JP2007294321A

JP2007294321A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2007294321A
Application number: JP2006122679A
Authority: JP
Inventors: Osamu Inoue; 修井上; Shinya Hasegawa; 真也長谷川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】黄変等の不具合を防いで高い信頼性を実現しつつ、消費電力を低減できるプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】表示電極５が設けられた前面板１と、アドレス電極１０が設けられた背面板８と、電極５，８を被覆する誘電体層６，１１と、隔壁１２と、が設けられている。誘電体層６，１１および隔壁１２から選ばれる少なくとも１つは、酸化物ガラスを含んでいる。この酸化物ガラスは、酸素（Ｏ）を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％とした場合に、Ｂ：５５〜８５原子％、Ｓｉ：０〜１５原子％、Ｚｎ：０〜１５原子％、Ｋ：０〜１０原子％、Ｎａ：０〜１０原子％、Ｂｉ：１〜１０原子％、Ｓｉ＋Ｚｎ：５〜３０原子％、Ｋ＋Ｎａ：１〜１０原子％、Ｋ＋Ｎａ＋Ｂｉ：８〜１５原子％、の組成範囲を満たす。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルに関し、特に低消費電力と高信頼性とを実現できるプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する場合がある。）は高速の表示が可能であり、かつ大型化が容易であることから、映像表示装置および広報表示装置などの分野で広く実用化されている。また、近年、高品位テレビジョンの分野などでの進展が非常に期待されている。

このような用途の拡大にともなって、高精細で多数の表示セルを有するフルスペックハイビジョンＰＤＰが注目されている。従来のＰＤＰは、複数対の表示電極、酸化鉛や酸化ビスマスを主成分とする誘電体層および保護層を備えた前面板と、複数のアドレス電極、酸化鉛や酸化ビスマスを主成分とする誘電体層および蛍光体層を備えた背面板との間に設けられた放電空間内で、対向する電極間にプラズマ放電を生じさせ、この放電空間内に封入されている主にＮｅ、Ｘｅ等のガスから発生した紫外線を放電空間内に設けられた蛍光体にあてることによって、表示を行う。この場合、放電の広がりを一定領域に押さえ、表示を規定のセル内で行わせると同時に、均一な放電空間を確保するために、隔壁（リブともいう。）が設けられている。

隔壁には、一般的に、酸化鉛や酸化ビスマスを主成分とするガラスに、可視光の反射率を増大させるための各種の金属酸化物粉末をフィラーとして混合した材料が用いられている。この隔壁は、通常、前面ガラス基板や背面ガラス基板上に、前記の隔壁用の材料を含んだ絶縁ペーストを塗布し、サンドブラスト法やフォトリソグラフィー法で隔壁構造に形成後、焼成することによって作製される。

しかし、前面板や背面板に設けられる誘電体層および隔壁に用いられている酸化鉛や酸化ビスマスを主成分とするガラスの比誘電率は９〜１３と高い。一般に、ＡＣ型のＰＤＰの電力ロスは誘電率に比例するため、消費電力を低減するには、ＰＤＰを構成する誘電体層の低誘電率化が求められている。特にパネルサイズが大型化した場合や、高精細化した場合に、比誘電率が８以下の誘電体層が要望されている。また、従来、直接放電に関係しないと思われていた隔壁についても、ＰＤＰの大型化や高精細化にともない、ＰＤＰの消費電力の増大に寄与することが判明した。そこで、隔壁に使用されるガラスの誘電率の低減も大きな課題となっていた。

そこで、比誘電率を高くする原因の一つである酸化鉛および酸化ビスマスを主成分とせず、かつ、低軟化温度を実現するための酸化鉛および酸化ビスマスに代わる成分としてアルカリ金属酸化物を添加することによって、低誘電率と低軟化温度との両立を実現したホウ酸亜鉛系ガラスが提案されている（特許文献１参照）。また、ＰＤＰの誘電体層や隔壁に使用可能な無鉛系のガラス組成物として、比誘電率はそれほど低くないが、酸化ビスマスおよびアルカリ金属酸化物を同時に含むガラス組成物も提案されている（特許文献２参照）。
特開平９−２７８４８２号公報特開２００３−１２８４３０号公報

しかし、アルカリ金属酸化物を添加することによって比誘電率を７前後と低くした上記のホウ酸亜鉛系ガラスを誘電体層に用いた場合、ガラス中のアルカリ金属成分が多いために、電極近傍に黄変が生じたり、表示電極およびアドレス電極と駆動回路の接続端子部とにおけるアルカリ金属マイグレーションによって、誘電体層の耐圧不良や駆動回路の故障という不具合が生じたりするといった問題点があった。また、上記の酸化ビスマスおよびアルカリ金属酸化物を同時に含む無鉛ガラスは、比誘電率を８以下とすることが困難であるため、大型で高精細のＰＤＰに適用すると消費電力が増大するという問題があった。

上記の事情に鑑み、本発明は、黄変等の不具合を防いで高い信頼性を実現しつつ、消費電力を低減できるＰＤＰを提供することを目的とする。

本発明のプラズマディスプレイパネルは、第１の電極が設けられた前面板と、前記第１の電極と交差するように第２の電極が設けられており、かつ、前記前面板と対向して配置された背面板と、前記第１の電極および前記第２の電極から選ばれる少なくとも１つの電極を被覆する誘電体層と、放電空間を形成するために前記前面板と前記背面板との間に配置された隔壁と、を含むプラズマディスプレイパネルであって、前記誘電体層および前記隔壁から選ばれる少なくとも１つが酸化物ガラスを含み、前記酸化物ガラスにおいて、酸素（Ｏ）を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％とした場合に、前記酸化物ガラスに含まれるＢ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｋ、ＮａおよびＢｉの含有率が以下の範囲にある。
Ｂ：５５〜８５原子％
Ｓｉ：０〜１５原子％
Ｚｎ：０〜１５原子％
Ｋ：０〜１０原子％
Ｎａ：０〜１０原子％
Ｂｉ：１〜１０原子％
Ｓｉ＋Ｚｎ：５〜３０原子％
Ｋ＋Ｎａ：１〜１０原子％
Ｋ＋Ｎａ＋Ｂｉ：８〜１５原子％

本発明のプラズマディスプレイパネルでは、誘電体層および隔壁から選ばれる少なくとも一方に含まれる酸化物ガラスが、８以下の低い比誘電率を実現できる。したがって、誘電体層や隔壁の比誘電率を低下させることができるので、大型化および高精細化されたプラズマディスプレイパネルであっても低消費電力を実現できる。また、この酸化物ガラスにアルカリ金属成分が含まれる場合でも、その含有率は黄変等の問題が顕著に表れない程度であるため、電極（第１の電極および第２の電極から選ばれる少なくとも１つの電極）を被覆する誘電体層に用いた際の信頼性も確保できる。また、この酸化物ガラスは、軟化温度を低く調整することも容易であり、プラズマディスプレイパネルの誘電体層や隔壁に要求される他の諸物性（例えば、ガラス転移温度および熱膨張係数等）も実現可能である。これより、本発明によれば、低消費電力と高信頼性とを共に備えたプラズマディスプレイパネルを提供できる。

以下、本発明のＰＤＰの実施の形態について説明する。なお、以下の説明は本発明の一例であり、本発明はこれらによって限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態のＰＤＰの主要構成を示す部分切り取り斜視図である。図２は、図１に示すＰＤＰの断面図であり、図１のＰＤＰにおいて隔壁１２の存在しない部分を隔壁１２と平行に切断した断面を示している。本実施の形態におけるＰＤＰは、ＡＣ面放電型である。

本実施の形態のＰＤＰは、前面板１と背面板８とが貼り合わせられて形成されている。

前面板１は、前面ガラス基板２と、その内側面（放電空間１４側の面）に形成された透明導電膜３およびバス電極４からなるストライプ状の表示電極（第１の電極）５と、表示電極５を覆う誘電体層６と、誘電体層６を覆う誘電体保護層７と、を備えている。誘電体層６は、後述する酸化物ガラスを用いて形成されている。

また、背面板８は、背面ガラス基板９と、その内側面（放電空間１４側の面）に形成されたストライプ状のアドレス電極（第２の電極）１０と、アドレス電極１０を覆う誘電体層１１と、誘電体層１１上に設けられ、互いに隣接するアドレス電極１０間に配置された帯状の隔壁１２と、互いに隣接する隔壁１２の間に形成された蛍光体層１３と、を備えている。隔壁１２は、各アドレス電極１０を互いに隔離して、放電空間１４を形成している。蛍光体層１３は、カラー表示を可能とするために、赤色蛍光体層１３（Ｒ）、緑色蛍光体層１３（Ｇ）および青色蛍光体層１３（Ｂ）が隔壁１２を挟んで順番に配列されて形成されている。蛍光体層１３を構成する蛍光体としては、例えば、下記に示すような材料を用いることができる。
青色蛍光体ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ
緑色蛍光体Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ
赤色蛍光体（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕ

前面板１および背面板８は、表示電極５とアドレス電極１０の各々の長手方向が互いに直交し、かつ、表示電極５とアドレス電極１０とが互いに対向するように配置され、封着部材（図示せず）を用いて互いに接合される。

放電空間１４には、例えば、Ｈｅ、ＸｅおよびＮｅから選ばれる少なくとも１種の希ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が６６．５ｋＰａ〜７９．８ｋＰａ（５００〜６００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入されている。

表示電極５を構成する透明導電膜３は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）または酸化錫を主成分として形成されている。また、表示電極５を構成するバス電極４は、Ａｇ、ＣｕおよびＡｌから選ばれる少なくとも１種を主成分として形成でき、中でも、Ａｇは耐酸化性に優れているため好適に用いられる。アドレス電極１０は、Ａｇ、ＣｕおよびＡｌから選ばれる少なくとも１種を主成分として形成でき、同様の理由から、Ａｇが好適に用いられる。

表示電極５とアドレス電極１０は、それぞれ外部の駆動回路（図示せず）と接続され、駆動回路から印加される電圧によって放電空間１４で放電を発生させる。この放電に伴って発生する短波長（波長１４７ｎｍ）の紫外線で蛍光体層１３に含まれる蛍光体が励起されて、可視光が発光する。

次に、本実施の形態のＰＤＰにおける誘電体層６、誘電体層１１（以下、誘電体層６および誘電体層１１を合わせて、単に誘電体層ということがある。）および隔壁１２について説明する。

誘電体層６、誘電体層１１および隔壁１２の少なくとも一つは酸化物ガラスを含んでいる。この酸化物ガラスにおいて、酸素（Ｏ）を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％とした場合に、この酸化物ガラスに含まれるＢ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｋ、ＮａおよびＢｉの含有率は以下の範囲にある。
Ｂ：５５〜８５原子％
Ｓｉ：０〜１５原子％
Ｚｎ：０〜１５原子％
Ｋ：０〜１０原子％
Ｎａ：０〜１０原子％
Ｂｉ：１〜１０原子％
Ｓｉ＋Ｚｎ：５〜３０原子％
Ｋ＋Ｎａ：１〜１０原子％
Ｋ＋Ｎａ＋Ｂｉ：８〜１５原子％

上記のような組成を有する酸化物ガラス（以下、上記の組成を満たす酸化物ガラスを本実施の形態の酸化物ガラスという。）は、容易に比誘電率を８以下に調整できる。このため、誘電体層および隔壁の材料として用いた場合に、誘電体層および隔壁の比誘電率を低減できるので、電力ロスを低減してＰＤＰの低消費電力化を図ることができる。さらに、本実施の形態の酸化物ガラスの軟化温度は、一般的にＰＤＰのガラス基板に用いられるガラスの軟化温度よりも低くでき、さらに、熱膨張係数も一般的に用いられるガラス基板とマッチングした範囲に調整できる。また、ガラス転移温度等の他の諸物性についても、ＰＤＰの誘電体層および隔壁に使用可能な範囲に調整可能である。

次に、本実施の形態の酸化物ガラスの特徴および組成の限定理由について説明する。

本実施の形態の酸化物ガラスの比誘電率は、その組成により左右される。一般に、Ｂ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂の含有率が高い時は低誘電率となり、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＰｂＯおよびＡｌ₂Ｏ₃の含有率が高い時は高誘電率となる。上述したように、ＰＤＰにおいて消費電力を低減する場合には、前面ガラス基板上の誘電体層と背面ガラス基板上の誘電体層とに使用される酸化物ガラスの比誘電率をできるだけ小さくすればよい。ただし、比誘電率があまり小さすぎると、例えばＡＣ型ＰＤＰの誘電体層におけるメモリー機能が十分働かず誤放電が起こりやすくなるおそれがある。また、隔壁に用いられる酸化物ガラスについても、その比誘電率ができるだけ小さいものを選択すればよいが、あまり小さすぎると隔壁を介して誤放電が起こりやすくなるおそれがある。このような理由から、誘電体層に使用される酸化物ガラスの誘電率や、隔壁に使用される酸化物ガラスの誘電率は、４以上であることが好ましい。酸化物ガラスの比誘電率を４以上とすれば、誤放電の発生をより確実に抑制できる。なお、誤放電とは、所望のセルを放電させた際にそれと隣接するセルの放電も起こってしまう現象のことである。

また、比誘電率を４より小さくするためには、比誘電率が３．８程度である酸化珪素を多く含有することになる。このため、比誘電率を４より小さく設定すると、ガラス転移温度が上昇するので焼成温度が高くなり、基板歪みが発生するおそれがある。これらの理由からも、酸化物ガラスの比誘電率は４以上が好ましい。ガラスの軟化温度の低下、誤放電防止、放電電圧の低下の点から考えると、本実施の形態で用いられる酸化物ガラスの比誘電率は４〜８が好ましく、例えば５．９〜７．７の範囲に容易に調整できる。

また、本発明者らは、詳細な検討の結果、Ｂｉと、ＫまたはＮａと、を併用することによって、（ｉ）それらを単独で含有させる場合に比べ、少量にて軟化温度を低くすることができること、（ii）Ｂが５５原子％以上と多い組成においてもガラス転移温度を十分高くできるとともに、熱処理時の成分蒸発量を少なくできること、を見出した。このような組成の酸化物ガラスは、Ｂｉの含有率を１０原子％以下に抑えつつ、Ｂの含有率を高くできるので、低誘電率化を図ることが可能である。このような組成を有する本実施の形態の酸化物ガラスは、ＰＤＰの誘電体層や隔壁の材料に必要とされる低軟化温度、基板とマッチングする適切な熱膨張係数、低誘電率および高いガラス転移温度の全てを備えることが可能である。本実施の形態のＰＤＰは、このような酸化物ガラスを、電極を被覆する誘電体層や隔壁を形成する材料に用いているため、低消費電力および高信頼性を実現できる。

本実施の形態のＰＤＰに用いられる酸化物ガラスは、Ｂ₂Ｏ₃と、Ｋ₂ＯまたはＮａ₂Ｏと、Ｂｉ₂Ｏ₃とを必須成分とし、これにＳｉＯ₂、ＺｎＯ、その他の成分を加えることによって、その特性を調整したものである。なお、以下の説明においては、酸化物ガラスに含まれる元素のうち、酸素を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％と考えて、各元素の含有率を表示する。

Ｂ₂Ｏ₃は、本実施の形態の酸化物ガラスの主成分である。Ｂの含有率が小さすぎると誘電率が高くなり、大きすぎるとガラス転移温度が低くなる。したがって、Ｂの含有率は、５５原子％以上８５原子％以下である。

ＳｉＯ₂は、ガラスを安定化させる効果を奏する。ただし、Ｓｉの含有率が大きすぎると、ガラス転移温度が低くなり、軟化温度が高くなる。したがって、Ｓｉの含有率は、０原子％以上１５原子％以下である。

ＺｎＯも、ＳｉＯ₂と同様に、ガラスを安定化させる効果を奏する。ただし、Ｚｎの含有率が大きすぎると、誘電率が高くなる。したがって、Ｚｎの含有率は、０原子％以上１５原子％以下である。

なお、ガラス安定性を確保するため、また、ガラス転移温度が低くなりすぎることを防ぐために、Ｓｉの含有率とＺｎの含有率との合計を、５原子％以上３０原子％以下とする。

Ｋ₂ＯおよびＮａ₂Ｏのうち少なくとも一方は、本実施の形態の酸化物ガラスの必須成分であり、軟化温度を下げる効果を奏する。Ｋの含有率とＮａの含有率との合計が小さすぎると均一な組織のガラスを得にくくなる一方、大きすぎると黄変を生じやすくなる。したがって、Ｋの含有率とＮａの含有率との合計は、１原子％以上１０原子％以下である。

なお、黄変とは次のような現象のことをいう。成分にアルカリ金属を含有するガラスを、ＡｇやＣｕを含む電極を被覆する誘電体層の材料として用いた場合、焼成条件等によっては、ＡｇやＣｕが酸化されてイオン化し、これらのイオンがガラス中を拡散することがある。ＡｇやＣｕのイオンは、ガラス中を拡散する際に再度還元されてコロイド状金属として析出することによって、誘電体層やガラス基板を黄色く着色する、いわゆる黄変を生じさせる。特に、このようなアルカリ金属成分を含有するガラスをＰＤＰの前面板の誘電体層に用いた場合、黄変が生じると表示性能が劣化することになる。これに対し、本実施の形態の酸化物ガラスはアルカリ金属の含有率が小さいので、アルカリ金属成分と電極材料との反応による黄変現象が生じにくく、電極を被覆する誘電体層に用いた場合でも良好な表示性能を維持できる。

Ｂｉ₂Ｏ₃は、本実施の形態における酸化物ガラスの必須成分であり、軟化温度を下げるとともに、ガラスを安定化させる効果を奏する。Ｂｉの含有率が小さすぎると、熱処理時のＢの蒸発量が多くなるとともに、軟化温度を低下させるためのアルカリ金属成分を多量に含有する必要性が生じるため、黄変が発生しやすくなる。また、Ｂｉの含有率が大きすぎると、誘電率が高くなりすぎるとともに、ガラスの着色が強くなる。したがって、Ｂｉの含有率は、１原子％以上１０原子％以下である。また、ガラスの着色をより確実に防ぐためには、Ｂｉの含有率を７原子％以下とすることが好ましい。

さらに、Ｋ、ＮａおよびＢｉの含有率の合計を、８原子％以上１５原子％以下とする。Ｋ、ＮａおよびＢｉの含有率の合計が小さすぎると軟化温度が高くなりすぎる一方、大きすぎるとガラス転移温度が低くなりすぎるからである。

以上のように、本実施の形態の酸化物ガラスは、Ｂと、ＳｉおよびＺｎの少なくとも一方と、ＫおよびＮａの少なくとも一方と、Ｂｉとを必須元素とする。

以下、本実施の形態の酸化物ガラスに添加可能な任意成分について説明する。添加可能な任意成分として、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、ＭｏおよびＷを例示できる。

Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａは必須成分ではないが、これらのアルカリ土類金属を加えることによって、本実施の形態の酸化物ガラスの軟化温度を大きく変化させることなくガラス転移温度を高くできる。ただし、これらアルカリ土類金属の含有率が大きすぎると、誘電率および軟化温度が共に高くなりすぎるため好ましくない。したがって、本実施の形態の酸化物ガラスがＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種を含有する場合は、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの含有率の合計が、０原子％を超え、５原子％以下の範囲となるようにすることが好ましい。また、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの各成分の含有率が同じである場合、ガラス転移温度を高くする効果はＣａが最も大きく、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇの順で小さくなる。誘電率は、Ｂａが最も高くなり、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇの順で小さくなる。したがって、これらの成分の中では、Ｃａを用いることが好ましい。

また、ＭｏおよびＷは必須成分ではないが、これらの成分を加えることによって、本実施の形態の酸化物ガラスをＡｇ等の電極を被覆する誘電体層の材料として用いた場合に、黄変の発生をより確実に抑制できる。ただし、ＭｏおよびＷの含有率が大きすぎるとＭｏおよびＷ自体による着色が生じる。このため、ＭｏおよびＷを添加する場合、ＭｏおよびＷの含有率の合計は５原子％未満、好ましくは３原子％以下である。

ＭｏおよびＷを加えることによる黄変低減のメカニズムは、現段階では必ずしも明らかではない。しかし、ＭｏおよびＷは、ガラス中でＭｏＯ₄ ^2-やＷＯ₄ ^2-となり、加熱によって生成してガラス中を拡散するＡｇ⁺やＣｕ²⁺と結合してこれら金属イオンを安定化することによって、Ａｇ⁺やＣｕ²⁺が還元されて金属コロイドとして析出することを妨げる、すなわちＡｇイオンやＣｕイオンの安定化剤として作用している、と考えられる。

本実施の形態の酸化物ガラスは、上記成分を含み、実質的に上記成分のみから構成されていてもよい（換言すれば、上記した成分以外は実質的に含まれなくてもよい）が、本発明の効果が得られる限り、他の成分を含有してもよい。そのような他の成分の含有率の合計は、５原子％以下が好ましく、より好ましくは３原子％、さらに好ましくは１原子％以下である。

他の成分の具体例としては、例えばＣｕ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、ＳｂおよびＰが挙げられる。これらのうち、Ｃｕ、ＣｏおよびＴｉは、ガラスを青く着色する効果を奏するとともに、Ｂｉの存在による着色や、黄変による着色をキャンセルする効果を奏する。ただし、これらの成分を多量に添加すると、ガラスの透明性が低下する。

Ｖ、ＳｂおよびＰは、ガラス転移温度を１０〜２０℃程度低下させるが、軟化温度も同程度に低下させることができる。したがって、Ｖ、ＳｂおよびＰは、基本組成のガラス転移温度および軟化温度が十分高い場合に、これらを低下させるために使用するとよい。ただし、これらの成分を多量に添加すると、ガラスが着色したり、誘電率が高くなったりする。

また、上記以外にも、熱膨張係数の調整、ガラスの安定化および化学的耐久性の向上等のために、Ｌｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｅ、ＡｇおよびＳｎから選ばれる少なくとも１種を、少量であれば添加してもよい。

また、本実施の形態の酸化物ガラスは、実質的にＰｂを含まない非鉛系ガラスとすることができる。本明細書において、「Ｐｂを実質的に含まない」とは、除去することが工業的に困難かつ特性に影響を及ぼさないごく微量のＰｂ成分を許容する主旨である。本実施の形態の酸化物ガラスにおいて、具体的には、酸素（Ｏ）を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％とした場合に、Ｐｂの含有率が０．１原子％未満、望ましくは０．０５原子％未満、より望ましくは０．０１原子％未満、であることをいう。

なお、本明細書においては、本実施の形態の酸化物ガラスに含まれる元素の含有率を陽イオンのみの比率で表記しているが、本実施の形態のガラスは酸化物ガラスであるので、ガラス中には、当然、陰イオンとして酸素が存在する。本実施の形態の酸化物ガラスに含まれる陽イオンを、通常行われるように酸化物基準で表現すると、Ｂ₂Ｏ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＭｏＯ₃、ＷＯ₃となる。ただし、こうした表記は、それぞれの陽イオンのガラス中における価数を限定している訳ではない。例えば、Ｂｉは３価以外の価数でもガラス中に存在しうる。

本実施の形態の酸化物ガラスは、以上に説明した範囲内で組成を調整することによって、低い比誘電率と共に、適切な熱膨張係数と軟化温度とを併せ持つものとなる。一般に、ＰＤＰに使用されるガラス基板には、フロート法で作製されて一般に入手が容易な窓板ガラスであるソーダライムガラスや、ＰＤＰ用に開発された高歪点ガラスがある。それらは通常、６００℃までの耐熱性、７５×１０^-7〜８５×１０^-7／℃の熱膨脹係数（平均線熱膨張係数）を持っている。このため、本実施の形態のＰＤＰの誘電体層に用いる酸化物ガラスの熱膨脹係数は、ガラス基板の熱膨脹係数よりも少し低い６０×１０^-7〜８５×１０^-7／℃が望ましく、さらに６５×１０^-7〜７８×１０^-7／℃がより望ましい。また、この酸化物ガラスの軟化温度は、ガラスペーストの焼成をガラス基板の歪点である６００℃以下で行う必要があることから、６００℃以下の温度で焼成しても充分軟化するように、少なくとも５９５℃以下、より望ましくは５９０℃以下であることが望ましい。

また、本実施の形態の酸化物ガラスを本実施の形態のＰＤＰの隔壁に用いる場合、その組成は誘電体層に用いる場合と同一である。しかし、蛍光体層の反射輝度を向上させるために、ガラス溶融時に発泡剤や空気を強制的に吹き込んで発泡させることによってガラスに気泡を含有させて、見かけ上は白濁するように加工するか、白色の酸化物フィラーを添加することが望ましい。本実施の形態の酸化物ガラスを発泡させて見かけ上は白濁するように加工すると、空気が内蔵されることによって見かけの誘電率が下がるので、より好ましい。

次に、本実施の形態における誘電体層６，１１および隔壁１２の形成方法について説明する。ここでは、好ましい例として、誘電体層６，１１および隔壁１２の全てを、上記に説明した本実施の形態の酸化物ガラスを用いて形成する例について説明するが、前面板１の誘電体層６、背面板８の誘電体層１１および隔壁１２のうち何れか１つのみが本実施の形態の酸化物ガラスによって形成されていてもよいし、誘電体層６，１１のみ、あるいは、誘電体層６，１１のうちの１つと隔壁１２とが本実施の形態の酸化物ガラスによって形成されていてもよい。

まず、誘電体層６の形成方法について説明する。本実施の形態の酸化物ガラスの粉末（以下、原料粉末ということがある。）に、適量のバインダ樹脂および溶剤を添加することによってガラスペーストとする。このガラスペーストを、前面ガラス基板２上に形成された表示電極５の上から均一の厚さに塗布する。塗布したガラスペーストを前面ガラス基板２および表示電極５とともに焼成（同時焼成）する。このようにして、誘電体層６を形成することができる。なお、焼成は、同時焼成ではなく、表示電極５の焼成後にガラスペーストを塗布して焼成する個別焼成でもよい。

また、ガラスペーストは、原料粉末、溶剤およびバインダ樹脂の他に添加剤を含んでいてもよい。例えば、界面活性剤、現像促進剤、接着助剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤または顔料染料など、種々の目的に応じた添加剤を使用することができる。

ガラスペーストに含まれるバインダ樹脂の種類は、原料粉末との反応性が低いものであれば、特に限定されない。化学的安定性、コストおよび安全性などの観点から、例えばニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエチレンｆグリコール、カーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂およびメラミン系樹脂から選ばれる少なくとも１種を用いることができる。

ガラスペーストに含まれる溶剤の種類は、原料粉末との反応性が低いものであれば、特に限定されない。化学的安定性、コストおよび安全性などの観点、ならびに、バインダ樹脂との相溶性の観点から、例えば、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アルキルエーテルアセテート類；脂肪族カルボン酸のエステル類；ターピネオール、ベンジルアルコール等のアルコール類；等の有機溶剤を使用することができる。

ガラスペーストを塗布する方法としては、スクリーン法、バーコーター法、ロールコーター法、ダイコーター法およびドクターブレード法を例示できる。塗布したガラスペーストは、得るべきガラス（誘電体層６）の軟化温度と同程度か、軟化点温度よりも高く、かつ前面ガラス基板２の歪み点よりも低い雰囲気温度に調節した焼成炉内で焼成する。本実施の形態の酸化物ガラスで形成するべき誘電体層６の軟化温度と、前面ガラス基板２の歪み点とが非常に近接している場合、焼成が困難となる。したがって、前面ガラス基板２の歪み点と誘電体層６の軟化温度の差が、例えば５℃以上（より好ましくは１０℃以上）であることが望ましい。なお、上記ガラスペーストを用いてグリーンシートを作製し、そのグリーンシートを前面ガラス基板２に貼り付けて焼成することによって、誘電体層６を形成することも可能である。

また、誘電体層６の厚さは、絶縁性と光透過性を両立させるために、１０μｍ〜５０μｍ程度とすることが好ましい。

なお、誘電体層６に含まれる酸化物ガラスの量は、本発明の効果が得られる限り特に限定はないが、通常、５０ｗｔ％以上（たとえば８０ｗｔ％以上や９０ｗｔ％以上）であることが好ましい。一例として、誘電体層６が、実質的に本実施の形態の酸化物ガラスのみから形成されていてもよい。ここで、実質的に酸化物ガラスのみから形成されるとは、誘電体層６に含まれる酸化物ガラスの含有率が９９ｗｔ％以上であることをいう。一例として、誘電体層６が酸化物ガラスのみから形成されていてもよい。また、本実施の形態の酸化物ガラスを用いてＰＤＰの前面板１の誘電体層６を形成する場合、光学特性を損ねることなくガラス強度の向上や熱膨張係数の調整を行うために、無機充填剤や無機顔料を添加してもよい。無機充填剤や無機顔料としては、たとえば、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、ジルコン、コーディエライト、石英などが挙げられる。

背面板８側に形成される誘電体層１１についても、誘電体層６と同様の方法で形成できる。すなわち、本実施の形態の酸化物ガラスの粉末に適量のバインダ樹脂および溶剤を添加することによってガラスペーストを作製し、このガラスペーストを背面ガラス基板９上に形成されたアドレス電極１０の上から均一の厚さに塗布する。塗布したガラスペーストを乾燥後焼成する。このようにして、アドレス電極１０を覆う誘電体層１１を形成できる。使用可能な溶剤およびバインダ樹脂は、誘電体層６の場合と同様である。

次に、隔壁１２の形成方法について説明する。

まず、隔壁用のガラスペーストを作製する。本実施の形態の酸化物ガラスの粉末に白色酸化物フィラー（ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の粉末）を加えて調製した隔壁用ガラス粉末に、適量のバインダ樹脂および溶剤を添加することによって、隔壁用のガラスペーストを作製する。ここで、隔壁における可視光についての反射率（可視光反射率）を増大させるために添加するＡｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等は、比誘電率が１０以上と高い。このため、これらを添加すれば、隔壁の可視光反射率は向上するが隔壁の誘電率は上昇する。したがって、隔壁の誘電率の上昇を５％程度に抑えるためには、白色酸化物フィラーの添加量を１ｗｔ％〜１０ｗｔ％とすることが好ましい。しかし、本実施の形態では、溶融時にアルカリ土類の炭酸塩やカーボン等の発泡剤を少量添加して発泡させた酸化物ガラス（気泡を含有する酸化物ガラス）を用いることで、見かけ上の酸化物ガラスの誘電率を下げ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂等の誘電率の高いフィラーの使用を２０ｗｔ％まで高めることが可能である。また、誘電率の低いＳｉＯ₂をフィラーに用いれば、隔壁の誘電率をさらに下げることが可能となり、容易に、可視光反射率の高い隔壁の比誘電率を８以下、例えば６．１〜７．５程度に調整できる。

隔壁用ガラスペーストを塗布する方法としては、スクリーン法、バーコーター法、ロールコーター法、ダイコーター法およびドクターブレード法を例示できる。塗布した隔壁用ガラスペーストを乾燥させた後、その上に隔壁パターンに応じたレジストパターンを形成し、その後、公知のサンドブラスト法にて隔壁を形成する。

また、フォトリソグラフィー法で隔壁を形成する場合は、まず、隔壁用粉末に適量の感光性バインダおよび溶剤を添加して感光性の隔壁用ペーストを作製する。この感光性の隔壁用ペーストを、スクリーン法、バーコーター法、ロールコーター法、ダイコーター法またはドクターブレード法で塗布した後、公知のフォトリソグラフィー法によって隔壁を形成する。

なお、上記に説明した隔壁の形成方法では、気泡を含有する酸化物ガラスを用い、かつ、フィラーを添加する場合について説明したが、気泡を含有する酸化物ガラスにフィラーを添加しないものを隔壁用ガラス粉末として用いることもできるし、気泡を含有しない酸化物ガラスにフィラーを添加したものを隔壁用ガラス粉末として用いることもできる。

以上のように、本実施の形態のＰＤＰは、誘電体層および隔壁を本実施の形態の酸化物ガラスを用いて形成することによって、低消費電力および高信頼性を共に実現することが可能である。

また、隔壁１２に含まれる酸化物ガラスの量は、本発明の効果が得られる限り特に限定はないが、通常、５０ｗｔ％以上（たとえば８０ｗｔ％以上や９０ｗｔ％以上）であることが好ましい。

（実施の形態２）
本発明のＰＤＰの別の実施の形態について説明する。本実施の形態では、図３に示すような、表示電極を被覆する誘電体層が２層構造であるＰＤＰの一例について説明する。

図３に示すＰＤＰは、表示電極５を被覆する第１の誘電体層１５と、第１の誘電体層１５上に配置された第２の誘電体層１６とが設けられた構造となっている以外は、図１および図２に示した実施の形態１のＰＤＰと同様の構造を有している。なお、図１および図２に示したＰＤＰと同じ部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図３に示すように、第１の誘電体層１５は透明導電膜３およびバス電極４を被覆し、第２の誘電体層１６は、第１の誘電体層１５を被覆するように配設されている。したがって、前面ガラス基板２、第１の誘電体層１５および第２の誘電体層１６が、厚さ方向にこの順番で並ぶ。

本実施の形態のように誘電体層を２層構造とする場合、例えば、表示電極５に直接接する第１の誘電体層１５を、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラスで形成し、第２の誘電体層１６を、実施の形態１で説明した組成を有する酸化物ガラス（本実施の形態の酸化物ガラス）で形成することができる。この場合、表示電極５に直接接触している第１の誘電体層１５がアルカリ金属成分を含まないので、バス電極４に含まれるＡｇまたはＣｕのコロイド析出による黄変および耐圧低下の問題が生じない。さらに、第１の誘電体層１５は、ＡｇまたはＣｕのイオンが第２の誘電体層１６に拡散することを阻止する機能を有する。したがって、アルカリ金属成分を少量含む本実施の形態の酸化物ガラスで第２の誘電体層１６を形成した場合でも、第２の誘電体層１６に黄変や耐圧低下といった問題が生じない。

また、従来の鉛系ガラスやビスマス系ガラスは比誘電率が９〜１３と大きいが、本実施の形態の酸化物ガラスは、比誘電率を８以下、例えば５．９〜７．７の範囲内に容易に調整できる。例えば比誘電率が５．９〜７．７の範囲である誘電率の低い酸化物ガラスを用いて第２の誘電体層１６を形成すれば、第１の誘電体層１５に多少比誘電率が高いガラスを使用したとしても、全体として低誘電率の誘電体層を形成でき、消費電力を低減できる。

また、第１の誘電体層１５を本実施の形態の酸化物ガラスで形成することも可能である。この酸化物ガラスは含有するアルカリ金属成分が少ないため、直接的に電極を被覆する第１の誘電体層１５に用いた場合でも黄変の問題が顕著とならないからである。また、この場合、第２の誘電体層１６を、第１の誘電体層１５に用いる酸化物ガラスよりも低い誘電率を有する材料によって形成することが好ましい。このようにした場合、表示電極５を被覆する誘電体層全体としてさらなる低誘電率化を実現できるので、より一層の低消費電力化を図ることが可能となる。

図３に示す２層構造の誘電体層は、第１の誘電体層１５を形成した後、この上に第２の誘電体層１６用のガラスペーストを塗布し、その後焼成することによって形成できる。このような方法で誘電体層を形成するためには、第１の誘電体層１５に用いられるガラスの軟化温度が第２の誘電体層に含まれるガラスの軟化温度よりも高いことが好ましい。

また、表示電極５（透明導電膜３およびバス電極４）と第２誘電体層１６との絶縁、および界面反応防止を確保するため、第１の誘電体層１５の厚さは１μｍ以上とすることが好ましい。さらに、高い絶縁性と高い可視光透過率を両立させるために、第１の誘電体層１５の厚さと第２の誘電体層１６の厚さとの合計が１０μｍ〜５０μｍであることが好ましい。

なお、本実施の形態の酸化物ガラスを誘電体層や隔壁に好適に採用できるＰＤＰとしては、実施の形態１および２で説明した図１〜図３に示すような面放電型のＰＤＰが代表的であるが、これに限定されるものではなく、対向放電型のＰＤＰにも適用可能である。

以下、本発明について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。

［実施例１］
本実施例におけるＰＤＰは実施の形態１で説明した構成のＰＤＰであり、画素が１９２０(水平)×１０８０(垂直)の５０インチフルスペックのハイビジョンＴＶとし、１セルピッチ(１隔壁ピッチ)を０．２０ｍｍ(水平)とした。また、このＰＤＰにおいて、表示電極を構成する透明導電膜の幅は１５０μｍ、バス電極の幅は７０μｍ、表示電極の放電ギャップは７５μｍ、隔壁の高さは１１０μｍ、隔壁の幅は底面（背面板側）で約８０μｍ、頂部（前面板側）で約４０μｍ、アドレス電極の幅は１００μｍとした。

（前面板の作製）
まず、前面ガラス基板として、フロート法で作製され、７９×１０^-7／℃の平均線熱膨脹係数を有する高歪点ガラスを用意した。このガラス基板上に、ＩＴＯからなる透明導電膜およびＡｇからなるバス電極を形成した。この透明導電膜およびバス電極を覆う誘電体層の形成に用いる酸化物ガラス（誘電体層用酸化物ガラス）として、酸素（Ｏ）を除く各元素の原子比が表１に示すとおりであるサンプル１〜３１の酸化物ガラスを作製した。

本実施例における各サンプルの酸化物ガラスでは、出発原料として、試薬特級以上の金属酸化物粉末または炭酸塩粉末を用いた。これらの原料を、各金属元素の原子％が表１になるように秤量し、混合した後、白金坩堝に入れ、１１００℃〜１２００℃の電気炉中で１時間溶融した。得られた融液を急冷して、ガラスフリットを得た。このガラスフリットをボールミルで粉砕して、ガラス粉末を作製した。ただし、表１のサンプル１７，２７，２８，２９では、均一なガラスが得られなかった。

次に、サンプル１７，２７，２８，２９以外のガラス粉末に、バインダ樹脂としてエチルセルロース、溶剤としてブチルカルビトールアセテートおよびターピネオールを添加して、ガラスペーストを作製した。このガラスペーストを、前面ガラス基板上に形成された表示電極の上から均一の厚さに塗布した。塗布したガラスペーストを前面ガラス基板および表示電極とともに焼成（同時焼成）した。このようにして、厚さ約４０μｍの誘電体層を形成した。さらに、この誘電体層上に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を電子ビーム蒸着法によって蒸着した後、５００℃で焼成することによって、ＭｇＯからなる誘電体保護層を形成した。このようにして、図１および図２に示すようなＰＤＰの前面板を得た。

（背面板の作製）
次に、背面ガラス基板として、同じくフロート法で作製され、７９×１０^-7／℃の平均線熱膨脹係数を有する高歪点ガラスを用意した。このガラス基板上に、Ａｇからなるアドレス電極を形成した。次に、このアドレス電極上に、前面板で用いた誘電体層用酸化物ガラスの各サンプルを使用して、同様の方法で１５μｍの厚さの誘電体層を形成した。

次に、この誘電体層上に形成する隔壁用のガラス材料を準備した。まず、誘電体層に用いた酸化物ガラスと同様に、各元素の原子比が表１に示すようになるように原料を秤量、混合した。混合した原料を白金坩堝に入れ、１１００℃〜１２００℃の電気炉中で１時間溶融した。得られた融液を急冷して、ガラスフリットを得た（ただし、サンプル１７，２７，２８，２９の酸化物ガラスは除く。）。一部のサンプルについては、溶融時に炭酸バリウムを少量導入しながら撹拌することによって発泡させて、気泡を含有する酸化物ガラスとした。これらのガラスをボールミルで粉砕して、ガラス粉末を作製した。また、一部のサンプルについては、ガラス粉末の一部に、白色の酸化物フィラーとしてＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃の粉末を、ガラス粉末に対して５ｗｔ％添加した。

以上のように作製した隔壁用のガラス材料（通常の酸化物ガラス、気泡を含有する酸化物ガラス、白色酸化物フィラーが添加された酸化物ガラス）に、バインダ樹脂としてエチルセルロースを、溶剤としてブチルカルビトールアセテートおよびターピネオールを加えて混合分散させて、隔壁用ガラスペーストを作製した。隔壁用のガラス材料の各サンプルを表２に示す。母ガラス組成のＮｏ．は、表１の各サンプルＮｏ．と対応したものである。したがって、誘電体層を作製する際に均一ガラス化しなかったサンプル１７，２７，２８，２９は、隔壁用のガラス材料としても用いなかった。

各サンプルの隔壁用ガラスペーストを、背面ガラス基板上に形成された誘電体層上に均一の厚さで塗布した。塗布した隔壁用ガラスペーストを乾燥させた後、フォトレジストを全面に塗布し、隔壁形成用マスクパターンを用いて露光を行い、現像後、公知のサンドブラスト法にて隔壁パターンを形成した。この隔壁パターンを焼成して、背面ガラス基板上に隔壁を形成した。

次に、互いに隣接する隔壁間に、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅｕからなる赤色蛍光体、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎからなる緑色蛍光体およびＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕからなる青色蛍光体をインクジェット法にて塗布し、焼成後、蛍光体層を形成した。

なお、本実施例においては、隔壁に用いたガラス材料の母ガラス組成を誘電体層に用いられているガラス材料の組成と一致させて、すなわち、表１の誘電体層用の酸化物ガラスを用いて誘電体層を形成し、それと同じＮｏ．の表２に示された隔壁用のガラス材料を用いて隔壁を形成して、背面板を作製した。
（ＰＤＰの作製）
表１および表２のガラスを用いて作製した前面板と背面板とを、表示電極の長手方向とアドレス電極の長手方向とが互いに直交するような向きに対向させて配置し、封着部材(低融点ガラス)を用いて互いに接合した。放電空間のガスを排気した後、Ｘｅ１５ｖｏｌ％およびＮｅ８５ｖｏｌ％からなる放電ガスを６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）の圧力で封入してパネルとした。さらに駆動回路を実装することによって、ＰＤＰを完成させた。なお、本実施例で作製したＰＤＰでは、前面板の誘電体層、背面板の誘電体層および隔壁に用いたガラス材料に、表１および表２に示した同じＮｏ．の材料を用いた。

次に、この駆動回路で、表示電極の放電電圧を１８０Ｖ、２００ＫＨｚとして、全白画像で駆動した時の消費電力を測定した。その結果を表３に示す。表３では、表１のサンプル１の酸化物ガラスを用いて誘電体層を形成し、かつ、表２のサンプル１のガラス材料を用いて隔壁を形成して作製したＰＤＰをサンプル１とした。このサンプル１のＰＤＰの消費電力を１００と規格化し、他のサンプルのＰＤＰの消費電力を測定してサンプル１のＰＤＰの消費電力と比較した。また、表示電極の放電電圧を２００Ｖで１００分間印加することによってパネルの加速寿命を調べ、表示性能に不具合が生じないかどうかを調べた。これらの結果も表３に示した。

以下に、本実施例における評価結果について説明する。

まず、表１に示すガラスの熱特性の評価方法について説明する。

作製したガラス粉末を用い、マクロ型示差熱分析計を用いて、軟化温度Ｔｓを測定した。また、熱重量分析により、３００℃〜６００℃間の重量減少ΔＷを測定した。また、作製したガラス粉末を再溶融して４ｍｍ×４ｍｍ×２０ｍｍのロッドを作製し、熱機械分析計を用いて、ガラス転移温度Ｔｇと、３０〜３００℃における熱膨張係数（平均線熱膨張係数）αを測定した。

表１および表２に示した比誘電率εは、作製したガラス粉末を再溶融して２０ｍｍ×２０ｍｍ×厚さ１ｍｍのガラス板を作製し、そのガラス板の表裏にＡｕを蒸着して電極を形成し、ＬＣＲメータにより、周波数１ｋＨｚ、２５℃にて比誘電率を測定することによって得た値である。なお、表２に示す隔壁用ガラスの比誘電率は、フィラーを含むサンプルについては、フィラーが添加された状態のガラス板を作製して測定した値である。なお、表中において、ガラス転移温度Ｔｇと軟化温度Ｔｓの単位は℃、熱膨張係数αの単位は×１０^-7／℃、加熱重量減少ΔＷの単位は質量％である。

表１に示す酸化物ガラスについて、ＫとＢｉの含有率を５原子％に固定し、Ｂの含有率を増加、Ｚｎ＋Ｓｉの含有率を減少させていったサンプル１〜８，１０では、Ｂの増加に伴い比誘電率εが低下した。ただし、同時にガラス転移温度Ｔｇも低下し、Ｂ＝９０原子％となるＮｏ．１０では４６５℃未満となった。一方、Ｚｎが多くＢが比較的少ないサンプル１〜４は、比誘電率εが８を超える程大きく、低消費電力化には向いていなかった。サンプル１〜４，６，７では、Ｚｎのみ減少させ、Ｓｉの含有率を一定としている。Ｓｉの含有率とＺｎの含有率とを入れ替えたサンプル４とサンプル５とを比較すると明らかなように、Ｓｉの含有率が高いサンプル５では、比誘電率εが低くなるが、軟化温度Ｔｓが高くなった。このため、表３に示すように、サンプル５のガラスを用いたＰＤＰについては、加速寿命において不良が発生した。Ｚｎが１５原子％以下となるサンプル６〜８は、比誘電率εが８以下、軟化温度Ｔｓも５８０℃以下で、かつ、ガラス転移温度Ｔｇも４６５℃を超え、熱膨張係数αも適切で、ＰＤＰ用に適していた。しかし、ＳｉおよびＺｎの両方が含まれない（Ｓｉ＋Ｚｎ＝０）サンプル９では、ガラス転移温度Ｔｇが４６５℃未満となり、パネルの加速寿命試験（表３参照）でもＰＤＰ用には適さなかった。Ｂが５５原子％で、ＳｉおよびＺｎの含有率がそれぞれ１５原子％のサンプル１１，１２は、良好な特性が得られた。また、サンプル１１の比誘電率を、表１に示されている値と表２に示されている値とで比較するとわかるように、表１に示す誘電体層用のガラスを発泡させたガラスは、発泡前よりも、誘電率が３〜５％程度低いことがわかった。

以上を総合的に判断すると、誘電体層用の酸化物ガラスについては、Ｂの含有率は５５原子％以上８５原子％以下である必要性があり、より望ましくは６０原子％以上８５原子％以下、さらには７０原子％以上８５原子％以下が望ましい。

また、Ｂを７０原子％、ＫとＢｉをそれぞれ５原子％に固定し、ＺｎとＳｉの含有率を変化させたサンプル６とサンプル１３〜１６において、Ｓｉが２０原子％のＮｏ．１３は軟化温度Ｔｓが６００℃と高く、パネルの加速寿命試験でもＰＤＰ用には適さないことがわかった。また、Ｚｎが２０原子％のサンプル１６では、比誘電率が８を越え低消費電力化には向いていなかった。同様に、Ｓｉ＋Ｚｎが３０原子％を超えるサンプル１〜３も、比誘電率が８を超え低消費電力化には向いていなかった。

また、Ｂを７５原子％に固定し、ＫとＢｉとを同量としながら増加させ、その分ＺｎとＳｉを減少させたサンプル１７〜２１において、ＫとＢｉとが共に含まれない（Ｋ＋Ｂｉ＝０）サンプル１７は均一なガラスが得られず、パネルを作製することができなかった。ＫとＢｉの含有率の合計が少ないサンプル１８は、軟化温度Ｔｓが６０１℃と高かったため、パネルの加速寿命試験でＰＤＰ用には適さないことがわかった。また、ＫとＢｉの含有率の合計が多いサンプル２１は、ガラス転移温度Ｔｇが４５９℃と低かったため、パネルの加速寿命試験でＰＤＰ用には適さないことがわかった。これに対し、Ｋ＋Ｂｉが８〜１５原子％となる、サンプル１９および２０では、良好な特性が得られた。

また、ＳｉとＺｎの含有率をそれぞれ５原子％に固定し、Ｂｉを含まず、かつ、Ｋの含有率を変化させたサンプル２２〜２４では、ガラス転移温度Ｔｇがいずれも低く、しかも加熱時の重量減少ΔＷが大きかったため、パネルの加速寿命試験でＰＤＰ用には適さないことがわかった。

なお、以上のように軟化温度が高かったり、ガラス転移温度が低かったり、重量減少が多いガラスの場合、例えば、焼結不良箇所が生じたり歪みが残ったりすることがある。したがって、このようなガラスをＰＤＰに用いると、絶縁不良箇所が生じやすくなったり、点灯しないセルが増加しやすくなったりするので、上記のパネルの加速寿命試験で得られたような結果になるものと考えられる。

また、ＳｉとＺｎの含有率をそれぞれ５原子％に固定し、Ｋを含まず、かつ、Ｂｉの含有率を変化させたサンプル２７〜２９では、均一なガラスが得られなかったため、パネルを作製することができなかった。

また、Ｂ、ＳｉおよびＺｎの含有率を固定し、ＫとＢｉの含有率を変化させた、サンプル７，２４〜２７を比較すると、ＫとＢｉを共存させたサンプル７，２５，２６において、均一なガラスが得られるとともに、加熱による重量減少ΔＷも小さくなり、他の特性も良好なＰＤＰが得られた。

次に、サンプル７のＫをＮａに全量置き換えたサンプル３０、および半量置き換えたサンプル３１では、サンプル７に比べてやや熱膨張係数αが低下し、比誘電率εが増加し、軟化温度が低下したが、その変化は大きなものではなく、Ｋの代用としてＮａ使用可能であることがわかった。しかし、一般的に、ＮａはＫに比べて熱膨張係数αが小さくなりやすく、黄変を生じやすい傾向があるため、アルカリ金属成分としては、ＮａよりもＫを含有することが望ましい。

以上の結果を勘案すると、軟化温度Ｔｓおよび比誘電率εが十分に低く、かつ熱膨張係数αが最も適当なのは、Ｂの含有率が７５〜８５原子％付近であった。また、アルカリ金属成分が少ない方が黄変の発生を抑制できることを考慮すると、黄変抑制の点からは、サンプル７，８が好ましいと考えられる。

なお、表１に示す以外にも、種々の組成の組み合わせを検討したが、いずれの場合にも、Ｂ＝５５〜８５原子％、Ｓｉ＝０〜１５原子％、Ｚｎ＝０〜１５原子％、Ｓｉ＋Ｚｎ＝５〜３０原子％、Ｋ＋Ｎａ＝１〜１０原子％、Ｂｉ＝１〜１０原子％、Ｋ＋Ｎａ＋Ｂｉ＝８〜１５原子％の範囲で組成を調整することによって、８．０以下の比誘電率ε、４６５℃以上のガラス転移温度Ｔｇ、５９５℃以下の軟化温度Ｔｓ、６０〜９０×１０^-7／℃の熱膨張係数α、０．１質量％以下の重量減少ΔＷを併せ持つ、良好な特性のガラスが得られた。

また、上記のガラスを用いて作製したＰＤＰについて総合的に判断すると、サンプル６，７，８，１１，１２，１４，１５，１９，２０，２５，２６，３０，３１のＰＤＰは、誘電体層の比誘電率が５．９〜７．７、隔壁の比誘電率が６．１〜７．５と低かった。また、これらのＰＤＰに用いた酸化物ガラスは、軟化温度は５９３℃以下であるためフロート法で作製された一般に入手可能なガラス基板が使用でき、かつ、このガラス基板の熱膨張係数にマッチングした６８×１０^-7〜７８×１０^-7／℃の熱膨張係数を有し、かつ、焼成による重量減少が少なかった。したがって、この酸化物ガラスを誘電体層と隔壁に使用したＰＤＰは、消費電力が少なく、２００Ｖの過電圧で１００分間駆動させても、誘電体絶縁破壊やＡｇマイグレーションによる駆動回路や画像の不具合の少ない、信頼性の高い結果が得られた。

［実施例２］
実施例２では、実施例１でパネル特性の良好なＢ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｂｉ−Ｋ系ガラスにおいて、アルカリ土類金属酸化物（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａの酸化物）を添加した場合に得られる効果について実験した。

実施例１と同様の方法で、各元素の原子比が表４に示すとおりであるガラス粉末、ガラスロッドおよびガラス板を作製し、実施例１と同様の方法で、ガラス転移温度Ｔｇ、軟化点Ｔｓ、熱膨張係数α、比誘電率εを測定した。結果を表４に示す。

表４より明らかなように、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒまたはＢａを加えることによって、軟化温度Ｔｓをあまり上昇させることなく、ガラス転移温度Ｔｇを上昇させることができ、Ｔｇ＝４８０℃以上とすることができた。しかし、これらアルカリ土類金属成分の添加に伴い、比誘電率εと軟化温度Ｔｓも上昇するので、添加量は５原子％以下に抑えるとよいことが分かった。また、添加したアルカリ土類金属の種類で比較すると、ガラス転移温度Ｔｇを４８０℃以上とするのに必要な添加量は、Ｃａが最も少ないことが確認された。また、Ｃａを添加した場合は、比誘電率εの増加も小さかった。したがって、アルカリ土類金属を添加する場合は、Ｃａを添加することが望ましい。

なお、表４に示す以外のＢ：Ｓｉ：Ｚｎ：Ｂｉ：Ｋ比においても、同様のアルカリ土類金属の添加効果を検討したが、いずれも同様の効果が得られた。また、複数種類のアルカリ土類金属の同時添加を検討したところ、平均的な効果が示された。なお、ここでいう平均的な効果とは、複数種類のアルカリ土類金属が添加された場合は、各元素の含有率に応じて、各元素特有の効果が表れるということである。アルカリ土類金属を複数種類添加する場合でも、含有率の合計を５原子％以下とすると良好な結果が得られた。

特に、表４中のサンプル１０１〜１２５のガラスは、比誘電率が６．６〜７．２と低かった。さらに、ガラスの軟化点が５９３℃以下であるため、フロート法で作製されて一般に入手可能なガラス基板が使用できることが確認された。さらに、このように一般に入手可能なガラス基板の熱膨張係数にマッチングした７２×１０^-7〜８０×１０^-7／℃の熱膨張係数を有し、焼成により化学的に重量減少の少ないガラスであることも確認できた。これにより、このガラスをＰＤＰの誘電体層および隔壁に使用したパネルは、実施例１のサンプル６，７，８，１１，１２，１４，１５，１９，２０，２５，２６，３０，３１と同様に、消費電力が少なく、２００Ｖの過電圧で１００分間駆動させる加速寿命試験でも良好な結果が得られた。

［実施例３］
実施例３では、実施例１でパネル特性の良好なＢ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｂｉ−Ｋ系ガラスにおいて、ＭｏおよびＷを添加した場合に得られる黄変抑制効果について実験した。本実施例では、Ａｇ電極を被覆する誘電体層を、ＭｏおよびＷのうち少なくとも一方を０．０５原子％〜５原子％添加した上記組成のガラスを用いて形成し、ガラス基板に発生する黄変について確認した。

実施例１と同様の方法で、各元素の原子比が、Ｓｉ：Ｚｎ：Ｂｉ：Ｋ：Ｃａ＝３．９：４．９：４．９：５．９：２となり、かつ、Ｂ、ＭｏおよびＷが表５に示す比率となるガラス粉末を作製し、さらに、ガラスロッドおよびガラス板を作製した。実施例１と同様の方法で、ガラス転移温度Ｔｇ、軟化温度Ｔｓ、熱膨張係数α、比誘電率εを測定した。また、比較例のため、ＭｏおよびＷを共に含まず、かつ、Ｂ：Ｓｉ：Ｚｎ：Ｋ：Ｃａ＝８０：２：５：１１：２となるガラス試料も作製した。なお、表５では成分の合計が１００％とならないが、これは、残部が上記原子比で添加されたＳｉ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｋで占められるためである。

次に、上記ガラス粉末に、バインダ樹脂であるエチルセルロースと溶剤であるα−テルピネオールとを、３本ロールで混合および分散させてガラスペーストを得た。

次に、厚さ２．８ｍｍの平坦なソーダライムガラス（耐熱温度：６００℃、熱膨張係数：８２．７×１０^-7／℃（３０℃〜３００℃））からなるガラス基板の主面上に、ＩＴＯの材料をＰＤＰの前面ガラス基板の所定パターンで塗工して、乾燥炉内で乾燥させた。これにより、ＩＴＯ膜付きガラス基板を得た。このＩＴＯ膜付きガラス基板に対し、Ａｇ粉末と有機ビヒクルとの混合物であるＡｇペーストを、ＩＴＯ膜に重なるようにスクリーン印刷法でライン状に塗工した。そして、ガラス基板全体を加熱して、Ａｇペーストを焼成し、電極付きガラス基板とした。

この電極付きガラス基板に対し、予め調製しておいたガラスペーストをブレードコーター法にて塗工した。その後、電極付きガラス基板を雰囲気温度９０℃の焼成炉内に３０分間保持してガラスペーストを乾燥させ、軟化温度＋１０℃の雰囲気温度で１０分間焼成することにより誘電体層を形成した。そして、作製した電極付きガラス基板の裏面側（電極のない側）において、色彩色差計を用いて反射色を測定した。なお、測定には自然光を用い、基準となる白色板により補正した。結果を表５に示す。

表５中に示すａ^*およびｂ^*は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*表色系に基づく。ａ^*値は、プラス方向に大きくなると赤色が強まり、マイナス方向に大きくなると緑色が強まることを示す。ｂ^*値は、プラス方向に大きくなると黄色が強まり、マイナス方向に大きくなると青色が強まることを示す。一般に、ａ^*値が−５〜＋５の範囲であり、かつｂ^*値が−５〜＋５の範囲であれば、問題となるほどのパネルの着色は観測されない。また、ｂ^*値が＋５を越えていても、この色をキャンセルするために、添加により青色を呈するＣｕ、Ｃｏ、Ｔｉ等をガラスに加えたり、あるいはカラーフィルターを用いたりすることにより、正常な色目に戻すことが可能である。しかしながら、ｂ^*値が１０を越えると、より色の濃い着色剤やフィルターを用いる必要が生じ、その結果、トータルとしてのガラスの透過率を低下させることになり、好ましくない。したがって、ｂ^*は、＋１０以下であれば問題はなく（ただし、より低い値であることが望ましい）、＋５以下であることが望ましい。

ＭｏとＷとのいずれも添加していないサンプル２０１と、他の成分はほぼ同量であるがＫを多量に含みＢｉを含まない比較例とを比べると、比較例の方が、誘電率が若干低いもののｂ^*の値は明らかに高く、サンプル２０１についてはｂ^*が１０以下であった。すなわち、サンプル２０１のガラス組成では、Ｂｉを含まずアルカリ金属のみを含む従来材料と比較して（実施例１のサンプル２２〜２４と比較して）、実施例１で述べたように、ガラス転移温度が高く、加熱時の重量減少が少ないとともに、黄変が生じにくい（あるいはその程度が低い）という特徴があった。

次に、Ｍｏおよび／またはＷを添加したサンプル２０２〜２１８では、ＭｏおよびＷの添加量が増加していくにつれてｂ^*値が低下し、０．１原子％以上でｂ^*値が５．０以下となって、黄変が抑制された。しかし、さらに添加量を増加させると、ｂ^*値も再度上昇しはじめ、添加量５原子％に達すると無添加の場合を越えた。これは、Ａｇコロイドの析出による黄変現象自体は生じにくくなるが、ＭｏやＷ自体がガラスを着色してしまうためと考えられる。したがって、Ｍｏおよび／またはＷの添加量としては、０．１原子％以上５原子％未満が好ましく、０．１原子％以上３原子％以下とすることがさらに好ましい。

なお、表５に示した組成に限定されず、本発明の組成範囲内において、母ガラスの主組成比の異なるものや、これにＭｏやＷを添加したものについて、同様の評価を行ったが、いずれの場合もｂ^*値は比較的小さく、さらにＭｏやＷの添加によりｂ^*値を容易に５以下とすることができることも確認できた。

また、表５に示すサンプル２０１〜２１８は、比誘電率が６．８〜７．３と低く、ガラスの軟化点５９３℃以下で、フロート法で作製されて一般に入手可能なガラス基板が使用でき、かつ前記ガラス基板の熱膨張係数にマッチングした、７２×１０^-7〜８０×１０^-7／℃の熱膨張係数を持ち、焼成により化学的に重量減少の少ない酸化物ガラスであった。したがって、この酸化物ガラスをＰＤＰの誘電体層と隔壁に使用したパネルは、実施例１と同様に、消費電力が少なく、２００Ｖの過電圧で１００時間駆動させても誘電体層の絶縁破壊や駆動回路の不具合が少なく信頼性が高い結果に加えて、黄変の発生が問題とならないことが確認された。

本発明のプラズマディスプレイパネルは消費電力の低減と信頼性向上が実現できるため、大型化および高精細化されたプラズマディスプレイパネルに好適に用いられる。

本発明のプラズマディスプレイパネルの一例の構成を示す部分切り取り斜視図である。図１の断面図である。本発明のプラズマディスプレイパネルの別の例を示す断面図である。

符号の説明

１前面板
２前面ガラス基板
３透明導電膜
４バス電極
５表示電極（第１の電極）
６誘電体層
７誘電体保護層
８背面板
９背面ガラス基板
１０アドレス電極（第２の電極）
１１誘電体層
１２隔壁
１３蛍光体
１４放電空間
１５第１の誘電体層
１６第２の誘電体層

Claims

第１の電極が設けられた前面板と、前記第１の電極と交差するように第２の電極が設けられており、かつ、前記前面板と対向して配置された背面板と、前記第１の電極および前記第２の電極から選ばれる少なくとも１つの電極を被覆する誘電体層と、放電空間を形成するために前記前面板と前記背面板との間に配置された隔壁と、を含むプラズマディスプレイパネルであって、
前記誘電体層および前記隔壁から選ばれる少なくとも１つが酸化物ガラスを含み、
前記酸化物ガラスにおいて、酸素（Ｏ）を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％とした場合に、前記酸化物ガラスに含まれるＢ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｋ、ＮａおよびＢｉの含有率が以下の範囲にあるプラズマディスプレイパネル。
Ｂ：５５〜８５原子％
Ｓｉ：０〜１５原子％
Ｚｎ：０〜１５原子％
Ｋ：０〜１０原子％
Ｎａ：０〜１０原子％
Ｂｉ：１〜１０原子％
Ｓｉ＋Ｚｎ：５〜３０原子％
Ｋ＋Ｎａ：１〜１０原子％
Ｋ＋Ｎａ＋Ｂｉ：８〜１５原子％
前記酸化物ガラスは、さらに、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種を含んでおり、
前記酸化物ガラスにおいて、酸素（Ｏ）を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％とした場合に、前記酸化物ガラスに含まれるＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａの含有率の合計が、５原子％以下である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記酸化物ガラスは、さらに、ＭｏおよびＷから選ばれる少なくとも一方を含んでおり、
前記酸化物ガラスにおいて、酸素（Ｏ）を除く他の元素の含有率の合計を１００原子％とした場合に、前記酸化物ガラスに含まれるＭｏおよびＷの含有率の合計が、５原子％未満である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記酸化物ガラスの比誘電率が、５．９〜７．７である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記隔壁が前記酸化物ガラスを含み、
前記隔壁に含まれる前記酸化物ガラスが気泡を含有する請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記隔壁が前記酸化物ガラスとフィラーとを含み、
前記フィラーの材料が、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃から選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
前記隔壁が前記酸化物ガラスを含み、
前記隔壁の比誘電率が、６．１〜７．５である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。