(57)【要約】【課題】排気管を封着する封着材に鉛を含有しない低融点ガラスを用い、表示品質に優れて高信頼性を確保したＰＤＰを実現する。【解決手段】前面板２２と背面板２３とを対向させ、フリットガラスで形成した封着材となるタブレット３２を介して背面板２３に設けた細孔３０の近傍に管状の排気管２１の一方の側を配置するとともに、両基板の周囲および排気管２１を封着材３１で封着して放電空間１４を形成し、排気管２１により放電空間１４を排気して放電空間１４に放電ガスを封入したＰＤＰであって、背面板２３と排気管２１とを鉛を含まない非晶質フリットガラスよりなるタブレット３２を溶融させた接合部により接合し、接合部に働く応力が背面板２３の方向と排気管２１の方向とに向けた引っ張り張力である構成とする。【選択図】図２
2010045042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面板と背面板とを対向させ、フリットガラスで形成した封着材となるタブレットを介して前記背面板に設けた細孔の近傍に管状の排気管の一方の側を配置するとともに、両基板の周囲および前記排気管を前記封着材で封着して放電空間を形成し、前記排気管により前記放電空間を排気して前記放電空間に放電ガスを封入したプラズマディスプレイパネルであって、
前記背面板と前記排気管とを鉛を含まない非晶質フリットガラスよりなるタブレットを溶融させた接合部により接合し、前記接合部に働く応力が前記背面板の方向と前記排気管の方向とに向けた引っ張り張力であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記排気管が鉛を含まない材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型テレビジョンや公衆表示等に用いる平板型の表示装置であるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）に関し、さらに詳しくは形成される放電空間を排気するとともに放電ガスを封入するための排気管を備えたＰＤＰに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰ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ジョン受像機や大型公衆表示装置等に向けて製品化が進み、１００インチを越える製品も計画されている。特に、テレビジョン受像機向けのＰＤＰでは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のフルスペックのハイビジョンヘの適用が進んでいる。
【０００３】
基本的に、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珪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。一方、背面板は、排気および放電ガス封入（導入ともいう）用の細孔を設けたガラス基板と、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（データ電極ともいう）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。
【０００４】
前面板と背面板とは、その電極形成面側を対向させてその周囲と、排気および放電ガス導入用の排気管とが封着材によって気密封着され、隔壁で仕切られた放電空間の排気と放電ガス（Ｎｅ−Ｘｅの場合、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力）の封入が排気管を通して行われ、排気管を適当部分で局部的に加熱溶融（チップオフ）して気密封止する作業が行われている。完成した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。
【０００５】
上述したＰＤＰの誘電体層や前面板と背面板の周囲および排気管の封着に用いる封着材には一般に酸化鉛を主成分とする低融点ガラス（フリットガラスともいう）が用いられている。フリットガラスには加熱しても結晶化せず非晶質の特性を残す非晶質系フリットガラスと、加熱により結晶化する結晶化フリットガラスがある。それぞれの材料に長短があり、製造工程とのマッチングを考慮して選択されることが多い。前面板と背面板の周囲の封着には、フリットガラスとフィラーを混合して有機溶剤で混練したペースト状の封着材を用い、厚膜印刷、インクジェットやディスペンサーを備えた塗布装置を用いて、前面板および背面板の少なくともどちらか一方の周囲の所定の位置に封着材を配置形成し、前面板および背面板を対向配置して組み立てる以前に予めフリットガラスが溶融（軟化）しない所定の温度で仮焼成を行っている。一方、排気管の封着には、前面板と背面板の周囲の封着の場合と同じようにフリットガラスとフィラーを混合して溶剤で混練した材料で、型を用いて図６に斜視図で示すように中心部に空孔３３を有した形状に成形し、溶剤を蒸発させるのに必要な温度で加熱焼成して焼結固化形成したタブレット３２と称する封着材を用いている。
【０００６】
そして、近年の環境問題への配慮からＰＤＰにおいても鉛成分を含まない「鉛フリー」、「鉛レス」と称する非鉛系の材料を用いることが求められている。封着材としては、鉛成分を含まない燐酸系（燐酸−酸化錫系等）の封着材や、酸化ビスマス系の封着材の例が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照、２回以上ＮＧが発生した排気ヘッドは、搭載禁止にして、調整）。しかし、非鉛の封着材として提案された燐酸−酸化錫系の低融点ガラスを主体とする封着材では、従来から用いられてきた酸化鉛系の封着材に比べて耐水性に劣るところがあり、ＰＤＰの気密性を十分に保持することが難しいという課題が残るため、酸化ビスマス系の封着材が非鉛の材料として注目されている。そして、この酸化ビスマス系のフリットガラスを主体とする非鉛の封着材は、仮焼成後に従来の鉛を含む非晶質フリットには見られない軟化点が高くなる傾向がある。さらに、焼成温度を高くすると結晶化する特徴もある。また、従来の排気管には、比較的軟化点が低くて封止工程の作業性に優れる鉛を含有した硼珪酸系のガラスで形成されたものを用いているが、環境の面から硼珪酸系の非鉛ガラスを用いる方向に変化してきている。
【０００７】
図７は前面板と背面板の周囲および排気管を封着材で封着する手順の概略を説明する断面図である。図７（ａ）において、まず、厚膜印刷、インクジェットやディスペンサーを備えた塗布装置を用いて、前面板２２と背面板２３のそれぞれの周囲の所定の位置にそれぞれ封着材３１ａ、３１ｂを配置形成し、前面板２２の表示電極と背面板２３のデータ電極を直交させて所定の位置でアラインメントしてから固定治具（図示せず）で押さえて固定する。次いで、背面板２３のコーナ部の所定の位置に設けた排気用の細孔３０の中心とタブレット３２の中央部の空孔３３部の中心を合わせて載置し、排気管２１の一方の端部の開口部の中心と排気用の細孔３０の中心とが略一致するようにアラインメントして組み立て、それぞれの中心がずれないように別の固定治具（図示せず）で押さえて固定する。最後に組み立て治具で固定した前面板２２、背面板２３、排気管２１のそれぞれの封着材料を加熱昇温して溶融させた後に冷却して固化させ、封着を行っている。なお、図７（ａ）には排気管の封着される側の端部が下にあり、排気装置に接続される側の端部が上にある配置を示しているが、この配置の場合、排気装置と排気管を接続する配管を曲げる必要があって配管が長くなるため、排気装置と排気管との接続が直結で短くできる図７（ａ）に示す配置とは排気管の上下が逆転した排気管の排気装置に接続される側の他方の端部が下を向いた図７（ｂ）に示した配置で封着処理を行うこともある。
【０００８】
そして、上述したように前面板２２、背面板２３の周縁部に封着材を配置し、また、背面板２３のコーナ部の所定の位置に設けた排気用の細孔３０の周縁部を排気管２１の拡広した端部で覆うようにタブレット３２を配置して加熱焼成して、封着すると図８の排気管部の拡大断面図で示すような封着済みの状態になり、封着されていない排気管２１の他方の端部に排気管ヘッドを接続し、排気、放電ガス導入、排気管封止の各工程に移る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１８２５８４号公報
【特許文献２】特開２００３−０９５６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２それぞれの材料に注目すると、これらの各要素部品は非鉛の材料を用いる点だけが共通しているのみで、これらの３種類の要素部品はそれぞれ異なる材料で形成されており、各要素部品の物理的特性もそれぞれ異なっている。特に、各要素部材の熱膨張係数が異なると、封着部の周辺に、例えば、図８中のＢ部で示すようにリング状に応力に起因する歪みが発生し、封着部にクラック破損が発生したり、封着部の気密性能が低下しリーク不良に至ったりするという問題が生じていた。
【００１１】
また、酸化ビスマス系のフリットガラスを主体とする非鉛の封着材は、仮焼成後に軟化点が高くなる傾向があって、封着処理の温度を高く設定する必要がある。封着処理の温度が高いことにより、応力に起因する歪みの発生がより顕著になり、製造工程における不良発生の頻度が増加することも問題であった。
【００１２】
さらに、上述の３種類の要素部品のうちで、背面板２３に用いるガラス基板と排気管２１は熱膨張係数等の特性を合わせやすいが、封着用のタブレット３２に用いるフリットガラスは低融点ガラスであるため、背面板２３や排気管２１を形成する材料と熱膨張係数等の特性を合わせることが難しく、フリットガラスを選定してマッチングを検討するだけでなく、特性を考慮して封着処理の温度、時間、昇温速度、冷却速度等を制御して、熱膨張係数等の特性の差による封着部の破損やリーク不良の発生を避けるための処理条件を確定する多くの実験が必要で、多大な時間と費用を要していた。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、前面板、背面板用のガラス基板、排気管、封着材の全ての部材に非鉛の材料を用いても、封着部が破損したり封着部の気密が悪化したりすることがなく、高信頼性を確保して高品質で、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、フリットガラスで形成した封着材となるタブレットを介して前記背面板に設けた細孔の近傍に管状の排気管の一方の側を配置するとともに、両基板の周囲および前記排気管を前記封着材で放電空間を形成し、排気管により放電空間を排気して放電空間に放電ガスを封入したＰＤＰであって、背面板と排気管とを鉛を含まない非晶質フリットガラスよりなるタブレットを溶融させた接合部により接合し、接合部に働く応力が背面板の方向と排気管の方向とに向けた引っ張り張力である構成を有している。また、本発明のＰＤＰは、排気管が鉛を含まない材料で形成されている特徴を有することもできる。
【００１５】
これらの構成により、ＰＤＰの前面板、背面板、排気管を封着する封着材のフリットガラスに非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系の非晶質フリットガラスを用い、それぞれの材料の膨張係数を封着部に引っ張り応力（張力）が働くように調整しているので、封着部がクラックで破損したり封着部の気密が悪化したりすることがなく、高信頼性を確保して高品質で、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＰＤＰによれば、非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む硼珪酸系の非晶質フリットガラスを用いて、表示品質に優れて高信頼性を確保し、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図
【図２】前面板と背面板の周囲および排気管を封着材で封着する手順の概略を説明する断面図
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの平面図、（ｂ）は図３（ａ）に示したＰＤＰのＡ−Ａ線断面図
【図４】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの排気管部を拡大して示した断面図
【図５】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造に用いる封着ガラスフリットと従来の鉛を含む非晶質系の高軟化点フリットガラスの温度−粘度特性の関係を示すグラフ
【図６】タブレットの形状を示す斜視図
【図７】前面板と背面板の周囲および排気管を封着材で封着する手順の概略を説明する断面図
【図８】従来におけるＰＤＰの排気管部を拡大して示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて詳しく説明する。
【００１９】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。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、ＰＤＰ２０は前面ガラス基板１等よりなる前面板２２と、背面ガラス基板８等よりなる背面板２３とが対向して配置され、その外周部をガラスフリット等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ＰＤＰ２０内部の放電空間１４には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）等の放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【００２０】
前面板２２の前面ガラス基板１上には、走査電極２および維持電極３よりなる一対の帯状の表示電極４とブラックストライプ（遮光層のことでＢＳと略記することもある）５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１上には表示電極４と遮光
層５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６が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等からなる保護層７が形成されている。
【００２１】
また、背面板２３の背面ガラス基板８上には、前面板２２の走査電極２および維持電極３と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極（データ電極ともいう）１０が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層９が被覆している。さらに、アドレス電極１０間の下地誘電体層９上には放電空間１４を区切る所定の高さの隔壁１１が形成されている。隔壁１１間の溝にアドレス電極１０毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが順次塗布されて形成されている。走査電極２および維持電極３とアドレス電極１０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、緑色、青色の蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００２２】
続いて、ＰＤＰ２０の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板１上に、走査電極２および維持電極３と遮光層５とを形成する。これらの走査電極２および維持電極３を構成する透明電極２ａ、３ａと金属バス電極２ｂ、３ｂは、フォトリソグラフィ法等を用いてパターニングして形成される。透明電極２ａ、３ａは薄膜プロセス等を用いて形成され、金属バス電極２ｂ、３ｂは銀材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。また、遮光層５も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。
【００２３】
この後、走査電極２、維持電極３および遮光層５を覆うように前面ガラス基板１上に誘電体ペーストをダイコート法等により塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）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、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極２、維持電極３および遮光層５を覆う誘電体層６が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末等の誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層６上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層７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１上に所定の構成物（走査電極２および維持電極３からなる表示電極４、遮光層５、誘電体層６、保護層７）が形成され、前面板２２が完成する。なお、上述した前面板２２の各構成要素には、鉛を含む材料は用いられていない。
【００２４】
一方、背面板２３は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板８上に、銀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等によりアドレス電極１０用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１０を形成する。
【００２５】
次に、アドレス電極１０が形成された背面ガラス基板８上にダイコート法等によりアドレス電極１０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９を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末等の誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
【００２６】
この後、下地誘電体層９上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁１１を形成する。ここで、下地誘電体層９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。
【００２７】
そして、隔壁１１を形成した背面ガラス基板８には、隣接する隔壁１１間の下地誘電体
層９上および隔壁１１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１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが形成される。以上の工程により、背面ガラス基板８上に所定の構成部材を有する背面板２３が完成する。なお、上述した背面板２３の各構成要素には、前面板２２と同様に鉛を含む材料は用いられていない。
【００２８】
引き続き、前面板２２と背面板２３とはその電極形成面側を対向させて、その周囲、排気および放電ガス導入用の排気管（いわゆるチップ管のことで、排気管をチップ管とも記す）を封着材によって気密封着する工程に移る。
【００２９】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板と背面板の周囲を封着材で封着する封着工程には、低融点の鉛成分を含まない結晶化フリットガラスと所定のフィラーを混合して有機溶剤で混練したペースト状の封着材を用い、厚膜印刷やインクジェットまたはディスペンサーを備えた塗布装置を用いて、前面板および背面板のそれぞれの周囲の所定の位置に封着材を配置形成し、前面板および背面板を対向配置して組み立て、フリットガラスが溶融（軟化）しない所定の温度で仮焼成を行っている。また、フィラーは耐熱性を有しており、封着材の熱膨張係数を調整するとともに、ガラスの流動状態をコントロールするのに使用されるが、コージライト、フォルステライト、β−ユークリプタイト、ジルコン、ムライト、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、酸化チタン、酸化モリブデン、酸化スズ、酸化アルミニウム、石英ガラス等が特に好ましい材料として単用または混用して使用されることが多い。なお、封着材の形成に厚膜印刷や塗布装置を用いず、シート状のベース材に所定の厚さ、形状で粘着性を持たせて形成した封着材を前面板および背面板のそれぞれに接着させることにより配置形成した上で、組み立てて封着する方法を用いることもできる。
【００３０】
一方、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの排気管を封着材で封着する封着工程には、前面板と背面板の周囲の封着の場合と同じようにフリットガラスとフィラーを混合して溶剤で混練した材料で、型を用いて中心部に空孔３３を有した形状に成形し、溶剤を蒸発させるのに必要な温度で加熱焼成して焼結固化形成したタブレット３２と称する封着材を用いている。排気管用の封着材となるタブレット３２に加えるフィラーには上述した前面板２２と背面板２３の周囲の封着に用いる封着材に加えるフィラーと同様の材料を用いることができる。
【００３１】
図２は前面板と背面板の周囲および排気管を封着材で封着する手順の概略を説明する断面図である。まず、図２（ａ）に示すように、厚膜印刷、インクジェットやディスペンサーを備えた塗布装置を用いて、前面板２２と背面板２３のそれぞれの周囲の所定の位置にそれぞれ封着材３１ａ、３１ｂを配置形成し、前面板２２の表示電極４と背面板２３のデータ電極１０を直交させて所定の位置でアラインメントしてから固定治具（図示せず）で押さえて固定する。次いで、背面板２３のコーナ部の所定の位置に設けた排気用の細孔３０の中心とタブレット３２の中央部の空孔３３部の中心を合わせて載置し、排気管２１の一方の端部の開口部の中心と排気用の細孔３０の中心とが略一致するようにアラインメントして組み立て、それぞれの中心がずれないように別の固定治具（図示せず）で押さえて固定する。なお、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法においては、排気装置と排気管との接続が容易で、直結させて配管を短くできて、処理工数の低減が期待できることから、排気管の封着される側の端部が上方にあり、排気装置に接続される側の端部が下方にある配置で封着工程の処理を行っている。
【００３２】
最後に、封着材３１ａ、３１ｂやタブレット３２を配置し、前面板２２、背面板２３、排気管２１を組み立て治具で固定した後、排気管ヘッド４１に排気管２１の排気装置と接続する側の下方の端部を接続する。排気管ヘッド４１はばね等の弾性手段４２を備えており、図２（ａ）中に矢印Ｃで示す方向に排気管２１を押圧可能である。組み立て治具で固定した前面板２２、背面板２３、排気管２１を焼成炉内に設置し、封着材３１ａ、３１ｂを封着処理する温度よりも低い所定の温度で封着材３１ａ、３１ｂとタブレット３２の仮焼成を行ってから、仮焼成の温度よりも高い封着温度まで昇温して、前面板２２と背面板２３の周囲および排気管２１の背面板２３側に配置したそれぞれの封着材３１ａ、３１ｂとタブレット３２を溶融（軟化）させてから冷却して固化させ、封着を行っている。図２（ｂ）は前面板２２と背面板２３の周囲および排気管２１の背面板２３側が封着された状態を概略的に示している。
【００３３】
図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板と背面板とを封着接合した状態を示しており、図３（ａ）は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示したＰＤＰのＡ−Ａ線断面図である。図３において、前面板２２と背面板２３とをその周囲を封着材３１で封着して、背面板２３に排気管２１を設けた構成を示している。
【００３４】
図３に示すように、前面板２２と背面板２３とは表示電極４とアドレス電極１０とが直交するように対向配置されてその周囲、および背面板２３のコーナ部の所定の位置に設けた排気用の細孔３０を覆うように配置した排気管２１の拡広した端部の周囲をガラスフリット等の封着材３１で封着し、隔壁１１で仕切られた放電空間１４を排気管２１によって真空排気した後に、同じく排気管２１からネオンやキセノン等を含む放電ガスを所定の圧力（例えば、Ｎｅ−Ｘｅ混合ガスの場合、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力）で封入して排気管２１を適当部分で局部的に加熱溶融（チップオフ）して封じ切ることにより気密封止してＰＤＰ２０を完成させている。なお、排気管２１の封着には、上述したように焼結した封着材３１で形成された中心部に空孔３３を有したタブレット３２を用いている。
【００３５】
排気管２１の封止に際しては、固定ガスバーナや通電ヒータ等を用いる局所加熱封止手段が利用されるが、通電ヒータ等を用いる電熱封止は加熱温度の制御が比較的正確にでき、量産時の取扱いが容易で自動化をはかり易い利点はあるものの、固定ガスバーナを用いる方法に比べて加熱部（通電ヒータ）が大きくなること、また加熱冷却に要する時間が長くなって、製造タクトを上げるのが容易でないこともあって、本発明の実施の形態においては固定ガスバーナを用いて排気管２１の封止作業を行っている。本発明の実施の形態におけるＰＤＰの排気管２１の封止工程では、固定された排気管２１の閉塞予定部を加熱し、溶融し、溶断するという手順により行われる。
【００３６】
完成した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、青色を発光させてカラー画像表示を実現している。
【００３７】
ここで、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの、封着材と封着方法について、少し詳しく説明する。まず、前面板２２または背面板２３のどちらか一方の周縁に、少なくとも酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスと、耐熱性フィラーと、有機バインダ成分とを含むペースト状封着組成物を塗布する。ここでは、ディスペンサーを備えた塗布装置を用いたが、厚膜印刷やインクジェット塗布装置を用いて塗布することもできる。その後、一定時間乾燥後、封着温度よりも低い所定の温度で仮焼成を行い有機バインダ成分が焼失除去される。一方、背面板２３のコーナ部の所定の位置に設けた排気用の細孔３０を覆うように配置した排気管２１の拡広した端部の周囲を封着する封着材３１には、前面板２２と背面板２３の周縁部の封着に用いる封着材３１と同様に、少なくとも酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスと、耐熱性フィラーと、有機バインダ成分とを含む溶剤で混練した材料で、型を用いて中心部に空孔３３を有した形状に成形し、溶剤を蒸発させるのに必要な温度で加熱焼成して焼結固化形成したタブレット３２と称する封着材３１を用いている。その後、図２に示すような構成で、前面板２２の表示電極４群と背面板２３のアドレス電極１０とが直交するように対向させて両基板を、また、背面板２３のコーナ部の所定の位置に設けた排気用の細孔３０を覆うようにタブレット３２、排気管２１の拡広した端部の順に配置し、４９０℃〜５００℃の封着温度で焼成して封着材３１とタブレット３２のフリットガラスを軟化（溶融）させてから冷却して封着材３１とタブレット３２を固化させる。このとき、前面板２２、背面板２３、封着材３１、排気管２１、封着用のタブレット３２は図８の排気管部の拡大断面図で示すような封着済みの状態になっている。そして、背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２が関係する封着部では、図８中のＢ部で模式的にリング状に示したような応力に起因する歪みが発生する可能性があることを既に述べた。
【００３８】
図８中のＢ部に模式的にリング状に示した歪みは、背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２の各材料の粘度、熱膨張係数等の物理的特性の差により封着部で応力が発生することに起因している。背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２の３種類の要素部品に用いる材料のうちで、背面板２３に用いるガラス基板と排気管２１用のガラス管は熱膨張係数等の特性を合わせやすいが、封着用のタブレット３２に用いるフリットガラスは低融点ガラスであるため、背面板２３や排気管２１を形成する材料と熱膨張係数等の特性を合わせることが難しい。特に、封着用のタブレット３２に用いるフリットガラスの熱膨張係数によって生ずる応力は、図４に本発明の実施の形態におけるＰＤＰの排気管部を拡大して示した断面図に示したように、引っ張り応力（Ｔｅｎｓｉｏｎ：張力）または圧縮応力（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）として作用する。図４（ａ）に外側を向く矢印Ｄで示したのが引っ張り応力の場合であり、図４（ｂ）に内側を向く矢印Ｅで示したのが圧縮応力の場合である。そして、図４（ａ）に示した引っ張り応力の場合は、排気管２１と背面板２３は相互に引っ張り合う力が働くので、封着部にクラックが入って破損したりリーク不良が生じたりすることがなく望ましいが、逆に、図４（ｂ）に示した圧縮応力の場合は、排気管２１と背面板２３は相互に離れ合うように力が働くので、封着部にクラックが入って破損したりリーク不良が生じたりするので避けなければならない。
【００３９】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板２２、背面板２３用のガラス基板には非鉛の高歪み点ガラスＰＰ−８（製品名、日本電気硝子株式会社製）を用いている。排気管２１には非鉛の硼珪酸系のガラス管ＦＥ−２（製品名、日本電気硝子株式会社製）を用いている。表１にＰＰ−８とＦＥ−２の各種特性をまとめて示した。表１には、比較のために鉛を含有する排気管２１用のカリガラス系のガラス管Ｌ−２９（製品名、日本電気硝子株式会社製）の特性も示している。また、図５に排気管用のガラス管ＦＥ−２とＬ−２９の粘度−温度特性、熱膨張係数−温度特性の関係をグラフで示した。
【００４０】
【表１】
2010045042.tif 000003
【００４１】
また、本発明の実施の形態のＰＤＰの製造において前面板２２と背面板２３の周縁部の封着に用いる封着材３１には、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスであるＩＷＦ  ＢＮＬ１８９Ｐ−２００（製品名、旭テクノガラス株式会社製、以後ＢＮＬ１８９Ｐと略記する）を用いている。ここで用いた酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスであるＢＮＬ１８９Ｐの組成は、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）が７０重量％〜７５重量％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が８重量％〜１０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）が４重量％〜６重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が６重量％〜８重量％、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が１重量％〜３重量％になっている。特に酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）の量は少な過ぎるとガラスの軟化点が下がりにくくうまく封着できず、逆に多過ぎると表示電極やアドレス電極中の銀（Ａｇ）との反応が生じて発泡しやすくなるため、７０重量％〜７５重量％に設定しているが、６５重量％〜８０重量％の範囲に設定するのが好ましい。上記の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスであるＢＮＬ１８９Ｐのガラス軟化点温度は４４０℃より低く望ましい温度である。
【００４２】
また、本発明の実施の形態のＰＤＰの製造において背面板２３と排気管２１の封着に用いる封着材３１には、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスであるＩＷＦ  ＢＮＬ１８８Ｐ−２００（製品名、旭テクノガラス株式会社製、以後ＢＮＬ１８８Ｐと略記する）を用いている。ここで用いた酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスであるＢＮＬ１８８Ｐの組成は、ＢＮＬ１８９Ｐと略同じである。上述した上記の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスＢＮＬ１８８Ｐのガラス軟化点温度は４５０℃より低く望ましい温度である。
【００４３】
本発明の実施の形態のＰＤＰの製造において前面板２２と背面板２３の周縁部の封着材３１に用いる酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスＢＮＬ１８９Ｐ、本発明の実施の形態のＰＤＰの製造において背面板２３と排気管２１の封着用タブレットに用いる酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスＢＮＬ１８８Ｐおよび比較用の従来の鉛を含む非晶質系の高軟化点フリットガラスであるＧＡ−０９６３／２００Ｍ（製品名、日本電気硝子株式会社製、以後ＧＡ−０９６３と略記する）について、それぞれの代表特性を表２にまとめた。
【００４４】
【表２】
2010045042.tif 000004
【００４５】
表１、表２および図５に示した前面板２２と背面板２３用のガラス基板、排気管２１用のガラス管および背面板２３と排気管２１を封着するためのフリットガラス等の材料の各種特性データの中で熱膨張係数に注目すると、表２のデータから３種類のフリットガラスの熱膨張係数はほぼ同じレベルである。非鉛の排気管用ガラス管ＦＥ−２と基板ガラスＰＰ−８の熱膨張係数はほぼ同じであるが、鉛を含む排気管用ガラス管Ｌ−２９の熱膨張係数だけが他の材料に比べて大きい値を示している。
【００４６】
上述した図４に示したように、背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２が関係する封着部で、それぞれの材料の熱膨張係数の差によって生ずる応力は、図４（ａ）に外側を向く矢印Ｄで示した引っ張り応力（張力）または図４（ｂ）に内側を向く矢印Ｅで示した圧縮応力である。本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、背面板２３用の基板ガラス、排気管２１用ガラス管、両者を封着するためのタブレット３２用のフリットガラスに非鉛の材料を用いている。そして、基板ガラスＰＰ−８と非鉛のガラス管ＦＥ−２はそれぞれ熱膨張係数の値が非常に近い値であるので、フリットガラスの熱膨張係数の値によって、引っ張り応力になるか圧縮応力になるかが変化する。背面板２３用の基板ガラスＰＰ−８の熱膨張係数はα＝８３×１０-7／℃、排気管用の非鉛のガラス管ＦＥ−２の熱膨張係数はα＝８５×１０-7／℃のデータ数値解析により、背面板２３用と排気管２１を封着するためのフリットガラスの熱膨張係数の値はα＝７０×１０-7／℃が境界値になって、この境界値よりも大きい熱膨張係数のフリットガラスでは圧縮応力が生じ、この境界値よりも小さい熱膨張係数のフリットガラスでは引っ張り応力が生じることが導出されている。したがって本発明の実施の形態におけるＰＤＰで用いる非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスであるＢＮＬ１８８Ｐの熱膨張係数α＝（６７±２）×１０-7／℃は引っ張り応力となるので望ましい材料であるといえる。現行の非鉛の硼珪酸系のフリットガラスＢＮＬ１８８Ｐの熱膨張係数は境界値までわずかに余裕があるがα＝７０×１０-7／℃を越えることは避けなければならない。実際に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの背面板と排気管との封着部を繰り返し熱衝撃試験にかけてみたが、封着部におけるクラックやリークといった不具合の発生は皆無であった。
【００４７】
以上説明したように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板、背面板、排気管を封着する封着材のフリットガラスに非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系の非晶質フリットガラスを用い、それぞれの材料の膨張係数を封着部に引っ張り応力（張力）が働くように調整しているので、封着部がクラックで破損したり封着部の気密が悪化したりすることがなく、高信頼性を確保して高品質で、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現することができる。
【００４８】
なお、上述した本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法の説明では前面板および背面板の周囲への封着材の設置形成に、厚膜印刷や塗布装置を用いる方法を例に挙げているが、厚膜印刷や塗布装置を用いず、シート状のベース材に所定の厚さ、形状で粘着性を持たせて形成した封着材を前面板および背面板のそれぞれに接着させることにより配置形成した上で、組み立てて封着する方法を用いることも可能である。
【００４９】
なお、上述した本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法で用いる酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスは、厳密にいえば、全く鉛を含まないことはなく、分析すると５００ＰＰＭ以下ではあるが、極微量レベルの鉛が検出される。しかしながら、欧州における環境に関するＥＣ−ＲｏＨＳ指令の規定では１０００ＰＰＭ以下であれば鉛を含まないとみなすことができ、本発明の実施の形態においては「鉛を含まない」とか「非鉛」といった表現を用いている。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ガラス基板、排気管と膨張係数を調整した非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む硼珪酸系の非晶質フリットガラスを用いて封着部がクラックで破損したり封着部の気密が悪化したりすることがなく、高信頼性を確保して高品質で、さらに、環境に優しく表示品質に優れたＰＤＰを実現して大画面の表示デバイス等に適用して効果が大きい。
【符号の説明】
【００５１】
１  前面ガラス基板
２  走査電極
２ａ，３ａ  透明電極
２ｂ，３ｂ  金属バス電極
３  維持電極
４  表示電極
５  ブラックストライプ（遮光層）
６  誘電体層
７  保護層
８  背面ガラス基板
９  下地誘電体層
１０  アドレス電極（データ電極）
１１  隔壁
１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ  蛍光体層
１４  放電空間（放電セル）
２０  ＰＤＰ
２１  排気管
２２  前面板
２３  背面板
３０  細孔
３１，３１ａ，３１ｂ  封着材
３２  タブレット
３３  空孔
４１  排気管ヘッド
４２  弾性手段
【図１】
2010045042.tif 000005
【図２】
2010045042.tif 000006
【図３】
2010045042.tif 000007
【図４】
2010045042.tif 000008
【図５】
2010045042.tif 000009
【図６】
2010045042.tif 000010
【図７】
2010045042.tif 000011
【図８】
2010045042.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月21日(2009.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、フリットガラスで形成した封着材となるタブレットを介して前記背面板に設けた細孔の近傍に管状の排気管の一方の側を配置するとともに、両基板の周囲および前記排気管を前記封着材で放電空間を形成し、排気管により放電空間を排気して放電空間に放電ガスを封入したＰＤＰであって、排気管は鉛を含まない材料で形成され、背面板と排気管とを鉛を含まない非晶質フリットガラスよりなるタブレットを溶融させて接合し、タブレットの熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下であり、背面板とタブレットが接合された部分における背面板に働く応力が引っ張り応力であることを特徴とする。また、本発明のＰＤＰは、排気管が鉛を含まない材料で形成されている特徴を有することもできる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
これらの構成により、ＰＤＰの前面板、背面板、排気管を封着する封着材のフリットガラスに非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系の非晶質フリットガラスを用い、それぞれの材料の膨張係数を、背面板の封着部に引っ張り応力（張力）が働くように調整しているので、封着部がクラックで破損したり封着部の気密が悪化したりすることがなく、高信頼性を確保して高品質で、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図８中のＢ部に模式的にリング状に示した歪みは、背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２の各材料の粘度、熱膨張係数等の物理的特性の差により封着部で応力が発生することに起因している。背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２の３種類の要素部品に用いる材料のうちで、背面板２３に用いるガラス基板と排気管２１用のガラス管は熱膨張係数等の特性を合わせやすいが、封着用のタブレット３２に用いるフリットガラスは低融点ガラスであるため、背面板２３や排気管２１を形成する材料と熱膨張係数等の特性を合わせることが難しい。特に、封着用のタブレット３２に用いるフリットガラスの熱膨張係数によって生ずる応力は、図４に本発明の実施の形態におけるＰＤＰの排気管部を拡大して示した断面図に示したように、引っ張り応力（Ｔｅｎｓｉｏｎ：張力）または圧縮応力（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）として作用する。図４（ａ）に外側を向く矢印Ｄで示したのが背面板２３の封着部であるＢ部に引っ張り応力が働く場合であり、図４（ｂ）に内側を向く矢印Ｅで示したのが背面板２３の封着部であるＢ部に圧縮応力が働く場合である。そして、図４（ａ）に示した引っ張り応力の場合は、排気管２１と背面板２３は相互に引っ張り合う力が働くので、封着用のタブレット３２にクラックが入って破損したりリーク不良が生じたりすることがなく望ましいが、逆に、図４（ｂ）に示した圧縮応力の場合は、排気管２１と背面板２３は相互に離れ合うように力が働くので、封着用のタブレット３２にクラックが入って破損したりリーク不良が生じたりするので避けなければならない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
背面板２３、排気管２１、封着用のタブレット３２が関係する封着部で、それぞれの材料の熱膨張係数の差によって生ずる応力は、引っ張り応力（張力）または圧縮応力である。本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、背面板２３用の基板ガラス、排気管２１用ガラス管、両者を封着するためのタブレット３２用のフリットガラスを非鉛の材料を用いている。そして、基板ガラスＰＰ−８と非鉛のガラス管ＦＥ−２はそれぞれ熱膨張係数の値が非常に近い値であるので、フリットガラスの熱膨張係数の値によって、図８で示した背面板２３のＢ部に引っ張り応力になるか圧縮応力になるかが変化する。背面板２３用の基板ガラスＰＰ−８の熱膨張係数はα＝８３×１０-7／℃、排気管用の非鉛のガラス管ＦＥ−２の熱膨張係数はα＝８５×１０-7／℃のデータ数値解析により、背面板２３用と排気管２１を封着するためのフリットガラスの熱膨張係数の値はα＝７０×１０-7／℃が境界値になって、この境界値よりも大きい熱膨張係数のフリットガラスではＢ部に圧縮応力が生じ、この境界値よりも小さい熱膨張係数のフリットガラスではＢ部に引っ張り応力が生じることが導出されている。したがって本発明の実施の形態におけるＰＤＰで用いる非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系のフリットガラスであるＢＮＬ１８８Ｐの熱膨張係数α＝（６７±２）×１０-7／℃は引っ張り応力となるので望ましい材料であるといえる。現行の非鉛の硼珪酸系のフリットガラスＢＮＬ１８８Ｐの熱膨張係数は境界値までわずかに余裕があるがα＝７０×１０-7／℃を越えることは避けなければならない。実際に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの背面板と排気管との封着部を繰り返し熱衝撃試験にかけてみたが、封着部におけるクラックやリークといった不具合の発生は皆無であった。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
以上説明したように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板、背面板、排気管を封着する封着材のフリットガラスに非鉛の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む非鉛の硼珪酸系の非晶質フリットガラスを用い、それぞれの材料の膨張係数を封着部の背面板側に引っ張り応力（張力）が働くように調整しているので、封着部がクラックで破損したり封着部の気密が悪化したりすることがなく、高信頼性を確保して高品質で、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面板と背面板とを対向させ、フリットガラスで形成した封着材となるタブレットを介して前記背面板に設けた細孔の近傍に管状の排気管の一方の側を配置するとともに、両基板の周囲および前記排気管を前記封着材で封着して放電空間を形成し、前記排気管により前記放電空間を排気して前記放電空間に放電ガスを封入したプラズマディスプレイパネルであって、
前記背面板と前記排気管とを、鉛を含まない非晶質フリットガラスよりなるタブレットを溶融させて接合し、
前記タブレットの熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下であり、
前記背面板と前記タブレットが接合された部分における前記背面板に働く応力が引っ張り応力であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記排気管が鉛を含まない材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2010045042.tif 000013