KR100832200B1

KR100832200B1 - 플라즈마 디스플레이 패널

Info

Publication number: KR100832200B1
Application number: KR1020077018618A
Authority: KR
Inventors: 마사키 니시나카; 아키노부 미야자키
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-05-23
Also published as: CN101326608B; JP4513769B2; US20100060166A1; CN101326608A; WO2007099890A1; JP2007234283A; EP1855304A1; EP1855304A4; KR20070110495A; US7999476B2

Abstract

전면판(22)과 배면판(23)을 대향시키고, 플릿 유리로 형성한 봉착재가 되는 타블렛(32)을 통해 상기 배면판에 설치한 세공(30)의 근방에 파이프 모양의 배기관(21)의 한쪽 측을 배치 함과 동시에, 전면판과 배면판과의 주위 및 배기관을 봉착재로 봉착하여 방전 공간을 형성하고, 배기관에 의해 방전 공간을 배기하여 방전 공간에 방전 가스를 봉입한 플라즈마 디스플레이 패널로서, 배면판과 배기관을 납을 포함하지 않는 비정질 플릿 유리로 이루어지는 타블렛을 용융시킨 봉착부(35)에 의해 봉착하고, 봉착부에 작용하는 응력을 배면판의 방향과 배기관의 방향을 향한 장력으로 한다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널{PLASMA DISPLAY PANEL}

본 발명은, 대형 텔레비전이나 공중 표시 등에 이용하는 평판형의 표시장치인 플라즈마 디스플레이 패널(이하, 「PDP」라고 한다)에 관한 것이다.

PDP는 고정밀화, 대화면화의 실현이 가능한 것으로부터, 65인치 클래스의 텔레비전 수상기나 대형 공중 표시장치 등을 향해서 제품화가 진행되고, 100인치를 넘는 제품도 계획되고 있다. 특히 텔레비전 수상기용의 PDP에서는, 종래의 NTSC 방식에 비해 주사선수가 2배 이상의 풀스펙의 하이비전에의 적용이 진행되고 있다.

PDP는 기본적으로, 전면판과 배면판으로 구성되어 있다. 전면판은, 플로트법에 의한 붕규산나트륨계 유리의 유리 기판과, 그 한쪽의 주면 상에 형성된 스트라이프 형상의 투명 전극 및 버스 전극으로 구성되는 표시 전극과, 이 표시 전극을 덮어 콘덴서로서의 기능을 하는 유전체층과, 이 유전체층 상에 형성된 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층으로 구성되어 있다. 한편, 배면판은, 배기 및 방전 가스 봉입용의 세공을 설치한 유리 기판과, 그 한쪽의 주면 상에 형성된 스트라이프 형상의 어드레스 전극과, 어드레스 전극을 덮는 하지 유전체층과, 하지 유전체층 상에 형성된 격벽과, 각 격벽 사이에 형성된 적색, 녹색 및 청색 각각으로 발광하는 형광체층으로 구성되어 있다.

그리고 전면판과 배면판은, 전극 형성면 측을 대향시켜 그 주위를 봉착재에 의해 기밀 밀봉되어 있다. 또 배기 및 방전 가스 봉입용의 배기관은, 배면판에 봉착재의 타블렛에 의해 봉착되고, 이 배기관을 통해 격벽으로 구획된 방전 공간의 배기와 방전 가스(Ne-Xe의 경우, 53200㎩~79800㎩의 압력)의 봉입이 행해지고 있다. 여기서 배기관은, 적당한 개소를 국소적으로 가열 용융(팁 오프)하여 융착, 밀봉된다.

이러한 PDP의 유전체층이나, 전면판과 배면판과의 주위 및 배기관의 봉착에 이용하는 봉착재에는, 일반적으로 산화납을 주성분으로 하는 저융점 유리(플릿 유리라고 한다)가 이용되어 왔다. 플릿 유리에는, 가열해도 결정화하지 않고 비정질의 특성을 남기는 비정질계 플릿 유리와, 가열에 의해 결정화하는 결정화 플릿 유리가 있다. 2개의 유리에는, 각각 장단점이 있어 PDP의 제조 공정과의 매칭을 고려하여, 어느 한쪽의 유리가 선택되는 일이 많다.

또, 최근의 환경 문제를 배려하여 PDP에 있어서도 납성분을 포함하지 않는 「납프리」, 「납리스」라고 하는 비납계의 재료를 이용하는 것이 요구되고 있다. 봉착재로서는, 납성분을 포함하지 않는 인산계(인산-산화주석계 등)나, 산화 비스무스계의 예가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 특허 문헌 2 참조).

그러나, 비납의 봉착재로서 제안된 인산-산화주석계의 저융점 유리를 주체로 하는 봉착재에서는, 종래부터 이용되어 온 산화납계의 봉착재에 비해 내수성이 떨어지는 점이 있어, PDP의 기밀성을 충분히 유지하는 것이 어렵다는 과제가 남기 때문에, 산화 비스무스계의 봉착재가 비납의 재료로서 주목받고 있다. 그리고, 이 산화 비스무스계의 플릿 유리를 주체로 하는 비납의 봉착재는, 가소성 후에 종래의 납을 포함한 비정질 플릿에서는 볼 수 없는 연화점이 높아지는 경향이 있다. 또한, 소성 온도를 높게 하면 결정화하는 특징도 있다.

또 배기관도, 비교적 연화점온도가 낮아서 밀봉 공정의 작업성이 뛰어난 납을 함유한 붕규산계의 유리로 형성된 것이 종래 이용되어 왔지만, 환경면에서 붕규산계의 비납 유리를 이용하는 방향으로 변화해 오고 있다.

도 7은, 봉착재나 배기관이 비납 유리로 형성된 종래의 PDP의 배기관 근방의 단면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이 PDP(50)는 전면판(52)과 배면판(53)이 봉착재(54)에 의해 기밀 밀봉되어 있다. 또 배기관(51)이, 빈 구멍(33)을 구비한 봉착재의 타블렛(55)에 의해서 기밀 밀봉되어 있다.

그러나 배면판(53), 배기관(51) 및 봉착재의 타블렛(55)은, 비납의 재료를 이용하고 있지만, 물리적 특성이 다른 것을 이용하고 있었다. 물리적 특성 중에서, 특히 열팽창 계수가 다르면, 배기관(51)이 배면판(53)에 봉착되어 있는 봉착 부(56)에, 응력에 기인하는 링 형상의 왜곡이 발생하고, 크랙 파손이 발생하거나, 기밀성능이 저하하여 리크 불량에 이르거나 한다는 문제가 생기고 있었다.

또, 산화 비스무스계의 플릿 유리를 주체로 하는 비납의 봉착재는, 가소성 후에 연화점온도가 높아지는 경향이 있어, 봉착 처리의 온도를 높게 설정할 필요가 있다. 봉착 처리의 온도가 높은 것으로부터, 응력에 기인하는 왜곡의 발생이 보다 현저해져, 제조 공정에 있어서의 불량 발생의 빈도가 증가하는 것도 문제였다.

또한, 배면판(53)에 이용하는 유리 기판과 배기관(51)은 열팽창 계수 등의 특성을 맞추기 쉽지만, 봉착용의 타블렛(55)에 이용하는 플릿 유리는 저융점 유리이기 때문에, 배면판(53)이나 배기관(51)을 형성하는 재료와 열팽창 계수 등의 특성을 맞추는 것이 어렵다. 그 때문에 플릿 유리를 선정하여 매칭을 검토할 뿐만 아니라, 특성을 고려하여 봉착 처리의 온도, 시간, 승온 속도, 냉각 속도 등을 제어하여, 열팽창 계수 등의 특성의 차이에 의한 봉착부의 파손이나 리크 불량의 발생을 피하기 위한 처리 조건을 확정하는 많은 실험이 필요하며, 많은 시간과 비용을 필요로 하고 있었다.

(특허 문헌 1)일본 특허공개 2004-182584호 공보

(특허 문헌 2)일본 특허공개 2003-095697호 공보

본 발명은 전면판과 배면판을 대향시키고, 플릿 유리로 형성한 봉착재가 되는 타블렛을 통해 배면판에 설치한 세공의 근방에 파이프 형상의 배기관의 한쪽 측을 배치함과 동시에, 전면판과 배면판과의 주위 및 배기관을 봉착재로 봉착하여 방전 공간을 형성하고, 배기관에 의해 방전 공간을 배기하여 방전 공간에 방전 가스를 봉입한 PDP로서, 배면판과 배기관을 납을 포함하지 않는 비정질 플릿 유리로 이루어지는 타블렛을 용융시킨 봉착부에 의해 봉착하고, 봉착부에 작용하는 응력을 배면판의 방향과 배기관의 방향을 향한 장력으로 하는 것이다.

이와 같이, 봉착부에 장력이 작용하도록 조정하고 있으므로, 봉착부가 크랙으로 파손하거나 봉착부의 기밀이 악화되거나 하는 일이 없이, 고신뢰성을 확보하여 고품질이며, 또한 비납 재료이기 때문에 환경 문제를 배려한 PDP를 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 의한 PDP의 구조를 나타내는 사시도.

도 2a는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 봉착 전의 전면판과 배면판 및 배기관의 단면도.

도 2b는 동 PDP의 봉착 후의 전면판과 배면판 및 배기관의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 제조에 이용하는 타블렛의 형상을 나타내는 사시도.

도 4a는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 전면판과 배면판을 봉착 접합한 상태의 평면도.

도 4b는 도 4a의 B-B선 단면도.

도 5a는 본 발명의 실시의 형태의 PDP의 배기관용의 유리관의 점도-온도 특성도.

도 5b는 동 PDP의 배기관용의 유리관의 단위길이당 팽창량-온도 특성도.

도 6은 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 배기관의 봉착 부분의 단면도.

도 7은 종래의 PDP의 배기관 근방의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 전면 유리 기판 2 주사 전극

2a, 3a 투명 전극 2b, 3b 금속 버스 전극

3 유지 전극 4 표시 전극

5 차광층 6 유전체층

7 보호층 8 배면 유리 기판

9 하지 유전체층 10 어드레스 전극

11 격벽 12R, 12G, 12B 형광체층

14 방전 공간 20 PDP

21 배기관 22 전면판

23 배면판 30 세공

31, 31a, 31b 봉착재 32 타블렛

33 빈 구멍 35 봉착부

41 배기관 헤드 42 탄성 장치

이하, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP에 대해 도면을 이용하여 자세하게 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 구조를 나타내는 사시도이다. PDP의 기본 구조는, 일반적인 교류 면방전형 PDP와 같다. 도 1에 나타내는 바와 같이, PDP(20)는 전면 유리 기판(1) 등으로 이루어지는 전면판(22)과, 배면 유리 기판(8) 등으로 이루어지는 배면판(23)이 대향하여 배치되고, 그 주위가 유리 플릿 등으로 이루어지는 봉착재에 의해서 기밀 봉착되어 있다. 봉착된 PDP(20) 내부의 방전 공간(14)에는, 네온(Ne) 및 크세논(Xe) 등의 방전 가스가 53200㎩~79800 ㎩의 압력으로 봉입되어 있다.

전면판(22)의 전면 유리 기판(1) 상에는, 주사 전극(2) 및 유지 전극(3)으로 이루어지는 한 쌍의 띠모양의 표시 전극(4)과 차광층(5)이 서로 평행하게 각각 복수열 배치되어 있다. 전면 유리 기판(1) 상에는 표시 전극(4)과 차광층(5)을 덮도록 콘덴서로서의 기능을 하는 유전체층(6)이 형성되고, 또한 그 표면에 산화 마그네슘(MgO) 등으로 이루어지는 보호층(7)이 형성되어 있다.

또, 배면판(23)의 배면 유리 기판(8) 상에는, 전면판(22)의 주사 전극(2) 및 유지 전극(3)과 직교하는 방향으로, 복수의 띠모양의 어드레스 전극(10)이 서로 평행하게 배치되고, 이것을 하지 유전체층(9)이 피복하고 있다. 또한, 어드레스 전극(10) 간의 하지 유전체층(9) 상에는 방전 공간(14)을 구획하는 소정의 높이의 격벽(11)이 형성되어 있다. 격벽(11) 간의 홈에 어드레스 전극(10) 마다, 자외선에 의해서 적색, 녹색 및 청색으로 각각 발광하는 형광체층(12R, 12G, 12B)이 차례차례 도포되어 형성되어 있다. 주사 전극(2) 및 유지 전극(3)과 어드레스 전극(10)이 교차하는 위치에 방전 셀이 형성되고, 표시 전극(4) 방향으로 늘어선 적색, 녹색, 청색의 형광체층(12R, 12G, 12B)을 갖는 방전 셀이 칼라 표시를 위한 화소가 된다.

또한, PDP(20)의 제조 방법에 대해 설명한다. 우선, 전면 유리 기판(1) 상에, 주사 전극(2) 및 유지 전극(3)과 차광층(5)을 형성한다. 이러한 주사 전극(2) 및 유지 전극(3)을 구성하는 투명 전극(2a, 3a)과 금속 버스 전극(2b, 3b)은, 포토리소그래피법 등을 이용하여 패터닝하여 형성된다. 투명 전극(2a, 3a)은 박막 프 로세스 등을 이용하여 형성되고, 금속 버스 전극(2b, 3b)은 은재료를 포함하는 페이스트를 원하는 온도로 소성하여 고체화하고 있다. 또 차광층(5)과 같이, 흑색 안료를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나, 흑색 안료를 유리 기판의 전면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 이용하여 패터닝하고, 소성함에 따라 형성된다.

이 후, 주사 전극(2), 유지 전극(3) 및 차광층(5)을 덮도록 전면 유리 기판(1) 상에 유전체 페이스트를 다이코트법 등에 의해 도포하여 유전체 페이스트 층(유전체 재료층)을 형성한다. 유전체 페이스트를 도포한 후, 소정 시간 방치함으로써 도포된 유전체 페이스트 표면이 레벨링되어 평탄한 표면이 된다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성 고체화함으로써, 주사 전극(2), 유지 전극(3) 및 차광층(5)을 덮는 유전체층(6)이 형성된다. 또한, 유전체 페이스트는 유리 분말 등의 유전체재료, 바인더 및 용제를 포함하는 도료이다.

다음에, 유전체층(6) 상에 산화 마그네슘(MgO)으로 이루어지는 보호층(7)을 진공 증착법에 의해 형성한다. 이상의 공정에 의해 전면 유리 기판(1) 상에 소정의 구성물(주사 전극(2) 및 유지 전극(3)으로 이루어지는 표시 전극(4), 차광층(5), 유전체층(6), 보호층(7))이 형성되어, 전면판(22)이 완성된다. 상술한 전면판(22)의 각 구성요소에는, 납을 포함하는 재료는 이용되지 않았다.

한편, 배면판(23)은 다음과 같이 하여 형성된다. 우선, 배면 유리 기판(8) 상에, 은재료를 포함하는 페이스트를 스크린 인쇄하는 방법이나, 금속막을 전면에 형성한 후, 포토리소그래피법을 이용하여 패터닝하는 방법 등에 의해 어드레스 전 극(10)용의 구성물이 되는 재료층을 형성하고, 그것을 원하는 온도로 소성함으로써 어드레스 전극(10)을 형성한다.

다음에, 어드레스 전극(10)이 형성된 배면 유리 기판(8) 상에 다이코트법 등에 의해 어드레스 전극(10)을 덮도록 유전체 페이스트를 도포하여 유전체 페이스트 층을 형성한다. 그 후, 유전체 페이스트층을 소성함으로써 하지 유전체층(9)을 형성한다. 또한, 유전체 페이스트는 유리 분말 등의 유전체 재료와 바인더 및 용제를 포함한 도료이다.

이 후, 하지 유전체층(9) 상에 격벽 재료를 포함하는 격벽 형성용 페이스트를 도포하여 소정의 형상으로 패터닝함으로써, 격벽 재료층을 형성한 후, 소성함으로써 격벽(11)을 형성한다. 여기서, 하지 유전체층(9) 상에 도포한 격벽용 페이스트를 패터닝하는 방법으로서는, 포토리소그래피법이나 샌드 블래스트법을 이용할 수 있다.

그리고, 격벽(11)을 형성한 배면 유리 기판(8)에는, 인접하는 격벽(11) 간의 하지 유전체층(9) 위 및 격벽(11)의 측면에 형광체 재료를 포함하는 형광체 페이스트를 도포하고, 소성함으로써 형광체층(12R, 12G, 12B)이 형성된다. 이상의 공정에 의해, 배면 유리 기판(8) 상에 소정의 구성 부재를 갖는 배면판(23)이 완성된다. 또한, 상술한 배면판(23)의 각 구성요소에는, 전면판(22)과 같이 납을 포함하는 재료는 이용되지 않았다.

그리고, 전면판(22)과 배면판(23)을 그 전극 형성면 측을 대향시킴과 동시에, 전면판(22)과 배면판(23)과의 주위 및 배기관을 봉착재에 의해서 기밀 봉착하 여 조립이 완성된다.

조립이 완성된 PDP는, 표시 전극에 영상 신호 전압을 선택적으로 인가함으로써 방전시키고, 그 방전에 의해서 발생한 자외선이 각 색 형광체층을 여기하여 적색, 녹색, 청색을 발광시켜 칼라 화상 표시를 실현하고 있다.

여기서 봉착재로 기밀 봉착하는 봉착 공정의 순서를 설명한다. 도 2a는 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 봉착 전의 전면판과 배면판 및 배기관의 단면도, 도 2b는 동 PDP의 봉착 후의 전면판과 배면판 및 배기관의 단면도이다.

후막인쇄, 잉크젯이나 디스펜서를 구비한 도포 장치를 이용하여, 도 2a에 나타내는 바와 같이 전면판(22)과 배면판(23)과의 각각의 주위의 소정의 위치에 봉착재(31a, 31b)를 도포한다. 그리고 전면판(22)의 표시 전극(4)과, 배면판(23)의 어드레스 전극(10)을 직교시켜 소정의 위치에서 얼라인먼트하고 나서 고정 지그(도시 생략)로 눌러 전면판(22)과 배면판(23)을 고정한다.

또, PDP(20)의 배기관(21)을 봉착하는 봉착 공정에는, 도 3의 타블렛(32)을 이용한다. 도 3은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 제조에 이용하는 타블렛의 형상을 나타내는 사시도이다.

다음에, 배면판(23)의 코너부의 소정의 위치에 설치한 배기용의 세공(30)의 중심과, 타블렛(32)의 중앙부의 빈 구멍(33)부의 중심을 맞춘다. 그리고, 배기관(21)의 한쪽의 끝부의 개구부의 중심과, 배기용의 세공(30)의 중심이 대략 일치하도록 얼라인먼트하여 조립하여, 각각의 중심이 어긋나지 않도록 다른 고정 지그(도시 생략)로 눌러 고정한다.

또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP(20)의 제조 방법에 있어서는, 배기관(21)이 봉착되는 측의 끝부가 상방에 있으며, 배기 장치에 접속되는 측의 끝부가 하방에 있는 배치로 봉착 공정의 처리를 행하고 있다. 이러한 배치로 함으로써, 배기 장치와 배기관(21)과의 접속이 용이하고, 직결시켜 배관을 짧게 할 수 있으며, 처리 공정수의 저감을 기대할 수 있다.

다음에 전면판(22), 배면판(23), 배기관(21)을 지그로 고정한 후, 배기관 헤드(41)에 배기관(21)의 배기 장치와 접속하는 측의 하방의 끝부를 접속한다. 배기관 헤드(41)는, 용수철 등의 탄성 장치(42)를 구비하고 있으며, 도 2a 중에 화살표 A로 나타내는 방향으로 배기관(21)을 누를 수 있다. 그리고 고정한 전면판(22), 배면판(23), 배기관(21)을 소성로 내에 설치하고, 봉착재(31a, 31b)를 봉착 처리하는 온도보다 낮은 소정의 온도로 봉착재(31a, 31b)와 타블렛(32)의 가소성을 행하다.

그 후, 가소성의 온도보다 높은 봉착 온도까지 승온하고, 전면판(22)과 배면판(23)과의 주위 및 배기관(21)의 배면판(23) 측에 배치한 각각의 봉착재(31a, 31b)와 타블렛(32)을 용융시키고 나서 냉각하여 고체화시켜, 봉착을 행하고 있다. 도 2b는 전면판(22)과 배면판(23)과의 주위 및 배기관(21)의 배면판(23) 측이 봉착 부(35)로 봉착된 상태를 개략적으로 나타내고 있다.

다음에, 봉착 공정에서 이용되는 봉착재(31) 및 타블렛(32)에 대해 설명한다. 봉착재(31)는 저융점의 납성분을 포함하지 않는 비정질 플릿 유리와 소정의 필러를 혼합하여 유기용제로 혼합 반죽한 페이스트 상태이다. 여기서 플릿 유리의 성분은, 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 포함하는 붕규산계이다.

또, 필러는 내열성을 갖고 있으며, 봉착재(31)의 열팽창 계수를 조정함과 동시에, 유리의 유동 상태를 컨트롤하기 위해서 사용된다. 예를 들면, 코디라이트, 폴스테라이트, β-유클립타이트, 지르콘, 뮬라이트, 티탄산바륨, 티탄산 알루미늄, 산화 티탄, 산화 몰리브덴, 산화 주석, 산화 알루미늄, 석영 유리 등이 특히 바람직한 재료로서 단용 또는 혼용하여 사용되는 일이 많다.

또 봉착재인 타블렛(32)은, 플릿 유리와 필러를 혼합하여 용제로 혼합 반죽한 페이스트를, 틀을 이용하여 중심부에 빈 구멍(33)을 갖는 형상으로 성형한다. 그리고, 용제를 증발시키는데 필요한 온도로 가열 소성하고, 소결 고체화하여 형성된다. 또, 타블렛(32)에 이용하는 필러로서는, 봉착재(31)의 필러와 같은 재료를 이용할 수 있다.

또한, 봉착 공정에 봉착재(31)를 도포하지 않고, 시트 형상의 베이스재에 소정의 두께, 형상으로 점착성을 갖게 하여 형성한 봉착 시트를 전면판 및 배면판의 각각에 접착시킨 후, 조립하여 봉착하는 방법을 이용할 수도 있다.

다음에, 배기관(21)의 봉착 방법에 대해 설명한다.

도 4A는, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 전면판과 배면판을 봉착 접합한 상태의 평면도, 도 4B는 도 4A의 B-B선 단면도이다. PDP(20)는, 전면판(22)과 배면판(23)을 대향 배치하여 그 주위를 봉착재(31)로 봉착하고 있다. 그리고 배면판(23)에는, 배기관(21)을 타블렛(32)으로 봉착하여 설치하고 있다. 또 배기관(21)은, 적당한 개소를 국소적으로 가열 용융(팁 오프)하여 융착되어 밀봉된다.

여기서 배기관(21)의 밀봉 시에는, 가스 버너나 통전 히터 등을 이용하지만, 통전 히터 등을 이용하는 방법은 가열 온도의 제어를 비교적 정확하게 할 수 있으며, 양산 시의 취급이 용이하여 자동화를 도모하기 쉬운 이점은 있다. 그러나 통전 히터 등을 이용하는 방법은, 가스 버너를 이용하는 방법에 비해 통전 히터에 의한 가열부가 커지는 것, 또 가열 냉각에 필요로 하는 시간이 길어지고, 제조 효율을 올리는 것이 용이하지 않다. 따라서, 가스 버너를 이용하여 가열 용융하는 방법이 통상 자주 이용된다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태에서 이용한 유리 재료에 대해서, 더 상세히 설명한다. PDP(20)의 전면판(22), 배면판(23)의 기판 유리인 전면 유리 기판(1), 배면 유리 기판(8)에는, 비납의 고왜점 유리 PP-8(일본 일렉트릭 글라스(주)의 제품명)을 이용하고 있다. 또 배기관(21)에는, 비납의 붕규산계의 유리관 FE-2(일본 일렉트릭 글라스(주)의 제품명)를 이용하고 있다.

표 1에 PP-8과 FE-2의 각종 특성을 정리하여 나타낸다. 또 표 1에는, 비교를 위해서 납을 함유하는 배기관(21)용의 칼리 유리계의 유리관 L-29(일본 일렉트릭 글라스(주)의 제품명)의 특성도 나타내고 있다. 또한 도 5에, 배기관용의 유리관 FE-2와 비교를 위한 L-29와의 특성을 나타낸다. 도 5a는, 본 발명의 실시의 형태의 PDP의 배기관용의 유리관의 점도-온도 특성도, 도 5b는 동 PDP의 배기관용의 유리관의 단위길이당 팽창량-온도 특성도이다.

또 봉착재(31)에는, 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 포함하는 비납의 붕규산계의 플릿 유리인 IWF BNL189P-200(아사히 테크노 글라스(주)의 제품명, 이후 「BNL189P」라고 약기한다)을 이용하고 있다. 여기서 BNL189P의 조성은, 산화 비스무스(Bi₂O₃)가 70중량％~75중량％, 산화 아연(ZnO)이 8중량％~10중량％, 산화붕소(B₂O₃)가 4중량％~6중량％, 산화 알루미늄(Al₂O₃)이 6중량％~8중량％, 산화 규소(SiO₂), 산화 마그네슘(MgO)이 1중량％~3중량％로 되어 있다.

특히 산화 비스무스(Bi₂O₃)의 양은, 너무 적으면 유리의 연화점온도가 내려가기 어려워져 잘 봉착되지 않고, 반대로 너무 많으면 표시 전극(4)이나 어드레스 전극(10) 중의 은(Ag)과의 반응이 생겨 발포하기 쉬워진다. 그 때문에 산화 비스무스(Bi₂O₃)의 양은, 70중량％~75중량％로 설정하고 있지만, 65중량％~80중량％의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 또 BNL189P의 유리 연화점온도는 440℃보다 낮으며, 바람직한 온도이다.

또, 배면판(23)과 배기관(21)의 봉착에 이용하는 타블렛(32)에는, 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 포함하는 비납의 붕규산계의 플릿 유리인 IWF BNL188P-200(아사히 테크노 글라스(주)의 제품명, 이후 「BNL188P」라고 약기한다)을 이용하고 있다. 여기서 BNL188P의 조성은, BNL189P와 대략 같다. 그리고 BNL188P는, 납을 포함하지 않는 비정질 플릿 유리이며, 유리 연화점온도는 450℃보다 낮으며, 바람직한 온도이다. 비정질 플릿 유리는, 결정화 플릿 유리에 비해 온도 제어성이 좋고, 열팽창도 맞추기 쉽다.

BNL189P, BNL188P 및 비교용의 종래의 납을 포함하는 비정질계의 고연화점 플릿 유리인 GA-0963/200M(일본 일렉트릭 글라스(주)의 제품명, 이후 「GA-0963」이라고 약기한다)에 대해서, 각각의 각종 특성을 표 2에 정리했다.

표 1, 표 2 및 도 5의 각종 특성 데이터 중의 열팽창 계수에 주목하면, 표 2의 데이터로부터 3종류의 플릿 유리의 열팽창 계수는 거의 같은 레벨이다. 비납 의 배기관용 유리관 FE-2와 기판 유리 PP-8의 열팽창 계수는 거의 같지만, 납을 포함하는 배기관용 유리관 L-29의 열팽창 계수만이 다른 재료에 비해 큰 값을 나타내고 있다.

이러한 봉착재(31), 타블렛(32)를 이용하여 봉착했을 때의 결과에 대해 설명한다. 도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 배기관의 봉착 부분의 단면도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 배면판(23), 배기관(21), 봉착용의 타블렛(32)이 관계하는 봉착부(35)에서, 각각의 재료의 열팽창 계수의 차이에 의해서 발생하는 응력은, 외측을 향하는 화살표 C로 나타낸 인장 응력(장력)이다.

PDP(20)에서는, 배면판(23)의 배면 유리 기판(8), 배기관(21)용 유리관, 양자를 봉착하기 위한 타블렛(32)용의 플릿 유리를 비납의 재료로 이용하고 있다. 그리고, 기판 유리 PP-8과 비납의 유리관 FE-2는 각각 열팽창 계수의 값이 매우 근접한 값이므로, 플릿 유리의 열팽창 계수의 값에 따라서, 봉착부(35)에 작용하는 힘이 인장 응력이 될지, 압축 응력이 될지가 정해진다.

그래서 배면판(23)용의 배면 유리 기판(8)의 PP-8의 열팽창 계수α=83×10^-7/℃, 배기관(21)의 비납의 유리관 FE-2의 열팽창 계수 α=85×10^-7/℃를 이용하여 데이터 수치 해석을 행했다. 그 결과, 배면판(23)용과 배기관(21)을 봉착하기 위한 플릿 유리의 열팽창 계수의 값은 α=70×10^-7/℃가 경계치가 되고, 이 경계치보다 큰 열팽창 계수의 플릿 유리에서는 압축 응력이 생기고, 이 경계치보다 작은 열팽창 계수의 플릿 유리에서는 인장 응력이 생기는 것을 알 수 있었다. 따라서 BNL188P의 열팽창 계수α=(67±2)×10^-7/℃는 인장 응력이 된다. 실제로, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP(20)의 배면판(23)과 배기관(21)과의 봉착부를 반복하여 열충격시험을 거쳐 보았지만, 봉착부에 있어서의 크랙이나 리크라는 결함의 발생은 전무였다.

이상 설명한 바와 같이, PDP(20)의 배면판(23)과 배기관(21)을 봉착하는 타블렛(32)의 플릿 유리에 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 포함하는 비납의 붕규산계의 비정질 플릿 유리를 이용하고 있다. 그리고, 봉착부에 인장 응력(장력)이 작용하도록 조정하고 있으므로, 봉착부가 크랙으로 파손하거나 봉착부의 기밀이 악화되거나 하는 일이 없이, 고신뢰성을 확보하여 고품질이며, 또한 환경 문제를 배려한 PDP를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시의 형태에 있어서의 PDP의 제조 방법에서 이용하는 산화 비스무스(Bi₂O₃)를 포함하는 비납의 붕규산계의 플릿 유리는, 엄밀히 말하면, 전혀 납을 포함하지 않는 것은 아니며, 분석하면 500PPM 이하이지만, 극미량 레벨의 납이 검출된다. 그러나, 유럽에 있어서의 환경에 관한 EC-RoHS 지령의 규정에서는 1000PPM 이하이면 납을 포함하지 않는다고 간주할 수 있고, 본 발명의 실시의 형태에 있어서는 「납을 포함하지 않는다」라거나 「비납 」이라는 표현을 사용하고 있다.

본 발명은, 봉착부가 크랙으로 파손하거나 기밀이 악화되거나 하는 일이 없이, 고신뢰성을 확보하여 고품질이며, 또한 환경을 배려한 PDP를 실현하여 대화면의 표시 디바이스 등에 적용하여 효과가 크다.

Claims

전면판과 배면판을 대향시켜, 플릿 유리로 형성한 봉착재가 되는 타블렛을 통해 상기 배면판에 설치한 세공의 근방에 파이프 형상의 배기관의 한쪽 측을 배치 함과 동시에, 상기 전면판과 상기 배면판과의 주위 및 상기 배기관을 상기 봉착재로 봉착하여 방전 공간을 형성하고, 상기 배기관에 의해 상기 방전 공간을 배기하여 상기 방전 공간에 방전 가스를 봉입한 플라즈마 디스플레이 패널로서,

상기 배면판과 상기 배기관을 납을 포함하지 않는 비정질 플릿 유리으로 이루어지는 타블렛을 용융시킨 봉착부에 의해 봉착하고, 상기 봉착부에 작용하는 응력을 상기 배면판의 방향과 상기 배기관의 방향을 향한 장력으로 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
청구항 1에 있어서, 상기 배기관이 납을 포함하지 않는 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.
청구항 2에 있어서, 상기 배면판에는 열팽창 계수α=83×10^-7/℃의 배면 유리 기판, 상기 배기관에는 붕규산계의 열팽창 계수α=85×10^-7/℃의 유리관, 상기 타블렛에는 열팽창 계수α=70×10^-7/℃보다 작고 α=65×10^-7/℃ 이상의 붕규산계의 플릿 유리를 이용하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널.