JP2013098020A

JP2013098020A - プラズマディスプレイパネルの製造方法およびその保護層の蒸着材

Info

Publication number: JP2013098020A
Application number: JP2011239979A
Authority: JP
Inventors: Kengo Kiue; 憲吾木上; Takeshi Ogura; 健小倉; Hieppu Hoan; ヒェップホアン; Yoshihisa Oe; 良尚大江
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2013-05-20

Abstract

【課題】高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力の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】本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、前面板に保護層を形成し、前記前面板と背面板とを封着する、プラズマディスプレイパネルの製造方法において、前記保護層面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウムの結晶方位面（１１１）のピークが発生する回折角と、当該ピークと同一方位の前記酸化カルシウムのピークが発生する回折角との間にピークが存在するとともに、前記保護層のカルシウムの濃度は３ａｔｏｍ％以上１５ａｔｏｍ％以下であることを特徴とする。
【選択図】図２

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およびその保護層用の蒸着材に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法により製造された硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板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とで構成される表示電極と、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酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。

一方、背面板は、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、緑色及び青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間に放電ガスが所定の圧力で封入されている。

このようなＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層は、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出するという重要な役割がある。

保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するために、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護層に不純物を添加する例や、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粒子を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護層上に形成した例が開示されている（例えば、特許文献１など参照）。

特開２００２−２６０５３５号公報

高精細化された画像を表示するためには、１フィールドの時間が一定であるにもかかわらず書き込みを行う画素の数が増えるため、サブフィールド中の書き込み期間において、アドレス電極へ印加するパルスの幅を狭くする必要が生じる。しかしながら、電圧パルスの立ち上がりから放電空間内で放電が発生するまでには放電遅れと呼ばれるタイムラグの存在があるため、パルスの幅が狭くなれば書き込み期間内で放電を終了できる確率が低くなってしまう。その結果、点灯不良が生じ、ちらつきといった画質性能の低下という問題も生じてしまう。

また、消費電力低減のために放電による発光効率を向上させることを目的として、蛍光体の発光に寄与する放電ガスの一成分であるキセノン（Ｘｅ）の放電ガス全体における含有率をあげると、やはり放電電圧が高くなるとともに、放電遅れが大きくなって点灯不良などの画質低下が発生するという問題が生じてしまう。

このようにＰＤＰの高精細化や低消費電力化を進めるにあたっては、放電電圧が高くならないようにすることと、さらに、点灯不良を低減して画質を向上させることを、同時に実現させなければならないという課題があった。

保護層に不純物を混在させることで電子放出特性を改善しようとする試みが行われている。しかしながら、保護層に不純物を混在させて電子放出特性を改善した場合には、保護層表面に電荷を蓄積させてメモリー機能として使用しようとする際に、電荷が時間とともに減少する減衰率が大きくなってしまうため、これを抑えるための印加電圧を大きくするなどの対策が必要になる。

一方、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護層上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）結晶粒子を形成する例では、放電遅れを小さくして点灯不良を低減することは可能であるが、放電電圧を低減することができないといった課題を有していた。

また、保護層は、一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）といった金属酸化物のペレット状固体を材料として、薄膜成膜方法によって形成されるが、成膜時に、材料の密度が低いと、材料の飛散（スプラッシュ）発生の程度に悪影響を及ぼすことが判明した。つまり、ペレット状固体材料の密度低下に従ってスプラッシュ発生数は増大し、スプラッシュ発生数の増大は点灯不良の原因となるため、点灯不良が発生するといった課題を有していた。

さらに、保護層の材料となる金属酸化物のペレット状固体材料は、材料中に不純物ガスを持っており、この不純物ガスは成膜中の雰囲気に影響を与え、真空度悪化、成膜中不純物ガスの増大により、点灯不良の原因となる。またこの不純物ガスは成膜装置の真空排気時間の増大や材料脱ガス時間の増大により、成膜装置稼働率悪化の原因となっていた。そのため、材料中に元素を添加するなどして、材料の密度を増加させて、材料中の不純物ガスを減らす試みが行われているが、保護層形成時に、添加元素が材料中の金属酸化物と結合して複合酸化物を形成するなどして、保護層形成時の成膜レートが低下するといった課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、高輝度の表示性能を備え、かつ低電圧駆動が可能なＰＤＰを実現し、さらに、歩留まり及び生産性が良好なＰＤＰを実現することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、前面板に保護層を形成し、前記前面板と背面板とを封着する、ＰＤＰの製造方法において、前記保護層面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウムの結晶方位面（１１１）のピークが発生する回折角と、当該ピークと同一方位の前記酸化カルシウムのピークが発生する回折角との間にピークが存在するとともに、前記保護層のカルシウムの濃度は３ａｔｏｍ％以上１５ａｔｏｍ％以下であることを特徴とする。また前記保護層のアルミニウムの濃度は、重量比率で１００ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下であることが望ましい。

このような構成によれば、保護層における二次電子放出特性を向上させ、輝度を高めるために放電ガスのキセノン（Ｘｅ）ガス分圧を大きくした場合でも、放電維持電圧と放電開始電圧とを低減して、高輝度、低電圧駆動のＰＤＰを実現することができる。

また、本発明のＰＤＰ用保護膜蒸着材は、酸化マグネシウムを主成分とし、さらにカルシウムおよびアルミニウムを含み、ペレット状の固体であり、ビッカース硬度（Ｈｖ）が５００以上である。

このような構成によれば、スプラッシュの発生数が少なくなるため、さらに点灯不良などの少ない表示性能に優れたＰＤＰを実現することができる。

本発明によれば、高輝度の表示性能を備えた低電圧駆動が可能なＰＤＰを実現し、さらには、歩留まり及び、生産性が良好なＰＤＰを実現することができる。

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図同ＰＤＰの保護層におけるＸ線回折結果を示す図同ＰＤＰの保護層である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電維持電圧との関係を示す図同ＰＤＰの保護層である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電開始電圧との関係を示す図同ＰＤＰの保護層の材料のビッカース硬度（Ｈｖ）とスプラッシュ発生数との関係を示す図同ＰＤＰの保護層の材料のビッカース硬度（Ｈｖ）と空隙数との関係を示す図同ＰＤＰの保護層の材料のアルミニウム（Ａｌ）の濃度と材料中の不純物ガス量との関係を示す図同ＰＤＰの保護層の材料のアルミニウム（Ａｌ）の濃度と材料の密度との関係を示す図同ＰＤＰの保護層の材料のアルミニウム（Ａｌ）の濃度と保護層形成時の材料の成膜レートとの関係を示す図

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて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ＰＤＰ１の構造を示す斜視図である。ＰＤＰ１の基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、キセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などの放電ガスが所定の圧力で封入されている。前面板２の前面ガラス基板３上には、走査電極４及び維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６と遮光層７とを覆うように電荷を保持してコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその上に保護層９が形成されている。

また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４及び維持電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝ごとに、紫外線によって赤色、緑色及び青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。走査電極４及び維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電空間が形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電空間がカラー表示のための画素になる。

図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の前面板２の構成を示す断面図であり、図２は図１と上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３上に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６と遮光層７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ₂）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。

誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂと遮光層７を覆って設けた第１誘電体層８１と、第１誘電体層８１上に形成された第２誘電体層８２の少なくとも２層構成とし、さらに第２誘電体層８２上に保護層９が形成されている。

保護層９は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる金属酸化物にアルミニウムを含有させた材料により形成している。さらに、その保護層９上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２を付着形成してもよい。

次に、このようなＰＤＰ１の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４及び維持電極５と遮光層７とを形成する。走査電極４と維持電極５とを構成する透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極４ａ、５ａは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極４ｂ、５ｂは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所定の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。

次に、走査電極４、維持電極５及び遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト（誘電体材料）層を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５及び遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダ及び溶剤を含む塗料である。同図では誘電体層８を第１誘電体層８１と第２誘電体層８２の二層構造としたがこれに限らず単層構造でも良い。

次に、誘電体層８上に保護層９を形成する。本発明の実施の形態においては、保護層９を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる金属酸化物にアルミニウムを含有させ形成している。

保護層９は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）を混合し、アルミニウムを含有させたペレット状の固体の材料を用いて薄膜成膜方法によって形成される。薄膜成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの公知の方法を適用できる。一例として、スパッタリング法では１Ｐａ、蒸着法の一例である電子ビーム蒸着法では０．１Ｐａが実際上取り得る圧力の上限と考えられる。

また、保護層９の成膜時の雰囲気としては、水分付着や不純物の吸着を防止するために外部と遮断された密閉状態とし、成膜時の雰囲気を調整することにより、所定の電子放出特性を有する金属酸化物よりなる保護層９を形成することができる。

次に、保護層９上に付着形成する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａの凝集粒子９２について述べる。これらの結晶粒子９２ａは、以下に示す気相合成法または前駆体焼成法のいずれかで製造することができる。

気相合成法では、不活性ガスが満たされた雰囲気下で純度が９９．９％以上のマグネシウム金属材料を加熱し、さらに、雰囲気に酸素を少量導入することによって、マグネシウムを直接酸化させ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを作製することができる。

一方、前駆体焼成法では、以下の方法によって結晶粒子９２ａを作製することができる。前駆体焼成法では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の前駆体を７００℃以上の高温で均一に焼成し、これを徐冷して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得ることができる。前駆体としては、例えば、マグネシウムアルコキシド（Ｍｇ（ＯＲ）₂）、マグネシウムアセチルアセトン（Ｍｇ（ａｃａｃ）₂）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₂）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ₂）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ₄）、硝酸マグネシウム（Ｍｇ（ＮＯ₃）₂）、シュウ酸マグネシウム（ＭｇＣ₂Ｏ₄）のうちのいずれか１種以上の化合物を選ぶことができる。なお選択した化合物によっては、通常、水和物の形態をとることもあるがこのような水和物を用いてもよい。

これらの化合物は、焼成後に得られる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の純度が９９.９５％以上、望ましくは９９.９８％以上になるように調整する。これらの化合物中に、各種アルカリ金属、硼素（Ｂ）、硅素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）などの不純物元素が一定量以上混じっていると、熱処理時に不要な粒子間癒着や焼結を生じ、高結晶性の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得にくいためである。このため、不純物元素を除去することなどにより予め前駆体を調整することが必要となる。

上記いずれかの方法で得られた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを、溶媒に分散させ、その分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法などによって保護層９の表面に分散散布させる。その後、乾燥・焼成工程を経て溶媒除去を図り、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを保護層９の表面に定着させることができる。

このような一連の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９）が形成されて前面板２が完成する。

一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などにより、アドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。

次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより隔壁材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。そして、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上及び隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。

所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを走査電極４とアドレス電極１２とが直交するように対向配置し、その周囲をガラスフリットで封着して放電空間１６にキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などを含む放電ガスを封入してＰＤＰ１が完成する。

次に本発明の実施の形態における保護層９の詳細について説明する。

本発明の実施の形態では、保護層９を、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）にアルミニウムを含有させたペレット状固体を原材料として電子ビーム蒸着法で形成した金属酸化物で構成している。さらに、金属酸化物は、保護層９面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のピークが発生する回折角と、そのピークと同一方位の酸化カルシウム（ＣａＯ）のピークが発生する回折角との間にピークが存在するとともに、カルシウム（Ｃａ）の濃度を１ａｔｍ％以上２１ａｔｍ％以下とし、かつ、結晶方位面（１１１）のピークを有している。

図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の保護層９におけるＸ線回折結果と、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と酸化カルシウム（ＣａＯ）単体のＸ線回折分析の結果を示す図である。

図３において、横軸はブラッグの回折角（２θ）であり、縦軸はＸ線回折波の強度である。回折角の単位は１周を３６０度とする度で示し、強度は任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙｕｎｉｔ）で示している。また、図３中にはそれぞれの結晶方位面を括弧付けで示している。図３に示すように、結晶方位面（１１１）を例にとると、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体の回折角は３２．２度にピークを有し、また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の回折角は３６．９度にピークを有していることがわかる。

同様に、結晶方位面（２００）では、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体は３７．３度にピークを有し、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体は４２．８度にピークを有していることがわかる。

一方、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化カルシウム（ＣａＯ）の単独材料のペレットや、それらの材料を混合したペレットを用いて薄膜成膜方法によって形成した本発明の実施の形態における保護層９のＸ線回折結果の特徴は、結晶方位面（１１１）のＡ点にそのピークを有しているものである。

すなわち、本発明の実施の形態である保護層９を構成する金属酸化物は、少なくとも結晶方位面（１１１）に配向した金属酸化物であり、そのＸ線回折結果は、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の回折角の間の回折角３６．１度にピークが存在している。

また、図３に示すように、保護層９を構成する金属酸化物のＸ線回折結果が、ピークとしてＡ点（３６．１度）とＢ点（４１．９度）を有していてもよい。すなわち、金属酸化物が結晶方位面（１１１）と結晶方位面（２００）の両方に配向してもよい。その場合には、金属酸化物としては、結晶方位面（１１１）のピークＡ点の強度Ｄａが、結晶方位面（２００）のピークＢ点の強度Ｄｂよりも大きくなるようにしている。

すなわち、本発明の実施の形態である保護層９を構成する金属酸化物のＸ線回折結果は、結晶方位面（１１１）のそれぞれ単体の回折角の間のＡ点である回折角３６．１度にピークが存在し、結晶方位面（２００）では、それぞれ単体の回折角の間のＢ点である回折角４１．９度にピークが存在している。

したがって、このような特性を有する金属酸化物のエネルギー準位も酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と酸化カルシウム（ＣａＯ）単体との間に存在する。その結果、保護層９では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と比較して、良好な二次電子放出特性を発揮する。そのため、特に輝度を高めるために放電ガスとしてのキセノン（Ｘｅ）分圧を高めた場合でも、放電電圧を低減して低電圧で高輝度のＰＤＰ１を実現することが可能となる。

図４は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）よりなる保護層９である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電維持電圧との関係を示す図である。なお、カルシウム（Ｃａ）の濃度は、金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）とマグネシウム（Ｍｇ）成分をＸＲＤのピークシフト幅から見積もり、それらからカルシウム（Ｃａ）の濃度をａｔｍ％で表示している。なお、縦軸の放電維持電圧は、保護層９として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のみで構成した場合の放電維持電圧を基準として示している。放電維持電圧の測定はキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）の混合ガス中（キセノン（Ｘｅ）分圧は１５％）で実施した。

図４より明らかなように、保護層９中である金属酸化物のカルシウム（Ｃａ）の濃度によって、ＰＤＰ１の放電維持電圧が変化することがわかる。すなわち、カルシウム（Ｃａ）の濃度を増加させると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のみで構成した保護層９の場合に比べて、放電維持電圧は低下する傾向となり、所定の濃度を超えると増加する傾向となる。図４より明らかなように、カルシウム（Ｃａ）濃度を１ａｔｍ％〜２１ａｔｍ％の範囲となるようにすると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、放電維持電圧の値を約５％以上低減することができる。

一方、カルシウム（Ｃａ）濃度を３ａｔｍ％〜１５ａｔｍ％の範囲となるようにすると、放電維持電圧をさらに低減することが可能となり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、放電維持電圧の値を約１０％以上低くすることができる。

したがって、例えば、放電ガスとしてキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）の混合ガスを用いた場合に、キセノン（Ｘｅ）の分圧を高めて輝度を上昇させ、その際の放電維持電圧の上昇を本発明の実施の形態における保護層９によって低減することができる。その結果、高輝度で低電圧駆動の可能なＰＤＰ１を実現することが可能となる。

また、図５は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）よりなる保護層９である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電開始電圧との関係を示す図である。図５より明らかなように、放電開始電圧も放電維持電圧と同様の傾向を示し、カルシウム（Ｃａ）濃度を１ａｔｍ％〜２１ａｔｍ％の範囲となるようにすると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、放電開始電圧の値を約５％以上低減することができる。また、カルシウム（Ｃａ）濃度を３ａｔｍ％〜１５ａｔｍ％の範囲となるようにすると、放電開始電圧をさらに低減することが可能となり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、約１０％以上低くすることができる。

次に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料のビッカース硬度（Ｈｖ）とスプラッシュ発生数の関係について説明する。

図６は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料のビッカース硬度（Ｈｖ）とスプラッシュ発生数との関係を示す図である。縦軸のスプラッシュ発生数は、点灯不良を起こさない程度のスプラッシュ数を基準値１としている。

図６に示すように、材料のビッカース硬度（Ｈｖ）が４００未満だと、ビッカース硬度（Ｈｖ）の低下に伴いスプラッシュ発生数が急激に多くなるが、ビッカース硬度（Ｈｖ）が４００以上になると、スプラッシュ発生数は徐々に少なくなり、ビッカース硬度（Ｈｖ）が５００以上になると、スプラッシュ発生数が、点灯不良を起こさない程度の数になっている事がわかる。

その理由として、図７は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料のビッカース硬度（Ｈｖ）と材料中の空隙数との関係を示す図であり、縦軸の空隙数は、ビッカース硬度（Ｈｖ）が５００の時の空隙数を基準値１としているが、図に示すように、ビッカース硬度（Ｈｖ）が増加するに伴い、材料中の空隙数が減少していることがわかる。これはビッカース硬度（Ｈｖ）が増加するに伴い、材料中の金属酸化物同士の結びつきが強くなり、材料が密な構造になったため、材料中の空隙数は減ったと考えられる。材料中の空隙が原因となる突沸が、スプラッシュ発生原因の一つであるため、ビッカース硬度（Ｈｖ）の増加に伴う空隙数の減少が、スプラッシュ発生数の低下の原因と考えられる。

以上の結果より、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料のビッカース硬度（Ｈｖ）が５００以上であれば、スプラッシュの発生数が少なくなるため、点灯不良などの少ない表示性能に優れたＰＤＰを実現することができる。

次に、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料に含有させたアルミニウム（Ａｌ）の効果について述べる。

図８は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度と材料中の不純物ガス量との関係を示す図である。縦軸の材料中の不純物ガス量は、材料中にアルミニウム（Ａｌ）が含有されていない時の不純物ガス量を基準値１としている。

図８に示すように、材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度が５０ｐｐｍ以上になると、材料中にアルミニウム（Ａｌ）が含有されていない時と比べ、材料中の不純物ガス量が少なくなる事がわかる。

その理由として、図９は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度と材料の嵩密度との関係を示す図であり、縦軸の材料の嵩密度は材料中にアルミニウム（Ａｌ）が含有されていない時の嵩密度を基準値１としているが、図に示すように、アルミニウム（Ａｌ）の濃度が５０ｐｐｍ以上になると、材料の嵩密度が増加していることがわかる。これは微量のアルミニウム（Ａｌ）の含有によって、材料中の金属酸化物の成長が促進されたため、材料が密な構造になり、嵩密度が増加したと考えられる。よって、アルミニウム（Ａｌ）の含有によって、材料中の不純物ガス量が少なくなった理由は、材料の嵩密度が増加して、密な構造になったためと考えられる。

一方、図１０は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度と保護層形成時の材料の成膜レートとの関係を示す図である。縦軸の成膜レートは、材料中にアルミニウム（Ａｌ）が含有されていない時の成膜レートを基準値１としている。

図１０に示すように、材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度が４５０ｐｐｍ以上になると、材料中にアルミニウム（Ａｌ）が含有されていない時と比べ、成膜レートが低下する事がわかる。これは、アルミニウム（Ａｌ）の含有量が増えていくと、保護層成膜時に金属酸化物とアルミニウム（Ａｌ）との複合酸化物が生成し、この生成した複合酸化物が保護層の形成を阻害する事が原因と考えられる。よって、材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度が４５０ｐｐｍ以上になると、成膜レートが低下するため、材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度は４００ｐｐｍ以下である事が望ましい。

以上の結果より、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、保護層９形成前の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる材料中のアルミニウム（Ａｌ）の濃度が５０ｐｐｍ以上４００ｐｐｍ以下であれば、アルミニウム（Ａｌ）によって、材料中の不純物ガスが少なくなるため、さらに点灯不良などのない表示性能に優れたＰＤＰを実現することができるとともに、保護層形成時の成膜レートが低下しない。

以上のように本発明は、高画質の表示性能を備え、低消費電力で、かつ歩留まり及び、生産性の良好なＰＤＰを実現する上で有用な発明である。

１ＰＤＰ
２前面板
３前面ガラス基板
４走査電極
４ａ、５ａ透明電極
４ｂ、５ｂ金属バス電極
５維持電極
６表示電極
７ブラックストライプ（遮光層）
８誘電体層
９保護層

Claims

酸化マグネシウムを主成分とし、さらにカルシウムおよびアルミニウムを含み、
ペレット状の固体であり、ビッカース硬度（Ｈｖ）が５００以上である、プラズマディスプレイパネル用保護層の蒸着材。
前面板に保護層を形成し、前記前面板と背面板とを封着する、プラズマディスプレイパネルの製造方法において、
前記保護層は請求項１に記載の蒸着材を用いて形成し、
前記保護層面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウムの結晶方位面（１１１）のピークが発生する回折角と、当該ピークと同一方位の前記酸化カルシウムのピークが発生する回折角との間にピークが存在するとともに、
前記保護層のカルシウムの濃度は３ａｔｏｍ％以上１５ａｔｏｍ％以下である、プラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記保護層のアルミニウムの濃度は、重量比率で５０ｐｐｍ以上４００ｐｐｍ以下である、請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。