(57)【要約】【課題】保護膜に必要な（ａ）イオン衝突に強いこと（＝低スパッタレート）、（ｂ）二次電子放出度が高いこと（＝低電圧特性であること）、（ｃ）電荷を蓄積できる十分な絶縁性があること（＝位相差の特性が良好なこと）、を具備するプラズマディスプレイパネル用保護膜を提供する。【解決手段】酸化マグネシウムＭｇＯを成分とする第１の保護膜４を前面側ガラス基板１及び表示電極２を覆う形で形成された誘電体層３を更に覆う形で形成する。この誘電体層３を保護する第1の保護膜４を形成し、更に第２の保護膜５を重ねて形成する。この第1の保護膜４は酸化マグネシウムを成分とする。第２の保護膜５は酸化マグネシウム及び希土類酸化物の混合物で構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面板の一方の面に配置された表示電極及び前記表示電極を覆う誘電体層を保護する保護膜であって、
該保護膜は、第１の保護膜層と、第２の保護膜層を含み、
前記第１の保護膜層は、前記誘電体層及び前記第２の保護膜層と挟まれるように配置され、
前記第２の保護膜層は酸化マグネシウム及び希土類酸化物との混合物で形成され、放電空間に露出していることを特徴とする保護膜。
【請求項２】
請求項１記載の保護膜において、
前記第１の保護膜層は酸化マグネシウムで構成されていることを特徴とする保護膜。
【請求項３】
請求項１記載の保護膜において、
前記希土類酸化物は、ユーロピウム酸化物であることを特徴とする保護膜。
【請求項４】
請求項３記載の保護膜において、
前記酸化マグネシウムと前記ユーロピウム酸化物との混合物の組成がＭｇ：Ｅｕ＝９０：１０から６０：４０であることを特徴とする保護膜。
【請求項５】
請求項１記載の保護膜において、
前記希土類酸化物は、ランタン酸化物であることを特徴とする保護膜。
【請求項６】
請求項５記載の保護膜において、
前記酸化マグネシウムと前記ランタン酸化物との混合物の組成がＭｇ：Ｌａ＝９０：１０から４０：６０であることを特徴とする保護膜。
【請求項７】
請求項１記載の保護膜において、
前記希土類酸化物は、ガドリウム酸化物であることを特徴とする保護膜。
【請求項８】
請求項７記載の保護膜において、
前記酸化マグネシウムと前記ガドリウム酸化物との混合物の組成がＭｇ：Ｇｄ＝９５：５から４５：５５であることを特徴とする保護膜。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項の保護膜を用いたプラズマディスプレイパネル。
【請求項１０】
請求項９記載のプラズマディスプレイパネルを用いた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスとして用いられるプラズマディスプレイパネル、特に保護膜を形成する材料及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネルは２枚のガラス基板の間隙に密閉された微小な放電空間を多数設けた表示デバイスである。現在、一般的なＡＣ型プラズマディスプレイパネルでは、前面側ガラス基板の表示電極は誘電体層で被覆され、さらに該誘電体層上に保護膜が形成される。
【０００３】
誘電体層は電極への電圧印加により生じた電荷を蓄積するために設けられている。保護膜は放電ガス中のイオンの衝突による誘電体層の損傷を防ぐと同時に、二次電子放出により放電開始電圧を低減するために設けられている。
【０００４】
保護膜に求められる特性としては、（ａ）イオン衝突に強いこと（＝低スパッタレートであること）、（ｂ）二次電子放出度が高いこと（＝低電圧特性であること）、の他に、（ｃ）電荷を蓄積できる十分な絶縁性があること（＝位相差の特性が良好なこと）、があげられる。
【０００５】
従来、保護膜としては、蒸着で形成された厚さ数百ｎｍ程度の酸化マグネシウム膜が主に用いられている。これを基準として、上記各性能をさらに改善すべく新しい材料が提案されている。
【０００６】
特開昭５２−１１６０６７号公報（特許文献１）では、ストロンチウムＳｒの酸化物または炭酸塩等の化合物にアルカリ土類または希土類元素の一種以上の化合物を混合した材料により、電極を被覆する誘電体層または保護膜層を形成することが開示されている。
【０００７】
特開２０００−１６４１４３号公報（特許文献２）では、酸化マグネシウムをアモルファス状態にすることで、不純ガスの含有量を低減し、放電電圧等の放電特性を改善向上したＡＣ型プラズマディスプレイパネルが開示されている。
【０００８】
特開平８−９６７１８号公報（特許文献３）では、希土類酸化物からなる保護膜成分を含むペーストから焼成されてなることを特徴とするプラズマディスプレイパネルを開示する。
【０００９】
特開２００３−１７３７３８号公報（特許文献４）では、酸化マグネシウムを主成分として、希土類酸化物を少なくとも一種以上を含有するプラズマディスプレイパネルを開示する。
【００１０】
特開２００６−１３９９９９号公報（特許文献５）では、希土類酸化物を含有する保護層を備えるプラズマディスプレイパネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５２−１１６０６７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６４１４３号公報
【特許文献３】特開平８−９６７１８号公報
【特許文献４】特開２００３−１７３７３８号公報
【特許文献５】特開２００６−１３９９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、前記の３特性全てを満たし、従来保護膜に使用されている酸化マグネシウムの代替となる材料までには至っていない。
【００１３】
本発明の目的は、上記の３特性を具備するプラズマディスプレイパネル用保護膜を提供することにある。
【００１４】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１６】
本発明の代表的な実施の形態に関わる保護膜は、前面板の一方の面に配置された表示電極及び表示電極を覆う誘電体層を保護し、該保護膜は、第１の保護膜層と、第２の保護膜層を含み、第１の保護膜層は、前記誘電体層及び前記第２の保護膜層と挟まれるように配置され、第２の保護膜層は酸化マグネシウム及び希土類酸化物との混合物で形成され、放電空間に露出していることを特徴とする。
【００１７】
この保護膜において、第１の保護膜層は酸化マグネシウムで構成されていることを特徴としても良い。
【００１８】
この保護膜の希土類酸化物は、ユーロピウム酸化物であることを特徴としても良い。
【００１９】
この保護膜は、酸化マグネシウムとユーロピウム酸化物との混合物の組成がＭｇ：Ｅｕ＝９０：１０から６０：４０であることを特徴としても良い。
【００２０】
この保護膜の希土類酸化物は、ランタン酸化物であることを特徴としても良い。
【００２１】
この保護膜は、酸化マグネシウムとランタン酸化物との混合物の組成がＭｇ：Ｌａ＝９０：１０から４０：６０であることを特徴としても良い。
【００２２】
この保護膜の希土類酸化物は、ガドリウム酸化物であることを特徴としても良い。
【００２３】
この保護膜は酸化マグネシウムと前記ガドリウム酸化物との混合物の組成がＭｇ：Ｇｄ＝９５：５から４５：５５であることを特徴としても良い。
【００２４】
これらの保護膜を用いたプラズマディスプレイパネル、またこのプラズマディスプレイパネルを用いた表示装置も本発明の射程に入る。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に関わるプラズマディスプレイパネルは、酸化マグネシウムＭｇＯを主成分としランタンＬａ等からなる希土類酸化物を含む保護膜層と酸化マグネシウムからなる保護膜層の二層構造からなる保護膜により、前記の３特性全てに良好な成績を収めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかわるプラズマディスプレイパネル内の発光セルの断面を表す概念図である。
【図２】酸化マグネシウム及び希土類との組成割合での放電電圧の電圧特性の関係を表すグラフである。
【図３】酸化マグネシウム及び希土類との組成割合での位相差を表すグラフである。
【図４】従来の１層の保護膜を用いた際の、加速度試験前後のプラズマディスプレイパネルの局所断面図である。
【図５】本発明にかかわる２層の保護膜を用いた際の、加速度試験前後のプラズマディスプレイパネルの局所断面図である。
【図６】加速度試験の評価条件及び評価結果についての表である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
図１は、本発明にかかわるプラズマディスプレイパネル内の発光セルの断面を表す概念図である。
【００２９】
プラズマディスプレイパネルは大別すると前面側ガラス基板１００と背面側ガラス基板２００を含んで構成される。
【００３０】
前面側ガラス基板１００は、装置実装時に表示面となる側の基板である。この前面側ガラス基板１００は、前面側ガラス板１、表示電極２、誘電体層３、第１の保護膜４、第２の保護膜５を含んで構成される。また、背面側ガラス基板２００は、装置実装時に装置内に収納等される側の基板である。図上では、背面側ガラス基板２００はリブ６、蛍光体層７、誘電体層８、アドレス電極９、背面側ガラス板１０を含んで構成している。しかし、実際には装置の外観上、露出が問題となるような図示しないガス排気管などは、背面側ガラス基板２００に設けられることが多い。
【００３１】
前面側ガラス板１は、前面側ガラス基板１００の構造材としての役割を果たすガラス基板である。装置実装後はこの前面側ガラス板１を通して、プラズマディスプレイパルの表示映像が視者の目に届くこととなる。したがって、所望の構造材的な強度と可視光の透過性を有していれば、前面側ガラス板１の素材はガラスには限られない。
【００３２】
この前面側ガラス板１の表示面側（図１では上方）には乱反射の防止膜等が形成されることもあるが、本発明とは直接の関連がないため、ここでは省略している。
【００３３】
表示電極２は、前面側ガラス基板１００に設けられる維持電極、走査電極をいう。本発明においては、この二つを区別する必要はないため、表示電極２としてまとめている。表示電極２は、一定の透過性を有するＩＴＯ等で作成されることが多いが、材質には特に制限はない。
【００３４】
誘電体層３は、アドレス電極９に加えられた電圧によって生じた電荷を蓄積するために設けられている。
【００３５】
第１の保護膜４は、誘電体層３に接する保護膜である。また、第２の保護膜５は、第１の保護膜４に重ねる形で形成された保護膜である。本発明においては、第１の保護膜４は酸化マグネシウムＭｇＯで構成するものと想定している。
【００３６】
第２の保護膜５は、柱状構造を有して形成される。第２の保護膜５の材料については後述する。
【００３７】
また、保護膜の性能は放電空間１１に露出しているものの成分により決定される。プラズマディスプレイパネルはその性質上、使用に伴い保護膜は削れて失われていく。本発明においては、第２の保護膜５が削れて第１の保護膜４が放電空間１１に露出すると第１の保護膜４の成分である酸化マグネシウムＭｇＯの性質が支配することとなる。
【００３８】
リブ６は、前面側ガラス基板１００と背面側ガラス基板２００を貼合したときに、発光スペースである放電空間１１を支えるための構造体である。通常、蛍光体層７の形成の都合上、背面側ガラス基板２００にリブ６は形成される。
【００３９】
蛍光体層７は、表示電極２及びアドレス電極９によって励起されたプラズマによって、ＲＧＢの光を放出する蛍光体の層である。ＲＧＢのいずれを発光するかにより、用いる蛍光体は相違するが、本発明には直接の関連性がないので蛍光体の素材については省略する。
【００４０】
誘電体層８はアドレス電極９に加えられた電圧によって、リブ６で区切られた放電空間１１内でプラズマ発光させるための誘電体の層である。
【００４１】
アドレス電極９は、背面側ガラス基板２００に設けられるアドレス電極である。
【００４２】
背面側ガラス板１０は、背面側ガラス基板２００の構造材としての役割を果たすガラス基板である。
【００４３】
本発明の特徴としては、２層によって形成された保護膜を有する点及びその２層の保護膜に用いる素材に特徴がある。
【００４４】
次に、この特徴である、第２の保護膜５に用いる材料について検討する。
【００４５】
保護膜の性能としては、１）放電電圧、２）位相差、３）スパッタレート、の３つを考慮する必要がある。図２は、酸化マグネシウム及び希土類との組成割合での放電電圧の電圧特性の関係を表すグラフである。また、図３は、酸化マグネシウム及び希土類との組成割合での位相差を表すグラフである。
【００４６】
本発明においては、まず酸化マグネシウムＭｇＯで厚さ２５０ｎｍの第１の保護膜４を成膜する。その後連続して、酸化マグネシウムＭｇＯと希土類を混合した組成物を材質とした第２の保護膜５を３００ｎｍ成膜する。ここで、第２の保護膜５は２源蒸着による電子ビーム蒸着法により形成されるものとしている。
【００４７】
たとえば、酸化マグネシウムＭｇＯ単体を成膜する場合には、２源とも酸化マグネシウムＭｇＯのソースとして生成する。また、酸化マグネシウムＭｇＯと希土類の混合物を成膜する際には、一方を酸化マグネシウムＭｇＯのソースとして、他方を希土類のソースとして同時に成膜する。より具体的には、ガドリウムＧｄ混合物で保護膜を作成する際には、Ｇｄ２Ｏ３をソースに用いる。また、ランタンＬａ混合物で保護膜を作成する際には、Ｌａ２Ｏ３をソースに用いる。ユーロピウムＥｕ混合物で保護膜を作成する際には、Ｅｕ２Ｏ３をソースに用いる。
【００４８】
酸化マグネシウムＭｇＯと希土類酸化物との組成を変える場合には、成膜レートを変更して成膜、ＥＤＸ分析して組成を確認することで測定条件の確認を行っている。
【００４９】
本発明で測定する保護膜の成膜プロセスは、真空装置内に５×１０−２（Ｐａ）の圧力の酸化ガスを導入し、基板加熱ヒータによってガラス基板を３００℃に加熱して成膜している。また封入ガス条件はネオンＮｅ−２０％Ｘｅ、６６．７ＫＰａである。
【００５０】
本発明では希土類としてランタンＬａ、ガドリウムＧｄ、ユーロピウムＥｕを用いる。
【００５１】
いずれの希土類を混合しても、物にもよるが概ね混合率１０％を超えると、効果がほぼ一定となる。
【００５２】
酸化マグネシウムＭｇＯ−ガドリウムＧｄ混合物の場合、ＭｇＯ１００％のものから約１０ボルト放電電圧が低下する。
【００５３】
酸化マグネシウムＭｇＯ−ランタンＬａ混合物の場合、約４５−５５ボルトの放電電圧の低下が見込める。
【００５４】
酸化マグネシウムＭｇＯ―ユーロピウムＥｕ混合物の場合、約５０−５５ボルトの放電電圧の低下が見込める。
【００５５】
以上のように、検証で用いた全ての希土類混合物は酸化マグネシウムＭｇＯ１００％と比較して低電圧特性を有することがわかる。
【００５６】
一方、位相差の点から検討したものが図３である。この図で表す位相差はデジタルＬＣＲメータを使って実測した値である。
【００５７】
グラフからも明らかなとおり、希土類の材質にもよるが、希土類の割合が３０％中盤から６０％あたりになると、位相差が悪化することがわかる。いずれの希土類の材質でも、希土類１００％のときに位相差が最も悪化する。
【００５８】
ガドリウムＧｄ１００％では、位相差が−８８°となる。酸化マグネシウムＭｇＯ−ガドリウムＧｄ混合物の場合、概ねガドリウムＧｄ５５％のあたりで位相差の悪化、すなわち直流成分の抵抗の発生により壁電荷が保持できなくなる事態、が見え始める。
【００５９】
ランタンＬａ１００％では、ガドリウムＧｄ１００％よりも若干位相差の性能が悪化するものの、−８８°となる。ただし、酸化マグネシウムＭｇＯ−ランタンＬａ混合物での位相差の悪化の開始はランタンＬａが６０％近くになるまで持ちこたえる。
【００６０】
一方、ユーロピウム１００％での位相差は−８６°と、他の２種に比べて最も悪い。また酸化マグネシウムＭｇＯ−ユーロピウムＥｕ混合物の位相差の悪化も３５％程度に開始される。
【００６１】
以上の１）放電電圧、２）位相差、の２点を考慮すると、第２の保護膜５として用いる素材、すなわちＭｇＯと比較して十分に低電圧であり且つ壁電荷を蓄積できる十分な絶縁性を保てるもの、としては以下のようなものが考えられる。
【００６２】
・ガドリウム混合物    Ｍｇ−Ｇｄ組成：  Ｍｇ：Ｇｄ＝９５：５〜４５：５５
・ランタン混合物      Ｍｇ−Ｌａ組成：  Ｍｇ：Ｌａ＝９０：１０〜４０：６０
・ユーロピウム混合物  Ｍｇ−Ｅｕ組成：  Ｍｇ：Ｅｕ＝９０：１０〜６０：４０
次に、３）スパッタレートについて考察してみる。ここでは、酸化マグネシウムＭｇＯ−ユーロピウムＥｕを第２の保護膜として用いたものについて検討する。
【００６３】
図４は従来の１層の保護膜を用いた際の、加速度試験前後のプラズマディスプレイパネルの局所断面図である。また図５は本発明にかかわる２層の保護膜を用いた際の、加速度試験前後のプラズマディスプレイパネルの局所断面図である。それぞれ、（ａ）は加速度試験前の断面図であり、（ｂ）は加速度試験実施後の断面図である。
【００６４】
また、図６は加速度試験の評価条件及び評価結果についての表である。
【００６５】
なお、本発明の加速度試験の評価条件は、電圧２７０Ｖ、周波数１５ＫＨｚである。加速時間は従来のプラズマディスプレイパネルの場合３０７時間、本発明にかかわるプラズマディスプレイパネルでは２６１時間で行っている。
【００６６】
図４では加速度試験前は４５１ｎｍの酸化マグネシウム単層の保護膜（従来の実施の形態の保護膜）１２を有する。一方、加速度試験後は、９２ｎｍの厚さしか残っていない。
【００６７】
一方、本発明に関わる図５では、第１の保護膜４は２５０ｎｍ、第２の保護膜５は３００ｎｍを想定して作成された第１の保護膜４と第２の保護膜の厚みは５４５ｎｍである。第２の保護膜５は図からもわかる通り、柱状構造を有するＭｇ−３０％Ｅｕ―Ｏを想定している。一方、加速度試験後の厚みは３６２ｎｍである。
【００６８】
同一の試験時間ではないので、スパッタレートで対比を行うと、
・従来のプラズマディスプレイパネル：
失われた量（掘れた量）  ４５１−９２＝３５９ｎｍ
加速度時間              ３０７ｈ
スパッタレート          ３５９／３０７＝１．１７ｎｍ／ｈ
・本発明のプラズマディスプレイパネル
失われた量（掘れた量）  ５４５−３６２＝１８３ｎｍ
加速度時間              ２６１ｈ
スパッタレート          １８３／２６１＝０．７０ｎｍ／ｈ
以上のように、スパッタレートで対比しても、約６０％（０．７０／１．１７＝０．５９８）と明らかな違いが把握できる。これは、酸化マグネシウムＭｇＯを第１の保護膜４として形成し、それを下地にして第２の保護膜５としてＭｇ−３０％Ｅｕ−Ｏを形成することで、第２の保護膜５が強固になると推測される。
【００６９】
以上のように、２層化することで、３）スパッタレートの点でも従来のものより良好な特性を得ることができる。
【００７０】
このことから、１）放電電圧、２）位相差、３）スパッタレート、の３つの点で良好な結果を得ることができた。結果、イオン衝撃に強く、低電圧特性を有し、かつ電荷を蓄積できる十分な絶縁性を期待できる希土類混合物を実用可能とする手段を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの前面側ガラス基板に塗布される保護膜に使用することを想定する。
【符号の説明】
【００７２】
１…前面側ガラス板、２…表示電極、３…誘電体層、４…第１の保護膜、５…第２の保護膜、
６…リブ、７…蛍光体層、８…誘電体層、９…アドレス電極、１０…背面側ガラス板、
１１…放電空間、１２…保護膜（従来の実施の形態の保護膜）、
１００…前面側ガラス基板、２００…背面側ガラス基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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