JP2002033054A

JP2002033054A - 電子放出性薄膜およびこれを用いたプラズマディスプレイパネルならびにこれらの製造方法

Info

Publication number: JP2002033054A
Application number: JP2001142328A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kodera; 宏一小寺; Yoshihisa Oe; 良尚大江; Hiroki Kono; 宏樹河野; Hiroyoshi Tanaka; 博由田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP3442059B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、従来に比べて２次電子放出性に優
れる電子放出性薄膜の製造方法を提供することを目的と
する。【解決手段】真空蒸着装置５０を用いて、前面ガラス
基板５３に形成された誘電体層５４上にＭｇＯの薄膜か
ら構成される保護層を形成する。この蒸着時において、
保護層の組成となるターゲット５２の中心点Ｐ０と、前
面ガラス基板５３の中心点Ｐ１および両端点Ｐ２，Ｐ３
とを結ぶ各直線と前面ガラス基板５３とのなす角度のそ
れぞれが３０〜８０°の範囲のみとなるように蒸着す
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、プラズマディスプ
レイパネルの保護層などに用いられる電子放出性薄膜に
関し、特に、その電子放出特性を改善する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータやテレビなどの画像
表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、フ
ィールドエミッションディスプレイパネルやプラズマデ
ィスプレイパネル（Plasma Display Panel 、以下、
「ＰＤＰ」という。）などのディスプレイパネルは、薄
型のパネルを実現することのできる表示デバイスとして
注目されており、特にＰＤＰにおいては高速応答性や高
視野角などの優れた特徴を備えるため、各企業や研究機
関においてその普及に向けた開発が活発に行われてい
る。

【０００３】このようなＰＤＰにおいては、複数のライ
ン状の電極が列設される前面ガラス基板および背面ガラ
ス基板とがギャップ材を介して各基板の電極が直交する
ように対向配置され、各基板間の空間に放電ガスが封入
されている。前面ガラス基板には、その背面ガラス基板
と対向する側の面に各電極を覆う誘電体層が被膜されて
おり、さらにこの誘電体層の上に電子放出性薄膜からな
る保護層が被覆されている。

【０００４】ＰＤＰの駆動時には、前面ガラス基板と背
面ガラス基板の電極間で順にアドレス放電を行うことに
より点灯したいセルの保護層表面に電荷を形成し、その
電荷の形成されたセルにおける前面ガラス基板の隣接す
る電極間で維持放電を行っている。アドレス放電によっ
て電荷が形成される保護層は、アドレス放電時に生じる
イオン衝撃（スパッタリング）から誘電体層および電極
を保護する役割と、その放電時に２次電子を放出し電荷
を保持するいわゆるメモリ機能の役割を果たす。そのた
め保護層は、耐スパッタ性と２次電子放出性に優れる酸
化マグネシウム（ＭｇＯ）が一般的に用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の表示
デバイスの分野においては、画面の高精細化への要求が
高まってきており、この要求に対応するため、各基板に
おける単位面積あたりの電極本数を増やすことによって
セル数を増加させて高精細化を実現している。しかしな
がら、セル数の増加によって電極本数が多くなるほど１
つのセルに費やすことができるアドレス時間も短縮され
るので、アドレス放電時における保護層からの２次電子
放出量が低下し、メモリ機能が不十分となる結果、ＰＤ
Ｐはアドレス放電ミスの発生に伴なう点灯不良を起こし
やすくなる。このような背景のもとで、ＭｇＯ薄膜にお
いても２次電子放出特性を向上させる技術が望まれてい
る。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑み、従来に比べて
保護層の２次電子放出量が優れ、点灯不良を起こしにく
いプラズマディスレイパネルおよびその製造方法、なら
びにそのようなプラズマディスプレイパネルに好適した
電子放出性薄膜およびその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電子放出性薄膜は、電子放出性物質を
組成成分とする複数の柱状結晶が基板から伸張されてな
る電子放出性薄膜であって、前記柱状結晶の少なくと
も一部において、その薄膜表面側における露出端面は、
薄膜表面に対して傾いた平坦面を有することを特徴とす
る。

【０００８】このような電子放出性薄膜によれば、従来
に比べて２次電子放出量に優れる。その理由は、薄膜を
構成する柱状結晶の単結晶性が従来の柱状結晶よりも高
いためと考えられる。特に、前記柱状結晶の平坦面が、
薄膜表面に対して５〜７０°傾斜していれば、柱状結晶
の２次電子放出性が従来に比べて高まり、薄膜の２次電
子放出性が向上するので好ましい。

【０００９】また、前記柱状結晶の平担面は、（１０
０）面と等価な結晶方位面であれば、（１１０）面など
他の結晶方位面である場合に比べて２次電子放出量が高
い。また、前記柱状結晶の伸張方向は、結晶の〈２１
１〉方向と等価な方向に相当する。前記柱状結晶の幅
が、１００〜５００ｎｍであれば、柱状結晶の単結晶性
が高くなり、２次電子放出性が向上すると考えられる。

【００１０】具体的には、前記柱状結晶が酸化マグネシ
ウムから構成されるものを用いれば、２次電子放出性に
優れるとともに耐スパッタ性にも優れる薄膜となる。上
記のような２次電子放出性の優れた薄膜は、蒸着時にお
いて、薄膜を形成する物質が基板に対して入射する角度
が３０〜８０°のみの範囲となるように蒸着させること
によって作製できる。この方法によれば、単結晶性に優
れた柱状結晶からなる電子放出性薄膜を形成できるの
で、電子放出性薄膜の２次電子放出量が向上する。

【００１１】具体的には、前記薄膜を形成する物質とし
て酸化マグネシウムを用いることができる。前記電子放
出性薄膜を形成する方法は、真空蒸着法であれば、２次
電子放出量に優れる薄膜を短時間に形成することができ
る。また、本発明に係るプラズマディスプレイパネル
は、第１の電極および当該電極を被覆する誘電体ガラス
層が配設された第１パネルと、第２の電極が配設された
第２パネルとが、ギャップ材を介して前記誘電体ガラス
層および第２の電極を対向させた状態で配され、第１の
電極および第２の電極の間でアドレス放電を行うことに
よりアドレッシングが行われるプラズマディスプレイパ
ネルであって、前記誘電体ガラスは、アドレス放電時の
スパッタリングに対するための保護層により被膜されて
おり、当該保護層は、電子放出性物質を組成とする複数
の柱状結晶であり、その保護層表面側に露出する端面
は、保護層表面に対して傾いた平坦面を有することを特
徴とする。

【００１２】このようなプラズマディスプレイパネルに
よれば、保護層が２次電子放出性に優れるので、高精細
化にともなってアドレス時間が短縮されたとしてもアド
レス放電ミスに伴なう点灯ミスの発生を抑制することが
できる。特に、前記柱状結晶の平坦面が、保護層表面に
対して５〜７０°傾斜していれば、柱状結晶の２次電子
放出性が高まり、保護層の２次電子放出性が向上するの
で好ましい。

【００１３】ここで、前記柱状結晶の平担面は、（１０
０）面と等価な結晶方位面であれば、（１１０）面など
他の結晶方位面に比べて２次電子放出性が高まる。具体
的には、前記柱状結晶の伸張方向が、結晶の〈２１１〉
方向と等価な方向に相当するようになっている。また、
前記柱状結晶の幅が、１００〜５００ｎｍであれば、柱
状結晶の単結晶性がさらに優れると考えられるので、保
護層における２次電子放出性が向上する。

【００１４】前記保護層を形成する物質に酸化マグネシ
ウムを用いれば、２次電子放出性に優れるとともにアド
レス放電時の耐スパッタ性にも優れる。また、本発明に
係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上
に形成された誘電体ガラス層上に保護層を形成する保護
層形成ステップを有するプラズマディスプレイパネルの
製造方法であって、前記保護層形成ステップは、減圧雰
囲気下において、保護層の組成となる物質が基板に入射
する角度を３０〜８０°のみの範囲となるように蒸着さ
せることにより基板上に保護層を形成することを特徴と
する。

【００１５】この製造方法によれば、保護層の２次電子
放出性が優れるので、アドレス放電ミスに伴なう点灯ミ
スの発生が抑制されるプラズマディスプレイパネルを製
造することができる。また、前記保護層形成ステップに
おいて保護層を形成する物質を、酸化マグネシウムとす
れば、２次電子放出性に優れるとともに、アドレス放電
時の耐スパッタ性に優れるプラズマディスプレイパネル
を製造することができる。

【００１６】また、前記保護層形成ステップにおいて保
護層を形成する方法に、真空蒸着法を用いるようにすれ
ば、２次電子放出性に優れる保護層を短時間に形成する
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用されたＰＤＰ
について図面を参照しながら説明する。＜ＰＤＰの全体構成＞図１は、本発明の一適用例として
の交流面放電型ＰＤＰの要部概略断面斜視図である。図
２は、図１におけるＰＤＰをｙ軸方向から見た断面図で
ある。図３は、図２のｂ−ｂ´線におけるＰＤＰの断面
図である。各図において、ｚ軸方向がＰＤＰの厚み方向
に相当し、ｘ−ｙ平面がＰＤＰのパネル面と平行な平面
に相当する。

【００１８】図１に示すように、ＰＤＰは、フロントパ
ネル１０とバックパネル２０とが対向した状態に配され
て構成されている。フロントパネル１０は、前面ガラス
基板１１、表示電極１２，１３、誘電体層１４、保護層
１５とを備え、図３に示すように前面ガラス基板１１の
対向面上に複数対の表示電極１２，１３が交互に列設さ
れるとともに、誘電体層１４および保護層１５が各電極
１２，１３表面上を覆うように順に被膜されて構成され
ている。

【００１９】前面ガラス基板１１は、硼硅素ナトリウム
系ガラス材料からなる平板状の基板であり、表示方向側
に配されている。表示電極１２，１３は、ともにクロム
層−銅層−クロム層と積層された３層構造を有する厚み
約２μｍの表示電極である。この表示電極には、銀、
金、ニッケル、白金などの金属を用いることもできる。
さらに、セル内の放電面積を広く確保するために、ＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯなどの導電
性金属酸化物からなる幅広の透明電極の上に幅細の銀電
極を積層させた組み合わせ電極を用いることもできる。

【００２０】誘電体層１４は、表示電極１２，１３を被
覆するように形成され（厚み約２０μｍ）、例えば、酸
化鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素、および酸化アルミニウ
ムの混合物からなる酸化鉛系ガラスや、酸化ビスマス、
酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ケイ素、および酸化カルシ
ウムの混合物からなる酸化ビスマス系ガラスなどの低融
点ガラス成分から構成され、表示電極１２，１３を絶縁
する働きを有する。

【００２１】保護層１５は、誘電体層１４表面を覆うよ
うに形成されており、微視的には酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）からなる柱状結晶が密集した層である。この保護
層１５の構成については後述する。図１に戻り、バック
パネル２０は、背面ガラス基板２１、アドレス電極２
２、誘電体層２３、隔壁２４、蛍光体層２５Ｒ，Ｇ，Ｂ
を備えている。

【００２２】背面ガラス基板２１は、前面ガラス基板１
１と同様、硼硅素ナトリウム系ガラス材料からなる平板
状の基板である。この背面ガラス基板２１の対向面上に
は、図２に示すようにアドレス電極２２がストライプ状
に列設されている。アドレス電極２２は、上記表示電極
１２，１３と同様、クロム層−銅層−クロム層が積層さ
れた電極であり、この電極を覆うように誘電体層２３が
被膜されている。

【００２３】誘電体層２３は、上記フロントパネル１０
における誘電体層１４を構成するガラス成分と同じもの
を含む誘電体ガラス層であり、アドレス電極２２を絶縁
する。隔壁２４は、誘電体層２３の表面上において、ア
ドレス電極２２と平行に列設されている。隔壁２４どう
しの間には、赤色、緑色、青色を発光する各蛍光体層２
５Ｒ，Ｇ，Ｂが順に配されている。

【００２４】蛍光体層２５Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ赤色
（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を発光する蛍光体粒子
が結着した層である。ＰＤＰは、上記フロントパネル１
０とバックパネル２０とが対向するように貼り合わされ
るとともにその各パネル周囲が図示しないフリットガラ
スからなる封着シール層により封着され、その間に形成
される放電空間２６内に放電ガス（例えば、ネオン９５
ｖｏｌ％とキセノン５ｖｏｌ％の混合ガス）が所定の圧
力（例えば、６６．５ｋＰａ〜１０６ｋＰａ程度）で封
入された構成となっている。

【００２５】＜保護層１５の構成＞図４（ａ）は、保護
層１５をフロントパネル１０の側面から見た走査型電子
顕微鏡写真であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の保護層
１５の上から見た走査型電子顕微鏡写真である。なお、
便宜上、各写真にＸ，Ｙ，Ｚ軸方向を示しており、Ｙ軸
の負方向に誘電体層１４が形成されており、各軸交点の
黒点で示す軸は紙面奥から手前方向を示す。

【００２６】図４（ａ）に示すように、保護層１５は、
複数のＭｇＯ柱状結晶が一方向に伸張して密集した層で
あり、柱状結晶の一端が露出されている。この柱状結晶
は、図４（ｂ）に示すように平面視略三角形のように見
える。図５（ａ）は、図４（ａ）の保護層における柱状
結晶を模式化した図であり、図５（ｂ）は、図４（ｂ）
の柱状結晶の平面視形状を模式化した図であり、図５
（ｃ）は、従来の保護層の柱状結晶を模式化した図であ
る。

【００２７】図５（ａ）に示すように、柱状結晶３１
は、フロントパネル１０の誘電体層１４から複数本伸張
し、各柱状結晶の露出端面を含む平面によって保護層１
５の表面３３を構成している。柱状結晶３１の露出側に
は、表面３３に対して角度αを有する一つの平坦面３２
を有している。この平坦面３２は、Ｘ線回折法による結
晶方位の解析を行った結果、（１００）面の結晶方位面
と等価な面を有していることが判明し、柱状結晶３１は
単結晶性が高いと考えられる。

【００２８】従来の保護層は、通常、真空蒸着法を用い
てＭｇＯが基板へ入射する角度が９０°を主体とするよ
うに作製されており、このように成膜されたものは、図
５（ｃ）に示すように柱状結晶４１の露出側の端面４２
において平坦な形状が明瞭に観察されない。これは、柱
状結晶４１が単結晶ではなく多結晶から構成され、配向
面が種々の方向に向いているためであると考えられる。

【００２９】このように多結晶から構成された柱状結晶
４１が２次電子放出性に劣る理由は、柱状結晶４１は単
結晶性が低く欠陥も多いので、１次電子が入射するとき
にはじき出される柱状結晶４１内の価電子は、結晶格子
によるブラッグ反射を受けにくいためと考えられる。し
かし、本実施の形態における柱状結晶３１は、単結晶か
ら構成されているために（１００）面と等価な平坦面３
２が形成されていると考えられる。単結晶から構成され
る柱状結晶３１は、その結晶性も高く結晶格子が整って
いると考えられ、１次電子が入射するときにはじき出さ
れる柱状結晶３１内の価電子は、結晶格子によるブラッ
グ反射を受け易く、ブラッグ反射を受けて柱状結晶３１
から飛び出す２次電子の放出量は従来に比べて増加する
と考えられる。

【００３０】この柱状結晶３１の平坦面３２は、蒸着時
に基板温度や蒸着圧力を変更することによって（１１
０）面、（１００）面を形成することができ、特に（１
００）面が最も２次電子放出性が高いことを実験的に確
認している。なお、（１１１）面を形成することもでき
るが、平坦面３２の部分が平坦ではなく、２次電子放出
性も（１１０）面より劣る。

【００３１】平坦面３２と表面３３とがなす角度αは、
５〜７０°の角度を有するようにすれば２次電子放出量
が従来に比べ増加するので好ましく、より好ましくは５
〜５５°、さらに好ましくは１０〜４０°の範囲の角度
を有することが望ましい。角度αが５〜７０°の範囲の
角度であれば、原因はわからないが実施例の実験結果か
ら従来に比べて２次電子放出量が増加し、５〜５５°さ
らには１０〜４０°の範囲の角度であれば、２次電子放
出量が著しく増加するためである。

【００３２】さらに、柱状結晶３１は大きい方が好まし
く、柱状結晶３１の一番広い部分における幅ｗ（図５
（ｂ）参照）は、１００〜５００ｎｍの範囲であること
が好ましい。その幅ｗが１００ｎｍ未満であると単結晶
性が乏しく２次電子放出量が低下する一方、５００ｎｍ
を越えるような柱状結晶はその製造が困難であるからで
ある。

【００３３】上述したような柱状結晶からなる保護層１
５は、２次電子放出性に優れた薄膜となる。そのため、
ＰＤＰにおいてはアドレス時間が短くてもアドレス放電
が良好に行われ、点灯ミスの発生も抑制される。＜ＰＤＰの作製方法＞次にＰＤＰを作製する方法につい
て説明する。ＰＤＰは、フロントパネル１０とバックパ
ネル２０を形成した後、これらを張り合わせることによ
り作製する。

【００３４】フロントパネル１０の作製フロントパネル１０は、前面ガラス基板１１上に表示電
極１２，１３を形成し、その上を誘電体層１４で被膜
し、更に誘電体層１４の表面に保護層１５を形成するこ
とによって作製される。表示電極１２，１３は、クロム
層−銅層−クロム層の３層構造を有する電極であって、
クロム−銅−クロムと順にスパッタすることにより連続
成膜する。

【００３５】誘電体層１４は、例えば、７０重量％の酸
化鉛（ＰｂＯ），１４重量％の酸化硼素（Ｂ₂Ｏ₃），１
０重量％の酸化硅素（ＳｉＯ₂）及び５重量％の酸化ア
ルミニウムと有機バインダー（α−ターピネオールに１
０％のエチルセルローズを溶解したもの）とが混合され
た組成物のペーストを、スクリーン印刷法で塗布した
後、５２０℃で２０分間焼成することによって膜厚約２
０μｍに形成される。

【００３６】保護層１５は、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）からなるものであって、スパッタリング法によって
形成することもできるが、ここではターゲットにＭｇＯ
を用いた真空蒸着法により形成する。この保護層１５の
形成方法については後で詳述する。バックパネル２０の作製背面ガラス基板２１上に、表示電極１２，１３と同様に
クロム、銅、クロムを連続成膜して、アドレス電極２２
を形成する。

【００３７】次に、誘電体層１４と同様に鉛系のガラス
材料を含むペーストをスクリーン印刷法を用いて塗布し
た後、焼成することによって誘電体層２３を形成する。
ここで、蛍光体層２５Ｒ，Ｇ，Ｂにおいて発光する可視
光を反射させるために、鉛系のガラス材料のペーストに
ＴｉＯ₂粒子を混合して塗布してもよい。隔壁２４は、
スクリーン印刷法を用いてガラス材料を含む隔壁用ペー
ストを繰返し塗布した後、焼成することによって形成さ
れる。

【００３８】次に、隔壁２４の間の溝すべてに蛍光体イ
ンクを例えばインクジェット法を用いて塗布することに
より蛍光体層２５Ｒ，Ｇ，Ｂを形成する。パネル貼り合わせによるＰＤＰの作製：次に、このよ
うに作製したフロントパネル１０とバックパネル２０と
の周囲を封着シール層用ガラスを用いて貼り合せると共
に、隔壁２４で仕切られた放電空間２６内を高真空（例
えば８×１０^-7Ｔｏｒｒ）に排気した後、放電ガス（例
えばＨｅ−Ｘｅ系，Ｎｅ−Ｘｅ系の不活性ガス）を所定
の圧力（例えば６６．５ｋＰａ〜１０６ｋＰａ）で封入
することによってＰＤＰを作製する。

【００３９】ＰＤＰを駆動表示する際には、図示しない
駆動回路を各電極１２，１３，２１に実装して、点灯し
たいセルにおける表示電極１２（１３）とアドレス電極
２１間でアドレス放電を行い壁電荷を形成した後、表示
電極１２，１３間にパルス電圧を印加することにより維
持放電を行い表示駆動を行う。保護層１５形成方法：保護層１５は、膜形成速度が早
く、大きな基板に対しても比較的容易に蒸着することが
できる真空蒸着法を用いてＭｇＯを蒸着することにより
形成される。

【００４０】図６は、真空蒸着装置５０の概略構成を示
す図である。同図に示すように、真空蒸着装置５０は、
密閉容器であるチャンバー５１と、チャンバー５１内を
減圧する真空ポンプ、ＭｇＯからなるターゲット５２を
加熱するヒータ、および前面ガラス基板５３を加熱する
ためのヒータ（いずれも不図示）などから構成される。

【００４１】チャンバー５１内には、誘電体層１４が形
成された前面ガラス基板５３と、ＭｇＯからなるターゲ
ットが図示しない支持台により固定されており、前面ガ
ラス基板５３の誘電体層１４側がターゲット５２に対し
て所定の角度を有するよう静置されている。この角度を
以下に示す所定の範囲にすることによって、上述したよ
うな単結晶の柱状結晶からなる保護層を形成することが
できる。

【００４２】ターゲット５２の中心点を点Ｐ０、前面ガ
ラス基板５３の誘電体層５４上における中心点を点Ｐ
１，両端の点を点Ｐ２，Ｐ３とする。点Ｐ０と各点Ｐ
１，Ｐ２，Ｐ３を結ぶ直線と、誘電体層５４の表面とが
なす角度をそれぞれβ１，β２，β３とすると、各角度
β１〜β３全てが３０〜８０°の範囲のみに入るように
静置し、この範囲外の角度では一度もターゲット物質が
入射しないすることが好ましい。このようにすれば、温
度条件にもよるが通常上記のように平坦面３２と表面３
３とのなす角度を５〜７０°の範囲に入れることができ
る。各角度β１〜β３の角度がより好ましくは４５〜８
０°、さらに好ましくは５０〜７０°の範囲の角度とす
れば、原因は不明であるが単結晶性が向上すると考えら
れ、保護層の２次電子放出性が著しく向上する。このよ
うな角度で蒸着を行うことによって、２次電子放出性に
優れる保護層１５を得ることができる。

【００４３】なお、蒸着時においてチャンバー５１内
は、１×１０^-2Ｐａ程度まで真空ポンプにより減圧され
ており、ターゲット５２をヒータによって２０００℃以
上に加熱することにより、前面ガラス基板５３の誘電体
層５４上にＭｇＯが蒸着して保護層は形成される。ま
た、前面ガラス基板５３の温度は、１５０〜３００℃程
度、好ましくは２００℃程度の温度に加熱することが好
ましい。これ以外の温度範囲では、形成される柱状結晶
において単結晶性が低くなることが実験的に確認されて
いるからである。また、前面ガラス基板５３が小さい場
合やターゲット５２と前面ガラス基板５３の距離が大き
い場合には角度β１〜β３は略同一値とみなすことがで
きる。

【００４４】＜効果について＞以上述べたように、基板
に対して所定の角度を有して蒸着される物質が入射する
ように真空蒸着することによって、比較的短時間（５分
程度）のうちに２次電子放出性に優れた保護層を得るこ
とができる。すなわち、このような方法で得られた保護
層は、単結晶性に優れた柱状結晶が密集した保護層であ
り、各柱状結晶の単結晶性が高いこと、および柱状結晶
の露出端面が（１００）面と等価な面に相当する平坦面
が保護層表面に対して所定の角度を有するように形成さ
れていることから、従来の保護層に比べて２次電子放出
性が著しく高まる。

【００４５】したがって、このような保護層を有するＰ
ＤＰにおいては、アドレス時間が短くてもアドレス放電
が良好に行われ、点灯ミスの発生が従来に比べて抑制さ
れる。＜実施例＞（１）実施例サンプル〔実施例サンプルＳ１〜Ｓ６〕ガラス基板上に上記実施
の形態で説明した真空蒸着法を用いてＭｇＯからなる保
護層を形成した。このとき、真空蒸着時のターゲット
（ＭｇＯ）の中心とガラス基板の中心とを結ぶ直線とガ
ラス基板とがなす角度β１をそれぞれ８０°，７０°，
６０°，５０°，４０°，３０°となるように設定し
た。

【００４６】〔実施例サンプルＳ７〜Ｓ１４〕ガラス基
板上に上記実施の形態で説明した真空蒸着法を用いてＭ
ｇＯからなる保護層を形成した。このとき、真空蒸着時
におけるガラス基板のターゲット（ＭｇＯ）に対する角
度を種々変更することにより、柱状結晶における平坦面
と保護層表面との角度αがそれぞれ５°，１０°，２０
°，３０°，４０°，５０°，６０°，７０°となる保
護層を備えるガラス基板を作製した。

【００４７】（２）比較例サンプル〔比較例サンプルＲ１〕実施例サンプルＳ１〜Ｓ６と同
様の方法を用いてガラス基板上に保護層を形成した。た
だし、真空蒸着時の角度β１を９０°となるように設定
した点が異なる。

【００４８】〔比較例サンプルＲ２〕実施例サンプルＳ
７〜Ｓ１４と同様の方法を用いてガラス基板上に保護層
を形成した。ただし、保護層蒸着時のガラス基板のター
ゲットに対する角度を調整することにより、角度αが０
°を有する保護層を形成した点が異なる。なお、上記各
実施例サンプルおよび比較例サンプルの保護層蒸着時に
おいては、真空蒸着装置内の圧力を１×１０^-2Ｐａと
し、ガラス基板を２００℃に加熱して蒸着を行った。

【００４９】（３）実験実験方法上記各実施例サンプルおよび比較例サンプルにおいて、
２次電子放出量を測定し、ターゲット物質がガラス基板
に入射する角度β１および柱状結晶における平坦面と保
護層表面とがなす角度αに対する２次電子放出量を比較
検討した。

【００５０】実験条件照射イオン：Ｎｅイオン加速電圧：５００Ｖ上記加速電圧を印加することによって、Ｎｅイオンを加
速して保護層に照射し、保護層から放出された２次電子
の放出量をコレクタによって検出した。

【００５１】（４）結果と考察：実験結果を図７および
図８に示す。図７は、実施例サンプルＳ１〜Ｓ６および
比較例サンプルＲ１の結果を示したものあり、ターゲッ
ト物質がガラス基板に入射する角度β１に対する２次電
子放出量比を示す。なお、２次電子放出量比とは、比較
例サンプルＲ１の２次電子放出量に対する各サンプルの
２次電子放出量の比を示す。

【００５２】同図に示すように、真空蒸着時の入射角度
β１を３０°〜８０°傾けることにより、保護層の２次
電子放出量が従来技術に相当する比較例サンプルＲ１
（９０°）に比べて向上していることが分かる。特に、
入射角度β１が４５°〜８０°の範囲においては、２次
電子放出量が従来に比べ２倍以上に向上していることが
分かる。さらに、その角度が５０〜７０°の範囲におい
ては、２次電子放出量が約２．２倍以上向上しており、
２次電子放出量を増加させる意味で最も好ましい。

【００５３】図８は、実施例サンプルＳ７〜Ｓ１４およ
び比較例サンプルＲ２の結果を示したものであり、柱状
結晶における平坦面と保護層表面とがなす角度αに対す
る２次電子放出量比を示す。なお、２次電子放出量比と
は、比較例サンプルＲ２の２次電子放出量に対する各サ
ンプルの２次電子放出量の比を示す。同図に示すよう
に、柱状結晶の平坦面が保護層表面に対して５〜７０°
傾くことにより、２次電子放出量が比較例サンプルＲ２
に比べて向上していることが分かる。特に、その傾斜角
度が５〜５５°の範囲においては、２次電子放出量が比
較例サンプルＲ２に比べて２倍以上に向上していること
が分かる。さらに、傾斜角度が１０〜４０°の範囲は、
２次電子放出量が２．３倍以上に向上する最も好ましい
範囲となる。

【００５４】なお、各実施例サンプルおよび比較例サン
プルにおける耐スパッタ性にはあまり違いは見られなか
った。＜本実施の形態に係る変形例＞上記実施の形態においては、保護層にＭｇＯを製膜し
たものを用いていたが、酸化ベリリウム、酸化カルシウ
ム、酸化ストロンチウム、酸化バリウムなどの面心立方
格子の結晶構造を有する物質を製膜しても本発明と同様
の効果が得られると考えられる。

【００５５】上記実施の形態においては、真空蒸着法
を用いて保護層を形成していたが、この真空蒸着法とし
ては、ＥＢ蒸着法を適用することができる。さらに、真
空蒸着法の代わりにスパッタリング法を適用しても上記
実施の形態と同様の効果が得られる。上記実施の形態においては、２次電子放出性に優れる
薄膜をＰＤＰの保護層に適用したが、これに限定される
ものではなく、フィールドエミッションディスプレイパ
ネルにおけるカソードなどの電子放出性が求められる薄
膜においても本発明を適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
電子放出性薄膜は、電子放出性物質を組成成分とする複
数の柱状結晶が基板から伸張されてなる電子放出性薄膜
であって、前記柱状結晶の少なくとも一部において、そ
の薄膜表面側における露出端面は、薄膜表面に対して傾
いた平坦面を有するようにしているので、柱状結晶の単
結晶性が従来の柱状結晶よりも向上すると考えられ、薄
膜の２次電子放出量が従来よりも高まる。

【００５７】また、本発明に係る電子放出性薄膜の製造
方法は、減圧雰囲気下において基板に薄膜となる組成の
物質を蒸着させることにより基板上に電子放出性薄膜を
形成する方法であって、前記蒸着時において、薄膜とな
る組成の物質が基板に対して入射する角度が３０〜８０
°のみの範囲となるように蒸着させるようにしているの
で、原因は不明であるが単結晶性に優れた柱状結晶から
なる薄膜が形成され、従来の製造方法に比べて２次電子
放出量が向上する電子放出性薄膜を製造することができ
る。

【００５８】また、上記電子放出性薄膜をＰＤＰの保護
層に適用すれば、アドレス放電時の２次電子放出量が向
上するので、アドレス時間が短縮されたとしてもアドレ
ス放電ミスに伴なうＰＤＰの点灯ミス発生を抑制するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るＰＤＰの一部概略断
面斜視図である。

【図２】図１におけるＰＤＰをｘ軸方向から見たときの
一部を拡大した断面図である。

【図３】図２におけるＰＤＰのｂ−ｂ´断面図である。

【図４】（ａ）ＰＤＰにおける保護層断面の走査型電
子顕微鏡写真である。（ｂ）ＰＤＰにおける保護層平面の走査型電子顕微鏡
写真である。

【図５】（ａ）図４（ａ）における柱状結晶を模式化
した図である。（ｂ）図４（ｂ）における柱状結晶を模式化した図で
ある。（ｃ）従来の製造方法を用いて作製した柱状結晶を模
式化した図である。

【図６】真空蒸着装置を用いて前面ガラス基板の誘電体
層上に保護層を形成する様子を示す図である。

【図７】保護層形成物質が基板に入射する角度に対し
て、形成された保護層の２次電子放出量比をプロットし
たグラフである。

【図８】保護層における柱状結晶の平坦面が保護層表面
となす角度に対して、保護層の２次電子放出量比をプロ
ットしたグラフである。

【符号の説明】

１０フロントパネル１１，５３前面ガラス基板１２，１３表示電極１４，５４誘電体層１５保護層２０バックパネル２１背面ガラス基板２２アドレス電極２３誘電体層２４隔壁２５Ｒ，Ｇ，Ｂ蛍光体層２６放電空間３１，４１柱状結晶３２平坦面３３表面４２端面５０真空蒸着装置５１チャンバー５２ターゲット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野宏樹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)発明者田中博由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 AA07 5C040 FA01 FA04 GB03 GB14 GE07 GE09 JA07 KB08 KB09 KB22 LA11 MA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子放出性物質を組成成分とする複数
の柱状結晶が基板から伸張されてなる電子放出性薄膜で
あって、前記柱状結晶の少なくとも一部において、その薄膜表面
側における露出端面は、薄膜表面に対して傾いた平坦面
を有することを特徴とする電子放出性薄膜。
【請求項２】前記柱状結晶の平坦面は、薄膜表面に
対して５〜７０°傾斜していることを特徴とする請求項
１に記載の電子放出性薄膜。
【請求項３】前記柱状結晶の平担面は、（１００）
面と等価な結晶方位面であることを特徴とする請求項１
に記載の電子放出性薄膜。
【請求項４】前記柱状結晶の伸張方向は、結晶の
〈２１１〉方向と等価な方向に相当することを特徴とす
る請求項１に記載の電子放出性薄膜。
【請求項５】前記柱状結晶の幅は、１００〜５００
ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子放出
性薄膜。
【請求項６】前記柱状結晶は、酸化マグネシウムか
ら構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子放
出性薄膜。
【請求項７】減圧雰囲気下において基板に薄膜とな
る組成の物質を蒸着させることにより基板上に電子放出
性薄膜を形成する方法であって、前記蒸着時において、薄膜となる組成の物質が基板に対
して入射する角度が３０〜８０°のみの範囲となるよう
に蒸着させることを特徴とする電子放出性薄膜の形成方
法。
【請求項８】前記薄膜を形成する物質は、酸化マグ
ネシウムであることを特徴とする請求項７記載の電子放
出性薄膜の形成方法。
【請求項９】前記電子放出性薄膜を形成する方法
は、真空蒸着法であることを特徴とする請求項７記載の
電子放出性薄膜の形成方法。
【請求項１０】第１の電極および当該電極を被覆す
る誘電体ガラス層が配設された第１パネルと、第２の電
極が配設された第２パネルとが、ギャップ材を介して前
記誘電体ガラス層および第２の電極を対向させた状態で
配され、第１の電極および第２の電極の間でアドレス放
電を行うことによりアドレッシングが行われるプラズマ
ディスプレイパネルであって、前記誘電体ガラスは、アドレス放電時のスパッタリング
に対するための保護層により被膜されており、当該保護
層は、電子放出性物質を組成とする複数の柱状結晶であ
り、その保護層表面側に露出する端面は、保護層表面に
対して傾いた平坦面を有することを特徴とするプラズマ
ディスプレイパネル。
【請求項１１】前記柱状結晶の平坦面は、保護層表
面に対して５〜７０°傾斜していることを特徴とする請
求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１２】前記柱状結晶の平担面は、（１０
０）面と等価な結晶方位面であることを特徴とする請求
項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１３】前記柱状結晶の伸張方向は、結晶の
〈２１１〉方向と等価な方向に相当することを特徴とす
る請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１４】前記柱状結晶の幅は、１００〜５０
０ｎｍであることを特徴とする請求項１０に記載のプラ
ズマディスプレイパネル。
【請求項１５】前記保護層を形成する物質は、酸化
マグネシウムであることを特徴とする請求項１０に記載
のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１６】基板上に形成された誘電体ガラス層
上に保護層を形成する保護層形成ステップを有するプラ
ズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護層形成ステップは、減圧雰囲気下において、保
護層の組成となる物質が基板に入射する角度を３０〜８
０°のみの範囲となるように蒸着させて基板上に保護層
を形成することを特徴とするプラズマディスプレイパネ
ルの製造方法。
【請求項１７】前記保護層の組成となる物質は、酸
化マグネシウムであることを特徴とする請求項１６に記
載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１８】前記保護層形成ステップにおいて保
護層を形成する方法は、真空蒸着法を用いることを特徴
とする請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル
の製造方法。