JP3298551B2 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

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JP3298551B2
JP3298551B2 JP10788299A JP10788299A JP3298551B2 JP 3298551 B2 JP3298551 B2 JP 3298551B2 JP 10788299 A JP10788299 A JP 10788299A JP 10788299 A JP10788299 A JP 10788299A JP 3298551 B2 JP3298551 B2 JP 3298551B2
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Gas-Filled Discharge Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、文字または画像表
示用のカラーテレビジョン受像機やディスプレイ等に使
用するガス放電発光を利用したプラズマディスプレイパ
ネル(以下PDPと記す)およびその製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】以下では、従来のプラズマディスプレイ
パネルについて図面を参照しながら説明する。図13は
交流型(AC型)のプラズマディスプレイパネルの概略
を示す断面図である。
【0003】図13において、41は前面ガラス基板で
あり、この前面ガラス基板41上に表示電極42が形成
されている。さらに、表示電極42は、誘電体ガラス層
43及び酸化マグネシウム(MgO)誘電体保護層44
により覆われている(例えば特開平5−342991号
公報参照)。
【0004】また、45は背面ガラス基板であり、この
背面ガラス基板45上には、アドレス電極46および隔
壁47、蛍光体層(50〜52)が設けられており、4
9が放電ガスを封入する放電空間となっている。
【0005】前記蛍光体層はカラー表示のために、赤5
0、緑51、青52の3色の蛍光体層が順に配置されて
いる。上記の各蛍光体層(50〜52)は、放電によっ
て発生する波長の短い紫外線(波長147nm)により
励起発光する。
【0006】蛍光体層50〜52を構成する蛍光体とし
ては、一般的に以下の材料が用いられている。 「青色蛍光体」:BaMgAl1017:Eu 「緑色蛍光体」:Zn2SiO4:MnまたはBaAl12
19:Mn 「赤色蛍光体」:Y23:Euまたは(YxGd1−
x)BO3:Eu 各色蛍光体は以下のようにして作製できる。
【0007】青色蛍光体(BaMgAl1017:Eu)
は、まず、炭酸バリウム(BaCO 3)、炭酸マグネシ
ウム(MgCO3)、酸化アルミニウム(α−Al
23)をBa,Mg,Alの原子比で1対1対10にな
るように配合する。次にこの混合物に対して所定量の酸
化ユーロピウム(Eu23)を添加する。そして、適量
のフラックス(AlF2,BaCl2)と共にボールミル
で混合し、1400℃〜1650℃で所定時間(例え
ば、0.5時間)、還元雰囲気(H2,N2中)で焼成し
て得る。
【0008】赤色蛍光体(Y23:Eu)は、原料とし
て水酸化イットリウムY2(OH)3と硼酸(H3BO3)と
Y,Bの原子比1対1になるように配合する。次に、こ
の混合物に対して所定量の酸化ユーロピウム(Eu
23)を添加し、適量のフラックスと共にボールミルで
混合し、空気中1200℃〜1450℃で所定時間(例
えば1時間)焼成して得る。
【0009】緑色蛍光体(Zn2SiO4:Mn)は、原
料として酸化亜鉛(ZnO)、酸化珪素(Si02)をZ
n,Siの原子比2対1になるように配合する。次にこ
の混合物に所定量の酸化マンガン(Mn23)を添加
し、ボールミルで混合後、空気中1200℃〜1350
℃で所定時間(例えば0.5時間)して得る。
【0010】上記製法で作製された蛍光体粒子を粉砕後
ふるい分けすることにより、所定の粒径分布を有する蛍
光体材料を得る。
【0011】以下従来のPDPの製造方法について説明
する。
【0012】背面ガラス基板上に、銀からなるアドレス
電極を形成し、その上に誘電体ガラスからなる可視光反
射層と、ガラス製の隔壁を所定のピッチで作成する。
【0013】これらの隔壁に挟まれた各空間内に、赤色
蛍光体,緑色蛍光体,青色蛍光体を含む各色蛍光体ペー
ストをそれぞれ配設することによって蛍光体層を形成
し、形成後500℃程度で蛍光体層を焼成し、ペースト
内の樹脂成分等を除去する(蛍光体焼成工程)。
【0014】蛍光体焼成後、背面板の周囲に前面板との
封着用ガラスフリットを塗布し、ガラスフリット内の樹
脂成分等を除去するために350℃程度で仮焼する(封
着用ガラスフリット仮焼工程)。
【0015】その後、表示電極、誘電体ガラス層および
保護層を順次形成した前面板と、前記背面板を隔壁を介
して表示電極とアドレス電極が直交するよう対向配置
し、450℃程度で焼成し、封着用ガラスによって、周
囲を密封する(封着工程)。
【0016】その後、350℃程度まで加熱しながらパ
ネル内を排気し(排気工程)、終了後に放電ガスを所定
の圧力だけ導入する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】従来プラズマディスプ
レイパネルの製造方法においては、前記のように基板加
熱を要する工程がいくつか存在する。
【0018】しかし、これらの加熱工程において、使用
している蛍光体が熱劣化するという問題があり、特に封
着工程において、青色蛍光体の劣化が大きった。これは
青色蛍光体として使用しているBaMgAl1017:E
u中の付活剤であるEu2+イオンが封着工程で酸化し
てEu3+イオンになり、発光強度低下ならびに発光色
度の劣化を起こす原因となっていると考えられている。
【0019】そこで本願発明は、このような問題に鑑
み、パネルの製造工程に必要な封着工程を通しても、蛍
光体の熱劣化がほとんど発生せず、比較的高い発光効率
で動作し、かつ色再現性の良好なプラズマディスプレイ
パネルを提供することを目的とするものである。
【0020】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は、対向して配設された前面板と
背面板の間に電極、隔壁および複数色の蛍光体層とが配
設され、ガス媒体が封入されたプラズマディスプレイパ
ネルであって、前記前面板と前記背面板を封着する封着
工程において前記前面板と前記背面板で挟まれたパネル
内の水蒸気を排除するための穴が前記隔壁と垂直方向の
前記背面板端部(前記背面板の対角線の近傍を除く)に
形成され、更に前記隔壁と平行方向の前記背面板端部
(前記背面板の対角線の近傍を除く)にも形成されてお
り、かつ前記穴が6ヶ所以上形成されていることを特徴
とする。
【0021】また、本発明のプラズマディスプレイパネ
ルは、対向して配設された前面板と背面板の間に、電極
および複数色の蛍光体層とが配設され、ガス媒体が封入
されたプラズマディスプレイパネルであって、前記背面
板に穴が50cm以下の間隔で隣接して形成されている
ことを特徴とする。
【0022】前記構成において、背面板に穴が30cm
以下の間隔で隣接して形成されていることが好ましい。
【0023】また、プラズマディスプレイパネルの青色
セルのみを点灯させたときの発光色の色度座標y(CI
E表色系)が0.08以下であることが好ましい。
【0024】また、プラズマディスプレイパネルの青色
セルのみを点灯させたときの発光色の色度座標y(CI
E表色系)が0.07以下であることが好ましい。
【0025】さらに、プラズマディスプレイパネルの青
色セルのみを点灯させたときの発光色の色度座標y(C
IE表色系)が0.06以下であることが好ましい。
【0026】次に、本発明のプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法は、面板と背面板を封着する封着工程を
有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であっ
て、前記封着工程において、前記隔壁と垂直方向の前記
背面板端部前記背面板の対角線の近傍を除く)に形成
され、更に前記隔壁と平行方向の前記背面板端部(前記
背面板の対角線の近傍を除く)にも形成された穴上部に
設けられたガラス管が開放状態であり、前記背面板に形
成された穴を通して前記前面板と前記背面板に挟まれた
パネル内の水蒸気を排除することを特徴とする。
【0027】前記構成において、背面板に形成された穴
が6ヶ所以上であることが好ましい。
【0028】また、背面板に形成された穴が50cm以
下の間隔で隣接していることが好ましい。
【0029】さらに、背面板に形成された穴が30cm
以下の間隔で隣接していることが好ましい。また、封着
工程が、真空雰囲気中で行われることが好ましい。さら
に、封着工程が、乾燥ガス雰囲気中で行われることが好
ましい。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るプラズマディスプレイパネルの製造方法について説明
する。図5は、本発明の一実施の形態における交流面放
電型プラズマディスプレイパネルの概略を示す断面図で
ある。図5では、セルが1つだけ示されているが、赤、
緑、青の各色を発光するセルが多数配列されてPDPが
構成されている。
【0031】このPDPは、前面ガラス基板21上に表
示電極22と誘電体ガラス層23、保護層(MgO)2
4が配された前面板と、背面ガラス基板25上にアドレ
ス電極26、可視光反射層27、隔壁28および蛍光体
層29が配された背面板とを張り合わせ、前面板と背面
板間に形成される放電空間内に放電ガスが封入された構
成となっている。
【0032】蛍光体層を構成する蛍光体材料の組成とし
ては、一般的にPDPの蛍光体層に使用されているもの
を用いることができる。その具体例としては、 「青色蛍光体」:BaMgAl1017:Eu 「緑色蛍光体」:Zn2SiO4:Mn 「赤色蛍光体」:(YxGd1−x)BO3:Eu を挙げることができる。
【0033】図2と図3に、使用した青色蛍光体(Ba
MgAl1017:Eu)を、空気中でピーク温度が45
0℃、20分で焼成した場合の、空気の水蒸気分圧を変
えた時の、相対発光強度ならびに色度座標yの、水蒸気
分圧依存性の測定結果をそれぞれ示す。相対発光強度
は、焼成前の青色蛍光体の発光強度を100とする。ま
た焼成前の青色蛍光体の色度座標yは、0.052であ
った。
【0034】水蒸気分圧が0Torr付近では、加熱に
よる発光強度の熱劣化ならびに色度変化は全く見られ
ず、相対発光強度は水蒸気分圧の増加とともに弱くなっ
た。
【0035】また、色度座標yは水蒸気分圧の増加とと
も大きくなる。青色蛍光体の色度座標yが大きくなると
パネルの色再現域が狭まるという問題が発生する。
【0036】従来より青色蛍光体(BaMgAl
1017:Eu)を加熱して発光強度が劣化したり、y値
が大きくなる原因としては、付活剤Eu2+イオンが加
熱により酸化されEu3+イオンになるためと考えられ
ている。
【0037】しかし、前記水蒸気分圧依存性の測定の結
果、青色蛍光体の熱劣化は、Eu2+イオンが直接雰囲
気(例えば空気)中の酸素と反応するのではなく、雰囲
気中の水蒸気に起因した熱劣化であると考えられる。
【0038】すなわち、雰囲気中の水蒸気分圧を減少さ
せることによって、青色蛍光体(BaMgAl1017
Eu)の加熱による熱劣化を防止することが可能である
ことが判明した。
【0039】ちなみに加熱温度が300℃から600℃
の範囲では、加熱温度の上昇と共に発光強度の熱劣化が
大きくなるが、水蒸気分圧が高いほど熱劣化が大きくな
るという傾向は同じであった。また色度座標yの変化に
は温度依存性はなく、水蒸気分圧のみに依存した。
【0040】プラズマディスプレイパネルの製造工程を
考慮した場合、蛍光体焼成工程や封着用ガラスフリット
仮焼工程よりも、前面板と背面板を封着する封着工程
が、隔壁等に仕切られた狭い空間にガスが閉じこめられ
るために、加熱時に前面板上の保護層(Mg0)や背面
板に形成された蛍光体層、あるいは封着用ガラスから放
出された水蒸気を含むガスの影響を大きく受けるものと
考えられる。
【0041】前記部材からの放出水蒸気量を測定したと
ころ保護膜であるMgOからの放出量がもっとも多かっ
た。
【0042】以下これらの部材から放出される水蒸気を
含むガスの影響を除くための本実施の形態におけるPD
Pおよびその封着工程について説明する。
【0043】図1は本実施の形態におけるPDPの背面
板の穴位置を模式的に示す図である。背面板1の端部に
は、隔壁形成部3を避け、封着用ガラスフリット5より
も内側に穴2が6個以上設けられている。これらの穴2
には、背面板1と前面板4で挟まれたパネル内の排気あ
るいはパネル内への放電ガス封入あるいはゲッターの封
入用を兼ねているものも含まれている。なお、背面板1
の隔壁に垂直方向の端部に設けられた穴は、背面板1に
設けられたアドレス用の電極を避けるように設けられて
いる。また、パネル完成時は、前記穴はガラス管で封止
されている。
【0044】図4は封着用加熱装置の構成を模式的に示
す図である。封着用加熱装置は、炉内の雰囲気ガスまた
は真空度を調整するためのガス導入弁6およびガス排出
弁7、前面板8および背面板9を加熱するための加熱炉
10から構成される。また、背面板9に設けられた各穴
11には、両端が開放されたガラス管12がガラスフリ
ット13を用いて固定されている。
【0045】封着工程では、昇温時に前面板8と背面板
9に吸着していた水蒸気が放出される(特に前面板のM
gOからが顕著)。これらの水蒸気の一部は、背面板9
に設けられた穴11とガラス管12を通して外部へ排除
される。
【0046】しかし、従来のパネルのように穴数が少な
い時には、パネル内の水蒸気を十分に換気できないため
に、青色蛍光体が封着工程で大きく劣化していた。
【0047】さらに、従来のパネルでは背面板の穴位置
が隔壁に平行方向の端部にのみ設けられているために、
特にパネルの横方向中心部分の劣化が大きく、パネル完
成後の青色発光特性が面内で不均一になる原因にもなっ
ていた。
【0048】本実施の形態のように、背面板の穴数を増
やし、かつ隔壁に垂直方向の端部にも穴を設けることに
よって、封着中に発生した水蒸気が効率良く、また均一
にパネル外部へ排除され、封着工程での青色蛍光体の熱
劣化を抑えることが可能となった。
【0049】さらに、装置内に乾燥空気などの乾燥ガス
を流したり、あるいは真空排気を行いながら加熱するこ
とで、パネル内部の水蒸気分圧をさらに小さくすること
ができ、青色蛍光体の劣化がさらに抑えられた。乾燥ガ
スの水蒸気分圧としては、水蒸気分圧が低いほど図2お
よび図3に示されるように青色蛍光体の劣化が押さえら
れるが、15Torr付近から顕著な効果が現れた。
【0050】封着が完了したパネルは、パネル内排気お
よび放電ガス封入用のガラス管以外のガラス管を、一部
にはゲッターを挿入し、封じ切った後、排気工程を通し
て放電ガスを封入した。放電ガス封入後に、放電ガス封
入用のガラス管を封止し、パネルを完成させた。
【0051】(実施例)
【0052】
【表1】
【0053】パネル番号1〜9のPDPは、前記実施の
形態に基づいて作製した実施例に係わるPDPである。
パネルは42”サイズである。
【0054】図6にパネル番号1と5〜9の、また図7
〜図9にパネル番号2〜4の背面板穴位置をそれぞれ模
式的に示す。パネル番号1と5〜9は、封着時の炉内雰
囲気を変更したものである。なお、乾燥ガスとしては乾
燥空気を用いた。
【0055】パネル番号10〜12のPDPは、比較例
に係わるPDPであり、背面板穴位置を図10〜図12
にそれぞれ模式的に示す。
【0056】前記各PDPにおいて、封着工程はピーク
温度を20分保持する温度プロファイルとした。また、
パネル構成も背面板の穴以外は同じ構成とし、蛍光体膜
厚は30μm、放電ガスはNe(95%)−Xe(5
%)を500Torrで封入した。
【0057】パネルを点灯させて評価した発光特性とし
ては、青色の発光強度(輝度を色度座標yで割った値)
と色度座標yを、パネルの三カ所(左部、中心部、右
部)で測定した。なお、青色の発光強度は比較例のパネ
ル番号12の中心部を100とした相対発光強度で示し
ている。
【0058】パネル番号1〜4の発光特性評価比較の結
果、背面板の穴数が多くなればなるほど青色の発光特性
が向上している(相対発光強度が高くなり、色度座標y
が小さくなる)。これは、穴数が多くなる程、封着時に
パネル内部で放出される水蒸気が換気されやすくなり、
パネル内部に残留する水蒸気が少なくなり、青色蛍光体
の熱劣化が抑えられるためと考えられる。
【0059】穴数が同じ場合は、パネル番号1,5,
7,8,9の評価比較から、同じ理由で、封着炉内の乾
燥空気の水蒸気分圧が下がるに従って青色の発光特性が
向上した。また、パネル6の評価結果から封着炉内を真
空にすることでも発光特性が向上した。さらに、従来例
10〜12では穴位置がすべて隔壁と平行方向のパネル
端部に設けられていたために、封着時のパネル内水蒸気
分圧が不均一となり、青色の発光特性がパネル面内で不
均一となっていたが、本実施例のように隔壁と垂直方向
のパネル端部にも穴を設けることにより、パネル面内で
均一な青色発光を実現した。
【0060】なお、以上の実施例においては、面放電型
のPDPを例示したが、対向放電型のPDPなど、封着
するための熱工程が必要なPDPすべてに適用すること
ができる。
【0061】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来封着
工程で発生した蛍光体の発光特性劣化を抑えることが可
能となり、その結果、発光強度および発光効率が高く、
色再現域の広いプラズマディスプレイパネルが実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態のPDPの背面板の穴位置
を示す模式図
【図2】加熱時の青色蛍光体相対発光強度変化の水蒸気
分圧依存性を示す図
【図3】加熱時の青色蛍光体色度座標y変化の水蒸気分
圧依存性を示す図
【図4】本発明の実施の形態に係わる封着用加熱装置の
構成を模式的に示す図
【図5】本実施の形態に係わる交流面放電型プラズマデ
ィスプレイパネルの概略断面図
【図6】本発明の実施例のPDPの背面板の穴位置を示
す模式図
【図7】本発明の実施例のPDPの背面板の穴位置を示
す模式図
【図8】本発明の実施例のPDPの背面板の穴位置を示
す模式図
【図9】本発明の実施例のPDPの背面板の穴位置を示
す模式図
【図10】本発明の従来例のPDPの背面板の穴位置を
示す模式図
【図11】本発明の従来例のPDPの背面板の穴位置を
示す模式図
【図12】本発明の従来例のPDPの背面板の穴位置を
示す模式図
【図13】従来の交流面放電型プラズマディスプレイパ
ネルの概略断面図
【符号の説明】
1,9 背面板 2,11 穴 3 隔壁形成部 4,8 前面板 5 封着用ガラスフリット 6 ガス導入弁 7 ガス排出弁 10 加熱炉 12 ガラス管 13 ガラスフリット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−149796(JP,A) 特開 昭48−79972(JP,A) 特開 平8−329846(JP,A) 特開2000−277023(JP,A) 実開 昭61−65655(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 11/00 - 11/04 H01J 17/00 - 17/49 H01J 9/24 - 9/395

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向して配設された前面板と背面板の間
    に電極、隔壁および複数色の蛍光体層とが配設され、ガ
    ス媒体が封入されたプラズマディスプレイパネルであっ
    て、前記前面板と前記背面板を封着する封着工程におい
    て前記前面板と前記背面板で挟まれたパネル内の水蒸気
    を排除するための穴が前記隔壁と垂直方向の前記背面板
    端部(前記背面板の対角線の近傍を除く)に形成され、
    更に前記隔壁と平行方向の前記背面板端部(前記背面板
    の対角線の近傍を除く)にも形成されており、かつ前記
    穴が6ヶ所以上形成されていることを特徴とするプラズ
    マディスプレイパネル。
  2. 【請求項2】 記背面板に前記穴が50cm以下の間
    隔で隣接して形成されていることを特徴とする請求項1
    記載のプラズマディスプレイパネル。
  3. 【請求項3】 記背面板に前記穴が30cm以下の間
    隔で隣接して形成されていることを特徴とする請求項1
    記載のプラズマディスプレイパネル。
  4. 【請求項4】 プラズマディスプレイパネルの青色セル
    のみを点灯させたときの発光色の色度座標y(CIE表
    色系)が0.08以下であることを特徴とする請求項1
    から3のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネ
    ル。
  5. 【請求項5】 プラズマディスプレイパネルの青色セル
    のみを点灯させたときの発光色の色度座標y(CIE表
    色系)が0.07以下であることを特徴とする請求項1
    から3のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネ
    ル。
  6. 【請求項6】 プラズマディスプレイパネルの青色セル
    のみを点灯させたときの発光色の色度座標y(CIE表
    色系)が0.06以下であることを特徴とする請求項1
    から3のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネ
    ル。
  7. 【請求項7】面板と背面板を封着する封着工程を有
    するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
    前記封着工程において、前記隔壁と垂直方向の前記背面
    板端部前記背面板の対角線の近傍を除く)に形成さ
    れ、更に前記隔壁と平行方向の前記背面板端部(前記背
    面板の対角線の近傍を除く)にも形成された穴上部に設
    けられたガラス管が開放状態であり、前記背面板に形成
    された穴を通して前記前面板と前記背面板に挟まれたパ
    ネル内の水蒸気を排除する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。
  8. 【請求項8】 背面板に形成された穴が6ヶ所以上であ
    ることを特徴とする請求項記載のプラズマディスプレ
    イパネルの製造方法。
  9. 【請求項9】 背面板に形成された穴が50cm以下の
    間隔で隣接していることを特徴とする請求項7又は8に
    記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  10. 【請求項10】 背面板に形成された穴が30cm以下
    の間隔で隣接していることを特徴とする請求項7から9
    いずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方
    法。
  11. 【請求項11】 封着工程が、真空雰囲気中で行われる
    ことを特徴とする請求項7から10いずれかに記載のプ
    ラズマディスプレイパネルの製造方法。
  12. 【請求項12】 封着工程が、乾燥ガス雰囲気中で行わ
    れることを特徴とする請求項7から10いずれかに記載
    のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
  13. 【請求項13】 乾燥ガスの水蒸気分圧が15Torr
    以下であることを特徴とする請求項12記載のプラズマ
    ディスプレイパネルの製造方法。
  14. 【請求項14】 乾燥ガスの水蒸気分圧が10Torr
    以下であることを特徴とする請求項12記載のプラズマ
    ディスプレイパネルの製造方法。
  15. 【請求項15】 乾燥ガスの水蒸気分圧が5Torr以
    下であることを特徴とする請求項12記載のプラズマデ
    ィスプレイパネルの製造方法。
  16. 【請求項16】 乾燥ガスの水蒸気分圧が1Torr以
    下であることを特徴とする請求項12記載のプラズマデ
    ィスプレイパネルの製造方法。
  17. 【請求項17】 乾燥ガスが水蒸気を含まないことを特
    徴とする請求項12記載のプラズマディスプレイパネル
    の製造方法。
  18. 【請求項18】 乾燥ガスが酸素を含むことを特徴とす
    請求項12記載のプラズマディスプレイパネルの製造
    方法。
  19. 【請求項19】 乾燥ガスが乾燥空気であることを特徴
    とする請求項12記載のプラズマディスプレイパネルの
    製造方法。
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