JP4476173B2 - ガス放電表示パネル - Google Patents

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルなどのガス放電表示パネル及びその製造方法に関し、特に保護層の構成及びその形成方法に関する。

ガス放電表示パネルは、ガス放電による紫外線を励起発光させて画像表示する表示装置であり、代表的なパネルとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記す。）がある。ＰＤＰは、交流（ＡＣ）型と直流（ＤＣ）型に大別されるが、ＡＣ型が輝度、発光効率、寿命などの点で優れ、広く普及している。
ＡＣ型ＰＤＰは、複数の電極（表示電極またはアドレス電極）とこれを覆うように誘電体層を配した２枚の薄いパネルガラス（フロントパネルガラスとバックパネルガラス）の表面を、複数の隔壁を介して対向させ、当該複数の隔壁の間に蛍光体層を配し、マトリクス状に放電セル（サブピクセル）を形成した状態で、両パネルガラスの間に放電ガスを封入した構成を持つ。フロントパネルガラスの表示電極を覆う誘電体層の表面には保護層（膜）が形成される。

ＰＤＰでは、駆動時にはいわゆるフィールド内時分割階調表示方式に基づき、前記複数の電極に適宜給電して放電ガス中で放電を得ることにより蛍光発光させる。具体的には、ＰＤＰの駆動時はまず表示するフレームを複数のサブフレームに分け、各サブフレームをさらに複数の期間に分ける。各サブフレームでは、初期化期間で画面全体の壁電荷を初期化（リセット）した後、アドレス期間で点灯すべき放電セルのみに壁電荷を蓄積させるアドレス放電を行い、その後の放電維持期間ですべての放電セルに対して一斉に交流電圧（サステイン電圧）を印加することによって一定時間放電維持する。ＰＤＰで行われる各放電は確率現象に基づいて生じるため、個々の放電セルで放電が発生する率（放電確率と呼ばれる）が基本的にバラツキを有する性質を持つ。したがってこの性質によれば、例えばアドレス放電は、これを実行する印加パルス幅に比例して放電確率を高めることができることになる。

ＰＤＰの一般的な構成については、例えば特許文献１等に開示されている。
ここで、前記フロントパネルガラスの誘電体層を覆う保護層は、誘電体層を放電時のイオン衝撃から保護するために形成され、且つ放電空間に接した陰極電極材料としても機能するので、その膜質が放電特性に大きな影響を与える。当該保護層の材料としては、二次電子放出係数が大きく、これを用いることで放電開始電圧Ｖｆが低減され、且つスパッタ耐性が高い性能を有していることから、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が母材として広く用いられている。ＭｇＯを用いた保護層は、アドレス期間における放電（以下、「アドレス放電」と記す。）によって生じた電荷を保持して維持期間における放電（以下、「維持放電」と記す。）に寄与させることで放電開始電圧を低減させる効果がある。さらに、２次電子を効率良く放出するのでＰＤＰの駆動に係る消費電力の低減にも有利である。当該保護層は通常、真空蒸着法により０.５〜１μｍ程度の膜厚に成膜されている。

ところで、近年のディスプレイデバイスにおける高精細化・大画面化の傾向に伴い、ＰＤＰにおいてもさらに消費電力の低減が臨まれるようになっている。この要望により、保護層においても改質を行い、放電開始電圧Ｖｆを低減することで、消費電力の低減を図る対策がなされている。
具体的には、例えば特許文献２に示すように、保護層の母材であるＭｇＯの結晶に対し、所定濃度の希ガス原子を添加する構成が開示されている。当該構成によれば、駆動中に当該結晶中に含まれた希ガス原子が放電空間中に拡散し、放電空間内に充填された別の希ガス原子の電離を容易化して放電に寄与する、いわゆるペニング効果が発揮される。このような方法によれば、純粋なＭｇＯ結晶からなる保護層に比べ、ある程度、放電開始電圧の低減が図れることが明らかになっている。

また、特許文献３及び４には、保護層にＧｅ或いは水素を添加剤として分散させ、保護層の改質を行う技術が開示されている。当該技術によれば、保護層の電子放出能力を向上させることで放電遅れ時間を短縮し、書込不良を低減することができるとされている。
特開平９−９２１３３号公報 特開２００２−３５８８９８号公報 特開２００２−３３０５３号公報 特開２００４−３１２６４号公報

しかしながら、本発明者らの鋭意検討によれば、上記各種の従来技術を用いても、十分な消費電力の低減効果を図ることは困難であることが分かった。すなわち、従来技術によるペニング効果の向上、或いは保護層の二次電子放出係数の改善や放電遅れの防止効果は、一定の効果は得られるものの、実際にＰＤＰにおいて有効な消費電力の低減に至るには、さらなる改良の余地が残されている。

具体的には、ＰＤＰの低消費電力化を図るために例えば放電ガス中のＸｅ分圧を高めるという手段が用いられる。そうすることによって発光効率は改善するけれども、その一方で放電開始電圧が上昇してしまうという問題がある。したがってより効果的な低消費電力化を実現するには高Ｘｅ分圧下でも放電開始電圧が上昇しないようにする必要がある。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、保護層を改質することにより、従来に比べて良好に低消費電力化を実現することが可能なガス放電表示パネルを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ未満の希ガス原子と、３００質量ｐｐｍ以上１００００質量ｐｐｍ以下のＨ原子とが分散されてなる構成とした。
ここで前記保護層は、さらに前記母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ未満のＧｅ原子が添加物として分散されてなる構成とすることができる。
また、前記保護層は、前記希ガス原子として、２００質量ｐｐｍのＡｒ原子を含む構成とすることもできる。

また本発明は、表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ未満の希ガス原子と、１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ未満のＧｅ原子とが分散されてなる構成を有するものとした。
ここで前記保護層は、前記希ガス原子として、２００質量ｐｐｍのＡｒ原子を含む構成とすることもできる。
また、本発明における前記希ガス原子は、Ａｒ原子とすることができる。

さらに前記金属酸化物としては、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２の少なくともいずれかとすることもできる。

本発明は、ガス放電表示パネルの保護層において、金属酸化物からなる母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ未満の希ガス原子と、３００質量ｐｐｍ以上１００００質量ｐｐｍ以下のＨ原子とが分散されてなる構成とすることにより、従来に比べて飛躍的に放電開始電圧を低減させることが可能となっている。
すなわち、本発明は保護層に添加された添加物が駆動時に放電空間に拡散させることでペニング効果を得るものではなく、保護層におけるＭｇＯの結晶構造に分散された状態を維持し、保護層全体でのエネルギー準位において、価電子帯と伝導帯との間に別途エネルギー準位が形成される。このエネルギー準位により、経時的に安定な電子のリザーバー作用がなされて二次電子放出係数の向上がなされ、結果的にＰＤＰの消費電力の低減が効果的に図られるようになっている。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
１−１.ＰＤＰの構成
図１は、本発明の実施の形態１に係るＡＣ型ＰＤＰ１の主要構成を示す部分的な断面斜視図である。図中、ｚ方向がＰＤＰ１の厚み方向、ｘｙ平面がＰＤＰ１のパネル面に平行な平面に相当する。ＰＤＰ１は、ここでは一例として４２インチクラスのＮＴＳＣ仕様に合わせた仕様にしているが、本発明のＰＤＰは、当然ながらＸＧＡやＳＸＧＡ等、この他の仕様・サイズに適用してもよい。

図１に示すように、ＰＤＰ１の構成は、互いに主面を対向させて配設されたフロントパネル１０およびバックパネル１６に大別される。
フロントパネル１０の基板となるフロントパネルガラス１１には、その一方の主面に複数対の表示電極１２、１３（スキャン電極１２、サステイン電極１３）が形成されている。各表示電極１２、１３は、ＩＴＯまたはＳｎＯ_２等の透明導電性材料からなる帯状の透明電極１２０、１３０（厚さ０.１μｍ、幅１５０μｍ）に対して、Ａｇ厚膜（厚み２μｍ〜１０μｍ）、アルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）またはＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒ積層薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）等からなるバスライン１２１、１３１（厚さ７μｍ、幅９５μｍ）が積層されてなる。このバスライン１２１、１３１によって透明電極１２０、１３０のシート抵抗が下げられる。

表示電極１２、１３を配設したフロントパネルガラス１１には、当該ガラス１１の主面全体にわたって、酸化鉛（ＰｂＯ）または酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）または酸化燐（ＰＯ_４）を主成分とする低融点ガラス（厚み２０μｍ〜５０μｍ）の誘電体層１４が、マスクスクリーン印刷法等によって形成されている。誘電体層１４は、ＡＣ型ＰＤＰ特有の電流制限機能を有しており、ＤＣ型ＰＤＰに比べて長寿命化を実現する要素になっている。誘電体層１４の表面には、厚さ約１.０μｍの保護層１５がコートされている。

ここで、本実施の形態１の特徴は保護層１５の構成にあるが、これについては詳細を後述する。
バックパネル１６の基板となるバックパネルガラス１７には、その一方の主面にＡｇ厚膜（厚み２μｍ〜１０μｍ）、アルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）またはＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒ積層薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）等からなる幅６０μｍの複数のアドレス電極１８が、ｘ方向を長手方向としてｙ方向に一定間隔毎（３６０μｍ）でストライプ状に並設され、このアドレス電極１８を内包するようにバックパネルガラス１７の全面にわたって厚さ３０μｍの誘電体膜１９がコートされている。

誘電体膜１９の上には、さらに隣接するアドレス電極１８の間隙に合わせて隔壁２０（高さ約１５０μｍ、幅４０μｍ）が配設され、隣接する隔壁２０によってセルＳＵが区画され、ｘ方向での誤放電や光学的クロストークの発生を防ぐ役割をしている。そして隣接する２つの隔壁２０の側面とその間の誘電体膜１９の面上には、カラー表示のための赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれに対応する蛍光体層２１〜２３が形成されている。

なお、誘電体膜１９を用いずにアドレス電極１８を直接蛍光体層２１〜２３で内包するようにしてもよい。
フロントパネル１０とバックパネル１６は、アドレス電極１８と表示電極１２、１３の互いの長手方向が直交するように対向させながら配置され、両パネル１０、１６の外周縁部をガラスフリットで封着されている。この両パネル１０、１６間にはＨｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの不活性ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が所定の圧力（通常５３.２ｋＰａ〜７９.８ｋＰａ程度）で封入されている。

隣接する隔壁２０間は放電空間２４であり、隣り合う一対の表示電極１２、１３と１本のアドレス電極１８が放電空間２４を挟んで交叉する領域が、画像表示にかかるセル（「サブピクセル」とも言う。）ＳＵに対応する。セルピッチはｘ方向が１０８０μｍ、ｙ方向が３６０μｍである。隣り合うＲＧＢ３つのセルＳＵで１画素（１０８０μｍ×１０８０μｍ）が構成される。

１−２.ＰＤＰの駆動方法について
上記構成のＰＤＰ１は、不図示の駆動部によって、一対の表示電極１２、１３の間隙には数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚのＡＣ電圧が印加されることにより、セルＳＵ内で放電を発生させ、励起されたＸｅ原子からの紫外線によって蛍光体層２１〜２３を励起し可視光発光するように駆動される。

その駆動方法例としては、いわゆるフィールド内時分割階調表示方式がある。当該方式は、表示するフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドをさらに複数の期間に分ける。各サブフィールドでは、初期化期間で画面全体の壁電荷を初期化（リセット）した後、アドレス期間で点灯すべき放電セルのみに壁電荷を蓄積させるアドレス放電を行い、その後の放電維持期間ですべての放電セルに対して一斉に交流電圧（サステイン電圧）を印加することによって一定時間放電維持することで発光表示するものである。

この駆動時において、前記駆動部では、各セルでの発光をＯＮ/ＯＦＦの２値制御によって階調表現するために、外部からの入力画像である時系列の各フィールドＦを、例えば６個のサブフィールドに分割する。各サブフィールドにおける輝度の相対比率が例えば１：２：４：８：１６：３２となるように重み付けをして、各サブフィールドのサステイン（維持放電）の発光回数を設定する。

ここで図２は、本ＰＤＰ１の駆動波形プロセスの一例である。当図２ではフィールド中の第ｍ番目のサブフィールドの駆動波形を示している。当図２が示すように、各サブフィールドには、初期化期間、アドレス期間、放電維持期間、消去期間がそれぞれ割り当てられる。
初期化期間とは、それ以前のセルの点灯による影響（蓄積された壁電荷による影響）を防ぐため、画面全体の壁電荷の消去（初期化放電）を行う期間である。当図２に示す波形例では、すべての表示電極１２、１３に放電開始電圧Ｖｆを超える正極性の下りランプ波形のリセットパルスを印加する。これとともに、バックパネル１６側の帯電とイオン衝撃を防ぐために、すべてのアドレス電極１８に正極性パルスを印加する。印加パルスの立ち上がりと立ち下がりの差動電圧によって、すべてのセルで弱い面放電である初期化放電が生じ、すべてのセルにおいて壁電荷が蓄積され、画面全体が一様な帯電状態となる。

アドレス期間は、サブフィールドに分割された画像信号に基づいて選択されたセルのアドレッシング（点灯/不点灯の設定）を行う期間である。当該期間では、スキャン電極１２を接地電位に対して正電位にバイアスし、すべてのサステイン電極１３を負電位にバイアスする。この状態で、パネル上部最先におけるライン（一対の表示電極に対応する横一列のセル）から１ラインずつ順に各ラインを選択し、該当するスキャン電極１２に負極性のスキャンパルスを印加する。また、点灯すべきセルに対応したアドレス電極１８に対して、正極性のアドレスパルスを印加する。これにより前記初期化期間での弱い面放電を受け継ぎ、点灯すべきセルのみでアドレス放電が行われ、壁電荷が蓄積される。

放電維持期間は、階調準位に応じた輝度を確保するために、アドレス放電により設定された点灯状態を拡大して放電維持する期間である。ここでは不要の放電を防止するため、全てのアドレス電極１８を正極性の電位にバイアスし、全てのサステイン電極１３に正極性のサステインパルスを印加する。その後、スキャン電極１２とサステイン電極１３とに対して交互にサステインパルスを印加し、所定期間放電を繰り返す。

消去期間では、スキャン電極１２に漸減パルスを印加し、これによって壁電荷を消去させる。
なお初期化期間およびアドレス期間の長さは、輝度の重みに関わらず一定であるが、放電維持期間の長さは輝度の重みが大きいほど長い。つまり、各サブフィールドの表示期間の長さは互いに異なる。

ＰＤＰ１ではサブフィールドで行われる各放電によって、Ｘｅに起因する１４７ｎｍに鋭いピークを有する共鳴線と、１７３ｎｍを中心とする分子線からなる真空紫外線が発生する。この真空紫外線が各蛍光体層２１〜２３に照射され、可視光が発生する。そして、ＲＧＢ各色ごとのサブフィールド単位の組み合わせにより、多色・多階調表示がなされる。

ここにおいて、本発明の特徴は保護層１５の構成にある。本実施の形態におけるＰＤＰ１は、保護層１５をとして、母材となるＭｇＯに対し、希ガス原子を１０ｐｐｍ質量以上１０００質量ｐｐｍ以下、且つ水素原子を３００ｐｐｍ質量以上１００００質量ｐｐｍ以下の範囲で分散させた構造を持つ。
このような保護層の構成とすることによって、当該保護層の改質を行い、二次電子放出係数および電子保持力の向上を図ることで、従来構成に比べて放電開始電圧の低減効果が得られ、結果として、ＰＤＰの消費電力の低減が実現されるようになっている。

なお、上記構成では、保護層の母材としてＭｇＯを用いる例を示したが、本発明はこれに限定せず、例えばＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２等の少なくともいずれかを用いる等、各種金属酸化物を用いることができる。
＜実施の形態１の特徴および効果について＞
ＰＤＰの消費電力の低減対策とする保護層の改質については、特許文献１〜４等に記載されているように、駆動時のアドレス期間において、アドレスミスに基づく黒ノイズの発生や、放電遅れなどの対策が講じられているが、いずれも有効な効果が得難い実情にある。これに対し本発明では、保護層のＭｇＯに所定量の希ガス原子と水素原子を分散させることによって、後述の図３に示すように従来に比べて飛躍的に放電開始電圧を低減させることが可能となっている。

このような性能が得られる理由としては、本発明は保護層に添加された添加物が駆動時に放電空間に拡散させることでペニング効果を得るものではなく、もっぱら保護層におけるＭｇＯの結晶構造に分散された状態を維持することにある。具体的には、保護層全体でのエネルギー準位において、価電子帯と伝導帯との間に別途エネルギー準位を存在させることにより、経時的に安定な電子のリザーバー作用がなされる。これにより、二次電子放出係数の向上がなされ、放電空間への二次電子の放出が容易になり、放電電圧（特に放電開始電圧Ｖｆの低減）が図れるものと考えられる。

なお、特許文献３には、保護層に対しＨを３ａｔ％（約１５００質量ｐｐｍに相当）以上含有させるとプライミング完了電圧が低下する旨が開示されている。
しかしながら本願発明者らが検討した結果、保護層にＨを添加するだけでは膜密度が低下し、耐スパッタ性が低下することが分かった。本発明は当該技術とは異なり、保護層に対してＨを添加するだけでなく、さらに希ガス原子を添加することによって、膜密度の低下を防止している。

ここで、図３は各実施例（Ｈ原子とＡｒ原子を含む保護膜）と膜密度との関係を示す図である。図３中「ｒｅｆ」は添加物を含まない比較例の酸化マグネシウム膜を示し、他の比較例として、Ｈ原子のみを含む酸化マグネシウム膜を記載している。なお、Ｈ原子のみを含む酸化マグネシウム膜についてのデータは、所定の計算（Ａｒ原子のみを含む保護膜に対するＡｒ原子及びＨ原子のいずれも含む保護膜の屈折率の低下の度合いを、ノンドープ(Ａｒ原子を含まない)の保護膜の屈折率に掛けた値を水素添加膜の屈折率として算出する）によって得られたものである。

ここで、膜密度と屈折率には以下の関係（数１）があることが知られている。

[数１] ｎ = (１−ｐ)ｎν+ ｐｎｓ

ｎ：膜の屈折率
ｎν：空間材料の屈折率（通常は空気）
ｎｓ：バルクの屈折率（単結晶の値を使用）
ｐ：膜密度

この数１によれば、緻密な膜ほど屈折率が高くなるので、耐スパッタ性が優れていることが言える。

ここで、膜密度と保護膜の関係を示すデータ（図３）では、Ａｒ原子とＨ原子を所定量分散させてなる保護膜において、高い膜密度が得られている。これにより、これらの実施例では屈折率が高くなり、良好な耐スパッタ性を有していると考えられる。なお、保護膜にＨ原子のみを分散させてなる構成や、保護膜に不純物を分散させない構成においては、このような膜密度の向上は余り高くなく、耐スパッタ性において実施例より劣ることが確認できる。特に、Ｈ原子のみを所定量分散させた構成は、酸化マグネシウムのみからなる比較例（ｒｅｆ）よりも性能が低い。

このように本発明では、酸化マグネシウムに単純にＨ原子を添加すると耐スパッタ性が損なわれるが、そこにさらにＡｒ原子を添加することで、耐スパッタ性を向上させるようにした点に特徴を持つものである。
（保護層の形成方法について）
ここでは、本実施の形態に係る保護層１５の形成方法の一例について説明する。

先ず、形成された誘電体層１３の表面をターゲットとし、当該表面成膜を行うために、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法を用いる。成膜に用いる蒸着源としては、例えばペレット状または粉末状のＭｇＯ、もしくはその焼結体を用いる。Ｇｅを添加する場合はペレット状のＭｇＯに対し、ペレット状または粉末状のＧｅ化合物を混合したものを用いるか、粉末状のＭｇＯと粉末状のＧｅ化合物とを混合したもの、あるいはその混合物の焼結体を用いる。このときのＧｅ化合物の濃度は５質量ｐｐｍ〜７００質量ｐｐｍとする。

具体的には、酸素雰囲気中において、ピアス式電子ビームガンを加熱源として上記蒸着源を加熱し、さらに、基板表面に希ガスイオンを照射することで保護層を形成する。さらに保護層に水素を添加させる場合は、引き続いて成膜された保護層を、水素が含まれた雰囲気下でプラズマ処理を行う。
例えば、水素処理チャンバ内で基板をヒーターにより１００〜３００℃に加熱し、真空度が１×１０-^４〜７×１０-^４Ｐａになるまでチャンバ内を排気する。その後、真空度が６×１０-^１Ｐａになるように調整しながらアルゴンガスを導入する。次いで、水素ガスを１×１０-^５〜６×１０-^５ｍ^３/ｍｉｎの流量で導入しながら、高周波電源により１３.５６ＭＨｚの高周波を印加して水素処理チャンバ内に放電を発生させる。

そして、この放電により水素を励起させてプラズマを発生させ、基板に成膜されている保護層を励起した水素に１０分間程度曝すことにより保護層の水素処理を行う。
なお、このような処理を行ってもＨ原子はＭｇＯの結晶構造に対して十分に小さいため、例えば保護層の表面等に偏在することなく、層全体に拡散させることができる。
なお、このとき、成膜時の電子ビーム電流量、酸素分圧量、基板温度等は直接本発明の構成に影響を及ぼすことがないため、従来の設定条件に適応させることが可能となる。

また、上記成膜方法としては、電子ビーム蒸着法に限らず、スパッタ法、イオンプレーティング法などを用いても構わない。
ところで、保護層の形成方法に関しては上記方法に限定されず、例えば、成膜チャンバー内において水素を含むプラズマ処理を行いながら、ＭｇＯとＧｅ原子とが混合された蒸着源を電子ビームガンによって加熱して形成する方法でも構わない。

また、成膜チャンバー内において水素ボンベに連結されたイオン銃から水素イオンを照射しながら、ＭｇＯとＧｅとが混合された蒸着源を電子ビームガンによって加熱して形成する方法などでも構わない。
以上の方法により保護層１５を成膜することができる。
（本実施の形態に関する比較実験及び実験結果について）
次に、本発明の実施例を作製し、当該実施例を比較例とともに性能比較実験した。この実験結果について以下に説明する。

各種実施例、比較例における保護層の構成は以下の通りとした。
（比較例１）：ＭｇＯからなる母材に対して、希ガス原子やＨ原子などの不純物添加を行わない保護層を構成した。
（比較例２）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍで添加された保護層を構成した。

（実施例１）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｈ原子が１５００質量ｐｐｍ添加された保護層を用いた。
（実施例２）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｇｅが５０質量ｐｐｍ添加された保護層を用いた。
（実施例３）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｈ原子が１５００質量ｐｐｍ、Ｇｅが５０質量ｐｐｍ添加された保護層を用いた。

（実施例４）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｈ原子が５０００質量ｐｐｍ添加された保護層を用いた。
（実施例５）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｈ原子が１００００質量ｐｐｍ添加された保護層を用いた。
（実施例６）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｇｅが１０質量ｐｐｍ添加された保護層を用いた。

＜実験条件＞
維持放電開始電圧を測定するにあたり、まず各々の保護膜を用いて１３ｉｎｃｈパネルを作製した。
なお、パネルに封入した放電ガスのＸｅ分圧は１５％とした。

駆動条件としては、このパネルのスキャン電極―サステイン電極間にあらかじめ１００回程度維持パルスを印加して、セル内の壁電荷の分布を安定させておき、その後スキャン電極―アドレス電極間で対向放電が生じないようにアドレス電極に適切な電圧を印加する。その状態でスキャン電極―サステイン電極間のセル内電圧（外部印加電圧＋壁電圧）を測定し、これを維持放電開始電圧として測定した。

この実験結果を図４に示す。
＜実験結果と考察＞
各パターンにおいて、ＰＤＰ装置を駆動させたときの各保護層の維持放電開始電圧は図４で示す通りである。

当図４によれば、先ず、比較例１のように不純物添加を行わないで形成された保護層を用いた場合、放電開始電圧は３５２.２Ｖとなった。
また、Ａｒ原子を２００質量ｐｐｍ添加した比較例２の保護層の場合は、その放電開始電圧が３２９.７Ｖとなり、比較例１に対して約２１.８Ｖ低下した。
一方、実施例１のように２００質量ｐｐｍのＡｒ原子と１５００質量ｐｐｍの水素を添加した保護層を用いた場合は、放電開始電圧がさらに低下して３２１Ｖとなり、比較例１に対して３０.５Ｖ低下した。次に実施例２のように２００質量ｐｐｍのＡｒ原子と５０質量ｐｐｍのＧｅ原子を添加した保護層を用いた場合は、放電開始電圧は３１９Ｖとなり、比較例１に対して３２.５Ｖ低下することが分かった。

さらに実施例３のように２００質量ｐｐｍのＡｒ原子と１５００質量ｐｐｍと５０質量ｐｐｍのＧｅを添加した保護層１５３を用いた場合、放電開始電圧は３１７.２Ｖとなり、比較例１に対して、３４.３Ｖ低下することが分かった。
同様にＡｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｈ原子が５０００質量ｐｐｍ添加された保護層を持つ実施例４と、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｈ原子が１００００質量ｐｐｍ添加された保護層を持つ５では、比較例１に対して、それぞれ２５.３Ｖ、２４.４Ｖの放電開始電圧の低減効果が確認された。

また、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｇｅが１０質量ｐｐｍ添加された保護層を持つ実施例６では、比較例１に対して、３５.６Ｖの放電開始電圧の低減効果が確認できる。この実施例６と上記実施例２から、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍで存在する場合、Ｇｅが１０質量ｐｐｍから５０質量ｐｐｍの範囲で存在する場合において、これらと同様の高い効果が得られることが期待される。

このように実施例１〜６のような構成の保護層を用いることによって、放電開始電圧を大きく低下させることができ、ＰＤＰ駆動の低消費電力化に対して非常に有効であることが伺える。
ところで、Ｈ原子の濃度が３００質量ｐｐｍ以下になると、水素の添加効果がほとんど現れず、逆に１００００質量ｐｐｍ以上になると保護層の絶縁性が低下してしまうので好ましくないことが分かっている。Ａｒ原子とＧｅ原子についてはそれぞれ１０質量ｐｐｍ、１０質量ｐｐｍ以下になると、ＡｒやＧｅの添加効果がほとんど現れず、逆にそれぞれ１０００質量ｐｐｍ、および５００質量ｐｐｍ以上になると保護層の結晶性が低下し、かえって放電開始電圧が高くなるので好ましくない。

なお、保護層は基本的にＰＤＰ装置の駆動による放電に伴って徐々に削られてしまう傾向があるので、このような磨耗が生じる過程においても、得られる上記効果に関して経時的変化が発生しないようにするため、上記Ａｒ原子、Ｈ原子、およびＧｅ原子はＭｇＯに対し分散された状態で含まれていることが好ましい。

本発明のガス放電表示パネルは、例えば交通機関・公共施設或いは家庭用のテレビジョン装置に用いられるＰＤＰを用いた表示装置に利用することが可能である。

実施の形態１におけるＰＤＰの構成を模式的に示す断面斜視図である。 ＰＤＰの駆動プロセス例を示す図である。 保護膜の膜密度についてのデータを示す図である。 本発明に係る保護層の効果についての確認実験の結果を示すグラフである。

符号の説明

１ ＰＤＰ
１０ フロントパネル
１２ スキャン電極
１３ サステイン電極
１５ 保護層
１８ アドレス電極

Claims (7)

1. 表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、
   前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ未満の希ガス原子と、３００質量ｐｐｍ以上１００００質量ｐｐｍ以下のＨ原子とが分散されてなる
   ことを特徴とするガス放電表示パネル。
2. 前記保護層は、さらに前記母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ未満のＧｅ原子が添加物として分散されてなる構成である
   ことを特徴とする請求項１に記載のガス放電表示パネル。
3. 前記保護層は、前記希ガス原子として、２００質量ｐｐｍのＡｒ原子を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のガス放電パネル。
4. 表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、
   前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ未満の希ガス原子と、１０質量ｐｐｍ以上５００質量ｐｐｍ未満のＧｅ原子とが分散されてなる
   ことを特徴とするガス放電表示パネル。
5. 前記保護層は、前記希ガス原子として、２００質量ｐｐｍのＡｒ原子を含む
   ことを特徴とする請求項４に記載のガス放電パネル。
6. 前記希ガス原子はＡｒ原子である
   ことを特徴とする請求項１、２、４のいずれかに記載のガス放電表示パネル
7. 前記金属酸化物は、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２の少なくともいずれかである
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のガス放電表示パネル。

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