JP4788471B2

JP4788471B2 - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP4788471B2
Application number: JP2006136037A
Authority: JP
Inventors: 健二伊達; 悌一木村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-05-16
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2026-05-16
Also published as: JP2007311034A

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルに関し、特に前面板と背面板とを封着する封着部に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）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などが製品化されている。このような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硅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。

背面板は、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周囲を封着材で形成した封着部で封着され、さらに真空排気後に隔壁によって仕切られた放電空間に、Ｎｅ−Ｘｅの放電ガスが５３３００Ｐａ〜８００００Ｐａの圧力で封入される。そしてこの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。

ところが、このような構成のＰＤＰは、標高が数千メートルの低圧の環境下で使用すると、ノイズを発生する場合があった。このノイズは、以下のようにして発生すると考えられる。封着材で封着した後の真空排気の際に、パネル内の水分や不純物を取り除くため、パネルは３００℃〜４００℃程度まで加熱される。この際、封着材は加熱により軟化するとともに、パネル内を真空排気しているため、パネルおよび封着材には外部から略大気圧分の外力が加わっている。そのため、パネル端部の封着部が沈み込んだ形状となる場合がある。

そして、この形状のパネルを低圧の環境下で使用すると、低圧の環境下ではＰＤＰに加わる外力が減るため、周囲が封着されたパネルでは、その内側のパネル表示部が膨らみ、パネル端部のみ隔壁終端部と前面板とが僅かに接触する状態となる。この状態のＰＤＰは、その駆動時に表示電極に周期的な電圧が印加されると、表示電極と背面板との間に生じる電界による引力が働く。そして、印加電圧の変化に応じて、その引力も周期的に変化し、前面板および背面板が振動する。その結果、前面板および背面板の振動によって、前面板と隔壁終端部とが接触、非接触を繰り返し、ノイズを発生させると考えられる。

そこで、低圧の環境下でも隔壁が常に前面板に接触した状態を保つように、隔壁よりも封着材の高さを高くする例が開示されている。これは、封着材の中に厚みが隔壁の高さよりも大きい高融点の粒状物質を分散させている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２９７２５３号公報

しかしながら、このように封着材中に粒状物質を含有させ、パネル端部の沈み込みを抑制するには、粒状物質の粒径を背面板に形成されている隔壁高さと同程度に精度よく管理する必要がある。例えば、隔壁より粒径が小さい粒状物質が存在すれば、その箇所で沈み込みが発生し、上述の振動が発生する場合がある。

本発明は、このような上記の課題を解決して、通常の大気圧より低い低圧の環境下でＰＤＰを駆動させても、パネル端部の沈み込みを抑制してノイズを発生させることがない、ＰＤＰおよびその製造方法を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために本発明は、第１のガラス基板上に第１の電極と誘電体層と保護層とが形成された第１の基板と、第２のガラス基板上に第２の電極と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを対向配置して周囲を封着接合した封着部の内側を表示部としたＰＤＰであって、表示部の厚みは封着部の厚みより厚く、かつ表示部の厚みと封着部の厚みとの差を５μｍ以下とした構成である。

本発明者らは実験から、表示部の厚みと封着部の厚みとの差を５μｍ以下とすれば、通常の大気圧より低い低圧の環境下でＰＤＰを駆動させても、ノイズを発生させることがないことを見出した。すなわち、表示部の厚みと封着部の厚みとの差が５μｍ以下であると、隔壁終端部が前面板に常に非接触の状態となるため、隔壁終端部と前面板との接触によるノイズを発生させることがないＰＤＰとなる。

以上のように本発明によれば、パネル端部の沈み込みを５μｍ以下に抑え、通常の大気圧より低い低圧の環境下でＰＤＰを駆動させても、ノイズを発生させることがないＰＤＰを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態のＰＤＰとその製造方法について図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態のＰＤＰの構造を示す断面斜視図である。ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は、第１のガラス基板の前面ガラス基板３などよりなる第１の基板の前面板２と、第２のガラス基板の背面ガラス基板１１などよりなる第２の基板の背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが、５３３００Ｐａ〜８００００Ｐａの圧力で封入されている。

前面板２の前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の第１の電極である表示電極６と、ブラックストライプ（遮光層）７とが互いに平行に、それぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には、表示電極６と、ブラックストライプ７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。

また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４、および維持電極５と直交する方向に、複数の帯状の第２の電極であるアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。

さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には、放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、青色、および緑色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が、順次塗布して形成されている。走査電極４および維持電極５と、アドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、青色、緑色の蛍光体層１５を有する放電セルが、カラー表示のための画素になる。

図２は、本発明の実施の形態のＰＤＰ１の前面板２と背面板１０とを封着接合した状態を示す図で、図２（ａ）はＰＤＰ１の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。ＰＤＰ１は、前面板２と背面板１０とを、その周囲を封着材５０で封着して封着部５３とし、その内側が表示部５４となっている。また、背面板１０には、排気管５１が設けられ、ガラスフリットのフリットタブレット５２により、排気管５１が背面板１０に固定されている。

図３は、本発明の実施の形態のＰＤＰ１の前面板２の構成を示す断面図である。図３は、図１を上下反転させて示している。図３に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４および維持電極５よりなる表示電極６と、ブラックストライプ７とがパターン形成されている。

走査電極４と維持電極５は、それぞれ酸化インジウム（ＩＴＯ）や、酸化スズ（ＳｎＯ_２）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成されたバス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。

次に、ＰＤＰ１の製造方法について図１〜図３を用いて説明する。

まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５を構成する透明電極４ａ、５ａが、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。そして、ブラックストライプ７、および透明電極４ａ、５ａ上にバス電極４ｂ、５ｂとなるそれぞれのペースト層が、フォトリソグラフィ法、スクリーン印刷などで形成される。ここでバス電極４ｂ、５ｂの材料は、導電性黒色粒子または銀（Ａｇ）材料を含むペーストであり、ブラックストライプ７の材料も、黒色顔料を含むペーストである。

次に、バス電極４ｂ、５ｂ、およびブラックストライプ７となるそれぞれのペースト層を覆うように、誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して、誘電体層８となる誘電体ペースト層を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面が、レベリングされて平坦な表面になる。その後、バス電極４ｂ、５ｂのペースト層、ブラックストライプ７のペースト層、誘電体ペースト層を一括して焼成する工程により、走査電極４、維持電極５、ブラックストライプ７、誘電体層８が形成される。ここで、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラスフリット、バインダおよび溶剤を含む塗料である。

次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を、真空蒸着法により形成する。以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成部材が形成されて前面板２が完成する。

背面板１０は、次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などにより、アドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成する。そして、その材料層を所望の温度で焼成してアドレス電極１２を形成する。

次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上に、ダイコート法などによりアドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して、誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより、下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストは、粉末の誘電体ガラスフリットと、バインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングして隔壁材料層を形成し、その後、焼成することにより、隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法や、サンドブラスト法を用いることができる。

次に、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、蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより、蛍光体層１５が形成される。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が形成されて、背面板１０が完成する。

そして、前面板２と背面板１０とを、表示電極６とアドレス電極１２とが直交するように対向配置してその周囲を封着材５０で封着し、封着部５３を形成している。また排気工程では、水分や不純物を取り除くため、パネルが加熱されながら放電空間１６内のガスを、排気管５１を使って真空排気している。その後、排気管５１からネオン（Ｎｅ）やキセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスを封入し、排気管５１を封じ切ることによりＰＤＰ１を完成させている。

次にパネル端部の形状、およびこのようなパネル端部の形状とする製造方法について説明する。

図４は、本発明の実施の形態のＰＤＰ１のパネル端部の断面図であり、図２のＢ部拡大図である。図４（ａ）は前面板２と背面板１０とを封着材５０で封着した後の状態、図４（ｂ）は図４（ａ）のＰＤＰの高度２４００ｍでの状態を示す断面図である。

本発明の実施の形態のＰＤＰ１は、パネル端部の沈み込み量ｄを、図４（ａ）に示す封着部５３の中心から５ｃｍ内側の位置の厚みｈ_２と、封着部５３の中心の厚みｈ_１との差で定義する。すなわち、
ｄ＝ｈ_２−ｈ_１
ここで、ｈ_２とｈ_１とは、いずれも前面板２と背面板１０との厚みを含めることにする。

また、前面板２および背面板１０をそれぞれ構成する、前面ガラス基板および背面ガラス基板の厚みが２．８ｍｍのときは、ｄを５μｍ以下、１．８ｍｍのときは、ｄを７μｍ以下とする。

上述のように、ガラス基板の厚みに対して沈み込み量ｄを所定値以下にすると、図４（ｂ）に示すように前面板２と背面板１０との間に隙間は生じ、隔壁１４の終端部分のＣ部分は、前面板２の表面と接触していない形状になると考えられる。そして、この状態でＰＤＰ１を駆動させても図４（ｂ）のＣ部分で接触、非接触を繰り返すことがないため、ノイズが発生し難くなる。

次に、前面ガラス基板および背面ガラス基板の厚みが２．８ｍｍのときは、ｄを５μｍ以下、１．８ｍｍのときは、ｄを７μｍ以下にすればよい理由を述べる。

図５は、本発明の実施の形態のＰＤＰ１のパネル端部の沈み込み量ｄと、３０ｄＢを超えるノイズが発生する高度との関係を示す図で、図５（ａ）はガラス基板の厚みが２．８ｍｍの場合、図５（ｂ）はガラス基板の厚みが１．８ｍｍの場合である。そして、沈み込み量ｄが異なる複数のパネルの周囲圧力を変え、それぞれのパネルで３０ｄＢを超えるノイズを発生させる高度に対応する圧力を測定した。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、沈み込み量ｄが大きくなるにしたがって、３０ｄＢを超えるノイズを発生させる高度は低くなる。また、ノイズを発生させる閾値（例えば標高２４００ｍの環境下で３０ｄＢを超えるノイズが発生するレベル）をクリアする沈み込み量ｄは、図５（ａ）、図５（ｂ）にそれぞれ示すように、ガラス基板の厚みが２．８ｍｍの場合は５μｍ、１．８ｍｍの場合は７μｍであることがわかった。このようにガラス基板の厚みにより閾値が異なるのは、ＰＤＰ１駆動時の前面板２と背面板１０との振動周波数がガラス基板の重量差によって異なることが考えられる。すなわち、ガラス基板の厚みが１．８ｍｍの振動数は高周波側にシフトし、ノイズは発生しているが、人の耳に聞こえ難くなっていることが原因と考えられる。

次に、このような沈み込み量ｄ以下とする製造条件について説明する。

図６は、本発明の実施の形態のＰＤＰ１の排気工程での排気温度Ｔ_１とパネル端部の沈み込み量ｄとの関係を示す図で、図６（ａ）はガラス基板の厚みが２．８ｍｍの場合、図６（ｂ）はガラス基板の厚みが１．８ｍｍの場合である。

上述したように、排気工程では水分や不純物を取り除くため、パネルを加熱しながら真空排気しているが、加熱する温度を高くするほど封着材が軟化しやすくなる。そのため、排気温度Ｔ_１とパネル端部の沈み込み量ｄとが関係することは、類推できる。そこで、図４の封着材５０を、軟化点Ｔ_２の異なる封着材Ａ（軟化点Ｔ_２＝３９５℃）および封着材Ｂ（軟化点Ｔ_２＝４４０℃）を使用し、排気温度Ｔ_１を変化させて（封着材Ａは３５０℃から４１０℃まで、封着材Ｂは４００℃から４４０℃まで）パネルを作製し、そのパネル端部の沈み込み量ｄを測定した。

その結果、排気温度Ｔ_１が高くなればパネル端部の沈み込み量ｄが大きくなる傾向にあることがわかった。ガラス基板の厚みが２．８ｍｍの場合は、図６（ａ）に示すように、沈み込み量ｄの閾値５μｍ以下を実現するためには、封着材Ａ使用時は排気温度Ｔ_１が３９０℃以下、封着材Ｂ使用時は排気温度Ｔ_１が４２５℃以下で排気する必要があることを見出した。すなわち、排気工程の排気温度Ｔ_１は封着材Ａ、封着材Ｂを含めて考えると封着材の軟化点Ｔ_２に対して、Ｔ_１≦Ｔ_２−１５℃に設定し、排気すればよい。

また、ガラス基板の厚みが１．８ｍｍの場合は、図６（ｂ）に示すように、沈み込み量ｄの閾値７μｍ以下を実現するためには、封着材Ａ使用時は排気温度Ｔ_１が４００℃以下、封着材Ｂ使用時は排気温度Ｔ_１が４３５℃以下で排気する必要があることを見出した。すなわち、排気工程の排気温度Ｔ_１は封着材Ａ、封着材Ｂを含めて考えると封着材の軟化点Ｔ_２に対して、Ｔ_１≦Ｔ_２−５℃に設定し、排気すればよい。

以上のように、本発明のＰＤＰおよびその製造方法によれば、排気工程の排気温度を封着材の軟化点に対して設定することで、パネル端部の沈み込みを所定値以下に抑えることができる。その結果、通常の大気圧より低い低圧の環境下でＰＤＰを駆動させても、ノイズを発生させることがないＰＤＰを提供することができる。

以上述べてきたように本発明のＰＤＰは、低圧の環境下でも駆動時にノイズを発生させることがなく、大画面の表示デバイスなどに有用である。

本発明の実施の形態のＰＤＰの構造を示す断面斜視図（ａ）同ＰＤＰの前面板と背面板とを封着接合した平面図（ｂ）図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図（ａ）同ＰＤＰの前面板と背面板とを封着材で封着した後のパネル端部の断面図（ｂ）図４（ａ）のＰＤＰの高度２４００ｍでの状態を示す断面図（ａ）同ＰＤＰのガラス基板の厚みが２．８ｍｍの場合のパネル端部の沈み込み量ｄとノイズが発生する高度との関係を示す図（ｂ）同ＰＤＰのガラス基板の厚みが１．８ｍｍの場合のパネル端部の沈み込み量ｄとノイズが発生する高度との関係を示す図（ａ）同ＰＤＰのガラス基板の厚みが２．８ｍｍの場合の排気工程での排気温度Ｔ_１とパネル端部の沈み込み量ｄとの関係を示す図（ｂ）同ＰＤＰのガラス基板の厚みが１．８ｍｍの場合の排気工程での排気温度Ｔ_１とパネル端部の沈み込み量ｄとの関係を示す図

符号の説明

１ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
２前面板（第１の基板）
３前面ガラス基板（第１のガラス基板）
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（第１の電極）
７ブラックストライプ（遮光層）
８誘電体層
９保護層
１０背面板（第２の基板）
１１背面ガラス基板（第２のガラス基板）
１２アドレス電極（第２の電極）
１３下地誘電体層
１４隔壁
１５蛍光体層
１６放電空間
５０封着材
５１排気管
５２フリットタブレット
５３封着部
５４表示部

Claims

第１のガラス基板上に第１の電極と誘電体層と保護層とが形成された第１の基板と、第２のガラス基板上に第２の電極と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを対向配置して周囲を封着接合した封着部の内側を表示部としたプラズマディスプレイパネルであって、前記表示部の厚みは前記封着部の厚みより厚く、かつ前記表示部の厚みと前記封着部の厚みとの差を５μｍ以下としたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。