JP2005005259A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネル内の不純物ガスを除去し蛍光体の特性劣化を抑制して信頼性の高いプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】互いに平行に配置された複数の走査電極６および複数の維持電極７を有する前面板２と、平行に配置された複数のデータ電極１２および隔壁４と排気孔１５を有する背面板３とを、前面板２の走査電極６および維持電極７と背面板３のデータ電極１２とが交差する方向に対向配置して、排気孔１５の近傍のプラズマディスプレイパネル１内部に、ゼオライトなどの非蒸発型のゲッター１９を配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）に関し、特にその放電特性と蛍光体特性を安定させたＰＤＰに関する。

近年、コンピュータやテレビなどの画像表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、ＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置が、大型で薄型軽量を実現することができるカラー表示デバイスとして注目されている。

ＰＤＰは前面板と背面板とを所定の放電空間を設けて封着して構成している。前面板と背面板とには、それぞれ電極や誘電体層、あるいは隔壁や蛍光体層などが有機バインダを含む構造物を焼成して形成されている。ＰＤＰの製造工程のうち、特に前面板と背面板とを封着する封着工程において、封着部材に用いるガラスフリット中に含まれる有機バインダなどが熱分解することで発生した不純物ガスがＰＤＰ内に拡散する。不純物ガス成分としては主に水蒸気、炭酸ガス、炭化水素ガスであるが、これらの不純物ガスがＰＤＰ内の蛍光体などに吸着して、放電特性の悪化や輝度の低下などの問題を引き起こすことが知られている（例えば特許文献１、非特許文献１など）。そのためＰＤＰ内部の不純物ガスを低減し、放電特性の安定化、経時変化の抑制など、信頼性を向上させることが重要な課題の一つとなっている。

この課題を解決するために、前面板と背面板とを封着した後に、ＰＤＰ内部を加熱しながら真空排気し、ＰＤＰ内の不純物ガスを除去し放電ガスを注入するという方法が広く行われている。図６は、このような従来のＰＤＰ製造装置を示す断面図である。ＰＤＰ本体６０は前面板６１と背面板６２とにより構成され、背面板６２には隔壁６３や蛍光体層６４が形成されている。前面板６１と背面板６２とは封着部材７２によりその周囲が封着されている。ＰＤＰ本体６０の背面板６２には排気孔が設けられており、この排気孔を通じてＰＤＰ内部を排気するように排気管６５が接続されている。また、ＰＤＰ本体６０はヒーター６６を備えた炉６７内に配置されている。排気管６５の他端は二方に分岐され、その一方は弁６８を介して真空ポンプ７０に接続され、もう一方は弁６９を介してボンベ７１に接続されている。

このような製造装置において、まずヒーター６６によってＰＤＰ本体６０を加熱しながら、弁６８を開放して真空ポンプ７０によってＰＤＰ本体６０内部を減圧し、ＰＤＰ内部の不純物ガスを排出する、いわゆる排気ベーキングを行う。その後、弁６８を閉じて弁６９を開け、ボンベ７１からネオンとキセノンからなる放電ガスをＰＤＰ内部に封入し、最後にＰＤＰ近傍の排気管６５をバーナーなどで加熱溶融し封じきる、チップオフを行うことによって、放電ガスが封入されたＰＤＰを完成させている（例えば非特許文献２）。
特開２００３−２８１９９４号公報 ＦＰＤテクノロジー大全 （株）電子ジャーナル ２０００年１０月２５日 ＰＰ６１５−６１８ 内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイの全て」 （株）工業調査会、１９９７年５月１日、ｐ１０２−ｐ１０５

しかしながら、上記従来の構成のＰＤＰにおいては、画像表示時において、排気管の近傍の画像表示領域で、不純物ガスに起因すると考えられる誤放電や輝度低下などの問題が発生する場合があった。

このような問題が発生する原因としては以下のように考えられる。すなわち、排気ベーキング工程においては、ＰＤＰ６０内の不純物ガスは排気孔および排気管６５を通じてＰＤＰ６０外に排出されることとなるが、その排気抵抗によってはＰＤＰ６０内の全ての不純物ガスを良好に排気することができずに、ＰＤＰ６０内の排気孔の近傍に吸着して残留する場合があるものと考えられる。

本発明は上記の課題を解決して、ＰＤＰ内部の排気孔近傍に吸着して残留する不純物ガスを低減することにより、排気管の近傍の画像表示領域における誤放電や輝度低下を抑制して、表示特性が向上したＰＤＰを実現するものである。

本発明のＰＤＰは、上記課題に鑑み、内部を排気するための排気孔を有するＰＤＰにおいて、排気孔の近傍のＰＤＰ内部に、非蒸発型のゲッターを配設している。

このような構成により、非表示領域空間に設けたガス吸着層に、ＰＤＰ内部あるいは外部から持ち込まれる不純物ガスを吸着させることができ、不純物ガスによる蛍光体の輝度劣化などを抑制することができる。

さらに、非蒸発型のゲッターがゼオライトであることが望ましく、安価にガス吸着層を形成して不純物ガスによる蛍光体の輝度劣化などを抑制することができる。

以上のように本発明によれば、ＰＤＰ内に混入する不純物ガスの量を大幅に低減することができるため、蛍光体の輝度劣化などのない信頼性の高いＰＤＰを簡便に実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの概略構造を示す平面図である。また、図２は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの画像表示領域の一部の概略構成を示す断面斜視図である。また、図３は、本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの概略構成を示し図２におけるＸ方向の断面図である。

ＰＤＰ１は、一対の前面板２と背面板３とが、隔壁４を挟んで対向した構造である。前面板２は、前面ガラス基板５の一主面上に形成した走査電極６と維持電極７とからなる表示電極８と、その表示電極８を覆うように形成した誘電体層９と、さらにその誘電体層９を覆うように形成した、例えばＭｇＯによる保護層１０とを有する構造である。走査電極６と維持電極７とは、透明電極６ａ、７ａにバス電極６ｂ、７ｂを積層した構造である。

背面板３は、背面ガラス基板１１の一主面上に形成したデータ電極１２と、そのデータ電極１２を覆うように形成した誘電体層１３と、誘電体層１３上のデータ電極１２の間に相当する位置に形成した隔壁４と、隔壁４間に形成した赤色、緑色、青色の蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂと、排気孔１５とを有する構造である。

そして、上述のように構成した前面板２と背面板３とを、表示電極８とデータ電極１２とが直交するように隔壁４を挟んで放電空間１６を形成するように対向配置し、前面板２および／または背面板３の周辺部、すなわち画像表示領域１７外の部分の所定の箇所に形成した封着部材１８により貼り合わせて封着している。

また、排気孔１５近傍のＰＤＰ１内部の、例えば背面板３側に非蒸発型のゲッター１９を配設している。そして、排気孔１５を囲って、背面板３の外側には排気管２０が接合して設けられている。排気管２０は、ＰＤＰ１の製造工程時には、内部の真空排気や、内部への放電ガスの封入のために用いられ、その後、排気管２０が封止されてＰＤＰ１として完成する。

放電空間１６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６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入されており、隔壁４によって仕切られたデータ電極１２と表示電極８である走査電極６および維持電極７との交差部が単位発光領域である放電セル２１として動作する。

すなわち、点灯させようとする放電セル２１において、表示電極８とデータ電極１２との間、および表示電極８の走査電極６と維持電極７との間に、周期的な電圧を印加することで放電を発生させ、この放電による紫外線で蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂを励起して可視光を発生させる。そして各色の放電セル２１の点灯、非点灯の組み合わせによって画像表示が行われる。

一方、このようなＰＤＰの排気工程、放電ガス封入工程について図４を用いて説明する。排気装置、放電ガス封入装置は図６に示す従来と同様の装置を用いている。ヒーター６６によってＰＤＰ１を加熱しながら、弁６８を開放して真空ポンプ７０によって排気管２０を通じてＰＤＰ１内部を減圧し、ＰＤＰ１内部の不純物ガスを排出する。その後、弁６８を閉じて弁６９を開けて、ボンベ７１から希ガスからなる放電ガスをＰＤＰ１内部に注入し、最後に排気管２０をバーナーなどで加熱溶融し封じきることによって放電ガスが封入されたＰＤＰ１を完成させている。このように、ヒーター６６でＰＤＰ１を加熱しながら、真空ポンプ７０を作動させてＰＤＰ１内部の不純物ガスを含む気体を排気し、不純物ガスの大半をＰＤＰ１から排出することができる。しかしながら、従来はこれら不純物ガスが排気管２０の内面に付着し、これらの排気経路から完全に除去されずに残存している。したがって、次の封入工程でこれらの不純物ガスがＰＤＰ１内部に逆送されて、微量の不純物ガスがＰＤＰ１内部に残留し、蛍光体の輝度劣化などに影響を与える。

特に、不純物ガスのうち、炭化水素ガスについては、水の１／１００〜１／１０００程度、炭酸ガスの１／１０〜１／１００程度という低濃度であっても、緑色の蛍光体層１４Ｇや青色の蛍光体層１４Ｂの特性劣化を引き起こすことがわかってきた。そのメカニズムは、緑色蛍光体としてＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎを用いた場合には、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎのガス吸着力が大きいためであり、青色蛍光体としてＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕを用いた場合は、炭化水素ガスが放電のエネルギーで水素と炭素に分解されて、これら水素によって還元されて酸素欠陥を生じたりするからである。

以上の、本発明の第１の実施の形態によるＰＤＰ１の特徴的な点は、排気孔１５の近傍のＰＤＰ１の内部に、非蒸発型のゲッター１９を配設したことである。

このように構成することで、前面板２と背面板３とを貼り合わせて封着した後、ＰＤＰ１内を排気し放電ガスを封入する際に、従来の構成では排気孔１５の近傍に吸着・残留している不純物ガスが、本実施の形態では非蒸発型のゲッター１９に吸着される。そのため、排気孔１５近傍に吸着・残留する不純ガスを低減することができ、誤放電や輝度低下などを抑制することが可能となる。

なお、非蒸発型のゲッター１９を、画像表示の妨げにならないように画像表示領域１７外に配設することは言うまでもない。

また、本発明の実施の形態では、ゲッター１９は、排気孔１５近傍のＰＤＰ１内に、封着工程の前に配設する必要があるが、封着工程は大気中でガラスフリットの焼成温度にまで加熱する工程である。したがって、この際に、ゲッター１９が活性化されてしまう場合がある。そのような場合には、ゲッター１９が大気を吸着してしまうこととなるので、ＰＤＰ１内での不純物ガスを吸収するという本来の目的に対する効果が弱まってしまうという問題が発生する。このような問題を回避するため、例えば、封着時の温度が、少なくともゲッター１９が活性化される温度にまで上昇した後は、以降の工程の雰囲気をアルゴンガスなど不活性ガス雰囲気とすることや、ゲッター１９の材料として、封着工程時に吸着してしまった大気を、次の排気工程で排出するとともに、再度活性化されることで、その後、ガス吸着作用を回復することができる材料を選択することが望ましい。

なお、以上の説明においては、ゲッター１９は、排気孔１５近傍の、ＰＤＰ１内部の背面板３側に配設した例を示したが、特にこれに限るものではなく、前面板２側に配設した構成や、両方に配設した構成などであってもかまわない。

また、本実施の形態では、表示特性に影響を及ぼす大きさから、不純物ガスとして封着部材１８から排出される不純物ガスの除去を主眼とする場合には、非蒸発型のゲッター１９としてゼオライトを用いるとよい。ゼオライトとしては、イオン交換ゼオライト、リチウムイオン交換型モルデナイト、ナトリウムイオン交換型モルデナイト、カルシウムイオン交換型フォージャサイト（Ｘ型）、クリノプチロライトなどを用いると効果的である。また、ゼオライトは安価であり、かつ活性炭に比べガス吸着能力が高いことから、ゲッターを用いるより安価で同等の効果を得ることが可能である。

なお、不純物ガスのうち炭化水素（ハイドロカーボン）ガスの除去を主目的とする場合には、シリカ成分に富むゼオライト（ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３モル比１０以上）が炭化水素ガスの吸着に優れることから、このようなゼオライトを用いることが好ましい。

（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰ１の背面板３の平面図である。本実施の形態によれば、画像表示領域１７と封着部材１８との間の非画像表示領域３０の全周に非蒸発型のゲッター１９であるゼオライトを配置している。

このように構成することにより、ゼオライトによる吸着面積を大きくすることができ不純物ガスの除去効果をさらに高めることができる。

なお、このようなＰＤＰ内への非蒸発型ゲッターの配置構成は、任意の選択することが可能であり、ゼオライトを含むペーストなどを非画像表示領域３０の任意の領域に塗布することによって容易に形成することが可能である。

本発明にかかわるＰＤＰは、輝度劣化がなく画像表示品質に優れた信頼性の高いＰＤＰを実現し、壁掛けテレビや大型モニターなどのディスプレイ装置として有用である。

本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの概略構造を示す平面図 同ＰＤＰの画像表示領域の一部の概略構成を示す断面斜視図 図２におけるＸ方向の断面図 本発明の第１の実施の形態におけるＰＤＰの排気工程、ガス封入工程に用いる製造装置の構成を示す模式図 本発明の第２の実施の形態におけるＰＤＰの背面板の平面図 従来のＰＤＰの排気工程、ガス封入工程に用いる製造装置の構成を示す模式図

符号の説明

１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 背面板
４ 隔壁
５ 前面ガラス基板
６ 走査電極
６ａ，７ａ 透明電極
６ｂ，７ｂ バス電極
７ 維持電極
８ 表示電極
９，１３ 誘電体層
１０ 保護層
１１ 背面ガラス基板
１２ データ電極
１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ 蛍光体層
１５ 排気孔
１６ 放電空間
１７ 画像表示領域
１８ 封着部材
１９ ゲッター
２０ 排気管
２１ 放電セル
３０ 非画像表示領域

Claims (2)

1. 内部を排気するための排気孔を有するプラズマディスプレイパネルにおいて、前記排気孔の近傍のプラズマディスプレイパネル内部に、非蒸発型のゲッターを配設したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 非蒸発型のゲッターがゼオライトであ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。

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