(57)【要約】【課題】パネル内の不純ガス量を増加させることなく高精細な隔壁を形成することを可能とし、もって、良好な画像表示を実現できるＰＤＰを提供することを目的とする。【解決手段】背面ガラス基板１０２上に空隙率の異なる複数の層１０８ａ、１０８ｂからなる下地誘電体層１０８を有するプラズマディスプレイパネル１００であって、複数の下地誘電体層１０８ａ、１０８ｂの中で最表層の下地誘電体層１０８ｂの空隙率が最も大きいことを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。【選択図】図４
2010027533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に空隙率の異なる複数の層からなる下地誘電体層を有するプラズマディスプレイパネルであって、複数の下地誘電体層の中で最表層の下地誘電体層の空隙率が最も大きいことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
最表層の下地誘電体層の表面が、算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上である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。
【請求項３】
最表層の下地誘電体層の空隙率が４％より大きく、最表層以外の下地誘電体層の空隙率が３％より小さい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。
【請求項４】
最表層の下地誘電体層の軟化点温度が、最表層以外の下地誘電体層の軟化点温度より大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイ装置（以下、ＰＤＰ装置と記す）は、高精細化、大画面化の実現が可能な画像表示デバイスとして近年注目されている。
【０００３】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、ＰＤＰ装置の画像を表示する部分であり、前面板と背面板とで構成されている。
【０００４】
前面板は、ガラス基板上に形成されたストライプ状の透明電極と金属バス電極とからなる表示電極と、表示電極を覆う誘電体層と、保護層とで構成されている。一方背面板は、ガラス基板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蛍光体層とで構成されている。
【０００５】
前面板と背面板とは、それらの周囲部に形成された封着材によって封着されている。そして、封着によってできる前面板と背面板との隙間には、ネオンやキセノンなどからなる放電ガスが封入されている。
【０００６】
このような構成のＰＤＰは、表示電極に印加された電圧で放電ガスが放電し、その放電によって発生する紫外線で蛍光体層が発光することで画像表示を行う。
【０００７】
ＰＤＰは、いわゆる３原色（赤色、緑色、青色）を加法混色することにより、フルカラー表示を行う。このフルカラー表示を行うためにＰＤＰは、３原色である赤色、緑色、青色に発光する蛍光体層を備えている。各色の蛍光体層は各色の蛍光体材料が積層されて構成されている。
【０００８】
ここで、上記隔壁の形成方法として、ガラスペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、その後、焼成する方法が一般に用いられている。しかしながら、この方法では隔壁の幅及び配列ピッチの縮小が困難であり、表示の高精細化が望めない。また、表示面を大画面化しようとすると、スクリーンマスクの収縮に起因して隔壁と電極との配列関係を表示面の全体にわたって均一にすることが不可能である。更に、所定の高さの隔壁を得るために十回程度の重ね印刷が必要であり、印刷時及び焼成時に型崩れが起こり易く放電に支障が生じることがある。
【０００９】
この問題を改良する方法として、サンドブラスト法や感光性ペースト法などが提案され実用化が進められている。サンドブラスト法は、基板上の隔壁形成面に隔壁材料層を積層し、その上にフォトリソグラフィ法により所定隔壁パターンのマスクを形成する。その後、研磨材を真上から吹きつけて隔壁材料層を選択的に除去することによりマスク下に隔壁を形成した後、マスクを脱離する方法である。また、感光ペースト法は、基板上の隔壁形成面に隔壁材料層と積層し、その上から１回露光・現像工程を行うことで所定の隔壁を形成する方法も提案されている（例えば、特許文献１）。
【００１０】
しかしながらこれらの方法では、線幅を細くしたパターンを形成すると、焼成して隔壁を得る際に、隔壁が基板から剥離する問題があった。
【００１１】
この問題を解決するために、隔壁形成面である下地誘電体層を形成する際の焼成温度やフィラー条件を変更することで下地誘電体層の表面を粗面化し、隔壁との接着面積を増加させる方法を提案されている（例えば、特許文献２）。
【００１２】
また、下地誘電体表面を粗面化することで蛍光体の剥れ等についても改善する試みも提案されている（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開平８−５０８１１号公報
【特許文献２】特開平１０−２７５４２号公報
【特許文献３】特開平１１−２５８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながらこれらの方法は、下地表面を粗面化するだけでなく、下地誘電体層内部をポーラスな状態とするため、その断面方向である空隙に吸着する不純ガス量が増加する。その結果、長時間パネル点灯した際に生じる放電空間内の残留不純物に起因した放電特性の経時変化が大きくなり、表示品質の上での信頼性を低下することが懸念される。
【００１４】
本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、パネル内の不純ガス量を増加させることなく高精細な隔壁を形成することを可能とし、もって、良好な画像表示を実現できる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】
【００１５】
上記目的を実現するために本発明のＰＤＰは、ガラス基板上に空隙率の異なる複数の層からなる下地誘電体層を有するプラズマディスプレイパネルであって、複数の下地誘電体層の中で最表層の下地誘電体層の空隙率が最も大きいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、パネル内の不純ガス量を増加させることなく高精細な隔壁を形成することが可能となり、もって、良好な画像表示を実現できるＰＤＰの提供ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、図を用いて説明するが、本発明の実施の態様はこれに限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの電極構成を示す概略平面図である。ＰＤＰ１００は、前面ガラス基板（図示せず）と、背面ガラス基板１０２と、維持電極１０３と、走査電極１０４と、アドレス電極１０７と、気密シール層１２１とを備える。維持電極１０３と走査電極１０４とはそれぞれＮ本が平行に配置されている。アドレス電極１０７はＭ本が平行に配置されている。維持電極１０３と走査電極１０４とアドレス電極１０７とは３電極構造の電極マトリックスを有しており、走査電極１０４とアドレス電極１０７との交点に放電セルが形成されている。
【００１９】
図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構成を示す、画像表示領域における部分断面斜視図である。ＰＤＰ１００は、前面パネルと背面パネルとで構成されている。前面パネルの前面ガラス基板１０１上には維持電極１０３と走査電極１０４と誘電体ガラス層１０５とＭｇＯ保護層１０６とが形成されている。背面パネルの背面ガラス基板１０２上にはアドレス電極１０７と下地誘電体ガラス層１０８と隔壁１０９と蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂとが形成されている。そして、前面パネルと背面パネルとを貼り合わせ、前面パネルと背面パネルとの間に形成される放電空間１２２内に放電ガスを封入してＰＤＰ１００が完成する。
【００２０】
図３は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１００を用いたＰＤＰ装置の概略構成を示すブロック図である。ＰＤＰ１００は駆動装置１５０と接続されることでＰＤＰ装置を構成している。ＰＤＰ１００には表示ドライバ回路１５３、表示スキャンドライバ回路１５４、アドレスドライバ回路１５５が接続されている。コントローラ１５２はこれらの電圧印加を制御する。点灯させる放電セルに対応する走査電極１０４とアドレス電極１０７へ所定電圧を印加することでアドレス放電を行う。コントローラ１５２はこの電圧印加を制御する。その後、維持電極１０３と走査電極１０４との間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電によって、アドレス放電が行われた放電セルにおいて紫外線が発生する。この紫外線で励起された蛍光体層が発光することで放電セルが点灯する。各色セルの点灯、非点灯の組み合わせによって画像が表示される。
【００２１】
図４は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの画像表示領域における構造を概略的に示す部分断面図である。図２で説明した内容に加え、下地誘電体層（下層）１０８ａと下地誘電体層（表面層）１０８ｂ（以下、まとめて１０８とする）を形成している。
【００２２】
次に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１００の製造方法を、図１、図２、および図４を参照しながら説明する。まず、前面パネルの製造方法を説明する。前面ガラス基板１０１上に、各Ｎ本の維持電極１０３と走査電極１０４をストライプ状に形成する。維持電極１０３と走査電極１０４を誘電体ガラス層１０５で被覆する。さらに誘電体ガラス層１０５の表面にＭｇＯ保護層１０６を形成する。
【００２３】
維持電極１０３と走査電極１０４は銀を主成分とする。電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により塗布した後、焼成することによって形成する。誘電体ガラス層１０５は、酸化ビスマス系のガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷で塗布、焼成して形成する。上記ガラス材料を含むペーストは、例えば、３０重量％の酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）と２８重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）と２３重量％の酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）と２．４重量％の酸化硅素（ＳｉＯ2）と２．６重量％の酸化アルミニウムを含む。さらに、１０重量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）と４重量％の酸化タングステン（ＷＯ3）と有機バインダ（α−ターピネオールに１０％のエチルセルロースを溶解したもの）とを混合して形成する。ここで、有機バインダとは樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルロース以外に樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトールなども使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入させてもよい。
【００２４】
誘電体ガラス層は所定の厚み（約４０μｍ）となるように塗布厚みを調整する。
【００２５】
ＭｇＯ保護層１０６は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成るものであり、例えばスパッタリング法やイオンプレーティング法によって所定の厚み（約０．５μｍ）となるように形成する。
【００２６】
次に、背面パネルの製造方法を説明する。背面ガラス基板１０２上に、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷し、焼成することによってＭ本のアドレス電極１０７をストライプ状に形成する。
【００２７】
ここで本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいては、次に上記のような電極を形成したガラス基板上に、絶縁体層からなる下地誘電体層１０８を形成する。下地誘電体層１０８は複数層から形成していることを特徴としているが、ここでは下地誘電体層（下層）１０８ａと下地誘電体層（表面層）１０８ｂの２層からなる下地誘電体層１０８について説明する。
【００２８】
下地誘電体層を２層設ける際は、まず電極形成面にガラスペーストの塗布、乾燥を繰り返した後隔壁パターンを形成し、下地誘電体層１０８と隔壁層１０９を同時に焼成する方法と、下地誘電体層（上層）１０８ｂおよび下地誘電体層（下層）１０８ａをまず焼成し、隔壁層を形成する方法がある。
【００２９】
下地誘電体層１０８の厚みは、５〜２０μｍ、さらには７〜１３μｍであることが均一な下地誘電体層１０８の形成のために好ましい。厚みが２０μｍ以上を超えると、焼成の際、脱媒が困難でありクラックが生じやすく、また、ガラス基板への応力が大きいため基板が反る問題等が発生する。また、５μｍ以下になると厚みの均一性を保持することが困難である。
【００３０】
下地誘電体層は、酸化ビスマス、酸化鉛および酸化亜鉛のうち少なくとも１種類を１０〜６０重量％含むガラスを用いることによって熱軟化温度、熱膨張係数のコントロールが容易になる。特に酸化ビスマスを１０〜６０重量％含有するガラスを用いることは、誘電体用ペーストの安全性を保持するなどの利点がある。酸化ビスマス、酸化鉛、酸化亜鉛の添加量が６０重量％を超えるとガラスの耐熱温度が低くなり過ぎる課題が生じる。
【００３１】
ここで、焼成温度は、ガラス基板の変形を抑制するために、５００〜６００℃であることが好ましい。このため、誘電体用ペーストに用いる無機粉末としては、熱軟化点（Ｔｓ）４７０〜５８０℃のガラス粉末を３０重量％以上、さらには、６０重量％以上含有することが好ましい。熱軟化点（Ｔｓ）が４７０℃よりも低い場合は、後の工程中にガラスが溶解して、誘電体の厚み均一性や特性が低下し、熱軟化点（Ｔｓ）が５８０℃よりも高い場合は、ガラス基板上での焼成が不十分になるため好ましくない。
【００３２】
ここで本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおいては、下地誘電体層（表面層）１０８ｂと下地誘電体層（下層）１０８ａの空隙率が異なり、下地誘電体層（表面層）１０８ｂのほうが空隙率が大きく、算術平均粗さＲａが０．４μｍ以上であることを特徴としている。
【００３３】
下地誘電体はガラスやフィラーからなる無機成分と空隙からなり、下地誘電体全体に占める空隙の割合を空隙率と定義する。すなわち、空隙率（Ｐ）は、下地誘電体材質の真比重をｄｔｈとし実測密度をｄｅｘとした時、
Ｐ＝１００×（ｄｔｈ−ｄｅｘ）／ｄｔｈ
として計算することができるが、ＳＥＭ観察によって空隙率を測定することが簡便で好ましい。下地誘電体の断面をＳＥＭ観察し、空隙と無機成分の全面積中に占める空隙面積の割合から空隙率を計算する。
【００３４】
ここで、下地誘電体層１０８の空隙率を変化させるには、（１）所定の温度で誘電体層を形成する、もしくは、（２）所定のフィラーを混合した後に所定の温度で誘電体層を形成する、ということで成し遂げられる。
【００３５】
そして、（１）の所定の温度で誘電体層を形成する場合、誘電体層の形成に使用できる材料は、特に限定されず、公知の材料を使用できる。用いる下地誘電体材料の熱軟化温度以下の焼成温度で焼成した場合、ガラスの焼結は抑制され空隙率が大きい下地誘電体層が形成される。それに対して、下地誘電体の熱軟化点以上の焼成温度で十分焼成を行った場合、ガラスの焼結は完全に進行し、空隙率の小さい下地誘電体層が形成される。
【００３６】
また、（２）の所定のフィラーを混合した後に所定の温度で誘電体層を形成する場合、下地誘電体材料に熱軟化点温度が６５０〜８００℃のフィラーを含有させると実質的に下地誘電体層の熱軟化点温度が変化するため、その後、焼成する焼成温度によってガラスの焼結度合いが変化し、下地誘電体層の空隙率が変化する。
【００３７】
このような手段を用い、下地誘電体層（表面層）１０８ｂと下地誘電体層（下層）１０８ａの空隙率を変化させることができる。
【００３８】
（実施例）
次に実施例を示して本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて、更に詳細に説明する。電極を形成したガラス基板上に、絶縁体層からなる下地誘電体層（下層）１０８ａを塗布し、乾燥後、所定の温度で焼成を行う。さらに下地誘電体層（表面層）１０８ｂについても同様の工程を行う。このように下地誘電体層（下層）１０８ａと下地誘電体層（表面層）１０８ｂの焼成を別工程で行い、各誘電体層の空隙率を調整した背面板を数種類作製し、蛍光体の剥れおよび背面板への不純ガス吸着量の比較を行った結果を図５に示す。
【００３９】
図５より、下地誘電体層（表面層）の平均粗さが０．３μｍ以下では、蛍光体の剥れが発生するのに対して０．４μｍ以上では蛍光体の剥れが発生しないことが確認できた。しかし、下地誘電体層（表面層）の平均粗さを０．７７μｍ程度まで増加させた結果、下地誘電体層に吸着する不純ガス量が約４０％以上も増加することが確認できた。
【００４０】
ＰＤＰ内の不純ガス量が増加すると、長時間点灯した際に生じる放電空間内の残留不純物に起因した放電特性の経時変化が大きくなり、表示品質の上での信頼性を低下することが懸念される。よって本発明の一実施の形態によるＰＤＰの特徴である、複数層の誘電体層（実施例では２層で説明）の空隙率および表面粗さを変化させることで、ＰＤＰ内の不純ガス量を増加させることなく、下地誘電体からの隔壁剥れや蛍光体剥れを防止することが実現できることが判る。
【００４１】
隔壁剥れや蛍光体剥れの観点から下地誘電体層（上層）の表面粗さを０．４μｍ以上、かつパネル内の不純ガス量を増加させないために下地誘電体層（下層）の空隙率を３％以下にすることで実現できることを確認した。
【００４２】
以上、本発明の一実施の形態によるＰＤＰによれば、ＰＤＰ内の不純ガス量を増加させることなく、下地誘電体からの隔壁剥れや蛍光体剥れを防止し、歩留まりが高く、輝度ムラが抑制された、放電特性の優れたプラズマディスプレイを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
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】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態によるＰＤＰの電極構成を示す概略平面図
【図２】本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構成を示す、画像表示領域における部分断面斜視図
【図３】本発明の一実施の形態によるＰＤＰを用いたＰＤＰ装置の概略構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施の形態によるＰＤＰの画像表示領域における構造を概略的に示す部分断面図
【図５】下地誘電体層における空隙率と表面粗さに対する不純ガス量および蛍光体剥れの関係を示す図
【符号の説明】
【００４５】
１００  ＰＤＰ
１０１  前面ガラス基板
１０２  背面ガラス基板
１０３  維持電極
１０４  走査電極
１０５  誘電体ガラス層
１０６  ＭｇＯ保護層
１０７  アドレス電極
１０８ａ  下地誘電体層（下層）
１０８ｂ  下地誘電体層（表面層）
１０９  隔壁
１１０Ｒ  蛍光体層（赤）
１１０Ｇ  蛍光体層（緑）
１１０Ｂ  蛍光体層（青）
１２１  気密シール層
１２２  放電空間
１５０  駆動装置
１５２  コントローラ
１５３  表示ドライバ回路
１５４  表示スキャンドライバ回路
１５５  アドレスドライバ回路
【図１】
2010027533.tif 000003
【図２】
2010027533.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010027533.tif 000006
【図５】
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