(57)【要約】【課題】本発明は、放電ガス中のＮｅ分圧が減少した場合においても放電開始電圧を大きく上昇させない保護層を提供する。【解決手段】  放電セルにおいて、電極を覆っている誘電体層がＭｇＯ膜で覆われており、当該ＭｇＯ膜が放電ガスで満たされた放電空間に臨んでいるプラズマディスプレイパネルであって、前記放電ガスは、Ｘｅを含み、前記ＭｇＯ膜は、酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定されると共に、外的不純物が添加されることにより、エネルギーバンドにおける禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが４ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯２２３が形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電セルにおいて、電極を覆っている誘電体層がＭｇＯ膜で覆われており、当該ＭｇＯ膜が放電ガスで満たされた放電空間に臨んでいるプラズマディスプレイパネルであって、
前記放電ガスは、Ｘｅを含み、
前記ＭｇＯ膜は、酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定されると共に、外的不純物が添加されており、エネルギーバンドにおける禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが４ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されてい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２】
前記ＭｇＯ膜にＩＩＩ族、ＩＶ族、ＶＩＩ族元素のうちの少なくとも１元素が添加されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記ＭｇＯ膜にＧｅまたはＳｎが添加されていることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記ＭｇＯ膜に対するＧｅまたはＳｎの添加量が０．０１％以下である、請求項３に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
放電セルにおいて、電極を覆っている誘電体層がＭｇＯ膜で覆われており、当該ＭｇＯ膜が放電ガスで満たされた放電空間に臨んでいるプラズマディスプレイパネルであって、
前記放電ガスは、Ｘｅを含み、
前記ＭｇＯ膜は、
酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定され、
酸素欠損が形成され、かつ、エネルギーバンドにおける禁制帯内に、真空準位からの深さが４ｅＶ以下のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されてい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６】
前記ＭｇＯ膜は、光を介して得られる４ｅＶ以下のエネルギーによって光電子放出を生じるものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項７】
前面板及び背面板を備えるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面板に形成された電極を覆っている誘電体層をＭｇＯ膜で覆う工程Ａと、
前記前面板と前記背面板とを封着することにより、前記前面板と前記背面板との間に放電空間を形成する工程Ｂと、
前記放電空間内に放電ガスを充填する工程Ｃとを含み、
前記放電ガスはＸｅを含んでおり、
前記工程Ａにおいて、
前記ＭｇＯ膜の酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定すると共に、前記ＭｇＯ膜に対して外的不純物を添加することにより、前記ＭｇＯ膜において、エネルギーバンドにおける禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが４ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成される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８】
前記外的不純物が、ＩＩＩ族、ＩＶ族、ＶＩＩ族元素のうちの少なくとも１元素であることを特徴とする請求項７に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項９】
前記外的不純物が、ＧｅまたはＳｎであることを特徴とする請求項８に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１０】
前記ＭｇＯ膜に対するＧｅまたはＳｎの添加量が０．０１％以下である、請求項９に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１１】
前記工程Ａにおいて、電子ビーム蒸着またはスパッタ蒸着により前記ＭｇＯ膜が成膜される、請求項７から１０のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１２】
前記工程Ａにおいて、前記ＭｇＯ膜の成膜時の酸素導入量または残留ガス成分の調節により、前記ＭｇＯ膜の酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定される、請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１３】
前記工程Ａにおいて、前記外的不純物を酸化物の状態で含む蒸着源またはスパッタターゲットを用いることにより、前記ＭｇＯ膜に対する前記外的不純物の添加を行う、請求項１１または１２に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１４】
前面板及び背面板を備えるプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記前面板に形成された電極を覆っている誘電体層をＭｇＯ膜で覆う工程Ａと、
前記前面板と前記背面板とを封着することにより、前記前面板と前記背面板との間に放電空間を形成する工程Ｂと、
前記放電空間内に放電ガスを充填する工程Ｃとを含み、
前記放電ガスはＸｅを含んでおり、
前記工程Ａにおいて、
前記ＭｇＯ膜の酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定すると共に、前記ＭｇＯ膜に対して酸素欠損を形成することにより、前記ＭｇＯ膜において、エネルギーバンドにおける禁制帯内に、真空準位からの深さが４ｅＶ以下のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成される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１５】
前記工程Ａにおいて、電子ビーム蒸着またはスパッタ蒸着により前記ＭｇＯ膜が成膜される、請求項１４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１６】
前記工程Ａにおいて、前記ＭｇＯ膜の成膜時の酸素導入量または残留ガス成分の調節により、前記ＭｇＯ膜の酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定される、請求項１５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１７】
前記工程Ａにおいて、前記ＭｇＯ膜の成膜時の酸素導入量の調節により、前記ＭｇＯ膜に対する前記酸素欠損の形成を行う、請求項１５または１６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項１８】
前記ＭｇＯ膜は、光を介して得られる４ｅＶ以下のエネルギーによって光電子放出を生じるものであることを特徴とする請求項７から１７のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【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に関し、特に誘電体層上を覆う保護層およびその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやテレビ等に用いられているディスプレイ装置において、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という。）は、大型で薄型軽量化を実現することのできるディスプレイデバイスとして注目されている。
【０００３】
このＰＤＰは、ガス放電で発生した紫外線によって蛍光体を励起発光させ、画像表示するガス放電パネルである。その放電の形成手法からＰＤＰはＡＣ型（交流型）とＤＣ型（直流型）に分類することができ、その中でも特にＡＣ型は、輝度、発光効率及び寿命の点でＤＣ型より優れ、現在のＰＤＰの主流となっている。
【０００４】
このＡＣ型ＰＤＰは、前面板と背面板とを対向させてその外周を封着ガラスによって封着された構成を有する（例えば、特許文献１）。
上記前面板は、前面ガラス基板の表面上にストライプ状の表示電極が形成され、さらに、その上に誘電体層が形成されてなる。
【０００５】
また、上記背面板は、背面ガラス基板の表面上にストライプ状のアドレス電極が形成され、その上に誘電体層が形成され、さらに、その上に保護層が形成されており、また隣り合うアドレス電極同士の間に隔壁が形成され、形成された隣り合う隔壁間に蛍光体層が形成されてなる。
【０００６】
上記背面板と上記前面板とが、双方の電極が直交するように対向配置され、背面板または前面板の外縁が封着されており、内部に形成される密閉空間に放電ガスが充填されている。
【０００７】
なお、上記表示電極は２本で１対を構成しており、その一方をＸ電極、他方をＹ電極という。
上記一対の表示電極と１本のアドレス電極とが、放電空間を挟んで立体的に交差する領域が画像表示に寄与するセルとなる。
【０００８】
ここで、前面側のパネルガラスの誘電体層を覆う保護層は、誘電体層を放電時のイオン衝撃から保護するために形成され、且つ放電空間に接した陰極電極としても機能するので、その膜質が放電特性に大きな影響を与えることが知られている。
【０００９】
上記ガス放電の際、まず保護層から電子が放出され、これをきっかけにガス放電が開始される。
上記文献においても、保護層の材料として通常用いられるＭｇＯは、スパッタ耐性が高いため、保護層として適していること、及び二次電子放出係数の大きな材料であるため、これを用いることにより放電開始電圧Ｖｆが低減されることが示されている。
【００１０】
ＭｇＯからなる保護層は通常、真空蒸着法により０．５μｍ〜１μｍ程度の膜厚に成膜されている。
ところで、近年、現在のテレビより走査線の数を増やして画質を向上させた、いわゆるＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）とよばれる高品位テレビが普及しつつある。
【００１１】
現在、日本や北米で普及しているＮＴＳＣ方式の走査線が５２５本であるのに対し、この高品位テレビでは、走査線が１１２５本または１２５０本となっている。
ＰＤＰにおいても、上述のような高精細な画像表示を実現するために、より高輝度で高効率なものの登場が期待されている。
【００１２】
このようにＰＤＰの高輝度化及び高効率化を図る方法として、放電ガスのＸｅ分圧を増加させることが、高輝度化及び高効率化を実現する最も有効な手段であることが示されている（例えば、非特許文献１）。
【００１３】
その理由は、放電ガスのＸｅ分圧を増加させると、Ｘｅの励起状態が基底状態に緩和する時に放出する紫外線の量をより多く獲得できるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−９２１３３号公報
【非特許文献１】ＳＩＤ‘０３  Ｄｉｇｅｓｔ  Ｐ．２８  Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃａｃｙ  ＰＤＰ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、放電ガスのＸｅ分圧を増加させると、結果的に、ＭｇＯからの２次電子の放出に大きく寄与しているＮｅイオンが減少するため、２次電子の放出量が減少し、放電開始電圧Ｖｆが高くなる。
【００１６】
この放電開始電圧Ｖｆの上昇により、駆動回路集積回路にはさらなる高耐圧トランジスタが必要となるため、プラズマディスプレイのコストが上昇するという問題が生じる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、放電ガス中のＮｅ分圧が減少した場合においても放電開始電圧Ｖｆを大きく上昇させない保護層を有するＰＤＰおよび当該ＰＤＰの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係るプラズマディスプレイパネルは、放電セルにおいて、電極を覆っている誘電体層がＭｇＯ膜で覆われており、当該ＭｇＯ膜が放電ガスで満たされた放電空間に臨んでいるプラズマディスプレイパネルであって、前記放電ガスは、Ｘｅを含み、前記ＭｇＯ膜は、酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定されると共に、外的不純物が添加されており、エネルギーバンドにおける禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが４ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルは、放電セルにおいて、電極を覆っている誘電体層がＭｇＯ膜で覆われており、当該ＭｇＯ膜が放電ガスで満たされた放電空間に臨んでいるプラズマディスプレイパネルであって、前記放電ガスは、Ｘｅを含み、前記ＭｇＯ膜は、酸化還元の度合いが化学量論比より還元側となるように設定され、酸素欠損が形成され、かつ、エネルギーバンドにおける禁制帯内に、真空準位からの深さが４ｅＶ以下のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るＰＤＰは、放電セルにおいて、電極を覆っている誘電体層が保護層で覆われており、当該保護層が放電ガスで満たされた放電空間に臨んでいるプラズマディスプレイパネルであって、前記放電ガスは、Ｘｅ及びＫｒの少なくとも一方を含み、前記保護層は、エネルギーバンドにおける禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが４ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
従来のプラズマディスプレイパネルの保護層は、スパッタ耐性の高い酸化マグネシウムで構成されていることが通例であるが、通常、酸化マグネシウムの禁制帯内には電子が存在可能な領域はなく、２次電子の放出に寄与する電子は、価電子帯に存在する電子となっている。
【００２１】
本発明に係るＰＤＰの前記保護層には、禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが４ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されているので、２次電子がより放出され易い。
【００２２】
その理由は、価電子帯よりも真空準位からのエネルギー深さが浅いエネルギーレベルに位置する電子準位帯に存在している電子の方が、価電子帯に存在する電子よりも２次電子を放出する際に要するエネルギー量が４ｅＶ程度となり、従来の８．８ｅＶよりも小さくてすむためである。
【００２３】
さらに、放電ガスが、Ｘｅ及びＫｒの少なくとも一方を含んでいることにより、２次電子を放出する際に要するエネルギーを獲得し易く、２次電子がより放出され易い。
その理由は、Ｘｅの準安定状態が真空準位からの深さが４ｅＶのエネルギーレベルであるため、上記電子準位帯に存在する電子が、Ｘｅの準安定状態に遷移し易く、また、Ｘｅの基底状態が真空準位からの深さが１２．１ｅＶのエネルギーレベルであるため、上記電子がＸｅの準安定状態からＸｅの基底状態に遷移することによって、８．１ｅＶ程度のエネルギーが放出されるためである。
【００２４】
また、Ｋｒの準安定状態も真空準位からの深さが４ｅＶのエネルギーレベルであるため、上記電子準位帯に存在する電子が、Ｋｒの準安定状態に遷移し易く、また、Ｋｒの基底状態が真空準位からの深さが１４ｅＶのエネルギーレベルであるため、上記電子がＫｒの準安定状態からＫｒの基底状態に遷移することによって、１０ｅＶ程度のエネルギーが放出されるためである。
【００２５】
従来のＰＤＰにおいては、放電ガスとして、ＮｅとＸｅ又はＮｅとＸｅとＫｒなどの混合ガスが用いられており、このうちＮｅが、上述の２次電子放出に大きく寄与する。
したがって、Ｎｅの分圧の減少とともに、２次電子の放出量は低下する。
【００２６】
しかしながら、本発明のＭｇＯでは、Ｎｅの分圧が減少する場合であっても、減少した当該Ｎｅの代わりに充填されるＸｅ又はＫｒが、２次電子の放出に寄与することができるので、放電開始電圧Ｖｆを大きく上昇させない保護層が提供される。
【００２７】
また、前記保護層は、光を介して得られる４ｅＶ以下のエネルギーによって光電子放出を生じるものであるとすることもできる。
これにより、光を介して２次電子の放出に要するエネルギーを電子に供給することができる。
【００２８】
この場合の光とは、通常の光だけに留まらず、Ｘ線をも含む広い範囲のものを言う。
また、前記保護層が、酸化マグネシウムを主成分としたものからなるとすることもできる。
【００２９】
酸化マグネシウムは、従来のプラズマディスプレイパネルの保護層として用いられている実績のある材料であり、入手性もよく実用化に適している。
また、前記酸化マグネシウムにＩＩＩ族、ＩＶ族、ＶＩＩ族元素のうちの少なくとも１元素が添加されていることが好ましい。
【００３０】
これにより、酸化マグネシウム結晶内に生じた格子欠陥に電子が存在し易くなり、上記電子準位帯が禁制帯内に形成され易い。
また、前記酸化マグネシウムにＧｅもしくはＳｎが添加されているとすることもできる。
【００３１】
これにより、酸化マグネシウム結晶内に生じた格子欠陥に電子が存在し易くなり、上記電子準位帯が禁制帯内に形成され易い。
また、前記酸化マグネシウムが酸素欠損を有するとしてもよい。
【００３２】
上記酸素欠損が生じることにより、上記電子準位帯が禁制帯内に形成され易い。
また、上記目的を達成するために、本発明に係るＰＤＰは、放電セルにおいて、電極を覆っている誘電体層が保護層で覆われており、当該保護層が放電ガスで満たされた放電空間に臨んでいるプラズマディスプレイパネルであって、前記放電ガスは、少なくともＫｒを含み、前記保護層は、エネルギーバンドにおける禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが５ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されていることを特
徴とする。
【００３３】
前記保護層には、禁制帯内に少なくとも真空準位からの深さが５ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されているので、２次電子がより放出され易い。
その理由は、価電子帯よりも真空準位からのエネルギー深さが浅いエネルギーレベルに位置する電子準位帯に存在している電子の方が、価電子帯に存在する電子よりも２次電子を放出する際に要するエネルギー量が５ｅＶ程度となり、従来の８．８ｅＶよりも小さくてすむためである。
【００３４】
さらに、放電ガスが、少なくともＫｒを含んでいることにより、２次電子を放出する際に要するエネルギーを獲得し易く、２次電子がより放出され易い。
その理由は、Ｋｒの基底状態が真空準位からの深さが１４ｅＶのエネルギーレベルであるため、電子準位帯の電子が、Ｋｒの基底状態に遷移することによって、９ｅＶ程度のエネルギーが放出されるためである。
【００３５】
従来のＰＤＰにおいては、放電ガスとして、ＮｅとＫｒ、ＮｅとＸｅとＫｒなどの混合ガスが用いられる場合があり、上述したように、このうちのＮｅが２次電子放出に大きく寄与する。
【００３６】
つまり、Ｎｅの分圧が減少する場合であっても、減少した当該Ｎｅの代わりに充填されるＫｒが、２次電子の放出に寄与することができるので、放電開始電圧Ｖｆを大きく上昇させない保護層が提供される。
【００３７】
また、前記保護層は、光のエネルギーとして５ｅＶ以下の光で光電子放出を生じるものであるとすることもできる。
これにより、光を介して２次電子の放出に要するエネルギーを電子に供給することができる。
【００３８】
また、前記保護層が、酸化マグネシウムを主成分としたものからなることが好ましい。
酸化マグネシウムは、従来のプラズマディスプレイパネルの保護層として用いられている実績のある材料であり、入手性もよく実用化に適している。
【００３９】
また、前記酸化マグネシウムにＩＩＩ族、ＩＶ族、ＶＩＩ族元素のうちの少なくとも１元素が添加されていることが好ましい。
これにより、酸化マグネシウム結晶内に生じた格子欠陥に電子が存在し易くなり、上記電子準位帯が禁制帯内に形成され易い。
【００４０】
また、前記酸化マグネシウムにＧｅもしくはＳｎが添加されていることがより好ましい。
これにより、酸化マグネシウム結晶内に生じた格子欠陥に電子が存在し易くなり、上記電子準位帯が禁制帯内に形成され易い。
【００４１】
また、前記酸化マグネシウムが酸素欠損を有するとしてもよい。
上記酸素欠損が生じることにより、上記電子準位帯が禁制帯内に形成され易い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの一例を示した概略展開図である。
【図２】本実施の形態１におけるＰＤＰの保護層及び放電セルに封入するガス間におけるエネルギーのやり取りに伴う電子の状態遷移経路について説明する図である。
【図３】従来のＰＤＰの保護層及び放電セルに封入するガス間におけるエネルギーのやり取りに伴う電子の状態遷移経路について説明する図である。
【図４】保護層のＭｇＯ膜に光照射した際にＭｇＯ膜から放出される電子の量を測定した結果である。
【図５】ＰＤＰの放電セル放電開始電圧Ｖｆと放電ガス中の或る１成分ガスの分圧との関係を示す図である。
【図６】カソードルミネッセンス評価の結果を示す図である。
【図７】本実施の形態２におけるＰＤＰの保護層及び放電セルに封入するガス間におけるエネルギーのやり取りに伴う電子の状態遷移経路について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下では、本発明に係るＰＤＰについて、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＰＤＰの一例を示した概略展開図である。
【００４４】
ＰＤＰ１００は、互いに主面を対向させて配設された前面板９０および背面板９１から構成される。
前面板９０は、前面ガラス基板１０１と、表示電極１０２と、誘電体層１０６と、保護層１０７とからなる。
【００４５】
前面ガラス基板１０１は、前面板９０のベースとなる材料で、その表面に表示電極１０２が形成されている。この表示電極１０２は、透明電極１０３と、黒色電極膜１０４と、バス電極１０５とからなる。
【００４６】
黒色電極膜１０４は、主成分の酸化ルテニウムが黒色を呈することで、ガラス裏面側から見た場合の外光の反射を防止する役割を果たす。
また、バス電極１０５は、高い導電性を有する銀を主成分とするため、全体の抵抗値を下げる役割を果たす。
【００４７】
バス電極１０５は、長手方向の一端に、駆動回路に接続するためのインターフェースとして、電極の幅が局部的に拡大された矩形状の端子部１０８を有する。
表示電極１０２及び前面ガラス基板１０１は、さらに、誘電体層１０６及び保護層１０７で覆われている。この保護層１０７は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる。
【００４８】
保護層１０７は、厚さ０．５μｍ以上、１．５μｍ以下のＭｇＯ薄膜であり、エネルギーバンドにおける伝導帯と価電子帯とに挟まれる禁制帯内に、少なくとも真空準位からの深さが４ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されている。
【００４９】
より具体的には、電子準位帯の上限レベルの位置が、真空準位を基準として３．０ｅＶ以上４．０ｅＶ以下の深さの範囲にあり、電子準位帯の下限レベルの位置が、真空準位を基準として４．０ｅＶ以上５．０ｅＶ以下の深さの範囲にある。
【００５０】
背面板９１は、背面ガラス基板１１１と、アドレス電極１１２と、誘電体層１１３と、隔壁１１４と、隣接する隔壁１１４どうしの間隙（以下、「隔壁溝」という。）の壁面に形成された蛍光体層１１５とからなる。
【００５１】
前面板９０及び背面板９１は、図１に示すように、重ねられた状態で封着され、内部に放電空間１１６が形成される。
なお、本図では、背面板９１のｙ軸方向の端部が開放されているかのように描かれているが、これは構造を説明し易いように便宜的に示したものであって、実際には、外周縁部は封着ガラスで接着され、封止されている。
【００５２】
放電空間１１６には、放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）とキセノン（Ｘｅ）の混合ガスがおよそ６６．７ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）程度の圧力で充填されている。
ここで、Ｘｅ分圧は、２０％程度となっており、通常のＰＤＰで充填される放電ガス中のＸｅ分圧は、７〜１０％程度であり、これよりも高い値に設定されている。
【００５３】
隣り合う一対の表示電極１０２と１本のアドレス電極１１２とが、放電空間１１６を挟んで交叉する領域が画像表示に寄与するセルとなる。
上述のように、１つのセルを横切る表示電極は２つあり、その一方をＸ電極、他方をＹ電極と呼び、これら電極が交互に並んでいる。
【００５４】
このプラズマディスプレイ表示装置１００において、点灯させようとするセルを横切るＸ電極とアドレス電極１１２間に電圧が印加されてアドレス放電がなされた後に、前記セルを横切るＸ電極及びＹ電極にパルス電圧が印加されることにより維持放電がなされる。
【００５５】
放電空間１１６では、この維持放電により紫外線が発生し、発生した紫外線が蛍光体層１１５に当たることにより、この紫外線が可視光に変換され、セルが点灯し、画像が表示される。
【００５６】
上記誘電体層１０６は、ＡＣ型プラズマディスプレイ特有の電流制限機能を有しており、ＤＣ型に比べて長寿命を可能にする要因となっている。
上記隔壁１１４は、隣接する放電セル間を仕切り、ｘ方向での誤放電や光学的クロストークを防ぐ役割をしている。
（保護層の詳細について）
図２は、本実施の形態１におけるＰＤＰ１００の保護層１０７及び放電空間１１６に封入するガス間におけるエネルギーのやり取りに伴う電子の状態遷移経路について説明する図である。
【００５７】
以下、便宜上、エネルギーバンドにおいて、真空準位のエネルギーレベルと或る状態におけるエネルギーレベルとの差を、エネルギー深さということにする。
発明者らは、Ｘｅの準安定状態のエネルギー深さが約４ｅＶであることに注目し、鋭意検討の末に、ＭｇＯ膜のエネルギーバンドにおける伝導帯と価電子帯とに挟まれた禁制帯において、エネルギー深さが４ｅＶとなる位置を基準のエネルギーレベル（以下、「第１基準レベル」という。）として、この第１基準レベルよりも真空準位側にあって、かつ、当該第１基準レベルのその近傍に、電子が占有可能な領域、即ち、電子準位帯２２３を設定すれば、Ｘｅイオンを２次電子放出に貢献させることができることを見出した。
【００５８】
これにより、放電空間内で生じたＸｅイオンがＭｇＯ表面に相互作用が可能なところまで接近すると、以下の２つの状態遷移によって、２次電子を放出する。
１）１つめの状態遷移経路は、電子準位帯２２３に存在するＭｇＯ側の電子が、エネルギー深さ４．０ｅＶのＸｅの準安定状態に遷移した（図２の２０１ａ）後、この準安定状態に遷移した電子がエネルギー深さ１２．１ｅＶの基底状態に遷移する（図２の２０２ａ））ことによって、ＭｇＯの電子準位帯２２３に存在する電子がオージェ効果で約８．１ｅＶのエネルギーを得て、真空準位までの約４ｅＶのエネルギーギャップを飛び越えて２次電子を放電空間に放出する（図２の２０３ａ）ものである。
【００５９】
２）もう１つの状態遷移経路は、ＭｇＯの電子準位帯２２３に存在する電子がＸｅの準安定状態に遷移した（図２の２０１ａ）後、ＭｇＯの電子準位帯２２３に存在する電子が基底状態に遷移する（図２の２０１ｂ）ことによって、Ｘｅ準安定状態の別の電子がオージェ効果で約８．１ｅＶのエネルギーを得て、真空準位までの約４ｅＶのエネルギーギャップを飛び越えて２次電子を放電空間に放出する（図２の２０３ｂ）ものである。
【００６０】
通常、放電ガス中には、ＸｅだけでなくＮｅも含まれるので、従来同様にＮｅとＭｇＯとの相互作用によっても２次電子が放出される。
これに対し、従来のプラズマディスプレイ、即ち、保護層を構成するＭｇＯに電子準位帯２２３が設定されていないものでは、図３に示すように、放電空間からＭｇＯと相互作用できる距離にまでＸｅイオンが接近した場合、エネルギー深さ８．８ｅＶ以上の価電子帯２２４に存在する電子が、エネルギー深さ１２．１ｅＶのＸｅの基底状態に遷移しても（図３の２７１）、遷移の前後におけるエネルギー深さが３．３ｅＶ程度と小さいので、価電子帯２２４に存在する他の電子に与えられるエネルギーは、価電子帯と真空準位間の約８．８ｅＶのバンドギャプを飛び越える量に満たなく、ＭｇＯ内でエネルギーを消費するに留まる（図３の２７２）。つまり、２次電子は放出されない。
【００６１】
一方、放電空間からＭｇＯと相互作用できる距離にまでＮｅイオンが接近した場合には、価電子帯２２４に存在する電子が、エネルギー深さ２１．６ｅＶのＮｅの基底状態に遷移した場合（図３の２８１）、ＭｇＯの価電子帯２２４に存在する電子がオージェ効果で約１２．８ｅＶのエネルギーを得て、真空準位までの約８．８ｅＶのエネルギーギャップを飛び越えて２次電子を放電空間に放出することができる（図３の２８２）。
【００６２】
従来のＰＤＰでは、２次電子の放出をＮｅだけに頼っており、Ｘｅ分圧を高めてＮｅ分圧を低下させると、これに伴い２次電子の放出量も低下することになる。
以上のように、本実施の形態１におけるＰＤＰでは、保護層を構成するＭｇＯ膜に電子準位帯２２３を設けることにより、従来、保護層１０７におけるＭｇＯ膜との間で、２次電子放出に寄与できなかったＸｅイオンを２次電子放出の放出に寄与させることができる。（確認試験）
図４は、ＭｇＯ膜からなる保護層１０７に光照射した際に、保護層１０７から放出される電子の量を測定した結果である。
【００６３】
従来の保護層の測定結果を図４中の３０１に示し、本実施の形態１における保護層１０７の測定結果を図４中の３０２に示す。
この図から明らかなように、４ｅＶ以上の光照射によって本実施の形態１の保護層１０７は、充分な電子放出が観測されているが、従来の保護層では４ｅＶ未満の光照射による電子放出がほとんど観測されない。
【００６４】
このことは、図２に示したように、保護層１０７のＭｇＯ膜には真空準位から４ｅＶ分下がったエネルギー位置に電子が存在していること、図３に示したように、従来の保護層のＭｇＯ膜には真空準位から４ｅＶ分下がったエネルギー位置に電子が充分に存在していないことと対応している。
【００６５】
図５は、ＰＤＰの放電セル放電開始電圧Ｖｆと放電ガス中の或る１成分の分圧との関係を示す図である。
より具体的には、図５の３５１は、従来のＭｇＯ膜なる保護層を用いた場合の結果であり、図５の３５２は、本実施の形態１の保護層１０７をＰＤＰに適用した場合の結果である。
【００６６】
本図が示すように、Ｘｅ分圧が高い領域において、従来の保護層と本実施の形態１における保護層１０７との差が顕著となることがわかった。
つまり、本実施の形態１の保護層１０７を適用したＰＤＰでは、Ｘｅ分圧を５０％にした場合でも、放電開始電圧Ｖｆは３００Ｖを越えていないの対し、従来のＰＤＰでは、放電開始電圧Ｖｆが４００Ｖを超えている。
【００６７】
以上のように、Ｎｅ及びＸｅの混合ガスを放電ガスとする場合について述べたが、これら２種のガスの組み合わせ以外の組み合わせで放電ガスを構成し、本実施の形態１におけるＭｇＯ膜からなる保護層と合わせてＰＤＰに適用しても有効な場合がある。
【００６８】
例えば、紫外線照射をＫｒやＫｒエキシマの励起状態の緩和から得る場合においても、Ｋｒの準安定状態のエネルギー準位が真空準位の下、４ｅＶを少し越えた程度のところに存在していることもわかっているので、放電ガスとしてＫｒを含む系においても有効である。
【００６９】
より具体的には、放電空間に存在する主たるガスがＮｅとＸｅ、ＮｅとＫｒ、ＫｒとＸｅ、ＮｅとＸｅとＫｒの組み合わせのいずれか、もしくはＫｒのみ、Ｘｅのみ、のいずれかの組み合わせと本実施の形態１のＭｇＯ膜からなる保護層１０７との組み合わせにより放電開始電圧Ｖｆを低下させることができる。
【００７０】
また、ＰＤＰでは、ＭｇＯからなる保護層が放電により侵食されることが知られているが、従来のようにＮｅ及びＸｅの混合ガスを放電ガスとするのではなく、Ｎｅの代わり一部Ｋｒに置き換えたＮｅとＸｅとＫｒの混合ガスからなる放電ガスは、侵食の度合いが緩和される点で利点もある。
【００７１】
上述のようにＮｅの一部をＫｒに置換することによって、保護層の侵食が緩和される理由は、質量を比べた場合、ＮｅよりもＫｒの方が大きいため、強度の電界で加速された場合、Ｋｒイオン  はＮｅイオンよりも加速しにくく、ＭｇＯ表面に衝突する速度が緩和されるためである。
（保護層を構成するＭｇＯに電子準位帯を設定する方法）
保護層１０７を構成するＭｇＯ膜の成膜は、電子ビーム蒸着やスパッタ蒸着で形成され、その具体的方法の一例を以下に示す。
【００７２】
なお、後述するいずれの蒸着においても焼結ＭｇＯもしくは粉末ＭｇＯを用いる。
基板温度は、２００〜３００℃程度である。
外的な不純物、たとえばＧｅやＳｎなどは適量ＭｇＯの焼結体や粉末中にそれぞれの酸化物の状態で混合しておき蒸着源、スパッタターゲットとすればよい。
【００７３】
蒸着の際には、蒸着中の導入酸素量などを適当に調節して、ネイティブな欠陥、特に酸素欠陥を制御することが望ましい。
図６は、電子ビームの照射により試料から発生するカソードルミネッセンスを利用し、微小領域での物性評価、欠陥・不純物などの評価を行うカソードルミネッセンス評価の結果を示す図である。
【００７４】
従来のＭｇＯは、その組成が化学量論比と略同一であり、カソードルミネッセンス評価では、図６の４０１に示されるように、３．５ｅＶ程度のエネルギー位置に発光ピークがある。
【００７５】
本実施の形態１の保護層を形成するＭｇＯに、上述した電子準位帯を設定する方法として、以下に一例を示す。
１）ＭｇＯ成膜時の酸素導入量や残留ガス成分の調節により、酸化還元の度合いを化学量論比よりわずかに還元側に設定することにより、図６の４０２に示されるようなカソードルミネッセンスの発光波長が３ｅＶ程度のエネルギー位置に発光ピークが得られる。
【００７６】
以上のような発光ピークが得られるＭｇＯ膜の成膜生成条件をあらかじめ求め、再現可能とした上で、さらに後述する２つの方法のいずれか、もしくは両方を実施することにＭｇＯに電子準位帯を設定することができる。
２）−１  ＭｇＯ膜に外的不純物を適量添加する。
【００７７】
ここで、上記外的不純物とは、ＩＩＩ族、ＩＶ族、ＶＩＩ族元素のうちの少なくとも１元素である。
より具体的には、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃｌ、Ｆなどが有効であることが実験により得られているが、特に、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｎなどのＩＶ族が好適であり、イオン半径がマグネシウムに比べて大きいＧｅやＳｎがさらに好適である。ＧｅやＳｎは、ＭｇＯに比べ原子半径が大きいので多量に添加すると酸化マグネシウム薄膜の結晶性に悪影響を与えるので０．０１％以下にすることが望ましい。
【００７８】
上述のように、不純物をＭｇＯ膜に導入した場合であっても、上述したカソードルミネッセンス評価では、発光ピークはほとんど移動しない。
２）−２  ＭｇＯ膜に酸素欠損を形成する。
【００７９】
これにより、ＭｇＯの禁制帯の中間位置にエネルギー準位が形成され、つまり、フェルミレベルが全体的に引き上げられて、電子をその準位に存在させることができる。
また、保護層を構成するＭｇＯに電子準位帯を設定する方法は、上述した方法に限るものではない。
【００８０】
例えば、ＭｇＯ膜の成膜プロセスによっても、上記のようなＭｇＯ膜内に真空準位から４ｅＶ下がったエネルギー位置に電子が存在しているものを作製できる場合がある。
また、本実施の形態１では、保護層の構成材料として、ＭｇＯを挙げたが、これに限るわけではなく、真空準位から４ｅＶ下がったエネルギー位置に電子が存在している透明で
絶縁性のある保護層であれば、ＭｇＯ以外の材料でもよい。
【００８１】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２におけるＰＤＰの保護層及び放電ガスについて説明する。
実施の形態２におけるＰＤＰは、実施の形態１におけるＰＤＰと同様に、放電ガス中のＮｅの分圧が低下した場合であっても、保護層からの２次電子放出量が低下し難いという特性を有しており、構成的には、保護層における電子準位帯の設定位置と放電ガスの組成のみが実施の形態１とは異なる。
【００８２】
以下、実施の形態１との相違点である保護層と放電ガスについて詳細について説明し、その他の部材については説明を省略する。
放電空間に充填される放電ガスは、Ｋｒを含む混合ガスからなる。
【００８３】
より具体的には、放電ガスは、ＮｅとＫｒ、ＫｒとＸｅ、ＮｅとＸｅとＫｒ、の組み合わせのいずれか、もしくはＫｒのみのを用いるが、より好ましくは、現行の蛍光体の紫外線吸収波長帯全域に合わせ、当該紫外線吸収波長帯全域をできるだけ網羅するような紫外線を発生せしめることを目的として、ＮｅとＸｅとＫｒの混合ガスとすることが望ましい。
【００８４】
保護層は、厚さ０．５μｍ以上、１．５μｍ以下のＭｇＯ膜からなり、エネルギーバンドにおける伝導帯と価電子帯とに挟まれる禁制帯内に、少なくとも真空準位からの深さが５ｅＶ以内のエネルギーレベルの電子を含む電子準位帯が形成されている。
【００８５】
より具体的には、電子準位帯の上限レベルの位置が、真空準位を基準として４．０ｅＶ以上５．０ｅＶ以下の深さの範囲にあり、電子準位帯の下限レベルの位置が、真真空準位を基準として５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以下の深さの範囲にある。
（保護層の詳細について）
図７は、本実施の形態２におけるＰＤＰの保護層及び放電空間１１６に封入するガス間におけるエネルギーのやり取りに伴う電子の状態遷移経路について説明する図である。
【００８６】
発明者らは、Ｋｒの基底状態のエネルギー深さが約１４ｅＶであることに注目し、鋭意検
討の末に、ＭｇＯ膜のエネルギーバンドにおける伝導帯と価電子帯とに挟まれた禁制帯において、エネルギー深さが５ｅＶとなる位置を基準のエネルギーレベル（以下、「第２基準レベル」という。）として、この第２基準レベルよりも真空準位側にあって、かつ、当該第２基準レベルのその近傍に、電子が占有可能な領域、即ち、電子準位帯３２３を設定すれば、Ｋｒイオンを２次電子放出に貢献させることができることを見出した。
【００８７】
この場合、主にＸｅに頼っていた紫外線照射を、ＫｒやＫｒエキシマの励起状態の緩和から得ることができた。
これにより、放電空間内で生じたＫｒイオンがＭｇＯ表面に相互作用が可能なところまで接近すると、以下の２つの状態遷移によって、２次電子を放出する。
【００８８】
１）１つめの状態遷移経路は、電子準位帯３２３に存在するＭｇＯ側の電子が、エネルギー深さ１４ｅＶのＫｒの基底状態に遷移する（図７の３０１）ことによって、ＭｇＯの電子準位帯３２３に存在する電子がオージェ効果で約９ｅＶのエネルギーを得て、真空準位までの約５ｅＶのエネルギーギャップを飛び越えて２次電子を放電空間に放出する（図７の３０２ａ）ものである。
【００８９】
２）もう１つの状態遷移経路は、ＭｇＯの電子準位帯３２３に存在する電子がＫｒの基底状態に遷移する（図７の３０１）ことによって、ＭｇＯ側の価電子帯２２４に存在する電子がオージェ効果で約９ｅＶのエネルギーを得て、真空準位までの約８．８ｅＶのエネルギーギャップを飛び越えて２次電子を放電空間に放出する（図７の３０２ｂ）ものである。
【００９０】
これに対し、従来のプラズマディスプレイ、即ち、保護層を構成するＭｇＯに電子準位帯３２３が設定されていないものでは、放電空間からＭｇＯと相互作用できる距離にまでＫｒイオンが接近した場合、エネルギー深さ８．８ｅＶ以上の価電子帯２２４に存在する電子が、エネルギー深さ１４ｅＶのＫｒの基底状態に遷移しても、遷移の前後におけるエネルギー深さが５．２ｅＶ程度と小さいので、価電子帯２２４に存在する他の電子に与えられるエネルギーは、価電子帯と真空準位間の約８．８ｅＶのバンドギャプを飛び越える量に満たなく、ＭｇＯ内でエネルギーを消費するに留まる。つまり、２次電子は放出されない。
【００９１】
以上のように、本実施の形態２におけるＰＤＰでは、保護層を構成するＭｇＯ膜に電子準位帯３２３を設けることにより、従来ほとんどＭｇＯ膜からの２次電子放出に寄与できなかったＫｒイオンを２次電子放出の放出に寄与させることができる。
（確認試験）
再び図４に戻り、説明する。
【００９２】
図４は、上述したようにＭｇＯ膜に光照射した際にＭｇＯ膜から放出される電子の量を測定した結果である。
従来の保護層の測定結果は、図４中の３０１に示し、本実施の形態２における保護層の測定結果は、図４中の３０３に示している。
【００９３】
この図から明らかなように、５ｅＶ以上の光照射によって本実施の形態２の保護層は、充分な電子放出が観測されているが、従来の保護層では５ｅＶ未満の光照射による電子放出がほとんど観測されない。
【００９４】
このことは、図７に示したように、保護層のＭｇＯ膜には真空準位から５ｅＶ分下がったエネルギー位置に電子が存在していること、図３に示したように、従来の保護層のＭｇＯ膜には真空準位から５ｅＶ分下がったエネルギー位置に電子が充分に存在していないことと対応している。
【００９５】
図５は、ＰＤＰの放電セル放電開始電圧Ｖｆと放電ガス中の或る１成分ガスの分圧との関係を示す図である。
図５の３５１は、上述したように、Ｎｅ−Ｘｅ系放電ガスにおいて、従来のＭｇＯ膜を用いた場合の結果であり、図５の３５３は、Ｎｅ−Ｋｒ系放電ガスにおいて本実施の形態２のＭｇＯ膜からなる保護層をＰＤＰに適用した場合の結果である。
【００９６】
本図が示すように、Ｋｒ分圧が高い領域において、従来の保護層と本実施の形態１における保護層との差が顕著となることがわかった。
つまり、本実施の形態２の保護層を適用したＰＤＰでは、Ｋｒ分圧を５０％にした場合でも、放電開始電圧Ｖｆは２８０Ｖを越えていないのに対し、従来のＰＤＰでは、放電開始電圧Ｖｆが４００Ｖを超えている。
（保護層を構成するＭｇＯに電子準位帯を設定する方法）
保護層を構成するＭｇＯに上述の電子準位帯を設定する方法については、実施の形態１と略同様であり、外的不純物保護層の材料に適量添加したり、ＭｇＯ膜に酸素欠損を形成したりすることにより実現可能であり、以下、実施の形態１と相違する点についてのみ記載する。
【００９７】
本実施の形態２の保護層を形成するＭｇＯに、上述した電子準位帯３２３を設定する方法として、以下に一例を示す。
１）ＭｇＯ成膜時の酸素導入量や残留ガス成分の調節により、酸化還元の度合いを化学量論比よりわずかに還元側に設定することにより、図６の４０２に示されるようなカソードルミネッセンスの発光波長が３．３ｅＶ程度のエネルギー位置に発光ピークが得られる。
【００９８】
このようなＭｇＯ膜の成膜条件を求めておき、さらに、実施の形態１と同様に、必要な外的不純物を適量添加すると本実施の形態２で目的とするＭｇＯ膜を得ることができる。
このとき、不純物を導入したＭｇＯ膜のカソードルミネッセンスの発光ピークが、０．５ｅＶ程度高エネルギー側に移動するように不純物量を調節し、図６の４０３の発光ピーク位置、即ち、３．３ｅＶに合わせる。
【００９９】
以上に加えて、実施の形態１と同様に、ＭｇＯ膜に外的不純物を適量添加すること、又は、保護層のＭｇＯ膜に酸素欠損を形成することによっても、本実施の形態２で目的とするＭｇＯ膜を得ることができる。
【０１００】
なお、本実施の形態２では、保護層の構成材料として、ＭｇＯを挙げたが、これに限るわけではなく、真空準位から５ｅＶ下がったエネルギー位置に電子が存在している透明で絶縁性のある保護層であれば、ＭｇＯ以外の材料でもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本願発明は、テレビジョン及びコンピュータ用モニタなどに用いられる高精細なディスプレイデバイスに適用が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
９０    前面板
９１    背面板
１００    ＰＤＰ
１００    プラズマディスプレイ表示装置
１０１    前面ガラス基板
１０２    表示電極
１０３    透明電極
１０４    黒色電極膜
１０５    バス電極
１０６    誘電体層
１０７    保護層
１０８    端子部
１１１    背面ガラス基板
１１２    アドレス電極
１１３    誘電体層
１１４    隔壁
１１５    蛍光体層
１１６    放電空間
２２３    電子準位帯
２２４    価電子帯
３２３    電子準位帯
【図１】
2010182691.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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