WO2010103836A1 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

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WO2010103836A1
WO2010103836A1 PCT/JP2010/001733 JP2010001733W WO2010103836A1 WO 2010103836 A1 WO2010103836 A1 WO 2010103836A1 JP 2010001733 W JP2010001733 W JP 2010001733W WO 2010103836 A1 WO2010103836 A1 WO 2010103836A1
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WO
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display panel
plasma display
mol
dielectric layer
less
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/001733
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French (fr)
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森岡一裕
藤谷守男
東寛史
吉田信介
河瀬覚
三舩達雄
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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Priority to US12/866,267 priority patent/US8362680B2/en
Priority to CN2010800011114A priority patent/CN101952930A/zh
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/20—Constructional details
    • H01J11/34—Vessels, containers or parts thereof, e.g. substrates
    • H01J11/38—Dielectric or insulating layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/10—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma
    • H01J11/12—AC-PDPs with at least one main electrode being out of contact with the plasma with main electrodes provided on both sides of the discharge space
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J11/00—Gas-filled discharge tubes with alternating current induction of the discharge, e.g. alternating current plasma display panels [AC-PDP]; Gas-filled discharge tubes without any main electrode inside the vessel; Gas-filled discharge tubes with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J11/20—Constructional details
    • H01J11/22—Electrodes, e.g. special shape, material or configuration
    • H01J11/24—Sustain electrodes or scan electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2211/00—Plasma display panels with alternate current induction of the discharge, e.g. AC-PDPs
    • H01J2211/20—Constructional details
    • H01J2211/22—Electrodes
    • H01J2211/24—Sustain electrodes or scan electrodes
    • H01J2211/245—Shape, e.g. cross section or pattern

Definitions

  • the present invention relates to a plasma display panel used for a display device or the like.
  • Plasma display panels (hereinafter referred to as PDPs) are used in 100-inch class televisions and the like because they can achieve high definition and large screens.
  • PDP has been increasingly applied to high-definition televisions having twice or more scanning lines as compared with the conventional NTSC system.
  • PDPs containing no lead component have been commercialized.
  • the PDP is basically composed of a front plate and a back plate.
  • the front plate has a glass substrate of sodium borosilicate glass by a float process.
  • a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode is formed on one main surface of the glass substrate.
  • a dielectric layer that functions as a capacitor is formed to cover the display electrodes.
  • a protective layer made of magnesium oxide (MgO) is formed on the dielectric layer.
  • the back plate has a glass substrate. Striped address electrodes are formed on one main surface of the glass substrate.
  • a base dielectric layer is formed to cover the address electrodes.
  • a partition wall is formed on the underlying dielectric layer.
  • a phosphor layer that emits red, green, and blue light is formed between the barrier ribs.
  • the front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other.
  • Ne—Xe discharge gas is sealed at a pressure of 55 kPa to 80 kPa in the discharge space partitioned by the partition walls.
  • PDP discharges by selectively applying a video signal voltage to the display electrodes, and the ultraviolet rays generated by the discharge excite each color phosphor layer to emit red, green, and blue light, thereby realizing color image display is doing.
  • a silver electrode for ensuring conductivity is used for the bus electrode of the display electrode, and a low melting glass mainly composed of lead oxide is used for the dielectric layer.
  • dielectric layers that do not contain a lead component have been disclosed in consideration of recent environmental problems (see, for example, Patent Documents 1, 2, 3, and 4).
  • the front plate has so-called transparent electrodes that transmit visible light in order to ensure an aperture ratio.
  • transparent electrodes that transmit visible light in order to ensure an aperture ratio.
  • it has been studied to secure conductivity with a display electrode made of only a metal electrode without forming a transparent electrode.
  • the residual stress in the glass substrate When there are a plurality of metal electrodes, the residual stress in the glass substrate further increases in the compression direction in proportion to the metal electrode area. If the residual stress in the glass substrate after forming the dielectric layer is in the compression direction, the residual stress in the dielectric layer on the film surface side is in the tensile direction. In this case, when the front plate and the back plate are disposed to be opposed to each other and sealed, the front plate collides with the back plate to generate micro cracks on the front plate, which promotes substrate cracking. Furthermore, a voltage load is applied to the minute cracks generated in the dielectric layer during image display, and an insulation failure occurs in the corresponding portion. In addition, this phenomenon becomes remarkable in a dielectric layer that does not contain a lead component.
  • the present invention solves the above-described problems, and provides a PDP that ensures high brightness and high reliability even in high-definition display, and further considers environmental issues.
  • JP 2003-128430 A JP 2002-053342 A JP 2001-045877 A JP-A-9-050769
  • the PDP of the present invention includes a front plate and a back plate, and the front plate and the back plate are arranged to face each other and seal the periphery to form a discharge space.
  • the front plate has a display electrode, a dielectric layer, and a protective layer on the front substrate.
  • the back plate has electrodes, barrier ribs, and phosphor layers on the back substrate.
  • the vertical axis represents the area ratio of the display electrode to the area of the image display area of the front plate, and the horizontal axis represents the difference between the expansion coefficient of the front substrate from room temperature to 300 ° C. and the expansion coefficient of the dielectric layer from room temperature to 300 ° C.
  • the coefficient difference and the area ratio are the coordinates (35 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 60%), the coordinates (8 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 60%), and the coordinates (5 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 40%). %) And coordinates (23 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 40%) in the region including the straight line.
  • the present invention provides a PDP that secures high brightness and high reliability even in high-definition display, and further considers environmental issues.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of the PDP in the embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the front plate and the residual stress in the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the expansion coefficient of the dielectric and the residual stress of the substrate.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the expansion coefficient of the dielectric and the area ratio of the electrodes.
  • the PDP 1 of the present embodiment is an AC surface discharge type PDP.
  • a front plate 2 made of a front glass substrate 3 and the like and a back plate 10 made of a back glass substrate 11 and the like are arranged to face each other.
  • the outer peripheral portions of the front plate 2 and the back plate 10 are hermetically sealed with a sealing material made of glass frit or the like.
  • a discharge gas such as Ne and Xe is sealed at a pressure of 55 kPa to 80 kPa in the discharge space 16 inside the sealed PDP 1.
  • a pair of strip-shaped display electrodes 6 composed of scanning electrodes 4 and sustaining electrodes 5 and black stripes (light shielding layers) 7 are arranged in a plurality of rows in parallel with each other.
  • a dielectric layer 8 that functions as a capacitor is formed on the front glass substrate 3 so as to cover the display electrode 6 and the light shielding layer 7. Further, a protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) or the like is formed on the surface of the dielectric layer 8.
  • MgO magnesium oxide
  • a plurality of strip-like address electrodes 12 are arranged in parallel to each other in a direction orthogonal to the display electrodes 6 of the front plate 2. Further, a base dielectric layer 13 is formed so as to cover the address electrodes 12. Further, on the underlying dielectric layer 13 formed between the address electrodes 12, barrier ribs 14 having a predetermined height that divide the discharge space 16 are formed. Between the barrier ribs 14, a phosphor layer 15 that emits red light by ultraviolet rays, a phosphor layer 15 that emits blue light, and a phosphor layer 15 that emits green light are sequentially formed.
  • a discharge cell is formed at a position where the display electrode 6 and the address electrode 12 intersect.
  • a discharge cell having a phosphor layer 15 that emits red light, a discharge cell that has a phosphor layer 15 that emits blue light, and a discharge cell that has a phosphor layer 15 that emits green light form a pixel for color display.
  • Scan electrode 4 and sustain electrode 5 have white electrodes 4b and 5b containing silver (Ag) for ensuring conductivity.
  • Scan electrode 4 and sustain electrode 5 have black electrodes 4a and 5a containing a black pigment in order to improve the contrast of the image display surface.
  • the white electrode 4b is laminated on the black electrode 4a.
  • the white electrode 5b is laminated on the black electrode 5a.
  • a black paste layer (not shown) is formed by applying a black paste containing a black pigment to the front glass substrate 3 by a screen printing method or the like.
  • a black paste layer (not shown) is patterned by photolithography.
  • a white paste containing silver (Ag) is applied onto a black paste layer (not shown) by screen printing or the like, thereby forming a white paste layer (not shown).
  • a white paste layer (not shown) and a black paste layer (not shown) are patterned by photolithography.
  • a black paste layer (not shown) and a white paste layer (not shown) are baked through a development step, whereby the white electrodes 4b and 5b, the black electrodes 4a and 5a, which are display electrodes 6, and the light shielding. Layer 7 is formed.
  • a dielectric paste layer (not shown) is formed by applying a dielectric paste on front glass substrate 3 by a die coating method or the like so as to cover scan electrode 4, sustain electrode 5, and light shielding layer 7. The Thereafter, when a predetermined time elapses, the surface of the dielectric paste layer (not shown) is leveled and becomes flat. Thereafter, the dielectric paste layer is baked to form the dielectric layer 8 that covers the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7.
  • the dielectric paste is a paint containing dielectric glass such as glass powder, a binder, and a solvent.
  • a protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) or the like is formed on the dielectric layer 8 by a vacuum deposition method.
  • the scanning electrode 4, the sustaining electrode 5, the light shielding layer 7, the dielectric layer 8, and the protective layer 9 are formed on the front glass substrate 3, and the front plate 2 is completed.
  • the back plate 10 is formed as follows.
  • address electrodes 12 are formed on the rear glass substrate 11. Specifically, an address electrode paste layer (not shown) is formed by applying a paste containing silver (Ag) onto the rear glass substrate 11 by screen printing. Next, an address electrode paste layer (not shown) is patterned by a photolithography method to form a material layer (not shown) to be a component for the address electrode 12. Thereafter, the address layer 12 is formed by firing a material layer (not shown) at a predetermined temperature.
  • a method of forming a metal film on the rear glass substrate 11 by a sputtering method, a vapor deposition method or the like is employed.
  • a base dielectric paste layer (not shown) is formed by applying a base dielectric paste on the back glass substrate 11 on which the address electrodes 12 have been formed so as to cover the address electrodes 12 by a die coating method or the like. Is done. Thereafter, the base dielectric paste layer (not shown) is fired to form the base dielectric layer 13.
  • the base dielectric paste is a paint containing a base dielectric material such as glass powder, a binder, and a solvent.
  • a partition wall paste (not shown) is formed by applying a partition wall forming paste including a partition wall material on the base dielectric layer 13.
  • a partition wall paste layer (not shown) is patterned by photolithography to form a structure (not shown) that becomes a material layer of the partition wall 14.
  • the partition 14 is formed by baking a structure (not shown).
  • a sandblast method or the like is adopted in addition to the photolithography method.
  • a phosphor paste containing a phosphor material is applied on the underlying dielectric layer 13 between the adjacent barrier ribs 14 and on the side surfaces of the barrier ribs 14.
  • the phosphor layer 15 is formed by firing the phosphor paste.
  • the back plate 10 having predetermined constituent members on the back glass substrate 11 is completed.
  • Dielectric Layer 8 In order to suppress the occurrence of microcracks in the dielectric layer 8 and to ensure insulation reliability, it is preferable that a residual stress in the compression direction exists after the dielectric layer 8 is fired. For this reason, the front glass substrate 3 is required to have a residual stress in the tensile direction.
  • a polarization strain meter manufactured by Shinko Seiki Co., Ltd .: Polarimeter SFII
  • the polarization distortion meter measures the state of the distortion and the magnitude of the distortion by measuring the phase difference between the two lights generated when the light passes through the object with distortion by using the polarization of the light. Further, if the front glass substrate 3 has residual stress, the front glass substrate 3 is distorted. Therefore, the residual stress of the front glass substrate 3 can be measured by using a polarization strain meter.
  • FIG. 2 schematically shows the residual stress existing in the components of the front plate 2 in the present embodiment.
  • the light shielding layer 7 is omitted.
  • a method for measuring the residual stress will be specifically described below.
  • the front plate 2 is divided into a predetermined size.
  • one end of the front plate 2 orthogonal to the extending direction of the display electrode 6 is placed on the stage of the polarization strain meter.
  • white light is applied to the end face of the front plate 2 from a light source disposed at the lower part of the stage.
  • the light that has passed through the front plate 2 is detected by the detection unit.
  • the residual stress of the front glass substrate 3 directly under the display electrode 6 and the portion where the display electrode 6 does not exist that is, the residual stress of the front glass substrate 3 directly under the dielectric layer 8 are individually measured.
  • the residual stress of the front glass substrate 3 immediately below the display electrode 6 and the residual stress of the front glass substrate 3 immediately below the dielectric layer 8 are added together, and the residual stress of the entire front glass substrate 3 is calculated.
  • the measurement result of the residual stress is expressed as a value (+) if a compressive stress is present on the front glass substrate 3, and as a value (-) if a tensile stress is present on the front glass substrate 3. . If the residual stress of the front plate 2 is (+), a tensile stress is generated in the dielectric layer 8 conversely, so that micro cracks are likely to occur in the dielectric layer 8. Therefore, the strength and insulation reliability of the dielectric layer 8 are lowered. Therefore, the residual stress of the front glass substrate 3 in the front plate 2 is preferably ( ⁇ ).
  • the residual stress of the front glass substrate 3 is preferably 0.0 MPa or less. In this case, there is no residual stress in the dielectric layer 8. Further, the residual stress of the front glass substrate 3 is preferably ⁇ 0.5 MPa or less. In this case, since the dielectric layer 8 has a residual stress in the compression direction, generation of microcracks can be further suppressed.
  • the residual stress of the front glass substrate 3 becomes smaller than ⁇ 2.0 MPa, the warpage of the front plate 2 increases.
  • a so-called multi-sided construction method has been introduced in which a structure is formed on a large glass substrate in advance so as to be a plurality of front plates 2 or back plates 10 and then cleaved for high efficiency. Therefore, the glass substrate size used in the manufacturing process of the front plate 2 or the back plate 10 is increased. In such a large substrate, the warp of the glass substrate becomes more remarkable, which is a big problem in the manufacturing process. Therefore, the residual stress of the front glass substrate 3 is more preferably ⁇ 1.5 MPa or more.
  • the residual stress of the front glass substrate 3 is preferably ⁇ 2.0 MPa or more and 0.0 MPa or less. Furthermore, the residual stress of the front glass substrate 3 is more preferably ⁇ 1.5 MPa or more and ⁇ 0.5 MPa or less.
  • a suitable residual stress of the front glass substrate 3 is realized by controlling the expansion coefficient of the dielectric layer 8. More specifically, by controlling the difference between the expansion coefficient of the glass substrate used for the front glass substrate 3 and the expansion coefficient of the dielectric layer 8, a suitable residual stress of the front glass substrate 3 is realized.
  • a glass plate having an expansion coefficient of 83 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. from room temperature to 300 ° C. is used for the front glass substrate 3.
  • the expansion coefficient is a value from room temperature to 300 ° C.
  • the suitable expansion coefficient of the dielectric layer 8 depends on the ratio of the area of the display electrode 6 formed on the front glass substrate 3 to the image display region. .
  • a preferable range is defined by the relationship between the expansion coefficient of the dielectric layer 8 and the residual stress of the front glass substrate 3.
  • the ratio of the area where the display electrode 6 occupies the image display area (hereinafter referred to as area ratio) was 40%, 50%, and 60%.
  • the area ratio is less than 40%, the conductivity of the display electrode 6 is insufficient. Therefore, the discharge characteristics of the PDP 1 are deteriorated.
  • the area ratio exceeds 60%, the aperture ratio of the front plate 2 is insufficient. Therefore, the brightness of the PDP 1 is lowered. Therefore, the area ratio is preferably 40% or more and 60% or less.
  • the expansion coefficient is 78 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the expansion coefficient is 77 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the expansion coefficient is 75 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the difference in expansion coefficient between the front glass substrate 3 and the dielectric layer 8 is 5 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less at an area ratio of 40%. At an area ratio of 50%, the difference in expansion coefficient is 6 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less. At an area ratio of 60%, the difference in expansion coefficient is 8 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the expansion coefficient is 60 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the expansion coefficient is 55 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the expansion coefficient is 48 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the difference in expansion coefficient between the front glass substrate 3 and the dielectric layer 8 needs to satisfy the following conditions.
  • the difference in expansion coefficient is 23 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more.
  • the difference in expansion coefficient is 28 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more.
  • the difference in expansion coefficient is 35 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more.
  • the expansion coefficient is 74 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the expansion coefficient is 72 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the expansion coefficient is 68 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the difference between the expansion coefficients of the front glass substrate 3 and the dielectric layer 8 needs to satisfy the following conditions.
  • the difference in expansion coefficient is 9 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the difference in expansion coefficient is 11 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less.
  • the difference in expansion coefficient is 15 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more.
  • the expansion coefficient is 65 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the expansion coefficient is 61 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the expansion coefficient is 55 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the difference in expansion coefficient between the front glass substrate 3 and the dielectric layer 8 needs to satisfy the following conditions.
  • the difference in expansion coefficient is 18 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more.
  • the difference in expansion coefficient is 22 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more.
  • the difference in expansion coefficient is 28 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the area ratio is calculated from the design value of the front plate 2.
  • the area ratio in the front plate 2 that is actually produced has an error of ⁇ 3% due to variations in electrode shape, measurement errors, and the like.
  • the area ratio of the display electrode 6 occupying the area of the image display area of the front plate 2 is the vertical axis, and the expansion coefficient of the front glass substrate 3 from room temperature to 300 ° C.
  • the difference in expansion coefficient and the area ratio are coordinate (35 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 60%) and coordinate (8 ⁇ 10 -7 / ° C, 60%), coordinates (5 ⁇ 10 -7 / ° C, 40%), and coordinates (23 ⁇ 10 -7 / ° C, 40%) It is inside including.
  • the difference in expansion coefficient and the area ratio are coordinates (28 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 60%), coordinates (15 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 60%), and coordinates (9 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 40%) and the coordinates (18 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., 40%) are sequentially connected to the inside including the broken line.
  • Dielectric Layer 8 a paste composed of a glass powder component and a resin-containing solvent, a plasticizer, a binder component, and the like is used as a material.
  • the paste is applied onto the front glass substrate 3 by a screen printing method or a die coating method.
  • the dielectric layer 8 is formed by firing at about 450 ° C. to 600 ° C., more preferably at 550 ° C. to 590 ° C.
  • the following method is also used as a method for forming the dielectric layer 8.
  • a material a sheet obtained by applying and drying a paste on a film is used.
  • the paste formed on the sheet is transferred to the front glass substrate 3.
  • the dielectric layer 8 is formed by firing at about 450 ° C. to 600 ° C., more preferably 550 ° C. to 590 ° C.
  • the luminance of the PDP 1 is improved as the thickness of the dielectric layer 8 is reduced. Further, the discharge voltage of the PDP 1 decreases as the thickness of the dielectric layer 8 decreases. Therefore, it is preferable that the thickness of the dielectric layer 8 is as small as possible within the range where the withstand voltage does not decrease.
  • the film thickness of the dielectric layer 8 is not less than 15 ⁇ m and not more than 41 ⁇ m from both the viewpoints of dielectric strength and visible light transmittance.
  • the glass component (dielectric glass) contained in the dielectric layer contains 20% by weight or more of lead oxide.
  • a paste containing 0.5 wt% or more and 40 wt% of dibismuth trioxide (Bi 2 O 3 ) is used in the dielectric glass without containing lead oxide. It has been. However, in this case, a voltage load is applied to the minute cracks generated in the dielectric layer 8 and there is a detrimental effect that causes a defective insulation in the corresponding part.
  • the dielectric layer 8 is made of dielectric glass having a difference in expansion coefficient within the above-described range.
  • the dielectric layer 8 may be made of a dielectric glass material that contains Bi 2 O 3 and does not contain lead oxide.
  • the dielectric layer 8 may include barium oxide (BaO) and calcium oxide (CaO).
  • BaO barium oxide
  • CaO calcium oxide
  • the total content of BaO and CaO is 17 mol% or less, more preferably 8 mol% or less.
  • BaO and CaO have a larger cation radius in glass than that of silicon dioxide (SiO 2 ) and diboron trioxide (B 2 O 3 ), which are basic oxides constituting the glass. For this reason, it is considered that the dielectric layer 8 contains BaO and CaO, thereby increasing the glass network and increasing the expansion coefficient of the dielectric layer 8.
  • the dielectric layer 8 has an excessively large expansion coefficient, and the residual stress of the front glass substrate 3 is in the compression direction. This is not preferable because the insulation reliability of the dielectric layer 8 is lowered.
  • the dielectric layer 8 may contain ZnO.
  • the ZnO content is 10 mol% or more and 50 mol% or less.
  • the cation radius in the glass of ZnO is smaller than the cation radius of BaO or CaO. However, it is larger than the ionic radius of SiO 2 or B 2 O 3 . Therefore, it is considered that the expansion coefficient of the dielectric layer 8 is increased by containing ZnO in the dielectric layer 8. If the content of ZnO exceeds 50 mol%, the expansion coefficient becomes too large, and the residual stress of the front glass substrate 3 becomes the compression direction, which is not preferable because the insulation reliability is lowered. On the other hand, if the ZnO content is less than 10 mol%, the expansion coefficient becomes too small, and the warpage of the front glass substrate 3 becomes large, which is not preferable.
  • the dielectric layer 8 may include copper oxide II (CuO) and cobalt oxide (CoO).
  • CuO copper oxide II
  • CoO cobalt oxide
  • the total content of CuO and CoO is 0.1 mol% or more and 0.5 mol% or less.
  • CuO causes a reduction reaction from CuO to copper oxide I (Cu 2 O) when the dielectric layer 8 is fired. Therefore, reduction of silver ions (Ag + ) diffusing from the silver (Ag) contained in the display electrode 6 to the dielectric layer 8 is suppressed. Therefore, yellowing of the dielectric layer 8 can be suppressed.
  • CuO has the effect of causing the dielectric glass to develop a blue color.
  • Cu 2 O has an action of coloring the dielectric glass green.
  • the inventors have found the cause of color development and the improvement method.
  • CoO is added to the dielectric glass in order to suppress the color variation of the dielectric layer 8 due to the progress of the reduction reaction of CuO.
  • CoO has the effect of causing the dielectric glass to develop a blue color, like CuO.
  • the dielectric glass can be more stably blue-colored. Therefore, deterioration of the image quality of PDP 1 can be suppressed.
  • the total content of CuO and CoO exceeds 0.5 mol%, the blue color of the dielectric glass is too strong and the image quality of the PDP 1 deteriorates.
  • reduction of silver ions (Ag + ) cannot be suppressed.
  • the linear transmittance of the dielectric layer 8 is lowered.
  • the total content of CuO and CoO is 0.5 mol% or less, blue color development is in an optimal range, and the image quality of PDP 1 is also good.
  • it is not preferable that the total content of CuO and CoO is less than 0.1 mol% because reduction of silver ions (Ag + ) cannot be suppressed.
  • the dielectric layer 8 may include molybdenum trioxide (MoO 3 ).
  • MoO 3 molybdenum trioxide
  • the content of MoO 3 is 0.3 mol% or more and 2 mol% or less.
  • compounds such as Ag 2 MoO 4 , Ag 2 Mo 2 O 7 , Ag 2 Mo 4 O 13 can be obtained at 580 ° C. It is easy to produce at the following low temperatures.
  • the firing temperature of the dielectric layer 8 is 550 ° C. to 590 ° C.
  • silver ions (Ag + ) diffused into the dielectric layer 8 during firing react with MoO 3 contained in the dielectric layer 8 to generate a stable compound and stabilize it. That is, silver ions (Ag + ) are stabilized without being reduced. Therefore, silver ions (Ag + ) do not aggregate to form a silver (Ag) colloid. Furthermore, the generation of oxygen accompanying colloidalization of silver (Ag) is reduced by stabilization of silver ions (Ag + ). Therefore, the generation of bubbles in the dielectric layer 8 is reduced.
  • the Bi 2 O 3 content of the dielectric layer 8 may be 5 mol% or less. Increasing the amount of Bi 2 O 3 can lower the softening point of the dielectric glass. Therefore, there are various advantages such as a low manufacturing process temperature. However, since Bi-based materials are expensive, increasing the amount of Bi 2 O 3 added increases the cost of the raw materials used. Therefore, in this embodiment, as an example, the content of Bi 2 O 3 is 5 mol% or less.
  • Bi 2 O 3 is 3.0 mol%
  • MoO 3 is 0.7 mol%
  • the total of BaO and CaO is 9.6 mol%
  • ZnO is 44.2%
  • other material compositions are 42
  • the expansion coefficient of the dielectric layer 8 formed of dielectric glass containing 0.5 mol% was 73 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.
  • the other material composition is a material composition containing no lead component, such as boron oxide (B 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • a dielectric material powder composed of the exemplified composition components is pulverized by a wet jet mill or a ball mill so as to have an average particle size of 0.5 ⁇ m to 3.0 ⁇ m to produce a dielectric material powder.
  • a dielectric layer paste for die coating or printing is manufactured by kneading 50 wt% to 65 wt% of the dielectric material powder and 35 wt% to 50 wt% of the binder component with three rolls. Is done.
  • the binder component is terpineol or butyl carbitol acetate containing 1% to 20% by weight of ethyl cellulose or acrylic resin.
  • dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, triphenyl phosphate, and tributyl phosphate may be added to the dielectric paste as a plasticizer.
  • glycerol monooleate, sorbitan sesquioleate, homogenol (product name of Kao Corporation), phosphate of alkyl allyl group, or the like may be added.
  • the dielectric paste having such a configuration improves the printability.
  • the front plate 2 in which the white electrodes 4b and 5b are stacked on the black electrodes 4a and 5a formed on the front glass substrate 3 and the light shielding layer 7 is formed has been described.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can also be applied to the black plates 4a and 5ba and the front plate 2 on which the light shielding layer 7 is not formed.
  • the thermal expansion coefficients of the black pigments included in the black electrodes 4a and 5a and the light shielding layer 7 are smaller than the thermal expansion coefficient of silver (Ag) included in the white electrodes 4b and 5b. Therefore, the present invention can also be applied to the front plate 2 on which the black electrodes 4a and 5a and the light shielding layer 7 are not formed.
  • the present invention is useful for realizing a PDP that secures high luminance and high reliability even in high-definition display and further considers environmental problems.

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Abstract

　プラズマディスプレイパネルであって、前面板（２）の画像表示領域の面積に占める表示電極（６）の面積比率を縦軸とし、室温から３００℃における前面ガラス基板（３）の膨張係数と室温から３００℃における誘電体層（８）の膨張係数の差分を横軸として、膨張係数の差分、および面積比率が、座標（３５×１０－７／℃、６０％）と、座標（８×１０－７／℃、６０％）と、座標（５×１０－７／℃、４０％）と、座標（２３×１０－７／℃、４０％）と、を順に直線で結んだ領域の、直線を含む内部にある。

Description

プラズマディスプレイパネル
　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、大画面化が実現できるので、１００インチクラスのテレビなどに用いられている。近年、ＰＤＰは、従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいる。また、環境問題に配慮して鉛成分を含まないＰＤＰが製品化されている。
　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を有する。ガラス基板の一方の主面上には、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が形成される。また、コンデンサとしての働きをする誘電体層が、表示電極を覆って形成される。また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層が、誘電体層上に形成される。一方、背面板は、ガラス基板を有する。ガラス基板の一方の主面上には、ストライプ状のアドレス電極が形成される。また、下地誘電体層がアドレス電極を覆って形成される。また、下地誘電体層上には隔壁が形成される。各隔壁間に赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層が形成される。
　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る。隔壁によって仕切られた放電空間にＮｅ－Ｘｅの放電ガスが５５ｋＰａ～８０ｋＰａ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。しかし、近年の環境問題への配慮から鉛成分を含まない誘電体層が、開示されている（例えば、特許文献１、２、３、４など参照）。
　従来、前面板は、開口率を確保するために可視光を透過するいわゆる透明電極を有していた。しかし、コストダウンのために透明電極を形成せず、金属電極のみからなる表示電極で導電性を確保することが検討されている。
　従来、１本の走査線について、表示電極が２本形成されていた。また、1本の表示電極について、１本の透明電極と金属電極が１本形成されていた。透明電極の省略によって、導電性確保のため、１本の表示電極について、金属電極が梯子状の複数に増加する。金属電極に含まれる銀（Ａｇ）は膨張係数が大きいため、誘電体層形成後では、ガラス基板に対して圧縮方向の応力が発生する。よってガラス基板の残留応力は圧縮方向である。
　金属電極が複数本の場合、金属電極面積に比例してガラス基板中の残留応力は圧縮方向にさらに増加する。誘電体層形成後のガラス基板中の残留応力が圧縮方向であると、膜面側である誘電体層の残留応力は、逆に引張り方向となる。この場合、前面板と背面板を対向配置して封着する際に、前面板が背面板と衝突するなどして前面板に微小クラックが発生し、基板割れが助長される。さらには画像表示時において誘電体層に発生した微小クラックに電圧負荷がかかり該当部分の絶縁不良を発生させることになる。また、鉛成分を含まない誘電体層ではこの現象が顕著になる。
　本発明は、上記の課題を解決して、高精細表示でも、高輝度、高信頼性を確保し、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを提供する。
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
　本発明のＰＤＰは、前面板と、背面板と、を備え、前面板と背面板とが対向配置され周囲を封着して放電空間が形成される。前面板は、前面基板上に表示電極と誘電体層と保護層とを有する。背面板は、背面基板上に電極と隔壁と蛍光体層とを有する。前面板の画像表示領域の面積に占める表示電極の面積比率を縦軸とし、室温から３００℃における前面基板の膨張係数と室温から３００℃における誘電体層の膨張係数の差分を横軸として、膨張係数の差分、および面積比率が、座標（３５×１０－７／℃、６０％）と、座標（８×１０－７／℃、６０％）と、座標（５×１０－７／℃、４０％）と、座標（２３×１０－７／℃、４０％）と、を順に直線で結んだ領域の、直線を含む内部にある。
　この構成によれば、透明電極を省略して、表示電極の面積比率が増加しても、誘電体層の絶縁不良と基板の反りが低減される。
　本発明は、高精細表示でも、高輝度、高信頼性を確保し、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを提供する。
図１は実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。 図２は実施の形態における前面板の構成と残留応力を示す概略断面図である。 図３は誘電体の膨張係数と基板の残留応力との関係を示す図である。 図４は誘電体の膨張係数と電極の面積比率との関係を示す図である。
　［１．ＰＤＰ１の概要］
　本実施の形態のＰＤＰ１は、交流面放電型ＰＤＰ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る。前面板２と背面板１０の外周部が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５５ｋＰａ～８０ｋＰａの圧力で封入される。
　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とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置される。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が形成される。さらに、誘電体層８の表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成される。
　また、背面ガラス基板１１上には、前面板２の表示電極６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る。さらに、アドレス電極１２を覆うように下地誘電体層１３が形成される。さらに、アドレス電極１２の間に形成された下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成される。隔壁１４の間には、紫外線によって赤色に発光する蛍光体層１５と、青色に発光する蛍光体層１５および緑色に発光する蛍光体層１５が順番に形成される。
　表示電極６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る。赤色に発光する蛍光体層１５を有する放電セルと、青色に発光する蛍光体層１５を有する放電セルと、緑色に発光する蛍光体層１５を有する放電セルとによりカラー表示をする画素が形成される。
　［２．ＰＤＰ１の製造方法］
　　［２－１．前面板２の製造方法］
　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とが形成される。走査電極４および維持電極５は、導電性を確保するための銀（Ａｇ）を含む白色電極４ｂ、５ｂを有する。また、走査電極４および維持電極５は、画像表示面のコントラストを向上するため黒色顔料を含む黒色電極４ａ、５ａを有する。白色電極４ｂは、黒色電極４ａに積層される。白色電極５ｂは、黒色電極５ａに積層される。
　具体的には、黒色顔料を含む黒色ペーストが、スクリーン印刷法などによって前面ガラス基板３に塗布されることにより、黒色ペースト層（図示せず）が形成される。次に、黒色ペースト層（図示せず）が、フォトリソグラフィ法によりパターニングされる。次に、銀（Ａｇ）を含む白色ペーストが、スクリーン印刷法などによって、黒色ペースト層（図示せず）上に塗布されることにより、白色ペースト層（図示せず）が形成される。次に、白色ペースト層（図示せず）と黒色ペースト層（図示せず）が、フォトリソグラフィ法によりパターニングされる。その後、現像ステップを経て、黒色ペースト層（図示せず）および白色ペースト層（図示せず）が焼成されることにより、表示電極６である白色電極４ｂ、５ｂ、黒色電極４ａ、５ａ、および遮光層７が形成される。
　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がダイコート法などにより塗布されることにより、誘電体ペースト層（図示せず）が形成される。その後、所定の時間が経過すると、誘電体ペースト層（図示せず）の表面がレベリングし、平坦になる。その後、誘電体ペースト層が焼成されることにより、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、誘電体ペーストは、ガラス粉末などの誘電体ガラス、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）などからなる保護層９が真空蒸着法により形成される。
　以上の工程により前面ガラス基板３上に走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９が形成され、前面板２が完成する。
　　［２－２．背面板１０の製造方法］
　一方、背面板１０は、以下のように形成される。
　まず、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２が形成される。具体的には、銀（Ａｇ）を含むペーストがスクリーン印刷法により、背面ガラス基板１１上に塗布されることにより、アドレス電極ペースト層（図示せず）が形成される。次に、アドレス電極ペースト層（図示せず）が、フォトリソグラフィ法により、パターニングされることにより、アドレス電極１２用の構成物となる材料層（図示せず）が形成される。その後、材料層（図示せず）が所定の温度で焼成されることにより、アドレス電極１２が形成される。ここで、ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などにより、金属膜を背面ガラス基板１１上に形成する方法が採用される。
　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を覆うように下地誘電体ペーストが塗布されることにより、下地誘電体ペースト層（図示せず）が形成される。その後、下地誘電体ペースト層（図示せず）が焼成されることにより、下地誘電体層１３が形成される。なお、下地誘電体ペーストはガラス粉末などの下地誘電体材料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が塗布されることにより、隔壁ペースト層（図示せず）が形成される。隔壁ペースト層（図示せず）がフォトリソグラフィ法により、パターニングされることにより、隔壁１４の材料層となる構成物（図示せず）が形成される。次に、構成物（図示せず）が、焼成されることにより隔壁１４が形成される。ここで、下地誘電体層１３上に塗布された隔壁ペースト層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の他に、サンドブラスト法などが採用される。
　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が塗布される。次に、蛍光体ペーストが焼成され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を有する背面板１０が完成する。
　　［２－３．前面板２と背面板１０との組立方法］
　まず、表示電極６とアドレス電極１２とが直交するように、前面板２と背面板１０とが対向配置される。次に、前面板２と背面板１０の周囲がガラスフリットで封着される。次に、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスが封入されることによりＰＤＰ１が完成する。
　［３．誘電体層８の詳細］
　誘電体層８に微小クラックが発生することを抑制し、絶縁信頼性を確保するためには、誘電体層８焼成後に圧縮方向の残留応力が存在することが好ましい。このため、前面ガラス基板３には引張方向の残留応力が存在することが求められる。
　　［３－１．残留応力の測定方法］
　本実施の形態では、前面ガラス基板３の残留応力の測定には、偏光歪み計（神港精機株式会社製：ポーラリメータＳＦＩＩ）が用いられた。偏光歪み計は、光の偏光を用いることにより、歪みがある物体を光が通過するときに発生する二つの光の位相差を測定して、歪みの状態および歪みの大きさを測定する。また、前面ガラス基板３に残留応力が存在していれば、前面ガラス基板３に歪みが発生している。よって、偏光歪み計を用いることにより、前面ガラス基板３の残留応力を測定することができる。
　図２には、本実施形態において前面板２の構成物に存在する残留応力が模式的に示されている。説明の便宜上、遮光層７は省略されている。以下に残留応力の測定方法が具体的に説明される。まず、前面板２が所定の大きさに割段される。次に、前面板２の表示電極６の延伸方向と直交する一端が偏光歪み計のステージ上に載置される。次にステージ下部に配置された光源から白色光が前面板２の端面に照射される。次に、前面板２を通過した光が、検出部に検出される。このように表示電極６の直下の前面ガラス基板３の残留応力と、表示電極６が存在しない部分、すなわち、誘電体層８直下の前面ガラス基板３の残留応力とが、個別に測定される。
　さらに、表示電極６の直下の前面ガラス基板３の残留応力と、誘電体層８直下の前面ガラス基板３の残留応力とが合算され、前面ガラス基板３全体の残留応力が算出される。
　残留応力の測定結果は、前面ガラス基板３に圧縮応力が存在していれば、（＋）の値、前面ガラス基板３に引張応力が存在していれば、（－）の値として表される。前面板２の残留応力は（＋）であれば、誘電体層８には逆に引張応力が発生しているので、誘電体層８に微小クラックが発生しやすくなる。よって、誘電体層８の強度や絶縁信頼性が低下する。よって前面板２における前面ガラス基板３の残留応力は（－）であることが好ましい。
　誘電体層８に微小クラックが発生することを抑制するためには、前面ガラス基板３の残留応力は０．０ＭＰａ以下であることが好ましい。この場合、誘電体層８には、残留応力が存在していない。さらに、前面ガラス基板３の残留応力は－０．５ＭＰａ以下が好ましい。この場合、誘電体層８には、圧縮方向の残留応力が存在するので、微小クラックの発生をより、抑制できる。
　一方、前面ガラス基板３の残留応力が、－２．０ＭＰａより小さくなると、前面板２の反りが大きくなる。近年、ＰＤＰ１の製造工程では高効率化のため大型ガラス基板に、予め複数の前面板２または背面板１０となるように構造物を形成した後に割断する、いわゆる多面取り工法が導入されている。よって、前面板２または背面板１０の製造工程で使用されるガラス基板サイズが大型化している。このような大型基板ではガラス基板の反りがより一層顕著になり、製造工程上、大きな課題となっている。したがって、前面ガラス基板３の残留応力は、－１．５ＭＰａ以上がより好ましい。
　よって、前面ガラス基板３の残留応力は、－２．０ＭＰａ以上、０．０ＭＰａ以下が好ましい。さらに、前面ガラス基板３の残留応力は、－１．５ＭＰａ以上、－０．５ＭＰａ以下が、より好ましい。
　　［３－２．誘電体層８の膨張係数］
　本実施の形態では誘電体層８の膨張係数を制御することにより、好適な前面ガラス基板３の残留応力が実現される。より詳細には、前面ガラス基板３に用いられるガラス基板の膨張係数と、誘電体層８の膨張係数の差分を制御することにより、好適な前面ガラス基板３の残留応力が実現される。本実施の形態では、前面ガラス基板３に、室温から３００℃における膨張係数が８３×１０-7／℃のガラス板が用いられた。以降の説明において、膨張係数は、室温から３００℃における値である。
　一方、発明者らの検討の結果、誘電体層８の好適な膨張係数は、前面ガラス基板３上に形成される表示電極６の面積の画像表示領域に対する割合に依存することが明らかになった。図３に示すように、誘電体層８の膨張係数と、前面ガラス基板３の残留応力との関係で、好ましい範囲が画定される。また、画像表示面積に占める表示電極６を形成した面積の比率（以下、面積比率と称する）が４０％、５０％および６０％について検討した。面積比率が４０％未満では、表示電極６の導電性が不足する。したがって、ＰＤＰ１の放電特性が劣化する。一方、面積比率が６０％を超えると、前面板２の開口率が不足する。したがって、ＰＤＰ１の輝度が低下する。よって、面積比率は、４０％以上、６０％以下が好ましい。
　図３に示すように、面積比率に依存して残留応力（ＭＰａ）と膨張係数（×１０-7／℃）の関係が変化することがわかる。具体的には、残留応力をＰとして、膨張係数をαとすると、面積比率が４０％の場合、Ｐ＝０．１０８α－８．４７０である。面積比率が５０％の場合、Ｐ＝０．０９２α－７．０４８である。面積比率が６０％の場合Ｐ＝０．０７５α－５．６２５である。
　ここで残留応力が０．０ＭＰａ以下であることを満たすためには以下の条件が必要である。面積比率４０％では、膨張係数は７８×１０-7／℃以下である。面積比率５０％では、膨張係数は７７×１０-7／℃以下である。面積比率６０％では、膨張係数は、７５×１０-7／℃以下である。
　前面ガラス基板３と、誘電体層８との膨張係数の差分は、面積比率４０％では、膨張係数の差分は５×１０-7／℃以下である。面積比率５０％では、膨張係数の差分は６×１０-7／℃以下である。面積比率６０％では、膨張係数の差分は、８×１０-7／℃以下である。
　一方、残留応力が－２．０ＭＰａ以上であることを満たすためには、以下の条件が必要である。面積比率４０％では、膨張係数は６０×１０-7／℃以上である。面積比率５０％では、膨張係数は５５×１０-7／℃以上である。面積比率６０％では、膨張係数は、４８×１０-7／℃以上である。
　すなわち、残留応力が－２．０ＭＰａ以上であることを満たすためには、前面ガラス基板３と、誘電体層８との膨張係数の差分は、以下の条件が必要である。面積比率４０％では、膨張係数の差分は２３×１０-7／℃以上である。面積比率５０％では、膨張係数の差分は２８×１０-7／℃以上である。面積比率６０％では、膨張係数の差分は、３５×１０-7／℃以上である。
　さらに残留応力Ｐが－０．５ＭＰａ以下であることを満たすためには、以下の条件が必要である。面積比率４０％では、膨張係数は７４×１０-7／℃以下である。面積比率５０％では、膨張係数は７２×１０-7／℃以下である。面積比率６０％では、膨張係数は６８×１０-7／℃以下である。
　すなわち、残留応力Ｐが－０．５ＭＰａ以下であることを満たすためには、前面ガラス基板３と、誘電体層８との膨張係数の差分は、以下の条件が必要である。面積比率４０％では、膨張係数の差分は９×１０-7／℃以下である。面積比率５０％では、膨張係数の差分は１１×１０-7／℃以下である。面積比率６０％では、膨張係数の差分は、１５×１０-7／℃以上である。
　一方、残留応力が－１．５ＭＰａ以上であることを満たすためには、以下の条件が必要である。面積比率４０％では、膨張係数は６５×１０-7／℃以上である。面積比率５０％では、膨張係数は６１×１０-7／℃以上である。面積比率６０％では、膨張係数は、５５×１０-7／℃以上である。
　すなわち、残留応力が－１．５ＭＰａ以上であることを満たすためには、前面ガラス基板３と、誘電体層８との膨張係数の差分は、以下の条件が必要である。面積比率４０％では、膨張係数の差分は１８×１０-7／℃以上である。面積比率５０％では、膨張係数の差分は２２×１０-7／℃以上である。面積比率６０％では、膨張係数の差分は、２８×１０-7／℃以上である。
　なお、面積比率は前面板２の設計数値から算出されたものである。しかし、実際に生産される前面板２における面積比率は、電極形状のばらつきや測定誤差などにより±３％の誤差が発生する。
　図４に示すように、本実施の形態では、前面板２の画像表示領域の面積に占める表示電極６の面積比率を縦軸とし、室温から３００℃における前面ガラス基板３の膨張係数と室温から３００℃における誘電体層８の膨張係数の差分を横軸としたグラフにおいて、膨張係数の差分、および面積比率が、座標（３５×１０-7／℃、６０％）と、座標（８×１０-7／℃、６０％）と、座標（５×１０-7／℃、４０％）と、座標（２３×１０-7／℃、４０％）と、を順に直線で結んだ領域の、直線を含む内部にある。
　さらに、好ましくは、膨張係数の差分、および面積比率が、座標（２８×１０-7／℃、６０％）と、座標（１５×１０-7／℃、６０％）と、座標（９×１０-7／℃、４０％）と、座標（１８×１０-7／℃、４０％）と、を順に破線で結んだ領域の、破線を含む内部にある。
　　［３－３．誘電体層８の形成方法］
　まず、材料として、ガラス粉体成分と樹脂を含む溶剤、可塑剤、バインダ成分などから構成されたペーストが用いられる。次に、ペーストが、スクリーン印刷法やダイコート法などにより、前面ガラス基板３上に塗布される。ペーストが乾燥された後、４５０℃から６００℃程度より好ましくは５５０℃～５９０℃で焼成されることにより、誘電体層８が形成される。また、誘電体層８を形成する方法として、以下の方法も用いられる。まず、材料として、ペーストをフィルム上に塗布、乾燥させたシートが用いられる。次に、シートに形成されたペーストが前面ガラス基板３に転写される。次に、４５０℃から６００℃程度、より好ましくは５５０℃～５９０℃で焼成されることにより、誘電体層８が形成される。
　なお、誘電体層８の膜厚が小さいほどＰＤＰ１の輝度が向上する。また、誘電体層８の膜厚が小さいほどＰＤＰ１の放電電圧が低減する。よって、絶縁耐圧が低下しない範囲で、できるだけ誘電体層８の膜厚が小さいことが好ましい。絶縁耐圧の観点と、可視光透過率の観点との両方から、本実施の形態では、一例として、誘電体層８の膜厚は１５μｍ以上、４１μｍ以下である。
　　［３－４．誘電体ガラスの組成］
　従来、４５０℃から６００℃程度での焼成を可能にするために、誘電体層に含まれるガラス成分（誘電体ガラス）には２０重量％以上の酸化鉛が含まれていた。しかし、近年、環境への配慮のため、誘電体ガラス中に酸化鉛を含有せず、０．５重量％以上、４０重量％の三酸化二ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を含有するペーストが用いられている。しかしこの場合、誘電体層８に発生した微小クラックに電圧負荷がかかり該当部分の絶縁不良を発生させることが顕著になる弊害が伴う。
　本実施の形態では、誘電体層８は、上述の範囲の膨張係数の差分になる誘電体ガラスで構成されている。一例として、誘電体層８は、Ｂｉ2Ｏ3を含み酸化鉛を含まない誘電体ガラス材料によって構成されてもよい。
　また、本実施の形態では、一例として、誘電体層８に、酸化バリウム（ＢａＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）とを含んでもよい。好ましくは、ＢａＯとＣａＯの含有量の合計が、１７モル％以下であって、さらに好ましくは８モル％以下である。
　ＢａＯとＣａＯはガラス中での陽イオン半径が、ガラスを構成する基本的な酸化物である二酸化珪素（ＳｉＯ2）や三酸化二硼素（Ｂ2Ｏ3）のイオン半径よりも大きい。このため、誘電体層８が、ＢａＯとＣａＯとを含有することでガラスのネットワークが大きくなり、誘電体層８の膨張係数が大きくなると考えられる。ＢａＯとＣａＯの含有量の合計が１７モル％を超えると誘電体層８の膨張係数が大きくなりすぎて、前面ガラス基板３の残留応力が圧縮方向となる。この場合、誘電体層８の絶縁信頼性が低下するため好ましくない。
　また、本実施の形態では、一例として、誘電体層８に、ＺｎＯを含んでもよい。好ましくは、ＺｎＯの含有量が１０モル％以上、５０モル％以下である。ＺｎＯのガラス中での陽イオン半径は、ＢａＯやＣａＯの陽イオン半径よりも小さい。しかし、ＳｉＯ2やＢ2Ｏ3のイオン半径よりは大きい。よって、誘電体層８にＺｎＯを含有することで誘電体層８の膨張係数が大きくなると考えられる。ＺｎＯの含有量が５０モル％を超えると膨張係数が大きくなりすぎて、前面ガラス基板３の残留応力が圧縮方向となり絶縁信頼性が低下するため好ましくない。またＺｎＯの含有量が１０モル％未満であると、膨張係数が小さくなりすぎて、前面ガラス基板３の反りが大きくなり好ましくない。
　また、本実施の形態では、一例として、誘電体層８に、酸化銅ＩＩ（ＣｕＯ）と酸化コバルト（ＣｏＯ）を含んでもよい。好ましくは、ＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が０．１モル％以上、０．５モル％以下である。ＣｕＯは、誘電体層８の焼成時に、ＣｕＯから酸化銅Ｉ（Ｃｕ2Ｏ）へと還元反応を起こす。したがって、表示電極６に含まれる銀（Ａｇ）から誘電体層８に拡散する銀イオン（Ａｇ+）の還元が抑制される。よって、誘電体層８の黄変を抑制できる。
　しかしながら、ＣｕＯは誘電体ガラスを青色に発色させる作用がある。一方、Ｃｕ2Ｏは誘電体ガラスを緑色に発色させる作用があることが判明した。これに対して発明者らは、発色作用の発生原因と、その改善方法を見出した。
　ＰＤＰ１を製造する工程では、アセンブリ工程も含めて焼成工程を複数回行う必要がある。ＣｕＯからＣｕ2Ｏへの還元反応は、その焼成時の酸素濃度などの雰囲気条件によって非常に影響を受けやすい。かつ、還元度合いの制御が困難である。その結果、誘電体層８において、ＣｕＯの還元反応がより多く進行したために青色発色が強い部分と、ＣｕＯの還元反応の進行が少なく緑色発色が強い部分とが混在する場合があった。したがって、ＰＤＰ１において着色度合いの面内バラツキが生じやすくなる。よって、ＰＤＰ１の画像表示時の輝度、色度の面内バラツキが生じ、画像品質が劣化することが明らかになった。
　ＣｕＯの還元反応の進行度合いによる誘電体層８の着色バラツキを抑制するために、本実施の形態では、一例として、誘電体ガラスにＣｏＯを加えている。ＣｏＯはＣｕＯと同様に誘電体ガラスを青色に発色させる効果がある。しかし、誘電体ガラスにＣｏＯを加えることにより、誘電体ガラスはより安定して青色発色させることが可能となる。よって、ＰＤＰ１の画像品質の劣化を抑制することができる。
　ＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が０．５モル％を超えると、誘電体ガラスの青色発色が強すぎて、ＰＤＰ１の画像品質が劣化する。ＣｏＯのみが添加された場合は、銀イオン（Ａｇ+）の還元を抑制できない。さらに、誘電体層８の直線透過率が低下する。これに対して、ＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が０．５モル％以下であれば青色発色は最適な範囲となり、ＰＤＰ１の画像品質も良好となる。また、ＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が０．１モル％未満であると、銀イオン（Ａｇ+）の還元を抑制できないので好ましくない。
　また、本実施の形態では、一例として、誘電体層８に、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）を含んでもよい。好ましくは、ＭｏＯ3の含有量が、０．３モル％以上、２モル％以下である。Ｂｉ2Ｏ3を含む誘電体ガラスに、０．３モル％以上のＭｏＯ3を添加することによって、Ａｇ2ＭｏＯ4、Ａｇ2Ｍｏ2Ｏ7、Ａｇ2Ｍｏ4Ｏ13、といった化合物が５８０℃以下の低温で生成しやすい。本実施の形態では、誘電体層８の焼成温度が５５０℃～５９０℃である。よって、焼成中に誘電体層８中に拡散した銀イオン（Ａｇ+）は、誘電体層８に含まれるＭｏＯ3と反応し、安定な化合物を生成して安定化する。すなわち、銀イオン（Ａｇ+）が還元されることなく安定化される。よって、銀イオン（Ａｇ+）が凝集して銀（Ａｇ）コロイドを生成することがない。さらに、銀イオン（Ａｇ+）が安定化することによって銀（Ａｇ）のコロイド化に伴う酸素の発生も少なくなる。よって、誘電体層８中への気泡の発生も少なくなる。
　また、ＭｏＯ3が２モル％を超えて添加されると誘電体ガラスの焼成時に誘電体ガラスが結晶化しやすくなる。したがって、誘電体ガラスが白濁する。その結果、誘電体層８の可視光透過率が低下する。よって、ＰＤＰ１の輝度が低下することにより、ＰＤＰ１の画像品質が劣化する。なお、ＭｏＯ3の代わりに三酸化タングステン（ＷＯ3）、二酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）などの金属酸化物を誘電体ガラスに添加しても同様の効果が得られる。
　また本実施の形態では、一例として、誘電体層８のＢｉ2Ｏ3の含有量が５モル％以下であってもよい。Ｂｉ2Ｏ3の添加量を増加させることで誘電体ガラスの軟化点を下げることができる。よって、製造プロセスが低温化できるなど様々な利点がある。しかし、Ｂｉ系の材料が高価であるので、Ｂｉ2Ｏ3の添加量を増加させることは、使用する原材料のコスト増加を招く。そこで本実施の形態では、、一例として、Ｂｉ2Ｏ3の含有量は５モル％以下である。
　一例として、Ｂｉ2Ｏ3を３．０モル％、ＭｏＯ3を０．７モル％、ＢａＯとＣａＯとの合算が９．６モル％、ＺｎＯを４４．２％、その他の材料組成物を４２．５モル％含む誘電体ガラスから形成された誘電体層８の膨張係数は７３×１０-7／℃であった。
　なお、その他の材料組成物とは、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、酸化硅素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）など、鉛成分を含まない材料組成物である。
　　［３－５．誘電体ペーストの製造］
　まず、例示した組成成分からなる誘電体材料が、湿式ジェットミルやボールミルにより平均粒径が０．５μｍ～３．０μｍとなるように粉砕されて誘電体材料粉末が作製される。次に、誘電体材料粉末５０重量％～６５重量％と、バインダ成分３５重量％～５０重量％とが、三本ロールで混練されることによりダイコート用あるいは印刷用の誘電体層用ペーストが製造される。
　バインダ成分はエチルセルロースあるいはアクリル樹脂１重量％～２０重量％を含むターピネオールあるいはブチルカルビトールアセテートである。また、誘電体ペーストには、可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルが添加されてもよい。分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどが添加されてもよい。このような構成の誘電体ペーストは印刷性が向上する。
　［４．その他の実施の形態］
　実施の形態では、前面ガラス基板３上に形成された黒色電極４ａ、５ａ上に白色電極４ｂ、５ｂが積層され、さらに、遮光層７が形成された前面板２についての説明がされたが、本発明はこれには限られない。
　黒色電極４ａ、５ｂａ、および遮光層７が形成されない前面板２についても適用が可能である。黒色電極４ａ、５ａ、および遮光層７に含まれる黒色顔料の熱膨張係数は、白色電極４ｂ、５ｂに含まれる銀（Ａｇ）の熱膨張係数よりも小さい。したがって、黒色電極４ａ、５ａ、および遮光層７が形成されない前面板２についても、本発明が適用できる。
　以上のように本発明は、高精細表示でも、高輝度、高信頼性を確保し、さらに環境問題に配慮したＰＤＰを実現する上で有用である。
　１　　ＰＤＰ
　２　　前面板
　３　　前面ガラス基板
　４　　走査電極
　４ａ，５ａ　　黒色電極
　４ｂ，５ｂ　　白色電極
　５　　維持電極
　６　　表示電極
　７　　ブラックストライプ（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

Claims (18)

  1. プラズマディスプレイパネルであって、
    　前面板と、
    　背面板と、を備え
    　　前記前面板と前記背面板とが対向配置され周囲を封着して放電空間が形成され、
    　　前記前面板は、前面基板上に表示電極と誘電体層と保護層とを有し、
    　　前記背面板は、背面基板上に電極と隔壁と蛍光体層とを有し、
    　　　前記前面板の画像表示領域の面積に占める前記表示電極の面積比率を縦軸とし、
    　　　室温から３００℃における前記前面基板の膨張係数と室温から３００℃における前記誘電体層の膨張係数の差分を横軸として、
    　　　前記膨張係数の差分、および前記面積比率が、
    　　　　座標（３５×１０－７／℃、６０％）と、
    　　　　座標（８×１０－７／℃、６０％）と、
    　　　　座標（５×１０－７／℃、４０％）と、
    　　　　座標（２３×１０－７／℃、４０％）と、
    　　　を順に直線で結んだ領域の、直線を含む内部にある
    プラズマディスプレイパネル。
  2. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　　前記膨張係数の差分、および前記面積比率が、
    　　　　座標（２８×１０－７／℃、６０％）と、
    　　　　座標（１５×１０－７／℃、６０％）と、
    　　　　座標（９×１０－７／℃、４０％）と、
    　　　　座標（１８×１０－７／℃、４０％）と、
    　　　を順に直線で結んだ領域の、直線を含む内部にある、
    プラズマディスプレイパネル。
  3. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＢａＯとＣａＯの含有量の合計が、１７モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  4. 請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＢａＯとＣａＯの含有量の合計が、１７モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  5. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＺｎＯの含有量が、１０モル％以上、５０％モル以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  6. 請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＺｎＯの含有量が、１０モル％以上、５０％モル以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  7. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が、０．１モル％以上、０．５モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  8. 請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が、０．１モル％以上、０．５モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  9. 請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が、０．１モル％以上、０．５モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  10. 請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が、０．１モル％以上、０．５モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  11. 請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が、０．１モル％以上、０．５モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  12. 請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＣｕＯとＣｏＯの含有量の合計が、０．１モル％以上、０．５モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  13. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＭｏＯ３の含有量が、０．３モル％以上、２モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  14. 請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＭｏＯ３の含有量が、０．３モル％以上、２モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  15. 請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＭｏＯ３の含有量が、０．３モル％以上、２モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  16. 請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＭｏＯ３の含有量が、０．３モル％以上、２モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  17. 請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＭｏＯ３の含有量が、０．３モル％以上、２モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
  18. 請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルであって、
    　　前記誘電体層のＭｏＯ３の含有量が、０．３モル％以上、２モル％以下である、
    プラズマディスプレイパネル。
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