JP2006278134A - プラズマディスプレイパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明電極とバス電極との間にキャパシターとして機能する材料層を介在させることで、放電電流を任意に制御可能とし、これによりセル設計の自由度を向上させる。
【解決手段】放電空間を介して対向する一対の基板と、その一対の基板のいずれか一方の基板に形成され、面放電用の電極とその面放電用の電極に給電を行うバス電極とからなる少なくとも一対の表示電極とを備えたプラズマディスプレイパネルにおいて、面放電用の電極とバス電極との間にキャパシターとして機能する材料層を介在させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（以下「ＰＤＰ」と記す）及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、ＰＤＰのセル設計の自由度を向上させたＰＤＰ及びその製造方法に関する。

従来のＰＤＰとして、ＡＣ駆動３電極面放電型のＰＤＰが知られている。このＰＤＰは、放電空間に対して前面側（表示面側）の基板の内面に面放電が可能な表示電極を水平方向に多数設け、背面側の基板の内面に発光セル選択用のアドレス電極を表示電極と交差する方向に多数設け、表示電極とアドレス電極との交差部をセルとするものである。

前面側の基板の表示電極は誘電体層で覆われ、その上に保護膜が形成されている。背面側の基板のアドレス電極も誘電体層で覆われ、その誘電体層上にストライプ状またはメッシュ状の隔壁が形成され、隔壁間には蛍光体層が形成されている。

ＰＤＰは、このように作製した前面側のパネル用基板と背面側のパネル用基板とを対向させて周辺を封止した後、内部に放電ガスを封入することにより作製されている。

このＰＤＰでは、表示電極は、面放電用の透明電極とその透明電極に給電を行う金属製のバス電極とで構成されている。この表示電極の形成に際しては、まず、前面側の基板全体に例えばＩＴＯのような透明導電膜を形成し、その透明導電膜をパターニングすることで透明電極を形成する。次に、その透明電極上に、例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒのような３層構造の金属材料層を形成し、その金属材料層をパターニングすることでバス電極を形成し、これにより表示電極を形成するようにしている。この場合、透明電極とバス電極は、これらを接触させて形成し、低抵抗化を図るようにしている。

このようなＰＤＰでは、駆動電圧や放電電流の値は、主として透明電極の面積、誘電体層の厚さ、誘電体層の誘電率などで決定される。したがって、ＰＤＰを製造する際には、駆動電圧や放電電流の値が所望の値になるように、透明電極や誘電体層の構造や材料を決定し、これによりＰＤＰのセル設計を行うようにしていた。

特開平０８−０１３１６８公報 特開平０９−２８３０２９公報

しかしながら、プラズマテレビ（ＰＤＰを用いたテレビセット）には、定格電力が定められており、消費電力の制限で放電電力が決定されると、セル設計の自由度が大幅に制限されるということが生じていた。

また、透明電極（面放電電極）上に形成される誘電体層が厚いと、面放電に利用される電界が減少するため、放電電圧が増加し、無効電流も多くなる。このため、誘電体層の厚みは薄いことが望ましいが、誘電体層の厚みが薄いと、放電の際のピーク電流が大きくなり、発光効率の低下やストリーキング（画面に縞模様が現れること）の発生につながる。

なお、関連技術として、透明電極の反応防止や、駆動回路の負荷軽減のために、透明電極とバス電極との間に絶縁体層または高抵抗膜を配置したものが知られている（特許文献１および特許文献２参照）。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、透明電極とバス電極との間にキャパシターとして機能する材料層を介在させることで、放電電流を任意に制御可能とし、これによりセル設計の自由度を向上させるものである。

本発明は、放電空間を介して対向する一対の基板と、その一対の基板のいずれか一方の基板に形成され、面放電用の電極とその面放電用の電極に給電を行うバス電極とからなる少なくとも一対の表示電極とを備え、面放電用の電極とバス電極との間にキャパシターとして機能する材料層を介在させてなるプラズマディスプレイパネルである。

本発明によれば、消費電力などの制限で放電電流を制限しても、自由なセル設計が可能となる。
また、透明電極の面積を小さくすることなく、放電時のピーク電流を抑えて、バス電極の抵抗による電圧降下を軽減できるので、ストリーキングを軽減することができる。

さらに、放電電流を変えないで、透明電極の面放電の面積を広く設計することができるので、放電時の電子密度が低下して、発光効率が向上し、たとえば透明電極上に直接または誘電体層を介して形成されているＭｇＯのような保護膜のスパッタリング寿命が長くなる。

また、放電空間に強電界を放出する設計が可能となり、たとえば放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅガスを用いている場合には、高Ｘｅ化（Ｘｅの割合を高めること）が可能となり、駆動電圧を上げることなく、発光効率の向上を図ることが可能となる。

本発明において、一対の基板としては、ガラス、石英、セラミックス等の基板や、これらの基板上に、電極、絶縁膜、誘電体層、保護膜等の所望の構成物を形成した基板が含まれる。

少なくとも一対の表示電極は、一対の基板のいずれか一方の基板に形成され、面放電用の電極とその面放電用の電極に給電を行うバス電極とからなるものであればよい。この表示電極は、当該分野で公知の各種の材料と方法を用いて形成することができる。面放電用の電極に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂などの透明な導電性材料が挙げられる。バス電極に用いられる材料としては、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒなどの金属の導電性材料が挙げられる。電極の形成方法としては、当該分野で公知の各種の方法を適用することができる。たとえば、印刷などの厚膜形成技術を用いて形成してもよいし、物理的堆積法または化学的堆積法からなる薄膜形成技術を用いて形成してもよい。厚膜形成技術としては、スクリーン印刷法などが挙げられる。薄膜形成技術の内、物理的堆積法としては、蒸着法やスパッタ法などが挙げられる。化学的堆積方法としては、熱ＣＶＤ法や光ＣＶＤ法、あるいはプラズマＣＶＤ法などが挙げられる。

キャパシターとして機能する材料層は、面放電用の電極とバス電極との間に介在されていればよい。このキャパシターとして機能する材料層は、第１の誘電体層であることが望ましい。この第１の誘電体層は、低融点ガラスフリットとバインダー樹脂からなる低融点ガラスペーストを、基板上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することで形成することができる。ここで用いる低融点ガラスとしては、酸化シリコン、ホウケイ酸ガラス、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化鉛などを主成分とするガラス材を適用することができる。第１の誘電体層は、この他に、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ₂膜を成膜することにより形成することもできる。

本発明において、面放電用の電極は、基板を平面的に見た場合にバス電極と部分的に重なり、かつバス電極よりも基板から離れた放電空間側に形成されていることが望ましい。

上記構成においては、面放電用の電極を覆って形成された第２の誘電体層をさらに備えた構成であってもよい。この第２の誘電体層は、第１の誘電体層と同じ材料で形成されていてもよい。

上記構成においては、少なくとも一対の表示電極は、面放電用の電極が互いに隣接し、それら面放電用の電極による面放電領域から互いに遠ざかる位置にバス電極がそれぞれ配置されていることが好ましい。

また、面放電領域がセルごとの多数の面放電領域からなり、少なくとも一対の表示電極は、バス電極が直線状に延長され、面放電用の電極が、そのバス電極からセルごとに面放電領域にそれぞれ独立して突出した構造であることが望ましい。

本発明は、また、基板に少なくとも一対の給電用のバス電極を形成し、基板にそのバス電極を覆ってキャパシターとして機能する材料層を形成し、そのキャパシターとして機能する材料層上にバス電極から給電を受ける面放電用の電極を形成することで一方のパネル用基板を作製することからなるプラズマディスプレイパネルの製造方法である。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではなく、各種の変形が可能である。

実施形態１
図１（ａ）および図１（ｂ）は本発明のＰＤＰの実施形態１の構成を示す説明図である。図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）は部分分解斜視図である。このＰＤＰはカラー表示用のＡＣ駆動型３電極面放電形式のＰＤＰである。

本ＰＤＰ１０は、ＰＤＰ用の各種の構成要素が形成された前面側の基板１１と、背面側の基板２１から構成されている。前面側の基板１１と背面側の基板２１としては、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板等を使用することができる。

前面側の基板１１の内側面には、水平方向に対となる表示電極Ｘ，Ｙが放電の発生しない間隔（非放電ギャップ）を隔てて配置されている。表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が表示ラインＬとなる。各表示電極Ｘ，Ｙは、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）等からなる金属製の幅の狭い給電用のバス電極１３と、そのバス電極１３から面放電領域に向けて突出したＩＴＯ、ＳｎＯ₂などの面放電用の透明電極１２から構成されている。表示電極Ｘ，Ｙは、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、そのほかについては蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。

なお、本ＰＤＰでは、対となる表示電極Ｘ，Ｙが非放電ギャップを隔てて配置されているが、表示電極Ｘと表示電極Ｙが等間隔に配置され、隣接する表示電極Ｘと表示電極Ｙとの間が全て表示ラインＬとなる、いわゆるＡＬｉＳ構造のＰＤＰであっても本発明を適用することができる。

表示電極Ｘ，Ｙの上には、表示電極Ｘ，Ｙを覆うように交流（ＡＣ）駆動用の誘電体層１７が形成されている。誘電体層１７は、低融点ガラスペーストを、前面側の基板１１上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成している。誘電体層１７は、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ₂膜を成膜することにより形成してもよい。

誘電体層１７の上には、表示の際の放電により生じるイオンの衝突による損傷から誘電体層１７を保護するための保護膜１８が形成されている。この保護膜はＭｇＯで形成されている。保護膜は、電子ビーム蒸着法やスパッタ法のような、当該分野で公知の薄膜形成プロセスによって形成することができる。

背面側の基板２１の内側面には、平面的にみて表示電極Ｘ，Ｙと交差する方向に複数のアドレス電極Ａが形成され、そのアドレス電極Ａを覆って背面側の誘電体層２４が形成されている。アドレス電極Ａは、Ｙ電極との交差部で発光セルを選択するためのアドレス放電を発生させるものであり、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒの３層構造で形成されている。このアドレス電極Ａは、その他に、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ等で形成することもできる。アドレス電極Ａも、表示電極Ｘ，Ｙと同様に、Ａｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用い、その他については蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を用いることにより、所望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成することができる。背面側の誘電体層２４は、前面側の誘電体層１７と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。

隣接するアドレス電極Ａとアドレス電極Ａとの間の誘電体層２４上には、ストライプ状の複数の隔壁２９が形成されている。隔壁２９の形状はこれに限定されず、放電空間をセルごとに区画するメッシュ状であってもよい。隔壁２９は、サンドブラスト法、印刷法、フォトエッチング法等により形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒等からなるガラスペーストを誘電体層２４上に塗布して乾燥させた後、そのガラスペースト層上にドライフィルムレジストを貼り付けて、隔壁パターンの開口を有するフォトマスクで露光し、現像を行い、切削粒子を吹きつけて、ドライフィルムレジストの開口部分のガラスペースト層を切削し、ドライフィルムレジストを剥離した後、焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光及び現像の後、焼成することにより形成する。

隔壁２９の側面及び隔壁間の誘電体層２４上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが形成されている。蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁２９間の凹溝状の放電空間内にスクリーン印刷、又はディスペンサーを用いた方法などで塗布し、これを各色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。この蛍光体層２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所望の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色毎に繰り返すことで、対応する隔壁間に各色の蛍光体層を形成することができる。

ＰＤＰは、上記した前面側の基板１１と背面側の基板２１とを、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとが交差するように対向配置し、周囲を封止し、隔壁２９で囲まれた放電空間３０にＸｅとＮｅとを混合した放電ガスを充填することにより作製されている。このＰＤＰでは、表示電極Ｘ，Ｙとアドレス電極Ａとの交差部の放電空間３０が表示の最小単位である１つのセル（単位発光領域）となる。１画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成される。

図２は画面の一画素の領域を平面的に見た状態を示す説明図である。
上述したように、１画素はＲ、Ｇ、Ｂの３つのセルで構成され、セル間は隔壁２９で仕切られている。透明電極１２は、バス電極１３からセル毎に独立して面放電領域に突出した構成となっている。

平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。
表示電極Ｘのバス電極１３と表示電極Ｙのバス電極１３との間に電圧を印加することにより、表示電極Ｘの透明電極１２と表示電極Ｙの透明電極１２との間で面放電Ｄが発生される。
面放電Ｄがバス電極１３上まで広がらないように、バス電極１３と平面的に重なる位置に横方向の隔壁を設けてもよい。

図３は図２のIII-III断面を示す説明図である。この図は前面側のパネルのみを示している。
前面側のパネルは、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、前面側の基板１１にバス電極１３を形成し（図６（ａ）参照）、バス電極１３を覆って誘電体層１７を形成し（図６（ｂ）参照）、誘電体層１７上に透明電極１２を形成し（図６（ｃ）参照）、誘電体層１７上に透明電極１２を覆って保護膜１８を形成した構造となっている（図６（ｄ）参照）。バス電極１３および透明電極１２は真空蒸着法で形成している。誘電体層１７は低融点ガラスペーストを塗布して焼成することにより形成している。この他に、誘電体層１７は、低融点ガラスと樹脂が分散したシートをラミネートし、焼成することで形成してもよい。保護膜１８は蒸着法でＭｇＯ膜を成膜することにより形成している。

断面で見た場合、透明電極１２とバス電極１３との間には、誘電体層１７が介在しており、平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。

表示電極Ｘのバス電極１３（Ｘ）と表示電極Ｙのバス電極１３（Ｙ）との間に電圧を印加することにより、表示電極Ｘの透明電極１２（Ｘ）と表示電極Ｙの透明電極１２（Ｙ）との間で、保護膜１８を介して面放電Ｄが発生される。

次に、実施形態２〜１１を説明する。これらの実施形態は、透明電極の断面形状における実施形態である。

図４は本発明の実施形態２の構成を示す説明図である。
この実施形態では、前面側の基板１１にバス電極１３を形成し、誘電体層１７（以後第１誘電体層という）を形成し、透明電極１２を形成し、誘電体層１９（以後第２誘電体層という）を形成し、保護膜１８を形成している。透明電極１２、バス電極１３、第１誘電体層１７の形成方法は実施形態１と同じである。第２誘電体層１９の形成方法は第１誘電体層１７と同じである。

本実施形態では、透明電極１２の上に第２誘電体層１９が形成されている。平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。面放電Ｄは、透明電極１２（Ｘ）と透明電極１２（Ｙ）との間で、第２誘電体層１９と保護膜１８を介して発生される。

図５は本発明の実施形態３の構成を示す説明図である。
この実施形態では、前面側の基板１１に透明電極１２を形成し、第１誘電体層１７を形成し、バス電極１３を形成し、第２誘電体層１９を形成し、保護膜１８を形成している。これらの形成方法は実施形態２と同じである。

本実施形態では、バス電極１３と透明電極１２の配置が実施形態２と逆になっている。平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。面放電Ｄは、透明電極１２（Ｘ）と透明電極１２（Ｙ）との間で、第１誘電体層１７、第２誘電体層１９、保護膜１８を介して発生される。

図７（ａ）および図７（ｂ）は本発明の実施形態４および５の構成を示す説明図である。
これらの実施形態および以後の実施形態６〜１１では、第１誘電体層１７と第２誘電体層１９を、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ₂膜を成膜することにより形成している。

本発明の電極構造では、誘電体層を形成した後、電極膜を形成してエッチングする場合があるので、誘電体層は、ある程度の耐薬品性を持っている必要がある。このため、誘電体層を、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ₂膜を成膜することにより形成すれば、透明、かつ耐薬品性を持った誘電体層となり、パネル作製が容易となる。誘電体層は、この他に、蒸着により、アルミナ、五酸化タンタル、酸化イットリウム等を用いて形成することができる。透明電極１２、バス電極１３、保護膜１８の形成方法は実施形態１と同じである。

実施形態４では、前面側の基板１１にバス電極１３を形成し、第１誘電体層１７を形成し、透明電極１２を形成し、保護膜１８を形成している。

実施形態５では、前面側の基板１１にバス電極１３を形成し、第１誘電体層１７を形成し、透明電極１２を形成し、第２誘電体層１９を形成し、保護膜１８を形成している。

実施形態４と実施形態５は、実施形態５では第２誘電体層１９が形成されている点で異なる。その他の点については同じである。

平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。面放電Ｄは、実施形態４では、透明電極１２（Ｘ）と透明電極１２（Ｙ）との間で、保護膜１８を介して発生される。実施形態５では、第２誘電体層１９と保護膜１８を介して発生される。

図８（ａ）および図８（ｂ）は本発明の実施形態６および７の構成を示す説明図である。
実施形態６では、前面側の基板１１に透明電極１２を形成し、第１誘電体層１７を形成し、バス電極１３を形成し、保護膜１８を形成している。

実施形態７では、前面側の基板１１に透明電極１２を形成し、第１誘電体層１７を形成し、バス電極１３を形成し、第２誘電体層１９を形成し、保護膜１８を形成している。

実施形態６と実施形態７は、実施形態７では第２誘電体層１９が形成されている点で異なる。その他の点については同じである。

これらの実施形態では、バス電極１３と透明電極１２の配置が、実施形態４および５と逆になっている。平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。面放電Ｄは、実施形態６では、透明電極１２（Ｘ）と透明電極１２（Ｙ）との間で、第１誘電体層１７と保護膜１８を介して発生される。実施形態７では、第１誘電体層１７、第２誘電体層１９、保護膜１８を介して発生される。

図９（ａ）および図９（ｂ）は本発明の実施形態８および９の構成を示す説明図である。
実施形態８では、前面側の基板１１にバス電極１３を形成し、バス電極部分だけ第１誘電体層１７を形成し、透明電極１２を形成し、保護膜１８を形成している。実施形態８〜１１に示した誘電体層１７は、バス電極１３付近のみに設置するため、スクリーン印刷法で所定の位置に設置して形成する。また、感光性樹脂が練りこまれた誘電体ペーストまたはシートを設置し、露光・現像・焼成工程により、誘電体層１７を設置してもよい。

実施形態９では、前面側の基板１１にバス電極１３を形成し、バス電極部分だけ第１誘電体層１７を形成し、透明電極１２を形成し、第２誘電体層１９を形成し、保護膜１８を形成している。第２誘電体層１９は、低融点ガラスペーストを塗布して焼成することにより形成している。第２誘電体層１９は、この他に、低融点ガラスと樹脂が分散したシートをラミネートし、焼成することで形成してもよい。また、ＣＶＤ法により誘電体層１９を得てもよい。

実施形態８と実施形態９は、実施形態９では第２誘電体層１９が形成されている点で異なる。その他の点については同じである。

平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。面放電Ｄは、実施形態８では、透明電極１２（Ｘ）と透明電極１２（Ｙ）との間で、保護膜１８を介して発生される。実施形態９では、第２誘電体層１９と保護膜１８を介して発生される。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は本発明の実施形態１０および１１の構成を示す説明図である。
実施形態１０では、前面側の基板１１に透明電極１２を形成し、バス電極を形成しようとする部分だけ第１誘電体層１７を形成し、バス電極１３を形成し、保護膜１８を形成している。

実施形態１１では、前面側の基板１１に透明電極１２を形成し、バス電極を形成しようとする部分だけ第１誘電体層１７を形成し、バス電極１３を形成し、第２誘電体層１９を形成し、保護膜１８を形成している。

実施形態１０と実施形態１１は、実施形態１１では第２誘電体層１９が形成されている点が異なる。その他の点については同じである。

これらの実施形態では、バス電極１３と透明電極１２の配置が、実施形態８および９と逆になっている。平面的に見た場合、バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。面放電Ｄは、実施形態１０では、透明電極１２（Ｘ）と透明電極１２（Ｙ）との間で、保護膜１８を介して発生される。実施形態１１では、第２誘電体層１９と保護膜１８を介して発生される。

次に、実施形態１２〜１５を説明する。これらの実施形態は、透明電極の平面形状における実施形態である。
図１１は本発明の実施形態１２の構成を示す説明図である。
この実施形態では、透明電極１２は、実施形態１と比較して、面放電の部分が隔壁２９に当接する横幅となっている。バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。
面放電Ｄがバス電極１３上まで広がらないように、バス電極１３と平面的に重なる位置に横方向の隔壁を設けてもよい。

図１２は本発明の実施形態１３の構成を示す説明図である。
この実施形態では、縦方向の隔壁２９に加えて、バス電極１３と平面的に重なる位置に横方向の隔壁２９ａが設けられている。隔壁構造は、このように横方向の隔壁２９ａが形成された構造であってもよい。

透明電極１２は、実施形態１と比較して、面放電の部分が図の上下方向に広がった形状となっている。バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。
横方向の隔壁２９ａは、前面基板側に設置してもよいし、背面基板側に設置してもよい。また、設置しなくてもよい。

図１３は本発明の実施形態１４の構成を示す説明図である。
この実施形態では、バス電極１３と平面的に重なる位置に横方向の隔壁２９ａが設けられ、透明電極１３は、バス電極１３から図の上側の面放電領域と下側の面放電領域に向けてそれぞれ突出した形状となっている。バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。

この電極構造の場合、非放電ギャップがなく、隣接する全ての表示電極Ｘと表示電極Ｙの間で面放電が発生される。つまり、表示電極Ｘと表示電極Ｙ間の全てが表示ラインＬとなる。
横方向の隔壁２９ａは、前面基板側に設置してもよいし、背面基板側に設置してもよい。また、設置しなくてもよい。

図１４は本発明の実施形態１５の構成を示す説明図である。
この実施形態では、透明電極１２は、バス電極１３の隔壁２９と平面的に重なった部分から延出された形状となっている。バス電極１３と透明電極１２は、透明電極１２の根元部分１２ａで重なっている。面放電Ｄがバス電極１３上まで広がらないように、バス電極１３と分離された形で透明電極１２を設置してあるが、バス電極１３と平面的に重なる位置に横方向に隔壁を設けてもよい。

上述した実施形態１〜１５では、透明電極の根元部分１２ａが、セル毎に独立してキャパシターとして機能するようになっている。

透明電極およびバス電極を、以上述べた実施形態１〜１５のような構成にすれば、バス電極と透明電極が重なった部分の面積、重なった部分の誘電体層の厚さ、重なった部分の誘電体層の誘電率により、放電電流を設計することができる。

この放電電流の設計は、実施形態１および実施形態１２〜１５に記載した透明電極の平面形状に限定されず、透明電極とバス電極との間に誘電体層が介在していれば、透明電極がどのような平面形状であっても可能である。

以下に本発明と比較例との比較について述べる。
図１５は本発明の電極構造であり、前面側のパネルの断面を示している。これは図３で示した実施形態１の構造である。

図１６は比較例１を示す説明図であり、同じく前面側のパネルの断面を示している。この比較例１はバス電極と透明電極が接触している電極構造である。

図１７〜図１９は比較例２〜４を示す説明図であり、これらは比較例１の平面形状を示している。
図１７の比較例２は、帯状に延長された透明電極１２の根元部分１２ｂに透明電極１２と接触してバス電極１３が形成されている例である。図１６の比較例１はこの比較例２のXVI-XVI断面を示したものである。

図１８の比較例３は、透明電極１２の形状がセル毎に独立してＴ字状に形成され、帯状に延長された透明電極１２の根元部分１２ｂに透明電極１２と接触してバス電極１３が形成されている例である。この比較例３の断面も図１６の比較例１と同じ断面形状となる。

図１９の比較例４は、透明電極１２がセル毎に独立してＴ字状に形成され、透明電極１２の根元部分１２ｂがバス電極１３と個別に接触して重なっている例である。
上述の比較例２〜４は、いずれもバス電極と透明電極が接触している電極構造である。

図１５の本発明の構成と図１６の比較例１の構成とを比較すると、本発明の構成では、透明電極１２とバス電極１３との間に誘電体層１７が介在しているのに対し、比較例１では透明電極１２とバス電極１３とが接触している。

したがって、比較例１の構成では、透明電極１２の面積と誘電体層１７の厚さのみで放電電流を設計する必要がある。放電電流が決定されてしまうと、誘電体層１７の厚みまたは透明電極１２の電極面積が固定されてしまうため、自由な設計ができない。

これに対し、本発明の構成であれば、透明電極１２とバス電極１３とが平面的に重なり合った面積とその部分の誘電体層１７の厚さを設計することで、セルの放電電流を設計することができる。これにより、透明電極１２のバス電極１３と重なっていない部分の電極面積に制約がなくなる。また、誘電体層１７の厚さも比較的自由なセル設計が可能となる。したがって、これらを生かしたセル設計をすることでストリーキングを軽減することができる。

また、図１５の本発明の構成と図１６の比較例１の構成とを比較した場合、本発明の構成では、面放電Ｄの発生の際、放電空間に出ている電界が強いことがわかる。これは透明電極１２が放電空間に近づいているためである。比較例１では、面放電Ｄの発生の際、放電空間に出ている電界は弱い。したがって、本発明の構成であれば、強い電界を利用した設計も可能となる。たとえば放電電圧を下げて駆動する方法である。これにより、駆動素子の耐圧を下げたり、負荷を減少して、ストリーキングの更なる改善を行うことも可能となる。

また、別の利用方法として、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅガスを用いている場合、紫外線発生ガスであるＸｅ分圧を増加させることができる。Ｘｅ分圧を増加させると、一般的に放電電圧が増加するが、強い電界が得られるセル構造を採用すると、比較例１のような放電空間に出る電界が弱いタイプの低い耐圧の駆動回路を用いても、高Ｘｅ化が可能となる。

ちなみに、ＰＤＰ内に放電ガスとして４％Ｘｅ−Ｎｅガスを５００Ｔｏｒｒで充填した場合、比較例１のセル構造を図１５の本発明のセル構造に変更すると、放電電圧が１８０Ｖであったものが、８０Ｖ以上低い９０Ｖで駆動可能となった。この低下分駆動電圧を低下させることができた。また同じ１８０Ｖで駆動した場合、Ｘｅ濃度を３０％に増加してもほぼ同様な駆動電圧が確保できた。これらはスタティック駆動での評価結果である。

透明電極とバス電極との間に誘電体層を介在させた本発明構造の前面側のパネルを作製した。前面側のパネルの断面形状は図４に示した実施形態２の形状とし、透明電極の平面形状は図１２に示した実施形態１３の形状とした。この前面側のパネルと公知の背面側のパネルとを貼り合せて本発明構造のＰＤＰを作製した。背面側のパネルについては、横方向の隔壁がないものを実施例１とし、あるものを実施例２として作製した。

一方、透明電極とバス電極とを接触させた構造の前面側のパネルを作製した。前面側のパネルの断面形状は図１６に示した比較例１の形状とし、透明電極の平面形状は図１８に示した形状とした。この前面側のパネルと公知の背面側のパネルを貼り合せて比較例１のＰＤＰを作製した。

実施例１、実施例２、比較例１に関し、相対効率、保護膜の掘れ量、ストリーキング特性を調べた結果を図２０に示す。

実施例１、実施例２、比較例１のパネルについては、すべて、４％Ｘｅ−Ｎｅガスを６５ｋＰａで充填した。

実施例１，２のＰＤＰでは、比較例１のＤＰＤと比べて、透明電極の面積を１．５倍程度に増加させ、放電電流が比較例１と同じになるように、透明電極とバス電極とが重なり合う部分の誘電体層の容量を調整して作製した。

このため、実施例１，２と比較例１では、同じ放電電流が流れるにもかかわらず、実施例１，２の方が透明電極の面積が広い。したがって、実施例１，２の方が比較例１よりも放電電流密度（電子密度）が低下する。このため、実施例１では効率が１５％増加した。

図２１は放電の際の電子密度と輝度との関係、および電子密度と発光効率との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、放電の際の電子密度が低下すると、輝度は低くなるが、発光効率は増加する。

さらに、実施例２では、背面基板側に横方向の隔壁を設置しているので、バス電極の遮光防止効果がある。また、バス電極上の放電が抑制され、放電電流が更に低下したため、効率が３０％向上した。この構造は、放電面積と放電電流とを独立に設計できるメリットがある。

さらに、実施例１のＰＤＰでは、透明電極が、保護膜の直下または、比較的薄い誘電体層の下に設置してある場合は、面放電の放電開始電圧が低減した。高Ｘｅ濃度の放電ガス、たとえば、３０％Ｘｅ−Ｎｅガスを６５ｋＰａで充填しても、透明電極間での放電開始電圧は、比較例１の４％Ｘｅ−Ｎｅとほぼ同じ電圧であった。さらに、効率も、１．７倍も増加した。これは、透明電極を放電空間側に近づけた効果で、面放電電圧が低下したためである。Ｘｅの高濃度化もセル設計の一例である。

また、実施例１，２および比較例１のパネルで５０００ｈの寿命試験を行い、保護膜（実施例１，２および比較例１とも全てＭｇＯを用いた）の放電ガスによるイオンスパッタリング量（掘れ量）断面をＳＥＭで観察した。実施例１，２では、掘れている部分が広く均一に掘れていた。比較例１では、放電ギャップ近傍が支配的に掘れ、一番深い部分で、実施例１，２より３倍以上掘れていた。したがって、実施例１，２では、比較例１と比べて、３倍以上の寿命改善したことになる。

実施例１，２については、断面形状はいずれも図４に示した実施形態２の形状であったが、実施例２の変形例として、断面形状を図５に示した実施形態３の形状のものを作製したところ、相対効率は１．１９であり、保護膜の掘れ量は０．２０程度であった。このように、実施形態２の断面形状を実施形態３の断面形状にすると、相対効率は低下するが、保護膜の掘れ量が減少し、長寿命化に効果がある。

次に、実施例１，２と比較例１のＰＤＰで、図２２に示すような表示を行った。図中、Ｈ１部およびＨ２部は１００％輝度表示部（白表示部）、Ｈ３部は０％輝度表示部（黒表示部）の部分、Ｍ部は表示ライン状の輝度段差（ストリーキング現象）である。

Ｈ１部とＨ２部は、本来同じ輝度であるが、バス電極に流れる電流が異なるため、バス電極の電圧降下が発生し、電圧降下分が輝度差として現れる。このため、画面のＭ部のように縞模様のストリーキング現象が現れる。このストリーキング現象を目視で評価を行った。透明電極とバス電極の間に誘電体層を介在させることで、ピーク電流を低減でき、ストリーキング現象が緩和した。さらに、実施例２は、放電電流とセル設計を完全に分離できているため、本発明に適した構造であるといえる。
本発明の他の実施形態の構造も、実施例１および実施例２と同じ様な効果を示した。

このように、透明電極とバス電極との間に誘電体層を介在させることで、放電電流を任意に制御することができ、これによりセル設計の自由度が向上する。
また、透明電極の面積を小さくすることなく、放電時のピーク電流を抑えて、バス電極の抵抗による電圧降下を軽減できるので、ストリーキングを軽減することができる。

さらに、放電電流を変えないで、透明電極の面放電の面積を広く設計することができるので、放電時の電子密度が低下して、発光効率が向上し、透明電極上に形成された保護膜のスパッタリング寿命が長くなる。

また、放電空間に強電界を放出する設計が可能となり、高Ｘｅ化が可能となり、駆動電圧を上げることなく、発光効率の向上を図ることができ、ＰＤＰの高性能化および長寿命化が可能となる。

本発明のＰＤＰの実施形態１の構成を示す説明図である。 画面の一画素の領域を平面的に見た状態を示す説明図である。 図２のIII-III断面を示す説明図である。 本発明の実施形態２の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態３の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態１の製造方法を示す説明図である。 本発明の実施形態４および５の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態６および７の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態８および９の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態１０および１１の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態１２の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態１３の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態１４の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態１５の構成を示す説明図である。 本発明の前面側パネルの断面を示す説明図である。 比較例１を示す説明図である。 比較例２を示す説明図である。 比較例３を示す説明図である。 比較例４を示す説明図である。 ＰＤＰの相対効率、保護膜の掘れ量、ストリーキング特性を調べた結果を示す表である。 放電の際の電子密度と輝度との関係、および電子密度と発光効率との関係を示すグラフである。 表示例を示す説明図である。

符号の説明

１１ 前面側の基板
１２ 透明電極
１２ａ，１２ｂ 透明電極の根元部分
１３ バス電極
１７ 第１誘電体層
１９ 第２誘電体層
１８ 保護膜
２１ 背面側の基板
２４ 背面側の誘電体層
２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ 蛍光体層
２９ 隔壁
３０ 放電空間
Ａ アドレス電極
Ｌ 表示ライン
Ｘ，Ｙ 表示電極

Claims (10)

1. 放電空間を介して対向する一対の基板と、その一対の基板のいずれか一方の基板に形成され、面放電用の電極とその面放電用の電極に給電を行うバス電極とからなる少なくとも一対の表示電極とを備え、
   面放電用の電極とバス電極との間にキャパシターとして機能する材料層を介在させてなるプラズマディスプレイパネル。
2. 面放電用の電極は、基板を平面的に見た場合にバス電極と部分的に重なり、かつバス電極よりも基板から離れた放電空間側に形成されてなる請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. キャパシターとして機能する材料層が第１の誘電体層である請求項２記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 面放電用の電極を覆って形成された第２の誘電体層をさらに備えてなる請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。
5. 第２の誘電体層が第１の誘電体層と同じ材料で形成されてなる請求項４記載のプラズマディスプレイパネル。
6. 第１の誘電体層がプラズマＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ₂膜からなる請求項３記載のプラズマディスプレイパネル。
7. 第２の誘電体層がプラズマＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ₂膜からなる請求項４または５記載のプラズマディスプレイパネル。
8. 少なくとも一対の表示電極は、面放電用の電極が互いに隣接し、それら面放電用の電極による面放電領域から互いに遠ざかる位置にバス電極がそれぞれ配置されてなる請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
9. 面放電領域がセルごとの多数の面放電領域からなり、
   少なくとも一対の表示電極は、バス電極が直線状に延長され、面放電用の電極が、そのバス電極から多数の面放電領域にそれぞれ独立して突出した構造である請求項８記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 基板に少なくとも一対の給電用のバス電極を形成し、
    基板にそのバス電極を覆ってキャパシターとして機能する材料層を形成し、
    そのキャパシターとして機能する材料層上にバス電極から給電を受ける面放電用の電極を形成することで一方のパネル用基板を作製することからなるプラズマディスプレイパネルの製造方法。