JP2005332602A - 面放電型表示デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】放電維持時の電流量を抑制し、セルの点灯不良、及び隣接するセルとセルの間の誤放電を抑制することで、消費電力が低く、かつ良好な画像表示が可能な面放電型表示デバイスを提供する。
【解決手段】一方の主面に複数の行電極対を設けかつその行電極対を被覆する誘電体層を設けた前面基板２０と、一方の主面に複数の列電極対を設けかつその列電極対と前記行電極対が直交するように前記前面基板２０に対向して配置した背面基板とを備え、前記誘電体層を比誘電率の異なる２層で構成し、かつ前面基板側の第１誘電体層２３ａの比誘電率を背面基板側の第２誘電体層２３ｂの比誘電率より小さくした。これにより、消費電力が低く、かつ良好な画像表示が可能な面放電型デバイスとすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示用途等に用いられる面放電型表示デバイスに関するものである。

近年、大画面の高品質テレビへの期待が高まっている。従来から用いられているＣＲＴは、解像度・画質の点でプラズマディスプレイや液晶に対して優れているが、奥行きと重量の点で４０インチ以上の大画面には不向きである。また、液晶は、消費電力が少なく、駆動電圧も低いという優れた性能を有しているが、大画面化や視野角に限界がある。これに対して、プラズマアドレス液晶やプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）などのプラズマ面放電を利用した面放電型表示デバイスは、大画面で狭い奥行きの実現が可能であり、特にＰＤＰにおいては既に６０インチクラスの製品が開発されている。

図４は従来の交流型（ＡＣ型）ＰＤＰの斜視図を示したものである。図４において、前面基板１はフロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスまたは鉛系ガラスよりなるガラス基板であり、この前面基板１の一方の主面上には、複数の行電極対としてのＩＴＯなどからなる透明電極２、銀電極またはＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒ電極などからなるバス電極３及びブラックストライプ（ＢＳ）４が設けられ、この上をコンデンサの働きをする平均粒径０．１μｍ〜２０μｍのガラス粉末を用いて形成された誘電体層５と保護膜（ＭｇＯ）６が覆っている。

一方、前面基板１に対向配置される背面基板７は、前面基板１同様のガラス基板であり、この背面基板７の前面基板１に対向する主面上には、ストライプ状に配設された複数の列電極対としてのアドレス電極８と、その表面を覆う下地誘電体層９が設けられ、更にその上にアドレス電極８に隣接するように隔壁１０が設けられている。そして、隣り合う隔壁１０が形成する凹部には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の蛍光体層１１が形成されている。

以上の構成により、前面基板１と背面基板７の間の不活性ガスが封入された放電空間において、各透明電極２及びバス電極３とアドレス電極８とが交差するところに単位発光領域となるセルが形成される。

ＰＤＰを画像表示する際には、放電空間の内の対応するセルにおいて、透明電極２及びバス電極３とアドレス電極８との間に放電開始電圧以上の電圧を印加することにより放電させてＭｇＯ保護膜６内壁に壁電荷を形成した後、同一面内に配されている透明電極２及びバス電極３にパルス電圧を印加することにより壁電荷の形成されたセルの面内において維持放電させる。その時に発生する紫外線が蛍光体層１１を励起することにより、赤色、緑色、青色の三原色の可視光が生成され、これらの色を加法混色することによってフルカラー表示できるようになっている。

ところで、上記維持放電時において流れる電流量は、誘電体層５の静電容量の大きさに依存することが分かっている。一般的に使用されるＰｂＯを主成分とする酸化鉛系ガラスからなる誘電体層５は、比誘電率が９〜１３と大きく静電容量も大きいので、上記維持放電時に流れる電流量も大きくなり、パネルの消費電力が高くなってしまうという問題がある。

そこで、透明電極２及びバス電極３を覆う誘電体層５の中の、対となる透明電極２及びバス電極３と前面基板１とで囲まれる領域に誘電体層５よりも比誘電率が低い領域を形成する技術（特許文献１）が提案されている。これによれば、対となる透明電極２及びバス電極３の間の比誘電率を下げることで、維持放電時の電流量を抑制して消費電力を低下させつつ、壁電荷を比誘電率の高い誘電体層５に貯めて、点灯不良の発生を抑制している。
特開２００３−２０３５７４号公報

しかしながら、バス電極３間に精度良く比誘電率が低い誘電体層を形成する必要があるため、ノズルによる直接注入法やフォトリソグラフィ法という複雑な工程を用いらざるを得ず、思い通りに比誘電率が低い領域を形成できずにパネル面内で比誘電率が異なる領域がムラ状に形成され、放電時に輝度ムラが発生してしまう確率が高いという問題があった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、輝度ムラの発生を抑制しつつ、放電維持時の電流量を抑制して消費電力を低下させ、セルの点灯不良を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、一方の主面に複数の行電極対を設けかつその行電極対を被覆する誘電体層を設けた前面基板と、一方の主面に複数の列電極対を設けかつその列電極対と前記行電極対が直交するように前記前面基板に対向して配置した背面基板とを備え、前記誘電体層を比誘電率の異なる２層で構成し、かつ前面基板側の第１誘電体層の比誘電率を背面基板側の第２誘電体層の比誘電率より小さくしたことを特徴とする。

また、本発明は、第１誘電体層の比誘電率と第２誘電体層の比誘電率との差が２以上であることを特徴とする。さらに、第１誘電体層の比誘電率が８以下であり、かつ第２誘電体層の比誘電率が１０以上であることを特徴とする。

また、本発明は、第１誘電体層の厚みが行電極対の厚みよりも厚いことを特徴とする。

また、本発明は、第１誘電体層が、Ｎａ₂ＯもしくはＫ₂Ｏを含むガラス材料からなることを特徴とする。

本発明の面放電型表示デバイスによれば、誘電体層が比誘電率の異なる２層で形成され、前面基板側の第１誘電体層の比誘電率が背面基板側の第２誘電体層の比誘電率よりも低くすることで、放電維持時の電流量を抑制して消費電力を低下させつつ、セルの点灯不良及び輝度ムラの発生を抑制することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、ＰＤＰに適用した場合を例に説明する。

図１は本発明の一実施の形態によるＰＤＰの前面板の断面図であり、分かり易くするために１つのセルを構成する行電極対１組の周辺部のみを示している。図１に示すように、前面基板２０の上に１つの行電極対を形成する透明電極２１及びバス電極２２が設けられ、それらを被覆するように比誘電率の異なる前面基板２０側の第１誘電体層２３ａ及び背面基板側の第２誘電体層２３ｂが形成され、そしてその第２誘電体層２３ｂ上にはＭｇＯ保護膜２４が形成されている。前記第１誘電体層２３ａの比誘電率は、第２誘電体層２３ｂの比誘電率より低くなるように構成されている。

実際のデバイスとしては、図４に示すように隔壁や蛍光体を備えた背面基板から構成される背面板と組み合わせることで、１つのセルを形成する。

ここで、第１誘電体層２３ａの比誘電率と第２誘電体層２３ｂの比誘電率との差が２以上であることが好ましく、第２誘電体層２３ｂの比誘電率が第１誘電体層２３ａの比誘電率より２以上大きいと、点灯不良の発生を抑制しつつパネルの消費電力をより効果的に低減することができる。これは、おそらく第２誘電体層２３ｂより比誘電率が著しく小さい第１誘電体層２３ａが、対となる透明電極２１及びバス電極２２間の静電容量を効率的に下げてパネルの消費電力を低減する一方、第１誘電体層２３ａより比誘電率が著しく大きい第２誘電体層２３ｂが、放電側の静電容量を効率的に上げてＭｇＯ保護膜２４上に壁電荷を形成しやすくし、点灯不良や輝度ムラを抑制しつつ、更に効率的にパネルの消費電力を低減していると思われる。

また、第１誘電体層２３ａの比誘電率が８以下であり、かつ第２誘電体層２３ｂの比誘電率が１０以上であることが好ましい。これは、第１誘電体層２３ａの比誘電率が８以下であると、パネルの消費電力を低減することができ、第２誘電体層２３ｂの比誘電率が１０以上であると、壁電荷をＭｇＯ保護膜２４上に形成しやすくし、点灯不良の発生を抑制しつつ、更にパネルの消費電力を低減することができると思われるからである。

また、行電極対と接する第１誘電体層２３ａは行電極対よりも厚い構成であることが好ましく、この構成とすることで、対をなす電極間の領域の比誘電率及び静電容量をより小さくすることができ、その結果、パネルの消費電力を小さくすることができる。また、対をなす電極間の領域、及び隣接する行電極対の間の領域を、第１誘電体層２３ａが隙間無く埋める構成であることが、対を成す電極間の領域の比誘電率を更に低下させることができる点でより好ましい。

また、第１誘電体層２３ａを構成する誘電体ガラス材料は、Ｎａ₂ＯもしくはＫ₂Ｏを含むものを用いている。対となる電極間の比誘電率を低下させるという点では、第１誘電体層２３ａを構成する誘電体ガラス材料として、比誘電率が９以下、好ましくは８以下の公知の全ての誘電体ガラス材料、例えばＮａ₂Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ系（比誘電率＝６．５程度）やＫ₂Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−ＳｉＯ₂系（比誘電率＝７．６程度）のガラスフリットなどが好ましい。

次に、本発明のＰＤＰの製造方法について、説明する。

図１に示すように、前面板は、まず、前面基板２０の上に透明電極２１及びバス電極２２を交互かつ平行に（行電極対を形成するように）ストライプ状に形成する。透明電極２１としては、一般的にＩＴＯが用いられることが多く、バス電極２２としてはＡｇ、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｃｒ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属化合物であることが、抵抗値、ガラス基板との密着性などの点から好ましい。また、電極材料中に少量のガラス成分を含有させることで、基板との密着性に優れた電極とすることができる。ここで、透明電極２１は必ずしも必要であると言うわけではなく、前面基板上に直接、上述の金属化合物からなるバス電極２２を形成することもできる。透明電極２１はスパッタ法などによりパターニングして作製され、バス電極２２はスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などによって塗布及びパターニングし、乾燥や焼成などの工程を経て作製するのが一般的である。

次に、透明電極２１及びバス電極２２が形成する行電極対の間に、ＲｕＯ₂などの黒色顔料とガラス成分からなるブラックマトリックスを、バス電極２２と同様にして形成する。バス電極２２とブラックマトリックスの位置関係は、図４のバス電極３とブラックマトリックス４のような位置関係である。

そして、それらを覆うようにして第１誘電体層２３ａを形成する。第１誘電体層２３ａは、誘電体層となるガラス材料を含む誘電体層用ペーストを、スクリーン印刷法、ブレードコート法、ダイコート法、ロールコーター法、バーコーター法などの方法により行電極対を被覆するように塗布し、乾燥、焼成の工程を経て作製する。焼成雰囲気や温度は、塗料や基板の特性によって異なるので、これに限定されることはないが、空気、窒素などの雰囲気で４００〜６００℃で焼成すると良い。焼成炉は、バッチ式の焼成炉や、ベルト式、ウォーキングビーム式の連続型焼成炉を用いることができる。

第１誘電体層２３ａの厚さは、透明電極２１及びバス電極２２よりも同等もしくは厚くすることが好ましく、焼成後の膜厚が３〜３０μｍとなるように形成することが好ましい。しかし、透明電極２１及びバス電極２２よりも薄くても、これらの行電極対の電極間の比誘電率を下げることはできるため、上述の限りではない。ここで、誘電体層用ペーストは、第１誘電体層２３ａもしくは第２誘電体層２３ｂとなる誘電体ガラス材料と、その誘電体ガラス材料のバインダーとしての樹脂と、その樹脂を溶解している用材とを少なくとも含んでいることが好ましい。第１誘電体層２３ａ用の誘電体ガラス材料としては、例えば、Ｎａ₂Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ系（比誘電率＝６．５程度）ガラスフリットや、Ｋ₂Ｏ−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−ＳｉＯ₂系（比誘電率＝７．６程度）ガラスフリットなどが、比誘電率が低く好適に用いることができる。また、これらの誘電体ガラス材料は、粒度分布が平均粒径Ｄ５０で０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍの範囲内にあることが、焼成後に気泡が混入しにくくなるので好ましい。

第２誘電体層２３ｂ用の誘電体ガラス材料としては、例えば、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系（比誘電率＝１２程度）ガラスフリットや、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−ＣａＯ系ガラスフリット（比誘電率＝１０．８程度）などが、比誘電率が高く好適に用いることができる。また、これらの誘電体ガラス材料は、第１誘電体層２３ａ用の誘電体ガラス材料と同様に、粒度分布が平均粒径Ｄ５０で０．１〜２０μｍ、好ましくは０．１〜１０μｍの範囲内にあることが、焼成後に気泡が混入しにくくなるので好ましい。

誘電体ガラス材料のバインダー樹脂は、誘電体ガラス材料のバインダーとして機能しうるものであれば特に限定されず、従来公知のものを全て使用できる。バインダー樹脂としては、例えば、ニトロセルロースやエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース系樹脂、ポリブチルアクリレート、ポリメタクリレートなどのアクリル系樹脂やアクリル系共重合体、ポリビニルアルコールやポリビニルブチラールなどが挙げられ、これらの中から１種を単独で、もしくは２種以上を併用して用いるのが一般的である。これらバインダー樹脂を溶解する溶剤は、上述のバインダー樹脂を溶解するものであれば特に限定されず、従来公知のものを全て使用できる。

溶剤としては、例えば、α−、β−、γ−テルピネオールなどのテルペン類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールジアルキルエーテル類、プロピレングリコールトリプロピルエーテル類、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールジアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールトリアルキルエーテルアセテート類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、ピリジン、アセトニトリル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸アルキル類、アルキルアミン類、ジアルキルアミン類、トリアルキルアミン類などが好ましく挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの溶媒は、単独でも、任意の２種以上を組み合わせ混合して用いても良い。

また、これらの誘電体層用ペーストには、必要に応じて、分散剤、可塑剤、粘度調節剤などを加えることができる。可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ポリエチレングリコール、グリセリンなどが挙げられ、また、粘度調節剤としては、アエロジルなどのチキソ剤を挙げることができる。これらの添加剤の配合割合は、前記誘電体層用ペーストの機能を阻害しない範囲であれば、特に制限されないが、塗料全体に対し、通常、０．０１〜２０質量％、好ましくは０．１〜５質量％であることが、焼成時の欠陥発生抑制の点から好ましい。

また、これらの誘電体層用ペーストは、例えば誘電体ガラス材料、バインダー樹脂、溶媒、分散剤、可塑剤、粘度調節剤、及びその他の添加剤などの各種成分を、所望の組成となるように配合した後、３本ローラー、ボールミル、サンドミル等の分散機によって均質に混合分散することにより、調製することができる。

また、第１誘電体層２３ａをパターニングして形成する際に、上述の誘電体層用ペーストを用いるのではなく、第１誘電体層２３ａ用の誘電体ガラス材料と、シート形成用のバインダー樹脂とを少なくとも含む誘電体層用シートを貼り付け、焼成して作製するようにしても良い。シート形成用の樹脂は、一般的に用いられているものであれば、特に制限はなく使用することができる。また、誘電体層用シートの貼り付け工程では、ラミネータ法もしくはプレス法を好適に用いることができる。

次に、比誘電率が高い第２誘電体層２３ｂは、第２誘電体層用の誘電体ガラス材料を含む誘電体層用ペーストを、第１誘電体層２３ａが形成された基板上に塗布し、乾燥、焼成することで作製する。ここで、誘電体層用ペーストの替わりに誘電体層用シートを貼り付け、乾燥、焼成することでも作製することができる。上述の誘電体層用ペーストの塗布方法としては、スクリーン印刷法、ブレードコート法、ダイコート法、ロールコーター法、バーコーター法などが好適に用いられ、これらの方法を単独で、もしくは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、上述の誘電体層用シートの貼り付け方法としては、ラミネート法やプレス法などが公的に用いられ、これらの方法を単独で、もしくは２種以上を組み合わせて用いることができる。

焼成雰囲気や温度は、塗料や基板の特性によって異なるのでこれに限定されることはないが、空気、窒素などの雰囲気で４００〜６００℃で焼成すると良い。焼成炉は、バッチ式の焼成炉や、ベルト式、ウォーキングビーム式の連続型焼成炉を用いることができる。

そして最後に、こうして得られた第１誘電体層２３ａ表面上に保護膜２４を被覆する。保護膜２４は、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなるものであり、スパッタリング法やＣＶＤ法（化学蒸着法）などによって所望の厚み（０．３〜１μｍ）となるように形成することができる。

一方、背面板は、図４に示すように、まず背面基板７の上にアドレス電極８を平行にストライプ状に形成する。アドレス電極８としては、バス電極３と同様にＡｇ、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｃｒ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属化合物であることが、抵抗値、ガラス基板との密着性などの点から好ましい。また、電極材料中に少量のガラス成分を含有させることで、基板との密着性に優れた電極とすることができる。

そして、誘電体層となる誘電体ガラス材料を含む誘電体層用ペーストを、スクリーン印刷法、ブレードコート法、ダイコート法、ロールコーター法、バーコーター法などを用いて、焼成後の厚さが２〜２０μｍとなるように５〜６０μｍ塗布して乾燥し、焼成して下地誘電体層９を作製する。焼成雰囲気や温度は、塗料や基板の特性によって異なるのでこれに限定されることはないが、空気、窒素などの雰囲気で４００〜６００℃で焼成すると良い。焼成炉は、バッチ式の焼成炉や、ベルト式、ウォーキングビーム式の連続型焼成炉を用いることができる。

続いて、下地誘電体層９の上に隔壁ガラス材料を含む隔壁用ペーストを塗布してパターニングし、ストライプ状に隔壁１０を作製する。ここで、隣り合う２つの隔壁と１つのアドレス電極とで囲まれる空間がセル（単位発光領域）を形成するためのマトリックスの１列となる。隔壁１０用の隔壁ガラス材料としては、例えば、ＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系（比誘電率＝１２程度）のガラスなどを用いることが一般的である。また、下地誘電体層９及び隔壁１０中には、チタニア、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニアなどのセラミックスや高融点ガラスから選ばれた少なくとも１種を、フィラーとして加えることができる。これらフィラーは熱膨張係数を低下させて焼成時の収縮率を小さくし、基板にかかる応力を低下させるなどの効果がある。特に、白色フィラーを用いた場合には、表示光の反射を向上させるため、高い輝度の映像を提供するＰＤＰとすることができる。

隔壁１０のパターニング方法としては、隔壁用ペースト中に感光性樹脂を含有させることによるフォトリソグラフィ法や、焼成前の乾燥膜状態の際にパターニングされた保護膜を貼付し、Ａｌ₂Ｏ₃などの微粒子を衝突させることで隔壁を削り出すサンドブラスト法などを用いることができる。

そして、この隔壁１０の間の溝に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体粒子と有機バインダーとを少なくとも含むペースト状の蛍光体インクを塗布する。そして、これを４００〜５９０℃の温度で焼成して樹脂及び溶剤を焼失させることで、各蛍光体粒子が結着してなる蛍光体層１１を作製する。

このようにして作製された前面板と背面板は、前面板の各電極と背面板のアドレス電極とが直交するように重ね合わせられると共に、パネル周縁に封着用ガラスを介挿させ、これを例えば４５０℃程度で１０〜２０分焼成して気密シール層を形成させることにより封着する。そして、各セルを構成する放電空間内を一旦高真空（例えば１．１×１０^-4Ｐａ）に排気した後、放電ガス（例えば、Ｈｅ−Ｘｅ系、Ｎｅ−Ｘｅ系の不活性ガス）を所定の圧力で封入することによってＰＤＰが作製される。

ここで、背面板に塗布される蛍光体インキは、各色蛍光体粒子、バインダー、溶媒が混合され、１５〜３０００ｃｐｓ（センチポアズ）となるように調合されたものであり、必要に応じて、界面活性剤、ＳｉＯ₂粒子、分散剤（０．１〜５ｗｔ％）等を添加しても良い。

この蛍光体インキに調合される蛍光体粒子としては一般的に使用されるものが用いられる。例えば、赤色蛍光体粒子としては、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ、及びＹ₂Ｏ₃：Ｅｕで表される化合物が用いられる。これらは、その母体材料を構成するＹ元素の一部がＥｕに置換された化合物である。緑色蛍光体としては、ＢａＡｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ、及びＺｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎで表される化合物などが用いられる。これらの蛍光体は、その母体材料を構成する元素の一部がＭｎに置換された化合物である。青色蛍光体としては、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、及びＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕで表される化合物などが用いられる。これらの蛍光体は、その母体材料を構成するＢａ元素の一部がＥｕに置換された化合物である。

蛍光体インキに調合されるバインダーとしては、エチルセルロースなどのセルロース系樹脂アクリル系樹脂やアクリル系共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなど（インキの０．１〜１０ｗｔ％）を用いることができ、溶媒としては、α−テルピネオールなどのテルペン類、ブチルカルビトール、ジエチレングリコール、メチルエーテル、及び水などを用いることができる。

次に、具体的な実施例を説明する。具体的実施例についても、ＰＤＰを例として説明するが、本発明の面放電型表示デバイスは、プラズマアドレス液晶においても好ましく適用できる。

実施例１〜５及び比較例１、２として、ＰＤＰの前面板を、図２のような形態で各２０枚ずつ作製した。実施例１〜５及び比較例１のＰＤＰは、前面ガラス基板３０上に銀ペースト（ノリタケ社製ＮＰ−４０２８）を用いてバス電極３１を膜厚５μｍ、幅８０μｍとなるように作製した。そして、電極を被覆するように誘電体ペーストを塗布し、乾燥・焼成して第１誘電体層３２ａを膜厚１０μｍで形成した。ここで、第１誘電体層３２ａに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率、供給形態、及びその塗布に用いた形成方法は表１に記載の通りである。そして、その上にＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ（比誘電率＝１２）系ガラスを含む誘電体ペーストを膜厚が第１誘電体層と合計で４０μｍとなるように塗布し、乾燥・焼成して第２誘電体層３２ｂを形成した。そして、その上にＭｇＯ保護膜３３を膜厚が０．５μｍとなるように形成した。

この前面板を別途作製した背面板と合わせた後、真空排気し、放電ガスとしてＮｅ（ネオン）とＸｅ（キセノン）の混合ガスをそれぞれ９５ｖｏｌ％、及び５ｖｏｌ％で圧力が６６．５ｋＰａとなるように封入して、２００ｍｍ×３００ｍｍの大きさのＰＤＰを作製した。

また、比較例２のＰＤＰは、バス電極３１までは、実施例１〜５および比較例１と同様に作製し、第１誘電体層３２ａは誘電体層用ペーストを行電極対を被覆するように塗布し、焼成後の膜厚が１０μｍとなるように形成した。そして、その上に被覆するように誘電体層用ペーストを、焼成後の膜厚が第１誘電体層と合計で４０μｍとなるように塗布し、乾燥・焼成して第２誘電体層３２ｂを形成した。ここで、第１誘電体層３２ａに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率、供給形態、その塗布に用いた形成方法、及び第２誘電体層３２ｂに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率は表１に記載の通りである。その後、実施例１〜５と同様にしてＰＤＰを作製した。

また、比較例３として、ＰＤＰの前面板を、図３に記載のような形態で作製した。バス電極３１までは実施例１〜５と同様に作製し、第１誘電体層３２ａは、誘電体層用ペーストを対となる電極と電極の間隙を埋めるように塗布し、焼成後の膜厚が５μｍとなるように形成した。そして、その上を被覆するように誘電体層用ペーストを、焼成後の膜厚が第１誘電体層３２ａと合計で、４０μｍとなるように塗布し、乾燥・焼成して第２誘電体層３２ｂを形成した。ここで、第１誘電体層３２ａに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率、供給形態、その塗布に用いた形成方法、及び第２誘電体層３２ｂに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率は表１に記載の通りである。その後、実施例１〜５と同様にしてＰＤＰを作製した。

上記ＰＤＰ（実施例１〜５及び比較例１〜３）を同じ構成をするＰＤＰ駆動装置に接続し、ＰＤＰの駆動時における維持放電電圧、相対発光効率、及び投入電力を測定した。なお、この時の前面板のバス電極への入力波形は、１０ｋＨｚ、デューティー比１０％の矩形波を用いた。点灯不良の有無は、最低維持放電をかけて全白表示している際に点灯していないセルがあった場合を×、そうでない場合を○とした。また、作製した２０枚の中で面内に輝度ムラが生じていたパネルの数を百分率で計算した。その結果を表２に示す。

表２より、比較例１は投入電力が７０．４Ｗ、相対発光効率が０．５７ｌｍ／Ｗであるのに対し、実施例１〜５は全て投入電力が約１〜８Ｗ低下し、相対発光効率が１〜１３％向上していた。特に第１誘電体層の比誘電率と第２誘電体層の比誘電率との差が２以上の場合では、相対発光効率が１０％以上向上していた。また、比較例２では発光効率が大きく向上している反面、点灯不良が発生していたが、実施例１〜５では点灯不良は発生していなかった。また、比較例３では発光効率が向上し、点灯不良も抑制していたが、５５％の確率で輝度ムラが発生していた。しかし、実施例１〜５では輝度ムラは発生していなかった。

次に、本発明の実施例６〜９として、ＰＤＰの前面板を、バス電極３１までは実施例１〜５と同様にして作製し、その上に行電極対を被覆するように誘電体層用ペーストを表３に記載の方法で塗布し、乾燥・焼成して第１誘電体層３２ａを形成した。そして、実施例１〜５と同様にして第２誘電体層３２ｂ、ＭｇＯ保護膜３３などを作製し、背面板と合わせてＰＤＰを作製した。ここで、第１誘電体層３２ａに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率、供給形態、その塗布に用いた形成方法、及び第２誘電体層３２ｂに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率は表３に記載の通りである。

実施例１０及び１１として、ＰＤＰの前面板を、バス電極３１までは実施例１〜５と同様にして作製し、その上に誘電体層用シートを表３に記載の方法でそれぞれ貼り付け、焼成して、第１誘電体層３２ａを形成した。そして、実施例１〜５と同様にして第２誘電体層３２ｂ、ＭｇＯ保護膜３３などを作製し、背面板と合わせてＰＤＰを作製した。

また、こうして作製した実施例６〜１１のＰＤＰを、実施例１〜５のＰＤＰと同様にして維持放電電圧、相対発光効率、投入電力、点灯不良、輝度ムラ発生率を評価した。比較例としては、比較例１〜３を用いた。その結果を表４に示す。

表４より、比較例１は投入電力が７０．４Ｗ、相対発光効率が０．５７ｌｍ／Ｗであるのに対し、実施例６〜１１は全て投入電力が約７Ｗ低下し、相対発光効率が１１〜１２％向上していた。また、比較例２では発光効率が大きく向上している反面、点灯不良が発生していたが、実施例６〜１１では点灯不良は発生していなかった。また、比較例３では発光効率が向上し、点灯不良も抑制していたが、５５％の確率で輝度ムラが発生していた。しかし、実施例６〜１１では輝度ムラは発生していなかった。

次に、実施例１２〜１７及び比較例４〜８として、ＰＤＰの前面板を、図３に記載のような形態で作製した。バス電極３１までは実施例１〜５と同様にして作製し、その上に行電極対を被覆するように誘電体層用ペーストを、表５に記載の方法で塗布し、乾燥・焼成した第１誘電体層３２ａを形成した。そして、実施例１〜５と同様にして第２誘電体層３２ｂ、ＭｇＯ保護膜３３などを作製し、背面板と合わせてＰＤＰを作製した。ここで、第１誘電体層３２ａに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率、供給形態、その塗布に用いた形成方法、及び第２誘電体層３２ｂに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率は表５に記載の通りである。

また、こうして作製した実施例１２〜１７及び比較例４〜８のＰＤＰを、実施例１〜５のＰＤＰと同様にして維持放電電圧、相対発光効率、投入電力、点灯不良、輝度ムラ発生率を評価した。その結果を表６に示す。

表６より、比較例１は投入電力が７０．４Ｗ、相対発光効率が０．５７ｌｍ／Ｗであるのに対し、実施例１２〜１７は全て投入電力が約５〜９Ｗ低下し、相対発光効率が約６〜１５％向上し、輝度ムラの発生率も１０％以下と良好であった。第１誘電体層の比誘電率が８以下かつ第２誘電体層の比誘電率が１０以上の実施例１４、１６、及び１７は輝度ムラの発生は無く、特に良好であった。また、比較例２では発光効率が大きく向上している反面、点灯不良が発生していたが、実施例１２〜１７では点灯不良は発生していなかった。また、比較例３では発光効率が向上し、点灯不良も抑制していたが、５５％の確率で輝度ムラが発生していた。しかし、実施例１２〜１７では輝度ムラは発生しても１０％以下と低確率であり、歩留まりとしては十分なレベルであった。

そして、比較例４〜６は、比較例１と比べて投入電力が約４〜６Ｗ低下し、相対発光効率が約６〜１４％向上しているが、点灯不良が発生していた。また、比較例７及び８は、比較例１と比べて投入電力が約１〜２Ｗ低下し、点灯不良も発生していないが、パネル面内に輝度ムラが４０％ずつの高確率で発生していた。

次に、実施例１８〜２０として、ＰＤＰの前面板を、バス電極３１までは実施例１〜５と同様にして作製し、その上に行電極対を被覆するように誘電体層用ペーストを表７に記載の方法で塗布し、乾燥・焼成した第１誘電体層３２ａを形成した。そして、実施例１〜５と同様にして第２誘電体層３２ｂ、ＭｇＯ保護膜３３などを作製し、背面板と合わせてＰＤＰを作製した。ここで、第１誘電体層３２ａに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率、供給形態、その塗布に用いた形成方法、膜厚、及び第２誘電体層３２ｂに用いた誘電体ガラス材料とその比誘電率は表７に記載の通りである。

また、こうして作製した実施例１８〜２０のＰＤＰを、実施例１〜５のＰＤＰと同様にして維持放電電圧、相対発光効率、投入電力、点灯不良、輝度ムラ発生率を評価した。その結果を表８に示す。

表８より、比較例１は投入電力が７０．４Ｗ、相対発光効率が０．５７ｌｍ／Ｗであるのに対し、実施例１８〜２０は全て投入電力が約０．５〜４．５Ｗ低下し、相対発光効率が約０．９〜５％向上していた。特に誘電体膜厚が電極同等以上の実施例１９及び２０は相対発光効率が比較例１と比べて１％以上の向上を示し、良好であった。また、実施例１８〜２０では点灯不良は発生せず、輝度ムラも観察されなかった。

以上説明したように、本発明によれば、誘電体層を比誘電率の異なる２層で構成し、かつ前面基板側の第１誘電体層の比誘電率を背面基板側の第２誘電体層の比誘電率より小さくしたもので、維持放電時に流れる電流量を抑制して、パネルの消費電力を低下させることができ、またパネル面内での輝度ムラの発生を抑制することができる。また、比誘電率が低い第１誘電体層を行電極対の電極と電極の間、及び隣接する行電極対の間にパターニングして形成する必要がなく、製造工程を簡略化できるとともに、面内に均一に比誘電率が低い領域を形成することが可能であり、パターニングする際に起こりうる輝度ムラ不良の発生を抑制できる。そして、透明電極及びバス電極とＭｇＯ保護膜の間が、第１誘電体層と第２誘電体層の２層構成となるため、誘電体層焼成時の、外部から混入した異物やバス電極などから発生する気泡の成長を第１誘電体層で抑制することができ、絶縁耐圧性能を向上させることができる。従って、歩留まり向上とコストダウンを行うことができる点でも好ましい。

以上のように本発明は、放電維持時の電流量を抑制し消費電力を低下させつつ、セルの点灯不良及び輝度ムラの発生を抑制することができ、大画面化が可能なＰＤＰにとって有用な発明である。

本発明の一実施の形態によるＰＤＰの前面板を示す断面図 本発明の具体的実施例による前面板を示す断面図 本発明の比較例としての前面板を示す断面図 ＡＣ型ＰＤＰの要部構成を示す斜視図

符号の説明

１ 前面基板
２ 透明電極
３ バス電極
４ ブラックストライプ（ＢＳ）
５ 誘電体層
６ ＭｇＯ保護膜
７ 背面基板
８ アドレス電極
９ 下地誘電体層
１０ 隔壁
１１ 蛍光体層
２０ 前面基板
２１ 透明電極
２２ バス電極
２３ａ 第１誘電体層
２３ｂ 第２誘電体層
２４ ＭｇＯ保護膜
３０ 前面基板
３１ バス電極
３２ａ 第１誘電体層
３２ｂ 第２誘電体層
３３ ＭｇＯ保護膜

Claims (5)

1. 一方の主面に複数の行電極対を設けかつその行電極対を被覆する誘電体層を設けた前面基板と、一方の主面に複数の列電極対を設けかつその列電極対と前記行電極対が直交するように前記前面基板に対向して配置した背面基板とを備え、前記誘電体層を比誘電率の異なる２層で構成し、かつ前面基板側の第１誘電体層の比誘電率を背面基板側の第２誘電体層の比誘電率より小さくしたことを特徴とする面放電型表示デバイス。
2. 第１誘電体層の比誘電率と第２誘電体層の比誘電率との差が２以上であることを特徴とする請求項１に記載の面放電型表示デバイス。
3. 第１誘電体層の比誘電率が８以下であり、かつ第２誘電体層の比誘電率が１０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の面放電型表示デバイス。
4. 第１誘電体層の厚みが行電極対の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の面放電型表示デバイス。
5. 第１誘電体層が、Ｎａ₂ＯもしくはＫ₂Ｏを含むガラス材料からなることを特徴とする請求項１に記載の面放電型表示デバイス。

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