(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルの高画質化と歩留まり向上を目的とする。【解決手段】基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに誘電体層上に保護層を形成した前面板と、前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にアドレス電極３２を形成するとともに放電空間を区画する縦隔壁３４を設けた背面板とを有し、縦隔壁を上層部隔壁３４ａと下層部隔壁３４ｂの２層構造で構成するとともに、上層部隔壁３４ａには所定形状の無機材料フィラー３８を含有させるとともに、無機材料フィラー３８の少なくとも一部を縦隔壁３４の頂部３７の面と平行となるように分散配向させている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層に保護層を形成した前面板と、前記前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有し、前記隔壁を上層部隔壁と下層部隔壁の２層構造で構成するとともに、前記上層部隔壁には所定形状の無機材料フィラーを含有させるとともに、前記無機材料フィラーの少なくとも一部を前記隔壁の頂部の面と平行となるように分散配向させたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記無機材料フィラーが平板状、針状、および繊維状のうちの少なくともひとつの形状を有す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イパネル。
【請求項３】
前記隔壁は縦隔壁と前記縦隔壁よりも高さの小さい横隔壁を有する井桁形状隔壁であり、前記縦隔壁を２層構造とした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イパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示デバイスとして知られているプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、双方向情報端末として大画面、壁掛けテレビへの期待が高まっており、そのための表示デバイスとして、液晶表示パネル、フィールドエミッションディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの数多くのものが注目され商品化されている。これらの表示デバイスの中でもプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略記する）は、自発光型で美しい画像表示ができて大画面化が容易であるなどの理由から、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目されており、高精細化および大画面化に向けた開発が進められている。
【０００３】
ＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類がある。高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状ではＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになってきている。
【０００４】
ＰＤＰは、前面板と背面板とから構成されている。前面板は、フロート法による硼珪酸ガラスなどからなるガラス基板などの透明な前面ガラス基板上に、走査電極と維持電極とで対をなすストライプ状の表示電極を複数配列して形成する。さらに、その表示電極群を覆うように誘電体層を形成し、その誘電体層上にＭｇＯからなる保護層を形成することにより構成されている。
【０００５】
また、背面板は、前面ガラス基板に対向配置される背面ガラス基板上に、表示電極と直交する方向にアドレス電極を形成するとともに、そのアドレス電極を覆うように下地誘電体層を形成している。そして下地誘電体層上のアドレス電極間の位置に、アドレス電極と平行したストライプ状の複数の隔壁を形成するとともに、隔壁間の側面および下地誘電体層の表面に蛍光体層を形成することにより構成されている。なお、カラー表示のための蛍光体層は、通常、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層の３色が順に配置されている。
【０００６】
そして、前面板と背面板とは、表示電極とアドレス電極とが直交し、内部に微小な放電空間を形成するように隔壁を挟んで対向配置するとともに、周囲を封着部材により封止している。放電空間にはネオンおよびキセノンなどを混合した放電ガスを６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入している。アドレス電極および表示電極に印加する周期的な電圧によって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層に照射して可視光に変換することにより画像表示を行っている。
【０００７】
隔壁は放電の広がりを規定して一定領域のセル内で行わせると同時に、均一な放電空間を確保するために設けられている。したがって、隔壁の強度を向上させて放電空間形状を確保することが重要である。
【０００８】
隔壁の強度を高めるために、隔壁を形成する際のペーストに含有させるフィラー−成分に関する例（例えば、特許文献１、２、３参照）、隔壁頂部と前面ガラス基板との接触に当たって隔壁に緩衝材成分を含有させる例（例えば、特許文献４参照）が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２３４５１４号公報
【特許文献２】特開２０００−１３３３号公報
【特許文献３】特開２００２−１９０２５５号公報
【特許文献４】特開２００３−２９７２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、ＰＤＰにおいて、ますます高精細表示や高効率表示が要求され、そのために隔壁の幅を細くするための技術開発が要望されている。隔壁の幅を細くすることにより放電空間を広げて輝度を向上させることはできるが、隔壁の幅が細くなると隔壁の強度が低下し、製品搬送中の落下、振動などにより隔壁の破壊や損傷が増大し、製品の不灯や映像のちらつきが発生するという課題がある。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、隔壁の破壊や損傷によるＰＤＰの不灯や映像のちらつきなどの課題を克服し、画質の向上と歩留まりの向上を可能とするＰＤＰを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに誘電体層に保護層を形成した前面板と、前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ表示電極と交差する方向にアドレス電極を形成するとともに放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有し、隔壁を上層部隔壁と下層部隔壁の２層構造で構成するとともに、上層部隔壁には所定形状の無機材料フィラーを含有させるとともに、無機材料フィラーの少なくとも一部を隔壁の頂部の面と平行となるように分散配向させている。
【００１２】
このような構成によれば、隔壁の頂部に衝撃などの破壊力が印加された場合、上層部隔壁内の頂部の面と平行に配列された無機材料フィラーによって、頂部から発生したクラックの進展をとめることができる。その結果、隔壁の破壊は上層部隔壁の極めて小さい領域だけで抑えることができて、放電空間の閉塞や蛍光体飛散などを発生することがなく、不灯や映像のちらつきなどのない高画質表示を実現することができる。
【００１３】
さらに、無機材料フィラーが平板状、針状、および繊維状のうちの少なくともひとつの形状を有することが望ましい。このような構成によれば、無機材料フィラーとして隔壁の頂部の面と平行な形状を容易に実現することができ、隔壁の破壊強度を高めることができる。
【００１４】
さらに、隔壁は縦隔壁と縦隔壁よりも高さの小さい横隔壁を有する井桁形状隔壁であり、縦隔壁を２層構造とすることが望ましい。このような構成によれば、このような構成によれば、前面板と接触する上層部隔壁の強度を高めてクラックの成長を抑制することができ、さらに、隔壁を形成する際に上層部隔壁を形成するプロセスだけで実現できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明のＰＤＰによれば、落下や衝撃による隔壁の破壊や損傷による不灯を抑制するとともに、画質の向上と歩留まりの向上を可能とするＰＤＰを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。図１に示すようにＰＤＰ１０は、前面板２０と背面板３０とから構成されている。前面板２０は次のように構成されている。フロート法による硼珪酸ガラスなどからなるガラス基板などの透明な前面ガラス基板２１上に、走査電極２２と維持電極２３とで対をなすストライプ状の表示電極２４を複数配列して形成している。表示電極２４群を覆うように誘電体層２５を形成し、その誘電体層２５上にＭｇＯからなる保護層２６を形成している。
【００１８】
また、背面板３０は次のように構成されている。前面ガラス基板２１に対向配置される背面ガラス基板３１上に、表示電極２４と直交する方向にアドレス電極３２を形成するとともに、そのアドレス電極３２を覆うように下地誘電体層３３を形成している。そして下地誘電体層３３上のアドレス電極３２間の位置に、アドレス電極３２と平行したストライプ状の複数の縦隔壁３４を形成するとともに、アドレス電極３２と直交した方向にストライプ状の横隔壁３５を形成し、この縦隔壁３４および横隔壁３５間の側面および下地誘電体層３３の表面に蛍光体層３６を形成することにより構成されている。ここで、縦隔壁３４は下層部隔壁３４ｂと上層部隔壁３４ａの２層構造となっている。なお、カラー表示のため蛍光体層３６は、通常、赤色、緑色、青色の３色が順に配置されている。
【００１９】
そして、前面板２０と背面板３０とを、表示電極２４とアドレス電極３２とが直交して、内部に微小な放電空間を形成するように対向配置する。そして周囲を封着部材により封止し、そして前記放電空間にネオンおよびキセノンなどを混合してなる放電ガスを６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入することによりパネルが構成されている。  
【００２０】
ＰＤＰでは、アドレス電極３２、表示電極２４に印加する周期的な電圧によって放電を発生させ、この放電による紫外線を蛍光体層３６に照射して可視光に変換することにより画像表示を行っている。
【００２１】
次に、本発明の隔壁の製造方法について詳細に説明する。隔壁の製造方法としてはサンドブラスト法、印刷法、フォトリソグラフ法など種々の方法があるが、本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、フォトリソグラフィ法を用いることによって実現している。
【００２２】
図２は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの隔壁の形成プロセスを示すフローチャートである。まず、ステップ１（Ｓ１）は、下地誘電体層３３上に下層部隔壁３４ｂおよび横隔壁３５を形成するための感光性ペーストの塗布膜を形成する第１塗布膜形成ステップである。感光性ペーストにはガラス材料、フィラー、感光性樹脂材料などが配合されており、この感光性ペーストをダイコート法などによって塗布することによって第１塗布膜を形成する。次に、ステップ２（Ｓ２）は、この第１塗布膜を乾燥する第１塗布膜乾燥ステップである。
【００２３】
ステップ３（Ｓ３）は、乾燥された第１塗布膜を所定のパターンで露光する第１塗布膜露光ステップである。露光は、図１の縦隔壁３４の下層部隔壁３４ｂと横隔壁３５により形成される井桁状隔壁となるようにした露光マスクを介して第１塗布膜を露光する。すなわち、後の現像ステップにおいて、露光された井桁状隔壁の領域が残るようにしている。
【００２４】
ステップ４（Ｓ４）は、Ｓ３で露光された第１塗布膜上に縦隔壁３４の上層部隔壁３４ａとなる部分の感光性ペーストの塗布膜を形成する第２塗布膜形成ステップである。第１塗布膜形成ステップと同様に、感光性ペーストにはガラス材料、フィラー、感光性樹脂材料などが配合されており、この感光性ペーストをダイコート法などによって塗布することによって第２塗布膜を形成する。
【００２５】
次に、ステップ５（Ｓ５）は、この第２塗布膜を乾燥する第２塗布膜乾燥ステップである。
【００２６】
ステップ６（Ｓ６）は、乾燥された第２塗布膜を所定のパターンで露光する第２塗布膜露光ステップである。露光は、図１の縦隔壁３４の上層部隔壁３４ａを形成するようにした露光マスクを介して第２塗布膜を露光する。
【００２７】
ステップ７（Ｓ７）は、露光された第１塗布膜上と露光された第２塗布膜とを同時に現像する現像ステップである。このステップにおいて、露光された領域のペーストのみが残り、下層部隔壁３４ｂ、上層部隔壁３４ａより縦隔壁３４と横隔壁３５とよりなる井桁状隔壁の焼成前前駆体が形成される。
【００２８】
ステップ８（Ｓ８）は、これらの焼成前前駆体を焼成する焼成ステップである。このステップでは所定の温度で焼成して、有機材料成分を焼失させるとともにガラス材料を溶融固化させて、所定形状の井桁状隔壁を形成する。
【００２９】
図３は一般的なＰＤＰの隔壁の構造を示す断面図である。図３に示すように、隔壁４０は、背面ガラス基板３１上に形成されたアドレス電極３２と、このアドレス電極３２を覆うように形成された下地誘電体層３３上に形成されている。隔壁４０間の側面および下地誘電体層３３の表面に蛍光体層３６が形成されている。隔壁４０のペースト材料中には無機材料フィラー４１が含有されており、無機材料フィラー４１は、一般的に安価で破壊靱性が高いアルミナやシリカを低融点ガラス材料中に分散させることで必要な隔壁の強度を得ていた。
【００３０】
しかしながら、更なる高効率化、高精細化を達成するために隔壁の幅をより細く設計した近年のＰＤＰにおいては、隔壁の絶対的な強度が低下する。そのために、製品の落下試験や輸送時の振動、衝撃によって隔壁の欠け（クラックによる割れ）の発生率が高くなり、製品の不灯や映像にちらつきが生じるという課題があった。すなわち、図３に示すように隔壁４０の頂部に衝撃Ａが加えられた場合、隔壁４０の頂部に発生したクラック４２は容易に隔壁４０の下部に向かって進展し、破損隔壁片４３が放電空間に落下することにより、その部分の不灯につながるという欠点を有していた。
【００３１】
すなわち、このような隔壁の破壊は、主として隔壁の頂部に発生するクラックが進展成長するためであると考えられる。そこで、本発明は隔壁の破壊を隔壁中への無機材料フィラーの分散配向によって制御しようとするものである。
【００３２】
図４は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの隔壁の構造を示す断面図である。図２に示す隔壁形成プロセスで形成された縦隔壁３４と横隔壁３５のうち、縦隔壁３４の上層部隔壁３４ａのみがフィラー形状とその配向が異なるように分散されている。すなわち、図４に示すように、上層部隔壁３４ａには所定形状の無機材料フィラー３８を含有させて、無機材料フィラー３８の少なくとも一部が縦隔壁３４の頂部３７の面と平行となるように分散配向させている。ここで、無機材料フィラー３８としては、平板状、針状、および繊維状のうちの少なくともひとつであることが望ましい。
【００３３】
すなわち、図４に示すように、無機材料フィラー３８が平板状であるときには、平板の面が縦隔壁３４の頂部３７の面と平行になるように分散配向させているし、無機材料フィラー３８が針状の場合には、針の長手が頂部３７の面と平行になるように分散配向させている。また、無機材料フィラー３８が繊維状の場合には、繊維のうちの複数の繊維が頂部３７の面と平行になるように分散配向している。
【００３４】
したがって、本発明の隔壁構造によれば、衝撃によって縦隔壁３４の頂部３７に発生した微小クラックの進展は、無機材料フィラー３８が頂部３７の面と平行になるように分散配向されているために、無機材料フィラー３８に到達した時点で遮られる。そのために、クラックが縦隔壁３４の下方向に進展することがなく、クラックの成長が抑制される。その結果、破損隔壁片としては微細なサイズの縦隔壁３４の上端部のみの破損隔壁片となり、放電空間を閉塞したり蛍光体を飛散させたりすることがない。特に、上層部隔壁３４ａの上端部は蛍光体層３６が形成されていない領域であるため、その領域で縦隔壁３４が破損したとしても、縦隔壁３４の破損によって蛍光体層３６が飛散して前面板２０に付着して放電電圧が増大することや、放電が不安定になるなどの課題を発生することがない。
【００３５】
なお、上層部隔壁３４ａ内の無機材料フィラー３８の全てが縦隔壁３４の頂部３７の面と平行になるように分散配向していることが望ましいが、少なくともその一部がそのように分散配向することでも本発明の効果を実現することができる。また、縦隔壁３４の頂部３７に発生した微小クラックの成長を抑制するためには、微小クラックがその成長の過程で無機材料フィラーによって、立体的な方向に対する屈曲または分岐を繰り返す回数を多くするようにすることも有効である。
【００３６】
なお、これらの平板状や針状の無機材料フィラーは、図２のステップ４の上層部隔壁３４ａを形成する第２塗布膜形成ステップにおいて感光性ペースト中で分散配向させている。平板状や針状の無機材料フィラーを、縦隔壁３４の頂部３７の面と平行に配向させる方法としては、ペースト中への有機バインダの量を調整する方法や、第２塗布膜を形成し乾燥させる前に外力を第２塗布膜に印加する方法などの種々の方法がある。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいて、各種無機材料フィラーを用いた場合の実験結果について説明する。表１にその結果を示す。
【００３８】
【表１】
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実験は、上層部隔壁３４ａを形成する図２のステップ４において、感光性ペースト中への無機材料フィラーの材質、形状を種々組み合わせて隔壁を形成した。形成した隔壁の頂部にＰＤＰ落下試験で印加されるのと同等の衝撃を印加し、発生するクラックのサイズからクラックの成長抑制効果を評価した。
【００３９】
高精細表示のＰＤＰの場合の隔壁幅が最大で５０μｍ程度であるため、実験に使用した各種無機材料フィラーの粒子サイズは、数μｍ〜１０μｍ程度とし、平板状や針状のものでは、厚みまたは径が数ミクロン程度のものとしている。
【００４０】
表１の実施例１、２、５および６では、上層部隔壁に含まれる無機材料フィラーとして２種類の粒子形状のものが含まれるように構成しており、これらの結果がクラックの成長抑制効果が大きいことがわかる。また、実施例３、４および７は、平板状あるいは針状の粒子形状のみを有する無機材料フィラーの場合の結果である。この場合、上述の実施例１、２、５、６に比べて微小クラックの成長抑制効果は少し低下するが、クラックのサイズも小さく十分な効果のあることがわかる。なお、表１に示した粒子形状のうち、塊状としたものは通常使用されている数ミクロン程度の球状や不定形の粒子形状のものを言う。
【００４１】
表１の結果からは、上層部隔壁に分散配合する無機材料フィラーの粒子形状が少なくとも２種類の粒子形状のものを含む場合は、一般的な無機材料フィラーであるアルミナやシリカを用いることもできる。
【００４２】
一方、従来例としての比較例1および２に示すように、無機材料フィラーとして数ミクロン程度の粒子のアルミナやシリカを単独で用いた場合は、微小クラックの成長抑制効果が認められなかった。
【００４３】
なお、さらに上層部隔壁の破壊強度を向上させるために、材料としてサイアロン、ＺｒＯ2・Ａｌ2Ｏ3、Ｚｒ2Ｏ3、ＳｉＣ、ＴｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、ＺｒＢ、ＴｉＢ2およびＡｌ2Ｏ3-ＳｉＯ2-ＺｒＯ2などから選択してもよい。
【００４４】
また、無機材料フィラーとして用いられる無機材料は表１に示したものに限定されるものではなく、一般的な塊状、平板状、針状、および繊維状から選ばれる少なくとも２種類の形状の無機材料からなるもの、あるいは平板状、針状および繊維状の粒子形状のものを選択して構成したものであれば良い。また、それらの形状は、その材料自体がもともと、平板状、針状、および繊維状のものを利用しても良いし、粒子の加工、結晶成長により作成したものでも良い。また、繊維状の材料としては、炭化ケイ素繊維、炭素繊維などがあるが、これらに限るものではない。
【００４５】
なお、本発明では隔壁は縦隔壁と縦隔壁よりも高さの小さい横隔壁を有する井桁形状隔壁として縦隔壁を２層構造とし、その上層部隔壁に上述した無機材料フィラーを分散配向するようにしている。このような構成によれば、前面板と接触する上層部隔壁の強度を高めてクラックの成長を抑制することができる。さらに、隔壁を形成する際に上層部隔壁を形成するプロセスにおいてのみ、ペースト中の無機材料フィラーの分散配向を制御するだけでよく、隔壁形成プロセスが容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のＰＤＰは落下や衝撃による隔壁の破壊や損傷による画質低下を抑制し、さらに製造歩留まりの高いＰＤＰを実現することができるため、大面積の画像表示装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す分解斜視図
【図２】同ＰＤＰの隔壁の形成プロセスを示すフローチャート
【図３】一般的なＰＤＰの隔壁の構造を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの隔壁の構造を示す断面図
【符号の説明】
【００４８】
１０    プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
２０    前面板
２１    前面ガラス基板
２２    走査電極
２３    維持電極
２４    表示電極
２５    誘電体層
２６    保護層
３０    背面板
３１    背面ガラス基板
３２    アドレス電極
３３    下地誘電体層
３４    縦隔壁
３４ａ     上層部隔壁
３４ｂ     下層部隔壁
３５    横隔壁
３６    蛍光体層
３７    頂部
３８，４１    無機材料フィラー
４０    隔壁
４２    クラック
４３    破損隔壁片  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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