プラズマディスプレイパネル及びその製造方法
【課題】誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、歩留まりを向上させることができるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供する。
【解決手段】前面板の誘電体層を、第１誘電体層と第２誘電体層とを積層した２層構造とし、第１誘電体層は、ガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように印刷又は塗布した後、乾燥し、ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより形成し、第２誘電体層は、第１誘電体層上にゾルゲル法により形成する。
【解決手段】前面板の誘電体層を、第１誘電体層と第２誘電体層とを積層した２層構造とし、第１誘電体層は、ガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように印刷又は塗布した後、乾燥し、ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより形成し、第２誘電体層は、第１誘電体層上にゾルゲル法により形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像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及びその製造方法に関し、より詳しくは当該プラズマディスプレイパネルが有する前面板の誘電体層の構造及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という）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、例えば６５インチ以上の大型サイズのテレビジョンなどに用いられている。近年、ＰＤＰは、従来から知られているＮＴＳＣ方式に比べて２倍以上の走査線を有する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、さらなる低消費電力化が求められている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本構成として、前面板と背面板とを備えている。前面板は、通常、前面基板と、当該前面基板の一面上にストライプ状に形成された表示電極と、当該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、当該誘電体層上に形成された誘電体保護層とで構成されている。一方、背面板は、背面基板と、当該背面基板の一面上にストライプ状に形成されたアドレス電極と、当該アドレス電極を覆う下地誘電体層とを備えている。下地誘電体層上には、複数の隔壁がストライプ上に形成されている。これらの隔壁は、アドレス電極に平行で、且つ、背面板の厚み方向から見たとき、互いに隣り合う隔壁間にアドレス電極が位置するように配置されている。互いに隣り合う隔壁の側面と下地誘電体層とで形成される溝部には、赤色、緑色、又は青色に発光する蛍光体層が順次形成されている。
【０００４】
ＰＤＰは、前面板と背面板とがその電極（表示電極又はアドレス電極）形成側の面を対向配置され、その外周部をシール部材によって封着された密閉構造になっている。この密閉構造により形成された密閉空間には、ネオン（Ｎｅ）及びキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが５３，０００Ｐａ〜８０，０００Ｐａの圧力で封入されて放電空間が形成されている。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空間にガス放電を発生させ、そのガス放電によって発生した紫外線により各色の蛍光体層が励起して可視光を発光することで、カラー画像を表示することができる。
【０００５】
前記のように構成されるＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層は、一般に、数μｍのガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、表示電極を覆うように前面基板の一面上に印刷又は塗布した後、乾燥し、ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより形成されている。以下、このような誘電体層の形成方法を焼成法という。
【０００６】
一方、ＰＤＰの低消費電力化には、前面板の誘電体層の誘電率を低くすることが有効であることが知られている。しかしながら、前記焼成法では、ガラスフリットを低温で溶融させる必要があるため、低融点ガラス材料を使用する必要がある。この低融点ガラス材料は、純度が低く、比誘電率が１０以上と高い。このため、結果として誘電体層の誘電率は高くなってしまう。
【０００７】
誘電体層を低誘電率化する方法として、ゾルゲル法にて誘電体層を形成する方法がある。この方法においては、溶媒中の金属アルコキシドを加水分解してシリコン化合物を得た後、加熱処理して縮重合反応させることによって、酸化ケイ素を主成分とする誘電体層を形成する。この方法によれば、ガラスフリットを溶融させる必要がないので、低温で誘電体層を形成することができ、製造コストの観点からも効果的である。
【０００８】
また、誘電体層を低誘電率化する別の方法として、特許文献１（特開２００８−２７８６２号公報）に開示されたものがある。特許文献１には、前面板の誘電体層を、微粒子層と絶縁層との２層構造で構成したものが開示されている。
【特許文献１】特開２００８−２７８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記ゾルゲル法による誘電体層の形成方法においては、前記焼成法による誘電体層の形成方法では影響が無かった大きさの異物や表示電極などの凹凸に起因して誘電体層にクラックが発生する恐れがある。誘電体層にクラックがある状態で表示電極に電圧を印加した場合には、スパークなどの不良が発生する恐れがある。
【００１０】
また、特許文献１において、前記微粒子層は、シリカ微粒子を集結した構造を有している。すなわち、前記微粒子層は、シリカ微粒子間に空隙を有する多孔質な層である。このため、密着性及び強度が弱く、前記微粒子層上に前記絶縁層を形成する際に当該絶縁層の応力により剥離しやすい。すなわち、特許文献１の構造では、歩留まりが悪いという課題がある。また、前記空隙の分布を均一に確保することが困難であり、ＰＤＰに輝度ムラが生じるという課題もある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、歩留まりを向上させることができるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面板の製造工程には、
ガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように印刷又は塗布した後、乾燥し、前記ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより第１誘電体層を形成し、
前記第１誘電体層上にゾルゲル法により第２誘電体層を形成する、
ことが含まれる、プラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成される、
第１態様に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３態様によれば、互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルであって、
前記前面板は、
前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように形成され、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを含む第１誘電体層と、
前記第１誘電体層上に形成され、シロキサン骨格の構造を有する第２誘電体層と、
を備える、プラズマディスプレイパネルを提供する。
【００１５】
本発明の第４態様によれば、前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成されている、第３態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、第１誘電体層をいわゆる焼成法により形成し、第２誘電体層をゾルゲル法により形成するようにしているので、第１誘電体層により、異物や表示電極などの凹凸に起因する誘電体層のクラックの発生を抑制することができる。一方、第２誘電体層により、誘電体層全体の低誘電率化を実現することができる。また、第２誘電体層は、特許文献１の構造のような多孔質な層ではないので、密着性及び強度の低下やＰＤＰの輝度ムラを懸念する必要がない。さらに、ガラスフリットを含有する材料を用いて焼成法により第１誘電体層を形成する場合、ガラスフリットは溶融されるが、その形状の名残により、第１誘電体層の表面には凹凸が形成されることとなる。この第１誘電体層の表面の凹凸は第２誘電体層の形成の際にアンカー効果をもたらすこととなり、第１誘電体層と第２誘電体層との密着力が向上すると推測される。従って、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、剥離不良などを抑えて、歩留まりを向上させることができる。
【００１７】
また、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルによれば、誘電体層を、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを含む第１誘電体層と、シロキサン骨格の構造を有する第２誘電体層との２層構造で構成している。すなわち、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルにおいては、第１誘電体層が焼成法により形成され、第２誘電体層がゾルゲル法により形成されているので、前記したように誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施の形態にについて、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
《実施形態》
図１を用いて、本発明の実施形態にかかるＰＤＰの基本構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるＰＤＰの基本構造を模式的に示す斜視図である。本実施形態にかかるＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。
【００２０】
図１において、本実施形態にかかるＰＤＰ１００は、前面板１と、当該前面板１に対向配置された背面板２とを備えている。前面板１と背面板２との間の外周部には、封着用ガラスフリットなどで形成される封着用シール部材１７（図３参照）が配置されている。当該シール部材１７によって、ＰＤＰ１００が気密封着され、ＰＤＰ１００の内部に放電空間３０が形成されている。放電空間３０には、例えばネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが５３，０００Ｐａ〜８０，０００Ｐａの圧力で封入されている。
【００２１】
前面板１は、ガラス等で構成された前面基板１０を備えている。前面基板１０の一面上には、走査電極１２と維持電極１３とで構成される一対の帯状の表示電極１１と、ブラックストライプ（遮光層とも言う）１４とが、互いに平行に複数配列されている。また、前面基板１０の一面上には、それぞれの表示電極１１と遮光層１４とを覆うように誘電体層１５が形成されている。このように形成されることにより、誘電体層１５はコンデンサとしての働きをする。誘電体層１５上には、電極保護のため、誘電体層１５を覆うように誘電体保護層１６が形成されている。
【００２２】
背面板２は、ガラス等で構成された背面基板１０を備えている。背面基板２０の一面上には、複数の帯状のアドレス電極２１が、それぞれ表示電極１１と直交するとともに、互いに平行に配置されている。また、背面基板２０の一面上には、それぞれのアドレス電極２１を覆うように下地誘電体層２２が配置されている。下地誘電体層２２上には、放電空間３０をアドレス電極２１毎に区画するように、アドレス電極２１の延在方向と平行に所定の高さを有する複数の隔壁２３が配列されている。互いに隣り合う隔壁２３，２３の側面と下地誘電体層２２とで形成される溝部２４には、紫外線により赤色、青色、又は緑色にそれぞれ発光する蛍光体層２５が順次形成されている。
【００２３】
前記構成により、表示電極１１とアドレス電極２１とが交差する交差部には、それぞれ放電セル３１が形成される。すなわち、放電セル３１は、マトリクス状に配列されている。これらの放電セル３１がＰＤＰ１００の画像表示領域となり、表示電極１１の延在方向に並ぶ赤色、青色、又は緑色の蛍光体層２５を有する３個の放電セル３１が、カラー表示のための画素となる。
【００２４】
例えばＰＤＰ１００の外部に設置された外部駆動回路から、走査電極１２−アドレス電極２１間、及び走査電極１２−維持電極１３間に各種駆動信号が順次印加されると、各放電セル３１内にガス放電が発生し、そのガス放電により紫外線が発生する。ＰＤＰ１００は、このようにして各放電セル３１内に発生した紫外線が、各放電セル３１に対応する蛍光体層２５を励起して可視光を発光させることにより、カラー表示することができる。
【００２５】
次に、図２及び図３を用いて、前面板１の構成をさらに詳しく説明する。図２は、前面板１の基本構成を示す断面図である。なお、図２においては、前面板１の配置を、図１とは上下逆に示している。図３は、前面板１において、誘電体層１５の縁部の周囲を覆うようにシール部材１７を配置した状態を示す平面図である。
【００２６】
図２において、前面基板１０は、例えばフロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスなどのガラス部材で構成されている。前面基板１０上には、走査電極１２と維持電極１３とで構成される表示電極１１と、ブラックストライプ１４とがパターン形成されている。走査電極１２と維持電極１３とは、それぞれ、透明電極１２ａ，１３ａと、当該透明電極１２ａ，１３ａ上に形成された金属バス電極１２ｂ，１３ｂとにより構成されている。透明電極１２ａ，１３ａは、それぞれ酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２）などから構成されている。金属バス電極１２ｂ，１３ｂは、透明電極１２ａ，１３ａ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。また、金属バス電極１２ｂ，１３ｂは、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと白色電極１２１ｂ，１３１ｂとで構成されている。なお、前記では、走査電極１２と維持電極１３とは、透明電極１２ａ，１３ａと金属バス電極１２ｂ，１３ｂとにより構成されるものとしたが、透明電極１２ａ，１３ａは必ずしも必要ではなく、金属バス電極１２ｂ，１３ｂのみで構成されてもよい。
【００２７】
また、前面基板１０上には、透明電極１２ａ，１３ａと金属バス電極１２ｂ，１３ｂとブラックストライプ１４とをそれぞれ覆うように誘電体層１５が設けられている。誘電体層１５は、前面基板１０側に配置される第１誘電体層１５ａと、第１誘電体層１５ａ上に配置される第２誘電体層１５ｂとを積層した２層構造で構成されている。第１誘電体層１５ａは、後で詳しく説明するように焼成法により形成され、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを有している。第２誘電体層１５ｂは、後で詳しく説明するようにゾルゲル法により形成され、アルキル基が珪素に結合されたシロキサン骨格の構造を有している。第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとは共に、画像表示領域の全域にわたって配置され、それらの縁部は、非画像表示領域に位置している。
【００２８】
第２誘電体層１５ｂ上には、誘電体保護層１６が形成されている。誘電体保護層１６は、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などから形成されている。
【００２９】
前記のように構成される前面板１が背面板２と接合されるとき、図３に示すように、誘電体層１５の縁部の周囲で且つ非画像表示領域にシール部材１７が配置される。なお、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ａとシール部材１７との好ましい位置関係は、後で詳しく説明する。
【００３０】
次に、ＰＤＰ１００の製造方法について、図１〜図３を参照しつつ、具体例を挙げながら説明する。
まず、前面板１の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、前面基板１０上に、走査電極１２及び維持電極１３で構成される帯状の表示電極１１とブラックストライプ１４とを形成する。
より具体的には、図２に示すように、前面基板１０上に、透明電極１２ａ，１３ａとブラックストライプ１４とを形成する。その後、透明電極１２ａ，１３ａの一部上に金属バス電極１２ｂ，１３ｂを形成する。これにより、走査電極１２及び維持電極１３で構成される表示電極１１とブラックストライプ１４とが形成される。
【００３２】
透明電極１２ａ，１３ａと金属バス電極１２ｂ，１３ｂとは、フォトリソグラフィ法などによってパターニングすることにより形成される。透明電極１２ａ，１３ａは、薄膜プロセスなどによって形成された膜を、フォトリソグラフィ法によってパターニングして形成される。金属バス電極１２ｂ，１３ｂ及びブラックストライプ１４は、導電性粒子や黒色顔料を含むペーストで構成される膜を、フォトリソグラフィ法によってパターニングして、所望の温度で焼成されて固化することにより形成される。
【００３３】
具体的な金属バス電極１２ｂ，１３ｂ及びブラックストライプ１４の形成手順は、以下に示す手順が一般的である。
あらかじめ透明電極１２ａ，１３ａが形成された前面基板１０上に黒色顔料等を含んだペーストを、スクリーン印刷法などによって印刷し乾燥させる。その後、乾燥したペーストをフォトリソグラフィ法によってパターンニングして、ブラックストライプ１４を形成する。次に、その上に黒色顔料及び導電性粒子等を含んだ黒色電極となり得るペーストを、同様にスクリーン印刷法によって印刷、乾燥する。さらにその上に、導電性粒子等（例えば銀（Ａｇ）や白金（Ｐｔ））を含んだ白色電極となり得るペーストを、スクリーン印刷法などによって印刷、乾燥する。続いて、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることで、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと白色電極１２１ａ，１３１ａとで構成される金属バス電極１２ｂ，１３ｂを形成する。ここで、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂを下層（前面基板１０側）に形成し、白色電極１２１ａ，１３１ａを上層に形成したのは、画像表示時のコントラストを向上させる目的のためである。
【００３４】
なお、ブラックストライプ１４は、金属バス電極１２ｂ，１３ｂの黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと同一材料で形成しても構わない。ただし、この場合には、ブラックストライプ１４が導電性材料を含有することになるため、画像表示時の誤放電等の発生を考慮する必要がある。
【００３５】
次いで、表示電極１１とブラックストライプ１４とを覆うように前面基板１上に第１誘電体層１５ａを焼成法により形成する。
より具体的には、ガラスフリットやバインダを含んだ第１誘電体層１５ａとなり得る誘電体ペーストを、例えばスリットダイから塗料や溶液を吐出して塗布するダイコート法などによって前面基板１０上に塗布し、所定の時間放置する。これにより、塗布された誘電体ペーストの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乾燥及び焼成して固化させることにより、第１誘電体層１５ａが形成される。
【００３６】
なお、前記第１誘電体ペーストの塗布工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚の第１誘電体層１５ａを形成することが可能である。
【００３７】
次に、第１誘電体層１５ａ上にゾルゲル法により第２誘電体層１５ｂを形成する。
より具体的には、第２誘電体層１５ｂとなり得るゾルをアルコールなどの溶剤で希釈し、第１誘電体層１５ａ上にダイコート法などによって塗布する。その後、塗布されたゾルを所定の時間放置する。これにより、塗布されたゾルの表面がレベリングされて平坦な表面になり、加水分解及び重縮合反応によりゾルが固形化してゲルを形成する。その後、当該ゲルを加熱することにより、第２誘電体層１５ｂが形成される。
【００３８】
なお、前記ゾルとしては、例えば、アルキル基が珪素に結合されたシロキサン骨格の構造を有するゾルを用いることができる。また、前記ゾルの塗布及び乾燥工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚の第２誘電体層１５ｂを形成するが可能である。また、前記ゾルは、膜厚や粘度調整のために必要に応じてガラスフリットや溶媒を混合して使用してもよい。
【００３９】
次に、第２誘電体層１５ｂ上に、誘電体保護層１６を、例えば真空蒸着法により形成する。
以上の工程により、前面基板１０上に所定の構成部材を有する前面板１が完成する。
【００４０】
次に、背面板２の製造方法について説明する。
まず、背面基板２０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によってパターニングする方法などにより、アドレス電極２１用の構成物となる材料層を形成する。その後、当該材料層を所望の温度で焼成してアドレス電極２１を形成する。
【００４１】
次いで、アドレス電極２１が形成された背面基板２０上に、ダイコート法などによりアドレス電極２１を覆うように下地誘電体ペーストを塗布して下地誘電体ペースト層を形成する。その後、下地誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層２２を形成する。なお、下地誘電体ペーストはガラスフリットなどの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。
【００４２】
次いで、下地誘電体層２２上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成する。その後、当該隔壁材料層を焼成することにより隔壁２３を形成する。なお、下地誘電体層２２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。
【００４３】
次に、互いに隣接する隔壁２３間の溝部２４に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布して蛍光体ペースト層を形成する。その後、当該蛍光体ペースト層を焼成することにより蛍光体層２５を形成する。
以上の工程により、背面基板２０上に所定の構成部材を有する背面板２が完成する。
【００４４】
前記のようにして所定の構成部材を有する前面板１と背面板２とを、走査電極１２とアドレス電極２１とが直交するように対向配置し、その周囲をシール部材１７で封着する。これにより、放電空間３０が形成される。その後、放電空間３０にネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスを封入する。これにより、ＰＤＰ１００が完成する。
【００４５】
次に、前面板１の金属バス電極１２ｂ，１３ｂの形成方法について、具体例を挙げながらさらに詳細に説明する。
【００４６】
まず、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂの材料として、次の材料組成のガラス材料を用意する。当該ガラス材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）：１５〜４０重量％と、酸化珪素（ＳｉＯ２）：３〜２０重量％と、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）：１０〜４５重量％とを基本成分とし、軟化点及び電極の色などの調整のために遷移金属などの添加剤を含む。なお、ガラス材料の割合によって含有量が多い場合は、均一にガラス化しない可能性が考えられるため、状況に応じて含有量を調整することが効果的である。
【００４７】
次いで、前記組成成分からなるガラス材料を、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電極ガラス粉末を作製する。次いで、当該電極ガラス粉末：１５重量％〜３０重量％と、バインダ成分：１０重量％〜４５重量％と、黒色顔料：５重量％〜１５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用又は印刷用の電極ペーストを作製する。
【００４８】
ここで、前記バインダ成分は、アクリル樹脂：５重量％〜２５重量％を含むエチレングリコールであり、５重量％以下の感光性開始剤を含有する。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：登録商標）、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。
【００４９】
一方、白色電極１２１ａ，１３１ａの材料として、次の材料組成のガラス材料を用意する。当該ガラス材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）：１５〜４０重量％と、酸化珪素（ＳｉＯ２）：３〜２０重量％と、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）：１０〜４５重量％とを基本成分とし、導電性を確保する目的として、ＡｇやＰｔ、Ａｕなどの遷移金属を導電材料として含有する。なお、ガラス材料の含有量が多い場合は、均一にガラス化しない可能性が考えられるため、状況に応じて含有量を調整することが効果的である。
【００５０】
次いで、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと同様に、これらの組成成分からなるガラス材料を、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電極ガラス粉末を作製する。次いで、この電極ガラス粉末：０．５重量％〜２０重量％と、バインダ成分：１重量％〜２０重量％と、ＡｇやＰｔなどの導電性粒子：５０重量％〜８５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用又は印刷用の電極ペーストを作製する。
【００５１】
ここで、前記バインダ成分は、アクリル樹脂：１重量％〜２０重量％を含むエチレングリコールであり、５重量％以下の感光性開始剤を含有する。また、前記電極ペースト中には、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：登録商標）、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。
【００５２】
次いで、前記のようにして作製した各電極ペーストを、前面基板１０上にダイコート法又はスクリーン印刷法によって印刷し乾燥させる。その後、露光用マスクを用いて所定の面積に５０〜５００ｍｊ／ｃｍ２の光量で露光する。その後、０．１〜１０重量％のアルカリ溶液などのアルカリ溶液で現像することにより、金属バス電極１２ｂ，１３ｂの形状をパターニングする。これにより、金属バス電極１２ｂ，１３ｂが形成される。
【００５３】
なお、上述したようにブラックストライプ１４を黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと同一材料で形成する場合には、ブラックストライプ１４も同様にパターニングをすることが可能である。
【００５４】
次に、前面板１の誘電体層１５を構成する第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂの形成方法について、具体例を挙げながらさらに詳細に説明する。
【００５５】
まず、第１誘電体層１５ａの材料として、次の材料組成の誘電体材料を用意する。ここで、誘電体材料は、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラス材料である。
前記誘電体材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）：５重量％〜４０重量％と、酸化カルシウム（ＣａＯ）：０．５重量％〜１５重量％とを含んでいる。また、前記誘電体材料は、さらに、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、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。また、前記誘電体材料は、さらに、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％含んでいる。
【００５６】
なお、前記誘電体材料は、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、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％含んでいてもよい。
【００５７】
また、前記誘電体材料は、前記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）：０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）：０重量％〜３５重量％、酸化珪素（ＳｉＯ２）：０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：０重量％〜１０重量％などが含まれていてもよい。これらの材料の含有量は、特に限定されるものではない。また、前記誘電体材料は、鉛成分を含まなくてもよい。
【００５８】
次いで、前記材料組成を有する誘電体材料を、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。次いで、当該誘電体材料粉末：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又は印刷用の誘電体ペーストを作製する。
【００５９】
ここで、前記バインダ成分は、エチルセルロース、アクリル樹脂：１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、又はブチルカルビトールアセテートである。また、前記誘電体ペースト中には、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：登録商標）、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。
【００６０】
次いで、前記のようにして作製した誘電体ペーストを、表示電極１１とブラックストライプ１４とを覆うように前面基板１０上にダイコート法又はスクリーン印刷法によって塗布又は印刷する。その後、塗布又は印刷した誘電体ペーストを６０〜２００℃で乾燥させる。その後、乾燥した誘電体ペーストを、前記誘電体材料の軟化温度（４００℃〜６００℃）以上の温度で焼成する。これにより、第１誘電体層１５ａが形成される。
【００６１】
次に、第２誘電体層１５ｂの材料として、シリコン系のアルコキシドからなるコロイド溶液であるゾルを水やアルコールなどの溶媒により希釈したゾル含有溶液を用意する。
【００６２】
なお、乾燥後膜厚／塗布後膜厚で表される収縮率は、ゾル含有溶液中におけるアルコキシドの濃度によって決まる。すなわち、アルコキシドの濃度を調整することによって、第２誘電体層１５ｂの膜厚を制御することが可能である。このアルコキシドの濃度の調整は、希釈する溶媒の量を調整することにより行うことができる。なお、アルコキシドの濃度が低過ぎると、ゾル含有溶液の粘度が低下する。このため、第２誘電体層１５ｂの膜厚の制御が困難になる。一方、アルコキシドの濃度が高過ぎると、アルコキシド自体が縮合反応しやすくなる。このため、例えば、ゾル含有溶液を塗布装置の溶液タンク内に入れた場合には、当該塗布装置の溶液タンク内でアルコキシドの縮合反応が進行する恐れがあり、第２誘電体層１５ｂの膜厚の制御が困難になる。
【００６３】
また、前記ゾル含有溶液に酸化珪素（ＳｉＯ２）などの微粒子を添加することで、アルコキシドの縮合反応による収縮を抑えて応力緩和及び第２誘電体層１５ｂの厚膜化を実現することができる。添加する微粒子は、体積比率５％〜８０％程度であることが望ましい。微粒子の体積比率が５％未満の場合、応力を緩和する効果が小さく、微粒子の体積比率が８０％より大きい場合、誘電体層としての透過率が低下するためである。また、微粒子の平均粒子径は、１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが望ましい。微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ未満の場合、微粒子同士が凝集しやすく、微粒子の平均粒子径が１００ｎｍより大きい場合、微粒子の沈降速度が速くなり、誘電体層としての安定した品質が得られない恐れがある。
【００６４】
また、前記アルコキシドとして、膜厚や光学特性等の調整のために側鎖として脂肪族基や芳香族基などのアルキル基を組合せた材料を用いることも可能である。
【００６５】
次いで、前記のようにして作製したゾル溶液を、表示電極１１及びブラックストライプ１４を覆うように前面基板１０上に、ダイコート法などによって塗布する。その後、塗布したゾル含有溶液を所定の時間（例えば、室温の場合は１〜１０分程度）放置する。これにより、塗布したゾル溶液の表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、５０〜３００℃の温度で所定の時間、加熱乾燥することにより、加水分解及び縮合反応によりゾルが固形化してゲルを形成する。その後、３００〜６００℃で所定の時間、当該ゲルを加熱することにより、第２誘電体層１５ｂが形成される。
【００６６】
なお、前記ゾル含有溶液を１０〜３００μｍ程度の膜厚で塗布した場合には、０．１〜３０μｍ程度の膜厚の第２誘電体層１５ｂが形成される。従って、第２誘電体層１５ｂとしてさらに厚い膜厚が必要な場合には、前記塗布工程を複数回繰り返すことによって、所望の膜厚の第２誘電体層１５ｂを形成することができる。
【００６７】
なお、誘電体層１５の膜厚が薄いほど、ＰＤＰの輝度の向上と消費電力の低減効果は顕著になる。このため、誘電体層１５の膜厚は、絶縁耐圧が低下しない範囲内であれば、できる限り薄く設定するのが望ましい。例えば、誘電体層１５の膜厚は、５０μｍ以下に設定することが望ましい。また、第１誘電体層１５ａは５μｍ〜３０μｍに設定することが望ましく、第２誘電体層１５ｂは５μｍ〜３０μｍに設定することが望ましい。
【００６８】
次に、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとシール部材１７との好ましい位置関係について述べる。
【００６９】
通常、誘電体層は、誤放電を防ぐため、シール部材で囲まれた部分に位置する表示電極を完全に覆うように配置される。また、前面基板とシール部材との接着強度を確保するため、シール部材は、互いに隣接する表示電極間にも充填され、前面基板と直接接触するように配置される。このため、通常、シール部材と誘電体層とは、互いに接触するように配置される。
【００７０】
しかしながら、誘電体層をゾルゲル法により形成する場合には、シール部材と誘電体層との接触面で気泡が発生し、リーク不良が発生する場合がある。これは、シール部材の形成工程において、シール部材となる封止用ガラスフリットを加熱して溶融させる際に、ゾル含有溶液に含まれるアルコキシドの側鎖であるアルキル基が加熱分解して、微量なガスが発生するためと推測される。
【００７１】
前記リーク不良は、ゾル含有溶液とシール部材の材料選定を適切に行うことによって抑えることが可能である。しかしながら、誘電体層の膜厚や光学特性、強度などの観点から、アルコキシドの側鎖であるアルキル基を調整する可能性があるため、材料選定以外でリーク不良を解決する方法が求められる。
【００７２】
本実施形態にかかるＰＤＰ１００おいては、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとシール部材１７との位置関係を最適化することで、前記リーク不良を解決するようにしている。
【００７３】
図４Ａは、本発明の実施形態にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図であり、図４Ｂは、第１比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図であり、図４Ｃは、第２比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。なお、図４Ａ〜図４Ｃにおいては、前面板１と背面板２の配置を、図１とは上下逆に示している。また、図４Ａ〜図４Ｃにおいては、誘電体保護層１６を省略している。
【００７４】
本実施形態にかかるＰＤＰ１００においては、図４Ａに示すように、第１誘電体層１５ａの縁部が露出するように第２誘電体層１５ｂを形成し、シール部材１７が第２誘電体層１５ｂと接触せずに第１誘電体層１５ａの縁部と接触するようにシール部材１７を形成している。第１比較例にかかるＰＤＰにおいては、図４Ｂに示すように、第１誘電体層１５ａの縁部が露出するように第２誘電体層１５ｂを形成し、シール部材１７が第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂの両方と接触するようシール部材１７を形成している。第２比較例にかかるＰＤＰにおいては、図４Ｃに示すように、第１誘電体層１５ａを覆うように第２誘電体層１５ｂを形成し、シール部材１７が第１誘電体層１５ａと接触せずに第２誘電体層１５ｂと接触するようにシール部材１７を形成している。
【００７５】
次に、本実施形態にかかるＰＤＰ、第１比較例にかかるＰＤＰ、及び第２比較例にかかるＰＤＰのいずれかの構造を有し、第２誘電体層の形成に使用するゾル含有溶液中のシリコン系アルコキシドと、シール部材の形成に使用する封着用ガラスフリットのガラス成分とを変更したサンプルI〜XIIを作製し、前記気泡の有無を確認した。その結果を下記表１に示す。なお、ここでは、シリコン系アルコキシドが異なるゾル含有溶液をＳ１，Ｓ２の２種類使用し、ガラス成分が異なる封着用ガラスフリットをＧ１，Ｇ２の２種類使用した。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１に示すように、図４Ｂ及び図４Ｃに示す構造を有する第１及び第２比較例のＰＤＰでは、ゾル含有溶液Ｓ２及び封着用ガラスフリットＧ１を使用したサンプルIII，VII以外は、シール部材と誘電体層との接触面に気泡が確認された。一方、図４Ａに示す構造を有する本実施形態のＰＤＰでは、全てのサンプルIV〜XIIにおいてシール部材と誘電体層との接触面に気泡が確認されなかった。すなわち、図４Ａに示す構造を有する本実施形態のＰＤＰでは、ゾル含有溶液及び封着用ガラスフリットに気泡が発生し得る材料を使用したとしても、気泡の発生が抑えられた。従って、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとシール部材１７とを図４Ａに示すように配置することで、リーク不良を解決できることが確認された。
【００７８】
なお、ゾル含有溶液としては、通常、数Ｐａ・ｓ〜１０数Ｐａ・ｓ程度の比較的低粘度のものが使用される。この場合、塗布したゾル含有溶液の流れ方により、誘電体層の端部の膜厚が不均一になる恐れがある。誘電体層の端部の膜厚が不均一であると、シール部材のつぶれ方も不均一となって、前面板と背面板との間隔にバラツキが生じる恐れがある。これに対して、本実施形態にかかるＰＤＰ１００によれば、ゾルゲル法により形成する第２誘電体層１５ｂは、シール部材１７と接触しないので、シール部材１７のつぶれ方に悪影響を及ぼすことはない。従って、前面板１と背面板２との間隔にバラツキが生じることも抑えることができる。
【００７９】
次に、本実施形態にかかるＰＤＰ１００のクラック抑制効果及び消費電力抑制効果を確認するために行った評価結果について述べる。
ここでは、第１及び第２誘電体層の形成方法が異なる３つのサンプルを下記のように作成した。
【００８０】
第１サンプル：第１誘電体層を焼成法によって１１〜１２μｍの膜厚に形成し、第２誘電体層を焼成法によって２７〜２８μｍの膜厚に形成。
第２サンプル（本実施形態の構造）：第１誘電体層を焼成法によって１１〜１２μｍの膜厚に形成し、第２誘電体層をゾルゲル法によって８〜１２μｍの膜厚に形成。
第３サンプル：第１誘電体層をゾルゲル法によって１１〜１２μｍの膜厚に形成。第２誘電体層は形成せず。
【００８１】
なお、ここでは、ゾルゲル法に用いるゾル含有溶液として、側鎖にメチル基を有したアルコキシドをアルコール系の溶剤で希釈し、その中に３０〜８０ｎｍの酸化珪素粒子を体積比５０〜７０％含有させ、均一に分散させたものを用いた。
また、放電セルのサイズは４８０μｍ×４８０μｍとし、バス電極の幅は７０〜９０μｍとし、バス電極の膜厚は４〜６μｍとした。
【００８２】
下記表２に、前記各サンプルの誘電率、膜厚、クラックの発生率（作製した全パネル枚数に対するクラックが発生したパネル枚数の割合）、及び無効電力（第１サンプルでの無効電力を１００％としたときの比率）を示す。
【００８３】
【表２】
【００８４】
なお、表２において、誘電率は、次のようにして求めた。
まず、ガラスフリット含有材料を用いてＩＴＯ（酸化インジウムスズ）付ガラス基板上に所定の膜厚となるように焼成法によって誘電体層を形成した後、その誘電体層上に蒸着法によって所定面積に薄膜電極を形成する。また、ゾル含有溶液を用いてＩＴＯ付ガラス基板上に所定の膜厚となるようにゾルゲル法によって誘電体層を形成した後、その誘電体層上に蒸着法によって薄膜電極を形成する。
次いで、ＩＴＯと薄膜電極間、つまり誘電体層の厚み方向の静電容量をＬＣＲメータ（Hewlett Packard製）を用いて測定する。
次いで、以下の計算方法で誘電率を算出する。
【００８５】
ε=Ｃ・d／（ε0・Ｓ）
ε：誘電体の誘電率 Ｃ：測定した静電容量 ｄ：誘電体層の膜厚
ε0：真空の誘電率 Ｓ：電極面積
【００８６】
また、第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂの膜厚の測定は、完成した前面板１の第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂの一部を削り取り、これにより生じた第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂと前面基板１０との段差を、接触式段差計（TENCOR製）を用いて測定することにより行った。
【００８７】
まず、クラックについて説明する。
表２から分かるように、ゾルゲル法のみで誘電体層を形成した第３サンプルにおいては、クラック発生率が約９０％と非常に高い。また、クラックは誘電体層の全体に発生していた。これは、ゾルゲル法のみで誘電体層を形成した場合には誘電体層の膜厚が薄くなるために、微小な異物に起因してクラックが高確率で発生したものと考えられる。このクラックを抑制するには、微小な異物が混入しないようにより一層の生産環境のクリーン化や使用する材料の耐クラック性能の向上を図ることが有効であると考えられる。しかしながら、この場合、製造コストや材料コストが増加することが懸念される。
【００８８】
これに対して、焼成法のみで誘電体層を形成した第１サンプルと、焼成法により第１誘電体層を形成しゾルゲル法により第２誘電体層を形成した本実施形態の誘電体構造を有する第２サンプルにおいては、クラック発生率が１％以下と、ほぼゼロと言える結果が得られた。また、クラックが発生した箇所もごく一部分のみであった。
【００８９】
次に、消費電力について説明する。
通常、ＰＤＰの消費電力は、放電して点灯に要する放電電力と、電極間容量に応じて要する点灯に関与しない無効電力との和で表示される。ここでは、一般的な駆動回路を用い、通常点灯させる場合と同様な波形の電圧を前面板の表示電極のみに印加した場合（すなわち、ＰＤＰの全面を黒表示画面（点灯させない状態）にした場合）における電圧と電流の積を無効電力として求めた。
【００９０】
表２から分かるように、焼成法のみで誘電体層を形成した第１サンプルの無効電力を１００％とした場合、ゾルゲル法のみで誘電体層を形成した第３サンプルと、本実施形態の誘電体構造を有する第２サンプルの無効電力は、５０％〜７０％であった。すなわち、第２サンプルと第３サンプルでは、第１サンプルと比べて、無効電力を３０〜５０％低減できることが分かる。
【００９１】
以上の結果から、本実施形態の誘電体構造を採用することで、誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、無効電力を低減して消費電力を低減することができることが分かる。また、第２誘電体層は、特許文献１の誘電体構造のような多孔質な層ではないので、密着性及び強度の低下やＰＤＰの輝度ムラを懸念する必要がない。
【００９２】
一方、本実施形態のように、焼成法により第１誘電体層を形成し、ゾルゲル法により第２誘電体層を形成することで、第１誘電体層と第２誘電体層との密着性が向上する効果も期待できる。すなわち、ガラスフリット含有材料を用いて焼成法により第１誘電体層を形成する場合、ガラスフリットは溶融されるが、その形状の名残により、第１誘電体層の表面には凹凸が形成される。この第１誘電体層の表面の凹凸が、第２誘電体層の形成の際にアンカー効果をもたらし、第１誘電体層と第２誘電体層との密着力が向上すると推測される。従って、本実施形態の誘電体構造を採用することで、歩留まりの向上を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明にかかるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法は、誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、歩留まりを向上させることができるので、低消費電力化が求められるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態にかかるＰＤＰの基本構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるＰＤＰが備える前面板の基本構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるＰＤＰが備える前面板において、誘電体層の縁部の周囲にシール部材を配置した状態を示す平面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。
【図４Ｂ】第１比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。
【図４Ｃ】第２比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 前面板
２ 背面板
１０ 前面基板
１１ 表示電極
１２ 維持電極
１３ 走査電極
１２ａ，１３ａ 透明電極
１２ｂ，１３ｂ バス電極
１４ ブラックストライプ（遮光層）
１５ 誘電体層
１５ａ 第１誘電体層
１５ｂ 第２誘電体層
１６ 誘電体保護層
１７ シール部材
２０ 背面基板
２１ アドレス電極
２２ 下地誘電体層
２３ 隔壁
２４ 溝部
２５ 蛍光体層
３０ 放電空間
３１ 放電セル
１００ ＰＤＰ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像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及びその製造方法に関し、より詳しくは当該プラズマディスプレイパネルが有する前面板の誘電体層の構造及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という）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、例えば６５インチ以上の大型サイズのテレビジョンなどに用いられている。近年、ＰＤＰは、従来から知られているＮＴＳＣ方式に比べて２倍以上の走査線を有する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、さらなる低消費電力化が求められている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本構成として、前面板と背面板とを備えている。前面板は、通常、前面基板と、当該前面基板の一面上にストライプ状に形成された表示電極と、当該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、当該誘電体層上に形成された誘電体保護層とで構成されている。一方、背面板は、背面基板と、当該背面基板の一面上にストライプ状に形成されたアドレス電極と、当該アドレス電極を覆う下地誘電体層とを備えている。下地誘電体層上には、複数の隔壁がストライプ上に形成されている。これらの隔壁は、アドレス電極に平行で、且つ、背面板の厚み方向から見たとき、互いに隣り合う隔壁間にアドレス電極が位置するように配置されている。互いに隣り合う隔壁の側面と下地誘電体層とで形成される溝部には、赤色、緑色、又は青色に発光する蛍光体層が順次形成されている。
【０００４】
ＰＤＰは、前面板と背面板とがその電極（表示電極又はアドレス電極）形成側の面を対向配置され、その外周部をシール部材によって封着された密閉構造になっている。この密閉構造により形成された密閉空間には、ネオン（Ｎｅ）及びキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが５３，０００Ｐａ〜８０，０００Ｐａの圧力で封入されて放電空間が形成されている。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空間にガス放電を発生させ、そのガス放電によって発生した紫外線により各色の蛍光体層が励起して可視光を発光することで、カラー画像を表示することができる。
【０００５】
前記のように構成されるＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層は、一般に、数μｍのガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、表示電極を覆うように前面基板の一面上に印刷又は塗布した後、乾燥し、ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより形成されている。以下、このような誘電体層の形成方法を焼成法という。
【０００６】
一方、ＰＤＰの低消費電力化には、前面板の誘電体層の誘電率を低くすることが有効であることが知られている。しかしながら、前記焼成法では、ガラスフリットを低温で溶融させる必要があるため、低融点ガラス材料を使用する必要がある。この低融点ガラス材料は、純度が低く、比誘電率が１０以上と高い。このため、結果として誘電体層の誘電率は高くなってしまう。
【０００７】
誘電体層を低誘電率化する方法として、ゾルゲル法にて誘電体層を形成する方法がある。この方法においては、溶媒中の金属アルコキシドを加水分解してシリコン化合物を得た後、加熱処理して縮重合反応させることによって、酸化ケイ素を主成分とする誘電体層を形成する。この方法によれば、ガラスフリットを溶融させる必要がないので、低温で誘電体層を形成することができ、製造コストの観点からも効果的である。
【０００８】
また、誘電体層を低誘電率化する別の方法として、特許文献１（特開２００８−２７８６２号公報）に開示されたものがある。特許文献１には、前面板の誘電体層を、微粒子層と絶縁層との２層構造で構成したものが開示されている。
【特許文献１】特開２００８−２７８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記ゾルゲル法による誘電体層の形成方法においては、前記焼成法による誘電体層の形成方法では影響が無かった大きさの異物や表示電極などの凹凸に起因して誘電体層にクラックが発生する恐れがある。誘電体層にクラックがある状態で表示電極に電圧を印加した場合には、スパークなどの不良が発生する恐れがある。
【００１０】
また、特許文献１において、前記微粒子層は、シリカ微粒子を集結した構造を有している。すなわち、前記微粒子層は、シリカ微粒子間に空隙を有する多孔質な層である。このため、密着性及び強度が弱く、前記微粒子層上に前記絶縁層を形成する際に当該絶縁層の応力により剥離しやすい。すなわち、特許文献１の構造では、歩留まりが悪いという課題がある。また、前記空隙の分布を均一に確保することが困難であり、ＰＤＰに輝度ムラが生じるという課題もある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、歩留まりを向上させることができるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の第１態様によれば、互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面板の製造工程には、
ガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように印刷又は塗布した後、乾燥し、前記ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより第１誘電体層を形成し、
前記第１誘電体層上にゾルゲル法により第２誘電体層を形成する、
ことが含まれる、プラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成される、
第１態様に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３態様によれば、互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルであって、
前記前面板は、
前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように形成され、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを含む第１誘電体層と、
前記第１誘電体層上に形成され、シロキサン骨格の構造を有する第２誘電体層と、
を備える、プラズマディスプレイパネルを提供する。
【００１５】
本発明の第４態様によれば、前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成されている、第３態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、第１誘電体層をいわゆる焼成法により形成し、第２誘電体層をゾルゲル法により形成するようにしているので、第１誘電体層により、異物や表示電極などの凹凸に起因する誘電体層のクラックの発生を抑制することができる。一方、第２誘電体層により、誘電体層全体の低誘電率化を実現することができる。また、第２誘電体層は、特許文献１の構造のような多孔質な層ではないので、密着性及び強度の低下やＰＤＰの輝度ムラを懸念する必要がない。さらに、ガラスフリットを含有する材料を用いて焼成法により第１誘電体層を形成する場合、ガラスフリットは溶融されるが、その形状の名残により、第１誘電体層の表面には凹凸が形成されることとなる。この第１誘電体層の表面の凹凸は第２誘電体層の形成の際にアンカー効果をもたらすこととなり、第１誘電体層と第２誘電体層との密着力が向上すると推測される。従って、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、剥離不良などを抑えて、歩留まりを向上させることができる。
【００１７】
また、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルによれば、誘電体層を、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを含む第１誘電体層と、シロキサン骨格の構造を有する第２誘電体層との２層構造で構成している。すなわち、本発明にかかるプラズマディスプレイパネルにおいては、第１誘電体層が焼成法により形成され、第２誘電体層がゾルゲル法により形成されているので、前記したように誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の最良の実施の形態にについて、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
《実施形態》
図１を用いて、本発明の実施形態にかかるＰＤＰの基本構成について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるＰＤＰの基本構造を模式的に示す斜視図である。本実施形態にかかるＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。
【００２０】
図１において、本実施形態にかかるＰＤＰ１００は、前面板１と、当該前面板１に対向配置された背面板２とを備えている。前面板１と背面板２との間の外周部には、封着用ガラスフリットなどで形成される封着用シール部材１７（図３参照）が配置されている。当該シール部材１７によって、ＰＤＰ１００が気密封着され、ＰＤＰ１００の内部に放電空間３０が形成されている。放電空間３０には、例えばネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが５３，０００Ｐａ〜８０，０００Ｐａの圧力で封入されている。
【００２１】
前面板１は、ガラス等で構成された前面基板１０を備えている。前面基板１０の一面上には、走査電極１２と維持電極１３とで構成される一対の帯状の表示電極１１と、ブラックストライプ（遮光層とも言う）１４とが、互いに平行に複数配列されている。また、前面基板１０の一面上には、それぞれの表示電極１１と遮光層１４とを覆うように誘電体層１５が形成されている。このように形成されることにより、誘電体層１５はコンデンサとしての働きをする。誘電体層１５上には、電極保護のため、誘電体層１５を覆うように誘電体保護層１６が形成されている。
【００２２】
背面板２は、ガラス等で構成された背面基板１０を備えている。背面基板２０の一面上には、複数の帯状のアドレス電極２１が、それぞれ表示電極１１と直交するとともに、互いに平行に配置されている。また、背面基板２０の一面上には、それぞれのアドレス電極２１を覆うように下地誘電体層２２が配置されている。下地誘電体層２２上には、放電空間３０をアドレス電極２１毎に区画するように、アドレス電極２１の延在方向と平行に所定の高さを有する複数の隔壁２３が配列されている。互いに隣り合う隔壁２３，２３の側面と下地誘電体層２２とで形成される溝部２４には、紫外線により赤色、青色、又は緑色にそれぞれ発光する蛍光体層２５が順次形成されている。
【００２３】
前記構成により、表示電極１１とアドレス電極２１とが交差する交差部には、それぞれ放電セル３１が形成される。すなわち、放電セル３１は、マトリクス状に配列されている。これらの放電セル３１がＰＤＰ１００の画像表示領域となり、表示電極１１の延在方向に並ぶ赤色、青色、又は緑色の蛍光体層２５を有する３個の放電セル３１が、カラー表示のための画素となる。
【００２４】
例えばＰＤＰ１００の外部に設置された外部駆動回路から、走査電極１２−アドレス電極２１間、及び走査電極１２−維持電極１３間に各種駆動信号が順次印加されると、各放電セル３１内にガス放電が発生し、そのガス放電により紫外線が発生する。ＰＤＰ１００は、このようにして各放電セル３１内に発生した紫外線が、各放電セル３１に対応する蛍光体層２５を励起して可視光を発光させることにより、カラー表示することができる。
【００２５】
次に、図２及び図３を用いて、前面板１の構成をさらに詳しく説明する。図２は、前面板１の基本構成を示す断面図である。なお、図２においては、前面板１の配置を、図１とは上下逆に示している。図３は、前面板１において、誘電体層１５の縁部の周囲を覆うようにシール部材１７を配置した状態を示す平面図である。
【００２６】
図２において、前面基板１０は、例えばフロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスなどのガラス部材で構成されている。前面基板１０上には、走査電極１２と維持電極１３とで構成される表示電極１１と、ブラックストライプ１４とがパターン形成されている。走査電極１２と維持電極１３とは、それぞれ、透明電極１２ａ，１３ａと、当該透明電極１２ａ，１３ａ上に形成された金属バス電極１２ｂ，１３ｂとにより構成されている。透明電極１２ａ，１３ａは、それぞれ酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２）などから構成されている。金属バス電極１２ｂ，１３ｂは、透明電極１２ａ，１３ａ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。また、金属バス電極１２ｂ，１３ｂは、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと白色電極１２１ｂ，１３１ｂとで構成されている。なお、前記では、走査電極１２と維持電極１３とは、透明電極１２ａ，１３ａと金属バス電極１２ｂ，１３ｂとにより構成されるものとしたが、透明電極１２ａ，１３ａは必ずしも必要ではなく、金属バス電極１２ｂ，１３ｂのみで構成されてもよい。
【００２７】
また、前面基板１０上には、透明電極１２ａ，１３ａと金属バス電極１２ｂ，１３ｂとブラックストライプ１４とをそれぞれ覆うように誘電体層１５が設けられている。誘電体層１５は、前面基板１０側に配置される第１誘電体層１５ａと、第１誘電体層１５ａ上に配置される第２誘電体層１５ｂとを積層した２層構造で構成されている。第１誘電体層１５ａは、後で詳しく説明するように焼成法により形成され、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを有している。第２誘電体層１５ｂは、後で詳しく説明するようにゾルゲル法により形成され、アルキル基が珪素に結合されたシロキサン骨格の構造を有している。第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとは共に、画像表示領域の全域にわたって配置され、それらの縁部は、非画像表示領域に位置している。
【００２８】
第２誘電体層１５ｂ上には、誘電体保護層１６が形成されている。誘電体保護層１６は、例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などから形成されている。
【００２９】
前記のように構成される前面板１が背面板２と接合されるとき、図３に示すように、誘電体層１５の縁部の周囲で且つ非画像表示領域にシール部材１７が配置される。なお、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ａとシール部材１７との好ましい位置関係は、後で詳しく説明する。
【００３０】
次に、ＰＤＰ１００の製造方法について、図１〜図３を参照しつつ、具体例を挙げながら説明する。
まず、前面板１の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、前面基板１０上に、走査電極１２及び維持電極１３で構成される帯状の表示電極１１とブラックストライプ１４とを形成する。
より具体的には、図２に示すように、前面基板１０上に、透明電極１２ａ，１３ａとブラックストライプ１４とを形成する。その後、透明電極１２ａ，１３ａの一部上に金属バス電極１２ｂ，１３ｂを形成する。これにより、走査電極１２及び維持電極１３で構成される表示電極１１とブラックストライプ１４とが形成される。
【００３２】
透明電極１２ａ，１３ａと金属バス電極１２ｂ，１３ｂとは、フォトリソグラフィ法などによってパターニングすることにより形成される。透明電極１２ａ，１３ａは、薄膜プロセスなどによって形成された膜を、フォトリソグラフィ法によってパターニングして形成される。金属バス電極１２ｂ，１３ｂ及びブラックストライプ１４は、導電性粒子や黒色顔料を含むペーストで構成される膜を、フォトリソグラフィ法によってパターニングして、所望の温度で焼成されて固化することにより形成される。
【００３３】
具体的な金属バス電極１２ｂ，１３ｂ及びブラックストライプ１４の形成手順は、以下に示す手順が一般的である。
あらかじめ透明電極１２ａ，１３ａが形成された前面基板１０上に黒色顔料等を含んだペーストを、スクリーン印刷法などによって印刷し乾燥させる。その後、乾燥したペーストをフォトリソグラフィ法によってパターンニングして、ブラックストライプ１４を形成する。次に、その上に黒色顔料及び導電性粒子等を含んだ黒色電極となり得るペーストを、同様にスクリーン印刷法によって印刷、乾燥する。さらにその上に、導電性粒子等（例えば銀（Ａｇ）や白金（Ｐｔ））を含んだ白色電極となり得るペーストを、スクリーン印刷法などによって印刷、乾燥する。続いて、フォトリソグラフィ法によってパターニングすることで、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと白色電極１２１ａ，１３１ａとで構成される金属バス電極１２ｂ，１３ｂを形成する。ここで、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂを下層（前面基板１０側）に形成し、白色電極１２１ａ，１３１ａを上層に形成したのは、画像表示時のコントラストを向上させる目的のためである。
【００３４】
なお、ブラックストライプ１４は、金属バス電極１２ｂ，１３ｂの黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと同一材料で形成しても構わない。ただし、この場合には、ブラックストライプ１４が導電性材料を含有することになるため、画像表示時の誤放電等の発生を考慮する必要がある。
【００３５】
次いで、表示電極１１とブラックストライプ１４とを覆うように前面基板１上に第１誘電体層１５ａを焼成法により形成する。
より具体的には、ガラスフリットやバインダを含んだ第１誘電体層１５ａとなり得る誘電体ペーストを、例えばスリットダイから塗料や溶液を吐出して塗布するダイコート法などによって前面基板１０上に塗布し、所定の時間放置する。これにより、塗布された誘電体ペーストの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乾燥及び焼成して固化させることにより、第１誘電体層１５ａが形成される。
【００３６】
なお、前記第１誘電体ペーストの塗布工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚の第１誘電体層１５ａを形成することが可能である。
【００３７】
次に、第１誘電体層１５ａ上にゾルゲル法により第２誘電体層１５ｂを形成する。
より具体的には、第２誘電体層１５ｂとなり得るゾルをアルコールなどの溶剤で希釈し、第１誘電体層１５ａ上にダイコート法などによって塗布する。その後、塗布されたゾルを所定の時間放置する。これにより、塗布されたゾルの表面がレベリングされて平坦な表面になり、加水分解及び重縮合反応によりゾルが固形化してゲルを形成する。その後、当該ゲルを加熱することにより、第２誘電体層１５ｂが形成される。
【００３８】
なお、前記ゾルとしては、例えば、アルキル基が珪素に結合されたシロキサン骨格の構造を有するゾルを用いることができる。また、前記ゾルの塗布及び乾燥工程を複数回繰り返すことにより、所望の膜厚の第２誘電体層１５ｂを形成するが可能である。また、前記ゾルは、膜厚や粘度調整のために必要に応じてガラスフリットや溶媒を混合して使用してもよい。
【００３９】
次に、第２誘電体層１５ｂ上に、誘電体保護層１６を、例えば真空蒸着法により形成する。
以上の工程により、前面基板１０上に所定の構成部材を有する前面板１が完成する。
【００４０】
次に、背面板２の製造方法について説明する。
まず、背面基板２０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によってパターニングする方法などにより、アドレス電極２１用の構成物となる材料層を形成する。その後、当該材料層を所望の温度で焼成してアドレス電極２１を形成する。
【００４１】
次いで、アドレス電極２１が形成された背面基板２０上に、ダイコート法などによりアドレス電極２１を覆うように下地誘電体ペーストを塗布して下地誘電体ペースト層を形成する。その後、下地誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層２２を形成する。なお、下地誘電体ペーストはガラスフリットなどの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。
【００４２】
次いで、下地誘電体層２２上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成する。その後、当該隔壁材料層を焼成することにより隔壁２３を形成する。なお、下地誘電体層２２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。
【００４３】
次に、互いに隣接する隔壁２３間の溝部２４に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布して蛍光体ペースト層を形成する。その後、当該蛍光体ペースト層を焼成することにより蛍光体層２５を形成する。
以上の工程により、背面基板２０上に所定の構成部材を有する背面板２が完成する。
【００４４】
前記のようにして所定の構成部材を有する前面板１と背面板２とを、走査電極１２とアドレス電極２１とが直交するように対向配置し、その周囲をシール部材１７で封着する。これにより、放電空間３０が形成される。その後、放電空間３０にネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などを含む放電ガスを封入する。これにより、ＰＤＰ１００が完成する。
【００４５】
次に、前面板１の金属バス電極１２ｂ，１３ｂの形成方法について、具体例を挙げながらさらに詳細に説明する。
【００４６】
まず、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂの材料として、次の材料組成のガラス材料を用意する。当該ガラス材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）：１５〜４０重量％と、酸化珪素（ＳｉＯ２）：３〜２０重量％と、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）：１０〜４５重量％とを基本成分とし、軟化点及び電極の色などの調整のために遷移金属などの添加剤を含む。なお、ガラス材料の割合によって含有量が多い場合は、均一にガラス化しない可能性が考えられるため、状況に応じて含有量を調整することが効果的である。
【００４７】
次いで、前記組成成分からなるガラス材料を、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電極ガラス粉末を作製する。次いで、当該電極ガラス粉末：１５重量％〜３０重量％と、バインダ成分：１０重量％〜４５重量％と、黒色顔料：５重量％〜１５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用又は印刷用の電極ペーストを作製する。
【００４８】
ここで、前記バインダ成分は、アクリル樹脂：５重量％〜２５重量％を含むエチレングリコールであり、５重量％以下の感光性開始剤を含有する。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：登録商標）、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。
【００４９】
一方、白色電極１２１ａ，１３１ａの材料として、次の材料組成のガラス材料を用意する。当該ガラス材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）：１５〜４０重量％と、酸化珪素（ＳｉＯ２）：３〜２０重量％と、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）：１０〜４５重量％とを基本成分とし、導電性を確保する目的として、ＡｇやＰｔ、Ａｕなどの遷移金属を導電材料として含有する。なお、ガラス材料の含有量が多い場合は、均一にガラス化しない可能性が考えられるため、状況に応じて含有量を調整することが効果的である。
【００５０】
次いで、黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと同様に、これらの組成成分からなるガラス材料を、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電極ガラス粉末を作製する。次いで、この電極ガラス粉末：０．５重量％〜２０重量％と、バインダ成分：１重量％〜２０重量％と、ＡｇやＰｔなどの導電性粒子：５０重量％〜８５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用又は印刷用の電極ペーストを作製する。
【００５１】
ここで、前記バインダ成分は、アクリル樹脂：１重量％〜２０重量％を含むエチレングリコールであり、５重量％以下の感光性開始剤を含有する。また、前記電極ペースト中には、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：登録商標）、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。
【００５２】
次いで、前記のようにして作製した各電極ペーストを、前面基板１０上にダイコート法又はスクリーン印刷法によって印刷し乾燥させる。その後、露光用マスクを用いて所定の面積に５０〜５００ｍｊ／ｃｍ２の光量で露光する。その後、０．１〜１０重量％のアルカリ溶液などのアルカリ溶液で現像することにより、金属バス電極１２ｂ，１３ｂの形状をパターニングする。これにより、金属バス電極１２ｂ，１３ｂが形成される。
【００５３】
なお、上述したようにブラックストライプ１４を黒色電極１２１ｂ，１３１ｂと同一材料で形成する場合には、ブラックストライプ１４も同様にパターニングをすることが可能である。
【００５４】
次に、前面板１の誘電体層１５を構成する第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂの形成方法について、具体例を挙げながらさらに詳細に説明する。
【００５５】
まず、第１誘電体層１５ａの材料として、次の材料組成の誘電体材料を用意する。ここで、誘電体材料は、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラス材料である。
前記誘電体材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）：５重量％〜４０重量％と、酸化カルシウム（ＣａＯ）：０．５重量％〜１５重量％とを含んでいる。また、前記誘電体材料は、さらに、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、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。また、前記誘電体材料は、さらに、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％含んでいる。
【００５６】
なお、前記誘電体材料は、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、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％含んでいてもよい。
【００５７】
また、前記誘電体材料は、前記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）：０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）：０重量％〜３５重量％、酸化珪素（ＳｉＯ２）：０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）：０重量％〜１０重量％などが含まれていてもよい。これらの材料の含有量は、特に限定されるものではない。また、前記誘電体材料は、鉛成分を含まなくてもよい。
【００５８】
次いで、前記材料組成を有する誘電体材料を、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。次いで、当該誘電体材料粉末：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又は印刷用の誘電体ペーストを作製する。
【００５９】
ここで、前記バインダ成分は、エチルセルロース、アクリル樹脂：１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、又はブチルカルビトールアセテートである。また、前記誘電体ペースト中には、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：登録商標）、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。
【００６０】
次いで、前記のようにして作製した誘電体ペーストを、表示電極１１とブラックストライプ１４とを覆うように前面基板１０上にダイコート法又はスクリーン印刷法によって塗布又は印刷する。その後、塗布又は印刷した誘電体ペーストを６０〜２００℃で乾燥させる。その後、乾燥した誘電体ペーストを、前記誘電体材料の軟化温度（４００℃〜６００℃）以上の温度で焼成する。これにより、第１誘電体層１５ａが形成される。
【００６１】
次に、第２誘電体層１５ｂの材料として、シリコン系のアルコキシドからなるコロイド溶液であるゾルを水やアルコールなどの溶媒により希釈したゾル含有溶液を用意する。
【００６２】
なお、乾燥後膜厚／塗布後膜厚で表される収縮率は、ゾル含有溶液中におけるアルコキシドの濃度によって決まる。すなわち、アルコキシドの濃度を調整することによって、第２誘電体層１５ｂの膜厚を制御することが可能である。このアルコキシドの濃度の調整は、希釈する溶媒の量を調整することにより行うことができる。なお、アルコキシドの濃度が低過ぎると、ゾル含有溶液の粘度が低下する。このため、第２誘電体層１５ｂの膜厚の制御が困難になる。一方、アルコキシドの濃度が高過ぎると、アルコキシド自体が縮合反応しやすくなる。このため、例えば、ゾル含有溶液を塗布装置の溶液タンク内に入れた場合には、当該塗布装置の溶液タンク内でアルコキシドの縮合反応が進行する恐れがあり、第２誘電体層１５ｂの膜厚の制御が困難になる。
【００６３】
また、前記ゾル含有溶液に酸化珪素（ＳｉＯ２）などの微粒子を添加することで、アルコキシドの縮合反応による収縮を抑えて応力緩和及び第２誘電体層１５ｂの厚膜化を実現することができる。添加する微粒子は、体積比率５％〜８０％程度であることが望ましい。微粒子の体積比率が５％未満の場合、応力を緩和する効果が小さく、微粒子の体積比率が８０％より大きい場合、誘電体層としての透過率が低下するためである。また、微粒子の平均粒子径は、１０ｎｍ〜１００ｎｍであることが望ましい。微粒子の平均粒子径が１０ｎｍ未満の場合、微粒子同士が凝集しやすく、微粒子の平均粒子径が１００ｎｍより大きい場合、微粒子の沈降速度が速くなり、誘電体層としての安定した品質が得られない恐れがある。
【００６４】
また、前記アルコキシドとして、膜厚や光学特性等の調整のために側鎖として脂肪族基や芳香族基などのアルキル基を組合せた材料を用いることも可能である。
【００６５】
次いで、前記のようにして作製したゾル溶液を、表示電極１１及びブラックストライプ１４を覆うように前面基板１０上に、ダイコート法などによって塗布する。その後、塗布したゾル含有溶液を所定の時間（例えば、室温の場合は１〜１０分程度）放置する。これにより、塗布したゾル溶液の表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、５０〜３００℃の温度で所定の時間、加熱乾燥することにより、加水分解及び縮合反応によりゾルが固形化してゲルを形成する。その後、３００〜６００℃で所定の時間、当該ゲルを加熱することにより、第２誘電体層１５ｂが形成される。
【００６６】
なお、前記ゾル含有溶液を１０〜３００μｍ程度の膜厚で塗布した場合には、０．１〜３０μｍ程度の膜厚の第２誘電体層１５ｂが形成される。従って、第２誘電体層１５ｂとしてさらに厚い膜厚が必要な場合には、前記塗布工程を複数回繰り返すことによって、所望の膜厚の第２誘電体層１５ｂを形成することができる。
【００６７】
なお、誘電体層１５の膜厚が薄いほど、ＰＤＰの輝度の向上と消費電力の低減効果は顕著になる。このため、誘電体層１５の膜厚は、絶縁耐圧が低下しない範囲内であれば、できる限り薄く設定するのが望ましい。例えば、誘電体層１５の膜厚は、５０μｍ以下に設定することが望ましい。また、第１誘電体層１５ａは５μｍ〜３０μｍに設定することが望ましく、第２誘電体層１５ｂは５μｍ〜３０μｍに設定することが望ましい。
【００６８】
次に、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとシール部材１７との好ましい位置関係について述べる。
【００６９】
通常、誘電体層は、誤放電を防ぐため、シール部材で囲まれた部分に位置する表示電極を完全に覆うように配置される。また、前面基板とシール部材との接着強度を確保するため、シール部材は、互いに隣接する表示電極間にも充填され、前面基板と直接接触するように配置される。このため、通常、シール部材と誘電体層とは、互いに接触するように配置される。
【００７０】
しかしながら、誘電体層をゾルゲル法により形成する場合には、シール部材と誘電体層との接触面で気泡が発生し、リーク不良が発生する場合がある。これは、シール部材の形成工程において、シール部材となる封止用ガラスフリットを加熱して溶融させる際に、ゾル含有溶液に含まれるアルコキシドの側鎖であるアルキル基が加熱分解して、微量なガスが発生するためと推測される。
【００７１】
前記リーク不良は、ゾル含有溶液とシール部材の材料選定を適切に行うことによって抑えることが可能である。しかしながら、誘電体層の膜厚や光学特性、強度などの観点から、アルコキシドの側鎖であるアルキル基を調整する可能性があるため、材料選定以外でリーク不良を解決する方法が求められる。
【００７２】
本実施形態にかかるＰＤＰ１００おいては、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとシール部材１７との位置関係を最適化することで、前記リーク不良を解決するようにしている。
【００７３】
図４Ａは、本発明の実施形態にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図であり、図４Ｂは、第１比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図であり、図４Ｃは、第２比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。なお、図４Ａ〜図４Ｃにおいては、前面板１と背面板２の配置を、図１とは上下逆に示している。また、図４Ａ〜図４Ｃにおいては、誘電体保護層１６を省略している。
【００７４】
本実施形態にかかるＰＤＰ１００においては、図４Ａに示すように、第１誘電体層１５ａの縁部が露出するように第２誘電体層１５ｂを形成し、シール部材１７が第２誘電体層１５ｂと接触せずに第１誘電体層１５ａの縁部と接触するようにシール部材１７を形成している。第１比較例にかかるＰＤＰにおいては、図４Ｂに示すように、第１誘電体層１５ａの縁部が露出するように第２誘電体層１５ｂを形成し、シール部材１７が第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂの両方と接触するようシール部材１７を形成している。第２比較例にかかるＰＤＰにおいては、図４Ｃに示すように、第１誘電体層１５ａを覆うように第２誘電体層１５ｂを形成し、シール部材１７が第１誘電体層１５ａと接触せずに第２誘電体層１５ｂと接触するようにシール部材１７を形成している。
【００７５】
次に、本実施形態にかかるＰＤＰ、第１比較例にかかるＰＤＰ、及び第２比較例にかかるＰＤＰのいずれかの構造を有し、第２誘電体層の形成に使用するゾル含有溶液中のシリコン系アルコキシドと、シール部材の形成に使用する封着用ガラスフリットのガラス成分とを変更したサンプルI〜XIIを作製し、前記気泡の有無を確認した。その結果を下記表１に示す。なお、ここでは、シリコン系アルコキシドが異なるゾル含有溶液をＳ１，Ｓ２の２種類使用し、ガラス成分が異なる封着用ガラスフリットをＧ１，Ｇ２の２種類使用した。
【００７６】
【表１】
【００７７】
表１に示すように、図４Ｂ及び図４Ｃに示す構造を有する第１及び第２比較例のＰＤＰでは、ゾル含有溶液Ｓ２及び封着用ガラスフリットＧ１を使用したサンプルIII，VII以外は、シール部材と誘電体層との接触面に気泡が確認された。一方、図４Ａに示す構造を有する本実施形態のＰＤＰでは、全てのサンプルIV〜XIIにおいてシール部材と誘電体層との接触面に気泡が確認されなかった。すなわち、図４Ａに示す構造を有する本実施形態のＰＤＰでは、ゾル含有溶液及び封着用ガラスフリットに気泡が発生し得る材料を使用したとしても、気泡の発生が抑えられた。従って、第１誘電体層１５ａと第２誘電体層１５ｂとシール部材１７とを図４Ａに示すように配置することで、リーク不良を解決できることが確認された。
【００７８】
なお、ゾル含有溶液としては、通常、数Ｐａ・ｓ〜１０数Ｐａ・ｓ程度の比較的低粘度のものが使用される。この場合、塗布したゾル含有溶液の流れ方により、誘電体層の端部の膜厚が不均一になる恐れがある。誘電体層の端部の膜厚が不均一であると、シール部材のつぶれ方も不均一となって、前面板と背面板との間隔にバラツキが生じる恐れがある。これに対して、本実施形態にかかるＰＤＰ１００によれば、ゾルゲル法により形成する第２誘電体層１５ｂは、シール部材１７と接触しないので、シール部材１７のつぶれ方に悪影響を及ぼすことはない。従って、前面板１と背面板２との間隔にバラツキが生じることも抑えることができる。
【００７９】
次に、本実施形態にかかるＰＤＰ１００のクラック抑制効果及び消費電力抑制効果を確認するために行った評価結果について述べる。
ここでは、第１及び第２誘電体層の形成方法が異なる３つのサンプルを下記のように作成した。
【００８０】
第１サンプル：第１誘電体層を焼成法によって１１〜１２μｍの膜厚に形成し、第２誘電体層を焼成法によって２７〜２８μｍの膜厚に形成。
第２サンプル（本実施形態の構造）：第１誘電体層を焼成法によって１１〜１２μｍの膜厚に形成し、第２誘電体層をゾルゲル法によって８〜１２μｍの膜厚に形成。
第３サンプル：第１誘電体層をゾルゲル法によって１１〜１２μｍの膜厚に形成。第２誘電体層は形成せず。
【００８１】
なお、ここでは、ゾルゲル法に用いるゾル含有溶液として、側鎖にメチル基を有したアルコキシドをアルコール系の溶剤で希釈し、その中に３０〜８０ｎｍの酸化珪素粒子を体積比５０〜７０％含有させ、均一に分散させたものを用いた。
また、放電セルのサイズは４８０μｍ×４８０μｍとし、バス電極の幅は７０〜９０μｍとし、バス電極の膜厚は４〜６μｍとした。
【００８２】
下記表２に、前記各サンプルの誘電率、膜厚、クラックの発生率（作製した全パネル枚数に対するクラックが発生したパネル枚数の割合）、及び無効電力（第１サンプルでの無効電力を１００％としたときの比率）を示す。
【００８３】
【表２】
【００８４】
なお、表２において、誘電率は、次のようにして求めた。
まず、ガラスフリット含有材料を用いてＩＴＯ（酸化インジウムスズ）付ガラス基板上に所定の膜厚となるように焼成法によって誘電体層を形成した後、その誘電体層上に蒸着法によって所定面積に薄膜電極を形成する。また、ゾル含有溶液を用いてＩＴＯ付ガラス基板上に所定の膜厚となるようにゾルゲル法によって誘電体層を形成した後、その誘電体層上に蒸着法によって薄膜電極を形成する。
次いで、ＩＴＯと薄膜電極間、つまり誘電体層の厚み方向の静電容量をＬＣＲメータ（Hewlett Packard製）を用いて測定する。
次いで、以下の計算方法で誘電率を算出する。
【００８５】
ε=Ｃ・d／（ε0・Ｓ）
ε：誘電体の誘電率 Ｃ：測定した静電容量 ｄ：誘電体層の膜厚
ε0：真空の誘電率 Ｓ：電極面積
【００８６】
また、第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂの膜厚の測定は、完成した前面板１の第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂの一部を削り取り、これにより生じた第１及び第２誘電体層１５ａ，１５ｂと前面基板１０との段差を、接触式段差計（TENCOR製）を用いて測定することにより行った。
【００８７】
まず、クラックについて説明する。
表２から分かるように、ゾルゲル法のみで誘電体層を形成した第３サンプルにおいては、クラック発生率が約９０％と非常に高い。また、クラックは誘電体層の全体に発生していた。これは、ゾルゲル法のみで誘電体層を形成した場合には誘電体層の膜厚が薄くなるために、微小な異物に起因してクラックが高確率で発生したものと考えられる。このクラックを抑制するには、微小な異物が混入しないようにより一層の生産環境のクリーン化や使用する材料の耐クラック性能の向上を図ることが有効であると考えられる。しかしながら、この場合、製造コストや材料コストが増加することが懸念される。
【００８８】
これに対して、焼成法のみで誘電体層を形成した第１サンプルと、焼成法により第１誘電体層を形成しゾルゲル法により第２誘電体層を形成した本実施形態の誘電体構造を有する第２サンプルにおいては、クラック発生率が１％以下と、ほぼゼロと言える結果が得られた。また、クラックが発生した箇所もごく一部分のみであった。
【００８９】
次に、消費電力について説明する。
通常、ＰＤＰの消費電力は、放電して点灯に要する放電電力と、電極間容量に応じて要する点灯に関与しない無効電力との和で表示される。ここでは、一般的な駆動回路を用い、通常点灯させる場合と同様な波形の電圧を前面板の表示電極のみに印加した場合（すなわち、ＰＤＰの全面を黒表示画面（点灯させない状態）にした場合）における電圧と電流の積を無効電力として求めた。
【００９０】
表２から分かるように、焼成法のみで誘電体層を形成した第１サンプルの無効電力を１００％とした場合、ゾルゲル法のみで誘電体層を形成した第３サンプルと、本実施形態の誘電体構造を有する第２サンプルの無効電力は、５０％〜７０％であった。すなわち、第２サンプルと第３サンプルでは、第１サンプルと比べて、無効電力を３０〜５０％低減できることが分かる。
【００９１】
以上の結果から、本実施形態の誘電体構造を採用することで、誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、無効電力を低減して消費電力を低減することができることが分かる。また、第２誘電体層は、特許文献１の誘電体構造のような多孔質な層ではないので、密着性及び強度の低下やＰＤＰの輝度ムラを懸念する必要がない。
【００９２】
一方、本実施形態のように、焼成法により第１誘電体層を形成し、ゾルゲル法により第２誘電体層を形成することで、第１誘電体層と第２誘電体層との密着性が向上する効果も期待できる。すなわち、ガラスフリット含有材料を用いて焼成法により第１誘電体層を形成する場合、ガラスフリットは溶融されるが、その形状の名残により、第１誘電体層の表面には凹凸が形成される。この第１誘電体層の表面の凹凸が、第２誘電体層の形成の際にアンカー効果をもたらし、第１誘電体層と第２誘電体層との密着力が向上すると推測される。従って、本実施形態の誘電体構造を採用することで、歩留まりの向上を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明にかかるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法は、誘電体層のクラックの発生を抑制するとともに、歩留まりを向上させることができるので、低消費電力化が求められるプラズマディスプレイパネル及びその製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態にかかるＰＤＰの基本構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるＰＤＰが備える前面板の基本構成を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるＰＤＰが備える前面板において、誘電体層の縁部の周囲にシール部材を配置した状態を示す平面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。
【図４Ｂ】第１比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。
【図４Ｃ】第２比較例にかかるＰＤＰにおけるシール部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 前面板
２ 背面板
１０ 前面基板
１１ 表示電極
１２ 維持電極
１３ 走査電極
１２ａ，１３ａ 透明電極
１２ｂ，１３ｂ バス電極
１４ ブラックストライプ（遮光層）
１５ 誘電体層
１５ａ 第１誘電体層
１５ｂ 第２誘電体層
１６ 誘電体保護層
１７ シール部材
２０ 背面基板
２１ アドレス電極
２２ 下地誘電体層
２３ 隔壁
２４ 溝部
２５ 蛍光体層
３０ 放電空間
３１ 放電セル
１００ ＰＤＰ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面板の製造工程には、
ガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように印刷又は塗布した後、乾燥し、前記ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより第１誘電体層を形成し、
前記第１誘電体層上にゾルゲル法により第２誘電体層を形成する、
ことが含まれる、プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成される、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】
互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルであって、
前記前面板は、
前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように形成され、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを含む第１誘電体層と、
前記第１誘電体層上に形成され、シロキサン骨格の構造を有する第２誘電体層と、
を備える、プラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成されている、請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１】
互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面板の製造工程には、
ガラスフリットを含有した誘電体ペーストを、前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように印刷又は塗布した後、乾燥し、前記ガラスフリットの軟化点以上の温度で焼成することにより第１誘電体層を形成し、
前記第１誘電体層上にゾルゲル法により第２誘電体層を形成する、
ことが含まれる、プラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項２】
前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成される、請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項３】
互いの間に放電空間が形成されるように対向配置した前面板と背面板との間の空間を、その空間の周辺部の非画像表示領域に配置した封着用シール部材により封着したプラズマディスプレイパネルであって、
前記前面板は、
前面基板上にストライプ状に形成された表示電極を覆うように形成され、軟化点が４００℃以上６００℃以下の低融点ガラスを含む第１誘電体層と、
前記第１誘電体層上に形成され、シロキサン骨格の構造を有する第２誘電体層と、
を備える、プラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記第２誘電体層は、平面視において前記第１誘電体層の縁部が露出するように前記第１誘電体層上に形成され、
前記封着用シール部材は、前記第２誘電体層と接触せずに前記第１誘電体層の縁部と接触するように形成されている、請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【公開番号】特開２０１０−１３５０８４（Ｐ２０１０−１３５０８４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０７１８０（Ｐ２００８−３０７１８０）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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