JP2006169636A - 保護膜、該保護膜形成用の複合体、該保護膜の製造方法及び該保護膜を備えたプラズマディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】希土類元素よりなる群から選択された一つ以上を含むマグネシウム酸化物を含み、希土類元素の含有量がマグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から6.0x10−4質量部である保護膜、保護膜形成用の複合体、保護膜の製造方法及び保護膜を備えたプラズマディスプレイパネルである。これにより、放電遅延時間を短縮させ、放電遅延時間の温度依存性を低下させ、Xeの含有量増加とシングルスキャン要求に適している保護膜となる。
【選択図】図8
Description
前記数式1で、Ekはガスイオンと衝突した固体から電子が放出されるときのエネルギーを意味し、EIはガスのイオン化エネルギーであり、Egは前記固体のバンドギャップエネルギーであり、χは固体の電子親和度を表す。
(放電セルの製造)
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が5.0x10−5gになるようにMgO(実施例及び製造例に使われたMgOは多結晶マグネシウム酸化物である。)及びSc2O3を混合した後、ミキサに入れて5時間以上撹拌し、均一な混合物を製造した。前記混合物に融剤としてMgF2を添加して撹拌した後、これをルツボに入れ、900℃の温度で5時間熱処理した。これをペレット状に圧縮成形した後、1,650℃の温度で3時間熱処理し、マグネシウム酸化物1g当たり(マグネシウム酸化物はMgOを意味する;以下同様)Scの含有量が5.0x10−5gである保護膜形成用の複合体を製造した。
前記保護膜中のSc含有量は、二次イオン質量分析器(Secondary Ion Mass Spectrometer:以下、“SIMS”とする)を利用して評価した。まず、サンプル1の保護膜の大気露出を最小化するために、パージシステム中にサンプル1を入れ、サンプル1の保護膜の一部分を採取し、SIMS分析用サンプルホルダに装着した。パージ状態を保持しつつ、前記サンプルホルダをSIMS装置の準備チャンバに入れた後、前記準備チャンバをポンピングし実験チャンバに入れた後、酸素イオンガンを利用してSc含有量を定量分析し、深さプロファイルグラフを得た。これは、Scの陽イオン化特性が陰イオン化特性より優れているという点を考慮したものである。かような工程をMgO膜に含まれるSc含有量が既知の標準サンプルに対しても反復し、Sc含有量が既知の標準サンプルに対する深さプロファイルグラフを得た。さらに詳細な分析条件は、下記表4を参照する。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が1.5x10−4gになるようにMgO及びSc2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が1.5x10−4g(すなわち、マグネシウム酸化物1g当たりSc含有量は、150ppmである)である保護膜を得たという点を除いては、製造例1と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプル2とする。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4gになるようにMgO及びSc2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4g(すなわち、マグネシウム酸化物1g当たりSc含有量は、300ppmである)である保護膜を得たという点を除いては、製造例1と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプル3とする。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が4.0x10−4gになるようにMgO及びSc2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が4.0x10−4g(すなわち、マグネシウム酸化物1g当たりSc含有量は、400ppmである)である保護膜を得たという点を除いては、製造例1と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプル4とする。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が5.0x10−4gになるようにMgO及びSc2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が5.0x10−4g(すなわち、マグネシウム酸化物1g当たりSc含有量は、500ppmである)である保護膜を得たという点を除いては、製造例1と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプル5とする。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が6.0x10−4gになるようにMgO及びSc2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が6.0x10−4g(すなわち、マグネシウム酸化物1g当たりSc含有量は、600ppmである)である保護膜を得たという点を除いては、製造例1と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプル6とする。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が1.0x10−5gになるようにMgO及びSc2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が1.0x10−5g(すなわち、マグネシウム酸化物1g当たりSc含有量は、10ppmである)である保護膜を得たという点を除いては、製造例1と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプルAとする。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が1.0x10−3gになるようにMgO及びSc2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が1.0x10−3g(すなわち、マグネシウム酸化物1g当たりSc含有量は、1,000ppmである)である保護膜を得たという点を除いては、製造例1と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプルBとする。
サンプルA、1、2、3、4、5、6及びBに対し、温度による放電遅延時間(ns単位である)を評価し、その結果を図5に示す。
サンプルA、1、2、3、4、5、6及びBの二次電子放出係数γを測定し、図6に示す。併せて、放電遅延時間の変化量も共に図6に示す。図6において、−●−で示すグラフは、二次電子放出係数を示し、−○−で示すグラフは、放電遅延時間の変化量を示す。
(パネルの製作)
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が4.0x10−4gになるようにMgO及びSc2O3を混合した後、ミキサに入れて5時間以上撹拌し、均一な混合物を製造した。前記混合物に融剤としてMgF2を加えて撹拌した後、これをルツボに入れ、900℃の温度で5時間熱処理した。これをペレット状に圧縮成形した後、1,650℃の温度で3時間熱処理し、マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が4.0x10−4gである保護膜形成用の複合体を製造した。
前記保護膜中のSc含有量は、SIMSを利用して評価した。まず、前記パネル1の大気露出を最少化するために、パージシステム中に前記パネル1を入れ、前記パネル1中の上板の一部分を採取し、SIMS分析用サンプルホルダに装着した。パージ状態を保持しつつ、前記サンプルホルダをSIMS装置の準備チャンバに入れた後、前記準備チャンバをポンピングし、実験チャンバに入れた後、酸素イオンガンを利用してSc含有量を定量分析し、深さプロファイルを得た。これは、Scの陽イオン化特性が陰イオン化特性より優れているという点を考慮したものである。かような工程をMgO膜に含まれるSc含有量が既知の標準サンプルに対しても反復し、Sc含有量が既知の標準サンプルに対する深さプロファイルグラフを得た。さらに詳細な分析条件は、前記表4を参照する。
実施例1に記載された保護膜形成用の複合体の代わりに、単結晶MgOを蒸着ソースとして使用する点を除いては、実施例1と同じ方法でパネルを得た。これをパネルCとする。
パネルC及びパネル1に対する放電遅延時間を評価し、それぞれ図7及び図8に示す。パネル1及びパネルCに対する放電遅延時間の評価は、光センサ、オシロスコープ及び温度変換器を利用した。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4gになり、Cr含有量が1.0x10−4gになるように、MgO、Sc2O3及びCr2O3を混合した後、ミキサに入れて5時間以上撹拌し、均一な混合物を製造した。前記混合物に融剤としてMgF2を添加して撹拌した後、これをルツボに入れ、900℃の温度で5時間熱処理した。これをペレット状に圧縮成形した後、1,650℃の温度で3時間熱処理し、マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4gで、Cr含有量が1.0x10−4gである保護膜形成用の複合体を製造した。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4gに、Cr含有量が2.0x10−4gになるようにMgO、Sc2O3及びCr2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4gで、Cr含有量が2.0x10−4gである保護膜を得るという点を除いては、製造例7と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプル8とする。
マグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4gに、Cr含有量が3.0x10−4gになるようにMgO、Sc2O3及びCr2O3を混合して保護膜形成用の複合体を製造し、最終的にマグネシウム酸化物1g当たりScの含有量が3.0x10−4gで、Cr含有量が3.0x10−4gである保護膜を得るという点を除いては、製造例7と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプル9とする。
製造例7の保護膜形成用の複合体の代わりに、多結晶マグネシウム酸化物を利用して保護膜を形成するという点を除いては、製造例7と同じ方法で放電セルを得た。これをサンプルDとする。
サンプルD、7、8及び9に対する耐スパッタリング性についてFIB(Focused Ion Beam)装置を利用して評価し、その結果を図9に示す。一方、サンプルDのFIB実験結果として得られたエッチング部位の断面について電子顕微鏡で観察した写真は、図10を参照する。FIB実験は、Arイオン(50pA、30keV)を保護膜の表面に95秒間走査してエッチングされた深さを測定することにより行った。エッチングされた深さは、FIBに備え付けられた電子顕微鏡を介して測定できる。耐スパッタリング性が良好ではない保護膜材料は、エッチングされた部位が深い。
211 前面基板
211a 前面基板の背面
212 Y電極
212b,213a 透明電極
213 X電極
213a,213b バス電極
214 保持電極対
215 前方誘電体層
216 保護膜
220 後方パネル
221 背面基板
221a 背面基板の前面
222 アドレス電極
223 後方誘電体層
224 隔壁
225 蛍光体層
226 セル。
Claims (31)
- 希土類元素よりなる群から選択された一つ以上を含むマグネシウム酸化物を含み、前記希土類元素の含有量が前記マグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から6.0x10−4質量部の範囲にある保護膜。
- 前記希土類元素は、Sc(スカンジウム)であることを特徴とする請求項1に記載の保護膜。
- 前記希土類元素の含有量は、前記マグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から5.0x10−4質量部の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の保護膜。
- 前記希土類元素の含有量は、前記マグネシウム酸化物1質量部当たり1.5x10−4質量部から4.0x10−4質量部の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の保護膜。
- Al、Ca及びSiよりなる群から選択された一つ以上の元素をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の保護膜。
- Alを含む場合、Alの含有量は前記マグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から4.0x10−4質量部の範囲にあることを特徴とする請求項5に記載の保護膜。
- Caを含む場合、Caの含有量は前記マグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から4.0x10−4質量部の範囲にあることを特徴とする請求項5に記載の保護膜。
- Siを含む場合、Siの含有量は前記マグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から4.0x10−4質量部の範囲にあることを特徴とする請求項5に記載の保護膜。
- Mn、Na、K、Cr、Fe、Zn、B、Ni及びZrよりなる群から選択された一つ以上の元素をさらに含むことを特徴とする請求項1または請求項5に記載の保護膜。
- Mnを含む場合、Mnの含有量は前記マグネシウム酸化物1質量部当たり1.0x10−5質量部未満であり、Naを含む場合、Naの含有量は前記マグネシウム1質量部当たり3.0x10−5質量部未満であり、Kを含む場合、Kの含有量は前記マグネシウム酸化物1質量部当たり3.0x10−5質量部未満であり、Crを含む場合、Crの含有量はマグネシウム酸化物1質量部当たり1.0x10−5質量部未満であり、Feを含む場合、Feの含有量はマグネシウム酸化物1質量部当たり2.0x10−5質量部未満であり、Znを含む場合、Znの含有量はマグネシウム酸化物1質量部当たり3.0x10−5質量部未満であり、Bを含む場合、Bの含有量はマグネシウム酸化物1質量部当たり1.0x10−5質量部未満であり、Niを含む場合、Niの含有量はマグネシウム酸化物1質量部当たり1.0x10−5質量部未満であり、Zrを含む場合、Zrの含有量はマグネシウム酸化物1質量部当たり1.5x10−4質量部未満であることを特徴とする請求項9に記載の保護膜。
- 希土類元素よりなる群から選択された一つ以上及びCrを含むマグネシウム酸化物を含む保護膜。
- 前記希土類元素の含有量は、前記マグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から6.0x10−4質量部の範囲にあることを特徴とする請求項11に記載の保護膜。
- 前記希土類元素は、Scであることを特徴とする請求項11に記載の保護膜。
- 前記クロムの含有量は、前記マグネシウム酸化物1質量部当たり5.0x10−5質量部から6.0x10−4質量部の範囲にあることを特徴とする請求項11に記載の保護膜。
- マグネシウム酸化物及びマグネシウム塩よりなる群から選択された一つ以上のMg含有化合物から由来するマグネシウム酸化物の成分と、希土類元素の酸化物及び希土類元素の塩よりなる群から選択された一つ以上の希土類元素含有の化合物から由来する希土類元素の成分とを備える保護膜形成用の複合体。
- 前記マグネシウム塩は、Mg元素の炭酸塩及びMg元素の水酸化物よりなる群から選択された一つ以上であり、前記希土類元素の塩は、希土類元素の塩化物、希土類元素の硝酸塩、希土類元素の硫酸塩及び希土類元素の炭酸塩よりなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項15に記載の保護膜形成用の複合体。
- 前記希土類元素の成分は、Sc成分であることを特徴とする請求項15に記載の保護膜形成用の複合体。
- Al、Ca及びSiの酸化物及び塩よりなる群から選択された一つ以上から由来する成分をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の保護膜形成用の複合体。
- マグネシウム酸化物及びマグネシウム塩よりなる群から選択されたMg含有化合物から由来するマグネシウム酸化物の成分と、希土類元素の酸化物及び希土類元素の塩よりなる群から選択された一つ以上の希土類元素含有の化合物と、クロム酸化物及びクロム塩よりなる群から選択された一つ以上のCr含有の化合物から由来するクロム元素成分とを備える保護膜形成用の複合体。
- マグネシウム酸化物及びマグネシウム塩よりなる群から選択された一つ以上のMg含有化合物と、希土類元素の酸化物及び希土類元素の塩よりなる群から選択された一つ以上の希土類元素含有の化合物とを均一に混合するステップと、
前記混合物を焼成するステップと、
前記焼成物を焼結し、保護膜形成用の複合体を形成するステップと、
前記保護膜形成用の複合体を利用して保護膜を形成するステップとを含む保護膜の製造方法。 - 前記マグネシウム塩は、Mg元素の炭酸塩及びマグネシウム塩の水酸化物よりなる群から選択された一つ以上であり、前記希土類元素の塩は、希土類元素の塩化物、希土類元素の硝酸塩、希土類元素の硫酸塩及び希土類元素の炭酸塩よりなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項20に記載の保護膜の製造方法。
- 前記希土類元素含有の化合物がSc2O3、ScCl3、Sc(NO3)3、Sc2(SO4)3及びSc2(CO3)3よりなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項20に記載の保護膜の製造方法。
- 前記混合ステップを、前記Mg含有化合物及び希土類元素含有の化合物以外に、Al、Ca及びSiの酸化物及び塩よりなる群から選択された一つ以上をさらに添加して行うことを特徴とする請求項20に記載の保護膜の製造方法。
- マグネシウム酸化物及びマグネシウム塩よりなる群から選択された一つ以上のMg含有化合物と、希土類元素の酸化物及び希土類元素の塩よりなる群から選択された一つ以上の希土類元素含有の化合物と、クロム酸化物及びクロム塩よりなる群から選択された一つ以上のCr含有の化合物とを均一に混合するステップと、
前記混合物を焼成するステップと、
前記焼成物を焼結し、保護膜形成用の複合体を形成するステップと、
前記保護膜形成用の複合体を利用して保護膜を形成するステップとを含む保護膜の製造方法。 - 前記マグネシウム塩は、Mg元素の炭酸塩及びマグネシウム塩の水酸化物よりなる群から選択された一つ以上であり、前記希土類元素の塩は、希土類元素の塩化物、希土類元素の硝酸塩、希土類元素の硫酸塩及び希土類元素の炭酸塩よりなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項24に記載の保護膜の製造方法。
- 前記混合ステップを、MgF2または希土類元素のフッ化物を融剤として使用して行うことを特徴とする請求項20または請求項24に記載の保護膜の製造方法。
- 前記焼成ステップを400℃から1,000℃の範囲の温度で行うことを特徴とする請求項20または請求項24に記載の保護膜の製造方法。
- 前記焼結ステップを1,000℃から1,750℃の範囲の温度で行うことを特徴とする請求項20または請求項24に記載の保護膜の製造方法。
- 前記保護膜形成ステップを、化学気相蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法及びスパッタリング法よりなる群から選択された一つ以上の工程を利用して行うことを特徴とする請求項20または請求項24に記載の保護膜の製造方法。
- 請求項1から請求項8、及び請求項10から請求項14のうちいずれか1項に記載の保護膜を備えたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
- 請求項9に記載の保護膜を備えたことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
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