(57)【要約】【課題】満足すべきレベルの放電開始電圧及び放電遅延時間の短縮効果が得られる、ＰＤＰ用の保護膜、その製造方法及び前記保護膜を備えたＰＤＰを提供する。【解決手段】金属及び金属酸化物から形成されたプラズマディスプレイパネル用の保護膜であって、前記金属は、少なくとも保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用の保護膜。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属及び金属酸化物から形成されたプラズマディスプレイパネル用の保護膜であって、
前記金属は、少なくとも保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在することを特徴とするプラズマディスプレイパネル用の保護膜。
【請求項２】
前記金属は、少なくとも保護膜の表面から保護膜の厚さの５％以下離れた領域に存在す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用の保護膜。
【請求項３】
前記金属は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｏからなる群から選択された一種以上を含む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用の保護膜。
【請求項４】
前記金属酸化物は、酸化マグネシウムであ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用の保護膜。
【請求項５】
前記金属は、所定のパターンを有す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用の保護膜。
【請求項６】
前記パターンの間隔は、１００ｎｍないし５０μｍであることを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル用の保護膜。
【請求項７】
前記所定のパターンを有する前記金属が、前記金属酸化物から形成された膜に埋め込まれていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル用の保護膜。
【請求項８】
前記金属は、粒状であり、
前記金属酸化物から形成された膜中に分散された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用の保護膜。
【請求項９】
前記金属は、粒状であり、
前記金属酸化物で表面コーティングされた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用の保護膜。
【請求項１０】
粒状の前記金属は、５０ｎｍないし１μｍの範囲の直径を有することを特徴とする請求項８または請求項９に記載のプラズマディスプレイパネル用の保護膜。
【請求項１１】
基板を準備する工程と、
前記基板の上部に金属からなる所定のパターンを形成する工程と、
前記所定のパターンを有する前記金属を覆うように、酸化マグネシウムの膜を形成して保護膜を製造する工程と、を含み、
前記酸化マグネシウムの膜の形成工程を、前記所定のパターンを有する前記金属が、少なくとも前記保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在するように行うことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用の保護膜の製造方法。
【請求項１２】
前記金属で形成された所定のパターンを形成する工程の前に、酸化マグネシウムの膜を前記基板の上部に形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のプラズマディスプレイパネル用の保護膜の製造方法。
【請求項１３】
金属及び酸化マグネシウムの供給用の蒸着源及び基板を準備する工程と、
前記基板に、前記蒸着源を利用して、前記金属及び酸化マグネシウムからなる膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル用の保護膜の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１０のうち、何れか１項に記載のプラズマディスプレイパネル用の保護膜、または
請求項１１ないし請求項１３のうち、何れか１項に記載の方法により製造されたプラズマディスプレイパネル用の保護膜
を備えたことを特徴とする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、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」とも記載する）用の保護膜、その製造方法及び前記保護膜を備えたＰＤＰに係り、より具体的には、Ｎｅ＋Ｘｅ混合ガスまたはＨｅ＋Ｎｅ＋Ｘｅの混合ガスなどから形成されたプラズマイオンに対する２次電子放出特性及び放電特性が改善された保護膜、その製造方法及び前記保護膜を備えたＰＤＰに係る。
【背景技術】
【０００２】
ＰＤＰは、画面の大型化が容易であり、自発光型であって表示品質が良く、応答速度が速いという特徴を有する。また、薄型化が可能であるため、ＬＣＤなどと共に壁掛け用のディスプレイとして注目されている。
【０００３】
図１は、ＰＤＰの構成要素の一種である数十万個のＰＤＰピクセルのうちの一つを例示する図面である。図１を参照してＰＤＰの構造を説明すれば、前面基板１４の下面に、第１電極１５ａ及び第２電極１５ｂが対をなす放電維持電極対１５が形成されており、この放電維持電極対１５は、誘電体層１６で被覆されている。前記誘電体層１６が放電空間に直接的に露出される場合、放電特性が低下し、寿命が短縮するため、保護膜１７で覆われている。
【０００４】
一方、背面基板１０の上面には、所定のパターンを有するアドレス電極１１があり、これを覆うように誘電体層１２が形成されている。前記前面基板１４と背面基板１０とは、互いに対向するように配置され、これらは隔壁１９により一定の幅で離される。これらにより形成された空間には、紫外線を発生させるＮｅ＋Ｘｅの混合ガスまたはＨｅ＋Ｎｅ＋Ｘｅの混合ガスなどが一定の圧力（例えば、４５０Ｔｏｒｒ）で満たされている。前記Ｘｅガスは、真空紫外線（Ｘｅイオン：波長１４７ｎｍ、Ｘｅ２：波長１７３ｎｍ）を発生させる役割を行う。発生した真空紫外線は、誘電体層１２上に配置された蛍光体１３を励起させ、可視光２０の発生を促す。
【０００５】
Ｘｅガスのみを使用すれば、高密度の真空紫外線の発生が可能であり、可視光２０への変換を蛍光体１３の量子効率まで引き上げ得るが、放電開始電圧が非常に高くて、ディスプレイデバイスに適用することが現実的に難しい。高輝度化のために、Ｘｅの含量は増加する傾向を示しており、Ｘｅの含量の増加により大きくなる放電開始電圧を下げるための研究が活発に行われている。そのうち、ＨｅガスをＮｅ＋Ｘｅ混合ガスに添加する研究があるが、この研究は、Ｈｅイオンの運動量が大きいため、放電開始電圧を下げるのに有利であると考えられる。しかしながらＨｅの添加が、高Ｘｅの含量の放電には有利であることは明らかであるが、一方で、保護膜のスパッタリングエッチングの問題が更に深刻になって、その適用如何は不明な実情である。
【０００６】
ＰＤＰ用の保護膜の役割は、三つに大別されうる。
【０００７】
第一に、電極及び誘電体層を保護する役割を担う。電極のみまたは誘電体＋電極のみであっても、放電は行われる。しかし、電極のみである場合には、放電電流の制御が困難になり、一方、誘電体＋電極のみであれば、放電電流の制御は可能であるがスパッタリングエッチングによる誘電体層の損傷が発生しうるため、誘電体層は、プラズマイオンに耐えられる保護膜でコーティングされねばならない。
【０００８】
第二に、放電開始電圧を下げる役割を担う。放電開始電圧と直接関連する物理量は、プラズマイオンに対する保護膜をなす物質の２次電子放出係数である。保護膜から放出される２次電子の量が多いほど、放電開始電圧は下がるため、保護膜をなす物質の２次電子放出係数は、高いほど良い。
【０００９】
第三に、放電遅延時間を短縮させる役割を担う。放電遅延時間は、印加電圧に対し、ある時間後に放電が発生する現象を表す物理量であり、形成遅延時間（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｄｅｌａｙ  ｔｉｍｅ、Ｔｆ）と統計遅延時間（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｄｅｌａｙ  ｔｉｍｅ、Ｔｓ）との和で表示されうる。形成遅延時間は、印加電圧と放電電流との時間差であり、統計遅延時間は、形成遅延時間の統計的な散布である。放電遅延時間が短縮されるほど、高速アドレッシングが可能になり、シングルスキャンが可能になり、スキャンドライブのコストを節減でき、サブフィールド数を増加させて、高輝度及び高画質のＰＤＰを得ることができる。
【００１０】
このような点を考慮して、ＰＤＰの保護膜を制御することにより、ＰＤＰの放電開始電圧を下げ、放電遅延時間を短縮させようとする研究が活発に進んでいる。例えば、特許文献１には、交流方式のＰＤＰとして、前面板に設置されている誘電体層を覆う酸化マグネシウムからなる保護膜を備えたＰＤＰが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１１００５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１を含めて従来のＰＤＰの保護膜では、満足すべきレベルの放電開始電圧及び放電遅延時間の短縮効果が得られないため、長寿命及び高画質のＰＤＰを得るための改善が至急必要である。
【００１２】
本発明は、前記問題点を解決するために、満足すべきレベルの放電開始電圧及び放電遅延時間の短縮効果が得られる、ＰＤＰ用の保護膜、その製造方法及び前記保護膜を備えた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】
【００１３】
前記本発明の課題を達成するために、本発明の第１態様は、金属及び金属酸化物から形成されたＰＤＰ用の保護膜であって、前記金属は、少なくとも保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下、好ましくは５％以下離れた領域に存在することを特徴とするＰＤＰ用の保護膜を提供する。
【００１４】
前記金属は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｏからなる群から選択された一種以上を含みうる。
【００１５】
前記金属酸化物は、酸化マグネシウムでありうる。
【００１６】
前記金属は、所定のパターンを有しうる。
【００１７】
前記所定のパターンを有する前記金属は、前記金属酸化物から形成された膜に埋め込まれ得る。
【００１８】
前記金属は、粒状であり、前記金属酸化物から形成された膜中に分散されたものでありうる。
【００１９】
前記金属は、粒状であり、前記金属酸化物で表面コーティングされたものでありうる。
【００２０】
粒状の前記金属は、５０ｎｍないし１μｍの範囲の直径を有しうる。
【００２１】
前記本発明の他の課題を達成するために、本発明の第２態様は、基板を準備する工程と、前記基板の上部に金属からなる所定のパターンを形成する工程と、前記所定のパターンを有する金属を覆うように、酸化マグネシウムの膜を形成して保護膜を製造する工程と、を含み、前記酸化マグネシウムの膜の形成工程を、前記所定のパターンを有する前記金属が、少なくとも前記保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下、好ましくは５％以下離れた領域に存在するように行うことを特徴とするＰＤＰ用の保護膜の製造方法を提供する。
【００２２】
前記保護膜の製造方法は、金属で形成された所定のパターンを形成する工程の前に、酸化マグネシウムの膜を前記基板の上部に形成する工程を更に含みうる。
【００２３】
前記本発明の更に他の課題を達成するために、本発明の第３態様は、金属及び酸化マグネシウムの供給用の蒸着源及び基板を準備する工程と、前記基板に、前記蒸着源を利用して、前記金属及び酸化マグネシウムからなる膜を形成する工程と、を含むＰＤＰ用の保護膜の製造方法を提供する。
【００２４】
前記本発明の更に他の課題を達成するために、本発明の第４態様は、前記のようなＰＤＰ用の保護膜、または前記のような方法で製造されたＰＤＰ用の保護膜を備えたＰＤＰを提供する。
【００２５】
前記のようなＰＤＰ用の保護膜は、優れた誘電体保護特性、放電特性及び２次電子の放出特性を有し、これを備えたＰＤＰは、長寿命及び高画質などを有しうる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るＰＤＰ用の保護膜は、金属及び金属酸化物からなっており、前記金属は、保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在するため、優れた誘電体保護特性、２次電子の放出特性及び放電特性を有する。したがって、前記保護膜は、Ｘｅガス含量の増加及びシングルスキャンへの対応に有利である。前記保護膜を利用すれば、高輝度及び長寿命を有する信頼性が向上したＰＤＰを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
【００２８】
本発明に係るＰＤＰ用の保護膜は、金属及び金属酸化物から形成されるが、前記金属は、少なくとも保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に必ず存在する。図４、図５及び図７に好ましい形態を例示する。これらの図に示す形態の詳細については後述する。
【００２９】
前記金属は、放電ガスイオンと接触する金属酸化物の２次電子放出を促進させ、それ自体も２次電子を放出できる。これにより、本発明に係る保護膜の放電遅延時間は更に短縮されて、高速のアドレッシングが可能になり、これにより、ＨＤ（高密度）級のパネルのシングルスキャンを現実化することができる。さらに、サステイン数（ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｓｕｓｔａｉｎ）の増加による輝度の上昇と、ＴＶフィールドを構成するサブフィールドの増加とにより、疑似輪郭の低減などの効果を奏し得る。一方、放電遅延時間の温度依存性も低下して、スキャン回路のマージンを増加させ、放電開始電圧も下がり、高輝度のためのＸｅの含量が増加しても、放電開始電圧の上昇を抑制できる。
【００３０】
ＰＤＰの保護膜の２次電子の放出は、ガスイオンと固体との衝突により、固体から２次電子が放出されるメカニズムであるオージェ中和理論と、前記固体が金属酸化物である場合、金属酸化物に隣接する金属により、金属酸化物の２次電子の放出が促進され、それと共に、前記金属も、２次電子を放出する付加的なメカニズムで説明されうる。
【００３１】
まず、オージェ中和理論によれば、ガスイオンが固体と衝突すれば、固体から一部の電子がガスイオンに移動して中性ガスを形成しつつ、固体には正孔が形成される。この時、前記電子がガスイオンを中和させ、基底状態に移行する際に生成されたエネルギーにより、固体の他の電子が真空に放出されうるが、これを２次電子という。前記の関係は、下記の式（１）の通りである。
【００３２】
【数１】
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【００３３】
前記式（１）中、Ｅｋは、ガスイオンと衝突した固体から電子が放出される時のエネルギーを意味し、ＥＩは、ガスのイオン化エネルギーであり、Ｅｇは、前記固体のバンドギャップエネルギーであり、χは、固体の電子親和度を表す。
【００３４】
前記オージェ中和理論及び式（１）を、ＰＤＰで保護膜をなす物質と放電ガスとに適用できる。ＰＤＰピクセルに電圧が印加されれば、宇宙線または紫外線により生成されたシード電子が放電ガスと衝突して、放電ガスイオンが生成され、放電ガスイオンは、保護膜と衝突して、前記のようなメカニズムにより保護膜をなす物質から２次電子が放出されうる。
【００３５】
下記の表１は、放電ガスとして利用できる不活性気体の共鳴準位励起の波長と電離電圧、すなわち、放電ガスのイオン化エネルギーを表すものである。保護膜がＭｇＯからなる場合、前記式（１）で、固体のバンドギャップエネルギーＥｇは、ＭｇＯのバンドギャップエネルギーである７．７ｅＶであり、電子親和度χは、０．５である。一方、ＰＤＰで蛍光体の光変換効率を向上させるためには、最も長い波長の真空紫外線を発するＸｅ気体が適している。しかし、Ｘｅの場合、電離電圧、すなわち、イオン化エネルギーであるＥＩが１２．１３ｅＶであるところ、これを前記（式）１に適用すれば、ＭｇＯからなる保護膜から電子が放出されるエネルギーであるＥｋ＜０になるため、放電電圧は、相対的に非常に大きくなる。したがって、放電電圧を下げるためには、電離電圧の大きいガスを使用しなければならない。前記式（１）によれば、Ｈｅの場合Ｅｋは８．１９ｅＶであり、Ｎｅの場合Ｅｋは５．１７ｅＶになるため、放電開始電圧を下げるためには、ＨｅまたはＮｅを使用することが好ましい。しかし、Ｈｅガスは、ＰＤＰの放電に使用された場合、Ｈｅの運動量が大きいため、保護膜のプラズマエッチングが深刻に発生する。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
このように、放電ガスの成分及び成分比を調節することにより、２次電子の放出を調節できるが、その他にも、保護膜自体を、２次電子を多量放出させる物質から構成できる。このために、本発明に係る保護膜は、金属を導入して金属及び金属酸化物から形成されうる。
【００３８】
図３は、保護膜に金属酸化物以外の金属が含まれることにより、２次電子の放出量が増加し得るメカニズムを概略的に示す図面である。
【００３９】
前記のようなオージェ中和理論によれば、固体、すなわち、金属酸化物から電子が放出された後、金属酸化物には正孔が生成される。この時、金属酸化物が金属と隣接した場合、前記金属の電子は、前記金属酸化物に移動して正孔を中和させうる。これにより、金属酸化物のオージェ中和が促進されて、２次電子の放出が促進されうる。また、前記正孔の中和時に生成されたエネルギーにより、前記金属から二次電子が放出されうる。すなわち、前記金属の導入により、金属酸化物のオージェ中和が促進されることはもちろん、前記金属自体の２次電子の放出が可能になり、金属を含まない、つまり金属酸化物のみからなる保護膜に比べて、多量の２次電子を放出できる。
【００４０】
このような金属は、保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは１％以下離れた領域に存在しうる。もちろん、前記金属は、保護膜の表面に存在することも可能である（前記金属が、保護膜の表面に存在する場合には、“前記金属が、保護膜の表面から保護膜の厚さの０％離れて存在する”ということと同じである）。さらに、金属は上述した範囲に加えて他の部位に存在していてもよい。金属が上述の範囲に配置されることにより、図３に概略的に示すような金属の付加的な反応による電子放出増加の現象と、放出された電子の保護膜の再吸収現象の防止を最大限に行うことができるからである。図３では金属の例としてＭｇ、金属酸化物の例としてＭｇＯが示されているが、本願発明はこれらの物質に限定されない。
【００４１】
したがって、本発明に係る保護膜が７００Åの厚さを有する場合、保護膜に含まれた金属の位置は、保護膜の表面から７０Å〜０Å、好ましくは、３５Å〜０Å、より好ましくは、７Å〜０Åの深さの領域に存在する。この時、もちろん、金属が保護膜の表面に存在する場合も含む。本発明に係る金属の保護膜での好ましい配置例は、図４ないし図７で更に詳細に説明される。
【００４２】
本発明に係る保護膜のうち、金属は、保護膜をなす金属酸化物のオージェ中和を促進させながらも、自ら２次放出の可能な金属でありうる。このような金属は、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｏからなる群から選択された一種以上を含みうるが、これらに限定されるものではない。このうち、Ｍｇがより好ましい。
【００４３】
本発明に係る保護膜のうち、金属酸化物は、放電ガスと接触した時にオージェ中和が可能であり、放電ガスに対する耐スパッタリング性、耐久性などに優れた物質でありうる。前記金属酸化物は、例えば、酸化マグネシウムでありうる。保護膜に含まれる酸化マグネシウムは、ダイアモンドのようなワイドバンドギャップ物質であり、電子親和度が非常に小さいか、または負の符号を有する物質である。
【００４４】
本発明に係る保護膜のうち、金属及び金属酸化物は、多様な形態に備えられうる。以下、図４ないし図７を参照して、本発明に係る保護膜の多様な具現例を説明する。
【００４５】
本発明に係る保護膜の一具現例によれば、保護膜に含まれた金属は、所定のパターンを有しうる。前記保護膜を、図４及び図５に例示する。
【００４６】
図４において、保護膜４３は、所定パターンを有する金属４３ｂと、これを覆うように備えられた金属酸化物４３ａとから形成されており、前記保護膜４３は、基板４１の上部に備えられている。
【００４７】
この時、保護膜４３のうち、金属４３ｂは、保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在する。すなわち、図４で、金属が存在していない保護膜領域の厚さであるｈ１は、保護膜の厚さであるＨ１の１０％以下である。例えば、図４で、Ｈ１が７００Åである場合、ｈ１は、７０Å以下である。これは、金属が保護膜の表面から近い領域に存在するほど、２次電子の放出が促進されるためである。
【００４８】
前記基板４１とは、保護膜が形成される領域を含む支持体を示すものであり、これは、当業者にとって公知のものである。前記基板としては、例えば、ガラス材などから形成された基板、図１に示す誘電体層１６などが挙げられる。以下、本明細書で使用される基板４１の意味は、前記の通りに理解されうる。
【００４９】
前記金属４３ｂは、前記基板４１上に所定のパターンで備えられている。前記金属４３ｂが有するパターンは、特別に限定されるものではないが、保護膜４３の絶縁性を阻害させずに、金属酸化物４３ｂと最大限接触して、金属酸化物４３ａのオージェ中和促進機能及び２次電子の放出機能を最大限具現できるものでなければならない。
【００５０】
これを考慮して、前記金属４３ｂのパターン間の間隔であるｄは、５０ｎｍないし１μｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍないし１００ｎｍである。前記パターン間の間隔ｄが５０ｎｍ未満である場合、保護膜４３が導電性を帯びるおそれがあり、前記パターンの間隔ｄが１μｍを超える場合、金属酸化物と金属との総接触面積が減り、オージェ中和の促進及び２次電子の放出が効果的に行われないこともあるためである。
【００５１】
前記金属４３ｂが有するパターンの形態は、特別に限定されるものではない。これは、例えば、ドット状、短いストライプ状のような多様な形態に変形が可能であるということは言うまでもない。
【００５２】
図５に示す例では、所定のパターンを有する金属４３ｂは、金属酸化物から形成された膜４３ａにより完全に埋め込まれている。これは、金属４３ｂと基板４１との間に、金属酸化物から形成された膜４３ａを更に備えることにより形成されうる。
【００５３】
この時、保護膜４３のうち、金属４３ｂは、保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在する。すなわち、図５で、金属４３ｂが存在していない保護膜４３の領域の厚さであるｈ２は、保護膜４３の厚さであるＨ２の１０％以下である。例えば、図５で、Ｈ２が７００Åである場合、ｈ２は、７０Å以下である。これは、金属４３ｂが保護膜４３の表面から近い領域に存在するほど、２次電子の放出が促進されるためである。
【００５４】
図６に示す例では、金属４３ｂは粒状であり、金属酸化物から形成された膜４３ａに分散されている。図６に示す保護膜において、金属４３ｂは、金属酸化物から形成された膜４３ａに均一に分散されることが非常に重要であるが、均一に分散されずに、金属４３ｂが凝集体を形成する場合、保護膜の絶縁性が損傷され、かつ放電散布の問題が発生しうるためである。この時、金属４３ｂが、保護膜４３内で均一に分散されつつ、必然的に金属４３ｂは、保護膜４３の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在しうる。
【００５５】
一方、図７に示す例では、金属４３ｂは、粒状であり、前記金属酸化物４３ａでコーティングされている。
【００５６】
この時、保護膜４３のうち、金属４３ｂは、保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下離れた領域に存在する。すなわち、図７で、金属が存在していない保護膜領域の厚さであるｈ３は、保護膜の厚さであるＨ３の１０％以下である。例えば、図７で、Ｈ３が７００Åである場合、ｈ３は、７０Å以下である。これは、金属が保護膜の表面から近い領域に存在するほど、２次電子の放出が促進されるためである。
【００５７】
このように、金属酸化物４３ａに金属４３ｂが分散されているか、または金属４３ｂの表面が金属酸化物４３ａでコーティングされることにより、保護膜の、金属の導入による絶縁性低下の問題を防止できるだけでなく、金属と金属酸化物との接触面積を極大化することにより、金属酸化物のオージェ中和及び２次放出が効果的に行われうる。
【００５８】
粒子状の金属を用いる場合、前記金属４３ｂの好ましい粒径は、例えば、５０ｎｍないし１μｍであり、より好ましくは、５０ｎｍないし５００ｎｍでありうる。前記金属４３ｂの粒径が５０ｎｍ未満である場合には、工程コストが上がるおそれがあり、前記金属４３ｂの粒径が１μｍを超える場合には、ＰＤＰ用の保護膜の適切な厚さの形成が困難となるおそれがある。
【００５９】
一方、図７のように、金属４３ｂが金属酸化物４３ａでコーティングされた場合、ｈ３が、Ｈ３の１０％以下になるように調節するが、好ましくは、金属酸化物４３ａのコーティングの厚さは１００ｎｍないし２μｍであり、より好ましくは、１００ｎｍないし１μｍでありうる。前記金属酸化物４３ａのコーティングの厚さが１００ｎｍ未満である場合には、相対的に金属４３ｂの含量が増加して、保護膜が導電性を示すおそれがあり、前記金属酸化物４３ｂのコーティングの厚さが２μｍを超える場合には、金属４３ｂと金属酸化物４３ａとの総接触面積が減って、金属の導入によるオージェ中和の促進効果が十分に得られないおそれがあるためである。
【００６０】
以上、本発明に係る保護膜を図４ないし７の図面を参照して説明したが、これは、本発明の保護膜を説明するためのものであり、本発明はこれに限定されるものではなく、多様な変形が可能であるということは言うまでもない。
【００６１】
本発明の保護膜は、多様な方法で製造されうる。
【００６２】
本発明の保護膜の製造方法の一具現例によれば、基板を準備する工程と、前記基板の上部に、金属からなる所定のパターンを形成する工程と、前記所定のパターンを有する金属を覆うように、例えば、酸化マグネシウムなどの金属酸化物の膜を形成して保護膜を製造する工程と、を含み、前記金属酸化物の膜を形成する工程を、前記所定のパターンを有する金属が前記保護膜の表面から保護膜の厚さの１０％以下の深さほど離れた領域に存在するように行える。このような保護膜の形成方法によれば、例えば、図４に例示するような保護膜を得ることができる。また、金属からなる所定のパターンを形成する前に、金属酸化物の膜を基板の上部に形成する工程を更に含むと、図５に例示するような保護膜を得ることができる。
【００６３】
前記基板とは、前記のように、保護膜の形成領域を含む支持体を示すものである。例えば、前記基板がＰＤＰの前方パネルに含まれる誘電体層である場合、前記基板は、ＰｂＯなどからなりうる。
【００６４】
その後、前記基板上に金属からなる所定のパターンを形成する。前記金属は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｏからなる群から選択された一種以上を含みうる。前記金属のパターンの形成方法は、特別に制限されるものではないが、例えば、標準フォトエッチング法などを利用して形成できる。この時、前記のようなパターンの間隔を調節して、保護膜が導電性を帯びないようにする。
【００６５】
前記金属から形成された所定のパターンを覆うように、金属酸化物から形成された層を形成する方法は、従来の多様な方法を利用できる。その具体的な例としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法などがあるが、これらに限定されるものではない。
【００６６】
前記保護膜の製造方法において、基板を準備した後、基板上に金属酸化物層を形成する工程を更に含みうる。このように形成された金属酸化物層の上部に、前記のような金属を所定のパターンとして形成し、再びこれを覆うように金属酸化物層を形成できる。これにより、所定のパターンを有する金属が金属酸化物によって完全に埋め込まれた保護膜を得ることができる。
【００６７】
本発明の保護膜の製造方法の他の具現例によれば、金属及び金属酸化物の供給用の蒸着源、ならびに基板を準備する工程と、前記基板に、前記蒸着源を利用して、金属及び金属酸化物から形成された膜を形成する工程と、を含みうる。
【００６８】
前記蒸着源は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ及びＭｏからなる群から選択された一種以上を含む金属及び例えば酸化マグネシウムなどの金属酸化物を供給しうるものであればよく、特に限定されない。
【００６９】
前記蒸着源は、例えば、マグネシウムのペレットなどが挙げられる。前記マグネシウムのペレット蒸着源を利用して、膜形成時に酸素流量などを調節して、マグネシウム及び酸化マグネシウムからなる膜を形成できる。
【００７０】
一方、２種以上の異なる物質からなる蒸着源を準備することも可能である。例えば、前記金属及び金属酸化物からなる蒸着源を準備できる。金属酸化物としては酸化マグネシウムが好ましい。この時、前記金属は、酸化マグネシウムで表面コーティングされた蒸着源を準備できる。マグネシウムコーティングは、スクリーンプリント法などの多様な方法を利用して行える。
【００７１】
２種以上の異なる物質からなる蒸着源は、それらを何れも含む単一蒸着源、または前記物質別に個別に準備される２種以上の蒸着源として準備されうる。単一蒸着源の製造時、乾式混合法、または融剤などを利用する湿式混合法などを利用して、前記物質を均一に混合できる。
【００７２】
このように準備された蒸着源を利用した膜の形成方法は、従来の多様な方法を利用できる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティングのような多様な方法を使用できるが、これらに限定されるものではない。
【００７３】
本発明の保護膜の製造方法は、前記のような具現例を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、多様な変形例が可能であるということは言うまでもない。
【００７４】
前記のような保護膜及び前記のような保護膜の製造方法により製造された保護膜は、ＰＤＰに備えられうる。図８は、前記保護膜が備えられた本発明に係るＰＤＰの一具現例を示す図面である。
【００７５】
図８で、前記前方パネル２１０は、前面基板２１１、前記前面基板の背面２１１ａに形成されたＹ電極２１２及びＸ電極２１３を備えた維持電極対２１４、前記維持電極対２１４を覆う前面誘電体層２１５、ならびに本発明の金属及び金属酸化物からなる保護膜２１６を備える。前記保護膜２１６には、金属酸化物のオージェ中和を促進させ、それ自体でも２次電子を放出できる金属が導入され、優れた２次電子の放出特性、放電特性などを有しうる。これと関連した詳細な説明は、前記の通りであるため、以下でその説明を省略する。前記Ｙ電極２１２及びＸ電極２１３は、それぞれＩＴＯ等から形成された透明電極２１２ｂ、２１３ｂ、または導電性の良い金属から形成されたバス電極２１２ａ、２１３ａを備える。
【００７６】
前記後方パネル２２０は、背面基板２２１、背面基板の前面２２１ａに、前記維持電極対２１４と交差するように形成されたアドレス電極２２２、前記アドレス電極を覆う後方誘電体層２２３、前記後方誘電体層上に形成されて発光セル２２６を区画する隔壁２２４、及び前記発光セル内に配置された蛍光体層２２５を備える。前記発光セルの内部にある放電ガスは、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈｅ、Ａｒ及びＫｒのうち選択された一種以上を追加して形成した混合ガスでありうる。
【００７７】
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明する。
【実施例】
【００７８】
＜実施例１＞
２ｍｍの厚さのガラス材の基板上に、フォトエッチング法を利用して銅からなるバス電極を形成した。前記バス電極をＰｂＯガラスで被覆して、２０μｍの厚さの前面誘電体層を形成した。その後、ＭｇＯ膜の形成のために、ＭｇＯペレットからなる蒸着源を、電子ビーム蒸着法を利用して誘電体層上に５００ｎｍの厚さに蒸着した。蒸着時の基板温度は２５０℃であり、蒸着室の圧力は、ガス流量制御器により酸素及びアルゴンガスを入れて、１．５×１０−４Ｔｏｒｒに調節した。前記ＭｇＯ膜の上部に、標準フォトエッチング法を利用して、パターンの間隔が２μｍであり、パターンの幅は５０ｎｍであり、パターンの高さは１９３ｎｍであるＭｇパターンを形成した後、Ｍｇパターンを覆うようにＭｇＯ膜を形成し、総厚が７００ｎｍであり、ＭｇパターンがＭｇＯ膜に完全に埋め込まれている保護膜（図５を参照）を形成して、前面基板を形成した。これから得た保護膜を、図５を参照して更に詳細に説明すれば、Ｈ２は、７００ｎｍであり、ｈ２は、７ｎｍであり、保護膜の表面から１％離れた領域にＭｇパターンが存在する保護膜である。
【００７９】
一方、２ｍｍの厚さのガラス材の基板上に、フォトエッチング法を利用して銅からなるアドレス電極を形成した。前記アドレス電極をＰｂＯガラスで被覆して、２０μｍの厚さの背面誘電体層を形成した。その後、前記背面誘電体層上に、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎの緑色発光蛍光体（Ｋａｓｅｉ社製）で被覆して、背面基板を準備した。
【００８０】
前記の前面基板及び背面基板を、１３０μｍ離れて対向させてセルを形成し、このセルの内部に、放電ガスとしてネオン９５％とキセノン５％との混合ガスを注入して、ＰＤＰを製作した。これを、パネル１とする。
【００８１】
＜実施例２＞
前記前面基板の製造時、ＭｇおよびＭｇ酸化物の代わりにＡｌおよびＡｌ酸化物を使用したことを除いては、前記実施例１と同じ方法でＰＤＰを製作した。これを、パネル２とする。
【００８２】
＜比較例１＞
前記前面基板の製造時、ＭｇＯのみを利用して、７００ｎｍの厚さの保護膜を形成したことを除いては、前記実施例１と同じ方法でＰＤＰを製作した。これを、パネルＡとする。
【００８３】
本発明に係るパネル１及びパネル２は、パネルＡに比べて優れた放電開始電圧及び放電遅延時間特性を有している。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、ＰＤＰに関連した技術分野に好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】ＰＤＰのピクセルの一具現例を示す図面である。
【図２】ガスイオンによる固体からの電子放出を示すオージェ中和理論を説明した概略図である。
【図３】ガスイオンによる金属酸化物からの電子放出を示すオージェ中和理論、及び金属により前記電子放出が促進されるメカニズムを同時に説明した概略図である。
【図４】本発明に係る保護膜の一具現例を概略的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る保護膜の一具現例を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明に係る保護膜の一具現例を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明に係る保護膜の一具現例を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明に係る保護膜を備えたＰＤＰの一具現例を示す図面である。
【符号の説明】
【００８６】
１０    背面基板、
１１    アドレス電極、
１２    誘電体層、
１３    蛍光体、
１４    基板、
１５ａ    第１電極、
１５ｂ    第２電極、
１５    放電維持電極対、
１６    誘電体層、
１７    保護膜、
１９    隔壁、
２０    可視光、
４１    基板、
４３    保護膜、
４３ａ    金属酸化物、
４３ｂ    金属物質、
２２１    背面基板、
２２２    アドレス電極、
２２３    後方誘電体層、
２２４    隔壁、
２２５    蛍光体層、
２２６    発光セル、
２１０    前方パネル、
２１１    前面基板、
２１１ａ    前記前面基板の背面、
２１２    Ｙ電極、
２１３    Ｘ電極、
２１２ａ、２１３ａ    バス電極、
２１２ｂ、２１３ｂ    透明電極、
２１４    維持電極対、
２１５    前面誘電体層、
２１６    保護膜、
２２０    後方パネル。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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