プラズマディスプレイパネル
【課題】高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のプラズマディスプレイパネルを実現することを目的とする。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルにおいて、保護層９は、誘電体層８上に下地膜９１を形成するとともに、下地膜９１上に酸化マグネシウムの結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２を付着させて形成し、かつ下地膜９１を、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜９１面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する各々の回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものである。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルにおいて、保護層９は、誘電体層８上に下地膜９１を形成するとともに、下地膜９１上に酸化マグネシウムの結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２を付着させて形成し、かつ下地膜９１を、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜９１面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する各々の回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスなどに用い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と呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、ＰＤＰにおいては、従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上の高精細テレビへの適用が進められており、エネルギー問題に対応してさらなる消費電力低減への取り組みや、環境問題に配慮した鉛成分を含まないＰＤＰへの要求なども高まっている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法により製造された硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成された第１電極と第２電極とから構成される表示電極が複数並んで構成される複数の表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。
【０００４】
一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色及び青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
【０００５】
また、このようなＰＤＰの駆動方法としては、書込みをしやすい状態に壁電荷を調整する初期化期間と、入力画像信号に応じて書込み放電を行う書込み期間と、書込みが行われた放電空間で維持放電を生じさせることによって表示を行う維持期間を有する駆動方法が一般的に用いられている。これらの各期間を組み合わせた期間（サブフィールド）が、画像の１コマに相当する期間（１フィールド）内で複数回繰り返されることによってＰＤＰの階調表示を行っている。
【０００６】
このようなＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層の役割としては、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することなどがあげられる。イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割であり、またアドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。
【０００７】
保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するために、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層に不純物を添加する例や、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粒子を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層上に形成した例が開示されている（例えば、特許文献２、３など参照）。
【０００８】
また、画像表示の際の輝度を増加させ、かつ放電電流を抑えるために、電極を複数の部分に分割し、開口部を設けた電極構造を用いるなどの工夫がなされている（例えば、特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００２／０１７３４５号
【特許文献２】特開２００２−２６０５３５号公報
【特許文献３】特開平１１−３３９６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、テレビは高精細化が進んでおり、市場では低消費電力かつ高輝度のＰＤＰが要求されている。
【００１１】
このようにＰＤＰの高精細化や低消費電力化を進めるにあたっては、放電電圧が高くならないようにすること、および書込み電圧の上昇を抑えつつ高輝度を実現させることを、同時に実現させなければならないという課題があった。
【００１２】
しかし、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）結晶粒子を形成する例では、放電遅れを小さくして点灯不良を低減することは可能であるが、放電電圧を低減することができない。また、輝度をより高くするために、電極を複数の部分に分割した上で開口部をより大きくすると、書込み電圧が大幅に上昇する。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、高輝度の表示性能を備え、かつ低電圧駆動が可能なＰＤＰを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分と、この第１部分から間隔を設けて平行に配置された第２部分と、第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分とを備え、間隔の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上放電ギャップ幅×１．２０以下であり、第１基板の保護層は、誘電体層上に下地膜を形成するとともに、下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このような構成によれば、高輝度かつ低消費電力の駆動が可能なＰＤＰを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板の下地膜におけるＸ線回折結果を示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板の他の構成の下地膜におけるＸ線回折結果を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの凝集粒子を説明するための拡大図
【図６】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの放電遅れと保護層中のカルシウム（Ｃａ）濃度との関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態におけるＰＤＰに用いた結晶粒子の粒径と電子放出特性の関係を示す特性図
【図８】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの表示電極を詳細に表した図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。
【００１８】
１、ＰＤＰの構造
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の構造を示す斜視図である。ＰＤＰ１の基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着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、キセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【００１９】
前面板２の前面ガラス基板３上には、導電性の第１電極４および第２電極５を間に放電ギャップを設けて配置して一対の帯状の表示電極６を構成するとともにその表示電極６が行方向に複数本配列されている。第１電極４および第２電極５は、それぞれ放電ギャップを介して対向する第１部分４ａ、５ａと、この第１部分から間隔をあけて平行に配置された第２部分４ｂ、５ｂ、さらに第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分４ｃ、５ｃとで構成されている。前面ガラス基板３上には表示電極６を覆うように電荷を保持してコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその上に保護層９が形成されている。
【００２０】
また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の第１電極４および第２電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極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間の溝ごとに、紫外線によって赤色、緑色及び青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。前面板２の第１電極４および第２電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電空間が形成され、前面板２の第１電極４および第２電極５の長手方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電空間がカラー表示のための画素になる。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の前面板２の構成を示す断面図であり、図２は図１と上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３上に、第１電極４と第２電極５よりなる表示電極６がパターン形成されている。第１電極４と第２電極５はそれぞれ金属バス電極で形成されており、それぞれ第１部分４ａ、５ａと、第２部分４ｂ、５ｂ、第３部分４ｃ、５ｃにより構成されている。第１電極４、第２電極５はそれぞれ長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。
【００２２】
誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの金属バス電極で形成される第１電極４、第２電極５を覆って設けられており、さらに誘電体層８上に保護層９が形成されている。
【００２３】
保護層９は、誘電体層８上に形成された下地膜９１と、下地膜９１上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを複数個凝集させた凝集粒子９２とにより構成している。下地膜９１は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属からなる金属酸化物により形成され、さらに下地膜９１上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２を付着形成している。
【００２４】
２、ＰＤＰの製造方法
次に、このようなＰＤＰ１の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、第１電極４及び第２電極５を形成する。金属バス電極である第１電極４と第２電極５は、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。第１電極４と第２電極５は銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所定の温度で焼成して固化している。
【００２５】
次に、第１電極４、第２電極５を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト（誘電体材料）層を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、第１電極４、第２電極５を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダ及び溶剤を含む塗料である。
【００２６】
次に、誘電体層８上に下地膜９１を形成する。本発明の実施の形態においては、下地膜９１を、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属からなる金属酸化物により形成している。
【００２７】
下地膜９１は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、及び酸化バリウム（ＢａＯ）の単独材料のペレットや、それらの材料を混合したペレットを用いて薄膜成膜方法によって形成される。薄膜成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの公知の方法を適用できる。一例として、スパッタリング法では１Ｐａ、蒸着法の一例である電子ビーム蒸着法では０．１Ｐａが実際上取り得る圧力の上限と考えられる。
【００２８】
また、下地膜９１の成膜時の雰囲気としては、水分付着や不純物の吸着を防止するために外部と遮断された密閉状態で、成膜時の雰囲気を調整することにより、所定の電子放出特性を有する金属酸化物よりなる下地膜９１を形成することができる。
【００２９】
次に、下地膜９１上に付着形成する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａの凝集粒子９２について述べる。これらの結晶粒子９２ａは、以下に示す気相合成法または前駆体焼成法のいずれかで製造することができる。
【００３０】
気相合成法では、不活性ガスが満たされた雰囲気下で純度が９９．９％以上のマグネシウム金属材料を加熱し、さらに、雰囲気に酸素を少量導入することによって、マグネシウムを直接酸化させ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを作製することができる。
【００３１】
一方、前駆体焼成法では、以下の方法によって結晶粒子９２ａを作製することができる。前駆体焼成法では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の前駆体を７００℃以上の高温で均一に焼成し、これを徐冷して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得ることができる。前駆体としては、例えば、マグネシウムアルコキシド（Ｍｇ（ＯＲ）2）、マグネシウムアセチルアセトン（Ｍｇ（ａｃａｃ）2）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ2）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）、硝酸マグネシウム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、シュウ酸マグネシウム（ＭｇＣ2Ｏ4）のうちのいずれか１種以上の化合物を選ぶことができる。なお選択した化合物によっては、通常、水和物の形態をとることもあるがこのような水和物を用いてもよい。
【００３２】
これらの化合物は、焼成後に得られる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の純度が９９．９５％以上、望ましくは９９．９８％以上になるように調整する。これらの化合物中に、各種アルカリ金属、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌなどの不純物元素が一定量以上混じっていると、熱処理時に不要な粒子間癒着や焼結を生じ、高結晶性の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得にくいためである。このため、不純物元素を除去することなどにより予め前駆体を調整することが必要となる。
【００３３】
上記いずれかの方法で得られた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを、溶媒に分散させ、その分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法などによって下地膜９１の表面に分散散布させる。その後、乾燥・焼成工程を経て溶媒除去を図り、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを下地膜９１の表面に定着させることができる。
【００３４】
このような一連の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成物（第１電極４、第２電極５、誘電体層８、保護層９）が形成されて前面板２が完成する。
【００３５】
一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などにより、アドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。
【００３６】
次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより隔壁材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。そして、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上及び隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。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。
【００３７】
所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを第１電極４及び第２電極５とアドレス電極１２とが直交するように対向配置し、その周囲をガラスフリットで封着して放電空間１６にキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などを含む放電ガスを封入してＰＤＰ１が完成する。
【００３８】
ここで、前面板２の誘電体層８について詳細に説明する。誘電体層８の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を１１重量％〜２０重量％、さらに、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を１．６重量％〜２１重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。
【００３９】
なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ7）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。
【００４０】
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよい。
【００４１】
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の誘電体層用ペーストを作製する。
【００４２】
バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加してペーストとして印刷特性を向上させてもよい。
【００４３】
次にこの誘電体層用ペーストを用いて表示電極６上にスクリーン印刷法あるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５５０℃〜５９０℃で焼成する。
【００４４】
３、保護層について
次に本発明の実施の形態における保護層９の詳細について説明する。
【００４５】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、図２に示すように、保護層９は、誘電体層８上に形成した下地膜９１と、下地膜９１上に付着させた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２とにより構成されている。また、下地膜９１は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜９１面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の保護層９を構成する下地膜９１面におけるＸ線回折結果を示す図である。また、図３中には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）単体、及び酸化バリウム（ＢａＯ）単体のＸ線回折分析の結果も示す。
【００４７】
図３において、横軸はブラッグの回折角（２θ）であり、縦軸はＸ線回折波の強度である。回折角の単位は１周を３６０度とする度で示し、強度は任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ）で示している。図３中には特定方位面である結晶方位面を括弧付けで示している。図３に示すように、結晶方位面の（１１１）では、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体では回折角３２．２度、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体では回折角３６．９度、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）単体では回折角３０．０度、酸化バリウム（ＢａＯ）単体では回折角２７．９度にピークを有していることがわかる。
【００４８】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１では、保護層９の下地膜９１として、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属から形成される金属酸化物により形成している。
【００４９】
図３には、下地膜９１が形成される金属酸化物と、２つの金属単体の酸化物それぞれについてのＸ線回折結果を示している。すなわち、マグネシウム（Ｍｇ）とカルシウム（Ｃａ）の金属を含む金属酸化物で形成された下地膜９１のＸ線回折結果をＡ点、マグネシウム（Ｍｇ）とストロンチウム（Ｓｒ）の金属を含む金属酸化物で形成された下地膜９１のＸ線回折結果をＢ点、さらに、マグネシウム（Ｍｇ）とバリウム（Ｂａ）の金属を含む金属酸化物で形成された下地膜９１のＸ線回折結果をＣ点で示している。
【００５０】
すなわち、Ａ点は特定方位面としての結晶方位面の（１１１）において、選択した金属単体の酸化物より発生する回折角のうち、最大回折角となる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の回折角３６．９度と、最小回折角となる酸化カルシウム（ＣａＯ）の回折角３２．２度との間である回折角３６．１度にピークが存在している。同様に、Ｂ点、Ｃ点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の３５．７度、３５．４度にピークが存在している。
【００５１】
また、図４には、図３と同様に、下地膜９１を構成する金属酸化物が３成分以上の場合のＸ線回折結果を示している。すなわち、図４には、金属酸化物としてマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びストロンチウム（Ｓｒ）を含む金属酸化物を用いた場合の結果をＤ点、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びバリウム（Ｂａ）を含む金属酸化物を用いた場合の結果をＥ点、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）を含む金属酸化物を用いた場合の結果をＦ点で示している。
【００５２】
すなわち、Ｄ点は特定方位面としての結晶方位面の（１１１）において、選択した複数の金属単体の酸化物より発生する回折角のうち、最大回折角となる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の回折角３６．９度と、最小回折角となる酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）単体の回折角３０．０度との間である回折角３３．４度にピークが存在している。同様に、Ｅ点、Ｆ点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の３２．８度、３０．２度にピークが存在している。
【００５３】
したがって、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の下地膜９１は、複数の金属を含む金属酸化物として２つの金属を含む金属酸化物で構成される場合であれ、３つの金属を含む金属酸化物で構成される場合であれ、下地膜９１を構成する複数の金属を含む金属酸化物の下地膜９１面のＸ線回折分析において、特定方位面における単体の金属酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。
【００５４】
なお、上記の説明では特定方位面としての結晶方位面として（１１１）を対象として説明したが、他の結晶方位面を対象とした場合も複数の金属酸化物のピークの位置が上記と同様である。
【００５５】
酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、及び酸化バリウム（ＢａＯ）では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と比較して、真空準位からの深さが浅い領域に電子が存在する。そのため、ＰＤＰ１を駆動する場合において、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）のエネルギー準位に存在する電子がキセノン（Ｘｅ）イオンの基底状態に遷移する際に、オージェ効果により放出される電子数が、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギー準位から遷移する場合と比較して多くなると考えられる。
【００５６】
また、上述のように、本発明の実施の形態における下地膜９１は、複数の金属を含む金属酸化物で構成され、金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。Ｘ線回折分析の結果が、図３及び図４に示す特徴を有する複数の金属酸化物はそのエネルギー準位もそれらを構成する金属単体の酸化物の間に存在する。したがって、下地膜９１のエネルギー準位も金属単体の酸化物の間に存在し、オージェ効果により放出される電子数が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギー準位から遷移する場合と比較して多くなると考えられる。
【００５７】
その結果、下地膜９１では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と比較して、良好な二次電子放出特性を発揮することができ、結果として、放電維持電圧を低減することができる。そのため、特に輝度を高めるために放電ガスとしてのキセノン（Ｘｅ）分圧を高めた場合に、放電維持電圧を低減し、低電圧でなおかつ高輝度のＰＤＰを実現することが可能となる。
【００５８】
なお、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）は、金属単体の酸化物では反応性が高いため不純物と反応しやすく、そのために電子放出性能が低下してしまうという課題を有していた。しかしながら、本発明の実施の形態においては、それらの複数の金属を含む金属酸化物とすることにより、反応性を低減し、不純物の混入や酸素欠損の少ない結晶構造で形成されている。そのため、ＰＤＰの駆動時に電子が過剰放出されるのが抑制され、低電圧駆動と二次電子放出性能の両立効果に加えて、適度な電子保持特性の効果も発揮される。この電荷保持特性は、特に初期化期間に貯めた壁電荷を保持しておき、書込み期間において書込み不良を防止して確実な書込み放電を行う上で有効である。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態における下地膜９１上に設けた、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２について詳細に説明する。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の凝集粒子９２は、本発明者の実験により、主として書込み放電における放電遅れを抑制する効果と、放電遅れの温度依存性を改善する効果が確認されている。そこで本発明の実施の形態では、凝集粒子９２が下地膜９１に比べて高度な初期電子放出特性に優れる性質を利用して、放電パルス立ち上がり時に必要な初期電子供給部として配設している。
【００６０】
放電遅れは、放電開始時において、トリガーとなる初期電子が下地膜９１表面から放電空間１６中に放出される量が不足することが主原因と考えられる。そこで、放電空間１６に対する初期電子の安定供給に寄与するため、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の凝集粒子９２を下地膜９１の表面に分散配置する。これによって、放電パルスの立ち上がり時に放電空間１６中に電子が豊富に存在し、放電遅れの解消が図られる。したがって、このような初期電子放出特性により、ＰＤＰ１が高精細の場合などにおいても放電応答性の良い高速駆動ができるようになっている。なお下地膜９１の表面に複数の金属酸化物の凝集粒子９２を配設する構成では、主として書込み放電における放電遅れを抑制する効果に加え、放電遅れの温度依存性を改善する効果も得られる。
【００６１】
以上のように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１では、低電圧駆動と電荷保持の両立効果を奏する下地膜９１と、放電遅れの防止効果を奏する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の凝集粒子９２とにより構成することによって、ＰＤＰ１全体として、高精細なＰＤＰでも高速駆動を低電圧で駆動でき、かつ、点灯不良を抑制した高品位な画像表示性能を実現できる。
【００６２】
本発明の実施の形態では、下地膜９１上に、結晶粒子９２ａが数個凝集した凝集粒子９２を離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように複数個付着させることにより構成している。図５は凝集粒子９２を説明するための拡大図である。
【００６３】
凝集粒子９２とは、図５に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子９２ａが凝集またはネッキングした状態のものである。すなわち、固体として大きな結合力を持って結合しているのではなく、静電気やファンデルワールス力などによって複数の一次粒子が集合体の体をなしているもので、超音波などの外的刺激により、その一部または全部が一次粒子の状態になる程度で結合しているものである。凝集粒子９２の粒径としては、約１μｍ程度のもので、結晶粒子９２ａとしては、１４面体や１２面体などの７面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。
【００６４】
また、結晶粒子９２ａの一次粒子の粒径は、結晶粒子９２ａの生成条件によって制御できる。例えば、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのＭｇＯ前駆体を焼成して生成する場合、焼成温度や焼成雰囲気を制御することで粒径を制御することができる。一般的に、焼成温度は７００℃から１５００℃の範囲で選択できるが、焼成温度を比較的高い１０００℃以上にすることで、その粒径を０．３μｍ〜２μｍ程度に制御することが可能である。さらに、結晶粒子９２ａをＭｇＯ前駆体を加熱して得ることにより、その生成過程において、複数個の一次粒子同士が凝集またはネッキングと呼ばれる現象により結合して凝集粒子９２を得ることができる。
【００６５】
図６は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１のうち、マグネシウム（Ｍｇ）とカルシウム（Ｃａ）との複数の金属を含む金属酸化物で構成した下地膜９１を用いた場合の放電遅れと保護層９中のカルシウム（Ｃａ）濃度との関係を示す図である。下地膜９１としてマグネシウム（Ｍｇ）とカルシウム（Ｃａ）とからなる複数の金属を含む酸化物で構成し、金属酸化物は、下地膜９１面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のピークが発生する回折角と酸化カルシウム（ＣａＯ）のピークが発生する回折角との間にピークが存在するようにしている。
【００６６】
なお、図６には、保護層９として下地膜９１のみの場合と、下地膜９１上に凝集粒子９２を配置した場合とについて示し、放電遅れは、下地膜９１中にカルシウム（Ｃａ）が含有されていない場合を基準として示している。
【００６７】
図６より明らかなように、下地膜９１のみの場合と、下地膜９１上に凝集粒子９２を配置した場合とにおいて、下地膜９１のみの場合はカルシウム（Ｃａ）濃度の増加とともに放電遅れが大きくなるのに対し、下地膜９１上に凝集粒子９２を配置することによって放電遅れを大幅に小さくすることができ、カルシウム（Ｃａ）濃度が増加しても放電遅れはほとんど増大しないことがわかる。
【００６８】
次に、本発明の実施の形態によるＰＤＰ１の保護層９に用いた結晶粒子の粒径について詳細に説明する。なお、以下の説明において、粒径とは平均粒径を意味し、平均粒径とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことを意味している。
【００６９】
図７は、結晶粒子９２ａの粒径を変化させて電子放出性能を調べた実験結果を示す特性図である。なお、図７において、結晶粒子９２ａの粒径は、結晶粒子９２ａをＳＥＭ観察することで測長した。図７に示すように、粒径が０．３μｍ程度に小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほぼ０．９μｍ以上であれば、高い電子放出性能が得られることがわかる。
【００７０】
ところで、放電セル内での電子放出数を増加させるためには、下地膜９１上の単位面積あたりの結晶粒子９２ａの数は多い方が望ましいが、本発明者の実験によれば、前面板２の保護層９と密接に接触する背面板１０の隔壁１４の頂部に相当する部分に結晶粒子９２ａが存在することで、隔壁１４の頂部を破損させ、その材料が蛍光体層１５の上に乗るなどし、それによって、該当するセルが正常に点灯消灯しなくなる現象が発生することがわかった。この隔壁破損の現象は、結晶粒子９２ａが隔壁１４頂部に対応する部分に存在しなければ発生しにくいことから、付着させる結晶粒子９２ａの数が多くなれば隔壁１４の破損発生確率が高くなる。このような観点からは、結晶粒子径が２．５μｍ程度に大きくなると、隔壁破損の確率が急激に高くなり、２．５μｍより小さい結晶粒子径であれば、隔壁破損の確率は比較的小さく抑えることができる。
【００７１】
以上の結果より、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１においては、凝集粒子９２として、粒径が０．９μｍ〜２μｍの範囲にある凝集粒子９２を使用すれば、上述した本発明の効果を安定的に得られることがわかった。
【００７２】
以上のように本発明によるＰＤＰによれば、電子放出性能が高く、電荷保持能力としてはＶｓｃｎ点灯電圧が１２０Ｖ以下のものを得ることができる。
【００７３】
なお、本発明の実施の形態では、結晶粒子として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粒子を用いて説明したが、この他の単結晶粒子でも、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）同様に高い電子放出性能を持つＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｌなどの金属酸化物による結晶粒子を用いても同様の効果を得ることができるため、粒子種としては酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に限定されるものではない。
【００７４】
４、表示電極について
４−１、表示電極の構造
次に本発明の実施の形態における表示電極６の詳細について説明する。
【００７５】
図８は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の前面板２の構成を示す上面図であり、図２の表示電極部分を拡大している。図８に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、第１電極４と第２電極５よりなる表示電極６がパターン形成されている。第１電極と第２電極は、それぞれ金属バス電極で形成されている。
【００７６】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、図８に示すように、表示電極６は、それぞれ放電ギャップを介して対向する第１部分４ａ、５ａと、この第１部分から間隔をあけて平行に配置された第２部分４ｂ、５ｂ、さらに第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分４ｃ、５ｃとで構成されている。
【００７７】
第３部分４ｃ、５ｃを有する表示電極は、放電により発光する蛍光体の光をより多く取り出して輝度を高めるために、第３部分４ｃ、５ｃをＰＤＰの短辺方向に長くして開口率をより大きくすることが考えられる。しかし、誘電体層８上に形成した下地膜９１と、下地膜９１上に付着させた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２とにより構成されている保護層を使用する場合、開口率を大きくするとともに急激に書込み電圧が上昇する。これにより、ＰＤＰの製造工程におけるバラつきを考慮すると第３部分４ｃ、５ｃの線幅および長さの調整に限界があり、輝度を十分に確保できなかった。
【００７８】
そこで、本発明の実施形態は、第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分４ａ、５ａと、この第１部分４ａ、５ａから間隔をあけて平行に配置された第２部分４ｂ、５ｂと、第１部分４ａ、５ａと第２部分４ｂ、５ｂとを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分４ｃ、５ｃとを備え、間隔の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上放電ギャップ幅×１．２０以下であり、第１基板の保護層は、誘電体層上に下地膜を形成するとともに、下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在することを特徴とする。ここで、第３部分４ｃ、５ｃの長さは、放電ギャップ側とは反対の上下隣接セル側に長くなる。
【００７９】
４−２、実験例
以下、５０インチサイズのＰＤＰにおいて、各電極構成と実験例１〜実験例３に、各放電ギャップの幅（Ｇ１）および第３部分（Ｓ１）（以下、スペース幅という）の長さに対する書込み電圧の結果を示す。なお、間隔の長さは、第３部分の長さと同等であることから、間隔の長さを３部分の長さで表す。また、実験例で用いた保護層９は、下地膜と下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集して付着された凝集粒子とから形成され、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成されるものとする。この保護層は、保護層Ａとする。また、比較例１〜比較例３についても、同様に、各放電ギャップの幅およびスペース幅に対する書込み電圧の結果を示す。比較例１〜比較例３は、保護層としては、下地膜９１と、下地膜９１上に付着させた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２とから構成されている。この保護層を、保護層Ｂとする。
【００８０】
比較例１は、保護層が保護層Ｂであり、放電ギャップの幅が９５μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧をスペース幅毎に測定し、スペース幅が８０μｍのときの書込み電圧を基準０としたときの書込み電圧差の結果を表１に示している。比較例２、比較例３および実験例１〜実験例３における電圧差についても、比較例１におけるスペース幅が８０μｍのときの書込み電圧を基準０としたときの書込み電圧差を示している。
【００８１】
実験例１は、保護層Ａであり、放電ギャップ幅が９５μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８２】
比較例２は、保護層Ｂであり、放電ギャップ幅が９０μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８３】
実験例２は、保護層Ａであり、放電ギャップ幅が９０μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８４】
比較例３は、保護層Ｂであり、放電ギャップ幅が１００μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８５】
実験例３は、保護層Ａであり、放電ギャップ幅が１００μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８６】
【表１】
【００８７】
表１に示すように、いずれの比較例および実験例においてもスペース幅がより大きくなるにつれて書込み電圧が大きくなることがわかる。しかし、比較例および実験例とでは、スペース幅が与える書込み電圧への影響が大きく異なる。いずれの比較例も、スペース幅が大きくなると書込み電圧の上がり幅が実験例よりも大きい。しかし、実験例ではスペース幅が大きくなっても書込み電圧が多少上昇しても、書込み電圧の上がり幅は比較例よりも小さい。この理由として、二次電子放出量および放電遅れが変化していると考えられる。
【００８８】
したがって、ＰＤＰの高輝度化を目的として、スペース幅を広くしても書込み電圧の上がり幅がより小さく、スペース幅のマージンを確保することができる。実際、ＰＤＰにおいて書込み電圧差が５Ｖ以下であることが望ましい。それは、電圧上昇により、ＰＤＰ製造コストのアップが避けられないからである。よって、電圧差５Ｖ以下を考慮すると、第３部分の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上であり、放電ギャップの幅×１．２０以下であることが望ましい。
【００８９】
なお、今回は５０インチサイズのＰＤＰを用いたが、他のインチサイズにおいても同様に、第３部分の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上であり、放電ギャップの幅×１．２０以下であることが望ましい。
【００９０】
以上により、本発明の実施形態は、第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分と、この第１部分から間隔を設けて平行に配置された第２部分と、第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分とを備え、間隔の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上放電ギャップ幅×１．２０以下であり、第１基板の保護層は、誘電体層上に下地膜を形成するとともに、下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものであることを特徴とすることで、高輝度かつ低消費電力が可能なＰＤＰを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように本発明は、高輝度かつ低消費電力のＰＤＰを実現する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【００９２】
１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 第１電極
５ 第２電極
４ａ、５ａ 第１部分
４ｂ、５ｂ 第２部分
４ｃ、５ｃ 第３部分
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 アドレス電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
９１ 下地膜
９２ 凝集粒子
９２ａ 結晶粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスなどに用い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と呼ぶ）は、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチクラスのテレビなどが製品化されている。近年、ＰＤＰにおいては、従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上の高精細テレビへの適用が進められており、エネルギー問題に対応してさらなる消費電力低減への取り組みや、環境問題に配慮した鉛成分を含まないＰＤＰへの要求なども高まっている。
【０００３】
ＰＤＰは、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法により製造された硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成された第１電極と第２電極とから構成される表示電極が複数並んで構成される複数の表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。
【０００４】
一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色及び青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。
【０００５】
また、このようなＰＤＰの駆動方法としては、書込みをしやすい状態に壁電荷を調整する初期化期間と、入力画像信号に応じて書込み放電を行う書込み期間と、書込みが行われた放電空間で維持放電を生じさせることによって表示を行う維持期間を有する駆動方法が一般的に用いられている。これらの各期間を組み合わせた期間（サブフィールド）が、画像の１コマに相当する期間（１フィールド）内で複数回繰り返されることによってＰＤＰの階調表示を行っている。
【０００６】
このようなＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層の役割としては、放電によるイオン衝撃から誘電体層を保護すること、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出することなどがあげられる。イオン衝撃から誘電体層を保護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要な役割であり、またアドレス放電を発生させるための初期電子を放出することは、画像のちらつきの原因となるアドレス放電ミスを防ぐ重要な役割である。
【０００７】
保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するために、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層に不純物を添加する例や、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粒子を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層上に形成した例が開示されている（例えば、特許文献２、３など参照）。
【０００８】
また、画像表示の際の輝度を増加させ、かつ放電電流を抑えるために、電極を複数の部分に分割し、開口部を設けた電極構造を用いるなどの工夫がなされている（例えば、特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００２／０１７３４５号
【特許文献２】特開２００２−２６０５３５号公報
【特許文献３】特開平１１−３３９６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、テレビは高精細化が進んでおり、市場では低消費電力かつ高輝度のＰＤＰが要求されている。
【００１１】
このようにＰＤＰの高精細化や低消費電力化を進めるにあたっては、放電電圧が高くならないようにすること、および書込み電圧の上昇を抑えつつ高輝度を実現させることを、同時に実現させなければならないという課題があった。
【００１２】
しかし、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護層上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）結晶粒子を形成する例では、放電遅れを小さくして点灯不良を低減することは可能であるが、放電電圧を低減することができない。また、輝度をより高くするために、電極を複数の部分に分割した上で開口部をより大きくすると、書込み電圧が大幅に上昇する。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、高輝度の表示性能を備え、かつ低電圧駆動が可能なＰＤＰを実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分と、この第１部分から間隔を設けて平行に配置された第２部分と、第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分とを備え、間隔の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上放電ギャップ幅×１．２０以下であり、第１基板の保護層は、誘電体層上に下地膜を形成するとともに、下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
このような構成によれば、高輝度かつ低消費電力の駆動が可能なＰＤＰを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板の下地膜におけるＸ線回折結果を示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの前面板の他の構成の下地膜におけるＸ線回折結果を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの凝集粒子を説明するための拡大図
【図６】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの放電遅れと保護層中のカルシウム（Ｃａ）濃度との関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態におけるＰＤＰに用いた結晶粒子の粒径と電子放出特性の関係を示す特性図
【図８】本発明の実施の形態におけるＰＤＰの表示電極を詳細に表した図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。
【００１８】
１、ＰＤＰの構造
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の構造を示す斜視図である。ＰＤＰ１の基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着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、キセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【００１９】
前面板２の前面ガラス基板３上には、導電性の第１電極４および第２電極５を間に放電ギャップを設けて配置して一対の帯状の表示電極６を構成するとともにその表示電極６が行方向に複数本配列されている。第１電極４および第２電極５は、それぞれ放電ギャップを介して対向する第１部分４ａ、５ａと、この第１部分から間隔をあけて平行に配置された第２部分４ｂ、５ｂ、さらに第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分４ｃ、５ｃとで構成されている。前面ガラス基板３上には表示電極６を覆うように電荷を保持してコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその上に保護層９が形成されている。
【００２０】
また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の第１電極４および第２電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極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間の溝ごとに、紫外線によって赤色、緑色及び青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。前面板２の第１電極４および第２電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電空間が形成され、前面板２の第１電極４および第２電極５の長手方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電空間がカラー表示のための画素になる。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の前面板２の構成を示す断面図であり、図２は図１と上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３上に、第１電極４と第２電極５よりなる表示電極６がパターン形成されている。第１電極４と第２電極５はそれぞれ金属バス電極で形成されており、それぞれ第１部分４ａ、５ａと、第２部分４ｂ、５ｂ、第３部分４ｃ、５ｃにより構成されている。第１電極４、第２電極５はそれぞれ長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。
【００２２】
誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの金属バス電極で形成される第１電極４、第２電極５を覆って設けられており、さらに誘電体層８上に保護層９が形成されている。
【００２３】
保護層９は、誘電体層８上に形成された下地膜９１と、下地膜９１上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを複数個凝集させた凝集粒子９２とにより構成している。下地膜９１は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属からなる金属酸化物により形成され、さらに下地膜９１上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２を付着形成している。
【００２４】
２、ＰＤＰの製造方法
次に、このようなＰＤＰ１の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、第１電極４及び第２電極５を形成する。金属バス電極である第１電極４と第２電極５は、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。第１電極４と第２電極５は銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所定の温度で焼成して固化している。
【００２５】
次に、第１電極４、第２電極５を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト（誘電体材料）層を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、第１電極４、第２電極５を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダ及び溶剤を含む塗料である。
【００２６】
次に、誘電体層８上に下地膜９１を形成する。本発明の実施の形態においては、下地膜９１を、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属からなる金属酸化物により形成している。
【００２７】
下地膜９１は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、及び酸化バリウム（ＢａＯ）の単独材料のペレットや、それらの材料を混合したペレットを用いて薄膜成膜方法によって形成される。薄膜成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの公知の方法を適用できる。一例として、スパッタリング法では１Ｐａ、蒸着法の一例である電子ビーム蒸着法では０．１Ｐａが実際上取り得る圧力の上限と考えられる。
【００２８】
また、下地膜９１の成膜時の雰囲気としては、水分付着や不純物の吸着を防止するために外部と遮断された密閉状態で、成膜時の雰囲気を調整することにより、所定の電子放出特性を有する金属酸化物よりなる下地膜９１を形成することができる。
【００２９】
次に、下地膜９１上に付着形成する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａの凝集粒子９２について述べる。これらの結晶粒子９２ａは、以下に示す気相合成法または前駆体焼成法のいずれかで製造することができる。
【００３０】
気相合成法では、不活性ガスが満たされた雰囲気下で純度が９９．９％以上のマグネシウム金属材料を加熱し、さらに、雰囲気に酸素を少量導入することによって、マグネシウムを直接酸化させ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを作製することができる。
【００３１】
一方、前駆体焼成法では、以下の方法によって結晶粒子９２ａを作製することができる。前駆体焼成法では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の前駆体を７００℃以上の高温で均一に焼成し、これを徐冷して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得ることができる。前駆体としては、例えば、マグネシウムアルコキシド（Ｍｇ（ＯＲ）2）、マグネシウムアセチルアセトン（Ｍｇ（ａｃａｃ）2）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ2）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）、硝酸マグネシウム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、シュウ酸マグネシウム（ＭｇＣ2Ｏ4）のうちのいずれか１種以上の化合物を選ぶことができる。なお選択した化合物によっては、通常、水和物の形態をとることもあるがこのような水和物を用いてもよい。
【００３２】
これらの化合物は、焼成後に得られる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の純度が９９．９５％以上、望ましくは９９．９８％以上になるように調整する。これらの化合物中に、各種アルカリ金属、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌなどの不純物元素が一定量以上混じっていると、熱処理時に不要な粒子間癒着や焼結を生じ、高結晶性の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得にくいためである。このため、不純物元素を除去することなどにより予め前駆体を調整することが必要となる。
【００３３】
上記いずれかの方法で得られた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを、溶媒に分散させ、その分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法などによって下地膜９１の表面に分散散布させる。その後、乾燥・焼成工程を経て溶媒除去を図り、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを下地膜９１の表面に定着させることができる。
【００３４】
このような一連の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成物（第１電極４、第２電極５、誘電体層８、保護層９）が形成されて前面板２が完成する。
【００３５】
一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などにより、アドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。
【００３６】
次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより隔壁材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。そして、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上及び隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。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。
【００３７】
所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを第１電極４及び第２電極５とアドレス電極１２とが直交するように対向配置し、その周囲をガラスフリットで封着して放電空間１６にキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などを含む放電ガスを封入してＰＤＰ１が完成する。
【００３８】
ここで、前面板２の誘電体層８について詳細に説明する。誘電体層８の誘電体材料は、次の材料組成より構成されている。すなわち、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を１１重量％〜２０重量％、さらに、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）から選ばれる少なくとも１種を１．６重量％〜２１重量％含み、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含んでいる。
【００３９】
なお、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化セリウム（ＣｅＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）に代えて、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ7）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）から選ばれる少なくとも１種を０．１重量％〜７重量％含ませてもよい。
【００４０】
また、上記以外の成分として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を０重量％〜４０重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）を０重量％〜３５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）を０重量％〜１５重量％、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）を０重量％〜１０重量％など、鉛成分を含まない材料組成が含まれていてもよい。
【００４１】
これらの組成成分からなる誘電体材料を、湿式ジェットミルやボールミルで粒径が０．５μｍ〜２．５μｍとなるように粉砕して誘電体材料粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末５５重量％〜７０重量％と、バインダ成分３０重量％〜４５重量％とを三本ロールでよく混練してダイコート用、または印刷用の誘電体層用ペーストを作製する。
【００４２】
バインダ成分はエチルセルロース、またはアクリル樹脂１重量％〜２０重量％を含むターピネオール、またはブチルカルビトールアセテートである。また、ペースト中には、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリセロールモノオレート、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール（Ｋａｏコーポレーション社製品名）、アルキルアリル基のリン酸エステルなどを添加してペーストとして印刷特性を向上させてもよい。
【００４３】
次にこの誘電体層用ペーストを用いて表示電極６上にスクリーン印刷法あるいはダイコート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点より少し高い温度の５５０℃〜５９０℃で焼成する。
【００４４】
３、保護層について
次に本発明の実施の形態における保護層９の詳細について説明する。
【００４５】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、図２に示すように、保護層９は、誘電体層８上に形成した下地膜９１と、下地膜９１上に付着させた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２とにより構成されている。また、下地膜９１は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜９１面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の保護層９を構成する下地膜９１面におけるＸ線回折結果を示す図である。また、図３中には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）単体、及び酸化バリウム（ＢａＯ）単体のＸ線回折分析の結果も示す。
【００４７】
図３において、横軸はブラッグの回折角（２θ）であり、縦軸はＸ線回折波の強度である。回折角の単位は１周を３６０度とする度で示し、強度は任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ）で示している。図３中には特定方位面である結晶方位面を括弧付けで示している。図３に示すように、結晶方位面の（１１１）では、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体では回折角３２．２度、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体では回折角３６．９度、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）単体では回折角３０．０度、酸化バリウム（ＢａＯ）単体では回折角２７．９度にピークを有していることがわかる。
【００４８】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１では、保護層９の下地膜９１として、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びバリウム（Ｂａ）から選ばれる少なくとも２つ以上の金属から形成される金属酸化物により形成している。
【００４９】
図３には、下地膜９１が形成される金属酸化物と、２つの金属単体の酸化物それぞれについてのＸ線回折結果を示している。すなわち、マグネシウム（Ｍｇ）とカルシウム（Ｃａ）の金属を含む金属酸化物で形成された下地膜９１のＸ線回折結果をＡ点、マグネシウム（Ｍｇ）とストロンチウム（Ｓｒ）の金属を含む金属酸化物で形成された下地膜９１のＸ線回折結果をＢ点、さらに、マグネシウム（Ｍｇ）とバリウム（Ｂａ）の金属を含む金属酸化物で形成された下地膜９１のＸ線回折結果をＣ点で示している。
【００５０】
すなわち、Ａ点は特定方位面としての結晶方位面の（１１１）において、選択した金属単体の酸化物より発生する回折角のうち、最大回折角となる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の回折角３６．９度と、最小回折角となる酸化カルシウム（ＣａＯ）の回折角３２．２度との間である回折角３６．１度にピークが存在している。同様に、Ｂ点、Ｃ点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の３５．７度、３５．４度にピークが存在している。
【００５１】
また、図４には、図３と同様に、下地膜９１を構成する金属酸化物が３成分以上の場合のＸ線回折結果を示している。すなわち、図４には、金属酸化物としてマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びストロンチウム（Ｓｒ）を含む金属酸化物を用いた場合の結果をＤ点、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）及びバリウム（Ｂａ）を含む金属酸化物を用いた場合の結果をＥ点、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）を含む金属酸化物を用いた場合の結果をＦ点で示している。
【００５２】
すなわち、Ｄ点は特定方位面としての結晶方位面の（１１１）において、選択した複数の金属単体の酸化物より発生する回折角のうち、最大回折角となる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の回折角３６．９度と、最小回折角となる酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）単体の回折角３０．０度との間である回折角３３．４度にピークが存在している。同様に、Ｅ点、Ｆ点もそれぞれ最大回折角と最小回折角との間の３２．８度、３０．２度にピークが存在している。
【００５３】
したがって、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の下地膜９１は、複数の金属を含む金属酸化物として２つの金属を含む金属酸化物で構成される場合であれ、３つの金属を含む金属酸化物で構成される場合であれ、下地膜９１を構成する複数の金属を含む金属酸化物の下地膜９１面のＸ線回折分析において、特定方位面における単体の金属酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。
【００５４】
なお、上記の説明では特定方位面としての結晶方位面として（１１１）を対象として説明したが、他の結晶方位面を対象とした場合も複数の金属酸化物のピークの位置が上記と同様である。
【００５５】
酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、及び酸化バリウム（ＢａＯ）では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と比較して、真空準位からの深さが浅い領域に電子が存在する。そのため、ＰＤＰ１を駆動する場合において、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）のエネルギー準位に存在する電子がキセノン（Ｘｅ）イオンの基底状態に遷移する際に、オージェ効果により放出される電子数が、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギー準位から遷移する場合と比較して多くなると考えられる。
【００５６】
また、上述のように、本発明の実施の形態における下地膜９１は、複数の金属を含む金属酸化物で構成され、金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するようにしている。Ｘ線回折分析の結果が、図３及び図４に示す特徴を有する複数の金属酸化物はそのエネルギー準位もそれらを構成する金属単体の酸化物の間に存在する。したがって、下地膜９１のエネルギー準位も金属単体の酸化物の間に存在し、オージェ効果により放出される電子数が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のエネルギー準位から遷移する場合と比較して多くなると考えられる。
【００５７】
その結果、下地膜９１では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と比較して、良好な二次電子放出特性を発揮することができ、結果として、放電維持電圧を低減することができる。そのため、特に輝度を高めるために放電ガスとしてのキセノン（Ｘｅ）分圧を高めた場合に、放電維持電圧を低減し、低電圧でなおかつ高輝度のＰＤＰを実現することが可能となる。
【００５８】
なお、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）は、金属単体の酸化物では反応性が高いため不純物と反応しやすく、そのために電子放出性能が低下してしまうという課題を有していた。しかしながら、本発明の実施の形態においては、それらの複数の金属を含む金属酸化物とすることにより、反応性を低減し、不純物の混入や酸素欠損の少ない結晶構造で形成されている。そのため、ＰＤＰの駆動時に電子が過剰放出されるのが抑制され、低電圧駆動と二次電子放出性能の両立効果に加えて、適度な電子保持特性の効果も発揮される。この電荷保持特性は、特に初期化期間に貯めた壁電荷を保持しておき、書込み期間において書込み不良を防止して確実な書込み放電を行う上で有効である。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態における下地膜９１上に設けた、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２について詳細に説明する。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の凝集粒子９２は、本発明者の実験により、主として書込み放電における放電遅れを抑制する効果と、放電遅れの温度依存性を改善する効果が確認されている。そこで本発明の実施の形態では、凝集粒子９２が下地膜９１に比べて高度な初期電子放出特性に優れる性質を利用して、放電パルス立ち上がり時に必要な初期電子供給部として配設している。
【００６０】
放電遅れは、放電開始時において、トリガーとなる初期電子が下地膜９１表面から放電空間１６中に放出される量が不足することが主原因と考えられる。そこで、放電空間１６に対する初期電子の安定供給に寄与するため、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の凝集粒子９２を下地膜９１の表面に分散配置する。これによって、放電パルスの立ち上がり時に放電空間１６中に電子が豊富に存在し、放電遅れの解消が図られる。したがって、このような初期電子放出特性により、ＰＤＰ１が高精細の場合などにおいても放電応答性の良い高速駆動ができるようになっている。なお下地膜９１の表面に複数の金属酸化物の凝集粒子９２を配設する構成では、主として書込み放電における放電遅れを抑制する効果に加え、放電遅れの温度依存性を改善する効果も得られる。
【００６１】
以上のように、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１では、低電圧駆動と電荷保持の両立効果を奏する下地膜９１と、放電遅れの防止効果を奏する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の凝集粒子９２とにより構成することによって、ＰＤＰ１全体として、高精細なＰＤＰでも高速駆動を低電圧で駆動でき、かつ、点灯不良を抑制した高品位な画像表示性能を実現できる。
【００６２】
本発明の実施の形態では、下地膜９１上に、結晶粒子９２ａが数個凝集した凝集粒子９２を離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一に分布するように複数個付着させることにより構成している。図５は凝集粒子９２を説明するための拡大図である。
【００６３】
凝集粒子９２とは、図５に示すように、所定の一次粒径の結晶粒子９２ａが凝集またはネッキングした状態のものである。すなわち、固体として大きな結合力を持って結合しているのではなく、静電気やファンデルワールス力などによって複数の一次粒子が集合体の体をなしているもので、超音波などの外的刺激により、その一部または全部が一次粒子の状態になる程度で結合しているものである。凝集粒子９２の粒径としては、約１μｍ程度のもので、結晶粒子９２ａとしては、１４面体や１２面体などの７面以上の面を持つ多面体形状を有するのが望ましい。
【００６４】
また、結晶粒子９２ａの一次粒子の粒径は、結晶粒子９２ａの生成条件によって制御できる。例えば、炭酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどのＭｇＯ前駆体を焼成して生成する場合、焼成温度や焼成雰囲気を制御することで粒径を制御することができる。一般的に、焼成温度は７００℃から１５００℃の範囲で選択できるが、焼成温度を比較的高い１０００℃以上にすることで、その粒径を０．３μｍ〜２μｍ程度に制御することが可能である。さらに、結晶粒子９２ａをＭｇＯ前駆体を加熱して得ることにより、その生成過程において、複数個の一次粒子同士が凝集またはネッキングと呼ばれる現象により結合して凝集粒子９２を得ることができる。
【００６５】
図６は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１のうち、マグネシウム（Ｍｇ）とカルシウム（Ｃａ）との複数の金属を含む金属酸化物で構成した下地膜９１を用いた場合の放電遅れと保護層９中のカルシウム（Ｃａ）濃度との関係を示す図である。下地膜９１としてマグネシウム（Ｍｇ）とカルシウム（Ｃａ）とからなる複数の金属を含む酸化物で構成し、金属酸化物は、下地膜９１面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のピークが発生する回折角と酸化カルシウム（ＣａＯ）のピークが発生する回折角との間にピークが存在するようにしている。
【００６６】
なお、図６には、保護層９として下地膜９１のみの場合と、下地膜９１上に凝集粒子９２を配置した場合とについて示し、放電遅れは、下地膜９１中にカルシウム（Ｃａ）が含有されていない場合を基準として示している。
【００６７】
図６より明らかなように、下地膜９１のみの場合と、下地膜９１上に凝集粒子９２を配置した場合とにおいて、下地膜９１のみの場合はカルシウム（Ｃａ）濃度の増加とともに放電遅れが大きくなるのに対し、下地膜９１上に凝集粒子９２を配置することによって放電遅れを大幅に小さくすることができ、カルシウム（Ｃａ）濃度が増加しても放電遅れはほとんど増大しないことがわかる。
【００６８】
次に、本発明の実施の形態によるＰＤＰ１の保護層９に用いた結晶粒子の粒径について詳細に説明する。なお、以下の説明において、粒径とは平均粒径を意味し、平均粒径とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことを意味している。
【００６９】
図７は、結晶粒子９２ａの粒径を変化させて電子放出性能を調べた実験結果を示す特性図である。なお、図７において、結晶粒子９２ａの粒径は、結晶粒子９２ａをＳＥＭ観察することで測長した。図７に示すように、粒径が０．３μｍ程度に小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほぼ０．９μｍ以上であれば、高い電子放出性能が得られることがわかる。
【００７０】
ところで、放電セル内での電子放出数を増加させるためには、下地膜９１上の単位面積あたりの結晶粒子９２ａの数は多い方が望ましいが、本発明者の実験によれば、前面板２の保護層９と密接に接触する背面板１０の隔壁１４の頂部に相当する部分に結晶粒子９２ａが存在することで、隔壁１４の頂部を破損させ、その材料が蛍光体層１５の上に乗るなどし、それによって、該当するセルが正常に点灯消灯しなくなる現象が発生することがわかった。この隔壁破損の現象は、結晶粒子９２ａが隔壁１４頂部に対応する部分に存在しなければ発生しにくいことから、付着させる結晶粒子９２ａの数が多くなれば隔壁１４の破損発生確率が高くなる。このような観点からは、結晶粒子径が２．５μｍ程度に大きくなると、隔壁破損の確率が急激に高くなり、２．５μｍより小さい結晶粒子径であれば、隔壁破損の確率は比較的小さく抑えることができる。
【００７１】
以上の結果より、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１においては、凝集粒子９２として、粒径が０．９μｍ〜２μｍの範囲にある凝集粒子９２を使用すれば、上述した本発明の効果を安定的に得られることがわかった。
【００７２】
以上のように本発明によるＰＤＰによれば、電子放出性能が高く、電荷保持能力としてはＶｓｃｎ点灯電圧が１２０Ｖ以下のものを得ることができる。
【００７３】
なお、本発明の実施の形態では、結晶粒子として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粒子を用いて説明したが、この他の単結晶粒子でも、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）同様に高い電子放出性能を持つＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ａｌなどの金属酸化物による結晶粒子を用いても同様の効果を得ることができるため、粒子種としては酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に限定されるものではない。
【００７４】
４、表示電極について
４−１、表示電極の構造
次に本発明の実施の形態における表示電極６の詳細について説明する。
【００７５】
図８は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の前面板２の構成を示す上面図であり、図２の表示電極部分を拡大している。図８に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、第１電極４と第２電極５よりなる表示電極６がパターン形成されている。第１電極と第２電極は、それぞれ金属バス電極で形成されている。
【００７６】
本発明の実施の形態におけるＰＤＰでは、図８に示すように、表示電極６は、それぞれ放電ギャップを介して対向する第１部分４ａ、５ａと、この第１部分から間隔をあけて平行に配置された第２部分４ｂ、５ｂ、さらに第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分４ｃ、５ｃとで構成されている。
【００７７】
第３部分４ｃ、５ｃを有する表示電極は、放電により発光する蛍光体の光をより多く取り出して輝度を高めるために、第３部分４ｃ、５ｃをＰＤＰの短辺方向に長くして開口率をより大きくすることが考えられる。しかし、誘電体層８上に形成した下地膜９１と、下地膜９１上に付着させた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２とにより構成されている保護層を使用する場合、開口率を大きくするとともに急激に書込み電圧が上昇する。これにより、ＰＤＰの製造工程におけるバラつきを考慮すると第３部分４ｃ、５ｃの線幅および長さの調整に限界があり、輝度を十分に確保できなかった。
【００７８】
そこで、本発明の実施形態は、第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分４ａ、５ａと、この第１部分４ａ、５ａから間隔をあけて平行に配置された第２部分４ｂ、５ｂと、第１部分４ａ、５ａと第２部分４ｂ、５ｂとを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分４ｃ、５ｃとを備え、間隔の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上放電ギャップ幅×１．２０以下であり、第１基板の保護層は、誘電体層上に下地膜を形成するとともに、下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在することを特徴とする。ここで、第３部分４ｃ、５ｃの長さは、放電ギャップ側とは反対の上下隣接セル側に長くなる。
【００７９】
４−２、実験例
以下、５０インチサイズのＰＤＰにおいて、各電極構成と実験例１〜実験例３に、各放電ギャップの幅（Ｇ１）および第３部分（Ｓ１）（以下、スペース幅という）の長さに対する書込み電圧の結果を示す。なお、間隔の長さは、第３部分の長さと同等であることから、間隔の長さを３部分の長さで表す。また、実験例で用いた保護層９は、下地膜と下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集して付着された凝集粒子とから形成され、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成されるものとする。この保護層は、保護層Ａとする。また、比較例１〜比較例３についても、同様に、各放電ギャップの幅およびスペース幅に対する書込み電圧の結果を示す。比較例１〜比較例３は、保護層としては、下地膜９１と、下地膜９１上に付着させた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２とから構成されている。この保護層を、保護層Ｂとする。
【００８０】
比較例１は、保護層が保護層Ｂであり、放電ギャップの幅が９５μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧をスペース幅毎に測定し、スペース幅が８０μｍのときの書込み電圧を基準０としたときの書込み電圧差の結果を表１に示している。比較例２、比較例３および実験例１〜実験例３における電圧差についても、比較例１におけるスペース幅が８０μｍのときの書込み電圧を基準０としたときの書込み電圧差を示している。
【００８１】
実験例１は、保護層Ａであり、放電ギャップ幅が９５μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８２】
比較例２は、保護層Ｂであり、放電ギャップ幅が９０μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８３】
実験例２は、保護層Ａであり、放電ギャップ幅が９０μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８４】
比較例３は、保護層Ｂであり、放電ギャップ幅が１００μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８５】
実験例３は、保護層Ａであり、放電ギャップ幅が１００μｍである構成を有するＰＤＰである。このＰＤＰにおける書込み電圧差の結果を表１に示している。
【００８６】
【表１】
【００８７】
表１に示すように、いずれの比較例および実験例においてもスペース幅がより大きくなるにつれて書込み電圧が大きくなることがわかる。しかし、比較例および実験例とでは、スペース幅が与える書込み電圧への影響が大きく異なる。いずれの比較例も、スペース幅が大きくなると書込み電圧の上がり幅が実験例よりも大きい。しかし、実験例ではスペース幅が大きくなっても書込み電圧が多少上昇しても、書込み電圧の上がり幅は比較例よりも小さい。この理由として、二次電子放出量および放電遅れが変化していると考えられる。
【００８８】
したがって、ＰＤＰの高輝度化を目的として、スペース幅を広くしても書込み電圧の上がり幅がより小さく、スペース幅のマージンを確保することができる。実際、ＰＤＰにおいて書込み電圧差が５Ｖ以下であることが望ましい。それは、電圧上昇により、ＰＤＰ製造コストのアップが避けられないからである。よって、電圧差５Ｖ以下を考慮すると、第３部分の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上であり、放電ギャップの幅×１．２０以下であることが望ましい。
【００８９】
なお、今回は５０インチサイズのＰＤＰを用いたが、他のインチサイズにおいても同様に、第３部分の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上であり、放電ギャップの幅×１．２０以下であることが望ましい。
【００９０】
以上により、本発明の実施形態は、第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分と、この第１部分から間隔を設けて平行に配置された第２部分と、第１部分と第２部分とを接続しかつ放電空間毎に設けた第３部分とを備え、間隔の長さは放電ギャップの幅×０．９５以上放電ギャップ幅×１．２０以下であり、第１基板の保護層は、誘電体層上に下地膜を形成するとともに、下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、金属酸化物は下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものであることを特徴とすることで、高輝度かつ低消費電力が可能なＰＤＰを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように本発明は、高輝度かつ低消費電力のＰＤＰを実現する上で有用な発明である。
【符号の説明】
【００９２】
１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 第１電極
５ 第２電極
４ａ、５ａ 第１部分
４ｂ、５ｂ 第２部分
４ｃ、５ｃ 第３部分
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 アドレス電極
１３ 下地誘電体層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層
１６ 放電空間
９１ 下地膜
９２ 凝集粒子
９２ａ 結晶粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に導電性の第１電極および第２電極を間に放電ギャップを設けて配置して表示電極を構成するとともに、その表示電極を行方向に複数本配列して設け、表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層上に保護層を形成した第１基板と、前記第１基板に放電ガスが充填された放電空間を形成するように対向配置され、かつ前記表示電極と交差する方向に第３電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた第２基板とを有するプラズマディスプレイパネルであって、前記第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分と、この第１部分から間隔を設けて平行に配置された第２部分と、前記第１部分と第２部分とを接続しかつ前記放電空間毎に設けた第３部分とを備え、前記間隔の長さは前記放電ギャップの幅×０．９５以上であり、かつ前記放電ギャップ幅×１．２０以下であり、前記第１基板の前記保護層は、前記誘電体層上に下地膜を形成するとともに、前記下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ前記下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、前記金属酸化物は前記下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における前記金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項１】
基板に導電性の第１電極および第２電極を間に放電ギャップを設けて配置して表示電極を構成するとともに、その表示電極を行方向に複数本配列して設け、表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともに前記誘電体層上に保護層を形成した第１基板と、前記第１基板に放電ガスが充填された放電空間を形成するように対向配置され、かつ前記表示電極と交差する方向に第３電極を形成するとともに前記放電空間を区画する隔壁を設けた第２基板とを有するプラズマディスプレイパネルであって、前記第１電極および第２電極は、放電ギャップを介して対向する第１部分と、この第１部分から間隔を設けて平行に配置された第２部分と、前記第１部分と第２部分とを接続しかつ前記放電空間毎に設けた第３部分とを備え、前記間隔の長さは前記放電ギャップの幅×０．９５以上であり、かつ前記放電ギャップ幅×１．２０以下であり、前記第１基板の前記保護層は、前記誘電体層上に下地膜を形成するとともに、前記下地膜上に酸化マグネシウムの結晶粒子が複数個凝集した凝集粒子を付着させて形成し、かつ前記下地膜は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムから選ばれる少なくとも２つ以上の金属を含む金属酸化物により形成され、前記金属酸化物は前記下地膜面のＸ線回折分析において、特定方位面における前記金属単体の酸化物より発生する回折角のうち最小回折角と最大回折角との間にピークが存在するものであることを特徴とする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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６２２０９（Ｐ２０１３−６２２０９Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１４４１（Ｐ２０１１−２０１４４１）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【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４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【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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