JPWO2006129754A1 - プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置 - Google Patents

Abstract

ＰＤＰ装置のパネル部においては、放電空間に対してＸｅを主成分ガスとし、この主成分ガスに対してＮｅガスが添加された構成の放電ガスが、全圧１×１０４［Ｐａ］〜５×１０４［Ｐａ］の範囲内で充填されている。 放電ガスは、Ｘｅ−Ｎｅの２元系の混合ガスからなるが、全圧に対するＮｅガスの分圧比が８［％］以下に設定され、残余が主成分ガスであるＸｅガスとなっている。即ち、本発明に係るＰＤＰ装置では、放電ガスを高Ｘｅとして高い発光効率を得るとともに、全圧に対するＮｅガスの分圧比を８［％］以下に規定することで、駆動時における放電を原因とする保護層のスパッタリングによる削れの発生が抑制される。

Description

本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置に関し、特に、放電空間に充填されるガス組成に関する。

近年、平面型表示装置の一種としてのプラズマディスプレイパネル装置（以下では、「ＰＤＰ装置」と記載する。）が広く普及してきている。ＰＤＰ装置には、直流型（ＤＣ型）と交流型（ＡＣ型）とがあるが、大型表示装置を実現する上で高い技術的ポテンシャルを持つＡＣ型、特に寿命特性に優れた面放電ＡＣ型の普及が進んでいる。
上記ＰＤＰ装置は、画像表示を実行するパネル部と、入力画像信号に基づいてパネル部の駆動を実行する駆動部とからなる。この内、パネル部は、２枚のパネルが互いに間隔をあけて対向配置され、外周部で封止された構成を有している。

２枚のパネルの内の一方である前面パネルは、ガラス基板における一方の主面にストライプ状の表示電極対（スキャン電極とサスティン電極との対）が形成され、この上に誘電体層および保護層が順に積層され構成されている。２枚のパネルの内のもう一方のパネルである背面パネルは、ガラス基板の一方の主面にストライプ状のデータ電極が形成され、この上に誘電体層が形成され、さらにその上にストライプ状あるいは井桁状の隔壁が突設された構造を有している。そして、背面パネルにおける誘電体層と隣り合う隔壁とにより形成される各溝の壁面上には、蛍光体層が形成されている。

ＰＤＰ装置のパネル部は、前面パネルと背面パネルとが、各々に配された表示電極対とデータ電極とが交差する方向に配され、前面パネルと背面パネルとの間の空間（放電空間）には、放電ガスとしてのキセノン（Ｘｅ）−ネオン（Ｎｅ）の混合ガスあるいはキセノン（Ｘｅ）−ネオン（Ｎｅ）−ヘリウム（Ｈｅ）の混合ガスなどが充填されている。そして、パネル部においては、表示電極対とデータ電極との各交差部分が放電セルに相当する。ＰＤＰ装置の駆動部は、表示電極対およびデータ電極の各々に対して電圧パルスを印加できるように接続されている。

ＰＤＰ装置の駆動には、所謂、フィールド内時分割階調表示方式が用いられ、駆動部が、入力画像の１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドを初期化期間、書き込み期間および維持放電期間で構成している。
ところで、ＰＤＰ装置に対しては、より一層の発光効率（放電効率）の向上が求められており、その一方策として、放電ガス中におけるＸｅの占める割合を上昇させる研究開発がなされている。例えば、放電ガスを１００［％］Ｘｅガスとする提案（特許文献１）や、放電ガスの全圧に対するＸｅガスの分圧比を１０［％］〜１００［％］とし、且つ、放電ガスの充填圧力を６×１０^４［Ｐａ］という超高圧とする提案（特許文献２）などがなされている。
特開２００２−８３５４３号公報 特開２００２−９３３２７号公報

しかしながら、放電ガス中に占めるＸｅガスの割合を従来のＰＤＰよりも高くしていった場合には、駆動時に発生する維持放電の影響を受けて保護層がスパッタリングにより削り取られていくという現象が顕著に発生する傾向にある。このため、従来では、放電ガス中におけるＸｅガスの割合を高く設定すると、長期にわたる安定した表示性能を維持できないという問題を生じてしまうと考えられていた。また、これとは別に、上記特許文献１の技術は、放電ガス中にＮｅガスを混入しないという構成を採用し、上記特許文献２の技術では、放電ガスの全圧を超高圧にしているので、ともに放電開始電圧が高くなり過ぎて、実用的なＰＤＰを構成するのには適さないと考えられる。

本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、高い発光効率を維持しながら、駆動が長期にわたった場合にも安定した表示性能を維持し得るプラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記放電ガスの各成分と駆動に伴う放電を起因とする保護層のスパッタリングによる削れの発生との関係について探求したところ、次のようなメカニズムを解明するに至った。即ち、放電ガスの全圧に対するＸｅガスの分圧の比が５［％］〜３０［％］の範囲では、Ｘｅガスの占める割合の増加に伴い発光効率は向上するものの、保護層の削れ量が急激に増加する。本発明者等の確認によると、放電ガス中におけるＸｅガスの占める割合が３０［％］を超えるレンジを採用する場合には、実際にＰＤＰを構成する上で問題となるレベルまで、保護層の削れ量が多くなってしまう。

また、上記特許文献１のように放電ガスを１００［％］Ｘｅガスとして、全くＮｅガスを混入しない場合には、駆動時における放電に起因した保護層のスパッタリングによる削れがほとんど発生しないということが分かった。さらに、本発明者等は、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合（分圧比）を１［％］〜１０［％］の範囲で検討したところ、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合が小さければ小さいほど、駆動時の放電による保護層のスパッタリングによる削れ量が少ないという結果を得た。

これらの検討事項から、本発明者等は、駆動時における保護層のスパッタリングに関しては放電ガス中のＮｅガスの占める割合が重要なファクターであることを見出した。
そこで、本発明は、次のような特徴を採用する。
本発明に係るＰＤＰは、一対の基板（第１の基板と第２の基板）が互いの間に空間をあけて対向配置され、一方の基板（第１の基板）における主面上に電極対と誘電体層と保護層とが順に積層され、当該保護層が空間を臨む状態におかれ、他方の基板（第２の基板）における主面上に保護層と対向する状態で蛍光体層が形成され、空間に放電ガスが充填されてなる構成を有するパネルであって、放電ガスは、プラズマ放電により蛍光体層を構成する蛍光体を励起する光を出射するガス成分を主成分ガスとし、当該主成分ガスに対してＮｅガスが添加された構成を有する。そして、本発明に係るＰＤＰでは、放電ガス中において、主成分ガスが主たる比率で含有されているとともに、Ｎｅガスが、放電ガスの全圧に対して８［％］以下の分圧比で含有されていることを特徴とする。ここで、「Ｎｅガスの分圧比」とは、Ｎｅガスの分圧を放電ガスの全圧で除した値のことを指す。

なお、上記において、主成分ガスの規定における「主たる比率」とは、放電ガスの全圧に対する分圧の比が最も高いことを指し、例えば、２元系では５０［％］よりも大きい値であり、３元系では３３．３［％］よりも大きい値である。
また、本発明に係るＰＤＰ装置は、上記本発明に係るＰＤＰと、当該ＰＤＰの電極対を構成する電極の各々に対して、入力された画像信号に基づき電圧パルスを印加する駆動部とを有することを特徴とする。

上述のように、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中において、主成分ガスが最も大きな比率を占めて含まれているので、高い発光効率（放電効率）を有する。また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中にＮｅガスが含まれていることから、Ｎｅガスが含まれていない上記特許文献１のＰＤＰなどに比べて、低い放電開始電圧が維持される。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比が８［％］以下に規定されているので、駆動時における放電に伴うＮｅイオンによる保護膜へのスパッタリングによる削れ量が少なく、駆動が長期に及んだ場合にも、高い表示性能を確保可能である。
従って、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置は、高い発光効率を維持しながら、駆動が長期にわたった場合にも安定した表示性能を維持することができるという優位性を有する。

上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、第１の基板の主面上における誘電体層の厚みを２０［μｍ］未満としておくことが望ましい。これは、誘電体層を上記のように薄くすることで、パネル駆動時における放電開始電圧を低く抑えることが可能であり、駆動時における放電を原因とする保護層のスパッタリングによる削れの発生を抑制するという観点から望ましいためである。

また、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、特に、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比を５［％］以下に設定しておくことが望ましい。このように、放電ガス中におけるＮｅガスが占める割合を低く設定した場合には、特に上記のような誘電体層の厚みの規定などを行わなくても、駆動時におけるスパッタリングによる保護層の削れ量を効果的に少なくすることができる。

上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比の下限値を、０．２［％］以上に設定することが現実的である。また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比の下限を、３［％］以上に設定すれば、製造過程におけるエージング時間を従来のパネル構造を採用する場合に比べて、遜色のない長さに抑えることが可能となる。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中にアルゴン（Ａｒ）ガスを含む構成としておくことが望ましい。これは、Ａｒ原子のペニング効果を利用することによって、放電開始電圧のより一層の低減を図ることができ、発光効率の向上を図ることができるためである。
上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧（充填圧力）を１×１０^４［Ｐａ］以上５×１０^４［Ｐａ］以下に設定しておくことが望ましい。これは、放電ガスの全圧を１×１０^４［Ｐａ］よりも低く設定する場合には、従来のＰＤＰよりも発光効率が低くなってしまい、また、５×１０^４［Ｐａ］よりも高く設定する場合には、上記特許文献２の技術と同様に、放電開始電圧が高くなり過ぎてしまうためである。特に、放電ガス中におけるＸｅ分圧比が高い場合には顕著となり、Ｘｅ分圧比が高く且つ全圧も高い場合には、誘電体層の耐圧が大きな課題となる。また、放電ガスの全圧を、１．７×１０^４［Ｐａ］以上５×１０^４［Ｐａ］以下に設定しておくことがより望ましい。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、電極対を構成する各電極が金属材料からなるという構成を採用することが望ましい。これは、上述のように、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では高い発光効率の実現が可能であることから、表示電極対を構成する各電極の面積をできるだけ小さくすることができるためである。なお、従来のＰＤＰでは、通常、表示電極対を構成する各電極を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などからなる透明電極と、金属材料からなるバス電極とを積層した構成を採用していたが、上述のように本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、金属材料からなる電極だけで十分であり、透明電極などを必要としないために、そのために要する製造工数などを削減することができる。よって、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、上記電極の構成を採用するときには低いコストという優位性も有する。

本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、具体的な保護層として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を採用することができ、また、具体的な主成分ガスとしてＸｅガスまたはＫｒガスを採用することができる。
さらに、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、電極対を構成する２電極間の間の間隙（放電ギャップ）を４０［μｍ］以上７０［μｍ］以下とすることが、無効電力の低減および輝点発生頻度を低く抑えるという両観点から望ましい。即ち、放電ギャップが４０［μｍ］よりも小さい場合には、無効電力が現実的な範囲を越えて大きくなり過ぎ、逆に７０［μｍ］よりも大きい場合には、Ｘｅ分圧比が高い条件において、初期化期間で不所望の強放電（誤放電）が発生し、その後の維持期間において、本来点灯させたくない放電セルで発光してしまう（輝点が発生する）、という問題を生じるのに対し、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置のように、放電ギャップを４０［μｍ］以上７０［μｍ］以下としておけば、無効電力の低減および輝点発生の抑制という両観点から望ましい。

また、第２の基板における誘電体層の主面上であって、隣り合う電極どうしの間に隔壁が形成されている構成を採用するときに、隔壁の高さを上記電極対における放電ギャップよりも高くすることが輝点発生頻度の低減という観点から望ましく、７５［μｍ］以上１２０［μｍ］以下とすることがより望ましい。
また、所謂、井桁状の隔壁構造を採用する場合には、第２の基板における電極に並行する隔壁に対し、これに交差する方向に延設される補助隔壁の高さが、８［μｍ］以上１５［μｍ）以下の範囲で低くなるようにすることが、輝点発生頻度の低減という観点からより望ましい。

なお、隔壁の高さと補助隔壁の高さとの差異は、製造時における寸法バラツキおよび放電空間内の排気の効率を勘案して、差異を８［μｍ］未満とすることは現実的ではなく、上下に隣接する放電セル（補助隔壁を間に挟んで隣接する放電セル）間での後放電の防止、という観点から、１５［μｍ］以下としておくことが望ましい。

実施の形態１に係るパネル部１０の要部構成を示す要部斜視図（一部断面図）である。 実施の形態１に係るＰＤＰ装置１の構成を模式的に示すブロック構成図である。 ＰＤＰ装置１の駆動において、各電極に対して印加される電圧波形を示す波形図である。 パネル部１０における放電ガス中のＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 パネル部１０における放電ガス中のＮｅガスの分圧比と放電開始電圧との関係を示す特性図である。 実施の形態２に係るＰＤＰ装置において、放電ガス中のＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 実施の形態３に係るＰＤＰ装置において、放電ガス中のＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 誘電体層厚みとスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 放電ガス中のＮｅの分圧比と必要となるエージング時間との関係を示す特性図である。 放電間隙と輝点発生頻度との関係を示す特性図である。 隔壁の高さと輝点発生頻度との関係を示す特性図である。

符号の説明

１．ＰＤＰ装置
１０．パネル部
１１．前面パネル
１２．背面パネル
１３．放電空間
２０．表示駆動部
２１．データドライバ
２２．スキャンドライバ
２３．サスティンドライバ
２４．タイミング発生部
２５．Ａ／Ｄ変換器
２６．走査数変換部
２７．サブフィールド変換部
１１１、１２１．基板
１１２．表示電極対
１１３、１２２．誘電体層
１１４．保護層
１２３．隔壁
１２４．蛍光体層
Ｓｃｎ．スキャン電極
Ｓｕｓ．サスティン電極
Ｄａｔ．データ電極

以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を以って説明する。なお、以下で説明する実施の形態はあくまでも一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施の形態１）
１．パネル部１０の構成
本発明の実施の形態１に係るＰＤＰ装置１の構成の内、パネル部１０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るパネル部１０の構造を示す要部斜視図（一部断面図）である。

図１に示すように、パネル部１０は、２枚のパネル１１、１２が間に放電空間１３をあけて対向配置された構成を有する。
１−１．前面パネル１１の構成
図１に示すように、パネル部１０を構成する要素の内、前面パネル１１は、前面基板１１１における背面パネル１２と対向する側の面（図１では下面）に、スキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓからなる表示電極対１１２が、互いに平行に複数配設され、この表示電極対１１２を覆うように、誘電体層１１３および保護膜１１４が順に形成されている。

前面基板１１１は、例えば、高歪点ガラスあるいはソーダライムガラスから構成されている。また、スキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々は、金属材料（例えば、Ａｇ）から構成されており、且つ、その構成要素中にＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＳｎＯ_２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などが含まれていない構成となっている。なお、スキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓについては、その構成要素中にＩＴＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯなどを含むこととすることもできる。

また、誘電体層１１３は、無鉛の低融点ガラス材料から形成されており、その厚みは約２５［μｍ］に設定されている。保護膜１１４については、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）から構成されている。
なお、前面基板１１１の表面において、隣り合う表示電極対１１２と表示電極対１１２との間には、隣り合う放電セルの光が互いに漏れ出るのを防止するためのブラックストライプが設けられた構成としてもよい。

１−２．背面パネル１２の構成
背面パネル１２は、背面基板１２１における前面パネル１１と対向する側の面（図１では上面）に、表示電極対１１２と略直交する方向において、データ電極Ｄａｔが複数配置されており、このデータ電極Ｄａｔを覆うように、誘電体層１２２が形成されている。また、この誘電体層１２２上には、隣り合うデータ電極Ｄａｔ間に主隔壁１２３１が立設され、さらに、この主隔壁１２３１と略直行する方向に補助隔壁１２３２が形成されている。本実施の形態に係るパネル部１０では、これら主隔壁１２３１と補助隔壁１２３２との組み合わせを以って隔壁１２３が構成されている。なお、図面上では詳細に示していないが、ｚ方向において、補助隔壁１２３２の上端は、主隔壁１２３１の上端よりも若干低く設定されている。

誘電体層１２２と隣り合う２条の主隔壁１２３１および２条の補助隔壁１２３２とで囲まれた窪み部分の内壁面には、蛍光体層１２４が設けられている。蛍光体層１２４は、色毎に赤色（Ｒ）蛍光体層１２４Ｒ、緑色（Ｇ）蛍光体層１２４Ｇ、青色（Ｂ）蛍光体層１２４Ｂの各々に分けられ、図１におけるｙ方向に主隔壁１２３１で仕切られた窪み部分毎に色分けされて形成されている。なお、図１のｘ方向においては、隣り合う主隔壁１２３１間で構成される列毎に同じ色の蛍光体層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂが形成されている。

背面パネル１２における背面基板１２１についても、上記前面基板１１１と同様に、高歪点ガラスあるいはソーダライムガラスなどから構成されている。データ電極Ｄａｔは、上記スキャン電極Ｓｃｎやサスティン電極Ｓｕｓなどと同様に、例えば、Ａｇなどの金属材料から形成されている。なお、データ電極Ｄａｔの形成材料としては、Ａｇの他に、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属材料や、例えば、これらを積層するなどの方法で組み合わせたものも用いることもできる。

誘電体層１２２は、基本的に前面パネル１１の誘電体層１１３と同じく、無鉛の低融点ガラス材料から形成されているが、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）や酸化チタン（ＴｉＯ_２）が含まれたものでもよい。また、隔壁１２３は、例えば、ガラス材料を用い形成されている。
蛍光体層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂの各々は、例えば、次に示すような各色蛍光体を単独で用いたり、あるいは、各々を混合した材料を用い形成されている。

赤色（Ｒ）蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ
ＹＶＯ_３：Ｅｕ
緑色（Ｇ）蛍光体；Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ
ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ
青色（Ｂ）蛍光体：ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ
ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ
１−３．前面パネル１１と背面パネル１２との配置
図１に示すように、パネル部１０は、前面パネル１１と背面パネル１２とが、背面パネル１２に形成された隔壁１２３をギャップ材として間に挟み、且つ、表示電極対１１２とデータ電極Ｄａｔとが略直交する方向に配され、この状態で各々の外周部どうしが封止されてなる構成を有している。この構成によって、上述のように、前面パネル１１と背面パネル１２との間には、各隔壁１２３によって仕切られた放電空間１３が形成され、両パネル１１、１２が密閉容器を形成することになる。

放電空間１３には、ＸｅガスとＮｅガスとが混合されてなる放電ガスが充填されている。放電空間１３内における放電ガスの全圧は、５×１０^４［Ｐａ］に調整されている。本実施の形態に係るパネル部１０では、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合が、放電ガス全圧に対してＮｅガスの分圧の比が５［％］となる状態に設定されている。換言すれば、パネル部１０では、放電ガス全圧に対してＸｅガスの分圧の比が９５［％］となっている。ここで、放電ガス中におけるＸｅガスは、主成分ガスとして含まれるものであって、駆動時における放電により蛍光体層１２４を構成する各蛍光体を励起する真空紫外線などを出射するものである。

パネル部１０では、表示電極対１１２とデータ電極Ｄａｔとが立体交差する各箇所が放電セル（不図示）に対応する。そして、パネル部１０には、複数の放電セルがマトリクス配列された状態となっている。
２．ＰＤＰ装置１の構成
上記パネル部１０を備えるＰＤＰ装置１について、図２を用いて説明する。図２は、ＰＤＰ装置１の構成を模式的に表したブロック図である。なお、図２では、パネル部１０については電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔの配列のみを示している。

図２に示すように、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１は、上記パネル部１０とこの各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔに対して所要のタイミングおよび波形で電圧を印加する表示駆動部２０とから構成されている。パネル部１０には、行方向にｎ本のスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）およびｎ本のサスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）が、互いに交互に配設されている。

また、パネル部１０には、列方向にｍ本のデータ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）が配設されている。そして、放電セルは、隣り合う一対のスキャン電極Ｓｃｎｋ（ｋ＝１〜ｎ）およびサスティン電極Ｓｕｓｋ（ｋ＝１〜ｎ）と１本のデータ電極Ｄａｔｌ（ｌ＝１〜ｍ）との交差部分に対応して設けられ、パネル部１０全体として（ｍ×ｎ）個の放電セルを有する。

図２に示すように、表示駆動部２０は、パネル部１０における各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔに接続されるデータドライバ２１、スキャンドライバ２２およびサスティンドライバ２３を有する。そして、表示駆動部２０には、各ドライバ２１〜２３の他に、タイミング発生部２４、Ａ／Ｄ変換部２５、操作変換部２６、サブフィールド変換部２７およびＡＰＬ（平均ピクチャレベル）検出部２８を有する。また、図示を省略しているが、表示駆動部２０には、電源回路も有している。映像信号ＶＤは、Ａ／Ｄ変換部２５に入力され、また、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、タイミング発生部２４、Ａ／Ｄ変換部２５、走査数変換部２６およびサブフィールド変換部２７に対して入力される。

表示駆動部２０のＡ／Ｄ変換部２５は、入力された映像信号ＶＤをデジタル信号の画像データへと変換し、変換後の画像データを走査数変換部２６およびＡＰＬ検出部２８へと出力する。ＡＰＬ検出部２８は、Ａ／Ｄ変換部２５から転送されてくる１画面毎の各放電セルの各階調値を示す表示画面データに基づき、当該１画面の全ての階調値を積算し、これを全放電セルの数で割った値を求める。そして、ＡＰＬ検出部２８は、求めた値から最大階調値（例えば、２５６階調）に対する百分率を算出して平均ピクチャレベル（ＡＰＬ値）を求め、その値をタイミング発生部２４へと出力する。平均ピクチャレベルの値が低いほど黒っぽい画面となり、値が高ければ白っぽい画面となる。

走査数変換部２６は、Ａ／Ｄ変換部２５から受け付けた画像データをパネル部１０の画素数に応じた画像データへと変換し、サブフィールド変換部２７へと出力する。サブフィールド変換部２７は、サブフィールドメモリ（不図示）を備え、走査数変換部２６から転送されてくる画像データをパネル部１０に階調表示させるための各サブフィールドでの放電セルの点灯／非点灯を示す２値データの集合であるサブフィールドデータに変換し、一旦サブフィールドメモリに格納する。そして、タイミング発生部２４からのタイミング信号に基づきサブフィールドデータをデータドライバ２１へと出力する。

データドライバ２１は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）に対応する信号に変換し、各データ電極Ｄａｔを駆動するものである。データドライバ２１には、公知のドライバＩＣなどが備えられている。
タイミング発生部２４は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに基づいてタイミング信号を生成し、各ドライバ２１〜２３に信号を出力する。ここで、タイミング発生部２４は、ＡＰＬ検出部２８から入力されるＡＰＬ値に基づいて１フィールドを構成するサブフィールドの各々の初期化期間を全セル初期化期間であるか選択初期化期間であるかを決定し、１フィールド内での全セル初期化期間の適用回数を制御する。

スキャンドライバ２２は、タイミング発生部２４から送られてくるタイミング信号に基づいて、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に駆動電圧を印加する。スキャンドライバ２２についても、上記データドライバ２１と同様に、公知のドライバＩＣを備えて構成されている。
サスティンドライバ２３は、公知のドライバＩＣを備えて構成されており、タイミング発生部２４から送られてくるタイミング信号に基づいて、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に駆動電圧を印加する。

３．ＰＤＰ装置１の駆動方法
次に、上記構成を有するＰＤＰ装置１の駆動方法について、図３を用いて説明する。図３は、フィールド内時分割階調表示方式（サブフィールド法）を用いてＰＤＰ装置１の駆動を実行する方法を示している。
図３に示すように、ＰＤＰ装置１の駆動においては、一例として、２５６階調を表現するために１フィールドを８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に分割し、それぞれのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に初期化期間Ｔ_１、書き込み期間Ｔ_２、維持期間Ｔ_３の３期間を設定し、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に対して電圧パルス２００１、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対して電圧パルス２００２、データ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）に対して電圧パルス２００３をそれぞれ印加する。

先ず、ＰＤＰ１の駆動では、初期化期間Ｔ_１において、パネル部１０の全放電セルに対して初期化放電を発生させ、これによって当該サブフレームよりも前のサブフレームにおける放電の有無による影響の除去や放電特性のバラツキを吸収するための初期化が実施される。初期化期間Ｔ_１における初期化放電は、図３に示すように、電圧−時間推移が緩やかに傾斜して上下するランプ波形を、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に印加し、小さな放電電流を定常的に流す。これにより、パネル部１０の全放電セルで、上り傾斜のランプ波形部分と下りランプ波形部分とで各１回づつ弱放電である初期化放電が発生する。

次に、書き込み期間Ｔ_２において、サブフィールドデータに基づいてスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）を１ライン毎に順にスキャンして行き、当該サブフィールドで維持放電させたい放電セルに対して、スキャン電極Ｓｃｎとデータ電極Ｄａｔとの間で書き込み放電（微小な放電）を発生させる。このようにスキャン電極Ｓｃｎとデータ電極Ｄａｔとの間で書き込み放電を生じた放電セルでは、前面パネル１１の保護層１１４の放電空間１３側の表面に壁電荷が蓄えられる。

その後、維持期間Ｔ_３において、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）およびスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対し、所定の周期（例えば、６［μｓｅｃ．］）、所定の電圧（例えば、１８０Ｖ）で矩形波の維持パルスを印加する。サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に印加する維持パルスと、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に印加する維持パルスとは、互いに同一の周期を有し、且つその位相が半周期ずれた状態となっており、パネル部１０における全放電セルに対して同時に印加される。

図３に示すようなパルスの印加によって、パネル部１０では、書き込みがなされた放電セルにおいて、維持期間Ｔ_３での交流電圧の印加を以って電圧極性が変化するたびにパルス放電が発生する。このような維持放電の発生により、表示発光は、放電空間１３の励起Ｘｅ原子からは１４７［ｎｍ］の共鳴線が、励起Ｘｅ分子からは１７３［ｎｍ］主体の分子線が放射され、次いで発生の紫外線を背面パネル１２における蛍光体層１２４で可視光変換して画像表示がなされることになる。

４．ＰＤＰ装置１が有する優位性
本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、パネル部１０の放電空間１３内に充填されている放電ガスがＸｅ−Ｎｅガスであり、放電ガス中に占めるＮｅガスの割合（全圧に対するＮｅ分圧の比）が５［％］に設定されている。逆にいえば、放電ガス中におけるＸｅガスの占める割合は、９５［％］と高くなっている。このため、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、上述のように、高い発光効率（放電効率）を有する。そして、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、上記特許文献１の技術のごとく１００［％］Ｘｅとせずに、５［％］のＮｅガスを添加しており、尚且つ、放電ガスの全圧を上記特許文献２のような超高圧とはしていないので、放電開始電圧を低く維持することができる。

また、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、パネル部１０における放電ガス中のＮｅガスの占める割合を上記のように５［％］としているので、駆動時の放電により保護層１１４がスパッタリングにより削り取られてしまうという問題を生じにくく、長寿命なものとなる。この理由については、後述する。
また、本実施の形態に係るパネル部１０では、前面パネル１１における保護層１１４を構成する材料としてＭｇＯを用いている。保護層の構成材料としては、この他にもＭｇＦ_２（弗化マグネシウム）なども用いられることがあるが、２次電子放出係数および耐スパッタリング性等の観点からＭｇＯが最適である。よって、ＭｇＯを用いて保護層１１４を形成している本実施の形態に係るパネル部１０では、駆動時における高い発光効率と保護層１１４のスパッタリングに対する耐性という観点から優位である。

さらに、パネル部１０の構成では、表示電極対１１２を構成するスキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓを、Ａｇなどの金属材料からのみ形成しているので、ＩＴＯなどからなる透明電極と金属材料からなるバス電極との積層構造によってこれら電極を構成していた従来のパネル部よりも、製造コストという観点から優位である。なお、本実施の形態に係るパネル部１０において、スキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々を金属材料のみから構成できるのは、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では非常に高い発光輝度を有するため、電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの各幅を狭くすることができることに由来する。金属材料からなる電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの形成には、スパッタリング法などを用いることが可能であり、薄くて低抵抗な電極を形成することができる。

なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１については、上記構成以外にもバリエーションを採用することが可能である。例えば、放電ガスにおける主成分ガスを上記パネル部１０ではＸｅガスとしたが、これの代りにクリプトン（Ｋｒ）ガスを採用することもできる。また、放電ガスの全圧については、上記パネル部１０の構成では５×１０^４［Ｐａ］としたが、１×１０^４［Ｐａ］〜５×１０^４［Ｐａ］の範囲内であれば、ＰＤＰ装置１の駆動時における放電電圧という観点から、望ましい範囲として採用することができる。ここで、仮に放電ガスの充填圧力を１×１０^４［Ｐａ］未満とした場合には、パネルの発光効率が従来のパネルよりも低くなってしまう。

また、放電ガスの充填圧力を５×１０^４［Ｐａ］よりも高くした場合には、上記特許文献２のパネルのように放電開始電圧が高くなってしまう。例えば、本実施の形態に係るパネル部１０と同様のパネル構成で放電ガスの充填圧力を６×１０^４［Ｐａ］程度まで上昇させた場合には、放電開始電圧は、約７００［Ｖ］まで上昇してしまう。
さらに、本実施の形態では、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合を５％としたが、８［％］以下であればよい。ただし、全くＮｅガスが含まれていないような組成については、上記理由から避けなければならない。

５．放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率（全圧に対する分圧比）
上記パネル部１０の構成をベースとして、放電ガスにおけるＸｅガスとＮｅガスとの構成比率を変えてみて、駆動時における放電に起因する保護層１１４のスパッタリングレートおよび放電開始電圧の変化について考察する。
図４には、放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率（分圧比）と保護層１１４のスパッタリングレートとの関係を示す。図中には、計算値と実験値とを示している。なお、スパッタリングレートの計算は各イオンにおけるスパッタリング確率と、イオン密度およびイオンエネルギー分布とを考慮して行っている。

図４に示すように、Ｎｅガスの分圧比が０［％］から９５［％］までの間で実験および計算を行ったところ、実験結果は計算値と実験の傾向が非常によく一致した。スパッタリングレートは、Ｎｅガスの分圧比が略２５［％］のときに最大値をとり、Ｎｅガスの分圧比が０［％］〜２５［％］の範囲では、スパッタリングレートがＮｅガスの分圧比に従って急激に大きくなる。一方、Ｎｅガスの分圧比が２５［％］〜９５［％］の範囲では、Ｎｅガスの分圧比が高くなればなるほどスパッタリングレートが小さくなる。

保護層のスパッタリングレートが上昇した場合には、保護層が削り取られてしまい、パネル部が長期間の使用に耐えられなくなる。つまり製品の寿命が短くなったり、信頼性が低下したりすることとなる。このためスパッタリングレートには許容できる上限が存在する。
図４に示す結果より、Ｎｅガスの分圧比は、５［％］以下もしくは７０［％］以上とする必要があることが分かる。ただし、放電ガス中におけるＸｅガスの含有比率が低い場合には、放電効率が低下するため、Ｎｅガスの分圧比を５［％］以下とすることにより、高効率と長寿命が両立されるＰＤＰ装置が実現できる。

ただし、上記特許文献１のように、Ｘｅガスの分圧比が高過ぎる場合には、放電開始電圧も増加してしまう。このため、放電ガスには、Ｎｅガスを添加し放電開始電圧を少しでも下げることが必要である。
次に、Ｎｅガスの分圧比と放電開始電圧との関係について、図５を用いて説明する。図５は、放電開始電圧のＮｅガス分圧比依存性を示す特性図である。なお、図５においては、Ｘｅガスの分圧を２×１０^４［Ｐａ］で一定とし、これに対してＮｅガスを添加することによって分圧比を決定している。

一般的には、圧力が増加すると放電開始電圧が増加する傾向にあるが、図５に示すように、Ｘｅガスに対してＮｅガスを添加した場合には、およそＮｅガスの分圧比が１０［％］程度までの範囲では放電開始電圧が下がり、分圧比が１０［％］を超える範囲では、Ｎｅガスの分圧比の増加に伴って増加する傾向にある。
図５に示すように、Ｎｅガスの分圧比が１０［％］〜３０［％］程度の範囲では、全圧が増加しているにもかかわらず、Ｎｅガスを添加しない場合に比べて、放電開始電圧が小さくなっている。また、放電開始電圧を低減する効果は、Ｎｅガスの分圧比が０．２［％］の場合でも得られており、微量の添加でも効果があることが分かる。これは、ＭｇＯからなる保護層１１４の２次電子放出係数がＮｅイオンの存在によって大きくなったためであると考えられる。

従って、本実施の形態のＰＤＰ装置１のように、高い発光効率（放電効率）と保護層１１４のスパッタリング現象の抑制、および放電開始電圧の低減という効果を得るためには、放電ガスをＸｅガスとＮｅガスの混合ガスとし、Ｎｅガスの分圧を全圧の５［％］以下とすることが望ましい。
なお、図５では、放電ガス中にＮｅガスを含まない（Ｎｅガスの分圧比＝０［％］）については、そのデータをプロットしなかったが、上記特許文献１のように、放電ガス中にＮｅガスを含有しない場合には、放電開始電圧が上昇する。

なお、本実施の形態では、放電ガスにおける主成分ガスとしてＸｅガスを採用しているが、この他にも主成分ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）ガスを採用することも可能である。Ｋｒガスを主成分ガスとした場合にも、図４および図５の結果に変化はない。
（実施の形態２）
次に実施の形態２に係るＰＤＰ装置について、以下で説明する。

先ず、本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部の構成は、基本的に図１、２に示す上記実施の形態１のものと同様である。構成上の相違点は、放電ガスの充填圧力（全圧）が３．５×１０^４［Ｐａ］であること、前面パネルにおける誘電体層の構成材料が酸化シリコンであって、その厚みが約２０［μｍ］であること、そして、表示電極対を構成する各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの材料にＡｌ−Ｎｄが使われていることにある。

また、本実施の形態では、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比が、８［％］に設定されている。その他の構成については、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１およびそのパネル部１０と同様であるので、重ねての説明を省略する。
ここで、本実施の形態に係るＰＤＰ装置のパネル部においては、前面パネルにおける誘電体層の構成材料として、上記実施の形態１などの低融点ガラスなどに比べて誘電率が低い酸化シリコンを採用しているので、放電空間との電極容量を上記パネル部１０と同一に揃えた場合には、その膜厚を１／２〜１／３と薄くすることが可能となっている。このため、本実施の形態に係るパネル部では、誘電体層の膜厚を上記パネル部１０の誘電体層１１３の膜厚２５［μｍ］に比べて５［μｍ］薄い２０［μｍ］とすることができている。この誘電体層の薄肉化は、放電電圧の低減に寄与する。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部では、上記特徴を備えることから、実施の形態１に係るＰＤＰ装置１が有する優位性に加えて、駆動時における放電による保護層へのスパッタリングダメージをより低減することができる。即ち、誘電体層を薄肉化することで放電電圧の低減を果たし、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比を８％としても、保護層へのイオン衝撃エネルギを小さなものとすることができる。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置が有する上記優位性を確認するために実施した確認実験について、図６を用いて説明する。図６は、上記図４に対応するものであって、放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率（分圧比）と保護層のスパッタリングレートとの関係を示す。なお、本実験では、放電ガスをＸｅガスとＮｅガスとの２元系としているので、図６のＮｅガスを除く残余の成分はＸｅガスということになる。

図６に示すように、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比がスパッタリングレートは、Ｎｅガスの分圧比が略２５［％］のときに最大値をとる。これについては、図４に示す結果と同一であるが、分圧比が２５［％］のときのスパッタリングレートが、図４に比べて約３０ポイント低くなっている。これは、上述のように、酸化シリコンを用いて誘電体層を形成することで、その膜厚を２０［μｍ］と薄肉化していることによるものである。

図６に示すように、図４の場合と同様に、Ｎｅガスの分圧比が０［％］〜２５［％］の範囲では、スパッタリングレートがＮｅガスの分圧比に従って急激に大きくなり、２５［％］〜９５［％］の範囲では、Ｎｅガスの分圧比が高くなればなるほどスパッタリングレートが小さくなる。
以上の結果より、本実施の形態に係るパネル部の構成を採用する場合には、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比を８［％］以下に規定することで、高い発光効率と長寿命とを両立可能なＰＤＰ装置を実現できる。なお、本実施の形態においても、放電ガス中には、微量（例えば、０．２［％］）であってもＮｅガスが添加されていることが前提となる。

また、図６より、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比を５［％］以下とする場合には、スパッタリングレートを一層低いものとすることができ、高い発光効率と、保護層へのスパッタリング発生の抑制と、放電開始電圧の低減とを実現するのに有効である。
なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置においても、放電ガスの全圧を１×１０^４［Ｐａ］〜５×１０^４［Ｐａ］の範囲で設定することが可能であり、また、表示電極対を構成する各電極Ｓｃｎ、ＳｕｓをＡｇなどから形成することも可能である。これらの理由については、上記実施の形態１と同様である。表示電極対を構成する各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの厚みについては、誘電体層の薄肉化を図っている観点から、絶縁破壊を防止するために薄くしておくことが望ましい。

また、放電ガスの主成分ガスとしてＸｅガスの代りにＫｒガスを用いても、上記同様の優位性を有する。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部について説明する。
本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部は、上記実施の形態２と略同一の構成を有する。本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部が有する上記実施の形態２との相違点は、放電ガスの組成にある。具体的には、本実施の形態に係るパネル部では、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅ−Ａｒの３元系ガスが用いられている。そして、放電ガス中におけるＮｅガスおよびＡｒガスの分圧比は、ともに５［％］に設定されている。なお、放電ガスの全圧は、上記実施の形態２と同様に、３．５×１０^４［Ｐａ］に設定されている。また、これ以外の構成については、上記実施の形態２に係るＰＤＰ装置と同様である。

ここで、本実施の形態に係るパネル部では、放電ガスにＡｒガスを添加しているが、これは次のような理由からである。即ち、ＡｒイオンはＮｅイオンに比べて保護層をスパッタリングし難いという特性を有しており、Ａｒガスの添加による寿命への影響はない。また、放電ガスにＡｒガスを添加することで、励起されたＡｒを介してのＸｅの励起が期待できる。このため、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、上記実施の形態２に係るＰＤＰ装置などに比べて、尚一層の発光効率の向上を図ることができる。

また、ＭｇＯからなる保護層のＡｒイオンによる２次電子放出係数は、Ｘｅイオンによるものより大きいので、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、放電開始電圧の低減効果も期待できる。
従って、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、上記実施の形態１、２に係るＰＤＰ装置にも増して、高い発光効率と、保護層に対するスパッタリングの発生の抑制と、放電開始電圧の低減とを実現する上で優位性を有する。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置におけるＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係についての確認結果を図７に示す。
図７に示すように、放電ガスがＸｅ−Ｎｅ−Ａｒの３元系の場合においても、Ｎｅガスの分圧比が略２５［％］のときにスパッタリングレートが最大値をとる。このことから、保護層のスパッタリングレートは、放電ガス中のＮｅガスの分圧比に従っていることが分かる。即ち、図４と図７とを比べるとき、放電ガス中にＡｒガスが５％含まれているか否かに関わらず、Ｎｅガスの分圧比が２５［％］のポイントでスパッタリングレートの最大を有する。これより、保護層に対するスパッタリングは、放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率により左右されていることが分かる。

なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部においても、上記実施の形態１および実施の形態２と同様の種々のバリエーションを採用することが可能である。
（誘電体層の膜厚とスパッタリングレートとに関する考察）
次に、誘電体層の膜厚とスパッタリングレートとの関係に関し、図８を用い説明する。図８は、保護層におけるスパッタリングレートの誘電体層の膜厚に対する依存性に関する特性図である。

図８に示すように、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が１０［％］の場合には、確認した誘電体層の膜厚の範囲内（１５［μｍ］〜４０［μｍ］）において、保護層のスパッタリングレートが”３０”以上となっている。一方、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が５［％］の場合には、誘電体層の膜厚が確認の範囲内において、保護層のスパッタリングレートが”３０”未満となっている。

また、図８に示すように、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が８［％］の場合には、誘電体層の膜厚が２０［μｍ］以下であれば、保護層のスパッタリングレートが”３０”未満となり、ＰＤＰ装置の寿命という面から望ましいと考えられる。
以上の結果より、ＰＤＰ装置およびそのパネル部においては、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が８［％］以下という範囲を想定する場合、誘電体層の膜厚を２０［μｍ］以下とすることが望ましい。ただし、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が５［％］の場合には、図８から明らかなように、誘電体層の膜厚を４０［μｍ］以下の範囲としておけば、ＰＤＰ装置およびそのパネル部の長寿命化および発光効率の向上の両方を図ることができる。例えば、低融点ガラスを含むペーストを塗布・焼成するという過程を経て形成される従来の一般的な誘電体層を備える場合にも、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比を５［％］以下とすれば、保護層のスパッタリングレートを”３０”未満とすることができ、ＰＤＰ装置およびそのパネル部の長寿命化および発光効率の向上という両観点から望ましい。
（放電ガス中におけるＮｅガスの含有率と製造過程におけるエージング時間とに関する考察）
次に、放電ガス中におけるＮｅガスの含有率と製造過程におけるエージング時間とに関し、図９を用い説明する。本考察を行うのに際しては、図１および図２に示す構成と同様の構成を有するＰＤＰ装置を用いた。ただし、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅの２元系混合ガスを用い、Ｘｅガスの分圧を２０［ｋＰａ］（１５０［Ｔｏｒｒ］）で一定とし、これに０［％］〜２０［％］の範囲の分圧比となるようにＮｅガスを混合した。なお、エージング時間とは、放電開始電圧の初期変動が収まり、定常状態、例えば２５０［Ｖ］±５［Ｖ］の範囲内となるまでに要する時間である。

図９に示すように、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比が、３［％］よりも小さい範囲においては、Ｎｅガスの分圧比の増加に伴い急激にエージング時間が短くなっている。そして、エージング時間は、Ｎｅガスの分圧比が３［％］以上となる範囲では、ほとんど変化しなくなる。即ち、エージング時間を短く抑えようとする時には、放電ガス中におけるＮｅガスの含有率を、分圧比で３［％］以上としておくことが望ましい。
（放電間隙と輝点発生頻度とに関する考察）
次に、前面パネル１１におけるスキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓとの間隙（放電ギャップ）と輝点発生頻度との関係について、図１０を用い説明する。なお、本考察においては、図１および図２に示す構成のＰＤＰ装置を用いた。ただし、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅの２元系混合ガスを採用し、Ｘｅガスの分圧比を９５［％］とし、Ｎｅガスの分圧比を５［％］とした。また、放電ガスの全圧を２４［ｋＰａ］とし、前面パネル１１の表示電極対１１２におけるスキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓとの間隙を３０［μｍ］〜８０［μｍ］の範囲で変化させて、その各々の装置についての輝点発生頻度を求めた。

図１０に示すように、放電ギャップが４０［μｍ］よりも小さい範囲では、輝点発生頻度は０．４のあたりで一定している。そして、放電ギャップが４０［μｍ］以上の範囲では、放電ギャップに応じて輝点発生頻度も増加する傾向にある。輝点は、ＰＤＰ装置の表示品質を大きく左右する要素であるため、累積駆動時間が長期（例えば、ＰＤＰ装置の寿命６万時間）に及んだ場合にも発生しないことが要求される。上記寿命６万時間に達するまでの間、輝点が発生しない目安としては、図１０における輝点発生頻度が”０．５”以下であることが望まれる。

なお、ＰＤＰ装置では、放電ギャップが４０［μｍ］よりも小さい場合、駆動時における無効電力が大きくなり過ぎる。また、放電ギャップが７０［μｍ］よりも大きい場合には、累積駆動時間が長期に及んだ場合に輝点が発生する、という問題を生じる。
従って、放電ギャップに関しては、無効電力の低減と、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点発生の抑制との両観点から放電ギャップを、４０［μｍ］以上７０［μｍ］以下の範囲とすることが望ましい。
（隔壁１２３の高さと輝点発生頻度とに関する考察）
次に、隔壁１２３の高さと輝点発生頻度との関係について、図１１を用い説明する。なお、本考察に際しては、表示電極対１１２を構成し、対をなすスキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓとのギャップ（放電ギャップ）よりも隔壁１２３の高さが高いことを前提としており、また、隔壁１２３において、主隔壁１２３１の方が補助隔壁１２３２よりも高いのが前提である。他の構成については、上記放電間隙と輝点発生頻度とに関する考察に係る場合と同様である。

また、本考察においては、主隔壁１２３１と補助隔壁１２３２との段差を２水準とした。
図１１に示すように、主隔壁１２３１と補助隔壁１２３２との段差が８［μｍ］である場合も１５［μｍ］である場合も、隔壁１２３の高さ（主隔壁１２３１の高さ）の増加に伴い、輝点発生頻度が上昇している。また、全ての確認ポイントにおいて、段差が８［μｍ］の場合よりも段差が１５［μｍ］の場合の方が、輝点発生頻度が小さくなっている。なお、主隔壁１２３１の高さが低いほど放電開始電圧が上昇する傾向が確認された。特に、主隔壁１２３１の高さが７５［μｍ］よりも低くなると、放電開始電圧は急激に上昇する傾向にある。

また、主隔壁１２３１が１２０［μｍ］以下であれば、輝点発生頻度は”０．５”以下となっており、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点の発生を抑制することが可能となる。よって、主隔壁１２３１の高さを７５［μｍ］以上１２０［μｍ］以下とすることが、放電開始電圧の上昇の抑制と、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点の発生の抑制という両観点から望ましい。
（その他の事項）
上記実施の形態は、本発明の構成およびそこから奏される作用効果を説明するために一例として用いたものであって、本発明は、上記特徴とする部分以外の点において、これに限定を受けるものではない。例えば、放電ガスとして、上記実施の形態１、２では、Ｘｅ−Ｎｅの２元系の混合ガスを用い、また、上記実施の形態３では、Ｘｅ−Ｎｅ−Ａｒの３元系の混合ガスを用いたが、これ以外にも、主成分ガスに対して上記範囲内でＮｅガスが添加されてなる放電ガスを採用することができる。例えば、放電ガスとしては、Ｋｒ−Ｎｅ、Ｋｒ−Ｎｅ−Ａｒ、Ｘｅ−Ｎｅ−Ｈｅ、Ｘｅ−Ｎｅ−Ｈｅ−ＡｒやＫｒ−Ｎｅ−Ｈｅ−Ａｒなどを採用することもできる。

また、上記実施の形態１などでは、蛍光体層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂの各々を構成する蛍光体材料を例示したが、それ以外にも次に示すような各蛍光体材料を用いることができる。
Ｒ蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ
Ｇ蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：ＴｂとＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎとの混合物
Ｂ蛍光体；ＢａＭｇ_２Ａｌ_１４Ｏ_２４：Ｅｕ
また、上記実施の形態では、放電ガスの主成分ガスとして、ＸｅガスやＫｒガスなどの放電により１４７［ｎｍ］や１７３［ｎｍ］の波長を有する紫外光を発するものを採用しているが、これについては、背面パネル１２に設けられた蛍光体層１２４の構成材料に基づいて適宜の変更が可能である。

また、上記実施の形態１〜３では、ＰＤＰ装置として図２に示すような構成を適用し、パネル部として図１に示すような構成を適用しているが、本発明に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部の構成はこれらに限定を受けるものではない。
また、誘電体層の膜厚については、上記実施の形態１では２５［μｍ］、上記実施の形態２、３では２０［μｍ］にそれぞれ設定しているが、それ以外の値に設定してもよい。ただし、ＰＤＰ装置の駆動時における放電電圧と絶縁破壊との関係を考慮して設定することが必要となる。

さらに、表示電極対を構成するスキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々については、上記実施の形態１ではＡｇをその構成材料とし、上記実施の形態２、３ではＡｌ−Ｎｄをその構成材料として採用しているが、本発明はこれに限定を受けるものではない。例えば、ＩＴＯなどの透明膜と金属材料からなるバスラインとの積層構造を有する従来構造の電極や、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｃｕなどの積層体などを用いることも当然に可能である。また、上述のように、本発明の構成を採用したＰＤＰ装置およびそのパネル部では、高い発光輝度を得ることができるので、ＩＴＯなどからなる透明電極を廃した表示電極対を採用することができるのであるが、ＡｇやＡｌ−Ｎｄに限らず、他の金属材料を用いることも可能である。

本発明は、高い発光効率を維持しながら、駆動の長短にかかわりなく安定した表示性能を維持することができ、大型で高精細なテレビジョンあるいは大型表示装置などに適用することが可能である。

本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置に関し、特に、放電空間に充填されるガス組成に関する。

近年、平面型表示装置の一種としてのプラズマディスプレイパネル装置（以下では、「ＰＤＰ装置」と記載する。）が広く普及してきている。ＰＤＰ装置には、直流型（ＤＣ型）と交流型（ＡＣ型）とがあるが、大型表示装置を実現する上で高い技術的ポテンシャルを持つＡＣ型、特に寿命特性に優れた面放電ＡＣ型の普及が進んでいる。
上記ＰＤＰ装置は、画像表示を実行するパネル部と、入力画像信号に基づいてパネル部の駆動を実行する駆動部とからなる。この内、パネル部は、２枚のパネルが互いに間隔をあけて対向配置され、外周部で封止された構成を有している。

２枚のパネルの内の一方である前面パネルは、ガラス基板における一方の主面にストライプ状の表示電極対（スキャン電極とサスティン電極との対）が形成され、この上に誘電体層および保護層が順に積層され構成されている。２枚のパネルの内のもう一方のパネルである背面パネルは、ガラス基板の一方の主面にストライプ状のデータ電極が形成され、この上に誘電体層が形成され、さらにその上にストライプ状あるいは井桁状の隔壁が突設された構造を有している。そして、背面パネルにおける誘電体層と隣り合う隔壁とにより形成される各溝の壁面上には、蛍光体層が形成されている。

ＰＤＰ装置のパネル部は、前面パネルと背面パネルとが、各々に配された表示電極対とデータ電極とが交差する方向に配され、前面パネルと背面パネルとの間の空間（放電空間）には、放電ガスとしてのキセノン（Ｘｅ）−ネオン（Ｎｅ）の混合ガスあるいはキセノン（Ｘｅ）−ネオン（Ｎｅ）−ヘリウム（Ｈｅ）の混合ガスなどが充填されている。そして、パネル部においては、表示電極対とデータ電極との各交差部分が放電セルに相当する。ＰＤＰ装置の駆動部は、表示電極対およびデータ電極の各々に対して電圧パルスを印加できるように接続されている。

ＰＤＰ装置の駆動には、所謂、フィールド内時分割階調表示方式が用いられ、駆動部が、入力画像の１フィールドを複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドを初期化期間、書き込み期間および維持放電期間で構成している。
ところで、ＰＤＰ装置に対しては、より一層の発光効率（放電効率）の向上が求められており、その一方策として、放電ガス中におけるＸｅの占める割合を上昇させる研究開発がなされている。例えば、放電ガスを１００［％］Ｘｅガスとする提案（特許文献１）や、放電ガスの全圧に対するＸｅガスの分圧比を１０［％］〜１００［％］とし、且つ、放電ガスの充填圧力を６×１０^４［Ｐａ］という超高圧とする提案（特許文献２）などがなされている。
特開２００２−８３５４３号公報 特開２００２−９３３２７号公報

しかしながら、放電ガス中に占めるＸｅガスの割合を従来のＰＤＰよりも高くしていった場合には、駆動時に発生する維持放電の影響を受けて保護層がスパッタリングにより削り取られていくという現象が顕著に発生する傾向にある。このため、従来では、放電ガス中におけるＸｅガスの割合を高く設定すると、長期にわたる安定した表示性能を維持できないという問題を生じてしまうと考えられていた。また、これとは別に、上記特許文献１の技術は、放電ガス中にＮｅガスを混入しないという構成を採用し、上記特許文献２の技術では、放電ガスの全圧を超高圧にしているので、ともに放電開始電圧が高くなり過ぎて、実用的なＰＤＰを構成するのには適さないと考えられる。

本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、高い発光効率を維持しながら、駆動が長期にわたった場合にも安定した表示性能を維持し得るプラズマディスプレイパネルおよびプラズマディスプレイパネル装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記放電ガスの各成分と駆動に伴う放電を起因とする保護層のスパッタリングによる削れの発生との関係について探求したところ、次のようなメカニズムを解明するに至った。即ち、放電ガスの全圧に対するＸｅガスの分圧の比が５［％］〜３０［％］の範囲では、Ｘｅガスの占める割合の増加に伴い発光効率は向上するものの、保護層の削れ量が急激に増加する。本発明者等の確認によると、放電ガス中におけるＸｅガスの占める割合が３０［％］を超えるレンジを採用する場合には、実際にＰＤＰを構成する上で問題となるレベルまで、保護層の削れ量が多くなってしまう。

また、上記特許文献１のように放電ガスを１００［％］Ｘｅガスとして、全くＮｅガスを混入しない場合には、駆動時における放電に起因した保護層のスパッタリングによる削れがほとんど発生しないということが分かった。さらに、本発明者等は、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合（分圧比）を１［％］〜１０［％］の範囲で検討したところ、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合が小さければ小さいほど、駆動時の放電による保護層のスパッタリングによる削れ量が少ないという結果を得た。

これらの検討事項から、本発明者等は、駆動時における保護層のスパッタリングに関しては放電ガス中のＮｅガスの占める割合が重要なファクターであることを見出した。
そこで、本発明は、次のような特徴を採用する。
本発明に係るＰＤＰは、一対の基板（第１の基板と第２の基板）が互いの間に空間をあけて対向配置され、一方の基板（第１の基板）における主面上に電極対と誘電体層と保護層とが順に積層され、当該保護層が空間を臨む状態におかれ、他方の基板（第２の基板）における主面上に保護層と対向する状態で蛍光体層が形成され、空間に放電ガスが充填されてなる構成を有するパネルであって、放電ガスは、プラズマ放電により蛍光体層を構成する蛍光体を励起する光を出射するガス成分を主成分ガスとし、当該主成分ガスに対してＮｅガスが添加された構成を有する。そして、本発明に係るＰＤＰでは、放電ガス中において、主成分ガスが主たる比率で含有されているとともに、Ｎｅガスが、放電ガスの全圧に対して８［％］以下の分圧比で含有されていることを特徴とする。ここで、「Ｎｅガスの分圧比」とは、Ｎｅガスの分圧を放電ガスの全圧で除した値のことを指す。

なお、上記において、主成分ガスの規定における「主たる比率」とは、放電ガスの全圧に対する分圧の比が最も高いことを指し、例えば、２元系では５０［％］よりも大きい値であり、３元系では３３．３［％］よりも大きい値である。
また、本発明に係るＰＤＰ装置は、上記本発明に係るＰＤＰと、当該ＰＤＰの電極対を構成する電極の各々に対して、入力された画像信号に基づき電圧パルスを印加する駆動部とを有することを特徴とする。

上述のように、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中において、主成分ガスが最も大きな比率を占めて含まれているので、高い発光効率（放電効率）を有する。また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中にＮｅガスが含まれていることから、Ｎｅガスが含まれていない上記特許文献１のＰＤＰなどに比べて、低い放電開始電圧が維持される。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比が８［％］以下に規定されているので、駆動時における放電に伴うＮｅイオンによる保護膜へのスパッタリングによる削れ量が少なく、駆動が長期に及んだ場合にも、高い表示性能を確保可能である。
従って、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置は、高い発光効率を維持しながら、駆動が長期にわたった場合にも安定した表示性能を維持することができるという優位性を有する。

上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、第１の基板の主面上における誘電体層の厚みを２０［μｍ］未満としておくことが望ましい。これは、誘電体層を上記のように薄くすることで、パネル駆動時における放電開始電圧を低く抑えることが可能であり、駆動時における放電を原因とする保護層のスパッタリングによる削れの発生を抑制するという観点から望ましいためである。

また、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、特に、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比を５［％］以下に設定しておくことが望ましい。このように、放電ガス中におけるＮｅガスが占める割合を低く設定した場合には、特に上記のような誘電体層の厚みの規定などを行わなくても、駆動時におけるスパッタリングによる保護層の削れ量を効果的に少なくすることができる。

上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比の下限値を、０．２［％］以上に設定することが現実的である。また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比の下限を、３［％］以上に設定すれば、製造過程におけるエージング時間を従来のパネル構造を採用する場合に比べて、遜色のない長さに抑えることが可能となる。

また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガス中にアルゴン（Ａｒ）ガスを含む構成としておくことが望ましい。これは、Ａｒ原子のペニング効果を利用することによって、放電開始電圧のより一層の低減を図ることができ、発光効率の向上を図ることができるためである。
上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、放電ガスの全圧（充填圧力）を１×１０^４［Ｐａ］以上５×１０^４［Ｐａ］以下に設定しておくことが望ましい。これは、放電ガスの全圧を１×１０^４［Ｐａ］よりも低く設定する場合には、従来のＰＤＰよりも発光効率が低くなってしまい、また、５×１０^４［Ｐａ］よりも高く設定する場合には、上記特許文献２の技術と同様に、放電開始電圧が高くなり過ぎてしまうためである。特に、放電ガス中におけるＸｅ分圧比が高い場合には顕著となり、Ｘｅ分圧比が高く且つ全圧も高い場合には、誘電体層の耐圧が大きな課題となる。また、放電ガスの全圧を、１．７×１０^４［Ｐａ］以上５×１０^４［Ｐａ］以下に設定しておくことがより望ましい。
また、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、電極対を構成する各電極が金属材料からなるという構成を採用することが望ましい。これは、上述のように、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では高い発光効率の実現が可能であることから、表示電極対を構成する各電極の面積をできるだけ小さくすることができるためである。なお、従来のＰＤＰでは、通常、表示電極対を構成する各電極を、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などからなる透明電極と、金属材料からなるバス電極とを積層した構成を採用していたが、上述のように本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、金属材料からなる電極だけで十分であり、透明電極などを必要としないために、そのために要する製造工数などを削減することができる。よって、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、上記電極の構成を採用するときには低いコストという優位性も有する。

本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、具体的な保護層として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を採用することができ、また、具体的な主成分ガスとしてＸｅガスまたはＫｒガスを採用することができる。
さらに、上記本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置では、電極対を構成する２電極間の間の間隙（放電ギャップ）を４０［μｍ］以上７０［μｍ］以下とすることが、無効電力の低減および輝点発生頻度を低く抑えるという両観点から望ましい。即ち、放電ギャップが４０［μｍ］よりも小さい場合には、無効電力が現実的な範囲を越えて大きくなり過ぎ、逆に７０［μｍ］よりも大きい場合には、Ｘｅ分圧比が高い条件において、初期化期間で不所望の強放電（誤放電）が発生し、その後の維持期間において、本来点灯させたくない放電セルで発光してしまう（輝点が発生する）、という問題を生じるのに対し、本発明に係るＰＤＰおよびＰＤＰ装置のように、放電ギャップを４０［μｍ］以上７０［μｍ］以下としておけば、無効電力の低減および輝点発生の抑制という両観点から望ましい。

また、第２の基板における誘電体層の主面上であって、隣り合う電極どうしの間に隔壁が形成されている構成を採用するときに、隔壁の高さを上記電極対における放電ギャップよりも高くすることが輝点発生頻度の低減という観点から望ましく、７５［μｍ］以上１２０［μｍ］以下とすることがより望ましい。
また、所謂、井桁状の隔壁構造を採用する場合には、第２の基板における電極に並行する隔壁に対し、これに交差する方向に延設される補助隔壁の高さが、８［μｍ］以上１５［μｍ）以下の範囲で低くなるようにすることが、輝点発生頻度の低減という観点からより望ましい。

なお、隔壁の高さと補助隔壁の高さとの差異は、製造時における寸法バラツキおよび放電空間内の排気の効率を勘案して、差異を８［μｍ］未満とすることは現実的ではなく、上下に隣接する放電セル（補助隔壁を間に挟んで隣接する放電セル）間での後放電の防止、という観点から、１５［μｍ］以下としておくことが望ましい。

以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を以って説明する。なお、以下で説明する実施の形態はあくまでも一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施の形態１）
１．パネル部１０の構成
本発明の実施の形態１に係るＰＤＰ装置1の構成の内、パネル部１０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るパネル部１０の構造を示す要部斜視図（一部断面図）である。

図１に示すように、パネル部１０は、２枚のパネル１１、１２が間に放電空間１３をあけて対向配置された構成を有する。
１−１．前面パネル１１の構成
図１に示すように、パネル部１０を構成する要素の内、前面パネル１１は、前面基板１１１における背面パネル１２と対向する側の面（図１では下面）に、スキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓからなる表示電極対１１２が、互いに平行に複数配設され、この表示電極対１１２を覆うように、誘電体層１１３および保護膜１１４が順に形成されている。

前面基板１１１は、例えば、高歪点ガラスあるいはソーダライムガラスから構成されている。また、スキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々は、金属材料（例えば、Ａｇ）から構成されており、且つ、その構成要素中にＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＳｎＯ_２（酸化錫）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）などが含まれていない構成となっている。なお、スキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓについては、その構成要素中にＩＴＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯなどを含むこととすることもできる。

また、誘電体層１１３は、無鉛の低融点ガラス材料から形成されており、その厚みは約２５［μｍ］に設定されている。保護膜１１４については、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）から構成されている。
なお、前面基板１１１の表面において、隣り合う表示電極対１１２と表示電極対１１２との間には、隣り合う放電セルの光が互いに漏れ出るのを防止するためのブラックストライプが設けられた構成としてもよい。

１−２．背面パネル１２の構成
背面パネル１２は、背面基板１２１における前面パネル１１と対向する側の面（図１では上面）に、表示電極対１１２と略直交する方向において、データ電極Ｄａｔが複数配置されており、このデータ電極Ｄａｔを覆うように、誘電体層１２２が形成されている。また、この誘電体層１２２上には、隣り合うデータ電極Ｄａｔ間に主隔壁１２３１が立設され、さらに、この主隔壁１２３１と略直行する方向に補助隔壁１２３２が形成されている。本実施の形態に係るパネル部１０では、これら主隔壁１２３１と補助隔壁１２３２との組み合わせを以って隔壁１２３が構成されている。なお、図面上では詳細に示していないが、ｚ方向において、補助隔壁１２３２の上端は、主隔壁１２３１の上端よりも若干低く設定されている。

誘電体層１２２と隣り合う２条の主隔壁１２３１および２条の補助隔壁１２３２とで囲まれた窪み部分の内壁面には、蛍光体層１２４が設けられている。蛍光体層１２４は、色毎に赤色（Ｒ）蛍光体層１２４Ｒ、緑色（Ｇ）蛍光体層１２４Ｇ、青色（Ｂ）蛍光体層１２４Ｂの各々に分けられ、図１におけるｙ方向に主隔壁１２３１で仕切られた窪み部分毎に色分けされて形成されている。なお、図１のｘ方向においては、隣り合う主隔壁１２３１間で構成される列毎に同じ色の蛍光体層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂが形成されている。

背面パネル１２における背面基板１２１についても、上記前面基板１１１と同様に、高歪点ガラスあるいはソーダライムガラスなどから構成されている。データ電極Ｄａｔは、上記スキャン電極Ｓｃｎやサスティン電極Ｓｕｓなどと同様に、例えば、Ａｇなどの金属材料から形成されている。なお、データ電極Ｄａｔの形成材料としては、Ａｇの他に、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属材料や、例えば、これらを積層するなどの方法で組み合わせたものも用いることもできる。

誘電体層１２２は、基本的に前面パネル１１の誘電体層１１３と同じく、無鉛の低融点ガラス材料から形成されているが、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）や酸化チタン（ＴｉＯ_２）が含まれたものでもよい。また、隔壁１２３は、例えば、ガラス材料を用い形成されている。
蛍光体層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂの各々は、例えば、次に示すような各色蛍光体を単独で用いたり、あるいは、各々を混合した材料を用い形成されている。

赤色（Ｒ）蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ
ＹＶＯ_３：Ｅｕ
緑色（Ｇ）蛍光体；Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｔｂ
ＢａＡｌ_１２Ｏ_１９：Ｍｎ
青色（Ｂ）蛍光体：ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ
ＣａＭｇＳｉ_２Ｏ_６：Ｅｕ
１−３．前面パネル１１と背面パネル１２との配置
図１に示すように、パネル部１０は、前面パネル１１と背面パネル１２とが、背面パネル１２に形成された隔壁１２３をギャップ材として間に挟み、且つ、表示電極対１１２とデータ電極Ｄａｔとが略直交する方向に配され、この状態で各々の外周部どうしが封止されてなる構成を有している。この構成によって、上述のように、前面パネル１１と背面パネル１２との間には、各隔壁１２３によって仕切られた放電空間１３が形成され、両パネル１１、１２が密閉容器を形成することになる。

放電空間１３には、ＸｅガスとＮｅガスとが混合されてなる放電ガスが充填されている。放電空間１３内における放電ガスの全圧は、５×１０^４［Ｐａ］に調整されている。本実施の形態に係るパネル部１０では、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合が、放電ガス全圧に対してＮｅガスの分圧の比が５［％］となる状態に設定されている。換言すれば、パネル部１０では、放電ガス全圧に対してＸｅガスの分圧の比が９５［％］となっている。ここで、放電ガス中におけるＸｅガスは、主成分ガスとして含まれるものであって、駆動時における放電により蛍光体層１２４を構成する各蛍光体を励起する真空紫外線などを出射するものである。

パネル部１０では、表示電極対１１２とデータ電極Ｄａｔとが立体交差する各箇所が放電セル（不図示）に対応する。そして、パネル部１０には、複数の放電セルがマトリクス配列された状態となっている。
２．ＰＤＰ装置１の構成
上記パネル部１０を備えるＰＤＰ装置１について、図２を用いて説明する。図２は、ＰＤＰ装置１の構成を模式的に表したブロック図である。なお、図２では、パネル部１０については電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔの配列のみを示している。

図２に示すように、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１は、上記パネル部１０とこの各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔに対して所要のタイミングおよび波形で電圧を印加する表示駆動部２０とから構成されている。パネル部１０には、行方向にｎ本のスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）およびｎ本のサスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）が、互いに交互に配設されている。

また、パネル部１０には、列方向にｍ本のデータ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）が配設されている。そして、放電セルは、隣り合う一対のスキャン電極Ｓｃｎｋ（ｋ＝１〜ｎ）およびサスティン電極Ｓｕｓｋ（ｋ＝１〜ｎ）と１本のデータ電極Ｄａｔｌ（ｌ＝１〜ｍ）との交差部分に対応して設けられ、パネル部１０全体として（ｍ×ｎ）個の放電セルを有する。

図２に示すように、表示駆動部２０は、パネル部１０における各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓ、Ｄａｔに接続されるデータドライバ２１、スキャンドライバ２２およびサスティンドライバ２３を有する。そして、表示駆動部２０には、各ドライバ２１〜２３の他に、タイミング発生部２４、Ａ／Ｄ変換部２５、操作変換部２６、サブフィールド変換部２７およびＡＰＬ（平均ピクチャレベル）検出部２８を有する。また、図示を省略しているが、表示駆動部２０には、電源回路も有している。映像信号ＶＤは、Ａ／Ｄ変換部２５に入力され、また、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖは、タイミング発生部２４、Ａ／Ｄ変換部２５、走査数変換部２６およびサブフィールド変換部２７に対して入力される。

表示駆動部２０のＡ／Ｄ変換部２５は、入力された映像信号ＶＤをデジタル信号の画像データへと変換し、変換後の画像データを走査数変換部２６およびＡＰＬ検出部２８へと出力する。ＡＰＬ検出部２８は、Ａ／Ｄ変換部２５から転送されてくる１画面毎の各放電セルの各階調値を示す表示画面データに基づき、当該１画面の全ての階調値を積算し、これを全放電セルの数で割った値を求める。そして、ＡＰＬ検出部２８は、求めた値から最大階調値（例えば、２５６階調）に対する百分率を算出して平均ピクチャレベル（ＡＰＬ値）を求め、その値をタイミング発生部２４へと出力する。平均ピクチャレベルの値が低いほど黒っぽい画面となり、値が高ければ白っぽい画面となる。

走査数変換部２６は、Ａ／Ｄ変換部２５から受け付けた画像データをパネル部１０の画素数に応じた画像データへと変換し、サブフィールド変換部２７へと出力する。サブフィールド変換部２７は、サブフィールドメモリ（不図示）を備え、走査数変換部２６から転送されてくる画像データをパネル部１０に階調表示させるための各サブフィールドでの放電セルの点灯／非点灯を示す２値データの集合であるサブフィールドデータに変換し、一旦サブフィールドメモリに格納する。そして、タイミング発生部２４からのタイミング信号に基づきサブフィールドデータをデータドライバ２１へと出力する。

データドライバ２１は、サブフィールド毎の画像データを各データ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）に対応する信号に変換し、各データ電極Ｄａｔを駆動するものである。データドライバ２１には、公知のドライバＩＣなどが備えられている。
タイミング発生部２４は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに基づいてタイミング信号を生成し、各ドライバ２１〜２３に信号を出力する。ここで、タイミング発生部２４は、ＡＰＬ検出部２８から入力されるＡＰＬ値に基づいて１フィールドを構成するサブフィールドの各々の初期化期間を全セル初期化期間であるか選択初期化期間であるかを決定し、１フィールド内での全セル初期化期間の適用回数を制御する。

スキャンドライバ２２は、タイミング発生部２４から送られてくるタイミング信号に基づいて、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に駆動電圧を印加する。スキャンドライバ２２についても、上記データドライバ２１と同様に、公知のドライバＩＣを備えて構成されている。
サスティンドライバ２３は、公知のドライバＩＣを備えて構成されており、タイミング発生部２４から送られてくるタイミング信号に基づいて、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に駆動電圧を印加する。

３．ＰＤＰ装置１の駆動方法
次に、上記構成を有するＰＤＰ装置１の駆動方法について、図３を用いて説明する。図３は、フィールド内時分割階調表示方式（サブフィールド法）を用いてＰＤＰ装置１の駆動を実行する方法を示している。
図３に示すように、ＰＤＰ装置１の駆動においては、一例として、２５６階調を表現するために１フィールドを８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に分割し、それぞれのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８に初期化期間Ｔ_１、書き込み期間Ｔ_２、維持期間Ｔ_３の３期間を設定し、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に対して電圧パルス２００１、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対して電圧パルス２００２、データ電極Ｄａｔ（１）〜Ｄａｔ（ｍ）に対して電圧パルス２００３をそれぞれ印加する。

先ず、ＰＤＰ１の駆動では、初期化期間Ｔ_１において、パネル部１０の全放電セルに対して初期化放電を発生させ、これによって当該サブフレームよりも前のサブフレームにおける放電の有無による影響の除去や放電特性のバラツキを吸収するための初期化が実施される。初期化期間Ｔ_１における初期化放電は、図３に示すように、電圧−時間推移が緩やかに傾斜して上下するランプ波形を、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に印加し、小さな放電電流を定常的に流す。これにより、パネル部１０の全放電セルで、上り傾斜のランプ波形部分と下りランプ波形部分とで各１回づつ弱放電である初期化放電が発生する。

次に、書き込み期間Ｔ_２において、サブフィールドデータに基づいてスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）を１ライン毎に順にスキャンして行き、当該サブフィールドで維持放電させたい放電セルに対して、スキャン電極Ｓｃｎとデータ電極Ｄａｔとの間で書き込み放電（微小な放電）を発生させる。このようにスキャン電極Ｓｃｎとデータ電極Ｄａｔとの間で書き込み放電を生じた放電セルでは、前面パネル１１の保護層１１４の放電空間１３側の表面に壁電荷が蓄えられる。

その後、維持期間Ｔ_３において、サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）およびスキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に対し、所定の周期（例えば、６［μｓｅｃ．］）、所定の電圧（例えば、１８０Ｖ）で矩形波の維持パルスを印加する。サスティン電極Ｓｕｓ（１）〜Ｓｕｓ（ｎ）に印加する維持パルスと、スキャン電極Ｓｃｎ（１）〜Ｓｃｎ（ｎ）に印加する維持パルスとは、互いに同一の周期を有し、且つその位相が半周期ずれた状態となっており、パネル部１０における全放電セルに対して同時に印加される。

図３に示すようなパルスの印加によって、パネル部１０では、書き込みがなされた放電セルにおいて、維持期間Ｔ_３での交流電圧の印加を以って電圧極性が変化するたびにパルス放電が発生する。このような維持放電の発生により、表示発光は、放電空間１３の励起Ｘｅ原子からは１４７［ｎｍ］の共鳴線が、励起Ｘｅ分子からは１７３［ｎｍ］主体の分子線が放射され、次いで発生の紫外線を背面パネル１２における蛍光体層１２４で可視光変換して画像表示がなされることになる。

４．ＰＤＰ装置１が有する優位性
本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、パネル部１０の放電空間１３内に充填されている放電ガスがＸｅ−Ｎｅガスであり、放電ガス中に占めるＮｅガスの割合（全圧に対するＮｅ分圧の比）が５［％］に設定されている。逆にいえば、放電ガス中におけるＸｅガスの占める割合は、９５［％］と高くなっている。このため、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、上述のように、高い発光効率（放電効率）を有する。そして、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、上記特許文献１の技術のごとく１００［％］Ｘｅとせずに、５［％］のＮｅガスを添加しており、尚且つ、放電ガスの全圧を上記特許文献２のような超高圧とはしていないので、放電開始電圧を低く維持することができる。

また、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では、パネル部１０における放電ガス中のＮｅガスの占める割合を上記のように５［％］としているので、駆動時の放電により保護層１１４がスパッタリングにより削り取られてしまうという問題を生じにくく、長寿命なものとなる。この理由については、後述する。
また、本実施の形態に係るパネル部１０では、前面パネル１１における保護層１１４を構成する材料としてＭｇＯを用いている。保護層の構成材料としては、この他にもＭｇＦ_２（弗化マグネシウム）なども用いられることがあるが、２次電子放出係数および耐スパッタリング性等の観点からＭｇＯが最適である。よって、ＭｇＯを用いて保護層１１４を形成している本実施の形態に係るパネル部１０では、駆動時における高い発光効率と保護層１１４のスパッタリングに対する耐性という観点から優位である。

さらに、パネル部１０の構成では、表示電極対１１２を構成するスキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓを、Ａｇなどの金属材料からのみ形成しているので、ＩＴＯなどからなる透明電極と金属材料からなるバス電極との積層構造によってこれら電極を構成していた従来のパネル部よりも、製造コストという観点から優位である。なお、本実施の形態に係るパネル部１０において、スキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々を金属材料のみから構成できるのは、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１では非常に高い発光輝度を有するため、電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの各幅を狭くすることができることに由来する。金属材料からなる電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの形成には、スパッタリング法などを用いることが可能であり、薄くて低抵抗な電極を形成することができる。

なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置１については、上記構成以外にもバリエーションを採用することが可能である。例えば、放電ガスにおける主成分ガスを上記パネル部１０ではＸｅガスとしたが、これの代りにクリプトン（Ｋｒ）ガスを採用することもできる。また、放電ガスの全圧については、上記パネル部１０の構成では５×１０^４［Ｐａ］としたが、１×１０^４［Ｐａ］〜５×１０^４［Ｐａ］の範囲内であれば、ＰＤＰ装置１の駆動時における放電電圧という観点から、望ましい範囲として採用することができる。ここで、仮に放電ガスの充填圧力を１×１０^４［Ｐａ］未満とした場合には、パネルの発光効率が従来のパネルよりも低くなってしまう。

また、放電ガスの充填圧力を５×１０^４［Ｐａ］よりも高くした場合には、上記特許文献２のパネルのように放電開始電圧が高くなってしまう。例えば、本実施の形態に係るパネル部１０と同様のパネル構成で放電ガスの充填圧力を６×１０^４［Ｐａ］程度まで上昇させた場合には、放電開始電圧は、約７００［Ｖ］まで上昇してしまう。
さらに、本実施の形態では、放電ガス中におけるＮｅガスの占める割合を５％としたが、８［％］以下であればよい。ただし、全くＮｅガスが含まれていないような組成については、上記理由から避けなければならない。

５．放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率（全圧に対する分圧比）
上記パネル部１０の構成をベースとして、放電ガスにおけるＸｅガスとＮｅガスとの構成比率を変えてみて、駆動時における放電に起因する保護層１１４のスパッタリングレートおよび放電開始電圧の変化について考察する。
図４には、放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率（分圧比）と保護層１１４のスパッタリングレートとの関係を示す。図中には、計算値と実験値とを示している。なお、スパッタリングレートの計算は各イオンにおけるスパッタリング確率と、イオン密度およびイオンエネルギー分布とを考慮して行っている。

図４に示すように、Ｎｅガスの分圧比が０［％］から９５［％］までの間で実験および計算を行ったところ、実験結果は計算値と実験の傾向が非常によく一致した。スパッタリングレートは、Ｎｅガスの分圧比が略２５［％］のときに最大値をとり、Ｎｅガスの分圧比が０［％］〜２５［％］の範囲では、スパッタリングレートがＮｅガスの分圧比に従って急激に大きくなる。一方、Ｎｅガスの分圧比が２５［％］〜９５［％］の範囲では、Ｎｅガスの分圧比が高くなればなるほどスパッタリングレートが小さくなる。

保護層のスパッタリングレートが上昇した場合には、保護層が削り取られてしまい、パネル部が長期間の使用に耐えられなくなる。つまり製品の寿命が短くなったり、信頼性が低下したりすることとなる。このためスパッタリングレートには許容できる上限が存在する。
図４に示す結果より、Ｎｅガスの分圧比は、５［％］以下もしくは７０［％］以上とする必要があることが分かる。ただし、放電ガス中におけるＸｅガスの含有比率が低い場合には、放電効率が低下するため、Ｎｅガスの分圧比を５［％］以下とすることにより、高効率と長寿命が両立されるＰＤＰ装置が実現できる。

ただし、上記特許文献１のように、Ｘｅガスの分圧比が高過ぎる場合には、放電開始電圧も増加してしまう。このため、放電ガスには、Ｎｅガスを添加し放電開始電圧を少しでも下げることが必要である。
次に、Ｎｅガスの分圧比と放電開始電圧との関係について、図５を用いて説明する。図５は、放電開始電圧のＮｅガス分圧比依存性を示す特性図である。なお、図５においては、Ｘｅガスの分圧を２×１０^４［Ｐａ］で一定とし、これに対してＮｅガスを添加することによって分圧比を決定している。

一般的には、圧力が増加すると放電開始電圧が増加する傾向にあるが、図５に示すように、Ｘｅガスに対してＮｅガスを添加した場合には、およそＮｅガスの分圧比が１０［％］程度までの範囲では放電開始電圧が下がり、分圧比が１０［％］を超える範囲では、Ｎｅガスの分圧比の増加に伴って増加する傾向にある。
図５に示すように、Ｎｅガスの分圧比が１０［％］〜３０［％］程度の範囲では、全圧が増加しているにもかかわらず、Ｎｅガスを添加しない場合に比べて、放電開始電圧が小さくなっている。また、放電開始電圧を低減する効果は、Ｎｅガスの分圧比が０．２［％］の場合でも得られており、微量の添加でも効果があることが分かる。これは、ＭｇＯからなる保護層１１４の２次電子放出係数がＮｅイオンの存在によって大きくなったためであると考えられる。

従って、本実施の形態のＰＤＰ装置１のように、高い発光効率（放電効率）と保護層１１４のスパッタリング現象の抑制、および放電開始電圧の低減という効果を得るためには、放電ガスをＸｅガスとＮｅガスの混合ガスとし、Ｎｅガスの分圧を全圧の５［％］以下とすることが望ましい。
なお、図５では、放電ガス中にＮｅガスを含まない（Ｎｅガスの分圧比＝０［％］）については、そのデータをプロットしなかったが、上記特許文献１のように、放電ガス中にＮｅガスを含有しない場合には、放電開始電圧が上昇する。

なお、本実施の形態では、放電ガスにおける主成分ガスとしてＸｅガスを採用しているが、この他にも主成分ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）ガスを採用することも可能である。Ｋｒガスを主成分ガスとした場合にも、図４および図５の結果に変化はない。
（実施の形態２）
次に実施の形態２に係るＰＤＰ装置について、以下で説明する。

先ず、本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部の構成は、基本的に図１、２に示す上記実施の形態１のものと同様である。構成上の相違点は、放電ガスの充填圧力（全圧）が３．５×１０^４［Ｐａ］であること、前面パネルにおける誘電体層の構成材料が酸化シリコンであって、その厚みが約２０［μｍ］であること、そして、表示電極対を構成する各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの材料にＡｌ−Ｎｄが使われていることにある。

また、本実施の形態では、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比が、８［％］に設定されている。その他の構成については、上記実施の形態１に係るＰＤＰ装置１およびそのパネル部１０と同様であるので、重ねての説明を省略する。
ここで、本実施の形態に係るＰＤＰ装置のパネル部においては、前面パネルにおける誘電体層の構成材料として、上記実施の形態１などの低融点ガラスなどに比べて誘電率が低い酸化シリコンを採用しているので、放電空間との電極容量を上記パネル部１０と同一に揃えた場合には、その膜厚を１／２〜１／３と薄くすることが可能となっている。このため、本実施の形態に係るパネル部では、誘電体層の膜厚を上記パネル部１０の誘電体層１１３の膜厚２５［μｍ］に比べて５［μｍ］薄い２０［μｍ］とすることができている。この誘電体層の薄肉化は、放電電圧の低減に寄与する。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部では、上記特徴を備えることから、実施の形態1に係るＰＤＰ装置１が有する優位性に加えて、駆動時における放電による保護層へのスパッタリングダメージをより低減することができる。即ち、誘電体層を薄肉化することで放電電圧の低減を果たし、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比を８％としても、保護層へのイオン衝撃エネルギを小さなものとすることができる。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置が有する上記優位性を確認するために実施した確認実験について、図６を用いて説明する。図６は、上記図４に対応するものであって、放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率（分圧比）と保護層のスパッタリングレートとの関係を示す。なお、本実験では、放電ガスをＸｅガスとＮｅガスとの２元系としているので、図６のＮｅガスを除く残余の成分はＸｅガスということになる。

図６に示すように、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比がスパッタリングレートは、Ｎｅガスの分圧比が略２５［％］のときに最大値をとる。これについては、図４に示す結果と同一であるが、分圧比が２５［％］のときのスパッタリングレートが、図４に比べて約３０ポイント低くなっている。これは、上述のように、酸化シリコンを用いて誘電体層を形成することで、その膜厚を２０［μｍ］と薄肉化していることによるものである。

図６に示すように、図４の場合と同様に、Ｎｅガスの分圧比が０［％］〜２５［％］の範囲では、スパッタリングレートがＮｅガスの分圧比に従って急激に大きくなり、２５［％］〜９５［％］の範囲では、Ｎｅガスの分圧比が高くなればなるほどスパッタリングレートが小さくなる。
以上の結果より、本実施の形態に係るパネル部の構成を採用する場合には、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比を８［％］以下に規定することで、高い発光効率と長寿命とを両立可能なＰＤＰ装置を実現できる。なお、本実施の形態においても、放電ガス中には、微量（例えば、０．２［％］）であってもＮｅガスが添加されていることが前提となる。

また、図６より、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比を５［％］以下とする場合には、スパッタリングレートを一層低いものとすることができ、高い発光効率と、保護層へのスパッタリング発生の抑制と、放電開始電圧の低減とを実現するのに有効である。
なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置においても、放電ガスの全圧を１×１０^４［Ｐａ］〜５×１０^４［Ｐａ］の範囲で設定することが可能であり、また、表示電極対を構成する各電極Ｓｃｎ、ＳｕｓをＡｇなどから形成することも可能である。これらの理由については、上記実施の形態１と同様である。表示電極対を構成する各電極Ｓｃｎ、Ｓｕｓの厚みについては、誘電体層の薄肉化を図っている観点から、絶縁破壊を防止するために薄くしておくことが望ましい。

また、放電ガスの主成分ガスとしてＸｅガスの代りにＫｒガスを用いても、上記同様の優位性を有する。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部について説明する。
本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部は、上記実施の形態２と略同一の構成を有する。本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部が有する上記実施の形態２との相違点は、放電ガスの組成にある。具体的には、本実施の形態に係るパネル部では、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅ−Ａｒの３元系ガスが用いられている。そして、放電ガス中におけるＮｅガスおよびＡｒガスの分圧比は、ともに５［％］に設定されている。なお、放電ガスの全圧は、上記実施の形態２と同様に、３．５×１０^４［Ｐａ］に設定されている。また、これ以外の構成については、上記実施の形態２に係るＰＤＰ装置と同様である。

ここで、本実施の形態に係るパネル部では、放電ガスにＡｒガスを添加しているが、これは次のような理由からである。即ち、ＡｒイオンはＮｅイオンに比べて保護層をスパッタリングし難いという特性を有しており、Ａｒガスの添加による寿命への影響はない。また、放電ガスにＡｒガスを添加することで、励起されたＡｒを介してのＸｅの励起が期待できる。このため、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、上記実施の形態２に係るＰＤＰ装置などに比べて、尚一層の発光効率の向上を図ることができる。

また、ＭｇＯからなる保護層のＡｒイオンによる２次電子放出係数は、Ｘｅイオンによるものより大きいので、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、放電開始電圧の低減効果も期待できる。
従って、本実施の形態に係るＰＤＰ装置では、上記実施の形態１、２に係るＰＤＰ装置にも増して、高い発光効率と、保護層に対するスパッタリングの発生の抑制と、放電開始電圧の低減とを実現する上で優位性を有する。

本実施の形態に係るＰＤＰ装置におけるＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係についての確認結果を図７に示す。
図７に示すように、放電ガスがＸｅ−Ｎｅ−Ａｒの３元系の場合においても、Ｎｅガスの分圧比が略２５［％］のときにスパッタリングレートが最大値をとる。このことから、保護層のスパッタリングレートは、放電ガス中のＮｅガスの分圧比に従っていることが分かる。即ち、図４と図７とを比べるとき、放電ガス中にＡｒガスが５％含まれているか否かに関わらず、Ｎｅガスの分圧比が２５［％］のポイントでスパッタリングレートの最大を有する。これより、保護層に対するスパッタリングは、放電ガス中におけるＮｅガスの含有比率により左右されていることが分かる。

なお、本実施の形態に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部においても、上記実施の形態１および実施の形態２と同様の種々のバリエーションを採用することが可能である。
（誘電体層の膜厚とスパッタリングレートとに関する考察）
次に、誘電体層の膜厚とスパッタリングレートとの関係に関し、図８を用い説明する。図８は、保護層におけるスパッタリングレートの誘電体層の膜厚に対する依存性に関する特性図である。

図８に示すように、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が１０［％］の場合には、確認した誘電体層の膜厚の範囲内（１５［μｍ］〜４０［μｍ］）において、保護層のスパッタリングレートが”３０”以上となっている。一方、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が５［％］の場合には、誘電体層の膜厚が確認の範囲内において、保護層のスパッタリングレートが”３０”未満となっている。

また、図８に示すように、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が８［％］の場合には、誘電体層の膜厚が２０［μｍ］以下であれば、保護層のスパッタリングレートが”３０”未満となり、ＰＤＰ装置の寿命という面から望ましいと考えられる。
以上の結果より、ＰＤＰ装置およびそのパネル部においては、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が８［％］以下という範囲を想定する場合、誘電体層の膜厚を２０［μｍ］以下とすることが望ましい。ただし、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比が５［％］の場合には、図８から明らかなように、誘電体層の膜厚を４０［μｍ］以下の範囲としておけば、ＰＤＰ装置およびそのパネル部の長寿命化および発光効率の向上の両方を図ることができる。例えば、低融点ガラスを含むペーストを塗布・焼成するという過程を経て形成される従来の一般的な誘電体層を備える場合にも、放電ガスの全圧に対するＮｅガスの分圧比を５［％］以下とすれば、保護層のスパッタリングレートを”３０”未満とすることができ、ＰＤＰ装置およびそのパネル部の長寿命化および発光効率の向上という両観点から望ましい。
（放電ガス中におけるＮｅガスの含有率と製造過程におけるエージング時間とに関する考察）
次に、放電ガス中におけるＮｅガスの含有率と製造過程におけるエージング時間とに関し、図９を用い説明する。本考察を行うのに際しては、図１および図２に示す構成と同様の構成を有するＰＤＰ装置を用いた。ただし、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅの２元系混合ガスを用い、Ｘｅガスの分圧を２０［ｋＰａ］（１５０［Ｔｏｒｒ］）で一定とし、これに０［％］〜２０［％］の範囲の分圧比となるようにＮｅガスを混合した。なお、エージング時間とは、放電開始電圧の初期変動が収まり、定常状態、例えば２５０［Ｖ］±５［Ｖ］の範囲内となるまでに要する時間である。

図９に示すように、放電ガス中におけるＮｅガスの分圧比が、３［％］よりも小さい範囲においては、Ｎｅガスの分圧比の増加に伴い急激にエージング時間が短くなっている。そして、エージング時間は、Ｎｅガスの分圧比が３［％］以上となる範囲では、ほとんど変化しなくなる。即ち、エージング時間を短く抑えようとする時には、放電ガス中におけるＮｅガスの含有率を、分圧比で３［％］以上としておくことが望ましい。
（放電間隙と輝点発生頻度とに関する考察）
次に、前面パネル１１におけるスキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓとの間隙（放電ギャップ）と輝点発生頻度との関係について、図１０を用い説明する。なお、本考察においては、図１および図２に示す構成のＰＤＰ装置を用いた。ただし、放電ガスとしてＸｅ−Ｎｅの２元系混合ガスを採用し、Ｘｅガスの分圧比を９５［％］とし、Ｎｅガスの分圧比を５［％］とした。また、放電ガスの全圧を２４［ｋＰａ］とし、前面パネル１１の表示電極対１１２におけるスキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓとの間隙を３０［μｍ］〜８０［μｍ］の範囲で変化させて、その各々の装置についての輝点発生頻度を求めた。

図１０に示すように、放電ギャップが４０［μｍ］よりも小さい範囲では、輝点発生頻度は０．４のあたりで一定している。そして、放電ギャップが４０［μｍ］以上の範囲では、放電ギャップに応じて輝点発生頻度も増加する傾向にある。輝点は、ＰＤＰ装置の表示品質を大きく左右する要素であるため、累積駆動時間が長期（例えば、ＰＤＰ装置の寿命６万時間）に及んだ場合にも発生しないことが要求される。上記寿命６万時間に達するまでの間、輝点が発生しない目安としては、図１０における輝点発生頻度が”０．５”以下であることが望まれる。

なお、ＰＤＰ装置では、放電ギャップが４０［μｍ］よりも小さい場合、駆動時における無効電力が大きくなり過ぎる。また、放電ギャップが７０［μｍ］よりも大きい場合には、累積駆動時間が長期に及んだ場合に輝点が発生する、という問題を生じる。
従って、放電ギャップに関しては、無効電力の低減と、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点発生の抑制との両観点から放電ギャップを、４０［μｍ］以上７０［μｍ］以下の範囲とすることが望ましい。
（隔壁１２３の高さと輝点発生頻度とに関する考察）
次に、隔壁１２３の高さと輝点発生頻度との関係について、図１１を用い説明する。なお、本考察に際しては、表示電極対１１２を構成し、対をなすスキャン電極Ｓｃｎとサスティン電極Ｓｕｓとのギャップ（放電ギャップ）よりも隔壁１２３の高さが高いことを前提としており、また、隔壁１２３において、主隔壁１２３１の方が補助隔壁１２３２よりも高いのが前提である。他の構成については、上記放電間隙と輝点発生頻度とに関する考察 に係る場合と同様である。

また、本考察においては、主隔壁１２３１と補助隔壁１２３２との段差を２水準とした。
図１１に示すように、主隔壁１２３１と補助隔壁１２３２との段差が８［μｍ］である場合も１５［μｍ］である場合も、隔壁１２３の高さ（主隔壁１２３１の高さ）の増加に伴い、輝点発生頻度が上昇している。また、全ての確認ポイントにおいて、段差が８［μｍ］の場合よりも段差が１５［μｍ］の場合の方が、輝点発生頻度が小さくなっている。なお、主隔壁１２３１の高さが低いほど放電開始電圧が上昇する傾向が確認された。特に、主隔壁１２３１の高さが７５［μｍ］よりも低くなると、放電開始電圧は急激に上昇する傾向にある。

また、主隔壁１２３１が１２０［μｍ］以下であれば、輝点発生頻度は”０．５”以下となっており、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点の発生を抑制することが可能となる。よって、主隔壁１２３１の高さを７５［μｍ］以上１２０［μｍ］以下とすることが、放電開始電圧の上昇の抑制と、累積駆動時間が長期に及んだ場合の輝点の発生の抑制という両観点から望ましい。
（その他の事項）
上記実施の形態は、本発明の構成およびそこから奏される作用効果を説明するために一例として用いたものであって、本発明は、上記特徴とする部分以外の点において、これに限定を受けるものではない。例えば、放電ガスとして、上記実施の形態１、２では、Ｘｅ−Ｎｅの２元系の混合ガスを用い、また、上記実施の形態３では、Ｘｅ−Ｎｅ−Ａｒの３元系の混合ガスを用いたが、これ以外にも、主成分ガスに対して上記範囲内でＮｅガスが添加されてなる放電ガスを採用することができる。例えば、放電ガスとしては、Ｋｒ−Ｎｅ、Ｋｒ−Ｎｅ−Ａｒ、Ｘｅ−Ｎｅ−Ｈｅ、Ｘｅ−Ｎｅ−Ｈｅ−ＡｒやＫｒ−Ｎｅ−Ｈｅ−Ａｒなどを採用することもできる。

また、上記実施の形態１などでは、蛍光体層１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂの各々を構成する蛍光体材料を例示したが、それ以外にも次に示すような各蛍光体材料を用いることができる。
Ｒ蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ
Ｇ蛍光体；（Ｙ、Ｇｄ）ＢＯ_３：ＴｂとＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎとの混合物
Ｂ蛍光体；ＢａＭｇ_２Ａｌ_１４Ｏ_２４：Ｅｕ
また、上記実施の形態では、放電ガスの主成分ガスとして、ＸｅガスやＫｒガスなどの放電により１４７［ｎｍ］や１７３［ｎｍ］の波長を有する紫外光を発するものを採用しているが、これについては、背面パネル１２に設けられた蛍光体層１２４の構成材料に基づいて適宜の変更が可能である。

また、上記実施の形態１〜３では、ＰＤＰ装置として図２に示すような構成を適用し、パネル部として図１に示すような構成を適用しているが、本発明に係るＰＤＰ装置およびそのパネル部の構成はこれらに限定を受けるものではない。
また、誘電体層の膜厚については、上記実施の形態１では２５［μｍ］、上記実施の形態２、３では２０［μｍ］にそれぞれ設定しているが、それ以外の値に設定してもよい。ただし、ＰＤＰ装置の駆動時における放電電圧と絶縁破壊との関係を考慮して設定することが必要となる。

さらに、表示電極対を構成するスキャン電極Ｓｃｎおよびサスティン電極Ｓｕｓの各々については、上記実施の形態１ではＡｇをその構成材料とし、上記実施の形態２、３ではＡｌ−Ｎｄをその構成材料として採用しているが、本発明はこれに限定を受けるものではない。例えば、ＩＴＯなどの透明膜と金属材料からなるバスラインとの積層構造を有する従来構造の電極や、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｃｕなどの積層体などを用いることも当然に可能である。また、上述のように、本発明の構成を採用したＰＤＰ装置およびそのパネル部では、高い発光輝度を得ることができるので、ＩＴＯなどからなる透明電極を廃した表示電極対を採用することができるのであるが、ＡｇやＡｌ−Ｎｄに限らず、他の金属材料を用いることも可能である。

本発明は、高い発光効率を維持しながら、駆動の長短にかかわりなく安定した表示性能を維持することができ、大型で高精細なテレビジョンあるいは大型表示装置などに適用することが可能である。

実施の形態１に係るパネル部１０の要部構成を示す要部斜視図（一部断面図）である。 実施の形態１に係るＰＤＰ装置１の構成を模式的に示すブロック構成図である。 ＰＤＰ装置１の駆動において、各電極に対して印加される電圧波形を示す波形図である。 パネル部１０における放電ガス中のＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 パネル部１０における放電ガス中のＮｅガスの分圧比と放電開始電圧との関係を示す特性図である。 実施の形態２に係るＰＤＰ装置において、放電ガス中のＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 実施の形態３に係るＰＤＰ装置において、放電ガス中のＮｅガスの分圧比とスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 誘電体層厚みとスパッタリングレートとの関係を示す特性図である。 放電ガス中のＮｅの分圧比と必要となるエージング時間との関係を示す特性図である。 放電間隙と輝点発生頻度との関係を示す特性図である。 隔壁の高さと輝点発生頻度との関係を示す特性図である。

符号の説明

１．ＰＤＰ装置
１０．パネル部
１１．前面パネル
１２．背面パネル
１３．放電空間
２０．表示駆動部
２１．データドライバ
２２．スキャンドライバ
２３．サスティンドライバ
２４．タイミング発生部
２５．Ａ／Ｄ変換器
２６．走査数変換部
２７．サブフィールド変換部
１１１、１２１．基板
１１２．表示電極対
１１３、１２２．誘電体層
１１４．保護層
１２３．隔壁
１２４．蛍光体層
Ｓｃｎ.スキャン電極
Ｓｕｓ．サスティン電極
Ｄａｔ．データ電極

Claims (23)

1. 第１の基板と第２の基板とが互いの間に空間をあけて対向配置され、前記第１の基板における主面上に電極対と誘電体層と保護層とが順に積層され、当該保護層が前記空間を臨む状態におかれ、前記第２の基板における主面上に前記保護層と対向する状態で蛍光体層が形成され、前記空間に放電ガスが充填されてなるプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガスは、プラズマ放電により前記蛍光体層の蛍光体を励起する光を出射するガス成分を主成分ガスとし、当該主成分ガスに対してネオンガスが添加された構成を有し、
   前記放電ガス中において、前記主成分ガスは、主たる比率で含有されているとともに、前記ネオンガスは、全圧に対して８％以下の分圧比で含有されている。
2. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記誘電体層の厚みは、２０μｍ未満である。
3. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して５％以下の分圧比で含有されている。
4. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して０．２％以上の分圧比を下限値として含有されている。
5. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して３％以上の分圧比を下限値として含有されている。
6. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガス中には、アルゴンガスが含まれている。
7. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガスの全圧は、１×１０^４Ｐａ以上５×１０^４Ｐａ以下である。
8. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記放電ガスの全圧は、１．７×１０^４Ｐａ以上５×１０^４Ｐａ以下である。
9. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
   前記電極対を構成する各電極は、金属材料からなる。
10. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
    前記保護層は、酸化マグネシウムからなる。
11. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
    前記主成分ガスは、キセノンガスまたはクリプトンガスからなる。
12. 請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
    前記第１の基板の主面上における前記電極対は、互いの間の間隙が４０μｍ以上７０μｍ以下の配される２電極からなる。
13. 請求項１２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
    前記第２の基板における主面上には、前記電極対に対し立体交差する方向に、電極が形成され、当該電極を覆う状態に誘電体層が形成されるとともに、前記誘電体層の主面上であって、隣り合う前記電極どうしの間に、前記第１の基板に向けて隔壁が立設されており、
    前記第２の基板における前記誘電体層の主面を基準とするときの前記隔壁の高さは、前記電極対を構成する２電極間の間隙よりも高い。
14. 請求項１３に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
    前記第２の基板における前記誘電体層の主面を基準とするときの前記隔壁の高さは、７５μｍ以上１２０μｍ以下である。
15. 請求項１４に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
    前記第２の基板における前記誘電体層の主面上であって、前記第１の基板における隣り合う電極対どうしの間に相当する領域には、前記隔壁に交差する方向であって、且つ、前記第１の基板における前記保護層に向けて補助隔壁が立設されており、
    前記第２の基板における前記誘電体層の主面を基準とするとき、前記隔壁の高さは、前記補助隔壁に高さに比べて高く設定されており、
    前記隔壁の高さと前記補助隔壁の高さとの差異は、８μｍ以上１５μｍ以下である。
16. 第１の基板と第２の基板とが互いの間に空間をあけて対向配置され、前記第１の基板における主面上に電極対と誘電体層と保護層とが順に積層され、当該保護層が前記空間を臨む状態におかれ、前記第２の基板における主面上に前記保護層と対向する状態で蛍光体層が形成され、前記空間に放電ガスが充填されてなるパネル部と、
    前記パネル部の電極対を構成する電極の各々に対して、入力された画像信号に基づき電圧パルスを印加する駆動部とを有するプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記放電ガスは、プラズマ放電により前記蛍光体層の蛍光体を励起する光を出射するガス成分を主成分ガスとし、当該主成分ガスに対してネオンガスが添加された構成を有し、
    前記放電ガス中において、前記主成分ガスは、主たる比率で含有されているとともに、前記ネオンガスは、全圧に対して８％以下の分圧比で含有されている。
17. 請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記誘電体層の厚みは、２０μｍ未満である。
18. 請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して５％以下の分圧比で含有されている。
19. 請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して０．２％以上の分圧比を下限値として含有されている。
20. 請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記放電ガス中におけるネオンガスは、全圧に対して３％以上の分圧比を下限値として含有されている。
21. 請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記放電ガス中には、アルゴンガスが含まれている。
22. 請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記放電ガスの全圧は、１×１０^４Ｐａ以上５×１０^４Ｐａ以下である。
23. 請求項１６に記載のプラズマディスプレイパネル装置において、
    前記主成分ガスは、キセノンガスまたはクリプトンガスからなる。

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