JP2000164143A

JP2000164143A - 交流型プラズマディスプレイパネル、交流型プラズマディスプレイ装置及び交流型プラズマディスプレイパネル用基板

Info

Publication number: JP2000164143A
Application number: JP33970598A
Authority: JP
Inventors: Keiji Watabe; 勁二渡部; Keiji Fukuyama; 敬二福山; Takuya Ohira; 卓也大平; Takao Sawada; 隆夫沢田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】放電空間内の不純ガスが低減されて、安定的
な放電特性を有するＡＣ型ＰＤＰを提供する。【解決手段】ガラス基板１の表面上に互いに平行なＸ
電極１０とＹ電極とが延長形成され、これらの電極及び
ガラス基板１の上記表面を全面的に被覆する誘電体層２
が形成されている。誘電体層２の表面を全面的に被覆す
るように、ＭｇＯと１モル％〜３０モル％の膜中濃度の
ＣｅＯ₂とを含むアモルファス状態又は微結晶状態の保
護膜３３が形成されている。保護膜３３は、不純ガスを
吸着しうる粒界を有さない。保護膜３３は電子ビーム蒸
着法により形成され、このとき、塩基性炭酸マグネシウ
ム五水和物の粉末と酸化セリウム粉末とが所定の割合で
混合された混合粉末を金型に入れて加圧成型した後に、
それをアルミナルツボに入れ、大気中で１４００°Ｃ程
度の温度で以て約３０分間の焼成して得られるペレット
を蒸着源とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流型のプラズマ
ディスプレイパネル（以下「ＰＤＰ」と呼ぶ）に関する
ものであり、特に、放電空間内の不純ガスを低減化する
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電発光現象を利用するディスプレイで
あるＰＤＰは、それぞれの表面上に所定の電極が形成さ
れた２枚のガラス基板が、かかる表面同士が対面するよ
うに、且つ、隔壁によって所定の距離を保って配置さ
れ、両ガラス基板の周縁部が低融点ガラス等で封止され
た基本構造を有する。上記隔壁の側壁面上及びガラス基
板の上記表面上に蛍光体が配置されている。そして、両
ガラス基板の間に形成された放電空間内に放電ガスとし
て例えばキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）との混合ガ
スが封入されている。かかる放電ガスを上記電極に印加
される電圧を適切に制御して放電させ、当該放電で生じ
た紫外線によってＰＤＰ内に形成された蛍光体を励起す
る。かかる蛍光体からの可視光発光がＰＤＰの発光表示
として観測される。

【０００３】放電発光現象を利用するディスプレイであ
るＰＤＰは、その電極構造から、放電空間に金属電極が
露出している直流形（ＤＣ型）と、金属電極が誘電体で
覆われている交流形（ＡＣ型）とに大別される。特に、
ＡＣ型ＰＤＰでは上記誘電体上に、当該誘電体の保護膜
として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜が形成される。

【０００４】かかるＭｇＯ膜（保護膜）は、（ａ）上記
の誘電体層及び電極がプラズマに直接にさらされて、イ
オン衝撃によるダメージを受けないようにするための保
護膜として機能するほかに、（ｂ）所定の電極間に放電
電圧を印加したときに、ガス放電のための二次電子を放
出する機能（二次電子放出効果）や、（ｃ）壁電荷を蓄
積することによってＭｇＯ膜を有さない場合よりも低い
電圧で以て電子を放出する機能、即ち放電電圧を低減さ
せる機能を有する。

【０００５】このＭｇＯ保護膜の形成方法としては、一
般的に電子ビーム蒸着法が多用されるが、これは、
（ｉ）ＭｇＯ膜の成膜方法の中でかかる成膜方法が最も
速い速度で結晶性の良い（結晶の方位が揃い易い）薄膜
を形成できるという理由と、（ｉｉ）かかる成膜方法に
より形成されるＭｇＯ膜はＡＣ型ＰＤＰにおける放電に
対する諸性能（上述の（ａ）〜（ｃ））に優れるという
理由とによる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放電ガ
ス中に例えば水分や炭酸ガス等の不純ガスが多く含まれ
る場合には、放電ガスの電離係数が低下してしまうため
放電開始電圧等に高い電圧値が必要となるので、ＰＤＰ
の消費電力が大きくなってしまうという問題点がある。
また、上記不純ガスが蛍光体やその他の部材に吸収され
て経時的に減少すると、その減少後においては不必要に
高い電圧で以てＰＤＰを駆動することになるため好まし
いとは言えない。

【０００７】上述の問題点を解決するためには、上記２
枚のガラス基板の貼り合わせ工程までにＰＤＰの内部側
の材料や部品、特に放電空間に接する部分に使用される
材料等から十分に不純ガスを排出しておき、放電空間内
に不純ガス自体を持ち込まないようにするという対策が
考えられる。しかしながら、例えば保護膜は、空気中の
水分や炭酸ガス等を吸収する性質が非常に強いアルカリ
土類金属酸化物である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から
成るため、容易に水分等を吸収してしまう。このため、
保護膜ないしはＭｇＯ膜が成膜された時点から２枚のガ
ラス基板を貼り合わせる工程までの間に、同ＭｇＯ膜に
不純ガスを吸着させないないようにすることは極めて困
難である。つまり、ＭｇＯ膜はＰＤＰの構成材料の内で
不純ガスを発生しうる最大要因の一つに成り得る。

【０００８】上述の問題点に対する他の解決策として、
ＰＤＰの製作工程において、放電ガスの封入工程前にパ
ネル内ないしは放電空間内の真空排気を十分に行って、
上記不純ガスをできる限り少なくしておくという対策が
考えられる。かかる真空排気工程はＰＤＰを加熱ないし
はべーキングを実施しながら行われるが、ＭｇＯ膜に吸
着した水分等の不純ガス量は非常に多いので、かかるベ
ーキング処理によってもなお放電空間内に不純ガスが残
存してしまう。しかも、ＰＤＰを成す２枚のガラス基板
間の間隙は１５０μｍ程度の狭さであり、且つ、かかる
間隙は複数の隔壁によって極めて小さい空間に区切られ
ているので、真空排気時の気体の流れに対する抵抗は非
常に大きく、放電空間内の完全な真空排気は容易でな
い。

【０００９】他方、駆動電圧の経時的な変化に対して
は、その電圧が安定値に収束するまでエージング処理を
行えば良いが、実際に全ての製品に対して長時間のエー
ジング処理を実施するという対策は、製造工程ないしは
製造時間を長期化させると共にエージング処理のための
装置を非常に多く備えた大がかりな設備を必要とするた
め、到底採用するに値しないものと考えられる。

【００１０】そこで、本発明は上述の問題点を解決すべ
くなされたものであり、従来のＡＣ型ＰＤＰよりも不純
ガスの含有量が格段に低減されて、放電電圧等の放電特
性が改善・向上されたＡＣ型ＰＤＰを提供することを第
１の目的とする。

【００１１】更に、本発明は、上記第１の目的を達成す
るために、高い二次電子放出率を保ちつつ、水分や炭酸
ガス等の不純ガスの吸着が極めて少ない保護膜を提供す
ると共に、当該保護膜を備えるＡＣ型ＰＤＰを提供する
ことを第２の目的とする。

【００１２】更に、本発明は、第２の目的を実現しうる
保護膜を備えて、ＡＣ型ＰＤＰに適用されることにより
上記第１の目的を実現しうるＡＣ型ＰＤＰ用基板を提供
することを第３の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】（１）請求項１に記載の
発明に係る交流型プラズマディスプレイパネルは、放電
空間に面し、電極を被覆する誘電体上に形成された保護
膜を備える交流型プラズマディスプレイパネルであっ
て、前記保護膜は、酸化マグネシウムを備え、且つ、ア
モルファス状態又は微結晶状態であることを特徴とす
る。

【００１４】（２）請求項２に記載の発明に係る交流型
プラズマディスプレイパネルは、請求項１に記載の交流
型プラズマディスプレイパネルであって、前記保護膜
は、少なくとも、前記保護膜中での濃度が１モル％乃至
３０モル％の範囲内の希土類金属元素の酸化物を更に備
えることを特徴とする。

【００１５】（３）請求項３に記載の発明に係る交流型
プラズマディスプレイパネルは、請求項１又は２に記載
の交流型プラズマディスプレイパネルであって、前記希
土類金属元素の酸化物として、酸化セリウム、酸化スカ
ンジウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化
ガドリニウム及び酸化ジスプロシウムの内の少なくとも
１種以上が選択され、当該選択された前記希土類金属元
素の酸化物の合計の膜中濃度が１モル％乃至３０モル％
の濃度範囲内の値であることを特徴とする。

【００１６】（４）請求項４に記載の発明に係る交流型
プラズマディスプレイ装置は、請求項１乃至３のいずれ
かに記載の交流型プラズマディスプレイパネルを備える
ことを特徴とする。

【００１７】（５）請求項５に記載の発明に係る交流型
プラズマディスプレイパネル用基板は、基板の表面上に
電極、誘電体及び保護膜が順次に形成された交流型プラ
ズマディスプレイパネル用基板において、前記保護膜
は、酸化マグネシウムを備え、且つ、アモルファス状態
又は微結晶状態であることを特徴とする。

【００１８】（６）請求項６に記載の発明に係る交流型
プラズマディスプレイパネル用基板は、基板の表面上に
電極、誘電体及び保護膜が順次に形成された交流型プラ
ズマディスプレイパネル用基板において、前記保護膜
は、少なくとも酸化マグネシウムと前記保護膜中での濃
度が１モル％乃至３０モル％の範囲内の希土類金属元素
の酸化物とから成ることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）（ＡＣ型ＰＤＰの構造）図１は、本実施の形態１に係る
交流型プラズマディスプレイパネルの画素の基本単位で
ある１つの発光セル３０を抽出し、その構造を図示した
縦断面図である。

【００２０】図１に示すように、当該ＰＤＰにおいて前
面パネル３１（表示側）と背面パネル２２とが所定の距
離を保って対峙している。前面パネル３１を構成するガ
ラス基板１の背面パネル２２側の表面上に互いに平行な
Ｘ電極１０とＹ電極（図示せず）とから成る一対の電極
がストライプ状に形成されている。但し、図１では、そ
の図示する方向の関係から、上記一対の電極のうちのＸ
電極１０のみを図示化している。そして、当該一対の電
極及びガラス基板１の上記表面を全面的に被覆するよう
に誘電体層２が形成されている。更に、誘電体層２の表
面を全面的に覆うように、実施の形態１に係るＡＣ型Ｐ
ＤＰの特徴である保護膜３３が形成されている。保護膜
３３は二次電子放出材料としての酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）と同膜中における濃度が１．０モル％〜３０モル
％の範囲の酸化セリウム（ＣｅＯ₂）とを備えると共
に、当該保護膜３３はアモルファス状態又は微結晶状態
にある。なお、保護膜３３についての説明は、後に、従
来のＡＣ型ＰＤＰに係る保護膜（以下、「従来の保護
膜」のように呼ぶ）と比較しつつ詳述する。

【００２１】背面パネル２２に関しては、ガラス基板９
の前面パネル３１側の表面上にＸ電極１０及びＹ電極と
直交する方向にアドレス電極８がストライプ状に形成さ
れており、アドレス電極８とガラス基板９の表面を全面
的に覆うように誘電体からなる下地層７（以下、「誘電
体層７」とも呼ぶ）が形成されている。更に、同図１に
示すように、下地層７の前面パネル３１側の表面上であ
って隣接するアドレス電極８の間に相当する部分の所定
の領域にＰＤＰの発光色を分離するためのストライプ状
の隔壁６がアドレス電極８と平行に形成されており、発
光セル３０の隔壁６の側壁面及び下地層７の上記表面で
以て規定される各Ｕ字型溝の内表面を覆うように蛍光体
層５が形成されている。フルカラー表示のＡＣ型ＰＤＰ
の場合には、上記各Ｕ字型溝毎に蛍光体層５として赤色
発光用，緑色発光用，青色発光用の蛍光体が用いられ
る。

【００２２】そして、前面パネル３１と背面パネル２２
とは、平行かつ隔壁６の頂上部が前面パネル３１の保護
膜３３の誘電体２と接していない側の表面に当接するよ
うに配置されて、両パネル３１，２２の周辺部（図示せ
ず）において、低融点ガラス等のシール材（図示せず）
により封着されている。これら前面パネル３１，背面パ
ネル２２及びシール材により形成される放電空間２３に
は、放電ガス４として例えばキセノン（Ｘｅ）とネオン
（Ｎｅ）との混合ガスが封入されている。

【００２３】かかるＡＣ型ＰＤＰの画像表示は以下のよ
うに駆動して実施される。

【００２４】まず、表示させる所定の発光セル３０のア
ドレス電極８とＸ電極１０との間にのみ選択的に書き込
み放電パルスを印加して、放電を発生させる。この放電
により、当該所定の発光セル３０内の保護膜３３上には
電荷（壁電荷）が蓄積される。次に、Ｘ電極１０とＹ電
極との間に、当該両電極間ないしは放電空間２３の放電
開始電圧よりも低い所定の電圧値を有する維持放電パル
スを印加すると、先の書き込み放電による壁電荷を有す
る発光セル３０のＸ，Ｙ電極間には、当該維持放電パル
スと壁電荷との各電圧が重畳されて実質的に放電開始電
圧を超える電圧が印加されるので、同発光セル３０では
放電が起こる。この放電によって発生した紫外線が蛍光
体層５を成す蛍光体を励起することにより当該発光セル
３０が発光する。他方、壁電荷が形成されていない発光
セル３０では、上記の維持放電パルスの印加時であって
も、発光セル３０ないしは放電空間２３に印加される電
圧が実質的な放電開始電圧を超えないので、放電は発生
せず、従って発光は生じない。

【００２５】（保護膜材料）ここでは、まず上記保護膜
３３に対応する従来の保護膜を考察し、その後に従来の
保護膜と比較しつつ、図１の保護膜３３として適用され
る実施の形態１に係る保護膜の説明をする。

【００２６】従来のＡＣ型ＰＤＰにおける保護膜の材料
は酸化マグネシウムが使用され、かかる従来の保護膜
は、図１の誘電体層２に相当する従来の誘電体層の表面
上に、一般的に電子ビーム蒸着法を用いて形成される。
従来の保護膜の結晶性をＸ線回折法で調べた結果を図２
に示す。図２によれば、ピークαとして示すように、従
来の保護膜は、同保護膜が形成されているガラス基板の
表面と平行に結晶面（１１１）を有する単結晶として形
成されていることが解る。なお、図２中のピークβは、
上記結晶面（１１１）と同等の結晶面である結晶面（２
２２）を示している。

【００２７】更に、本願発明者らは従来の保護膜の結晶
構造をより詳細に調べた結果、従来の保護膜は、ガラス
基板の表面に平行な面が結晶面（１１１）を有し、且
つ、上記ガラス基板の表面に対して垂直な方向に結晶成
長した柱状の結晶の集合体であることが判明した。しか
も、各々の柱状結晶の大きさは０．１μｍ程度のかなり
小さいものであり、これらが非常に密に集合しているこ
とが解った。

【００２８】次に、従来の保護膜の加熱脱ガス特性を測
定した。かかる測定では、従来の保護膜が７０００オン
グストロームの厚みで成膜された基板を試料として用
い、当該試料を真空中で室温から３５０°Ｃまで昇温加
熱して行き、その昇温過程において試料から放出される
全ガス放出量を計測すると共に、当該放出ガスに対して
質量分析を実施してその組成を調べた。後述する図５の
（Ｉ）に示すように、従来の保護膜からの全ガス放出量
は、当該保護膜の１ｃｍ²（体積にして１ｃｍ²×７００
０オングストローム）当たり０．００７３Torr・liter
であった。また、放出ガスの主たる成分は水分であるこ
とが解り、その他に炭酸ガスや一酸化炭素等が検出され
た。

【００２９】かかる結果に基づいて、本願発明者らは従
来の保護膜のガス吸着機構を解明すべく種々の研究を行
って、大気中の水分や炭酸ガス等の不純ガスは保護膜の
露出している表面に吸着される以外に、上述の柱状結晶
同士の粒界においても吸着されること、並びに、かかる
粒界におけるガス吸着量は上記露出表面でのガス吸着量
よりも相当に多いことを解明するに至った。

【００３０】本願発明者らは、以上の詳細な実験及び考
察から、ＡＣ型ＰＤＰの保護膜として結晶粒界を有さな
いあるいは結晶粒界が極めて少ない材料又は結晶状態を
用いることによって保護膜自体へのガス吸着を有効に防
止して、放電空間内への不純ガスの持ち込み及び放出を
抑制することができること、並びに、そのような保護膜
を備えるＡＣ型ＰＤＰによれば安定な放電特性を得るこ
とができることを見出した。かかる知見に基づいて、実
施の形態１に係る保護膜、即ち、図１の保護膜３３はア
モルファス状態又は微結晶状態に制御される。

【００３１】以下に、実施の形態１に係る保護膜（ない
しは図１の保護膜３３）及びその製造方法を詳述する。
ここでは保護膜３３を電子ビーム蒸着法で形成する場合
について説明する。

【００３２】まず、実施の形態１に係る保護膜ないしは
図１の保護膜３３の形成にあたり、蒸着源用ペレットを
準備する。当該ペレットは、酸化マグネシウムの出発原
料である塩基性炭酸マグネシウム五水和物（(ＭｇＣ
Ｏ₃)₄Ｍｇ(ＯＨ)₂・５Ｈ₂Ｏ）の粉末と希土類金属元素
の酸化物である酸化セリウム（ＣｅＯ₂）粉末とが所定
の割合（後に明らかにする）で混合された混合粉末を金
型に入れて加圧成型した後に、それをアルミナルツボに
入れて大気中において１４００°Ｃ程度の温度で以て約
３０分間の焼成を実施して得られる焼結体である。そし
て、この焼結体ないしはペレットを小塊状に粉砕して、
電子ビーム蒸着装置の蒸着ルツボに入れ、これを蒸着源
として用いて実施の形態１に係る保護膜を成膜する。

【００３３】このように形成される実施の形態１に係る
保護膜に対して種々の測定を行った結果を以下に述べ
る。なお、測定にはガラス基板上あるいはシリコンウエ
ハー上に約７０００オングストロームの蒸着膜厚で当該
保護膜が成膜された実験用試料を用いた。

【００３４】まず、図３及び図４のそれぞれに、酸化マ
グネシウムと膜中濃度が１０モル％又は２０モル％の酸
化セリウムとを含有する場合の保護膜のＸ線回折図を示
す。図３及び図４に示すように、実施の形態１に係る保
護膜では、酸化マグネシウムのみから成る従来の保護膜
のＸ線回折図である図２中に見られる酸化マグネシウム
の結晶面（１１１）を示すピークα及び結晶面（２２
２）結晶面を示すピークβは全く検出されていない。し
かも、図３及び図４では、その他の結晶面を示すピーク
も全く検出されていない。このことから、実施の形態１
に係る保護膜は、従来の保護膜のように柱状に成長した
単結晶の集合体ではなく、アモルファス状態又は微結晶
状態にあると言うことができる。なお、「アモルファス
状態又は微結晶状態」とは、そのＸ線回折図において特
定の結晶面を示す明確なピークが検出されない場合の膜
の状態を言うものとする。

【００３５】次に、図５の（ＩＩ）に、実施の形態１に
係る保護膜の加熱脱ガス特性の測定結果を示す。かかる
測定は、図５の（Ｉ）に示す従来の保護膜と同様の方法
で行った。図５の（ＩＩ）に示すように、実施の形態１
に係る保護膜の１ｃｍ²（体積にして１ｃｍ²×７０００
オングストローム）当たりの全ガス放出量は０．００１
５Torr・literであり、従来の保護膜の測定結果と比較
して、格段に少なくないことが解る。

【００３６】図３〜図５の測定結果から、実施の形態１
に係る保護膜はアモルファス状態又は微結晶状態にある
ことが確認できる。実施の形態１に係る保護膜は、その
膜中に従来の保護膜における柱状結晶同士の結晶粒界を
有さないので、従来の保護膜と比較して、成膜後におい
ても水分や炭酸ガス等の不純ガスの吸着が格段に少な
い。酸化マグネシウムと酸化セリウムとから成る保護膜
がアモルファス状態又は微結晶状態になる理由は未だ十
分に解明されていないが、保護膜の成膜中に酸化セリウ
ムが酸化マグネシウムの結晶中に入り込んで酸化マグネ
シウムの結晶成長を阻止するためであると考えられる。

【００３７】以上の結果に基づいて、本願発明者らは、
上述の実施の形態１に係る保護膜を実際のＡＣ型ＰＤＰ
に適用した場合における酸化セリウムの膜中濃度の最適
条件を得るために、図１に示す発光セル３０の構造を有
する評価用ＡＣ型ＰＤＰ（以下「評価用ＰＤＰ」とも呼
ぶ）を作製して、その放電特性を評価すべく放電開始電
圧Ｖｆと放電維持電圧Ｖｓｍを測定した。

【００３８】この評価用ＰＤＰの前面パネル３１は、縦
８ｃｍ，横１０ｃｍのガラス基板１の上記表面上に、透
明導電膜から成り、それぞれの幅が３００μｍ，ギャッ
プ間隔（Ｘ電極１０とＹ電極との間隙）が７０μｍのＸ
電極１０及びＹ電極（一対の電極）を２４対有する。そ
して、このＸ電極１０，Ｙ電極を全面的に被覆する誘電
体層２として約３０μｍの厚みの低融点ガラスを形成し
た後に、誘電体層２上に実施の形態１に係る保護膜３３
を既述の成膜方法により形成した。特に、評価用ＰＤＰ
として、図６中の（Ｂ）〜（Ｈ）の左欄に示すように、
酸化マグネシウムと膜中濃度を０．５モル％〜３５モル
％の範囲内で変化させた酸化セリウムとを備える保護膜
（以下、それぞれを図６の左欄中の各アルファベットを
以て「保護膜（Ｂ）〜（Ｈ）」のように呼ぶ）を有す
る、７種類の評価用ＰＤＰ（以下、それぞれを上記左欄
中の各アルファベットを以て「（評価用）ＰＤＰ（Ｂ）
〜（Ｈ）」のように呼ぶ）を作製した。逆に言えば、保
護膜（Ｂ）〜（Ｈ）における酸化セリウムの膜中濃度が
それぞれの値になるように、既述の蒸着用ペレットにお
ける酸化マグネシウムと酸化セリウムとの混合比率を制
御する。

【００３９】他方、背面パネル２２は、縦８ｃｍ、横１
０ｃｍのガラス基板９上に、銀から成るアドレス電極８
を形成し、その上に下地層（誘電体層）７を形成した。
下地層７上には幅６０μｍ，高さ１３０μｍ，ピッチ４
００μｍの隔壁６を形成し、蛍光体層５として赤色発光
用，緑色発光用，青色発光用の蛍光体を隔壁６の側壁面
と下地層７の表面とにより形成される各Ｕ字型溝毎に、
同Ｕ字型溝の内表面上に塗り分けた。

【００４０】そして、前面パネル３１と背面パネル２２
とをその周辺部で封着し、その内部空間ないしは放電空
間２３内を真空排気した後に、５％のキセノンを混合し
たネオンガスを５００Ｔｏｒｒで封入した。なお、この
パネルの表示面積は縦３ｃｍ，横５ｃｍである。

【００４１】図６は、上記各評価用ＰＤＰ（Ｂ）〜
（Ｈ）の放電開始電圧Ｖｆ及び放電維持電圧Ｖｓｍを、
製造後の初期時（同図６の中欄）と全面点灯駆動を１０
０時間行ったエージング後（同図６中の右欄）とのそれ
ぞれにおいて測定して得られた結果を示す図である。な
お、比較のために、図６中の（Ａ）に、酸化マグネシウ
ムのみから成る従来の保護膜（以下、「保護膜（Ａ）」
とも呼ぶ）を有し、その他の構造は各評価用ＰＤＰ
（Ｂ）〜（Ｈ）と同様の構造を有するＡＣ型ＰＤＰ、即
ち、従来のＡＣ型ＰＤＰ（以下、「従来のＡＣ型ＰＤＰ
（Ａ）」とも呼ぶ）の放電開始電圧Ｖｆ及び放電維持電
圧Ｖｓｍの測定結果を示す。このとき、放電開始電圧Ｖ
ｆ及び放電維持電圧Ｖｓｍの測定は、従来のＡＣ型ＰＤ
Ｐ（Ａ）及び評価用ＰＤＰ（Ｂ）〜（Ｈ）のそれぞれの
Ｘ電極１０とＹ電極との間に、周波数５．２ｋＨｚ，パ
ルス幅６４μｓｅｃのパルス電圧を、その電圧値を変化
させて印加することにより行った。また、図６中の放電
開始電圧Ｖｆ及び放電維持電圧Ｖｓｍの値は全発光セル
での平均値を示す。

【００４２】図６中の（Ｃ）〜（Ｇ）に示すように、保
護膜（Ｃ）〜（Ｇ）を有する各評価用ＰＤＰ（Ｃ）〜
（Ｇ）の初期時及びエージング後のそれぞれにおける放
電開始電圧Ｖｆ及び放電維持電圧Ｖｓｍは、従来のＡＣ
型ＰＤＰ（Ａ）のそれらよりも低いことが解る。既述の
ように放電ガス中に不純ガスが多く存在する場合には放
電ガスの電離係数が低下してしまい、放電開始電圧Ｖｆ
や放電維持電圧Ｖｓｍが高くなることに鑑みれば、各評
価用ＰＤＰ（Ｃ）〜（Ｇ）の放電ガス中に含まれる不純
ガスの量は、従来のＡＣ型ＰＤＰ（Ａ）よりも格段に低
減化されていると言える。これに対して、図６中の
（Ｂ）及び（Ｈ）に示すように、保護膜中の酸化セリウ
ムの含有濃度が１．０モル％よりも小さい場合及び３０
モル％よりも大きい場合には、初期時及びエージング後
における各電圧Ｖｆ，Ｖｓｍの低減効果は殆ど見られ
ず、不純ガスの低減の効果は低いと考えられる。

【００４３】更に、図６によれば、評価用ＡＣ型ＰＤＰ
（Ｃ）〜（Ｇ）の放電開始電圧Ｖｆの初期時とエージン
グ後とにおける電圧の変化量及び放電維持電圧Ｖｓｍに
ついての同変化量は共に、従来のＡＣ型ＰＤＰ（Ａ）に
おける同変化量より小さいという結果を読み取ることが
できる。エージングにより上記電圧Ｖｆ，Ｖｓｍが低下
するのは、既述のように時間とともに不純ガスが蛍光体
層５（図１参照）を成す蛍光体や他の部材に吸着・吸収
されて放電空間内に存在する不純ガスが減少するためで
ある。かかる点に鑑みれば、評価用ＰＤＰ（Ｃ）〜
（Ｇ）において、初期時とエージング後における電圧Ｖ
ｆ，Ｖｓｍの各々の変化量が従来のＡＣ型ＰＤＰ（Ａ）
よりも小さいという事実は、ＡＣ型ＰＤＰの初期時にお
いて既に不純ガスの量が従来のＡＣ型ＰＤＰ（Ａ）より
も大幅に低減化されていることを示唆しているに他なら
ない。即ち、保護膜（Ｃ）〜（Ｇ）は成膜時からＡＣ型
ＰＤＰの完成に至る製造工程中における不純ガスの吸着
が、従来の保護膜（Ａ）よりも格段に少ないと言える。
これに対して、図６中の（Ｂ）及び（Ｈ）に示すよう
に、保護膜中の酸化セリウムの含有濃度が１．０モル％
よりも小さい場合及び３０モル％よりも大きい場合に
は、初期時とエージング後との各電圧Ｖｆ，Ｖｓｍの変
化量は、従来のＡＣ型ＰＤＰ（Ａ）のそれらと殆ど変わ
りがない。

【００４４】以上の測定結果並びに考察は、以下のよう
に整理される。即ち、図１のＡＣ型ＰＤＰの保護膜３３
として、二次電子放出材料としての酸化マグネシウムと
酸化セリウムとを備え、且つ、酸化セリウムの膜中濃度
が１．０モル％〜３０モル％の範囲内に制御されること
によって確実にアモルファス状態又は微結晶状態にある
保護膜を適用する場合には、成膜時からＰＤＰの完成に
至るまでの製造工程中において水分や炭酸ガス等の不純
ガスの吸着自体が格段に低減化されて、完成したＡＣ型
ＰＤＰにおける保護膜３３からは上記水分や炭酸ガス等
の不純ガスを放出することが殆どない。従って、従来の
ＡＣ型ＰＤＰと比較して、放電ガスの電離係数が改善・
向上されるため、放電開始電圧Ｖｆや放電維持電圧Ｖｓ
ｍの低減化、即ち、省電力化が推進されて、図１のＡＣ
型ＰＤＰは安定的な動作を実現する。このとき、従来の
ＡＣ型ＰＤＰ（Ａ）よりも放電開始電圧Ｖｆ及び放電維
持電圧Ｖｓｍが低減化されながらも安定的な放電特性を
得ることが可能であることは、保護膜３３中に上記濃度
範囲内の酸化セリウムを含んでいても酸化マグネシウム
の二次電子放出効果は失われていないことを示唆してい
る。

【００４５】これに対して、図６中の（Ｂ）に示すよう
に、酸化セリウムの含有濃度が１モル％よりも低い場合
には、酸化セリウムの酸化マグネシウム結晶への入り込
み作用が小いので、酸化マグネシウムの結晶成長を抑制
する効果が小さいと考えられる。このため、保護膜
（Ｂ）中の酸化マグネシウムの結晶粒の大きさは従来の
保護膜（Ａ）を成す酸化マグネシウムと大差がない。つ
まり、保護膜（Ｂ）は従来の保護膜（Ａ）と同程度の結
晶粒界を有するので、放電開始電圧Ｖｆ及び放電維持電
圧Ｖｓｍの値も従来の保護膜（Ａ）の各値に対して改善
されないものと考えられる。他方、酸化セリウムの膜中
濃度が３０モル％よりも大きい場合には、膜中の酸化セ
リウムの量が多過ぎるために、酸化マグネシウム自身の
二次電子放出効果が低下してしまい、その結果として放
電開始電圧Ｖｆ及び放電維持電圧Ｖｓｍの低減化効果が
得られないものと考えられる。

【００４６】なお、酸化セリウムの代わりに、酸化スカ
ンジウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジム、酸化
ガドリニウム、酸化ジスプロシウム等の希土類金属元素
の酸化物を１．０モル％〜３０モル％の膜中濃度で以て
酸化マグネシウム中に添加することによって、又は、酸
化セリウム等の上記希土類金属元素の酸化物の内の２種
類以上を、膜中濃度の合計が上記濃度範囲となるように
制御して酸化マグネシウム中に添加することによって、
上述の不純ガスの吸着低減効果を得ることが可能であ
る。従って、これらの保護膜をＡＣ型ＰＤＰに適用する
ときには、既述の効果を得ることができる。上述の希土
類金属酸化物によって上述の効果を発揮する理由は未だ
定かではないが、本願発明者は、既述の酸化セリウムの
場合と同様に、これらの金属元素の３価又は４価のイオ
ン状態におけるイオン半径が比較的小さいことと関連が
あり、イオン半径が小さい方が酸化マグネシウムの粒界
に入りやすいものと考える。

【００４７】更に、保護膜が酸化マグネシウム及び酸化
セリウム等の上記希土類金属元素の酸化物以外の他の元
素を含んでいる場合、又、同保護膜が電子ビーム蒸着法
以外の成膜方法、例えばスパッタ法やイオンアシスト電
子ビーム法を用いて形成される場合であっても、その保
護膜がアモルファス状態又は微結晶状態である限り、上
述の不純ガスの吸着低減効果が発揮されて、放電開始電
圧Ｖｆ及び放電維持電圧Ｖｓｍの低減化ないしはＡＣ型
ＰＤＰの省電力化を実現することができる。

【００４８】また、プラズマディスプレイ装置に実施の
形態１に係るＡＣ型ＰＤＰを備えるときには、上述の効
果が発揮されて、従来の交流プラズマディスプレイ装置
よりも更に省電力化が推進された交流型プラズマディス
プレイ装置を得ることができる。

【００４９】さて、ＡＣ型ＰＤＰの保護膜中に不純物元
素を添加する先行技術として、特開昭５６−６１７３
９号公報、特開平８−２３６０２８号公報及び特開
昭５２−１１６０６７号公報のそれぞれに開示される先
行技術がある。

【００５０】上記公報には、保護膜を成す酸化マグネ
シウム中に１０００ｐｐｍ以下の濃度で以て耐湿性物質
である二酸化チタンを添加して、酸化マグネシウムの吸
湿性を改善する技術が開示されているが、チタン元素は
希土類金属元素ではないという点で、本実施の形態１に
係る保護膜３３とは相違する。

【００５１】また、上記公報には、保護膜である酸化
マグネシウム中のマグネシウム元素の一部を鉄，クロム
又はバナジウムで置換することによって、保護膜の二次
電子放出効果を改善して、ＡＣ型ＰＤＰの放電開始電圧
の低減化及び放電マージン電圧を増大化を図るための技
術が提案されている。しかしながら、保護膜中に含まれ
る、酸化マグネシウム以外の元素が、実施の形態１に係
る保護膜３３の特徴である希土類金属元素の酸化物では
ない。しかも、実施の形態１に係る保護膜３３の特徴で
ある同膜の結晶状態やその結晶状態に起因する不純ガス
低減効果について何ら示峻を与えるものではない。

【００５２】更に、上記公報に開示される先行技術に
係る保護膜は、アルカリ土類金属であるストロンチウム
化合物（酸化ストロンチウム等が提案される）とアルカ
リ土類金属元素又は希土類金属元素の化合物の１種類以
上（酸化イットリウムや酸化ランタン等が提案される）
とから成るため、少なくとも酸化マグネシウムと希土類
金属元素の酸化物とから成る保護膜３３とは保護膜の材
料自体が全く異なる。しかも、当該公報に係る先行技
術は、ＡＣ型ＰＤＰの放電電圧の低減化を図る技術であ
り、上記公報に係る先行技術と同様に、実施の形態１
に係る保護膜３３の特徴である不純ガス低減効果につい
て言及されていない。

【００５３】

【発明の効果】（１）請求項１に係る発明によれば、保
護膜はアモルファス状態又は微結晶状態であるため、従
来の交流型プラズマディスプレイパネル（ＡＣ型ＰＤ
Ｐ）において柱状結晶の集合体として構成される保護膜
が有する結晶粒界が全く存在しない。このため、従来の
保護膜のように結晶粒界に水分や炭酸ガス等の不純ガス
が吸着することがないので、かかる保護膜を備えるＡＣ
型ＰＤＰは、従来のＡＣ型ＰＤＰと比較して、放電空間
内への上記不純ガスの持ち込み及び放出が格段に抑制さ
れる。従って、請求項１に係る発明によれば、放電空間
内に封入された放電ガスの電離係数が向上するため、放
電開始電圧等の電圧が低減化されて省電力化が推進され
た、且つ、放電特性の経時変化が小さいＡＣ型ＰＤＰを
実現することができる。

【００５４】（２）請求項２に係る発明によれば、希土
類金属元素の酸化物は膜中濃度が１モル％乃至３０モル
％の濃度範囲内であるため、酸化マグネシウムが柱状結
晶として成長することが有効に阻止して、確実にアモル
ファス状態又は微結晶状態の保護膜を得ることができ
る。このとき、希土類金属の酸化物の濃度を上記濃度範
囲に設定するので、酸化マグネシウムが有する二次電子
放出効果を低減させることもない。従って、上述の
（１）の効果を確実に得ることができる。しかも、保護
膜が少なくとも酸化マグネシウムと上記濃度範囲内の膜
中濃度の希土類金属元素の酸化物とを備える限り、その
他の添加物が含まれていても、かかる効果は発揮され
る。

【００５５】当該保護膜を例えば電子ビーム蒸着法によ
り形成する場合には、保護膜材料のペレットとして、酸
化マグネシウムと蒸着後の膜中濃度が上記濃度範囲内の
値となるようにその含有量が適切に制御された上記希土
類金属元素の酸化物とから成る焼結体を準備して用いる
のみという簡便な製造方法により成膜可能である。しか
も、従来の電子ビーム蒸着装置をそのまま使用して、ア
モルファス状態又は微結晶状態の保護膜を形成すること
ができるという利点がある。かかる点は、当該保護膜を
スパッタ法やイオンアシスト電子ビーム法等の他の成膜
方法においても同様である。

【００５６】（３）請求項３に係る発明によれば、上述
の（１）又は（２）と同様の効果を得ることができる。

【００５７】（４）請求項４に係る発明によれば、上述
の（１）〜（３）のいずれかの効果が発揮されて、従来
の交流型プラズマディスプレイ装置よりも一層に省電力
化を実現しうる交流型プラズマディスプレイ装置を提供
することができる。

【００５８】（５）請求項５に係る発明によれば、ＡＣ
型ＰＤＰが当該ＡＣ型ＰＤＰ用基板を備えるときには、
上記（１）と同様の効果を得ることができる。

【００５９】（６）請求項６に係る発明によれば、保護
膜は酸化マグネシウムと１モル％乃至３０モル％の希土
類金属元素の酸化物とから成るため、当該保護膜はアモ
ルファス状態又は微結晶状態である。このため、ＡＣ型
ＰＤＰが当該ＡＣ型ＰＤＰ用基板を備えるときには、上
記（２）と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係るＡＣ型ＰＤＰの構造を模
式的に示す縦断面図である。

【図２】従来の保護膜（ＭｇＯ）のＸ線回折図であ
る。

【図３】実施の形態１に係る保護膜（ＭｇＯ＋１０モ
ル％ＣｅＯ₂）のＸ線回折図である。

【図４】実施の形態１に係る保護膜（ＭｇＯ＋２０モ
ル％ＣｅＯ₂）のＸ線回折図である。

【図５】従来の保護膜からの全ガス放出量と実施の形
態１に係る保護膜からの全ガス放出量とを比較して示す
図である。

【図６】従来の保護膜を備えるＡＣ型ＰＤＰと実施の
形態１に係る保護膜を備えるＡＣ型ＰＤＰとのそれぞれ
における放電開始電圧（Ｖｆ）及び放電維持電圧（Ｖｓ
ｍ）を示す図である。

【符号の説明】

１ガラス基板、２誘電体層、４放電ガス、５蛍
光体層、６隔壁、７下地層（誘電体層）、８アドレ
ス電極、９ガラス基板、１０Ｘ電極、２２背面パ
ネル、２３放電空間、３０発光セル、３１前面パ
ネル、３３保護膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大平卓也東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者沢田隆夫東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5C040 FA01 GB03 GB14 GE07 KA04 KB03 KB08 KB09 KB19 KB28 MA10 MA12 MA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電空間に面し、電極を被覆する誘電体
上に形成された保護膜を備える交流型プラズマディスプ
レイパネルであって、前記保護膜は、酸化マグネシウムを備え、且つ、アモル
ファス状態又は微結晶状態であることを特徴とする、交
流型プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】請求項１に記載の交流型プラズマディス
プレイパネルであって、前記保護膜は、少なくとも、前記保護膜中での濃度が１
モル％乃至３０モル％の範囲内の希土類金属元素の酸化
物を更に備えることを特徴とする、交流型プラズマディ
スプレイパネル。
【請求項３】請求項１又は２に記載の交流型プラズマ
ディスプレイパネルであって、前記希土類金属元素の酸化物として、酸化セリウム、酸
化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジ
ム、酸化ガドリニウム及び酸化ジスプロシウムの内の少
なくとも１種以上が選択され、当該選択された前記希土
類金属元素の酸化物の合計の膜中濃度が１モル％乃至３
０モル％の濃度範囲内の値であることを特徴とする、交
流型プラズマディスプレイパネル。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の交流
型プラズマディスプレイパネルを備えることを特徴とす
る、交流型プラズマディスプレイ装置。
【請求項５】基板の表面上に電極、誘電体及び保護膜
が順次に形成された交流型プラズマディスプレイパネル
用基板において、前記保護膜は、酸化マグネシウムを備え、且つ、アモル
ファス状態又は微結晶状態であることを特徴とする、交
流型プラズマディスプレイパネル用基板。
【請求項６】基板の表面上に電極、誘電体及び保護膜
が順次に形成された交流型プラズマディスプレイパネル
用基板において、前記保護膜は、少なくとも酸化マグネシウムと前記保護
膜中での濃度が１モル％乃至３０モル％の範囲内の希土
類金属元素の酸化物とから成ることを特徴とする、交流
型プラズマディスプレイパネル用基板。