(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイパネル用基板に配したＩＴＯからなる透明電極パターン上に、誘電体層を形成するための低融点ガラスペーストであって、
ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ系またはＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラスに、前記透明電極の主成分をなす酸化インジウムを、０．１〜１０ｗｔ％の範囲で含ませてペースト化してなることを特徴とする誘電体層形成用低融点ガラスペースト。
【請求項２】
プラズマディスプレイパネル用基板に配したＩＴＯからなる透明電極パターン上に、誘電体層を形成するための低融点ガラスであって、
前記透明電極の主成分をなす酸化インジウムを、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラス組成に０．５〜２．０ｗｔ％の範囲で含ませることを特徴とする誘電体層形成用低融点ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルにおいて、透明電極を被覆するための誘電体層形成用低融点ガラスペーストおよび低融点ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネル（以下単にＰＤＰと称する。）は、大画面のフルカラー表示装置として注目されている。特に、３電極面放電型のＡＣ型ＰＤＰは、表示側の基板上に面放電を発生する複数の表示電極対を形成し、背面側の基板上にその表示電極対と直交するアドレス電極とそれを被覆する蛍光体層を形成する。そして、ＰＤＰの駆動は、表示電極対に大電圧を印加してリセットし、表示電極対の一方の電極とアドレス電極との間で放電し、その放電で発生した壁電荷を利用して表示電極対の間に維持電圧を印加し維持放電を発生させることを基本とする。
【０００３】
そして、その維持放電で発生したプラズマにより蛍光体層が、例えばＲＧＢ（赤、緑、青）の蛍光色を発することで、フルカラー表示が行われる。したがって、表示側の基板上に形成される表示電極対は透明電極材料が利用される。
【０００４】
この透明電極材料は、例えば典型的にはＩＴＯ（酸化インジウムＩｎ２Ｏ３と酸化スズＳｎＯ２の混合物）で構成される半導体であり、その導電率は金属などに比較すると低い。その為、その導電性を高める為に透明電極の上に細い金属導電層が付加される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透明電極を被覆する誘電体層は、通常、基板上に誘電体ペースト層を形成して高温で焼成することで形成される。この高温焼成工程であるいはその後の動作時の高温により、透明電極の抵抗が上昇する問題がある。透明電極の抵抗の上昇は、特に透明電極対間での維持放電電圧を上昇させ、ＰＤＰの駆動が困難になる場合がある。
【０００６】
かかる透明電極対の抵抗値の上昇の理由は、必ずしも確かではないが、透明電極とそれと接して被覆する誘電体層とが高温状態で互いに反応して、透明電極の導電性に寄与している主成分が、誘電体層内に含まれてしまうことが原因と推察される。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記問題点に鑑み、プラズマディスプレイパネルの透明電極の抵抗が上昇するのを防止することができる誘電体層形成用低融点ガラスペーストおよび低融点ガラスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する為に、本発明は、プラズマディスプレイパネル用基板に配した透明電極パターンを覆う誘電体層形成用ガラスペーストとして、ＰｂＯ−ＳｉＯ2−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系またはＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラスに透明電極の主成分をなす酸化物を、０．１〜１０ｗｔ％の範囲で含ませてペースト化したものを特徴とする。前記透明電極がＩＴＯである場合、前記主成分が酸化インジウムとして含まれる。
【０００９】
更に、本発明では、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラス組成に０．５〜２ｗｔ％の範囲で透明電極の主成分をなす酸化物、殊に酸化インジウムを含ませてなる誘電体層形成用低融点ガラスを特徴とする。誘電体層形成用低融点ガラスまたはペースト内に透明電極の主成分を酸化物の形で含ませることにより、高温プロセスを経ても透明電極内に誘電体物質が拡散して導電率を低下させることが防止されるものと思われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例について図面に従って説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１１】
図１は、本発明の誘電体層形成用低融点ガラスペーストを適用する３電極面放電型のＡＣ型ＰＤＰの分解斜視図である。また、図２は、そのＰＤＰの断面図である。まず、両方の図を参照してその構造について説明する。この例では、表示側のガラス基板１０の方向（図２に示した方向）に表示光が出ていく。２０は、背面側のガラス基板である。表示側のガラス基板１０上には、透明電極１１とその上（図面中は下）に形成された導電性の高いバス電極１２からなるＸ電極１３ＸとＹ電極１３Ｙが形成され、それらの電極対は、誘電体層１４とＭｇＯからなる保護層１５で覆われている。バス電極１２は、透明電極１１の導電性を補うために、Ｘ電極とＹ電極の反対側端部に沿って設けられる。
【００１２】
このバス電極１２は、例えばクロム・銅・クロムの三層構造のメタル電極である。また、透明電極１１は、通常は、ＩＴＯ（Indium tin oxide,酸化インジウムＩｎ２Ｏ３と酸化スズＳｎＯ２の混合物）で構成され、十分な導電性を確保する為に、上記バス電極１２が付加される。また、誘電体層１４は、通常、酸化鉛を主成分とする低融点ガラス材料で形成され、より具体的には、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系あるいはＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラスである。
【００１３】
背面ガラス基板２０上には、例えばシリコン酸化膜からなる下地のパッシベーション膜２１上に、ストライプ状のアドレス電極Ａ１，Ａ２，Ａ３が設けられ、誘電体層２２で覆われている。また、アドレス電極Ａが、それに隣接するように形成されたストライプ状の隔壁（リブ）２３の間に形成される。この隔壁２３は、アドレス放電時の隣接セルへの影響を断つ機能と光のクロストークを防ぐ機能の二つの機能を有する。隣接するリブ２３毎に赤、青、緑の蛍光体２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂがアドレス電極上及びリブ壁面を被覆するように塗り分けられている。
【００１４】
また、図２に示される通り、表示側基板１０と背面側基板２０とは約１００μｍ程度のギャップを保って組み合わされ、その間の空間２５にはＮｅ＋Ｘｅの放電用の混合ガスが封入される。
【００１５】
図３は、上記の３電極面放電型のＰＤＰのＸ，Ｙ電極とアドレス電極との関係を示すパネルの平面図である。Ｘ電極Ｘ１〜Ｘ１０は横方向に並行して配列されかつ基板端部において共通接続され、Ｙ電極Ｙ１〜Ｙ１０はＸ電極の間にそれぞれ設けられかつ個別に基板端部に導出されている。これらのＸ，Ｙ電極はそれぞれ対になって表示ラインを形成し、表示のための維持放電電圧が交互に印加される。尚、ＸＤ１，ＸＤ２及びＹＤ１，ＹＤ２はそれぞれ有効表示領域の外側に設けられるダミー電極であり、パネルの周辺部分の非線形性の特性を緩和する為に設けられている。背面側基板２０上に設けられるアドレス電極Ａ１〜Ａ１４は、Ｘ，Ｙ電極と直交して設けられる。
【００１６】
Ｘ，Ｙ電極はペアになって維持放電電圧が交互に印加されるが、Ｙ電極は情報を書き込む時のスキャン電極としても利用される。アドレス電極は、情報を書き込む時に利用され、情報に従ってアドレス電極とスキャン対象のＹ電極との間でアドレスのためのプラズマ放電が発生される。
【００１７】
図４は、具体的なＰＤＰの駆動方法を説明する為の電極印加電圧波形図である。それぞれの電極に印加される電圧は、例えば、Ｖｗ＝１３０Ｖ，Ｖｓ＝１８０Ｖ，Ｖａ＝５０Ｖ，−Ｖｓｃ＝−５０Ｖ，−Ｖｙ＝−１５０Ｖであり、Ｖａｗ，Ｖａｘはそれぞれの他の電極に印加される電圧の中間電位に設定される。
【００１８】
３電極面放電型のＰＤＰの駆動では、１つのサブフィールドがリセット期間、アドレス期間、及び維持放電期間（表示期間）から構成される。
【００１９】
リセット期間では、時刻ａ−ｂにて共通接続されたＸ電極に全面書き込みパルスが印加され、パネル全面でＸＹ電極間で放電が発生する（図中Ｗ）。この放電で空間２５に発生した電荷のうち、正電荷が電圧の低いＹ電極側に引き寄せられ、負電荷が電圧の高いＸ電極側に引き寄せられる。その結果、書き込みパルスがなくなる時刻ｂにて、今度は上記の引き寄せられて誘電体層１４上に蓄積された電荷による高電界により、Ｘ電極とＹ電極間に再度放電が発生する（図中Ｃ）。その結果、全てのＸ，Ｙ電極上の電荷が中和されてしまい、パネル全体のリセットが終了する。期間ｂ−ｃはその電荷の中和に要する時間である。
【００２０】
次に、アドレス期間では、Ｙ電極にー５０Ｖ（−Ｖｓｃ）、Ｘ電極に５０Ｖ（Ｖａ）を印加し、Ｙ電極に対して更にスキャンパルスー１５０Ｖ（−Ｖｙ）を順に印加しながら、アドレス電極に表示情報に従ったアドレスパルス５０Ｖ（Ｖａ）を印加する。この結果、アドレス電極とスキャン電極との間に２００Ｖの大電圧が印加され、プラズマ放電が発生する。しかし、リセット時の全面書き込みパルス程は大きな電圧及びパルス幅ではないので、パルスの印加が終了しても蓄積電荷による反対の放電は生じない。そして、放電によって発生した空間電荷は、５０Ｖ印加のＸ電極側及びアドレス電荷側に負電荷が、ー５０Ｖ印加のＹ電極側に正電荷がそれぞれの誘電体層１４，２２上に蓄積される。
【００２１】
最後に、維持放電期間では、アドレス期間で記憶された壁電荷を利用して、表示の輝度に応じた表示の放電が行われる。即ち、壁電荷があるセルでは放電するが壁電荷のないセルでは放電しない程度の維持パルスＶｓが、Ｘ，Ｙ電極間に印加される。その結果、アドレス期間において壁電荷が蓄積されたセルでは、Ｘ，Ｙ電極間で交互に放電が繰り返される。この放電パルスの数に応じて、表示の輝度が表現される。従って、このサブフィールドを複数回にわたり重み付けした維持放電期間で繰り返すことで多階調表示を可能にする。そして、ＲＧＢのセルで組み合わせることでフルカラー表示を実現できる。
【００２２】
この維持放電期間では、図２に矢印で示された通り、１対の透明電極１１間に印加された維持電圧Ｖｓと、誘電体層１４の表面（実際には保護層１５の表面）上に蓄積された電荷による電圧とにより、維持放電のためのプラズマ放電が発生する。そして、その発生したプラズマから発生する紫外線が蛍光層２２に照射されてそれぞれの色の光を発生し、その光が図２に矢印で示された通り表示側の基板１０上に出ていく。
【００２３】
上記した通り、透明電極１１は、それ自体導電性が余り高くない半導体層であるので、その両端側に金属のバス電極１２が設けられる。したがって、透明電極１１と誘電体層１４との間の何らかの反応により、透明電極１１の導電性が多少下がってもＸ電極１３ＸとＹ電極１３Ｙの長手方向の抵抗は低く抑えられる。
【００２４】
しかしながら、透明電極１１の導電性が下がると、その幅方向の抵抗も上がり、維持放電の為に必要な維持放電電圧Ｖｓを高くすることが必要になる。即ち、透明電極１１の抵抗が上がり、実質的な維持放電がバス電極１２間で発生するからである。バス電極１２間の距離は、透明電極１１間の距離よりも長くなり、その間での放電にはより高い放電電圧が必要とされる。
【００２５】
そこで、本発明の実施の形態例では、透明電極１１の導電性が下がらないようにするために、その透明電極１１に接して被覆する誘電体層１４を形成するための低融点ガラスまたはそのペーストに透明電極の主成分の酸化物を含ませる。例えば、透明電極１１がＩＴＯ（酸化インジウム９５ｗｔ％、酸化すず５ｗｔ％）の場合は、誘電体層１４を形成する低融点ガラスペーストに酸化インジウムＩｎ２Ｏ３の粒子を混入する。或いは、誘電体層１４を形成する低融点ガラスのガラスの組成内に、酸化インジウムをドープさせる。このような低融点ガラスペースト或いは低融点ガラスを用いることにより、高温の焼成工程を経ても、誘電体層１４と透明電極１１との間の化学反応あるいは物質の相互拡散は防止される。
【００２６】
具体的にいうと本発明によれば、導電性の酸化インジウム（Ｎ型の半導体）が、誘電体層１４となる低融点のガラス材料内に含まれているので、透明電極の主成分の酸化インジウムが誘電体層１４側に、そして誘電体層１４内の酸化鉛が透明電極１１内にそれぞれ入り込む化学的反応が抑制されるものと思われる。即ち、化学平衡状態により相互の拡散が抑制されるものと考えられる。
【００２７】
図５は、酸化インジウムを誘電体層１４に含有させた時の、ＩＴＯからなる透明電極１１の抵抗値の上昇率と焼成温度との関係を示すグラフ図である。このグラフは、図２に示した様に、ＩＴＯからなる透明電極１１が形成された基板上に、透明電極１１を被覆する様に誘電体層１４を形成する低融点ガラスペーストを印刷して、焼成温度を変化させて、焼成後の透明電極１１の抵抗値の変化率を測定した結果である。サンプルとして、透明電極に、酸化インジウムＩｎ２Ｏ３を９５ｗｔ％と酸化スズＳｎＯ２を５ｗｔ％を含むＩＴＯを、誘電体層形成用低融点ガラスとして、ＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラス組成を使用した。そして、そのガラス材料に３．０ｗｔ％の酸化インジウム粒子あるいは粉末を混合させた例（図中ａ）、ガラス組成内に、２．０ｗｔ％の酸化インジウムを含ませた例（図中ｂ）、同１．０ｗｔ％の酸化インジウムを含ませた例（図中ｃ）、同０．５ｗｔ％の酸化インジウムを含ませた例（図中ｄ）、及び酸化インジウムを含有しない例（図中ｅ）の４つのサンプルについて測定した。
【００２８】
尚、ガラス材料に酸化インジウムの粒子を混合するためには、例えば、ガラス粉末に適切な溶剤とバインダーと共に、例えば１００オングストローム程度の酸化インジウムの粒子を混入させてペースト化し、基板上にスクリーン印刷して焼成する。酸化インジウムの粒子をできるだけ小さくして表示光を遮蔽することがない様にする必要がある。
【００２９】
また、ガラス組成内に酸化インジウムを含ませる為には、例えば、酸化鉛を主成分とするガラス粉末に酸化インジウムの粉末を混合し、１３００℃程度の高温下で溶融する。これにより、酸化インジウムはガラス組成に組み込まれる。その後、溶融した状態から冷却し、粉末化し、溶剤とバインダによりペースト化してから、印刷、焼成を行う。焼成温度は、通常５８０℃乃至６００℃程度であり、この工程では溶融はしない。
【００３０】
この測定結果から明らかな通り、誘電体層に酸化インジウムを含ませないサンプルｅでは、焼成温度が５８０℃以上になると急激に透明電極の抵抗が上昇する。そして、６００℃を超えると、その抵抗の上昇は無限大に近くなり、ほぼ導電性は失われる。従って、酸化インジウムを含有させない場合は、焼成温度をその分低くする必要があり、十分な焼成をすることができないか、あるいは長時間の焼成工程を要する。
【００３１】
それに対して、誘電体層形成用の低融点ガラスペーストに酸化インジウムを混入させたサンプルａおよび低融点ガラス組成内に酸化インジウムを含ませたサンプルｂ，ｃ，ｄでは、焼成温度が５９０℃を越えても透明電極の抵抗の上昇は抑えられる。特に、２ｗｔ％の酸化インジウムを低融点ガラス組成に含ませたサンプルｂの場合は、焼成温度が５９０℃を越えても透明電極の抵抗の上昇はほとんどない。３ｗｔ％の酸化インジウムの粒子（粉末）を混合したサンプルａと１ｗｔ％の酸化インジウムを組成に含ませたサンプルｃの場合は、ほとんど同一特性を示し６００℃を越えても透明電極の抵抗の上昇はほとんどない。なお、サンプルａに比べてサンプルｂの方が良い結果を示すのは、酸化インジウムがほぼ均一にガラス内に分散されているためである。
【００３２】
図６は、上記のようにして誘電体層に酸化インジウムの粒子を混入した時の誘電体層の表面抵抗率の変化を示すグラフ図である。この例では、上記した酸化鉛を主成分とする低融点ガラスのペーストに酸化インジウムの粒子を混入した例である。酸化インジウムはＮ型の半導体物質であり、酸化導電材料である。従って、その混入の量を増加することにより、誘電体層の表面抵抗は低下する。このグラフから明らかな通り、酸化インジウムの含有量を１０ｗｔ％程度まで増やすと、その表面抵抗値は含有しない場合よりも２桁以上抵抗値が低下し、３ｗｔ％含有する場合よりも約１桁程度抵抗値が低下する。
【００３３】
誘電体層１４は、透明電極間を絶縁すると共に、アドレス放電時に発生した電荷を蓄積する必要があるので、抵抗値が過度に低下することは避けなければならない。そこで、酸化インジウムの粒子の混入量としては、上限は１０ｗｔ％程度である。また、下限は、ある程度の透明電極の抵抗値の上昇が抑えられる０．１ｗｔ％程度である。
【００３４】
上記の検討結果から、透明電極１１に接して被覆する誘電体層１４を形成するための低融点ガラスペーストとしてＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系またはＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラスに透明電極の主成分をなす酸化物、殊に酸化インジウムを０．１〜１０ｗｔ％の範囲で含ませてペースト化したもの、或いはＰｂＯ−ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系のガラス組成に透明電極の主成分をなす酸化物、殊に酸化インジウムを０．５〜２．０ｗｔ％の範囲で含ませた低融点ガラスのペーストを用いることにより、焼成などの高温プロセスに対して透明電極１１の導電性を低下させない為に有効であることが理解される。
【００３５】
つまり、本発明によれば、プラズマディスプレイパネルの透明電極が形成された基板上に、透明電極を被覆するガラスペーストを印刷する際に、ガラスペースト内に透明電極の主成分を含ませることが有効である。誘電体物質となるガラスペースト内に透明電極の主成分を含ませる方法としては、上記した粒子を混入する方法と、主成分を溶融させてガラス組成に組み込む方法とが考えられる。かかるガラスペーストを用いればその焼成のための高温プロセスや、その後の２枚のガラス基板の封止工程における高温プロセスを経ても、透明電極の導電性は低下しない。
【００３６】
上記の実施の形態例では、誘電体層形成用低融点ガラスとして、酸化鉛を主成分とする低融点ガラスを例に説明した。それ以外の物質としては、酸化ビスマスを主成分とする低融点ガラス（ＺｎＯ−Ｂｉ２Ｏ３）、リン酸系の低融点ガラス（ＰＯ４）などの場合も、透明電極の主成分を含ませることで同様の効果が期待できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、プラズマディスプレイパネルの透明電極を被覆する誘電体層形成用低融点ガラスに当該透明電極の主成分を所定量含ませることにより、透明電極の導電性が低下することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するＰＤＰの分解斜視図である。
【図２】ＰＤＰの断面図である。
【図３】３電極面放電型のＰＤＰのＸ，Ｙ電極とアドレス電極との関係を示すパネルの平面図である。
【図４】具体的なＰＤＰの駆動方法を説明する為の電極印加電圧波形図である。
【図５】酸化インジウムを誘電体層に含有させた時の、ＩＴＯからなる透明電極の抵抗値の上昇率と温度との関係を示すグラフ図である。
【図６】誘電体層に酸化インジウムの粒子を混入した時の誘電体層の表面抵抗率の変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０      第一の基板
１１      透明電極
１４      誘電体層
２０      第二の基板
Ａ        アドレス電極
２５      放電空間
【図１】
0003710396.tif 000002
【図２】
0003710396.tif 000003
【図３】
0003710396.tif 000004
【図４】
0003710396.tif 000005
【図５】
0003710396.tif 000006
【図６】
0003710396.tif 000007