JP2013093304A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】二枚の基板間の距離のバラつきを小さくすることでノイズの発生のバラつきを抑制した高品質なＰＤＰを提供する。
【解決手段】前面ガラス基板３と背面ガラス基板１１との間はガラス部材と、球状部材４３と、を備える封着部材で封着され、ガラス部材は、５０体積％以上９０体積％以下のガラス粉末５２と１０体積％以上５０体積％以下のフィラー４２とを有し、フィラー４２の最大粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であり、球状部材４３の含有率は、ガラス部材に対して０．１重量％以上０．１７重量％以下であり、球状部材４３は誘電体層８もしくは下地誘電体層１３の最表面から合計０μｍより大きく７μｍ以下の範囲で沈み込んでいる。
【選択図】図８

Description

ここに開示された技術は、複数の被封着物間の気密を保つための封着材料を用いた表示装置に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）や有機エレクトロルミネッセンスパネルなどに代表される表示装置は、二枚の基板を有している。二枚の基板は、それらの周縁部において一定の間隔で封着されている。つまり、表示装置は、中空構造を有している。封着材料として、ガラス粉末と、所望の間隔とほぼ同じ大きさのビーズと、を含有する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１５１７７４号公報

しかし、二枚の基板間の距離がビーズの大きさによってバラつくため、ＰＤＰから発生するノイズにバラつきが生じるといった課題があった。

そこで本発明は、二枚の基板間の距離のバラつきを小さくすることでノイズの発生のバラつきを抑制した高品質なＰＤＰを提供することを目的とする。

本発明は、前面板と背面板との間はガラス部材と、球状部材と、を備える封着部材で封着され、ガラス部材は、５０体積％以上９０体積％以下のガラス粉末と１０体積％以上５０体積％以下のフィラーとを有し、フィラーの最大粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であり、球状部材の含有率は、ガラス部材に対して０．１重量％以上０．１７重量％以下であり、球状部材は誘電体層もしくは下地誘電体層の最表面から合計０μｍより大きく７μｍ以下の範囲で沈み込んでいることを特徴とする。

上記の構成によれば、表示装置各部から発生するノイズのバラつきが抑制され、高品質なプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

本実施の形態にかかるＰＤＰの要部を示す斜視図 本実施の形態にかかるＰＤＰの正面図 図２における３−３断面の一部を示す図 図２における４−４断面の一部を示す図 本実施の形態にかかるＰＤＰの製造フローを示す図 本実施の形態にかかる封着材料の構成を示す図 本実施の形態にかかる熱処理プロファイルを示す図 （ａ）従来のＰＤＰにおける封着部の様子を示した図、（ｂ）本実施の形態における封着部の様子を示した図 球状部材の沈み込み量に対するノイズの結果を表す図

（実施の形態）
表示装置の一つであるＰＤＰが、実施の形態として例示される。

［１．ＰＤＰ１の構造］
本実施の形態にかかるＰＤＰは、交流面放電型ＰＤＰである。図１から図３に示すように、前面板２と背面板１０とが、対向して配置されている。さらに、放電空間１６には、キセノン（Ｘｅ）を含む放電ガスが５５ｋＰａ〜８０ｋＰａの圧力で封入されている。

［１−１．前面板２］
図１および図３に示すように、前面板２は、前面ガラス基板３を含む。複数の表示電極６が、前面ガラス基板３の表面に配置されている。それぞれの表示電極６は、前面ガラス基板３の長辺と平行に配置されている。それぞれの表示電極６は、一つの走査電極４と一つの維持電極５とを有する。走査電極４と維持電極５との間が放電ギャップである。走査電極４は、前面ガラス基板３上に配置された透明電極４ａと、透明電極４ａ上に積層されたバス電極４ｂとを含む。維持電極５は、前面ガラス基板３上に配置された透明電極５ａと、透明電極５ａ上に積層されたバス電極５ｂとを含む。バス電極４ｂ、５ｂは、良好な導電性を得るために銀（Ａｇ）を有する。前面板２は、表示電極６を被覆する誘電体層８を含む。前面板２は、誘電体層８を被覆する保護層９を含む。

保護層９は、放電を発生させるための電荷を保持する機能、および、維持放電の際に二次電子を放出する機能が求められる。電荷保持性能が向上することにより、印加電圧が低減される。二次電子放出数が増加することにより、維持放電を発生させる駆動電圧が低減される。本実施の形態にかかる保護層９は、ＭｇＯを含む。

［１−２．背面板１０］
図１および図３に示すように、背面板１０は、背面ガラス基板１１を含む。複数のアドレス電極１２が背面ガラス基板１１の表面に配置されている。それぞれのアドレス電極１２は、背面ガラス基板１１の短辺と平行に配置されている。言い換えると、それぞれのアドレス電極１２は、表示電極６と直交する方向に配置されている。アドレス電極１２は、良好な導電性を得るために銀（Ａｇ）を含む。アドレス電極１２の膜厚は、１．０μｍ以上２．５μｍ以下が好ましい。

［１−２−１．下地誘電体層１３］
背面板１０は、複数のアドレス電極１２を被覆する下地誘電体層１３を含む。下地誘電体層１３は、ガラス成分とフィラーとを含む。ガラス成分とフィラーとの和に対するガラス成分の比率は、２５重量％以上３５重量％以下である。

ガラス成分は、三酸化二ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）を２０重量％〜４０重量％含む。さらに、ガラス成分は、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）および酸化バリウム（ＢａＯ）の群から選ばれる少なくとも１種を０．５重量％〜１２重量％を含んでもよい。さらに、ガラス成分は、三酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）、三酸化タングステン（ＷＯ_３）、二酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、酸化銅（ＣｕＯ）、三酸化二クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、三酸化二コバルト（Ｃｏ_２Ｏ_３）、五酸化二バナジウム（Ｖ_２Ｏ_５）および三酸化二アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）の群から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでもよい。

フィラーは、三酸化二アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、ＭｇＯおよびコージライトの群から選ばれる少なくとも１種を含む。

［１−２−２．隔壁１４］
下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る隔壁１４が配置されている。隔壁１４は、アドレス電極１２と平行に配置された縦隔壁２４と、表示電極６と平行に配置された横隔壁２６とを含む。縦隔壁２４は、アドレス電極１２とアドレス電極１２との間に配置されている。

隔壁１４は、ガラス成分とフィラーとを含む。ガラス成分とフィラーとの和に対するガラス成分の比率は、７０重量％以上９０重量％以下である。ガラス成分は、Ｂｉ_２Ｏ_３を２０重量％〜４０重量％含む。さらに、ガラス成分は、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの群から選ばれる少なくとも１種を０．５重量％〜１２重量％を含んでもよい。さらに、ガラス成分は、ＭｏＯ_３、ＷＯ_３、ＣｅＯ_２、ＭｎＯ_２、ＣｕＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｃｏ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５およびＳｂ_２Ｏ_３の群から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでもよい。

フィラーは、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＭｇＯおよびコージライトの群から選ばれる少なくとも１種を含む。

［１−２−３．蛍光体層１５］
背面板１０は、蛍光体層１５を含む。蛍光体層１５は、下地誘電体層１３の表面および隔壁１４の側面に配置されている。蛍光体層１５は、赤色光を発する赤色蛍光体層１５１、青色光を発する青色蛍光体層１５２および緑色光を発する緑色蛍光体層１５３を含む。赤色蛍光体層１５１、青色蛍光体層１５２および緑色蛍光体層１５３は、紫外線によって励起される発光中心を有する。

赤色蛍光体層１５１に用いられる赤色蛍光体は、一例として、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ未満の波長領域に主発光ピークを有するＥｕ^３＋付活赤色蛍光体である。赤色蛍光体は、具体的には、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋（ＹＯＸ蛍光体）、（Ｙ，Ｇｄ）_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋（ＹＧＸ蛍光体）およびＹ（Ｐ，Ｖ）Ｏ_４：Ｅｕ^３＋（ＹＰＶ蛍光体）などの蛍光体粒子である。

青色蛍光体層１５２に用いられる青色蛍光体層は、一例として、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域に主発光ピークを有するＥｕ^２＋付活青色蛍光体である。Ｅｕ^２＋を付活剤とする青色蛍光体は、Ｅｕ^２＋イオンの４ｆ^６５ｄ^１→４ｆ^７電子エネルギー遷移に基づいて発光する。そのために、１ｍｓｅｃ未満の残光時間の青色発光が実現できる。青色蛍光体は、具体的には、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋（ＢＡＭ蛍光体）、ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ^２＋（ＣＭＳ蛍光体）、Ｓｒ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋（ＳＭＳ蛍光体）などの蛍光体粒子である。

緑色蛍光体層１５３に用いられる緑色蛍光体は、一例として、５００ｎｍ以上５６０ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有し残光時間が２ｍｓｅｃを超え５ｍｓｅｃ未満のＭｎ^２＋付活短残光緑色蛍光体と、４９０ｎｍ以上５６０ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有するＣｅ^３＋付活緑色蛍光体またはＥｕ^２＋付活緑色蛍光体を含む蛍光体である。緑色蛍光体は、具体的には、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋（ＺＳＭ蛍光体）およびＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋（ＹＡＧ蛍光体）などの蛍光体粒子である。

［１−３．封着部４０］
図２に示すように、ＰＤＰ１は、封着部４０を備える。封着部４０は、前面板２の周縁と背面板１０の周縁とを封着する。つまりＰＤＰ１は、封着部４０によって気密封着されている。封着部４０は、ＰＤＰ１における表示領域の外側に設けられる。封着部４０の幅は、３ｍｍ〜８ｍｍが好ましい。

図４は、図２のＰＤＰの長辺４−４を切断した断面図を示している。

図４に示すように、封着部４０は、ガラス部４１、フィラー４２および球状部材４３を含む。封着部４０は、前面ガラス基板３と背面ガラス基板１１との間に設けられている。封着部４０と背面ガラス基板１１との間には、アドレス電極１２および下地誘電体層１３が設けられている。また、封着部４０と前面ガラス基板３との間には、誘電体層８が設けられている。下地誘電体層１３および誘電体層８は封着部４０が形成される領域を超えることなく、封着部４０の途中まで設けられている。封着部４０と重なっているアドレス電極１２の幅は、５０μｍ〜７０μｍである。また、封着部４０において、封着部４０と重なっているアドレス電極１２全体の面積比率は２５％以上３５％以下である。封着部４０の形成方法については、後に詳細に述べられる。

図示していないが、ＰＤＰの短辺３−３を切断した断面図も、図４と同様に封着部４０は、前面ガラス基板３と背面ガラス基板１１との間に設けられている。封着部４０と背面ガラス基板１１との間には、下地誘電体層１３が設けられている。また、封着部４０と前面ガラス基板３との間には、誘電体層８が設けられている。下地誘電体層１３および誘電体層８は封着部４０が形成される領域を超えることなく、封着部４０の途中まで設けられている。

なお、本実施の形態では、ＰＤＰの長辺側の封着部について説明する。

ガラス部４１は、一例として、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｖ_２Ｏ_５などを主成分としたガラス粉末から形成される。組成比は、Ｂｉ_２Ｏ_３が２０重量％〜５０重量％、Ｂ_２Ｏ_３が２０重量％〜４０重量％、ＺｎＯが１０重量％〜３０重量％、Ｖ_２Ｏ_５が０．５重量％〜２．５重量％である。フィラー４２は、一例として、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＭｇＯおよびコージライトなどを主成分としている。フィラー４２は、ガラス部４１の熱膨張係数を調整する作用と、ガラス部４１の流動状態を調整する作用とを有する。

ガラス部４１の体積とフィラー４２の体積の和に対して、ガラス部４１は、５０体積％以上９０体積％以下であり、フィラー４２は、１０体積％以上５０体積％以下であることが好ましい。

フィラー４２の最大粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。フィラー４２の最大粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置によって測定される。本実施の形態において、最大粒径とは、Ｄ９９の値である。Ｄ９９とは、体積基準の積算粒度分布が９９％となる粒径である。フィラー４２の最大粒径が５０μｍを超えると、アドレス電極１２の断線発生率が上昇するからである。フィラー４２が、球状部材４３とアドレス電極１２に挟まれた場合、ＰＤＰ１の内圧と、大気圧との差によって、アドレス電極１２にフィラー４２が押し付けられる。フィラー４２の最大粒径が５０μｍを超えると、アドレス電極１２がフィラー４２からうける力によって、断線発生率が上昇する。

フィラー４２の最大粒径が１μｍ未満になると、ガラス部４１の流動性が低下する。ガラス部４１の流動性は、フィラー４２の一つあたりのせん断力にフィラー４２の総数を乗じた値に依存するからである。ガラス部４１の流動性が低下すると、前面板２および／または背面板１０との密着性が低下する。つまり、封着部４０の封着性能が低下する。フィラー４２の最大粒径が、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲であると、アドレス電極１２の断線発生が抑制される。さらに、ガラス部４１の流動性低下が抑制される。

なお、フィラー４２の最大粒径は、２８μｍ以上５０μｍ以下であるとより好ましい。ガラス部４１の流動性低下をより抑制できるからである。

球状部材４３は、前面板２と背面板１０との間隔を一定の範囲に保つ作用を有する。球状部材４３は、一例として、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２などのセラミクスや、Ｋ_２Ｏ−ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラスなどを主成分とする。球状部材４３は、後述される封着工程における温度では、変形しない。なお、球状部材４３は、必ずしも幾何学的に「球形」でなくてもよい。顕微鏡などによる観察によって、概ね「球状」と認められればよい。具体的には、一つの球状部材４３における最大径と最小径の比率が１．２未満であることが好ましい。球状部材４３の直径は、前面板２と背面板１０との間隔の設計値によって決定される。ＰＤＰ１の周縁部の間隔を表示領域の間隔より大きくすることが好ましいので、例えば、隔壁１４の高さが１２０μｍであれば、球状部材４３の直径は１３０μｍ程度が好ましい。

球状部材４３は、ガラス部４１の重量とフィラー４２の重量との和に対して、０．１重量％以上０．１７重量％以下であることが好ましい。球状部材４３が０．１７重量％を超えると、後に詳細に述べるように封着部４０の高さが不安定になり、ＰＤＰ１からの騒音も不安定になるからである。

また、球状部材４３が０．１重量％未満になると、ＰＤＰ１点灯時に発生する騒音が増大するからである。具体的には、球状部材４３が０．１重量％未満になると、封着部４０の長さ３ｃｍあたりに含まれる球状部材４３が１個未満になる領域が発生しやすくなる。この場合、前面板２と背面板１０との間隔が設計値より下回る部分が増加する。つまり、前面板２および／または背面板１０の周縁において変形する部分が増加する。変形した部分の歪によって、騒音が増大する。

つまり、封着部４０の長さ３ｃｍあたりに含まれる球状部材４３の数は、１個以上２０個以下が好ましい。封着部４０の長さ３ｃｍあたりに含まれる球状部材４３の平均数は、９個程度が好ましい。

なお、封着部４０の長さ３ｃｍあたりに含まれる球状部材４３の数は、封着部４０の長辺における５箇所、短辺における３箇所で測定される。具体的には、ＰＤＰ１の背面板１０側から、可視光線が照射される。ガラス部４１は、可視光線を透過しない。一方、球状部材４３は、可視光線を透過する。可視光線が照射された領域の内、長さ３ｃｍに相当する領域が観察される。目視などによって、球状部材４３の数が求められる。目視の場合には、顕微鏡、拡大鏡等を用いることが好ましい。

球状部材４３が、ガラス部４１の重量とフィラー４２の重量との和に対して、０．１重量％以上０．１７重量％以下の範囲であると、ＰＤＰ１点灯時の騒音を安定させることができる。

さらに、球状部材４３は、少なくとも前面板２に形成される誘電体層８および背面板１０に形成される下地誘電体層１３のいずれかの表面から０μｍより大きく５μｍ以下の範囲で沈み込んでいる。

これにより、面内のノイズ発生のバラつきが抑制される。ノイズ発生は面内によって異なり、前面ガラス基板と背面ガラス基板との距離のバラつきによってノイズが大きい箇所と小さい箇所ができてしまう。したがって、ノイズの小さい箇所が存在したとしても、ＰＤＰから発生するノイズは、面内で発生する一番大きいノイズで決められる。

そこで、本発明の実施の形態を適用することで、面内におけるノイズ発生のバラつきを抑制しつつ、面内全体のノイズが低減される。

球状部材の沈み込みについてより具体的に説明する。図８（ａ）に示すように、球状部材４３は、前面板２に形成される誘電体層８および背面板１０に形成される下地誘電体層１３の表面に接している。しかし、本実施の形態では図８（ｂ）に示すように、球状部材４３は、前面板２に形成される誘電体層８および背面板１０に形成される下地誘電体層１３の表面から沈み込んだ状態で配置されている。これは、下記の製造工程の封着工程で説明するが、ＰＤＰが封着される際に、球状部材４３が誘電体層８および下地誘電体層１３の表面から沈み込んだ状態になるためである。

［２．ＰＤＰ１の製造方法］
次に、図５を用いてＰＤＰ１の製造方法について説明する。

図５に示すように、本実施の形態にかかるＰＤＰ１の製造方法は、前面板作製工程Ａ１、背面板作製工程Ｂ１、封着用ペースト塗布工程Ｂ２、封着工程Ｃ１、排気工程Ｃ２および放電ガス供給工程Ｃ３を有する。

［２−１．前面板作製工程Ａ１］
［２−１−１．表示電極６の形成］
フォトリソグラフィ法によって、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５が形成される。まず、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などからなる透明電極４ａ、５ａが形成される。

次に、バス電極４ｂ、５ｂが形成される。バス電極４ｂ、５ｂの材料には、銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、電極ペーストが、透明電極４ａ、５ａが形成された前面ガラス基板３に塗布される。次に、乾燥炉によって、電極ペーストが、例えば１００℃から２５０℃の温度範囲で乾燥される。乾燥によって、電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、例えば、複数の矩形パターンが形成されたフォトマスクを介して、電極ペーストが露光される。

次に、電極ペーストが現像される。ポジ型の感光性樹脂が用いられた場合は、露光された部分が除去される。残存した電極ペーストが電極パターンである。最後に、焼成炉によって、例えば４００℃から５５０℃の温度範囲で、電極パターンが焼成される。焼成によって、電極パターン中の感光性樹脂が除去される。焼成によって、電極パターン中のガラスフリットが溶ける。溶けたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、バス電極４ｂ、５ｂが形成される。

上述の方法の他、スパッタ法、蒸着法などにより、金属膜を形成し、その後パターニングする方法なども用いることができる。

［２−１−２．誘電体層８の形成］
誘電体層８の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む誘電体ペーストが用いられる。まずダイコート法などによって、誘電体ペーストが所定の厚みで前面ガラス基板３上に塗布される。塗布された誘電体ペーストは、走査電極４および維持電極５を被覆する。次に、乾燥炉によって、誘電体ペーストが、例えば１００℃から２５０℃の温度範囲で乾燥される。乾燥によって、誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、例えば４００℃から５５０℃の温度範囲で、誘電体ペーストが焼成される。焼成によって、誘電体ペースト中の樹脂が除去される。焼成によって、誘電体ガラスフリットが溶ける。溶けた誘電体ガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、誘電体層８が形成される。

上述の方法の他、スクリーン印刷法、スピンコート法などを用いることができる。また、誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、誘電体層８となる膜を形成することもできる。

［２−１−３．保護層９の形成］
保護層９は、一例として、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ）蒸着装置により形成される。保護層９がＭｇＯとＣａＯを含む場合、保護層９の材料は単結晶のＭｇＯからなるＭｇＯペレットと単結晶のＣａＯからなるＣａＯペレットである。つまり、保護層９の組成に合わせてペレットを選択すればよい。ＭｇＯペレットまたはＣａＯペレットには、さらに不純物としてアルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）などが添加されていてもよい。

まず、ＥＢ蒸着装置の成膜室に配置されたＭｇＯペレットおよびＣａＯペレットに電子ビームが照射される。電子ビームのエネルギーを受けたＭｇＯペレットおよびＣａＯペレットの表面は蒸発していく。ＭｇＯペレットから蒸発したＭｇＯおよびＣａＯペレットから蒸発したＣａＯは、成膜室内を移動する前面ガラス基板３上に付着する。より詳細には、表示領域となる領域が開口したマスクを介して、ＭｇＯおよびＣａＯが誘電体層８上に付着する。前面ガラス基板３は、ヒータによって約３００℃に加熱されている。成膜室の圧力は、約１０^−４Ｐａに減圧された後、酸素ガスが供給され、酸素分圧が約３Ｅ^−２Ｐａになるように保たれる。保護層９の膜厚は、電子ビームの強度、成膜室の圧力、前面ガラス基板３の移動速度などによって、所定の範囲に収まるように調整される。

［２−２．背面板作製工程Ｂ１］
［２−２−１．アドレス電極１２の形成］
フォトリソグラフィ法によって、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２が形成される。アドレス電極１２の材料には、導電体としての銀（Ａｇ）粒子と銀粒子同士を結着させるガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むアドレス電極ペーストが用いられる。

まず、スクリーン印刷法などによって、アドレス電極ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。次に、乾燥炉によって、例えば１００℃から２５０℃の温度範囲でアドレス電極ペーストが乾燥される。乾燥によって、アドレス電極ペースト中の溶剤が除去される。例えば、複数の矩形パターンが形成されたフォトマスクを介して、アドレス電極ペーストが露光される。次に、アドレス電極ペーストが現像される。ポジ型の感光性樹脂が用いられた場合は、露光された部分が除去される。残存したアドレス電極ペーストがアドレス電極パターンである。最後に、焼成炉によって、例えば４００℃から５５０℃の温度範囲で、アドレス電極パターンが焼成される。焼成によって、アドレス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。焼成によって、アドレス電極パターン中のガラスフリットが溶ける。溶けたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、アドレス電極１２が形成される。

上述の方法の他、スパッタ法、蒸着法などにより、金属膜を形成し、その後パターニングする方法なども用いることができる。

［２−２−２．下地誘電体層１３の形成］
下地誘電体層１３の材料には、ガラスフリット、フィラー、樹脂および溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。ガラスフリットとフィラーとの和に対するガラスフリットの比率は、２５重量％以上３５重量％以下である。

まず、スクリーン印刷法などによって、下地誘電体ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。塗布された下地誘電体ペーストは、アドレス電極１２を被覆する。次に、乾燥炉によって、例えば１００℃から２５０℃の温度範囲で下地誘電体ペーストが乾燥される。乾燥によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、例えば４００℃から５５０℃の温度範囲で、下地誘電体ペーストが焼成される。焼成によって、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、焼成によって、ガラスフリットが溶ける。一方、焼成によっても、フィラーは溶けない。溶けたガラスフリットは、焼成後に再びガラス成分となる。つまり、下地誘電体層１３は、フィラーがガラス成分中に分散した構成である。以上の工程によって、下地誘電体層１３が形成される。スクリーン印刷法の他にも、スピンコート法、ダイコート法などを用いることができる。

［２−２−３．隔壁１４の形成］
フォトリソグラフィ法によって、隔壁１４が形成される。隔壁１４の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。ガラスフリットとフィラーとの和に対するガラスフリットの比率は、８０重量％以上８５重量％以下である。

まず、ダイコート法などによって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層１３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、例えば１００℃から２５０℃の温度範囲で隔壁ペーストが乾燥される。乾燥によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、例えば井桁パターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像される。ポジ型の感光性樹脂が用いられた場合は、露光された部分が除去される。残存した隔壁ペーストが隔壁パターンである。最後に、焼成炉によって、例えば５００℃から６００℃の温度範囲で隔壁パターンが焼成される。焼成によって、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。焼成によって、隔壁パターン中のガラスフリットが溶ける。一方、焼成によっても、フィラーは溶けない。溶けたガラスフリットは、焼成後に再びガラス成分となる。つまり、隔壁１４は、フィラーがガラス成分中に分散した構成である。以上の工程によって、隔壁１４が形成される。

［２−２−４．蛍光体層１５の形成］
蛍光体層１５の材料には、蛍光体粒子とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。

まず、ディスペンス法などによって、蛍光体ペーストが所定の厚みで隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。以上の工程によって、蛍光体層１５が形成される。ディスペンス法の他にも、スクリーン印刷法などを用いることができる。

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を有する背面板１０が完成する。

［２−３．封着用ペースト塗布工程Ｂ２］
背面板１０の画像表示領域外に封着材料を含む封着用ペーストが塗布される。

［２−３−１．封着材料］
図６に示すように、本実施の形態にかかる封着材料５０は、ガラス部材５１と球状部材４３を含む。ガラス部材５１は、ガラス粉末５２とフィラー４２を含む。

ガラス粉末５２は、一例として、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｖ_２Ｏ_５などを主成分としたガラスである。組成比は、Ｂｉ_２Ｏ_３が２０重量％〜５０重量％、Ｂ_２Ｏ_３が２０重量％〜４０重量％、ＺｎＯが１０重量％〜３０重量％、Ｖ_２Ｏ_５が０．５重量％〜２．５重量％である。ガラス部材５１の軟化点は、４６０℃から４８０℃程度である。ガラス粉末５２が熱処理されることによって、ガラス部４１になる。

ガラス部材５１に対して、ガラス粉末５２は、５０体積％以上９０体積％以下であり、フィラー４２は、１０体積％以上５０体積％以下であることが好ましい。つまり、封着材料５０の組成比は、封着部４０の組成比と同じである。ＰＤＰ１の製造工程において、封着材料５０の特定の材料が損失しないからである。

封着材料５０において、フィラー４２の最大粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。フィラー４２の最大粒径が５０μｍを超えると、アドレス電極１２の断線発生率が上昇するからである。フィラー４２が、球状部材４３とアドレス電極１２に挟まれた場合、ＰＤＰ１の内圧と、大気圧との差によって、アドレス電極１２にフィラー４２が押し付けられる。フィラー４２の最大粒径が５０μｍを超えると、アドレス電極１２がフィラー４２からうける力によって、断線発生率が上昇する。

フィラー４２の最大粒径が１μｍ未満になると、ガラス部４１の流動性が低下する。ガラス部４１の流動性は、フィラー４２の一つあたりのせん断力にフィラー４２の総数を乗じた値に依存するからである。ガラス部４１の流動性が低下すると、前面板２および／または背面板１０との密着性が低下する。つまり、封着部４０の封着性能が低下する。フィラー４２の最大粒径が、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲であると、アドレス電極１２の断線発生が抑制される。さらに、ガラス部４１の流動性低下が抑制される。

なお、フィラー４２の最大粒径は、２８μｍ以上５０μｍ以下であるとより好ましい。ガラス部４１の流動性低下をより抑制できるからである。

球状部材４３は、前面板２と背面板１０との間隔を一定の範囲に保つ作用を有する。球状部材４３は、一例として、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２などのセラミクスや、Ｋ_２Ｏ−ＢａＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラスなどを主成分とする。球状部材４３は、後述される封着工程における温度では、変形しない。なお、球状部材４３は、必ずしも幾何学的に「球形」でなくてもよい。顕微鏡などによる観察によって、概ね「球状」と認められればよい。具体的には、一つの球状部材４３における最大径と最小径の比率が１．２未満であることが好ましい。

球状部材４３は、ガラス部材５１の重量に対して、０．１重量％以上０．１７重量％以下であることが好ましい。球状部材４３が０．１７重量％を超えると、後に詳細に述べるように封着部４０の高さが不安定になり、ＰＤＰ１からの騒音も不安定になるからである。

また、球状部材４３が０．１重量％未満になると、ＰＤＰ１点灯時に発生する騒音が増大するからである。具体的には、球状部材４３が０．１重量％未満になると、封着部４０の長さ１ｃｍあたりに含まれる球状部材４３が１個未満になる領域が発生しやすくなる。この場合、前面板２と背面板１０との間隔が設計値より下回る部分が増加する。つまり、前面板２および／または背面板１０の周縁において変形する部分が増加する。変形した部分の歪によって、騒音が増大する。

球状部材４３が、ガラス部４１の重量とフィラー４２の重量の和に対して、０．１重量％以上０．１７重量％以下の範囲であると、ＰＤＰ１点灯時の騒音を安定させることができる。

ガラス部材５１については、加熱による収縮率が、８５％以上９５％以下であることが好ましい。収縮率は、ガラス部材５１の圧粉体を加熱処理することによって測定される。圧粉体は、５．７９ｇのガラス部材５１を約０．２ＭＰａで加圧することによって成形された直径が２０ｍｍの円盤形状である。加熱処理に際して、圧粉体が、研磨粉で表面研磨された板ガラス上に載置される。加熱処理は、５００℃にて１０分間の焼成である。雰囲気は、大気である。その後、流動した試料の直径４点が測定される。４点の平均値を２０ｍｍで除算した値が収縮率である。圧粉体は、粒子の集合体なので、内部に空隙が存在する。加熱処理によって、軟化したガラス粉末５２によって空隙が埋められる。よって、加熱処理後には、直径が収縮する。収縮率が８５％以上９５％以下であることは、測定された４点の直径の平均値が１７ｍｍ以上１９ｍｍ以下であることを意味する。

収縮率が９５％を超えると封着部４０の形状が不安定になる。つまり、封着性能が悪化する場合がある。収縮率が８５％未満であると、後述するように、前面板２と背面板１０との間で封着部４０が十分につぶれないので、封着性能が悪化する場合がある。よって、ガラス部材５１の、加熱による収縮率が、８５％以上９５％以下の範囲であると、良好な封着性能が得られる。

なお、ガラス部材５１の、加熱による収縮率が、８９％以上９３％以下であるとより好ましい。より良好な封着性能が得られるからである。なお、収縮率が８９％以上９３％以下であることは、測定された４点の直径の平均値が１７．８ｍｍ以上１８．６ｍｍ以下であることを意味する。

［２−３−２．封着用ペースト］
本実施の形態にかかる封着用ペーストは、封着材料５０と、溶媒とを含む。つまり、封着用ペーストは、溶媒に封着材料５０が分散したものである。封着用ペーストは、さらに、有機バインダを含んでもよい。粘度の調整が容易になるからである。

（溶媒）
溶媒として、α−ターピネオール、ブチルカービトールなどの水に対して難溶性の溶剤が用いられる。また、多価アルコール誘導体として、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセタート、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセタート、３−メトキシ−３−メチルブタノール、アリルアルコール、イソプロピルアルコール、エタノール、グリシドール、テトラヒドロフルフィリルアルコール、ｔ−ブタノール、フリフリルアルコール、プロパルギルアルコール、１−プロパノール、メタノール、３−メチル−１−ブチン−３−オール、１５−クラウン−５、１８−クラウン−６、酸化プロピレン、１，４−ジオキサン、ジプロピルエーテル、ジメチルエーテル、テトラヒドラフラン、アセトアルデヒド、ジアセトンアルコール、乳酸メチル、γ−ブチロラクトン、グリセリン、グリセリン１，２−ジメチルエーテル、グリセリン１，３−ジメチルエーテル、グリセリン１−アセタート、２−クロロ−１，３−プロパンジオール、３−クロロ−１，２−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールクロロヒドリン、ジエチレングリコールジアセタート、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールなどのような水に対して自由混合できる溶剤を用いることができる。

（有機バインダ）
有機バインダとして、平均分子量３万から２０万の、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、エチルセルロース、アクリル樹脂などが用いられる。また、ＰＭＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの高分子を添加することもできる。

また、必要に応じて、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸オクチルデシル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ブチルベンジル、オレイン酸ブチル、ジエチレングリコールジベンゾエート、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル、アビエチン酸メチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸−２−エチルヘキシン、２−ニトロビフェニル、ジノニルナフタリン、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシルのいずれか１つ以上の可塑剤が添加されてもよい。

封着用ペーストは、上述の材料を混合し、かつ、分散することにより得られる。具体的には、ボールミル、ブレンダーミル、３本ロールなどの各種混合機を用いて混合する方法が挙げられる。

［２−３−３．封着用ペーストの塗布］
封着用ペーストの塗布には、スクリーン印刷法、ディスペンス法、インクジェット法などが用いられる。特に、ディスペンス法は、一つないし複数のノズルを有する口金の吐出ノズル先端から封着用ペーストを吐出する方法である。ディスペンス法は、スクリーン印刷法などに比べると、材料の使用効率が高い。

また、スクリーン印刷法は、封着用ペーストが開放系で存在する。よって、有機成分の揮発などの影響を考慮する必要が生じる。

一方、ディスペンス法では、封着用ペーストが閉鎖系で存在する。よって、封着用ペーストにおいて粘度の変化が少なく塗布量が一定で安定するという特徴を有する。

［２−３−４．封着用ペーストの仮焼成］
塗布された封着用ペーストは、３５０℃程度の温度で仮焼成される。仮焼成によって、溶剤成分などが除去される。仮焼成によって、封着用ペーストは、一定の形状に保たれる。

［２−４．封着工程Ｃ１から放電ガス供給工程Ｃ３まで］
前面板２と背面板１０とが対向配置される。次に、前面板２と背面板１０の周縁部が封着材料５０により封着される。その後、放電空間１６に放電ガスが封入される。

本実施の形態にかかる封着工程Ｃ１、排気工程Ｃ２、および放電ガス供給工程Ｃ３は、同一の装置において、図７に例示された温度プロファイルに基づいて処理を行う。

図７における封着温度とは、前面板２と背面板１０とが封着材料５０により封着されるときの温度である。本実施の形態における封着温度は、例えば約４９０℃である。軟化点とは、ガラス粉末５２が軟化する温度である。本実施の形態における軟化点は、例えば約４３０℃である。排気温度とは、放電空間内に含まれていた大気などが、放電空間から排気されるときの温度である。本実施の形態における排気温度は、例えば約４００℃である。

まず、封着工程Ｃ１において、温度は、室温から封着温度まで上昇する。温度上昇によって、仮焼成後の封着用ペーストに残留していた有機バインダが除去される。次に、温度は、ａ−ｂの期間、封着温度に維持される。封着温度に維持されることによって、ガラス粉末５２は、軟化する。つまり、仮焼成で形成された封着用ペーストが、前面板２と背面板１０との間で潰れることによって、封着部４０が形成される。ガラス粉末５２は、軟化することによって、ガラス部４１に転じる。そして、前面板の誘電体層と背面板の下地誘電体層とを形成するガラス成分も軟化し、球状部材４３の一部が誘電体層および下地誘電体層に沈み込む。その後、温度は、ｂ−ｃの期間に封着温度から排気温度に下降することで、球状部材が沈み込んだ状態で、誘電体層、下地誘電体層および封着部材が硬化する。そして、ｂ−ｃの期間において、放電空間内が排気される。つまり、放電空間内は減圧状態になる。

その後、排気工程Ｃ２において、温度は所定の期間、排気温度に維持される。放電空間内の排気は継続される。その後、温度は、室温程度まで下降する。

最後に、放電ガス供給工程Ｃ３において、放電空間内に放電ガスが導入される。つまり、温度が室温程度に下がった以降の期間に放電ガスが導入される。

［３．検証］
各々のＰＤＰについて、球状部材４３の沈み込み量に対するＰＤＰのノイズ発生について実験をおこなった。結果は図９に示している。

球状部材４３の沈み込み量は誘電体層８の表面から沈み込んだ分の距離と下地誘電体層１３の表面から沈み込んだ分の距離との合計である。

また、総厚差σは、封着部４０が形成される領域における前面ガラス板の外側から背面ガラス板外側までの距離を、表示部領域における前面ガラス板の外側から背面ガラス板外側までの距離で引いた厚差を複数個所で測定し、複数個所の総厚差のバラつき度合いを示している。したがって総厚差σの値が小さいほど、バラつきがより小さく、前面板と背面板間の距離が面内においてより一定の値をとる。

さらにノイズＡｖｅは、面内の複数個所で測定したノイズの平均値である。ノイズσはノイズ複数個所で測定されたノイズのバラつき度合いを示している。したがって、ノイズσの値が小さいほど、ノイズのバラつきがより小さい。なお、ノイズ測定は、減圧チャンバーにＰＤＰをセットし、２２００ｍ相当の高地条件（７８０ｈＰａ）でＰＤＰから発生するノイズをマイクによって面内をずらしながら受け、ＰＤＰから１ｍはなれているところでノイズレベルを測定した。測定箇所は７７箇所とした。

［３−１．比較例１］
比較例１では、ガラス部材５１の重量に対して、０．０８３重量％の球状部材４３が形成されている。このとき、球状部材４３は誘電体層８の表面への沈み込み量と下地誘電体層１３の沈み込み量との合計は、平均１２．１μｍ沈み込んでいることがわかった。

このとき、総厚差σの値は１．６、ノイズＡｖｅは２３．６ｄＢ、ノイズσは０．５であった。

［３−２．実験例２］
実験例２では、ガラス部材５１の重量に対して、０．１２５重量％の球状部材４３が形成されている。このとき、球状部材４３は誘電体層８の表面への沈み込み量と下地誘電体層１３の沈み込み量との合計は、平均６．５μｍ沈み込んでいることがわかった。

このとき、総厚差σの値は２．５、ノイズＡｖｅは２３．５ｄＢ、ノイズσは０．４であった。

［３−３．実験例３］
実験例３では、ガラス部材５１の重量に対して、０．１６７重量％の球状部材４３が形成されている。このとき、球状部材４３は誘電体層８の表面への沈み込み量と下地誘電体層１３の沈み込み量との合計は、平均２．７μｍ沈み込んでいることがわかった。

このとき、総厚差σの値は３．１、ノイズＡｖｅは２１．７ｄＢ、ノイズσは０．２であった。

［３−４．比較例４］
比較例４では、ガラス部材５１の重量に対して、０．２５０重量％の球状部材４３が形成されている。このとき、球状部材４３は誘電体層８の表面への沈み込み量と下地誘電体層１３の沈み込み量との合計は、０μｍであった。

このとき、総厚差σの値は３．７、ノイズＡｖｅは２１．９ｄＢ、ノイズσは０．５であった。

［３−５．結果］
比較例４に示すように、球状部材４３の沈み込み量がより小さいほど、総厚差のバラつきが大きい。その結果、ＰＤＰの面内で発生するノイズのバラつきがより大きい。

さらに、比較例１に示すように、球状部材４３の沈み込み量がより大きいほど、総厚差のバラつきは小さい。しかし、面内で発生するノイズが悪化するとともに、ノイズのバラつきも大きい。

したがって、実験例２、実験例３に示すように、球状部材４３の沈み込み量が０より大きく、７μｍ以下を満たす場合、面内で発生するノイズが抑制され、さらにノイズのバラつきもより小さい。

［４．まとめ］
本実施の形態にかかる封着材料５０は、ガラス部材５１と、球状部材４３と、を備える。ガラス部材５１は、５０体積％以上９０体積％以下のガラス粉末５２と１０体積％以上５０体積％以下のフィラー４２とを有する。フィラー４２の最大粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下である。球状部材４３の含有率は、ガラス部材５１に対して０．１重量％以上０．１７重量％以下である。そして、球状部材が前記誘電体層もしくは前記下地誘電体層の最表面から合計０μｍより大きく７μｍ以下の範囲で沈み込んでいることを特徴とする。

本実施の形態にかかる封着材料を備えるＰＤＰによれば、ＰＤＰ１点灯時の騒音を安定させることができる。

本発明は、ＰＤＰ１のみならず、二枚の基板によって構成され、それらの周縁部において一定の間隔で張り合わされて中空構造を有する表示装置にとっても適用可能である。

本発明は、ＰＤＰなど高品質の表示装置を提供する上で、広く有用である。

１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
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
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
１１ 背面ガラス基板
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
２４ 縦隔壁
２６ 横隔壁
４０ 封着部
４１ ガラス部
４２ フィラー
４３ 球状部材
５０ 封着材料
５１ ガラス部材
５２ ガラス粉末
１５１ 赤色蛍光体層
１５２ 青色蛍光体層
１５３ 緑色蛍光体層

Claims (3)

1. 前面板と背面板とが放電空間を介して配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
   前記前面板は前面ガラス基板上に誘電体層を有し、
   前記背面板は背面ガラス基板上に下地誘電体層を有し、
   前記前面板と前記背面板との間は
   ガラス部材と、
   球状部材と、
   を備える封着部材で封着され、
   前記ガラス部材は、５０体積％以上９０体積％以下のガラス粉末と１０体積％以上５０体積％以下のフィラーとを有し、
   前記フィラーの最大粒径は、１μｍ以上５０μｍ以下であり、
   前記球状部材の含有率は、前記ガラス部材に対して０．１重量％以上０．１７重量％以下であり、
   前記球状部材が前記誘電体層もしくは前記下地誘電体層の最表面から合計０μｍより大きく７μｍ以下の範囲で沈み込んでいることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 前記ガラス部材の加熱による収縮率は、８５％以上９５％以下である、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記ガラス部材の加熱による収縮率は、８９％以上９３％以下である、請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。