平板顯示器及具有該平板顯示器的顯示面板裝置的製作方法

2023-10-04 20:20:24

專利名稱：平板顯示器及具有該平板顯示器的顯示面板裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及以等離子體顯示面板和液晶顯示器為代表的平板顯示器、具有平板顯示器的顯示面板裝置、以及在等離子體顯示面板的製造中所使用的前面板。
背景技術：
等離子體顯示面板是由一對玻璃基板和夾持在該玻璃基板之間的膜狀要素構成的平板顯示器，其應用於以薄型電視接收機為主的各種顯示裝置中。
一般，具有等離子體顯示面板的顯示裝置，包括大小為覆蓋整體畫面的板狀的濾光器(filter)。該板狀的濾光器由作為支撐體的強化玻璃和附著在其表面的功能薄膜構成，被配置在等離子體顯示面板的前方。功能薄膜具有顯示色的光學調整、外光的反射防止、電磁波的遮斷、和近紅外線的遮斷等與顯示動作有關的各種作用。
利用板狀的濾光器而能夠機械地保護等離子體顯示面板。即，板狀的濾光器作為防止等離子體顯示面板的破損的防護玻璃而發揮作用。但是，板狀的濾光器具有其自身重量較大的問題。例如，就畫面尺寸為對角42英寸的顯示裝置來說，其板狀的濾波器的重量超過4kg。另外，因為在板狀的濾波器和等離子體顯示面板之間存在有空隙，所以，會出現因外光的反射而引起雙重曝光，從而導致顯示品質下降的問題。
通過取代安裝板狀的濾光器，將以樹脂薄膜作為支撐體的薄膜狀的濾光器直接貼附在等離子體顯示面板的前面，而能夠解決上述問題。就薄膜狀的濾光器的層結構和材質來說，有多重提案。例如，在日本特開2001-343898號公報中公開有由降低電磁輻射幹擾的透明導電薄膜和被結合在其前側的反射防止薄膜構成的濾光器。
專利文獻1日本特開2001-343898號公報就沒有配置防護玻璃的顯示裝置來說，為了得到即便是人或者物以某種程度的強度撞擊該顯示裝置、也不破壞畫面的效果，需要平板顯示器自身具有耐衝擊性能。

發明內容
本發明以提高平板顯示器的耐衝擊性能為目的。其他的目的在於提供一種輕量、顯示品質高且對來自前方的衝擊有較好的耐衝擊性的顯示裝置。
實現上述目的的平板顯示器具有由透明基板和固定在其背面的層積體構成的前面板、和貼附在上述前面板上的背面板，上述前面板中的上述透明基板具有拉伸應力，且上述層積體具有壓縮應力。
在本發明中，通過在前面板上形成特定的應力分布來提高耐衝擊性能。在平板顯示器的前面施加衝擊的實驗已確認由衝擊生成的裂紋的起點不是在前面而是在背面。即，若在透明基板的前面施加規定以上的衝擊，則首先在固定於透明基板的背面的層積體上生成裂紋。而且，多數時候，裂紋並不止於層積體而是延伸至透明基板。基於此，在本發明中，在層積體上具有壓縮應力。該壓縮應力對抗向背面側推壓透明基板和層積體的衝擊力、即欲拉伸層積體的力，來抑制層積體上的裂紋的生成。另外，在本發明中，在透明基板上具有拉伸應力。該拉伸應力對抗欲推壓透明基板的前面側的衝擊力，削弱施加在層積體上的衝擊。


圖1是表示等離子體顯示面板的整體結構的正視圖。
圖2是圖1的z-z箭頭方向的截面圖。
圖3是表示等離子體顯示面板的單元結構的一例的立體分解圖。
圖4是表示本發明的前面板的特徵的模式圖。
圖5是表示前面板的應力狀態和耐衝擊強度的關係的圖表。
圖6是表示耐衝擊強度的測定方法的圖。
圖7是表示適用本發明的顯示面板裝置的結構的立體分解圖。
圖8是表示安裝有顯示面板裝置的顯示器裝置的外觀的立體圖。
圖9是表示顯示器裝置的內部的結構的截面圖。
符號說明1.顯示面板裝置；2.等離子體顯示面板(平板顯示器)；3.濾光器(功能薄膜)；4.支撐體(剛性體)；10.前面板；11.玻璃基板；12.層積體；17.電介質層(絕緣層)；20.背面板；61.拉伸應力；63.壓縮應力；X、Y行電極。
具體實施例方式
作為本發明的對象最為合適的平板顯示器是等離子體顯示面板。首先，說明等離子體顯示面板的基本結構。
圖1是表示等離子體顯示面板的整體結構的正視圖。圖2是圖1的z-z箭頭方向的截面圖。等離子體顯示面板由前面板10、背面板20和未圖示的放電氣體構成，具有由縱橫排列的單元(cell)(發光元件)構成的畫面50。例如，在畫面尺寸是對角42英寸時，等離子體顯示面板的大小一般為994mm×585mm。前面板10和背面板20都是在玻璃基板上固定有多個含有電極的層的部件，其中，所述玻璃基板比畫面50還大，其厚度為3mm。前面板10和背面板20以重合的方式而相向配置、通過配置在相互重合區域的周邊部的平面視窗狀的密封件35進行接合。前面板10相對背面板20在圖1的左右各伸出5mm，背面板20相對前面板10在圖1的上下各伸出5mm。在這樣伸出的前面板10和背面板20的各自的端部上，接合用於與驅動電路基板進行導電連接的可撓性配線板。在由前面板10、背面板20和密封件35密封住的內部空間(放電氣體空間)30中充滿混合了氖和氙的放電氣體。放電氣體空間30的厚度是100μm～200μm的範圍內的值。
圖3是表示等離子體顯示面板的單元結構的一例的立體分解圖。為了易於理解內部結構，在圖3中將前面板10和背面板20分開進行描述。
前面板10包括玻璃基板11、第一行電極X、第二行電極Y、電介質層17、和保護層18。背面板20包括玻璃基板21、列電極A、電介質層24、多個隔壁29、紅(R)螢光體24、綠(G)螢光體25、和藍(B)螢光體26。
各行電極X和行電極Y都是由已圖案化的透明導電膜13和金屬膜14構成。電介質層17和保護膜18構成的絕緣體層16擴展至整體畫面，覆蓋住行電極X、Y。這些透明導電膜13、金屬膜14、電介質膜17和保護膜18構成固定在玻璃基板11上的層積體12。
其中，在本發明的實施中，行電極的排列可以是周知的兩種方式中的任意一種。一個為圖3所示的使所有的行電極間隙相等的方式。另一個是使各鄰接的鄰接單元間的電極間隙比各單元中的電極間隙(面放電間隙)大的方式。
在以上結構的等離子體顯示面板中，與本發明直接相關的結構要素是前面板10。前面板10具有如下特徵。
圖4是表示本發明的前面板的特徵的模式圖。在圖4和以下說明的圖中，為了易於理解，對於與圖1～圖3中表示的要素相對應的要素採用與圖1～圖3一樣的符號。
在圖4中，前面板10由玻璃基板11和固定在其背面的電介質層17構成。實際上，如上所述，雖然在玻璃基板11的背面固定有由行電極、電介質層和保護膜構成的層積體，但是實質上影響耐衝擊性的提高的是佔層積體的體積的大半的電介質層17。所以，這裡著眼於電介質層17。
前面板10的特徵是，在玻璃基板11具有拉伸應力61且電介質層17具有壓縮應力63的情況。即，向前面板10的前面側施加將該前面板10從平面視圖的中央向周圍拉伸的應力61，相反，在背面側施加將前面板10從平面視圖中的周圍向中央壓縮的應力63。這樣的應力狀態能夠通過根據玻璃基板11和電介質層17之間的熱膨脹係數的關係而進行的材質的選定、和形成電介質層17時的熱剖面(thermal profile)的控制而得到。為得到所希望的應力狀態，優選電介質層17的熱膨脹係數的值比玻璃基板11的熱膨脹係數的值(例如84×10-7～87×10-7/℃)還小。
應力61對抗有壓縮玻璃基板11的前面側的趨勢的衝擊力66，削弱施加在層積體上的衝擊。應力63對抗向背面側按壓電介質層17的衝擊力66，抑制電介質層17上的裂紋的發生。通過這些應力的作用，使前面板10的耐衝擊性能提高。
為了確定本發明的效果，只改變電介質層17的材質或者成膜條件，試作多個前面板10，並測定應力。然後，使試作的多個前面板10分別與具有一樣結構的多個背面板20之一貼合，試作等離子體顯示面板，並測定耐衝擊強度。
測定應力時使用神港精機制SP-125型偏振計(polarimeter)。這時，使用從前面板10上切下的2cm寬的薄長方形的部分作為試樣。切的區域是在衝擊強度試驗中施加衝擊的平面視圖中的中央的區域。
耐衝擊強度的測定方法是硬球下落試驗法。使用圖6表示的升降器70，在將前面板朝上、水平配置的等離子體顯示面板2上，從其上方使質量為509g的鋼球72自由下落。目測觀察有無裂紋。以5mm或1cm的刻度逐漸增加下落的高度，記錄生成裂紋的高度。從該高度和鋼球72的質量算出勢能，作為耐衝擊強度。
圖5表示前面板的應力狀態和耐衝擊強度的關係。圖5表中的橫軸表示的是前面板10的玻璃基板11中的殘留應力。若殘留應力的值為正，則該殘留應力是拉伸應力。如殘留應力的值為負(-)，則該殘留應力是壓縮應力。即，圖5的中央靠右側的區域(殘留應力為正)與圖4中模式地表示的壓力狀態相對應。
在圖5中，試樣1、試樣2和試樣3具有利用等離子體氣相成長法成膜的厚度為10～30μm的二氧化矽構成的層，作為電介質層17。成膜條件如下。
裝置形式平行平板型導入氣體/流量矽烷(SiH4)/3000SCCM導入氣體/流量一氧化二氮(N2O)/30000SCCM導入氣體/流量SiH4/900SCCM，N2O/10000SCCM高頻輸出7kW基板溫度350～400℃真空度1～3Torr試樣4和試樣5具有利用玻璃粉(glass frit)的燒成而形成的低熔點玻璃構成的厚度為30～50μm的層，作為電介質層17。低熔點玻璃含有從降低燒成溫度的Pb、Bi、Zn、P或Sn的氧化物中挑選出的至少一種。
試樣1～5中共通的構造條件如下。
畫面尺寸對角42英寸玻璃基板11、21厚度為2.8mm的高應變點玻璃透明導電膜13厚度約5000的ITO(氧化銦·錫)金屬膜14總厚度約4μm的鉻-銅-鉻的層積體保護膜18厚度約1μm的氧化鎂(MgO)隔壁29高度100～150μm的低熔點玻璃放電氣壓67kPa(約500Torr)在圖5中，例如試樣4，在玻璃基板11有大約-2kg/cm2的壓縮應力時，在畫面中央的耐衝擊強度大約為0.3J。與此相對應，如試樣3，當玻璃基板11具有大約12kg/cm2的拉伸應力時，畫面中央的耐衝擊強度大約為0.47J。
如圖5所示，玻璃基板11的拉伸應力越大則耐衝擊強度越大。可是，雖然在圖中沒有表示，但是得到了畫面中央的耐衝擊強度越大，畫面內多個位置之間的耐衝擊強度的不規則就越顯著的結果。綜合這些，作為玻璃基板11的應力狀態優選具有7～15kg/cm2的拉伸應力的狀態。更加優選的狀態為具有10～12kg/cm2的拉伸應力的狀態。若為該狀態，則即便玻璃基板11的前面露出，也能夠得到0.4J以上0.6J以下的耐衝擊強度。在實際使用時，若在玻璃基板11的前面貼附上膜狀濾光器等的具有衝擊緩衝功能的薄片，則能夠得到更大的耐衝擊強度。
利用本發明已提高耐衝擊性能的等離子體顯示面板2在不具備防護玻璃的輕量的顯示裝置的製造中有用。
圖7是表示適用本發明的顯示面板裝置的結構的立體分解圖。
在圖1中，顯示面板裝置1由可以彩色顯示的等離子體顯示面板2、貼附在等離子體顯示面板2的前面的濾光器3、具有剛性的支撐體4、和將等離子體顯示面板2粘合在支撐體4的平板支撐面41上的粘合件5構成。
等離子體顯示面板2的平面尺寸與畫面尺寸相對應。例如，當畫面尺寸為對角42英寸(0.92m×0.52m)時，等離子體顯示面板2的水平方向的尺寸約為0.99m，垂直方向的尺寸約為0.58m。
濾光器3是由含有反射防止層、色素濾光層和電磁波遮蔽層的約0.3rmm厚的多層結構的功能薄膜3A、和樹脂構成的約0.5mm厚的粘著層3B重疊構成的柔軟的層積體(參照圖9)。
支撐體4是由比畫面50還大的四角形的主面部分和與其周邊連接的側面部分構成的無底的箱狀的金屬制的結構體，例如，利用厚度是1～5mm的鋁合金板的壓力加工而製成。主面部分的前面平坦，該前面是平板支撐面41。在主面部分的背面安裝有用於加固的塊料(block)和墊片(spacer)，同時安裝有驅動電路基板。
粘著件5是一片雙面粘著薄片或者並行排列的數條較寬的雙面膠帶。粘著件5在將等離子體顯示面板2以可靠的強度固定在支撐體4上的同時，也作為在等離子體顯示面板2和支撐體4之間的厚度為1.5mm～2mm的緩衝層體而存在。丙烯酸酯橡膠(acrylic elastomer)或者矽橡膠(silicon elastomer)的熱傳導性優異(熱傳導率1.3～2.3W/m·K)，因此很適於粘著件5的材質。
如圖8和圖9所示，以上的顯示面板裝置1被組裝進顯示裝置，被用於電視圖像和計算機輸出等的彩色畫面的顯示中。
在圖8中，顯示裝置100都是薄型。決定顯示裝置100的平面尺寸的裝配蓋101具有比畫面50還大的開口，顯示面板裝置1的前面露出除周邊部以外的部分。即，在畫面區域中，在等離子體顯示面板2的前面板10的前側，只存在厚度不到1mm的軟質濾光器3，不存在堅固的防護玻璃。
如圖8的a-a箭頭所示截面圖的圖9所示，在顯示裝置100中，在安裝有裝配蓋101的導電性箱體(屏蔽筐體)102中，同時配置有顯示面板裝置1和驅動電路基板90。導電性箱體102由具有比畫面還略大的開口的框和成型為薄箱狀的板所構成。
顯示面板裝置1通過利用螺紋將支撐體4(底盤)連接在導電性箱體102上，並被固定。在支撐體4的背面側配置有驅動電路基板90。在電連接驅動電路基板90和等離子體顯示面板2時使用軟性電纜8、9。在圖9中省略電源、影像信號處理電路和音響電路。
在上述實施方式中，將前面板10與背面板20一體化之後的階段，例如，在將等離子體顯示面板2安裝在支撐體4上的階段，通過在機械地施加勢能的狀態下將其固定，使拉伸應力殘留在前面板10上，而且也可以在安裝的時刻增強已有的拉伸應力。
顯示面板裝置1的結構能夠按照本發明的宗旨進行適當的變更。構成要素的材質和形狀不限定於例示。等離子體顯示面板2不限定於面放電型，也可以是對向放電型。再者，本發明也可以適用於等離子體顯示面板以外的平板顯示器。例如，根據本發明能夠提高具有已固定配向膜的前面玻璃板的液晶顯示器的耐衝擊性能。
工業上的可利用性本發明對於提高在平板顯示器的前側沒有配置防護玻璃的薄型顯示裝置的耐衝擊性能有用，對於輕量的薄型顯示裝置的實用化有所貢獻。
權利要求
1.一種平板顯示器，其具有由透明基板和固定在所述透明基板的背面的層積體構成的前面板、和貼附在所述前面板上的背面板，其特徵在於所述前面板中的所述透明基板具有拉伸應力，且所述層積體具有壓縮應力。
2.根據權利要求1所述的平板顯示器，其特徵在於在所述前面板的中央位置進行的硬球下落試驗中的耐衝擊強度是0.4J以上。
3.一種等離子體顯示面板用的前面板，其特徵在於其是在等離子體顯示面板的製造中使用的前面板，由配置有電極的玻璃基板和覆蓋所述電極的絕緣體層構成，所述玻璃基板具有拉伸應力且所述絕緣體層具有壓縮應力。
4.根據權利要求3所述的等離子體顯示面板用的前面板，其特徵在於所述玻璃基板的拉伸應力的值是在7～15kg/cm2的範圍內的值。
5.根據權利要求3所述的等離子體顯示面板用的前面板，其特徵在於所述絕緣體層的熱膨脹係數的值比所述玻璃基板的熱膨脹係數的值小。
6.一種顯示面板裝置，其特徵在於其是由等離子體顯示面板、和貼附在等離子體顯示面板的前面的功能薄膜構成的顯示面板裝置，其中，所述等離子體顯示面板具有由排列有電極的玻璃基板和覆蓋所述電極的絕緣體層構成的前面板，所述前面板的所述玻璃基板具有拉伸應力且所述絕緣體層具有壓縮應力。
7.根據權利要求6所述的顯示面板裝置，其特徵在於在所述前面板的中央位置進行的硬球下落試驗中的耐衝擊強度是0.4J以上。
8.一種顯示面板裝置，其特徵在於其是由等離子體顯示面板、和支撐所述等離子體顯示面板的剛性體構成的顯示面板裝置，其中，所述等離子體顯示面板具有由排列有電極的玻璃基板和覆蓋所述電極的絕緣體層構成的前面板，在所述絕緣體層具有壓縮應力的狀態下，被固定在所述剛性體上。
9.根據權利要求8所述的顯示面板裝置，其特徵在於在所述前面板的中央位置進行的硬球下落試驗中的耐衝擊強度是0.4J以上。
10.根據權利要求9所述的顯示面板裝置，其特徵在於具有貼附在所述等離子體顯示面板的前面的所述功能薄膜。
全文摘要
本發明的目的在於提高平板顯示器的耐衝擊性能。就具有由透明基板和固定在透明基板的背面的層積體構成的前面板、和貼附在前面板上的背面板的平板顯示器而言，前面板中的透明基板具有拉伸應力，且層積體具有壓縮應力。
文檔編號H01J17/16GK101018459SQ20061014703
公開日2007年8月15日 申請日期2006年11月13日 優先權日2006年2月10日
發明者藤本晃廣, 岡田壽, 河野浩信, 堀伸行 申請人:富士通日立等離子顯示器股份有限公司