JP2007048733A - 酸化マグネシウム原材料およびプラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像表示デバイスなどに用いる画像表示品位に優れたＰＤＰを製造する酸化マグネシウム原材料とＰＤＰの製造方法とを提供する。
【解決手段】前面パネル２と背面パネル３とから構成され、前面パネル２は、前面ガラス基板１１上に走査電極１２ａ、維持電極１２ｂを交互にストライプ状に形成し、さらにこれらの走査電極１２ａ、維持電極１２ｂを絶縁層としての誘電体ガラス層１３および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１４を有するＰＤＰの、保護層１４を形成するＭｇＯ原材料であって、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのアルミニウム（Ａｌ）と０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍの珪素（Ｓｉ）とを含み、かつ亜鉛（Ｚｎ）を含有する原材料である。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示デバイスなどに用いるプラズマディスプレイパネルの製造方法とそれに用いる酸化マグネシウム原材料に関する。

高品位テレビジョン画像を大画面で表示するためのディスプレイ装置として、プラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰと呼ぶ）を使用した表示装置への期待が高まっている。ＰＤＰは、基本的には前面パネルと背面パネルとで構成されている。

前面パネルは、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極よりなる表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された保護層とで構成されている。一方、背面パネルは、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色でそれぞれ発光する蛍光体層とで構成されている。

前面パネルと背面パネルとはそれぞれの電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって形成された放電空間（放電セル）にはＮｅ−Ｘｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電ガスを放電させ、それによって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

保護層には、ガス放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護する保護性能と、放電電圧を下げて応答性の高い放電を実現するための高い電子放出性能が要求され、通常、その材料として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）薄膜が使われている。

映像信号電圧のパルスに応じて応答性の高い放電を実現するために、ＭｇＯ薄膜にアルミニウム、珪素、ホウ素を含有させる例が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００３−１３２８０１号公報 特開２００４−１０３２７３号公報

近年、画像の高精細化などに伴い、ＰＤＰの放電セルの高精細化が要求されている。高精細化に伴い走査線数が増加してテレビ映像を表示する場合、１フィールド＝１／６０［ｓ］内で全てのシーケンスを終了させるためには、信号電圧を印加する高速駆動が必要となる。また、シングルスキャン方式などの簡易駆動方式による低コスト化などに伴い、放電の高速応答性が要求されるようになっている。

これらの要求に対して、従来のＭｇＯ薄膜による保護層では放電遅れが発生しやすく点灯不良が発生するといった課題を有していた。これらの放電遅れを解決するために、アルミニウムや他の元素をＭｇＯ薄膜にドーピングし、ＭｇＯ薄膜の表面からの電子放出性能を増加させて放電遅れ時間を小さくする上述の例が開示されている。ＭｇＯ薄膜の材料中にアルミニウムを混入させて加熱酸化させると、ＭｇＯのバンド構造の比較的浅いエネルギー帯にエネルギー幅の広いバンド構造が形成され、結果として電子放出性能が向上するためと考えられている。

放電遅れ時間は温度、待機時間、空間電荷の３つに依存して決定される。従来のアルミニウムを添加する方法では温度、空間電荷の依存性が改善され、珪素を添加する方法では待機時間の依存性が改善されることが知られている。しかしながら、これらをバランスさせて３つの依存性について全てを満足することができず、更なる高精細化などの高速駆動に対する放電遅れが解消できないといった課題が発生する。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、待機時間依存性、温度依存性、空間電荷依存性を基とした放電遅れ時間に対する総合バラツキを小さくして放電遅れを解消し、画質の優れたＰＤＰを実現するＰＤＰの製造方法とそれに用いる酸化マグネシウム原材料を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の酸化マグネシウム原材料は、ＰＤＰの保護層を形成する酸化マグネシウム原材料であって、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのアルミニウムと、０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍの珪素とを含み、かつ亜鉛を含んでいる。

このような原材料を用いることによって、放電遅れに対する総合バラツキの小さい保護層を実現し、画質を落とすことなく高精細表示が可能でシングルスキャン化も可能なＰＤＰを実現することができる。

さらに、アルミニウムが１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍであり、珪素が０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍであることが望ましく、このような原材料によれば、さらに、生産性を落とすことなく輝度低下のないＰＤＰを実現することができる。

さらに、酸化マグネシウム中に含まれる鉄、クロムおよびカルシウムの濃度が２０ｐｐｍ以下であることが望ましく、より総合バラツキの小さい保護層を実現して放電遅れのないＰＤＰを実現することができる。

さらに、亜鉛の濃度が１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることが望ましく、低電圧で輝度低下がなく放電遅れのないＰＤＰを実現することができる。

また、本発明のＰＤＰの製造方法は、基板上に形成した電極を絶縁層で覆うとともに絶縁層を保護層で覆ったＰＤＰの製造方法であって、保護層を、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのアルミニウムと０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍの珪素とを含み、かつ亜鉛を含む酸化マグネシウムの焼結体を原材料として真空蒸着法によって形成している。

このような製造方法によれば、高い生産性で放電遅れに対する総合バラツキの小さいＰＤＰの保護層を製造することができ、画質を落とすことなく高精細表示が可能でシングルスキャン化も可能なＰＤＰを実現することができる。

さらに、焼結体のアルミニウムの濃度が１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍであり、珪素の濃度が０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍであることが望ましく、さらに、生産性を落とすことなく輝度低下のないＰＤＰの保護層を製造することができる。

さらに、焼結体に含まれる鉄、クロムおよびカルシウムの濃度が３０ｐｐｍ以下であることが望ましく、より総合バラツキの小さいＰＤＰの保護層を製造することができる。

さらに、亜鉛の濃度が１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることが望ましく、低電圧で輝度低下がなく放電遅れのないＰＤＰを実現することができる。

また、本発明のＰＤＰの製造方法は、基板上に形成した電極を絶縁層で覆うとともに絶縁層を保護層で覆ったＰＤＰの製造方法であって、保護層を、酸化マグネシウム粉体とアルミニウム粉体と珪素粉体と亜鉛粉体とを、アルミニウムの濃度が１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍ、珪素の濃度が０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍとなる混合粉体を原材料として真空蒸着法によって形成している。

このような製造方法によれば、高い生産性で放電遅れに対する総合バラツキの小さいＰＤＰの保護層を製造することができ、画質を落とすことなく高精細表示が可能でシングルスキャン化も可能なＰＤＰを実現することができる。

さらに、混合粉体のアルミニウムの濃度が１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍであり、珪素の濃度が０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍであることが望ましく、さらに、生産性を落とすことなく輝度低下のないＰＤＰの保護層を製造することができる。

さらに、混合粉体に含まれる鉄、クロムおよびカルシウムの濃度が３０ｐｐｍ以下であることが望ましく、より総合バラツキの小さいＰＤＰの保護層を製造することができる。

さらに、亜鉛の濃度が１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることが望ましく、低電圧で輝度低下がなく放電遅れのないＰＤＰを実現することができる。

以上のように、本発明のＰＤＰの製造方法とそれに用いる酸化マグネシウム原材料とによれば、特に待機時間依存性を改善し、温度依存性、空間電荷依存性などを含めた総合バラツキの小さい保護層を実現し放電遅れのないＰＤＰを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における酸化マグネシウム原材料を用いたＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの構成を示す断面斜視図である。図１に示すように、ＰＤＰ１は、前面パネル２と背面パネル３とから構成されている。前面パネル２は、前面ガラス基板１１上に走査電極１２ａ、維持電極１２ｂを交互にストライプ状に形成し、さらにこれらの走査電極１２ａ、維持電極１２ｂを絶縁層としての誘電体ガラス層１３および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層１４で覆うことにより形成されたものである。

一方、背面パネル３は、背面ガラス基板２１上に、ストライプ状にアドレス電極２２を形成し、これを覆うように下地誘電体層２３を形成している。さらに、アドレス電極２２を挟むように下地誘電体層２３上にストライプ状に隔壁２４を形成し、隔壁２４間に蛍光体層２５を設けることにより形成されたものである。前面パネル２と背面パネル３とを対向配置して周辺部を封着し、隔壁２４で仕切られた空間に放電ガスを封入することで放電セルを有する放電空間４が形成される。蛍光体層はカラー表示のために通常、赤色、緑色、青色の３色の蛍光体層２５が順に配置されている。また、放電空間４内には、例えばネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）を混合してなる放電ガスが通常、０．６７×１０^５Ｐａ程度の圧力で封入されている。

次に、ＰＤＰの駆動方式について説明する。図２はＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図である。駆動回路は、アドレス電極駆動部３１と、走査電極駆動部３２と、維持電極駆動部３３とから構成されている。ＰＤＰのアドレス電極２２にアドレス電極駆動部３１を接続し、走査電極１２ａに走査電極駆動部３２を接続するとともに、維持電極１２ｂに維持電極駆動部３３を接続している。

一般に交流型のＰＤＰでは１フレームの映像を複数のサブフィールド（ＳＦ）に分割することによって階調表現をする方式が用いられている。そして、この方式では放電セル中の気体の放電を制御するためにひとつのＳＦをさらに４つの期間に分割している。図３はひとつのＳＦ中の駆動波形を示すタイムチャートであり、この４つの期間について図３を用いて説明する。図３において、セットアップ期間では放電を生じやすくするためにＰＤＰ内の全放電セルに均一に壁電荷を蓄積させる。アドレス期間では点灯させる放電セルの書き込み放電を行う。サステイン期間ではアドレス期間で書き込まれた放電セルを点灯させその点灯を維持させる。イレース期間では壁電荷を消去させることによって放電セルの点灯を停止させる。

セットアップ期間では、走査電極１２ａにアドレス電極２２および維持電極１２ｂに比べ高い電圧を印加して放電セル内の気体を放電させる。それによって発生した電荷はアドレス電極２２、走査電極１２ａおよび維持電極１２ｂ間の電位差を打ち消すように放電セルの壁面に蓄積される。走査電極１２ａ付近の保護層１４表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、またアドレス電極２２付近の蛍光体層２５表面および維持電極１２ｂ付近の保護層１４表面には正の電荷が壁電荷として蓄積される。この壁電荷により走査電極１２ａとアドレス電極２２間、走査電極１２ａと維持電極１２ｂ間には所定の値の壁電位が生じる。

アドレス期間では、放電セルを点灯させる場合に、走査電極１２ａとアドレス電極２２間に前述の壁電位と同方向に電圧を印加させ、走査電極１２ａと維持電極１２ｂ間に壁電位と同方向に電圧を印加させることにより書き込み放電を生じさせる。この結果、蛍光体層２５表面、保護層１４表面には負の電荷が蓄積され、走査電極１２ａ付近の保護層１４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１２ｂと走査電極１２ａ間には所定の値の壁電位が生じる。

サステイン期間では走査電極１２ａに維持電極１２ｂに比べ高い電圧を印加させる。つまり維持電極１２ｂと走査電極１２ａ間に前述の壁電位と同方向に電圧を印加させて維持放電を生じさせる。これによりセル点灯を開始させることができる。そして、維持電極１２ｂと走査電極１２ａ交互に極性が入れ替わるようにパルスを印加することにより断続的にパルス発光させることができる。イレース期間では、幅の狭い消去パルスを維持電極１２ｂに印加することによって不完全な放電が発生して壁電荷が消滅するため、消去が行われる。

放電セル構造の高精細化に伴って走査線数が増加するが、テレビ映像を表示する場合には１フィールド＝１／６０［ｓ］内で全てのシーケンスを終了させる必要がある。これに応えるには、アドレス期間に印加するアドレスパルスのパルス幅を狭くして高速駆動を行う必要がある。しかしながら、パルスの立ち上がりからかなり遅れて放電が行われるという「放電遅れ」が存在するために、印加されたパルス幅内で放電の終了する確率が低くなり、本来点灯すべきセルに書き込みなどができずに点灯不良が生じてしまう現象が発生する。放電遅れは、放電が開始される際にトリガーとなる初期電子が保護層１４表面から放電空間中に放出されにくいことが主要な要因として考えられている。

初期電子が放出されやすい状況を作り出すことができれば、放電遅れを効果的に防止することができると考えられる。このための方法として、アドレス期間とサステイン期間での駆動パルス電圧を上昇させるか、あるいは電極間距離を短縮する方法が考えられる。しかし、パルス電圧の増加は、駆動回路のスイッチング素子の耐圧との関係で放電遅れ時間の抑制には限界がある。また、電極間距離を短縮することは、同時に隔壁２４の高さを低下させることとなる。隔壁２４の高さを低下させると放電空間そのものが縮小し、プラズマを取り囲む単位体積あたりの壁面積が増加するため、プラズマが壁面に衝突した際に消滅してしまうといういわゆる壁面損失によって効率が低下することとなる。

放電遅れ時間はＰＤＰの構成や材料、駆動方式によって影響を受けるが、特に保護層１４による影響が大きく、さらに、温度、待機時間、空間電荷などに依存する。図４および図５は放電遅れ時間の待機時間依存性の一例を示す図である。図４および図５において、横軸は初期化放電から実際にアドレスパルスを印加するまでの時間を待機時間としてとり、縦軸には実際のアドレスパルスを印加して測定した放電遅れ時間のうちの統計遅れ時間と呼ばれる放電の発生しやすさの目安となる数値をとっている。

この縦軸の値が小さいほど放電が発生しやすいために、放電ミス、すなわち書き込みミスは減少するが、一方で値があまりに小さいと初期化で発生した壁電荷が時間的に減少してしまい、実際にアドレス放電しようとする際に放電ミスを起こす。また、この値が大きすぎると、所定時間内で放電が発生しないために放電ミスを発生する。したがって、この値は一定の範囲内に収まることが望ましい。この範囲はＰＤＰの放電セルサイズ、画素数、画面のサブフィールド構成などにより変化するため一概には決定できないが、種々の点灯状態を再現するようにバラツキを小さくすることが重要となる。

すなわち、横軸の待機時間は様々な画像を表現する中で決定される。すなわち、いろいろなサブフィールド構成が用いられ、しかも、暗所コントラスト向上のために初期化パルスを１画面（フィールド）中に一回しか行わない場合も考えあわせると、初期からアドレスパルスまでの時間は、１０μｓｅｃ〜５ｍｓｅｃ程度の幅をもつ可能性がある。したがって、待機時間依存性としては、この範囲の待機時間の中での放電遅れ時間の最大値と最小値の比の値で表現でき、なおかつその比はできる限り小さい方が望ましい。

また、図４には放電遅れの温度依存性を同様に示している。すなわち、−２０℃〜９０℃の範囲でＰＤＰの表面温度を変化させ、待機時間に対する放電遅れ時間を測定した。図４に示すように放電遅れは温度依存性を有していることがわかる。したがって、同一待機時間における温度依存性による放電遅れ時間の最大値と最小値の幅が小さくなることが望ましい。

一方、図５には放電遅れの空間電荷依存性を示している。初期化パルスを印加する前に放電セル空間中に強放電を発生させて、強放電のパルス数を放電遅れ時間の変化がほぼなくなるまで増加させる。なお、パルス数の増加に伴う放電遅れ時間の変化がほぼなくなるパルス数の目安としては、２００発〜３００発のパルス数である。本発明の実施の形態では、パルス数が最小の場合と最大の場合の放電遅れ時間をそれぞれの待機時間において測定してプロットし、最大パルス数での放電遅れ時間と最小パル数での放電遅れ時間との比が最も大きくなる比を倍数と定義している。したがって、図５においては、待機時間が１００μｓｅｃにおける最小パルス数での放電遅れ時間１００ｎｓｅｃと、最大パルス数での放電遅れ時間４０ｎｓｅｃとの比が待機時間に対して最も大きな比となり、倍数が２．５であることを示している。

これらの待機時間依存性、温度依存性、空間電荷依存性を基にして、以下の手順によって放電遅れ時間に対する総合バラツキを求めて評価尺度とした。まず、待機時間依存性と温度依存性を示す図４を用いて、図中の全ての値の最大値と最小値の比の値の対数（常用対数：底は１０）値を求める。次に図５の空間電荷依存性については、放電遅れ時間測定において与える維持パルスの数が最大から最小までの範囲で、同じ待機時間での放電遅れ時間の比の値の最大値を求め、これを倍数とする。これらを次式のように積として求め、総合バラツキとした。

総合バラツキは倍率として求められるが、この倍率が小さければ放電遅れ時間が小さく、温度依存性、待機時間依存性、空間電荷依存性の小さい良質な保護層１４であるといえる。

放電遅れを解決するために、アルミニウム（Ａｌ）や他の元素をＭｇＯ薄膜にドーピングしてＭｇＯ薄膜の表面からの電子放出性能を増加させると、ＭｇＯのバンド構造として、比較的浅いエネルギー帯にエネルギー幅の広いバンド構造が形成されて電子放出特性が向上すると考えられている。しかしながら、このようなＡｌを添加する方法では温度依存性と、空間電荷依存性については改善されるが、待機時間依存性については改善されない。一方、珪素（Ｓｉ）を添加する方法では待機時間依存性については改善されるが温度依存性と空間電荷依存性については改善されない。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法では、前面ガラス基板１１上に形成した走査電極１２ａ、維持電極１２ｂを誘電体ガラス層１３で覆うとともに誘電体ガラス層１３を保護層１４で覆ったＰＤＰの製造方法であって、保護層１４を、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのＡｌと０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍのＳｉとを含み、かつ亜鉛（Ｚｎ）を含有する焼結体を原材料として真空蒸着法によって形成している。

また、本発明のＭｇＯ原材料は、ＰＤＰの保護層１４を形成するＭｇＯ原材料であって、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのＡｌと、０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍのＳｉとを含んでいる。

これらの方法またはＭｇＯ原材料によって総合バラツキの小さい保護層１４を実現している。すなわち、Ａｌのバンド帯のエネルギーに比較的近い部分に、時間依存性に対してシャープな分布をなすバンド構造をもつような不純物を併せ持たすことができる。その結果、待機時間が長くなって電子が順次奪われていっても、さらに電子を供給できる電子源をもつこととなり待機時間依存性を小さくすることができると考えられる。このような特徴をもつ不純物としてはＳｉが考えられる。Ｓｉを大量に導入すると温度依存性が非常に大きくなる知見を得ている。これは、シャープな分布をなすバンド構造から供給される電子は、その供給量が豊富な反面、電子放出の確率に非常に大きな差異が発生する。そのため、温度変化によるエネルギー差により電子放出される量の差異が発生し、結果として温度依存性が強くなるからであると考えられる。

すなわち、Ｓｉを第２の不純物として混入すると、待機時間依存性は非常に小さくすることができる代わりに、元々のＡｌのもつブロードなバンド構造よりも浅い準位に、シャープな準位が大きくたつことにより逆に温度依存性が強くなってしまう。したがって、最適なＳｉ濃度を見いだすことによって、温度依存性、待機時間依存性、空間電化依存性の３つの特性を全て満足し、放電遅れ時間の小さいＭｇＯ保護層を実現することが可能となる。また、Ｚｎを一定量混入することにより、これらの特性を損なうことなく、放電電圧を低下させることができる。また、さらに望ましくは、これらの準位の近い部分にバンド構造を形成する不純物である、鉄（Ｆｅ）、カルシウム（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）などの金属元素も一定量以下に制限した方がさらに望ましい結果が得られる。

本発明の実施の形態では、保護層１４を形成する方法として真空蒸着法を用いている。すなわち、前面パネル２の誘電体ガラス層１３に電子ビーム真空蒸着法によってＡｌとＳｉとを含む保護層１４を形成している。真空蒸着法に用いるＭｇＯの原材料としては、Ａｌを１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍ、Ｓｉを０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍ含むＭｇＯの焼結体、または、ＭｇＯ粉体とＡｌ粉体とＳｉ粉体とが、Ａｌ濃度が１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍ、Ｓｉ濃度が０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍとなるように調整した混合粉体を用いている。

さらに、これらの焼結体、または混合粉体はＡｌ濃度が１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍであり、Ｓｉ濃度が０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍであるように調整している。さらに、これらの焼結体、または混合粉体に含まれるＺｎの濃度が１５〜１００ｐｐｍであり、また、Ｆｅ、ＣｒおよびＣａの濃度が３０ｐｐｍ以下となるように原材料を調整することができる。

図６は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法に用いる蒸着装置の構成を示す断面図である。本実施の形態では図６に示すような電子ビーム蒸着装置を用いている。図６において、真空容器２７内の基板ホルダ２８に前面パネル２の誘電体ガラス層１３までが形成された前面ガラス基板１１が載置されている。真空容器２７内をポンプ３０で排気しながら、るつぼ３４内に設けられた蒸着源３５に、電子ビーム源３６より電子ビーム３７を照射することによって、蒸着源３５の原材料が加熱されて気化し、誘電体ガラス層１３上に保護層１４を形成することができる。

ここで、るつぼ３４内の蒸着源３５が、保護層１４用のＭｇＯ原材料であり、前述の組成を有する焼結体、あるいは混合粉体である。また、この時の蒸着条件は以下の通りである。

蒸着条件
蒸着圧力：０．２×１０^−２Ｐａ〜６×１０^−２Ｐａ
基板（前面ガラス基板）温度：１５０℃〜４００℃
Ｏ_２（酸素）流量：０ｃｃｍ〜２００ｃｃｍ
電子ビームパワー：５ｋｗ〜１５ｋｗ
製膜レート（ダイナミックレート）：１２０ｎｍ・ｍ／ｍｉｎ〜１２００ｎｍ・ｍ／ｍｉｎ
上述の蒸着方法を用いて原材料のＡｌ濃度とＳｉ濃度を変化させて保護層１４を形成したＰＤＰを作成し、前述の放電遅れに対する総合バラツキを評価した。図７は放電遅れに対する総合バラツキを示す図であり、横軸に保護層１４中のＡｌ濃度を、縦軸に保護層１４中のＳｉ濃度をとっている。前述のように、総合バラツキとしては小さければ小さいほど駆動特性に優れるが、駆動特性として望ましい範囲としては、総合バラツキが４倍以内であれば、画質を落とすことなく高精細化が可能でシングルスキャン化をすることが可能となる。

したがって、図７中の領域Ａの濃度範囲内であれば、画質を落とすことなく高精細モデルにおけるシングルスキャン化をすることが可能となる。すなわち、Ａｌの濃度が７０ｐｐｍ〜９００ｐｐｍであり、かつ、Ｓｉの濃度が０．１ｐｐｍ〜３０ｐｐｍである。この領域の組成を有する保護層１４は、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのＡｌと０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍのＳｉとを有するＭｇＯを原材料とすることにより製造可能であった。

さらに、総合バラツキが３倍以内となる領域Ａよりも内側の領域Ｂの濃度範囲内では、輝度やコントラストといった画質に関してもさらに向上させることが可能となり、さらに望ましい濃度範囲となる。すなわち、Ａｌの濃度が８０ｐｐｍ〜９００ｐｐｍであり、かつ、Ｓｉの濃度が０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍである。図８は保護層（膜）１４中のＡｌ濃度と真空蒸着法での製膜レートとの関係を示す図である。図８に示すように、Ａｌ濃度を増加させることによって製膜レートが低下することがわかり、特に保護層１４中のＡｌ濃度が３００ｐｐｍを超える保護層１４を製膜しようとするとその製膜レートが急激に低下する。そこで、保護層１４の生産性をも考慮すると、保護層１４中のＡｌ濃度が３００ｐｐｍを超えない範囲とすることが望ましいことがわかる。この領域の組成を有する保護層１４は、１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍのＡｌと０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍのＳｉとを含有するＭｇＯを原材料とすることにより製造可能であった。

また、前述したように、ＭｇＯの原材料にＺｎを１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させることにより、さらに、放電電圧を低下させることが可能となる。図９は保護層１４中のＺｎ濃度が１００ｐｐｍとなるようにＺｎ混入させた場合の、放電遅れに対する総合バラツキを示す図である。図９に示すように、Ｚｎの混入量が１００ｐｐｍを超えると、総合バラツキが３倍あるいは３倍〜４倍以内のＡｌとＳｉの濃度範囲が狭くなることがわかる。すなわち、保護層１４として、放電遅れに対するマージンが小さくなることがわかる。この結果より、Ｚｎの濃度は１００ｐｐｍ以下が望ましいことがわかる。

一方、図１０は、保護層（膜）１４中に含有するＺｎの濃度と放電電圧との関係を示す図であり、Ｚｎ濃度が１０ｐｐｍである場合の放電電圧を基準として、放電電圧の変化を示している。図１０に示すように、Ｚｎ濃度が１０ｐｐｍ以下では放電電圧が上昇し、１０ｐｐｍ以上では放電電圧が減少し１５ｐｐｍ以上で減少効果が一定することがわかる。したがって、保護層１４中のＺｎ濃度は１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍが望ましいことがわかる。

また、前述したように準位の近い部分にバンド構造を形成する不純物であるＦｅ、Ｃａ、Ｃｒなどの金属元素は一定量以下に制限した方が好ましく、本実施の形態ではＦｅ、Ｃｒ、Ｃａは全て３０ｐｐｍ以下としている。図１１はこれらの不純物濃度として、３０ｐｐｍを超えて２００ｐｐｍまで増加させた場合の総合バラツキを示す図である。図１１に示すように、不純物の濃度を増加させると、最適な総合バラツキ特性を満足する領域が図７に比べて狭くなることがわかる。したがって、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃａは全て３０ｐｐｍ以下であることが望ましく、この組成を有する保護層１４は、Ｆｅ、ＣａおよびＣｒの濃度が２０ｐｐｍ以下のＭｇＯを原材料とすることにより製造可能であった。

以上のように、本発明のＰＤＰによれば、高精細化とシングルスキャン化が可能であるとともに放電遅れがなく、なおかつ低電圧放電が可能なＰＤＰを実現することができる。

本発明によれば、高画質で高解像度モデルにおけるシングルスキャン化が可能なＰＤＰを実現し、高精細、大画面の表示装置などに有用である。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの構成を示す断面斜視図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの駆動回路の構成を示すブロック図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰのひとつのＳＦ中の駆動波形を示すタイムチャート 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの放電遅れの温度依存性と待機時間依存性の一例を示す図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの放電遅れの空間電荷依存性と待機時間依存性の一例を示す図 同ＰＤＰの製造方法に用いる蒸着装置の構成を示す断面図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの放電遅れに対する総合バラツキを示す図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの保護層中のＡｌ濃度と真空蒸着法での製膜レートとの関係を示す図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの保護層中にＺｎが１００ｐｐｍを超えて混入された場合の放電遅れに対する総合バラツキを示す図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの保護層中に含有するＺｎの濃度と放電電圧との関係を示す図 同ＰＤＰの製造方法により製造されたＰＤＰの保護層中の不純物の濃度が大きい場合の放電遅れに対する総合バラツキを示す図

符号の説明

１ ＰＤＰ
２ 前面パネル
３ 背面パネル
４ 放電空間
１１ 前面ガラス基板
１２ａ 走査電極
１２ｂ 維持電極
１３ 誘電体ガラス層
１４ 保護層
２１ 背面ガラス基板
２２ アドレス電極
２３ 下地誘電体層
２４ 隔壁
２５ 蛍光体層
２７ 真空容器
２８ 基板ホルダ
３０ ポンプ
３１ アドレス電極駆動部
３２ 走査電極駆動部
３３ 維持電極駆動部
３４ るつぼ
３５ 蒸着源
３６ 電子ビーム源
３７ 電子ビーム

Claims (12)

1. プラズマディスプレイパネルの保護層を形成する酸化マグネシウム原材料であって、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのアルミニウムと、０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍの珪素とを含み、かつ亜鉛を含有することを特徴とする酸化マグネシウム原材料。
2. 前記アルミニウムが１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍであり、前記珪素が０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の酸化マグネシウム原材料。
3. 前記酸化マグネシウム中に含まれる鉄、クロムおよびカルシウムの濃度が２０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の酸化マグネシウム原材料。
4. 前記亜鉛の濃度が１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の酸化マグネシウム原材料。
5. 基板上に形成した電極を絶縁層で覆うとともに前記絶縁層を保護層で覆ったプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護層を、１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍのアルミニウムと０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍの珪素とを含み、かつ亜鉛を含む酸化マグネシウムの焼結体を原材料とした真空蒸着法によって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。
6. 前記焼結体のアルミニウムの濃度が１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍであり、珪素の濃度が０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍであることを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
7. 前記焼結体に含まれる鉄、クロムおよびカルシウムの濃度が３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
8. 前記亜鉛の濃度が１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
9. 基板上に形成した電極を絶縁層で覆うとともに前記絶縁層を保護層で覆ったプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記保護層を、酸化マグネシウム粉体とアルミニウム粉体と珪素粉体と亜鉛粉体とを、アルミニウムの濃度が１０００ｐｐｍ〜８０００ｐｐｍ、珪素の濃度が０．１ｐｐｍ〜２５ｐｐｍとなる混合粉体を原材料として真空蒸着法によって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。
10. 前記混合粉体のアルミニウムの濃度が１６００ｐｐｍ〜５２００ｐｐｍであり、珪素の濃度が０．１ｐｐｍ〜１５ｐｐｍであることを特徴とする請求項９に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
11. 前記混合粉体に含まれる鉄、クロムおよびカルシウムの濃度が３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
12. 前記亜鉛の濃度が１５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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