JP3965974B2 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を用いたディスプレイは、視認性に優れた表示パネル（薄型表示デバイス）として注目されており、高精細化および大画面化が進められている。
【０００３】
このＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになってきている。
【０００４】
図６にＰＤＰにおけるパネル構造の一例を示している。図６に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板（前面板）１上には、走査電極２と維持電極３とで対をなすストライプ状の表示電極４が複数対形成され、そして基板１上の隣り合う表示電極４間には遮光層５が配置形成されている。この走査電極２および維持電極３は、それぞれ透明電極２ａ、３ａおよびこの透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された銀等のバス電極２ｂ、３ｂとから構成されている。また、前記前面側の基板１には、前記複数対の電極群を覆うように誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には保護膜７が形成されている。
【０００５】
また、前記前面側の基板１に対向配置される背面側の基板（背面板）８上には、走査電極２及び維持電極３の表示電極４と直交する方向に、絶縁体層９で覆われた複数のストライプ状のデータ電極１０が形成されている。このデータ電極１０間の絶縁体層９上には、データ電極１０と平行にストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、この隔壁１１間の側面１１ａおよび絶縁体層９の表面に蛍光体層１２が設けられている。
【０００６】
これらの基板１と基板８とは、走査電極２および維持電極３とデータ電極１０とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁１１によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル１３が設けられ、その各放電セル１３には、赤色、緑色及び青色となるように蛍光体層１２が一色ずつ順次配置されている。
【０００７】
このパネル本体の電極配列は、図７に示すように、Ｍ行×Ｎ列の放電セルからなるマトリックス構成であり、行方向にはＭ行の走査電極ＳＣＮ1〜ＳＣＮMおよび維持電極ＳＵＳ1〜ＳＵＳMが配列され、列方向にはＮ列のデータ電極Ｄ1〜ＤNが配列されている。
【０００８】
従来、このようなプラズマディスプレイパネルにおいて、前面板に設ける誘電体層の形成方法としては、例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、低融点ガラスペーストを用いた印刷積層法や一括塗布法により、基板全面に低融点ガラスペースト膜を形成した後に焼成を行う方法や、低融点ガラス粉末を含有するグリーンシートを用い、基板上に転写した後に、焼成を行う方法等がある。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｃ）は印刷積層法により誘電体層を形成する方法を示す図であり、この方法は、図８（ａ）に示すように、表示電極４を形成した基板１上にスクリーン印刷版１４を介して低融点ガラスペースト１５を塗布する工程を複数回繰返し行うことにより、図８（ｂ）に示すように、低融点ガラスペースト１５による積層膜１６を形成し、その後図８（ｃ）に示すように焼成することにより誘電体層６を形成するものである。なお、図８（ａ）中、１７はスクリーン印刷に用いる印刷用スキージである。
【００１０】
またこれらの方法は、構造欠陥や誘電体層中の気泡の発生による絶縁破壊を抑止することで歩留まりを向上させるために、前記誘電体層を２回に分けて形成する場合もある。すなわち、第１層目の誘電体層を焼成した後、第２層目の誘電体層を焼成する方法である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の技術において、例えば誘電体層１層の構成では、発光効率等の性能向上を図るために誘電体層を薄膜化すると、誘電体層中に存在する気泡やコンタミネーション等の欠陥により、誘電体層の絶縁破壊が生じやすくなり、結果として歩留まりの低下を招く。
【００１２】
また、前記不具合を抑制する一手法として、１層目の欠陥を補うために誘電体層を２層構成とする方法もあるが、誘電体層形成時に焼成を２度行うため、高温熱履歴を２回経ることにより、透明電極、バス電極さらには誘電体層中のコンタミネーション等から発生する気泡がさらに成長することで、欠陥が増大するので、誘電体層を薄膜化すると、歩留まりの低下を招く危険性が高い。前記気泡の成長を抑えるために、誘電体層２層構成で１層目と２層目の低融点ガラスの軟化点が異なる材料を用い、第１層目と第２層目の焼成温度を変える方法も知られている。
【００１３】
しかし、これらいずれの方法においても、焼成工程を２回経るので、焼成炉のランニングコストの増大や、工数が２倍かかるため生産量の制約が生じるという問題点がある。
【００１４】
本発明はこのような課題を解決するもので、誘電体層を軟化点の異なる２種の低融点ガラスを用いた２層構成にしながら、製造コストが安価で歩留まりが良く、かつ高信頼性のプラズマディスプレイパネルを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有し、前記誘電体層が、前記電極上に形成した低融点ガラスからなる第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する低融点ガラスの軟化点よりも軟化点が低い低融点ガラスからなる第２の誘電体層とを備え、かつ、前記第１の誘電体層の軟化点よりも高い第１の温度において前記第１の誘電体層の粘度が前記第２の誘電体層の粘度よりも低く、前記第１の誘電体層の軟化点よりも低く前記第２の誘電体層の軟化点よりも高い第２の温度において前記第２の誘電体層の粘度が前記第１の誘電体層の粘度よりも低くなる粘度温度曲線となる誘電体層を備えたものである。
【００１６】
この構成によれば、誘電体層中の気泡やコンタミネーション等の欠陥に起因した絶縁破壊不良を誘電体の焼成工程が１度の場合のプロセスでも防止でき、結果的に製造歩留まりが向上し、より安価でしかも高信頼性のプラズマディスプレイパネルが得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有し、前記誘電体層が、前記電極上に形成した低融点ガラスからなる第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する低融点ガラスの軟化点よりも軟化点が低い低融点ガラスからなる第２の誘電体層とを備え、かつ、前記第１の誘電体層の軟化点よりも高い第１の温度において前記第１の誘電体層の粘度が前記第２の誘電体層の粘度よりも低く、前記第１の誘電体層の軟化点よりも低く前記第２の誘電体層の軟化点よりも高い第２の温度において前記第２の誘電体層の粘度が前記第１の誘電体層の粘度よりも低くなる粘度温度曲線となる誘電体層を備えたものである。
【００１８】
また、本発明では、第１の誘電体層を構成する低融点ガラスの方が第２の誘電体層を構成する低融点ガラスよりも密度が小さい構成としている。
【００１９】
さらに本発明の請求項３に記載の発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、第１の低融点誘電体ガラスペーストを電極を有する基板上に塗布し乾燥させることにより第１の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、前記第１の誘電体ガラスペースト膜上に第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低いガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスペーストを塗布し乾燥させることにより第２の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、これらの膜を前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度が前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度が前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持することにより焼成膜を得る工程とを備えることを特徴とする製造方法である。
【００２０】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、第１の低融点誘電体ガラスグリーンシートを電極を有する基板上に転写する工程と、この基板上に転写されたグリーンシート上に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低いガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスグリーンシートを転写する工程と、これらの積層されたグリーンシートを、前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度が前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度が前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持することにより焼成膜を得る工程とを備えることを特徴とする製造方法である。
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について図１〜図５を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による製造方法において使用する低融点ガラス粉末の粘度温度曲線を示している。Ａに示す粘度温度曲線を有する低融点ガラス粉末を含有するペーストの軟化点は５８０℃であり、Ｂに示す粘度温度曲線を有する低融点ガラス粉末を含有するペーストの軟化点は５５５℃である。また図に示すように、５８０℃より高く６００℃より低いある温度においてＡとＢの粘度曲線が交差し、これら２種の低融点ガラス粉末を含有するペーストの粘度の大小関係は逆転する。すなわち、Ａを示すペーストの軟化点よりも高いある温度においては、Ａを示すペーストの粘度がＢを示すペーストの粘度よりも低くなり、一方でＡを示すペーストの軟化点よりも低く、Ｂを示すペーストの軟化点よりも高い温度においては、Ｂを示すペーストの粘度がＡを示すペーストの粘度よりも低くなる。
【００２３】
まず、図１中のＡに示す粘度温度曲線を有し、かつ微量の金属酸化物を副成分として含有するホウケイ酸鉛系の低融点ガラス粉末を含有するペーストを用意し、このペーストを予め準備された前面板としての電極を有するガラス基板上にスクリーン印刷法により印刷し、この塗布膜を連続式乾燥炉中で乾燥した。この印刷と乾燥を所望の厚みになるまで繰り返し行うことで、第１の誘電体ガラスペースト膜を得た。
【００２４】
次に、この第１の誘電体ガラスペースト膜上に、図１中のＢに示した粘度温度曲線を有し、かつ微量の金属酸化物を副成分として含有するホウケイ酸ビスマス系の上記第１の誘電体ガラスペースト膜の低融点ガラス粉末の軟化点より低い軟化点の低融点ガラス粉末を含有するペーストを、同じくスクリーン印刷法により印刷した後、連続式乾燥炉中で乾燥した。そしてこの印刷と乾燥を所望の厚みになるまで繰り返し行うことで第２の誘電体ガラスペースト膜を得た。ちなみに、第１の誘電体ガラスペースト膜のガラス粉末の密度は４．８g/cm3で、第２の誘電体ガラスペースト膜のガラス粉末の密度は４．１g/cm3である。
【００２５】
このようにして得られた誘電体ガラスペースト膜を図２に示すような温度履歴を経るように設定した連続式焼成炉中で、大気雰囲気下で焼成を行った。この時の焼結過程は、まず６００℃に保持した条件下で、粘度の低い１層目の第１の誘電体ガラスペースト膜を先に焼結し、次に５７０℃に保持した条件下で、より粘度の低い２層目の第２の誘電体ガラスペースト膜のみを焼結する。５７０℃は、１層目の第１の誘電体ガラスペースト膜のガラス粉末の軟化点よりも低いので、１層目の焼結済みの誘電体層中で気泡が成長することはなく、すなわち誘電体層全体に亘って気泡が成長することはない。また、１層目と２層目のガラスに密度差を与えることで、これらの２層のガラス成分が焼成中に相互に入れ換わらないようにしている。なお、このときの誘電体層の全膜厚は平均値で２８．７μｍであった。
【００２６】
すなわち、本実施の形態１によるプラズマディスプレイパネルの製造方法においては、第１の低融点誘電体ガラスペーストを電極を有する基板上に塗布し乾燥させることにより第１の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、前記第１の低融点誘電体ガラスペースト膜上に第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低くかつ粘度温度曲線の傾きが小さいガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスペーストを塗布し乾燥させることにより第２の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、これらの膜を前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度より前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度の方が低くなる温度、例えば６００℃で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高い温度、例えば５７０℃で保持することにより焼成膜を得る工程により、誘電体層を形成するものである。
【００２７】
次に、この焼成膜上にＭｇＯの誘電体の保護膜を真空プロセスを用いて形成し、図３に示すような構造を持ったプラズマディスプレイパネル用の前面板を得た。
【００２８】
なお、図３において、２１は前面側のガラス基板、２２は表示電極、２３は第１の誘電体ガラスペーストにより構成される第１の誘電体層、２４は第２の誘電体ガラスペーストにより構成される第２の誘電体層、２５はＭｇＯからなる保護膜である。さらに、この前面板と予め用意された背面板とを対向させて周辺部をガラスフリットで封着し、最後に内部に希ガスを封入することでプラズマディスプレイパネルを得た。
【００２９】
本発明により製造されたパネルの耐圧試験結果と、従来の工法によるパネルの耐圧試験結果を比較して表１に示す。試験条件は、電極間にＡＣ３５０Ｖを１分間印加して行った。測定母数は各５０枚とした。ここで言う従来品とは、誘電体層に前記第１の誘電体ガラスペーストのガラス粉末を含有するペーストをスクリーン印刷法により所望の厚みになるまで印刷積層し、図４に示す温度履歴を経るように設定した連続式焼成炉中で大気雰囲気下で焼成したものである。この時の誘電体層の全膜厚は平均値で３１．２μｍであった。
【００３０】
【表１】
【００３１】
この表１から明らかなように、従来品においては絶縁破壊したパネルが見られるが、本発明品においては絶縁破壊したパネルは見られなかった。
【００３２】
なお、本実施の形態１において使用した２種のガラス粉末は上述したような組成であるが、粘度温度曲線が図１に示すような関係であれば、特に組成が限定されるものではない。密度についても、第２の誘電体層に用いるガラス粉末の方が、第１の誘電体層に用いるガラス粉末よりも小さい方が良いが、両者の関係について必ずしも限定されるものではない。
【００３３】
また、本実施の形態１においては、誘電体の形成方法としてスクリーン印刷法を用いて説明したが、リバースロールコータに代表される厚膜一括塗布法を用いて形成しても全く同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３４】
さらに、本実施の形態１においては、誘電体層を２種のガラス粉末を用いて２層構造としたが、図５に示すように３種のガラス粉末を、基板側からＡ−Ｂ−Ｃの順に用いた３層、さらにはそれ以上でも同様の効果が得られる。
【００３５】
（実施の形態２）
まず、実施の形態１で用いた第１の誘電体ガラスペーストのガラス粉末を含有し、ＰＥＴフィルム上に予め所望の膜厚に形成したグリーンシートを用意し、このグリーンシートを予め準備された前面板としての電極を有するガラス基板上にラミネーターを用いて加熱圧着法により転写して、第１の誘電体層となる乾燥膜を得た。次に、この乾燥膜上に、同じく第２の誘電体ガラスペーストのガラス粉末を含有し、ＰＥＴフィルム上に予め所望の膜厚に形成したグリーンシートを、前記と同様、加熱圧着法により転写して第２の誘電体層となる乾燥膜を得た。
【００３６】
このようにして得られた誘電体乾燥膜を、実施の形態１で説明したのと同様に焼成を行った。なお、この時の誘電体層の全膜厚は平均値で２９．９μｍであった。
【００３７】
すなわち、本実施の形態２によるプラズマディスプレイパネルの製造方法においては、第１の低融点誘電体ガラスグリーンシートを電極を有する基板上に転写する工程と、この基板上に転写されたグリーンシート上に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低くかつ粘度温度曲線の傾きが小さいガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスグリーンシートを転写する工程と、これらの積層されたグリーンシートを、前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度より前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度の方が低くなる温度で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高い温度で保持して焼成膜を得る工程とにより誘電体層を形成するものである。
【００３８】
この焼成膜上にＭｇＯの誘電体の保護膜を真空プロセスを用いて形成し、図３に示すような構造を持ったプラズマディスプレイパネル用の前面板を得た。さらに、この前面板と予め用意された背面板とを対向させて周辺部をガラスフリットで封着し、最後に内部に希ガスを封入することでプラズマディスプレイパネルを得た。
【００３９】
本発明により製造されたパネルの耐圧試験結果と、従来の工法によるパネルの耐圧試験結果を比較して表２に示す。試験条件は、電極間にＡＣ３５０Ｖを１分間印加して行った。測定母数は各５０枚とした。ここで言う従来品とは、実施の形態１で用いたものである。
【００４０】
【表２】
【００４１】
この表２から明らかなように、従来品においては絶縁破壊したパネルが見られるが、本発明品においては絶縁破壊したパネルは見られなかった。
【００４２】
なお、本実施の形態２において使用したガラス粉末は、実施の形態１で説明した通り、限定されるものではない。
【００４３】
また、グリーンシートは１層ずつ転写するものに限定されなく、２層分を同時にダブルコーティングしたグリーンシートを一括で転写して形成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４４】
さらに、本実施の形態２においては、誘電体層を２種のガラス粉末を用いて２層構成としたが、実施の形態１で説明したのと同様、３種のガラス粉末を用いた３層の構成、またはそれ以上でも同様の効果が得られる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、誘電体層の１層目に使用するガラス粉末よりも２層目に使用するガラス粉末の軟化点を低くし、かつ１層目に使用するガラス粉末の粘度温度曲線の傾きよりも２層目に使用するガラス粉末の粘度温度曲線の傾きを小さくし、さらに１回の焼成で誘電体層を形成することで、誘電体層中の気泡やコンタミネーション等の欠陥に起因する絶縁破壊不良を抑止することができる。その結果、信頼性の高いプラズマディスプレイパネルを低コストで歩留まり良く製造できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルで使用する２種の低融点ガラス粉末の粘度温度曲線図
【図２】本発明における誘電体層焼成の温度プロファイルを示す図
【図３】本発明におけるプラズマディスプレイパネル用前面板を示す断面図
【図４】従来工法における誘電体層焼成の温度プロファイルを示す図
【図５】本発明における低融点ガラス粉末が３種の場合の粘度温度曲線図
【図６】プラズマディスプレイパネルの構成を示す斜視図
【図７】同パネルの電極配線図
【図８】（ａ）〜（ｃ）は同パネルの誘電体層の形成方法の一例を示す断面図
【符号の説明】
２１ ガラス基板
２２ 表示電極
２３ 第１の誘電体層
２４ 第２の誘電体層
２５ 保護膜
【発明の属する技術分野】
本発明はプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を用いたディスプレイは、視認性に優れた表示パネル（薄型表示デバイス）として注目されており、高精細化および大画面化が進められている。
【０００３】
このＰＤＰには、大別して、駆動的にはＡＣ型とＤＣ型があり、放電形式では面放電型と対向放電型の２種類があるが、高精細化、大画面化および製造の簡便性から、現状では、ＡＣ型で面放電型のＰＤＰが主流を占めるようになってきている。
【０００４】
図６にＰＤＰにおけるパネル構造の一例を示している。図６に示すように、ガラス基板などの透明な前面側の基板（前面板）１上には、走査電極２と維持電極３とで対をなすストライプ状の表示電極４が複数対形成され、そして基板１上の隣り合う表示電極４間には遮光層５が配置形成されている。この走査電極２および維持電極３は、それぞれ透明電極２ａ、３ａおよびこの透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された銀等のバス電極２ｂ、３ｂとから構成されている。また、前記前面側の基板１には、前記複数対の電極群を覆うように誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には保護膜７が形成されている。
【０００５】
また、前記前面側の基板１に対向配置される背面側の基板（背面板）８上には、走査電極２及び維持電極３の表示電極４と直交する方向に、絶縁体層９で覆われた複数のストライプ状のデータ電極１０が形成されている。このデータ電極１０間の絶縁体層９上には、データ電極１０と平行にストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、この隔壁１１間の側面１１ａおよび絶縁体層９の表面に蛍光体層１２が設けられている。
【０００６】
これらの基板１と基板８とは、走査電極２および維持電極３とデータ電極１０とが直交するように、微小な放電空間を挟んで対向配置されるとともに、周囲が封止され、そして前記放電空間には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノンのうちの一種または混合ガスが放電ガスとして封入されている。また、放電空間は、隔壁１１によって複数の区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル１３が設けられ、その各放電セル１３には、赤色、緑色及び青色となるように蛍光体層１２が一色ずつ順次配置されている。
【０００７】
このパネル本体の電極配列は、図７に示すように、Ｍ行×Ｎ列の放電セルからなるマトリックス構成であり、行方向にはＭ行の走査電極ＳＣＮ1〜ＳＣＮMおよび維持電極ＳＵＳ1〜ＳＵＳMが配列され、列方向にはＮ列のデータ電極Ｄ1〜ＤNが配列されている。
【０００８】
従来、このようなプラズマディスプレイパネルにおいて、前面板に設ける誘電体層の形成方法としては、例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、低融点ガラスペーストを用いた印刷積層法や一括塗布法により、基板全面に低融点ガラスペースト膜を形成した後に焼成を行う方法や、低融点ガラス粉末を含有するグリーンシートを用い、基板上に転写した後に、焼成を行う方法等がある。
【０００９】
図８（ａ）〜（ｃ）は印刷積層法により誘電体層を形成する方法を示す図であり、この方法は、図８（ａ）に示すように、表示電極４を形成した基板１上にスクリーン印刷版１４を介して低融点ガラスペースト１５を塗布する工程を複数回繰返し行うことにより、図８（ｂ）に示すように、低融点ガラスペースト１５による積層膜１６を形成し、その後図８（ｃ）に示すように焼成することにより誘電体層６を形成するものである。なお、図８（ａ）中、１７はスクリーン印刷に用いる印刷用スキージである。
【００１０】
またこれらの方法は、構造欠陥や誘電体層中の気泡の発生による絶縁破壊を抑止することで歩留まりを向上させるために、前記誘電体層を２回に分けて形成する場合もある。すなわち、第１層目の誘電体層を焼成した後、第２層目の誘電体層を焼成する方法である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の技術において、例えば誘電体層１層の構成では、発光効率等の性能向上を図るために誘電体層を薄膜化すると、誘電体層中に存在する気泡やコンタミネーション等の欠陥により、誘電体層の絶縁破壊が生じやすくなり、結果として歩留まりの低下を招く。
【００１２】
また、前記不具合を抑制する一手法として、１層目の欠陥を補うために誘電体層を２層構成とする方法もあるが、誘電体層形成時に焼成を２度行うため、高温熱履歴を２回経ることにより、透明電極、バス電極さらには誘電体層中のコンタミネーション等から発生する気泡がさらに成長することで、欠陥が増大するので、誘電体層を薄膜化すると、歩留まりの低下を招く危険性が高い。前記気泡の成長を抑えるために、誘電体層２層構成で１層目と２層目の低融点ガラスの軟化点が異なる材料を用い、第１層目と第２層目の焼成温度を変える方法も知られている。
【００１３】
しかし、これらいずれの方法においても、焼成工程を２回経るので、焼成炉のランニングコストの増大や、工数が２倍かかるため生産量の制約が生じるという問題点がある。
【００１４】
本発明はこのような課題を解決するもので、誘電体層を軟化点の異なる２種の低融点ガラスを用いた２層構成にしながら、製造コストが安価で歩留まりが良く、かつ高信頼性のプラズマディスプレイパネルを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有し、前記誘電体層が、前記電極上に形成した低融点ガラスからなる第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する低融点ガラスの軟化点よりも軟化点が低い低融点ガラスからなる第２の誘電体層とを備え、かつ、前記第１の誘電体層の軟化点よりも高い第１の温度において前記第１の誘電体層の粘度が前記第２の誘電体層の粘度よりも低く、前記第１の誘電体層の軟化点よりも低く前記第２の誘電体層の軟化点よりも高い第２の温度において前記第２の誘電体層の粘度が前記第１の誘電体層の粘度よりも低くなる粘度温度曲線となる誘電体層を備えたものである。
【００１６】
この構成によれば、誘電体層中の気泡やコンタミネーション等の欠陥に起因した絶縁破壊不良を誘電体の焼成工程が１度の場合のプロセスでも防止でき、結果的に製造歩留まりが向上し、より安価でしかも高信頼性のプラズマディスプレイパネルが得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有し、前記誘電体層が、前記電極上に形成した低融点ガラスからなる第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上に形成されかつ前記第１の誘電体層を構成する低融点ガラスの軟化点よりも軟化点が低い低融点ガラスからなる第２の誘電体層とを備え、かつ、前記第１の誘電体層の軟化点よりも高い第１の温度において前記第１の誘電体層の粘度が前記第２の誘電体層の粘度よりも低く、前記第１の誘電体層の軟化点よりも低く前記第２の誘電体層の軟化点よりも高い第２の温度において前記第２の誘電体層の粘度が前記第１の誘電体層の粘度よりも低くなる粘度温度曲線となる誘電体層を備えたものである。
【００１８】
また、本発明では、第１の誘電体層を構成する低融点ガラスの方が第２の誘電体層を構成する低融点ガラスよりも密度が小さい構成としている。
【００１９】
さらに本発明の請求項３に記載の発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、第１の低融点誘電体ガラスペーストを電極を有する基板上に塗布し乾燥させることにより第１の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、前記第１の誘電体ガラスペースト膜上に第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低いガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスペーストを塗布し乾燥させることにより第２の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、これらの膜を前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度が前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度が前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持することにより焼成膜を得る工程とを備えることを特徴とする製造方法である。
【００２０】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、第１の低融点誘電体ガラスグリーンシートを電極を有する基板上に転写する工程と、この基板上に転写されたグリーンシート上に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低いガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスグリーンシートを転写する工程と、これらの積層されたグリーンシートを、前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度が前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度が前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持することにより焼成膜を得る工程とを備えることを特徴とする製造方法である。
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態について図１〜図５を用いて説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による製造方法において使用する低融点ガラス粉末の粘度温度曲線を示している。Ａに示す粘度温度曲線を有する低融点ガラス粉末を含有するペーストの軟化点は５８０℃であり、Ｂに示す粘度温度曲線を有する低融点ガラス粉末を含有するペーストの軟化点は５５５℃である。また図に示すように、５８０℃より高く６００℃より低いある温度においてＡとＢの粘度曲線が交差し、これら２種の低融点ガラス粉末を含有するペーストの粘度の大小関係は逆転する。すなわち、Ａを示すペーストの軟化点よりも高いある温度においては、Ａを示すペーストの粘度がＢを示すペーストの粘度よりも低くなり、一方でＡを示すペーストの軟化点よりも低く、Ｂを示すペーストの軟化点よりも高い温度においては、Ｂを示すペーストの粘度がＡを示すペーストの粘度よりも低くなる。
【００２３】
まず、図１中のＡに示す粘度温度曲線を有し、かつ微量の金属酸化物を副成分として含有するホウケイ酸鉛系の低融点ガラス粉末を含有するペーストを用意し、このペーストを予め準備された前面板としての電極を有するガラス基板上にスクリーン印刷法により印刷し、この塗布膜を連続式乾燥炉中で乾燥した。この印刷と乾燥を所望の厚みになるまで繰り返し行うことで、第１の誘電体ガラスペースト膜を得た。
【００２４】
次に、この第１の誘電体ガラスペースト膜上に、図１中のＢに示した粘度温度曲線を有し、かつ微量の金属酸化物を副成分として含有するホウケイ酸ビスマス系の上記第１の誘電体ガラスペースト膜の低融点ガラス粉末の軟化点より低い軟化点の低融点ガラス粉末を含有するペーストを、同じくスクリーン印刷法により印刷した後、連続式乾燥炉中で乾燥した。そしてこの印刷と乾燥を所望の厚みになるまで繰り返し行うことで第２の誘電体ガラスペースト膜を得た。ちなみに、第１の誘電体ガラスペースト膜のガラス粉末の密度は４．８g/cm3で、第２の誘電体ガラスペースト膜のガラス粉末の密度は４．１g/cm3である。
【００２５】
このようにして得られた誘電体ガラスペースト膜を図２に示すような温度履歴を経るように設定した連続式焼成炉中で、大気雰囲気下で焼成を行った。この時の焼結過程は、まず６００℃に保持した条件下で、粘度の低い１層目の第１の誘電体ガラスペースト膜を先に焼結し、次に５７０℃に保持した条件下で、より粘度の低い２層目の第２の誘電体ガラスペースト膜のみを焼結する。５７０℃は、１層目の第１の誘電体ガラスペースト膜のガラス粉末の軟化点よりも低いので、１層目の焼結済みの誘電体層中で気泡が成長することはなく、すなわち誘電体層全体に亘って気泡が成長することはない。また、１層目と２層目のガラスに密度差を与えることで、これらの２層のガラス成分が焼成中に相互に入れ換わらないようにしている。なお、このときの誘電体層の全膜厚は平均値で２８．７μｍであった。
【００２６】
すなわち、本実施の形態１によるプラズマディスプレイパネルの製造方法においては、第１の低融点誘電体ガラスペーストを電極を有する基板上に塗布し乾燥させることにより第１の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、前記第１の低融点誘電体ガラスペースト膜上に第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低くかつ粘度温度曲線の傾きが小さいガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスペーストを塗布し乾燥させることにより第２の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、これらの膜を前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度より前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度の方が低くなる温度、例えば６００℃で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高い温度、例えば５７０℃で保持することにより焼成膜を得る工程により、誘電体層を形成するものである。
【００２７】
次に、この焼成膜上にＭｇＯの誘電体の保護膜を真空プロセスを用いて形成し、図３に示すような構造を持ったプラズマディスプレイパネル用の前面板を得た。
【００２８】
なお、図３において、２１は前面側のガラス基板、２２は表示電極、２３は第１の誘電体ガラスペーストにより構成される第１の誘電体層、２４は第２の誘電体ガラスペーストにより構成される第２の誘電体層、２５はＭｇＯからなる保護膜である。さらに、この前面板と予め用意された背面板とを対向させて周辺部をガラスフリットで封着し、最後に内部に希ガスを封入することでプラズマディスプレイパネルを得た。
【００２９】
本発明により製造されたパネルの耐圧試験結果と、従来の工法によるパネルの耐圧試験結果を比較して表１に示す。試験条件は、電極間にＡＣ３５０Ｖを１分間印加して行った。測定母数は各５０枚とした。ここで言う従来品とは、誘電体層に前記第１の誘電体ガラスペーストのガラス粉末を含有するペーストをスクリーン印刷法により所望の厚みになるまで印刷積層し、図４に示す温度履歴を経るように設定した連続式焼成炉中で大気雰囲気下で焼成したものである。この時の誘電体層の全膜厚は平均値で３１．２μｍであった。
【００３０】
【表１】
この表１から明らかなように、従来品においては絶縁破壊したパネルが見られるが、本発明品においては絶縁破壊したパネルは見られなかった。
【００３２】
なお、本実施の形態１において使用した２種のガラス粉末は上述したような組成であるが、粘度温度曲線が図１に示すような関係であれば、特に組成が限定されるものではない。密度についても、第２の誘電体層に用いるガラス粉末の方が、第１の誘電体層に用いるガラス粉末よりも小さい方が良いが、両者の関係について必ずしも限定されるものではない。
【００３３】
また、本実施の形態１においては、誘電体の形成方法としてスクリーン印刷法を用いて説明したが、リバースロールコータに代表される厚膜一括塗布法を用いて形成しても全く同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３４】
さらに、本実施の形態１においては、誘電体層を２種のガラス粉末を用いて２層構造としたが、図５に示すように３種のガラス粉末を、基板側からＡ−Ｂ−Ｃの順に用いた３層、さらにはそれ以上でも同様の効果が得られる。
【００３５】
（実施の形態２）
まず、実施の形態１で用いた第１の誘電体ガラスペーストのガラス粉末を含有し、ＰＥＴフィルム上に予め所望の膜厚に形成したグリーンシートを用意し、このグリーンシートを予め準備された前面板としての電極を有するガラス基板上にラミネーターを用いて加熱圧着法により転写して、第１の誘電体層となる乾燥膜を得た。次に、この乾燥膜上に、同じく第２の誘電体ガラスペーストのガラス粉末を含有し、ＰＥＴフィルム上に予め所望の膜厚に形成したグリーンシートを、前記と同様、加熱圧着法により転写して第２の誘電体層となる乾燥膜を得た。
【００３６】
このようにして得られた誘電体乾燥膜を、実施の形態１で説明したのと同様に焼成を行った。なお、この時の誘電体層の全膜厚は平均値で２９．９μｍであった。
【００３７】
すなわち、本実施の形態２によるプラズマディスプレイパネルの製造方法においては、第１の低融点誘電体ガラスグリーンシートを電極を有する基板上に転写する工程と、この基板上に転写されたグリーンシート上に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低くかつ粘度温度曲線の傾きが小さいガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスグリーンシートを転写する工程と、これらの積層されたグリーンシートを、前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度より前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度の方が低くなる温度で保持するとともに、降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも低くかつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高い温度で保持して焼成膜を得る工程とにより誘電体層を形成するものである。
【００３８】
この焼成膜上にＭｇＯの誘電体の保護膜を真空プロセスを用いて形成し、図３に示すような構造を持ったプラズマディスプレイパネル用の前面板を得た。さらに、この前面板と予め用意された背面板とを対向させて周辺部をガラスフリットで封着し、最後に内部に希ガスを封入することでプラズマディスプレイパネルを得た。
【００３９】
本発明により製造されたパネルの耐圧試験結果と、従来の工法によるパネルの耐圧試験結果を比較して表２に示す。試験条件は、電極間にＡＣ３５０Ｖを１分間印加して行った。測定母数は各５０枚とした。ここで言う従来品とは、実施の形態１で用いたものである。
【００４０】
【表２】
この表２から明らかなように、従来品においては絶縁破壊したパネルが見られるが、本発明品においては絶縁破壊したパネルは見られなかった。
【００４２】
なお、本実施の形態２において使用したガラス粉末は、実施の形態１で説明した通り、限定されるものではない。
【００４３】
また、グリーンシートは１層ずつ転写するものに限定されなく、２層分を同時にダブルコーティングしたグリーンシートを一括で転写して形成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４４】
さらに、本実施の形態２においては、誘電体層を２種のガラス粉末を用いて２層構成としたが、実施の形態１で説明したのと同様、３種のガラス粉末を用いた３層の構成、またはそれ以上でも同様の効果が得られる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、誘電体層の１層目に使用するガラス粉末よりも２層目に使用するガラス粉末の軟化点を低くし、かつ１層目に使用するガラス粉末の粘度温度曲線の傾きよりも２層目に使用するガラス粉末の粘度温度曲線の傾きを小さくし、さらに１回の焼成で誘電体層を形成することで、誘電体層中の気泡やコンタミネーション等の欠陥に起因する絶縁破壊不良を抑止することができる。その結果、信頼性の高いプラズマディスプレイパネルを低コストで歩留まり良く製造できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマディスプレイパネルで使用する２種の低融点ガラス粉末の粘度温度曲線図
【図２】本発明における誘電体層焼成の温度プロファイルを示す図
【図３】本発明におけるプラズマディスプレイパネル用前面板を示す断面図
【図４】従来工法における誘電体層焼成の温度プロファイルを示す図
【図５】本発明における低融点ガラス粉末が３種の場合の粘度温度曲線図
【図６】プラズマディスプレイパネルの構成を示す斜視図
【図７】同パネルの電極配線図
【図８】（ａ）〜（ｃ）は同パネルの誘電体層の形成方法の一例を示す断面図
【符号の説明】
２１ ガラス基板
２２ 表示電極
２３ 第１の誘電体層
２４ 第２の誘電体層
２５ 保護膜
Claims (2)
- 基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、
第１の低融点誘電体ガラスペーストを電極を有する基板上に塗布し乾燥させることにより第１の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、
前記第１の誘電体ガラスペースト膜上に第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低いガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスペーストを塗布し乾燥させることにより第２の誘電体ガラスペースト膜を得る工程と、
これらの膜を前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高く、かつ前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度が前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持するとともに、
降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも低く、かつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの軟化点よりも高く、かつ前記第２の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度が前記第１の低融点誘電体ガラスペースト中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持することにより焼成膜を得る工程とを備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。 - 基板間に隔壁により仕切られた放電空間が形成されるように対向配置した一対の前面側および背面側の基板と、隔壁により仕切られた放電空間で放電が発生するように基板に配置された複数の電極と、この電極を覆うように基板に形成した誘電体層と、前記背面側の基板に形成されかつ放電により発光する蛍光体層とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法において、
第１の低融点誘電体ガラスグリーンシートを電極を有する基板上に転写する工程と、この基板上に転写されたグリーンシート上に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも軟化点が低いガラスを含有する第２の低融点誘電体ガラスグリーンシートを転写する工程と、
これらの積層されたグリーンシートを、前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高く、かつ前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度が前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持するとともに、
降温時に前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも低く、かつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの軟化点よりも高く、かつ前記第２の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度が前記第１の低融点誘電体ガラスグリーンシート中に含有するガラスの粘度よりも低くなる温度で保持することにより焼成膜を得る工程とを備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
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