JP4321544B2 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、大型テレビジョンや公衆表示などに用いる平板型の表示装置であるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）およびその製造方法に関し、さらに詳しくはＰＤＰに形成され放電空間を排気するとともに放電ガスを封入する排気管およびその排気管を備えるＰＤＰの製造方法に関する。

ＰＤＰ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ジョン受像機や大型公衆表示装置などに向けて製品化が進み、１００インチを超える製品も計画されている。

基本的に、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珪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金属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。一方、背面板は、排気および放電ガス封入（導入ともいう）用の細孔を設けたガラス基板と、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（データ電極ともいう）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その周囲が封着材によって封着されている。また、前面板あるいは背面板の一方のガラス基板に設けた排気口に排気、放電ガス導入用の排気管が封着材によって封着され、隔壁で仕切られた放電空間の排気と放電ガス（Ｎｅ−Ｘｅの場合４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力）の封入が排気管を通して行われ、排気管（いわゆるチップ管のことで、以後、排気管をチップ管とも記す）を適当部所で局部的に加熱溶融（チップオフ）して気密封止するという作業が行われている。完成した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。

また、ＰＤＰのような平板表示装置においては、対向する前面版、背面板および隔壁によって形成される放電空間が排気され、ガスを導入する工程をへて製造されるが、隔壁の高さが極めて小さいことから、排気およびガス導入時のコンダクタンスは極めて小さい。そのため、排気管としてはできるだけその内径を大きくすることが望ましいとされている。

また、上述したＰＤＰの誘電体層や封着材には一般に酸化鉛を主成分とする低融点ガラスが用いられているが、近年の環境問題への配慮から鉛成分を含まない「鉛フリー」、「鉛レス」と称する非鉛系の材料を用いる例が開示されている（例えば、特許文献１、２、３、４など参照）。さらに、従来の排気管には、比較的軟化点が低くて封止工程の作業性に優れる鉛を含有した硼珪酸系のガラスで形成されたものを用いているが、環境の面から硼珪酸系の非鉛ガラスを用いる方向に変化してきている。

そして、ＰＤＰの排気管の気密封止に際し、固定ガスバーナや通電ヒータなどを用いる局所加熱封止手段が利用されている。この局所加熱封止手段を利用する封止方法は従来から電球、蛍光灯、ＣＲＴを始めとする管球製品の製造において広く用いられており、固定された排気管の閉塞封止予定部を固定ガスバーナや通電ヒータなどにより局所的に加熱し、溶融し、溶断するという手順で行われる（例えば、特許文献５など参照）。従来、ＰＤＰの排気および排気部の封着に用いられる排気管は、鉛を含有して比較的低融点のガラス管が用いられるものであり、このときの排気管のチップオフすなわち加熱融着工程は、太い排気管は電熱封止で、また細い排気管は固定ガスバーナを用いて封着する工程を用いるのが一般的であった。
特開２００２−０５３３４２号公報 特開２００１−０４５８７５号公報 特開平０９−０５０７６９号公報 特開２００３−５９６６９７号公報 特開２００１−３５１５２８号公報

図５（ａ）〜図５（ｃ）は従来のＰＤＰの排気管の封止工程の手順を説明する断面図である。従来の封止方法では、固定ガスバーナ７２の火炎７３により加熱された排気管７１の封止予定部７０は、排気進行中に加熱されて軟化し、排気ヘッド７５に備わるばねなどの弾性手段７４による矢印Ｃ方向の付勢力と排気管７１内の負圧により、細くくびれて延伸する（図５（ａ））。この後、封止予定部７０における軟化状態のガラス壁が溶融し、表面張力も働いて接合部７６で融着し（図５（ｂ））、Ｃ方向の付勢力がさらに作用して接合部７６において切断され、封止部７７を形成して排気管７１の封止が完了する（図５（ｃ））。このとき、くびれるときの負圧および融着するときの表面張力は、排気管７１の管軸に対し回転対称性を示すものではなく、対称性から著しく逸脱し、部分的変形も生じて肉厚不均一の状態になりやすい。例えば、図５（ｄ）に示すように、一部分の肉厚が極端に薄い凹部７９が生じたり、逆に厚い状態で、しかも偏った肉厚の状態で肉溜り７８が生じたりして、軸対称性が阻害されたままで溶断された封止部７７が形成されることがある。このような偏った肉厚で形成された封止部７７は歪が残りやすく、歪が残った場合、後の製造工程や製品の取扱い中、リークが発生したり、封止部７７の肉厚の薄い部分にクラックを生じて破損したりする品質不良をもたらすという課題があった。

従来のように、鉛を含有する比較的軟質のガラスによる排気管７１が用いられるときには、管径にかかわらず、上述したような封止部において肉溜り７８や極端な肉薄の凹部７９が発生したり、極端に軸対称性が阻害されたりすることは回避され、封止に関する信頼性はそれほど大きな問題になっていなかった。

また、環境を配慮して排気管に非鉛ガラスを用いる場合、鉛を含有しない硼珪酸系のガラスは軟化点が上昇するので、局所加熱封止手段には通電ヒータ加熱による電熱封止を用いることが多い。電熱封止は、加熱温度の制御が比較的正確にできて量産時の取扱いが容易で自動化をはかりやすいことは優れている反面、固定ガスバーナを用いる方法に比べて加熱部（通電ヒータ）が大きくなること、また加熱冷却に要する時間が長くなって、製造タクトを上げるのが容易でない。このこともあって、非鉛の硼珪酸系の硬質のガラスの排気管を用いる場合であっても、固定ガスバーナによる封止作業をすることが求められている。

ところが、非鉛の硼珪酸系ガラスの排気管を用い、固定ガスバーナ７２で封止作業をする場合、上述した肉溜り７８や肉薄の凹部７９が生じて、良好な封止を阻害するのみならず、歪の発生によって封止部７７やその近傍にクラックを生じさせて、製品の寿命を短縮させるなど信頼性の低下の原因となり、解決課題になっていた。

本発明は、このような上記の課題を解決して、放電空間などの内部の極めて狭小な空間を形成するＰＤＰにおいて、熱膨張率が小、すなわち硬質ガラスからなって、かつ非鉛ガラスのチップ管を固定ガスバーナにより封止作業をする場合でも、クラックやリークといった封止部の不具合に伴う信頼性の低下のないＰＤＰを実現することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、前面板と背面板とを対向配置するとともに両基板の周囲を封着して放電空間を形成し、放電空間を排気して放電空間に放電ガスを封入する管状の排気管を備えたＰＤＰであって、排気管が鉛を含有しない硼珪酸ガラスを用いて形成され、かつ、排気管の外径に対する排気管の肉厚の比率が０．２以上である構成を有している。

この構成により、ＰＤＰの排気管に鉛を含まない硼珪酸系のガラスを用い、その外径に対する肉厚の比率を０．２以上に規定（公称外径５．０ｍｍφで肉厚１．０ｍｍ以上）しているので、封止部のガラス肉厚を均一に形成することができ、封止部に熱歪による残留応力のない強固な封止部を形成することができ、リークや封止部のクラックが発生しない信頼性の高いＰＤＰを実現できる。また、鉛を含まない硼珪酸系のガラスからなる排気管を用いるので、ＰＤＰ全体の非鉛化の実現を可能にし、環境に対する悪影響を排除することが可能な優れたＰＤＰを実現することができる。

上記課題を解決するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、前面板と背面板とを対向配置するとともに両基板の周囲を封着して放電空間を形成し、放電空間を排気して放電空間に放電ガスを封入する管状の排気管を備えたＰＤＰの製造方法であって、排気管の外径に対する排気管の肉厚の比率が０．２以上であって、鉛を含有しない硼珪酸ガラスを用いて形成された排気管を用い、かつ、管状ガスバーナにより排気管の封止を行う工程を備えることを特徴としている。

この方法により、ＰＤＰの排気管に鉛を含まない硼珪酸系のガラスを用い、その外径に対する肉厚の比率を０．２以上に規定（公称外径５．０ｍｍφで肉厚１．０ｍｍ以上）しているので、封止部のガラス肉厚を均一に形成して、封止部に歪や残留応力がなく、リークや封止部のクラックが発生しない信頼性の高いＰＤＰを製造できる。また、固定ガスバーナによる封止が可能であるので、電熱ヒータ封止のように装置を大型化することがなく、封止部の加熱冷却に要する時間を短縮できて封止工程の工数を低下でき、ＰＤＰ製造原価を削減して安価な表示装置を提供することができる。

本発明のＰＤＰおよびその製造方法によれば、熱膨張率が小、すなわち硬質の硼珪酸系のガラスからなる肉薄、かつ非鉛のガラスチップ管を固定ガスバーナにより封止した場合でも、クラックやリークといった封止部の不具合に伴う信頼性の低下がなく、製造タクトを上げて工数を削減して良質で安価なＰＤＰ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について図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの一部を拡大して構造を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態におけるＰＤＰは、ガラス製の前面板、背面板にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素（ピクセル）となる行・列両電極の交点および両基板間にある隔壁により放電空間を形成する構成において従来のＰＤＰと基本的に同様である。

図１において、前面板２２には、透明な前面ガラス基板１上に順次表示用の走査電極２と放電の維持信号を入力するための維持電極３とで対をなしてストライプ状に表示電極４が複数対形成されている。走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯなどからなる透明電極２ａ、３ａと、銀などの導体からなる補助電極（金属バス電極ともいう）２ｂ、３ｂとから構成されている。また、隣り合う維持電極３と走査電極２の対間に、表示面のコントラストを高めるため、ブラックマトリクスとなる遮光層（ＢＳ膜ともいう）５を必要に応じて形成することもある。そして、表示電極４を覆うように低融点ガラスからなる誘電体層６が形成され、その誘電体層６上にはＭｇＯからなる保護層７が形成されて前面板２２が構成されている。

前面ガラス基板１と対向配置される背面ガラス基板８上には、表示電極４と直交する方向に、表示データ信号を入力するための複数のデータ電極（アドレス電極ともいう）１０がストライプ状に形成され、下地誘電体層９で覆われている。下地誘電体層９の上には、データ電極１０と並行してストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、隔壁１１間の側面および下地誘電体層９の表面上にＲ（ｒｅｄ：赤色）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ：緑色）、Ｂ（ｂｌｕｅ：青色）の３色を発光する蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが形成されて、背面板２３が構成されている。

そして、前面板２２と背面板２３とは、走査電極２および維持電極３からなる表示電極４とデータ電極１０とが直交するように、微小な放電空間（または、放電セル）１４を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、所定の圧力で真空排気した後、放電空間１４には、放電ガスとして、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）等の混合希ガスが所定の圧力で充填されている。また、放電空間１４は、隔壁１１によって複数の区画に仕切ることにより放電セルが設けられ、各放電セルには、青色、緑色および赤色の各蛍光体層１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒが順次形成配置されてＰＤＰ２０が構成される。そして、維持電極３、走査電極２、データ電極１０に所定の信号の電圧パルスを印加することにより、封入された希ガスが放電して紫外線を放出し、その紫外線により蛍光体層１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒが可視光を励起発光し、情報を表示することができる。

次に、ＰＤＰの製造方法の全体について簡単に説明する。

まず、前面ガラス基板１上に走査電極２、維持電極３をそれぞれ構成する透明電極２ａ、３ａを形成した後、補助電極２ｂ、３ｂと遮光層５を形成する。次いで、透明電極２ａ、３ａ、補助電極２ｂ、３ｂおよび遮光層５を覆うようにスクリーン印刷法などを用いて所定の厚みの誘電体層６を形成する。誘電体層６上には真空蒸着法などの成膜プロセスにより、所定の厚みの酸化マグネシウムからなる保護層７が形成されて前面板２２が作製される。

次に、背面ガラス基板８上にスクリーン印刷法、フォトリソグラフィー法などによってデータ電極１０をストライプ状に形成する。データ電極１０を覆うように下地誘電体層９がスクリーン印刷法等を用いて形成される。続いて、隔壁１１がスクリーン印刷法、ダイコート法、フォトリソグラフィー法等を用いて、例えばストライプ状に形成される。さらに、隣合う隔壁１１間の溝には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に発光する蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが形成されて背面板２３が作製される。

図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板と背面板とを封着接合した状態を示す図であり、前面板２２と背面板２３とがその周囲を封着材３１で封着され、背面板２３が備える排気用細孔３０の周りに排気管２１が別の封着材３２で封着された構成を示している。図２（ａ）は平面図を、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図を示す。

図２に示すように、前面板２２と背面板２３とは、表示電極４とアドレス電極１０とがそれぞれ直交するように対向配置してその周囲、および背面板２３の所定の位置に設けた排気用細孔３０を覆うように配置した排気管２１の拡広した端部の周囲に、低融点ガラスフリットなどの封着材３１、３２を用いて封着し、放電空間１４を排気管２１によって高真空（例えば１．１×１０^−４Ｐａ）に排気した後に、同じく排気管２１からネオンやキセノンなどを含む放電ガスを所定の圧力（例えば、Ｎｅ−Ｘｅ混合ガスの場合４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力）で封入して排気管２１を封じ切ることでＰＤＰ２０を完成させている。なお、排気管２１の封着には、中心部に空孔を有したタブレットと称する焼結した封着材３２を用いている。

排気管の封止に際しては、固定ガスバーナや通電ヒータなどを用いる局所加熱封止手段が利用され、固定された排気管２１の閉塞予定部を加熱し、溶融し、溶断するという手順により行われる。通電ヒータを用いる電熱封止は加熱温度の制御が比較的正確にでき、量産時の取扱いが容易で自動化をはかりやすい利点はあるものの、固定ガスバーナを用いる方法に比べて加熱部（通電ヒータ）が大きくなり、また加熱冷却に要する時間が長くなって、製造タクトを上げるのが容易でないこともあって、本発明の実施の形態においては固定ガスバーナを用いて排気管の封止作業を行っている。

ここで、排気管２１を封じ切る封止工程について、図３および図４を参照しながら説明する。図３（ａ）は本発明の実施の形態における排気管を取り付けたＰＤＰの排気、放電ガス封入、封止を行うために排気ヘッドに取り付けた状態を示す断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、図４（ａ）〜図４（ｃ）は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの排気管封止工程の手順を説明する断面図である。

図３において、ＰＤＰ２０の背面板の所定の位置に設けた排気用細孔３０を覆うように配置した排気管２１は、一端が拡広された漏斗状の形状を有し、他端側が外径約５．０ｍｍφの直管状に形成されている。そして、本発明の実施の形態における排気管２１は鉛成分を含まず、熱伝導率が比較的小さい硼珪酸系ガラスからなっている。なお、排気管は日本電気硝子株式会社製の鉛フリーアルカリ硼珪酸ガラス（製品名「ＦＥ−２」）を使用して形成した。厳密にいえば、鉛フリーアルカリ硼珪酸ガラス「ＦＥ−２」は全く鉛を含まないことはなく、分析するとＰＰＭレベルで極微量の鉛が検出される。しかしながら、欧州におけるＥＣ−ＲｏＨＳ指令の規定では１０００ＰＰＭ以下であれば鉛を含まないとみなすことができ、本発明の実施の形態においては「鉛を含まない」とか「非鉛」といった表現を用いている。

まず、排気管２１の排気装置に取り付ける側にある直管状の端部が下に向くようにパネル固定台（図示せず）に封着済みＰＤＰ２０が設配される。排気管２１の直管状の端部に排気ヘッド４１を装着し、所定の温度の炉内でＰＤＰの内部を排気して放電ガスを封入した後に、排気管２１の封止予定部２１ａの外周を加熱するための固定ガスバーナ４３を配置する。なお、排気ヘッド４１には排気管２１に下向き（図３（ａ）中、矢印Ｃで示す方向）に付勢力が加わるようにばねなどを用いた付勢手段４２を備えている。また、固定ガスバーナ４３の加熱炎４４は、図３（ｂ）に示すように排気管２１に垂直な面内に水平に複数の加熱炎４４を有する構成が望ましい。

鉛成分を含まない硼珪酸系ガラス製の排気管２１の封止予定部２１ａの外周を固定ガスバーナ４３の加熱炎４４で所定の温度に加熱すると、図４（ａ）に示すように、ガラスが軟化し、放電空間に続通する排気管２１の内部が減圧状態であることと、付勢手段４２の付勢力で封止予定部２１ａの上下部分が延びて細くなり、縮小部２１ｂが形成される。さらに、固定ガスバーナ４３の加熱炎４４で排気管２１の縮小部２１ｂを加熱し続けると、図４（ｂ）に示すように、排気管２１の内部の表面が接触して、溶融接合部２１ｃが形成され、ガラスが一様な溶融状態となる。このとき、固定ガスバーナ４３の火勢を強くし、Ｃ方向への付勢手段４２の付勢力を減少させると溶融接合部２１ｃのガラスの粘度が低下する。次いで付勢手段４２の付勢力を増加させると溶融接合部２１ｃは延びて細くなり最後には切断され、図４（ｃ）に示すように端部に曲面を有しガラスの厚さが略一様になった封止部２１ｄが形成されて排気管２１の封止が完了する。図４（ｃ）に示したような端部に曲面を有しガラスの厚さが略一様になった封止部２１ｄが形成されるのは、排気管のガラスの厚さが極端に薄くなく、溶融接合部２１ｃの長さが十分にあり、切断されるときに延びて細くなった封止部２１ｄのガラスは火勢を強くした固定ガスバーナ４３の火炎の熱で直ちに凝集し、低い粘度で溶融したガラスの体積と溶融部の表面張力とが寄与していると考えられる。すなわち、排気管のガラスの厚さが極端に薄くなく、溶融接合部２１ｃの長さが十分にあるので、封止部２１ｄの溶融したガラスは体積が適度にあって排気管内の負圧にもかかわらず吸い込みが生じることがなく、また、封止部２１ｄの十分な熱容量により冷却過程が電熱ヒータによる封止と類似した過程で冷却がコントロールされて、図４（ｃ）に示したような端部に曲面を有しガラスの厚さが略一様になった封止部２１ｄが形成されるものと考えられる。実際には、従来の固定ガスバーナによる封止よりも時間を要するものの、固定ガスバーナ４３の火勢の制御や付勢手段４２の付勢力の制御は容易であり、大きな問題になることはない。

鉛を含まない硼珪酸系のガラス製の排気管２１を備え、上述した方法で実際に封止したＰＤＰ２０の封止部２１ｄをいくつかサンプリングして観察すると図４（ｃ）に示すような封止部２１ｄの近傍でガラスの肉厚が略均一で曲面を有する形状に封止されるものと、図５（ｄ）に示した従来の鉛を含有する硼珪酸系のガラス製の排気管２１の場合と同様に肉厚が厚い肉溜り７８や肉薄の凹部７９を有する封止部７７を有するものがあった。これらのＰＤＰ２０を冷熱繰り返し試験にかけたところ、図４（ｃ）に示すような排気管２１の封止部２１ｄのガラスの肉厚が略均一で曲面を有する形状に封止されたものでは何ら問題がなかったのに対し、排気管２１の封止部２１ｄの肉厚が偏り肉溜りや肉薄の凹部を有する封止部を有するものでは、リーク不良やクラックが入って破損するものが多発した。

上述した方法で排気管２１を封止したＰＤＰ２０の排気管２１の肉厚と外径の測定データを精査したところ、排気管２１の肉厚により良品と不良品が区分されることが明らかになった。公称外径５．０ｍｍφの排気管２１では、肉厚は０．９ｍｍから１．４ｍｍの範囲に分布していたが、肉厚が１．０ｍｍ以上（内径が４ｍｍよりも小さい）場合には、図４（ｃ）に示すような排気管２１の封止部２１ｄのガラスの肉厚が略均一で曲面を有する形状に封止されており、冷熱繰り返し試験でも異常がなかった。しかし、肉厚が１．０ｍｍ以下（内径が４ｍｍ以下）の公称外径５．０ｍｍφの排気管２１では、図４（ｃ）に示すような排気管２１の封止部２１ｄのガラスの肉厚が略均一で曲面を有する形状に封止され、冷熱繰り返し試験でも異常がないものも一部含まれるが、図５（ｄ）に示したような肉溜りや肉薄の凹部があって不均一な肉厚の封止部２１ｄを有して冷熱繰り返し試験でリーク等の不良になるものがある。このことは、図４（ｃ）に示すようなガラスの肉厚が略均一で曲面を有す形状の封止部の場合は封止部に歪が少ないが、図５（ｄ）に示したような肉溜りや肉薄の凹部を有する封止部２１ｄでは残留応力による歪が残っていることを示している。

そこで、公称外径が５．０ｍｍφであり、肉厚が０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍの８種類の異なる鉛を含まない硼珪酸ガラス系のＰＤＰ用排気管を準備し、上述した工程により排気管を封止したＰＤＰの試料を作成し、封止部の外観検査と冷熱繰り返し試験を実施した。肉厚が１．０ｍｍ以上ある６種類の排気管を用いたＰＤＰの封止部の形状は全て図４（ｃ）に示すようなガラスの肉厚が略均一で曲面を有する形状に封止されており、温冷熱繰り返し試験でも何ら問題がなかった。一方、肉厚が１．０ｍｍに満たない０．８ｍｍ、０．９ｍｍの残りの２種類の排気管を用いたＰＤＰでは、排気管の肉厚が薄くなるほど図５（ｄ）に示したような肉溜りや肉薄状態の凹部を有して不均一な肉厚の封止部を有するものが増加し、さらに、温冷熱繰り返し試験でもリークやクラックなどの不良の発生が肉厚の薄くなるほど顕著になる傾向が認められた。

以上の結果から、鉛を含まない硼珪酸ガラス系の公称外径５．０ｍｍφのＰＤＰ用の排気管を用いて固定ガスバーナにより上述した方法で封止を行う場合は、排気管の肉厚を１．０ｍ以上にすることにより封止部が均一で曲面を有する形状に形成され、封止部のリークやクラックなどの不良が発生しないといえる。ただし、公称外径５．０ｍｍφの排気管２１で肉厚が１．５ｍｍを超えると排気管の内径は２．０ｍｍ以下になり、排気のコンダクタンスが低下し、排気時間が長くなるので避けることが望ましい。

続いて、５．０ｍｍφとは異なる公称外径を有し、かつ、鉛を含まない硼珪酸ガラス系のＰＤＰ用の排気管２１を用いて固定ガスバーナにより上述した方法で封止を行う場合について、封止部２１ｄの形状と冷熱繰り返し試験の結果について説明する。

準備した排気管２１は公称外径３．５ｍｍφ、４．０ｍｍφ、６．０ｍｍφ、７．０ｍｍφの４種類である。これらの排気管を用いて上述した工程により排気管を封止した試料を作成し、封止部の外観検査と冷熱繰り返し試験を実施した。公称外径５．０ｍｍφの排気管の場合は肉厚１．０ｍｍを境界にして、１．０ｍｍ以上の肉厚の排気管では、ほとんど全部が図４（ｃ）に示すような封止部のガラスの肉厚が略均一で曲面を有する形状に封止され、温冷熱繰り返し試験でリークやクラックなどの封止部不良は発生しないことを述べたが、公称外径が５．０ｍｍφとは異なる上記の４種類の排気管でもそれぞれ境界のガラス管の肉厚があることが明らかになった。

すなわち、各排気管の肉厚の測定値から公称外径３．５ｍｍφの排気管では肉厚０．７ｍｍ、公称外径４．０ｍｍφの排気管では肉厚０．８ｍｍ、公称外径６．０ｍｍφの排気管では肉厚１．２ｍｍ、公称外径７．０ｍｍφの排気管では肉厚１．４ｍｍがそれぞれ境界値であった。これらの結果から、排気管の外径に対する肉厚の比率を求めると０．２で、公称外径値にかかわらず一定であることが明らかになった。したがって、排気管の外径と肉厚のそれぞれの数値ではなく、排気管肉厚／排気管外径＝０．２という一定値で規定することにより関係を一般化することができるものと考えられる。

以上説明したように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰは、鉛を含まない硼珪酸系のガラスからなる排気管のその外径に対する肉厚の比率を０．２に規定（公称外径５．０ｍｍφで肉厚１．０ｍｍ以上）して肉厚を比較的厚く設定しているので、固定ガスバーナによる封止を行っても封止部のガラス肉厚を均一に形成することができ、熱歪による残留応力のない強固な封止部を形成することができ、封止部のリークやクラックが発生しない信頼性の高いＰＤＰを実現できる。また、鉛を含まない硼珪酸系のガラスからなる排気管を用いるので、ＰＤＰ全体の非鉛化の実現を可能にし、環境に対する悪影響を排除することが可能になる。さらに、固定ガスバーナによる封止が可能であるので、電熱封止のように装置を大型化することがなく、封止部の加熱冷却に要する時間を短縮できて封止工程の工数を低下でき、ＰＤＰ製造原価を低減して安価な表示装置の提供が可能になる。

本発明は、鉛を含まない硼珪酸系のガラスからなる排気管のその外径に対する肉厚の比率を０．２に規定し、肉厚を比較的厚く設定しているので、固定ガスバーナによる封止を行っても封止部のガラス肉厚を均一に形成することができ、リークや封止部のクラックなどの不良を生じさせない信頼性が高く、環境に適合したＰＤＰを実現して大画面の表示デバイスなどに適用して効果が大きい。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの一部を拡大して構造を示す分解斜視図 本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板と背面板とを封着接合した状態を示す図 （ａ）は本発明の実施の形態における排気管を取り付けたＰＤＰの排気、放電ガス封入、封止を行うために排気ヘッドに取り付けた状態を示す断面図（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの排気管封止工程の手順を説明する断面図 （ａ）〜（ｃ）は従来のＰＤＰの排気管封止工程の手順を説明する断面図（ｄ）は（ｃ）における排気管の封止部の拡大断面図

符号の説明

１ 前面ガラス基板
２ 走査電極
２ａ，３ａ 透明電極
２ｂ，３ｂ 金属バス電極（補助電極）
３ 維持電極
４ 表示電極
５ 遮光層
６ 誘電体層
７ 保護層
８ 背面ガラス基板
９ 下地誘電体層
１０ アドレス電極（データ電極）
１１ 隔壁
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ 蛍光体層
１４ 放電空間（放電セル）
２０ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
２１ 排気管（チップ管）
２１ａ 封止予定部
２１ｂ 縮小部
２１ｃ 溶融接合部
２１ｄ 封止部
２２ 前面板
２３ 背面板
３０ 排気用細孔
３１，３２ 封着材
４１ 排気ヘッド
４２ 付勢手段
４３ 固定ガスバーナ
４４ 加熱炎

Claims (2)

1. 前面板と背面板とを対向配置するとともに両基板の周囲を封着して放電空間を形成し、前記放電空間を排気して前記放電空間に放電ガスを封入する管状の排気管を備えたプラズマディスプレイパネルであって、
   前記排気管が鉛を含有しない硼珪酸ガラスを用いて形成され、かつ、前記排気管の外径に対する前記排気管の肉厚の比率が０．２以上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. 前面板と背面板とを対向配置するとともに両基板の周囲を封着して放電空間を形成し、前記放電空間を排気して前記放電空間に放電ガスを封入する管状の排気管を備えたプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
   前記排気管の外径に対する前記排気管の肉厚の比率が０．２以上であって、鉛を含有しない硼珪酸ガラスを用いて形成された前記排気管を用い、かつ、環状ガスバーナにより前記排気管の封止を行う工程を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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