(57)【要約】【課題】シリカ微粒子が集結した構造から成る膜をプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の誘電体膜として利用して、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、パネル寿命が長いＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法を得る。【解決手段】内側に放電維持電極１２と第１の誘電体膜１４とが形成された前面基板１１と、この前面基板１１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基板２１とを有し、前面基板１１上の放電維持電極１２を覆う第１の誘電体膜１４として酸化物、弗化物、或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前面基板１１上に形成し、微粒子を３００〜６００℃で焼成することを特徴とするＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ギャップとなる放電維持電極と該放電維持電極を覆う第１の誘電体膜上に保護膜を形成した前面基板と、放電空間を介して該前面基板と対抗させてなるアドレス電極を覆う第２の誘電体膜及びリブが形成され、蛍光体膜を有する背面基板からなるプラズマディスプレイパネルに於いて、
前記前面基板上の前記放電維持電極を覆う前記第１の誘電体膜として酸化物、弗化物、或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前記前面基板上に形成し、該微粒子を３００〜６００℃で焼成す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】
前記第１の誘電体膜を前記前面基板上にダイコート法にて、焼成後の膜厚として１〜５０ミクロンの厚さに前記微粒子をコロイド状に分散させたペーストを前記前面基板上に塗付し、焼成を行うことにより、該第１の誘電体膜を成膜してなる請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記第１の誘電体膜を前記前面基板上に印刷法にて、焼成後の膜厚として１〜５０ミクロンの厚さに前記微粒子をコロイド状に分散させたペーストを前記前面基板上に塗付し、焼成を行うことにより、該第１の誘電体膜を成膜してなる請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記微粒子を均一に分散させたフィルムを、前記前面基板上にラミネートし、３００〜６００℃で焼成を行うことにより、前記第１の誘電体膜を成膜してなる請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記微粒子の粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍであり、異なる粒子径の粒子を２種類以上組み合わせたことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記微粒子の粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍであり、粒子径の異なる膜を組み合わせた多膜構造としたことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前記微粒子の粒子径が１ｎｍ〜１００であり、各膜が異なる粒子径の粒子を組み合わせた膜、或いは単一粒子径を有する膜であり、かつそれらをお多層構造としたことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項８】
前記第１の誘電体膜の比誘電率が１．３〜４．０であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項９】
前記第１の誘電体膜の透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１０】
前記第１の誘電体膜の前記シリカ微粒子に弗素を含み前記比誘電率が１．２〜３．９
であることを特徴とした請求項８記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１１】
前記第１の誘電体膜が形成された前記プラズマパネル内に封入する放電ガスのＸｅ分圧が４〜１００％であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１２】
放電ギャップとなる放電維持電極と該放電維持電極を覆う第１の誘電体膜上に保護膜を形成した前面基板と、放電空間を介して該前面基板と対抗させてなるアドレス電極を覆う第２の誘電体膜及びリブが形成され、蛍光体膜を有する背面基板からなるプラズマディスプレイパネルの製造方法に於いて、
前記前面基板上の前記放電維持電極を覆う前記第１の誘電体膜として酸化物、弗化物、或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前記前面基板上に形成し、該微粒子を３００〜６００℃で焼成す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、プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイパネルの製造方法に係わり、特に、放電維持電極上の誘電体膜をコロイド微粒子を原料として形成したプラズマディスプレイパネル及び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、前面基板の内面に形成された放電維持電極上に誘電体が形成されており、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膜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）の誘電体膜の厚さを薄くする構成や、放電維持電極間に誘電体膜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。又、前面基板と放電維持電極の間に前面基板よりも低い誘電率を有する誘電体膜を設ける構成や、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、前面基板側の第１の誘電体膜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膜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）の誘電体膜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、スパッタ法によって成膜した場合はＰＤＰに用いる誘電体は、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膜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於いて放電電圧を下げるには、誘電体膜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、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、誘電体膜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、誘電体膜の膜厚の均一性、表面平滑性及び透明性に優れ、且つ耐電圧の高い誘電体膜を形成可能なＰＤＰ用誘電体膜形成材料として、片面が離型処理されたプラスチックキャリアーシ−ト上に誘電体膜用塗工層を形成し、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膜形成材の誘電体膜用塗工層が、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、焼成後の誘電体膜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膜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膜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に記載の誘電体膜は、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】
本発明は上述の課題を解決するために成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、シリカ微粒子が集積した構造から成る膜をＰＤＰの前面基板と放電維持電極の間の誘電体膜として利用すること、及びシリカ微粒子が分散したコロイド状のペーストを成膜原料として用い、前面基板上に形成した微粒子を３００〜６００℃で焼成することで鉛等の有害物質を使用せず且つ、輝度を損ねることなく、消費電力の小さいＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、放電ギャップとなる放電維持電極と、この放電維持電極を覆う第１の誘電体膜上に保護膜を形成した前面基板と、放電空間を介して前面基板と対抗させてなるアドレス電極を覆う第２の誘電体膜及びリブが形成され、蛍光体膜を有する背面基板からなるＰＤＰに於いて、前面基板上の放電維持電極を覆う前記第１の誘電体膜として酸化物、弗化物、或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前面基板上に形成し、微粒子を３００〜６００℃で焼成することを特徴とするＰＤＰとしたものである。
【００２１】
本発明は、放電ギャップとなる放電維持電極と、この放電維持電極を覆う第１の誘電体膜上に保護膜を形成した前面基板と、放電空間を介して前面基板と対抗させてなるアドレス電極を覆う第２の誘電体膜及びリブが形成され、蛍光体膜を有する背面基板間にからなるプラズマパネルの製造方法に於いて、前面基板上の放電維持電極を覆う第１の誘電体膜として酸化物、弗化物、或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前面基板上に形成し、微粒子を３００〜６００℃で焼成することを特徴とするＰＤＰの製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明はガラスからなる前面基板と放電維持電極の間に形成する第１の誘電体膜にシリカ微粒子集積体を用いることにより、鉛等の有害物質を使用せず且つ、輝度を損ねることなく、消費電力の小さいＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法を提供することができる。特に高キセノン分圧を有するＰＤＰに好適なものが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、を図１乃至図８によって、本発明の１形態例のＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法を説明する。図１は、本発明の１形態のＰＤＰを示す要部の概略斜視図、図２は本発明の１形態例のＰＤＰのダイコート法による製造方法を示す概念図、図３は本発明の１形態例のＰＤＰのスクリーン印刷法による製造方法を示す概念図、図４は本発明の１形態例のＰＤＰのグリーンシートラミネート法による製造方法を示す概念図、図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本発明の１形態例のＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法に用いるシリカ微粒子集積体膜の平面及び側断面の微構造の模式図、図６は本発明の１形態例のＰＤＰに用いるシリカ微粒子集積体膜と有鉛ガラス膜との透過率の比較表、図７は本発明の１形態例のＰＤＰに用いるシリカ微粒子集積体膜と有鉛ガラス膜との放電遅れを説明するグラフ、図８は本発明の１形態例のＰＤＰに用いるシリカ微粒子集積体膜と有鉛ガラス膜との輝度の経時変化を示すグラフである。
【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ＰＤＰ２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ＰＤＰ２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基板１１と、この前面基板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上を含む前面基板１１上に形成された第１の誘電体膜１４と、第１の誘電体膜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、背面基板２１と、この背面基板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上を含む背面基板２１上に形成された第２の誘電体膜２３と、この第２の誘電体膜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、第２の誘電体膜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とから構成されている。蛍光体膜は、赤色蛍光体膜２５Ｒ、緑色蛍光膜２５Ｇ、青色蛍光体膜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、このタイプのプラズマ表示装置は「面放電型」と称される。
【００２９】
本実施形態の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第１の誘電体１４は、本実施形態では、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。第１の誘電体膜の比誘電率は、１．０〜４．０であり、好ましくは１．３〜３．０である。この第１の誘電体膜は、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。
【００３３】
第１の誘電体膜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。第１の誘電体膜１４の放電空間側表面に形成してある保護膜１５は、イオンや電子と第１の誘電体膜１４及び放電維持電極１２との接触を防止し、第１の誘電体膜１４および放電維持電極１２の磨耗を防ぐ効果を有する。
【００３４】
又、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。
【００３５】
前面基板１１及び背面基板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。前面基板１１と背面基板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。
【００３６】
蛍光体層２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、例えば、赤色を発光する蛍光体膜材料、緑色を発光する蛍光体膜材料および青色を発光する蛍光体膜材料から成る群から選択された蛍光体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膜材料から構成されたストライプ状の蛍光体膜（赤色蛍光体膜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膜から構成されたストラプ状の蛍光体膜（緑色蛍光体膜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膜材料から構成されたストライプ状の蛍光体膜（青色蛍光体膜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組の蛍光体膜２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂとが重複する領域が、１画素に相当する。
【００３７】
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。
【００３８】
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膜材料として、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膜材料として、ＺｎＳｉＯ２：Ｍｎ、ＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｍｎ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２Ｍｎ、ＭｇＧａ２Ｏ４：Ｍｎ、ＹＢＯ３：Ｔｂ、ＬｕＢＯ３：Ｔｂ、Ｓｒ４Ｓｉ３Ｏ８Ｃ１４：Ｅｕを、青色に発光する蛍光体膜材料として、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ、ＣａＷＯ４：Ｐｂ、ＣａＷＯ４、ＹＰ０，８５Ｖ０，１５Ｏ４、ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ等が例示される。
【００３９】
蛍光体膜２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂの形成方法として、厚膜印刷法、蛍光体膜粒子をスプレーする方法、蛍光体膜の形成予定部位に予め粘着性物質を付けておき、蛍光体膜粒子を付着させる方法、感光性の蛍光体膜ペーストを使用し、露光および現像によって蛍光体膜をパターニングする方法、前面に蛍光体膜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。
【００４０】
尚、蛍光体膜２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂはアドレス電極２２の上に直接形成されていてもよいし、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よい。或いは、蛍光体膜２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂはアドレス電極２２上に設けられた背面の第２の誘電膜２３上に形成されていてもよいし、アドレス電極２２上に設けられた背面の第２の誘電体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って形成されていてもよい。更には、蛍光体膜２５Ｒ、２５Ｇ、２５Ｂは、隔壁２４の側壁面上にのみ形成されていてもよい。背面の第２の誘電体膜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。
【００４１】
背面基板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よいし、格子状に形成されてもよい。背面の第２の誘電体膜２３が背面基板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は誘電体膜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。
【００４２】
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、背面基板２１上に感光性フィルムをラミネートし、露光およ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。
【００４３】
背面基板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、蛍光体膜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。
【００４４】
次に、本発明の実施形態に係る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。
【００４５】
先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る前面基板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が形成された前面基板１１の内面全体にシリカ（ＳｉＯ２）微粒子の集積体から成る第１の誘電体層１４を形成する。
【００４６】
第１の誘電体膜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よい。次に、第１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。
【００４７】
又、背面パネル２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第２の誘電体膜２３を形成する。
【００４８】
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膜上に、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。
【００４９】
次に、背面基板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、背面基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の第２の誘電体膜２３上から隔壁２４の間の側壁面上に亘って、蛍光体膜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。
【００５０】
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、第１パネル１０と第２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、ＰＤＰ２を完成させる。
【００５１】
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の近傍の第１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。
【００５２】
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膜２５が、蛍光体膜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。
【００５３】
本発明では、ＰＤＰ２の具体的な構造は、図１に示す実施形態に限定されず、その他の構造であってもよい。例えば、図１に示す実施形態では、所謂、３電極型のＰＤＰ２を例示したが、２電極型のＰＤＰ２であってもよい。この場合には、一対の放電維持電極１２の一方を前面基板１１に形成し、他方を背面基板２１に形成する構成となる。又、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ＰＤＰ２にあっては、必要に応じて、上述した実施形態の説明における「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。
【００５４】
又、上述した実施形態のＰＤＰ２は、前面パネル１０が表示パネル側となり、所謂、反射型のＰＤＰ２であるが、透過型のＰＤＰ２であっても良い。但し、透過型のＰＤＰ２では、蛍光体膜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を第２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１〕（ダイコート法によるシリカ微粒子集積体膜の成膜）
【００５５】
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。
【００５６】
次に、前面基板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、バス電極１３が形成された前面基板１１の内面全面にシリカ微粒子１６の集積体から成る第１の誘電体膜１４を形成する。
【００５７】
第１の誘電体膜１４の形成に際しては、原料としてシリカ微粒子１７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１６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２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を前面基板１１上に塗布する。
【００５８】
本実施例で用いたダイコート装置１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。焼成後の第１の誘電体膜１４のシリカ微粒子１６は図５（ａ）（ｂ）に示す様に、シリカ微粒子１６が球状であるために、不可避に存在する空間部１７を有している。次に、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。
【００５９】
図５（ｃ）に示す側断面図の場合は、異なる大きい径と小さい球径のシリカ微粒子１６ａ及び１６ｂを混合して単層の第１の誘電体膜１４を形成した場合であり、図５（ｄ）の場合は、異なる大きな径と小さい球径のシリカ微粒子１６ａ及び１６ｂを多層に形成して第１の誘電体膜１４を形成した場合である。勿論、異なる球径の２層以上の多層構造であっても良く、各層の配列順序はランダムであっても良い。更に、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示した誘電体膜を多層構造にしても良いことは明らかである。
【００６０】
次に、背面基板２１に形成された隔壁２４の間に３原色の蛍光体膜スラリーを順次印刷した。その後、背面基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４の間の第２の誘電体膜２３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。
【００６１】
次に、ＰＤＰ２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。
〔実施例２〕（印刷法によるシリカ微粒子集積体膜の成膜）
【００６２】
本実施例では第１の誘電体層１４の形成に際して、印刷法を用いた。原料としてシリカ微粒子１６が均一に分散したコロイダルシリカペーストを用いた。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。印刷法の概念図を図３に示す。ペースト９の塗布範囲をメッシュまたは開口としたスクリーンマスク１８を用いて、これに密着させて金属もしくは樹脂製のスキージ１９を動かすことで前面基板１１の成膜範囲にペースト９を印刷する。この際、スクリーンマスク１８の板厚やペースト粘度により、完成膜の厚さを制御する。粘度５００〜１５００ｃｐｓのペースト９に対して＃２００のメッシュを有するステンレス製スクリーンマスク１８を用いて印刷を行い、５５０℃〜５８０℃で焼成を行った。この印刷から焼成のプロセスを１〜３回繰り返し、完成膜厚は１０μｍ程度が得られた。第１の誘電体膜１４形成以外のプロセスは実施例１と同様である。
〔実施例３〕（グリーンシートラミネート法によるシリカ微粒子集積体膜の成膜）
【００６３】
本実施例では第１の誘電体層１４の形成に際して、グリーンシートラミネート法を用いた。グリーンシートラミネート法の概念を図３に示す。グリーンシート２７は、スラリー化した原材料のベーストをベースフィルム上に塗布、乾燥させたものであり、これにカバーフィルムを張り付けたものがラミネート装置に設置される。図４に示すように、ラミネート時には、ベースフィルム（カバーフィルム）を外したシート面を前面基板１１面に向け、加熱されたヒータ内蔵ロール２６ａ、２６ｂでグリーンシート２７を前面基板１１を圧着する。その後、ベースフィルムを剥離して焼成する。
【００６４】
本実施例では、原料として平均直径が１００ｎｍ以下のシリカ微粒子が均一に分散したグリーンシートを用いた。グリーンシート圧着後、５５０℃〜５８０℃で焼成を行い、厚み約１０μｍ程度の膜が得られた。第１の誘電体膜１４の形成以外のプロセスは実施例１と同様である。
〔比較例１〕（印刷法による有鉛ガラスペースト）
【００６５】
本比較例では第１の誘電体膜１４の形成に際して、有鉛ガラスペーストを用い、印刷法にて成膜した。有鉛ガラスペーストに含まれる無機ガラス成分の組成はＰＢＯ・Ｂ２Ｏ３・ＳｉＯ２であり、平均粒子径は数μｍ程度である。ペースト９にはガラス成分の他に有機バインダーが含まれ、５００〜１５００ｃｐｓ程度の粘性に調整されている。脱泡機にて脱泡後、＃２００のメッシュを有するステンレス製のスクリーンで印刷を行い、レベリングを伴う乾燥を行い、５５０〜５８０℃で焼成を行った。印刷から焼成までのプロセスを１〜数回繰り返し、完成膜厚は３０μｍ程度とした。第１の誘電体膜１４形成以外のプロセスは実施例１と同様である。
〔評価例１〕（比誘電率、透過率、耐電圧）
【００６６】
評価例１では、実施例１に記載した方法で作製したシリカ微粒子集積体による第１の誘電体膜１４と、比較例１に示した有鉛ガラスペーストによる第１の誘電体膜１４の特性評価結果を示す。具体的な測定項目は、比誘電率、透過率、耐電圧であり、いずれも誘電体膜としての基礎的な特性を示す。なお、実施例１、実施例２、実施例３のいずれの作製方法であっても、シリカ微粒子集積体による第１の誘電体膜の特性は同様であるので、いずれの作製方法を用いても構わない。
【００６７】
（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。
【００６８】
（透過率）
シリカ微粒子集積体膜及び有鉛ガラス膜の透過率を図６の表１に示す表１に記載した値は、Ｒ（赤６１１ｎｍ）、Ｇ（緑５１５ｎｍ）、Ｂ（青４５４ｎｍ）の各波長における直線透過率を示している。又、これらの直線透過率は、測定光学系に含まれる大気及びガラスの前面基板の透過率を考慮して算出した膜単体の値である。このときの膜厚はシリカ微粒子集積体膜、有鉛ガラス共に約１０μｍである。有鉛ガラスの透過率８４〜９２％に比べ、シリカ微粒子集積体膜の透過率は９９〜１００％であり、ほとんど損失がないことが解る。
【００６９】
（耐電圧）
シリカ微粒子集積体膜は図５（ａ）（ｂ）に示す空間部１７の空隙を有するため、空隙を有しない一様塗布したベタ面に比べ、絶縁破壊を生じやすいことが危惧される。然し、一般的なＰＤＰの駆動電圧を考えると、４００Ｖ以上の耐電圧があれば、パネル使用に耐えうる。そこで、シリカ微結晶集積体膜及び有鉛ガラスの耐圧を測定した２測定サンプルはＩＴＯ付きガラス基板上に、ダイコート法によりシリカ微粒子集積体膜を、印刷法により有鉛ガラス膜を形成し、それらの上に１ｃｍ２の面積を有する金属電極を形成した。このときの膜厚はシリカ微粒子集積体膜、有鉛ガラス共に約１０μｍである。このようにして、誘電体の両面を電極で挟んだキャパシター構造とし、これに３２ｋＨｚの矩形波を印加した。その結果、両誘電体膜において電源電圧の最大値である５００Ｖを印加しても絶縁破壊が生じなかった。
〔評価例２〕（Ｘｅ４％パネルの評価）
【００７０】
評価例２では、実施例１に記載したシリカ微粒子集積体膜による第１の誘電体膜を用いたパネルと、比較例１に示した有鉛ガラスペーストによる第１の誘電体膜を用いたパネルの特性評価結果を示す。パネルの大きさは有効画素領域が対角５インチで、シリカ微粒子集積体膜の膜厚は９μｍ、有鉛ガラスの膜厚は３０μｍである。両パネルに含まれる放電ガスはＸｅ４％、Ｎｅ９６％である。尚、実施例１、実施例２、実施例３のいずれの作製方法であっても、シリカ微粒子集積体膜による第１の誘電体膜の特性は同様であるので、いずれの作製方法を用いても構わない。
【００７１】
（パネルの静電容量）
パネルの放電維持電極対（スキャン電極、コモン電極）の全てをＬＣＲメーターに接続して、その静電容量を測定した。放電維持電極対の全静電容量は、周波数３２ｋＨｚ〜１００ｋＨｚに於いて、Ｘｅ４％シリカ微粒子集積体パネル：１．７ｎＦでＸｅ４％有鉛ガラスパネル：２．６ｎＦであった。誘電率が同じであれば、膜厚が薄いほど、静電容量は大きくなる。然し、シリカ微粒子集積体膜を用いると、比誘電率が従来の有鉛ガラス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。このことは、無効電流を減らすことになり、無効電力、ひいては消費電力の低減をもたらす。更に、パネルにかける負荷が減ることになるので、パネル寿命が向上する。
【００７２】
（パネルの放電開始電圧）
放電開始電圧はＸｅ４％シリカ微粒子集積体パネル：１７０ＶでＸｅ４％有鉛ガラスパネル：２００Ｖであった。このように、シリカ微粒子集積体膜を用いた場合には放電開始電圧を低減できる。低電圧で駆動できることは、無効電力、有効電力を含めた消費電力の低減をもたらす。さらに、パネルにかける負荷が減るために、パネル寿命が向上する。
【００７３】
（パネルの無効電力）
次に、無効電力の測定条件は電圧１６０Ｖ、周波数３２ｋＨｚとし、測定結果はＸｅ４％有鉛ガラスの無効電力を１．０とする任意単位でＸｅ４％シリカ微粒子集積体パネルは０．７５であった。この様にシリカ微粒子集積体パネルの無効電力は、従来の有鉛ガラスパネルより２５％程度低くなる。
【００７４】
（発光効率）
次に発光効率を以下に示す。測定条件は電圧１６０Ｖ、周波数３２ｋＨｚとし、測定結果はＸｅ４％有鉛ガラスの発光効率を１．０とする任意単位でＸｅ４％シリカ微粒子集積体パネルは１．２であった。この様にシリカ微粒子集積体パネルの発光効率は、従来の有鉛ガラスパネルより２０％程度高くなる。発光効率の増加は、有効電力削減につながり、消費電力の低減をもたらす。
【００７５】
（放電遅れ）
放電遅れの測定結果、即ち、放電確率分布を図７に示す。放電遅れは形成遅れ（Ｔｆ：電圧を印加してから最初の放電が起こるまでの時間）と統計遅れ（Ｔｓ：放電開始時間の揺らぎ）からなる。図４において、シリカ微粒子集積体と有鉛ガラスとを比較すると、形成遅れＴｆの差はほとんどないが、統計遅れＴｓの差が大きい。以下に、統計遅れＴｓの測定結果を有鉛ガラスの発光効率を１とする任意単位で示す。
Ｘｅ４％シリカ微粒子集積体パネル：０．４４（任意単位）
Ｘｅ４％有鉛ガラスパネル：１．０（任意単位）
このようにシリカ微粒子集積体パネルの統計遅れＴは有鉛ガラスパネルに比べて５６％程度小さくなる。
【００７６】
（輝度の経時変化：パネルライフ）
パネルライフは輝度の半減期で定義される。図８に輝度の経時変化を示す。シリカ微粒子集積体パネルの輝度変化が小さく、パネル寿命が向上する。
〔評価例３〕Ｘｅ１００％パネルの評価
【００７７】
評価例３では、実施例１に記載したシリカ微粒子集積体による第１の誘電体膜を用いたパネルと、比較例１に示した有鉛ガラスペーストによる第１の誘電体膜を用いたパネルの放電ガスをＸｅ１００％、３０ｋＰａとした場合の、測定結果を示す。放電ガス以外は実施例１及び比較例１に示したパネルと同様な構造になっている。尚、実施例１、実施例２、実施例３のいずれの作製方法であっても、シリカ微粒子集積体による第１の誘電体膜の特性は同様であるので、いずれの作製方法を用いても構わない。
【００７８】
評価例３に於いては、有鉛ガラスを用いたパネルでは、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を用いたパネルでは、放電開始電圧は２４０Ｖ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２．１倍、発光効率は２．３倍と、大幅に向上する。
【００７９】
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、シリカ微粒子集積体膜を用いると、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。
【００８０】
（放電遅れ）
放電遅れの重要な因子である統計遅れの測定結果を、Ｘｅ４％有鉛ガラスパネルの統計遅れを１とする任意単位で示す。
Ｘｅ１００％シリカ微粒子集積体パネル：０．９３（任意単位）
Ｘｅ４％有鉛ガラスパネル：１．０（任意単位）
Ｘｅ１００％シリカ微粒子集積体膜パネルの統計遅れＴｓは、キセノン量が多くなったにもかかわらず、Ｘｅ４％有鉛ガラスパネルよりも７％程度小さかった。これは、シリカ微粒子集積体を用いたパネルでは、高キセノン分圧においても放電が安定する傾向にあることを示している。
【００８１】
尚、本発明は、上述した実施形態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、上述した実施形態では、シリカ微粒子が集結した構造から成る膜を形成できれば、その原料または成膜方法は限定されない。又、本発明では、誘電体膜１４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、コーティングおよ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。
【００８２】
本発明に関わるＰＤＰでは、内側に放電維持電１２と第１の誘電体膜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せる背面パネル２０を有し、誘電体膜１４がシリカ微粒子１６の集積体からなり、シリカ微粒子１６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１６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。
【００８３】
シリカ微粒子集積体膜の比誘電率は、微粒子間に存在する空間部１７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２式で表される。
【００８４】
【数１】
2007287559.tif 000003
【００８５】
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。
【００８６】
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。又、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１４の比誘電率の好ましい値は１．３〜３．０である。
【００８７】
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。本発明の誘電体膜は、単層であっても、多層構造であっても良い。又、誘電体膜の厚さは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。
【００８８】
輝度およ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、膜厚を薄くすればよい。そこで、シリカ微粒子集積体膜を用いれば良い。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。
【００８９】
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構造を有するため、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、輝度および発光効率の大幅な向上する。
【００９０】
又、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。
【００９１】
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と第１の誘電体膜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、第１の誘電体膜１４をシリカ微粒子１６で形成する際に、シリカ微粒子１６をコロイド状に分散させたペースト９を前面基板１１上に塗付し、３００〜６００℃で焼成を行うことを特徴とする。又、前面基板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９を前面基板上に塗付し、３００〜６００℃で焼成を行うことにより、第１の誘電体膜１１を成膜することを特徴とする。
【００９２】
本発明は、シリカ微粒子１６が集積した構造から成る膜をＰＤＰの第１の誘電体膜１１として利用すること、及びシリカ微粒子１６が分散したコロイド状のペースト９を成膜原料として用いることで、消費電力を小さくできるとともに、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、パネル寿命が向上したＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の１形態のＰＤＰを示す要部の概略斜視図である。
【図２】本発明の１形態例のＰＤＰ及びＰＤＰのダイコート法による製造方法を示す概念図である。
【図３】図３は本発明の１形態例のＰＤＰ及びＰＤＰのスクリーン法による製造方法を示す概念図である。
【図４】本発明図４は本発明の１形態例のＰＤＰ及びＰＤＰのグリーンシートラミネート法による製造方法を示す概念図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明の１形態例のＰＤＰ及びＰＤＰの製造方法に用いるシリカ微粒子集積体膜の平面及び側断面の微構造の模式図である。
【図６】本発明の１形態例のＰＤＰに用いるシリカ微粒子集積体膜と有鉛ガラス膜との透過率の比較表である。
【図７】本発明の１形態例のＰＤＰに用いるシリカ微粒子集積体膜と有鉛ガラス膜との放電遅れを説明するグラフである。
【図８】本発明の１形態例のＰＤＰに用いるシリカ微粒子集積体膜と有鉛ガラス膜との輝度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９４】
１・・・ダイコート装置、２・・・プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、３・・・基盤、４・・・放電空間、５・・・ペースト容器、６・・・ポンプ、７・・・スリットダイ、８・・・開口部、９・・・ペースト、１０・・・前面パネル、１１・・・前面基板、１２・・・放電維持電極、１３・・・バス電極、１４・・・第１の誘電体膜、１５・・・保護膜、１６・・・シリカ微粒子、１７・・・空間部、１８・・・スクリーンマスク、１９・・・スキージ、２０・・・背面パネル、２１・・・背面基板、２２・・・アドレス電極、２３・・・第２の誘電体電極、２４・・隔壁、２５・・・蛍光体膜、２６ａ、２６ｂ・・・ヒータ内蔵ロール、２７・・・グリーンシート
【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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