JP2007227133A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】通常の大気圧より低い低圧の環境下でプラズマディスプレイパネルを駆動させても、ノイズを発生させることがない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。
【解決手段】前面ガラス基板上に表示電極と誘電体層と保護層とが形成された前面板２と、背面ガラス基板上にアドレス電極と隔壁と蛍光体層とが形成された背面板１０とを対向配置するとともに周囲を封着材５０で封着接合して内部に放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、前面板２と背面板１０とを封着接合したあとの封着材５０の前面板２および背面板１０に対して鉛直に切断した断面形状が、放電空間の方向に凸形状である。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、６５インチクラスのテレビなどが製品化されている。このようなＰＤＰは、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。

背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色、および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とは、その電極形成面側を対向させて封着材で封着され、隔壁によって仕切られた放電空間に、Ｎｅ−Ｘｅの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が、各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

このような構成のＰＤＰは、標高が数千メートルの低圧の環境下で使用すると、ノイズを発生する場合があった。この原因として、低圧の環境下ではＰＤＰに働く外力が減るため、隔壁と前面板とに隙間が生じる。そしてＰＤＰの駆動時に、表示電極に周期的な電圧が印加されると、表示電極と背面板との間に生じる電界による引力が働くが、印加電圧の変化に応じて、その引力も周期的に変化し、前面板および背面板が振動するためと考えられる。

そこで、前面板と背面板とを内側、および内側より高さを高くした外側の二重の封着材で封着することで、隔壁と前面板とを密着させる例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１５２７３４号公報

しかしながら、このように前面板と背面板とを、高さを異ならせた二重の封着材で封着するには、二重の封着材の高さを精度よく管理する必要がある。例えば、封着材の高さが部分的に低い箇所があれば、その箇所が隙間となって、上述の振動が生じる場合がある。また、封着部が大きくなるため、有効な表示面積が小さくなるという課題がある。

本発明は、このような上記の課題を解決して、通常の大気圧より低い低圧の環境下でＰＤＰを駆動させても、ノイズを発生させることがないＰＤＰを提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために本発明は、第一のガラス基板上に電極と誘電体層と保護層とが形成された第一の基板と、第二のガラス基板上に電極と隔壁と蛍光体層とが形成された第二の基板とを対向配置するとともに周囲を封着材で封着接合して内部に放電空間を形成したＰＤＰであって、第一の基板と第二の基板とを封着接合したあとの封着材の第一の基板および第二の基板に対して鉛直に切断した断面形状が、放電空間の方向に凸形状である構成である。

封着材をこのような形状とすると、封着材は第一の基板と第二の基板との両側からの圧縮応力に対して強く、変形しにくくなる。そのため、真空排気時に第二の基板は封着材に沈み込むことなく平坦な形状を保ち、通常の大気圧より低い低圧の環境下でＰＤＰを駆動させても、隙間がないため振動することもなく、ノイズを発生させることがない。

また、本発明のＰＤＰの封着材を構成するガラス材料が、酸化ビスマスを含むとともに、酸化モリブデンあるいは酸化タングステンのうちの少なくとも一つを含むようにしてもよい。

封着材のガラス材料として上述の材料を用いると、上述の材料の溶融状態では、ガラス基板の界面に対する濡れ性が悪いため拡がりにくく、接触角の大きな形状で形成される。このような形状は、圧縮応力に対して強く、真空排気時に第二の基板が封着材に沈み込むことがなくなる。

以上のように、本発明の封着材の形状は、圧縮応力に対して強い形状であるため、真空排気時に第二の基板が封着材に沈み込むことはないため隙間も生ぜず、通常の大気圧より低い低圧の環境下でＰＤＰを駆動させても、ノイズを発生させることがないＰＤＰを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態によるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は、第一のガラス基板の前面ガラス基板３などよりなる第一の基板の前面板２と、第二のガラス基板の背面ガラス基板１１などよりなる第二の基板の背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

前面板２の前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６と、ブラックストライプ（遮光層）７とが互いに平行に、それぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には、表示電極６と、ブラックストライプ７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。

また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４、および維持電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。

さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には、放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、青色、および緑色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が、順次塗布して形成されている。走査電極４および維持電極５と、アドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、青色、緑色の蛍光体層１５を有する放電セルが、カラー表示のための画素になる。

図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板２と背面板１０とを封着接合した状態を示す図であり、前面板２と背面板１０とをその周囲を封着材５０で封着して、背面板１０に排気管５１を設けた構成を示している。フリットタブレット５２は、排気管５１を背面板１０に固定するためのガラスフリットである。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ―Ａ線断面図である。

図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板２の構成を示す断面図である。図３は、図１を上下反転させて示している。図３に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４および維持電極５よりなる表示電極６と、ブラックストライプ７とがパターン形成されている。

走査電極４と維持電極５は、それぞれ酸化インジウム（ＩＴＯ）や、酸化スズ（ＳｎＯ_２）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成されたバス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。

誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの透明電極４ａ、５ａとバス電極４ｂ、５ｂとブラックストライプ７を覆って設けた第１誘電体層８１と、第１誘電体層８１上に形成された第２誘電体層８２の少なくとも２層構成とし、さらに第２誘電体層８２上に保護層９を形成している。

次に、ＰＤＰ１の製造方法について説明する。

まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５を構成する透明電極４ａ、５ａが、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。そして、ブラックストライプ７、および透明電極４ａ、５ａ上にバス電極４ｂ、５ｂとなるそれぞれのペースト層が、フォトリソグラフィ法、スクリーン印刷などで形成される。ここでバス電極４ｂ、５ｂの材料は、導電性黒色粒子、あるいは銀材料を含むペーストであり、ブラックストライプ７の材料も、黒色顔料を含むペーストである。

次に、バス電極４ｂ、５ｂ、およびブラックストライプ７となるそれぞれのペースト層を覆うように、第１誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して、第１誘電体層８１となる第１誘電体ペースト層を形成する。第１誘電体ペーストを塗布したあと、所定の時間放置することによって塗布された第１誘電体ペースト表面が、レベリングされて平坦な表面になる。さらに、第１誘電体ペースト層を覆うように、第２誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して、第２誘電体層８２となる第２誘電体ペースト層を形成する。その後、バス電極４ｂ、５ｂのペースト層、ブラックストライプ７のペースト層、第１誘電体ペースト層、第２誘電体ペースト層を一括して焼成する工程により、走査電極４、維持電極５、ブラックストライプ７、第１誘電体層８１、および第２誘電体層８２が形成される。ここで、第１誘電体ペースト、第２誘電体ペーストは、粉末の誘電体ガラスフリット、バインダおよび溶剤を含む塗料である。

次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を、真空蒸着法により形成する。以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成部材が形成されて前面板２が完成する。

背面板１０は、次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成したあと、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などにより、アドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成する。そして、その材料層を所望の温度で焼成してアドレス電極１２を形成する。

次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上に、ダイコート法などによりアドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して、誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより、下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストは、粉末の誘電体ガラスフリットと、バインダ、および溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングして隔壁材料層を形成し、その後、焼成することにより、隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法や、サンドブラスト法を用いることができる。

次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上、および隔壁１４の側面に、蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより、蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材が形成されて、背面板１０が完成する。

そして、前面板２と背面板１０とを、表示電極６とアドレス電極１２とが直交するように対向配置して、その周囲を封着材５０で封着し、放電空間１６を排気管５１によって真空排気する。その後、排気管５１からネオンやキセノンなどを含む放電ガスを封入し、排気管５１を封じ切ることによりＰＤＰ１を完成させている。

次に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの、封着材５０の材料組成と封着方法について詳細に説明する。背面ガラス基板１１または前面ガラス基板３のどちらか一方の周縁に、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）を含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）あるいは酸化タングステン（ＷＯ_３）のうちの少なくとも一つを含有したガラス材料と、耐熱性フィラーと、有機バインダ成分とを含むペースト状封着組成物を塗布する。その後、一定時間乾燥後、４００℃付近で仮焼成を行い、有機バインダ成分を焼失除去する。その後、前面板２の表示電極６群と、背面板１０のアドレス電極１２とが直交するように対向して両基板を配置し、４５０℃〜４８０℃で焼成して封着材５０を固化させる。

ここで用いた封着材の組成は、ガラス材料としてはガラス軟化点の温度が４１０℃以下で、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）を７５重量％以上と、少なくとも酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）あるいは酸化タングステン（ＷＯ_３）を０．２重量％以上含むのが好ましい。より詳細には、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）が７５重量％〜８５重量％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が５．６重量％〜１８重量％、酸化硼素（Ｂ_２Ｏ_３）２重量％〜９重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）０．２重量％〜１．１重量％、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（Ｓｒ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種が０．１重量％〜１重量％、酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）から選ばれる少なくとも１種が０．２％〜５重量％から成るガラス材料が特に好ましい。酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）の量が７５重量％より少ないと、ガラスの軟化点が下がりにくく、うまく封着できないためであり、逆に８５重量％よりも多くなると、表示電極６やアドレス電極１２中の銀（Ａｇ）との反応が激しく、発泡しやすくなるためである。

また、耐熱性フィラーは、封着材５０の熱膨張係数を調整するとともに、ガラスの流動状態をコントロールするのに使用されるが、コージライト、フォルステライト、β−ユークリプタイト、ジルコン、ムライト、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化アルミニウム、石英ガラスなどが特に好ましい。

図４は、図２のＢ部拡大図で、前面板２および背面板１０に形成された放電空間を含む構成部材４０を模式的に示している。従来の鉛成分を含んだ封着材５５では、ガラス基板に対して封着の際、ガラス材料が軟化した状態での濡れ性がよく、接触角が小さい図４の破線に示す形状となる。このような封着後の形状は、圧縮応力に対して弱く、真空排気時に背面板１０の端部が破線で示すように沈み込み、背面板１０と放電空間を含む構成部材４０とに隙間が生じる。そして、低圧下になると背面板１０が構成部材４０の端部を支点として、その両側に加わる力が大きくなり、背面板１０と放電空間を含む構成部材４０との隙間はさらに大きくなる。

しかし本発明の実施の形態の鉛成分を含まない封着材５０を用いれば、図４に示すように放電空間（放電空間を含む構成部材４０）の方向、およびその反対方向に封着材５０の形状は、凸形状となる。このような形状は、圧縮応力に対して強く、前面板２と背面板１０とを、封着材５０で封着したあと、真空排気時に沈み込むことがないためＰＤＰの背面板１０の端部は、図４に示すように平坦性を保つ。そのため、低圧の環境下でも背面板１０と放電空間を含む構成部材４０とに隙間が生じることがなく、駆動時にノイズを発生させることがない。

以上述べてきたように本発明のＰＤＰは、低圧の環境下でも駆動時にノイズを発生させることがなく、大画面の表示デバイスなどに有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図 （ａ）同ＰＤＰの前面板と背面板とを封着接合した平面図（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図 同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図 図２のＢ部拡大図

符号の説明

１ ＰＤＰ
２ 前面板（第一の基板）
３ 前面ガラス基板（第一のガラス基板）
４ 走査電極
４ａ，５ａ 透明電極
４ｂ，５ｂ バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ ブラックストライプ（遮光層）
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板（第二の基板）
１１ 背面ガラス基板（第二のガラス基板）
１２ アドレス電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
４０ （放電空間を含む）構成部材
５０ 封着材
５１ 排気管
５２ フリットタブレット
５５ （鉛成分を含んだ）封着材
８１ 第１誘電体層
８２ 第２誘電体層

Claims (2)

1. 第一のガラス基板上に電極と誘電体層と保護層とが形成された第一の基板と、第二のガラス基板上に電極と隔壁と蛍光体層とが形成された第二の基板とを対向配置するとともに周囲を封着材で封着接合して内部に放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、前記第一の基板と前記第二の基板とを封着接合したあとの前記封着材の前記第一の基板および前記第二の基板に対して鉛直に切断した断面形状が、前記放電空間の方向に凸形状であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記封着材を構成するガラス材料が、酸化ビスマスを含むとともに、酸化モリブデンあるいは酸化タングステンのうちの少なくとも一つを含む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。

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