(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に電極が形成され、電極が誘電体層で被覆された構造を有するプラズマディスプレイパネル用部材であって、誘電体層が熱軟化温度４００〜６００℃、体積抵抗率１×１０５〜１×１０１３Ω・ｍの導電性ガラスを５０〜９５重量％と、酸化チタン、酸化アルミニウム、および酸化ジルコニウムから選ばれる無機微粒子を５〜５０重量％含有することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用部材。
【請求項２】
前記導電性ガラスが、バナジウム、タングステン、モリブデン、チタン、スズ、鉄から選ばれる金属の酸化物を合計で５〜８０重量％含有す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用部材。
【請求項３】
前記導電性ガラスが、Ｖ２Ｏ５を５〜８０重量％、Ｐ２Ｏ５を３〜５０重量％、ＢａＯを３〜５０重量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル用部材。
【請求項４】
前記導電性ガラスが、ビスマス、鉛、亜鉛の酸化物の内、少なくとも１種類を含有し、ガラス成分中のこれらの酸化物の合計含有量が３０〜８０重量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用部材。
【請求項５】
前記誘電体層が、前記導電性ガラスを５０〜９５重量％と、平均粒子径０．０２〜２μｍの酸化チタン粉末を５〜５０重量％含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用部材。
【請求項６】
前記誘電体層上に、放電空間を仕切るための隔壁と赤、青、緑に発光する蛍光体層が形成されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用部材。
【請求項７】
帯電した電位の半減時間が１０秒以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用部材。
【請求項８】
前面板と背面板とを封着し、希ガスを封入してなるプラズマディスプレイパネルであって、前面板と背面板の少なくともいずれか一方に請求項１〜７のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル用部材を用いる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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルに関するものであり、特にＡＣ方式プラズマディスプレイパネルの異常放電を防止し、信頼性を高めたプラズマディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄型・大型テレビに使用できるディスプレイとして、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略す）が注目されている。特に、ＡＣ方式ＰＤＰは、構造が簡便で製造コストが安価にできる可能性があり、輝度や表示品位を高くできるメリットがある。
【０００３】
ＡＣ方式ＰＤＰは、異なるスキャン電極間で放電することにより誘電体層の表面に発生する壁電荷を利用して、表示するディスプレイである。アドレス電極もスキャン電極の放電位置を決めるために放電に関与する。
【０００４】
しかし、スキャン時やアドレス時の電圧印加のために発生した壁電荷の一部は表示後も誘電体層の表面に残存壁電荷として残り、この残存壁電荷が局部的に集中して放電する異常放電が生じる。この異常放電（偶発放電とも言う）を防止するために、特開平１０−６４４３４号公報には、誘電体層の表面抵抗値を低くすることにより、残存壁電荷をなくす方法、特に、導電性微粒子を添加することにより、抵抗値を低減する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、導電性微粒子の添加は、誘電体層上に形成される蛍光体の発光輝度を低下させるため、発光輝度に優れたプラズマディスプレイを得ることが困難である。さらに、誘電体層は蛍光体が発光した際の反射層としての機能を有する。すなわち、誘電体層の反射率は高い方が望ましい。しかし、誘電体層に導電性微粒子を添加した場合は、導電性微粒子の光吸収により反射率が低下し、プラズマディスプレイの輝度が低下するという課題がある。
【０００６】
また、平均粒径が５μｍ以上の粒径の大きな導電性粒子を用いた場合には、少ない添加量で、選択的に厚み方向に導電性を付与する、すなわち異方導電性を付与することができるものの、誘電体の表面形状が不均一になり、隔壁形成や蛍光体形成などの後工程で欠陥が発生し歩留まりが低下がする問題があった。一方、誘電体層の厚みより小さい平均粒径２〜３μｍの導電性粒子を用いた場合には、異方導電性を発揮させるためには１０重量％以上の添加が必要となり、クロムやニッケルの導電性粒子が黒色である為に誘電体の反射率が低下してパネルの輝度が低下すること、誘電体層の焼結性が低下すること、また電極間のショートが起こることなどの問題があった。
【０００７】
また、導電性微粒子が局在化した場合に、電極間がショートして、回路やパネルが破損する場合があり、パネルの信頼性に問題がある。
【０００８】
このため、従来の異常放電防止の方法では、ＰＤＰの歩留まり低下や輝度低下、焼結性の低下、電極間の導通という障害を生じさせずに異常放電を完全に防止することは困難であった。
【０００９】
そこで、本発明は、異常放電を防止し、かつ歩留まりを高く、かつ信頼性や表示特性に優れ、輝度が高く電極間のショートが起こりにくいＰＤＰおよびその部材を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、異常放電の起こらない誘電体層で、輝度低下ならびに歩留まり低下を抑制する誘電体層の鋭意検討を進めた結果、従来技術のように、導電性微粒子を誘電体層を構成する材料に添加するのではなく、誘電体を構成するガラス材料自体に導電性を付与することにより、本発明の目的を達成できることを見いだした。
【００１１】
すなわち、本発明のＰＤＰは、基板上に電極が形成され、電極が誘電体層で被覆された構造を有するプラズマディスプレイパネル用部材であって、誘電体層が熱軟化温度４００〜６００℃、体積抵抗率１×１０５〜１×１０１３Ω・ｍの導電性ガラスを５０〜９５重量％と、酸化チタン、酸化アルミニウム、および酸化ジルコニウムから選ばれる無機微粒子を５〜５０重量％含有することを特徴とする。
【００１２】
また本発明のＰＤＰは、前面板と背面板とを封着し、希ガスを封入してなるＰＤＰであって、前面板と背面板の少なくともいずれか一方に上記のＰＤＰ用部材を用いることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のＰＤＰ用部材は、背面板と前面板のいずれにも好ましく用いることができる。まず、背面板として用いる場合について説明する。
【００１４】
基板には、ソーダガラスやプラズマディスプレイ用ガラス基板（旭硝子社製ＰＤ２００など）を使うことができる。基板上に、導電性金属により電極を形成する。導電性金属としては、銀、銅、クロム、アルミニウム、ニッケル、金等を用いることができる。電極は幅２０〜２００μｍのストライプ状に形成される。
【００１５】
電極上に、電極を被覆する形で誘電体層を形成する。誘電体層は、熱軟化温度４００〜６００℃、体積抵抗率１×１０5〜１×１０13Ω・ｍの導電性ガラスを主成分とすることが重要である。
【００１６】
誘電体層に導電性を付与することにより、残存壁電荷による異常放電を防止することができる。さらに、従来技術のように導電性微粒子を添加するのではなく、誘電体を構成するガラス材料自体に導電性を付与することにより、蛍光体の発光への影響を低減し、誘電体層の反射率を維持できる。つまり、ＰＤＰの輝度低下を抑制できる。また、導電性微粒子の局在化による部分的な導電性の過剰な増大、つまり、電極間のショートなどの現象を抑制できるため、プラズマディスプレイの信頼性向上にも有効である。
【００１７】
異常放電を十分抑制するには、誘電体層の主成分である導電性ガラスの体積抵抗率を１×１０5〜１×１０13Ω・ｍにすることが必要である。体積抵抗率が１×１０13Ω・ｍ以上になると、異常放電を十分抑制することができなくなり、１×１０5Ω・ｍ以下になると、隣り合う電極の絶縁性が不十分になる。誘電体層の体積抵抗率も、上記の範囲内にあることが好ましい。
【００１８】
また通常、誘電体層はガラス粉末を含む無機微粒子と有機バインダーからなるガラスペーストを電極を形成した基板上に塗布した後に、４００〜６００℃の焼成工程を経て形成するため、本発明の導電性ガラスの熱軟化温度もこの範囲内とすることが重要である。
【００１９】
このような特性を有する導電性ガラスは、例えば以下のような組成にて得ることができる。
【００２０】
ガラス粉末の熱軟化温度を４００〜６００℃とするには、ビスマス、鉛、亜鉛などの酸化物を３０〜８０重量％含有させることが好ましい。３０重量％以上とすることで、ガラスの軟化温度が６００℃以下になり、ガラス基板上での焼成が容易になる。また、８０重量％以下とすることで、導電性も阻害されない。また、酸化珪素、酸化硼素、酸化バリウムなどの酸化物を含有していてもよい。
【００２１】
ガラス成分の導電性は、ガラス成分中に、バナジウム、タングステン、モリブデン、チタン、スズ、鉄の酸化物を合計で５〜８０重量％含有させることにより付与することができる。５重量％以上とすることで、導電性の実効を得ることができる。また、８０重量％以下とすることにより、熱軟化温度を６００℃以下に抑え、ガラス基板上での焼成を容易にする。特に、Ｖ2Ｏ5を５〜８０重量％含有したガラスは高い導電性を得ることができる。さらに、Ｖ2Ｏ5を５〜８０重量％、Ｐ2Ｏ5を３〜５０重量％、ＢａＯを３〜５０重量％含有することにより、導電性と安定性を兼ね備えた優れたガラスを得ることができる。
【００２２】
このような組成のガラスを粉砕器で粉砕した後、分級して、平均粒子径１〜６μｍのガラス粉末を得ることができる。
【００２３】
さらに、特に本発明のＰＤＰ用部材を背面板として用いる場合には、誘電体層中に次のような無機微粒子を添加することにより、反射率を制御することが有効である。添加する無機微粒子としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどを用いることできる。特に、平均粒子系０．０２〜２μｍの酸化チタン粉末を含有することにより、反射率に優れた誘電体を得ることができる。誘電体層を構成する全無機微粒子に対し、導電性ガラスの含有率が５０〜９５重量％、上記の反射率制御のための無機微粒子の含有率が５〜５０重量％であることが好ましい。反射率制御のための無機微粒子の添加量を５重量％以上とすることによって、十分な反射率を得ることができる。一方、添加量を５０重量％以下とすることにより、焼成によるガラスの焼結を強固にすることができる。また、酸化マンガン、酸化鉄、酸化クロムなどからなる黒色の無機顔料を誘電体層を構成する全無機微粒子に対し１〜１０重量％添加することにより、光吸収性の誘電体層とすることもできる。光吸収性の誘電体層は、プラズマディスプレイの輝度を低下させるものの、コントラストを向上する効果がある。
【００２４】
本発明のＰＤＰ用部材の誘電体層の形成に用いるガラスペーストは、上記のような導電性ガラスおよびその他の無機微粒子と有機バインダーとを混合し、混練する事によりガラスペーストを作製できる。用いる有機バインダーとしては、エチルセルロース、メチルセルロース等に代表されるセルロース系化合物、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート等のアクリル系化合物を用いることができる。また、ガラスペースト中に、溶媒、可塑剤等の添加剤を加えても良い。溶媒としては、テルピネオール、ブチロラクトン、トルエン、メチルセルソルブ等の汎用溶媒を用いることができる。また、可塑剤としてはジブチルフタレート、ジエチルフタレート等を用いることができる。
【００２５】
ガラスペーストの組成比としては、無機微粒子５０〜９０重量％、バインダー１０〜４０重量％、溶媒５〜３０重量％とすることが好ましい。この組成範囲内とすることで、ペーストの塗布性を保ち、塗布後に均一な誘電体膜厚を得ることができる。また、フタル酸ジブチルなどの可塑剤をペースト中に１〜２０重量％添加することにより、塗布性が向上する。
【００２６】
上記のガラスペーストを基板上に塗布する方法としては、スクリーン版を用いたスクリーン印刷、口金からペーストを吐出するダイコート、ローラー上に形成したガラスペースト層を基板上に転写するロールコート等の方法を用いることができる。塗布した後に、６０〜２００℃の温度に加熱して乾燥すると良い。次に、４００〜６００℃の温度に１０〜６０分加熱することにより、ガラス成分が焼結して緻密な誘電体層を形成することができる。誘電体層の厚みは、５〜５０μｍが好ましい。５μｍ以上とすることで反射率が向上し、５０μｍ以下とすることで、放電電圧の上昇を抑え、正確な画面表示が可能になる。
【００２７】
また、本発明のＰＤＰ用部材は、表面に帯電した電位の半減時間が１０秒以下であることが好ましい。電位の半減時間を１０秒以内とすることで、ＰＤＰの異常放電を抑えることができる傾向にあるためである。
【００２８】
帯電した電位の半減時間はオネストメーターを用いることで測定することができる。本装置は、サンプルをディスク上に固定して回転させ、一方で電圧を印加し、一方で蓄積した電位を測定する装置である。そして、電圧の印加を止めた時点をスタート時間とし、電位が半減するまでに要する時間を評価する。通常、１０ｋＶの電圧を印加すると、サンプルは１０ｍＶ〜１Ｖの電位を持ち、これが半減する時間を測定することができる。評価するサンプルは、電極と誘電体のみが形成されている基板であっても、電極、誘電体、隔壁、蛍光体の全てが形成された基板でも同様に評価でき、ほぼ同一の結果を得ることができる。
【００２９】
この、ＰＤＰ用部材の電位の半減時間を測定する評価手法により、ＰＤＰを作製せずともその異常放電の発生の有無を予測することができる。
【００３０】
形成された誘電体層上に、隔壁を形成する。隔壁を形成する方法は、ガラス粉末と有機バインダーからなるガラスペーストをスクリーン印刷によるパターン印刷を繰り返してパターン形成した後に焼成して隔壁を形成する方法やガラス粉末と感光性有機バインダーからなる感光性ガラスペーストを塗布した後に、フォトマスクを用いたマスク露光により、パターン露光を行った後に不要部分を現像で除去した後に焼成することにより隔壁を形成する方法などを用いることができる。隔壁の形状としては、幅が２０〜１００μｍ、高さが５０〜２００μｍ、ピッチが１００〜５００μｍのストライプ状の隔壁が好ましい。この範囲内とすることにより、放電空間不足や放電電圧上昇による表示不良を防ぎ、また画素の細かい鮮明な映像を得ることができる。
【００３１】
隔壁を形成した後に、赤、青、緑に発光するそれぞれの蛍光体層を隣り合う隔壁間に形成された放電空間内の指定された位置に形成する。蛍光体層は、隔壁側面と、誘電体表面に５〜３０μｍの厚みになるように形成するのが好ましい。厚みを５μｍ以上とすることで発光輝度を十分に得ることができ、４０μｍ以下とすることで、放電空間を十分に確保し、放電電圧の上昇を抑え、正確な画面表示が可能となる。蛍光体を塗布する方法としては、スクリーン印刷によるパターン印刷法やディスペンサーによる流し込み法を用いることができる。蛍光体を塗布後、必要に応じて乾燥、焼成を行い、蛍光体層を形成し、背面板を完成する。
【００３２】
次に、本発明のＰＤＰ用部材を前面板として用いる場合について説明する。
【００３３】
前面板は、ＩＴＯにより複数のスキャン電極を形成し、スキャン電極の抵抗値を低減させるために銀を用いてバス電極を形成したガラス基板上に誘電体層を形成し、酸化マグネシウムを形成して作製できる。
【００３４】
前面板の誘電体層としては、透明であることが好ましいため、誘電体層を構成するガラス材料自体に導電性を付与する本発明は有効である。本発明の前面板の誘電体層は本発明の背面板と同様、熱軟化温度４００〜６００℃、体積抵抗率１×１０5〜１×１０13Ω・ｍの導電性ガラスを主成分とすることが重要である。また、導電性ガラス以外の無機微粒子については、誘電体層の透明性を阻害しないこと等を考慮した上で適宜添加すると良い。
【００３５】
本発明のＰＤＰは、背面基板を前面板と合わせた後に、封着して、Ｘｅを含有するＨｅやＮｅガスを封入して、駆動回路を実装することにより、ＰＤＰを作製できるが、前面板と背面板との少なくともいずれか一方に以上のような本発明のＰＤＰ用部材を用いることが重要である。前面板と背面板との双方に本発明のＰＤＰ用部材を用いることも好ましい。
【００３６】
【実施例】
以下に、本発明を実施例を用いて、具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定はされない。なお、実施例、比較例中の濃度（％）は重量％である。
（実施例１）
（体積抵抗率の測定）
旭硝子社製ガラス基板ＰＤ２００上に、７０ｍｍ角のクロム／銅／クロムの３層の電極膜をスパッタリングにより形成した。
【００３７】
電極膜上に、以下の組成からなる熱軟化温度５００℃のガラス粉末を用いたガラスペーストを、スクリーン印刷により、５０μｍの厚みになるように塗布し、５７０℃１５分間の焼成を行って誘電体層を形成した。焼成後の厚みは２８μｍであった。
ガラス粉末  ７０％
（ガラス粉末の組成
ＰｂＯ  ：４０％
ＺｎＯ  ：１５％
Ｖ2Ｏ5  ：２０％
Ｐ2Ｏ5  ：  ５％
ＢａＯ  ：  ５％
ＳｉＯ2 ：  ５％
Ｂ2Ｏ3  ：  ５％
ＳｎＯ2 ：  ５％）
酸化チタン粉末      ５％
エチルセルロース  １５％
テルピネオール    １０％。
【００３８】
誘電体層上に、ドータイトを塗布して直径４０ｍｍの円形電極膜を形成した。誘電体層の上下の電極間に１ボルトの電圧をかけ、高抵抗計で抵抗値を測定したところ１．５×１０9Ωであった。この抵抗値を次式（１）に代入し、形成した誘電体層の体積抵抗率が７×１０10Ω・ｍであることを確認した。体積抵抗率（Ω・ｍ）＝抵抗値（Ω）×πｄ2／４ｔ  …（１）
ただし、ｄ（ｍ）は電極の直径、ｔ（ｍ）は誘電体層の厚さである。
結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
0004385480.tif 000002
【００４０】
（放電評価）
旭硝子社製ガラス基板ＰＤ２００上に、ＩＴＯを用いて、ピッチ２２０μｍ、線幅１００μｍのスキャン電極を形成した。また、その基板上に感光性銀ペーストを塗布した後に、フォトマスクを介したマスク露光、０．３％炭酸ナトリウム水溶液を用いた現像、５８０℃１５分間の焼成工程を経て、バス電極を形成した。
【００４１】
次に、酸化鉛を６０重量％含有する低融点ガラスペーストをスクリーン印刷により、表示部分のバス電極が隠れるように５０μｍの厚みになるように塗布し、５７０℃１５分間の焼成を行って前面誘電体層を形成した。焼成後の厚みは２８μｍであった。さらに、電子ビーム蒸着により、０．４μｍの酸化マグネシウム層を誘電体層上に形成して前面板を得た。
【００４２】
一方、別のＰＤ２００上に感光性銀ペーストを用いてアドレス電極を形成し、Ａの導電性ガラスを７０重量％で用いたガラスペーストをスクリーン印刷により、アドレス電極が隠れるように５０μｍの厚みになるように塗布し、５７０℃１５分間の焼成を行って誘電体層を形成した。焼成後の厚みは２８μｍであった。
【００４３】
次に、感光性ガラスペーストを誘電体層上に塗布した後に、フォトマスクを介したマスク露光、０．３％炭酸ナトリウム水溶液を用いた現像、５７０℃１５分間の焼成工程を経て、隔壁を形成した。さらに、ディスペンサーを用いて、隣り合う隔壁間に赤色、青色、緑色に発光する蛍光体を順次塗布した後に、５００℃で１５分間焼成して蛍光体層を形成し、背面板を得た。
【００４４】
前面板と背面板とを封着ガラスを用いて封着して、Ｘｅ５％含有のＮｅガスを内部ガス圧６６５００Ｐａになるように封入した。さらに、駆動回路を実装してＰＤＰを得た。ＰＤＰのスキャン電極に電圧を印加して発光させ、輝度計を用いて輝度を測定したところ、２５０ｃｄ／ｍ2であった。また、２４ｈ連続して表示を行ったが、異常放電は生じなかった（表１）。
【００４５】
（実施例２〜８および比較例１〜３）
上記導電性ガラスとして下記Ｂ〜Ｈの導電性ガラス、Ｊの粒状ニッケルを用いて、実施例１と同様の評価を行った。表１に示すとおり、本発明のＰＤＰ用部材は高輝度でかつ異常放電が生じないものであった。
Ａ、導電性ガラスＡ：平均粒径３μｍ、軟化点５００℃、体積抵抗率１×１０5Ωｍ、Ｖ2Ｏ5−Ｐ2Ｏ5系ガラス
Ｂ、導電性ガラスＢ：平均粒径３μｍ、軟化点４００℃、体積抵抗率１×１０8Ωｍ、Ｖ2Ｏ5−Ｐ2Ｏ5系ガラス
Ｃ、導電性ガラスＣ：平均粒径３μｍ、軟化点４００℃、体積抵抗率１×１０9Ωｍ、ＭｏＯ3系ガラス
Ｄ、導電性ガラスＤ：平均粒径３μｍ、軟化点４００℃、体積抵抗率１×１０8Ωｍ、ＷＯ3系ガラス
Ｅ、導電性ガラスＥ：平均粒径３μｍ、軟化点４２０℃、体積抵抗率１×１０8Ωｍ、Ｆｅ2Ｏ3系ガラス
Ｆ、導電性ガラスＦ：平均粒径３μｍ、軟化点４２０℃、体積抵抗率１×１０8Ωｍ、ＴｉＯ2系ガラス
Ｇ、導電性ガラスＧ：平均粒径３μｍ、軟化点４１０℃、体積抵抗率１×１０10Ωｍ、ＳｎＯ2系ガラス
Ｊ、粒状Ｎｉ：平均粒径５μｍ
【００４６】
【発明の効果】
本発明のプラズマディスプレイにより、高輝度でかつ異常放電が生じにくく、かつ、歩留まり良く信頼性に優れたプラズマディスプレイを提供できる。