WO2007099902A1 - 平面型表示装置 - Google Patents

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WO2007099902A1
WO2007099902A1 PCT/JP2007/053505 JP2007053505W WO2007099902A1 WO 2007099902 A1 WO2007099902 A1 WO 2007099902A1 JP 2007053505 W JP2007053505 W JP 2007053505W WO 2007099902 A1 WO2007099902 A1 WO 2007099902A1
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display device
glass
flat display
substrate
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PCT/JP2007/053505
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Koji Akiyama
Masaki Nishinaka
Akinobu Miyazaki
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • H01J31/123Flat display tubes
    • H01J31/125Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection
    • H01J31/127Flat display tubes provided with control means permitting the electron beam to reach selected parts of the screen, e.g. digital selection using large area or array sources, i.e. essentially a source for each pixel group
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    • H01J5/00Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/20Seals between parts of vessels

Definitions

  • the present invention relates to a flat panel display represented by a field emission display (hereinafter abbreviated as “FED”) and a plasma display panel (hereinafter abbreviated as “PDP”).
  • FED field emission display
  • PDP plasma display panel
  • Frit glass is used as a material for bonding inorganic materials such as glass, ceramics, and metals.
  • inorganic materials such as glass, ceramics, and metals.
  • the inside of the panel is kept at a reduced pressure or high vacuum, so a strong adhesion strength is required for the frit glass as a sealing member. Is done.
  • the frit glass seals the periphery of the panel and plays a role in preventing outside air from entering the panel. If the adhesion strength of the frit glass is weak, cracks may occur at the interface between the frit glass and the glass substrate due to vibration or drop impact during transportation, and air may enter the panel and part of the panel may not light up. If it is terrible, it may not light up at all. In the case of FED with a high vacuum inside the panel, the latter is often the case.
  • the PDP is composed of a front substrate and a rear substrate.
  • the front substrate covers a display electrode composed of a glass substrate of sodium borosilicate glass by a float process, a striped transparent electrode formed on one main surface of the glass substrate, and a bus electrode.
  • the dielectric layer functions as a capacitor, and a protective layer made of magnesium oxide (MgO) formed on the dielectric layer.
  • the back substrate is also a glass substrate, a striped data electrode formed on one main surface of the glass substrate, an insulator layer covering the data electrode, a plurality of insulating layers formed on the insulator layer, and
  • the barrier ribs divide the discharge space so as to form discharge cells, and the phosphor layers that emit light in red, green, and blue colors formed between the barrier ribs.
  • the front substrate and the rear substrate face each other with their electrode formation surfaces facing each other and hermetically seal the periphery with a sealing member, and also discharge Ne—Xe discharge gas into the discharge space partitioned by the barrier ribs.
  • a sealing member By sealing with a pressure of 53 kPa to 80 kPa (400 Torr to 600 Torr), the panel It is configured.
  • a video signal voltage is selectively applied to a display electrode to cause discharge, and ultraviolet rays generated by the discharge excite the phosphor layers of the respective colors to cause red, green, Color image display is realized by emitting blue light.
  • Low melting point glass is mainly used for the members constituting this PDP, and these members are formed by repeating printing and firing processes. Since this is a manufacturing process by repeated printing and firing, the softer point of the low-melting glass used is the one that is formed earlier as the member is formed in a later step. It is adjusted to be lower. Thus, when forming a plurality of low melting glass members in order, it is necessary to adjust the softening point in a wide temperature range, and lead glass has been used in many PDPs because it is easy.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-238273
  • the flat display device of the present invention has a pair of glass substrates that contain silicon as a component and are arranged to face each other with a gap between them, and a sealing member that is arranged at the periphery of the glass substrate.
  • the sealing member is made of a material containing bismuth as a component, and an intermediate layer made of a material having a lower silicon content than the glass substrate is provided on the bonding surface between the glass substrate and the sealing member.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a PDP as a flat display device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a PDP as a flat display device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main structure of a PDP as a flat display device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part structure of a PDP as a flat display device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the main structure of a PDP as a flat display device in Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main structure of a PDP as a flat display device in Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main structure of a PDP in another example as a flat display device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the main structure of a PDP of another example as a flat display device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of a display device using electron-emitting devices as a flat display device in Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a main part structure of a display device using an electron-emitting device as a flat display device in a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the PDP
  • FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the PDP.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main structure of the PDP cut along line 3-3 in FIG.
  • the PDP is configured by arranging a pair of front substrate 1 and rear substrate 2 made of glass to face each other with a gap so as to form a discharge space 93 therebetween.
  • the front substrate 1 includes a scan electrode 5 and a sustain electrode that constitute display electrodes on the glass substrate 4.
  • a plurality of pairs 6 are formed in parallel with each other. These scanning electrode 5 and sustaining electrode 6 are usually energized with a transparent conductive film such as ITO Nessa (SnO) and the transparent conductive film.
  • a transparent conductive film such as ITO Nessa (SnO) and the transparent conductive film.
  • a dielectric layer 7 is formed over almost the entire surface of the glass substrate 4 so as to cover the scan electrodes 5 and the sustain electrodes 6, and a protective layer 98 is formed on the dielectric layer 7. .
  • the dielectric layer 7 has a thickness of 30 ⁇ m to 50 ⁇ m
  • the protective layer 98 has a thickness of 0.5 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • a paste containing a dielectric glass powder is applied by a printing method and baked.
  • the materials used include bismuth-based materials (Bi_Zn_B_Si_O-based), zinc boric acid-based materials (Zn_B_Si-0), and lead-based materials (Pb-B-Si-O).
  • the protective layer 98 is for protecting the dielectric layer 7 from damage due to electric discharge, and is composed of a polycrystalline MgO (magnesium oxide) film having excellent sputter resistance.
  • the film is formed by a general thin film formation method such as an electron beam evaporation method, a CVD method, or a sputtering method.
  • a black light shielding layer 9 is formed between the display electrodes composed of the scanning electrodes 5 and the sustain electrodes 6.
  • the back substrate 2 is provided with a plurality of data electrodes 12 covered with an insulating layer 11 on a glass substrate 90.
  • a grid-like or stripe-like partition wall 13 is provided to partition the discharge space 93 so that a plurality of discharge cells are formed.
  • the thickness of the insulator layer 11 is 5111 to 20111.
  • the insulator layer 11 is formed by the same material and the same process as the dielectric layer 7 on the front substrate 1 side.
  • phosphor layers 14 of three colors (red, green, and blue) for color display are formed between the barrier ribs 13 on the surface of the insulating layer 11 and the side surfaces of the barrier ribs 13.
  • the discharge electrodes 93 and the data electrodes 12 are disposed to face each other so that the stray electrodes 5 and the sustain electrodes 6 and the data electrodes 12 are orthogonal to each other. Then, the discharge space 93 is sealed by the sealing member 16 formed in the peripheral portion 15 of the front substrate 1 and the rear substrate 2, and a mixed gas of, for example, neon (Ne) and xenon (Xe) is released as the discharge gas. It is enclosed in electrical space 93. In this way, the PDP is configured.
  • the discharge space 93 is sealed by the sealing member 16 as follows. First, bismuth
  • a paste is prepared by kneading glass frit powder containing (Bi) as a main component, resin and solvent. This paste is applied to the peripheral portion 15 of the back substrate 2 or the front substrate 1 by screen printing or injection. Then, after heating to such an extent that the resin component can be removed, the front substrate 1 and the back substrate 2 are overlapped and heated to a temperature at which the glass powder softens and bonded.
  • the resin used in the paste for forming the sealing member 16 is acrylic resin, ethyl cellulose, nitrocellulose, or the like, and isoamyl acetate, terpineol, or the like is used as the solvent.
  • the Bi content in the Bi-containing sealing member 16 is 50 to 80 wtt because of the limitation of the process that the previously formed member is not affected as described above. It is desirable to set to / o .
  • the sealing member 16 also contains silicon (Si) and oxygen (O) in order to maintain the properties of the glass.
  • boron (B), zinc (Zn), Elements such as aluminum (A1) are mixed as appropriate.
  • glass or ceramics having a high soft spot composed of an Al—Si—MgO-based material called a filler within a range of 5 to 20 wt% by weight is used. Powder is also mixed.
  • the glass substrate 4, 90 of the front substrate 1 and the back substrate 2 and the bonding surface between the sealing member 16 are made of silicon from the glass substrate 4, 90.
  • An intermediate layer made of a material with low content is provided. That is, as shown in FIG. 3, on the bonding surface between the glass substrate 4 and the sealing member 16 of the front substrate 1, a dielectric layer 7 made of low-melting glass as an intermediate layer and a protective layer 98 made of crystalline oxide film force. And exist.
  • an insulating layer 11 made of low-melting glass exists as an intermediate layer on the bonding surface between the glass substrate 90 and the sealing member 16 of the back substrate 2. That is, the intermediate layer is formed on the entire surface of the glass substrates 4 and 90.
  • the present inventors produced a PDP according to Embodiment 1 of the present invention having the above-described configuration and a comparative PDP in which the sealing member 16 is in direct contact with the glass substrates 4 and 90. Then, after packing these PDPs, a drop impact test was conducted to drop them and cover the impact. The number of test samples was 30 or more in each PDP. As a result of this drop impact test, the PDP in Embodiment 1 of the present invention showed no abnormality in the sealing member 16. However, some comparative PDPs had cracks at the interface between the sealing member 16 and the glass substrates 4 and 90.
  • the inventors of the present invention used the sealing member 16 and the glass substrate 4 for the PDP in Embodiment 1 of the present invention and the comparative PDP.
  • the cross section near the interface with 90 was observed with a transmission electron microscope (TEM).
  • the inventors analyzed the composition in the sealing member 16 by an energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) method.
  • EDS energy dispersive X-ray spectroscopy
  • Si does not diffuse into the sealing member 16 at the interface between the sealing member 16 and the protective layer 98, and the PDP insulates from the sealing member 16 At the interface with the body layer 11, it was reduced to about lOnm.
  • Si contained in the glass substrates 4 and 90 in the sealing member 16 is in the region from the interface between both the glass substrates 4 and 90 and the sealing member 16 to lOOnm. It was found that it diffused inward.
  • This factor is considered to be the reason why the strength of the sealing member 16 is reduced in the comparative PDP as follows. That is, when the diffusion of Si into the sealing member 16 containing Bi increases, the hardness of the sealing member 16 tends to increase. Therefore, in the comparative PDP in which the Si content near the interface is large, it is assumed that the sealing member 16 near the interface becomes hard and brittle. That is, in order to increase the reliability of the sealing member 16 containing Bi, it is important to prevent the diffusion of Si into the sealing member 16.
  • the protective layer 98 serving as an intermediate layer having a low Si content may be added with Si as a dopant in order to control the electron emission characteristics of MgO. Although there is at most 1% or less. Therefore, since the protective layer 98 is a layer having a low Si content, Si does not diffuse from the protective layer 98 into the sealing member 16. Similarly, since the insulator layer 11 is a glass material, it contains Si, but the Si content is usually a glass substrate whose main component is Si (usually within a range of 20 to 30 wt%). Since the content is less than half of 4, 90, it is considered that the diffusion into the sealing member 16 is small.
  • the insulator layer 11 has a thickness of 5 to 20 xm
  • the protective layer 98 has a thickness of 0.5 ⁇ m to 2 ⁇ m. I think it was hot.
  • the material constituting the PDP is diverted as an intermediate layer that prevents Si from diffusing into the bonding interface between the sealing member 16 and the glass substrates 4 and 90, and the process of providing a separate intermediate layer is included. It is possible to realize the simplification of the manufacturing process without need.
  • an intermediate layer made of a material having a lower silicon content than the glass substrates 4 and 90 may be separately provided on the joint surface between the glass substrates 4 and 90 and the sealing member 16. From the above analysis results, the thickness needs to be 0.1 lxm (100 nm) or more.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main structure of the PDP as the flat display device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the PDP in the second embodiment is different from the PDP in the first embodiment in that the protective layer 98 is not formed in the peripheral portion 15 where the sealing member 16 is formed, as shown in FIG.
  • the dielectric layer 7 is present as an intermediate layer on the bonding surface between the glass substrate 4 and the sealing member 16 of the front substrate 1, and the bonding surface between the glass substrate 90 and the sealing member 16 on the rear substrate 2 is present. Is a structure in which the insulator layer 11 exists as an intermediate layer.
  • the force for examining the diffusion state of Si into the sealing member 16 at both interfaces between the sealing member 16 and the dielectric layer 7 and the insulator layer 11 is 10 nm or less. Met.
  • the dielectric layer 7 since it is a glass material, the force of containing Si, the content of Si is usually less than half the content of a glass substrate containing Si as a main component, so It seems that there was little diffusion. As shown in FIG.
  • the dielectric layer 7 and the insulating layer 11 may be formed in multiple layers having different material compositions, in which case the sealing member The closer to 16, the more effective it is to reduce the Si content. With such a configuration, it is possible to further provide a flat display device with high sealing portion strength and excellent reliability.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main structure of a PDP as a flat display device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the PDP in the third embodiment is different from the PDP in the first embodiment in that the protective layer 98 and the insulator layer 11 are not formed in the peripheral portion 15 where the sealing member 16 is formed, as shown in FIG. It is.
  • the dielectric layer 7 is present as an intermediate layer on the joint surface between the glass substrate 4 and the sealing member 16 of the front substrate 1. That is, the intermediate layer is formed on at least one of the two joint surfaces of the glass substrates 4 and 90 with the sealing member 16.
  • Embodiment 3 of the present invention was also inferior to the panel in Embodiment 1 as a result of a drop strength test similar to that in Embodiment 1.
  • the results corresponded to a situation where defects occurred at a rate of about 1 or 2 units per 10,000 units in the actual transportation test, and there was no problem in practical use.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the main structure of the PDP as the flat display device in the fourth embodiment of the present invention.
  • the difference between the PDP in the fourth embodiment and the PDP in the first embodiment is that 50% of the area where the sealing member 16 is formed on the glass substrates 4 and 90 in the peripheral portion 15 where the sealing member 16 is formed.
  • the dielectric layer 7, the insulator layer 11, and the sealing member 16 are formed so that the dielectric layer 7 and the insulator layer 11 as intermediate layers exist.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the main structure of a PDP of another example as a flat display device in Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the main structure of another example of the PDP cut along line 8-8 in FIG. It should be noted that the stray electrode 5, the sustain electrode 6, and the light shielding layer 9 The illustration is omitted.
  • another example of the PDP is characterized in that the peripheral portion 15 that forms the sealing member 16 has an area 50 where the sealing member 16 on the glass substrate 4 is formed.
  • the dielectric layer 7 and the sealing member 16 are formed so that the dielectric layer 7 as an intermediate layer exists in an amount of at least%.
  • the protective layer 98 as an intermediate layer is also formed in the region where the sealing member 16 on the glass substrate 4 is formed.
  • the characteristics of the PDP in another example are as follows. That is, the dielectric layer 7, the insulator layer 11, and the sealing member 16 are formed so that the dielectric layer 7 and the insulator layer 11 as intermediate layers exist in 50% or more. Further, the protective layer 98 as an intermediate layer is also formed in the region where the sealing member 16 on the glass substrate 4 is formed.
  • the dielectric layer 7, the insulating layer 11, and the sealing member 16 formed between the glass substrates 4 and 90 have adhesion strength of a level that is not problematic. I understood that That is, as a result of the same drop strength test as in the first embodiment, a practically satisfactory adhesion strength was obtained in an actual transport test.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the appearance of a display device using electron-emitting devices.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the main structure of the display device using the electron-emitting device cut along line 10-10 in FIG.
  • a front substrate 21 and a rear substrate 22 made of glass are arranged to face each other so as to form a vacuum space 23 therebetween. It is made up of things.
  • the front substrate 21 is formed on the glass substrate 24 with ITO Nessa (SnO).
  • the anode electrode 25 and the phosphor layer 26 made of a transparent conductive film such as 2 are sequentially laminated.
  • the back substrate 22 is provided with a cathode electrode 28 made of a metal thin film on a glass substrate 27.
  • An electron-emitting device array 29 (in this case, an example using a Spindt type cold cathode) is formed thereon.
  • These front substrate 21 and rear substrate 22 are disposed opposite to each other and bonded together by a sealing portion 31 formed in the peripheral portion 30 of the panel. It is.
  • the sealing portion 31 is provided with a frame 32 made of a glass base material having the same characteristics as the glass substrate in order to secure the distance (up to several mm) between the front substrate 21 and the rear substrate 22. Between the glass substrates 24 and 27, a sealing member 33 containing Bi is formed.
  • At least the thickness between the glass substrates 24 and 27 and the sealing member 33 is made of a low melting point glass having a lower Si content than the glass substrates 24 and 27.
  • An intermediate layer 34 of 0.1 ⁇ m or more is formed.
  • a display device using an electron-emitting device without the intermediate layer 34 as shown in FIG. 9 was produced. Then, a drop strength test similar to that of Embodiment 1 was performed, and in the comparative example, a leak occurred due to a crack entering the interface portion between the sealing member 33 and the glass substrate 24 or the glass substrate 27. . However, the display device using the electron-emitting device as the flat display device according to the fifth embodiment of the present invention did not leak.
  • cold cathode system and the structure of the display device are not limited to those described above, and may include a dull electrode.
  • the flat display device of the present invention can provide a flat display device with high reliability with a strong sealing portion.
  • the present invention is useful for improving the reliability of a flat display device.

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Abstract

 間隙をあけて対向配置されかつ成分としてシリコンを含む1対のガラス基板と、この1対のガラス基板の周辺部に配置した封止部材とを有し、封止部材は成分としてビスマスを含む材料により構成され、かつガラス基板と封止部材との接合面にガラス基板よりシリコンの含有量が少ない材料からなる中間層である保護層、絶縁体層を設けた。これにより、封止部分の強度が強く、信頼性に優れた平面型表示装置を提供できる。

Description

明 細 書
平面型表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、電界放出ディスプレイ(以下、「FED」と略記する)やプラズマディスプレ ィパネル (以下、「PDP」と略記する)に代表される平面型表示装置に関する。
背景技術
[0002] ガラス、セラミックス、金属などの無機素材を接着する材料として、フリットガラスが使 用されている。中でも 2枚のガラス基板を貼り合わせてパネルを構成する FEDや PD Pの場合は、パネル内部が減圧もしくは高真空に保たれるため、封止部材としてのフ リットガラスに強固な付着強度が要求される。これらの平面型表示装置において、フリ ットガラスはパネルの周辺部を封止し、外気がパネル内に侵入するのを防ぐ役割を担 つている。このフリットガラスの付着強度が弱いと、輸送時の振動や落下衝撃などで、 フリットガラスとガラス基板との界面に亀裂が入り、大気がパネル内に侵入してパネル の一部が点灯しなくなったり、ひどい場合は全く点灯しなくなったりする。パネル内を 高真空にしている FEDの場合は、後者になる場合が多い。
[0003] 以下、 PDPを例にして、説明する。 PDPは、前面基板と背面基板とで構成されてい る。前面基板は、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。
[0004] 一方、背面基板は、同じくガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ 状のデータ電極と、データ電極を覆う絶縁体層と、絶縁体層上に形成されかつ複数 の放電セルが形成されるように放電空間を仕切る隔壁と、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。
[0005] 前面基板と背面基板とは、その電極形成面側を対向させてその周囲を封止部材に よって気密封止するとともに、隔壁によって仕切られた放電空間に Ne— Xeの放電ガ スを 53kPa〜80kPa (400Torr〜600Torr)の圧力で封入することによりパネルが 構成されている。
[0006] このような構造の 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 つて放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色の蛍光体層を励起して赤色 、緑色、青色の発光を行うことによりカラー画像表示を実現している。
[0007] この PDPを構成する部材には、主として低融点ガラスが多く使用されており、これら 部材の形成には印刷、焼成プロセスの繰り返しにより行われる。このような印刷、焼成 の繰り返しによる製造プロセスであるが故に、後の工程で形成される部材になればな るほど、使用される低融点ガラスの軟ィ匕点は、先に形成されるものよりも低くなるように 調整されている。このように複数の低融点ガラスの部材を順に形成する場合、広い温 度範囲で軟化点の調整が必要になり、これが容易であるという理由から、鉛ガラスが PDPには多く使用されてきた。
[0008] しかし、近年、人体に対する鉛の毒性や環境汚染が問題視されるようになり、鉛ガラ スに代わる材料の検討がなされている。 PDPのプロセスの最後に使用される封止部 材としてのフリットガラスは、最も軟化点が低いため、鉛含有量も多ぐ鉛ガラスを使用 しないフリットガラスの開発が急務である。鉛を使用しないフリットガラス材料としては、 ビスマス(Bi)を主成分とするものが提案されてレ、る(特許文献 1)。
[0009] し力 ながら、ビスマス(Bi)を主成分とするフリットガラスを PDPの封止部材として使 用した場合、落下衝撃試験にぉレ、て封止部材とガラス基板との界面部分にクラックが 入りやすレ、とレ、う課題が生じてレ、た。
特許文献 1 :特開 2004— 238273号公報
発明の開示
[0010] 本発明の平面型表示装置は、成分としてシリコンを含むとともに間隙をあけて対向 配置された 1対のガラス基板と、このガラス基板の周辺部に配置した封止部材とを有 している。そして、封止部材は成分としてビスマスを含む材料により構成され、かつガ ラス基板と封止部材との接合面にガラス基板よりシリコンの含有量が少ない材料から なる中間層を設けたことを特徴とする。
[0011] このような構成により、封止部分の強度が強ぐ信頼性に優れた平面型表示装置を 提供できる。 図面の簡単な説明
[0012] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1における平面型表示装置としての PDPの構造を 示す斜視図である。
[図 2]図 2は本発明の実施の形態 1における平面型表示装置としての PDPの外観を 示す斜視図である。
[図 3]図 3は本発明の実施の形態 1における平面型表示装置としての PDPの要部構 造を示す断面図である。
[図 4]図 4は本発明の実施の形態 2における平面型表示装置としての PDPの要部構 造を示す断面図である。
[図 5]図 5は本発明の実施の形態 3における平面型表示装置としての PDPの要部構 造を示す断面図である。
[図 6]図 6は本発明の実施の形態 4における平面型表示装置としての PDPの要部構 造を示す断面図である。
[図 7]図 7は本発明の実施の形態 4における平面型表示装置としての他の例の PDP の要部構造を示す断面図である。
[図 8]図 8は本発明の実施の形態 4における平面型表示装置としての他の例の PDP の要部構造を示す断面図である。
[図 9]図 9は本発明の実施の形態 5における平面型表示装置としての電子放出素子 を用いたディスプレイ装置の外観を示す斜視図である。
[図 10]図 10は本発明の実施の形態 5における平面型表示装置としての電子放出素 子を用いたディスプレイ装置の要部構造を示す断面図である。
符号の説明
[0013] 1 , 21 前面基板
2, 22 背面基板
4, 24, 27, 90 ガラス基板
5 走査電極
6 維持電極
7 誘電体層 9 遮光層
11 絶縁体層
12 データ電極
13 隔壁
14, 26 蛍光体層
15, 30 周辺部
16, 33 封止部材
25 陽極用電極
28 陰極用電極
29 電子放出素子アレイ
31 封着部
32 フレーム
34 中間層
93 放電空間
98 保護層
発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
[0015] (実施の形態 1)
以下、本発明の実施の形態 1における平面型表示装置について、図 1〜図 3を用 いて説明する。まず、本発明の実施の形態 1として、 PDPを例に説明する。
[0016] 図 1は PDPの構造を示す斜視図であり、図 2は PDPの外観を示す斜視図である。
また、図 3は図 2の線 3— 3で切断した PDPの要部構造を示す断面図である。図 1に 示すように、 PDPは、ガラスからなる 1対の前面基板 1と背面基板 2とをその間に放電 空間 93を形成するように間隙をあけて対向配置することにより構成されている。
[0017] まず、前面基板 1は、ガラス基板 4上に表示電極を構成する走査電極 5と維持電極
6とが互いに平行に対をなして複数形成されている。これらの走査電極 5および維持 電極 6は、通常 ITOゃネサ(Sn〇)などの透明導電膜と、この透明導電膜に通電す
2
るための銀からなるバス電極膜や Cr/Cu/Crの 3層構造からなるバス電極膜とを組 み合わせることにより構成されてレヽる。
[0018] そして、これらの走査電極 5および維持電極 6を覆うようにガラス基板 4のほぼ全面 にわたつて誘電体層 7が形成され、誘電体層 7上には保護層 98が形成されている。 ここで、通常、誘電体層 7の厚みは 30 μ m〜50 μ mであり、保護層 98の厚みは 0. 5 μ m〜2 x mである。誘電体層 7の形成方法として、例えば、誘電体用ガラス粉末を 含むペーストを印刷法により塗布し、焼成することによって形成されている。使用され る材料としては、ビスマス系材料(Bi_Zn_B_Si_〇系)や亜鉛硼酸系(Zn_B_ Si— 0)、鉛系材料 (Pb— B— Si— O)などが用いられる。保護層 98は、放電による 損傷から誘電体層 7を保護するためのもので、対スパッタ性に優れた多結晶 MgO ( 酸化マグネシウム)膜で構成される。そして、電子ビーム蒸着法や CVD法、スパッタ 法など一般的な薄膜形成手法により形成されている。
[0019] また、前面基板 1において、走查電極 5と維持電極 6からなる表示電極間には、黒 色の遮光層 9が形成されている。
[0020] 次に、背面基板 2について説明する。背面基板 2は、ガラス基板 90上に絶縁体層 1 1で覆われた複数のデータ電極 12が設けられている。そのガラス基板 90上にほぼ全 面にわたって形成された絶縁体層 11上には、複数の放電セルが形成されるように放 電空間 93を仕切るための井桁状、あるいはストライプ状の隔壁 13が設けられている 。ここで、絶縁体層11の厚みは5 111〜20 111でぁる。絶縁体層 11は、前面基板 1 側の誘電体層 7と同様な材料および同様なプロセスにより形成される。また、隔壁 13 間において、絶縁体層 11の表面および隔壁 13の側面には、カラー表示のための 3 色(赤、緑、青)の蛍光体層 14が形成されている。
[0021] このような前面基板 1と背面基板 2において、走查電極 5および維持電極 6とデータ 電極 12とが互いに直交するように、放電空間 93を設けて対向配置されている。そし て、前面基板 1と背面基板 2の周辺部 15に形成した封止部材 16によって、放電空間 93が封止され、放電ガスとして、例えばネオン(Ne)とキセノン (Xe)の混合ガスが放 電空間 93に封入されている。このようにして PDPが構成されている。
[0022] ここで、封止部材 16による放電空間 93の封止は次のようにして行う。まず、ビスマス
(Bi)を主成分とするガラスフリット粉末と樹脂と溶剤とを混練してペーストを作製し、そ のペーストをスクリーン印刷法もしくはインジェクション法により、背面基板 2もしくは前 面基板 1の周辺部 15に塗布する。その後、樹脂成分を除去できる程度に加熱した後 、前面基板 1と背面基板 2を重ね合わせ、ガラス粉末が軟化する温度に加熱して接合 する。
[0023] この封止部材 16を形成するためのペーストに使用される樹脂は、アクリル樹脂、ェ チルセルロース、ニトロセルロースなどであり、溶剤としては酢酸イソァミル、ターピネ オールなどが使用される。
[0024] また、 Biを含有する封止部材 16における Bi含有量は、上述したように先に形成した 部材に影響を与えないというプロセスの制約上の理由から、 50〜80wt。/oに設定す るのが望ましい。なお、封止部材 16には、 Biの他にガラスの特性を維持するために シリコン(Si)や酸素(O)も含まれており、この他にもホウ素(B)、亜鉛 (Zn)、アルミ二 ゥム (A1)などの元素が適宜混合されている。また、封止部材 16にはそれ自身の強度 を高めるために、重量比で 5〜20wt%の範囲内でフィラーと呼ばれる Al— Si— Mg O系材料からなる軟ィ匕点の高いガラスやセラミックス粉末も混合されている。
[0025] ここで、本発明の実施の形態 1においては、前面基板 1および背面基板 2のガラス 基板 4、 90と、封止部材 16との接合面には、ガラス基板 4、 90よりシリコンの含有量が 少ない材料からなる中間層を設けている。すなわち、図 3に示すように、前面基板 1の ガラス基板 4と封止部材 16との接合面には、中間層として低融点ガラスからなる誘電 体層 7と結晶性酸化膜力 なる保護層 98とが存在している。また、背面基板 2のガラ ス基板 90と封止部材 16との接合面には、中間層として低融点ガラスからなる絶縁体 層 11が存在している。すなわち、中間層はガラス基板 4、 90上に全面にわたって形 成されている。
[0026] 次に、本発明の実施の形態 1における平面型表示装置としての PDPの作用効果に ついて説明する。
[0027] 本発明者らは、上記構成の本発明の実施の形態 1における PDPと、封止部材 16が 直接ガラス基板 4、 90に接した比較用の PDPとを作製した。そして、これらの PDPを 梱包した上で、これらを落下させて衝撃をカ卩える落下衝撃試験を実施した。なお、試 験サンプノレ数は、各 PDPにおいて、 30枚以上とした。 [0028] この落下衝撃試験を行った結果、本発明の実施の形態 1における PDPは、封止部 材 16に異常は見られなかった。しかし、比較用の PDPについては、封止部材 16とガ ラス基板 4、 90との界面部分にクラックが入っているものがあった。
[0029] そこで、上記の強度差を生じた原因を明らかにするため、本発明者らは、本発明の 実施の形態 1における PDPおよび比較用の PDPについて、封止部材 16とガラス基 板 4、 90との界面付近の断面を透過電子顕微鏡 (TEM)で観察した。また同時に、 本発明者らは、エネルギー分散型 X線分光 (EDS)法により封止部材 16中の組成分 析を行った。その結果、本発明の実施の形態 1における PDPにおいては、封止部材 16と保護層 98との界面では、封止部材 16中への Siの拡散は見られず、封止部材 1 6と絶縁体層 11との界面では lOnm程度におさまつていた。し力、し、比較用の PDPで は封止部材 16中にガラス基板 4、 90に含まれる Siが、ガラス基板 4、 90と封止部材 1 6の両方の界面から、 lOOnmまでの領域の内側に拡散していることが判明した。
[0030] このこと力 、比較用の PDPにおいて、封止部材 16の強度が低下した要因は以下 のように考えられる。すなわち、 Biを含有する封止部材 16への Siの拡散が多くなると 、封止部材 16の硬さが増す傾向がある。したがって、界面付近の Si含有量が多くな つた比較用の PDPでは、界面付近の封止部材 16が硬くなり、脆くなつたと推察され る。つまり、 Biを含有する封止部材 16の信頼性を高めるためには、封止部材 16中へ の Siの拡散を防ぐことが肝要である。
[0031] 本発明の実施の形態 1における PDPにおいて、 Siの含有量の少ない中間層として 働く保護層 98は、 Mg〇の電子放出特性を制御するためにドーパントとして Siが添カロ される場合があるものの、高々 1%以下である。したがって、保護層 98は、 Siの含有 量が少ない層であるため、保護層 98から封止部材 16に Siが拡散することはない。ま た、同じく絶縁体層 11においては、ガラス素材であるが故に、 Siを含有するが、 Siの 含有量は、通常 Siを主成分 (通常: 20〜30wt%の範囲内)とするガラス基板 4、 90 の半分以下の含有量で少ないため、封止部材 16中への拡散が少な力、つたものと思 われる。また、本発明の実施の形態 1における PDPでは、絶縁体層 11は 5〜20 x m 、保護層 98は 0. 5 μ m〜2 μ mの厚みであり、ある程度の厚みがあることも有効であ つたと考えられる。 [0032] このように本発明の実施の形態 1における PDPによれば、封止部の強度が強ぐ信 頼性に優れた平面型表示装置を提供できる。また、実施の形態 1では、封止部材 16 とガラス基板 4, 90の接合界面への Siの拡散を防ぐ中間層として PDPを構成する部 材を転用しており、別途中間層を設ける工程が不要で製造工程の簡略化を実現する こと力 Sできる。なお、ガラス基板 4, 90と封止部材 16との接合面にガラス基板 4, 90よ りシリコンの含有量が少ない材料からなる中間層を別途設けてもよぐこの場合は、中 間層の厚みは、上記分析結果より、 0. l x m (100nm)以上とすることが必要である
[0033] (実施の形態 2)
次に、本発明の実施の形態 2について説明する。
[0034] 図 4は、本発明の実施の形態 2における平面型表示装置としての PDPの要部構造 を示す断面図である。実施の形態 2における PDPが、実施の形態 1における PDPと 異なる点は、図 4に示すように、封止部材 16を形成する周辺部 15において保護層 9 8を形成しないことである。そして、前面基板 1のガラス基板 4と封止部材 16との接合 面には、中間層として誘電体層 7が存在し、背面基板 2のガラス基板 90と封止部材 1 6との接合面には、中間層として絶縁体層 11が存在する構成としたものである。
[0035] 本発明の実施の形態 2における PDPについても、実施の形態 1と同様の落下強度 試験を行った結果、封止部材 16に異常が見られたパネルはなかった。また、実施の 形態 1と同様、封止部材 16と誘電体層 7および絶縁体層 11との両界面について、封 止部材 16中への Siの拡散状況を調べた力 何れも 10nm以下の拡散であった。誘 電体層 7においては、ガラス素材であるため Siを含有する力 Siの含有量は、通常 Si を主成分とするガラス基板の半分以下の含有量で少ないため、封止部材 16中への 拡散が少なかったものと思われる。図 4に示すように、本発明の実施の形態 2による P DPの場合、誘電体層 7および絶縁体層 11は材料組成の異なるものを多層に形成し てもよく、その場合は封止部材 16に近いものほど、 Siの含有量を少なくするのがより 効果的である。このような構成により、さらに、封止部分の強度が強ぐ信頼性に優れ た平面型表示装置を提供できる。
[0036] (実施の形態 3) 図 5は、本発明の実施の形態 3における平面型表示装置としての PDPの要部構造 を示す断面図である。実施の形態 3における PDPが、実施の形態 1における PDPと 異なる点は、図 5に示すように、封止部材 16を形成する周辺部 15において保護層 9 8および絶縁体層 11を形成しないことである。そして、前面基板 1のガラス基板 4と封 止部材 16との接合面には、中間層として誘電体層 7が存在する構成としたものである 。すなわち、中間層は、ガラス基板 4、 90の封止部材 16との 2つの接合面のうちの少 なくとも一方に形成したものである。
[0037] 本発明の実施の形態 3における PDPについても、実施の形態 1と同様の落下強度 試験を行った結果、実施の形態 1のパネルに比べてやや劣っていた。しかし、その結 果は、実際の輸送テストにおいて、 1万台につき 1台または 2台程度の割合で不具合 が出る程度の状況に相当し、実用上は問題のないレベルであった。
[0038] (実施の形態 4)
図 6は、本発明の実施の形態 4における平面型表示装置としての PDPの要部構造 を示す断面図である。実施の形態 4における PDPが、実施の形態 1における PDPと 異なる点は、封止部材 16を形成する周辺部 15において、ガラス基板 4、 90上の封止 部材 16が形成される領域の 50%以上に、中間層としての誘電体層 7および絶縁体 層 11が存在するように、誘電体層 7、絶縁体層 11、封止部材 16を形成したことであ る。
[0039] 本発明の実施の形態 4における PDPについても、実施の形態 1と同様の落下強度 試験を行つた結果、封止部材 16を形成する周辺部 15の面積 (前面基板 1と背面基 板 2のそれぞれにおける面積の和)に対し、周辺部 15において誘電体層 7および絶 縁体層 11が形成される面積の合計が半分以上あれば、実際の輸送テストにおいて、 不具合がほとんど生じなかった。したがって、このような構成により、ガラス基板 4、 90 の間に形成された誘電体層 7、絶縁体層 11、封止部材 16には、問題のないレベル 以上の付着強度が得られたことがわかった。
[0040] 図 7は、本発明の実施の形態 4における平面型表示装置としての他の例の PDPの 要部構造を示す断面図である。また、図 8は、図 2の線 8— 8で切断した同じく他の例 の PDPの要部構造を示す断面図である。なお、走查電極 5、維持電極 6、遮光層 9に ついては図示を省略している。図 7に示すように、他の例の PDPの特徴は、封止部 材 16を形成する周辺部 15におレ、て、ガラス基板 4上の封止部材 16が形成される領 域の 50%以上に、中間層としての誘電体層 7が存在するように、誘電体層 7、封止部 材 16を形成したことである。そして、さらに中間層としての保護層 98も、ガラス基板 4 上の封止部材 16が形成される領域に形成したことである。
[0041] また、他の例の PDPの特徴は、図 2の線 8 _8で切断した断面である図 8に示すよう に、ガラス基板 4、 90上の封止部材 16が形成される領域の 50%以上に、中間層とし ての誘電体層 7および絶縁体層 11が存在するように、誘電体層 7、絶縁体層 11、封 止部材 16を形成したことである。そして、さらに中間層としての保護層 98もガラス基 板 4上の封止部材 16が形成される領域に形成したことである。
[0042] このような構造を有することにより、ガラス基板 4、 90の間に形成された誘電体層 7、 絶縁体層 11、封止部材 16には、問題のないレベル以上の付着強度が得られること がわかった。すなわち、実施の形態 1と同様の落下強度試験を行った結果、実際の 輸送テストにおいて、実用上は問題のないレベルの付着強度が得られた。
[0043] (実施の形態 5)
以下、本発明の実施の形態 5における平面型表示装置として、電子放出素子を用 いたディスプレイ装置を例に説明する。図 9は電子放出素子を用いたディスプレイ装 置の外観を示す斜視図である。また、図 10は図 9の線 10— 10で切断した電子放出 素子を用いたディスプレイ装置の要部構造を示す断面図である。
[0044] 図 9、図 10に示すように、電子放出素子を用いたディスプレイ装置は、ガラス製の 前面基板 21と背面基板 22とを、その間に真空空間 23を形成するように対向配置す ることにより構成されてレ、る。前面基板 21は、ガラス基板 24上に ITOゃネサ(SnO )
2 などの透明導電膜で構成される陽極用電極 25および蛍光体層 26を順次積層してレ、 る。
[0045] 一方、背面基板 22は、ガラス基板 27上に金属薄膜で構成される陰極用電極 28が 設けられている。そして、その上に電子放出素子アレイ 29 (この場合はスピントタイプ の冷陰極を使用した例を示す)が形成されている。これらの前面基板 21、背面基板 2 2は、パネルの周辺部 30に形成した封着部 31によって、対向配置されて貼り合わさ れている。ここで、封着部 31は、前面基板 21と背面基板 22との距離(〜数 mm)を確 保するためにガラス基板と同じ特性をもつガラス基材からなるフレーム 32を配置し、こ れとガラス基板 24、 27の間に、 Biを含有する封止部材 33が形成されている。
[0046] 但し、電子放出素子を用いたディスプレイ装置には、少なくともガラス基板 24、 27と 封止部材 33の間には、 Siの含有量がガラス基板 24、 27より少ない低融点ガラスから なる厚み 0. 1 μ m以上の中間層 34が形成されてレ、る。
[0047] ここで、比較のために、図 9に示すような中間層 34がない電子放出素子を用いたデ イスプレイ装置を作製した。そして、実施の形態 1と同様の落下強度試験を行ったとこ ろ、比較例では封止部材 33とガラス基板 24あるいはガラス基板 27との界面部分にク ラックが入ってリークしたものが見られた。しかし、本発明の実施の形態 5における平 面型表示装置としての電子放出素子を用いたディスプレイ装置は、リークしたものが 発生しなかった。
[0048] また、フレーム 32と封止部材 33との間に、中間層 34を形成しても封着部 31の強度 をより高めることができた。
[0049] なお、冷陰極の方式やディスプレイ装置の構造は上述したものに限られるわけでは なぐダリッド電極を備えたものであつてもよい。
[0050] 以上のように本発明の平面型表示装置は、封止部分の強度が強ぐ信頼性の高い 平面型表示装置を提供することができる。
産業上の利用可能性
[0051] 以上のように本発明は、平面型表示装置の信頼性を高める上で有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 成分としてシリコンを含むとともに間隙をあけて対向配置された 1対のガラス基板と、 前記 1対のガラス基板の周辺部に配置した封止部材とを有し、
前記封止部材は成分としてビスマスを含む材料により構成され、かつ前記ガラス基板 と前記封止部材との接合面に前記ガラス基板よりシリコンの含有量が少ない材料から なる中間層を設けたことを特徴とする平面型表示装置。
[2] 表示電極を形成したガラス基板上に前記表示電極を覆うように誘電体層を形成する とともに前記誘電体層上に保護層を形成した前面基板と、
前記前面基板に対向配置されかつ前記ガラス基板と 1対となるガラス基板上に絶縁 体層に覆われたデータ電極を形成した背面基板と、
前記前面基板および前記背面基板の周辺部を封止する封止部材とを有し、 前記封止部材は成分としてビスマスを含む材料により構成され、かつ前記ガラス基板 と前記封止部材との接合面に前記ガラス基板よりシリコンの含有量が少ない材料から なる中間層を存在させたことを特徴とする平面型表示装置。
[3] 前記中間層の厚みが 0. 1 μ m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 平面型表示装置。
[4] 前記中間層を前記ガラス基板上に全面にわたって形成したことを特徴とする請求項
1または 2に記載の平面型表示装置。
[5] 前記ガラス基板上の前記封止部材が形成される領域の 50。/o以上に前記中間層を設 けたことを特徴とする請求項 1または 2に記載の平面型表示装置。
[6] 前記中間層は低融点ガラスまたは結晶性酸化膜であることを特徴とする請求項 1また は 2に記載の平面型表示装置。
[7] 前記中間層は低融点ガラスからなり、かつシリコンの含有量が前記ガラス基板の半分 以下であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の平面型表示装置。
[8] 前記封止部材はビスマスを主成分とするものであることを特徴とする請求項 1または 2 に記載の平面型表示装置。
[9] 前記中間層は、前記 1対のガラス基板と封止部材との 2つの接合面のうちの少なくと も一方に形成されていることを特徴とする請求項 1または 2に記載の平面型表示装置 前記中間層は、前記前面基板の前記誘電体層または前記保護層であることを特徴と する請求項 2に記載の平面型表示装置。
前記中間層は、前記背面基板の前記絶縁体層であることを特徴とする請求項 2に記 載の平面型表示装置。
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