JP2003173738A

JP2003173738A - プラズマディスプレイパネル用保護膜

Info

Publication number: JP2003173738A
Application number: JP2001370815A
Authority: JP
Inventors: Akira Kato; 加藤　　明; Hiroshi Kajiyama; 博司梶山; Kenichi Kizawa; 賢一鬼沢; Tetsuo Minemura; 哲郎峯村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2003-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイに用いられる電極用保護
膜材料に関し、高い二次電子放出特性を確保し、放電電
圧を低減する。【解決手段】プラズマディスプレイに用いられる電極用
保護膜として、酸化マグネシウムを主成分とし、希土類
酸化物から選ばれた少なくとも１種以上を含有する無機
化合物膜を形成する。二次電子放出効率が高いため、Ｐ
ＤＰパネルの放電電圧の低減が期待できる。

Description

【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として
用いられるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰ
と称する）において、誘電体層の保護層を形成する材料
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＤＰ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。たとえば、マトリックス表示方式のＰＤＰでは、多
数の電極が格子状に配列され、各電極の交差部の放電セ
ルを選択的に発光させて画像を表示する。代表的な面放
電型のＡＣ型ＰＤＰでは前面板の表示電極は誘電体層で
被覆され、さらに誘電体層上に保護膜が形成されてい
る。ここで、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おり、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ため、
及び二次電子の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。従来、保護膜としては、蒸着などの
薄膜法を用いて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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＡＣ型ＰＤＰの課題に
は、発光効率の向上による消費電力の低減や寿命向上，
低コスト化等がある。これらの課題に対応する技術的な
方策のひとつに放電電圧の低減が挙げられる。放電電圧
を低減することにより、発光効率向上や保護膜の耐イオ
ンスパッタ寿命の向上，ＰＤＰ回路部品コストの低減等
が期待できる。この放電電圧を低減するためには、保護
膜の二次電子放出能を高めることが非常に有効である。

【０００４】本発明は上記した従来技術の課題に対応す
るためになされたものであり、PDPの放電電圧を低減す
るために、二次電子放出能が高いＰＤＰ電極用保護膜を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明においては上記課
題を解決するために、保護膜は酸化マグネシウムを主成
分として、希土類酸化物から選ばれた少なくとも１種以
上を含有することを特徴としている。さらに、この希土
類酸化物が、酸化セリウム，酸化ランタン，酸化イット
リウムであることを特徴としている。本発明の方法にお
けるもう一つの特徴は、酸化マグネシウムと希土類酸化
物の含有量の比が重量換算で１：0.01〜１：０.２の範
囲にあることである。

【０００６】本発明においては、上記の組成の保護膜を
ＰＤＰに適用する。また、ＰＤＰ前板板の電極を覆う誘
電体層もこの材料で兼ねることも可能である。

【０００７】ＰＤＰの放電開始電圧は保護膜からの二次
電子放出量に大きな影響を受ける。すなわち、ネオン，
キセノン，ヘリウム等の不活性ガスが電離して生じたイ
オン衝撃により保護膜から二次電子の放出が起こる。こ
の二次電子放出により不活性ガスの電離を促進し、放電
開始電圧を低下させる。

【０００８】本発明者らは、各種の保護膜材料と二次電
子放出特性との関連を詳細に調べ、酸化マグネシウムに
ある種の希土類酸化物を添加することにより、二次電子
放出能を高めることが出来ることを実験的に見出し、本
発明に至った。すなわち、酸化マグネシウムを主成分と
する膜に希土類酸化物、特に酸化ランタン，酸化セリウ
ム，酸化イットリウムを添加するとＰＤＰの放電開始電
圧に密接な関係のある二次電子放出能が大きくなること
を見出した。従来のＰＤＰ用保護膜としては、もっぱら
酸化マグネシウムが用いられている。これに対し、本発
明による希土類を添加した保護膜は二次電子放出係数が
高いことが特徴である。

【０００９】その効果は添加する希土類酸化物の種類，
組成により影響を受けるが、二次電子放出係数が１.５
倍程度の値まで増加する。この希土類酸化物添加によ
り、二次電子放出係数が向上する原因は明確ではない
が、酸化マグネシウムに添加された希土類イオンが酸化
マグネシウムのバンド構造に不純物準位を形成し、希土
類ガスのイオン衝撃による二次電子放出効率を高めてい
ることが考えられる。

【００１０】この膜の組成としては、酸化マグネシウム
と希土類酸化物の含有量の比が重量換算で１：０.００
１〜１：０.５、特に１：０.０１〜１：０.２の範囲が
好ましい。また、希土類酸化物としては、この３種の他
に、酸化ネオジム，酸化プラセオジム等でも効果がある
が、特に、酸化ランタン，酸化セリウム，酸化イットリ
ウムが好ましい。

【００１１】この保護膜には酸化マグネシウムと希土類
酸化物以外に他の種々の成分が少量含有されていても構
わない。

【００１２】本発明におけるプラズマディスプレイパネ
ル用保護膜は本発明の目的とする組成の膜が得られれ
ば、成膜方法に特に限定されない。電子ビーム蒸着法，
スパッタ法，イオンプレーティング法，イオンアシスト
法等が使用できる。

【００１３】また、本発明においては、上記の組成の保
護膜で、ＰＤＰ前板板の電極を覆う誘電体層も兼ねるこ
とも可能である。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の保護膜を適用した
ＰＤＰについて、その一画素を構成する部分を表す拡大
図である。図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は図
１（ａ）の断面図である。

【００１５】ＰＤＰは図１（ａ）に示されるように、前
面板９と背面板４とが対向するように設けられている。
背面板４には、一画素の表示のための三種類の蛍光体１
Ｒ，１Ｇ，１Ｂが互いに隔壁２で隔てて備えられてい
る。この三種類の蛍光体１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにより、一つ
の画素を各色で表示できるように構成されている。

【００１６】また、背面板３０には、Ｙ軸方向に沿って
配線されたアドレス電極３が設けられている。また、前
面板９には表示電極７が前記アドレス電極と直交するよ
うにＸ軸方向に沿って配線されている。また、表示電極
７にはこれに沿うようにバス電極８が配線されている。
表示電極７及びバス電極８は、誘電体層６で被覆されて
いる。さらに誘電体層６の表面に保護膜５が設けられ
る。この保護膜には本発明になる化合物からなる酸化マ
グネシウムを主成分として、希土類酸化物から選ばれた
少なくとも１種以上を含有する膜が選ばれる。

【００１７】前面板９と背面板４との間には、放電ガス
として、所定の圧力の希ガスが封入される。そして、前
記アドレス電極３，表示電極７，バス電極８に所定の電
圧が印加されると、前記希ガスのプラズマ放電に伴う紫
外線により蛍光体が発光し、前面板９より外部に可視光
が放射され、当該画素による表示が行われる。

【００１８】本発明におけるＰＤＰでは放電空間内にガ
ス媒体が封入されている。このガス媒体には、通常希ガ
ス元素の混合体が使用される。具体的には、ヘリウム，
ネオン，アルゴン，キセノン，クリプトンの中から選ば
れた１種以上のガスが用いられる。

【００１９】その封入圧力は特に限定されないが、４０
０Torrから７６０Torrの間が望ましい。（実施例）本発明では電子ビーム蒸着法により本発明の
ＰＤＰ電極用保護膜を成膜した例を述べる。膜原料は酸
化マグネシウム粒に希土類酸化物粒を混合したものを使
用した。成膜時に酸素ガスを真空装置内に供給して、酸
化マグネシウムと希土類酸化物からなる保護膜５を形成
した。蒸着原料としての酸化マグネシウムと希土類酸化
物の配合比を変えて組成の異なる種々の膜を形成した。

【００２０】実施例１の保護膜の電子ビーム蒸着法によ
る成膜プロセスを詳述する。真空成膜装置内に３×１０
^-2Ｐａの圧力の酸素ガスを導入し、基板加熱ヒータによ
り、ガラス基板を２５０℃に加熱して成膜した。ここ
で、成膜原料は酸化マグネシウム粒と酸化ランタン粒の
混合物で、配合比を変えて５種類の膜を作製した。比較
として、酸化マグネシウムのみの膜も作製した。成膜速
度は毎秒１ｎｍとした。

【００２１】出発原料を酸化マグネシウムと酸化イット
リウムに変えた以外は、実施例１と同様の方法で、酸化
マグネシウム−酸化イットリウム系の保護膜を作製し
た。

【００２２】出発原料を酸化マグネシウムと酸化セリウ
ムに変えた以外は、実施例１と同様の方法で、酸化マグ
ネシウム−酸化セリウム系の保護膜を作製した。

【００２３】次に、ＰＤＰの放電特性に密接に関連する
パラメータである二次電子放出係数（γ）を以下のよう
にして測定した。

【００２４】図２は、測定に用いた二次電子放出係数測
定装置の概略構成を示す図である。この二次電子放出係
数測定装置によると図２に示されるように、ステンレス
基板１０の上に形成されたＭｇＯからなる保護膜１１の
表面にＮｅのイオンビーム１２を照射して二次電子１３
を放出させ、保護膜１１の前面に配置されたコレクタ電
極１４により二次電子１３を捕集し、コレクタ電極１４
に生じた電流値により二次電子放出比が求められる。

【００２５】また、コレクタ電極１４とステンレス基板
１０の間には、コレクタ電極１４が正電極となるように
バイアス電圧Ｖｃが印加され、保護膜１１より放出され
た二次電子１３が全て捕集されるようにされている。こ
のコレクタ電極１４に印加される電圧Ｖｃを増大させた
時に飽和した値が二次電子放出係数とされる。

【００２６】この二次電子放出特性の測定を行うにあた
り、Ｎｅのイオンビームを５００ｅＶの加速エネルギー
で照射した。

【００２７】実施例保護膜１，２，３に対する測定開始
１時間後のγ値を、それぞれ図３，図４，図５に示す。
いずれの膜についても作製した組成の範囲において、γ
が増加しており効果があることがわかった。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による酸化
マグネシウムに希土類酸化物を添加した膜をＡＣ型ＰＤ
Ｐの保護膜として用いることにより、高い二次電子放出
係数を得ることが出来、放電電圧の低減が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）交流型ＰＤＰの一画素に対応する部分を
表す図である、(ｂ）図１(ａ）の断面図である。

【図２】二次電子放出係数測定装置の概略図である。

【図３（ａ）】本発明の実施例に係る酸化マグネシウム
−酸化ランタン系保護膜の二次電子放出係数の特性図で
ある。

【図３（ｂ）】本発明の実施例に係る酸化マグネシウム
−酸化イットリウム系保護膜の二次電子放出係数の特性
図である。

【図３（ｃ）】本発明の実施例に係る酸化マグネシウム
−酸化セリウム系保護膜の二次電子放出係数の特性図で
ある。

【符号の説明】

１Ｒ…赤色蛍光体、１Ｇ…緑色蛍光体、１Ｂ…青色蛍光
体、２…隔壁、３…アドレス電極、４…背面板、５，１
１…保護膜、６…誘電体層、７…表示電極、８…バス電
極、９…前面板、１０…ステンレス基板、１２…Ｎｅイ
オンビーム、１３…二次電子、１４…コレクタ電極。

フロントページの続き (72)発明者鬼沢賢一茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者峯村哲郎茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内Ｆターム(参考） 5C040 FA01 GB03 GD07 GE07 KB19 KB22 KB28 MA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示電極が配線されている前面板とアドレ
ス電極が配線されている背面板を有し、両基板の間隙に
形成された微小な放電空間での放電により画像を表示す
るプラズマディスプレイにおいて、前面板に設けられる
誘電体層を覆う無機化合物からなる保護膜を有し、該保
護膜は酸化マグネシウムを主成分として、希土類酸化物
から選ばれた少なくとも１種以上を含有することを特徴
とするプラズマディスプレイパネル用保護膜。
【請求項２】請求項１の希土類酸化物が、酸化セリウ
ム，酸化ランタン，酸化イットリウムであることを特徴
とするプラズマディスプレイパネル用保護膜。
【請求項３】請求項１の保護膜において、酸化マグネシ
ウムと希土類酸化物の含有量の比が重量換算で１：０.
０１〜１：０.２であることを特徴とするプラズマディ
スプレイパネル用保護膜。
【請求項４】請求項１〜３の保護膜を適用したことを特
徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】請求項１〜３の保護膜が、前面板の誘電体
層を兼ねたことを特徴とするプラズマディスプレイパネ
ル。