フラットディスプレイパネル
【課題】パネル面への衝撃荷重による破損を有効に防止してパネルの薄型化を図ることが出来るフラットディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板をフラットディスプレイパネルの前面ガラス基板とこの前面ガラス基板の内面側に形成された誘電体層との熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしている。
【解決手段】内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板をフラットディスプレイパネルの前面ガラス基板とこの前面ガラス基板の内面側に形成された誘電体層との熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フラットディスプレイパネルの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フラットディスプレイパネルの一つであるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）は、前面ガラス基板の内面側に行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層等の構造物が形成され、背面ガラス基板の内面側に放電セルを区画する隔壁や各放電セル毎に色分けされて形成された蛍光体層等の構造物が形成されて、この前面ガラス基板と背面ガラス基板が、それぞれの構造物が形成されている側を対向させて放電空間を介して重ね合わされた構造を有している。
【０００３】
このような構成を有するＰＤＰは、前面ガラス基板によって形成されるパネル面に外部から衝撃が加わると、この衝撃荷重によって、前面ガラス基板に圧縮応力が生じるとともにこの前面ガラス基板の内面側に形成された誘電体層に引張り応力が生じ、この引張り応力によって誘電体層にクラックが発生し、この誘電体層のクラックが前面ガラス基板に拡がって、前面ガラス基板が破損してしまう虞がある。
【０００４】
このため、従来のＰＤＰには、前面ガラス基板の熱膨張率よりもこの前面ガラス基板の内面側に形成される誘電体層の熱膨張率が小さくなるように設定し、この両者の熱膨張率の差によって前面ガラス基板に引張り応力を残留させ誘電体層に圧縮応力を残留させることにより、外部からの衝撃によるパネルの破損を防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、フラットディスプレイパネルの薄型化への要求は、近年一層高まって来ており、このパネルの薄型化を図る際に、ガラス基板の薄型化を図ることが不可欠となる。
【０００６】
このガラス基板の薄型化を図る際には、パネル全体の耐衝撃性を考慮する必要があり、パネル全体の耐衝撃性の低下を防止するとともに耐衝撃性の強化を図る必要がある。
【０００７】
上記従来のＰＤＰでは、パネルの耐衝撃性は、前面ガラス基板の内面側に形成される誘電体層の熱膨張率の設定によって変化することに着目して、誘電体層の熱膨張率を選択することによって、パネルの耐衝撃性の強化を図ろうとしている。
【０００８】
しかしながら、誘電体層の熱膨張率のみを考慮してパネルの耐衝撃性を検討することは、パネルの十分の耐衝撃性を得るのに限界があり不十分であることがその後の研究で判明して来ている。
【０００９】
このような問題は、ＰＤＰの場合に限らず、パネル面がガラス基板によって構成される例えばＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）等の他のフラットディスプレイパネルについても発生する。
【００１０】
このため、薄型化および軽量化が図られるとともにパネル面に加わる外部からの衝撃に対する十分な強度を有するフラットディスプレイパネルの開発がより一層強く望まれて来ている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２１２８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は、上記のような従来のフラットディスプレイパネルに対する要望に応えることをその技術的課題の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明（請求項１に記載の発明）によるフラットディスプレイパネルは、上記課題を達成するために、内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明は、内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしているフラットディスプレイパネルを最良の実施形態としている。
【００１５】
この実施形態におけるフラットディスプレイパネルは、前面ガラス基板の熱膨張率が誘電体層の熱膨張率よりも大きくなるように設定されていて、前面ガラス基板内に引張り応力が残留され、誘電体層内に圧縮応力が残留されており、さらに、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、上記の式を満たす誘電体材料によって誘電体層が形成されていることによって、十分な耐衝撃性を備えることが出来る。
【００１６】
そして、上記式を用いて、前面ガラス基板に対してその内面側を被覆する誘電体層の熱膨張係数とヤング率Ｅが設定されていることによって、フラットディスプレイパネルの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのフラットディスプレイパネルが、実用上有用な耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来る。
【００１７】
上記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数の差△αの値が１３（×１０−７／℃）未満であることが望ましい。
これによって、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数の差によって前面ガラス基板の反りが大きくなるのを防止することが出来る。
【００１８】
さらに、上記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板の外面側に樹脂性のフィルムのみが貼り付けられているようにするのが好ましく、さらに、この樹脂性のフィルムの厚さを４５０μｍ以上にするのが好ましい。
【００１９】
前面ガラス基板に樹脂性のフィルムを貼り付けることによって、パネル強度を増すことができ、この樹脂性のフィルムの厚さが増せば増すほどパネル強度が増加するので、この樹脂性のフィルムの厚さを４５０μｍ以上にすることによって、パネル強度をさらに増すことが出来る。
【００２０】
前記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、誘電体層を鉛成分を含んでいない誘電体材料によって形成するようにするのが好ましく、その主成分を酸化ホウ素，酸化ケイ素，酸化亜鉛とするのが好ましい。
【００２１】
前記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板の厚さが１．８（ｍｍ）のとき、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２≧３．２９
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
の式を満たすようにするのが好ましい。
【００２２】
厚さが１．８（ｍｍ）の前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、上記の式を満たす誘電体材料によって誘電体層を形成すれば、十分な耐衝撃性を有するフラットディスプレイパネルを制作することが出来る。
【００２３】
そして、上記式を用いて、厚さが１．８（ｍｍ）の前面ガラス基板に対してその内面側を被覆する誘電体層の熱膨張係数とヤング率Ｅを設定する様にすれば、フラットディスプレイパネルの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのフラットディスプレイパネルが、実用上有用なの耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来るようになる。
【００２４】
前記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板と誘電体層が、プラズマディスプレイパネルのパネル面を構成する前面ガラス基板と誘電体層である場合には、十分な耐衝撃性を有するプラズマディスプレイパネルを制作することが出来る。
【実施例１】
【００２５】
この発明は、ＰＤＰの他、ガラス基板に他の構造物の層が積層して形成された構造を有するＦＥＤ等の種々のフラットディスプレイパネルに適用することが可能であるが、以下においては、この発明を、フラットディスプレイパネルの一つであるＰＤＰに適用した場合の実施例を例に挙げて説明する。
【００２６】
図１および２は、この発明によるフラットディスプレイパネルの実施形態における一実施例を示しており、図１はこの実施例におけるＰＤＰの正面図、図２は図１のＶ−Ｖ線における断面図である。
【００２７】
この図１および２において、ＰＤＰのパネル面を構成する前面ガラス基板１の内面上に、複数の行電極対（Ｘ，Ｙ）が、それぞれ行方向（図１の左右方向）に延びるとともに列方向（図１の上下方向）に互いに平行に並設されている。
さらに、前面ガラス基板１の内面側には誘電体層２が形成されており、この誘電体層２によって行電極対（Ｘ，Ｙ）が被覆されている。
そして、この誘電体層２の内面側には、誘電体保護層３が形成されて、この誘電体保護層３によって誘電体層２の内面が被覆されている。
【００２８】
パネルの表示面となる前面ガラス基板１の外面上には、表示色の光学的調整や外光の反射防止，電磁波の遮断，近赤外線の遮断といったパネルの表示動作に係わる諸機能を備えた樹脂性の機能フィルム８が直接貼り付けられている。
【００２９】
なお、前面ガラス基板１の外面側には、この機能フィルム８のみが設けられており、防護ガラス等のガラス基板の破損を防ぐ為の他の防護手段は設けられていない。
【００３０】
前面ガラス基板１には、背面ガラス基板４が所要の間隔の放電空間を空けて平行に対向されており、この背面ガラス基板４の内面（前面ガラス基板１に対向する側の面）上に、列方向に延びる複数の列電極Ｄが、行方向に互いに所定の間隔を開けて平行に並設されている。
さらに、この背面ガラス基板４の内面上には、列電極保護層５が形成されて、この列電極保護層５によって列電極Ｄが被覆されている。
【００３１】
この列電極保護層５上には略格子形状の隔壁６が形成されて、この隔壁６によって、放電空間が各行電極対（Ｘ，Ｙ）と列電極Ｄが交差する部分毎に区画されて、それぞれ方形の放電セルＣが形成されている。
この各放電セルＣ内には、それぞれ放電セルＣ毎に赤，緑，青に色分けされた蛍光体層７が形成されている。
放電空間内には、キセノンを含む放電ガスが封入されている。
ここで、実施例の説明を行う前に、上記ＰＤＰのパネル面に加わる衝撃によって前面ガラス基板１に破損が発生するメカニズムについて説明を行う。
図３は、前面ガラス基板１の表面（パネル面）に衝撃荷重Ｆが加わった際に前面ガラス基板１に破損（ひび割れ）が発生したときの状態を示している。
【００３２】
この図３において、前面ガラス基板１の表面（パネル面）に衝撃荷重Ｆが加わると、前面ガラス基板１に圧縮応力γが発生し、誘電体層２には反対に引張り応力δが発生し、この引張り応力δによって、誘電体層２の隔壁６との接触部分等に、ひび割れｃが生じてくる。
そして、この誘電体層２のひび割れｃが前面ガラス基板１にまで拡がることによって、前面ガラス基板１が、その背面側から損傷してゆく。
【００３３】
この実施例のＰＤＰは、従来のＰＤＰの場合と同様に、図４に示されるように、誘電体層２が前面ガラス基板１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する誘電材料によって形成されていて、ＰＤＰの製造工程における焼成工程の終了後に、前面ガラス基板１に引張り応力ｆ１が残留し、誘電体層２に圧縮応力ｆ２が残留している。
【００３４】
この前面ガラス基板１の残留引張り応力ｆ１と、誘電体層２の残留圧縮応力ｆ２は、前述したような前面ガラス基板１のパネル面に加わる衝撃荷重Ｆによって前面ガラス基板１に発生する圧縮応力γと誘電体層２に発生する引張り応力δ（図４参照）にそれぞれ対抗することによって、誘電体層２および前面ガラス基板１に損傷が発生するのを防止するように作用する。
【００３５】
ここで、誘電体層２を前面ガラス基板１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する誘電材料によって形成することのみではＰＤＰの十分の耐衝撃性を得るには不十分であるため、この実施例のＰＤＰは、さらに、本願発明者が実験に基づいて解明した所要の構造を備えている。
以下、この発明の発明者が行った実験とその結果に基づいて解明したパネルの耐衝撃性に関するメカニズムについて説明を行う。
先ず、図５に示される装置による硬球落下試験が行われた。
【００３６】
この硬球落下試験は、ＰＤＰの前面ガラス基板Ｓ１の内面側に後述する各条件の誘電体層が形成され、外面側に図２の機能フィルム８と同様の図示しない厚さ４５０μｍの樹脂性の機能フィルムのみが貼り付けられ、背面ガラス基板Ｓ２が重ね合わされた試験対象パネルＳに対して行われた。
この試験対象パネルＳの前面ガラス基板Ｓ１には、
熱膨張係数α１＝８３×１０−７／℃
厚さｔ＝１．８ｍｍ
の旭硝子社製ＰＤ２００ガラス基板が用いられた。
【００３７】
また、前面ガラス基板Ｓ１の内面側の誘電体層は、その主成分が酸化ホウ素，酸化ケイ素，酸化亜鉛で全て鉛成分を含まない誘電体材料によって形成されており、誘電体層の厚さ等の成形条件は、誘電体層を形成する誘電体材料以外は全ての試験対象パネルＳにおいて同一条件とされており、構造は図１および２のＰＤＰと同様であり、誘電体層が前面ガラス基板Ｓ１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する誘電体材料によって形成されていて、前面ガラス基板Ｓ１に引張り応力が残留し、誘電体層に圧縮応力が残留している。
【００３８】
硬球落下試験は、上記の様な態様で準備された試験対象物Ｓを前面ガラス基板Ｓ１が上向きになるように水平に支持した状態で、上方から重さ５００ｇの鋼球Ｍを所要の高さから落下させて試験対象物Ｓに衝突させた後、目視観察によって前面ガラス基板Ｓ１にクラックが生じているか否かを判定することによって行われた。
この硬球落下試験において、試験対象パネルＳのパネル強度を示す値として、以下のような態様で相対値化が行われた。
【００３９】
すなわち、鋼球Ｍを落下させる高さは、通常のＰＤＰの使用で想定される最大衝撃力を加えられる高さを基準高さとし、用意された複数の試験対象パネルＳに対する各硬球落下試験により、試験対象パネルＳにクラックが発生しなかった最大高さを求めて、その求まった高さを基準高さで除算した値がパネル強度（実測値）とされた。
【００４０】
具体的には、通常の使用で想定される最大衝撃力を受けてもクラックが発生しない耐衝撃性を有する試験対象パネルＳのパネル強度（実測値）が「１以上」とされ、クラックが発生した試験対象パネルＳのパネル強度（実測値）が「１未満」とされた。
【００４１】
次に、試験対象パネルＳの誘電体層が二種類のヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）と複数の熱膨張係数（単位：×１０−７／℃）を有する誘電体材料で形成された複数の試験対象パネルＳが用意され、これらの試験対象パネルＳに対して上記の落下試験がそれぞれ行われ、その結果に基づいて上記パネル強度の判定が行われて、その判定結果が、図６に示されるグラフにされた。
【００４２】
この図６のグラフの結果から、試験対象パネルＳの強度は、誘電体層の熱膨張係数のみではなく、誘電体層のヤング率にも相関関係を有していることが分かった。
すなわち、同一の熱膨張係数を持つ誘電体層であっても、ヤング率によっては試験対象パネルＳのパネル強度、すなわち耐衝撃性が異なることが分かった。
【００４３】
次に、図６の結果に基づいて、試験対象パネルＳの前面ガラス基板Ｓ１の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２との差α１ーα２＝△αを求め、△α２を横軸としてプロットし直して図７のグラフを作成した。
【００４４】
この△α２を横軸としたのは、後述するように、試験対象パネルＳに作用する面方向の圧縮応力を考慮すると、試験対象パネルＳの強度は△αの二乗に比例すると考えられたからである。
【００４５】
なお、ここで、前述したように、試験対象パネルＳは前面ガラス基板Ｓ１に引張り応力が残留され、誘電体層に圧縮応力が残留されていることによって、以下、全ての場合において△α＞０（誘電体層の熱膨張係数α２が前面ガラス基板Ｓ１の熱膨張係数α１よりも小さい）が前提となっている。
この図７から、試験対象パネルＳの強度は△α２およびヤング率と相関関係を有していることが分かった。
【００４６】
次に、誘電体層がそれぞれ異なる複数のヤング率と異なる複数の熱膨張係数を有する誘電体材料によって形成された複数の試験対象パネルＳが用意され、これらの試験対象パネルＳに対して前述した硬球落下試験がそれぞれ行われ、その結果に基づいて前述したパネル強度の判定が行われて、その判定結果が、図８に示される横軸を１／ヤング率にしたグラフにされた。
【００４７】
この図８のグラフからも、誘電体層の熱膨張係数が同一であった場合（特に、誘電体層の熱膨張係数が◆の７０（×１０−７／℃）の場合と、■の７５（×１０−７／℃）の場合）から、試験対象パネルＳのパネル強度はヤング率と相関関係を有していることが分かった。
【００４８】
以上の硬球落下試験の結果から、ＰＤＰのパネル強度は前面ガラス基板１および２の熱膨張係数のみならず、ヤング率との相関関係を有していることが分かったため、次に、ＰＤＰの十分な強度を得ることができる熱膨張係数と誘電体層のヤング率との関係の検証が行われた。
すなわち、先ず、ＰＤＰが殆ど変形しない誘電体層を備えていると仮定して、下記の関係式が導かれた。
【００４９】
すなわち誘電体層のヤング率が無限大である場合でも、この誘電体層もある程度の強度を有していることを考慮すると、１／ヤング率を比例係数とした以下の関係式が成り立つ。
α２≒７０（×１０−７／℃）の場合 Ｋ＝ａ／Ｅ＋ｂ
α２≒７５（×１０−７／℃）の場合 Ｋ＝ｃ／Ｅ＋ｄ
（Ｋ：パネル強度，Ｅ：ヤング率，α２：誘電体層の熱膨張係数）
上記の二つの関係式は、図８のグラフ結果にも合致している。
そして、上記二つの関係式のパラメータａとｃおよびｂとｄの違いは、誘電体層の熱膨張係数α２の違いによるものと想定できるので、上記の二つの関係式は、
Ｋ＝ｆ（α２）／Ｅ＋ｇ（α２） …（１）
と表すことが出来る。
【００５０】
一方、前述した図６のグラフから、ヤング率がほぼ同じであれば、パネル強度が誘電体層の熱膨張係数に比例することが分かっており、パネルの面方向の圧縮応力を考慮してパネル強度は前面ガラス基板の熱膨張係数と誘電体層の熱膨張係数との差△αの二乗に比例することが分かっているため、このことから、パネル強度は、
Ｋ＝ｐ△α２＋ｈ（Ｅ） …（２）
と表すことが出来る。
この式（２）は、誘電体層のヤング率Ｅが無限大の場合には、Ｋは誘電体層の熱膨張係数のみの関数となるため、
Ｋ＝ｐ△α２＋ｑ
と表すことが出来、さらに、この式から、前記式（１）は、
Ｋ＝ｆ（α２）／Ｅ＋ｐ△α２＋ｑ …（３）
と表すことが出来る。
ここで、実際にＰＤＰの誘電体層として適応可能であるヤング率Ｅの範囲は、誘電体層として必要な諸特性を得る為に当然限定される。
【００５１】
このため、ＰＤＰの誘電体層として適応可能であるヤング率Ｅの範囲内ではその熱膨張係数によってヤング率Ｅのパネル強度への影響は変わらないと仮定すると、上記式（３）は、
Ｋ＝ｒ／Ｅ＋ｐ△α２＋ｑ …（４）
と表される。
【００５２】
そして、この式（４）に対して、図９に示される誘電体層を形成する誘電体材料の各サンプルのデータから、最小二乗法により、相関係数が最大で前述したパネル強度の実測値との差分が最小になる様に、ｐ，ｑ，ｒの各パラメータを求めると、
ｐ＝０．００１８
ｑ＝−２．２９
ｒ＝１８３．７６
のそれぞれの値を求めることが出来る。
すなわち、前記式（４）は、
Ｋ＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９ …（５）
と表される。
【００５３】
なお、図９の誘電体層を形成する誘電体材料の各サンプルのデータに示された各サンプルの組成から、ヤング率が小さい（低ヤング率）誘電体材料は、比較的酸化亜鉛の含有量が少なく、その分、酸化ホウ素や酸化ケイ素の含有量が多い傾向にあることが分かる。
【００５４】
次に、上記式（５）を検証する為、図９の誘電体材料の各サンプルに対して、縦軸を前述した硬球落下試験によるパネル強度実測値とし、横軸を式（５）から算出されるパネル強度計算値としてプロットした図１０のグラフが作成された。
この図１０のグラフからも、上記式（５）は妥当な式であるが理解出来た。
【００５５】
そして、ＰＤＰの通常の使用で想定される最大衝撃力を受けてもクラックが発生しない耐衝撃性を有するパネル強度は、Ｋ≧１であることから、前記式（５）は、さらに、
Ｋ＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９≧１
→ Ｋ＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２≧３．２９ …（６）
と表される。
【００５６】
以上により、ＰＤＰの前面ガラス基板が、厚さｔ＝１．８ｍｍの場合には、上記式（６）を満たす△α（前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２との差）と誘電体層のヤング率Ｅを有する誘電体層を選択すれば、十分な耐衝撃性を有するフラットディスプレイパネルを形成出来ることが分かった。
【００５７】
すなわち、式（６）を用いて、前面ガラス基板１に対してその内面側を被覆する誘電体層２の熱膨張係数とヤング率Ｅを設定する様にすれば、ＰＤＰの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのＰＤＰが、実用上有用なの耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来る。
【００５８】
図１および２のＰＤＰは、前面ガラス基板１が厚さｔ＝１．８ｍｍでかつ熱膨張係数α１＝８３×１０−７／℃のガラス基板によって構成され、誘電体層２が上記式（６）を満たす誘電体材料によって形成されている。
【００５９】
これまでの誘電体層の熱膨張係数だけの設定でパネル強度を得ようとしていたので誘電体層の熱膨張係数を小さくするほどパネル強度を大きくすることが出来たが、誘電体層の熱膨張係数があまり小さいと前面ガラス基板が大きく反ってしまい、ＰＤＰを実用に供することが出来ない。
【００６０】
上記実施例のＰＤＰは、誘電体層２の熱膨張係数だけでなくヤング率も考慮して、上記式（６）に適合した最適なヤング率Ｅを有する誘電体層を備えているので、比較的大きい熱膨張係数を有する誘電体層を備えていても、パネルの反り等を発生させることなく、耐衝撃性（パネル強度）を十分に得ることが可能になるとともに、誘電体層２を形成する誘電体材料の選択の範囲を広げることが出来るという効果を有する。
【００６１】
上記実施例のＰＤＰの誘電体層２のヤング率を調整する方法としては、ヤング率を小さくする場合には誘電体材料の酸化亜鉛の含有量が減らされ、その分、酸化ホウ素や酸化ケイ素の含有量を増やす方法が挙げられる。
ヤング率を大きくする場合はその逆の方法が採られる。
【００６２】
なお、上記実施例のＰＤＰにおいては、前面ガラス基板１に外面に貼り付ける機能フィルム８の厚さを４５０μｍしたが、機能フィルム８の厚さが厚くなればなる程、パネル強度は増すので、機能フィルム８の厚さは４５０μｍ以上とするのが好ましい。
【００６３】
また、上記実施例のＰＤＰにおいて、前面ガラス基板１の熱膨張係数α１と誘電体層２の熱膨張係数α２との差△αが１３以上となると前面ガラス基板１の反りが大きくなるため、前面ガラス基板１の熱膨張係数と誘電体層２の熱膨張係数との差△αが、
０＜△α＜１３
となるように、誘電体層２を形成する誘電体材料を選択するようにするのが好ましい。
そして、上記式（６）は、ＰＤＰに限らず、ＦＥＤの様にガラス基板上に誘電体層を重ねて形成するフラットディスプレイパネル全般に適応可能である。
【実施例２】
【００６４】
上記実施例１では、前面ガラス基板１の厚さがｔ＝１．８ｍｍの場合について行われた検証について説明を行ったが、この実施例では、前面ガラス基板１が他の厚さを有している場合について行われた検証について、説明を行う。
【００６５】
先ず、三つのモデルi，ii，iii毎に、前面ガラス基板Ｓ１の厚さがｔ＝１．８ｍｍと２．８ｍｍの２種類の試験対象パネルＳが用意されて、硬球落下試験（図５参照）が行われ、そのときに判定されたパネル強度が図１１の表にまとめられた。
【００６６】
ここで、各モデルi，ii，iiiの試験対象パネルＳの誘電体層は、全て図９に示された誘電体材料ｓ（熱膨張係数：７０（×１０−７／℃），ヤング率：６２（ＧＰａ））によって形成され、それぞれのモデル毎に、前面ガラス基板Ｓ１の厚さ以外は、誘電体層の成形条件は、全て同一にされている。
【００６７】
この図１１の表の結果から、各モデルi，ii，iiiにおいて、それぞれ（誘電体層の厚さｔ＝１．８ｍｍの場合のパネル強度）／（誘電体層の厚さｔ＝２．８ｍｍの場合のパネル強度）の値は、前面ガラス基板Ｓ１の厚さの比「１．８／２．８＝０．６４」と略等しいこと、すなわち、パネル強度は前面ガラス基板Ｓ１の厚さに比例することが分かった。
前記実施例１における式（５）においてｔ＝１．８ｍｍの場合を
Ｋ（１．８）＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９ …（７）
とすれば、
図１１の結果から、パネル強度は前面ガラス基板１の厚さに比例するので、Ｋは前面ガラス基板１の厚さｔの関数として
Ｋ（ｔ）＝Ｋ（１．８）×ｔ／１．８
＝（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）
×ｔ／１．８ …（８）
とパネル強度を表すことができる。
ＰＤＰが、通常の使用状態で想定される最大衝撃力を受けてもクラックが発生しない耐衝撃性を有するパネル強度はＫ≧１であるから、上記式（８）は、
Ｋ（ｔ）＝（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）
×ｔ／１．８≧１ …（９）
となる。
【００６８】
以上により、ＰＤＰの前面ガラス基板１の厚さｔが１．８ｍｍ以外の場合であっても、式（９）を満たす前面ガラス基板１の熱膨張係数α１と誘電体層２の熱膨張係数α２の差△αおよび誘電体層のヤング率Ｅを選択すれば、従来よりもより十分な耐衝撃性を有するＰＤＰを制作することが出来る。
そして、上記式（９）は、ＰＤＰに限らず、ＦＥＤの様にガラス基板上に誘電体層を重ねて形成するフラットディスプレイパネル全般に適応可能である。
【００６９】
上記各実施例のＰＤＰは、内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）： 前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしている実施形態のフラットディスプレイパネルを、その上位概念の実施形態としている。
【００７０】
この実施形態によるフラットディスプレイパネルによれば、前面ガラス基板の熱膨張率が誘電体層の熱膨張率よりも大きくなるように設定されていて、前面ガラス基板内に引張り応力が残留され、誘電体層内に圧縮応力が残留されており、さらに、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、上記の式を満たす誘電体材料によって誘電体層を形成すれば、十分な耐衝撃性を有するフラットディスプレイパネルを制作することが出来る。
【００７１】
そして、上記式を用いて、前面ガラス基板に対してその内面側を被覆する誘電体層の熱膨張係数とヤング率Ｅを設定する様にすれば、フラットディスプレイパネルの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのフラットディスプレイパネルが、実用上有用な耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明の実施形態における一実施例を示す正面図である。
【図２】図１のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図３】ＰＤＰにおけるパネル面への衝撃荷重による破損の発生の状態を示す説明図である。
【図４】同実施例における前面ガラス基板と誘電体層の残留応力の状態を示す説明図である。
【図５】硬球落下試験の説明図である。
【図６】パネル強度と熱膨張率とヤング率の関係を示すグラフである。
【図７】パネル強度と熱膨張率の差の二乗とヤング率の関係を示すグラフである。
【図８】パネル強度と熱膨張率と１／ヤング率の関係を示すグラフである。
【図９】誘電体材料のガラス組成を示す表図である。
【図１０】パネル強度の実測値と計算値との関係を示すグラフである。
【図１１】前面ガラス基板の厚さとパネル強度との関係を示す表図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ …前面ガラス基板（ガラス基板）
２ …誘電体層
８ …機能フィルム
Ｓ …試験対象物
Ｓ１ …前面ガラス基板
Ｍ …鋼球
Ｆ …衝撃荷重
ｆ１ …残留引張り応力
ｆ２ …残留圧縮応力
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フラットディスプレイパネルの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フラットディスプレイパネルの一つであるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）は、前面ガラス基板の内面側に行電極対とこの行電極対を被覆する誘電体層等の構造物が形成され、背面ガラス基板の内面側に放電セルを区画する隔壁や各放電セル毎に色分けされて形成された蛍光体層等の構造物が形成されて、この前面ガラス基板と背面ガラス基板が、それぞれの構造物が形成されている側を対向させて放電空間を介して重ね合わされた構造を有している。
【０００３】
このような構成を有するＰＤＰは、前面ガラス基板によって形成されるパネル面に外部から衝撃が加わると、この衝撃荷重によって、前面ガラス基板に圧縮応力が生じるとともにこの前面ガラス基板の内面側に形成された誘電体層に引張り応力が生じ、この引張り応力によって誘電体層にクラックが発生し、この誘電体層のクラックが前面ガラス基板に拡がって、前面ガラス基板が破損してしまう虞がある。
【０００４】
このため、従来のＰＤＰには、前面ガラス基板の熱膨張率よりもこの前面ガラス基板の内面側に形成される誘電体層の熱膨張率が小さくなるように設定し、この両者の熱膨張率の差によって前面ガラス基板に引張り応力を残留させ誘電体層に圧縮応力を残留させることにより、外部からの衝撃によるパネルの破損を防止するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、フラットディスプレイパネルの薄型化への要求は、近年一層高まって来ており、このパネルの薄型化を図る際に、ガラス基板の薄型化を図ることが不可欠となる。
【０００６】
このガラス基板の薄型化を図る際には、パネル全体の耐衝撃性を考慮する必要があり、パネル全体の耐衝撃性の低下を防止するとともに耐衝撃性の強化を図る必要がある。
【０００７】
上記従来のＰＤＰでは、パネルの耐衝撃性は、前面ガラス基板の内面側に形成される誘電体層の熱膨張率の設定によって変化することに着目して、誘電体層の熱膨張率を選択することによって、パネルの耐衝撃性の強化を図ろうとしている。
【０００８】
しかしながら、誘電体層の熱膨張率のみを考慮してパネルの耐衝撃性を検討することは、パネルの十分の耐衝撃性を得るのに限界があり不十分であることがその後の研究で判明して来ている。
【０００９】
このような問題は、ＰＤＰの場合に限らず、パネル面がガラス基板によって構成される例えばＦＥＤ（フィールド・エミッション・ディスプレイ）等の他のフラットディスプレイパネルについても発生する。
【００１０】
このため、薄型化および軽量化が図られるとともにパネル面に加わる外部からの衝撃に対する十分な強度を有するフラットディスプレイパネルの開発がより一層強く望まれて来ている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２１２８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は、上記のような従来のフラットディスプレイパネルに対する要望に応えることをその技術的課題の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明（請求項１に記載の発明）によるフラットディスプレイパネルは、上記課題を達成するために、内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明は、内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしているフラットディスプレイパネルを最良の実施形態としている。
【００１５】
この実施形態におけるフラットディスプレイパネルは、前面ガラス基板の熱膨張率が誘電体層の熱膨張率よりも大きくなるように設定されていて、前面ガラス基板内に引張り応力が残留され、誘電体層内に圧縮応力が残留されており、さらに、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、上記の式を満たす誘電体材料によって誘電体層が形成されていることによって、十分な耐衝撃性を備えることが出来る。
【００１６】
そして、上記式を用いて、前面ガラス基板に対してその内面側を被覆する誘電体層の熱膨張係数とヤング率Ｅが設定されていることによって、フラットディスプレイパネルの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのフラットディスプレイパネルが、実用上有用な耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来る。
【００１７】
上記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数の差△αの値が１３（×１０−７／℃）未満であることが望ましい。
これによって、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数の差によって前面ガラス基板の反りが大きくなるのを防止することが出来る。
【００１８】
さらに、上記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板の外面側に樹脂性のフィルムのみが貼り付けられているようにするのが好ましく、さらに、この樹脂性のフィルムの厚さを４５０μｍ以上にするのが好ましい。
【００１９】
前面ガラス基板に樹脂性のフィルムを貼り付けることによって、パネル強度を増すことができ、この樹脂性のフィルムの厚さが増せば増すほどパネル強度が増加するので、この樹脂性のフィルムの厚さを４５０μｍ以上にすることによって、パネル強度をさらに増すことが出来る。
【００２０】
前記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、誘電体層を鉛成分を含んでいない誘電体材料によって形成するようにするのが好ましく、その主成分を酸化ホウ素，酸化ケイ素，酸化亜鉛とするのが好ましい。
【００２１】
前記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板の厚さが１．８（ｍｍ）のとき、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２≧３．２９
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
の式を満たすようにするのが好ましい。
【００２２】
厚さが１．８（ｍｍ）の前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、上記の式を満たす誘電体材料によって誘電体層を形成すれば、十分な耐衝撃性を有するフラットディスプレイパネルを制作することが出来る。
【００２３】
そして、上記式を用いて、厚さが１．８（ｍｍ）の前面ガラス基板に対してその内面側を被覆する誘電体層の熱膨張係数とヤング率Ｅを設定する様にすれば、フラットディスプレイパネルの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのフラットディスプレイパネルが、実用上有用なの耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来るようになる。
【００２４】
前記実施形態のフラットディスプレイパネルにおいて、前面ガラス基板と誘電体層が、プラズマディスプレイパネルのパネル面を構成する前面ガラス基板と誘電体層である場合には、十分な耐衝撃性を有するプラズマディスプレイパネルを制作することが出来る。
【実施例１】
【００２５】
この発明は、ＰＤＰの他、ガラス基板に他の構造物の層が積層して形成された構造を有するＦＥＤ等の種々のフラットディスプレイパネルに適用することが可能であるが、以下においては、この発明を、フラットディスプレイパネルの一つであるＰＤＰに適用した場合の実施例を例に挙げて説明する。
【００２６】
図１および２は、この発明によるフラットディスプレイパネルの実施形態における一実施例を示しており、図１はこの実施例におけるＰＤＰの正面図、図２は図１のＶ−Ｖ線における断面図である。
【００２７】
この図１および２において、ＰＤＰのパネル面を構成する前面ガラス基板１の内面上に、複数の行電極対（Ｘ，Ｙ）が、それぞれ行方向（図１の左右方向）に延びるとともに列方向（図１の上下方向）に互いに平行に並設されている。
さらに、前面ガラス基板１の内面側には誘電体層２が形成されており、この誘電体層２によって行電極対（Ｘ，Ｙ）が被覆されている。
そして、この誘電体層２の内面側には、誘電体保護層３が形成されて、この誘電体保護層３によって誘電体層２の内面が被覆されている。
【００２８】
パネルの表示面となる前面ガラス基板１の外面上には、表示色の光学的調整や外光の反射防止，電磁波の遮断，近赤外線の遮断といったパネルの表示動作に係わる諸機能を備えた樹脂性の機能フィルム８が直接貼り付けられている。
【００２９】
なお、前面ガラス基板１の外面側には、この機能フィルム８のみが設けられており、防護ガラス等のガラス基板の破損を防ぐ為の他の防護手段は設けられていない。
【００３０】
前面ガラス基板１には、背面ガラス基板４が所要の間隔の放電空間を空けて平行に対向されており、この背面ガラス基板４の内面（前面ガラス基板１に対向する側の面）上に、列方向に延びる複数の列電極Ｄが、行方向に互いに所定の間隔を開けて平行に並設されている。
さらに、この背面ガラス基板４の内面上には、列電極保護層５が形成されて、この列電極保護層５によって列電極Ｄが被覆されている。
【００３１】
この列電極保護層５上には略格子形状の隔壁６が形成されて、この隔壁６によって、放電空間が各行電極対（Ｘ，Ｙ）と列電極Ｄが交差する部分毎に区画されて、それぞれ方形の放電セルＣが形成されている。
この各放電セルＣ内には、それぞれ放電セルＣ毎に赤，緑，青に色分けされた蛍光体層７が形成されている。
放電空間内には、キセノンを含む放電ガスが封入されている。
ここで、実施例の説明を行う前に、上記ＰＤＰのパネル面に加わる衝撃によって前面ガラス基板１に破損が発生するメカニズムについて説明を行う。
図３は、前面ガラス基板１の表面（パネル面）に衝撃荷重Ｆが加わった際に前面ガラス基板１に破損（ひび割れ）が発生したときの状態を示している。
【００３２】
この図３において、前面ガラス基板１の表面（パネル面）に衝撃荷重Ｆが加わると、前面ガラス基板１に圧縮応力γが発生し、誘電体層２には反対に引張り応力δが発生し、この引張り応力δによって、誘電体層２の隔壁６との接触部分等に、ひび割れｃが生じてくる。
そして、この誘電体層２のひび割れｃが前面ガラス基板１にまで拡がることによって、前面ガラス基板１が、その背面側から損傷してゆく。
【００３３】
この実施例のＰＤＰは、従来のＰＤＰの場合と同様に、図４に示されるように、誘電体層２が前面ガラス基板１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する誘電材料によって形成されていて、ＰＤＰの製造工程における焼成工程の終了後に、前面ガラス基板１に引張り応力ｆ１が残留し、誘電体層２に圧縮応力ｆ２が残留している。
【００３４】
この前面ガラス基板１の残留引張り応力ｆ１と、誘電体層２の残留圧縮応力ｆ２は、前述したような前面ガラス基板１のパネル面に加わる衝撃荷重Ｆによって前面ガラス基板１に発生する圧縮応力γと誘電体層２に発生する引張り応力δ（図４参照）にそれぞれ対抗することによって、誘電体層２および前面ガラス基板１に損傷が発生するのを防止するように作用する。
【００３５】
ここで、誘電体層２を前面ガラス基板１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する誘電材料によって形成することのみではＰＤＰの十分の耐衝撃性を得るには不十分であるため、この実施例のＰＤＰは、さらに、本願発明者が実験に基づいて解明した所要の構造を備えている。
以下、この発明の発明者が行った実験とその結果に基づいて解明したパネルの耐衝撃性に関するメカニズムについて説明を行う。
先ず、図５に示される装置による硬球落下試験が行われた。
【００３６】
この硬球落下試験は、ＰＤＰの前面ガラス基板Ｓ１の内面側に後述する各条件の誘電体層が形成され、外面側に図２の機能フィルム８と同様の図示しない厚さ４５０μｍの樹脂性の機能フィルムのみが貼り付けられ、背面ガラス基板Ｓ２が重ね合わされた試験対象パネルＳに対して行われた。
この試験対象パネルＳの前面ガラス基板Ｓ１には、
熱膨張係数α１＝８３×１０−７／℃
厚さｔ＝１．８ｍｍ
の旭硝子社製ＰＤ２００ガラス基板が用いられた。
【００３７】
また、前面ガラス基板Ｓ１の内面側の誘電体層は、その主成分が酸化ホウ素，酸化ケイ素，酸化亜鉛で全て鉛成分を含まない誘電体材料によって形成されており、誘電体層の厚さ等の成形条件は、誘電体層を形成する誘電体材料以外は全ての試験対象パネルＳにおいて同一条件とされており、構造は図１および２のＰＤＰと同様であり、誘電体層が前面ガラス基板Ｓ１の熱膨張率よりも小さい熱膨張率を有する誘電体材料によって形成されていて、前面ガラス基板Ｓ１に引張り応力が残留し、誘電体層に圧縮応力が残留している。
【００３８】
硬球落下試験は、上記の様な態様で準備された試験対象物Ｓを前面ガラス基板Ｓ１が上向きになるように水平に支持した状態で、上方から重さ５００ｇの鋼球Ｍを所要の高さから落下させて試験対象物Ｓに衝突させた後、目視観察によって前面ガラス基板Ｓ１にクラックが生じているか否かを判定することによって行われた。
この硬球落下試験において、試験対象パネルＳのパネル強度を示す値として、以下のような態様で相対値化が行われた。
【００３９】
すなわち、鋼球Ｍを落下させる高さは、通常のＰＤＰの使用で想定される最大衝撃力を加えられる高さを基準高さとし、用意された複数の試験対象パネルＳに対する各硬球落下試験により、試験対象パネルＳにクラックが発生しなかった最大高さを求めて、その求まった高さを基準高さで除算した値がパネル強度（実測値）とされた。
【００４０】
具体的には、通常の使用で想定される最大衝撃力を受けてもクラックが発生しない耐衝撃性を有する試験対象パネルＳのパネル強度（実測値）が「１以上」とされ、クラックが発生した試験対象パネルＳのパネル強度（実測値）が「１未満」とされた。
【００４１】
次に、試験対象パネルＳの誘電体層が二種類のヤング率Ｅ（単位：ＧＰａ）と複数の熱膨張係数（単位：×１０−７／℃）を有する誘電体材料で形成された複数の試験対象パネルＳが用意され、これらの試験対象パネルＳに対して上記の落下試験がそれぞれ行われ、その結果に基づいて上記パネル強度の判定が行われて、その判定結果が、図６に示されるグラフにされた。
【００４２】
この図６のグラフの結果から、試験対象パネルＳの強度は、誘電体層の熱膨張係数のみではなく、誘電体層のヤング率にも相関関係を有していることが分かった。
すなわち、同一の熱膨張係数を持つ誘電体層であっても、ヤング率によっては試験対象パネルＳのパネル強度、すなわち耐衝撃性が異なることが分かった。
【００４３】
次に、図６の結果に基づいて、試験対象パネルＳの前面ガラス基板Ｓ１の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２との差α１ーα２＝△αを求め、△α２を横軸としてプロットし直して図７のグラフを作成した。
【００４４】
この△α２を横軸としたのは、後述するように、試験対象パネルＳに作用する面方向の圧縮応力を考慮すると、試験対象パネルＳの強度は△αの二乗に比例すると考えられたからである。
【００４５】
なお、ここで、前述したように、試験対象パネルＳは前面ガラス基板Ｓ１に引張り応力が残留され、誘電体層に圧縮応力が残留されていることによって、以下、全ての場合において△α＞０（誘電体層の熱膨張係数α２が前面ガラス基板Ｓ１の熱膨張係数α１よりも小さい）が前提となっている。
この図７から、試験対象パネルＳの強度は△α２およびヤング率と相関関係を有していることが分かった。
【００４６】
次に、誘電体層がそれぞれ異なる複数のヤング率と異なる複数の熱膨張係数を有する誘電体材料によって形成された複数の試験対象パネルＳが用意され、これらの試験対象パネルＳに対して前述した硬球落下試験がそれぞれ行われ、その結果に基づいて前述したパネル強度の判定が行われて、その判定結果が、図８に示される横軸を１／ヤング率にしたグラフにされた。
【００４７】
この図８のグラフからも、誘電体層の熱膨張係数が同一であった場合（特に、誘電体層の熱膨張係数が◆の７０（×１０−７／℃）の場合と、■の７５（×１０−７／℃）の場合）から、試験対象パネルＳのパネル強度はヤング率と相関関係を有していることが分かった。
【００４８】
以上の硬球落下試験の結果から、ＰＤＰのパネル強度は前面ガラス基板１および２の熱膨張係数のみならず、ヤング率との相関関係を有していることが分かったため、次に、ＰＤＰの十分な強度を得ることができる熱膨張係数と誘電体層のヤング率との関係の検証が行われた。
すなわち、先ず、ＰＤＰが殆ど変形しない誘電体層を備えていると仮定して、下記の関係式が導かれた。
【００４９】
すなわち誘電体層のヤング率が無限大である場合でも、この誘電体層もある程度の強度を有していることを考慮すると、１／ヤング率を比例係数とした以下の関係式が成り立つ。
α２≒７０（×１０−７／℃）の場合 Ｋ＝ａ／Ｅ＋ｂ
α２≒７５（×１０−７／℃）の場合 Ｋ＝ｃ／Ｅ＋ｄ
（Ｋ：パネル強度，Ｅ：ヤング率，α２：誘電体層の熱膨張係数）
上記の二つの関係式は、図８のグラフ結果にも合致している。
そして、上記二つの関係式のパラメータａとｃおよびｂとｄの違いは、誘電体層の熱膨張係数α２の違いによるものと想定できるので、上記の二つの関係式は、
Ｋ＝ｆ（α２）／Ｅ＋ｇ（α２） …（１）
と表すことが出来る。
【００５０】
一方、前述した図６のグラフから、ヤング率がほぼ同じであれば、パネル強度が誘電体層の熱膨張係数に比例することが分かっており、パネルの面方向の圧縮応力を考慮してパネル強度は前面ガラス基板の熱膨張係数と誘電体層の熱膨張係数との差△αの二乗に比例することが分かっているため、このことから、パネル強度は、
Ｋ＝ｐ△α２＋ｈ（Ｅ） …（２）
と表すことが出来る。
この式（２）は、誘電体層のヤング率Ｅが無限大の場合には、Ｋは誘電体層の熱膨張係数のみの関数となるため、
Ｋ＝ｐ△α２＋ｑ
と表すことが出来、さらに、この式から、前記式（１）は、
Ｋ＝ｆ（α２）／Ｅ＋ｐ△α２＋ｑ …（３）
と表すことが出来る。
ここで、実際にＰＤＰの誘電体層として適応可能であるヤング率Ｅの範囲は、誘電体層として必要な諸特性を得る為に当然限定される。
【００５１】
このため、ＰＤＰの誘電体層として適応可能であるヤング率Ｅの範囲内ではその熱膨張係数によってヤング率Ｅのパネル強度への影響は変わらないと仮定すると、上記式（３）は、
Ｋ＝ｒ／Ｅ＋ｐ△α２＋ｑ …（４）
と表される。
【００５２】
そして、この式（４）に対して、図９に示される誘電体層を形成する誘電体材料の各サンプルのデータから、最小二乗法により、相関係数が最大で前述したパネル強度の実測値との差分が最小になる様に、ｐ，ｑ，ｒの各パラメータを求めると、
ｐ＝０．００１８
ｑ＝−２．２９
ｒ＝１８３．７６
のそれぞれの値を求めることが出来る。
すなわち、前記式（４）は、
Ｋ＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９ …（５）
と表される。
【００５３】
なお、図９の誘電体層を形成する誘電体材料の各サンプルのデータに示された各サンプルの組成から、ヤング率が小さい（低ヤング率）誘電体材料は、比較的酸化亜鉛の含有量が少なく、その分、酸化ホウ素や酸化ケイ素の含有量が多い傾向にあることが分かる。
【００５４】
次に、上記式（５）を検証する為、図９の誘電体材料の各サンプルに対して、縦軸を前述した硬球落下試験によるパネル強度実測値とし、横軸を式（５）から算出されるパネル強度計算値としてプロットした図１０のグラフが作成された。
この図１０のグラフからも、上記式（５）は妥当な式であるが理解出来た。
【００５５】
そして、ＰＤＰの通常の使用で想定される最大衝撃力を受けてもクラックが発生しない耐衝撃性を有するパネル強度は、Ｋ≧１であることから、前記式（５）は、さらに、
Ｋ＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９≧１
→ Ｋ＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２≧３．２９ …（６）
と表される。
【００５６】
以上により、ＰＤＰの前面ガラス基板が、厚さｔ＝１．８ｍｍの場合には、上記式（６）を満たす△α（前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２との差）と誘電体層のヤング率Ｅを有する誘電体層を選択すれば、十分な耐衝撃性を有するフラットディスプレイパネルを形成出来ることが分かった。
【００５７】
すなわち、式（６）を用いて、前面ガラス基板１に対してその内面側を被覆する誘電体層２の熱膨張係数とヤング率Ｅを設定する様にすれば、ＰＤＰの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのＰＤＰが、実用上有用なの耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来る。
【００５８】
図１および２のＰＤＰは、前面ガラス基板１が厚さｔ＝１．８ｍｍでかつ熱膨張係数α１＝８３×１０−７／℃のガラス基板によって構成され、誘電体層２が上記式（６）を満たす誘電体材料によって形成されている。
【００５９】
これまでの誘電体層の熱膨張係数だけの設定でパネル強度を得ようとしていたので誘電体層の熱膨張係数を小さくするほどパネル強度を大きくすることが出来たが、誘電体層の熱膨張係数があまり小さいと前面ガラス基板が大きく反ってしまい、ＰＤＰを実用に供することが出来ない。
【００６０】
上記実施例のＰＤＰは、誘電体層２の熱膨張係数だけでなくヤング率も考慮して、上記式（６）に適合した最適なヤング率Ｅを有する誘電体層を備えているので、比較的大きい熱膨張係数を有する誘電体層を備えていても、パネルの反り等を発生させることなく、耐衝撃性（パネル強度）を十分に得ることが可能になるとともに、誘電体層２を形成する誘電体材料の選択の範囲を広げることが出来るという効果を有する。
【００６１】
上記実施例のＰＤＰの誘電体層２のヤング率を調整する方法としては、ヤング率を小さくする場合には誘電体材料の酸化亜鉛の含有量が減らされ、その分、酸化ホウ素や酸化ケイ素の含有量を増やす方法が挙げられる。
ヤング率を大きくする場合はその逆の方法が採られる。
【００６２】
なお、上記実施例のＰＤＰにおいては、前面ガラス基板１に外面に貼り付ける機能フィルム８の厚さを４５０μｍしたが、機能フィルム８の厚さが厚くなればなる程、パネル強度は増すので、機能フィルム８の厚さは４５０μｍ以上とするのが好ましい。
【００６３】
また、上記実施例のＰＤＰにおいて、前面ガラス基板１の熱膨張係数α１と誘電体層２の熱膨張係数α２との差△αが１３以上となると前面ガラス基板１の反りが大きくなるため、前面ガラス基板１の熱膨張係数と誘電体層２の熱膨張係数との差△αが、
０＜△α＜１３
となるように、誘電体層２を形成する誘電体材料を選択するようにするのが好ましい。
そして、上記式（６）は、ＰＤＰに限らず、ＦＥＤの様にガラス基板上に誘電体層を重ねて形成するフラットディスプレイパネル全般に適応可能である。
【実施例２】
【００６４】
上記実施例１では、前面ガラス基板１の厚さがｔ＝１．８ｍｍの場合について行われた検証について説明を行ったが、この実施例では、前面ガラス基板１が他の厚さを有している場合について行われた検証について、説明を行う。
【００６５】
先ず、三つのモデルi，ii，iii毎に、前面ガラス基板Ｓ１の厚さがｔ＝１．８ｍｍと２．８ｍｍの２種類の試験対象パネルＳが用意されて、硬球落下試験（図５参照）が行われ、そのときに判定されたパネル強度が図１１の表にまとめられた。
【００６６】
ここで、各モデルi，ii，iiiの試験対象パネルＳの誘電体層は、全て図９に示された誘電体材料ｓ（熱膨張係数：７０（×１０−７／℃），ヤング率：６２（ＧＰａ））によって形成され、それぞれのモデル毎に、前面ガラス基板Ｓ１の厚さ以外は、誘電体層の成形条件は、全て同一にされている。
【００６７】
この図１１の表の結果から、各モデルi，ii，iiiにおいて、それぞれ（誘電体層の厚さｔ＝１．８ｍｍの場合のパネル強度）／（誘電体層の厚さｔ＝２．８ｍｍの場合のパネル強度）の値は、前面ガラス基板Ｓ１の厚さの比「１．８／２．８＝０．６４」と略等しいこと、すなわち、パネル強度は前面ガラス基板Ｓ１の厚さに比例することが分かった。
前記実施例１における式（５）においてｔ＝１．８ｍｍの場合を
Ｋ（１．８）＝１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９ …（７）
とすれば、
図１１の結果から、パネル強度は前面ガラス基板１の厚さに比例するので、Ｋは前面ガラス基板１の厚さｔの関数として
Ｋ（ｔ）＝Ｋ（１．８）×ｔ／１．８
＝（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）
×ｔ／１．８ …（８）
とパネル強度を表すことができる。
ＰＤＰが、通常の使用状態で想定される最大衝撃力を受けてもクラックが発生しない耐衝撃性を有するパネル強度はＫ≧１であるから、上記式（８）は、
Ｋ（ｔ）＝（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）
×ｔ／１．８≧１ …（９）
となる。
【００６８】
以上により、ＰＤＰの前面ガラス基板１の厚さｔが１．８ｍｍ以外の場合であっても、式（９）を満たす前面ガラス基板１の熱膨張係数α１と誘電体層２の熱膨張係数α２の差△αおよび誘電体層のヤング率Ｅを選択すれば、従来よりもより十分な耐衝撃性を有するＰＤＰを制作することが出来る。
そして、上記式（９）は、ＰＤＰに限らず、ＦＥＤの様にガラス基板上に誘電体層を重ねて形成するフラットディスプレイパネル全般に適応可能である。
【００６９】
上記各実施例のＰＤＰは、内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）： 前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしている実施形態のフラットディスプレイパネルを、その上位概念の実施形態としている。
【００７０】
この実施形態によるフラットディスプレイパネルによれば、前面ガラス基板の熱膨張率が誘電体層の熱膨張率よりも大きくなるように設定されていて、前面ガラス基板内に引張り応力が残留され、誘電体層内に圧縮応力が残留されており、さらに、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、上記の式を満たす誘電体材料によって誘電体層を形成すれば、十分な耐衝撃性を有するフラットディスプレイパネルを制作することが出来る。
【００７１】
そして、上記式を用いて、前面ガラス基板に対してその内面側を被覆する誘電体層の熱膨張係数とヤング率Ｅを設定する様にすれば、フラットディスプレイパネルの誘電体層を形成する誘電体材料を変更する毎に耐衝撃性試験を実施する必要がなく、簡単に、そのフラットディスプレイパネルが、実用上有用な耐衝撃性（パネル強度）を有しているか否かを判定することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明の実施形態における一実施例を示す正面図である。
【図２】図１のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図３】ＰＤＰにおけるパネル面への衝撃荷重による破損の発生の状態を示す説明図である。
【図４】同実施例における前面ガラス基板と誘電体層の残留応力の状態を示す説明図である。
【図５】硬球落下試験の説明図である。
【図６】パネル強度と熱膨張率とヤング率の関係を示すグラフである。
【図７】パネル強度と熱膨張率の差の二乗とヤング率の関係を示すグラフである。
【図８】パネル強度と熱膨張率と１／ヤング率の関係を示すグラフである。
【図９】誘電体材料のガラス組成を示す表図である。
【図１０】パネル強度の実測値と計算値との関係を示すグラフである。
【図１１】前面ガラス基板の厚さとパネル強度との関係を示す表図である。
【符号の説明】
【００７３】
１ …前面ガラス基板（ガラス基板）
２ …誘電体層
８ …機能フィルム
Ｓ …試験対象物
Ｓ１ …前面ガラス基板
Ｍ …鋼球
Ｆ …衝撃荷重
ｆ１ …残留引張り応力
ｆ２ …残留圧縮応力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、
前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）： 前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしていることを特徴とするフラットディスプレイパネル。
【請求項２】
前記△αの値が１３（×１０−７／℃）未満であることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項３】
前記前面ガラス基板の外面側に樹脂性のフィルムのみが貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項４】
前記樹脂性のフィルムの厚さが４５０μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項５】
前記誘電体層が、鉛成分を含んでいない誘電体材料によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項６】
前記前面ガラス基板の厚さが１．８（ｍｍ）のとき、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２≧３．２９
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
の式を満たしていることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項７】
前記前面ガラス基板と誘電体層が、プラズマディスプレイパネルのパネル面を構成する前面ガラス基板と誘電体層であることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項１】
内面側が誘電体材料によって形成された誘電体層によって被覆されている前面ガラス基板と、この前面ガラス基板に重ね合わされた背面ガラス基板を備えたフラットディスプレイパネルであって、
前記前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
（１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２−２．２９）×ｔ／１．８≧１
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）： 前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
ｔ：前面ガラス基板の厚さ（ｍｍ）
の式を満たしていることを特徴とするフラットディスプレイパネル。
【請求項２】
前記△αの値が１３（×１０−７／℃）未満であることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項３】
前記前面ガラス基板の外面側に樹脂性のフィルムのみが貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項４】
前記樹脂性のフィルムの厚さが４５０μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項５】
前記誘電体層が、鉛成分を含んでいない誘電体材料によって形成されることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項６】
前記前面ガラス基板の厚さが１．８（ｍｍ）のとき、前面ガラス基板と誘電体層の熱膨張係数および誘電体層のヤング率が、
１８３．７６／Ｅ＋０．００１８×△α２≧３．２９
Ｅ：誘電体層のヤング率（ＧＰａ）
△α（＞０）：前面ガラス基板の熱膨張係数α１と誘電体層の熱膨張係数α２の差α１−α２（×１０−７／℃）
の式を満たしていることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【請求項７】
前記前面ガラス基板と誘電体層が、プラズマディスプレイパネルのパネル面を構成する前面ガラス基板と誘電体層であることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２７２６７（Ｐ２０１０−２７２６７Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８４６５５（Ｐ２００８−１８４６５５）
【出願日】平成２０年７月１６日（２００８．７．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１６日（２００８．７．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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