JP2008112745A - プラズマディスプレイパネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護層の構成を改良することにより、低電圧で駆動するとともに、保護層において電荷保持特性を発揮し、良好な画像表示性能の発揮を期待できるＰＤＰを提供する。さらに放電遅れの発生を防止して、高精細規格においても良好に高速駆動を行うことで高品位な画像表示が期待できるＰＤＰを提供する。
【解決手段】誘電体層７の放電空間側の面に、膜厚約１μｍの表面層８と、当該表面層８の表面にＭｇＯ微粒子１６分散して配設する。表面層８は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの内の２種以上の固溶体で構成する。表面層８により、放電時のイオン衝撃から誘電体層７を保護し、放電開始電圧を低減させる。ＭｇＯ微粒子１６により、高い初期電子放出特性を発揮させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルとその製造方法に関し、特に低電圧駆動と電荷抜け防止の両立を図った技術に関する。

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）は、気体放電からの放射を利用した平面表示装置である。高速の表示や大型化が容易であり、映像表示装置や広報表示装置などの分野で広く実用化されている。ＰＤＰには直流型（ＤＣ型）と交流型（ＡＣ型）があるが、面放電型ＡＣ型ＰＤＰが寿命特性や大型化の面で特に高い技術的ポテンシャルを持ち、商品化されている。 図８は、一般的なＡＣ型ＰＤＰにおける放電単位である放電セル構造の模式的組図である。当図８に示すＰＤＰ１ｘはフロントパネル２及びバックパネル９を貼り合わせてなる。フロントパネル２は、フロントパネルガラス３の片面に、走査電極５及び維持電極４を一対とする表示電極対６が複数対にわたり配設され、当該表示電極対６を覆うように、誘電体層７および表面層８が順次積層されてなる。走査電極５、維持電極４は、それぞれ透明電極５１、４１及びバスライン５２、４２を積層して構成される。

誘電体層７は、ガラス軟化点が５５０℃〜６００℃程度の範囲の低融点ガラスから形成され、ＡＣ型ＰＤＰ特有の電流制限機能を有する。

表面層８は、上記誘電体層７及び表示電極対６をプラズマ放電のイオン衝突より保護すると共に、二次電子を効率よく放出し、放電開始電圧を低下させる役目をなす。通常、当該表面層８は二次電子放出特性、耐スパッタ性、光学透明性に優れる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いて、真空蒸着法や印刷法で成膜される。なお表面層８と同様の構成は、誘電体層７及び表示電極対６を保護する他に、二次電子放出特性の確保を目的とした保護層として設けられることもある。

他方、バックパネル９は、バックパネルガラス１０上に画像データを書き込むための複数のデータ（アドレス）電極１１が前記フロントパネル２の表示電極対６と直交方向で交差するように併設される。バックパネルガラス１０には、データ電極１１を覆うように低融点ガラスからなる誘電体層１２が配設される。誘電体層１２において隣接する放電セル（図示省略）との境界上には、低融点ガラスからなる所定の高さの隔壁（リブ）１３が放電空間１５を区画するように、井桁状等のパターン部１２３１、１２３２を組み合わせて形成される。誘電体層１２表面と隔壁１３の側面には、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体インクが塗布及び焼成されてなる蛍光体層１４（蛍光体層１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ）が形成されている。

フロントパネル２とバックパネル９は、表示電極対６とデータ電極１１とが放電空間１５をおいて互いに直交するように配置され、その各周囲で封着される。この際に内部封止された放電空間１５には、放電ガスとしてＸｅ-Ｎｅ系あるいはＸｅ-Ｈｅ系等の希ガスが約数十ｋＰａの圧力で封入される。以上でＰＤＰ１ｘが構成される。

ＰＤＰで画像表示するためには、１フィールドの映像を複数のサブフィールド（Ｓ.Ｆ.）に分割する階調表現方式（例えばフィールド内時分割表示方式）が用いられる。 ところで、近年の電化製品には低電力駆動が望まれており、ＰＤＰについても同様の要求がある。高精細なＰＤＰにおいては、放電セルが微細化されて放電セル数も増大するので、書込放電の確実性を上げるために動作電圧が高くなる問題が生じる。ＰＤＰの動作電圧は、上記表面層の二次電子放出係数(γ)に依存する。γは、材料と放電ガスにより決まる値で、材料の仕事関数が小さいほどγが高くなることが知られている。そこで特許文献４には、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）等を保護層の主成分として用いることが記載されている。これによれば、ＭｇＯ以上に良好な二次電子放出特性を有する高γ膜を形成でき、比較的低電圧でＰＤＰを駆動できるとされている。
特開平８-２３６０２８号公報 特開平１０-３３４８０９号公報 特開２００６-５４１５８号公報 特開２００２-２３１１２９号公報 ＷＯ２００５／０４３５７８

しかしながら保護層に酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）等を用いれば、ＰＤＰを比較的低電圧で駆動できる反面、保護層において「電荷抜け」の問題が生じうる。「電荷抜け」とは、ＰＤＰ駆動時に保護層から過度の電子放出がなされる現象である。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは一般にＭｇＯに比べて不純物吸着性が高く、当該不純物が吸着されると、保護層のバンド構造において酸素欠損とともに真空準位近傍で不要なエネルギー準位を形成する。これらの浅いエネルギー準位が電荷抜けの問題を誘発する。ＰＤＰ駆動時に電荷抜けが生じると、サブフィールド中の維持期間において、維持放電に必要な電荷が保持できず、放電不良の原因となる。なお、電荷抜けの問題を解決するためには、放電に必要な電荷を保持するために外部から新たに電荷を供給することも考えられるが、これにより駆動電圧が高くなるのでＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯを用いる大きなメリットが失われる。

また、ＰＤＰでは「放電遅れ」の問題も存在する。すなわちＰＤＰ等のディスプレイ分野では、映像ソースの高精細化が進展しており、高精細画像を正しく表示するために走査電極（走査線）数が増加傾向にある。例えばフルＨＤＴＶでは、ＮＴＳＣ方式のＴＶと比べて走査線の数が２倍以上になる。１フィールドを１／６０[ｓ]以内で駆動する必要があるので，高精細映像をＰＤＰで映像表示するためには、サブフィールド中の書込期間において、データ電極へ印加するパルスの幅を狭くする必要がある。しかしＰＤＰの駆動時には、電圧パルスの立ち上がりから放電セル内で放電発生するまでに「放電遅れ」と呼ばれるタイムラグの問題がある。高速駆動のためにパルスの幅が短くなれば、「放電遅れ」の影響が大きくなり、各パルスの幅内で放電終了できる確率が低くなる。その結果、不灯セル（点灯不良）が生じ、画像表示性能が損なわれる。なおＭｇＯを主成分とする保護層については、ＭｇＯ結晶中にＦｅ、Ｃｒ又はＳｉ、Ａｌを添加することで改質を行い、書込放電や維持放電のためのトリガー電子を放出し易くして高速駆動を図る技術がなされている（特許文献１、２）が、同様の対策はＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯについては有効と言い難い。

このように現状のＰＤＰでは、両立し難い幾つかの課題が存在し、これについて解決すべき余地が残されている。

本願は以上の各課題に鑑みてなされたものであって、以下の各々を目的とする。

第一の目的として、保護層の構成を改良することにより、ＰＤＰを低電圧で駆動するとともに保護層において電荷保持特性を発揮し、良好な画像表示性能の発揮を期待できるプラズマディスプレイパネルを提供する。

第二の目的として、上記ＰＤＰの低電圧駆動化と電荷保持特性の発揮についての効果に加え、放電遅れの発生を防止して、高精細なＰＤＰにおいても良好に高速駆動を行うことで高品位な画像表示が期待できるプラズマディスプレイパネルを提供する。

上記目的を達成するために、本発明に係るＰＤＰは、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、表面層は、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成されたものであり、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

また本発明は、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には表面層が配設され、表面層は、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなり、且つ、真空準位からの深さが２ｅＶ以上における電子準位帯のみが存在し、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

ここで、表面層は、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成することが可能である。

また本発明は、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には表面層が配設され、表面層は、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなり、且つ、真空準位からの深さが２ｅＶ未満における電子準位帯の存在が排除されたものであり、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

また本発明は、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、表面層は、その表面に光エネルギーを照射した場合において、光エネルギーの強度を昇順に変化させたときに２ｅＶ以上のエネルギーで光電子放出を開始し、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

さらに本発明は、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、表面層の放電空間側の表面にはＭｇＯ微粒子が配設されており、表面層は、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成されたものであり、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

ここで、ＭｇＯ微粒子は、気相酸化法で作製することができる。或いは、ＭｇＯ前駆体を７００度以上の温度で焼成して得ることができる。

また本発明は、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、表面層の放電空間側の表面にはＭｇＯ微粒子が配設されており、表面層には、真空準位からの深さが２ｅＶ以上における電子準位帯のみが存在し、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

さらに本発明は、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、表面層の放電空間側の表面にはＭｇＯ微粒子が配設されており、表面層は、真空準位からの深さが２ｅＶ未満における電子準位帯の存在が排除されたものであり、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

また、本発明は、表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、第一基板の放電空間に臨む面には、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、表面層の放電空間側の表面にはＭｇＯ微粒子が配設されており、表面層は、その表面に対して光エネルギーを照射した場合において、光エネルギーの強度を昇順に変化させたときに２ｅＶ以上のエネルギーで光電子放出を開始し、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体である構成とした。

さらに本発明は、表示電極が配設された第一基板に、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層を、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下において形成する表面層形成工程と、第一基板と第二基板とを、放電空間を介して、当該放電空間に表面層が臨む状態で封着する封着工程とを有し、表面層形成工程では、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体で前記表面層を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法とした。

ここで、表面層形成工程では、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法の内の１種以上の方法で表面層を形成することができる。

また本発明は、表示電極が配設された第一基板に、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層を、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下において形成する表面層形成工程と、ＭｇＯ微粒子を、表面層に配設するＭｇＯ微粒子配設工程と、第一基板と第二基板とを放電空間を介して、放電空間に表面層が臨む状態で封着する封着工程とを有し、表面層形成工程では、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯの内の少なくとも２種以上の固溶体で前記表面層を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法とした。

ここで、ＭｇＯ微粒子配設工程では、気相酸化法で作製したＭｇＯ微粒子を用いることもできる。或いは、ＭｇＯ前駆体を７００℃以上の温度で焼成して作成したＭｇＯ微粒子を用いることも可能である。

上記の表面層の構成により、ＰＤＰを低電圧で駆動するとともに保護層において電荷保持特性を改善することができる。

さらに、上記表面層にＭｇＯ微粒子を配設する構成により、上記効果に加え、放電遅れの発生を抑制して高速駆動を実現することができる。

ここで、本発明における表面層とＭｇＯ微粒子の組み合わせは、一般的にはＰＤＰにおいて、誘電体層の保護目的で設けられる保護層に相当する構成である。

以下に、本発明の実施の形態及び実施例を説明するが、当然ながら本発明はこれらの形式に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。

＜実施の形態１＞
（ＰＤＰの構成例）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＰＤＰ１のｘz平面に沿った模式的な断面図であ
る。当該ＰＤＰ１は保護層周辺の構成を除き、全体的には従来構成（図８）と同様である。

ＰＤＰ１は、ここでは４２インチクラスのＮＴＳＣ仕様例のＡＣ型としているが、本発明は当然ながらＸＧＡやＳＸＧＡ等、この他の仕様例に適用してもよい。ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）以上の解像度を有する高精細なＰＤＰとしては、例えば、次の規格を例示できる。 パネルサイズが３７、４２、５０インチの各サイズの場合、同順に１０２４×７２０（画素数）、１０２４×７６８（画素数）、１３６６×７６８（画素数）に設定できる。そのほか、当該ＨＤパネルよりもさらに高解像度のパネルを含めることができる。ＨＤ以上の解像度を有するパネルとしては、１９２０×１０８０（画素数）を備えるフルＨＤパネルを含めることができる。

図１に示すように、ＰＤＰ１の構成は互いに主面を対向させて配設されたフロントパネル２およびバックパネル９に大別される。

フロントパネル２の基板となるフロントパネルガラス３には、その一方の主面に所定の放電ギャップ（７５μｍ）をおいて配設された一対の表示電極対６（走査電極５、維持電極４）が複数対にわたり形成されている。各表示電極対６は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）等の透明導電性材料からなる帯状の透明電極５１、４１（厚さ０.１μｍ、幅１５０μｍ）に対して、Ａｇ厚膜（厚み２μｍ〜１０μｍ）、Ａｌ薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）またはＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒ積層薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）等からなるバスライン５２、４２（厚さ７μｍ、幅９５μｍ）が積層されてなる。このバスライン５２、４２によって透明電極５１、４１のシート抵抗が下げられる。

ここで、「厚膜」とは、導電性材料を含むペースト等を塗布した後に焼成して形成する各種厚膜法により形成される膜をいう。また、「薄膜」とは、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子線蒸着法等を含む、真空プロセスを用いた各種薄膜法により形成される膜をいう。

表示電極対６を配設したフロントパネルガラス３には、その主面全体にわたり、酸化鉛（ＰｂＯ）または酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）または酸化燐（ＰＯ_４）を主成分とする低融点ガラス（厚み３５μｍ）の誘電体層７が、スクリーン印刷法等によって形成されている。

誘電体層７は、ＡＣ型ＰＤＰ特有の電流制限機能を有し、ＤＣ型ＰＤＰに比べて長寿命化を実現する要素になっている。

誘電体層７の放電空間側の面には、膜厚約１μｍの表面層８と、当該表面層８の表面にＭｇＯ微粒子１６が分散して配設されている。この表面層８及びＭｇＯ微粒子１６の組み合わせにより、誘電体層７に対する保護層が構成されている。

表面層８は、放電時のイオン衝撃から誘電体層７を保護し、放電開始電圧を低減させる目的で配されるものであって、耐スパッタ性及び二次電子放出係数γに優れる材料からなる。当該材料には、さらに良好な光学透明性、電気絶縁性を備えている。一方、ＭｇＯ微粒子１６は、高い初期電子放出特性を発揮させるために配設されたものである。

これにより保護層では、互いに機能分離された表面層８及びＭｇＯ微粒子１６が有する特性が相乗的に発揮される。また、表面層８の表面におけるＭｇＯ微粒子１６の被覆領域において、放電空間１５から不純物が付着するのを防止でき、ＰＤＰ１のライフ特性の向上を図ることができる。表面層８、ＭｇＯ微粒子１６の詳細については、後述する。尚、図１では説明のため、表面層８の表面に配設されているＭｇＯ微粒子１６を実際よりも大きく、模式的に表している。

バックパネル９の基板となるバックパネルガラス１０には、その一方の主面に、Ａｇ厚膜（厚み２μｍ〜１０μｍ）、Ａｌ薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）またはＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒ積層薄膜（厚み０.１μｍ〜１μｍ）等のいずれかからなるデータ電極１１が、幅１００μｍで、ｘ方向を長手方向としてy方向に一定間隔毎（３６０μｍ）でストライプ状に並設される。そして、各々のデータ電極１１を内包するように、バックパネルガラス９の全面にわたって、厚さ３０μｍの誘電体層１２が配設されている。

誘電体層１２の上には、さらに隣接するデータ電極１１の間隙に合わせて井桁状の隔壁１３（高さ約１１０μｍ、幅４０μｍ）が配設され、放電セルが区画されることで誤放電や光学的クロストークの発生を防ぐ役割をしている。

隣接する２つの隔壁１３の側面とその間の誘電体層１２の面上には、カラー表示のための赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各々に対応する蛍光体層１４が形成されている。なお、誘電体層１２は必須ではなく、データ電極１１を直接蛍光体層１４で内包するようにしてもよい。

フロントパネル２とバックパネル９は、データ電極１１と表示電極対６の互いの長手方向が直交するように対向配置され、両パネル２、９の外周縁部がガラスフリットで封着されている。この両パネル２、９間にはＨｅ、Ｘｅ、Ｎｅ等を含む不活性ガス成分からなる
放電ガスが所定圧力で封入される。

隔壁１３の間は放電空間１５であり、隣り合う一対の表示電極対６と１本のデータ電極１１が放電空間１５を挟んで交叉する領域が、画像表示にかかる放電セル（「サブピクセル」とも言う）に対応する。放電セルピッチはｘ方向が６７５μｍ、y方向が３００μｍである。隣り合うＲＧＢの各色に対応する３つの放電セルで１画素（６７５μｍ×９００μｍ）が構成される。

走査電極５、維持電極４及びデータ電極１１の各々には、図２に示すようにパネル外部において、駆動回路として走査電極ドライバ１１１、維持電極ドライバ１１２、データ電極ドライバ１１３が接続される。

（ＰＤＰの駆動例）
上記構成のＰＤＰ１は、駆動時には各ドライバ１１１〜１１３を含む公知の駆動回路（不図示）によって、各表示電極対６の間隙に数十ｋＨz〜数百ｋＨzのＡＣ電圧が印加される。これにより任意の放電セル内で放電が発生し、励起Ｘｅ原子による波長１４７ｎｍ主体の共鳴線と励起Ｘｅ分子による波長１７３ｎｍ主体の分子線を含む紫外線（図１の点線及び矢印）が蛍光体層１４に照射される。蛍光体層１４は励起されて可視光発光する。そして当該可視光はフロントパネル２を透過して前面に発光される。

この駆動方法の一例としては、フィールド内時分割階調表示方式が採られる。当該方式は、表示するフィールドを複数のサブフィールド（Ｓ.Ｆ.）に分け、各サブフィールドをさらに複数の期間に分ける。１サブフィールドは更に、（１）全放電セルを初期化状態にする初期化期間、（２）各放電セルをアドレスし、各放電セルへ入力データに対応した表示状態を選択・入力していくアドレス（書込）期間、（３）表示状態にある放電セルを表示発光させる維持期間、（４）維持放電により形成された壁電荷を消去する消去期間という４つの期間に分割されてなる。

各サブフィールドでは、初期化期間で画面全体の壁電荷を初期化パルスでリセットした後、書込期間で点灯すべき放電セルのみに壁電荷を蓄積させる書込放電を行い、その後の放電維持期間ですべての放電セルに対して一斉に交流電圧（維持電圧）を印加することによって一定時間放電維持することで発光表示する。

ここで図３は、フィールド中の第ｍ番目のサブフィールドにおける駆動波形例である。図３が示すように、各サブフィールドには、初期化期間、書込期間、放電維持期間、消去期間がそれぞれ割り当てられる。

初期化期間とは、それ以前の放電セルの点灯による影響（蓄積された壁電荷による影響）を防ぐため、画面全体の壁電荷の消去（初期化放電）を行う期間である。図３に示す駆動波形例では、走査電極５にデータ電極１１および維持電極４に比べて高い電圧（初期化パルス）を印加し放電セル内の気体を放電させる。それによって発生した電荷はデータ電極１１、走査電極５および維持電極４間の電位差を打ち消すように放電セルの壁面に蓄積されるので、走査電極５付近の表面層８及びＭｇＯ微粒子１６の表面には、負の電荷が壁電荷として蓄積される。またデータ電極１１付近の蛍光体層１４表面および維持電極４付近の表面層８及びＭｇＯ微粒子１６の表面には、正の電荷が壁電荷として蓄積される。この壁電荷により、走査電極５-データ電極１１間、走査電極５-維持電極４間に所定の値の壁電位が生じる。

書込期間は、サブフィールドに分割された画像信号に基づいて選択された放電セルのアドレッシング（点灯/不点灯の設定）を行う期間である。当該期間では、放電セルを点灯させる場合には走査電極５にデータ電極１１および維持電極４に比べ低い電圧（走査パルス）を印加させる。すなわち、走査電極５-データ電極１１には前記壁電位と同方向に電圧を印加させると共に走査電極５-維持電極４間に壁電位と同方向にデータパルスを印加させ、書込放電（書込放電））を生じさせる。これにより蛍光体層１４表面、維持電極４付近の表面層８及びＭｇＯ微粒子１６の表面には、負の電荷が蓄積され、走査電極５付近の表面層８及びＭｇＯ微粒子１６の表面には、正の電荷が壁電荷として蓄積される。以上で維持電極４-走査電極５間には所定の値の壁電位が生じる。

放電維持期間は、階調に応じた輝度を確保するために、書込放電により設定された点灯状態を拡大して放電維持する期間である。ここでは、上記壁電荷が存在する放電セルで、一対の走査電極５および維持電極４の各々に維持放電のための電圧パルス（例えば約２００Ｖの矩形波電圧）を互いに異なる位相で印加する。これにより表示状態が書き込まれた放電セルに対し電圧極性の変化毎にパルス放電を発生せしめる。

この維持放電により、放電空間における励起Ｘｅ原子からは１４７ｎｍの共鳴線が放射され、励起Ｘｅ分子からは１７３ｎｍ主体の分子線が放射される。この共鳴線・分子線が蛍光体層１４表面に照射され、可視光発光による表示発光がなされる。そして、ＲＧＢ各色ごとのサブフィールド単位の組み合わせにより、多色・多階調表示がなされる。なお、表面層８に壁電荷が書き込まれていない非放電セルでは、維持放電が発生せず表示状態は黒表示となる。

消去期間では、走査電極５に漸減型の消去パルスを印加し、これによって壁電荷を消去させる。

[表面層８について]
表面層８は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの内の少なくとも１種以上を主成分とし、圧力０.０２５Ｐａ以上の酸素分圧雰囲気下において、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法等のいずれかの方法で成膜されたものであり、放電開始電圧を低減するとともに、電荷抜けを改善する効果を発揮するものである。

（放電開始電圧の低減について）
表面層８は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの内の少なくとも１種以上を主成分とする。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯに固有の電子準位として存在するエネルギー準位は、ＭｇＯと比較して、真空準位からの深さが浅い領域に存在する。従って、ＰＤＰ１を駆動する場合において、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯに固有の電子準位として存在するエネルギー準位に存在する電子がＸｅイオンの基底状態に遷移する際に、別の電子のオージェ効果を受けて獲得するエネルギー量は、ＭｇＯの場合と比較して大きい。そして、このエネルギー量は、電子が真空準位を超えて放出されるには十分な量である。この結果、表面層８では、その材料がＭｇＯの場合と比較して、良好な二次電子放出特性が発揮される。

具体的には、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯに固有の電子準位として存在するエネルギー準位は、真空準位からの深さが６.０５ｅＶ以下の領域に存在し、ＭｇＯに固有の電子準位として存在するエネルギー準位は、真空準位からの深さが６.０５ｅＶ超の領域に存在する。

以下、表面層８及び放電空間に封入するガス間におけるエネルギーのやり取りに伴う電子の状態遷移経路の説明を用いて、上記の領域に固有の電子準位が存在する根拠について詳述する。

放電空間内で生じた放電ガスに起因するイオンが表面層８の表面に相互作用が可能なところまで接近すると、表面層８を構成する材料に固有の電子準位に存在する電子が、放電ガスイオンの基底状態に遷移することによって、別の電子がオージェ効果で、放電ガスイオンの基底状態の準位の深さから表面層８を構成する材料に固有の電子準位の深さを引いた分のエネルギーを得て、真空準位までのエネルギーギャップを飛び越えて２次電子を放出する（詳細は特許文献５を参照）。

図４に示すように、Ｘｅイオンは、バンド構造において、真空準位から１２.１ｅＶの深さに基底状態のエネルギー準位を有する。従って、表面層８を構成する材料に固有の電子準位が、上記１２.１ｅＶの半分である６.０５ ｅＶより浅い領域に存在する場合（図４中の（ａ））、イオン化状態の準位の深さ（１２.１ｅＶ）から表面層８を構成する材料に固有の電子準位の深さを引いた分のエネルギー（６.０５ｅＶ超）を得ることによって、真空準位までのエネルギーギャップを飛び越えて電子を放出することができる。逆に、表面層８を構成する材料に固有の電子準位が、上記１２.１ｅＶの半分である６.０５ｅＶより深い準位に存在する場合（図４中の（ｂ））、基底状態の準位の深さ（１２.１ｅＶ）から表面層８を構成する材料に固有の電子準位の深さを引いた分のエネルギー（６.０５ｅＶ未満）を得たとしても、真空準位までのエネルギーギャップを飛び越えることができず、電子を放出することができない。

一方、発明者の別の実験により、放電ガスにＸｅを用いた場合の放電開始電圧は、ＭｇＯを主成分とする保護層は、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯを主成分とする本実施の形態１における表面層８と比べて、高くなることが確認された。この傾向は、放電ガス中のＸｅ分圧に比例して、より顕著に見られた。

以上より、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯに固有の電子準位として存在するエネルギー準位は、６.０５ｅＶ以内の領域に存在し、ＭｇＯに固有の電子準位として存在するエネルギー準位は、真空準位からの深さが６.０５ｅＶ超の領域に存在するものと考察できる。

なお、一般的に、各材料固有のバンドギャップと電子親和力の和は、ＭｇＯは約８.８ｅＶ、ＣａＯは約８.０ｅＶ、ＳｒＯは約６.９ｅＶ、ＢａＯは約５.２ｅＶとされている。これは、表面層８におけるバルク部分の観測値である。一方、本発明においては、ＭｇＯのバンドギャップと電子親和力の和は６.０５ｅＶよりも大きく、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯのバンドギャップと電子親和力の和は６.０５ｅＶ以下と考察され、上記の値よりも２ｅＶの低下が見られた。これは、本実施の形態１におけるバンドギャップと電子親和力の和は、表面層８のうち、実際に放電に影響する表面部分の観測値であるからである。表面層８におけるバルクのバンドギャップよりも表面近傍のバンドギャップが小さくなるのは、表面部分では、内部の状態と異なり、表面側にさらされている原子は結合が切れている状態にあるためと考えられる。

なお、”表面部分”とは、表面層８の最表面からおよそ数十原子層程度までの深さを指す。

（電荷抜けの改善について）
表面層８は、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯのいずれか１種以上を０.０２５Ｐａ以上の酸素分圧雰囲気下で成膜することにより、不純物の混入や酸素欠損の少ない結晶構造で形成されている。このため真空準位近傍における不要なエネルギー準位が排除され、真空準位からの深さが２ｅＶ以上の電子準位帯のみが存在する構成となっている。すなわち、本実施の形態１における表面層８では、真空準位からの深さが２ｅＶ未満の電子準位帯の存在が排除されている。これにより、真空準位に近接する不要なエネルギー準位から、ＰＤＰの駆動時に電子が過剰放出されるのが抑制され、前記低電圧駆動と二次電子放出特性の両立効果に加えて、適度な電子保持特性の効果も発揮される。この電荷保持特性は、特に初期化期間に貯めた壁電荷を保持しておき、書込期間において書込不良を防止して確実な書込放電を行う上で有効である。

具体的には、真空準位近傍における不要なエネルギー準位とは、エネルギーバンドにおいて真空準位からの深さが２ｅＶ未満に存在するエネルギー準位である。

以下、アルカリ土類金属酸化物からなる保護層におけるカソードルミネッセンス測定を行なった結果を用いて、上記の根拠を詳述する。

図５にアルカリ土類金属酸化物からなる保護層（サンプルＡ、サンプルＢ）のカソードルミネッセンス測定を行った結果を示す。照射電子線のエネルギーは３ｋＶで測定波長領域は２００〜９００ｎｍである。横軸は検出された波長をエネルギーに変換した値である。サンプルＡ、サンプルＢともに、３ｅＶ付近に強い発光スペクトルが存在する。また、サンプルＡにおいては、１〜２ｅＶ付近には発光スペクトルがほとんど見られず、サンプルＢにおいては、１〜２ｅＶ付近に強い発光スペクトルが見られた。

一方、発明者の別の実験により、サンプルＡの保護層を用いたＰＤＰにおいては、通常設定駆動電圧において電荷抜けによる不灯セルが存在せず、電荷抜けが起こりにくい性質を有することが確認された。また、サンプルＢの保護層を用いたＰＤＰにおいては、通常設定駆動電圧において電荷抜けによる不灯セルが存在し、電荷抜けが起こり易い性質を有することが確認された。以上より、ＰＤＰの駆動時に過剰放出される電子は、エネルギーバンドにおいて真空準位からの深さが２ｅＶ未満に存在するエネルギー準位を占有する電子であることが考察できる。

（確認方法）
本実施の形態１における表面層８は、エネルギーバンドにおいて真空準位からの深さが２ｅＶ未満に存在するエネルギー準位が排除されていることは、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯを主成分とする表面層８に光照射した際に、表面層８から放出される電子の量を測定した結果によって確認される。照射される光が有するエネルギー分だけ、電子準位帯に存在する電子がエネルギーを獲得し、真空準位までのエネルギーギャップを越えるだけのエネルギーを獲得したときに始めて電子放出（光電子放出）が開始されるからである。つまり、２ｅＶ未満に存在するエネルギー準位が排除されている表面層８においては、表面層８に照射する光のエネルギーを昇順に変化させたとき、２ｅＶ以上のエネルギーで電子の放出を開始すると思われる。

一方、０.０１Ｐａ程度の酸素雰囲気下でＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯを用いて成膜された
保護層（例えば特許文献４）は、２ｅＶ未満のエネルギーの準位に酸素欠損に起因する準位が多数形成されているので、２ｅＶ未満のエネルギーによっても、電子放出を開始すると考察することができる。すなわち、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯに固有の電子準位として存在するエネルギー準位が、表面層８の表面部分において６.０５ｅＶ以内の領域に存在し、かつ、表面層８において２ｅＶ未満のエネルギーの準位に酸素欠損等に起因する不要なエネルギー準位が存在しない構成とすることによって，放電開始電圧の低減と電荷抜けの改善を両立することができる。ここで、光とは、Ｘ線、紫外線、赤外線等の広範囲な光を指すものとする。

なお、本実施の形態１における表面層８は、真空準位からの深さが２ｅＶ以上の電子準位帯のみが存在する、もしくは、真空準位からの深さが２ｅＶ未満の電子準位帯が存在する構成を除くものとしたが、本発明の効果が奏する程度の量であれば、２ｅＶ未満に多少の電子準位帯が存在していても構わない。

さらに本実施の形態１においては、表面層８にＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯのうちの１種類以上を主成分とする構成としたが、このうちＣａＯは、比較的不純物の吸着性が低く、高純度の結晶構造を得る上で好適である。また、表面層８をＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの固溶体として構成すると、当該層において不純物の吸着を抑制する効果もあり、複数の理由で単体材料から当該層を構成するより好適であることが分かっている。

なお上記のように、０.０１Ｐａ程度の酸素雰囲気下でＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯを用いて成膜された層（例えば特許文献４に記載の保護層）は、酸素欠損の多い結晶構造で形成されているので、真空準位に近接する不要なエネルギー準位から、ＰＤＰの駆動時に電子が過剰放出されてしまう。この場合、壁電荷の保持を補うために駆動電圧を上げる対策が存在するが、本発明ではこのような対策は不要であり、低電圧駆動によって消費電力の低減が図れる。さらに高い駆動電圧に対応した駆動回路の耐圧対策も不要となり、製造コストの低減の面でも大きなメリットが奏される。

また従来では、保護層に不純物をドープしたり、酸素欠損部分を設けて、真空準位から４ｅＶ以内の深さにエネルギー準位を設ける技術が存在する（詳細は特許文献５を参照）が、このような構成はＰＤＰのライフ特性において本願発明に及ばないものである。すなわち保護層における不純物や酸素欠損等、本来の保護層の主成分に固有でないエネルギー準位は、ＰＤＰの経時的な使用により、保護層の結晶構造が変化することで次第に失われる。これに対しＰＤＰ１では、表面層８の主成分における固有のエネルギー準位を設けており、長期にわたり、安定した二次電子放出特性が発揮される高度なメリットがある。

[ＭｇＯ微粒子１６について]
ＭｇＯ微粒子１６は、本願発明者の実験により、主として書込放電における『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が確認されている。そこで本実施の形態１ではＭｇＯ微粒子１６が表面層８に比べて高度な初期電子放出特性に優れる性質を利用して、駆動時の初期電子放出部として配設したものである。

「放電遅れ」は、放電開始時において、トリガーとなる初期電子が表面層８表面から放電空間１５中に放出される量が不足することが主原因と考えられる。そこで、放電空間１５に対する電子放出性に有効に寄与するため、ＭｇＯ微粒子１６を表面層８の表面に分散配置し、広く表面積を確保したものである。これによって、駆動初期にＭｇＯ微粒子１６中の電子が豊富に放出され、放電遅れの解消が図られる。従って、このような初期電子放出特性により、ＰＤＰ１が高精細の場合等においても放電応答性の良い高速駆動ができるようになっている。なお表面層８の表面にＭｇＯ微粒子１６群を配設する構成では、主として書込放電における「放電遅れ」を抑制する効果に加え、「放電遅れ」の温度依存性を改善する効果も得られる。

以上のようにＰＤＰ１では、表面層８において低電圧駆動と電荷保持の両立効果を奏する表面層８と、放電遅れの防止効果を奏するＭｇＯ微粒子１６を組み合わせることによって、ＰＤＰ１全体として、高精細なＰＤＰでも高速駆動を低電圧で駆動でき、且つ、不灯セルの発生を抑制した高品位な画像表示性能が期待できる。

さらに、ＭｇＯ微粒子１６は、表面層８の表面に積層して設けられることにより、当該表面層８に対する一定の保護効果も有する。すなわち、表面層８は高い二次電子放出係数を有し、ＰＤＰの低電圧駆動を可能にする反面、水や二酸化炭素、炭化水素などの不純物の吸着性が比較的高い性質がある。不純物の吸着が起きると、二次電子放出特性等、放電の初期特性が損なわれる。そこで、このような表面層８をＭｇＯ微粒子１６で被覆すれば、その被覆領域において、放電空間１５から表面層８の表面に不純物が付着するのを防止できる。これによりＰＤＰ１のライフ特性の向上を図ることができる。

＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２について、実施の形態１との差異を中心に説明する。図６は、実施の形態２に係るＰＤＰの構成を示す断面図である。

実施の形態１では、表面層８にＭｇＯ微粒子１６を分散配置して保護層を構成した。しかし、パネル規格がフルＨＤ（縦９００ライン以上）のシングルスキャン駆動ではなく、ダブルスキャン駆動である場合や、一般的なＨＤ（縦８００ライン以下）やＶＧＡ規格等の場合には、ＰＤＰにおいて高速駆動を行うことはそれほど要求されない。この場合、ＭｇＯ微粒子１６を配設してＰＤＰを高速駆動する場合の放電遅れの防止する必要性は低いと言える。

実施の形態２に係るＰＤＰ１ａは、このような場合に適用可能な構成である。具体的には図６に示すように、保護層を表面層８ａのみで構成する。すなわち、表面層８ａはＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯの少なくともいずれか１種以上を酸素雰囲気下で成膜してなる。

以上の表面層８ａを持つ実施の形態２のＰＤＰ１ａによれば、駆動時には酸素雰囲気下で処理して成膜されたＢａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯの少なくともいずれか１種以上を主成分とする表面層８ａによって、良好な二次電子放出特性が発揮される。その結果、ＰＤＰ１ａでは実施の形態１と同様に低電圧駆動が可能となる。さらに表面層８ａは、０.０２５Ｐａ以上の酸素分圧雰囲気下で成膜されることで高純度に形成され、２ｅＶ未満の不要なエネルギー準位の発生が抑制されている。その結果、当該不要なエネルギー準位からの過度な電子放出が防止され、電荷抜けの問題が抑制されるこれにより実施の形態２では、低電圧駆動のもとに、不灯セルの発生を防いで優れた画像表示性能が発揮できるようになっている。

＜ＰＤＰの製造方法＞
次に、上記各実施の形態におけるＰＤＰ１及び１ａの製造方法例について説明する。ＰＤＰ１と１ａとの違いは、実質的にはＭｇＯ微粒子１６の配設の有無のみであり、その他の製造工程については共通する。

（バックパネルの作製）
厚さ約２.６ｍｍのソーダライムガラスからなるバックパネルガラス１０の表面上に、スクリーン印刷法によりＡｇを主成分とする導電体材料を一定間隔でストライプ状に塗布し、厚さ数μｍ（例えば約５μｍ）のデータ電極を形成する。データ電極１１の電極材料としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｄ等の金属や、各種金属の炭化物や窒化物等の導電性セラミックスなどの材料やこれらの組み合わせ、あるいはそれらを積層して形成される積層電極も必要に応じて使用できる。

ここで、作製予定のＰＤＰ１を４０インチクラスのＮＴＳＣ規格もしくはＶＧＡ規格とするためには、隣り合う２つのデータ電極１１の間隔を０.４ｍｍ程度以下に設定する。

続いて、データ電極を形成したバックパネルガラス１０の面全体にわたって鉛系あるいは非鉛系の低融点ガラスやＳｉＯ_２材料からなるガラスペーストを厚さ約２０〜３０μｍで塗布して焼成し、誘電体層を形成する。

次に、誘電体層１２面上に所定のパターンで隔壁１３を形成する。低融点ガラス材料ペーストを塗布し、サンドブラスト法やフォトリソグラフィ法を用い、隣接放電セル（図示省略）との境界周囲を仕切るように、放電セルの複数個の配列を行および列を仕切る井桁形状のパターンで形成する。

隔壁１３が形成できたら、隔壁１３の壁面と、隔壁１３間で露出している誘電体層１２の表面に、ＡＣ型ＰＤＰで通常使用される赤色（Ｒ）蛍光体、緑色（Ｇ）蛍光体、青色（Ｂ）蛍光体のいずれかを含む蛍光インクを塗布する。これを乾燥・焼成し、それぞれ蛍光体層１４とする。

適用可能なＲＧＢ各色蛍光の化学組成例は以下の通りである。

赤色蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ
緑色蛍光体；Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
青色蛍光体；ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ
各蛍光体材料は、平均粒径２.０μｍのものが好適である。これをサーバー内に５０質量％の割合で入れ、エチルセルローズ１.０質量％、溶剤（α-ターピネオール）４９質量％を投入し、サンドミルで撹拌混合して、１５×１０^-３Ｐａ・ｓの蛍光体インクを作製する。そして、これをポンプにて径６０μｍのノズルから隔壁１３間に噴射させて塗布する。このとき、パネルを隔壁１３の長手方向に移動させ、ストライプ状に蛍光体インクを塗布する。その後は５００℃で１０分間焼成し、蛍光体層１４を形成する。

以上でバックパネル９が完成される。

なお上記方法例ではフロントパネルガラス３およびバックパネルガラス１０をソーダライムガラスからなるものとしたが、これは材料の一例として挙げたものであって、これ以外の材料で構成してもよい。

（フロントパネル２の作製）
厚さ約２.６ｍｍのソーダライムガラスからなるフロントパネルガラスの面上に、表示電極６を作製する。ここでは印刷法によって表示電極６を形成する例を示すが、これ以外にもダイコート法、ブレードコート法等で形成することができる。

まず、ＩＴＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等の透明電極材料を最終厚み約１００ｎｍで、ストライプ等所定のパターンでフロントパネルガラス上に塗布し、乾燥させる。これにより透明電極４１、５１が作製される。

一方、Ａｇ粉末と有機ビヒクルに感光性樹脂（光分解性樹脂）を混合してなる感光性ペーストを調整し、これを前記透明電極材料の上に重ねて塗布し、形成する表示電極６のパターンを有するマスクで覆う。そして、当該マスク上から露光し、現像工程を経て、５９０〜６００℃程度の焼成温度で焼成する。これにより透明電極４１、５１上に最終厚みが数μｍのバスライン４２、５２が形成される。このフォトマスク法によれば、従来は１００μｍの線幅が限界とされていたスクリーン印刷法に比べ、３０μｍ程度の線幅までバスライン４２、５２を細線化することが可能である。バスライン４２、５２の金属材料としては、Ａｇの他にＰｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ、また酸化錫、酸化インジウム等を用いることができる。バスライン４２、５２は上記方法以外にも、蒸着法、スパッタリング法などで電極材料を成膜したのち、エッチング処理して形成することも可能である。

次に、表示電極６の上から、軟化点が５５０℃〜６００℃の鉛系あるいは非鉛系の低融点ガラスやＳｉＯ２材料粉末とブチルカルビトールアセテート等からなる有機バインダーを混合したペーストを塗布する。そして５５０℃〜６５０℃程度で焼成し、最終厚みが膜厚数μｍ〜数十μｍの誘電体層７を形成する。

（表面層８または８ａの成膜）
実施の形態１における表面層８及び実施の形態２における表面層８ａは、以下の形成工程で形成できる。

誘電体層７の表面に対し、少なくともＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯから選択される１種類を成膜材料に用い、酸素雰囲気下で成膜する。そのほか、上記の酸化物同士を固溶させた固溶体としても成膜できる。

成膜方法は、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの公知の方法が適用できる。成膜時における雰囲気では、酸素が０.０２５Ｐａ以上の圧力になるように設定する。なお当該圧力の実際上の上限は、成膜レートによって決定される。一例として、スパッタリング法では１Ｐａ、蒸着法の一例であるＥＢ蒸着法では０.１Ｐａが実際上取り得る圧力の上限と考えられる。

また、成膜時の雰囲気は、表面層８（表面層８ａ）の成膜中に、水分付着や不純物の吸着を防止するため、外部と遮断された密閉状態とし、且つ、ドライガスを利用した乾燥雰囲気とする。ドライガスとしては、露点-２０℃以下、望ましくは-４０℃以下とする（詳細は特許文献４を参照）。

このような成膜時の雰囲気の調整により、不純物や酸素欠陥に起因する不要な電子準位の形成が抑制され、真空準位からの深さ２ｅＶ以上の電子準位帯のみが存在する表面層８となっている。

次に、実施の形態１におけるＰＤＰ１を作製する場合には、ＭｇＯ微粒子１６を用意する必要がある。ＭｇＯ微粒子１６は、粉体材料として用意すべく、以下に示す気相合成法または前駆体焼成法のいずれかで製造することができる。

[気相合成法]
マグネシウム金属材料(純度９９.９％)を、不活性ガスが満たされた雰囲気下で加熱する。この加熱状態を維持しつつ、雰囲気に酸素を少量導入し、マグネシウムを直接酸化させて、ＭｇＯ微粒子１６を作製する。

[前駆体焼成法]
当該方法では、以下に例示するＭｇＯ前駆体を高温（例えば７００℃以上）で均一に焼成し、これを徐冷してＭｇＯ微粒子を得る。ＭｇＯ前駆体としては、例えばマグネシウムアルコキシド（Ｍｇ(ＯＲ) _２）、マグネシウムアセチルアセトン（Ｍｇ(ａｃａｃ)_２）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、炭酸マグネシウム、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ_４）、硝酸マグネシウム（Ｍｇ(ＮＯ_３) _２）、シュウ酸マグネシウム（ＭｇＣ_２Ｏ_４）、の内のいずれか一種以上（２種以上を混合して用いてもよい）を選ぶことができる。なお選択した化合物によっては、通常、水和物の形態を取ることもあるが、このような水和物を用いてもよい。

ＭｇＯ前駆体となるマグネシウム化合物は、焼成後に得られるＭｇＯの純度が９９.９５％以上、最適値として９９.９８％以上になるように調整する。これはマグネシウム化合物に、各種アルカリ金属、Ｂ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ等の不純物元素が一定量以上混じっていると、熱処理時に不要な粒子間癒着や焼結を生じ、高結晶性のＭｇＯ微粒子を得にくいためである。このため、不純物元素を除去する等により予め前駆体を調整する。

上記何れかの方法で得られたＭｇＯ微粒子１６を、溶媒に分散させる。そして当該分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法に基づき、表面層８の表面に分散散布させる（ＭｇＯ微粒子配設工程）。その後は乾燥・焼成工程を経て溶媒除去を図り、ＭｇＯ微粒子１６を表面層８の表面に定着させる。

（ＰＤＰの完成）
作製したフロントパネル２とバックパネル９を、封着用ガラスを用いて貼り合わせる。その後、放電空間１５の内部を高真空（１.０×１０^-４Ｐａ）程度に排気し、これに所定の圧力（ここでは６６.５ｋＰａ〜１０１ｋＰａ）でＮｅ-Ｘｅ系やＨｅ-Ｎｅ-Ｘｅ系、Ｎｅ-Ｘｅ-Ａｒ系等の放電ガスを封入する。

以上の工程を経ることにより、ＰＤＰ１又は１ａが完成する。

＜性能評価実験＞
[実験１]
ＢａＯからなる保護層（実施の形態２の表面層８ａに対応）をスパッタリング法で成膜し、その成膜時の成膜雰囲気中の酸素分圧と電荷抜け電圧の関係を調べた。図７にその結果（成膜時の酸素分圧と電荷抜け電圧との関係）を示す。電荷抜け電圧の値は、成膜雰囲気に酸素が無添加の場合の値を１とし、その相対値をプロットしている。

実験結果は図７に示すように、成膜雰囲気中の酸素分圧が上昇するに従い、電荷抜け電圧値が減少することが確認できた。これは成膜雰囲気に添加された酸素により、保護層の禁制帯内において、酸素欠損に起因する浅い電子準位の形成が抑えられた結果、保護層からの過度の電子放出が押さえられ、一定の電荷保持特性が確保されたためであると考えられる。

一方、電荷抜け電圧の相対値が０.５より大きくなると、駆動の際に必要な設定電圧下では不灯セルが生じ始める。

以上の実験の結果から、成膜雰囲気における好適な酸素分圧は０.０２５Ｐａ以上であることが分かった。なお、本願発明者らの別の実験により、成膜方法をＥＢ蒸着法、イオンプレーティング法として作製した膜においても、図７とほぼ同様の結果が得られた。また保護層の材料にＣａＯ又はＳｒＯを用いた場合でも、図７とほぼ同様の結果が得られることが分かった。

ここで従来の成膜法として、０.０１Ｐａ程度の酸素雰囲気下でＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯを用いて保護層の成膜を行う技術が存在する（例えば特許文献４）。しかしながら、このような酸素分圧値では、本発明の表面層は得られないことが図７の内容から分かる。すなわち、成膜雰囲気における酸素分圧が０.０１Ｐａ程度では、電荷の抜け電圧は１.０に近い値となり、成膜雰囲気に酸素を添加しない場合とほとんど変わらない電圧値となる。

従って、ＰＤＰにおいて電荷抜けの問題を効果的に防止するためには、前述の如く、酸素分圧を少なくとも０.０２５Ｐａ以上とすべきである。

さらには、酸素分圧を０.２Ｐａ以上とすることで、より顕著な改善効果を得ることが可能である。

[実験２]
次に、以下のサンプル１〜１１のＰＤＰを用意した。ここで、サンプル７及び８（実施例１及び２）は実施の形態２の構成に相当し、サンプル１０及び１１（実施例４及び５）は実施の形態１の構成に相当する。

サンプル１（比較例１）：最も基本的なＰＤＰの従来構成として、ＭｇＯからなる表面層とした。

サンプル２（比較例２）：ＡｌがドープされたＭｇＯからなる表面層とした。

サンプル３（比較例３）：ＭｇＯからなる表面層の上に、ＭｇＯ前駆体を焼成して得たＭｇＯ微粒子を印刷法にて分散させた構成とした。

サンプル４（比較例４）：ＡｌがドープされたＭｇＯからなる表面層の上に、ＭｇＯ前駆体を焼成して得たＭｇＯ微粒子を印刷法にて分散させた積層体とした。

サンプル５（比較例５）：酸素分圧０Ｐａ（酸素無し）下で成膜されたＢａＯからなる表面層とした。

サンプル６（比較例６）：酸素分圧０Ｐａ（酸素無し）下で成膜されたＢａＯからなる表面層の上に、気相法で作製したＭｇＯ微粒子をスプレー法にて分散させた構成とした。

サンプル７（実施例１）：酸素分圧０.２Ｐａ下で成膜されたＢａＯからなる表面層とした。

サンプル８（実施例２）：酸素分圧０.０５Ｐａ下で成膜されたＳｒＯからなる表面層とした。

サンプル９（実施例３）：酸素分圧０.０５Ｐａ下で成膜されたＣａＯからなる表面層とした。

サンプル１０（実施例４）：酸素分圧０.２Ｐａ下で成膜されたＢａＯからなる表面層の上に、気相法で作製したＭｇＯ微粒子をスプレー法にて分散させた構成とした。

サンプル１１（実施例５）：酸素分圧０.０５Ｐａ下で成膜されたＣａＯからなる表面層の上に、ＭｇＯ前駆体を焼成して作製したＭｇＯ微粒子をスプレー法にて分散させた構成とした。

（放電開始電圧の測定）
上記用意した各サンプル１〜１１のＰＤＰに対し、放電ガスとしてＸｅ分圧が１５％のＸｅ-Ｎｅ混合ガス又はＸｅガスを中１００％用いた場合における放電開始電圧の値を測定した。

（放電遅れ時間及び電荷抜けの測定）
放電ガスとして、Ｘｅ分圧が１５％のＮｅ-Ｘｅ混合ガスを用いた場合において、書込放電における放電遅れ、および、電荷抜けを評価した。評価方法としては、各サンプル１〜１１のＰＤＰにおける任意の１放電セルに、図３に示す駆動波形例の初期化パルスに相当するパルスを印加し、その後に、データパルス及び走査パルスを印加したときに生じる放電の統計遅れを測定した。

また、初期化パルスに相当するパルスを印加した後に壁電荷を保持するために必要な印加電圧を測定し、それを電荷抜けの電圧として測定した。

いずれの測定においてもパネル温度は２５℃とした。

表１に上記の条件で行った各実験の結果を示す。

（実験結果）
表１の結果から、実施の形態１の構成に相当するサンプル１０及び１１（実施例４及び５）は、サンプル１〜６（比較例１〜６）に比べ、放電開始電圧の低減効果、放電遅れ時間の低減効果、電荷抜け電圧低減効果の各特性をいずれもバランス良く発揮しており、ＰＤＰの保護層として特に優れた性能を有することが分かった。サンプル１０及び１１（実施例４及び５）は、放電ガスがＸｅ１００％の場合の放電開始電圧が３５０Ｖ以下と低く、電荷抜け電圧の低減に関しても良好であることに加えて、優れた放電遅れの抑制効果が備わっている。

このような各効果の高度なバランスが取れている理由は、表面層として所定の酸化雰囲気で成膜された高γ膜が、低電圧駆動と電荷保持の役割を担い、ＭｇＯ微粒子群が書込放電時に必要な初期電子を放出する役割（初期電子放出特性の確保）を担うなど、機能分離された各膜の特性が相乗的に発揮されたことが考えられる。

なお、酸素分圧が０.０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下で成膜されたＳｒＯからなる保護
層の上に、気相合成法もしくは、前駆体焼成法によって作製されたＭｇＯ微粒子をスプレー法にて分散させた構成とした場合でも、サンプル１０及び１１（実施例４及び５）と同様の特性を得ることができる。

一方、実施の形態２で述べたように、放電遅れ時間に関する特性がそれほど求められない場合には、サンプル７〜９（実施例１〜３）についても、放電開始電圧の低減効果と電荷抜け電圧の低減が高度に両立して発揮されており、比較例に対する明確な優位性を持っていると言える。これらサンプル７〜９（実施例１〜３）では、放電開始電圧がＸｅ１００％の放電ガスを用いた場合でも３５０Ｖ以下と低く、良好な電荷抜け電圧の低減効果を有している。従って、この２点においてサンプル１０、１１と遜色のない優れた特性を有する。

なお、本願発明者らの行った別の実験では、サンプル５、７〜９（比較例５、実施例１〜３）のような高γ膜では、放電開始電圧が放電時間、放置時間と共に上昇していくのに対し、サンプル６、１０、１１（比較例６、実施例４、５）のＰＤＰでは、放電開始電圧の上昇が抑えられる結果も同時に得られた。

なお、サンプル１〜４（比較例１〜４）では、放電開始電圧がＸｅ１００％の放電ガスを用いた場合には４００Ｖ以上であるため、低電圧駆動できないことが分かった。またサンプル５及び６（比較例５及び６）では、Ｘｅ１００％の放電ガスを用いた場合の放電開始電圧は２４０Ｖ以下で良好であるが、電荷保持の効果は得られないため、十分な電荷抜け電圧の低減効果が得られない。従って、これらについても低電圧駆動は不向きであることが分かった。

以上の各実験の結果から、本願発明の優位性が確認された。

本発明のＰＤＰは、特に高精細画像表示を低電圧で駆動できるがガス放電パネル技術として、交通機関及び公共施設、家庭などにおけるテレビジョン装置及びコンピューター用の表示装置等に利用することが可能である。

本発明の実施の形態１に係るＰＤＰの構成を示す断面図である。 各電極とドライバとの関係を示す模式図である。 ＰＤＰの駆動波形例を示す図である。 本実施の形態１のＰＤＰの表面層及び従来のＰＤＰの保護層の各エネルギー準位を説明するための図である。 カソードルミネッセンス測定におけるアルカリ土類金属酸化物からなる保護層の特性を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るＰＤＰの構成を示す断面図である。 成膜時の酸素分圧と電荷抜け電圧との関係を示すグラフである。 従来の一般的なＰＤＰの構成を示す組図である。

符号の説明

１、１ｘ ＰＤＰ
２ フロントパネル
３ フロントパネルガラス
４ 維持電極
５ 走査電極
６ 表示電極対
７、１２ 誘電体層
８、８ａ 表面層（高γ膜）
９ バックパネル
１０ バックパネルガラス
１１ データ（アドレス）電極
１３ 隔壁
１４、１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ 蛍光体層
１５ 放電空間
１６ ＭｇＯ微粒子

Claims (18)

1. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、
   表面層は、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成されたものであり、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
2. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には表面層が配設され、
   表面層は、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなり、且つ、真空準位からの深さが２ｅＶ以上における電子準位帯のみが存在し、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
3. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には表面層が配設され、
   表面層は、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなり、且つ、真空準位からの深さが２ｅＶ未満における電子準位帯の存在が排除されたものであり、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
4. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、
   表面層は、その表面に光エネルギーを照射した場合において、光エネルギーの強度を昇順に変化させたときに２ｅＶ以上のエネルギーで光電子放出を開始し、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
5. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、
   表面層の放電空間側の表面には酸化マグネシウム微粒子が配設されており、
   表面層は、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成されたものであり、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
6. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、
   表面層の放電空間側の表面には酸化マグネシウム微粒子が配設されており、
   表面層には、真空準位からの深さが２ｅＶ以上における電子準位帯のみが存在し、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
7. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、
   表面層の放電空間側の表面には酸化マグネシウム微粒子が配設されており、
   表面層は、真空準位からの深さが２ｅＶ未満における電子準位帯の存在が排除されたものであり、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
8. 表示電極が配設された第一基板が、放電ガスが満たされている放電空間を介して、第二基板と対向した状態で封着されたプラズマディスプレイパネルであって、
   第一基板の放電空間に臨む面には、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層が配設され、
   表面層の放電空間側の表面には酸化マグネシウム微粒子が配設されており、
   表面層は、その表面に対して光エネルギーを照射した場合において、光エネルギーの強度を昇順に変化させたときに２ｅＶ以上のエネルギーで光電子放出を開始し、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体である
   プラズマディスプレイパネル。
9. 酸化マグネシウム微粒子は、気相酸化法で作製されたものである
   請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
10. 酸化マグネシウム微粒子は、酸化マグネシウム前駆体を７００度以上の温度で焼成されてなる
    請求項５に記載のプラズマディスプレイパネル。
11. 表面層は、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成されたものである
    請求項２または請求項４に記載のプラズマディスプレイパネル。
12. 表面層は、酸素分圧が０．２Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成されたものである
    請求項１〜１１のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネル。
13. 表示電極が配設された第一基板に、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層を、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下において形成する表面層形成工程と、
    第一基板と第二基板とを、放電空間を介して、当該放電空間に表面層が臨む状態で封着する封着工程とを有し、
    表面層形成工程では、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体で前記表面層を形成する
    プラズマディスプレイパネルの製造方法。
14. 表示電極が配設された第一基板に、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも１種以上を成膜してなる表面層を、酸素分圧が０．０２５Ｐａ以上の酸素雰囲気下において形成する表面層形成工程と、
    酸化マグネシウム微粒子を、表面層に配設する酸化マグネシウム微粒子配設工程と、
    第一基板と第二基板とを放電空間を介して、放電空間に表面層が臨む状態で封着する封着工程とを有し、
    表面層形成工程では、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ストロンチウムの内の少なくとも２種以上の固溶体で前記表面層を形成する
    プラズマディスプレイパネルの製造方法。
15. 酸化マグネシウム微粒子配設工程では、気相酸化法で作製した酸化マグネシウム微粒子を用いる
    請求項１４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
16. 酸化マグネシウム微粒子配設工程では、酸化マグネシウム前駆体を７００度以上の温度で焼成して作成した酸化マグネシウム微粒子を用いる
    請求項１４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
17. 表面層形成工程では、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法の内の１種以上の方法で表面層を形成する
    請求項1３または請求項１４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
18. 表面層を、酸素分圧が０．２Ｐａ以上の酸素雰囲気下で形成する
    請求項１３〜１７のいずれかに記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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