CN102017050A - 等离子体显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明的第一目的在于，提供一种等离子体显示面板，通过改良表面层来提高二次电子释放特性和电荷保持特性，从而可稳定实现良好的图像显示性能和低功率驱动。本发明的第二目的在于，提供一种除了上述各种效果之外，还能够缩短老化时间的等离子体显示面板。因此，在电介质层(7)的放电空间侧的表面上形成结晶膜，并作为膜厚约1μm的表面层(8)(保护膜)，其中该结晶膜是在CeO₂中添加了浓度为11.8mol％以上49.4mol％以下的Sr而形成的。由此，即可提高表面层(8)中的二次电子释放特性和老化特性。

Description

等离子体显示面板

技术领域

本发明涉及一种利用了气体放电引起的辐射的等离子体显示面板。特别地，涉及一种对面向放电空间的表面层(保护膜)的特性进行改良的技术。

背景技术

等离子体显示面板(以下称为PDP)是一种利用了气体放电引起的辐射的平面显示装置。其易于实现高速显示和大型化，被广泛应用于影像显示装置和公共信息显示装置等领域。PDP分为直流型(DC型)和交流型(AC型)，其中表面放电AC型PDP在寿命特性和大型化方面尤其具有很高的技术潜力，已得到商品化应用。

图12是一般的AC型PDP中的放电单位，即放电单元结构的示意图。该图12中所示的PDP1x由前面板2和背面板9粘贴在一起而成。作为第一基板的前面板2是在前面板玻璃3的单面上配设有多对将扫描电极5和维持电极4组成一对的显示电极对6，并以覆盖该显示电极对6的方式依次层叠电介质层7和表面层8而形成的。扫描电极5、维持电极4分别是由透明电极51、41和总线52、42层叠而构成的。

电介质层7由玻璃软化点在550℃～600℃左右的范围内的低熔点玻璃形成，具有AC型PDP特有的电流限制功能。

表面层8发挥的作用是保护上述电介质层7和显示电极对6免受等离子放电的离子冲击，并且在放电空间15内高效地释放二次电子，降低PDP的放电开始电压。通常，该表面层8使用二次电子释放特性、耐溅射性、可见光透射率优异的氧化镁(MgO)通过真空蒸镀法或印刷法成膜。此外，有时候也将与表面层8同样的结构设置为专门用于确保二次电子释放特性的保护层(也称为保护膜)。

另一方面，作为第二基板的背面板9以用于写入图像数据的多个数据(地址)电极11与所述前面板2的显示电极对6在正交方向上交叉的方式设置在背面板玻璃10上。在背面板玻璃10上覆盖数据电极11配设有由低熔点玻璃构成的电介质层12。电介质层12中，在相邻的放电单元(省略图示)的边界上形成有由低熔点玻璃构成的具有规定高度的间隔壁(Rib)13，这些间隔壁13是由多个条纹状的图形部1231、1232分别组合为井字形而形成的，由此划分出放电空间15。在电介质层12表面和间隔壁13的侧面上涂敷了R、G、B各色荧光体墨并通过烧制而形成了荧光体层14(荧光体层14R、14G、14B)。

前面板2和背面板9按照显示电极对6和数据电极11的各长度方向隔着放电空间15彼此正交的方式配置，在两个面板2、9的周围进行内部密封。在密封的放电空间15内以大约几十kPa的压力封入了Xe-Ne类或Xe-He类等稀有气体作为放电气体。按照上述方式构成PDP1x。

为了在PDP中进行图像显示，人们采用了将1场(field)影像分割为多个子场(S.F.)的灰度表现方式(例如场内时分显示方式)等。

然而，近年来人们对于电器产品提出了低功率驱动的要求，对于PDP来说也是如此。在进行高精度的图像显示的PDP中，放电单元进一步微细化，放电单元数量也有所增加。因而，为了可靠地进行写入放电，必须提高工作电压，这样才能在狭小的放电空间内可靠地产生放电。PDP的工作电压依赖于表面层的二次电子释放系数(γ)。γ值取决于材料和放电气体，研究发现，材料的功函数越小，γ值越高。工作电压的上升会导致在以低功率驱动PDP时发生故障。因此，专利文献1中公开了一种以SrO为主要成分并混合有CeO₂的表面层，其中记载了在低电压下使SrO稳定地放电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开52-116067号公报

但是，在上述所有的现有技术中实际上都没有充分地实现PDP的低功率驱动。

另外，含有CeO₂的表面层也存在一个问题，即其老化时间比MgO更长。

进而，PDP中存在着“放电延迟”的问题。在PDP等显示器领域，随着图像显示的高精度化，图像源的信息量增加，显示面的扫描电极(扫描线)数量倾向于增加。例如，在所谓的全高清(full spec highvision)TV中，与通常的NTSC方式的TV相比，扫描线数量增加到2倍以上。为了在这种高精度型PDP中准确地进行影像显示，要求与影像源的信息量增加程度相适应的高速驱动。具体而言，必须实现在1/60[s]以内完成1场的序列的高速驱动。

为了达到这一目标，可以举出例如缩短在子场中的写入期间内施加在数据电极上的脉冲宽度的方法等。

但是，如果仅实施该方法，“放电延迟”问题就会变得更大。所谓的“放电延迟”指的是在驱动PDP时从电压脉冲开始上升到实际上在放电单元内产生放电为止的期间内所发生的时滞(time lag)问题。如果为了实现高速驱动而缩短脉冲宽度，则能够在各脉冲宽度的范围内结束放电的概率就会降低，因此容易产生“放电延迟”。其结果是，画面上会时不时地产生不亮单元(点亮故障)，图像显示性能受损。特别地，在像专利文献1那样具有非晶形结构的表面层的PDP中，难以从该表面层向放电空间中释放用于抑制放电延迟的初始电子，故这种不亮单元引起的画质变差会较为严重。

在当前的这种PDP中，仍然存在着几个有待解决的课题。

发明内容

本发明是借鉴了以上的各课题而研究出来的，其第一目的是提供一种通过改良表面层而提高二次电子释放特性和电荷保持特性，从而可以稳定地发挥良好的图像显示性能和实现低功率驱动的PDP。

其第二目的是提供这样一种PDP，在上述各效果基础上进一步通过防止驱动时发生放电延迟，从而在以高速驱动进行高精度图像显示的情况下，也能够稳定地发挥高品质的图像显示性能。

为了实现上述目的，本发明是这样一种等离子体显示面板，配设有多个显示电极对的第一基板隔着放电空间与第二基板对置配置，在两个基板之间充满了放电气体，从而内部被封闭，其中在第一基板面对放电空间的面上配设有表面层，表面层包含CeO₂以及浓度在11.8mol％以上49.4mol％以下的Sr。

这里，表面层中Sr的浓度进一步优选是在25.7mol％以上42.9mol％以下。

另外，能够在表面层的放电空间侧进一步配设MgO微粒子。即，可以将上述表面层作为底层(base layer)，并在其上以面对放电空间的方式配设MgO微粒子，从而由其整体构成表面层。

该MgO微粒子可以通过气相氧化法制作。或者也可以通过烧制MgO前驱体进行制作。

发明效果

在具有以上结构的本发明的PDP中，以CeO₂为主体的表面层中含有Sr，Sr的浓度被调整为不会使老化时间变为长期化的规定浓度，由此，在禁带中形成了因Sr而产生的电子能级。

因而，在驱动该PDP时，能够利用因所述Sr而产生的电子能级所捕获的电子，使在所谓的俄歇中和过程(Auger neutralizationprocess)中所取得的可用于激发的能量增大。利用该增大后的能量，表面层的二次电子释放特性大幅度提高。

由此，即使是较低的放电开始电压，也能够以良好的响应性开始放电，通过防止放电延迟，从而在能够以低功率进行驱动的PDP中实现优异的图像显示性能。

另外，在表面层中，因Sr而产生的电子能级形成为比真空能级略深(即，在能量上不至于过浅的深度)，被该电子能级捕获的电子不容易被释放。由此减轻了驱动时表面层中的电荷过度消失，即所谓的“电荷消失”的问题。这样，通过在表面层中发挥适当的电荷保持特性，就能够长时间向放电空间释放二次电子。

此外，如果以这样的层作为底层，并进一步在其表面上配设通过气相氧化法或前躯体烧制法等制作而成的由MgO微粒子构成的微粒子群，由此构成表面层，则能够进一步提高二次电子释放特性并抑制放电延迟，而且能够改善放电开始时的初始电子释放特性。

由此，即使是对具备带有微小的放电空间的高精度单元的PDP进行高速驱动的情况下，利用放电空间内丰富的电子产生放电，也能够获得良好的显示响应性，并且也能够改善放电延迟以及放电延迟的温度依赖性问题，结果就能够实现优异的图像显示性能。另外，由此，即使驱动温度在较大的温度范围内变动，也能够稳定地驱动PDP。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的PDP结构的剖视图。

图2是表示各电极和驱动器的关系的示意图。

图3是表示PDP的驱动波形实例的图。

图4是表示CeO₂的电子能级和俄歇过程中的二次电子释放状态的示意图。

图5是表示本第1实施方式的PDP的表面层以及现有的PDP的表面层的各电子能级和俄歇过程中的二次电子释放状态的示意图。

图6是表示本发明第2实施方式的PDP结构的剖视图。

图7是表示改变了CeO₂中的Sr浓度之后的样本的X射线衍射结果的图表。

图8是表示通过X射线衍射求得的晶格常数对Sr浓度的依赖性的图表。

图9是表示通过XPS测定求得的碳酸盐占表面的比例对CeO₂中的Sr浓度的依赖性的图表。

图10是表示在Xe15％的状态下放电电压对CeO₂中的Sr浓度的依赖性的图表。

图11是表示在Xe15％的状态下老化时间对CeO₂中的Sr浓度的依赖性的图表。

图12是表示现有的普通PDP结构的示意图。

具体实施方式

下面说明本发明的实施方式及实施例，当然，本发明并不限于这些形式，在不脱离本发明的技术范围的范围内可以作出适当变更后实施。

<第1实施方式>

(PDP的结构实例)

图1是表示沿本发明第1实施方式的PDP 1的xz平面的示意性剖视图。该PDP1除了表面层8周围的结构之外，整体而言与现有结构(图4)相同。

PDP 1在这里采用的是42英寸级别的NTSC规格实例的AC型PDP，本发明当然也可以应用于XGA或SXGA等其他的规格实例。例如，就具有HD(High Definition：高清)以上分辨率的高精度PDP而言，可以举出以下规格的实例。在面板尺寸为37、42、50英寸的各尺寸的情况下，可依次设定为1024×720(像素数)、1024×768(像素数)、1366×768(像素数)。除此之外，也可以包含比该HD面板的分辨率更高的面板。就具有HD以上的分辨率的面板而言，可以包含具有1920×1080(像素数)的全高清(Full HD)面板。

如图1所示，PDP 1的结构大致区分为主面彼此对置配设的第1基板(前面板2)和第二基板(背面板9)。

在作为前面板2的基板的前面板玻璃3上形成有多对显示电极对6(扫描电极5、维持电极4)，每对显示电极对6在前面板玻璃3的一个主面上隔开预定放电间隙(75μm)而配设。各显示电极对6是在由氧化铟锡(ITO)、氧化亚铅(ZnO)、氧化锡(SnO₂)等透明导电性材料构成的带状透明电极51、41(厚度为0.1μm、宽度为150μm)上层叠由Ag厚膜(厚度为2μm～10μm)、Al薄膜(厚度为0.1μm～1μm)或Cr/Cu/Cr层叠薄膜(厚度为0.1μm～1μm)等构成的总线52、42(厚度为7μm、宽度为95μm)而成的。利用该总线52、42降低了透明电极51、41的薄层电阻(sheet resistance)。

这里所说的“厚膜”指的是利用在涂敷了含有导电性材料的膏等之后进行烧制而成的各种厚膜法所形成的膜。另外，“薄膜”指的是利用包括溅射法、离子电镀法、电子束蒸镀法等在内的使用了真空工艺的各种薄膜法所形成的膜。

利用丝网印刷法等在配设了显示电极对6的前面板玻璃3的整个主面上形成了以氧化铅(PbO)或氧化铋(Bi₂O₃)或氧化磷(PO₄)为主要成分的低熔点玻璃(厚度为35μm)电介质层7。

电介质层7具有AC型PDP特有的电流限制功能，是实现比DC型PDP使用寿命更长的要素。

在电介质层7的表面上形成有薄膜厚度约为1μm的表面层8。该表面层8是为了在放电时保护电介质层7免受离子冲击并降低放电开始电压而配设的，其由耐溅射性及二次电子释放系数γ优异的材料构成。还要求该材料具有良好的光学透明性、电气绝缘性。

表面层8是本发明的主要特征部分，其主要成分CeO₂中添加有浓度在11.8mol％以上49.4mol％以下的浓度范围的Sr，整体形成为至少保持有CeO₂的微结晶构造或结晶构造之一的结晶膜。添加Ce是为了在如后文所述的该表面层8的禁带中形成电子能级。就Sr浓度而言，已知更适宜的是在25.7mol％以上42.9mol％以下的范围内。通过添加这种Sr元素，表面层8能够发挥出良好的二次电子释放特性及电荷保持特性，可以利用降低工作电压(主要是放电开始电压和放电维持电压)来实现稳定的低功率驱动。

此外，如果Sr浓度降低到低于11.8mol％的低浓度，表面层8的二次电子释放特性及电荷保持特性就会变得不充分，而且老化时间长期化，是不可取的。另外，如果Sr浓度提高到大于49.4mol％的高浓度，则表面层8的结晶构造就会从带有CeO₂的萤石结构转变为非晶形结构或带有SrO的NaCl结构，带有CeO₂的表面稳定性变差，无法发挥充分的二次电子释放特性，进而用于去除表面污染物所需的老化时间也变长。因而，为了兼顾良好的低功率驱动和缩短老化时间，Sr浓度处于上述的11.8mol％以上49.4mol％以下的浓度范围内是很重要的。

关于表面层8的结构，在以CuKα射线作为射线源的薄膜X射线分析测定中，在与纯净的CeO₂同等的位置上观察到峰值，由此能够确认出其至少保持了与CeO2同样的萤石结构。Sr的离子半径与Ce的离子半径差异很大，因此，如果表面层8中的Sr浓度高(Sr添加量过多)，则CeO₂基的萤石结构就会被破坏，在本发明中，通过适当地调节Sr浓度来保持表面层8的结晶构造(萤石结构)。

在作为背面板9的基板的背面板玻璃10的一个主面上设置着由Ag厚膜(厚度为2μm～10μm)、Al薄膜(厚度为0.1μm～1μm)或Cr/Cu/Cr层叠薄膜(厚度为0.1μm～1μm)等的任意一种构成的数据电极11，这些数据电极11宽度为100μm，以x方向为长度方向，在y方向上隔开固定间隔(360μm)形成条纹状。此外，在背面板玻璃9的整个面上配设有厚度为30μm的电介质层12，将各个数据电极11包含在内。

在电介质层12上进一步配设有与相邻数据电极11的间隙吻合的井字形间隔壁13(高度约为110μm、宽度为40μm)，其作用是通过划分出放电单元来防止误放电或光学串扰的发生。

在相邻的2个间隔壁13的侧面和其间的电介质层12的面上形成有荧光体层14，与用于进行彩色显示的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)分别相对应。此外，电介质层12并不是必需的，也可以采用在荧光体层14内直接包含数据电极11的方式。

前面板2和背面板9以使数据电极11和显示电极对6的长度方向彼此正交的方式对置配置，两面板2、9的***边缘部被玻璃粉密封。在这两个面板2、9之间以预定压力封入了由含有He、Xe、Ne等惰性气体成分构成的放电气体。

间隔壁13之间是放电空间15，相邻的一对显示电极对6和1个数据电极11包夹着放电空间15而交叉的区域对应于与图像显示有关的放电单元(也称为“子像素”)。放电单元间距是x方向为675μm、y方向为300μm。相邻的与RGB各色相对应的3个放电单元构成了1个像素((675μm×900μm)。

如图2所示，扫描电极5、维持电极4和数据电极11分别在面板外部连接扫描电极驱动器111、维持电极驱动器112、数据电极驱动器113作为驱动电路。

(PDP的驱动实例)

上述结构的PDP 1在驱动时通过包含各驱动器111～113在内的公知的驱动电路(未图示)在各显示电极对6的间隙施加几十kHz～几百kHz的AC电压。由此，在任意的放电单元内产生放电，主要包含由激发Xe原子产生的主体为147nm波长的谐振谱线和由激发Xe分子产生的主体为172nm波长的分子束的紫外线(图1的虚线和箭头)就会照射到荧光体层14上。荧光体层14被激发后发出可见光。继而，该可见光穿过前面板2后向前面发光。

作为该驱动方法的一个实例，其中采用了场内时分灰度显示方式。该方式将要显示的场划分为多个子场(S.F.)，并将各子场进一步划分为多个期间。1个子场进一步分割为如下4个期间：(1)将全部放电单元置为初始化状态的初始化期间、(2)对各放电单元进行寻址，选择各放电单元并向其中输入与输入数据相对应的显示状态的写入期间、(3)使处于显示状态的放电单元进行显示发光的维持期间、(4)将因维持放电而形成的壁电荷清除的清除期间。

在各子场中，在初始化期间内利用初始化脉冲将画面整体的壁电荷重置后，在写入期间内仅对要点亮的放电单元进行写入放电以积累壁电荷，然后在其后的放电维持期间内对所有的放电单元一起施加交流电压(维持电压)，由此形成一定时间的放电维持，从而进行发光显示。

这里，图3是场中的第m个子场中的驱动波形实例。如图3所示，各子场中划分出初始化期间、写入期间、放电维持期间、清除期间。

初始化期间指的是为了防止之前的放电单元点亮所产生的影响(所积累的壁电荷产生的影响)而对画面整体的壁电荷进行清除的期间。在图3所示的驱动波形实例中，对扫描电极5施加比数据电极11和维持电极4更高的电压(初始化脉冲)，使放电单元内的气体放电。由此产生的电荷会积聚在放电单元的壁面上而抵消数据电极11、扫描电极5和维持电极4之间的电位差，因此，扫描电极5附近的表面层8表面上会积累负电荷，成为壁电荷。另外，数据电极11附近的荧光体层14表面和维持电极4附近的表面层8表面上会积累正电荷，成为壁电荷。该壁电荷在扫描电极5和数据电极11之间、以及扫描电极5和维持电极4之间产生规定值的壁电位。

写入期间是对基于分割为子场的图像信号而选择的放电单元进行寻址(点亮/不点亮的设定)的期间。在该期间内，当使放电单元点亮时，对扫描电极5施加比数据电极11和维持电极4更低的电压(扫描脉冲)。即，在扫描电极5和数据电极11上施加与所述壁电位方向相同的数据脉冲，并同时在扫描电极5和维持电极4之间施加与壁电位方向相同的电压，产生写入放电。由此，荧光体层14表面、维持电极4附近的表面层8的表面上会积累负电荷，扫描电极5附近的表面层8的表面上会积累正电荷，成为壁电荷。由此，在维持电极4和扫描电极5之间产生规定值的壁电位。

放电维持期间是为了确保与灰度相应的亮度而放大由写入放电设定的点亮状态并进行放电维持的期间。这里，在带有上述壁电荷的放电单元中，对一对扫描电极5和维持电极4分别施加相位彼此不同的电压脉冲(例如约200V的矩形波电压)用于进行维持放电。在因此而被写入了显示状态的放电单元中，每当电压极性发生变化时都会产生脉冲放电。

该维持放电导致放电空间中的激发Xe原子放射出147nm的谐振谱线，并使激发Xe分子放射出主体为173nm的分子束。该谐振谱线、分子束照射到荧光体层14表面，发出可见光，形成显示发光。此外，通过以RGB各色的子场为单位进行组合，可以实现多种颜色、多级灰度的显示。此外，在表面层8上未写入壁电荷的非放电单元中不产生维持放电，显示状态为黑色显示。

在清除期间内，对扫描电极5施加递减型清除脉冲，由此清除壁电荷。

(关于放电电压的减少)

下面叙述具有以上结构的本第1实施方式的PDP1能够以低于现有技术的电压进行驱动的理由。

PDP的放电电压是由表面层的电子发射程度(电子释放特性)决定的。就表面层的电子发射而言，作为放电气体的氖或氙在驱动时被激发，接收到由该俄歇效应产生的能量后，从表面层释放出二次电子，这一过程具有决定性作用。

图4是表示由CeO₂构成的表面层的电子能级的示意图。如该图所示，与表面层的电子发射关系很大的是价电子带附近的电子。

当放电气体中使用离子化能量较高的氖(Ne)的情况下，在驱动时氖被激发后，电子会落入到其基底状态(图中右端的电子)。此时的能量(21.6eV)通过俄歇效应被作为表面层的氧化镁的价电子带的电子所接收。在该过程中传输的能量(21.6eV)大小足以使价电子带的电子被作为二次电子而释放出来。

但是，当放电气体中使用离子化能量较低的氙的情况下，在驱动时氙电子被激发后电子落到其基底状态的情况下，价电子带的电子按照与上述的Ne相同的进程通过俄歇效应接受的能量(12.1eV)不足以产生电子释放。因此，放电的概率变得非常低。其结果是，放电气体中的氙浓度上升后，工作电压就会显著增加。这在放电气体中使用很多氙的情况下将成为大问题。

一般来说，在使用了CeO₂的表面层中，如图4所示，CeO₂的禁带中形成有被认为是Ce4f的电子能级(参照图4中的“禁带中的电子能级”)，该电子能级能够良好地接收俄歇效应的作用。由此，俄歇中和过程中获取的用于激发的能量增加，故二次电子释放概率增大，结果是，能够在放电空间15中利用丰富的二次电子。因此，在以CeO₂作为表面层的PDP中工作电压降低。但是，存在这种被认为是Ce4f的电子能级的电子的数量与价电子带的电子数量相比非常少，且并不是稳定的电子能级，因此，放电电压的降低并不充分，而且难以确保长时间的稳定放电。

因此，在本发明的第1实施方式的表面层中，向CeO₂中添加Sr，其浓度(Sr摩尔数相对于Sr和Ce的合计摩尔数所占的比例)设定为11.8mol％以上49.4mol％以下，通过这种控制来实现以更低的电压进行放电。如图5所示，在本发明第1实施方式的表面层中，通过添加Sr，不仅在Ce4f的禁带中形成杂质能级，而且将价电子带从图5中的(b)推升到(a)。由此，能够增大俄歇中和过程中获取的用于激发的能量，二次电子释放概率增大，因此，能够有效地降低放电电压。在这种情况下，与俄歇中和过程相关的电子不是处于杂质能级的电子，而是来自具有大量电子的价电子带的俄歇中和，故能够获得稳定的二次电子释放特性。此外，发明人通过实验发现，就Sr的添加量而言，更优选是控制在25.7mol％以上42.9mol％以下的范围内。

<第2实施方式>

针对本发明的第2实施方式以其与第1实施方式的差异为中心进行说明。图6是表示第2实施方式的PDP1a的结构的剖视图。

PDP1a的基本结构与PDP 1相同，其特征在于，以表面层8作为底层8，在其表面上分散配置初始电子释放特性高的MgO微粒子16，由此构成了表面层8a。作为一个实例，MgO微粒子16的分散密度可以设定为在从Z方向以平面视角观察放电单元20中的表面层8a时不能直接看到底层8的方式，但也并不限于这种分散密度。例如，也可以在底层8的表面上进行局部设置。在这种情况下，如果进一步进行示例，则只在与显示电极对6对应的位置上局部地设置MgO微粒子16。

此外，为了便于理解结构，在图6中示意性示出了配设在底层8上的MgO微粒子16比实际大。MgO微粒子16可以采用气相法或前躯体烧制法中的任意一种进行制作。但是，本申请的发明人通过研究发现，如果采用在后文叙述的前躯体烧制法进行制作，则能够获得性能特别优异的MgO微粒子16。

根据具有这种结构的PDP1a，在表面层中功能彼此分开的表面层8和MgO微粒子16各自的特性被倍增地发挥。

即，在驱动时与PDP1相同，利用添加了浓度在11.8mol％以上49.4mol％以下的Sr的表面层8，能够提高二次电子释放特性并降低工作电压，从而实现低功率驱动。其结果是，能够降低PDP1a的工作电压，实现低功率驱动。另外，由于底层8具有良好的电荷保持特性，因此，在PDP1a受到持续驱动的情况下，所述二次电子释放特性也能够长时间稳定地发挥作用。

另一方面，在PDP1a中，进一步通过MgO微粒子16的配设而提高了初始电子释放特性。由此，放电响应性得到飞跃式改善，能够减轻与放电延迟及放电延迟的温度依赖性相关的问题。尤其是在将本发明适用于高精度的PDP、利用窄幅脉冲进行高速驱动的情况下，该效果能够实现优异的图像显示性能。

此外，在PDP 1a中，底层8的表面受到MgO微粒子16的保护，因此，能够减轻杂质从放电空间15直接附着到底层8表面上的问题。由此能够进一步提高PDP的使用寿命特性。

(关于MgO微粒子16)

通过本申请的发明人进行的实验已经确认，PDP1a中设置的MgO微粒子16主要有抑制写入放电中的“放电延迟”效果和改善“放电延迟”的温度依赖性的效果。因此，在本第2实施方式的PDP1a中，利用了MgO微粒子16与底层8相比具有极高的初始电子释放特性的性质，将MgO微粒子16以面对放电空间15的方式配置，用作驱动时的初始电子释放部。

可以认为，“放电延迟”的发生主要是由于在放电开始时作为触发器的初始电子从表面层8表面释放到放电空间15中的数量不足造成的。因此，为了有效地提高对于放电空间15的初始电子释放特性，在表面层8的表面上分散配置了比表面层8的初始电子释放量大得多的MgO微粒子16。由此，在寻址期间内所必需的初始电子就会从MgO微粒子16大量地释放出来，放电延迟得以消解。获得这种初始电子释放特性后，就能够在高精度的PDP1a中也进行放电响应性良好的高速驱动。

进而，对于在表面层8的表面上配设这种MgO微粒子16的结构而言，除了主要的抑制写入放电中的“放电延迟”的效果之外，也能够获得对“放电延迟”的温度依赖性的改善效果。

如上所述，在PDP1a中，将表面层8和MgO微粒子16进行组合构成表面层，其中，表面层8发挥低功率驱动和二次电子释放特性、电荷保持特性等各种效果，而MgO微粒子16则发挥抑制放电延迟及其温度依赖性的效果。由此，就PDP1整体而言，在具有高精度放电单元的情况下也能够以低电压实现高速驱动，并且能够抑制不亮单元的发生，获得高品质的图像显示性能。

进而，MgO微粒子16层叠设置在表面层8的表面上，由此对该表面层8也具有一定的保护效果。即，表面层8具有很高的二次电子释放系数，可以实现PDP的低功率驱动，但其反面是，对水或二氧化碳、碳化氢等杂质具有较高的吸附性。一旦发生了杂质吸附，二次电子释放特性等放电的初始特性就会受损。因此，如果以MgO微粒子16覆盖这种表面层8，则在其覆盖区域内就能够防止杂质从放电空间15附着到表面层8的表面。由此，也能够提高PDP1a的使用寿命特性。

<PDP的制造方法>

下面举例说明上述各实施方式中的PDP1和1a的制造方法。PDP1和1a的不同之处仅在于表面层8和8a的结构，除此之外的制造工序相同。

(背面板的制作)

在由厚度约为2.6mm的钠钙玻璃构成的背面板玻璃的表面上，利用丝网印刷法按照一定间隔将以Ag为主要成分的导电体材料涂敷成条纹状，形成厚度为几μm(例如约为5μm)的数据电极。数据电极11的电极材料可以是Ag、Al、Ni、Pt、Cr、Cu、Pd等金属或各种金属的碳化物或氮化物等导电性陶瓷之类的材料或这些材料的组合，或者也可以根据需要使用这些材料层叠而形成的层叠电极。

这里，为了使所要制作的PDP 1符合40英寸级别的NTSC标准或VGA标准，将相邻2个数据电极的间隔设定为0.4mm左右以下。

接着，在形成了数据电极的背面板玻璃的整个面上涂敷厚度约为20～30μm的由铅类或者非铅类的低熔点玻璃或SiO2材料构成的玻璃浆，然后通过烧制形成电介质层。

接着，在电介质层12表面上按照预定图案形成间隔壁13。涂敷低熔点玻璃材料糊状体，利用喷沙法或照相平版印刷法形成井字形图案(参照图10)，将放电单元分隔成多个行和列的排列，使相邻放电单元(省略图示)之间的边界附近隔开。

间隔壁13形成后，在间隔壁13的壁面和暴露在间隔壁13之间的电介质层12的表面上涂敷含有AC型PDP所通常使用的红色(R)荧光体、绿色(G)荧光体、蓝色(B)荧光体中的某一种荧光体的荧光墨。使其干燥并进行烧制后，分别用作荧光体层14。

可以使用的RGB各色荧光的化学组成实例如下所示。

红色荧光体：(Y、Gd)BO₃:Eu

绿色荧光体：Zn₂SiO₄:Mn

蓝色荧光体：BaMgAl₁₀O₁₇:Eu

各荧光体材料的形态优选是平均粒径为2.0μm的粉末。按照50％质量比将其加入到器具(server)内，并投入1.0％质量比的乙基纤维素、49％质量比的溶剂(α-松油醇)，利用砂磨机(sand mill)进行搅拌混合，制作出15×10^-3Pa·s的荧光体墨。继而，利用泵将其从直径为60μm的喷嘴中喷射涂敷到间隔壁13之间。这时，沿间隔壁20的长度方向移动面板，将荧光体墨涂敷成条纹状。其后，以500℃烧制10分钟，形成荧光体层14。

这样就完成了背面板9。

此外，在上述方法实例中采用了钠钙玻璃构成前面板玻璃3和背面板玻璃10，但这只是所举出的一个材料实例，也可以采用其他材料。

(前面板2制作)

在由厚度约为2.6mm的钠钙玻璃构成的前面板玻璃的表面上制作显示电极对6。这里示出了利用印刷法形成显示电极对6的实例，除此之外也可以利用模压涂层(Die Coat)法、刮涂(blade coat)法等形成显示电极对6。

首先，在前面板玻璃上涂敷ITO、SnO₂、ZnO等透明电极材料，形成最终厚度为100nm的条纹等预定的图案，并进行干燥。由此制作出透明电极41、51。

另一方面，对在Ag粉末和有机载体中混合感光性树脂(光分解性树脂)而成的感光性膏进行调整，将其反复涂敷到所述透明电极41、51上，并以具有要形成的显示电极的图案的掩模进行覆盖。继而，从该掩模上方进行曝光，经过显影工艺后以590～600℃左右的煅烧温度进行烧制。由此，在透明电极41、51上形成最终厚度为几μm的总线42、52。利用该光掩模法，与现有的以100μm线宽为极限的丝网印刷法相比，可以将总线42、52的线宽细化到30μm左右。总线42、52的金属材料除了Ag之外，也可以使用Pt、Au、Al、Ni、Cr或氧化锡、氧化铟等。总线42、52除了上述方法以外，也可以在采用蒸镀法、溅射法等形成电极材料膜之后进行蚀刻处理而形成。

接着，从所形成的显示电极对6上方开始涂敷由软化点在550℃～600℃范围内的铅类或非铅类低熔点玻璃或SiO₂材料粉末与二甘醇丁醚醋酸酯(butyl carbitol acetate)等构成的有机粘合剂混合而成的膏。继而，以550℃～650℃左右的温度进行烧制，形成最终的薄膜厚度在几μm～几十μm范围内的电介质层7。

(表面层的形成)

分别经过以下的某个步骤形成第1或第2实施方式的PDP1或PDP1a的表面层。

首先对采用电子束蒸镀法形成表面层(底层)8的情形进行说明。

准备蒸镀源用粒料(pellet)。该粒料的制作方法是：首先将CeO₂粉末和碱土类金属元素的碳酸盐即碳酸Sr粉末混合起来，将该混合粉末放入金属模具内加压成型。其后，将其放入到氧化铝坩埚内，在大气中以1400℃左右的温度烧制约30分钟时间，就可以得到其烧结体作为粒料。

将该烧结体或粒料放入到电子束蒸镀装置的蒸镀坩埚内，将其作为蒸镀源蒸镀到电介质层7的表面上，由此，在CeO₂上形成含有浓度在11.8mol％以上49.4mol％以下的Sr的表面层8薄膜。在得到氧化铝坩埚中所放入的混合粉末的阶段，通过调节CeO₂和碳酸Sr的混合比例对Sr浓度进行调整。由此完成PDP 1的表面层。

此外，表面层(底层)8的成膜方法并不限于电子束蒸镀法，同样也可以使用溅射法、离子电镀法等公知的方法。

接着，在制造PDP1a的情况下，制作MgO微粒子16。MgO微粒子可以采用以下所示的气相合成法或前躯体烧制法的任一种进行制造。

[气相合成法]

在充满了惰性气体的环境气体中对镁金属材料(纯度为99.9％)进行加热。一边保持该加热状态一边向惰性气体环境中导入少量氧气，使镁直接氧化，由此制造出MgO微粒子16。

[前躯体烧制法]

接着，在高温(例如700℃以上)下对示例的MgO前驱体进行均匀烧制，然后使其逐渐冷却，得到MgO微粒子。作为MgO前驱体，可以选择例如醇镁(Mg(OR)₂)、乙酰丙酮镁(Mg(acac)₂)、氢氧化镁(Mg(OH)₂)、碳酸镁、氯化镁(MgCl₂)、硫酸镁(MgSO₄)、硝酸镁(Mg(NO₃)₂)、草酸镁(MgC₂O₄)之中任意一种以上(也可以混合2种以上使用)。此外，因所选择的化合物不同，通常会采取水合物的形态，也可以使用这种水合物。

将构成MgO前驱体的镁化合物调整为，经烧制后得到的MgO的纯度在99.95％以上，最佳值在99.98％以上。这是因为，镁化合物中一旦掺杂了各种碱性金属、B、Si、Fe、Al等杂质元素达到一定量以上，在进行热处理时就会产生多余的粒子间粘连或烧结，难以得到高结晶性的MgO微粒子。因此，通过除去杂质元素等手段，预先对前躯体进行调整。

将通过上述任一种方法得到的MgO微粒子16分散到溶剂中。继而，利用喷涂法、丝网印刷法或静电涂敷法将该分散液分散散布到上述制作的底层8的表面。其后，经过干燥、煅烧工序去除溶剂，使微粒子固定在表面层8的表面。

通过以上工序形成PDP1a的表面层。

(PDP的完成)

使用密封用玻璃将制作的前面板2和背面板9粘贴在一起。其后，将放电空间15内部排空到高真空(1.0×10^-4Pa)程度，然后以预定的压力(这里是66.5kPa～101kPa)向其中封入Ne-Xe类或He-Ne-Xe类、Ne-Xe-Ar类等放电气体。

经过以上各工序，完成PDP1或1a的制作。

(性能确认实验)

接着，为了确认本发明的性能，准备好基本结构相同、而仅表面层的结构不同的以下样本1～14的PDP。

以CeO₂为主体的表面层(底层)中所包含的Sr量的表示方法使用了由Sr/(Sr+Ce)*100所示的原子数的比例(以下记作“X_Sr”)。该原子数比例表示Sr的原子数相对于Ce和Sr的合计原子数的比例。

此外，该X_Sr的单位可以直接采用数值(％)或(mol％)的某一个进行标记，但为方便起见，以下标记为(mol％)。

样本1～10(实施例1～10)相当于第1实施方式的PDP1的结构。

其中，样本1～4(实施例1～4)是在CeO₂中添加了Sr的表面层中X_Sr分别为11.8mol％、15.7mol％、22.7mol％、49.4mol％的表面层。

样本11(实施例5)是在底层上配设预定的MgO微粒子而构成表面层，相当于第2实施方式的PDP 1a的结构。具体而言，样本11(实施例5)具有按照如下方式形成的表面层：将在CeO₂中添加Sr且X_Sr为49.4mol％的层作为底层，并在其上分散配置了利用前躯体烧制法制作成的MgO微粒子而形成。

另一方面，样本12(比较例1)采用的是最基本的PDP的现有结构，因此，具有由通过EB蒸镀成膜的氧化镁构成的表面层(不含Ce)。

样本13、14(比较例2、3)具有在CeO₂中添加了Sr而形成的表面层，并且X_Sr分别是1.6mol％、8.4mol％。

样本15～20(实施例4～9)具有在CeO₂中添加了Sr的表面层，并且X_Sr分别为54.9mol％、63.9mol％、90.1mol％、98.7mol％、99.7mol％、100mol％。

将各样本1-20的表面层的结构和使用了这些样本得到的实验数据总结为以下的表1、2。

[实验1]膜属性评价(结晶结构分析)

为了分析上述各样本的结晶构造而实施了θ/2θX射线衍射测定，其结果如图7所示，分析结果如表1、2所示。在图7中表示出X_Sr分别是1.6mol％、15.7mol％、54.9mol％、90.1mol％、98.7mol％、99.7mol％的样本(即样本13、2、15、17、18、19)的特性曲线。

在图7中，在X_Sr为数值较小的1.6mol％、15.7mol％的样本(样本13、2)中确认仅存在萤石结构的CeO₂。

接着，X_Sr为54.9mol％(样本15)的表面层在图7的测定结果中找不到峰值。基于找不到峰值这一事实，可以认为该样本的结构是非晶质(非晶形)的。推测认为，这是因为随着X_Sr的增加，表面层的结晶构造从NaCl结构变为萤石结构，但在包含样本15的X_Sr值在内的一定范围内，无法形成任何一种结晶构造，结晶性丧失，因而成为非晶形。

另一方面，在X_Sr达到98mol％左右从而含有大量Sr的表面层(样本18)中，检测到Sr(OH)₂的峰值。可以认为，这是因为刚刚成膜后SrO表面层在测定之前或测定过程中因暴露在大气中而发生了氢氧化所致。如上所述，当X_Sr达到98mol％左右以上之后，表面层的表面稳定性就极度恶化。

此外，不同于上述样本18，在X_Sr为90.1mol％(样本17)的表面层中发现了SrO的单层构造。由此可知，如果在Ce中添加10mol％左右的SrO，就能够防止SrO的氢氧化，提高表面稳定性。

接着，根据X射线衍射的结果求出各自的结晶构造的晶格常数，调查了X_Sr对晶格常数的依赖性。其结果如图8所示。

根据图8所示的结果可知，X_Sr为0mol％～30mol％左右的区域内的表面层具有CeO₂的结晶构造，晶格常数与X_Sr的增加成比例地上升。这表示，至少当X_Sr在30mol％以下的范围内的情况下，Sr溶解在CeO₂中。另外，考虑到Sr的离子半径大于Ce的离子半径这一事实，也能够解释晶格常数的增大。

另一方面，X_Sr为60mol％～100mol％的区域内的表面层具有SrO的结晶构造。

此外，X_Sr为50mol％～60mol％的区域内的表面层中则存在未形成任何结晶构造的非晶形区域。

根据这些结果，为了使结晶构造形成萤石结构，X_Sr必须是小于50mol％的值。

[实验2]表面稳定性的评价

一般来说，表面层中所包含的碳酸盐增多后，就无法获得表面层原有的二次电子释放特性，其结果是，工作电压将上升。为了避免这一问题，必须实施老化工序，在出厂前对PDP进行一定时间的放电，并清除表面层的污染物。考虑到PDP的生产率，期望在短时间内结束老化工序，因此，优选是在老化工序之前事先尽可能地减少表面层中的碳酸盐量。

因此，在实验2中，为了调查表面层表面的稳定性，在CeO₂中含有Sr的各样本中调查了碳酸盐杂质的吸附程度。其方法是，基于X射线光电子分光法(XPS)测定表面层表面中所含的碳酸化量。各样本的表面层成膜后在大气中经过一定时间的暴露处理，然后配置在测定用板上，并放入XPS测定室。可以预想到，在暴露于大气中的期间，膜表面的碳酸化反应一直持续进行，因此，为了使样本之间的处理条件一致，将上述置放所需的大气暴露时间设定为5分钟。

XPS测定装置使用ULVAC-PHI公司制造的“QUANTERA”。X射线源使用Al-Kα，并采用了单色仪(monochrometer)。利用中和枪以及离子枪对实验用绝缘体样品进行中和。在测定过程中，对与Mg2p、Ce3d、C1s、O1s相对应的能量区域进行30周期的累计测定，根据所得到的频谱的峰值面积和灵敏度系数求取膜表面上的各元素的组成比。将C1s频谱峰值进行波形分离为在290eV附近检测到的频谱峰值和在285eV附近检测到的C、CH的频谱峰值，分别求取各自的比例，根据C的组成比和其中的CO的比例的乘积求出膜表面中的CO量。通过该XPS求得膜中的CO量，根据该CO量对膜表面的稳定性，即碳酸化的程度进行了比较。

基于上述条件测定XPS，绘出碳酸盐在表面中所占比例的图表，表示在图9中。

根据图9所示的曲线位置可以说，为了将碳酸盐在表面层中所占比例控制在至少50mol％以下，优选是将X_Sr限制在大约50mol％以下。

根据该结果可知，为了尽量抑制杂质混入表面层中从而在短时间内完成老化工序，优选是将表面层中的X_Sr的上限设定为50mol％以下。

[实验3]放电特性评价

(放电电压)

为了调查上述各样本的工作电压的特性，制作出各个样本和使用Xe分压占15％的Xe-Ne混合气体作为放电气体的PDP，对放电维持电压进行了测定。

图10是对在上述条件下进行测定得到的膜中的X_Sr与放电维持电压的变化关系进行测绘得到的图。

如图10和表1所示，一旦将X_Sr设定为11.8mol％以上49.4mol％以下，原来大小为175V左右的放电维持电压进一步下降到160V以下，由此可知，低功率驱动得到促进。进而，如果X_Sr处于25.7mol％以上42.9mol％以下的范围内，放电电压就会减小到150V左右，由此认为，这样可以实现进一步的低功率驱动。

得到这种结果的理由可能是，通过添加Sr抬升了表面层的价电子带的位置，其结果是，二次电子释放特性得到提高。

此外，X_Sr超过49.4mol％后发现，放电电压反而上升。这是因为，层状态变为以SrO为主体的结构，如上所述，在面板制作工艺中表面层上形成了多余的Sr(OH)2等，造成了污染。

综合这些结果可知，表面层中含Sr量过多也不可取，需要适当的浓度范围。

(老化动态)

下面在图11和表1、2中分别示出使用了各个样本的PDP的老化时间对X_Sr的依赖性。这里所说的“老化时间”指的是放电电压饱和的时间，是电压达到高于基础(bottom)电压5％的电压所需的时间。

根据图11可知，如果X_Sr处于与实施例1～10相当的范围内(11.8mol％以上49.4mol％以下)，则在使用了由CeO₂单体构成的表面层的情况下，原来花费240分钟左右的老化时间在120分钟以内即可完成。进而，其中当X_Sr处于25.7mol％以上42.9mol％以下的范围内(实施例4～9)时，老化时间能够降低到20分钟左右，非常适宜。

这是因为，在CeO₂中禁带的电子能级产生稳定的电子释放所需的时间较长，与此不同的是，通过添加Sr使X_Sr处于11.8mol％以上49.4mol％以下、特别是25.7mol％以上42.9mol％以下的范围内，二次电子释放不会受到禁带中的电子能级中的电子支配，而是受到稳定的价电子带的电子所支配，因此，老化时间也缩短。

根据图11和表1、2所示的结果，从老化时间的角度来看，所添加的Sr的浓度也优选是使X_Sr在25.7mol％以上42.9mol％以下。

(放电延迟的测定)

下面针对使用与上述相同的放电气体并且具有在底层上配设MgO微粒子而形成的表面层的样本11(实施例11)，评价写入放电中的放电延迟的程度。其评价方法是，针对分别使用了所有各样本1～20的PDP中的任意1个单元施加与图3所示的驱动波形实例的初始化脉冲相当的脉冲，然后测定在施加了数据脉冲和扫描脉冲时产生的统计延迟。

其结果是，在具有在底层上配设MgO微粒子而形成的表面层的样本11(实施例11)中发现，与其他的样本1～10、12～20相比，有效地减少了放电延迟。

如上所述，PDP中的防止放电延迟的效果随着底层上MgO微粒子的配设而进一步提高，但是，与使用由气相法制作的MgO微粒子相比，还是使用由前躯体烧制法制作而成的MgO微粒子时该效果更大。因此可以说，前躯体烧制法是适宜于本发明的MgO微粒子的制造方法。

如以上的样本11(实施例11)的实验数据所示，如果在具有预定的Sr浓度的表面层的表面上分散MgO微粒子而构成表面层，就可以得到既实现了低功率驱动、放电延迟又小的PDP。

工业实用性

本发明的PDP能够应用于例如以低电压驱动进行高精度动态画面图像显示的放电面板中。此外，还可以用于交通机构及公共设施中的信息显示装置或者家庭或职场等中的电视装置或计算机显示器等。

附图标记说明

1、1x PDP

2     前面板

3     前面板玻璃

4     维持电极

5     扫描电极

6     显示电极对

7、12电介质层

8、8a  表面层(高γ膜)

9     背面板

10    背面板玻璃

11    数据(地址)电极

13    间隔壁

14、14R、14G、14B荧光体层

15    放电空间

16    MgO微粒子

Claims (5)

1.一种等离子体显示面板，其中

配设有多个显示电极对的第一基板隔着放电空间与第二基板对置配置，在两个基板之间充满了放电气体，从而内部被封闭；

在第一基板面对放电空间的面上配设有表面层，该表面层包含CeO₂和浓度在11.8mol％以上49.4mol％以下的Sr。

2.如权利要求1所述的等离子体显示面板，其中

表面层中的Sr浓度在25.7mol％以上42.9mol％以下。

3.如权利要求1所述的等离子体显示面板，其中

在表面层的放电空间侧还配设有MgO微粒子。

4.如权利要求3所述的等离子体显示面板，其中

所述MgO微粒子是通过气相氧化法制作而成的。

5.如权利要求3所述的等离子体显示面板，其中

所述MgO微粒子是通过烧制MgO前驱体制作而成的。

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