(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電極と誘電体層が表面にその順に形成された第一のプレートと、第二のプレートが、前記誘電体層と対向するように配設されたガス放電パネルであって、
前記誘電体層は、少なくとも第二のプレートに対向する表面が金属酸化物より構成され、かつ当該金属酸化物の結晶構造中には２個の自由電子がトラップされた酸素欠陥が含まれていることを特徴とするガス放電パネル。
【請求項２】
前記金属酸化物は、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、スピネルから選ばれていることを特徴とする請求項１に記載のガス放電パネル。
【請求項３】
第一の電極を形成した第一のプレート表面に誘電体層を形成する第一ステップと、第一のプレート面と第二のプレート面を対向して貼着する第二ステップとを備えるガス放電パネルの製造方法であって、
前記第一ステップにおいて、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレーティング装置から選択した装置を用い、当該装置の高周波発生部と第一のプレートとの間にバイアス電圧を印加しつつ、少なくとも第二のプレートに対向する表面部分が金属酸化物からなる誘電体層を形成することを特徴とするガス放電パネルの製造方法。
【請求項４】
前記第一ステップにおいて形成される誘電体層の前記金属酸化物は酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、スピネルから選ばれたものであることを特徴とする請求項３に記載のガス放電パネルの製造方法。
【請求項５】
前記第一ステップにおいて、３０Ｐａ〜３００Ｐａの圧力下で、第一のプレートに─１００Ｖ〜─２００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、プラズマＣＶＤ装置により、前記金属酸化物からなる層を形成することを特徴とする請求項３または４に記載のガス放電パネルの製造方法。
【請求項６】
前記第一ステップにおいて、０．１Ｐａ〜１０Ｐａの圧力下で、第一のプレートに─１００Ｖ〜─２００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、スパッタ装置により、前記金属酸化物からなる層を形成することを特徴とする請求項３または４に記載のガス放電パネルの製造方法。
【請求項７】
前記第一ステップにおいて、０．０１Ｐａ〜１．０Ｐａの圧力条件下で、第一のプレートに─５００Ｖ〜─１５００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、イオンプレーティング装置により、前記金属酸化物からなる層を形成することを特徴とする請求項３または４に記載のガス放電パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示デバイス等に用いるガス放電パネルとその製造方法に関するものであって、特に高品位のプラズマディスプレイパネルとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハイビジョンをはじめとする高品位で大画面のディスプレイに対する期待が高まっている中で、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）といった各ディスプレイ装置が各分野において期待に応えるべく研究開発されている。
【０００３】
従来からテレビのディスプレイとして広く普及しているＣＲＴは、解像度や画質の点で優れているが、大型化に伴って奥行き及び重量が増す傾向があり、４０インチ以上の大画面化には不向きである。またＬＣＤは消費電力が少なく、奥行きと重量に対する問題も回避できる利点があるが、実際に大画面化した場合にプロセスコストや表示にかかる応答速度などの点で改良すべき問題を有している。
【０００４】
このようなＣＲＴやＬＣＤに対し、ガス放電表示装置に用いられるＰＤＰは、小さい奥行きでも大画面化することが比較的容易である。ＰＤＰは、２枚のガラス板間にストライプ状に形成した隔壁（リブ）と、隔壁間にＲＧＢ各色毎に配置した蛍光体層を有し、隔壁の長手方向に対して直交配置した複数対の表示電極により、隔壁とガラス板の間の放電空間に封入した放電ガス（Ｈｅ−Ｘｅ系、Ｎｅ−Ｘｅ系等）中で放電し、これにより発生する紫外線（ＵＶ）により蛍光体を励起発光して画面表示するものである。
【０００５】
このような構造を有するＰＤＰは、すでに５０インチクラスの製品が開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＤＰのパネル輝度は、主として放電ガス中で発生する紫外線の強度に依存する。現行の４０〜４２インチクラス（画素数６４０×４８０個、セルピッチ０．４３ｍｍ×１．２９ｍｍ、単位セル面積０．５５ｍｍ２）のＮＴＳＣ方式ＰＤＰでは、紫外線（波長約１４７ｎｍ）によって１５０〜２５０ｃｄ／ｍ２の発光効率を得ている。
【０００７】
これに対し、近年注目を集めているハイビジョン型ＰＤＰは、例えば４２インチクラスで画素数１９２０×１１２５、セルピッチ０．１５ｍｍ×０．４８ｍｍ、および単位セル面積０．０７２ｍｍ２等の性能が要求されており、現行のＰＤＰの製品に比べて相当に高精細の構造となる。一般的に紫外線の強度は放電空間の体積に比例し、発光効率も蛍光体層の紫外線受光面積に依存する性質があるので、高精細のＰＤＰでは放電空間が小さくなり発光効率が低下し易い。したがって従来の技術でハイビジョン型ＰＤＰを作製すると、発光効率は３０〜４０ｃｄ／ｍ２にまで下がると思われる。高精細なＰＤＰで良好な画面表示を行うためには、この発光効率を飛躍的に向上させることが必要となる。
【０００８】
また高精細なパネルでは、各対の表示電極の間隙が従来よりも狭くなる。この場合、一般的な放電ガスの封入圧力下（５００〜７６０Ｔｏｒｒ）において、各対の表示電極での放電開始電圧は従来より高くなる（パッシェンの法則）。高精細なＰＤＰでは単位セル数が多く、これに表示電極の数も比例するため、全体的なＰＤＰの消費電力は従来よりかなり上昇してしまうことが予想される。低い消費電力の製品が望まれる今日では、このような消費電力の増加を抑制する必要がある。
【０００９】
さらに、高精細なＰＤＰでは走査線数が従来より約３倍近く増加する。これは、ハイビジョン型ＰＤＰなどの高解像度の画面表示を行うために、従来の約３倍の走査速度が要求されることを意味する。ここで、各対の表示電極にパルスを印加してから実際に放電するまでに若干の時間的遅れ（放電遅れ）が生じるといった性質がある。このため、高精細なＰＤＰで高解像度の画面表示を行うには、放電遅れを短く抑えることで走査速度を向上させる必要がある。
【００１０】
本発明は以上のように、パネル輝度の向上、消費電力の抑制、走査速度の向上の３点の課題を主として鑑みてなされたものであって、その目的は、従来より低い駆動電圧で駆動でき、かつ発光効率の優れたガス放電パネルとその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決する手段】
上記を解決するために、本発明は第一の電極と誘電体層が表面にその順に形成された第一のプレートと、第二のプレートが、前記誘電体層と対向するように配設されたガス放電パネルとして、前記誘電体層は、少なくとも第二のプレートに対向する表面が金属酸化物より構成され、かつ当該金属酸化物の結晶構造中には２個の自由電子がトラップされた酸素欠陥が含まれているものとした。
【００１２】
このような構成の誘電体層によって、放電開始時に放電ガスの電離などに由来して発生する一次電子が、少なくとも誘電体層表面の金属酸化物からなる層（以下、実施の形態および実施例も含めて「保護層」という）の酸素欠陥に衝突し、２個の自由電子が二次電子として放電空間に放出される。本発明では保護層に２個の自由電子をトラップする酸素欠陥を存在させているため、主として１個の自由電子をトラップする酸素欠陥しか存在しなかった従来の保護層よりも二次電子が多数得られる。
【００１３】
したがって本発明では、同じ電圧を印加しても放電空間に比較的豊富な数の電子が存在することになり、良好な規模のプラズマが低電力で形成され、優れた発光効率のガス放電パネルを実現することが可能となる。また豊富な二次電子の存在により、低電圧の印加でも放電がすばやく形成し易くなるため、走査速度が向上する効果も期待できる。
【００１４】
このようなことから、本発明はハイビジョン型のＰＤＰなどのガス放電パネルに特に有効である。
なお前記金属酸化物としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）などが挙げられる。
このような本発明のガス放電パネルは、第一の電極を形成した第一のプレート表面に誘電体層を形成する第一ステップと、第一のプレート面と第二のプレート面を対向して貼着する第二ステップとを備えるガス放電パネルの製造方法によって、前記第一ステップにおいて、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレーティング装置から選択した装置を用い、当該装置の高周波発生部と第一のプレートとの間にバイアス電圧を印加しつつ、少なくとも第二のプレートに対向する表面部分が金属酸化物からなる誘電体層を形成することにより製造が可能である。
【００１５】
具体的には後述の実施例で説明するように、以下の条件に設定して製造するのが望ましいということが明らかになっている。
すなわちプラズマＣＶＤ装置を用いる場合は、前記第一ステップにおいて、３０Ｐａ〜３００Ｐａの圧力下で、第一のプレートに─１００Ｖ〜─２００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、前記金属酸化物からなる層を形成するのが望ましい。
【００１６】
またスパッタ装置を用いる場合は、前記第一ステップにおいて、０．１Ｐａ〜１０Ｐａの圧力下で、第一のプレートに─１００Ｖ〜─２００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、前記金属酸化物からなる層を形成することが望ましい。
さらにイオンプレーティング装置を用いる場合には、前記第一ステップにおいて、０．０１Ｐａ〜１．０Ｐａの圧力条件下で、第一のプレートに─５００Ｖ〜─１５００Ｖの負のバイアス電圧を印加しつつ、前記金属酸化物からなる層を形成するのが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
１．ガス放電パネル（ＰＤＰ）の構成
１─１．ＰＤＰの全体的な構成
図１は、本発明の実施の形態に係るガス放電パネルの一例であるＰＤＰ交流面放電型ＰＤＰ（以下単に「ＰＤＰ」という）の主要構成を示す部分的な断面斜視図である。図中、ｚ方向がＰＤＰの厚み方向、ｘｙ平面がＰＤＰのパネル面に平行な平面に相当する。本ＰＤＰは４２インチクラスのハイビジョン仕様に合わせた構成になっている。
【００１８】
図１に示すように、本ＰＤＰは互いに主面を対向させて配設されたフロントパネル２０およびバックパネル２６から構成される。
フロントパネル２０の基板となるフロントパネルガラス２１には、その片面に厚さ０．１μｍ、幅１５０μｍの帯状の透明電極２２０（２３０）と、厚さ７μｍ、幅５０μｍのバスライン２２１（２３１）で構成される表示電極２２（２３）（Ｘ電極２３、Ｙ電極２２）がｘ方向に沿って複数対並設され、各対の表示電極２２、２３との間隙（約５０μｍ）で面放電を行うようになっている。
【００１９】
表示電極２２、２３を配設したフロントパネルガラス２１には、当該ガラス２１の面全体にわたって誘電体層２４がコートされている。具体的に誘電体層２４は、誘電体層本体２４１と保護層２４２とからなり、フロントパネルガラス２１の表面に厚さ約２０μｍの誘電体層２４１本体がコートされた上に厚さ約０．９μｍの保護層２４２がコートされている。
【００２０】
バックパネル２６の基板となるバックパネルガラス２７には、その片面に厚さ５μｍ、幅６０μｍの複数のアドレス電極２８がｙ方向を長手方向として一定間隔毎（約１５０μｍ）でストライプ状に並設され、このアドレス電極２８を内包するようにバックパネルガラス２７の全面にわたって厚さ３０μｍの誘電体膜２９がコートされている。誘電体膜２９上には、隣接するアドレス電極２８の間隙に合わせて高さ１００μｍ、幅３５μｍの隔壁３０が配設され、そして隣接する隔壁３０の側面とその間の誘電体膜２９の面上には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の何れかに対応する蛍光体層３１〜３３が形成されている。これらのＲＧＢ各蛍光体層３１〜３３はｘ方向に順次配されている。
【００２１】
このような構成を有するフロントパネル２０とバックパネル２６は、アドレス電極２８と表示電極２２、２３の互いの長手方向が直交するように対向させつつ、両パネル２０、２６の外周縁部にて接着し封止されている。前記両パネル２０、２６間にはＨｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの希ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が所定の圧力（従来は通常５００〜７６０Ｔｏｒｒ程度）で封入されている。
【００２２】
隣接する隔壁３０間は放電空間３８となり、隣り合う一対の表示電極２２、２３と１本のアドレス電極２８が放電空間３８を挟んで交叉する領域が、画像表示にかかるセル（不図示）に対応している。ｘ方向のセルピッチは約１６０μｍ、ｙ方向のセルピッチは約４８０μｍである。
そして、このＰＤＰを駆動する時には不図示のパネル駆動部によって、アドレス電極２８と表示電極２２、２３のいずれか（本実施の形態ではこれをＸ電極２３とする。なお一般に、当該Ｘ電極２３はスキャン電極、Ｙ電極２２はサステイン電極と称される）にパルスを印加し、放電させることにより各セルに書き込み放電（アドレス放電）を行った後、一対の表示電極２２、２３同士にパルスを印加し、放電させることによって短波長の紫外線（波長約１４７ｎｍを中心波長とする共鳴線）を発生させ、蛍光体層３１〜３３を発光させて画像表示をなす。
【００２３】
ここにおいて、本ＰＤＰの主たる特徴は保護層２４２の構成にある。上記保護層２４２は、２個の自由電子をトラップした酸素欠陥（Ｆ中心）が結晶構造中に存在していることを特徴とする。
１─２．本実施の形態の保護層の構成による効果
前述のような構成の保護層を有する本ＰＤＰによれば、ＰＤＰ駆動時の放電維持期間の初期において各対の表示電極２２、２３にパルスが印加されると、当該表示電極２２、２３の間隙で放電が開始される。そして次第に保護層２４２の表面から放電が放電空間に拡大し、放電ガスの原子が電離してプラズマが形成されるようになる。このとき放電ガスの電離から一次電子が発生し、保護層２４２の表面に衝突するが、一次電子が２個の自由電子をトラップしたＦ中心に衝突すると、これらの自由電子が２個とも二次電子となって放電空間３８に飛び出る。
【００２４】
図２は、当該保護層２４２を中心とするフロントパネル２０のｚ方向断面図である。当図のように本実施の形態では、一次電子が保護層２４２のＦ中心に衝突すると、理論的に一次電子の倍数の二次電子が得られる。なお、当図ではこの機構を分かり易くするため一次電子はＦ中心に衝突するものだけを表示しているが、当然ながら実際には一次電子は他の領域の保護層２４２の表面（従来より存在する１個の自由電子をトラップするＦ中心を含む）、および蛍光体層３１〜３３等にも衝突している。
【００２５】
ここで、二次電子放出係数をγ、放電開始電圧をＶｆとするとき、これらの関係は次の数１で表すことができる（「プラズマディスプレイ」、共立出版  １９８３年  ｐｐ．４３を参照）。
［数１］        Ｖｆ  ＝  Ｅ／αｌｎ（１／γ＋１）
なおＥとαはともに放電ガスの種類によって決定される定数である。
【００２６】
数１に示されるように、放電開始電圧Ｖｆと二次電子放出係数γとは反比例の関係にあるため、従来より二次電子の放出量が向上されている本発明の保護層２４２によって、二次電子放出係数γは大きい値を取るため、放電開始電圧Ｖｆは低減されることとなる。
その結果、豊富な二次電子によってプラズマが拡大し、良好な蛍光発光が得られ、パネル輝度が向上する。またプラズマ中の電子数が豊富になるので、アドレス放電時における電圧（書き込み電圧）も抑制され、全体としてＰＤＰの駆動にかかる消費電力が効率よく低減される。
【００２７】
また、放電空間３８に豊富に二次電子が存在する状態で書き込み電圧が抑制され、従来より低い電圧でアドレス放電が行えるようになり、各電極２２、２３、２８にパルスを印加してから放電が開始するまでの時間（放電遅れ）が短くなる（「プラズマディスプレイ」  共立出版、ｐｐ．５０〜５１、１９８２年を参照）。したがって画面表示にかかる応答性が改善され、ハイビジョン型ＰＤＰなどの走査線が比較的多いガス放電パネルにおいても良好な表示性能（走査速度）を得ることが可能となる。
【００２８】
なお、ＭｇＯ以外にも、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４などの材料で結晶構造に２個の二次電子をトラップするＦ中心を形成できる（「電気学会放電研究会資料」  ＥＤ−９８−２０２  １９９８年を参照）ので、本発明ではこれらの材料も保護層２４２の材料として使用可能である。
以上の保護層２４２の構成によって、本ＰＤＰでは良好なパネル輝度と優れた発光効率が得られる。その理由は、具体的には次のように考察することができる。
【００２９】
１─３．従来と本実施の形態における保護層の違いについて
前述のように、ＰＤＰでは各対の表示電極２２、２３より生じる放電をもとに放電空間で放電ガスのプラズマを形成し、このプラズマにより紫外線を発生して蛍光体を励起発光させるが、蛍光体の発光規模（パネル輝度）は紫外線の強度に比例する。これは、プラズマに含まれる電子数を多くして紫外線の強度を高めるとパネル輝度が向上することを意味する。
【００３０】
各対の表示電極２２、２３の放電に由来し、プラズマに含まれる一次電子は、一対の表示電極２２、２３のうち一方の表示電極２２（２３）から保護層２４２の表面を介して放電空間３８へと広がった後、他方の表示電極２３（２２）へ再び移動する。
ここで、従来より保護層２４２の結晶構造中には自由電子をトラップする酸素欠陥（Ｆ中心）と呼ばれる部位が存在する。このＦ中心に一次電子が衝突すると、酸素欠陥にトラップされていた自由電子が放電空間３８に飛び出して二次電子となる。放電空間３８のプラズマは二次電子によっても形成するので、放電空間３８に二次電子が充満するほど放電規模が拡大される。つまり放電空間３８に占める二次電子数が多いほどプラズマが大きくなり、パネル輝度が向上するので、一次電子に対して得られる二次電子の数は多いほど望ましい（「プラズマディスプレイ」共立出版（株）ｐｐ．４７〜４９、１９８２年を参照）。
【００３１】
ここで、従来の保護層に存在するＦ中心は自由電子を１個しかトラップしない類のものであり、（Ｙ．ＣＨＥＮ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｖｏｌｕｍｅ．１８２  Ｎｏ．３  ｐｐ．１８２、１９６９を参照）、１個の一次電子がＦ中心に当たっても二次電子は１個しか得られなかった。したがって二次電子を効率よく獲得し、プラズマを拡大してパネル輝度の向上に有効利用することは困難とされている。
【００３２】
これに対し本発明は、保護層２４２の結晶構造中に２個の自由電子がトラップされたＦ中心を形成し、理論的に１個の一次電子の衝突により２個の二次電子が得られるように図り、十分な二次電子を獲得してパネル輝度の向上を可能にしている。
１─４．保護層の酸素欠陥（Ｆ中心）の存在を確認する方法
２個の自由電子がトラップされたＦ中心は、カソードルミネッセンス測定において固有の発光ピークを呈するので存在が確認できる。具体的にはＭｇＯの場合、波長３５５、５７４、９７５ｎｍの各発光ピークを呈し、Ａｌ２Ｏ３の場合、４１０ｎｍの発光ピーク、さらにＭｇＡｌ２Ｏ４の場合、３５５、４１０、７００ｎｍの各発光ピークを呈する。従来より保護層に存在する１個の自由電子をトラップするＦ中心のカソードルミネッセンスの発光ピークは、ＭｇＯの場合７００ｎｍ、Ａｌ２Ｏ３の場合３００ｎｍ、ＭｇＡｌ２Ｏ４の場合３００ｎｍであることが知られている（詳しくは、Ａｌ２Ｏ３については気象学会研究会資料ＥＤ９８−２０２、ｐｐ．２３、１９９８年、ＭｇＯについてはＰｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ．Ｖｏｌｕｍｅ．１  Ｎｏ．４、１５、Ｆｅｂ．１９７０等を参照、なおＭｇＡｌ２Ｏ４についてはＡｌ２Ｏ３と同様であると類推している）。
２．ＰＤＰの作製方法
次に、上記ＰＤＰの作製方法について、その一例を説明する。
【００３３】
２─１．フロントパネルの作製
厚さ約２．６ｍｍのソーダライムガラスからなるフロントパネルガラス２１の面上に表示電極２２、２３を作製する。これにはまず、透明電極２２０、２３０を次のフォトエッチングにより形成する。
フロントパネルガラス２１の全面に、厚さ約０．５μｍでフォトレジスト（例えば紫外線硬化型樹脂）を塗布する。そして透明電極２２０、２３０のパターンのフォトマスクを上に重ねて紫外線を照射し、現像液に浸して未硬化の樹脂を洗い出す。次に透明電極２２０、２３０の材料としてＩＴＯ等をフロントパネルガラス２１のレジストのギャップに塗布する。この後に洗浄液などでレジストを除去し、透明電極２２０、２３０を完成する。
【００３４】
続いて、ＡｇもしくはＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒを主成分とする金属材料により、前記透明電極２２０、２３０上に厚さ約７μｍ、幅５０μｍのバスライン２２１、２３１を形成する。Ａｇを用いる場合にはスクリーン印刷法が適用でき、Ｃｒ−Ｃｕ−Ｃｒを用いる場合には蒸着法またはスパッタ法などが適用できる。
以上で表示電極２２、２３が形成される。
【００３５】
次に、表示電極２２、２３の上から酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）、有機バインダー（α─ターピネオールに１０％のエチルセルロースを溶解したもの）をそれぞれ７５：１５：１０の重量比で混合してなる鉛系ガラスのペーストをフロントパネルガラス２１の全面にわたってコートし、焼成（５２０℃で１０分）して厚さ約２０μｍの誘電体層本体２４１を形成する。
【００３６】
次に誘電体層本体２４１の表面に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のいずれかよりなり、結晶中に２個の電子がトラップされたＦ中心を有する厚さ約０．９μｍの保護層２４２を形成する。なお具体的な保護層２４２の形成方法については後述する。
以上でフロントパネル２０が作製される。
【００３７】
２─２．バックパネルの作製
厚さ約２．６ｍｍのソーダライムガラス２７からなるバックパネルガラスの表面上に、スクリーン印刷法により銀（Ａｇ）を主成分とする導電体材料を一定間隔でストライプ状に塗布し、厚さ約５μｍのアドレス電極２８を形成する。
続いて、アドレス電極２８を形成したバックパネルガラス２７の面全体にわたって鉛系ガラスペーストを厚さ約２０〜３０μｍで塗布して焼成し、誘電体膜２９を形成する。
【００３８】
次に、誘電体膜２９と同じ鉛系ガラス材料を用いて、誘電体膜２９の上に、隣り合うアドレス電極２８の間隙（約１５０μｍ）毎に高さ約１２０μｍの隔壁３０を形成する。この隔壁３０は、例えば上記ガラス材料を含むペーストを繰り返しスクリーン印刷し、その後焼成して形成できる。
隔壁３０が形成できたら、隔壁３０の壁面と、隣接する隔壁３０間で露出している誘電体膜２９の表面に、赤色（Ｒ）蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光体、青色（Ｂ）蛍光体のいずれかを含む蛍光インクを塗布し、これを乾燥・焼成してそれぞれ蛍光体層３１〜３３とする。
【００３９】
一般的にＰＤＰに使用されている蛍光体材料の一例を以下に列挙する。
赤色蛍光体；  （ＹｘＧｄ１−ｘ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋
緑色蛍光体；  Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ
青色蛍光体；  ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ３＋（或いはＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ３＋）
各蛍光体材料は、例えば平均粒径約３μｍ程度の粉末が使用できる。蛍光体インクの塗布法は幾つかの方法があるが、ここでは公知のメニスカス法と称される極細ノズルからメニスカス（表面張力による架橋）を形成しながら蛍光体インクを吐出する方法を用いる。この方法は蛍光体インクを目的の領域に均一に塗布するのに好都合である。なお、本発明は当然ながらこの方法に限定するものではなく、スクリーン印刷法など他の方法も使用可能である。
【００４０】
以上でバックパネル２６が完成される。
なおフロントパネルガラス２１およびバックパネルガラス２７をソーダライムガラスからなるものとしたが、これは材料の一例として挙げたものであって、これ以外の材料でもよい。
２─３．ＰＤＰの完成
作製したフロントパネル２０とバックパネル２６を、封着用ガラスを用いて貼り合わせる。その後、放電空間３８の内部を高真空（８×１０−７Ｔｏｒｒ）程度に排気し、これに所定の圧力（５００〜７６０Ｔｏｒｒ）でＮｅ−Ｘｅ系やＨｅ−Ｎｅ−Ｘｅ系、Ｈｅ−Ｎｅ−Ｘｅ−Ａｒ系などの放電ガスを封入する。
【００４１】
以上で、本実施の形態のＰＤＰが完成される。
次に、保護層２４２の形成方法について詳細に説明する。
３．保護層の詳細な形成方法
すでに述べたように、二次電子の放出量が良好な保護層２４２を作製するために、本発明では結晶構造中に２個の自由電子がトラップされたＦ中心を形成する。このＦ中心を形成するには、基本的に保護層２４２の材料（ソース物質）を高エネルギー状態で誘電体層本体２４１の表面に衝突させて堆積させるとよい。具体的には、フロントパネル２０に負のバイアス電圧を印加しつつ、以下に説明するスパッタ法、プラズマＣＶＤ法あるいはイオンプレーティング法のいずれかによって保護層２４２を形成する。
【００４２】
３─１．プラズマＣＶＤ法による保護層の形成方法
図３は、プラズマＣＶＤ装置の概略図である。
本プラズマＣＶＤ装置４０は、内部に高周波発生装置４７が配置されたＣＶＤ装置本体４５、Ａｒガスボンベ４１ａ（４１ｂ）、および気化器４２（４３）等から主として構成される。図中、ＣＶＤ装置本体４５、気化器４２、４３は断面構造が示されている。またフロントパネル２０については図３〜図５にわたり誘電体層本体２４１を形成した時点のものを表示している（保護層２４２は未だ形成していない）。
【００４３】
高周波発生装置４７は、互いに対向する高周波発生部４７１と加熱テーブル４７２からなる。加熱テーブル４７２は、フロントパネル２０を誘電体層２４を形成した面を上にして載置し、プレート加熱ヒータ４６により当該パネル２０を加熱するものである。なお、加熱テーブル４７２に載置されたフロントパネル２０にはバイアス電源５０により負のバイアス電圧が印加されるようになっている。高周波発生部４７１は、アースされた高周波電源４８によりＣＶＤ装置本体４５の内部で高周波を発生する。
【００４４】
Ａｒガスボンベ４１ａ（４１ｂ）は、キャリアガスであるＡｒガスをバルブＣ１（Ｃ２）、配管Ｌ１（Ｌ３）を介して気化器（バブラー）４２（４３）に供給する。
気化器４２（４３）はヒータ４２Ｌ（４３Ｌ）により加熱されるようになっており、内部にＡｌ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯのいずれかのソース物質となる金属キレート溶液、アセチルアセトン、シクロペンタジエニル化合物等を保温して蓄えている。これらの液状のソース物質は、気化器４２（４３）に配管Ｌ１（Ｌ３）を介して供給されるＡｒガスと混合され、配管Ｌ２（Ｌ４）を介してＣＶＤ装置本体４５に送り込まれる。
【００４５】
なお、金属キレートおよびシクロペンタジエニル化合物としては、例えば、Ｍｇのソース物質としてＭａｇｎｅｓｉｕｍ  Ｄｉｐｉｖａｌｏｙｌ  Ｍｅｔｈａｎｅ［Ｍｇ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）２］、Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  Ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ｍｇ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）２］、Ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ  Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ［Ｍｇ（Ｃ５Ｈ５）２］、Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ  Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ｍｇ（Ｃ２Ｈ５Ｆ３Ｏ２）２］、一方、Ａｌのソース物質としてＡｌｕｍｉｎｉｕｍＤｉｐｉｖａｌｏｙｌ  Ｍｅｔｈａｎｅ［Ａｌ（Ｃ１１Ｈ１９Ｏ２）３］、Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  Ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ａｌ（Ｃ５Ｈ７Ｏ２）３］、Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ａｌ（Ｃ５Ｈ５Ｆ３Ｏ２）３］等が挙げられる。
【００４６】
このような各ソース物質を用いて実際にＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４のいずれかのを作製する場合、ＭｇＯやＡｌ２Ｏ３はそれぞれＭｇもしくはＡｌの単一のソース物質、ＭｇＡｌ２Ｏ４はＭｇとＡｌのソース物質を１：２のモル比になるように混合して用いる。
Ｏ２ボンベ４４は、反応ガスであるＯ２ガスをＣＶＤ装置本体４５に供給する。
【００４７】
減圧ポンプ４９は、ＣＶＤ装置本体４５の内圧を調整するためのものであり、適宜配管Ｌ６によりＣＶＤ装置本体４５内のガスを外部に排出する。
以上の構成を有するプラズマＣＶＤ装置４０によれば、保護層２４２の形成に際し、予め加熱テーブル４７２にフロントパネル２０を載置しておき、プレート加熱ヒータ４６により加熱テーブル４７２を２５０〜３８０℃程度に加熱する。そしてバルブＣ１〜Ｃ３を開け、Ａｒガス、ソース物質、Ｏ２ガスをＣＶＤ装置本体４５に送り込む。また、バルブＣ１〜Ｃ３と減圧ポンプ４９とを用いてＣＶＤ装置本体４５の内圧を３０〜３００Ｐａに調節する。
【００４８】
続いて高周波電源４８により高周波発生装置４７を例えば１３．５６ＭＨｚの高周波で駆動し、ＣＶＤ装置本体４５内部にプラズマを発生させる。またバイアス電源５０を用い、─１００Ｖ〜１５０Ｖの負のバイアス電圧をフロントパネル２０に印加する。この状態で誘電体層本体２４１の表面上にソース物質を蒸着させ、保護層２４２を形成する。
【００４９】
３─２．スパッタ法による保護層の形成
図４は、スパッタ装置の概略図である。図中、スパッタ装置本体６５は断面構造が示されている。
本スパッタ装置６０は、内部に高周波発生装置６４が配置されたスパッタ装置本体６５、Ａｒガスボンベ６１ａ、Ｏ２ガスボンベ６１ｂ等から主として構成される。
【００５０】
高周波発生装置６４は、高周波発生部６４１と加熱テーブル６４２、プレート加熱ヒータ６３で構成され、その構成は前記高周波発生装置４７とほぼ同様である。また、加熱テーブル６４２に載置されたフロントパネル２０にはバイアス電源６８により負のバイアス電圧が印加されるようになっている。高周波発生部６４１は、アースされた高周波電源６７によりＣＶＤ装置本体６５の内部で高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）を発生する。
【００５１】
なお、高周波発生部６４１にはフロントパネル２０と対向する面に保護層の材料としてＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４のいずれかの固体のソース物質（ターゲット材６２）が装着されている。
またＡｒガスボンベ６１ａ（Ｏ２ガスボンベ６１ｂ）は、バルブＣ４（バルブＣ５）、配管Ｌ７（配管Ｌ８）を介してスパッタ装置本体６５と連結され、ＣＶＤ装置本体６５内部にガスを供給できるようになっている。
【００５２】
減圧ポンプ６６は、ＣＶＤ装置本体６５の内圧を調整するためのものであり、適宜配管Ｌ９によりＣＶＤ装置本体６５内のガスを外部に排出する。
以上の構成を有するスパッタ装置６０によれば、保護層形成に際し、誘電体層本体２４１を上にしてフロントパネル２０を加熱テーブル６４２に載置し、予めプレート加熱ヒータ６３により加熱テーブル６４２を所定の温度（２５０℃〜３８０℃）に加熱する。そしてバルブＣ４、Ｃ５を開けてＡｒガス、Ｏ２ガスをそれぞれスパッタ装置６０に導入する。また減圧ポンプ６６により、ＣＶＤ装置本体６５の内圧を０．１Ｐａ〜１０Ｐａに調節する。
【００５３】
続いて高周波電源６７により高周波発生装置６４を例えば１３．５６ＭＨｚの高周波で駆動し、ＣＶＤ装置本体６５の内部に本体６５にプラズマを発生させながら、同時にバイアス電源６４を用いて、−１００Ｖ〜─１５０Ｖの負の電位をフロントパネル２０に印加する。そしてＡｒイオンをターゲット材６２に衝突させてこれをスパッタし、誘電体層２４上にＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４のいずれかよりなる保護層２４２を形成する。
【００５４】
３─３．イオンプレーティング法による保護層の形成方法
図５は、イオンプレーティング装置の概略図である。図中、イオンプレーティング装置本体８７は断面構造が示されている。
本イオンプレーティング装置８０は、内部に加熱テーブル８２、ホローカソード発生源８４、プラズマ発生コイル（高周波発生部）８５等が配置されたイオンプレーティング装置本体８７、Ａｒガスボンベ８１ａ、Ｏ２ガスボンベ８１ｂ等から主として構成される。
【００５５】
加熱テーブル８２はプレート加熱ヒータ８１により加熱され、フロントパネル２０に伝熱する。また、不図示のパネル固定器（クリップなど）を備えており、フロントパネル２０を誘電体層本体２４１を形成したフロントパネル２０の面をプラズマ発生コイル８５に対面させた状態でテーブル表面に固定する。
プラズマ発生コイル８５は高周波電源８９に接続され、高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）を発生してイオンプレーティング装置本体８７内部にＡｒガスのプラズマを発生する。
【００５６】
減圧ポンプ８３はイオンプレーティング装置本体８７の内圧を調節するためのものであり、適宜配管Ｌ１２によりイオンプレーティング装置本体８７内部のガスを排出する。
ホローカソード蒸発源８４は当図からは見えないが、上部に円筒形状を有する陰極であって、その内部にソース物質が配置されており、電源８９から供給される電力によりソース物質を蒸発させる。
【００５７】
以上の構成を有するイオンプレーティング装置８０によれば、フロントパネル２０の保護層形成に際し、予めフロントパネル２０を固定した加熱テーブル８２をプレート加熱ヒータ８１により２００℃に加熱する。そしてバルブＣ６、Ｃ７を開け、Ａｒガス、Ｏ２ガスを配管Ｌ１０、Ｌ１１よりイオンプレーティング装置本体８７内部に送り込む。また、減圧ポンプ８３によりイオンプレーティング装置本体８７の内圧を０．０１Ｐａ〜１．０Ｐａに調節する。
【００５８】
続いて高周波電源８８よりプラズマ発生コイル８５を例えば（１３．５６ＭＨｚ）の高周波で駆動し、イオンプレーティング装置本体８７内にプラズマを発生させる。これと同時に電源８９によりホローカソード蒸発源８４を駆動し、ソース物質を蒸発させてイオンプレーティング装置本体８７内に充満させる。そしてバイアス電源８６によりフロントパネル２０に─１０００Ｖの電圧を印加し、フロントパネル２０の誘電体層本体２４１上に保護層２４２を形成する。
４．実施例と比較例の作製および性能測定
次に、本実施の形態のＰＤＰを前記作製方法にしたがって作製し、保護層のカソードルミネッセンスのピーク測定を行い、さらに放電開始電圧Ｖｆ、放電維持電圧Ｖｍを測定した。
【００５９】
４─１．プラズマＣＶＤ法による保護層を用いたＰＤＰ（実施例Ｎｏ．１〜６）の作製
負のバイアス電圧を印加したプラズマＣＶＤ法において、気化器の温度、フロントパネル（ＦＰ）の加熱温度、装置内部（雰囲気）の圧力等の各条件を変化させて保護層を作製し、これを用いたＰＤＰを実施例Ｎｏ．１〜６とした。
【００６０】
このときのプラズマＣＶＤ法の仕様は次の通りである。
・プラズマＣＶＤ装置本体の内圧：３０Ｐａ〜３００Ｐａ
・Ａｒガス流速：１ｌ／ｍｉｎ
・Ｏ２ガス流速：０．５ｌ／ｍｉｎ
・高周波出力：３００Ｗ  （１３．５６ＭＨｚ）
・保護層の厚み形成速度：０．９μｍ／ｍｉｎ
ここで各実施例の保護層は、実施例Ｎｏ．１〜３ではＭｇＯ、実施例Ｎｏ．４、５ではＡｌ２Ｏ３、実施例Ｎｏ．６ではＭｇＡｌ２Ｏ４とした。
【００６１】
４─２．スパッタ法による保護層を用いたＰＤＰ（実施例Ｎｏ．７〜１３）の作製
次に、負のバイアス電圧を印加したスパッタ法において、ＦＰの加熱温度、雰囲気の圧力等の条件を変化させて保護層を作製し、これを用いたＰＤＰを実施例Ｎｏ．７〜１３とした。
【００６２】
ここで各実施例の保護層は、実施例Ｎｏ．７、８ではＭｇＯ、実施例Ｎｏ．９ではＡｌ２Ｏ３、実施例Ｎｏ．１０ではＭｇＡｌ２Ｏ４とした。また、実施例Ｎｏ．１１とＮｏ．１２はそれぞれリアクティブスパッタによってＭｇまたはＡｌの金属単体とＯ２ガスとを反応させ、ＭｇＯ保護層またはＡｌ２Ｏ３保護層を形成した。さらに実施例Ｎｏ．１３では、厚さ０．３μｍのＭｇＯに厚さ０．３μｍの（Ａｌ２Ｏ３）を積層して保護層を形成した。
【００６３】
４─３．イオンプレーティング法による保護層を用いたＰＤＰ（実施例Ｎｏ．１４〜２０）の作製
次に、負のバイアス電圧を印加したイオンプレーティング法において、ＦＰの加熱温度、雰囲気の圧力等の条件を変化させて保護層を形成し、これを用いたＰＤＰを実施例Ｎｏ．１４〜２０とした。
【００６４】
このときのスパッタ法の仕様は以下の通りである。
・スパッタ装置本体の内圧：０．１Ｐａ〜１０Ｐａ
・Ａｒガス流速：１０ｃｃ／ｍｉｎ
・Ｏ２ガス流速：１ｃｃ／ｍｉｎ
・高周波出力：５００Ｗ（１３．５６ＭＨｚ）
・保護層の厚み形成速度：０．３μｍ／ｍｉｎ
ここで各実施例の保護層は、実施例Ｎｏ．１４、１５ではＭｇＯ、実施例Ｎｏ．１６、１７ではＡｌ２Ｏ３、実施例Ｎｏ．１８ではＭｇＡｌ２Ｏ４、また実施例Ｎｏ．１９とＮｏ．２０はそれぞれリアクティブイオンプレーティング法によってＭｇまたはＡｌの金属単体とＯ２ガスとを反応させ、ＭｇＯ保護層またはＡｌ２Ｏ３保護層を形成した。
【００６５】
４─４．真空蒸着法による保護層を用いたＰＤＰ（比較例Ｎｏ．１〜３）の作製
上記各実施例Ｎｏ．１〜２０のＰＤＰとの性能比較を行うため、従来の一般的な保護層の作製方法である真空蒸着法を用いて保護層を形成し、これを用いたＰＤＰを比較例Ｎｏ．１〜３とした。
なお、真空蒸着法としては、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＡｌ２Ｏ４を電子ビームで加熱してそれぞれを蒸着した。また、このときの真空蒸着法の仕様は以下の通りである。
・真空蒸着装置本体の内圧：０．１Ｐａ
・Ａｒガス流速：１０ｃｃ／ｍｉｎ
・Ｏ２ガス流速：１ｃｃ／ｍｉｎ
・加熱に用いた電子銃の出力：３０ｋＷ
・保護層の厚み形成速度：０．９μｍ／ｍｉｎ
４─５．カソードルミネッセンスの測定方法
各実施例と各比較例について、保護層の結晶構造中における酸素欠陥（Ｆ中心）の存在を同定するため、カソードルミネッセンスの測定を行った。
【００６６】
具体的には、Ｘｅフラッシュランプ（浜松ホトニクス製Ｌ２４３５）と、狭帯域（通過波長２５４ｎｍ）のバンドパスフィルター（朝日分光製ＢＰＦ２５４）とを組み合わせて暗室中でＸｅランプを発光させ、フィルターの通過光を保護層上にレンズで集光させ、保護層のカソードルミネッセンスをマルチチャンネル分光器（大塚電子製ＭＣＰＤ２０００）で測定した。
【００６７】
４─６．放電開始電圧Ｖｆ、放電維持電圧Ｖｍおよびパネル輝度の測定方法
上記各実施例と各比較例について、保護層のＦ中心による効果を調べるため、ＰＤＰの表示電極に交流電源を接続し、電圧を徐々に印加し、全面で放電が開始した時点の電圧を放電開始電圧Ｖｆとして測定した。また、放電開始後に電圧を下げていき、放電が消滅する直前の電圧を放電維持電圧Ｖｍとして測定した。
【００６８】
さらにパネル輝度については、パネル全面が点灯している時の放電維持電圧で測定し、周波数３０ＫＨｚで駆動させた時の輝度を測定した。
こうして得られた実施例Ｎｏ．１〜２０および比較例Ｎｏ．１〜３のカソードルミネッセンスとパネル輝度等の測定結果を、保護層の作製条件、放電ガスのＮｅ─Ｘｅ比率等とともに以下の表１〜４に示す。
【００６９】
【表１】
0003623406.tif 000002
【００７０】
【表２】
0003623406.tif 000003
【００７１】
【表３】
0003623406.tif 000004
【００７２】
【表４】
0003623406.tif 000005
【００７３】
５．実施例の性能評価
５─１．実施例Ｎｏ．１〜６（バイアス電圧を印加しつつプラズマＣＶＤ法で作製したＰＤＰ）と比較例Ｎｏ．１〜３との比較
表１に示されるように、実施例Ｎｏ．１〜３のＭｇＯ保護層ではソース物質の種類に関係なくカソードルミネッセンスに主として３５５ｎｍ、５７４ｎｍ、７００ｎｍ、９７５ｎｍの各発光ピークが確認された。表４の比較例Ｎｏ．１のＭｇＯ保護層と比較すると、これら４つのＰＤＰの保護層では７００ｎｍの発光ピークのみが一致している。このことは、実施例Ｎｏ．１〜３および比較例Ｎｏ．１のＭｇＯ保護層には１個の自由電子がトラップされたＦ中心が形成された一方、さらに実施例Ｎｏ．１〜３のＭｇＯ保護層には２個の自由電子がトラップされたＦ中心が形成されたことを示唆している（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ．Ｖｏｌｕｍｅ．１  Ｎｏ．４、１５、Ｆｅｂ．１９７０を参照）。
【００７４】
また実施例Ｎｏ．４、５のＡｌ２Ｏ３保護層のカソードルミネッセンスを測定した結果、これらもソース物質に関係なく３００ｎｍと４１０ｎｍの発光ピークが同様に確認された。表４の比較例Ｎｏ．２のＡｌ２Ｏ３保護層と比較すると、これら３つのＰＤＰの保護層では３００ｎｍの発光ピークが一致しており、自由電子１個をトラップするＦ中心の存在を表すとともに、実施例Ｎｏ．４、５のＡｌ２Ｏ３保護層には２個の自由電子がトラップされたＦ中心が形成されていると思われる。
【００７５】
次に実施例Ｎｏ．６のＭｇＡｌ２Ｏ４保護層のカソードルミネッセンスを測定した結果には、３００ｎｍ、３５５ｎｍ、４１０ｎｍ、７００ｎｍの各発光ピークが見られ、比較例Ｎｏ．３のＭｇＡｌ２Ｏ４保護層では３００ｎｍの発光ピークが見られる。したがって実施例Ｎｏ．６および比較例Ｎｏ．３の両方に自由電子１個をトラップするＦ中心が形成されており、さらに実施例Ｎｏ．６には自由電子２個をトラップしたＦ中心が形成されたと思われる。
【００７６】
次に実施例Ｎｏ．１〜６と比較例Ｎｏ．１〜３のデータを全体的に比較すると、まずパネル輝度において、比較例Ｎｏ．１〜３（約４００ｃｄ／ｍ２）に対して実施例Ｎｏ．１〜６（５００ｃｄ／ｍ２）が１００ｃｄ／ｍ２以上も向上している結果が測定された。次に放電開始電圧Ｖｆにおいては、比較例Ｎｏ．１〜３（２５０Ｖ前後）に対し実施例Ｎｏ．１〜６（１６５〜１８５Ｖ）が最大８０Ｖ以上も低減されており、放電維持電圧Ｖｍに至っては比較例Ｎｏ．１〜３（１９０〜２００Ｖ程度）に対し実施例Ｎｏ．１〜６（９８〜１１８Ｖ）が１００Ｖ程度まで低減されているものも見られる。
【００７７】
このような比較例Ｎｏ．１〜３に対する実施例Ｎｏ．１〜６の測定結果は、２個の自由電子をトラップしたＦ中心を保護層に形成したことにより、従来よりも二次電子が豊富に得られるようになり、放電空間におけるプラズマの規模が二次電子によって低電力でも良好に拡大できたため、パネル輝度および放電に係る電力効率の両面において非常に優れた性能が発揮されたものと考えられる。
【００７８】
なお当該表１のデータから、実際にバイアス電圧を利用したプラズマＣＶＤ法でＰＤＰを作製するときは、３０〜３００Ｐａ程度の圧力下で、かつフロントパネルに─１００〜─２００Ｖ程度の負のバイアス電圧を印加するのが望ましいと言える。
５─２．実施例Ｎｏ．７〜１３（バイアス電圧を印加しつつスパッタ法で作製したＰＤＰ）と比較例Ｎｏ．１〜３との比較
表２に示すように、実施例Ｎｏ．７、８、１１および比較例Ｎｏ．１のＭｇＯ保護層のカソードルミネッセンスを測定した結果、前記実施例Ｎｏ．１〜６と同じ発光ピークが確認された。したがって実施例Ｎｏ．１〜６等と同様の考察により、実施例Ｎｏ．７、８および比較例Ｎｏ．１のＭｇＯ保護層はともに１個の自由電子をトラップするＦ中心を有し、実施例Ｎｏ．７、８では２個の電子がトラップされたＦ中心が形成されたと思われる。
【００７９】
また実施例Ｎｏ．９、１２のＡｌ２Ｏ３保護層には３００ｎｍと４１０ｎｍの各発光ピークが確認された。これらのうち４１０ｎｍの発光ピークは実施例Ｎｏ．４、５と同様に２個の自由電子がトラップされたＦ中心を示すものと思われる。
さらに実施例Ｎｏ．１０と比較例Ｎｏ．３のＭｇＡｌ２Ｏ４保護層を比較すると、両者に見られる３００ｎｍの発光ピークは１個の自由電子をトラップしたＦ中心、それ以外の発光ピークを持つ実施例Ｎｏ．１０には２個の自由電子をトラップするＦ中心が形成されていることをそれぞれ表しているのが分かる。
【００８０】
なおＮｏ．１３の保護層はＭｇＯとＡｌ２Ｏ３の積層構造となっているため、ＭｇＯとＡｌ２Ｏ３の両方のピークが得られたものと思われる。
次に実施例Ｎｏ．７〜１３と比較例Ｎｏ．１〜３のデータを全体的に比較すると、パネル輝度において、実施例Ｎｏ．１〜６と同様に、比較例Ｎｏ．１〜３（約４００ｃｄ／ｍ２）に対し実施例Ｎｏ．７〜１３（５０５ｃｄ／ｍ２以上）が１００ｃｄ／ｍ２以上も向上している結果が測定された。次に放電開始電圧Ｖｆにおいて、比較例Ｎｏ．１〜３（２５０Ｖ前後）に対し実施例Ｎｏ．７〜１３（１８５〜１９５Ｖ前後）と６０Ｖ程度の電圧の低減効果が見られた。さらに放電維持電圧Ｖｍでも比較例Ｎｏ．１〜３（１９０〜２００Ｖ程度）に対し実施例Ｎｏ．７〜１３（１２０Ｖ前後）が１００Ｖ程度まで低減されている。
【００８１】
比較例Ｎｏ．１〜３に対する実施例Ｎｏ．７〜１３の測定結果も、２個の自由電子をトラップしたＦ中心により、従来よりも二次電子が豊富に得られ、プラズマが二次電子によって低電力でも良好に拡大できた結果、パネル輝度および電力効率などにおいて優れた性能が発揮されたことを表している。
なお当該表２のデータから、実際にバイアス電圧を利用したスパッタ法でＰＤＰを作製するときは、０．１〜１０Ｐａ程度の圧力下で、かつフロントパネルに─１００〜─２００Ｖ程度の負のバイアス電圧を印加するのが望ましいと言える。
【００８２】
５─３．実施例Ｎｏ．１４〜２０（バイアス電圧を印加しつつイオンプレーティング法で作製したＰＤＰ）と比較例Ｎｏ．１〜３との比較
表３に示すように、実施例Ｎｏ．１４〜２０のＰＤＰについて保護層のカソードルミネッセンスを測定した結果、Ｎｏ．１４、１５、１９のＭｇＯ保護層、実施例Ｎｏ．１６、１７、２０のＡｌ２Ｏ３保護層、実施例Ｎｏ．１８のＭｇＡｌ２Ｏ４保護層のそれぞれについて、表１および表２、表４と同様の各発光ピークが確認された。すなわちこれら実施例Ｎｏ．１４〜２０の保護層には、１個および２個の自由電子をそれぞれトラップするＦ中心が形成されていることが示された。
【００８３】
次に実施例Ｎｏ．１４〜２０と比較例Ｎｏ．１〜３のデータを全体的に比較すると、パネル輝度において、実施例Ｎｏ．１〜１３とほぼ同様に、比較例Ｎｏ．１〜３（約４００ｃｄ／ｍ２）に対し実施例Ｎｏ．４〜２０（５０５ｃｄ／ｍ２以上）が１００ｃｄ／ｍ２以上も向上している結果が測定された。特に実施例Ｎｏ．２０、１６、２５の各Ａｌ２Ｏ３保護層においては、それぞれ５３０ｃｄ／ｍ２、５４０ｃｄ／ｍ２、５２５ｃｄ／ｍ２と比較的高いパネル輝度を発揮した。
【００８４】
また放電開始電圧Ｖｆにおいては、比較例Ｎｏ．１〜３（２５０Ｖ前後）に対し実施例Ｎｏ．１４〜２０（１６０〜１７５Ｖ前後）と７５Ｖ程度まで低電圧を実現できる効果が見られた。さらに放電維持電圧Ｖｍでは、比較例Ｎｏ．１〜３（１９０〜２００Ｖ程度）に対し実施例Ｎｏ．１４〜２０（１０５Ｖ前後）が１００Ｖ程度まで低減されている。これらＶｍ、Ｖｆに関しては、実施例Ｎｏ．２０が最もバランスよく優れるといった結果が得られた（Ｖｆ＝１６０Ｖ、Ｖｍ＝１００Ｖ）。
【００８５】
このように実施例Ｎｏ．２０がパネル輝度、電力効率ともに優れているのは、二次電子の放出量が多いためと思われる。
比較例Ｎｏ．１〜３に対する実施例Ｎｏ．１４〜２０の測定結果も、２個の自由電子をトラップしたＦ中心により、従来よりも二次電子が豊富に得られ、プラズマが二次電子によって低電力でも良好に拡大され、パネル輝度および電力効率などにおいて優れた性能が発揮されたことを表していると思われる。
【００８６】
なお当該表３のデータから、実際にバイアス電圧を利用したイオンプレーティング法でＰＤＰを作製するときは、０．０１〜１．０Ｐａ程度の圧力下で、かつフロントパネルに─１００〜─２００Ｖ程度の負のバイアス電圧を印加するのが望ましいと言える。
６．その他の事項
上記実施の形態および実施例ではハイビジョン型ＰＤＰを作製する例について示したが、当然ながら本発明はこれに限定するものではなく、別の規格のＰＤＰやガス放電パネルに適用してもよい。
【００８７】
さらに、放電ガスはＮｅ─Ｘｅ系に限らず、これ以外の放電ガスであってもよい。
また、上記実施の形態および実施例では保護層に負のバイアス電圧を印加する例を示したが、本発明はこれに限定せず、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレーティング装置等の高周波発生部とフロントパネルとの間に上記負のバイアス電圧に相当する電圧差を設けることができればよい。
【００８８】
また、本発明ではプラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレーティング装置のいずれかを組み合わせてもよく、これによって例えば異なる材料を積層して保護層を形成するようにしてもよい。
さらに、本発明の保護層を構成する金属酸化物として酸化マグネシウムＭｇＯ、酸化アルミニウムＡｌ２Ｏ３、スピネルＭｇＡｌ２Ｏ４を挙げたが、これらのいずれかを組み合わせて保護層を形成してもよいし、これ以外の材料で保護層を構成しても構わない。
【００８９】
さらに、上記実施の形態および実施例は誘電体層本体に保護層を積層し、これを誘電体層とする例を示したが、誘電体層本体を上記金属酸化物から構成し、保護層を省略する構成としてもよい。
さらに、２個の自由電子がトラップされたＦ中心を形成し易くする方法の一つとして、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレーティング装置等の内部の雰囲気中におけるＯ２濃度を低くしたり、Ｈ２等の還元性ガスを添加すると効果的に上記Ｆ中心が形成されることが別の実験により明らかになっている。本発明ではこのような方法を併用することによってＦ中心を形成するようにしてもよい。
【００９０】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明は第一の電極と誘電体層が表面にその順に形成された第一のプレートと、第二のプレートが、前記誘電体層と対向するように配設されたガス放電パネルであって、前記誘電体層は、少なくとも第二のプレートに対向する表面が金属酸化物より構成され、かつ当該金属酸化物の結晶構造中には２個の自由電子がトラップされた酸素欠陥が含まれているので、消費電力を上昇させることなく前記２個の自由電子により放電規模が良好に拡大され、パネル輝度が向上する。また当該自由電子により放電中の電子数が豊富になるので、放電遅れが改善され、走査速度の向上が期待できる。したがって従来より低い駆動電圧で駆動でき、かつ良好な発光効率が得られるので、優れたハイビジョン型ＰＤＰなどのガス放電パネルを実現が可能となる。
【００９１】
このような本発明のガス放電パネルは、第一の電極を形成した第一のプレート表面に誘電体層を形成する第一ステップと、第一のプレート面と第二のプレート面を対向して貼着する第二ステップとを備えるガス放電パネルの製造方法によって、前記第一ステップにおいて、プラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオンプレーティング装置から選択した装置を用い、当該装置の高周波発生部と第一のプレートとの間にバイアス電圧を印加しつつ、少なくとも第二のプレートに対向する表面部分が金属酸化物からなる誘電体層を形成することにより製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一適用例である交流面放電型ＰＤＰの部分的な断面斜視図である。
【図２】ＰＤＰの厚み方向の部分断面図である。
【図３】プラズマＣＶＤ装置の概略図である。
【図４】スパッタ装置の概略図である。
【図５】イオンプレーティング装置の概略図である。
【符号の説明】
２０    フロントパネル
２１    フロントパネルガラス
２２、２３    表示電極
２４    誘電体層
２６    バックパネル
２８    アドレス電極
３８    放電空間
４０    プラズマＣＶＤ装置
４１ａ、４１ｂ、６１ａ    Ａｒガスボンベ
４２、４３    気化器
４２Ｌ、４３Ｌ    液体ソース物質（金属キレートおよびシクロペンタジエニル化合物）
４２Ｈ、４３Ｈ    ヒータ
４４、６１ｂ    Ｏ２ガスボンベ
４５    プラズマＣＶＤ装置本体
４６、６３、８１    プレート加熱ヒータ
４７、６４    高周波発生装置
４８、６７、８８    高周波電源
４９、６６、８３    減圧ポンプ
５０、６４、８６    バイアス電源
６０    スパッタ装置
６２    ターゲット材（固体ソース物質）
６５    スパッタ装置本体
８０    イオンプレーティング装置
８２、４７２、６４２    加熱テーブル
８４    ホローカソード蒸発源
８５    プラズマ発生コイル
８９    電源
２４１    誘電体層本体
２４２    保護層
４７１、６４１    高周波発生部
Ｃ１〜Ｃ７    バルブ
Ｌ１〜Ｌ１２    配管
【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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