JP4829888B2 - プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置に関し、特に、放電空間に封入されるガス成分に関する。

近年、平面型表示装置の１種としてプラズマディスプレイパネル装置（以下では、「ＰＤＰ装置」と記載する。）が広く普及してきている。現在広く普及しているＰＤＰ装置は、高い技術的ポテンシャルを有する交流型（ＡＣ型）であるが、中でも、寿命特性に優れる面放電ＡＣ型ＰＤＰ装置（以下では、単に「ＰＤＰ装置」と記載する。）が主流となっている。

ＰＤＰ装置は、画像表示を行うパネル部と、入力信号に基づきパネル部の駆動を行う駆動部などから構成されている。この内、パネル部は、前面パネルと背面パネルとが互いの間に間隙をあけて対向配置され構成されている。前面パネルは、ガラス基板の一方の主面に対しストライプ状にスキャン電極とサスティン電極とからなる電極対が複数並設され、この上を誘電体層および保護層で被覆された構成を有する。

背面パネルは、ガラス基板の一方の主面に対しストライプ状にデータ電極が配され、この上を誘電体層で被覆され、さらにその上にストライプ状あるいは井桁状などの隔壁が突設されている。また、背面パネルには、誘電体層および隔壁によって形成される凹部の内壁面に蛍光体層が形成されている。蛍光体層は、隔壁によって仕切られる凹部ごとに色分けされて形成されている。

前面パネルと背面パネルとは、保護層と蛍光体層とが向き合い、且つ、スキャン電極およびサスティン電極とデータ電極とが立体交差する状態に配されている。また、前面パネルと背面パネルとの間に設けられた間隙は、放電空間であり、キセノン（Ｘｅ）／ネオン（Ｎｅ）やキセノン（Ｘｅ）／ネオン（Ｎｅ）／ヘリウム（Ｈｅ）などの混合ガスが充填されている。このように構成されたパネル部では、電極対とデータ電極とが交差する各部分が放電セルに相当する。

ＰＤＰ装置の駆動部は、パネル部の各電極に対し接続されており、各電極に対して独立して電圧パルスを印加できるようになっている。駆動部が実行するパネル部の駆動においては、所謂、フィールド内時分割階調表示方式が用いられている。この方法では、１ＴＶフィールドを複数のサブフィールドへと分割し、入力された映像信号に基づいて各サブフィールドの点灯／非点灯を制御し、１ＴＶフィールドでの点灯の合計回数により階調表示が実行される。

ところで、ＰＤＰ装置においては、その維持放電の放電効率が４［％］〜８［％］と非常に低く、消費電力の低減などの観点から放電効率の改善が求められている。このような要求に対して、様々なアプローチがなされているが、その一つとして、放電ガス中に占めるＸｅの割合を高めるという研究開発がなされている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−８３５４３号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術のように、放電ガス中におけるＸｅガスの占める割合を従来のＰＤＰ装置よりも高めていった場合には、放電効率は向上するものの、放電空間を臨む保護層が維持放電時のスパッタリングによって削り取られていくという問題を生じる。そして、維持放電による保護層の削れ量は、放電ガス中に占めるＸｅガスの割合（全圧に対するＸｅガスの分圧の比）を５［％］から１０［％］、さらには３０［％］と高くすれば高くするほど増加する。

前面パネルの保護層は、誘電体の表面保護という役割だけではなく、２次電子放出による駆動電圧の低減や壁電荷の保持といった非常に重要な役割も果たす部位である。このため、上記のように、ただ単に放電ガス中に占めるＸｅガスの割合を高くしたＰＤＰ装置は、放電効率の向上というメリットと引き換えに、寿命および信頼性の低下というデメリットを有することになってしまう。

本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、高い放電効率を達成しながら、維持放電時のスパッタリングによる保護層の削れを抑え、長寿命で高い信頼性を有するプラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記放電ガスの成分と駆動に伴う放電に起因する保護層のスパッタリングによる削れの発生との関係について探求したところ、次のようなメカニズムを解明するに至った。即ち、放電ガスとしてＸｅ／Ｎｅの２元系ガスを用いる場合には、全圧に対するＸｅガスの分圧比を５［％］から３０［％］あるいはそれ以上に上昇させるとき、Ｘｅガスの分圧比を上げるのに従ってパネル駆動時における保護層の削れ量も増大する。そして、本発明者等は、放電ガスの構成要素であるＮｅの質量数（原子量）が、保護層を構成するマグネシウム（Ｍｇ）原子や酸素（Ｏ）原子の質量数と近い値を有することに着目し、放電ガス中に含まれるＮｅガスがパネル駆動時における保護層の削れに大きく影響を与えるものであることを見出した。

本発明は、上記検討結果を考慮し、次のような構成を有するものとする。
本発明に係るＰＤＰは、内方の空間（放電空間）に放電ガスが充填されてなる密閉容器を有し、当該密閉容器において、保護層と蛍光体層とが互いに放電空間を臨む状態で形成されてなるパネルであって、放電ガスは、プラズマ放電時において蛍光体層の蛍光体を励起する光を出射する希ガス元素からなる第１ガス成分と、アルゴン（Ａｒ）ガスからなる第２ガス成分とを含むとともに、全圧に対するＮｅガスの分圧比が０．５［％］以下であり、放電空間に対し１．５０×１０^４［Ｐａ］以上６．６６×１０^４［Ｐａ］未満の全圧を以って充填されている。ここで、「全圧に対するＮｅガスの分圧比が０．５［％］以下」というのは、「放電ガスの構成中にＮｅガスを含まない」という場合も包含する。

また、本発明に係るＰＤＰ装置は、上記本発明に係るＰＤＰをパネル部とし、これに駆動部が接続されていることを特徴とする。

本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスにおいて、第１ガス成分に対し、Ａｒガスからなる第２ガス成分が含まれているとともに、Ｎｅガスについては、全圧に対し０．５［％］以下の分圧比で規定されている（放電ガスの構成中にＮｅガスを含まない場合も包含する）。本発明に係るＰＤＰでは、このような構成を採用することによって、駆動時の放電によるスパッタリングによる保護層の削れが発生しにくく、パネル寿命および品質の安定性という観点から優位性を有する。即ち、従来のＰＤＰのように放電ガスの構成要素としてＮｅガスを高い分圧比で含む場合には、Ｎｅ原子の質量数が保護層を構成するＭｇ原子の質量数と近いことからパネル駆動時に保護層が削れるという現象が発生するが、本発明に係るＰＤＰでは、Ｎｅガスの含有比率を分圧比０．５［％］以下としているので、パネル駆動時における保護層の削れという現象が発生しにくい。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧を６．６６×１０^４［Ｐａ］以下としているので、パネルの高い輝度を得るために、例えば、６．６６×１０^４［Ｐａ］よりも高く放電ガスの全圧を上昇させた場合のように放電開始電圧が著しく上昇してしまうことがなく、実際のパネルを実現する上で問題を生じない。また、本発明に係るＰＤＰでは、放電ガスの全圧を１．５０×１０^４［Ｐａ］以上としているので、放電効率の低下と放電開始電圧の上昇とを生ずることがない。

なお、上記放電ガスの全圧に関しては、その上限を５．０×１０^４［Ｐａ］とすることが、放電開始電圧の上昇を抑えるという観点からより望ましい。
また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの構成中に実質的にＮｅガスを含まないが、第２ガス成分としてＡｒガスを含む構成を採用しているので、パネル駆動時における高い発光効率を得ることができる。これは、Ａｒ原子の有するぺニング効果を利用するものであって、Ａｒガスの添加により放電開始電圧の低減を図ることができることに由来するものである。

従って、本発明に係るＰＤＰ、さらには当該ＰＤＰを備える本発明に係るＰＤＰ装置は、高い放電効率を達成しながら、維持放電時のスパッタリングによる保護層の削れを抑え、長寿命で高い信頼性を有する。
なお、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置においては、上述のように、放電ガスの構成中に０．５［％］以下の分圧比であればＮｅガスを含むことも許容しているのは、保護層の削れ防止という目的からすれば放電ガスの構成中にＮｅガスを全く含まないことが望ましいのであるが、実際の製造過程などを考慮して許容できる範囲と考えられるためである。即ち、ＰＤＰの製造過程においては、パネル封着後に放電空間内の脱気を行い、その後に所要のガス（第１ガス成分および第２ガス成分を含む混合ガス）を充填するのであるが、放電空間内から完全にＮｅガス成分を排除するのはより厳密な工程管理が必要となり、また、脱気に要する時間も長くせざるを得ない。そこで、全圧に対する分圧比が０．５［％］以下の範囲でＮｅガスが存在しても（例えば、製造工程において放電空間からＮｅガスを排出しきれず不純物レベルで残留したような場合にも）、ＰＤＰの寿命特性に実質的な影響を与えないという知見に基づき、上記のようにＮｅガスの混在に関する許容レベルを規定したものである。

上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスを構成する第１ガス成分として、次のようなものを採用することができる。
１）第１ガス成分；キセノン（Ｘｅ）ガス
２）第１ガス成分；クリプトン（Ｋｒ）ガス
なお、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスを２元系の混合ガスに限定するものではなく、３元系あるいはそれ以上の混合ガスを採用することもできる。なお、それらの場合においても、放電ガスの構成要素としてＮｅガスの含有比率を、全圧に対する分圧比で０．５［％］以下とすることが前提条件となる。

上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧に対し６７［％］以下の分圧比を以って上記第２ガス成分を含ませるようにしておけば、上述のように、パネル駆動時の保護層の削れの発生を抑制できるという優位性に加え、放電効率という観点からも優位となる。即ち、第２ガス成分の分圧比を６７［％］以下としておけば、Ｘｅ（１５［％］）／Ｎｅ（８５［％］）の放電ガスを全圧６．６６×１０^４［Ｐａ］で封入した高ＸｅなＰＤＰ（放電ガス中におけるＸｅガスの含有比率が高いＰＤＰ）に対して、同等以上の放電効率を有することになる。このため、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置において、このように第２ガス成分の比率を規定すれば、パネル駆動時の保護層の削れの発生の抑制と高い放電効率との両立が可能である。

また、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、発光輝度の向上という観点から放電ガス中における第１ガス成分を主たる比率を占めるようにする場合、第２ガス成分（Ａｒガス）の分圧比を２５［％］以下とすれば、上記優位性に加えて、放電開始電圧を低く維持することができるという優位性も有する。
さらに、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、第２ガス成分の分圧比を１５［％］以下とすれば、より一層の放電効率の向上を図りながら、パネル駆動時における保護層の削れの発生を効果的に抑制することが可能となる。例えば、放電ガスとして、Ｘｅガスを第１ガス成分とする２元系混合ガスとするとき、第２ガス成分の分圧比を１５［％］以下とすれば、Ｘｅ（１５［％］）／Ｎｅ（８５［％］）の放電ガスを用いる場合に比べて、保護層の削れを低減することが可能であり、且つ、Ｘｅ分圧が高いので放電効率を高くすることができる。

また、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧に対する第２ガス成分（Ａｒガス）の分圧比を１［％］以上、より望ましくは３［％］以上とすることが、装置製造時におけるエージング時間の長時間化を抑制するという観点から望ましい。即ち、放電ガス中におけるＡｒガスの分圧比を１［％］以上とすることにより、エージング時間を従来のパネル構造を採用する場合と比較しても遜色のないレベルとすることができる。特に、Ａｒガスの分圧比を３［％］以上とすることにより、エージング時間を１０［ｈｒ．］以下とすることができ、製造上の観点より望ましい。

また、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中に酸素ガスを添加しておくことが、駆動電圧の低減（放電効率の向上）という観点から望ましい。即ち、放電ガスに酸素ガスを添加することでＸｅＯが形成されることになり、真空紫外線が高い効率で出射されることになる。なお、放電ガスに添加する酸素ガスの分圧比は、確実な放電効率の向上という観点から、０．０１［％］以上１［％］以下としておくことが望ましい。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、誘電体層の厚みを２０［μｍ］以下にしておくことが望ましい。これは、誘電体層の厚みを上記のように薄くすることで、パネル駆動時における放電開始電圧（維持電圧）を低く抑えることが可能であり、放電効率の向上およびパネル駆動時における保護層の削れの発生抑制という観点から望ましい。
上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、上述のように、第１ガス成分の比率を高めて高い発光輝度を確保することが可能であるので、（表示）電極対を金属材料からなり、構成要素として酸化膜（ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２など）を有しない構成とし、従来のＰＤＰで用いていた酸化膜（透明電極膜）を省略することができる。これによって、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、材料コストおよび製造コストなどの低減を果たすことが可能となる。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、具体的な保護層の構成材料として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いることができる。
なお、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中に上記以外の成分、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）などを微量添加する構成としても、同様の効果を得ることができる。

以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を用いて説明する。なお、以下の説明で用いる形態は、あくまでも一例であって、本発明は、その本質的特徴とする部分以外これに限定を受けるものではない。
（実施の形態１）
１．パネル部１０の構成
実施の形態１に係るＰＤＰ装置１の構成の内、パネル部１０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、パネル部１０の構造を示す要部斜視図である。

図１に示すように、パネル部１０は、２枚のパネル１１、１２が間に放電空間１３をあけて対向配置された構成を有する。
１−１．前面パネル１１の構成
図１に示すように、パネル部１０を構成する２枚のパネル１１、１２の内の一方、前面パネル１１は、前面基板１１１をベースとして構成されており、その一方の主面（図１では、下向き主面）にスキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓからなる表示電極対１１２が互いに並行して複数配設され、この表示電極対１１２を覆う状態に、誘電体層１１３および保護層１１４が順に積層形成されている。

ベースとなる前面基板１１１は、例えば、高歪点ガラスあるいはソーダライムガラスなどから構成されている。また、表示電極対１１２を構成するスキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々は、例えば、アルミニウム合金（例えば、Ａｌ−Ｎｄ）などの金属材料から構成されており、従来のＰＤＰで用いられていたような透明電極（ＩＴＯやＳｎＯ_２、ＺｎＯなど）とバス電極（細幅金属線）との積層構造を有していない。ただし、スキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの構成については、ＩＴＯやＳｎＯ_２、ＺｎＯなどとバス電極との積層構造とすることも可能である。

前面パネル１１の誘電体層１１３は、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）から形成されており、その厚みが約１５［μｍ］に設定されている。また、保護層１１４は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から形成されている。
なお、前面基板１１１の表面において、隣り合う表示電極対１１２間には、隣り合う放電セル間で互いの光が漏れ出るのを防ぐためにブラックストライプが設けられた構成を採ることもできる。

１−２．背面パネル１２の構成
背面パネル１２は、背面基板１２１における上記前面パネル１１と対向する側の主面（図１では、上向き主面）に、データ電極Ｄａｔが複数配設されている。データ電極Ｄａｔは、前面パネル１１の表示電極対１１２に対して交差する方向を以って配設されている。データ電極Ｄａｔが配設された背面基板１２１の主面には、誘電体層１２２が形成され、その上には、隔壁１２３が形成されている。隔壁１２３は、隣り合うデータ電極Ｄａｔ間に立設される主隔壁１２３１とこれに交差する方向に形成された補助隔壁１２３２とからなる。

誘電体層１２２と隔壁１２３とで形成される各凹部は、その内壁面に蛍光体層１２４が形成されている。蛍光体層１２４は、各凹部ごとに赤色（Ｒ）蛍光体層１２４Ｒ、緑色（Ｇ）蛍光体層１２４Ｇ、青色（Ｂ）蛍光体層１２４Ｂがそれぞれ色分けされて形成されている。
背面パネル１２における背面基板１２１についても、上記前面パネル１１における前面基板１１１と同様、高歪点ガラス材料やソーダライムガラス材料などを用い形成されている。データ電極Ｄａｔは、アルミニウム合金や銀（Ａｇ）などといった金属材料から形成されている。

誘電体層１２２は、前面パネル１１における誘電体層１１３と同様の酸化シリコンや、非鉛系の低融点ガラス材料などから形成されているが、これに酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）や酸化チタン（ＴｉＯ_２）などが含まれた構成とすることもできる。隔壁１２３は、ガラス材料から形成され、蛍光体層１２４は、例えば、次に示すような各色蛍光体を単独で用いたり、あるいは、各色ごとに混合した材料を用い形成されている。

赤色（Ｒ）蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ
ＹＶＯ_３：Ｅｕ
緑色（Ｇ）蛍光体；Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ
ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ
青色（Ｂ）蛍光体：ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ
ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ
１−３．前面パネル１１と背面パネル１２との配置
図１に示すように、パネル部１０は、前面パネル１１と背面パネル１２とが、背面パネル１２の隔壁１２３をギャップ材として間に挟み、且つ、表示電極対１１２とデータ電極Ｄａｔとが略直交する方向になる状態に配され、外周部で封止された構成となっており、内方に放電空間１３を有する密閉容器となっている。そして、前面パネル１１と背面パネル１２との間は、隔壁１２３により仕切られた放電空間１３が形成される。

本実施の形態に係るパネル部１０の放電空間１３には、キセノン（Ｘｅ）ガスとアルゴン（Ａｒ）ガスとの２元系混合ガス（放電ガス）が封入されている。放電ガスの封入圧力は、１．５０×１０^４［Ｐａ］〜６．６６×１０^４［Ｐａ］の範囲で設定されている。
放電ガスは、プラズマ放電時において蛍光体層の蛍光体を励起する光を出射する希ガス元素からなる第１ガス成分としてＸｅガスが含まれ、これに対し添加される第２ガス成分としてＡｒガスが含まれ構成されている。放電ガス中において、全圧に対するＡｒガスの分圧比は、６７［％］以下に設定されている。Ａｒガスの分圧比については、２５［％］以下とすることが望ましく、１５［％］以下とすることがより望ましい。さらに、Ａｒガスの分圧比の下限値については、１［％］とすることが、製造時におけるエージング時間の長期化防止という観点から望ましく、３［％］とすることがより望ましい。これらの理由については、後述する。

２．ＰＤＰ装置１の構成
上記パネル部１０を備えるＰＤＰ装置１の全体構成について、図２を用いて説明する。図２は、ＰＤＰ装置１の全体構成を模式的に示したブロック図である。なお、図２では、パネル部１０の構成の内、電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔの配列のみを模式的に示している。

図２に示すように、ＰＤＰ装置１は、上記構成を有するパネル部１０と、この各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔのそれぞれに対して所要にタイミングおよび波形で電圧パルスを印加する表示駆動部２０とから構成されている。パネル部１０のスキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓは、それぞれが交互に、ｎ［本］づつ配設され、データ電極Ｄａｔは、列方向にｍ［本］配設されている。パネル部１０の放電セルは、一対の表示電極対１１２（Ｓｃｎ（ｋ）、Ｓｕｓ（ｋ））とデータ電極Ｄａｔ（ｌ）との各交差部分に形成され、パネル部１０全体では、（ｍ×ｎ）個の放電セルを備えることになる。

表示駆動部２０は、データ電極Ｄａｔ、スキャン電極Ｓｃｎ、サスティン電極Ｓｕｓのそれぞれに接続されるデータドライバ２１、スキャンドライバ２２、サスティンドライバ２３を有する。表示駆動部２０には、各ドライバ２１〜２３に接続される、タイミング発生部２４、Ａ／Ｄ変換器２５、走査数変換部２６、サブフィールド変換部２７およびＡＰＬ（平均ピクチャーレベル）検出部２８などを有する。また、その図示を省略しているが、表示駆動部２０には、電源回路も接続されている。

表示駆動部２０に対して入力された映像信号ＶＤは、Ａ／Ｄ変換器２５に入力され、また、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、タイミング発生部２４、Ａ／Ｄ変換器２５、走査数変換部２６およびサブフィールド変換部２７に対して入力される。
Ａ／Ｄ変換器２５は、上記入力された映像信号ＶＤをディジタル信号の画像データへと変換し、変換後の画像データを走査数変換部２６およびＡＰＬ検出部２８へと出力する。Ａ／Ｄ変換器２５からの画像データの入力を受けたＡＰＬ検出部２８は、１画面ごとの各放電セルにおける各階調値を示す画面データに基づき、当該１画面の合計の階調値を計算し、これを全放電セルの数で割った値を求める。そして、ＡＰＬ検出部２８は、上記求めた値より最大階調値（例えば、２５６階調）に対する百分率を算出して平均ピクチャーレベル（ＡＰＬ値）を求め、その値をタイミング発生部２４へと出力する。

ここで、ＡＰＬ値は、その値が高ければ高いほど白っぽい画面となり、逆に、低ければ低いほど黒っぽい画面となる。
走査数変換部２６は、Ａ／Ｄ変換器２５からの画像データを受け付け、これをパネル部１０の画素数に応じた画像データへと変換して、当該値をサブフィールド変換部２７へと出力する。サブフィールド変換部２７は、走査数変換部２６から転送されてくる画像データを、パネル部１０に階調表示させるための各サブフィールドでの放電セルの点灯／非点灯を示す２値データの集合であるサブフィールドデータに変換し、備えるサブフィールドメモリ（不図示）に一旦格納する。そして、サブフィールド変換部２７は、タイミング発生部２４からのタイミング信号に応じてサブフィールドメモリに格納しているサブフィールドデータをデータドライバ２１へと出力する。

データドライバ２１は、サブフィールドごとの画像データを各データ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）に対応する信号に変換し、各データ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）に対し電圧パルスを印加する。データドライバ２１は、公知のドライバＩＣなどによって構成されている。
タイミング発生部２４は、入力される水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに基づいて、タイミング信号を生成し、当該タイミング信号を各ドライバ２１〜２３に対して出力する。

スキャンドライバ２２は、タイミング発生部２４からのタイミング信号に基づいてスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対し電圧パルスを印加する。スキャンドライバ２２についても、上記データドライバ２１と同様に、公知のドライバＩＣなどによって構成されている。
サスティンドライバ２３は、タイミング発生部２４からのタイミング信号に基づいてサスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に対し電圧パルスを印加する。このサスティンドライバ２３についても、上記データドライバ２１、スキャンドライバ２２と同様に、公知のドライバＩＣなどによって構成されている。

３．ＰＤＰ装置１の駆動
次に、上記構成を有するＰＤＰ装置１の駆動方法について、図３を用いて説明する。図３は、フィールド内時分割階調表示方式（サブフィールド法）を用いてＰＤＰ装置１の駆動を実行する方法を示す波形図である。
図３に示すように、ＰＤＰ装置１の駆動においては、一例として、２５６階調を表現するために１ＴＶフィールドを８サブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に分割し、それぞれのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に初期化期間Ｔ_１、書き込み期間Ｔ_２および維持期間Ｔ_３の３つの期間を設定し、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に対し電圧パルス２００１を、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対し電圧パルス２００２を、データ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）に対し電圧パルス２００３を各々印加する。なお、上述のように、各電極Ｓｕｓ、Ｓｃｎ、Ｄａｔの各々に対する電圧パルス２００１、２００２、２００３の印加は、タイミング発生部２４からのタイミング信号に基づいて実行される。

図３の下部分に示すように、各サブフィールドＳＦにおける初期化期間Ｔ_１では、パネル部１０の全ての放電セルにおいて弱放電である初期化放電を生じさせ、当該放電により先行するサブフィールドにおける放電の有無による影響の除去や、放電特性によるバラツキ等を吸収する初期化が実施される。初期化期間Ｔ_１では、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対し、緩やかな電圧−時間の傾きを以って上りおよび下り方向に変化するランプ波形電圧パルスを印加し、この傾斜部分の印加の際に定常的に放電電流を流す。初期化期間Ｔ_１では、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）への印加電圧パルスにおける上り傾斜部分と下り傾斜部分とで各々１回づつ弱放電たる初期化放電が発生する。

上記初期化期間Ｔ_１に続く書き込み期間Ｔ_２では、サブフィールド変換部２７からのサブフィールドデータに基づいてスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）を１ラインごとに順次スキャンして行き、当該サブフィールドで維持放電を生じさせたい放電セルに対し、スキャン電極Ｓｃｎとデータ電極Ｄａｔとの間で書き込み放電を生じさせ、当該放電の発生によって前面パネル１１の保護層１１４表面に壁電荷を蓄積する。

図３に示すように、維持期間Ｔ_３では、パネル部１０の全てのサスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）とスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対し、極性が交互に変わるように維持パルスが印加される。維持期間Ｔ_３において、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に印加される電圧パルスの波形とスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に印加される電圧パルスの波形とは、同一周期（例えば、λ＝６［μｓｅｃ．］）であり、互いに半周期ずらした状態になっている。なお、各維持パルスの高さ、即ち、電圧値は、例えば、１８０［Ｖ］に設定されている。

維持期間Ｔ_３においては、上記全てのサスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）およびスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）への維持パルスの印加により、直前の書き込み期間Ｔ_２で壁電荷の蓄積がなされた放電セルで維持放電が発生する。維持放電は、サスティン電極Ｓｕｓとスキャン電極Ｓｃｎとの極性が反転するごとに発生する。そして、サブフィールドＳＦごとにおける維持放電の発生回数は、そのサブフィールドに割り当てられた輝度重みに基づき設定される。

上述のように、維持期間Ｔ_３において維持放電が発生した放電セルでは、放電空間１３に充填された放電ガス中の励起Ｘｅ原子から波長１４７［ｎｍ］の共鳴線が放射され、励起Ｘｅ分子から波長１７３［ｎｍ］の分子線が放射される。そして、これら励起Ｘｅ原子および励起Ｘｅ分子から放射された共鳴線および分子線が背面パネル１２における各放電セルの蛍光体層１２４で可視光に変換されて、前面パネル１１側より出射される。

このようにして、ＰＤＰ装置１では、入力映像信号ＶＤ等に基づく画像表示がなされる。
４．ＰＤＰ装置１が有する優位性
本実施の形態に係るパネル部１０は、放電空間１３に２元系混合ガス（Ｘｅ／Ａｒ）が充填されている。即ち、従来のＰＤＰで用いられる放電ガス中には高い比率でＮｅガスが含まれているの対し、本実施の形態に係るパネル部１０に充填される放電ガスは、その構成成分としてＮｅガスを含むものではなく（含んだとしても分圧比０．５［％］以下）、Ｘｅガスに対する第２ガス成分としてＡｒガスを有する。このため、パネル部１０の放電ガス中には、前面パネル１１の保護層１１４の構成要素であるＭｇと質量数が近いＮｅは存在せず、主たるガス成分であるＸｅガスの分圧比を高く設定しても、維持放電時のスパッタリングによる保護層１１４の削れという問題を生じにくい。

なお、上述のように、Ｍｇの質量数に近いＮｅが放電ガス中に含有されていないことが望ましいのであるが、パネルの製造過程において放電空間１３中に、全圧に対する分圧比が０．５［％］以下の比率（例えば、製造工程において排出しきれなかった不純物レベル）でＮｅガスを残留する場合にも、上述の効果が実質的に揺らぐことはない。
パネル部１０における保護層１１４は、誘電体層１１３の表面の保護という目的の他に、駆動時における２次電子放出による駆動電圧の低減や書き込み期間Ｔ_２から維持期間Ｔ_３に至るまでの間などでの壁電荷の保持といった重要な役割を果たす部位である。よって、Ｘｅガスの分圧比を高く設定して輝度の向上を図った場合にも、駆動時における保護層１１４の削れが発生しにくいＰＤＰ装置１は、高い放電効率を維持しながら、長寿命で高い信頼性を有する。

また、ＰＤＰ装置１では、上述のように、放電ガスの全圧が１．５０×１０^４［Ｐａ］以上６．６６×１０^４［Ｐａ］以下の範囲で設定されているので、高い放電効率と低い放電開始電圧とを実現することができる。放電ガスの全圧に関しては、仮に１．５０×１０^４［Ｐａ］よりも低く設定の場合には、放電効率の低下に加え、放電開始電圧の上昇を招いてしまう。他方、全圧を６．６６×１０^４［Ｐａ］よりも高く設定の場合には、放電開始電圧が高くなり過ぎ、実際のＰＤＰへの適用は困難となる。なお、放電ガスの全圧に関し、その上限を５．０×１０^４［Ｐａ］とすれば、高い放電効率と低い放電開始電圧との確保という観点から、より望ましい。

また、ＰＤＰ装置１のパネル部１０においては、表示電極対１１２を構成するスキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々を、Ａｌ合金材料から構成し、ＩＴＯなどの透明電極膜を要素として含まない構成としている。これによって、パネル部１０の製造にあたっては、透明電極膜の形成に係る材料および形成プロセスなどを省略することができ、製造コストという観点から優位性を有する。なお、このように透明電極膜を省略することができるのは、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１が非常に高い輝度を有することができるためである。

なお、本実施の形態では、表示電極対１１２の各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓを１本の金属線として構成したが、並列接続され並設された複数の金属線を用いて各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓを構成することとしてもよい。また、これらの電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの構成材料には、Ａｌ合金材料の他にも、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）なども用いることができる。
また、ＰＤＰ装置１のパネル部１０においては、前面パネル１１の誘電体層１１３がＳｉＯ_２を材料として約１５［μｍ］の膜厚で形成されている。このため、ＰＤＰ装置１では、より一層の放電開始電圧の低減が可能となっている。即ち、ＳｉＯ_２は、従来のＰＤＰにおける誘電体層の形成に用いられてきた低融点ガラスなどに比べて低い誘電率を有するので、このように２０［μｍ］以下とする薄肉化が可能である。薄い誘電体層１１３を形成するということは、維持期間Ｔ_３などにおいて表示電極対１１２にかかる電圧を効率的に放電空間１３に対し印加することが可能となり、放電開始電圧の低減を図ることが可能となる。

以上のように、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、高い放電効率を達成しながら、維持放電時のスパッタリングによる保護層の削れの発生を抑え、長寿命で高い信頼性を有する。
５．放電ガスの各成分の比率
以下では、放電ガスにおける成分比率を規定するにあたり確認した実験について説明する。以下で説明する確認実験には、上記ＰＤＰ装置１と同一構成の装置を用いた。

５−１．放電効率のＡｒガス添加比率依存性
先ず、ＰＤＰ装置における放電ガス中のＡｒガス添加比率（分圧比）と放電効率との関係について確認をした。本確認実験では、放電ガスに関する実験条件を次のように設定した。
・放電ガス；Ｘｅ／Ａｒの２元系混合ガス
・Ｘｅガスの分圧；２．２×１０^４［Ｐａ］で一定
・Ａｒガスの添加比率；放電ガスの全圧に対する分圧比を、０［％］〜６７［％］まで変化
なお、比較例として、放電ガスにＸｅ／Ｎｅの２元系混合ガスを用い、上記同様にＸｅガスの分圧を２．２×１０^４［Ｐａ］とし、また、全圧に対するＮｅガスの分圧比が５［％］となる状態に設定した。

そして、上記各サンプルについての放電効率を測定し、従来のＰＤＰ装置（放電ガスが、Ｘｅ／Ｎｅの２元系混合ガスであり、Ｘｅ分圧比が１５［％］で、Ｎｅ分圧比が８５［％］、全圧が６．６６×１０^４［Ｐａ］）を基準とする相対値を算出し、図４に示す。
図４に示すように、放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを有するＰＤＰ装置では、Ａｒガスの添加比率が０［％］から約３３［％］の範囲でＡｒガスの添加比率の上昇に伴って放電効率が上昇し、Ａｒガスの添加比率が約３３［％］を超えると放電効率が低下して行く。また、比較例は、同じ比率でＡｒガスを含むサンプルに対して放電効率が高い。これは、放電ガスの構成要素としてＮｅガスを含む場合には、放電開始電圧の低減という優位性を得られるためであると考えられる。

しかし、本発明者等の確認によれば、放電ガスをＸｅ／Ｎｅの２元系混合ガスとし、全圧に対するＮｅガスの分圧比を８［％］以上に高くする場合には、パネル駆動時における保護層の削れの発生が著しくなり、実用には耐えないものである。
なお、図４に示すように、放電ガスをＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスとし、Ａｒガスの添加比率を６７［％］以下とする場合には、基準とした従来のＰＤＰ装置に対して、高い放電効率を有することが分かる。

５−２．放電開始電圧のＡｒガス添加比率依存性
次に、上記と同一のサンプルの各々について、放電の発生に必要な最小電圧、即ち、放電開始電圧を測定し、その結果を図５に示す。
図５に示すように、放電開始電圧（図５では、「維持電圧」と記載する。）は、Ａｒガスの添加比率が０［％］〜２５［％］の範囲では約２４５［Ｖ］で安定しており、Ａｒガスの添加比率が２５［％］を超えると上昇する。例えば、Ａｒガスの添加比率が６７［％］のときには、放電開始電圧は約２９８［Ｖ］となり、Ａｒガスの添加比率が２５［％］以下の場合よりも約５３［Ｖ］上昇する。

この結果より、Ａｒガスの添加比率が２５［％］以下の範囲では、Ａｒガスによる電圧低減の作用と放電ガスの全圧上昇による電圧上昇の作用とがバランスしているが、Ａｒガスの添加比率が２５［％］を超えると放電ガスの全圧上昇による電圧上昇の作用が大きくなると考えられる。よって、低い放電開始電圧とするためには、放電ガス中におけるＡｒガスの添加比率を２５［％］以下とすることが望ましい。

５−３．スパッタリングレートのＸｅガス比率依存性
次に、パネル駆動時の放電による保護層１１４のスパッタリングレートと放電ガス中におけるＸｅガス比率との関係について、確認をした。確認には、次に示す条件を以ってサンプルを作製し、各サンプルでのスパッタリングレートを求めた。
・放電ガス；Ｘｅ／Ａｒの２元系混合ガス
・放電ガス全圧；６．０×１０^４［Ｐａ］
・Ｘｅガス比率；放電ガスの全圧に対する分圧比を、５［％］〜９９［％］まで変化
なお、比較例として、放電ガスにＸｅ／Ｎｅの２元系混合ガスを用い、Ｘｅガスの比率を５［％］〜３０［％］まで変化させたサンプルを作製し、これらについてもスパッタリングレートを求めた。

なお、スパッタリングレートの算出は、各イオンにおけるスパッタリング確率と、イオン密度およびイオンエネルギ分布とを考慮して行った。
図６に示すように、Ｘｅ／Ｎｅの放電ガスを充填した比較例に係るサンプルでは、Ｘｅガスの比率の上昇に伴ってスパッタリングレートが上昇することが分かる。例えば、Ｘｅガス比率が５［％］のときのスパッタリングレートは、”８”程度であるが、Ｘｅガス比率が１５［％］のときのスパッタリングレートは、”１５”となり、Ｘｅガス比率が３０［％］のときのスパッタリングレートは、”３１”となる。なお、図６には、比較例のサンプルにおける計算で求めたスパッタリングレートについても併記した。図６に示すように、実験結果と計算結果との整合がとれていることが分かる。

図６に示すように、放電ガスにＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを用いる場合には、Ｘｅガス比率が５［％］〜７５［％］の範囲では、Ｘｅガス比率の上昇に伴ってスパッタリングレートが上昇する。ただし、Ｘｅ／Ａｒの混合ガスを用いる場合には、スパッタリングレートの上昇度合いが、Ｘｅ／Ｎｅの混合ガスを用いる比較例の場合に比べて緩やかであり、Ｘｅガス比率が７５［％］のときにスパッタリングレートが”２１”となり、最高値をとる。このＸｅ／Ａｒの混合ガスを用いる場合のスパッタリングレートの最高値”２１”は、比較例におけるＸｅガス比率が２０［％］のときの値と略同等である。

また、図６に示すように、Ｘｅ／Ａｒの混合ガスを用いる場合のいて、Ｘｅガス比率が７５［％］〜９９［％］の範囲におけるスパッタリングレートは、Ｘｅガス比率が７５［％］未満の範囲とは逆に、Ｘｅガス比率の上昇に対し下降する。例えば、Ｘｅガス比率が９９［％］のときには、スパッタリングレートは略”０”となり、パネル駆動の放電によっても殆ど保護層の削れが発生しないことが分かる。

さらに、図６に示すように、放電ガスにＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを用いる場合において、従来のＰＤＰ装置（放電ガスが、Ｘｅ／Ｎｅの２元系混合ガスであり、Ｘｅガス比率が１５［％］で、Ｎｅ分圧比が８５［％］、全圧が６．６６×１０^４［Ｐａ］）と同等かあるいはそれ以下のスパッタリングレートを確保するためには、Ｘｅガス比率を８５［％］以上とすればよいことが分かる。言換えると、放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを採用する場合には、Ａｒガス添加比率を１５［％］以下とすれば、従来のＰＤＰ装置に対し同等かあるいはそれ以下のスパッタリングレートを確保することが可能である。

以上の結果より、放電ガスに従来のＸｅ／Ｎｅの２元系混合ガスを用いるのではなく、Ｎｅを含まず、Ｘｅ／Ａｒの２元系混合ガスを用いることで、Ｘｅガス比率を高く設定する場合にも、低いスパッタリングレートを確保することができる。
５−４．エージング時間（製造時）のＡｒガス比率依存性
次に、放電ガス中におけるＡｒガスの添加比率と製造過程におけるエージング時間とに関し、図７を用い説明する。図７の特性図を得るに際しては、放電ガスとして１００［％］ＸｅガスとＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスとを用い、混合ガスに関してはＸｅガスの分圧を３０［ｋＰａ］で一定とし、Ａｒガスの添加比率を変化させた条件で各々のエージング時間を求めた。なお、エージング時間とは、装置の組立が終了して後に、各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔに電圧を印加して、放電開始電圧の初期変動が収束し、定常状態、例えば２５０［Ｖ］±５［Ｖ］の範囲内となるまでに要する時間である。

図７に示すように、放電ガス中におけるＡｒガスの添加比率が１［％］以上であれば、１００［％］Ｘｅの放電ガスを有するＰＤＰ装置に比べてエージング時間の短縮を図ることが可能であることが分かる。また、Ａｒガスの添加比率が１［％］から１０［％］程度の範囲においては、Ａｒガスの添加比率を上げていくに従ってエージング時間は急激に短くなって行く。そして、Ａｒガスの添加比率が１０［％］を越えると、エージング時間は大きく変化しなくなる。

Ｘｅ／Ａｒの２元系混合ガスの場合には、Ａｒガスの添加比率が３［％］以上であれば、エージング時間が１０［ｈｒ．］よりも短くなり、従来のＰＤＰ装置でのエージング時間に比べて遜色のないレベルであるといえる。
なお、本確認では、Ｘｅ／Ａｒの２元系混合ガスを用い、エージング時間との関係について実施したが、Ｘｅガスの代りにクリプトン（Ｋｒ）ガスを用いた場合にあっても、略同様の結果となる。

従って、図７より、放電ガス中におけるＡｒガスの添加比率については、エージング時間という観点から１［％］以上とすることが望ましく、３［％］以上とすることでエージング時間を１０［ｈｒ．］よりも短くできることから一層望ましい。
５−５．考察
図４〜図７に示す確認実験の結果より、放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを用いる場合には、Ａｒガスの添加比率を６７［％］以下とすれば高い放電効率を得ながら低いスパッタリングレートを確保することができ、Ａｒガスの添加比率を２５［％］以下とすれば、一層の放電効率の向上が得られ、さらに、Ａｒガスの添加比率を１５［％］以下とすれば、従来のＸｅ（１５［％］）／Ｎｅ（８５［％］）の放電ガスを有するＰＤＰ装置と同等以上の長い寿命を持たせることができる。

なお、上述のように、放電ガスをＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスとし、その構成要素からＮｅを除いたことにより、パネル駆動時のおける放電での保護層１１４の削れの発生を低減できるのは次のような理由によるものであると考えられる。
即ち、保護層１１４には、上述のように、誘電体層１１３の保護および２次電子放出係数の確保という観点からＭｇＯが用いられるが、従来のＰＤＰ装置では、この保護層１１４の構成要素であるＭｇ原子やＯ原子に対し質量数が近いＮｅが放電ガス中に含まれていたため、パネル駆動によってＮｅ原子が保護層に衝突することで、そのエネルギが共鳴的にＭｇおよびＯに与えられる。そして、これにより従来のＰＤＰ装置では、高い確率で保護層がスパッタリングされていた。

これに対して、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、放電ガスをＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスとして、構成中にＮｅガスを含まない（全圧に対し０．５［％］以下の分圧比での含有は許容する。）ので、上記スパッタリング確率の低減が図られる。その結果、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、パネル駆動時において、放電によるスパッタリングでの保護層１１４の削れの発生は抑えられる。

また、製造時におけるエージング時間という観点から、放電ガス中におけるＡｒガスの添加比率を１［％］以上とすることが望ましく、３［％］以上とすることがより望ましい。
ここで、本実施の形態においては、放電ガスのＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを用いたが、この他に、Ｋｒ／Ａｒの２元系混合ガスやＸｅ／Ａｒ／Ｋｒの３元系混合ガスなどを用いても、上記同様の効果を得ることができる。また、Ｈｅガスを数［％］添加することとしても、上記同様の効果を得ることができる点にかわりはない。

さらに、放電ガスの全圧を１．５０×１０^４［Ｐａ］〜６．６６×１０^４［Ｐａ］の範囲であれば図４〜図７を用いて確認したのと同様の効果を得ることができる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るＰＤＰ装置について説明する。本実施の形態に係るＰＤＰ装置が上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１と相違する点は、放電ガスの構成、放電ガスの全圧、前面パネルにおける誘電体層の材質、膜厚、および表示電極対の各電極の構成材料である。その他の部分については、上記実施の形態１と変わるところがないので、その説明を省略する。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、パネル部における放電空間に対し、Ｋｒ／Ａｒの２元系混合ガスが充填されている。この内、Ｋｒガスは、ＰＤＰ装置の駆動時において、プラズマ放電により蛍光体層を構成する蛍光体を励起する光（真空紫外線）を出射する要素として含まれ、分圧が３×１０^４［Ｐａ］に設定されている。放電ガスを構成するもう一つの要素であるＡｒガスは、上記実施の形態１と同様に、パネル駆動時における維持電圧の低減により、放電効率の向上を図るために添加されているものであり、分圧が７．５×１０^３［Ｐａ］に設定されている。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧は３．７５×１０^４［Ｐａ］となっており、全圧に対するＡｒガスの分圧比は、７．５×１０^３／３．７５×１０^４＝０．２０、即ち、２０［％］となっている。
また、パネル部における誘電体層は、非鉛の低融点ガラス材料を用い、膜厚約１９［μｍ］に形成されている。表示電極対を構成するスキャン電極およびサスティン電極の各々は、全て銀（Ａｇ）から形成され、上記実施の形態１と同様にＩＴＯなどの透明電極膜を有しない構成となっている。

図示を省略するが、本実施の形態に係るＰＤＰ装置についても、上記実施の形態１と同様に、放電効率および保護層のスパッタリングレートについての確認を実施した。この確認結果によると、本実施の形態に係るＰＤＰ装置は、放電ガスとして１００［％］Ｋｒガスを採用する場合に比べて約６［％］の放電効率の向上が図られる。
また、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、図５に示すＸｅ／Ａｒの放電ガスの場合と同様に、Ａｒガス添加比率が０［％］〜２５［％］の範囲では、放電開始電圧が略一定で安定しており、Ａｒガス添加比率が２５［％］を超える範囲では、放電開始電圧が上昇する傾向にある。この点についても、上記実施の形態１と同様である。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置においても、放電ガス中にＮｅガスを含まず（全圧に対し０．５［％］以下の分圧比での含有は許容する）、Ａｒガスを含むので、パネル駆動時における放電による保護層のスパッタリングレートが低く抑えられている。放電ガスにおいて、全圧に対するＡｒガスの分圧比の望ましい範囲としては、上記実施の形態に係る放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを採用する場合と同様に、６７［％］以下であることが望ましく、２５［％］以下とすることがより望ましく、１５［％］以下とすることがさらに望ましい。

ここで、比較として、放電ガスにＫｒ／Ｎｅの２元系混合ガスを用いた場合についても検討した。全圧に対するＮｅガスの分圧比は、２０［％］とした。このＰＤＰ装置では、１００［％］Ｋｒガスを放電ガスとする場合に比べて、放電効率の向上という観点からは優位であるものの、パネル駆動時のおける放電による保護層のスパッタリングレートが極めて大きくなってしまうというデメリットを有することになる。このため、このようなＰＤＰ装置は、実現することが困難である。

以上のように、本実施の形態に係るＰＤＰ装置においても、放電ガスの構成要素としてＮｅガスを含まず、保護層を構成するＭｇやＯなどよりも質量数の大きいＡｒ元素を放電ガスに含むようにすることで、高い放電効率を達成しながら、維持放電時のスパッタリングによる保護層の削れの発生を抑え、長寿命で高い信頼性を有する。
なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置に対しても、上記実施の形態１と同様の種々のバリエーションを採用することが可能である。

また、本実施の形態に係る誘電体層および表示電極対の構成についても、これを採用できる理由およびこれより奏される効果などについては、上記実施の形態１と同様である。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３係るＰＤＰ装置について説明する。本実施の形態に係るＰＤＰ装置が上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１と相違する点は、放電ガスの構成、放電ガスの全圧、前面パネルにおける誘電体層の膜厚である。その他の部分については、上記実施の形態１と変わるところがないので、その説明を省略する。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、パネル部における放電空間に対し、Ｘｅ／Ａｒ／Ｏの３元系混合ガスが充填されている。即ち、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、プラズマ放電時において蛍光体層の蛍光体を励起する光を出射する希ガス元素からなる第１ガス成分としてＸｅガスが含まれ、これに添加の第２ガス成分としてＡｒガスを含み、さらにこれらに対し第３ガス成分としての酸素（Ｏ）ガスが添加されている。放電ガスの全圧は、３．５×１０^４［Ｐａ］に設定されている。

放電ガスの全圧に対するＡｒガスの分圧比は、２４．５［％］であり、全圧に対するＯガスの分圧比は、０．５［％］に設定されている。Ｏガスが微量添加された放電ガスでは、エキシマ状態であるＸｅＯが存在することになり、このＸｅＯの電離エネルギがＸｅ単体に比べて小さく、初期電子の生成に友好的な作用を及ぼす。このため、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１よりも一層の放電開始電圧の低減を図ることが可能となる。

さらに、本実施の形態では、第３ガス成分としてのＯガスの添加比率を０．５［％］としているが、この比率については、０．０１［％］以上１［％］以下とすることが望ましい。これは、放電ガス中におけるＯガスの添加比率は、０．０１［％］という微量であっても放電開始電圧を低減する効果を奏するものであるが、１［％］を超えると放電開始電圧の上昇を招いてしまうためである。

誘電体層は、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置と同じ酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を用いて、膜厚約１６［μｍ］で形成されている。
以上のような構成を有する本実施の形態に係るＰＤＰ装置は、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１が有するのと同様の維持放電時のスパッタリングによる保護層の削れの発生を抑え、長寿命で高い信頼性を有するとともに、ＰＤＰ装置１よりも一層の放電開始電圧の低減という効果を得ることができる。

なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置においても、上記実施の形態１、２と同様に種々のバリエーションを適用することが可能である。
（その他の事項）
上記実施の形態１〜３では、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置の構成およびそこから得られる効果を説明するために一例として示したものであって、本発明は、上記特徴とする部分以外の点について、何らこれに限定を受けるものではない。例えば、上記実施の形態１では、放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを用い、実施の形態２では、Ｋｒ／Ａｒの２元系混合ガスを用い、実施の形態３では、Ｘｅ／Ａｒ／Ｏの３元系混合ガスを用いることとしたが、次のような組み合わせであれば採用することが可能である。

（１）Ｘｅ／Ａｒ
（２）Ｘｅ／Ａｒ／Ｋｒ
（３）Ｘｅ／Ａｒ／Ｏ
（４）Ｘｅ／Ａｒ／Ｋｒ／Ｏ
（５）Ｋｒ／Ａｒ
（６）Ｋｒ／Ａｒ／Ｏ
（７）Ｘｅ／Ｋｒ
（８）Ｘｅ／Ｋｒ／Ｏ
また、上記の各組み合わせに対して、微量（例えば、数［％］）のＨｅガスを添加することとしてもよい。そして、Ｎｅガスを除く成分であれば微量添加することも可能である。

また、上記実施の形態１などでは、蛍光体層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂの各々を構成する蛍光体材料を例示したが、それ以外にも次に示すような各蛍光体材料を用いることができる。
Ｒ蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ
Ｇ蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：ＴｂとＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎとの混合物
Ｂ蛍光体；ＢａＭｇ_２Ａｌ_１４Ｏ_２４：Ｅｕ
さらに、本発明が意図するところは、放電ガスの成分としてＮｅガスを含まないということであり、パネル部の製造過程等において放電空間中に残留するＮｅガスまでも排除しなければならないものではない。即ち、全圧に対し０．５［％］以下の分圧比（例えば、不純物レベル）であれば放電ガス中にＮｅガスを含有していたとしても、実質的な問題を生じることはなく、許容の範囲内である。

また、上記実施の形態では、ＰＤＰ装置のパネル部の形態の一例として、２枚のパネルを対向配置し、間に放電空間を形成するタイプのものを採用したが、本発明の本質的な部分は、放電ガスの組成であることから、このようなパネル部の形態については、種々のバリエーションを採ることができる。たとえば、ＳＩＤ’０４−Ｓｅｓｓｉｏｎ１８．４：”Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＡＣ Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙｓ Ｕｓｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ−ｓｐｈｅｒｅｓ”（SID-SymposiumDigest of Technical Paper,May2004,Volume35,Issue1,pp.815-817,Carol A. Weddinget al,University of Toledo,OH）で紹介されている複数の球状セルの集合体を以って構成された表示装置や、あるいは、日本・特開２０００−３１５４６０号公報に開示されている複数の柱状体を集合させて構成された表示装置に対しても適用することが可能である。

また、上記では、放電ガスの第１ガス成分（主ガス成分）として、実施の形態１、３でＸｅガスを採用し、実施の形態２でＫｒガスを採用することとしたが、これらの成分については背面パネルにおける蛍光体層を構成する蛍光体により適宜の変更が可能である。即ち、蛍光体の励起光波長によって主ガス成分を規定すればよい。
また、上記実施の形態１〜３においては、放電開始電圧の低減のため、その膜厚を２０［μｍ］以下としているが、それ以上の膜厚とすることも可能であり、その場合にも、従来のＰＤＰ装置に対し放電ガスの組成を変更した分だけの効果を得ることはできる。また、誘電体層を形成するための材料についても、上記実施の形態１〜３で採用したＳｉＯ_２や非鉛の低融点ガラス材料以外の材料を採用することも可能である。

また、上記実施の形態においては、表示電極対を構成する各電極を、ＡｇやＡｌ−Ｎｄなどの金属材料から形成することとしたが、これ以外にもＣｕ−Ｃｒ−Ｃｕの積層構造体や、その他の金属材料を用いることも可能であり、勿論、従来のＰＤＰ装置で採用されているような透明電極膜とバスラインとの積層構造を採用することも可能である。
また、上記実施の形態１などでは、放電ガスの全圧を６．６６×１０^４［Ｐａ］以下の範囲としたが、放電開始電圧の低減などの目的からは、全圧の上限を５．０×１０^４［Ｐａ］とすることがより望ましい。

本発明は、高い放電効率を維持しながら、駆動の長短にかかわりなく安定して高い表示品質を維持することができ、大型で高精細なテレビジョンあるいは大型表示装置などに適用することができる。

実施の形態１に係るＰＤＰ装置１の内、パネル部１０の構成を示す要部斜視図である。 ＰＤＰ装置１の構成を模式的に示すブロック構成図である。 ＰＤＰ装置１の駆動において、各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔに印加される電圧パルスの波形を示す波形図である。 放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを採用する場合において、放電ガスの全圧に対するＡｒガスの分圧比と放電効率との関係を示す特性図である。 放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを採用する場合において、放電ガスの全圧に対するＡｒガスの分圧比と維持期間において必要となる維持電圧との関係を示す特性図である。 放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを採用する場合において、放電ガスの全圧に対するＸｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 放電ガスとしてＸｅ／Ａｒの２元系混合ガスを採用する場合において、放電ガスの全圧に対するＡｒガスの分圧比と製造過程におけるエージング時間との関係を示す特性図である。

符号の説明

１．ＰＤＰ装置
１０．パネル部
１１．前面パネル
１２．背面パネル
１３．放電空間
２０．表示駆動部
２１．データドライバ
２２．スキャンドライバ
２３．サスティンドライバ
２４．タイミング発生部
２５．Ａ／Ｄ変換器
２６．走査数変換部
２７．サブフィールド変換部
１１１、１２１．基板
１１２．表示電極対
１１３、１２２．誘電体層
１１４．保護層
１２３．隔壁
１２４．蛍光体層
Ｓｃｎ．スキャン電極
Ｓｕｓ．サスティン電極
Ｄａｔ．データ電極

Claims (1)

1. 内方の空間に放電ガスが充填されてなる密閉容器を有し、当該密閉容器において、保護層と蛍光体層とが互いに前記空間を臨む状態で形成されてなるプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガスは、キセノンガスまたはクリプトンガスである第１ガス成分と、アルゴンガスである第２ガス成分と、酸素ガスである第３ガス成分と、前記第１ガス成分および前記第２ガス成分および前記第３ガス成分に対して添加されたネオンガスとからなり、
   前記空間に対し１．５０×１０^４Ｐａ以上６．６６×１０^４Ｐａ以下の全圧を以って充填され、
   前記放電ガスの全圧に対する前記第１ガス成分の分圧比は、最も高く、
   前記放電ガスの全圧に対する前記第２ガス成分の分圧比は、３％以上３３％以下であり、
   前記放電ガスの全圧に対する前記第３ガス成分の分圧比は、０．０１％以上１％以下であり、
   前記放電ガスの全圧に対する前記ネオンガスの分圧比は、０．５％以下である。

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