JPWO2006038621A1 - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

本発明のプラズマディスプレイパネルは、表示電極１０２とアドレス電極１１２とを含み、表示電極１０２およびアドレス電極１１２からなる群から選ばれる少なくとも１つの電極上に形成された誘電体層（誘電体層１０６および／または誘電体層１１３）を含む。その少なくとも１つの誘電体層は、以下の組成を有するガラスを主要構成要素とする。ＳｉＯ２：０〜１５重量％、Ｂ２Ｏ３：１０〜５０重量％、ＺｎＯ：２６〜５０重量％、Ａｌ２Ｏ３：０〜１０重量％、Ｂｉ２Ｏ３：２〜３０重量％、ＰｂＯ：０〜０．１重量％、ＲＯ：５〜３８重量％［ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す］。

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルに関する。

近年、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という場合がある。）、ＦＥＤ、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイは、薄型軽量化を実現できるディスプレイとして注目されている。

これらのフラットパネルディスプレイは、ガラス基板とその上に配置された構成要素とを含む前面板と背面板とを備える。そして、前面板および背面板は互いに対向するように配置され、それらの外周部はガラスによって封止されている。

前面板は前面ガラス基板を含み、その表面上にストライプ状の表示電極が形成され、さらに、その上に誘電体層および保護層が形成されている。また、背面板は背面ガラス基板を含み、その表面上にストライプ状にアドレス電極が形成され、その上に誘電体層が形成され、さらに、隣り合うアドレス電極同士の間に隔壁が形成され、形成された隣り合う隔壁間に蛍光体層が形成されている。

前面板と背面板とは、表示電極とアドレス電極とが直交するように配置される。前面板と背面板との間に形成される密閉空間には、放電ガスが充填される。

なお、表示電極は２本で１対の電極を構成しており、以下の説明では、その一方をＸ電極といい、他方をＹ電極という場合がある。それらの一対の表示電極と１本のアドレス電極とが、放電空間を挟んで立体的に交差する領域が、画像表示に寄与するセルとなる。

以下、ＰＤＰの誘電体層について具体的に説明する。ＰＤＰの誘電体層には、（１）それが電極上に形成されることから高い絶縁性を有すること、（２）消費電力を抑えるために低い誘電率を有すること、（３）剥れやクラックが入らないようにガラス基板との熱膨張係数がマッチングしていること、が求められる。さらに、前面ガラス基板に形成される誘電体層を構成するガラスは、蛍光体から発せられた光を表示光として効率よく利用するために、通常、可視光の透過率の高い非晶質ガラスであることが要求される。

誘電体層は、通常、ガラス粉末、樹脂、溶剤、場合によって無機充填剤や無機顔料を含むガラスペーストを、スクリーン印刷等でガラス基板上に塗布し、乾燥、焼成することによって形成される。一方、ＰＤＰに使用されるガラス基板としては、価格や入手容易性の観点から、ソーダライムガラスが一般的に使用されている。そのため、ガラスペーストの焼成は、ガラス基板の変形が生じない６００℃以下で行われている。

ＰＤＰの誘電体層を形成する際には、その材料を基板上で焼成する必要がある。しかし、ガラス基板が変形を起こさない温度で焼成を行わなければならないため、比較的低融点のガラスで誘電体層を形成する必要がある。そのため、現在は、ＰｂＯを主原料とするＰｂＯ−ＳｉＯ_２系ガラスが主に使用されている。

そのような中、環境問題への配慮から、鉛を含まない誘電体層の開発が進められており、たとえば、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＺｎＯ系ガラスが提案されている（例えば、特開２００３−１２８４３０号公報および特開２００２−３０８６４５号公報）。また、鉛を含まず且つ電極との反応性が低い材料として、Ｂｉ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系低融点ガラスが提案されている（例えば特開２００２−５３３４２号公報）。また、誘電体層の着色を防止するために、ＢａＯとＢ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２とを含むガラスが提案されている（例えば特開２００１−４８５７７号公報）。

以下に、ＰＤＰの保護層について具体的に説明する。保護層は、放電時のイオン衝撃性から誘電体層を保護するとともに低い放電開始電圧で放電を発生させる目的で形成される。その目的を達成するために、保護層は、現在、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする材料で形成されている。酸化マグネシウムは、スパッタリングに対する耐性が高く、二次電子放出係数が大きいという利点を有する。

そのような状況において、従来のＰＤＰでは“放電遅れ”と呼ばれる問題があった。これは、アドレス期間において、アドレス放電のためのパルスが電極に印加されてから実際に放電が発生するまでに時間のずれが生じる現象である。放電遅れが大きいとアドレスパルス印加終了時点でもアドレス放電が生じない確率が高くなり、書き込み不良が生じやすくなる。この放電遅れは、高速駆動になるほど発生しやすい。このような放電遅れに関する対策としては、保護層に所定量の水素を添加する方法が開示されている（例えば特開２００２−３３０５３号公報）。

上述したように、鉛を含まないガラスを用いた誘電体層については従来から提案されてきたが、そのような誘電体層を用いたＰＤＰの特性の向上がさらに求められている。

このような状況において、本発明の目的の１つは、実質的に鉛を含まないガラスによって形成された誘電体層を備え、特性が良好なＰＤＰを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、表示電極とアドレス電極とを含むプラズマディスプレイパネルであって、前記表示電極および前記アドレス電極からなる群から選ばれる少なくとも１つの電極上に形成された誘電体層を含み、前記誘電体層は、以下の組成を有するガラスを主要構成要素とする。
ＳｉＯ_２：０〜１５重量％
Ｂ_２Ｏ_３：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜１０重量％
Ｂｉ_２Ｏ_３：２〜３０重量％
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
［ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。］

ここで、「主要構成要素」とは、誘電体層に占める含有量が５０重量％以上であることを意味する。

本発明によれば、実質的に鉛を含まないガラスによって形成された誘電体層を備え、特性が良好なＰＤＰが得られる。特に、誘電体層上にＭｇＯを主成分とする保護層が形成されている場合には、保護層の特性が向上し、放電遅れの発生や放電遅れの時間のバラツキが抑制される。また、仮に放電遅れが発生した場合においても、各セルにおける放電遅れ時間のバラツキが従来よりも抑えられ、放電遅れ時間が平均化される。このように放電遅れ時間のバラツキが少ない場合、例えばアドレス期間におけるパルス印加のタイミングをパネル全体で所定時間遅らせるなどの対策を探ることによって、放電遅れによる書き込み不良の発生を飛躍的に防止することが可能になる。

図１は、本発明のＰＤＰの一例を模式的に示す図である。 図２は、ＰＤＰの駆動波形の一例を示す図である。 図３は、ＺｎＯの含有率と放電バラツキとの関係を示す図である。 図４は、ＺｎＯの含有率と約７４０ｎｍの発光ピークの相対強度との関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明は本発明の一例であり、本発明はこれらによって限定されるものではない。本発明のＰＤＰは、誘電体層（たとえば誘電体層および保護層）に特徴があり、それ以外の部材には、公知のＰＤＰの部材を適用できる。

本発明のＰＤＰは、表示電極とアドレス電極とを含む。このＰＤＰは、さらに、表示電極およびアドレス電極からなる群から選ばれる少なくとも１つの電極上に形成された誘電体層を含む。その誘電体層は、以下の組成を有するガラスを主要構成要素とする。
ＳｉＯ_２：０〜１５重量％
Ｂ_２Ｏ_３：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜１０重量％
Ｂｉ_２Ｏ_３：２〜３０重量％
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
［ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。］

上記ガラスは、実質的に鉛を含まない無鉛ガラスである。ただし、この無鉛ガラスは、除去することが工業的に難しい微量の鉛を含んでもよい。無鉛ガラス中の鉛の含有率は、０．１重量％以下であり、好ましくは０．０５重量％以下であり、より好ましくは０．０１重量％以下である。

換言すれば、誘電体層の主要構成要素となるガラスは、以下の組成を有し、実質的に鉛を含まない無鉛ガラスである。
ＳｉＯ_２：０〜１５重量％
Ｂ_２Ｏ_３：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜１０重量％
Ｂｉ_２Ｏ_３：２〜３０重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
［ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。］

本発明のＰＤＰは、誘電体層を覆うように形成された保護層を備えてもよく、その保護層がＭｇＯを主成分（ここでは、含有量が７０重量％以上）として含んでもよい。保護層におけるＭｇＯの含有量は、通常、９０重量％以上である。一例の保護層は、ＭｇＯのみからなる。

本発明のＰＤＰでは、誘電体層を構成するガラスのＺｎＯの含有量が２６重量％以上である。Ｚｎのイオン半径は、Ｍｇのイオン半径に近い。そのため、ＭｇＯを主成分とする保護層を用いる場合、ＺｎＯを一定量以上含む誘電体層を用いることによって、誘電体層と保護層との界面での整合性を向上できる。その結果、保護層の均質性や構造安定性が増加し、ＰＤＰの特性が向上すると考えられる。また、ＺｎＯの含有量は、安定したガラスが得られる含有量の最大値を上限としている。なお、ＺｎＯの代わりにアルカリ土類金属を用いても同等の効果が見込まれるが、その場合には、誘電体としてのガラス安定性が劣るという問題がある。

上記無鉛ガラスの３０〜３００℃における線熱膨張係数は、６０×１０^−７〜８５×１０^−７／℃の範囲にあることが好ましい。この構成によれば、ガラス基板との熱膨張率の差を小さくすることができるので、誘電体の割れやクラックの発生を抑制することができる。

また、上記誘電体層は、上記無鉛ガラスの粉末と溶剤と樹脂とを含むガラスペーストを、上記少なくとも１つの電極を覆うように塗布したのち焼成することによって形成された誘電体層であってもよい。ガラスペーストを用いることによって、無鉛ガラスを主要構成要素とする誘電体層を、任意の場所に任意の形状で形成できる。

［プラズマディスプレイパネル］
本発明のプラズマディスプレイパネルの一例の概略図を図１に示す。

図１のＰＤＰ１００は、交流型（ＡＣ型）のＰＤＰであり、互いに主面が対向するように配置された前面板９０および背面板９１を含む。

前面板９０は、前面ガラス基板１０１と、表示電極１０２と、誘電体層１０６と、保護層１０７とを含む。前面ガラス基板１０１は、前面板９０のベースとなる部材であり、前面ガラス基板１０１上には表示電極１０２が形成されている。

表示電極１０２は、透明電極１０３と、黒色電極膜１０４と、バス電極１０５とを含む。透明電極１０３は、ＩＴＯなどの透明導電膜で形成できる。黒色電極膜１０４は、酸化ルテニウムを主成分とする黒色の膜であり、ガラス裏面側から見た場合の外光の反射を防止する。バス電極１０５は、銀を主成分とし高い導電性を有する電極であり、表示電極１０２の抵抗値を下げる。バス電極１０５の一端には、駆動回路に接続するための端子部１０８が形成されている。隣接する２つの表示電極１０２は、一組の電極を構成している。以下、一組の表示電極１０２の一方を「Ｘ電極１０２ａ」と記載し、他方を「Ｙ電極１０２ｂ」と記載する場合がある。

表示電極１０２は、誘電体層１０６で覆われている。また、誘電体層１０６は、保護層１０７で覆われている。誘電体層１０６は、後述する無鉛ガラスで形成されている。保護層１０７は、ＭｇＯを主成分として含む。

背面板９１は、背面ガラス基板１１１と、アドレス電極１１２と、誘電体層１１３と、隔壁１１４と、隣接する２つの隔壁１１４の間に形成された蛍光体層１１５とを含む。隣接する２つの隔壁１１４の間の領域が、放電空間１１６である。

アドレス電極１１２は、誘電体層１１３で覆われている。誘電体層１１３は、誘電体層１０６と同様に後述する無鉛ガラスで形成できるが、他のガラスで形成してもよい。

蛍光体層１１５を構成する蛍光体に限定はなく、公知の蛍光体を用いることができる。たとえば、青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを用いてもよい。また、緑色蛍光体として、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎを用いてもよい。また、赤色蛍光体として、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕを用いてもよい。

前面板９０および背面板９１は、図１に示すように重ね合わされ、その周縁部に配置された封着ガラス１９０によって固定および封止される。

放電空間１１６には、放電ガス（封入ガス）が封入される。たとえば、放電空間１１６には、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎｅといった希ガスが６６．５〜７９．８ｋＰａ（５００〜６００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入される。

隣り合う一対の表示電極１０２（Ｘ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂ）と１本のアドレス電極１１２とは放電空間１１６を挟んで交差しており、それらが交差する領域が画像表示に寄与するセルとなる。

ＰＤＰ１００における画像表示の方法について説明する。まず、点灯させようとするセルを横切るＸ電極１０２ａとアドレス電極１１２との間に電圧が印加されてアドレス放電がなされる。次に、そのセルを横切るＸ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂにパルス電圧が印加されることによって維持放電が生じる。放電空間１１６では、この維持放電によって紫外線が発生する。発生した紫外線は、蛍光体層１１５によって可視光に変換される。このようにして、セルが点灯し、画像が表示される。

［プラズマディスプレイパネルの駆動方法］
以下に、ＰＤＰ１００の駆動方法の一例を説明する。ＰＤＰ１００では、駆動部（図示せず）によって、一対の表示電極（Ｘ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂ）の間隙に数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚのＡＣ電圧が印加される。この電圧印加によってセル内で放電が発生し、励起されたＸｅ原子からの紫外線によって蛍光体層１１５が励起され可視光が生じる。

ＰＤＰの駆動方法に限定はなく、たとえば、サブフィールドを時間的に分割して階調表示を行う表示方式を適用してもよい。この方式では、表示するフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドを更に複数の期間に分ける。各サブフィールドの初期化期間では、壁電荷を蓄積させるためのアドレス放電が画面全体において行われる。次の放電維持期間では、すべての放電セルに対して交流電圧（サステイン電圧）が印加される。これによって、一定時間放電が維持され、発光表示が行われる。

この駆動時において、駆動部では各セルでの発光をＯＮ／ＯＦＦの２値制御によって階調表現するために、外部からの入力画像である時系列の各フィールドを、例えば６個のサブフィールドに分割する。各サブフィールドにおける輝度の相対比率が例えば１：２：４：８：１６：３２となるように重み付けをして、各サブフィールドのサステイン（維持放電）の発光回数が設定される。

ＰＤＰ１００の駆動波形の一例を図２に示す。図２は、フィールド中の第ｍ番目のサブフィールドの駆動波形を示している。図２が示すように、各サブフィールドには、初期化期間、アドレス期間、放電維持期間、消去期間がそれぞれ割り当てられる。

初期化期間とは、それ以前のセルの点灯による影響（蓄積された壁電荷による影響）を防ぐため、画面全体の壁電荷を消去し、一様に壁電荷を蓄積する期間である。図２に示す波形では、すべての表示電極１０２（Ｘ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂ）に放電開始電圧Ｖｆを超えるリセット波形を印加する。すべてのセルで初期化放電（弱い面放電）が生じ、すべてのセルにおいて壁電荷が蓄積され、画面全体が一様な帯電状態となる。

アドレス期間は、サブフィールドに分割された画像信号に基づいて選択されたセルのアドレッシング（点灯／不点灯の設定）を行う期間である。アドレス期間では、スキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）を設置電位に対して正電位にバイアスし、この状態で、パネル最上部のライン（一対の表示電極に対応する横一列のセル群）から１ラインずつ順に各ラインを選択し、該当するスキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）に負極性のスキャンパルスを印加する。また、点灯すべきセルに対応したアドレス電極１１２に対して、正極性のアドレスパルスを印加する。このような電圧印加によって、点灯すべきセルのみでアドレス放電が行われ、壁電荷が蓄積される。

放電維持期間は、アドレス放電によって生じた点灯状態を拡大して放電を維持する期間であり、放電の維持によって、階調順位に応じた輝度が確保される。この期間では、不要な放電を防止するために、すべてのアドレス電極１１２を正極性の電位にバイアスし、すべてのサステイン電極（Ｙ電極１０２ｂ）に正極性のサステインパルスを印加する。その後、スキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）とサステイン電極（Ｙ電極１０２ｂ）とに対して交互にサステインパルスを印加することによって、所定の期間、放電を繰り返す。

消去期間では、スキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）に漸減パルスを印加し、これによって壁電荷を消去させる。

ＰＤＰ１００の一例では、サブフィールドで行われる各放電によって、Ｘｅに起因する１４７ｎｍに鋭いピークを有する共鳴線と、１７３ｎｍを中心とする分子線からなる真空紫外線とが発生する。この真空紫外線が各蛍光体層１１５に照射され、可視光が発生する。そして、ＲＧＢごとのサブフィールド単位の組み合わせによって、多色で多階調の表示がなされる。

［無鉛ガラス］
誘電体層１０６は、実質的に鉛を含まない無鉛ガラスを主要構成要素とする。その無鉛ガラスは、以下の組成を有する。
ＳｉＯ_２：０〜１５重量％
Ｂ_２Ｏ_３：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜１０重量％
Ｂｉ_２Ｏ_３：２〜３０重量％
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
［ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。］

誘電体層１０６に占める上記無鉛ガラスの量は、５０重量％以上（たとえば８０重量％以上や９０重量％以上や９５重量％以上）である。誘電体層１０６は、実質的に上記無鉛ガラスからなるものであってもよいし、上記無鉛ガラスのみからなるものであってもよい。誘電体層１０６を構成するガラス成分は上記無鉛ガラスであり、誘電体層１０６は実質的に鉛を含まない。なお、誘電体層１０６が複数の層からなる場合、本発明の効果が得られる限り、それらのうちの少なくとも１つの層が上記無鉛ガラスを主要構成要素とするものであればよい。この場合、保護層に隣接する層、すなわち誘電体層の最表面層が、上記無鉛ガラスを主要構成要素として含むことが好ましい。

以下、本発明で用いられる上記無鉛ガラスの各成分について説明する。

ＳｉＯ_２は、ガラスの安定化に効果があり、その含有量は１５重量％以下である。ＳｉＯ_２の含有量が１５重量％を超えると軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難となる。ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは１０重量％以下である。更に、焼成後における気泡の残留を低減するためには焼成時のガラス粘度を低くすることが好ましく、そのために、ＳｉＯ_２の含有量を１重量％以下とすることが好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は本発明の無鉛ガラスの必須成分であり、その含有量は１０〜５０重量％である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が５０重量％を超えると、ガラスの耐久性が低下し、また、ガラスの熱膨張係数が小さくなると共に軟化点が高くなる。その結果、所定の温度での焼成が困難となる。また、その含有量が１０重量％未満であると、ガラスが不安定になって失透し易くなる。Ｂ_２Ｏ_３の好ましい含有量は、１５〜５０重量％である。

ＺｎＯは、本発明の無鉛ガラスの必須成分であり、ガラスを安定化させる効果がある。ＺｎＯの含有量は２６〜５０重量％である。ＺｎＯの含有量が５０重量％を超えると、ガラスが結晶化し易くなるため、安定なガラスが得られなくなる。また、その含有量が２６重量％未満だと、ガラスの軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難になると共に、ガラスが失透しやすくなる。また、その含有量が２６重量％未満だと、保護層の特性の向上効果が発現しにくくなる。ＺｎＯの好ましい含有量は３２〜５０重量％である。

Ａｌ_２Ｏ_３はガラスの安定化に効果があり、その含有量は１０重量％以下である。１０重量％を超えると失透する恐れがあり、また軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難となる。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は８重量％以下であることが好ましく、また、０．０１重量％以上であることが好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量を０．０１重量％以上とすることによって、より安定なガラスが得られる。

Ｂｉ_２Ｏ_３は、本発明の無鉛ガラスの必須成分であり、軟化点を下げ、熱膨張係数を上げる効果がある。その含有量は２〜３０重量％である。Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量が３０重量％を超えると熱膨張係数が大きくなる。また、その含有量が３０重量％を超えると、誘電体層の誘電率が大きくなりすぎて消費電力を上昇させてしまう。また、その含有量が２重量％未満だと、軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難となる。

ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、耐水性の向上、ガラスの分相の抑制、熱膨張係数の相対的な向上、といった効果を有する。これらのアルカリ土類金属酸化物の含有量の合計は、５〜３８重量％である。ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が３８重量％を超えると失透する恐れがあり、また熱膨張係数が大きくなりすぎる。また、それらの合計が５重量％未満の場合は、上記効果が得られにくくなる。そのため、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は、５〜３８重量％の範囲である。ＣａＯの含有量は０〜３８重量％の範囲である。ＳｒＯの含有量は０〜３８重量％の範囲である。ＢａＯの含有量は０〜３８重量％の範囲である。

ＺｎＯとＢｉ_２Ｏ_３の含有量の合計（ＺｎＯ＋Ｂｉ_２Ｏ_３）は、３５〜６５重量％であることが好ましい。軟化点が低く、６００℃以下の温度において電極と反応せず、透過率の優れた誘電体層を作製するためには、（ＺｎＯ＋Ｂｉ_２Ｏ_３）の含有量を３５重量％以上とすることが好ましい。ただし、それらの合計が６５重量％を超えるとガラスが結晶化しやすくなる場合がある。

また、ＺｎＯの含有量と、ＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合計（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３）との比である［ＺｎＯ／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３）］の値は、３以上であることが好ましい。ＺｎＯは、ＳｉＯ_２およびＡｌ_２Ｏ_３に比べて軟化点を低下させる働きが高い。そのため、上記の比を３以上とすることによって、軟化点が低く、６００℃以下の温度において電極と反応せず、透過率が高い誘電体層を作製することが可能となる。

さらに、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量と、Ｂ_２Ｏ_３とＺｎＯの含有量の合計（Ｂ_２Ｏ_３＋ＺｎＯ）との比である［Ｂｉ_２Ｏ_３／（Ｂ_２Ｏ_３＋ＺｎＯ）］の値は、０．５以下であることが好ましい。Ｂｉ_２Ｏ_３は、Ｂ_２Ｏ_３およびＺｎＯに比べて誘電率の増大をもたらすため、上記範囲とすることによって、誘電率が低い誘電体層を形成でき、消費電力の低減が可能となる。

［無鉛ガラスの一例］
上記無鉛ガラスの一例では、Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量は２６重量％以下（たとえば１３重量％以下）であってもよい。Ｂｉ_２Ｏ_３の含有量を２６重量％以下とすることによって、誘電体層の誘電率を低減できる。この一例の無鉛ガラスは、以下の組成を有する。
ＳｉＯ_２：０〜１５重量％
Ｂ_２Ｏ_３：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ_２Ｏ_３：０〜１０重量％
Ｂｉ_２Ｏ_３：２〜２６重量％（たとえば２〜１３重量％）
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％

本発明の無鉛ガラスは上記成分を含み、典型的には上記成分のみからなるが、本発明の効果が得られる限り、他の成分を含有してもよい。該他の成分の含有量の合計は、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下である。該他の成分としては、たとえば、軟化点および熱膨張係数の調整、ガラスの安定化やガラスの化学的耐久性の向上といった目的で添加する成分が挙げられる。具体的には、他の成分として、ＭｇＯ、Ｘ_２Ｏ［Ｘ_２ＯはＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ］、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ５、ＭｏＯ_３、ＷＯ_３、ＴｅＯ_２、Ａｇ_２Ｏなどが挙げられる。

上記無鉛ガラスは、ＰＤＰの誘電体層の材料として好適に使用できる。ＰＤＰに使用されるガラス基板としては、一般に入手が容易な窓用板ガラスであるソーダライムガラスや、ＰＤＰ用に開発された高歪点ガラスが挙げられる。それらのガラスは、通常、６００℃までの耐熱性を有し、７５×１０^−７〜８５×１０^−７／℃の線熱膨脹係数を有している。

ＰＤＰの誘電体層は、ガラス基板にガラスペーストを塗布した後、焼成することによって形成される。この焼成は、ガラス基板の変形を防止するために、６００℃以下で行う必要がある。また、ガラス基板の反りを防止するために、および誘電体層の剥がれやクラックを防止するために、誘電体層を構成するガラス組成物の線熱膨脹係数は、ガラス基板の線熱膨張係数よりも０〜２５×１０^−７／℃程度小さいことが好ましい。また、誘電体層の誘電率が高いと、電極に流れる電流が大きくなってＰＤＰの消費電力が大きくなるという問題がある。

このため、ＰＤＰの誘電体層を構成する無鉛ガラスは、前述した組成を有し、軟化点が６００℃以下であり、線熱膨脹係数が６０×１０^−７〜８５×１０^−７／℃であり、比誘電率が１１以下であることが好ましい。歪などによる剥がれやクラックを抑制して９０％以上の製造歩留まりを達成するために、無鉛ガラスの線熱膨張係数は６５×１０^−７〜８５×１０^−７／℃であることがより好ましい。

上述した無鉛ガラスを用いてＰＤＰの前面板の誘電体層を形成する場合、光学特性を損ねることなくガラス強度の向上や熱膨張係数の調整を行うために、無機充填剤や無機顔料を無鉛ガラスに添加してもよい。無機充填剤や無機顔料としては、たとえば、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、ジルコン、コーディエライト、石英などが挙げられる。

また、上述した無鉛ガラスを用いて、ＰＤＰの背面板上に形成した電極を被覆してもよい。この場合においても、反射特性などの光学特性を向上させると共にガラス強度の向上や熱膨張係数の調整を目的として、無機充填剤や無機顔料を無鉛ガラスに添加してもよい。無機充填剤や無機顔料としては、たとえば、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、ジルコン、コーディエライト、石英などが挙げられる。

上述した無鉛ガラスをガラス成分として含む誘電体層を用いることによって、保護層から放出され放電に寄与する電子の数を増加させることができる。その結果、放電遅れを抑制でき、また、放電遅れの時間のバラツキを抑制できる。本発明によれば放電のバラツキが抑制される。そのため、例えば、アドレス期間におけるパルス印加のタイミングをパネル全体で所定時間遅らせるなどの処置を行うことによって、放電遅れによる書き込み不良の発生を効率よく防止できる。

したがって、本発明のＰＤＰ１００では確実なアドレッシングが可能であり、アドレス期間における印加パルス幅を多少小さくしても、良好な確率でアドレッシングを行うことができる。これにより、従来のようにデュアルスキャン方式を採用しなくても良好な駆動が可能であり、いわゆるシングルスキャン方式などの駆動方式で良好な駆動を行うことが可能である。シングルスキャン方式では、ドライバＩＣの数を半減できる。このように、本発明によれば、駆動部の構成を簡単化することができ、低コストで生産が可能なＰＤＰを実現できる。

なお、シングルスキャン方式では、その駆動方法の性質上、アドレス期間に割り当てられている時間が比較的短い。けれども、本発明によって放電遅れの時間を予め予測しておくことによって、短いアドレス期間においても確実にパルス印加を行うためのタイミングを選択できる。

［ガラスペースト］
上述した無鉛ガラスは、通常は、粉末の状態で使用される。無鉛ガラスの粉末に、バインダーや溶剤などを添加することによってガラスペーストが得られる。ガラスペーストは、これらの成分以外の成分を含んでもよく、例えば、界面活性剤、現像促進剤、接着助剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料といった添加剤を含んでもよい。

無鉛ガラスの粉末を含むガラスペーストを、電極上に塗布して焼成することによって、電極を覆う誘電体層を形成できる。保護層は、公知の方法、たとえば、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法といった方法で誘電体層上に形成できる。

本発明のガラスペーストに含まれる樹脂（バインダー）は、低融点の無鉛ガラス粉末との反応性が低いものであればよい。化学的安定性、コスト、安全性などの観点から、たとえば、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエチレングリコール、カーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂等が望ましい。

本発明のガラスペースト中の溶剤は、低融点ガラス粉末との反応性が低いものであればよい。溶剤は、化学的安定性、コスト、安全性、および、バインダー樹脂との相溶性を考慮して選択することが好ましい。溶剤には、たとえば、酢酸ブチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類を用いてもよい。また、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類を用いてもよい。また、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類を用いてもよい。また、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類を用いてもよい。また、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類を用いてもよい。また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類を用いてもよい。また、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等の乳酸のエステル類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル、酢酸２−エチルヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、ブタン酸メチル（酪酸メチル）、ブタン酸エチル（酪酸エチル）、ブタン酸プロピル（酪酸プロピル）、ブタン酸イソプロピル（酪酸イソプロピル）等の脂肪族カルボン酸のエステル類を用いてもよい。また、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート類；テルピネオール、ベンジルアルコール等のアルコール類を用いてもよい。また、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類を用いてもよい。また、メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類を用いてもよい。また、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、ブチルカルビトールアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、３−メチル−３−メトキシブチルブチレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレートアセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル等のエステル類を用いてもよい。また、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤を用いてもよい。これらの溶剤は、単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

ガラスペーストにおける溶剤の含有率は、ペーストの可塑性又は流動性（粘度）が、成形処理又は塗布処理に適したものとなる範囲で調整される。

［ＰＤＰの製造方法］
以下に、ＰＤＰ１００の製造方法の一例について説明する。まず、前面板９０の作製方法について説明する。

平坦な前面ガラス基板１０１の一主面に、複数のライン状の透明電極１０３および黒色電極膜１０４を形成する。次に、黒色電極膜１０４上に銀ペーストを塗布した後、前面ガラス基板１０１全体を加熱することによって、銀ペーストを焼成し、バス電極１０５を形成する。このようにして表示電極１０２を形成する。

次に、表示電極１０２を覆うように、前面ガラス基板１０１の上記主面に、上述したガラスペーストをブレードコーター法によって塗布する。その後、前面ガラス基板１０１全体を９０℃で３０分間保持してガラスペーストを乾燥させ、次いで、５６０〜５９０℃の範囲の温度で１０分間焼成を行う。このようにして誘電体層１０６を形成する。

次に、誘電体層１０６上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を電子ビーム蒸着法によって成膜し、焼成を行い、保護層１０７を形成する。

このようにして、前面板９０を作製する。以下に、背面板９１の作製方法について説明する。

平坦な背面ガラス基板１１１の一主面に、銀ペーストをライン状に複数本塗布した後、背面ガラス基板１１１全体を加熱して銀ペーストを焼成することによって、アドレス電極１１２を形成する。

次に、隣り合うアドレス電極１１２の間にガラスペーストを塗布し、背面ガラス基板１１１全体を加熱してガラスペーストを焼成することによって、隔壁１１４を形成する。隔壁１１４は、上述したガラスペーストで形成してもよいし、他のガラスペーストで形成してもよい。

次に、隣接する２つの隔壁１１４の間に、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体インクを塗布する。次に、背面ガラス基板１１１を約５００℃に加熱して上記蛍光体インクを焼成することによって、蛍光体インク内の樹脂成分（バインダー）等を除去して蛍光体層１１５を形成する。

次に、前面板９０と背面板９１とを封着ガラスを用いて貼り合わせる。その後、封止された空間の内部を高真空に排気したのち、希ガスを封入する。

このようにして、ＰＤＰ１００が得られる。なお、上述したＰＤＰおよびその製造方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

［無鉛ガラスの作製および評価］
本発明の無鉛ガラスおよび比較例の無鉛ガラスを作製した。表１および２に本発明の無鉛ガラス（実施例１〜２４）の組成を示し、表３に比較例の無鉛ガラス（比較例２５〜４０）の組成を示す。

表１，２，３では、組成を重量百分率で示している。ガラスの原料は、表１〜３に示す組成となるように混合した。混合された原料を白金ルツボに入れ、１１００〜１２００℃の電気炉中で１時間加熱して溶融させた。そして、得られた溶融ガラスを、真鍮板プレス法によって急冷し、ガラスカレットを作製した。

［ガラスの評価］
ガラスの軟化点は、マクロ型示差熱分析計を用いて測定された第２吸熱ピークの値とした。ガラス転移点および線熱膨張係数は、カレットを再溶融して４ｍｍ×４ｍｍ×２０ｍｍのロッドを形成し、熱機械分析計を用いて測定した。比誘電率は、カレットを再溶融して５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの板を形成し、その表面に電極を蒸着してＬＣＲメータを用いて周波数１ＭＨｚにて測定した。ガラス安定性は、耐水性の評価、示差熱分析計によるエンタルピー変化の測定、および、Ｘ線回折法と光学顕微鏡とによる結晶の有無の観察、によって評価した。また、実施例および比較例のガラスの安定性も評価した。

評価結果、および総合評価を表１〜３に示す。なお、ガラス安定性に関する評価における「ＡＡ」、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の定義は、以下の通りである。
ＡＡ：ガラス化し、軟化点より高温の温度域でエンタルピー変化は確認されず、またＸ線回折法や光学顕微鏡による観察において結晶が確認されなかったもの；
Ａ：ガラス化し、軟化点より高温の温度域でエンタルピー変化が確認されたものの、Ｘ線回折法や光学顕微鏡による観察において結晶が確認されなかったもの；
Ｂ：ガラス化したものの、軟化点より高温の温度域でエンタルピー変化が確認され、Ｘ線回折法では結晶に基づく回折ピークは観測されないものの、光学顕微鏡により結晶が確認されたもの；
Ｃ：ガラス作製時にガラス化しなかったもの。

また、表１〜３において、総合評価は、軟化点が６００℃未満、より好ましくは５９５℃未満であること、比誘電率は１１以下であること、線熱膨張係数は６０×１０^−７〜８５×１０^−７／℃、より好ましくは６５×１０^−７〜８５×１０^−７／℃の範囲にあること、を目標基準とし、更にガラスとしての安定性を考慮して総合的に評価した。

なお、総合的な評価についての「ＡＡ」、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の定義は、以下の通りである。
ＡＡ：ガラスとして安定であり、かつ各物性値がより好ましい目標値の範囲内であり、各物性のバランスも取れている；
Ａ：ガラスとして安定であり、各物性値は目標物性範囲内であるが、各物性値の少なくとも一つはより好ましい目標値の範囲外である；
Ｂ：ガラスとしては安定であるが、各物性値の少なくとも一つは目標値の範囲外である；
Ｃ：ガラス化せず、ガラス材料として無効である。

表１および表２から明らかなように、実施例１〜２４の各試料は、いずれも３０〜３００℃の温度範囲において６０〜８５×１０^−７／℃の線熱膨張係数を有し、軟化点が６００℃以下であり、比誘電率は１１以下であり、ガラスとしての安定性も良好であった。

特に、実施例３、５〜９、１１、１２、１４〜１６の無鉛ガラスは、上記諸物性のバランスが取れているとともに、ガラスとしての安定性も最も良好であり、優れた特性を示した。

それに対して、表３に示す比較例２５〜４０のガラスは、実施例の各試料に比べて比誘電率が高い、熱膨張係数が目標範囲にない、ガラスが不安定である、といった問題を有していた。そのため、比較例のガラスは、誘電体層を形成するガラスとして好ましくない。

［ＰＤＰの作製および評価］
以下では、ＰＤＰを作製して評価した結果を示す。

［無鉛ガラス粉末の作製］
諸物性およびガラス安定性に優れる上記実施例３、５〜９、１１、１２、１４〜１６のガラスと同様の組成となるように原料を混合した。次に、混合された原料を、１１００〜１２００℃の電気炉中で白金ルツボを用いて１時間溶融した。その後、ツインローラー法によってガラスカレットを作製し、ボールミルによってガラスカレットを粉砕して粉末を作製した。

また、比較例として、本発明の無鉛ガラスではないガラスの粉末（比較例５１〜５３）および、誘電体材料として一般的に用いられている有鉛ガラスの粉末（比較例１０１）を用意した。

作製した実施例および比較例のガラス粉末の平均粒径は、１．５〜２．５μｍの範囲にあった。これらのガラス粉末の組成および平均粒径を表４に示す。

［ガラスペーストの調製］
樹脂であるエチルセルロースと溶剤であるα−ターピネオールとを、その重量比が５：３０となるように混合して攪拌し、有機成分を含む溶液を調製した。ついで、この溶液と表４に示す実施例のガラス粉末（実施例３、５〜９、１１、１２、１４〜１６）とを、重量比６５：３５で混合し、３本ローラーで混合および分散させてガラスペーストを調製した。同様に、上記溶液と比較例のガラス粉末（比較例５１、５２、５３、１０１）を用いてガラスペーストを調製した。

［ＰＤＰの作製］
厚さ約２．６ｍｍの平坦なソーダライムガラス板（前面ガラス基板）の表面上に、ＩＴＯ（透明電極）の材料を所定のパターンで塗布し、乾燥した。次いで、銀粉末と有機ビヒクルとの混合物である銀ペーストをライン状に複数本塗布した後、上記前面ガラス基板を加熱することにより、上記銀ペーストを焼成して表示電極を形成した。

表示電極を作製したフロントパネルに、上述したガラスペーストをブレードコーター法によって塗布した。その後、上記前面ガラス基板を９０℃で３０分間保持してガラスペーストを乾燥させ、５７０〜５９０℃の温度で１０分間焼成することによって誘電体層を形成した。

次に、誘電体層上に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を電子ビーム蒸着法によって蒸着したのち、焼成することによって保護層を形成した。

一方、以下の方法で背面板を作製した。まず、ソーダライムガラスからなる背面ガラス基板上に、銀を主体とするアドレス電極を、スクリーン印刷によってストライプ状に形成した。次に、誘電体層を形成した。次に、誘電体層上であって、隣り合うアドレス電極の間に、隔壁を形成した。隔壁は、スクリーン印刷と焼成とを繰り返すことによって形成した。

次に、隔壁の壁面と、隔壁間の誘電体層の表面とに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の蛍光体ペーストを塗布し、乾燥・焼成して蛍光体層を作製した。

次に、作製した前面板と背面板とを、封着ガラスを用いて貼り合わせた。そして、放電空間の内部を高真空（１×１０^−４Ｐａ程度）に排気したのち、所定の圧力となるようにＮｅ−Ｘｅ系放電ガスを封入した。このようにして、ＰＤＰを作製した。

［ＰＤＰの評価］
作製したＰＤＰについて、放電バラツキ（放電遅れ時間のバラツキ）の相対的な大きさを評価した。具体的には、比較例１０１の有鉛ガラス粉末を用いたＰＤＰの放電バラツキを１００％として、各ＰＤＰの放電バラツキを評価した。評価結果を表４に示す。また、ＺｎＯの含有量と放電バラツキの相対的な大きさとの関係を図３に示す。

図３に示すように、無鉛ガラスにおけるＺｎＯの含有量が増加するに伴い、放電バラツキが低減した。ＺｎＯの含有量が２６重量％程度以上となると放電バラツキが大きく低下し、３２重量％程度以上となると放電バラツキが低い値で安定した。

以上の結果から明らかなように、本発明のＰＤＰは、従来のＰＤＰ（比較例のＰＤＰ）に比べて放電バラツキが小さかった。そのため、本発明のＰＤＰでは、アドレス期間において放電遅れが発生したとしても、アドレスパルスの印加タイミングを放電遅れ時間に合わせて遅延させたり、パルス幅を調整したりすることによって、確実にアドレッシングを行うことが可能となる。そのため、本発明によれば、良好な画像表示性能を有するＰＤＰが得られる。

［保護層の評価］
表４および図３で示したサンプルについて、カソードルミネッセンス法による評価を行った。カソードルミネッセンス法（ＣＬ）とは、試料に電子線を照射し、そのエネルギーの緩和の過程で生じる発光スペクトルを検出し、発光スペクトルから試料中の欠陥の存在とその構造の情報を得る分析法である。具体的には、各サンプルについてカソードルミネッセンスを測定し、その結果に基づいて、保護層の特性との関連が大きい発光スペクトルと、放電バラツキとの関係を検討した。

各試料のスペクトルには、３つのピーク（それぞれ発光波長約４１０ｎｍ、約５１０ｎｍ、約７４０ｎｍ）が観察された。それらの各ピークの波長は、保護層のバンドギャップ内に存在する欠陥順位のエネルギーと相関を有する。したがって、発光波長約７４０ｎｍのピークが大きいほど、保護層から放出される放電に寄与する電子の数が多く、そのため、放電遅れを抑制でき、かつ放電バラツキを抑える効果が期待できる。発光波長約４１０ｎｍのピーク強度に対する発光波長約７４０ｎｍのピークの相対強度を表４に示す。また、その結果をＺｎＯの含有量に対してプロットした結果を図４に示す。

表４に示すように、実施例のガラスを用いたＰＤＰは、比較例のガラスを用いたＰＤＰよりも相対強度が高かった。また、図４に示すように、発光波長約４１０ｎｍのピーク強度に対する発光波長約７４０ｎｍのピークの相対強度は、ＺｎＯ含有量の増加に伴って上昇した。特に、ＺｎＯの含有量が２６重量％程度以上となると相対強度が大きく上昇し、３２重量％程度以上となると相対強度は安定して緩やかに上昇した。このように、放電遅れを抑制するためには、ＺｎＯの含有量を２６重量％以上とすることが好ましく、３２重量％以上とすることがより好ましい。

本発明は、プラズマディスプレイパネルに適用できる。

本発明は、プラズマディスプレイパネルに関する。

近年、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という場合がある。）、ＦＥＤ、液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイは、薄型軽量化を実現できるディスプレイとして注目されている。

これらのフラットパネルディスプレイは、ガラス基板とその上に配置された構成要素とを含む前面板と背面板とを備える。そして、前面板および背面板は互いに対向するように配置され、それらの外周部はガラスによって封止されている。

前面板は前面ガラス基板を含み、その表面上にストライプ状の表示電極が形成され、さらに、その上に誘電体層および保護層が形成されている。また、背面板は背面ガラス基板を含み、その表面上にストライプ状にアドレス電極が形成され、その上に誘電体層が形成され、さらに、隣り合うアドレス電極同士の間に隔壁が形成され、形成された隣り合う隔壁間に蛍光体層が形成されている。

前面板と背面板とは、表示電極とアドレス電極とが直交するように配置される。前面板と背面板との間に形成される密閉空間には、放電ガスが充填される。

なお、表示電極は２本で１対の電極を構成しており、以下の説明では、その一方をＸ電極といい、他方をＹ電極という場合がある。それらの一対の表示電極と１本のアドレス電極とが、放電空間を挟んで立体的に交差する領域が、画像表示に寄与するセルとなる。

以下、ＰＤＰの誘電体層について具体的に説明する。ＰＤＰの誘電体層には、（１）それが電極上に形成されることから高い絶縁性を有すること、（２）消費電力を抑えるために低い誘電率を有すること、（３）剥れやクラックが入らないようにガラス基板との熱膨張係数がマッチングしていること、が求められる。さらに、前面ガラス基板に形成される誘電体層を構成するガラスは、蛍光体から発せられた光を表示光として効率よく利用するために、通常、可視光の透過率の高い非晶質ガラスであることが要求される。

誘電体層は、通常、ガラス粉末、樹脂、溶剤、場合によって無機充填剤や無機顔料を含むガラスペーストを、スクリーン印刷等でガラス基板上に塗布し、乾燥、焼成することによって形成される。一方、ＰＤＰに使用されるガラス基板としては、価格や入手容易性の観点から、ソーダライムガラスが一般的に使用されている。そのため、ガラスペーストの焼成は、ガラス基板の変形が生じない６００℃以下で行われている。

ＰＤＰの誘電体層を形成する際には、その材料を基板上で焼成する必要がある。しかし、ガラス基板が変形を起こさない温度で焼成を行わなければならないため、比較的低融点のガラスで誘電体層を形成する必要がある。そのため、現在は、ＰｂＯを主原料とするＰｂＯ−ＳｉＯ₂系ガラスが主に使用されている。

そのような中、環境問題への配慮から、鉛を含まない誘電体層の開発が進められており、たとえば、Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ系ガラスが提案されている（例えば、特開２００３−１２８４３０号公報および特開２００２−３０８６４５号公報）。また、鉛を含まず且つ電極との反応性が低い材料として、Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｂ₂Ｏ₃系低融点ガラスが提案されている（例えば特開２００２−５３３４２号公報）。また、誘電体層の着色を防止するために、ＢａＯとＢ₂Ｏ₃とＳｉＯ₂とを含むガラスが提案されている（例えば特開２００１−４８５７７号公報）。

以下に、ＰＤＰの保護層について具体的に説明する。保護層は、放電時のイオン衝撃性から誘電体層を保護するとともに低い放電開始電圧で放電を発生させる目的で形成される。その目的を達成するために、保護層は、現在、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とする材料で形成されている。酸化マグネシウムは、スパッタリングに対する耐性が高く、二次電子放出係数が大きいという利点を有する。

そのような状況において、従来のＰＤＰでは“放電遅れ”と呼ばれる問題があった。これは、アドレス期間において、アドレス放電のためのパルスが電極に印加されてから実際に放電が発生するまでに時間のずれが生じる現象である。放電遅れが大きいとアドレスパルス印加終了時点でもアドレス放電が生じない確率が高くなり、書き込み不良が生じやすくなる。この放電遅れは、高速駆動になるほど発生しやすい。このような放電遅れに関する対策としては、保護層に所定量の水素を添加する方法が開示されている（例えば特開２００２−３３０５３号公報）。

上述したように、鉛を含まないガラスを用いた誘電体層については従来から提案されてきたが、そのような誘電体層を用いたＰＤＰの特性の向上がさらに求められている。

このような状況において、本発明の目的の１つは、実質的に鉛を含まないガラスによって形成された誘電体層を備え、特性が良好なＰＤＰを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、表示電極とアドレス電極とを含むプラズマディスプレイパネルであって、前記表示電極および前記アドレス電極からなる群から選ばれる少なくとも１つの電極上に形成された誘電体層を含み、前記誘電体層は、以下の組成を有するガラスを主要構成要素とする。
ＳｉＯ₂：０〜１５重量％
Ｂ₂Ｏ₃：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１０重量％
Ｂｉ₂Ｏ₃：２〜３０重量％
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
[ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。]

ここで、「主要構成要素」とは、誘電体層に占める含有量が５０重量％以上であることを意味する。

本発明によれば、実質的に鉛を含まないガラスによって形成された誘電体層を備え、特性が良好なＰＤＰが得られる。特に、誘電体層上にＭｇＯを主成分とする保護層が形成されている場合には、保護層の特性が向上し、放電遅れの発生や放電遅れの時間のバラツキが抑制される。また、仮に放電遅れが発生した場合においても、各セルにおける放電遅れ時間のバラツキが従来よりも抑えられ、放電遅れ時間が平均化される。このように放電遅れ時間のバラツキが少ない場合、例えばアドレス期間におけるパルス印加のタイミングをパネル全体で所定時間遅らせるなどの対策を探ることによって、放電遅れによる書き込み不良の発生を飛躍的に防止することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明は本発明の一例であり、本発明はこれらによって限定されるものではない。本発明のＰＤＰは、誘電体層（たとえば誘電体層および保護層）に特徴があり、それ以外の部材には、公知のＰＤＰの部材を適用できる。

本発明のＰＤＰは、表示電極とアドレス電極とを含む。このＰＤＰは、さらに、表示電極およびアドレス電極からなる群から選ばれる少なくとも１つの電極上に形成された誘電体層を含む。その誘電体層は、以下の組成を有するガラスを主要構成要素とする。
ＳｉＯ₂：０〜１５重量％
Ｂ₂Ｏ₃：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１０重量％
Ｂｉ₂Ｏ₃：２〜３０重量％
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
[ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。]

上記ガラスは、実質的に鉛を含まない無鉛ガラスである。ただし、この無鉛ガラスは、除去することが工業的に難しい微量の鉛を含んでもよい。無鉛ガラス中の鉛の含有率は、０．１重量％以下であり、好ましくは０．０５重量％以下であり、より好ましくは０．０１重量％以下である。

換言すれば、誘電体層の主要構成要素となるガラスは、以下の組成を有し、実質的に鉛を含まない無鉛ガラスである。
ＳｉＯ₂：０〜１５重量％
Ｂ₂Ｏ₃：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１０重量％
Ｂｉ₂Ｏ₃：２〜３０重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
[ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。]

本発明のＰＤＰは、誘電体層を覆うように形成された保護層を備えてもよく、その保護層がＭｇＯを主成分（ここでは、含有量が７０重量％以上）として含んでもよい。保護層におけるＭｇＯの含有量は、通常、９０重量％以上である。一例の保護層は、ＭｇＯのみからなる。

本発明のＰＤＰでは、誘電体層を構成するガラスのＺｎＯの含有量が２６重量％以上である。Ｚｎのイオン半径は、Ｍｇのイオン半径に近い。そのため、ＭｇＯを主成分とする保護層を用いる場合、ＺｎＯを一定量以上含む誘電体層を用いることによって、誘電体層と保護層との界面での整合性を向上できる。その結果、保護層の均質性や構造安定性が増加し、ＰＤＰの特性が向上すると考えられる。また、ＺｎＯの含有量は、安定したガラスが得られる含有量の最大値を上限としている。なお、ＺｎＯの代わりにアルカリ土類金属を用いても同等の効果が見込まれるが、その場合には、誘電体としてのガラス安定性が劣るという問題がある。

上記無鉛ガラスの３０〜３００℃における線熱膨張係数は、６０×１０^-7〜８５×１０^-7／℃の範囲にあることが好ましい。この構成によれば、ガラス基板との熱膨張率の差を小さくすることができるので、誘電体の割れやクラックの発生を抑制することができる。

また、上記誘電体層は、上記無鉛ガラスの粉末と溶剤と樹脂とを含むガラスペーストを、上記少なくとも１つの電極を覆うように塗布したのち焼成することによって形成された誘電体層であってもよい。ガラスペーストを用いることによって、無鉛ガラスを主要構成要素とする誘電体層を、任意の場所に任意の形状で形成できる。

［プラズマディスプレイパネル］
本発明のプラズマディスプレイパネルの一例の概略図を図１に示す。

図１のＰＤＰ１００は、交流型（ＡＣ型）のＰＤＰであり、互いに主面が対向するように配置された前面板９０および背面板９１を含む。

前面板９０は、前面ガラス基板１０１と、表示電極１０２と、誘電体層１０６と、保護層１０７とを含む。前面ガラス基板１０１は、前面板９０のベースとなる部材であり、前面ガラス基板１０１上には表示電極１０２が形成されている。

表示電極１０２は、透明電極１０３と、黒色電極膜１０４と、バス電極１０５とを含む。透明電極１０３は、ＩＴＯなどの透明導電膜で形成できる。黒色電極膜１０４は、酸化ルテニウムを主成分とする黒色の膜であり、ガラス裏面側から見た場合の外光の反射を防止する。バス電極１０５は、銀を主成分とし高い導電性を有する電極であり、表示電極１０２の抵抗値を下げる。バス電極１０５の一端には、駆動回路に接続するための端子部１０８が形成されている。隣接する２つの表示電極１０２は、一組の電極を構成している。以下、一組の表示電極１０２の一方を「Ｘ電極１０２ａ」と記載し、他方を「Ｙ電極１０２ｂ」と記載する場合がある。

表示電極１０２は、誘電体層１０６で覆われている。また、誘電体層１０６は、保護層１０７で覆われている。誘電体層１０６は、後述する無鉛ガラスで形成されている。保護層１０７は、ＭｇＯを主成分として含む。

背面板９１は、背面ガラス基板１１１と、アドレス電極１１２と、誘電体層１１３と、隔壁１１４と、隣接する２つの隔壁１１４の間に形成された蛍光体層１１５とを含む。隣接する２つの隔壁１１４の間の領域が、放電空間１１６である。

アドレス電極１１２は、誘電体層１１３で覆われている。誘電体層１１３は、誘電体層１０６と同様に後述する無鉛ガラスで形成できるが、他のガラスで形成してもよい。

蛍光体層１１５を構成する蛍光体に限定はなく、公知の蛍光体を用いることができる。たとえば、青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕを用いてもよい。また、緑色蛍光体として、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎを用いてもよい。また、赤色蛍光体として、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕを用いてもよい。

前面板９０および背面板９１は、図１に示すように重ね合わされ、その周縁部に配置された封着ガラス１９０によって固定および封止される。

放電空間１１６には、放電ガス（封入ガス）が封入される。たとえば、放電空間１１６には、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｎｅといった希ガスが６６．５〜７９．８ｋＰａ（５００〜６００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入される。

隣り合う一対の表示電極１０２（Ｘ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂ）と１本のアドレス電極１１２とは放電空間１１６を挟んで交差しており、それらが交差する領域が画像表示に寄与するセルとなる。

ＰＤＰ１００における画像表示の方法について説明する。まず、点灯させようとするセルを横切るＸ電極１０２ａとアドレス電極１１２との間に電圧が印加されてアドレス放電がなされる。次に、そのセルを横切るＸ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂにパルス電圧が印加されることによって維持放電が生じる。放電空間１１６では、この維持放電によって紫外線が発生する。発生した紫外線は、蛍光体層１１５によって可視光に変換される。このようにして、セルが点灯し、画像が表示される。

［プラズマディスプレイパネルの駆動方法］
以下に、ＰＤＰ１００の駆動方法の一例を説明する。ＰＤＰ１００では、駆動部（図示せず）によって、一対の表示電極（Ｘ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂ）の間隙に数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚのＡＣ電圧が印加される。この電圧印加によってセル内で放電が発生し、励起されたＸｅ原子からの紫外線によって蛍光体層１１５が励起され可視光が生じる。

ＰＤＰの駆動方法に限定はなく、たとえば、サブフィールドを時間的に分割して階調表示を行う表示方式を適用してもよい。この方式では、表示するフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドを更に複数の期間に分ける。各サブフィールドの初期化期間では、壁電荷を蓄積させるためのアドレス放電が画面全体において行われる。次の放電維持期間では、すべての放電セルに対して交流電圧（サステイン電圧）が印加される。これによって、一定時間放電が維持され、発光表示が行われる。

この駆動時において、駆動部では各セルでの発光をＯＮ／ＯＦＦの２値制御によって階調表現するために、外部からの入力画像である時系列の各フィールドを、例えば６個のサブフィールドに分割する。各サブフィールドにおける輝度の相対比率が例えば１：２：４：８：１６：３２となるように重み付けをして、各サブフィールドのサステイン（維持放電）の発光回数が設定される。

ＰＤＰ１００の駆動波形の一例を図２に示す。図２は、フィールド中の第ｍ番目のサブフィールドの駆動波形を示している。図２が示すように、各サブフィールドには、初期化期間、アドレス期間、放電維持期間、消去期間がそれぞれ割り当てられる。

初期化期間とは、それ以前のセルの点灯による影響（蓄積された壁電荷による影響）を防ぐため、画面全体の壁電荷を消去し、一様に壁電荷を蓄積する期間である。図２に示す波形では、すべての表示電極１０２（Ｘ電極１０２ａおよびＹ電極１０２ｂ）に放電開始電圧Ｖｆを超えるリセット波形を印加する。すべてのセルで初期化放電（弱い面放電）が生じ、すべてのセルにおいて壁電荷が蓄積され、画面全体が一様な帯電状態となる。

アドレス期間は、サブフィールドに分割された画像信号に基づいて選択されたセルのアドレッシング（点灯／不点灯の設定）を行う期間である。アドレス期間では、スキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）を設置電位に対して正電位にバイアスし、この状態で、パネル最上部のライン（一対の表示電極に対応する横一列のセル群）から１ラインずつ順に各ラインを選択し、該当するスキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）に負極性のスキャンパルスを印加する。また、点灯すべきセルに対応したアドレス電極１１２に対して、正極性のアドレスパルスを印加する。このような電圧印加によって、点灯すべきセルのみでアドレス放電が行われ、壁電荷が蓄積される。

放電維持期間は、アドレス放電によって生じた点灯状態を拡大して放電を維持する期間であり、放電の維持によって、階調順位に応じた輝度が確保される。この期間では、不要な放電を防止するために、すべてのアドレス電極１１２を正極性の電位にバイアスし、すべてのサステイン電極（Ｙ電極１０２ｂ）に正極性のサステインパルスを印加する。その後、スキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）とサステイン電極（Ｙ電極１０２ｂ）とに対して交互にサステインパルスを印加することによって、所定の期間、放電を繰り返す。

消去期間では、スキャン電極（Ｘ電極１０２ａ）に漸減パルスを印加し、これによって壁電荷を消去させる。

ＰＤＰ１００の一例では、サブフィールドで行われる各放電によって、Ｘｅに起因する１４７ｎｍに鋭いピークを有する共鳴線と、１７３ｎｍを中心とする分子線からなる真空紫外線とが発生する。この真空紫外線が各蛍光体層１１５に照射され、可視光が発生する。そして、ＲＧＢごとのサブフィールド単位の組み合わせによって、多色で多階調の表示がなされる。

［無鉛ガラス］
誘電体層１０６は、実質的に鉛を含まない無鉛ガラスを主要構成要素とする。その無鉛ガラスは、以下の組成を有する。
ＳｉＯ₂：０〜１５重量％
Ｂ₂Ｏ₃：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１０重量％
Ｂｉ₂Ｏ₃：２〜３０重量％
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％
[ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。]

誘電体層１０６に占める上記無鉛ガラスの量は、５０重量％以上（たとえば８０重量％以上や９０重量％以上や９５重量％以上）である。誘電体層１０６は、実質的に上記無鉛ガラスからなるものであってもよいし、上記無鉛ガラスのみからなるものであってもよい。誘電体層１０６を構成するガラス成分は上記無鉛ガラスであり、誘電体層１０６は実質的に鉛を含まない。なお、誘電体層１０６が複数の層からなる場合、本発明の効果が得られる限り、それらのうちの少なくとも１つの層が上記無鉛ガラスを主要構成要素とするものであればよい。この場合、保護層に隣接する層、すなわち誘電体層の最表面層が、上記無鉛ガラスを主要構成要素として含むことが好ましい。

以下、本発明で用いられる上記無鉛ガラスの各成分について説明する。

ＳｉＯ₂は、ガラスの安定化に効果があり、その含有量は１５重量％以下である。ＳｉＯ₂の含有量が１５重量％を超えると軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難となる。ＳｉＯ₂の含有量は、好ましくは１０重量％以下である。更に、焼成後における気泡の残留を低減するためには焼成時のガラス粘度を低くすることが好ましく、そのために、ＳｉＯ₂の含有量を１重量％以下とすることが好ましい。

Ｂ₂Ｏ₃は本発明の無鉛ガラスの必須成分であり、その含有量は１０〜５０重量％である。Ｂ₂Ｏ₃の含有量が５０重量％を超えると、ガラスの耐久性が低下し、また、ガラスの熱膨張係数が小さくなると共に軟化点が高くなる。その結果、所定の温度での焼成が困難となる。また、その含有量が１０重量％未満であると、ガラスが不安定になって失透し易くなる。Ｂ₂Ｏ₃の好ましい含有量は、１５〜５０重量％である。

ＺｎＯは、本発明の無鉛ガラスの必須成分であり、ガラスを安定化させる効果がある。ＺｎＯの含有量は２６〜５０重量％である。ＺｎＯの含有量が５０重量％を超えると、ガラスが結晶化し易くなるため、安定なガラスが得られなくなる。また、その含有量が２６重量％未満だと、ガラスの軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難になると共に、ガラスが失透しやすくなる。また、その含有量が２６重量％未満だと、保護層の特性の向上効果が発現しにくくなる。ＺｎＯの好ましい含有量は３２〜５０重量％である。

Ａｌ₂Ｏ₃はガラスの安定化に効果があり、その含有量は１０重量％以下である。１０重量％を超えると失透する恐れがあり、また軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難となる。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量は８重量％以下であることが好ましく、また、０．０１重量％以上であることが好ましい。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量を０．０１重量％以上とすることによって、より安定なガラスが得られる。

Ｂｉ₂Ｏ₃は、本発明の無鉛ガラスの必須成分であり、軟化点を下げ、熱膨張係数を上げる効果がある。その含有量は２〜３０重量％である。Ｂｉ₂Ｏ₃の含有量が３０重量％を超えると熱膨張係数が大きくなる。また、その含有量が３０重量％を超えると、誘電体層の誘電率が大きくなりすぎて消費電力を上昇させてしまう。また、その含有量が２重量％未満だと、軟化点が高くなって所定の温度での焼成が困難となる。

ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは、耐水性の向上、ガラスの分相の抑制、熱膨張係数の相対的な向上、といった効果を有する。これらのアルカリ土類金属酸化物の含有量の合計は、５〜３８重量％である。ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計が３８重量％を超えると失透する恐れがあり、また熱膨張係数が大きくなりすぎる。また、それらの合計が５重量％未満の場合は、上記効果が得られにくくなる。そのため、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計は、５〜３８重量％の範囲である。ＣａＯの含有量は０〜３８重量％の範囲である。ＳｒＯの含有量は０〜３８重量％の範囲である。ＢａＯの含有量は０〜３８重量％の範囲である。

ＺｎＯとＢｉ₂Ｏ₃の含有量の合計（ＺｎＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃）は、３５〜６５重量％であることが好ましい。軟化点が低く、６００℃以下の温度において電極と反応せず、透過率の優れた誘電体層を作製するためには、（ＺｎＯ＋Ｂｉ₂Ｏ₃）の含有量を３５重量％以上とすることが好ましい。ただし、それらの合計が６５重量％を超えるとガラスが結晶化しやすくなる場合がある。

また、ＺｎＯの含有量と、ＳｉＯ₂とＡｌ₂Ｏ₃の含有量の合計（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）との比である［ＺｎＯ／（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）］の値は、３以上であることが好ましい。ＺｎＯは、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃に比べて軟化点を低下させる働きが高い。そのため、上記の比を３以上とすることによって、軟化点が低く、６００℃以下の温度において電極と反応せず、透過率が高い誘電体層を作製することが可能となる。

さらに、Ｂｉ₂Ｏ₃の含有量と、Ｂ₂Ｏ₃とＺｎＯの含有量の合計（Ｂ₂Ｏ₃＋ＺｎＯ）との比である［Ｂｉ₂Ｏ₃／（Ｂ₂Ｏ₃＋ＺｎＯ）］の値は、０．５以下であることが好ましい。Ｂｉ₂Ｏ₃は、Ｂ₂Ｏ₃およびＺｎＯに比べて誘電率の増大をもたらすため、上記範囲とすることによって、誘電率が低い誘電体層を形成でき、消費電力の低減が可能となる。

［無鉛ガラスの一例］
上記無鉛ガラスの一例では、Ｂｉ₂Ｏ₃の含有量は２６重量％以下（たとえば１３重量％以下）であってもよい。Ｂｉ₂Ｏ₃の含有量を２６重量％以下とすることによって、誘電体層の誘電率を低減できる。この一例の無鉛ガラスは、以下の組成を有する。
ＳｉＯ₂：０〜１５重量％
Ｂ₂Ｏ₃：１０〜５０重量％
ＺｎＯ：２６〜５０重量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１０重量％
Ｂｉ₂Ｏ₃：２〜２６重量％（たとえば２〜１３重量％）
ＰｂＯ：０〜０．１重量％
ＲＯ：５〜３８重量％

本発明の無鉛ガラスは上記成分を含み、典型的には上記成分のみからなるが、本発明の効果が得られる限り、他の成分を含有してもよい。該他の成分の含有量の合計は、好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以下である。該他の成分としては、たとえば、軟化点および熱膨張係数の調整、ガラスの安定化やガラスの化学的耐久性の向上といった目的で添加する成分が挙げられる。具体的には、他の成分として、ＭｇＯ、Ｘ₂Ｏ［Ｘ₂ＯはＬｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ、Ｒｂ₂Ｏ、Ｃｓ₂Ｏ］、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ５、ＭｏＯ₃、ＷＯ₃、ＴｅＯ₂、Ａｇ₂Ｏなどが挙げられる。

上記無鉛ガラスは、ＰＤＰの誘電体層の材料として好適に使用できる。ＰＤＰに使用されるガラス基板としては、一般に入手が容易な窓用板ガラスであるソーダライムガラスや、ＰＤＰ用に開発された高歪点ガラスが挙げられる。それらのガラスは、通常、６００℃までの耐熱性を有し、７５×１０^-7〜８５×１０^-7／℃の線熱膨脹係数を有している。

ＰＤＰの誘電体層は、ガラス基板にガラスペーストを塗布した後、焼成することによって形成される。この焼成は、ガラス基板の変形を防止するために、６００℃以下で行う必要がある。また、ガラス基板の反りを防止するために、および誘電体層の剥がれやクラックを防止するために、誘電体層を構成するガラス組成物の線熱膨脹係数は、ガラス基板の線熱膨張係数よりも０〜２５×１０^-7／℃程度小さいことが好ましい。また、誘電体層の誘電率が高いと、電極に流れる電流が大きくなってＰＤＰの消費電力が大きくなるという問題がある。

このため、ＰＤＰの誘電体層を構成する無鉛ガラスは、前述した組成を有し、軟化点が６００℃以下であり、線熱膨脹係数が６０×１０^-7〜８５×１０^-7／℃であり、比誘電率が１１以下であることが好ましい。歪などによる剥がれやクラックを抑制して９０％以上の製造歩留まりを達成するために、無鉛ガラスの線熱膨張係数は６５×１０^-7〜８５×１０^-7／℃であることがより好ましい。

上述した無鉛ガラスを用いてＰＤＰの前面板の誘電体層を形成する場合、光学特性を損ねることなくガラス強度の向上や熱膨張係数の調整を行うために、無機充填剤や無機顔料を無鉛ガラスに添加してもよい。無機充填剤や無機顔料としては、たとえば、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、ジルコン、コーディエライト、石英などが挙げられる。

また、上述した無鉛ガラスを用いて、ＰＤＰの背面板上に形成した電極を被覆してもよい。この場合においても、反射特性などの光学特性を向上させると共にガラス強度の向上や熱膨張係数の調整を目的として、無機充填剤や無機顔料を無鉛ガラスに添加してもよい。無機充填剤や無機顔料としては、たとえば、アルミナ、酸化チタン、ジルコニア、ジルコン、コーディエライト、石英などが挙げられる。

上述した無鉛ガラスをガラス成分として含む誘電体層を用いることによって、保護層から放出され放電に寄与する電子の数を増加させることができる。その結果、放電遅れを抑制でき、また、放電遅れの時間のバラツキを抑制できる。本発明によれば放電のバラツキが抑制される。そのため、例えば、アドレス期間におけるパルス印加のタイミングをパネル全体で所定時間遅らせるなどの処置を行うことによって、放電遅れによる書き込み不良の発生を効率よく防止できる。

したがって、本発明のＰＤＰ１００では確実なアドレッシングが可能であり、アドレス期間における印加パルス幅を多少小さくしても、良好な確率でアドレッシングを行うことができる。これにより、従来のようにデュアルスキャン方式を採用しなくても良好な駆動が可能であり、いわゆるシングルスキャン方式などの駆動方式で良好な駆動を行うことが可能である。シングルスキャン方式では、ドライバＩＣの数を半減できる。このように、本発明によれば、駆動部の構成を簡単化することができ、低コストで生産が可能なＰＤＰを実現できる。

なお、シングルスキャン方式では、その駆動方法の性質上、アドレス期間に割り当てられている時間が比較的短い。けれども、本発明によって放電遅れの時間を予め予測しておくことによって、短いアドレス期間においても確実にパルス印加を行うためのタイミングを選択できる。

［ガラスペースト］
上述した無鉛ガラスは、通常は、粉末の状態で使用される。無鉛ガラスの粉末に、バインダーや溶剤などを添加することによってガラスペーストが得られる。ガラスペーストは、これらの成分以外の成分を含んでもよく、例えば、界面活性剤、現像促進剤、接着助剤、ハレーション防止剤、保存安定剤、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料といった添加剤を含んでもよい。

無鉛ガラスの粉末を含むガラスペーストを、電極上に塗布して焼成することによって、電極を覆う誘電体層を形成できる。保護層は、公知の方法、たとえば、電子ビーム蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法といった方法で誘電体層上に形成できる。

本発明のガラスペーストに含まれる樹脂（バインダー）は、低融点の無鉛ガラス粉末との反応性が低いものであればよい。化学的安定性、コスト、安全性などの観点から、たとえば、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエチレングリコール、カーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、メラミン系樹脂等が望ましい。

本発明のガラスペースト中の溶剤は、低融点ガラス粉末との反応性が低いものであればよい。溶剤は、化学的安定性、コスト、安全性、および、バインダー樹脂との相溶性を考慮して選択することが好ましい。溶剤には、たとえば、酢酸ブチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類を用いてもよい。また、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類を用いてもよい。また、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等のジエチレングリコールジアルキルエーテル類を用いてもよい。また、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類を用いてもよい。また、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類を用いてもよい。また、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類を用いてもよい。また、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等の乳酸のエステル類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸ヘキシル、酢酸２−エチルヘキシル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、ブタン酸メチル（酪酸メチル）、ブタン酸エチル（酪酸エチル）、ブタン酸プロピル（酪酸プロピル）、ブタン酸イソプロピル（酪酸イソプロピル）等の脂肪族カルボン酸のエステル類を用いてもよい。また、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート類；テルピネオール、ベンジルアルコール等のアルコール類を用いてもよい。また、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類を用いてもよい。また、メチルエチルケトン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類を用いてもよい。また、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸メチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、ブチルカルビトールアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、３−メチル−３−メトキシブチルブチレート、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノイソブチレートアセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、安息香酸エチル、酢酸ベンジル等のエステル類を用いてもよい。また、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤を用いてもよい。これらの溶剤は、単独で使用してもよいし、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

ガラスペーストにおける溶剤の含有率は、ペーストの可塑性又は流動性（粘度）が、成形処理又は塗布処理に適したものとなる範囲で調整される。

［ＰＤＰの製造方法］
以下に、ＰＤＰ１００の製造方法の一例について説明する。まず、前面板９０の作製方法について説明する。

平坦な前面ガラス基板１０１の一主面に、複数のライン状の透明電極１０３および黒色電極膜１０４を形成する。次に、黒色電極膜１０４上に銀ペーストを塗布した後、前面ガラス基板１０１全体を加熱することによって、銀ペーストを焼成し、バス電極１０５を形成する。このようにして表示電極１０２を形成する。

次に、表示電極１０２を覆うように、前面ガラス基板１０１の上記主面に、上述したガラスペーストをブレードコーター法によって塗布する。その後、前面ガラス基板１０１全体を９０℃で３０分間保持してガラスペーストを乾燥させ、次いで、５６０〜５９０℃の範囲の温度で１０分間焼成を行う。このようにして誘電体層１０６を形成する。

次に、誘電体層１０６上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を電子ビーム蒸着法によって成膜し、焼成を行い、保護層１０７を形成する。

このようにして、前面板９０を作製する。以下に、背面板９１の作製方法について説明する。

平坦な背面ガラス基板１１１の一主面に、銀ペーストをライン状に複数本塗布した後、背面ガラス基板１１１全体を加熱して銀ペーストを焼成することによって、アドレス電極１１２を形成する。

次に、隣り合うアドレス電極１１２の間にガラスペーストを塗布し、背面ガラス基板１１１全体を加熱してガラスペーストを焼成することによって、隔壁１１４を形成する。隔壁１１４は、上述したガラスペーストで形成してもよいし、他のガラスペーストで形成してもよい。

次に、隣接する２つの隔壁１１４の間に、各色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体インクを塗布する。次に、背面ガラス基板１１１を約５００℃に加熱して上記蛍光体インクを焼成することによって、蛍光体インク内の樹脂成分（バインダー）等を除去して蛍光体層１１５を形成する。

次に、前面板９０と背面板９１とを封着ガラスを用いて貼り合わせる。その後、封止された空間の内部を高真空に排気したのち、希ガスを封入する。

このようにして、ＰＤＰ１００が得られる。なお、上述したＰＤＰおよびその製造方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

［無鉛ガラスの作製および評価］
本発明の無鉛ガラスおよび比較例の無鉛ガラスを作製した。表１および２に本発明の無鉛ガラス（実施例１〜２４）の組成を示し、表３に比較例の無鉛ガラス（比較例２５〜４０）の組成を示す。

表１，２，３では、組成を重量百分率で示している。ガラスの原料は、表１〜３に示す組成となるように混合した。混合された原料を白金ルツボに入れ、１１００〜１２００℃の電気炉中で１時間加熱して溶融させた。そして、得られた溶融ガラスを、真鍮板プレス法によって急冷し、ガラスカレットを作製した。

［ガラスの評価］
ガラスの軟化点は、マクロ型示差熱分析計を用いて測定された第２吸熱ピークの値とした。ガラス転移点および線熱膨張係数は、カレットを再溶融して４ｍｍ×４ｍｍ×２０ｍｍのロッドを形成し、熱機械分析計を用いて測定した。比誘電率は、カレットを再溶融して５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ３ｍｍの板を形成し、その表面に電極を蒸着してＬＣＲメータを用いて周波数１ＭＨｚにて測定した。ガラス安定性は、耐水性の評価、示差熱分析計によるエンタルピー変化の測定、および、Ｘ線回折法と光学顕微鏡とによる結晶の有無の観察、によって評価した。また、実施例および比較例のガラスの安定性も評価した。

評価結果、および総合評価を表１〜３に示す。なお、ガラス安定性に関する評価における「ＡＡ」、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の定義は、以下の通りである。
ＡＡ：ガラス化し、軟化点より高温の温度域でエンタルピー変化は確認されず、またＸ線回折法や光学顕微鏡による観察において結晶が確認されなかったもの；
Ａ：ガラス化し、軟化点より高温の温度域でエンタルピー変化が確認されたものの、Ｘ線回折法や光学顕微鏡による観察において結晶が確認されなかったもの；
Ｂ：ガラス化したものの、軟化点より高温の温度域でエンタルピー変化が確認され、Ｘ線回折法では結晶に基づく回折ピークは観測されないものの、光学顕微鏡により結晶が確認されたもの；
Ｃ：ガラス作製時にガラス化しなかったもの。

また、表１〜３において、総合評価は、軟化点が６００℃未満、より好ましくは５９５℃未満であること、比誘電率は１１以下であること、線熱膨張係数は６０×１０^-7〜８５×１０^-7／℃、より好ましくは６５×１０^-7〜８５×１０^-7／℃の範囲にあること、を目標基準とし、更にガラスとしての安定性を考慮して総合的に評価した。

なお、総合的な評価についての「ＡＡ」、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の定義は、以下の通りである。
ＡＡ：ガラスとして安定であり、かつ各物性値がより好ましい目標値の範囲内であり、各物性のバランスも取れている；
Ａ：ガラスとして安定であり、各物性値は目標物性範囲内であるが、各物性値の少なくとも一つはより好ましい目標値の範囲外である；
Ｂ：ガラスとしては安定であるが、各物性値の少なくとも一つは目標値の範囲外である；
Ｃ：ガラス化せず、ガラス材料として無効である。

表１および表２から明らかなように、実施例１〜２４の各試料は、いずれも３０〜３００℃の温度範囲において６０〜８５×１０^-7／℃の線熱膨張係数を有し、軟化点が６００℃以下であり、比誘電率は１１以下であり、ガラスとしての安定性も良好であった。

特に、実施例３、５〜９、１１、１２、１４〜１６の無鉛ガラスは、上記諸物性のバランスが取れているとともに、ガラスとしての安定性も最も良好であり、優れた特性を示した。

それに対して、表３に示す比較例２５〜４０のガラスは、実施例の各試料に比べて比誘電率が高い、熱膨張係数が目標範囲にない、ガラスが不安定である、といった問題を有していた。そのため、比較例のガラスは、誘電体層を形成するガラスとして好ましくない。

［ＰＤＰの作製および評価］
以下では、ＰＤＰを作製して評価した結果を示す。

［無鉛ガラス粉末の作製］
諸物性およびガラス安定性に優れる上記実施例３、５〜９、１１、１２、１４〜１６のガラスと同様の組成となるように原料を混合した。次に、混合された原料を、１１００〜１２００℃の電気炉中で白金ルツボを用いて１時間溶融した。その後、ツインローラー法によってガラスカレットを作製し、ボールミルによってガラスカレットを粉砕して粉末を作製した。

また、比較例として、本発明の無鉛ガラスではないガラスの粉末（比較例５１〜５３）および、誘電体材料として一般的に用いられている有鉛ガラスの粉末（比較例１０１）を用意した。

作製した実施例および比較例のガラス粉末の平均粒径は、１．５〜２．５μｍの範囲にあった。これらのガラス粉末の組成および平均粒径を表４に示す。

［ガラスペーストの調製］
樹脂であるエチルセルロースと溶剤であるα−ターピネオールとを、その重量比が５：３０となるように混合して攪拌し、有機成分を含む溶液を調製した。ついで、この溶液と表４に示す実施例のガラス粉末（実施例３、５〜９、１１、１２、１４〜１６）とを、重量比６５：３５で混合し、３本ローラーで混合および分散させてガラスペーストを調製した。同様に、上記溶液と比較例のガラス粉末（比較例５１、５２、５３、１０１）を用いてガラスペーストを調製した。

［ＰＤＰの作製］
厚さ約２．６ｍｍの平坦なソーダライムガラス板（前面ガラス基板）の表面上に、ＩＴＯ（透明電極）の材料を所定のパターンで塗布し、乾燥した。次いで、銀粉末と有機ビヒクルとの混合物である銀ペーストをライン状に複数本塗布した後、上記前面ガラス基板を加熱することにより、上記銀ペーストを焼成して表示電極を形成した。

表示電極を作製したフロントパネルに、上述したガラスペーストをブレードコーター法によって塗布した。その後、上記前面ガラス基板を９０℃で３０分間保持してガラスペーストを乾燥させ、５７０〜５９０℃の温度で１０分間焼成することによって誘電体層を形成した。

次に、誘電体層上に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を電子ビーム蒸着法によって蒸着したのち、焼成することによって保護層を形成した。

一方、以下の方法で背面板を作製した。まず、ソーダライムガラスからなる背面ガラス基板上に、銀を主体とするアドレス電極を、スクリーン印刷によってストライプ状に形成した。次に、誘電体層を形成した。次に、誘電体層上であって、隣り合うアドレス電極の間に、隔壁を形成した。隔壁は、スクリーン印刷と焼成とを繰り返すことによって形成した。

次に、隔壁の壁面と、隔壁間の誘電体層の表面とに、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の蛍光体ペーストを塗布し、乾燥・焼成して蛍光体層を作製した。

次に、作製した前面板と背面板とを、封着ガラスを用いて貼り合わせた。そして、放電空間の内部を高真空（１×１０^-4Ｐａ程度）に排気したのち、所定の圧力となるようにＮｅ−Ｘｅ系放電ガスを封入した。このようにして、ＰＤＰを作製した。

［ＰＤＰの評価］
作製したＰＤＰについて、放電バラツキ（放電遅れ時間のバラツキ）の相対的な大きさを評価した。具体的には、比較例１０１の有鉛ガラス粉末を用いたＰＤＰの放電バラツキを１００％として、各ＰＤＰの放電バラツキを評価した。評価結果を表４に示す。また、ＺｎＯの含有量と放電バラツキの相対的な大きさとの関係を図３に示す。

図３に示すように、無鉛ガラスにおけるＺｎＯの含有量が増加するに伴い、放電バラツキが低減した。ＺｎＯの含有量が２６重量％程度以上となると放電バラツキが大きく低下し、３２重量％程度以上となると放電バラツキが低い値で安定した。

以上の結果から明らかなように、本発明のＰＤＰは、従来のＰＤＰ（比較例のＰＤＰ）に比べて放電バラツキが小さかった。そのため、本発明のＰＤＰでは、アドレス期間において放電遅れが発生したとしても、アドレスパルスの印加タイミングを放電遅れ時間に合わせて遅延させたり、パルス幅を調整したりすることによって、確実にアドレッシングを行うことが可能となる。そのため、本発明によれば、良好な画像表示性能を有するＰＤＰが得られる。

［保護層の評価］
表４および図３で示したサンプルについて、カソードルミネッセンス法による評価を行った。カソードルミネッセンス法（ＣＬ）とは、試料に電子線を照射し、そのエネルギーの緩和の過程で生じる発光スペクトルを検出し、発光スペクトルから試料中の欠陥の存在とその構造の情報を得る分析法である。具体的には、各サンプルについてカソードルミネッセンスを測定し、その結果に基づいて、保護層の特性との関連が大きい発光スペクトルと、放電バラツキとの関係を検討した。

各試料のスペクトルには、３つのピーク（それぞれ発光波長約４１０ｎｍ、約５１０ｎｍ、約７４０ｎｍ）が観察された。それらの各ピークの波長は、保護層のバンドギャップ内に存在する欠陥順位のエネルギーと相関を有する。したがって、発光波長約７４０ｎｍのピークが大きいほど、保護層から放出される放電に寄与する電子の数が多く、そのため、放電遅れを抑制でき、かつ放電バラツキを抑える効果が期待できる。発光波長約４１０ｎｍのピーク強度に対する発光波長約７４０ｎｍのピークの相対強度を表４に示す。また、その結果をＺｎＯの含有量に対してプロットした結果を図４に示す。

表４に示すように、実施例のガラスを用いたＰＤＰは、比較例のガラスを用いたＰＤＰよりも相対強度が高かった。また、図４に示すように、発光波長約４１０ｎｍのピーク強度に対する発光波長約７４０ｎｍのピークの相対強度は、ＺｎＯ含有量の増加に伴って上昇した。特に、ＺｎＯの含有量が２６重量％程度以上となると相対強度が大きく上昇し、３２重量％程度以上となると相対強度は安定して緩やかに上昇した。このように、放電遅れを抑制するためには、ＺｎＯの含有量を２６重量％以上とすることが好ましく、３２重量％以上とすることがより好ましい。

本発明は、プラズマディスプレイパネルに適用できる。

図１は、本発明のＰＤＰの一例を模式的に示す図である。 図２は、ＰＤＰの駆動波形の一例を示す図である。 図３は、ＺｎＯの含有率と放電バラツキとの関係を示す図である。 図４は、ＺｎＯの含有率と約７４０ｎｍの発光ピークの相対強度との関係を示す図である。

Claims (4)

1. 表示電極とアドレス電極とを含むプラズマディスプレイパネルであって、
   前記表示電極および前記アドレス電極からなる群から選ばれる少なくとも１つの電極上に形成された誘電体層を含み、
   前記誘電体層は、以下の組成を有するガラスを主要構成要素とするプラズマディスプレイパネル。
   ＳｉＯ_２：０〜１５重量％
   Ｂ_２Ｏ_３：１０〜５０重量％
   ＺｎＯ：２６〜５０重量％
   Ａｌ_２Ｏ_３：０〜１０重量％
   Ｂｉ_２Ｏ_３：２〜３０重量％
   ＰｂＯ：０〜０．１重量％
   ＲＯ：５〜３８重量％
   ［ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる少なくとも１つの酸化物を示す。］
2. 前記誘電体層を覆うように形成された保護層を備え、
   前記保護層がＭｇＯを主成分として含む請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 前記ガラスの３０〜３００℃における線熱膨張係数が、６０×１０^−７〜８５×１０^−７／℃の範囲にある請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
4. 前記誘電体層が、前記ガラスの粉末と溶剤と樹脂とを含むガラスペーストを、前記少なくとも１つの電極を覆うように塗布したのち焼成することによって形成された誘電体層である請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。

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