(57)【要約】【課題】パネル強度を向上させたプラズマディスプレイパネルを実現することを目的とする。【解決手段】本発明は、前面パネルと、放電セルを区画する隔壁を有した背面パネルとを、対向配置し、周囲を封着したプラズマディスプレイパネルであって、前記前面パネルと前記背面パネルとは、前記隔壁の上部において接着されており、前記放電空間を前面パネルまたは背面パネルに投影した面積に対して、前記接着されている面積は、１０％以上、３０％以下であることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面パネルと、放電セルを区画する隔壁を有した背面パネルとを、対向配置し、周囲を封着したプラズマディスプレイパネルであって、
前記前面パネルと前記背面パネルとは、前記隔壁の上部において接着されており、
前記放電空間を前面パネルまたは背面パネルに投影した面積に対して、前記接着されている面積は、１０％以上、３０％以下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】
前記隔壁は結合層を有し、前記結合層はＢｉを含有す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。
【請求項３】
前記結合層を構成する材料の屈伏点は、封着温度以上である請求項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、表示デバイスとしてのプラズマディスプレイパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）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などが製品化されている。近年、ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいるとともに、環境問題に配慮して鉛成分を含まないＰＤＰが要求されている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本的には、前面パネルと背面パネルとで構成されている。前面パネルは、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板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、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、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、背面パネルは、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データ電極と、データ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】
そして、前面パネルと背面パネルとは、表示電極とデータ電極とが互いに交差するように対向配置されるとともに、外周部を封止することにより密閉空間を形成し、その密閉空間に、キセノン（Ｘｅ）／ネオン（Ｎｅ）や、キセノン（Ｘｅ）／ネオン（Ｎｅ）／ヘリウム（Ｈｅ）などの放電ガスが充填されている。
【０００５】
以上のような構成のＰＤＰでは、前面パネルの表示電極と、背面パネルのデータ電極とが交差する各領域に発光の最小単位となる放電セルが構成されることとなる。
【０００６】
近年、ＰＤＰにおいては、前面パネル、背面パネルに使用されるガラス基板として、板厚の薄いガラス基板が使用されるようになり、また高精細化に伴い、隔壁の幅が微細化されるに伴い、パネル強度の低下が課題となってきている。
【０００７】
このような課題を解決するための手段の一例として、前面パネルと背面パネルとを隙間が生じないように密着させることにより、パネル強度を向上できることが知られており、またそのための一例として、背面パネルの隔壁の上面を前面パネルに接着させることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２０４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前面板と背面板を接着する際にはある程度の接着面積を確保しなければパネル製造工程・輸送工程での接着剥がれや、これに伴う表示不良を生じてしまう。また、接着面積が大きすぎると、封着時の排気不足になり駆動に要する各種電圧が大きくなってしまうという課題が存在する。
【００１０】
本発明はこれらの課題を解決し、パネル強度を向上させた高品質な表示画像のＰＤＰを実現する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明は、前面パネルと、放電セルを区画する隔壁を有した背面パネルとを、対向配置し、周囲を封着したプラズマディスプレイパネルであって、前面パネルと背面パネルとは、隔壁の上部において接着されており、放電空間を前面パネルまたは背面パネルに投影した面積に対して、前記接着されている面積は、１０％以上、３０％以下であることを特徴とする。ここで、隔壁は結合層を有し、結合層はＢｉを含有することが望ましい。また、結合層を構成する材料の屈伏点は、封着温度以上であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、前面パネルと背面パネルとが結合層により結合されることとなり、これにより前面パネルと背面パネルとが隙間が発生しないように密着させることができ、パネルの強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】同ＰＤＰの放電セル構造を示す断面図
【図３】同ＰＤＰの前面パネルの誘電体層の微細構造を示す模式図
【図４】同ＰＤＰにおける要部構成を説明するための概略図
【図５】同ＰＤＰの製造工程を説明するための工程図
【図６】同ＰＤＰの製造工程において、封着工程、排気工程、放電ガス供給工程の温度プロファイルの一例を示す図
【図７】同ＰＤＰの製造工程における要部構成を説明するための概略図
【図８】同ＰＤＰの製造工程における要部構成を説明するための概略図
【図９】同ＰＤＰの画像表示部の構成を示す前面板側からみた平面図
【図１０】同ＰＤＰの接着面積と接着強度、および駆動電圧の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。
【００１５】
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、図２は放電セル構造を示す断面図である。ＰＤＰは、対向配置された前面パネルと背面パネルとの間に多数の放電セルが形成されている。
【００１６】
前面パネルは、ガラス製の前面基板１上に１対の走査電極２と維持電極３とからなる表示電極が互いに平行に複数対形成されている。この走査電極２および維持電極３は、走査電極２−維持電極３−維持電極３−走査電極２の配列で繰り返すパターンで形成されている。また、前面パネルの前面基板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）５が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面基板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）などからなる保護層７が形成されている。
【００１７】
ここで、前記走査電極２および維持電極３は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極上にＡｇからなるバス電極を形成することにより構成されている。
【００１８】
背面パネルは、ガラス製の背面基板８上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極９を形成し、そのデータ電極９を覆うように誘電体層１０を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁１１を形成し、そして誘電体層１０の表面と隔壁１１の側面とに、赤、緑、青各色の蛍光体層１２を形成することにより構成されている。前記井桁状の隔壁１１は、前記データ電極９に平行に形成される縦隔壁１１ａと前記データ電極９に交差する方向に形成される横隔壁１１ｂとにより構成されている。
【００１９】
そして、走査電極２および維持電極３とデータ電極９とが立体交差するように、前面パネルと背面パネルとが対向配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着するとともに、封着されたＰＤＰ内部の放電空間１３に、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスを５３ｋＰａ〜８０ｋＰａの圧力で封入することによりパネルが構成されている。ここで、走査電極２および維持電極３とデータ電極９とが対向する部分に放電セルが形成されている。なお、本発明においては、放電空間１３に封入する放電ガスは、放電ガス中にキセノンの濃度が１５％以上３０％以下の体積％で含まれるように混合した放電ガスを用いている。
【００２０】
ここで、本発明においては、前面パネルの誘電体層６は、粒径が１００ｎｍ以下のシリカ微粒子を含む誘電体材料により構成するとともに、膜厚が２０μｍ以下で比誘電率εが２以上４以下となるように構成している。
【００２１】
すなわち、シロキサン高分子系の有機溶剤に、粒径が１００ｎｍ以下、例えば粒径が８ｎｍ以上２０ｎｍ以下で比誘電率εが４程度のシリカ微粒子を分散させた誘電体材料インク、または水系溶液に粒径が１００ｎｍ以下、例えば粒径が８ｎｍ以上２０ｎｍ以下で比誘電率εが４程度のコロイダルシリカなどのシリカ微粒子を分散させた誘電体材料インクを用い、表示電極４と遮光層５とを形成した後、前記表示電極４と遮光層５を覆うように前記前面基板１上にダイコート法などにより塗布し、その後乾燥および焼成を行うことにより膜厚が２０μｍ以下で比誘電率εが２以上４以下の誘電体層６を形成している。
【００２２】
図３（ａ）、（ｂ）は本発明による誘電体層６の膜の微細構造を模式的に示す図であり、図３（ａ）は、シロキサン高分子を含む有機溶剤に、粒径が８ｎｍ以上２０ｎｍ以下で比誘電率εが４程度のシリカ微粒子を分散させた誘電体材料インクを用いて誘電体層６を形成した場合の模式図であり、図３（ｂ）は、水系溶液に粒径が８ｎｍ以上２０ｎｍ以下で比誘電率εが４程度のコロイダルシリカによるシリカ微粒子を分散させた誘電体材料インクを用いて誘電体層６を形成した場合の模式図である。図３（ａ）、（ｂ）において、６ａはシリカ微粒子、６ｂはＳｉＯ2による網目であり、前者の誘電体インクを用いた場合は、図３（ａ）に示すように、シリカ微粒子６ａがＳｉＯ2による網目６ｂにより結合されて保持されたような微細構造となり、後者の誘電体インクを用いた場合、シリカ微粒子どうしが凝集するように直接結合した微細構造となる。
【００２３】
ところで、本発明のように、ＰＤＰの前面パネルにおいて、表示電極４のバス電極部分の膜厚が約５μｍ程度であり、その表示電極４を覆うように形成する誘電体層６の膜厚を２０μｍ以下で薄く形成すると、図４に示すように、前面パネルの誘電体層６およびその誘電体層６上に形成した保護層７の表面が表示電極４部分で盛り上がり、前面パネルの表面には、表示電極４に対応するように凹凸が形成されてしまう。なお、図４には、保護層７を省略して示している。
【００２４】
このように凹凸が形成された前面パネルと背面パネルとを重ね合わせてパネルを構成すると、背面パネルのデータ電極９に平行に形成される列方向の隔壁１１ａと前面パネルとの間に隙間ができ、これによりパネル強度が低下してしまう。
【００２５】
そこで、本発明においては、図４に示すように、背面パネルの隔壁１１において、データ電極９に平行に形成される列方向の前記縦隔壁１１ａの最上部に前記前面パネルに結合するための結合層２０を設けている。前記結合層２０は、前記前面パネルと背面パネルとを前記封着部材であるガラスフリットにより封着する際の封着温度より低い屈伏点を有するとともに、軟化点が封着温度以上の特性を有し、かつＢｉを含有するガラス材料により構成している。なお、前記結合層２０は、縦隔壁１１ａのみに設けるのではなく、横隔壁１１ｂにも設けてもよい。
【００２６】
すなわち、少なくとも前記縦隔壁１１ａの最上部に前記前面パネルに結合するためのガラス材料からなる結合層２０を設け、前記前面パネルと背面パネルとを封着部材であるガラスフリットにより封着する際に、前記結合層２０を構成するガラス材料の屈伏点以上で軟化点以下の封着温度を加えるとともに、前記前面パネルと背面パネルに全面に亘って均一に圧力を印加することにより前記結合層２０を前面パネルに結合するものである。なお、前記前面パネルと背面パネルに全面に亘って均一に圧力を印加する方法としては、前面パネルと背面パネルとを封着部材により封着する際に、前記前面パネルと背面パネルとの間を減圧することにより前面パネルと背面パネルに全面に亘って均一に圧力を印加することが可能である。
【００２７】
以下、本発明の製造方法について、図５〜図８を用いて説明する。
【００２８】
図５はＰＤＰの製造工程を示すフローチャートであり、図５に示すように、ＰＤＰは、前面パネル作成工程及び背面パネル作成工程と、背面パネル作成工程により作成した背面パネルの画像表示領域外部に封着部材であるガラスフリットを塗布し、その後ガラスフリットの樹脂成分等を除去するために３５０℃程度の温度で仮焼成するフリット塗布工程と、前面パネル作成工程で作成した前面パネルとフリット塗布工程を終了した背面パネルとを貼付けて封着する封着工程と、この後放電空間内のガスを排気する排気工程と、この後真空排気されたパネル内部にＮｅおよびＸｅを主成分とする放電ガスを供給する放電ガス供給工程を経てパネルが完成される。
【００２９】
図６は本発明の実施の形態に用いる封着工程、排気工程、放電ガス供給工程の温度プロファイルの一例を示す図である。すなわち、図６において、室温から封着部材であるガラスフリットの軟化点まで上昇させる期間（期間１）、軟化点から封着温度まで上昇させ、一定時間保持した後、軟化点まで低下させる期間（期間２）（以上、封着工程）、軟化点温度付近またはそれよりやや低い温度で一定時間保持した後、室温まで低下させる期間（期間３：排気工程）、室温まで低下した後、パネルの放電空間に放電ガスを供給する期間（期間４：放電ガス供給工程）である。
【００３０】
ここで、軟化点とは、ガラスフリットが軟化する温度を指し、本実施の形態におけるガラスフリットの軟化点温度は、例えば４２０℃程度である。また、封着温度とは、前面パネルと背面パネルとが封着部材であるガラスフリットにより封着される状態となる温度であり、本実施の形態における封着温度は、例えば４９０℃程度である。
【００３１】
図７は、前記背面パネル作成工程により作成した本発明による背面パネルを示す図であり、背面パネルは、ガラス製の背面基板８上に、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極９を形成し、そのデータ電極９を覆うように誘電体層１０を形成するとともに、さらにその上に井桁状の隔壁１１を形成した構成である。この隔壁１１は、誘電体層１０上に感光性のガラス材料を塗布した後、露光・現像工程を行うことにより井桁形状に成形し、その後、焼成工程を行うことにより、形成されている。また、隔壁１１の縦隔壁１１ａの最上部には、Ｂｉを含有するガラス材料からなる結合層２０が形成されている。
【００３２】
ここで、上述したように、結合層２０を構成するガラス材料としては、屈伏点が前記ガラスフリットにより封着する際の封着温度（例えば、４９０℃）以下で、軟化点が前記ガラスフリットにより封着する際の封着温度以上の特性を備えている。また、隔壁１１に使用するガラス材料は、その材料の屈伏点及び軟化点が封着温度以上となる特性を有するものである。
【００３３】
このような結合層２０を有する背面基板を用い、背面基板の画像表示領域外部に封着部材であるガラスフリットを塗布し、その後ガラスフリットの樹脂成分等を除去するために３５０℃程度の温度で仮焼成するフリット塗布工程を行った後、図６に示すような温度プロファイルで、前面基板と背面基板とを貼付けて封着する封着工程を行うことにより、図８に示すように、背面基板の結合層２０が前面パネルに結合される。なお、前面基板と背面基板とを封着部材であるガラスフリットにより封着する際には、前記結合層２０を構成するガラス材料の屈伏点温度（例えば、４８７℃）以上で軟化点温度（例えば、５２９℃）以下の封着温度（例えば、４９０℃）を加えるとともに、前記前面基板と背面基板の間を減圧して、全面に亘って均一に圧力を印加することにより、結合層２０を前面基板に隙間が生じることなく、結合することができる。
【００３４】
ここで、封着部材としては、酸化ビスマスや酸化バナジウムを主成分としたガラスフリットが望ましい。この酸化ビスマスを主成分とするガラスフリットとしては、例えば、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＲＯ−ＭＯ系（ここでＲは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇのいずれかであり、Ｍは、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｆｅのいずれかである。）のガラス材料に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。また、酸化バナジウムを主成分とするフリットとしては、例えば、Ｖ2Ｏ5−ＢａＯ−ＴｅＯ−ＷＯ系のガラス材料に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。
【００３５】
結合層部材としては、組成として酸化ビスマスを含むガラスフリットが望ましい。この酸化ビスマスを含むガラスフリットとしては、例えば、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＳｉＯ2−ＲＯ系ガラス粉末を用い、これを例えば感光性のペーストとし、隔壁１１上に塗布後、露光・現像によって所望の形状に形成することができる。また他の例として、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＳｉＯ2−ＲＯ系ガラス粉末を用い、これを印刷用のペーストとし、隔壁１１上にシルク印刷することによって所望の形状に形成することができる。この酸化ビスマスを含むガラス材料、例えば、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＳｉＯ2−ＲＯ系ガラス粉末を用いた場合、そのガラス材料の屈伏点温度は、４８７℃から４８９℃に存在し、軟化点温度は５３０℃程度である。
【００３６】
次に、前記結合層２０を構成するガラス材料として、封着部材により封着する際の封着温度より低い屈伏点を有しかつ封着温度より高い軟化点を有するガラス材料により構成している理由について説明する。
【００３７】
ガラス基板同士の封着（接着）は、一般に封着部材の軟化点温度以上で行う。ところがＰＤＰの表示部内で結合層部材の軟化点温度以上で接着させると、接着層部材であるガラス層は所謂軟化流動領域にあり、接着層部材がセル内に流入したり、接着層からのガス放出量の増加により、セルの放電電圧が上昇したり輝度が低下すると言った不具合が発生していた。
【００３８】
そこで、本発明者らが検討した結果、接着時に前面基板と背面基板とに全面に亘って均一に圧力を印加することにより、接着層材料の屈伏点以上の温度で接着可能であることを見出した。接着層材料の屈伏点以上、軟化点以下の所謂焼結領域にて電圧上昇や輝度低下と言った不具合を生ずることなく安定に接着することができた。
【００３９】
このような本発明によれば、前面パネルと背面パネルとが結合層２０により結合されることとなり、これにより前面パネルと背面パネルとが隙間が発生しないように密着させることができ、パネルの強度を向上させることができる。
【００４０】
次に本発明の実施形態における前面パネルと背面パネルとの結合層２０での接着面積について説明する。図９には、本発明の実施形態におけるＰＤＰの画像表示部の構成を示す前面基板１側からみた平面図を示している。走査電極２と維持電極３は、マトリクス表示の各ラインにおいて、放電ギャップ５０を挟んで隣接するように列方向に交互に配列されている。また、隔壁１１によって区画され表示電極４とデータ電極９とが直交する部分を中心とした方形の領域により、単位発光領域としての放電セル５１を構成している。
【００４１】
隣接する放電セル間には、非放電領域５２を形成し、前面パネルの領域にはコントラストを向上させる目的のブラックストライプ５が形成されている。同図に示すように、放電セル５１は、当該放電セルの上下左右に位置する隣接放電セル（画像表示側からの位置）との、非放電領域５２と隔壁１１の中心位置で区画される。
【００４２】
本発明の実施形態では放電セル５１の面積をＳと定義した時、前面パネルと背面パネルとが結合層２０において接着している面積が、Ｓに対して１０％〜３０％であることを特徴としている。図９の平面図において接着している領域は、接着領域５３で示している。なお同図においては、当該放電セル５１の周辺のみ接着領域５３を図示しているが、それ以外の隣接放電セルにおいても同様に接着領域が存在する。
【００４３】
ここで、放電セル５１の領域内における前面パネルと背面パネルとの接着面積をＲとする。図１０に放電セル５１の面積Ｓと面積Ｒとの比Ｒ／Ｓに対する、接着強度の関係、および点灯に必要な駆動維持電圧の関係を示す。
【００４４】
同図に示すように、前面パネルと背面パネルの接着強度は、接着面積に応じて線形的に向上していくことが分かる。なお接着強度に応じてＰＤＰの強度も上がっていくことが確認されている。
【００４５】
しかしながら、接着面積が小さい比Ｒ／Ｓ、１０％以下の領域では製造段階での搬送過程で、振動に対する十分な接着強度が得られていないことに依る接着剥がれが生じることが分かった。前面パネルと背面パネルの隔壁とが接着して各放電セルが隔離された状態と、接着せずに隣接放電セル間に隙間がある状態とでは、放電特性が異なる。つまり、上記のようにＰＤＰ面内に部分的な剥がれを生じると、電圧特性が面内で異なってくるため表示不良となってしまう。
【００４６】
また、逆に接着強度を高くするために接着面積を増大させすぎると、同図に示すように、駆動に必要な維持電圧が３０％を越えるあたりから急激に増加することが明らかになった。これは接着面積の増大により隣接放電セル間の隔離が進行し、封着時に十分な排気ができないことに起因するものと考えられる。これらの事から、接着面積には最適範囲がある事を見出し、その値は１０％から３０％の間である事が望ましい。
【００４７】
以上のように本発明は、前面パネルと、放電セルを区画する隔壁を有した背面パネルとを、対向配置し、周囲を封着したプラズマディスプレイパネルであって、前記前面パネルと前記背面パネルとは、前記隔壁の上部において接着されており、前記放電空間を前面パネルまたは背面パネルに投影した面積に対して、前記接着されている面積は、１０％以上、３０％以下であることを特徴とする。これによって、製造工程・市場で剥がれ等による不良発生を抑えるに必要な接着性を確保するとともに、駆動電圧の上昇を抑えて、パネル強度の高い高品質なＰＤＰを実現する事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように本発明は、パネル強度を向上させたプラズマディスプレイ装置を実現する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【００４９】
１  前面基板
２  走査電極
３  維持電極
４  表示電極
６  誘電体層
６ａ  シリカ微粒子
８  背面基板
９  データ電極
１１  隔壁
１１ａ  縦隔壁
１１ｂ  横隔壁
１２  蛍光体層
１３  放電空間
２０  結合層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012064370.tif 000009
【図８】
2012064370.tif 000010
【図９】
2012064370.tif 000011
【図１０】
2012064370.tif 000012