JP4780238B2 - ディスプレイパネル - Google Patents

Description

本発明は、前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して気密封着されたディスプレイパネルに関し、特に、前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して気密封着されたプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）は、前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して貼り合わされた構造を有している。前面板ガラスは、その表面にＩＴＯ膜やネサ膜等からなる透明電極が成膜され、その上に誘電体ガラスが塗布された後に誘電体層が形成される。また、背面板ガラスは、その表面にＡｌ、Ａｇ、Ｎｉ等からなる電極が形成され、その上に誘電体ガラスと隔壁材料が塗布された後に隔壁（バリアリブとも称される）が形成される。その後、前面板ガラスと背面板ガラスを対向させて、電極等の位置合せを行ってから、低融点封着ガラスを用いて、前面板ガラスと背面板ガラスが気密封着される。

従来、ＰＤＰ用の板ガラス（前面板ガラスと背面板ガラス）には、建築用または自動車用として広く用いられているソーダ石灰ガラス（熱膨張係数 約８４×１０^−７／℃）が用いられ、この熱膨張係数に適合するように誘電体ガラス等その他の周辺材料が設計されてきた。ところが、ソーダ石灰ガラスは、歪点が５００℃程度と低いため、６００℃付近で熱処理を行うと、熱変形や熱収縮が起こる。このため、ソーダ石灰ガラスからなる前面板ガラスと背面板ガラスを対向させる際、熱変形や熱収縮により電極等の位置を精度よく合わせることが難しく、特に、大画面で高精細のＰＤＰを作製することが困難であった。そこで、ＰＤＰ用の板ガラスとして、熱膨張係数がソーダ石灰ガラスと同等で、しかも歪点が高いガラスが実用化されている（特許文献１、２参照）。

また、板ガラスに高歪点ガラスを用いた場合であっても、板ガラスと誘電体層の熱膨張係数差が大きいと、誘電体層の形成のため板ガラスを熱処理する際に板ガラスに応力がかかり、板ガラスが反るという問題があった。板ガラスに反りが生じると、前面板ガラスと背面板ガラスを気密封着するとき、それぞれの板ガラスが平行にならないために正確な位置合せができず、気密封着が困難となるとともに、板ガラスが割れたりする問題が生じ、ディスプレイパネルの歩留まりが低下していた。特許文献３によると、板ガラスに反りが生じても、反りの量を−１×１０^−２ｍ^−１≦１／Ｒ≦１×１０^−２ｍ^−１の範囲に規定した板ガラスを用いれば、気密封着の際、板ガラスの破損を抑制することができ、歩留まりが向上することが記載されている。ここで、Ｒは板ガラスの反りの曲率半径である。

特開平８−２９０９３８号公報 特開平８−２９０９３９号公報 特開平１０−２８３９４１号公報

近年、ディスプレイパネル、特にＰＤＰの大画面化や高精細化が進んでいる。ＰＤＰの画面サイズが大きくなると、ＰＤＰの製造工程において、板ガラスに僅かな熱変形や熱収縮が生じても、ＰＤＰの画面全体として大きな歪みとなって現れる。また、画面サイズの大きなＰＤＰに反りが生じると、ＰＤＰ内部の隔壁頭部と前面板ガラスとの間に大きな隙間が生じ、各セル間で誤放電が生じる虞があるとともに、画像表示の際、前面板ガラスの表示面から見て、画像が湾曲し、ＰＤＰの表面品位が劣化する。さらに、前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスで気密封着された後、ＰＤＰに反りが生じていると、その後に供される真空排気、希ガス封入、排気管封止工程にＰＤＰを投入した場合、ベルト炉等の焼成炉内でＰＤＰが容易に位置ズレ等を生じ、その結果、ＰＤＰの製造歩留まり低下を招くことになる。

また、ＰＤＰには軽量化の要請があり、ＰＤＰに用いる板ガラスの板厚を小さくすれば、ＰＤＰの軽量化に大きく寄与することが可能となる。現在、ＰＤＰに用いている板ガラスは、概ね板厚が２．８ｍｍであるが、その板厚を例えば２．０ｍｍ未満にすると、ＰＤＰ全体の軽量化に大きく寄与することが可能となる。しかし、板ガラスの板厚を小さくすると、ＰＤＰの製造工程において、板ガラスに熱変形や熱収縮が生じやすくなり、画面サイズの大型化の場合と同様の問題が生じることになる。

特許文献１、２によれば、５７０℃以上の歪点を有する高歪点ガラスを板ガラスとして使用すると、ＰＤＰ製造工程において、板ガラスの熱特性（歪点等）に起因する熱変形および熱収縮を抑制することが可能となる。特許文献３によると、板ガラスと誘電体層の熱膨張係数差を適切な値に設定すると、板ガラスに誘電体層を形成する際に生じる板ガラスの反りを抑制することが可能となる。しかし、５７０℃以上の歪点を有する高歪点ガラスを使用するとともに、板ガラスに形成する誘電体層の熱膨張係数を適切な値に設定しても、板ガラスの板厚が小さく、板ガラスのサイズが大きい場合、前面板ガラスと背面板ガラスを低融点封着ガラスで気密封着する際、板ガラスに大きな反りが生じ、ＰＤＰの大画面化、高精細化、軽量化の達成にとって大きな障害となる。

以上説明したように、本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、板厚が小さく、サイズが大きな板ガラスを使用した場合であっても、前面板ガラスと背面板ガラスを低融点封着ガラスで気密封着する際、板ガラスに反りが生じないディスプレイパネルを提供し、ディスプレイパネルの大画面化、高精細化、軽量化の達成に寄与することを課題とする。

本発明者らは、種々の実験を行った結果、前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して気密封着されたディスプレイパネルにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスの板厚を２．０ｍｍ未満、前面板ガラスと背面板ガラスのサイズを４２インチ以上、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を１．０×１０^−７／℃以下とすることで、反りがないディスプレイパネルを得ることができ、ディスプレイパネルの大画面化、高精細化、軽量化を達成できることを見出し、本発明として提案するものである。また、本発明のディスプレイパネルにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスはフロート法で作製されてなる。このようにすれば、大型の板ガラスを作製し易くなる。

前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して気密封着されたディスプレイパネル、例えば、ＰＤＰは、前面板ガラスと背面板ガラスの間隔（ギャップ）は、低融点封着ガラスの封着厚みに相当し、非常に小さな値となっている。このような場合、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数が不整合であると、前面板ガラスと背面板ガラスを低融点封着ガラスで気密封着した後、熱膨張係数が大きな板ガラス側に凹状の反りが発生し、それが原因でディスプレイパネルに反りが発生することが明らかとなった。特に、ＰＤＰの前面板ガラスと背面板ガラスの板厚が２．０ｍｍ未満、且つ前面板ガラスと背面板ガラスのサイズを４２インチ以上の場合、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数が不整合であると、前面板ガラスと背面板ガラスを低融点封着ガラスで気密封着した後、熱膨張係数が大きな板ガラス側に凹状の反りが発生する傾向が大きいことが明らかになった。

そこで、本発明者らは、鋭意努力の結果、板ガラスの板厚が２．０ｍｍ未満、且つ前面板ガラスと背面板ガラスのサイズを４２インチ以上の場合、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を１．０×１０^−７／℃以下に規制すると、前面板ガラスと背面板ガラスを低融点封着ガラスで気密封着した後、熱膨張係数が大きな板ガラス側に凹状の反りが発生する事態を抑止することができることを見出した。

前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を１．０×１０^−７／℃以下に規制する方法としては、下記の方法を適宜、併用する必要性が大きい。例えば、使用する前面板ガラスと背面板ガラスを同様の生産履歴を有するガラスとする方法がある。また、板ガラスの材質管理を徹底し、頻度良く熱膨張係数を測定し、熱膨張係数が整合した前面板ガラスと背面板ガラスを選定する方法等が考えられる。さらに、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を小さくするためには、板ガラスの製造条件（フロート法で製造した場合、錫バス内に流入するガラス融液の精密な温度制御、溶融錫の精密な温度制御、ヒーター出力の精密な制御と出力変動の防止、バッチ成分の成分変動の厳密な管理等）を徹底して管理する方法も効果的である。なお、板ガラスの板厚が２．０ｍｍ未満の場合、ディスプレイの反りが生じやすくなるため、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を０．５×１０^−７／℃以下に規制する意義が大きい。

また、使用する前面板ガラスと背面板ガラスを同一の母ガラスから切り出すと、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を低減することができる。しかし、実際のディスプレイパネルの製造においては、同一の母ガラスから前面板ガラスと背面板ガラスを切り出して、ディスプレイパネルを作製すると、前面板ガラスと背面板ガラスの組み合わせに不当な制約が課されるため、ディスプレイパネルの生産性が低下する。したがって、ディスプレイパネルの製造において、製造日が異なる板ガラス同士の組み合わせが不可避となり、板ガラスの製造工程を厳密に管理し、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を小さくすることが重要となる。

一方、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差は、０．０１×１０^−７／℃以上、好ましくは０．１×１０^−７／℃以上とするのが好ましい。前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を０．０１×１０^−７／℃未満に規制すると、板ガラスの製造コストが上昇し、ディスプレイパネルの製造コストの高騰を招く虞がある。

本発明のディスプレイパネルは、前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して気密封着されたディスプレイパネルにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスの板厚を２．０ｍｍ未満、前面板ガラスと背面板ガラスのサイズを４２インチ以上とし、且つ前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を１．０×１０^−７／℃以下に規制しているため、ディスプレイパネルの製造工程で前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスで気密封着される際、板ガラスに反りが生じることがなく、ディスプレイパネルの大画面化、高精細化、軽量化の達成に大きく寄与することができる。特に、本発明のディスプレイパネルによれば、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差に起因する板ガラスの反りを著しく低減することができることに加えて、ディスプレイパネルの画面の歪み、湾曲、ぼやけ等を顕著に低減することができる。その上、セル内部が適切に区画された内部構造を確保することができ、その結果、発光色の濁り（クロストーク）のない高精細な画質を実現することができる。なお、本発明において、「熱膨張係数差」とは、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数差を意味する。また、本発明のディスプレイパネルにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスは、ガラス組成が相違する態様を排除するものではない。

上述の通り、ＰＤＰには、板厚が２．８ｍｍの板ガラスが主に使用されているが、板ガラスの板厚を小さくすれば、ＰＤＰ全体の質量を大きく低減することができる。しかし、板ガラスの板厚を小さくすれば、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差による板ガラスの反りが大きくなり、その傾向は、板厚が２．０ｍｍ未満のときがより大きく、１．５ｍｍ未満のときが更に大きい。板ガラスの板厚が半分になれば、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差に起因するディスプレイパネルの反りは約２倍になる。すなわち、板ガラスの板厚が小さくなる程、本発明のディスプレイパネルがもたらす効果を的確に享受することができる。

本発明のディスプレイパネルにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差は１．０×１０^−７／℃以下、好ましくは０．５×１０^−７／℃以下、より好ましくは０．４×１０^−７／℃以下である。ディスプレイパネルが高精細になる程、ディスプレイの反りがディスプレイの画像に及ぼす影響が大きくなる。特に、４２インチ以上の高精細のＰＤＰにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を０．５×１０^−７／℃以下にするのが望ましく、特に、板ガラスの板厚が２．０ｍｍ未満の場合、ディスプレイの反りが生じやすいため、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を０．５×１０^−７／℃以下に規制する意義は大きい。

板ガラスの板厚をｔ（ｍｍ）、前面板ガラスの熱膨張係数をα_１（×１０^−７／℃）、背面板ガラスの熱膨張係数をα_２（×１０^−７／℃）とし、板ガラスのサイズが４２インチ以上１２０インチ以下の場合、
１．５≦ｔ＜２．０のとき、−０．５≦（α_１−α_２）≦０．５
０．５＜ｔ＜１．５のとき、−０．４≦（α_１−α_２）≦０．４
に規制すると、ディスプレイパネルの反りをより的確に防止できるため、好ましい。

更に言えば、板ガラスの板厚をｔ（ｍｍ）、前面板ガラスの熱膨張係数をα_１（×１０^−７／℃）、背面板ガラスの熱膨張係数をα_２（×１０^−７／℃）とし、板ガラスのサイズが４２インチ以上１２０インチ以下の場合、
１．５≦ｔ＜２．０のとき、−０．２５≦（α_１−α_２）≦０．２５
０．５＜ｔ＜１．５のとき、−０．２≦（α_１−α_２）≦０．２
に規制すると、ディスプレイパネルの反りをより的確に防止できるため、より好ましい。

本発明のディスプレイパネルに係る板ガラスのサイズは４２インチ（例えば、縦５５０ｍｍ×横１０００ｍｍ）以上であり、５０インチ（例えば、縦７００ｍｍ×横１２００ｍｍ）以上、５８インチ（例えば、縦８００ｍｍ×横１３５０ｍｍ）以上、６５インチ（例えば、縦８５０ｍｍ×横１５００ｍｍ）以上が更に好ましい。板ガラスのサイズが大きくなれば、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差に起因するディスプレイパネルの反りが大きくなる。すなわち、板ガラスのサイズが大きくなる程、本発明のディスプレイパネルがもたらす効果を的確に享受することができる。また、板ガラスのサイズが４２インチ未満であると、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数に差があっても、低融点封着ガラスで前面板ガラスと背面板ガラスを気密封着する際、ディスプレイパネルに反りが発生しにくくなる傾向があり、本発明のディスプレイパネルがもたらす効果が乏しくなる。

本発明のディスプレイパネルに係る低融点封着ガラスの封着厚みは、５００μｍ未満が好ましく、４００μｍ未満がより好ましく、３００μｍ未満が更に好ましく、２５０μｍ未満が最も好ましい。低融点封着ガラスの封着厚みが小さくなれば、前面板ガラスと背面板ガラスの固着度合が上昇するため、ディスプレイパネルの反りが大きくなる。すなわち、低融点封着ガラスの封着厚みが小さくなる程、本発明のディスプレイパネルがもたらす効果を的確に享受することができる。また、低融点封着ガラスの封着厚みが５００μｍ以上にすると、前面板ガラスと背面板ガラスに熱膨張係数に差があっても、低融点封着ガラスで前面板ガラスと背面板ガラスを気密封着する際、ディスプレイパネルに反りが発生しにくくなる傾向があり、本発明のディスプレイパネルがもたらす効果が乏しくなる。なお、本発明において、「低融点」とは、示差熱分析（ＤＴＡ）装置で測定した軟化点が６００℃以下の場合を指す。

本発明のディスプレイパネルに係る板ガラスの歪点は、５７０℃以上が好ましく、５８０℃以上がより好ましく、５９０℃以上が更に好ましく、６００℃以上が最も好ましい。ガラスの歪点が５７０℃未満であると、ディスプレイパネルを製造する際の熱処理工程で、板ガラスの熱特性に起因して、板ガラスに割れや反りが生じやすくなるとともに、熱収縮や熱変形を起こしやすくなる。

本発明のディスプレイパネルに係る板ガラスは、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノシリケートガラス、バリウムストロンチウムガラス等の種々のガラスを使用することができるが、ガラス組成として質量％表示でＳｉＯ_２ ５０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜１５％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ熱膨張係数が６０〜９０×１０^−７／℃であるガラスを使用することが好ましい。なお、以下の％表示は、特に限定のある場合を除き、質量％を指す。

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワークフォーマーである。好適な含有量は５０〜７０％、特に５４〜７０％である。ＳｉＯ_２が多くなると溶融性が悪化し、また少なくなるとガラスの歪点が低下して熱変形や熱収縮が大きくなる傾向がある。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスの歪点を高める成分である。好適な含有量は０〜１０％、特に０〜８％である。Ａｌ_２Ｏ_３が多くなると高温粘度が高くなって、ガラスの成形が難しくなる傾向がある。

ＭｇＯは、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの成形性や溶融性を高めたり、ガラスの歪点を高めたりする成分である。好適な含有量は０〜１０％、特に１〜９％である。ＭｇＯが多くなるとガラスの失透温度が上昇する傾向がある。

ＣａＯは、ＭｇＯと同様にガラスの高温粘度を低下させてガラスの成形性や溶融性を高めたり、ガラスの歪点を高めたりする成分である。好適な含有量は０〜１０％、特に０〜６％である。ＣａＯが多くなるとガラスの失透温度が上昇する傾向がある。

ＳｒＯは、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの成形性や溶融性を高めたり、ガラスの歪点を高めたりする成分である。好適な含有量は０〜１５％、特に２〜１３％である。ＳｒＯが多くなるとガラスの密度が高くなり、またガラスの失透温度が上昇する傾向がある。

ＢａＯは、ＳｒＯと同様、ガラスの高温粘度を低下させてガラスの成形性や溶融性を高める成分である。好適な含有量は０〜１５％、特に０〜８％である。ＢａＯが多くなるとガラスの密度が高くなり、またガラスの失透温度が上昇する傾向がある。なおＢａＯは環境負荷物質であるため、特性を損なわない程度にできる限り少なくすることが望ましい。

ＺｒＯ_２は、ガラスの歪点を高める成分である。好適な範囲は０〜１０％、特に０〜６％である。ＺｒＯ_２が多くなるとガラスの密度が上昇する傾向がある。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの粘度を低下させて、溶融性や成形性を向上させる成分であるが、ガラスの歪点も著しく低下させるため、その含有量を５％以下に制限することが好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が５％より多くなると、ＰＤＰを製造する際の熱工程で、板ガラスに割れや反りが発生しやすくなるとともに、板ガラスに熱変形や熱収縮等が発生しやすくなる。

Ｎａ_２Ｏは、ガラスの熱膨張係数を制御したり、ガラスの溶融性を高めたりする成分である。好適な含有量は０〜１０％、特に１〜７％である。Ｎａ_２Ｏが多くなるとガラスの歪点が低下する傾向がある。

Ｋ_２Ｏは、Ｎａ_２Ｏと同様、ガラスの熱膨張係数を制御したり、ガラスの溶融性を高めたりする成分である。好適な含有量は０〜１０％、特に２〜１０％である。Ｋ_２Ｏが多くなるとガラスの歪点が低下する傾向がある。

また上記成分以外にも、本発明において使用する板ガラスには種々の成分を添加することができる。例えば紫外線による着色を防止するためにＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２を５％まで、液相温度を下げて成形性を向上させる目的でＹ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５を各々３％まで、耐水性を向上するためにＺｎＯを５％まで、耐クラック性を向上させるためにＰ_２Ｏ_５を４％まで添加することができる。さらにＡｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳＯ_３、ＳｎＯ_２、Ｃｌ等の清澄剤成分を合量で１％まで、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３等の着色剤成分を各１％まで添加することが可能である。

本発明のディスプレイパネルに係る板ガラスの熱膨張係数は、３０〜３８０℃の温度範囲において、６０〜９０×１０^−７／℃が好ましく、６５〜８５×１０^−７／℃が更に好ましい。熱膨張係数が９０×１０^−７／℃より大きくなると、ディスプレイパネルの製造工程において、ガラスの熱膨張係数に起因する板ガラスの熱割れが起きやすくなる。熱膨張係数を６０×１０^−７／℃未満にすると、誘電体ガラスや低融点封着ガラス等と板ガラスの熱膨張係数に不整合が生じ、その結果、ディスプレイパネルの製造工程で板ガラスの熱割れ問題が生じやすくなる。

本発明のディスプレイパネルに係る板ガラスは、所望のガラス組成となるように調合したガラス原料を連続溶融炉に投入し、ガラス原料を加熱溶融し、脱泡した後、成形装置に供給した上で溶融ガラスをフロート法で板状に成形し、徐冷することにより製造することができる。フロート法の場合、比較的安価に大型の板ガラスを得ることができる。

フロート法でガラス基板を成形すると、溶融スズや水素や窒素等の還元雰囲気によって、ガラスが着色する場合がある。着色したガラス基板を前面板ガラスとして使用するとディスプレイパネルの画質が低下する等の問題が生じるが、背面板ガラスとして使用することは可能である。

本発明のディスプレイパネルは、適用されるディスプレイの形式に応じた構造を有することができる。例えば、ＰＤＰの場合、前面板ガラスと背面板ガラスの表面上に誘電体層が形成される。形成される誘電体層は、特許文献３に記載されている値に誘電体層の熱膨張係数を規制することで、板ガラスと誘電体層の熱膨張係数差に起因するディスプレイパネルの反りを抑制することができる。また、誘電体層に無鉛系誘電体ガラスを使用する場合、板ガラスと誘電体層の熱膨張係数差に起因する板ガラスの反りや割れを抑えるには、板ガラスに残る残留ストレスをできるだけ小さくすれば良いが、板ガラスに残る残留ストレスを−８００〜１５００（ｐｓｉ）の範囲（好ましくは−７００〜１３００（ｐｓｉ）、より好ましくは０〜１３００（ｐｓｉ））に規制すれば、上記問題は生じ難くなる。なお、「板ガラスに残る残留ストレス」とは、焼成後の板ガラスにおいて、板ガラスと誘電体層との界面を歪計にて観察した際に観察される板ガラスに存在する残留ストレスを意味している。なお、残留ストレスが圧縮応力である場合は「負」の値で示し、引張応力の場合は「正」の値で示している。

本発明のディスプレイパネルに使用される低融点封着ガラスには、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ_２Ｏ_５系ガラス、Ｖ_２Ｏ_５−Ｐ_２Ｏ_５系ガラス等の種々のガラスを使用することができる。特に、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ_２Ｏ_５系ガラス、Ｖ_２Ｏ_５−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスは、実質的にＰｂＯを含有しないガラス組成にすることができるため、近年の環境的要請を満たすことができる。ここで、「実質的にＰｂＯを含有しない」は、ガラス組成中のＰｂＯの含有量が１０００ｐｐｍ以下の場合を指す。

Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラスは、ガラス組成として、モル％表示で、Ｂｉ_２Ｏ_３ ３０〜５０％、Ｂ_２Ｏ_３ ２０〜３５％、ＺｎＯ １〜２５％（好ましくは１０〜２５％）、ＢａＯ ０〜１５％（好ましくは１〜１５％）、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ ０〜２０％（好ましくは３〜１５％）を含有することが好ましい。ガラス組成範囲を上記のように規制すれば、低融点であり、熱的安定性が良好なガラスを得ることができる。

ＳｎＯ−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスは、ガラス組成として、モル％表示で、ＳｎＯ ４０〜７０％、Ｐ_２Ｏ_５ ２０〜４０％、ＳｉＯ_２ ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜２５％（好ましくは１〜２０％）、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜２５％（好ましくは１〜２０％）を含有することが好ましい。ガラス組成範囲を上記のように規制すれば、低融点であり、耐水性や熱的安定性が良好なガラスを得ることができる。

Ｖ_２Ｏ_５−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスは、ガラス組成として、モル％表示で、Ｖ_２Ｏ_５ １０〜６０％、Ｐ_２Ｏ_５ ５〜４０％、Ｂｉ_２Ｏ_３ ０〜３０％（好ましくは１〜１０％）、ＺｎＯ ０〜４０％、ＴｅＯ_２ ０〜４０％、ＲＯ（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒから選ばれる一種以上） ０〜３５％（好ましくは３〜２５％）を含有することが好ましい。ガラス組成範囲を上記のように規制すれば、低融点であり、耐水性や熱的安定性が良好なガラスを得ることができる。

低融点封着ガラスは、板ガラスとの熱膨張係数の整合・低融点封着ガラスの機械的強度向上の目的で耐火性フィラーを適宜添加（例えば、ガラス１００質量部に対して、耐火性フィラー５〜８０質量部添加）して使用され、その熱膨張係数は、板ガラスに僅かにテンションの応力が入る程度に調整される。また、耐火性フィラーとして、コーディエライト、ウイレマイトおよび酸化スズは、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス、ＳｎＯ−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスおよびＶ_２Ｏ_５−Ｐ_２Ｏ_５系ガラスと相性がよく、好適である。

低融点封着ガラスの軟化点は、４５０℃以下が好ましい。低融点封着ガラスの軟化点が４５０℃より大きくなると、封着温度を５３０℃より高くしなければならないため、前面板ガラスと背面板ガラスを低融点封着ガラスで気密封着する際、板ガラスの熱特性（歪点等）に起因する熱変形、熱収縮が生じる虞がある。

本発明のディスプレイパネルは、ＰＤＰに適用することが好ましい。ＰＤＰは、大画面化、高精細化、軽量化の要請が強く、板ガラスの板厚を小さくし、板ガラスのサイズを大きくする必要性が大きいからである。また、ＰＤＰは、前面板ガラスと背面板ガラスの気密封着を通常４５０〜５２０℃程度の熱工程で行い、封着工程で前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差に起因する板ガラスの反りが発生する虞が大きいからである。

本発明のディスプレイパネルは、フィールドエミッションディスプレイ（以下、ＦＥＤと称する）に適用することが好ましい。本発明によれば、板ガラスの反りを軽減できることから、前面板ガラスと背面板ガラスの間隔を均一にすることができ、ＦＥＤの装置内部で前面板ガラスと背面板ガラスの間に印加される加速電圧にばらつきが生じたり、蛍光体に衝突する電子の速度が変化したりして、ＦＥＤの輝度特性に悪影響を及ぼす事態が生じ難い。また、ＦＥＤは、ＰＤＰと同様にして、大画面化、高精細化、軽量化の要請が強く、板ガラスの板厚を小さくし、板ガラスのサイズを大きくする必要性が大きい。なお、本発明でいうＦＥＤには、各種の電子放出素子を有する各種形式のＦＥＤがすべて含まれる点は言うまでもない。

本発明に係るディスプレイパネルを実施例に基づいて詳細に説明する。表１、２には、本発明の実施例を示し、表３には本発明の比較例を示す。

まず、表１〜３に示すような熱膨張係数、歪点、板厚を有する前面板ガラスおよび背面板ガラスを用意した。表１〜３に示した前面板ガラスおよび背面板ガラスには、一様の電極、誘電体層が形成されており、低融点封着ガラスで気密封着する前に板ガラスに割れ、反り等が存在していないものを使用した。また、低融点封着ガラスと誘電体層の熱膨張係数は、板ガラスの熱膨張係数と不整合が生じないような値に設定されており、その結果、低融点封着ガラス・誘電体層と板ガラスの熱膨張係数の不整合に起因する熱変形や熱収縮等は無視できる程度に軽微な値に設定した。なお、上記以外の部材については、常法のＰＤＰの製造部材を用い、常法のＰＤＰの製造方法を用いて、ＰＤＰを作製した。

表１、３に使用した板ガラスは、縦：横＝１６：９の対角４２インチサイズのものを使用した。表２に使用した板ガラスは、縦：横＝１６：９の対角５０インチサイズのものを使用した。

板ガラスの熱膨張係数は、実施例に記載の板ガラスを試料として用い、ディラトメーターで３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を測定することで算出した。

板ガラスの歪点は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６−７１に準拠した方法により測定した。なお、歪点は、その温度が高いほど、ディスプレイを製造する上で熱工程による板ガラスの熱変形や熱収縮を抑制することが可能となる。本発明の実施例において、前面板ガラスと背面板ガラスの歪点は、低融点ガラスの封着温度より相当程度高いため、ガラスの熱特性に起因するガラスの変形は、無視できる程、軽微である。

前面板ガラスおよび背面板ガラスの気密封着には、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系低融点無鉛封着ガラスを使用し、３０〜２５０℃における熱膨張係数が６９×１０^−７／℃であり、マクロ型示差熱分析装置（ＤＴＡ）により測定した軟化点が４２５℃のものを使用した。また、前面板ガラスと背面板ガラスの気密封着は、背面板ガラスの外周上に上記低融点封着ガラスのペーストをディスペンサーで塗布し、その後、ベルト式焼成炉で焼成することで行った。封着条件は昇降温を２℃／分とし、表中の封着温度で３０分保持することで行った。

ディスプレイパネルの基板破損は、目視によって観察した。板ガラスにクラックが生じていなかったものを「○」、板ガラスにクラックが生じていたものを「×」とした。

ディスプレイパネルの反り量は、板ガラスに板幅方向に沿って平行にレーザービームを照射し、板ガラスの反りの大きさによるレーザービームの遮光変化量を測定することにより、算出した。前面板ガラスの各四辺について、ディスプレイパネルの反り幅を測定し、反り幅が最も大きい値を「反り量」とした。反り量が３．５ｍｍ未満であるディスプレイは、画面の歪み、湾曲、ぼやけ等の影響が小さく、画質の鮮明度が低下していないことを意味している。

表１、２の実施例Ｎｏ．１〜１０に示したディスプレイパネルは、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差が０．５×１０^−７／℃以下に規制されているため、基板の破損が生じておらず、ディスプレイパネルの反り量が０．１〜２．２ｍｍであった。その結果、表１、２の実施例Ｎｏ．１〜１０に示したディスプレイパネルは、画面の歪み、湾曲、ぼやけ等の影響が小さく、画像の鮮明度が損なわれていないと判断される。

表３の比較例Ｎｏ．１に示したディスプレイパネルは、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差が６．０×１０^−７／℃と大きいため、基板が破損していた。表３の比較例Ｎｏ．２〜４に示したディスプレイパネルは、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差が２．１〜４．０×１０^−７／℃と大きいため、ディスプレイパネルの反り量が３．９〜６．７ｍｍと大きな値となっていた。その結果、表３の比較例Ｎｏ．２〜４に示したディスプレイパネルは、画面の歪み、湾曲、ぼやけ等の影響が大きく、画像の鮮明度が損なわれたと判断される。表３の比較例Ｎｏ．５は、板ガラスの板厚が３．５ｍｍと大きいが、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差が、３．０×１０^−７／℃と大きいため、ディスプレイパネルの反り量が３．９ｍｍであった。

参考として、本発明のディスプレイパネルに適用可能な板ガラスのガラス組成例を表４に示す。

本発明のディスプレイパネルは、前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して気密封着されたディスプレイパネルにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスの板厚を２．０ｍｍ未満、前面板ガラスと背面板ガラスのサイズを４２インチ以上とし、且つ前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差を１．０×１０^−７／℃以下に規制しているため、ディスプレイパネルの製造工程で前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスで気密封着される際、板ガラスに反りが生じることがなく、ディスプレイパネルの大画面化、高精細化、軽量化の達成に大きく寄与することができる。特に、本発明のディスプレイパネルによれば、前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差に起因する板ガラスの反りを著しく低減することができることに加えて、ディスプレイパネルの画面の歪み、湾曲、ぼやけ等を顕著に低減することができる。その上、セル内部が適切に区画された内部構造を確保することができ、その結果、発光色の濁り（クロストーク）のない高精細な画質を実現することができる。

したがって、本発明のディスプレイパネルは、ＰＤＰに好適であるとともに、他のディスプレイにも好適である。本発明のディスプレイパネルは、例えば、ＦＥＤ、プラズマアドレス液晶パネル（ＰＡＬＣ）にも好適である。

Claims (11)

1. 前面板ガラスと背面板ガラスが低融点封着ガラスを介して気密封着されたディスプレイパネルにおいて、前面板ガラスと背面板ガラスの板厚が２．０ｍｍ未満、前面板ガラスと背面板ガラスのサイズが４２インチ以上であり、且つ前面板ガラスと背面板ガラスの熱膨張係数差が１．０×１０^−７／℃以下であり、前面板ガラスと背面板ガラスがフロート法で作製されてなることを特徴とするディスプレイパネル。
2. 前面板ガラスと背面板ガラスが、ガラス組成として質量％表示で、ＳｉＯ_２ ５０〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ２〜１５％、ＢａＯ ０〜１５％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％を含有し、且つ３０〜３８０℃の温度範囲における熱膨張係数が６０×１０^−７／℃〜９０×１０^−７／℃であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイパネル。
3. 前面板ガラスと背面板ガラスの歪点が、５８０℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のディスプレイパネル。
4. 前面板ガラスと背面板ガラスが、ガラス組成として、ＣａＯを０〜６質量％含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のディスプレイパネル。
5. 反り量が２．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のディスプレイパネル。
6. 低融点封着ガラスの封着厚みが５００μｍ未満であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のディスプレイパネル。
7. 低融点封着ガラスが、ガラス組成として、モル％表示で、Ｂｉ_２Ｏ_３ ３０〜５０％、Ｂ_２Ｏ_３ ２０〜３５％、ＺｎＯ １〜２５％、ＢａＯ ０〜１５％、ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ ０〜２０％を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のディスプレイパネル。
8. 低融点封着ガラス１００質量部に対して、耐火性フィラーを５〜８０質量部添加して、前面板ガラスと背面板ガラスにテンションの応力を入れたことを特徴とする請求項１〜７に記載のディスプレイパネル。
9. 前面板ガラスと背面板ガラスの表面上に、誘電体層が形成されていると共に、該誘電体層による前面板ガラスと背面板ガラスの残留ストレスが０〜１５００ｐｓｉの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜８に記載のディスプレイパネル。
10. ディスプレイパネルがプラズマディスプレイパネルであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のディスプレイパネル。
11. ディスプレイパネルがフィールドエミッションディスプレイパネルであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のディスプレイパネル。