(57)【要約】【課題】消費電力が小さく、鉛等の有害物質を削減でき、放電安定性に優れ、輝度が高く、パネル寿命が長くなるようにすることを目的とする。【解決手段】前面ガラス基板１１とこの前面ガラス基板１１上に形成された一方及び他方の放電維持電極１２を対とする複数の放電維持電極対とこの複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層１４とを有する前面パネル１０と、放電空間４を介して対向させてなる背面パネル２０とを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルであつて、この前面パネル１０の誘電体層１４は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子が集結した構造を有する微粒子膜１４ａと、ガラスペーストあるいは有機又は無機の塗布型絶縁膜材料を塗布、焼成した膜１４ｂ、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＥＢ蒸着法により成膜された絶縁膜のいずれかを組み合わせて積層したものである。【選択図】図２
2008027862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面ガラス基板と前記前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対と前記複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルであって、
前記前面パネルの誘電体層は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子が集結した構造を有する微粒子膜と、ガラスペーストあるいは有機又は無機の塗布型絶縁膜材料を塗布、焼成した膜、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＥＢ蒸着法により成膜された絶縁膜のいずれかを組み合わせて積層したことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前面ガラス基板と前記前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対と前記複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルであって、
前記前面パネルの誘電体層は、シリカ微粒子が集結した構造を有する微粒子膜と、ガラスペーストあるいは有機又は無機の塗布型絶縁膜材料を塗布、焼成した膜、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＥＢ蒸着法により成膜された絶縁膜のいずれかを組み合わせて積層したことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
請求項１又は２記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ガラスペーストは、鉛硼珪酸ガラス混合物又は亜鉛硼珪酸ガラス混合物を含有していることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
請求項１又は２記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記塗布型絶縁膜材料は、シロキサン結合を含む樹脂、テトラアルキルソシリケート、アルコールを主成分とした溶液であることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
請求項１又は２記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ＣＶＤ法、スパッタ法、ＥＢ蒸着法により成膜された絶縁膜がシリコン酸化膜、シリコンナイトライド膜であることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子の粒子径が５００ｎｍ以下であることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子の粒子径が５００ｎｍ以下であり、粒子径の異なる微粒子を二種類以上組み合わせたことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項８】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子の粒子径が５００ｎｍ以下であり、粒子径の異なる層を組み合わせた多層構造としたことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項９】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子の粒子径が５００ｎｍ以下であり、各層が異なる粒子径の微粒子を組み合わせた層あるいは単一粒子径を有する層であり、且つそれらを多層構造としたことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項１０】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子は、前記前面ガラス基板上に完成膜厚賭して１〜１００μｍの厚さで成膜させることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項１１】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子前記誘電体層として形成されており、放電ガスのＸｅ分圧が１〜１００％であることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項１２】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子前記誘電体層として形成されており、その比誘電率が１．３〜４．０であることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項１３】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子前記誘電体層として形成されており、その透過率が８０％以上であることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項１４】
請求項１記載の交流駆動型プラズマディスプレイパネルにおいて、
前記微粒子前記誘電体層として形成されており、その耐電圧が１００Ｖ〜１．５ｋＶであることを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネル。
【請求項１５】
前面ガラス基板と前記前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対と前記複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面パネルの誘電体層は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子をコロイド状に分散させたペーストを塗布し、３００〜６００℃で焼成したことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１６】
前面ガラス基板と前記前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対と前記複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面パネルの誘電体層は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子をダイコート法にて、完成膜厚として１〜５０μｍの厚さにコロイド状に分散させたペーストを塗布し、３００〜６００℃で焼成したことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１７】
前面ガラス基板と前記前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対と前記複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面パネルの誘電体層は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子を印刷法にて、完成膜厚として１〜５０μｍの厚さにコロイド状に分散させたペーストを塗布し、３００〜６００℃で焼成したことを特徴とする交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１８】
前面ガラス基板と前記前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対と前記複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面パネルの誘電体層は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子を均一に分散させたフィルムをラミネートし、３００〜６００℃で焼成したことを特徴とする交流駆動型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】
本発明はプラズマ表示装置に適用される交流駆動型プラズマディスプレイパネル及び交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面型の表示装置としてのプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）は、大画面化や高視野角化が比較的容易で温度、磁気、振動などの環境要因に対する耐性に優れ、長寿命である等の長所を有し、家庭用の薄型テレビジョンや公共用の大型情報端表示装置に広く適用されている。この様なＰＤＰは、希ガスから成る放電ガスを放電空間内に封入した放電セルに電圧を印加して、放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した紫外線で放電セル内の蛍光体を励起することによって可視光の発光を得る表示装置である。つまり、個々の放電セルは放電管と同一原理で駆動され、通常、数十〜数百万個のオーダーで集合した放電セルにより、１つの表示画面を構成している。
【０００３】
ＰＤＰは、放電セルへの電圧の印加方式によって直流駆動型（ＤＣ型）と交流駆動型（ＡＣ型）とに大別される。ＡＣ型ＰＤＰは、表示面内で個々の放電セルを仕切る役割を果たす隔壁を、例えばストライプ状に形成すればよいので、高精細化に適している。しかも、放電のための電極の表面が誘電体で覆われているので、電極が磨耗し難く、長寿命であるといった長所を有する。ＡＣ型ＰＤＰでは、前面ガラス基板（ユーザーがテレビ画面を見るときのユーザー側にあるガラス基板）の内面に形成された放電維持電極上に誘電体層が形成されており、この誘電体層表面に電荷を蓄積させ、放電維持電極に逆向きの電圧を印加することで、蓄積された電荷を放出し、プラズマを発生させている。
【０００４】
従来のＡＣ型ＰＤＰでは、前面ガラス基板の内面に形成された放電維持電極上に誘電体層が形成されており、この誘電体層表面に電荷を蓄積させ、放電維持電極に逆向きの電圧を印加することで、蓄積された電荷を放出し、プラズマを発生させている。この様なＡＣ型ＰＤＰで用いられる誘電体層は、酸化鉛（ＰｂＯ）を主成分とするガラスペーストを用いており、これをスクリーン印刷法などでガラスの前面ガラス基板上に塗布して焼成するが、この様なガラスペーストを使用することにより、以下の課題があった。
（１）消費電力が高い。
（２）有鉛であるため、環境に与える影響が大きい。
（３）放電が不安定である。
（４）寿命が短い。
【０００５】
先ず、上述の（１）項の「消費電力が高い」ことについて説明すると、ＡＣ型ＰＤＰは、放電維持電極対（スキャン電極とコモン電極）に電圧を印加すると誘電体層及びその周囲の空間に電荷がチャージされ、変位電流が流れる。変位電流は画像表示には直接寄与しないため無効電流となり、放電維持電極の抵抗成分や制御回路に損失を発生させ、無効電力が生ずる。この様な電力損失が増えると、パネル部での消費電力が大きくなるだけでなく、パネルを駆動するＩＣ回路の消費電力も大きくなる。その結果、ＩＣ回路で発熱が生じて回路動作が不安定になる。高解像度のＰＤＰを実現するためには放電維持電極の本数を多くする必要があるが、放電維持電極対の本数が増加するとパネルあたりの静電容量は大きくなり、無効電力も増大する。このように無効電力の削減はＰＤＰの低消費電力化のために重要な課題である。又、無効電力を削減することは、変位電流による充電時間を短縮することになるので、パネルの高速動作を可能とする。
【０００６】
無効電力を削減するために、放電維持電極間（スキャン電極とコモン電極間）の誘電体層の厚さを薄くする構成や、放電維持電極間に誘電体層を貫通するトレンチ構造を設ける構成が提案されている。このような構成とすることで、電界強度の強い部分を放電空間にむき出しにすることができるので、放電開始電圧を低下するとともに消費電力を低減させることができる。また、前面ガラス基板と放電維持電極の間に前面ガラス基板よりも低い誘電率を有する誘電体層を設ける構成や、絶縁気体膜を設ける構成も提案されている。このような構成とすることで、放電維持電極間の静電容量を減少させることができ、無効電力を削減することができる。
【０００７】
更に、無効電力削減のためには、前面ガラス基板側の誘電体層に誘電率の低い物質を使用することが有効である。一般的に前面ガラス基板側の誘電体層として使用される低融点の有鉛ガラスペーストは比誘電率が１２程度と高い。一方、他の酸化物、例えば、ＳｉＯ２の比誘電率は４程度と低い。ＳｉＯ２等の比誘電率が低い物質を用いることにより、膜厚が同じ場合には、静電容量を大きく低減できる。特許文献１では低誘電率（比誘電率４以下）の誘電体層として多孔質シリコン酸化物膜を用いることが開示されているが、ＰＤＰに用いる誘電体層は、ミクロンオーダーの厚みを必要とし、この膜厚を有するシリコン酸化膜は、スパッタ法やＣＶＤ法等の気相成長法でしか得られない。これらの気相法を用いると、パネル製造時のコストが高くなってしまうため、塗布法での成膜が望まれる。気相成長法では表面が滑らかな所定厚みの誘電体層が得にくい課題を有する。
【０００８】
シリコン酸化膜を塗布法で形成する方法は、有機シリコン化合物を原料にしたゾルゲル法や塗布熱分解法がある。この塗布型シリコン酸化膜は、例えば、半導体集積回路の層間絶縁膜として使用されているが、その膜厚は１μｍ未満であり、それ以上になるとクラック等の不具合が発生して、良質な膜を得ることができない。従って、これまでは塗布法により膜厚１μｍ以上のシリコン酸化膜を得ることは大変難しい課題を有していた。
【０００９】
ＰＤＰで消費される電力は、無効電力以外に、有効電力が存在する。この有効電力は発光時に消費される電力のことであり、発光効率を上げることで有効電力を削減することができる。発光効率を上げるための手法として、放電ガスに含まれるキセノン（Ｘｅ）分圧を上げる方法があり、この方法では輝度も向上させることができる。然しながら、キセノン分圧の上昇は、放電電圧の上昇を招き、放電の不安定さを増すという課題がある。そのため、実際の商品設計に於いては、輝度・効率の更なる向上に対してキセノン分圧を高めることが有効であると解っていながら、キセノンガス分圧は２０％程度に留まっている。
【００１０】
高キセノン分圧下において放電電圧を下げるには、誘電体層厚を薄くすることが有効であるが、これはパネルの静電容量の増加を引き起こすことになる。従って、薄膜化しても静電容量を低くできるような、低誘電率の膜が望まれている。
【００１１】
次に（２）項の「有鉛である」ことについて説明する。一般に誘電体材料はＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系やＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ系等の有鉛ガラスが用いられている。これら有鉛ガラスが使用されている理由は、ガラス基板の耐熱性を考慮して決まるプロセス温度に適合するとともに、電極層とのマッチングや耐マイグレーション特性、透過率、耐電圧等の特性が良いためである。然し、Ｐｂを多く含有していることから環境への有害性が問題とされており、無鉛化が望まれている。
【００１２】
次に（３）項の「放電が不安定である」ことについて説明する。ＰＤＰの駆動のシーケンスは、初期化期間、アドレス期間、放電維持期間（サステイン期間）で形成する１サブフィールドを基本としている。初期化期間では壁電荷のリセットを行う。アドレス期間では、表示すべきセルでアドレス電極とスキャン電極（放電維持電極対の一方）の間に対向放電を起こし、更に、これに起因して放電維持電極間の面放電が起こり、スキャン電極にプラスの電荷が形成される。一方、非表示セルではアドレス放電を起こさない。最後に放電維持期間では、アドレス期間で選択されたセルでのみ放電（サステイン放電）が継続されることになる。
【００１３】
ＰＤＰ駆動時の輝度は放電維持期間の長さに比例する。従って、輝度を高くするには、アドレス期間を短くし、放電維持期間を長くすれば良い。然し、アドレス電圧を印加してから実際に放電が開始されるまでには時間のずれ、即ち、「放電遅れ」という現象があるために、アドレス期間短縮には限界がある。アドレス期間短縮のためには放電遅れを小さくすることが重要である。
【００１４】
最近は、ＰＤＰのフルＨＤ（画素数１９２０×１０８０）化等、高解像度化に向けた開発が盛んに行われている。然し、高解像度化に伴うアドレス回数の増加により、放電維持期間が減少し、輝度が低下するという課題がある。輝度低下を招くことなく高精細化を進めていくためには、アドレス放電１回を短時間で済ませ、一定時間内に多数回のアドレス操作を行えるようにする必要がある。即ち、放電遅れを小さくする必要がある。
以上、輝度向上あるいは高解像度化のために、放電遅れはできるだけ小さいことが望ましい。尚、この放電遅れは印加電圧、封入ガス、誘電体層、保護膜等の多くの要素に影響を受けていることが解ってきている。
【００１５】
次に（４）項の「寿命が短い」ことについて説明する。ＰＤＰの寿命は、輝度が半減する時間で定義され、市販品ではおよそ数万時間程度となっている。輝度の低下は主に保護膜であるＭｇＯの劣化によって生じる。例えば、誘電体層の電気容量を大きくすれば、放電電流が多く流れることになり、それだけ保護膜のダメージが大きく、寿命が短くなるなどの課題を有する。
【００１６】
又、誘電体層の層厚の均一性、表面平滑性及び透明性に優れ、且つ耐電圧の高い誘電体層を形成可能なＰＤＰ用誘電体層形成材料として、片面が離型処理されたプラスチックキャリアーシ−ト上に誘電体層用塗工層を形成し、その上にセパレーターを有してなるＰＤＰ用の転写シート用の誘電体層形成材の誘電体層用塗工層が、少なくとも、無機ガラス粉末と、熱可塑性樹脂と、平均粒子径が５〜９０ｎｍのシリカ微粒子とを含有したものが特許文献２に開示されている。
【００１７】
上記したシリカ微粒子は、球形もしくは球形に近い形をした球状のシリカ微粒子であり  例えば、コロイダルシリカで、このシリカ微粒子を配合することにより、焼成後の誘電体層の透過率が向上するのは、シリカ微粒子が焼成の際にガラス粒子同士の焼結を補助することで誘電体層中に残る気泡が少なくなるからであるとの記載がある。又、シリカ微粒子の平均粒子径は５〜９０ｎｍであることが必要であり、特に５０ｎｍ以下であることと、平均粒子径は９０ｎｍを越えると光の波長に近くなり、焼成後に得られる誘電体層の透過率が低下すること又、シリカ微粒子の含有量を０．５〜３．０重量％とすると、焼成後の誘電体層の透過率が向上するため好ましく、シリカ微粒子の配合量が多いと光の散乱が増加し、直線透過率が低下する傾向にあり、配合量が少ないと焼成後の誘電体層中の気泡が多くなる傾向になるとの開示がある。
【００１８】
然し、特許文献２に記載の誘電体層は、無機ガラスが主成分で、シリカ微粒子は光透過率を上げるためのいわば添加剤と考えられ、出来上がりの誘電体層は、無機ガラスの中にシリカ微粒子が分散した構造である。このため比誘電率を充分に低くすることができない課題を有していた。
【特許文献１】特開２００３−５９４１２号公報
【特許文献２】特開２００４−６３２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、斯かる点に鑑み、消費電力が小さく、鉛等の有害物質を削減でき、放電安定性に優れ、輝度が高く、パネル寿命が長くなるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明交流駆動型プラズマディスプレイパネルは、前面ガラス基板とこの前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対とこの複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルであつて、この前面パネルの誘電体層は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子が集結した構造を有する微粒子膜と、ガラスペーストあるいは有機又は無機の塗布型絶縁膜材料を塗布、焼成した膜、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＥＢ蒸着法により成膜された絶縁膜のいずれかを組み合わせて積層したものである。
【００２１】
本発明交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法は、前面ガラス基板とこの前面ガラス基板上に形成された一方及び他方の放電維持電極を対とする複数の放電維持電極対とこの複数の放電維持電極対を覆うように形成された誘電体層とを有する前面パネルと、放電空間を介して対向させてなる背面パネルとを備えた交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、この前面パネルの誘電体層は、酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子をコロイド状に分散させたペーストを塗布し、３００〜６００℃で焼成したものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、前面パネルの誘電体層を酸化物、フッ化物あるいはそれらの化合物である微粒子が集結した構造を有する微粒子膜と、ガラスペーストあるいは有機又は無機の塗布型絶縁膜材料を塗布、焼成した膜、ＣＶＤ法、スパッタ法、ＥＢ蒸着法により成膜された絶縁膜のいずれかを組み合わせて積層したので、消費電力が小さく、放電安定性に優れ、輝度が高く、パネル寿命が長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明交流駆動型プラズマディスプレイパネル及び交流駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法を実施するための最良の形態の例につき説明する。
【００２４】
図１により、ＡＣ型のＰＤＰの全体構成について説明する。図１に示すＡＣ型ＰＤＰは、所謂、３電極型に属し、１対の放電維持電極１２の間で放電が生じる。このＡＣ型ＰＤＰはフロントパネルに相当する前面パネル１０と、リアパネルに相当する背面パネル２０とが放電空間を介して張り合わされている。背面パネル２０上の蛍光体２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの発光は例えば、前面パネル１０を通して観察される。即ち、前面パネル１０が、表示面側となる。
【００２５】
前面パネル１０は、透明なガラス等の前面ガラス基板１１と、この前面ガラス基板１１上にストライプ状に設けられ、透明導電材料、或いは網状や格子状に、ある程度の透過率をもたせてパターニングされたメタル材料から成る複数の一対の放電維持電極１２が形成され、放電維持電極１２の下端縁には放電維持電極１２のインピーダンスを低下させるために放電維持電極１２よりも電気抵抗の低い材料から成るバス電極１３が形成され、このバス電極１３及び放電維持電極１２上を含む前面ガラス基板１１上に形成された誘電体層１４と、誘電体層１４上に形成された保護膜１５とから構成されている。尚、保護膜１５は、必ずしも形成されている必要はないが、形成することが好ましい。
【００２６】
一方、背面パネル２０は、背面ガラス基板２１と、この背面ガラス基板２１上にストライプ状に設けられた複数のアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）２２と、アドレス電極２２上を含む背面ガラス基板２１上に形成された誘電体層２３と、この誘電体層２３上であって隣り合うアドレス電極２２の間の領域に形成された絶縁性の隔壁２４と、誘電体層２３上から隔壁２４の側壁面上に亘って設けられた蛍光体層２５とから構成されている。蛍光体層２５は、赤色蛍光体層２５Ｒ、緑色蛍光層２５Ｇ、青色蛍光体層２５Ｂから構成されている。
【００２７】
図１はＰＤＰの一部の分解斜視図であり、実際には、背面パネル２０側の隔壁２４の頂部が前面パネル１０側の保護層１５に当接している。一対の放電維持電極１２と、２つの隔壁２４の間に位置するアドレス電極２２とが重複する領域が、単一の放電セルに相当する。そして、隣り合う隔壁２４と蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂと保護膜１５とによって囲まれた放電空間４内には、放電ガスが封入されている。前面パネル１０と背面パネル２０とは、それらの周辺部において、フリットガラスを用いて接合されている。放電空間４内に封入されるガスとしては、特に限定されないが、キセノン（Ｘｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガス、あるいはこれらの混合ガス等が用いられる。封入されている放電ガスの全圧は、特に限定されないが、６ｋＰａ〜８０ｋＰａ程度である。
【００２８】
放電維持電極１２のストライプ方向とアドレス電極２２のストライプ方向とは略直交（必ずしも直交する必要はないが）しており、一対の放電維持電極１２と、三原色を発光する蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの１組とが重複する領域が１画素（１ピクセル）に相当する。グロー放電が１対の放電維持電極１２間で生じることから、このタイプのＰＤＰは「面放電型」と称される。
【００２９】
本例のＰＤＰは、所謂、反射型ＰＤＰであり、蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの発光は、前面パネル１０を通して観察されるので、アドレス電極２２を構成する導電性材料は透明／不透明の別は問わないが、放電維持電極１２を構成する導電性材料は透明である必要がある。尚、ここで述べる透明／不透明とは、蛍光体層材料に固有の発光波長（可視光域）における導電性材料の光透過性に基づく。即ち、蛍光体層２５から射出される光に対して透明であれば、放電維持電極１２やアドレス電極２２を構成する導電性材料は透明であると言える。
【００３０】
不透明な導電性材料として、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ／Ｍｎ、Ｐｄ／Ａｇ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｂａ、ＬａＢ６、Ｃａ０，２Ｌａ０，８ＣｒＯ２等の材料を、単独または適宜組み合わせて用いることができる。透明な導電性材料としては、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）やＳｎＯ２、ＺｎＯ２：Ａｌ、ＺｎＯ２を挙げることができる。放電維持電極１２またはアドレス電極２２は、スパッタ法、蒸着法、スクリーン印刷法、メッキ法等によって形成することができ、フォトリソグラフィ法、サンドブラスト法、リフトオフ法等によってパターン加工される。放電維持電極１２の電極幅は、特に限定されないが、２００〜４００μｍ程度である。又、これらの対となる放電維持電極１２の相互間の距離は、特に限定されないが、好ましくは５〜１５０μｍ程度である。又、アドレス電極２２の幅は、例えば、５０〜１００μｍ程度である。
【００３１】
バス電極１３は、典型的には、金属材料、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ等の単層の金属膜、あるいはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ等の積層金属膜等から構成することができる。かかる金属材料から成るバス電極１３は、反射型のＰＤＰにおいては、蛍光体層から放射されて前面ガラス基板１１を通過する可視光の透過光量を低減させ、表示画面の輝度を低下させる要因となるので、放電維持電極１２全体に要求される電気抵抗値が得られる範囲内で出来る限り細く形成することが好ましい。具体的には、バス電極１３の電極幅は、放電維持電極１２の電極幅よりも小さく、例えば３０〜２００μｍ程度である。バス電極１３は、放電維持電極１２等と同様な方法により形成することができる。
【００３２】
放電維持電極１２の表面に形成される誘電体層１４は、本例では、図２に示す如く、シリカ微粒子の集積の層１４ａとその上にガラスペーストを印刷機により塗布して乾燥させ焼成したガラス誘電体層１４ｂの２層構造にて構成されている。即ち、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）などで断面を観察する場合、前面ガラス基板１１側であるシリカ微粒子層１４ａは多孔質であるために微粒子間の空間が存在し確認される。
一方、ガラス誘電膜はシリカ微粒子層と比較して緻密であり、気泡による泡が一部確認されるだけである。
【００３３】
シリカ微粒子の粒径は５００ｎｍ以下であり、好ましくは１〜５００ｎｍである。この誘電体層１４の比誘電率は、１．０〜４．０であり、好ましくは１．３〜３．０である。この誘電体層１４は、本例では、後述するように、印刷法、ダイコート法、グリーンシートラミネート法で形成される。この誘電体層１４は、単層であっても、多層構造であっても良いが、焼成後の厚さは１〜１００μｍであり、好ましくは３〜３０μｍである。ガラスペーストは亜鉛硼珪酸ガラス混合物と、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルセルロースを主成分として含んでおり、焼成後ガラス誘電体層となる。
【００３４】
シリカ微粒子の集積体から構成されているシリカ微粒子の粒径は１００ｎｍ以下であり、好ましくは１〜１００ｎｍである。誘電体層１４の比誘電率は、１．０〜４．０であり、好ましくは１．３〜３．０である。この誘電体層１４は、後述するが、印刷法、ダイコート法、グリーンシートラミネート法で形成される。この誘電体層１４は、焼成後の厚さは１〜１００μｍであり、好ましくは３〜３０μｍである。
【００３５】
この誘電体層１４は、アドレス期間に発生する壁電荷を蓄積して放電状態を維持するメモリ機能、過剰な放電電流を制限する機能、放電維持電極１２を保護する機能等を有している。この誘電体層１４の放電空間側表面に形成してある保護膜１５は、イオンや電子と誘電体層１４及び放電維持電極１２との接触を防止し、この誘電体層１４及び放電維持電極１２の磨耗を防ぐ効果を有する。
【００３６】
また、保護層１５は放電に必要な２次電子を放出する機能も有し、放電開始電圧を下げる重要な作用を有する。保護層１５を構成する材料として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）を例示することができる。中でもＭｇＯは、化学的に安定であり、スパッタリング率が低く、蛍光体の発光波長における光透過率が高く、放電開始電圧が低い等の特色を有する好適な材料である。尚、保護層１５を、これらの材料から成る群から選択された少なくとも２種類の材料から構成された積層膜構造としても良い。
【００３７】
前面ガラス基板１１及び背面ガラス基板２１の構成材料としては、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ２Ｏ・ＣａＯ・ＳｉＯ２）、硼珪酸ガラス（ＮａＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、鉛ガラス（Ｎａ２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ２）を例示することができる。前面ガラス基板１１と背面ガラス基板２１の構成材料は、同じであっても異なっていてもよいが、熱膨張係数が同じであることが望ましい。
【００３８】
蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、例えば、赤色を発光する蛍光体層材料、緑色を発光する蛍光体層材料および青色を発光する蛍光体層材料から成る群から選択された蛍光体層膜材料から構成され、アドレス電極２２の上方に設けられている。ＰＤＰがカラー表示の場合、具体的には、例えば、赤色を発光する蛍光体層材料から構成されたストライプ状の蛍光体層（赤色蛍光体層２５Ｒ）がアドレス電極２２の上方に設けられ、緑色を発光する蛍光体材料層から構成されたストラプ状の蛍光体層（緑色蛍光体層膜２５Ｇ）が別のアドレス電極２２の上方に設けられ、青色を発光する蛍光体層膜材料から構成されたストライプ状の蛍光体層（青色蛍光体層２５Ｂ）が更に別のアドレス電極２２の上方に設けられており、これらの３原色を発光する蛍光体が１組となり、所定の順序に従って設けられている。そして、１対の放電維持電極１２と、これらの３原色を発光する１組の蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂとが重複する領域が、１画素に相当する。
【００３９】
蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを構成する蛍光体材料としては、従来公知の蛍光体層材料の中から、量子効率が高く、真空紫外線に対する飽和が少ない蛍光体材料を適宜選択して用いることができる。カラー表示を想定した場合、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがとれ、残光時間が短く、３原色の残光時間が略等しくなる蛍光体材料を組み合わせることが好ましい。
【００４０】
蛍光体層材料の具体的な例を次に示すと、例えば、赤色に発光する蛍光体層材料として、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＹＢＯ３：Ｅｕ、ＹＶＯ：Ｅｕ、Ｙ０，９６Ｐ０，６０ｖＶ０，４０Ｏ４：Ｅｕ０，０４、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ、ＧｄＢＯ３：Ｅｕ、ＳｃＢＯ３：Ｅｕ、３、５ＭｇＯ・０、５ＭｇＦ２０・ＧｅＯ２：Ｍｎを、緑色に発光する蛍光体層材料として、ＺｎＳｉＯ２：Ｍｎ、ＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２Ｍｎ、ＭｇＧａ２Ｏ４：Ｍｎ、ＹＢＯ３：Ｔｂ、ＬｕＢＯ３：Ｔｂ、Ｓｒ４Ｓｉ３Ｏ８Ｃ１４：Ｅｕを、青色に発光する蛍光体層材料として、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＣａＷＯ４：Ｐｂ、ＣａＷＯ４、ＹＰ０，８５Ｖ０，１５Ｏ４、ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ等が例示される。
【００４１】
蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの形成方法として、厚膜印刷法、蛍光体層粒子をスプレーする方法、蛍光体層の形成予定部位に予め粘着性物質を付けておき、蛍光体層粒子を付着させる方法、感光性の蛍光体層ペーストを使用し、露光及び現像によって蛍光体層をパターニングする方法、前面に蛍光体層を形成した後に不要部をサンドブラスト法により除去する方法を挙げることができる。
【００４２】
尚、蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂはアドレス電極２２の上に直接形成されていても良いし、アドレス電極２２上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていても良い。あるいは、蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂはアドレス電極２２上に設けられた背面の誘電体層２３上に形成されていても良いし、アドレス電極２２上に設けられた背面の誘電体層２３上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていても良い。更には、蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、隔壁２４の側壁面上にのみ形成されていても良い。背面の誘電体層２３の構成材料としては、例えば、低融点ガラスを挙げることができる。
【００４３】
背面ガラス基板２１には、前述した様に、アドレス電極２２と平行に延びる隔壁２４（リブ）が形成されている。なお、隔壁（リブ）２４は、ストライプ状に構成されても良いし、格子状に形成されても良い。背面の誘電体層２３が背面ガラス基板２１及びアドレス電極２２上に形成されている場合には、隔壁２４は誘電体層２３上に形成されている場合もある。隔壁２４の構成材料として、従来公知の絶縁材料を使用することができ、例えば広く用いられている低融点ガラスにアルミナ等の酸化物をフィラーとして混合した材料を用いることができる。隔壁２４は、例えば幅が５０μｍ以下程度で、高さが９０〜１５０μｍ程度である。隔壁２４のピッチの間隔は、例えば１００〜４００μｍ程度である。
【００４４】
隔壁２４の形成方法として、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、ドライフィルム法、感光性ペースト法を例示することができる。ドライフィルム法とは、例えば、背面ガラス基板２１上に感光性フィルムをラミネートし、露光及び現像によって隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去によって生じた開口部に隔壁形成用の材料を埋め込み、焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃焼、除去され、開口部に埋め込まれた隔壁形成用の材料が残り、隔壁２４となる。感光性ペースト法とは、背面ガラス基板２１上に感光性を有する隔壁形成用の材料層を形成し、露光および現像によって、この材料層をパターニングした後、焼成を行う方法である。なお、隔壁２４を黒くすることにより、表示画面の高コントラスト化を図ることができる。
【００４５】
背面ガラス基板２１上に形成された１対の隔壁２４と、１対の隔壁２４によって囲まれた領域内を占める放電維持電極１２とアドレス電極２２と蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂによって１つの放電セルが構成される。そして、かかる放電セルの内部、より具体的には、隔壁２４によって囲まれた放電空間４の内部に、放電ガスが封入されており、蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、放電空間４内の放電ガス中で生じた交流グロー放電に基づき発生した紫外線に照射されて発光する。
【００４６】
次に、本例に係るＰＤＰの製造方法について説明する。前面パネル１０は、以下の方法で作製することができる。
【００４７】
先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る前面ガラス基板１１の全面に、例えば、スパッタリング法によりＩＴＯ膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術により、ＩＴＯ膜をストライプ状にパターニングすることによって、一対の放電維持電極１２を、複数形成する。放電維持電極１２は、第１のＸ軸方向に伸びている。次に、前面ガラス基板１１の内面全面に例えば、蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりアルミニウム膜をパターニングすることによって、各放電維持電極１２の縁部に沿ってバス電極１３を形成する。その後、バス電極１３が形成された前面ガラス基板１１の内面全体にシリカ（ＳｉＯ２）微粒子の集積体から成る誘電体層１４ａとその上にガラスペーストを印刷、焼成したガラス誘電体層１４ｂの２層構造からなる誘電体層１４を形成する。
【００４８】
本例では、この誘電体層１４の形成に際しては、ダイコート法、印刷法、グリーンシートラミネート法のいずれの方法で形成しても良い。次に、この誘電体層１４の上に、電子ビーム蒸着法またはスパッタリング法により、厚さ０．６μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形成する。以上の工程により前面パネル１０を完成することができる。
【００４９】
また、背面パネル２０は以下の方法で作製する。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る背面ガラス基板２１上に、例えば、蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、アドレス電極２２を形成する。アドレス電極２２は、第１のＸ軸方向と直交する第２のＹ軸方向に延びている。次に、スクリーン印刷法により、全面に低融点ガラスペーストを形成し、この低融点ガラスペースト膜を焼成することによって誘電体層２３を形成する。
【００５０】
その後、隣り合うアドレス電極２２の間の領域の上方の誘電体層２３上に、例えばスクリーン印刷法により低融点ガラスペーストを印刷する。その後、この背面ガラス基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４を形成する。この時の焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、焼成温度は５６０℃程度である。焼成時間は２時間程度である。
【００５１】
次に、背面ガラス基板２１に形成された隔壁２４の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷する。その後、背面ガラス基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の誘電体層２３上から隔壁２４の間の側壁面上に亘って、蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを形成する。その時の焼成（蛍光体焼成工程）温度は、５１０℃程度である。焼成時間は、１０分程度である。
【００５２】
次に、ＰＤＰの組み立てを行う。先ず、例えばスクリーン印刷法により、背面パネル２０の周辺部にシール層を形成する。次に、前面パネル１０と背面パネル２０とを貼り合わせ、焼成してシール層を硬化させる。その後、前面パネル１０と背面パネル２０との間に形成された空間を排気した後、放電ガスを封入し、空間を封止し、ＰＤＰを完成させる。
【００５３】
上記した構成のＰＤＰのＡＣグロー放電動作の１例を以下に説明する。先ず、例えば、全ての一方の放電維持電極１２に、放電開始電圧Ｖｂｄよりも高いパネル電圧を短時間印加する。これによってグロー放電が生じ、双方の放電維持電極１２の近傍の誘電体層１４の表面に相互に反対極の電荷が付着して、壁電荷が蓄積し、見掛けの放電開始電圧が低下する。その後、アドレス電極２２に電圧を印加しながら、表示をさせない放電セルに含まれる一方の放電維持電極１２に電圧を印加することによって、アドレス電圧２２と一方の放電維持電極１２の間にグロー放電を生じさせ、蓄積された壁電荷を消去する。
【００５４】
この消去放電を各アドレス電極２２において順次実行する。一方、表示をさせる放電セルに含まれる一方の放電維持電極１２には電圧を印加しない。これによって、壁電荷の蓄積を維持する。その後、全ての一対の放電維持電極１２間に所定のパルス電圧を印加することによって、壁電荷が蓄積されていたセルにおいては一対の放電維持電極１２の間でグロー放電が開始し、放電セルにおいては、放電空間内における放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した真空紫外線の照射によって励起された蛍光体層２５が、蛍光体層材料の種類に応じた特有の発光色を呈する。尚、一方の放電維持電極１２と他方の放電維持電極１２に印加される放電維持電圧の位相は半周期ずれており、電極の極性は交流の周波数に応じて反転する。
【００５５】
本例では、シリカ微粒子が集結した構造から成る膜１４ａを前面パネル１０の誘電体層１４の一部として利用することで、消費電力を小さくできると共に、鉛等の有害物質を削減でき、放電安定性に優れ、輝度が高く、パネル寿命が向上する。
【００５６】
本発明では、ＰＤＰの具体的な構造は、図１に示す例に限定されず、その他の構造であっても良い。例えば、上述した例では、シリカ微粒子が集結した構造から成る膜１４ａを形成できれば、その原料または成膜方法は限定されない。また、本発明では、誘電体層１４のシリカ微粒子層は、必ずしもシリカ微粒子が集積した単層膜で構成する必要はなく、コーティング及び焼成を多層回繰り返した多層膜で構成してもよい。
【００５７】
また、誘電体層１４の中でシリカ微粒子層１４ａと組み合わせで積層構造を形成するもう一方の膜１４ｂは亜鉛硼珪酸ガラス混合物を含んだガラスペーストによるガラス誘電体膜だけでなく別の種類の膜でもよい。
例えばガラスペーストは鉛を含んでしまうが鉛硼珪酸ガラス混合物、エチルセルロース、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテートを含有したものを使用しても良い。
【００５８】
また、塗布方低誘電率絶縁膜としては、一般的にスピンオングラスと言われている材料を用いればよい。例えば材料としてはポリシロキサン樹脂、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルを主成分として含有したもので良い。このようなスピンオングラスを塗布して乾燥させてできる水素化シリセスキオキサン膜やアルキルシリセスキオキサン膜をさらに焼成させて積層構造の誘電体層の一部とする。また、例えばスパッタ法やＣＶＤ法にて成膜されたシリコン酸化膜でも良い。
【００５９】
また、図１例では、所謂、３電極型のＰＤＰを例示したが、２電極型のＰＤＰであっても良い。この場合には、一対の放電維持電極１２の一方を前面ガラス基板１１に形成し、他方を背面ガラス基板２１に形成する構成となる。また、一方の放電維持電極１２はＸ軸方向に延び、他方の放電維持電極１２はＸ軸方向とは異なる第２のＹ軸方向に延び、一対の放電維持電極１２が対面するごとく対向して配置されている。２電極型ＰＤＰにあっては、必要に応じて、上述した例の説明における「アドレス電極」を「他方の放電維持電極」と読み替えればよい。
【００６０】
また、上述した例のＰＤＰは、前面パネル１０が表示パネル側となり、所謂、反射型のＰＤＰであるが、透過型のＰＤＰであっても良い。但し、透過型のＰＤＰでは、蛍光体層の発光は背面パネル２０を通して観察されるので、放電維持電極１２を構成する導電性材料に関して透明／不透明の別は問わないが、アドレス電極２２を背面ガラス基板２１上に設けるので、アドレス電極は透明である必要がある。
〔実施例〕（ダイコート法によるシリカ微粒子集積体膜の成膜）
【００６１】
以下、本発明のＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法を実施例に基づき説明する。前面パネル１０は以下の方法で作製する。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る前面ガラス基板１１の全面に例えば、スパッタリング法によりＩＴＯ層を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりＩＴＯ膜をストライプ状にパターニングすることによって、一対の放電維持電極１２を複数形成する。
【００６２】
次に、前面ガラス基板１１の内面全面に、例えば、蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術によりアルミニウム膜をパターニングすることで、各放電維持電極１２の縁部に沿ってバス電極１３を形成する。その後、図２に示す如く、バス電極１３が形成された前面ガラス基板１１の内面全面にシリカ微粒子の集積体から成る誘電体膜１４ａを形成する。その上に更に亜鉛硼珪酸ガラス混合物を含んだガラスペーストによるガラス誘電体膜１４ｂを形成して２層構造をもつ誘電体層１４とする。
【００６３】
この誘電体膜１４のシリカ微粒子層１４ａの形成に際しては、原料としてシリカ微粒子を均一に分散したコロイダルシリカペーストを用い、成膜法としてダイコート法を用いた。コロイダルシリカペーストは、平均直径が１００ｎｍ以下のシリカ微粒子を数％以上含み、これに適切なバインダーや水を主成分とした溶媒が含まれている。ダイコート法の概念図を図４に示す。このダイコート方法は、ペースト容器５から、ポンプ６を用いてスリット状の開口部８を有するスリットダイ７からペースト９を送り出す。このスリットダイ７の開口部８から適量のペースト９を吐出させながら、基盤３もしくはスリットダイ７を矢印Ａ方向に動かすことで所望の厚みのペースト９を前面ガラス基板１１上に塗布する。
【００６４】
本例で用いたダイコート装置では、スリットダイ７を動かす仕組みになっている。塗布直後の膜厚は１００μｍ程度であるが、室温にて十分に乾燥させ、３００〜６００℃で焼成した後は約１０μｍ程度であった。更に亜鉛硼珪酸ガラス混合物と、テルピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルセルロースを主成分として含有しているガラスペーストを印刷して、焼成後ガラス誘電体層を形成させた。ガラス誘電体層の厚さは約５μｍであった。
次に、このシリコン酸化物層を含むこの誘電体層１４の上に電子ビーム蒸着法により、厚さ０．６μｍの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形成した。以上の工程により前面パネル１０を完成する。
【００６５】
また、背面パネル２０を以下の方法で作製した。まず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る背面ガラス基板２１上に、アドレス電極２２を形成した。アドレス電極２２は、第１の方向と直交する第２の方向に延びている。次に、スクリーン印刷法により全面に低融点ガラスペースト層を形成し、この低融点ガラスペースト層を焼成することによって誘電体層２３を印刷した。その後、隣り合うアドレス電極２２の間の領域の上方の誘電体層２３上に、例えばスクリーン印刷法により、低融点ガラスペーストを印刷した。その後、この背面ガラス基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４を形成した。この時の焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、焼成温度は、５６０℃程度、焼成時間は、２時間程度であった。
【００６６】
次に、背面ガラス基板２１に形成された隔壁２４の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷した。その後、この背面ガラス基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の誘電体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って、蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂを形成し、５１０℃程度で１０分の焼成を行い、背面パネル２０を完成する。
【００６７】
次に、ＰＤＰの組み立てを行った。即ち、先ず、スクリーン印刷法により、背面パネル２０の周縁部にシール層を形成した。次に、前面パネル１０と背面パネル２０を貼り合わせ、焼成してシール層を硬化させた。その後、前面パネル１０と背面パネル２０との間に形成された空間を排気した後、放電ガスを封入して空間を封止し、ＰＤＰ２を完成させた。放電ガスとしては、Ｘｅ４％を用い、６６．６Ｐａの圧力で封入した。またはＸｅ１００％を用い、３０．０ＫＰａの圧力で封入した。
〔評価例１〕（比誘電率）
【００６８】
評価例１では、実施例に記載した方法で作製したシリカ微粒子集積体による誘電体層１４と、有鉛ガラスペーストによる誘電体層の特性評価結果を示す。具体的な測定項目は、比誘電率であり、いずれも誘電体層としての基礎的な特性を示す。
【００６９】
（比誘電率）
比誘電率は物質及びその構造に依存する大切なファクターである。先ず、比誘電率の測定方法を説明する。測定サンプルは、ガラス基板の上に下部電極を形成し、その上にシリカ微粒子１６の集積体或いは有鉛ガラスペーストから成る誘電体膜を形成し、その上に上部電極を形成する。上下電極に挟まれた誘電体膜の静電容量を測定し、以下の式１から比誘電率を算出した。
Ｃ＝ε０εｒＳ／ｄ・・・・（１）
ここで、εｒ＝Ｃｄ／ε０Ｓ
εｒ：比誘電率
ε０：真空の誘電率
Ｃ：静電容量
ｄ：膜厚
Ｓ：電極の面積
比誘電率の測定結果は、周波数３２ｋＨｚ〜１００ｋＨｚに於いて、シリカ微粒子集積体の比誘電率：εｒ＝２．６、有鉛ガラスの比誘電率：εｒ＝１２であった。このようにシリカ微粒子集積体膜の比誘電率は、従来の有鉛ガラスの２０％程度になり、極めて低い。
【００７０】
また、パネルライフは輝度の半減期で定義される。図３に輝度の経時変化を示す。図３では放電時の負荷が大きくなるような加速試験で行っている。シリカ微粒子集積体層１４ａとガラス誘電膜層１４ｂの２層構造の誘電体層１４をもつＰＤＰの輝度変化が小さく、パネル寿命が向上した。
【００７１】
また、本評価例では、実施例に記載したシリカ微粒子集積体による誘電体層１４ａを用いたＰＤＰと、有鉛ガラスペーストによる誘電体層を用いたＰＤＰの放電ガスをＸｅ１００％、３０ｋＰａとした場合の、測定結果を示す。放電ガス以外は、同様な構造になっている。さて、本評価例においては、有鉛ガラスを用いたＰＤＰでは、維持電極対に５００Ｖの電圧を印加しても発光させることができなかった。一方、シリカ微粒子集積体層１４ａとガラス誘電体層１４ｂの２層構造である誘電体層１４を用いた本例のＰＤＰでは、放電開始電圧は２６０Ｖであり、Ｘｅ４％シリカ微粒子集積体パネルと比較して高いが、放電開始後は安定した放電を維持できた。輝度および発光効率をＸｅ４％有鉛ガラスパネルと比較すると、輝度は２．２倍、発光効率は１．８倍と、大幅に向上した。
このように高キセノンパネルにおいても放電発光が容易になるのは、シリカ集積体膜１４ａを含む誘電体層１４をもつＰＤＰの特徴である。一般に、誘電体膜厚を薄くできれば、放電開始電圧が下がるが、静電容量が大きくなる。その結果、無効電流や放電電流の増大、延いては消費電力の増大をもたらし、膜の耐久性を減じ、パネル寿命を短くする。然しながら、シリカ微粒子集積体膜１４ａを用いると、比誘電率が従来の有鉛ガラスペーストよりも著しく小さくできるので、膜厚が薄くても静電容量を低くすることができる。
【００７２】
尚、本発明は、上述例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。例えば、上述例では、シリカ微粒子が集結した構造から成る膜１４ａを形成できれば、その原料または成膜方法は限定されない。また、本発明では、誘電体層１４ａは、必ずしもシリカ微粒子が集積した単層膜で構成する必要はなく、コーティング及び焼成を多層回繰り返した多層膜で構成してもよいことは明らかである。
【００７３】
本例ＰＤＰでは、内側に放電維持電極１２と誘電体層１４とが形成された前面パネル１０と、この前面パネル１０の内側に放電空間４が形成されるように張り合わせる背面パネル２０を有し、誘電体膜１４がシリカ微粒子の集積体の層１４ａからなり、シリカ微粒子の粒径は１００ｎｍ以下であり、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍである。シリカ微粒子の粒径が１ｎｍよりも小さいと粒子の表面エネルギーの寄与が大きくなり、不安定になる結果、均一なコロイド状態を保てなくなり、粒径が１００ｎｍよりも大きいと可視光の散乱を生じ、透過率を減じることになる。
【００７４】
シリカ微粒子集積体膜１４ａの比誘電率は、微粒子間に存在する空間部等の空隙のために、シリカの比誘電率よりも低く、空隙の比誘電率よりも高い。即ち１．０〜４．０の範囲である。次に、同じ粒径を有する微粒子集積体膜において、最密充填を仮定した場合の比誘電率を概算した。空隙率ｆの多孔質体の比誘電率ε（ｆ）はＭａｘｗｅｌｌ−Ｇａｒｎｅｔｔ  Ｍｏｄｅｌより、次の式で表される。
【００７５】
【数１】
2008027862.tif 000003
【００７６】
ここで、εＢは母体物質の比誘電率、εＰは空隙の比誘電率である。同じ粒径を有する粒子群が最密充填となっている場合、その空隙率はｆ＝０．２６（充填率は０．７４）である。さらに、母体物質がシリカ（εＢ≒４．０）、空隙が放電ガス（εＰ≒１０）と仮定し、これらの値を上式に代入すると、ε＝３．０が得られる。
【００７７】
即ち、同じ粒径を有するシリカ微粒子群が最密充填した集積体の比誘電率εは３．０である。然しながら実際のシリカ微粒子集積体膜では粒径の不均一性や配列の乱雑さのために空隙率ｆが大きく、比誘電率は３．０よりも小さくなることが予想される。また、空隙率ｆが大きくなりすぎると、機械的強度や絶縁性の低下をもたらす。以上より誘電体膜１４ａの比誘電率の好ましい値は１．３〜３．０である。
【００７８】
然し、大小２種類以上の粒径を有する粒子群から成る微粒子集積体では、大粒径粒子が最密充填構造となった状態でも、小粒径粒子が空隙に入る場合が考えられ、空孔率ｆを減じることができる。この場合、集積体の比誘電率が３．０以上になることがある。本例の誘電体膜１４ａは、単層であっても、多層構造であっても良い。また、本例の誘電体層１４の厚さは１〜１００μｍ程度が実現できるが、好ましくは３〜３０μｍである。厚みが小さすぎると、絶縁破壊を生じやすくなることと、電気容量の増加により消費電力が増える。一方、厚みが大きすぎると、放電電圧の上昇を招くとともに、電気容量の減少により十分な輝度が得られなくなる。
【００７９】
輝度及び発光効率を向上させるために、Ｘｅ分圧を高める手法があるが、放電開始電圧の上昇及び放電が不安定になる。それらの問題を解決するためには、誘電率の低い膜を用いて、膜厚を薄くすれば良い。そこで、シリカ微粒子集積体膜１４ａを用いれば良い。即ち、高いキセノン分圧においても、このシリカ微粒子集積体膜１４ａを用いれば、放電発光が可能となり、安定した放電が得られる。後述するように高キセノン分圧の極限であるキセノン１００％ガスを用いても画像表示が可能である。
【００８０】
本発明のＰＤＰでは、誘電体膜が所定の膜厚を有するシリカ粒子の集積体から成る層１４ａを有するため、従来パネルよりも誘電率を著しく減じることができ、無効電力が削減される結果、消費電力が低くなり、更に、パネル寿命が長くなる効果を生ずる、従来のガラスペースト誘電体に含まれる鉛等の有害物質を含まないため、環境に与える負荷を少なくすることができる。更に、従来のガラス誘電体よりも高い透過率を有し、輝度低下がほとんどない。又、放電安定性に優れ、放電遅れを小さくできるので輝度向上やパネルの高精細化に有利な効果をもたらす。更に、高キセノンガス分圧においても安定した駆動が可能であり、輝度及び発光効率の大幅な向上する。
【００８１】
また、シリカ微粒子は、弗素を含有することによって、更に、低誘電率化をもたらす。弗素を含有するシリカとしては、弗素が酸素サイトに一部固溶したシリカや、フロロシリケートガラスが例示できる。この物質固有の比誘電率は３．５〜３．９である。これらの微粒子を集積体とした膜の比誘電率は、空隙の効果により、更に低くなる。
【００８２】
更に、このシリカ微粒子層１４ａの上、あるいは下にガラスペーストを塗布、印刷したガラス誘電膜、塗布型低誘電率絶縁膜材料を塗布して焼成した誘電膜、ＣＶＤ法やスパッタ法、ＥＢ蒸着法にて成膜された膜のいずれかのタイプの膜を配置して積層構造にする。
この場合、シリカ微粒子誘電体層１４ａの膜厚方向（基板に垂直方向）の静電容量をＣａ、シリカ微粒子誘電体層１４ａの上あるいは下に配置されたもう一方の膜の静電容量をＣｂとすると全体の静電容量  Ｃｔｏｔａｌは
Ｃ  ｔｏｔａｌ＝（Ｃａ  Ｘ  Ｃｂ）／（Ｃａ＋Ｃｂ）
で表すことができる。また、所定面積Ｓ内の誘電膜の静電容量Ｃは膜の膜厚ｄ、真空の誘電率をεｏ比誘電率εｒによって
Ｃ＝εｏＸεｒＸＳ／ｄ
で表すことができる。従って、目的の容量に合わせてシリカ微粒子層１４ａの膜厚ともう一方の膜の厚さを調節すればよい。
【００８３】
通常シリカ微粒子層の比誘電率は１．３から３、またガラス誘電膜層の比誘電率は６から１４程度であるから、シリカ微粒子層１４ａとガラス誘電膜層１４ｂとの積層構造とした場合、なるべく比誘電率が小さいシリカ微粒子層１４ａを下層とするとより容量を削減することになり、またその上層に配置されたガラス誘電膜層１４ｂの膜厚は耐電圧特性を満たす必要最小限の厚さにすると効果的である。
【００８４】
本発明に係るＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法は、内側に放電維持電極１２と誘電体膜１４とが形成された前面パネル１０と、この前面パネル１０の内側に放電空間４が形成されるように張り合わされる背面パネル２０とを有するＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法であって、誘電体層１４のシリカ微粒子層１４ａを形成する際に、シリカ微粒子をコロイド状に分散させたペーストを前面ガラス基板１１上に塗付し、３００〜６００℃で焼成を行うことを特徴とする。また、前面ガラス基板１１上に印刷法やダイコート法にて、完成膜厚として１〜１００ミクロンの厚さにコロイド状に分散させたペーストを前面ガラス基板１１上に塗付し、３００〜６００℃で焼成を行うことにより、この誘電体層１４のシリカ微粒子層１４ａを成膜することを特徴とする。
【００８５】
更に、ガラス誘電膜や塗布型低誘電率絶縁膜をシリカ微粒子誘電体層１４ａの上、あるいは下に配置する場合はガラスペースト、または塗布型低誘電率絶縁膜材料を印刷法やダイコート法によって塗布する。シリカ微粒子層１４ａとガラスペースト層１４ｂは夫々の層を塗布して乾燥させたあと同時に焼成しても良いし、シリカ微粒子層１４ａを塗布、乾燥、焼成させてガラスペースト層１４ｂを塗布、乾燥させてから焼成というように層ごとに焼成プロセスを分けても良い。シリカ微粒子層１４ａと塗布方誘電体絶縁膜層も同様にそれぞれ塗布して乾燥させたあと同時に焼成しても良いし、焼成プロセスを分けても良い。
【００８６】
また、本発明は上述例に限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明交流駆動型プラズマディスプレイパネルを実施するための最良の形態の例を示す要部の概略斜視図である。
【図２】本発明の要部の例を示すII−II線断面図である。
【図３】本発明の説明に供する輝度の経時変化を示すグラフである。
【図４】ダイコート法の説明に供する概念図である。
【符号の説明】
【００８８】
４…放電空間、１０…前面パネル、１１…前面ガラス基板、１２…放電維持電極、１３…バス電極、１４…誘電体層、１４ａ…シリカ微粒子層、１４ｂ…ガラスペースト層、１５…保護膜、２０…背面パネル、２１…背面ガラス基板、２２…アドレス電極、２３…誘電体層、２４…隔壁、２５…蛍光体層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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