CN101310356B

CN101310356B - 等离子显示面板的制造方法

Info

Publication number: CN101310356B
Application number: CN2007800001553A
Authority: CN
Inventors: 西中胜喜; 宫崎晃畅
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: US7914356B2; US20100056010A1; CN101310356A; EP1909305B1; KR20080002745A; DE602007007862D1; KR20090030349A; EP2192606A1; EP1909305A4; JP4297188B2; EP1909305A1; JPWO2007099991A1; KR101005167B1; WO2007099991A1

Abstract

本发明提供一种等离子显示面板的制造方法，具有如下的密封步骤，即，将在透明基板上形成有显示电极、电介质层和保护层的前面板(22)、和形成有寻址电极、障壁以及荧光体层的背面板(23)相对配置的同时，将前面板(22)和背而板(23)的周围用密封材料(33)密封，该密封步骤具有：在背面板(23)上涂敷密封材料(33)的密封材料涂敷步骤、将被涂敷的密封材料(33)暂时烧结的暂时烧结步骤、将前面板(22)和背面板(23)相对配置并使密封材料(33)软化熔化而密封的密封步骤，密封材料(33)由氧化铋为主要成分的玻璃料组成，该玻璃料具有在软化点温度随加热温度变化而变化、且相对于不同加热温度所述软化点温度的变化率不同的特性，暂时烧结步骤中的暂时烧结温度被设定为比所述变化率变化时的温度低10℃至60℃。

Description

等离子显示面板的制造方法

技术领域

本发明涉及用于大型电视和公众显示等的作为平板型显示装置的等离子显示面板(以下简称PDP)的制造方法，特别涉及用玻璃料将PDP的前面板和背面板的周围密封的PDP的制造方法。

背景技术

由于PDP能够实现高清晰、大画面，针对65英寸的电视机和大型公众显示装置等正在进行产品化，超过100英寸的产品也正在被商品化。特别是，用于电视机的PDP正在逐步应用于，扫描线数为现有的NTSC方式的2倍以上的全高清电视。

PDP由前面板和背面板构成。前面板包括：通过浮法工艺制造的硼硅酸钠类玻璃的玻璃基板、在其一侧主面上形成的条状透明电极和汇流电极所构成的显示电极、覆盖该显示电极并作为电容器工作的电介质层、以及在该电介质层上形成的由氧化镁(MgO)所组成的保护层。另一方面，背面板包括：玻璃基板、在其一侧主面上形成的条状寻址电极、覆盖寻址电极的电介质基层、在电介质基层上形成的障壁、以及各障壁间形成的分别发红色、绿色以及蓝色光的荧光体层。

使前面板和背面板的电极形成面一侧相对，其周围用密封材料进行气密密封。通过排气管进行由障壁隔开的放电空间的排气和放电气体(在Ne-Xe的情况下，压力为53.2kPa～79.8kPa)的封入，封入放电气体后，局部加热熔化(chip off)排气管并进行气密封闭。

制备成的PDP通过在显示电极上选择性地施加图像信号电压而产生放电，并且该放电产生的紫外线激励各色荧光体层发出红色、绿色、蓝色光，从而实现彩色图像显示。

上述PDP的电介质层和密封材料一般使用以氧化铅为主要成分的低熔点的玻璃料。玻璃料分为即使加热也不结晶化并残留非晶质特性的非晶质玻璃料、和通过加热结晶化的结晶化玻璃料。各材料都具有优缺点，因此通常选择与制造工程匹配的材料。当结晶化类型和非晶质类型的任一种玻璃料作为密封材料时，首先，混合填料并用有机溶剂进行混合，调制膏状密封材料。接着，使用厚膜印刷、具备喷胶机或点胶机的涂敷装置，在前面板以及背面板的至少任意一方的基板周围配置形成密封材料。之后，在玻璃料未完全软化的规定温度下进行暂时烧结，然后将前面板以及背面板相对配置装配，在高于暂时烧结温度的密封温度下进行密封。

由于考虑到近些年的环境问题，因此需要使用在PDP中不含铅成分的称作“无铅”或“少铅”的非铅材料。作为密封材料，公开了不含铅成分的磷酸类(磷酸-氧化锡等)密封材料、和氧化铋类密封材料(例如、参照专利文献1、专利文献2等)。但是，作为非铅类密封材料而被提出的以磷酸-氧化锡类的低熔点玻璃为主体的密封材料与以前所使用的氧化铅类密封材料相比其耐水性较差，因此存在很难充分保证PDP的气密性的问题。因此，氧化铋类密封材料作为非铅材料而受到重视。

另一方面，在上述PDP的制造工序中，在背面板形成荧光体层之后，立即在荧光体烧结炉中进行荧光体层的烧结。之后，在前面板和背面板的至少任一方的基板的周边部配置形成密封材料，在对配置形成有密封材料的基极的密封材料进行暂时烧结之后，升温至比暂时烧结温度高的密封温度，软化(熔化)密封材料并进行气密密封。由此，荧光体层被多次烧结。

如果省略在背面板形成荧光体层之后立即进行的烧结工序，在密封材料的暂时烧结以及密封处理的工序中进行荧光体层烧结的话，能够减少工时和简化工序。

但是，现有的由铅类玻璃料组成的密封材料的软化点温度相对加热温度几乎没有变化，而以氧化铋类玻璃料为主体的非铅密封材料具有软化点温度随加热温度变化而变化的特征。因此，若在通常的荧光体层烧结温度下进行密封材料的暂时烧结，则会在随后的密封中产生缺陷。

专利文献1(日本)特开2004-182584号公报

专利文献2(日本)特开2003-095697号公报

发明内容

本发明的PDP制造方法具有如下的密封步骤，即，在将由在透明基板上形成有显示电极、电介质层和保护层的前面板、和形成有寻址电极、障壁以及荧光体层的背面板相对配置的同时、将前面板和背面板的周围用密封材料密封，其中，密封步骤具有：在背面板上涂敷密封材料的密封材料涂敷步骤、对被涂敷的密封材料进行暂时烧结的暂时烧结步骤以及将前面板和背面板相对配置并使密封材料软化熔化而进行密封的密封步骤，密封材料由含有70重量百分比～85重量百分比的氧化铋的非铅硼硅酸盐类的玻璃料组成，该玻璃料具有软化点温度随加热温度的变化而变化、且相对于不同加热温度所述软化点温度的变化率不同的特性，暂时烧结步骤中的暂时烧结温度被设定为比所述变化率变化时的温度低10℃至60℃。

通过该种制造方法，使用不含铅成分的密封材料而能够切实地进行前面板和背面板的气密密封，进而，能够同时进行荧光体层的烧结与密封步骤的暂时烧结步骤，从而能够减少制造工序的工时，并实现环保且可靠性高的PDP。

附图说明

图1是表示基于本发明实施方式的PDP制造方法的PDP结构的分解立体图。

图2A是基于本发明实施方式的PDP制造方法的PDP平面图。

图2B是图2A的2B-2B线剖面图。

图3是表示本发明实施方式中PDP的制造方法所使用的密封材料的玻璃料的加热温度和软化点温度的关系的图。

附图标记说明

1 前面玻璃基板

2 扫描电极

2a，3a 透明电极

2b，3b 金属汇流电极

3 维持电极

4 显示电极

5 遮光层

6 电介质层

7 保护层

8 背面玻璃基板

9 电介质基层

10 寻址电极

11 障壁

12R，12G，12B 荧光体层

14 放电空间

20 PDP

22 前面板

23 背面板

30 细孔

31 排气管

32 玻璃料片

33 密封材料

具体实施方式

下面，通过附图对本发明实施方式中的PDP进行详细说明。

(实施方式)

图1是表示基于本发明实施方式中的PDP制造方法的PDP结构的分解立体图。另外，图2A是基于本发明实施方式中的PDP制造方法的PDP平面图，图2B是图2A的2B-2B线剖面图。

PDP的基本结构与一般的交流面放电型PDP相同。如图1、图2A、图2B所示，PDP20将由前面玻璃基板1等构成的前面板22和由背面玻璃基板8等构成的背面板23相对配置而构成。并且，其外周部通过由玻璃料等构成的密封材料33气密密封。被密封的PDP20内部的放电空间14中，以53.2kPa～79.8kPa的压力封入氖(Ne)以及氙(Xe)等放电气体。

在前面板22的前面玻璃基板1上，分别相互平行地配置有多列由扫描电极2以及维持电极3组成的一对带状显示电极4和遮光层5。前面玻璃基板1上形成有作为电容器工作的电介质层6，以覆盖显示电极4和遮光层5，并且，其表面上形成有由氧化镁(MgO)等组成的保护层7。

另外，在背面板23的背面玻璃基板8上，在与前面板22的扫描电极2以及维持电极3正交的方向上，配置有互相平行的多个带状寻址电极10，其被电介质基层9包覆。并且，在寻址电极10间的电介质基层9上，形成有划分放电空间14的具有规定高度的障壁11。在障壁11间的槽中，对应各寻址电极10依次涂敷并形成通过紫外线分别发出红色、蓝色以及绿色光的荧光体层12R、12G、12B。在扫描电极2以及维持电极3与寻址电极10交叉的位置形成放电单元，在显示电极4方向排列的具有红色、蓝色、绿色荧光体层12R、12G、12B的放电单元是用于彩色显示的像素。

接着对PDP20的制造方法进行说明。首先，在前面玻璃基板1上形成有扫描电极2以及维持电极3和遮光层5。扫描电极2以及维持电极3分别由透明电极2a、3a和金属汇流电极2b、3b构成。透明电极2a、3a和金属汇流电极2b、3b是使用光刻法等进行构图而形成的。透明电极2a、3a是使用薄膜制备工艺等而形成的，金属汇流电极2b、3b在一定温度下烧结含有银材料的膏体使其硬化。而且，遮光层5通过丝网印刷含有黑色颜料的膏体的方法或在玻璃基板整面形成黑色颜料之后使用光刻法进行构图并通过烧结而形成。

之后，通过模涂法(die coat)等在前面玻璃基板1上涂敷电介质膏体而形成电介质膏体层(电介质材料层)，以覆盖扫描电极2、维持电极3以及遮光层5。涂敷电介质膏体后，通过放置一定时间，被涂敷的电介质膏体层的表面被取平而形成平坦的表面。然后，通过烧结硬化电介质膏体层，形成覆盖扫描电极2、维持电极3以及遮光层5的电介质层6。另外，电介质膏体是含有玻璃粉末等电介质材料、粘合剂以及溶剂的涂料。接着，通过真空蒸发镀膜法，在电介质层6上形成氧化镁(MgO)所组成的保护层7。

通过以上工序，在前面玻璃基板1上形成有为一定构成物的由扫描电极2以及维持电极3组成的显示电极4、遮光层5、电介质层6、保护层7，从而制备成前面板22。另外，本发明实施方式中，上述前面板22的各构成要素未使用含铅材料。

另一方面，背面板23如下制备。首先，在背面玻璃基板8上，通过丝网印刷含有银材料的膏体、或在整面形成金属膜后使用光刻法进行构图的方法等，形成作为寻址电极10用的构成物的材料层，并通过在一定温度下将其烧结形成寻址电极10。

接着，通过模涂法在形成有寻址电极10的背面玻璃基板8上涂敷基础电介质膏体，以覆盖寻址电极10，从而形成基础电介质膏体层。然后，通过烧结基础电介质膏体层而形成电介质基层9。另外，基础电介质膏体是含有玻璃粉末等电介质材料、粘合剂以及溶剂的涂料。

之后，电介质基层9上涂敷含有障壁材料的障壁形成用膏体，构图成一定形状，形成障壁材料层，然后，通过烧结形成障壁11。其中，电介质基层9上涂敷的障壁形成用膏体的构图方法，可以采用光刻法或喷砂法。

形成有障壁11的背面玻璃基板8中，相邻的障壁11间的电介质基层9上以及障壁11的侧面涂敷含有荧光体材料的荧光体膏体，形成荧光体层12R、12G、12B。之后，通过烧结荧光体层12R、12G、12B，制备成背面玻璃基板8上具有一定构成部件的背面板23，但是，本发明实施方式中，在密封前面板22和背面板23的密封材料33的暂时烧结步骤中进行荧光体层12R、12G、12B的烧结。另外，与前面板22相同地，上述背面板23的各构成要素未使用含铅材料。

接着，对使前面板22和背面板23的电极形成面一侧相对、用密封材料33气密密封其周围的密封步骤进行描述。本发明实施方式中的密封步骤包括：在背面板23的周边部涂敷形成密封材料33的密封材料涂敷步骤、对被涂敷的密封材料33进行暂时烧结的暂时烧结步骤、以及之后的将前面板22和背面板23相对配置并使密封材料33软化熔化而进行密封的密封接合步骤。

本发明实施方式的PDP制造方法中，密封材料33使用含有氧化铋(Bi₂O₃)的非铅玻璃料作为不含低熔点的铅成分的玻璃料。使用混合有该玻璃料和一定的填料与树脂以及有机溶剂的膏状密封材料。

首先，密封材料涂敷步骤中，使用厚膜印刷或具有喷胶机或点胶机的涂敷装置，在背面板23的周边部的一定位置上配置形成密封材料33。之后，暂时烧结步骤中，去除密封材料33的膏体中的树脂以及有机溶剂，使玻璃料稍加软化，为了固定形状在一定温度下暂时烧结。接着，在密封接合步骤中，将前面板22和背面板23的各自电极形成面侧相对配置，在比暂时烧结步骤中的暂时烧结温度高的温度下将整体烧结，使密封材料33中的玻璃料软化，密封接合前面板22和背面板23。另外，本发明中，如上所述，在密封材料33的暂时烧结步骤中，在背面板23形成的荧光体层12R、12G、12B的烧结处理也同时进行。

另外，填料具有耐热性，其在用于调整密封材料33的热膨胀系数的同时，还用来控制玻璃料的流动状态。作为填料特别优选的材料是堇青石、镁橄榄石、β-锂霞石、锆石、莫来石、钛酸钡、钛酸铝、氧化钛、氧化钼、氧化锡、氧化铝、石英玻璃等，其多为被单独使用或混合使用。另外，在涂敷形成密封材料33的密封材料涂敷步骤中可以不使用厚膜印刷或涂敷装置，而是将密封材料形成为片状而进行粘贴。

另外，在密封步骤的密封接合步骤中，如图2A、图2B所示，通过使配置在排气管31周围的玻璃料片32软化熔化，从而将在背面板23的角部的预定位置上设置的排气用细孔30上配置的排气管31固定。玻璃料片32是含有玻璃料的成形体，其材料与密封材料33相同。

这样，密封接合前面板22和背面板23，并固定排气管31后，由障壁11隔开的放电空间14通过排气管31进行真空排气。之后，以一定压力(例如，Ne-Xe混合气体时，在53.2kPa～79.8kPa压力下)从排气管31封入含有氖气和氙气等的放电气体。之后，通过在适当位置将排气管31局部加热熔化(chip off)并完全密封进行气密封闭，而制备成PDP20。

通过向显示电极4选择性地施加图像信号电压，使由上述制造方法制备完成的PDP20放电，通过该放电产生的紫外线激励各色荧光体层12R、12G、12B发出红色、绿色、蓝色光，从而实现彩色图像显示。

此处，对本发明实施方式中的PDP制造方法的密封步骤进一步进行详细说明。

本发明实施方式中，密封材料33使用至少含有氧化铋(Bi₂O₃)的非铅硼硅酸盐类玻璃料。此处使用的含有氧化铋(Bi₂O₃)的非铅玻璃料的成分是：70重量百分比～85重量百分比的氧化铋(Bi₂O₃)、8重量百分比～10重量百分比的氧化锌(ZnO)、4重量百分比～6重量百分比的氧化硼(B₂O₃)、6重量百分比～8重量百分比的氧化铝(A1₂O₃)、分别为1重量百分比～3重量百分比的氧化硅(SiO₂)、氧化镁(MgO)。特别是氧化铋(Bi₂O₃)的量，过少时玻璃的软化点温度很难下降，从而产生密封不良；如果过多时，其与显示电极4和寻址电极10中的银(Ag)发生反应，从而容易发泡。为此，优选设定在65重量百分比～80重量百分比范围内。

图3是表示本发明实施方式中的PDP制造方法所使用的密封材料的玻璃料的加热温度和软化点温度的关系的图，其就本发明实施方式使用的含有氧化铋(Bi₂O₃)的非铅玻璃料与现有含铅玻璃料进行表示。图3横轴为加热玻璃料的加热温度，表示上述暂时烧结步骤中的暂时烧结温度。纵轴是使用差热分析装置(DTA)测定的软化点温度。

如图3所示，现有含铅非晶质类玻璃料，其软化点温度相对于加热温度是一定的，而本发明实施方式的PDP制造方法中使用的含有非铅氧化铋(Bi₂O₃)的玻璃料，随着加热温度的增加，其软化点温度变化并且上升。

如图3所示，含有氧化铋(Bi₂O₃)的玻璃料，在达到一定加热温度前，软化点温度变化相对于加热温度其具有变化率A；超过一定温度后，具有比变化率A更剧烈的变化率B。即，其意味着，玻璃料的物性由于加热而发生变化，由此软化点温度产生变化，而且其表示出超过一定加热温度后，玻璃料的物性急剧变化。由此，暂时烧结步骤中加热玻璃料后，由于加热温度，在下面的密封接合步骤中用于软化熔化的温度发生变化。另外，图3中，变化率急剧变化，即变化率产生变化的加热温度是490℃。

如图3所示，加热温度超过490℃后，软化点温度急剧上升。这表示含有非铅的氧化铋(Bi₂O₃)的玻璃料在490℃附近的温度开始急剧结晶化。即，如果将暂时烧结步骤中的暂时烧结温度设定在490℃以上，因为玻璃料的一部分开始结晶化，所以软化点温度上升。因此，如果在下面的密封步骤中以比490℃稍高的温度进行密封，玻璃料很难软化熔化，从而不能够进行密封接合。

另一方面，为了使进行结晶化且软化点温度上升的玻璃料软化熔化并密封接合，需要更高温度的密封温度。但是，提高密封温度有可能对玻璃等构成材料的再熔化、和电极、障壁等的调准造成不良影响。特别是在扫描线数为现在的2倍以上的全高清电视用高精细PDP中，由于电极数的增加，使密封材料的暂时烧结温度上升，使得产生的影响较为显著。

另外，如果使一部分结晶化了的玻璃料再熔化，特别是在PDP20的画面尺寸变大的情况下，很难保证加热处理中的面内均一性，结果会产生面内玻璃料的软化熔化状态的不均一。例如，如果在比现有暂时烧结温度稍高的密封温度下的话，不能充分软化，前面板22和背面板23间的间隙会比规定间隙大，从而会产生使显示性能下降等问题。而且，在玻璃料结晶化的状态下，前面玻璃基板1、背面玻璃基板8与密封材料33的粘着接合不充分，不能切实保证气密性。

由此，在本发明中，密封材料使用软化点温度变化的变化率根据加热温度发生变化的以氧化铋(Bi₂O₃)为主要成分的玻璃料，设定密封步骤中的暂时烧结步骤中的暂时烧结温度比变化率产生变化时的温度低10℃至60℃。

即，图3所示的变化率产生变化时的加热温度是比490℃低10℃至60℃的温度。在480℃至430℃的范围内的暂时烧结温度下进行暂时烧结。因此，在密封接合步骤中，只将密封温度设定为比其暂时烧结温度高10℃左右，就能切实地进行软化熔化，并且能够实现未结晶化的状态下的密封接合。即，通过将暂时烧结温度设定在430℃～480℃之间，玻璃料的软化点温度变化的变化率在变化率A的范围内，即使将密封温度设定在490℃的温度，软化点温度也为450℃以下的低温。因此，可以进行均一的软化熔化，能够切实地进行密封接合。

另外，图3中，在加热温度为300℃至490℃时，用一条变化率A的近似线进行表示；但在不满430℃时，相对于加热温度，产生软化点温度的变化率或其变化会产生波动。因此，此后的密封处理中的玻璃料的软化熔化会产生不均。从而，本发明实施方式中，暂时烧结温度的下限设为430℃。

另一方面，在使用现有的含铅的玻璃料作为密封材料的情况下，如图3所示，相对于加热温度，软化点温度不产生变化，因此密封步骤中的暂时烧结步骤与在背面板涂敷形成的荧光体层的烧结步骤可以合在一起，即能够同时烧结。即，例如，烧结荧光体层的温度是470℃时，即使在470℃下进行密封步骤的暂时烧结，含铅玻璃料的软化点温度也为440℃，不变化。因此，如果将接下来的密封温度设为450℃，玻璃料完全软化熔化，能够切实地进行密封接合。

另一方面，本发明中如上所述，使用以氧化铋(Bi₂O₃)为主要成分的玻璃料，设定密封步骤中的暂时烧结步骤的暂时烧结温度在490℃以下，具体的是在430℃～480℃间进行。荧光体层的烧结目的是完全去除被涂敷的荧光体层中含有的树脂成分和有机溶剂成分。因此，通过在430℃～480℃温度范围中进行烧结，能够充分且切实地去除树脂成分和有机溶剂成分。另外，在不满430℃的温度下，很难完全去除被涂敷的荧光体层中含有的树脂成分和有机溶剂成分。因此，为了保证烧结的可靠性以及根据所述理由而产生的密封接合的可靠性，将暂时烧结温度设定在430℃～480℃间。

由此，根据本发明实施方式中的PDP制造方法，可使密封材料的暂时烧结步骤中的暂时烧结温度提高，能够设定为高到可烧结荧光体层的温度。由此，背面板23涂敷形成有荧光体层12R、12G、12B的荧光体层烧结步骤和暂时烧结步骤能够作为同一热处理进行、即能够进行同时烧结。其结果为，能够削减制造工序的工时，并能够实现环保且可靠性高的PDP。

而且，诸如扫描线数是现有的2倍以上的全高清电视的高精细PDP中，由于电极数增加，如果密封步骤中的密封温度上升，则不可避免对PDP特性和品质产生影响。但是，根据本发明实施方式，即使在使用含有非铅的氧化铋(Bi₂O₃)的玻璃料的情况下，也能够将密封温度设定在不影响玻璃基板等材料和电极、障壁的调准的温度范围内。

另外，上述实施方式中，能够使排气管31和玻璃料片32像上述密封材料33一样具有不含铅的材料成分，能够实现环保的PDP。

另外，上述本发明实施方式中的PDP制造方法使用的含有氧化铋(Bi₂O₃)的非铅玻璃料，严格的说不是完全不含铅，经分析检测出500PPM以下的极微量的铅。但是，在欧州，关于环境的EC-RoHS指令的规定中，1000PPM以下即可以认为是不含铅，本发明实施方式中使用“不含铅”或“非铅”的表达方式。

工业利用可能性

如上所述，本发明的PDP提高了密封的可靠性，进而实现了环保且显示品质优良的PDP，可以应用于大画面的显示设备等。

Claims

1.一种等离子显示面板的制造方法，该制造方法具有如下的密封步骤，即，将在透明基板上形成有显示电极、电介质层和保护层的前面板、和形成有寻址电极、障壁以及荧光体层的背面板相对配置的同时、将所述前面板和所述背面板的周围用密封材料密封，其特征在于，

所述密封步骤具有：

密封材料涂敷步骤，在所述背面板上涂敷所述密封材料；

暂时烧结步骤，将被涂敷的所述密封材料暂时烧结；

密封接合步骤，将所述前面板和所述背面板相对配置并使所述密封材料软化熔化而进行密封，

所述密封材料包括非铅硼硅酸盐类的玻璃料、填料、树脂以及有机溶剂，该玻璃料具有软化点温度随加热温度变化而变化、且相对于不同加热温度所述软化点温度的变化率不同的特性，所述玻璃料的成分是：70重量百分比～80重量百分比的氧化铋、8重量百分比～10重量百分比的氧化锌、4重量百分比～6重量百分比的氧化硼、6重量百分比～8重量百分比的氧化铝、1重量百分比～3重量百分比的氧化硅、以及1重量百分比～3重量百分比的氧化镁，所述暂时烧结步骤中的暂时烧结温度设定为比所述变化率变化时的温度低10℃至60℃。

2.如权利要求1所述的等离子显示面板的制造方法，其特征在于：

对所述背面板上形成的所述荧光体层进行烧结的荧光体层烧结步骤与所述暂时烧结步骤同时进行。

3.如权利要求1或2所述的等离子显示面板的制造方法，其特征在于：

将所述暂时烧结步骤的所述暂时烧结温度设定为430℃以上、480℃以下。