇華現象が強くなる。これに対し、誘電性粒子のサイズが約２ｍｍのように大きい場合には、粒子サイズが大きいためジェットフローには影響されないが、全体的にローディングされた量に比べて蒸着量が足りなくなる。したがって、誘電性粒子及び金属の混合物における誘電性物質の粒子サイズを１〜１．５ｍｍに調節すれば、最適の光学的及び電気的特性を示す第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとが得られる。
【００３７】
前述のように、誘電性物質及び金属の蒸着工程が完了すれば、フォトリソグラフィ工程を通じて板部材７０'に蒸着された結果物である薄膜層をパターニングする段階を行うことにより、本発明による第２及び第３電極７１、７２及び／またはブラックマトリックスパターンが完成される。ここで、第１及び第２成分が濃度勾配を有する蒸着膜は、前述したように、真空蒸着器を用いることに限定されることなく、スパッタリング法、電子イオン蒸着法などを利用できることは言うまでもない。
【００３８】
前記フォトリソグラフィ工程としては、ディレクトフォトリソグラフィ法やブラストフォトリソグラフィ法を使用できる。
【００３９】
ディレクトフォトリソグラフィ法によれば、蒸着膜の形成された面にポジティブフォトレジストを塗布した後、シャドウマスクを通じて露光及び現像を行ってフォトレジストパターンを形成する。その後、フォトレジストパターンを用いて蒸着膜の所定領域をエッチングした後、残っているフォトレジストパターンを除去することにより第２及び第３電極または／及びブラックマトリックスパターンが完成される。
【００４０】
一方、ブラストフォトリソグラフィ法によれば、フォトレジストを塗布した後、これを露光及び現像してフォトレジストパターンを形成する。このフォトレジストパターンの上部にブラックコーティング層を形成した後、エッチングによりフォトレジストパターン及び望ましくない領域のブラックコーティング層を除去することにより第２及び第３電極または／及びブラックマトリックスパターンを完成する。
【００４１】
以下、本発明を下記の実施例を挙げて詳細に説明する。実施例１ないし９は、蒸着法を用いて基板に電極及びブラックマトリックスパターンを形成したものであり、実施例１０ないし１３は、スパッタリング法により基板に電極及びブラックマトリックスパターンを形成したものである。ここで、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
実施例１
蒸着ボートに、ＳｉＯ（粒径：１．５ｍｍ）を２５重量％及びＦｅを７５重量％含む混合物１６０ｍｇを入れた後、蒸着ボートと板部材との距離を１８．５ｃｍに調節した。
【００４３】
真空蒸着器に板部材を取り付け、真空度を２×１０−３Ｐａに保った後、蒸着ボートの温度を変えつつ蒸着して板部材上に４００ｎｍの厚さのブラックコーティング膜を形成した。
【００４４】
次に、遠心分離機を用いて前記ブラックコーティング膜の表面にポジティブ有機フォトレジストを塗布した後、シャドウマスクを通じてＵＶに露光させた。次に、前記結果物を現像して非露光領域を硬化させることによりフォトレジストパターンを形成した。このフォトレジストパターンを用いてブラックコーティング膜のパターニングを行った。次に、脱イオン水を用いて洗浄した後、フォトレジストパターンを除去してブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとを形成した。
【００４５】
実施例２
ＳｉＯの粒径が１ｍｍであり、ＳｉＯ及びＦｅの混合物試料の投入量が２００ｍｇであることを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスを製造した。
【００４６】
実施例３
蒸着ボートに、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ）を４０重量％及びＴｉを６０重量％含む混合物２２０ｍｇを入れたことを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスを製造した。
【００４７】
実施例４
蒸着ボートに、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ）を４０重量％、Ｔｉを１０重量％及びＦｅを５０重量％含む混合物２１０ｍｇを入れたことを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスを製造した。
【００４８】
実施例５
蒸着ボートに、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ）を４０重量％、Ｔｉを５０重量％及びＦｅを１０重量％含む混合物２１０ｍｇを入れたことを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスを製造した。
【００４９】
実施例６
蒸着ボートに、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ）を２０重量％、Ｔｉを７０重量％及びＦｅを１０重量％含む混合物２１０ｍｇを入れたことを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスを製造した。
【００５０】
実施例７
蒸着ボートとして、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ）を２０重量％、Ｔｉを７０重量％及びＦｅを１０重量％を含む混合物２１０ｍｇを入れた第１蒸着ボートと、Ａｌを２４０ｍｇ入れた第２蒸着ボートとを用い、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ、２０重量％）とＴｉ（７０重量％）及びＦｅ（１０重量％）を先に蒸着した後、面抵抗を低めるためにインサイチュにてＡｌを蒸着することを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスパターン兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとを製造した。
【００５１】
実施例８
蒸着ボートに、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ）を２０重量％及びＶを８０重量％含む混合物２１０ｍｇを入れたことを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスを製造した。
【００５２】
実施例９
蒸着ボートとして、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ）を２０重量％及びＶを８０重量％を含む混合物２１０ｍｇを入れた第１蒸着ボートと、Ａｌを２４０ｍｇ入れた第２蒸着ボートとを用い、ＳｉＯ（粒径：１ｍｍ、２０重量％）とＴｉ（７０重量％）及びＦｅ（１０重量％）を先に蒸着した後にＡｌを蒸着することを除いては、実施例１の方法と同様にしてパターニングされたブラックマトリックスを製造した。
【００５３】
前記実施例１-９に従い製造されたブラックマトリックスパターンを光学顕微鏡で観察した。その結果、実施例１-５によるブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとは露光に用いたシャドウマスクに当たる形及び大きさを有し、膜パターンのエッジがシャープに形成されたことが分かった。
【００５４】
また、前記実施例１-９に従い製造されたブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンの電気的及び光学的な特性を評価し、その結果を下記表１に示す。
【００５５】
下記表１において、Ｒは面抵抗を表わし、Ｒｍは鏡面反射率を表わし、Ｒｄは拡散反射率を表わす。
【００５６】
【表１】
0004064655.tif 000002
【００５７】
前記表１から、実施例１-９に従い製造されたブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンは無彩色ブラックであり、パネル前面において約１％の鏡面反射率及び約０．０８〜０．０９％の拡散反射率を有する。また、面抵抗は金属の量を調節することにより１Ω／□以下であり、光学密度は約４．０である。これより、反射率、抵抗及び光学密度特性がいずれもブラックマトリックスと第２及び第３電極に好適であることが分かった。
【００５８】
前記実施例１-９によるブラックマトリックスと第２及び第３電極が形成されたプラズマ表示装置の前面基板において、ブラックマトリックスと第２及び第３電極のストライプパターンを光学顕微鏡で観察した。その結果、ブラックマトリックスと第２及び第３電極は膜パターンの平坦度に優れていることが確認できた。また、光学顕微鏡を通じてブラックマトリックスと第２及び第３電極を１μｍ以下に微細パターニングすることも可能であることが分かった。これにより、第２及び第３電極をメッシュ状に形成したり、第２電極及び第３電極を透過率を下げない範囲内の間隔に平行であり、相互電気的に接続された複数のライン電極への形成が可能になる。
【００５９】
実施例１０
真空チャンバの内部においてスパッタリング法を用い、図６に示されたように、ＳｉＯｘ及びコバルトが濃度勾配を有し、３，０００Åの厚さを有するようにブラックコーティング膜を板部材の上面に蒸着させた。
【００６０】
次に、遠心分離機を用いて前記ブラックコーティング膜の表面に有機ポジティブフォトレジストを塗布した後、シャドウマスクを通じてＵＶに露光させた。次に、前記結果物を現像して非露光領域を硬化させることにより、フォトレジストパターンを製造した。このフォトレジストパターンを用いてブラックコーティング膜のパターニングを行った。次に、脱イオン水を用いて洗浄した後、フォトレジストパターンを除去してブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとを形成した。
【００６１】
実施例１１
スパッタリング法を用いて、図１１に示されたように、ＳｉＯｘ及びコバルトの濃度が１０個のステップグラジエントを有し、厚さが３,３００Åになるようにブラックコーティング膜を板部材の上面に蒸着させた。
【００６２】
そして、実施例１０の方法と同様にしてパターニングし、ブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとを形成した。
【００６３】
実施例１２
スパッタリング法を用いてＳｉＯｘ及びコバルトの濃度が５個のステップグラジエントを有し、厚さが３，２００Åになるようにブラックコーティング膜を板部材の上面に蒸着させた。そして、実施例１０の方法と同様にしてパターニングし、ブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとを形成した。
【００６４】
実施例１３
スパッタリング法を用いてＳｉＯｘ及びコバルトの濃度が３個のステップグラジエントを有し、厚さが３，２５０Åになるようにブラックコーティング膜を板部材の上面に蒸着させた。
【００６５】
そして、実施例１０の方法と同様にしてパターニングし、ブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンとを形成した。
【００６６】
また、前記実施例１０-１３に従い製造されたブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンの電気的及び光学的な特性を評価し、その結果を下記表２に示す。
下記表２において、Ｒは面抵抗を表わし、Ｒｍは鏡面反射率を表わし、Ｒｄは拡散反射率を表わす。
【００６７】
【表２】
0004064655.tif 000003
【００６８】
前記表２から、実施例１０-１３に従い製造されたブラックマトリックス兼用第２及び第３電極または第２及び第３電極とブラックマトリックスパターンは無彩色ブラックであり、パネル前面において１．３％以上の鏡面反射率及び０．５以上の拡散反射率を有する。また、面抵抗は金属の量を調節することにより調整可能であり、光学密度は約４．１ないし４．５である。これより、反射率、抵抗及び光学密度特性がいずれもブラックマトリックスと第２及び第３電極に好適であることが分かった。
【００６９】
前記実施例１０-１３によるブラックマトリックスパターンと、第２及び第３電極が形成された板部材とをプラズマ表示装置の前面基板として用いた時、ブラックマトリックスと第２及び第３電極のストライプパターンを光学顕微鏡で観察した。その結果、ブラックマトリックスと第２及び第３電極は膜パターンの平坦度に優れていることが確認できた。また、光学顕微鏡を通じてブラックマトリックスと第２及び第３電極とを微細にパターニングすることも可能であることが分かった。
【００７０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の基板とこの製造方法及び基板を有するプラズマ表示装置は、下記のような効果を有する。
【００７１】
第一に、ブラックマトリックス兼用電極または電極とブラックマトリックスは金属及び誘電性物質により濃度勾配を有するように蒸着して形成するので、熱的及び化学的安定性に優れている。
【００７２】
第二に、前面基板をなす板部材に電極及びブラックマトリックスを形成する時、別途のアニーリング工程を経ずにも板部材に対する優れた接着力を有し、内部の応力が生じないので、機械的な特性に優れている。
【００７３】
第三に、ブラックマトリックスと第２及び第３電極の微細なパターニングが可能である。
【００７４】
第四に、プラズマ表示装置は電極及びブラックマトリックスによる外光吸収効果に優れているのでコントラスト改善効果が向上でき、パターニングが自由であるので電極とブラックマトリックスパターンの設計の製作コストが節減できる。
【００７５】
第五に、ブラックマトリックス及び電極が同一の厚さに形成できるので平坦度を大きく向上でき、放電電圧のマージンが改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプラズマ表示装置の分離斜視図。
【図２】本発明によるプラズマ表示装置において、第２及び第３電極の実施例を示す平面図。
【図３】本発明によるプラズマ表示装置において、第２及び第３電極の実施例を示す平面図。
【図４】電極とブラックマトリックスの厚さによる濃度勾配を示したグラフの説明図。
【図５】電極とブラックマトリックスの厚さによる濃度勾配を示したグラフの説明図。
【図６】電極とブラックマトリックスの厚さによる濃度勾配を示したグラフの説明図。
【図７】電極とブラックマトリックスの厚さによる濃度勾配を示したグラフの説明図。
【図８】従来のプラズマ表示装置の一実施例を示した分離斜視図。
【図９】従来のプラズマ表示装置において、第２及び第３電極とバス電極の他の実施例を示した平面図。
【図１０】従来のプラズマ表示装置において、第２及び第３電極とバス電極の他の実施例を示した平面図。
【図１１】従来の電極とブラックマトリックスを形成する工程を示したフローチャートの説明図。
【符号の説明】
５０  背面基板
５１  第１電極
５２  第１誘電体層
５３  隔壁
７１  第２電極
７１'  第２電極
７２  第３電極
７２'  第３電極
７０  前面基板
７０'  板部材
７４  第２誘電体層
８０  ブラックマトリックスパターン
【図１】
0004064655.tif 000004
【図２】
0004064655.tif 000005
【図３】
0004064655.tif 000006
【図４】
0004064655.tif 000007
【図５】
0004064655.tif 000008
【図６】
0004064655.tif 000009
【図７】
0004064655.tif 000010
【図８】
0004064655.tif 000011
【図９】
0004064655.tif 000012
【図１０】
0004064655.tif 000013
【図１１】
0004064655.tif 000014