CN101303953B - 等离子显示面板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有不存在裂纹及黄变等的电介质层的等离子显示面板，其具有在第1基板上设置有第1电极和第1电介质层和保护层的前面板，以及在第2基板上设置有第2电极和第2电介质层和荧光体层的背面板而成，在前面板中，在第1基板上设置第1电极，在第1基板上设置第1电介质层并使其覆盖第1电极，在第1电介质层上设置有保护层，另外，在背面板中，在第2基板上设置第2电极，在第2基板上设置第2电介质层并使其覆盖第2电极，在第2电介质层上设置荧光体层，配置前面板与背面板并使保护层与荧光体层相向，在前面板与背面板之间设置有放电空间，其特征在于，至少第1电介质层的碳浓度为1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下。

Description

等离子显示面板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种等离子显示面板。尤其涉及电介质层的碳浓度具有特征的等离子显示面板。另外，本发明还涉及这样的等离子显示面板的制造方法。
背景技术
近年来，大型的薄型显示器的市场正在扩大。特别是显示为高精细而且可以大型化的等离子显示面板的技术革新正在积极地推进。
等离子显示面板由对向配置的前面板和背面板构成。前面板及背面板的边缘部份被密封处理。在前面板与背面板之间形成的放电空间封入放电气体(氦或氖等)。前面板通常由玻璃基板、由扫描电极及维持电极构成的显示电极、电介质层和保护层构成。更具体而言，在前基板中，(i)在玻璃基板的一个主面上以条纹状形成显示电极；(ii)形成电介质层，使其覆盖该显示电极；接着，(iii)在电介质层上形成保护层。另一方面，背面板通常由玻璃基板、地址电极、电介质层、隔壁和荧光体层(红色、绿色以及蓝色的荧光体层)构成。更具体而言，在背面板中，(i)在玻璃基板的一个主面上以条纹状形成地址电极；(ii)形成电介质层，使其覆盖该地址电极。进而，在背面板中，(iii)在电介质层上隔着一定间隔形成多个隔壁；(iv)在电介质层上，在相邻的隔壁间形成有荧光体层。
在这样的等离子显示面板中，利用在放电空间中施加电压产生的紫外线，激发各色的荧光体层。通过激发各荧光体层，使红色、绿色以及蓝色发光，另一方面，实现彩色图像显示。
电介质层可以发挥电容器的功能。对于前面板的电介质层而言，为了实现出色的发电效率而要求具有高的电容器性能，同时还需要施加电压时的出色的耐绝缘击穿性能(例如参照专利文献1及专利文献2)。
特别近年来，对更高精细且低消耗电力的等离子显示面板的需求正在提高，对放电气体的高能量化或扫描线数的增加等的开发正在推进。如果想要实现这样的高精细化，则电极间的间距变窄，施加电压时电极-电介质间变得容易发生绝缘击穿。因此，电介质层的内部以及表面需要剥脱或裂纹等物理缺陷少。另外，面板开口部的面积降低引起面板亮度减少，而为了改善这种状况，不得不形成高纯度且低介电常数的电介质层。尤其不得不处理电介质的烧成时与电极的副作用引起电介质层变色成黄色的黄变现象的问题。
专利文献1：特表2003-518318号公报
专利文献2：特开平11-195382号公报
发明内容
本发明正是鉴于所述情况而提出的。就是说，本发明的课题是提供一种具备实际上不存在裂纹以及黄变等的电介质层的等离子显示面板。
为了解决所述课题，本发明提供一种等离子显示面板，其中，所述等离子显示面板具有在第1基板上设置有第1电极和第1电介质层和保护层的前面板，以及
在第2基板上设置有第2电极和第2电介质层和荧光体层的背面板而成，
在前面板中，在第1基板上设置第1电极，在第1基板上设置第1电介质层并使其覆盖第1电极，在第1电介质层上设置有保护层，另外，在背面板中，在第2基板上设置第2电极，在第2基板上设置第2电介质层并使其覆盖第2电极，在第2电介质层上设置荧光体层，
配置前面板与背面板并使保护层与荧光体层相向，在前面板与背面板之间设置有放电空间，其特征在于，
至少第1电介质层的碳浓度(或碳成分浓度)约为1.0×103ppm以上而且约为1.0×105ppm以下。
在本说明书中，“碳浓度”实际上是指用后述的“二次离子质量分析法(SIMS)”测定的电介质层中的碳(C)量。在此，优选碳来自与在电介质层中存在的硅氧烷骨架结合的烷基或亚烷基。
另外，在本说明书中，“至少第1电介质层的碳浓度”实际上是指“第1电介质层的碳浓度或第1及第2电介质层的各电介质层的碳浓度”。
本发明的特征在于，残存于第1电介质层的碳的浓度或残存于第1及第2电介质层的各电介质层的碳的浓度为1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下。由于这样碳的浓度成为1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下，所以在电介质层中，实际上不存在裂纹或剥脱等物理缺陷，电介质层的黄变也被抑制。
在某种优选方式中，第1电介质层的碳浓度或第1及第2电介质层的各电介质层的碳浓度为1.0×104ppm以上而且1.0×105ppm以下。另外，在另一个优选方式中，第1电介质层为由下层(与电极接触的层)和上层(与保护层接触的层)构成的2层结构，下层的碳浓度为1.0×103ppm以上而且1.0×104ppm以下，上层的碳浓度为1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下。这种情况下，与电极接触的下层的碳浓度的特征在于，特别有助于防止黄变。本说明书中的“2层结构”不仅是指可明确区分上层和下层的形态，还包括不能明确区分上层和下层的形态(例如上层和下层间的界面不明确的形态)。
在另一个优选方式中，在第1电介质层与第1电极之间设置有碳浓度为104ppm以下(即，0～104ppm)的电介质层。这样，可以得到更有效地防止黄变的等离子显示面板。另外，请注意，该方式可以与所述的2层结构的第1电介质层的下层(与电极接触的层)的碳浓度成为1.0×104ppm以下的方式同样对待。
另外，在本发明中，还提供如上所述的等离子显示面板的制造方法。该制造方法的特征在于，在形成前面板的电介质层及背面板的电介质层的至少一方时，
包括如下工序而成，即，
(1)向形成有电极的基板上供给包含有机溶剂及玻璃成分(在硅氧烷骨架上结合有烷基或亚烷基的玻璃成分)而成的电介质原料的工序，以及
(2)对提供的电介质原料施加热处理的工序，
利用热处理得到的电介质层的碳浓度成为1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下。
本发明的制造方法的特征在于，使用包含烷基或亚烷基与硅氧烷骨架(或硅氧烷键)结合的玻璃成分而成的电介质原料。在所述玻璃成分中，优选烷基相对硅氧烷骨架的Si原子的摩尔比为1以上，更优选为1～3。另外，这样的烷基的碳原子数优选为1～6。
在本发明的制造方法中使用的电介质原料含有玻璃成分及有机溶剂而成。但是，电介质原料根据需要也可以进一步含有粘合剂树脂而成。
在本发明的等离子显示面板中，由于电介质层的碳浓度实际上不会导致在电介质层中发生剥脱或裂纹等物理缺陷，所以能够带来可以对应高精细化的出色的耐绝缘性能。换言之，即使施加高电压，电介质层也不会发生绝缘击穿，等离子显示面板的高精细化成为可能。进而，由于电介质层的碳浓度引起的能够在电介质层中产生的黄变实际上得以抑制，所以可以避免面板开口部的面积降低引起的面板亮度的减少。
因而，利用本发明，可以进行高精细显示，可以得到低消耗电力且高效率的等离子显示面板。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的PDP的截面图。
图2是示意性地表示本发明的PDP的截面立体图。
图3是表示电介质层厚度的碳浓度依赖性的曲线图。
图4是示意性地表示具有突起部(卷边(edge curl))的电极的截面图。
图5是示意性地表示曝光以及显影形成的电极的截面图。
图6示意性地表示在烧成曝光以及显影形成的电极时发挥作用的力的截面图。
图7示意性地表示在烧成曝光以及显影形成的电极时发挥作用的合力的截面图。
图8是表示电介质层的耐热温度的碳浓度依赖性的曲线图。
图9是表示黄变的碳浓度依赖性的曲线图。
图10是示意性地表示2层结构的电介质层的截面图。
图11是在“电介质层厚度的碳浓度依赖性的确认试验”中使用的浸渍涂敷装置的模式图。
图12是在“黄变现象的碳浓度依赖性的确认试验”中使用的成膜装置的模式图。
图13是可以在电介质原料糊的涂敷中使用的装置的模式图。
图中，10-前面板，11-第1基板，12-第1电极，13-第1电介质层，13a-下层(第1电介质层的下层)，13b-上层(第1电介质层的上层)，14-保护层，20-背面板，21-第2基板，22-第2电极，23-第2电介质层，23a-下层(第2电介质层的下层)，23b-上层(第2电介质层的上层)，25-隔壁，26R-红色的荧光体层，26G-绿色的荧光体层，26B-蓝色的荧光体层，30-放电空间，31-放电单元，40-PDP，12a-透明电极，12b-黑层(总线电极)，12c-白层(总线电极)，124-显影后的黑层，125-显影时黑层被削去的区域，126-抵消的白层-黑层间的力，127-向玻璃基板的合力，128-向白层内部收缩的力，129-向白层宽方向中央部牵引白层表面部的力，50-浸渍涂敷装置，51-升降单元，52-玻璃基板，53-容器，60-成膜装置，61-真空腔，62-基板，63-气体导入口，64-成膜靶，65-四重极质量分析计，71-容器，72-泵，73-喷嘴，74-基板。
具体实施方式
以下，对本发明的等离子显示面板及其制造方法进行详细说明。
[本发明的等离子显示面板的构成]
首先，对本发明的等离子显示面板(以下也称为“PDP”)进行说明。
图1及图2示意性地表示本发明的PDP(图1是PDP的模式截面图，图2是PDP的模式截面立体图)。PDP40由对向配置的前面板10和背面板20构成。前面板10及背面板20的边缘部份例如被低熔点玻璃料玻璃材料等密封构件密封处理。放电气体(氦、氖或氙等)被封入在前面板10与背面板20之间形成的放电空间。
参照图1及图2，说明本发明的PDP40的构成。本发明的PDP40具有：
在第1基板11上设置有第1电极12、第1电介质层13和保护层14的前面板10，以及
在第2基板21上设置有第2电极22、第2电介质层23和荧光体层(26R、26G、26B)的背面板20而成。
在前面板10中，在第1基板11上设置第1电极12，在第1基板11上设置第1电介质层13并使其覆盖第1电极12，在第1电介质层13上设置保护层14，在背面板20中，在第2基板21上设置第2电极22，在第2基板21上设置第2电介质层23并使其覆盖第2电极22，在第2电介质层23上设置荧光体层(26R、26G、26B)。配置前面板10与背面板20并使保护层14与荧光体层(26R、26G、26B)相向。在前面板10与背面板11之间形成放电空间30(或放电单元31)。
对本发明的PDP的构成及相关的PDP的制造方法进行详细说明。本发明的PDP的前面板10具有第1基板11、第1电极12、第1电介质层13以及保护层14而成。第1基板11是透明且具有绝缘性的基板(厚度例如约为1.0mm～约3mm左右)。第1基板11例如为用浮动(float)法等制造的浮动式玻璃基板。另外，第1基板11也可以为碱石灰玻璃基板、铅碱硅酸玻璃基板或硼硅酸盐玻璃基板。多个第1电极12在第1基板11上以条纹状平行地配置。第1电极12例如优选为由扫描电极及维持电极构成的显示电极(厚度例如约为1～约50μm左右)。这种情况下，扫描电极及维持电极分别由氧化铟(ITO)或氧化锡(SnO2)等所形成的透明导电膜即透明电极(使在荧光体层产生的可见光透过的电极)以及在这种透明电极上形成的总线电极(用于降低显示电极的电阻，向透明电极的长径方向赋予电导性的电极)构成。
第1电介质层13被设置成覆盖在第1基板11的表面形成的第1电极12。该第1电介质层13为涂敷及热处理主要由玻璃成分及有机溶剂构成的电介质原料糊得到的氧化膜(特别是氧化硅膜)。如上所述或如后所详述，本发明的PDP的第1电介质层13的特征在于，其碳浓度为103ppm以上而且105ppm以下。第1电介质层13的厚度优选约为5μ～约50μm。在第1电介质层13上形成保护层14(厚度例如约为0.5～约1.5μm左右)。保护层14是为了保护第1电介质层13不受放电的冲击(更具体而言，“利用等离子的离子冲击”)而设置的。保护层14例如由氧化镁(MgO)构成。另外，保护层14例如可以使用电子束蒸镀法、CVD法或溅射法等形成。
本发明的PDP的背面板20具有第2基板21、第2电极22、第2电介质层23以及荧光体层(26R、26G、26B)而成。第2基板21优选为透明且具有绝缘性的基板(厚度例如约为1.0mm～约3mm左右)。第2基板21例如为用浮动法等制造的浮动玻璃基板。另外，第2基板21也可以为碱石灰玻璃基板、铅碱硅酸玻璃基板、硼硅酸盐玻璃基板或各种陶瓷基板。多个第2电极22在第2基板21上以条纹状平行地形成。第2电极22例如为地址电极(或数据电极)(厚度例如约为1～约4μm左右)。地址电极是为了选择性地使各放电单元放电而设置的。该地址电极使用网板印刷法由以银为主要成分的电导性糊成膜。另外，也可以利用金属型涂敷法或印刷法涂敷以银为主要成分的电导性糊，然后在约100℃～约200℃下使其干燥，接着，利用进行曝光·显影的光刻法形成图案来成膜。该地址电极在涂敷及干燥后最终被赋予约400～约700℃的烧成。
第2电介质层23被设置成覆盖在第2基板21的表面形成的第2电极22。该第2电介质层23为涂敷及热处理主要由玻璃成分及有机溶剂构成的电介质原料糊得到的氧化膜(特别是氧化硅膜)。如上所述或如后所详述，第2电介质层23的特征在于，碳浓度为103ppm以上而且105ppm以下。第2电介质层23的厚度优选约为5μ～约50μm。在第2电介质层23上形成荧光体层(26R、26G、26B)(厚度例如约为5～约50μm左右)。荧光体层(26R、26G、26B)是为了将利用放电放射的紫外线转换成可见光线而设置的。该荧光体层(26R、26G、26B)以红色、绿色以及蓝色的荧光体层作为构成单元，分别被隔壁25隔开。隔壁25是为了对应每个地址电极22划分放电空间而形成的。在此，荧光体层(26R、26G、26B)利用金属型涂敷法、印刷法、分配法(デイスペンス)或喷墨法等涂敷荧光体粉末、粘合剂树脂(例如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物等)以及有机溶剂(例如甲乙酮等酮类、甲苯等芳香族烃类、丙二醇一甲醚等二醇醚类等)构成的糊原料，接着，赋予约100℃的干燥，来形成。对荧光体粉末进行说明。例如，红色的荧光体粉末可以为由Y2O3:Eu、YVO4:Eu、Y2O3S:Eu等构成的粉末。绿色的荧光体粉末可以为由Zn2GeO2:M、BaAl12O19:Mn、LaPO4:Tb等构成的粉末。蓝色的荧光体粉末可以为由Sr5(PO4)3Cl:Eu、BaMg2Al14O24:Eu等构成的粉末。隔壁25在第2电介质层23上形成为条纹状或井字形状。隔壁25利用金属型涂敷法或印刷法涂敷含有低熔点玻璃材料(例如氧化铅-氧化硼-氧化硅系、氧化铅-氧化硼-氧化硅-氧化锌系等玻璃粉末)、填充剂(例如氧化物陶瓷等)、粘合剂树脂(例如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物等)以及有机溶剂(例如甲乙酮等酮类、甲苯等芳香族烃类、丙二醇一甲醚等二醇醚类等)而成的糊原料，赋予约100℃～200℃的干燥，然后利用进行曝光·显影的光刻法形成图案，接着，赋予约400℃～约700℃的烧成来形成。另外，隔壁25也可以使用喷砂法、蚀刻法或成型法等形成。
前面板10与背面板20配置成保护层14与荧光体层(26R、26G、26B)相向。在前面板10与背面板20之间形成放电空间30。更具体而言，前面板10与背面板20夹持放电空间对向配置，以使前面板10的扫描电极以及维持电极与背面板20的地址电极22正交。在将对向配置的前面板10与背面板20固定的状态下，加热，进行使前面板10与背面板20密封接合的密封处理，然后边加热边进行将放电空间30内的气体排气的排气烘焙处理。最终，向放电空间30内封入放电气体，使PDP40完成。作为放电气体，可以为氦、氖、氩或氙等稀有气体。该放电气体以400～600Torr的压力被封入放电空间30内。
在完成的PDP40中，被隔壁25隔开的地址电极22与显示电极12交叉的放电空间30发挥放电单元31的功能。换言之，排列成矩阵状的放电单元构成图像显示区域。在该PDP40中，通过从外部驱动电路向显示电极选择性地施加视频信号电压，可以使放电气体放电。利用该放电产生的紫外线可以激发各色的荧光体层，所以从荧光体层产生红色、绿色以及蓝色的可见光，这样，实现彩色图像显示。
接着，对本发明的PDP的电介质层的碳浓度进行详细说明。
(电介质层厚度的碳浓度依赖性)
图3表示在后述的实施例中得到的“表示电介质层厚度的碳浓度依赖性的曲线图”。在该曲线图中，显示了电介质层的碳浓度(ppm)与电介质层的极限膜厚(μm)之间的相关关系。在此所述的“极限膜厚”实际上是指成为在电介质层中产生剥脱或裂纹等物理缺陷的分界线的电介质层厚度。“剥脱”是指电介质层从基板或电极等PDP要素剥脱的现象·状态。例如，以在曲线图中所示的a点为例进行说明。电介质层具有a点的碳浓度(约1.0×105ppm)的情况下，以约2μm的厚度为边界，如果电介质层厚度大于该边界，则变得容易产生剥脱或裂纹等物理缺陷，相反，如果电介质层的厚度小于该边界，则变得难以发生该物理缺陷。从该说明可以更好地理解，极限膜厚随着电介质层中含有的碳量变多而增加的图3的曲线图。
在此，如上所述，被称为电介质层的构件是构成为覆盖电极。但是，实际上，如图4所示，有时在电极上存在突起部(卷边)。该突起部可以在电极的烧成过程中产生。对此进行更详细地说明。近年来，为了提高画面的对比度，将总线电极形成为成为显示侧的黑层(与透明电极接触的层)和在其上配置的白层的二层结构。黑层涂敷黑色的电极糊而形成，白层在其上涂敷电导性的电极糊形成。作为黑色的电极糊，可以使用配合铜-铁(Cu-Fe系)、铜-铬系(Cu-Cr)系等黑色复合氧化物而成的树脂组合物。具体而言，从这些电极糊形成的总线电极是在各层上涂敷、形成图案(曝光以及显影)以及进行之后的烧成来形成的。此时，将黑层与白层一起进行曝光显影的情况下，光不会充分地到达下层，下层的固化可能变得不充分。所以，固化不充分的下层与上层相比，显影时被除去的量变多，在显影后的状态下，相对上层的宽度，下层的宽度变小。这样的总线电极的显影后的截面模式图如图5所示。如果烧成如图所示的电极，则如图6所示，利用热收缩，在白层及黑层中，各个收缩的力发挥作用。结果，产生如图7所示的合力。此时，在显影后残留黑层的区域124中，如图6所示，烧成时白层与黑层的界面的力互相抵消。结果，作为合力，如图7所示，在白层表面部，向玻璃基板11的方向的较大力127发挥作用。另外，在显影时黑层被削去的区域125中，如图6所示，不会被黑层限制，产生向白层内部收缩的力128。这些力发挥作用的结果，如图7所示，利用在白层表面发挥作用的向玻璃基板11的方向的较大合力127与向白层内部收缩的力128的合力，在白层表面部，向宽度方向的中央部牵拉其端部的力129发挥作用。如果该力129发挥作用，则在白层中产生大的挠曲，同时电极宽度方向端部卷起。因而，电极宽度方向端部向上方发生大的突起，最终，产生如图4所示的突起部(卷边)。
为了用电介质层覆盖具有这样的突起部的电极，必须使电介质层厚度至少约为0.5μm以上，优选必须约为1.0μm以上。换言之，从具有卷边的电极的覆盖性的观点出发，需要电介质层厚度至少约为0.5μm以上，优选所需的电介质层厚度至少约为1.0μm以上。如果考虑到该所需的电介质层厚度，则从图3的曲线图可以说，需要电介质层中的碳浓度约为1.0×103ppm以上，优选所需的电介质层中的碳浓度约为1.0×104ppm以上。更具体而言，从电极的覆盖性的观点出发，如果想要电介质层厚度至少约为0.5μm以上，则基于图3的曲线图，需要电介质层中的碳浓度约为1.0×103ppm以上。就是说，低于约1.0×103ppm的碳浓度的情况下，变得容易产生剥脱或裂纹等物理缺陷。同样，从电极的覆盖性的观点出发，如果想要电介质层厚度至少约为1.0μm以上，则基于图3的曲线图，需要电介质层中的碳浓度约为1.0×104ppm以上。
(电介质层的耐热温度的碳浓度的依赖性)
图8表示在后述的实施例中得到的“电介质层的耐热温度的碳浓度依赖性的曲线图”。在该曲线图中，表示电介质层的碳浓度(ppm)与电介质层的极限耐热温度(℃)的相关关系。在此所述的“极限耐热温度”实际上是指成为在电介质层中产生剥脱或裂纹等物理缺陷的分界线的电介质层的耐热温度(℃)。例如，以在曲线图中所示的b点为例进行说明。电介质层具有b点的碳浓度(约1.0×103ppm)的情况下，以约540℃为边界，如果电介质层温度大于该边界，则变得容易产生剥脱或裂纹等物理缺陷，相反，如果电介质层的温度小于该边界，则变得难以产生该物理缺陷。从该说明可以更好地理解，极限耐热温度随着电介质层中含有的碳量变多而降低的图8的曲线图。
在本说明书中，在PDP的制造中，荧光体层的烧成温度约为470℃，同时密封接合前面板与背面板的密封处理时的温度也约为470℃。因而，可以说电介质层所必要的耐热温度至少约为450℃。如果考虑到该耐热温度，则从图8的曲线图可知，电介质层中的碳浓度必须约为1.0×105ppm以下。换言之，如果考虑到约450℃这样电介质层所要求的耐热温度，则基于图8的曲线图，电介质层中的碳浓度必须为1.0×105ppm以下。就是说，多于1.0×105ppm的碳浓度的情况下，变得容易产生剥脱或裂纹等物理缺陷。
在本说明书中，本发明的PDP的第1电介质层的碳浓度或者第1及第2电介质层的各电介质层的碳浓度约为1.0×103ppm以上而且约1.0×105ppm以下，优选约为1.0×103ppm以上而且约1.0×104ppm以下。因而，在本发明的电介质层中，可以抑制剥脱或裂纹等物理缺陷的发生，可以向PDP带来可以对应高精细化的出色的耐绝缘性能。
(黄变现象的碳浓度依赖性)
图9表示在后述的实施例中得到的“表示黄变现象的碳浓度依赖性的曲线图”。在该曲线图中，表示电介质层的碳浓度(ppm)与在电介质层中产生的黄变现象的相关关系。在此所述的“黄变”是指成为电介质层(或成为电介质层的原料的糊材料)与电极(特别是银电极)的反应引起的电介质层变色成黄色的现象。纵轴的“b值”是通常被已知作为表示电介质层变色成黄色的程度的指标的色度计的测定值。“b值”表示在曲线图侧其绝对值越变大，则黄色的程度越大。
在图9所示的曲线图中，可以理解电介质层中含有的碳量变得越多，b值越增加。已知不影响PDP的显示功能的b值为3以下。就是说，如果b值为3以下，则可以防止电介质的黄变现象引起的PDP的显示功能降低，相反，如果b值大于3，则PDP的显示功能降低。如果考虑到该求得的b值(即“3以下”)，则基于图9的曲线图，电介质层中的碳浓度必须约为1.0×104ppm以下。换言之，如果将3以下的b值的数值作为基准，则从图9的曲线图中，可知电介质层的碳浓度必须约为1.0×104ppm以下，在多于该值的碳浓度的情况下，黄变现象可能会引起PDP的显示功能降低。
因而，从抑制物理缺陷的观点出发，如果与得到的所述“1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下”的碳浓度一起考虑，则通过使电介质层的碳浓度成为“1.0×103ppm以上而且1.0×104ppm以下”，不仅可以防止剥脱或裂纹等电介质层的物理缺陷，而且还可以防止电介质层的黄变现象。
在本说明书中，特别是对于前面板的第1电介质层而言，如图10所示，优选为由下层(与电极接触的层)13a和上层(与保护层接触的层)13b构成的2层结构。进而，优选下层13a的碳浓度为1.0×103ppm以上而且1.0×104ppm以下，上层13b的碳浓度为1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下。这种情况下，在与第1电极(特别是由银构成的电极)接触的下层中，可以有效地防止该电极引起的黄变现象，而且在不与电极接触的上层中，可以防止剥脱或裂纹等物理缺陷。结果，不仅向PDP带来出色的耐绝缘性能，而且还可以有效地防止面板亮度的减少。另外，下层的厚度优选为0.1μm以上而且10μm以下。上层的厚度优选为5μm以上而且40μm以下。
下层13a的碳浓度也可以为1.0×103ppm以下。这种情况下，可以得到更有效地防止黄变现象的PDP。
在第1电介质层中含有的碳或者第1及第2电介质层的各电介质层中含有的碳优选来自与以下所示的硅氧烷骨架(直链状、环状或三维网眼状的硅氧烷骨架)结合的烷基。
Figure S2008100967387D00121
(R1、R2：烷基或氢原子，m：1以上的整数)
这种情况下，烷基的碳原子数优选为1～6。例如，烷基可以为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基等。这些烷基可以单独或含有2种以上。另外，与玻璃成分的硅氧烷骨架结合的官能团只要是含有碳原子的基团，则可以不特别限定于烷基，例如也可以为亚烷基(亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基等)。
接着，对制造本发明的PDP的方法进行说明。该制造方法在形成前面板的电介质层及背面板的电介质层的至少一方时，
包括以下工序而成，即，
(1)向形成有电极的基板上供给含有有机溶剂及玻璃成分而成的电介质原料的工序，该电介质原料是所述玻璃成分的硅氧烷骨架上结合有烷基或亚烷基的电介质原料，以及
(2)对电介质原料施加热处理的工序。该制造方法的特征在于，使用含有特别是如以下所示烷基结合于硅氧烷骨架的玻璃成分而成的电介质原料。基于该特征，利用热处理得到的电介质层的碳浓度成为1.0×103ppm以上而且1.0×105ppm以下。
Figure S2008100967387D00131
(R1、R2：烷基或氢原子，m：1以上的整数)
在工序(1)中使用的电介质原料的玻璃成分的硅氧烷骨架可以为直链状、环状或三维网眼状。在玻璃成分中，烷基相对硅氧烷骨架的Si原子的摩尔比优选为至少1以上即可，更优选为1～3。另外，这样的烷基的碳原子数优选为1～6。烷基例如为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基即可(可以单独或含有2种以上这些烷基)。另外，结合于玻璃成分的硅氧烷骨架的官能团只要是含有碳原子的基团即可，不特别限定于烷基，例如可以为亚烷基(亚甲基、亚乙基、亚丙基或亚丁基等)。
在工序(1)中使用的电介质原料含有玻璃成分及有机溶剂而成。但是，电介质原料可以根据需要进一步含有粘合剂树脂。在本说明书中，例如玻璃成分除了聚烷基硅氧烷等具有硅氧烷骨架的材料以外，优选含有二氧化硅(SiO2)等玻璃材料(例如玻璃料(glass frit))。进而，玻璃成分为了降低这样的二氧化硅的Tg(玻璃化转变温度)，而优选含有从氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)、氧化铅(PbO)以及氧化硼(B2O3)构成的组中选择的至少一种以上的典型元素的氧化物而成。有机溶剂可以为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇、丙二醇、松油醇等醇类，甲乙酮、环己酮等酮类，甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃类，溶纤剂、甲基溶纤素、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇一甲醚、二丙二醇一甲醚、三甘醇一乙醚等二醇醚类，醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸溶纤剂、丁基溶纤剂乙酸酯、乙酸卡必醇酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇一甲醚乙酸酯等醋酸酯类，辛烷、癸烷等脂肪族烃，石油醚、石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂等，它们可以单独或组合使用2种以上。另外，粘合剂树脂例如可以为聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物、α-甲基苯乙烯聚合物以及甲基丙烯酸丁酯树脂等，它们可以单独或组合使用2种以上。
所述的电介质原料的各种成分的比例只要是在得到典型的PDP电介质层时使用的通常的比例即可，没有特别限制。例如举一实例，则在电介质原料由玻璃成分和有机溶剂构成的情况下，玻璃成分为40重量％以上而且60重量％以下，只要有机溶剂在60重量％以下而且40重量％以上即可。另外，电介质原料由玻璃成分和有机溶剂和粘合剂树脂构成的情况下，例如玻璃成分约为55重量％，有机溶剂约为40重量％，粘合剂树脂约为5重量％即可。
在工序(1)中供给电介质原料的“形成有电极的基板上”是指对于前面板的形成而言，“形成有第1电极的第1基板”。具体而言，前面板的“形成有电极的基板”是指例如“形成有显示电极的玻璃基板”。同样，对于背面板的形成而言，“形成有电极的基板上”是指“形成有第2电极的第2基板”。具体而言，背面板的“形成有电极的基板”是指例如“形成有地址电极的玻璃基板”。
在工序(1)中，电介质原料向“形成有电极的基板上”的供给可以使用浸渍涂敷法(利用实施例详细说明)、使用如图13所示的装置的涂敷方法(在图示的方式中，可以通过控制泵72的注射器动作速度，借助配管及喷嘴73，在基板74上涂敷加入到容器71内的电介质原料)、辊涂法、金属型涂敷法、旋涂法或刮刀涂布法等各种方法。利用这样的方法，在基板上将电介质原料形成为薄膜状。膜厚只要是能够得到需要的电介质层厚度的膜厚即可，没有特别限制，例如为1～20μm左右。
在工序(2)中，被供给的电介质原料被施加热处理。在此所述“热处理”实际上是指干燥处理及/或烧成处理等加热处理。这样的加热处理只要是得到PDP的电介质层的通常条件即可，没有特别限制。例如，在约100～约300℃的干燥温度条件下，干燥时间约为1～约2小时，在约400～约500℃的烧成温度条件下，烧成时间约为1～约2小时。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于此，可以进行各种改变，这一点对于本领域技术人员而言能够容易地理解。例如，在本发明中，利用干燥或烧成等热处理制作电介质层，但不限定于此。例如，也可以使用溅射法、CVD、PVD、EB蒸镀法、等离子枪蒸镀法或溶胶凝胶法等，也能够同样地制作可以抑制物理缺陷及黄变现象的电介质层。
[实施例]
《电介质层厚度的碳浓度依赖性的确认试验》
为了得到“电介质层的碳浓度(ppm)”与“电介质层的极限膜厚(μm)”的相关关系而进行了试验。在试验时，在玻璃基板(日本电气硝子制，L×W×H：12.5cm×12.5cm×1.8cm)上，以薄膜状提供电介质原料糊。接着，在150℃下对薄膜状的电介质原料赋予10分钟的干燥，然后在500℃下赋予1小时的烧成，从薄膜状的原料糊制作电介质层。基于以下4种原料糊，将这样的试验分别改变薄膜厚度(即“膜厚”)来实施，由此确认能够得到不存在剥脱或裂纹的正常的电介质层的厚度(即，电介质层的“极限膜厚”)。此时，通过对电介质层中含有的碳浓度(C浓度)定量化，得到极限膜厚与碳浓度之间的相关关系。
在玻璃基板上形成的薄膜的膜厚控制使用图11所示的装置50，用浸渍涂敷法进行。具体而言，将安装于升降单元51的玻璃基板52浸渍于含有电介质原料糊的容器53中，然后以一定的速度从容器53捞起玻璃基板52。在此，如果捞起速度大，则玻璃基板与原料糊的表面张力变得比重力更具支配性，在玻璃基板上形成的薄膜的膜厚变大。另一方面，如果捞起速度小，则重力的一方成为支配性，薄膜的膜厚变小。利用该原理，调节捞起速度，控制膜厚。膜厚的测定利用电子显微镜观察(SEM)，观测截面部，通过定量化从玻璃基板与电介质层的界面到电介质层表面的距离来进行。
对电介质层的碳浓度，使用二次离子质量分析法(SIMS)，作为测定二次离子，分析了原子量m/e＝12的C-。作为定量化的手法，准备预先注入一定量的C离子的氧化物样品作为标准样品，从以基体元素(氧)强度为基准的C分布曲线算出C的灵敏度系数，进行定量。其中，在每一次测定所作成的C离子注入样品的分布曲线的强度低的情况下，同样地准备注入一定量Si的标准样品，预先求得C和Si的各灵敏度系数的比率。这种情况下，从在通常的定量时实测的Si的注入分布曲线求得Si灵敏度系数，对应预先确认的比率，比例换算C的灵敏度系数，进行C的定量。作为具体的分析装置，使用ATOMIKA制的型式SIM4500，测定条件是一次离子种为Cs+，入射角度30度、5.0keV的离子能、一次离子电流量18nA、电子束扫描长度18μm。
在试验中使用的4种电介质原料糊(按照烷基组以及烷氧基组的量少的顺序，称为A样品、B样品以及C样品)如下所示。
TEOS样品…通常被用作含有烷氧化物(alkoxide)的溶胶的四乙氧基硅烷(TEOS)单体，即，以100重量％的比例含有TEOS的原料糊
A样品 * …由二氧化硅及聚烷基硅氧烷所形成的固体成分，和异丙醇、甲醇以及异丁醇所形成的有机溶媒成分构成的糊原料
B样品 * …由二氧化硅及聚烷基硅氧烷所形成的固体成分，和异丙醇、甲醇以及异丁醇所形成的有机溶媒成分构成的糊原料
C样品 * …由二氧化硅及聚烷基硅氧烷所形成的固体成分，和异丙醇、甲醇以及异丁醇所形成的有机溶媒成分构成的糊原料
*A样品、B样品以及C样品的固体成分浓度(重量％)的比率如下所述：
A样品固体成分浓度∶B样品固体成分浓度∶C样品固体成分浓度＝20∶50∶60
表示在本确认试验中得到的“电介质层的碳浓度(ppm)”与“电介质层的极限膜厚(μm)”的相关关系的曲线图如图3所示。从该曲线图可以理解，随着电介质层中的碳浓度变大，极限膜厚增加。这样，作为随着碳浓度增加而极限膜厚也增加的要因，由于在Si原子以及O原子彼此结合形成的网眼状的硅氧烷骨架上存在烷基(烷基组)，膜层的机械柔韧性·耐久性增加，产生缓和电介质层与玻璃基板中的热膨胀差引起产生的膜应力的效果，所以可以得到没有剥脱和裂纹的良好的膜。
《电介质层的耐热温度的碳浓度依赖性的确认试验》
为了得到“电介质层的碳浓度(ppm)”与“电介质层的耐热温度(℃)”的相关关系而进行了试验。在进行试验时，在玻璃基板上以薄膜状提供电介质原料糊。接着，对薄膜状的原料混合物赋予干燥之后，通过赋予烧成，从薄膜状的电介质原料糊制作电介质层。对所述的原料糊分别改变烧成温度同时实施这样的试验，由此确认可以得到不存在剥脱或裂纹的正常的电介质层的温度(即，电介质层的“极限耐热温度”)。另外，此时，通过对电介质层中含有的碳浓度(C浓度)进行定量化，得到耐热温度与碳浓度的相关关系。另外，与《电介质层厚度的碳浓度依赖性的确认试验》同样地利用二次离子质量分析法(SIMS)求得电介质层的碳浓度。
表示在本确认试验中得到的“电介质层的碳浓度(ppm)”与“电介质层的极限耐热温度(℃)”的相关关系的曲线图如图8所示。从该曲线图可以理解，随着电介质层中的碳浓度变大，极限耐热温度降低。这样，作为随着碳浓度增加而极限耐热温度降低的要因，可以推断为，随着烧成温度增加，电介质结构内的热分解被加速，烷基(烷基组)从Si原子及O原子彼此结合形成的网眼状的硅氧烷骨架脱离，由此产生膜剥脱或裂纹。
《黄变现象的碳浓度依赖性的确认试验》
为了得到“电介质层的碳浓度(ppm)”与“在电介质层中产生的黄变现象”的相关关系而进行试验。在试验时，准备多个碱石灰玻璃基板，在各基板上，用烧成法，依次形成显示电极及电介质层(作为电介质原料糊使用所述的TEOS样品及A样品)。另外，在基板上形成显示电极之后，还进行使用图12所示的装置60，用溅射法，成膜SiO2膜的试验(为图9的曲线图中所述的D样品的情况，但请注意，SiO2膜可以与电介质层(主要成分：氧化硅)看成视为相同)。在成膜时，从真空腔61的气体导入口63导入各种气体，相对62的基板，成膜64的成膜靶。此时，安装四极子质量分析计(Qmass)65，以使能够观察到腔61内的气体分压。成膜条件是功率1kW、溅射压力：1.0Pa、气体流量(Ar/O2＝100/10sccm)、基板温度：250～350℃、膜的厚度1μm。
相对得到的电介质层，使用色度计(日本电色制，型式NF999)，通过算出b值(表示变化成黄色的程度的指标)，进行黄变的评价。
表示在本确认试验中得到的“电介质层的碳浓度(ppm)”和“b值”的相关关系的曲线图如图9所示。从该曲线图可以理解，随着电介质层的碳浓度变大，b值增加。尤其可以理解，为了成为对PDP的显示功能没有障碍的3以下的b值，碳浓度必须成为1.0×104ppm以下。
以下对“随着电介质层中的碳浓度变大，b值增加的要因”进行详细说明。通常，作为在面板中产生黄变不良现象的要因，推断构成电极的银与电介质在烧成处理中发生反应。特别在银凝集成为胶体的情况下，通常已知发生黄变。在电介质中大量含有烷基(烷基组)等含碳基的情况下，它们在烧成中，键被切断，挥发(散逸)，在电介质的结构中产生空穴，所以活性的银离子向该空穴扩散。然后，随着烧成过程中的温度降低，银离子的动作缩小，周边孤立的银之间凝集，结果发生黄变现象。因而，电介质中的碳浓度如果小至104ppm以下，则这样的银离子能够扩散的空穴变少，结果，能够防止银离子的扩散，能够抑制黄变。
顺便说一下，在黄变现象的确认试验中，确认了在成膜SiO膜时，即使在使用利用TEOS气体的CVD法的情况下，也可以得到相同的结果。作为这种情况下的成膜条件，在腔内流入O2＝700sccm、He＝150sccm、TEOS＝0.25l/min的气体，将压力调节至5.9Pa，然后利用RF＝700W、BIAS＝100W的功率进行放电。
产业上的可利用性
在本发明的PDP的电介质层中，实际上不存在剥脱或裂纹等物理缺陷，另外，也可以有效地防止黄变，所以本发明有助于可以进行高精细显示且低消耗电力的高效率的PDP的制造。

Claims (7)

1.一种等离子显示面板，其具有在第1基板上设置有第1电极和第1电介质层和保护层的前面板，以及
在第2基板上设置有第2电极和第2电介质层和荧光体层的背面板而成，
在所述前面板中，在第1基板上设置有第1电极，在第1基板上以覆盖第1电极的方式设置有第1电介质层，在第1电介质层上设置有所述保护层，
在所述背面板中，在第2基板上设置有第2电极，在第2基板上以覆盖第2电极的方式设置有第2电介质层，在第2电介质层上设置有所述荧光体层，
以所述保护层与所述荧光体层相向的方式配置所述前面板与所述背面板，在所述前面板与所述背面板之间设置有放电空间，其特征在于，
至少第1电介质层的碳浓度为103ppm以上且105ppm以下，所述碳来自与在电介质层中存在的硅氧烷骨架结合的烷基或者亚烷基。
2.根据权利要求1所述的等离子显示面板，其特征在于，
第1电介质层为由下层和上层构成的2层结构，所述下层与第1电极接触，所述上层与所述保护层接触，
所述下层的碳浓度为103ppm以上且104ppm以下，所述上层的碳浓度为103ppm以上且105ppm以下。
3.根据权利要求1所述的等离子显示面板，其特征在于，
在第1电介质层与第1电极之间进一步具有碳浓度为104ppm以下的电介质层而成。
4.一种等离子显示面板的制造方法，其特征在于，
在形成前面板的电介质层及背面板的电介质层的至少一方时，
包括以下工序而成，
(1)向形成有电极的基板上供给含有有机溶剂及玻璃成分而成的电介质原料的工序，该电介质原料中的所述玻璃成分的硅氧烷骨架与烷基或亚烷基结合，以及
(2)对所述电介质原料施加热处理的工序，
利用所述热处理得到的电介质层的碳浓度为103ppm以上且105ppm以下，所述碳来自与在电介质层中存在的硅氧烷骨架结合的烷基或者亚烷基。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，
在所述玻璃成分中，所述烷基相对所述硅氧烷骨架的Si原子的摩尔比为1～3。
6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，
所述烷基的碳原子数为1～6。
7.根据权利要求4～6中任意一项所述的制造方法，其特征在于，
所述电介质原料进一步含有粘合剂树脂。
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