JP3558160B2 - ガス放電表示パネルの電極構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＣ駆動型のガス放電表示パネルの電極構造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＤＣ駆動型のガス放電表示パネルはＮｉ、Ａｌ等の導電性材料が陰極として用いられた。最近では、導電性材料の陰極基体の表面にＬａＢ６と絶縁体であるＢａＡｌ２Ｏ４を混合した物質を被覆する陰極の構造（特開平７−２３０７７０号公報）が提案されている。
【０００３】
図３ａ及び図３ｂは上記従来例のガス放電表示パネルの構造を示す模式図である。このガス放電表示パネルはプラズマアドレス表示装置（特開平１−２１７３９６号公報）に特開平７−２３０７７０号公報の電極構造を適用したものである。このガス放電表示パネルは表示セル１と放電セル２と両者の間に介在する厚み５０μｍのガラスシートからなる共通の薄板ガラス３とを積層したフラットパネル構造を有する。
【０００４】
表示セル１は透明ガラスからなる前面板４を用いて構成されており、片面に図示しないカラーフィルタ及び信号電極７が順次積層形成された前面板４と、前面板４の片面側に設けられた薄板ガラス３とが、スペーサ１７を介して所定の間隔で接着され、その間隙内が液晶層６で満たされている。信号電極７は、例えば酸化インジウム・酸化スズからなるＩＴＯ電極材料を放電セルの隔壁８とは直交する方向に、カラーフィルタの各色素列の直上に配置し、各色素列（カラーフィルタ）と略同一寸法となるように、上記カラーフィルタ上に例えば蒸着法やスパッタリング法によって形成した後、フォトリソグラフィによりパターン化されたものである。
【０００５】
放電セル２は透明ガラスからなる背面板５を用いて構成されており、背面板５上には陽極１１と陰極１２が放電空間１０内に露出して形成されている。陰極１２は、図３ｂに示すようにバス電極１３と被覆電極１４から成り、バス電極１３及び陽極１１はＡｇ、被覆電極１４はＬａＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合物で構成される。なお、隔壁８は陽極１１上に沿って形成されている。さらに周縁部において前面板４及び背面板５の片面が相互に向かい合う状態であり、薄板ガラス３は片面に複数の隔壁、陽極、陰極が形成された背面板５と、シール材９を用いて気密接合される。
【０００６】
また、前面板４と背面板５のそれぞれ上記片面とは反対側の他面には図示しない互いに直交する偏光板が配されている。
【０００７】
以上より、上記ガス放電表示パネルは背面板５及び前面板４を薄板ガラス３を介して互いに結合し、薄板ガラス３、背面板５、複数の隔壁８によって形成される複数の放電空間１０内に、イオン化可能なガスを封入することで製造される。ここで、イオン化可能なガス種として例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン及びこれら混合ガスが封入される。
【０００８】
以上の構成において、例えば、放電空間１０に対応する陽極１１及び陰極１２間に所定の電圧が印加されると、陽極１１及び陰極１２がそれぞれアノード、カソードとして作用し、放電空間１０の部分のガスが選択的にイオン化されてプラズマ放電が発生し、その内部は略アノード電位に維持される。この状態で、信号電極７にデータ電圧が印加されると、放電空間１０に対応する画素の液晶層６に薄板ガラス３を介してデータ電圧が書き込まれる。プラズマ放電が終了すると、放電空間１０は浮遊電位となり、対応する画素の液晶層６に書き込まれた電圧は、次の書き込み期間（例えば１フレーム後）まで保持される。この時、放電空間１０はサンプリングスイッチとして機能し、各画素の液晶層６はサンプリングキャパシターとして機能している。各画素の液晶層６に対して信号電極７から書き込まれたデータ電圧によって液晶が動作することから画素単位で表示が行われる。従って、プラズマ放電を発生させて列方向に並ぶ複数の画素の液晶層６にデータ電圧を書き込む一対の放電空間を行方向に順次走査していくことで、二次元画像の表示を行うことができる。
【０００９】
図４も上記従来例のガス放電表示パネルの構造を示す模式図である。このガス放電表示パネルはＤＣ駆動型のプラズマディスプレイパネル（特開平８−３３５４３９号公報、以下、ＤＣ−ＰＤＰと記す）であり、陰極材料として内層にＡｇ、外層にＡｌを用いた２層構造の例を示している。このガス放電表示パネルはガラスからなる平板状の背面板５と前面板４とが互いに平行かつ対向して配設され、この両基板４、５はその間に設けられた隔壁８により一定の間隔に保持されている。また、前面板４の背面側には陰極１２が設けられており、さらに前記陰極はバス電極１３と被覆電極１４の２層構造を有している。背面板５の前面側には陽極１１が陰極１２と直交するようにして設けられている。さらに、背面板５及び隔壁８の壁面にはそれぞれの発光色に対応した蛍光体１８が形成される。したがって前面板４と背面板５と隔壁８に囲まれる放電空間１０が形成され、放電空間１０にイオン化可能なガスが封入される。また、イオン化可能なガス種として例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン及びこれら混合ガスが封入される。
【００１０】
このＤＣ−ＰＤＰでは、陰極と陽極の間に図示しない直流電源から所定の電圧を印加することにより放電が行われる。そして、この放電により生じる紫外線により蛍光体１８が励起され、蛍光体の種類に応じた発光色を備えた光が、前面板４を透過して外部に放射される。この結果、表示面として前面板４に二次元画像が表示される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＤＣ駆動型ガス放電表示パネルの放電セル構造（特開平７−２３０７７０号公報）には以下の課題がある。
【００１２】
特開平７−２３０７７０号公報において被覆電極に耐スパッタ性に優れるＬａＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４を混合した材料を用いた電極構造が開示されている。発明者達は、上記発明を元に種々の検討を重ねた結果、放電過程においてＬａＢ６が積極的に放電に寄与し、ＢａＡｌ２Ｏ４はほとんど放電に寄与していないことを確認した。すなわちＬａＢ６のみで構成される被覆電極と比較し、ＬａＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４を混合した材料を用いた電極構造は放電空間に露出する被覆電極表面の放電に寄与する領城（二次電子放出に優れるＬａＢ６占有分）が狭くなるため放電電流が減少し、陰極の劣化抑制に効果があることを我々は新たに見出した。
【００１３】
しかしながら、上記発明において誘電体であるＢａＡｌ２Ｏ４の混合割合を増やし放電電流を制限するほど、放電空間とバス電極間を結ぶ導電性粒子の連鎖が途切れ易く、導通路が確保され難い。その結果、陰極膜内部で電位差が生じアーク放電が発生する。特に陰極の活性化工程（初期エージング）中が顕著であり、アーク放電の発生した場所では陰極の劣化が助長される。初期エージング後も、初期エージング時のアーク放電により陰極の劣化した部分と正常に初期化された部分では放電特性が異なるため、放電の均一性に欠け、被覆電極全体が正常に活性化されたものより陰極の劣化が早い。
【００１４】
したがって、特開平７−２３０７７０号公報において示されるように電流を制限することでスパッタリングエネルギーを滅らし陰極の劣化を低減しても、アーク放電に起因する陰極の劣化が助長され、パネル寿命を大幅に改善することは困難である。更に放電の均一性が損なわれ安定した表示品位が得難い。
【００１５】
そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、導電性粒子と絶縁性粒子の混合物からなる被覆電極を、放電電流を制限しスパッタによる陰極の劣化を低減する放電層と、放電層とバス電極間の電気的導通を確保することでアーク放電を抑制し陰極の劣化を低減する導通層で構成することで、放電電流を制限し陰極の劣化を抑制したまま、バス電極と放電空間との導通路を確保し、アーク放電による陰極の劣化及び放電の不均一性を改善し、画面全域が安定且つ低電圧で放電し、長寿命なガス放電表示パネルを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス放電表示パネルは、放電空間に露出した陽極と陰極を、該放電間隔を隔てて基板上に平行に配置し、この陽極と陰極を気密容器内にイオン化可能なガスと共に封入してなるガス放電表示パネルにおいて、該陰極は該基板上に設けられた導電性材料からなるバス電極と、該バス電極の該放電空間側に設けられた被覆電極との少なくとも２層を有し、該被覆電極は導電性粒子と絶縁性粒子を含有し、該被覆電極の一部或いは全体が、前記放電空間に表面が露出する放電層と、該放電層と前記バス電極との間において該バス電極と該放電層との電気的導通を確保するために設けられた導通層の２層からなり、前記導電性粒子と前記絶縁性粒子の混合割合が、該放電層において両粒子の総体積に対して該導電性粒子の体積が２０％以上かつ５０％未満であり、該導通層において両粒子の総体積に対して該導電性粒子の体積が５０％以上かつ１００％未満であることを特徴とする。１つの実施態様では導電性粒子と絶縁性粒子が放電層と導通層でそれぞれ同一物質である。１つの実施態様では放電層を構成する導電性粒子の連鎖が放電層の膜厚方向に２〜１０連鎖相当の膜厚を有する。１つの実施態様では導電性粒子は希土類元素Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ，Ｎｄ，Ｃｅの六ホウ化物又は四ホウ化物のいずれかであり、絶縁性粒子は、ＢａＡｌ2Ｏ3またはＡｌ2Ｏ3又はＬａ2Ｏ3のいずれかからなる。１つの実施態様ではガス放電表示パネルが液晶層を有するプラズマアドレス表示装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のガス放電表示パネルについて、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において図面の各部の寸法の比は必ずしも正確なものではない。
【００１８】
図１ａ及び図１ｂはプラズマアドレス表示装置に本発明を適用した第一の実施形態であり、本発明に係わる放電表示パネルの放電セルおよびその形成方法について説明する。なお、実際には薄板ガラス３の上に表示セル１が存在するが、図１ａは表示セル１を省略している。
【００１９】
図１ａに示すガス放電表示パネルの放電セル２の形成方法について説明する。先ず最初に洗浄及びアニール処理をした背面板５上にＡｇを主成分とする感光性電極ぺースト（デュポン製ＤＣ２０６）を使用し、スクリーン印刷法で１層べた印刷した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。その後、所定の条件で、露光、現像、乾燥を行ないパターンニングした後、焼成を行ない、陽極１１及びバス電極１３を形成する。本実施例では焼成後でバス電極１３は幅１００μｍ、膜厚５μｍ、陽極１１は幅４００μｍ、膜厚５μｍを得た。その材質としてＡｇを用いるが、例えばアルミニウム、ニッケル、銀−パラジウム等、従来の導電性材料を用いることもできる。なお、上記バス電極１３及び陽極１１は蒸着法、スパッタリング法などで薄膜を形成した後フォトエッチングでのパターンニングや、サンドブラスト法、スクリーン印刷法によるパターン印刷などの形成法を用いてもよい。
【００２０】
被覆電極１４は、放電空間に露出する電極表面において、放電に寄与する面積を狭くすることで放電電流を抑制する放電層１５と、放電層１５とバス電極１３の電気的導通を確保する導通層１６の２層から構成される。
【００２１】
上記放電層１５及び導通層１６とも高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子の混合物質からなり、各層により混合割合が異なる。
【００２２】
特に、放電時間の経過により、被覆電極１４の放電層１５が劣化し、導通層１６が露出した場合でも、放電特性の急激な変化を防止するため、上記２層においてそれぞれ導電性粒子と絶縁性粒子は同じ種、類を使用する方が望ましい。ここでは、上記被覆電極の形成が容易なサンドブラスト法による形成法を以下の方法で行なった。
【００２３】
陽極１１及びバス電極１３を形成した後に、被覆電極１４（導通層１６）形成のため下記のぺーストを使用し、スクリーン印刷法によって１層べた印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。
【００２４】
以下に、被覆電極１４（導通層１６）をサンドブラスト法で形成する際のぺースト組成を説明する。前記ぺーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤、更に樹脂の有機性添加物の混合物からなる。
【００２５】
粒子成分としては高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。導通層１６における上記粒子の混合比は放電層１５とバス電極１３の電気的導通を良好にするため、導電性粒子を絶縁性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ１００％未満であることが好ましい。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ９９％以下である。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ８０％以下である。
【００２６】
本実施例では導電性粒子としてＧｄＢ６と絶縁性粒子としてＢａＡｌ２Ｏ４を体積比２：１の割合で混合したものを使用する。
【００２７】
上記粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＧｄＢ６の他、ＬａＢ６、ＹＢ４等を用いても良い。更に絶縁性粒子は少なくとも低二次電子放出効率、耐スパッタ性であればよく、例えばＢａＡｌ２Ｏ４の他、Ａｌ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３などを用いても良い。
【００２８】
また、上記粒子の混合物の上記ぺーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００２９】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００３０】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００３１】
尚、前記有機金属はぺースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対して１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００３２】
更に、上記ぺーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００３３】
また、上記ぺースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン、フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００３４】
以上より、１つの実施態様において上記ぺーストの組成は、上記ぺーストに対して成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が２：１となるように、平均粒３μｍのＧｄＢ６粉末を４２重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を１８重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００３５】
更に被覆電極１４における放電層１５形成のため下記のぺーストを使用し、スクリーン印刷法によって１層べた印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。
【００３６】
以下に、放電層１５をサンドブラストで形成する際のぺースト組成を説明する。前記ぺーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤と、更に樹脂の有機性添加物との混合物からなる。
【００３７】
粒子成分は高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。上記粒子の混合比は放電空間に露出する電極表面において放電に寄与する領域（二次電子放出効率に優れた導電性粒子の占有分）を狭くすることで、放電電流を抑制するため、絶縁性粒子を導電性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が２０％以上５０％未満であることが望ましい。
【００３８】
本実施例では導電性粒子としてＧｄＢ６と絶縁性粒子としてＢａＡｌ２Ｏ４を体積比で１：２の割合で混合したものを使用する。
【００３９】
上記粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＧｄＢ６の他、ＬａＢ６，ＹＢ４等を用いても良い。更に絶縁性粒子は少なくとも低二次電子放出効率であればよく、例えばＢａＡｌ２Ｏ４の他、Ａｌ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３などを用いても良い。
【００４０】
また、上記粒子の混合物の上記ぺーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００４１】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００４２】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００４３】
尚、前記有機金属はぺースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対し１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００４４】
更に、上記ぺーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００４５】
また、上記ぺースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン、フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００４６】
以上より、１つの実施態様において上記ぺーストの組成は、上記ぺーストに対して粒子成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が１：２となるように、平均粒径３μｍのＧｄＢ６粉末を２２重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を３８重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００４７】
然る後、所定の条件でドライフィルムレジストをラミネート及び露光、現像、サンドブラストを行ないパターンニングした後、ドライフィルムレジストの剥離を行なうことで被覆電極１４を形成する。
【００４８】
本実施例では、膜厚２０μｍ（放電層１０μｍ、導通層１０μｍ）、幅１５０μｍを得た。特に放電層１５に関して、ある程度の導通路を確保するため、導電性粒子と絶縁性粒子の混合比にもよるが、本実施例は膜を構成する導電性粒子の連鎖が２〜１０程度の膜厚を有することが望ましい。
【００４９】
被覆電極１４の形成方法において、本実施例では高価で複雑な装置の必要がなく、しかも簡単な工程で形成できることからサンドブラスト法で形成しているが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、サンドブラスト法のほか、スクリーン印刷法、蒸着法、電着法、スパッタリング法、溶射法等の形成法を用いてもよい。また、本実施例は陰極１２がバス電極１３と被覆電極１４から構成されているが、陽極１１も同様な構造を有してもよい。
【００５０】
次に隔壁８を、低融点ガラス及び適当な充填剤を含む厚膜絶縁ぺースト（奥野製薬工業Ｇ３−２１２５）を使用し、スクリーン印刷法により形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では１１層印刷を行ない、膜厚２００μｍを得た。なお、隔壁８の形成にはサンドブラスト法などで形成してもよい。
【００５１】
その後、背面板５が熱変形を起こさない範囲の所定の温度、ここでは５８５℃で焼成することにより、隔壁８及び陽極１１、陰極１２が形成される。ただし、陽極１１、陰極１２、隔壁８の配置及び膜厚、寸法はこれらに限られず、従来の様々な構造を有する放電セル形状と同様であってもよい。また、ここでは放電セル構成物である陰極１２、陽極１１、隔壁８を形成した後に一斉に焼成を行なっているが、各放電セル構成物を形成する毎に個々に焼成を行なってもよい。
【００５２】
その後洗浄及びアニール処理をした薄板ガラス３を重ね、周辺部を低融点ガラスなどのシール材９で気密的に接合する。さらに、放電空間１０にイオン化可能なガスを封入して放電セル２を完成させる。本実施例にはイオン化可能なガス種としてキセノンを用いるが、その他ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びこれら混合ガスを封入してもよい。この放電セルは、ＤＣ駆動型のプラズマアドレス表示装置となるが、以上説明した放電セルに関する陰極構造、製造方法以外は従来技術と同様に製造される。
【００５３】
第二の実施の形態として、ＤＣ−ＰＤＰに本発明を適用した例を示す。図２ａ及び図２ｂに示すガス放電表示パネルの製造方法について以下説明する。洗浄及びアニール処理をした前面板４にスクリーン印刷法によりＡｇを主成分とする電極ぺースト（ナミックス製ＸＦＰ５３９２）を使用しバス電極１３を形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では２層印刷を行ない、幅１００μｍ、膜厚５μｍを得た。その他のバス電極材料として例えばアルミニウム、ニッケル、銀、銀−パラジウム等、従来の導電性材料を用いることもできる。なお、上記バス電極１３は蒸着法、スパッタリング法などで薄膜を形成した後、フォトエッチングでのパターンニングやサンドブラスト法等の形成法を用いてもよい。
【００５４】
被覆電極１４は、放電空間に露出する電極表面において、放電に寄与する面積を狭くすることで放電電流を抑制する放電層１５と、放電層１５とバス電極１３の電気的導通を確保する導通層１６の２層から構成される。
【００５５】
上記放電層１５及び導通層１６とも高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子の混合物質からなり、各層により混合割合が異なる。
【００５６】
特に、放電時間の経過により、放電層１５が劣化し、導通層１６が露出した場合でも、放電特性の急激な変化を少なくするため、上記２層においてそれぞれ導電性粒子と絶縁性粒子は同じ種類を使用することが望ましい。ここでは、上記被覆電極１４の形成が容易なスクリーン印刷法による形成法を以下の方法で行なった。
【００５７】
バス電極１３を形成した後に、被覆電極１４の導通層１６形成のため下記のぺーストを使用し、スクリーン印刷法により１層パターン印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では、膜厚１０μｍ、幅１２０μｍを得た。
【００５８】
以下に、導通層１６をスクリーン印刷法で形成する際のぺースト組成を説明する。前記ぺーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤、更に樹脂の有機性添加物の混合物からなる。
【００５９】
粒子成分としては高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。導通層１６における上記粒子の混合比は放電層１５とバス電極１３の電気的接触を良好にするため、導電性粒子を絶縁性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積が５０％以上かつ１００％未満であることが好ましい。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ９９％以下である。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ８０％以下である。
【００６０】
本実施例では、導電性粒子としてＬａＢ６、絶縁性粒子は混合しないものを使用する。
【００６１】
上記金属粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＬａＢ６の他、ＧｄＢ６、ＹＢ４等を用いても良い。
【００６２】
また、上記粒子の混合物の上記ぺーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００６３】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００６４】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００６５】
尚、前記有機金属はぺースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対して１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００６６】
更に、上記ぺーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００６７】
また、上記ぺースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン、フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００６８】
以上より、１つの実施態様において上記ペーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として平均粒径３μｍのＬａＢ６粉末を６０重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００６９】
更に被覆電極１４における放電層１５形成のため下記のペーストを使用し、スクリーン印刷法によって１層パターン印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では、膜厚２０μｍ、幅１４０μｍを得た。
【００７０】
以下に、被覆電極１４（放電層１５）をスクリーン印刷法で形成する際のペースト組成を説明する。前記ペーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤と、更に樹脂の有機性添加物の混合物からなる。
【００７１】
粒子成分は高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。上記粒子の混合比は放電空間に露出する電極表面において放電に寄与する領域（二次電子放出効率に優れた導電性粒子の占有分）を狭くすることで、放電電流を抑制するため、絶縁性粒子を導電性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積割合が２０％以上５０％未満であることが望ましい。
【００７２】
本実施例では導電性粒子としてＬａＢ６と絶縁性粒子としてＬａ２Ｏ３を１：２の割合で混合したものを使用する。
【００７３】
上記粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＬａＢ６の他、ＧｄＢ６、ＹＢ４等を用いても良い。更に絶縁性粒子は少なくとも低二次電子放出効率であればよく、例えばＬａ２Ｏ３の他、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＡｌ２Ｏ４などを用いても良い。
【００７４】
また、上記粒子の混合物の上記ペーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００７５】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００７６】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００７７】
尚、前記有機金属はペースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対し１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００７８】
更に、上記ペーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は金属粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００７９】
また、上記ペースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン・フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００８０】
以上より、上記ぺーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として体積比でＬａＢ６とＬａ２Ｏ３の混合比が１：２となるように、平均粒径３μｍのＬａＢ６粉末を２０重量％、平均粒径２μｍのＬａ２Ｏ３粉未を４０重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００８１】
本実施例では、膜厚２０μｍ（放電層１０μｍ、導通層１０μｍ）、幅１５０μｍを得た。特に放電層１５に関して、ある程度の導通路を確保するため、導電性粒子と絶縁性粒子の混合比にもよるが、本実施例では膜を構成する導電性粒子の連鎖が２〜１０相当の膜厚であることが望ましい。
【００８２】
被覆電極１４の形成方法において、本実施例では高価で複雑な装置の必要がなく、しかも簡単な工程で形成できることからスクリーン印刷法で形成しているが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、スクリーン印刷法のほか、サンドブラスト法、蒸着法、電着法、スパッタリング法、溶射法等の従来の形成法を用いてもよい。また、本実施例は陰極１２がバス電極１３と被覆電極１４から構成されているが、陽極１１も同様な構造を有してもよい。
【００８３】
洗浄及びアニール処理された背面板５には前面板４の陰極１２と直行する方向に陽極１１が形成される。陽極１１はスクリーン印刷法によりＡｇを主成分とする電極ぺースト（ナミックス製 ＸＦＰ５３９２）を使用し形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では１層印刷を行ない、幅１００μｍ、膜厚１０μｍを得た。その他の陽極材料として例えばアルミニウム、ニッケル、銀、銀−パラジウム等、従来の導電性材料を用いることもできる。なお、上記陽極は蒸着法、スパッタリング法などで薄膜を形成した後、フォトエッチングでのパターンニングやサンドブラスト法等の従来の形成法を用いてもよい。
【００８４】
次に、隔壁８を陽極１１の間の背面板５上に、低融点ガラス及び適当な充填剤を含む厚膜絶縁ペースト（奥野製薬工業Ｇ３−２１２５）を使用し、スクリーン印刷法により形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では１０層印刷を行ない、幅１５０μｍ、膜厚２００μｍを得た。なお、隔壁８の形成にはサンドブラスト法など従来の方法で形成してもよい。次に、背面板５や隔壁８の側面にスクリーン印刷法によりそれぞれの表示色に対応する蛍光体１８を塗布する。
【００８５】
その後、前面板４及び背面板５が熱変形を起こさない範囲の所定の温度、ここでは５８５℃で焼成することにより、隔壁８及び陽極１１、陰極１２が形成される。ただし、陽極１１、陰極１２、隔壁８の配置及び膜厚、寸法はこれらに限られず、従来の様々な構造を有する放電セル形状と同様であってもよい。また、ここでは放電セル構成物である陰極１２、陽極１１、隔壁８、蛍光体１８を形成した後に一斉に焼成を行なっているが、各放電セル構成物を形成する毎に個々に焼成を行なってもよい。
【００８６】
その後、前面板４上の陰極１２と背面板５上の陽極１１が向かい合うように前面板４と背面板５を重ね、周辺部を低融点ガラスなどのシール材９で気密的に接合する。さらに、放電空間１０にイオン化可能なガスを封入して本実施例におけるガス放電表示パネルが完成する。本実施例にはイオン化可能なガス種としてＸｅを用いるが、その他ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びこれら混合ガスを封入してもよい。
【００８７】
第三の実施の形態として、第１の実施の形態において被覆電極１４（導通層１６及び放電層１５）を構成するバインダーに、熱工程により絶縁性金属酸化物となる有機金属を適用した例を示すものであり、以下に被覆電極１４を形成する際に用いるペーストを示す。
【００８８】
被覆電極１４（導通層１６）を形成する際に用いるペーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が２：１となるように、平均粒径３μｍのＧｄＢ６粉末を３８重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を２２重量％、有機アルミニウムを２５重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各５重量％、エチルセルロース系樹脂を５重量％含有するものを使用する。
【００８９】
被覆電極１４（放電層１５）を形成する際に用いるペーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が１：２となるように、平均粒径３μｍのＧｄＢ６粉末を２２重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を３８重量％、有機アルミニウムを２５重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各５重量％、エチルセルロース系樹脂を５重量％含有するものを使用する。
【００９０】
なお、上記被覆電極１４を形成する際に用いるペースト組成以外の、材料、構造、形成法等は第一の実施の形態と同一でありここでは省略する。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、被覆電極を、放電電流を制限しスパッタによる陰極の劣化を低滅する放電層と、放電層とバス電極間の電気的導通を確保することでアーク放電を抑制し陰極の劣化を低減する導通層の２層構造とし、上記放電層及び導通層を構成する高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子を、放電層で両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が２０％以上５０％未満であり、導通層で両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上１００％未満の混合比で構成することで以下の効果がある。
【００９２】
▲１▼放電空間に露出する被覆電極表面（放電層）とバス電極間の導通路が良好になりアーク放電が減少した。特に初期エージング時に多発するアーク放電が顕著に減り、初期エージングが容易になる。
【００９３】
▲２▼したがって、初期エージング時のアーク放電による局所的な陰極の劣化が抑制され、初期エージング後の放電の均一性が向上する。
【００９４】
▲３▼さらに、初期エージング後の電極表面状態が均一になることで、放電時間の経過に伴う陰極の劣化が低減された。その結果、スパッタ飛散物の付着による透過率劣化が抑制されパネル寿命が改善される。
【００９５】
▲４▼放電空間に露出する被覆電極表面において放電に寄与する領域（二次電子放出効率に優れた導電性粒子の占有割合）を狭くすることで、放電電流を低減し放電時間の経過に伴う陰極の劣化が低減された。その結果、スパッタ飛散物の付着による透過率劣化が抑制されパネル寿命が改善される。
【００９６】
▲５▼放電層とバス電極の間に放電層と組成が類似した導通層を挟むことで、放電時間の経過と共に放電層が劣化し、露出した導通層が放電に寄与しても、導通層の組成が放電層と類似しているため放電特性の経時変化が少ない。
【００９７】
▲６▼したがって、放電層の誘電体比率を増し放電電流を抑制する場合、放電層の導通路の不均一性によるアーク放電を低減するため放電層の膜厚を薄くし放電層の導通路を確保することが可能である。
【００９８】
以上より、本発明により画面全域が安定且つ低電圧で放電し、長寿命なガス放電表示パネルの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明の第一の実施例における、プラズマアドレス表示装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１ｂ】図１ａの被覆電極の詳細な構造を示す模式的な断面図である。
【図２ａ】本発明の第二の実施例における、ＤＣ駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図２ｂ】図２ａの被覆電極の詳細な構造を示す模式的な断面図である。
【図３ａ】従来のプラズマアドレス表示装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図３ｂ】図３ａの被覆電極の詳細な構造を示す模式的な断面図である。
【図４】従来のＤＣ駆動型プラズマディスプレイパネルの構造を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０ 放電空間
１１ 陽極
１２ 陰極
１３ バス電極
１４ 被覆電極
１５ 被覆電極放電層
１６ 被覆電極導通層
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＣ駆動型のガス放電表示パネルの電極構造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＤＣ駆動型のガス放電表示パネルはＮｉ、Ａｌ等の導電性材料が陰極として用いられた。最近では、導電性材料の陰極基体の表面にＬａＢ６と絶縁体であるＢａＡｌ２Ｏ４を混合した物質を被覆する陰極の構造（特開平７−２３０７７０号公報）が提案されている。
【０００３】
図３ａ及び図３ｂは上記従来例のガス放電表示パネルの構造を示す模式図である。このガス放電表示パネルはプラズマアドレス表示装置（特開平１−２１７３９６号公報）に特開平７−２３０７７０号公報の電極構造を適用したものである。このガス放電表示パネルは表示セル１と放電セル２と両者の間に介在する厚み５０μｍのガラスシートからなる共通の薄板ガラス３とを積層したフラットパネル構造を有する。
【０００４】
表示セル１は透明ガラスからなる前面板４を用いて構成されており、片面に図示しないカラーフィルタ及び信号電極７が順次積層形成された前面板４と、前面板４の片面側に設けられた薄板ガラス３とが、スペーサ１７を介して所定の間隔で接着され、その間隙内が液晶層６で満たされている。信号電極７は、例えば酸化インジウム・酸化スズからなるＩＴＯ電極材料を放電セルの隔壁８とは直交する方向に、カラーフィルタの各色素列の直上に配置し、各色素列（カラーフィルタ）と略同一寸法となるように、上記カラーフィルタ上に例えば蒸着法やスパッタリング法によって形成した後、フォトリソグラフィによりパターン化されたものである。
【０００５】
放電セル２は透明ガラスからなる背面板５を用いて構成されており、背面板５上には陽極１１と陰極１２が放電空間１０内に露出して形成されている。陰極１２は、図３ｂに示すようにバス電極１３と被覆電極１４から成り、バス電極１３及び陽極１１はＡｇ、被覆電極１４はＬａＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合物で構成される。なお、隔壁８は陽極１１上に沿って形成されている。さらに周縁部において前面板４及び背面板５の片面が相互に向かい合う状態であり、薄板ガラス３は片面に複数の隔壁、陽極、陰極が形成された背面板５と、シール材９を用いて気密接合される。
【０００６】
また、前面板４と背面板５のそれぞれ上記片面とは反対側の他面には図示しない互いに直交する偏光板が配されている。
【０００７】
以上より、上記ガス放電表示パネルは背面板５及び前面板４を薄板ガラス３を介して互いに結合し、薄板ガラス３、背面板５、複数の隔壁８によって形成される複数の放電空間１０内に、イオン化可能なガスを封入することで製造される。ここで、イオン化可能なガス種として例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン及びこれら混合ガスが封入される。
【０００８】
以上の構成において、例えば、放電空間１０に対応する陽極１１及び陰極１２間に所定の電圧が印加されると、陽極１１及び陰極１２がそれぞれアノード、カソードとして作用し、放電空間１０の部分のガスが選択的にイオン化されてプラズマ放電が発生し、その内部は略アノード電位に維持される。この状態で、信号電極７にデータ電圧が印加されると、放電空間１０に対応する画素の液晶層６に薄板ガラス３を介してデータ電圧が書き込まれる。プラズマ放電が終了すると、放電空間１０は浮遊電位となり、対応する画素の液晶層６に書き込まれた電圧は、次の書き込み期間（例えば１フレーム後）まで保持される。この時、放電空間１０はサンプリングスイッチとして機能し、各画素の液晶層６はサンプリングキャパシターとして機能している。各画素の液晶層６に対して信号電極７から書き込まれたデータ電圧によって液晶が動作することから画素単位で表示が行われる。従って、プラズマ放電を発生させて列方向に並ぶ複数の画素の液晶層６にデータ電圧を書き込む一対の放電空間を行方向に順次走査していくことで、二次元画像の表示を行うことができる。
【０００９】
図４も上記従来例のガス放電表示パネルの構造を示す模式図である。このガス放電表示パネルはＤＣ駆動型のプラズマディスプレイパネル（特開平８−３３５４３９号公報、以下、ＤＣ−ＰＤＰと記す）であり、陰極材料として内層にＡｇ、外層にＡｌを用いた２層構造の例を示している。このガス放電表示パネルはガラスからなる平板状の背面板５と前面板４とが互いに平行かつ対向して配設され、この両基板４、５はその間に設けられた隔壁８により一定の間隔に保持されている。また、前面板４の背面側には陰極１２が設けられており、さらに前記陰極はバス電極１３と被覆電極１４の２層構造を有している。背面板５の前面側には陽極１１が陰極１２と直交するようにして設けられている。さらに、背面板５及び隔壁８の壁面にはそれぞれの発光色に対応した蛍光体１８が形成される。したがって前面板４と背面板５と隔壁８に囲まれる放電空間１０が形成され、放電空間１０にイオン化可能なガスが封入される。また、イオン化可能なガス種として例えばヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン及びこれら混合ガスが封入される。
【００１０】
このＤＣ−ＰＤＰでは、陰極と陽極の間に図示しない直流電源から所定の電圧を印加することにより放電が行われる。そして、この放電により生じる紫外線により蛍光体１８が励起され、蛍光体の種類に応じた発光色を備えた光が、前面板４を透過して外部に放射される。この結果、表示面として前面板４に二次元画像が表示される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＤＣ駆動型ガス放電表示パネルの放電セル構造（特開平７−２３０７７０号公報）には以下の課題がある。
【００１２】
特開平７−２３０７７０号公報において被覆電極に耐スパッタ性に優れるＬａＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４を混合した材料を用いた電極構造が開示されている。発明者達は、上記発明を元に種々の検討を重ねた結果、放電過程においてＬａＢ６が積極的に放電に寄与し、ＢａＡｌ２Ｏ４はほとんど放電に寄与していないことを確認した。すなわちＬａＢ６のみで構成される被覆電極と比較し、ＬａＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４を混合した材料を用いた電極構造は放電空間に露出する被覆電極表面の放電に寄与する領城（二次電子放出に優れるＬａＢ６占有分）が狭くなるため放電電流が減少し、陰極の劣化抑制に効果があることを我々は新たに見出した。
【００１３】
しかしながら、上記発明において誘電体であるＢａＡｌ２Ｏ４の混合割合を増やし放電電流を制限するほど、放電空間とバス電極間を結ぶ導電性粒子の連鎖が途切れ易く、導通路が確保され難い。その結果、陰極膜内部で電位差が生じアーク放電が発生する。特に陰極の活性化工程（初期エージング）中が顕著であり、アーク放電の発生した場所では陰極の劣化が助長される。初期エージング後も、初期エージング時のアーク放電により陰極の劣化した部分と正常に初期化された部分では放電特性が異なるため、放電の均一性に欠け、被覆電極全体が正常に活性化されたものより陰極の劣化が早い。
【００１４】
したがって、特開平７−２３０７７０号公報において示されるように電流を制限することでスパッタリングエネルギーを滅らし陰極の劣化を低減しても、アーク放電に起因する陰極の劣化が助長され、パネル寿命を大幅に改善することは困難である。更に放電の均一性が損なわれ安定した表示品位が得難い。
【００１５】
そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、導電性粒子と絶縁性粒子の混合物からなる被覆電極を、放電電流を制限しスパッタによる陰極の劣化を低減する放電層と、放電層とバス電極間の電気的導通を確保することでアーク放電を抑制し陰極の劣化を低減する導通層で構成することで、放電電流を制限し陰極の劣化を抑制したまま、バス電極と放電空間との導通路を確保し、アーク放電による陰極の劣化及び放電の不均一性を改善し、画面全域が安定且つ低電圧で放電し、長寿命なガス放電表示パネルを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス放電表示パネルは、放電空間に露出した陽極と陰極を、該放電間隔を隔てて基板上に平行に配置し、この陽極と陰極を気密容器内にイオン化可能なガスと共に封入してなるガス放電表示パネルにおいて、該陰極は該基板上に設けられた導電性材料からなるバス電極と、該バス電極の該放電空間側に設けられた被覆電極との少なくとも２層を有し、該被覆電極は導電性粒子と絶縁性粒子を含有し、該被覆電極の一部或いは全体が、前記放電空間に表面が露出する放電層と、該放電層と前記バス電極との間において該バス電極と該放電層との電気的導通を確保するために設けられた導通層の２層からなり、前記導電性粒子と前記絶縁性粒子の混合割合が、該放電層において両粒子の総体積に対して該導電性粒子の体積が２０％以上かつ５０％未満であり、該導通層において両粒子の総体積に対して該導電性粒子の体積が５０％以上かつ１００％未満であることを特徴とする。１つの実施態様では導電性粒子と絶縁性粒子が放電層と導通層でそれぞれ同一物質である。１つの実施態様では放電層を構成する導電性粒子の連鎖が放電層の膜厚方向に２〜１０連鎖相当の膜厚を有する。１つの実施態様では導電性粒子は希土類元素Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ，Ｎｄ，Ｃｅの六ホウ化物又は四ホウ化物のいずれかであり、絶縁性粒子は、ＢａＡｌ2Ｏ3またはＡｌ2Ｏ3又はＬａ2Ｏ3のいずれかからなる。１つの実施態様ではガス放電表示パネルが液晶層を有するプラズマアドレス表示装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のガス放電表示パネルについて、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において図面の各部の寸法の比は必ずしも正確なものではない。
【００１８】
図１ａ及び図１ｂはプラズマアドレス表示装置に本発明を適用した第一の実施形態であり、本発明に係わる放電表示パネルの放電セルおよびその形成方法について説明する。なお、実際には薄板ガラス３の上に表示セル１が存在するが、図１ａは表示セル１を省略している。
【００１９】
図１ａに示すガス放電表示パネルの放電セル２の形成方法について説明する。先ず最初に洗浄及びアニール処理をした背面板５上にＡｇを主成分とする感光性電極ぺースト（デュポン製ＤＣ２０６）を使用し、スクリーン印刷法で１層べた印刷した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。その後、所定の条件で、露光、現像、乾燥を行ないパターンニングした後、焼成を行ない、陽極１１及びバス電極１３を形成する。本実施例では焼成後でバス電極１３は幅１００μｍ、膜厚５μｍ、陽極１１は幅４００μｍ、膜厚５μｍを得た。その材質としてＡｇを用いるが、例えばアルミニウム、ニッケル、銀−パラジウム等、従来の導電性材料を用いることもできる。なお、上記バス電極１３及び陽極１１は蒸着法、スパッタリング法などで薄膜を形成した後フォトエッチングでのパターンニングや、サンドブラスト法、スクリーン印刷法によるパターン印刷などの形成法を用いてもよい。
【００２０】
被覆電極１４は、放電空間に露出する電極表面において、放電に寄与する面積を狭くすることで放電電流を抑制する放電層１５と、放電層１５とバス電極１３の電気的導通を確保する導通層１６の２層から構成される。
【００２１】
上記放電層１５及び導通層１６とも高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子の混合物質からなり、各層により混合割合が異なる。
【００２２】
特に、放電時間の経過により、被覆電極１４の放電層１５が劣化し、導通層１６が露出した場合でも、放電特性の急激な変化を防止するため、上記２層においてそれぞれ導電性粒子と絶縁性粒子は同じ種、類を使用する方が望ましい。ここでは、上記被覆電極の形成が容易なサンドブラスト法による形成法を以下の方法で行なった。
【００２３】
陽極１１及びバス電極１３を形成した後に、被覆電極１４（導通層１６）形成のため下記のぺーストを使用し、スクリーン印刷法によって１層べた印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。
【００２４】
以下に、被覆電極１４（導通層１６）をサンドブラスト法で形成する際のぺースト組成を説明する。前記ぺーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤、更に樹脂の有機性添加物の混合物からなる。
【００２５】
粒子成分としては高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。導通層１６における上記粒子の混合比は放電層１５とバス電極１３の電気的導通を良好にするため、導電性粒子を絶縁性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ１００％未満であることが好ましい。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ９９％以下である。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ８０％以下である。
【００２６】
本実施例では導電性粒子としてＧｄＢ６と絶縁性粒子としてＢａＡｌ２Ｏ４を体積比２：１の割合で混合したものを使用する。
【００２７】
上記粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＧｄＢ６の他、ＬａＢ６、ＹＢ４等を用いても良い。更に絶縁性粒子は少なくとも低二次電子放出効率、耐スパッタ性であればよく、例えばＢａＡｌ２Ｏ４の他、Ａｌ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３などを用いても良い。
【００２８】
また、上記粒子の混合物の上記ぺーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００２９】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００３０】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００３１】
尚、前記有機金属はぺースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対して１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００３２】
更に、上記ぺーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００３３】
また、上記ぺースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン、フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００３４】
以上より、１つの実施態様において上記ぺーストの組成は、上記ぺーストに対して成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が２：１となるように、平均粒３μｍのＧｄＢ６粉末を４２重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を１８重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００３５】
更に被覆電極１４における放電層１５形成のため下記のぺーストを使用し、スクリーン印刷法によって１層べた印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。
【００３６】
以下に、放電層１５をサンドブラストで形成する際のぺースト組成を説明する。前記ぺーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤と、更に樹脂の有機性添加物との混合物からなる。
【００３７】
粒子成分は高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。上記粒子の混合比は放電空間に露出する電極表面において放電に寄与する領域（二次電子放出効率に優れた導電性粒子の占有分）を狭くすることで、放電電流を抑制するため、絶縁性粒子を導電性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が２０％以上５０％未満であることが望ましい。
【００３８】
本実施例では導電性粒子としてＧｄＢ６と絶縁性粒子としてＢａＡｌ２Ｏ４を体積比で１：２の割合で混合したものを使用する。
【００３９】
上記粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＧｄＢ６の他、ＬａＢ６，ＹＢ４等を用いても良い。更に絶縁性粒子は少なくとも低二次電子放出効率であればよく、例えばＢａＡｌ２Ｏ４の他、Ａｌ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３などを用いても良い。
【００４０】
また、上記粒子の混合物の上記ぺーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００４１】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００４２】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００４３】
尚、前記有機金属はぺースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対し１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００４４】
更に、上記ぺーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００４５】
また、上記ぺースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン、フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００４６】
以上より、１つの実施態様において上記ぺーストの組成は、上記ぺーストに対して粒子成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が１：２となるように、平均粒径３μｍのＧｄＢ６粉末を２２重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を３８重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００４７】
然る後、所定の条件でドライフィルムレジストをラミネート及び露光、現像、サンドブラストを行ないパターンニングした後、ドライフィルムレジストの剥離を行なうことで被覆電極１４を形成する。
【００４８】
本実施例では、膜厚２０μｍ（放電層１０μｍ、導通層１０μｍ）、幅１５０μｍを得た。特に放電層１５に関して、ある程度の導通路を確保するため、導電性粒子と絶縁性粒子の混合比にもよるが、本実施例は膜を構成する導電性粒子の連鎖が２〜１０程度の膜厚を有することが望ましい。
【００４９】
被覆電極１４の形成方法において、本実施例では高価で複雑な装置の必要がなく、しかも簡単な工程で形成できることからサンドブラスト法で形成しているが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、サンドブラスト法のほか、スクリーン印刷法、蒸着法、電着法、スパッタリング法、溶射法等の形成法を用いてもよい。また、本実施例は陰極１２がバス電極１３と被覆電極１４から構成されているが、陽極１１も同様な構造を有してもよい。
【００５０】
次に隔壁８を、低融点ガラス及び適当な充填剤を含む厚膜絶縁ぺースト（奥野製薬工業Ｇ３−２１２５）を使用し、スクリーン印刷法により形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では１１層印刷を行ない、膜厚２００μｍを得た。なお、隔壁８の形成にはサンドブラスト法などで形成してもよい。
【００５１】
その後、背面板５が熱変形を起こさない範囲の所定の温度、ここでは５８５℃で焼成することにより、隔壁８及び陽極１１、陰極１２が形成される。ただし、陽極１１、陰極１２、隔壁８の配置及び膜厚、寸法はこれらに限られず、従来の様々な構造を有する放電セル形状と同様であってもよい。また、ここでは放電セル構成物である陰極１２、陽極１１、隔壁８を形成した後に一斉に焼成を行なっているが、各放電セル構成物を形成する毎に個々に焼成を行なってもよい。
【００５２】
その後洗浄及びアニール処理をした薄板ガラス３を重ね、周辺部を低融点ガラスなどのシール材９で気密的に接合する。さらに、放電空間１０にイオン化可能なガスを封入して放電セル２を完成させる。本実施例にはイオン化可能なガス種としてキセノンを用いるが、その他ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びこれら混合ガスを封入してもよい。この放電セルは、ＤＣ駆動型のプラズマアドレス表示装置となるが、以上説明した放電セルに関する陰極構造、製造方法以外は従来技術と同様に製造される。
【００５３】
第二の実施の形態として、ＤＣ−ＰＤＰに本発明を適用した例を示す。図２ａ及び図２ｂに示すガス放電表示パネルの製造方法について以下説明する。洗浄及びアニール処理をした前面板４にスクリーン印刷法によりＡｇを主成分とする電極ぺースト（ナミックス製ＸＦＰ５３９２）を使用しバス電極１３を形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では２層印刷を行ない、幅１００μｍ、膜厚５μｍを得た。その他のバス電極材料として例えばアルミニウム、ニッケル、銀、銀−パラジウム等、従来の導電性材料を用いることもできる。なお、上記バス電極１３は蒸着法、スパッタリング法などで薄膜を形成した後、フォトエッチングでのパターンニングやサンドブラスト法等の形成法を用いてもよい。
【００５４】
被覆電極１４は、放電空間に露出する電極表面において、放電に寄与する面積を狭くすることで放電電流を抑制する放電層１５と、放電層１５とバス電極１３の電気的導通を確保する導通層１６の２層から構成される。
【００５５】
上記放電層１５及び導通層１６とも高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子の混合物質からなり、各層により混合割合が異なる。
【００５６】
特に、放電時間の経過により、放電層１５が劣化し、導通層１６が露出した場合でも、放電特性の急激な変化を少なくするため、上記２層においてそれぞれ導電性粒子と絶縁性粒子は同じ種類を使用することが望ましい。ここでは、上記被覆電極１４の形成が容易なスクリーン印刷法による形成法を以下の方法で行なった。
【００５７】
バス電極１３を形成した後に、被覆電極１４の導通層１６形成のため下記のぺーストを使用し、スクリーン印刷法により１層パターン印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では、膜厚１０μｍ、幅１２０μｍを得た。
【００５８】
以下に、導通層１６をスクリーン印刷法で形成する際のぺースト組成を説明する。前記ぺーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤、更に樹脂の有機性添加物の混合物からなる。
【００５９】
粒子成分としては高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。導通層１６における上記粒子の混合比は放電層１５とバス電極１３の電気的接触を良好にするため、導電性粒子を絶縁性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積が５０％以上かつ１００％未満であることが好ましい。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ９９％以下である。さらに好ましくは両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上かつ８０％以下である。
【００６０】
本実施例では、導電性粒子としてＬａＢ６、絶縁性粒子は混合しないものを使用する。
【００６１】
上記金属粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＬａＢ６の他、ＧｄＢ６、ＹＢ４等を用いても良い。
【００６２】
また、上記粒子の混合物の上記ぺーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００６３】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００６４】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００６５】
尚、前記有機金属はぺースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対して１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００６６】
更に、上記ぺーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００６７】
また、上記ぺースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン、フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００６８】
以上より、１つの実施態様において上記ペーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として平均粒径３μｍのＬａＢ６粉末を６０重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００６９】
更に被覆電極１４における放電層１５形成のため下記のペーストを使用し、スクリーン印刷法によって１層パターン印刷を行ない、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では、膜厚２０μｍ、幅１４０μｍを得た。
【００７０】
以下に、被覆電極１４（放電層１５）をスクリーン印刷法で形成する際のペースト組成を説明する。前記ペーストは、主成分である粒子と、バインダーとして機能する焼成により絶縁性金属酸化物となる有機金属又はガラスフリットと、溶剤と、更に樹脂の有機性添加物の混合物からなる。
【００７１】
粒子成分は高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子からなる混合物質を用いる。上記粒子の混合比は放電空間に露出する電極表面において放電に寄与する領域（二次電子放出効率に優れた導電性粒子の占有分）を狭くすることで、放電電流を抑制するため、絶縁性粒子を導電性粒子に対し多く含み、具体的には両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積割合が２０％以上５０％未満であることが望ましい。
【００７２】
本実施例では導電性粒子としてＬａＢ６と絶縁性粒子としてＬａ２Ｏ３を１：２の割合で混合したものを使用する。
【００７３】
上記粒子は、導電性粒子は少なくとも高二次電子放出効率、耐スパッタ性に優れるものであれば特に限定はなく、例えば、ＬａＢ６の他、ＧｄＢ６、ＹＢ４等を用いても良い。更に絶縁性粒子は少なくとも低二次電子放出効率であればよく、例えばＬａ２Ｏ３の他、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＡｌ２Ｏ４などを用いても良い。
【００７４】
また、上記粒子の混合物の上記ペーストに対する含有量は陰極として機能する範囲であればよい。
【００７５】
上記有機金属はアルカリ土類金属元素、アルカリ金属元素、又は希土類元素のアルコキシド又はカルボン酸塩を選択することができ、上記有機金属が焼成により生成された絶縁性金属酸化物がバインダーとしての機能以外に陰極としての役割を果たす場合もある。
【００７６】
上記ガラスフリットはホウ酸塩及びケイ酸塩を主成分とし、鉛、硫黄、セレン、ビスマス等の一種類以上を含有した、例えばホウケイ酸鉛ガラス又はホウケイ酸ビスマスガラスなどの各種ガラスを用いることができる。尚、これら粒子又はガラスフリットの粒径は、数十ミクロンからサブミクロンのものが好適に用いることができる。
【００７７】
尚、前記有機金属はペースト中において液体状に存在しているため、ガラスフリットを混入したものより粒子の分散性が優れている。上記有機金属及びガラスフリットの含有量は、粒子の粒径にもよるが、ガラスフリット又は有機金属から熱工程を経て形成される金属酸化物が粒子成分に対し１重量％以下だと焼成後の各粒子間又は粒子と前記背面板との密着性が損なわれ、また、３０重量％以上であれば導電性の低下や陰極としての特性が損なわれるため、１〜３０重量％の間が望ましい。
【００７８】
更に、上記ペーストに添加する有機性添加物としては、セルロース樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、エボナイト、ポリシロキ酸シリケートなどが挙げられる。前記有機性添加物の含有量は、ガラス又は粒子との混合物の流動性及び成形性を維持するためには、粘性が高くならないようにする必要があり、一方、乾燥後の硬化時には十分な保形性を有していることが望ましい。このような点から、有機性添加物の含有量は金属粒子成分に対して０．５重量％以上、１０重量％以下が望ましい。
【００７９】
また、上記ペースト中に加えられる溶媒とは、前記有機性添加物を相溶するものであれば特に限定するものではなく、例えばα−テルピネオール、トルエン、キシレン、ベンゼン・フタル酸エステル等の芳香族溶剤や、ヘキサノール、オクタノール、デカノール、オキシアルコール等の高級アルコール類、あるいはジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、酢酸エステル、グリセライド等のエステル類を用いることができる。更に、溶媒を緩やかに揮発させるために、前記溶媒を２種類以上併用することも可能である。また、前記溶媒の含有量は、前記の有機性添加物の種類、添加量によって異なるが、印刷性を維持するためある程度粘性を低くすることが望ましい。
【００８０】
以上より、上記ぺーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として体積比でＬａＢ６とＬａ２Ｏ３の混合比が１：２となるように、平均粒径３μｍのＬａＢ６粉末を２０重量％、平均粒径２μｍのＬａ２Ｏ３粉未を４０重量％、ガラスフリットとして平均粒径２μｍのホウケイ酸鉛ガラスを６重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各１４重量％、エチルセルロース系樹脂を６重量％含有するものを使用する。
【００８１】
本実施例では、膜厚２０μｍ（放電層１０μｍ、導通層１０μｍ）、幅１５０μｍを得た。特に放電層１５に関して、ある程度の導通路を確保するため、導電性粒子と絶縁性粒子の混合比にもよるが、本実施例では膜を構成する導電性粒子の連鎖が２〜１０相当の膜厚であることが望ましい。
【００８２】
被覆電極１４の形成方法において、本実施例では高価で複雑な装置の必要がなく、しかも簡単な工程で形成できることからスクリーン印刷法で形成しているが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、スクリーン印刷法のほか、サンドブラスト法、蒸着法、電着法、スパッタリング法、溶射法等の従来の形成法を用いてもよい。また、本実施例は陰極１２がバス電極１３と被覆電極１４から構成されているが、陽極１１も同様な構造を有してもよい。
【００８３】
洗浄及びアニール処理された背面板５には前面板４の陰極１２と直行する方向に陽極１１が形成される。陽極１１はスクリーン印刷法によりＡｇを主成分とする電極ぺースト（ナミックス製 ＸＦＰ５３９２）を使用し形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では１層印刷を行ない、幅１００μｍ、膜厚１０μｍを得た。その他の陽極材料として例えばアルミニウム、ニッケル、銀、銀−パラジウム等、従来の導電性材料を用いることもできる。なお、上記陽極は蒸着法、スパッタリング法などで薄膜を形成した後、フォトエッチングでのパターンニングやサンドブラスト法等の従来の形成法を用いてもよい。
【００８４】
次に、隔壁８を陽極１１の間の背面板５上に、低融点ガラス及び適当な充填剤を含む厚膜絶縁ペースト（奥野製薬工業Ｇ３−２１２５）を使用し、スクリーン印刷法により形成した後、ベルト式乾燥炉にて１４０℃を１０分間保持し乾燥させる。本実施例では１０層印刷を行ない、幅１５０μｍ、膜厚２００μｍを得た。なお、隔壁８の形成にはサンドブラスト法など従来の方法で形成してもよい。次に、背面板５や隔壁８の側面にスクリーン印刷法によりそれぞれの表示色に対応する蛍光体１８を塗布する。
【００８５】
その後、前面板４及び背面板５が熱変形を起こさない範囲の所定の温度、ここでは５８５℃で焼成することにより、隔壁８及び陽極１１、陰極１２が形成される。ただし、陽極１１、陰極１２、隔壁８の配置及び膜厚、寸法はこれらに限られず、従来の様々な構造を有する放電セル形状と同様であってもよい。また、ここでは放電セル構成物である陰極１２、陽極１１、隔壁８、蛍光体１８を形成した後に一斉に焼成を行なっているが、各放電セル構成物を形成する毎に個々に焼成を行なってもよい。
【００８６】
その後、前面板４上の陰極１２と背面板５上の陽極１１が向かい合うように前面板４と背面板５を重ね、周辺部を低融点ガラスなどのシール材９で気密的に接合する。さらに、放電空間１０にイオン化可能なガスを封入して本実施例におけるガス放電表示パネルが完成する。本実施例にはイオン化可能なガス種としてＸｅを用いるが、その他ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びこれら混合ガスを封入してもよい。
【００８７】
第三の実施の形態として、第１の実施の形態において被覆電極１４（導通層１６及び放電層１５）を構成するバインダーに、熱工程により絶縁性金属酸化物となる有機金属を適用した例を示すものであり、以下に被覆電極１４を形成する際に用いるペーストを示す。
【００８８】
被覆電極１４（導通層１６）を形成する際に用いるペーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が２：１となるように、平均粒径３μｍのＧｄＢ６粉末を３８重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を２２重量％、有機アルミニウムを２５重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各５重量％、エチルセルロース系樹脂を５重量％含有するものを使用する。
【００８９】
被覆電極１４（放電層１５）を形成する際に用いるペーストの組成は、上記ペーストに対して粒子成分として体積比でＧｄＢ６とＢａＡｌ２Ｏ４の混合比が１：２となるように、平均粒径３μｍのＧｄＢ６粉末を２２重量％、平均粒径２μｍのＢａＡｌ２Ｏ４粉末を３８重量％、有機アルミニウムを２５重量％、α−テルピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを各５重量％、エチルセルロース系樹脂を５重量％含有するものを使用する。
【００９０】
なお、上記被覆電極１４を形成する際に用いるペースト組成以外の、材料、構造、形成法等は第一の実施の形態と同一でありここでは省略する。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、被覆電極を、放電電流を制限しスパッタによる陰極の劣化を低滅する放電層と、放電層とバス電極間の電気的導通を確保することでアーク放電を抑制し陰極の劣化を低減する導通層の２層構造とし、上記放電層及び導通層を構成する高二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる導電性粒子と、低二次電子放出効率及び耐スパッタ性に優れる絶縁性粒子を、放電層で両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が２０％以上５０％未満であり、導通層で両粒子の総体積に対して導電性粒子の体積の割合が５０％以上１００％未満の混合比で構成することで以下の効果がある。
【００９２】
▲１▼放電空間に露出する被覆電極表面（放電層）とバス電極間の導通路が良好になりアーク放電が減少した。特に初期エージング時に多発するアーク放電が顕著に減り、初期エージングが容易になる。
【００９３】
▲２▼したがって、初期エージング時のアーク放電による局所的な陰極の劣化が抑制され、初期エージング後の放電の均一性が向上する。
【００９４】
▲３▼さらに、初期エージング後の電極表面状態が均一になることで、放電時間の経過に伴う陰極の劣化が低減された。その結果、スパッタ飛散物の付着による透過率劣化が抑制されパネル寿命が改善される。
【００９５】
▲４▼放電空間に露出する被覆電極表面において放電に寄与する領域（二次電子放出効率に優れた導電性粒子の占有割合）を狭くすることで、放電電流を低減し放電時間の経過に伴う陰極の劣化が低減された。その結果、スパッタ飛散物の付着による透過率劣化が抑制されパネル寿命が改善される。
【００９６】
▲５▼放電層とバス電極の間に放電層と組成が類似した導通層を挟むことで、放電時間の経過と共に放電層が劣化し、露出した導通層が放電に寄与しても、導通層の組成が放電層と類似しているため放電特性の経時変化が少ない。
【００９７】
▲６▼したがって、放電層の誘電体比率を増し放電電流を抑制する場合、放電層の導通路の不均一性によるアーク放電を低減するため放電層の膜厚を薄くし放電層の導通路を確保することが可能である。
【００９８】
以上より、本発明により画面全域が安定且つ低電圧で放電し、長寿命なガス放電表示パネルの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明の第一の実施例における、プラズマアドレス表示装置の製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図１ｂ】図１ａの被覆電極の詳細な構造を示す模式的な断面図である。
【図２ａ】本発明の第二の実施例における、ＤＣ駆動型プラズマディスプレイパネルの製造方法を説明するための模式的な断面図である。
【図２ｂ】図２ａの被覆電極の詳細な構造を示す模式的な断面図である。
【図３ａ】従来のプラズマアドレス表示装置の構造を示す模式的な断面図である。
【図３ｂ】図３ａの被覆電極の詳細な構造を示す模式的な断面図である。
【図４】従来のＤＣ駆動型プラズマディスプレイパネルの構造を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０ 放電空間
１１ 陽極
１２ 陰極
１３ バス電極
１４ 被覆電極
１５ 被覆電極放電層
１６ 被覆電極導通層
Claims (5)
- 放電空間に露出した陽極と陰極を、該放電間隔を隔てて基板上に平行に配置し、この陽極と陰極を気密容器内にイオン化可能なガスと共に封入してなるガス放電表示パネルにおいて、
該陰極は該基板上に設けられた導電性材料からなるバス電極と、該バス電極の該放電空間側に設けられた被覆電極との少なくとも２層を有し、
該被覆電極は導電性粒子と絶縁性粒子を含有し、
該被覆電極の一部或いは全体が、前記放電空間に表面が露出する放電層と、該放電層と前記バス電極との間において該バス電極と該放電層との電気的導通を確保するために設けられた導通層の２層からなり、前記導電性粒子と前記絶縁性粒子の混合割合が、該放電層において両粒子の総体積に対して該導電性粒子の体積が２０％以上かつ５０％未満であり、該導通層において両粒子の総体積に対して該導電性粒子の体積が５０％以上かつ１００％未満であることを特徴とするガス放電表示パネル。 - 前記導電性粒子と前記絶縁性粒子が前記放電層と前記導通層でそれぞれ同一物質であることを特徴とする請求項１に記載のガス放電表示パネル。
- 前記放電層において、該放電層を構成する前記導電性粒子の連鎖が該放電層の膜厚方向に２〜１０連鎖相当の膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載のガス放電表示パネル。
- 前記導電性粒子が希土類元素Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｎｄ、Ｃｅの六ホウ化物又は四ホウ化物からなり、前記絶縁性粒子が、ＢａＡｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3又はＬａ2Ｏ3からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス放電表示パネル。
- 前記ガス放電表示パネルが液晶層を有するプラズマアドレス表示装置であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス放電表示パネル。
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