JP4374932B2

JP4374932B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法

Info

Publication number: JP4374932B2
Application number: JP2003197163A
Authority: JP
Inventors: 雅教鈴木; 真登森田; 弘恭辻
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2003-07-15
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2023-07-15
Also published as: JP2005038621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大画面で、薄型、軽量のディスプレイ装置として知られているプラズマディスプレイ装置とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高品質な表示や大画面化などディスプレイのさらなる高性能化が要求されるようになり、種々のディスプレイの開発がなされている。注目される代表的なディスプレイとしては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などが挙げられる。
【０００３】
ＰＤＰは、一般的には複数の電極と誘電体層を配した２枚の薄いガラス板を、複数の隔壁を介して対向させ、当該複数の隔壁の間に蛍光体層を配し、両ガラス板の間に放電ガスを封入して気密接着した構成を持つ。そして、前記複数の電極に給電して、放電ガス中に発生した放電により蛍光発光させるものである。したがって大画面化してもＣＲＴのように奥行き寸法や重量が増大しにくく、またＬＣＤのように視野角が限定されることがないという点で優れている。最近では、６０インチ以上の大画面のＰＤＰが商品化されるに至っている。
【０００４】
ここで、通常、上記誘電体層は、ガラス粉と、セルロース系又はアクリル系の増粘剤樹脂とアルコール系又はエステル系等の有機溶剤とからなるビヒクルとを混合した前駆体材料（例えば、ペースト、シートなど）を塗布形成し、大気圧下の空気中で焼成することで、ビヒクルの揮発分を蒸発、燃焼、分解させた後、ガラス粉を溶融、焼結させることにより形成する。焼成温度は５００℃〜６００℃程度である（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイのすべて」（株）工業調査会、１９９７年５月１日、ｐ８６〜ｐ８７、
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、誘電体層は、その焼成過程において気泡が混入する場合があり、このような場合には、耐電圧の低下、光線透過率の低下など、誘電体層の性能が低下し、ＰＤＰが表示する画像の特性を低下させてしまうという問題が生じる場合がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、良好な誘電体層を形成することによって、画像表示の特性が優れたＰＤＰの製造方法を実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極を複数形成し、その表示電極を覆って誘電体層を形成した前面板を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、誘電体層はガラス粉と有機溶剤を含んだ前駆体材料を塗布して焼成することによって形成され、焼成時の有機物質が反応し除去された後から、ガラス粉の焼結、軟化過程を経て、冷却過程に入るまでの期間を４０ｖｏｌ％以上の酸素雰囲気中にて焼成することを特徴とするものである。
【０００９】
このことにより、焼成後に誘電体層中の気泡を形成することとなるガラス粉の間隙に封じ込まれたガスを高濃度の酸素と置換し、酸素と誘電体組成物とが反応し、酸素を酸化物としてガラス中に溶解することとなり、誘電体層に含まれる気泡が小さくなり、良好な誘電体層が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極を複数形成し、その表示電極を覆って誘電体層を形成した前面板を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、誘電体層はガラス粉と有機溶剤を含んだ前駆体材料を塗布して焼成することによって形成され、焼成時の有機物質が反応し除去された後から、ガラス粉の焼結、軟化過程を経て、冷却過程に入るまでの期間は４０ｖｏｌ％以上の酸素雰囲気中にて焼成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である。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、焼成の際、９．０×１０ ⁴ Ｐａの減圧雰囲気とすることを特徴とするものである。
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態により製造するＰＤＰの概略構成の一例を示す断面斜視図である。
【００１４】
ＰＤＰ１の前面板２は、例えばフロートガラスのような、平滑で、透明且つ絶縁性の基板３上に、走査電極４と維持電極５とからなる表示電極６を複数形成し、そしてその表示電極６を覆うように誘電体層７を形成し、さらにその誘電体層７上にＭｇＯからなる保護層８を形成することにより構成している。なお、走査電極４および維持電極５は、それぞれ放電電極となる透明電極４ａ、５ａおよびこの透明電極４ａ、５ａに電気的に接続されたＣｒ／Ｃｕ／ＣｒまたはＡｇ等からなるバス電極４ｂ、５ｂとから構成されている。
【００１５】
また、背面板９は、例えばガラスのような絶縁性の基板１０上に、アドレス電極１１を複数形成し、このアドレス電極１１を覆うように誘電体層１２を形成している。そしてこの誘電体層１２上の、アドレス電極１１間に対応する位置には隔壁１３を設けており、誘電体層１２の表面と隔壁１３の側面にかけて赤、緑、青の各色の蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂを設けた構造となっている。
【００１６】
そして前面板２と背面板９とは、表示電極６とアドレス電極１１とが直交し、且つ、放電空間１５を形成するように、隔壁１３を挟んで対向して配置され、放電空間１５には、放電ガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうち、少なくとも１種類の希ガスが封入されており、隔壁１３によって仕切られ、アドレス電極１１と走査電極６および維持電極７との交差部の放電空間１５が放電セル１６として動作する。
【００１７】
また、以上のようなＰＤＰ１の製造方法としては、まず、基板３上に、表示電極６を形成し、その上に誘電体層７の前駆体材料を塗布して焼成することで誘電体層７を形成する。次に、この誘電体層７上に、電子ビーム蒸着（ＥＢ蒸着）法などでＭｇＯなどの膜を形成することで保護層８を形成することで、前面板２を得る。ここで、誘電体層７の前駆体材料としては、ガラス粉と、セルロース系又はアクリル系の増粘剤樹脂とアルコール系又はエステル系等の有機溶剤とからなるビヒクルとを混合した、例えば、ペースト状、シート状のものが挙げられ、また、ガラス粉としては、例えば、ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の混合物、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の混合物、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃系の混合物、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の混合物、Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系の混合物などを挙げることができる。
【００１８】
また、基板１０上に、データ電極１１を形成し、その上に誘電体材料を塗布して焼成することで誘電体層１２を形成する。そして所定のパターンで低融点ガラスからなる隔壁１３を形成し、その隔壁１３の間に蛍光体材料を塗布し焼成することで蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂを形成する。そして、基板１０の周辺には例えば低融点フリットガラス材料を塗布し、樹脂成分を除去するための焼成を行うことで、封着部材（不図示）を形成することで背面板９を得る。
【００１９】
次に、以上のように得られた前面板２と背面板９とを、相対的に位置合わせし、その状態で、固定したまま加熱して封着部材（不図示）を軟化させることで、前面板２と背面板９とを気密に接合する、いわゆる封着工程を行い、そしてその後、加熱しながら放電空間１５内を排気する、いわゆる排気ベーキング工程を行った後、放電空間１５内に放電ガスを封入することでＰＤＰ１を製造する。
【００２０】
ここで、本発明の特徴的な点である、誘電体層７の形成方法について、以下に説明する。
【００２１】
図２は、誘電体層７を形成する際の焼成に用いる焼成装置の一例の概略構成を示す斜視図である。
【００２２】
表示電極６（図１）を形成した基板３に対し、表示電極６を覆うように、スクリーン印刷法やラミネート法によって、誘電体層の前駆体材料を形成し、それを焼成装置２１内に設置した後（焼成装置２１内での基板３の支持手段は不図示）、バルブ２２を開き、給気装置２３（例えば、ファン）により、焼成装置２１内に酸素を含むガスを供給するとともに、基板３を所定の温度にまで昇温し、その温度で保持する（ヒーターは不図示）。ここで、焼成装置２１内において誘電体層の前駆体材料と酸素を含むガスとが反応することで発生するガスを焼成装置２１の外に排気するために、バルブ２４を開き、排気装置２５（例えば、ファン）により排気を行う。
【００２３】
ここで、酸素を含むガスは、例えば、酸素供給装置２６（例えば、酸素富化膜）により製造して給気することができ、酸素の比率を４０ｖｏｌ％以上、好ましくは８０ｖｏｌ％以上とすることで、前駆体材料中のガラス粉の間隙に封じ込まれたガスを高濃度の酸素と置換し、そしてこの置換した酸素を、誘電体層の前駆体材料と反応させ、酸化物としてガラス中に溶解させることで、誘電体層に含まれる気泡を小さくすることが可能となることを本発明者らの行った検討により確認している。
【００２４】
ここで、酸素を含むガスを焼成装置２１内に導入するタイミングとしては、焼成の開始から終了まで常時、導入しても構わないが、ビヒクルに含有される有機物質は酸素と激しく反応することにより誘電体層の表面を粗し光学特性を劣化させてしまい、また、ガラス粉の軟化後は、ガスの置換が行えず、酸素の浪費となってしまうことから、ビヒクルに含有される有機物質が反応し炭酸ガスとして効果的に除去された後（いわゆる、バーンアウト）から、ガラス粉の焼結、軟化過程を経て、冷却過程（いわゆる、徐冷過程）に入るまで、とすることが好ましい。
【００２５】
また、給気装置２３による給気と、排気装置２５による排気とのバランスを調整することにより、焼成装置２１内を１．０１３２５×１０⁵Ｐａ（大気圧）未満、すなわち、例えば９．０．×１０⁴Ｐａ程度の減圧下であれば、大気圧下での焼成に比較して、誘電体層７中に包含されるガス（気泡）の削減効果が十分に得られることを本発明者らが行った検討により確認している。ここで、バランスの調整は、例えば、バルブ２２およびバルブ２４の開閉により行えば良い。また、減圧を行うタイミングは、熱処理の開始から終了まで常時行っても構わないが、焼結、軟化過程を経て冷却過程（所謂、徐冷過程）まででも十分効果がある。
【００２６】
また、本発明ではバッチ方式の焼成装置にて焼成する場合について説明したが、連続方式の焼成装置を用いた場合でもかまわない。さらに、焼成装置２１に対する給気および排気のための開口部は図に示すものに限るものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、誘電体層に混入する気泡を小さく、さらに、気泡数を削減することが可能となり、誘電体層の耐電圧特性の向上、光線透過率の向上など、良好な誘電体層を形成することができ、画像表示の特性が優れたＰＤＰの製造方法を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図
【図２】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの製造方法において使用される焼成装置の概略構成を示す斜視図
【符号の説明】
１プラズマディスプレイパネル
２前面板
４走査電極
５維持電極
６表示電極
７誘電体層
９背面板

Claims

走査電極と維持電極とからなる表示電極を複数形成し、その表示電極を覆って誘電体層を形成した前面板を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、
前記誘電体層はガラス粉と有機溶剤を含んだ前駆体材料を塗布して焼成することによって形成され、
前記焼成時の前記有機物質が反応し除去された後から、前記ガラス粉の焼結、軟化過程を経て、冷却過程に入るまでの期間を４０ｖｏｌ％以上の酸素雰囲気中にて焼成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。
焼成の際、９．０×１０ ⁴ Ｐａの減圧雰囲気と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の製造方法。