(57)【要約】プラズマディスプレイパネル用ガラスペーストは、少なくとも誘電体ガラス微粒子と中空微粒子とを有する。誘電体ガラス微粒子は、球状または鱗片状の形状を有する。さらに誘電体ガラス微粒子の平均粒径ｄ１が、１２０ｎｍ以下、かつ、最大粒径が４００ｎｍ以下である。中空微粒子の平均粒径ｄ２が１２０ｎｍ以下、かつ、最大粒径が４００ｎｍ以下である。
2012011232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも誘電体ガラス微粒子と中空微粒子とを有し、
前記誘電体ガラス微粒子は、球状または鱗片状の形状を有し、
さらに前記誘電体ガラス微粒子の平均粒径ｄ１が、１２０ｎｍ以下、かつ、最大粒径が４００ｎｍ以下であり、
前記中空微粒子の平均粒径ｄ２が１２０ｎｍ以下、かつ、最大粒径が４００ｎｍ以下である、
プラズマディスプレイパネル用ガラスペースト。
【請求項２】
前記誘電体ガラス微粒子の平均粒径ｄ１と前記中空微粒子の平均粒径ｄ２の比であるｄ２／ｄ１が０．４８以上１２以下である、
プラズマディスプレイパネル用ガラスペースト。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル用ガラスペーストを用いて誘電体層を形成し、
前記誘電体層における前記中空微粒子の含有率は、１０％体積以上７４％体積以下である、
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】
ここに開示された技術は、表示デバイスなどに用いられるプラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル用ガラスペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）の表示電極を構成するバス電極には、導電性を確保するための銀電極が用いられている。バス電極を覆う誘電体層には、酸化鉛を主成分とする低融点ガラスが用いられている。近年、環境への配慮から、鉛成分を含まない誘電体層が用いられている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
ＰＤＰの消費電力低減のため、誘電体層の静電容量を小さくし、無効電力を低減することが求められている。すなわち、誘電体層の比誘電率を小さくすることが求められている。比誘電率が小さい誘電体層を形成するために、空孔を有する微粒子をガラス板上に堆積させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１２８４３０号公報
【特許文献２】特開２００９−２５９５６６号公報
【発明の概要】
【０００５】
プラズマディスプレイパネル用ガラスペーストは、少なくとも誘電体ガラス微粒子と中空微粒子とを有する。誘電体ガラス微粒子は、球状または鱗片状の形状を有する。さらに誘電体ガラス微粒子の平均粒径ｄ１は、１２０ｎｍ以下、かつ、最大粒径が４００ｎｍ以下である。中空微粒子の平均粒径ｄ２は、１２０ｎｍ以下、かつ、最大粒径が４００ｎｍ以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は実施の形態にかかるＰＤＰの構造を示す斜視図である。
【図２】図２は実施の形態にかかる前面板の断面を示す概略図である。
【図３】図３は実施の形態にかかる誘電体ガラススラリーの概略図である。
【図４】図４は実施の形態にかかる中空微粒子スラリーの概略図である。
【図５】図５は実施の形態にかかる球形状の中空微粒子の正面図である。
【図６】図６は図５における６−６断面図である。
【図７】図７は実施の形態にかかる六面体の中空微粒子の斜視図である。
【図８】図８は図７における一点鎖線部の断面図である。
【図９】図９は実施の形態にかかる誘電体ペーストの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［１．ＰＤＰ１の構成］
本実施の形態のＰＤＰ１は、交流面放電型ＰＤＰである。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置される。前面板２と背面板１０の外周部がガラスフリットなどからなる封着材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、キセノン（Ｘｅ）を含む放電ガスが５５ｋＰａ〜８０ｋＰａの圧力で封入される。
【０００８】
前面ガラス基板３上には、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と遮光層７が互いに平行にそれぞれ複数列配置される。走査電極４は、黒色電極４ａと、黒色電極４ａ上に積層された白色電極４ｂとから構成されている。維持電極５は、黒色電極５ａと、黒色電極５ａ上に積層された白色電極５ｂとから構成されている。さらに、前面ガラス基板３上には、表示電極６と遮光層７とを被覆する誘電体層８が形成されている。誘電体層８は、コンデンサとして機能する。さらに、誘電体層８の表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。
【０００９】
背面ガラス基板１１上には、表示電極６と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置される。さらに、アドレス電極１２を被覆する下地誘電体層１３が形成されている。さらに、アドレス電極１２の間に形成された下地誘電体層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の間には、紫外線によって赤色に発光する蛍光体層１５と、青色に発光する蛍光体層１５および緑色に発光する蛍光体層１５が順番に形成される。
【００１０】
表示電極６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る。赤色に発光する蛍光体層１５を有する放電セルと、青色に発光する蛍光体層１５を有する放電セルと、緑色に発光する蛍光体層１５を有する放電セルとによりカラー表示をする画素が形成される。
【００１１】
［２．ＰＤＰ１の製造方法］
［２−１．前面板２の製造方法］
図２に示すように、フォトリソグラフィ法によって、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５とブラックストライプ７とが形成される。走査電極４および維持電極５は、導電性を確保するための銀（Ａｇ）を含む白色電極４ｂ、５ｂを有する。また、走査電極４および維持電極５は、画像表示面のコントラストを向上するため黒色顔料を含む黒色電極４ａ、５ａを有する。白色電極４ｂは、黒色電極４ａに積層される。白色電極５ｂは、黒色電極５ａに積層される。
【００１２】
黒色電極４ａ、５ａの材料には、黒色度を確保するための黒色顔料と黒色顔料を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む黒色ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、黒色ペーストが前面ガラス基板３に塗布される。次に、乾燥炉によって、黒色ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、黒色ペーストが露光される。
【００１３】
白色電極４ｂ、５ｂの材料には、銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む白色ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、白色ペーストが、黒色ペーストが形成された前面ガラス基板３に塗布される。次に、乾燥炉によって、白色ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、白色ペーストが露光される。
【００１４】
次に、黒色ペーストおよび白色ペーストが現像され、黒色電極パターンおよび白色電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、黒色電極パターンおよび白色電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、黒色電極パターン中の感光性樹脂および白色電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、黒色電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。また、白色電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、黒色電極４ａ、５ａおよび白色電極４ｂ、５ｂが形成される。
【００１５】
ブラックストライプ７は、黒色電極４ａ、５ａと同様に形成される。なお、ブラックストライプ７は、黒色電極４ａ、５ａと同時に形成されてもよい。ここで、黒色電極ペーストおよび白色電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００１６】
次に、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。誘電体層８の詳細は後述される。
【００１７】
次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成される。保護層９は、一例として、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）蒸着装置により形成される。保護層９の材料は、単結晶のＭｇＯからなるペレットである。ペレットには、さらに不純物としてアルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）などが添加されていてもよい。
【００１８】
まず、ＥＢ蒸着装置の成膜室に配置されたペレットに電子ビームが照射される。電子ビームのエネルギーを受けたペレットは蒸発する。蒸発したＭｇＯは、成膜室内に配置された誘電体層８上に付着する。ＭｇＯの膜厚は、電子ビームの強度、成膜室の圧力などによって、所定の範囲に収まるように調整される。
【００１９】
なお、保護層９は、ＭｇＯの他にも酸化カルシウム（ＣａＯ）との混合膜あるいは、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの金属酸化物を含む膜を用いることができる。また、複数の種類の金属酸化物を含む膜を用いることもできる。
【００２０】
以上の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成部材を有する前面板２が完成する。
【００２１】
［２−２．背面板１０の製造方法］
図１に示すように、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２、下地誘電体層１３、隔壁１４および蛍光体層１５が形成される。
【００２２】
まず、フォトリソグラフィ法によって、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２が形成される。アドレス電極１２の材料には、導電性を確保するための銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むアドレス電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、アドレス電極ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。次に、乾燥炉によって、アドレス電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、アドレス電極ペーストが露光される。次に、アドレス電極ペーストが現像され、アドレス電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、アドレス電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、アドレス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、アドレス電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、アドレス電極１２が形成される。ここで、アドレス電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００２３】
次に、下地誘電体層１３が形成される。下地誘電体層１３の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、下地誘電体ペーストが所定の厚みでアドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にアドレス電極１２を覆うように塗布される。次に、乾燥炉によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、下地誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融した誘電体ガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、下地誘電体層１３が形成される。ここで、下地誘電体ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、ダイコート法、スピンコート法などを用いることができる。また、下地誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、下地誘電体層１３となる膜を形成することもできる。
【００２４】
次に、フォトリソグラフィ法によって、隔壁１４が形成される。隔壁１４の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。まず、ダイコート法などによって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層１３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像され、隔壁パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、隔壁パターンが所定の温度で焼成される。つまり、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。また、隔壁パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、隔壁１４が形成される。ここで、フォトリソグラフィ法以外にも、サンドブラスト法などを用いることができる。
【００２５】
次に、蛍光体層１５が形成される。蛍光体層１５の材料には、蛍光体粒子とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。まず、ディスペンス法などによって、蛍光体ペーストが所定の厚みで隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。以上の工程によって、蛍光体層１５が形成される。ここで、ディスペンス法以外にも、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００２６】
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。
【００２７】
［２−３．前面板２と背面板１０との組立方法］
まず、ディスペンス法によって、背面板１０の周囲に封着材（図示せず）が形成される。封着材（図示せず）の材料には、ガラスフリットとバインダと溶剤などを含む封着ペーストが用いられる。次に乾燥炉によって、封着ペースト中の溶剤が除去される。次に、表示電極６とアドレス電極１２とが直交するように、前面板２と背面板１０とが対向配置される。次に、前面板２と背面板１０の周囲がガラスフリットで封着される。最後に、放電空間１６にＸｅを１５体積％以上３０体積％以下含む放電ガスが封入されることによりＰＤＰ１が完成する。
【００２８】
［３．誘電体層８の詳細］
誘電体層８は、低比誘電率、高耐電圧かつ高光透過率を要求される。これらの特性は、誘電体層８の構造に大きく依存する。図２に示すように、本実施の形態の誘電体層８は、内部が中空である中空微粒子２０を含む。また、誘電体層８は、一例として、中空微粒子２０とガラス層である誘電体ガラス層２２とを含んでもよい。さらに、中空微粒子２０は、誘電体層８中に分散している。中空微粒子２０は、誘電体層８中に均一に分散していれば、より好ましい。なお、説明の便宜のため、図２に示される中空微粒子２０の大きさ、および数は、実際の製品とは異なる。
【００２９】
後述されるように、中空微粒子２０が誘電体層８中に均一に分散しているか否かについては、種々の測定方法によって判断される。例えば、前面板２の可視光線透過率を測定する方法がある。中空微粒子２０が誘電体層８中に均一に分散していなければ、可視光線透過率が低下する。他には、例えば、前面板２のヘイズ値を測定する方法がある。中空微粒子２０が誘電体層８中に均一に分散していなければ、ヘイズ値が大きくなる。
【００３０】
従来、４５０℃から６００℃程度での焼成を可能にするために、誘電体ガラスは、２０重量％以上の酸化鉛を含有していた。しかし、本実施の形態においては、環境への配慮のため、誘電体ガラスは、酸化鉛を含有しない。すなわち、誘電体層８は、酸化鉛を含有しない。
【００３１】
［３−１．誘電体ペースト５０の製造］
図３、図４および図９に示すように誘電体ペースト５０は、誘電体ガラス微粒子２３が分散した誘電体ガラススラリー３０と中空微粒子２０が分散した中空微粒子スラリー４０とビヒクルなどから構成される。
【００３２】
［３−２．誘電体ガラススラリー３０］
図３に示すように、誘電体ガラススラリー３０は、誘電体ガラス微粒子２３が１０重量％〜６５重量％と溶媒２４が３５重量％〜９０重量％とが混合分散したものである。誘電体ガラス微粒子２３は、一例として、三酸化二硼素（Ｂ２Ｏ３）と二酸化珪素（ＳｉＯ２）とアルカリ金属の酸化物である酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）や酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）や酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）などを含む。溶媒２４は、一例として、アルコール系やグリコール系や水系などを含む。
【００３３】
まず、例示した組成成分からなる誘電体ガラス材料が、湿式ジェットミルやボールミルにより平均粒径ｄ１が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、かつ最大粒径が４００ｎｍ以下となるように粉砕されて誘電体ガラス微粒子２３が作製される。本実施の形態において、誘電体ガラス微粒子２３の粒径は、内接球直径で規定される。内接球直径とは、誘電体ガラス微粒子２３の内部に球を挿入したと仮定して、球の表面が誘電体ガラス微粒子２３に内接可能な最大の直径である。作製される誘電体ガラス微粒子２３の形状は、おおよそ球状の誘電体ガラス微粒子２３１や、鱗片状の誘電体ガラス微粒子２３２などがある。
【００３４】
なお、誘電体ガラス微粒子２３は、平均粒径ｄ１が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、かつ最大粒径が４００ｎｍ以下であることがより好ましい。粒径は、ＳＥＭ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｅｌｅｔｏｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）装置によって測定された値である。中空微粒子２０が均一に分散した誘電体ガラススラリーを製造するためには、誘電体ガラス微粒子２３の粒径を規定することが好ましい。誘電体ガラス微粒子２３の平均粒径ｄ１が１００ｎｍを超え、また最大粒径が４００ｎｍを超えると、誘電体層８が形成されたときに中空微粒子２０が偏って分布する。これは、誘電体ガラススラリー３０と、後述される中空微粒子スラリー４０との混合時に、誘電体ガラス微粒子２３の周縁に、中空微粒子２０が分布し、偏りが焼成後も維持されるためである。このような誘電体層８では、可視光が誘電体層８中で散乱して、可視光線透過率が低下する場合がある。よって、誘電体ガラス微粒子２３の平均粒径ｄ１は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、かつ最大粒径が４００ｎｍ以下であることがより好ましい。
【００３５】
誘電体ガラススラリー３０には、滑剤や分散剤などが添加されてもよい。滑剤や分散剤などが添加された誘電体ガラススラリー３０は分散性が向上する。
【００３６】
［３−３．中空微粒子スラリー４０］
図４に示すように中空微粒子スラリー４０は、中空微粒子２０が１重量％〜２０重量％と溶媒２６が８０重量％〜９９重量％とが混合分散したものである。中空微粒子２０の主成分は、一例として、二酸化珪素（ＳｉＯ２）である。酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、または、これらの複合酸化物なども用いることができる。図５および図６には、外形が球形状の中空微粒子２０が例示されている。図５に示すように、中空微粒子２０は、内部に中空部２１を有する中空構造である。なお、中空微粒子２０の外形は、球形状に限られない。例えば、図７および図８には、外形が多面体形状である六面体の中空微粒子２０が例示されている。図８に示すように、中空微粒子２０は、内部に中空部２１を有する中空構造である。なお、中空微粒子２０は、六面体に限られず、八面体などの多面体形状でもよい。溶媒は、一例として、アルコール系やグリコール系や水系などを含む。
【００３７】
形状はＳＥＭによって確認することができる。さらに「球形状」とは幾何学的な意味での厳密な球を指すものではなく、ＳＥＭ像を目視で観察することによりおおよそ球と認識可能な形状を指す。同様に「多面体形状」とは、ＳＥＭ像を目視で観察することによりおおよそ多面体と認識可能な形状を指す。
【００３８】
本実施の形態において、中空微粒子２０は、平均粒径ｄ２が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、かつ最大粒径が４００ｎｍ以下である。図６に示すように、中空微粒子２０が球形状の場合、粒径は、中空微粒子２０の外直径である。なお、中空微粒子２０が多面体形状の場合、粒径は、内接球直径で規定される。なお、粒径は、ＳＥＭ装置によって測定された値である。中空微粒子２０の最大粒径が大きくなると前面板の可視光線透過率が低下する。中空微粒子２０の最大粒径が、可視光線の最短波長である４００ｎｍ以下であれば、可視光線透過率は、７５％以上を確保できる。また、中空微粒子２０の粒径が、可視光線の最短波長の１／４波長に相当する１００ｎｍ以下であれば、中空微粒子２０間の光散乱が抑制される。よって、中空微粒子２０の平均粒径ｄ２は１００ｎｍ以下がより好ましい。
【００３９】
また、中空微粒子２０は、空間率で１０％以上、６０％以下が好ましい。空間率が１０％より小さい場合は、比誘電率が上昇する。空間率が６０％より大きい場合は、中空微粒子２０の壁が薄くなることにより、中空微粒子２０の形状を確保することが困難になる。なお、空間率は、中空微粒子２０の内部空間である中空部２１の体積を中空微粒子２０の体積で除算した値である。
【００４０】
中空微粒子２０は、有機粒子プレート法や、無機粒子プレート法などにより製造される。有機粒子プレート法は、ポリスチレンなどの有機コア粒子の周りに表面電荷により選択的に目的の酸化物を析出させる。有機コア粒子の表面が酸化物で被覆された後、有機コア粒子が除去される。無機粒子プレート法は、炭酸カルシウムなどのコア粒子の周りに目的の酸化物がコーティングされる。無機コア粒子の表面が酸化物で被覆された後、無機コア粒子が溶解除去される。
【００４１】
有機粒子プレート法においても、無機粒子プレート法においても、中空微粒子２０の粒径および空間率は、有機コア粒子または無機コア粒子の粒径と、被覆される酸化物の膜厚に依存する。すなわち、有機コア粒子または無機コア粒子の粒度分布が所定の範囲に収めること、および酸化物の膜厚を所定の範囲に収めることにより、中空微粒子２０の粒径および空間率を制御することができる。中空微粒子スラリー４０には滑剤や分散剤などが添加されてもよい。滑剤や分散剤などが添加された中空微粒子スラリー４０は分散性が向上する。
【００４２】
［３−１−３．誘電体ペースト５０］
上述のように、誘電体ガラススラリー３０と中空微粒子スラリー４０は、別々に製造される。誘電体ペースト５０を前面ガラス基板３に塗布する前に、誘電体ガラススラリー３０と中空微粒子スラリー４０とが混合分散される。さらに、誘電体ペースト５０には、必要に応じてビヒクルなどバインダ成分が混合分散される。バインダ成分はエチルセルロースあるいはアクリル樹脂を１重量％〜２０重量％含む。さらにバインダ成分は、ターピネオールあるいはブチルカルビトールアセテートを含む。また、誘電体ペーストには、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、リン酸トリブチルが添加されてもよい。なお、バインダ成分はガラス粒子粉砕時溶媒に合わせて選定してもよい。
【００４３】
なお、バインダ成分を混合分散するタイミングはこの限りではない。
【００４４】
本実施の形態にかかる誘電体ペースト５０の製造方法によれば、図９に示すように誘電体ペースト５０中に誘電体ガラス微粒子２３と中空微粒子２０とが均一に分散する。
【００４５】
誘電体層８における中空微粒子２０の含有量は、誘電体層８の単位体積あたりの誘電体ガラスの体積をＶ１、中空微粒子２０の体積をＶ２とすると、以下の式１を満たすことが好ましい。
【００４６】
【数１】
2012011232.tif 000003
【００４７】
つまり中空微粒子２０の含有量が１０体積％以上、７４体積％以下であることが好ましい。中空微粒子２０の含有量が１０体積％より少ないと、誘電体層８の比誘電率を小さくすることが難しい。一方、中空微粒子２０の含有量が７４体積％を超えると、誘電体層８の密度が低下するため、機械的強度が低下する。すなわち、誘電体層８にクラックが発生しやすくなる。さらに誘電体層８の機械的強度を確保するために、中空微粒子２０の含有量は、５０体積％以下であることが好ましい。
【００４８】
また、このときの誘電体ペースト５０中の誘電体ガラス微粒子２３の平均粒径ｄ１と中空微粒子２０の平均粒径ｄ２の比ｄ２／ｄ１の好ましい範囲は以下のように計算される。誘電体層８の単位体積あたりに使用される誘電体ガラス微粒子２３の個数をｎ１、中空微粒子２０の個数をｎ２とすると、次の式２で表される。
【００４９】
【数２】
2012011232.tif 000004
【００５０】
そして式１と式２より、次の式３が導かれる。
【００５１】
【数３】
2012011232.tif 000005
【００５２】
ここで、誘電体層８が機械的強度を十分に備えるためには、ｎ１＞ｎ２（式４）であることが望ましい。式４を満たさないと、中空微粒子２０をガラスによって十分接着されなくなるため、誘電体層８の機械的強度が下がってしまうためである。
【００５３】
また、ｄ１とｄ２はそれぞれ１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であることから、次の式５を満たす。
【００５４】
【数４】
2012011232.tif 000006
【００５５】
式３および式５を同時に満たし、ｎ１／ｎ２≒１と仮定すると、平均粒径比の条件は、次の式６となる。
【００５６】
【数５】
2012011232.tif 000007
【００５７】
式６において、右辺は式５で規定された最大値から決定される。式６において左辺は式３で規定された最小値から規定される。
【００５８】
誘電体層８における中空微粒子２０の含有量を所定の範囲に収めるためには、誘電体ペースト５０中の中空微粒子２０の含有量を所定の範囲に収めることが好ましい。すなわち、規定された比率にしたがって、誘電体ガラススラリー３０と中空微粒子スラリー４０とが混ぜ合わされればよい。あるいは、中空微粒子スラリー４０の製造段階で、中空微粒子スラリー４０における中空微粒子２０の含有量を所定の範囲に収めてもよい。
【００５９】
［３−２．誘電体層８の形成方法］
誘電体層８を形成する方法として、スクリーン印刷法やダイコート法などが用いられる。まず、誘電体ペースト５０が、前面ガラス基板３上に塗布される。誘電体ペースト層の塗布膜厚は、焼成によって収縮する割合が考慮された上で、適宜設定される。次に、１００℃から２００℃の温度範囲で誘電体ペースト層が乾燥される。次に、４５０℃から６００℃の温度範囲、より好ましくは５５０℃から５９０℃の温度範囲で焼成される。以上の工程によって、中空微粒子２０と誘電体ガラス層２２とからなる誘電体層８が形成される。
【００６０】
また、誘電体層８を形成する方法として、以下の方法も用いられる。まず、誘電体ペースト５０をフィルム上に塗布、乾燥させたシートが用いられる。次に、シートに形成された誘電体ペーストが前面ガラス基板３に転写される。次に、４５０℃から６００℃、より好ましくは５５０℃〜５９０℃の温度範囲で焼成される。以上の工程によって、中空微粒子２０と誘電体ガラス層２２とからなる誘電体層８が形成される。
【００６１】
また、誘電体層８の膜厚が小さいほどＰＤＰ１の輝度が向上する。また、誘電体層８の膜厚が小さいほどＰＤＰ１の放電電圧が低減する。よって、絶縁耐圧が低下しない範囲で、できるだけ誘電体層８の膜厚が小さいことが好ましい。絶縁耐圧の観点と、可視光透過率の観点との両方から、本実施の形態では、一例として、誘電体層８の膜厚は１０μｍ以上４１μｍ以下である。
【００６２】
［４．まとめ］
本実施例のプラズマディスプレイパネル用ガラスペーストである誘電体ペースト５０は、少なくとも誘電体ガラス微粒子２３と中空微粒子２０とを有する。誘電体ガラス微粒子２３は、球状または鱗片状の形状を有する。誘電体ガラス微粒子２３の平均粒径ｄ１は１２０ｎｍ以下かつ最大粒径が４００ｎｍ以下である。中空微粒子２０の平均粒径ｄ２は１２０ｎｍ以下かつ最大粒径が４００ｎｍ以下である。
【００６３】
本実施例のＰＤＰ１は、誘電体ペースト５０を用いて形成されたＰＤＰである。誘電体層８における中空微粒子２０の含有率は、１０％体積以上７４％体積以下であることが好ましい。中空微粒子２０の含有量が１０体積％より少ないと、誘電体層８の比誘電率を小さくすることが難しい。一方、中空微粒子２０の含有量が７４体積％を超えると、誘電体層８の密度が低下するため、機械的強度が低下する。すなわち、誘電体層８にクラックが発生しやすくなる。
【００６４】
本実施例のＰＤＰ１は、前面板２と、背面板１０と、を備える。前面板２と背面板１０とは対向配置される。前面板２は、表示電極６と表示電極６を覆う誘電体層８とを有する。誘電体層８は、内部が中空である中空微粒子２０を含む。また、誘電体層８は、中空微粒子２０とガラス層である誘電体ガラス層２２とを含んでもよい。さらに、中空微粒子２０は、誘電体層８中に分散している。
【００６５】
このような構成によれば、誘電体ガラス層２２により中空微粒子２０相互の結合力を確保できる。また、中空微粒子２０の内部は中空であるため、中空微粒子２０内部の比誘電率は約１．０である。よって中空微粒子２０自体の比誘電率は１．０に近い値になる。よって、誘電体層８の比誘電率を小さくできる。
【００６６】
さらに誘電体ペースト５０は、誘電体ガラス微粒子２３の平均粒径ｄ１と中空微粒子２０の平均粒径ｄ２の比であるｄ２／ｄ１が０．４８以上１２以下であると好ましい。誘電体層８の機械的強度が向上するからである。
【００６７】
なお、誘電体層８に均一に分散された中空微粒子２０の一部は割れていてもよい。すなわち、誘電体層８中には、中空微粒子２０の破片が分散してもよい。割れて一部が開いた中空微粒子２０の内部にはガラスは入り込まず中空は維持される。よって、中空微粒子２０の一部が割れていても、割れていない中空微粒子２０と同等の効果を得られる。さらに、割れた中空微粒子２０の破片が誘電体ガラス微粒子の隙間に入りこんだ場合でも、緻密な膜になり、膜強度が向上する。
【００６８】
また、誘電体ペースト５０の塗布後から時間が経過すると、中空微粒子２０は、誘電体ペーストよりも比重が軽いため、誘電体ペースト層の表面側へ移動する。この状態で、前面ガラス基板３を乾燥させると、誘電体層８において、厚み方向に中空微粒子２０の含有量に勾配が生じる。すなわち、誘電体層８における屈折率は、誘電体層８の厚み方向に勾配が生じてもよい。誘電体層８の前面ガラス基板３側における中空微粒子２０の含有量が少なくなると屈折率が相対的に高くなる。誘電体層８の表面側における中空微粒子２０の含有量が多くなると、屈折率が相対的に低くなる。この構成によれば、前面ガラス基板３と誘電体層８との界面の屈折率差が低減される。また、放電ガスが封入されている放電空間と誘電体層８との界面の屈折率差が低減される。すなわち、前面ガラス基板３と誘電体層８との界面および放電空間と誘電体層８との界面での反射率が低減される。よって、発光取り出し効率が向上し、さらに、外光反射率が低減する。
【００６９】
また、誘電体層８は、中空微粒子２０とガラス微粒子である誘電体ガラス微粒子２３とを含んでもよい。さらに、誘電体層８は、中空微粒子２０と誘電体ガラス微粒子２３と誘電体ガラス層２２とを含んでもよい。
【００７０】
［５．実施例の評価］
評価のためにＰＤＰが作製された。作製されたＰＤＰは、４２インチクラスのハイビジョンテレビに適合するものである。ＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と対向配置された背面板１０と、を備える。前面板２と背面板１０とは、周囲が封着されている。前面板２と背面板１０との間に放電空間１６が形成されている。前面板２は、表示電極６と表示電極６を覆う誘電体層８を有する。誘電体層８は、中空微粒子２０を含む。さらに、前面板２は、誘電体層８を被覆する保護層９を有する。背面板１０は、アドレス電極１２と、下地誘電体層１３と、隔壁１４と、蛍光体層１５とを有する。放電空間１６には、Ｘｅを１５体積％含んだＮｅ−Ｘｅ系の混合ガスが、６０ｋＰａの内圧で封入された。また、表示電極６と表示電極６との電極間距離は、０．０６ｍｍである。隔壁１４の高さは０．１５ｍｍ、隔壁１４と隔壁１４との間隔（セルピッチ）は０．１５ｍｍである。
【００７１】
中空微粒子スラリー４０には、無機粒子プレート法で作製された中空微粒子２０（主成分：ＳｉＯ２、空間率：５０％、平均粒径：１００ｎｍ、最大粒径：２００ｎｍ、形状：球）が用いられた。誘電体ガラススラリー３０には、上述の方法で作製された誘電体ガラス微粒子２３（比誘電率：６．０、平均粒径１００ｎｍ、最大粒径：２００ｎｍ）が用いられた。誘電体ペースト５０を塗布する直前に、中空微粒子スラリー４０と、誘電体ガラススラリー３０とが混ぜ合わされた。誘電体ペースト５０は、ダイコート法で前面ガラス基板３に塗布された。塗布膜の膜厚は、焼成後の誘電体層８の膜厚が１５μｍになるように設定された。焼成は、誘電体ガラス微粒子２３の軟化点以上の温度で行われた。したがって、誘電体層８は、中空微粒子２０と誘電体ガラス層２２から構成された。また、誘電体層８における中空微粒子２０の含有率は２０体積％であった。誘電体層８の比誘電率は、４．０であった。比誘電率の測定にはＬＣＲメーターが用いられた。比誘電率は、周波数が１ｋＨｚのときの値である。
【００７２】
上述のように前面ガラス基板３に誘電体層８が形成された基板の可視光線透過率は、８０％であった。すなわち、実施例１において、中空微粒子２０が、誘電体層８中に均一に分散していることを示している。さらに、誘電体層８の絶縁破壊はなかった。つまり、誘電体層８の機械的強度は確保されていた。さらに、実施例におけるＰＤＰ１の消費電力は、従来の誘電体層を有するＰＤＰより１０％低減できた。
【００７３】
また、実施例における誘電体層８のヘイズ値は、３０％であった。なお、ヘイズ値の測定には、ヘイズ・透過率計「ＨＭ−１５０」（株式会社  村上色彩研究所製）が用いられた。実施例において、誘電体層が形成された前面ガラス基板に対して、波長５５０ｎｍの単波長の光を前面ガラス基板と直交する方向から入射させた時の光線透過率（可視光線透過率）およびヘイズ値が測定された。ヘイズ値からも実施例において、中空微粒子２０が、誘電体層８中に均一に分散していることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように本実施の形態に開示された技術は、高画質の表示性能を備え、かつ低消費電力のＰＤＰを実現する上で有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１    ＰＤＰ
２    前面板
３    前面ガラス基板
４    走査電極
４ａ，５ａ    黒色電極
４ｂ，５ｂ    白色電極
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
２０    中空微粒子
２１    中空部
２２    誘電体ガラス層
２３    誘電体ガラス微粒子
２４，２６    溶媒
３０    誘電体ガラススラリー
４０    中空微粒子スラリー
５０    誘電体ペースト
２３１    球状の誘電体ガラス微粒子
２３２    鱗片状の誘電体ガラス微粒子
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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