プラズマディスプレイパネル及びその製造方法、並びにプラズマディスプレイ装置
【課題】広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間を短縮して放電応答性を向上させ、休止期間中の壁電荷の減少及び電圧変動の抑制を両立することにより、安定したアドレス放電と高画質なＰＤＰを実現する保護層技術を提供する。
【解決手段】ＰＤＰにおいて、保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、ＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下、ＭｇＯに対するシリコン（Ｓｉ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下の範囲で制御することにより、広い温度範囲において良好なアドレス放電特性を行うことができ、低コストで高輝度、高コントラストのプラズマディスプレイ装置が得られる。
【解決手段】ＰＤＰにおいて、保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、ＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下、ＭｇＯに対するシリコン（Ｓｉ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下の範囲で制御することにより、広い温度範囲において良好なアドレス放電特性を行うことができ、低コストで高輝度、高コントラストのプラズマディスプレイ装置が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰとも称する）及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高画質で高効率なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルは、他のディスプレイデバイスに比べ、動画性能が良い、視野角が広い、大型化が容易という特徴を有する。
【０００３】
図１は典型的なＰＤＰの分解斜視図である。また、プラズマディスプレイ装置の概略構成を図２に示す。プラズマディスプレイ装置２３は、プラズマディスプレイパネル２０とこのプラズマディスプレイパネル２０に電圧を印加する駆動電源２１と映像信号を生成する映像源２２から構成される。
【０００４】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ１００）は、前面基板１と背面基板６を貼り合わせた構造であり、これら基板間に複数の放電セルが形成されている。放電セルには、電圧を印加するための３種類の電極が形成されている。前面基板１上には、維持放電のための表示電極対１４が形成され、それら表示電極対１４は誘電体層４と保護層５により覆われている。表示電極対１４は、サステイン電極（以下、Ｘ電極とも称す）１２とスキャン電極（以下、Ｙ電極とも称す）１３で構成される。サステイン電極１２、スキャン電極１３はそれぞれ、透明電極２（２ａ、２ｂ）とバス電極３（３ａ、３ｂ）からなる。
【０００５】
一方、背面基板６上には、アドレス電極（以下、Ａ電極とも称す）９が形成され、アドレス電極９は誘電体層８で覆われている。さらに誘電体層８上には、隔壁（リブとも称す）７が構成され、隔壁間には赤、青、緑色の蛍光体層１０が形成されている。図１からも分かるように隔壁７及び誘電体層８は、蛍光体層１０に直接接しており、蛍光体層１０の保持手段としての機能も有している。
【０００６】
前面基板１側の表示電極対１４と背面基板６側のアドレス電極９とが互いに概略直交するように（場合によっては、単に互いに交差するように）、前面基板１と背面基板６の向きを合わせて、前面基板１と背面基板６とが封着され、両基板間の空隙部分である放電空間１１にはＮｅ＋Ｘｅの混合ガス、またはＨｅ＋Ｎｅ＋Ｘｅの混合ガスなどの放電ガスが封入され、両基板間に複数の放電セルが形成されている。放電ガスは放電により真空紫外線（１４６ｎｍ及び１７２ｎｍ）を発生する。このときに発生した真空紫外線が背面基板６に配置した蛍光体層１０を励起し、可視光を発する。ＰＤＰ装置では各表示セルに用いられる蛍光体層１０としてそれぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する蛍光体を用い、これらを塗り分けることにより、フルカラー表示を行うことが出来る。
【０００７】
ＰＤＰの保護層５は、一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯと称す）を用いて形成されている。保護層５の役割は、大きく三つある。まず、放電の際に発生するプラズマから誘電体層４を保護し、誘電体層４がスパッタリングされるのを防ぐ役割である。次に、イオン入射による二次電子の放出による放電開始電圧を低下させる作用である。最後に、放電の種火となる電子を放出してプラズマを発生・持続させる役割、特に荷電粒子であるプライミング電子を放出して放電開始を促進する役割がある。プライミング電子とは放電の種火となる電子のことである。
【０００８】
近年、プラズマディスプレイを取り巻く市場においては、液晶ディスプレイなど他のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ（Flat Panel Display））も含めた性能競争が激しく、プラズマディスプレイにおいても、高輝度化（高効率化）、高コントラスト化が要求されている。また、今後の高解像度デジタル放送に向けてフルＨＤ（High Definition）対応化（高精細化）が必要となっている。
【０００９】
ＰＤＰの高品位の画質を実現するために、ＰＤＰの高精細化、高効率化等の高性能化が要求されている。しかし、上記要求に伴い、セルサイズの縮小化、セル構造の高精細化に伴う走査線数の増加、高Ｘｅ濃度化のために、放電遅れと呼ばれる問題がある。
【００１０】
ＰＤＰにおける一般的な画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）がある。ＡＤＳ方式では、１ＴＶフィールド（１／６０ｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割し、それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。さらにサブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。リセット期間では、マトリクス配列された全ての放電セル内の壁電圧をほぼ均一に揃えるため、サステイン放電電極対間に放電開始電圧以上のサステイン電圧を印加し、全ての放電セルでリセット放電を行う。アドレス期間では、全ての放電セルのうちの点灯すべき放電セルのみに、適量の壁電荷を生成するアドレス放電を行う。サステイン期間では、その壁電荷を利用して表示データの階調値に応じた回数のサステイン放電（表示放電）を行う。
【００１１】
このＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置は、デジタル放送等の高品位な画質に対応した画像表示装置としての期待が高まっており、高精細化、高輝度化、高コントラスト化等の高画質化と高効率化が要求されている。また、黒ノイズの発生率低減といった表示画像の信頼性も要求されている。
【００１２】
ＰＤＰの高精細化は画素ピッチ及び放電セルサイズを小さくすることにより達成される。高輝度化は発光効率の増加やサステイン放電の回数を多くすることにより達成される。高コントラスト化には、サステイン放電回数が異なるサブフィールド数を増加させることと、リセット放電等の表示放電に寄与しない放電を低減して黒表示時の輝度を低下させることにより達成される。
【００１３】
各サブフィールドのアドレス期間は、ＰＤＰのスキャンライン数とアドレスパルス幅で決定される。アドレスパルス幅は、アドレス電圧を印加してからアドレス放電が起こるまでのアドレス放電遅れ時間ｔｄ（以下、放電遅れ時間とも記す）を考慮して設定される。アドレスパルス幅が不十分であると、アドレス電圧を印加している間にアドレス放電が起こらない。そのため、その後のサステイン放電が行われないといった誤放電による黒ノイズが発生する。更に高精細化では画素数の増加に伴いスキャンライン数が増加する。これにより、高精細なＰＤＰでは、各ＴＶフィールドにおけるアドレス期間の割合が増加し、高輝度化、高コントラスト化において重要であるサステイン期間の割合が減少する。
【００１４】
このアドレス放電遅れ時間ｔｄはＰＤＰの高効率化にも関係する。高性能のテレビ装置としてＰＤＰ装置の高発光効率化を目的とするＰＤＰ構造の改善検討が進められており、Ｎｅを主成分とする放電ガス中のＸｅガスの組成比を増加させ、発生するＸｅ２分子線を積極的に利用しようとする検討が盛んに行われている。通常、放電ガス中のキセノンガス組成比（５％程度）より多い組成比領域でこうしたＰＤＰの発光高効率化を達成する検討がなされている。しかし、Ｘｅ分圧を増大させると、放電開始電圧の上昇と放電遅れ時間の増大といった問題が起こることも知られている。
【００１５】
以上から、ＰＤＰの高性能化を実現するためにはアドレス放電遅れ時間ｔｄ及びアドレス期間を短縮することが必須である。この放電遅れ時間及びアドレス期間を短縮するには、大きく２つの方法がある。１つは、データドライバＩＣを増加させる方法である。例えばデータドライバＩＣを２倍にし、パネルの上下でスキャンラインを２分割して同時にスキャンをするデュアルスキャン方式に変えると、見かけ上のアドレス期間が半減する。しかし、デュアルスキャン方式ではデータドライバＩＣ等の駆動に関係する回路数の増加や配線が複雑となり、生産性やコストの点で問題がある。
【００１６】
もう１つは、アドレス放電遅れ時間ｔｄの短縮をＰＤＰの保護層であるＭｇＯを改良することで実現する方法である。アドレス放電遅れ時間ｔｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔｆ、並びに、プライミング電子がＭｇＯから放出されるまでの統計遅れ時間ｔｓの和で構成される。リセット放電後の残留壁電荷量に揺らぎが存在するとすれば、形成遅れ時間ｔｆに揺らぎが生じる。プライミング電子とは、放電形成に寄与する電子のことである。このうち、統計遅れは保護層であるＭｇＯからのプライミング電子放出頻度に大きく依存している。ＭｇＯのプライミング電子放出頻度は、電子放出源となるトラップ準位の数やエネルギー状態密度といったＭｇＯの準位構造に大きく関係している。プライミング電子放出源として有効なトラップ準位は、トラップされた電子が室温付近で伝導帯へ熱励起可能な深さにあり、アドレスパルス幅内に放電を発生するのに十分な準位構造を持たなければならない。このＭｇＯの準位構造は、室温付近での放電遅れのみならず、広い温度範囲における放電遅れ時間の温度特性や、高温状態での壁電圧変動等の様々なパネル駆動特性に影響を与える。
【００１７】
このようなＰＤＰの保護層であるＭｇＯに対し、非特許文献１に記載されるように、プライミング電子の放出源としてＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）等の不純物を添加する手法が報告されている。また、特許文献１に記載されるように、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）を添加することによって黒ノイズの発生率を低減する手法が報告されている。また、特許文献２及び特許文献３に記載されるように、スカンジウム（Ｓｃ）等の元素をＭｇＯに添加することによって放電応答性を改善する手法が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平１０−３３４８０９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９６３６号公報
【特許文献３】特開２００６−２０７０１３号公報
【特許文献４】ＷＯ２００５／０９８８９０Ａ
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ１−１ ２００６年、ｐ３３３〜３３６
【非特許文献２】ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ２−４ ２００６年、p３５９〜３６２
【非特許文献３】ＩＤＷ‘０８、ＰＤＰ３−３ ２００８年、ｐ１８６９〜１８７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、放電遅れに関する対策は、未だ十分になされているとは言い難い現状にある。具体的には、特許文献１の技術では、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）を添加することで、ある程度不点灯領域の発生を抑制できるが、一方で各セルにおける放電遅れのバラツキが顕著になるという新たに問題が生じることが、例えば、特許文献４に記載されている。
【００２１】
特許文献２及び特許文献３の技術では、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで放電遅れが改善することが示されている。ＰＤＰの保証温度は製造メーカによっては、最低温度０℃、更に好ましくは−１５℃、最高温度で７０℃、更に好ましくは８０℃と上下温度幅がある。そこで、本発明者らは、−１０℃〜６０℃の広い温度範囲で放電遅れ時間の評価を行った。本発明者らが検討した結果、放電遅れ時間には温度依存性があり、高温領域では放電遅れ時間が悪化することが明らかになっている。そのため、広い温度範囲で安定したアドレス放電を行うためには、アドレス期間を十分に長くする必要があり、高画質化において重要であるサステイン期間の確保が困難となる。
【００２２】
また、特許文献２の技術では、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）、カルシウム（Ｃａ）及びシリコン（Ｓｉ）を共ドープすることが示されている。しかしながら、本発明者らが検討した結果、これら不純物元素を閾値以上に添加すると、ＭｇＯのアドレス放電遅れ時間ｔｄの休止期間依存性、つまり放電が生起されてから次の放電が生起されるまでの時間間隔の依存性が悪化するという問題があることが明らかになっている。
【００２３】
以上のＭｇＯへのスカンジウム（Ｓｃ）、シリコン（Ｓｉ）といった不純物元素の添加は放電遅れ時間の改善に着目した技術であるが、本発明者らが検討した結果、ＭｇＯに対するＳｃ及びＳｉの濃度が閾値以上であると、ＰＤＰの通常動作中のある時点において、黒ノイズの発生率の増加や不点灯ラインの出現といった現象が発生することが明らかになっているこの現象は、ＰＤＰのパネル表面温度が高温である場合によくみられる。
【００２４】
この原因の一つとして、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの休止期間ｔｉ中に、アドレス電極（Ａ電極）を覆う誘電体層及び保護層の放電空間側表面とスキャン電極（Ｙ電極）を覆う誘電体層及び蛍光体層の放電空間側表面との電圧差（即ち、Ａ−Ｙ電極間の放電空間に印加される電圧）ＶＡＹが減少することが挙げられる。以下、休止期間ｔｉ中の電圧差ＶＡＹの減少量を電圧変動ΔＶＡＹと記す。
【００２５】
この電圧変動ΔＶＡＹにより、アドレス電圧印加時に放電空間に印加される実効的な電圧は減少する。そのため、所定の電圧が放電空間に印加されなくなり、アドレス放電を失敗して誤放電が発生し易くなる。
【００２６】
電圧変動ΔＶＡＹの要因として、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの間に保護層から放出されたプライミング電子が、放電空間側表面の壁電荷を打ち消していると考えられている。非特許文献２によれば、プライミング電子による休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹは、３００〜１００００Ｖ／ｓであると記載されている。
【００２７】
このような問題を解決する方法の一つとして、電圧変動ΔＶＡＹを想定してアドレス電圧を予め高めに設定する方法がある。しかし、この方法では使用する駆動回路や制御回路に実装される電子部品を高電圧に対応したものに変更する必要があり、コストの点で問題がある。また、消費電力の増加や、コントラストの低下といった問題も生じる。
【００２８】
したがって、アドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮するだけでなく、休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹを抑制する保護層技術が必要である。
【００２９】
以上より、ＭｇＯへ不純物元素を添加する技術に関しては、優れた表示性能を得る上で十分な効果が有るとは言い難いのが現状である。このため、放電特性を一層向上させることが可能なＭｇＯ膜の実現が望まれている。
【００３０】
本発明の目的は、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮して放電応答性を向上させ、休止期間ｔｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶＡＹの抑制を両立することにより、安定したアドレス放電と高画質なＰＤＰを実現する保護層技術を提供することにある。
【００３１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述と添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００３３】
すなわち、代表的なものの概要は、プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置について、広い温度範囲でのアドレス放電遅れ時間ｔｄの改善と、休止期間ｔｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶＡＹの抑制を両立するために、以下の手段を用いる。
【００３４】
上記課題を解決するために、代表的な実施の形態によるプラズマディスプレイ装置は、間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配置された電極とを備え、前記電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層を覆う保護層が配置されたＰＤＰと、前記ＰＤＰを駆動し、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される駆動方法を実現する駆動装置とを有する。
【００３５】
本発明者らは、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮して放電応答性を向上させ、休止期間ｔｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶＡＹの抑制を両立する方法について、ＭｇＯを主成分とする保護層に対し、所定の成分比の範囲でスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加する構成により、この問題が解決できることを見出した。
【００３６】
すなわち、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（I）を満たすことを特徴とする。
【００３７】
ｙ≦−３．５ｘ＋１８４５…（I）
但し、式（I）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍであり、駆動方法においての最大リセット間隔は１ｍｓである。
【００３８】
また、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（II）を満たすことを特徴とする。
【００３９】
−７４ｘ＋８８７≦ｙ≦−１．９ｘ＋４１８…（II）
但し、式（II）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍであり、駆動方法においての最大リセット間隔は１／６０ｓである。
【００４０】
さらに、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（III）、（IV）を満たすことを特徴とする。
【００４１】
−６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（III）
−１．５ｘ＋８７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（IV）
但し、式（III）及び（IV）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度で、単位は質量ｐｐｍであり、スカンジウム（Ｓｃ）濃度ｘは式（III）において１５≦ｘ＜１９、式（IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲が適当である。このとき、駆動方法においての最大リセット間隔は１／２０ｓである。
【００４２】
また、前記プラズマディスプレイ装置において、前記放電ガスは、組成比１０％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスであることを特徴とする。ここで、組成比とは、放電ガスがＸｅガスを含み、前記放電ガスのモル濃度をｎｇとし、前記Ｘｅガスのモル濃度をｎＸｇとし、前記放電ガス中のＸｅモル濃度比をａＸｅとし、Ｘｅモル濃度比ａＸｅ＝ｎＸｇ／ｎｇとして表される。
【００４３】
スキャンライン数が多く高精細なＰＤＰ、例えば解像度がフルＨＤ（High Definition）のＰＤＰにおいて、十分なリセット期間とサステイン期間を確保しつつ、全スキャンラインを１つのデータドライバＩＣでスキャンを行うシングルスキャン方式を実現するには、休止期間ｔｉ＝１６ｍｓの統計遅れ時間ｔｓを従来品のＭｇＯの１／３以下にする必要がある。そこでスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度範囲の下限値は、−２０〜６０℃の温度範囲における統計遅れ時間ｔｓの最大値が、従来品のＭｇＯの１／３以下となるスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度である。
【００４４】
この統計遅れ時間ｔｓは、保護層のプライミング電子放出特性（以下、電子放出特性とも記す）に関係していることから、測定する以外にも保護層中のプライミング電子放出源のエネルギー状態密度からも得ることができる。
【００４５】
エネルギー状態密度は、アドレス放電遅れ時間ｔｄから統計遅れ時間ｔｓを分離し、プライミング電子放出特性の計測条件依存性を解析することにより決定される。解析システム及び解析方法の概略は以下のとおりであり、解析方法は非特許文献３に記載されている。詳細については後で説明する。
【００４６】
（１）休止期間ｔｉ、温度Ｔの計測条件に対するアドレス放電遅れ時間ｔｄの計測データを入力する。
【００４７】
（２）各休止期間ｔｉと温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度と既放電確率を算出する。
【００４８】
（３）統計遅れ時間ｔｓに関係するプライミング電子の電子放出時定数ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）を算出する。
【００４９】
（４）電子放出源のエネルギー状態密度の関数を設定し、エネルギー状態密度に対する活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を設定する。
【００５０】
（５）電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギーに対する重なり積分によりプライミング電子の電子放出時定数ｔsth（ｔｉ，Ｔ）を算出する。
【００５１】
（６）休止期間ｔｉと温度Ｔの計測条件の総数に対して、計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）と計算から求めたｔｓth（ｔｉ，Ｔ）の平均二乗誤差が最小となる活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数を決定する。
【００５２】
これにより、一つまたは複数の電子放出源のエネルギー状態密度を解析することができる。更に、（５）により電子放出源のエネルギー状態密度から各計測条件に対するプライミング電子の電子放出時定数ｔｓth（ｔｉ，Ｔ）を算出することもできる。
【００５３】
休止期間ｔｉの間の電圧変動ΔＶＡＹは、保護層から放出されるプライミング電子放出量Ｎｅｍに関係する。単位時間当たりに放出されるプライミング電子量Ｎｅｍは、プライミング電子の放出時定数ｔｓの逆数で与えられる。ＰＤＰの温度Ｔを一定として休止期間ｔi中のプライミング電子放出量Ｎｅｍは、
【００５４】
【数１】
【００５５】
で与えられる。放出される電荷Ｑｅｍは電気素量ｑを用いて、
【００５６】
【数２】
【００５７】
で与えられる。リセット放電により形成される壁電荷が、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面が正で、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面が負であるとすると、保護層から放出される電荷Ｑｅｍは、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面に到達すると考える。この結果、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面の壁電荷が−Ｑｅｍだけ、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面の壁電荷がＱｅｍだけ減少する。
【００５８】
１つの放電セルにおけるＡ電極側とＹ電極側の静電容量をＣＡ、ＣＹとすると、プライミング電子放出による壁電荷の変動に伴う電圧変動ΔＶＡＹは、
【００５９】
【数３】
【００６０】
で表され、プライミング電子放出量Ｎｅｍに関係する。更に、電圧差ＶＡＹが大きければ、放出されたプライミング電子は、放電空間において放電ガスを電離し、保護層から二次電子が放電空間へ放出され、電圧変動ΔＶＡＹを増大させることもある。
【００６１】
プライミング電子放出量Ｎｅｍは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）中のトラップ準位に起因するプライミング電子放出源の実行数Ｎｅｅ,ｊに依存する。スカンジウム（Ｓｃ）はＭｇＯに対してドナーであることから、プライミング電子放出源となるトラップ準位を形成する。シリコン（Ｓｉ）についてもプライミング電子放出源となるトラップ準位を形成するため、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加したＭｇＯを用いた保護層では、プライミング電子放出源の実行数Ｎｅｅ,ｊはＭｇＯに対するＳｃ濃度で決定される。
【００６２】
従来品のＭｇＯでは、高温で動作させたときに、１ＴＶフィールドに相当する休止期間ｔｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶＡＹによる黒ノイズが実用上問題のない程度である。そこでＳｃ濃度範囲の上限値、休止期間ｔｉ＝１６ｍｓにおける電圧変動ΔＶＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶＡＹが１以下となるスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度である。
【発明の効果】
【００６３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００６４】
すなわち、代表的な実施の形態によるＰＤＰによれば、保護層として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分として、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を所定の成分比の範囲で含むことにより、広い温度範囲において統計遅れ時間ｔｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮し、休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹを抑制することができ、広い温度範囲において、安定したアドレス放電と高画質なＰＤＰを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】典型的なＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図２】典型的なＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態によるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図４】図３のＰＤＰにおいて、階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。
【図５】図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。
【図６】図３のＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。
【図７】本発明の前提として検討したＰＤＰのパネル表面温度に対する統計遅れ時間の関係を示す図である。
【図８】本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データに対する累積数、及び、既放電確率を用いた統計遅れ時間と形成遅れ時間の解析方法を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、既放電確率を用いたプライミング電子の電子放出時定数解析の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、休止期間と温度に対するウインドウ関数が最大となるエネルギーを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギー重なり積分の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法により得られたＭｇＯ中に含まれるスカンジウム、シリコンに起因した各電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態により統計遅れ時間と電圧変動が改善されるスカンジウム濃度とシリコン濃度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではい。なお、実施の形態を説明する全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００６７】
（実施の形態）
まず、図３に示した放電セルで構成されるプラズマディスプレイパネルを作製した。図３は本実施の形態によるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【００６８】
発明者らは、パネルサイズが５０インチで、表示画素数が１９２０×１０８０のフルＨＤの高精細なＰＤＰで検討しているが、パネルサイズが３２インチ以上、表示画素数がＨＤ以上の高精細なＰＤＰであっても構わない。
【００６９】
本実施の形態のようなＡＣ面放電型カラープラズマディスプレイパネルのＰＤＰ２００は、間隔をあけて対向配置された一対の前面基板１及び背面基板６と、前面基板１及び背面基板６の基板間に設けられ基板間の間隔を保持する隔壁７と、基板間に形成された放電空間１１内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前面基板１及び背面基板６の対向面の少なくとも一方の前面基板１上に配置されたサステイン電極（Ｘ電極）１２とスキャン電極（Ｙ電極）１３とからなる表示電極対１４と、他方の背面基板６上に配置されたアドレス電極（Ａ電極）９とを備えている。前面基板１上には、表示電極対１４を覆う誘電体層４と、この誘電体層４を覆う保護層５が配置されている。背面基板６上には、アドレス電極９を覆う誘電体層８と、この誘電体層８上に隔壁７及び蛍光体層１０が配置されている。
【００７０】
本実施の形態のようなＡＣ面放電型カラープラズマディスプレイパネルのＰＤＰ２００では、例えば、サステイン電極１２とスキャン電極１３で構成される表示電極対１４のうちの一方（一般にスキャン電極１３）に負の電圧を、アドレス電極９ともう一方の残りの表示電極に正の電圧（前記一方の表示電極に印加される電圧に比して正の電圧）を印加することによりアドレス放電が発生し、これにより、一対の表示電極の間で放電を開始するための補助となる壁電荷が形成される。この状態で一対の表示電極の間に、適当な逆の電圧を印加すると、誘電体層４及び保護層５を介して、表示電極対１４の間の放電空間１１で放電が発生する。
【００７１】
放電終了後、前記表示電極対１４に印加する電圧を逆にすると、新たに放電が発生する。これを繰り返すことにより継続的に放電が発生する。これをサステイン放電又は表示放電と呼ぶ。このサステイン放電により、放電空間１１内に封入された放電ガスが紫外線を発生し、その紫外線で蛍光体層１０を励起することで、蛍光体層１０が可視発光してカラー表示を行う。
【００７２】
本実施の形態のＰＤＰ２００は、前面基板１上に、複数対のサステイン電極１２とスキャン電極１３がストライプ状に形成され、一対の表示電極対１４が構成される。なお、表示電極対１４を構成するサステイン電極１２とスキャン電極１３の材料には、透明電極２（２ａ、２ｂ）の材料に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウムスズ）、あるいは酸化亜鉛（ＺｎＯ）など、バス電極３（３ａ、３ｂ）の材料に、銀（Ａｇ）の他、アルミニウム（Ａｌ）などからなる金属膜、または、クロム（Ｃｒ）／銅（Ｃｕ）／クロム（Ｃｒ）の積層膜なども適用可能である。
【００７３】
上記表示電極対１４上には覆うようにしてガラス系の材料で構成される誘電体層４が形成される。当該誘電体層４を覆うようにして保護層５が形成される。保護層５は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてシリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）を添加して構成される。この保護層５の構成と形成方法については後述する。
【００７４】
背面基板６上には、銀などで構成されている複数並設されたアドレス電極９と、前記アドレス電極９を覆うようにして、ガラス系の材料で構成される誘電体層８が形成される。当該誘電体層４上には、同じくガラス系の材料で構成される隔壁材を厚膜印刷し、ブラストマスクを用いたブラスト除去により隔壁７が形成される。
【００７５】
次に、この隔壁７上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各蛍光体層１０を該当する隔壁７間の溝面を被覆する形で、順次ストライプ状に形成する。各蛍光体層１０は、赤、緑及び青にそれぞれ対応し、赤蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）、緑蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）、青蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）とし、それぞれビヒクルと混ぜて蛍光体ペーストとし、スクリーン印刷により塗布した後、乾燥及び焼成工程により蛍光体ペースト内の揮発成分の蒸発と有機物の燃焼除去を行って形成する。また、各蛍光体層１０の材料については、例えば、赤蛍光体は（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ蛍光体、緑色蛍光体はＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、青蛍光体はＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ蛍光体を用いる。
【００７６】
次に、上記表示電極対１４、誘電体層４、及び保護層５を形成した前面基板１と、アドレス電極９、誘電体層８、隔壁７、及び蛍光体層１０を形成した背面基板６を表示電極対１４とアドレス電極９とが直交するように対向配置され、非表示領域をシール材でフリット封着することで、ボックス型に隔壁７で区分けされてなる放電空間１１が複数形成される。その後、当該放電空間１１を真空状態にし、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈｅ等からなる放電用の混合ガスが封入されＰＤＰ２００が完成する。放電ガスの封入圧力は、例えば、５０〜８０ｋＰａ程度である。
【００７７】
本実施の形態では放電ガスのＸｅ組成比が１２％以上を用いた。これは、プラズマディスプレイ装置の発光効率を増大させるためには、放電による紫外線の発生効率を増大させることが非常に重要なためであり、そのためにはＸｅ組成比を高める必要がある。従来技術ではＸｅ組成比が通常４％〜１０％である。本実施の形態では、さらにＸｅ組成比を１２％以上に高めて効率を上げている。
【００７８】
次に、上述した保護層５の形成方法について説明する。本発明の保護層５の主成分はＭｇＯであり、所定量のスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含んでいる。本発明では、この保護層５を電子ビーム蒸着法により成膜する。このとき、膜質を制御するために、酸素ガスや水素ガス、水蒸気等を供給しても構わない。また、ＭｇＯの成膜方法として、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等を用いても構わない。これらの成膜方法により保護層５は３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。
【００７９】
この保護層５の膜厚は７００ｎｍである。ただし、膜厚はこれに限定されるものではなく、保護層としての機能を有することができるものであれば構わない。保護層の膜厚に関しては、本実施の形態に記載されているものだけに限定されず、保護層は５００ｎｍ以上から２０００ｎｍ以下であれば構わない。上述した膜厚範囲の場合、誘電体層４などの下地層の影響や、保護層５に発生する膜応力の影響などを受けない。５００ｎｍ未満では耐スパッタ性が不十分なため、良好な放電応答性を得ることができない。また、２０００ｎｍを越える厚さでは、ＭｇＯの柱状結晶構造が成長し、その構造間に隙間ができるため、クラックの発生や不純物ガスの吸着といった問題が生じることもある。
【００８０】
蒸着源には、粉末状のＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を混合してペレット状に成型したものを用いるか、ペレット状のＭｇＯとペレット状のスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を混合して用いるか、あるいはこれらのペレット状に成型したものの焼結体を用いる。この蒸着源中のスカンジウム（Ｓｃ）濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上５０００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｃ）濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下である。ここで不純物濃度を５質量ｐｐｍ以上に限定したのは、５ｐｐｍ未満では濃度の安定制御が困難なためである。
【００８１】
これらの蒸着源は、ＭｇＯとスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を出発材料として作製されるが、本発明者らが検討した結果、出発材料に用いるＭｇＯ中の不純物の濃度は、多くてもＭｇＯに対して２００質量ｐｐｍ以下であることが望ましい。これは、出発材料に用いるＭｇＯの純度が低いと、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加することにより得られる効果が低減するためである。本発明で用いたＭｇＯに含まれる不純物元素とその濃度を表１に示す。表１に示される不純物の濃度は高周波誘導結合プラズマ質量分析（以下、ＩＣＰ−ＭＳと記す）による分析結果である。Ｚｎ、Ｍｎ以外の不純物元素は、検出限界未満であった。
【００８２】
【表１】
【００８３】
上記スカンジウム化合物及びシリコン化合物は、それらの酸化物及び塩化物、硝酸塩または炭酸塩などの塩よりなる群から選択された１つ以上から由来する成分を含むことが出来る。例えば、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ（ＮＯ３）３、ＳｃＦ３、ＳｃＣｌ３、ＳｉＯ２などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００８４】
以上の方法により形成される保護層５のＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度は、ＩＣＰ−ＭＳ、または二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて測定することができる。
【００８５】
このＰＤＰに画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）を適用した場合について説明する。図４は階調表示方式であるＡＤＳにおける１ＴＶフィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。図５は図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。なお、図５中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。
【００８６】
図４（i）で示されるように１フィールド（１／６０ｓ≒１６．６７ｍｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割している。それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。各サブフィールドは、図４（ii）で示されるリセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。
【００８７】
リセット期間では、表示電極間に放電開始電圧以上の電圧が印加され、全ての放電セルでリセット放電が起こる。これにより、全ての放電セル内の壁電圧、即ち帯電状態をほぼ均一に揃えることができる。
【００８８】
アドレス期間では、画像データに基づき選択された放電セルのアドレス電極（Ａ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧が印加される。図５は、３つの連続したスキャン電極（Ｙ電極）であり、（Ｙｉ電極）と（Ｙｉ＋２電極）が選択され、（Ｙｉ＋１電極）が選択されない時の、各電極に印加される電圧波形である。選択された放電セルの（Ｙｉ電極）と（Ｙｉ＋２電極）には、−Ｖｙのスキャンパルスが印加されるのと同期してアドレス電極（Ａ電極）に電圧Ｖａのアドレス電圧が印加されてアドレス放電（選択放電）が起こる。選択されアドレス放電が起こった放電セルでは、サステイン期間で行われるサステイン放電（表示放電）を行うのに必要な壁電荷が形成される。一方、選択されない放電セルの（Ｙｉ＋１電極）では、−Ｖｙのスキャンパルスが印加される時にアドレス電極(Ａ電極)にアドレス電圧が印加されないため、アドレス放電が起こらない。これにより表示放電を行うのに必要な壁電荷が形成されず、サステイン期間でサステイン放電が起こらない。各サブフィールドのアドレス期間を表示電極対数によらず一定とすると、表示電極対数が増加するとスキャンパルス幅が短くなる。そのため、表示電極対数が増加すると、許容されるアドレス遅れ時間ｔｄも短くなる。
【００８９】
サステイン期間では、サステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）にサステインパルスが交互に印加され、選択された放電セルにおいてサステイン放電が起こる。例えば、２進法に基づく輝度の重みを持った８個のサブフィールドを設けると、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の放電セルはそれぞれ２８（＝２５６）階調の輝度表示が得られ、約１６７８万色の色表示が可能となる。
【００９０】
図６は、ＰＤＰを備えたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置２３は、アドレス電極（Ａ電極）９、サステイン電極（Ｘ電極）１２、スキャン電極（Ｙ電極）１３を有するＰＤＰ２０と、アドレス電極（Ａ電極）９を駆動するためのアドレス駆動回路２４と、サステイン電極（Ｘ電極）１２を駆動するためのサステインパルス出力回路２５と、スキャン電極（Ｙ電極）１３を駆動するためのスキャンパルス出力回路２６と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路２７と、入力信号の処理を行う信号処理回路２８と、ＰＤＰ２０などに電圧を印加する駆動電源２１と映像信号を生成する映像源２２からなる駆動装置を備えている。
【００９１】
プラズマディスプレイ装置２３は、ＰＤＰ２０が完成した後、ＰＤＰ２０の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、ＰＤＰ２０の変形を防ぎ、放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源２１やアドレス駆動回路２４などの駆動装置が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置２３が完成する。
【００９２】
次に、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。前述したように、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）のみを添加した場合、各セルにおける放電遅れのバラツキが顕著になるという問題が生じることが知られている。また、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで放電遅れが改善することが示されているが、放電遅れの高温領域では温度依存性が悪化するという問題があることが明らかになっている。アドレス放電遅れ時間ｔｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔｆ、並びに、プライミング電子がＭｇＯから放出されるまでの統計遅れ時間ｔｓの和で構成される。
【００９３】
図７にスカンジウム（Ｓｃ）のみを添加したＭｇＯを主成分とする保護層で構成されたＰＤＰのパネル表面温度Ｔに対する統計遅れ時間ｔｓの結果を示す。スカンジウム（Ｓｃ）が多くなるに従い、統計遅れ時間ｔｓが改善されていることが分かる。しかしながら、パネル表面温度Ｔが上昇するに従い、統計遅れ時間ｔｓは悪化していることが分かる。上記問題解決のため、ＭｇＯに高濃度にスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで改善できる可能性はあるが、プライミング電子放出源数が許容限度を越えて多くなり、電圧変動ΔＶＡＹが増大して表示特性に支障をきたす場合がある。
【００９４】
また、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）を共ドープすることが提案されているが、シリコン（Ｓｉ）の濃度が１０００質量ｐｐｍを超えると、放電遅れの休止期間依存性が悪化し、共ドープの効果が得られないことが明らかになっている。そのため、スカンジウム（Ｓｃ）濃度及びシリコン（Ｓｉ）濃度の制御が重要となっており、本実施の形態において、スカンジウム（Ｓｃ）濃度及びシリコン（Ｓｉ）濃度の最適化を行う。
【００９５】
まず、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。尚、以下の解析手法については前述したように非特許文献３にも記載されている。
【００９６】
アドレス放電遅れ時間ｔｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔｆ、並びに、放電の種火となるプライミング電子が保護層から放出されるまでの統計遅れ時間ｔｓの和で構成される。
【００９７】
保護層からプライミング電子が放電空間に放出されることは、統計現象のため、統計遅れ時間ｔｓには揺らぎが生じる。図８は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間を繰り返し計測した計測データを、アドレス放電遅れ時間毎に累積数（２００１）で表示した放電遅れ時間の頻度分布の一例である。なお、２００２は既放電確率Ｇを示す。同一放電セルにもかかわらず、約５００ｎｓをピークに、放電時間が早い場合は４００ｎｓ、放電時間が遅い場合は１０００ｎｓ以上を示しており、左右非対称な形状を示している。この繰り返し計測した計測データを用いて、以下の方法により保護層のプライミング電子放出特性を解析する。
【００９８】
図９はプライミング電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図、図１０はその解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【００９９】
まず、図９及び図１０により、本発明に用いたプライミング電子放出特性の解析システムの構成を説明する。本発明に用いた解析システムは、保護層中の電子放出源に対する電子放出特性の解析システムとされ、パーソナルコンピュータ２２００と、計算装置１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ２２００は、記憶装置を含む入力装置１０１と、画像処理装置を含む出力装置１０３などから構成される。計算装置１０２は、ＣＰＵ装置２２０１と、記憶装置２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置２２０１と記憶装置２２０２は、データ転送用結合バス２２０４により接続されている。
【０１００】
なお、図１０では、複数の計算装置１０２が、データ転送用結合バス２２０５によりマトリクス状に接続される構成となっているが、これに限定されず、計算装置１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ２２００内に設けてもよい。
【０１０１】
次に、図９及び図１０により、本発明で用いた電子放出特性の解析システムについて、その動作例を説明する。計算装置１０２において、記憶装置２２０２には電子放出特性の解析プログラムが記憶（保持）されており、パーソナルコンピュータ２２００からの指示により、ＣＰＵ装置２２０１がそのプログラムを読み出して演算処理を行う。その演算処理の結果は、記憶装置２２０２に保存される。演算処理に必要なデータ類は、パーソナルコンピュータ２２００から、データ転送用結合バス２２０５を介して送信される。また、計算装置１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス２２０５を介して、パーソナルコンピュータ２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置１０３で出力・表示される。
【０１０２】
図９に示すように、計算装置１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。
【０１０３】
まず、ステップＳ１０２−１において、ＰＤＰに対して計測した、サステイン電圧印加後からアドレス電圧印加までの休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔｄの計測データを、入力装置１０１から計算装置１０２に入力する。尚、上記ＭｇＯの温度Ｔはパネル表面温度としている。
【０１０４】
次に、ステップＳ１０２−２において、計算装置１０２では、各休止期間ｔｉとＭｇＯ温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）を算出する。
【０１０５】
図１１に、放電確率頻度の最大値を１に規格化した放電確率頻度Ｐ（ｔ）２０１を示した。放電確率頻度Ｐ（ｔ）は、短時間側ではガウス関数型であるが、長時間側はテールを引いた非対称な形状である。この放電確率頻度Ｐ（ｔ）と式（１）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図１１には、既放電確率Ｇ（ｔ）２０２を示した。既放電確率Ｇ（ｔ）は、下に凸から上に凸の形状を示し、長時間側で傾きはなだらかになっている。
【０１０６】
【数４】
【０１０７】
ステップＳ１０２−３において、形成遅れ時間ｔｆの揺らぎを取り除き、プライミング電子の電子放出時定数ｔｓexpを求めるために、
【０１０８】
【数５】
【０１０９】
を満たす長時間領域における既放電確率Ｇ（ｔ）とその時刻ｔを用いる。ここで、ｔｆaveは形成遅れ時間ｔｆの平均値、σtfは形成遅れ時間ｔｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔｆaveと形成遅れ時間の分散値σtfは、アドレス電圧印加時にプライミング電子が存在するような短い休止期間ｔｉの計測データに対して、そのアドレス放電遅れ時間の平均値と分散値から求めることができる。図１１に示すように、
【０１１０】
【数６】
【０１１１】
の長時間領域２０３を満たすｔa、ｔb、その既放電確率Ｇ（ｔa）とＧ（ｔb）、並びに、式（２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔｓexpを算出する。
【０１１２】
【数７】
【０１１３】
例えば、ｔｉ＝０．１ｍｓ、Ｔ＝２５℃の短い休止期間に対するアドレス放電遅れ時間の計測データでは、アドレス放電遅れ時間の平均値ｔｆave＝０．５９μｓ、分散値σtf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ63.2とｔ95は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（２）を用いて得られたｔｓexp（ｔｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、
【０１１４】
【数８】
【０１１５】
は０．７１μｓになることから、
【０１１６】
【数９】
【０１１７】
の長時間領域の条件を満たすことが分かる。
【０１１８】
次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄｊ（Ｅ）を解析する方法を述べる。計算から求められるプライミング電子の電子放出時定数ｔｓｔｈは、式（３）と（４）によりエネルギー状態密度Ｄｊ（Ｅ）と関係付けられる。
【０１１９】
【数１０】
【０１２０】
【数１１】
【０１２１】
ここで、Ｅはプライミング電子放出源のエネルギー深さ（以下、エネルギーもしくはエネルギー準位とも称する）、ｆｐｈは電子放出源のフォノン振動数、ｋＢはボルツマン定数である。また、Ｗｊ（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）は、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件に対して、
【０１２２】
【数１２】
【０１２３】
を中心に最大値e-1ｔｉ-1とエネルギー幅±数ｋＢＴを有するウインドウ関数である。計測条件として、休止期間ｔｉを一定、ＭｇＯの温度Ｔを変化させた計測では、ウインドウ関数は、最大値e-1ｔｉ-1を一定としてエネルギーＥｍ（ｔｉ，Ｔ）が推移する。一方、ＭｇＯの温度Ｔを一定、休止期間ｔｉを変化させた計測では、Ｅｍ（ｔｉ，Ｔ）が推移しながら、最大値e-1ｔｉ-1も変化する。
【０１２４】
図１２に、休止期間ｔｉ＝０．０１ｍｓ、０．１ｍｓ、１ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝−１０℃（２６３．１５Ｋ）、０℃（２７３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、４０℃（３１３．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）におけるウインドウ関数が最大となるエネルギー
【０１２５】
【数１３】
【０１２６】
を示した。ここで、電子放出源のフォノン振動数ｆｐｈは３．１×１０１３Ｈｚとした。休止期間ｔｉ＝０．０１ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝−１０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは４４３ｍｅＶである。また、休止期間ｔｉ＝１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝６０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは８９２ｍｅＶを表している。
【０１２７】
図１３に示すように、電子放出時定数ｔｓｔｈの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄj（Ｅ）４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗｊ（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）４０２のエネルギーに対する重なり積分を計算し、全電子放出源の種類ｊについて和を取ることに等しいことが分かる。
【０１２８】
図９に示したステップＳ１０２−４において、Ｓｃを含むＭｇＯについて、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）として、式（５）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力する探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。
【０１２９】
【数１４】
【０１３０】
第１種の電子放出源のフォノン振動数ｆｐｈ,１を１．２６×１０１３Ｈｚとして、計測条件ｔｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、ウインドウ関数のエネルギー領域は５０７ｍｅＶ〜７８０ｍｅＶの範囲となる。ウインドウ関数のエネルギー幅の３ｋＢＴは約７５ｍｅＶなので、エネルギー領域は４３０ｍｅＶ〜８６０ｍｅＶとなる。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，jの探索範囲として、計測条件により決定するＥｍ（ｔｉ，Ｔ）の最小値−３ｋＢＴからＥｍ（ｔｉ，Ｔ）の最大値＋３ｋＢＴを包含する４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶとした。活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，jと活性化エネルギーの分散値σＥ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅｍ（ｔｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の５ｍｅＶとした。
【０１３１】
次に、実効数Ｎｅｅ,１は、計測条件の時間オーダー幅が２桁程度なので、実効数の探索範囲はその時間オーダー幅である２桁として、１×１０ｎ個／セル〜１×１０ｎ＋２個／セル（ｎ＝０〜４）を離散化した２０１個とした。以上より、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１に対する探索範囲は４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σＥ，１に対する探索範囲は５〜１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎｅｅ,１に対する探索範囲は１×１０４個／セル〜１×１０６個／セルを離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０５個のパラメータ値を入力する。
【０１３２】
ステップＳ１０２−５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１と実効数Ｎｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（５）を式（３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ１（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ１,sth(ｔｉ，Ｔ)を求めることができる。
【０１３３】
ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝４２に対して、式（６）で表された計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ１,s th(ｔｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１、実効数Ｎｅｅ,１を求める。
【０１３４】
ΣＮ＝４２ {ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）-ｔ１,s th（ｔｉ，Ｔ）}２ （６）
このようにして、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１、実効数Ｎｅｅ,１を出力装置１０３から出力・表示する。
【０１３５】
次に、第２種の電子放出源について、図９に示したステップＳ１０２−７に従って、ステップＳ１０２−４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ２（Ｅ）として、式（７）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。
【０１３６】
【数１５】
【０１３７】
第２種の電子放出源のフォノン振動数ｆｐｈ,２を１．２×１０１３Ｈｚとして、計測条件ｔｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、第１種の電子放出源に対して述べたと同様に、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２に対する探索範囲は４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σＥ，２に対する探索範囲は５〜１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎｅｅ,２に対する探索範囲は１×１０ｎ個／セル〜１×１０ｎ＋２個／セル（ｎ＝０〜４）を離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０５個のパラメータ値を入力する。
【０１３８】
ステップＳ１０２−５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２と実効数Ｎｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（７）を式（３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ２（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ２,sth(ｔｉ，Ｔ)を求めることができる。
【０１３９】
ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（８）で表された計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ１,s th(ｔｉ，Ｔ)とｔ２,s th(ｔｉ，Ｔ)の和に対する平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２、実効数Ｎｅｅ,２を求める。
【０１４０】
ΣＮ＝１８ {ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）-ｔ１,s th（ｔｉ，Ｔ） -ｔ２,s th（ｔｉ，Ｔ）}２ （８）
このようにして、第１種と第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）とＤ２（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１、実効数Ｎｅｅ,１、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２、実効数Ｎｅｅ,２を出力装置１０３から出力・表示する。
【０１４１】
スカンジウム（Ｓｃ）を含むＭｇＯを基にして、更にシリコン（Ｓｉ）を含むＭｇＯについては、第３種の電子放出源として、第２種の電子放出源と同様に、図９に示したステップＳ１０２−７に従って、ステップＳ１０２−４に戻り、第３種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ３（Ｅ）として、式（７）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎｅｅ,３、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，３、活性化エネルギーの分散値σＥ，３を求める。
【０１４２】
ＭｇＯの温度ＴをＰＤＰの温度として、以上の実験方法と解析手法により得られた、本発明によるＭｇＯからなる保護層のスカンジウム（Ｓｃ）、シリコン（Ｓｉ）に起因した電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）５０１、Ｄ２（Ｅ）５０２、Ｄ３（Ｅ）５０３を図１５に示す。これらのエネルギー状態密度Ｄｊ（Ｅ）はＭｇＯからなる保護層に含まれる各元素の濃度に依存する。図１５の破線５０４は、ＰＤＰに要求される前記の動作保証温度範囲−２０〜６０℃と休止期間ｔｉ＝１〜５０ｍｓにおけるウインドウ関数のエネルギー領域４３０〜８６０ｍｅＶである。つまり、このウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度が広く分布していることが望ましい。
【０１４３】
解析の結果、スカンジウム（Ｓｃ）を含む酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は第１種の電子放出源であるエネルギー準位（浅いエネルギー準位と称す）と第２種の電子放出源である第１種の電子放出源より比較的深いエネルギー準位（深いエネルギー準位と称す）のトラップ準位で構成されていることが明らかである。また、第１種の電子放出源である浅いエネルギー準位と第２種の電子放出源である深いエネルギー準位では、第１種の電子放出源である浅いエネルギー準位のエネルギー状態密度が大きい。そのため、パネル表面温度が上昇するに従い、エネルギー状態密度が減少することとなり統計遅れ時間ｔｓは悪化する。
【０１４４】
一方、シリコン（Ｓｉ）を含む酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、第３種の電子放出源である深いエネルギー準位で構成される。そのため、パネル表面温度が上昇するに従い、統計遅れ時間は改善されることが明らかである。また、スカンジウム（Ｓｃ）の第２種の電子放出源とシリコン（Ｓｉ）の第３種の電子放出源はほぼ同じ活性化エネルギーである。
【０１４５】
このことから、スカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）に起因する第１種、第２種及び第３種の電子放出源を組み合わせ、更にＭｇＯからなる保護層に含まれる各元素の濃度を制御することにより、統計遅れ時間ｔｓと電圧変動ΔＶＡＹを制御できることが明らかである。
【０１４６】
図１６は本発明の実施の形態のプラズマディスプレイ装置について、前記の動作保証温度範囲−１０〜６０℃と最大リセット間隔、即ち休止期間ｔｉ＝１ｍｓ、１６．６７ｍｓ（＝１／６０ｓ）、５０ｍｓ（＝１／２０ｓ）の駆動方法において、良好なアドレス放電を行うことができる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に対するスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）の濃度範囲をハッチングで表している。このハッチングした部分は、評価及び解析結果に加え、保護層の結晶性等に起因したプライミング電子放出源の生成率によるスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）の濃度に対する特性の分布も加味している。
【０１４７】
ハッチングした部分の（１）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（I）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔｉ＝１ｍｓにおいて良好な放電特性を得ることができる。
【０１４８】
ｙ≦−３．５ｘ＋１８４５ （I）
但し、式（I）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍである。
【０１４９】
また、ハッチングした部分の（２）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（II）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔｉ＝１６．６７ｍｓ（＝１／６０ｓ）において良好な放電特性を得ることができる。
【０１５０】
−７４ｘ＋８８７≦ｙ≦−１．９ｘ＋４１８ （II）
但し、式（II）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍである。式（II）を満たす（２）の範囲では、休止期間ｔｉ、即ち最大リセット間隔を１ＴＶＦに相当する１６．６７ｍｓとする駆動が可能であり、輝度とコントラスト向上のためにリセット回数を減らした駆動方法を実現することが出来る。これにより、高輝度、高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。
【０１５１】
さらに、ハッチングした部分の（３）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（III）、（IV）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔｉ＝５０ｍｓ（＝１／２０ｓ）において良好な放電特性を得ることができる。
【０１５２】
−６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６ （III）
−１．５ｘ＋８７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６ （IV）
但し、式（III）及び（IV）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度で、単位は質量ｐｐｍであり、スカンジウム（Ｓｃ）濃度ｘは式（III）において１５≦ｘ＜１９、式（IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲が適当である。式（III）及び（IV）を満たす（３）の範囲では、休止期間ｔｉ、即ち最大リセット間隔を３ＴＶＦに相当する５０ｍｓとする駆動が可能であり、輝度とコントラスト向上のためにリセット回数を大きく減らした駆動方法を実現することが出来る。これにより、更に高輝度、高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。
【０１５３】
以上から、本実施の形態において、保護層５のＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下とすることにより、−１０〜６０℃の広い温度範囲で最大リセット間隔を１〜５０ｍｓとしたときに、高精細なＰＤＰを低コストなシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶＡＹによる黒ノイズが実用上問題のないプラズマディスプレイ装置が得られる。
【０１５４】
本実施の形態では、不純物添加元素として、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を挙げている。この放電遅れ改善の効果は、ＭｇＯに不純物元素を添加したことによる伝導帯から０．６ｅＶ程度の深さの浅いところに存在するトラップ準位の形成により、プライミング電子が増大したためと考えられており、同様にトラップ準位を形成するその他、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）、イットリウム（Ｙ）、水素（Ｈ）の内の少なくとも一種を含んだ不純物元素を含有させても構わない。
【０１５５】
以上、本発明者によってなされた発明を、実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明は、プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高画質で高効率なプラズマディスプレイパネルに適用して有効で、映像機器産業、宣伝機器産業、医療機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用されるものである。すなわち、広い温度範囲で放電応答性が良好なプラズマディスプレイ装置を提供することができ、さらには、放電応答性が良好なプラズマディスプレイ装置の製造方法を提供することができるため、高画質と低コストを両立する高品位なＰＤＰ表示装置への適用効果が大きい。
【符号の説明】
【０１５７】
１ 前面基板
２、２ａ、２ｂ 透明電極
３、３ａ、３ｂ バス電極
４ 誘電体層
５ 保護層
６ 背面基板
７ 隔壁
８ 誘電体層
９ アドレス電極（Ａ電極）
１０ 蛍光体層
１１ 放電空間
１２ サステイン電極（Ｘ電極）
１３ スキャン電極（Ｙ電極）
１４ 表示電極対
２０ プラズマディスプレイパネル
２１ 駆動電源
２２ 映像源
２３ プラズマディスプレイ装置
２４ アドレス駆動回路
２５ サステインパルス出力回路
２６ スキャンパルス出力回路
２７ 駆動制御回路
２８ 信号処理回路
１００、２００ ＰＤＰ
１０１ 入力装置
１０２ 計算装置
１０３ 出力装置
２２００ パーソナルコンピュータ
２２０１ ＣＰＵ装置
２２０２ 記憶装置
２２０４、２２０５ データ転送用結合バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰとも称する）及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高画質で高効率なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルは、他のディスプレイデバイスに比べ、動画性能が良い、視野角が広い、大型化が容易という特徴を有する。
【０００３】
図１は典型的なＰＤＰの分解斜視図である。また、プラズマディスプレイ装置の概略構成を図２に示す。プラズマディスプレイ装置２３は、プラズマディスプレイパネル２０とこのプラズマディスプレイパネル２０に電圧を印加する駆動電源２１と映像信号を生成する映像源２２から構成される。
【０００４】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ１００）は、前面基板１と背面基板６を貼り合わせた構造であり、これら基板間に複数の放電セルが形成されている。放電セルには、電圧を印加するための３種類の電極が形成されている。前面基板１上には、維持放電のための表示電極対１４が形成され、それら表示電極対１４は誘電体層４と保護層５により覆われている。表示電極対１４は、サステイン電極（以下、Ｘ電極とも称す）１２とスキャン電極（以下、Ｙ電極とも称す）１３で構成される。サステイン電極１２、スキャン電極１３はそれぞれ、透明電極２（２ａ、２ｂ）とバス電極３（３ａ、３ｂ）からなる。
【０００５】
一方、背面基板６上には、アドレス電極（以下、Ａ電極とも称す）９が形成され、アドレス電極９は誘電体層８で覆われている。さらに誘電体層８上には、隔壁（リブとも称す）７が構成され、隔壁間には赤、青、緑色の蛍光体層１０が形成されている。図１からも分かるように隔壁７及び誘電体層８は、蛍光体層１０に直接接しており、蛍光体層１０の保持手段としての機能も有している。
【０００６】
前面基板１側の表示電極対１４と背面基板６側のアドレス電極９とが互いに概略直交するように（場合によっては、単に互いに交差するように）、前面基板１と背面基板６の向きを合わせて、前面基板１と背面基板６とが封着され、両基板間の空隙部分である放電空間１１にはＮｅ＋Ｘｅの混合ガス、またはＨｅ＋Ｎｅ＋Ｘｅの混合ガスなどの放電ガスが封入され、両基板間に複数の放電セルが形成されている。放電ガスは放電により真空紫外線（１４６ｎｍ及び１７２ｎｍ）を発生する。このときに発生した真空紫外線が背面基板６に配置した蛍光体層１０を励起し、可視光を発する。ＰＤＰ装置では各表示セルに用いられる蛍光体層１０としてそれぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する蛍光体を用い、これらを塗り分けることにより、フルカラー表示を行うことが出来る。
【０００７】
ＰＤＰの保護層５は、一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯと称す）を用いて形成されている。保護層５の役割は、大きく三つある。まず、放電の際に発生するプラズマから誘電体層４を保護し、誘電体層４がスパッタリングされるのを防ぐ役割である。次に、イオン入射による二次電子の放出による放電開始電圧を低下させる作用である。最後に、放電の種火となる電子を放出してプラズマを発生・持続させる役割、特に荷電粒子であるプライミング電子を放出して放電開始を促進する役割がある。プライミング電子とは放電の種火となる電子のことである。
【０００８】
近年、プラズマディスプレイを取り巻く市場においては、液晶ディスプレイなど他のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ（Flat Panel Display））も含めた性能競争が激しく、プラズマディスプレイにおいても、高輝度化（高効率化）、高コントラスト化が要求されている。また、今後の高解像度デジタル放送に向けてフルＨＤ（High Definition）対応化（高精細化）が必要となっている。
【０００９】
ＰＤＰの高品位の画質を実現するために、ＰＤＰの高精細化、高効率化等の高性能化が要求されている。しかし、上記要求に伴い、セルサイズの縮小化、セル構造の高精細化に伴う走査線数の増加、高Ｘｅ濃度化のために、放電遅れと呼ばれる問題がある。
【００１０】
ＰＤＰにおける一般的な画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）がある。ＡＤＳ方式では、１ＴＶフィールド（１／６０ｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割し、それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。さらにサブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。リセット期間では、マトリクス配列された全ての放電セル内の壁電圧をほぼ均一に揃えるため、サステイン放電電極対間に放電開始電圧以上のサステイン電圧を印加し、全ての放電セルでリセット放電を行う。アドレス期間では、全ての放電セルのうちの点灯すべき放電セルのみに、適量の壁電荷を生成するアドレス放電を行う。サステイン期間では、その壁電荷を利用して表示データの階調値に応じた回数のサステイン放電（表示放電）を行う。
【００１１】
このＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置は、デジタル放送等の高品位な画質に対応した画像表示装置としての期待が高まっており、高精細化、高輝度化、高コントラスト化等の高画質化と高効率化が要求されている。また、黒ノイズの発生率低減といった表示画像の信頼性も要求されている。
【００１２】
ＰＤＰの高精細化は画素ピッチ及び放電セルサイズを小さくすることにより達成される。高輝度化は発光効率の増加やサステイン放電の回数を多くすることにより達成される。高コントラスト化には、サステイン放電回数が異なるサブフィールド数を増加させることと、リセット放電等の表示放電に寄与しない放電を低減して黒表示時の輝度を低下させることにより達成される。
【００１３】
各サブフィールドのアドレス期間は、ＰＤＰのスキャンライン数とアドレスパルス幅で決定される。アドレスパルス幅は、アドレス電圧を印加してからアドレス放電が起こるまでのアドレス放電遅れ時間ｔｄ（以下、放電遅れ時間とも記す）を考慮して設定される。アドレスパルス幅が不十分であると、アドレス電圧を印加している間にアドレス放電が起こらない。そのため、その後のサステイン放電が行われないといった誤放電による黒ノイズが発生する。更に高精細化では画素数の増加に伴いスキャンライン数が増加する。これにより、高精細なＰＤＰでは、各ＴＶフィールドにおけるアドレス期間の割合が増加し、高輝度化、高コントラスト化において重要であるサステイン期間の割合が減少する。
【００１４】
このアドレス放電遅れ時間ｔｄはＰＤＰの高効率化にも関係する。高性能のテレビ装置としてＰＤＰ装置の高発光効率化を目的とするＰＤＰ構造の改善検討が進められており、Ｎｅを主成分とする放電ガス中のＸｅガスの組成比を増加させ、発生するＸｅ２分子線を積極的に利用しようとする検討が盛んに行われている。通常、放電ガス中のキセノンガス組成比（５％程度）より多い組成比領域でこうしたＰＤＰの発光高効率化を達成する検討がなされている。しかし、Ｘｅ分圧を増大させると、放電開始電圧の上昇と放電遅れ時間の増大といった問題が起こることも知られている。
【００１５】
以上から、ＰＤＰの高性能化を実現するためにはアドレス放電遅れ時間ｔｄ及びアドレス期間を短縮することが必須である。この放電遅れ時間及びアドレス期間を短縮するには、大きく２つの方法がある。１つは、データドライバＩＣを増加させる方法である。例えばデータドライバＩＣを２倍にし、パネルの上下でスキャンラインを２分割して同時にスキャンをするデュアルスキャン方式に変えると、見かけ上のアドレス期間が半減する。しかし、デュアルスキャン方式ではデータドライバＩＣ等の駆動に関係する回路数の増加や配線が複雑となり、生産性やコストの点で問題がある。
【００１６】
もう１つは、アドレス放電遅れ時間ｔｄの短縮をＰＤＰの保護層であるＭｇＯを改良することで実現する方法である。アドレス放電遅れ時間ｔｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔｆ、並びに、プライミング電子がＭｇＯから放出されるまでの統計遅れ時間ｔｓの和で構成される。リセット放電後の残留壁電荷量に揺らぎが存在するとすれば、形成遅れ時間ｔｆに揺らぎが生じる。プライミング電子とは、放電形成に寄与する電子のことである。このうち、統計遅れは保護層であるＭｇＯからのプライミング電子放出頻度に大きく依存している。ＭｇＯのプライミング電子放出頻度は、電子放出源となるトラップ準位の数やエネルギー状態密度といったＭｇＯの準位構造に大きく関係している。プライミング電子放出源として有効なトラップ準位は、トラップされた電子が室温付近で伝導帯へ熱励起可能な深さにあり、アドレスパルス幅内に放電を発生するのに十分な準位構造を持たなければならない。このＭｇＯの準位構造は、室温付近での放電遅れのみならず、広い温度範囲における放電遅れ時間の温度特性や、高温状態での壁電圧変動等の様々なパネル駆動特性に影響を与える。
【００１７】
このようなＰＤＰの保護層であるＭｇＯに対し、非特許文献１に記載されるように、プライミング電子の放出源としてＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）等の不純物を添加する手法が報告されている。また、特許文献１に記載されるように、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）を添加することによって黒ノイズの発生率を低減する手法が報告されている。また、特許文献２及び特許文献３に記載されるように、スカンジウム（Ｓｃ）等の元素をＭｇＯに添加することによって放電応答性を改善する手法が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開平１０−３３４８０９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９６３６号公報
【特許文献３】特開２００６−２０７０１３号公報
【特許文献４】ＷＯ２００５／０９８８９０Ａ
【非特許文献】
【００１９】
【非特許文献１】ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ１−１ ２００６年、ｐ３３３〜３３６
【非特許文献２】ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ２−４ ２００６年、p３５９〜３６２
【非特許文献３】ＩＤＷ‘０８、ＰＤＰ３−３ ２００８年、ｐ１８６９〜１８７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、放電遅れに関する対策は、未だ十分になされているとは言い難い現状にある。具体的には、特許文献１の技術では、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）を添加することで、ある程度不点灯領域の発生を抑制できるが、一方で各セルにおける放電遅れのバラツキが顕著になるという新たに問題が生じることが、例えば、特許文献４に記載されている。
【００２１】
特許文献２及び特許文献３の技術では、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで放電遅れが改善することが示されている。ＰＤＰの保証温度は製造メーカによっては、最低温度０℃、更に好ましくは−１５℃、最高温度で７０℃、更に好ましくは８０℃と上下温度幅がある。そこで、本発明者らは、−１０℃〜６０℃の広い温度範囲で放電遅れ時間の評価を行った。本発明者らが検討した結果、放電遅れ時間には温度依存性があり、高温領域では放電遅れ時間が悪化することが明らかになっている。そのため、広い温度範囲で安定したアドレス放電を行うためには、アドレス期間を十分に長くする必要があり、高画質化において重要であるサステイン期間の確保が困難となる。
【００２２】
また、特許文献２の技術では、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）、カルシウム（Ｃａ）及びシリコン（Ｓｉ）を共ドープすることが示されている。しかしながら、本発明者らが検討した結果、これら不純物元素を閾値以上に添加すると、ＭｇＯのアドレス放電遅れ時間ｔｄの休止期間依存性、つまり放電が生起されてから次の放電が生起されるまでの時間間隔の依存性が悪化するという問題があることが明らかになっている。
【００２３】
以上のＭｇＯへのスカンジウム（Ｓｃ）、シリコン（Ｓｉ）といった不純物元素の添加は放電遅れ時間の改善に着目した技術であるが、本発明者らが検討した結果、ＭｇＯに対するＳｃ及びＳｉの濃度が閾値以上であると、ＰＤＰの通常動作中のある時点において、黒ノイズの発生率の増加や不点灯ラインの出現といった現象が発生することが明らかになっているこの現象は、ＰＤＰのパネル表面温度が高温である場合によくみられる。
【００２４】
この原因の一つとして、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの休止期間ｔｉ中に、アドレス電極（Ａ電極）を覆う誘電体層及び保護層の放電空間側表面とスキャン電極（Ｙ電極）を覆う誘電体層及び蛍光体層の放電空間側表面との電圧差（即ち、Ａ−Ｙ電極間の放電空間に印加される電圧）ＶＡＹが減少することが挙げられる。以下、休止期間ｔｉ中の電圧差ＶＡＹの減少量を電圧変動ΔＶＡＹと記す。
【００２５】
この電圧変動ΔＶＡＹにより、アドレス電圧印加時に放電空間に印加される実効的な電圧は減少する。そのため、所定の電圧が放電空間に印加されなくなり、アドレス放電を失敗して誤放電が発生し易くなる。
【００２６】
電圧変動ΔＶＡＹの要因として、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの間に保護層から放出されたプライミング電子が、放電空間側表面の壁電荷を打ち消していると考えられている。非特許文献２によれば、プライミング電子による休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹは、３００〜１００００Ｖ／ｓであると記載されている。
【００２７】
このような問題を解決する方法の一つとして、電圧変動ΔＶＡＹを想定してアドレス電圧を予め高めに設定する方法がある。しかし、この方法では使用する駆動回路や制御回路に実装される電子部品を高電圧に対応したものに変更する必要があり、コストの点で問題がある。また、消費電力の増加や、コントラストの低下といった問題も生じる。
【００２８】
したがって、アドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮するだけでなく、休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹを抑制する保護層技術が必要である。
【００２９】
以上より、ＭｇＯへ不純物元素を添加する技術に関しては、優れた表示性能を得る上で十分な効果が有るとは言い難いのが現状である。このため、放電特性を一層向上させることが可能なＭｇＯ膜の実現が望まれている。
【００３０】
本発明の目的は、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮して放電応答性を向上させ、休止期間ｔｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶＡＹの抑制を両立することにより、安定したアドレス放電と高画質なＰＤＰを実現する保護層技術を提供することにある。
【００３１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述と添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００３３】
すなわち、代表的なものの概要は、プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置について、広い温度範囲でのアドレス放電遅れ時間ｔｄの改善と、休止期間ｔｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶＡＹの抑制を両立するために、以下の手段を用いる。
【００３４】
上記課題を解決するために、代表的な実施の形態によるプラズマディスプレイ装置は、間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配置された電極とを備え、前記電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層を覆う保護層が配置されたＰＤＰと、前記ＰＤＰを駆動し、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される駆動方法を実現する駆動装置とを有する。
【００３５】
本発明者らは、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮して放電応答性を向上させ、休止期間ｔｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶＡＹの抑制を両立する方法について、ＭｇＯを主成分とする保護層に対し、所定の成分比の範囲でスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加する構成により、この問題が解決できることを見出した。
【００３６】
すなわち、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（I）を満たすことを特徴とする。
【００３７】
ｙ≦−３．５ｘ＋１８４５…（I）
但し、式（I）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍであり、駆動方法においての最大リセット間隔は１ｍｓである。
【００３８】
また、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（II）を満たすことを特徴とする。
【００３９】
−７４ｘ＋８８７≦ｙ≦−１．９ｘ＋４１８…（II）
但し、式（II）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍであり、駆動方法においての最大リセット間隔は１／６０ｓである。
【００４０】
さらに、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（III）、（IV）を満たすことを特徴とする。
【００４１】
−６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（III）
−１．５ｘ＋８７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（IV）
但し、式（III）及び（IV）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度で、単位は質量ｐｐｍであり、スカンジウム（Ｓｃ）濃度ｘは式（III）において１５≦ｘ＜１９、式（IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲が適当である。このとき、駆動方法においての最大リセット間隔は１／２０ｓである。
【００４２】
また、前記プラズマディスプレイ装置において、前記放電ガスは、組成比１０％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスであることを特徴とする。ここで、組成比とは、放電ガスがＸｅガスを含み、前記放電ガスのモル濃度をｎｇとし、前記Ｘｅガスのモル濃度をｎＸｇとし、前記放電ガス中のＸｅモル濃度比をａＸｅとし、Ｘｅモル濃度比ａＸｅ＝ｎＸｇ／ｎｇとして表される。
【００４３】
スキャンライン数が多く高精細なＰＤＰ、例えば解像度がフルＨＤ（High Definition）のＰＤＰにおいて、十分なリセット期間とサステイン期間を確保しつつ、全スキャンラインを１つのデータドライバＩＣでスキャンを行うシングルスキャン方式を実現するには、休止期間ｔｉ＝１６ｍｓの統計遅れ時間ｔｓを従来品のＭｇＯの１／３以下にする必要がある。そこでスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度範囲の下限値は、−２０〜６０℃の温度範囲における統計遅れ時間ｔｓの最大値が、従来品のＭｇＯの１／３以下となるスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度である。
【００４４】
この統計遅れ時間ｔｓは、保護層のプライミング電子放出特性（以下、電子放出特性とも記す）に関係していることから、測定する以外にも保護層中のプライミング電子放出源のエネルギー状態密度からも得ることができる。
【００４５】
エネルギー状態密度は、アドレス放電遅れ時間ｔｄから統計遅れ時間ｔｓを分離し、プライミング電子放出特性の計測条件依存性を解析することにより決定される。解析システム及び解析方法の概略は以下のとおりであり、解析方法は非特許文献３に記載されている。詳細については後で説明する。
【００４６】
（１）休止期間ｔｉ、温度Ｔの計測条件に対するアドレス放電遅れ時間ｔｄの計測データを入力する。
【００４７】
（２）各休止期間ｔｉと温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度と既放電確率を算出する。
【００４８】
（３）統計遅れ時間ｔｓに関係するプライミング電子の電子放出時定数ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）を算出する。
【００４９】
（４）電子放出源のエネルギー状態密度の関数を設定し、エネルギー状態密度に対する活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を設定する。
【００５０】
（５）電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギーに対する重なり積分によりプライミング電子の電子放出時定数ｔsth（ｔｉ，Ｔ）を算出する。
【００５１】
（６）休止期間ｔｉと温度Ｔの計測条件の総数に対して、計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）と計算から求めたｔｓth（ｔｉ，Ｔ）の平均二乗誤差が最小となる活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数を決定する。
【００５２】
これにより、一つまたは複数の電子放出源のエネルギー状態密度を解析することができる。更に、（５）により電子放出源のエネルギー状態密度から各計測条件に対するプライミング電子の電子放出時定数ｔｓth（ｔｉ，Ｔ）を算出することもできる。
【００５３】
休止期間ｔｉの間の電圧変動ΔＶＡＹは、保護層から放出されるプライミング電子放出量Ｎｅｍに関係する。単位時間当たりに放出されるプライミング電子量Ｎｅｍは、プライミング電子の放出時定数ｔｓの逆数で与えられる。ＰＤＰの温度Ｔを一定として休止期間ｔi中のプライミング電子放出量Ｎｅｍは、
【００５４】
【数１】
【００５５】
で与えられる。放出される電荷Ｑｅｍは電気素量ｑを用いて、
【００５６】
【数２】
【００５７】
で与えられる。リセット放電により形成される壁電荷が、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面が正で、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面が負であるとすると、保護層から放出される電荷Ｑｅｍは、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面に到達すると考える。この結果、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面の壁電荷が−Ｑｅｍだけ、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面の壁電荷がＱｅｍだけ減少する。
【００５８】
１つの放電セルにおけるＡ電極側とＹ電極側の静電容量をＣＡ、ＣＹとすると、プライミング電子放出による壁電荷の変動に伴う電圧変動ΔＶＡＹは、
【００５９】
【数３】
【００６０】
で表され、プライミング電子放出量Ｎｅｍに関係する。更に、電圧差ＶＡＹが大きければ、放出されたプライミング電子は、放電空間において放電ガスを電離し、保護層から二次電子が放電空間へ放出され、電圧変動ΔＶＡＹを増大させることもある。
【００６１】
プライミング電子放出量Ｎｅｍは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）中のトラップ準位に起因するプライミング電子放出源の実行数Ｎｅｅ,ｊに依存する。スカンジウム（Ｓｃ）はＭｇＯに対してドナーであることから、プライミング電子放出源となるトラップ準位を形成する。シリコン（Ｓｉ）についてもプライミング電子放出源となるトラップ準位を形成するため、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加したＭｇＯを用いた保護層では、プライミング電子放出源の実行数Ｎｅｅ,ｊはＭｇＯに対するＳｃ濃度で決定される。
【００６２】
従来品のＭｇＯでは、高温で動作させたときに、１ＴＶフィールドに相当する休止期間ｔｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶＡＹによる黒ノイズが実用上問題のない程度である。そこでＳｃ濃度範囲の上限値、休止期間ｔｉ＝１６ｍｓにおける電圧変動ΔＶＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶＡＹが１以下となるスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度である。
【発明の効果】
【００６３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００６４】
すなわち、代表的な実施の形態によるＰＤＰによれば、保護層として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分として、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を所定の成分比の範囲で含むことにより、広い温度範囲において統計遅れ時間ｔｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮し、休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹを抑制することができ、広い温度範囲において、安定したアドレス放電と高画質なＰＤＰを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】典型的なＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図２】典型的なＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態によるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【図４】図３のＰＤＰにおいて、階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。
【図５】図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。
【図６】図３のＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。
【図７】本発明の前提として検討したＰＤＰのパネル表面温度に対する統計遅れ時間の関係を示す図である。
【図８】本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データに対する累積数、及び、既放電確率を用いた統計遅れ時間と形成遅れ時間の解析方法を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、既放電確率を用いたプライミング電子の電子放出時定数解析の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、休止期間と温度に対するウインドウ関数が最大となるエネルギーを示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギー重なり積分の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法により得られたＭｇＯ中に含まれるスカンジウム、シリコンに起因した各電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態により統計遅れ時間と電圧変動が改善されるスカンジウム濃度とシリコン濃度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではい。なお、実施の形態を説明する全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００６７】
（実施の形態）
まず、図３に示した放電セルで構成されるプラズマディスプレイパネルを作製した。図３は本実施の形態によるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。
【００６８】
発明者らは、パネルサイズが５０インチで、表示画素数が１９２０×１０８０のフルＨＤの高精細なＰＤＰで検討しているが、パネルサイズが３２インチ以上、表示画素数がＨＤ以上の高精細なＰＤＰであっても構わない。
【００６９】
本実施の形態のようなＡＣ面放電型カラープラズマディスプレイパネルのＰＤＰ２００は、間隔をあけて対向配置された一対の前面基板１及び背面基板６と、前面基板１及び背面基板６の基板間に設けられ基板間の間隔を保持する隔壁７と、基板間に形成された放電空間１１内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前面基板１及び背面基板６の対向面の少なくとも一方の前面基板１上に配置されたサステイン電極（Ｘ電極）１２とスキャン電極（Ｙ電極）１３とからなる表示電極対１４と、他方の背面基板６上に配置されたアドレス電極（Ａ電極）９とを備えている。前面基板１上には、表示電極対１４を覆う誘電体層４と、この誘電体層４を覆う保護層５が配置されている。背面基板６上には、アドレス電極９を覆う誘電体層８と、この誘電体層８上に隔壁７及び蛍光体層１０が配置されている。
【００７０】
本実施の形態のようなＡＣ面放電型カラープラズマディスプレイパネルのＰＤＰ２００では、例えば、サステイン電極１２とスキャン電極１３で構成される表示電極対１４のうちの一方（一般にスキャン電極１３）に負の電圧を、アドレス電極９ともう一方の残りの表示電極に正の電圧（前記一方の表示電極に印加される電圧に比して正の電圧）を印加することによりアドレス放電が発生し、これにより、一対の表示電極の間で放電を開始するための補助となる壁電荷が形成される。この状態で一対の表示電極の間に、適当な逆の電圧を印加すると、誘電体層４及び保護層５を介して、表示電極対１４の間の放電空間１１で放電が発生する。
【００７１】
放電終了後、前記表示電極対１４に印加する電圧を逆にすると、新たに放電が発生する。これを繰り返すことにより継続的に放電が発生する。これをサステイン放電又は表示放電と呼ぶ。このサステイン放電により、放電空間１１内に封入された放電ガスが紫外線を発生し、その紫外線で蛍光体層１０を励起することで、蛍光体層１０が可視発光してカラー表示を行う。
【００７２】
本実施の形態のＰＤＰ２００は、前面基板１上に、複数対のサステイン電極１２とスキャン電極１３がストライプ状に形成され、一対の表示電極対１４が構成される。なお、表示電極対１４を構成するサステイン電極１２とスキャン電極１３の材料には、透明電極２（２ａ、２ｂ）の材料に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウムスズ）、あるいは酸化亜鉛（ＺｎＯ）など、バス電極３（３ａ、３ｂ）の材料に、銀（Ａｇ）の他、アルミニウム（Ａｌ）などからなる金属膜、または、クロム（Ｃｒ）／銅（Ｃｕ）／クロム（Ｃｒ）の積層膜なども適用可能である。
【００７３】
上記表示電極対１４上には覆うようにしてガラス系の材料で構成される誘電体層４が形成される。当該誘電体層４を覆うようにして保護層５が形成される。保護層５は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてシリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）を添加して構成される。この保護層５の構成と形成方法については後述する。
【００７４】
背面基板６上には、銀などで構成されている複数並設されたアドレス電極９と、前記アドレス電極９を覆うようにして、ガラス系の材料で構成される誘電体層８が形成される。当該誘電体層４上には、同じくガラス系の材料で構成される隔壁材を厚膜印刷し、ブラストマスクを用いたブラスト除去により隔壁７が形成される。
【００７５】
次に、この隔壁７上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各蛍光体層１０を該当する隔壁７間の溝面を被覆する形で、順次ストライプ状に形成する。各蛍光体層１０は、赤、緑及び青にそれぞれ対応し、赤蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）、緑蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）、青蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）とし、それぞれビヒクルと混ぜて蛍光体ペーストとし、スクリーン印刷により塗布した後、乾燥及び焼成工程により蛍光体ペースト内の揮発成分の蒸発と有機物の燃焼除去を行って形成する。また、各蛍光体層１０の材料については、例えば、赤蛍光体は（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ蛍光体、緑色蛍光体はＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、青蛍光体はＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ蛍光体を用いる。
【００７６】
次に、上記表示電極対１４、誘電体層４、及び保護層５を形成した前面基板１と、アドレス電極９、誘電体層８、隔壁７、及び蛍光体層１０を形成した背面基板６を表示電極対１４とアドレス電極９とが直交するように対向配置され、非表示領域をシール材でフリット封着することで、ボックス型に隔壁７で区分けされてなる放電空間１１が複数形成される。その後、当該放電空間１１を真空状態にし、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈｅ等からなる放電用の混合ガスが封入されＰＤＰ２００が完成する。放電ガスの封入圧力は、例えば、５０〜８０ｋＰａ程度である。
【００７７】
本実施の形態では放電ガスのＸｅ組成比が１２％以上を用いた。これは、プラズマディスプレイ装置の発光効率を増大させるためには、放電による紫外線の発生効率を増大させることが非常に重要なためであり、そのためにはＸｅ組成比を高める必要がある。従来技術ではＸｅ組成比が通常４％〜１０％である。本実施の形態では、さらにＸｅ組成比を１２％以上に高めて効率を上げている。
【００７８】
次に、上述した保護層５の形成方法について説明する。本発明の保護層５の主成分はＭｇＯであり、所定量のスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含んでいる。本発明では、この保護層５を電子ビーム蒸着法により成膜する。このとき、膜質を制御するために、酸素ガスや水素ガス、水蒸気等を供給しても構わない。また、ＭｇＯの成膜方法として、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等を用いても構わない。これらの成膜方法により保護層５は３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。
【００７９】
この保護層５の膜厚は７００ｎｍである。ただし、膜厚はこれに限定されるものではなく、保護層としての機能を有することができるものであれば構わない。保護層の膜厚に関しては、本実施の形態に記載されているものだけに限定されず、保護層は５００ｎｍ以上から２０００ｎｍ以下であれば構わない。上述した膜厚範囲の場合、誘電体層４などの下地層の影響や、保護層５に発生する膜応力の影響などを受けない。５００ｎｍ未満では耐スパッタ性が不十分なため、良好な放電応答性を得ることができない。また、２０００ｎｍを越える厚さでは、ＭｇＯの柱状結晶構造が成長し、その構造間に隙間ができるため、クラックの発生や不純物ガスの吸着といった問題が生じることもある。
【００８０】
蒸着源には、粉末状のＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を混合してペレット状に成型したものを用いるか、ペレット状のＭｇＯとペレット状のスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を混合して用いるか、あるいはこれらのペレット状に成型したものの焼結体を用いる。この蒸着源中のスカンジウム（Ｓｃ）濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上５０００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｃ）濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下である。ここで不純物濃度を５質量ｐｐｍ以上に限定したのは、５ｐｐｍ未満では濃度の安定制御が困難なためである。
【００８１】
これらの蒸着源は、ＭｇＯとスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を出発材料として作製されるが、本発明者らが検討した結果、出発材料に用いるＭｇＯ中の不純物の濃度は、多くてもＭｇＯに対して２００質量ｐｐｍ以下であることが望ましい。これは、出発材料に用いるＭｇＯの純度が低いと、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加することにより得られる効果が低減するためである。本発明で用いたＭｇＯに含まれる不純物元素とその濃度を表１に示す。表１に示される不純物の濃度は高周波誘導結合プラズマ質量分析（以下、ＩＣＰ−ＭＳと記す）による分析結果である。Ｚｎ、Ｍｎ以外の不純物元素は、検出限界未満であった。
【００８２】
【表１】
【００８３】
上記スカンジウム化合物及びシリコン化合物は、それらの酸化物及び塩化物、硝酸塩または炭酸塩などの塩よりなる群から選択された１つ以上から由来する成分を含むことが出来る。例えば、Ｓｃ２Ｏ３、Ｓｃ（ＮＯ３）３、ＳｃＦ３、ＳｃＣｌ３、ＳｉＯ２などが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００８４】
以上の方法により形成される保護層５のＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度は、ＩＣＰ−ＭＳ、または二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて測定することができる。
【００８５】
このＰＤＰに画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）を適用した場合について説明する。図４は階調表示方式であるＡＤＳにおける１ＴＶフィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。図５は図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。なお、図５中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。
【００８６】
図４（i）で示されるように１フィールド（１／６０ｓ≒１６．６７ｍｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割している。それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。各サブフィールドは、図４（ii）で示されるリセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。
【００８７】
リセット期間では、表示電極間に放電開始電圧以上の電圧が印加され、全ての放電セルでリセット放電が起こる。これにより、全ての放電セル内の壁電圧、即ち帯電状態をほぼ均一に揃えることができる。
【００８８】
アドレス期間では、画像データに基づき選択された放電セルのアドレス電極（Ａ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧が印加される。図５は、３つの連続したスキャン電極（Ｙ電極）であり、（Ｙｉ電極）と（Ｙｉ＋２電極）が選択され、（Ｙｉ＋１電極）が選択されない時の、各電極に印加される電圧波形である。選択された放電セルの（Ｙｉ電極）と（Ｙｉ＋２電極）には、−Ｖｙのスキャンパルスが印加されるのと同期してアドレス電極（Ａ電極）に電圧Ｖａのアドレス電圧が印加されてアドレス放電（選択放電）が起こる。選択されアドレス放電が起こった放電セルでは、サステイン期間で行われるサステイン放電（表示放電）を行うのに必要な壁電荷が形成される。一方、選択されない放電セルの（Ｙｉ＋１電極）では、−Ｖｙのスキャンパルスが印加される時にアドレス電極(Ａ電極)にアドレス電圧が印加されないため、アドレス放電が起こらない。これにより表示放電を行うのに必要な壁電荷が形成されず、サステイン期間でサステイン放電が起こらない。各サブフィールドのアドレス期間を表示電極対数によらず一定とすると、表示電極対数が増加するとスキャンパルス幅が短くなる。そのため、表示電極対数が増加すると、許容されるアドレス遅れ時間ｔｄも短くなる。
【００８９】
サステイン期間では、サステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）にサステインパルスが交互に印加され、選択された放電セルにおいてサステイン放電が起こる。例えば、２進法に基づく輝度の重みを持った８個のサブフィールドを設けると、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の放電セルはそれぞれ２８（＝２５６）階調の輝度表示が得られ、約１６７８万色の色表示が可能となる。
【００９０】
図６は、ＰＤＰを備えたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置２３は、アドレス電極（Ａ電極）９、サステイン電極（Ｘ電極）１２、スキャン電極（Ｙ電極）１３を有するＰＤＰ２０と、アドレス電極（Ａ電極）９を駆動するためのアドレス駆動回路２４と、サステイン電極（Ｘ電極）１２を駆動するためのサステインパルス出力回路２５と、スキャン電極（Ｙ電極）１３を駆動するためのスキャンパルス出力回路２６と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路２７と、入力信号の処理を行う信号処理回路２８と、ＰＤＰ２０などに電圧を印加する駆動電源２１と映像信号を生成する映像源２２からなる駆動装置を備えている。
【００９１】
プラズマディスプレイ装置２３は、ＰＤＰ２０が完成した後、ＰＤＰ２０の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、ＰＤＰ２０の変形を防ぎ、放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源２１やアドレス駆動回路２４などの駆動装置が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置２３が完成する。
【００９２】
次に、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。前述したように、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）のみを添加した場合、各セルにおける放電遅れのバラツキが顕著になるという問題が生じることが知られている。また、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで放電遅れが改善することが示されているが、放電遅れの高温領域では温度依存性が悪化するという問題があることが明らかになっている。アドレス放電遅れ時間ｔｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔｆ、並びに、プライミング電子がＭｇＯから放出されるまでの統計遅れ時間ｔｓの和で構成される。
【００９３】
図７にスカンジウム（Ｓｃ）のみを添加したＭｇＯを主成分とする保護層で構成されたＰＤＰのパネル表面温度Ｔに対する統計遅れ時間ｔｓの結果を示す。スカンジウム（Ｓｃ）が多くなるに従い、統計遅れ時間ｔｓが改善されていることが分かる。しかしながら、パネル表面温度Ｔが上昇するに従い、統計遅れ時間ｔｓは悪化していることが分かる。上記問題解決のため、ＭｇＯに高濃度にスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで改善できる可能性はあるが、プライミング電子放出源数が許容限度を越えて多くなり、電圧変動ΔＶＡＹが増大して表示特性に支障をきたす場合がある。
【００９４】
また、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）を共ドープすることが提案されているが、シリコン（Ｓｉ）の濃度が１０００質量ｐｐｍを超えると、放電遅れの休止期間依存性が悪化し、共ドープの効果が得られないことが明らかになっている。そのため、スカンジウム（Ｓｃ）濃度及びシリコン（Ｓｉ）濃度の制御が重要となっており、本実施の形態において、スカンジウム（Ｓｃ）濃度及びシリコン（Ｓｉ）濃度の最適化を行う。
【００９５】
まず、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。尚、以下の解析手法については前述したように非特許文献３にも記載されている。
【００９６】
アドレス放電遅れ時間ｔｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔｆ、並びに、放電の種火となるプライミング電子が保護層から放出されるまでの統計遅れ時間ｔｓの和で構成される。
【００９７】
保護層からプライミング電子が放電空間に放出されることは、統計現象のため、統計遅れ時間ｔｓには揺らぎが生じる。図８は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間を繰り返し計測した計測データを、アドレス放電遅れ時間毎に累積数（２００１）で表示した放電遅れ時間の頻度分布の一例である。なお、２００２は既放電確率Ｇを示す。同一放電セルにもかかわらず、約５００ｎｓをピークに、放電時間が早い場合は４００ｎｓ、放電時間が遅い場合は１０００ｎｓ以上を示しており、左右非対称な形状を示している。この繰り返し計測した計測データを用いて、以下の方法により保護層のプライミング電子放出特性を解析する。
【００９８】
図９はプライミング電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図、図１０はその解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【００９９】
まず、図９及び図１０により、本発明に用いたプライミング電子放出特性の解析システムの構成を説明する。本発明に用いた解析システムは、保護層中の電子放出源に対する電子放出特性の解析システムとされ、パーソナルコンピュータ２２００と、計算装置１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ２２００は、記憶装置を含む入力装置１０１と、画像処理装置を含む出力装置１０３などから構成される。計算装置１０２は、ＣＰＵ装置２２０１と、記憶装置２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置２２０１と記憶装置２２０２は、データ転送用結合バス２２０４により接続されている。
【０１００】
なお、図１０では、複数の計算装置１０２が、データ転送用結合バス２２０５によりマトリクス状に接続される構成となっているが、これに限定されず、計算装置１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ２２００内に設けてもよい。
【０１０１】
次に、図９及び図１０により、本発明で用いた電子放出特性の解析システムについて、その動作例を説明する。計算装置１０２において、記憶装置２２０２には電子放出特性の解析プログラムが記憶（保持）されており、パーソナルコンピュータ２２００からの指示により、ＣＰＵ装置２２０１がそのプログラムを読み出して演算処理を行う。その演算処理の結果は、記憶装置２２０２に保存される。演算処理に必要なデータ類は、パーソナルコンピュータ２２００から、データ転送用結合バス２２０５を介して送信される。また、計算装置１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス２２０５を介して、パーソナルコンピュータ２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置１０３で出力・表示される。
【０１０２】
図９に示すように、計算装置１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。
【０１０３】
まず、ステップＳ１０２−１において、ＰＤＰに対して計測した、サステイン電圧印加後からアドレス電圧印加までの休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔｄの計測データを、入力装置１０１から計算装置１０２に入力する。尚、上記ＭｇＯの温度Ｔはパネル表面温度としている。
【０１０４】
次に、ステップＳ１０２−２において、計算装置１０２では、各休止期間ｔｉとＭｇＯ温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）を算出する。
【０１０５】
図１１に、放電確率頻度の最大値を１に規格化した放電確率頻度Ｐ（ｔ）２０１を示した。放電確率頻度Ｐ（ｔ）は、短時間側ではガウス関数型であるが、長時間側はテールを引いた非対称な形状である。この放電確率頻度Ｐ（ｔ）と式（１）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図１１には、既放電確率Ｇ（ｔ）２０２を示した。既放電確率Ｇ（ｔ）は、下に凸から上に凸の形状を示し、長時間側で傾きはなだらかになっている。
【０１０６】
【数４】
【０１０７】
ステップＳ１０２−３において、形成遅れ時間ｔｆの揺らぎを取り除き、プライミング電子の電子放出時定数ｔｓexpを求めるために、
【０１０８】
【数５】
【０１０９】
を満たす長時間領域における既放電確率Ｇ（ｔ）とその時刻ｔを用いる。ここで、ｔｆaveは形成遅れ時間ｔｆの平均値、σtfは形成遅れ時間ｔｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔｆaveと形成遅れ時間の分散値σtfは、アドレス電圧印加時にプライミング電子が存在するような短い休止期間ｔｉの計測データに対して、そのアドレス放電遅れ時間の平均値と分散値から求めることができる。図１１に示すように、
【０１１０】
【数６】
【０１１１】
の長時間領域２０３を満たすｔa、ｔb、その既放電確率Ｇ（ｔa）とＧ（ｔb）、並びに、式（２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔｓexpを算出する。
【０１１２】
【数７】
【０１１３】
例えば、ｔｉ＝０．１ｍｓ、Ｔ＝２５℃の短い休止期間に対するアドレス放電遅れ時間の計測データでは、アドレス放電遅れ時間の平均値ｔｆave＝０．５９μｓ、分散値σtf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ63.2とｔ95は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（２）を用いて得られたｔｓexp（ｔｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、
【０１１４】
【数８】
【０１１５】
は０．７１μｓになることから、
【０１１６】
【数９】
【０１１７】
の長時間領域の条件を満たすことが分かる。
【０１１８】
次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄｊ（Ｅ）を解析する方法を述べる。計算から求められるプライミング電子の電子放出時定数ｔｓｔｈは、式（３）と（４）によりエネルギー状態密度Ｄｊ（Ｅ）と関係付けられる。
【０１１９】
【数１０】
【０１２０】
【数１１】
【０１２１】
ここで、Ｅはプライミング電子放出源のエネルギー深さ（以下、エネルギーもしくはエネルギー準位とも称する）、ｆｐｈは電子放出源のフォノン振動数、ｋＢはボルツマン定数である。また、Ｗｊ（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）は、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件に対して、
【０１２２】
【数１２】
【０１２３】
を中心に最大値e-1ｔｉ-1とエネルギー幅±数ｋＢＴを有するウインドウ関数である。計測条件として、休止期間ｔｉを一定、ＭｇＯの温度Ｔを変化させた計測では、ウインドウ関数は、最大値e-1ｔｉ-1を一定としてエネルギーＥｍ（ｔｉ，Ｔ）が推移する。一方、ＭｇＯの温度Ｔを一定、休止期間ｔｉを変化させた計測では、Ｅｍ（ｔｉ，Ｔ）が推移しながら、最大値e-1ｔｉ-1も変化する。
【０１２４】
図１２に、休止期間ｔｉ＝０．０１ｍｓ、０．１ｍｓ、１ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝−１０℃（２６３．１５Ｋ）、０℃（２７３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、４０℃（３１３．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）におけるウインドウ関数が最大となるエネルギー
【０１２５】
【数１３】
【０１２６】
を示した。ここで、電子放出源のフォノン振動数ｆｐｈは３．１×１０１３Ｈｚとした。休止期間ｔｉ＝０．０１ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝−１０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは４４３ｍｅＶである。また、休止期間ｔｉ＝１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝６０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは８９２ｍｅＶを表している。
【０１２７】
図１３に示すように、電子放出時定数ｔｓｔｈの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄj（Ｅ）４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗｊ（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）４０２のエネルギーに対する重なり積分を計算し、全電子放出源の種類ｊについて和を取ることに等しいことが分かる。
【０１２８】
図９に示したステップＳ１０２−４において、Ｓｃを含むＭｇＯについて、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）として、式（５）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力する探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。
【０１２９】
【数１４】
【０１３０】
第１種の電子放出源のフォノン振動数ｆｐｈ,１を１．２６×１０１３Ｈｚとして、計測条件ｔｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、ウインドウ関数のエネルギー領域は５０７ｍｅＶ〜７８０ｍｅＶの範囲となる。ウインドウ関数のエネルギー幅の３ｋＢＴは約７５ｍｅＶなので、エネルギー領域は４３０ｍｅＶ〜８６０ｍｅＶとなる。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，jの探索範囲として、計測条件により決定するＥｍ（ｔｉ，Ｔ）の最小値−３ｋＢＴからＥｍ（ｔｉ，Ｔ）の最大値＋３ｋＢＴを包含する４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶとした。活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，jと活性化エネルギーの分散値σＥ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅｍ（ｔｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の５ｍｅＶとした。
【０１３１】
次に、実効数Ｎｅｅ,１は、計測条件の時間オーダー幅が２桁程度なので、実効数の探索範囲はその時間オーダー幅である２桁として、１×１０ｎ個／セル〜１×１０ｎ＋２個／セル（ｎ＝０〜４）を離散化した２０１個とした。以上より、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１に対する探索範囲は４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σＥ，１に対する探索範囲は５〜１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎｅｅ,１に対する探索範囲は１×１０４個／セル〜１×１０６個／セルを離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０５個のパラメータ値を入力する。
【０１３２】
ステップＳ１０２−５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１と実効数Ｎｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（５）を式（３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ１（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ１,sth(ｔｉ，Ｔ)を求めることができる。
【０１３３】
ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝４２に対して、式（６）で表された計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ１,s th(ｔｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１、実効数Ｎｅｅ,１を求める。
【０１３４】
ΣＮ＝４２ {ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）-ｔ１,s th（ｔｉ，Ｔ）}２ （６）
このようにして、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１、実効数Ｎｅｅ,１を出力装置１０３から出力・表示する。
【０１３５】
次に、第２種の電子放出源について、図９に示したステップＳ１０２−７に従って、ステップＳ１０２−４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ２（Ｅ）として、式（７）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。
【０１３６】
【数１５】
【０１３７】
第２種の電子放出源のフォノン振動数ｆｐｈ,２を１．２×１０１３Ｈｚとして、計測条件ｔｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、第１種の電子放出源に対して述べたと同様に、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２に対する探索範囲は４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σＥ，２に対する探索範囲は５〜１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎｅｅ,２に対する探索範囲は１×１０ｎ個／セル〜１×１０ｎ＋２個／セル（ｎ＝０〜４）を離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０５個のパラメータ値を入力する。
【０１３８】
ステップＳ１０２−５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２と実効数Ｎｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（７）を式（３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ２（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ２,sth(ｔｉ，Ｔ)を求めることができる。
【０１３９】
ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（８）で表された計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ１,s th(ｔｉ，Ｔ)とｔ２,s th(ｔｉ，Ｔ)の和に対する平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２、実効数Ｎｅｅ,２を求める。
【０１４０】
ΣＮ＝１８ {ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）-ｔ１,s th（ｔｉ，Ｔ） -ｔ２,s th（ｔｉ，Ｔ）}２ （８）
このようにして、第１種と第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）とＤ２（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１、実効数Ｎｅｅ,１、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２、実効数Ｎｅｅ,２を出力装置１０３から出力・表示する。
【０１４１】
スカンジウム（Ｓｃ）を含むＭｇＯを基にして、更にシリコン（Ｓｉ）を含むＭｇＯについては、第３種の電子放出源として、第２種の電子放出源と同様に、図９に示したステップＳ１０２−７に従って、ステップＳ１０２−４に戻り、第３種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ３（Ｅ）として、式（７）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎｅｅ,３、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，３、活性化エネルギーの分散値σＥ，３を求める。
【０１４２】
ＭｇＯの温度ＴをＰＤＰの温度として、以上の実験方法と解析手法により得られた、本発明によるＭｇＯからなる保護層のスカンジウム（Ｓｃ）、シリコン（Ｓｉ）に起因した電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）５０１、Ｄ２（Ｅ）５０２、Ｄ３（Ｅ）５０３を図１５に示す。これらのエネルギー状態密度Ｄｊ（Ｅ）はＭｇＯからなる保護層に含まれる各元素の濃度に依存する。図１５の破線５０４は、ＰＤＰに要求される前記の動作保証温度範囲−２０〜６０℃と休止期間ｔｉ＝１〜５０ｍｓにおけるウインドウ関数のエネルギー領域４３０〜８６０ｍｅＶである。つまり、このウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度が広く分布していることが望ましい。
【０１４３】
解析の結果、スカンジウム（Ｓｃ）を含む酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は第１種の電子放出源であるエネルギー準位（浅いエネルギー準位と称す）と第２種の電子放出源である第１種の電子放出源より比較的深いエネルギー準位（深いエネルギー準位と称す）のトラップ準位で構成されていることが明らかである。また、第１種の電子放出源である浅いエネルギー準位と第２種の電子放出源である深いエネルギー準位では、第１種の電子放出源である浅いエネルギー準位のエネルギー状態密度が大きい。そのため、パネル表面温度が上昇するに従い、エネルギー状態密度が減少することとなり統計遅れ時間ｔｓは悪化する。
【０１４４】
一方、シリコン（Ｓｉ）を含む酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、第３種の電子放出源である深いエネルギー準位で構成される。そのため、パネル表面温度が上昇するに従い、統計遅れ時間は改善されることが明らかである。また、スカンジウム（Ｓｃ）の第２種の電子放出源とシリコン（Ｓｉ）の第３種の電子放出源はほぼ同じ活性化エネルギーである。
【０１４５】
このことから、スカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）に起因する第１種、第２種及び第３種の電子放出源を組み合わせ、更にＭｇＯからなる保護層に含まれる各元素の濃度を制御することにより、統計遅れ時間ｔｓと電圧変動ΔＶＡＹを制御できることが明らかである。
【０１４６】
図１６は本発明の実施の形態のプラズマディスプレイ装置について、前記の動作保証温度範囲−１０〜６０℃と最大リセット間隔、即ち休止期間ｔｉ＝１ｍｓ、１６．６７ｍｓ（＝１／６０ｓ）、５０ｍｓ（＝１／２０ｓ）の駆動方法において、良好なアドレス放電を行うことができる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に対するスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）の濃度範囲をハッチングで表している。このハッチングした部分は、評価及び解析結果に加え、保護層の結晶性等に起因したプライミング電子放出源の生成率によるスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）の濃度に対する特性の分布も加味している。
【０１４７】
ハッチングした部分の（１）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（I）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔｉ＝１ｍｓにおいて良好な放電特性を得ることができる。
【０１４８】
ｙ≦−３．５ｘ＋１８４５ （I）
但し、式（I）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍである。
【０１４９】
また、ハッチングした部分の（２）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（II）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔｉ＝１６．６７ｍｓ（＝１／６０ｓ）において良好な放電特性を得ることができる。
【０１５０】
−７４ｘ＋８８７≦ｙ≦−１．９ｘ＋４１８ （II）
但し、式（II）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍである。式（II）を満たす（２）の範囲では、休止期間ｔｉ、即ち最大リセット間隔を１ＴＶＦに相当する１６．６７ｍｓとする駆動が可能であり、輝度とコントラスト向上のためにリセット回数を減らした駆動方法を実現することが出来る。これにより、高輝度、高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。
【０１５１】
さらに、ハッチングした部分の（３）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（III）、（IV）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔｉ＝５０ｍｓ（＝１／２０ｓ）において良好な放電特性を得ることができる。
【０１５２】
−６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６ （III）
−１．５ｘ＋８７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６ （IV）
但し、式（III）及び（IV）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度で、単位は質量ｐｐｍであり、スカンジウム（Ｓｃ）濃度ｘは式（III）において１５≦ｘ＜１９、式（IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲が適当である。式（III）及び（IV）を満たす（３）の範囲では、休止期間ｔｉ、即ち最大リセット間隔を３ＴＶＦに相当する５０ｍｓとする駆動が可能であり、輝度とコントラスト向上のためにリセット回数を大きく減らした駆動方法を実現することが出来る。これにより、更に高輝度、高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。
【０１５３】
以上から、本実施の形態において、保護層５のＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下とすることにより、−１０〜６０℃の広い温度範囲で最大リセット間隔を１〜５０ｍｓとしたときに、高精細なＰＤＰを低コストなシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶＡＹによる黒ノイズが実用上問題のないプラズマディスプレイ装置が得られる。
【０１５４】
本実施の形態では、不純物添加元素として、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を挙げている。この放電遅れ改善の効果は、ＭｇＯに不純物元素を添加したことによる伝導帯から０．６ｅＶ程度の深さの浅いところに存在するトラップ準位の形成により、プライミング電子が増大したためと考えられており、同様にトラップ準位を形成するその他、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）、イットリウム（Ｙ）、水素（Ｈ）の内の少なくとも一種を含んだ不純物元素を含有させても構わない。
【０１５５】
以上、本発明者によってなされた発明を、実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
本発明は、プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高画質で高効率なプラズマディスプレイパネルに適用して有効で、映像機器産業、宣伝機器産業、医療機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用されるものである。すなわち、広い温度範囲で放電応答性が良好なプラズマディスプレイ装置を提供することができ、さらには、放電応答性が良好なプラズマディスプレイ装置の製造方法を提供することができるため、高画質と低コストを両立する高品位なＰＤＰ表示装置への適用効果が大きい。
【符号の説明】
【０１５７】
１ 前面基板
２、２ａ、２ｂ 透明電極
３、３ａ、３ｂ バス電極
４ 誘電体層
５ 保護層
６ 背面基板
７ 隔壁
８ 誘電体層
９ アドレス電極（Ａ電極）
１０ 蛍光体層
１１ 放電空間
１２ サステイン電極（Ｘ電極）
１３ スキャン電極（Ｙ電極）
１４ 表示電極対
２０ プラズマディスプレイパネル
２１ 駆動電源
２２ 映像源
２３ プラズマディスプレイ装置
２４ アドレス駆動回路
２５ サステインパルス出力回路
２６ スキャンパルス出力回路
２７ 駆動制御回路
２８ 信号処理回路
１００、２００ ＰＤＰ
１０１ 入力装置
１０２ 計算装置
１０３ 出力装置
２２００ パーソナルコンピュータ
２２０１ ＣＰＵ装置
２２０２ 記憶装置
２２０４、２２０５ データ転送用結合バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配置された電極とを備え、前記電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層を覆う保護層が配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度をｘ（単位は質量ｐｐｍ）、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度をｙ（単位は質量ｐｐｍ）とした場合に、ｙ≦−３．５ｘ＋１８４５…（I）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層は、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、−７４ｘ＋８８７≦ｙ≦−１．９ｘ＋４１８…（II）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層は、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、−６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（III）、−１．５ｘ＋８７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（IV）、（但し、式（III）において１５≦ｘ＜１９、式（IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲である）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記放電ガスを封入する工程は、組成比１０％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスを封入する段階を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動装置とからなることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項１】
間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配置された電極とを備え、前記電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層を覆う保護層が配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度をｘ（単位は質量ｐｐｍ）、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度をｙ（単位は質量ｐｐｍ）とした場合に、ｙ≦−３．５ｘ＋１８４５…（I）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層は、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、−７４ｘ＋８８７≦ｙ≦−１．９ｘ＋４１８…（II）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
請求項１記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層は、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、−６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（III）、−１．５ｘ＋８７≦ｙ≦−１．５ｘ＋３０６…（IV）、（但し、式（III）において１５≦ｘ＜１９、式（IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲である）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記放電ガスを封入する工程は、組成比１０％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスを封入する段階を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動装置とからなることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１７７０１９（Ｐ２０１０−１７７０１９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８０１３（Ｐ２００９−１８０１３）
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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