JP2004186163A - プラズマディスプレイパネル及び基板構体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アドレス電極を被覆している誘電体層の反射率と誘電率を適切として、発光効率を増大させる材料と、その製造方法を提供する。
【解決手段】反射率が高く低誘電率であるフィラーとして、チタニアコートマイカを分散した誘電体層を有するプラズマディスプレイパネルであって、フィラーの個々の外形を薄片状とし、薄片の表裏面が誘電体層の表面に沿う向きにフィラーを配向させる製造方法。
【選択図】図４

Description

本発明は、表示輝度を高めるためのフィラーが分散した誘電体層を有するＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、基板構体、及び基板構体の製造方法に関する。

ＰＤＰは、カラー表示の実用化を機に大画面のテレビジョン映像やコンピュータ出力の表示デバイスとして普及しつつある。市場ではより大画面でより高品位のデバイスが求められている。

このＰＤＰとして、面放電形式のＡＣ型ＰＤＰが商品化されている。ここでいう面放電形式は、壁電荷を利用して点灯状態を維持するＡＣ駆動において交番に陽極又は陰極となる第１及び第２の主電極を基板対の一方に平行に配列する形式である。主電極が同一方向に延びるので、個々のセルを選択するには、主電極と交差する第３の電極が必要である。この第３の電極は、セルの静電容量を低減するため、放電ガス空間を挟んで主電極と対向するように基板対の他方に配置される。表示に際しては、主電極対の一方（第２の電極）と第３の電極との間でアドレス放電を生じさせることによって、表示内容に応じて壁電荷を制御するアドレッシングが行われる。線順次のアドレッシングの後、例えば全ての行について共通のタイミングで主電極対に交番極性の点灯維持電圧を印加すると、壁電荷の存在するセルのみで基板面に沿った面放電が生じる。電圧印加の周期を短くすれば、見かけの上で連続した点灯状態が得られる。

面放電形式のＰＤＰでは、カラー表示のための蛍光体層を主電極対を配置した基板と対向する他方の基板上に設けることによって、放電時のイオン衝撃による蛍光体層の劣化を軽減し、長寿命化を図ることができる。蛍光体層を背面側の基板上に配置したものは“反射型”と呼称され、逆に前面側の基板上に配置したものは“透過型”と呼称されている。発光効率に優れるのは、蛍光体層における前面側表面が発光する反射型である。

商品化されている反射型のＰＤＰでは、背面側の基板上に第３の電極としてのアドレス電極が配列され、これらアドレス電極が誘電体層で被覆されている。そして、誘電体層の上に放電空間を列毎に仕切る隔壁が形成され、隔壁の側面及び誘電体層の露出面を覆うように蛍光体層が配置されている。隔壁を片方の基板のみに設けることにより、一対の基板を重ね合わせる組み立ての位置合わせが容易になる。また、蛍光体層を隔壁側面にも設けることにより、発光面積を大きくし、視野角を拡げることができる。誘電体層は、駆動に適した電気的特性を得るための誘電体として機能する。加えて、サンドブラスト法で隔壁を形成する場合には、深さ方向の過剰の切削を防止してアドレス電極を保護する耐切削層として利用される。

従来において、アドレス電極を覆う誘電体層の材料としては、基板との熱膨張率の差が小さいＰｂＯ系あるいはＺｎＯ系の低融点ガラスが用いられていた。そして、低融点ガラス母材にそれとの屈折率の差が大きい二酸化チタン（ＴｉＯ₂：チタニア）などのフィラーを混合して誘電体層を白色化することが行われていた。白色化すれば、蛍光体層で発光して背面側へ向かう光を前面側へ反射させて輝度を高めることができる。白色の誘電体層は透明のものよりも可視光の反射率が大きい。

従来のＰＤＰにおいては、アドレス電極間の浮遊容量の充放電に消費される無駄な電力が大きいという問題があった。高精細化を図るためにセルサイズを縮小すると浮遊容量がさらに大きくなり、無効電力が増加するとともに、駆動パルスの波形が鈍って駆動の応答遅れが顕著になる。さらに画素数が多くなるとアドレッシングに必要な電力が増加するので、発熱対策の上からも浮遊容量の影響は深刻になる。例えば、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン用のＶＧＡ仕様（６４０×４８０画素）と比べると、ワークステーションなどで望まれるＳＸＧＡ仕様（１２８０×１０２４画素）では、行数は２倍以上であり、列数は２倍である。したがって、規定のフレームレートを確保するためにアドレス電極に加えるパルスの周波数を２倍以上としなければならず、アドレス電極の数も２倍になることから、アドレッシングに必要な電力は４倍になってしまう。

また、内面の所定部位を十分に白色化して発光効率を高めることができないという問題もあった。すなわち、第１の手法として、白色化のためのフィラーの含有率を増やすと、誘電体層の誘電率が増大して消費電力も大きくなる。これは、低融点ガラス母材の比誘電率（１０〜１４）と比べてフィラーの比誘電率が極めて大きい（例えばチタニアでは８０〜１１０）からである。第２の手法として、誘電体層を厚くすると、アドレッシングにおける駆動電圧の下限が上昇してしまう。所定体積の放電空間を確保する上でも、反射層として設ける誘電体層の厚さを必要最小限にする必要がある。

本発明は、発光効率の増大を図ることを目的としている。他の目的は、比誘電率が小さく反射率の大きい誘電体層を有したプラズマディスプレイパネルを提供することにある。

本発明は、放電に伴う可視光を反射する反射体を有するプラズマディスプレイパネルであって、前記反射体は、個々の外形が薄片状で反射率を高めるフィラーを分散した誘電体層であり、薄片状のフィラーの表裏面が当該誘電体層の表面に沿う向きに配向しているプラズマディスプレイパネルである。

また、別の観点によれば、本発明は、反射率を高めるフィラーが分散した誘電体層を有するプラズマディスプレイパネルであって、前記フィラーは、個々の外形が薄片状であり、薄片の表裏面が前記誘電体層の表面に沿う向きに配向しているプラズマディスプレイパネルである。

本明細書において、誘電体層は絶縁体層と言い換えてもよく、両者は全く同じ意味である。

本発明においては、電極間の浮遊容量による電力消費を低減するため、放電空間の背面側の基板に配列された電極を覆う誘電体層の材料として、母材とそれより比誘電率が小さいフィラーとの混合物、あるいは低誘電率母材とフィラーとの混合物を用いる。また母材とフィラーとの屈折率の差ができるだけ大きくなるようにする。屈折率の差が大きいほど誘電体層の反射率も大きくなり、輝度が高まる。また、高誘電率母材を用いる場合は、フィラーを混合することにより、混合しない場合よりも誘電体層の比誘電率が小さくなり、浮遊容量も小さくなる。

本発明において、母材とは、焼成時に溶融しその後固化して誘電体層の主たる構成要素となる材料、又は焼成により固化して誘電体層の主たる構成要素となる材料を意味する。この母材を形成する原材料としては、低融点ガラスフリットの粉末や、例えばシロキサンオリゴマーとシリカゾルとから得られるコロイダルシリカ（コロイド珪酸）などを用いることができる。このコロイダルシリカは焼成により酸化珪素（シリカ）となる。

フィラーとは、誘電体層の焼成時に溶融したり焼失したりせず原形のまま残る材料、つまり母材を形成する原材料よりも融点の高い無機物を意味する。ＰｂＯ系低融点ガラスのように高誘電率母材の場合は、フィラーとしては、母材よりも比誘電率が小さいものであればよく、雲母、シリカ粉末、アルミナ粉末、ソーダガラス粉末、ホウケイ酸ガラス粉末などを用いることができる。

フィラーの形態としては一般的な粉末状に限られるものではなく、上述した雲母や、二酸化チタンで被覆された雲母（チタニアコートマイカ）のような薄片状であってもよい。さらに中空であってもよい。

反射率を高めるという点からは、フィラーとしてチタニアコートマイカを用いることが望ましい。

図１は誘電体層の厚さ及び比誘電率と電極間の浮遊容量との関係を示すグラフであり、実際にパラメータを変化させて試作したＰＤＰの測定に基づくものである。なお、従来の一般的な誘電体層の比誘電率は１２〜１８程度である。

誘電体層の比誘電率が小さいほど浮遊容量も小さい。特に、比誘電率１２と比誘電率１０との間の浮遊容量の減少の割合は大きい。また、比誘電率を基板と同程度の６より小さくしても浮遊容量はさほど減少しない。

一方、誘電体層の厚さについては薄くするほど浮遊容量は小さくなる。特に注目すべきは、１０μｍと８μｍとの間で急激に減少し、８μｍ以下では比誘電率の大きさに係わらず厚さが変化しても浮遊容量はほとんど変化しないことである。

したがって、従来よりも浮遊容量を低減するには、(1)比誘電率を１０以下にすること（より好ましくは６以下）、(2)誘電体層を薄くすること（好ましくは８μｍ以下にする）のが有効である。ただし、比誘電率及び厚さの下限は、必要な機能の得られる最小値である。例えば、フィラーとして大きさが１５μｍ以下×０．５μｍ以下の薄片状のチタニアコートマイカを用いる場合には、誘電体層の厚さの下限は０．５μｍに近い値となる。また、比誘電率については、例えば、フィラーとして中空ガラスマイクロバルーンを用いる場合には、中空の大きさを大きくすることによって比誘電率を１（真空の誘電率）に近づけることができるので、比誘電率の下限は１に近い値となる。比誘電率を６以下とし、又は厚さを８μｍ以下とすれば、材料組成のバラツキによる比誘電率の実際の値と設計値とのずれ、成膜プロセスのバラツキによる厚さムラが発生したとしても、浮遊容量にはほとんど影響しないので、安定した表示特性が得られる。

なお、電極をスパッタリングや蒸着などの薄膜手法で形成して薄くするのも浮遊容量の低減に有効である。また、電極の幅を狭めれば浮遊容量は小さくなるが、放電確率が低下してしまうので、十分な効果を得ることは難しい。

本発明においては、駆動に影響する比誘電率の増大を避けつつ輝度の増大を図るため、反射率を高めるフィラーの個々の外形を薄片状とし、薄片の主面が反射面となるように配向させることが望ましい。フィラーの分散した適度の粘性のペーストや懸濁液などの流動体を支持面に塗布すれば、塗布圧及び塗布層の表面張力によってフィラーは塗布層の表面に沿った向きに配向する。予め平坦面上に流動体を塗布して形成したシートを貼り付ければ、隔壁の側面にもフィラーが好適な向きに配向した反射層を容易に形成することができる。塗布による場合は塗布面が垂直に近いほど重力の影響が大きくなって表面張力の作用が弱まり、所望の配向が難しくなる。フィラーの含有量については、過少であると効果がなく逆に過多であると誘電体層の層形成が困難になることから、実用範囲は誘電体の１０乃至８０ｗｔ％である。また、例えばチタニアを被覆した雲母のような表面がチタニアからなるフィラーを用いる場合には、塗布層の焼成中にチタニアが分散媒に拡散して反射率が低下するのを抑制するため、薄片状のフィラーとは別にチタニアを分散媒に溶融させ又は粒状で分散させることが望ましい。粒状とする場合には誘電体層の膜厚に対して粒径を十分に小さくするのが望ましい。焼成による反射率の低下が低減されることにより、焼成温度の変動に対する変化も小さくなり、プロセスマージンを大きく取ることができるようになる。

誘電体層は、二酸化チタンによって被覆された薄片状の雲母及び粒状の二酸化チタンを混合した低融点ガラスペーストを支持面上に塗布して焼成することにより形成することができる。この場合、薄片状の雲母に対する粒状の二酸化チタンの混合の割合は５乃至３０ｗｔ％の範囲内の値であることが望ましく、粒状の二酸化チタンの粒径は５μｍ以下であることが望ましい。

誘電体層は、薄片状のフィラーを混合したコロイド珪酸（colloidal silica）を基板上に塗布して焼成することにより形成することもできる。

また、薄片状のフィラーが一様に配向した状態で分散した誘電体シートを支持面に貼り付けることにより形成することもできる。

さらに、薄片状のフィラーが一様に配向した状態で分散した誘電体シートを型に貼り付けて成形し、その後に基板に転写することにより形成することもできる。

本明細書において、基板構体とは、表示領域以上の大きさの板状の支持体と他の少なくとも１種の構成要素とからなる構造体を意味する。すなわち、支持体としての基板に複数種の構成要素を順に形成していく製造過程において、最初の構成要素の形成を終えた後の各段階の基板を主体とする仕掛品は基板構体である。

図２は本発明に係るＰＤＰ１の内部の基本構造を示す分解斜視図である。
例示のＰＤＰ１は３電極面放電構造のＡＣ型カラーＰＤＰである。画面ＥＳを構成する各セル（表示素子）において、一対の主電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが交差する。主電極Ｘ，Ｙは、前面側の基板構体１０の基材であるガラス基板１１の内面に配列されており、それぞれが透明導電膜４１と金属膜４２とからなる。主電極Ｘ，Ｙを被覆するように誘電体層１７として厚さ３０〜５０μｍ程度のＰｂＯ系低融点ガラス層が設けられ、誘電体層１７の表面には保護膜１８としてＭｇＯ膜が被着されている。

アドレス電極Ａは、背面側の基板構体１０の基材であるガラス基板２１の内面上に配列されており、本発明に特有の誘電体層２４で覆われている。アドレス電極Ａの厚さは１〜２μｍ程度である。誘電体層２４の上に平面視直線帯状の隔壁２９が等間隔に配置され、これら隔壁２９によって放電ガス空間３０が行方向（画面の水平方向）にセル毎に区画されている。放電ガスは、ネオンに微量のキセノンを混合したペニングガスである。

カラー表示のためのＲ，Ｇ，Ｂの３色の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、アドレス電極Ａの上方及び隔壁２９の側面を含めて背面側の内面を覆うように設けられている。表示の１ピクセルは行方向（画面の水平方向）に並ぶ３個のサブピクセルで構成され、列方向（画面の垂直方向）に並ぶサブピクセルの発光色は同一である。各サブピクセル内の構造体がセルである。隔壁２９の配置パターンがストライプパターンであることから、放電ガス空間３０のうちの各列に対応した部分は全ての行に跨がって列方向に連続している。

ＰＤＰ１では、各セルの点灯（発光）／非点灯の選択（アドレッシング）に、アドレス電極Ａと主電極Ｙとが用いられる。すなわち、ｎ本（ｎは行数）の主電極Ｙに対して１本ずつ順にスキャンパルスを印加することによって画面走査が行われ、主電極Ｙと表示内容に応じて選択されたアドレス電極Ａとの間で生じる対向放電（アドレス放電）によって、行毎に所定の帯電状態が形成される。アドレッシングの後、主電極Ｘと主電極Ｙとに交互に所定波高値のサステインパルスを印加すると、アドレッシングの終了時点で適量の壁電荷が存在したセルにおいて、基板面に沿った面放電が生じる。面放電時に放電ガスの放つ紫外線によって蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが局部的に励起されて発光する。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが放つ可視光のうち、ガラス基板１１を透過する光が表示に寄与する。

以上の構成のＰＤＰ１は、各ガラス基板１１，２１について別個に所定の構成要素を設けて前面側及び背面側の基板構体１０，２０を作製する工程、両基板構体１０，２０を重ね合わせて対向間隙の周縁を封止する工程（組み立て）、及び内部の清浄化と放電ガスの充填とを行う工程を経て完成する。排気及びガス充填には背面側のガラス基板２１に設けられた通気孔が用いられる。背面側の基板構体２０の作製に際して、誘電体層２４の形成には、ＰｂＯ系の低融点ガラス母材と比誘電率を低減し且つ反射率を増大させるためのフィラーとビークルとを混合したガラスペースト、低融点ガラス母材とフィラーをバインダー中に分散させて成形したガラスシート、又はフィラーを混合したコロイド懸濁液が材料として用いられる。

比誘電率の低減については、ガラス母材における鉛成分の混合比を選定する手法がある。しかし、それによれば、融点及び線膨張係数などの他の物性が変化するので、実際に設定できる比誘電率の範囲は１０〜１５程度と狭い。一方、反射率の増大については、一般的な二酸化チタン（ＴｉＯ₂）の粉末を混合したとすると、二酸化チタンの比誘電率が８０以上であるので、誘電体層２４の比誘電率はガラス母材の比誘電率より大きくなってしまう。例えばガラス母材の比誘電率が１２の場合に誘電体層２４の比誘電率は１８程度になる。

そこで、本発明を適用して誘電体層２４を形成する場合にはガラス母材より比誘電率の小さい白色フィラーを用いる。ここでいう白色とは、表面積が大きく且つ屈折率がガラス母材と異なることを意味する。具体的には、フィラーとしてアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、シリカ（ＳｉＯ₂）が好適である。特にシリカは比誘電率が４．５と小さいので、シリカ粉末をガラス母材に対して２０ｗｔ％程度の割合で混合すれば、誘電体層２４の比誘電率を７程度まで小さくすることができる。また、アルミナの場合には３０ｗｔ％程度の割合で混合すれば、誘電体層２４の比誘電率を９程度まで小さくすることができる。なお、フィラーの混合比率を大きくすることで比誘電率をより小さくすることは可能であるが、ガラスペーストの粘度が増大して印刷などでの取り扱いが難しくなる。実用上のフィラーの混合比率の上限は、フィラーの表面処理状態、比重、及び粒径に依存するが、おおよそ７０ｗｔ％程度である。

上述したように、他の使用可能な粉末状フィラーとしては、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラスなどのガラス材料がある。すなわち、ガラス母材よりも比誘電率が小さく、融点が誘電体層２４の焼成温度以上の材料を用いることができる。フィラーの屈折率とガラス母材の屈折率との差が大きいほど誘電体層２４の反射率は大きくなる。

また、フィラーの形態としては一般的な粉末状に限られるものではなく、雲母（誘電率は６〜８）のような薄片状であってもよい。さらに中空であってもよい。例えば東芝バロティーニ社製ＨＳＣ−１１０などの中空ガラスマイクロバルーンを用いてもよい。中空ガラスマイクロバルーンは、平均粒径が１０μｍ程度のソーダガラス製のバルーンであり、実質的に空気の塊のような物質であるので、その比誘電率は２程度と小さく屈折率も小さい。このような中空ガラスマイクロバルーンをガラス母材に対して１０ｗｔ％程度の割合で混合すれば、誘電体層２４の比誘電率を４程度まで小さくすることができ、しかも反射率を７０％程度まで大きくすることができる。

ガラス基板（ソーダライムガラス）、低融点ガラス母材（ＰｂＯ・ＳｉＯ₂・Ｂ₂Ｏ₃・ＺｎＯ）、及びフィラーの屈折率と比誘電率とを表１に示す。

図３は第２実施形態のＰＤＰ２の要部の構成を示す模式断面図である。同図において、図２のＰＤＰ１の構成要素と同一の機能を有する構成要素には図２と同一の符号を付してある。ＰＤＰ２の基本構成は上述のＰＤＰ１と同様であるので、ここでは特徴部分のみについて説明する。

ＰＤＰ２の背面側の基板構体２０ｂは、図３（Ａ）のようにアドレス電極Ａを覆う電極保護層３２、及び隔壁２９の側面を覆う反射層３３を有している。これら電極保護層３２及び反射層３３は輝度を高めるために白色化された誘電体層である。基板構体２０ｂの製造手順は２通りに大別できる。１つは、アドレス電極Ａ、電極保護層３２、隔壁２９、反射層３３、及び蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ（２８Ｂは図示せず）をガラス基板２１上に順に形成するものである。他の１つは、隔壁に対応したパターンの凹部を設けた型を用いて反射層３３と隔壁２９とを形成し、別途にアドレス電極Ａと電極保護層３２を形成したガラス基板２１に型から反射層３３及び隔壁２９を転写するものである。後者において、蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、転写後に形成してもよいし、反射層３３の形成以前に型の上に形成しておいてもよい。電極保護層３２及び反射層３３の形成については、層材料をガラス基板２１又は型で支持された面（層形成面）に塗布する方法、及び後述のように樹脂シートを貼り付ける方法がある。

また、図３（Ｂ）のように、前面側のガラス基板１１の内面のうちの隣接する行どうしの電極間隙（逆スリットと呼称される）には、いわゆるブラックストライプを構成する遮光層５１が設けられている。そして、この遮光層５１の背面側に反射層３１が積層されている。反射層３１も白色化された誘電体層である。

ＰＤＰ２において、反射層３１、３３及び電極保護層３２の白色化は、個々の外形が薄片状のフィラーを分散させることによって実現されている。この白色化によれば、フィラーの含有量を少なくして層の比誘電率を低減し、且つ反射率を増大させることができる。

図４はフィラーの配向状態を示す断面図である。代表として反射層３３を図示したが、電極保護層３２及び反射層３１の配向状態も反射層３３と同様である。

反射層３３において、多数のフィラー７０は、各薄片の表裏面（厚さ方向の端面）が反射層３３の表面ｓに沿った向きに配向した状態で分散している。このように配向していれば、薄片の表裏面が層の厚さ方向に沿う向きに配向する場合及び粒状のフィラーが分散する場合と比べて有効反射面が増大し、反射率が高まる。フィラーとしては、雲母７０ａをチタニア７０ｂで被覆した小片（以下、チタニアコートマイカという）が好適である。

図５は第３実施形態のＰＤＰ３の要部の構成を示す模式図断面図である。
ＰＤＰ３も一対の基板構体１０ｃ，２０ｃからなり、その基本構成は上述のＰＤＰ１、ＰＤＰ２と同様である。ＰＤＰ３では、背面側の基板構体２０ｃにアドレス電極Ａ及び隔壁２９を覆うように本発明に特有の反射層３４が設けられている。

図６は本発明に係る誘電体層の形成方法の一例を示す図である。
予め薄片状のフィラーを上述の向きに一様に配向させた樹脂シート３４０を形成しておく。そして、アドレス電極Ａ及び隔壁２９を設けた後のガラス基板２１に樹脂シート３４０を重ね、加熱・加圧・隔壁間の空気の吸引の１つ又は複数の手法を用いて樹脂シート３４０を変形させて支持面に密着させる。焼成処理で樹脂成分を焼失させれば、反射層３４が得られる。この方法は、図２のＰＤＰ１の反射層３３の形成にも適用することができる。

以下、反射層３１、３３、３４及び電極保護層３２を一括して本発明に特有の誘電体層として捉え、材質及び形成要領の具体例を説明する。

〔実施例１〕
平均粒径約３μｍの低融点ガラスフリット（セントラル硝子製、軟化点５１０℃、品番ＢＩ６２９５）と、大きさが１５μｍ以下×０．５μｍ以下の薄片状のチタニアコートマイカ（イリオジン１１１、メルク製）を８５：１５の重量比で混合し、テルピネオールと酢酸ブチルカルビトールの混合溶剤にエチルセルロースを５ｗｔ％溶解させたビークル中に三本ロールミルにより分散させてぺ一ストを作製した。一方、比較例として同様のビークルに上述の低融点ガラスフリットとチタニア粉末を７０：３０の割合で秤量し、同様の方法で分散したぺ一ストを準備した。これらを透明なガラス基板及び予め電極を形成した基板にロールコータにより塗布して乾燥させ、その後に焼成することにより誘電体層を形成した。誘電体層の膜厚はいずれも１０μｍである。反射率、比誘電率の測定結果を表２に示す。

実施例１と比較例とではほぼ同等の反射率を示すが、比誘電率についてみると実施例１の方が小さく比較例との差は大きい。チタニアコートマイカの含有率を増大させると反射率も増大する。低融点ガラスフリットの比誘電率が９．２であることを考えると、実施例１ではフィラーとしてのチタニアコートマイカの混合により比誘電率が若干増大する程度であるのに対し、比較例のチタニアフィラーの混合では２倍以上になっていることが判る。また、実施例１の断面形状をＳＥＭにより観察したところチタニアコートマイカの主面が誘電体層表面とほぼ平行に配向していることを確認できた。以上のとおり、チタニアコートマイカ微粉末を低融点ガラス中に図４の配向状態で分散させることにより高反射率で低誘電率の誘電体層を形成できる。

〔実施例２〕
コロイダルシリカ材料として有機溶剤（ＭＩＢＫ：メチルイソブチルケトン）及びシロキサンオリゴマーに粒径４５ｎｍのシリカゾルを分散した系（触媒化成製）にチタニアコートマイカを分散して塗布液１，２を作製した。組成（重量比率）は、
塗布液１：シロキサンオリゴマー：７、シリカゾル：６３＋ＭＩＢＫ、チタニアコートマイカ：３０
塗布液２：シロキサンオリゴマー：８．５、シリカゾル：７６．５＋ＭＩＢＫ、チタニアコートマイカ：１５
である。塗布にはロールコータを用いた。ただし、スピンコータ、スリットコータ、ディップコータなどの他の一般的な液体塗布装置を使用することも可能である。塗布後、乾燥と焼成とを行い、膜厚７．５μｍの誘電体層を得た。反射率及び比誘電率を表３に示す。ここでの比較例は実施例１で用いた比較例の膜厚７．５μｍに換算した反射率である。シロキサンオリゴマー及びシリカゾルの系は焼成することによりポーラスなシリカ膜となるので、その比誘電率はバルクのシリカの比誘電率（４．０）よりも小さくなる。以上のとおりコロイダルシリカ及びチタニアコートマイカ微粉末を用いることで高反射率で低誘電率の誘電体層を形成することができる。

〔実施例３〕
アドレス電極を形成したガラス基板上に実施例１で使用した低融点ガラスフリットとチタニアコートマイカ（イリオジン１１１）を７０：３０で秤量し、これをエチルセルロースをテルピネオールとブチルカルビトールアセテートの混合溶剤に溶解させたビークルに６０：４０の割合で分散させたペーストを印刷し、乾燥、焼成を行った。これにより５μｍの電極保護層を形成した。次に隔壁用のぺ一スト（日本電気硝子製）をバーコータにより塗布して乾燥させ、ドライフィルムを貼ってフォトリソグラフィによりマスクを形成し、サンドブラスト法により隔壁を形成した。これに上述の低融点ガラスフリット（Ｂｌ６２９５）とチタニアコートマイカを４０：６０で秤量したものをビークル中に１０：９０の割合で分散させたペーストを、隔壁間の空隙に充填して乾燥させた。そして、ペーストを焼成することにより隔壁の側面及び隔壁間を覆う反射層を有した背面側の基板構体を作製した。

〔実施例４〕
これは焼成におけるチタニアの拡散を抑制する例である。低融点ガラスフリット（セントラル硝子製、品番Ｂ９００４）、チタニアコートマイカ（イリオジン１１１、メルク製）、及びチタニア粉末（ＴｉＯ₂Ｐ２５、日本アエロジル製）を６５：３０：５の割合で秤量し、テルピネオールと酢酸ブチルカルビトールの混合溶剤にエチルセルロースを５ｗｔ％溶解させたビークル中に三本ロールミルを用いて分散させてペーストを作製した。一方、比較例として上述の低融点ガラスフリットとチタニアコートマイカを７０：３０の割合で秤量し、上記と同様の方法で分散させたペーストも準備した。これらのペーストを透明なガラス基板にスクリーン印刷により塗布して乾燥させ焼成することにより誘電体層を作製した。パラメータとして焼成温度を変化させ反射率の変化を測定した。焼成膜の膜厚、反射率の焼成温度依存性を表４に示す。

焼成温度が高くなるにつれて反射率は一様に低下しているが、実施例よりも比較例では低下率が大きい。すなわち、チタニア粉末の添加によりチタニアコートマイカからのチタニアの拡散が抑制され、反射率の低下が低減されている。ただし、この実施例及び比較例は塗布方法としてスクリーン印刷法を用いているため、配向が不十分であり反射率そのものがロールコータによる場合よりもやや小さい。

〔実施例５〕
低融点ガラスフリット（セントラル硝子製、品番Ｂ９００４）、チタニアコートマイカ（イリオジン１１１、メルク製）、及びチタニア粉末（ＴｉＯ₂Ｐ２５、日本アエロジル製）を６５：３０：５の割合で秤量し、トルエン９９ｗｔ％とジブチルフタレート１ｗｔ％の混合溶剤にアクリル樹脂（ＢＲ−１０２，三菱レイヨン製）を２０ｗｔ％溶解させたビークル中に分散させてスラリーを作製した。これをリバースコータにより５０μｍの厚さに成形し、チタニアコートマイカを含有する樹脂シートとした。この樹脂シートを予め隔壁及びアドレス電極を形成したガラス基板上に貼り、真空ラミネータにより隔壁及びアドレス電極に密着させた。その後、樹脂シートを大気中で５５０℃で焼成した。

比較例として、低融点ガラスフリット（セントラル硝子製、品番Ｂ９００４）、チタニアコートマイカ（イリオジン１１１、メルク製）、及びチタニア粉末（ＴｉＯ₂Ｐ２５、日本アエロジル製）を６５：３０：５の割合で秤量し、テルピネオールと酢酸ブチルカルビトールの混合溶剤にエチルセルロースを５ｗｔ％溶解させたビークル中に三本ロールミルを用いて分散させてペーストを作製した。このペーストを実施例と同様に予め障壁及びアドレス電極を形成したガラス基板上に塗布して乾燥させ、焼成することにより反射膜を形成した。ペーストで形成した反射層は、セル内での均質性、マイカの配向とも樹脂シートで形成した反射層と比較して劣っていた。

〔実施例６〕
この例は黒色隔壁と反射層とを組み合わせた例である。低融点ガラスフリット（日本電気硝子製）とチタニアコートマイカ（イリオジン１１１、メルク製）とを７０：３０の重量比で混合し、トルエン９９ｗｔ％とジブチルフタレート１ｗｔ％の混合溶剤にアクリル樹脂（ＢＲ−１０２，三菱レイヨン製）を２０ｗｔ％溶解させたビークル中に分散させてスラリーを作製した。これをリバースコータにより約３０μｍの厚さに成形し、チタニアコートマイカを含有する樹脂シートとした。

これとは別に、実施例３と同じ材料と方法を用いて、アドレス電極を形成したガラス基板上に５μｍの電極保護層を形成した。また、黒色隔壁を作製するための黒色隔壁用のペーストを用意した。この黒色隔壁用ペーストは、実施例３で用いた隔壁用のペースト（日本電気ガラス製）に、低融点ガラスフリット１００重量部に対して３〜８０重量部の割合で黒色顔料を添加することにより得た。黒色顔料としては、例えばＦｅ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏの酸化物の１種又は２種以上を主成分として含む金属酸化物を用いることができる。

上述の電極保護層が形成されたガラス基板上に、この黒色隔壁用のペーストをバーコータにより塗布して乾燥させ、ドライフィルムを貼ってフォトリソグラフィによりマスクパターンを形成し、ブラスト粒子を吹き付けて切削するサンドブラスト加工により黒色隔壁を形成した。

このようにしてアドレス電極、電極保護層、黒色隔壁が形成された背面側の基板上に、上述の樹脂シートをラミネート法により貼り付け、さらに容易に変形するシリコンバッファを用いて樹脂シートを黒色隔壁間の溝内に押し込み、基板表面に密着させた。黒色隔壁の頂部に付着した樹脂シートは粘着ローラで除去し、黒色隔壁の頂部を露出させた。この状態で、５００℃、３０分の焼成を行い、樹脂シートを高反射層として形成した。黒色隔壁の頂部の樹脂シートは、焼成して反射層となった後に研磨により除去してもよい。

黒色隔壁の可視光透過率は１０％／１０μｍ以下であることが望ましい。また、高反射層の反射率は５０％／１０μｍ以上であることが望ましい。

この反射層が形成された基板にスクリーン印刷により蛍光体層を形成し、背面側の基板とした。この背面側の基板に、前面側の基板を対向させて貼り付け、封止・ガス封入を行って、プラズマディスプレイパネルとした。

上述したように隔壁を黒色にし、その上にチタニアコートマイカを含有した高反射層を形成した場合には、黒色隔壁によりパネル内に入射した外光が吸収されると同時に、セル内では高反射層により蛍光体から放射される蛍光が効率よく反射され、前面に取り出すことが可能になるため、明室コントラストと輝度の双方を向上させることができる。

なお、本実施例では、アドレス電極が形成されたガラス基板に電極保護層を形成して黒色隔壁を形成したが、図６に示したように、電極保護層を形成せず、アドレス電極が形成されたガラス基板に直接黒色隔壁を形成するようにしてもよい。

比較例１（黒色隔壁構造）
実施例６と同じ材料と同じ方法を用いて、ガラス基板上にアドレス電極、電極保護層、黒色隔壁を形成し、反射層を形成せずに、蛍光体層を形成して、背面側の基板とした。これに実施例６と同様に前面側の基板を対向させて貼り付け、封止・ガス封入を行って、プラズマディスプレイパネルとした。

比較例２（白色高反射層隔壁構造）
実施例３と同じ材料と同じ方法を用いて、ガラス基板上にアドレス電極、電極保護層、白色隔壁を形成し、実施例６と同じ材料と方法を用いて高反射層を形成し、蛍光体層を形成して、背面側の基板とした。これに実施例６と同様に前面側の基板を対向させて貼り付け、封止・ガス封入を行って、プラズマディスプレイパネルとした。

各パネルの輝度と明室コントラストを比較し、表５及び表６のような結果を得た。ただし、表５では隔壁のピッチを０．３９ｍｍとし、表６では隔壁のピッチを１．０８ｍｍとした。

明室コントラストについては、外光：３００ｌｘ，表示輝度：３５０ｃｄ／ｍ²の条件下で測定した。
以上の結果から黒色隔壁と反射層の組み合わせが明室コントラストと輝度の双方の向上に有効であることがわかった。

以上説明したように、本発明によれば、プラズマディスプレイパネルの発光効率を高めることができる。
具体的には、誘電体層を、ガラス母材とそのガラス母材よりも比誘電率の小さいフィラーとの混合物で形成した場合には、電極間の浮遊容量を小さくすることができ、これにより電極間の浮遊容量に起因する電力消費を低減し、発光効率を高めることができる。

また、誘電体層内に分散されるフィラーを、薄片状に形成しその薄片の表裏面が誘電体層の表面に沿う向きに配向させるようにした場合には、輝度を高める反射層として機能する誘電体層の反射率を増大させて、発光効率を高めることができる。

さらに、隔壁を黒色にして、隔壁の側面を、フィラーが分散された誘電体層で被覆するようにした場合には、黒色の隔壁と高反射層との組み合わせ構造により、明室コントラストの向上と輝度の向上との両立が可能となる。

図１は誘電体層の厚さ及び比誘電率と電極間の浮遊容量との関係を示すグラフであり、 図２は本発明に係るＰＤＰの内部の基本構造を示す分解斜視図であり、 図３は第２実施形態のＰＤＰの要部の構成を示す模式断面図であり、 図４はフィラーの配向状態を示す断面図であり、 図５は第３実施形態のＰＤＰの要部の構成を示す模式図断面図であり、 図６は本発明に係る誘電体層の形成方法の一例を示す図である。

Claims (19)

1. 放電に伴う可視光を反射する反射体を有するプラズマディスプレイパネルであって、
   前記反射体は、個々の外形が薄片状で反射率を高めるフィラーを分散した誘電体層であり、薄片状のフィラーの表裏面が当該誘電体層の表面に沿う向きに配向しているプラズマディスプレイパネル。
2. 前記フィラーは、二酸化チタンによって被覆された雲母である請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記誘電体層が母材として低融点ガラスを含む請求項２記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記誘電体層における前記フィラーの含有量は、１０乃至８０ｗｔ％の範囲内の値である請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 前記誘電体層が母材として酸化珪素を含む請求項２記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 前記誘電体層における前記フィラーの含有量は、１０乃至８０ｗｔ％の範囲内の値である請求項５記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 放電空間を区画する隔壁を有し、当該隔壁の側面と隔壁間に形成される凹溝の底面とのいずれか一方または両方が、前記誘電体層で被覆されている請求項１又は請求項２記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 前記隔壁が黒色である請求項７記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 前記黒色の隔壁は、可視光透過率が１０％／１０μｍ以下である請求項８記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 前記誘電体層は、反射率が５０％／１０μｍ以上である請求項８記載のプラズマディスプレイパネル。
11. 放電空間に対する前面側基板の非発光領域に重なるように遮光層が設けられ、当該遮光層に対する背面側に前記誘電体層が設けられている請求項１又は請求項２記載のプラズマディスプレイパネル。
12. 放電空間を区画する隔壁が備えられたプラズマディスプレイパネルの背面側の基板構体であって、
    少なくとも前記隔壁の側面に光反射率を高めるフィラーが分散した誘電体層を被覆し、当該フィラーは個々の外形が薄片状であり、薄片の表裏面が当該誘電体層の表面に沿う向きに配向しているプラズマディスプレイパネルの基板構体。
13. 前記フィラーは、二酸化チタンによって被覆された雲母である請求項１２記載のプラズマディスプレイパネルの基板構体。
14. 請求項１３記載の基板構体の製造に際して、
    二酸化チタンによって被覆された薄片状の雲母を混合した低融点ガラスペーストを隔壁間に形成される凹溝内に充填して焼成することにより、前記誘電体層を形成するプラズマディスプレイパネルの基板構体の製造方法。
15. 請求項１４記載の基板構体の製造方法であって、
    低融点ガラスペーストがさらに粒状の二酸化チタンを含んでなるプラズマディスプレイパネルの基板構体の製造方法。
16. 請求項１５記載の基板構体の製造方法であって、
    前記薄片状の雲母に対する粒状の二酸化チタンの混合の割合が５乃至３０ｗｔ％の範囲内の値であるプラズマディスプレイパネルの基板構体の製造方法。
17. 請求項１６記載の基板構体の製造方法であって、
    前記粒状の二酸化チタンの粒径が５μｍ以下であるプラズマディスプレイパネルの基板構体の製造方法。
18. 請求項１３記載の基板構体の製造に際して、
    二酸化チタンによって被覆された薄片状の雲母を混合したコロイド珪酸を隔壁の側面に塗布して焼成することにより、前記隔壁の側面を被う誘電体層を形成するプラズマディスプレイパネルの基板構体の製造方法。
19. 請求項１３記載の基板構体の製造に際して、
    二酸化チタンによって被覆された薄片状の雲母が一様に配向した状態で分散した誘電体シートを、背面側の基板の隔壁形成面に沿わせて貼り付けることにより、前記隔壁の側面を被う誘電体層を形成するプラズマディスプレイパネルの基板構体の製造方法。

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