JP4225761B2 - Ｓｉ濃度を調整した多結晶ＭｇＯ蒸着材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルの保護膜材料として用いられるＭｇＯ膜の材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材に関する。更に詳しくは、広い温度範囲で応答性の良好なＭｇＯ膜並びにこれらを用いたプラズマディスプレイパネルの材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶（Liquid Crystal Display）をはじめとして、各種の平面ディスプレイの研究開発と実用化はめざましく、その生産も急増している。カラープラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、以下、ＰＤＰという。）についても、その開発と実用化の動きが最近活発になっている。ＰＤＰは大型化し易く、ハイビジョン用の大画面壁掛けテレビの最短距離にあり、既に対角４０インチクラスのＰＤＰが製造されている。ＰＤＰは、電極構造の点で金属電極が誘電体ガラス材料で覆われるＡＣ型と、放電空間に金属電極が露出しているＤＣ型とに分類される。
【０００３】
このＡＣ型ＰＤＰの開発の当初は、誘電体ガラス層が放電空間に露出していたため、直接放電に曝され、イオン衝撃のスパッタリングにより誘電体ガラス層の表面が変化して放電開始電圧が上昇していた。そのため、高い昇華熱を持つ種々の酸化物をこの誘電体ガラス層の保護膜とする試みがなされた。この保護膜は直接放電用のガスと接しているために重要な役割を担っている。即ち、保護膜に求められる特性は、(1)低い放電電圧、(2)放電時の耐スパッタリング性、(3)速い放電の応答性、及び(4)絶縁性である。これらの条件を満たす材料として、ＭｇＯが保護膜に用いられる。このＭｇＯからなる保護膜は、誘電体ガラス層の表面を放電時のスパッタリングから守り、ＰＤＰの長寿命化に重要な働きをしている。
【０００４】
しかし、ＭｇＯ膜を保護膜として用いた場合には、黒ノイズと呼ばれる表示の乱れが多発するという問題があった。黒ノイズとは点灯すべきセル（選択セル）が点灯しないパネル表示の乱れ現象であり、画面のうちの点灯領域と非点灯領域との境界で生じやすいことが知られている。この乱れ現象は、１つのライン又は１つの列における複数の選択セルの全てが点灯しないというものではなく、発生部位が点在することから、黒ノイズの原因はアドレス放電が生じないか、又は生じてもその強度が足りないアドレスミスであると考えられている。
【０００５】
このような上記諸問題を解決する方策として、真空成膜法によってＳｉを５００〜１００００重量ｐｐｍの範囲内の割合で含んだＭｇＯ膜を耐スパッタ性保護膜として利用したＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、ＭｇＯ膜中に上記割合でＳｉを含むことにより、黒ノイズの原因であるアドレスミスを抑制することができる。
また、脂肪酸塩の熱分解によりＳｉを１０００〜４００００重量ｐｐｍの割合で含むＭｇＯ膜を形成し、この膜を耐スパッタ性保護膜として利用したＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に示された技術によると、脂肪酸塩の熱分解により形成されるＭｇＯ膜中の微量成分により電気的特性が改善され、二次電子の放出量が増大して残留電荷による実効電圧の低下が補われ、電荷の残留自体が軽減され、残留電荷が速やかに消失するため、黒ノイズの原因であるアドレスミスを抑制することができる。
【０００６】
一方、ＰＤＰパネルでは、放電セルの形状やパネル駆動時の印加電圧、周波数等の様々な条件が、応答性に影響することが発表されている（例えば、非特許文献１参照。）。この非特許文献１では、ＰＤＰの応答性を評価する手法が記載されている。
また、放電セル内に真空紫外線を照射させることにより、応答性が改善することが発表されている（例えば、非特許文献２参照。）。この非特許文献２でも、ＰＤＰパネルの応答性を評価する手法が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３２４７６３２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１０３２１号公報
【非特許文献１】
A.Seguin, L.Tessier, H.Doyeux and S.Salavin, "Measurement of Addressing Speed in Plasma Display Devices.", IDW'99, p699-702
【非特許文献２】
R.Ganter, Th.Callegari, N.Posseme, B.Caillier and J.P.Boeuf, "Photoemission in Plasma Display Panel Discharge Cells.", IDW'00, p731-734
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１、特許文献２、非特許文献１及び非特許文献２には、応答性の評価する際に温度条件については特に触れておらず、室温付近の条件における応答性評価を行っていたと考えられる。
しかしながら、ＰＤＰの保証温度は製造メーカーによっては、最低温度で０℃、更に好ましくは−１５℃、最高温度で７０℃、更に好ましくは９０℃と上下幅が大きい。そこで、本発明者は、−１５℃〜９０℃の広い温度範囲にわたって放電応答性評価を行い、更に、詳細な調査を行ったところ、応答性には温度依存性があることを突き止めた。具体的には、ある温度での放電応答時間が閾値を越えると、書込み放電不良が生じてパネルがちらつく問題があった。また放電応答性が悪い場合、アドレス期間を長くする必要があり、その結果サステイン期間が短くなり、十分なパネルの輝度が得られないため、従来はパネル輝度を改善するためにデュアルスキャンを施すことによって、輝度を補っていた。しかしデュアルスキャンには多くのアドレスＩＣ数が必要となるため、回路コストが高くなる問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られる多結晶ＭｇＯ蒸着材を提供することにある。
本発明の別の目的は、アドレス期間を短縮し、サステイン期間を延長することにより、パネル輝度の向上したＰＤＰの材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減を図ることができるＰＤＰの材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ＰＤＰの保護膜用多結晶ＭｇＯ蒸着材の改良であり、その特徴ある構成は、ＭｇＯ純度が９９．９％以上かつ相対密度が９０％以上の多結晶ＭｇＯの焼結ペレットからなり、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍであることを特徴とする。
請求項１に係る発明では、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が上記範囲内のＭｇＯ蒸着材を成膜したＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られる。
【００１１】
請求項１記載の多結晶ＭｇＯ蒸着材を成膜したＭｇＯ膜を用いたＰＤＰは、広い温度範囲で良好な応答性が得られ、アドレス期間を短縮し、サステイン期間を延長することができるため、パネルの輝度が向上できる。一方、必要十分なパネル輝度を確保できるため、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。
本発明者は、多結晶ＭｇＯ蒸着材及びこの蒸着材を用いて成膜されたＭｇＯ膜中の不純物種及びその含有量における放電応答性への影響を詳細に調査したところ、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉ濃度が大きく影響することを確認した。また多結晶ＭｇＯ中のＳｉ濃度が増加するほど概して放電応答性は良好となるが、更に増加すると逆に劣化することから、製品への適用を考えた場合、最適なＳｉ濃度範囲が存在することが判った。このような温度依存性が存在する要因はＳｉ添加により二次電子放出能が向上するからである。
【００１３】
本発明のＳｉ濃度を調整した多結晶ＭｇＯ蒸着材は、ＰＤＰの保護膜用蒸着材の改良であり、ＭｇＯ純度が９９．９％以上かつ相対密度が９０％以上の多結晶ＭｇＯの焼結ペレットからなる。その特徴ある構成は、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍである。
多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が上記濃度範囲の割合で含まれた本発明のＭｇＯ蒸着材は、ＳｉがＭｇＯマトリックスの粒界及び粒内にサブミクロン〜５μｍ程度の粒状の析出物として存在する。ＥＰＭＡ（Electron Probe MicroAnalyzer）分析を用いた測定結果によると、本発明のＭｇＯ蒸着材中にはＳｉがＣａＳｉＯ4やＣａＭｇＳｉ2Ｏ4、ＭｇＳｉＯ3等の複合酸化物やＳｉＯ2の形態で存在していることが判った。
【００１４】
多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が下限値未満であったり、上限値以上であれば低温での応答性に不具合が生じる。
【００１５】
本発明のＭｇＯ蒸着材を例えば、電子ビーム蒸着法により成膜したＭｇＯ膜に含まれるＳｉは、Ｘ線回折（ＸＲＤ、X-ray Diffractmeter）による測定の結果、ＭｇＯ以外の物質、即ちＭｇＯ蒸着材中に存在していた上記複合酸化物のような物質は確認されなかった。更に、本発明のＭｇＯ膜中のＭｇＯの格子定数は通常のＭｇＯの格子定数よりも若干小さくなっていた。このことから、Ｍｇよりもイオン半径の小さいＳｉがＭｇＯ格子内に取り込まれて存在していると推定できる。
【００１６】
このように構成された本発明のＭｇＯ蒸着材の製造方法を説明する。
先ず純度が９９．９％以上の高純度ＭｇＯ粉末と多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍになる量の高純度シリカ粉末とバインダと有機溶媒とを混合して、濃度が３０〜７５重量％のスラリーを調製する。好ましくは４０〜６５重量％のスラリーを調製する。スラリーの濃度を３０〜７５重量％に限定したのは、７５重量％を越えると上記スラリーが非水系であるため、安定した混合造粒が難しい問題点があり、３０重量％未満では均一な組織を有する緻密なＭｇＯ焼結体が得られないからである。ＭｇＯ粉末の平均粒径は０．１〜５．０μｍの範囲内にあることが好ましい。ＭｇＯ粉末の平均粒径を上記範囲内に規定したのは、下限値未満であると粉末が細かすぎて凝集するため、粉末のハンドリングが悪くなり、高濃度スラリーを調製することが困難となる問題点があり、上限値を越えると、微細構造の制御が難しく、緻密な焼結体ペレットが得られない問題点があるからである。
【００１７】
シリカ粉末はＳｉ存在量の偏在の防止とＭｇＯマトリックスとの反応性及びＳｉ化合物の純度を考慮した場合、１次粒子径がナノスケールのシリカ粒子を添加することが好ましく、特に気相法で得られた比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇの超微粉シリカ（アエロジル）を用いるのが好ましい。
バインダとしてはポリエチレングリコールやポリビニールブチラール等を、有機溶媒としてはエタノールやプロパノール等を用いることが好ましい。バインダは０．２〜５．０重量％添加することが好ましい。
【００１８】
また高純度粉末とバインダと有機溶媒との湿式混合、特に高純度粉末と分散媒である有機溶媒との湿式混合は、湿式ボールミル又は撹拌ミルにより行われる。湿式ボールミルでは、ＺｒＯ2製ボールを用いる場合には、直径５〜１０ｍｍの多数のＺｒＯ2製ボールを用いて８〜２４時間、好ましくは２０〜２４時間湿式混合される。ＺｒＯ2製ボールの直径を５〜１０ｍｍと限定したのは、５ｍｍ未満では混合が不十分となることからであり、１０ｍｍを越えると不純物が増える不具合があるからである。また混合時間が最長２４時間と長いのは、長時間連続混合しても不純物の発生が少ないからである。
撹拌ミルでは、直径１〜３ｍｍのＺｒＯ2製ボールを用いて０．５〜１時間湿式混合される。ＺｒＯ2製ボールの直径を１〜３ｍｍと限定したのは、１ｍｍ未満では混合が不十分となることからであり、３ｍｍを越えると不純物が増える不具合があるからである。また混合時間が最長１時間と短いのは、１時間を越えると原料の混合のみならずボール自体が摩損するため、不純物の発生の原因となり、また１時間もあれば十分に混合できるからである。
【００１９】
次に上記スラリーを噴霧乾燥して平均粒径が５０〜２５０μｍ、好ましくは５０〜２００μｍの混合造粒粉末を得る。この造粒粉末を所定の型に入れて所定の圧力で成形する。上記噴霧乾燥はスプレードライヤを用いて行われることが好ましく、所定の型は一軸プレス装置又は冷間静水圧成形装置（ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）成形装置）が用いられる。一軸プレス装置では、造粒粉末を７５０〜２０００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で一軸加圧成形し、ＣＩＰ成形装置では、造粒粉末を１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは１５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でＣＩＰ成形する。圧力を上記範囲に限定したのは、成形体の密度を高めるとともに焼結後の変形を防止し、後加工を不要にするためである。
【００２０】
更に成形体を所定の温度で焼結する。焼結は大気、不活性ガス、真空又は還元ガス雰囲気中で１３５０℃以上、好ましくは１４００〜１８００℃の温度で１〜１０時間、好ましくは２〜８時間行う。これにより相対密度が９０％以上の焼結体ペレットが得られる。上記焼結は大気圧下で行うが、ホットプレス（ＨＰ）焼結や熱間静水圧プレス（ＨＩＰ、Hot Isostatic Press）焼結のように加圧焼結を行う場合には、不活性ガス、真空又は還元ガス雰囲気中で１３５０℃以上の温度で１〜５時間行うことが好ましい。
このようにして得られた焼結ペレットの多結晶ＭｇＯ蒸着材を用い、基板表面にＭｇＯ膜を形成する。
【００２１】
図１に本発明のＰＤＰの内部構造を示す斜視図を示す。
面放電形式のＡＣ型ＰＤＰ１０では通常、フロントガラス基板１１の画面横方向にサステイン電極１２とスキャン電極１３が対をなして平行に配置されている。またリアガラス基板１４の画面縦方向にはアドレス電極１６が配置されている。このサステイン電極１２とスキャン電極１３の間隙は放電ギャップと呼ばれており、この間隙は約８０μｍに選定されている。またフロントガラス基板１１とリアガラス基板１４は１００〜１５０μｍ程度の高さの隔壁１７によって隔てられ、この隔壁１７の壁面及び底部には蛍光体粉末１８が塗布されている。カラー表示の場合には、ライン方向に並ぶ３つの放電空間を形成する隔壁１７の背面及び底部に３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体１８Ｇ、１８Ｂ、１８Ｒがそれぞれ塗布されて３つのサブピクセル（単位発光領域）を形成し、これらを１ピクセルとしている。フロントガラス基板１１、リアガラス基板１４及び隔壁１７で形成された放電空間１９にはガスが封入される。この封入ガスには、Ｎｅ（ネオン）やＸｅ（キセノン）等の不活性ガスの混合ガスが使用される。
【００２２】
サステイン電極１２及びスキャン電極１３を被覆する誘電体ガラス層２１の表面には、放電時の放電ガスによるイオン衝撃を低減するため、耐スパッタ性の高い保護膜２２が設けられる。ＰＤＰでは保護膜２２の材質及び膜質が放電特性に大きな影響を与えるため、この保護膜は放電電極として作用する。この保護膜材料は耐スパッタ性に優れ、かつ二次電子放出係数の高い絶縁物である本発明のＭｇＯ膜を用いる。
【００２３】
このように構成されたマトリクス表示形式のＡＣ型ＰＤＰでは、フロントガラス基板１１とリアガラス基板１４との間に設けられた放電空間１９内で対向するサステイン電極１２及びスキャン電極１３とアドレス電極１６との間にプラズマ放電を生じさせ、この放電空間１９内に封入されているガスから発生する紫外線を放電空間１９内に設けた蛍光体１８に当てることにより表示を行う。表示素子であるセルの点灯状態の維持（サステイン）にはメモリ効果が利用されている。表示に際しては、先ず、ある画像のサステインの終了から次の画像のアドレッシング（書込み）までの間に画面全体の壁電荷の消去（リセット）を行う。次に点灯（発光）すべきセルのみに壁電荷を蓄積させるライン順次のアドレッシング（書込み）を行う。その後に全てのセルに対して一斉に交番極性の放電開始電圧より低い電圧（サステイン電圧）を印加する。壁電荷の存在するセルでは、壁電圧がサステイン電圧に重畳するので、セルに加わる実効電圧が放電開始電圧を越えて放電が生じる。サステイン電圧の印加周波数を高くすることで、見かけ上連続的な点灯状態が得られる。
【００２４】
上記アドレッシング（書込み）では、リアガラス基板のアドレス電極とフロントガラス基板のスキャン電極間で書込み放電を行うことにより壁電荷の蓄積が行われる。例えば、従来より用いられている解像度がＶＧＡ（Visual Graphics Array）クラスで２５６階調表現（８サブフィールド）のＰＤＰでは、書込み放電が３μｓで行われた場合、４８０ラインを順次書込む必要があるため、駆動時間の約１０％が壁電荷の消去に、約７０％が画像データの書込みに費やされ、実際に画像を表示する時間は残りの約２０％程度しか存在しないことになる。ＰＤＰの場合、パネルの輝度はこの画像表示時間が長いほど明るく認識される。パネル輝度を改善するためにはアドレス電極を駆動するアドレスＩＣ数を２倍にして、画像の上下部を別々に書込む（デュアルスキャン）ことで書込み時間を短縮し画像表示時間を延ばすことができる。しかしこの方法を用いると、回路コストが増加する問題がある。
【００２５】
これに対して、本発明のＭｇＯ蒸着材を用いて成膜されたＭｇＯ膜は、広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られるため、書込み放電の時間を短縮することができる。従って、この保護膜を使用した本発明のＰＤＰは、画像表示時間を延ばすことができるため、パネル輝度を向上できる。一方、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減も図ることができる。
【００２６】
【実施例】
次に本発明の実施例を参考例、比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９５％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が３００ｐｐｍの焼結ペレットを用意した。ペレットの大きさは５ｍｍφ、１．６ｍｍｔである。また、表面にＩＴＯ電極と銀電極を積層させて電極を形成し、更にこの電極を覆うように誘電体ガラス層を形成したガラス基板を用意した。
このガラス基板に形成された誘電体ガラス層の上に、電子ビーム蒸着法により、膜厚が８０００Åで結晶配向性が（１１１）のＭｇＯ膜を形成した。成膜条件は到達真空度が１．０×１０-4Ｐａ、酸素ガス分圧が１．０×１０-2Ｐａ、基板温度が２００℃、成膜速度が２０Å／秒である。
【００２７】
＜参考例１＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９１％、相対密度９４％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２５０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜参考例２＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９３％、相対密度９２％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が４００ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜参考例３＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９５％、相対密度９５％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が４５０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
【００２８】
＜参考例４＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９８％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が３０ｐｐｍの焼結ペレットを用いて実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成し、形成したＭｇＯ膜を用いてＰＤＰモジュールを作製した。作製したモジュールをＡＤＳ（Address Display Separation）方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。
＜実施例２＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９８％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が３００ｐｐｍの焼結ペレットを用いて実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成し、参考例４と同様にＰＤＰモジュールを作製した。作製したモジュールをＡＤＳ方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。
【００２９】
＜比較例１＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９６％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２５ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較例２＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９０％、相対密度９５％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が５５０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較例３＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．０％、相対密度９５％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２４０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較例４＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９８％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が１０００ｐｐｍの焼結ペレットを用いて実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成し、参考例４と同様にＰＤＰモジュールを作製した。作製したモジュールをＡＤＳ方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。
【００３０】
＜比較試験及び評価＞
実施例１、参考例１〜３及び比較例１〜３で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いてテスト基板をそれぞれ作製した。具体的には、先ず、ＭｇＯ膜を有するガラス基板をフロントガラス基板とした。次に、銀電極と白色誘電体ガラス層を積層させて形成した後、その上に高さが１５０μｍ、ピッチが３６０μｍの隔壁（リブ）を形成したリアガラス基板を用意した。これらのリアガラス基板とフロントガラス基板を対向するように配置させた。フロントガラス基板、リアガラス基板、隔壁により形成された放電空間には、Ｎｅ−４％Ｘｅ混合ガスを放電ガスとして注入した。
【００３１】
このようにして得られたテスト基板を用い、−１５℃、０℃、２５℃、５０℃、７０℃及び９０℃の各温度条件における擬似的なアドレス放電試験、即ち２枚のガラス基板間の対向放電試験を行った。試験条件は、放電ガス圧を１５０Ｔｏｒｒ即ち約２．０×１０4Ｐａ、印加電圧を２５０Ｖ、周波数を１０Ｈｚとした。このような条件で試験を行い、放電によって放出される近赤外線を光電子増倍管により検知し、電圧を印加してから発光が終了するまでの時間を応答時間として評価した。なお、この応答時間には統計的な発光ばらつきを含む。図２に試験結果をそれぞれ示す。なお、図２において、太線で設定された閾値は、同様の条件で成膜したＭｇＯ膜を用いて作製された４２インチパネルを用いて実際に応答性を評価して得た結果との比較から、５００μｓと設定した。
【００３２】
図２より明らかなように、本発明で規定したＭｇＯ純度より低い純度のＭｇＯを用いた比較例３では、室温付近での試験結果が閾値を大きく越える結果となり、純度の低いＭｇＯ蒸着材を用いると応答性が悪くなることが判る。本発明のＳｉ濃度範囲よりもＳｉ濃度が低い比較例１及びＳｉ濃度が高い比較例２では、−１５℃において閾値を越える応答時間となった。この結果からＭｇＯ中のＳｉ濃度が３０ｐｐｍよりも低い場合、及び５００ｐｐｍよりも高い場合、低温条件での応答性に難があることが判った。これらの閾値を越える応答時間の結果から、比較例１〜３と同様の条件で成膜したＭｇＯ膜を用いて、実際に４２インチパネルを作製し、このパネルを駆動した場合、書込みエラーが生じ、パネルにちらつきが確認されると推定することができる。これに対してＭｇＯ中のＳｉ濃度が３０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満内である実施例１、参考例１〜３では、−１５℃から９０℃の広い温度範囲にわたって閾値以下の応答時間となっており、応答性が極めて良好であることが判る。
【００３３】
次に、参考例４、実施例２及び比較例４でそれぞれ作製したモジュールをＡＤＳ方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。図３にその試験結果をそれぞれ示す。
【００３４】
図３に示すように、Ｓｉ濃度が３０ｐｐｍの参考例４及び３００ｐｐｍの実施例２では目標応答時間（１μｓ以下）より、低い応答時間で良好な結果を示していた。これに対してＳｉ濃度が１０００ｐｐｍの比較例４では、目標応答時間を越えており、応答性に難があることが判った。このように、応答性に関してＭｇＯ膜中に含まれるＳｉ濃度には最適濃度範囲が存在することが判る。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のＳｉ濃度を調整した多結晶ＭｇＯ蒸着材は、ＰＤＰの保護膜用蒸着材の改良であり、その特徴ある構成は、ＭｇＯ純度が９９．９％以上かつ相対密度が９０％以上の多結晶ＭｇＯの焼結ペレットからなり、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍであるところにある。Ｓｉ濃度を上記範囲内に規定したＭｇＯ蒸着材を用いて成膜したＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られる。またこのＭｇＯ膜を用いて作製されたＰＤＰは、パネル輝度の向上を図ることができ、更にはパネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＰＤＰの内部構造を示す要部断面斜視図。
【図２】 実施例１、参考例１〜３及び比較例１〜３のＭｇＯ膜における応答性と温度との関係を示す図。
【図３】 参考例４、実施例２及び比較例４のＰＤＰモジュールにおけるアドレス放電時の応答性とＳｉ濃度との関係を示す図。
【符号の説明】
１０ プラズマディスプレイパネル
１１ フロントガラス基板
１２ サステイン電極
１３ スキャン電極
１４ リアガラス基板
１６ アドレス電極
１７ 隔壁（障壁、リブ）
１８ 蛍光体
１８Ｇ 蛍光体（緑）
１８Ｂ 蛍光体（青）
１８Ｒ 蛍光体（赤）
１９ 放電空間
２１ 誘電体ガラス層
２２ 保護膜（ＭｇＯ膜）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネルの保護膜材料として用いられるＭｇＯ膜の材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材に関する。更に詳しくは、広い温度範囲で応答性の良好なＭｇＯ膜並びにこれらを用いたプラズマディスプレイパネルの材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶（Liquid Crystal Display）をはじめとして、各種の平面ディスプレイの研究開発と実用化はめざましく、その生産も急増している。カラープラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、以下、ＰＤＰという。）についても、その開発と実用化の動きが最近活発になっている。ＰＤＰは大型化し易く、ハイビジョン用の大画面壁掛けテレビの最短距離にあり、既に対角４０インチクラスのＰＤＰが製造されている。ＰＤＰは、電極構造の点で金属電極が誘電体ガラス材料で覆われるＡＣ型と、放電空間に金属電極が露出しているＤＣ型とに分類される。
【０００３】
このＡＣ型ＰＤＰの開発の当初は、誘電体ガラス層が放電空間に露出していたため、直接放電に曝され、イオン衝撃のスパッタリングにより誘電体ガラス層の表面が変化して放電開始電圧が上昇していた。そのため、高い昇華熱を持つ種々の酸化物をこの誘電体ガラス層の保護膜とする試みがなされた。この保護膜は直接放電用のガスと接しているために重要な役割を担っている。即ち、保護膜に求められる特性は、(1)低い放電電圧、(2)放電時の耐スパッタリング性、(3)速い放電の応答性、及び(4)絶縁性である。これらの条件を満たす材料として、ＭｇＯが保護膜に用いられる。このＭｇＯからなる保護膜は、誘電体ガラス層の表面を放電時のスパッタリングから守り、ＰＤＰの長寿命化に重要な働きをしている。
【０００４】
しかし、ＭｇＯ膜を保護膜として用いた場合には、黒ノイズと呼ばれる表示の乱れが多発するという問題があった。黒ノイズとは点灯すべきセル（選択セル）が点灯しないパネル表示の乱れ現象であり、画面のうちの点灯領域と非点灯領域との境界で生じやすいことが知られている。この乱れ現象は、１つのライン又は１つの列における複数の選択セルの全てが点灯しないというものではなく、発生部位が点在することから、黒ノイズの原因はアドレス放電が生じないか、又は生じてもその強度が足りないアドレスミスであると考えられている。
【０００５】
このような上記諸問題を解決する方策として、真空成膜法によってＳｉを５００〜１００００重量ｐｐｍの範囲内の割合で含んだＭｇＯ膜を耐スパッタ性保護膜として利用したＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、ＭｇＯ膜中に上記割合でＳｉを含むことにより、黒ノイズの原因であるアドレスミスを抑制することができる。
また、脂肪酸塩の熱分解によりＳｉを１０００〜４００００重量ｐｐｍの割合で含むＭｇＯ膜を形成し、この膜を耐スパッタ性保護膜として利用したＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に示された技術によると、脂肪酸塩の熱分解により形成されるＭｇＯ膜中の微量成分により電気的特性が改善され、二次電子の放出量が増大して残留電荷による実効電圧の低下が補われ、電荷の残留自体が軽減され、残留電荷が速やかに消失するため、黒ノイズの原因であるアドレスミスを抑制することができる。
【０００６】
一方、ＰＤＰパネルでは、放電セルの形状やパネル駆動時の印加電圧、周波数等の様々な条件が、応答性に影響することが発表されている（例えば、非特許文献１参照。）。この非特許文献１では、ＰＤＰの応答性を評価する手法が記載されている。
また、放電セル内に真空紫外線を照射させることにより、応答性が改善することが発表されている（例えば、非特許文献２参照。）。この非特許文献２でも、ＰＤＰパネルの応答性を評価する手法が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３２４７６３２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１０３２１号公報
【非特許文献１】
A.Seguin, L.Tessier, H.Doyeux and S.Salavin, "Measurement of Addressing Speed in Plasma Display Devices.", IDW'99, p699-702
【非特許文献２】
R.Ganter, Th.Callegari, N.Posseme, B.Caillier and J.P.Boeuf, "Photoemission in Plasma Display Panel Discharge Cells.", IDW'00, p731-734
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１、特許文献２、非特許文献１及び非特許文献２には、応答性の評価する際に温度条件については特に触れておらず、室温付近の条件における応答性評価を行っていたと考えられる。
しかしながら、ＰＤＰの保証温度は製造メーカーによっては、最低温度で０℃、更に好ましくは−１５℃、最高温度で７０℃、更に好ましくは９０℃と上下幅が大きい。そこで、本発明者は、−１５℃〜９０℃の広い温度範囲にわたって放電応答性評価を行い、更に、詳細な調査を行ったところ、応答性には温度依存性があることを突き止めた。具体的には、ある温度での放電応答時間が閾値を越えると、書込み放電不良が生じてパネルがちらつく問題があった。また放電応答性が悪い場合、アドレス期間を長くする必要があり、その結果サステイン期間が短くなり、十分なパネルの輝度が得られないため、従来はパネル輝度を改善するためにデュアルスキャンを施すことによって、輝度を補っていた。しかしデュアルスキャンには多くのアドレスＩＣ数が必要となるため、回路コストが高くなる問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られる多結晶ＭｇＯ蒸着材を提供することにある。
本発明の別の目的は、アドレス期間を短縮し、サステイン期間を延長することにより、パネル輝度の向上したＰＤＰの材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減を図ることができるＰＤＰの材料となる多結晶ＭｇＯ蒸着材を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ＰＤＰの保護膜用多結晶ＭｇＯ蒸着材の改良であり、その特徴ある構成は、ＭｇＯ純度が９９．９％以上かつ相対密度が９０％以上の多結晶ＭｇＯの焼結ペレットからなり、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍであることを特徴とする。
請求項１に係る発明では、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が上記範囲内のＭｇＯ蒸着材を成膜したＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られる。
【００１１】
請求項１記載の多結晶ＭｇＯ蒸着材を成膜したＭｇＯ膜を用いたＰＤＰは、広い温度範囲で良好な応答性が得られ、アドレス期間を短縮し、サステイン期間を延長することができるため、パネルの輝度が向上できる。一方、必要十分なパネル輝度を確保できるため、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を説明する。
本発明者は、多結晶ＭｇＯ蒸着材及びこの蒸着材を用いて成膜されたＭｇＯ膜中の不純物種及びその含有量における放電応答性への影響を詳細に調査したところ、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉ濃度が大きく影響することを確認した。また多結晶ＭｇＯ中のＳｉ濃度が増加するほど概して放電応答性は良好となるが、更に増加すると逆に劣化することから、製品への適用を考えた場合、最適なＳｉ濃度範囲が存在することが判った。このような温度依存性が存在する要因はＳｉ添加により二次電子放出能が向上するからである。
【００１３】
本発明のＳｉ濃度を調整した多結晶ＭｇＯ蒸着材は、ＰＤＰの保護膜用蒸着材の改良であり、ＭｇＯ純度が９９．９％以上かつ相対密度が９０％以上の多結晶ＭｇＯの焼結ペレットからなる。その特徴ある構成は、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍである。
多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が上記濃度範囲の割合で含まれた本発明のＭｇＯ蒸着材は、ＳｉがＭｇＯマトリックスの粒界及び粒内にサブミクロン〜５μｍ程度の粒状の析出物として存在する。ＥＰＭＡ（Electron Probe MicroAnalyzer）分析を用いた測定結果によると、本発明のＭｇＯ蒸着材中にはＳｉがＣａＳｉＯ4やＣａＭｇＳｉ2Ｏ4、ＭｇＳｉＯ3等の複合酸化物やＳｉＯ2の形態で存在していることが判った。
【００１４】
多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が下限値未満であったり、上限値以上であれば低温での応答性に不具合が生じる。
【００１５】
本発明のＭｇＯ蒸着材を例えば、電子ビーム蒸着法により成膜したＭｇＯ膜に含まれるＳｉは、Ｘ線回折（ＸＲＤ、X-ray Diffractmeter）による測定の結果、ＭｇＯ以外の物質、即ちＭｇＯ蒸着材中に存在していた上記複合酸化物のような物質は確認されなかった。更に、本発明のＭｇＯ膜中のＭｇＯの格子定数は通常のＭｇＯの格子定数よりも若干小さくなっていた。このことから、Ｍｇよりもイオン半径の小さいＳｉがＭｇＯ格子内に取り込まれて存在していると推定できる。
【００１６】
このように構成された本発明のＭｇＯ蒸着材の製造方法を説明する。
先ず純度が９９．９％以上の高純度ＭｇＯ粉末と多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍになる量の高純度シリカ粉末とバインダと有機溶媒とを混合して、濃度が３０〜７５重量％のスラリーを調製する。好ましくは４０〜６５重量％のスラリーを調製する。スラリーの濃度を３０〜７５重量％に限定したのは、７５重量％を越えると上記スラリーが非水系であるため、安定した混合造粒が難しい問題点があり、３０重量％未満では均一な組織を有する緻密なＭｇＯ焼結体が得られないからである。ＭｇＯ粉末の平均粒径は０．１〜５．０μｍの範囲内にあることが好ましい。ＭｇＯ粉末の平均粒径を上記範囲内に規定したのは、下限値未満であると粉末が細かすぎて凝集するため、粉末のハンドリングが悪くなり、高濃度スラリーを調製することが困難となる問題点があり、上限値を越えると、微細構造の制御が難しく、緻密な焼結体ペレットが得られない問題点があるからである。
【００１７】
シリカ粉末はＳｉ存在量の偏在の防止とＭｇＯマトリックスとの反応性及びＳｉ化合物の純度を考慮した場合、１次粒子径がナノスケールのシリカ粒子を添加することが好ましく、特に気相法で得られた比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇの超微粉シリカ（アエロジル）を用いるのが好ましい。
バインダとしてはポリエチレングリコールやポリビニールブチラール等を、有機溶媒としてはエタノールやプロパノール等を用いることが好ましい。バインダは０．２〜５．０重量％添加することが好ましい。
【００１８】
また高純度粉末とバインダと有機溶媒との湿式混合、特に高純度粉末と分散媒である有機溶媒との湿式混合は、湿式ボールミル又は撹拌ミルにより行われる。湿式ボールミルでは、ＺｒＯ2製ボールを用いる場合には、直径５〜１０ｍｍの多数のＺｒＯ2製ボールを用いて８〜２４時間、好ましくは２０〜２４時間湿式混合される。ＺｒＯ2製ボールの直径を５〜１０ｍｍと限定したのは、５ｍｍ未満では混合が不十分となることからであり、１０ｍｍを越えると不純物が増える不具合があるからである。また混合時間が最長２４時間と長いのは、長時間連続混合しても不純物の発生が少ないからである。
撹拌ミルでは、直径１〜３ｍｍのＺｒＯ2製ボールを用いて０．５〜１時間湿式混合される。ＺｒＯ2製ボールの直径を１〜３ｍｍと限定したのは、１ｍｍ未満では混合が不十分となることからであり、３ｍｍを越えると不純物が増える不具合があるからである。また混合時間が最長１時間と短いのは、１時間を越えると原料の混合のみならずボール自体が摩損するため、不純物の発生の原因となり、また１時間もあれば十分に混合できるからである。
【００１９】
次に上記スラリーを噴霧乾燥して平均粒径が５０〜２５０μｍ、好ましくは５０〜２００μｍの混合造粒粉末を得る。この造粒粉末を所定の型に入れて所定の圧力で成形する。上記噴霧乾燥はスプレードライヤを用いて行われることが好ましく、所定の型は一軸プレス装置又は冷間静水圧成形装置（ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）成形装置）が用いられる。一軸プレス装置では、造粒粉末を７５０〜２０００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で一軸加圧成形し、ＣＩＰ成形装置では、造粒粉末を１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは１５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でＣＩＰ成形する。圧力を上記範囲に限定したのは、成形体の密度を高めるとともに焼結後の変形を防止し、後加工を不要にするためである。
【００２０】
更に成形体を所定の温度で焼結する。焼結は大気、不活性ガス、真空又は還元ガス雰囲気中で１３５０℃以上、好ましくは１４００〜１８００℃の温度で１〜１０時間、好ましくは２〜８時間行う。これにより相対密度が９０％以上の焼結体ペレットが得られる。上記焼結は大気圧下で行うが、ホットプレス（ＨＰ）焼結や熱間静水圧プレス（ＨＩＰ、Hot Isostatic Press）焼結のように加圧焼結を行う場合には、不活性ガス、真空又は還元ガス雰囲気中で１３５０℃以上の温度で１〜５時間行うことが好ましい。
このようにして得られた焼結ペレットの多結晶ＭｇＯ蒸着材を用い、基板表面にＭｇＯ膜を形成する。
【００２１】
図１に本発明のＰＤＰの内部構造を示す斜視図を示す。
面放電形式のＡＣ型ＰＤＰ１０では通常、フロントガラス基板１１の画面横方向にサステイン電極１２とスキャン電極１３が対をなして平行に配置されている。またリアガラス基板１４の画面縦方向にはアドレス電極１６が配置されている。このサステイン電極１２とスキャン電極１３の間隙は放電ギャップと呼ばれており、この間隙は約８０μｍに選定されている。またフロントガラス基板１１とリアガラス基板１４は１００〜１５０μｍ程度の高さの隔壁１７によって隔てられ、この隔壁１７の壁面及び底部には蛍光体粉末１８が塗布されている。カラー表示の場合には、ライン方向に並ぶ３つの放電空間を形成する隔壁１７の背面及び底部に３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の蛍光体１８Ｇ、１８Ｂ、１８Ｒがそれぞれ塗布されて３つのサブピクセル（単位発光領域）を形成し、これらを１ピクセルとしている。フロントガラス基板１１、リアガラス基板１４及び隔壁１７で形成された放電空間１９にはガスが封入される。この封入ガスには、Ｎｅ（ネオン）やＸｅ（キセノン）等の不活性ガスの混合ガスが使用される。
【００２２】
サステイン電極１２及びスキャン電極１３を被覆する誘電体ガラス層２１の表面には、放電時の放電ガスによるイオン衝撃を低減するため、耐スパッタ性の高い保護膜２２が設けられる。ＰＤＰでは保護膜２２の材質及び膜質が放電特性に大きな影響を与えるため、この保護膜は放電電極として作用する。この保護膜材料は耐スパッタ性に優れ、かつ二次電子放出係数の高い絶縁物である本発明のＭｇＯ膜を用いる。
【００２３】
このように構成されたマトリクス表示形式のＡＣ型ＰＤＰでは、フロントガラス基板１１とリアガラス基板１４との間に設けられた放電空間１９内で対向するサステイン電極１２及びスキャン電極１３とアドレス電極１６との間にプラズマ放電を生じさせ、この放電空間１９内に封入されているガスから発生する紫外線を放電空間１９内に設けた蛍光体１８に当てることにより表示を行う。表示素子であるセルの点灯状態の維持（サステイン）にはメモリ効果が利用されている。表示に際しては、先ず、ある画像のサステインの終了から次の画像のアドレッシング（書込み）までの間に画面全体の壁電荷の消去（リセット）を行う。次に点灯（発光）すべきセルのみに壁電荷を蓄積させるライン順次のアドレッシング（書込み）を行う。その後に全てのセルに対して一斉に交番極性の放電開始電圧より低い電圧（サステイン電圧）を印加する。壁電荷の存在するセルでは、壁電圧がサステイン電圧に重畳するので、セルに加わる実効電圧が放電開始電圧を越えて放電が生じる。サステイン電圧の印加周波数を高くすることで、見かけ上連続的な点灯状態が得られる。
【００２４】
上記アドレッシング（書込み）では、リアガラス基板のアドレス電極とフロントガラス基板のスキャン電極間で書込み放電を行うことにより壁電荷の蓄積が行われる。例えば、従来より用いられている解像度がＶＧＡ（Visual Graphics Array）クラスで２５６階調表現（８サブフィールド）のＰＤＰでは、書込み放電が３μｓで行われた場合、４８０ラインを順次書込む必要があるため、駆動時間の約１０％が壁電荷の消去に、約７０％が画像データの書込みに費やされ、実際に画像を表示する時間は残りの約２０％程度しか存在しないことになる。ＰＤＰの場合、パネルの輝度はこの画像表示時間が長いほど明るく認識される。パネル輝度を改善するためにはアドレス電極を駆動するアドレスＩＣ数を２倍にして、画像の上下部を別々に書込む（デュアルスキャン）ことで書込み時間を短縮し画像表示時間を延ばすことができる。しかしこの方法を用いると、回路コストが増加する問題がある。
【００２５】
これに対して、本発明のＭｇＯ蒸着材を用いて成膜されたＭｇＯ膜は、広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られるため、書込み放電の時間を短縮することができる。従って、この保護膜を使用した本発明のＰＤＰは、画像表示時間を延ばすことができるため、パネル輝度を向上できる。一方、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減も図ることができる。
【００２６】
【実施例】
次に本発明の実施例を参考例、比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９５％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が３００ｐｐｍの焼結ペレットを用意した。ペレットの大きさは５ｍｍφ、１．６ｍｍｔである。また、表面にＩＴＯ電極と銀電極を積層させて電極を形成し、更にこの電極を覆うように誘電体ガラス層を形成したガラス基板を用意した。
このガラス基板に形成された誘電体ガラス層の上に、電子ビーム蒸着法により、膜厚が８０００Åで結晶配向性が（１１１）のＭｇＯ膜を形成した。成膜条件は到達真空度が１．０×１０-4Ｐａ、酸素ガス分圧が１．０×１０-2Ｐａ、基板温度が２００℃、成膜速度が２０Å／秒である。
【００２７】
＜参考例１＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９１％、相対密度９４％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２５０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜参考例２＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９３％、相対密度９２％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が４００ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜参考例３＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９５％、相対密度９５％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が４５０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
【００２８】
＜参考例４＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９８％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が３０ｐｐｍの焼結ペレットを用いて実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成し、形成したＭｇＯ膜を用いてＰＤＰモジュールを作製した。作製したモジュールをＡＤＳ（Address Display Separation）方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。
＜実施例２＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９８％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が３００ｐｐｍの焼結ペレットを用いて実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成し、参考例４と同様にＰＤＰモジュールを作製した。作製したモジュールをＡＤＳ方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。
【００２９】
＜比較例１＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９６％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２５ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較例２＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９０％、相対密度９５％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が５５０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較例３＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．０％、相対密度９５％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２４０ｐｐｍの焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較例４＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９９．９８％、相対密度９８％、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が１０００ｐｐｍの焼結ペレットを用いて実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成し、参考例４と同様にＰＤＰモジュールを作製した。作製したモジュールをＡＤＳ方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。
【００３０】
＜比較試験及び評価＞
実施例１、参考例１〜３及び比較例１〜３で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いてテスト基板をそれぞれ作製した。具体的には、先ず、ＭｇＯ膜を有するガラス基板をフロントガラス基板とした。次に、銀電極と白色誘電体ガラス層を積層させて形成した後、その上に高さが１５０μｍ、ピッチが３６０μｍの隔壁（リブ）を形成したリアガラス基板を用意した。これらのリアガラス基板とフロントガラス基板を対向するように配置させた。フロントガラス基板、リアガラス基板、隔壁により形成された放電空間には、Ｎｅ−４％Ｘｅ混合ガスを放電ガスとして注入した。
【００３１】
このようにして得られたテスト基板を用い、−１５℃、０℃、２５℃、５０℃、７０℃及び９０℃の各温度条件における擬似的なアドレス放電試験、即ち２枚のガラス基板間の対向放電試験を行った。試験条件は、放電ガス圧を１５０Ｔｏｒｒ即ち約２．０×１０4Ｐａ、印加電圧を２５０Ｖ、周波数を１０Ｈｚとした。このような条件で試験を行い、放電によって放出される近赤外線を光電子増倍管により検知し、電圧を印加してから発光が終了するまでの時間を応答時間として評価した。なお、この応答時間には統計的な発光ばらつきを含む。図２に試験結果をそれぞれ示す。なお、図２において、太線で設定された閾値は、同様の条件で成膜したＭｇＯ膜を用いて作製された４２インチパネルを用いて実際に応答性を評価して得た結果との比較から、５００μｓと設定した。
【００３２】
図２より明らかなように、本発明で規定したＭｇＯ純度より低い純度のＭｇＯを用いた比較例３では、室温付近での試験結果が閾値を大きく越える結果となり、純度の低いＭｇＯ蒸着材を用いると応答性が悪くなることが判る。本発明のＳｉ濃度範囲よりもＳｉ濃度が低い比較例１及びＳｉ濃度が高い比較例２では、−１５℃において閾値を越える応答時間となった。この結果からＭｇＯ中のＳｉ濃度が３０ｐｐｍよりも低い場合、及び５００ｐｐｍよりも高い場合、低温条件での応答性に難があることが判った。これらの閾値を越える応答時間の結果から、比較例１〜３と同様の条件で成膜したＭｇＯ膜を用いて、実際に４２インチパネルを作製し、このパネルを駆動した場合、書込みエラーが生じ、パネルにちらつきが確認されると推定することができる。これに対してＭｇＯ中のＳｉ濃度が３０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ未満内である実施例１、参考例１〜３では、−１５℃から９０℃の広い温度範囲にわたって閾値以下の応答時間となっており、応答性が極めて良好であることが判る。
【００３３】
次に、参考例４、実施例２及び比較例４でそれぞれ作製したモジュールをＡＤＳ方式により駆動させ、実機にてアドレス放電時の応答時間を評価した。図３にその試験結果をそれぞれ示す。
【００３４】
図３に示すように、Ｓｉ濃度が３０ｐｐｍの参考例４及び３００ｐｐｍの実施例２では目標応答時間（１μｓ以下）より、低い応答時間で良好な結果を示していた。これに対してＳｉ濃度が１０００ｐｐｍの比較例４では、目標応答時間を越えており、応答性に難があることが判った。このように、応答性に関してＭｇＯ膜中に含まれるＳｉ濃度には最適濃度範囲が存在することが判る。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のＳｉ濃度を調整した多結晶ＭｇＯ蒸着材は、ＰＤＰの保護膜用蒸着材の改良であり、その特徴ある構成は、ＭｇＯ純度が９９．９％以上かつ相対密度が９０％以上の多結晶ＭｇＯの焼結ペレットからなり、多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍであるところにある。Ｓｉ濃度を上記範囲内に規定したＭｇＯ蒸着材を用いて成膜したＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって良好な放電応答性が得られる。またこのＭｇＯ膜を用いて作製されたＰＤＰは、パネル輝度の向上を図ることができ、更にはパネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＰＤＰの内部構造を示す要部断面斜視図。
【図２】 実施例１、参考例１〜３及び比較例１〜３のＭｇＯ膜における応答性と温度との関係を示す図。
【図３】 参考例４、実施例２及び比較例４のＰＤＰモジュールにおけるアドレス放電時の応答性とＳｉ濃度との関係を示す図。
【符号の説明】
１０ プラズマディスプレイパネル
１１ フロントガラス基板
１２ サステイン電極
１３ スキャン電極
１４ リアガラス基板
１６ アドレス電極
１７ 隔壁（障壁、リブ）
１８ 蛍光体
１８Ｇ 蛍光体（緑）
１８Ｂ 蛍光体（青）
１８Ｒ 蛍光体（赤）
１９ 放電空間
２１ 誘電体ガラス層
２２ 保護膜（ＭｇＯ膜）
Claims (1)
- プラズマディスプレイパネルの保護膜用多結晶ＭｇＯ蒸着材において、
ＭｇＯ純度が９９．９％以上かつ相対密度が９０％以上の多結晶ＭｇＯの焼結ペレットからなり、
前記多結晶ＭｇＯ中に含まれるＳｉの濃度が２８０〜３５０ｐｐｍであることを特徴とする多結晶ＭｇＯ蒸着材。
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