JP2002117766A

JP2002117766A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法と製造装置

Info

Publication number: JP2002117766A
Application number: JP2000310401A
Authority: JP
Inventors: Kanako Miyashita; 加奈子宮下; Koichi Kodera; 宏一小寺; Akira Shiokawa; 塩川　　晃
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】パネルの製造工程におけるエージング時間を
短縮し、放電特性に優れパネル輝度低下を抑えたプラズ
マディスプレイパネルおよびその製造方法および製造装
置を提供する。【解決手段】表示電極の配された封着前の前面板を、
ガス圧力の高い放電ガス雰囲気中で放電を生じさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、文字または画像表
示用のカラーテレビジョン受像機やディスプレイ等に使
用するガス放電発光を利用したプラズマディスプレイパ
ネル（ＰＤＰ）およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】以下では、従来のプラズマディスプレイ
パネルについて図面を参照しながら説明する。

【０００３】図５は、交流型（ＡＣ型）のＰＤＰの一例
を示す概略断面図である。

【０００４】図５において１１は、前面ガラス基板であ
り、この前面ガラス基板１１上に表示電極１２が配設さ
れ、その上から誘電体ガラス層１３及び酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）からなる誘電体保護層１４で覆われている
（例えば、特開平５−３４２９９１号公報参照）。

【０００５】また、２１は背面ガラス基板であり、この
背面ガラス基板２１上には、アドレス電極２２、下地誘
電体層２３、および隔壁２４、蛍光体層２５が設けられ
ている。蛍光体層２５は、カラー表示するために、赤色
蛍光体層２５Ｒ、緑色蛍光体層２５Ｇ、青色蛍光体層２
５Ｂの３色が順に配置された構成である。また、２６が
放電ガスを封入する放電空間となっている。上記の各蛍
光体層２５は、放電によって発生する波長の短い真空紫
外線（波長１４７ｎｍ）により励起発光する。

【０００６】以下従来のＰＤＰの製造方法について図６
に基づいて説明する。

【０００７】前面ガラス基板上に、銀からなる表示電極
と、誘電体ガラス層、保護層（ＭｇＯ）を形成する（前
面板形成）。

【０００８】一方、背面ガラス基板上に、銀からなるア
ドレス電極を形成し、その上に誘電体ガラスからなる下
地誘電体層と、ガラス製の隔壁を所定のピッチで作成す
る。これらの隔壁に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体，
緑色蛍光体，青色蛍光体をそれぞれ配設することによっ
て蛍光体層を形成する（背面板形成）。

【０００９】その後、背面板の周囲に前面板との封着用
ガラスフリットを塗布し、ガラスフリット内の樹脂成分
等を除去するために３５０℃程度で仮焼する（フリット
仮焼工程）。

【００１０】さらに、前記前面板と、前記背面板を隔壁
を介して表示電極とアドレス電極が直交するよう対向配
置し、４５０℃程度で焼成し、封着ガラスによって、周
囲を密封する（封着工程）。

【００１１】次に、３５０℃程度まで加熱しながらパネ
ル内を排気し（排気ベーキング工程）、冷却後に放電ガ
スを所定の圧力だけ導入する（ガス導入工程）ととも
に、排気および放電ガス導入に用いる管を封じる（チッ
プオフ工程）。そして表示電極間にパルス波形を印加
し、一定時間放電を生じさせ、前面板保護膜の活性化を
行うとともに、放電を安定化させる（エージング工
程）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】プラズマディスプレイ
パネルの製造方法において、従来エージングにかかる時
間が非常に長い。しかし、エージング時間が長くなると
莫大な電力がかかる上に、製造タクトを他の工程に合わ
せようとすると、パルス印加回路を搭載したエージング
台を増やさなければならず、設備の増加と工場面積の拡
大が必要になる。また、従来エージングをおこなう際に
は前面板と背面板が貼り合わされた状態で前面板の表示
電極間に放電を生じさせるために、背面板の蛍光体が劣
化し、特に青色の輝度が低下するという問題があった。

【００１３】そこで本願発明は、このような問題に鑑
み、パネルの製造工程におけるエージング工程を見直し
リードタイムの削減とコストの低下をはかりつつ、放電
特性に優れ、パネル輝度の低下を抑えたプラズマディス
プレイパネルを提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法
は、少なくとも前面板と背面板を貼り合わせる封着工程
と、表示電極間で放電を生じさせるエージング工程を含
み、前記封着工程の前に表示電極の形成された基板のみ
を放電ガスにさらして前記エージング工程を設けるプラ
ズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記エー
ジング工程で用いる放電ガスが、パネル駆動時に充填さ
れる放電ガスと異なることを特徴とする。

【００１５】また、本発明のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法は、少なくとも前面板と背面板を貼り合わ
せる封着工程と、表示電極間で放電を生じさせるエージ
ング工程を含み、前記封着工程の前に表示電極の形成さ
れた基板のみを放電ガスにさらして前記エージング工程
を設けるプラズマディスプレイパネルの製造方法であっ
て、前記エージング工程が、放電ガスが大気圧以上のガ
ス圧力下において表示電極間で放電を生じさせることを
特徴とする。

【００１６】前記構成において、放電ガスが１０００Ｔ
ｏｒｒ（１３３ｋＰａ）以上のガス圧力下において表示
電極間で放電を生じさせることが望ましい。また、前記
エージング工程が、パネル駆動時に充填する放電ガスと
異なる放電ガスで大気圧以上のガス圧力を保って表示電
極間で放電を生じさせることを特徴とする。

【００１７】以上の構成で、放電ガスとしてはＨｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅのいずれか、あるいはこれらの混
合ガスを用いてエージング工程を行うことを特徴とす
る。なお、これらのガスに加えて、Ｏ₂を含むことがよ
り望ましい。

【００１８】さらに、本発明のプラズマディスプレイパ
ネルの製造方法は、少なくとも前面板と背面板を貼り合
わせる封着工程と、表示電極間で放電を生じさせるエー
ジング工程を含み、前記封着工程の前に表示電極の形成
された基板のみを放電ガスにさらして前記エージング工
程を設けるプラズマディスプレイパネルの製造方法であ
って、前記エージング工程で、表示電極の形成された基
板を加熱しながら前記表示電極間で放電を生じさせるこ
とを特徴とする。

【００１９】前記構成において、エージング工程では、
パネル駆動時に充填する放電ガスと異なる放電ガスで表
示電極間で放電を生じさせること、あるいは大気圧以上
のガス圧力を保って表示電極間で放電を生じさせること
が望ましい。

【００２０】以上のすべての構成において、封着工程で
はガラスフリットを用いないことが望ましく、その場合
の封着の手段としてレーザーを用いて前面板と背面板を
貼り合わせる方法が挙げられる。

【００２１】さらに、本発明のプラズマディスプレイパ
ネルの製造装置は、少なくともパルス発生回路とガス導
入系とを備えたプラズマディスプレイパネルのエージン
グ装置であって、上記いずれかに記載の製造方法でのエ
ージング工程を可能にすることを特徴とする。さらに加
熱ヒーターを備えることが望ましい。前記構成において
保護層の形成と前記エージングを連続して行うことを特
徴とする。

【００２２】また、本発明のプラズマディスプレイパネ
ルは、一対の平行に配されたプレートの間に、少なくと
も電極が配設され、ガス媒体が封入されたプラズマディ
スプレイパネルであって、上記いずれかの製造方法で製
造したこと、あるいは上記いずれかの製造装置で製造し
たことを特徴とする。

【００２３】次に、本発明のプラズマディスプレイ装置
は、プラズマディスプレイパネルと前記プラズマディス
プレイパネルを駆動する駆動回路とを備えたプラズマデ
ィスプレイ装置であって、プラズマディスプレイパネル
が前記いずれかに記載のプラズマディスプレイパネルで
あることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るプラズマディスプレイパネルの製造方法について説明
する。図３は、本発明の一実施の形態における交流面放
電型プラズマディスプレイパネルの概略を示す斜視図で
ある。

【００２５】このＰＤＰは、前面ガラス基板１１上に一
対の表示電極１２と誘電体ガラス層１３、保護層（Ｍｇ
Ｏ）１４が配された前面板と、背面ガラス基板２１上に
アドレス電極２２、下地誘電体層２３、隔壁２４および
蛍光体層２５が配された背面板とを貼り合わせ、前面板
と背面板間に形成される放電空間２６内に放電ガスが封
入された構成となっている。

【００２６】図１は本発明の製造方法における工程のフ
ローチャートである。従来と同様の前面板形成の後に前
面板のみをエージングする。これを、従来と同様に作成
した背面板と貼り合わせて封着する。その後、パネル内
を排気して放電ガスを導入し、ガス導入のためのガラス
管を封じきる。

【００２７】図２は本発明の製造方法を実施するための
保護層蒸着・エージング連続装置を模式的に示す図であ
る。連続装置は、従来と同様の保護層の蒸着工程部分
（１〜４）と、エージング工程部分（５〜９）とからな
り、これらは真空用チャンバーでつながれている。エー
ジング工程部分は高ガス圧力に耐え得る真空チャンバー
であり、放電ガスを充填させることで前面板のみのエー
ジングが可能となる。

【００２８】前記図２において、本実施の形態に係る保
護層の蒸着工程部分は、トレー１０に載置した前面板１
１を装置内へ投入する投入口１と、前記前面板１１をト
レー１０に載置させたまま真空区域内へ導入するロード
ロック室２と、前記前面板１１の予備加熱を行う加熱室
３と、前記トレー１０に載置された前面板１１に対して
保護層を成膜する蒸着室４とからなり、続いてエージン
グ工程部分に移行する。エージング工程部分は、まずガ
ス導入室５においてトレー１０に載置された前面板１１
を放電ガス雰囲気におくために放電ガスを導入し、面転
換室６で保護層が形成された前面板１１を裏返しにされ
る。その後エージング室７において裏返しにされた前面
板１１の表示電極取り出し口にパルス発生回路が接続さ
れ放電が行われ、アンロードロック室８でエージングが
終了した前面板１１を大気中に取り出す。以上、ロード
ロック室２と加熱室３、蒸着室４、アンロードロック室
８には真空ポンプが取り付けられ、蒸着室４、ガス導入
室５、エージング室７にはそれぞれ所定のガス導入系が
備え付けられている。また、エージング室７にはパルス
発生回路が設けられている。

【００２９】次に、保護層蒸着工程からエージング工程
について説明する。

【００３０】誘電体層が形成された前面板１１をトレー
１０に載置し、連続装置に投入する。この際誘電体層表
面は下向きであり、ロードロック室２、加熱室３を経て
蒸着室４で下側に設置されたハースより下面側から保護
層が形成される。保護層蒸着工程は従来と同様であり、
この後ガス導入室５においてエージング用の放電ガスが
導入される。さらに、保護層の形成された前面板は、面
転換室６において真空吸着アームにより表裏が裏返さ
れ、トレー１０が外される。次に、エージング室７にお
いて蒸着面が上側になった前面板端面の表示電極取り出
し口にパルス発生回路が接続される。ここで２５０Ｖ、
６０ｋＨｚのパルスを一定時間発生させ、前面板１１の
みを放電させる。放電をしばらく続けていると、放電開
始電圧が次第に低下してくるが、この安定を基準にエー
ジング時間を決定した。

【００３１】従来、エージング工程はパネル製造工程の
うち最後に行われていたために、蛍光体の励起発光を促
すための放電ガス（Ｎｅ−Ｘｅ：５％）が用いられてき
た。しかし、放電の安定化という目的のためには蛍光体
の励起発光は必ずしも必要ではなく、任意のガスを用い
ることができる。例えば、放電開始電圧がより低くなる
ガスＨｅを用いることにより、発生させるパルス電圧を
低くすることができ、エージングにかかる電力の削減が
可能となるし、また、より安価なＡｒを用いることによ
り、直材費を抑えることが可能になる。さらに、保護層
表面の不純物が放電特性に悪影響をおよぼすことが従来
より分かっているが、保護層表面の活性化に有効である
Ｏ₂を導入することで、不純物の洗浄効果が得られるこ
とがわかった。

【００３２】いずれにしても、同じガス種を用いる場合
でもエージング中のガス圧力を高くすると、放電開始電
圧は上がるものの、放電の安定化、保護層表面の活性化
がより加速され、エージング時間の短縮につながること
がわかった。

【００３３】さらに、保護層を前面板のみで放電させた
後、いったん大気に戻して不純物ガスの吸着をＴＤＳに
より調べると、ガス圧による吸着量の差が非常に大きい
ことがわかった。通常の５００Ｔｏｒｒ（６６．５ｋＰ
ａ）のガス圧力下でのエージングではＨ₂Ｏ、ＣＯ₂の吸
着が見られたが、１０００Ｔｏｒｒ（１３３ｋＰａ）で
のエージングではガスの吸着がほとんど見られなかっ
た。

【００３４】これらエージング後の保護層断面をＳＥＭ
で観察すると、エージング中のガス圧力により差が見ら
れることがわかった。一般的にＭｇＯからなる保護層は
柱状構造をしており、表面が鱗で覆われたような形状を
している。従来のガス圧力５００Ｔｏｒｒ（６６．５ｋ
Ｐａ）でのエージング後はこの表面の鱗がはがれかけた
ような変化が見られるのに対し、１０００Ｔｏｒｒ（１
３３ｋＰａ）のガス圧中でエージングを行うと、表面は
むしろなめらかに変化している。エージング時のイオン
スパッタにより保護層表面が削られ再付着する過程で、
１０００Ｔｏｒｒ（１３３ｋＰａ）の圧力下ではそのガ
ス圧のために再付着する分子が隙間にくまなく詰めら
れ、密な状態になっているためと考えられる。

【００３５】従来の封着後のエージングでは、ガス圧力
を大気より高くすると前面板と背面板のシール部ではが
れてしまうことがあり、構造を変えない限り高ガス圧で
のエージングは不可能であった。本発明の形態によれ
ば、パネルの構造を変えることなく高ガス圧力下でエー
ジングを行うことが可能になった。一方、本発明の形態
では、エージング後に封着工程になるため、いったん大
気中にさらされることになるが、上記で述べたように１
０００Ｔｏｒｒ（１３３ｋＰａ）の圧力下でエージング
を行う場合には、その後のガス吸着が見られなかったこ
とから、差し支えないことがわかる。

【００３６】なお、エージング室は上部にシースヒータ
ーが取り付けられ、同時に基板加熱もできる構造になっ
ており、エージング中に基板を加熱することで、より短
時間での放電で効果が得られた。

【００３７】また、従来のエージング工程は前面板と背
面板を貼り合わせた後に行われるため、前面板の表示電
極間で生じた放電により、背面板の蛍光体が劣化すると
いう課題があった。特に青色蛍光体が放電による輝度低
下が著しく、エージングを継続していると次第に色バラ
ンスが悪くなってくる。本実施の形態によれば、エージ
ングは前面板のみで行われるために蛍光体の劣化を防ぐ
ことができ、発光特性の優れたパネルが実現できる。

【００３８】次に、封着の工程について説明する。

【００３９】エージングが終了した前記前面板と、背面
板とを隔壁を介して表示電極とアドレス電極が直交する
よう対向配置し、周囲を密封する。この際、従来用いて
いた封着ガラスを使用すると、前面板と背面板の間に封
着ガラス中のバインダーとして用いられている炭酸系・
炭化水素系の不純物がエージングの終わった前面板表面
に付着することになるので、封着ガラスを用いない別の
方法が必要になる。一例として、レーザーによりガラス
基板を溶融して封着する方法が挙げられる。この方法に
よれば、不純物ガスを発生することなく封着を行うこと
が可能になる。

【００４０】その後、パネル内を排気し、プラズマディ
スプレイパネルとして使用するときの放電ガス（Ｎｅ−
Ｘｅ：５％）を５００Ｔｏｒｒ（６６．５ｋＰａ）封入
し、ガス導入のためのガラス管を封じきることで本実施
の形態のプラズマディスプレイパネルが作成できる。こ
の場合には、上述のようにエージング後の保護層表面は
ガス吸着がほとんどないため、従来のように排気時の加
熱を削除しても差し支えない。

【００４１】なお、ＰＤＰの駆動時には、図４に示すよ
うに、ＰＤＰに各ドライバ及びパネル駆動回路１００を
接続して、走査電極１２ａとアドレス電極２２間で微弱
な放電をさせて放電させようとするセルを選択し、走査
電極１２ａと共通電極１２ｂ間に印加して維持放電を行
う。そして、当該セルで放電に伴って紫外線を発光し、
蛍光体層２５で可視光に変換する。このようにしてセル
が点灯することによって、画像が表示される。

【００４２】本実施の形態については、保護層形成に蒸
着の例で述べてきたが、蒸着に限らずＣＶＤなどの気相
成長法や、塗布後に焼成するなどの形成方法においても
同様の効果が得られる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明の構成のプラズマデ
ィスプレイパネルおよびその製造方法によれば、パネル
の製造工程におけるエージング時間の短縮が可能で、か
つ放電特性にすぐれパネル輝度低下を抑えたプラズマデ
ィスプレイパネルが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係わるプラズマディスプ
レイパネルの製造フローチャート

【図２】本発明の実施の形態に係わる保護層蒸着・エー
ジング連続装置の模式図

【図３】本実施の形態に係わる交流面放電型プラズマデ
ィスプレイパネルの概略斜視図

【図４】本実施の形態に関わる交流面放電型プラズマデ
ィスプレイパネル駆動装置の概略装置図

【図５】従来の交流面放電型プラズマディスプレイパネ
ルの概略断面図

【図６】従来のプラズマディスプレイパネルの製造フロ
ーチャート

【符号の説明】

１投入口２ロードロック室３加熱室４蒸着室５ガス導入室６面転換室７エージング室８アンロードロック室９取り出し口１０トレー１１前面板１２表示電極１３誘電体１４保護層２１背面板２２アドレス電極２３下地誘電体２４隔壁２５蛍光体２６放電空間１００駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩川晃大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5C012 AA09 BC03 BC04 VV01 VV04 5C040 FA01 HA01 JA28 MA03 MA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも前面板と背面板を貼り合わせる
封着工程と、表示電極間で放電を生じさせるエージング
工程を含み、前記封着工程の前に表示電極の形成された
基板のみを放電ガスにさらして前記エージング工程を設
けるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記エージング工程で用いる放電ガスが、パネル駆動時
に充填される放電ガスと異なることを特徴とするプラズ
マディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】少なくとも前面板と背面板を貼り合わせる
封着工程と、表示電極間で放電を生じさせるエージング
工程を含み、前記封着工程の前に表示電極の形成された
基板のみを放電ガスにさらして前記エージング工程を設
けるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記エージング工程が、放電ガスが大気圧以上のガス圧
力下において表示電極間で放電を生じさせることを特徴
とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】エージング工程で、放電ガスが１０００Ｔ
ｏｒｒ（１３３ｋＰａ）以上のガス圧力下において表示
電極間で放電を生じさせ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イパネルの製造方法。
【請求項４】少なくとも前面板と背面板を貼り合わせる
封着工程と、表示電極間で放電を生じさせるエージング
工程を含み、前記封着工程の前に表示電極の形成された
基板のみを放電ガスにさらして前記エージング工程を設
けるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記エージング工程が、パネル駆動時に充填する放電ガ
スと異なる放電ガスで大気圧以上のガス圧力を保って表
示電極間で放電を生じさせ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イパネルの製造方法。
【請求項５】エージング時に用いる放電ガスとして、Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅのいずれか、あるいはこれ
らの混合ガスを用いてエージング工程を行うことを特徴
とする請求項１または４に記載のプラズマディスプレイ
パネルの製造方法。
【請求項６】エージング時に用いる放電ガスとして、少
なくともＯ₂を含み、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの
いずれか、あるいはこれらの混合ガスを用いてエージン
グ工程を行うことを特徴とする請求項１、４、５のいず
れかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】少なくとも前面板と背面板を貼り合わせる
封着工程と、表示電極間で放電を生じさせるエージング
工程を含み、前記封着工程の前に表示電極の形成された
基板のみを放電ガスにさらして前記エージング工程を設
けるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記エージング工程で、表示電極の形成された基板を加
熱しながら前記表示電極間で放電を生じさせることを特
徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項８】エージング工程で、表示電極の形成された
基板を加熱しながら前記表示電極間で放電を生じさせる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のプ
ラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項９】封着工程で、ガラスフリットを用いないこ
とを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のプラ
ズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１０】封着工程で、レーザーを用いて前面板と
背面板を貼り合わせることを特徴とする請求項９に記載
のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１１】少なくともパルス発生回路とガス導入系
とを備えたプラズマディスプレイパネルのエージング装
置であって、請求項１から７のいずれかに記載の製造方法でのエージ
ング工程を可能にすることを特徴とするプラズマディス
プレイパネル製造装置。
【請求項１２】少なくともパルス発生回路とガス導入系
と加熱ヒーターとを備えたプラズマディスプレイパネル
のエージング装置であって、請求項７に記載の製造方法でのエージング工程を可能に
することを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディ
スプレイパネル製造装置。
【請求項１３】プラズマディスプレイの保護層の形成と
エージングを連続して行うことを特徴とする請求項１１
または１２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造
装置。
【請求項１４】一対の平行に配されたプレートの間に、
少なくとも電極が配設され、ガス媒体が封入されたプラ
ズマディスプレイパネルであって、請求項１から１０の
いずれかの製造方法で製造し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１５】一対の平行に配されたプレートの間に、
少なくとも電極が配設され、ガス媒体が封入されたプラ
ズマディスプレイパネルであって、請求項１１から１３
のいずれかの製造装置により製造し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１６】プラズマディスプレイパネルと前記プラ
ズマディスプレイパネルを駆動する駆動回路とを備えた
プラズマディスプレイ装置であって、前記プラズマディ
スプレイパネルが請求項１４または１５に記載のプラズ
マディスプレイパネルであることを特徴とするプラズマ
ディスプレイ装置。