(57)【要約】【課題】歩留まり良く製造し、広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られ、更にパネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数を削減する。【解決手段】本発明のＭｇＯ蒸着材は、ＰＤＰの保護膜を成膜するために用いられるＭｇＯ蒸着材のＭｇＯ純度が９８％以上かつ相対密度が９０％以上のＭｇＯのペレットからなる。このペレットはＳｉ元素を必須成分として含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を所定の濃度で含む。或いはペレットがＳｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を所定の濃度で含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマディスプレイパネル(10)の保護膜(22)を成膜するために用いられるＭｇＯ蒸着材において、
ＭｇＯ純度が９８％以上かつ相対密度が９０％以上のＭｇＯのペレットからなり、
前記ペレットがＳｉ元素を必須成分として含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を含み、
前記Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、
前記Ａｌを含むときＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｂを含むときＢの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であることを特徴とするＭｇＯ蒸着材。
【請求項２】
Ａｌを含むときＡｌの濃度が１００〜１０００ｐｐｍであり、Ｂを含むときＢの濃度が１００〜１０００ｐｐｍである請求項１記載のＭｇＯ蒸着材。
【請求項３】
Ａｌを含むときＡｌの濃度が２５０〜５００ｐｐｍであり、Ｂを含むときＢの濃度が２５０〜５００ｐｐｍである請求項１記載のＭｇＯ蒸着材。
【請求項４】
プラズマディスプレイパネル(10)の保護膜(22)を成膜するために用いられるＭｇＯ蒸着材において、
ＭｇＯ純度が９８％以上かつ相対密度が９０％以上のＭｇＯのペレットからなり、
前記ペレットがＳｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含み、
前記Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、
前記Ｆｅを含むときＦｅの濃度が５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｍｎを含むときＭｎの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｃｒを含むときＣｒの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｃｏを含むときＣｏの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｎｉを含むときＮｉの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であることを特徴とするＭｇＯ蒸着材。
【請求項５】
Ｆｅを含むときＦｅの濃度が２００〜６５０ｐｐｍであり、Ｍｎを含むときＭｎの濃度が５０〜６５０ｐｐｍであり、Ｃｒを含むときＣｒの濃度が５０〜６５０ｐｐｍであり、Ｃｏを含むときＣｏの濃度が５０〜７００ｐｐｍであり、Ｎｉを含むときＮｉの濃度が５０〜７５０ｐｐｍである請求項４記載のＭｇＯ蒸着材。
【請求項６】
Ｆｅを含むときＦｅの濃度が２１０〜３００ｐｐｍであり、Ｍｎを含むときＭｎの濃度が７０〜３００ｐｐｍであり、Ｃｒを含むときＣｒの濃度が７０〜３００ｐｐｍであり、Ｃｏを含むときＣｏの濃度が７０〜３００ｐｐｍであり、Ｎｉを含むときＮｉの濃度が７０〜３００ｐｐｍである請求項４記載のＭｇＯ蒸着材。
【請求項７】
ＭｇＯのペレットが多結晶体であるか或いは単結晶体である請求項１又は４記載のＭｇＯ蒸着材。
【請求項８】
ＭｇＯのペレットが、焼結法により得られる多結晶体であるか、或いは電融法により得られる単結晶体である請求項１又は４記載のＭｇＯ蒸着材。
【請求項９】
請求項１ないし８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材をターゲット材とする真空成膜法により形成されたＭｇＯ膜。
【請求項１０】
Ｓｉ元素を必須成分として含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を含み、
前記Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、
前記Ａｌを含むときＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｂを含むときＢの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満である請求項９記載のＭｇＯ膜。
【請求項１１】
Ｓｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含み、
前記Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、
前記Ｆｅを含むときＦｅの濃度が５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｍｎを含むときＭｎの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｃｒを含むときＣｒの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｃｏを含むときＣｏの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、前記Ｎｉを含むときＮｉの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満である請求項９記載のＭｇＯ膜。
【請求項１２】
真空成膜法が電子ビーム蒸着法又はイオンプレーティング法である請求項９記載のＭｇＯ膜。
【請求項１３】
Ｓｉ、Ａｌ及びＢのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された下地層と、この下地層の表面に請求項１ないし３、７，８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された表面層とを有するＭｇＯ膜。
【請求項１４】
Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された下地層と、この下地層の表面に請求項４ないし８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された表面層とを有するＭｇＯ膜。
【請求項１５】
下地ガラス基板表面に縦横に並んで立設された複数の柱状晶からなり、前記柱状晶の平均直径が２０〜１００ｎｍの範囲にあり、前記柱状晶の長手方向と前記下地ガラス基板表面に立てた垂線とのなす角度が０〜５０度である請求項９ないし１４いずれか１項に記載のＭｇＯ膜。
【請求項１６】
結晶配向性が（１１１）面の配向を有するか、又は（１１１）面の優先配向を有する請求項９ないし１５いずれか１項に記載のＭｇＯ膜。
【請求項１７】
結晶配向性が（１００）面の配向を有するか、又は（１００）面の優先配向を有する請求項９ないし１５いずれか１項に記載のＭｇＯ膜。
【請求項１８】
結晶配向性が（１１０）面の配向を有するか、又は（１１０）面の優先配向を有する請求項９ないし１５いずれか１項に記載のＭｇＯ膜。
【請求項１９】
請求項９ないし１８いずれか１項に記載のＭｇＯ膜(22)が誘電体層上に設けられた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、ＡＣ型のプラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel、以下、ＰＤＰという。）の保護膜材料として用いられるＭｇＯ膜の材料となるＭｇＯ蒸着材及びＭｇＯ膜並びにＰＤＰに関する。更に詳しくは、広い温度範囲で応答性の良好なＭｇＯ膜並びにこれらを用いたＰＤＰの材料となるＭｇＯ蒸着材及びＭｇＯ膜並びにＰＤＰに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶（Liquid Crystal Display）をはじめとして、各種の平面ディスプレイの研究開発と実用化はめざましく、その生産も急増している。カラーＰＤＰについても、その開発と実用化の動きが最近活発になっている。ＰＤＰは大型化し易く、ハイビジョン用の大画面壁掛けテレビの最短距離にあり、既に対角４０インチクラスのＰＤＰが製造されている。ＰＤＰは、電極構造の点で金属電極が誘電体ガラス材料で覆われるＡＣ型と、放電空間に金属電極が露出しているＤＣ型とに分類される。
【０００３】
このＡＣ型ＰＤＰの開発の当初は、誘電体ガラス層が放電空間に露出していたため、直接放電に曝され、イオン衝撃のスパッタリングにより誘電体ガラス層の表面が変化して放電開始電圧が上昇していた。そのため、高い昇華熱を持つ種々の酸化物をこの誘電体ガラス層の保護膜とする試みがなされた。この保護膜は直接放電用のガスと接しているために重要な役割を担っている。即ち、保護膜に求められる特性は、(1)低い放電電圧、(2)放電時の耐スパッタリング性、(3)速い放電の応答性、及び(4)絶縁性である。これらの条件を満たす材料として、ＭｇＯが保護膜に用いられる。このＭｇＯからなる保護膜は、誘電体ガラス層の表面を放電時のスパッタリングから守り、ＰＤＰの長寿命化に重要な働きをしている。
【０００４】
しかし、ＭｇＯ膜を保護膜として用いた場合には、黒ノイズと呼ばれる表示の乱れが多発するという問題があった。黒ノイズとは点灯すべきセル（選択セル）が点灯しないパネル表示の乱れ現象であり、画面のうちの点灯領域と非点灯領域との境界で生じやすいことが知られている。この乱れ現象は、１つのライン又は１つの列における複数の選択セルの全てが点灯しないというものではなく、発生部位が点在することから、黒ノイズの原因はアドレス放電が生じないか、又は生じてもその強度が足りないアドレスミスであると考えられている。
【０００５】
このような上記諸問題を解決する方策として、真空成膜法によってＳｉを５００〜１００００重量ｐｐｍの範囲内の割合で含んだＭｇＯ膜を耐スパッタ性保護膜として利用したＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、ＭｇＯ膜中に上記割合でＳｉを含むことにより、黒ノイズの原因であるアドレスミスを抑制することができる。
また、脂肪酸塩の熱分解によりＳｉを１０００〜４００００重量ｐｐｍの割合で含むＭｇＯ膜を形成し、この膜を耐スパッタ性保護膜として利用したＰＤＰが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に示された技術によると、脂肪酸塩の熱分解により形成されるＭｇＯ膜中の微量成分により電気的特性が改善され、二次電子の放出量が増大して残留電荷による実効電圧の低下が補われ、電荷の残留自体が軽減され、残留電荷が速やかに消失するため、黒ノイズの原因であるアドレスミスを抑制することができる。
【０００６】
一方、ＰＤＰパネルでは、放電セルの形状やパネル駆動時の印加電圧、周波数等の様々な条件が、応答性に影響することが発表されている（例えば、非特許文献１参照。）。この非特許文献１では、ＰＤＰの応答性を評価する手法が記載されている。
また、放電セル内に真空紫外線を照射させることにより、応答性が改善することが発表されている（例えば、非特許文献２参照。）。この非特許文献２でも、ＰＤＰパネルの応答性を評価する手法が記載されている。
【特許文献１】特許第３２４７６３２号公報
【特許文献２】特開２００１−１１０３２１号公報
【非特許文献１】A.Seguin, L.Tessier, H.Doyeux and S.Salavin, "Measurement of Addressing Speed in Plasma Display Devices.", IDW'99, p699-702
【非特許文献２】R.Ganter, Th.Callegari, N.Posseme, B.Caillier and J.P.Boeuf, "Photoemission in Plasma Display Panel Discharge Cells.", IDW'00, p731-734
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１、特許文献２、非特許文献１及び非特許文献２には、応答性の評価する際に温度条件については特に触れておらず、室温付近の条件における応答性評価を行っていたと考えられる。
しかしながら、ＰＤＰの保証温度は製造メーカーによっては、最低温度で０℃、更に好ましくは−１５℃、最高温度で７０℃、更に好ましくは９０℃と上下幅が大きい。そこで、本発明者は、−１５℃〜９０℃の広い温度範囲にわたって放電応答性評価を行い、更に、詳細な調査を行ったところ、応答性には温度依存性があることを突き止めた。具体的には、ある温度での放電応答時間が閾値を越えると、書込み放電不良が生じてパネルがちらつく問題があった。また放電応答性が悪い場合、アドレス期間を長くする必要があり、その結果サステイン期間が短くなり、十分なパネルの輝度が得られないため、従来はパネル輝度を改善するためにデュアルスキャンを施すことによって、輝度を補っていた。しかしデュアルスキャンには多くのアドレスＩＣ数が必要となるため、回路コストが高くなる問題があった。
【０００８】
また上記特許文献１、特許文献２、非特許文献１及び非特許文献２では、広い温度範囲で良好な小さい放電応答時間を得ているものの、厳密に見れば低温になるほど応答時間の劣化が見られる。このことは広い温度範囲で評価をした場合、特性安定性、ひいては製品歩留まりの観点から問題となる可能性があり、本質的に低温になるほど劣化する問題を改善する必要があった。
本発明の目的は、歩留まり良く製造でき、広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られるＭｇＯ蒸着材及びＭｇＯ膜並びにＰＤＰを提供することにある。
本発明の別の目的は、アドレス期間を短縮し、サステイン期間を延長することにより、パネル輝度の向上したＰＤＰの材料となるＭｇＯ蒸着材及びＭｇＯ膜並びにＰＤＰを提供することにある。
本発明の更に別の目的は、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減を図ることができるＰＤＰの材料となるＭｇＯ蒸着材及びＭｇＯ膜並びにＰＤＰを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、ＰＤＰの保護膜を成膜するために用いられるＭｇＯ蒸着材の改良であり、その特徴ある構成は、ＭｇＯ純度が９８％以上かつ相対密度が９０％以上のＭｇＯのペレットからなり、ペレットがＳｉ元素を必須成分として含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を含み、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ａｌを含むときＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、Ｂを含むときＢの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、かつＳｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であるところにある。
請求項１に係る発明では、ＭｇＯのペレットに含まれるＳｉ元素と、Ａｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素の濃度が上記範囲内にあるＭｇＯ蒸着材を用いてＭｇＯ膜２２を成膜すると、そのＭｇＯ膜２２は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、Ａｌを含むときＡｌの濃度が１００〜１０００ｐｐｍであり、Ｂを含むときＢの濃度が１００〜１０００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材である。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、Ａｌを含むときＡｌの濃度が２５０〜５００ｐｐｍであり、Ｂを含むときＢの濃度が２５０〜５００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、ＰＤＰの保護膜を成膜するために用いられるＭｇＯ蒸着材の改良であり、その特徴ある構成は、ＭｇＯ純度が９８％以上かつ相対密度が９０％以上のＭｇＯのペレットからなり、ペレットがＳｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含み、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｆｅを含むときＦｅの濃度が５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｍｎを含むときＭｎの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｃｒを含むときＣｒの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｃｏを含むときＣｏの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｎｉを含むときＮｉの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であるところにある。
請求項４に係る発明では、ＭｇＯのペレットに含まれるＳｉ元素と、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素の濃度が上記範囲内にあるＭｇＯ蒸着材を用いてＭｇＯ膜を成膜すると、そのＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られる。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明であって、Ｆｅを含むときＦｅの濃度が２００〜６５０ｐｐｍであり、Ｍｎを含むときＭｎの濃度が５０〜６５０ｐｐｍであり、Ｃｒを含むときＣｒの濃度が５０〜６５０ｐｐｍであり、Ｃｏを含むときＣｏの濃度が５０〜７００ｐｐｍであり、Ｎｉを含むときＮｉの濃度が５０〜７５０ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材である。
請求項６に係る発明は、請求項４に係る発明であって、Ｆｅを含むときＦｅの濃度が２１０〜３００ｐｐｍであり、Ｍｎを含むときＭｎの濃度が７０〜３００ｐｐｍであり、Ｃｒを含むときＣｒの濃度が７０〜３００ｐｐｍであり、Ｃｏを含むときＣｏの濃度が７０〜３００ｐｐｍであり、Ｎｉを含むときＮｉの濃度が７０〜３００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材である。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１又は４に係る発明であって、ＭｇＯのペレットが多結晶体であるか或いは単結晶体であるＭｇＯ蒸着材である。
請求項７に記載されたＭｇＯ蒸着材では、ＭｇＯのペレットが多結晶体であるか或いは単結晶体であるかの組織の相違ではなく、組成の相違によって効果が著しく変化するため、ＭｇＯのペレットが多結晶である場合だけでなく、単結晶であっても請求項１又は４に記載された範囲内の組成を有すれば、そのＭｇＯ蒸着材を用いてＭｇＯ膜を成膜すると、そのＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られる。
請求項８に係る発明は、請求項１又は４に係る発明であって、ＭｇＯのペレットが、焼結法により得られる多結晶体であるか、或いは電融法により得られる単結晶体であるＭｇＯ蒸着材である。
請求項９に係る発明は、図１に示すように、請求項１ないし８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材をターゲット材とする真空成膜法により形成されたＭｇＯ膜である。
請求項９に係る発明では、請求項１ないし８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材を用いてＭｇＯ膜２２を成膜したので、このＭｇＯ膜２２は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られる。
【００１４】
請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明であって、Ｓｉ元素を必須成分として含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を含み、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ａｌを含むときＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、Ｂを含むときＢの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であるＭｇＯ膜である。
【００１５】
請求項１１に係る発明は、請求項９に係る発明であって、Ｓｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含み、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｆｅを含むときＦｅの濃度が５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｍｎを含むときＭｎの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｃｒを含むときＣｒの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｃｏを含むときＣｏの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、Ｎｉを含むときＮｉの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であるＭｇＯ膜である。
【００１６】
請求項１２に係る発明は、請求項９に係る発明であって、真空成膜法が電子ビーム蒸着法又はイオンプレーティング法であるＭｇＯ膜である。
【００１７】
請求項１３に係る発明は、Ｓｉ、Ａｌ及びＢのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された下地層と、この下地層の表面に請求項１ないし３、７，８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された表面層とを有するＭｇＯ膜である。
請求項１４に係る発明は、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された下地層と、この下地層の表面に請求項４ないし８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された表面層とを有するＭｇＯ膜である。
請求項１３又は１４に記載されたＭｇＯ膜では、安価な下地層を厚く形成し、高価な表面層を薄く形成することにより、ＭｇＯ膜の製造コストを低減できる。
【００１８】
請求項１５に係る発明は、請求項９ないし１４いずれか１項に係る発明であって、下地ガラス基板表面に縦横に並んで立設された複数の柱状晶からなり、柱状晶の平均直径が２０〜１００ｎｍの範囲にあり、柱状晶の長手方向と前記下地ガラス基板表面に立てた垂線とのなす角度が０〜５０度であるＭｇＯ膜である。
【００１９】
請求項１６に係る発明は、請求項９ないし１５いずれか１項に係る発明であって、結晶配向性が（１１１）面の配向を有するか、又は（１１１）面の優先配向を有するＭｇＯ膜である。
請求項１７に係る発明は、請求項９ないし１５いずれか１項に係る発明であって、結晶配向性が（１００）面の配向を有するか、又は（１００）面の優先配向を有するＭｇＯ膜である。
請求項１８に係る発明は、請求項９ないし１５いずれか１項に係る発明であって、結晶配向性が（１１０）面の配向を有するか、又は（１１０）面の優先配向を有するＭｇＯ膜である。
【００２０】
請求項１９に係る発明は、図１に示すように、請求項９ないし１８いずれか１項に記載のＭｇＯ膜２２が誘電体層上に設けられたＰＤＰである。
請求項１９に記載されたＰＤＰでは、請求項１ないし８いずれか１項に記載のＭｇＯ蒸着材を用いてＰＤＰ１０用のＭｇＯ膜２２を成膜したので、広い温度範囲で良好な応答性が得られ、アドレス期間を短縮し、サステイン期間を延長することができるため、パネルの輝度を向上できる。一方、必要十分なパネル輝度を確保できるため、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数を削減できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上述べたように、本発明によれば、ＭｇＯ純度が９８％以上かつ相対密度が９０％以上のＭｇＯのペレットからなり、このペレットがＳｉ元素を必須成分として所定量含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を所定量含むか、或いはＳｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含むので、このＭｇＯ蒸着材を用いてＭｇＯ膜を成膜すると、そのＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られる。
またＭｇＯのペレットが多結晶である場合だけでなく単結晶であっても、上記範囲内の組成を有するＭｇＯ蒸着材を用いてＭｇＯ膜を成膜すると、そのＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られる。
またＳｉ、Ａｌ及びＢのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として下地層を形成し、この下地層の表面に、Ｓｉ元素を必須成分として所定量含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を所定量含むＭｇＯ蒸着材をターゲット材として表面層を形成するか、或いはＳｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として下地層を形成し、この下地層の表面に、Ｓｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含みＭｇＯ蒸着材をターゲット材として表面層を形成すれば、安価な下地層を厚く形成し、高価な表面層を薄く形成することにより、ＭｇＯ膜の製造コストを低減できる。
更に上記ＭｇＯ蒸着材を用いてＭｇＯ膜を成膜すれば、このＭｇＯ膜は広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られ、上記ＭｇＯ蒸着材を用いて成膜したＭｇＯ膜をＰＤＰに適用すれば、広い温度範囲で良好な応答性が得られ、パネルの輝度を向上できるとともに、必要十分なパネル輝度を確保できるため、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数を削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
本発明者は、ＭｇＯ蒸着材及びこの蒸着材を用いて成膜されたＭｇＯ膜中の不純物種及びその含有量における放電応答性への影響を詳細に調査したところ、ＭｇＯのペレットに含まれるＳｉ濃度と、Ａｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素の濃度が大きく影響することを確認した。またＭｇＯのペレット中の上記元素濃度が増加するほど概して放電応答性は良好となるが、更に増加すると逆に劣化することから、製品への適用を考えた場合、最適な元素濃度範囲が存在することが判った。このような温度依存性が存在する要因は上記元素の添加により二次電子放出能が向上するからである。
【００２３】
本発明のＳｉ濃度と、Ａｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素の濃度を調整したＭｇＯ蒸着材は、ＰＤＰの保護膜であるＭｇＯ膜を形成するために用いられる蒸着材であり、ＭｇＯ純度が９８％以上、好ましくは９８．４％以上、かつ相対密度が９０％以上、好ましくは９５％以上のＭｇＯのペレットからなる。ここで、多結晶ＭｇＯのペレットのＭｇＯ純度を９８％以上に限定したのは、９８％未満では放電応答時間が長くなり更に放電応答時間のデータの再現性に劣るからであり、相対密度を９０％以上に限定したのは、９０％未満では成膜時のスプラッシュが増大するからである。ここでＭｇＯ純度とは、ＭｇＯ以外にペレットに含まれる不純物元素の割合と、上記のように濃度を調整した元素の割合を除いた百分率をいう。ペレットに含まれる不純物元素としては、Ｃ、Ｎ、Ｎａ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｐｂ等が挙げられる。なお、この実施の形態では、ＭｇＯのペレットの組織を多結晶としたが、単結晶であってもよい。
【００２４】
上記Ｓｉの濃度は３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜７００ｐｐｍであり、更に好ましくは２００〜５００ｐｐｍである。上記Ａｌを含むときＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜１０００ｐｐｍであり、更に好ましくは２５０〜５００ｐｐｍである。Ｂを含むときＢの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜１０００ｐｐｍであり、更に好ましくは２５０〜５００ｐｐｍである。これらの濃度は、ＭｇＯのペレット１００重量％に対する濃度である。Ｓｉの濃度が下限値未満であったり、上限値以上であれば低温での応答性に不具合が生じる。Ａｌ又はＢの濃度を２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満の範囲にそれぞれ限定したのは、２０ｐｐｍ未満では濃度の安定的な制御が難しく、２０００ｐｐｍ以上では放電応答時間が長くなるからである。
【００２５】
ＭｇＯ蒸着材中における上記Ｓｉ、Ａｌ及びＢ等の元素は、極めて微量である場合には、ＭｇＯマトリックスの粒界や粒内に粒状の析出物として存在するのではなく、ＭｇＯ蒸着材中に均一に分散している。また上記元素はＭｇＯ蒸着材中に酸化物として存在する。例えば、Ｓｉは、ＣａＳｉＯ4やＣａＭｇＳｉ2Ｏ4、ＭｇＳｉＯ3等の複合酸化物やＳｉＯ2の形態で存在し、Ａｌは、ＭｇＡｌ2Ｏ4等の複合酸化物やＡｌ2Ｏ3の形態で存在し、Ｂは、Ｂ2Ｏ3の形態で存在すると考えられる。
【００２６】
また本発明者は、ＭｇＯ蒸着材及びこの蒸着材を用いて成膜されたＭｇＯ膜中の不純物種及びその含有量における放電応答性への影響を詳細に調査したところ、ＭｇＯのペレットに含まれるＳｉ濃度と、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素の濃度が大きく影響することを確認した。またＭｇＯのペレット中の上記元素濃度が増加するほど概して放電応答性は良好となるが、更に増加すると逆に劣化することから、製品への適用を考えた場合、最適な元素濃度範囲が存在することが判った。このような温度依存性が存在する要因は上記元素の添加により二次電子放出能が向上するからである。
【００２７】
本発明のＳｉ濃度と、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素の濃度を調整したＭｇＯ蒸着材は、ＰＤＰの保護膜であるＭｇＯ膜を形成するために用いられる蒸着材であり、ＭｇＯ純度が９８％以上、好ましくは９８．４％以上、かつ相対密度が９０％以上、好ましくは９５％以上のＭｇＯのペレットからなる。ここで、多結晶ＭｇＯのペレットのＭｇＯ純度を９８％以上に限定したのは、９８％未満では放電応答時間が長くなり更に放電応答時間のデータの再現性に劣るからであり、相対密度を９０％以上に限定したのは、９０％未満では成膜時のスプラッシュが増大するからである。ここでＭｇＯ純度とは、ＭｇＯ以外にペレットに含まれる不純物元素の割合と、上記のように濃度を調整した元素の割合を除いた百分率をいう。ペレットに含まれる不純物元素としては、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｎａ、Ａｌ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｐｂ等が挙げられる。なお、この実施の形態では、ＭｇＯのペレットの組織を多結晶としたが、単結晶であってもよい。
【００２８】
上記Ｓｉの濃度は３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜７００ｐｐｍであり、更に好ましくは２００〜５００ｐｐｍである。上記Ｆｅを含むときＦｅの濃度が５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは２００〜６５０ｐｐｍであり、更に好ましくは２１０〜３００ｐｐｍである。Ｍｎを含むときＭｎの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜６５０ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。Ｃｒを含むときＣｒの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜６５０ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。Ｃｏを含むときＣｏの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜７００ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。Ｎｉを含むときＮｉの濃度が２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜７５０ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。これらの濃度は、ＭｇＯのペレット１００重量％に対する濃度である。ここで、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉの濃度を上記範囲にそれぞれ限定したのは、下限値未満では濃度の安定的な制御が難しく、上限値以上では放電応答時間が長くなるからである。
【００２９】
ＭｇＯ蒸着材中における上記Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉ等の元素は、極めて微量である場合には、ＭｇＯマトリックスの粒界や粒内に粒状の析出物として存在するのではなく、ＭｇＯ蒸着材中に均一に分散している。また上記元素はＭｇＯ蒸着材中に酸化物として存在する。例えば、Ｓｉは、ＣａＳｉＯ4やＣａＭｇＳｉ2Ｏ4、ＭｇＳｉＯ3等の複合酸化物やＳｉＯ2の形態で存在し、Ｆｅは、ＭｇＦｅ2Ｏ4等の複合酸化物やＦｅ2Ｏ3の形態で存在し、Ｍｎは、ＭｎＯ2の形態で存在する。またＣｒは、Ｃｒ2Ｏ3の形態で存在し、Ｃｏは、Ｃｏ2Ｏ3の形態で存在すると考えられる。更にＮｉは、ＮｉＯの形態で存在すると考えられる。
【００３０】
このように構成された本発明のＭｇＯ蒸着材の製造方法を説明する。
(1) 添加元素がＳｉとＡｌであり、焼結法により作製する場合
先ず純度が９８％以上の高純度ＭｇＯ粉末と、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満になる量の高純度ＳｉＯ2粉末と、ＭｇＯ中に含まれるＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満になる量の高純度Ａｌ2Ｏ3粉末と、バインダと、有機溶媒とを混合して、ＭｇＯ濃度が３０〜７５重量％のスラリーを調製する。好ましくは４０〜６５重量％のスラリーを調製する。スラリーの濃度を３０〜７５重量％に限定したのは、７５重量％を越えると上記スラリーが非水系であるため、安定した混合造粒が難しい問題点があり、３０重量％未満では均一な組織を有する緻密なＭｇＯ焼結体が得られないからである。ＭｇＯ粉末の平均粒径は０．１〜５．０μｍの範囲内にあることが好ましい。ＭｇＯ粉末の平均粒径を上記範囲内に規定したのは、下限値未満であると粉末が細かすぎて凝集するため、粉末のハンドリングが悪くなり、高濃度スラリーを調製することが困難となる問題点があり、上限値を越えると、微細構造の制御が難しく、緻密なペレットが得られない問題点があるからである。
【００３１】
ＳｉＯ2粉末はＳｉ存在量の偏在の防止とＭｇＯマトリックスとの反応性及びＳｉ化合物の純度を考慮した場合、１次粒子径がナノスケールのＳｉＯ2粒子を添加することが好ましく、特に気相法で得られた比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇの超微粉ＳｉＯ2を用いるのが好ましい。Ａｌ2Ｏ3粉末はＡｌ存在量の偏在の防止とＭｇＯマトリックスとの反応性及びＡｌ化合物の純度を考慮した場合、１次粒子径がナノスケールのＡｌ2Ｏ3粒子を添加することが好ましく、特に気相法で得られた比表面積が５０〜３００ｍ2／ｇの超微粉Ａｌ2Ｏ3を用いるのが好ましい。
バインダとしてはポリエチレングリコールやポリビニールブチラール等を、有機溶媒としてはエタノールやプロパノール等を用いることが好ましい。バインダは０．２〜５．０重量％添加することが好ましい。
【００３２】
また高純度粉末とバインダと有機溶媒との湿式混合、特に高純度粉末と分散媒である有機溶媒との湿式混合は、湿式ボールミル又は撹拌ミルにより行われる。湿式ボールミルでは、ＺｒＯ2製ボールを用いる場合には、直径５〜１０ｍｍの多数のＺｒＯ2製ボールを用いて８〜２４時間、好ましくは２０〜２４時間湿式混合される。ＺｒＯ2製ボールの直径を５〜１０ｍｍと限定したのは、５ｍｍ未満では混合が不十分となることからであり、１０ｍｍを越えると不純物が増える不具合があるからである。また混合時間が最長２４時間と長いのは、長時間連続混合しても不純物の発生が少ないからである。
撹拌ミルでは、直径１〜３ｍｍのＺｒＯ2製ボールを用いて０．５〜１時間湿式混合される。ＺｒＯ2製ボールの直径を１〜３ｍｍと限定したのは、１ｍｍ未満では混合が不十分となることからであり、３ｍｍを越えると不純物が増える不具合があるからである。また混合時間が最長１時間と短いのは、１時間を越えると原料の混合のみならずボール自体が摩損するため、不純物の発生の原因となり、また１時間もあれば十分に混合できるからである。
【００３３】
次に上記スラリーを噴霧乾燥して平均粒径が５０〜２５０μｍ、好ましくは５０〜２００μｍの混合造粒粉末を得る。この造粒粉末を所定の型に入れて所定の圧力で成形する。上記噴霧乾燥はスプレードライヤを用いて行われることが好ましく、所定の型は一軸プレス装置又は冷間静水圧成形装置（ＣＩＰ（Cold Isostatic Press）成形装置）が用いられる。一軸プレス装置では、造粒粉末を７５０〜２０００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは１０００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で一軸加圧成形し、ＣＩＰ成形装置では、造粒粉末を１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは１５００〜２０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でＣＩＰ成形する。圧力を上記範囲に限定したのは、成形体の密度を高めるとともに焼結後の変形を防止し、後加工を不要にするためである。
【００３４】
更に成形体を所定の温度で焼結する。焼結は大気、不活性ガス、真空又は還元ガス雰囲気中で１３５０℃以上、好ましくは１４００〜１８００℃の温度で１〜１０時間、好ましくは２〜８時間行う。これにより相対密度が９０％以上の多結晶体のＭｇＯ蒸着材のペレットが得られる。上記焼結は大気圧下で行うが、ホットプレス（ＨＰ）焼結や熱間静水圧プレス（ＨＩＰ、Hot Isostatic Press）焼結のように加圧焼結を行う場合には、不活性ガス、真空又は還元ガス雰囲気中で１３５０℃以上の温度で１〜５時間行うことが好ましい。
このようにして得られたペレットの多結晶ＭｇＯ蒸着材をターゲット材として、真空成膜法により基板表面にＭｇＯ膜を形成する。
【００３５】
(2) 添加元素がＳｉとＡｌであり、電融法により作製する場合
比較的品位の低いＭｇＯ原料（例えば、Ｍｇ(ＯＨ)2粉末）と、ＭｇＯ中に含まれるＡｌの濃度が２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満の範囲となる量のＡｌ2Ｏ3粉末とを混合した後に、この混合物を浴中に投入する。次にアーク放電を利用して浴中の混合物を高温で溶融させた後に徐冷して、品位の高い酸化物の単結晶体のインゴットを作製する。更にこの単結晶体のインゴットを破砕することにより、単結晶体のＭｇＯ蒸着材のペレットが得られる。このようにして得られたペレットの単結晶ＭｇＯ蒸着材をターゲット材として、真空成膜法により基板表面にＭｇＯ膜を形成する。
なお、添加元素としてＢを用いる場合には、上記Ａｌに代えてＢを用い、上記と同一の方法でＭｇＯ蒸着材を製造する。
【００３６】
(3) 添加元素がＳｉとＦｅであり、焼結法により作製する場合
純度が９８％以上の高純度ＭｇＯ粉末と、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満になる量の高純度ＳｉＯ2粉末と、ＭｇＯ中に含まれるＦｅの濃度が５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満になる量の高純度Ｆｅ2Ｏ3粉末と、バインダと、有機溶媒とを混合する以外は前述した(1)の焼結法によるＳｉとＡｌを添加したＭｇＯペレットの作製方法と同様にして作製する。
【００３７】
(4) 添加元素がＳｉとＦｅであり、電融法により作製する場合
比較的品位の低いＭｇＯ原料（例えば、Ｍｇ(ＯＨ)2粉末）と、ＭｇＯ中に含まれるＦｅの濃度が５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満の範囲となる量のＦｅ2Ｏ3粉末とを混合する以外は前述した(2)の電融法によるＳｉとＡｌを添加したＭｇＯペレットの作製方法と同様にして作製する。
【００３８】
一方、上記ＭｇＯ膜を形成するための真空成膜法としては、電子ビーム蒸着法やイオンプレーティング法などが挙げられる。また上記ＭｇＯ膜は、Ｓｉ元素を必須成分として含み、かつＡｌ又はＢのいずれか一方又はその双方の元素を含む。上記Ｓｉの濃度は３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜７００ｐｐｍであり、更に好ましくは２００〜５００ｐｐｍである。上記Ａｌの濃度は２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜１０００ｐｐｍであり、更に好ましくは２５０〜５００ｐｐｍである。Ｂの濃度は２０ｐｐｍ以上２０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜１０００ｐｐｍであり、更に好ましくは２５０〜５００ｐｐｍである。これらの濃度は、ＭｇＯ膜１００重量％に対する濃度である。ここで、ＭｇＯ膜に含まれるＡｌ等の濃度を上記範囲に限定したのは、ＭｇＯ蒸着材に含まれるＡｌ等の濃度の限定理由と同じである。
或いは、上記ＭｇＯ膜は、Ｓｉ元素を必須成分として含み、かつＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含む。上記Ｓｉの濃度は３０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは１００〜７００ｐｐｍであり、更に好ましくは２００〜５００ｐｐｍである。上記Ｆｅの濃度は５０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは２００〜６５０ｐｐｍであり、更に好ましくは２１０〜３００ｐｐｍである。Ｍｎの濃度は２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜６５０ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。Ｃｒの濃度は２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜６５０ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。Ｃｏの濃度は２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜７００ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。Ｎｉの濃度は２０ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ未満であり、好ましくは５０〜７５０ｐｐｍであり、更に好ましくは７０〜３００ｐｐｍである。これらの濃度は、ＭｇＯ膜１００重量％に対する濃度である。ここで、ＭｇＯ膜に含まれるＦｅ等の濃度を上記範囲に限定したのは、ＭｇＯ蒸着材に含まれるＦｅ等の濃度の限定理由と同じである。
【００３９】
また上記ＭｇＯ膜は、Ｓｉ、Ａｌ及びＢのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された下地層と、Ｓｉと、Ａｌ及びＢからなる群より選ばれた１種又は２種の元素を含む表面層とを有することができる。或いは上記ＭｇＯ膜は、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉのいずれの元素も含まないＭｇＯ蒸着材をターゲット材として形成された下地層と、Ｓｉと、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含む表面層とを有することができる。この場合、安価な下地層を厚く形成し、高価な表面層を薄く形成することにより、ＭｇＯ膜の製造コストを低減できる。また下地ガラス基板表面に縦横に並んで立設された複数の柱状晶からなり、柱状晶の平均直径が２０〜１００ｎｍの範囲にあり、柱状晶の長手方向と下地ガラス基板表面に立てた垂線とのなす角度が０〜５０度であってもよい。ここで、柱状晶の平均直径を２０〜１００ｎｍの範囲に限定したのは、２０ｎｍ未満では結晶性が不十分となり、１００ｎｍを越えるとＭｇＯ膜へのガス吸着量が増大しＰＤＰの真空排気工程が難しくなるからである。また柱状晶の長手方向と下地ガラス基板表面に立てた垂線とのなす角度を０〜５０度の範囲に限定したのは、基板を所定の速度で搬送しながら基板にＭｇＯ膜を蒸着しているためである。即ち、基板の搬送速度が変化すると上記角度が０〜５０度の範囲で変化する。更にＭｇＯ膜の結晶配向性が（１１１）面の配向又は（１１１）面の優先配向を有するか、（１００）面の配向又は（１００）面の優先配向を有するか、或いは（１１０）面の配向又は（１１０）面の優先配向を有することが好ましい。ＭｇＯ膜の結晶配向性が上記面を有することにより、放電特性及び耐スパッタ性が向上する。なお、Ｓｉと、Ａｌ及びＢからなる群より選ばれた１種又は２種の元素を含むＭｇＯ膜中、或いはＳｉと、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含むＭｇＯ膜中に、この膜厚方向に上記元素濃度のムラ、例えば膜厚方向に上記元素濃度の傾斜があってもよい。
【００４０】
図１に本発明のＰＤＰ１０の内部構造を示す。
面放電形式のＡＣ型ＰＤＰ１０では通常、フロントガラス基板１１の画面横方向にサステイン電極１２とスキャン電極１３が対をなして平行に配置されている。またリアガラス基板１４の画面縦方向にはアドレス電極１６が配置されている。このサステイン電極１２とスキャン電極１３の間隙は放電ギャップと呼ばれており、この間隙は約８０μｍに選定されている。またフロントガラス基板１１とリアガラス基板１４は１００〜１５０μｍ程度の高さの隔壁１７によって隔てられ、この隔壁１７の壁面及び底部には蛍光体粉末１８が塗布されている。カラー表示の場合には、ライン方向に並ぶ３つの放電空間を形成する隔壁１７の背面及び底部に３色（Ｇ、Ｂ、Ｒ）の蛍光体１８Ｇ、１８Ｂ、１８Ｒがそれぞれ塗布されて３つのサブピクセル（単位発光領域）を形成し、これらを１ピクセルとしている。フロントガラス基板１１、リアガラス基板１４及び隔壁１７で形成された放電空間１９にはガスが封入される。この封入ガスには、Ｎｅ（ネオン）やＸｅ（キセノン）等の不活性ガスの混合ガスが使用される。
【００４１】
サステイン電極１２及びスキャン電極１３を被覆する誘電体ガラス層２１の表面には、放電時の放電ガスによるイオン衝撃を低減するため、耐スパッタ性の高い保護膜２２が設けられる。ＰＤＰでは保護膜２２の材質及び膜質が放電特性に大きな影響を与えるため、この保護膜は放電電極として作用する。この保護膜材料は耐スパッタ性に優れ、かつ二次電子放出係数の高い絶縁物である本発明のＭｇＯ膜を用いる。
【００４２】
このように構成されたマトリクス表示形式のＡＣ型ＰＤＰでは、フロントガラス基板１１とリアガラス基板１４との間に設けられた放電空間１９内で対向するサステイン電極１２及びスキャン電極１３とアドレス電極１６との間にプラズマ放電を生じさせ、この放電空間１９内に封入されているガスから発生する紫外線を放電空間１９内に設けた蛍光体１８に当てることにより表示を行う。表示素子であるセルの点灯状態の維持（サステイン）にはメモリ効果が利用されている。表示に際しては、先ず、ある画像のサステインの終了から次の画像のアドレッシング（書込み）までの間に画面全体の壁電荷の消去（リセット）を行う。次に点灯（発光）すべきセルのみに壁電荷を蓄積させるライン順次のアドレッシング（書込み）を行う。その後に全てのセルに対して一斉に交番極性の放電開始電圧より低い電圧（サステイン電圧）を印加する。壁電荷の存在するセルでは、壁電圧がサステイン電圧に重畳するので、セルに加わる実効電圧が放電開始電圧を越えて放電が生じる。サステイン電圧の印加周波数を高くすることで、見かけ上連続的な点灯状態が得られる。
【００４３】
上記アドレッシング（書込み）では、リアガラス基板のアドレス電極とフロントガラス基板のスキャン電極間で書込み放電を行うことにより壁電荷の蓄積が行われる。例えば、従来より用いられている解像度がＶＧＡ（Video Graphics Array）クラスで２５６階調表現（８サブフィールド）のＰＤＰでは、書込み放電が３μｓで行われた場合、４８０ラインを順次書込む必要があるため、駆動時間の約１０％が壁電荷の消去に、約７０％が画像データの書込みに費やされ、実際に画像を表示する時間は残りの約２０％程度しか存在しないことになる。ＰＤＰの場合、パネルの輝度はこの画像表示時間が長いほど明るく認識される。パネル輝度を改善するためにはアドレス電極を駆動するアドレスＩＣ数を２倍にして、画像の上下部を別々に書込む（デュアルスキャン）ことで書込み時間を短縮し画像表示時間を延ばすことができる。しかしこの方法を用いると、回路コストが増加する問題がある。
【００４４】
これに対して、本発明のＭｇＯ蒸着材を用いて成膜されたＭｇＯ膜は、広い温度範囲にわたって、特に低温域で良好な放電応答性が得られるため、書込み放電の時間を短縮することができる。従って、この保護膜を使用した本発明のＰＤＰは、画像表示時間を延ばすことができるため、パネル輝度を向上できる。一方、パネル輝度の低下なしに大幅なアドレスＩＣ数の削減も図ることができる。
【実施例】
【００４５】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
ＭｇＯ蒸着材として、ＭｇＯ純度が９８％であり、相対密度が９０％であり、ＭｇＯ中に含まれるＡｌの濃度が１００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が３０ｐｐｍである多結晶ＭｇＯのペレットを用意した。このＭｇＯ蒸着材の直径及び厚さはそれぞれ５ｍｍ及び１．６ｍｍであった。また表面にＩＴＯ電極と銀電極を積層させて電極を形成し、更にこの電極を覆うように誘電体ガラス層を形成したガラス基板を用意した。
このガラス基板に形成された誘電体ガラス層の上に、上記ＭｇＯ蒸着材を用いて電子ビーム蒸着法により、膜厚が８０００Åであって結晶配向性が（１１１）面の配向を有するＭｇＯ膜を形成した。成膜条件は、到達真空度が１．０×１０-4Ｐａであり、酸素ガス分圧が１．０×１０-2Ｐａであり、基板温度が２００℃であり、成膜速度が２０Å／秒であった。
【００４６】
＜実施例２＞
電融法により作製したＭｇＯの単結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が１００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が１００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例３＞
焼結法により作製したＭｇＯの多結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が２００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が２００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例４＞
電融法により作製したＭｇＯの単結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が３００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が１００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例５＞
焼結法により作製したＭｇＯの多結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が５００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が５００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例６＞
電融法により作製したＭｇＯの単結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が６００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が５００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例７＞
焼結法により作製したＭｇＯの多結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が１０００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が９５０ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例８＞
電融法により作製したＭｇＯの単結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が１５００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が２００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
【００４７】
＜比較例１＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９８％、相対密度９０％の焼結ペレットを用いた以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。即ち、ＭｇＯ蒸着材中にＡｌ元素等の添加元素は含まれていない。
＜比較例２＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素がＡｌとＳｉであり、そのＡｌの濃度が５０００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が２０００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較例３＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素がＢであり、そのＢの濃度が１００００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
【００４８】
＜比較試験１及び評価＞
実施例１〜８及び比較例１〜３で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いてテスト基板をそれぞれ作製した。具体的には、先ず、８０μｍの放電ギャップをＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）電極にて形成した後に、誘電体上にＭｇＯ膜を形成し、このガラス基板をフロントガラス基板とした。次に、高さが１５０μｍ、ピッチが３６０μｍの隔壁（リブ）を形成したリアガラス基板を用意した。これらのリアガラス基板とフロントガラス基板を対向するように配置させた。フロントガラス基板、リアガラス基板、隔壁により形成された放電空間には、Ｎｅ−４％Ｘｅ混合ガスを放電ガスとして注入した。
このようにして得られたテスト基板を用い、−２０℃、３０℃及び９０℃の各温度条件における擬似的なアドレス放電試験、即ち２枚のガラス基板間の対向放電試験を行った。試験条件は、放電ガス圧を５００Ｔｏｒｒ（約６６．５ｋＰａ）、印加電圧を２００Ｖ、周波数を１ｋＨｚとした。このような条件で試験を行い、放電によって放出される近赤外線を光電子増倍管により検知し、電圧を印加してから発光が終了するまでの時間を応答時間として評価した。なお、この応答時間には統計的な発光ばらつきを含む。表１に試験結果をそれぞれ示す。
【００４９】
【表１】
2005350765.tif 000003
【００５０】
表１より明らかなように、添加元素を含まない比較例１、本発明の濃度範囲よりもＡｌ及びＳｉ濃度が高い比較例２、本発明の必須元素であるＳｉを含まない比較例３では、全ての温度範囲で放電応答時間が長かったのに対し、実施例１〜８では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【００５１】
＜実施例９〜１５，比較例４，５＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素をＡｌからＢに代えた以外は実施例２〜８，比較例２，３と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例１６＞
電融法により作製したＭｇＯの単結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＡｌの濃度が３００ｐｐｍ、Ｂの濃度が３００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が３００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較試験２及び評価＞
実施例９〜１６及び比較例４，５で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いて上記比較試験１と同様にしてテスト基板をそれぞれ作製し、更に上記比較試験１と同様にして評価試験を行った。表２に試験結果をそれぞれ示す。
【００５２】
【表２】
2005350765.tif 000004
【００５３】
表２より明らかなように、本発明の濃度範囲よりもＢ及びＳｉ濃度が高い比較例４、本発明の必須元素であるＳｉを含まない比較例５では、全ての温度範囲で放電応答時間が長かったのに対し、実施例９〜１６では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【００５４】
＜実施例１７＞
ＭｇＯ蒸着材として、ＭｇＯ純度が９８％であり、相対密度が９０％であり、ＭｇＯ中に含まれるＦｅの濃度が５０ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が１００ｐｐｍである多結晶ＭｇＯのペレットを用意した。このＭｇＯ蒸着材の直径及び厚さはそれぞれ５ｍｍ及び１．６ｍｍであった。また表面にＩＴＯ電極と銀電極を積層させて電極を形成し、更にこの電極を覆うように誘電体ガラス層を形成したガラス基板を用意した。
このガラス基板に形成された誘電体ガラス層の上に、上記ＭｇＯ蒸着材を用いて電子ビーム蒸着法により、膜厚が８０００Åであって結晶配向性が（１１１）面の配向を有するＭｇＯ膜を形成した。成膜条件は、到達真空度が１．０×１０-4Ｐａであり、酸素ガス分圧が１．０×１０-2Ｐａであり、基板温度が２００℃であり、成膜速度が２０Å／秒であった。
【００５５】
＜実施例１８＞
焼結法により作製したＭｇＯの多結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＦｅの濃度が７０ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が２００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例１９＞
電融法により作製したＭｇＯの単結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＦｅの濃度が１５０ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が１５０ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例２０＞
焼結法により作製したＭｇＯの多結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＦｅの濃度が３００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が５００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例２１＞
電融法により作製したＭｇＯの単結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＦｅの濃度が６００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が９５０ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例２２＞
焼結法により作製したＭｇＯの多結晶ペレット（縦、横及び厚さが５ｍｍ、５ｍｍ及び２ｍｍ程度の板状ペレット）に含まれるＦｅの濃度が７００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が５００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
【００５６】
＜比較例６＞
多結晶ＭｇＯ蒸着材としてＭｇＯ純度９８％、相対密度９０％の焼結ペレットを用いた以外は実施例１７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。即ち、ＭｇＯ蒸着材中にＡｌ元素等の添加元素は含まれていない。
＜比較例７＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素がＦｅとＳｉであり、そのＦｅの濃度が２０００ｐｐｍ、Ｓｉの濃度が２０００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
【００５７】
＜比較試験３及び評価＞
実施例１７〜２２及び比較例６，７で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いて上記比較試験１と同様にしてテスト基板をそれぞれ作製し、更に上記比較試験１と同様にして評価試験を行った。表３に試験結果をそれぞれ示す。
【００５８】
【表３】
2005350765.tif 000005
【００５９】
表３より明らかなように、添加元素を含まない比較例６、本発明の濃度範囲よりもＦｅ及びＳｉ濃度が高い比較例７では、全ての温度範囲で放電応答時間が長かったのに対し、実施例１７〜２２では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【００６０】
＜実施例２３〜２８，比較例８＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素をＦｅからＭｎに代えた以外は実施例１７〜２２，比較例７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較試験４及び評価＞
実施例２３〜２８及び比較例８で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いて上記比較試験１と同様にしてテスト基板をそれぞれ作製し、更に上記比較試験１と同様にして評価試験を行った。表４に試験結果をそれぞれ示す。
【００６１】
【表４】
2005350765.tif 000006
【００６２】
表４より明らかなように、本発明のＭｎ濃度範囲よりもＭｎ濃度が高い比較例８では、全ての温度範囲で放電応答時間が長かったのに対し、実施例２３〜２８では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【００６３】
＜実施例２９〜３４，比較例９＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素をＦｅからＣｒに代えた以外は実施例１７〜２２，比較例７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較試験５及び評価＞
実施例２９〜３４及び比較例９で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いて上記比較試験１と同様にしてテスト基板をそれぞれ作製し、更に上記比較試験１と同様にして評価試験を行った。表５に試験結果をそれぞれ示す。
【００６４】
【表５】
2005350765.tif 000007
【００６５】
表５より明らかなように、本発明のＣｒ濃度範囲よりもＣｒ濃度が高い比較例９では、全ての温度範囲で放電応答時間が長かったのに対し、実施例２９〜３４では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【００６６】
＜実施例３５〜４０，比較例１０＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素をＦｅからＣｏに代えた以外は実施例１７〜２２，比較例７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較試験６及び評価＞
実施例３５〜４０及び比較例１０で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いて上記比較試験１と同様にしてテスト基板をそれぞれ作製し、更に上記比較試験１と同様にして評価試験を行った。表６に試験結果をそれぞれ示す。
【００６７】
【表６】
2005350765.tif 000008
【００６８】
表６より明らかなように、本発明のＣｏ濃度範囲よりもＣｏ濃度が高い比較例１０では、全ての温度範囲で放電応答時間が長かったのに対し、実施例３５〜４０では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【００６９】
＜実施例４１〜４６，比較例１１＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素をＦｅからＮｉに代えた以外は実施例１７〜２２，比較例７と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜比較試験７及び評価＞
実施例４１〜４６及び比較例１１で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いて上記比較試験１と同様にしてテスト基板をそれぞれ作製し、更に上記比較試験１と同様にして評価試験を行った。表７に試験結果をそれぞれ示す。
【００７０】
【表７】
2005350765.tif 000009
【００７１】
表７より明らかなように、本発明のＮｉ濃度範囲よりもＮｉ濃度が高い比較例１１では、全ての温度範囲で放電応答時間が長かったのに対し、実施例４１〜４６では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【００７２】
＜実施例４７＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素がＳｉ、Ｆｅ及びＭｎであり、そのＳｉの濃度が３００ｐｐｍ、Ｆｅの濃度が３００ｐｐｍ、Ｍｎの濃度が３００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例４８＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素がＳｉ、Ｃｒ及びＣｏであり、そのＳｉの濃度が３００ｐｐｍ、Ｃｒの濃度が３００ｐｐｍ、Ｃｏの濃度が３００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
＜実施例４９＞
ＭｇＯのペレットに含まれる元素がＳｉ、Ｆｅ及びＮｉであり、そのＳｉの濃度が３００ｐｐｍ、Ｆｅの濃度が３００ｐｐｍ、Ｎｉの濃度が３００ｐｐｍであるＭｇＯ蒸着材を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によりＭｇＯ膜を形成した。
【００７３】
＜比較試験８及び評価＞
実施例４７〜４９で得られたＭｇＯ膜を有するガラス基板を用いて上記比較試験１と同様にしてテスト基板をそれぞれ作製し、更に上記比較試験１と同様にして評価試験を行った。表８に試験結果をそれぞれ示す。
【００７４】
【表８】
2005350765.tif 000010
【００７５】
表８より明らかなように、実施例４７〜４９では、広い温度範囲で放電応答時間が短くなった。特に−２０℃での対向放電試験においても放電応答時間が短く、優れた結果が得られていた。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】ＰＤＰの内部構造を示す要部断面斜視図。
【符号の説明】
【００７７】
１０  ＡＣ型プラズマディスプレイパネル
１１  フロントガラス基板
１２  サステイン電極
１３  スキャン電極
１４  リアガラス基板
１６  アドレス電極
１７  隔壁（障壁、リブ）
１８  蛍光体
１８Ｇ  蛍光体（緑）
１８Ｂ  蛍光体（青）
１８Ｒ  蛍光体（赤）
１９  放電空間
２１  誘電体ガラス層
２２  保護膜（ＭｇＯ膜）
【図１】
2005350765.tif 000011