JP4668816B2 - 面放電型プラズマディスプレイパネル - Google Patents

Description

この発明は、面放電型プラズマディスプレイパネルの構成に関する。

一般に、面放電方式交流型プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）は、放電空間を挟んで互いに対向する二枚のガラス基板のうちの一方のガラス基板に、行方向に延びる複数の行電極対が列方向に並設されて誘電体層によって被覆され、さらに、この誘電体層の面上に、誘電体層の保護機能と放電空間内への２次電子放出機能とを有する酸化マグネシウム層が蒸着法によって形成されており、他方のガラス基板に、列方向に延びる複数の列電極が行方向に並設されて、行電極対と列電極がそれぞれ交差する部分の放電空間に、パネル面に沿ってマトリックス状に配列される単位発光領域（放電セル）が形成されている。

各放電セル内には、赤，緑，青の三原色に色分けされた蛍光体層が形成されている。

そして、このＰＤＰの放電空間内に、ネオンとキセノンの混合ガスからなる放電ガスが封入されている。

このような構成のＰＤＰにおいては、以下のような駆動方法によって画像表示が行われる。

すなわち、対になっている行電極間において一斉にリセット放電が行われ、次に、行電極対の一方の行電極と列電極との間で選択的にアドレス放電が発生されて、放電セルに対向する誘電体層に壁電荷が形成されている発光セルと誘電体層の壁電荷が消去された消灯セルがパネル面に分布され、そして、この後、発光セル内において対になっている行電極間でサステイン放電が行われて、放電空間内の放電ガスに混合されているキセノンから真空紫外線が放射され、この真空紫外線によって赤，緑，青の蛍光体層がそれぞれ励起されて発光することにより、映像信号の画像データに対応した画像がパネル面に形成される。

このようなＰＤＰの駆動において、中間調の画像の輝度表示を行うために、サブフィールド法と呼ばれる階調駆動方法が採用されている。

このサブフィールド法による階調駆動方法は、１フレームの表示期間を、それぞれにアドレス期間とサステイン期間が設けられて輝度の相対比が互いに１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８になるように設定されて８個のサブフィールドによって構成し、このサブフィールドを任意に選択して組み合わせて発光を行わせることにより、２５６段階の輝度が表示されるようにしたものである。

従来、上記のような構成のＰＤＰにおいては、サステイン放電等の放電確率の低下（放電遅れ）を防止しながらパネルの発光効率を向上させることが非常に難しく、これらを両立させることが長年の課題になっている。

例えば、発光効率を向上させる手段として、従来、放電ガス中のキセノン濃度を増加させたＰＤＰが提案されている（例えば、特許文献１参照）が、このキセノン濃度を単に増加させただけでは放電遅れが悪化して、特に、上記したようなサブフィールド法によってＰＤＰの駆動を行う場合に、このサブフィールド法の実施に必要なサブフィールドの数を確保することが出来なくなって、所望の輝度の階調表示を行うことが出来なくなるという問題が発生する。

特開２００２−９３３２７号公報

この発明は、上記のような従来のＰＤＰにおける課題を達成することをその解決課題の一つとしている。

この発明（請求項１に記載の発明）による面放電型プラズマディスプレイパネルは、上記課題を解決するために、放電空間を介して対向する一対の基板と、この一対の基板の間に配置されて互いに離間する位置において交差する方向に延びて交差部分の放電空間に単位発光領域を形成する行電極対および列電極と、行電極対を被覆する誘電体層と、この誘電体層を被覆するとともに単位発光領域に対向する保護層とを有し、放電空間内に放電ガスが封入されている面放電型プラズマディスプレイパネルにおいて、前記誘電体層が、比誘電率が６．８のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリ含有ガラス材料によって形成され、前記放電ガスが、１５パーセントのキセノンを含み、前記保護層が、蒸着またはスパッタリングによって形成される薄膜酸化マグネシウム層と、この薄膜酸化マグネシウム層に積層して形成され、電子線によって励起されることにより波長域２３０〜２５０ｎｍ内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う酸化マグネシウム結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層とによって構成され、前記酸化マグネシウム結晶体が、気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体であり、前記酸化マグネシウム結晶体の平均粒径は２０００オングストローム以上４０００オングストローム以下であり、前記結晶酸化マグネシウム層の前記薄膜酸化マグネシウム層に対する面積比が０．１〜８５％であることを特徴としている。

この発明は、基板の内面側に形成された行電極対を被覆する誘電体層が、比誘電率が９以下の誘電材料によって形成され、この誘電体層を被覆する保護層に、電子線によって励起されることにより波長域２００〜３００ｎｍ内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う酸化マグネシウム結晶体が含まれ、さらに、放電空間内に封入された放電ガスが、キセノンを１０パーセント以上含んでいるＰＤＰをその最良の実施形態としている。

上記実施形態のＰＤＰは、放電空間内に封入されている放電ガスが１０パーセント以上のキセノンを含む高キセノン・ガスであることに加えて、誘電体層が比誘電率９以下の低比誘電率誘電材料によって形成されていることにより、従来のＰＤＰに比べて非常に高い発光効率を達成することが出来、さらに、誘電体層を被覆する保護層が酸化マグネシウム結晶体を含んでいることによって、放電ガスの高キセノン化と誘電体層の低比誘電率化に伴う放電遅れの発生の問題を解消することが出来るとともに、従来のＰＤＰよりも放電遅れ特性の改善をさらに図ることが出来る。

上記実施形態のＰＤＰにおいて、誘電体層を形成する誘電材料を、比誘電率が８以下の無鉛系ガラス材料とするのが好ましく、例えば、比誘電率が７以下のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリ含有ガラス材料や比誘電率が６．８のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリ含有ガラス材料とするのが好ましく、これによって、パネルの発光効率の改善と放電遅れ特性の改善がさらに図られる。

さらに、上記実施形態のＰＤＰにおいて、放電ガスが、１５パーセントのキセノンを含んでいるようにするのが好ましく、これによって、発光効率のさらなる改善が図られる。

さらに、上記実施形態のＰＤＰにおいて、保護層が、蒸着またはスパッタリングによって形成される薄膜酸化マグネシウム層と、この薄膜酸化マグネシウム層に積層して形成された酸化マグネシウム結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層とによって構成されるようにするのが好ましく、これによって、パネルの放電遅れ特性のさらなる改善が図られる。

さらに、上記実施形態のＰＤＰにおいて、酸化マグネシウム結晶体が気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体であることが好ましく、これによって、パネルの放電遅れ特性のさらなる改善が図られる。

さらに、上記実施形態のＰＤＰにおいて、酸化マグネシウム結晶体が２３０〜２５０ｎｍ内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う結晶体であることが好ましく、これによって、パネルの放電遅れ特性のさらなる改善が図られる。

さらに、上記実施形態のＰＤＰにおいて、酸化マグネシウム結晶体が２０００オングストローム以上の粒径を有していることが好ましく、これによって、パネルの放電遅れ特性のさらなる改善が図られる。

図１ないし３は、この発明によるＰＤＰの実施形態の一実施例を示しており、図１はこの実施例におけるＰＤＰを模式的に示す正面図、図２は図１のＶ−Ｖ線における断面図、図３は図１のＷ−Ｗ線における断面図である。

この図１ないし３に示されるＰＤＰは、表示面である前面ガラス基板１の背面に、複数の行電極対（Ｘ，Ｙ）が、前面ガラス基板１の行方向（図１の左右方向）に延びるように平行に配列されている。

行電極Ｘは、Ｔ字形状に形成されたＩＴＯ等の透明導電膜からなる透明電極Ｘａと、前面ガラス基板１の行方向に延びて透明電極Ｘａの狭小の基端部に接続された金属膜からなるバス電極Ｘｂとによって構成されている。

行電極Ｙも同様に、Ｔ字形状に形成されたＩＴＯ等の透明導電膜からなる透明電極Ｙａと、前面ガラス基板１の行方向に延びて透明電極Ｙａの狭小の基端部に接続された金属膜からなるバス電極Ｙｂとによって構成されている。

この行電極ＸとＹは、前面ガラス基板１の列方向（図１の上下方向）に交互に配列されており、バス電極ＸｂとＹｂに沿って並列されたそれぞれの透明電極ＸａとＹａが、互いに対となる相手の行電極側に延びて、透明電極ＸａとＹａの幅広部の頂辺が、それぞれ所要の幅の放電ギャップｇを介して互いに対向されている。

前面ガラス基板１の背面には、列方向において隣接する行電極対（Ｘ，Ｙ）の互いに背中合わせになったバス電極ＸｂとＹｂの間に、このバス電極Ｘｂ，Ｙｂに沿って行方向に延びる黒色または暗色の光吸収層（遮光層）２が形成されている。

さらに、前面ガラス基板１の背面には、行電極対（Ｘ，Ｙ）を被覆するように誘電体層３が形成されており、この誘電体層３の背面には、互いに隣接する行電極対（Ｘ，Ｙ）の背中合わせに隣り合うバス電極ＸｂおよびＹｂに対向する位置およびこの隣り合うバス電極ＸｂとＹｂの間の領域部分に対向する位置に、誘電体層３の背面側に突出する嵩上げ誘電体層３Ａが、バス電極Ｘｂ，Ｙｂと平行に延びるように形成されている。

この誘電体層３および嵩上げ誘電体層３Ａは、後で詳述するような、比誘電率εが９以下の、例えば、アルカリを含有する無鉛系ガラス材料等の低ε誘電材料によって形成されている。

この誘電体層３と嵩上げ誘電体層３Ａの背面側には、蒸着法またはスパッタリングによって形成された薄膜の酸化マグネシウム層（以下、薄膜酸化マグネシウム層という）４が形成されていて、誘電体層３と嵩上げ誘電体層３Ａの背面の全面を被覆している。

この薄膜酸化マグネシウム層４の背面側には、後で詳述するような、電子線によって励起されることにより波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３５ｎｍ付近，２３０〜２５０ｎｍ内）にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光（ＣＬ発光）を行う酸化マグネシウム結晶体を含む酸化マグネシウム層（以下、結晶酸化マグネシウム層という）５が形成されている。

この結晶酸化マグネシウム層５は、薄膜酸化マグネシウム層４の背面の全面または一部、例えば、後述する放電セルに面する部分に形成されている（図示の例では、結晶酸化マグネシウム層５が薄膜酸化マグネシウム層４の背面の全面に形成されている例が示されている）。

一方、前面ガラス基板１と平行に配置された背面ガラス基板６の表示側の面上には、列電極Ｄが、各行電極対（Ｘ，Ｙ）の互いに対となった透明電極ＸａおよびＹａに対向する位置において行電極対（Ｘ，Ｙ）と直交する方向（列方向）に延びるように、互いに所定の間隔を開けて平行に配列されている。

背面ガラス基板６の表示側の面上には、さらに、列電極Ｄを被覆する白色の列電極保護層(誘電体層）７が形成され、この列電極保護層７上に、隔壁８が形成されている。

この隔壁８は、各行電極対（Ｘ，Ｙ）のバス電極ＸｂとＹｂに対向する位置においてそれぞれ行方向に延びる一対の横壁８Ａと、隣接する列電極Ｄの間の中間位置において一対の横壁８Ａ間を列方向に延びる縦壁８Ｂとによって略梯子形状に形成されており、各隔壁８が、隣接する他の隔壁８の互いに背中合わせに対向する横壁８Ａの間において行方向に延びる隙間ＳＬを挟んで、列方向に並設されている。

そして、この梯子状の隔壁８によって、前面ガラス基板１と背面ガラス基板６の間の放電空間Ｓが、各行電極対（Ｘ，Ｙ）において互いに対になっている透明電極ＸａとＹａに対向する部分に形成される放電セルＣ毎に、それぞれ方形に区画されている。

放電空間Ｓに面する隔壁８の横壁８Ａおよび縦壁８Ｂの側面と列電極保護層７の表面には、これらの五つの面を全て覆うように蛍光体層９が形成されており、この蛍光体層９の色は、各放電セルＣ毎に赤，緑，青の三原色が行方向に順に並ぶように配列されている。

嵩上げ誘電体層３Ａは、この嵩上げ誘電体層３Ａを被覆している結晶酸化マグネシウム層５（または、結晶酸化マグネシウム層５が薄膜酸化マグネシウム層４の背面の放電セルＣに対向する部分にのみ形成されている場合には、薄膜酸化マグネシウム層４）が隔壁８の横壁８Ａの表示側の面に当接される（図２参照）ことによって、放電セルＣと隙間ＳＬの間をそれぞれ閉じているが、縦壁８Ｂの表示側の面には当接されておらず（図３参照）、その間に隙間ｒが形成されて、行方向において隣接する放電セルＣ間がこの隙間ｒを介して互いに連通されている。

放電空間Ｓ内には、後で詳述するように、キセノンを１０パーセント以上含むＮｅ−Ｘｅ系放電ガスが封入されている。

上記ＰＤＰの誘電体層３および嵩上げ誘電体層３Ａは、前述したように、比誘電率が９以下の誘電材料によって形成されており、このような誘電材料としては、例えば、日本電気硝子（株）社製の型番「ＴＳ−１０００Ｃ」（比誘電率：６．８）等のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系ガラス材料や、奥野製薬工業（株）社製の型番「Ｇ３−４１５６」（比誘電率が７．５）等のＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ系ガラス材料，旭ガラス（株）社製の型番「ＹＦＴ５０６」（比誘電率が８．９）等のＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−ＢａＯ系ガラス材料等の無鉛系アルカリ・ガラス材料が挙げられる。

上記ＰＤＰの結晶酸化マグネシウム層５は、前述したような酸化マグネシウム結晶体が、スプレ法や静電塗布法などの方法によって誘電体層３および嵩上げ誘電体層３Ａを被覆している薄膜酸化マグネシウム層４の背面側の表面に付着されることによって形成される。

なお、この実施例においては、誘電体層３および嵩上げ誘電体層３Ａの背面に薄膜酸化マグネシウム層４が形成され、この薄膜酸化マグネシウム層４の背面に結晶酸化マグネシウム層５が形成される例について説明が行われるが、誘電体層３および嵩上げ誘電体層３Ａの背面に結晶酸化マグネシウム層５が形成された後、この結晶酸化マグネシウム層５の背面に薄膜酸化マグネシウム層４が形成されるようにしても良い。

図４は、誘電体層３の背面に薄膜酸化マグネシウム層４が形成され、この薄膜酸化マグネシウム層４の背面に、酸化マグネシウム結晶体がスプレ法や静電塗布法などの方法によって付着されて結晶酸化マグネシウム層５が形成されている状態を示している。

また、図５は、誘電体層３の背面に酸化マグネシウム結晶体がスプレ法や静電塗布法などの方法によって付着されて結晶酸化マグネシウム層５が形成された後、薄膜酸化マグネシウム層４が形成されている状態を示している。

上記ＰＤＰの結晶酸化マグネシウム層５は、下記の材料および方法によって形成されている。

すなわち、結晶酸化マグネシウム層５の形成材料となる電子線によって励起されることにより波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３５ｎｍ付近，２３０〜２５０ｎｍ内）にピークを有するＣＬ発光を行う酸化マグネシウム結晶体とは、例えば、マグネシウムを加熱して発生するマグネシウム蒸気を気相酸化して得られるマグネシウムの単結晶体（以下、このマグネシウムの単結晶体を気相法酸化マグネシウム単結晶体という）を含み、この気相法酸化マグネシウム単結晶体には、例えば、図６のＳＥＭ写真像に示されるような、立方体の単結晶構造を有する酸化マグネシウム単結晶体と、図７のＳＥＭ写真像に示されるような、立方体の結晶体が互いに嵌り込んだ構造（すなわち、立方体の多重結晶構造）を有する酸化マグネシウム単結晶体が含まれる。

この気相法酸化マグネシウム単結晶体は、後述するように、放電遅れの減少などの放電特性の改善に寄与する。

そして、この気相法酸化マグネシウム単結晶体は、他の方法によって得られる酸化マグネシウムと比較すると、高純度であるとともに微粒子が得られ、さらに、粒子の凝集が少ないなどの特徴を備えている。

この実施例においては、ＢＥＴ法によって測定した平均粒径が５００オングストローム以上（好ましくは、２０００オングストローム以上）の気相法酸化マグネシウム単結晶体が用いられる。

なお、気相法酸化マグネシウム単結晶体の合成については、『材料』昭和６２年１１月号，第３６巻第４１０号の第１１５７〜１１６１頁の『気相法によるマグネシア粉末の合成とその性質』等に記載されている。

この結晶酸化マグネシウム層５は、前述したように、気相法酸化マグネシウム単結晶体がスプレ法や静電塗布法などの方法によって付着されることにより形成される。
上記のＰＤＰは、画像形成のためのリセット放電およびアドレス放電，サステイン放電が放電セルＣ内において行われる。

上記ＰＤＰは、放電空間Ｓ内に封入されている放電ガスが１０パーセント以上のキセノンを含む高キセノン・ガスであり、誘電体層３および嵩上げ誘電体層３Ａが比誘電率εが９以下の低ε誘電材料によって形成されていることによって、従来のＰＤＰよりも高い発光効率を達成することが出来、さらに、この放電ガスの高キセノン化と誘電体層３の低比誘電率化に伴う放電遅れ特性の悪化の問題は、誘電体層３および嵩上げ誘電体層３Ａを被覆する保護層が気相法酸化マグネシウム単結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層５を有していることによって解消することが出来るとともに、従来のＰＤＰよりも放電遅れ特性の改善をさらに図ることが出来る。

図８と９は、従来の誘電体層を備えたＰＤＰにおける放電遅れ時間と上記構成のＰＤＰにおける放電遅れ時間を比較したグラフであり、図８がプライミング２発のときの放電遅れ時間の比較を示しており、図９がプライミング１６発のときの放電遅れ時間の比較を示しており、何れも、左側部分がサステイン放電時の放電遅れ時間を、右側部分がアドレス放電時の放電遅れ時間を示している。

そして、この図８および９において、グラフａ１，ａ２，ａ３，ａ４が、誘電体層３が、比誘電率εが６．８の日本電気硝子（株）製の型番ＴＳ−１０００Ｃの無鉛のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリガラス材料によって形成され、この誘電体層を被覆する保護層が薄膜酸化マグネシウム層４と結晶酸化マグネシウム層５を有し、キセノンを１５パーセント含むＮｅ−Ｘｅ系の放電ガスが封入されている上記構成のＰＤＰの放電遅れ時間を示しており、グラフｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４が、誘電体層が、比誘電率εが１０．５の日本電気硝子（株）製の型番ＬＳ−３２３２Ｆの有鉛のＰｂ−Ｂ−Ｓｉ系非アルカリガラス材料によって形成され、この誘電体層を被覆する保護層が薄膜酸化マグネシウム層と結晶酸化マグネシウム層を有し、キセノンを１５パーセント含むＮｅ−Ｘｅ系の放電ガスが封入されている従来のＰＤＰの放電遅れ時間を示している。

この図８および９から、上記構成のＰＤＰが、放電空間Ｓ内に１０パーセント以上のキセノンを含む高キセノン・ガスが放電ガスとして封入されているとともに、比誘電率εが９以下の低ε誘電材料によって誘電体層３が形成されているＰＤＰにおいて、保護層が気相法酸化マグネシウム単結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層５を有していることによって、アドレス放電およびサステイン放電等の放電遅れ時間が、従来のＰＤＰと比較して、ほぼ同じか改善されていることが分かる。

図１０は、従来の誘電体層を備えたＰＤＰにおける発光効率と前記構成のＰＤＰにおける発光効率を比較したグラフであり、図中のグラフ（ａ）が、比誘電率ε＝１０．５の有鉛のＰｂ−Ｂ−Ｓｉ系非アルカリガラス材料によって誘電体層が形成されて、キセノンを１５パーセント含むＮｅ−Ｘｅ系の放電ガスが封入されている従来のＰＤＰの発光効率を示しており、グラフ（ｂ）が、上記構成のＰＤＰにおいて、比誘電率ε＝８．９の無鉛のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリガラス材料によって誘電体層３が形成されて、キセノンを１５パーセント含むＮｅ−Ｘｅ系の放電ガスが封入されている場合の発光効率を示しており、グラフ（ｃ）が、上記構成のＰＤＰにおいて、比誘電率ε＝７．５の無鉛のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリガラス材料によって誘電体層３が形成されて、キセノンを１５パーセント含むＮｅ−Ｘｅ系の放電ガスが封入されている場合の発光効率を示しており、グラフ（ｄ）が、上記構成のＰＤＰにおいて、比誘電率ε＝６．８の無鉛のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリガラス材料によって誘電体層３が形成されて、キセノンを１５パーセント含むＮｅ−Ｘｅ系の放電ガスが封入されている場合の発光効率を示しており、グラフ（ｅ）が、上記構成のＰＤＰにおいて、比誘電率ε＝６．８の無鉛のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリガラス材料によって誘電体層３が形成されて、キセノンを２０パーセント含むＮｅ−Ｘｅ系の放電ガスが封入されている場合の発光効率を示しており、何れの場合も、誘電体層を被覆する保護層が薄膜酸化マグネシウム層と結晶酸化マグネシウム層を有している。

この図１０から、放電空間Ｓ内に１０パーセント以上のキセノンを含む高キセノン・ガスが放電ガスとして封入されているＰＤＰの発光効率が高く、この放電ガス中のキセノン濃度が高いほど発光効率が高く、そして、比誘電率εが９以下の低ε誘電材料によって誘電体層３が形成されていることによって、従来のＰＤＰと比較して、高い発光効率が実現されていることが分かる。

以上の図８ないし１０の結果から、以下のことが分かる。

すなわち、ＰＤＰにおいて、発光効率を向上させるために放電ガス中のキセノン濃度を増加させたり、誘電体層を低ε誘電材料によって形成しただけでは、放電遅れ特性が悪化して、特にサブフィールド法によってＰＤＰの駆動を行う場合に所望の輝度の階調表示を行うことが出来なくなるといった問題が発生するが、上記構成のＰＤＰは、誘電体層３を被覆する保護層が結晶酸化マグネシウム層５を有していることによって、放電ガスの高キセノン化と誘電体層３の低比誘電率化による高い発光効率の実現と、これに伴う放電遅れ特性の悪化の防止および改善の問題の双方を同時に解決している。

なお、上記構成のＰＤＰは、アドレス放電の前に行われるリセット放電が放電セルＣ内において発生される際に、この放電セルＣ内に結晶酸化マグネシウム層５が形成されていることによって、リセット放電によるプライミング効果が長く持続して、これによりアドレス放電が高速化されるという効果も併せて備えている。

以下、上記構成のＰＤＰの放電遅れ特性が、気相法酸化マグネシウム単結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層５を備えていることによって改善される理由について、説明する。

すなわち、上記構成のＰＤＰは、図１２および１３に示されるように、結晶酸化マグネシウム層５が、上述したような気相法酸化マグネシウム単結晶体によって形成されていることにより、放電によって発生する電子線の照射によって、結晶酸化マグネシウム層５に含まれる粒径の大きな気相法酸化マグネシウム単結晶体から、３００〜４００ｎｍにピークを有するＣＬ発光に加えて、波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３５ｎｍ付近，２３０〜２５０ｎｍ内）にピークを有するＣＬ発光が励起される。

この２３５ｎｍにピークを有するＣＬ発光は、図１４に示されるように、通常の蒸着法によって形成される酸化マグネシウム層（この実施例における薄膜酸化マグネシウム層４）からは励起されず、３００〜４００ｎｍにピークを有するＣＬ発光のみが励起される。

また、図１２および１３から分かるように、波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３５ｎｍ付近，２３０〜２５０ｎｍ内）にピークを有するＣＬ発光は、気相法酸化マグネシウム単結晶体の粒径が大きくなるほどそのピーク強度が大きくなる。

この波長域２００〜３００ｎｍにピークを有するＣＬ発光の存在によって、放電特性の改善（放電遅れの減少，放電確率の向上）がさらに図られるものと推測される。

すなわち、この結晶酸化マグネシウム層５による放電特性の改善は、波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３５ｎｍ付近，２３０〜２５０ｎｍ内）にピークを有するＣＬ発光を行う気相法酸化マグネシウム単結晶体が、そのピーク波長に対応したエネルギ準位を有し、そのエネルギ準位によって電子を長時間（数ｍｓｅｃ以上）トラップすることができ、この電子が電界によって取り出されることで、放電開始に必要な初期電子が得られことによって為されるものと推測される。

そして、この気相法酸化マグネシウム単結晶体による放電特性の改善効果が、波長域２００〜３００ｎｍ内（特に、２３５ｎｍ付近，２３０〜２５０ｎｍ内）にピークを有するＣＬ発光の強度が大きくなるほど大きくなるのは、ＣＬ発光強度と気相法酸化マグネシウム単結晶体の粒径との間にも相関関係があるためである。

すなわち、大きな粒径の気相法酸化マグネシウム単結晶体を形成しようとする場合には、マグネシウム蒸気を発生させる際の加熱温度を高くする必要があるため、マグネシウムと酸素が反応する火炎の長さが長くなり、この火炎と周囲との温度差が大きくなることによって、粒径の大きい気相法酸化マグネシウム単結晶体ほど上述したようなＣＬ発光のピーク波長（例えば、２３５ｎｍ付近，２３０〜２５０ｎｍ内）に対応したエネルギ準位が多数形成されるものと考えられる。

また、立方体の多重結晶構造の気相法酸化マグネシウム単結晶体については、結晶面欠陥を多く含んでいて、その面欠陥エネルギ準位の存在が放電確率の改善に寄与しているとも推測される。

なお、結晶酸化マグネシウム層５を形成する気相法酸化マグネシウム単結晶体の粒子径（Ｄ_BET）は、窒素吸着法によってＢＥＴ比表面積（ｓ）が測定され、この値から次式によって算出される。

Ｄ_ＢＥＴ＝Ａ／ｓ×ρ
Ａ：形状計数（Ａ＝６）
ρ：マグネシウムの真密度
図１４は、ＣＬ発光強度と放電遅れとの相関関係を示すグラフである。

この図１４から、結晶酸化マグネシウム層５から励起される２３５ｎｍのＣＬ発光によって、ＰＤＰでの放電遅れが短縮されることが分かり、さらに、この２３５ｎｍのＣＬ発光強度が強いほどこの放電遅れが短縮されることが分かる。

図１５は、上記のようにＰＤＰが薄膜酸化マグネシウム層４と結晶酸化マグネシウム層５の二重構造を備えている場合（グラフα）と、従来のＰＤＰのように蒸着法によって形成された酸化マグネシウム層のみが形成されている場合（グラフβ）の放電遅れ特性を比較したものである。

この図１５から分かるように、ＰＤＰが薄膜酸化マグネシウム層４と結晶酸化マグネシウム層５の二重構造を備えていることによって、放電遅れ特性が、従来の蒸着法によって形成された薄膜酸化マグネシウム層のみを備えているＰＤＰに比べて、著しく改善されていることが分かる。

以上のように、上記構成のＰＤＰは、蒸着法等によって形成された従来の薄膜酸化マグネシウム層４に加えて、電子線によって励起されることにより波長域２００〜３００ｎｍ内にピークを有するＣＬ発光を行う酸化マグネシウム結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層５が積層されて形成されていることによって、放電遅れなどの放電特性の改善が図られて、良好な放電特性を備えることが出来る。

この結晶酸化マグネシウム層５を形成する酸化マグネシウム結晶体には、ＢＥＴ法によって測定したその平均粒径が５００オングストローム以上のものが使用され、好ましくは、２０００〜４０００オングストロームのものが使用される。

結晶酸化マグネシウム層５は、前述したように、必ずしも薄膜酸化マグネシウム層４の全面を覆うように形成する必要はなく、例えば行電極Ｘ，Ｙの透明電極Ｘａ，Ｙａに対向する部分や逆に透明電極Ｘａ，Ｙａに対向する部分以外の部分などように、部分的にパターン化して形成するようにしても良い。

この結晶酸化マグネシウム層５を部分的に形成する場合には、結晶酸化マグネシウム層５の薄膜酸化マグネシウム層４に対する面積比は、例えば、０．１〜８５パーセントに設定される。

なお、上記においては、この発明を、前面ガラス基板に行電極対を形成して誘電体層によって被覆し背面ガラス基板側に蛍光体層と列電極を形成した反射型交流ＰＤＰに適用した例について説明を行ったが、この発明は、前面ガラス基板側に行電極対と列電極を形成して誘電体層によって被覆し、背面ガラス基板側に蛍光体層を形成した反射型交流ＰＤＰや、前面ガラス基板側に蛍光体層を形成し背面ガラス基板側に行電極対および列電極を形成して誘電体層によって被覆した透過型交流ＰＤＰ，放電空間の行電極対と列電極の交差部分に放電セルが形成される三電極型交流ＰＤＰ，放電空間の行電極と列電極の交差部分に放電セルが形成される二電極型交流ＰＤＰなどの種々の形式のＰＤＰに適用することが出来る。

また、上記においては、結晶酸化マグネシウム層５をスプレ法や静電塗布法などの方法によって付着させることにより形成する例について説明を行ったが、結晶酸化マグネシウム層５は、酸化マグネシウム結晶体の粉末を含有するペーストを、スクリーン印刷法またはオフセット印刷法，ディスペンサ法，インクジェット法，ロールコート法などの方法によって塗布することによって形成するようにしても良く、または、酸化マグネシウム結晶体を含有するペーストを支持フィルム上に塗布した後に乾燥させることによってフィルム状にし、これを薄膜酸化マグネシウム層上にラミネートするようにしても良い。

さらに、上記においては、酸化マグネシウム結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層５が形成される例について説明が行われているが、酸化マグネシウム結晶体が誘電体層上に散布されているだけで、層を形成していない場合であっても、同様の効果を得ることが出来る。

上記実施形態のＰＤＰは、基板の内面側に形成された行電極対を被覆する誘電体層が、比誘電率が９以下の誘電材料によって形成され、この誘電体層を被覆する保護層に、電子線によって励起されることにより波長域２００〜３００ｎｍ内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う酸化マグネシウム結晶体が含まれ、さらに、放電空間内に封入された放電ガスが、キセノンを１０パーセント以上含んでいるＰＤＰを、その上位概念の実施形態としている。

この上位概念を構成するＰＤＰは、放電空間内に封入されている放電ガスが１０パーセント以上のキセノンを含む高キセノン・ガスであることに加えて、誘電体層が比誘電率９以下の低比誘電率誘電材料によって形成されていることにより、従来のＰＤＰに比べて非常に高い発光効率を達成することが出来、さらに、誘電体層を被覆する保護層が酸化マグネシウム結晶体を含んでいることによって、放電ガスの高キセノン化と誘電体層の低比誘電率化に伴う放電遅れの発生の問題を解消することが出来るとともに、従来のＰＤＰよりも放電遅れ特性の改善をさらに図ることが出来る。

この発明の実施形態の一実施例を示す正面図である。 図１のＶ−Ｖ線における断面図である。 図１のＷ−Ｗ線における断面図である。 同実施例において薄膜マグネシウム層上に結晶マグネシウム層が形成されている状態を示す断面図である。 同実施例において結晶マグネシウム層上に薄膜マグネシウム層が形成されている状態を示す断面図である。 立方体の単結晶構造を有する酸化マグネシウム単結晶体のＳＥＭ写真像を示す図である。 立方体の多重結晶構造を有する酸化マグネシウム単結晶体のＳＥＭ写真像を示す図である。 同実施例のＰＤＰの放電遅れ特性と従来のＰＤＰの放電遅れ特性との比較を示す図である。 同実施例のＰＤＰの放電遅れ特性と従来のＰＤＰの放電遅れ特性との比較を示す図である。 同実施例のＰＤＰの発光効率と従来のＰＤＰの発光効率との比較を示す図である。 同実施例において酸化マグネシウム単結晶体の粒径とＣＬ発光の波長との関係を示すグラフである。 同実施例において酸化マグネシウム単結晶体の粒径と２３５ｎｍのＣＬ発光の強度との関係を示すグラフである。 蒸着法による酸化マグネシウム層からのＣＬ発光の波長の状態を示すグラフである。 酸化マグネシウム単結晶体からの２３５ｎｍのＣＬ発光のピーク強度と放電遅れとの関係を示すグラフである。 保護層が蒸着法による酸化マグネシウム層のみによって構成されている場合と結晶マグネシウム層と蒸着法による薄膜マグネシウム層の二層構造になっている場合との放電遅れ特性の比較を示す図である。

符号の説明

１ …前面ガラス基板（基板）
３ …誘電体層
４ …薄膜酸化マグネシウム層（保護層）
５ …単結晶酸化マグネシウム層（保護層）
６ …背面ガラス基板（基板）
７ …列電極保護層
Ｃ …放電セル
Ｘ，Ｙ …行電極
Ｄ …列電極

Claims (1)

1. 放電空間を介して対向する一対の基板と、この一対の基板の間に配置されて互いに離間する位置において交差する方向に延びて交差部分の放電空間に単位発光領域を形成する行電極対および列電極と、行電極対を被覆する誘電体層と、この誘電体層を被覆するとともに単位発光領域に対向する保護層とを有し、放電空間内に放電ガスが封入されている面放電型プラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記誘電体層が、比誘電率が６．８のＺｎ−Ｂ−Ｓｉ系アルカリ含有ガラス材料によって形成され、
   前記放電ガスが、１５パーセントのキセノンを含み、
   前記保護層が、蒸着またはスパッタリングによって形成される薄膜酸化マグネシウム層と、この薄膜酸化マグネシウム層に積層して形成され、電子線によって励起されることにより波長域２３０〜２５０ｎｍ内にピークを有するカソード・ルミネッセンス発光を行う酸化マグネシウム結晶体を含む結晶酸化マグネシウム層とによって構成され、
   前記酸化マグネシウム結晶体が、気相酸化法によって生成された酸化マグネシウム単結晶体であり、
   前記酸化マグネシウム結晶体の平均粒径は２０００オングストローム以上４０００オングストローム以下であり、
   前記結晶酸化マグネシウム層の前記薄膜酸化マグネシウム層に対する面積比が０．１〜８５％であることを特徴とする面放電型プラズマディスプレイパネル。