(57)【要約】【課題】高い電子放出特性を有するとともに高い電荷保持特性を有する保護層を実現し、もって、高精細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する。【解決手段】基板３上に形成した表示電極６を覆うように誘電体層８を形成するとともにその誘電体層８上に保護層９を形成した前面板を備え、前記保護層９は、ＭｇＯによる下地層９１と、この下地層９１を覆う、ＭｇＯより小さいγ係数の層９１ａと、このＭｇＯより小さいγ係数の層９１ａの上に付着したＭｇＯ結晶粒子９２ａの凝集粒子９２と、を備えることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面板を備え、前記保護層は、ＭｇＯによる下地層と、この下地層を覆う、ＭｇＯより小さいγ係数の層と、このＭｇＯより小さいγ係数の層の上に付着したＭｇＯ結晶粒子の凝集粒子と、を備え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】
ＭｇＯより小さいγ係数の層が、炭酸マグネシウムの層であることを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイパネル。 
【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、高画面化の実現が可能であることから、６５インチクラスのテレビなどが開発されている。近年、ＰＤＰは従来のＮＴＳＣ方式に比べて走査線数が２倍以上のハイディフィニションテレビへの適用が進んでいるとともに、環境問題に配慮して鉛成分を含まないＰＤＰが要求されている。
【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、フロート法による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ストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、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）により形成される保護層とで構成されている。
【０００４】
一方、背面板は、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、隔壁間に形成された赤色、緑色およ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】
前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間にＮｅ、Ｘｅの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。ＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。
【０００６】
このようなＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層に形成される保護層は、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上げられる。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ＭｇＯに不純物を添加する例や、ＭｇＯ粒子を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１、２、３など参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６０５３５号公報
【特許文献２】特開平１１−３３９６６５号公報
【特許文献３】特開２００６−５９７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、テレビは高精細化が進んでおり、市場では低コスト・低消費電力・高輝度のフルＨＤ（ハイ・ディフィニション：１９２０×１０８０画素：プログレッシブ表示）ＰＤＰが要求されている。保護層からの電子放出特性はＰＤＰの画素を決定するため、電子放出特性を制御することが非常に重要である。
【０００９】
そこで従来より保護層に不純物を混在させることで電子放出特性を改善しようとする試みが行われている。しかしながら、保護層に不純物を混在させて電子放出特性を改善した場合には、保護層に電荷が蓄積されてメモリー機能として使用しようとする際の電荷が時間とともに減少する減衰率が大きくなってしまうため、これを抑えるための印加電圧を大きくする必要があるなどの対策が必要になる。
【００１０】
上述のように、保護層の特性としては、高い電子放出特性を有するとともに、メモリー機能として電荷の減衰率を小さくする、すなわち高い電荷保持特性を有するという、相反する二つの特性を併せ持たなければならないという課題があった。
【００１１】
このような特性を満足させるために、ＭｇＯ粒子をＭｇＯ保護層上に形成した例もあるが、このような構成では、ＭｇＯ粒子によって高い電子放出特性を有することができる反面、メモリー機能としての電荷の減衰率を小さくする、すなわち電荷保持特性については、高精細化による走査線数増により、走査電極に印加する電圧（以下、Ｖｓｃｎ点灯電圧と呼ぶ。なお、Ｖｓｃｎ点灯電圧の低い方が電荷保持能力が高いことを示す。）を従来よりも高い電圧を印加しなければならないという課題があった。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、高い電子放出特性を有するとともに高い電荷保持特性を有する保護層を実現し、もって、高精細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する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明のＰＤＰは、基板上に形成した表示電極を覆うように誘電体層を形成するとともにその誘電体層上に保護層を形成した前面板を備え、前記保護層は、ＭｇＯによる下地層と、この下地層を覆う、ＭｇＯより小さいγ係数の層と、このＭｇＯより小さいγ係数の層の上に付着したＭｇＯ結晶粒子の凝集粒子と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高い電子放出特性を有するとともに高い電荷保持特性を有する保護層を実現することができるので、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低電圧駆動が可能なＰＤＰを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰについて図面を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構造を示す断面斜視図である。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（図示せず）によって気密に封着（封止）されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、ＮｅおよびＸｅなどの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入されている。
【００１７】
前面板２の前面ガラス基板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とブラックストライプ（遮光層）７が互いに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と遮光層７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層９が形成されている。
【００１８】
また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４および維持電極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間の溝にアドレス電極１２毎に、紫外線によって赤色、緑色およ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。
【００１９】
そして、表示電極６（走査電極４および維持電極５）とアドレス電極１２とが交差する位置に放電セルが形成され、表示電極６の長手方向に配列される赤色、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。
【００２０】
図２は、本発明の一実施の形態によるＰＤＰ１における前面板２の概略構造を示す断面図であり、図２においては図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に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５とはそれぞれインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの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。
【００２１】
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透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂと遮光層７を覆って設けた第１誘電体層８１と、第１誘電体層８１上に形成された第２誘電体層８２の少なくとも２層構成とし、さらに第２誘電体層８２上に保護層９を形成している。
【００２２】
次に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける保護層９の構成について図３を用いて説明する。図３は、保護層９の概略構造を示す断面図であり、保護層９は、誘電体層８上に、Ａｌを不純物として含有するＭｇＯからなる下地層９１が形成されるとともに、その下地層９１の表層に、ＭｇＯよりも小さいγ係数（２次電子放出係数）の層９１ａ（以下、低γ層９１ａと呼ぶ）が形成され、この低γ層９１ａの上には金属酸化物であるＭｇＯの結晶粒子９２ａが数個凝集した凝集粒子９２が離散的に全面に亘ってほぼ均一に分布するように複数個付着した構成となっている。
【００２３】
ここで、低γ層９１ａは、下地層９１上との整合性、光透過性、生産性を考慮すると、炭酸マグネシウムで形成することが望ましい。
【００２４】
また、凝集粒子９２とは、図３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、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の力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。
【００２５】
次に、本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける保護層９の製造工程について図４を用いて説明する。まず、誘電体層まで形成した状態の前面板に対し、Ａｌを不純物として含有するＭｇＯからなる下地層９１を蒸着により形成する下地層蒸着工程（Ａ１）と、その後、下地層９１の上に、金属酸化物であるＭｇＯの結晶粒子９２ａが数個凝集した凝集粒子９２を含有するペースト膜を形成する工程（Ａ２）と、その後、このペースト膜を乾燥する工程（Ａ３）と、その後、焼成する工程（Ａ４）と、二酸化炭素雰囲気中に暴露することで、下地層９１上に、炭酸マグネシウムによる、低γ層９１ａを形成する工程（Ａ５）とにより、保護層９が形成される。
【００２６】
次に、上述した保護層９を備える、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの性能を確認するために行った実験結果について説明する。
【００２７】
まず、構成が互いに異なる保護層を有するＰＤＰを試作した。試作品１は、Ａｌ、Ｓｉなどの不純物をドープしたＭｇＯによる保護層上に金属酸化物からなる結晶粒子を凝集させた凝集粒子を全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着させたＰＤＰ、試作品２は本発明の一実施の形態によるＰＤＰで、上述したように、ＭｇＯによる下地層９１上に低γ層９１ａが形成され、更にその上に金属酸化物からなる結晶粒子９２ａを凝集させた凝集粒子９２が全面に亘ってほぼ均一に分布するように付着した構成である。
【００２８】
なお、試作品１においては、金属酸化物としてはＭｇＯの単結晶粒子を用い、試作品２においては、低γ層９１ａは炭酸マグネシウムで形成している。ここで、前述の炭酸マグネシウムで形成される低γ層９１ａは、前述のように、ＭｇＯの下地層９１上に凝集粒子９２を付着させた後、二酸化炭素雰囲気中に暴露することで形成したものである。
【００２９】
これらの２種類の保護層の構成を有するＰＤＰに対し、その電子放出性能と電荷保持性能を調べた。なお、電子放出性能は、大きいほど電子放出量が多いことを示す数値で、放電の表面状態及びガス種とその状態によって定まる初期電子放出量をもって表現する。初期電子放出量については、表面にイオン、あるいは電子ビームを照射して表面から放出される電子電流量を測定する方法で測定できるが、前面板の表面の評価を非破壊で実施することは困難を伴う。そこで、特開２００７−４８７３３号公報に記載されているように、放電時の遅れ時間のうち、統計遅れ時間と呼ばれる放電の発生しやすさの目安となる数値を測定し、その逆数を積分することで、初期電子の放出量と線形に対応する数値になることがわかっており、そこでここではこの数値を用いて評価している。この放電時の遅れ時間とは、パルスの立ち上がりから放電が遅れて行われる放電遅れの時間を意味し、放電遅れは、放電が開始される際にトリガーとなる初期電子が保護層表面から放電空間中に放出されにくいことが主要な要因として考えられている。
【００３０】
また、電荷保持性能は、その指標として、ＰＤＰとして作製した場合に電荷放出現象を抑えるために必要とする、走査電極に印加する電圧（以下Ｖｓｃｎ点灯電圧と呼称する）の電圧値を用いた。すなわち、Ｖｓｃｎ点灯電圧の低い方が電荷保持能力が高いことを示す。このことは、ＰＤＰのパネル設計上でも低電圧で駆動できるため、電源や各電気部品として、耐圧および容量の小さい部品を使用することが可能となる。現状の製品においては、走査電圧を順次パネルに印加するためのＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチング素子には、耐圧１５０Ｖ程度の素子が使用されており、Ｖｓｃｎ点灯電圧としては、温度による変動を考慮し、１２０Ｖ以下に抑えることが望ましい。
【００３１】
これら電子放出性能と電荷保持性能について調べた結果を図５に示している。この図５から明らかなように、試作品２は、電荷保持性能の評価において、Ｖｓｃｎ点灯電圧を１２０Ｖ以下にすることができ、且つ、試作品１との相対比較においても試作品１より良好であり、且つ、電子放出性能においても試作品２は試作品１に比べ良好であり、よって、本発明の一実施の形態によるＰＤＰである試作品２は、試作品１に比べ、電子放出特性、電荷保持特性とも良好な特性が得られていることが判る。
【００３２】
すなわち、本発明の一実施の形態によるＰＤＰを検討した結果、電子放出能力としては、試作品１以上の特性で、且つ、電荷保持能力としては、Ｖｓｃｎ点灯電圧が１２０Ｖ以下の保護層を得ることができ、もって、高精細化により走査線数が増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向にある、ＰＤＰにおける保護層に要求される、電子放出能力と電荷保持能力の両方を満足させることができる。その結果、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のＰＤＰを実現することができる。
【００３３】
なお、低γ層として炭酸マグネシウムの層とすることで、光透過性、スパッタ耐性、ライフ動作時の電圧特性に副作用を及ぼさずに、高精細で高輝度の表示性能を備え、かつ低消費電力のＰＤＰを実現することができるので好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように本発明は、大画面、高精細のプラズマディスプレイ装置を提供する上で有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態によるＰＤＰの概略構造を示す断面斜視図
【図２】本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける前面板の概略構造を示す断面図
【図３】本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける保護層の概略構造を示す断面図
【図４】本発明の一実施の形態によるＰＤＰにおける保護層の製造工程の流れを示す図
【図５】保護層の電子放出性能と電荷保持性能の結果を示す図
【符号の説明】
【００３６】
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
７  ブラックストライプ（遮光層）
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
８１  第１誘電体層
８２  第２誘電体層
９１  下地層
９１ａ  低γ層（ＭｇＯよりも小さいγ係数（２次電子放出係数）の層）
９２  凝集粒子
９２ａ  結晶粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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