(57)【要約】【課題】本発明は、低コストで誘電体層を形成しつつ、高精細表示でも、高信頼性・高品位画質を確保したプラズマディスプレイパネルを実現することができる。【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、少なくとも一方の基板上に電極と誘電体層とを有し、かつ隔壁で区切られた放電セルを有したプラズマディスプレイパネルであって、誘電体層はガラス成分からなる無機粒子を有し、無機粒子が誘電体層表面から突出した形態で誘電体層に存在していることを特徴とする。【選択図】図４
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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有し、かつ隔壁で区切られた放電セルを有したプラズマディスプレイパネルであって、前記誘電体層はガラス成分からなる無機粒子を有し、前記無機粒子が前記誘電体層表面から突出した形態で前記誘電体層に存在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２】
前記無機粒子の突出部は前記誘電体層の層表面から２〜２０μｍ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】
前記無機粒子の突出部の大きさは前記放電セルよりも小さい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。
【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、２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
【特許文献２】特開２００２−０５３３４２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泡などの欠陥や空隙などなく形成される必要がある。泡などの欠陥や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、特にセルサイズが小さいパネルでは、前面板の誘電体に形成された泡が背面板と張り合わせた時に隔壁と接触し、割れることで絶縁破壊に至る課題が発生した。
【０００９】
本発明は、このような上記の課題を解決して、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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、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有し、かつ隔壁で区切られた放電セルを有したＰＤＰであって、誘電体層はガラス成分からなる無機粒子を有し、無機粒子が誘電体層表面から突出した形態で誘電体層に存在していることを特徴とする。ここで、無機粒子の突出部は誘電体層の層表面から２〜２０μｍであることが望ましく、また無機粒子の突出部の大きさは放電セルよりも小さいことが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、高精細表示でも、高歩留り、高信頼性を確保したＰＤＰを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における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
【図３】従来技術におけるＰＤＰの構成を示す断面図
【図４】本発明の実施形態におけるＰＤＰの前面板の構成を示す断面図
【図５】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】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施形態におけるＰＤＰ１の構造を示す斜視図である。
【００１４】
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と遮光層（ブラックストライプ）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。
【００１５】
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。
【００１６】
このようにして形成された前面板２と、背面板１０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の圧力で封入される。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態における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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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ーおよび溶剤を含んだ塗料である。
【００２２】
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。
【００２３】
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精度良く対向配置して、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。
【００２４】
次に、前面板２の誘電体層８について詳細に説明する。従来、誘電体層を形成する方法として、誘電体ガラス粉体成分（以下、誘電体ガラス材料とする）とバインダー樹脂、可塑剤、溶剤などの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、電極を形成した基板上に塗布し、乾燥後４５０℃から６００℃程度で焼成する方法や、誘電体ペーストをフィルム上に塗布、乾燥して、電極を形成した基板上に転写し、４５０℃から６００℃程度で焼成するドライフィルム法が知られている。図３は従来技術におけるＰＤＰの断面図を示す。同様の部位に対しては、本発明の実施形態と同じ図番を付与している。
【００２５】
しかしながら、従来技術では図３に示すように、誘電体ペースト中や、誘電体形成プロセス時に混入する異物等で示される様な泡２０が誘電体焼成後に形成され、この様な誘電体層１０８中の泡２０などの欠陥や空隙などが存在した場合に、誘電体層に求められる絶縁耐圧特性が低下してしまう課題が生じた。また、特にセルサイズが小さいパネルでは、前面板の誘電体層１０８に形成された泡２０が背面板と張り合わせた時に隔壁１４と接触し、割れることで電極が露出しやすくなり絶縁破壊に至る課題が発生した。
【００２６】
これに対し、本発明の実施形態においては、誘電体層はガラス成分からなる無機粒子を有し、無機粒子が前記誘電体層表面から突出した形態で誘電体層に存在していることを特徴とする。ここで、無機粒子の突出部は誘電体層の層表面から２〜２０μｍであることが望ましく、また無機粒子の突出部の大きさは放電セルよりも小さいことが望ましい。
【００２７】
図４は本発明の実施形態におけるＰＤＰの断面図を示している。このように、本発明の実施形態においては、ガラス成分からなる無機粒子を有しており、この無機粒子が誘電体層８の層表面から突出した突出部２１を有している。前面板２と背面板１０とを対向配置した際に、この突出部２１が隔壁１４と接触し、支えとなることで泡２０が隔壁１４と接触して割れることを抑制することができる。これにより、泡２０の割れにより電極が露出、又は誘電体膜厚が局所的に薄くなることを抑制でき、絶縁破壊を抑制することができる。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態においては、誘電体層８の独立した突出部２１が隔壁で囲まれた放電セルよりも小さいことを特徴としている。すなわち、この突出部２１が放電セルよりも大きくなる場合は、放電を開始するメインギャップの膜厚が厚くなるため、その放電セルの放電開始電圧が上昇し、電圧の設定によっては放電しない場合が生じる虞がある。よって、少なくとも突出部２１は放電セルよりも小さくなることが好ましい。
【００２９】
この放電セルは、画像表示領域、あるいは解像度により変動するため、各放電セルに合わせて設定することが必要だが、好ましくは、泡との衝突を抑制する働きを有する限りは、できるだけ小さい方が好ましく、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
また、この突出部２１の分布は、放電開始電圧に可能な限り影響を与えないことが好ましいため、泡２０と隔壁１４との衝突を抑制する働きを有する限りは、できるだけ少ない方が好ましく、１セル辺り数個以下、又は複数セルにおいて１個等が好ましい。
【００３１】
この様に突出部２１の存在確率は少ないため、誘電体層８の膜厚は突出部２１以外の領域の平均とする。また、突出部２１のサイズについては、前述する膜厚よりも厚い部分とする。例えば、誘電体層焼成後に３０μｍの膜厚の誘電体層に４０μｍ直径の球状の粒子を混ぜた場合で球状がそのままの形状を保持する場合には、突出部２１は１０μｍ、突出部２１のサイズは、直径でおよそ２０μｍとする。
【００３２】
このように、本発明の実施形態においては、誘電体層８の表面から突出部２１の高さが２〜２０μｍであることを特徴としている。これは、突出部２１が低すぎると、泡２０と隔壁１４の衝突を十分に抑制する効果が得られなくなる為であり、突出部２１が高すぎると前面板と背面板の距離が広がりすぎて放電を阻害する虞があるため、高さを２０μｍ以下とすることが好ましい。但し、突出部２１の最高部が２０μｍとしても、隔壁との接触点が最高点のみとは限らず、裾野部分の確率の方が高い為、実際の前面板と背面板の開きは突出部２１の高さよりも狭い場合が多くなる。
【００３３】
このように突出部２１を形成する方法としては、誘電体ペースト中の誘電体ガラスの粉末に意図的に焼成後の膜厚よりも大きなサイズの誘電体ガラス粒子を含ませることが挙げられる。
【００３４】
次に、本発明の実施形態における誘電体層８及び誘電体ペーストの製造方法について説明する。誘電体層８に含まれる誘電体ガラス材料は、ＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系やＢｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスが挙げられる。
【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。ここで、粉砕の条件を弱めることで、本発明の実施形態で利用する膜厚以上の大きな粒子の誘電体材料粉末を作成することができる。また、次に、この誘電体ガラス材料の粉末を誘電体ペーストに対して体積分率の表記で２０％〜５０％と、バインダー樹脂成分を誘電体ガラス材料に対して体積分率の表記で５％〜２０％と、可塑剤を誘電体ガラス材料に対して体積分率の表記で１％〜５％の量とを、三本ロールでよく混練して分散させて、ダイコート用あるいは印刷用の誘電体ペーストを作製する。なお、混練する装置は三本ロールのほかにもジェットミルやビーズミルなど種々の装置を適宜選択できる。
【００３６】
バインダー樹脂成分はエチルセルロースあるいはアクリル樹脂であるが、ブチラール樹脂やカルボキシルメチルセルロース、ニトロセルロースなどを用いても構わない。
【００３７】
上記成分以外の成分として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といった溶剤であるが、α−、β−、γ−テルピネオールなどのテルペン類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル類、ジプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジプロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、トリプロピレングリコールジアルキルエーテル類、トリプロピレングリコールトリアルキルエーテル類、トリプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、トリプロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、トリプロピレングリコールトリアルキルエーテルアセテート類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、１−ブタノールなどのアルコール類等も適宜選択できる。
【００３８】
また、可塑剤としてはフタル酸ジブチルを用いているが、これも適宜フタル酸ジオクチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルなどが選択できる。また必要に応じて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。
【００３９】
なお、前述した膜厚より大きな粒子をペースト作成時から混入させても良いが、ペースト作成工程の途中段階での異物除去の為のフィルターのメッシュを細かくすることができない懸念もあるため、ペースト製造工程の最終工程前に後から粒子径の大きな粉末を少量添加して、分散しても良い。
【００４０】
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、スクリーン印刷法または、スプレー法または、ブレードコータ法または、ダイコート法にて塗布し、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４５０℃〜６００℃で焼成する。
【００４１】
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、本発明の実施形態では、誘電体層８の膜厚を１５〜４５μｍ以下に設定している。
【００４２】
なお、本方式では、粒子サイズの異なる同じ組成からなる誘電体を利用しているため、膜厚以上の粒子を用いても、焼成時に軟化するため、実際の突出部２１は低下する場合があるため、粒子サイズは、焼成後の突出高さが２０μｍ以下になれば、それ以上のサイズでも良い。
【００４３】
また、膜厚よりも小さな粒径を用いても、膜形成時に小さな粒径の詰まった部分の上に存在することで、図４の様に突出が形成されても良い。なお、図４では説明を解りやすくする為にガラス粒子の粒径を描いており、焼結状態によっては確認が可能な場合もあるが実際の膜ではこの境界は見えなくても良い。
【００４４】
ここで、この突出部２１は誘電体と同じ材料でも良いし、異なる材料によって形成しても良い。図５（ａ）は突出部２１が誘電体層８と同様の材料で形成した場合を示し、図５（ｂ）は異なる材料によって形成した状態を示す。また図面では便宜上、球状で表現したが、これに限られず変形した粒状であっても良い。
【００４５】
この場合は、前述する様に、焼成時に軟化して突出が低下する影響を抑制するために、誘電体ガラスよりも軟化点の高い誘電体ガラスを利用することで、突出を作成しやすくすることができる。
【００４６】
なお、本発明の実施形態以外にも、誘電体ガラスとは異なる無機粒子で、図５に示す様に膜厚よりも小さいサイズの粒子径のものを用いても、前述する様に膜形成、乾燥時に誘電体ガラス粉末の密度によっては突出を形成させることができる。
【００４７】
このような構成によることで、低コストで誘電体層を形成しつつ、高精細表示でも、高信頼性・高品位画質を確保した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、高精細表示であっても、高信頼性・高品位画質を確保したＰＤＰを実現することができ、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（ＭｇＯ）
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  誘電体膜中泡
２１  突出部
【図１】
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【図２】
2011204533.tif 000004
【図３】
2011204533.tif 000005
【図４】
2011204533.tif 000006
【図５】
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