JP5126412B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Description

ここに開示された技術は、表示デバイスとしてのプラズマディスプレイパネルの製造方法に関するものである。

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、６５インチ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が要求されている。

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、ガラス基板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、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、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護膜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データ電極と、データ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。

ここで、保護膜は、ガス放電時に生じるイオン衝撃から誘電体層および電極を保護する役割（耐スパッタ性）を果たす。また、保護膜は、放電時に２次電子を放出し電荷を保持する、いわゆるメモリ機能の役割を果たす。そのため保護膜は、耐イオン衝撃性（耐スパッタ性）と２次電子放出性に優れる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの金属酸化膜が一般的に用いられている（例えば、特許文献１）。

上記のように、前面板の誘電体層上に形成される保護膜の役割は、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することが挙げられる。

イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割である。また、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。

特開２００７−４８７３３号公報

ここで開示されたプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護膜を形成した前面板と、この前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物からなる金属酸化物粒子と、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの元素の燐酸塩または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより形成することを特徴とする。

図１は一実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。 図２は同ＰＤＰの電極配列図である。 図３は一実施の形態におけるＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置のブロック回路図である。 図４は同ＰＤＰの各電極に印加する駆動電圧波形図である。 図５は同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図である。 図６は同ＰＤＰの保護膜部分を拡大して模式的に示す説明図である。 図７は一実施の形態におけるＰＤＰの製造方法において、保護膜形成の工程を示す工程図である。 図８は一実施の形態におけるＰＤＰの効果を説明するために行った実験結果において、放電開始電圧を比較して示す特性図である。 図９は一実施の形態におけるＰＤＰの効果を説明するために行った実験結果において、放電に伴う寿命を比較して示す特性図である。

以下、一実施の形態におけるＰＤＰについて、図１〜図９の図面を用いて説明する。図１は一実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図である。図１において、ＰＤＰ１の基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。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（５．３×１０４Ｐａ〜８．０×１０４Ｐａ）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とブラックストライプである遮光層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、さらにその表面に保護膜９が形成されている。

ここで、走査電極４および維持電極５は、それぞれＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性金属酸化物からなる透明電極上にＡｇからなるバス電極を形成することにより構成されている。

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、複数の互いに平行なＡｇを主成分とする導電性材料からなるデータ電極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、データ電極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間の溝にデータ電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色および青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とデータ電極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、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。

なお、ここに開示された技術においては、放電空間１６に封入する放電ガスは、放電ガス中にキセノンの濃度が１０％以上３０％以下の体積％で含まれるように混合した放電ガスを用いている。

図２は一実施の形態におけるＰＤＰの電極配列図である。行方向に長いｎ本の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３・・・Ｙｎ（図１の走査電極４）およびｎ本の維持電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｎ（図１の維持電極５）が配列され、列方向に長いｍ本のデータ電極Ｄ１・・・Ｄｍ（図１のデータ電極１２）が配列されている。そして、１対の走査電極Ｙ１および維持電極Ｘ１と１つのデータ電極Ｄ１とが交差した部分に放電セルが形成され、放電セルは放電空間内にｍ×ｎ個形成されている。そしてこれらの電極のそれぞれは、前面板２、背面板１０の画像表示領域外の周辺端部に設けられた接続端子それぞれに接続されている。

図３は一実施の形態におけるＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の回路ブロック図である。このプラズマディスプレイ装置は、上述した構成のＰＤＰ１、画像信号処理回路２１、データ電極駆動回路２２、走査電極駆動回路２３、維持電極駆動回路２４、タイミング発生回路２５および電源回路（図示せず）を備えている。

画像信号処理回路２１は、画像信号ｓｉｇをサブフィールド毎の画像データに変換する。データ電極駆動回路２２はサブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄ１〜Ｄｍに対応する信号に変換し、各データ電極Ｄ１〜Ｄｍを駆動する。タイミング発生回路２５は水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖをもとにして各種のタイミング信号を発生し、各駆動回路ブロックに供給している。走査電極駆動回路２３はタイミング信号にもとづいて走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに駆動電圧波形を供給し、維持電極駆動回路２４はタイミング信号にもとづいて維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎに駆動電圧波形を供給する。

次に、ＰＤＰを駆動するための駆動電圧波形とその動作について図４を用いて説明する。図４はＰＤＰの各電極に印加する駆動電圧波形を示す図である。

一実施の形態によるプラズマディスプレイ装置においては、１フィールドを複数のサブフィールドにより構成し、それぞれのサブフィールドは、放電セルにおいて初期化放電を発生させる初期化期間と、この初期化期間のあと、発光させる放電セルを選択する書込み放電を発生させる書込み期間と、この書込み期間により選択された放電セルにおいて維持放電を発生させる維持期間とを有している。

第１サブフィールドの初期化期間では、データ電極Ｄ１〜Ｄｍおよび維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを０（Ｖ）に保持し、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに対して放電開始電圧以下となる電圧Ｖｉ１（Ｖ）から放電開始電圧を超える電圧Ｖｉ２（Ｖ）に向かって緩やかに上昇するランプ電圧を印加する。すると、全ての放電セルにおいて１回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上に負の壁電圧が蓄えられるとともに維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上およびデータ電極Ｄ１〜Ｄｍ上に正の壁電圧が蓄えられる。ここで、電極上の壁電圧とは電極を覆う誘電体層や蛍光体層上等に蓄積した壁電荷により生じる電圧を指す。

その後、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｅ１、Ｖｅ２（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加する。すると、すべての放電セルにおいて２回目の微弱な初期化放電を起こし、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎ上と維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎ上との間の壁電圧が弱められ、データ電極Ｄ１〜Ｄｍ上の壁電圧も書込み動作に適した値に調整される。

続く書込み期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎを一旦Ｖｃ（Ｖ）に保持する。次に、１行目の走査電極ＳＣ１に負の走査パルス電圧Ｖａ（Ｖ）を印加するとともに、データ電極Ｄ１〜Ｄｍのうち１行目に表示すべき放電セルのデータ電極Ｄｋ（ｋ＝１〜ｍ）に正の書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加する。このときデータ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は、外部印加電圧（Ｖｄ−Ｖａ）（Ｖ）にデータ電極Ｄｋ上の壁電圧と走査電極ＳＣ１上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、データ電極Ｄｋと走査電極ＳＣ１との間および維持電極ＳＵ１と走査電極ＳＣ１との間に書込み放電が起こり、この放電セルの走査電極ＳＣ１上に正の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵ１上に負の壁電圧が蓄積され、データ電極Ｄｋ上にも負の壁電圧が蓄積される。

このようにして、１行目に表示すべき放電セルで書込み放電を起こして各電極上に壁電圧を蓄積する書込み動作が行われる。一方、書込みパルス電圧Ｖｄ（Ｖ）を印加しなかったデータ電極Ｄ１〜Ｄｍと走査電極ＳＣ１との交差部の電圧は放電開始電圧を超えないので、書込み放電は発生しない。以上の書込み動作をｎ行目の放電セルに至るまで順次行い、書込み期間が終了する。

続く維持期間では、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには第１の電圧として正の維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには第２の電圧として接地電位、すなわち０（Ｖ）をそれぞれ印加する。このとき書込み放電を起こした放電セルにおいては、走査電極ＳＣｉ上と維持電極ＳＵｉ上との間の電圧は維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）に走査電極ＳＣｉ上の壁電圧と維持電極ＳＵｉ上の壁電圧とが加算されたものとなり、放電開始電圧を超える。そして、走査電極ＳＣｉと維持電極ＳＵｉとの間に維持放電が起こり、このとき発生した紫外線により蛍光体層が発光する。そして走査電極ＳＣｉ上に負の壁電圧が蓄積され、維持電極ＳＵｉ上に正の壁電圧が蓄積される。このときデータ電極Ｄｋ上にも正の壁電圧が蓄積される。

書込み期間において書込み放電が起きなかった放電セルでは、維持放電は発生せず、初期化期間の終了時における壁電圧が保持される。続いて、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎには第２の電圧である０（Ｖ）を、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎには第１の電圧である維持パルス電圧Ｖｓ（Ｖ）をそれぞれ印加する。すると、維持放電を起こした放電セルでは、維持電極ＳＵｉ上と走査電極ＳＣｉ上との間の電圧が放電開始電圧を超えるので、再び維持電極ＳＵｉと走査電極ＳＣｉとの間に維持放電が起こり、維持電極ＳＵｉ上に負の壁電圧が蓄積され走査電極ＳＣｉ上に正の壁電圧が蓄積される。

以降同様に、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎと維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎとに交互に輝度重みに応じた数の維持パルスを印加することにより、書込み期間において書込み放電を起こした放電セルで維持放電が継続して行われる。こうして維持期間における維持動作が終了する。

続く第２サブフィールド以降における初期化期間、書込み期間、維持期間の動作も、第１サブフィールドにおける動作とほぼ同様のため、説明を省略する。なお、本実施の形態においては、第２サブフィールド以降のサブフィールドにおいては、維持電極ＳＵ１〜ＳＵｎを正の電圧Ｖｅ１、Ｖｅ２（Ｖ）に保ち、走査電極ＳＣ１〜ＳＣｎに電圧Ｖｉ３（Ｖ）から電圧Ｖｉ４（Ｖ）に向かって緩やかに下降するランプ電圧を印加することにより、前のサブフィールドにおいて維持放電を起こした放電セルにおいてのみ微弱な初期化放電を起こさせるように駆動している。すなわち、第１サブフィールドにおいては、全ての放電セルで初期化放電を発生させる全セル初期化動作を行い、第２サブフィールド以降においては、前のサブフィールドにおいて維持放電を起こした放電セルのみで選択的に初期化放電を発生させる動作を行うように構成している。なお、この全セル初期化動作と選択的初期化動作について、本実施の形態のように、第１サブフィールドとその他のサブフィールドとの間で使い分ける以外に、全セル初期化動作を第１サブフィールド以外のサブフィールドにおける初期化期間で行ったり、数フィールドに１回の頻度で行ったりしてもよい。

また、書込み期間、維持期間における動作は、上述した第１サブフィールドにおける動作と同様な駆動方法であるが、維持期間における維持放電による発光は、輝度の重み付けに応じた数の維持パルスを印加することにより、サブフィールド毎の輝度重みを制御するように駆動している。

ここに開示された技術はこのようなプラズマディスプレイ装置において、ＰＤＰ１の保護膜９を改善することにより、低消費電力で高精細で高輝度の表示性能を備えた表示装置を安価に提供するものである。以下、特徴とする構成について、詳細に説明する。

図５は、一実施の形態におけるＰＤＰの前面板の構成を示す断面図であり、図１と上下反転させて示している。図５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はそれぞれインジウムスズ酸化物（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。

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を覆うように設けられ、さらに誘電体層８上に保護膜９を形成している。

次に、ＰＤＰ１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。走査電極４、維持電極５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、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔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。

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（誘電体材料層）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、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、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）からなる保護膜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上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護膜９）が形成され、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データ電極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データ電極１２を形成する。次に、データ電極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データ電極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、誘電体ペーストはガラス粉末などの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を塗布して所定の形状にパターニングすることにより、隔壁材料層を形成した後、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、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を有する背面板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とデータ電極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。

ここで、前面板２の誘電体層８について詳細に説明する。誘電体層８の誘電体材料は、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を主成分として２０重量％〜４０重量％含み、さらに酸化カルシウム（ＣａＯ）、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％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでおり、鉛成分を含まない材料組成により構成されている。そして、これらの材料以外に、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％などの鉛成分を含まない材料を混合して構成されている。

また、誘電体層８は、膜厚が４０μｍ以下で、比誘電率εが７以下となるように誘電体材料を構成している。

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、または印刷用の誘電体層用ペーストを作製する。

バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて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、リン酸トリブチルを添加し、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。

次に、この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℃で焼成することにより、誘電体層８が形成される。

次に、ここに開示された技術によるＰＤＰの特徴である保護膜９の構成及び製造方法について説明する。

ここに開示された技術によるＰＤＰにおいては、図６に示すように、保護膜９は、誘電体層８上に、第二族元素の酸化物粒子９１を配置するとともに、燐を含有していることを特徴とする。すなわち、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物で、粒径が５ｎｍ以上５００ｎｍ以下の金属酸化物粒子により保護膜９を形成し、さらにその保護膜９に燐を含有させることにより構成している。

ここで、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの金属酸化物粒子により保護膜９を形成することにより、耐イオン衝撃性および二次電子放出能の優れた保護膜９を形成することができる。また、金属酸化物粒子の粒径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下が望ましく、５ｎｍより小さい金属酸化物粒子の場合、粒子の安定性に問題があり、５００ｎｍより大きい金属酸化物粒子を用いると、保護膜９の光透過率が低下しＰＤＰ１の輝度低下を招いたりする可能性があり好ましくない。

さらに、ここに開示された技術においては、燐が保護膜９中に含有されている点に特徴があり、燐が保護膜９中に含有されることで、ＰＤＰ１の放電開始電圧が低下し、放電に伴う保護膜９の寿命も長くなる。このような燐を含有する保護膜９は、例えば、ＭｇＯなどの第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の無機燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを作成し、このペーストを誘電体層８上に塗布し、焼成することで、簡便に形成することができる。

無機燐酸塩としては、オルソリン酸塩、ピロリン酸塩、トリポリリン酸塩、テトラ燐酸塩、ヘキサメタリン酸塩などが挙げられ、そして燐酸塩の陽イオンとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムなどの第二族元素を含む燐酸塩を用いることにより、保護膜９の二次電子放出特性の低下を防ぐことができる。

また、有機燐酸化合物は、側鎖に燐酸基をもつ有機化合物であり、後続の焼成工程で有機分を除去させるために、分子量は５０００以下であることが望ましい。このような化合物の例としては、たとえば、楠本化成（株）製のディスパロンＰＷ３６、ビックケミー・ジャパン（株）製のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１１０，ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１１１，ＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１８０、ユニケミカル（株）製ホスマーＭ、ホスマーＰＥなどが挙げられる。

次に、ここに開示された技術によるＰＤＰ１において、保護膜９を形成する製造工程について、図７を用いて説明する。

図７に示すように、誘電体層８を形成する誘電体層形成工程Ａ１を行った後、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを作成して誘電体層８上に塗布する粒子ペースト塗布工程Ａ２を行う。なお、粒子ペーストを塗布する方法として、スクリーン印刷法、スプレー法、スピンコート法、ダイコート法、スリットコート法等も用いることができる。

粒子ペーストを誘電体層８上に塗布した基板は、直ちに乾燥を行った後、保護膜焼成工程Ａ３において、数百度の温度で焼成を行い、粒子ペーストに残っている溶剤や樹脂成分を除去することにより、誘電体層８上にナノ粒子サイズの酸化物粒子９１からなり、かつ燐を含有する保護膜９を形成することができる。

次に、ここに開示された技術による保護膜９を有するＰＤＰ１の効果を確認するために行った実験結果について説明する。

まず、構成の異なる保護膜９を有するＰＤＰ１を試作した。

試作品１は、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物としては、酸化マグネシウムのナノサイズの粒子（平均粒径５０ｎｍ、宇部マテリアルズ（株）製Ｕ５０）を用いた。ターピネオールを４５ｗｔ％、ブチルカルビトールアセテートを４５ｗｔ％、エチルセルロース（１００ｃＰ）を１０ｗｔ％を、それぞれ混合してビークルを作成し、ビークルと、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％、燐酸マグネシウムを５ｗｔ％とを含有したペーストを作成した。なお、燐酸マグネシウムは燐酸塩の一例である。これをスクリーン印刷法等によって基板上に塗布し、１００℃〜１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃〜５００℃にて６０分の焼成を行った。このようにして保護膜９を作成した。この保護膜９は、エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）で確認すると、燐が０．５ａｔｏｍｉｃ％含有されていた。

試作品２は、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物の粒子としては、上記試作品１と同じ酸化マグネシウムの粒子を用いた。試作品１と同じビークルを作成し、ビークルと、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％、有機燐酸化合物としてＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１１２（Ｂｉｇ Ｃｈｅｍｉｅ社製）を２０ｗｔ％含有したペーストを作成した。これをスクリーン印刷法等によって基板上に塗布し、１００℃〜１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃〜５００℃にて６０分の焼成を行った。このように作成した保護膜９を、ＥＤＸで確認したところ、燐が０．２ａｔｏｍｉｃ％含有されていた。

また、ＥＤＸで確認したところ、保護膜９中の炭素は、有機燐酸化合物を添加しない場合と殆ど変わらない程度であることが確認できた。つまり、有機燐酸化合物中の有機成分は、前述の焼成工程によりほぼ消失していることを確認できた。

試作品３は、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物の粒子としては、上記試作品１と同じ酸化マグネシウムの粒子を用いた。試作品２と同じビークルを作成し、ビークルと、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％、有機燐酸化合物としてＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１１２（Ｂｉｇ Ｃｈｅｍｉｅ社製）を１００ｗｔ％含有したペーストを作成した。これをスクリーン印刷法等によって基板上に塗布し、１００℃〜１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃〜５００℃にて６０分の焼成を行った。このように作成した保護膜９を、ＥＤＸで確認したところ、燐が１ａｔｏｍｉｃ％含有されていた。また、ＥＤＸで確認したところ、保護膜９中の炭素は、有機燐酸化合物を添加しない場合と殆ど変わらない程度であることを確認できた。つまり、有機燐酸化合物中の有機成分は、前述の焼成工程によりほぼ消失していることを確認できた。

また、次に、上記試作品１−３に対し、燐の含有量が異なる試作品４、５を作成した。なお、保護膜９を形成する第二族元素の酸化物の粒子としては、上記試作品１と同じ酸化マグネシウムの粒子を用い、有機燐酸化合物の含有量を変えた以外は試作品２と同じようにペーストを作成して保護膜９を作成した。試作品４の燐の含有量は、０．０１ａｔｏｍｉｃ％となるように調整し、試作品５は、燐の含有量が５ａｔｏｍｉｃ％となるように調整した。

さらに、比較例となる試作品６として、燐を添加しない保護膜９を有するＰＤＰ１を作成した。なお、試作品６は、試作品１と同様、第二族元素の酸化物粒子としては、酸化マグネシウムの粒子を用い、試作品１と同じビークルを作成し、ビークルに対し、酸化マグネシウムの粒子を１０ｗｔ％添加してペーストを作成し、これをスクリーン印刷法等によって誘電体層８上に塗布した後、１００℃〜１２０℃にて６０分の乾燥、４５０℃〜５００℃にて６０分の焼成を行い、保護膜９を作成した。

このようにして作成した試作品１〜５と、比較例としての試作品６について、放電開始電圧を測定した結果を図８に示す。

また、試作品１〜３と、比較例としての試作品６について、放電による寿命を評価した結果を図９に示す。なお、寿命は、加速放電評価から求めた輝度劣化率より求めた。具体的には、作成したＰＤＰ１に通常の８倍周期の維持パルスを印加し、２５０時間放電させた後の輝度劣化率を測定し、その値から２０００時間の放電相当の輝度劣化率を算出した。図９には、それぞれの試作品の２０００時間の放電相当の輝度劣化率について、比較例としての試作品６の輝度劣化率を基準の「１」とし、その試作品６に対する比率を寿命として示している。

図８に示すように、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有した保護膜を有する試作品１〜５は、燐を含有しない比較例としての試作品６と比べ、放電開始電圧を低くすることができた。また、寿命についても、試作品１〜３は、比較例としての試作品６に対して、長寿命化を実現することができた。

以上の実験結果から、誘電体層８上に形成する保護膜９について、第二族元素の酸化物粒子により構成するとともに、燐を含有させることにより、燐を含まない場合に比べ、ＰＤＰ１の放電開始電圧が低下させることができるとともに、長寿命化を実現することができることがわかった。

この理由について、は、酸化物粒子からなる保護膜９に燐を含有させることで、酸化物粒子が緻密な状態で堆積した膜構造の保護膜９が得られたことによるものと考えられる。

なお、第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜９中の燐の含有量は、０．０１ａｔｏｍｉｃ％以上５．０ａｔｏｍｉｃ％以下の範囲であればよく、特に燐の含有量が、０．２ａｔｏｍｉｃ％以上１．０ａｔｏｍｉｃ％以下の範囲であれば、より好ましい作用効果が得られる。さらに、保護膜９中の燐の含有量が、０．２ａｔｏｍｉｃ％以上０．５ａｔｏｍｉｃ％以下の範囲であれば、放電開始電圧、寿命の面でより一層好ましい結果が得られる。

以上のようにここに開示された技術は、基板上に形成した表示電極６を覆うように誘電体層８を形成するとともにその誘電体層８上に保護膜９を形成した前面板２と、この前面板２に放電空間１６を形成するように対向配置されかつ表示電極６と交差する方向にデータ電極１２を形成するとともに放電空間１６を区画する隔壁１４を設けた背面板１０とを有するＰＤＰ１において、保護膜９は、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより形成し、しかも第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜に燐を含有させている。これによって、真空蒸着装置などの高価な設備を使用することなく、簡単なプロセスで保護膜を形成することができる。特に、第二族元素の酸化物粒子からなる保護膜に燐を含有させるので、放電開始電圧を低下させることができるとともに、長寿命化を実現することができる。

ところで、保護膜材料のペーストを塗布し、焼成することによりＭｇＯ膜を形成する方法において、放電特性を改善させるために、Ｔｉ、Ｚｒ，Ａｌを含有したカップリングエージェントを添加する方法が知られているが、カップリングエージェントは、一般に大気中で不安定なため、取り扱い時の安全性に課題があり、また試薬が高価で、低コストに量産化するのは難しいという課題がある。

これに対して、ここに開示された技術は、第二族元素の酸化物粒子と、第二族元素の燐酸塩、または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより保護膜９を形成する方法であるため、安全で安価に実現することができる。すなわち、ＰＤＰ１を低コストで量産する上で有効な製造方法を提供することができる。

なお、以上の説明では、保護膜９として、ＭｇＯを例に挙げたが、第二族元素の酸化物粒子としては、酸化マグネシウム以外の酸化物粒子でもよく、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物からなる金属酸化物粒子であれば、同様の作用効果が得られる。

以上のようにここに開示された技術は、表示性能の優れたＰＤＰを低コストで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 透明電極
４ｂ 金属バス電極
５ 維持電極
５ａ 透明電極
５ｂ 金属バス電極
６ 表示電極
７ 遮光層
８ 誘電体層
９ 保護膜
１０ 背面板
１１ 背面ガラス基板
１２ データ電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
２１ 画像信号処理回路
２２ データ電極駆動回路
２３ 走査電極駆動回路
２４ 維持電極駆動回路
２５ タイミング発生回路
９１ 酸化物粒子

Claims (3)

1. 基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護膜を形成した前面板と、この前面板に放電空間を形成するように対向配置されかつ前記表示電極と交差する方向にデータ電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた背面板とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの酸化物からなる金属酸化物粒子と、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムのうち少なくとも一つの元素の燐酸塩または有機燐酸化合物とを含むペーストを塗布し、焼成することにより形成す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。
2. 前記有機燐酸化合物の分子量は５０００以下である請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 前記金属酸化物粒子の粒径は、５ｎｍ以上５００ｎｍ以下である請求項１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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