JP2010177113A - プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精細なプラズマディスプレイパネルにおいて、広い温度範囲にわたってアドレス放電遅れ時間を短縮し、休止期間中の壁電荷の減少を抑えて電圧変動を小さくすることを両立させ、安定したアドレス放電を行うことと、高コントラストを実現する保護層技術を提供する。
【解決手段】本発明では、Ｓｃを含むＭｇＯからなる保護層とし、さらに、ＭｇＯに対するＳｃ濃度を１０質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下とする。この濃度範囲のＳｃを含むＭｇＯで保護層を形成することにより、アドレス放電遅れ時間が短く、且つ、休止期間中の電圧変動が小さくなり、高精細なプラズマディスプレイパネルにおいて安定したアドレス放電を行うことができ、高コントラストのプラズマディスプレイ装置が得られる。
【選択図】図１６

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰとも称する）及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高精細なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。

近年、大型かつ厚みの薄いカラー表示装置として、プラズマディスプレイ装置が期待されている。ＰＤＰは、その構造と駆動方法の違いからＤＣ（直流）型とＡＣ（交流）型に分類される。このうちＡＣ型のＡＣ面放電型ＰＤＰは、構造の単純さと高信頼性のため、もっとも実用化の進んでいる方式である。

一般的なボックス構造を有するＡＣ面放電型ＰＤＰの分解斜視図を図１に、図１において破線で囲まれた一つの放電セルの断面構造図を図２、図３に示す。図中のｘｙｚ座標軸は図１、図２、図３において共通である。

放電空間１４を挟んで前面板１２と背面板１３が対向配置され、放電空間１４には放電ガスが封入されている。放電ガスとして、Ｈｅ−Ｘｅ、Ｎｅ−Ｘｅ、Ｈｅ−Ｎｅ−Ｘｅ等の混合ガスが用いられる。

背面板１３は背面基板１１上に形成されたストライプ状のアドレス電極（以下、Ａ電極とも称す）１０と、アドレス電極１０を覆う誘電体層９と、誘電体層９上に形成されて放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止し放電セルを形成する隔壁７と、各隔壁７間に形成された赤色、緑色と青色の各色に発光する蛍光体層８とでなる。蛍光体層８は放電により発生した紫外線で励起し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に発光する蛍光体からなる。

前面板１２は前面基板１上にアドレス電極１０と交差するようにストライプ状のサステイン電極（以下、Ｘ電極とも称す）４とスキャン電極（以下、Ｙ電極とも称す）５の対からなる表示電極６が複数形成される。表示電極６は透明電極４ａ、５ａとバス電極４ｂ、５ｂとで構成される。表示電極６は誘電体層２で覆われ、誘電体層２の表面上には保護層３が形成される。

この保護層には、放電ガスのイオン衝撃による誘電体層の保護と二次電子放出及び壁電荷保持といった特性を有することが要求される。ＰＤＰでは、これらの特性を併せ持つ酸化マグネシウム（以下、ＭｇＯと記す）を主成分とする材料が広く用いられている。

ＰＤＰにおける一般的な画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）がある。ＡＤＳ方式では、１ＴＶフィールド（１／６０ｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割し、それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。さらにサブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。リセット期間では、マトリクス配列された全ての放電セル内の壁電圧をほぼ均一に揃えるため、サステイン放電電極対間に放電開始電圧以上のサステイン電圧を印加し、全ての放電セルでリセット放電を行う。アドレス期間では、全ての放電セルのうちの点灯すべき放電セルのみに、適量の壁電荷を生成するアドレス放電を行う。サステイン期間では、その壁電荷を利用して表示データの階調値に応じた回数のサステイン放電（表示放電）を行う。

このＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置は、デジタル放送等の高品位な画質に対応した画像表示装置としての期待が高まっており、高精細化、高輝度化、高コントラスト化等の高画質化が要求されている。また、黒ノイズの発生率低減といった表示画像の信頼性も要求されている。

ＰＤＰの高精細化は画素ピッチ及び放電セルサイズを小さくすることにより達成される。高輝度化は発光効率の増加やサステイン放電の回数を多くすることにより達成される。高コントラスト化には、サステイン放電回数が異なるサブフィールド数を増加させることと、リセット放電等の表示放電に寄与しない放電を低減して黒表示時の輝度を低下させることにより達成される。

各サブフィールドのアドレス期間は、ＰＤＰのスキャンライン数とアドレスパルス幅で決定される。アドレスパルス幅は、アドレス電圧を印加してからアドレス放電が起こるまでのアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ（以下、放電遅れ時間とも記す）を考慮して設定される。このとき、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄに対してアドレスパルス幅が不十分であると、アドレス電圧を印加している間にアドレス放電が起こらない。そのため、その後のサステイン放電が行われないといった誤放電による黒ノイズが発生する。更に高精細化では画素数の増加に伴いスキャンライン数が増加する。これにより、高精細なＰＤＰでは、各ＴＶフィールドにおけるアドレス期間の割合が増加し、高輝度化、高コントラスト化において重要であるサステイン期間の割合が減少する。

アドレス期間を短くするには、大きく２つの方法がある。１つはデータドライバＩＣを増加させる方法である。例えばデータドライバＩＣを２倍にし、パネルの上下でスキャンラインを２分割して同時にスキャンをするデュアルスキャン方式に変えると、見かけ上のアドレス期間が半減する。しかし、デュアルスキャン方式ではデータドライバＩＣ等の駆動に関係する回路数の増加や配線が複雑となり、生産性やコストの点で問題がある。

もう１つはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮し、アドレスパルス幅を短くする方法である。アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔ_ｆ、並びに、放電の種火となる電子（プライミング電子）が保護層から放出されるまでの統計遅れ時間（以下、プライミング電子の放出時定数とも記す）ｔ_ｓの和で構成される。保護層のプライミング電子放出特性が良好であるならば、統計遅れ時間ｔ_ｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することができ、安定したアドレス放電を行うことができる。

このアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮するために、保護層のＭｇＯに不純物元素を添加する技術の開発が行われている。例えば、特許文献１では不純物元素としてＳｉが、特許文献２、特許文献３では不純物元素としてＳｃが記載されている。

特開平１０−３３４８０９号公報 特開２００６−１６９６３６号公報 特開２００６−２０７０１３号公報 ＷＯ２００５／０９８８９０Ａ

ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ２−４ ２００６年、p３５９〜３６２ ＩＤＷ‘０８、ＰＤＰ３−３ ２００８年、p１８６９〜１８７２

しかしながら、前記従来技術はアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮に特化しており、その他のＰＤＰ駆動に対する影響についてはあまり考慮されていない。

特許文献１記載のＳｉをＭｇＯに添加する技術は、ある程度のアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することが可能であるが、特許文献４においてＰＤＰの面内においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮される割合にバラツキが生じることが記載されている。更に、本発明者らが検討した結果、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄに温度依存性があることも分かっている。ＰＤＰに要求される動作保証温度は製造メーカによって異なるが、好ましくは−２０〜６０℃である。この温度範囲において、Ｓｉを添加したＭｇＯを保護層に用いたＰＤＰでは、低温域でアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄが著しく増大し、黒ノイズの発生により表示品位が低下することがある。

また、特許文献２及び特許文献３のＳｃをＭｇＯに添加する技術はアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することが可能であると記載されている。しかし、本発明者らが検討した結果、ＭｇＯに対するＳｃの濃度が閾値以上であると、ＰＤＰの通常動作中のある時点において、黒ノイズの発生率の増加や不点灯ライン出現といった現象が発生することが明らかになっているこれらの現象は、ＰＤＰの温度が高温である場合によくみられる。

この原因の一つとして、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの休止期間ｔ_ｉ中に、アドレス電極（Ａ電極）を覆う誘電体層及び保護層の放電空間側表面とスキャン電極（Ｙ電極）を覆う誘電体層及び蛍光体層の放電空間側表面との電圧差（即ち、Ａ−Ｙ電極間の放電空間に印加される電圧）Ｖ_ＡＹが減少することが挙げられる。以下、休止期間ｔ_ｉ中の電圧差Ｖ_ＡＹの減少量を電圧変動ΔＶ_ＡＹと記す。

この電圧変動ΔＶ_ＡＹにより、アドレス電圧印加時に放電空間に印加される実効的な電圧は減少する。そのため、所定の電圧が放電空間に印加されなくなり、アドレス放電を失敗して誤放電が発生し易くなる。

電圧変動ΔＶ_ＡＹの要因として、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの間に保護層から放出されたプライミング電子が、放電空間側表面の壁電荷を打ち消していると考えられている。非特許文献１によれば、プライミング電子による休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹは、３００〜１００００Ｖ／ｓであると記載されている。

このような問題を解決する方法の一つとして、電圧変動ΔＶ_ＡＹを想定してアドレス電圧を予め高めに設定する方法がある。しかし、この方法では使用する駆動回路や制御回路に実装される電子部品を高電圧に対応したものに変更する必要があり、コストの点で問題がある。また、消費電力の増加や、コントラストの低下といった問題も生じる。

したがって、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮するだけでなく、休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹを抑制する保護層技術が必要である。

本発明の目的は、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮と、休止期間ｔ_ｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶ_ＡＹの抑制を両立することにより、安定したアドレス放電と高コントラストなＰＤＰを実現する保護層技術を提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、代表的な実施の形態によるプラズマディスプレイ装置は、一対の基板が対向に配置されて放電空間を形成し、一方の基板上に複数の電極と前記電極上に誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層が形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたＰＤＰと、前記ＰＤＰの表示面全体の帯電状態を揃えるリセット期間、表示放電を行う放電セルを選択するアドレス期間、表示放電を行うサステイン期間からなる駆動方法を実現する駆動装置とを有する。

前記ＰＤＰは具体的には、前面板とそれに対向する背面板との間の空間が前記背面板に設けられた隔壁によって区画され、前記空間には放電ガスが充填されている。前記前面板は、第１基板と、前記第１基板上に設けられた表示電極対と、前記表示電極対を覆う第１誘電体層と、前記第１誘電体層上に保護層を設けている。また、前記背面板は、第２基板と、前記第２基板上に設けられたアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う第２誘電体層と、前記第２誘電体層上に設けられた前記隔壁と、前記空間に接し、前記第２誘電体層上に設けられた蛍光体層とを有している。

ここで、前記保護層は、上記課題を解決するために、主成分であるＭｇＯに対して、所定量のＳｃを含んでいる。前記保護層中のＭｇＯに対するＳｃの濃度は、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを構成する統計遅れ時間ｔ_ｓと、電圧変動ΔＶ_ＡＹを両立する１０質量ｐｐｍ以上７４０質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（Ｉ）を満たすことを特徴とした。

０．２２ｘ＋１２≦ｙ≦１／（８．０×１０^−４ｌｎｘ＋１．９×１０^−３）…（Ｉ）
但し、式（Ｉ）において、ｙは主成分であるＭｇＯに対して含まれるＳｃの濃度であり、単位は質量ｐｐｍで示され、ｘは駆動方法においての最大リセット間隔で、単位はｍｓであり、０．５≦ｘ≦５０の範囲の値が適当である。

スキャンライン数が多く高精細なＰＤＰ、例えば解像度がフルＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）のＰＤＰにおいて、十分なリセット期間とサステイン期間を確保しつつ、全スキャンラインを１つのデータドライバＩＣでスキャンを行うシングルスキャン方式を実現するには、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓの統計遅れ時間ｔ_ｓを従来品のＭｇＯの１／３以下にする必要がある。そこでＳｃ濃度範囲の下限値は、−２０〜６０℃の温度範囲における統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値が、従来品のＭｇＯの１／３以下となるＳｃ濃度である。

この統計遅れ時間ｔ_ｓは、保護層のプライミング電子放出特性（以下、電子放出特性とも記す）に関係していることから、測定する以外にも保護層中のプライミング電子放出源のエネルギー状態密度からも得ることができる。

エネルギー状態密度は、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄから統計遅れ時間ｔ_ｓを分離し、プライミング電子放出特性の計測条件依存性を解析することにより決定される。解析システム及び解析方法の概略は以下のとおりであり、解析方法は非特許文献２に記載されている。詳細については後で説明する。

（１）休止期間ｔ_ｉ、温度Ｔの計測条件に対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを入力する。

（２）各休止期間ｔ_ｉと温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ毎の累積数を計算し、放電確率頻度と既放電確率を算出する。

（３）統計遅れ時間ｔ_ｓに関係するプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

（４）電子放出源のエネルギー状態密度の関数を設定し、エネルギー状態密度に対する活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を設定する。

（５）電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギーに対する重なり積分によりプライミング電子の電子放出時定数ｔ_s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

（６）休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件の総数に対して、計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）の平均二乗誤差が最小となる活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数を決定する。

これにより、一つまたは複数の電子放出源のエネルギー状態密度を解析することができる。更に、（５）により電子放出源のエネルギー状態密度から各計測条件に対するプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出することもできる。

休止期間ｔ_ｉの間の電圧変動ΔＶ_ＡＹは、保護層から放出されるプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍに関係する。単位時間当たりに放出されるプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、プライミング電子の放出時定数ｔ_ｓの逆数で与えられる。ＰＤＰの温度Ｔを一定として休止期間ｔ_i中のプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、

で与えられる。放出される電荷Ｑ_ｅｍは電気素量ｑを用いて、

で与えられる。リセット放電により形成される壁電荷が、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面が正で、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面が負であるとすると、保護層から放出される電荷Ｑ_ｅｍは、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面に到達すると考える。この結果、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面の壁電荷が−Ｑ_ｅｍだけ、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面の壁電荷がＱ_ｅｍだけ減少する。

１つの放電セルにおけるＡ電極側とＹ電極側の静電容量をＣ_Ａ、Ｃ_Ｙとすると、プライミング電子放出による壁電荷の変動に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹは、

で表され、プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍに関係する。更に、電圧差Ｖ_ＡＹが大きければ、放出されたプライミング電子は、放電空間において放電ガスを電離し、保護層から二次電子が放電空間へ放出され、電圧変動ΔＶ_ＡＹを増大させることもある。

プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、ＭｇＯ中のトラップ準位に起因するプライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊに依存する。ＳｃはＭｇＯに対してドナーであることから、プライミング電子放出源となるトラップ準位を形成する。そのため、Ｓｃを添加したＭｇＯを用いた保護層では、プライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊはＭｇＯに対するＳｃ濃度で決定される。

従来品のＭｇＯでは、高温で動作させたときに、１ＴＶフィールドに相当する休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題のない程度である。そこでＳｃ濃度範囲の上限値、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおける電圧変動ΔＶ_ＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下となるＳｃ濃度である。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、代表的な実施の形態によれば、本願において開示される濃度のＳｃを添加したＭｇＯからなる保護層をＰＤＰに用いることにより、広い温度範囲において統計遅れ時間ｔ_ｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮し、休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹを抑制することにより、高精細なＰＤＰにおいて安定したアドレス放電と高コントラストを実現することができる。

本発明者らが検討したＡＣ面放電型ＰＤＰの要部を模式的に示す分解斜視図である。 図１の放電セルのｘ−ｚ平面の断面図である。 図１の放電セルのｙ−ｚ平面の断面図である。 図１のＰＤＰにおいて、階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。 図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。 図１のＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。 本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データに対する累積数、及び、既放電確率を用いた統計遅れ時間と形成遅れ時間の解析方法を示す図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、既放電確率を用いたプライミング電子の電子放出時定数解析の説明図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、休止期間と温度に対するウインドウ関数が最大となるエネルギーを示す図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギー重なり積分の説明図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を示す図である。 本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法により得られたＳｃを含むＭｇＯ中の電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。 本発明の実施の基本形態のプラズマディスプレイ装置において、良好なアドレス放電を行うことができるＳｃ濃度範囲を示すグラフである。 本発明の実施の形態１による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と統計遅れ時間の関係を表すグラフである。 本発明の実施の形態１による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と高温での電圧変動により発生する黒ノイズの表示品質許容範囲を表すグラフである。 本発明の実施の形態２による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と統計遅れ時間の関係を表すグラフである。 本発明の実施の形態２による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と高温での電圧変動により発生する黒ノイズの表示品質許容範囲を表すグラフである。 本発明の実施の形態３による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と統計遅れ時間の関係を表すグラフである。 本発明の実施の形態３による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と高温での電圧変動により発生する黒ノイズの表示品質許容範囲を表すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

（実施の基本形態）
まず、本発明の理解を容易にするために、本発明者らが検討したＰＤＰの一例としてＡＣ面放電型ＰＤＰの基本構造などについて説明する。なお、本願においてＰＤＰを構成する２つの基板の「前面板」と「背面板」は、両者を組み立ててパネル化した際に、蛍光体による発光が通過して表示面となる方を前面板、表示面とならない方を背面板として説明する。また、本願では、「前面板」および「背面板」はそれぞれガラス基板から構成される前面基板および背面基板をベースとして説明する。

図１は本発明者らが検討したいわゆるボックス型のＡＣ面放電型のＰＤＰ１５の要部を模式的に示す分解斜視図である。ＰＤＰ１５は、パネルサイズが５０インチであり、表示画素数が１９２０×１０８０のフルＨＤで検討しているが、パネルサイズが３２インチ以上、表示画素数がＨＤ以上の高精細なＰＤＰであっても構わない。図２は組み立て後の図１の放電セルＣＬのｘ−ｚ平面の断面図である。図３は組み立て後の図１の放電セルＣＬのｙ−ｚ平面の断面図である。

まず、前面板１２およびその形成方法について説明する。前面基板１上にストライプ状の透明電極４ａ、５ａとバス電極４ｂ、５ｂとで構成される表示電極６が配設され、表示電極６はサステイン電極（Ｘ電極）４とスキャン電極（Ｙ電極）５の対からなる。透明電極４ａ、５ａは透明導電体である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる膜で形成され、その上に銀の単層膜からなるバス電極４ｂ、５ｂが透明電極４ａ、５ａより狭い幅で付設されている。なお、透明電極４ａ、５ａとして酸化スズや酸化亜鉛等、バス電極４ｂ、５ｂとしてアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成しても構わない。

表示電極６を構成する透明電極４ａ、５ａとバス電極４ｂ、５ｂは誘電体層２により覆われる。誘電体層２は誘電体ガラス膜で形成される。そして誘電体層２の表面上に保護層３が形成される。この保護層３の形成方法の詳細については、後で詳しく説明する。

次に、背面板１３およびその形成方法について説明する。背面基板１１上に表示電極６と直交したストライプ状のアドレス電極（Ａ電極）１０が配設される。背面基板１１はガラス基板であり、アドレス電極（Ａ電極）１０はアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成される。

アドレス電極（Ａ電極）１０は誘電体層９によって覆われ、その上には放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止する隔壁７が形成される。誘電体層９は誘電体ガラス膜で形成される。隔壁７は前面板１２の表示電極６とアドレス電極（Ａ電極）１０と平行に配設されており、アドレス電極（Ａ電極）１０は隔壁７間に位置する。表示電極６と対向する各隔壁７で囲まれた領域（空間）は放電空間１４であり、この放電空間１４に接するように誘電体層９上には蛍光体層８が形成される。蛍光体層８は赤色が（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_４：Ｅｕ^２+、青色がＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、緑色がＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋で形成される。

表示電極６とアドレス電極（Ａ電極）１０を直交するように前面板１２と背面板１３を対向配置させ、両板の非表示領域を封着剤により封着する。これにより外気と隔離された放電空間１４が形成される。放電空間１４には、放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）−キセノン（Ｘｅ）をガス基体とした混合ガスが所定の圧力及び分圧で封入される。

保護層３の形成方法について説明する。本発明の保護層３の主成分はＭｇＯであり、所定量のＳｃを含んでいる。本発明では、この保護層３を電子ビーム蒸着法により成膜する。このとき、膜質を制御するために、酸素ガスや水素ガス、水蒸気等を供給しても構わない。また、ＭｇＯの成膜方法として、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等を用いても構わない。これらの成膜方法により保護層３は３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

蒸着源には、粉末状のＭｇＯにＳｃ化合物を混合してペレット状に成型したものを用いるか、ペレット状のＭｇＯとペレット状のＳｃ化合物を混合して用いるか、あるいはこれらのペレット状に成型したものの焼結体を用いる。この蒸着源中のＳｃ濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上５０００質量ｐｐｍ以下である。

これらの蒸着源は、ＭｇＯとＳｃ化合物を出発材料として作製されるが、本発明者らが検討した結果、出発材料に用いるＭｇＯ中の不純物の濃度は、多くてもＭｇＯに対して２００質量ｐｐｍ以下であることが望ましい。これは、出発材料に用いるＭｇＯの純度が低いと、Ｓｃを添加することにより得られる効果が低減するためである。本発明で用いたＭｇＯに含まれる不純物元素とその濃度を表１に示す。表１に示される不純物の濃度は高周波誘導結合プラズマ質量分析（以下、ＩＣＰ‐ＭＳと記す）による分析結果である。Ｚｎ、Ｍｎ以外の不純物元素は、検出限界未満であった。

Ｓｃ化合物としては、酸化スカンジウム、炭酸スカンジウム、酢酸スカンジウム、硝酸スカンジウム、シュウ酸スカンジウム、ハロゲン化スカンジウム（ＳｃＸ_３；Ｘ＝Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）等を用いることができ、これらについても、出発材料に用いるＭｇＯと同様に高純度なものが望ましい。

以上の方法により形成される保護層３のＭｇＯに対するＳｃ濃度は、ＩＣＰ‐ＭＳ、または二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて測定することができる。

このＰＤＰ１５に画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）を適用した場合について説明する。図４は階調表示方式であるＡＤＳにおける１ＴＶフィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。図５は図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。なお、図５中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。

図４（Ｉ）で示されるように１フィールド（１／６０ｓ≒１６．６７ｍｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割している。それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。各サブフィールドは、図４（ＩＩ）で示されるリセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。

リセット期間では、表示電極間に放電開始電圧以上の電圧が印加され、全ての放電セルでリセット放電が起こる。これにより、全ての放電セル内の壁電圧、即ち帯電状態をほぼ均一に揃えることができる。

アドレス期間では、画像データに基づき選択された放電セルのアドレス電極（Ａ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧が印加される。図５は、３つの連続したスキャン電極（Ｙ電極）であり、（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）が選択され、（Ｙ_ｉ＋１電極）が選択されない時の、各電極に印加される電圧波形である。選択された放電セルの（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）には、−Ｖｙのスキャンパルスが印加されるのと同期してアドレス電極（Ａ電極）に電圧Ｖａのアドレス電圧が印加されてアドレス放電（選択放電）が起こる。選択されアドレス放電が起こった放電セルでは、サステイン期間で行われるサステイン放電（表示放電）を行うのに必要な壁電荷が形成される。一方、選択されない放電セルの（Ｙ_ｉ＋１電極）では、−Ｖｙのスキャンパルスが印加される時にアドレス電極(Ａ電極)にアドレス電圧が印加されないため、アドレス放電が起こらない。これにより表示放電を行うのに必要な壁電荷が形成されず、サステイン期間でサステイン放電が起こらない。スキャンパルスの幅は、各サブフィールドのアドレス期間を表示電極対数によらず一定とすると、表示電極対数が増加するとスキャンパルス幅が短くなる。そのため、表示電極対数に応じて許容されるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは異なる。

サステイン期間では、サステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）にサステインパルスが交互に印加され、選択された放電セルにおいてサステイン放電が起こる。例えば、２進法に基づく輝度の重みを持った８個のサブフィールドを設けると、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の放電セルはそれぞれ２^８（＝２５６）階調の輝度表示が得られ、約１６７８万色の色表示が可能となる。

図６は、ＰＤＰ１５を備えたプラズマディスプレイ装置２０の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置２０は、アドレス電極（Ａ電極）１０、スキャン電極（Ｙ電極）５、サステイン電極（Ｘ電極）４を有するＰＤＰ１５と、アドレス電極（Ａ電極）１０を駆動するためのアドレス駆動回路２１と、スキャン電極（Ｙ電極）５を駆動するためのスキャンパルス出力回路２２と、サステイン電極（Ｘ電極）４を駆動するためのサステインパルス出力回路２３と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路２４と、入力信号の処理を行う信号処理回路２５と、ＰＤＰ１５などに電圧を印加する駆動電源２６と映像信号を生成する映像源２７からなる駆動装置を備えている。

プラズマディスプレイ装置２０は、ＰＤＰ１５が完成した後、ＰＤＰ１５の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、ＰＤＰ１５の変形を防ぎ、放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源２６やアドレス駆動回路２１などの駆動装置が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置２０が完成する。

次に、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。

アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔ_ｆ、並びに、放電の種火となるプライミング電子が保護層から放出されるまでの統計遅れ時間ｔ_ｓの和で構成される。

保護層からプライミング電子が放電空間に放出されることは統計現象であるため、統計遅れ時間ｔ_ｓには揺らぎが生じる。図７は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを繰り返し計測した計測データを、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ毎に累積数（２００１）で表示した放電遅れ時間の頻度分布の一例である。なお、２００２は既放電確率Ｇを示す。同一放電セルにもかかわらず、約５００ｎｓをピークに、放電時間が早い場合は４００ｎｓ、放電時間が遅い場合は１０００ｎｓ以上を示しており、左右非対称な形状を示している。この繰り返し計測した計測データを用いて以下の方法により、統計遅れ時間ｔ_ｓに関係する保護層のプライミング電子放出特性を解析し、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

図８はプライミング電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図、図９はその解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

まず、図８及び図９により、本発明に用いたプライミング電子放出特性の解析システムの構成を説明する。本発明に用いた解析システムは、保護層中の電子放出源に対する電子放出特性の解析システムとされ、パーソナルコンピュータ２２００と、計算装置１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ２２００は、記憶装置を含む入力装置１０１と、画像処理装置を含む出力装置１０３などから構成される。計算装置１０２は、ＣＰＵ装置２２０１と、記憶装置２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置２２０１と記憶装置２２０２は、データ転送用結合バス２２０４により接続されている。

なお、図９では、複数の計算装置１０２が、データ転送用結合バス２２０５によりマトリクス状に接続される構成となっているが、これに限定されず、計算装置１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ２２００内に設けてもよい。

次に、図８及び図９により、本発明で用いた電子放出特性の解析システムについて、その動作例を説明する。計算装置１０２において、記憶装置２２０２には電子放出特性の解析プログラムが記憶（保持）されており、パーソナルコンピュータ２２００からの指示により、ＣＰＵ装置２２０１がそのプログラムを読み出して演算処理を行う。その演算処理の結果は、記憶装置２２０２に保存される。演算処理に必要なデータ類は、パーソナルコンピュータ２２００から、データ転送用結合バス２２０５を介して送信される。また、計算装置１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス２２０５を介して、パーソナルコンピュータ２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置１０３で出力・表示される。

図８に示すように、計算装置１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。

まず、ステップＳ１０２−１において、ＰＤＰに対して計測した、サステイン電圧印加後からアドレス電圧印加までの休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを、入力装置１０１から計算装置１０２に入力する。

次に、ステップＳ１０２−２において、計算装置１０２では、各休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）を算出する。

図１０に、放電確率頻度の最大値を１に規格化した放電確率頻度Ｐ（ｔ）２０１を示した。放電確率頻度Ｐ（ｔ）は、短時間側ではガウス関数型であるが、長時間側はテールを引いた非対称な形状である。この放電確率頻度Ｐ（ｔ）と式（１）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図１０には、既放電確率Ｇ（ｔ）２０２を示した。既放電確率Ｇ（ｔ）は、下に凸から上に凸の形状を示し、長時間側で傾きはなだらかになっている。

ステップＳ１０２−３において、形成遅れ時間ｔ_ｆの揺らぎを取り除き、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めるために、

を満たす長時間領域における既放電確率Ｇ（ｔ）とその時刻ｔを用いる。ここで、ｔ_ｆ ^aveは形成遅れ時間ｔ_ｆの平均値、σ_tfは形成遅れ時間ｔ_ｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^aveと形成遅れ時間の分散値σ_tfは、アドレス電圧印加時にプライミング電子が存在するような短い休止期間ｔ_ｉの計測データに対して、そのアドレス放電遅れ時間の平均値と分散値から求めることができる。図１０に示すように、

の長時間領域２０３を満たすｔ_a、ｔ_b、その既放電確率Ｇ（ｔ_a）とＧ（ｔ_b）、並びに、式（２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを算出する。

例えば、ｔ_ｉ＝０．１ｍｓ、Ｔ＝２５℃の短い休止期間に対するアドレス放電遅れ時間の計測データでは、形成遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^ave＝０．５９μｓ、分散値σ_tf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ_63.2とｔ₉₅は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（２）を用いて得られたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、

は０．７１μｓになることから、

の長時間領域の条件を満たすことが分かる。

同様にして、図１１には、ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓとＴ＝−１０℃（２６３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）の１２個の計測条件に対する計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expをプロット３０１で示した。このようにして、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔにおける電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めることができる。

次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）を解析する方法を述べる。計算から求められるプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈは、式（３）と（４）によりエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）と関係付けられる。

ここで、Ｅはプライミング電子放出源のエネルギー深さ（以下、エネルギーとも称する）、ｆ_ｐｈは電子放出源のフォノン振動数、ｋ_Ｂはボルツマン定数である。また、Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）は、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件に対して、

を中心に最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1とエネルギー幅±数ｋ_ＢＴを有するウインドウ関数である。計測条件として、休止期間ｔ_ｉを一定、ＭｇＯの温度Ｔを変化させた計測では、ウインドウ関数は、最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1を一定としてエネルギーＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）が推移する。一方、ＭｇＯの温度Ｔを一定、休止期間ｔ_ｉを変化させた計測では、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）が推移しながら、最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1も変化する。

図１２に、休止期間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓ、０．１ｍｓ、１ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝−１０℃（２６３．１５Ｋ）、０℃（２７３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、４０℃（３１３．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）におけるウインドウ関数が最大となるエネルギー

を示した。ここで、電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈは３．１×１０^１３Ｈｚとした。休止期間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝−１０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは４４３ｍｅＶである。また、休止期間ｔ_ｉ＝１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝６０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは８９２ｍｅＶを表している。

図１３に示すように、電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）４０２のエネルギーに対する重なり積分を計算し、全電子放出源の種類ｊについて和を取ることに等しいことが分かる。

本発明の実施の形態のＳｃを含むＭｇＯの電子放出源のエネルギー状態密度解析について以下に記す。

図８に示したステップＳ１０２−４において、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）として、式（５）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力する探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

第１種の電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈ,１を１．２６×１０^１３Ｈｚとして、計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは５０７ｍｅＶ〜７８０ｍｅＶの範囲となる。ウインドウ関数のエネルギー幅の３ｋ_ＢＴは約７５ｍｅＶなので、エネルギー領域は４３０ｍｅＶ〜８６０ｍｅＶとなる。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jの探索範囲として、計測条件により決定するＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最小値−３ｋ_ＢＴからＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最大値＋３ｋ_ＢＴを包含する４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶとした。活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jと活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の５ｍｅＶとした。

次に、実効数Ｎ_ｅｅ,１は、計測条件の時間オーダー幅が２桁程度なので、実効数の探索範囲はその時間オーダー幅である２桁として、１×１０^ｎ個／セル〜１×１０^ｎ＋２個／セル（ｎ＝０〜４）を離散化した２０１個とした。以上より、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１に対する探索範囲は４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１に対する探索範囲は５〜１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,１に対する探索範囲は１×１０^４個／セル〜１×１０^６個／セルを離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

ステップＳ１０２−５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１と実効数Ｎ_ｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（５）を式（３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_１（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝４２に対して、式（６）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を求める。

Σ_Ｎ＝４２ {ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２ （６）
このようにして、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を出力装置１０３から出力・表示する。

次に、新しい電子放出源が存在すると考えられる場合は、図８に示したステップＳ１０２−７に従って、ステップＳ１０２−４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）として、式（７）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

第２種の電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈ,２を１．２×１０^１３Ｈｚとして、計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、第１種の電子放出源に対して述べたと同様に、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２に対する探索範囲は４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２に対する探索範囲は５ｍｅＶ〜１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,２に対する探索範囲は１×１０^ｎ個／セル〜１×１０^ｎ＋２個／セル（ｎ＝０〜４）を離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

ステップＳ１０２−５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２と実効数Ｎ_ｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（７）を式（３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_２（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（８）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)とｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の和に対する平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を求める。

Σ_Ｎ＝１８ {ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_２,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２ （８）
このようにして、第１種と第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とＤ_２（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を出力装置１０３から出力・表示する。

ＭｇＯの温度ＴをＰＤＰの温度として、以上の実験方法と解析手法により得られた、本発明によるＳｃを含むＭｇＯからなる保護層のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）５０１とＤ_２（Ｅ）５０２を図１５に示す。図１５の破線５０３内は、ＰＤＰに要求される前記の動作保証温度範囲−２０〜６０℃と休止期間ｔ_ｉ＝０．５〜５０ｍｓにおけるウインドウ関数のエネルギー領域４３０〜８６０ｍｅＶである。つまり、このウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度が広く分布していることが望ましい。

本発明の実施の形態のＳｃを含むＭｇＯでは、ウインドウ関数のエネルギー領域に少なくとも２つの電子放出源が存在している。１つはウインドウ関数のエネルギー領域の中心付近である伝導帯底部から６６０ｍｅＶの深さを中心に分布しており、エネルギー状態密度が非常に大きい。もう一つはウインドウ関数のエネルギー領域の高エネルギー側の７８５ｍｅＶを中心に分布している。

図１６は本発明の実施の基本形態のプラズマディスプレイ装置について、前記の動作保証温度範囲−２０〜６０℃と最大リセット間隔ｘ、即ち休止期間ｔ_ｉ＝０．５〜５０ｍｓにおいて、良好なアドレス放電を行うことができるＳｃ濃度範囲をハッチングで表している。このハッチングした部分は、評価及び解析結果に加え、保護層の結晶性等に起因したプライミング電子放出源の生成率によるＳｃ濃度に対する特性の分布も加味している。

Ｓｃ濃度範囲は１０質量ｐｐｍ以上７４０質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（Ｉ）を満たすことで良好なアドレス放電を行うことができる。

０．２２ｘ＋１２≦ｙ≦１／（８．０×１０^−４ｌｎｘ＋１．９×１０^−３）（Ｉ）
但し、式（Ｉ）において、ｙは主成分であるＭｇＯに対して含まれるＳｃの濃度であり単位は質量ｐｐｍで示され、最大リセット間隔ｘの単位はｍｓであり０．５≦ｘ≦５０の範囲の値が適当である。従って、ＭｇＯに対するＳｃ濃度を調製し、所定量以上のエネルギー状態密度とすれば、−２０〜６０℃という広い温度範囲と休止期間ｔ_ｉ＝５０ｍｓという３ＴＶフィールド以上黒表示を行ったとしても安定したアドレス放電を行うことができ、高精細で高コントラストなＰＤＰを得ることができる。

以下において、前記実施の基本形態に基づいた、各実施の形態を具体的に説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１におけるＰＤＰ及びプラズマディスプレイ装置において、保護層とＰＤＰの駆動方法について説明する。

本実施の形態のＰＤＰの駆動方法は図４のＡＤＳに対応している。各サブフィールドのリセット期間では全放電セルで必ずリセット放電を行う。また、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間は、１ｍｓ以内としている。即ち、最後のスキャンラインの休止期間ｔ_ｉは１ｍｓであり、本実施の形態での休止期間ｔ_ｉの最大値である。

以上の駆動方法を用いて、休止期間ｔ_ｉの最大値である１ｍｓでの−２０〜６０℃の温度範囲におけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及び統計遅れ時間ｔ_ｓを評価した。統計遅れ時間ｔ_ｓはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの複数回計測結果及び式（２）か、図１５のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）５０１とＤ_２（Ｅ）５０２を基にして、休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件より式（３）から得られる。

図１７に、−２０〜６０℃での統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値と保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を示す。図１７での統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために必要な休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３で規格化した相対値で表している。

図１７から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が１０質量ｐｐｍ以上において、統計遅れ時間ｔ_ｓが本実施の形態の駆動方法に対応可能であることがわかる。

一方、高温で動作させたときにおいて、休止期間ｔ_ｉ＝１ｍｓでの壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹと保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を図１８に示す。図１８では高温で休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおいて、黒ノイズが実用上問題のない従来品のＭｇＯの電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば黒ノイズの発生が実用上問題ない。

図１８から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が５２５質量ｐｐｍ以下であれば、本実施の形態の駆動方法では黒ノイズが実用上問題にならないことがわかる。

以上から、本実施の形態の駆動方法において、保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度が１０質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下では、広い温度範囲で、高精細なＰＤＰをシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題ない。

（実施の形態２）
実施の形態２では、前記実施の形態１に対して、保護層とＰＤＰの駆動方法が異なるＰＤＰ及びプラズマディスプレイ装置について説明する。本実施の形態のＰＤＰの駆動方法も図４のＡＤＳに対応しており、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間も１ｍｓ以内である。

本実施の形態のＰＤＰでは、コントラスト向上のためにリセット回数を減らしており、黒表示時における放電セルのリセット回数が１ＴＶフィールド（１／６０ｓ）に１回である。即ち、本実施の形態では、リセット期間の最大間隔が１／６０ｓであり、休止期間ｔ_ｉは最大でも１６ｍｓ以内である。

以上の駆動方法を用いて、休止期間ｔ_ｉの最大値である１６ｍｓでの−２０〜６０℃の温度範囲におけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及び統計遅れ時間ｔ_ｓを評価した。統計遅れ時間ｔ_ｓはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測結果と前記実施の形態１と同様に式（２）か、図１５のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）５０１とＤ_２（Ｅ）５０２を基にして、休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件より式（３）から得られる。

図１９に、−２０〜６０℃での統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値と保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を示す。図１９での統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために必要な休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３で規格化した相対値で表している。

図１９から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が１５質量ｐｐｍ以上において、統計遅れ時間ｔ_ｓが本実施の形態の駆動方法に対応可能であることがわかる。

一方、高温で動作させたときにおいて、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹと保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を図２０に示す。図２０では、黒ノイズが発生しない電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば黒ノイズが発生しない。また、図２０では高温で休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおいて、黒ノイズが実用上問題のない従来品のＭｇＯの電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば黒ノイズの発生が実用上問題ない。

図２０から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が２４０質量ｐｐｍ以下であれば、本実施の形態の駆動方法では黒ノイズが実用上問題にならないことがわかる。

以上から、本実施の形態の駆動方法では、保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度が１５質量ｐｐｍ以上２４０質量ｐｐｍ以下で、広い温度範囲において、高精細なＰＤＰをシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題ない。また、前記実施の形態１よりも単位時間当たりのリセット放電回数が少なくなるため、前記実施の形態１よりも高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、前記実施の形態１及び２に対して、保護層とＰＤＰの駆動方法が異なるＰＤＰ及びプラズマディスプレイ装置について説明する。本実施の形態のＰＤＰの駆動方法も図４のＡＤＳに対応しており、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間も１ｍｓ以内である。

本実施の形態のＰＤＰでは、前記実施の形態２と同様にコントラスト向上のためにリセット回数を減らしており、黒表示時における放電セルのリセット回数が３ＴＶフィールド（１／２０ｓ）に最少で１回となる。即ち、本実施の形態では、リセット期間の最大間隔が１／２０ｓであり、休止期間ｔ_ｉは最大でも５０ｍｓ以内である。

以上の駆動方法を用いて、休止期間ｔ_ｉの最大値である５０ｍｓでの−２０〜６０℃の温度範囲におけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及び統計遅れ時間ｔ_ｓを評価した。統計遅れ時間ｔ_ｓはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測結果と前記実施の形態１、２と同様に式（２）か、図１５のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）５０１とＤ_２（Ｅ）５０２を基にして、休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件より式（３）から得られる。

図２１に、−２０〜６０℃での統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値と保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を示す。図２１での統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために必要な休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３で規格化した相対値で表している。

図２１から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が２５質量ｐｐｍ以上において、統計遅れ時間ｔ_ｓが本実施の形態の駆動方法に対応可能であることがわかる。

一方、高温で動作させたときにおいて、休止期間ｔ_ｉ＝５０ｍｓでの壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹと保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を図２２に示す。図２２では、高温で休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおいて、黒ノイズが実用上問題のない従来品のＭｇＯの電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば実用可能である。

図２２から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が２００質量ｐｐｍ以下であれば、本実施の形態の駆動方法では黒ノイズが実用上問題にならないことがわかる。

以上から、本実施の形態の駆動方法では、保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度が２５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下では、広い温度範囲で、高精細なＰＤＰをシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題ない。また、前記実施の形態１、２よりも単位時間当たりのリセット放電回数が少なくなるため、前記実施の形態１、２よりも更に高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。

以上、本発明者によってなされた発明を、実施の基本形態、実施の形態１〜３に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の基本形態および実施の形態１〜３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明は、プラズマディスプレイ装置、特に、高精細なＡＣ面放電型ＰＤＰに有効で、映像機器産業、宣伝機器産業、医療機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用されるものである。

１ 前面基板
２ 誘電体層
３ 保護層
４ サステイン電極（Ｘ）
４ａ 透明電極
４ｂ バス電極
５ スキャン電極（Ｙ）
５ａ 透明電極
５ｂ バス電極
６ 表示電極
７ 隔壁
８ 蛍光体層
９ 誘電体層
１０ アドレス電極（Ａ）
１１ 背面基板
１２ 前面板
１３ 背面板
１４ 放電空間
１５ ＰＤＰ
２０ プラズマディスプレイ装置
２１ アドレス駆動回路
２２ スキャンパルス出力回路
２３ サステインパルス出力回路
２４ 駆動制御回路
２５ 信号処理回路
２６ 駆動電源
２７ 映像源
１０１ 入力装置
１０２ 計算装置
１０３ 出力装置
２２００ パーソナルコンピュータ
２２０１ ＣＰＵ装置
２２０２ 記憶装置
２２０４ データ転送用結合バス
２２０５ データ転送用結合バス
ＣＬ 放電セル

Claims (5)

1. 一対の基板が対向に配置されて放電空間を形成し、一方の基板上に複数の電極と前記電極上に誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層が形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたプラズマディスプレイパネルと、
   前記プラズマディスプレイパネルの表示面全体の帯電状態を揃えるリセット期間、表示放電を行う放電セルを選択するアドレス期間、表示放電を行うサステイン期間からなる駆動方法を実現する駆動装置とを有し、
   前記保護層は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度が１０質量ｐｐｍ以上７４０質量ｐｐｍ以下であり、且つ、０．２２ｘ＋１２≦ｙ≦１／（８．０×１０^−４ｌｎｘ＋１．９×１０^−３）…（Ｉ）、（但し、式（Ｉ）において、ｙは前記ＭｇＯに対して含まれる前記Ｓｃの濃度であり、単位は質量ｐｐｍで示され、ｘは前記駆動方法においての最大リセット間隔で、単位はｍｓであり、０．５≦ｘ≦５０の範囲の値である）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
2. 一対の基板が対向に配置されて放電空間を形成し、一方の基板上に複数の電極と前記電極上に誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層が形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたプラズマディスプレイパネルであって、
   前記保護層は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度は、１０質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
3. 請求項２記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記保護層は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度は、１５質量ｐｐｍ以上２４０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
4. 請求項２記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記保護層は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度は、２５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動装置とからなることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

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