(57)【要約】【課題】本発明のプラズマディスプレイパネルによれば、前面板と背面板との間隔を一定に保ち、かつ電極断線の不具合を防止することができ、高品質で高歩留まりなプラズマディスプレイパネルを提供することが可能となる。【解決手段】上記目的を達成するため、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、複数の表示電極を配置した前面基板と、前記表示電極に交差するようにアドレス電極を配置し前記アドレス電極上に絶縁体層を配置した背面基板と、前記前面基板と前記背面基板を封着する封着層を設けたＰＤＰの製造方法であって、前記封着層は、ビーズ材を有し、前記アドレス電極は体積比率で５％〜４０％のガラス成分を含有し、かつ前記封着する工程の温度が、前記アドレス電極の屈伏点よりも低いことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示電極を配置した前面基板と、前記表示電極に交差するようにアドレス電極を配置し前記アドレス電極上に絶縁体層を配置した背面基板と、前記前面基板と前記背面基板を封着する封着層を設けたプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記封着層は、ビーズ材を有し、前記アドレス電極は体積比率で５％〜４０％のガラス成分を含有し、かつ前記封着する工程の温度が、前記アドレス電極の屈伏点よりも低いことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記アドレス電極上および前記絶縁体層上に前記封着層が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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示デバイスとして知られるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、双方向情報端末として大画面、壁掛けテレビへの期待が高まっており、そのための表示デバイスとして、液晶表示パネル、フィールドエミッションディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイなどの数多くのものがある。これらの表示デバイスの中でもプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとする）は、自発光型で美しい画像表示ができ、大画面化が容易であるなどの理由から、視認性に優れた薄型表示デバイスとして注目されており、高精細化および大画面化に向けた開発が進められている。
【０００３】
ＰＤＰは表示電極、誘電体層、ＭｇＯによる保護層などの構成物を形成した前面板と、電極、隔壁、絶縁体層、蛍光体層などの構成物を形成した背面板とを、内部にＲ・Ｇ・Ｂそれぞれの微小な放電セル（以下、単にセルとする）を形成するように対向配置されるとともに、周囲を封着層により封止されている。そして、そのセルにネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などを混合してなる放電ガスを例えば６６５００Ｐａ（約５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入している。
【０００４】
ここで従来技術では、封着層として、ガラスフリットを含む封着材を塗布・焼成することにより形成しているが、ＰＤＰ製造時の封着工程時に、封着材が収縮して前面板と背面板との間隔がパネルの中央部における間隔よりも狭まってしまう現象が生じた。この現象を防止するために、封着層内にスペーサとして封着材よりも高い融点を有する部材（以下、ビーズ材とする）を混在させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３６８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ビーズ材が混在された封着層を有するＰＤＰの場合には、封着排気工程時に封着層が前面板と背面板の間で挟圧されると、この封着層内のビーズ材が前面板と背面板に形成された電極層を直接または間接的に圧迫して電極にクラックを生じさせる場合がある。このような場合、電極の幅より大きなクラックが生じると電極が断線してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、ビーズ材を含む封着材を用いることで、前面板と背面板との間隔を一定に保ち、かつ電極断線の不具合を防止することができ、高品質で高歩留まりなＰＤＰを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するため、本発明におけるＰＤＰの製造方法は、複数の表示電極を配置した前面基板と、前記表示電極に交差するようにアドレス電極を配置し前記アドレス電極上に絶縁体層を配置した背面基板と、前記前面基板と前記背面基板を封着する封着層を設けたＰＤＰの製造方法であって、前記封着層は、ビーズ材を有し、前記アドレス電極は体積比率で５％〜４０％のガラス成分を含有し、かつ前記封着する工程の温度が、前記アドレス電極の屈伏点よりも低いことを特徴とする。ここで、アドレス電極上および絶縁体層上に封着層が形成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、前面板と背面板との間隔を一定に保ち、かつ電極断線の不具合を防止することができ、高品質で高歩留まりなＰＤＰを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態におけるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図
【図２】同ＰＤＰの平面図
【図３】同ＰＤＰ封着部の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて、図面を用いて説明する。まず、ＰＤＰの構造について図１を用いて説明する。図１に示すように、ＰＤＰは、ガラス製の前面基板１と背面基板２とを、その間に放電空間を形成するように対向配置することにより構成されている。前面基板１上には表示電極を構成する走査電極３と維持電極４とが互いに平行に対をなして複数形成されている。そして、走査電極３および維持電極４を覆うように誘電体層５が形成され、誘電体層５上には保護層６が形成されている。
【００１２】
また、背面基板２上には絶縁体層７で覆われた複数のアドレス電極８が設けられ、その絶縁体層７上には井桁状の隔壁９が設けられている。また、絶縁体層７の表面および隔壁９の側面に蛍光体層１０が設けられている。そして、走査電極３および維持電極４とアドレス電極８とが交差するように前面基板１と背面基板２とが対向配置されており、その間に形成される放電空間には、放電ガスとして、例えばネオンとキセノンの混合ガスが封入されている。なお、ＰＤＰの構造は上述したものに限られるわけではなく、例えばストライプ状の隔壁を備えたものであってもよい。
【００１３】
上記、ＰＤＰの作製方法について以下に述べる。まず前面基板１上に電極形成用の感光性ペーストをスクリーン印刷法等により形成する。その後、露光・現像を行うことで表示電極のパターン形成を行う。表示電極のパターン形成の後、それを覆うように誘電体層５をスクリーン印刷法あるいはコート塗布を用いて形成、焼成を行う。さらにその上に蒸着法等によってＭｇＯなどの保護層６を形成する。
【００１４】
背面基板２上にアドレス電極８用の感光性ペーストをスクリーン印刷法により形成し、その後露光、現像によりアドレス電極８のパターン形成をする。そしてアドレス電極８上に絶縁体層７をスクリーン印刷法やコート塗布法によって形成し、その上に井桁状あるいはストライプ状の隔壁９を形成するために感光性のペーストを数回に分けてコート塗布法によって形成し、露光を行う。この際に、ペーストの塗布回数と露光パターンによって少なくとも２段以上の段差を持った構造を形成することができる。現像によるパターン形成後、焼成を行う。焼成後に隔壁９内部にＲＧＢの蛍光体層１０をディスペンサー法などで配置し、高温雰囲気下で乾燥を行う。
【００１５】
上記方法で作製された前面基板１および背面基板２をそれぞれの膜面が向き合うように配置し、封着を実施する。この際に前面基板１または背面基板２の周辺に塗布した封着材により封止する。
【００１６】
その後、背面基板２側に配置された排気孔より基板を加熱しながら排気を行い、ある一定の真空度に到達後、ＰＤＰ内部にキセノンやネオンなどの希ガスを封入する。ガス封入後に排気管を封止し、ＰＤＰを完成させる。
【００１７】
次に本発明の実施形態におけるＰＤＰの電極取り出し部と封着層の形成領域について説明する。図２は、本発明の実施形態におけるＰＤＰの平面図である。このように前面基板１と背面基板２とが対向配置されており、共通の領域の周囲に封着層１１が形成されている（図中破線部）。このように前面基板１と背面基板２との基板形状が異なる理由は、それぞれの基板端部に電極端子部が形成されるためである。この電極端子部より、それぞれの電極に画像表示のための電圧を印加する。同図においてＰＤＰ長辺部に示すのはアドレス電極８の電極端子部である。そして、このように封着層１１は各電極上に形成されることになる。走査電極３、維持電極４の電極端子部は前面基板１の裏面になるため同図では記載していない。
【００１８】
図３は、本発明の実施形態におけるＰＤＰの封着部の断面図である。ここではアドレス電極８の電極端子部を使って説明する。このように本発明の実施形態では、封着層１１の形成領域は、絶縁体層７、アドレス電極８およびそれらの境界領域上に形成する。
【００１９】
このように封着層１１が絶縁体層７およびアドレス電極８の両者の上に形成されるのは次のような理由からである。例えば封着層を絶縁体層７のみの上に形成した場合、絶縁体層７が有する空隙部より、放電ガスあるいは外気のリークが生じ、画像表示が停止してしまう。また逆に封着層をアドレス電極のみの上に形成した場合、ＰＤＰ内部にアドレス電極が露出する箇所が存在するため、その露出箇所にて誤放電を生じる可能性がある。このような理由から、本発明の実施形態では上記のような構成としている。
【００２０】
そして本発明の実施形態における封着層１１には封着材の他にビーズ材１２が混在されている。これにより、前面基板１と背面基板２との距離を一定に保った状態で封着することが可能となる。
【００２１】
しかしながら従来技術では、ビーズ材が混在する封着層で構成されるＰＤＰの場合、封着排気工程時にビーズ材が直接または間接的に電極層を圧迫して、電極にクラックを生じさせ、電極を断線してしまうという課題があった。
【００２２】
この課題の発生状況としては、封着排気工程時の温度条件下において、封着層と接する部分すなわち誘電体層や電極層の材料が、ビーズ材あるいはビーズ材以外の封着層中に含まれるフィラー成分よりも軟らかいため、ビーズ材等他の封着層構成部材によって圧迫され、電極層にクラックや断線が発生していると推定している。
【００２３】
この発生原因に対する対策としては、電極層に含有されるガラス成分の軟化点を高くして、高温時における当該ガラス成分の強度を保つことが有効かと推測できる。
【００２４】
ところが、課題の発生状況を詳細に分析した結果、当該ガラス成分の軟化点が同一である電極層であっても、ビーズ材による断線の発生頻度が異なる現象が存在することが発見された。
【００２５】
これに対し、発明者等による検討の結果、このように発生頻度が異なるのは、当該ガラス成分の軟化点が同一であっても、昇温時における電極層全体の一定荷重に対する膨張が停止する温度が異なることによるものであるということが判明した。さらにこの温度は、基板上に形成した電極中のガラス成分の体積比率濃度を調整することによって制御することが可能であることも判明した。ここで、この温度を本発明の実施形態では電極の屈伏点と称することとする。
【００２６】
つまり、この電極の屈伏点を制御することによって、ビーズ材に対するクラックや断線の発生を抑制することが可能となる。この知見から本発明の実施形態では、基板上に形成した電極中のガラス成分の体積比率による濃度を５％〜４０％とすることで、電極の屈伏点を最適な範囲とし、さらに当該電極の屈服点よりも低い温度で封着工程を行うようにしている。これによって、封着工程時の電極層の強度を上げ、ビーズ材等によるクラック発生や断線を防止することが可能となる。
【００２７】
ここで、電極中のガラス成分の濃度を低くすることで電極の屈伏点は高くなり、実施できる封着温度の範囲が広がり良好であるが、体積比率による当該濃度が５％よりも低い場合、電極層と基板との密着性が得られずに、膜剥がれが生じてしまう。一方、電極中のガラス成分の濃度を高くすると、電極層と基板との密着性は確保できるが、体積比率による当該濃度が４０％よりも高い場合、銀成分濃度が相対的に低下し、電極としての導電性が不十分となってしまう。
【００２８】
本発明の実施形態では、具体的には電極の屈服点とは次のように測定した温度としている。リガクデンキ株式会社製の熱機械分析装置ＴＭＡ８３１０Ｅ１を用いて、標準試料：φ５ｍｍのＳｉＯ2、昇温速度：１０℃／分、荷重：５０ｇの測定条件で圧縮荷重法により、基板上に形成された電極表面を測定して熱膨張曲線を得る。当該曲線は、試料温度（℃）を横軸に、試料の膨張変位量（μｍ）を縦軸にとり、電極の屈伏点としては、見かけ上膨張が停止する温度すなわち当該曲線の傾きが、１００℃以上において、±０．００００１μｍ／℃の範囲となる温度とした。ここで１００℃以上としたのは、昇温開始時の膨張が停止している状態を除くためである。
【００２９】
次に、本発明の実施形態における各構成部位の材料について説明する。まずアドレス電極８について説明する。アドレス電極８を形成するための電極ペーストは、重量で表される成分比で、少なくとも銀（Ａｇ）粒子５０％〜８５％と、ガラス成分が１％〜１５％と、感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤、溶剤などを含む感光性有機バインダ成分８％〜４０％とよりなる感光性ペーストである。ここで本発明の実施形態では、アドレス電極８を形成した状態で、ガラス成分の体積比率が５％〜４０％となるように上位の配合を行う。
【００３０】
ガラス成分は、実質的に鉛成分を含んでおらず、各成分のモル表記での含有量で、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）が０．１％〜２０％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が１０％〜４０％、酸化珪素（ＳｉＯ2）が１０〜４０％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）が１０〜３０％、Ｂａ、Ｃａが１％以下としている。また、本発明の実施形態のアドレス電極層には、前記ガラス材料のみの使用に限らず、さらに別の１種類以上のガラス材料を混合配合してもよい。つまり、転移点特性を有する低融点ガラスフリットの少なくとも１種類を、体積で表す成分比で５％〜４０％電極層中に配合すれば本発明の効果は得られる。
【００３１】
そして上記感光性ペーストを、背面基板２上に印刷法などによって塗布し、電極ペースト層を形成する。そして電極ペースト層をフォトリソグラフィ法などにより幅１００μｍの銀（Ａｇ）電極パターンを形成し、その後５６０〜６００℃で焼成する。
【００３２】
次に、絶縁体層７について説明する。絶縁体層を形成するための絶縁体ペーストは、重量で表される成分比で、ガラス成分２５％〜３５％、フィラー２５％〜３５％、バインダ１０％〜２０％、溶剤２０％〜３０％の配合比のものを用いている。さらに望ましくは、ガラス成分３０％〜３５％、フィラー２５％〜３０％、バインダ１０％〜２０％、溶剤２０％〜３０％の配合比である。
【００３３】
そして、絶縁体層７のガラス成分は実質的に鉛成分を含んでおらず、各成分のモル表記での含有量を次のようにしている。酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）が０．１％〜２５％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が１０％〜３０％、酸化チタン（ＴｉＯ2）が０．１％〜２５％であって、さらに酸化タングステン（ＷＯ3）、Ｍｎ、Ｓｂ、Ｂａを０．１％以下としている。
【００３４】
このような絶縁体層ペーストを、背面基板２とアドレス電極８の上にダイコート法などにより塗布し、乾燥工程、焼成工程を経て形成される。焼成工程においては到達温度を５７０℃〜６３０℃程度とした。その膜厚は焼成工程後で８μｍ〜１５μｍとしている。
【００３５】
次に隔壁９について説明する。隔壁９を形成する隔壁ペーストは次のようになる。先に述べたように、隔壁９は隔壁上層と隔壁下層とで構成される。隔壁下層に用いる隔壁ペーストは、重量で表される配合比が、ガラス成分３０％〜７０％、バインダ成分２％〜３０％、溶剤成分２０％〜５０％となっている。
【００３６】
そして、隔壁上層を形成する隔壁ペーストは、重量で表される配合比が、ガラス成分１５％〜３５％、フィラー成分２０％〜３０％、バインダ成分２％〜３０％、溶剤成分２０％〜５０％となっている。さらに望ましくは、ガラス成分２５％〜４０％、フィラー１０％〜２０％、バインダ成分２％〜３０％、溶剤成分２０％〜５０％であった。
【００３７】
このような隔壁ペーストを用い、スクリーン印刷法またはコート法等により隔壁層を形成する。その後、フォトリソグラフィ法等により隔壁９の前駆体を形成し、焼成工程で焼結を行い、隔壁９を形成する。焼成工程の到達温度は５６０℃〜６３０℃程度とする。
【００３８】
また、焼成工程については、前述のように電極層、絶縁体層、隔壁層と各工程毎に焼成しても、電極層、絶縁体層、隔壁層をまとめて１回で焼成してもどちらでもよい。このときの焼成工程の到達温度は５６０℃〜６３０℃とする。
【００３９】
次に、封着層１１について説明する。封着層１１を形成するための封着材ペーストは、少なくとも酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）と酸化モリブデン（ＭｏＯ3）あるいは酸化タングステン（ＷＯ3）を含有したガラス成分と、耐熱性フィラーと、有機バインダ成分と、先に述べたビーズ材１２を含む。
【００４０】
ガラス成分としては各成分のモル表記での含有量で少なくとも酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）が２０％〜５０％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）が２０％〜４０％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）が１０％〜３０％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）が０．５％〜２．５％、としている。
【００４１】
また、耐熱性フィラーは、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、石英ガラスなどが特に好ましい。
【００４２】
そしてビーズ材１２は、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などからなる球形のガラスビーズ材を用いる。ビーズ材の粒径としては、前記隔壁９の高さと絶縁体層７の厚みの和よりも大きいものを用いる。具体的には図３に示すような形態となる。このようなビーズ径とすることで、封着部での前面板と背面板との間隔がパネルの中央部における間隔よりも狭まってしまうことを防ぐことができる。
【００４３】
このような封着材ペーストを、背面基板２または前面基板１のどちらか一方の周縁に、ディスペンサー法などにより塗布する。その後、一定時間乾燥後４００℃付近で仮焼成を行い、有機バインダ成分を焼失除去する。そして、前面基板１の走査電極３および維持電極４群と背面基板２のアドレス電極８とが直交するように対向して両基板を配置し、４５０℃〜５００℃で焼成して封着材を固化させ、封着層１１とする。
【００４４】
以上のように、本発明の電極層および封着層を有するＰＤＰとすることで、高品質で高歩留まりなＰＤＰを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のＰＤＰによれば、前面板と背面板との間隔を一定に保ち、かつ電極断線の不具合を防止することができ、高品質で高歩留まりなＰＤＰを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００４６】
１  前面基板
２  背面基板
７  絶縁体層
８  アドレス電極
９  隔壁
１０  蛍光体層
１１  封着層
１２  ビーズ材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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