(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマディスプレイパネルの輝度を放電ガス中の希ガスの濃度を変えることなく低下させない技術を提供する。【解決手段】前面板２０と背面板１０とが封止部材５を介して封着されたプラズマディスプレイの製造方法であって、前面板２０と背面板１０との位置合わせを窒素雰囲気、又は真空雰囲気のどちらか一方の雰囲気で行った後に、封着された前面板２０と背面板１０との間の空間を全圧が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下の放電ガス雰囲気であり、かつ分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガス雰囲気にする放電ガス雰囲気形成工程とを有するプラズマディスプレイの製造方法である。この製造方法に基づく実験により窒素ガスの分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の範囲では、窒素を導入しない場合と比較してプラズマディスプレイの輝度が高くなることを確認した。【選択図】図１
2010198886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査電極が形成された前面板と、
アドレス電極が形成された背面板と、
リング状の封止部材とを有し、
前記アドレス電極には、蛍光体が配置され、
前記走査電極と前記アドレス電極とを取り囲むように前記前面板と前記背面板との間に前記封止部材が配置され、
前記走査電極と前記アドレス電極との間に電圧を印加して、前記前面板と前記背面板との間に導入された放電ガスがプラズマ化して蛍光体を発光させるプラズマディスプレイであって、
前記放電ガスは、窒素ガスと希ガスから成る混合ガスであり、
前記放電ガスの全圧が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下であり、
前記窒素ガスの分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下であるプラズマディスプレイ。
【請求項２】
前記前面板と前記背面板とが前記封止部材を介して封着するプラズマディスプレイの製造方法であって、
前記前面板と前記背面板との位置合わせを窒素ガス雰囲気、又は真空雰囲気のいずれか一つの雰囲気で行った後に、封着された前記前面板と前記背面板との間の空間を分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガス雰囲気にして、かつ全圧が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下の窒素ガスと希ガスから成る放電ガス雰囲気にする放電ガス雰囲気形成工程とを有するプラズマディスプレイの製造方法。
【請求項３】
前記放電ガス雰囲気形成工程は、前記前面板と前記背面板とを圧力が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガス雰囲気で封着する封着工程と、
前記封着工程で前記前面板と前記背面板とを封着してから前記前面板と前記背面板の間の空間に、前記背面板に設けられた導入管から希ガスを導入する封入工程とを有する請求項２記載のプラズマディスプレイの製造方法。
【請求項４】
前記放電ガス雰囲気形成工程は、前記前面板と前記背面板とを真空雰囲気で封着する封着工程と、
前記封着工程で前記前面板と前記背面板とを封着してから前記背面板に設けられた導入管から０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガスを導入し、前記窒素ガスを導入した後に希ガスを導入する封入工程とを有する請求項２記載のプラズマディスプレイの製造方法。
【請求項５】
前記放電ガス雰囲気形成工程は、前記前面板と前記背面板とを真空雰囲気で封着する封着工程と、
前記封着工程で前記前面板と前記背面板とを封着してから前記背面板に設けられた前記導入管から窒素ガスと希ガスから成る前記放電ガスを導入する封入工程とを有する請求項２記載のプラズマディスプレイの製造方法。
【請求項６】
希ガスと窒素ガスを含むプラズマディスプレイ用の放電ガスであって、
前記放電ガスの圧力が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下において、前記放電ガス中に含まれる窒素ガスの分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下である放電ガス。
【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の製造装置とその製造方法に関するものであり、特に、前面板と背面板の封着、放電ガスの導入、封止を連続で行う装置に関係する。また、この装置を使用したプラズマディスプレイの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイは、前面板と背面板からなり、これらを対抗させ、周辺部を低融点ガラスで封着することにより、内部に数百μｍ程度の放電空間を形成した表示デバイスである。背面板にはあらかじめ、貫通穴が開けられており、周辺部の封着時に貫通穴と連結するように給排気用のガラス管（チップ管）を低融点ガラスで取り付ける。その後、チップ管を介して内部の放電空間の真空排気を行うとともに放電空間の加熱脱ガスを行う。所定の真空度になるように所定の時間脱ガスを行った後、パネルを室温に戻し、チップ管を介して放電ガス、たとえば、ネオン、キセノン、ヘリウム、あるいはこれらの混合ガスを所定の圧力まで充填し、チップ管をガスバーナー等で封じきる。
【０００３】
プラズマディスプレイの前面板には、電極の保護と放電時の電圧を下げることを目的として、イオンに対する耐スパッタ性が高く、二次電子放出係数の大きい酸化マグネシウムが一般に用いられる。しかし、酸化マグネシウムは大気中に放置すると、水酸化マグネシウムや炭酸マグネシウムに変化する。その状態になると、放電電圧を下げる効果が期待できなくなる。これを防ぐために、保護膜蒸着後に保護膜を大気中に取り出さず、背面板と位置合わせを行い、封着、放電ガスの封入を行うことが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
上記製造工程においては、放電特性の安定化および放電特性の経時変化の抑制、さらにパネル面内の放電特性の均一化をするのに、パネル内に導入する放電ガスの純度を高くすることが重要である。このために、通常ＰＤＰの仕上げ工程となる排気工程、放電ガス導入工程において、パネル内を高温加熱しながら真空排気し、水や二酸化炭素等のパネル内の不純物ガスを除去した後に放電ガスを導入するという手法がとられている（特許文献２）。
【０００５】
放電ガスをパネル内に導入する前にパネル及び排気配管を加熱しながら排気し、不純物がパネル、排気配管に吸着することを防止し、また、放電ガスを導入する時は、導入用の配管を冷却し、不純物が配管などに吸着され、パネル内に高純度の放電ガスを導入することが提案されている（特許文献３）。
【０００６】
下記非特許文献１によると放電ガス導入前にプラズマディスプレイの内部を高真空（１０-3Ｐａ程度）まで排気し、放電ガスを導入することにより、プラズマディスプレイ中の不純物ガスを大きく減らした場合、大気雰囲気で放電ガスを導入した場合と比較して、図７に示すように放電ガスとしてＸｅ１１％を含む４２インチのパネルの輝度（発光効率）が低下するが、図８に示すように放電ガスに含まれるＸｅの濃度を１１％から１７％に上げて維持電圧を２０５Ｖ印加すると真空排気後に放電ガスを導入した場合の方が輝度（発光効率）が上がることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2000−156160号公報
【特許文献２】特開2003−331725号公報
【特許文献３】特開2006−318855号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】SID 07 digest p.1434−1437
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、プラズマディスプレイパネルの輝度を放電ガス中の希ガスの濃度を変えることなく低下させない技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発明者は、プラズマディスプレイのパネル内に大気圧より低い圧力の窒素ガスを残留させることによりパネルの輝度が低下しないことを発見した。
【００１１】
本発明は、上記知見により創作されたものであり、走査電極が形成された前面板と、アドレス電極が形成された背面板と、リング状の封止部材とを有し、前記アドレス電極には、蛍光体が配置され、前記走査電極と前記アドレス電極とを取り囲むように前記前面板と前記背面板との間に前記封止部材が配置され、前記走査電極と前記アドレス電極との間に電圧を印加して、前記前面板と前記背面板との間に導入された放電ガスがプラズマ化して蛍光体を発光させるプラズマディスプレイであって、前記放電ガスは、窒素ガスと希ガスから成る混合ガスであり、前記放電ガスの全圧が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下であり、前記窒素ガスの分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下であるプラズマディスプレイである。
本発明は、前記前面板と前記背面板とが前記封止部材を介して封着するプラズマディスプレイの製造方法であって、前記前面板と前記背面板との位置合わせを窒素ガス雰囲気、又は真空雰囲気のいずれか一つの雰囲気で行った後に、封着された前記前面板と前記背面板との間の空間を分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガス雰囲気にして、かつ全圧が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下の窒素ガスと希ガスから成る放電ガス雰囲気にする放電ガス雰囲気形成工程とを有するプラズマディスプレイの製造方法である。
本発明は、前記放電ガス雰囲気形成工程は、前記前面板と前記背面板とを圧力が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガス雰囲気で封着する封着工程と、前記封着工程で前記前面板と前記背面板とを封着してから前記前面板と前記背面板の間の空間に、前記背面板に設けられた導入管から希ガスを導入する封入工程とを有するプラズマディスプレイの製造方法である。
本発明は、前記放電ガス雰囲気形成工程は、前記前面板と前記背面板とを真空雰囲気で封着する封着工程と、前記封着工程で前記前面板と前記背面板とを封着してから前記背面板に設けられた導入管から０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガスを導入し、前記窒素ガスを導入した後に希ガスを導入する封入工程とを有するプラズマディスプレイの製造方法である。
本発明は、前記放電ガス雰囲気形成工程は、前記前面板と前記背面板とを真空雰囲気で封着する封着工程と、前記封着工程で前記前面板と前記背面板とを封着してから前記背面板に設けられた前記導入管から窒素ガスと希ガスから成る前記放電ガスを導入する封入工程とを有するプラズマディスプレイの製造方法である。
本発明は、希ガスと窒素ガスを含むプラズマディスプレイ用の放電ガスであって、前記放電ガスの圧力が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下において、前記放電ガス中に含まれる窒素ガスの分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下である放電ガスである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、プラズマディスプレイ内の希ガスの濃度を変えずに輝度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のプラズマディスプレイの断面図
【図２】本発明のＰＤＰ製造装置の構成図
【図３】本発明で用いられるアライメント装置の断面図
【図４】本発明で用いられる封着装置の断面図
【図５】本発明で用いられる封止装置の断面図
【図６】パネル内の窒素の分圧に対するパネルの輝度を示す図
【図７】従来の封着方法と真空雰囲気での封着の場合の（ａ）：パネルの発光効率と（ｂ）：パネルの輝度を示すグラフ  （非特許文献１）
【図８】従来の放電ガスに含まれる希ガスの濃度を上げた場合の（ａ）：パネルの発光効率と（ｂ）：パネルの輝度を示すグラフ  （非特許文献１）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜ＰＤＰ＞
図１の符号１は、本発明のプラズマディスプレイであり、背面板１０と前面板２０と封止部材５とを有している。
背面板１０は、支持基板１１を有しており、支持基板１１の片側に、アドレス電極１５と、背面側誘電体層１４と、隔壁１３と、蛍光体１２とが配置されており、アドレス電極１５の表面は、パターニングされている。
前面板２０は、透明基板２１を有しており、透明基板２１の片側に走査電極２５と維持電極（不図示）と、前面側誘電体層２２と、保護膜２３とが配置されている。
【００１５】
アドレス電極１５と、走査電極２５と、維持電極は細長く形成されており、複数の隔壁１３は支持基板２１の中央位置に平行に配置され、隔壁１３間にアドレス電極１５が一本ずつ配置され、走査電極２５と維持電極とは、支持基板１１上に交互に平行に配置されている。
アドレス電極１５が配置された側の支持基板１１の表面と、走査電極２５が配置された透明基板２１の表面は向かい合い、アドレス電極１５と走査電極２５とは直交している。
支持基板１１と透明基板２１の外周部では、アドレス電極１５と走査電極２５が形成された側の表面は露出されており、露出された部分がリング状の封止部材５によって互いに貼り付けられている。
【００１６】
アドレス電極２５上には背面側誘電体層１４を介して蛍光体１２が配置されており、隔壁１３の間に放電ガスが導入され、アドレス電極１５と走査電極２５に電圧を印加すると、所望位置で放電ガスのプラズマが形成され、プラズマから放出された紫外線によって蛍光体１２が発光し、発光した光が透明基板２１を透過して外部に放出されるように構成されている。
【００１７】
上述したプラズマディスプレイ１を形成するＰＤＰ製造装置５０について説明する。
＜ＰＤＰ製造装置＞
図２の符号５０は、ＰＤＰ製造装置であり、ＰＤＰ製造装置５０は、アライメント装置５１と、封着装置５２と、封止装置５３とを有している。アライメント装置５１と、封着装置５２と、封止装置５３とは、それぞれ真空槽５４〜５６を有しており、各真空槽５４〜５６は、開閉自在なゲートバルブ７１、７２を介して一列に接続されている。
【００１８】
アライメント装置５１の真空槽５４には、入口ゲートバルブ７０が設けられており、真空槽５４の外部から入口ゲートバルブ７０を開けると真空槽５４内部へ前面板２０と背面板１０を搬入することができる。
封止装置５３の真空槽５６には、出口ゲートバルブ７３が設けられており、真空槽５６の内部から出口ゲートバルブ７３を開けると真空槽５６外部へプラズマディスプレイ１を搬出することができる。
【００１９】
各真空槽５４〜５６の内部には、不図示の搬送機構が設けられており、搬送機構に前面板２０と背面板１０を装着し、ゲートバルブ７１、７２を開けると、隣接する各真空槽５４〜５６のうち、前段側の真空槽５４、５５から後段側の真空槽５５、５６に前面板２０と背面板１０を移動できるように構成されている。
【００２０】
＜アライメント装置＞
図３の符号５１は、アライメント装置である。
アライメント装置５１の真空槽５４には、真空排気装置３１とガス導入装置３２がそれぞれ接続されており、真空槽５４内部を真空雰囲気、又は窒素ガス雰囲気にすることができる。                  
真空槽５４の内部に前面板２０と背面板１０が搬入されると、前面板２０は保持装置６１により保持され、背面板１０は基板ステージ６２上に配置され、前面板２０と背面板１０は対向する。
【００２１】
背面板１０が有する支持基板１１と、前面板２０が有する透明基板２１には不図示のアライメントマークが設けられておりＣＣＤカメラ等の観察手段により、アライメントマークを観察しながら、保持装置６１と基板ステージ６２を動作させて前面板２０と背面板１０を相対的に移動させて位置合わせすると背面板１０に形成されたアドレス電極１５と、前面板２０に形成された走査電極２５とを直交した状態にすることができる。
【００２２】
＜封着装置＞
図４の符号５２は、封着装置である。
封着装置５２の真空槽５５には、真空排気装置３１とガス導入装置３２がそれぞれ接続されており、真空槽５５内部を真空雰囲気、又は窒素ガス雰囲気にすることができる。
【００２３】
アライメント装置５１により位置合わせが行われた前面板２０と背面板１０を真空槽５５内に搬入し、背面板１０の内側に配置されたアドレス電極１５と前面板２０の内側に配置された走査電極２５とが直交した状態を維持しながら、保持装置６１と基板ステージ６２を動作させて前面板２０と背面板１０を相対的に近づけて、一方を他方に押圧すると、アドレス電極１５と走査電極２５とを取り囲むように透明基板２１と支持基板１１のいずれか一方の外周部の表面が露出している部分に配置された封止部材５と他方の外周部の表面が露出している部分が密着される。
【００２４】
真空槽５５の内部にはリング状の加熱装置６５が配置されており、加熱装置６５に通電すると、加熱装置６５は赤外線を放出し、リング状の封止部材５と支持基板１１と透明基板２１の外周部と密着する部分に配置された低融点ガラスが溶けて前面板２０と背面板１０がリング状の封止部材５を介して接着される。
【００２５】
＜封止装置＞
図５の符号５３は、封止装置である。
封止装置５３の真空槽５６には、真空排気装置３１とガス導入装置３２がそれぞれ接続されており、ガス導入装置３２を動作させると、真空槽５６内部を窒素ガス雰囲気、希ガス雰囲気、又は窒素ガスと希ガスとの混合ガス雰囲気のいずれかにすることができる。
また、溶融装置６７によりガス導入管１９を融解させて貫通孔１８を封じることができる。
【００２６】
上述した封着装置５２と封止装置５３を用いた方法１〜方法４の封着・封止工程を説明する。
＜封着・封止工程＞
方法１は、アライメント装置５１によって位置合わせが行われた背面板１０と前面板２０をアライメント装置５１の真空槽５４から封着装置５２の真空槽５５内に搬入して、真空槽５５内の圧力が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下窒素ガス雰囲気中で前面板２０と背面板１０を貼り合わせてパネル８０を形成する。
【００２７】
このとき、前面板２０と背面板１０との間の空間（パネル８０内部）は封止部材５で取り囲まれ、パネル８０内部の圧力は真空槽５５内の窒素ガス雰囲気の圧力と同じ圧力になっている。
封着した内部が窒素ガス雰囲気のパネル８０を封止装置５３の真空槽５６内に搬入する。
ガス導入装置３２により真空槽５６内を圧力が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下なるまで希ガスを導入し、ガス導入管１９を介してパネル８０内部の圧力を真空槽５６内の希ガスと同じ圧力にしてガス導入管１９を封じる。
【００２８】
方法２は、アライメント装置５１によって位置合わせが行われた背面板１０と前面板２０をアライメント装置５１の真空槽５４から封着装置５２の真空槽５５内に搬入して、真空槽５５内で前面板２０と背面板１０との貼り合わせを１×１０-3Ｐａ以下の真空雰囲気中で行う。このとき、パネル８０内部は真空槽５５内の真空雰囲気の圧力と同じ圧力になっている。
【００２９】
封着した内部が真空雰囲気のパネル８０を封止装置５３の真空槽５６内に搬入し、真空槽５６内をガス導入装置３２により０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の圧力の窒素ガス雰囲気にして、ガス導入管１９を介してパネル８０内部を真空槽５６内の窒素ガス雰囲気と同じ圧力にした後、真空槽５６内に希ガスを４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下の圧力まで導入してパネル８０内部を真空槽５６内の希ガスと同じ圧力にしてガス導入管１９を封じる。
【００３０】
方法３は、アライメント装置５１によって位置合わせが行われた背面板１０と前面板２０をアライメント装置５１の真空槽５４から封着装置５２の真空槽５５内に搬入して、真空槽５５内で前面板２０と背面板１０との貼り合わせを１×１０-3Ｐａ以下の真空雰囲気中で行う。このとき、パネル８０内部は真空槽５５内の真空雰囲気の圧力と同じ圧力になっている。
【００３１】
封着したパネル８０を封止装置５３の真空槽５６内に搬入し、真空槽５６内に窒素ガスを導入しないで、ガス導入装置３２により真空槽５６内部を希ガスを主成分とし、全圧４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下において分圧０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガスを含む混合ガス雰囲気にして、ガス導入管１９を介してパネル８０内部を真空槽５６内の希ガスと窒素ガスの混合ガスと同じ圧力にした後にガス導入管１９を封じる。
【００３２】
方法４は、アライメント装置５１によって位置合わせが行われた背面板１０と前面板２０をアライメント装置５１の真空槽５４から封着装置５２の真空槽５５内に搬入して真空槽５５内を希ガスを主成分とし、全圧４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下において分圧０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の窒素ガスを含む混合ガス雰囲気中で前面板２０と背面板１０を貼り合わせてパネル８０を形成する。
前面板２０と背面板１０との間の空間（パネル８０内部）は封止部材５で取り囲まれており、パネル８０内部は真空槽５６内の窒素ガスと希ガスの混合ガス雰囲気の圧力と同じ圧力になっており、ガス導入管１９設けて封じる必要はない。
【００３３】
上述した方法１〜方法４の条件を表１に示す。上述した希ガスとは、Ｎｅ、Ｘｅ、又はＮｅとＸｅの混合ガスを示している。
【００３４】
【表１】
2010198886.tif 000003
【００３５】
＜実験＞
表面に保護膜２３としてＭｇＯ膜が蒸着された前面板２０と、緑色の蛍光体が塗布され、焼成が行われた背面板１０を真空槽５５内に配置し、方法２により１×１０-5Ｐａの真空雰囲気で封着工程を行い、封止工程によりパネル８０内に所定圧力の窒素ガスを導入した後に、ＮｅとＸｅの希ガスを窒素ガスと希ガスの混合ガスの全圧が６７ｋＰａになるまで導入した。導入する窒素ガスの分圧を変化させて前面板２０で放電させ、パネル８０の輝度の測定を行った。横軸を窒素の分圧、縦軸をパネル８０の輝度としたグラフを図６に示す。窒素ガスの分圧が０．０７Ｐａ以上０．３Ｐａ以下の範囲では、窒素ガスを導入しない場合と比較して輝度が高くなっており、０．５Ｐａ以上では、パネル８０の輝度は窒素ガスを導入しない場合と変わらないことが確認できた。また、他の方法１、３、４の場合も同様の輝度の向上が確認できた。
【符号の説明】
【００３６】
１……プラズマディスプレイ    ５……封止部材    １０……背面板    １１……支持基板    １２……蛍光体    １３……隔壁    １４……背面側誘電体層    １５……アドレス電極    １８…… 貫通孔    １９……ガス導入管    ２０……前面板    ２１……透明基板    ２２……前面側誘電体層    ２３……保護膜    ２５……走査電極    ３１……真空排気装置    ３２……ガス導入装置    ５０……ＰＤＰ製造装置    ５４〜５６……真空槽    ６１……保持装置    ６２……基板ステージ    ６５……加熱装置    ７０……入口ゲートバルブ      ７１、７２……ゲートバルブ    ７３……出口ゲートバルブ    
【図１】
2010198886.tif 000004
【図２】
2010198886.tif 000005
【図３】
2010198886.tif 000006
【図４】
2010198886.tif 000007
【図５】
2010198886.tif 000008
【図６】
2010198886.tif 000009
【図７】
2010198886.tif 000010
【図８】
2010198886.tif 000011