JP4591478B2

JP4591478B2 - プラズマディスプレイパネル

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Publication number: JP4591478B2
Application number: JP2007139880A
Authority: JP
Inventors: 伸悟高木; 初美古牧; 亮二日向; 達雄三舩
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2027-05-28
Also published as: EP2026370A1; EP2026370A4; WO2008146435A1; JP2008293867A; US20100244659A1; CN101548355A; KR20090015974A; CN101548355B; KR101016500B1

Description

本発明は、表示デバイスなどに用い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と呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチ以上クラスのテレビなどが製品化されている。近年、ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のフルハイビジョンへの適用が進んでいるとともに、環境問題に配慮して鉛成分を含まないＰＤＰが要求されている。また省資源化や材料コスト削減のために、高価である希少金属の削減も必要とされている。

ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法による硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。

前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にＮｅ−Ｘｅの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

表示電極のバス電極には導電性を確保するための銀電極が用いられ、誘電体層としては酸化鉛を主成分とする低融点ガラスが用いられているが、近年の環境問題への配慮から誘電体層として鉛成分を含まない例が開示されている（例えば、特許文献１、２、３、４など参照）。

また、電極を形成する際のガラス材料として酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）を所定量含有させる例も開示されている（例えば、特許文献５参照）。
特開２００３−１２８４３０号公報特開２００２−０５３３４２号公報特開２００１−０４５８７７号公報特開平９−０５０７６９号公報特開２０００−０４８６４５号公報

近年、ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上となるフルハイビジョンへの高精細化が進んでいる。同時に上述したような大画面化が進む中においては、必然的に画像表示に要する電圧・電力が高くなるため、表示電極の抵抗値を低下させることが重要な課題となる。

ところが、表示電極の抵抗値を低下させるためには電極断面積を大きくする必要があるが、電極幅を大きくすると画像表示する画素の可視光を透過させる開口面積が小さくなりＰＤＰの画像表示輝度が低下することとなる。一方、電極膜厚を大きくすると実質的に電極上部の誘電体層の厚さが小さくなり、誘電体層の絶縁耐圧が低下する不具合を伴う。

特に、環境問題への配慮から用いられている、鉛成分を含有しないガラス材料を誘電体層や電極に用いた場合は、表示電極の抵抗値を低下させることが難しくなる傾向も見られる。

上記の課題を解決するために、本発明のＰＤＰはガラス基板上に表示電極および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したＰＤＰであって、前記表示電極が少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層と、黒色材料およびガラス材料を含有する黒色層とを含む複数層で構成され、前記表示電極が露光、現像および焼成工程によって形成され、前記金属電極層と前記黒色層のガラス材料が酸化ビスマスを含み、前記金属電極層と前記黒色層からなる金属バス電極の現像後のアンダーカット量が２５μｍ以上であることを特徴とする。

また、本発明は前記金属バス電極の焼成後のエッジカール量が前記金属バス電極の焼成後の膜厚の７０％以下であることを特徴とする。また前記黒色層にはコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）もしくは銅（Ｃｕ）またはこれらの酸化物を含有することを特徴としてもよい。

これによって、環境問題に配慮した鉛成分を含まない材料を用いても、表示電極の抵抗値を維持し、かつ高輝度・高信頼性のＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。

前面板２の前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６と遮光層７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。

また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４および維持電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、青色および緑色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。走査電極４および維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、青色、緑色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。

図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板２の構成を示す断面図である。図２は図１と上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６と遮光層７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれ酸化インジウム（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ₂）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。さらに、金属バス電極４ｂ、５ｂは黒色の黒色電極４１ｂ、５１ｂと白色の白色電極４２ｂ、５２ｂとで構成されている。

誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂと遮光層７を覆って設けた第１誘電体層８１と、第１誘電体層８１上に形成された第２誘電体層８２の少なくとも２層構成とし、さらに第２誘電体層８２上に保護層９を形成している。

次に、ＰＤＰの製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５と遮光層７とを形成する。これらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極４ａ、５ａは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極４ｂ、５ｂは導電性黒色粒子あるいは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所望の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色材料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。

具体的な金属バス電極４ｂ、５ｂの形成手順は、以下に示す手順が一般的である。前面ガラス基板３上に黒色材料を含んだペーストを印刷し乾燥させた後、フォトリソグラフィ法でパターニングして、遮光層７を形成する。さらにその上に顔料を含んだペーストと導電性粒子を含んだペーストをそれぞれ印刷、乾燥を繰り返す。その後フォトリソグラフィ法でパターニングして黒色の黒色電極４１ｂ、５１ｂと白色の白色電極４２ｂ、５２ｂからなる金属バス電極４ｂ、５ｂを形成する。ここで、画像表示時のコントラストを向上させるために、黒色電極４１ｂ、５１ｂは下層（前面ガラス基板３側）に形成し、白色電極４２ｂ、５２ｂは上層として形成される。

また、本発明の実施の形態では金属バス電極の黒色電極４１ｂ、５１ｂと遮光層７を同一材料とし、同一プロセスにて製造する手順を用いている。本発明は黒色度を良好にする技術であるため、本発明の実施の形態では遮光層７の黒色度も良好になり、本発明の効果を強くすることが可能である。

次に、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト層（誘電体ガラス層）を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５および遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、本発明の実施の形態では、少なくともこれらの誘電体ペーストの塗布工程を繰り返すことによって第１誘電体層８１と第２誘電体層８２とよりなる２層構成の誘電体層８を形成している。なお、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラス、バインダおよび溶剤を含む塗料である。次に、誘電体層８上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層９を真空蒸着法により形成する。以上の工程により、前面ガラス基板３上に所定の構成部材が形成されて前面板２が完成する。

一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成し、それを所望の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などによりアドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストは粉末の誘電体ガラスとバインダおよび溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状にパターニングして隔壁材料層を形成し、その後、焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。次に、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布して焼成することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材が形成されて背面板１０が完成する。

このようにして所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを走査電極４とアドレス電極１２とが直交するように対向配置して、その周囲をガラスフリットで封着し、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスを封入することによりＰＤＰ１が完成する。

次に、前面板２の表示電極６と誘電体層８の詳細について述べる。まず表示電極６について説明する。前面ガラス基板３上に厚さ０．１２μｍ程度の酸化インジウム（ＩＴＯ）をスパッタ法で全面に形成し、その後、フォトリソグラフィ法によって、巾１５０μｍのストライプ状の透明電極４ａ、５ａを形成する。

そして、黒色材料としてコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）の黒色金属微粒子、金属酸化物、金属複合酸化物が５重量％〜４０重量％と、ガラス材料が１０重量％〜４０重量％と、感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤、溶剤などを含む感光性有機バインダ成分が３０重量％〜６０重量％よりなる感光性ペーストを印刷法などによって前面ガラス基板３上全面に塗布し、黒色電極ペースト層を形成する。

なお、黒色電極ペーストのガラス材料は、少なくとも酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）を５重量％〜２５重量％含み、ガラス材料の軟化点が５００℃を超えるようにしている。なお、上述した黒色材料としてのコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）の黒色金属微粒子、金属酸化物、金属複合酸化物は、一部導電材としても機能する。

次に、少なくとも銀（Ａｇ）粒子が７０重量％〜９０重量％と、ガラス材料が１重量％〜１５重量％と、感光性ポリマー、感光性モノマー、光重合開始剤、溶剤などを含む感光性有機バインダ成分が８重量％〜３０重量％よりなる感光性ペーストを印刷法などによって黒色電極ペースト層上に塗布し、白色電極ペースト層を形成する。なお、白色電極ペースト層のガラス材料は、少なくとも酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）を５重量％〜２５重量％含み、ガラス材料の軟化点が５５０℃を超えるようにしている。

これらの全面塗布された黒色電極ペースト層と白色電極ペースト層とを、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、これらを５５０℃〜６００℃の温度で焼成して線幅が６０μｍ程度の黒色電極４１ｂ、５１ｂと白色電極４２ｂ、５２ｂを透明電極４ａ、５ａ上に形成する。

このように本発明の実施の形態では黒色電極４１ｂ、５１ｂにコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）を用いているが、従来技術においては、黒色電極４１ｂ、５１ｂや遮光層７にクロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）を含有することによって、導電性および黒色度を確保する手段がある。ところが、発明者等はクロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）を黒色電極４１ｂ、５１ｂに使用することによって、黒色電極４１ｂ、５１ｂと白色電極４２ｂ、５２ｂとの層界面での接触抵抗値を増大させ、電極層全体の抵抗値が上昇する傾向があることを見出した。またこれは、黒色電極４１ｂ、５１ｂのガラス材料の成分、または誘電体層８の成分などにも依存することが判明した。

この現象について以下に解説する。通常、電極焼成工程や誘電体焼成工程における熱処理によって、白色電極４２ｂ、５２ｂに含まれる銀（Ａｇ）同士が接触し、電極の導電性が発現する。ところが通常、黒色電極４１ｂ、５１ｂに含まれる導電材や黒色材料等の成分は、上述の電極焼成や誘電体焼成工程において、白色電極４２ｂ、５２ｂへ移動、拡散し、銀（Ａｇ）同士の接触を妨げようとする。ところが、黒色電極４１ｂ、５１ｂにコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）を用いた場合、この白色電極４２ｂ、５２ｂへの拡散を抑制することができ、結果として銀（Ａｇ）同士の接触を妨げることがなくなる。このため、黒色電極４１ｂ、５１ｂと白色電極４２ｂ、５２ｂとの層界面での接触抵抗値を低下させることができると考えられる。

一方、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）の成分を黒色材料や導電材として黒色電極に含有していると、焼成時において白色電極４２ｂ、５２ｂへの拡散が起こり、拡散された成分により銀（Ａｇ）同士の接触を妨げることとなり、この接触抵抗が上昇する。

また従来技術では、黒色電極４１ｂ、５１ｂや遮光層７にルテニウム（Ｒｕ）を含有して、黒色度、導電率を確保する手段も開示されている。ところがルテニウム（Ｒｕ）は高価な希少金属でもあるため、ルテニウム（Ｒｕ）の使用は材料コストの増加に繋がることとなり、大画面化が進むＰＤＰでは、部分的なコストの増加も大きな影響を及ぼす。このように本発明の実施の形態では、ルテニウム（Ｒｕ）を実質的に使用しないこととすることで、従来技術に対して材料コストの削減や省資源化などの観点からも優位な効果が有することになる。

また、黒色電極４１ｂ、５１ｂと白色電極４２ｂ、５２ｂに用いられるガラス材料は、上述のように酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）の含有量が５重量％〜２５重量％であり、さらに、酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）、酸化タングステン（ＷＯ₃）のうちの少なくとも一つを０．１重量％以上７重量％以下含むことが好ましい。なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）、酸化タングステン（ＷＯ₃）に代えて、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化コバルト（Ｃｏ₂Ｏ₃）、酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₇）、酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。

また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ₂Ｏ₃）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ₂）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよく、これらの材料組成の含有量に特に限定はなく、従来技術程度の材料組成の含有量範囲である。

なお、本発明ではガラス材料の軟化点温度を５００℃以上とし、焼成温度を５５０℃〜６００℃としている。従来のように、ガラス材料の軟化点が４５０℃〜５００℃と低い場合には、焼成温度がそれより１００℃近く高いため、反応性の高い酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）自体が銀（Ａｇ）や黒色金属微粒子、あるいはペースト中の有機バインダ成分と激しく反応し、金属バス電極４ｂ、５ｂ中と誘電体層８中に気泡を発生させ、誘電体層８の絶縁耐圧性能を劣化させる。一方、本発明のように、ガラス材料の軟化点を５００℃以上にすると、銀（Ａｇ）や黒色金属微粒子、あるいは有機成分と酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）との反応性が低下して気泡の発生は少なくなる。しかしながら、ガラス材料の軟化点を６００℃以上とすると、金属バス電極４ｂ、５ｂと透明電極４ａ、５ａや前面ガラス基板３、あるいは誘電体層８との接着性が低下するため好ましくない。

ところで、本発明の実施の形態ではこのフォトリソグラフィ法を用いてパターニングするに際して、上記黒色電極ペースト層および白色電極ペースト層を一括して露光・現像する方法を用いている。具体的には、黒色電極ペースト層を形成した後に遮光層７のパターニングを行うために、このパターンを備えたマスクを介して活性光線を照射し露光する。その後、当該黒色電極ペースト層上に白色電極ペースト層を形成する。そして金属バス電極４ｂ、５ｂのパターニングを行うために、そのパターンを備えたマスクを介して活性光線を照射し露光する。

次に、それぞれのペースト層の未露光部を現像液で除去する。そして焼成工程ではアルカリ可溶性高分子バインダ、光重合性モノマー、光重合開始剤は熱分解され除去される。焼成温度は使用する塩基性無機粉末の種類によっても異なるが、最高温度で５００℃〜６５０℃の範囲が採用される。

図３は現像工程後の金属バス電極４ｂ、５ｂの断面形状を示す図である。上述したように本発明の実施の形態では、上下２層を一括して露光することになるが、この場合前記活性光線が下層である黒色電極ペースト層まで十分に届かず、下層の硬化が不十分となる場合がある。その結果、硬化の不十分な下層は上層に比べて、現像時において除去されるペースト層の量が多くなり、現像後の状態で上層の幅に対して下層の幅が小さくなる現象が生じる。この現象は一般的にアンダーカットと呼ばれ、本発明の実施の形態では図３に示すように、金属バス電極４ｂ、５ｂの基板側と接する幅Ｗ１に対して金属バス電極４ｂ、５ｂの投影幅Ｗ２の差分値をアンダーカット量と呼ぶ。

ところで、この金属バス電極４ｂ、５ｂのアンダーカット量は、露光・現像時の条件に依存性が強く、これらの条件によって調節することが出来るが、発明者等は本発明ではこのアンダーカット量が大きくなるに伴い、現像後の工程である焼成工程の熱履歴によって金属バス電極４ｂ、５ｂの熱収縮量が大きくなる傾向があることを見出した。

この結果金属バス電極４ｂ、５ｂの白色電極４２ｂ、５２ｂをより密にすることができ、本発明の実施の形態ではこの傾向を用いて、電極の導電率を上げることが可能となった。具体的には、アンダーカット量は現像後の金属バス電極４ｂ、５ｂの電極幅に関わらず２５μｍ以上とし、膜剥がれ等の影響を考慮して基板側と接する幅Ｗ１が１０μｍ以上とした。

このため、同じ抵抗値となる金属バス電極４ｂ、５ｂを形成することに対して、本発明では従来技術よりも、金属バス電極４ｂ、５ｂ特に白色電極４２ｂ、５２ｂの膜厚を小さくすることが可能である。

一方で、上述した手段で厚膜層を現像し、焼成した場合、上下層の熱収縮の差によって、金属バス電極４ｂ、５ｂ断面端部が沿ってしまう現象も生じる。図４は焼成後の金属バス電極４ｂ、５ｂの断面図を示す。一般にこの現象はエッジカールと呼ばれ、本発明の実施の形態では図４に示したように金属バス電極４ｂ、５ｂの幅方向に対する中心での膜厚Ｈ１に対して、金属バス電極４ｂ、５ｂ端部での膜厚Ｈ２の差分値をエッジカール量としている。

このエッジカール量は一般に金属バス電極４ｂ、５ｂの膜厚の増加に伴って増加する傾向がある。またエッジカール量が大きくなるとその頂部での誘電体層８の実質的な膜厚が低くなってしまい、誘電体層８の絶縁破壊耐圧も低くなってしまう。そして結果として製造時の歩留まりを悪化させてしまう。

ところが、本発明の実施の形態では上述したように、金属バス電極４ｂ、５ｂの膜厚を低く抑えることができるため、このエッジカール量も小さくすることができ、信頼性の高いＰＤＰを実現することができ、製造時の歩留まり向上にも貢献できる。具体的には、エッジカール量を金属バス電極４ｂ、５ｂの幅方向に対する中心での膜厚に対して７０％以下とすることを特徴としている。これらの実施の形態については後述する。

なお、本発明の実施の形態では、遮光層７および金属バス電極４ｂ、５ｂいずれのパターニングの場合も、前記活性光線の露光量は、超高圧水銀灯を用いた場合５０〜５００ｍＪ／ｃｍ²の範囲が採用されている。

このように本発明の実施の形態では、アンダーカット量を２５μｍ以上とし、エッジカール量を焼成後の金属バス電極４ｂ、５ｂの幅方向に対する中心での膜厚に対して７０％以下とすることを特徴としており、これによって、鉛成分を含まない環境問題に配慮した材料を用いても、金属バス電極４ｂ、５ｂの抵抗値を上げることなく、ＰＤＰの信頼性を確保し、かつ画像表示品位を向上することができる。

次に前面板２の誘電体層８を構成する第１誘電体層８１と第２誘電体層８２について詳細に説明する。第１誘電体層８１の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）を５重量％〜２５重量％と酸化カルシウム（ＣａＯ）を０．５重量％〜１５重量％含んでおり、さらに酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）、酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）、酸化マンガン（ＭｎＯ₂）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。

さらに、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を０．５重量％〜１２重量％含んでいる。

なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）、酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）、酸化マンガン（ＭｎＯ₂）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ₂Ｏ₃）、酸化コバルト（Ｃｏ₂Ｏ₃）、酸化バナジウム（Ｖ₂Ｏ₇）、酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいてもよい。

これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用あるいは印刷用の第１誘電体層用ペーストを作製する。

そして、この第１誘電体層用ペーストを用い、表示電極６を覆うように前面ガラス基板３にダイコート法あるいはスクリーン印刷法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５７５℃〜５９０℃で焼成する。

次に、第２誘電体層８２について説明する。第２誘電体層８２の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）を５重量％〜２５重量％と酸化バリウム（ＢａＯ）を６．０重量％〜２８重量％含んでおり、さらに酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）、酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）、酸化マンガン（ＭｎＯ₂）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。

さらに、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）から選ばれる少なくとも１種を０．８重量％〜１７重量％含んでいる。

これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用あるいは印刷用の第２誘電体層用ペーストを作製する。そして、この第２誘電体層用ペーストを用いて第１誘電体層８１上にスクリーン印刷法であるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５５０℃〜５９０℃で焼成する。

なお、誘電体層８の膜厚が小さいほどパネル輝度の向上と放電電圧を低減するという効果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定するのが望ましい。このような条件と可視光透過率の観点から、本発明の実施の形態では、誘電体層８の膜厚を４１μｍ以下に設定し、第１誘電体層８１を５μｍ〜１５μｍ、第２誘電体層８２を２０μｍ〜３６μｍとしている。

以上のように、本発明での誘電体層８に含まれる酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）量は、第１誘電体層８１および第２誘電体層８２共に、上述のように５重量％〜２５重量％としている。誘電体層８の酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）量をこの範囲とすることで、ＰＤＰの黒色度を良化することができ、かつ誘電体層８としての所望の軟化点および誘電率を得ることができる。なお、第１誘電体層８１と第２誘電体層８２の酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）量が同一である必要はない。

（実施例）
次に本発明の実施の形態の効果の検証として行った実施例について述べる。検証では、上述した作製方法と同様の方法によって、ガラス基板上に作成した金属バス電極４ｂ、５ｂを試料として用いた。ここで現像時の条件を調整し、アンダーカット量を１５μｍ〜５０μｍとして試料を作成し、現像後の線幅、焼成後の線幅、焼成後の膜厚、焼成後の金属バス電極４ｂ、５ｂの抵抗値および焼成後のエッジカール量を測定した。またこれらの結果を用いて導電率の指標として比抵抗値を算出した。この結果を表１に示す。

ここでアンダーカット量はブイ・テクノロジー社製の三次元測定装置を用いて、基板の裏面から透過光で白色電極ペースト層の幅Ｗ２を測定し、また、落射光と透過光併用で黒色電極ペースト層の幅Ｗ１を測定して算出した。また焼成後の線幅についても同様に測定した。そして焼成後の膜厚およびエッジカール量は、触針式表面形状測定器を用いて膜の断面形状を測定した。

表１の試料１〜試料４にて示すように、アンダーカット量を増加させることによって、同一の膜厚であっても、エッジカール量が増加し、一方で金属バス電極４ｂ、５ｂの抵抗値および比抵抗値が減少することがわかる。これは、上述したようにアンダーカット量の増加に伴い、金属バス電極４ｂ、５ｂの白色電極４２ｂ、５２ｂがより密になり、導電率が低下したものと考えられる。

また、試料５と試料３、および試料６と試料４は、アンダーカット量を同程度としながら、膜厚を変化させている。この結果から試料５、試料６は試料１と同程度の電極抵抗値およびエッジカール量でありながら、電極線幅および膜厚を低下させることができることがわかる。これによって、画像表示時の駆動電圧および誘電体層の絶縁破壊耐圧を同程度に維持しながら、使用する電極材料量を低減し、また各放電セルの可視光を透過する開口面積を増加することができる。

以上述べてきたように本発明は、画像表示品位が高く、かつ環境問題にも配慮したＰＤＰを実現することができ、大画面の表示デバイスなどに有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図現像後の金属バス電極および前面板の形状を示す断面図焼成後の金属バス電極および前面板の形状を示す断面図

符号の説明

１ＰＤＰ
２前面板
３前面ガラス基板
４走査電極
４ａ、５ａ透明電極
４ｂ、５ｂ金属バス電極
５維持電極
６表示電極
７遮光層
８誘電体層
９保護層
１０背面板
１１背面ガラス基板
１２アドレス電極
１３下地誘電体層
１４隔壁
１５蛍光体層
１６放電空間
４１ｂ、５１ｂ黒色電極
４２ｂ、５２ｂ白色電極
８１第１誘電体層
８２第２誘電体層

Claims

ガラス基板上に表示電極および誘電体層が形成された前面板と、基板上に電極、隔壁および蛍光体層が形成された背面板とを対向配置するとともに周囲を封着して放電空間を形成したプラズマディスプレイパネルであって、
前記表示電極が少なくとも、銀およびガラス材料を含有する金属電極層と、黒色材料およびガラス材料を含有する黒色層とを含む複数層で構成され、
前記表示電極が露光、現像および焼成工程によって形成され、
前記金属電極層と前記黒色層のガラス材料が酸化ビスマスを含み、
前記金属電極層と前記黒色層からなる金属バス電極の現像後のアンダーカット量が２５μｍ以上であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記金属バス電極の焼成後のエッジカール量が前記金属バス電極の焼成後の膜厚の７０％以下であることを特徴とする請求項１のプラズマディスプレイパネル。
前記黒色層にはコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）もしくは銅（Ｃｕ）またはこれらの酸化物を含有することを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。