プラズマディスプレイパネル
【課題】放電開始電圧の変動を抑制可能なプラズマディスプレイパネルを提供する。
【解決手段】ＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と放電空間を挟んで対向配置された背面板と、を備える。前面板２は、放電空間１６に面する保護層９を含む。保護層９は、少なくとも第１の金属酸化物であるＭｇＯと第２の金属酸化物であるＣａＯとを有する。さらに保護層９は、面放電が発生する放電領域５０と、放電が発生しない非放電領域６０とに区画され、放電領域５０表面の組成は、非放電領域６０表面の組成と異なる。
【解決手段】ＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と放電空間を挟んで対向配置された背面板と、を備える。前面板２は、放電空間１６に面する保護層９を含む。保護層９は、少なくとも第１の金属酸化物であるＭｇＯと第２の金属酸化物であるＣａＯとを有する。さらに保護層９は、面放電が発生する放電領域５０と、放電が発生しない非放電領域６０とに区画され、放電領域５０表面の組成は、非放電領域６０表面の組成と異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、表示デバイスなどに用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）の保護層の一つの機能は、放電を発生させるための電子を放出することである。
【０００３】
特許文献１には、以下の技術が開示されている。保護層の形成後、保護層上に「金属酸化物粒子と有機溶剤とを含んだ液状原料」を塗布して冷却することによって一時保護層を形成する。かかる一時保護層によって前面板における保護層変質を防止できる。前面板と背面板とを組み合わせてＰＤＰを構成するに際しては、封着処理の前に加熱または減圧下に付して有機溶剤を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８９７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＤＰの放電開始電圧は、放電時間とともに変動していく場合がある。すなわち、従来は、放電開始電圧の変動を許容可能な駆動波形を実現する必要があった。このため、駆動波形を発生させる回路の設計が制限されるといった課題があった。
【０００６】
ここに開示された技術は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、ＰＤＰの放電電圧の変動を抑制することで、駆動波形を発生させるための回路設計の制限を緩和可能なＰＤＰを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、以下のＰＤＰによって達成される。前面板と、前面板と放電空間を挟んで対向配置された背面板と、を備える。前面板は、放電空間に面する保護層を含む。保護層は、少なくとも第１の金属酸化物と第２の金属酸化物とを有する。さらに保護層は、面放電が発生する放電領域と、放電が発生しない非放電領域とに区画され、放電領域表面の組成は、非放電領域表面の組成と異なり、第１の金属酸化物および第２の金属酸化物は、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3の中から選ばれるいずれかの成分、またはこれらの化合物である。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば、ＰＤＰの放電開始電圧の放電時間にともなう変動が抑制できる。よって、駆動波形を発生させるための回路設計の制限を緩和可能なＰＤＰを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかるＰＤＰの概略構造を示す斜視図
【図２】実施の形態にかかる前面板における電極配置を示す図
【図３】実施の形態にかかる前面板を示す図
【図４】実施の形態にかかるＰＤＰの製造フロー図
【図５】実施の形態にかかる前面板を示す図
【図６】実施の形態にかかる前面板を正面から見た図
【図７】実施の形態にかかる温度プロファイルを示す図
【図８】実施の形態にかかるＰＤＰを背面板側から見た図
【図９】実施の形態にかかる表面調整装置の概略図
【図１０】実施の形態にかかる放電領域の組成変化を示す図
【図１１】ＰＤＰに印加される駆動波形図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態）
［１．ＰＤＰ１の構造］
ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰである。図１から図３に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などから構成された前面板２と、背面ガラス基板１１などから構成された背面板１０とが対向して配置されている。前面板２と背面板１０とは、外周部がガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが５３ｋＰａ（４００Ｔｏｒｒ）〜８０ｋＰａ（６００Ｔｏｒｒ）の圧力で封入されている。
【００１１】
前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６が平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６を被覆する誘電体層８が形成されている。誘電体層８は、コンデンサとしての働きをする。さらに誘電体層８を被覆する保護層９が形成されている。なお、保護層９については、後に詳細に述べられる。
【００１２】
走査電極４および維持電極５は、それぞれインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる透明電極上にＡｇからなるバス電極が積層されている。
【００１３】
図２および図３に示すように、透明電極４ａと透明電極５ａとの間の相対的に狭い領域にメインギャップ４０が形成される。メインギャップ４０は、ＰＤＰ１において維持放電が始まる領域である。メインギャップ４０から始まった維持放電は、メインギャップ４０を挟んで、概ね金属バス電極４ｂと金属バス電極５ｂとの間まで広がる。つまり、放電領域５０は、概ね金属バス電極４ｂと金属バス電極５ｂとの間の領域である。
【００１４】
一方、透明電極４ａと透明電極５ａとの間の相対的に広い領域にインターピクセルギャップである非放電領域６０が形成される。維持放電は、非放電領域６０までは広がらない。つまり、非放電領域６０は、非放電領域である。なお、図２および図３において、後述される下地層９１および金属酸化物粒子９２は省略されている。
【００１５】
背面ガラス基板１１上には、表示電極６と直交する方向に、銀（Ａｇ）を主成分とする導電性材料からなる複数のデータ電極１２が、互いに平行に配置されている。データ電極１２は、下地誘電体層１３に被覆されている。さらに、データ電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝には、データ電極１２毎に、紫外線によって赤色に発光する蛍光体層１５、緑色に発光する蛍光体層１５および青色に発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。表示電極６とデータ電極１２とが交差する位置に放電セルが形成されている。表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００１６】
なお、本実施の形態において、放電空間１６に封入する放電ガスは、１０体積％以上３０体積％以下のＸｅを含む。
【００１７】
［２．ＰＤＰ１の製造方法］
図４に示すように、本実施の形態にかかるＰＤＰ１の製造方法は、前面板作製工程Ａ１、背面板作製工程Ｂ１、フリット塗布工程Ｂ２、封着・排気工程Ｃ１、および表面調整工程Ｃ２を有する。
【００１８】
［２−１．前面板作製工程Ａ１］
前面板作製工程Ａ１においては、フォトリソグラフィ法によって、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５が形成される。走査電極４および維持電極５は、導電性を確保するための銀（Ａｇ）を含む金属バス電極４ｂ、５ｂを有する。また、走査電極４および維持電極５は、透明電極４ａ、５ａを有する。金属バス電極４ｂは、透明電極４ａに積層される。金属バス電極５ｂは、透明電極５ａに積層される。
【００１９】
透明電極４ａ、５ａの材料には、透明度と電気伝導度を確保するためインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などが用いられる。まず、スパッタ法などによって、ＩＴＯ薄膜が前面ガラス基板３上に形成される。次にリソグラフィ法によって所定のパターンの透明電極４ａ、５ａが形成される。
【００２０】
金属バス電極４ｂ、５ｂの材料には、銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、電極ペーストが、前面ガラス基板３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、電極ペーストが露光される。
【００２１】
次に、電極ペーストが現像され、金属バス電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、金属バス電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、金属バス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、金属バス電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融していたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、金属バス電極４ｂ、５ｂが形成される。
【００２２】
次に、誘電体層８が形成される。誘電体層８の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む誘電体ペーストが用いられる。まずダイコート法などによって、誘電体ペーストが所定の厚みで表示電極６を覆うように前面ガラス基板３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融した誘電体ガラスフリットは、焼成後に、再びガラス化する。以上の工程によって、誘電体層８が形成される。ここで、誘電体ペーストをダイコートする方法以外にも、スクリーン印刷法、スピンコート法などを用いることができる。また、誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、誘電体層８となる膜を形成することもできる。
【００２３】
［３．保護層９の詳細］
保護層９の機能の一つは、誘電体層８を放電によるイオン衝撃から守るためである。他にも放電時に二次電子を放出する機能は重要である。放電ガスが電離して生じたイオンは、保護層９に衝突して、保護層９の内部まで浸入する。イオンが持つ運動エネルギーを受けて衝突した保護層９の材料から二次電子が発生する。放電開始電圧を下げるためには、二次電子発生量の多い材料が好ましい。一方、材料の内部で発生した二次電子は材料表面にまで移動する過程でエネルギーを消費する。よって、なるべく大きなエネルギーをもったまま材料の表面に到達することが好ましい。
【００２４】
［３−１．第１の形態］
図５に示すように、一例として保護層９は、下地層９１と金属酸化物粒子９２とを含む。金属酸化物粒子９２は、下地層９１上に分散配置されている。下地層９１は、一例として、Ａｌを不純物として含有するＭｇＯ膜である。ＭｇＯ膜の厚さは、５００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度である。金属酸化物粒子９２は、一例として、ＣａＯ粒子である。なお、ＣａＯ粒子の平均粒径は０．７〜１．５μｍである。本実施の形態において、平均粒径とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことである。
【００２５】
下地層９１は、一例として、ＥＢ蒸着装置により形成される。材料は、不純物としてＡｌが添加された単結晶のＭｇＯペレットである。具体的には、ＭｇＯペレットがハースに配置される。ハースは、ＥＢ蒸着装置の成膜室に配置される。次に、ハース内のＭｇＯペレットに電子ビームが照射される。電子ビームのエネルギーを受けたＭｇＯペレットが蒸発することにより、成膜室内に配置された誘電体層８上に付着する。具体的には、ＥＢ蒸着装置の成膜室に配置されたＭｇＯペレットに電子ビームが照射される。電子ビームのエネルギーを受けたＭｇＯペレットが蒸発することにより、誘電体層８上に付着する。ＭｇＯ膜は、誘電体層８を被覆する。ＭｇＯ膜の膜厚は、電子ビームの強度、成膜室の圧力などによって、所定の範囲に収まるように調整される。
【００２６】
下地層９１は、Ａｌが添加されたＭｇＯの他にも、ＳｒＯ（酸化ストロンチウム）、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＢａＯ（酸化バリウム）、およびＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）などの金属酸化物を含む膜を用いることができる。また、複数の種類の金属酸化物を含む膜を用いることもできる。
【００２７】
また、下地層９１は、ＭｇＯなどの金属酸化物膜の他にも、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3などの金属酸化物微粒子の集合体を含んでもよい。また、複数の種類の金属酸化物微粒子を含む集合体を用いることもできる。
【００２８】
［３−２．金属酸化物粒子９２］
金属酸化物粒子９２は、一例として、スリットコータおよび乾燥装置により形成される。スリットコータは、テーブル、塗布ヘッド、テーブル駆動系、レーザ変位計などを備える。材料は、平均粒径が０．７〜１．５μｍのＣａＯ粒子が、５体積％の濃度で希釈溶剤中に分散された溶液である。希釈溶剤は、例えば、３メチル−３メトキシブタノール９５体積％、αターピネオール５．０体積％の混合溶剤である。溶液の粘度は１０ｍＰａｓに調整された。まず、スリットコータのテーブル上に、前面ガラス基板３が設置される。前面ガラス基板３は、テーブル上に真空チャックされ、固定される。レーザ変位計などによりスリットコータの塗布ヘッドと前面ガラス基板３間の距離（ギャップ）が測定される。例えば、１００μｍの距離を保つように、塗布ヘッドの高さが調節される。さらに塗布ヘッドは、例えば、５０ｍｍ／ｓの等速度で移動する。溶液タンクから塗布ヘッドに送られた溶液は、１５μｍの膜厚になるように前面ガラス基板３上に均一に塗布される。ＣａＯ粒子が希釈溶剤に分散した塗膜が下地層９１上に形成される。ＣａＯ粒子は沈降し、下地層９１に付着する。
【００２９】
次に、前面ガラス基板３は、乾燥装置へ移送される。一例として、乾燥装置は真空チャンバー、加熱ヒータ、テーブル、真空ポンプ、圧力計などを備える。加熱ヒータにより予め所定の温度に保持されている大気圧の真空チャンバー内のテーブル上に前面ガラス基板３が設置される。その後、真空ポンプが、真空チャンバー内部を所定の圧力まで排気する。真空チャンバー内部の圧力が降下することにより、塗膜から希釈溶剤が脱離する。
【００３０】
一例として、本実施の形態においては、真空チャンバー温度：７０℃〜１００℃、圧力：０．１Ｐａ〜１０Ｐａ、処理時間：５ｍｉｎであった。上記工程によって、ＣａＯ粒子は下地層９１との面積比で５〜２０％の被覆率になっている。
【００３１】
被覆率とは、１個の放電セルの領域において、金属酸化物粒子９２が付着している面積ａを１個の放電セルの面積ｂの比率で表したものである。つまり、被覆率（％）＝ａ／ｂ×１００の式により計算されたものである。測定方法としては、例えば、隔壁１４により区切られた１個の放電セルに相当する領域がカメラにより撮像される。次に、撮像された画像が、ｘ×ｙの１セルの大きさにトリミングされる。次に、トリミング後の画像が白黒データに２値化される。次に、２値化されたデータに基づき金属酸化物粒子９２による黒エリアの面積ａを求める。最後に、被覆率が、ａ／ｂ×１００の式により計算される。
【００３２】
なお、本乾燥条件は、用いられる希釈溶剤の種類、塗膜の膜厚などによっても変動するため、適宜変更し得る。
【００３３】
なお、金属酸化物粒子９２の形成には、スリットコータの他にも、スクリーン印刷法、スプレー法、スピンコート法、ダイコート法なども用いることができる。また、希釈溶剤に、有機樹脂などを添加してもよい。有機樹脂を添加することにより、溶液の粘度を上げることができる。有機樹脂が添加された場合には、有機樹脂を除去するために焼成工程を付加することが好ましい。
【００３４】
以上の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成部材を有する前面板２が完成する。
【００３５】
図６に示すように、誘電体層８および保護層９で被覆されない領域に、走査電極側引出部２１と、維持電極側引出部２３とが形成される。走査電極側引出部２１には、走査電極４に回路基板からの信号を伝達する複数の走査電極端子２２が形成されている。維持電極側引出部２３には、維持電極５に回路基板からの信号を伝達する複数の維持電極端子２４が形成されている。
【００３６】
［４−１．背面板作製工程Ｂ１］
フォトリソグラフィ法によって、背面ガラス基板１１上に、データ電極１２が形成される。データ電極１２の材料には、導電性を確保するための銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むデータ電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、データ電極ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。次に、乾燥炉によって、データ電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、データ電極ペーストが露光される。次に、データ電極ペーストが現像され、データ電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、データ電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、データ電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、データ電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融していたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、データ電極１２が形成される。ここで、データ電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００３７】
次に、下地誘電体層１３が形成される。下地誘電体層１３の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、下地誘電体ペーストが所定の厚みでデータ電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にデータ電極１２を覆うように塗布される。次に、乾燥炉によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、下地誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融していた誘電体ガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、下地誘電体層１３が形成される。ここで、下地誘電体ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、ダイコート法、スピンコート法などを用いることができる。また、下地誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、下地誘電体層１３となる膜を形成することもできる。
【００３８】
次に、フォトリソグラフィ法によって、隔壁１４が形成される。隔壁１４の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。まず、ダイコート法などによって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層１３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像され、隔壁パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、隔壁パターンが所定の温度で焼成される。つまり、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。また、隔壁パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融していたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、隔壁１４が形成される。ここで、フォトリソグラフィ法以外にも、サンドブラスト法などを用いることができる。
【００３９】
次に、蛍光体層１５が形成される。蛍光体層１５の材料には、蛍光体粒子とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。まず、ディスペンス法などによって、蛍光体ペーストが所定の厚みで隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。以上の工程によって、蛍光体層１５が形成される。ここで、ディスペンス法以外にも、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００４０】
以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。
【００４１】
［４−２．フリット塗布工程Ｂ２］
背面板作製工程Ｂ１により作製された背面板１０の画像表示領域外に封着部材であるガラスフリットが塗布される。その後、ガラスフリットは、３５０℃程度の温度で仮焼成される。仮焼成によって、溶剤成分などが除去される。
【００４２】
封着部材としては、酸化ビスマスや酸化バナジウムを主成分としたフリットが望ましい。この酸化ビスマスを主成分とするフリットとしては、例えば、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＲＯ−ＭＯ系（ここでＲは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇのいずれかであり、Ｍは、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｆｅのいずれかである。）のガラス材料に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。また、酸化バナジウムを主成分とするフリットとしては、例えば、Ｖ2Ｏ5−ＢａＯ−ＴｅＯ−ＷＯ系のガラス材料に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。
【００４３】
［４−３．封着・排気工程Ｃ１］
前面板２とフリット塗布工程Ｂ２を経た背面板１０とが対向配置されて周辺部が封着部材により封着される。その後、放電空間１６に放電ガスが封入される。
【００４４】
本実施の形態にかかる封着・排気工程Ｃ１は、同一の装置において、図７に例示された温度プロファイルの処理を行う。
【００４５】
図７における封着温度とは、前面板２と背面板１０とが封着部材であるフリットにより封着されるときの温度である。本実施の形態における封着温度は、例えば約４９０℃である。図７における排気温度とは、大気などが放電空間１６から排気されるときの温度である。本実施の形態における排気温度は、例えば約４００℃である。
【００４６】
［４−４．温度プロファイル］
図７に示すように、温度は、室温から封着温度まで上昇する。次に、温度は、ａ−ｂの期間、封着温度に維持される。その後、温度は、ｂ−ｃの期間に封着温度から排気温度に下降する。ｂ−ｃの期間において、放電空間１６が排気される。つまり、放電空間１６は減圧状態になる。
【００４７】
次に、温度は所定の期間、排気温度に維持される。その後、温度は、室温程度まで下降する。ｄ−ｅの期間において、放電空間１６が排気される。
【００４８】
次に、放電空間１６に表面調整工程用ガスが導入される。つまり、温度が室温程度に下がったｅ以降の期間に表面調整工程用ガスが導入される。表面調整工程用ガスは、一例としてＸｅ１００％のガスが用いられた。放電空間１６の内圧は、一例として、６０ｋＰａであった。
【００４９】
図８に示すように、組立後のＰＤＰ１は、背面板１０側から見て、走査電極側引出部２１と、維持電極側引出部２３が突出している。
【００５０】
［４−５．表面調整工程Ｃ２］
表面調整工程Ｃ２は、保護層９の表面状態を調整するための工程である。具体的には、図９に示す表面調整装置１００によって行われる。表面調整装置１００は、筐体１０２、複数の端子部１０４、ケーブル１０６、テーブル１０８、直流電源１１０を備えている。筐体１０２は、図示しないゲート部を備えている。ゲート部を介して、ＰＤＰ１が出し入れされる。端子部１０４は、棒状の導電部を備える。複数の端子部１０４は、筐体１０２の内部で互いが対向するように少なくとも２箇所に配置されている。端子部１０４と、直流電源１１０とは、ケーブル１０６を介して電気的に接続されている。テーブル１０８は、筐体１０２内に配置されている。テーブル１０８は、図示しない固定機構を備えている。直流電源１１０は、ＬＣ共振回路を含み、パルス波形を発生させることができる。さらに直流電源１１０は、複数の端子部１０４に対して、異なるパルス波形を供給できる。
【００５１】
まず、表面調整用ガスが放電空間１６に導入されたＰＤＰ１がテーブル１０８上に設置される。具体的には、ＰＤＰ１は、前面板２が上になるように設置される。次に、維持電極端子２４と端子部１０４の導電部が接続される。走査電極端子２２と端子部１０４の導電部が接続される。
【００５２】
次に、直流電源１１０がパルス波形を発生させる。ケーブル１０６と端子部１０４を介して走査電極端子２２に印加されたパルス波形は、走査電極４に伝達される。ケーブル１０６と端子部１０４を介して維持電極端子２４に印加されたパルス波形は、維持電極５に伝達される。維持電極５に印加されたパルス波形は、走査電極４に印加されたパルス波形とは位相が半周期ずれている。しかし、走査電極４に印加されたパルス波形と維持電極５に印加されたパルス波形の周期およびピーク高さは同じである。本実施の形態においては、直流電源１１０は、２００Ｖの電圧を発生させている。また、ＬＣ共振回路によってリンギングされたパルス波形は、ピーク高さが２６０Ｖであり、周波数が４５ｋＨｚであった。なお、ピーク高さ、周波数などのパルス波形の形状は、放電ガスの圧力、組成、放電ギャップの距離などによって、適宜調整され得る。さらに、パルス波形は、リンギングパルスに限られず、矩形パルスでもよい。
【００５３】
パルス波形が印加された維持電極５と、パルス波形が印加された走査電極４との間で面放電が発生する。放電によりイオン化されたＸｅが、下地層９１および金属酸化物粒子９２と衝突する。下地層９１および金属酸化物粒子９２の表面は、衝突するＸｅイオンによってスパッタされる。スパッタされることにより、下地層９１および金属酸化物粒子９２の表面から飛び出したＭｇＯやＣａＯの多くは保護層９に再付着する。ＰＤＰ１内部は大気圧に近い圧力（６０ｋＰａ）まで昇圧されているために、スパッタされたＭｇＯやＣａＯは、長距離を移動することなく放電ガスによってはね返されると考えられるからである。
【００５４】
所定時間の処理が行われた後、放電空間１６が再び排気される。次に所定の放電ガスが所定の内圧になるように放電空間１６に導入される。
【００５５】
以上の工程によって、ＰＤＰ１が完成する。
【００５６】
発明者らは、完成したＰＤＰ１における放電領域５０表面の組成、および非放電領域６０表面の組成を測定した。なお、測定サンプルにおける前面板２完成時の被覆率は１５％であった。測定装置は、ＸＰＳである走査型光電子分光分析装置（アルバック・ファイ社製）が用いられた。ＸＰＳにて放電が生じた領域の濃度を把握する。分析装置の特性上、深さ方向には、１ｎｍから５ｎｍ程度の情報が得られる。つまり、実質的に表面のみの組成が測定される。
【００５７】
放電領域５０のＭｇＯ膜上におけるＣａの割合、および放電領域５０のＣａＯ粒子上におけるＣａの割合が別々に測定された。ここでは極小領域での測定が必要なため、走査型電子顕微鏡によって測定領域を特定し、オージェ電子分光（電界放射型オージェ電子分光（ＦＥ−ＡＥＳ）装置：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製 ＳＡＭ−６８０）によって定量分析を実施した。
【００５８】
また、非放電領域６０のＭｇＯ膜上におけるＣａの割合、および非放電領域６０のＣａＯ粒子上におけるＣａの割合が別々に測定された。
【００５９】
図１０に示すように、放電領域５０では、ＭｇＯ膜上のＣａの割合は、処理時間とともに上昇していく。つまり、ＭｇＯ膜上にＣａＯとＭｇＯの混成層が形成されていくことを示唆している。一方、ＣａＯ粒子上のＣａの割合は、処理時間とともに減少していく。つまり、ＣａＯ粒子上にＣａＯとＭｇＯの混成層が形成されていくことを示唆している。図１０に示すように、ＭｇＯ膜上のＣａの割合の上昇は、処理時間が３０分を経過したあたりから平衡に達し、約９％に収束する。同様に、ＣａＯ粒子上のＣａの割合の減少は、処理時間が３０分を経過したあたりから平衡に達し、約９％に収束する。
【００６０】
一方、図示しないが、非放電領域６０では、ＭｇＯ膜上のＣａの割合は、処理時間に依存せず、０％のままであった。さらに、非放電領域６０では、ＣａＯ粒子上のＣａの割合も、処理時間に依存せず、１００％のままであった。
【００６１】
放電領域５０の組成が平衡に達した後は、混成層が再びスパッタされかつ再付着しても組成は大きく変動しないと考えられる。
【００６２】
ＭｇＯとＣａとの合計（モル％）に対するＣａの割合は、ＣａＯの被覆率などが変動することによって、変動し得る。
【００６３】
［５．実施例］
ＰＤＰ１が作製され、ＰＤＰ１の性能が評価された。作製されたＰＤＰ１は、４２インチクラスのハイビジョンテレビに適合するものである。すなわち、ＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と対向配置された背面板１０と、を備える。また、前面板２と背面板１０の周囲は、封着材で封着されている。前面板２は、表示電極６と誘電体層８と保護層９とを有する。背面板１０は、データ電極１２と、下地誘電体層１３と、隔壁１４と、蛍光体層１５とを有する。ＰＤＰ１には、キセノン（Ｘｅ）の含有量が１５体積％のネオン（Ｎｅ）−キセノン（Ｘｅ）系の混合ガスが、６０ｋＰａの内圧で封入された。また、走査電極と維持電極との距離、すなわち放電ギャップは、８０ｎｍであった。隔壁１４の高さは１２０ｎｍ、隔壁１４と隔壁１４との間隔（セルピッチ）は１５０ｎｍであった。
【００６４】
実施例および比較例における下地層９１は、不純物としてＡｌを含むＭｇＯ膜が用いられた。ＭｇＯ膜の膜厚は、７００ｎｍであった。下地層９１上には、金属酸化物粒子９２としてＣａＯ粒子が形成された。ＣａＯ粒子の平均粒径は、１．１μｍであった。実施例および比較例の金属酸化物粒子９２の被覆率は１５．０％であった。
【００６５】
実施例１から３は、表面調整工程Ｃ２が行われた。また、実施例１から３は、放電領域５０の組成と、非放電領域６０の組成が異なっている。放電領域５０のＭｇＯ膜上における、ＭｇＯとＣａとの合計（モル％）に対するＣａの割合は、実施例１が８％、実施例２が１０％、実施例３が１４％であった。比較例は、表面調整工程Ｃ２が行われなかった。
【００６６】
したがって実施例１から３と比較例におけるＰＤＰ１の違いは、表面調整工程Ｃ２の有無のみである。
【００６７】
［５−１．性能評価］
維持放電時の放電開始電圧の変化を測定することによりＰＤＰ１の性能が評価された。図１１に示すように、ＰＤＰ１を駆動させるためのパルス電圧が、走査電極４、維持電極５、データ電極１２に印加された。性能評価実験でＰＤＰ１に印加される電圧条件は、以下のとおりである。
【００６８】
初期化電圧（固定）：３３０Ｖ
走査電圧（固定）：−１４０Ｖ、パルス幅０．６μｓ
書込み電圧（固定）：７０Ｖ
維持電圧（固定）：２００Ｖ、維持周期０．５μｓ
さらに、性能評価実験においては、ＰＤＰ１の全ての放電セルに維持放電が発生した状態である。比較例においては、放電開始電圧の初期値が１９８Ｖであった。維持放電時間の累積にともない、放電開始電圧は低下していった。維持放電時間が累積で４００時間を経過したときには、放電開始電圧は、１９０Ｖまで低下した。さらに、維持放電時間が累積で８００時間を経過したときには、放電開始電圧は１７８Ｖまで低下した。一方、実施例１から実施例３においては、放電開始電圧の初期値が１７５Ｖ〜１７７Ｖであった。その後、維持放電時間が累積しても、放電開始電圧は、１７４Ｖ〜１７６Ｖであった。したがって、実施例１から実施例３においては、維持放電時の放電開始電圧は、比較例よりも安定している。
【００６９】
［６．まとめ］
本実施の形態のＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と放電空間１６を挟んで対向配置された背面板１０と、を備える。前面板２は、放電空間１６に面する保護層９を含む。保護層９は、少なくとも第１の金属酸化物であるＭｇＯと第２の金属酸化物であるＣａＯとを有する。さらに保護層９は、面放電が発生する放電領域５０と、放電が発生しない非放電領域６０とに区画され、放電領域５０表面の組成は、非放電領域６０表面の組成と異なる。
【００７０】
このような構成によれば、保護層９の放電領域５０の表面が安定しているので、ＰＤＰ１の放電開始電圧の放電時間にともなう変動が抑制される。
【００７１】
さらに、保護層９は、下地層９１と、下地層９１上に分散配置された金属酸化物粒子９２を含み、下地層９１は、第１の金属酸化物であるＭｇＯ膜を有し、金属酸化物粒子９２は、第２の金属酸化物であるＣａＯを有してもよい。
【００７２】
さらに、ＸＰＳ測定における放電領域５０表面の組成は、ＸＰＳ測定における非放電領域６０表面の組成と異なることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
ここに開示された技術は、放電開始電圧の変動を抑制可能なＰＤＰを実現して、大画面の表示デバイスなどに有用である。
【符号の説明】
【００７４】
１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ 金属バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
１１ 背面ガラス基板
１２ データ電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
２１ 走査電極側引出部
２２ 走査電極端子
２３ 維持電極側引出部
２４ 維持電極端子
４０ メインギャップ
５０ 放電領域
６０ 非放電領域
９１ 下地層
９２ 金属酸化物粒子
１００ 表面調整装置
１０２ 筐体
１０４ 端子部
１０６ ケーブル
１０８ テーブル
１１０ 直流電源
【技術分野】
【０００１】
ここに開示された技術は、表示デバイスなどに用いられるプラズマディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）の保護層の一つの機能は、放電を発生させるための電子を放出することである。
【０００３】
特許文献１には、以下の技術が開示されている。保護層の形成後、保護層上に「金属酸化物粒子と有機溶剤とを含んだ液状原料」を塗布して冷却することによって一時保護層を形成する。かかる一時保護層によって前面板における保護層変質を防止できる。前面板と背面板とを組み合わせてＰＤＰを構成するに際しては、封着処理の前に加熱または減圧下に付して有機溶剤を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８９７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＤＰの放電開始電圧は、放電時間とともに変動していく場合がある。すなわち、従来は、放電開始電圧の変動を許容可能な駆動波形を実現する必要があった。このため、駆動波形を発生させる回路の設計が制限されるといった課題があった。
【０００６】
ここに開示された技術は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、ＰＤＰの放電電圧の変動を抑制することで、駆動波形を発生させるための回路設計の制限を緩和可能なＰＤＰを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、以下のＰＤＰによって達成される。前面板と、前面板と放電空間を挟んで対向配置された背面板と、を備える。前面板は、放電空間に面する保護層を含む。保護層は、少なくとも第１の金属酸化物と第２の金属酸化物とを有する。さらに保護層は、面放電が発生する放電領域と、放電が発生しない非放電領域とに区画され、放電領域表面の組成は、非放電領域表面の組成と異なり、第１の金属酸化物および第２の金属酸化物は、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3の中から選ばれるいずれかの成分、またはこれらの化合物である。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば、ＰＤＰの放電開始電圧の放電時間にともなう変動が抑制できる。よって、駆動波形を発生させるための回路設計の制限を緩和可能なＰＤＰを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかるＰＤＰの概略構造を示す斜視図
【図２】実施の形態にかかる前面板における電極配置を示す図
【図３】実施の形態にかかる前面板を示す図
【図４】実施の形態にかかるＰＤＰの製造フロー図
【図５】実施の形態にかかる前面板を示す図
【図６】実施の形態にかかる前面板を正面から見た図
【図７】実施の形態にかかる温度プロファイルを示す図
【図８】実施の形態にかかるＰＤＰを背面板側から見た図
【図９】実施の形態にかかる表面調整装置の概略図
【図１０】実施の形態にかかる放電領域の組成変化を示す図
【図１１】ＰＤＰに印加される駆動波形図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態）
［１．ＰＤＰ１の構造］
ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰである。図１から図３に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などから構成された前面板２と、背面ガラス基板１１などから構成された背面板１０とが対向して配置されている。前面板２と背面板１０とは、外周部がガラスフリットなどからなる封着部材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが５３ｋＰａ（４００Ｔｏｒｒ）〜８０ｋＰａ（６００Ｔｏｒｒ）の圧力で封入されている。
【００１１】
前面ガラス基板３上には、走査電極４および維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６が平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６を被覆する誘電体層８が形成されている。誘電体層８は、コンデンサとしての働きをする。さらに誘電体層８を被覆する保護層９が形成されている。なお、保護層９については、後に詳細に述べられる。
【００１２】
走査電極４および維持電極５は、それぞれインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの導電性金属酸化物からなる透明電極上にＡｇからなるバス電極が積層されている。
【００１３】
図２および図３に示すように、透明電極４ａと透明電極５ａとの間の相対的に狭い領域にメインギャップ４０が形成される。メインギャップ４０は、ＰＤＰ１において維持放電が始まる領域である。メインギャップ４０から始まった維持放電は、メインギャップ４０を挟んで、概ね金属バス電極４ｂと金属バス電極５ｂとの間まで広がる。つまり、放電領域５０は、概ね金属バス電極４ｂと金属バス電極５ｂとの間の領域である。
【００１４】
一方、透明電極４ａと透明電極５ａとの間の相対的に広い領域にインターピクセルギャップである非放電領域６０が形成される。維持放電は、非放電領域６０までは広がらない。つまり、非放電領域６０は、非放電領域である。なお、図２および図３において、後述される下地層９１および金属酸化物粒子９２は省略されている。
【００１５】
背面ガラス基板１１上には、表示電極６と直交する方向に、銀（Ａｇ）を主成分とする導電性材料からなる複数のデータ電極１２が、互いに平行に配置されている。データ電極１２は、下地誘電体層１３に被覆されている。さらに、データ電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝には、データ電極１２毎に、紫外線によって赤色に発光する蛍光体層１５、緑色に発光する蛍光体層１５および青色に発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。表示電極６とデータ電極１２とが交差する位置に放電セルが形成されている。表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電セルがカラー表示のための画素になる。
【００１６】
なお、本実施の形態において、放電空間１６に封入する放電ガスは、１０体積％以上３０体積％以下のＸｅを含む。
【００１７】
［２．ＰＤＰ１の製造方法］
図４に示すように、本実施の形態にかかるＰＤＰ１の製造方法は、前面板作製工程Ａ１、背面板作製工程Ｂ１、フリット塗布工程Ｂ２、封着・排気工程Ｃ１、および表面調整工程Ｃ２を有する。
【００１８】
［２−１．前面板作製工程Ａ１］
前面板作製工程Ａ１においては、フォトリソグラフィ法によって、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５が形成される。走査電極４および維持電極５は、導電性を確保するための銀（Ａｇ）を含む金属バス電極４ｂ、５ｂを有する。また、走査電極４および維持電極５は、透明電極４ａ、５ａを有する。金属バス電極４ｂは、透明電極４ａに積層される。金属バス電極５ｂは、透明電極５ａに積層される。
【００１９】
透明電極４ａ、５ａの材料には、透明度と電気伝導度を確保するためインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などが用いられる。まず、スパッタ法などによって、ＩＴＯ薄膜が前面ガラス基板３上に形成される。次にリソグラフィ法によって所定のパターンの透明電極４ａ、５ａが形成される。
【００２０】
金属バス電極４ｂ、５ｂの材料には、銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、電極ペーストが、前面ガラス基板３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、電極ペーストが露光される。
【００２１】
次に、電極ペーストが現像され、金属バス電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、金属バス電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、金属バス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、金属バス電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融していたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、金属バス電極４ｂ、５ｂが形成される。
【００２２】
次に、誘電体層８が形成される。誘電体層８の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む誘電体ペーストが用いられる。まずダイコート法などによって、誘電体ペーストが所定の厚みで表示電極６を覆うように前面ガラス基板３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融した誘電体ガラスフリットは、焼成後に、再びガラス化する。以上の工程によって、誘電体層８が形成される。ここで、誘電体ペーストをダイコートする方法以外にも、スクリーン印刷法、スピンコート法などを用いることができる。また、誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、誘電体層８となる膜を形成することもできる。
【００２３】
［３．保護層９の詳細］
保護層９の機能の一つは、誘電体層８を放電によるイオン衝撃から守るためである。他にも放電時に二次電子を放出する機能は重要である。放電ガスが電離して生じたイオンは、保護層９に衝突して、保護層９の内部まで浸入する。イオンが持つ運動エネルギーを受けて衝突した保護層９の材料から二次電子が発生する。放電開始電圧を下げるためには、二次電子発生量の多い材料が好ましい。一方、材料の内部で発生した二次電子は材料表面にまで移動する過程でエネルギーを消費する。よって、なるべく大きなエネルギーをもったまま材料の表面に到達することが好ましい。
【００２４】
［３−１．第１の形態］
図５に示すように、一例として保護層９は、下地層９１と金属酸化物粒子９２とを含む。金属酸化物粒子９２は、下地層９１上に分散配置されている。下地層９１は、一例として、Ａｌを不純物として含有するＭｇＯ膜である。ＭｇＯ膜の厚さは、５００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度である。金属酸化物粒子９２は、一例として、ＣａＯ粒子である。なお、ＣａＯ粒子の平均粒径は０．７〜１．５μｍである。本実施の形態において、平均粒径とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことである。
【００２５】
下地層９１は、一例として、ＥＢ蒸着装置により形成される。材料は、不純物としてＡｌが添加された単結晶のＭｇＯペレットである。具体的には、ＭｇＯペレットがハースに配置される。ハースは、ＥＢ蒸着装置の成膜室に配置される。次に、ハース内のＭｇＯペレットに電子ビームが照射される。電子ビームのエネルギーを受けたＭｇＯペレットが蒸発することにより、成膜室内に配置された誘電体層８上に付着する。具体的には、ＥＢ蒸着装置の成膜室に配置されたＭｇＯペレットに電子ビームが照射される。電子ビームのエネルギーを受けたＭｇＯペレットが蒸発することにより、誘電体層８上に付着する。ＭｇＯ膜は、誘電体層８を被覆する。ＭｇＯ膜の膜厚は、電子ビームの強度、成膜室の圧力などによって、所定の範囲に収まるように調整される。
【００２６】
下地層９１は、Ａｌが添加されたＭｇＯの他にも、ＳｒＯ（酸化ストロンチウム）、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＢａＯ（酸化バリウム）、およびＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）などの金属酸化物を含む膜を用いることができる。また、複数の種類の金属酸化物を含む膜を用いることもできる。
【００２７】
また、下地層９１は、ＭｇＯなどの金属酸化物膜の他にも、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3などの金属酸化物微粒子の集合体を含んでもよい。また、複数の種類の金属酸化物微粒子を含む集合体を用いることもできる。
【００２８】
［３−２．金属酸化物粒子９２］
金属酸化物粒子９２は、一例として、スリットコータおよび乾燥装置により形成される。スリットコータは、テーブル、塗布ヘッド、テーブル駆動系、レーザ変位計などを備える。材料は、平均粒径が０．７〜１．５μｍのＣａＯ粒子が、５体積％の濃度で希釈溶剤中に分散された溶液である。希釈溶剤は、例えば、３メチル−３メトキシブタノール９５体積％、αターピネオール５．０体積％の混合溶剤である。溶液の粘度は１０ｍＰａｓに調整された。まず、スリットコータのテーブル上に、前面ガラス基板３が設置される。前面ガラス基板３は、テーブル上に真空チャックされ、固定される。レーザ変位計などによりスリットコータの塗布ヘッドと前面ガラス基板３間の距離（ギャップ）が測定される。例えば、１００μｍの距離を保つように、塗布ヘッドの高さが調節される。さらに塗布ヘッドは、例えば、５０ｍｍ／ｓの等速度で移動する。溶液タンクから塗布ヘッドに送られた溶液は、１５μｍの膜厚になるように前面ガラス基板３上に均一に塗布される。ＣａＯ粒子が希釈溶剤に分散した塗膜が下地層９１上に形成される。ＣａＯ粒子は沈降し、下地層９１に付着する。
【００２９】
次に、前面ガラス基板３は、乾燥装置へ移送される。一例として、乾燥装置は真空チャンバー、加熱ヒータ、テーブル、真空ポンプ、圧力計などを備える。加熱ヒータにより予め所定の温度に保持されている大気圧の真空チャンバー内のテーブル上に前面ガラス基板３が設置される。その後、真空ポンプが、真空チャンバー内部を所定の圧力まで排気する。真空チャンバー内部の圧力が降下することにより、塗膜から希釈溶剤が脱離する。
【００３０】
一例として、本実施の形態においては、真空チャンバー温度：７０℃〜１００℃、圧力：０．１Ｐａ〜１０Ｐａ、処理時間：５ｍｉｎであった。上記工程によって、ＣａＯ粒子は下地層９１との面積比で５〜２０％の被覆率になっている。
【００３１】
被覆率とは、１個の放電セルの領域において、金属酸化物粒子９２が付着している面積ａを１個の放電セルの面積ｂの比率で表したものである。つまり、被覆率（％）＝ａ／ｂ×１００の式により計算されたものである。測定方法としては、例えば、隔壁１４により区切られた１個の放電セルに相当する領域がカメラにより撮像される。次に、撮像された画像が、ｘ×ｙの１セルの大きさにトリミングされる。次に、トリミング後の画像が白黒データに２値化される。次に、２値化されたデータに基づき金属酸化物粒子９２による黒エリアの面積ａを求める。最後に、被覆率が、ａ／ｂ×１００の式により計算される。
【００３２】
なお、本乾燥条件は、用いられる希釈溶剤の種類、塗膜の膜厚などによっても変動するため、適宜変更し得る。
【００３３】
なお、金属酸化物粒子９２の形成には、スリットコータの他にも、スクリーン印刷法、スプレー法、スピンコート法、ダイコート法なども用いることができる。また、希釈溶剤に、有機樹脂などを添加してもよい。有機樹脂を添加することにより、溶液の粘度を上げることができる。有機樹脂が添加された場合には、有機樹脂を除去するために焼成工程を付加することが好ましい。
【００３４】
以上の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成部材を有する前面板２が完成する。
【００３５】
図６に示すように、誘電体層８および保護層９で被覆されない領域に、走査電極側引出部２１と、維持電極側引出部２３とが形成される。走査電極側引出部２１には、走査電極４に回路基板からの信号を伝達する複数の走査電極端子２２が形成されている。維持電極側引出部２３には、維持電極５に回路基板からの信号を伝達する複数の維持電極端子２４が形成されている。
【００３６】
［４−１．背面板作製工程Ｂ１］
フォトリソグラフィ法によって、背面ガラス基板１１上に、データ電極１２が形成される。データ電極１２の材料には、導電性を確保するための銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むデータ電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、データ電極ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。次に、乾燥炉によって、データ電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、データ電極ペーストが露光される。次に、データ電極ペーストが現像され、データ電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、データ電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、データ電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、データ電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融していたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、データ電極１２が形成される。ここで、データ電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００３７】
次に、下地誘電体層１３が形成される。下地誘電体層１３の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、下地誘電体ペーストが所定の厚みでデータ電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にデータ電極１２を覆うように塗布される。次に、乾燥炉によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、下地誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融していた誘電体ガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、下地誘電体層１３が形成される。ここで、下地誘電体ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、ダイコート法、スピンコート法などを用いることができる。また、下地誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、下地誘電体層１３となる膜を形成することもできる。
【００３８】
次に、フォトリソグラフィ法によって、隔壁１４が形成される。隔壁１４の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。まず、ダイコート法などによって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層１３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像され、隔壁パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、隔壁パターンが所定の温度で焼成される。つまり、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。また、隔壁パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融していたガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、隔壁１４が形成される。ここで、フォトリソグラフィ法以外にも、サンドブラスト法などを用いることができる。
【００３９】
次に、蛍光体層１５が形成される。蛍光体層１５の材料には、蛍光体粒子とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。まず、ディスペンス法などによって、蛍光体ペーストが所定の厚みで隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。以上の工程によって、蛍光体層１５が形成される。ここで、ディスペンス法以外にも、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００４０】
以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。
【００４１】
［４−２．フリット塗布工程Ｂ２］
背面板作製工程Ｂ１により作製された背面板１０の画像表示領域外に封着部材であるガラスフリットが塗布される。その後、ガラスフリットは、３５０℃程度の温度で仮焼成される。仮焼成によって、溶剤成分などが除去される。
【００４２】
封着部材としては、酸化ビスマスや酸化バナジウムを主成分としたフリットが望ましい。この酸化ビスマスを主成分とするフリットとしては、例えば、Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3−ＲＯ−ＭＯ系（ここでＲは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇのいずれかであり、Ｍは、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｆｅのいずれかである。）のガラス材料に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。また、酸化バナジウムを主成分とするフリットとしては、例えば、Ｖ2Ｏ5−ＢａＯ−ＴｅＯ−ＷＯ系のガラス材料に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、コージライト等酸化物からなるフィラーを加えたものを用いることができる。
【００４３】
［４−３．封着・排気工程Ｃ１］
前面板２とフリット塗布工程Ｂ２を経た背面板１０とが対向配置されて周辺部が封着部材により封着される。その後、放電空間１６に放電ガスが封入される。
【００４４】
本実施の形態にかかる封着・排気工程Ｃ１は、同一の装置において、図７に例示された温度プロファイルの処理を行う。
【００４５】
図７における封着温度とは、前面板２と背面板１０とが封着部材であるフリットにより封着されるときの温度である。本実施の形態における封着温度は、例えば約４９０℃である。図７における排気温度とは、大気などが放電空間１６から排気されるときの温度である。本実施の形態における排気温度は、例えば約４００℃である。
【００４６】
［４−４．温度プロファイル］
図７に示すように、温度は、室温から封着温度まで上昇する。次に、温度は、ａ−ｂの期間、封着温度に維持される。その後、温度は、ｂ−ｃの期間に封着温度から排気温度に下降する。ｂ−ｃの期間において、放電空間１６が排気される。つまり、放電空間１６は減圧状態になる。
【００４７】
次に、温度は所定の期間、排気温度に維持される。その後、温度は、室温程度まで下降する。ｄ−ｅの期間において、放電空間１６が排気される。
【００４８】
次に、放電空間１６に表面調整工程用ガスが導入される。つまり、温度が室温程度に下がったｅ以降の期間に表面調整工程用ガスが導入される。表面調整工程用ガスは、一例としてＸｅ１００％のガスが用いられた。放電空間１６の内圧は、一例として、６０ｋＰａであった。
【００４９】
図８に示すように、組立後のＰＤＰ１は、背面板１０側から見て、走査電極側引出部２１と、維持電極側引出部２３が突出している。
【００５０】
［４−５．表面調整工程Ｃ２］
表面調整工程Ｃ２は、保護層９の表面状態を調整するための工程である。具体的には、図９に示す表面調整装置１００によって行われる。表面調整装置１００は、筐体１０２、複数の端子部１０４、ケーブル１０６、テーブル１０８、直流電源１１０を備えている。筐体１０２は、図示しないゲート部を備えている。ゲート部を介して、ＰＤＰ１が出し入れされる。端子部１０４は、棒状の導電部を備える。複数の端子部１０４は、筐体１０２の内部で互いが対向するように少なくとも２箇所に配置されている。端子部１０４と、直流電源１１０とは、ケーブル１０６を介して電気的に接続されている。テーブル１０８は、筐体１０２内に配置されている。テーブル１０８は、図示しない固定機構を備えている。直流電源１１０は、ＬＣ共振回路を含み、パルス波形を発生させることができる。さらに直流電源１１０は、複数の端子部１０４に対して、異なるパルス波形を供給できる。
【００５１】
まず、表面調整用ガスが放電空間１６に導入されたＰＤＰ１がテーブル１０８上に設置される。具体的には、ＰＤＰ１は、前面板２が上になるように設置される。次に、維持電極端子２４と端子部１０４の導電部が接続される。走査電極端子２２と端子部１０４の導電部が接続される。
【００５２】
次に、直流電源１１０がパルス波形を発生させる。ケーブル１０６と端子部１０４を介して走査電極端子２２に印加されたパルス波形は、走査電極４に伝達される。ケーブル１０６と端子部１０４を介して維持電極端子２４に印加されたパルス波形は、維持電極５に伝達される。維持電極５に印加されたパルス波形は、走査電極４に印加されたパルス波形とは位相が半周期ずれている。しかし、走査電極４に印加されたパルス波形と維持電極５に印加されたパルス波形の周期およびピーク高さは同じである。本実施の形態においては、直流電源１１０は、２００Ｖの電圧を発生させている。また、ＬＣ共振回路によってリンギングされたパルス波形は、ピーク高さが２６０Ｖであり、周波数が４５ｋＨｚであった。なお、ピーク高さ、周波数などのパルス波形の形状は、放電ガスの圧力、組成、放電ギャップの距離などによって、適宜調整され得る。さらに、パルス波形は、リンギングパルスに限られず、矩形パルスでもよい。
【００５３】
パルス波形が印加された維持電極５と、パルス波形が印加された走査電極４との間で面放電が発生する。放電によりイオン化されたＸｅが、下地層９１および金属酸化物粒子９２と衝突する。下地層９１および金属酸化物粒子９２の表面は、衝突するＸｅイオンによってスパッタされる。スパッタされることにより、下地層９１および金属酸化物粒子９２の表面から飛び出したＭｇＯやＣａＯの多くは保護層９に再付着する。ＰＤＰ１内部は大気圧に近い圧力（６０ｋＰａ）まで昇圧されているために、スパッタされたＭｇＯやＣａＯは、長距離を移動することなく放電ガスによってはね返されると考えられるからである。
【００５４】
所定時間の処理が行われた後、放電空間１６が再び排気される。次に所定の放電ガスが所定の内圧になるように放電空間１６に導入される。
【００５５】
以上の工程によって、ＰＤＰ１が完成する。
【００５６】
発明者らは、完成したＰＤＰ１における放電領域５０表面の組成、および非放電領域６０表面の組成を測定した。なお、測定サンプルにおける前面板２完成時の被覆率は１５％であった。測定装置は、ＸＰＳである走査型光電子分光分析装置（アルバック・ファイ社製）が用いられた。ＸＰＳにて放電が生じた領域の濃度を把握する。分析装置の特性上、深さ方向には、１ｎｍから５ｎｍ程度の情報が得られる。つまり、実質的に表面のみの組成が測定される。
【００５７】
放電領域５０のＭｇＯ膜上におけるＣａの割合、および放電領域５０のＣａＯ粒子上におけるＣａの割合が別々に測定された。ここでは極小領域での測定が必要なため、走査型電子顕微鏡によって測定領域を特定し、オージェ電子分光（電界放射型オージェ電子分光（ＦＥ−ＡＥＳ）装置：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製 ＳＡＭ−６８０）によって定量分析を実施した。
【００５８】
また、非放電領域６０のＭｇＯ膜上におけるＣａの割合、および非放電領域６０のＣａＯ粒子上におけるＣａの割合が別々に測定された。
【００５９】
図１０に示すように、放電領域５０では、ＭｇＯ膜上のＣａの割合は、処理時間とともに上昇していく。つまり、ＭｇＯ膜上にＣａＯとＭｇＯの混成層が形成されていくことを示唆している。一方、ＣａＯ粒子上のＣａの割合は、処理時間とともに減少していく。つまり、ＣａＯ粒子上にＣａＯとＭｇＯの混成層が形成されていくことを示唆している。図１０に示すように、ＭｇＯ膜上のＣａの割合の上昇は、処理時間が３０分を経過したあたりから平衡に達し、約９％に収束する。同様に、ＣａＯ粒子上のＣａの割合の減少は、処理時間が３０分を経過したあたりから平衡に達し、約９％に収束する。
【００６０】
一方、図示しないが、非放電領域６０では、ＭｇＯ膜上のＣａの割合は、処理時間に依存せず、０％のままであった。さらに、非放電領域６０では、ＣａＯ粒子上のＣａの割合も、処理時間に依存せず、１００％のままであった。
【００６１】
放電領域５０の組成が平衡に達した後は、混成層が再びスパッタされかつ再付着しても組成は大きく変動しないと考えられる。
【００６２】
ＭｇＯとＣａとの合計（モル％）に対するＣａの割合は、ＣａＯの被覆率などが変動することによって、変動し得る。
【００６３】
［５．実施例］
ＰＤＰ１が作製され、ＰＤＰ１の性能が評価された。作製されたＰＤＰ１は、４２インチクラスのハイビジョンテレビに適合するものである。すなわち、ＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と対向配置された背面板１０と、を備える。また、前面板２と背面板１０の周囲は、封着材で封着されている。前面板２は、表示電極６と誘電体層８と保護層９とを有する。背面板１０は、データ電極１２と、下地誘電体層１３と、隔壁１４と、蛍光体層１５とを有する。ＰＤＰ１には、キセノン（Ｘｅ）の含有量が１５体積％のネオン（Ｎｅ）−キセノン（Ｘｅ）系の混合ガスが、６０ｋＰａの内圧で封入された。また、走査電極と維持電極との距離、すなわち放電ギャップは、８０ｎｍであった。隔壁１４の高さは１２０ｎｍ、隔壁１４と隔壁１４との間隔（セルピッチ）は１５０ｎｍであった。
【００６４】
実施例および比較例における下地層９１は、不純物としてＡｌを含むＭｇＯ膜が用いられた。ＭｇＯ膜の膜厚は、７００ｎｍであった。下地層９１上には、金属酸化物粒子９２としてＣａＯ粒子が形成された。ＣａＯ粒子の平均粒径は、１．１μｍであった。実施例および比較例の金属酸化物粒子９２の被覆率は１５．０％であった。
【００６５】
実施例１から３は、表面調整工程Ｃ２が行われた。また、実施例１から３は、放電領域５０の組成と、非放電領域６０の組成が異なっている。放電領域５０のＭｇＯ膜上における、ＭｇＯとＣａとの合計（モル％）に対するＣａの割合は、実施例１が８％、実施例２が１０％、実施例３が１４％であった。比較例は、表面調整工程Ｃ２が行われなかった。
【００６６】
したがって実施例１から３と比較例におけるＰＤＰ１の違いは、表面調整工程Ｃ２の有無のみである。
【００６７】
［５−１．性能評価］
維持放電時の放電開始電圧の変化を測定することによりＰＤＰ１の性能が評価された。図１１に示すように、ＰＤＰ１を駆動させるためのパルス電圧が、走査電極４、維持電極５、データ電極１２に印加された。性能評価実験でＰＤＰ１に印加される電圧条件は、以下のとおりである。
【００６８】
初期化電圧（固定）：３３０Ｖ
走査電圧（固定）：−１４０Ｖ、パルス幅０．６μｓ
書込み電圧（固定）：７０Ｖ
維持電圧（固定）：２００Ｖ、維持周期０．５μｓ
さらに、性能評価実験においては、ＰＤＰ１の全ての放電セルに維持放電が発生した状態である。比較例においては、放電開始電圧の初期値が１９８Ｖであった。維持放電時間の累積にともない、放電開始電圧は低下していった。維持放電時間が累積で４００時間を経過したときには、放電開始電圧は、１９０Ｖまで低下した。さらに、維持放電時間が累積で８００時間を経過したときには、放電開始電圧は１７８Ｖまで低下した。一方、実施例１から実施例３においては、放電開始電圧の初期値が１７５Ｖ〜１７７Ｖであった。その後、維持放電時間が累積しても、放電開始電圧は、１７４Ｖ〜１７６Ｖであった。したがって、実施例１から実施例３においては、維持放電時の放電開始電圧は、比較例よりも安定している。
【００６９】
［６．まとめ］
本実施の形態のＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と放電空間１６を挟んで対向配置された背面板１０と、を備える。前面板２は、放電空間１６に面する保護層９を含む。保護層９は、少なくとも第１の金属酸化物であるＭｇＯと第２の金属酸化物であるＣａＯとを有する。さらに保護層９は、面放電が発生する放電領域５０と、放電が発生しない非放電領域６０とに区画され、放電領域５０表面の組成は、非放電領域６０表面の組成と異なる。
【００７０】
このような構成によれば、保護層９の放電領域５０の表面が安定しているので、ＰＤＰ１の放電開始電圧の放電時間にともなう変動が抑制される。
【００７１】
さらに、保護層９は、下地層９１と、下地層９１上に分散配置された金属酸化物粒子９２を含み、下地層９１は、第１の金属酸化物であるＭｇＯ膜を有し、金属酸化物粒子９２は、第２の金属酸化物であるＣａＯを有してもよい。
【００７２】
さらに、ＸＰＳ測定における放電領域５０表面の組成は、ＸＰＳ測定における非放電領域６０表面の組成と異なることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
ここに開示された技術は、放電開始電圧の変動を抑制可能なＰＤＰを実現して、大画面の表示デバイスなどに有用である。
【符号の説明】
【００７４】
１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ 金属バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
８ 誘電体層
９ 保護層
１０ 背面板
１１ 背面ガラス基板
１２ データ電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
２１ 走査電極側引出部
２２ 走査電極端子
２３ 維持電極側引出部
２４ 維持電極端子
４０ メインギャップ
５０ 放電領域
６０ 非放電領域
９１ 下地層
９２ 金属酸化物粒子
１００ 表面調整装置
１０２ 筐体
１０４ 端子部
１０６ ケーブル
１０８ テーブル
１１０ 直流電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面板と、
前記前面板と放電空間を挟んで対向配置された背面板と、を備え、
前記前面板は、前記放電空間に面する保護層を含み、
前記保護層は、少なくとも第１の金属酸化物と第２の金属酸化物とを有し、
さらに前記保護層は、面放電が発生する放電領域と、放電が発生しない非放電領域とに区画され、
前記放電領域表面の組成は、前記非放電領域表面の組成と異なり、
前記第１の金属酸化物および前記第２の金属酸化物は、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3の中から選ばれるいずれかの成分、またはこれらの化合物である、プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記保護層は、下地層と、前記下地層上に分散配置された金属酸化物粒子を含み、
前記下地層は、前記第１の金属酸化物を有し、
前記金属酸化物粒子は、前記第２の金属酸化物を有する、
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
ＸＰＳ測定における前記放電領域表面の組成は、ＸＰＳ測定における前記非放電領域表面の組成と異なる、
請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項１】
前面板と、
前記前面板と放電空間を挟んで対向配置された背面板と、を備え、
前記前面板は、前記放電空間に面する保護層を含み、
前記保護層は、少なくとも第１の金属酸化物と第２の金属酸化物とを有し、
さらに前記保護層は、面放電が発生する放電領域と、放電が発生しない非放電領域とに区画され、
前記放電領域表面の組成は、前記非放電領域表面の組成と異なり、
前記第１の金属酸化物および前記第２の金属酸化物は、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ａｌ2Ｏ3の中から選ばれるいずれかの成分、またはこれらの化合物である、プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記保護層は、下地層と、前記下地層上に分散配置された金属酸化物粒子を含み、
前記下地層は、前記第１の金属酸化物を有し、
前記金属酸化物粒子は、前記第２の金属酸化物を有する、
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
ＸＰＳ測定における前記放電領域表面の組成は、ＸＰＳ測定における前記非放電領域表面の組成と異なる、
請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のプラズマディスプレイパネル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３７８７１（Ｐ２０１３−３７８７１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２７７１（Ｐ２０１１−１７２７７１）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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