(57)【要約】【課題】ＰＤＰの駆動寿命を延ばすことができる新規なパネル構造を提供する。【解決手段】本発明のＰＤＰは、放電空間を介して対向配置された一対の基板構体を備え、前記基板構体の一方は、基板上に複数の表示電極と、前記表示電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層上に配置された保護膜とを備え、前記誘電体層は、前記表示電極間の放電スリットから離れるにつれて電気容量が大きくなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を介して対向配置された一対の基板構体を備え、
前記基板構体の一方は、基板上に複数の表示電極と、前記表示電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層上に配置された保護膜とを備え、
前記誘電体層は、前記表示電極間の放電スリットから離れるにつれて電気容量が大きくな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】
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて厚さが減少する請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記基板は、前記放電スリットから離れるにつれて高くなる斜面又は段差部を有する請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて低くなる斜面を有する請求項２又は３に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて低くなる段差部を有する請求項２又は３に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて誘電率が大きくなる請求項１〜５の何れか１つに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れた位置の前記表示電極上に局所的に配置された第１誘電体層と、第１誘電体層よりも前記放電スリット側に配置された第２誘電体層とを備え、第１誘電体層は、第２誘電体層よりも誘電率が大きい請求項６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、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と称する。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のＡＣ駆動型面放電ＰＤＰの構造の一例を示す分解斜視図である。このＰＤＰは、前面側基板構体１と背面側基板構体２を有している。
【０００３】
前面側基板構体１では、ガラス基板１ａ上に複数の表示電極３が配置されている。表示電極３は、それぞれ、透明電極３ａ及び金属電極３ｂを備えている。表示電極３は、ＡＣ駆動のための誘電体層４で覆われている。誘電体層４は、保護膜５で覆われている。
【０００４】
背面側基板構体２では、表示電極３に対して交差する方向（列方向）に延びるアドレス電極６がガラス基板２ａ上に配置されている。アドレス電極６は、誘電体層９で覆われている。アドレス電極６の両側には隔壁７が配置され、列方向のセルを区分けしている。さらに誘電体層９上と、隔壁７の側面には紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体層８が形成されている。なお、アドレス電極６は、前面側基板構体１の誘電体層４内に表示電極３と交差するように配設されることもある。
【０００５】
保護膜５と隔壁７が接するように前面側基板構体１と背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封止用部材により封着させて内部に隔壁で仕切られた複数の放電空間を形成し、放電空間内を排気後、放電空間内にＮｅ−Ｘｅ等の放電ガスを封入し、ＰＤＰが作製される。
【０００６】
このＰＤＰにおいては、表示は、隣接する２本の表示電極３間での繰り返し放電によって行なわれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
保護膜５は、ＰＤＰの使用時間（表示電極３間での放電時間）に応じてスパッタされる。保護層５のスパッタが進むと誘電体層４が露出して駆動電圧が上昇し、表示不良が発生する。この現象を駆動寿命と定義する。
ＰＤＰの高効率化のために放電ガス中のキセノン濃度を高める技術があるが、この技術を採用すると、保護膜５のスパッタリングが早くなり、駆動寿命が短くなるという問題が発生する。従って、高キセノン化技術を採用するには、駆動寿命を延ばす技術が重要である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ＰＤＰの駆動寿命を延ばすことができる新規なパネル構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明のＰＤＰは、放電空間を介して対向配置された一対の基板構体を備え、前記基板構体の一方は、基板上に複数の表示電極と、前記表示電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層上に配置された保護膜とを備え、前記誘電体層は、前記表示電極間の放電スリットから離れるにつれて電気容量が大きくなることを特徴とする。
【０００９】
本発明者は、保護膜のスパッタが放電スリットに近い位置で局所的に起こりやすいことに注目し、この原因を明らかにするために、一般的な面放電型ＰＤＰにおいて、放電中のイオン入射量をシミュレーションを行った。その結果、放電スリット近傍にイオン入射エネルギーが集中することが上記の局所的なスパッタの原因であることが明らかになった。
【００１０】
そして、この知見に基づき、放電スリットから離れるにつれて電気容量が大きくなる構成の誘電体層を採用することによって、イオン入射エネルギーを分散させて局所的なスパッタを抑制することができることを見出し、本発明の完成に到った。また、本発明の構成の誘電体層を有するＰＤＰにおいて放電中のイオン入射量をシミュレーションを行ったところ、イオン入射エネルギーが分散されていることが確認された。
【００１１】
以上より、本発明によれば、保護膜の局所的なスパッタを抑制することができ、これによって、ＰＤＰの駆動寿命を延ばすことができる。また、高キセノン化技術を採用したＰＤＰでは、本発明を採用する利点が特に大きい。
以下、本発明の特徴とする誘電体層構造について種々の実施形態を例示する。
【００１２】
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて厚さが減少してもよい。
前記基板は、前記放電スリットから離れるにつれて高くなる斜面又は段差部を有しても  よい。
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて低くなる斜面を有してもよい。  
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて低くなる段差部を有してもよい。
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れるにつれて誘電率が大きくなってもよい。
前記誘電体層は、前記放電スリットから離れた位置の前記表示電極上に局所的に配置された第１誘電体層と、第１誘電体層よりも前記放電スリット側に配置された第２誘電体層とを備え、第１誘電体層は、第２誘電体層よりも誘電率が大きくてもよい。
ここで示した種々の実施形態は、互いに組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下，本発明の実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す内容は，例示であって，本発明の範囲は，図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１４】
１．ＰＤＰ用基板構体
以下、本発明の特徴とする誘電体層構造を有するＰＤＰ用基板構体の種々の実施形態について説明するが、表示電極を覆う誘電体層及び保護層を有する前面側基板構体を例に挙げて説明を進める。
【００１５】
１−１．第１実施形態
図１は、第１実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。
本実施形態のＰＤＰ用基板構体１は、基板１ａと、基板１ａ上に配置された複数の表示電極３と、表示電極３を覆う誘電体層４と、誘電体層４上に配置された保護膜５とを備え、誘電体層４は、表示電極３間の放電スリットＤから離れるにつれて電気容量が大きくなる。
以下、各構成要素毎に説明を進める。
【００１６】
１−１−１．基板
基板１ａの種類は、特に限定されず、基板１ａは、例えば、ガラス基板等の透明基板からなる。基板１ａは、隣接する２つの表示電極３間の放電スリットＤから離れるにつれて高くなる斜面１ｂを有する。斜面１ｂは、誘電体層４の厚さを変化させるために設けられる。
斜面１ｂの形成方法は、特に限定されないが、斜面１ｂは、例えば、基板１ａの表面を斜めに研磨することによって形成することができる。なお、斜面１ｂは、平面状（断面図で直線状）であってもよく、曲面状（断面図で曲線状）であってもよい。また、斜面１ｂの代わりに又は斜面１ｂと共に放電スリットＤから離れるにつれて高くなる段差部を設けてもよい。段差部は、例えば、基板１ａをエッチングすることによって形成することができる。
【００１７】
１−１−２．表示電極
基板１ａ上には複数の表示電極３が配置される。
表示電極３は、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ2 などの幅の広い透明電極３ａと、電極の抵抗を下げるための、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ及びそれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層構造）等からなる幅の狭い金属電極３ｂとで構成することができる。
【００１８】
透明電極３ａ及び金属電極３ｂの形状は、特に限定されず、ストレート形、Ｔ字形、梯子形等の何れであってもよい。透明電極３ａと金属電極３ｂの形状は、同じであっても互いに異なっていてもよい。例えば、透明電極３ａをＴ字形や梯子形にして、金属電極３ｂをストレート形にしてもよい。なお、金属電極の材料だけで表示電極３を形成することも可能である。
表示電極３は、２本ずつがペアになって表示ラインを構成するが、電極配列形態としては、図１に示すように電極ペア間に放電を発生することができない距離の非放電領域（逆スリットともいう）ＮＤを設けた配列、図２に示すように電極を等間隔に配列して隣接する電極間が全て放電スリットＤとなるＡＬＩＳ形式の配列のいずれかによって配置されている。このペアは、アドレス電極との間のアドレス放電に用いられるスキャン電極と、スキャン電極との間のサステイン放電等に用いられるサステイン電極とで構成される。
【００１９】
１−１−３．誘電体層
誘電体層４は、例えば、ガラス材料層を形成し、このガラス材料層を焼成することによって形成する。ガラス材料層は、低融点ガラスフリットとバインダと溶剤を含むガラスペーストを電極が形成された基板上に塗布し、その後溶剤を乾燥させるか（ペースト法）、低融点ガラスフリットとバインダを含むガラスシートを基板上に貼ること（シート法）によって形成することができる。
【００２０】
誘電体層４は、放電スリットＤから離れるにつれて電気容量が大きくなる。保護膜５表面の壁電荷密度は、誘電体層４と保護膜５を合わせた誘電体の電気容量に比例するので、誘電体層４の電気容量が放電スリットＤから離れるにつれて大きくなるように誘電体層４を構成することによって保護膜５表面の壁電荷を放電スリットＤから離れた位置に分散させることができる。また、保護膜５へのイオン入射エネルギー量は、保護膜５表面の壁電荷密度と相関しているので、保護膜５表面の壁電荷を放電スリットＤから離れた位置に分散させると、保護膜５へのイオン入射エネルギーも放電スリットＤから離れた位置に分散させることができ、その結果、放電スリットＤの近傍で保護膜５が局所的にスパッタされる現象を抑制することができる。
【００２１】
表示電極３が、図１のように表示電極ペア間に非放電領域を設けた配列になっている場合は、放電スリットＤから非放電領域ＮＤに向かって誘電体層４の電気容量が大きくなるようにすればよい。この場合、放電スリットＤから離れた位置とは、非放電領域ＮＤに近い位置である。また、表示電極３が、図２のように電極を等間隔に配列して隣接する電極間が全て放電スリットＤとなるＡＬＩＳ形式の配列になっている場合は、放電スリットＤから表示電極３の幅方向の中央に向かって誘電体層４の電気容量が大きくなるようにすればよい。この場合、放電スリットＤから離れた位置とは、表示電極３の幅方向の中央又はその近傍の位置である。
【００２２】
誘電体層４の電気容量は、誘電体層４の材料の誘電率に比例し、誘電体層４の厚さに反比例する（Ｃ＝εＳ／ｄ。Ｃは電気容量、εは誘電率、Ｓは面積、ｄは厚さ）。従って、誘電体層４の材料の誘電率を大きくするか誘電体層４の厚さを薄くすることによって電気容量を大きくすることができる。
【００２３】
本実施形態では、放電スリットＤから離れるにつれて誘電体層４の厚さを減少させることによって電気容量が大きくなるようにしている。上述したように、本実施形態では、基板１ａが放電スリットＤから離れるにつれて高くなる斜面１ｂを有しているので、基板１ａ上に表面が平坦な誘電体層４を形成すると、放電スリットＤから離れるにつれて厚さが連続的に減少する誘電体層４が自然に形成される。なお、また、基板１ａが放電スリットＤから離れるにつれて高くなる段差部を有している場合、放電スリットＤから離れるにつれて厚さがステップ状に減少する誘電体層４が自然に形成される。
【００２４】
本実施形態では、誘電体層４の表面が平坦なので、放電スリットＤから離れた位置の間での電気力線Ｅの長さが比較的短くなる。電気力線Ｅの長さが短いほど放電スリットＤから離れた位置の間での電界が強くなるので、イオン入射エネルギーが放電スリットＤから離れた位置に分散されやすくなる。
【００２５】
１−１−４．保護膜
誘電体層４上には保護膜５が配置される。保護膜５は、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム又は酸化バリウム等の金属（より具体的には２価の金属）酸化物からなり、好ましくは、酸化マグネシウムからなる。保護膜５は、蒸着法、スパッタ法又は塗布法等で形成することができる。
【００２６】
１−２．第２実施形態
図３を用いて、第２実施形態のＰＤＰ用基板構体について説明する。図３は、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態に類似しており、第１実施形態で述べた内容は、以下の記載に矛盾しない限り本実施形態にも当てはまる。
【００２７】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、放電スリットＤから離れるにつれて誘電体層４の厚さを減少させることによって電気容量が大きくなるようにしている。本実施形態では、放電スリットＤから離れるにつれて低くなる斜面４ａを誘電体層４に形成することによって、誘電体層４の厚さを減少させる。斜面４ａは、平面状（断面図で直線状）であってもよく、曲面状（断面図で曲線状）であってもよい。基板１ａの表面は、平坦であってもよく、第１実施形態で説明した斜面又は段差部を有するようにしてもよい。
【００２８】
本実施形態によれば、放電面が背面側基板構体の蛍光体層に近くなるので、輝度が向上する。また、本実施形態によれば、保護膜５の表面に凹凸が形成されるので、前面側基板構体と背面側基板構体を貼り合わせた際に、保護膜５と、背面側基板構体の隔壁との間に排気パスが形成され、放電空間内の真空排気が容易になる。従って、排気パスを確保しにくい隔壁（セルごとに放電空間を区画した格子状の隔壁等）が用いられている場合には、本実施形態の構成を採用する利点が特に大きい。
【００２９】
斜面４ａを有する誘電体層４の形成方法は、特に限定されないが、一例では、誘電体層４は、スキージ印刷等により基板１ａ上に一層目の低融点ガラスペーストを均一に塗布し、次に、スロットコーター等により放電スリットＤの近傍のみに二層目の低融点ガラスペーストを塗布し、その後、焼成することによって形成することができる。焼成時に低融点ガラスが流動して斜面４ａが形成される。一層目の低融点ガラスペーストを塗布した後に焼成を行い、その後、二層目の低融点ガラスペーストを塗布してもよい。また、平坦な誘電体層を形成した後に、その表面を斜めに研磨することによって斜面４ａを形成してもよい。
【００３０】
１−３．第３実施形態
図４を用いて、第３実施形態のＰＤＰ用基板構体について説明する。図４は、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。本実施形態は、第２実施形態に類似しており、第２実施形態で述べた内容は、以下の記載に矛盾しない限り本実施形態にも当てはまる。
【００３１】
本実施形態では、放電スリットＤから離れるにつれて低くなる段差部４ｂを誘電体層４に形成することによって、誘電体層４の厚さを減少させている。
本実施形態でも第２実施形態と同様に、輝度の向上と排気パスの確保という効果が得られる。
また、本実施形態の段差部４ｂを有する誘電体層４は、（１）平坦な誘電体層を形成し、（２）この誘電体層にマスクを被せてエッチングすることによって段差部４ｂを形成するという単純な方法で形成することができるというメリットがある。
【００３２】
１−４．第４実施形態
図５を用いて、第４実施形態のＰＤＰ用基板構体について説明する。図５は、本実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態に類似しており、第１実施形態で述べた内容は、以下の記載に矛盾しない限り本実施形態にも当てはまる。
【００３３】
本実施形態では、放電スリットＤから離れるにつれて誘電体層４の誘電率を増大させることによって電気容量が大きくなるようにしている。本実施形態では、放電スリットＤから離れた位置に誘電率が比較的大きい誘電体を配置することによって放電スリットＤから離れるにつれて誘電体層４の電気容量が大きくなるようにしている。
本実施形態の誘電体層４は、放電スリットＤから離れた位置の表示電極３ａ上に局所的に配置された第１誘電体層４ｃと、第１誘電体層４ｃよりも放電スリットＤ側に配置された第２誘電体層４ｄとを備えており、第１誘電体層４ｃは、第２誘電体層４ｄよりも誘電率が大きい。本実施形態では、第２誘電体層４ｄは、第１誘電体層４ｃを完全に覆うように配置されている。第２誘電体層４ｄは、第１誘電体層４ｃを部分的に覆うように配置してもよい。この場合、第１誘電体層４ｃが部分的に露出する。
【００３４】
本実施形態の誘電体層４の形成方法は、特に限定されないが、一例では、誘電体層４は、スロットコーター等により基板１ａ上の放電スリットＤの近傍のみに第１低融点ガラスのペーストを塗布し、焼成を行って第１誘電体層４ｃを得て、次に、スキージ印刷等により基板１ａ上に第１低融点ガラスよりも誘電率が小さい低融点ガラスのペーストを均一に塗布し、焼成を行って第２誘電体層４ｄを得ることによって形成することができる。第１低融点ガラスの流動を防ぐために、二度目の焼成は、第１低融点ガラスの軟化点よりも低い温度で行うことが好ましい。また、放電スリットＤの近傍のみに第１低融点ガラスのペーストを塗布する代わりに基板１ａ上に均一に第１低融点ガラスのペーストを塗布し、焼成して形成された誘電体層を放電スリットＤの近傍のみを残してエッチングすることによって第１誘電体層４ｃを形成してもよい。
【００３５】
本実施形態によれば、誘電体層４の膜厚を変えることなく、誘電体層４の電気容量を変化させることができる。また、本実施形態の誘電体層４は、表面が平坦なので、放電スリットＤから離れた位置の間での電気力線Ｅの長さが比較的短くなる。電気力線Ｅの長さが短いほど放電スリットＤから離れた位置の間での電界が強くなるので、イオン入射エネルギーが放電スリットＤから離れた位置に分散されやすくなる。
【００３６】
誘電体層４の電気容量を変化させるために第１〜第３実施形態で示した手段は、第４実施形態にも適用することができる。誘電体層４の電気容量を変化させるために本実施形態で示した手段は、第１〜３実施形態にも適用することができる。
【００３７】
以上の実施形態で示した種々の特徴は，互いに組み合わせることができる。１つの実施形態中に複数の特徴が含まれている場合，そのうちの１又は複数個の特徴を適宜抜き出して，単独で又は組み合わせて，本発明に採用することができる。
【００３８】
２．ＰＤＰ
第１〜第４実施形態の何れかの前面側基板構体１と、ガラス基板２ａ上にアドレス電極６と、誘電体層９と、隔壁７と、蛍光体層８とを備える背面側基板構体２を対向させた状態で周縁部を封着材で貼り合わせることによって内部に気密な放電空間を有するパネルが得られ、このパネルの放電空間内を排気後、放電空間内に放電ガス（例えば、ネオンに数％程度のキセノンを混合させたもの）を封入することによってＰＤＰを製造することができる。
【００３９】
３．効果確認シミュレーション
本発明の構成を採用することによって、保護膜の局所的なスパッタを抑制することができ、これによって、ＰＤＰの駆動寿命を延ばすことができる点は、上記の説明から明らかであるが、この点は、イオン入射エネルギー量の空間分布のシミュレーションによっても確認されている。以下、このシミュレーションについて説明する。
【００４０】
このシミュレーションは、図６に示す寸法（単位はμｍ）を有するＰＤＰについて行った。実施例では、誘電体層４は、放電スリットＤから離れるにつれて低くなる段差部を有しているので、誘電体層４の電気容量は、放電スリットＤから離れるにつれて大きくなっている。比較例では、誘電体層４の電気容量は、均一である。放電ガスは、Ｘｅ４％とし、放電電圧は、１８０Ｖとした。
シミュレーションで得られた壁電荷分布の結果を図７に示す。図７を参照すると、実施例では、比較例に比べて、放電スリットＤ近傍での壁電荷が小さくなり且つ放電スリットＤから離れた位置での壁電荷が大きくなっている。従って、実施例では、壁電荷が放電スリットＤから離れた位置に分散されていることが分かる。
【００４１】
また、シミュレーションで得られたイオン入射エネルギー分布の結果を図８（ａ）及び（ｂ）に示す。図８（ａ）は、実施例について結果であり、図８（ｂ）は、比較例についての結果である。図８（ａ）及び（ｂ）を参照すると、実施例の方が、比較例よりも、イオン入射エネルギーが電極全体に分散されており、高エネルギーイオンの割合も小さくなっていることが分かる。
以上より、本発明の構成を採用することによって、保護膜５の局所的なスパッタを抑制することができることがシミュレーションによっても確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のＰＤＰ用基板構体がＡＬＩＳ形式の表示電極を有する場合の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態のＰＤＰ用基板構体の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の効果確認のためのシミュレーションの寸法条件を示す断面図である。
【図７】本発明の効果確認のためのシミュレーションによる壁電荷分布の結果を示すグラフである。
【図８】本発明の効果確認のためのシミュレーションによるイオン入射エネルギー分布の結果を示すグラフである。図８（ａ）は、実施例について結果であり、図８（ｂ）は、比較例についての結果である。
【図９】従来のＰＤＰの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１：前面側基板構体  １ａ：前面側基板  １ｂ：基板の斜面  ２：背面側基板構体  ２ａ：背面側基板  ３：表示電極  ３ａ：透明電極  ３ｂ：金属電極  ４：誘電体層  ４ａ：誘電体層の斜面  ４ｂ：誘電体層の段差部  ４ｃ：第１誘電体層  ４ｄ：第２誘電体層  ５：保護層  ６：アドレス電極  ７：隔壁  ８：蛍光体層  ９：誘電体層  Ｄ：放電スリット  ＮＤ：非放電領域  Ｅ：放電スリットＤから離れた位置の間での電気力線
【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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【図９】
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