(57)【要約】【課題】高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のＰＤＰを実現することを目的とする。【解決手段】基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面板を有し、保護層は、誘電体層上に形成した下地膜と、この下地膜上に付着させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子とを備え、この凝集粒子は、凝集粒子を分散させた揮発性溶媒を前記下地膜上に塗布し、その後、減圧容器内での減圧乾燥により付着させたものであり、減圧容器は、内部に減圧容器内部のガスの流れを制御するための板壁を、前面板の基板と対峙するように具備し、かつその大きさは、前記揮発性溶媒の塗布面積より大きい平面とし、かつ前記塗布面積の短辺：Ａと、塗布面から前記板壁までの距離：ｈとが、１０ｈ／Ａが、０．１以上、１以下に構成した。【選択図】図３
2010080387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面板を有し、
前記保護層は、前記誘電体層上に形成した下地膜と、この下地膜上に付着させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子とを備え、
この凝集粒子は、凝集粒子を分散させた揮発性溶媒を前記下地膜上に塗布し、その後、減圧容器内において減圧乾燥することにより前記下地膜上に付着させたものであり、
前記減圧容器は、その内部に、減圧容器内部のガスの流れを制御するための板壁を、前記前面板の基板と対峙するように具備し、かつ、この板壁の大きさは、塗布した前記揮発性溶媒の塗布面積より大きい平面とし、かつ、前記塗布面積の短辺をＡとし、塗布面から前記板壁までの距離をｈとした時、１０ｈ／Ａが、０．１以上、１以下と構成されていることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記凝集粒子を前記揮発性溶媒に対し、１ｗｔ％以下に分散させた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の製造方法。
【請求項３】
揮発性溶媒は、蒸気圧の異なる２種以上の混合溶媒であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰともいう）は、高精細化、大画面化に適した画像表示装置である。近年、ＰＤＰはｆｕｌｌ−ＨＤ（フル・ハイディフィニション：１９２０×１０８０画素：プログレッシブ表示）の商品化が進んでいるとともに、環境問題に配慮して鉛成分を含まないＰＤＰが要求されている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
【０００４】
前面板と背面板とは、その電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にはＮｅ−Ｘｅの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【０００５】
ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２８４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層はその役目として、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することなどを挙げることができる。イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割であり、またアドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。すなわち、保護層からの電子放出特性はＰＤＰの画質を決定するため、電子放出特性を適正化することは非常に重要である。
【０００７】
ここで、保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するためには、たとえばＭｇＯにＳｉやＡｌを添加するなどの試みが行われている。
【０００８】
しかしながらＰＤＰにおいて、保護層に不純物を混在させ電子放出特性を改善した場合、同時に、保護層表面に電荷を蓄積させてメモリー機能として使用しようとする際の電荷が、時間と共に減少してしまう減衰率が大きくなってしまうこととなり、減少を抑制するための印加電圧を大きくする等の対策が必要になる。
【０００９】
このように、保護層に要求される特性としては、高い電子放出能を有すると共に、メモリー機能として、電荷の減衰率が小さい、すなわち高い電荷保持特性を有するという、相反する二つの特性が要求される。
【００１０】
本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、電子放出特性を改善するとともに、電荷保持特性も併せ持つ保護層を備えることで、高画質・高精細、且つ低消費電力のＰＤＰ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】
【００１１】
上記目的を実現するために本発明のＰＤＰの製造方法は、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面板を有し、前記保護層は、前記誘電体層上に形成した下地膜と、この下地膜上に付着させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子とを備え、この凝集粒子は、凝集粒子を分散させた揮発性溶媒を前記下地膜上に塗布し、その後、減圧容器内において減圧乾燥することにより前記下地膜上に付着させたものであり、前記減圧容器は、その内部に、減圧容器内部のガスの流れを制御するための板壁を、前記前面板の基板と対峙するように具備し、かつ、この板壁の大きさは、塗布した前記揮発性溶媒の塗布面積より大きい平面とし、かつ、前記塗布面積の短辺をＡとし、塗布面から前記板壁までの距離をｈとした時、１０ｈ／Ａが、０．１以上、１以下と構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子放出特性を改善するとともに、電荷保持特性も併せ持つ保護層を備えた、高画質・高精細、且つ低消費電力を実現できるＰＤＰを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などを備える前面板２と、背面ガラス基板１１などを備える背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどにより構成される封着材（図示せず）によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【００１５】
前面板２は、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７とを互いに平行にそれぞれ複数列配置している。さらに、表示電極６と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面には保護層９が形成されている。
【００１６】
また、背面板１０は、背面ガラス基板１１上に、前面板２の走査電極４および維持電極５と交差する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２を互いに平行に配置し、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。走査電極４および維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００１７】
図２は、図１における前面板２の概略構成を断面で示す図である。但し、図２は図１とは上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６と遮光層７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ2）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａ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。
【００１８】
誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂと遮光層７を覆って設けたもので、図２に示すように、第１誘電体層８１と、第１誘電体層８１上に形成された第２誘電体層８２の少なくとも２層構成としてもよいし、また、一層だけの構造としてもよい。
【００１９】
そしてこの誘電体層８を覆うように保護層９が形成されている。ここで保護層９は、前記誘電体層８上に形成した下地膜９１と、この下地膜９１上に付着させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子９２とにより構成されるものである。
【００２０】
次に、上述したＰＤＰ１の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。これらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極４ａ、５ａは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極４ｂ、５ｂは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。
【００２１】
次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体材料層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。
【００２２】
次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる下地膜９１を、例えば真空蒸着法により形成する。そしてこの下地膜９１の上に、例えば酸化マグネシウムなど、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子９２を付着させ、以上により保護層９が完成する。
【００２３】
以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９）が形成され、前面板２が完成する。
【００２４】
一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、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１２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などによりアドレス電極１２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１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。
【００２５】
次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３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やサンドブラスト法を用いることができる。次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。
【００２６】
このようにして所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを走査電極４とアドレス電極１２とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。
【００２７】
ここで、前面板２の誘電体層８を第１誘電体層８１と第２誘電体層８２との２層構造により構成する場合について詳細に説明する。第１誘電体層８１の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を２０重量％〜４０重量％を含み、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を０．５重量％〜１２重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。
【００２８】
なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ7）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。
【００２９】
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。
【００３０】
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第１誘電体層用ペーストを作製する。
【００３１】
バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。
【００３２】
次に、この第１誘電体層用ペーストを用い、表示電極６を覆うように前面ガラス基板３にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５７５℃〜５９０℃で焼成する。
【００３３】
次に、第２誘電体層８２について説明する。第２誘電体層８２の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を１１重量％〜２０重量％を含み、さらに、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を１．６重量％〜２１重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。
【００３４】
なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ7）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。
【００３５】
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。
【００３６】
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第２誘電体層用ペーストを作製する。バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性を向上させてもよい。
【００３７】
次にこの第２誘電体層用ペーストを用いて第１誘電体層８１上にスクリーン印刷法であるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５５０℃〜５９０℃で焼成する。
【００３８】
なお、誘電体層８の膜厚については、第１誘電体層８１と第２誘電体層８２とを合わせ、可視光透過率を確保するためには４１μｍ以下が好ましい。第１誘電体層８１は、金属バス電極４ｂ、５ｂの銀（Ａｇ）との反応を抑制するために酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）の含有量を第２誘電体層８２の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）の含有量よりも多くし、２０重量％〜４０重量％としている。そのため、第１誘電体層８１の可視光透過率が第２誘電体層８２の可視光透過率よりも低くなるので、第１誘電体層８１の膜厚を第２誘電体層８２の膜厚よりも薄くしている。
【００３９】
なお、第２誘電体層８２において酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）が１１重量％以下であると着色は生じにくくなるが、第２誘電体層８２中に気泡が発生しやすく好ましくない。また、４０重量％を超えると着色が生じやすくなり透過率を上げる目的には好ましくない。
【００４０】
また、誘電体層８の膜厚が小さいほどパネル輝度の向上と放電電圧を低減するという効果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定するのが望ましい。このような観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層８の膜厚を４１μｍ以下に設定し、第１誘電体層８１を５μｍ〜１５μｍ、第２誘電体層８２を２０μｍ〜３６μｍとしている。
【００４１】
このようにして製造されたＰＤＰは、表示電極６に銀（Ａｇ）材料を用いても、前面ガラス基板３の着色現象（黄変）が少なくて、なおかつ、誘電体層８中に気泡の発生などがなく、絶縁耐圧性能に優れた誘電体層８を実現することを確認している。
【００４２】
次に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰにおいて、これらの誘電体材料によって第１誘電体層８１において黄変や気泡の発生が抑制される理由について考察する。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む誘電体ガラスに酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、または酸化タングステン（ＷＯ3）を添加することによって、Ａｇ2ＭｏＯ4、Ａｇ2Ｍｏ2Ｏ7、Ａｇ2Ｍｏ4Ｏ13、Ａｇ2ＷＯ4、Ａｇ2Ｗ2Ｏ7、Ａｇ2Ｗ4Ｏ13といった化合物が５８０℃以下の低温で生成しやすいことが知られている。本発明の実施の形態では、誘電体層８の焼成温度が５５０℃〜５９０℃であることから、焼成中に誘電体層８中に拡散した銀イオン（Ａｇ+）は誘電体層８中の酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）と反応し、安定な化合物を生成して安定化する。すなわち、銀イオン（Ａｇ+）が還元されることなく安定化されるために、凝集してコロイドを生成することがない。したがって、銀イオン（Ａｇ+）が安定化することによって、銀（Ａｇ）のコロイド化に伴う酸素の発生も少なくなるため、誘電体層８中への気泡の発生も少なくなる。
【００４３】
一方、これらの効果を有効にするためには、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含む誘電体ガラス中に酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）の含有量を０．１重量％以上にすることが好ましいが、０．１重量％以上７重量％以下がさらに好ましい。特に、０．１重量％未満では黄変を抑制する効果が少なく、７重量％を超えるとガラスに着色が起こり好ましくない。
【００４４】
すなわち、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの誘電体層８は、銀（Ａｇ）材料よりなる金属バス電極４ｂ、５ｂと接する第１誘電体層８１では黄変現象と気泡発生を抑制し、第１誘電体層８１上に設けた第２誘電体層８２によって高い光透過率を実現している。その結果、誘電体層８全体として、気泡や黄変の発生が極めて少なく透過率の高いＰＤＰを実現することが可能となる。
【００４５】
次に、保護層９の構成及び製造方法について詳細に説明する。
【００４６】
本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰにおいては、図３に、前面板２の部分拡大断面図を示すように、保護層９は、前記誘電体層８上に、Ａｌを不純物として含有するＭｇＯからなる下地膜９１を形成するとともに、その下地膜９１上に、金属酸化物であるＭｇＯの結晶粒子９２ａが数個凝集した凝集粒子９２を離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた構成としている。
【００４７】
ここで、凝集粒子９２とは、図４に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子９２ａが凝集またはネッキングした状態のもので、固体として大きな結合力を持って結合しているのではなく、静電気やファンデルワールス力などによって複数の一次粒子が集合体の体をなしているもので、超音波などの外的刺激により、その一部または全部が一次粒子の状態になる程度で結合しているものである。凝集粒子９２の粒径としては、約１μｍ程度のもので、結晶粒子９２ａとしては、１４面体や１２面体などの７面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。
【００４８】
また、このＭｇＯの結晶粒子９２ａの一次粒子の粒径は、結晶粒子９２ａの生成条件によって制御できる。例えば、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのＭｇＯ前駆体を焼成して生成する場合、焼成温度や焼成雰囲気を制御することで、粒径を制御できる。一般的に、焼成温度は７００℃程度から１５００℃程度の範囲で選択できるが、焼成温度が比較的高い１０００℃以上にすることで、一次粒径を０．３〜２μｍ程度に制御可能である。さらに、結晶粒子９２ａをＭｇＯ前駆体を加熱することにより得ることにより、生成過程において、複数個の一次粒子同士が凝集またはネッキングと呼ばれる現象により結合した凝集粒子９２を得ることができる。
【００４９】
ここで、上述の保護層９を備えるＰＤＰ１の効果を確認するために行った実験結果について説明する。
【００５０】
まず、構成の異なる保護層を有するＰＤＰを試作した。試作品１は、ＭｇＯによる保護層のみを形成したＰＤＰ、試作品２は、Ａｌ、Ｓｉなどの不純物をドープしたＭｇＯによる保護層を形成したＰＤＰ、試作品３は、ＭｇＯによる保護層上に金属酸化物からなる結晶粒子の一次粒子のみを散布し、付着させたＰＤＰ、試作品４は本発明品で、ＭｇＯによる下地膜上に、上述したように、結晶粒子を凝集させた凝集粒子を全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させたＰＤＰである。なお、試作品３、４において、金属酸化物としては、ＭｇＯの単結晶粒子を用いている。また、この本発明による試作品４に用いた結晶粒子について、カソードルミネッセンスを測定したところ、図５に示すような特性を有していた。
【００５１】
これらの４種類の保護層の構成を有するＰＤＰについて、その電子放出性能と電荷保持性能を調べた。
【００５２】
なお、電子放出性能は、大きいほど電子放出量が多いことを示す数値で、放電の表面状態及びガス種とその状態によって定まる初期電子放出量をもって表現する。初期電子放出量については表面にイオン或いは電子ビームを照射して表面から放出される電子電流量を測定する方法で測定できるが、パネルの前面板表面の評価を非破壊で実施することは困難を伴う。そこで、ここでは、特開２００７−４８７３３号公報に記載されているように、放電時の遅れ時間のうち、統計遅れ時間と呼ばれる放電の発生しやすさの目安となる数値を測定し、その逆数を積分することで、初期電子の放出量と線形に対応する数値になるため、ここではこの数値を用いて評価している。この放電時の遅れ時間とは、パルスの立ち上がりから放電が遅れて行われる放電遅れの時間を意味し、放電遅れは、放電が開始される際にトリガーとなる初期電子が保護層表面から放電空間中に放出されにくいことが主要な要因として考えられている。
【００５３】
また、電荷保持性能は、その指標として、ＰＤＰとして作成した場合に電荷放出現象を抑えるために必要とする、走査電極に印加する電圧（以下Ｖｓｃｎ点灯電圧と呼称する）の電圧値を用いた。すなわち、Ｖｓｃｎ点灯電圧の低い方が電荷保持能力が高いことを示す。このことは、ＰＤＰのパネル設計上でも低電圧で駆動できるため、電源や各電気部品として、耐圧および容量の小さい部品を使用することが可能となる。現状の製品において、走査電圧を順次パネルに印加するためのＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子には、耐圧１５０Ｖ程度の素子が使用されており、Ｖｓｃｎ点灯電圧としては、温度による変動を考慮し、１２０Ｖ以下に抑えるのが望ましい。
【００５４】
これらの電子放出性能と電荷保持性能について調べた結果を図６に示している。この図６から明らかなように、ＭｇＯによる下地膜上にＭｇＯの単結晶粒子を凝集させた凝集粒子を散布し、全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させた本発明による試作品４は、電荷保持性能の評価において、Ｖｓｃｎ点灯電圧を１２０Ｖ以下にすることができ、しかも電子放出性能は６以上の良好な特性を得ることができる。
【００５５】
すなわち、一般的にはＰＤＰの保護層の電子放出能力と電荷保持能力は相反する。例えば、保護層の製膜条件を変更したり、また、保護層中にＡｌやＳｉ、Ｂａなどの不純物をドーピングして製膜することにより、電子放出性能を向上することは可能であるが、副作用としてＶｓｃｎ点灯電圧も上昇してしまう。
【００５６】
上述したような保護層９を備えたＰＤＰ１においては、電子放出能力としては、６以上の特性で、電荷保持能力としてはＶｓｃｎ点灯電圧が１２０Ｖ以下のものを得ることができ、高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にある、ＰＤＰの保護層に対しては、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させることができることがわかる。
【００５７】
次に、上述したＰＤＰ１の保護層９に用いた結晶粒子９２ａの粒径について説明する。なお、以下の説明において、粒径とは平均粒径を意味している。
【００５８】
図７は、上記図６で説明した本発明の試作品４において、ＭｇＯの結晶粒子９２ａ（図３）の粒径を変化させて電子放出性能を調べた実験結果を示す図である。なお、図７において、ＭｇＯの結晶粒子９２ａの粒径は、結晶粒子をＳＥＭ観察することで測長した。
【００５９】
この図７に示すように、粒径が０．３μｍ程度に小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほぼ０．９μｍ以上であれば、高い電子放出性能が得られることがわかる。
【００６０】
ところで、放電セル内での電子放出数を増加させるためには、保護層上の単位面積あたりの結晶粒子数は多い方が望ましいが、本発明者らの実験によれば、前面板の保護層と密接に接触する背面板の隔壁の頂部に相当する部分に結晶粒子が存在することで、隔壁の頂部を破損させ、その材料が蛍光体の上に乗るなどによって、該当するセルが正常に点灯消灯しなくなる現象が発生することがわかった。この隔壁破損の現象は、結晶粒子が隔壁頂部に対応する部分に存在しなければ発生しにくいことから、付着させる結晶粒子数が多くなれば、隔壁の破損発生確率が高くなる。
【００６１】
図８は、上記図６で説明した本発明の試作品４において、単位面積当たりに粒径の異なる同じ数の結晶粒子を散布し、隔壁が破損する確率（隔壁破損が発生する確率）との関係を実験により導出した結果を示す図である。
【００６２】
この図８から明らかなように、結晶粒子径が２．５μｍ程度に大きくなると、隔壁破損の確率が急激に高くなるが、２．５μｍより小さい結晶粒子径であれば、隔壁破損の確率は比較的小さく抑えることができることがわかる。
【００６３】
以上の結果に基づくと、ＰＤＰ１における保護層９においては、凝集粒子９２を構成する結晶粒子９２ａとして、粒径が０．９μｍ以上２．５μｍ以下のものが望ましいと考えられる。
【００６４】
しかしながら、ＰＤＰとして実際に量産する場合には、結晶粒子の製造上でのばらつきや保護層を形成する場合の製造上でのばらつきを考慮する必要があり、このような製造上でのばらつきなどの要因を考慮するために、粒径分布の異なる結晶粒子を用いて実験を行った結果、図９に示すように、平均粒径が０．９μｍ〜２μｍの範囲にある結晶粒子を使用すれば、上述したようなＰＤＰとしての効果を安定的に得られることがわかった。
【００６５】
以上のように、上述したような保護層９を備えるＰＤＰ１においては、電子放出能力としては、６以上の特性で、電荷保持能力としてはＶｓｃｎ点灯電圧が１２０Ｖ以下のものを得ることができ、高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にあるＰＤＰの保護層として、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させることができ、これにより高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のＰＤＰを実現することができる。
【００６６】
次に、本発明の一実施の形態であるＰＤＰの製造方法ついて、保護層を形成する製造工程を中心に、図１０を用いて詳細に説明する。図１０は、本発明の一実施の形態であるＰＤＰの製造方法における保護層を形成する製造工程の流れを示す図である。
【００６７】
図１０に示すように、第１誘電体層８１と第２誘電体層８２との積層構造からなる誘電体層８を形成する誘電体層形成工程（Ｓ１）を行った後、次の下地膜蒸着工程（Ｓ２）において、Ａｌを含むＭｇＯの焼結体を原材料とした真空蒸着法によって、ＭｇＯからなる下地膜を誘電体層８の第２誘電体層８２上に形成する。
【００６８】
その後、下地膜蒸着工程（Ｓ２）において形成した未焼成の下地膜上に、複数個の凝集粒子を離散的に付着させる工程を行う。
【００６９】
この工程においては、まず、所定の粒径分布を持つ凝集粒子９２を揮発性溶剤に混合し分散した凝集粒子分散液を準備し、凝集粒子分散液塗布工程（Ｓ３）において、その凝集粒子分散液をスリットコータ法などにより、未焼成の下地膜上に塗布する。なお、凝集粒子分散液を未焼成の下地膜上に塗布するための方法として、スリットコータ法以外に、ダイコータ、テーブルコータ、カーテンコータ法などを用いることができる。
【００７０】
その後、下地膜上に塗布された凝集粒子分散液の揮発性溶媒のみを乾燥させる減圧乾燥工程（Ｓ４）を行うことにより、下地膜９１上に複数個の凝集粒子９２を付着させた保護層９を形成することができる。
【００７１】
次に、上述の減圧乾燥工程（Ｓ４）について、図１１を用いてさらに詳細に説明する。図１１は、減圧乾燥工程を行う際に用いる減圧乾燥機の概略構成を示す断面図である。
【００７２】
減圧乾燥機１１０は、減圧容器１１１に排気口１１２から可変バルブ１１３を介して真空ポンプ１１４に接続された基本構造になっており、凝集粒子を分散させた揮発性溶媒（以下、塗布液ともいう）を塗布した塗布膜１１８を形成した基板１１７は、スペーサピン１１６が具備された排気分散板１１５上に載置される。さらに減圧容器１１１は、その内部に、減圧容器１１１内部のガス流れ制御用の板壁１１９を、基板１１７に対峙するように具備し、この板壁１１９は塗布膜１１８の面積よりも大きい平面を持つ構造を有している。なお、排気口の場所や数、排気分散板の形状、また排気配管やバルブ、真空ポンプの構成などは、減圧容器１１１内の排気方向が極端に不均一にならなければどのように構成しても問題なく、図１１に示す限りではない。
【００７３】
上記のような減圧乾燥機１１０で塗布膜１１８の乾燥を行う際、塗布膜１１８上面から板壁１１９までの距離をｈ（ｍｍ）、塗布膜１１８の短辺の長さをＡ（ｍｍ）としたとき、１０ｈ／Ａが０．１以上１以下の位置関係を保ちながら乾燥を行う。１０ｈ／Ａが０．１より小さい場合、蒸発する溶媒の排気速度が遅くなり、特に塗布面積が５０００ｃｍ2以上の場合は基板の中央と端部で乾燥状態が不均一になりやすいため、乾燥後の凝集粒子の分布が不均一になってしまう。また１０ｈ／Ａが１より大きい場合は、蒸発した溶媒のガス流れが不均一となり、基板直上の圧力分布均一に制御できないため、結果として乾燥後の凝集粒子の分布に局所的な不均一部が発生することがある。
【００７４】
図１２は、実際に凝集粒子を分散させた揮発性溶媒である塗布液を下地膜上に塗布し、上記の１０ｈ／Ａに対する乾燥後の凝集粒子の分布状態を評価した結果である。凝集粒子の分布状態は、基板上の微小範囲３００箇所における粒子数の標準偏差σを３００箇所の粒子数の平均Ｎで除算した値であり、数値が小さいほど粒子の分布が均一であることを示している。図１２に示すように、１０ｈ／Ａが０．１以上１以下であると、凝集粒子の分布状態が０．１７以下となり、この程度の凝集粒子の分布状態であれば、ＰＤＰとしての画像表示特性として均一な状態を実現できることを確認した。
【００７５】
この時、塗布液中に含まれる凝集粒子の重量パーセントが１ｗｔ％以下の場合、溶媒の乾燥時に粒子の移動が起こりやすく、特に効果的であり、また塗布液に使用する揮発性溶媒が蒸気圧の異なる２種以上の混合溶媒の場合、乾燥の際に１種目の溶媒の不均一乾燥が２種目以降の溶媒の乾燥の均一性に次々影響するため、特に効果的である。
【００７６】
以上の方法によれば、下地膜９１に複数個の凝集粒子９２を全面に亘って均一に分布するように付着させることが可能である。
【００７７】
なお、以上の説明では、保護層として、ＭｇＯを例に挙げたが、下地に要求される性能はあくまでイオン衝撃から誘電体を守るための高い耐スパッタ性能を有することであり、高い電荷保持能力、すなわちあまり電子放出性能が高くなくてもよい。従来のＰＤＰでは、一定以上の電子放出性能と耐スパッタ性能という二つを両立させるため、ＭｇＯを主成分とした保護層を形成する場合が非常に多かったのであるが、電子放出性能が金属酸化物単結晶粒子によって支配的に制御される構成を取るため、ＭｇＯである必要は全くなく、他の材料、例えばＡｌ2Ｏ3等の耐衝撃性に優れる他の材料を用いても全く構わない。
【００７８】
また、以上の説明では、単結晶粒子としてＭｇＯ粒子を用いて説明したが、この他の単結晶粒子でも、ＭｇＯ同様に高い電子放出性能を持つＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｌ等の金属の酸化物による結晶粒子を用いても同様の効果を得ることができるため、粒子種としてはＭｇＯに限定されるものではない。
【００７９】
なお、本文中における「平均粒径」とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことを意味している。
【００８０】
以上、本発明によれば、塗布の対象がＰＤＰで、その塗布面積が大きく、かつ、塗布液が揮発性で樹脂成分が含まれないような場合であっても、溶媒の均一な乾燥を実現でき、塗布液に分散させた、金属酸化物からなる複数個の結晶粒子が凝集した凝集粒子が局所的に不均一に分布するということなく、均一に分散塗布させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上のように本発明は、大画面、高精細のプラズマディスプレイ装置を提供する上で有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法により製造されるＰＤＰの概略構成を示す断面斜視図
【図２】図１における前面板の概略構成を断面で示す図
【図３】図１における前面板の部分拡大断面図
【図４】図３における凝集粒子を説明するための図
【図５】結晶粒子のカソードルミネッセンス測定結果を示す図
【図６】ＰＤＰにおける電子放出特性と電荷保持性能について調べた結果を示す図
【図７】結晶粒子の粒径と電子放出特性の関係を示す図
【図８】結晶粒子の粒径と隔壁が破損する確率との関係を示す図
【図９】凝集粒子の粒度分布の一例を示す図
【図１０】本発明の一実施の形態であるＰＤＰの製造方法における保護層を形成する製造工程の流れを示す図
【図１１】減圧乾燥工程を行う際に用いる減圧乾燥機の概略構成を示す断面図
【図１２】減圧乾燥工程にて形成した凝集粒子の分布状態の結果を示す図
【符号の説明】
【００８３】
１  ＰＤＰ
２  前面板
３  前面ガラス基板
４  走査電極
４ａ、５ａ  透明電極
４ｂ、５ｂ  金属バス電極
５  維持電極
６  表示電極
７  ブラックストライプ（遮光層）
８  誘電体層
９  保護層
１０  背面板
１１  背面ガラス基板
１２  アドレス電極
１３  下地誘電体層
１４  隔壁
１５  蛍光体層
１６  放電空間
８１  第１誘電体層
８２  第２誘電体層
９１  下地膜
９２  凝集粒子
９２ａ  結晶粒子
【図１】
2010080387.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図６】
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