(57)【要約】【課題】アドレス放電ミスを低減しつつ、放電に必要な電圧の上昇を抑制可能プラズマディスプレイパネルを提供する。【解決手段】前面板２と、前面板２と対向配置された背面板を備える。前面板２は、表示電極６と表示電極６を覆う誘電体層８と、誘電体層８を覆う保護層９とを有する。保護層９は、下地膜９１と下地膜９１上に形成された凝集粒子９２とを含む。酸化マグネシウム結晶粒子が複数凝集した凝集粒子９２は、波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度と、波長３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度との比が、０．１以上１０以下である。さらに凝集粒子９２は、重量濃度として５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下のＡｌと、重量濃度として１５０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下のＦとを含む。【選択図】図２
2012226852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面板と、
前記前面板と対向配置された背面板と、を備え、
前記前面板は、表示電極と前記表示電極を覆う誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層とを有し、
前記保護層は、下地層と前記下地層の上に形成された金属酸化物とを含み、
前記金属酸化物は、波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度と、波長３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度との比が、０．１以上１０以下であり、
さらに前記金属酸化物は、重量濃度として５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下のアルミニウムと、重量濃度として１５０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下のフッ素とを含む、
プラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記金属酸化物は、波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度と、波長３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度との比が、２以上１０以下である、
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記金属酸化物は酸化マグネシウムの結晶粒子が複数凝集した凝集粒子である、
請求項１または２のいずれか一項に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】
ここに開示された技術は、表示デバイスなどに用いられ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と称する）の保護層の一つの機能は、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である。アドレス放電のミスを低減するために、保護層に酸化マグネシウム結晶粒子を有する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３４７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、保護層は、初期電子を放出する能力を高めると、電荷を維持する能力が低下してしまう場合があった。電荷を維持する能力が低下すると、放電に必要な電圧が上昇してしまう。
【０００５】
ここに開示された技術は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、アドレス放電ミスを低減しつつ、放電に必要な電圧の上昇を抑制可能な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】
【０００６】
上記目的は、以下のＰＤＰによって達成される。前面板と、前面板と対向配置された背面板と、を備える。前面板は、表示電極と表示電極を覆う誘電体層と誘電体層を覆う保護層とを有する。保護層は、下地層と下地層の上に形成された金属酸化物とを含む。金属酸化物は、波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度と、波長３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度との比が、０．１以上１０以下である。さらに金属酸化物は、重量濃度として５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下のアルミニウムと、重量濃度として１５０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下のフッ素とを含む。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、アドレス放電ミスを低減しつつ、放電に必要な電圧の上昇を抑制可能なＰＤＰを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態にかかるＰＤＰの構造を示す斜視図である。
【図２】同前面板の構造を示す概略断面図である。
【図３】同保護層の形成方法を示すフローチャートである。
【図４】アルミニウム濃度と放電遅れ時間との関係を示す図である。
【図５】アルミニウム濃度と統計遅れ時間上昇率との関係を示す図である。
【図６】フッ素濃度と統計遅れ時間上昇率との関係を示す図である。
【図７】フッ素濃度と粒度との関係を示す図である。
【図８】フォトルミネッセンス波形を示す図である。
【図９】フォトルミネッセンス特性と電荷抜け量との関係を示す図である。
【図１０】ＰＤＰの駆動波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態）
［１．ＰＤＰ１の構成］
本実施の形態のＰＤＰ１は、交流面放電型ＰＤＰである。図１に示すように、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る。前面板２と背面板１０の外周部がガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、Ｎｅ（ネオン）およびＸｅ（キセノン）などの放電ガスが５５ｋＰａ〜８０ｋＰａの圧力で封入されている。
【００１０】
前面ガラス基板３上には、一例として、走査電極４および維持電極５からなる一対の帯状の表示電極６が複数列配置されている。また、ブラックストライプであるブラックストライプ７が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とブラックストライプ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が形成されている。さらに、誘電体層８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。
【００１１】
なお、走査電極４および維持電極５と前面ガラス基板３との間には、透明電極が形成されていてもよい。
【００１２】
また、背面ガラス基板１１上には、前面板２の表示電極６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ている。さらに、アドレス電極１２を覆うように下地誘電体層１３が形成されている。さらに、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の間には、紫外線によって赤色または青色または緑色に発光する蛍光体層１５が形成されている。
【００１３】
表示電極６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ている。赤色に発光する放電セルと、青色に発光する放電セルと、緑色に発光する放電セルとによりカラー表示をする画素が形成されている。
【００１４】
［２．ＰＤＰ１の製造方法］
［２−１．前面板２の製造方法］
フォトリソグラフィ法によって、前面ガラス基板３上に、走査電極４および維持電極５とブラックストライプ７とが形成される。走査電極４および維持電極５は、導電性を確保するための銀（Ａｇ）を含む白色電極４ｂ、５ｂを有する。また、走査電極４および維持電極５は、画像表示面のコントラストを向上するため黒色顔料を含む黒色電極４ａ、５ａを有する。白色電極４ｂは、黒色電極４ａに積層される。白色電極５ｂは、黒色電極５ａに積層される。
【００１５】
黒色電極４ａ、５ａの材料には、黒色度を確保するための黒色顔料と黒色顔料を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む黒色ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、黒色ペーストが前面ガラス基板３に塗布される。次に、乾燥炉によって、黒色ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、黒色ペーストが露光される。
【００１６】
白色電極４ｂ、５ｂの材料には、銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含む白色ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、白色ペーストが、黒色ペーストが形成された前面ガラス基板３に塗布される。次に、乾燥炉によって、白色ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、白色ペーストが露光される。
【００１７】
次に、黒色ペーストおよび白色ペーストが現像され、黒色電極パターンおよび白色電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、黒色電極パターンおよび白色電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、黒色電極パターン中の感光性樹脂および白色電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、黒色電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは焼成後に再びガラス化する。また、白色電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、黒色電極４ａ、５ａおよび白色電極４ｂ、５ｂが形成される。
【００１８】
ブラックストライプ７は、黒色電極４ａ、５ａと同様に形成される。なお、ブラックストライプ７は、黒色電極４ａ、５ａと同時に形成されてもよい。ここで、黒色電極ペーストおよび白色電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００１９】
次に、誘電体層８が形成される。誘電体層８の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む誘電体ペーストが用いられる。まずダイコート法などによって、誘電体ペーストが所定の厚みで走査電極４、維持電極５およびブラックストライプ７を覆うように前面ガラス基板３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融した誘電体ガラスフリットは焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、誘電体層８が形成される。ここで、誘電体ペーストをダイコートする方法以外にも、スクリーン印刷法、スピンコート法などを用いることができる。また、誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、誘電体層８となる膜を形成することもできる。
【００２０】
次に、誘電体層８上に保護層９が形成される。保護層９の詳細は、後述される。
【００２１】
以上の工程により前面ガラス基板３上に走査電極４、維持電極５、ブラックストライプ７、誘電体層８、保護層９が形成され、前面板２が完成する。
【００２２】
［２−２．背面板１０の製造方法］
フォトリソグラフィ法によって、背面ガラス基板１１上に、アドレス電極１２が形成される。アドレス電極の材料には、導電性を確保するための銀（Ａｇ）と銀を結着させるためのガラスフリットと感光性樹脂と溶剤などを含むアドレス電極ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、アドレス電極ペーストが所定の厚みで背面ガラス基板１１上に塗布される。次に、乾燥炉によって、アドレス電極ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、アドレス電極ペーストが露光される。次に、アドレス電極ペーストが現像され、アドレス電極パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、アドレス電極パターンが所定の温度で焼成される。つまり、アドレス電極パターン中の感光性樹脂が除去される。また、アドレス電極パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、アドレス電極１２が形成される。ここで、アドレス電極ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、スパッタ法、蒸着法などを用いることができる。
【００２３】
次に、下地誘電体層１３が形成される。下地誘電体層１３の材料には、誘電体ガラスフリットと樹脂と溶剤などを含む下地誘電体ペーストが用いられる。まず、スクリーン印刷法などによって、下地誘電体ペーストが所定の厚みでアドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にアドレス電極１２を覆うように塗布される。次に、乾燥炉によって、下地誘電体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、下地誘電体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、下地誘電体ペースト中の樹脂が除去される。また、誘電体ガラスフリットが溶融する。溶融した誘電体ガラスフリットは焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、下地誘電体層１３が形成される。ここで、下地誘電体ペーストをスクリーン印刷する方法以外にも、ダイコート法、スピンコート法などを用いることができる。また、下地誘電体ペーストを用いずに、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などによって、下地誘電体層１３となる膜を形成することもできる。
【００２４】
次に、フォトリソグラフィ法によって、隔壁１４が形成される。隔壁１４の材料には、フィラーと、フィラーを結着させるためのガラスフリットと、感光性樹脂と、溶剤などを含む隔壁ペーストが用いられる。まず、ダイコート法などによって、隔壁ペーストが所定の厚みで下地誘電体層１３上に塗布される。次に、乾燥炉によって、隔壁ペースト中の溶剤が除去される。次に、所定のパターンのフォトマスクを介して、隔壁ペーストが露光される。次に、隔壁ペーストが現像され、隔壁パターンが形成される。最後に、焼成炉によって、隔壁パターンが所定の温度で焼成される。つまり、隔壁パターン中の感光性樹脂が除去される。また、隔壁パターン中のガラスフリットが溶融する。溶融したガラスフリットは、焼成後に再びガラス化する。以上の工程によって、隔壁１４が形成される。ここで、フォトリソグラフィ法以外にも、サンドブラスト法などを用いることができる。
【００２５】
次に、蛍光体層１５が形成される。蛍光体層１５の材料には、蛍光体粒子とバインダと溶剤などとを含む蛍光体ペーストが用いられる。まず、ディスペンス法などによって、蛍光体ペーストが所定の厚みで隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上および隔壁１４の側面に塗布される。次に、乾燥炉によって、蛍光体ペースト中の溶剤が除去される。最後に、焼成炉によって、蛍光体ペーストが所定の温度で焼成される。つまり、蛍光体ペースト中の樹脂が除去される。以上の工程によって、蛍光体層１５が形成される。ここで、ディスペンス法以外にも、スクリーン印刷法などを用いることができる。
【００２６】
以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。
【００２７】
［２−３．前面板２と背面板１０との組立方法］
まず、ディスペンス法によって、背面板１０の周囲に封着材（図示せず）が形成される。封着材（図示せず）の材料には、ガラスフリットとバインダと溶剤などを含む封着ペーストが用いられる。次に乾燥炉によって、封着ペースト中の溶剤が除去される。次に、表示電極６とアドレス電極１２とが直交するように、前面板２と背面板１０とが対向配置される。次に、前面板２と背面板１０の周囲がガラスフリットで封着される。最後に、放電空間１６にＮｅ、Ｘｅなどを含む放電ガスが封入されることによりＰＤＰ１が完成する。
【００２８】
［３．保護層９の詳細］
図２に示すように、保護層９は、下地膜９１と金属酸化物結晶粒子９２ａを含む。下地膜９１は、一例として、アルミニウム（Ａｌ）を不純物として含有する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜である。金属酸化物結晶粒子９２ａは、一例として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）結晶粒子である。また、本実施例においては、金属酸化物結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２が、下地膜９１の全面に亘って均一に分布するように複数個付着している。
【００２９】
［３−１．凝集粒子９２の詳細］
アドレス放電の開始時には、トリガーとなる初期電子が、保護層９の表面から放電空間１６中に放出される。初期電子量が不足することが、放電遅れの主原因と考えられる。凝集粒子９２には、主としてアドレス放電における放電遅れを抑制する効果と、放電遅れの温度依存性を改善する効果とがある。すなわち、凝集粒子９２は、高い初期電子放出能力を有する。そこで本実施の形態では、凝集粒子９２が、放電パルスの立ち上がり時に必要な初期電子供給部として備えられている。凝集粒子９２は、放電パルスの立ち上がり時に放電空間１６中に初期電子を豊富に存在させる。したがって、ＰＤＰ１がより高精細になり、アドレス放電のための割り当て時間が短くなっても、放電遅れが抑制され、高速駆動ができる。
【００３０】
凝集粒子９２とは、所定の一次粒径の金属酸化物結晶粒子９２ａが複数個凝集した状態のものである。凝集粒子９２は、固体として強い結合力によって結合しているのではない。凝集粒子９２は、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したものである。また、凝集粒子９２は、超音波などの外力により、その一部または全部が一次粒子の状態に分解する程度の力で結合している。金属酸化物結晶粒子９２ａ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ものが望ましい。
【００３１】
［３−２．酸化マグネシウム結晶粒子の作製方法］
本実施の形態にかかる方法は、熱分解法に基づいたものである。具体的には、焼成炉などによって、水酸基や炭酸基を有する酸化マグネシウム前駆体（以下、前駆体と称する）が焼成される。熱によって前駆体が有する水酸基や炭酸基などが除去され、金属酸化物粗粒子である酸化マグネシウム粗粒子が作製される。酸化マグネシウム粗粒子は、金属酸化物結晶である酸化マグネシウム結晶の一次粒子が多数凝集したものである。次に、ジェットミルなどによって、酸化マグネシウム粗粒子が粉砕される。粉砕されることで平均粒径が小さい酸化マグネシウム結晶粒子が作製される。
【００３２】
なお、前駆体は、液相法によって、生成される。よって、前駆体自体が一次粒子の凝集体である。また、前駆体は、特に限定されない。例えば、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウムなどを用いることができる。
【００３３】
また、前駆体が不純物を多く含むと、作製される酸化マグネシウム結晶粒子に意図しない不純物が混入する場合がある。すなわち、酸化マグネシウム結晶粒子の特性がばらつく場合があるので、前駆体の不純物は少ないほうが好ましい。具体的に前駆体が含む不純物量としては、熱分解法により酸化マグネシウム結晶粒子を生成した際に残留する不純物の合計量が、０．１重量％以下が好ましく、０．０１重量％以下がより好ましい。
【００３４】
焼成炉は、大気炉などが用いられる。すなわち、焼成は、大気や酸素などの雰囲気下で開放して、又は、それらの気流を流しながら行われる。焼成温度は、７００°Ｃから１５００°Ｃの範囲である。１２００℃程度が最も好ましい。焼成時間は、温度にもよるが、１時間から１０時間程度である。例えば、温度が１２００°Ｃ程度の場合には５時間程度が適当である。焼成炉の昇温速度は、特に限定されない。５°Ｃから１０°Ｃ／ｍｉｎ程度が好ましい。焼成時の雰囲気は特に限定されない。例えば、大気、酸素、窒素、アルゴンなどが用いられる。なお、酸化性雰囲気を用いると、前駆体に含まれる不純物を酸化ガスとして除去することが可能となる。すなわち、焼成時の雰囲気は、大気や、酸素が好ましい。
【００３５】
上述の工程によって、酸化マグネシウム粗粒子が作製される。酸化マグネシウム粗粒子の平均粒径は１．０μｍから４．０μｍの範囲である。なお、本実施の形態において、平均粒径とは、体積累積平均径（Ｄ５０）のことである。また、平均粒径の測定には、レーザ回折式粒度分布測定装置ＭＴ−３３００（日機装株式会社製）が用いられた。酸化マグネシウム粗粒子をそのまま保護層９に用いると、製造装置に不具合が発生する場合がある。さらには、前面板２と背面板１０とを組み立てるときに、隔壁１４が破壊される場合がある。よって、酸化マグネシウム粗粒子は、より平均粒径が小さくなるように粉砕されることが好ましい。
【００３６】
なお、本実施の形態において、粉砕とは、一次粒子が多数凝集した金属酸化物粗粒子を所定の平均粒径の金属酸化物になるようにほぐすことである。よって、金属酸化物の平均粒径は、金属酸化物結晶の一次粒子の大きさから、金属酸化物結晶の一次粒子が複数凝集したときの大きさまで変動してもよい。なお、粉砕によって、金属酸化物結晶の一次粒子の粒径は、ほとんど変化しない。
【００３７】
次に、ジェットミルによって酸化マグネシウム粗粒子が粉砕される。ジェットミルは円筒状のチャンバーを有する。チャンバーには複数の粉砕ノズルが配置されている。粉砕ノズルからは、圧縮空気がチャンバーに導入される。よって、酸化マグネシウム粗粒子同士が衝突等することによって、粉砕される。さらに、ジェットミルには、分級機が備えられている。したがって、所定の粒径の酸化マグネシウム結晶粒子を取り出すことができる。
【００３８】
本実施の形態においては、直径が１６０ｍｍ、高さが１４０ｍｍのチャンバーを備えたジェットミルが用いられた。１分あたり０．２〜０．３ｍ3の空気がチャンバーに導入された。空気の導入にあたって、０．２ＭＰａ〜０．４ＭＰａの範囲で圧力が調整された。なお、空気のかわりに、窒素を用いてもよい。酸素を含まないので、酸化マグネシウム粗粒子の酸素欠損量などを変動させないからである。最終的に、酸化マグネシウム結晶粒子は、平均粒径が０．３μｍ〜２μｍの範囲にあった。
【００３９】
ところで、通常、ＰＤＰ１は図１０に示すようなサブフィールド駆動によって点灯する。サブフィールド駆動においては、１フィールドが初期化期間、アドレス期間、および維持期間に分離される。アドレス期間で、維持放電の有無を決定するため、初期化期間には維持放電の有無に関わらず初期化放電が行われる。よって、ＰＤＰ１の点灯時におけるコントラストを向上させるためには、例えば初期化放電を数フィールドに１回というように初期化放電回数を減らすことが有効である。しかし、単に初期化放電回数を減らしただけでは、壁電荷の蓄積が不十分になることが懸念される。
【００４０】
［３−３．添加元素］
発明者らは、特開２００７−４８７３３号公報に記載されている方法を用いることにより、凝集粒子９２における添加元素の影響を明確にした。以下、別段の記載が無い限り、「濃度」とは、「重量濃度」を意味する。つまり、アドレス放電時の遅れ時間（放電遅れ時間）および、放電の発生しやすさの目安となる数値（統計遅れ時間）が測定された。統計遅れ時間は小さいほど放電が発生しやすい。放電遅れ時間とは、アドレス放電パルスの立ち上がりからアドレス放電が遅れて発生するまでの時間である。放電遅れの発生は、アドレス放電が発生する際の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。
【００４１】
凝集粒子９２はアルミニウム（Ａｌ）を含有することが好ましい。Ａｌを含有することにより、壁電荷の蓄積に寄与するからである。図４に示すように、放電遅れ時間は、凝集粒子９２におけるＡｌの濃度が５０ｐｐｍより小さくなると、急激に増加する。なお、図４における放電遅れ時間とは、複数回のアドレス放電を発生させた内、最も早くアドレス放電が発生するまでの時間である。つまり、図４における放電遅れ時間は、壁電荷の形成量が反映した値である。
【００４２】
一方、Ａｌの濃度が高くなり過ぎると、金属酸化物結晶粒子９２ａの結晶成長を妨げる場合がある。その結果として、金属酸化物結晶粒子９２ａの結晶性が悪化する恐れがある。結晶性が悪化すると、バンドギャップ内に不要な準位が形成される。図５に示すように、Ａｌの濃度が２００ｐｐｍを超えると、統計遅れ時間上昇率が増大することがわかった。なお、図５における統計遅れ時間上昇率は、１フィールド毎に初期化放電を発生させたときの統計遅れ時間を１として、６フィールド毎に初期化放電を発生させたときの統計遅れ時間である。
【００４３】
したがって、凝集粒子９２におけるＡｌの濃度は５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下が好ましい。
【００４４】
さらに、統計遅れ時間はＰＤＰ１の累積点灯時間によっても上昇する場合がある。そこで、凝集粒子９２がフッ素（Ｆ）を含有することが好ましい。Ｆを含有することにより、統計遅れ時間の増加が抑制されるからである。図６に示すように、凝集粒子９２におけるＦの濃度が１５０ｐｐｍ以上になると、統計遅れ時間の上昇率は低下する。なお、統計遅れ時間の上昇率は、ＰＤＰ１の初期点灯時における統計遅れ時間を１として、２０００時間点灯させた後の統計遅れ時間である。Ｆが添加されることにより、金属酸化物結晶粒子９２ａの結晶成長が促進される。よって、金属酸化物結晶粒子９２ａの結晶性が高くなると考えられる。凝集粒子９２における放電時の耐スパッタ性能が向上することにより、統計遅れ時間の上昇率が抑制されたと考えられる。
【００４５】
一方、Ｆ濃度が高くなり過ぎると、凝集粒子９２の粒径が大きくなってしまうことがわかった。つまり、凝集粒子９２を構成する金属酸化物結晶粒子９２ａの数が多くなってしまう。凝集粒子９２の粒径が大きくなると、前面板２と背面板１０とが対向配置されたときに、隔壁１４に損傷を与える確率が大きくなる。図７に示すように、凝集粒子９２におけるＦ濃度が６００ｐｐｍを超えると、凝集粒子９２の粒径（Ｄ９０）が規定値である２．５μｍを超えてしまうことがわかった。粒径が規定値を超えると隔壁１４に損傷を与える確率が大幅に増大する。
【００４６】
したがって、凝集粒子９２におけるＦの濃度は１５０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下が好ましい。
【００４７】
しかし、このままでは、統計遅れ時間が小さすぎて、一旦蓄積された電荷が抜けてしまう。つまり、電荷抜けと呼ばれる現象が発生する場合がある。電荷抜けが発生すると、点灯させるべきセルが点灯しないといった不具合が発生する。
【００４８】
［３−４．フォトルミネッセンス評価］
発明者らは、凝集粒子９２のフォトルミネッセンス波形が所定の範囲にあるときに、電荷抜けを抑制できることを見出した。
【００４９】
金属酸化物結晶粒子９２ａである酸化マグネシウム結晶粒子について、フォトルミネッセンスの発光強度が測定された。フォトルミネッセンス測定は、以下の条件で行われた。光源には、発光波長１４６ｎｍのエキシマランプ（ウシオ電機株式会社製）が用いられた。エキシマランプは、サンプルから上方に１００ｍｍの位置に設置された。ターボ分子ポンプによって、真空チャンバー内の圧力は、１×１０-2Ｐａに保たれた。ディテクターには、ＣＣＤ一体型で波長範囲２００ｎｍから８００ｎｍの分光器（浜松ホトニクス株式会社製）が用いられた。入射光の波長が、１４６ｎｍであるため、フォトルミネッセンスは、サンプルのほぼ最表面から生じていると考えられる。
【００５０】
図８に一例を示すように、酸化マグネシウム結晶粒子は、波長２００ｎｍから３００ｎｍの範囲にピークを有する発光があった。さらに、波長３００ｎｍから５００ｎｍの範囲にピークを有する発光があった。
【００５１】
波長２００ｎｍから３００ｎｍの範囲に発光があることは、酸化マグネシウム結晶粒子が波長２００ｎｍから３００ｎｍの発光に対応したエネルギー準位を有することを意味する。エネルギー準位は、初期化放電時に発生する電子を長時間（数ｍｓｅｃ以上）捕獲できると考えられる。アドレス放電時にアドレス電圧が印加されると、保護層９に電界が形成される。熱および電界によって、捕獲された電子が放電空間に取り出される。アドレス放電開始に必要な初期電子が迅速かつ十分に得られると、放電開始時間が早められる。以上のように、波長２００ｎｍから３００ｎｍの発光強度が大きいと、統計遅れ時間が短縮されると考えられる。
【００５２】
一方、波長３００ｎｍから５００ｎｍの発光は、酸素欠損の存在を示すものと考えられる。発光強度が大きいと酸素欠損も多いと考えられる。酸化マグネシウム結晶粒子の最表面近傍の電子放出準位に捕獲された電子が酸素欠損に起因した深いエネルギー準位に落ち込んでしまうので、初期電子放出能力は低下するが電荷保持能力は向上する。つまり波長３００ｎｍから５００ｎｍの発光強度が大きいと電荷抜け量を抑制できる。
【００５３】
波長２００ｎｍから３００ｎｍの発光強度の最大値をＡとして、波長３００ｎｍから５００ｎｍの発光強度の最大値をＢとしたときに、ＡをＢで除算したＡ／Ｂが１０を超えると、図９に示すように、電荷抜け量が急激に増大することがわかる。一方、Ａ／Ｂが０．１未満になると、初期電子放出が不十分になる。よって、Ａ／Ｂは０．１以上１０以下が好ましい。さらに、初期電子放出の観点からは、Ａ／Ｂは２以上であることが好ましい。なお、図９においては、４水準のサンプルについてフォトルミネッセンス測定がなされた。ジェットミルにより粉砕された二つのサンプル、ボールミルにより粉砕されたサンプル、および未粉砕のサンプルである。ジェットミルについては、導入される空気の圧力が相対的に高いサンプルと相対的に低いサンプルの二つである。導入される空気の圧力が相対的に低い方は、Ａ／Ｂが７．６であった。導入される空気の圧力が相対的に高い方は、Ａ／Ｂが３．７であった。図９からは、ジェットミルにより粉砕された酸化マグネシウム結晶粒子は、良好な特性を示すことがわかる。
【００５４】
［３−５．保護層９の形成方法］
図３に示されるように、保護層９の形成は、誘電体層８形成後から開始される。まず、ステップ１では、下地膜９１が形成される。材料には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）を含む酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の焼結体が用いられる。方法は、例えば、真空蒸着法が用いられる。具体的には、真空チャンバー内で原材料に電子ビームを照射することにより、原材料を蒸発させ誘電体層８上に付着させる。主として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる下地膜９１が誘電体層８上に形成される。下地膜９１の膜厚は、一例として、５００ｎｍから１０００ｎｍ程度である。
【００５５】
ステップ２では、金属酸化物ペースト膜が形成される。材料には、例えば、酸化マグネシウム結晶粒子が複数凝集した凝集粒子９２が有機樹脂成分と希釈溶剤とともに混錬された金属酸化物ペーストが用いられる。方法は、例えば、スクリーン印刷法が用いられる。具体的には、金属酸化物ペーストが下地膜９１上の全面に亘って塗布されることにより、金属酸化物ペースト膜が形成される。金属酸化物ペースト膜の膜厚は、一例として、５μｍから２０μｍ程度である。なお、下地膜上に金属酸化物ペースト膜を形成する方法として、スクリーン印刷法以外に、スプレー法、スピンコート法、ダイコート法、スリットコート法なども用いることができる。
【００５６】
ステップ３では、金属酸化物ペースト膜が乾燥される。乾燥炉などにより、金属酸化物ペースト膜が所定の温度で加熱される。温度範囲は、一例として、１００°Ｃから１５０°Ｃ程度である。加熱により、金属酸化物ペースト膜から、溶剤成分が除去される。
【００５７】
ステップ４では、乾燥後の金属酸化物ペースト膜が焼成される。焼成炉などにより、金属酸化物ペースト膜が所定の温度で加熱される。温度範囲は、一例として、４００°Ｃから５００°Ｃ程度である。焼成時の雰囲気は特に限定されない。例えば、大気、酸素、窒素などが用いられる。加熱により、金属酸化物ペースト膜から、樹脂成分が除去される。
【００５８】
以上のステップによって、下地膜９１上に、凝集粒子９２が離散的に付着する。
【００５９】
［４．実施例］
ＰＤＰ１が作製され、ＰＤＰ１の性能が評価された。作製されたＰＤＰ１は、４２インチクラスのハイビジョンテレビに適合するものである。すなわち、ＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と対向配置された背面板１０と、を備える。また、前面板２と背面板１０の周囲は、封着材で封着されている。前面板２は、表示電極６と誘電体層８と保護層９とを有する。背面板１０は、アドレス電極１２と、下地誘電体層１３と、隔壁１４と、蛍光体層１５とを有する。ＰＤＰ１には、キセノン（Ｘｅ）の含有量が１５体積％のネオン（Ｎｅ）−キセノン（Ｘｅ）系の混合ガスが、６０ｋＰａの内圧で封入された。また、表示電極６と表示電極６との電極間距離は、０．０６ｍｍであった。隔壁１４の高さは０．１５ｍｍ、隔壁１４と隔壁１４との間隔（セルピッチ）は０．１５ｍｍであった。
【００６０】
実施例には、ジェットミルによって粉砕された酸化マグネシウム結晶粒子が複数凝集した凝集粒子９２が用いられた。ジェットミルは、導入される空気の圧力が相対的に高い条件が適用された。実施例における凝集粒子９２は、Ａ／Ｂが３．７であるフォトルミネッセンス特性を有する。実施例における凝集粒子９２の粒度分布は、０．５μｍ（Ｄ１０）、１．２μｍ（Ｄ５０）、２．１μｍ（Ｄ９０）であった。
【００６１】
なお粉砕される前の酸化マグネシウム粗粒子の粒度分布は、０．６μｍ（Ｄ１０）、１．９μｍ（Ｄ５０）、３．７μｍ（Ｄ９０）であった。
【００６２】
一方、比較例には、ボールミルによって粉砕された、酸化マグネシウム結晶粒子が複数凝集した凝集粒子９２が用いられた。比較例における凝集粒子９２は、図９に示されたボールミルにより粉砕されたサンプルと同等のフォトルミネッセンス特性を有する。
【００６３】
実施例および比較例の凝集粒子９２は、平均粒径が１．１μｍであった。さらに、実施例と比較例における凝集粒子９２は、Ａｌ濃度が１５０ｐｐｍであり、Ｆ濃度が４００ｐｐｍであった。実施例および比較例の凝集粒子９２の被覆率は８．０％であった。被覆率とは、１個の放電セルの領域において、凝集粒子９２が付着している面積ａを１個の放電セルの面積ｂの比率で表したものである。つまり、被覆率（％）＝ａ／ｂ×１００の式により計算されたものである。測定方法としては、例えば、隔壁１４により区切られた１個の放電セルに相当する領域がカメラにより撮像される。次に、撮像された画像が、ｘ×ｙの１セルの大きさにトリミングされる。次に、トリミング後の画像が白黒データに２値化される。次に、２値化されたデータに基づき凝集粒子９２による黒エリアの面積ａを求める。最後に、被覆率が、ａ／ｂ×１００の式により計算される。
【００６４】
実施例と比較例におけるＰＤＰ１の製造方法の違いは、酸化マグネシウム粗粒子の粉砕方法のみである。
【００６５】
発明者らは、初期化放電回数を減らしたサブフィールド駆動法により、ＰＤＰ１を点灯させ、放電特性を評価した。実施例はアドレス放電ミスを低減しつつ、放電に必要な電圧の上昇を抑制できた。つまり、実施例は、統計遅れ時間と電荷抜けの２つの特性を両立できた。一方、比較例は、アドレス放電ミスを低減することはできたが、放電に必要な電圧が実施例より上昇した。つまり、比較例は、統計遅れ時間と電荷抜けの２つの特性を両立できなかった。
【００６６】
［５．まとめ］
本実施の形態のＰＤＰ１は、前面板２と、前面板２と対向配置された背面板１０を備える。前面板２は、表示電極６と表示電極６を覆う誘電体層８と、誘電体層８を覆う保護層９とを有する。保護層９は、下地膜９１と下地膜９１上に形成された凝集粒子９２とを含む。酸化マグネシウム結晶粒子が複数凝集した凝集粒子９２（金属酸化物）は、波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度と、波長３００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲におけるフォトルミネッセンスの最大強度との比が、０．１以上１０以下である。さらに凝集粒子９２（金属酸化物）は、重量濃度として５０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下のＡｌと、重量濃度として１５０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下のＦとを含む。
【００６７】
このような構成によれば、アドレス放電ミスを低減しつつ、放電に必要な電圧の上昇を抑制できる。
【００６８】
なお、本実施の形態では、金属酸化物結晶粒子９２ａが、酸化マグネシウム結晶粒子である場合が例示された。しかし、本発明はこれには限られない。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の他にも、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などを用いることができる。要するに、高い初期電子放出能力を有する金属酸化物結晶粒子９２ａを用いると、同様の効果を得ることができる。したがって、金属酸化物結晶粒子９２ａは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に限定されない。また、複数の種類の金属酸化物結晶粒子を用いることもできる。
【００６９】
さらに、本実施の形態では、下地膜９１上に凝集粒子９２が形成された場合が例示された。しかし、本発明はこれには限られない。つまり、金属酸化物結晶粒子９２ａは凝集されないで、一次粒子の状態で下地膜９１上に形成されてもよい。
【００７０】
なお、本実施の形態では、下地層が、酸化アルミニウムを含む酸化マグネシウム膜である場合が例示された。しかし、本発明はこれには限られない。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の他にも、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などの金属酸化物膜を用いることができる。また、複数の種類の金属酸化物が混合された膜を用いることもできる。
【００７１】
さらに、金属酸化物膜の他にも、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などの金属酸化物微粒子の集合体を用いることができる。また、複数の種類の金属酸化物微粒子が混合された集合体を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
ここに開示された技術は、アドレス放電ミスを低減しつつ、放電電圧の上昇を抑制可能なＰＤＰを実現して、大画面の表示デバイスなどに有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１    ＰＤＰ
２    前面板
３    前面ガラス基板
４    走査電極
４ａ，５ａ    黒色電極
４ｂ，５ｂ    白色電極
５    維持電極
６    表示電極
７    ブラックストライプ
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
９１    下地膜
９２ａ    金属酸化物結晶粒子
９２    凝集粒子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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