JP2009199725A

JP2009199725A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2009199725A
Application number: JP2008036813A
Authority: JP
Inventors: Akira Shiokawa; 塩川　　晃; Kazuya Hasegawa; 和也長谷川; Masafumi Okawa; 政文大河
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】画像表示領域の対角が３ｍ以上であるプラズマディスプレイパネルに対して、内部の排気を短時間で行うことを可能とし、もって高品質な画像表示を可能とするプラズマディスプレイパネルを実現することを目的とする。
【解決手段】複数の表示電極を配置した前面板２と前記表示電極に交差するようにデータ電極を配置した背面板９とを、間に隔壁１３を挟んで、放電空間が形成されるように対向配置し、前面板２と背面板９の周縁部を封着材１６によって貼り合わせたプラズマディスプレイパネル１であって、画像表示領域１５の対角が３ｍ以上で、且つ前記隔壁１３を形成した領域６１と封着材１６を形成した領域６２との間の間隔を、１６ｍｍ以上２２ｍｍ以下とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像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（以下、ＰＤＰと記す）に関するものである。

ＰＤＰ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種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＰＤＰの主流は、３電極構造の面放電型のものである。

この面放電型のＰＤＰは、複数の表示電極を配置した前面板と前記表示電極に交差するようにデータ電極を配置した背面板とを、間に隔壁を挟んで、放電空間が形成されるように対向配置し、前面板と背面板の周縁部を封着材によって貼り合わせた、いわゆる封着された構造となっている。

そして、隔壁によって仕切られ、表示電極とデータ電極とが交差する部分が放電セルとして構成され、この放電セル内に蛍光体層を備えている。

このようなＰＤＰは、液晶パネルに比べて高速の表示が可能であり、視野角が広いこと、大型化が容易であること、自発光型であるため表示品質が高いことなどの理由から、フラットパネルディスプレイの中で最近特に注目を集めており、多くの人が集まる場所での表示装置や家庭で大画面の映像を楽しむための表示装置として各種の用途に使用されている（特許文献１参照）。
特開２００３−１３１５８０号公報

しかしながら、前述のような構成のＰＤＰでは、駆動時にノイズ（雑音）が発生する場合がある。また、通常の環境下ではノイズが確認されないＰＤＰであっても、標高が数千ｍの気圧の低い環境下で使用するとノイズを発生するようになるものもある。このようなノイズは、音圧が３０ｄＢを越えるとかなり耳障りになり、商品としての品質を著しく低下させるものである。

このようなノイズが発生する原因は、以下のように考えられる。

ＰＤＰは、前面板と背面板とが、例えば背面板上に形成した隔壁を挟んだ状態で、周辺部に形成された封着材によってのみ貼り合わされた構造であることから、隔壁と前面板との間の当接状態が不十分となり隙間が生じる場合がある。ここで、ＰＤＰの表示電極とデータ電極とには、その駆動時において周期的な電圧が印加されるため、前面板と背面板との間には周期的な引力および／または斥力が作用することとなる。その結果、上述のような隙間が存在する場合、前面板および／または背面板は振動するようになり、それがノイズの原因になるというものである。

ここで、ＰＤＰを製造する過程においては、前面板と背面板とを貼り合わせた後、その内部の放電空間に存在する空気などのガスを排出する目的で、加熱しながら、真空ポンプを用いて、例えば背面板に設けた排気孔・排気管を通じて内部に存在するガスを排気する、いわゆる排気・ベーキングが行われる。

ここで、排気・ベーキングの際の排気速度に関しては、真空ポンプなどの排気系のコンダクタンスよりもパネル内のコンダクタンスの方が支配的であり、また、パネル内のコンダクタンスも、排気孔からの距離で大きく左右されることが判っている。すなわちサイズが大型になるほど、排気孔からの距離が長くなってしまうため、コンダクタンスが大きくなり、その結果、排気に要する時間が長くなってしまうという場合が発生してしまう。

そして排気時間が長くなると、生産性が悪くなると共に、前面板と背面板とを封着している封着材が徐々に軟化し、封止部分での前面板と背面板との間隔が隔壁の高さより小さくなってしまう場合があり、そのような場合、前述したように、前面板と背面板とは周辺部の封着材によってのみで貼り合わされた構造であることから、前面板と隔壁との当接状態が不十分となってしまい、その結果ノイズが発生してしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、画像表示領域の対角が３ｍ以上のＰＤＰに対して、内部の排気を短時間で行うことを可能とし、もって高品質な画像表示が可能なＰＤＰを実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、複数の表示電極を配置した前面板と前記表示電極に交差するようにデータ電極を配置した背面板とを、間に隔壁を挟んで、放電空間が形成されるように対向配置し、前面板と背面板の周縁部を封着材によって封着して貼り合わせたプラズマディスプレイパネルであって、有効画像表示領域の対角が３ｍ以上で、且つ前記隔壁を形成した領域と封着材を形成した領域との間の間隔が、１６ｍｍ以上２２ｍｍ以下である、というものである。

本発明によれば、画像表示領域の対角が３ｍ以上であるＰＤＰに対して、内部の排気を短時間で行うことが可能となり、もって高品質な画像表示が可能なＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構造を示す平面図である。また、図２は、同じく、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの画像表示領域の一部の概略構造を示す断面斜視図である。

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６（Ｎ本目を示す場合はその数字を付す）と、その表示電極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、例えばＭｇＯによる保護層８とを有する構造である。走査電極４と維持電極５は、例えば透明電極４ａ、５ａにバス電極４ｂ、５ｂをそれぞれ積層した構造である。

また背面板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（Ｍ本目を示す場合はその数字を付す）と、そのデータ電極１１を覆うように形成した誘電体層１２と、誘電体層１２上の、データ電極１１の位置に形成した隔壁１３と、隔壁１３の間に形成した蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂとを有する構造である。

そして、前面板２と背面板９とは隔壁１３を挟んで、表示電極６とデータ電極１１とが交差するように対向し、画像表示領域１５（図１）の外の、周縁部を封着材１６（図１）により貼り合わせた、いわゆる封着された構成であり、前面板２と背面板９との間に形成された放電空間１７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。

そして、放電空間１７の、隔壁１３によって仕切られ表示電極６とデータ電極１１とが交差する部分が放電セル１８（単位発光領域）として動作する。

図３に、上述のＰＤＰ１を用いたプラズマ画像表示装置の概略構成のブロック図を示す。プラズマ画像表示装置３０は、ＰＤＰ１にＰＤＰ駆動装置３１を接続した構成である。

ＰＤＰ駆動装置３１は、コントローラ３２、維持ドライバ回路３３、走査ドライバ回路３４、データドライバ回路３５を備え、プラズマ画像表示装置３０の駆動時には、ＰＤＰ１に維持ドライバ回路３３、走査ドライバ回路３４、データドライバ回路３５を接続し、コントローラ３２の制御に従い点灯させようとする放電セル１８（図２）において走査電極４とデータ電極１１との間に電圧に印加することでアドレス放電を行った後に、走査電極４と維持電極５との間に電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電により、当該放電セル１８において紫外線が発生し、この紫外線により励起された蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂが発光することで点灯し、各色の放電セル１８の点灯、非点灯の組み合わせによって画像が行われる。

次に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰを製造する方法について、図１および図２を用いて説明する。

前面板２は、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を形成する。そして、その上を誘電体層７で被覆し、さらに誘電体層７の表面に例えばＭｇＯ材料による保護層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（ＳｎＯ₂）等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（Ａｇ）厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、またはアルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）、またはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ積層薄膜（厚み：０．１μｍ〜１μｍ）等を、スクリーン印刷や、フォトリソグラフィー等によりパターン形成する。

誘電体層７は、低融点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、所定の層の厚み（約２０μｍ）となるように形成する。低融点ガラス材料を含むペーストとしては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）、Ｂ₂Ｏ₃（１５ｗｔ％）、ＳｉＯ₂（１０ｗｔ％）、およびＡｌ₂Ｏ₃（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。

保護層８は、誘電体層７をプラズマによる損傷から保護する為の、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成るものであり、スパッタリング法やＣＶＤ法（化学蒸着法）等によって所定の厚み（約０．５〜１μｍ）となるように形成する。

一方、背面板９は、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。そしてその上に誘電体層１２を形成し、その後、誘電体層１２上のデータ電極１１間に相当する個所に隔壁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（Ａｇ）厚膜（厚み：２μｍ〜１０μｍ）、またはアルミニウム（Ａｌ）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。

誘電体層１２は、酸化鉛（ＰｂＯ）または酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）または酸化燐（ＰＯ₄）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、誘電体層１２と同じく、低融点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ンイ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。各色の蛍光体材料としては、一般的にプラズマディスプレイパネルに用いられる以下に示す蛍光体材料が使用できる。すなわち、赤色蛍光体としては、（Ｙ_XＧｄ_1-X）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、あるいはＹＢＯ₃：Ｅｕ³⁺、緑色蛍光体としては、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、青色蛍光体としては、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺である。

ここで、蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂのデータ電極１１上における積層方向の厚みは、各色蛍光体材料の粒子の平均粒径のおよそ８〜２５倍程度に形成することが望ましい。すなわち、蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂに一定の紫外線を照射したときの輝度（発光効率）を確保するために、蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、放電空間１７において発生した紫外線を透過させることなく吸収するために蛍光体粒子が最低でも８層、好ましくは２０層程度積層された厚みを保持することが望ましく、それ以上の厚みとなれば蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの発光効率はほとんどサチュレートしてしまうとともに、２０層程度積層された厚みを超えると放電空間１７の大きさ（容量）を十分に確保できなくなるからである。

次に、以上のようにして作製した前面板２と背面板９とを、前面板２の表示電極６と背面板９のデータ電極１１とが交差するよう対向させ、その状態で画像表示領域１５の外の、周縁部に形成した封着材１６により貼り合わせる、いわゆる封着を行う。この封着の工程は、例えば４５０℃程度で１０〜２０分間焼成することで、封着材である低融点ガラス材料を軟化させ、その後、冷却することで気密に貼り合わせる、すなわち封止するというものである。そして封着されたパネルは、引き続き行われる排気工程で、パネル内を加熱しながら排気（真空排気）する。

ここで図４は、ＰＤＰ１の概略構成を示す平面図である。図４に示すように、ＰＤＰ１の少なくとも一方の基板（例えば背面板９の背面ガラス基板１０（図２））に、排気孔５２およびこの排気孔５２に応じての排気管（図示せず）が設けられ、この排気孔５２、排気管を通じて真空ポンプなどの排気装置によって、ＰＤＰ１内部の放電空間が真空排気され、その後、ＰＤＰ１が室温まで冷却された後に所定の圧力まで放電ガスを封入し、排気管を封止（チップオフ）することによってＰＤＰが完成する。

このＰＤＰ１の排気・ベーキングの工程の際、ＰＤＰ１内で構成部材等から発生したガスは、ＰＤＰ１内の隔壁１３間や隔壁１３を形成した領域６１と封着材１６を形成した領域６２との間（図４中、長辺側排気通路５３、短辺側排気通路５４）を通じて排気孔５２に到達し、ＰＤＰ１外部へと排出される。なお、画像表示領域１５は、隔壁１３の形成領域６１の内側に位置する。

ここで、ＰＤＰ１のような薄型で比較的大型なパネルでは、パネル内の到達真空度を出来るだけ一定にし、且つ、排気に要する時間を出来る限り短時間にするために、長辺側排気通路５３と短辺側排気通路５４とが交差する４隅に排気孔５２を設ける構造とすることが好ましく、また、電極の配線など、構造上、他の箇所に設けることは困難である。

ここでこのような構成において、ＰＤＰ１のサイズとコンダクタンスとの関係を図５に示す。この図５から明らかなように、パネルサイズが１２０インチ、すなわち画像表示領域の対角が３ｍ以上となる付近から、排気のコンダクタンスが略一定となってしまい、所望の真空度に到達するまでに要する時間は、急激に長時間化するものと考えられる。

ここで、排気時間が長時間化すると、前に述べたように、封着材が軟化・変形し、封着材の厚みが薄くなってしまう場合が発生し、このような場合、隔壁１３と封着材１６の高さに差違が生じ、結果、ノイズが発生してしまう。すなわち、本発明者らが行ったさまざまな検討により、封着材の軟化点温度より若干低い温度レベルで、外部より封着材を形成した領域付近に圧力をかけて固定した状態で排気・ベーキングを実施すると、ノイズ発生の確率が急激に増加するという実験結果を得ている。

なお、上述のような状態で排気・ベーキングを行うことは、通常、封着時、対向配置した前面板と背面板とを貼り合わせる際、対向配置後、前面板と背面板の周縁部に形成した封着材の付近を基板ごしに挟み込むような圧力を作用させた状態とした上で封着し、その後、そのままの状態で排気・ベーキングを行う、という状況に相当するものである。

ここで、図６に、１２０〜１６０インチのパネルの、短辺側および長辺側排気通路の幅と排気時間との関係を示す。なお、排気時間とは、従来の３７〜６５インチの通常サイズのＰＤＰにおけるパネル内圧力及び面内分布と同等になる時間である。

図６によると、排気・ベーキングの際の排気時間を１５時間以内にするためには、短辺側および長辺側の排気通路の幅、即ち、短辺側と長辺側の、隔壁１３を形成した領域６１と封着材１６を形成した領域６２との間の間隔を１６ｍｍ以上にする必要があることが判る。

一方、短辺側および長辺側の排気通路の幅とノイズ発生確率との関係を図７に示す。これは、排気通路５３、５４の幅が広くなりすぎると、封着部１６の厚みと隔壁１３の高さとの寸法関係が保たれていても、同様なノイズの発生が見られる場合があり、この結果より、短辺側および長辺側の排気通路の幅を２２ｍｍ以下にすることで、ノイズの発生は抑制することが可能であるということが判る。

以上より、画像表示領域１５の対角が３ｍ以上のＰＤＰにおいては、隔壁１３を形成した領域６１と封着材１６を形成した領域６２との間の間隔を１６ｍｍ以上２２ｍｍ以下とすることで、排気時間が長時間化することによるノイズ発生と、隔壁１３を形成した領域６１と封着材１６を形成した領域６２との間の間隔が広くなることによるノイズ発生との両方の抑制が可能となる。

以上のように本発明は、画像表示領域の対角が３ｍ以上の、高品質な画像表示が可能なＰＤＰを実現する上で有用である。

本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの概略構造を示す平面図本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの画像表示領域の一部の概略構造を示す断面斜視図プラズマ画像表示装置の概略構成を示すブロック図本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの概略構造を示す平面図プラズマディスプレイパネルのサイズとコンダクタンスとの関係を示す図短辺側および長辺側の排気通路の幅と排気時間との関係を示す図短辺側および長辺側の排気通路の幅とノイズ発生確率との関係を示す図

符号の説明

１プラズマディスプレイパネル
２前面板
７誘電体層
９背面板
１３隔壁
１５画像表示領域
１６封着材
５２排気孔
５３長辺側排気通路
５４短辺側排気通路
６１隔壁を形成した領域
６２封着材を形成した領域

Claims

複数の表示電極を配置した前面板と前記表示電極に交差するようにデータ電極を配置した背面板とを、間に隔壁を挟んで、放電空間が形成されるように対向配置し、前面板と背面板の周縁部を封着材によって貼り合わせたプラズマディスプレイパネルであって、画像表示領域の対角が３ｍ以上で、且つ前記隔壁を形成した領域と封着材を形成した領域との間の間隔が、１６ｍｍ以上２２ｍｍ以下であるプラズマディスプレイパネル。