(57)【要約】【課題】本発明は、高信頼性を確保し、さらに環境問題に配慮したプラズマディスプレイパネルを実現することを目的としている。【解決手段】少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成したプラズマディスプレイパネルに用いる誘電体層用のペーストであって、前記ペーストはガラス材料およびバインダ樹脂を含み、前記ペーストは沸点が異なる３種以上の溶剤を含むことを特徴とする。ここで、前記ペーストの少なくとも１種の溶剤の沸点が２５０℃以上であって、前記溶剤の含有量が前記ペースト中の溶剤総量の重量比率で１５重量％以上３０重量％以下であることが望ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成したプラズマディスプレイパネルに用いる誘電体層用のペーストであって、前記ペーストはガラス材料およびバインダ樹脂を含み、前記ペーストは沸点が異なる３種以上の溶剤を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルに用いる誘電体層用のペースト。
【請求項２】
前記ペーストの少なくとも１種の溶剤の沸点が２５０℃以上であって、前記溶剤の含有量が前記ペースト中の溶剤総量の重量比率で１５重量％以上３０重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の誘電体層用のペースト。
【請求項３】
少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成したプラズマディスプレイパネルであって、請求項１−２に記載の誘電体層用ペーストを用いて前記誘電体層を形成してい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】
少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成する工程を有したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記誘電体層を形成する工程において請求項１−２に記載の誘電体層用ペーストを用いた塗布工程が１回のみであ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。
【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と呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用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も製品化されている。
【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、そ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、この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、この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Ｎｅ−Ｘｅの放電ガスが５５ｋＰａ〜８０ｋＰａの圧力で封入されている。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。
【０００５】
表示電極の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、誘電体層として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が、近年の環境問題への配慮から誘電体層として鉛成分を含まない例が開示されている（例えば、特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２８４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいる。
【０００８】
このようなハイビジョン化によって、走査線数が増加して表示電極の数が増加し、さらに表示電極間隔が小さくなる。そのため、表示電極を被覆する誘電体層も小さくなった表示電極間隔に空隙などなく形成される必要がある。空隙などが存在した場合、誘電体層に求められる絶縁耐圧特性が低下してしまう。また、空隙などがあまりに巨大な場合は光透過を阻害したり、透過光が乱反射するため表示品質の劣化をもたらす。そこで従来はそうした誘電体層の形成にはスクリーン印刷法やダイコート法を用いて複数回の誘電体形成を行って誘電体層を形成していた。
【０００９】
しかしながら、そうした複数回の誘電体形成方法では多くの生産設備が必要になるだけでなく、製造時エネルギー消費の増大などコストアップにつながり、安価で高性能なＰＤＰを提供することが困難となる。
【００１０】
また、従来技術の一つとしてドライフィルム法による誘電体形成の手法がある。しかしこの手法ではドライフィルムを形成するためのベースフィルムが必要となるため、その分のコストアップに繋がるだけでなくベースフィルムはラミネート後廃棄物となるため環境問題という点でも望ましくない。さらにドライフィルム法では形成時に表示電極間隔での流動性が乏しいため空隙などなく形成することが困難である。
【００１１】
そこで本発明は、このような課題を解決して、高精細表示でも、高信頼性を確保したＰＤＰを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明のペーストは、少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成したＰＤＰに用いる誘電体層用のペーストであって、ペーストはガラス材料およびバインダ樹脂を含み、ペーストは沸点が異なる３種以上の溶剤を含むことを特徴とする。ここで、ペーストの少なくとも１種の溶剤の沸点が２５０℃以上であって、溶剤の含有量がペースト中の溶剤総量の重量比率で１５重量％以上３０重量％以下であることが望ましい。また本発明のＰＤＰは、少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成したＰＤＰであって、上記誘電体層用ペーストを用いて誘電体層を形成していることを特徴とする。さらに、少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成する工程を有したＰＤＰの製造方法であって、誘電体層を形成する工程において上記誘電体ペーストを用いた塗布工程が１回のみであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、高信頼性を確保し、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図
【図２】同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。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、その外周部を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、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが５５ｋＰａ〜８０ｋＰａの圧力で封入されている。
【００１７】
前面板２の前面ガラス基板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とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極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。
【００１８】
また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４および維持電極５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、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、青色および緑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、青色、緑色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの誘電体層８の構成を示す前面板２の断面図である。図２は図１と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とブラックストライプ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。
【００２０】
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とブラックストライプ７を覆って形成し、さらに誘電体層８上に保護層９を形成している。
【００２１】
次に、ＰＤＰ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。
【００２２】
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。次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を真空蒸着法により形成する。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
次に、前面板２の誘電体層８について詳細に説明する。前述したように、誘電体層は、高耐電圧を要求されるが、一方で高光透過率を有することを要求される。この特性は誘電体層に含まれるガラス成分の組成に大きく左右される。
【００２７】
従来、このような誘電体層を形成する方法として、ガラス粉体成分と樹脂を含む溶剤、可塑剤、分散剤などから成るバインダ成分で構成されたペーストをスクリーン印刷法やダイコート法などを用いて、電極を形成した前面ガラス基板上に塗布し、乾燥後４５０℃から６００℃程度で焼成する方法や、前記ペーストをフィルム上に塗布、乾燥して、電極を形成した前面板に転写し、４５０℃から６００℃程度で焼成するドライフィルム方法が知られている。
【００２８】
しかしながら、ドライフィルム法は生産時のコストが高いことや環境問題といった点で好ましくない。また、誘電体ペーストを用いたスクリーン印刷法やダイコート法では、誘電体層８の絶縁破壊を抑制して高い絶縁耐圧を確保するため、表示電極を空隙なく平滑に被覆する必要があり、従来では誘電体ペーストを複数回塗布および焼成する方法がとられてきた。このため多くの生産設備が必要となり、さらに製造時のエネルギー消費の増大などコストアップになっていた。
【００２９】
すなわち、低コストで誘電体層８を形成するためには、誘電体ペーストを用いて塗布工程を１回のみとしつつ、絶縁耐圧性の高い誘電体層を形成することが必要となる。ところが、誘電体ペーストを用いて塗布工程を１回のみとした場合、さらに次のような課題が発生する。
【００３０】
誘電体ペーストの塗布工程がダイコート法の場合では、塗布時の装置の振動などにより、等間隔で膜厚の変動が発生してしまい、形成した後の誘電体層の表面凹凸が激しくなり、表面に膜厚差が残留する。一方、誘電体ペーストの塗布工程がスクリーン印刷の場合では、スクリーン版のメッシュ痕などにより、ダイコート法同様、誘電体層の表面に膜厚差が残留する。これらの膜厚差は数μｍ程度にもおよび、画像表示品位を損なうおそれがある。
【００３１】
このような課題に対し本発明の実施の形態では、誘電体層８を形成する工程において誘電体ペーストを用いた塗布工程が１回のみであって、誘電体ペーストに含まれている溶剤の種類が３種類以上であり、その内ひとつの沸点が２５０℃以上の溶剤を溶剤全体の１５〜３０％含有している。これにより、上記の膜厚差が低減でき、画像表示品位を維持することができる。
【００３２】
このような現象について、発明者等は次のように考察している。従来技術において、使用されている溶剤としては、テルピネオールやＢＣＡが挙げられ、それぞれ沸点は、２１９℃、２４３℃である。そして誘電体ペーストにはこれらの溶剤２種類のみを含有するのが一般的である。しかしながら、本発明の実施形態では、誘電体ペーストに含有する溶剤が沸点の異なる３種類以上としている。これにより、誘電体ペースト塗布後の乾燥時に、塗布後の膜（誘電体層前駆体とする）中の溶剤が高温状態になり、溶剤が気化するまでの低粘度の状態の時間が長くなることになる。その結果、乾燥時の誘電体層前駆体表面のレベリング性が促進され、誘電体層の膜厚差が低減できる。
【００３３】
さらに検討の結果、上記の膜厚差低減効果を奏するためには、先に挙げたテルピネオールやＢＣＡなどの溶剤の沸点以上、具体的には沸点が２５０℃以上の溶剤を含む必要があることが判明した。また、その沸点が２５０℃以上の溶剤のペースト中の含有量については、溶剤総量に対して、重量比率で１５重量％以上３０重量％以下であることが必要である。これは、含有量が１５重量％より低い場合には、膜厚差低減の効果が現出せず、また、３０重量％より大きい場合には、乾燥工程の負荷が大きくなり、誘電体層前駆体の乾燥が完了しないためである。
【００３４】
次に、本発明の実施の形態における前面板２の誘電体層８の製造方法について詳細に説明する。誘電体層８に含まれる誘電体ガラス材料は、鉛（Ｐｂ）系成分以外を主成分とし、さらに酸化銅（ＣｕＯ）やＲ2Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも１種）を含有する材料組成により構成されている。
【００３５】
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〜３．０μｍ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５０重量％〜６５重量％と、バインダ成分３５重量％〜５０重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用あるいは印刷用の誘電体層用ペーストを作製する。
【００３６】
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１重量％〜２０重量％を含む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。
【００３８】
なお、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。このような条件と可視光透過率の観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層８の膜厚を４１μｍ以下に設定している。
【００３９】
（実施例）
本発明の実施形態の効果を以下の実験によって確認した。まず上記ＰＤＰ１として、放電セルを４２インチクラスのハイビジョンテレビに適合するように、隔壁１４の高さを０．１５ｍｍ、隔壁の間隔（セルピッチ）を０．１５ｍｍ、表示電極６の電極間距離を０．０６ｍｍで電極の膜厚が６．０μｍのものを作製し、Ｘｅの含有量が体積分率１５％のＮｅ−Ｘｅ系の混合ガスを封入圧６０ｋＰａに封入したＰＤＰ１を作製してその性能を評価した。
【００４０】
誘電体層８の形成に際しては、表１に示した溶剤を含む誘電体ペーストを準備し、上記製造方法と同様の工程によって誘電体層を形成した。なお、表１に記載してある溶剤量は、溶剤全体量に対する重量分率である。また、これら以外の可塑剤等の成分、含有量は比較検討した試料で同一にしてある。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
そして、表１に示される溶剤から構成される誘電体ペーストを用いて作製したＰＤＰの特性を評価するために、誘電体層の膜厚の変化について評価した。
【００４３】
具体的には次のような手法で行った。誘電体ペーストをガラス基板上に塗布した後、膜面に各試料一定の深さの溝を入れ、段差を形成する。ここでは、誘電体ペースト塗布後の膜厚が１６０μｍで各試料一律となるようにし、膜面に形成した試料は６０μｍとした。そしてこれらの試料について、乾燥工程および焼成工程を経た後、その段差を改めて測定する。この塗布後段差に対する、焼成後段差の値を算出し、この値が低くなれば、誘電体層のレベリング性が向上したと判断する。同表にはその評価結果も併せて示す。誘電体層の段差の測定に関しては、レーザー変位計（キーエンス社製）を用いて測定した。
【００４４】
また、比較例として従来技術に相当する誘電体ペーストを使用した形態についても評価し、その結果についても表１に示す。レベリング性については、従来技術である比較例１での評価結果を１とし、本発明の実施形態における実施例の評価結果についてはその相対値として示した。
【００４５】
表１において示すように、実施例１−３については、沸点の異なる溶剤を３種類含んでいることにより、比較例１の評価結果と比較してレベリング性が向上していることがわかる。特に、実施例１−２については、沸点２８２℃であるＴＯＥを１５重量％、３０重量％含んでいることから、レベリング性がさらに向上していることが確認できる。
【００４６】
以上のように本発明の実施の形態におけるペーストは、少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成したＰＤＰに用いる誘電体層用のペーストであって、ペーストはガラス材料およびバインダ樹脂を含み、ペーストは沸点が異なる３種以上の溶剤を含むことを特徴とする。ここで、ペーストの少なくとも１種の溶剤の沸点が２５０℃以上であって、溶剤の含有量がペースト中の溶剤総量の重量比率で１５重量％以上３０重量％以下であることが望ましい。また本発明のＰＤＰは、少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成したＰＤＰであって、上記誘電体層用ペーストを用いて誘電体層を形成していることを特徴とする。さらに、少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを形成する工程を有したＰＤＰの製造方法であって、誘電体層を形成する工程において上記誘電体ペーストを用いた塗布工程が１回のみであることを特徴とする。
【００４７】
この発明により、低コストで誘電体層を形成しつつ、高精度表示であっても、高信頼性を確保した環境問題に配慮したＰＤＰを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上述べてきたように、本発明のＰＤＰは、環境に配慮しかつ高信頼性を有するＰＤＰを実現して大画面の表示デバイスなどに有用である。
【符号の説明】
【００４９】
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
【図１】
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【図２】
2011175885.tif 000005