WO1999009578A1

WO1999009578A1 - Panneau a decharge gazeuse et dispositif d'eclairage a gaz

Info

Publication number: WO1999009578A1
Application number: PCT/JP1998/003625
Authority: WO
Inventors: Ryuichi Murai; Akira Shiokawa; Hiroyosi Tanaka; Yoshiki Sasaki; Masaki Aoki; Masatoshi Kudoh; Yuusuke Takada; Hiroyuki Kado
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1997-08-14
Filing date: 1998-08-14
Publication date: 1999-02-25
Also published as: CN1161815C; DE69826977D1; DE69826977T2; EP0935276B1; CN1241293A; EP0935276A1; KR100398781B1; KR20000068762A; US6291943B1; EP0935276A4

Description

明細書

ガス放電パネル及びガス発光デバィス技術分野

本発明は、ガス放電パネル及びガス発光デバイスといったガス放電管に関するものであって、特に、高精細用のプラズマディスプレイパネルに関する。

背景技術

近年、ハイビジヨンをはじめとする高品位で大画面のテレビに対する期待が高まっている中で、 CRT. 液晶ディスプレイ（以下、 LCDと記載する） , ブラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel, 以下 PDPと記載する）といつた各ディスプレイの分野において、これに適したディスプレイの開発が進められている。

従来からテレビのディスプレイとして広く用いられている CRTは、解像度 . 画質の点で優れているが、画面の大きさに伴って奥行き及び重量が大きくなる点で 40インチ以上の大画面には不向きである。また、 LCDは、消費電力が少なく、駆動電圧も低いという優れた性能を有しているが、大画面を作製するのに技術上の困難性があり、視野角にも限界がある。

これに対して、 PDPは、小さい奥行きでも大画面を実現することが可能であつて、既に 50インチクラスの製品も開発されている。

PDPは、大別して直流型（DC型）と交流型（AC型）とに分けられるが、現在では大型化に適した A C型が主流となっている。

一般的な交流面放電型 P D Pは、フロントカバ一プレートとバックプレートとが隔壁を介して平行に配され、隔壁で仕切られた放電空間内には放電ガスが封入されている。そして、フロントカバ一プレート上には表示電極が配設され、その上を鉛ガラスからなる誘電体層で覆われ、バックプレート上には、アドレス電極と隔壁と、赤または緑または青の紫外線励起蛍光体からなる蛍光体層とが配設されている。放電ガスの組成としては、一般的にヘリウム [He] とキセノン [Xe] の混合ガス系やネオン [Ne] とキセノン [X e] との混合ガス系が用いられており、その封入圧力は、放電電圧を 250V以下に抑えることを考慮して、通常、 1 00〜500To r r程度の範囲に設定されている（例えば、 M. N o b r i o , T. Yo s h i o k a, Y. S a n o, K. u n omu r a, S I D94' D i g e s t 727〜 730 1994参照）。

P D Pの発光原理は基本的に蛍光灯と同様であって、電極に印可してグロ一放電を発生させることにより X eから紫外線を発生し、蛍光体を励起発光させるが、放電エネルギの紫外線への変換効率や、蛍光体における可視光への変換効率が低いので、蛍光灯のように高い輝度を得ることは難しい。

この点に関して、応用物理 V o 1. 5 1 , o. 3 1 982年ページ 34 4〜347には、 He— X e. N e— X e系のガス組成の P D Pにおいて、電気エネルギーの約 2 %しか紫外線放射に利用されておらず、最終的に可視光に利用されるのは 0. 2%程度ということが記載されている（光学技術コンタクト Vo 1. 34， No. 1 1 996年ページ 25, FLAT PANEL D I S PLAY 96' P a r t 5-3, HK 技術研究第 3 1巻第 1号昭和 5 4年ページ 18参照）。このような背景のもとで、 P D Pをはじめとする放電パネルでは、発光効率を向上させて高輝度を実現させると共に放電電圧を低く抑える技術が望まれている。このような要請は、ディスプレイの市場から見ても存在する。例えば、現在の 40〜42インチクラスのテレビ用の PD Pにおいて、 NTSCの画素レベル（画素 640 x 480個，セルピッチ◦. 43mmx l . 29 mm, 1セルの面積 0. 55 mm²) の場合には、 1. 2 1 mZw及び 400 c d /m²程度のパネル効率と画面輝度が得られている（例えば、 FLAT— PANEL D I S PL AY 1997 P a r t 5 - 1 P 198) 。

これに対して、近年期待されているフルスぺックの 42インチクラスのハイビジョンテレビでは、画素数が 1 920 X 1 125で、セルピッチは 0. 15mm 0. 48mmとなる。この場合、 1セルの面積は 0. 072mm²であって、 NTS Cの場合と比べて 1ノア〜 1 Z8となる。そのため、 42インチのハイビジョンテレビ用の PD Pを、従来通りのセル構成で作成した場合、パネル効率は、 0. 1 5〜0. 1 7 1 mZwで画面の輝度は 50〜60 c dノ m²程度に低下することが予想される。

従って、 42インチのハイビジョンテレビ用の PD Ρにおいて、現行の NTS

Cの CRT並の明るさ（500 c d/m²) を得ようとすれば、効率を 1 0倍以上（5 1 mZw以上）に向上させることが必要となる（例えば、「フラットパネルディスプレイ 1 997 第 5— 1部 200頁」参照）。また、 P D Pにおいて良好な画質を得るためには、輝度だけではなく色純度を向上させて白バランスを調整することも重要である。

このような発光効率の向上及び色純度の向上という課題に対して、いろいろな研究や発明がなされている。

例えば、放電ガスの組成を工夫する試みとして、特公平 5— 5 1 1 33号公報には、アルゴン（Ar) —ネオン（Ne) —キセノン（X e) の 3成分の混合ガスを用いる発明が記載されている。

このようにアルゴンを入れることによって、ネオンから可視光の発光を減少させ、色純度を向上させることができるが、発光効率の向上についてはあまり期待することはできない。

また、特許 26 1 6538号では、ヘリウム（H e) —ネオン（Ne) —キセノン（Xe) の 3成分の混合ガスを用いることが記載されている。

これによつて得られる発光効率は、ヘリウム（H e) —キセノン（Xe) ゃネオン（Ne) —キセノン（Xe) という 2成分ガスの場合よりも向上するが、 N TSCの画素レベルで 1 l mZw程度であって、更に発光効率を向上できる技術が望まれる。本発明は、このような背景のもとになされたものであって、 PDPをはじめとするガス放電パネルにおいて、パネル輝度及び放電エネルギの可視光への変換効率を向上させると共に、色純度の良好な発光を得ることの可能なものを提供することを主な目的とする。発明の開示

上記目的を達成するため、本発明は、ガス放電パネルにおいて、ガス媒体の封入圧力を従来よりも高い 800〜4000To r rに設定した。

この構成によって発光効率が向上する主な理由は、次のようなものである。従来の P DPにおいては、ガス媒体の封入圧力は、通常 50 OT o r r未満であり、放電に伴って発生する紫外線は、共鳴線（中心波長 147 nm) が大部分である。

これに対して、上記のように封入圧力が高い場合（即ち、放電空間内に封入されている原子の数が多い場合）は、分子線（中心波長 1 54 nm. 1 72 nm) の割合が多くなる。ここで、共鳴線は自己吸収があるのに対して、分子線は自己吸収がほとんどないので、蛍光体層に照射される紫外線の量が多くなり、輝度及び発光効率が向上する。

また、通常の蛍光体においては、紫外線から可視光への変換効率が、長波長側でより大きい傾向にあることも、輝度及び発光効率が向上する理由ということができる。

ところで、ガス放電パネルにおいて、ガス媒体には一般的にネオン（Ne) やキセノン（X e) が含まれるが、封入圧力が比較的低い場合にはネオン（Ne) からの可視光によって色純度の劣化が問題になりやすいのに対して、本発明のように封入ガス圧力が高い場合は、ネオン（Ne) からの可視光がプラズマ内部でほとんど吸収されるため、外部には放出されにくい。従って、従来の PDPと比ベて色純度も向上することになる。

また、従来の P DPでは、放電形態が第 1形グロ一放電であるが、本発明のように 800〜400 OTo r rという高圧に設定すると、線条グロ一放電或は第 2形グロ一放電が生じやすくなると考えられる。従って、これによつて、放電の陽光柱での電子密度が高くなり、エネルギーが集中的に供給されるので、紫外線の発光量が増加するということもできる。

更に、封入圧力が大気圧（760To r r) を越えているため、大気中の不純物が P DPの中に侵入することが防止されるという効果もある。

なお、封入圧力 800〜4000To r rの範囲の中でも、 800To r r以上1 000丁0 1~ 1"未満、 1 000 T o r r以上 1400 T o r r未満、 140 0 T o r r以上 2000To r r未満、 2000To r r以上 4000To r r 以下の各範囲において、実施の形態で説明するような特徴が見られる。また、封入するガス媒体を、従来のネオン一キセノンやヘリウム一キセノンといったガス組成に換えて、ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンからなる 4元系の希ガス混合物をガス媒体として用いれば、キセノンの量は比較的少量でも高輝度及び高発光効率を得ることができる。即ち、低放電電圧で且つ高発光効率の P DPを得ることができる。

ここで、キセノンの含有量を 5体積％以下、アルゴンの含有量を 0. 5体積％以下、ヘリウムの含有量を 55体積％未満とすることが、放電電圧を低下させる上で好ましい。

そして、このような 4元系のガス媒体を、 800〜4000 T 0 r rという高圧で封入すれば、特に、放電電圧の上昇を抑えつつ、輝度及び発光効率を向上させるにに効果的である。

また、表示電極とァドレス電極とが放電空間を挟んで対向して配置されたパネル構成の場合、封入圧力を高圧に設定すると、アドレシング時の電圧も高くなつてしまう傾向にある力表示電極とアドレス電極とをフロントカバープレートあるいはバックプレー卜のどちらか一方の表面上に、誘電体層を介して積層させた構造とすれば、封入圧力が高い場合でも比較的低い電圧でァドレシングを行うことができる。図面の簡単な説明

図 1は、実施の形態 1に係る対向交流放電型の P DPの概略断面図である。図 2は、上記 P DPの保護層を形成する際に用いる CVD装置の概略図である。図 3は、 Mg〇保護層にピラミッド状の微細な凹凸を形成するプラズマエッチング装置の概略図である。図 4は、過渡グロ一，ァ一ク移行の電流波形を示すグラフである。

図 5は、封入ガス圧を変化させたときの紫外線の波長と発光量との関係を示す特性図である。

図 6は、 X eのエネルギー順位と各種反応経路を図示したものである。

図 7は、放電ガス圧力と共鳴線、分子線、総紫外線との関係を示す特性図である。

図 8は、各色蛍光体について励起波長と相対放射効率との関係を示す特性図である。

図 9は、実験 1の結果を示すグラフ及び図表である。

図 1 0は、実験 2の結果を示すグラフである。

図 1 1は、実験 3の結果を示すグラフ及び図表である。

図 1 2は、実験 4の結果を示すグラフである。

図 1 3は、実施の形態 2に係る交流面放電型の P D Ρの概略断面図である。図 1 4は、実施の形態 2に係る交流面放電型の P D Pの概略断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について説明する。

(実施の形態 1 )

( P D Pの全体的な構成及び製法）

図 1は、本実施の形態の交流面放電型 P D Pの概略を示す斜視図である。

この P D Pは、前面ガラス基板 1 1上に表示電極（放電電極） 1 2 a . 1 2 b 、誘電体層 1 3、保護層 1 4が配されてなる前面パネル 1 0と、背面ガラス基板 2 1上にアドレス電極 2 2、誘電体層 2 3が配された背面パネル 2 0とが、表示電極 1 2 a , 1 2 bとアドレス電極 2 2とを対向させた状態で間隔をおいて互いに平行に配されて構成されている。そして、前面パネル 1 0と背面パネル 2 0との間隙は、ストライプ状の隔壁 3 0で仕切られることによって放電空間 4 0が形成され、当該放電空間 4 0内には放電ガスが封入されている。

また、この放電空間 4 0内において、背面パネル 2 0側には、蛍光体層 3 1が配設されている。この蛍光体層 3 1は、赤，緑. 青の順で繰返し並べられている。表示電極 12 a. 12 b及びアドレス電極 22は、共にストライプ状の銀電極であって、表示電極 12 a, 12 bは隔壁 30と直交する方向に、ァドレス電極 22は隔壁 30と平行に配されている。

そして、表示電極 1 2 a, 1 2 bとアドレス電極 22が交差するところに、赤 , 緑. 青の各色を発光するセルが形成されたパネル構成となっている。

誘電体層 13は、前面ガラス基板 1 1の表示電極 1 2が配された表面全体を覆つて配設された 20 m程度の厚さを有する鉛ガラスなどからなる層である。保護層 14は、酸化マグネシウム（MgO) からなる薄層であって、誘電体層 13の表面全体を覆っている。

隔壁 30は、背面パネル 20の誘電体層 23の表面上に突設されている。

この PDPの駆動時には、駆動回路を用いて、点灯させようとするセルの表示電極 12 aと表示電極 22間に印可してァドレス放電を行った後に、表示電極 1 2 a. 1 2 b間にパルス電圧を印可して維持放電を行うことによって紫外線を発光し、これを蛍光体層 3 1で可視光に変換することによって発光するようになつている。

このような構成の P D Pは、以下のように作製される。前面パネルの作製：

前面パネル 1 0は、前面ガラス基板 1 1上に表示電極 1 2を形成し、その上から鉛系のガラスを塗布し焼成することにより誘電体層 13を形成し、更に誘電体層 1 3の表面に保護層 1 4を形成しその表面に微細な凹凸を形成することによつて作製する。

表示電極 12は、銀電極用のペーストをスクリーン印刷した後に焼成する方法で形成する。

また、鉛系の誘電体層 13の組成は、酸化鉛 [P bO] 70重量％, 酸化硼素

[B₂〇 ₃] 15重量％, 酸化硅素 [S i〇 ₂] 1 5重量％であって、スクリーン印刷法と焼成によって形成する。具体的には、有機バインダー —ターピネオ —ルに 10%のェチルセルロースを溶解したもの] に混合してなる組成物を、スクリーン印刷法で塗布した後、 580° で 1 0分間焼成することによって形成し、その膜厚は 20 "mに設定した。

保護層 14は、アルカリ土類の酸化物（ここでは酸化マグネシウム [MgO] ) からなり、（1 00) 面配向或は（1 10) 面配向された緻密な結晶構造の膜であって、その表面に微細な凹凸を有した構造となっている。本実施の形態では、 CVD法（熱 CVD法，プラズマ CVD法）を用いて、このような（100) 面或は（1 10) 面配向の Mg 0からなる保護層を形成し、次にこの表面にブラズマエッチング法を用いて凹凸を形成する。なお、保護層 14の形成方法及びその表面への凹凸形成方法については後で詳述する。

背面パネルの作製：

背面ガラス基板 2 1上に、銀電極用のペーストをスクリーン印刷しその後焼成する方法によって表示電極 22を形成し、その上に前面パネル 1 0の場合と同様にスクリーン印刷法と焼成によって飴系のガラスからなる誘電体層 23を形成する。次にガラス製の隔壁 30を所定のピッチで固着する。そして、隔壁 30に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体. 緑色蛍光体，青色蛍光体の中の 1つを塗布して焼成することによって蛍光体層 3 1を形成する。各色の蛍光体としては、一般的に P DPに用いられている蛍光体を用いることができるが、ここでは次の蛍光体を用いる。

赤色蛍光体 (Y_YG d , _J B〇： E u 3 - 緑色蛍光体 B a A 〇 Mn

青色蛍光体 BaMgA l _{] 4}0₂₃ : E u z - パネル張り合わせによる P DPの作製：

次に、このように作製した前面パネルと背面パネルとを封着用ガラスを用いて張り合せると共に、隔壁 25で仕切られた放電空間 30内を高真空（8 X 10— ⁷ To r r) に排気した後、所定の組成の放電ガスを所定の圧力で封入することによって PDPを作製する。

(放電ガスの圧力及び組成について）

放電ガスの封入圧力は、従来の一般的な封入圧力よりも高い範囲であって、大気圧（760To r r) を越えた 800〜 4000 T o r rの範囲に設定する。これによつて、輝度及び発光効率を従来よりも向上させることができる。なお、本実施形態では、放電ガスを高圧で封入するために、パネル張り合せ時において、前面パネルと背面パネルの外周部だけではなく、隔壁 25の上にも封着用ガラスを塗布した後に貼り合わせて焼成を行う（詳細については、日本特許出願番号：平 9一 344636参照）。これによつて、 4000To r r程度の高圧でのガス封入にも十分に耐える P DPを作製することができる。

封入する放電ガスとしては、発光効率の向上と放電電圧の低下を図るために、従来のヘリゥ厶ーキセノン系やネオン一キセノン系といったガス組成に代えて、ヘリウム（He) , ネオン（Ne) , キセノン（X e) , アルゴン（A r ) を含む希ガスの混合物を用いることが望ましい。

ここで、キセノンの含有量は 5体積％以下、アルゴンの含有量は 0. 5体積％以下、ヘリウムの含有量は 55体積％未満とすることが好ましく、ガス組成の具体例としては、 He (30%) — Ne (67. 9%) — X e (2%) -A r (0 . 1 %) というガス組成を挙げることができる（なお、ガス組成式中の％は体積 %を表わす。以下同様。）。

詳しくは後述するが、このような放電ガス組成の設定並びに封入圧力の設定は

、いずれも P DPの発光効率及びパネル輝度に寄与するものであって、特に、上記放電ガス組成の設定と封入圧力の設定とを組み合わせることにより、従来と比ベて、放電電圧の上昇を抑えつつ、発光効率及びパネル輝度大きく向上させることができる。

また、封入圧力が常圧以下（従来の 50 OT o r r程度以下）ときには、ネオン（Ne) から可視光が外部に放出されることによって色純度が低下しやすいが、封入圧力が 80 OTo r r以上の高圧になると、ネオン（Ne) から可視光が発生しても、プラズマ内部でほとんど吸収されるため、外部にはほとんど放出されない。従って、封入圧力が常圧以下（50 OTo r r程度以下）の場合と比べて、色純度も向上させることができる。

また、封入圧力が大気圧を越えれば、大気中の不純物が放電空間 30の中に侵入することも防止される。

本実施の形態では、 P DPのセルサイズは、 40インチクラスのハイビジョンテレビに適合するよう、セルピッチを 0. 2 mm以下とし、表示電極 1 2の電極間距離 dを 0. 1mm以下に設定する。

なお、封入圧力の上限値 4000To r rは、放電電圧を実用的な範囲に抑えることを考慮して設定している。 (Mg〇保護層の形成方法とその表面への凹凸形成方法について）

図 2は、保護層 14, 24を形成する際に用いる CVD装置 40の概略図である。

この C VD装置 40は、熱 C VD及びプラズマ C VDの何れも行うことができるものであって、装置本体 45の中には、ガラス基板 47 (図 1におけるガラス基板 1 1上に表示電極及び誘電体層 1 3を形成したもの）を加熱するヒータ部 4 6が設けられ、装置本体 45内は排気装置 49で減圧にすることができるようになっている。また、装置本体 45の中にプラズマを発生させるための高周波電源 48が設置されている。

A rガスボンベ 41 a. 4 1 bは、キヤリァであるアルゴン [A r ] ガスを、気化器（バブラ一） 42. 43を経由して装置本体 45に供給するものである。気化器 42は、 Mg〇の原料（ソース）となる金属キレートを加熱して蓄え、 A rガスボンベ 4 1 aから A rガスを吹き込むことによって、この金属キレートを蒸発させて装置本体 45に送り込むことができるようになつている。

気化器 43は、 Mg〇の原料（ソース）となるシクロペン夕ジェニル化合物を加熱して貯え、 A rガスボンベ 41 bから A rガスを吹き込むことによって、このシクロペンタジェニル化合物を蒸発させて装置本体 45に送り込むことができるようになっている。

気化器 42並びに気化器 43から供給するソースの具体例としては、 Magnesium Dipivaloyl Methane [M g (C _n H , ₉ O ₂) ₂] 、 Magnesium Acety lacetone [ g (C ₅H₇0₂) ₂] 、 Cyclopentadienyl Magnesium [M g (C ₅H₅) ₂] 、 Magne sium Trifluoroacetylacetone [Mg (C₅H₅F₃0₂ ) ₂ ] を挙げることができる。酸素ボンべ 44は、反応ガスである酸素 [0₂] を装置本体 45に供給するものである。

熱 C VD法を行う場合：ヒータ部 46の上に、誘電体層を上にしてガラス基板 47を置き、所定の温度 (350〜400°C) に加熱すると共に、反応容器内を排気装置 49で所定圧に減圧する。

そして、気化器 42または気化器 43で、ソースとなるアルカリ土類の金属キレートまたはシクロペンタジェニル化合物を所定の温度（以下各表の「気化器の温度」の欄を参照。）に加熱しながら、 A rガスボンベ 41 aまたは 41 から Arガスを送り込む。また、これと同時に、酸素ボンべ 44から酸素を流す。これによつて、装置本体 45内に送り込まれる金属キレート若しくはシクロべンタジェニル化合物が酸素と反応し、ガラス基板 47の誘電体層の表面上に Mg 0保護層が形成される。

プラズマ CVD法を行う場合

上記の熱 CVDの場合とほぼ同様に行うが、ヒータ部 46によるガラス基板 4 7の加熱温度は 250〜300°C程度に設定して加熱する共に、排気装置 49を用いて 1 OT o r r程度に減圧し、高周波電源 48を駆動して、例えば、 13. 56MH zの高周波電界を印加することにより、装置本体 45内にプラズマを発生させながら、 Mg〇保護層を形成する。

このように熱 C VD法或はプラスマ C VD法によつて形成される Mg 0保護層は、 X線解析で結晶構造を調べると、（1 00) 面或は（1 1 0) 面配向である。これ対して、従来の真空蒸着法（EB法）によって形成した Mg 0保護層は、 X線解析で結晶構造を調べると（1 1 1 ) 面配向である。

なお、 C VD法による Mg 0保護層の形成において、（1 00) 面配向及び（ 1 1 0) 面配向のいずれを形成するかは、反応ガスである酸素の流量をコント口ールすることによって調整することができる。

次に、プラズマエッチング法による保護層への凹凸形成について説明する。図 3は、 Mg〇保護層にピラミッド状の微細な凹凸を形成するプラズマエッチング装置の概略図である。

装置本体 52の中には、 Mg 0からなる保護層が形成された基板 53 (即ち図 1におけるガラス基板 1 1上に表示電極 12 a, 12 b、誘電体層 13及び保護層 1 4を形成したもの）があり、装置本体 52内は、排気装置 56で減圧にすることができ、 A rガスボンベ 5 1から A rガスを供給できるようになつている。また、装置本体 52には、プラズマを発生させるための高周波電源 54及び発生したイオンを照射するためのバイァス電源 55が設置されている。

このプラズマエッチング装置を用いて、まず、反応容器内を排気装置 56で減圧にし（0. 001〜0. 1 T o r r ) 、 A rガスボンベから A rガスを送り込む。

高周波電源 54を駆動して、 1 3. 56MH zの高周波電界を印加することによってアルゴンプラズマを発生させる。そして、バイアス電源 55を駆動して基板 53に印加（一 200V) して 10分間 Arイオンを照射することによって、 Mg〇保護層の表面をスパッ夕する。

このスパッタによって、：l g〇保護層の表面にビラミッド状の凹凸を形成することができる。

なお、スパッ夕する時間や印加電圧等を調整することによって、表面に形成される凹凸の寸法をコントロールすることができる。この凹凸形成に際して、表面粗さが 30 nm〜 100 n m程度となるように形成することが適当と考えられる。このようにスパッタすることによって表面に形成される凹凸がビラミッド形状であることは、走査電子顕微鏡で確認することができる。

このような処理を行った保護層は、以下に述べるような特徴及び効果がある。

( 1 ) Mg 0保護層の結晶構造が（1 00) 面或は（ 1 1 0) 面配向であるため、 2次電子の放出係数（r値）が大きい。従って、 P DPの駆動電圧の低下及びパネル輝度の向上に寄与する。

(2) Mg〇保護層の表面がビラミツド状の凹凸構造であるため、放電時には凸部の頂部に電界が集中し、この頂部から多くの電子が放出される。従って、線条グローや第 2形グロ一放電を生じやすく、且つ安定してこのような形態の放電を発生させることができる。

そして、線条グロ一放電或は第 2形グロ一放電が安定して生じると、従来のような第 1形のグロ一放電が発生する場合と比べて、局所的に高いプラズマ密度が得られることもあって、放電空間に多量の紫外線（主に、波長 1 72 nm) が発生し、高いパネル輝度が得られるものと考えられる。 (グロ一放電の形態についての説明）

ここで、線条グロ一放電及び第 2形グロ一放電について説明する。

「線条グロ一放電」及び「第 2形グロ一放電」について、放電ハンドブック（電気学会平成 1年 6月 1日発行 P 138) では、次のように説明されている。

『Ke k e z. B a r r a u 1 t , C r a g g sらは、論文 J . P h y s . D

. A p p 1. P h y s. , Vo l . 13, p. 1 886 (1 970) で、放電状態がフラッシオーバ一、タウンゼント放電、第 1形グロ一放電、第 2形グロ一放電、アーク放電へと移行している。』

図 4は、この論文に掲載されている過渡グ π—，アーク移行の電流波形を示すグラフである。

第 1形グロ一放電は、通常のグロ一放電に相当し、第 2形グロ一放電は、陽光柱に放電エネルギーが集中的に供給されつつある時期に相当する。

図 4において、第 1形グロ一放電は、電流値がやや低く安定している ta〜 tc の時期であり、第 2形グロ一放電は、 td〜 teの時期である。線条グロ一放電は、第 1形グロ一放電から第 2形グロ一放電への移行する tc〜 tdの時期である。そして第 2形グロ一放電からアーク放電に入る。

このように第 1形グロ一放電は安定であるの対して、線条グロ一放電や第 2形グロ一放電は、電流が不安定であって、アーク放電に移行する可能性が高いと考えられるが、アーク放電に移行すれば、発熱を伴い放電ガスが熱電離したりするため望ましくない。

ところで、従来から P DPにおける放電は、第 1形グロ一放電で行われている力本実施の形態では、線条グロ一放電或は第 2形グロ一放電を比較的安定して生じさせることができると考えられる。これによつて、放電の陽光柱での電子密度を高くし、エネルギーを集中的に供給させ、紫外線の発光量を増加させることが可能と予想される。

(放電ガス中の封入圧力と発光効率との関係について）

放電ガスの封入圧力を従来より高い 800〜400 OTo r rの範囲に設定することによって、発光効率が向上する理由を説明する。まず、封入圧力を高く設定することは、上記の線条グロ一放電或は第 2形グロ一放電といった放電形態を生じさせるのに有利と考えられるので、この点を紫外線の発光量の増加の理由の一つとして挙げることができる。

次に、以下に説明するように、紫外線の波長が長波長側（1 54 nm及び 1 7 3 nm) にシフトする点を挙げる事ができる。

PDPの紫外線の発光機構としては、大別して共鳴線と分子線の 2つがある。従来は、放電ガスの封入圧力が 500 T 0 r r未満であったため、 X eからの紫外発光は 1 47 nm (X e原子の共鳴線）が主であつたが、封入圧力を 760 To r r以上に設定することによって、長波長である 1 73 nm (X e分子の分子線による励起波長）の割合が増大する。そして、波長 1 47 nmの共鳴線よりも波長 1 54 nm及び 1 Ί 3 nmの分子線の割合を大きくすることができる。図 5は、 H e— X e系の放電ガスを用いた PDPにおいて、封入ガス圧を変化させたときに、発光する紫外線の波長と発光量との関係がどのように変化するかを示す特性図であって、「〇 P l u s E o. 1 95 1 996年の P. 98」に記載されているものである。

この図において、グラフの波長 1 47 nm (共鳴線）及び波長 1 73 nm (分子線）におけるピーク面積は発光量を表わす。従って、各波長の相対的な発光量は、このようなグラフのピーク面積から知ることができる。

圧力 1 00 T o r rにおいては波長 1 47 nm (共鳴線）の発光量が大部分を占めている力、圧力を大きくするに従って、波長 1 73 nm (分子線）の発光量の割合が増え、圧力 500To r rにおいては、波長 1 73 nmの発光量の方が波長 1 47 nm (共鳴線）の発光量より大きくなつている。

このように紫外線の波長が長波長側にシフトするのに伴って、（1) 紫外線の発光量の増大と（2) 蛍光体の変換効率の向上という効果が得られる。各々について、以下に説明する。

(1) 紫外線発光量の増大

共鳴線は、原子内にある電子が、あるエネルギー順位から他のエネルギー順位に移動するときに放出されるもので、 X eの場合 1 47 nmの紫外線が主に放出される。

しかし、共鳴線には誘導吸収という現象があり、放出した紫外光の一部が基底状態の X eに吸収される。これらの現象は一般に自己吸収と呼ばれている。

一方、分子線では、図 6にあるように、励起した 2つの原子が一定の距離以下に近づいたときに紫外線を放出し、 2つの原子は基底状態に戻る。このため、吸収がほとんど見られない。

これらを定性的に確認するために、以下のように簡単な理論計算を行って、実験結果と比較した。

先ず、共鳴線の発生量（V147) は、電子密度 n e、原子密度 ηθとすると、 V147= a · n e · ηθで表され、

吸収量（Vabs) は、吸収係数を b (通常 1 0— ⁶程度）、プラズマ長を 1とすると、

Vabs= e X p (― b · n · 1 ) で表される。

一方、分子線は、励起状態にある X e原子同士が近接して生成されるので、その発生量（V172) は、 V172-C · η ⁴ +ά · η ³ 〜〇 · η ⁴ となる。分子線には、吸収はほとんどないが、幾何学的な物理散乱を考慮すると、

V172=C · n ⁴— n ² ノ ³となる。

従って、総紫外線量 Vは、

V= a - n e - nO- c - e x p (一 b ' n ' 1 ) +C ' n ⁴— n ^{2 / 3}で表される。ただし、ここで a. b, cは任意定数である。

放電ガス圧力の変化に対する共鳴線、分子線、総紫外線の計算値を図 7のグラフに示す。図 7において、横軸は任意軸であるが、分子線の効果を十分に出すには、ある程度以上のガス圧力が必要なことがわかる。

なお、放電ガスとして、 P D Pで通常使用されている N e (95%) — Xe ( 5 %) を用いて、ガス圧力に対する紫外線出力を真空チャンバ一実験で調べたところ、その実験結果は、図 7の秦印に示すように、上記の理論予想に近い特性を示した。

(2) 蛍光体の変換効率の向上

図 8 (a) , (b) . (c) は、各色蛍光体について励起波長と相対放射効率との関係を示す特性図であって、「〇 P l u s E o. 1 95 1 996 年の P. 99」に記載されているものである。

この図 8から、いずれの色の蛍光体についても、波長 147 nmと比べて長波長 173 nmの方が相対放射効率が大きいことがわかる。

従って、紫外線の波長が 147 nm (X eの共鳴線）から長波長の 173 nm

(Xe原子の分子線）にシフトして、長波長の割合が大きくなれば、蛍光体の発光効率も増大する傾向を示すということができる。

(封入圧力と発光効率と放電電圧との関係について）

上記図 7の全紫外線の変化の傾向から、更に次のような考察ができる。

ガス圧力が 400〜 1 O O OTo r rの範囲では、ガス圧力を増加させるのに伴って紫外線出力が増加するが、 1 00 OTo r r付近で飽和状態となり紫外線出力の増加がほとんどなくなる。

そして、更にガス圧力を増加させていくと、 1 400 T o r r付近から再び紫外線出力が増加し、 200 OT o r rを越える付近までは増加が続く。

この領域から更にガス圧力を増加させていくと、紫外線出力の増加がやや緩やかになる領域があるが、これは物理散乱項などが効いてくるためと考えられる。なお、図 7には示されないが、上記理論式から予想されるように、この領域を越えても、更にガス圧力を増加させていくと、紫外線出力は増加する。

以上の考察に基づいて、放電ガスの封入圧力の好ましい範囲（800〜400

OTo r r) を、更に、 800〜 1 000To r r (領域 1 ) 、 1000〜 14 00 T 0 r r (領域 2) 、 1400〜2000To r r (領域 3) 、 2000〜 4000To r r (領域 4) という 4つの領域に分けた。

なお、 800 T o r rという数値については、原理的には 760 T o r rを越えれば効果は出るが、例えば封入時の温度が室温より高いといった製造時の条件を考慮して、工業的見地からこの数値に設定した。この 4つの領域に関して、以下のように考察することができる。

紫外線出力量だけを考えると、もちろん最も高圧の領域 4が最良であると考えられる。

一方、 P DPにおいては、放電開始電圧 V f は、封入圧力 Pと電極間距離 dとの積 [P d積] の関数として表すことができ、パッシェンの法則と呼ばれている (電子ディスプレイデバイス，オーム社、昭和 59年、 P 1 1 3〜 1 14参照）。そして、ガス圧が高くなると P d積が上昇し、放電電圧が上昇する傾向がある。ここで、電極間距離を小さく設定すれば P d積を抑えることが可能であるが、電極間距離 dを縮小するほど、より高度な誘電体の絶縁技術が必要となる。

従って、領域 1、 2, 3. 4の順で技術的な難度が高くなるものと考えられる。例えば、図 7において、図中の Aに相当する P D Pでは、放電開始電圧が 20 0Vであるが、図中の Bに相当する P DPでは、放電開始電圧は 450Vである。これより、領域 1に該当する P D Pは、放電開始電圧が大体 250 V以下であつて、従来の P DPの誘電体の絶縁技術やドライバー回路の耐圧技術を利用できるが、領域 3や領域 4の P D Pの場合は、電極間距離 dをかなり小さく設定するために、高度な技術が必要で、コスト的にも高くなると考えられる。

(放電ガスの組成と発光効率及び放電電圧について）

上述したように、放電ガスの組成を、ヘリウム（He) , ネオン（Ne) , キセノン（Xe) , アルゴン（A r) を含む希ガスの混合物を用い、キセノンの含有量は 5体積％以下、アルゴンの含有量は 0. 5体積％以下、ヘリウムの含有量は 55体積％未満に設定することによって、高圧で封入する場合においても比較的低い放電開始電圧（250 V以下、望ましくは 220 V以下）で駆動することができる。

即ち、このような組成のガスを用いることによって、従来の Ne (95%) - X e (5%) や He (95%) 一 Xe (5%) のような組成のガスを用いる場合と比べて、放電開始電圧を大きく低下することができる。

以下、実験に基づいて、この点について更に詳しく説明する。

(実験 1 ：放電ガス組成に関する予備実験）

本実施形態の P D Pに基づいて、図 9の表に示す各種の放電ガスの組成に設定し、且つ P d積をいろいろな値に変えて設定したものを作製し、放電開始電圧を測定した。

P d積の設定は、電極間隔 dを 20, 40, 60, 120〃mに設定する共に、ガス圧力 Pを 100To r r〜2500To r rの範囲内で変えることによつて行った。

ここで、小さな P d積に設定する場合は、比較的小さな電極間隔 dを主に用い (例えば P d積を 1〜4とする場合は、電極間隔 dを 20〃m、圧力 Pを 500 〜2000To r r程度に設定）、比較的大きな P d積に設定する場合は、比較的大きな電極間隔 d (60. 1 20 "m) を主に用いることによって、各 P d積の値に設定した。

図 9のグラフはこの実験結果を示すものであって、 P d積と放電開始電圧との関係が示されている。

また、図 9中の表には、各組成ガスを用いた P d積 4付近（封入圧力は 200 OTo r r) の PDPについての輝度の測定値（放電電圧 250 V付近）が示されている。

結果及び考察；

図 9の表から、 H e— X e系や H e— N e— X e系では、 Ne— X e系よりも輝度が高く（特に H e— N e— X e系では輝度が高い）、電子温度を上昇させる効果のある H eを含有することが輝度向上に効果的であると考えられる。

また、図 9のグラフから、 He— Xe系印）は、 Ne— Xe系（♦印）よりも放電開始電圧が高い傾向を示し、実用的に望ましい放電開始電圧の領域（2 20V以下）には入っていないことがわかる。

一方、図 9のグラフにおいて、 Ne— Xe系に A rを 0. 1 %添加したガス（〇印）は、 H e— X e系や N e— X e系や H e— N e— X e系と比べて、ぺニング効果によって放電開始電圧が低くなつており、放電開始電圧 220V以下で且つ P d積が 3以上の望ましい使用領域をグラフが通過していることがわかる。

しかし、 Ne— Xe系に Arを 0. 5%添加したガス（讕印）では、放電開始電圧があまり低くなつていない。これより、放電開始電圧の低下のためには、 A rを比較的少量（0. 5%以下）添加するのがよいことがわかる。なお、図 9において F d積が 3以上の範囲を望ましい使用領域としているのは、現状では電極の間隔を 1 0 mより小さく設定することが難しいため、実用的には P d積が 3以上の範囲で設定するのが望ましいということである。

以上より、 N e— X e系に H eを混合すると、発光効率は向上するが放電開始電圧が高くなる傾向があり、これに更に Arを混合することによって、放電電圧が下がり且つ発光効率も同等以上になる可能性がある。ここで、 A rの量は比較的少量がよいものと推察することができる。

なお本実験では、ガス圧力 Pを 1 00To r r〜2500To r rの範囲内で変化させて P d積の設定を行ったが、ガス圧力 Pを 2500To r r〜4000 To r rの範囲に設定しても図 9のグラフと同様の結果が得られる。

また、 X eの含有率が低い範囲（1 0%程度以下の範囲）では、 Xeの量と発光効率とがほぼ比例する関係にあることが知られているが、上記の各種組成の放電ガスにおいても、 X eの量を変化させれば発光効率もそれに応じて変化することは実験的に確認している。

(実験 2 ： He— Ne— Xe— Ar系ガスと Ne— Xe系ガスとの比較）上記実施形態の PDPにおいて、放電ガスとして、 He (30%) — Ne (6 7. 9%) — Xe (2%) — A r (0. 1 %) ( 「放電ガス A」と記載する。）を用いた場合と、 Ne (95%) — X e (5%) ( 「放電ガス Z」と記載する。 ) を用いた場合とについて、 P d積をいろいろな値に変えて設定したものを作製し、放電開始電圧を測定した。

P d積の設定は、上記実験 1と同様に、電極間隔 dを 20. 40, 60, 12 0〃mに設定する共に、ガス圧力 Pを 1 00To r r〜2500To r rの範囲内で変えることによって行った。

図 10は、この実験結果であって、 P d積と放電開始電圧との関係を示すダラフである。

このグラフから、放電ガス Zの場合、 P d積を 12から 4程度に縮小すれば、放電開始電圧を 450 V→320 Vと 13◦ V程度低下できることがわかる。一方、放電ガス Aの場合は、同じ P d積 1 2でも、放電ガス Zと比べて放電開始電圧を 1 3 OV程度低下でき、また、 P d積を 1 2から 4に縮小すれば、放電開始電圧を更に 90V程度低下できることがわかる。

従って、放電ガス Aを用いれば、封入圧力を高く設定した場合でも、電極間距離 dをあまり小さくしなくても放電電圧を実用的なレベルまで低くすることができることになる。

また、放電ガス Aを用いた場合は、放電ガス Zを用いた場合と比べてかなり低い電圧でも同等の輝度を実現することが可能であることを、別途の発光効率の比較実験で確認しており、放電ガス Aを用いた場合は、放電ガス Zを用いた場合の約 1. 5倍の発光効率が得られた。

このような放電ガス Aの効果は、実験 1のところで述べた H eを含有することによる発光効率の向上と A rを少量添加することによる放電電圧の低減とが合わさることによって得られたものと考えられる。

本実験の結果は、放電ガスとして H e— N e— X e— A r系の混合ガスを用い、好ましくは X eの含有量を 5体積％以下、 A rの含有量を 0. 5体積％以下に既定することが、発光効率の向上と放電電圧の低減に有効であることを示している。

なお本実験では、ガス圧力 Pを 1 00 T o r r〜2 500 T o r rの範囲内で変化させて P d積の設定を行ったが、ガス圧力 Pを 2 500 T o r r〜4000 T o r rの範囲に設定した場合でも図 1 0のグラフと同様の結果が得られる。

(実験 3 ： H e— N e— X e系ガス及び H e - e - X e一 A r系ガスについて）

上記実施の形態の P D P (電極間距離 d = 4 0 m) において、放電ガスとして、 H e (50%) — N e (48%) —X e (2%) 、 H e (50%) - Ne ( 48%) 一 X e (2%) 一 A r (0. 1 %) 、 H e (30%) — N e (68%) — X e (2%) 、 H e (30%) — N e (67. 9%) - X e (2%) — A r ( 0. 1 %) の各種組成ガスを用い、 P d積をいろいろ変えた PD Pを作製した。そして、作製した各 P D Pについて、輝度及び放電開始電圧を測定した。

図 1 1中の表には、各組成ガスを用いた P d積 4付近（封入圧力は 200〇T o r r) の P DPについての輝度の測定値（放電電圧 250 V) が示されている。図 1 1の表に示した輝度測定値はいずれも、上記図 9の表に示した H e— X e 系、 N e— X e系、 N e—X e—A r系のガスについての輝度測定値と比べて、かなり高い値を示している。これより、 H e— N e— X e系ガス及び H e— N e 一 X e— A r系ガスを用いることが、輝度の向上に効果的であることがわかる。図 1 1は、放電開始電圧の測定結果を示すものであって、各組成ガスについて、 P d積と放電開始電圧との関係を示すグラフである。

このグラフ及び表から、 H e— N e— X e系の放電ガスと比べて、これに少量の A rを添加した放電ガスの方が、放電開始電圧が低下し且つ輝度も若干向上していることがわかる。

特に、 H e (30%) - e (67. 9%) — X e (2 %) 一 A r (0. 1 % ) のガスを用いれば、輝度も比較的良好であって、且つ P d積を 3〜6 (T o r r · cm) 程度の範囲に設定すれば（例えば、電極間距離 d = 60 m，封入圧力 l O O OT o r r) 、放電開始電圧を実用的に望ましい放電開始電圧の領域（ 220V以下）に入れることができることがわかる。

また、このガス組成の場合、 P d積 4付近において放電開始電圧が最小値を示しており、 P d積を 4 (例えば、封入圧力が 2 0◦ O T o r rの場合、電極間距離 d = 20〃m) 付近に設定することが望ましいこともわかる。

なお、本実験では、各組成のガスにおいて X eの量を 2%に設定して行ったが、 X eの量を 1 0%以下の他の値に設定した場合は、放電開始電圧の絶対値は変わるものの、図 1 1に示されるグラフと同様の傾向が得られる。

また、本実験では、 H eの含有量は 50%以下に設定したが、このような H e — N e— X e— A r系の放電ガスにおいて、 H eの含有量を 5 5体積％以上に設定すると放電電圧がかなり高くなる傾向があることが別途の実験でわかっている。従って、放電電圧を低く抑えるために、 H eの含有量は、 5 5体積％未満に規定することが好ましいといえる。

(実験 4 ： H e— N e—X e _ A r系ガスにおける A r量の実験）

4種混合ガスにおけるアルゴンの最適量を調べるために、 H e (30%) — N e ( (68— X) %) 一 X e (2%) -A r (X%) において、 X = 0. 0 1, 0. 05, 0. 1, 0. 5, 1 と変化させたときの放電開始電圧並びに発光効率を測定する実験を行った。

発光効率の測定は、駆動回路からパネルに印加される放電維持電圧 Vm、そのとき流れる電流 Iを測定し、次に輝度 Lを輝度計で測定し（その時の輝度の測定面積を Sとする。 ) 、下記の式 1により発光効率 7?を求めた。

η = π · S ■ L/Vm · I ··· ( 1 )

図 1 2は、その結果の一例を示すものであって、封入圧力を 2000T o r r に設定したときのグラフである。

本図より、発光効率については、 A r量が 0. 1 %以下の範囲では、ほぼ一定であるが、 0. 1 %〜0. 5%の範囲では、 A r量の増加に伴って発光効率が緩やかに低下し、 0. 5%を越えると、 A r量の増加に伴って急激に低下することがわかる。

一方、放電開始電圧については、 A r量が 0. 1 %のところで極小値を持ち、 0. 1 %〜0. 5%の範囲では、 A r量の増加に伴って発光効率が緩やかに増加し、 0. 5%を越えると、 A r量の増加に伴ってが急激に上昇することがわかる。従って、 A r量の添加量は 0. 5%以下とすることが好ましいことがわかる。なお、 H e量や X e量を変えた場合については、図示しないが、発光効率や放電開始電圧の絶対値は変わるものの、上記図 1 2のグラフと同様の結果が得られる。また、封入圧力を常圧付近に設定した場合も、上記図 1 2のグラフと同様の結果が得られる。

(実施の形態 2)

図 1 3は、本実施の形態に係る交流面放電型の P DPの概略断面図である。この P DPは、実施の形態 1の P D Pと同様であるが、実施の形態 1では表示電極が前面パネル側、ァドレス電極が背面パネル側に設けられていたのに対して、本実施の形態では、アドレス電極 6 1と表示電極 63 a, 63 bとが第 1の誘電体層 62を介して前面パネル側に設けられている点が異なっている。

なお、図 1 3では、便宜上、一対の表示電極 63 a, 63 bが断面で示されているが、実際は、一対の表示電極 6 3 a . 6 3 bは、図 1 と同様に、アドレス電極 6 1及び隔壁 3 0と交差する方向に設けられている。

この P D Pでは、前面パネル 1 0は以下のようにして作製する。

前面パネル 1 0の作製は、前面ガラス基板 1 1上にァドレス電極 5 1を形成し、その上を鉛系のガラスを用いて第 1の誘電体層 6 2を形成する。そして、第 1 の誘電体層 6 2の表面に表示電極 6 3 a . 6 3 bを形成し、その上から鉛系のガラスを用いて第 2の誘電体層 6 4を形成する。そして、第 2の誘電体層 6 4の表面に M g〇からなる保護層 6 5を形成することによって作製することができる。アドレス電極 6 1、表示電極 6 3 a , 6 3 b、誘電体層 6 2， 6 3、保護層 6 5の材料や形成方法は、実施の形態 1で説明したのと同様であって、本実施の形態でも、保護層 6 5の表面にプラズマエッチング法により凹凸を形成することが望ましい。

本実施形態においても、放電ガスの組成及び封入圧力を、実施の形態 1 と同様に設定することによって、実施の形態 1で説明したのと同様の効果が得られる。更に、本実施形態では、アドレス電極 6 1 と表示電極 6 3 a , 6 3 bとが第 1 の誘電体層 6 2を介して前面パネル側に設けられているので、放電ガスの封入圧力が高い場合でも、低いァドレス電圧でァドレシングを行うことができる。

即ち、実施の形態 1のようにァドレス電極と表示電極との間に放電空間が介在している場合は、アドレス放電についてもパシヱンの法則が適用される。ここで、アドレス電極と表示電極との距離を狭めれば、低いアドレス電圧でも安定したァドレス放電が可能と考えられるが、実際にはあまり狭めることができないので、安定したアドレス放電を行うためには、放電ガスの封入圧力を高く設定するほどアドレス電圧を高くしなければならない。

これに対して、本実施形態の P D P場合は、アドレス電極 6 1と表示電極 6 3 a , 6 3 bとの間に放電空間が介在していないので、放電ガスの封入圧力を高く設定しても、低いァドレス電圧で安定したァドレシングを行うことができる。図 1 4は、本実施の形態に係る別の交流面放電型の P D Pの概略断面図である。上記図 1 3の P D Pにおいては、アドレス電極 6 1 と表示電極 6 3 a , 6 3 b とが第 1の誘電体層 6 2を介して前面パネル 1 0側に設けられていたが、図 1 4 の P DPにおいては、アドレス電極 7 1と表示電極 73 a, 73 bとが第 1の誘電体層 72を介して背面パネル 20側に設けられている。

背面パネル 20の作製は、背面ガラス基板 2 1上にァドレス電極 7 1を形成し、その上から鉛系のガラスを用いて第 1の誘電体層 72を形成する。そして、第 1の誘電体層 72の表面に表示電極 73 a, 73 bを形成し、その上から鉛系のガラスを用いて第 2の誘電体層 74を形成する。そして、第 2の誘電体層 74の表面に MgOからなる保護層 75を形成することによって作製することができる。この P DPにおいても、上記図 13の P DPと同様の効果がある。

また、この P DPは、アドレス電極 7 1と表示電極 73 a, 73 bとが背面パネル側に設けられているため、放電空間内で発生した可視光が、電極に妨げれることなく前面に取り出される。この点において、上記図 1 3の P D Pと比べて、輝度を向上するのに有利である。

(実験 5) 表 1

表 1の No. 1〜6の PD Pは、実施の形態 1. 2に基づいて作製した実施例であって、資料 No. 1〜4の PDPは、実施の形態 2の図 13に基づいて作製し、資料 No. 5の PDPは、実施の形態 2の図 14に基づいて作製し、資料 No. 6の PDPは、実施の形態 1に基づいて作製したものである。 PD Pのセルサイズは、 42ィンチのハイビジョンテレビ用のディスプレイに合わせて、隔壁の高さを 0. 08mm、隔壁の間隔（セルピッチ）を 0. 1 5m mに設定し、表示電極間の距離 dを 0. 05 mmに設定した。

誘電体層は、酸化鉛 [P b〇] 70重量％と酸化硼素 [B₂〇₃] 1 5重量％と酸化硅素 [S i 〇₂] 1 5重量％とを、有機バインダー [α—タービネオールに 1 0%のェチルセルロースを溶解したもの] に混合してなる組成物を、スクリーン印刷法で塗布した後、 5 80° で 1 0分間焼成することによって形成し、その膜厚は 20 mに設定した。

保護層の形成方法については、プラズマ CVD法で形成した。なお、形成された Mg 0保護層の結晶面を X線解折した結果、（ 1 00) 面或は（ 1 1 0) 面配向であった。

封入する放電ガスの組成は、 H e (3 0%) 一 N e (6 7. 9%) 一 X e (2 %) — A r (0. 1 %) とし、表 1の封入圧力の欄に示すように、 500〜20 0 T o r rの範囲内の圧力で封入した。

このように作製した N o. 1〜6の P D Pについて、パネル輝度及び安定なァドレス電圧を測定した。

安定なァドレス電圧は、ァドレス電圧を変化させながら画像の状態を観察し、安定な画像が得られるのに必要な最低のァドレス電圧を測定し、これを安定なァドレス電圧とした。

パネル輝度及び安定なアドレス電圧の測定結果は、表 1に示す通りである。結果及び考察：

N o. 1〜4間で輝度を比較すると、封入圧力が常圧以下のものと比べて、 1 00T o r r及び 200 O T o r rと封入電圧が増加するに従って、輝度が增加していることがわかる。

N o. 1〜4間で安定なアドレス電圧を比較すると、封入圧力が上昇するに従つて若干上昇しているが、 N o. 1 ~5の安定なアドレス電圧は、 N o. 6の安定なァドレス電圧と比べて、かなり低い値であることがわかる。

これは、実施の形態 2の PD Pの構成が、封入圧力が高い場合でもアドレス電圧を低く抑えるのに有効であることを示している。また、 No. 3と No. 5とで輝度を比較すると、 No. 5の方が輝度が若干高い値を示していることがわかる。

(その他の事項）

なお、本発明は、上記実施の形態の P DPに限定されることなく、一般的な P

DP並びにガス放電パネルに対して適用することができる。

例えば、保護層は、上記のように CVD法に限らず、真空蒸着法で形成してもよい。また、ガラス基板、誘電体層、蛍光体の材料、保護層の成膜方法についても上記のものには限定されない。また、保護層の材料としては、 Mg〇単独に限らず、 ^ 〇に8 ， S r. 炭化水素（CH) などを添加したものを用いてもよい。

また、上記実施の形態では、蛍光体層が背面パネル側だけに設けられている例を示したが、前面パネル側にも設けることによって、更に輝度の向上を図ることができる。

また、蛍光体層を形成する蛍光体材料に数十 nmの厚さで MgOからなる保護層をコ一ティングすれば、更に輝度の向上と発光効率の向上効果が期待できる。また、上記実施の形態では、前面ガラス基板及び背面ガラス基板のどちらか一方の表面上に並行して一対の表示電極が配設されている例を示したが、前面ガラス基板上と背面ガラス基板上とに表示電極が対向して配設された P D Pにおいても同様に実施することができる。

また、上記実施の形態では、隔壁 25を背面ガラス基板 2 1上に固着して背面パネルを構成する例を示したが、隔壁が前面パネル側に取り付けられたものなどにも広く適用することができる。

また、放電ガスの組成に関しても、上述した Ne— Xe系、 He— Ne— Xe 系、 H e— N e— X e— A r系などに限定されず、クリプトン一キセノン系の放電ガス（例えば K r (90%) — Xe (1 0%) ) 、あるいはクリプトン一ネオン一キセノン系の放電ガスを用いて、 800〜4000To r rの封入圧力に設定した場合にも、高輝度、高発光効率を得ることが期待できる。

更に、本発明は、ガス放電パネルに限らず、容器の中に、電極及び蛍光体層が配設されると共にガス媒体が封入された放電空間が形成され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電デバィスにも適用することができる。

例えば、内面に蛍光体層が形成された筒状のガラス容器の中に放電ガスが封入された蛍光燈に対しても、本発明は適用可能であって、上記実施の形態で説明した組成の放電ガスを用いることによって、高輝度、高発光効率、低放電電圧のものを得ることができ、特に 8 0 0〜4 0 0 0 T o r rの範囲内の封入圧力で封入することにより優れた効果が期待できる。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明のガス放電パネルでは、ガス媒体の封入圧力を従来よりも高い 8 0 0〜4 0 0 O T o r rの範囲内（上記領域 1〜 4の各範囲）に設定することによって、従来よりも発光効率及びパネル輝度を向上することが可能となる。

また、封入するガス媒体を、従来のガス組成に換えて、ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物とし、好ましくは X eの含有量 5体積％以下、 A rの含有量 0 . 5体積％以下、 H eの含有量を 5 5体積％未満とすることによって、発光効率を向上すると共に放電電圧を低下させることができる。また、表示電極とァドレス電極とをフロントカバープレー卜あるいはバックプレートのどちらか一方の表面上に、誘電体層を介して積層させた構造とすれば、封入圧力が高い場合でも比較的低い電圧でァドレシングを行うことができる。このような本発明は、ガス放電パネルの省電力化に有効であって、特に高精細用の P D Pの輝度向上及び省力化に有効である。

また、ガス放電パネルに限らず、蛍光燈などのガス発光デバイスも含めて、一般的なガス放電管の輝度向上及び省力化に有効である。

Claims

請求の範囲

1 . ガス媒体が封入された放電空間中で放電して紫外線を発し蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電管であって、

δ 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 O T o r r以上 4 0 0 O T o r r以下であることを特徴とするガス放電管。

2 . ガス媒体が封入された放電空間中で放電して紫外線を発し蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電管であって、

0 前記ガス媒体は、

ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物であることを特徴とするガス放電管。

3. 前記ガス媒体の封入圧力は、

5 8 0 0 T 0 r r以上 4 0 0 0 T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 2項記載のガス放電管。

4. 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレートの対向する面の少なくとも一方に電極0 及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルであって、

前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 O T o r r以上 4 0 0 O T o r r以下であることを特徴とするガス放電パネル。

5

5. 前記ガス媒体には、

キセノンが含まれていることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のガス放電パネル。

6. 前記ガス媒体には、

ネオン、ヘリゥム及びクリプトンの少なくとも一つが含まれていることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のガス放電パネル。

7 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレートの対向する面の少なくとも一方に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルであって、

前記ガス媒体は、

ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物であることを特徴とするガス放電パネル。

8 . 前記ガス媒体には、

キセノンが 5体積％以下、アルゴンが 0 . 5体積％以下、ヘリウムが 5 5体積 %未満含有されていることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のガス放電パネル。

9. 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 0 T 0 r r以上 4 0 0 O T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のガス放電パネル。

1 0 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレー卜の対向する面の少なくとも一方に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルであって、

前記ガス媒体から放出される紫外線は、

共鳴線より分子線が相対的に多いことを特徴とするガス放電パネル。

1 1 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレー卜の対向する面の少なくとも一方に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによつて発光するガス放電パネルであつて、

前記電極に電圧を印加するときに、

放電空間において、線条グ口一放電或は第 2形グロ一放電で放電がなされることを特徴とするガス放電パネル。

1 2. 前記蛍光体層に用いられてる蛍光体は、

その発光効率が、紫外線波長の 1 4 7 n mより 1 7 3 n mで大きいことを特徴とする請求の範囲第 4項，第 7項，第 1 0項または第 1 1項のいずれかに記載のガス放電パネル。

1 3 . 前記電極は、

その少なくとも一部が誘電体層で覆われており、

当該誘電体層の表面は、

熱化学蒸着法もしくはブラズマ化学蒸着法で形成された酸化マグネシゥム層で被覆されていることを特徴とする請求の範囲第 4項. 第 7項. 第 1 0項または第 1 1項のいずれかに記載のガス放電パネル。

1 4 . 前記電極は、

互いに平行に配設された表示電極と、当該表示電極と交差して配設されたァドレス電極とを含み、

前記表示電極及びァドレス電極は、

前記一対のプレートのどちらか一方の表面上に、第 1の誘電体層を介して積層されていることを特徴とする請求の範囲第 4項記載のガス放電パネル。

1 5. 前記一対の平行に配されたプレートは、

フロントカバ一プレートとバックプレ一卜であって、

前記表示電極及びァドレス電極とは、

前記バックプレートの表面上に、第 1の誘電体層を介して積層されていることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載のガス放電パネル。

1 6 . 前記アドレス電極、第 1の誘電体層及び表示電極は、

前記一対のプレートのどちらか一方の表面上に、順に積層され、

前記表示電極の少なくとも一部が第 2の誘電体層で覆われていることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載のガス放電パネル。

1 7. 前記第 2の誘電体層の表面は、

熱化学蒸着法もしくはプラズマ化学蒸着法で形成された酸化マグネシウム層で被覆されていることを特徴とする請求の範囲第 1 6項記載のガス放電パネル。

1 8 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレー卜の対向する面の少なくとも一方に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルであって、

前記電極は、

その少なくとも一部が誘電体層で覆われており、

当該誘電体層は、

熱化学蒸着法もしくはプラズマ化学蒸着法で形成され（ 1 0 0 ) 面または（1 1 0 ) 面に配向した結晶構造であって、且つその表面にピラミッド状の凹凸を有する酸化マグネシウム膜で被覆されていることを特徴とするガス放電パネル。

1 9 . 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 O T o r r以上 4 0 0 O T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載のガス放電パネル。

2 0 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレートの対向する面上に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルと、

前記電極に電圧を印加することによって前記ガス放電パネルを駆動する駆動回路とからなる表示装置であって、

前記駆動回路による駆動時に、

δ 前記放電空間では、線条グロ一放電或は第 2形グロ一放電で放電がなされることを特徴とする表示装置。

2 1 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレートの対向する面上に電極及び蛍光体層0 が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光する放電パネルと、

前記電極に電圧を印加することによって前記放電パネルを駆動する駆動回路とからなる表示装置であって、

前記電極は、

5 その少なくとも一部が誘電体層で覆われており、

当該誘電体層は、

熱化学蒸着法もしくはプラズマ化学蒸着法で形成され（ 1 0 0 ) 面または（1 1 0 ) 面に配向した結晶構造であって、且つその表面にビラミツド状の凹凸を有する酸化マグネシゥム膜で被覆されていることを特徴とする表示装置。

0

2 2 . 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 0 T o r r以上 4 0 0 0 T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の表示装置。 5

2 3 . 前記ガス媒体は、

ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物であることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の表示装置。

2 4 . 密封容器の中に、電極及び蛍光体層が配設されると共にガス媒体が封入された放電空間が形成され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス発光デバィスであって、

前記ガス媒体の封入圧力は、

800T o r r以上 400 OTo r r以下であることを特徴とするガス発光デバイス。

25. 密封容器の中に、電極及び蛍光体層が配設されると共にガス媒体が封入された放電空間が形成され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス発光デバイスであって、

前記ガス媒体は、

ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物であることを特徴とするガス発光デバィス。

26. 前記ガス媒体の封入圧力は、

80 OTo r r以上 400 OTo r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 25項記載のガス発光デバィス。

27. 電極及び誘電体層が配設された第 1のプレー卜の前記誘電体層の上に、 C VD法によって（1 00) 面または（ 1 1 0) 面に配向した酸化マグネシゥム層を形成する第 1ステップと、

前記酸化マグネシウム層上に、プラズマエッチング法によってビラミツド状の凹凸を形成する第 2ステップと、

前記第 2ステップ終了後の第 1のプレー卜の酸化マグネシウム層上に、間隙をおいて第 2のプレートを配すると共に、前記第 1のプレート及び第 2のプレートの間に形成される放電空間にガス媒体を封入する第 3ステップとを備えることを特徴とするガス放電パネルの製造方法。補正書の請求の範囲

[1998年 1 2月 30日（30. 1 2. 98) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 2， 7, 及び 25は補正された；他の請求の範囲は変更なし。（6頁） ]

1. ガス媒体が封入された放電空間中で放電して紫外線を発し蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電管であって、

前記ガス媒体の封入圧力は、

800To r r以上 4000T o r r以下であることを特徴とするガス放電管。

2. (補正後）ガス媒体が封入された放電空間中で放電して紫外線を発し蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電管であつて、

前記ガス媒体は、

ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物であって、アルゴンの含有量が 0. 5体積⁰ /。以下であることを特徴とするガス放電管。

3. 前記ガス媒体の封入圧力は、

800 T o r r以上 4000 T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 2項記載のガス放電管。

4. 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレー卜の対向する面の少なくとも一方に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルであって、

前記ガス媒体の封入圧力は、

800 T 0 r r以上 4000 T o r r以下であることを特徴とするガス放電パネル。

5. 前記ガス媒体には、

34 捕正された^ ¾ (^ 第 19条）

6 . 前記ガス媒体には、

ネオン、ヘリゥム及ぴクリプトンの少なくとも一つが含まれていることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のガス放電パネル。 7 . (補正後）対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレートの対向する面の少なくとも一方に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルであって、

前記ガス媒体は、

ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物であって、アルゴンの含有量が 0 . 5体積⁰/。以下であることを特徴とするガス放電パネル。

8 . (補正後）前記ガス媒体には、

キセノンが 5体積％以下、ヘリゥムが 5 5体積％未満含有されていることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のガス放電パネル。

9 . 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 0 T o r r以上 4 0 0 0 T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 7項記載のガス放電パネル。

前記ガス媒体から放出される紫外線は、

1 1 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレー卜の対向する面の少なくとも一方に電

35

捕正された用^ (条約第 19条）極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス放電パネルであって、

前記電極に電圧を印加するときに、

1 2 . 前記蛍光体層に用いられてる蛍光体は、

1 3 . 前記電極は、

その少なくとも一部が誘電体層で覆われており、

当該誘電体層の表面は、

熱化学蒸着法もしくはプラズマ化学蒸着法で形成された酸化マグネシウム層で被覆されていることを特徴とする請求の範囲第 4項，第 7項，第 1 0項または第 1 1項のいずれかに記載のガス放電パネル。

1 4 . 前記電極は、

前記表示電極及びァドレス電極は、

1 5 . 前記一対の平行に配されたプレートは、

フロントカバープレートとバックプレートであって、

前記表示電極及びァドレス電極とは、

前記バックプレ一トの表面上に、第 1の誘電体層を介して積層されていること

36

捕正された用紙（条約第 19条）を特徴とする請求の範囲第 1 4項記載のガス放電パネル。

1 6 . 前記アドレス電極、第 1の誘電体層及び表示電極は、

1 7 . 前記第 2の誘電体層の表面は、

前記電極は、

その少なくとも一部が誘電体層で覆われており、

当該誘電体層は、

熱化学蒸着法もしくはプラズマ化学蒸着法で形成され（1 0 0 ) 面または（1 1 0 ) 面に配向した結晶構造であって、且つその表面にピラミッド状の凹凸を有する酸化マグネシウム膜で被覆されていることを特徴とするガス放電パネル。

1 9 . 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 0 T o r r以上 4 0 0 0 T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載のガス放電パネル。

2 0 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレートの対向する面上に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することに

37

捕正された用 (条約第 19条) 99/09578

よって発光するガス放電パネルと、

前記駆動回路による駆動時に、

前記放電空間では、線条グロ一放電或は第 2形グロ一放電で放電がなされることを特徴とする表示装置。

2 1 . 対向して配設された一対のプレート間に、ガス媒体が封入された放電空間が形成されると共に前記一対のプレートの対向する面上に電極及び蛍光体層が配設され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによつて発光する放電パネルと、

前記電極に電圧を印加することによつて前記放電パネルを駆動する駆動回路とからなる表示装置であって、

前記電極は、

その少なくとも一部が誘電体層で覆われており、

当該誘電体層は、

熱化学蒸着法もしくはプラズマ化学蒸着法で形成され（1 0 0 ) 面または（1 1 0 ) 面に配向した結晶構造であって、且つその表面にピラミッド状の四凸を有する酸化マグネシウム膜で被覆されていることを特徴とする表示装置。

2 2 . 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 0 T o r r以上 4 0 0 0 T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 2 1項記載の表示装置。 2 3 . 前記ガス媒体は、

2 4 . 密封容器の中に、電極及び蛍光体層が配設されると共にガス媒体が封

38

捕正された用紙'（条約第 19条）入された放電空間が形成され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス発光デバイスであって、

前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 0 T o r r以上 4 0 0 0 T o r r以下であることを特徴とするガス発光デバイス。

2 5 . (補正後）密封容器の中に、電極及び蛍光体層が配設されると共にガス媒体が封入された放電空間が形成され、放電に伴って紫外線を発し前記蛍光体層で可視光に変換することによって発光するガス発光デバイスであって、前記ガス媒体は、

ヘリウム，ネオン，キセノン，アルゴンを含む希ガスの混合物であって、アルゴンの含有量が 0 . 5体積⁰ /。以下であることを特徴とするガス発光デバイス。

2 6 . 前記ガス媒体の封入圧力は、

8 0 0 T o r r以上 4 0 0 0 T o r r以下であることを特徴とする請求の範囲第 2 5項記載のガス発光デバイス。

2 7 . 電極及び誘電体層が配設された第 1のプレートの前記誘電体層の上に、 C V D法によって（1 0 0 ) 面または（1 1 0 ) 面に配向した酸化マグネシゥム層を形成する第 1ステップと、

前記第 2ステップ終了後の第 1のプレートの酸化マグネシウム層上に、間隙をおいて第 2のプレートを配すると共に、前記第 1のプレート及び第 2のプレートの間に形成される放電空間にガス媒体を封入する第 3ステップとを備えることを特徴とするガス放電パネルの製造方法。

39

楠正された用氏（条約第 19条）