JP3781565B2

JP3781565B2 - プラズマディスプレイパネルおよび分離方法

Info

Publication number: JP3781565B2
Application number: JP28625698A
Authority: JP
Inventors: 由雄渡辺; 哲也加藤; 隆宏浅野; 成人芝池
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2018-10-08
Also published as: JP2000113820A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ端末や壁掛けテレビに用いられるプラズマディスプレイパネルのリサイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、自発光型であるので視認性が良く、薄型で大画面表示が可能であることから、ＣＲＴに変わる表示装置として期待され、特に面放電ＡＣ型ＰＤＰは、作りやすく長寿命であることから、多くのメーカで開発され、一部製造販売されている。その一般的な製造工程は、前面板製造工程、背面板製造工程、組立・封着・排気・ガス封入工程とに分けられる。前面板製造工程では、ガラス基板上にサステイン電極と呼ばれる電極を形成し、この上に鉛を含む低融点ガラスの誘電体層をスクリーン印刷し、焼成する。
【０００３】
一方、背面板はガラス基板にアドレス電極と呼ばれる電極を形成し、このアドレス電極とアドレス電極の間に、隔壁と呼ばれるバリアリブを鉛を含む低融点ガラスで形成し、この隔壁の間に赤、緑、青の蛍光体を形成する。これらの前面板と背面板は重ね合わされ、周囲を鉛を含む封着ガラスで封着して組立、パネルを加熱しながら内部を真空に排気し、不純物ガスを十分排気した後、Ｘｅを含む希ガスを封入して、パネルを完成させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したようにプラズマディスプレイパネルに（ＰＤＰ）は、鉛を含んだ低融点ガラスが多く使用されている。例えば前面板では誘電体層、背面板では隔壁、前面板と背面板を封着する封着ガラスなどである。これらのＰＤＰの製品はやがて市場で寿命に達した後、廃棄されるが、鉛を含んでいるためそのままでは、廃棄することが出来ず専門の産業廃棄物処理業者により処理されねばならない。
【０００５】
また、廃棄されたパネルのガラス基板をガラス屑としてガラスの製造に利用するという考え方もあるが、鉛を含んでいるため、ガラス原料に混ぜるとガラスの品質が悪化するという問題がある。
【０００６】
また、最近の地球環境問題から、鉛に対する厳しい法規制が予想され、鉛成分を含む製品の廃棄に対し早急な対策が望まれる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鉛を含有する封着ガラスにより接合した前面板と背面板のガラス基板を鉛ガラスのみを選択的に溶解するエッチング液に浸せきして、封着ガラスを溶解し、２枚のガラス基板に分離し、分離した前面板と背面板について劣化した部分を本来の機能を持つように再生し、再生した前面板と背面板を再び封着してプラズマディスプレイパネルとして再利用するものである。
【０００８】
但し、通常の方法で作成したパネルをそのままエッチング液に浸せきすると封着ガラスの他にパネル内部の誘電体層や隔壁までも溶解してしまい再利用できない。また、パネルのうち封着ガラス部分までをエッチング液に浸せきし、封着ガラスのみをエッチングしようとしても、封着ガラスがエッチングされると同時にパネル内部にエッチング液が浸透し、パネル内部の隔壁や誘電体層までも溶解してしまう不具合が生じる。
【０００９】
これは前面板と背面板が１５０μm程度の隔壁を介して接合されているために、封着ガラスがエッチングされると同時にエッチング液が毛細管現象により内部にしみ上がるためである。
【００１０】
そこで、エッチング液が毛細管現象によりパネル中央部の表示部分に浸入しないように、プラズマディスプレイパネルの画像表示部の周囲と封着ガラスの接合部との間に少なくとも前面板か背面板に凹状の溝を形成する。
【００１１】
そして、この溝の方向は、端子電極の取り出しに支障をきたさないよう前面板および背面板ともに、これらの基板に形成される電極の長手方向と平行になるように溝を形成する。
【００１２】
又、溝加工の幅と深さは、出来るだけ最小限にすることが加工上望ましいが、あまり狭く浅いと毛管現象でエッチング液がしみ上がるのを阻止することが出来ない。そこで、エッチング液に界面活性剤を添加し、しみ上がりの程度を抑制する方法を用いる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について説明する。図２にいわいる面放電ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの分解斜視図を示す。パネルは前面板１と背面板２によって構成され、前面板１はガラス基板３に放電を維持するためのサステイン電極５とこのサステイン電極５上に鉛を含む低融点ガラスからなる誘電体層６と誘電体層を放電によるスパッタから保護するためと放電電圧を低下させるためのＭｇＯ保護膜７から構成される。
【００１４】
一方、背面板２はガラス基板４に表示データに応じて書き込み放電を行うためのアドレス電極８と放電領域を制限するための隔壁９と赤、緑、青の蛍光体１０によって構成される。この隔壁９の材料は形状を維持するためのフィラーと鉛を含む低融点ガラスからなる。図では分かり易くするために前面板１と背面板２が分離されて表現されているが、実際のパネルでは両基板を重ね合わし、パネルの周囲を封着ガラスで接合する。この封着ガラスもまた鉛を含む低融点ガラスからなる。パネルは封着後、加熱しながら内部を真空に排気し、不純なガスを脱ガスした後、Ｘｅを数％含むＮｅガスなどの希ガスを封入してパネルが完成される。
【００１５】
本発明の目的は、この様に作成されたパネルがやがて製品寿命に達し、再び製造工場に回収されて戻された時、産業廃棄物として捨てるのではなく、再び製品として再利用しようとするものである。そのためには、接合されている前面板１と背面板２をそれぞれに分離する必要があり、その分離方法を提供するものである。
【００１６】
本発明の第一の発明は、その分離方法として鉛ガラスのみを選択的に溶解するエッチング液に浸せきし、封着ガラスをのみを溶解し、前面板と背面板の接合部と画像表示部の間の領域に前面板と背面板の少なくとも一方に設けられた溝によって、エッチング液の画像表示部への浸入を防ぐことで、前面板１と背面板２の２枚のガラス基板に分離する方法を提供するものである。
【００１７】
しかし、従来の構造のパネルでは、封着ガラスをエッチング液で溶解する時に、前面板と背面板のギャップに毛細管現象によりエッチング液が浸透し、パネル内部に形成されている鉛を含む低融点ガラス、例えば前面板１の誘電体層６や背面板２の隔壁９を溶解してしまい、せっかく分離しても再利用出来なくなる問題がある。
【００１８】
もちろん、パネルから鉛成分を除去したことで、通常のガラス基板として扱えるので、ガラス基板としての用途や廃棄処分方法が容易になるメリットがあることは言うまでもない。
【００１９】
本発明の第二の発明は、プラズマディスプレイパネルの画像表示部の周囲と封着ガラスの接合部との間に少なくとも前面板１か背面板２に凹状の溝を形成し、エッチング液が毛細管現象により表示部分に浸入しないように溝を設けた構造にすることである。図１にプラズマディスプレイパネルを画像表示面側から見た概略図を示す。
【００２０】
図において前面板１と背面板２が交差した中央部が画像表示部１１であり、封着ガラス１３は２枚の基板が交差した境界部に形成される。図のように溝を封着ガラスの接合部と表示部の間に設けることにより、エッチング液が浸透してきても、この溝があるためにそれ以上表示部側に移動せず表示部分を保護することが出来る。
【００２１】
本発明の第三の発明は、前面板に形成する溝の方向を規定しており、少なくとも電極と誘電体層が形成されている前面板に電極の長手方向と平行に凹状の溝を設けることである。この様な方向に溝を形成することにより、サステイン電極を端子部まで引き出すときに、電極と溝が交差することがないので、電極の取り出しが容易になる利点を有する。
【００２２】
本発明の第四の発明は、背面板に形成する溝の方向を規定しており、少なくとも電極と隔壁が形成されている背面板に電極の長手方向と平行に凹状の溝を設けることである。この様な方向に溝を形成することにより、アドレス電極を端子部まで引き出すときに、電極と溝と交差することがないので、電極の取り出しが容易になる利点を有する。次に、本発明の溝の形状について説明する。形成する溝は基本的には幅が広く深い方が毛細管現象による液の浸透を防止する効果が高い。例えば溝形状が幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの場合、エッチング液は溝を乗り越えしみ上がりを阻止することが出来ない。
【００２３】
しかし、溝幅が同じ１ｍｍで深さを０．５ｍｍから１．０ｍｍにするとしみ上がりを阻止する事が出来る。本発明の請求項５に記載の発明は、エッチング液に界面活性剤を添加することによりエッチング液の毛細管現象による液面の上昇を抑制する効果がある。例えば溝形状が幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの場合、エッチング液は溝を乗り越えしみ上がりを阻止することが出きないが、エッチング液に界面活性剤を添加するとしみ上がりを阻止する事が出来る。以下、実施の形態により本発明を具体的に説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。
【００２４】
（実施の形態１）
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。ＰＤＰは放電電極の構成により対向放電型と面放電型に分類されるが、ここでは、最近主流になっているいわゆる面放電ＡＣ型プラズマディスプレイパネルについて説明する。しかし、必ずしも面放電型に限定するものではない。図２は面放電ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの分解斜視図である。パネルは前面板１と背面板２によって構成され、前面板１には放電を維持するためのサステイン電極５とこのサステイン電極５上に誘電体層６と放電による誘電体層のスパッタリングの抑制と放電電圧を低下させるためのＭｇＯ保護膜７が形成される。
【００２５】
一方、背面板２は表示データに応じて書き込み放電を制御するためのアドレス電極８と放電領域を制限するための隔壁９と蛍光体１０が形成される。図では分かり易くするために前面板１と背面板２が分離されて表現されているが、実際のパネルでは両基板を重ね合わし、パネルの周囲を封着ガラスで封着する。パネルは封着後、加熱しながら内部を真空に排気し、不純なガスを脱ガスした後、Ｘｅを数％含むＮｅガスを封入してパネルが完成される。
【００２６】
次に具体的な作成方法について説明する。はじめに前面板１について説明する。図５に前面板１の断面図を示す。基板は通常のソーダライムガラスの厚み２．８ｍｍを用い、基板の両端に幅１ｍｍ、深さ１．５ｍｍの溝１２をダイヤモンドブレードにより加工する。溝の加工方法はガラスのエッチングなど他の方法を用いても良い。
【００２７】
また、溝の方向はサステイン電極５の長手方向と平行にする。このように溝加工したガラス基板３にＡｇまたはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒのサステイン電極５をストライプ状に形成し、この上に鉛を含む低融点ガラスの誘電体層６を印刷して形成する。次に背面板の作成方法について説明する。図６に背面板の断面図を示す。基板は前面板と同じ厚み２．８ｍｍのソーダガラスを用い、基板の両端に幅１ｍｍ、深さ１．５ｍｍの溝１４をダイヤモンドカッタにより加工する。溝の加工方法はガラスのエッチングなど他の手段を用いても良い。
【００２８】
また、溝の方向はアドレス電極８の長手方向と平行にする。この様に溝加工したガラス基板にＡｇまたはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒのアドレス電極８をストライプ状に形成する。その後、アドレス電極とアドレス電極の間に隔壁９を形成する。隔壁９は鉛を含む低融点ガラスのペーストをスクリーン印刷法により多層印刷して形成する。隔壁の形成方法は他にサンドブラスト法、感光性ペースト法、フォト埋め込み法、加圧成型法などを用いても良い。このように作成された基板を用いて、隔壁と隔壁の間に蛍光体ペーストをスクリーン印刷法により形成する。
【００２９】
次に、封着方法について説明する。図１にパネルを真上から見た図と、図１に記載のａ方向から見た断面図とｂ方向から見た断面図をそれぞれ、図３，図４に示す。図に示すように鉛を含む低融点ガラスからなる封着用のガラスペーストを２枚の基板が交差した境界部付近に塗布し、焼成して封着する。次に封着したパネルを電気炉で加熱しながら、パネル内部を十分に真空に排気した後、Ｘｅ５％を含むＮｅ混合ガスを５００ｔｏｒｒ封入して完成させる。次に性能が劣化したプラズマディスプレイパネルの再生方法について説明する。
【００３０】
はじめに、ＰＤＰの製品から回路部分をはずしパネルのみを取り出し、排気管の一部を割って内部を大気圧にする。図７にパネルを鉛ガラスのみを選択的に溶解するエッチング液１５、例えば、硝酸とＨＢＦ₄の水溶液に浸せきしている概念図を示す。図のようにパネルに加工した溝と液面が平行になるようにパネルをセットし、溝よりも液面が上がらない程度にパネルを浸せきする。パネルの１辺の封着ガラスが溶解したならば、次にパネルを９０度回転し、残り辺を同様にエッチングする。
【００３１】
このようにして、４辺すべてエッチングし、前面板と背面板を分離する。次に、分離した前面板と背面板について、劣化した部分を除去し、本来の性能に戻す方法について説明する。
【００３２】
はじめに、前面板について説明する。前面板１で劣化するのはＭｇＯ保護膜７である。すなわち長期間の使用により耐スパッタ性の高いＭｇＯといえどもスパッタされ、下地層の誘電体が露出し、放電電圧が高くなってしまっている。ＭｇＯは２次電子放射率が高く放電電圧を下げているが、誘電体層はＭｇＯに比べ２次電子放射率の低く、放電電圧が高い特性を持っている。
【００３３】
従って機能を回復させるには、分離した前面板からＭｇＯ保護膜７を除去し、新たにＭｇＯ保護膜を成膜することである。ＭｇＯ保護膜の除去方法は、塩酸などによる化学エッチング法やスパッタエッチングなどのドライエッチング法などを用いて除去する。ＭｇＯ保護膜の製膜方法は電子ビーム蒸着法、反応性スパッタリング法、ＣＶＤ法、スクリーン印刷法などを用い、膜厚０．５μmから１μm成膜する。
【００３４】
次に背面板の再生方法について説明する。背面板２で劣化するのは、プラズマ放電により発生した荷電粒子が蛍光体１０に衝突し、蛍光体の物性値を変化させ発光効率を低下させることと、スパッタされたＭｇＯが蛍光体表面に堆積し、紫外線の透過率を低下させ発光効率を低下させることである。
【００３５】
従って、機能を回復させるためには、分離した背面板から蛍光体を除去し、新しい蛍光体を形成する。蛍光体の除去方法は、付着している蛍光体に高圧ガスを吹き付けて、吹き飛ばす方法や有機溶剤中でのブラシ洗浄や超音波洗浄などを組み合わせて除去する。その後、スクリーン印刷法やインクジェット法などにより新しい蛍光体を形成する。
【００３６】
次にこれらの再生された前面板と背面板を用い、再び封着し、パネル内部にＸｅ５％を含むＮｅ混合ガスを封入してパネルを完成する。この様に再生されたパネルは、新品の前面板と背面板を用いたパネルと比べ何ら劣っていなく、全く同じ性能を示した。
【００３７】
（実施の形態２）
以下第２の実施の形態として、鉛を含むガラスのエッチング液に界面活性剤を添加した場合について説明する。性能が劣化したプラズマディスプレイパネルの製品からパネルのみを取り出し、排気管の一部を割って内部を大気圧に戻す。
【００３８】
次に鉛を選択的に溶解するエッチング液たとえば硝酸とＨＢＦ₄の水溶液に界面活性剤たとえば中性洗剤を１０％加えた溶液に浸せきする。図７にパネルを鉛ガラスのみを選択的に溶解するエッチング液１５に浸せきしている概念図を示す。
【００３９】
図のようにパネルに加工した溝と液面が平行になるようにパネルをセットし、溝よりも液面が上がらない程度にパネルを浸せきする。このように界面活性剤を添加したエッチング液では、添加しない場合に比べ、液面から浸透してしみ上がる高さが低くなる。
【００４０】
このため、パネルに形成されている溝とエッチング液の液面との平行度をあまり気にしなくても良く作業性が向上した。界面活性剤を添加しない場合は溝と液面との平行度が悪いとエッチング液が溝を乗り越えしみ上がる場合があった。
【００４１】
また、パネルにあらかじめ形成する溝の幅と深さを少なくする効果があった。例えば溝形状が幅１ｍｍ、深さ０．５ｍｍの場合、界面活性剤を添加しない場合は、エッチング液は溝を乗り越えしみ上がりを阻止することが出きなかったが、界面活性剤を添加するとしみ上がりを阻止する事が出来た。パネルの１辺の封着ガラスが溶解したならば、次にパネルを９０度回転し、残りの辺を同様にエッチングする。このようにして４辺すべてエッチングし、前面板と背面板を分離する。以下、分離したパネルの再生方法は第１の実施の形態に記載されている方法と同じ方法による。詳細は省略する。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明は長期の使用により本来の性能を失ったＰＤＰを市場から回収し、鉛を含むガラスを選択的に溶解するエッチング液に浸せきして、前面板と背面板に分解し、それぞれ劣化したＭｇＯと蛍光体を部分を除去し、新たにＭｇＯと蛍光体を形成し、新品のパネルとして再利用するものである。
【００４３】
しかし、単に鉛を選択的に溶解するエッチング液に浸せきしただけでは、前面板に形成されている誘電体層や背面板に形成されている隔壁の材料が封着ガラスと同じ鉛成分を含む低融点ガラスで構成されているため、同時に溶解されてしまい、ＰＤＰの前面板あるいは背面板として再利用することはできない。
【００４４】
もちろん、鉛成分を除去したことで、ガラス工場で屑ガラスとして再利用できる利点があることは言うまでもない。本発明は、特に前面板と背面板にあらかじめ、溝を形成することで、エッチング液が内部まで浸透するのを防止し、前面板に形成されている誘電体層と背面板に形成されている隔壁をそのまま利用することが出来るので、製造工数の削減および、焼成回数の低減による電気炉の消費電力の低減、あるいは、産業廃棄物として処理された場合の地球環境に与える負荷の低減などを考慮するとその効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルを正面からみた概略図
【図２】プラズマディスプレイパネルの分解斜視図
【図３】本発明のプラズマディスプレイパネルの溝の配置を示す断面図
【図４】本発明のプラズマディスプレイパネルの溝の配置を示す断面図
【図５】本発明の前面板を示す断面図
【図６】本発明の背面板を示す断面図
【図７】プラズマディスプレイパネルの封着部のエッチング方法を示す概念図
【符号の説明】
１前面板
２背面板
３ガラス基板
４ガラス基板
５サステイン電極
６誘電体層
７ＭｇＯ保護膜
８アドレス電極
９隔壁
１０蛍光体
１１画像表示部
１２溝
１３封着ガラス
１４エッチング液

Claims

前面板と背面板に分離するプラズマディスプレイパネルの分離方法であって、
鉛ガラスを含む、前面板と背面板の接合部を、前記鉛ガラスを選択的に溶解するエッチング液に浸せきし、
前記接合部と画像表示部の間の領域に前記前面板と前記背面板の少なくとも一方に設けられた溝によって、前記エッチング液の前記画像表示部への浸入を防ぐことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの分離方法。
前記鉛ガラスを選択的に溶解するエッチング液に界面活性剤を添加したことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネルの分離方法。
前面板と背面板の接合部と画像表示部との間の領域に前記前面板と前記背面板の少なくとも一方に溝が形成されており、
前記溝は、鉛ガラスを含む前記接合部を前記鉛ガラスを選択的に溶解するエッチング液に浸せきしても、前記溝によって前記エッチング液の前記画像表示部への浸入を防ぐことができるよう、前記接合部と分離されて形成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
少なくとも電極と誘電体層とが形成されている前面板に当該電極の長手方向と平行に前記溝を設けることを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。
少なくとも電極と隔壁とが形成されている背面板に当該電極の長手方向と平行に前記溝を設けることを特徴とする請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。