(57)【要約】【課題】一方及び他方の放電維持電極の対間の静電容量を更に小さくし、消費電力（無効電力）を小さくすることを目的とする。【解決手段】前面側ガラス基板１１と、この前面側ガラス基板１１上に形成された一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂを一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１と、放電空間４を介して対向させてなる背面パネル２とを備えたプラズマディスプレイパネルであって、この前面側ガラス基板１１とこの複数の放電維持電極対１２ａ１２ｂとの間にシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層３０を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側ガラス基板と、前記前面側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一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プラズマディスプレイパネルであって、
前記前面側ガラス基板と前記複数の放電維持電極対との間にシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層を設けた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】
請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記シリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層の厚さを１〜３００μｍとしたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前面側ガラス基板と、前記前面側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一対とする複数の放電維持電極対と、前記前面側ガラス基板と前記複数の放電維持電極対との間及び前記複数の放電維持電極対を覆うシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層とを設けた前面パネルと、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】
請求項１又は３記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記シリカ微粒子の粒子径が１００ｎｍ以下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５】
請求項１又は３記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記シリカ微粒子の粒子径が１００ｎｍ以下であり、異なる粒子径のシリカ微粒子を混合したことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記シリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層を、前記シリカ微粒子の粒子径が１００ｎｍ以下であり且つ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、プラズマ表示装置に適用され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という）は、Ｎｅ、Ｘｅ、Ａｒ等の希ガスをプラズマ放電させて発生した紫外線により蛍光体を励起発光させ可視光に変換して、画像表示を行うものである。
【０００３】
このＰＤＰには、交流駆動型と直流駆動型とがある。この交流駆動型は、輝度、発光効率及び寿命の各性能面で直流駆動型より優れており、ＰＤＰの主流は、交流駆動型である。
【０００４】
図５は、従来の交流駆動型ＰＤＰの例の概略構成を示す一部の斜視の断面図である。この図５は、前面パネル１と背面パネル２とを対向させた状態を示している。
【０００５】
この前面パネル１は、透明で絶縁性を有する前面側ガラス基板１１の下面に透明電極より成る所定間隔の平行な一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対を所定ピッチで必要数形成し、この必要数の一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対を覆うように前面側ガラス基板１１の下面に誘電体層１４を形成し、この誘電体層１４の下面に保護層１５を形成したものである。この透明電極より成る一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの下側に夫々この一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの配線抵抗を小さくするためバス電極１３ａ及び１３ｂを設ける。
【０００６】
このバス電極１３ａ及び１３ｂは、夫々一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの下側に平行で且つこの一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂよりも細幅に形成されている。
【０００７】
交流駆動型ＰＤＰでは、一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの下側の誘電体層１４が特有の電流制限機能を示すので、直流駆動型ＰＤＰに比べて長寿命である。この誘電体層１４は、一般的には低融点ガラスを印刷、焼成して形成される。
【０００８】
また、保護層１５は、プラズマ放電により誘電体層１４がスパッタリングされないようにするために設けるもので、耐スパッタリング性に優れた材料であることが要求される。このために酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が多く用いられる。このＭｇＯは、大きな二次電子放出係数を有しているので、放電開始電圧を低減する効果もある。
【０００９】
一方、背面パネル２は、透明で絶縁性を有する背面側ガラス基板２１上に画像データを書き込むためのアドレス電極２２を前面パネル２の、一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対に対して直交する方向に形成される。このアドレス電極２２を覆うようにこの背面側ガラス基板２１面上に背面誘電体層２３を形成した後、このアドレス電極２２と平行で且つこのアドレス電極２２、２２間の略中央部に隔壁２４を形成し、更に、２つの隔壁２４、２４で挟まれた領域に、隔壁２４、２４の上部まで含めて蛍光体層２５が形成されたものである。
【００１０】
この蛍光体層２５は、図５に示す如く赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）及び青色光（Ｂ光）を発光する蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂが隣接して形成され、これらで画素を構成する。
【００１１】
図５に示す如く、この前面パネル１と背面パネル２とを対向させると、夫々２本の隔壁２４、２４、前面側ガラス基板１１の下側の保護層１５及び背面側ガラス基板２１の上方の蛍光体層２５で囲まれたストライプ状の放電空間４が形成される。
【００１２】
この放電空間４にＮｅ、Ｘｅ、Ａｒ等の希ガスを約６６．５ｋＰａの圧力となるように充填し、夫々のバス電極１３ａ及び１３ｂを介して一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間に数１０〜数１００ｋＨｚの交流電圧を印加して放電させると、励起された希ガスの原子が基底状態に戻る際の発生する紫外線により蛍光体層２５を励起する。
【００１３】
この励起により、蛍光体層２５は、塗布された材料に応じてＲ光、Ｇ光又はＢ光の発光をするので、アドレス電極２２により発光させる画素及び色の選択を行えば、所定の画素部で必要な色を発光させることができ、カラー画像を表示することができる。
【００１４】
上述構成の交流駆動型ＰＤＰでは、夫々のバス電極１３ａ及び１３ｂを介して一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間に交流電圧を印加したときは、図６に示す如く、この一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間の前面側ガラス基板１１を誘電体とする静電容量４０及び誘電体層１４を誘電体とする静電容量４１とを充電するように変位電流が流れる。
【００１５】
この変位電流は、画像表示には直接寄与しない無効電流になり、一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの抵抗成分や制御回路に損失を発生させ、無効電力が生じる。
【００１６】
この電力損失が増えると、交流駆動型ＰＤＰを表示するための消費電力も大きくなるだけでなく、交流駆動型ＰＤＰを駆動するＩＣ回路の消費電力も大きくなる。この結果、ＩＣ回路で発熱が生じて回路動作が不安定になる虞がある。
【００１７】
また、高解像度の交流駆動型ＰＤＰを実現するためには、一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対の数を多くする必要があり、一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対の数が増加するとパネル当りの静電容量が大となると共に前面側ガラス基板１１の比誘電率は、８程度と比較的大きいので、静電容量４０も比較的大きくなり、無効電力も増大する。交流駆動型ＰＤＰの低消費電力化は、重要な問題であり、このため、この静電容量４０、４１を小さくして、無効電力を削減することが要求されている。
【００１８】
そこで、特許文献１には、前面側ガラス基板１１と複数の一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対との間にＢ２Ｏ３とＳｉＯ２を主成分とするガラス材料を用いた誘電体層を設け、この静電容量を小さくするようにしたものが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１９７１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
然しながら、特許文献１に開示の技術では、この静電容量を十分には小さくすることができなかった。
【００２０】
本発明は、斯かる点に鑑み、この一方及び他方の放電維持電極の対間の静電容量を更に小さくし、消費電力（無効電力）を小さくすること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明プラズマディスプレイパネルは、前面側ガラス基板と、この前面側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一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プラズマディスプレイパネルであって、この前面側ガラス基板とこの複数の放電維持電極対との間にシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層を設けたものである。
【００２２】
本発明プラズマディスプレイパネルは、前面側ガラス基板と、この前面側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一対とする複数の放電維持電極対と、この前面側ガラス基板とこの複数の放電維持電極対との間及びこの複数の放電維持電極対を覆うシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層とを設けた前面パネルと、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ものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、前面側ガラス基板と複数の放電維持電極対との間にシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層を設けたので、このシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層は、シリカ微粒子とシリカ微粒子との間に空隙があり、この誘電体層の比誘電率は、シリカ（ＳｉＯ２）の比誘電率例えば４より小さくなり、この一方及び他方の放電維持電極の対間の静電容量を更に小さくでき、無効電力を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図１、図２、図３を参照して本発明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につき説明する。この図１、図２において、図５、図６に対応する部分には同一符号を付して示す。
【００２５】
図１は本例による交流駆動型ＰＤＰの概略構成を示す一部の斜視の断面図である。この図１は、前面パネル１と背面パネル２とを対向させた状態を示している。
【００２６】
本例の前面パネル１は、図１、図２に示す如く、例えば高歪点ガラスやソーダガラスから成る透明で絶縁性を有する前面側ガラス基板１１の下面にシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層３０を形成する。
【００２７】
この誘電体層３０の形成に際しては、原料としてシリカ微粒子が均一に分散したコロイダルシリカペーストを用い、ダイコート法、印刷法、グリーンシートラミネート法等を用いて塗布成膜する。
【００２８】
このコロイダルシリカペーストは、直径１〜１００ｎｍ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。
【００２９】
このコロイダルシリカペーストを塗布直後の膜厚は例えば２００μｍ程度であるが、室温にて十分に乾燥させ、焼成した後は例えば約２０μｍ程度であった。
【００３０】
このシリカ微粒子の粒径を１〜１００ｎｍとしたのは、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。
【００３１】
このシリカ微粒子集積体膜より成る誘電体層３０の比誘電率は、図３に示す如くシリカ微粒子３０ａ間に空隙が存在するために、シリカの比誘電率よりも低く、空隙の比誘電率よりも高く、１．０〜４．０の範囲である。
【００３２】
次に、さらなる検討として、同じ粒径を有する微粒子集積体において、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、次式で表される。
【数１】
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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。
【００３３】
更に、母体物質がシリカ（εＢ≒４．０）、空隙が放電ガス（εＰ≒１．０）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。即ち、同じ粒径を有するシリカ微粒子群が最蜜充填した集積体の誘電率は３．０である。然しながら実際のシリカ微粒子集積体では粒径の不均一性や配列の乱雑さのために空隙率が大きく、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。以上よりこの誘電体層３０の比誘電率の好ましい値は１．３〜３．０である。
【００３４】
ところで、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。
【００３５】
本例の誘電体層３０は、単層であっても、多層構造であっても良い。また、誘電体層３０の厚さは１〜１００μｍ程度が実現できるが、好ましくは１０〜４０μｍである。厚みが小さすぎると、静電容量を小さくさせる効果が小さくなる。一方、厚みが大きすぎると、部材コストがそれだけかかる。
【００３６】
本例においては、図１、図２に示す如く、このシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層３０の下面に透明電極より成る所定間隔の平行な一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対を所定ピッチで必要数形成する。
【００３７】
この一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対の透明な導電材料としては、ＩＴＯ（インジュム錫酸化物）やＳｎＯ２、ＺｎＯ２：Ａｌ、ＺｎＯ２を挙げることができる。
【００３８】
この一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの電極幅は、特に限定されないが１００〜４００μｍ程度である。また、対の一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂ間の相互間隔は、特に限定されないが、好ましくは５〜１５０μｍ程度である。
【００３９】
この透明電極より成る一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対の下側に夫々この一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの配線抵抗を小さくするためバス電極１３ａ及び１３ｂを設ける。このバス電極１３ａ及び１３ｂは、夫々一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの下側に平行で且つこの一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂよりも細幅に形成されている。
【００４０】
このバス電極１３ａ及び１３ｂは、典型的には、金属材料例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ等の単層金属膜あるいはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒ等の積層膜等から構成することができる。このバス電極１３ａ及び１３ｂの幅は、例えば３０〜２００μｍ程度である。この必要数（複数）の一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対を覆うように誘電体層３０の下面に誘電体層１４を形成する。この誘電体層１４は、本例においては、ガラスペースト膜を焼成してできたもので構成する。
【００４１】
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、放電維持電極を保護する機能等を有している。
【００４２】
この誘電体層１４の下側表面に保護層１５を形成する。この誘電体層１４の放電空間４側表面に形成してある保護層１５は、イオンや電子と誘電体層１４及び放電維持電極１２ａ、１２ｂとの接触を防止し、誘電体層１４及び放電維持電極１２ａ、１２ｂの磨耗を効果的に防ぐことが出来る。
【００４３】
また、保護層１５は放電に必要な二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。中でも酸化マグネシウムは、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。
【００４４】
なお、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。
【００４５】
一方、背面パネル２は、例えば高歪点ガラスやソーダガラスから成る透明で絶縁性を有する背面側ガラス基板２１上に画像データを書き込むためのアドレス電極２２を前面パネル１の一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対に対して直交する方向に形成する。
【００４６】
この背面側ガラス基板２１は、前面側ガラス基板１１の構成材料と、必ずしも同じである必要はないが、熱膨張係数が同じであることが望ましい。
【００４７】
このアドレス電極２２は、放電維持電極１２ａ、１２ｂと同様に透明な導電材料で形成され、このアドレス電極２２の電極幅は、例えば５０〜１００μｍ程度である。
【００４８】
このアドレス電極２２を覆うようにこの背面側ガラス基板２１面上にスクリーン印刷法等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し、背面誘電体層２３を形成した。
【００４９】
このアドレス電極２２と平行で且つこのアドレス電極２２、２２間の略中央部に隔壁２４を形成する。この隔壁２４は、幅が例えば５０μｍ以下程度、高さが９０〜１５０μｍ程度である。この隔壁２４のピッチの間隔は、例えば１００〜４００μｍ程度である。
【００５０】
この２つの隔壁２４、２４で挟まれた領域に、隔壁２４、２４の上部まで含めて蛍光体層２５を形成する。この蛍光体層２５は、図１に示す如く、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）及び青色光（Ｂ光）を発光する蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ及び２５Ｂが隣接して形成され、これらで画素を構成する。
【００５１】
図１に示す如く、この前面パネル１と背面パネル２とを対向させ、それらの周辺部において、フリットガラスを用いて接合すると、夫々２本の隔壁２４、２４、前面側ガラス基板１１の下側の保護層１５及び背面側ガラス基板２１の上方の蛍光体層２５で囲まれたストライプ状の放電空間４が形成される。
【００５２】
この放電空間４にＮｅ、Ｘｅ、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅの希ガスあるいはこれらの混合ガスを封入し、この封入されたガスの全圧は、特に限定されないが６〜８０ｋＰａ程度とする。
【００５３】
上述本例の交流駆動型ＰＤＰのバス電極１３ａ及び１３ｂを介して一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間に数１０〜数１００ｋＨｚの交流電圧を印加して放電させると、励起された希ガスの原子が基底状態に戻る際に発生する紫外線により蛍光体層２５を励起する。
【００５４】
この励起により、蛍光体層２５は、塗布された材料に応じてＲ光、Ｇ光又はＢ光の発光をするので、アドレス電極２２により発光させる画素及び色の選択を行えば、所定の画素部で必要な色を発光させることができ、カラー画像を表示することができる。
【００５５】
上述本例構成の交流駆動型ＰＤＰでは、夫々のバス電極１３ａ及び１３ｂを介して一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間に交流電圧を印加したときは、図２に示す如く、この一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間のシリカ微粒子集積体膜より成る誘電体層３０を誘電体とする静電容量４０ａ及び誘電体層１４を誘電体とする静電容量４１とを充電するように変位電流が流れる。
【００５６】
本例によれば、前面側ガラス基板１１と複数の放電維持電極対１２ａ、１２ｂとの間にシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層３０を設けたので、このシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層３０は、シリカ微粒子３０ａとシリカ微粒子３０ａとの間に空隙があり、この誘電体層３０の比誘電率は、シリカ（ＳｉＯ２）の比誘電率例えば４より小さくなり、この一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間の静電容量４０ａを更に小さくでき、消費電力（無効電力）を小さくすることができる。
【００５７】
図４は、本発明を実施するための最良の形態の他の例の前面パネル１の要部を示す切り欠き断面図を示す。図４につき説明するに、図１、図２に対応する部分には同一符号を付して示し、その詳細説明は省略する。
【００５８】
この図４例においては、図１、図２の一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対を覆う誘電体層１４を誘電体層３０と同じ、シリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層１４ａとしたもので、この他の例は、その他は図１例同様に構成したものである。
【００５９】
このシリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層１４ａも誘電体層３０と同様に形成する。
【００６０】
この図４例の前面パネル１を使用した交流駆動型ＰＤＰは図１例同様の作用効果が得られると共にこの一方及び他方の放電維持電極１２ａ及び１２ｂの対間の誘電体層１４ａを誘電体とする静電容量４１ａも小さくなり、消費電力（無効電力）がより小さくなる利益がある。
【００６１】
尚、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】
【００６２】
【図１】本発明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概略構成図である。
【図２】本発明の前面パネルの例を示す切り欠き断面図である。
【図３】本発明の要部の例を示す断面図である。
【図４】本発明の前面パネルの他の例を示す切り欠き断面図である。
【図５】従来のプラズマディスプレイパネルの例を示す概略構成図である。
【図６】従来の前面パネルの例を示す切り欠き断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…前面パネル、２…背面パネル、４…放電空間、１１…前面側ガラス基板、１２ａ、１２ｂ…放電維持電極、１３ａ、１３ｂ…バス電極、１４…誘電体層、１４ａ、３０…シリカ微粒子が集結した構造を有する誘電体層、１５…保護層、２１…背面側ガラス基板、２２…アドレス電極、２３…背面誘電体層、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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【図５】
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【図６】
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