JP2005123172A - プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】放電特性が良好かつ安定で、画像の表示特性が優れたプラズマディスプレイパネルを実現することを目的とする。
【解決手段】基板（前面ガラス基板２）上に形成した走査電極３および維持電極４を覆うように誘電体層５を形成し、この誘電体層５上に保護層６を形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、この保護層６が、ＭｇＯと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示デバイスとして用いられているプラズマディスプレイパネルに関するものである。

近年、ハイビジョンをはじめとする高品位で大画面のテレビに対する期待が高まっている中、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等の各種ディスプレイデバイスの開発が進められている。

ここで、ＰＤＰは、いわゆる３原色（赤、緑、青）を加法混色することにより、フルカラー表示を行うものであり、３原色の各色である、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を発光する蛍光体層を備えており、ＰＤＰの放電セル内において発生する放電により生じる紫外線により励起することで、各色の可視光を発生させ、画像表示を行う。

一般に交流型のＰＤＰでは、主放電のための電極を誘電体層で被覆し、メモリー駆動を行うことにより、駆動電圧を低下させている。ところが、放電で生じるイオン衝撃によって誘電体層が変質すると、駆動電圧が上昇してしまうという問題が生じる場合がある。そのため、誘電体層を保護する保護層を誘電体層の表面に形成するということが行われている。一般にこの保護層には酸化マグネシウム（ＭｇＯ）をはじめとする、耐スパッタ性が高い物質が用いられている（例えば、非特許文献１参照）。
内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイのすべて」、（株）工業調査会 １９９７年５月１日 刊、ｐ７９−ｐ８０

以上のような構成のＰＤＰにおいては、保護層であるＭｇＯにおいて以下のような課題がある。

すなわち、ＭｇＯは一般に＋の帯電性を有し、Ｍｇの原子価は＋２価で、イオン性が強く２次電子放出係数（γ系数）が大きいことから、ＰＤＰの放電電圧を低下させることが可能となるが、その反面、γ係数の大きいＭｇＯには、結晶欠陥、特に酸素欠陥が多く存在し、その欠陥にＨ_２Ｏや、ＣＯ_２、あるいは炭化水素ガスが吸着してしまうことにより、初期電子の放出が減少し、放電が不安定になったり、放電電圧が上昇したり、ＰＤＰの温度による特性の変化が大きくなってしまうなどの課題が発生する場合があることが報告されている（例えば、プラズマディスプレイ、共立出版、ｐｐ４８〜４９や、真空 Ｖｏｌ．４３、Ｎｏ．１０、２０００．ｐｐ９７３など）。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、放電特性が良好かつ安定で、画像の表示特性が優れたプラズマディスプレイパネルを実現することを目的とするものである。

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、基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、この誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、保護層が、ＭｇＯと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含むことを特徴とするものである。

すなわち、従来の純粋なＭｇＯは、２族の酸化物であるため、イオン性が強く、酸素欠陥が多いため、＋に帯電しやすかった（例えば、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．：ＳＯＬＩＤ−ＳＴＡＴＥ ＳＣＩＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ａｐｒｉｌ、１９８６ ｐｐ８４１−８４７）。

そのため、水や炭酸ガスを吸着し易く、真空チャンバー内でＭｇＯを製膜した直後は、水や炭酸ガス、炭化水素ガスの吸着はほとんど起こらないが、真空チャンバーから出して次の工程に進む時あるいは、パネルを封着する時やその後のエージング工程で、上記の不純ガスを吸着してしまう。

すなわちＭｇＯ結晶中には、酸素欠陥が存在し、その欠陥を介して空気との界面にあるＭｇ元素は空気中の水酸基（ＯＨ）基やＣＨ_ｘ基と結合して安定化するためである。

本発明は、このＭｇＯがＯＨ基やＣＨ_ｘ基と結合しにくくするために、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中の一種以上をＭｇＯに添加することによって、ＭｇＯの性質である強い＋帯電性を改善して（＋帯電性を弱めて）ＭｇＯにＨ_２ＯやＣＨ_ｘが吸着するのを低減させる。

さらにこのＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎのみでは、電子放出能力が低下してしまうので、４属〜７属の元素をさらに追加することで価電子帯と伝導体との間に不純物準位を形成し、電子放出能力の低下を補償させ、従来のＰＤＰと同様の放電特性を得ることができる。

本発明のプラズマディスプレイパネルは、放電特性を良好かつ安定なものとすることができ、その結果、画像の表示特性を優れたものとすることができる。

すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、この誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルにおいて、保護層が、ＭｇＯと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素の濃度がそれぞれ２０重量ｐｐｍ〜８０００重量ｐｐｍであり、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素の濃度がそれぞれ１０重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍであることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素が、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆの中から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）について、図面を参照しながら説明する。

図１は、交流面放電型のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）１０１の概略構成を示す部分断面斜視図である。図２はＰＤＰ１０１の断面図である。

前面パネル１では、１対のストライプ状の走査電極３とストライプ状の維持電極４とは１つの表示電極を形成する。複数対の走査電極３と維持電極４、すなわち複数の表示電極が前面ガラス基板２の表面２Ａ上に配設される。走査電極３と維持電極４との上を覆う誘電体層５が形成され、誘電体層５上を覆う保護層６が形成されている。

背面パネル７では、ストライプ状のアドレス電極９が、走査電極３および維持電極４に対して直角に背面ガラス基板８の表面８Ａ上に配されている。アドレス電極９を覆う電極保護層１０はアドレス電極９を保護し、可視光を前面パネル１の方向に反射する。電極保護層１０上には、アドレス電極９と同じ方向に伸延し、アドレス電極９を挟むようにして隔壁１１が設けられ、隔壁１１間には蛍光体層１２が設けられている。

前面ガラス基板２と背面ガラス基板８とは、間に放電空間１３を形成するように対向して配置されている。放電空間１３には、放電ガスとして、例えば希ガスであるネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）の混合ガスが６６５００Ｐａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で封入されており、隔壁１１によって仕切られた、アドレス電極９と走査電極３および維持電極４の交差する部分が単位発光領域である放電セル１４として動作する。

ＰＤＰ１０１では、アドレス電極９、走査電極３および維持電極４に駆動電圧を印加することにより放電セル１４において放電を発生させ、この放電によって生じる紫外線が蛍光体層１２に照射され可視光に変換されることにより画像が表示される。

図３は、ＰＤＰ１０１とＰＤＰ１０１を駆動する駆動回路とを備えた画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。ＰＤＰ１０１のアドレス電極９にはアドレス電極駆動部２１が接続され、走査電極３には走査電極駆動部２２が接続され、そして、維持電極４には維持電極駆動部２３が接続されている。

交流面放電型のＰＤＰ１０１を用いた画像表示装置を駆動するために、一般に、１フレームの映像を複数のサブフィールドに分割することによってＰＤＰ１０１に階調を表現させる。この方式では放電セル１４中の放電を制御するために１つのサブフィールドがさらに４つの期間に分割される。図４に、１サブフィールド中の駆動波形のタイムチャートの一例を示す。

図４は図３に示す画像表示装置の駆動波形を示すタイムチャートであり、１つのサブフィールドで電極３、４、９に印加される電圧の波形を示す。セットアップ期間３１では放電を生じやすくするために、走査電極３に初期化パルス５１を印加してＰＤＰ１０１の全放電セル１４内に壁電荷を蓄積させる。アドレス期間３２では、点灯させる放電セル１４に対応するアドレス電極９と走査電極にデータパルス５２と走査パルス５３をそれぞれ印加し、点灯させる放電セル１４で放電を発生させる。サステイン期間３３では、全ての走査電極３と維持電極４とに維持パルス５４、５５をそれぞれ印加して、アドレス期間３２で放電が発生した放電セル１４を点灯させ、その点灯を維持させる。イレース期間３４では、維持電極４に消去パルス５６を印加して、放電セル１４内に蓄積した壁電荷を消去して放電セル１４の点灯を停止させる。

セットアップ期間３１で、走査電極３がアドレス電極９および維持電極４の双方に対して高電位となるように走査電極３に初期化パルス５１を印加することにより放電セル１４で放電を発生させる。放電によって発生した電荷はアドレス電極９、走査電極３および維持電極４間の電位差を打ち消すように放電セル１４の壁面に蓄積される。その結果、走査電極３付近の保護層６の表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、アドレス電極９付近の蛍光体層１２の表面、および維持電極４付近の保護層６の表面には、正の電荷が壁電荷として蓄積される。これらの壁電荷により走査電極３とアドレス電極９との間、および走査電極３と維持電極４との間には所定の壁電位が生じる。

アドレス期間３２では、走査電極３が維持電極４に対して低電位となるように走査電極３に順番に走査パルス５３を印加するとともに、点灯させる放電セル１４に対応するアドレス電極９にデータパルス５２を印加する。このとき、アドレス電極９が走査電極３に対して高電位となるようにする。即ち、走査電極３とアドレス電極９との間に壁電位と同方向に電圧を印加すると共に、走査電極３と維持電極４との間にも壁電位と同方向に電圧を印加することにより、放電セル１４に書き込み放電を生じさせる。その結果、蛍光体層１２の表面および維持電極４付近の保護層６の表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、走査電極３付近の保護層６の表面には正の電荷が壁電荷として蓄積される。これにより維持電極４と走査電極３との間には、所定の値の壁電位が生じる。

走査電極３とアドレス電極９とに走査パルス５３とデータパルス５２とをそれぞれ印加してから放電遅れ時間だけ書き込み放電が生じるのが遅れる。放電遅れ時間が長くなると、走査電極３とアドレス電極９とにそれぞれ走査パルス５３とデータパルス５２とを印加している時間（アドレス時間）に書き込み放電が起こらない場合がある。書き込み放電の起こらなかった放電セル１４では、走査電極３と維持電極４に維持パルス５４、５５を印加しても放電が起こらずに蛍光体１２が発光せず、画像表示に悪影響を与える。ＰＤＰ１０１が高精細になると走査電極３に割り当てられるアドレス時間が短くなるので、書き込み放電の起こらない確率が高くなる。また、放電ガス中のＸｅの分圧を５％以上と高くすると、書き込み放電の起こらない確率は高まる。また、隔壁１１を図１に示すストライプ構造ではなく、放電セル１４の周囲を囲む井桁構造とすることで内部の不純物ガスの残存が多くなる場合にも、書き込み放電の起こらない確率は高まる。

また、サステイン期間３３において、まず走査電極３が維持電極４に対して高電位となるように走査電極３に維持パルス５４を印加する。即ち、維持電極４と走査電極３との間に壁電位と同方向に電圧を印加することにより、維持放電を生じさせる。その結果、放電セル１４の点灯を開始できる。維持電極４と走査電極３との極性が交互に入れ替わるように維持パルス５４、５５を印加することで、放電セル１４内で断続的にパルス発光させることができる。

イレース期間３４では、幅の狭い消去パルス５６を維持電極４に印加することで不完全な放電を発生させ、これにより壁電荷を消滅させる。

実施の形態のＰＤＰ１０１における保護層６について説明する。

保護層６は、ＭｇＯと、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含む蒸発源を、例えば酸素雰囲気中でピアス式電子ビームガンを加熱源として加熱して誘電体層５上に蒸着させて形成できる。ただし、フッ素等の気体元素は、ＭｇＦ_２のようにフッ化物の固体として蒸発源に入れる。こうして形成された保護層６は、ＭｇＯと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含んでいる。

ＰＤＰ１０１は以上述べたような保護層６を備えており、以下の理由により保護層６により、アドレス期間３２での放電遅れ時間が短縮され、書き込み放電が発生しないというミスが抑制される。

真空蒸着法（ＥＢ法）によって形成したＭｇＯにより従来の保護層は９９．９９％程度の高純度のＭｇＯを含み、電気陰性度は低くイオン性は大きい。よって、その表面のＭｇイオンは不安定な（エネルギーの高い）状態にあり、水酸基（ＯＨ基）を吸着することで安定化した状態となっている（例えば、色材、６９（９）、１９９６、ｐｐ６２３−６３１参照）。カソードルミネッセンス測定によると、多くの酸素欠陥によるカソードルミネッセンスのピークが現れており、従来の保護層は欠陥が多く、これらの欠陥はＨ_２ＯやＣＯ_２あるいは炭化水素（ＣＨ_ｘ）当の不純物ガスを吸着する（例えば、電気学会放電研究会資料、ＥＰ−９８−２０２、１９８８、ｐｐ２１参照）。

これらの欠陥や吸着を減らすためには、ＭｇＯの強いイオン性を低減することが有効である。イオン性の低い（共有結合性の強い）元素、例えばＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくとも一つをＭｇＯに添加することでイオン性を低減させる。ＭｇＯの中でイオン性の強い複数のＭｇ−Ｏ結合の一部に異なる共有結合性のＸ―Ｏ結合（ＸはＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎのうちの少なくとも１つの元素）が入ることでＭｇＯの欠陥が制御される、つまりＭｇＯのガス吸着に関係している浅い欠陥が少なくなる。その結果、保護層６はＨ_２ＯやＣＯ_２、ＣＨ_ｘの吸着が低減される。

Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくとも一つの元素の添加でＭｇＯの欠陥は減少するが、＋帯電性が減少するのでＭｇＯからの２次電子の放出量も減少する。これは、保護層６の表面の＋帯電量の減少により、−帯電を有する電子を引き抜く能力が減少することに起因する。

２次電子の放出量の減少を補償するために、４〜７属の元素の中の少なくとも一つの元素をさらに保護層６のＭｇＯに添加することで、荷電子帯と伝導帯との間に不純物準位を形成し、２次電子の放出能力を向上させる。

上述の理由により、保護層６のＭｇＯにＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの少なくとも一つの元素、および、４〜７属の元素の中の少なくとも一つの元素を添加することで、ＭｇＯに吸着される不純物ガスの量を減らし、しかも２次電子の放出量を増加させることができる。保護層６のＭｇＯへのガス吸着が抑制されるので、ＰＤＰ１０１の内部に入る不純物ガスは減少する。したがって、不純物ガスによる蛍光体層１２の酸化、還元が抑制され、蛍光体層１２の劣化に起因する輝度低下が抑制される。

保護層６の形成の際には、電子ビーム電流の量、酸素分圧、基板２の温度等の条件は保護層６の組成には大きく影響しないので任意に設定できる。例えば、真空度が５．０×１０^−４Ｐａ以下、基板２の温度が２００℃以上、蒸着圧力が３．０×１０^−２〜８．０×１０^−２Ｐａに設定する。

保護層６の形成方法も上述の蒸着に限らず、スパッタ法、イオンプレーティング法でもよい。スパッタ法では、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含むＭｇＯ粉末を空気中で焼結させて形成したターゲットを用いてもよい。イオンプレーティング法では、蒸着法における上記の蒸発源を用いることができる。

ＭｇＯと、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とは予め材料の段階で混合する必要はない。これらの元素による個別のターゲットや蒸発源を準備し、材料が蒸発した状態で混合されて保護層６を形成してもよい。

保護層６の、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素の濃度はそれぞれ２０重量ｐｐｍ〜８０００重量ｐｐｍであり、そして周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素の濃度はそれぞれ１０重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍであることが好ましい。ここで、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素としては、例えば、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハーフニウム）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｍｎ（マンガン）、Ｒｅ（レニウム）、Ｆ（フッ素）の中から選ばれる少なくとも一つである。

次に、実施の形態によるＰＤＰ１０１の製造方法について以下に述べる。まず、前面パネル１の製造方法を説明する。

前面ガラス基板２上に走査電極３と維持電極４を形成し、走査電極３と維持電極４の上を鉛系の誘電体層５で覆う。誘電体層５の表面に、ＭｇＯと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含む保護層６を形成することによって前面パネル１を作製する。

実施の形態によるＰＤＰ１０１では、走査電極３、維持電極４は、例えば透明導電膜と透明導電膜上に形成されているバス電極である銀電極よりなる。透明導電膜をフォトリソグラフィー法で電極のストライプ形状に形成後、その上にフォトリソグラフィー法によって銀電極を形成してこれらを焼成する。

鉛系の誘電体層５の組成は、例えば、酸化鉛（ＰｂＯ）７５重量％、酸化硼素（Ｂ_２Ｏ_３）１５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ_２）１０重量％であり、誘電体層５は、例えばスクリーン印刷法と焼成によって形成する。

保護層６は、真空蒸着法、スパッタリング法、あるいは、イオンプレーティング法を用いて形成する。

保護層６をスパッタリング法で形成する場合、ＭｇＯに、それぞれ２０重量ｐｐｍ〜８０００重量ｐｐｍのＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの内の少なくとも１つとそれぞれ１０重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍの４〜７属の元素のうちの少なくとも１つとを添加したターゲットを用いて、スパッタガスであるＡｒガスと反応ガスである酸素ガス（Ｏ_２ガス）とを用いて保護層６を作成する。スパッタを行う際に、所定の温度（２００℃〜４００℃）に前面ガラス基板２を加熱するとともに、Ａｒガス、必要に応じてＯ_２ガスをスパッタ装置に導入しながら排気装置を用いて圧力を０．１Ｐａ〜１０Ｐａに減圧して保護層６を形成できる。また、添加を促進するために、スパッタを行うと同時にバイアス電源で−１００Ｖ〜１５０Ｖの電位を前面ガラス基板２に印加しながらターゲットをスパッタして保護層６を形成すると特性はさらに向上する。なお、ＭｇＯ中への添加物の量はターゲットに入れる添加物の量とスパッタ用の放電を発生させる際の高周波電力でコントロールする。

保護層６を真空蒸着法にて形成する場合は、前面ガラス基板２を２００℃〜４００℃に加熱し、排気装置を用いて蒸着室内を３×１０^−４Ｐａに減圧し、ＭｇＯや添加する元素、すなわちＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とを蒸発させるための電子ビームやホローカソードの蒸発源を必要に応じた数だけ設置し、酸素ガス（Ｏ_２ガス）を反応ガスとして使用してこれらの材料を誘電体層６上に蒸着させる。実施の形態においては、誘電体層５上にＯ_２ガスを蒸着装置に導入しながら、排気装置を用いて蒸着室内の圧力を０．０１Ｐａ〜１．０Ｐａに減圧し、電子ビームやホローカソード蒸発源でそれぞれ２０重量ｐｐｍ〜８０００重量ｐｐｍのＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの内のいずれか一種以上と、それぞれ１０重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍの４属〜７属の添加物が添加されたＭｇＯを蒸発させて保護層６を形成する。

次に背面パネル７の製造方法を説明する。

背面ガラス基板８上に、銀ベースのペーストをスクリーン印刷し、その後焼成してアドレス電極９を形成する。アドレス電極９上に、前面パネル１と同様に、スクリーン印刷法と焼成によって電極を保護する鉛系の誘電体層１８を形成する。そして、ガラス製の隔壁１１を所定のピッチで配置して固着する。そして、隔壁１１に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の中の１つを配設することで蛍光体層１２を形成する。なお、１つの放電セル１４を囲むように隔壁を井桁構造とする場合には、図１に示す隔壁１１と直角に別の隔壁を形成する。

各色の蛍光体としては、一般的にＰＤＰに用いられている蛍光体を用いることができ、例えば下記のような組成である。

赤色蛍光体：（Ｙ_ｘＧｄ_１−ｘ）ＢＯ_３：Ｅｕ
緑色蛍光体：Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ
青色蛍光体：ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ
次に、以上のようにして作製した前面パネル１と背面パネル７とを封着用ガラスを用いて走査電極３および維持電極４とアドレス電極９とが直角になるように対向させた状態で貼り合わせて封着する。その後、隔壁１１で仕切られた放電空間１３内を高真空（例えば、３×１０^−４Ｐａ程度）に排気（排気ベーキング）した後、放電空間１３内に所定の組成の放電ガスを所定の圧力で封入することによってＰＤＰ１０１を作製する。

ここで、ＰＤＰ１０１が４０インチクラスのハイビジョンテレビに用いるものの場合は、放電セル１４のサイズおよびピッチが小さくなるため、輝度向上のためには隔壁としては井桁構造の隔壁が好ましい。

また、封入する放電ガスの組成は、従来から用いられているＮｅ−Ｘｅ系で良いが、Ｘｅ分圧を５％以上に設定するとともに、封入圧力を４５０〜７６０Ｔｏｒｒの範囲に設定することで、放電セルの発光輝度の向上を図ることができ、好ましい。

実施の形態によるＰＤＰの性能を評価するために、上記方法で作製したＰＤＰの試料を準備し評価した。

作製した試料の保護層の組成と放電ガスの組成を図５〜図７に示す。図５〜図７はＭｇＯの保護層に添加する添加元素とその添加量を示しており、添加量の「ｐｐｍ」は「重量ｐｐｍ」のことを表している。ここでの添加量は、保護層を形成するときに用いる材料（例えば保護層をスパッタリング法で形成する場合はターゲット）への各元素の添加量を表している。添加元素を含む材料を用いて形成した保護層には、その材料中の添加元素の添加量とほぼ同量の添加元素が含まれている。また、放電ガスはＮｅとＸｅの混合ガスを用い、図５〜図７には放電ガスのＸｅの分圧比を示している。試料では、４２インチのハイビジョンテレビ用の表示スペックに合わせて、隔壁の高さは０．１２ｍｍ、隔壁の間隔すなわち放電セルのピッチは０．１５ｍｍに設定した。隔壁は放電セルの周囲を囲む井桁構造を有し、走査電極３と維持電極４との間の距離ｄは０．０６ｍｍに設定した。

誘電体層５は、６５重量％の酸化鉛（ＰｂＯ）と２５重量％の酸化硼素（Ｂ_２Ｏ_３）と１０重量％の酸化硅素（ＳｉＯ_２）と有機バインダー（α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶解したもの）とを混合してなる組成物を、スクリーン印刷法で塗布した後、５２０℃で１０分間焼成することによって形成し、その膜厚は３０μｍに設定した。

試料Ｎｏ．１〜８の試料では、ＭｇＯと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とにより実施の形態によるスパッタ法にて保護層６を作製した。保護層は、厚さが０．９μｍで、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素をそれぞれ２０重量ｐｐｍ〜８０００重量ｐｐｍ含み、４属〜７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素をそれぞれ１０重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍ含む。

試料Ｎｏ．９〜３６の試料では、ＭｇＯと、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中から最大２種類の組合せと、４属〜７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素とにより真空蒸着法で保護層を作製した。

試料Ｎｏ．３７〜４０は比較例である。試料Ｎｏ．３７〜３９の試料の保護層はＭｇＯにＳｉ、Ｇｅ、Ｃのみをそれぞれ添加したものであり、試料Ｎｏ．４０の試料の保護層はＭｇＯのみで作製した。

試料Ｎｏ．１〜４０のＰＤＰの試料について、保護層に吸着した不純物ガスの量を測定した。すなわち、封着、排気ベーキングを行ったＰＤＰを切断し、保護層が成膜された前面パネルを高真空中で加熱昇温させ、昇温中に脱離してくるガスのうちＨ_２Ｏ、ＣＯ_２、Ｃ_２Ｈ_５の両を四重極質量分析装置で測定した。図５〜図７では、Ｓｉを５００重量ｐｐｍ添加したＭｇＯにより保護層を有するＮｏ．３７の試料のガスの量を１とし、各試料のガスの量をＮｏ．３７の試料のガスの量に対する比として示す。

また、作製した試料Ｎｏ．１〜４０のＰＤＰの試料に画像を表示させ、目視で放電遅れ時間によるちらつきや色むらがあるか否かにより画質を評価し、その評価結果も図５〜図７に示す。

さらに、試料Ｎｏ．１〜４０の試料につき輝度の劣化率を以下のように測定した。試料を電圧１８０Ｖ、周波数１５０ｋＨｚで駆動して画面全面に白を表示させ、画面の初期輝度を測定し、次に、試料を電圧１８０Ｖ、周波数２００ｋＨｚで１０００時間点灯（維持放電）した後の画面の輝度を測定した、その輝度の初期輝度に対する比を図５〜図７に示す。

試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３６の試料は画面のちらつきや色ずれがなく、１０００時間点灯後の輝度の変化が試料Ｎｏ．３７〜４０の比較例よりも少ない。

Ｎｏ．１〜３６の試料では、Ｘｅの分圧が１０％以上になっても画面のちらつきや色むらがなく、電圧１８０Ｖ、周波数１５０ｋＨｚで１０００時間駆動後の輝度劣化が少ない。これは、ＭｇＯを主成分とする保護層が、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素とを含有することによるＨ_２Ｏ、ＣＯ_２、炭化水素等の不純物ガスの吸着量低減の効果と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素による２次電子放出量の増大の効果との相乗作用によるものと考えられる。

保護層のＭｇＯは、本来、強い＋電荷に帯電するので酸素欠陥が多い。そこでＭｇＯに、Ｍｇより電気陰性度が大きい元素であるＣ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎを添加することで、その強い＋電荷を低減することで酸素欠陥がなくなり、Ｈ_２ＯやＣＨ_ｘ等の不純物ガスが吸着しなくなる。Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎのうちの少なくも１つの添加は２次電子の放出量を減少させる。そこで４属〜７属の元素を添加することにより２次電子の放出量の増大を図ることができる。好ましくは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎの中から選ばれる少なくとも一つの元素の添加量はそれぞれ０．００２％〜０．８％（２０重量ｐｐｍ〜８０００重量ｐｐｍ）で、０．００２％より少ないとＨ_２Ｏ、ＣＯ_２、あるいは炭化水素ガス等の不純物ガスの吸着を低減する効果がなくなり、０．８％より大きくなると保護層６の誘電体層５に対する付着力が少なくなったり、保護層６が着色したりするため好ましくない。また、好ましくは４属〜７属の元素の中から選ばれる少なくとも一つの元素の添加量はそれぞれ０．００１％〜１％（１０重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍ）であり、０．００１％より少ないと電子放出を増大する効果が少なく、１％より大きくなると保護層６が着色するので好ましくない。

以上のように本発明のプラズマディスプレイパネルは、放電特性が良好かつ安定で、画像の表示特性が優れたプラズマディスプレイパネルを提供することができる。

本発明の実施の形態によるプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の部分断面斜視図 実施の形態によるＰＤＰの断面図 実施の形態によるＰＤＰを用いた画像表示装置のブロック図 図３に示す画像表示装置の駆動波形を示すタイムチャート 実施の形態によるＰＤＰの評価結果を示す図 実施の形態によるＰＤＰの評価結果を示す図 実施の形態によるＰＤＰの評価結果を示す図

符号の説明

１ 前面パネル
２ 前面ガラス基板
３ 走査電極
４ 維持電極
５ 誘電体層
６ 保護層
７ 背面パネル
８ 背面ガラス基板
９ アドレス電極
１０ 電極保護層
１１ 隔壁
１２ 蛍光体層
１３ 放電空間
１４ 放電セル

Claims (3)

1. 間に放電空間を形成するように対向配置した第１の基板および第２の基板と、
   前記第１の基板上に設けられた走査電極および維持電極と、
   前記走査電極および前記維持電極を覆う誘電体層と、
   前記誘電体層上に設けられた、ＭｇＯと、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎのうちの少なくとも一つの元素と、周期表の４属、５属、６属、７属の元素のうちの少なくとも一つの元素とを含む保護層と、を備えたプラズマディスプレイパネル。
2. Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｓｎのうちの少なくとも一つの元素の濃度がそれぞれ２０重量ｐｐｍ〜８０００重量ｐｐｍであり、周期表の４属、５属、６属、７属の元素のうちの少なくとも一つの元素の濃度がそれぞれ１０重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍである、請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。
3. 周期表の４属、５属、６属、７属の元素のうちの少なくとも一つの元素は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆのうちの少なくとも一つである、請求項１または２記載のプラズマディスプレイパネル。

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