JP2001076629A - ガス放電パネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来より低い駆動電圧で駆動でき、かつ発光
効率の優れたガス放電パネルとその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 負のバイアス電圧をフロントパネル２０
に印加しつつ、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオン
プレーティング法から選択した方法により酸化マグネシ
ウム、酸化アルミニウム、スピネルのうち１種類以上よ
りなる保護層２４２を作製し、当該保護層２４２の結晶
構造中に２個の自由電子がトラップされた酸素欠陥（Ｆ
中心）を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表示デバイス等に用
いるガス放電パネルとその製造方法に関するものであっ
て、特に高品位のプラズマディスプレイパネルとその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハイビジョンをはじめとする高品
位で大画面のディスプレイに対する期待が高まっている
中で、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマ
ディスプレイパネル（ＰＤＰ）といった各ディスプレイ
装置が各分野において期待に応えるべく研究開発されて
いる。

【０００３】従来からテレビのディスプレイとして広く
普及しているＣＲＴは、解像度や画質の点で優れている
が、大型化に伴って奥行き及び重量が増す傾向があり、
４０インチ以上の大画面化には不向きである。またＬＣ
Ｄは消費電力が少なく、奥行きと重量に対する問題も回
避できる利点があるが、実際に大画面化した場合にプロ
セスコストや表示にかかる応答速度などの点で改良すべ
き問題を有している。

【０００４】このようなＣＲＴやＬＣＤに対し、ガス放
電表示装置に用いられるＰＤＰは、小さい奥行きでも大
画面化することが比較的容易である。ＰＤＰは、２枚の
ガラス板間にストライプ状に形成した隔壁（リブ）と、
隔壁間にＲＧＢ各色毎に配置した蛍光体層を有し、隔壁
の長手方向に対して直交配置した複数対の表示電極によ
り、隔壁とガラス板の間の放電空間に封入した放電ガス
（Ｈｅ-Ｘｅ系、Ｎｅ-Ｘｅ系等）中で放電し、これによ
り発生する紫外線（ＵＶ）により蛍光体を励起発光して
画面表示するものである。

【０００５】このような構造を有するＰＤＰは、すでに
５０インチクラスの製品が開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＰＤＰのパネル輝度
は、主として放電ガス中で発生する紫外線の強度に依存
する。現行の４０〜４２インチクラス（画素数６４０×
４８０個、セルピッチ０.４３ｍｍ×１.２９ｍｍ、単位
セル面積０.５５ｍｍ²）のＮＴＳＣ方式ＰＤＰでは、紫
外線（波長約１４７ｎｍ）によって１５０〜２５０ｃｄ
/ｍ²の発光効率を得ている。

【０００７】これに対し、近年注目を集めているハイビ
ジョン型ＰＤＰは、例えば４２インチクラスで画素数１
９２０×１１２５、セルピッチ０.１５ｍｍ×０.４８ｍ
ｍ、および単位セル面積０.０７２ｍｍ²等の性能が要求
されており、現行のＰＤＰの製品に比べて相当に高精細
の構造となる。一般的に紫外線の強度は放電空間の体積
に比例し、発光効率も蛍光体層の紫外線受光面積に依存
する性質があるので、高精細のＰＤＰでは放電空間が小
さくなり発光効率が低下し易い。したがって従来の技術
でハイビジョン型ＰＤＰを作製すると、発光効率は３０
〜４０ｃｄ/ｍ²にまで下がると思われる。高精細なＰＤ
Ｐで良好な画面表示を行うためには、この発光効率を飛
躍的に向上させることが必要となる。

【０００８】また高精細なパネルでは、各対の表示電極
の間隙が従来よりも狭くなる。この場合、一般的な放電
ガスの封入圧力下（５００〜７６０Ｔｏｒｒ）におい
て、各対の表示電極での放電開始電圧は従来より高くな
る（パッシェンの法則）。高精細なＰＤＰでは単位セル
数が多く、これに表示電極の数も比例するため、全体的
なＰＤＰの消費電力は従来よりかなり上昇してしまうこ
とが予想される。低い消費電力の製品が望まれる今日で
は、このような消費電力の増加を抑制する必要がある。

【０００９】さらに、高精細なＰＤＰでは走査線数が従
来より約３倍近く増加する。これは、ハイビジョン型Ｐ
ＤＰなどの高解像度の画面表示を行うために、従来の約
３倍の走査速度が要求されることを意味する。ここで、
各対の表示電極にパルスを印加してから実際に放電する
までに若干の時間的遅れ（放電遅れ）が生じるといった
性質がある。このため、高精細なＰＤＰで高解像度の画
面表示を行うには、放電遅れを短く抑えることで走査速
度を向上させる必要がある。

【００１０】本発明は以上のように、パネル輝度の向
上、消費電力の抑制、走査速度の向上の３点の課題を主
として鑑みてなされたものであって、その目的は、従来
より低い駆動電圧で駆動でき、かつ発光効率の優れたガ
ス放電パネルとその製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決する手段】上記を解決するために、本発明
は第一の電極と誘電体層が表面にその順に形成された第
一のプレートと、第二のプレートが、前記誘電体層と対
向するように配設されたガス放電パネルとして、前記誘
電体層は、少なくとも第二のプレートに対向する表面が
金属酸化物より構成され、かつ当該金属酸化物の結晶構
造中には２個の自由電子がトラップされた酸素欠陥が含
まれているものとした。

【００１２】このような構成の誘電体層によって、放電
開始時に放電ガスの電離などに由来して発生する一次電
子が、少なくとも誘電体層表面の金属酸化物からなる層
（以下、実施の形態および実施例も含めて「保護層」と
いう）の酸素欠陥に衝突し、２個の自由電子が二次電子
として放電空間に放出される。本発明では保護層に２個
の自由電子をトラップする酸素欠陥を存在させているた
め、主として１個の自由電子をトラップする酸素欠陥し
か存在しなかった従来の保護層よりも二次電子が多数得
られる。

【００１３】したがって本発明では、同じ電圧を印加し
ても放電空間に比較的豊富な数の電子が存在することに
なり、良好な規模のプラズマが低電力で形成され、優れ
た発光効率のガス放電パネルを実現することが可能とな
る。また豊富な二次電子の存在により、低電圧の印加で
も放電がすばやく形成し易くなるため、走査速度が向上
する効果も期待できる。

【００１４】このようなことから、本発明はハイビジョ
ン型のＰＤＰなどのガス放電パネルに特に有効である。
なお前記金属酸化物としては、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、スピネル（Ｍｇ
Ａｌ₂Ｏ₄）などが挙げられる。このような本発明のガス
放電パネルは、第一の電極を形成した第一のプレート表
面に誘電体層を形成する第一ステップと、第一のプレー
ト面と第二のプレート面を対向して貼着する第二ステッ
プとを備えるガス放電パネルの製造方法によって、前記
第一ステップにおいて、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ
装置、イオンプレーティング装置から選択した装置を用
い、当該装置の高周波発生部と第一のプレートとの間に
バイアス電圧を印加しつつ、少なくとも第二のプレート
に対向する表面部分が金属酸化物からなる誘電体層を形
成することにより製造が可能である。

【００１５】具体的には後述の実施例で説明するよう
に、以下の条件に設定して製造するのが望ましいという
ことが明らかになっている。すなわちプラズマＣＶＤ装
置を用いる場合は、前記第一ステップにおいて、３０Ｐ
ａ〜３００Ｐａの圧力下で、第一のプレートに─１００
Ｖ〜─２００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、前記
金属酸化物からなる層を形成するのが望ましい。

【００１６】またスパッタ装置を用いる場合は、前記第
一ステップにおいて、０.１Ｐａ〜１０Ｐａの圧力下
で、第一のプレートに─１００Ｖ〜─２００Ｖの負のバ
イアス電圧を印加しつつ、前記金属酸化物からなる層を
形成することが望ましい。さらにイオンプレーティング
装置を用いる場合には、前記第一ステップにおいて、
０.０１Ｐａ〜１.０Ｐａの圧力条件下で、第一のプレー
トに─５００Ｖ〜─１５００Ｖの負のバイアス電圧を印
加しつつ、前記金属酸化物からなる層を形成するのが望
ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】１.ガス放電パネル（ＰＤＰ）の
構成 １─１.ＰＤＰの全体的な構成 図１は、本発明の実施の形態に係るガス放電パネルの一
例であるＰＤＰ交流面放電型ＰＤＰ（以下単に「ＰＤ
Ｐ」という）の主要構成を示す部分的な断面斜視図であ
る。図中、ｚ方向がＰＤＰの厚み方向、ｘｙ平面がＰＤ
Ｐのパネル面に平行な平面に相当する。本ＰＤＰは４２
インチクラスのハイビジョン仕様に合わせた構成になっ
ている。

【００１８】図１に示すように、本ＰＤＰは互いに主面
を対向させて配設されたフロントパネル２０およびバッ
クパネル２６から構成される。フロントパネル２０の基
板となるフロントパネルガラス２１には、その片面に厚
さ０.１μｍ、幅１５０μｍの帯状の透明電極２２０
（２３０）と、厚さ７μｍ、幅５０μｍのバスライン２
２１（２３１）で構成される表示電極２２（２３）（Ｘ
電極２３、Ｙ電極２２）がｘ方向に沿って複数対並設さ
れ、各対の表示電極２２、２３との間隙（約５０μｍ）
で面放電を行うようになっている。

【００１９】表示電極２２、２３を配設したフロントパ
ネルガラス２１には、当該ガラス２１の面全体にわたっ
て誘電体層２４がコートされている。具体的に誘電体層
２４は、誘電体層本体２４１と保護層２４２とからな
り、フロントパネルガラス２１の表面に厚さ約２０μｍ
の誘電体層２４１本体がコートされた上に厚さ約０.９
μｍの保護層２４２がコートされている。

【００２０】バックパネル２６の基板となるバックパネ
ルガラス２７には、その片面に厚さ５μｍ、幅６０μｍ
の複数のアドレス電極２８がｙ方向を長手方向として一
定間隔毎（約１５０μｍ）でストライプ状に並設され、
このアドレス電極２８を内包するようにバックパネルガ
ラス２７の全面にわたって厚さ３０μｍの誘電体膜２９
がコートされている。誘電体膜２９上には、隣接するア
ドレス電極２８の間隙に合わせて高さ１００μｍ、幅３
５μｍの隔壁３０が配設され、そして隣接する隔壁３０
の側面とその間の誘電体膜２９の面上には、赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の何れかに対応する蛍
光体層３１〜３３が形成されている。これらのＲＧＢ各
蛍光体層３１〜３３はｘ方向に順次配されている。

【００２１】このような構成を有するフロントパネル２
０とバックパネル２６は、アドレス電極２８と表示電極
２２、２３の互いの長手方向が直交するように対向させ
つつ、両パネル２０、２６の外周縁部にて接着し封止さ
れている。前記両パネル２０、２６間にはＨｅ、Ｘｅ、
Ｎｅなどの希ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が
所定の圧力（従来は通常５００〜７６０Ｔｏｒｒ程度）
で封入されている。

【００２２】隣接する隔壁３０間は放電空間３８とな
り、隣り合う一対の表示電極２２、２３と１本のアドレ
ス電極２８が放電空間３８を挟んで交叉する領域が、画
像表示にかかるセル（不図示）に対応している。ｘ方向
のセルピッチは約１６０μｍ、ｙ方向のセルピッチは約
４８０μｍである。そして、このＰＤＰを駆動する時に
は不図示のパネル駆動部によって、アドレス電極２８と
表示電極２２、２３のいずれか（本実施の形態ではこれ
をＸ電極２３とする。なお一般に、当該Ｘ電極２３はス
キャン電極、Ｙ電極２２はサステイン電極と称される）
にパルスを印加し、放電させることにより各セルに書き
込み放電（アドレス放電）を行った後、一対の表示電極
２２、２３同士にパルスを印加し、放電させることによ
って短波長の紫外線（波長約１４７ｎｍを中心波長とす
る共鳴線）を発生させ、蛍光体層３１〜３３を発光させ
て画像表示をなす。

【００２３】ここにおいて、本ＰＤＰの主たる特徴は保
護層２４２の構成にある。上記保護層２４２は、２個の
自由電子をトラップした酸素欠陥（Ｆ中心）が結晶構造
中に存在していることを特徴とする。 １─２.本実施の形態の保護層の構成による効果 前述のような構成の保護層を有する本ＰＤＰによれば、
ＰＤＰ駆動時の放電維持期間の初期において各対の表示
電極２２、２３にパルスが印加されると、当該表示電極
２２、２３の間隙で放電が開始される。そして次第に保
護層２４２の表面から放電が放電空間に拡大し、放電ガ
スの原子が電離してプラズマが形成されるようになる。
このとき放電ガスの電離から一次電子が発生し、保護層
２４２の表面に衝突するが、一次電子が２個の自由電子
をトラップしたＦ中心に衝突すると、これらの自由電子
が２個とも二次電子となって放電空間３８に飛び出る。

【００２４】図２は、当該保護層２４２を中心とするフ
ロントパネル２０のｚ方向断面図である。当図のように
本実施の形態では、一次電子が保護層２４２のＦ中心に
衝突すると、理論的に一次電子の倍数の二次電子が得ら
れる。なお、当図ではこの機構を分かり易くするため一
次電子はＦ中心に衝突するものだけを表示しているが、
当然ながら実際には一次電子は他の領域の保護層２４２
の表面（従来より存在する１個の自由電子をトラップす
るＦ中心を含む）、および蛍光体層３１〜３３等にも衝
突している。

【００２５】ここで、二次電子放出係数をγ、放電開始
電圧をＶｆとするとき、これらの関係は次の数１で表す
ことができる（「プラズマディスプレイ」、共立出版
１９８３年 ｐｐ.４３を参照）。 [数１] Ｖｆ ＝ Ｅ/αｌｎ（１/γ＋１） なおＥとαはともに放電ガスの種類によって決定される
定数である。

【００２６】数１に示されるように、放電開始電圧Ｖｆ
と二次電子放出係数γとは反比例の関係にあるため、従
来より二次電子の放出量が向上されている本発明の保護
層２４２によって、二次電子放出係数γは大きい値を取
るため、放電開始電圧Ｖｆは低減されることとなる。そ
の結果、豊富な二次電子によってプラズマが拡大し、良
好な蛍光発光が得られ、パネル輝度が向上する。またプ
ラズマ中の電子数が豊富になるので、アドレス放電時に
おける電圧（書き込み電圧）も抑制され、全体としてＰ
ＤＰの駆動にかかる消費電力が効率よく低減される。

【００２７】また、放電空間３８に豊富に二次電子が存
在する状態で書き込み電圧が抑制され、従来より低い電
圧でアドレス放電が行えるようになり、各電極２２、２
３、２８にパルスを印加してから放電が開始するまでの
時間（放電遅れ）が短くなる（「プラズマディスプレ
イ」 共立出版、ｐｐ.５０〜５１、１９８２年を参
照）。したがって画面表示にかかる応答性が改善され、
ハイビジョン型ＰＤＰなどの走査線が比較的多いガス放
電パネルにおいても良好な表示性能（走査速度）を得る
ことが可能となる。

【００２８】なお、ＭｇＯ以外にも、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＡ
ｌ₂Ｏ₄などの材料で結晶構造に２個の二次電子をトラッ
プするＦ中心を形成できる（「電気学会放電研究会資
料」ＥＤ−９８−２０２ １９９８年を参照）ので、本
発明ではこれらの材料も保護層２４２の材料として使用
可能である。以上の保護層２４２の構成によって、本Ｐ
ＤＰでは良好なパネル輝度と優れた発光効率が得られ
る。その理由は、具体的には次のように考察することが
できる。

【００２９】１─３.従来と本実施の形態における保護
層の違いについて 前述のように、ＰＤＰでは各対の表示電極２２、２３よ
り生じる放電をもとに放電空間で放電ガスのプラズマを
形成し、このプラズマにより紫外線を発生して蛍光体を
励起発光させるが、蛍光体の発光規模（パネル輝度）は
紫外線の強度に比例する。これは、プラズマに含まれる
電子数を多くして紫外線の強度を高めるとパネル輝度が
向上することを意味する。

【００３０】各対の表示電極２２、２３の放電に由来
し、プラズマに含まれる一次電子は、一対の表示電極２
２、２３のうち一方の表示電極２２（２３）から保護層
２４２の表面を介して放電空間３８へと広がった後、他
方の表示電極２３（２２）へ再び移動する。ここで、従
来より保護層２４２の結晶構造中には自由電子をトラッ
プする酸素欠陥（Ｆ中心）と呼ばれる部位が存在する。
このＦ中心に一次電子が衝突すると、酸素欠陥にトラッ
プされていた自由電子が放電空間３８に飛び出して二次
電子となる。放電空間３８のプラズマは二次電子によっ
ても形成するので、放電空間３８に二次電子が充満する
ほど放電規模が拡大される。つまり放電空間３８に占め
る二次電子数が多いほどプラズマが大きくなり、パネル
輝度が向上するので、一次電子に対して得られる二次電
子の数は多いほど望ましい（「プラズマディスプレイ」
共立出版（株）ｐｐ.４７〜４９、１９８２年を参
照）。

【００３１】ここで、従来の保護層に存在するＦ中心は
自由電子を１個しかトラップしない類のものであり、
（Ｙ.ＣＨＥＮ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｖｏｌｕｍｅ．１
８２Ｎｏ.３ ｐｐ.１８２、１９６９を参照）、１個の
一次電子がＦ中心に当たっても二次電子は１個しか得ら
れなかった。したがって二次電子を効率よく獲得し、プ
ラズマを拡大してパネル輝度の向上に有効利用すること
は困難とされている。

【００３２】これに対し本発明は、保護層２４２の結晶
構造中に２個の自由電子がトラップされたＦ中心を形成
し、理論的に１個の一次電子の衝突により２個の二次電
子が得られるように図り、十分な二次電子を獲得してパ
ネル輝度の向上を可能にしている。 １─４.保護層の酸素欠陥（Ｆ中心）の存在を確認する
方法 ２個の自由電子がトラップされたＦ中心は、カソードル
ミネッセンス測定において固有の発光ピークを呈するの
で存在が確認できる。具体的にはＭｇＯの場合、波長３
５５、５７４、９７５ｎｍの各発光ピークを呈し、Ａｌ
₂Ｏ₃の場合、４１０ｎｍの発光ピーク、さらにＭｇＡｌ
₂Ｏ₄の場合、３５５、４１０、７００ｎｍの各発光ピー
クを呈する。従来より保護層に存在する１個の自由電子
をトラップするＦ中心のカソードルミネッセンスの発光
ピークは、ＭｇＯの場合７００ｎｍ、Ａｌ₂Ｏ₃の場合３
００ｎｍ、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄の場合３００ｎｍであることが
知られている（詳しくは、Ａｌ₂Ｏ₃については気象学会
研究会資料ＥＤ９８-２０２、ｐｐ.２３、１９９８年、
ＭｇＯについてはＰｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ．Ｖｏｌｕｍ
ｅ．１ Ｎｏ．４、１５、Ｆｅｂ.１９７０等を参照、
なおＭｇＡｌ₂Ｏ₄についてはＡｌ₂Ｏ₃と同様であると類
推している）。 ２.ＰＤＰの作製方法 次に、上記ＰＤＰの作製方法について、その一例を説明
する。

【００３３】２─１.フロントパネルの作製 厚さ約２.６ｍｍのソーダライムガラスからなるフロン
トパネルガラス２１の面上に表示電極２２、２３を作製
する。これにはまず、透明電極２２０、２３０を次のフ
ォトエッチングにより形成する。フロントパネルガラス
２１の全面に、厚さ約０.５μｍでフォトレジスト（例
えば紫外線硬化型樹脂）を塗布する。そして透明電極２
２０、２３０のパターンのフォトマスクを上に重ねて紫
外線を照射し、現像液に浸して未硬化の樹脂を洗い出
す。次に透明電極２２０、２３０の材料としてＩＴＯ等
をフロントパネルガラス２１のレジストのギャップに塗
布する。この後に洗浄液などでレジストを除去し、透明
電極２２０、２３０を完成する。

【００３４】続いて、ＡｇもしくはＣｒ-Ｃｕ-Ｃｒを主
成分とする金属材料により、前記透明電極２２０、２３
０上に厚さ約７μｍ、幅５０μｍのバスライン２２１、
２３１を形成する。Ａｇを用いる場合にはスクリーン印
刷法が適用でき、Ｃｒ-Ｃｕ-Ｃｒを用いる場合には蒸着
法またはスパッタ法などが適用できる。以上で表示電極
２２、２３が形成される。

【００３５】次に、表示電極２２、２３の上から酸化鉛
（ＰｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）、有機バインダー
（α─ターピネオールに１０％のエチルセルロースを溶
解したもの）をそれぞれ７５：１５：１０の重量比で混
合してなる鉛系ガラスのペーストをフロントパネルガラ
ス２１の全面にわたってコートし、焼成（５２０℃で１
０分）して厚さ約２０μｍの誘電体層本体２４１を形成
する。

【００３６】次に誘電体層本体２４１の表面に、酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ
₂Ｏ₃）、スピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）のいずれかよりな
り、結晶中に２個の電子がトラップされたＦ中心を有す
る厚さ約０.９μｍの保護層２４２を形成する。なお具
体的な保護層２４２の形成方法については後述する。以
上でフロントパネル２０が作製される。

【００３７】２─２.バックパネルの作製 厚さ約２.６ｍｍのソーダライムガラス２７からなるバ
ックパネルガラスの表面上に、スクリーン印刷法により
銀（Ａｇ）を主成分とする導電体材料を一定間隔でスト
ライプ状に塗布し、厚さ約５μｍのアドレス電極２８を
形成する。続いて、アドレス電極２８を形成したバック
パネルガラス２７の面全体にわたって鉛系ガラスペース
トを厚さ約２０〜３０μｍで塗布して焼成し、誘電体膜
２９を形成する。

【００３８】次に、誘電体膜２９と同じ鉛系ガラス材料
を用いて、誘電体膜２９の上に、隣り合うアドレス電極
２８の間隙（約１５０μｍ）毎に高さ約１２０μｍの隔
壁３０を形成する。この隔壁３０は、例えば上記ガラス
材料を含むペーストを繰り返しスクリーン印刷し、その
後焼成して形成できる。隔壁３０が形成できたら、隔壁
３０の壁面と、隣接する隔壁３０間で露出している誘電
体膜２９の表面に、赤色（Ｒ）蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光
体、青色（Ｂ）蛍光体のいずれかを含む蛍光インクを塗
布し、これを乾燥・焼成してそれぞれ蛍光体層３１〜３
３とする。

【００３９】一般的にＰＤＰに使用されている蛍光体材
料の一例を以下に列挙する。 赤色蛍光体； （Ｙ_xＧｄ_1-x）ＢＯ₃：Ｅｕ³⁺ 緑色蛍光体； Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ 青色蛍光体； ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ³⁺（或いはＢ
ａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：Ｅｕ³⁺） 各蛍光体材料は、例えば平均粒径約３μｍ程度の粉末が
使用できる。蛍光体インクの塗布法は幾つかの方法があ
るが、ここでは公知のメニスカス法と称される極細ノズ
ルからメニスカス（表面張力による架橋）を形成しなが
ら蛍光体インクを吐出する方法を用いる。この方法は蛍
光体インクを目的の領域に均一に塗布するのに好都合で
ある。なお、本発明は当然ながらこの方法に限定するも
のではなく、スクリーン印刷法など他の方法も使用可能
である。

【００４０】以上でバックパネル２６が完成される。な
おフロントパネルガラス２１およびバックパネルガラス
２７をソーダライムガラスからなるものとしたが、これ
は材料の一例として挙げたものであって、これ以外の材
料でもよい。 ２─３.ＰＤＰの完成 作製したフロントパネル２０とバックパネル２６を、封
着用ガラスを用いて貼り合わせる。その後、放電空間３
８の内部を高真空（８×１０^-7Ｔｏｒｒ）程度に排気
し、これに所定の圧力（５００〜７６０Ｔｏｒｒ）でＮ
ｅ-Ｘｅ系やＨｅ-Ｎｅ-Ｘｅ系、Ｈｅ-Ｎｅ-Ｘｅ-Ａｒ系
などの放電ガスを封入する。

【００４１】以上で、本実施の形態のＰＤＰが完成され
る。次に、保護層２４２の形成方法について詳細に説明
する。 ３.保護層の詳細な形成方法 すでに述べたように、二次電子の放出量が良好な保護層
２４２を作製するために、本発明では結晶構造中に２個
の自由電子がトラップされたＦ中心を形成する。このＦ
中心を形成するには、基本的に保護層２４２の材料（ソ
ース物質）を高エネルギー状態で誘電体層本体２４１の
表面に衝突させて堆積させるとよい。具体的には、フロ
ントパネル２０に負のバイアス電圧を印加しつつ、以下
に説明するスパッタ法、プラズマＣＶＤ法あるいはイオ
ンプレーティング法のいずれかによって保護層２４２を
形成する。

【００４２】３─１.プラズマＣＶＤ法による保護層の
形成方法 図３は、プラズマＣＶＤ装置の概略図である。本プラズ
マＣＶＤ装置４０は、内部に高周波発生装置４７が配置
されたＣＶＤ装置本体４５、Ａｒガスボンベ４１ａ（４
１ｂ）、および気化器４２（４３）等から主として構成
される。図中、ＣＶＤ装置本体４５、気化器４２、４３
は断面構造が示されている。またフロントパネル２０に
ついては図３〜図５にわたり誘電体層本体２４１を形成
した時点のものを表示している（保護層２４２は未だ形
成していない）。

【００４３】高周波発生装置４７は、互いに対向する高
周波発生部４７１と加熱テーブル４７２からなる。加熱
テーブル４７２は、フロントパネル２０を誘電体層２４
を形成した面を上にして載置し、プレート加熱ヒータ４
６により当該パネル２０を加熱するものである。なお、
加熱テーブル４７２に載置されたフロントパネル２０に
はバイアス電源５０により負のバイアス電圧が印加され
るようになっている。高周波発生部４７１は、アースさ
れた高周波電源４８によりＣＶＤ装置本体４５の内部で
高周波を発生する。

【００４４】Ａｒガスボンベ４１ａ（４１ｂ）は、キャ
リアガスであるＡｒガスをバルブＣ１（Ｃ２）、配管Ｌ
１（Ｌ３）を介して気化器（バブラー）４２（４３）に
供給する。気化器４２（４３）はヒータ４２Ｌ（４３
Ｌ）により加熱されるようになっており、内部にＡｌ₂
Ｏ₃、ＭｇＡｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯのいずれかのソース物質と
なる金属キレート溶液、アセチルアセトン、シクロペン
タジエニル化合物等を保温して蓄えている。これらの液
状のソース物質は、気化器４２（４３）に配管Ｌ１（Ｌ
３）を介して供給されるＡｒガスと混合され、配管Ｌ２
（Ｌ４）を介してＣＶＤ装置本体４５に送り込まれる。

【００４５】なお、金属キレートおよびシクロペンタジ
エニル化合物としては、例えば、Ｍｇのソース物質とし
てMagnesium Dipivaloyl Methane[Ｍｇ（Ｃ₁₁Ｈ₁₉Ｏ₂）
₂]、Magnesium Acetylacetone[Ｍｇ（Ｃ₅Ｈ₇Ｏ₂）₂]、C
yclopentadienyl Magnesium[Ｍｇ（Ｃ₅Ｈ₅）₂]、Magnes
ium Trifluoroacetylacetone[Ｍｇ（Ｃ₂Ｈ₅Ｆ
₃Ｏ₂）₂]、一方、Ａｌのソース物質としてAluminiumDip
ivaloyl Methane[Ａｌ（Ｃ₁₁Ｈ_{1 9}Ｏ₂）₃]、Aluminium A
cetylacetone[Ａｌ（Ｃ₅Ｈ₇Ｏ₂）₃]、Aluminium Triflu
oroacetylacetone[Ａｌ（Ｃ₅Ｈ₅Ｆ₃Ｏ₂）₃]等が挙げら
れる。

【００４６】このような各ソース物質を用いて実際にＭ
ｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄のいずれかのを作製する
場合、ＭｇＯやＡｌ₂Ｏ₃はそれぞれＭｇもしくはＡｌの
単一のソース物質、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄はＭｇとＡｌのソース
物質を１：２のモル比になるように混合して用いる。Ｏ
₂ボンベ４４は、反応ガスであるＯ₂ガスをＣＶＤ装置本
体４５に供給する。

【００４７】減圧ポンプ４９は、ＣＶＤ装置本体４５の
内圧を調整するためのものであり、適宜配管Ｌ６により
ＣＶＤ装置本体４５内のガスを外部に排出する。以上の
構成を有するプラズマＣＶＤ装置４０によれば、保護層
２４２の形成に際し、予め加熱テーブル４７２にフロン
トパネル２０を載置しておき、プレート加熱ヒータ４６
により加熱テーブル４７２を２５０〜３８０℃程度に加
熱する。そしてバルブＣ１〜Ｃ３を開け、Ａｒガス、ソ
ース物質、Ｏ₂ガスをＣＶＤ装置本体４５に送り込む。
また、バルブＣ１〜Ｃ３と減圧ポンプ４９とを用いてＣ
ＶＤ装置本体４５の内圧を３０〜３００Ｐａに調節す
る。

【００４８】続いて高周波電源４８により高周波発生装
置４７を例えば１３．５６ＭＨｚの高周波で駆動し、Ｃ
ＶＤ装置本体４５内部にプラズマを発生させる。またバ
イアス電源５０を用い、─１００Ｖ〜１５０Ｖの負のバ
イアス電圧をフロントパネル２０に印加する。この状態
で誘電体層本体２４１の表面上にソース物質を蒸着さ
せ、保護層２４２を形成する。

【００４９】３─２.スパッタ法による保護層の形成 図４は、スパッタ装置の概略図である。図中、スパッタ
装置本体６５は断面構造が示されている。本スパッタ装
置６０は、内部に高周波発生装置６４が配置されたスパ
ッタ装置本体６５、Ａｒガスボンベ６１ａ、Ｏ₂ガスボ
ンベ６１ｂ等から主として構成される。

【００５０】高周波発生装置６４は、高周波発生部６４
１と加熱テーブル６４２、プレート加熱ヒータ６３で構
成され、その構成は前記高周波発生装置４７とほぼ同様
である。また、加熱テーブル６４２に載置されたフロン
トパネル２０にはバイアス電源６８により負のバイアス
電圧が印加されるようになっている。高周波発生部６４
１は、アースされた高周波電源６７によりＣＶＤ装置本
体６５の内部で高周波（例えば１３.５６ＭＨｚ）を発
生する。

【００５１】なお、高周波発生部６４１にはフロントパ
ネル２０と対向する面に保護層の材料としてＭｇＯ、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄のいずれかの固体のソース物質
（ターゲット材６２）が装着されている。またＡｒガス
ボンベ６１ａ（Ｏ₂ガスボンベ６１ｂ）は、バルブＣ４
（バルブＣ５）、配管Ｌ７（配管Ｌ８）を介してスパッ
タ装置本体６５と連結され、ＣＶＤ装置本体６５内部に
ガスを供給できるようになっている。

【００５２】減圧ポンプ６６は、ＣＶＤ装置本体６５の
内圧を調整するためのものであり、適宜配管Ｌ９により
ＣＶＤ装置本体６５内のガスを外部に排出する。以上の
構成を有するスパッタ装置６０によれば、保護層形成に
際し、誘電体層本体２４１を上にしてフロントパネル２
０を加熱テーブル６４２に載置し、予めプレート加熱ヒ
ータ６３により加熱テーブル６４２を所定の温度（２５
０℃〜３８０℃）に加熱する。そしてバルブＣ４、Ｃ５
を開けてＡｒガス、Ｏ₂ガスをそれぞれスパッタ装置６
０に導入する。また減圧ポンプ６６により、ＣＶＤ装置
本体６５の内圧を０．１Ｐａ〜１０Ｐａに調節する。

【００５３】続いて高周波電源６７により高周波発生装
置６４を例えば１３.５６ＭＨｚの高周波で駆動し、Ｃ
ＶＤ装置本体６５の内部に本体６５にプラズマを発生さ
せながら、同時にバイアス電源６４を用いて、−１００
Ｖ〜─１５０Ｖの負の電位をフロントパネル２０に印加
する。そしてＡｒイオンをターゲット材６２に衝突させ
てこれをスパッタし、誘電体層２４上にＭｇＯ、Ａｌ₂
Ｏ₃、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄のいずれかよりなる保護層２４２を
形成する。

【００５４】３─３.イオンプレーティング法による保
護層の形成方法 図５は、イオンプレーティング装置の概略図である。図
中、イオンプレーティング装置本体８７は断面構造が示
されている。本イオンプレーティング装置８０は、内部
に加熱テーブル８２、ホローカソード発生源８４、プラ
ズマ発生コイル（高周波発生部）８５等が配置されたイ
オンプレーティング装置本体８７、Ａｒガスボンベ８１
ａ、Ｏ₂ガスボンベ８１ｂ等から主として構成される。

【００５５】加熱テーブル８２はプレート加熱ヒータ８
１により加熱され、フロントパネル２０に伝熱する。ま
た、不図示のパネル固定器（クリップなど）を備えてお
り、フロントパネル２０を誘電体層本体２４１を形成し
たフロントパネル２０の面をプラズマ発生コイル８５に
対面させた状態でテーブル表面に固定する。プラズマ発
生コイル８５は高周波電源８９に接続され、高周波（例
えば１３.５６ＭＨｚ）を発生してイオンプレーティン
グ装置本体８７内部にＡｒガスのプラズマを発生する。

【００５６】減圧ポンプ８３はイオンプレーティング装
置本体８７の内圧を調節するためのものであり、適宜配
管Ｌ１２によりイオンプレーティング装置本体８７内部
のガスを排出する。ホローカソード蒸発源８４は当図か
らは見えないが、上部に円筒形状を有する陰極であっ
て、その内部にソース物質が配置されており、電源８９
から供給される電力によりソース物質を蒸発させる。

【００５７】以上の構成を有するイオンプレーティング
装置８０によれば、フロントパネル２０の保護層形成に
際し、予めフロントパネル２０を固定した加熱テーブル
８２をプレート加熱ヒータ８１により２００℃に加熱す
る。そしてバルブＣ６、Ｃ７を開け、Ａｒガス、Ｏ₂ガ
スを配管Ｌ１０、Ｌ１１よりイオンプレーティング装置
本体８７内部に送り込む。また、減圧ポンプ８３により
イオンプレーティング装置本体８７の内圧を０.０１Ｐ
ａ〜１.０Ｐａに調節する。

【００５８】続いて高周波電源８８よりプラズマ発生コ
イル８５を例えば（１３.５６ＭＨｚ）の高周波で駆動
し、イオンプレーティング装置本体８７内にプラズマを
発生させる。これと同時に電源８９によりホローカソー
ド蒸発源８４を駆動し、ソース物質を蒸発させてイオン
プレーティング装置本体８７内に充満させる。そしてバ
イアス電源８６によりフロントパネル２０に─１０００
Ｖの電圧を印加し、フロントパネル２０の誘電体層本体
２４１上に保護層２４２を形成する。 ４.実施例と比較例の作製および性能測定 次に、本実施の形態のＰＤＰを前記作製方法にしたがっ
て作製し、保護層のカソードルミネッセンスのピーク測
定を行い、さらに放電開始電圧Ｖｆ、放電維持電圧Ｖｍ
を測定した。

【００５９】４─１.プラズマＣＶＤ法による保護層を
用いたＰＤＰ（実施例Ｎｏ.１〜６）の作製 負のバイアス電圧を印加したプラズマＣＶＤ法におい
て、気化器の温度、フロントパネル（ＦＰ）の加熱温
度、装置内部（雰囲気）の圧力等の各条件を変化させて
保護層を作製し、これを用いたＰＤＰを実施例Ｎｏ.１
〜６とした。

【００６０】このときのプラズマＣＶＤ法の仕様は次の
通りである。 ・プラズマＣＶＤ装置本体の内圧：３０Ｐａ〜３００Ｐ
ａ ・Ａｒガス流速：１ｌ/ｍｉｎ ・Ｏ₂ガス流速：０.５ｌ/ｍｉｎ ・高周波出力：３００Ｗ （１３.５６ＭＨｚ） ・保護層の厚み形成速度：０.９μｍ/ｍｉｎ ここで各実施例の保護層は、実施例Ｎｏ.１〜３ではＭ
ｇＯ、実施例Ｎｏ.４、５ではＡｌ₂Ｏ₃、実施例Ｎｏ.６
ではＭｇＡｌ₂Ｏ₄とした。

【００６１】４─２.スパッタ法による保護層を用いた
ＰＤＰ（実施例Ｎｏ.７〜１３）の作製 次に、負のバイアス電圧を印加したスパッタ法におい
て、ＦＰの加熱温度、雰囲気の圧力等の条件を変化させ
て保護層を作製し、これを用いたＰＤＰを実施例Ｎｏ.
７〜１３とした。

【００６２】ここで各実施例の保護層は、実施例Ｎｏ.
７、８ではＭｇＯ、実施例Ｎｏ.９ではＡｌ₂Ｏ₃、実施
例Ｎｏ.１０ではＭｇＡｌ₂Ｏ₄とした。また、実施例Ｎ
ｏ.１１とＮｏ.１２はそれぞれリアクティブスパッタに
よってＭｇまたはＡｌの金属単体とＯ₂ガスとを反応さ
せ、ＭｇＯ保護層またはＡｌ₂Ｏ₃保護層を形成した。さ
らに実施例Ｎｏ.１３では、厚さ０.３μｍのＭｇＯに厚
さ０.３μｍの（Ａｌ₂Ｏ ₃）を積層して保護層を形成し
た。

【００６３】４─３.イオンプレーティング法による保
護層を用いたＰＤＰ（実施例Ｎｏ.１４〜２０）の作製 次に、負のバイアス電圧を印加したイオンプレーティン
グ法において、ＦＰの加熱温度、雰囲気の圧力等の条件
を変化させて保護層を形成し、これを用いたＰＤＰを実
施例Ｎｏ.１４〜２０とした。

【００６４】このときのスパッタ法の仕様は以下の通り
である。 ・スパッタ装置本体の内圧：０.１Ｐａ〜１０Ｐａ ・Ａｒガス流速：１０ｃｃ/ｍｉｎ ・Ｏ₂ガス流速：１ｃｃ/ｍｉｎ ・高周波出力：５００Ｗ（１３.５６ＭＨｚ） ・保護層の厚み形成速度：０.３μｍ/ｍｉｎ ここで各実施例の保護層は、実施例Ｎｏ.１４、１５で
はＭｇＯ、実施例Ｎｏ.１６、１７ではＡｌ₂Ｏ₃、実施
例Ｎｏ.１８ではＭｇＡｌ₂Ｏ₄、また実施例Ｎｏ.１９と
Ｎｏ.２０はそれぞれリアクティブイオンプレーティン
グ法によってＭｇまたはＡｌの金属単体とＯ₂ガスとを
反応させ、ＭｇＯ保護層またはＡｌ₂Ｏ₃保護層を形成し
た。

【００６５】４─４.真空蒸着法による保護層を用いた
ＰＤＰ（比較例Ｎｏ.１〜３）の作製 上記各実施例Ｎｏ.１〜２０のＰＤＰとの性能比較を行
うため、従来の一般的な保護層の作製方法である真空蒸
着法を用いて保護層を形成し、これを用いたＰＤＰを比
較例Ｎｏ.１〜３とした。なお、真空蒸着法としては、
ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄を電子ビームで加熱し
てそれぞれを蒸着した。また、このときの真空蒸着法の
仕様は以下の通りである。 ・真空蒸着装置本体の内圧：０.１Ｐａ ・Ａｒガス流速：１０ｃｃ/ｍｉｎ ・Ｏ₂ガス流速：１ｃｃ/ｍｉｎ ・加熱に用いた電子銃の出力：３０ｋＷ ・保護層の厚み形成速度：０.９μｍ/ｍｉｎ ４─５.カソードルミネッセンスの測定方法 各実施例と各比較例について、保護層の結晶構造中にお
ける酸素欠陥（Ｆ中心）の存在を同定するため、カソー
ドルミネッセンスの測定を行った。

【００６６】具体的には、Ｘｅフラッシュランプ（浜松
ホトニクス製Ｌ２４３５）と、狭帯域（通過波長２５４
ｎｍ）のバンドパスフィルター（朝日分光製ＢＰＦ２５
４）とを組み合わせて暗室中でＸｅランプを発光させ、
フィルターの通過光を保護層上にレンズで集光させ、保
護層のカソードルミネッセンスをマルチチャンネル分光
器（大塚電子製ＭＣＰＤ２０００）で測定した。

【００６７】４─６.放電開始電圧Ｖｆ、放電維持電圧
Ｖｍおよびパネル輝度の測定方法 上記各実施例と各比較例について、保護層のＦ中心によ
る効果を調べるため、ＰＤＰの表示電極に交流電源を接
続し、電圧を徐々に印加し、全面で放電が開始した時点
の電圧を放電開始電圧Ｖｆとして測定した。また、放電
開始後に電圧を下げていき、放電が消滅する直前の電圧
を放電維持電圧Ｖｍとして測定した。

【００６８】さらにパネル輝度については、パネル全面
が点灯している時の放電維持電圧で測定し、周波数３０
ＫＨｚで駆動させた時の輝度を測定した。こうして得ら
れた実施例Ｎｏ.１〜２０および比較例Ｎｏ.１〜３のカ
ソードルミネッセンスとパネル輝度等の測定結果を、保
護層の作製条件、放電ガスのＮｅ─Ｘｅ比率等とともに
以下の表１〜４に示す。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【表３】

【００７２】

【表４】

【００７３】５.実施例の性能評価 ５─１.実施例Ｎｏ.１〜６（バイアス電圧を印加しつつ
プラズマＣＶＤ法で作製したＰＤＰ）と比較例Ｎｏ.１
〜３との比較 表１に示されるように、実施例Ｎｏ.１〜３のＭｇＯ保
護層ではソース物質の種類に関係なくカソードルミネッ
センスに主として３５５ｎｍ、５７４ｎｍ、７００ｎ
ｍ、９７５ｎｍの各発光ピークが確認された。表４の比
較例Ｎｏ.１のＭｇＯ保護層と比較すると、これら４つ
のＰＤＰの保護層では７００ｎｍの発光ピークのみが一
致している。このことは、実施例Ｎｏ.１〜３および比
較例Ｎｏ.１のＭｇＯ保護層には１個の自由電子がトラ
ップされたＦ中心が形成された一方、さらに実施例Ｎ
ｏ.１〜３のＭｇＯ保護層には２個の自由電子がトラッ
プされたＦ中心が形成されたことを示唆している（Ｐｈ
ｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ．Ｖｏｌｕｍｅ．１ Ｎｏ．４、１
５、Ｆｅｂ.１９７０を参照）。

【００７４】また実施例Ｎｏ.４、５のＡｌ₂Ｏ₃保護層
のカソードルミネッセンスを測定した結果、これらもソ
ース物質に関係なく３００ｎｍと４１０ｎｍの発光ピー
クが同様に確認された。表４の比較例Ｎｏ.２のＡｌ₂Ｏ
₃保護層と比較すると、これら３つのＰＤＰの保護層で
は３００ｎｍの発光ピークが一致しており、自由電子１
個をトラップするＦ中心の存在を表すとともに、実施例
Ｎｏ.４、５のＡｌ₂Ｏ ₃保護層には２個の自由電子がト
ラップされたＦ中心が形成されていると思われる。

【００７５】次に実施例Ｎｏ.６のＭｇＡｌ₂Ｏ₄保護層
のカソードルミネッセンスを測定した結果には、３００
ｎｍ、３５５ｎｍ、４１０ｎｍ、７００ｎｍの各発光ピ
ークが見られ、比較例Ｎｏ.３のＭｇＡｌ₂Ｏ₄保護層で
は３００ｎｍの発光ピークが見られる。したがって実施
例Ｎｏ.６および比較例Ｎｏ.３の両方に自由電子１個を
トラップするＦ中心が形成されており、さらに実施例Ｎ
ｏ.６には自由電子２個をトラップしたＦ中心が形成さ
れたと思われる。

【００７６】次に実施例Ｎｏ.１〜６と比較例Ｎｏ.１〜
３のデータを全体的に比較すると、まずパネル輝度にお
いて、比較例Ｎｏ.１〜３（約４００ｃｄ/ｍ²）に対し
て実施例Ｎｏ.１〜６（５００ｃｄ/ｍ²）が１００ｃｄ/
ｍ²以上も向上している結果が測定された。次に放電開
始電圧Ｖｆにおいては、比較例Ｎｏ.１〜３（２５０Ｖ
前後）に対し実施例Ｎｏ.１〜６（１６５〜１８５Ｖ）
が最大８０Ｖ以上も低減されており、放電維持電圧Ｖｍ
に至っては比較例Ｎｏ.１〜３（１９０〜２００Ｖ程
度）に対し実施例Ｎｏ.１〜６（９８〜１１８Ｖ）が１
００Ｖ程度まで低減されているものも見られる。

【００７７】このような比較例Ｎｏ.１〜３に対する実
施例Ｎｏ.１〜６の測定結果は、２個の自由電子をトラ
ップしたＦ中心を保護層に形成したことにより、従来よ
りも二次電子が豊富に得られるようになり、放電空間に
おけるプラズマの規模が二次電子によって低電力でも良
好に拡大できたため、パネル輝度および放電に係る電力
効率の両面において非常に優れた性能が発揮されたもの
と考えられる。

【００７８】なお当該表１のデータから、実際にバイア
ス電圧を利用したプラズマＣＶＤ法でＰＤＰを作製する
ときは、３０〜３００Ｐａ程度の圧力下で、かつフロン
トパネルに─１００〜─２００Ｖ程度の負のバイアス電
圧を印加するのが望ましいと言える。 ５─２.実施例Ｎｏ.７〜１３（バイアス電圧を印加しつ
つスパッタ法で作製したＰＤＰ）と比較例Ｎｏ.１〜３
との比較 表２に示すように、実施例Ｎｏ.７、８、１１および比
較例Ｎｏ.１のＭｇＯ保護層のカソードルミネッセンス
を測定した結果、前記実施例Ｎｏ.１〜６と同じ発光ピ
ークが確認された。したがって実施例Ｎｏ.１〜６等と
同様の考察により、実施例Ｎｏ.７、８および比較例Ｎ
ｏ.１のＭｇＯ保護層はともに１個の自由電子をトラッ
プするＦ中心を有し、実施例Ｎｏ.７、８では２個の電
子がトラップされたＦ中心が形成されたと思われる。

【００７９】また実施例Ｎｏ.９、１２のＡｌ₂Ｏ₃保護
層には３００ｎｍと４１０ｎｍの各発光ピークが確認さ
れた。これらのうち４１０ｎｍの発光ピークは実施例Ｎ
ｏ.４、５と同様に２個の自由電子がトラップされたＦ
中心を示すものと思われる。さらに実施例Ｎｏ.１０と
比較例Ｎｏ.３のＭｇＡｌ₂Ｏ₄保護層を比較すると、両
者に見られる３００ｎｍの発光ピークは１個の自由電子
をトラップしたＦ中心、それ以外の発光ピークを持つ実
施例Ｎｏ.１０には２個の自由電子をトラップするＦ中
心が形成されていることをそれぞれ表しているのが分か
る。

【００８０】なおＮｏ.１３の保護層はＭｇＯとＡｌ₂Ｏ
₃の積層構造となっているため、ＭｇＯとＡｌ₂Ｏ₃の両
方のピークが得られたものと思われる。次に実施例Ｎ
ｏ.７〜１３と比較例Ｎｏ.１〜３のデータを全体的に比
較すると、パネル輝度において、実施例Ｎｏ.１〜６と
同様に、比較例Ｎｏ.１〜３（約４００ｃｄ/ｍ²）に対
し実施例Ｎｏ.７〜１３（５０５ｃｄ/ｍ²以上）が１０
０ｃｄ/ｍ²以上も向上している結果が測定された。次に
放電開始電圧Ｖｆにおいて、比較例Ｎｏ.１〜３（２５
０Ｖ前後）に対し実施例Ｎｏ.７〜１３（１８５〜１９
５Ｖ前後）と６０Ｖ程度の電圧の低減効果が見られた。
さらに放電維持電圧Ｖｍでも比較例Ｎｏ.１〜３（１９
０〜２００Ｖ程度）に対し実施例Ｎｏ.７〜１３（１２
０Ｖ前後）が１００Ｖ程度まで低減されている。

【００８１】比較例Ｎｏ.１〜３に対する実施例Ｎｏ.７
〜１３の測定結果も、２個の自由電子をトラップしたＦ
中心により、従来よりも二次電子が豊富に得られ、プラ
ズマが二次電子によって低電力でも良好に拡大できた結
果、パネル輝度および電力効率などにおいて優れた性能
が発揮されたことを表している。なお当該表２のデータ
から、実際にバイアス電圧を利用したスパッタ法でＰＤ
Ｐを作製するときは、０.１〜１０Ｐａ程度の圧力下
で、かつフロントパネルに─１００〜─２００Ｖ程度の
負のバイアス電圧を印加するのが望ましいと言える。

【００８２】５─３.実施例Ｎｏ.１４〜２０（バイアス
電圧を印加しつつイオンプレーティング法で作製したＰ
ＤＰ）と比較例Ｎｏ.１〜３との比較 表３に示すように、実施例Ｎｏ.１４〜２０のＰＤＰに
ついて保護層のカソードルミネッセンスを測定した結
果、Ｎｏ.１４、１５、１９のＭｇＯ保護層、実施例Ｎ
ｏ.１６、１７、２０のＡｌ₂Ｏ₃保護層、実施例Ｎｏ.１
８のＭｇＡｌ₂Ｏ₄保護層のそれぞれについて、表１およ
び表２、表４と同様の各発光ピークが確認された。すな
わちこれら実施例Ｎｏ.１４〜２０の保護層には、１個
および２個の自由電子をそれぞれトラップするＦ中心が
形成されていることが示された。

【００８３】次に実施例Ｎｏ.１４〜２０と比較例Ｎｏ.
１〜３のデータを全体的に比較すると、パネル輝度にお
いて、実施例Ｎｏ.１〜１３とほぼ同様に、比較例Ｎｏ.
１〜３（約４００ｃｄ/ｍ²）に対し実施例Ｎｏ.４〜２
０（５０５ｃｄ/ｍ²以上）が１００ｃｄ/ｍ²以上も向上
している結果が測定された。特に実施例Ｎｏ.２０、１
６、２５の各Ａｌ₂Ｏ₃保護層においては、それぞれ５３
０ｃｄ/ｍ²、５４０ｃｄ/ｍ²、５２５ｃｄ/ｍ²と比較的
高いパネル輝度を発揮した。

【００８４】また放電開始電圧Ｖｆにおいては、比較例
Ｎｏ.１〜３（２５０Ｖ前後）に対し実施例Ｎｏ.１４〜
２０（１６０〜１７５Ｖ前後）と７５Ｖ程度まで低電圧
を実現できる効果が見られた。さらに放電維持電圧Ｖｍ
では、比較例Ｎｏ.１〜３（１９０〜２００Ｖ程度）に
対し実施例Ｎｏ.１４〜２０（１０５Ｖ前後）が１００
Ｖ程度まで低減されている。これらＶｍ、Ｖｆに関して
は、実施例Ｎｏ.２０が最もバランスよく優れるといっ
た結果が得られた（Ｖｆ＝１６０Ｖ、Ｖｍ＝１００
Ｖ）。

【００８５】このように実施例Ｎｏ.２０がパネル輝
度、電力効率ともに優れているのは、二次電子の放出量
が多いためと思われる。比較例Ｎｏ.１〜３に対する実
施例Ｎｏ.１４〜２０の測定結果も、２個の自由電子を
トラップしたＦ中心により、従来よりも二次電子が豊富
に得られ、プラズマが二次電子によって低電力でも良好
に拡大され、パネル輝度および電力効率などにおいて優
れた性能が発揮されたことを表していると思われる。

【００８６】なお当該表３のデータから、実際にバイア
ス電圧を利用したイオンプレーティング法でＰＤＰを作
製するときは、０.０１〜１.０Ｐａ程度の圧力下で、か
つフロントパネルに─１００〜─２００Ｖ程度の負のバ
イアス電圧を印加するのが望ましいと言える。 ６.その他の事項 上記実施の形態および実施例ではハイビジョン型ＰＤＰ
を作製する例について示したが、当然ながら本発明はこ
れに限定するものではなく、別の規格のＰＤＰやガス放
電パネルに適用してもよい。

【００８７】さらに、放電ガスはＮｅ─Ｘｅ系に限ら
ず、これ以外の放電ガスであってもよい。また、上記実
施の形態および実施例では保護層に負のバイアス電圧を
印加する例を示したが、本発明はこれに限定せず、プラ
ズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレーティング
装置等の高周波発生部とフロントパネルとの間に上記負
のバイアス電圧に相当する電圧差を設けることができれ
ばよい。

【００８８】また、本発明ではプラズマＣＶＤ装置、ス
パッタ装置、イオンプレーティング装置のいずれかを組
み合わせてもよく、これによって例えば異なる材料を積
層して保護層を形成するようにしてもよい。さらに、本
発明の保護層を構成する金属酸化物として酸化マグネシ
ウムＭｇＯ、酸化アルミニウムＡｌ₂Ｏ₃、スピネルＭｇ
Ａｌ₂Ｏ₄を挙げたが、これらのいずれかを組み合わせて
保護層を形成してもよいし、これ以外の材料で保護層を
構成しても構わない。

【００８９】さらに、上記実施の形態および実施例は誘
電体層本体に保護層を積層し、これを誘電体層とする例
を示したが、誘電体層本体を上記金属酸化物から構成
し、保護層を省略する構成としてもよい。さらに、２個
の自由電子がトラップされたＦ中心を形成し易くする方
法の一つとして、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、
イオンプレーティング装置等の内部の雰囲気中における
Ｏ₂濃度を低くしたり、Ｈ₂等の還元性ガスを添加すると
効果的に上記Ｆ中心が形成されることが別の実験により
明らかになっている。本発明ではこのような方法を併用
することによってＦ中心を形成するようにしてもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
は第一の電極と誘電体層が表面にその順に形成された第
一のプレートと、第二のプレートが、前記誘電体層と対
向するように配設されたガス放電パネルであって、前記
誘電体層は、少なくとも第二のプレートに対向する表面
が金属酸化物より構成され、かつ当該金属酸化物の結晶
構造中には２個の自由電子がトラップされた酸素欠陥が
含まれているので、消費電力を上昇させることなく前記
２個の自由電子により放電規模が良好に拡大され、パネ
ル輝度が向上する。また当該自由電子により放電中の電
子数が豊富になるので、放電遅れが改善され、走査速度
の向上が期待できる。したがって従来より低い駆動電圧
で駆動でき、かつ良好な発光効率が得られるので、優れ
たハイビジョン型ＰＤＰなどのガス放電パネルを実現が
可能となる。

【００９１】このような本発明のガス放電パネルは、第
一の電極を形成した第一のプレート表面に誘電体層を形
成する第一ステップと、第一のプレート面と第二のプレ
ート面を対向して貼着する第二ステップとを備えるガス
放電パネルの製造方法によって、前記第一ステップにお
いて、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレ
ーティング装置から選択した装置を用い、当該装置の高
周波発生部と第一のプレートとの間にバイアス電圧を印
加しつつ、少なくとも第二のプレートに対向する表面部
分が金属酸化物からなる誘電体層を形成することにより
製造が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一適用例である交流面放電型ＰＤＰの
部分的な断面斜視図である。

【図２】ＰＤＰの厚み方向の部分断面図である。

【図３】プラズマＣＶＤ装置の概略図である。

【図４】スパッタ装置の概略図である。

【図５】イオンプレーティング装置の概略図である。

【符号の説明】

２０ フロントパネル ２１ フロントパネルガラス ２２、２３ 表示電極 ２４ 誘電体層 ２６ バックパネル ２８ アドレス電極 ３８ 放電空間 ４０ プラズマＣＶＤ装置 ４１ａ、４１ｂ、６１ａ Ａｒガスボンベ ４２、４３ 気化器 ４２Ｌ、４３Ｌ 液体ソース物質（金属キレートおよ
びシクロペンタジエニル化合物） ４２Ｈ、４３Ｈ ヒータ ４４、６１ｂ Ｏ２ガスボンベ ４５ プラズマＣＶＤ装置本体 ４６、６３、８１ プレート加熱ヒータ ４７、６４ 高周波発生装置 ４８、６７、８８ 高周波電源 ４９、６６、８３ 減圧ポンプ ５０、６４、８６ バイアス電源 ６０ スパッタ装置 ６２ ターゲット材（固体ソース物質） ６５ スパッタ装置本体 ８０ イオンプレーティング装置 ８２、４７２、６４２ 加熱テーブル ８４ ホローカソード蒸発源 ８５ プラズマ発生コイル ８９ 電源 ２４１ 誘電体層本体 ２４２ 保護層 ４７１、６４１ 高周波発生部 Ｃ１〜Ｃ７ バルブ Ｌ１〜Ｌ１２ 配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安井 秀明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 高田 祐助 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 塩川 晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 村井 隆一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C027 AA10 5C040 GA02 GD07 GD09 GE07 GE09 JA07 KA20 MA12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の電極と誘電体層が表面にその順に
   形成された第一のプレートと、第二のプレートが、前記
   誘電体層と対向するように配設されたガス放電パネルで
   あって、 前記誘電体層は、少なくとも第二のプレートに対向する
   表面が金属酸化物より構成され、かつ当該金属酸化物の
   結晶構造中には２個の自由電子がトラップされた酸素欠
   陥が含まれていることを特徴とするガス放電パネル。
2. 【請求項２】 前記金属酸化物は、酸化マグネシウム、
   酸化アルミニウム、スピネルから選ばれていることを特
   徴とする請求項１に記載のガス放電パネル。
3. 【請求項３】 第一の電極を形成した第一のプレート表
   面に誘電体層を形成する第一ステップと、第一のプレー
   ト面と第二のプレート面を対向して貼着する第二ステッ
   プとを備えるガス放電パネルの製造方法であって、 前記第一ステップにおいて、プラズマＣＶＤ装置、スパ
   ッタ装置、イオンプレーティング装置から選択した装置
   を用い、当該装置の高周波発生部と第一のプレートとの
   間にバイアス電圧を印加しつつ、少なくとも第二のプレ
   ートに対向する表面部分が金属酸化物からなる誘電体層
   を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記第一ステップにおいて形成される誘
   電体層の前記金属酸化物は酸化マグネシウム、酸化アル
   ミニウム、スピネルから選ばれたものであることを特徴
   とする請求項３に記載のガス放電パネルの製造方法。
5. 【請求項５】 前記第一ステップにおいて、３０Ｐａ〜
   ３００Ｐａの圧力下で、第一のプレートに─１００Ｖ〜
   ─２００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、プラズマ
   ＣＶＤ装置により、前記金属酸化物からなる層を形成す
   ることを特徴とする請求項３または４に記載のガス放電
   パネルの製造方法。
6. 【請求項６】 前記第一ステップにおいて、０.１Ｐａ
   〜１０Ｐａの圧力下で、第一のプレートに─１００Ｖ〜
   ─２００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、スパッタ
   装置により、前記金属酸化物からなる層を形成すること
   を特徴とする請求項３または４に記載のガス放電パネル
   の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第一ステップにおいて、０.０１Ｐ
   ａ〜１.０Ｐａの圧力条件下で、第一のプレートに─５
   ００Ｖ〜─１５００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつ
   つ、イオンプレーティング装置により、前記金属酸化物
   からなる層を形成することを特徴とする請求項３または
   ４に記載のガス放電パネルの製造方法。