CN1513196A - 气体放电屏及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能抑制写入期间中写入不良发生、同时能以低的驱动电压进行高速驱动的气体放电屏及其制造方法。为了解决该问题，在本发明的气体放电屏中在真空排气到残余气体压小于0.02mPa的放电空间30内导入从二氧化碳气体、水蒸气、氧气、氮气中选择的至少一种气体组成的辅助气体，然后导入He－Xe系或者Ne－Xe系稀有气体(放电气体)。放电空间30中混入的辅助气体量，例如在混入二氧化碳气体的情况下，从放电开始电压和电子发射能力两方面考虑设定分压在0.05mPa以上0.5mPa以下的范围内是适当的。

Description

气体放电屏及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示器件等采用的气体放电屏及其制造方法。
背景技术
近年来以等离子体显示屏(以下称作「PDP」)为主的气体放电屏作为显示器件正广泛地普及。
PDP大致分为直流型(DC型)和交流型(AC型)，现在可采用精细单元结构、适于高清晰化的AC型正在成为主流。
AC型PDP具有前面板和背面板之间留有一定间隙、平行地相对配置、外周部被封接的结构。
前面板的结构是在前玻璃基板的一个主表面上配置条状显示电极，其上以介质玻璃层覆盖，其上再覆盖介质保护膜(MgO)。
而背面板的结构是在背玻璃基板的一个主表面上配置条状的数据电极，其上覆盖介质玻璃层，再在该玻璃层上在与数据电极平行的方向上设置突出的障壁。而且，在由介质玻璃层和障壁形成的沟部分的侧面及底面上在每条沟内形成红(R)、绿(G)、蓝(B)荧光粉层。
前面板和背面板的间隙为放电空间，充入作为放电气体的基本气体(稀有气体)。充入的稀有气体满足以下条件：能发射强的紫外线，自吸收现象的程度小，可视发光也弱，化学上稳定。在通常的屏中满足以上条件的稀有气体可以采用以氙气(Xe)为中心的混合气体(Ne-Xe系气体及He-Xe系气体)等。此混合气体是在封接两个屏的外周部之后抽真空到0.1mPa左右的放电空间内以所需的压力(例如40kPa以上80kPa以下)充入。
在具有这种结构的AC型PDP中各个放电单元只能表现点亮、熄灭两个灰度。因此为了在PDP中显示图像，采用将1帧(1场)分割为多个子帧(子场)、通过在各子帧中点亮、熄灭的组合实现中间灰度的帧内时间分割灰度显示方式。并且在AC型PDP中利用壁电荷，在各子帧中进行点亮、熄灭。对此，在登录特许第2756053号公报等中已有公开。
如上述登录特许第2756053号公报所述，子场包括(1)在要点亮的像素上交叉的扫描电极(该数据电极)和扫描电极之间施加低于该放电开始电压的选择写入电压的写入脉冲、进行使该像素放电、发光的写入放电并通过写入放电生成壁电荷的写入期间，以及(2)在维持电极(共用电极X)和全部扫描电极(Y1～Yn)之间以低于放电开始电压的电压施加与即刻之前放电中生成的壁电荷同一极性的维持脉冲、在该写入期间中使有选择地写入的像素放电、发光的维持放电期间。
也就是说，在写入期间由写入放电而生成壁电荷的放电单元通过在维持放电期间施加维持脉冲而发光。
关于上述AC型PDP，正进行各种以低电压化及高精细化的高速驱动化为目的的缩短写入期间的课题研究。
要解决这样的课题，例如在AC型PDP中通过改善前面板中的介质保护膜的特性，形成即使在介质保护膜上不施加电场的状态下也容易从膜表面发射电子的状态，即电子发射能力高的状态。电子发射能力高的介质保护膜对于放电单元内发生气体放电是必要的，使初始电子大量存在成为可能。
因此，在有上述介质保护膜的AC型PDP中能够缩短写入期间中写入放电的放电延迟时间，从而能够高速驱动。
但是，在AC型PDP中在要缩短写入期间内的写入放电中放电延迟时间的场合，作为带电粒子的电子以壁电荷存储在膜表面时，由于从介质保护膜表面发射电子，因此介质保护膜表面电位的负极性的绝对值变小。也就是说，在介质保护膜表面上电位在电气上向正极性方向变化。因此，在上述放电单元内存在壁电荷的负电荷的绝对量减少的倾向。
因此，在维持放电期间内即使在电极上施加维持脉冲，壁电荷也减少，所以壁电荷和维持脉冲电位之和不能大于放电开始电压，于是产生放电单元点不亮的现象即发生写入不良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制写入期间中写入不良发生、并且能以低的驱动电压进行高速驱动的气体放电屏及其制造方法。
本发明者在解决上述课题的研究过程中探明，在写入不良的发生和放电空间中存在的基本气体(稀有气体)以外的物质之间存在关联性。具体地说，以前认为放电空间中的稀有气体以外的物质存在的量越少越好，而本发明者探明：在放电空间中同时混入稀有气体和所需量的特定种类的气体的情况下，与仅存在稀有气体的情况相比，即使以更低的驱动电压进行高速驱动，写入不良也难以发生。
本发明的气体放电屏是一种具有在一定间隔、并相对而配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间的气体放电屏，其特征在于上述放电空间内有以下的辅助气体。
(1-1)分压为0.05mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体
(1-2)分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体
(1-3)分压为0.1mPa以上0.2mPa以下的二氧化碳气体
(1-4)分压为1mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体
(1-5)分压为1.5mPa以上3mPa以下的二氧化碳气体
(1-6)分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气
(1-7)分压为2mPa以上5mPa以下的水蒸气
(1-8)分压为0.3mPa以上5mPa以下的氧气
(1-9)分压が1mPa以上3mPa以下的氧气
(1-10)分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为1mPa以上5mPa以下的氧气
(1-11)分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为2mPa以上3mPa以下的氧气
(1-12)分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为1Pa以上6Pa以下的氮气
(1-13)分压为2mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为2Pa以上3Pa以下的氮气
(1-14)分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体
(1-15)分压为1mPa以上8mPa以下的水蒸气和分压为0.1mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体
(1-16)分压为2mPa以上5mPa以下的水蒸气和分压为0.1mPa以上0.2mPa以下的二氧化碳气体
(1-17)分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为0.2mPa以上2mPa以下的氧气
(1-18)分压为5mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.5mPa以上1.5mPa以下的氧气
在放电空间中具有以上(1-1)～(1-18)中所示的不纯物的气体放电屏中，放电开始电压低、且具有最佳的电子发射能力。因此，在这种气体放电屏中能够抑制驱动时写入期间中写入不良发生，并且能够实现驱动电压的低电压化及高速驱动化。
关于本发明的气体放电屏具有上述优点的机理虽然还不明确，但已被实验所证明。关于这一点在下面叙述。
另外，本说明书中的「分压」是指在室温且不使屏放电的状态下进行气体分析时得到的分压。
上述优点在含有驱动时放电延迟时间内的统计延迟时间小于100nsec的区域的气体放电屏上特别显著。
在这里「统计延迟时间」按照以下得到的时间来定义。在单色下仅在1个单元内、且仅使1个子场发光、而且发光的子场的亮度加权值为8位即256灰度内的25～40灰度时，以写入放电的施加电压下降的定时为起点用劳厄法描画发光波形的发光开始时间。以这种情况下得到的统计延迟时间定义为本说明书中的统计延迟时间。该统计延迟时间的绝对值因其条件不同而变化。
另外，上述气体放电屏的优点在两块屏内的前面板上形成的介质保护膜具有单晶重量密度为70％以上85％以下的重量密度的情况下变得特别显著。介质保护膜的重量密度更好为单晶重量密度70％以上80％以下。
在设有上述气体放电屏和驱动电路的气体放电显示装置中，能够照样具有上述气体放电屏的优点。
本发明的气体放电屏制造方法的特征在于：在封接的两块基板之间形成放电空间(放电空间形成步骤)；排出此放电空间中的残余气体(排气步骤)；在排气步骤之后，在放电空间内导入从二氧化碳气体、水蒸气、氧气、氮气中选择的至少1种气体组成的辅助气体(辅助气体导入步骤)；然后导入基本气体(基本气体导入步骤)。
依据这种制造方法，能够在放电空间内按照所需的量混入从二氧化碳气体、水蒸气、氧气、氮气中选择的至少1种辅助气体。
因此，在此制造方法中能够制造可抑制驱动时写入期间内的写入不良发生并能以低的驱动电压进行高速驱动的气体放电屏。
另外，本发明的气体放电屏的制造方法中，即使通过在封接的两块基板之间形成放电空间(放电空间形成步骤)、使放电空间形成步骤之后的放电空间排气到二氧化碳气体的残余量为0.05mPa以上0.5mPa以下(排气步骤)和在排气步骤之后在放电空间内导入基本气体(基本气体导入步骤)等步骤来制造气体放电屏，也能获得与上述制造方法相同的效果。
在上述制造方法中导入或者残留在放电空间内的至少一种气体(辅助气体)是以下(2-1)～(2-9)中表示的气体。
(2-1)在导入基本气体后的时刻分压为0.05mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体
(2-2)在导入基本气体后的时刻分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体
(2-3)在导入基本气体后的时刻分压为1mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体
(2-4)在导入基本气体后的时刻分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气
(2-5)在导入基本气体后的时刻分压为0.3mPa以上5mPa以下的氧气
(2-6)在导入基本气体后的时刻分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为1mPa以上5mPa以下的氧气
(2-7)在导入基本气体后的时刻分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为1Pa以上6Pa以下的氮气
(2-8)在导入基本气体后的时刻分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体
(2-9)在导入基本气体后的时刻分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为0.2mPa以上2mPa以下的氧气
在通过斜蒸镀形成上述气体放电屏的介质保护膜的场合，用上述制造方法制造的气体放电屏具有特别优良的特性。
附图说明
图1是本发明实施例的PDP1的透视图(局部剖面图)。
图2是表示PDP显示装置的整体结构的框图。
图3是用于由斜蒸镀形成介质保护膜14的装置的结构略图。
图4是封接、排气、气体导入等工序的略图。
图5是确认实验中采用的实验装置的略图。
图6是表示混入在密闭容器内的二氧化碳气体的分压与放电开始电压、电子发射能力的关系的特性图。
图7是表示混入在密闭容器内的氧气的分压与放电开始电压、电子发射能力的关系的特性图。
图8是表示混入在密闭容器内的水蒸气的分压与放电开始电压、电子发射能力的关系的特性图。
图9是表示混入在密闭容器内的氮气的分压与放电开始电压、电子发射能力的关系的特性图。
图10是表示混入在密闭容器内的水蒸气、二氧化碳气体的各分压与电子发射能力的关系的特性图。
图11是表示混入在密闭容器内的水蒸气、二氧化碳气体的各分压与放电开始电压的关系的特性图。
图12是表示各温度下的电子发射能力与显示不良发生率的关系的特性图。
本发明的最佳实施方式
1.屏的整体结构
采用图1说明本实施例的AC型PDP(以下简单称作「PDP」)1。图1是PDP1的透视图(局部剖面图)，它选出屏中显示区域的一部分加以表示。
如图1所示，PDP1具有前面板10和背面板20隔着一定间隙相对配置的结构。并且前面板10和背面板20之间的间隙通过在背面板20的主面上设置的多个条状障壁24，区分为多个放电空间30。
前面板10中，在前玻璃基板11的一个主表面上条状配置以Ag为主成分的多个显示电极12，在配置显示电极12的前玻璃基板11的面上覆盖由铅系低熔点玻璃构成的介质玻璃层13。在介质玻璃层13的面上再形成由MgO构成的介质保护膜14。
在上述前面板10的结构要素中，介质保护膜14通过蒸镀MgO而形成。介质保护膜14最好具有缩短PDP1的放电延迟时间且提高电子发射能力的特性。介质保护膜14的形成方法在后面叙述。
再有，通过斜蒸镀MgO而形成介质保护膜14，对缩短PDP1的放电延迟时间且提高电子发射能力是适合的。
另外，通过重量密度为单晶材料70％以上85％以下的密度较低的MgO而形成的介质保护膜14也具有单位体积的表面积大、电子发射能力高的特性。另外，从上述特性方面考虑上述介质保护膜14的重量密度最好为单晶材料的70％以上80％以下。
因此，介质保护膜14最好采用斜蒸镀MgO而形成，另外，介质保护膜14的重量密度最好为单晶材料的70％以上85％以下，在70％以上80％以下则更理想。
另一方面，背面板20中，在背玻璃基板21的与上述前面板10相向的一侧的面上条状地配置多个数据电极22，而已配置数据电极22的背玻璃基板21的面上通过含有TiO2的介质玻璃层23覆盖。在此介质玻璃层23的面上，在与上述数据电极22平行的方向上使障壁突出地设置在位于数据电极22和数据电极22之间。在由介质玻璃层23和障壁24形成的沟部的内壁面上分别在每条沟上形成红(R)、绿(G)、蓝(B)各色荧光粉层25。用于形成荧光粉层25的荧光粉属于受激发光型荧光粉。
前面板10和背面板20之间，在相交的方向上配置分别形成的显示电极12和数据电极22，外周部用气密封接层(烧结玻璃)封接(未图示)。
放电空间30是由上述前面板10的介质保护膜14和荧光粉层25或者障壁24围成的空间。在放电空间30中封入作为基本气体的Ne-Xe系或者He-Xe系气体(稀有气体)。在放电空间30中还充入辅助气体，关于这一点在后面叙述。
在PDP1中在放电空间30内从前面板10的外侧(图1中上侧)看，显示电极12和数据电极22相对的各个部分相当于发光单元。
2.PDP显示装置的结构
下面用图2说明具有上述PDP1的PDP显示装置的整体结构。
如图2所示，PDP显示装置由上述PDP1和驱动PDP1的驱动装置100构成。
驱动装置100设有：显示信号处理电路101、时钟控制电路102、电源电路103、维持驱动器104、数据驱动器105和扫描驱动器106。
显示信号处理电路101从由外部图像输出器输入的显示信号中取出每场的显示信号(场显示信号)，从抽出的场显示信号作成各个子场的显示信号(子场显示信号)，存储在内装的帧存储器内。
另外，显示信号处理电路101将显示信号从存储在帧存储器内的现行的子场显示信号输出到每行数据驱动器105中，并从输入的显示信号检出水平同步信号、垂直同步信号等同步信号，按每场或者每个子场将同步信号送到时钟控制电路102。
上述帧存储器是每场有两个1场份额的存储器区域(存储8个子场显示信号)的双端口帧存储器，交替地进行将场显示信号写入一个存储器区域内并从另一个存储器区域读出正写入的场显示信号的动作。
时钟控制电路102生成指示在每场或者每个子场中生成使各脉冲上升的定时的触发信号，并向各个驱动器104、105、106输出。
维持驱动器104含有维持脉冲发生器及擦除脉冲发生器，它基于从时钟控制电路102送来的触发信号，生成维持脉冲及擦除脉冲，施加到维持电极群上。
扫描驱动器106含有初始化脉冲发生器及扫描脉冲发生器，它基于从时钟控制电路102送来的触发信号，生成初始化脉冲及扫描脉冲，施加在PDP1的扫描电极群上。
电源电路向各驱动器104、105、106供给驱动功率。
在具有这种结构的PDP显示装置中，子帧由初始化期间、写入期间、维持放电期间、擦除期间等一系列片段构成。
在初始化期间在显示电极12内的扫描电极群上施加初始化脉冲，使所有的放电单元的电荷状态都初始化。
在写入期间在上述扫描电极上依次施加扫描脉冲，同时在数据电极22中被选中的电极上施加数据脉冲。在施加数据脉冲的电极上存储壁电荷，图像信息被写入。
在维持放电期间在显示电极12中的维持电极(共用电极X)和全部扫描电极(Y1～Yn)之间通过以低于放电开始电压的电压施加与即刻之前放电生成的壁电荷同一极性的维持脉冲，在上述写入期间内存储了壁电荷的放电单元内产生放电，在预定的时间内发光。
在擦除期间通过在扫描电极群上总体地施加窄幅的擦除脉冲，擦除放电单元中的壁电荷。
也就是说，在PDP1中通过在写入期间写入放电而生成壁电荷的放电单元，在维持放电期间接受施加的维持脉冲而发光。
3.放电空间内充填气体的组成
下面说明本实施例的特征部分即放电空间内充填气体的组成。
在PDP1的放电空间30内除了Ne-Xe系气体或者He-Xe系气体等稀有气体之外，还充入所需量的二氧化碳气体作为辅助气体。放电空间中的二氧化碳气体的分压设定在0.05mPa以上5mPa以下的范围内。特别是，二氧化碳气体的分压最好设定在0.05mPa以上0.5mPa以下的范围内。但这里的分压是指在室温下且在屏不放电的状态下进行气体分析时得到的分压。
4.PDP1的制造方法
4-1.前面板的制作
在前面板10的制作中首先通过在前玻璃基板11上采用丝网印刷涂敷银电极用膏，然后烧结，形成显示电极12。
接着，为了覆盖前玻璃基板11中已形成显示电极12的面，通过丝网印刷法涂敷含有铅系低熔点玻璃材料的膏，并烧结(约在550℃以上590℃以下)，形成介质玻璃层13。介质玻璃层13的组成例如为氧化铅(PbO)70重量％、氧化硼(B2O3)15重量％、二氧化硅(SiO2)15重量％。
另外，除了上述方法之外，可以采用铋系低熔点玻璃来形成介质玻璃层13，也可以将铅系低熔点玻璃和铋系低熔点玻璃层叠形成。
另外，在本实施例中在介质玻璃层13上由MgO组成的介质保护膜14是通过真空蒸镀法形成的，但是进行真空蒸镀法形成时最好采用斜蒸镀。关于斜蒸镀用图3进行说明。图3是用于通过斜蒸镀形成介质保护膜14的装置结构略图。
如图3所示，在蒸镀室51内的下方由MgO组成的靶52固定在支持台(未图示)上，在上方放置形成了介质玻璃层13的前玻璃基板11。由图可知，前玻璃基板11的放置使对于靶52具有规定的角度(β1、β2、β3)。例如规定的角度(β1、β2、β3)在60°以上80°以下的范围内。
在图3中未图示，但在实际的蒸镀室51内设有用以使内部减压的真空泵或者用以加热靶52的加热器、用以加热前玻璃基板11的加热器等。
采用这种形成装置形成的介质保护膜14的单位体积的表面积大，电子发射能力高。
另外，在真空蒸镀时将前玻璃基板11预先加热到200℃以上，最好在300℃以上至前玻璃基板11与显示电极12或者介质玻璃层13的熔点以下的范围内。
由此在介质玻璃层13的面上形成由单晶即柱状晶体构成的、且在晶体之间存在许多隙间(重量密度为单晶材料70％以上85％以下，若条件允许可在70％以上80％以下)的介质保护膜14。
如此，前面板10制作完成。
另外，介质保护膜14不一定要用斜蒸镀形成，也可以采用真空蒸镀法以外的方法，例如溅射法、涂敷法等形成。
4-2.背面板20的制作
制作背面板20时，首先通过在背玻璃基板21上丝网印刷银电极用膏，经烧结，形成数据电极22。
接着，用丝网印刷法涂敷含有氧化钛(TiO2)颗粒的玻璃材料膏，覆盖背玻璃基板21中形成数据电极22的面，经烧结(约550℃以上590℃以下)，形成(白色)介质玻璃层23。
采用丝网印刷法，在介质玻璃层23的上面涂敷障壁用玻璃膏，经烧结，形成障壁24。
接着，采用丝网印刷法，在由障壁24和介质玻璃层23形成的沟部的壁部分上涂敷红(R)、绿(G)、蓝(B)各色荧光粉膏，在空气中烧结(例如在500℃下10分钟)，形成荧光粉层25。在这里作为形成荧光粉层25的荧光粉材料采用
蓝色荧光粉：BaMgAl10O17：Eu；
绿色荧光粉：Zn2SiO4：Mn；以及
红色荧光粉：(Y，Gd)BO3：Eu。
如此，背面板20制作完成。
另外，在形成荧光粉层25中也可以采用预先制作含有各色荧光粉材料的感光性树脂片、再将它贴附在设置有障壁24的背玻璃基板21一侧的面上、最后采用光刻蚀法形成图形、显影而除去不需要部分的方法以及喷墨法、行喷涂法等。
4-3.前面板10和背面板20的封接
用图4说明以上制作的前面板10及背面板20的封接。
如图4(a)所示，使其上分别形成的介质保护膜14和荧光粉层25相面对地封接前面板10和背面板20。最好在前面板10和背面板20之一或者两者的外周部用烧结玻璃进行封接。
如图4(a)所示，前面板10上设有用于排气及导入稀有气体、二氧化碳气体等的通气孔101。
然后，如图4(b)所示，将通气管61连接在设置于前面板10上的通气孔101上，通过它对放电空间30内部抽真空(例如在360℃以上450℃以下进行6小时以上)。
在放电空间30进行抽真空时，同时进行屏的烧结。
另外，要求抽真空开始的时刻为上述图4(a)中封接时烧结玻璃的温度低于软化点的时刻。另外，并不限于屏周边的气氛为真空的情况。
要求抽真空进行到放电空间30内的残余气体压为0.02mPa以下(高真空状态)。残余气体的成分与常温下的大气成分类似，其中大部分为氮气、氧气、氢气。
如图4(c)所示，经由通气管61将作为辅助气体的二氧化碳气体按照所需量导入抽真空后的放电空间30内。如上所述，二氧化碳气体的导入量应为使放电空间30内的分压在0.05mPa以上5mPa以下的范围内，最好在0.05mPa以上0.5mPa以下的范围内的量。
如图4(d)所示，经由通气管61导入Ne-Xe系气体或者He-Xe系气体等所谓的稀有气体。稀有气体的导入量应为使放电空间30内的压力在40kPa以上80kPa以下的范围内的量。
最后，虽未图示，但要注意不让二氧化碳气体及稀有气体泄漏，或者不让其它不纯物混入放电空间30内，在撤去通气管61之后，封堵设置在前面板10上的通气孔61，于是完成了PDP1的制作。
如上所述，按照使分压在0.05mPa以上5mPa以下的范围、最好在0.05mPa以上0.5mPa以下的范围内的要求，在放电空间30中混入作为基本气体的稀有气体与二氧化碳气体，从而在PDP1中放电开始电压可以较低，同时能够得到已形成的介质保护膜14所能获得的电子发射能力的最佳值。
因此，PDP1能够抑制驱动时写入期间内的写入不良的发生，并且能以低的驱动电压进行高速驱动。
另外，在介质保护膜(MgO)具有电子发射能力大且放电延迟时间的统计延迟时间也短的特性时，这种PDP1具有的优点尤为显著。例如在介质保护膜在265V的施加电压下具有使1.7μsec的脉冲仅显示画面中一点时的统计延迟时间为40nsec以上100nsec以下的特性时，效果就显著。
另外，从写入不良难以发生的观点出发，电子发射能力在放电空间30内仅充入稀有气体的状态时得到的值本来为最佳值。但其反面是，在放电空间30内仅充入稀有气体的状态下不能得到低的放电开始电压。因此，如上所述，通过在放电空间30内混入分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体，就既能抑制写入不良的发生又能实现放电开始电压的低电压化。
PDP1具有上述效果的机理还未详细解明，但根据后面叙述的实验，已确认混入的最佳不纯物的种类及其最适量。
然而，以上述分压在放电空间30中混入二氧化碳气体的PDP1是满足作为显示屏所要求的放电开始电压及电子发射能力的，而其中电子发射能力在较大的程度上受到面对放电空间30的表面温度的支配。具体地说，如果在采用MgO形成介质保护膜14的PDP1中介质保护膜14的表面温度下降，则电子发射能力也相应地降低。
在屏驱动时的初始化期间刚结束后，由于这种电子发射能力的温度依存性，所存储的壁电荷的绝对量减少，加之由于初始化期间中放电空间30的活性化，温度依存性不会太大。因此在此状态下，壁电荷的减少量变得非常大，这关系到由写入不良到显示不良的问题。
因此，如果在二氧化碳气体的上述分压下，环境温度在25～40℃的范围内，可以说MgO获得所具有的电子发射能力的最佳值是充分的，但是假定在例如10℃以下的环境温度的情况下，二氧化碳气体的分压最好设定在0.1mPa以上0.2mPa以下。
再有，在上述实施例中以PDP为例说明了本发明的特征，但如果是放电空间内充入稀有气体，在驱动时进行壁电荷存储的气体放电屏，或者是气体放电显示装置，用相同的结构可以得到相同的效果。
另外，如果在上述PDP1的制造方法中将放电空间30内排气到0.02mPa以下的高真空状态，然后导入作为辅助气体的二氧化碳气体，之后再导入作为基本气体的稀有气体，而最终使放电空间30内的二氧化碳气体的分压在上述范围内，即使方法的顺序与上述不同，也没有关系。例如作为放电空间30内按照所需量混入二氧化碳气体的方法，也可举出使排气条件(加热温度、排气时间等)最佳化、在残留所需量的二氧化碳气体的状态下进行抽真空、再导入稀有气体的方法。
另外，作为其它的方法还可举出预先通过混合所需量的二氧化碳气体和稀有气体而制作混合气体、将此混合气体导入排气到高真空(例如0.02mPa以下)的放电空间30内、然后使放电空间30内的压力达到规定的压力的导入纯稀有气体的方法。
也就是说，本发明除了在放电空间30内在作为基本气体的稀有气体中混入所需量的辅助气体这一作为本发明的本质部分以外，不受特别的限定或制约。
(变形例)
在上述实施例中除了稀有气体之外，在放电空间30内混入分压为0.05mPa以上5mPa以下、最好在0.05mPa以上0.5mPa以下范围内的二氧化碳气体，但如果混入的辅助气体的种类及分压为以下所示的种类和范围内，该气体放电屏能够获得与上述PDP1相同的效果。
(1)分压为1mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体
(2)分压为1.5mPa以上3mPa以下的二氧化碳气体
(3)分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气
(4)分压为2mPa以上5mPa以下的水蒸气
(5)分压为0.3mPa以上5mPa以下的氧气
(6)分压为1mPa以上3mPa以下的氧气
(7)分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为1mPa以上5mPa以下的氧气
(8)分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为2mPa以上3mPa以下的氧气
(9)分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为1Pa以上6Pa以下的氮气
(10)分压为2mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为2Pa以上3Pa以下的氮气
(11)分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体
(12)分压为1mPa以上8mPa以下的水蒸气和分压为0.1mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体
(13)分压为2mPa以上5mPa以下的水蒸气和分压为0.1mPa以上0.2mPa以下的二氧化碳气体
(14)分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为0.2mPa以上2mPa以下的氧气
(15)分压为5mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.5mPa以上1.5mPa以下的氧气
再有，在上述(1)～(15)中没有记载在放电空间30内单独混入氮气，但即使在这种场合气体放电屏也存在具有与上述相同的优点的可能性。
另外，一般认为，如果在放电空间30中残留稀有气体以外的不纯物，则PDP的寿命将缩短且发光性能下降，但如果是在上述规定范围内的分压下的残留，则所受影响甚小，实用上不会产生问题。
(确认实验)
通过在放电空间30内混入上述组成及分压的不纯物，在PDP中驱动时写入期间内不会发生写入不良，并且能以低的驱动电压高速驱动，这一点上面已经叙述，而以下说明作为其根据的确认实验。
首先用图5说明实验中使用的装置的结构。
如图5所示，实验中在密闭容器201内形成能写入放电的放电试样。放电试样由形成有电极212的前面板试样202和形成有电极213的背面板试样203构成。
驱动电路204连接在前面板试样202的电极212上，形成重复施加的图中所示的驱动波形的结构。
另一方面，背面板试样203的电极213通过电容205接地。
另外，在密闭容器201内以约50～70kPa的压力充入作为基本气体的Ne-Xe(Ne：95％，Xe：5％)气体，同时混入所需量的辅助气体。在本实验中改变辅助气体的成分及分压，进行放电试样的评价。
在这种实验装置中，在前面板试样202的电极212上从驱动电路204施加图5所示的驱动波形的脉冲的情况下，在电极212和电极213之间产生写入放电，电荷从电极213通过电容205流动。此时在电容205的两端产生电位差，在本实验中此电位差的波形用示波器206测定，求出流动电荷量。由于存储在电容205上的电荷量等价于在时间上对流动电荷积分的值，所以是可求出的。
因此，通过在时间上对该电荷量进行微分，可以求出单位时间的电荷移动量。
再有，在本实验中施加初始化电压后，没有从外部主动施加电场时，因为可以掌握背面板试样203的一侧中电荷从前面板试样202的表面缓慢移动的状况，按照在施加初始化电压后至800nsec期间电容205的电位差如何变化的变位量(ΔV210)，作为电子发射能力(任意单位)进行了测定。
测定结果是以未混入辅助气体时的各数值(放电开始电压、电子发射能力)作为基准值，所得到的各数值除以此基准值，作为相对值表示。但是在实际的实验中密闭容器201内的不纯物为0是不现实的，因此以残留气体抽真空到0.02mPa、仅充入稀有气体时所得到的各数值作为基准值。
(实验1)二氧化碳气体用作辅助气体的情况
在实验1中测定在上述密闭容器201内仅混入二氧化碳气体作为辅助气体时的放电开始电压及电子发射能力，结果示于图6中。
如图6所示，在二氧化碳气体的分压小于0.05mPa的范围内放电开始电压随着分压上升而一直减小。而二氧化碳气体的分压在0.05～5mPa的范围内时的放电开始电压比未混入辅助气体时更低，稳定在(V0-7)～(V0-8)V。二氧化碳气体分压大于5mPa的范围内的放电开始电压随着分压增加而一直升高。在这里图中的V0为二氧化碳气体分压大致为0.001mPa时的放电开始电压，是作为基准的电压。
而在二氧化碳气体的分压小于0.5mPa的范围内电子发射能力是稳定的，为1.02～1.04。如果二氧化碳气体的分压大于0.5mPa，则表示电子发射能力的曲线变为上升，二氧化碳气体的分压为0.7～0.8mPa时，得到峰值(1.08)。如果二氧化碳气体的分压增加到大于0.8mPa，则电子发射能力由上述峰值逐渐缓慢下降。可知：在二氧化碳气体的分压大于5mPa的情况下，电子发射能力的下降程度大。
放电开始电压理想的数值范围，越低越好。
另外，用图12说明电子发射能力的理想范围。
如图12所示，理想的电子发射能力的范围也随环境温度而变化。例如环境温度为25℃时，显示不良发生率小于1％，可以说电子发射能力小于1.17的范围是的理想范围。
同样地环境温度为10℃时，电子发射能力的理想范围为1.12以下。而环境温度为0℃时，电子发射能力的理想范围为1.07以下。
可知：在环境温度为25℃的情况下，从放电开始电压的观点考虑二氧化碳气体的分压最好在0.05mPa以上5mPa以下的范围内，为了满足上述要求的放电开始电压和要求的电子发射能力这两个范围，二氧化碳气体的分压在0.05mPa以上0.5mPa以下的范围以及1mPa以上5mPa以下这两个范围是最佳的。
另外，如上所述，在考虑环境温度为10℃的情况下，二氧化碳气体的分压最好为0.1mPa以上0.2mPa以下的范围以及1.5mPa以上3mPa以下的范围。
(实验2)氧气用作辅助气体的情况
在实验2中测定在上述密闭容器201内混入氧气作为辅助气体的放电开始电压及电子发射能力，结果示于图7中。
如图7所示，在氧气分压小于0.3mPa的情况下，放电开始电压及电子发射能力均不变化，是稳定的。
在氧气分压为0.3mPa以上的范围内放电开始电压随着氧气分压增加而一直升高，相反地，电子发射能力一直减小。可知：如果氧气分压大于5mPa，则放电开始电压上升的程度以及电子发射能力下降的程度变大。
放电开始电压及电子发射能力要求的数值范围与上述相同。
根据图7所示的实验结果，可知：为了满足上述要求的数值范围，氧气分压可以设定在0.3mPa以上5mPa以下的范围。
如上所述，在考虑环境温度为10℃的情况下，氧气分压最好设定在1mPa以上3mPa以下的范围内。
(实验3)水蒸气用作辅助气体的情况
实验3测定在上述密闭容器201内混入水蒸气作为辅助气体时的放电开始电压及电子发射能力，结果示于图8中。
如图8所示，在水蒸气的分压小于1mPa的范围内放电开始电压一直缓慢下降，在水蒸气的分压为1mPa以上20mPa以下的范围内稳定在260V左右。如果水蒸气的分压大于20mPa，则放电开始电压一直下降，如果水蒸气的分压大于100mPa，则相反，急剧增加。
而在水蒸气的分压为20mPa以下的范围内，电子发射能力随着水蒸气的分压增加而一直上升。但是如果水蒸气的分压大于10mPa，则其上升程度变大。在水蒸气的分压约为20mPa时，电子发射能力达到峰值，以后一直下降。
理想的放电开始电压及电子发射能力的数值范围与上述实验1和实验2相同。
根据图8所示的实验结果，为了满足上述要求的数值范围，水蒸气分压在1mPa以上10mPa以下的范围内。而在考虑环境温度为10℃的情况下，可以设定在2mPa以上5mPa以下的范围内。
(实验4)氮气用作辅助气体的情况
如上所述，在设有现状的MgO构成的介质保护膜的气体放电屏中未能发现单独混入氮气作为辅助气体的优点，只进行了确认实验。
如图9所示，在混入氮气的情况下，在其分压小于0.8Pa的范围内放电开始电压是稳定的。如果氮气分压上升，则放电开始电压一直缓慢上升，如果大于8Pa，则相反，一直下降。
而电子发射能力受氮气分压的影响不大，大致保持一定值V0。
从以上结果还可知：即使在放电空间30中单独混入氮气作为不纯物，在有现状的介质保护膜的气体放电屏中也不太具有优点，但是，依据介质保护膜的条件的不同，在放电空间30内作为不纯物单独混入氮气，可望获得上述的优点。
(实验5)组合二氧化碳气体和氧气而用作辅助气体的情况
在实验5中测定在上述密闭容器201内组合二氧化碳气体和氧气而混入作为辅助气体时的放电开始电压及电子发射能力。其结果为单独混入上述二氧化碳气体时得到的结果和单独混入氧气时得到的结果的代数和，图示省略。
根据实验结果，在气体放电屏的放电空间内组合二氧化碳气体和氧气而混入作为辅助气体的情况下，如果二氧化碳气体的分压在0.5mPa以上1mPa以下、而氧气分压在1mPa以上5mPa以下，则放电开始电压及电子发射能力两方面均是最佳的。
在上述结果中二氧化碳气体的分压的理想范围为0.5mPa以上1mPa以下，这是由于通过与氧气组合而混入，可以巧妙地平衡在单独混入二氧化碳气体的情况下所产生的电子发射能力上升的缺点。也就是说，通过组合，由于氧气的导入，可克服在单独混入二氧化碳气体的情况下导入被认为过剩的量而产生的电子发射能力上升的缺点。
所以，在放电空间内组合二氧化碳气体和氧气而混入的情况下，与分别单独混入的情况相比，能够获得放电开始电压及电子发射能力两方面均优良的特性。
另外，在二氧化碳气体的分压仍保持上述范围不变，而将氧气分压设定在2mPa以上3mPa以下的范围内的情况下，能够适应10℃的环境温度，这样就更理想。这是由于如果设定在上述范围内，在此范围内电子发射能力的曲线缓慢下降，所以能够将上述电子发射能力的上升控制在最佳值。
(实验6)组合水蒸气和氮气而用作辅助气体的情况
在实验6中测定在上述密闭容器201内组合水蒸气和氮气而作为辅助气体混入时的放电开始电压及电子发射能力。其结果与上述实验5相同，它为单独混入水蒸气所得到的结果和单独混入氮气所得到得的结果的代数和，图示省略。
根据实验结果，在气体放电屏的放电空间内组合水蒸气和氮气而混入作为不纯物的情况下，如果水蒸气的分压为5mPa以上20mPa以下、同时氮气的分压在1Pa以上6Pa以下，则可以满足上述的放电开始电压及电子发射能力的的理想范围。这是由于如果水蒸气的分压在5mPa以上20mPa以下，则放电开始电压能够降低，而如果氮气的分压在1Pa以上6Pa以下，则通过使水蒸气的分压在5mPa以上20mPa以下，可以抑制电子发射能力上升。
另外，可知：在水蒸气的分压为2mPa以上10mPa以下、而氮气分压为2Pa以上3Pa以下的情况下，可以获得也能适应10℃的环境温度、且具有优良特性的气体放电屏。
(实验7)组合水蒸气和二氧化碳气体而用作辅助气体的情况
在实验7中测定在上述密闭容器201内组合水蒸气和二氧化碳气体而作为辅助气体混入时的放电开始电压及电子发射能力，结果示于图10及图11。图10表示电子发射能力的变化，图11表示放电开始电压的变化。
如图10所示，在密闭容器201内混入水蒸气和二氧化碳气体的情况下，电子发射能力与二氧化碳气体的分压无关，而在水蒸气分压为20mPa附近时，获得峰值。
另外，如果从二氧化碳气体的分压方面观察图10，则在二氧化碳气体的分压为0mPa(仅有水蒸气)至0.665mPa的范围内，电子发射能力随着二氧化碳气体的分压增加而增加。
但是在二氧化碳气体的分压为6.65mPa的情况下，与不混入二氧化碳气体的情况下相比，电子发射能力为更低的值。
以下如图11所示，在密闭容器201内混入水蒸气和二氧化碳气体的情况下，放电开始电压也具有与仅混入水蒸气的情况下的特性相似的关系。也就是说，放电开始电压在水蒸气的分压为20～100mPa时，取最小值。
如果从二氧化碳气体的分压方面观察图11，则放电开始电压也有顺序交替之处，但按照二氧化碳气体的分压0.665mPa、0.0665mPa、6.65mPa、0mPa(仅有水蒸气)的顺序表示低的值。
作为气体放电屏考虑，放电开始电压和电子发射能力的理想数值范围与上述相同。
根据图10及图11所示的实验结果，为了满足或者近似满足上述要求的数值范围，可以将水蒸气分压设定在1mPa以上10mPa以下，同时将二氧化碳气体的分压设定在0.05mPa以上0.665mPa以下。
在以上叙述中在水蒸气分压设定在1mPa以上8mPa以下的情况下，或者二氧化碳气体分压设定在0.0665mPa以上的情况下，可以获得具有更优良特性的气体放电屏。更理想的是将二氧化碳气体的分压设在0.05mPa以上0.5mPa以下，设在0.1mPa以上0.5mPa以下则最理想。
另外，在水蒸气分压设定在2mPa以上5mPa以下、同时二氧化碳气体分压设定在0.1mPa以上0.2mPa以下的场合，即使在环境温度为0℃的恶劣环境下，也能获得优良的特性。通过选取这种数值范围，气体放电屏具有优良特性(放电开始电压，电子发射能力)的理由与上述实施例相同，就是即使面对环境温度的变化也能保持优良的特性。
(实验8)组合水蒸气和氧气而用作辅助气体的情况
在实验8中测定在上述密闭容器201内组合水蒸气和氧气而作为辅助气体混入时的放电开始电压及电子发射能力。该实验与上述实验5及实验6同样，也能获得代数和的结果，图示省略。
根据实验结果，在气体放电屏的放电空间组合水蒸气和氧气而作为辅助气体混入的场合，如果水蒸气的分压在5mPa以上20mPa以下、同时氧气分压在0.2mPa以上2mPa以下，则满足放电开始电压及电子发射能力的理想范围。
另外，可知：在水蒸气分压在5mPa以上10mPa以下、同时氧气分压在0.5mPa以上1.5mPa以下的场合，可以获得具有更优良特性的气体放电屏。
再有，在上述实验1～8中是以辅助气体的混入量非常接近于0时的数值作为基准的相对值表示放电开始电压及电子发射能力的各个数据。上述数据虽然是采用上述图5的实验装置进行实验而得到的，但已确认：在根据实验结果导出的各种辅助气体的恰当的分压值改变设计值的情况下也是有效的。
作为参考，上述实验装置的设计值是：主放电间隙为60～100μm，主放电电极宽度为100～300μm，障壁高度为110～130μm，充入气体压为50～70Pa，封入的稀有气体是以Ne为基本组分加入Xe5％的混合气体。
工业上的应用可能性
本发明的气体放电屏及其制造方法对于实现计算机、电视等的显示器件、尤其以低驱动电压进行高速驱动的高清晰显示器件是有效的。

Claims (33)

1.一种气体放电屏，设有在隔着间隔相对配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间，其中：
所述放电空间内充入分压为0.05mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体。
2.如权利要求1所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体。
3.如权利要求1所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为0.1mPa以上0.2mPa以下的二氧化碳气体。
4.如权利要求1所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为1mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体。
5.如权利要求4所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为1.5mPa以上3mPa以下的二氧化碳气体。
6.一种气体放电屏，设有在隔着间隔相对配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间，其中：
所述放电空间内充入分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气。
7.如权利要求6所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为2mPa以上5mPa以下的水蒸气。
8.一种气体放电屏，设有在隔着间隔相对配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间，其中：
所述放电空间内充入分压为0.3mPa以上5mPa以下的氧气。
9.如权利要求8所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为1mPa以上3mPa以下的氧气。
10.一种气体放电屏，设有在隔着间隔相对配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间，其中：
所述放电空间内充入分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为1mPa以上5mPa以下的氧气。
11.如权利要求10所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为2mPa以上3mPa以下的氧气。
12.一种气体放电屏，设有在隔着间隔相对配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间，其中：
所述放电空间内充入分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为1Pa以上6Pa以下的氮气。
13.如权利要求12所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为2mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为2Pa以上3Pa以下的氮气。
14.一种气体放电屏，设有在隔着间隔相对配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间，其中：
所述放电空间内充入分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体。
15.如权利要求14所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为1mPa以上8mPa以下的水蒸气和分压为0.1mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体。
16.如权利要求14所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为2mPa以上5mPa以下的水蒸气和分压为0.1mPa以上0.2mPa以下的二氧化碳气体。
17.一种气体放电屏，设有在隔着间隔相对配置的两块基板之间充入基本气体而形成的放电空间，其中：
所述放电空间内充入分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为0.2mPa以上2mPa以下的氧气。
18.如权利要求17所述的气体放电屏，其特征在于：
所述放电空间内充入分压为5mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.5mPa以上1.5mPa以下的氧气。
19.如权利要求1所述的气体放电屏，其特征在于：
该气体放电屏还设有介质保护膜，所述介质保护膜由MgO组成，其重量密度为单晶重量密度的70％以上85％以下。
20.如权利要求19所述的气体放电屏，其特征在于：
所述介质保护膜的重量密度为单晶重量密度的70％以上80％以下。
21.一种设有如权利要求1所述的气体放电屏的气体放电显示装置，其中包括：
具有屏驱动时放电延迟时间内的统计延迟时间为100nsec以下之特性的放电区域。
22.一种气体放电屏的制造方法，其中包括：
在两块基板之间形成放电空间的步骤；
将所述放电空间的空间内残余气体排出的步骤；
在所述排气步骤之后对放电空间导入从二氧化碳气体、水蒸气、氧气、氮气中选择的至少一种气体组成的气体的步骤；以及
在导入由所述至少一种气体组成的气体的步骤之后对所述放电空间导入基本气体的步骤。
23.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为0.05mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体。
24.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体。
25.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为1mPa以上5mPa以下的二氧化碳气体。
26.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气。
27.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为0.3mPa以上5mPa以下的氧气。
28.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为0.5mPa以上1mPa以下的二氧化碳气体和分压为1mPa以上5mPa以下的氧气。
29.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为1Pa以上6Pa以下的氮气。
30.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为1mPa以上10mPa以下的水蒸气和分压为0.05mPa以上0.5mPa以下的二氧化碳气体。
31.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
所述至少一种气体是在导入所述基本气体后的状态下其分压为5mPa以上20mPa以下的水蒸气和分压为0.2mPa以上2mPa以下的氧气。
32.如权利要求22所述的气体放电屏制造方法，其特征在于：
在两块基板之间形成放电空间的步骤之前，设有在至少一块基板的面对所述放电空间的面上形成介质保护膜的步骤；
在形成所述介质保护膜的步骤中进行斜蒸镀。
33.一种气体放电屏的制造方法，其中包括：
在两块基板之间形成放电空间的步骤；
将所述放电空间排气直到二氧化碳气体残余量成为0.05mPa以上0.5mPa以下的步骤；以及
向所述排气步骤之后的放电空间导入基本气体的步骤。
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