JP4961629B2

JP4961629B2 - 表示パネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP4961629B2
Application number: JP2000331978A
Authority: JP
Inventors: 政文大河; 博行加道; 和也長谷川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: JP2002140985A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示パネル、特にプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下では、従来のプラズマディスプレイパネルについて図面を参照しながら説明する。図９は交流型（ＡＣ型）のプラズマディスプレイパネルの概略を示す断面図である。
【０００３】
図９において、４１は前面ガラス基板であり、この前面ガラス基板４１上に表示電極４２が形成されている。さらに、表示電極４２は、誘電体ガラス層４３及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）誘電体保護層４４により覆われている。
【０００４】
また、４５は背面ガラス基板であり、この背面ガラス基板４５上には、アドレス電極４６および隔壁４７、蛍光体層（５０〜５２）が設けられており、４９が放電ガスを封入する放電空間となっている。前記蛍光体層はカラー表示のために、赤５０、緑５１、青５２の３色の蛍光体層が順に配置されている。上記の各蛍光体層（５０〜５２）は、放電によって発生する波長の短い真空紫外線（波長１４７ｎｍ）により励起発光する。
【０００５】
蛍光体層５０〜５２を構成する蛍光体としては、一般的に以下の材料が用いられている。
【０００６】
「青色蛍光体」：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ
「緑色蛍光体」：Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：ＭｎまたはＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ
「赤色蛍光体」：Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕまたは（ＹｘＧｄ１−ｘ）ＢＯ₃：Ｅｕ
各色蛍光体は以下のようにして作製できる。
【０００７】
青色蛍光体（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ）は、まず炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）、酸化アルミニウム（α−Ａｌ₂Ｏ₃）をＢａ、Ｍｇ、Ａｌの原子比で１対１対１０になるように配合する。次にこの混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂Ｏ₃）を添加する。
【０００８】
そして、適量のフラックス（ＡｌＦ₂、ＢａＣｌ₂）と共にボールミルで混合し、１４００℃〜１６５０℃で所定時間（例えば、０．５時間）、還元雰囲気（Ｈ₂、Ｎ₂中）で焼成して得る。
【０００９】
赤色蛍光体（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ）は、原料として水酸化イットリウムＹ₂(ＯＨ)₃と硼酸（Ｈ₃ＢＯ₃）とＹ、Ｂの原子比１対１になるように配合する。次に、この混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム（Ｅｕ₂Ｏ₃）を添加し、適量のフラックスと共にボールミルで混合し、空気中１２００℃〜１４５０℃で所定時間（例えば１時間）焼成して得る。
【００１０】
緑色蛍光体（Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ）は、原料として酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化珪素(ＳｉＯ₂）をＺｎ、Ｓｉの原子比２対１になるように配合する。次にこの混合物に所定量の酸化マンガン（Ｍｎ₂Ｏ₃）を添加し、ボールミルで混合後、空気中１２００℃〜１３５０℃で所定時間（例えば０．５時間）して得る。
【００１１】
上記製法で作製された蛍光体粒子を粉砕後ふるい分けすることにより、所定の粒径分布を有する蛍光体材料を得る。
【００１２】
以下従来のＰＤＰの製造方法について説明する。
【００１３】
背面ガラス基板上に、銀からなるアドレス電極を形成し、その上に誘電体ガラスからなる可視光反射層と、ガラス製の隔壁を所定のピッチで作成する。
【００１４】
これらの隔壁に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を含む各色蛍光体ペーストをそれぞれ配設することによって蛍光体層を形成し、形成後５００℃程度で蛍光体層を焼成し、ペースト内の樹脂成分等を除去する（蛍光体焼成工程）。
【００１５】
蛍光体焼成後、背面板の周囲に前面板との封着用シール材として低融点ガラスペーストを塗布し、低融点ガラスペースト内の樹脂成分等を除去するために３５０℃程度で焼成する（低融点ガラスペースト脱バインダ工程）。
【００１６】
その後、表示電極、誘電体ガラス層および保護層を順次形成した前面板と、前記背面板を隔壁を介して表示電極とアドレス電極が直交するよう対向配置し、４５０℃程度で焼成し、低融点ガラスによって、周囲を密封する（封着工程）。
【００１７】
その後、３５０℃程度まで加熱しながらパネル内を真空ポンプなどで排気し（排気工程）、終了後に放電ガスを所定の圧力だけ導入する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
従来プラズマディスプレイパネルの製造方法においては、前記のように基板加熱を要する工程がいくつか存在する。
【００１９】
しかし、これらの加熱工程において、使用している蛍光体が熱劣化するという問題があり、特に封着工程において、青色蛍光体の劣化が大きかった。これは青色蛍光体として使用しているＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕが封着工程で熱劣化し、発光強度低下および発光色度の劣化を起こす原因となっていると考えられている。
【００２０】
これを解決するために封着時にパネル内部に乾燥ガスを導入し、青色劣化を抑える封着方法（特願平１１−１６８９９５号）が考えられている。
【００２１】
しかし、この方法ではパネルの周囲に形成されたパネル封着用シール材が軟化する温度（例えば４００℃程度）を越えてパネル内の気密が保持された後に、乾燥ガスを流さなければならない。パネル周辺がシールされるよりも前に乾燥ガスを導入したとしても、両基板外周部の隙間からパネル内に導入した乾燥ガスが流出してしまい、パネル面内に均一に乾燥ガスが行き渡らないため面内不均一性を生じるからである。また、封着用シール材に軟化温度が低い材料（例えば３５０℃以下）を選択することは次工程である排気工程において封着用シール材の再軟化によるリークの原因となるため不可能である。以上のようにパネル内への乾燥ガス導入開始温度は次工程である真空排気工程のパネル温度によって決定されることになる。
【００２２】
しかしながら、パネル封着工程において常温から封着用シール材の軟化温度までの昇温中にも前面基板および背面基板から水や炭酸ガスなど基板に吸着していたガスが脱離して両基板間に充満する。この間に充満したガスはその後、パネル間に乾燥ガスを流したとしても全てパネル外へと押し流されて排出されるとは限らず、封着工程終了後にパネル内に残留しやすい。
【００２３】
そこで本願発明はこのような問題に対して、パネル封着工程において、より低い温度からパネル内にガスを流すことを可能とし、蛍光体の熱劣化がほとんど発生しない表示パネルを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の表示パネルはパネルの気密を保持することを目的とした基板周辺の封着シール層の他にあらかじめ対向配置された両基板間の気密を保持するパネル気密保持層を有することを特徴とする。そして、封着シール層が軟化するよりも早い時刻からパネルの内部空間にガスを導入することによって、パネル内に残留するガスをより少なくし、蛍光体の熱劣化を防止することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルの製造方法について説明する。図１０は、本発明の一実施の形態における交流面放電型プラズマディスプレイパネルの概略を示す断面図である。
【００２６】
このＰＤＰは、前面ガラス基板２１上に表示電極２２と誘電体ガラス層２３、保護層（ＭｇＯ）２４が配された前面板と、背面ガラス基板２５上にアドレス電極２６、隔壁２８および蛍光体層２９が配された背面板とを張り合わせ、前面板と背面板間に形成される放電空間３０内に放電ガスが封入された構成となっている。
【００２７】
蛍光体層を構成する蛍光体材料の組成としては、一般的にＰＤＰの蛍光体層に使用されているものを用いることができる。その具体例としては、
「青色蛍光体」：ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ
「緑色蛍光体」：Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ
「赤色蛍光体」：（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ
を挙げることができる。
【００２８】
以下、封着部材の他にパネル気密保持部材が配置された本実施の形態における工程について説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１に第１の実施の形態を実現する装置構成および封着前のパネルを示す。加熱炉１２の内部に、前面板１と背面板２およびその外周辺部に封着部材３が設けられ、その更に外周辺部にパネル気密保持部材１４が形成されてある封着前パネルが配置されている。パネル気密保持部材１４は封着部材３よりもその厚さが大きくなるように形成されてある。背面板２には排気装置４および乾燥ガス導入装置６に接続された第１のガラス管５および第２のガラス管７が形成されている。乾燥ガス導入および排気はバルブ１０、８の開閉で行われる。なお、本実施の形態では封着部材３として低融点ガラスを用いた。
【００３０】
通常、真空排気工程において両基板から脱離する水の化学吸着成分の脱離温度が３００℃程度であることから、真空排気工程においては３５０℃程度までパネルの加熱が行われる。そこでパネルの封着に適用される封着部材３には軟化温度が４００℃程度である材料を選択するのが通例である。
【００３１】
ここで本実施の形態におけるパネル気密保持部材１４には軟化温度が３００℃程度の低融点ガラス材料を適用することにする。以下に本実施の形態におけるプロセスを順を追って説明する。
【００３２】
パネルを加熱炉１２により、図２の温度プロファイルで封着部材３の低融点ガラスの軟化点温度以上まで加熱することにより封着する。
【００３３】
まず、パネル温度が３００℃程度でパネル気密保持部材１４が軟化することにより前面基板１と背面基板２が気密保持される。この際、クリップ１７等で両基板を押圧することにより、パネル気密保持部材は押し拡げられ、両基板間の距離は封着部材３の高さで規制される。ここで、バルブ８を開き、第１のガラス管５を通してパネル内の排気を開始、バルブ１０を開き、第２のガラス管７を通してパネル内への乾燥ガス導入を開始した。
【００３４】
その後、パネル温度が４００℃程度に上昇したとき、封着部材３が軟化する。クリップ１７等で押圧されることによって前面基板１および背面基板２は封着部材３によってシールされ、パネル内の気密を保持し、冷却工程を経てパネル封着工程が完了する。
【００３５】
次工程である真空排気工程ではパネルは３５０℃程度まで加熱されることになる。パネル気密保持部材１４は３００℃程度で再軟化するが、封着部材３は軟化温度に達していないため再軟化せず、パネルのリークの心配はない。
【００３６】
このようにして、本実施の形態ではより低い温度からパネル内に乾燥ガスを導入することができ、前面基板１および背面基板２から脱離するガスのパネル内への残留をより小さくすることが可能となる。
【００３７】
本実施の形態においてはパネル気密保持部材に軟化温度３００℃程度の材料を例に挙げたが、先に述べたように水の化学吸着成分の脱離温度が３００℃程度であることから、この温度よりも低い軟化温度の材料をパネル気密保持部材１４に適用し、パネル内への乾燥ガスの導入を３００℃以下で開始することができるならば、ガスの排出効果はより大きくなる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
図３に第２の実施の形態の封着工程の温度プロファイルを示す。封着前パネルおよび装置構成を図４に示す。
【００３９】
本実施の形態においてはパネル気密保持部材には常温で硬化する材料を選択する。ここでパネル気密保持部材１４に紫外線照射によって硬化する材料を選択しても良い。図４のように前面基板１と背面基板２とを位置合わせをした後に対向配置してパネル気密保持部材１４によって仮固定する。パネル気密保持部材１４は封着部材３の厚さ以上になるように形成し、この段階でパネル内部空間の気密は保持される。
【００４０】
加熱炉１２によるパネル加熱の初期の段階より、バルブ８を開き、第１のガラス管５を通してパネル内の排気を開始、バルブ１０を開き、第２のガラス管７を通してパネル内への乾燥ガス導入を開始する。
【００４１】
パネル温度が封着部材３の軟化温度付近に達したあたりでパネル気密保持部材１４は軟化または熱分解する。クリップ１７等で前面基板１と背面基板２は押圧されているため、封着部材３は押し拡げられてパネルを気密シールし、冷却工程を経てパネル封着工程が完了する。
【００４２】
このようにすることで封着工程の加熱の初期段階からパネル内に乾燥ガスを流すことが可能となり、前面基板１および背面基板２から脱離するガスのパネル内への残留をより小さくすることが可能となり、蛍光体の熱劣化の少ないパネルが提供される。当然のことながら次工程の真空排気工程で封着部材３が軟化することはない。
【００４３】
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態および第２の実施の形態では、あらかじめパネル内排気用の第１のガラス管５および乾燥ガス導入用の第２のガラス管７がパネルに固着されている場合について述べた。本実施の形態においては封着工程時に第１および第２のガラス管５、７を固着させる場合について説明する。図５または図６に第１のガラス管５を例に挙げてその概略図を示す。
【００４４】
パネルにあらかじめ設けられている貫通孔にガラス管５を位置合わせした後、配管固着部材７２を配置することによってパネルとガラス管５を仮固定する。通常、この配管固着部材は加熱によって軟化し、冷却後に気密を保持する材料（例えば低融点ガラスなど）を使用することから、本段階においては気密保持していないため、ガラス管５を通してのパネル内の排気やパネル内へのガス導入は不可能である。また、真空排気工程において軟化しない材料を選択する必要がある。
【００４５】
本実施の形態においては配管固着部材を覆うようにパネル気密保持部材１４を形成する。このようにすることで配管固着部材の軟化温度よりも低い温度でパネル内部空間への乾燥ガス導入を開始することが可能となる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
図７に第４の実施の形態を実現する構成の一例を示す。
【００４７】
この封着工程において、パネル気密保持部材１４によってパネル内部空間の気密が保持されるまでは、バルブ８〜１１はすべて閉じた状態であり、パネル内部空間の気密が保持されてから、バルブ８および１０を開き、第１のガラス管５を通して、パネル内の排気を開始、および第２のガラス管７を通して乾燥ガスの導入を開始した。
【００４８】
さらに所定の時間後にバルブ８および１０を閉じ、バルブ９および１１を開き、第２のガラス管７を通して、パネル内の排気し、および第１のガラス管５を通して乾燥ガスを導入した。この操作により、パネル内の乾燥ガスの流れ方向が逆になる。
【００４９】
このように乾燥ガスを流す方向を変えることで、パネル面内での湿度に面内偏りが無くなり、青色の発光特性を面内で均一にすることができる。
【００５０】
さらに、ＰＤＰの駆動時には、図８に示すように、ＰＤＰに各ドライバ及びパネル駆動回路１００を接続して、点灯させようとするセルの走査電極１０１ａとアドレス電極１０２間に印加してアドレス放電を行った後に、表示電極１０１ａ、１０１ｂ間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。そして、当該セルで放電に伴って紫外線を発光し、蛍光体層で可視光に変換する。このようにしてセルが点灯することによって、画像が表示される。
【００５１】
なお、以上の実施の形態においては、面放電型のＰＤＰを例示したが、対向放電型のＰＤＰやＦＥＤなど、封着するための熱工程が必要な表示パネルすべてに適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、真空排気工程の際のパネルピーク温度によって選択される封着シール材料の軟化温度よりも低い温度から封着工程時にパネル内に乾燥ガスを流し始めることが可能となる。これによって前面基板、背面基板から脱離するガスのパネル内残留を更に少なくすることが可能となり、その結果、発光強度および発光効率が高く、色再現域の広い表示パネルが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる封着前の前面板と背面板を張り合わせたパネルおよび装置構成を示す図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる封着工程を示した図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係わる封着工程を示した図
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わる封着前の前面板と背面板を張り合わせたパネルおよび装置構成を示す図
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わる配管概略図
【図６】本発明の第３の実施の形態に係わる別の配管概略図
【図７】本発明の第４の実施の形態に係わる封着前の前面板と背面板を張り合わせたパネルおよび装置構成を示す図
【図８】本実施の形態のＰＤＰに駆動回路を接続したＰＤＰ表示装置を示す図
【図９】従来の交流面放電型プラズマディスプレイパネルの概略断面斜視図
【図１０】本発明の一実施の形態における交流面放電型プラズマディスプレイパネルの概略断面図
【符号の説明】
１前面板
２背面板
３封着部材
４排気装置
５第１のガラス管
６乾燥ガス導入装置
７第２のガラス管
８，９，１０，１１バルブ
１２加熱炉
１４パネル気密保持部材
１６ヒーター
１７クリップ
７０貫通孔
７１配管
７２配管固着部材

Claims

対向配置された２枚の基板のうち、少なくとも一方の基板の外周辺部に封着部材とパネル気密保持部材を形成する工程と、
前記対向配置された２枚の基板のうち、少なくとも一方の基板に設けられた貫通孔に配置される配管に、配管固着部材と前記パネル気密保持部材とを形成する工程と、
前記パネル気密保持部材を常温で硬化させることにより、前記対向配置された２枚の基板により構成される表示パネルの内部空間を気密にした後で、且つ前記封着部材及び前記配管固着部材により当該内部空間を気密にする前に、当該内部空間に乾燥ガスを流し始める工程と、
前記表示パネルを加熱し、前記封着部材及び前記配管固着部材を軟化させることにより、当該内部空間を気密にする工程とを有することを特徴とする表示パネルの製造方法。
前記配管固着部材を覆うように前記パネル気密保持部材が形成されてあることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
前記パネル気密保持部材の硬化が紫外線の照射によることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
前記乾燥ガスを流す方向を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
前記乾燥ガスを流す方向を少なくとも２回以上切り替えることを特徴とする請求項４に記載の表示パネルの製造方法。