(57)【要約】【課題】発光輝度の低下を抑えるとともに、消費電力を低減させることができるプラズマディスプレイパネル用前面板を提供することを目的とする。【解決手段】基板と、基板上に形成された複数の表示電極と、それぞれの表示電極及び基板を覆うように形成された誘電体層と、誘電体層を覆うように形成された誘電体保護層とを備え、誘電体層は基板側に配置される第１誘電体層と誘電体保護層側に配置される第２誘電体層の２層構造で構成され、第１誘電体層は表示電極に隣接する部分に空隙を有し、第２誘電体層は空隙を覆うように第１誘電体層上に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、上記基板上に形成された複数の表示電極と、上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように形成された誘電体層と、上記誘電体層を覆うように形成された誘電体保護層とを備えるプラズマディスプレイパネル用前面板であって、
上記誘電体層は、上記基板側に配置される第１誘電体層と上記誘電体保護層側に配置される第２誘電体層の２層構造で構成され、
上記第１誘電体層は、上記表示電極に隣接する部分に空隙を有し、
上記第２誘電体層は、上記空隙を覆うように上記第１誘電体層上に形成されている、
プラズマディスプレイパネル用前面板。
【請求項２】
上記表示電極は、上記基板上に形成された帯状の透明電極と、上記透明電極上に形成された帯状のバス電極とを有し、
上記空隙は、上記バス電極の両脇に形成されている、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル用前面板。
【請求項３】
上記空隙は、上記バス電極のエッジ部分付近から広がる幅１〜１０μｍのクラックである、請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル用前面板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマディスプレイパネル用前面板を備えるプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
基板上に複数の表示電極を形成し、上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように誘電体層を形成し、上記誘電体層を覆うように誘電体保護層を形成して、プラズマディスプレイパネル用前面板を製造する方法であって、
上記誘電体層は、
上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように第１誘電体ペースト層を形成し、
上記第１誘電体ペースト層を加熱処理して、上記表示電極に隣接する部分に空隙を有する第１誘電体層を形成し、
上記第１誘電体層上に上記空隙を覆うように第２誘電体層を形成する
ことで形成される、
プラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法。
【請求項６】
基板上に複数の表示電極を形成し、上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように誘電体層を形成し、上記誘電体層を覆うように誘電体保護層を形成して、プラズマディスプレイパネル用前面板を製造する方法であって、
上記誘電体層は、
上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように第１誘電体層を形成し、
上記第１誘電体層上に第２誘電体ペースト層を形成し、
上記第２誘電体ペースト層を焼成して、上記第２誘電体層を形成するとともに、上記第１誘電体層の上記表示電極に隣接する部分に空隙を形成する
ことで形成される、
プラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法。
【請求項７】
上記第１誘電体層を形成する誘電体材料には、−Ｓｉ−Ｏ結合を有し且つ比誘電率が５．０以下である化合物が含まれる、請求項５又は６に記載のプラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法。
【請求項８】
上記第２誘電体層を形成する誘電体材料には、上記第１誘電体層を形成する誘電体材料よりも融点が低い低融点ガラス材料が含まれる、請求項５〜７のいずれか１つに記載のプラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか１つに記載の製造方法により製造されたプラズマディスプレイパネル用前面板を備えるプラズマディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル用前面板及びその製造方法、並びに上記前面板を備えるプラズマディスプレイパネルに関し、特にプラズマディスプレイパネル用前面板の誘電体層の構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
高品位テレビジョン画像を大画面で表示するためのディスプレイ装置として、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとも称す）を用いたディスプレイ装置への期待が高まっている。
【０００３】
ＰＤＰ（例えば３電極面放電型ＰＤＰ）は、映像を見る人から見て表面側となる前面板とその裏側の背面板とを対向配置して、それらの周辺部を封着部材で封着した構造を有している。前面板と背面板との間には放電空間が形成され、当該放電空間にはネオン及びキセノンなどの放電ガスが封入されている。前面板は、ガラス基板の一方の面にストライプ状に形成された走査電極と維持電極とから成る複数の表示電極と、これらの表示電極を覆う誘電体層と、当該誘電体層を覆う誘電体保護層とを備えている。背面板は、ガラス基板の一方の面に上記表示電極と直交する方向にストライプ状に形成された複数のアドレス電極と、これらのアドレス電極を覆う下地誘電体層と、放電空間をアドレス電極毎に区画する隔壁と、隔壁の側面と及び下地誘電体層とで形成される溝部に順次塗布された赤色、緑色、及び青色の蛍光体層とを備えている。
【０００４】
表示電極とアドレス電極とは互いに直交しており、その交差部が放電セルを成している。これらの放電セルはマトリクス状に配列されており、表示電極の延在方向に並ぶ赤色、緑色、及び青色の蛍光体層を有する３個の放電セルが、カラー表示のための画素となる。このようなＰＤＰは、順次、走査電極とアドレス電極間、及び走査電極と維持電極間に所定の電圧を印加してガス放電を発生させ、そのガス放電によって生じる紫外線で蛍光体層を励起して可視光を発光させることによりカラー画像を表示することができる。
【０００５】
近年、ＰＤＰの高精細化に伴って放電セルが微細化してきている（例えば、背面板の隔壁が約１００μｍピッチで形成されるようになっている）。しかしながら、放電セルのサイズが小さくなると、発光輝度が低下し、且つ消費電力が増大するという問題がある。この問題は、開口率の減少、画素数の増加に伴う１画素当りの発光時間の減少、発光効率の低下などに起因する。発光輝度を高める方法としては、背面板の隔壁の幅を細く（狭く）することにより開口率の増加を図る方法がある。しかしながら、背面板の隔壁の幅を細くするだけでは、求められる発光輝度を十分に確保することは困難である。このため、更なる改善が求められている。
【０００６】
発光輝度を高める他の方法としては、無効電力を低減して、その分、発光効率を高める方法がある。ここで無効電力について簡単に説明する。通常のＰＤＰでは、表示電極と誘電体層と誘電体保護層とが、放電空間を介して同一面内に形成され、ガス放電を行う。つまり、ＰＤＰはコンデンサとしての機能を持つ。すなわち、走査電極と維持電極とに電圧を交互に印加すると、仮にガス放電しなかったとしても、ＰＤＰはコンデンサの充放電を繰り返す。ここで、走査電極と維持電極間には、走査電極―前面板の誘電体層―放電空間―前面板の誘電体層―維持電極の経路で構成される等価回路Ａと、走査電極―前面板の誘電体層―維持電極の経路で構成される等価回路Ｂとが存在する。等価回路Ａは、放電空間を通るのでガス放電に寄与するが、等価回路Ｂは放電空間を通らないのでガス放電に寄与しない。すなわち、等価回路Ｂで形成されるコンデンサの充放電によって消費される電力は、無効電力となる。
【０００７】
この無効電力を低減する方法としては、前面板の誘電体層の誘電率を低下させて、等価回路Ｂに形成されるコンデンサの容量を小さくする方法がある。従来の前面板の誘電体層は、数μｍの大きさのガラス粉末と有機バインダと溶媒とを含む誘電体材料を、スクリーン印刷やダイコートなどの公知の方法を用いてガラス基板上に塗布した後、乾燥工程、脱バインダ工程（３００〜４００℃）、焼成工程（５００〜６００℃）を行うことで形成されている。このようにして形成された前面板の誘電体層は、平坦で、高い透過度を有する。
【０００８】
しかしながら、従来の前面板の誘電体層の製造方法では、ガラス粉末を低温で溶融させる必要があるため、ガラスの融点を低下させる低融点ガラス材料（一般的にはビスマス（Ｂｉ））を誘電体材料に添加する必要がある（例えば、特許文献１参照）。この低融点ガラス材料は、純度が低く、比誘電率が１０以上と高い。従って、結果として誘電体層の誘電率は高くなってしまう。
【０００９】
また、他の物質（一般的にはアルカリ金属など）を誘電体材料に添加することで、比誘電率を低下させることが可能である。しかしながら、ＰＤＰの各電極には銀などの高導電性金属が主成分として通常用いられるので、イオンマイグレーションによる銀の拡散及びコロイド化が促進され、誘電体層に黄変現象が発生する恐れがある。この黄変現象はＰＤＰの光学特性に対して大きな悪影響を及ぼす。
【００１０】
誘電体層の誘電率を低下させる別の方法としては、ゾルゲル法にて誘電体層を形成する方法がある。この方法では、溶媒中の金属アルコキシドを加水分解してシリコン化合物を得た後、加熱処理して、縮重合反応させることによって、酸化ケイ素を主成分とする膜を形成する。例えばシリコン化合物が水酸化ケイ素（Ｓｉ（ＯＨ）４）である場合、下記のような縮重合反応によって、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−のネットワークが形成され、誘電体層となる固体のＳｉＯ２が形成される：
【００１１】
ｎＳｉ（ＯＨ）４→ｎＳｉＯ２＋２ｎＨ２Ｏ        （ｎ：１以上の整数）
【００１２】
また、シリコン化合物がシロキサンである場合では、下記のような縮重合反応によって誘電体層が形成される。
【００１３】
【数１】
2010118174.tif 000003
【００１４】
上記方法によれば、ガラスを溶融させる過程を経ないので、低温で誘電体層を形成することができる。しかしながら、上記方法では、縮重合反応時の体積収縮に起因して誘電体層にクラックが発生する恐れがある。このクラックは、絶縁性の確保という誘電体層の本来の機能を低下させる。このため、誘電体層を厚膜（一般的には約数μｍ程度）に形成することが一般に困難である。
【００１５】
この課題を解決する方法として、酸又は塩基の触媒を用い、体積収縮を抑制するために金属アルコキシドにフェニル基やアクリル基などの有機官能基を付与することで、誘電体層の厚膜化を実現する方法がある（例えば、特許文献２参照）。この方法では、調製された誘電体材料を公知の方法によってガラス基板に塗布した後、熱又は紫外線により処理することで誘電体層を形成する。しかしながら、この方法において調製される誘電体材料では、４００℃程度の高温の大気雰囲気下において、付与された有機物が分解されることが考えられる。その結果、体積収縮を抑制することができずにしてクラックが発生する恐れがある。すなわち、誘電体層の形成時又は形成後に、誘電体層が４００℃以上の高温環境下に置かれる工程を経るような場合においてまで、誘電体層の品質を保証できるものではない。
【００１６】
また、上記無効電力を低減する方法としては、誘電体層の構造を変えることで、等価回路Ｂに形成されるコンデンサの容量を小さくする方法がある。等価回路Ｂに形成されるコンデンサの容量を小さくするには、単純には誘電体層の膜厚を薄くすればよい。しかしながら、誘電体層の膜厚を薄くすると、ガス放電に寄与する等価回路Ａに形成されるコンデンサの容量が逆に大きくなり、放電電力が増加してしまうという副作用がある。
【００１７】
この課題を解決する方法としては、電極間（メインギャップ間）の誘電体層のみを薄くするという方法がある。（例えば特許文献３参照）。電極間の誘電体層のみを薄くするには、一旦、誘電体層を通常の厚みで形成した後、フォトリソ法などを用いて、電極間の誘電体層を除去すればよい。これにより、等価回路Ｂに形成されるコンデンサの容量を小さくすることができ、無効電力を低減することができる。
【特許文献１】特開２００２−０５３３４２号公報
【特許文献２】特開２００５−１０８６９１号公報
【特許文献３】特開２０００−１２３７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記誘電体層の構造では、電極間が凹形状となるため、ガス放電の際に当該凹状部分に放電が集中し、放電セル全体に放電が広がらないという問題がある。放電セル全体に放電が広がっている場合には、当該放電により発生した紫外線が背面板の蛍光体の全体を励起して可視光が発せられる。しかしながら、放電セル全体に放電が広がらない場合には、放電セル内の蛍光体の一部しか励起させることができず、可視光の発光量が低減する。このため、無効電力を低減して消費電力を低減することができても、発光輝度は逆に低下することになる。また、上記誘電体層の構造では、誘電体層の一部を除去する工程が必要になること、また加工精度や前面板と背面板のアライメント精度も必要となるなどの問題がある。
【００１９】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、発光輝度の低下を抑えるとともに、消費電力を低減することができるプラズマディスプレイパネル用前面板及びその製造方法、並びに当該前面板を備えるプラズマディスプレイパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、基板と、上記基板上に形成された複数の表示電極と、上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように形成された誘電体層と、上記誘電体層を覆うように形成された誘電体保護層とを備えるプラズマディスプレイパネル用前面板であって、
上記誘電体層は、上記基板側に配置される第１誘電体層と上記誘電体保護層側に配置される第２誘電体層の２層構造で構成され、
上記第１誘電体層は、上記表示電極に隣接する部分に空隙を有し、
上記第２誘電体層は、上記空隙を覆うように上記第１誘電体層上に形成されている、
プラズマディスプレイパネル用前面板を提供する。
【００２１】
本発明の第２態様によれば、上記表示電極は、上記基板上に形成された帯状の透明電極と、上記透明電極上に形成された帯状のバス電極とを有し、
上記空隙は、上記バス電極の両脇に形成されている、第１態様に記載のプラズマディスプレイパネル用前面板を提供する。
【００２２】
本発明の第３態様によれば、上記空隙は、上記バス電極のエッジ部分付近から広がる幅１〜１０μｍのクラックである、第２態様に記載のプラズマディスプレイパネル用前面板を提供する。
【００２３】
本発明の第４態様によれば、第１〜３態様のいずれか１つに記載のプラズマディスプレイパネル用前面板を備えるプラズマディスプレイパネルを提供する。
【００２４】
本発明の第５態様によれば、基板上に複数の表示電極を形成し、上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように誘電体層を形成し、上記誘電体層を覆うように誘電体保護層を形成して、プラズマディスプレイパネル用前面板を製造する方法であって、
上記誘電体層は、
上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように第１誘電体ペースト層を形成し、
上記第１誘電体ペースト層を加熱処理して、上記表示電極に隣接する部分に空隙を有する第１誘電体層を形成し、
上記第１誘電体層上に上記空隙を覆うように第２誘電体層を形成する
ことで形成される、
プラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法を提供する。
【００２５】
本発明の第６態様によれば、基板上に複数の表示電極を形成し、上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように誘電体層を形成し、上記誘電体層を覆うように誘電体保護層を形成して、プラズマディスプレイパネル用前面板を製造する方法であって、
上記誘電体層は、
上記それぞれの表示電極及び上記基板を覆うように第１誘電体層を形成し、
上記第１誘電体層上に第２誘電体ペースト層を形成し、
上記第２誘電体ペースト層を焼成して、上記第２誘電体層を形成するとともに、上記第１誘電体層の上記表示電極に隣接する部分に空隙を形成する
ことで形成される、
プラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法を提供する。
【００２６】
本発明の第７態様によれば、上記第１誘電体層を形成する誘電体材料には、−Ｓｉ−Ｏ結合を有し且つ比誘電率が５．０以下である化合物が含まれる、第５又は６態様に記載のプラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法を提供する。
【００２７】
本発明の第８態様によれば、上記第２誘電体層を形成する誘電体材料には、上記第１誘電体層を形成する誘電体材料よりも融点が低い低融点ガラス材料が含まれる、第５〜７態様のいずれか１つに記載のプラズマディスプレイパネル用前面板の製造方法を提供する。
【００２８】
本発明の第９態様によれば、第５〜８態様のいずれか１つに記載の製造方法により製造されたプラズマディスプレイパネル用前面板を備えるプラズマディスプレイパネルを提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル用前面板によれば、上記表示電極に隣接する部分に空隙を有するように第１誘電体層を構成しているので、表示電極間に形成される等価回路Ｂは上記空隙を通ることになる。ここで、空隙は比誘電率が低い空気層である。従って、表示電極間の等価回路Ｂに形成されるコンデンサの容量は、上記従来の構成に比べて小さくなる。従って、表示電極間が誘電体層で満たされている従来の構成よりも無効電力を低減でき、消費電力を低減することができる。
【００３０】
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネル用前面板によれば、第１誘電体層上に上記空隙を覆うように第２誘電体層を形成しているので、絶縁性の確保という誘電体層の本来の機能を果たすことができる。また、誘電体層に凹状部分を設ける必要がないので、放電を放電セルの全体に広げることができ、発光輝度の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
《実施形態》
図１は、本発明の実施形態に係るＰＤＰ用前面板を備えたＰＤＰの基本構造を示す概略斜視図である。
図１において、ＰＤＰ１００は、前面板１と、当該前面板１に対向配置された背面板２とを備えている。前面板１と背面板２との間の外周部には、ガラス材料などからなる封着部材（図示せず）が配置されている。当該封着部材によって、ＰＤＰ１００が気密封着され、ＰＤＰ１００の内部に放電空間３０が形成されている。放電空間３０には、例えばネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ（５３ｋＰａ〜８０ｋＰａ）の圧力で封入されている。
【００３３】
前面板１は、ガラス等で構成された前面ガラス基板１０を備えている。前面基板１０上には、走査電極１２と維持電極１３とで構成される一対の帯状の表示電極１１と、ブラックストライプ（遮光層ともいう）１４とが、互いに平行に複数配列されている。また、前面基板１０の一面上には、それぞれ表示電極１１と遮光層１４とを覆うように誘電体層１５が形成されている。このように形成されることにより、誘電体層１５は、コンデンサとしての働きをする。誘電体層１５上には、電極保護のため誘電体層１５を覆うように、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる誘電体保護層１６が形成されている。
【００３４】
背面板２は、ガラス等で構成された背面基板２０を備えている。背面基板２０の一面上には、複数の帯状のアドレス電極２１が、それぞれ表示電極１１と直交するとともに、互いに平行に配置されている。また、背面基板２０の一面上には、それぞれのアドレス電極２１を覆うように下地誘電体層２２が配置されている。下地誘電体層２２上には、放電空間３０をアドレス電極２１毎に区画するように、アドレス電極２１の延在方向と平行に所定の高さを有する複数の隔壁２３が配列されている。互いに隣あう隔壁２３，２３の側面と下地誘電体層２２とで形成される溝部２４には、紫外線により赤色、青色、又は緑色にそれぞれ発光する蛍光体層２５が、順次形成されている。
【００３５】
上記構成により、表示電極１１と、アドレス電極２１とが交差する交差部には、それぞれ放電セル３１が形成される。すなわち、放電セル３１は、マトリクス状に配列されている。これらの放電セル３１がＰＤＰ１００の画像表示領域となり、表示電極１１の延在方向に並ぶ赤色、青色、又は緑色の蛍光体層２５を有する３個の放電セル３１が、カラー表示のための画素となる。
【００３６】
例えばＰＤＰ１００の外部に設置された外部駆動回路から、走査電極１２−アドレス電極２１間、及び走査電極１２−維持電極１３間に各種駆動信号が順次印加されると、各放電セル３１内にガス放電が発生し、そのガス放電により紫外線が発生する。ＰＤＰ１００は、このようにして各放電セル３１内に発生した紫外線が、各放電セル３１に対応する蛍光体層２５を励起して可視光を発光させることにより、カラー表示することができる。
【００３７】
次に、図２を用いて、前面板１の構成をさらに詳しく説明する。図２は、本発明の実施形態にかかる前面板１の基本構造を示す概略断面図である。なお、図２においては、前面板１の配置を、図１とは上下逆に示している。
【００３８】
図２において、前面基板１０は、例えばフロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスなどのガラス部材で構成されている。前面基板１０上には、走査電極１２と維持電極１３で構成される表示電極１１と、ブラックストライプ１４とがパターン形成されている。
【００３９】
走査電極１２と維持電極１３とは、それぞれ、透明電極１２ａ，１３ａと、当該透明電極１２ａ，１３ａ上に形成されたバス電極１２ｂ，１３ｂとにより構成されている。透明電極１２ａ，１３ａは、それぞれ、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）又は酸化スズ（ＳｎＯ２）などから構成されている。バス電極１２ｂ、１３ｂは、透明電極１２ａ、１３ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。
【００４０】
また、前面基板１０上には、透明電極１２ａ、１３ａ、バス電極１２ｂ、１３ｂ、ブラックストライプ１４のそれぞれを覆うように誘電体層１５が形成されている。誘電体層１５は、前面基板１０側に配置される第１誘電体層の一例である下側誘電体層１５ａと、誘電体保護層１６側に配置される上側誘電体層１５ｂの２層構造となっている。下側誘電体層１５ａは、比誘電率が好ましくは５．０以下の構造、例えば−Ｓｉ−Ｏ結合を有している。また、下側誘電体層１５ａは、バス電極１２ｂ、１３ｂに隣接する部分に空隙１７を有している。より具体的には、空隙１７は、バス電極１２ｂ，１３ｂのエッジ部分付近から広がっている。空隙１７の幅は、１〜１０μｍ程度である。上側誘電体層１５ｂは、空隙１７を塞がず覆うように下側誘電体１５ａ上に形成されている。上側誘電体層１５ａ上には、誘電体保護層１６が形成されている。誘電体保護層１６は、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などから形成されている。
【００４１】
次に、図３を用いて、本実施形態に係る前面板１の構成によって、無効電力を低減できるメカニズムについて説明する。図３は、本発明の実施形態に係る前面板１に形成される２つの等価回路Ａ１，Ｂ１を示す断面図である。
【００４２】
図３に示すように、前面板１の走査電極１２と維持電極１３には、バス電極１２ｂ（走査電極１２）−下側誘電体層１５ａ−上側誘電体層１５ｂ−放電空間３０−上側誘電体層１５ｂ−下側誘電体層１５ａ−バス電極１３ｂ（維持電極１３）の経路で構成される等価回路Ａ１と、バス電極１２ｂ−空隙１７−下側誘電体層１５ａ−空隙１７−バス電極１３ｂの経路で構成される等価回路Ｂ１とが存在する。ここで、等価回路Ａ１は放電空間３０を通るのでガス放電に寄与するが、等価回路Ｂ１は放電空間３０を通らないのでガス放電に寄与しない。このため、等価回路Ｂ１に形成されるコンデンサの充放電によって消費される電力は無効電力となる。従って、等価回路Ｂ１に形成されるコンデンサの容量は小さいことが好ましい。
【００４３】
本実施形態に係る前面板２の構成によれば、比誘電率が低い空気層である空隙１７を通るように等価回路Ｂ１を構成しているため、上記コンデンサの容量は、上記従来の構成に比べて小さくなる。従って、無効電力を従来の構成よりも低減することができる。
また、本実施形態に係る前面板２の構成によれば、下側誘電体層１５ａが比誘電率５．０以下の構造（−Ｓｉ−Ｏ結合）を有しているので、上記コンデンサの容量をさらに抑えることができる。従って、従来の構成よりも無効電力をさらに低減することができ、消費電力を低減することができる。
【００４４】
なお、誘電体層１５を貫通するように空隙１７を設けた場合には、無効電力の低減には有効であるが、絶縁性の確保という誘電体層１５の本来の機能を果たすことができない。これに対して、本実施形態に係る前面板２の構成では、下側誘電体層１５ａ上に空隙１７を覆うように上側誘電体１５ｂを形成しているので、無効電力の低減と絶縁性の確保の両方を実現することができる。また、誘電体層１５には凹状部分が設けられていないので、放電を放電セルの全体に広げることができ、発光輝度の低下を抑えることができる。
【００４５】
次に、ＰＤＰ１００の製造方法について、図１〜図３を参照しつつ、具体例を挙げながら説明する。まず、前面板１の製造方法について説明する。
【００４６】
まず、前面基板１０上に、走査電極１２及び維持電極１３で構成される一対の帯状の表示電極１１と、ブラックストライプ１４とを形成する（ステップＳ１）。
より具体的には、図２に示すように、前面基板１０上に、透明電極１２ａ，１３ａとブラックストライプ１４とを形成する。その後、透明電極１２ａ，１３ａの一部上にバス電極１２ｂ，１３ｂを形成する。これにより、走査電極１２及び維持電極１３で構成される一対の帯状の表示電極１１とブラックストライプ１４とが形成される。
【００４７】
ここで、透明電極１２ａ、１３ａは、薄膜プロセスなどを用いて形成された膜を、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングし、所望の温度で焼成して固化することにより形成することができる。バス電極１２ｂ、１３ｂは、銀材料を含むペーストで構成される膜を、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングし、所望の温度で焼成して固化することにより形成することができる。ブラックストライプ７は、黒色顔料を含むペーストを、スクリーン印刷することで形成することができる。なお、ブラックストライプは、黒色顔料を前面基板１０の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングし、所望の温度で焼成して固化することにより形成されてもよい。
【００４８】
次いで、表示電極１１とブラックストライプ１４とを覆うように前面基板１０上に下側誘電体層１５ａを形成する（ステップＳ２，Ｓ３）。
より具体的には、表示電極１１とブラックストライプ１４とを覆うように前面基板１０上に、下側誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して第１誘電体ペースト層の一例である下側誘電体ペースト層を形成する（ステップＳ２）。その後、当該下側誘電体ペースト層を加熱処理して縮重合反応させ、後で詳しく説明するように、当該縮重合反応を利用してバス電極１２ｂ，１３ｂに隣接する部分に空隙１７を形成する（ステップＳ３）。これにより、下側誘電体層１５ａを形成することができる。
【００４９】
ここで、上記下側誘電体ペーストとしては、−Ｓｉ−Ｏ結合を有する化合物（低分子化合物又は高分子化合物）と溶媒などで構成される誘電体ペーストを使用する。なお、−Ｓｉ−Ｏ結合を有する低分子化合物又は高分子化合物は、無機化合物であっても、有機化合物であってもよい。
【００５０】
上記−Ｓｉ−Ｏ結合を有する化合物としては、例えば、Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４（ＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート））、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリイソプロポキシシラン、フルオロトリメトキシシラン、フルオロトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジフルオロジメトキシシラン、ジフルオロジエトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリエトキシシラン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、他のアルコキシド系有機シリコン化合物（Ｓｉ（ＯＲ）４）、例えば、テトラターシャリーブトキシシラン（ｔ−Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）４）、テトラセコンダリーブトキシシランｓｅｃ−Ｓｉ（ＯＣ４Ｈ９）４、テトラターシャリーアミロキシシランＳｉ［ＯＣ（ＣＨ３）２Ｃ２Ｈ５］４など、又は、これらの化合物を加水分解及び縮重合させることにより得られる高分子化合物が挙げられる。
【００５１】
上記溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）のようなケトン類、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオールを含むテルペン類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノールを含むアルコール類などから選ばれた少なくとも１種類または２種類以上の溶剤を混合して用いることができる。
【００５２】
上記のように下側誘電体層１５ａを形成した後、空隙１７を塞がず覆うように下側誘電体層１５ａ上に上側誘電体層１５ｂを形成する（ステップＳ４）。
より具体的には、空隙１７を塞がず覆うように下側誘電体層１５ａ上に、上側誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して第２誘電体ペーストの一例である上側誘電体ペースト層を形成する。上側誘電体ペーストは、低融点ガラスフリットと、樹脂を含む溶剤、可塑剤、分散剤（界面活性剤）から成るバインダ成分とを含んでいる。なお、上側誘電体層１５ｂの誘電体材料に低融点ガラスフリットを用いる理由については、後で詳しく説明する。
上側誘電体ペースト層の形成後、当該上側誘電体ペースト層を所定時間放置して表面を平坦にする。上側誘電体ペースト層の表面が平坦になったら、当該上側誘電体ペースト層を乾燥及び焼成して固化させる。これにより、上側誘電体層１５ｂを形成することができる。
【００５３】
次いで、上側誘電体層１５ｂ上に、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる誘電体保護層１６を真空蒸着法などにより形成する（ステップＳ５）。
以上の工程により、前面基板１０上に所定の構成部材（走査電極１２、維持電極１３、遮光層１４、誘電体層１５、誘電体保護層１６）を有する前面板１が完成する。
【００５４】
次に、縮重合反応を利用してバス電極１２ｂ，１３ｂに隣接する部分に空隙１７を形成するメカニズムについて説明する。
上述したように、下側誘電体ペースト層を加熱処理すると、縮重合反応が生じ、体積収縮が起こる。この体積収縮に起因して下側誘電体層１５ａにはクラックが発生する。このクラックは、絶縁性の確保という誘電体層１５の本来の機能を阻害するなどの理由で、一般的には好ましくないとされている。また、クラックが下側誘電体層１５ａ内でランダムに発生した場合には、各放電セル３１毎に形成されるコンデンサの容量が異なることになり、パネル全体の放電が不安定になり画像品質が低下することが予想される。
【００５５】
しかしながら、上記クラックの発生箇所を検証したところ、バス電極１２ｂ，１３ｂの両脇に、それらに沿ってクラックが発生しやすいことが分かった。これは、バス電極１２ｂ，１３ｂのエッジ部分に応力が集中するためと考えられる。
【００５６】
従って、本実施形態では、この体積収縮によるクラックの発生を抑制するのではなく、逆に意図的に発生させることで、当該クラックによりバス電極１２ｂ，１３ｂに隣接する部分に空隙１７を形成するようにしている。これにより、空隙１７を形成するために、例えばフォトリソグラフィ法といった複雑で製造コストのかかる工程を必要としないので、工数を増やすことなく低コストで前面板１を製造することができることとなる。
また、本実施形態では、空隙１７を覆うように下側誘電体層１５ａ上に上側誘電体層１５ｂを形成して誘電体層１５を２層構造としているので、絶縁性の確保という誘電体層１５の本来の機能も実現することができる。
【００５７】
なお、下側誘電体層１５ａにクラックを発生させるためには下側誘電体ペースト層の加熱処理温度を３００℃以上６００℃以下の範囲で設定することが望ましい。上記加熱処理温度が３００℃未満である場合は、下側誘電体ペースト層内に生じる応力が小さく、クラックが発生しない恐れがある。一方、上記加熱処理温度が６００℃以上の場合は、下側誘電体ペースト層内に生じる応力が大きすぎて、バス電極１２ｂ，１３ｂの両脇以外にもランダムに発生する恐れがある。
【００５８】
また、バス電極１２ｂ，１３ｂのエッジ部分付近により集中的にクラックを発生させるには、バス電極１２ｂ，１３ｂのエッジ部分の膜厚を大きく、例えば８μｍ以上とすることが効果的である。なお、バス電極１２ｂ，１３ｂのエッジ部分の膜厚の上限は、下側誘電体層１５ａの厚み以下である。
【００５９】
次に、上側誘電体層１５ｂの誘電体材料に低融点ガラスフリットを用いた理由について説明する。
上記クラックにより形成される空隙１７の幅は１〜１０μｍ程度である。上側誘電体層１５ｂの誘電体材料に用いた低融点ガラスフリットの平均粒子径は１〜１０μｍであり、空隙１７の幅と同程度であるが、当該材料が空隙１７に入り込まないことを確認している。また、下側誘電体層１５ａと同じ−Ｓｉ−Ｏ結合を有する化合物を上側誘電体層１５ｂの材料に用いた場合には、下側誘電体層１５ａのクラックを起点に上側誘電体層１５ｂにもクラックが発生することを確認している。この場合、誘電体層１５としての絶縁性の確保の機能を果たすことができない。しかしながら、上側誘電体層１５ｂの誘電体材料に低融点ガラスフリットを用いた場合には、当該材料が５００〜６００℃で軟化して応力が緩和されるため、下側誘電体層１５ａのクラックを起点にして上側誘電体層１５ｂにクラックが発生することはない。このため、本実施形態では、上側誘電体層１５ｂの材料に低融点ガラスフリットを用いている。なお、上側誘電体ペーストの組成は、例えば、低融点ガラスフリット：６０〜６５重量、樹脂を含む溶剤、可塑剤、及び分散剤から成るバインダ成分：３５〜４０重量％とすればよい。
【００６０】
次に、背面板２の製造方法について説明する。
まず、背面基板２０上に、銀材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法、又は金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などにより、アドレス電極２１用の構成物となる材料層を形成する。その後、当該材料層を所望の温度で焼成してアドレス電極２１を形成する（ステップＳ１１）。
【００６１】
次いで、アドレス電極２１が形成された背面基板２０上に、ダイコート法などによりアドレス電極２１を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層２２を形成する（ステップＳ１２）。
【００６２】
次いで、下地誘電体層２２上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成する。その後、当該隔壁材料層を焼成することにより隔壁２３を形成する（ステップＳ１３）。なお、下地誘電体層２２上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法、又はサンドブラスト法などを用いることができる。
【００６３】
次いで、隣接する隔壁２３間の溝部２４に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布して蛍光体ペースト層を形成する。その後、当該蛍光体ペースト層を焼成することにより蛍光体層２５を形成する（ステップＳ１４）。
以上の工程により、背面基板２０上に所定の構成部材を有する背面板２が完成する。
【００６４】
上記のようにして所定の構成部材を備えた前面板１と背面板２とを、表示電極１１とアドレス電極２１とが直交するように対向配置（ステップＳ２１）し、その周囲をガラス材料などの封着部材（図示せず）で封着する。これにより、放電空間３０が形成される（ステップＳ２２）。その後、放電空間３０にネオン、キセノンなどを含む放電ガスを封入する（ステップＳ２３）。これにより、ＰＤＰ１００が完成する。
【００６５】
次に、図５を用いて、本実施形態に係るＰＤＰ１００の発光輝度と、従来の構成を有するＰＤＰの発光輝度について説明する。図５は、本実施形態に係るＰＤＰ１００と、誘電体層に凹状部分を有するＰＤＰ（特許文献３参照）と、当該凹状部分を有しない従来の一般的なＰＤＰにおける、厚み方向（バス電極に対して垂直方向）の蛍光体の発光強度の分布（放電セル１つ分）を示すグラフである。
【００６６】
なお、ここでは、各ＰＤＰのサイズを１３インチ、放電セルのサイズを４８０μｍ×４８０μｍ、バス電極の幅を７０μｍ、バス電極の膜厚を６μｍ、バス電極のエッジ部の膜厚を９μｍ、ブラックストライプの幅を７０μｍ、ブラックストライプの膜厚を１μｍとしている。また、本実施形態に係るＰＤＰ１００では、下側誘電体層の膜厚を１０μｍ、上側誘電体層の膜厚を１０μｍ、空隙の幅を５μｍとしている。また、一般的なＰＤＰでは、誘電体層の膜厚を４０μｍとしている。また、誘電体層に凹状部分を有するＰＤＰでは、誘電体層の膜厚を４０μｍ、凹状部分の深さを２０μｍとしている。
【００６７】
また、図４に示すグラフは、各ＰＤＰを一般的な駆動回路で動作させ、全白画面での放電セルの発光状態をデジタルマイクロスコープ（キーエンス製）で取り込み、画像を２値化して、バス電極に対して垂直方向にその強度分布をプロットしたものである。
【００６８】
図４から分かるように、いずれのＰＤＰにおいても、放電セルの中央（メインギャップ）付近が強く、当該中央付近から放電領域外にかけて強度が弱くなる傾向にある。また、バス電極とブラックストライプとに対応する位置ではそれらに遮光されるため、発光強度が弱くなっている。なお、バス電極とブラックストライプとの間に対応する位置では、バス電極とブラックストライプとに対応する位置よりも発光強度はやや強くなっている。
【００６９】
また、誘電体層に凹状部分を有するＰＤＰにおいては、凹状部分に対応する位置（メインギャップ付近）に放電が集中し、一般的なＰＤＰに比べて、当該位置での発光強度が強く、当該位置以外での発光強度が弱くなっていることが分かる。なお、誘電体層に凹状部分を有するＰＤＰと一般的なＰＤＰの発光輝度をミノルタ製の分光放射輝度計ＣＡ−１００により測定したところ、誘電体層に凹状部分を有するＰＤＰの方が一般的なＰＤＰに比べて約２０％発光輝度が低かった。
【００７０】
一方、本実施形態に係るＰＤＰは、一般的なＰＤＰと同様な発光強度の分布を有していることが分かる。すなわち、下側誘電体層１５ａに空隙１７を設けても、発光輝度の低下が生じていないことが分かる。
【００７１】
次に、本実施形態に係るＰＤＰ１００の無効電力の低減効果について説明する。ここでは、本実施形態に係るＰＤＰと一般的なＰＤＰにおける無効電力を評価した。
【００７２】
なお、ここでは、各ＰＤＰのサイズを１３インチ、セルサイズを４８０μｍ×４８０μｍ、バス電極の幅を７０μｍ、バス電極の膜厚を６μｍ、バス電極のエッジ部の膜厚を９μｍ、ブラックストライプの幅を７０μｍ、ブラックストライプの膜厚を１μｍとしている。また、本実施形態に係るＰＤＰでは、下側誘電体層の膜厚を１０μｍ、上側誘電体層の膜厚を１０μｍ、空隙の幅を５μｍとしている。また、一般的なＰＤＰでは、誘電体層の膜厚を４０μｍとしている。
【００７３】
また、ここでは、各ＰＤＰを一般的な駆動回路で動作させ、全黒画面での維持電圧及び維持電流をテスター（フルーク製マルチメーター）にて測定し、当該測定した電圧と電流の積を無効電力とした。
【００７４】
上記のようにして求めた一般的なＰＤＰの無効電力と本実施形態に係るＰＤＰの無効電力とを比較したところ、本実施形態に係るＰＤＰの方が、一般的なＰＤＰよりも無効電力が約３０％低減されていることが分かった。すなわち、下側誘電体層１５ａの材料として比誘電率の低いＳｉＯ結合を有する材料を用いるとともに、バス電極１２ｂ，１３ｂに隣接して空隙１７を設けることで、無効電力を約３０％低減できることが分かった。
【００７５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、上記では、バス電極１２ｂ，１３ｂの両脇に空隙１７を形成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、バス電極１２ｂ，１３ｂの片側（メインギャップ側）のみに空隙１７が形成されてもよい。バス電極１２ｂ，１３ｂの両脇に空隙１７を形成することの利点としては、空隙１７がバス電極１２ｂ，１３ｂ間に２箇所存在することで、より誘電体層１５に存在する応力が少なくなり、パネル強度の向上に繋がるという利点がある。一方、バス電極１２ｂ，１３ｂの片側のみに空隙１７を形成することの利点としては、空隙（空気）１７が誘電体層１５内に存在することによるヘイズ（曇り度、光の錯乱度合い）の悪化を抑えることが可能になるという利点がある。
【００７６】
また、上記では、下側誘電体層１５ａの形成時に、下側誘電体ペースト層を加熱処理することで空隙１７を形成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上側誘電体層１５ｂの形成時に上側誘電体ペースト層を焼成する熱を利用して、空隙１７を形成するようにしてもよい。すなわち、図４のステップＳ２〜Ｓ４に代えて図６のステップＳ３１〜Ｓ３３を行うようにしてもよい。この場合、上層誘電体層１５ｂで覆われた状態で空隙１７を形成するため、空隙１７内に付着する不純ガス等の汚染の影響がなくなる効果があると考えられる。また、この場合、下層誘電体層１５ａは、印刷法により形成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明のプラズマディスプレイパネル用前面板及びその製造方法、並びにプラズディスプレイパネルによれば、発光輝度の低下を抑えるとともに、消費電力を低減させることができるので、大画面、高精細のディスプレイ装置などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係るＰＤＰ用前面板を備えたＰＤＰの基本構造を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＰＤＰ用前面板の基本構造を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＰＤＰ用前面板に形成される２つの等価回路を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるＰＤＰの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るＰＤＰと、誘電体層に凹状部分を有するＰＤＰと、従来の一般的なＰＤＰにおける、厚み方向（バス電極に対して垂直方向）の蛍光体の発光強度の分布（放電セル１つ分）を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態にかかるＰＤＰの他の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１    前面板
２    背面板
１０    前面基板
１１    表示電極
１２    維持電極
１３    走査電極
１２ａ，１３ａ    透明電極
１２ｂ，１３ｂ    バス電極
１４    ブラックストライプ（遮光層）
１５    誘電体層
１６    誘電体保護層
１７    空隙
２０    背面基板
２１    アドレス電極
２２    下地誘電体層
２３    隔壁
２４    溝部
２５    蛍光体層
３０    放電空間
３１    放電セル
１００    ＰＤＰ
【図１】
2010118174.tif 000004
【図２】
2010118174.tif 000005
【図３】
2010118174.tif 000006
【図４】
2010118174.tif 000007
【図５】
2010118174.tif 000008
【図６】
2010118174.tif 000009