(57)【要約】【課題】本発明は、高信頼性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を目的としている。【解決手段】上記の課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、一方の基板上に表示電極と誘電体層とが形成されたＰＤＰであって、誘電体層において、透明電極上誘電体膜厚が２４．５μｍ以下かつ金属バス電極上誘電体膜厚が透明電極上誘電体膜厚以上であることを特徴とする。ここで前記誘電体層の金属バス電極上誘電体膜厚と透明電極上誘電体膜厚の差は７．０μｍ以下であることが望ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の基板上に表示電極と誘電体層とが形成されたプラズマディスプレイパネルであって、前記誘電体層の金属バス電極上誘電体膜厚が透明電極上誘電体膜厚以上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２】
前記誘電体層の透明電極上誘電体膜厚が２４．５μｍ以下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３】
前記誘電体層の金属バス電極上誘電体膜厚と透明電極上誘電体膜厚の差は７．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１及び２記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
一方の基板上に表示電極を形成する工程と、誘電体層を形成する工程とを有する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では、前記基板上に誘電体ペーストを塗布するステップと、前記塗布した誘電体ペーストを乾燥するステップとを有し、
前記誘電体ペーストに含まれる溶剤のなかで最も高い沸点をもつ溶剤の沸点と、前記乾燥ステップにおける乾燥温度の差を７０℃以上１１０℃以下としたことを特徴とするプラズマディスプレイの製造方法。
【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およびその製造方法に関する。
【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、表示電極を構成する銀電極から誘電体層やガラス基板への銀イオンの拡散が多くなる。銀イオンが誘電体層やガラス基板に拡散すると、誘電体層中のアルカリ金属イオンやガラス基板中に含まれる２価のスズイオンによって還元作用を受け、銀のコロイドを形成する。その結果、誘電体層やガラス基板が、黄色や褐色により強く着色し、ＰＤＰの画像品質を著しく損なう。
【０００９】
一方、ＰＤＰの高効率化といった観点からは前面板の誘電体層の誘電率が低いことが望ましい。誘電体層の誘電率が低いと、紫外線の発生効率が向上し、ＰＤＰの低電力化に寄与するからである。
【００１０】
ただ、誘電体層の誘電率が低い場合、静電容量が小さくなり、そのことにより放電開始電圧が高くなってしまう。そのため、静電容量を大きくし、放電開始電圧を小さくするためには誘電体の膜厚は薄く形成する必要がある。
【００１１】
一般的に絶縁耐圧は誘電体の膜厚に比例して大きくなる。つまり、発光効率を上昇させるために誘電率の低いガラスを用いた場合、誘電体膜厚は薄くする必要があり、その場合、絶縁耐圧が下がることが予想され、絶縁破壊を引き起こす可能性が大きくなり、スパークなどの不良を発生させる可能性が大きくなる。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決して、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】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明のＰＤＰは、一方の基板上に表示電極と誘電体層とが形成されたＰＤＰであって、前記誘電体層の金属バス電極上誘電体膜厚が透明電極上誘電体膜厚以上であることを特徴とする。ここで、前記誘電体層の透明電極上誘電体膜厚が２４．５μｍ以下であることが望ましく、前記誘電体層の金属バス電極上誘電体膜厚と透明電極上誘電体膜厚の差は７．０μｍ以下であることが望ましい。
【００１４】
また本発明のＰＤＰの製造方法は、一方の基板上に表示電極を形成する工程と、誘電体層を形成する工程とを有するＰＤＰの製造方法であって、前記誘電体層を形成する工程では、前記基板上に誘電体ペーストを塗布するステップと、前記塗布した誘電体ペーストを乾燥するステップとを有し、前記誘電体ペーストに含まれる溶剤のなかで最も高い沸点をもつ溶剤の沸点と、前記乾燥ステップにおける乾燥温度の差を７０℃以上１１０℃以下としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
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】
【００１６】
【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】
【００１７】
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。
【００１８】
（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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
次に前面板２の誘電体層８について、詳細を説明する。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。
【００２９】
このとき、表示電極間において、コンデンサ効果により放電に寄与しない無効電力が発生する。無効電力を低減し低消費電力化するためには、誘電率がより小さい誘電体ガラスを使用することが必要となる。そして、誘電率がより小さい誘電体ガラスを含有するガラスペーストを塗布・乾燥・焼成する場合、次のような課題が発生する。
【００３０】
誘電率の低い誘電体層を用いる場合、静電容量は小さくなり、そのことにより放電開始電圧が高くなってしまう。そのため、静電容量を大きくし、放電開始電圧を小さくするためには誘電体の膜厚は薄く形成する必要がある。一般的に絶縁耐圧は誘電体の膜厚に比例して大きくなる。つまり、発光効率を上昇させるために誘電率の低いガラスを用いた場合、誘電体膜厚は薄くする必要があり、その場合、絶縁耐圧が下がることが予想され、絶縁破壊を引き起こす可能性が大きくなり、スパークなどの不良を発生させる可能性が大きくなる。
【００３１】
一方、本発明の実施の形態の特徴としては透明電極上の誘電体膜厚が２４．５μｍ以下かつ金属バス電極上の誘電体膜厚を透明電極上の誘電体膜厚以上とすることを特徴とする。これは発明者等の検討の結果、次のような現象が明らかになったからである。
【００３２】
まず、誘電体の絶縁不良によるスパークの発生する箇所は金属バス電極４ｂ、あるいは５ｂ上の誘電体層の耐圧不良によるものが大半であり、透明電極４ａ、５ａ上では起こる可能性が低いことが明らかになった。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し、所望の温度で焼成して固化している。
【００３３】
一方、透明電極４ａ、５ａは薄膜プロセスなどを用いて形成される。そのため、金属バス電極４ｂ、５ｂは焼成後の状態でペーストに含まれる有機成分の残留の可能性があり、その残留成分が誘電体層８の焼成時に気化し、泡などの欠陥となり耐圧不良を引き起こす。
【００３４】
また、透明電極４ａ、５ａは有機成分の残留の可能性はなく、欠陥が発生しない。つまり、金属バス電極４ｂ、５ｂ上の誘電体層は金属バス電極の有機成分の残留による欠陥の可能性が透明電極４ａ、５ａ上の誘電体層と比較して、高いため絶縁性を確保するために金属バス電極４ｂ、５ｂ上の誘電体膜厚は透明電極４ａ、５ａ上の誘電体膜厚以上とした。
【００３５】
透明電極４ａ、５ａ上の誘電体膜厚は前述のように誘電率の低い誘電体層を用いる場合、静電容量は小さくなり、そのことにより放電開始電圧が高くなってしまうため、静電容量を大きくし、放電開始電圧を大きくするために誘電体の膜厚は薄く形成する必要があるため、２４．５μｍ以下とした。
【００３６】
但し、金属バス電極４ｂ、５ｂ上誘電体膜厚と透明電極４ａ、５ａ上誘電体膜厚の差が大きい場合、背面板において隔壁により区切られた空間と前面板との間に隙間ができてしまうため、放電の漏れ出しが発生し、表示品位を落としてしまうために金属バス電極４ｂ、５ｂ上誘電体膜厚と透明電極４ａ、５ａ上誘電体膜厚の差は７．０μｍ以下であることが望ましい。
【００３７】
しかし、一般的にスクリーン印刷法やダイコート法を用いた場合、乾燥時にだれてしまうために金属バス電極４ｂ、５ｂ上の誘電体層が透明電極４ａ、５ａ上のほうに流れてしまう。そのため、金属バス電極４ｂ、５ｂ上の誘電体層は総じて透明電極４ａ、５ａ上誘電体膜厚より薄く形成されてしまう。
【００３８】
そこで、本発明においては誘電体ペーストに含まれる溶剤のなかで最も高い沸点をもつ溶剤の沸点と乾燥温度の差を７０℃以上１１０℃以下にすることを特徴とする。１１０℃以下の場合、金属バス電極４ｂ、５ｂ上の誘電体層のダレを抑制し、上記のように金属バス電極４ｂ、５ｂ上の誘電体膜厚は透明電極４ａ、５ａ上の誘電体膜厚以上となるように形成できる。また、誘電体ペーストに含まれる溶剤のなかで最も高い沸点をもつ溶剤の沸点と乾燥温度の差が大きすぎると誘電体ペーストを用いて、誘電体層を形成する際に溶剤が揮発し、粘度が変化し、プロセス的に誘電体層の形成が難しくなるために誘電体ペーストに含まれる溶剤のなかで最も高い沸点をもつ溶剤の沸点と乾燥温度の差を７０℃以上とした。
【００３９】
上記のような構造の誘電体層を形成する方法として、誘電体層の上に感光性誘電体を形成し、フォトリソグラフィー法などにより形成する方法（特開２００１−２０２８９１）もあるがその場合、露光、現像、焼成などの複数の工程を経る必要があることから量産性の観点から好ましくない。
【００４０】
以上のように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の誘電体層８は、上記の構成とすることで、絶縁性能に優れておりかつ静電容量を確保したＰＤＰを従来のフォトリソグラフィー法などを用いるよりも量産性の観点においても優れた方法で実現している。
【００４１】
次に本発明の実施の形態における誘電体層８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、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。
【００４２】
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４％〜１０％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。なお、混錬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。
【００４３】
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ミチルセルロース、ニトロセルロースなどを用いても構わない。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、乾燥させる。その際の誘電体ペーストに含まれる溶剤のなかで最も高い沸点をもつ溶剤の沸点と乾燥温度の差を７０℃以上１１０℃以下で実施する。その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５７５℃〜６００℃で焼成する。
【００４７】
なお、乾燥温度については±２℃程度の測定誤差を含むが、この誤差を含めた温度についても本願発明に相当すると考える。
【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】
2012174386.tif 000003
【図２】
2012174386.tif 000004