JP4498628B2

JP4498628B2 - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP4498628B2
Application number: JP2001052607A
Authority: JP
Inventors: 研伊藤; 一人徳留
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: JP2002260537A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルに関し、特に、基板にスペーサーを設けたプラズマディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）における輝度は、画素の開口率が大きいほど高くなる。そこで、発光に寄与しない非放電ギャップを狭めることが重要な課題となっている。
【０００３】
一般的に、ＰＤＰの隔壁構造はストライプ型の構造をもつが、この非放電ギャップを狭めるという目的のために、放電空間を口の字形の隔壁で囲ったセル構造をもって、非放電ギャップを狭めるという手法が近年採用されている。
【０００４】
しかしながら、この手法では、セルが密閉構造となっているため，放電空間を真空に排気するのに長時間を要していた。このため、生産性に関し、十分とは言えなかった。
【０００５】
そこで、例えば、特開２０００−９０８３６号公報（引用文献１）には、隔壁の一部に排気通路となる段差を設けることが開示されており、排気パスの確保と言う点では、一応の効果を奏している。
【０００６】
また、特開平１０−１４９７７１号公報（引用文献２）には、シール材の外周にスペーサーをかませることによって隔壁の頂上と前面基板との間に間隙を設ける方法が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この引用文献１に記載された隔壁に段差を設けた構成では、本来の隔壁の形成目的である隣接セルとの空間的遮断が妨げられ、隣接セルとの放電干渉による表示のちらつきや誤灯といった表示品位の点において新たな問題をもたらしている。
【０００８】
また、引用文献２に記載された方法によると、排気中にガラス容器に大気圧による応力がかかるために、１０型やそれ以上の大型ＰＤＰではガラスの変形によって表示部分では隔壁と前面基板の間隙は塞がれてしまう、あるいは基板が破損してしまう。従って，１０型以上の大型プラズマディスプレイへの適用を考えてみると、排気時間を長くとる必要が生じ，生産性を圧迫したり歩留まりが低下するという問題を発生する。
【０００９】
したがって、本発明の主な目的の一つは、大型ＰＤＰパネルにおいて、排気中に充分な排気通路を可能にし排気時間を短縮したうえで、密閉セルを形成して、隣接セルとの放電の干渉がない良好な表示品位を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマディスプレイパネルは、前面基板と、背面基板と、前記前面基板および前記背面基板との間に形成される放電空間と、前記放電空間を画素毎に区切る隔壁と、前記前面基板および前記背面基板の表示領域の外周部に設けられその外周部を封止するためのシール材と、前記隔壁と前記前面基板との間に配置され、封着温度よりも相対的に軟化点温度が高いガラスからなるスペーサーとを備え、前記シール材に結晶化ガラスを用いたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴は、放電空間を画素毎に区切り分離する隔壁とそれに対向する前面基板との間に封着温度よりも高い軟化点をもつガラス組成からなるスペーサーを設ける構造にある。
【００１６】
図１に、本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルとして、低軟化点スペーサーを前面基板と背面基板の隔壁上との間に設けたプラズマディスプレイの要部を示した斜視図を示す。
【００１７】
本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルは、前面基板２１と、背面基板４と、前記両基板との間に形成される放電空間と、放電空間を画素毎に区切る隔壁５と、表示領域の外周部に前記両基板を封止するためのシール材としてのシールフリット７が設けられている構成に対し、本発明に従って、前記隔壁５と前記前面基板２１の間に封着温度よりも相対的に軟化点温度が高いガラスからなるスペーサー６を設けている。
【００１８】
このスペーサー６は、前記前面基板と前記隔壁との間に所定の間隙をもって形状を保持し、排気パスを確保するという役目を果たす。そして、排気が完了した後にスペーサーの軟化点以上の温度で加熱することによって、スペーサーを溶融させて前面基板と隔壁との間隙を塞ぐ役目を果たす。
【００１９】
従って、排気時間を短縮しつつ、隣接セルとの干渉を防止し誤表示やちらつきのない高精細なプラズマディスプレイパネルの提供が可能である。
【００２０】
次に、本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルについて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの前面基板にスペーサーを設けた場合の分解斜視図である。図２は、その平面図で、さらに、図１１は、第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの前面基板の側面断面図で、図１２は、図１に示す本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの背面基板の前面断面図である。
【００２２】
図１、図１１および図１２のそれぞれを参照すると、本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの前面基板２１には、ＸＹ２本の対向する行電極対としての透明電極２ａ，２ｂが形成され、放電ギャップＧ（２２）と非放電ギャップＨＧ（２３）を形成している。
【００２３】
そして、この透明電極上にはバス電極が設けられている。また、透明電極及びバス電極を覆うように誘電体層９が形成されている。
【００２４】
そして、本発明に従って、誘電体層９上に上記非放電ギャップＨＧ（２３）に沿って低軟化点ガラスにより構成されるスペーサー６を設けてある。
【００２５】
一般に、低軟化点ガラスはＰｂＯ，Ｂ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ 等の金属セラミクス混合物をベースガラスとして、熱膨張係数を制御するためのチタン酸鉛やＺｎＯ等のフィラーを添加した組成からなり、これらの混合比を変えることによって軟化点は比較的自由に設定できる。
【００２６】
ここでは、スペーサー６に用いるベースガラスの組成にＰｂＯ−Ｂ₂ Ｏ₃−ＺｎＯ系を用いた。一般に、Ｂ₂ Ｏ₃とＺｎＯに対するＰｂＯの含有量が多いほど軟化点が下がることが知られている。ここでは、Ｂ₂ Ｏ₃とＺｎＯに対するＰｂＯの割合が４０〜６０％ｍｏｌの混合比として、その軟化点が封着で加熱される温度、すなわち、シールフリットの軟化点よりも相対的に高い材料を用いた。
【００２７】
さらに、コントラストを高めるための光反射防止材として酸化鉄、酸化コバルト酸化クロム等の黒色顔料を含有した材料を用いている。
【００２８】
そして、このガラススペーサー６を含む誘電体層の全面を覆うように放電保護膜１２が形成されている。放電保護膜１２には、例えば、ＭｇＯなどの酸化物を用い，蒸着法、スパッタ法、印刷法、ディップ法などの方法により形成する。
【００２９】
一方、図１に示すように、背面ガラス基板４上には放電空間を隔壁５が囲む口の字形で形成されており、その隔壁５の一部は、上記前面基板２１と組み合わせたときに、上記ガラススペーサー６の一部または全部と接する位置にある。
【００３０】
さらに、背面ガラス基板４上には、その長手方向が透明電極と直交する方向に複数のアドレス電極３、即ち列電極が形成されている。これらのアドレス電極群３を覆うように白色の反射性の強い誘電体層８が形成されている。
【００３１】
また、白色の誘電体層８と隔壁５の側面には、反射性の強いチタニア等の反射層１０と赤、緑、青の発光色をもつ蛍光体層１１とのそれぞれによって覆われている。
【００３２】
さらに、表示領域の外周部に背面基板４と前面基板２１を封止するためシールフリット７が形成されている。このシールフリット７は、スペーサー６よりも相対的に軟化点の低い非晶質ガラスからなる。シールフリット７のベースガラスには、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系を用いて、Ｂ_２Ｏ_３とＺｎＯに対するＰｂＯの割合をスペーサー６よりも大きくとり、例えば、５０〜７０％ｍｏｌの混合比とした。
【００３３】
次に、本発明のＰＤＰの製造方法について説明する。
【００３４】
本発明のＰＤＰの製造方法は、前面基板２１と背面基板４とを組み合わせる工程と、容器外周部に形成されたシールフリット７を加熱封止して前面基板２１と背面基板４とを所定の間隙をもって接合する封着工程と、パネル内のガスを排出する排気工程と、パネル内に放電ガスを封入するガス導入工程とを備え、排気が完了した後に封着温度よりも相対的に高い温度でパネルを加熱して前記間隙を埋めて密閉セルを形成する加熱工程を備えたことを特徴とする。
【００３５】
かかる構成においては、背面基板４と前面基板２１とを組み合わせて封着した時に、スペーサー６の軟化点温度が封着温度よりも高いため、そのスペーサー６の形状は保持される。
【００３６】
そして、隔壁５と前面基板２１に形成された誘電体層９との間にはスペーサー６の厚みに相当する分だけの間隙が生じる。
【００３７】
従って、この間隙を通してパネル内の排気パスが確保されるという効果がもたらされる。そして、排気が完了したあとに、スペーサー６の軟化点温度以上の温度で加熱して、前記間隙を閉じて、密閉セルを形成することができる。
【００３８】
このことを、図３、図４および図５を参照してさらに説明する。
【００３９】
図３は、本発明のパネルを組立てる製造工程図で、図４及び図５は、その加熱プロフィールである。図３（ａ）は前面基板２１と背面基板４と排気管２６をシール材を介して位置合わせた状態を示している。
【００４０】
図３（ｂ）はシール材を加熱、溶融する工程とパネル内を排気する工程であり、温度プロフィールを図４と図５に示す。封着する工程と排気する工程は必ずしも連続した工程である必要はなく、図４は、連続処理した時の温度プロフィールと、パネル内の真空度を示す。
【００４１】
図５は、封着と排気を分離して実施した場合のプロフィールである。図４と図５に示す封着工程で加熱する温度範囲はシール材の軟化点温度以上が下限であって、ガラススペーサー６の軟化点温度未満が上限である。
【００４２】
例えば，ここで用いたシールフリットの軟化点は３８０℃で、ガラススペーサー６の軟化点は４４０℃であったので、封着温度範囲は３８０℃以上４４０℃未満となるが、ここでは４２０℃で封着した。この温度範囲であれば、図３（ｂ）に示したように、封着した後でガラススペーサー６によって形成される間隙１３が生じる。
【００４３】
この間隙１３を介して排気管の先端は口の字形状の隔壁で囲まれた放電空間の何れとも連通しているため、排気パスが確保されている。封着が完了した後にバルブ１４とバルブ１６を開けてパネル内を真空ポンプ１７を用いて排気する。排気は、３６０℃から４３０℃の範囲で、３時間乃至３０時間行なう。
【００４４】
図３（ｃ）は、排気が完了した後に、ガラススペーサー６の軟化点以上の温度で加熱した後の状態を示しており，その温度プロフィールを図４に示す。図３（ｃ）に示すように、隔壁と前面基板の誘電体層との間にあった間隙１３は、ガラススペーサー６が軟化して、容器内部と外部の気圧差によって押しつぶされて塞がる。
【００４５】
これにより、隔壁５と前面基板２１のＭｇＯに覆われた誘電体層とが密着し、隔壁５とＭｇＯで覆われた誘電体層で囲まれた放電空間を一つの単位として密閉空間が複数個形成される。
【００４６】
スペーサー６の軟化点が本実施形態の場合は、４４０℃であったので、ガラススペーサーを溶融して密閉セルを形成する加熱温度は、ここでは４５０℃とした。ここで、加熱する温度の下限はガラススペーサーの軟化点以上である。
【００４７】
また、ガラススペーサー６のみを加熱し、ガラススペーサー６を溶融して密閉セルを形成することもできる。
【００４８】
但し、あまり温度が高いと外周部のシールフリット７が流動して、気密性を保てなくなる場合があるので加熱温度はなるべく低い方が望ましい。従って、加熱温度としては、４４０℃〜４６０℃が望ましい。
【００４９】
そして、パネルを室温まで冷却した後に、バルブ１４とバルブ１５を開放することで、放電ガスをパネル内に４００ｔｏｒｒ〜５５０ｔｏｒｒの範囲で導入した。
【００５０】
パネル内にガスを導入するのは、密閉セルを形成する加熱工程の前でも、特に問題ないし、密閉セルが形成された後でも隔壁上や誘電体層の微小な凹凸によって厳密には隙間が生じるので，ガスの導入は密閉セルを形成された後でも何ら問題はない。
【００５１】
図３（ｄ）は、図３（ｃ）のガス導入、または、密閉セル形成の後、排気管を封じきった後を示す図である。
【００５２】
上述のように、ガラススペーサー６の膜厚が大きいほど排気パスが広がり、排気時間は短縮できるが、ガラススペーサー６の膜厚が大きくなるとガラススペーサー６が押しつぶされる時に幅が拡大して開口部が小さくなってしまい、輝度が低下する。このため膜厚は３０μｍ以下が望ましい。膜厚が５μｍ以下では、排気時に充分な通路が確保されないため，５μｍ以上が望ましい。従ってガラススペーサー６の厚みは、５〜３０μｍが望ましい。
【００５３】
本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルのガラススペーサー６は、印刷法、リフトオフ法、感光性ペースト法，サンドブラスト法等の一般的な厚膜形成方法によって形成できる。
【００５４】
ここでは、図１０に示すような感光性ペースト法によって形成した。例えば、アクリル系のＵＶ硬化型の感光性樹脂と低軟化点ガラス粉末と溶剤を混ぜてペースト化し、前面基板３２の誘電体層上に、例えば、印刷法により塗布し、１００℃〜２００℃の温度で乾燥して、膜厚５μｍ〜３０μｍのスペーサーを形成した後、図１０（ｂ）に示すように、マスク３３によって所定のパターンに露光し、ペーストを硬化させたのちに、図１０（ｃ）に示すように現像によって不要パターンを除去し、図１０（ｄ）に示すように４５０℃〜５５０℃の焼成によってフリットを焼成する。
【００５５】
本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルにおいて、ガラススペーサーの形成は印刷法、リフトオフ法、サンドブラスト法の何れを用いても良い。
【００５６】
次に、本発明の第２の実施の形態のプラズマディスプレイパネルについて説明する。本発明の第２の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの構成の要部を図６に示す。
【００５７】
本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルでは、本発明をスペーサーを前面基板に形成して適用したが、背面基板についても適用することができる。
【００５８】
図６を参照すると、スペーサーは、背面基板上の隔壁の頂上の一部に形成される。従って、この方法では、前面基板と組み合わせたときに先述の本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルと同等の効果が得られる。
【００５９】
本構成において、隔壁上にスペーサーを形成する手法としては、例えば、印刷法またはディスペンサ法により容易に形成できる。
【００６０】
次に、本発明の第３の実施の形態のプラズマディスプレイパネルについて説明する。
【００６１】
本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルでは、外周容器にシールフリット材料に非晶質ガラスを用いたが，このシールフリットは結晶化ガラスにより構成するのが望ましい。
【００６２】
結晶化ガラスは、一般に低融点ガラスに、Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＣｕＯ，Ｆ，ＳｎＯ₂ ，ＴｉＯ₂ ，ＢａＯ，Ｖ₂ Ｏ₅ ，Ｐ₂ Ｏ₅ などのガラス形成剤や核化剤を数％添加した組成となる。
【００６３】
このガラスの特徴として接合時に加熱するとガラスとして軟化、流動し焼結・接合するが、接合後には結晶化して融点が上昇する。このため、再度加熱しても接合部の粘性がほとんど低下することがない。非晶質ガラスでシールフリットを形成した場合には図４または図５に示す領域で再度軟化するためにフリットがパネル内部にしみだしてしまう。
【００６４】
このため、シールフリットから表示面までの距離を１０ｍｍ程度確保する必要があり、この部分は表示に寄与しないのでスペース効率が悪くなる。ここで、結晶化ガラスを用いることで、フリットから表示面までの距離を増やすことなく、本発明の目的が達成される。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施の形態のプラズマディスプレイパネルについて説明する。本発明の第４の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの構成を、図７に示す。
【００６６】
本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルでは、ガラススペーサーを非放電ギャップＨＧに沿って配置してあり、本発明の第２の実施の形態のプラズマディスプレイパネルでは、放電ギャップに直交するように配置してあるが、このガラススペーサーは排気パスを確保するためにあるので、その形成パターンとしては複数挙げられる。
【００６７】
本発明の第４の実施の形態のプラズマディスプレイパネルでは、行方向と列方向の隔壁の交点にガラススペーサー６を配置した例である。また、配置する位置はセル単位である必要はなく、図７に示すように複数のセルに１つのスペーサーパターンとしても排気パスは十分確保される。
【００６８】
次に、本発明の第５の実施の形態のプラズマディスプレイパネルについて説明する。本発明の第５の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの構成を、図８に示す。
【００６９】
本発明の第５の実施の形態のプラズマディスプレイパネルは、図８に示すように、スペーサー６の形成幅を隔壁５の幅よりも狭くした例である。ガラススペーサー６は密閉セルを形成する加熱工程で押しつぶされるため、その幅は膜厚に相当する分だけ広がる。ここでは、ガラススペーサー６の幅を予め隔壁５よりも狭くすることでセルの開口面積を狭めることなく形成できる。
【００７０】
次に、本発明の第６の実施の形態のプラズマディスプレイパネルについて説明する。本発明の第６の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの構成を、図９に示す。
【００７１】
本発明の第６の実施の形態のプラズマディスプレイパネルは、図９に示すように、隔壁５上の縦方向と横方向にそれぞれ破線状のスペーサー６を設けた例である。それぞれのスペーサー６は軟化して押しつぶされた時に隣接するスペーサーとつながって、気密性のより高い密閉セルを形成できる。
【００７２】
上述した本発明の第１乃至第６の実施の形態のプラズマディスプレイパネルにおいては、隔壁形状を口の字形としたが、ストライプ形状の隔壁にも適用できる。ストライプ隔壁構造は隔壁に沿った方向に排気パスが確保されており、口の字型隔壁構造よりも排気時間が短くて済むが、本発明によるスペーサーを適用することで，排気パスが隔壁方向に限定されないため、排気効率が格段に向上して排気時間を短縮できる。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、最終的なパネルの形態ではセルが密閉構造となっているので、隣接セルとの空間的な連通が原因となって発生する誤灯やちらつきがなくなる。
【００７４】
このため，図１に示す非放電ギャップＨＧを狭めることができ、高精細な画素を形成することができる。しかも、本実施の形態では、ガラススペーサーに黒色顔料を含有しているので、反射を防止しコントラストに優れたパネルを形成できる。さらに、従来のストライプ形状の隔壁に適用した場合でも排気時間を短縮する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態のプラズマディスプレイパネルを組立てる製造工程図である。
【図４】本発明の実施の形態のプラズマディスプレイパネルを組立てる製造工程における加熱プロフィールである。
【図５】本発明の実施の形態のプラズマディスプレイパネルを組立てる製造工程における他の加熱プロフィールである。
【図６】本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの背面基板に適用した構成を示す要部である。
【図７】本発明の第４の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの平面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの平面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの平面図である。
【図１０】感光性ペースト法によって形成した厚膜形成方法を説明する図である。
【図１１】図１に示す本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの前面基板の側面断面図である。
【図１２】図１に示す本発明の第１の実施の形態のプラズマディスプレイパネルの背面基板の前面断面図である。
【符号の説明】
２ａ，２ｂ，３電極
４背面基板
５隔壁
６スペーサー
７シールフリット
８，９誘電体層
１０反射層
１１蛍光体層
１２放電保護膜
１３間隙
１４，１５，１６バルブ
１７真空ポンプ
２１前面基板
２２放電ギャップ
２３非放電ギャップ
２４バス電極
２５ガラスフリット
２６排気管
２７シールポート

Claims

前面基板と、背面基板と、前記前面基板および前記背面基板との間に形成される放電空間と、前記放電空間を画素毎に区切る隔壁と、前記前面基板および前記背面基板の表示領域の外周部に設けられその外周部を封止するためのシール材と、前記隔壁と前記前面基板との間に配置され、封着温度よりも相対的に軟化点温度が高いガラスからなるスペーサーとを備え、前記シール材に結晶化ガラスを用いたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記結晶化ガラスは、低融点ガラスである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。