JP2007026795A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】不純ガスの面内分布バラツキを低減し、面内表示ムラの少ない表示特性のよいプラズマディスプレイパネルを実現する。
【解決手段】少なくとも誘電体層７を具備した前面板２と、放電空間を形成する隔壁１３を具備した背面板９とを対向配置して前面板２と背面板９の周囲を封止部材１６で封止したプラズマディスプレイパネルであって、封止部材１６の内周部には、隔壁１３によって形成される画像表示領域１５と、封止部材１６の内周部にあって画像表示領域１５の外周部に形成された排気通路５３、５４とを備え、排気通路５３には放電空間を排気するとともに放電空間に放電ガスを封入する少なくとも一つの排気孔５２を備え、排気通路５３は排気孔５２から遠いほど排気通路５３の断面積を増加させている。
【選択図】図６

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルに関するものであり、特に放電空間を均一に排気できる構造のＰＤＰに関する。

近年、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、視認性に優れた表示パネル（薄型表示デバイス）として注目されている。

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。

ＡＣ型ＰＤＰは、走査電極と維持電極とからなる表示電極を複数有する前面板と、表示電極に対して直交する複数のデータ電極を有する背面板とを、表示電極とデータ電極とが直交するように蛍光体層が形成された放電空間を挟んで対向させ、その周辺部を封着部材により封止しており、放電空間内部に放電ガスを封入したものである。表示電極とデータ電極との交差部が放電セル（単位発光領域）として機能するもので、表示電極とデータ電極との間に電圧を印加することによって放電を発生させ、この放電による紫外線が蛍光体層に照射されることで可視光が発生し、画像表示が行われる。

このような構成のＰＤＰでは、その製造工程において長方形状の前面板と長方形状の背面板とを封止する際に、外周部を低融点ガラスなどの封止部材を用いて加熱封着工程と、前面板と背面板によって形成された放電空間を、加熱しながらポンプなどの外部装置によって真空排気する排気工程と、その後、放電ガスを封入するガス封入工程とがある。ＰＤＰの排気工程では、前面板あるいは背面板に排気孔を設けて、その排気孔を介してＰＤＰ内の全領域の不純物ガスを均一に排気することが重要である。

これらの、排気工程を改善する例としては、ＰＤＰの長辺側排気通路と短辺側排気通路との幅を最適化した例や、排気孔を複数設ける例が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００３−２１７４５７号公報 特開２０００−２９４１３５号公報

上述の真空排気工程は、一方の基板に設けられた排気孔に配置された排気管と呼ばれるガラスなどで作製された管を外部排気装置に接続し、パネル全体を外部加熱装置（炉など）によって加熱することによって行われる。パネル内では加熱によって基板表面やパネル内構成材料からガスが放出され、前述の排気孔と排気管を通ってパネル外部へと排気される。その際、パネル内の隔壁で区切られた領域で発生したガスが排気孔に到達するためには、隔壁で区切られた隔壁通路を通り、前述の隔壁通路端とパネル外周部に形成された封着シール部材の間の領域である排気通路を通過することになる。

近年、ＰＤＰは更なる大面積化が進展している。このような大型ＰＤＰにおいては、特に長辺側の排気通路長さが増大し１ｍ以上となる。このような場合、排気孔から遠い領域では、排気通路のコンダクタンスのために排気孔の近くの領域に比べて大きな圧力差を生じてしまう。このような状態で作製されたＰＤＰは排気孔の近傍の領域は残留する不純物ガスは少ないが、排気孔から遠い領域では不純物ガスが多くなって、ＰＤＰの点灯や表示特性に面内分布が発生し、表示品質の損ねるといった課題を有している。

これらの課題に対して、排気通路の幅を広くする方法では、画像表示領域外の情報表示に不要な部分が大きくなることになりＰＤＰ全体面積のうちの有効画像表示領域面積が減少するといった課題を有している。一方、排気孔を複数設ける方法では、排気孔を増加させるコストが増加してしまうといった課題を有している。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、大面積のＰＤＰであってもＰＤＰ全体にわたって不純物ガスを効果的に排気し、均一な表示特性のＰＤＰを実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、少なくとも誘電体層を具備した前面板と、放電空間を形成する隔壁を具備した背面板とを対向配置して前面板と背面板の周囲を封止部材で封止したＰＤＰであって、封止部材の内周部であって画像表示領域の外周部に形成された排気通路とを備え、排気通路には放電空間を排気するとともに放電空間に放電ガスを封入する少なくとも一つの排気孔を備え、排気通路に排気孔から遠いほど排気通路の断面積が増加する部分を設けている。

このような構成のＰＤＰによれば、排気通路の排気孔から遠い領域の排気コンダクタンスを増加させ、排気孔から遠い領域の排気を十分に行うことができ、大画面のＰＤＰにおいても少ない排気孔で画像表示領域全面の均一な排気が可能となる。

さらに、画像表示領域は長方形の形状を有し、排気通路のうちの画像表示領域の長手方向の排気通路の断面積を排気孔から遠いほど増加させることが望ましい。このような構成によれば、これにより、長手方向の排気コンダクタンスを同じにして、排気孔から遠い画像表示領域の排気を効果的に行うことができる。

さらに、排気通路の断面積を排気通路に延伸して設けた隔壁の長さによって変化させてもよく、このような構成によれば、隔壁を形成する際の隔壁長さを変えるだけで排気コンダクタンスが均一な排気通路を実現することができる。

さらに、排気通路の断面積を前面板の誘電体層の形成パターンによって変化させてもよく、排気孔から遠ざかるにつれて排気通路に対応する誘電体層がないようにすることによって断面積を変えて、排気コンダクタンスが均一な排気通路を実現することができる。

さらに、背面板は下地誘電体層上に隔壁を備え、排気通路の断面積を背面板の下地誘電体層の形成パターンによって変化させてもよく、排気孔から遠ざかるにつれて排気通路に対応する下地誘電体層がないようにすることによって断面積を変えて、排気コンダクタンスが均一な排気通路を実現することができる。

本発明にＰＤＰによれば、排気通路の排気孔から遠い領域の排気コンダクタンスを増加させ、排気孔から遠い領域の排気を十分に行うことができて、大画面のＰＤＰにおいても少ない排気孔で画像表示領域全面の均一な排気が可能となり、全面均一な表示特性を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図であり、図２は同ＰＤＰの画像表示領域の概略構成を示す平面図である。まず、図１、図２を用いてＰＤＰの構成とその製造方法について説明する。

ＰＤＰ１の前面板２は、前面ガラス基板３の一主面上に形成したＮ本の走査電極４とＮ本の維持電極５とからなる表示電極対６と、その表示電極対６を覆うように形成した誘電体層７と、さらにその誘電体層７を覆うように形成したＭｇＯ薄膜からなる保護層８とを有している。走査電極４と維持電極５は、透明電極４ａ、５ａにバス電極４ｂ、５ｂをそれぞれ積層した構造である。背面板９は、背面ガラス基板１０の一主面上に形成したＭ本のデータ電極１１と、そのデータ電極１１を覆うように形成した下地誘電体層１２と、下地誘電体層１２上のデータ電極１１の間に相当する位置に形成した隔壁１３と、隔壁１３間に塗布された蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂとを有する構造である。

前面板２と背面板９とは隔壁１３を挟んで、表示電極対６とデータ電極１１とが直交するように対向させ、画像表示領域１５の周囲を封止部材１６により封止している。前面板２と背面板９との間に形成された放電空間には、例えばＮｅ−Ｘｅ５％の放電ガスが６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）の圧力で封入されている。そこで、表示電極対６とデータ電極１１との交差部が放電セルとして動作する。

次に、ＰＤＰの製造方法について説明する。前面板２は、まず前面ガラス基板３上に、まず透明電極４ａ、５ａを形成し、それぞれの上にバス電極４ｂ、５ｂをそれぞれ積層して、走査電極４および維持電極５の表示電極対６を形成することによって作製される。そして、その表面を誘電体層７で被覆し、さらに誘電体層７の表面にＭｇＯからなる保護層８を形成することによって作製される。ここで、透明電極４ａ、５ａは、ＩＴＯまたは酸化スズ（ＳｎＯ_２）などの透明導電材料により形成する。バス電極４ｂ、５ｂは、金属材料により構成され、銀厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、またはアルミニウム薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）、またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ積層薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）などを、スクリーン印刷や、フォトリソグラフィーなどによりパターン形成する。

表示電極対６を形成した前面ガラス基板３上に、鉛系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布した後、所定温度、所定時間（例えば５６０℃で２０分）焼成することによって、厚み約２０μｍの誘電体層７が形成される。上記鉛系のガラス材料を含むペーストとしては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）、Ｂ_２Ｏ_３（１５ｗｔ％）、ＳｉＯ_２（１０ｗｔ％）、およびＡｌ_２Ｏ_３（５ｗｔ％）と有機バインダ（α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶解したもの）との混合物が使用される。ここで、有機バインダとは樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルローズ以外に樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入させてもよい。

さらに、誘電体層７をプラズマ放電による損傷から保護するために、誘電体層７の表面に真空蒸着法やスパッタリング法、あるいはＣＶＤ法などによって厚み約０．５μｍのＭｇＯ薄膜からなる保護層８が形成される。

一方、背面板９は、まず背面ガラス基板１０上に、Ｍ本のデータ電極１１を列設した状態に形成することによって作製される。そして、データ電極１１を覆って下地誘電体層１２を形成し、下地誘電体層１２上のデータ電極１１間に相当する位置にストライプ状の隔壁１３を形成する。そして、隔壁１３の間に赤色の蛍光体層１４Ｒ、緑色の蛍光体層１４Ｇ、青色の蛍光体層１４Ｂを形成することで作製する。ここで、データ電極１１は金属材料で構成し、銀厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、またはアルミニウム薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）、またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ積層薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）を、スクリーン印刷やフォトリソグラフィー法によりパターン形成する。

下地誘電体層１２は、ＰｂＯまたはＢｉ_２Ｏ_３などを主成分とする低融点ガラスのペーストをスクリーン印刷法で塗布することで厚み５μｍ〜２０μｍに形成したものである。隔壁１３は、下地誘電体層１２と同じく、鉛系のガラス材料を含むペーストを、例えばスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布することで、高さ８０μｍ〜１４０μｍ程度に形成したものである。蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂそれぞれは、赤色蛍光体材料（Ｒ）、緑色蛍光体材料（Ｇ）、青色蛍光体材料（Ｂ）の粉末にビークルを混合しペースト状にしたものを、例えばインク吐出法によって隔壁１３間に塗布した後、４００℃〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダを焼失させることによって、蛍光体材料の粒子が結着した構造として形成したものである。

次に、以上のようにして作製した前面板２の表示電極対６と背面板９のデータ電極１１とが直交するよう対向させ、その状態で画像表示領域１５の周囲に額縁状に貼付した封止部材１６により封止する。この封着工程は、例えば４５０℃程度で１０分〜２０分間焼成することにより封止部材である低融点ガラス材料を軟化させ、その後、冷却することで封止、すなわち気密に貼り合わせる。封着されたパネルは次の排気工程でＰＤＰ内を加熱しながら真空排気される。排気工程は封止部材１６の内周部で背面板９あるいは前面板２に設けた排気孔を通して行われる。

図３はこのようなＰＤＰ１の排気孔近傍の詳細を示す部分平面図を示し、図４はＰＤＰ１の内部構造を示す平面図である。図３に示すように、排気孔５２は背面板９あるいは前面板２の一方に形成され排気管を通じて外部排気装置によって真空排気されるように構成されている。ＰＤＰ１を加熱しながら排気する工程では、ＰＤＰ１内の基板表面や構成部材などから発生したガスが隔壁１３間や、隔壁１３端部と封止部材１６間の空間である排気通路５３、５４を通じて排気孔５２に到達し、ＰＤＰ外部へと排出される。

排気通路５３は図４に示すよう画像表示領域１５の外周と、封止部材１６との間に額縁状に形成され、画像表示領域１５の長手方向の排気通路５３と短手方向の排気通路５４とで構成される。大画面のＰＤＰにおいては特に、先に画像表示領域１５の長手方向の排気通路５３の長さが１ｍを越える場合もある。このような場合、排気通路５３のコンダクタンスのために排気孔５２の近くの領域と排気孔５２から遠い領域で大きな圧力差を生じ、排気工程中もこの状態が維持されて排気される。このような状態で排気されたＰＤＰは排気孔５２の近くの領域では残留する不純物ガスが少なく、排気孔５２から遠い領域では不純物ガスが多くなって、パネルの表示特性に面内バラツキを発生させる。

したがって、図４に示すように排気通路５３の断面積がＰＤＰの長手方向に一定の場合、排気孔５２からの距離が遠くなるにしたがって排気通路５３のコンダクタンスは小さくなっていく。そのため、図４に示した排気通路５３上の位置Ａと位置Ｂでは排気コンダクタタンスが次式のようになる。

位置Ａでのコンダクタンス ＞ 位置Ｂでのコンダクタンス
したがって真空排気中には、位置Ａでの圧力＜位置Ｂでの圧力となる。ＰＤＰ内のガスは排気によって図４中の矢印の向きに隔壁１３の間を流れている。隔壁１３の間のコンダクタンスは図５中の位置Ａ−Ｃおよび位置Ｂ−Ｄで同じである。この時、位置Ｃ、Ｄでパネル内の構成材料から脱離したガスはそれぞれＡおよびＢに向かって流れていくが、前述のように位置Ａの圧力よりも位置Ｂの圧力が大きいため、位置ＢではＢ−Ｄ間の差圧がＡ−Ｃ間よりも小さくなり、隔壁１３間を流れて排気されるガス量も、排気量（Ａ−Ｃ間）＞排気量（Ｂ−Ｄ間）となって隔壁１３の形成されている画像表示領域においてもＡ→Ｂへの方向およびＣ→Ｄへの方向に圧力分布が生じることになる。この圧力分布は表示の際に、輝度差や色ムラになって現れ表示パネルとしての品質を低下させてしまう。

そこで本発明の実施の形態では加熱排気工程中のＰＤＰ面内の圧力分布が小さいパネルを作製するために、排気通路５３の断面積を位置Ａ−位置Ｂ間の距離に応じて変えている。図５は本発明の第１の実施の形態の概念を示すＰＤＰの内部構造を示す平面図である。図５に示すように、例えば位置Ａ−位置Ｂ間の排気コンダクタンスが排気孔５２からの距離が遠くなるに伴い大きくなるように、排気通路５３の断面積を傾斜的に大きくし、位置Ａでの圧力と位置Ｂでの圧力の差を小さくする。このようにすればＡ−Ｃ間を流れる排気ガス量とＢ−Ｄ間を流れる排気ガス量の差が小さくなって、画像表示領域においてＡ→Ｂ、Ｃ→Ｄの方向に生じる圧力分布が小さく、ＰＤＰ内に残留する不純物ガスに起因する面内バラツキを低減して、より高品質の表示パネルを提供することが可能となる。

図６は本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰ１の構成を示す図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は排気通路５３のＥ部の詳細を示す断面図、図６（ｃ）は排気通路５３のＦ部の詳細を示す断面図である。位置Ｅから位置Ｆに向かって、排気通路５３に対応する前面板２に形成された誘電体層７の形成パターンを変化させている。具体的には、排気通路５３中の誘電体層７の面積を排気孔５２から遠ざかるにつれて減少させるようにし、その結果、排気通路５３の断面積が単調に増大するようにしている。したがって、詳細を示す図６（ｂ）では排気通路５３のＥ部には完全に誘電体層７が存在して、排気通路５３の断面積が最も小さく排気コンダクタンスが小さくなるようにしている。しかしながら、図６（ｃ）では排気通路５３のＦ部には誘電体層７が殆どなく排気コンダクタンスが大きい。このような構成とすることにより、排気工程において位置Ｅでの圧力と位置Ｆでの圧力差が小さくなる。これにより、画像表示領域にある隔壁１３間の通路において、Ｈ−Ｆ方向に生じる圧力差がＧ−Ｅ方向に生じる圧力差に近くなり、Ｇ−Ｅ間を流れる排気ガス量とＨ−Ｆ間を流れる排気ガス量の差が小さくなる。以上の排気通路５３の構造により、ＰＤＰ内の排気工程がより確実に行われるとともに、仮に残留不純物ガスが存在したとしても、その面内分布が均一になり、表示の面内バラツキが低減されてより高品質の表示パネルを提供することが可能となる。

なお、本実施の形態では排気通路５３の断面積が傾斜的に直線的に変化するように図示したが、必要に応じて断面積が不連続に変化してもよい。また、本実施の形態では、各放電セルを区画する隔壁１３がストライプ状である場合について説明したが、井桁状など様々な隔壁形状についても本発明は適用可能である。

（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの構成を示す図であり、図７（ａ）は平面図、図７（ｂ）は排気通路５３のＩ部の詳細を示す断面図、図７（ｃ）は排気通路５３のＪ部の詳細を示す断面図である。図６と同一の構成部材には同一の符号を付け、その説明を省略する。本発明の第２の実施の形態では、排気通路５３の排気コンダクタンスを画像表示領域１５の長手方向に沿って変化させるために、排気通路５３中に背面板９の隔壁１３を突出させることによって行っている。つまり、図７（ａ）の排気通路５３の位置Ｉから位置Ｊに向かって、排気通路５３中に突出する隔壁１３の長さを順次減らすことによって、排気通路５３の断面積を単調に増大させている。図７（ｂ）に示すように、排気通路５３の位置Ｉでは、隔壁１３が排気通路５３にはみ出して排気通路５３の断面積を小さくして排気コンダクタンスを小さくしている。一方、図７（ｃ）に示すように、排気通路５３の位置Ｊでは隔壁１３の排気通路５３へのはみ出しが小さく、排気通路５３の排気コンダクタンスが大きい。

以上の隔壁１３の構成により、排気工程において位置Ｉでの圧力と位置Ｊでの圧力差が小さくなる。これにより、画像表示領域１５にある隔壁間の通路で、Ｌ−Ｊ方向に生じる圧力差がＫ−Ｉ方向に生じる圧力差に近くなり、Ｋ−Ｉ間を流れる排気ガス量とＬ−Ｊ間を流れる排気ガス量の差が小さくなる。以上の排気通路５３の構造により、ＰＤＰ内に残留する不純物ガスの分布が均一になり、ＰＤＰ内に残留する不純物に起因する表示時の面内バラツキが低減され、より高品質の表示パネルを提供することが可能となる。

本実施の形態では排気通路５３の断面積が一様に変化するように図示したが、必要に応じて断面積が不連続に変化してもよい。また、本実施の形態では各放電セルを構成する隔壁がストライプ状である場合について説明したが、井桁状など様々な隔壁形状についても本発明は適用可能である。

なお、上述の実施の形態では、前面板２の誘電体層７と背面板９の隔壁１３の形状を変化させることによって排気通路５３の断面積を変化させていたが、前面板２の誘電体層７と同様に、背面板９の下地誘電体層１２の形状を変化させることでも可能である。

また本発明の実施の形態において排気孔５２はＰＤＰの４角のうち１カ所のコーナーに配置されている場合において説明したが、本発明は排気孔５２からの距離と排気通路５３とに言及した内容であるため、排気孔５２がＰＤＰ外周の他の位置に複数配置されたとしても同様に適用することが可能である。

なお、以上の実施の形態においては、ＰＤＰを例示したが、気密シールして排気工程を有する他の表示パネル全てに適用することができる。

本発明によれば、表示パネル内の残留ガスによる表示品質の低下や劣化を防止することが可能になり、大画面の表示装置に適用可能である。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図 同ＰＤＰの画像表示領域の概略構成を示す平面図 ＰＤＰの排気孔近傍の詳細を示す部分平面図 ＰＤＰの内部構造を示す平面図 本発明の第１の実施の形態の概念を示すＰＤＰの内部構造を示す平面図 本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰの構成を示す図 本発明の第２の実施の形態によるＰＤＰの構成を示す図

符号の説明

１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
５ 維持電極
６ 表示電極対
７ 誘電体層
８ 保護層
９ 背面板
１０ 背面ガラス基板
１１ データ電極
１２ 下地誘電体層
１３ 隔壁
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 蛍光体層
１５ 画像表示領域
１６ 封止部材
５２ 排気孔
５３ （長手方向の）排気通路
５４ （短手方向の）排気通路

Claims (5)

1. 少なくとも誘電体層を具備した前面板と、放電空間を形成する隔壁を具備した背面板とを対向配置して前記前面板と前記背面板の周囲を封止部材で封止したプラズマディスプレイパネルであって、前記封止部材の内周部であって画像表示領域の外周部に形成された排気通路とを備え、前記排気通路には前記放電空間を排気するとともに前記放電空間に放電ガスを封入する少なくとも一つの排気孔を備え、前記排気通路に前記排気孔から遠いほど前記排気通路の断面積が増加する部分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。
2. 前記画像表示領域は長方形の形状を有し、前記排気通路のうちの前記画像表示領域の長手方向の前記排気通路の断面積を前記排気孔から遠いほど増加させ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。
3. 前記排気通路の断面積を前記排気通路に延伸して設けた前記隔壁の長さによって変化させた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。
4. 前記排気通路の断面積を前記前面板の前記誘電体層の形成パターンによって変化させた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。
5. 前記背面板は下地誘電体層上に前記隔壁を備え、前記排気通路の断面積を前記背面板の下地誘電体層の形成パターンによって変化させた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。

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