JP2006318855A - プラズマディスプレイパネルの製造方法および製造装置 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルの製造方法および製造装置 Download PDF

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要 溝上
Masafumi Okawa
政文 大河
Hideji Kawarasaki
秀司 河原崎
Kazuya Hasegawa
和也 長谷川
Yoshihisa Oe
良尚 大江
Kazuo Kamiya
一夫 上谷
Akira Shiokawa
塩川  晃
Hiroyuki Kado
博行 加道
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Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルの製造に際して、真空排気時に除去された不純物ガスが放電ガス導入時に再びパネル内へ混入してしまうことを防止する。
【解決手段】プラズマディスプレイパネル1のパネル内を真空排気する際に、パネルと真空排気装置10を接続する第1の配管3と第3の配管5を加熱してパネル内から除去された不純物ガスが配管の内壁に吸着することを防止し、パネル内に放電ガスを導入する際にはパネルとガスボンベ9を接続する第1の配管3と第2の配管4を冷却してパネル内に導入される放電ガスの純度を高める。
【選択図】図1

Description

本発明は、大型のテレビジョン受像機や公衆表示装置等の画像表示デバイスに用いるプラズマディスプレイパネル(以下、PDPとも略記する)の製造方法および製造装置に関する。
PDPには交流駆動方式と直流駆動方式がある。ここでは一般的な交流駆動方式のPDP(以下、交流駆動方式のPDPをAC型PDPと記す)の一例として、面放電型と呼ばれる方式のAC型PDPの構造の一部を立体的に描いた斜視図で示した図4を用いて概略的に説明する。
図4において、PDPはガラス製の前面基板122、背面基板123にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素(ピクセル)となる行・列両電極の交点および両基板間にある隔壁により放電空間124を形成する構造となっている。
前面基板122は、前面ガラス基板101上に放電の維持信号を入力するための維持電極102および順次表示用の走査信号を入力するための走査電極103が、それぞれ対をなして平行に複数形成されて表示電極104となる行電極が構成されている。次いで、これらの表示電極104上に放電による壁電荷を形成するための透明な誘電体層106が成膜される。さらに、誘電体層106上に放電によるイオン衝撃から誘電体層106を保護するための誘電体保護膜(以下、単に保護膜とも記す)107が形成されている。また、隣り合う維持電極102と走査電極103対間に、表示面のコントラストを高めるため、遮光層となるブラックマトリクスを必要に応じて形成することもある。
次に、背面基板123は、背面ガラス基板108上に複数の表示データ信号を入力するための列電極となるアドレス電極(データ電極とも呼ばれる)110が、前面基板122の表示電極104を構成する維持電極102および走査電極103とそれぞれ交差する方向に、複数形成されている。アドレス電極110の上にやはり放電による壁電荷を形成するための下地誘電体層109が成膜され、さらにその上にアドレス電極110と平行して隔壁111が形成され、隔壁111間には赤色、緑色および青色をそれぞれ発光する蛍光体層112R、112G、112Bが設けられている。
そして、前面基板122と背面基板123とをその電極形成面側を対向させながら貼りあわせてフリットガラス等のシール材を用いて封着パネル化して、加熱しながら脱ガス処理を行った後、放電ガスとしてHeまたはNeまたはXe等の希ガスが400Torr〜600Torrの圧力で導入(封入または充填ともいう)して、パネルの各電極に所定の電圧、波形の駆動パルスを印加して放電を行うエージングを実施し、放電空間124が形成されたプラズマディスプレイパネル121が完成する。
完成したプラズマディスプレイパネル121には、走査電極103と維持電極102および列電極であるアドレス電極110とに電気信号を供給するため、これらの電極の電極端子に駆動用のドライバICが搭載された回路基板が接続され、制御信号回路や電源回路とともに筐体に組み込んで表示装置として完成する。維持電極102および走査電極103からなる表示電極104およびアドレス電極110に所定の信号の電圧パルスを印加することにより導入された希ガスが励起され、紫外線を放出し、その紫外線により隔壁111間に設けられた各色蛍光体層112R、112G、112Bが可視光を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせて、カラー画像等からなる情報を表示することができる。
図5は、一般的なAC型PDPの製造方法を概略的に示す製造工程の流れ図である。図5において、一般的なAC型PDPの製造工程は前面基板の形成工程S10、背面基板の形成工程S20およびこれらの組立工程S30に大別される。前面基板形成工程S10は、走査電極/維持電極形成工程S11と、誘電体層形成工程S12と、誘電体保護膜形成工程(以下、単に保護膜形成工程とも記す)S13とからなる。一方、背面基板形成工程S20はデータ電極形成工程S21と、下地誘電体層形成工程S22と、隔壁形成工程S23と、蛍光体層形成工程S24とからなる。また、組立工程S30は、封着工程S31、排気工程S32、放電ガス導入工程S33、エージング工程S34とPDPパネル完成工程S35の各工程とからなっており、これらの工程を経てPDPパネル121が完成する。
このようなPDPの製造工程においては、放電特性の安定化および放電特性の経時変化の抑制、さらにパネル面内の放電特性の均一化をするのに、パネル内に導入する放電ガスの純度を高くすることが重要である。このために、通常PDPの仕上げ工程となる排気工程S32、放電ガス導入工程S33において、パネル内を高温加熱しながら真空排気し、水(HO)や二酸化炭素(CO)等のパネル内の不純物ガスを除去した後に放電ガスを導入するという手法がとられている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−331725号公報
しかしながら、パネル内を真空排気した後の配管を通して、パネル内に放電ガスを導入するという手法では、パネル内から排気された水(HO)や二酸化炭素(CO)等の不純物ガスが配管の内壁に吸着し、放電ガスの導入時に放電ガスとともに再びパネル内へ入ってしまう。このため、導入される放電ガスの純度は十分ではなくなる。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、真空排気時に除去された不純物ガスが放電ガス導入時に再びパネル内へ混入してしまうことを防ぎ、放電ガスの純度を高めることで、放電特性が安定していて経時変化が少なく、さらにパネル面内での放電特性が均一な、高品質のプラズマディスプレイパネルを製造することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、パネル内を真空排気する際にはパネルと真空排気装置を接続する配管を加熱してパネル内から除去された不純物ガスが配管の内壁に吸着することを防ぎ、パネル内に放電ガスを導入(封入)する際にはパネルとガスボンベを接続する配管を冷却してパネル内に導入される放電ガスの純度を高めることを特徴とするものである。
すなわち、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、複数の表示電極を形成した前面基板と、表示電極と直交する方向にアドレス電極を形成した背面基板とを有し、前面基板と背面基板とを放電空間が形成されるように対向配置して周囲を封着用シール材で封着し、放電空間に放電ガスを充填したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前面基板と背面基板のいずれかに放電空間につながるように設けた細孔部に、放電空間への放電ガスの導入を行うためのガラス管を接続した後、ガラス管に接続された第1の配管と真空排気を行う真空排気装置に接続された第3の配管とを真空排気バルブを経由して接続し、かつガラス管に接続された第1の配管と放電ガスが充填されたガスボンベに接続された第2の配管とをガス導入バルブを経由して接続し、各配管を加熱または冷却して放電空間の真空排気および放電ガスの充填を行う工程を有することを特徴とする製造方法である。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、第1の配管が途中で分離し、分離した一方は真空排気バルブに接続され、第3の配管を加熱設備により加熱する工程、また、第1の配管が途中で分離し、分離した他方は放電ガス導入バルブに接続され、第2の配管を冷却設備により冷却する工程に加えて、第1の配管が途中で分離し、分離した一方は真空排気バルブに接続され、他方はガス導入バルブを介してガスボンベに接続されており、第1の配管は、真空排気時には加熱設備により加熱し、放電ガス導入時には冷却設備により冷却する工程を有することができる。
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、ガラス管が前面基板または背面基板に2つ設けられており、第1のガラス管は第1の配管を介して真空排気バルブに接続されており、第2のガラス管は別の第1の配管を介してガス導入バルブに接続されており、真空排気時に第1の配管を加熱設備により加熱する工程や、ガラス管が前面基板または背面基板に2つ設けられており、第1のガラス管は第1の配管を介して真空排気バルブに接続されており、第2のガラス管は別の第1の配管を介してガス導入バルブに接続されており、放電ガス導入時に別の第1の配管を冷却設備により冷却する工程が備わっていてもよい。
これらの方法により、パネル内を真空排気する際にはパネルと真空排気装置を接続する配管を加熱するので、パネル内から除去された不純物ガスが配管の内壁に吸着することがなく、不純物ガスが管内に逆流して混入せず、また、パネル内に放電ガスを導入(封入)する際にはパネルとガスボンベを接続する配管を冷却して、放電ガスに含まれる不純物ガスを配管に吸着させるのでパネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができ、高品質のプラズマディスプレイパネルを製造することが可能になる。
また、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造装置は、複数の表示電極を形成した前面基板と、表示電極と直交する方向にアドレス電極を形成した背面基板とを有し、前面基板と背面基板とを放電空間が形成されるように対向配置して周囲を封着用シール材で封着し、放電空間に放電ガスを充填したプラズマディスプレイパネルの製造装置であって、前面基板と背面基板のいずれかに放電空間につながるように設けた細孔部に、放電空間への放電ガスの導入を行うためのガラス管を接続した封着パネルを載置する加熱炉と、放電ガスが充填され、流量調整器を有するガスボンベと、真空排気を行う真空排気装置と、ガラス管と接続された第1の配管と、流量調整器と接続された第2の配管と、真空排気装置と接続された第3の配管と、第1の配管と第3の配管を接続する真空排気バルブと、第1の配管と第2の配管を接続するガス導入バルブとを備え、かつ、各配管に加熱設備または冷却設備を設けたことを特徴とする。また、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造装置は、第1の配管が途中で分離し、分離した一方は真空排気バルブに接続され、第3の配管には加熱設備が設けられた構成、また、第1の配管が途中で分離し、分離した他方は放電ガス導入バルブに接続され、第2の配管には冷却設備が設けられた構成に加えて、第1の配管が途中で分離し、分離した一方は真空排気バルブに接続され、他方はガス導入バルブに接続されており、第1の配管には加熱と冷却を切り替え可能な加熱/冷却設備が設けられた構成を有することもできる。
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、ガラス管が前面基板または背面基板に2つ設けられており、第1のガラス管は第1の配管を介して真空排気バルブに接続されており、第2のガラス管は別の第1の配管を介してガス導入バルブに接続されており、第1の配管には加熱設備が設けられた構成や、ガラス管が前面基板または背面基板に2つ設けられており、第1のガラス管は第1の配管を介して真空排気バルブに接続されており、第2のガラス管は別の第1の配管を介してガス導入バルブに接続されており、別の第1の配管には冷却設備が設けられた構成を有していてもよい。
これらの構成により、パネル内を真空排気する際にはパネルと真空排気装置を接続する配管を加熱するので、パネル内から除去された不純物ガスが配管の内壁に吸着することがなく、不純物ガスが管内に逆流せず、また、パネル内に放電ガスを導入(封入)する際にはパネルとガスボンベを接続する配管を冷却して、放電ガスに含まれる不純物ガスを配管に吸着させるのでパネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができ、非常に高純度の放電ガスが導入(封入)されたプラズマディスプレイパネルが得られる。
本発明によれば、真空排気時にパネルを加熱するとともに、パネルと真空排気装置を接続する配管も加熱することで、パネル内から排気される不純物ガスが配管内壁に吸着するのを防ぎ、放電ガスの導入時に放電ガスとともに不純物ガスが再びパネル内へ入ってしまうことを避けることができる。さらに放電ガス導入時にパネルとガスボンベを接続する配管を冷却することで、放電ガスに含まれる不純物ガスを配管内壁に吸着させ、パネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができる。以上の本発明によれば、放電特性が安定していて経時変化が少なく、さらにパネル面内での放電特性が均一な、高品質のプラズマディスプレイパネルを得ることができる。
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。
(実施の形態)
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は図4に一例を示した一般的な面放電型のAC型PDPの構造を有し、図5に製造工程の流れ図を概略的に示した一般的なAC型PDPの製造方法で製造されるとする。
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装置および製造方法について、特に、仕上げ工程となる排気工程S32および放電ガス導入(封入ともいう)工程S33に対し、図1、図2、図3を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態において仕上げ工程で用いるプラズマディスプレイパネルの製造装置の概略構成図、図2は本発明の実施の形態においてプラズマディスプレイパネルを製造するときの仕上げ工程における温度−時間の関係を示すグラフ、図3は本発明の実施の形態において仕上げ工程で用いるプラズマディスプレイパネルの別の製造装置の概略構成図である。
図1において、加熱炉11内に設置されたプラズマディスプレイパネル1はガラス管2、第1の配管3、真空排気バルブ7、第3の配管5を通して真空排気装置10に接続され、一方、第1の配管3は真空排気バルブ7の手前で分岐してガス導入バルブ6、第2の配管4、流量調整器8を通してガスボンベ9に接続されている。プラズマディスプレイパネル1にはその前面基板または背面基板の表面に少なくとも1箇所開口されたにガラス管2が接続されプラズマディスプレイパネル1の放電空間とガラス管内部空間がつながっている。
プラズマディスプレイパネル1は加熱炉11により加熱され、同時に真空排気装置10によりパネル内が真空排気される。この際、真空排気バルブ7は開けられ、ガス導入バルブ6は閉じられている。プラズマディスプレイパネル1の加熱処理には、例えば図2に示すグラフのように温度を時間とともに変化させている。すなわち、室温から350℃まで2時間程度で昇温し、350℃で10時間程度保持した後、室温まで3時間程度かけて再び室温まで降温させている。
真空排気時においては、パネルの加熱と同時に、第1の配管3に設けられて加熱と冷却を切り替えて行う加熱/冷却設備14および第3の配管5に設けられた加熱設備12により第1の配管3、第3の配管5をそれぞれ加熱する。このときの加熱ピーク温度は、パネルは350℃であるのに対し、各配管は、例えば100℃以上に設定すればよい。配管を100℃以上に加熱することで、パネル内から除去され、真空排気装置10に排出された不純物ガスが各配管の内壁に吸着するのを防ぐことができる。
上記各配管の内壁にすでに物理吸着した不純物ガスを除去することを目的にするのであれば、各配管を120℃以上に加熱すればよい。配管の内壁にすでに化学吸着した不純物ガスを除去することを目的にするのであれば、各配管を240℃以上に加熱すればよいが、さらに350℃以上に加熱することで、各配管の内壁がより清浄な状態に保たれる。加熱/冷却設備14や加熱設備12には、例えばランプヒーターやリボンヒーターを用いることができる。
プラズマディスプレイパネル1内の加熱真空排気完了後、パネルおよび各配管を室温まで降温し、真空排気を停止する。この後、真空排気バルブ7を閉じ、ガス導入バルブ6を開け、流量調整器8でガス流量を調整しつつ放電ガスをパネル内に導入する。
放電ガス封入時においては、第1の配管3に設けられて冷却動作に切り替えた加熱/冷却設備14および第2の配管4に設けられた冷却設備13を冷却する。このときの冷却温度は、例えば0℃以下にすればよい。各配管を0℃以下に冷却することで、放電ガスに含まれる水(HO)を配管の内壁に吸着させ、パネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができる。また、放電ガスの露点が−30℃と−40℃の間で、プラズマディスプレイパネルの駆動電圧のマージンが大きく変化することが知られており、(例えば、特開2002−33052号公報参照)、プラズマディスプレイパネルの放電特性を考慮すると、冷却温度を−40℃以下にすることが望ましい。さらに冷却温度を−80℃以下にすることで、放電ガスに含まれる二酸化炭素(CO)を各配管の内壁に吸着させることができ、パネルに導入される放電ガスの純度をより高めることができる。
冷却動作に切り替えた加熱/冷却設備14や冷却設備13には、例えば氷を用いれば0℃まで冷却することができる。また、冷媒を用いた冷凍機を用いれば−20℃程度まで冷却することができ、ドライアイスを用いれば−80℃程度まで冷却することができる。さらに、液体窒素を用いれば−195℃程度まで冷却することができる。各配管の冷却温度を低下させればさせるほどパネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができる。
上述したような方法、手順により、パネル内に放電ガスを所定量導入後、ガラス管2を封止、切断し、プラズマディスプレイパネル1が完成する。
上述した本発明の実施の形態におけるPDPの製造装置および製造方法の説明において、図1に示した製造装置の例で、パネル内の真空排気と放電ガス導入を同一のガラス管を用いているが、本発明はこの例に限定されるものではなく、例えば、本発明の実施の形態におけるPDPの製造装置の別の例として、図3に示すような構成も可能である。
図3におけるPDPの製造装置の構成では、プラズマディスプレイパネル1に真空排気用の第1のガラス管2Aと放電ガス導入用の第2のガラス管2Bを別に設置している。このとき、加熱炉11内に設置されたプラズマディスプレイパネル1は第1のガラス管2A、排気用の第1の配管31、真空排気バルブ7、第3の配管5を通して真空排気装置10に接続され、一方、ガス導入用の別の第1の配管32はガス導入バルブ6、第2の配管4、流量調整器8を通してガスボンベ9に接続されている。そして、排気用の第1の配管31には加熱設備15が、第3の配管5には加熱設備12がそれぞれ設けられており、ガス導入用の別の第1の配管32には冷却設備34が、第2の配管4には冷却設備13がそれぞれ設けられている。
パネルの真空排気およびパネルへの放電ガス導入における処理、手順および加熱設備12、15や冷却設備13、34についての説明は、図1および図2を用いて行った説明とほとんど同じであるので省略するが、図3に示したPDPの製造装置の構成においても、パネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができる。そして、図3に示したPDPの製造装置の構成では真空排気用のガラス管とガス導入用のガラス管とを別に設けているので、プラズマディスプレイパネル1に導入される放電ガスの純度を図1に示したPDPの製造装置の構成よりもさらに高めることができる。
以上説明したように、本発明の実施の形態におけるPDPの製造装置および製造方法によれば、真空排気時にパネルを加熱するとともに、パネルと真空排気装置を接続する配管も加熱して、パネル内から排気される不純物ガスが配管内壁に吸着するのを防ぎ、放電ガスの導入時に放電ガスとともに不純物ガスが再びパネル内へ入るのを避けることができ、さらに、放電ガス導入時にパネルとガスボンベを接続する配管を冷却して、放電ガスに含まれる不純物ガスを配管内壁に吸着させ、パネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができる。
本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの製造装置および製造方法は、パネル内に導入される放電ガスの純度を高めることができるので、放電特性が安定していて経時変化が少なく、さらにパネル面内での放電特性が均一な、高品質のプラズマディスプレイパネルを製造する用途に有用である。
本発明の実施の形態において仕上げ工程で用いるプラズマディスプレイパネルの製造装置の概略構成図 本発明の実施の形態においてプラズマディスプレイパネルを製造するときの仕上げ工程における温度−時間の関係を示す図 本発明の実施の形態において仕上げ工程で用いるプラズマディスプレイパネルの別の製造装置の概略構成図 AC型PDPの構造の一部を立体的に描いた斜視図 一般的なAC型PDPの製造方法を概略的に示す製造工程の流れ図
符号の説明
1,121 プラズマディスプレイパネル
2 ガラス管
3,31 第1の配管
4 第2の配管
5 第3の配管
6 ガス導入バルブ
7 真空排気バルブ
8 流量調整器
9 ガスボンベ
10 真空排気装置
11 加熱炉
12,15 加熱設備
13,34 冷却設備
14 加熱/冷却設備
32 別の第2の配管

Claims (7)

  1. 複数の表示電極を形成した前面基板と、前記表示電極と直交する方向にアドレス電極を形成した背面基板とを有し、前記前面基板と前記背面基板とを放電空間が形成されるように対向配置して周囲を封着用シール材で封着し、前記放電空間に放電ガスを充填したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
    前記前面基板と前記背面基板のいずれかに前記放電空間につながるように設けた細孔部に、前記放電空間への前記放電ガスの導入を行うためのガラス管を接続した後、
    前記ガラス管に接続された第1の配管と真空排気を行う真空排気装置に接続された第3の配管とを真空排気バルブを経由して接続し、かつ前記ガラス管に接続された第1の配管と放電ガスが充填されたガスボンベに接続された第2の配管とをガス導入バルブを経由して接続し、
    前記各配管を加熱または冷却して放電空間の真空排気および放電ガスの充填を行う工程を有す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。
  2. 前記第1の配管が途中で分離され、分離した一方は真空排気バルブに接続され、第3の配管を加熱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の製造方法。
  3. 前記第1の配管が途中で分離され、分離した他方はガス導入バルブに接続され、第2の配管を冷却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の製造方法。
  4. 前記第1の配管が途中で分離され、分離した一方は真空排気バルブに接続され、他方はガス導入バルブを介してガスボンベに接続されており、前記第1の配管は、真空排気時には加熱設備により加熱し、放電ガス導入時には冷却設備により冷却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の製造方法。
  5. 前記ガラス管が前記前面基板または前記背面基板に2つ設けられており、第1のガラス管は第1の配管を介して真空排気バルブに接続されており、第2のガラス管は別の第1の配管を介してガス導入バルブに接続されており、真空排気時に前記第1の配管を加熱設備により加熱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の製造方法。
  6. 前記ガラス管が前記前面基板または前記背面基板に2つ設けられており、第1のガラス管は第1の配管を介して真空排気バルブに接続されており、第2のガラス管は別の第1の配管を介してガス導入バルブに接続されており、放電ガス導入時に前記別の第1の配管を冷却設備により冷却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の製造方法。
  7. 複数の表示電極を形成した前面基板と、前記表示電極と直交する方向にアドレス電極を形成した背面基板とを有し、前記前面基板と前記背面基板とを放電空間が形成されるように対向配置して周囲を封着用シール材で封着し、前記放電空間に放電ガスを充填したプラズマディスプレイパネルの製造装置であって、
    前記前面基板と前記背面基板のいずれかに前記放電空間につながるように設けた細孔部に、前記放電空間への前記放電ガスの導入を行うためのガラス管を接続した封着パネルを載置する加熱炉と、
    放電ガスが充填され、流量調整器を有するガスボンベと、
    真空排気を行う真空排気装置と、
    前記ガラス管と接続された第1の配管と、
    前記流量調整器と接続された第2の配管と、
    前記真空排気装置と接続された第3の配管と、
    第1の配管と第3の配管を接続する真空排気バルブと、
    第1の配管と第2の配管を接続するガス導入バルブとを備え、かつ、
    前記各配管に加熱設備または冷却設備を設けたことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造装置。
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