(57)【要約】【課題】高精細表示においても、高輝度、高信頼性を確保し、さらに地球温暖化防止や環境問題に配慮した低消費電力のプラズマディスプレイパネルを実現する。【解決手段】本発明のプラズマディスプレイパネルは、走査電極および維持電極を設けた前面板と、背面板とを、放電セルを設けるように対向配置し、前記背面板は、アドレス電極、前記アドレス電極に平行に形成された縦隔壁、前記アドレス電極に垂直に形成された横隔壁、及び前記アドレス電極を覆う下地誘電体層とを有し、前記下地誘電体層、および前記放電セルにおいて前記維持電極側の前記横隔壁上にフローティング電極を形成したことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査電極および維持電極を設けた前面板と、背面板とを、放電セルを設けるように対向配置し、
前記背面板は、アドレス電極、前記アドレス電極に平行に形成された縦隔壁、前記アドレス電極に垂直に形成された横隔壁、及び前記アドレス電極を覆う下地誘電体層とを有し、
前記下地誘電体層、および前記放電セルにおいて前記維持電極側の前記横隔壁上にフローティング電極を形成した、プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記アドレス電極長手方向の、隣接する前記フローティング電極は電気的に絶縁されている、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】
前記下地誘電体層上の前記フローティング電極の幅は、隣接する前記横隔壁の底部間隔に対して、４０％以上である、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記横隔壁上の前記フローティング電極の幅は、前記放電セル空間の厚みの５０％〜８０％である、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、６５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が要求されている。
【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、ガラス基板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、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、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４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ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、さらに画素のサイズが小さくなる。そのため、プラズマディスプレイの画素毎に設置された電極配線の隣接間隔も従来のものに比べて、縮小する傾向にあり、従来のセル空間の厚みを維持しようとすると、個々の画素の点灯、非点灯を選択するための、選択放電と呼ばれる期間内に印加される放電電圧が、原理的に上昇し、その結果、セルの表示動作のための電力が増加してしまうことが広く知られている。
【０００９】
このことはテレビセットとしての省電力の観点から観た場合、改善が不可欠なことはいうまでもない。更に、昨今は、日本国内のエコポイントやアメリカ合衆国のエナジースターといった認定制度など、国の内外で、地球温暖化防止への配慮から電気製品の低消費電力化が求められており、薄型テレビも例外ではなく、まさに至急実現しなければならない、課題となっている。又、セル空間の厚みを低減し、選択放電電圧を下げる工夫も試みられているが、このような場合に、発光効率が低下し、全体として、消費電力が上昇してしまう問題も指摘されており、一つの課題となっている。
【００１０】
本発明は、このような状況下で、画素のサイズ低減と低消費電力化さらには、選択放電電圧の低減の両立という課題を解決して、高精細表示でも、高輝度、低消費電力性能を確保し、さらに環境問題に配慮した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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、走査電極および維持電極を設けた前面板と、背面板とを、放電セルを設けるように対向配置し、前記背面板は、アドレス電極、前記アドレス電極に平行に形成された縦隔壁、前記アドレス電極に垂直に形成された横隔壁、及び前記アドレス電極を覆う下地誘電体層とを有し、前記下地誘電体層、および前記放電セルにおいて前記維持電極側の前記横隔壁上にフローティング電極を形成したことを特徴とする。ここで、前記アドレス電極長手方向の、隣接する前記フローティング電極は電気的に絶縁されていることが望ましい。また、前記下地誘電体層上の前記フローティング電極の幅は、隣接する前記横隔壁の底部間隔に対して４０％以上であることが望ましい。また前記横隔壁上の前記フローティング電極の幅は、前記放電セル空間の厚みの５０％〜８０％であることが望ましい。
【００１２】
このような構成によれば、従来の放電セルとは異なり、フローティング電極の配置により、画素サイズが小さい場合でも、プラズマの発生状態を変化させ、画素内の放電の電位分布を変化させて、選択放電電圧を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、画素のサイズ低減と低消費電力化さらには、選択放電電圧の低減の両立という課題を解決して、高精細表示でも、高輝度、低消費電力性能を確保し、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】
【００１４】
【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の誘電体層の構成を示す前面板の断面図
【図３】フローティング電極３１の下地誘電体層上の長さＷ２に対する、選択放電電圧Ｖｄａの依存性を示す図
【図４】選択放電電圧Ｖｄａｔａの横隔壁の高さＨ２に対する、選択放電電圧Ｖｄａの依存性を示す図
【図５】選択放電電圧Ｖｄａｔａの横隔壁の高さＨ２に対する、選択放電電圧Ｖｄａの依存性を示す図
【図６】選択放電電圧Ｖｄａｔａの横隔壁の高さＨ２に対する、選択放電電圧Ｖｄａの依存性を示す図
【図７】本発明の実施形態におけるＰＤＰの誘電体層の構成を示す前面板の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（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４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【００１７】
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。
【００１８】
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、緑色および青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、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の誘電体層８の構成を示す前面板２の断面図であり、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と遮光層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。
【００２０】
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と遮光層７を覆って設けられ、さらに誘電体層８上に保護層９を形成している。
【００２１】
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、透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂよりなる走査電極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。
【００２２】
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。
【００２３】
誘電体層８の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を２０重量％〜４０重量％含み、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を０．５重量％〜１２重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。
【００２４】
なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ7）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。
【００２５】
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。
【００２６】
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〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の第１誘電体層用ペーストを作製する。
【００２７】
バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。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。
【００２８】
次に、この第１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にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５７５℃〜５９０℃で焼成する。
【００２９】
なお、誘電体層８の膜厚については、可視光透過率を確保するためには４１μｍ以下が好ましい。又、誘電体層８は、金属バス電極４ｂ、５ｂの銀（Ａｇ）との反応を抑制するために酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）の含有量を２０重量％〜４０重量％としている。
【００３０】
このような観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層８の膜厚を４１μｍ以下に設定している。
【００３１】
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。
【００３２】
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上および横方向の隔壁１４Ｂの側面にアルミニウム、金、銀などの電極材料を塗布又は蒸着し、所定の形状にパターニングすることにより、フローティング電極３１を形成する。ここで下地誘電体層１３および横方向の隔壁１４Ｂに塗布または蒸着した電極材料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インクジェット法などが挙げられる。次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。
【００３３】
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。
【００３４】
ここから、本発明の実施の形態について説明する。図２に示した断面図が本発明の実施の形態に相当する。
【００３５】
図２に示した図１の断面には本発明の実施形態における実施例１を示す。横方向の隔壁１４Ｂの間隔Ｗ１は約３５０μｍ程度であり、フローティング電極３１の下地誘電体層上の長さＷ２は約１８０μｍ程度の長さとなっている。また、放電空間の厚みＨ１は約１００μｍとなっている。フローティング電極３１の横方向の隔壁１４Ｂに沿った高さＨ２は８０μｍである。更に、このフローティング電極３１の上部には維持電極５が配されている。なお、走査電極４は上記のフローティング電極や維持電極５と反対の位置に設置されている。また、横方向の隔壁１４Ｂに対して線対称の位置にも隣接する放電セルに対応するフローティング電極３１および、維持電極５が配されている。横隔壁方向に隣接するフローティング電極は電気的に絶縁されている。
【００３６】
図３には、Ｈ２が８０μｍである時のアドレス電極１２に印加すべき選択放電電圧Ｖｄａｔａのフローティング電極３１の下地誘電体層上の長さＷ２に対する依存性を示した。ここで、Ｗ２はＷ１の値に対する相対値を％で表示した。なお参考のため、フローティング電極３１がない場合のＶｄａｔａの値を点線で示した。図３から明らかなように選択放電電圧Ｖｄａｔａは、Ｗ２とともに、単調に減少し、４０％となる時で良好な効果を示す。さらにＷ２の最大値即ち１００％となる時で最も低い値となり、その値はフローティング電極３１が無い通常の場合に比べて、半減していることが分かる。なお、詳細な検討の結果、選択放電時の、維持電極５の電圧Ｖｅの大きさによらず、同様な傾向の効果が保たれることが判明した。
【００３７】
また、フローティング電極３１の上部に維持電極５が配されていない場合、即ち維持電極５の代わりに、走査電極４がフローティング電極３１の上部に配されている時には、フローティング電極３１がない場合に比べて、選択放電電圧Ｖｄａｔａが上昇してしまい、上記の効果が全く得られないことが判明している。
【００３８】
図４−図６には、Ｗ２を１００％に固定した時の様々なＶｅに対する選択放電電圧Ｖｄａｔａの横隔壁の高さＨ２に対する依存性を示す。尚、ここでＨ２は放電空間の厚みＨ１に対しての相対値を％で示した。選択放電時の維持電極５の電圧Ｖｅにより、Ｖｄａｔａが最低になるＨ２の値は異なるが、Ｈ２の値が、５０−８０％以上であれば、選択放電電圧Ｖｄａｔａは最も小さい値を示すことが分かる。
【００３９】
尚、フローティング電極３１は、下地誘電体層１３および横方向の隔壁１４Ｂに塗布あるいは蒸着されているが、この電極に高反射率を保持させるために、これらの下地誘電体層１３あるいは横方向の隔壁１４Ｂ上にニトロセルロースのような平坦化樹脂を塗布した上で、フローティング電極３１を塗布または蒸着によって形成されていてもよい。
【００４０】
図７には本発明における第２の実施例を示す。図２と異なる点は、走査電極４および、維持電極５が各々の放電セル毎に周期的に配されている点である。従って、この場合フローティング電極３１も同じセル内の維持電極５の下方に設置され、放電セル毎に周期的に配されている。
【００４１】
この場合、ＰＤＰ１の設置方向として、フローティング電極３１が放電セル内の上方に配置される方向を選択することで、室内の天井の照明光のフローティング電極による反射を最小限に留めることが可能である。
【００４２】
また、図２において、下地誘電体層１３上のフローティング電極の縦隔壁１４に沿った長さＷ２が同一放電セル内の前記走査電極４のＰＤＰ内の入力側端部からの距離とともに、増加させた構造にしておけば、走査電極４に沿った放電電流による電圧降下が、走査電極４の入力側端部からの距離とともに増加する現象を極力抑えることができ、ローディング効果を防ぎ、表示画像の面内の均一性を一定に保つことが可能である。
【００４３】
以上のように本発明によれば、高精細表示においても、高輝度、高信頼性を確保し、さらに地球温暖化防止や環境問題に配慮した低消費電力のＰＤＰを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように本発明のＰＤＰは、環境に優しく表示品質に優れた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】
【００４５】
１  ＰＤＰ
２  前面板
３  前面ガラス基板
４  走査電極
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
１４Ｂ  横方向の隔壁
１５  蛍光体層
１６  放電空間
３１  フローティング電極
【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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