(57)【要約】【課題】前面側のガラス基板よりも大きい線熱膨張係数を有するガラス基板を背面側のガラス基板に用いることで、前面側のガラス基板の内側部分に圧縮応力を残留させ、それによってパネル表示面の強度の増大を図る。【解決手段】前面側のガラス基板と背面側のガラス基板を対向させ、基板周辺をガラス封着材で封着することで内部に放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、背面側のガラス基板は、３０〜４５０℃における線熱膨張係数が前面側のガラス基板の線熱膨張係数よりも大きいものを用いる。【選択図】図４
2010015875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側のガラス基板と背面側のガラス基板を対向させ、基板周辺をガラス封着材で封着することで内部に放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、
背面側のガラス基板は、３０〜４５０℃における線熱膨張係数が前面側のガラス基板の線熱膨張係数よりも大きいプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
背面側のガラス基板の３０〜４５０℃における線熱膨張係数と前面側のガラス基板の３０〜４５０℃における線熱膨張係数との差が、１〜２０×１０-7／℃の範囲である請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
請求項１記載のプラズマディスプレイパネルを製造するための製造方法であって、
前面側のガラス基板と、その前面側のガラス基板よりも３０〜４５０℃における線熱膨張係数が大きい背面側のガラス基板に、表示パネルとしての構成要素をそれぞれ形成して前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体を作製した後、
前面側または背面側のいずれか一方のガラス基板構造体の周辺に軟化点が４００〜５００℃のガラス材を含むガラスペーストを塗布して仮焼成することで、前記一方のガラス基板構造体の周辺にガラス封着材を固定し、
前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体とを対向させて、封着材を４００〜５００℃に昇温して軟化させることで、前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体とを、それらの間に放電空間が形成されるように封着し、
その後、前面側のガラス基板構造体のパネル内側部分に圧縮応力が残存するように、封着した前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体を常温まで降温することからなるプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（以後「ＰＤＰ」という）及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、前面側の基板と背面側の基板を対向させ、基板周辺を封着することで内部に放電空間を形成したＰＤＰ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰは、前面側のガラス基板と背面側のガラス基板を対向させて配置した構成をとっている。一般的な前面側のガラス基板の内面には、パネルの構成要素である電極、誘電体層、保護膜が順に形成されている。背面側のガラス基板の内面には、電極、誘電体層、隔壁、蛍光体層が形成されている（特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１２８０１
【特許文献２】特開２００６−２９４４０１
【特許文献３】特開２００２−１３４０４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のようなＰＤＰは、パネルとして製造した際、パネル表示面（パネルの画像表示面）への衝撃によってパネルが破損しやすい。このパネルが割れるメカニズムとして、以下のようなモデルが立てられている。すなわち、パネル表示面に衝撃が加わると、前面側の基板上の放電空間に露出している保護膜が背面側の基板上の隔壁に衝突し、当該保護膜及びその下層の誘電体層にクラックが生じる。そして、この衝撃の際、曲げ応力も働き、前述のクラックを成長させ、パネルが割れる。
【０００５】
このため、ＰＤＰにおいては、パネル表示面の強度の向上が求められている。このパネル表示面の強度を向上させる方法として、例えば、パネルを製造した後、パネル表示面に保護用のガラスを配置するなどの方法が知られている。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、前面側のガラス基板よりも大きい線熱膨張係数を有するガラス基板を背面側のガラス基板に用いることで、前面側のガラス基板の内側部分に圧縮応力を残留させ、それによってパネル表示面の強度の増大を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前面側のガラス基板と背面側のガラス基板を対向させ、基板周辺をガラス封着材で封着することで内部に放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、背面側のガラス基板は、３０〜４５０℃における線熱膨張係数が前面側のガラス基板の線熱膨張係数よりも大きいプラズマディスプレイパネルである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、前面側のガラス基板と背面側のガラス基板の封着時には、両基板がガラス封着材と共に４００〜５００℃に昇温され、この昇温でガラス封着材が軟化されて両基板が接着され、その後、常温まで降温される。常温まで降温されると、両基板は基板周辺がガラス封着材で固定された状態で収縮するが、収縮量が前面側の基板よりも背面側の基板の方が大きいため、前面側の基板の内側部分に圧縮応力が残留し、これによりパネル表示面の強度が増大される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明において、線熱膨張係数とは、圧力一定のもとでガラス基板が熱膨張するとき、温度変化（例えば１度の温度変化）に対する熱膨張（Ｌｔ／Ｌ０）の変化を意味し、線熱膨張係数α＝１／Ｌ０（ｄＬｔ／ｄＴ）で表すことができる。ここで、Ｌ０は基準温度における長さ、Ｌｔは温度ｔにおける長さ、Ｔは温度である。
【００１０】
本発明のＰＤＰにおいては、背面側のガラス基板の３０〜４５０℃における線熱膨張係数と前面側のガラス基板の３０〜４５０℃における線熱膨張係数との差は、１〜２０×１０-7／℃の範囲であることが望ましい。
【００１１】
本発明は、また、上記したプラズマディスプレイパネルを製造するための製造方法であって、前面側のガラス基板と、その前面側のガラス基板よりも３０〜４５０℃における線熱膨張係数が大きい背面側のガラス基板に、表示パネルとしての構成要素をそれぞれ形成して前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体を作製した後、前面側または背面側のいずれか一方のガラス基板構造体の周辺に軟化点が４００〜５００℃のガラス材を含むガラスペーストを塗布して仮焼成することで、前記一方のガラス基板構造体の周辺にガラス封着材を固定し、前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体とを対向させて、封着材を４００〜５００℃に昇温して軟化させることで、前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体とを、それらの間に放電空間が形成されるように封着し、その後、前面側のガラス基板構造体のパネル内側部分に圧縮応力が残存するように、封着した前面側のガラス基板構造体と背面側のガラス基板構造体を常温まで降温することからなるプラズマディスプレイパネルの製造方法である。
【００１２】
以下、図面に示す実施形態に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。
【００１３】
図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明のＰＤＰの一実施形態の構成を示す説明図である。図１（ａ）はＰＤＰの全体図であり、図１（ｂ）はＰＤＰの部分分解斜視図である。このＰＤＰはカラー表示用のＡＣ面放電型のＰＤＰである。
【００１４】
ＰＤＰ１は、前面側の基板構造体１０と背面側の基板構造体２０とで構成されている。前面側の基板構造体１０は、前面側の基板１１にＰＤＰとして機能する各種の構成要素が付加されたものである。背面側の基板構造体２０は、背面側の基板２１にＰＤＰとして機能する各種の構成要素が付加されたものである。前面側の基板１１と背面側の基板２１としては、透光性のガラス基板を用いているが、背面側の基板は不透光性のガラス基板を使用することができる。
【００１５】
前面側の基板１１の内側面には、水平方向に対となる主電極である表示電極Ｘ，Ｙが放電の発生しない間隔（非放電ギャップ）を隔てて平行に複数配置されている。対となる表示電極Ｘ，Ｙの間が表示ラインＬとなる。表示電極Ｘは維持放電に用いられるので維持電極Ｘとも呼ばれ、表示電極Ｙはアドレス時に走査電極として用いられるので走査電極Ｙとも呼ばれる。各表示電極Ｘ，Ｙは、ＩＴＯ、ＳｎＯ2などの幅の広い透明電極１２と、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる金属製の幅の狭いバス電極１３から構成されている。表示電極Ｘ，Ｙは、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術と、サンドブラストやエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。
【００１６】
なお、本ＰＤＰでは、対となる表示電極Ｘ，Ｙが放電の発生しない間隔（非放電ギャップ）を隔てて配置された構造のＰＤＰとなっているが、表示電極Ｘと表示電極Ｙが等間隔に配置され、隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインとなる、いわゆるＡＬＩＳ構造のＰＤＰであっても、本発明を適用することができる。
【００１７】
表示電極Ｘ，Ｙの上には、表示電極Ｘ，Ｙを覆うように低融点ガラス等からなる誘電体層１７が形成されている。
【００１８】
誘電体層１７の上には、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層１７を保護するための保護膜１８が形成されている。この保護膜はＭｇＯで形成されている。保護膜は、電子ビーム蒸着法やスパッタ法のような、当該分野で公知の薄膜形成プロセスによって形成することができる。
【００１９】
背面側の基板２１の内側面には、平面的にみて表示電極Ｘ，Ｙと交差する方向に複数のアドレス電極Ａが形成され、そのアドレス電極Ａを覆って誘電体層２４が形成されている。アドレス電極Ａは、表示電極Ｙとの交差部で発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるものであり、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造で形成されている。このアドレス電極Ａは、その他に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等で形成することもできる。アドレス電極Ａも、表示電極Ｘ，Ｙと同様に、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。誘電体層２４は、誘電体層１７と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。
【００２０】
隣接するアドレス電極Ａとアドレス電極Ａとの間の誘電体層２４上には、放電空間を表示電極Ｘ，Ｙの延伸方向にセルごとに区画する直線状の隔壁２９が形成されている。隔壁２９は、たとえばボックスリブやワッフルリブ、メッシュ状リブ、ラダー状リブなどと呼ばれるような、列方向の隔壁と行方向の隔壁からなる閉鎖形の隔壁であってもよい。隔壁２９は、サンドブラスト法、フォトエッチング法等により形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒等からなるガラスペーストを誘電体層上に塗布して乾燥させた後、そのガラスペースト層上に隔壁パターンの開口を有する切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹きつけて、マスクの開口に露出したガラスペースト層を切削し、さらに焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光及び現像の後、焼成することにより形成する。
【００２１】
各隔壁２９で区分けされた領域（溝）の側面及び底面には、紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光をそれぞれ発生する蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが順番に繰り返し形成されている。この隔壁２９により隔てられ、前面側の基板の保護膜１８と背面側の基板の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂで囲われて放電空間３０が形成されている。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁２９で囲まれたセル内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。この蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所望の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色毎に繰り返すことで、対応するセル内に各色の蛍光体層を形成することができる。
【００２２】
ＰＤＰ１は、上記した前面側の基板構造体１０と背面側の基板構造体２０とを、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが平面的にみて交差するように対向配置し、基板周囲をガラス封着材（シール材）により封着し、隔壁２９で囲まれた放電空間３０にＸｅとＮｅとを含む放電ガスを充填することにより作製されている。このＰＤＰでは、表示電極Ｘ，Ｙ間の表示ラインＬとアドレス電極Ａとの交差部の放電空間３０が、表示の最小単位である１つのセル（単位発光領域）となる。１画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成される。
【００２３】
図２及び図３はＰＤＰのガラス封着材の塗布位置を示す説明図である。図２はＰＤＰの平面図、図３は図２のIII-III断面を示す説明図である。
【００２４】
ＰＤＰ１は、前面側の基板構造体１０と背面側の基板構造体２０を対向させ、基板周辺を４００〜５００℃の軟化点を有するガラス封着材３１で封着することで内部に放電空間を形成している。
【００２５】
背面側の基板構造体２０のガラス基板は、３０〜４５０℃における線熱膨張係数が、前面側の基板構造体１０のガラス基板の線熱膨張係数よりも大きい。
【００２６】
この背面側の基板構造体２０のガラス基板の３０〜４５０℃における線熱膨張係数と前面側の基板構造体１０のガラス基板の３０〜４５０℃における線熱膨張係数との差は、１〜２０×１０-7／℃の範囲となっている。
【００２７】
前面側のガラス基板と背面側のガラス基板は、以下の成分のものを用いる。
ＳｉＯ2：６０〜８０ｗｔ％
Ｂ2Ｏ3：１０〜２０ｗｔ％
Ａｌ2Ｏ3：０〜５ｗｔ％
ＣａＯ（又はＢａＯ）：０〜５ｗｔ％
アルカリ成分（Ｌｉ2Ｏ，Ｎａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ）：０〜１５ｗｔ％
この内、アルカリ成分の量を調整することで、線熱膨張係数を変化させることができる。
【００２８】
図４（ａ）〜図４（ｄ）は本発明のＰＤＰの製造方法を示す説明図である。パネルの破損は、上述したように、パネル表示面への衝撃により、以下のようなメカニズムで生じる。すなわち、パネル表示面に衝撃が加わると、前面側の基板上の保護膜が背面側の基板上の隔壁に衝突するので、この衝突によって保護膜及びその下層の誘電体層にクラックが発生し、衝突と同時に発生するパネルの撓みによって、そのクラックが進展し、パネルが破損する。
【００２９】
このようなメカニズムに対し、パネルの強度を向上させるには、クラックを成長させないことが重要であり、そのためには、製作されたパネルの前面側の基板の内側部分に圧縮応力を残すことが効果的である。このため、以下のような製造方法でＰＤＰを製造する。
【００３０】
ＰＤＰ製造においては、まず、前面側のガラス基板を用意し、その前面側のガラス基板に表示パネルとしての構成要素である表示電極、誘電体層、保護膜を形成することで、前面側の基板構造体１０を作製する（図では表示電極及び保護膜を図示していない）。また、前面側のガラス基板よりも３０〜４５０℃における線熱膨張係数が大である背面側のガラス基板を用意し、その背面側のガラス基板に表示パネルとしての構成要素であるアドレス電極、誘電体層、隔壁、蛍光体層を形成することで、背面側の基板構造体２０を作製する（図ではアドレス電極、誘電体層、隔壁及び蛍光体層を図示していない）。そして、背面側の基板構造体２０の周辺に軟化点が４００〜５００℃のガラス材を含むガラスペーストを塗布して仮焼成することで、背面側の基板構造体２０の周辺にガラス封着材３１を固定する。そして前面側の基板構造体１０と背面側の基板構造体２０とを対向させて仮固定する（図４（ａ）参照）。
【００３１】
次に、仮固定状態の前面側の基板構造体１０と背面側の基板構造体２０を加熱炉内に搬入し、背面側の基板に設けた通気孔からパネル内部の排気を行いながら、前面側の基板構造体１０及び背面側の基板構造体２０と共に、ガラス封着材３１を４００〜５００℃に昇温して軟化させる（図４（ｂ）参照）。
【００３２】
この排気昇温中は、前面側の基板と背面側の基板は、それぞれの線膨張係数に従い膨張するが、ガラス封着材３１がまだ溶けておらず、それぞれの基板に応力は発生していない。
【００３３】
４５０℃程度まで昇温すると、ガラス封着材３１が溶解し、前面側の基板構造体１０と背面側の基板構造体２０が、それらの間に放電空間が形成されるように封着され、一体化する（図４（ｃ）参照）。
【００３４】
その後、一体化した前面側の基板構造体１０と背面側の基板構造体２０を常温まで降温する。この降温時、前面側のガラス基板と背面側のガラス基板は、ガラス封着材３１で固定された状態で収縮するが、背面側のガラス基板のほうが、線熱膨張係数が大きいため、縮む量が前面側のガラス基板よりも大きい。この縮み量の差によって、パネルが図４（ｄ）のように湾曲し（図は誇張して描いている）、結果的に、前面側のガラス基板の内側面と、前面側の誘電体層及び保護膜に、図４（ｄ）に示すように圧縮応力Ｐが残る。また、前面側のガラス基板の外側面には引張応力が残る。
【００３５】
このようなメカニズムで前面側のガラス基板の内側部分に圧縮応力Ｐが残留する。この圧縮応力Ｐは、前面側のガラス基板上の誘電体層と保護膜のクラックを妨げる方向に力が働くので、パネルの破損を抑えることができる。
【００３６】
以上述べたように、本実施形態によれば、前面側のガラス基板の内側部分、つまり前面側のガラス基板の内側面と、前面側の誘電体層及び保護膜に圧縮応力を残留させることにより、ＰＤＰにおけるパネル表示面の強度を増大させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの製造に幅広く利用することができ、これにより、パネル表示面の衝撃に対して強いＰＤＰを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のＰＤＰの一実施形態の構成を示す説明図である。
【図２】本発明のＰＤＰのガラス封着材の塗布位置を示す平面図である。
【図３】本発明のＰＤＰのガラス封着材の塗布位置を示す断面図である。
【図４】本発明のＰＤＰの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ＰＤＰ
１０  前面側の基板構造体
１１  前面側の基板
１２  透明電極
１３  バス電極
１７，２４  誘電体層
１８  保護膜
２０  背面側の基板構造体
２１  背面側の基板
２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ  蛍光体層
２９  隔壁
３０  放電空間
３１  ガラス封着材
Ａ  アドレス電極
Ｘ，Ｙ  表示電極
【図１】
2010015875.tif 000003
【図２】
2010015875.tif 000004
【図３】
2010015875.tif 000005
【図４】
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