(57)【要約】【課題】リン酸系ガラス材料を用いて鉛の含有量を削減しつつも、封着性に優れ、かつ安定性に優れた通気管の先端形状に対応した複雑な形状を有する、新規なガラス封着リングを提供する。【解決手段】パネルの通気孔と通気管とが連通するように、パネルに通気管を封着するための、リン酸系ガラス封着リング２２であって、内周壁面を含み、内周壁面の表面に、通気管の受け皿となる段差部２１が設けられ、バインダーを実質的に含有しない、リン酸系ガラス封着リング２２とする。このリン酸系ガラス封着リングは、例えば、リン酸系ガラスフリットと、２５℃の雰囲気下で固体であり沸点が４００℃以下であるバインダーと、を含むフリット・バインダー混合物を成形して、段差部を含む成形体リングを得る工程と、成形体リングを加熱してバインダーを除去するバインダー除去工程と、を含む、ことにより製造できる。【選択図】図４Ａ
2007134221.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネルの通気孔と通気管とが連通するように、前記パネルに前記通気管を封着するための、リン酸系ガラス封着リングであって、
内周壁面を含み、
前記内周壁面の表面に、前記通気管の受け皿となる段差部が設けられ、
バインダーを実質的に含有しない、
リン酸系ガラス封着リング。
【請求項２】
酸化物基準で、２０モル％以上の酸化リンを含有する、請求項１に記載のリン酸系ガラス封着リング。
【請求項３】
酸化スズをさらに含有する、請求項１または２に記載のリン酸系ガラス封着リング。
【請求項４】
パネルの通気孔と通気管とが連通するように、前記パネルに前記通気管を封着するための、リン酸系ガラス封着リングの製造方法であって、
前記リン酸系ガラス封着リングが、内周壁面を含み、前記内周壁面の表面に、前記通気管の受け皿となる段差部が設けられ、バインダーを実質的に含有せず、
リン酸系ガラスフリットと、２５℃の雰囲気下で固体であり沸点が４００℃以下であるバインダーと、を含むフリット・バインダー混合物を成形して、段差部を含む成形体リングを得る工程と、
前記成形体リングを加熱して前記バインダーを除去するバインダー除去工程と、
を含む、
リン酸系ガラス封着リングの製造方法。
【請求項５】
前記バインダーが、樟脳、ナフタレンおよびアントラセンからなる群から選ばれた少なくとも１つである請求項４に記載のリン酸系ガラス封着リングの製造方法。
【請求項６】
前記フリット・バインダー混合物中の前記バインダーの含有率が、前記リン酸系ガラスフリットに対して、１質量％以上２０質量％以下の範囲にある請求項４または５に記載のリン酸系ガラス封着リングの製造方法。
【請求項７】
前記バインダー除去工程の加熱温度が、２００℃以上４５０℃以下の範囲にある請求項４〜６のいずれかに記載のリン酸系ガラス封着リングの製造方法。
【請求項８】
前記リン酸系ガラスフリットが、酸化物基準で、２０モル％以上の酸化リンを含有する、請求項４〜７のいずれかに記載のリン酸系ガラス封着リングの製造方法。
【請求項９】
前記リン酸系ガラスフリットが酸化スズをさらに含有する、請求項４〜８のいずれかに記載のリン酸系ガラス封着リングの製造方法。
【請求項１０】
通気孔が形成されたパネルと、前記通気孔と連通する通気管と、前記パネルに前記通気管を封着するリン酸系ガラス封着リングと、を含むディスプレイデバイスであって、
前記リン酸系ガラス封着リングが、前記通気管の開口端面および外壁面と、前記パネルとに接合しており、バインダーを実質的に含有しない、
ディスプレイデバイス。
【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パネルや電界放射型ディスプレイ等のディスプレイデバイスにおける通気孔と、通気管とが連通するように、当該通気孔が形成されたパネルに通気管を封着するための、リン酸系ガラス封着リングに関する。また、このリン酸系ガラス封着リングの製造方法に関する。また、このリン酸系ガラス封着リングが用いられてなるディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）や電界放射型ディスプレイ（以下、ＦＥＤと呼ぶ）等のディスプレイデバイスは、大画面化と薄型軽量化との両方を実現しうる薄型ディスプレイデバイスとして注目されている。
【０００３】
このようなディスプレイデバイスでは、一対のパネル間に発光励起源空間が形成されている。この発光励起源空間とは、例えば、ＰＤＰの場合は希ガスを主体とする放電ガスが充填された放電空間、ＦＥＤの場合は電子源が放出する電子線を減衰させることなく取り出せる真空空間に相当する空間であり、高い気密性が要求される。
【０００４】
ディスプレイデバイスの製造に際しては、発光励起源空間内の雰囲気を適宜調整する必要がある。雰囲気の調整は、パネルに形成された通気孔に連通するようにして設けられた通気管を介して行われる。この通気管としては、一般に、パネルへの接合安定性を高めるため、安定性に優れた先端形状を有するもの、例えば図４Ａで示すような拡径部５３やフランジ部５２を有するものが用いられている。また、通気管とパネルとの封着には、図４Ａで示すような、リングの内周壁面の表面に、通気管の先端開口部を嵌め込む受け皿となる段差部が設けられた形状のガラス封着リングが用いられている。通気孔、通気管、およびリングの貫通孔の位置合わせを容易化するためである。なお、このような複雑なリング形状は、ひび割れ、欠け、ガラスの変質などの不良を伴わずに形成することが容易でなく、これを実現できるガラス材料は酸化鉛系ガラスに限られている。
【０００５】
ここで、自然環境保護の観点から、ガラス封着リングの材料として、従来の鉛系ガラスに代えて、鉛成分を含まないガラス材料へと、その使用材料を置き換えることが求められている。その候補として、例えば酸化リン含有ガラス材料（リン酸系ガラス材料）が提案されている（例えば、特許文献１または２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３８１９９号公報
【特許文献２】特開２００４−１８２５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１または２で開示される、リン酸系ガラス材料を用いた場合には、安定性に優れた通気管の先端形状に対応した複雑な形状で、かつ、ひび割れや変質等の欠損が少ない、ガラス封着リングを成形することが非常に難しい。なお、欠損のあるガラスリングでは、発光励起空間の気密性を維持するに十分な封着力を得ることができない。
【０００７】
また、円筒形などの単純な形状のリングであれば、リン酸系ガラス材料を用いて成形することはできるものの、当該単純な形状のリングでは、ディスプレイデバイスのパネルの通気孔と通気管と封着リングとの開口位置合わせが容易でなく、ディスプレイデバイスの生産性を向上することが難しい。
【０００８】
そこで、本発明は、リン酸系ガラス材料を用いつつも、封着性に優れ、かつ安定性に優れた通気管の先端形状に対応した複雑な形状を有する、ディスプレイデバイスのパネルの通気孔と通気管と封着リングとの開口位置合わせが容易であり、ひび割れや欠け、ガラスの変質などのない、新規なリン酸系ガラス封着リングを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、この新規なリン酸系ガラス封着リングの製造方法を提供することを目的とする。また、この新規なリン酸系ガラス封着リングが用いられてなる、環境問題を考慮した鉛を含まない優れたガラス封着部を有し、十分な気密性を保持し、良好な画像表示性能を発揮する、ディスプレイデバイス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】
【００１０】
本発明のリン酸系ガラス封着リングは、パネルの通気孔と通気管とが連通するように、前記パネルに前記通気管を封着するための、リン酸系ガラス封着リングであって、内周壁面を含み、前記内周壁面の表面に、前記通気管の受け皿となる段差部が設けられ、バインダーを実質的に含有しない、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は別の側面から、上記リン酸系ガラス封着リングの製造に適した方法として、リン酸系ガラスフリットと、２５℃の雰囲気下で固体であり沸点が４００℃以下であるバインダーと、を含むフリット・バインダー混合物を成形して、段差部を含む成形体リングを得る工程と、前記成形体リングを加熱して前記バインダーを除去するバインダー除去工程と、を含む、製造方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は別の側面から、通気孔が形成されたパネルと、前記通気孔と連通する通気管と、前記パネルに前記通気管を封着するリン酸系ガラス封着リングと、を含むディスプレイデバイスであって、前記リン酸系ガラス封着リングが、前記通気管の開口端面および外壁面と、前記パネルとに接合しており、バインダーを実質的に含有しない、ディスプレイデバイスを提供する。
【００１３】
なお、本明細書において、バインダーを『実質的』に含有しないとは、ガラスのバインダーとして用いられる公知の有機物の含有量が１ｐｐｍ未満、より詳しくは１ｐｐｂ未満の範囲にあることを意味する。なお、本明細書における『ｐｐｍ』とは質量百万分率を意味し、『ｐｐｂ』とは質量十億分率を意味する。有機物の含有量は、例えばガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）等の公知の手法を用いて評価すればよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＦＥＤやＰＤＰ等のディスプレイデバイスの製造に好適な、有害化学物質である鉛の使用量を削減して自然環境への悪影響を減少させるとともに、ひび割れや欠け、ガラスの変質などがなく封着性に優れた、また、安定性に優れた通気管の先端形状に対応した複雑な形状を有する、リン酸系ガラス封着リングを提供することができる。このリン酸系ガラス封着リングであると、ディスプレイデバイスにおけるパネルの通気孔と当該封着リングと通気管との開口位置合わせが容易となる。
【００１５】
また、本発明によれば、このリン酸系ガラス封着リングの製造に適した方法を提供することができる。また、本発明によれば、このリン酸系ガラス封着リングが用いられたディスプレイデバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限り種々の形態をとることができる。
【００１７】
＜１−１．ガラス封着リングの組成＞
本発明の実施の形態１にかかるリン酸系ガラス封着リングは、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ系、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ−ＺｎＯ系、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ−ＳｉＯ2系、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ−Ａｌ2Ｏ3系、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ−Ｂ2Ｏ3系等の、ガラスの網目構造を形成する主成分（ガラスネットワークフォーマーの主成分）として酸化リン（Ｐ2Ｏ5）を含有するリン酸系ガラスフリットと、２５℃の雰囲気下で固体であり沸点が４００℃以下である、昇華性のバインダーと、を含むフリット・バインダー混合物が成形、焼結されてなる、鉛を含まない（非鉛系）リングである。なお、詳細は後述するが、完成品のガラス封着リングは、バインダーを実質的に含有していない。
【００１８】
上記リン酸系ガラスフリットは、リン酸系ガラス粉末またはリン酸系ガラス粉末と耐火性の無鉛フィラー粉末との混合粉末である。
【００１９】
リン酸系ガラス粉末は、酸化物基準のモル％表示で（以下同様）、２０モル％以上のＰ2Ｏ5を含有することが好ましい。他方、欠損の少ない良質なガラス封着リングを作製する観点からは、Ｐ2Ｏ5の含有率を、５０モル％以下とすることが好ましい。含有率が５０モル％を超えると耐水性が低下するからである。
【００２０】
また、リン酸系ガラス粉末にＳｎＯを１５モル％以上含有させると、ガラスの軟化点を低く維持しながら、その耐水性を向上させることができる。他方、含有率が６０モル％を超えるとガラスの安定性が低下する。ＺｎＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3等は、ガラスの形成を助けるとともに、ガラスの安定性の向上、熱特性の制御、耐水性の向上等の作用を発揮する一方、含有率が過剰になると、軟化点の上昇、流動性の低下、ガラスの結晶化等が発生しやすくなり、封着性が低下するため、上記各成分系における含有率を、ＺｎＯ：０．５〜１０モル％、ＳｉＯ2：１〜１０モル％、Ａｌ2Ｏ3：１〜１０モル％、Ｂ2Ｏ3：０．５〜５モル％の範囲とすることが好ましい。
【００２１】
また、上記リン酸系ガラスフリットには、必要に応じ、例えばＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｖ2Ｏ5、ＴｅＯ2、ＣｕＯ、Ｂｉ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｎＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＭｏＯ3、ＷＯ3、希土類酸化物等を含ませることができる。これらの成分を添加すると、ガラス組成物の熱特性を制御したり、強度を向上したりすることが一層容易となる。
【００２２】
上記耐火性の無鉛フィラーとしては、例えば、コーディエライト、ウィレマイト、フォルステライト、アノーサイト、ジルコン、ムライト、β−ユークリプタイト、β−スポジュメン、クリストバライト、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化リンジルコニウム、石英ガラス、サイアロン、窒化珪素、炭化珪素、β−石英固溶体、および式ＡＤ2（ＭＯ4）3によって示される化合物から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。ただし、上記式において、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＭｎから選ばれる少なくとも１種の元素であり、Ｄは、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｎｂ、Ａｌ、ＳｃおよびＹから選ばれる少なくとも１種の元素であり、Ｍは、Ｐ、Ｓｉ、ＷおよびＭｏから選ばれる少なくとも１種の元素である。
【００２３】
ガラスフリットに含まれる耐火性の無鉛フィラーの量はとくに限定されず、例えば、０〜７０質量％の範囲であり、好ましくは５〜５０質量％の範囲である。ディスプレイデバイスを製造する際には、基板（パネル）の熱膨張率と、ガラス封着リングの熱膨張率との差をできるだけ小さくすることが好ましい。耐火性フィラーは、ガラスの熱膨張率を制御する作用を有している。それゆえ、ガラス封着リングに含まれる耐火性フィラーの種類や量を選択することによって、ガラス封着リングと基板の熱膨張率との差を低減できる。
【００２４】
＜１−２．ガラス封着リングの形状＞
本発明のリン酸系ガラス封着リングは、図４Ａで示すように、内周壁面を含み、当該内周壁面の表面に、ガラス通気管１２の先端開口部をはめ込む受け皿となる段差部２１が設けられている。
【００２５】
一般に、ガラス通気管の先端部分には、図４Ａで示すように、先端に近づくにつれて径が広がるフレア部（拡径部５３）が設けられており、さらにその先端には環状のフランジ部５２が設けられている。ガラス通気管の先端に拡径部を設けることにより、フランジ部の径すなわち先端開口部を大きくすることができ、ガラス通気管をディスプレイデバイスに対して垂直に保持する場合の安定性が増す。
【００２６】
上記リン酸系ガラス封着リングは、ディスプレイデバイスのパネルに形成された通気孔と通気管とが導通するように、パネルとガラス通気管との間に設置し、ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することで、ディスプレイデバイスとガラス通気管とを封着させることができる。この場合、十分な気密性を保持するため、リングの外径をフランジ部の外径よりも大きく、リングの内径をフランジ部の内径よりも小さくしておく必要がある。また、リングの貫通孔の中心軸とフランジ部の中心軸を合わせるように設置しないと十分な気密性を保持することができない。しかし、本発明のリン酸系ガラス封着リングでは、図４Ａで示すように、リングの内周壁面の表面に段差部が設けられているため、この段差部にフランジ部をはめ込むことによりガラス通気管とリングの貫通孔との中心軸を容易に一致させることができる。これにより、ガラス通気管とガラス封着リングとの一体移動が容易となるため、これらとディスプレイデバイスの通気孔との軸合わせが容易にできるようになる。したがって、通気孔とガラス通気管との位置ずれによる不完全な封着が発生しにくく、ディスプレイデバイスの気密性を十分に保持することができないといった不良が発生する虞がなくなる。
【００２７】
＜１−３．ガラス封着リングの製造方法＞
上記リン酸系ガラス封着リング（段差付ガラス封着リング）は、上記リン酸系ガラスフリットと、常温常圧（２５℃、１０１３２５Ｐａ）の雰囲気下で固体であり沸点が４００℃以下である有機物バインダーと、を含むフリット・バインダー混合物を成形して、段差部を含む成形体リングを得る工程と、前記成形体リングを加熱して前記バインダーを除去するバインダー除去工程と、を含む、ことにより作製する。
【００２８】
より詳しくは、リン酸系ガラスフリットに昇華性の有機物をバインダーとして含有させたフリット・バインダー混合物を段差付リング形状に成形した後、リン酸系ガラスフリットのガラス転移点以上、軟化点未満の仮焼成温度で脱バインダーおよび焼結を行うことにより作製する。
【００２９】
上記昇華性の有機物としては、樟脳（沸点２０４℃）、ナフタレン（沸点２１８℃）、アントラセン（沸点３５４℃）などを例示することができる。これらは単独で、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。このような昇華性の有機物はリン酸系ガラスフリットのガラス転移点以上、軟化点未満の仮焼成温度、すなわち２５０〜４５０℃で完全に消失し、残存バインダーに由来する欠陥を生じることはない。また、このような昇華性の有機物は疎水性（分子内に親水性基を有さない）で強固な結着力を有するため、種々の低融点ガラスフリットからガラス封着リングを形成することができるバインダーとして有効であるが、特に耐水性が劣るリン酸系ガラスフリットを用いる場合には、これを湿気から保護し、変質させることがないので、ひび割れや欠けのない段差付ガラス封着リングを形成することができるバインダーとして有効である。
【００３０】
昇華性の有機物の含有量は、リン酸系ガラスフリットに対し１質量％〜２０質量％の範囲にあり、好ましくは５質量％〜１５質量％の範囲にある。昇華性の有機物の含有量が１質量％を下回る場合には、リン酸系ガラスフリットを十分に結着保持することができない。一方、２０質量％を上回る場合には、仮焼成後に昇華性の有機物が微量残存することがある。
【００３１】
昇華性の有機物とリン酸系ガラスフリットとの均一なフリット・バインダー混合物を得るには、例えば昇華性の有機物を前記含有量に調合したリン酸系ガラスフリット１００質量部に有機溶媒を５０〜１５０質量部加え、十分に攪拌した後、有機溶媒を３０℃以下で蒸発乾固させる方法があげられる。ここでは前記フリット・バインダー混合物中の昇華性の有機物の含有量を低減させないために、可能な限り低温で、かつ短時間に蒸発乾固させることが好ましい。このため、前記昇華性の有機物を溶解する有機溶媒としては、沸点１００℃以下のものが好ましく、沸点８５℃以下のものが特に好ましい。例えば、エタノール、イソプロパノール、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メチレンクロライド、クロロホルム、1,2−ジクロロエタンなどがあげられる。
【００３２】
次に、このようにして得られた前記フリット・バインダー混合物を段差付リング形状の金型成型器に充填した後、これをプレス成型して段差部を含む成形体リングを得る。
【００３３】
最後に、得られた成形体リングをリン酸系ガラスフリットのガラス転移点以上、軟化点未満の仮焼成温度、すなわち２５０〜４５０℃で脱バインダーおよび焼結を行うことにより、段差付ガラス封着リングが製造される。
【００３４】
完成したリン酸系ガラス封着リングは、酸化物基準で、２０モル％以上の酸化リンを含有する。
【００３５】
なお、上記有機物バインダーは、その昇華性により、上記バインダー除去工程によってほぼ完全に除去することができるため、残存バインダーのないガラス封着リングを作製することが容易となる。このような有機物バインダーを用いたガラス封着リングの作製方法は、ガラス材料として酸化スズ（ＳｎＯ）や酸化リンを含有する場合に特に効果が高い。ＳｎＯを含有したガラスは比較的強度が低く、残存バインダーによる悪影響が特に深刻となるためである。封着リング中にバインダーが残存していると、封着作業時に、ガラスが変質したり、クラックが発生したりする原因となり、十分な封着性を得られないことがある。また、酸化リンを含有したガラスは耐水性が低く変質しやすいが、上記有機物バインダーは、いわゆる昇華性を有しているため、バインダー除去工程以外の製造作業時においても、有機物バインダーが激しく揮発して、成形体リングから遠ざかる方向に気流を発生させるため、ガラスを侵食する水分の接近を妨害することができる。すなわち、ガラス封着リングの製造時において、リン酸系ガラスを湿気から保護し、その変質を防止することができるため、欠陥の少ないリン酸系ガラス封着リングを作製することができる。特に、酸化リン−酸化スズ含有ガラス材料を用いて、複雑な外壁面形状を有するガラス封着リングを作製する場合には効果が高い。形状が複雑になるほど、その応力バランスが均一化しにくくなり、ガラスの変質や残存バインダーに起因して、欠損が発生する場合が増加するためである。
【００３６】
他方、昇華性を有さない従来型のバインダーを用いた場合、例えば上記特許文献２に開示されるポリエチレンカーボネート、ポリエチレングリコール誘導体、ポリメチルスチレン等の高分子系バインダーを用いた場合には、上記バインダー除去工程における加熱によってその高分子構造を一定程度にまで分解することはできるものの、完全に除去することが難しく、バインダーが一定量以上残存してしまう。また、分解後の残滓に起因してガラス封着部材に欠損が発生することがある。また、昇華性を有するバインダーのようには激しく揮発しないため、水分の侵食を妨害することが難しく、リン酸系ガラスが変質してしまうこともある。
【００３７】
上記本発明のリン酸系ガラス封着リングは、例えばディスプレイデバイスの製造に使用することができる。なお、以下では、本発明の実施の形態２にかかるＰＤＰを例に用いて、当該ガラス封着リングの使用態様について詳しく説明する。
【００３８】
＜２−１．ＰＤＰの構成＞
図１は、本発明のリン酸系ガラス封着リングを用いて作製されたＰＤＰの構造を示す断面図である。このＰＤＰ５１は、基板１ａ（前面基板）を含むフロントパネルと、基板１ｂ（背面基板）を含むバックパネルとが対向して配置され、それらの間に放電空間２（発光励起源空間）が形成されている。基板１ａおよび１ｂの材料は特に限定されないが、通常、ガラスが用いられる。図４Ｂで詳しく示すように、基板１ｂには通気孔１１が設けられており、放電空間２とは反対側の基板１ｂの主面上に、通気孔１１と連通するフレア部付通気管１２が配置されている。
【００３９】
基板１ａおよび１ｂの周縁は周縁封止壁３によって封着されている。また、当該通気管１２の通気孔側と反対側の末端（細管部）が封止されている。
【００４０】
通気管１２とバックパネルとの封着は、図４Ａで示す上記実施の形態１にかかるリン酸系ガラス封着リング２２によって形成されたガラス封着部材２３が、通気管の外壁面（管外）および通気孔側の開口端面と、パネル１ｂとに溶着されることにより行われている。
【００４１】
基板１ａ上には、維持電極および走査電極を含む電極群４、誘電体層５および保護層６が配置されており、基板１ｂ上には、データ電極７、誘電体層８および隔壁９が配置されている。このＰＤＰ５１は、いわゆる３電極構造を有している。なお、図１では、実際のＰＤＰにおける隔壁やデータ電極を、その数を省略して示している。
【００４２】
図１に示すＰＤＰ５１を、基板１ａと基板１ｂとを分離して見た斜視図を図２に示す。なお、図２では、周縁封止壁３およびガラス封着部材２３の図示を省略し、基板１ａおよび１ｂの一部分のみを示す。
【００４３】
図２に示すように、基板１ａには、電極群４として、ストライプ状の走査電極４１および維持電極４２が互いに平行に配置されており、走査電極４１および維持電極４２によって表示電極４３が形成されている。走査電極４１および維持電極４２は、それぞれ、透明電極（走査電極）４１ａおよび透明電極（維持電極）４２ａに、バス電極（走査電極）４１ｂおよびバス電極（維持電極）４２ｂが積層された構造を有している。透明電極４１ａおよび４２ａには、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）、酸化スズ等が用いられる。バス電極４１ｂおよび４２ｂには、アルミニウム、銅、銀等が用いられる。走査電極４１と維持電極４２との間には、黒色の表示品質を向上させ、画像のコントラストを高めるためのブラックストライプと呼ばれるガラスおよび黒色顔料からなる黒色膜４０が配置されている。電極群４に含まれる各電極および黒色膜４０は、例えば、スクリーン印刷等の手法により基板１ａ上に形成できる。
【００４４】
また、基板１ａには、表示電極４３を被覆するように誘電体層５が配置されており、誘電体層５上には（誘電体層５の放電空間２側には）、誘電体層５を保護するための保護層６が配置されている。誘電体層５は、ＰＤＰ５１が画像を表示する際に、電荷を蓄積するコンデンサーの役割を果たす。誘電体層５、保護層６には、それぞれ低融点ガラス、ＭｇＯ等が用いられる。
【００４５】
基板１ｂには、誘電体層８、隔壁９およびストライプ状のアドレス電極７が配置されている。誘電体層８はアドレス電極７を被覆するように配置されており、隔壁９は互いに平行となるように配置されている。隣り合う隔壁９の間には蛍光体層１０が配置されており、放電空間２は、隔壁９によって画素に分割される。蛍光体層１０は、赤、緑または青を発光する蛍光体を含んでいる。アドレス電極７の構成は、バス電極の構成と同様であり、誘電体層８は、誘電体層５と同様である。隔壁９は、ガラス材料および顔料等を用いて形成されている。
【００４６】
基板１ａおよび１ｂは、保護層６および隔壁９が放電空間２に面するように、かつ、ストライプ状の電極群４およびアドレス電極７が、基板１ａおよび１ｂの主面から見て直交するように、対向して配置されている。放電空間２内には、ネオンやキセノン等の希ガスを含む放電ガスが充填されている。放電空間２内における放電ガスの圧力は、例えば、５３３２９〜７９９９３Ｐａ（４００〜６００Ｔｏｒｒ）の範囲であればよい。
【００４７】
このＰＤＰ５１では、表示電極４３に映像信号電圧を選択的に印加して放電ガスをプラズマ放電させ、発生した紫外線によって蛍光体層１０に含まれる蛍光体を励起させ、励起した蛍光体が赤色、緑色または青色を発光することによって、カラー画像を表示する。
【００４８】
このＰＤＰでは、上記本発明の実施の形態１にかかるリン酸系ガラス封着リングを用いて、パネルの通気孔と連通するように、前記パネルに通気管が封着されているため、高い気密性が発揮される。これにより、当該封着部分におけるスローリークなどの問題の発生を抑制でき、良好な画像表示性能が発揮されるとともに、放電空間おけるガス圧が良好に保たれて正常な放電が長期的に維持される。
【００４９】
＜２−２．ＰＤＰの製造方法＞
上記ＰＤＰ５１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００５０】
（フロントパネルの作製）
厚さ約２.６ｍｍのソーダライムガラスからなる前面基板１ａの面上に、次のようにして表示電極を作製する。なお、ここでは印刷法によって表示電極を形成する例を示すが、これ以外にもダイコート法、ブレードコート法等で形成することができる。
【００５１】
まず、ＩＴＯ（透明電極）材料を所定のパターンで表面基板上に塗布し、これを乾燥させる。これと並行して、金属（Ａｇ）粉末と有機ビヒクルに感光性樹脂（光分解性樹脂）を混合してなる感光性ペーストを作製する。次に、この感光性ペーストを上記ＩＴＯパターンの上に重ねて塗布した後、形成する表示電極のパターンを有するマスクで覆う。その後、当該マスク上から露光し、現像および焼成（５９０〜６００℃程度の焼成温度）する。これにより透明電極４１ａ、４２ａ上にバス電極４１ｂ、４２ｂが形成される。バス電極の金属材料としては、この他にＰｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、酸化錫、酸化インジウム等を用いることができる。
【００５２】
なお、このようなフォトマスク法を用いると、従来は１００μｍの線幅が限界とされていたスクリーン印刷法に比べ、３０μｍ程度の線幅までバス電極を細線化することができ好ましいが、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等で電極材料を成膜したのち、エッチング処理して形成する公知の形成方法を除外するものではない。
【００５３】
次に、形成した表示電極の上から、非鉛系誘電体ガラスを含有したペーストをスクリーン印刷法等により塗布する。続いて、一定期間乾燥処理した後、所定温度で焼成して、誘電体層５を形成する。使用する非鉛系誘電体ガラス材料としては、例えば、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ系、Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ−ＺｎＯ系、Ｂｉ2Ｏ3系、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系等のガラス粉末があげられる。
【００５４】
その後、誘電体層５の表面に、スパッタリング法等を用いて厚さ約１μｍの酸化マグネシウムからなる保護層６を形成する。以上により、フロントパネルが作製される。
【００５５】
（バックパネルの作製）
厚さ約２.６ｍｍのソーダライムガラスからなる背面基板１ｂの表面上に、スクリーン印刷法により金属（Ａｇ）を主成分とする導電体材料を一定間隔でストライプ状に塗布し、厚さ約５μｍのアドレス電極７を形成する。
【００５６】
続いて、形成したアドレス電極の上から、非鉛系誘電体ガラスを含有したペーストを、スクリーン印刷法等を用いて厚さ約２０〜３０μｍで塗布する。続いて、一定期間乾燥処理した後、所定温度で焼成して、誘電体膜８を形成する。
【００５７】
次に、誘電体膜８の上であって、隣り合うアドレス電極の間毎に、高さ約６０〜１００μｍの隔壁９を形成する。この隔壁９は、例えば、誘電体膜８の形成に用いる非鉛系誘電体ガラスを含有したペーストを用い、これを繰り返しスクリーン印刷したものを焼成することにより形成できる。
【００５８】
最後に、隔壁の側壁と、隣り合う隔壁の間で露出している誘電体膜とに接して、赤色（Ｒ）蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光体、青色（Ｂ）蛍光体のいずれかを含む蛍光体インク（１５×１０-3Ｐａ・ｓ）を、ポンプにて径６０μｍのノズルから隣接隔壁間に噴射させて塗布する。このとき、パネルを隔壁９の長手方向に移動させ、ストライプ状に蛍光体インクを塗布する。その後、５００℃付近で１０分間焼成して、蛍光体層１０を形成する。以上により、バックパネルを作製することができる。
【００５９】
なお、上記ＲＧＢ各色蛍光体としては、例えば以下を用いることができる。
赤色蛍光体；Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ3+
緑色蛍光体；Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ2+
青色蛍光体；ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+
【００６０】
また、上記蛍光体インクは、例えば、体積平均粒径２．０μｍの各蛍光体材料５０質量％と、エチルセルロース１.０質量％と、溶剤（α-ターピネオール）４９質量％とをサンドミルで撹拌混合することにより調製できる。
【００６１】
（ＰＤＰの作製）
フロントパネルまたはバックパネルの少なくとも一方のパネルの主面上に、当該主面の周縁を一周するように、非鉛系ガラスフリットを含有したガラスペーストを塗布する。この非鉛系ガラスフリットとしては、Ｂｉ2Ｏ3系、ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系などの低融点ガラス粉末またはこれらの低融点ガラス粉末と耐火性の無鉛フィラー粉末の混合粉末を例示することができる。
【００６２】
その後、塗布したペーストを一定時間乾燥させた後、ガラスペースト中の非鉛系ガラスの軟化点付近、例えば３５０〜４５０℃で仮焼成することにより、ガラスパネルの周縁封着部材１４を形成する。焼成時間としては例えば３０分とすることができる。
【００６３】
次に、図３Ａで示すように、フロントパネルの電極群４とバックパネルのアドレス電極７とが直交するように、両パネルを対向して配置する。さらに、バックパネルの通気孔１１と連通するように、例えば図４Ａで示すように、フレア部付通気管１２を、そのフランジ部５２が段差部２１と接触するように、ガラス封着リング２２に嵌め込んだ後、パックパネルの通気孔と通気管とが連通するようにして配置する。
【００６４】
続いて、上記ガラス封着リング２２および周縁封着部材１４に含まれる非鉛系ガラスの軟化点よりも３０〜５０℃高い温度、例えば３８０〜５００℃で３０分間の焼成を行うことにより、図３Ｂで示すように、パネル間を封着する周縁封止部材３を形成する。また、当該焼成によって、図４Ｂで示すように、ガラス封着リング２２の少なくとも一部を溶融してガラス封着部材２３を形成し、パネルに通気管を溶着する。なお、通気管として、図５Ａで示すような円筒形状の拡径部５３を有する円筒部付通気管１３や、図６Ａで示すような釣鐘形状の拡径部５３を有する釣鐘部付通気管１４を用いた場合にも、それぞれ同様に、図５Ｂや図６Ｂに示すガラス封着部材２３を形成することができる。
【００６５】
その後、通気管１２を介して、放電空間２の内部が高真空状態（約１.０×１０-4Ｐａ）になるまで排気した後、内部が所定の圧力（ここでは約６６.５〜１０１ｋＰａ）になるまでＮｅ-Ｘｅ系やＨｅ-Ｎｅ-Ｘｅ系、Ｈｅ-Ｎｅ-Ｘｅ-Ａｒ系等の放電ガスを封入する。次に、通気管１２の通気孔側と反対側の末端（基板１ｂ側とは反対側の末端（細管部））を加熱し、当該末端の管壁を融着させ、放電空間２の気密を保持する。以上でＰＤＰ５１が完成する。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の実施例について、実施の形態１にかかるリン酸系ガラス封着リングを用いて作製したＰＤＰを例として説明する。なお、本発明はこれらによって限定されない。
【００６７】
（実施例１）
実施例１は、図４Ａで示すフレア部付通気管１２と、当該フレア部付通気管の受け皿となる段差部２１が内周壁面に設けられた、リン酸系ガラス封着リング２２と、を用いて作製したＰＤＰである。
【００６８】
（１）フリット・バインダー混合物の調製
リン酸−酸化スズ系ガラスフリットとして、酸化物基準のモル％表示で、Ｐ2Ｏ5：３０モル％、ＳｎＯ：６０モル％、ＺｎＯ：１０モル％の組成を有するガラス粉末９０質量％を準備し、当該ガラスフリットと、バインダーとしての樟脳１０質量％との混合物１００質量部に対して、溶剤としてアセトンを１００質量部加えた後、これをボールミルにて１０分間混練した。その後、３０℃以下の雰囲気下に３０分間置き、添加したアセトンを蒸発させ、混合物を乾固させることにより、フリット・バインダー混合物を調製した。
【００６９】
（２）リン酸系ガラス封着リングの作製
上記フリット・バインダー混合物を、段差付リング形状の金型成型器に充填した後、プレス成型し、段差部を含む成形体リングを形成した後、３６０℃に加熱してバインダーを除去するとともに、当該成形体リングを焼成することにより、上記形状のリン酸系ガラス封着リングを作製した。
【００７０】
（３）ＰＤＰの作製
上記リン酸系ガラス封着リングを用いて、図１で示すＰＤＰを作製した。当該ＰＤＰを作製する際の具体的な手順は、上記実施の形態２にかかるＰＤＰの製造方法に従った。なお、フロントパネルとバックパネルとの周縁部の封着およびガラス通気管とバックパネルとの封着は同時に行い、それぞれの封着温度を４５０℃とした。放電空間には、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅガスを、その圧力が０．５３気圧（４００Ｔｏｒｒ）となるように充填した。
【００７１】
（実施例２）
実施例２は、上記ガラス粉末８０質量％と、耐火性無鉛フィラーとしてのコーディエライト２０質量％と、バインダーとしての樟脳１０質量％との混合物を用いて調製したフリット・バインダー混合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして作製したＰＤＰである。
【００７２】
（実施例３）
実施例３は、樟脳に代えてナフタレンをバインダーに用い、アセトンに代えてエタノールを溶剤に用いて調製したフリット・バインダー混合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして作製したＰＤＰである。
【００７３】
（比較例１）
比較例１は、樟脳に代えてポリエチレンカーボネート（質量平均分子量：５万）をバインダーに用い、アセトンに代えて1,2−ジクロロエタンを溶剤に用いて調製したフリット・バインダー混合物を用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして作製したＰＤＰである。
【００７４】
（従来例１）
従来例１は、ガラスフリットとして、リン酸系ガラスフリットに代えて、酸化物基準のモル％表示で、ＰｂＯ：６６モル％、Ｂ2Ｏ3：３０モル％、ＳｉＯ2：４モル％の組成を有する酸化鉛系ガラス粉末６０質量％と、耐火性フィラーとしてのチタン酸鉛４０質量％との混合物からなる酸化鉛系ガラスフリットを用いたこと以外は、上記実施例１と同様にして作製したＰＤＰである。
【００７５】
〔リングの評価〕
実施例１〜３、比較例１および従来例１で用いたリングについて、室温（２５℃）から４００℃まで加熱した際の発生ガスをガスクロマトグラフ質量分析（ＧＣ−ＭＳ）により測定し、リング中の残存バインダー量を求めた。この結果を表１に示す。
【００７６】
〔ＰＤＰの評価〕
実施例１〜３、比較例１および従来例１のＰＤＰの点灯試験を行い、パネルの輝度を評価した。輝度の評価は、輝度計（ディスプレイカラーアナライザー）を用いて、製造直後のＰＤＰと、点灯開始から１０００時間後（長期点灯試験後）のＰＤＰとに対して行った。この結果を表１に示す。なお、表１では、製造直後の従来例１のＰＤＰから得た輝度を１００％とした場合における、各サンプルの測定輝度の相対値を示す。
【００７７】
【表１】
2007134221.tif 000003
【００７８】
表１で示すように、実施例１〜３および従来例１のガラス封着リングは、いずれもバインダーを実質的に含有しないことが確認された。他方、比較例１では、４０ｐｐｍの残存バインダーが存在していた。
【００７９】
また、目視や顕微鏡観察により、実施例１〜３、比較例１および従来例１で用いたガラス封着部材におけるひび割れや欠けを観察したところ、実施例１〜３および従来例１ではこのような欠損は認められなかったのに対し、比較例１では欠損が認められた。また、実施例１〜３、比較例１および従来例１で用いたフリット・バインダー混合物を２０ｃｍφ×１０ｃｍの円柱形に成形した後、３６０℃にて焼成したものとの比較により、それぞれのガラス封着リングにおけるガラスの変質を評価したところ、実施例１〜３および従来例１では変質は認められなかったのに対し、比較例１では変質が認められた。
【００８０】
また、実施例１〜３のＰＤＰでは、表１で示すように、長期点灯試験後にも、それぞれの初期値および従来例の初期値に等しい輝度で点灯し、優れた点灯性能を発揮することが認められたのに対し、比較例１のＰＤＰでは、初期値においても６０％程度の点灯輝度しか得られず、また長期点灯試験後では点灯すら観察されず、点灯性能に著しく劣ることが判った。これは、比較例１で用いたガラス封着リングは初期欠陥が多く、またバインダーが残存しているため、通気孔と通気管との封着性が低くなり、ＰＤＰの放電空間の気密性を高められないことに起因するものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、ＦＥＤやＰＤＰ等のディスプレイデバイスの製造に好適な、有害化学物質である鉛の使用量を削減して自然環境への悪影響を減少させるとともに、封着性に優れ、かつ安定性に優れた通気管の先端形状に対応した複雑な形状を有するガラス封着リングを提供することに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明のリン酸系ガラス封着リングを用いて作製されたディスプレイデバイスの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明のリン酸系ガラス封着リングを用いて作製されたディスプレイデバイスの構造の一例を説明するための模式図である。
【図３Ａ】図１に示すディスプレイデバイスの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図３Ｂ】図１に示すディスプレイデバイスの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図４Ａ】本発明のリン酸系ガラス封着リング、および当該リングに嵌合させる通気管の一例を説明するための断面図である。
【図４Ｂ】本発明のリン酸系ガラス封着リングによる、通気孔と通気管との封着態様の一例を説明するための断面図である。
【図５Ａ】本発明のリン酸系ガラス封着リング、および当該リングに嵌合させる通気管の別例を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】本発明のリン酸系ガラス封着リングによる、通気孔と通気管との封着態様の別例を説明するための断面図である。
【図６Ａ】本発明のリン酸系ガラス封着リング、および当該リングに嵌合させる通気管の別例を説明するための断面図である。
【図６Ｂ】本発明のリン酸系ガラス封着リングによる、通気孔と通気管との封着態様の別例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ａ、１ｂ  基板
２  放電空間
３  周縁封止壁
４  電極群
５、８  誘電体層
６  保護層
７  アドレス電極
９  隔壁
１０  蛍光体層
１１  通気孔
１２  フレア部付通気管
１３  円筒部付通気管
１４  釣鐘部付通気管
２２  ガラス封着リング
２３  ガラス封着部材
４０  黒色膜
４１  走査電極
４１ａ  透明電極（走査電極）
４１ｂ  バス電極（走査電極）
４２  維持電極
４２ａ  透明電極（維持電極）
４２ｂ  バス電極（維持電極）
４３  表示電極
５１  ＰＤＰ
５２  フランジ部
５３  拡径部
【図１】
2007134221.tif 000004
【図２】
2007134221.tif 000005
【図３Ａ】
2007134221.tif 000006
【図３Ｂ】
2007134221.tif 000007
【図４Ａ】
2007134221.tif 000008
【図４Ｂ】
2007134221.tif 000009
【図５Ａ】
2007134221.tif 000010
【図５Ｂ】
2007134221.tif 000011
【図６Ａ】
2007134221.tif 000012
【図６Ｂ】
2007134221.tif 000013