WO2012017630A1 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

プラズマディスプレイパネルは前面板と、前面板と対向配置される背面板とを備える。前面板は、表示電極と表示電極を覆う誘電体層とを有する。誘電体層は、第１ガラス材料と第２ガラス材料とを含む。第１ガラス材料は、複数の成分を含む。第１ガラス材料の軟化点は、７００℃以上である。第２ガラス材料の軟化点は、６００℃以下である。

Description

プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

　ここに開示された技術は、表示デバイスなどに用いられる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。

　プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）の表示電極を構成するバス電極には、導電性を確保するための銀電極が用いられている。バス電極を覆う誘電体層には、酸化鉛を主成分とする低融点ガラスが用いられている。近年、環境への配慮から、鉛成分を含まない誘電体層が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３－１２８４３０号公報

　ＰＤＰは、前面板と、前面板と対向配置される背面板とを備える。前面板は、表示電極と表示電極を覆う誘電体層とを有する。誘電体層は、第１ガラス材料と第２ガラス材料とを含む。第１ガラス材料は、複数の成分を含む。第１ガラス材料の軟化点は、７００℃以上である。第２ガラス材料の軟化点は、６００℃以下である。

　ＰＤＰの製造方法は、７００℃以上の軟化点を有する第１ガラス材料と６００℃以下の軟化点を有する第２ガラス材料とを含む誘電体ペーストを基板に塗布することにより、誘電体ペースト膜を形成し、誘電体ペースト膜を、第２ガラス材料の軟化点以上第１ガラス材料の軟化点未満の温度で焼成する。

図１は実施の形態にかかるＰＤＰの構造を示す斜視図である。 図２は実施の形態にかかる前面板の断面を示す概略図である。

　［１．ＰＤＰ１の構成］
　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、キセノン（Ｘｅ）を含む放電ガスが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と遮光層７が互いに平行にそれぞれ複数列配置される。走査電極４は、黒色電極４ａと、黒色電極４ａ上に積層された白色電極４ｂとから構成されている。維持電極５は、黒色電極５ａと、黒色電極５ａ上に積層された白色電極５ｂとから構成されている。さらに、前面ガラス基板３上には、表示電極６と遮光層７とを被覆する誘電体層８が形成されている。誘電体層８は、コンデンサとして機能する。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が形成されている。

　背面ガラス基板１１上には、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を被覆する下地誘電体層１３が形成されている。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が形成されている。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］
　フォトリソグラフィ法によって、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５とブラックストライプ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。

　黒色電極４ａ、５ａの材料には、黒色度を確保するための黒色顔料と黒色顔料を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む黒色ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、黒色ペーストが前面ガラス基板３に塗布される。次に、乾燥炉によって、黒色ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、黒色ペーストが露光される。

　白色電極４ｂ、５ｂの材料には、銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む白色ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、白色ペーストが、黒色ペーストが形成された前面ガラス基板３に塗布される。次に、乾燥炉によって、白色ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、白色ペーストが露光される。

　次に、黒色ペーストおよび白色ペーストが現像され、黒色電極パターンおよび白色電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、黒色電極パターンおよび白色電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、黒色電極パターン中の感光性樹脂および白色電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、黒色電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは焼成後に再びガラス化する。また、白色電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、黒色電極４ａ、５ａおよび白色電極４ｂ、５ｂが形成される。

　ブラックストライプ７は、黒色電極４ａ、５ａと同様に形成される。なお、ブラックストライプ７は、黒色電極４ａ、５ａと同時に形成されてもよい。ここで、黒色電極ペーストおよび白色電極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、蒸着法などを用いることができる。

　次に、誘電体層８が形成される。誘電体層８の詳細は、後述される。

　次に、誘電体層８上にＭｇＯを含む保護層９が形成される。保護層９は、一例として、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｂｅａｍ）蒸着装置により形成される。保護層９の材料は、単結晶のＭｇＯからなるペレットである。ペレットには、さらに不純物としてアルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）などが添加されていてもよい。

　まず、ＥＢ蒸着装置の成膜室に配置されたペレットに電子ビームが照射される。電子ビームのエネルギーを受けたペレットは蒸発する。蒸発したＭｇＯは、成膜室内に配置された誘電体層８上に付着する。ＭｇＯの膜厚は、電子ビームの強度、成膜室の圧力などによって、所定の範囲に収まるように調整される。

　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、ブラックストライプ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］
　図１に示すように、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２、下地誘電体層１３、隔壁１４および蛍光体層１５が形成される。

　まず、フォトリソグラフィ法によって、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２が形成される。アドレス電極１２の材料には、導電性を確保するための銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むアドレス電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、アドレス電極ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。次に、乾燥炉によって、アドレス電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、アドレス電極ペーストが露光される。次に、アドレス電極ペーストが現像され、アドレス電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、アドレス電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、アドレス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、アドレス電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、アドレス電極１２が形成される。ここで、アドレス電極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、蒸着法などを用いることができる。

　次に、下地誘電体層１３が形成される。下地誘電体層１３の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、下地誘電体ペーストが所定の厚みでアドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にアドレス電極１２を覆うように塗布される。次に、乾燥炉によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、下地誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融した誘電体ガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、下地誘電体層１３が形成される。ここで、下地誘電体ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、ダイコート法、スピンコート法などを用いることができる。また、下地誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、下地誘電体層１３となる膜を形成することもできる。

　次に、フォトリソグラフィ法によって、隔壁１４が形成される。隔壁１４の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。まず、ダイコート法などによって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層１３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像され、隔壁パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、隔壁パターンが所定の温度で焼成される。つまり、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。また、隔壁パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、隔壁１４が形成される。ここで、フォトリソグラフィ法以外にも、サンドブラスト法などを用いることができる。

　次に、蛍光体層１５が形成される。蛍光体層１５の材料には、蛍光体粒子とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。まず、ディスペンス法などによって、蛍光体ペーストが、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、所定の厚みで塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。以上の工程によって、蛍光体層１５が形成される。ここで、ディスペンス法以外にも、スクリーン印刷法などを用いることができる。

　以上の工程により、背面板１０が形成される。

　［２－３．前面板２と背面板１０との組立方法］
　まず、ディスペンス法によって、背面板１０の周囲に封着材（図示せず）が形成される。封着材（図示せず）の材料には、ガラスフリットとバインダと溶剤などを含む封着ペーストが用いられる。次に乾燥炉によって、封着ペースト中の溶剤が除去される。次に、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。最後に、放電空間１６にＸｅを１５体積％以上３０体積％以下含む放電ガスが封入される。以上のように、ＰＤＰ１が形成される。

　［３．誘電体層８の詳細］
　近年、ＰＤＰは高精細化にともなって、走査線数が増加している。つまり、表示電極の数が増加することにより、表示電極間隔がより小さくなっている。さらに、消費電力が増大する傾向にある。ＰＤＰの消費電力を低減するためには、放電開始時の放電電流量を低減させることが有効である。従来の誘電体層における比誘電率は６以上であった。比誘電率が上がると放電セルの容量が大きくなる。放電セルの容量が大きくなると、発光１回当たりに放電セルに流れる放電電流量が増加する。放電電流量の増加は、ＰＤＰの消費電力の増加をもたらす。

　放電セルの容量を抑制するため、誘電体層を比誘電率の低い材料などにて形成することが考えられる。しかしながら、従来使用されていた三酸化二ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）が主成分の低融点ガラスは、比誘電率を下げることが難しかった。

　一方、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）や三酸化二ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３を）が主成分の低融点ガラスは、比誘電率が５～７程度のものもある。しかし、さらに比誘電率を５以下にしようとすると融点が高くなる。融点が高くなると、焼成温度を上げることが求められる。つまり、一般的なＰＤＰの製造方法における焼成工程の焼成温度では、十分な熱処理が困難になる。

　誘電体層の比誘電率を下げる試みとして、低融点ガラス材料とＳｉＯ_２フィラー粒子（シリカ粒子）を混合することが考えられる。シリカ粒子の比誘電率は、４程度である。よって、従来の誘電体層より比誘電率を低下させることができる。しかしながら、単に誘電体層にシリカ粒子を混合しただけでは、誘電体層の光学特性（特にヘイズ値）が悪化し、また、絶縁耐圧が低下するという弊害が発生する。ヘイズ値とは、物質の曇り度合いを示す指標である。ヘイズ値が小さいほど、透明性が高い。ヘイズ値が大きいほど、曇り度合いが大きい。ヘイズ値は、透過光と散乱光の比率で算出される。

　発明者らは、上述の弊害が生じる原因を検討した。誘電体ペースト作製時にシリカ粒子が均一に分散しないため、誘電体ペーストを焼成する際にシリカ粒子が凝集し、低融点ガラス材料との界面に空隙が生じていることが判明した。

　誘電体層を焼成する６００℃前後の温度では、低融点ガラス材料粉末は非常に反応性が高いため次々に結合しながら収縮していく。一方、シリカ粒子は反応性が低くシリカ粒子同士だけでなく低融点ガラス材料粉末とも結合しにくい。よって、焼成前の段階で既に存在している粉末同士の空隙が、焼成後に拡大すると考えられる。空隙が存在する箇所では透過光が散乱するので、ヘイズ値が大きくなる。さらに、空隙の存在が、絶縁耐圧の低下をもたらす。

　これに対し本実施の形態にかかる誘電体層８は、第１ガラス材料と第２ガラス材料とを含む。第１ガラス材料は、複数の成分を含み、かつ誘電体層を形成する焼成温度より高い軟化点を有する。第２ガラス材料は、焼成温度より低い軟化点を有する。焼成温度より高い軟化点の第１ガラス材料が複数のガラス成分を含んでいるため、焼成時に第１ガラス材料の反応性が高くなる。よって、低融点ガラスである第２ガラス材料とも結合し、空隙の発生が抑制される。したがって、誘電体層全体の比誘電率を下げつつ、誘電体層の光学特性の悪化および絶縁耐圧の低下が抑制される。

　誘電体層中の第１ガラス材料の存在比率は、５体積％以上３０体積％未満が望ましい。第１ガラス材料が５体積％より小さくなると、誘電体層全体の比誘電率を下げる効果が小さくなる。この場合、比誘電率５以下を達成することが難しくなる。一方、第１ガラス材料が３０体積％以上となると、誘電体層中に第１ガラス材料が存在する領域が多くなる。したがって、誘電体層としての結合力が弱くなるという弊害が生じる。

　図２に示すように、誘電体層８は、第１ガラス材料２０とガラス層となる第２ガラス材料２１とを含む。第１ガラス材料２０の軟化点は、誘電体層８を形成する焼成温度よりも高い。よって、第１ガラス材料２０と第２ガラス材料２１とが完全に固溶した形態とはならない。なお、本実施の形態では、誘電体層８を第１ガラス材料２０とガラス層となる第２ガラス材料２１とで構成される。しかし、これに限らず、第３のガラス材料を含んでいても、本実施の形態の効果は得られる。また、説明の便宜のため、図２に示される第１ガラス材料２０の大きさおよび数は、実際の製品とは異なる。

　なお、従来では誘電体ガラスに軟化点を低くするため２０重量％以上の酸化鉛を含有していた。しかし、本実施の形態においては、環境への配慮のため、誘電体ガラスは、酸化鉛を含有しない。すなわち誘電体層８は酸化鉛を含有しない。

　［３－１．誘電体ペーストの製造］
　誘電体ペーストは、第１ガラス材料粉末が分散した第１ガラス材料スラリーと、第２ガラス材料粉末が分散した第２ガラス材料スラリーと、ビヒクルから構成される。

　［３－１－１．第１ガラス材料スラリー］
　第１ガラス材料スラリーは、第１ガラス材料粉末と溶媒を含む。ガラス材料の粉末を作製する方法には、溶融したガラス材料を粉砕する溶融粉砕法と、沈殿法やゲル法といった化学合成法とがある。化学合成法は、シリカ粒子を作製するには非常に有効である。しかしながら化学合成法においては、所望の組成や濃度になるように作製することは、非常に困難である。

　例えば、化学合成法によって、Ｂ_２Ｏ_３を含むシリカ粒子を作成することは可能である。しかし、シリカ粒子におけるＢ_２Ｏ_３の濃度を適宜調整することは困難である。また、化学合成法においては、アルカリ金属が添加されたシリカ粒子を作製すること自体が非常に困難である。

　一方、溶融粉砕法であれば所望の組成や濃度になるように作製することができる。

　そこで、本実施の形態では、溶融粉砕法によって、複数の成分を含んだ高軟化点のガラス材料である第１ガラス材料の粉末が作製される。

　本実施の形態にかかる第１ガラス材料は、一例としてＳｉＯ_２およびＢ_２Ｏ_３を含む。さらに第１ガラス材料は、一例としてＬｉ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの群から選ばれる少なくとも一種を含む。

　第１ガラス材料に含まれるＳｉＯ_２によって、第１ガラス材料および誘電体層の比誘電率が下がる。

　第１ガラス材料に含まれるＢ_２Ｏ_３によって、第１ガラス材料および誘電体層の比誘電率が下がる。さらに、第２ガラス材料である低融点ガラス材料粉末との反応性が上がる。

　第１ガラス材料に含まれるＬｉ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの群から選ばれる少なくとも一種によって、比誘電率を上げることなく、第２ガラス材料である低融点ガラス材料粉末とのとの反応性が上がる。

　また、第１ガラス材料は、ＺｎＯ、ＭｇＯ、酸化カルシウム（ＣａＯ）、などを含んでもよい。第１ガラス材料の成分比は、第１ガラス材料の軟化点が、誘電体層８の焼成温度より高くなるように調整される。本実施の形態では、第１ガラス材料の軟化点は、７００℃以上である。

　次に、例示した組成成分からなるガラス材料が、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第１ガラス材料粉末が作製される。第１ガラス材料スラリーは、１重量％以上２０重量％以下の第１ガラス材料粉末と、８０重量％以上９９重量％以下の溶媒とを含む。第１ガラス材料スラリーにおいて、第１ガラス材料粉末は溶媒中に分散している。溶媒は、一例として、アルコール系またはグリコール系または水系などが用いられる。

　第１ガラス材料スラリーには、滑剤や分散剤などが添加されてもよい。このような構成の第１ガラス材料スラリーは分散性が向上する。

　［３－１－２．第２ガラス材料スラリー］
　第２ガラス材料スラリーは、第２ガラス材料粉末と溶媒とを含む。第２ガラス材料粉末は、一例として、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２とアルカリ金属の酸化物であるＫ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏなどを含む。第２ガラス材料粉末は、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯなどを含んでもよい。成分比は第２ガラス材料の軟化点が、誘電体層８の焼成温度より低くなるように調整される。本実施の形態では、第２ガラス材料の軟化点は、６００℃以下である。

　次に、例示した組成成分からなるガラス材料が、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第２ガラス材料粉末が作製される。

　第２ガラス材料スラリーは、１０重量％以上６５重量％以下の第２ガラス材料粉末と３５重量％以上９０重量％以下の溶媒とを含む。第２ガラス材料スラリーにおいて、第２ガラス材料粉末は溶媒中に分散している。溶媒は、一例として、アルコール系またはグリコール系または水系などが用いられる。

　第１ガラス材料スラリーには、滑剤や分散剤などが添加されてもよい。このような構成の第１ガラス材料スラリーは分散性が向上する。

　［３－１－３．誘電体ペースト］
　第１ガラス材料スラリーと第２ガラス材料スラリーは、別々に製造される。本実施の形態にかかる誘電体ペーストは、第１ガラス材料スラリーと第２ガラス材料スラリーとが混合分散されたものである。誘電体ペーストを前面ガラス基板３に塗布する前に、第１ガラス材料スラリーと第２ガラス材料スラリーとが混合分散される。さらに、必要に応じてビヒクルなどのバインダ成分が混合分散される。

　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を１重量％～２０重量％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を添加して印刷性を向上させてもよい。なお、バインダ成分は、ガラス粒子粉砕時に用いられる溶媒と合わせてもよい。なお、バインダ成分を混合分散するタイミングは、第１ガラス材料スラリーと第２ガラス材料スラリーとが混合分散されるときに限られない。つまり、第１ガラス材料スラリーあるいは第２ガラス材料スラリーそれぞれの製造時でもよい。

　本実施の形態にかかる誘電体ペーストの製造方法によれば、誘電体ペースト中に第１ガラス材料粉末と第２ガラス材料粉末とがより均一に分散する。

　誘電体層８における第１ガラス材料２０の含有量は、５体積％以上２０体積％以下であることが好ましい。第１ガラス材料２０の含有量が５体積％未満では、誘電体層８の比誘電率を小さくすることが難しい。一方、第１ガラス材料２０の含有量が２０体積％を超えると、誘電体層８のヘイズ値が悪化する。また本実施の形態では、誘電体層８の比誘電率が、例えば５以下となるように第１ガラス材料２０の含有量、粒径とを上記範囲内で適宜規定する。これによりＰＤＰの消費電力の低減効果が得られる。

　誘電体層８における第１ガラス材料２０の含有量を所定の範囲に収めるためには、誘電体ペースト中の第１ガラス材料２０の含有量を所定の範囲に収めることが好ましい。すなわち、規定された比率にしたがって、第１ガラス材料スラリーと第２ガラス材料スラリーとが混合分散されればよい。あるいは、第１ガラス材料スラリーの製造段階で、第１ガラス材料スラリーにおける第１ガラス材料２０の含有量を所定の範囲に収めてもよい。

　［３－２．誘電体層８の形成方法］
　誘電体層８を形成する方法として、スクリーン印刷法やダイコート法などが用いられる。まず、誘電体ペーストが、前面ガラス基板３上に塗布される。塗布された誘電体ペーストは、誘電体ペースト膜を構成する。誘電体ペースト膜の塗布膜厚は、焼成によって収縮する割合が考慮された上で、適宜設定される。次に、１００℃から２００℃の温度範囲で誘電体ペースト膜が乾燥される。次に、誘電体ペースト膜が焼成される。焼成温度は、４５０℃から６００℃の範囲が好ましい。より好ましい焼成温度の範囲は、５５０℃から５９０℃である。本実施の形態にかかる焼成温度は、第１ガラス材料の軟化点より低く、かつ第２ガラス材料の軟化点より高い。焼成により、第１ガラス材料２０と第２ガラス材料２１とからなる誘電体層８が形成される。

　第２ガラス材料粉末は、焼成によって溶融し、焼成後に再びガラス化する。再びガラス化することによって、第２ガラス材料２１が形成される。第２ガラス材料２１の軟化点は、第２ガラス材料粉末の軟化点に等しい。なお、第２ガラス材料粉末の軟化点は、３００℃以上が好ましい。３００℃未満では、安定性に欠けるからである。したがって、第２ガラス材料２１の軟化点は、３００℃以上が好ましい。

　一方、第１ガラス材料２０は、軟化しない。つまり、第１ガラス材料２０は、当初の形状が保たれている。

　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１０μｍ以上３０μｍ以下である。

　［４．実施例］
　実施の形態にかかるＰＤＰが作製された。放電セルは、４２インチクラスのハイビジョンテレビに適合するサイズである。隔壁の高さは、０．１５ｍｍ、隔壁の間隔（セルピッチ）は、０．１５ｍｍ、表示電極の電極間距離は、０．０６ｍｍである。Ｘｅの含有量が１５体積％のＮｅ－Ｘｅ系の混合ガスが６０ｋＰａで封入された。前面ガラス基板および背面ガラス基板の厚みは１．８ｍｍである。誘電体層の膜厚は２０μmである。

　表１は、誘電体ガラス粉末材料の特性一覧である。Ｎｏ．１～Ｎｏ．３は、軟化点が７００℃以上のガラス材料である。Ｎｏ．１、Ｎｏ．２のガラス材料は、溶融粉砕法で作成された粉末である。Ｎｏ．１、Ｎｏ．２のガラス材料は、複数の成分を含んでいる。一方、Ｎｏ．３のガラス材料は、化学合成法で作成されたた粉末である。Ｎｏ．３のガラス材料は、主成分がＳｉＯ_２のみである。

　Ｎｏ．４、Ｎｏ．５は、軟化点が６５０℃以下のガラス材料である。Ｎｏ．５は、比誘電率が６．３のガラス材料である。

　Ｎｏ．６は、軟化点が６６０℃のガラス材料である。なお、誘電体層の焼成温度は６２０℃である。

　なお、比誘電率の測定にはＬＣＲメーターが用いられた。比誘電率は、周波数が１ｋＨｚのときの値である。

　表１に示されたガラス材料のうち、誘電体層全体において、Ｎｏ．１～Ｎｏ．３のガラス材料が２０体積％、Ｎｏ．４～Ｎｏ．６のガラス材料が８０体積％となるように、誘電体ペーストが作製された。つまり、Ｎｏ．１のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．４のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．１のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．５のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．１のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．６のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．２のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．４のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．２のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．５のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．２のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．６のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．３のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．４のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．３のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．５のガラス材料が８０体積％のサンプル、Ｎｏ．３のガラス材料が２０体積％かつＮｏ．６のガラス材料が８０体積％のサンプル、の９種類の誘電体層を有するＰＤＰが作成された。

　表２には、それぞれのＰＤＰにおける誘電体層の比誘電率が示される。なお表１におけるＮｏ．１～Ｎｏ．３のガラス材料は、すべて軟化点が７００℃以上であり、単体での誘電体層形成が困難である。また、Ｎｏ．４～Ｎｏ．６のガラス材料は、すべて比誘電率が５以上である。よって、それぞれのガラス材料単体で形成された誘電体層は、評価されていない。

　表２に示すように、Ｎｏ．５のガラス材料が組合わされた誘電体層を有するＰＤＰでは、すべて誘電体層の比誘電率が５．０を超えていた。つまり、消費電力の低減効果が十分得られないと考えられる。一方、Ｎｏ．４およびＮｏ．６のガラス材料が組合わされた誘電体層を有するＰＤＰでは、誘電体層の比誘電率が５．０を下回っており良好である。

　表３には、それぞれのＰＤＰにおける誘電体層の絶縁耐圧が示される。ＰＤＰに求められる絶縁耐圧は４００Ｖ以上である。絶縁耐圧は、６００Ｖ以上がより好ましい。

　Ｎｏ．３のガラス材料が組合わされた誘電体層を有するＰＤＰでは、絶縁耐圧が２１０Ｖ～２４０Ｖにとどまった。Ｎｏ．３のガラス材料周辺において空隙が存在したためである。空隙の存在は、Ｎｏ．３のガラス材料の主成分がＳｉＯ_２のみであることに起因する。

　Ｎｏ．２のガラス材料が組合わされた誘電体層を有するＰＤＰでは、Ｎｏ．３のガラス材料が組合わされた誘電体層を有するＰＤＰより絶縁耐圧が向上した。Ｎｏ．２のガラス材料周辺において空隙が減少したためである。空隙の減少は、Ｎｏ．２のガラス材料は、主成分がＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３の複数であることに起因する。

　Ｎｏ．６のガラス材料が組合わされた誘電体層を有するＰＤＰでは、Ｎｏ．４あるいはＮｏ．５のガラス材料が組合わされた誘電体層を有するＰＤＰより、絶縁耐圧が低下した。Ｎｏ．６のガラス材料の軟化点は、６６０℃である。通常の焼成温度の上限である６２０℃の焼成では十分な結合が得られなかったためである。

　Ｎｏ．１のガラス材料とＮｏ．４のガラス材料とが組合わされた誘電体層を有するＰＤＰは、誘電体層８の比誘電率が５以下で、かつ絶縁耐圧が６００Ｖ以上という良好な特性を示した。

　従来技術のように低融点ガラス材料のみでは、誘電体層の比誘電率を５以下にすることは困難である。しかしながら、本実施の形態のように、ＳｉＯ_２およびＢ_２Ｏ_３を主成分とした焼成によっても軟化しない第１ガラス材料と、低融点ガラス材料である第２ガラス材料とを混合することによって、誘電体層の比誘電率を５以下にすることができる。さらに、第１ガラス材料が複数の成分を含んでいるので、シリカ粒子のみの場合に発生する空隙を抑制できる。

　以上のように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰによれば、誘電体層として比誘電率が５以下でかつ絶縁耐圧性に優れた誘電体層を提供でき、消費電力の少ない優れたＰＤＰを実現することができる。

　以上のように本実施の形態に開示された技術は、低消費電力のＰＤＰを実現して、大画面の表示デバイスなどに有用である。

　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
　２０　　第１ガラス材料
　２１　　第２ガラス材料

Claims (4)

1. 前面板と、前記前面板と対向配置される背面板とを備え、
   　前記前面板は、表示電極と前記表示電極を覆う誘電体層とを有し、
   　　前記誘電体層は、第１ガラス材料と第２ガラス材料とを含み、
   　　　前記第１ガラス材料は、複数の成分を含み、
   　　　前記第１ガラス材料の軟化点は、７００℃以上であり、
   　　　前記第２ガラス材料の軟化点は、６００℃以下である、
   プラズマディスプレイパネル。
2. 　前記第１ガラス材料は、ＳｉＯ_２およびＢ_２Ｏ_３を含み、
   　さらに第１ガラス材料は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの群から選ばれる少なくとも一種を含む、
   請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. ７００℃以上の軟化点を有する第１ガラス材料と６００℃以下の軟化点を有する第２ガラス材料とを含む誘電体ペーストを基板に塗布することにより、誘電体ペースト膜を形成し、
   前記誘電体ペースト膜を、前記第２ガラス材料の軟化点以上前記第１ガラス材料の軟化点未満の温度で焼成する、
   プラズマディスプレイパネルの製造方法。
4. 　前記第１ガラス材料は、ＳｉＯ_２およびＢ_２Ｏ_３を含み、
   　さらに第１ガラス材料は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｋ_２ＯおよびＮａ_２Ｏの群から選ばれる少なくとも一種を含む、
   請求項３に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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