(57)【要約】  【課題】  放電開始電圧をさらに安定して確実に低くすることによって、放電効率および発光効率をさらに確実に向上させる、あるいは消費電力をさらに低減させることが可能なプラズマディスプレイパネルを提供することを目的とする。  【解決手段】  前面板２として、ガラス基板１０上に、バス電極９と透明電極１５１、１６１とをそれぞれ有する走査電極５と維持電極６とを有し、主放電ギャップを挟んで相対する表示電極４の対と、表示電極４の対を覆って形成された誘電体層７と、を有する放電セル１を複数個形成して配列し駆動表示するプラズマディスプレイパネルであって、表示電極４の対は互いに相対する側の一部に、主放電ギャップより狭い間隙で相対する電極先端部１１８、１１９を有した電極加工部１７１、１７２が具備され、かつ電極先端部１１８、１１９の一部に接触して電界放出部１２１が設けられ、相対しているように構成する。【選択図】  図１
2006216339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面に、透明電極及びバス電極を備える帯状の表示電極が、対をなすように複数にわたり配設され、当該表示電極を覆うように誘電体層が形成された基板を備え、前記表示電極を所定の間隔で区画した位置に対応して複数の放電セルが配された構成を持つプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セル内において、
前記透明電極は、前記表示電極の長手方向に沿って、一対の表示電極間で第一放電間隙をおいて配設され、
前記バス電極は、前記表示電極の長手方向に沿って延伸された基部と、表示電極の幅方向に沿って前記第一放電間隙に向かい突出して延伸された電極加工部とを備え、さらに前記電極加工部の電極先端部には、金属化合物微粒子を含んだ微粒子膜又は炭素成分を含む材料よりなる電界放出部が取着され、
一対の表示電極間における各電界放出部同士が、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙をおいて互いに相対して配設されている
構成である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】
前記バス電極は、希土類金属材料を混入したＡｌ系電極材料を含み、真空形成されたものである
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】
一方の主面に、透明電極及びバス電極を備える帯状の表示電極が、対をなすように複数にわたり配設され、当該表示電極を覆うように誘電体層が形成された基板を備え、前記表示電極を所定の間隔で区画した位置に対応して複数の放電セルが配された構成を持つプラズマディスプレイパネルであって、
各放電セル内において、
前記透明電極は、前記表示電極の長手方向に沿って延伸された基部と、表示電極の幅方向に沿って前記第一放電間隙に向かい突出して延伸された電極加工部により形成され、さらに前記電極加工部の電極先端部には、金属化合物微粒子を含んだ微粒子膜又は炭素成分を含む材料よりなる電界放出部が取着され、
一対の表示電極間における各電界放出部同士が、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙をおいて互いに相対して配設されている
構成であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記電界放出部は、少なくともカーボン構造生成物を含んで形成されてなる
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。
【請求項５】
前記カーボン構造生成物は、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラファイトナノファイバー、アモルファスカーボンナノファイバー、カーボンナノウォール、多孔性カーボンナノ構造体の群より選択された少なくとも１種を含むカーボン構造生成物である
ことを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記カーボン構造生成物は、その直径の平均が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内にあって、直径分布の標準偏差が直径の平均の３０％以下である
ことを特徴とする請求項４または５に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前記電界放出部は、導電性微粒子を含んで形成されてなる
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項８】
前記導電性微粒子は、閃亜鉛鉱型結晶構造のＺｎＯ微粒子である
ことを特徴とする請求項７に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項９】
前記電界放出部を構成する前記微粒子膜は、前記電極先端部対の少なくとも先端の間に跨って形成された微粒子膜であって、前記微粒子膜の両端に電圧印加して当該膜の一部に狭幅の高抵抗部を発生させることで形成されたものである
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。
【請求項１０】
前記金属化合物微粒子は、少なくともＰｄＯ微粒子を含む
ことを特徴とする請求項９に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１１】
前記電極加工部は、複数個の前記電極先端部を有している
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１２】
前記電極先端部は、爪形形状、鋭角形状、三角形、矩形、台形を含む多角形および半円形を含む半楕円形の群より選択された少なくとも１種を含む凸状の形状で形成され、相対している
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１３】
前記電極加工部の前記電極先端部は、少なくともその先端同士が１μｍ以上１０μｍ以下の間隙を挟んで互いに相対している
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。
【請求項１４】
前記誘電体層は、１．０×１０6Ｖ／ｃｍ以上の絶縁耐圧を有する緻密な誘電体層であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１５】
前記誘電体層は、ＣＶＤ法により、少なくともＳｉＯ2を含んで形成されてなることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１６】
前記ＣＶＤ法は、誘導結合プラズマＣＶＤ法であることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１７】
前記誘電体層は、その誘電率εが２〜５の範囲にあることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１８】
前記誘電体層は、その膜厚ｄが１μｍ以上１０μｍ以下の範囲で形成されてなることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１９】
基板上に、それぞれバス電極と透明電極とを備える表示電極を、第一放電間隙を挟んで相対するように配設して表示電極対を形成する表示電極形成工程を経るプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記表示電極形成工程では、前記表示電極対の互いに相対する側の少なくとも一部に電極加工部を形成し、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙において前記電極加工部の電極先端部を、対向する表示電極の電極加工部の電極先端部と相対するように配設するサブ工程と、
前記電極先端部の少なくとも一部に、金属化合物微粒子を含んだ微粒子膜又は炭素成分を含む材料を接触させて電界放出部を形成するサブ工程と、
を経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２０】
前記電界放出部を形成するサブ工程では、さらに、
カーボン構造生成物材料および導電性微粒子材料から選択された群の少なくとも１種を含む導電性材料、水溶性ポリマーおよび低級アルコールを少なくとも含む液滴を、前記電極先端部の少なくとも一部に接触して塗布するサブ工程と、
前記液滴を焼成するサブ工程と、
を経ることを特徴とする請求項１９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２１】
基板上に、それぞれバス電極と透明電極とを備える表示電極を、第一放電間隙を挟んで相対するように配設して表示電極対を形成する表示電極形成工程を経るプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記表示電極形成工程では、前記表示電極対の互いに相対する側の少なくとも一部に電極加工部を形成し、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙において前記電極加工部の電極先端部を、対向する表示電極の電極加工部の電極先端部と相対するように配設するサブ工程と、
前記電極先端部の少なくとも先端に跨って金属化合物微粒子を含む微粒子膜を形成するサブ工程と、
前記電極先端部間に電圧を印加して前記微粒子膜に通電することにより、前記微粒子膜の一部に狭幅の高抵抗部を形成して電界放出部を形成するサブ工程と、
を経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２２】
前記微粒子膜を形成するサブ工程は、前記電極先端部対の少なくとも先端に跨って金属化合物微粒子、水溶性ポリマーおよび低級アルコールを少なくとも含む液滴を塗布するサブ工程と、
前記液滴を焼成して前記微粒子膜を形成するサブ工程と、
を有することを特徴とする請求項２１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、気体放電からの放射を利用したプラズマディスプレイ（気体放電表示）装置の放電効率や発光効率の向上のための放電セル構成とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の気体放電からの放射を利用した平面表示装置としてプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと記す）の商品化が図られている。ＰＤＰには直流型（ＤＣ型）と交流型（ＡＣ型）があるが、大型表示装置として現時点では、ＡＣ型の内でも特に寿命特性のすぐれた面放電型ＰＤＰが商品としての主流になっている。
図７は、従来の面放電型ＡＣ型ＰＤＰの放電単位である放電セル構造を示す断面概念図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）において、ｘ−ｘで切断した断面概念図である。以下に、従来のＰＤＰについて、図７の放電セル７０を使って説明する。
前面板２のガラス基板１０の表面に、走査（スキャン）電極５と維持（サステイン）電極６からなる対の表示電極４が一定の電極幅でストライプ状に形成されている。各表示電極４は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などによる電気抵抗が比較的高い膜厚約１００ｎｍの透明電極７５１、７６１が、放電セル内において低電圧で放電をさせるために、５０〜１００μｍ幅の間隙の主放電ギャップＧを設けて、幅広のストライプ形状でほぼ平行に相対して配列させ形成される。そして、透明電極７５１、７６１の上に、電力を供給するために、通常、細い幅で厚い膜厚６〜１０μｍの金属電極であるバス電極７９が、有機バインダー材料が混合されたＡｇ電極ペーストなどにより印刷塗布し焼成されて形成される。
【０００３】
表示電極対４の上にはこれを覆うように低融点ガラスからなる誘電体層７７および酸化マグネシウムからなる保護膜８が積層されている。
一方、背面板３のガラス基板１１上には、画像データを書き込むためのデータ電極１２がストライプ状に形成され、さらにデータ電極１２を覆うように背面側の誘電体層１３が積層される。隣接する放電セル（図示省略）との間の誘電体層１３上には、所定の高さの隔壁１４がストライプ状や井桁状（図示省略）などに形成され、さらに誘電体層１３の表面と隔壁（図示省略）の側面には、蛍光体層１５が塗布形成された構造となっている。
【０００４】
上記のように構成した前面板２と背面板３は、加工面を対向させて、かつ走査電極５および維持電極６と、データ電極１２とが互いに交差配置され、当該交差位置に対応して放電セル７０が形成されるように組み立てられ、封着される。封着後はパネル内の大気や不純物ガスを排気し、放電用ガスとして、希ガスのキセノン・ネオンあるいはキセノン・ヘリウムなどの混合ガスが封入されることでＰＤＰが完成される。当該ＰＤＰには、各放電セルを前記交差方向に沿ってマトリックス状に駆動する駆動回路や、これらを制御する制御回路などが接続される。
【０００５】
ＰＤＰの駆動は例えば公知のアドレス・表示分離駆動方式でなされ、前面板の走査電極と、背面板のデータ電極との間で所定の放電セル７０において発生させたプラズマ放電に基づき、表示電極対間で維持放電させ、当該維持放電により蛍光体層１５を可視光発光させることを基本としている。
ここで、走査電極５、維持電極６およびデータ電極１５からなる３電極型の従来の上記ＰＤＰは、維持放電に必要な放電開始電圧が約２００Ｖと高いために、消費電力が大きく、表示電極対間の維持放電時の放電効率および発光効率が低いという問題がある。
【０００６】
その対策としては、例えば特許文献１のように、５電極型のＰＤＰにおける補助電極対のそれぞれを放電セルの周辺部より中央で広い面積を有するように、補助電極対の中央部に翼部を形成する構成が考えられている。これによれば、駆動時には当該翼部の広い箇所のいずれかで放電が開始できるので、低い電圧でも維持放電が開始可能となり、放電効率が高くなるとしている。
【０００７】
さらに特許文献２によれば、図８に示すように、放電セル８０において、表示電極４対である走査電極８５および維持電極８６からなる主放電電極８２の対が形成され、主放電電極８２の対より主放電ギャップの狭い副放電電極８１の対を主放電電極８２より面積抵抗が高くなるように形成される。また印加電圧パルスは高発光効率の短パルスとして、印加電圧は、副放電電極８１が放電していないときには主放電電極８２は放電せず、副放電電極８１が放電する際に主放電電極８２が放電可能な電圧値に設定される。この特許文献２に示す構成および駆動方法のように駆動時に電圧値を調節することで、維持放電時の放電遅れ時間を抑制し、高発光効率で短パルス駆動が高い周波数で駆動できるとされている。
【特許文献１】特開２００１−２３６８９５号公報
【特許文献２】特開平４−４５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら特許文献１の技術では、補助電極の中央部翼部が広い面積を有する平坦な形状なので、最初に補助放電が発生する場所は明確でなく空間的にも時間的にも不確実となり、放電開始電圧が不安定となって放電開始電圧は依然として高くなると推定される。従って、放電効率や発光効率が不安定となって、効率を確実に向上させることが困難であるという問題があると思われる。
【０００９】
また、特許文献２の技術では、副放電電極対における静電容量および抵抗値のみを工夫しても、図８に示すような副放電電極対の相対する先端が矩形状の平坦な形状では、最初に補助放電が発生する場所は明確な場所とはならず不確実となるので、放電開始時間は一定とならず、放電開始電圧の低下が不安定で、放電開始電圧が不安定となって、依然として放電開始電圧は高い値を示すという困難がある。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みなされたもので、放電開始電圧をさらに安定して確実に低くすることによって、放電効率および発光効率をさらに確実に向上させる、あるいは消費電力をさらに低減させることが可能なプラズマディスプレイパネル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】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
本発明のプラズマディスプレイパネルは、一方の主面に、透明電極及びバス電極を備える帯状の表示電極が、対をなすように複数にわたり配設され、当該表示電極を覆うように誘電体層が形成された基板を備え、前記表示電極を所定の間隔で区画した位置に対応して複数の放電セルが配された構成を持つプラズマディスプレイパネルであって、各放電セル内において、前記透明電極は、前記表示電極の長手方向に沿って、一対の表示電極間で第一放電間隙をおいて配設され、前記バス電極は、前記表示電極の長手方向に沿って延伸された基部と、表示電極の幅方向に沿って前記第一放電間隙に向かい突出して延伸された電極加工部とを備え、さらに前記電極加工部の電極先端部には、金属化合物微粒子を含んだ微粒子膜又は炭素成分を含む材料よりなる電界放出部が取着され、一対の表示電極間における各電界放出部同士が、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙をおいて互いに相対して配設されているものとしたことを要旨とする。
【００１２】
また本発明は、一方の主面に、透明電極及びバス電極を備える帯状の表示電極が、対をなすように複数にわたり配設され、当該表示電極を覆うように誘電体層が形成された基板を備え、前記表示電極を所定の間隔で区画した位置に対応して複数の放電セルが配された構成を持つプラズマディスプレイパネルであって、各放電セル内において、前記透明電極は、前記表示電極の長手方向に沿って延伸された基部と、表示電極の幅方向に沿って前記第一放電間隙に向かい突出して延伸された電極加工部により形成され、さらに前記電極加工部の電極先端部には、金属化合物微粒子を含んだ微粒子膜又は炭素成分を含む材料よりなる電界放出部が取着され、一対の表示電極間における各電界放出部同士が、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙をおいて互いに相対して配設されているものとしたことを要旨とする。
【００１３】
これにより、表示電極対は、表示電極対の互いに相対する側の少なくとも一部に、第一放電間隙より狭い第二放電間隙で相対する電極先端部を有した電極加工部が具備され、かつ電極先端部の先端に電界を集中して放出させるための電界放出部が設けられ、相対しているように形成されることにより、電界放出部対の間に電界強度がさらに大きく集中し、維持放電時における最初の放電が電界放出部対に対応する放電空間で確実に発生するようになる。これにより放電開始電圧が安定して低くなり、従って、放電効率および発光効率が向上し、あるいは消費電力が低減するプラズマディスプレイパネルとすることができる。
【００１４】
電界放出部は具体的には少なくともカーボン構造生成物を含んで形成されてなることを特徴とするものである。また、さらに具体的には、カーボン構造生成物は、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラファイトナノファイバー、アモルファスカーボンファイバー、カーボンナノウォール、多孔性カーボンナノ構造体の群より選択された少なくとも１種を含むカーボン構造生成物であることを特徴とするものである。さらに具体的には、カーボン構造生成物は、その直径の平均が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内にあって、直径分布の標準偏差が直径の平均の３０％以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
これらにより、電界放出部は少なくとも、カーボンナノチューブ、カーボンファイバーなどのカーボン構造生成物を含んで形成され、望ましくは、カーボン構造生成物の直径の分布が揃えられることにより、電界放出部として形状が揃ったナノオーダーの微細形状の先端とすることができるので、微細な先端対の間に電界強度がさらに大きく集中し、最初の放電がさらに確実に発生するようになって、放電開始電圧をさらに安定して低くさせることができる。
【００１６】
また、別に具体的には、電界放出部は、導電性微粒子を含んで形成されてなることを特徴とするものである。さらに具体的には、導電性微粒子は、閃亜鉛鉱型結晶構造のＺｎＯ（酸化亜鉛）微粒子であることを特徴とするものである。
これにより、電界放出部対における先鋭な凸凹表面形状をした導電性微粒子対の間で電界強度がさらに集中して、最初の放電が確実に発生するようになり、放電開始電圧をさらに安定して低くさせることができる。
【００１７】
また、別に具体的には、電界放出部は、電極先端部対の少なくとも先端の間に跨って、金属化合物を含んで微粒子膜が形成され、前記微粒子膜の両端に電圧が印加され、微粒子膜の一部に狭幅の高抵抗部を発生させ形成されてなることを特徴とするものである。また、さらに具体的には、金属化合物は、少なくともＰｄＯを含むことを特徴とするものである。
【００１８】
これにより、電界放出部として、ＰｄＯなどの金属化合物微粒子からなる導電性の微粒子膜間に挟まれた、狭い幅の高抵抗部に電界強度がさらに集中し、維持放電時における最初の放電がより安定に確実に発生して、放電開始電圧がさらに低くなり、さらに効率の高いプラズマディスプレイパネルとすることができる。
また、詳細には、電極加工部は、複数個の電極先端部を有していることを特徴とするものである。これにより、複数個の電極先端部対の複数個の電界放出部対の間に、最初の放電が複数箇所で同時に発生し、または放電発生確率が増大して発生するようになるので、放電開始電圧が安定して低くなり、放電効率および発光効率を確実に向上させることができる。
【００１９】
また、さらに詳細には、電極先端部は、爪形形状、鋭角形状、三角形、矩形、台形を含む多角形および半円形を含む半楕円形の群より選択された少なくとも１種を含む凸状の形状で形成され、相対していることを特徴とするものである。これにより、電極先端部の形状が爪形形状、鋭角状、三角形状などの尖った凸状形状に形成されるので、電極先端部に設けられた微小な電界放出部対の間に電界強度がさらに集中し、最初の放電が確実に発生して、放電開始電圧が安定して低くなり、放電効率および発光効率を確実に向上させることができる。
【００２０】
また、さらに詳細には、電極加工部の電極先端部は、少なくともその先端同士が１μｍ以上１０μｍ以下の範囲の値の間隙を挟んで互いに相対していることを特徴とするものである。これにより、電極先端部の対が狭い間隙を挟んで相対するので、電極先端部対の先端に設けられた電界放出部間の間隙がさらに狭くなって電界強度が集中し、最初の放電が確実に発生して、放電開始電圧が安定して低くなる。
【００２１】
また、さらに別に詳細には、電極加工部および電極先端部は、透明電極の少なくとも一部から延伸して形成されてなることを特徴とするものである。また、別に詳細には、電極加工部および電極先端部は、バス電極の少なくとも一部から延伸して形成されてなり、希土類金属材料の少なくとも１種を混入したＡｌ（アルミニウム）系電極材料を含んで真空中で形成されてなることを特徴とするものである。これらにより、電極加工部および電極先端部は、透明電極あるいはバス電極の少なくとも一部から延伸して形成されるので、透明電極あるいはバス電極を作製する際に、電極加工部および電極先端部を同時に安価に形成することができる。また、電極加工部および電極先端部は、Ｎｄ（ニオジウム）やＺｒ（ジルコニウム）などの希土類金属材料を微量に混入したＡｌ系電極材料からなるバス電極から、延伸して形成することにより、電気抵抗が低い緻密な薄膜電極である電極加工部および電極先端部の対を、狭い間隙を有する微細パターンで形成することができ、電極先端部の電界放出部対の間隙をさらに狭くして電界強度を集中させやすくなり、最初の放電を確実に発生させ、放電開始電圧を確実に低くすることができる。
【００２２】
また、詳細には、誘電体層は、１．０×１０6Ｖ／ｃｍ以上の絶縁耐圧を有する緻密な誘電体層であることを特徴とするものである。また、さらに詳細には、誘電体層は、ＣＶＤ法（化学気相成長法）により、少なくともＳｉＯ2を含んで形成されてなることを特徴とするものである。また、さらに詳細には、ＣＶＤ法はＩＣＰ−ＣＶＤ法（誘導結合プラズマＣＶＤ法）であることを特徴とするものである。また、さらに詳細には、誘電体層は、その誘電率εが２〜５の範囲にあることを特徴とするものである。また、さらに詳細には、誘電体層は、その膜厚ｄが１μｍ以上１０μｍ以下の範囲で形成されてなることを特徴とするものである。
【００２３】
これらにより、誘電体層が、電極加工部、電極先端部および電界放出部を形成した表示電極を覆って、絶縁耐圧が大きい緻密な薄膜として、カーボンナノチューブや微粒子などからなる電界放出部を信頼性よくカバーして形成されるので、電界強度を安定して増大させることができるようになり、最初の放電を安定して発生させ、放電開始電圧をさらに確実に低くさせることができ、効率をさらに向上させることができる。
【００２４】
本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上に、それぞれバス電極と透明電極とを備える表示電極を、第一放電間隙を挟んで相対するように配設して表示電極対を形成する表示電極形成工程を経るプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記表示電極形成工程では、前記表示電極対の互いに相対する側の少なくとも一部に電極加工部を形成し、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙において前記電極加工部の電極先端部を、対向する表示電極の電極加工部の電極先端部と相対するように配設するサブ工程と、前記電極先端部の少なくとも一部に、金属化合物微粒子を含んだ微粒子膜又は炭素成分を含む材料を接触させて電界放出部を形成するサブ工程と、を経ることを特徴とする。これにより、表示電極が、電極加工部の電極先端部に電界放出部を形成することにより、電界強度をさらに大きく集中させ、維持放電時における最初の放電を確実に発生させ、放電開始電圧を安定して低くさせるプラズマディスプレイパネルを容易に製造することができる。
【００２５】
ここで前記電界放出部を形成するサブ工程では、さらに、カーボン構造生成物材料および導電性微粒子材料から選択された群の少なくとも１種を含む導電性材料、水溶性ポリマーおよび低級アルコールを少なくとも含む液滴を、前記電極先端部の少なくとも一部に接触して塗布するサブ工程と、前記液滴を焼成するサブ工程と、を経るものとすることができる。
【００２６】
また、具体的には、電界放出部を形成する工程は、カーボン構造生成物材料および導電性微粒子材料から選択された群の少なくとも１種を含む導電性材料、水溶性ポリマーおよび低級アルコールを少なくとも含む液滴を、電極先端部の少なくとも一部に接触して塗布する工程と、液滴を焼成する工程と、を有することを特徴とするものである。これにより、インクジェット法などの微細に安価に塗布できる塗布方法を使用して、電界放出部を電極先端部に微細に容易に形成することができるようになり、放電開始電圧を安定して低くさせるプラズマディスプレイパネルを安価に製造することができる。
【００２７】
また本発明は、基板上に、それぞれバス電極と透明電極とを備える表示電極を、第一放電間隙を挟んで相対するように配設して表示電極対を形成する表示電極形成工程を経るプラズマディスプレイパネルの製造方法として、前記表示電極形成工程では、前記表示電極対の互いに相対する側の少なくとも一部に電極加工部を形成し、前記第一放電間隙より狭い第二放電間隙において前記電極加工部の電極先端部を、対向する表示電極の電極加工部の電極先端部と相対するように配設するサブ工程と、前記電極先端部の少なくとも先端に跨って金属化合物微粒子を含む微粒子膜を形成するサブ工程と、前記電極先端部間に電圧を印加して前記微粒子膜に通電することにより、前記微粒子膜の一部に狭幅の高抵抗部を形成して電界放出部を形成するサブ工程と、を経るものとした。
【００２８】
これにより、電界放出部として、金属化合物微粒子を含む微粒子膜の一部に狭い幅の高抵抗部を形成することにより、高抵抗部を挟んだ微粒子膜間の電界強度をさらに大きく集中させ、維持放電時における最初の放電を確実に発生させ、放電開始電圧を安定して低くさせ、効率を向上させるプラズマディスプレイパネルを容易に製造することができる。
また、具体的に前記微粒子膜を形成するサブ工程は、前記電極先端部対の少なくとも先端に跨って金属化合物微粒子、水溶性ポリマーおよび低級アルコールを少なくとも含む液滴を塗布するサブ工程と、前記液滴を焼成して前記微粒子膜を形成するサブ工程と、を有するものとした。
【００２９】
これにより、インクジェット法などの微細に安価に塗布できる塗布方法を使用して、電極先端部対の先端に跨って、容易に微細パターンで導電性の微粒子膜を形成することができるので、放電開始電圧を安定して低くさせるプラズマディスプレイパネルを安価に高精細に製造することができる。
なお、以上に述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明のプラズマディスプレイパネルによれば、表示電極対は、表示電極対の相対する側の一部に、第一放電間隙より狭い第二放電間隙間隙で相対する電極先端部を有した電極加工部が具備され、かつ電極先端部の一部に接触して電界放出部が設けられ、相対して形成されることにより、電極先端部対に設けられた電界放出部対間に電界強度がさらに大きく集中し、維持放電における最初の放電が電界放出部対に対応する放電空間で確実に発生するようになるので、放電開始電圧を安定して低くさせ、放電効率および発光効率を向上させ、消費電力を低減させるプラズマディスプレイパネルとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１におけるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面概念図である。図１は、図７（ｂ）に相当する断面概念図である。図７、８と同じ構成のものは、同じ参照番号を付与している。図１では放電セルが１つだけ表示されているが、赤，緑，青の各色を発光する放電セルが多数配列されてＰＤＰパネルが少なくとも構成される。
【００３２】
図１に示すように、放電セル１における前面板２のガラス基板１０の内面上には、表示電極４の対としての走査（スキャン）電極５と維持（サステイン）電極６が形成され配置されている。
走査電極５および維持電極６は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＳｎＯ2（酸化スズ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などからなる幅広にパターニングして形成された透明電極１５１、１６１の上に、電気抵抗を下げるためのバス電極９が積層されてなる。バス電極９は、Ｎｄ（ニオジウム）やＺｒ（ジルコニウム）などの希土類金属材料の少なくとも１種を混入したＡｌ（アルミニウム）系電極材料などによる緻密な金属電極薄膜やＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒなどの積層電極膜が、真空中で成膜され、その後、フォトリソグラフィー技術によりパターン化されたものである。
【００３３】
表示電極４の対における透明電極１５１、１６１は、前面板２の内面上で平行に配置され、一定の間隔の主放電ギャップを挟んで互いに対向し向かい合っている。
ここで、本発明は上記表示電極４の対において、その互いに相対する側の少なくとも一部に、主放電ギャップより狭い間隙で相対する電極先端部を有した電極加工部が具備され、かつ電極先端部の少なくとも一部に接触して電界放出部が設けられ、相対しているように構成されることを特徴とする。
【００３４】
本実施の形態１では図１に示すように、放電セル１の前面板２において、第一放電間隙として主放電ギャップＧを挟み、表示電極４の対が互いに相対する側の少なくとも一部に、第二放電間隙として、主放電ギャップＧより狭い間隙で相対するそれぞれ複数個の電極先端部１１８、１１９を有する電極加工部１７１、１７２が、表示電極４の対にそれぞれ具備されて、表示電極４の対が相対するように形成される。そして、電極先端部１１８、１１９の少なくとも一部には、電界放出部１２１が設けられた構成となっている。
【００３５】
次に示す図２は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の実施例の構成を示す平面概念図である。図２（ａ）は、図１に示す放電セル１を横−下側（背面側）から見た前面板２の平面概念図である。図２（ｂ）はその一部拡大概念図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）におけるｙ−ｙに示す面で切断した概念図である。簡略のために一部省略している。
【００３６】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、放電セル１の前面板２において、透明電極１５１およびバス電極９を含む表示電極４に付加して加工された電極加工部１７１が、主放電ギャップＧを挟んで形成された表示電極４の対が相対する側の少なくとも一部より延伸して形成される。電極加工部の幅は例えば約５μｍであり、それより太くても細くても構わない。また、電極加工部１７１の先端には、少なくとも２個の複数個の鋭角状でかつ爪形形状の電極先端部１１８の対が、間隙を挟んで互いに向きあって同時に形成される。
【００３７】
同様に、電極加工部１７２が、表示電極４の対が相対する側の少なくとも一部より延びて形成され、少なくとも爪形形状の電極先端部１１９の対が互いに向きあって形成される。さらに、相対する電極加工部１７１、１７２の対における少なくとも４つの爪形形状の電極先端部１１８、１１９が、主放電ギャップＧより狭い間隙ｇで互いに相対するように形成配置される。
【００３８】
そして、本発明の望ましい形態として図２（ｂ）に示すように、爪形形状の４個の電極先端部１１８、１１９は、各先端を結んだ形状が正方形２２０を描いて、各先端がその正方形２２０の角に位置するように互いに相対して形成配置される。すなわち、４個の爪形形状の電極先端部１１８、１１９の先端は互いに間隙ｇ、例えば約５μｍを等しく挟んで相対することになる。
【００３９】
図２において、爪形形状の電極先端部１１８、１１９を互いに相対させて有する電極加工部１７１、１７２は、例えばＮｄ（ニオジウム）やＺｒ（ジルコニウム）などの希土類金属材料の少なくとも１種を含んで混入したＡｌ（アルミニウム）系電極材料により、真空中で例えば真空蒸着法やスパッタリング法などの真空成膜技術によって成膜され、バス電極９とともに、バス電極９の対の少なくとも一部から延伸して、同時にフォトリソグラフィー技術によりパターン化され形成される。
【００４０】
そしてさらに、図２（ａ）〜（ｃ）において、爪形形状の電極先端部１１８、１１９の少なくとも一部や先端に接触、あるいはその少なくとも一部や先端を覆って、電界放出部１２１が設けられる。電界放出部１２１は、炭素成分を含む材料として、導電性あるいは半導体性の材料であるカーボン構造生成物１２２が、例えばカーボンナノチューブ、フラーレン、グラファイトナノファイバー、アモルファスカーボンファイバーなどのカーボン構造生成物材料を含んで配置形成される。
【００４１】
カーボン構造生成物であるカーボンナノチューブなどの直径や形状は大小あってバラツキが大きいが、本発明においてはいかなる径の分布のものでも適用ができるが、望ましくは、カーボン構造生成物１２２として、その直径の平均が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内にあって、直径分布の標準偏差が直径の平均の３０％以下が好ましい。
次に、図１に示すように、カーボン構造生成物１２２などからなる電界放出部１２１が配置され形成された表示電極４対やバス電極９対を覆って、誘電体層７が、望ましくは１．０×１０6Ｖ／ｃｍ以上の絶縁耐圧を有する緻密な薄膜の誘電体層として形成される。また、望ましくは誘電率εとして２〜５の範囲で形成される。また、望ましくはその膜厚として１μｍ以上１０μｍ以下の範囲で形成される。緻密で絶縁耐圧が高く誘電率が小さい誘電体層をより薄膜で積層することにより、絶縁破壊を発生させることがなく、放電開始電圧をさらに低減させることができる。
【００４２】
誘電体層７は、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を含む誘電体層原料などを使用して、望ましくはＣＶＤ法（化学気相成長法）により少なくともＳｉＯ2を含んで形成され、また、さらに望ましくは、ＩＣＰ−ＣＶＤ法（誘導結合プラズマＣＶＤ法）などにより、緻密な薄膜の誘電体層として高速で成膜形成される。
図示はしないが、ＩＣＰ−ＣＶＤ法による製法は以下の如くである。ＩＣＰ−ＣＶＤ装置内に電波が導入されて誘導電界が形成され、この誘導電界により加熱された電子が、ガス分子と衝突しイオンおよび別の電子を生成する。その結果、イオンと電子を多量に含む比較的均一なプラズマが形成され、プラズマ中で高温に加熱されて活性化された酸素ガスが、拡散により基板近傍まで到達する。ここで活性化された酸素ガスとＴＥＯＳ気化ガスとが反応することにより、基板上にＳｉＯ2膜が生成される。チャンバ圧力および酸素ガス流量、ＴＥＯＳ気化ガス供給量の条件を適切に選ぶことにより、速い成膜速度で、緻密な薄い所定の膜厚のＳｉＯ2膜からなる緻密な誘電体層を形成することができる。誘電体層の形成の際の基板温度として、室温〜３００℃の低温プロセスにより形成することができる。
【００４３】
そして、誘電体層７の上に、２次電子放出係数が高く透明で耐スパッタ性に優れた、例えばＭｇＯ金属酸化物などよりなる保護膜８が、数百ｎｍの膜厚で真空蒸着法やスパッタリング法などの真空成膜技術により形成される。このようにして、前面板２が形成される。
次に、図１に示すように、他方の背面板３として、ガラス基板１１の内表面には、各放電セル１単位当たり、上記前面板２に設けた走査電極５および維持電極６にほぼ直交して、Ａｇなどにより形成した第３の電極であるデータ（アドレス）電極１２が配列される。上記電極には、電極材料としてＡｌ系電極、Ａｇ（銀）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）や、これらの組み合わせなども必要に応じて使用できる。
【００４４】
そして、背面板３の内面上には、データ電極１２を覆って低融点ガラスにより誘電体層１３が形成され、さらに、図７と同じように隔壁１４が形成配置される。隔壁１４は、材料として低融点ガラスを塗布焼成することにより、放電セルの複数個の配列を行および列の少なくとも一方向に仕切るストライプ状あるいは井桁状（図示省略）のパターンで、サンドブラスト法やフォトリソ法などの方法を使用してリブ形状に形成される。
【００４５】
そして、赤、緑、青発光の各蛍光体層１５として、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：ＭｎおよびＢａＭｇ2Ａｌ14Ｏ24：Ｅｕなどの３色の蛍光体が使用される。隔壁１４をパターン状に形成した背面板３に対して、上記蛍光体色毎に印刷塗布、焼成工程を通し、隔壁１４の側面、誘電体層１３の表面に、蛍光体層１５が形成される。
そして、詳細な説明は省略するが、上記各種電極などを備えた前面板２と、隔壁１４や蛍光体層１５などを備えた背面板３とを対向させ、周囲をシールし貼り合わせて封着し、高真空に排気した後、発光板容囲器（図示省略）の内部に放電ガスとして、希ガスであるキセノン・ネオンを含む混合ガスが約６０ｋＰａの圧力で封入される。上記蛍光体材料や放電ガス種、圧力は上記に特定するものではなく、ＡＣ型ＰＤＰで通常使用できる材料、条件が適用できる。
【００４６】
実施の形態１のＡＣ型ＰＤＰは、図１の放電セル１を複数個形成して配列し、図示しないが、マトリックス状に駆動する駆動回路やこれらを制御する制御回路を備える。上記ＰＤＰを、３つの動作期間（図示省略）、つまり（１）全放電セル７０を初期化状態にする初期化期間、（２）各放電セル１をアドレスし、各放電セル７０へ入力データに対応した表示状態を選択・入力していくデータ書き込み期間、（３）表示状態にある放電セル１を表示発光させる維持放電期間とから構成したアドレス・表示分離駆動方法により、駆動発光表示させる。
【００４７】
上記（３）の維持放電期間において、走査電極５および維持電極６のそれぞれに電極電圧パルスの矩形波電圧を互いに位相が異なるように印加する。すなわち上記電極対間に交流電圧を印加して、表示状態データが書き込まれた放電セル１に、電圧極性が変化するたびにパルス放電を発生せしめる。この維持放電により、放電空間の励起キセノン原子からは１４７ｎｍの共鳴線が、励起キセノン分子からは１７３ｎｍ主体の分子線が放射され、次いで上記紫外放射を背面板３に設けた蛍光体層１５で可視放射に変換することにより、ＰＤＰの表示発光が得られる。
＜ＰＤＰの製造方法＞
次に、図１〜２を参照しながら、本発明であるＰＤＰにおける前面板の製造方法の一例について説明する。
【００４８】
図２の前面板２において、透明電極形成後にスパッタリング法によってＡｌ−Ｎｄ電極膜を成膜し、バス電極９から約５μｍ幅でそれぞれ延伸して、表示電極４の対における電極加工部１７１、１７２を同時にパターン形成し、その先端側に、４本の爪形形状の電極先端部１１８、１１９を、その各先端を結んだ形状が正方形２２０をなすように、先端を正方形２２０の角に位置させ、互いの間隙約５μを挟むように、同時にパターン化し相対させて形成する。
【００４９】
そして、カーボン構造生成物材料である導電性のカーボンナノチューブ材料、水溶性ポリマーおよび低級アルコールを少なくとも含む液滴を、電極先端部１１８、１１９の少なくとも一部や先端に接触、あるいはその少なくとも一部や先端を覆って、例えばインクジェット法、滴下法、付着法などの方法で塗布印刷する工程と、塗布された液滴を焼成あるいは乾燥させる工程を経て、電界放出部１２１を配置形成する。
【００５０】
水溶性ポリマーとして、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドンなどが用いられる。その水溶性ポリマーの添加量は、０．０１〜０．５重量％必要であり、０．０１重量％より低いと基板に付与された液滴の凝集を防ぐことはできない。また、０．５重量を超えると溶液粘度が高くなり取扱いが困難になる。さらに、低級アルコールを添加することによって、水溶性ポリマーの添加によって高くなった溶液粘度を低下させることができ、取扱いが容易になる。その低級アルコールとして、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、２−ブタノールなどが用いられる。その低級アルコールの添加量は、５〜３５重量％であり、３５重量％を超えると、基板に付与された液滴が後の工程で乾燥あるいは焼成される際に著しく不均一化し、その結果として上記電界放出部の薄膜が不均一になり電界放出の特性を悪化させる。また、５重量％より低いと、低級アルコール添加の効果は見られなくなる。上記において、水溶性ポリマー、低級アルコールとともに、塗布性や固着性を向上させるために、他の添加物を含んでいても構わない。
【００５１】
そして、図１に示すように、電極加工部１７１、１７２の電極先端部１１８、１１９に電界放出部１２１の対を配置形成した表示電極４の対を覆って、誘電体層７をＩＣＰ−ＣＶＤ法により膜厚約５μｍで、さらに保護膜８を真空蒸着法により膜厚約０．６μｍで順次積層して、前面板２を作成した。
上記のように形成した前面板２と背面板３とを対向させて封着し、内部に放電ガスを封入することにより、本発明のＰＤＰが完成される。
＜本発明の効果について＞
上記製造方法により構成される本発明のＰＤＰは、複数個の電極先端部１１８、１１９の対の先端に設けたカーボンナノチューブからなる電界放出部１２１の対の間で、維持放電時おける最初の放電が確実に安定して発生し、放電開始電圧が確実に低くなり、放電開始電圧として約８０Ｖというさらに低い値を安定して得た。これに対して、従来のＰＤＰの放電は不安定であり、１８０〜２００Ｖという高い放電開始電圧であった。
【００５２】
上記において、前面板として、４本の爪形形状の電極先端部各先端を結んだ形状が正方形をなすように、電極加工部、電極先端部を形成配置し、かつ電極先端部の先端にカーボンナノチューブからなる電界放出部を配置し、表示電極対を相対して形成している。このようにして、爪形形状の４個の電極先端部対の電界放出部対の間には電界強度がさらに大きく集中するようになって、維持放電時における最初の放電がさらに確実に安定して発生しやすくなって、放電開始電圧が安定して低くなり、従って、放電効率および発光効率が向上した。
【００５３】
上記により、電極先端部の形状が尖った爪形形状に形成されるので、各電極先端部に設けられた微細なカーボンナノチューブからなる電界放出部対の間に電界強度がさらに集中し、最初の放電が確実に発生して、放電開始電圧が安定して低くなり、放電効率および発光効率を確実に向上させることができる。
上記により、カーボン構造生成物の径の分布が揃えられることにより、電界放出部として、導電性が優れ、かつ形状が揃ったナノオーダーの微細先端とすることができるので、空間的なバラツキが小さくなって、その微細先端対の間に電界強度をさらに大きく集中させることができるようになる。
＜バリエーション１＞
図３は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の別の実施例（バリエーション１）の構成を示す平面概念図である。図３（ａ）は図２（ａ）に相当する平面概念図である。図３（ｂ）はその一部拡大概念図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）におけるｚ−ｚに示す面で切断した概念図である。簡略のために一部省略している。図３が、図２と異なるのは、表示電極対の互いに相対する側の少なくとも一部に、電極加工部が主放電ギャップより狭い間隙で相対する複数個の電極先端部を有して具備され、かつ電極先端部の先端が９０度より小さい角度を有する鋭角形状で形成されることである。また、各電極先端部は、表示電極の長軸方向に沿って一定の間隙を保って互いに相対し配置され、かつ電極先端部の少なくとも一部に接触して、図２とは異なるカーボン構造生成物材料を含む電界放出部が設けられることである。
【００５４】
図３（ａ）の放電セル３０の前面板２において、表示電極４の対が互いに相対する側の少なくとも一部に、表示電極４の長軸方向（図面横方向）に沿って、主放電ギャップＧ（５０〜１００μｍ幅）より狭い一定の間隙ｇで、望ましくは１μｍ以上１０μｍ以下の範囲の間隙ｇを保って、図３（ｂ）に示すように、先端が鋭角形状の複数個の電極先端部３１８をそれぞれ有する電極加工部３７１、３７２が、表示電極４の対にそれぞれ具備され、表示電極４の対が相対するように形成される。電極先端部は少なくとも２個、あるいはそれ以上の複数個が形成される。また、電極先端部対の先端は、１０〜９０度の角度θ１、θ２を有する９０度より小さい角度で鋭角形状に形成される。θ１、θ２は同じ角度でも異なる角度でもよい。
【００５５】
上記において、電極先端部３１８対における１μｍ以上１０μｍ以下という狭い間隙ｇの形成や、電極先端部３１８対における鋭角形状の先端の形成は、薄膜金属電極であるバス電極９や電極加工部３７１、３７２の作製などにおけるファインプロセス加工と同様なプロセスを利用して、ファインパターンで加工し同時に作製することができる。
そしてさらに、図３（ａ）〜（ｃ）において、鋭角形状の電極先端部３１８、３１９の少なくとも一部や先端に接触、あるいはその少なくとも一部や先端を覆って、電界放出部３２１が設けられる。電界放出部３２１として、導電性あるいは半導体性の材料であるカーボン構造生成物３２２が、カーボンナノウォールあるいは多孔性カーボンナノ構造体の材料を少なくとも含んだ液滴がインクジェット法などにより塗布され、乾燥し形成されて、配置される。カーボンナノウォールは、井桁状あるいはハニカム状などのように壁柱が周囲に立った形状をしているものを指す。カーボンナノウォールの壁面内側や多孔性カーボンナノ構造体の孔内部には導電性微粒子を比較的容易に導入することができ、さらにその導電特性などを向上させることができる。
【００５６】
このようにして、表示電極の長軸方向に沿って主放電ギャップＧより狭い一定の間隙ｇを保って、先端が鋭角形状の複数個の電極先端部を具備し、さらに電極先端部の先端にカーボンナノウォール材料による電界放出部を具備した表示電極対を設けたＰＤＰは、鋭角形状の電極先端部対の先端に設けた微細な電界放出部対の間に電界強度がさらに集中するので、維持放電時における最初の放電がさらに確実に安定して発生するようになった。放電開始電圧は確実に安定して低くなり、約１００Ｖという従来よりも低い放電開始電圧を得た。これにより、ＰＤＰの放電効率および発光効率を確実に向上させることができた。
【００５７】
上記により、複数個の鋭角状の電極先端部は、表示電極長軸方向に渡ってその対の間隙幅が一定になるように形成されることにより、電極先端部対の鋭角状の先端に設けたカーボンナノ構造体材料を含む電界放出部対の間で、維持放電の最初の放電が発生する箇所が表示電極長軸方向に沿う放電セルの広い範囲に渡り、複数箇所で同時にまたは放電発生確率を増大させてさらに確実に発生すようになるので、放電開始電圧を確実に低くすることができ、放電効率および発光効率を確実に向上させることができる。
＜バリエーション２＞
図４は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の別の実施例（バリエーション２）の構成を示す平面概念図である。図４（ａ）は図２〜３に相当する平面概念図である。図４（ｂ）は一部拡大概念図である。図４（ｃ）は図４（ｂ）におけるｑ−ｑに示す面で切断した概念図である。簡略のために一部省略している。図４が、図２〜３と異なるのは、電極加工部に具備された複数個の電極先端部が凸状の形状で形成され、さらに電極先端部が、表示電極の長軸方向の中心部においては広い間隙で、表示電極の長軸方向の端部（隔壁側）においては狭い間隙で互いに相対し、かつ電極先端部の少なくとも一部に接触して、電界放出部が導電性微粒子を含んで形成されることである。
【００５８】
図４（ａ）の放電セル４０の前面板２において、表示電極４の対が互いに相対する側の少なくとも一部に、表示電極４の長軸方向（図面横方向）に沿って、その中心部においては広い間隙ｇ１で、表示電極４の長軸方向の端部側（隔壁側）においては狭い間隙ｇ２で、互いに相対し形成し配置される。間隙ｇ２は１〜５μｍの範囲で、間隙ｇ１は５〜１０μｍの範囲で作製される。また、上記において、間隙ｇ１、ｇ２の値は上記範囲に限定されず、かつその値の変化のさせ方も、徐々にあるいは階段状に変化させるなど適切に設計できる。
【００５９】
そして、図４（ｂ）において、電極加工部４７１、４７２の電極先端部４１８、４１９それぞれは三角形状や半楕円形状によって、バス電極や電極加工部とともに同時に成膜されパターン化形成される。電極先端部の凸状の形状は、爪形形状、鋭角形状、三角形、矩形、台形を含む多角形および半円形を含む半楕円形の群より選択された少なくとも１種を含む凸状の形状で形成されてもよい。
【００６０】
そしてさらに、図４（ａ）〜（ｃ）において、三角形状や半楕円形状の電極先端部４１８、４１９の少なくとも一部や先端に接触、あるいはその少なくとも一部や先端を覆って、例えばＺｎＯ（酸化亜鉛）などの導電性微粒子４２２と、水溶性ポリマーおよび低級アルコールとを少なくとも含んだ液滴がインクジェット法などの方法で塗布され、乾燥され、電界放出部４２１が形成配置される。望ましくは、ＺｎＯの結晶は閃亜鉛鉱型結晶構造であって、４個の先端が尖ったテトラポット形状の粒子形状をしている。電界放出部４２１は、図４（ｃ）のような４個の先鋭な先端を有する結晶形状の導電性微粒子４２２からなるので、先鋭状の部分が電極先端部に確実に出現する表面を形成することになり、電界放出させるのにより優れた効果を有する。
【００６１】
その他、導電性微粒子としては、様々な金属、金属酸化物、その他の金属化合物、半導体などの微粒子が利用可能である。導電性微粒子材料の具体例を挙げるならば、Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＺｎＯ、ＰｄＯ、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、Ｓｂ2 Ｏ3 等の酸化物、ＨｆＢ2 、ＺｒＢ2 、ＬａＢ6 、ＣｅＢ6 、ＹＢ4 、ＧｄＢ4 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン、ＡｇＭｇ、ＮｉＣｕ、Ｐｂ、Ｓｎ等の微粒子からなる。導電性微粒子の粒径は、数分の１ｎｍ以上３μｍ以下の範囲、さらに好ましくは、１０ｎｍ以上１μｍ以下の範囲である。
【００６２】
このようにして、爪形形状、鋭角形状、三角形、矩形、台形を含む多角形および半円形を含む半楕円形の群より選択された少なくとも１種を含む形状の複数個の電極先端部を具備し、また、表示電極長軸方向に沿って電極先端部の対の間隙幅が変化するように形成され、さらに電極先端部の先端に導電性微粒子材料による電界放出部を配置した表示電極対を設けたＰＤＰは、凸状で尖った先端形状を有する複数個の電極先端部対の先端に設けた導電性微粒子材料による微細な凸凹形状表面を有する電界放出部対の間に、表示電極の長軸方向に沿って広い範囲に渡って電界強度がさらに集中するので、維持放電時における最初の放電がさらに確実に安定して発生するようになって、放電開始電圧を確実に安定して低くすることができ、ＰＤＰの放電効率および発光効率を確実に向上させることができた。
【００６３】
上記により、導電性微粒子材料による凸凹表面形状を有する電界放出部を先端に設けた複数個の凸状で尖った先端形状の電極先端部の対は、表示電極長軸方向に渡ってその対の間隙幅が変化するように形成されることにより、維持放電時における最初の放電が発生する箇所が、表示電極長軸方向に沿って放電セルの広い範囲に渡って、電極先端部対の複数箇所の電界放出部対の間で、同時にまたは放電発生確率を増大させてさらに確実に発生すようになるので、放電開始電圧を確実に低くすることができ、放電効率および発光効率を確実に向上させることができる。
＜バリエーション３＞
図５は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の別の実施例（バリエーション３）の構成を示す平面概念図である。図５は図２（ａ）〜４（ａ）に相当する平面概念図である。簡略のために一部省略している。図５が、図２〜４と異なるのは、表示電極に具備された電極加工部の電極先端部が１個であり、その先端が矩形形状に形成され、相対して形成されていることである。
【００６４】
図５（ａ）の放電セル５０の前面板２において、それぞれ先端が矩形形状の１個の電極先端部５１８を有する電極加工部５７１、５７２は、透明電極１５１、１６１の相対している側の一部より延伸されて、フォトリソグラフィー技術により同時にパターン化される。すなわち、本実施例の電極加工部５７１、５７２および電極先端部５１８は表示電極を一部形成する透明電極そのものにより同時に形成される。
【００６５】
そして、電極先端部５１８の少なくとも一部や先端に接触、あるいはその少なくとも一部や先端を覆って、電界放出部５２１が設けられる。電界放出部５２１は、カーボンナノチューブ材料などによるカーボン構造生成物を含んで形成配置される。形成される電界放出部５２１の対の径は、互いに異なっていてもよい。
また、同様に、図５（ｂ）の放電セル５１の前面板２において、それぞれ先端が矩形形状の１個の電極先端部５１９を有する電極加工部５７３、５７４は、バス電極９から延伸されてパターン化され同時に形成される。そして、電極先端部５１９の少なくとも一部や先端に接触、あるいはその少なくとも一部や先端を覆って、電界放出部５２１が設けられる。電界放出部５２１は、カーボンナノチューブ材料などによるカーボン構造生成物を含んで形成配置される。
【００６６】
このようにして、１個の電極先端部を有する電極加工部が、表示電極における透明電極から延伸して形成され、あるいは、１個の電極先端部を有する電極加工部が、バス電極から延伸して形成され、さらに電極先端部の先端にカーボン構造生成物などによる電界放出部を具備した表示電極対を設けたＰＤＰは、矩形形状をしている電極先端部の１対の先端に設けた微細なカーボン構造生成物の電界放出部対の間に電界強度が集中するので、維持放電時における最初の放電がさらに確実に安定して発生するようになった。
【００６７】
上記により、表示電極対は、表示電極対の互いに相対する側の少なくとも一部に、主放電ギャップより狭い間隙で相対する電極先端部を有した電極加工部が具備され、かつ電極先端部の先端に電界を集中して放出させるための電界放出部が設けられ、相対しているように形成されることにより、電界放出部対の間に電界強度がさらに大きく集中し、維持放電時における最初の放電が電界放出部対に対応する放電空間で確実に発生するようになるので、放電開始電圧が安定して低くなり、従って、放電効率および発光効率が向上し、あるいは消費電力が低減するプラズマディスプレイパネルとすることができる。
【００６８】
また、上記により、絶縁耐圧が大きい緻密な薄膜である誘電体層が、電極加工部、電極先端部および電界放出部を形成した表示電極を覆って形成されることにより、カーボン構造生成物や導電性微粒子などからなる電界放出部を信頼性よくカバーするので、電界強度を安定して増大させることができるようになり、最初の放電を安定して発生させ、放電開始電圧をさらに確実に低くさせることができ、効率をさらに向上させることができる。
【００６９】
また、上記により、電極加工部および電極先端部は電気抵抗が低い緻密な薄膜電極で形成されるので、電極加工部および電極先端部の対を微細パターンで形成することにより、電極先端部の電界放出部対の間隙をさらに狭くすることができるので、電界強度をさらに集中させることができる。
また、上記により、電極加工部および電極先端部は、バス電極の少なくとも一部から延伸して形成されるので、バス電極を作製する際に、電極加工部および電極先端部を同時に安価に形成することができる。
【００７０】
また、上記により、表示電極として、電極加工部の電極先端部に電界放出部を形成することにより、電界強度をさらに大きく集中させ、維持放電時における最初の放電を確実に発生させ、放電開始電圧を安定して低くさせるプラズマディスプレイパネルを容易に製造することができる。
また、上記により、インクジェット法などの微細に安価に塗布できる塗布方法を使用して、電界放出部を電極先端部に微細に容易に形成することができるようになり、放電開始電圧を安定して低くさせるプラズマディスプレイパネルを安価に製造することができる。
【００７１】
なお、上記において、バス電極を、Ｎｄなどの希土類金属材料の少なくとも１種を混入したＡｌ系電極を使用して説明したが、バス電極９の電極材料としては、導電性を有するものであればどのようなものであっても構わない。例えばＮｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属、合金あるいは積層からなる金属薄膜、Ｐｄ、Ａｇ、Ａｕ、ＲｕＯ2 、Ｐｄ−Ａｇ等の金属或は金属酸化物等から構成される印刷導体も使用できる。
【００７２】
また、電界放出部を構成する炭素成分を含む材料としては、導電性に優れたカーボン構造生成物材料が好適であり、例えばカーボンナノチューブ、フラーレン、グラファイトナノファイバー、アモルファスカーボンファイバー、カーボンナノウォール、多孔性カーボンナノ構造体の群より選択された少なくとも１種を含むカーボン構造生成物材料を使用しても構わない。さらに、これらのカーボン構造生成物の内外部に導電性微粒子を混入あるいは挿入しても構わない。
＜実施の形態２＞
図６は、本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの放電セル前面板の形成過程の一実施例を示す断面概念図である。図６に示す前面板２は、図1の前面板２に相当する断面概念図であり、上下を逆にして示している。図６（ｃ）は、実施の形態２におけるＰＤＰの放電セル前面板の構成を示す断面概念図でもある。図1〜５と同じ構成のものは、同じ参照番号を付与していて、簡略のために一部省略している。図６において、図１〜５と異なるのは、電界放出部が、電極加工部における電極先端部対の少なくとも先端の間に跨って、金属化合物を含んで微粒子膜が形成され、その両端に電圧が印加され、微粒子膜の一部に狭幅の高抵抗部を発生させて、形成されてなることである。
【００７３】
図６（ａ）において、前面板２として、基板１０上の表示電極４の対の互いに相対する側の少なくとも一部に、バス電極９から延伸して主放電ギャップより狭い間隙で相対する電極加工部６７１、６７２を、例えば矩形形状の電極先端部対６１８、６１９を具備して同時に成膜パターン化して形成する。そして、電極先端部対６１８、６１９の少なくとも先端の間に跨って、金属化合物の例えばＰｄＯ微粒子と水溶性ポリマーおよび低級アルコールを少なくとも含む液滴６２０をインクジェット法などの方法により印刷塗布し、焼成あるいは乾燥する。ＰｄＯを主成分とする微粒子膜は、焼成可能なＰｄの錯体または塩の溶液を塗布して、これを焼成する方法が好ましい。錯体または塩として特に制限はないが、水溶液として用いる場合は、アミン錯体などを用いるのが安定で好ましい。このようにして、導電性膜である微粒子膜６２１が、電極先端部対６１８、６１９を覆ってその間に形成される。微粒子膜６２１の膜厚は、好ましくは、数分の１ｎｍ以上数百ｎｍ以下の範囲であり、さらに好ましくは１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲である。
【００７４】
そして、図６（ｂ）に示すように、電極加工部６７１、６７２の電極先端部６１８、６１９の間に、不図示の電圧印加装置により、例えばパルス状の電圧を印加することにより、微粒子膜６２１にフォーミングと呼ばれる通電処理をし、導電性膜である微粒子膜６２１の一部を変形・破壊ないし変質し高抵抗の亀裂を発生させて、微粒子膜６２１の一部の例えばほぼ中央部分に、１０ｎｍ前後の狭い幅ｋの高抵抗部６２２を発生させることにより、電界放出部６２３を形成する。
【００７５】
さらに、電界放出部６２３を形成した後、さらに活性化処理を行うのが望ましい。有機物質を含有する雰囲気中で電極間に、パルス電圧を繰り返し印加する、あるいは昇電圧による通電処理をすることにより、電界放出部およびその近傍に炭素および／または炭素化合物よりなる堆積膜（不図示）を形成する処理により、電界放出の好ましい特性を有するようになる。
【００７６】
金属化合物からなる上記微粒子材料の具体例を挙げるならば、Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属、ＺｎＯ、ＰｄＯ、ＳｎＯ2 、Ｉｎ2 Ｏ3 、ＰｂＯ、Ｓｂ2 Ｏ3 等の酸化物、ＨｆＢ2 、ＺｒＢ2 、ＬａＢ6 、ＣｅＢ6 、ＹＢ4 、ＧｄＢ4 等の硼化物、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣ、ＳｉＣ、ＷＣ等の炭化物、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ等の窒化物、Ｓｉ、Ｇｅ等の半導体、カーボン、ＡｇＭｇ、ＮｉＣｕ、Ｐｂ、Ｓｎ等であり、微粒子からなる。当該微粒子としては、好ましくは、数分の１ｎｍ以上数百ｎｍ以下の範囲の粒径であり、さらに好ましくは１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲の粒径の導電性微粒子を多数含む場合である。このような微粒子を用いてなる微粒子膜の膜厚は、通電処理条件等の製法に依存し、適宜設定を変更することが可能である。
【００７７】
そして、図６（ｃ）に示すように、微粒子膜６２１の一部に狭幅の高抵抗部６２２を発生させることによって、形成された電界放出部６２３を具備した表示電極４の対を覆って、誘電体層７および保護膜７を順次積層することにより、前面板２の構成が形成される。
このようにして、電極加工部の電極先端部対の少なくとも先端の間に跨って、ＰｄＯなどの金属化合物を含んだ微粒子膜が形成され、前記微粒子膜の両端に電圧が印加され、微粒子膜の一部に狭幅の高抵抗部を発生させることによって、形成された電界放出部を具備した表示電極対と、これを覆って誘電体層および保護膜を設けた前面板を使用したＰＤＰは、電界放出部対の高抵抗部の間に電界強度が大きく集中し、維持放電時における最初の放電がさらに確実に安定して発生するようになり、放電開始電圧がさらに低くなった。
【００７８】
上記により、電界放出部として、金属化合物微粒子からなる導電性の微粒子膜間に挟まれた狭い幅の高抵抗部に電界強度がさらに集中し、維持放電時における最初の放電がより安定に確実に発生して、放電開始電圧がさらに低くなり、さらに効率の高いプラズマディスプレイパネルとすることができる。
また、上記により、電界放出部として、金属化合物微粒子を含む微粒子膜の一部に狭い幅の高抵抗部を形成することにより、電界強度をさらに大きく集中させ、維持放電時における最初の放電を確実に発生させ、放電開始電圧を安定して低くさせ、効率を向上させるプラズマディスプレイパネルを容易に製造することができる。
【００７９】
また、上記により、インクジェット法などの微細に安価に塗布できる塗布方法を使用して、電極先端部対の先端に跨って、容易に微細パターンで導電性の微粒子膜を形成することができるので、放電開始電圧を安定して低くさせるプラズマディスプレイパネルを安価に高精細に製造することができる。
なお、上記において、電界放出部を、導電性の微粒子を含んで形成するとして説明したが、電極加工部の電極先端部対を形成した基板上に有機金属溶液を塗布して放置することにより、有機金属薄膜を形成し、有機金属薄膜に通電してその一部に高抵抗部を発生させることにより電界放出部を形成しても、同様に実施可能である。有機金属溶液とは、Ｐｄ、Ｒｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ等の金属を主元素とする有機化合物の溶液である。有機金属溶液を塗布して放置した後、有機金属薄膜を加熱焼成処理し、リフトオフ、エッチング等によりパターニングし、電界放出部形成用の薄膜を形成する。そして、前述と同様に、フォーミングと呼ばれる通電処理を電極加工部間に電圧としてパルス状あるいは、昇電圧による通電処理が行われると、電界放出部形成用の薄膜の部位に構造の変化した高抵抗部が形成され、電界放出部が形成される。
【００８０】
また、上記において、電極加工部は、透明電極あるいはバス電極から所定の幅で延伸して形成するとして説明したが、維持放電が定常的に起きている際に、電極加工部に大電流が流れるのを防止するために、少なくとも電極加工部の途中にスネーク状抵抗あるいは高抵抗となる部分が形成されていても、同様に実施が可能である。
また、上記において、電極先端部対の間の間隙ｇは１μｍ以上１０μｍ以下の範囲としたが、ＰＤＰの形状、精細度により異なっていてもよく、上記値より大きく表示電極対の主放電ギャップＧの値より小さい間隙でも構わない。
【００８１】
また、上記において、誘電体層をＣＶＤ法やＩＣＰ−ＣＶＤ法により形成し緻密な薄膜誘電体層として説明したが、従来のような鉛ガラス系や非鉛ガラス系の低融点ガラス材料ペーストによる塗布焼成型のどちらかというと高い誘電率を有する誘電体層を厚膜で形成しても同様に実施可能である。
また、上記において、誘電体層として、その誘電率εが２〜５の範囲にあり、その膜厚が１μｍ以上１０μｍ以下の範囲で形成されるように説明したが、誘電率として５〜１５の範囲で、膜厚として１０〜４５μｍで形成されていても構わない。
【００８２】
また、上記において、保護膜としてＭｇＯを使用して説明したが、他の金属酸化物、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＭｇＮＯ、ＺｎＯなどからなる保護膜でも同様に実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明によるプラズマディスプレイパネルは、ＰＤＰ放電セルの放電開始電圧をさらに安定して確実に低くし、放電効率および発光効率をさらに向上させ、あるいは消費電力をさらに低減するプラズマディスプレイパネルとなり、小中型から大型のテレビジョンや高精細テレビジョンあるいは情報表示端末など、映像機器産業、情報機器産業、宣伝機器産業、産業機器やその他の産業分野に利用することができ、その産業上の利用可能性は非常に広く且つ大きい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セルの構成を示す断面概念図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の実施例の構成を示す平面概念図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の別の実施例の構成を示す平面概念図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の別の実施例の構成を示す平面概念図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの放電セル前面板の別の実施例の構成を示す平面概念図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの放電セル前面板の形成過程の一実施例を示す断面概念図である。
【図７】従来の面放電型ＡＣ型ＰＤＰの放電単位である放電セル構造を示す断面概念図である。
【図８】他の従来例であるＰＤＰ放電セルの前面板構成を示す平面概念図である。
【符号の説明】
【００８５】
１、３０、４０、５０、５１  放電セル
２  前面板
３  背面板
４  表示電極
５  走査電極
６  維持電極
７  誘電体層
８  保護膜
９  バス電極
１０、１１  ガラス基板
１１８、１１９、３１８、４１８、４１９、５１８、５１９、６１８、６１９  電極先端部
１２１、３２１、４２１、５２１、６２３  電界放出部
１５１、１６１  透明電極
１７１、１７２、３７１、３７２、４７１、４７２、５７１、５７２、５７３、５７４、６７１、６７２  電極加工部
２２０  正方形
３２２  カーボン構造生成物
４２２  導電性微粒子
６２０  液滴
６２１  微粒子膜
６２２  高抵抗部
【図１】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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