プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法
【課題】放電電圧が低下くしかも放電特性が均一な高品質で信頼性に優れたプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】金属酸化物を含む保護層２６が形成された前面基板２１と、隔壁３４および蛍光体層３５が形成された背面基板３１とを、保護層２６と隔壁３４と蛍光体層３５で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着したプラズマディスプレイパネルであって、放電空間は、この放電空間に導入される還元ガスと金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒８１を含む構成である。
【解決手段】金属酸化物を含む保護層２６が形成された前面基板２１と、隔壁３４および蛍光体層３５が形成された背面基板３１とを、保護層２６と隔壁３４と蛍光体層３５で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着したプラズマディスプレイパネルであって、放電空間は、この放電空間に導入される還元ガスと金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒８１を含む構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術はプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的なプラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）としては、交流面放電型パネルが一般によく知られている。交流面放電型パネルは、対向配置された前面基板と背面基板とから構成され、前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。
【０００３】
前面基板上には、走査電極と維持電極とからなる１対の表示電極が互いに平行に複数対形成されている。そして、表示電極を覆うように誘電体層が形成され、誘電体層の上に保護層が形成されている。この保護層は、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の薄膜で構成され、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧などの放電特性を安定させる。
【０００４】
背面基板上には、平行に設けた複数のデータ電極が形成されている。背面基板は、データ電極を覆うように形成された誘電体層と、誘電体層の上に形成された井桁状の隔壁と、誘電体層の表面および隔壁の側面に形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体層とで構成されている。
【０００５】
前面基板と背面基板とは、表示電極とデータ電極とが立体的に交差するように対向配置されて密封されている。前面基板と背面基板との間には放電セルと呼ばれる放電空間が形成され、この放電セルにはキセノンガスなどの放電ガスが封入されている。この放電セルは、表示電極とデータ電極とが対向する部分に形成されている。
【０００６】
このようなパネルでは、放電セル内に封入された放電ガスを放電させれば紫外線が発生する。この紫外線によってＲ・Ｇ・Ｂ３色の蛍光体層を選択的に励起発光させれば、パネルに画像が表示される。
【０００７】
画像表示方法（パネル駆動方法）としてはサブフィールド法が一般によく知られている。サブフィールド法は、１フィールド画面（以下、１フィールドという）を複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドを組み合わせて画像を表示する方法である。
【０００８】
通常、サブフィールド法では、１フィールドを初期化期間と書込み期間と維持期間との３つのサブフィールドに分割している。初期化期間では、各放電セルに初期化放電を発生させ、書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、発光させる放電セルに書込み放電を発生させ、維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を発生させた放電セルに維持放電を発生させ、発光させるべき放電セルの蛍光体層を発光させて画像を表示する。
【０００９】
近年、消費電力の削減や輝度向上に対する市場の要望に応えるために、パネル構造やパネル材料などの改良が活発になされている。例えば、パネルに封入するキセノンガスの分圧を増加させてパネルの発光効率を向上させる試みがなされている。しかしながら、単にキセノンガスの分圧を増加させると放電電圧が上昇するという問題が生じる。
【００１０】
そこで保護層として、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）などを主成分とする複合酸化膜を用いることにより、パネルの放電電圧を低下させる試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
しかし、上述した複合酸化膜は、水蒸気、二酸化炭素ガスなどの不純物ガスとの反応性が高い。特に、水蒸気、二酸化炭素ガスと反応して保護層が劣化し、放電特性が変化しやすい。放電特性が変化すると、表示画像の輝度、色度などが不均一になり、画像表示品質を大きく低下させる要因になる。
【００１２】
そこで、不純物ガスによる保護層の劣化を防止するために、従来からＳｒＯとＣａＯとを主成分とする保護層を真空蒸着で作製する際に、真空処理槽内に酸素ガスを供給してその分圧が所定の範囲となるように制御するとともに、真空処理槽内の残留不純物ガスの分圧を所定値以下になるように制御する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
しかし、上述した真空処理槽内の残留不純物ガスの分圧を制御する方法は、パネルの封着工程および排気工程を真空処理槽内で一貫して行う必要がある。したがって、大掛かりな真空処理設備が必要となり、またその設備のランニングコストが膨大となる。加えて、真空中ではガス分子の平均自由行程（ｍｅａｎ ｆｒｅｅ ｐａｔｈ）が大きく、不純ガスが高速で飛来するため、ＳｒＯおよびＣａＯと不純ガスとの反応性が高くなる。よって、不純ガスが真空処理槽内に微量に存在しても保護層と反応し、放電特性を劣化させるという問題があった。
【００１４】
そこで、放電電圧を低下させて放電特性を安定化させるために、保護層として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用い、パネルの封着工程または排気工程において加熱した保護層に水素ガスを含む還元ガスの導入・排出を繰り返してＭｇＯを還元処理する方法が提案されている。（例えば、特許文献３、４、５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−２１１０３１号公報
【特許文献２】特開２００７−１１９８３３号公報
【特許文献３】特許第２９８４０１４号公報
【特許文献４】特開２００３−０８６１０１号公報
【特許文献５】特開２００５−１５８３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来のようにＭｇＯを含む保護層を水素ガスで還元処理する方法は、水素ガスの分子量が小さいため排気工程においてパネル内の水素ガスを完全に除去することが困難である。したがって、水素ガスが残存しているパネルを駆動すると、放電によって水素ガスとＭｇＯとが反応して保護層が劣化し、残像の発生や寿命が短くなるなどの不具合が生じる問題があった。
【００１７】
ここに開示された技術は、保護層の劣化を防止すると共に放電電圧が低くしかも放電特性が均一な高品質で信頼性に優れたパネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するためにここに開示された技術は、金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着したプラズマディスプレイパネルであって、前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む構成である。
【００１９】
上記目的を達成するためにここに開示された技術は、金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着する封着工程を備えたプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記封着工程は、前記放電空間に前記還元ガスを導入し、その後、前記放電空間から前記還元ガスを含む気体を排出する工程を有し、前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む構成である。
【発明の効果】
【００２０】
ここに開示された技術によれば、放電電圧が低くしかも放電特性が均一な高品質で信頼性に優れたパネルおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施の形態におけるパネルの要部を示す分解斜視図
【図２】一実施の形態におけるパネルの製造方法を示すフローチャート
【図３】封着・排気用加熱装置の構成例を模式的に示した模式図
【図４】封着・排気用加熱装置の温度プロファイルの一例を示す図
【図５】一実施の形態におけるパネルの製造方法を説明するための工程図
【図６】一実施の形態におけるパネルの断面図
【図７】他の実施の形態におけるパネルの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、一実施の形態におけるパネルおよびその製造法について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１において、パネル１０は、ガラス製の前面基板２１と背面基板３１とを貼り合わせたものから構成されている。
【００２４】
前面基板２１上には、走査電極２２と維持電極２３とからなる一対の表示電極２４が互いに平行に複数対形成されている。そして、表示電極２４を覆うように誘電体層２５が形成され、誘電体層２５の上に保護層２６が形成されている。
【００２５】
背面基板３１上には、データ電極３２が複数形成され、データ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成されている。さらに、誘電体層３３の上に井桁状の隔壁３４が形成されている。そして、隔壁３４の側面および誘電体層３３の上には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。
【００２６】
なお、背面基板３１の画像表示領域外には、後述する排気および放電ガス供給のための貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００２７】
前面基板２１と背面基板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極２４とデータ電極３２とが立体的に交差するように対向配置され、その外周部がフリットガラスなどの封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばキセノンガスなどの不活性ガスを含む放電ガスが封入されている。放電空間は、隔壁３４によって複数の区画に仕切られ、表示電極２４とデータ電極３２とが交差する部分において、放電セル３６として複数形成されている。そして、放電セル３６内の放電ガスを放電させて紫外線を発生させ、この紫外線でＲＧＢ３色の蛍光体層３５を選択的に励起発光させることにより画像が表示される。
【００２８】
なお、パネル１０の構造は上述したものに限らず、例えば誘電体層３３を省略した構成でも、あるいは隔壁３４の形状をストライプ状にした構成でもよい。
【００２９】
つぎに、パネル１０の構成材料について説明する。
【００３０】
図１において、走査電極２２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極２２ａの上に、導電性を高めるために設けた銀などの導電性金属を含む幅の狭いバス電極２２ｂを積層したものから構成されている。同様に、維持電極２３も幅の広い透明電極２３ａの上に幅の狭いバス電極２３ｂを積層したものから構成されている。
【００３１】
誘電体層２５は、酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスで構成されている。
【００３２】
保護層２６は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの群から選択される少なくとも１つの酸化物とＭｇＯとからなる複合酸化物からなる薄膜層で構成されている。
【００３３】
データ電極３２は、銀などの導電性の高い材料で構成されている。誘電体層３３は、前述した誘電体層２５と同様の材料で構成してもよいが、可視光反射層としての機能を付与させるために酸化チタン（ＴｉＯ2）粒子を酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスに混合した材料で構成してもよい。
【００３４】
隔壁３４は、例えば低融点ガラスで構成されている。
【００３５】
蛍光体層３５に用いる蛍光体は、一般によく知られている蛍光体であればいずれでも用い得る。例えば、Ｂ蛍光体としてはＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、Ｇ蛍光体としてはＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｒ蛍光体としては（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕが用い得る。
【００３６】
本実施形態では、誘電体層２５の膜厚は４０μｍ、保護層２６の膜厚は０．８μｍに設定した。また、隔壁３４の高さは０．１〜０．１５ｍｍ、蛍光体層３５の膜厚は５〜５０μｍに設定した。また、放電ガスとしては、ネオンガス（Ｎｅ）とキセノンガス（Ｘｅ）との混合ガスを用い、放電ガスのガス圧を１×１０4〜９×１０4Ｐａに設定した。ここで、Ｘｅの含有量は５体積％以上に設定した。尚、ここに示した各数値は一例であって、パネル１０の仕様・要求性能などによって最適値に設定されることは勿論である。
【００３７】
つぎに、パネル１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。図２において、パネル１０の製造方法は、前面基板作成工程（Ｓ１）、背面基板作成工程（Ｓ２）、封着フリット塗布工程（Ｓ３）、封着工程（Ｓ４）、排気工程（Ｓ５）、放電ガス供給工程（Ｓ６）を有する。
【００３８】
（前面基板作成工程）
図１、図２において、前面基板作成工程（Ｓ１）は、前面基板２１上に表示電極２４を形成する工程と、表示電極２４の上に誘電体層２５を形成する工程と、誘電体層２５の上に保護層２６を形成する工程とを含む。
【００３９】
まず、ＩＴＯの薄膜を真空蒸着法などにより前面基板２１上に形成した後、エッチングして透明電極２２ａ、２３ａを形成する。つぎに、銀粒子を含む導電性ペースト（以下、銀ペーストという）を用いてスクリーン印刷により、走査電極２２および維持電極２３のパターンを透明電極２２ａ、２３ａ上に印刷した後、焼成して走査電極２２および維持電極２３すなわち表示電極２４を形成する。
【００４０】
つぎに、Ｂｉ2Ｏ3（６０重量％）、Ｂ2Ｏ3（１５重量％）、ＳｉＯ2（１０重量％）、ＺｎＯ（１５重量％）の組成比からなる酸化ビスマス系ガラスを含む誘電体ペーストを表示電極２４の上にダイコート法により塗布した後、焼成して誘電体層２５を形成する。
【００４１】
つぎに、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの群から選択された少なくとも１つの酸化物とＭｇＯとからなる複合酸化物のペレットを用い蒸着法あるいはスパッタリング法により、保護層２６を誘電体層２５の上に形成する。
【００４２】
（背面基板作成工程）
背面基板作成工程（Ｓ２）は、データ電極３２を背面基板３１上に形成する工程と、背面基板３１の上に誘電体層３３を形成する工程と、誘電体層３３の上に隔壁３４を形成する工程と、誘電体層３３および隔壁３４の側面に蛍光体層３５を形成する工程とを含む。
【００４３】
まず、銀ペーストを用いてスクリーン印刷法によりデータ電極３２のパターンを背面基板３１上に印刷した後、焼成してデータ電極３２を形成する。つぎに、ＴｉＯ2粒子と誘電体ガラス粒子とを含む誘電体ペーストをデータ電極３２の上にスクリーン印刷により塗布した後、焼成して誘電体層３３を形成する。
【００４４】
つぎに、酸化ビスマス系ガラス粒子とフィラーと感光性樹脂とを含む隔壁形成用ペーストを誘電体層３３の上にスクリーン印刷法により塗布・乾燥した後、露光・現像・焼成して隔壁３４を形成する。つぎにＲ・Ｇ・Ｂの蛍光体ペーストを隔壁３４の間隙にラインジェット印刷法により印刷した後、焼成してＲ・Ｇ・Ｂの蛍光体層３５を形成する。
【００４５】
（封着フリット塗布工程）
図２、図３において、封着フリット塗布工程（Ｓ３）は、前面基板２１および背面基板３１の少なくとも一方の基板の画像表示領域外周部に封着フリット４１を塗布する工程と、封着フリット４１を仮焼成する工程とから成る。仮焼成工程は、封着フリット４１に含まれている樹脂などの不要物を除去するために、封着フリット４１を約３５０℃で加熱する工程である。
【００４６】
尚、仮焼成工程において、前面基板２１に設けた保護層２６（酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムなど）が劣化する恐れがある。これを防止するために、封着フリット４１は背面基板３１側に塗布することが好ましい。
【００４７】
本実施形態に適用できる封着フリット４１としては、酸化ビスマスあるいは酸化バナジウムを主成分とするフリット材料が挙げられる。酸化ビスマスを主成分とするフリット材料としては、例えばＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＲＯ―ＭＯ系（但し、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）のガラス材料と、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2・コージライトなどの酸化物からなるフィラーとを混合したものが用い得る。また、酸化バナジウムを主成分とするフリット材料としては、例えばＶ2Ｏ5−ＢａＯ−ＴｅＯ−ＷＯ系のガラス材料と、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2・コージライトなどの酸化物からなるフィラーとを混合したものが用い得る。
【００４８】
つぎに、封着工程（Ｓ４）で用いる封着・排気用加熱装置１００について説明する。
【００４９】
図３に示すように、封着・排気用加熱装置１００は、内部にヒータ５１を有する加熱炉５２と、還元ガス供給装置７１と、排気装置７２と、放電ガス供給装置７３と、加熱炉５２に挿入された配管５３と、バルブ６１、６３、６４と、ガス逃がし弁６２とを備えている。配管５３は、バルブ６１、６３および６４を介して、それぞれ還元ガス供給装置７１、排気装置７２および放電ガス供給装置７３に接続されている。また、配管５３にはガス逃がし弁６２が設けられている。
【００５０】
つぎに、加熱炉５２の温度制御について説明する。
【００５１】
封着工程（Ｓ４）、排気工程（Ｓ５）、放電ガス供給工程（Ｓ６）における温度プロファイルについては工程毎に詳しく説明するが、説明の便宜上、図４に示すように、温度プロファイルを温度の視点から以下の５つの期間に分けて説明する。
【００５２】
図４において、期間１は、室温から軟化点温度以上、封着温度以下の温度まで上昇させる期間である。期間２は、軟化点温度以上、封着温度以下の温度で一定時間保持する期間である。期間３は、封着温度以上になるまで温度を上昇させ一定時間保持した後、軟化点以下になるまで温度を低下させる期間である。期間４は、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、室温まで温度を低下させる期間である。期間５は、室温状態を保持する期間である。尚、期間１〜３は封着工程における温度プロファイル、期間４は排気工程における温度プロファイル、期間５は放電ガス供給工程における温度プロファイルである。
【００５３】
ここで、軟化点温度とは、図３に示す封着フリット４１が軟化する温度である。また、封着温度とは、図３に示す封着フリット４１が十分に溶融し前面基板２１と背面基板３１とが密封される状態になる温度である。本実施形態では、軟化点が約４３０℃、封着温度が４９０〜５００℃の封着フリット４１を用いた。
【００５４】
つぎに、封着・排気用加熱装置１００を用いて、前面基板２１と背面基板３１とを封着する方法について説明する。
【００５５】
（封着工程）
封着工程（Ｓ４）は、前面基板作成工程で作製した前面基板２１と、封着フリット塗布工程（Ｓ３）で作製した背面基板３１とを、仮焼成された封着フリット４１を介して封着する工程である。
【００５６】
図３に示すように、表示電極２４とデータ電極３２とが直交して対向するように前面基板２１と背面基板３１とを重ねて加熱炉５２の内部に配置する。つぎに、ガラス管４３を背面基板３１に設けられた貫通孔３９にガラス管固着用フリット４２を介して載置する。そして、ガラス管４３を配管５３に接続する。ここで、前面基板２１と背面基板３１、および背面基板３１とガラス管４３とは、それぞれ例えばクリップなどの固定手段（図示せず）によって固定する。
【００５７】
つぎに、ヒータ５１をオンにして加熱炉５２を図４に示す期間１〜３の温度ファイルに基づいて加熱する。すると、仮焼成された封着フリット４１は期間１において軟化し、期間３において溶融して前面基板２１と背面基板３１とが密着される。ここで、期間１における加熱炉５２の温度は、軟化した封着フリット４１がパネル１０の内部に引き込まれない温度に設定する。尚、期間２〜３のときに還元ガスをパネル１０の内部に導入する。還元ガスの導入方法および封着方法については後で詳しく説明する。
【００５８】
（排気工程）
排気工程（Ｓ５）は、パネル１０の内部の気体を排気してパネル１０の内部を真空にする工程である。このとき、加熱炉５２内の温度は、図４に示す期間４の温度プロファイルに設定されている。尚、排気方法については後で詳しく説明する。
【００５９】
（放電ガス供給工程）
放電ガス供給工程（Ｓ６）は、排気工程（Ｓ５）で内部を真空にしたパネル１０の内部にＮｅガスおよびＸｅガスを主成分とする放電ガスを供給する工程と、ガラス管４３を加熱封止する工程とから成る。このとき、加熱炉５２内の温度は、図４に示す期間５の温度プロファイルすなわち室温に設定されている。尚、放電ガス供給方法については後で詳しく説明する。
【００６０】
本実施形態では、放電ガスとしてＸｅガス（２０体積％）とＮｅガス（８０体積％）との混合ガスを用い、６×１０4Ｐａの気圧にして供給した。放電ガスの組成は、これに限定されるものではなく、例えばＸｅガスのみからなるガスであっても用い得る。
【００６１】
以上に説明した工程を経てパネル１０が完成する。
【００６２】
以下に、封着方法、排気方法および放電ガス供給方法について、図５を用いて詳しく説明する。
【００６３】
（封着方法）
封着工程（Ｓ４）では、前面基板２１と背面基板３１とを重ね合わせた後、図５（ａ）に示すように、バルブ６１とバルブ６３とバルブ６４とを閉じた状態にし、図３、図４に示すように、ヒータ５１をオンにして加熱炉５２内部の温度を封着フリット４１の軟化温度以上、封着温度以下に上昇させる（期間１）。
【００６４】
つぎに、加熱炉５２内部の温度を封着フリット４１の軟化点温度以上、封着温度以下の温度に一定時間保持しながら、図５（ｂ）に示すように、バルブ６３を開いてパネル１０内部の気体を排気した後、バルブ６３を閉じる（期間２）。このとき、軟化した封着フリット４１が排気によってパネル１０の内部に引き込まれて、封着フリット４１から気体がリークしない温度に一定時間保持する。
【００６５】
つぎに、図５（ｃ）に示すように、バルブ６１を開いて所定圧力の還元ガスをパネル１０の内部に導入した後、バルブ６１を閉じる。このとき、加熱炉５２の内部は期間２の温度に保持されている。還元ガスとしては、有機ガスと窒素ガスとの混合ガス、あるいは有機ガスと希ガスとの混合ガスのように有機ガスと不活性ガスとの混合ガスが用い得る。
【００６６】
つぎに、加熱炉５２の内部を封着温度以上の温度に上昇させ、その温度で３０分以上保持した後、加熱炉５２の内部の温度を軟化点以下に下げる。このとき、パネル１０の内部には、図５（ｄ） に示すように、還元ガスが封入されている（期間３）。
【００６７】
（排気方法）
加熱炉５２の内部の温度が封着フリット４１の軟化温度以下であって所定の温度になった時点で、図５（ｅ）に示すように、バルブ６３を開いてパネル１０の内部の還元ガスなどの気体を排気する。そして、加熱炉５２の内部を所定の温度に保持した状態で、所定時間排気を継続する。その後、ヒータ５１をオフにして加熱炉５２の内部を室温に降下させる。この間も排気を継続する（期間４）。
【００６８】
（放電ガス供給方法）
排気工程が終了した後、加熱炉５２の内部を室温に保持した状態で、図５（ｆ）に示すように、バルブ６３を閉じバルブ６４を開いて放電ガスをパネル１０の内部に供給する（期間５）。
【００６９】
ところで発明者らは、封着工程（期間２〜３）において、パネル１０の内部に有機ガスなどの還元ガスを導入すると放電電圧が低下することを見出した。これは、還元ガスがパネル１０の内部に残留した酸素分子と反応して燃焼し燃焼によって残留酸素分子が無くなると、続いて還元ガスが保護層２６に含まれているＭｇＯから酸素を奪って燃焼するために、ＭｇＯに酸素欠陥が形成されるからであると考えられる。
【００７０】
本実施形態に適用できる還元ガスとしては、封着フリット４１の封着温度で酸素と反応する有機ガスが望ましい。本実施形態では、封着温度が４９０〜５００℃の封着フリット４１を用いた。このような封着温度に適した還元ガスとしては、例えばプロパン（発火点４６７℃）、エチレン（発火点４５０℃）、ブタン（発火点４３０℃）など発火点が５００℃以下の有機ガスが挙げられる。また、発火点に関わらず封着温度で酸素と反応する有機ガスを発生する有機物質であればいずれでも用い得る。例えば、分子量が８０以上の有機物質の中には、封着温度で熱分解して酸素と反応する有機ガスを発生するものがあることはよく知られている。尚、有機ガスの濃度および導入させる有機ガスの圧力は、パネル１０の内部の酸素分子を全て消費し、ＭｇＯに十分な量の酸素欠陥を形成する数値に設定する。
【００７１】
封着工程（Ｓ４）における還元ガスと酸素分子との反応速度は封着時の温度に大きく依存するため、加熱炉５２の温度を高く設定することが望ましい。しかし、実際には封着フリット４１の封着温度によって加熱炉５２の設定温度が決定されるため、封着フリット４１の封着温度で還元ガスと酸素分子とを速やかに反応させる必要がある。
【００７２】
そこで、本実施形態では、封着フリット４１の封着温度で還元ガスと酸素分子との反応速度を速くするために、パラジウム（Ｐｄ）などの触媒８１を、図６に示すように蛍光体層３５の表面に設けた。なお、触媒８１は、図７に示すように保護層２６の表面に設けたり、図６に示すような蛍光体層３５の表面と図７に示すような保護層２６の表面の両方の表面に設けたりしてもよい。また、触媒８１は、保護層２６や蛍光体層３５の表面に限らない。触媒として機能するように、放電空間である放電セル３６内に含ませておけばよく、保護層２６や蛍光体層３５に含ませてもよい。
【００７３】
このような構成にすれば、封着フリット４１の封着温度でも還元ガスと酸素との反応が促進され、ＭｇＯの酸素欠陥濃度を増加させることが可能となる。
【００７４】
保護層２６に含まれているＭｇＯの酸素欠陥濃度を増加させたパネル１０は、ＭｇＯの酸素欠陥準位に起因して電子放出能力が向上し、放電電圧が大幅に低下すると共に放電電圧が均一になる作用効果を奏する。また、燃焼した有機ガスは水と二酸化炭素に分解されて排気工程（Ｓ４）で排出されるため、完成したパネル１０の内部には有機ガス、水蒸気、二酸化炭素ガスなどの不要なガスが残留しない。したがって、パネル１０の信頼性が向上する。
【００７５】
尚、本実施形態では期間２で還元ガスの導入、期間３で還元ガス処理、期間４で還元ガスを排出したが、還元ガスの排出を期間４の途中から開始してもよい。また、期間４の排気工程（Ｓ４）中に還元ガスを導入し、一定時間保持した後に還元ガスを排気してもよい。このような場合は、期間４の温度で酸素と反応する還元ガスを用いる。
【００７６】
また、本実施形態では保護層２６としてＭｇＯを用いたが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの群から選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む保護層２６でも用い得る。
【００７７】
また、本実施形態で開示した数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネル１０の仕様や構成材料の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
ここに開示された技術によれば、放電電圧が低下くしかも放電特性の均一なプラズマディスプレイパネルの実現が可能になるため、高画質・高信頼性が要求されるテレビ装置、モニター装置などの表示デバイスに有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ パネル
２１ 前面基板
２２ 走査電極
２２ａ、２３ａ 透明電極
２２ｂ、２３ｂ バス電極
２３ 維持電極
２４ 表示電極
２５ 誘電体層
２６ 保護層
３１ 背面基板
３２ データ電極
３３ 誘電体層
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
３９ 貫通孔
４１ 封着フリット
４２ ガラス管固着用フリット
４３ ガラス管
５１ ヒータ
５２ 加熱炉
５３ 配管
６１、６３、６４ バルブ
６２ ガス逃がし弁
７１ 還元ガス供給装置
７２ 排気装置
７３ 放電ガス供給装置
８１ 触媒
１００ 封着・排気用加熱装置
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術はプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的なプラズマディスプレイパネル（以下、パネルという）としては、交流面放電型パネルが一般によく知られている。交流面放電型パネルは、対向配置された前面基板と背面基板とから構成され、前面基板と背面基板との間に多数の放電セルが形成されている。
【０００３】
前面基板上には、走査電極と維持電極とからなる１対の表示電極が互いに平行に複数対形成されている。そして、表示電極を覆うように誘電体層が形成され、誘電体層の上に保護層が形成されている。この保護層は、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の薄膜で構成され、誘電体層をイオンスパッタから保護するとともに放電開始電圧などの放電特性を安定させる。
【０００４】
背面基板上には、平行に設けた複数のデータ電極が形成されている。背面基板は、データ電極を覆うように形成された誘電体層と、誘電体層の上に形成された井桁状の隔壁と、誘電体層の表面および隔壁の側面に形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体層とで構成されている。
【０００５】
前面基板と背面基板とは、表示電極とデータ電極とが立体的に交差するように対向配置されて密封されている。前面基板と背面基板との間には放電セルと呼ばれる放電空間が形成され、この放電セルにはキセノンガスなどの放電ガスが封入されている。この放電セルは、表示電極とデータ電極とが対向する部分に形成されている。
【０００６】
このようなパネルでは、放電セル内に封入された放電ガスを放電させれば紫外線が発生する。この紫外線によってＲ・Ｇ・Ｂ３色の蛍光体層を選択的に励起発光させれば、パネルに画像が表示される。
【０００７】
画像表示方法（パネル駆動方法）としてはサブフィールド法が一般によく知られている。サブフィールド法は、１フィールド画面（以下、１フィールドという）を複数のサブフィールドに分割し、発光させるサブフィールドを組み合わせて画像を表示する方法である。
【０００８】
通常、サブフィールド法では、１フィールドを初期化期間と書込み期間と維持期間との３つのサブフィールドに分割している。初期化期間では、各放電セルに初期化放電を発生させ、書込み放電に必要な壁電荷を形成する。書込み期間では、発光させる放電セルに書込み放電を発生させ、維持放電に必要な壁電荷を形成する。そして維持期間では、走査電極および維持電極に交互に維持パルスを印加して、書込み放電を発生させた放電セルに維持放電を発生させ、発光させるべき放電セルの蛍光体層を発光させて画像を表示する。
【０００９】
近年、消費電力の削減や輝度向上に対する市場の要望に応えるために、パネル構造やパネル材料などの改良が活発になされている。例えば、パネルに封入するキセノンガスの分圧を増加させてパネルの発光効率を向上させる試みがなされている。しかしながら、単にキセノンガスの分圧を増加させると放電電圧が上昇するという問題が生じる。
【００１０】
そこで保護層として、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）などを主成分とする複合酸化膜を用いることにより、パネルの放電電圧を低下させる試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
しかし、上述した複合酸化膜は、水蒸気、二酸化炭素ガスなどの不純物ガスとの反応性が高い。特に、水蒸気、二酸化炭素ガスと反応して保護層が劣化し、放電特性が変化しやすい。放電特性が変化すると、表示画像の輝度、色度などが不均一になり、画像表示品質を大きく低下させる要因になる。
【００１２】
そこで、不純物ガスによる保護層の劣化を防止するために、従来からＳｒＯとＣａＯとを主成分とする保護層を真空蒸着で作製する際に、真空処理槽内に酸素ガスを供給してその分圧が所定の範囲となるように制御するとともに、真空処理槽内の残留不純物ガスの分圧を所定値以下になるように制御する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
しかし、上述した真空処理槽内の残留不純物ガスの分圧を制御する方法は、パネルの封着工程および排気工程を真空処理槽内で一貫して行う必要がある。したがって、大掛かりな真空処理設備が必要となり、またその設備のランニングコストが膨大となる。加えて、真空中ではガス分子の平均自由行程（ｍｅａｎ ｆｒｅｅ ｐａｔｈ）が大きく、不純ガスが高速で飛来するため、ＳｒＯおよびＣａＯと不純ガスとの反応性が高くなる。よって、不純ガスが真空処理槽内に微量に存在しても保護層と反応し、放電特性を劣化させるという問題があった。
【００１４】
そこで、放電電圧を低下させて放電特性を安定化させるために、保護層として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用い、パネルの封着工程または排気工程において加熱した保護層に水素ガスを含む還元ガスの導入・排出を繰り返してＭｇＯを還元処理する方法が提案されている。（例えば、特許文献３、４、５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−２１１０３１号公報
【特許文献２】特開２００７−１１９８３３号公報
【特許文献３】特許第２９８４０１４号公報
【特許文献４】特開２００３−０８６１０１号公報
【特許文献５】特開２００５−１５８３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来のようにＭｇＯを含む保護層を水素ガスで還元処理する方法は、水素ガスの分子量が小さいため排気工程においてパネル内の水素ガスを完全に除去することが困難である。したがって、水素ガスが残存しているパネルを駆動すると、放電によって水素ガスとＭｇＯとが反応して保護層が劣化し、残像の発生や寿命が短くなるなどの不具合が生じる問題があった。
【００１７】
ここに開示された技術は、保護層の劣化を防止すると共に放電電圧が低くしかも放電特性が均一な高品質で信頼性に優れたパネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するためにここに開示された技術は、金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着したプラズマディスプレイパネルであって、前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む構成である。
【００１９】
上記目的を達成するためにここに開示された技術は、金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着する封着工程を備えたプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記封着工程は、前記放電空間に前記還元ガスを導入し、その後、前記放電空間から前記還元ガスを含む気体を排出する工程を有し、前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む構成である。
【発明の効果】
【００２０】
ここに開示された技術によれば、放電電圧が低くしかも放電特性が均一な高品質で信頼性に優れたパネルおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施の形態におけるパネルの要部を示す分解斜視図
【図２】一実施の形態におけるパネルの製造方法を示すフローチャート
【図３】封着・排気用加熱装置の構成例を模式的に示した模式図
【図４】封着・排気用加熱装置の温度プロファイルの一例を示す図
【図５】一実施の形態におけるパネルの製造方法を説明するための工程図
【図６】一実施の形態におけるパネルの断面図
【図７】他の実施の形態におけるパネルの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、一実施の形態におけるパネルおよびその製造法について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１において、パネル１０は、ガラス製の前面基板２１と背面基板３１とを貼り合わせたものから構成されている。
【００２４】
前面基板２１上には、走査電極２２と維持電極２３とからなる一対の表示電極２４が互いに平行に複数対形成されている。そして、表示電極２４を覆うように誘電体層２５が形成され、誘電体層２５の上に保護層２６が形成されている。
【００２５】
背面基板３１上には、データ電極３２が複数形成され、データ電極３２を覆うように誘電体層３３が形成されている。さらに、誘電体層３３の上に井桁状の隔壁３４が形成されている。そして、隔壁３４の側面および誘電体層３３の上には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の各色に発光する蛍光体層３５が設けられている。
【００２６】
なお、背面基板３１の画像表示領域外には、後述する排気および放電ガス供給のための貫通孔（図示せず）が設けられている。
【００２７】
前面基板２１と背面基板３１とは、微小な放電空間を挟んで表示電極２４とデータ電極３２とが立体的に交差するように対向配置され、その外周部がフリットガラスなどの封着材によって封着されている。そして放電空間には、例えばキセノンガスなどの不活性ガスを含む放電ガスが封入されている。放電空間は、隔壁３４によって複数の区画に仕切られ、表示電極２４とデータ電極３２とが交差する部分において、放電セル３６として複数形成されている。そして、放電セル３６内の放電ガスを放電させて紫外線を発生させ、この紫外線でＲＧＢ３色の蛍光体層３５を選択的に励起発光させることにより画像が表示される。
【００２８】
なお、パネル１０の構造は上述したものに限らず、例えば誘電体層３３を省略した構成でも、あるいは隔壁３４の形状をストライプ状にした構成でもよい。
【００２９】
つぎに、パネル１０の構成材料について説明する。
【００３０】
図１において、走査電極２２は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる幅の広い透明電極２２ａの上に、導電性を高めるために設けた銀などの導電性金属を含む幅の狭いバス電極２２ｂを積層したものから構成されている。同様に、維持電極２３も幅の広い透明電極２３ａの上に幅の狭いバス電極２３ｂを積層したものから構成されている。
【００３１】
誘電体層２５は、酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスで構成されている。
【００３２】
保護層２６は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの群から選択される少なくとも１つの酸化物とＭｇＯとからなる複合酸化物からなる薄膜層で構成されている。
【００３３】
データ電極３２は、銀などの導電性の高い材料で構成されている。誘電体層３３は、前述した誘電体層２５と同様の材料で構成してもよいが、可視光反射層としての機能を付与させるために酸化チタン（ＴｉＯ2）粒子を酸化ビスマス系低融点ガラスまたは酸化亜鉛系低融点ガラスに混合した材料で構成してもよい。
【００３４】
隔壁３４は、例えば低融点ガラスで構成されている。
【００３５】
蛍光体層３５に用いる蛍光体は、一般によく知られている蛍光体であればいずれでも用い得る。例えば、Ｂ蛍光体としてはＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、Ｇ蛍光体としてはＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｒ蛍光体としては（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕが用い得る。
【００３６】
本実施形態では、誘電体層２５の膜厚は４０μｍ、保護層２６の膜厚は０．８μｍに設定した。また、隔壁３４の高さは０．１〜０．１５ｍｍ、蛍光体層３５の膜厚は５〜５０μｍに設定した。また、放電ガスとしては、ネオンガス（Ｎｅ）とキセノンガス（Ｘｅ）との混合ガスを用い、放電ガスのガス圧を１×１０4〜９×１０4Ｐａに設定した。ここで、Ｘｅの含有量は５体積％以上に設定した。尚、ここに示した各数値は一例であって、パネル１０の仕様・要求性能などによって最適値に設定されることは勿論である。
【００３７】
つぎに、パネル１０の製造方法について図面を参照しながら説明する。図２において、パネル１０の製造方法は、前面基板作成工程（Ｓ１）、背面基板作成工程（Ｓ２）、封着フリット塗布工程（Ｓ３）、封着工程（Ｓ４）、排気工程（Ｓ５）、放電ガス供給工程（Ｓ６）を有する。
【００３８】
（前面基板作成工程）
図１、図２において、前面基板作成工程（Ｓ１）は、前面基板２１上に表示電極２４を形成する工程と、表示電極２４の上に誘電体層２５を形成する工程と、誘電体層２５の上に保護層２６を形成する工程とを含む。
【００３９】
まず、ＩＴＯの薄膜を真空蒸着法などにより前面基板２１上に形成した後、エッチングして透明電極２２ａ、２３ａを形成する。つぎに、銀粒子を含む導電性ペースト（以下、銀ペーストという）を用いてスクリーン印刷により、走査電極２２および維持電極２３のパターンを透明電極２２ａ、２３ａ上に印刷した後、焼成して走査電極２２および維持電極２３すなわち表示電極２４を形成する。
【００４０】
つぎに、Ｂｉ2Ｏ3（６０重量％）、Ｂ2Ｏ3（１５重量％）、ＳｉＯ2（１０重量％）、ＺｎＯ（１５重量％）の組成比からなる酸化ビスマス系ガラスを含む誘電体ペーストを表示電極２４の上にダイコート法により塗布した後、焼成して誘電体層２５を形成する。
【００４１】
つぎに、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの群から選択された少なくとも１つの酸化物とＭｇＯとからなる複合酸化物のペレットを用い蒸着法あるいはスパッタリング法により、保護層２６を誘電体層２５の上に形成する。
【００４２】
（背面基板作成工程）
背面基板作成工程（Ｓ２）は、データ電極３２を背面基板３１上に形成する工程と、背面基板３１の上に誘電体層３３を形成する工程と、誘電体層３３の上に隔壁３４を形成する工程と、誘電体層３３および隔壁３４の側面に蛍光体層３５を形成する工程とを含む。
【００４３】
まず、銀ペーストを用いてスクリーン印刷法によりデータ電極３２のパターンを背面基板３１上に印刷した後、焼成してデータ電極３２を形成する。つぎに、ＴｉＯ2粒子と誘電体ガラス粒子とを含む誘電体ペーストをデータ電極３２の上にスクリーン印刷により塗布した後、焼成して誘電体層３３を形成する。
【００４４】
つぎに、酸化ビスマス系ガラス粒子とフィラーと感光性樹脂とを含む隔壁形成用ペーストを誘電体層３３の上にスクリーン印刷法により塗布・乾燥した後、露光・現像・焼成して隔壁３４を形成する。つぎにＲ・Ｇ・Ｂの蛍光体ペーストを隔壁３４の間隙にラインジェット印刷法により印刷した後、焼成してＲ・Ｇ・Ｂの蛍光体層３５を形成する。
【００４５】
（封着フリット塗布工程）
図２、図３において、封着フリット塗布工程（Ｓ３）は、前面基板２１および背面基板３１の少なくとも一方の基板の画像表示領域外周部に封着フリット４１を塗布する工程と、封着フリット４１を仮焼成する工程とから成る。仮焼成工程は、封着フリット４１に含まれている樹脂などの不要物を除去するために、封着フリット４１を約３５０℃で加熱する工程である。
【００４６】
尚、仮焼成工程において、前面基板２１に設けた保護層２６（酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムなど）が劣化する恐れがある。これを防止するために、封着フリット４１は背面基板３１側に塗布することが好ましい。
【００４７】
本実施形態に適用できる封着フリット４１としては、酸化ビスマスあるいは酸化バナジウムを主成分とするフリット材料が挙げられる。酸化ビスマスを主成分とするフリット材料としては、例えばＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＲＯ―ＭＯ系（但し、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）のガラス材料と、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2・コージライトなどの酸化物からなるフィラーとを混合したものが用い得る。また、酸化バナジウムを主成分とするフリット材料としては、例えばＶ2Ｏ5−ＢａＯ−ＴｅＯ−ＷＯ系のガラス材料と、Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2・コージライトなどの酸化物からなるフィラーとを混合したものが用い得る。
【００４８】
つぎに、封着工程（Ｓ４）で用いる封着・排気用加熱装置１００について説明する。
【００４９】
図３に示すように、封着・排気用加熱装置１００は、内部にヒータ５１を有する加熱炉５２と、還元ガス供給装置７１と、排気装置７２と、放電ガス供給装置７３と、加熱炉５２に挿入された配管５３と、バルブ６１、６３、６４と、ガス逃がし弁６２とを備えている。配管５３は、バルブ６１、６３および６４を介して、それぞれ還元ガス供給装置７１、排気装置７２および放電ガス供給装置７３に接続されている。また、配管５３にはガス逃がし弁６２が設けられている。
【００５０】
つぎに、加熱炉５２の温度制御について説明する。
【００５１】
封着工程（Ｓ４）、排気工程（Ｓ５）、放電ガス供給工程（Ｓ６）における温度プロファイルについては工程毎に詳しく説明するが、説明の便宜上、図４に示すように、温度プロファイルを温度の視点から以下の５つの期間に分けて説明する。
【００５２】
図４において、期間１は、室温から軟化点温度以上、封着温度以下の温度まで上昇させる期間である。期間２は、軟化点温度以上、封着温度以下の温度で一定時間保持する期間である。期間３は、封着温度以上になるまで温度を上昇させ一定時間保持した後、軟化点以下になるまで温度を低下させる期間である。期間４は、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、室温まで温度を低下させる期間である。期間５は、室温状態を保持する期間である。尚、期間１〜３は封着工程における温度プロファイル、期間４は排気工程における温度プロファイル、期間５は放電ガス供給工程における温度プロファイルである。
【００５３】
ここで、軟化点温度とは、図３に示す封着フリット４１が軟化する温度である。また、封着温度とは、図３に示す封着フリット４１が十分に溶融し前面基板２１と背面基板３１とが密封される状態になる温度である。本実施形態では、軟化点が約４３０℃、封着温度が４９０〜５００℃の封着フリット４１を用いた。
【００５４】
つぎに、封着・排気用加熱装置１００を用いて、前面基板２１と背面基板３１とを封着する方法について説明する。
【００５５】
（封着工程）
封着工程（Ｓ４）は、前面基板作成工程で作製した前面基板２１と、封着フリット塗布工程（Ｓ３）で作製した背面基板３１とを、仮焼成された封着フリット４１を介して封着する工程である。
【００５６】
図３に示すように、表示電極２４とデータ電極３２とが直交して対向するように前面基板２１と背面基板３１とを重ねて加熱炉５２の内部に配置する。つぎに、ガラス管４３を背面基板３１に設けられた貫通孔３９にガラス管固着用フリット４２を介して載置する。そして、ガラス管４３を配管５３に接続する。ここで、前面基板２１と背面基板３１、および背面基板３１とガラス管４３とは、それぞれ例えばクリップなどの固定手段（図示せず）によって固定する。
【００５７】
つぎに、ヒータ５１をオンにして加熱炉５２を図４に示す期間１〜３の温度ファイルに基づいて加熱する。すると、仮焼成された封着フリット４１は期間１において軟化し、期間３において溶融して前面基板２１と背面基板３１とが密着される。ここで、期間１における加熱炉５２の温度は、軟化した封着フリット４１がパネル１０の内部に引き込まれない温度に設定する。尚、期間２〜３のときに還元ガスをパネル１０の内部に導入する。還元ガスの導入方法および封着方法については後で詳しく説明する。
【００５８】
（排気工程）
排気工程（Ｓ５）は、パネル１０の内部の気体を排気してパネル１０の内部を真空にする工程である。このとき、加熱炉５２内の温度は、図４に示す期間４の温度プロファイルに設定されている。尚、排気方法については後で詳しく説明する。
【００５９】
（放電ガス供給工程）
放電ガス供給工程（Ｓ６）は、排気工程（Ｓ５）で内部を真空にしたパネル１０の内部にＮｅガスおよびＸｅガスを主成分とする放電ガスを供給する工程と、ガラス管４３を加熱封止する工程とから成る。このとき、加熱炉５２内の温度は、図４に示す期間５の温度プロファイルすなわち室温に設定されている。尚、放電ガス供給方法については後で詳しく説明する。
【００６０】
本実施形態では、放電ガスとしてＸｅガス（２０体積％）とＮｅガス（８０体積％）との混合ガスを用い、６×１０4Ｐａの気圧にして供給した。放電ガスの組成は、これに限定されるものではなく、例えばＸｅガスのみからなるガスであっても用い得る。
【００６１】
以上に説明した工程を経てパネル１０が完成する。
【００６２】
以下に、封着方法、排気方法および放電ガス供給方法について、図５を用いて詳しく説明する。
【００６３】
（封着方法）
封着工程（Ｓ４）では、前面基板２１と背面基板３１とを重ね合わせた後、図５（ａ）に示すように、バルブ６１とバルブ６３とバルブ６４とを閉じた状態にし、図３、図４に示すように、ヒータ５１をオンにして加熱炉５２内部の温度を封着フリット４１の軟化温度以上、封着温度以下に上昇させる（期間１）。
【００６４】
つぎに、加熱炉５２内部の温度を封着フリット４１の軟化点温度以上、封着温度以下の温度に一定時間保持しながら、図５（ｂ）に示すように、バルブ６３を開いてパネル１０内部の気体を排気した後、バルブ６３を閉じる（期間２）。このとき、軟化した封着フリット４１が排気によってパネル１０の内部に引き込まれて、封着フリット４１から気体がリークしない温度に一定時間保持する。
【００６５】
つぎに、図５（ｃ）に示すように、バルブ６１を開いて所定圧力の還元ガスをパネル１０の内部に導入した後、バルブ６１を閉じる。このとき、加熱炉５２の内部は期間２の温度に保持されている。還元ガスとしては、有機ガスと窒素ガスとの混合ガス、あるいは有機ガスと希ガスとの混合ガスのように有機ガスと不活性ガスとの混合ガスが用い得る。
【００６６】
つぎに、加熱炉５２の内部を封着温度以上の温度に上昇させ、その温度で３０分以上保持した後、加熱炉５２の内部の温度を軟化点以下に下げる。このとき、パネル１０の内部には、図５（ｄ） に示すように、還元ガスが封入されている（期間３）。
【００６７】
（排気方法）
加熱炉５２の内部の温度が封着フリット４１の軟化温度以下であって所定の温度になった時点で、図５（ｅ）に示すように、バルブ６３を開いてパネル１０の内部の還元ガスなどの気体を排気する。そして、加熱炉５２の内部を所定の温度に保持した状態で、所定時間排気を継続する。その後、ヒータ５１をオフにして加熱炉５２の内部を室温に降下させる。この間も排気を継続する（期間４）。
【００６８】
（放電ガス供給方法）
排気工程が終了した後、加熱炉５２の内部を室温に保持した状態で、図５（ｆ）に示すように、バルブ６３を閉じバルブ６４を開いて放電ガスをパネル１０の内部に供給する（期間５）。
【００６９】
ところで発明者らは、封着工程（期間２〜３）において、パネル１０の内部に有機ガスなどの還元ガスを導入すると放電電圧が低下することを見出した。これは、還元ガスがパネル１０の内部に残留した酸素分子と反応して燃焼し燃焼によって残留酸素分子が無くなると、続いて還元ガスが保護層２６に含まれているＭｇＯから酸素を奪って燃焼するために、ＭｇＯに酸素欠陥が形成されるからであると考えられる。
【００７０】
本実施形態に適用できる還元ガスとしては、封着フリット４１の封着温度で酸素と反応する有機ガスが望ましい。本実施形態では、封着温度が４９０〜５００℃の封着フリット４１を用いた。このような封着温度に適した還元ガスとしては、例えばプロパン（発火点４６７℃）、エチレン（発火点４５０℃）、ブタン（発火点４３０℃）など発火点が５００℃以下の有機ガスが挙げられる。また、発火点に関わらず封着温度で酸素と反応する有機ガスを発生する有機物質であればいずれでも用い得る。例えば、分子量が８０以上の有機物質の中には、封着温度で熱分解して酸素と反応する有機ガスを発生するものがあることはよく知られている。尚、有機ガスの濃度および導入させる有機ガスの圧力は、パネル１０の内部の酸素分子を全て消費し、ＭｇＯに十分な量の酸素欠陥を形成する数値に設定する。
【００７１】
封着工程（Ｓ４）における還元ガスと酸素分子との反応速度は封着時の温度に大きく依存するため、加熱炉５２の温度を高く設定することが望ましい。しかし、実際には封着フリット４１の封着温度によって加熱炉５２の設定温度が決定されるため、封着フリット４１の封着温度で還元ガスと酸素分子とを速やかに反応させる必要がある。
【００７２】
そこで、本実施形態では、封着フリット４１の封着温度で還元ガスと酸素分子との反応速度を速くするために、パラジウム（Ｐｄ）などの触媒８１を、図６に示すように蛍光体層３５の表面に設けた。なお、触媒８１は、図７に示すように保護層２６の表面に設けたり、図６に示すような蛍光体層３５の表面と図７に示すような保護層２６の表面の両方の表面に設けたりしてもよい。また、触媒８１は、保護層２６や蛍光体層３５の表面に限らない。触媒として機能するように、放電空間である放電セル３６内に含ませておけばよく、保護層２６や蛍光体層３５に含ませてもよい。
【００７３】
このような構成にすれば、封着フリット４１の封着温度でも還元ガスと酸素との反応が促進され、ＭｇＯの酸素欠陥濃度を増加させることが可能となる。
【００７４】
保護層２６に含まれているＭｇＯの酸素欠陥濃度を増加させたパネル１０は、ＭｇＯの酸素欠陥準位に起因して電子放出能力が向上し、放電電圧が大幅に低下すると共に放電電圧が均一になる作用効果を奏する。また、燃焼した有機ガスは水と二酸化炭素に分解されて排気工程（Ｓ４）で排出されるため、完成したパネル１０の内部には有機ガス、水蒸気、二酸化炭素ガスなどの不要なガスが残留しない。したがって、パネル１０の信頼性が向上する。
【００７５】
尚、本実施形態では期間２で還元ガスの導入、期間３で還元ガス処理、期間４で還元ガスを排出したが、還元ガスの排出を期間４の途中から開始してもよい。また、期間４の排気工程（Ｓ４）中に還元ガスを導入し、一定時間保持した後に還元ガスを排気してもよい。このような場合は、期間４の温度で酸素と反応する還元ガスを用いる。
【００７６】
また、本実施形態では保護層２６としてＭｇＯを用いたが、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの群から選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む保護層２６でも用い得る。
【００７７】
また、本実施形態で開示した数値は、単に一例を挙げたに過ぎず、パネル１０の仕様や構成材料の仕様等に合わせて、適宜最適な値に設定することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
ここに開示された技術によれば、放電電圧が低下くしかも放電特性の均一なプラズマディスプレイパネルの実現が可能になるため、高画質・高信頼性が要求されるテレビ装置、モニター装置などの表示デバイスに有用である。
【符号の説明】
【００７９】
１０ パネル
２１ 前面基板
２２ 走査電極
２２ａ、２３ａ 透明電極
２２ｂ、２３ｂ バス電極
２３ 維持電極
２４ 表示電極
２５ 誘電体層
２６ 保護層
３１ 背面基板
３２ データ電極
３３ 誘電体層
３４ 隔壁
３５ 蛍光体層
３９ 貫通孔
４１ 封着フリット
４２ ガラス管固着用フリット
４３ ガラス管
５１ ヒータ
５２ 加熱炉
５３ 配管
６１、６３、６４ バルブ
６２ ガス逃がし弁
７１ 還元ガス供給装置
７２ 排気装置
７３ 放電ガス供給装置
８１ 触媒
１００ 封着・排気用加熱装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着したプラズマディスプレイパネルであって、
前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む
プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記保護層または前記蛍光体層の少なくともいずれか一方は、前記触媒を含む
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】
前記保護層は、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムまたは酸化ストロンチウムまたは酸化バリウムから選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記還元ガスは有機ガスとした
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着する封着工程を備えたプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記封着工程は、前記放電空間に前記還元ガスを導入し、その後、前記放電空間から前記還元ガスを含む気体を排出する工程を有し、
前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項６】
前記保護層または前記蛍光体層の少なくともいずれか一方は、前記触媒を含む
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
前記保護層は、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムまたは酸化ストロンチウムまたは酸化バリウムから選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項８】
前記還元ガスは有機ガスとした
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１】
金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着したプラズマディスプレイパネルであって、
前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む
プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記保護層または前記蛍光体層の少なくともいずれか一方は、前記触媒を含む
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】
前記保護層は、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムまたは酸化ストロンチウムまたは酸化バリウムから選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記還元ガスは有機ガスとした
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
金属酸化物を含む保護層が形成された前面基板と、隔壁および蛍光体層が形成された背面基板とを、前記保護層と前記隔壁と前記蛍光体層で囲まれる放電空間を介して互いに対向するように配置するとともに封着材を介して封着する封着工程を備えたプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記封着工程は、前記放電空間に前記還元ガスを導入し、その後、前記放電空間から前記還元ガスを含む気体を排出する工程を有し、
前記放電空間は、前記放電空間に導入される還元ガスと前記金属酸化物との燃焼反応を促進させる触媒を含む
プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項６】
前記保護層または前記蛍光体層の少なくともいずれか一方は、前記触媒を含む
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
前記保護層は、酸化マグネシウムまたは酸化カルシウムまたは酸化ストロンチウムまたは酸化バリウムから選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項８】
前記還元ガスは有機ガスとした
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８４４６１（Ｐ２０１２−８４４６１Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１２５３（Ｐ２０１０−２３１２５３）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【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２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【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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