WO2010084968A1

WO2010084968A1 - プラズマディスプレイパネル及びその製造方法、並びにプラズマディスプレイ装置及びその製造方法

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Publication number: WO2010084968A1
Application number: PCT/JP2010/050842
Authority: WO
Inventors: 俊介森; 敏明楠; 竜也三宅; 希倫何; 敬三鈴木; 佳朗三上; 亮井上; 伸今村; 玲緒小林; 和隆辻; 龍彦川崎
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2010-07-29

Abstract

　高精細なプラズマディスプレイパネルにおいて、広い温度範囲にわたってアドレス放電遅れ時間を短縮し、休止期間中の壁電荷の減少を抑えて電圧変動を小さくすることを両立させ、安定したアドレス放電を行うことと、高コントラストを実現する保護層技術を提供するために、本発明では、Ｓｃを含むＭｇＯからなる保護層とし、さらに、ＭｇＯに対するＳｃ濃度を１０質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下とする。この濃度範囲のＳｃを含むＭｇＯで保護層を形成することにより、アドレス放電遅れ時間が短く、且つ、休止期間中の電圧変動が小さくなり、高精細なプラズマディスプレイパネルにおいて安定したアドレス放電を行うことができ、高コントラストのプラズマディスプレイ装置が得られる。

Description

プラズマディスプレイパネル及びその製造方法、並びにプラズマディスプレイ装置及びその製造方法

　［第１の技術の技術分野］
　本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰとも称する）及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高精細なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。

　［第２の技術の技術分野］
　本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰとも称する）及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高画質で高効率なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。

　［第３の技術の技術分野］
　本発明は、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel：以下、ＰＤＰとも称する）及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高精細なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。

　［第４の技術の技術分野］
　本発明は、プラズマディスプレイパネルなどのプラズマディスプレイ装置の技術に関し、特に、高精細なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。

　［第５の技術の技術分野］
　本発明は、プラズマディスプレイパネルなどのプラズマディスプレイ装置の技術に関し、特に、高精細なプラズマディスプレイパネルに適用して有効な技術に関する。

　［第６の技術の技術分野］
　本発明はプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ：以下、プラズマパネルまたはＰＤＰとも称する）分野において、ＰＤＰの製造方法およびその方法を用いたＰＤＰで、電子放出源のエネルギー状態密度を規定した保護層材料（ＭｇＯなど）を用いたアドレス放電高速化についての技術に関する。

　［第１の技術の背景技術］
　近年、大型かつ厚みの薄いカラー表示装置として、プラズマディスプレイ装置が期待されている。ＰＤＰは、その構造と駆動方法の違いからＤＣ（直流）型とＡＣ（交流）型に分類される。このうちＡＣ型のＡＣ面放電型ＰＤＰは、構造の単純さと高信頼性のため、もっとも実用化の進んでいる方式である。

　一般的なボックス構造を有するＡＣ面放電型ＰＤＰの分解斜視図を図１に、図１において破線で囲まれた一つの放電セルの断面構造図を図２、図３に示す。図中のｘｙｚ座標軸は図１、図２、図３において共通である。

　放電空間１－１４を挟んで前面板１－１２と背面板１－１３が対向配置され、放電空間１－１４には放電ガスが封入されている。放電ガスとして、Ｈｅ－Ｘｅ、Ｎｅ－Ｘｅ、Ｈｅ－Ｎｅ－Ｘｅ等の混合ガスが用いられる。

　背面板１－１３は背面基板１－１１上に形成されたストライプ状のアドレス電極（以下、Ａ電極とも称す）１－１０と、アドレス電極１－１０を覆う誘電体層１－９と、誘電体層１－９上に形成されて放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止し放電セルを形成する隔壁１－７と、各隔壁１－７間に形成された赤色、緑色と青色の各色に発光する蛍光体層１－８とでなる。蛍光体層１－８は放電により発生した紫外線で励起し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に発光する蛍光体からなる。

　前面板１－１２は前面基板１－１上にアドレス電極１－１０と交差するようにストライプ状のサステイン電極（以下、Ｘ電極とも称す）１－４とスキャン電極（以下、Ｙ電極とも称す）１－５の対からなる表示電極１－６が複数形成される。表示電極１－６は透明電極１－４ａ、１－５ａとバス電極１－４ｂ、１－５ｂとで構成される。表示電極１－６は誘電体層１－２で覆われ、誘電体層１－２の表面上には保護層１－３が形成される。

　この保護層には、放電ガスのイオン衝撃による誘電体層の保護と二次電子放出及び壁電荷保持といった特性を有することが要求される。ＰＤＰでは、これらの特性を併せ持つ酸化マグネシウム（以下、ＭｇＯと記す）を主成分とする材料が広く用いられている。

　ＰＤＰにおける一般的な画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）がある。ＡＤＳ方式では、１ＴＶフィールド（１／６０ｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割し、それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。さらにサブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。リセット期間では、マトリクス配列された全ての放電セル内の壁電圧をほぼ均一に揃えるため、サステイン放電電極対間に放電開始電圧以上のサステイン電圧を印加し、全ての放電セルでリセット放電を行う。アドレス期間では、全ての放電セルのうちの点灯すべき放電セルのみに、適量の壁電荷を生成するアドレス放電を行う。サステイン期間では、その壁電荷を利用して表示データの階調値に応じた回数のサステイン放電（表示放電）を行う。

　このＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置は、デジタル放送等の高品位な画質に対応した画像表示装置としての期待が高まっており、高精細化、高輝度化、高コントラスト化等の高画質化が要求されている。また、黒ノイズの発生率低減といった表示画像の信頼性も要求されている。

　ＰＤＰの高精細化は画素ピッチ及び放電セルサイズを小さくすることにより達成される。高輝度化は発光効率の増加やサステイン放電の回数を多くすることにより達成される。高コントラスト化には、サステイン放電回数が異なるサブフィールド数を増加させることと、リセット放電等の表示放電に寄与しない放電を低減して黒表示時の輝度を低下させることにより達成される。

　各サブフィールドのアドレス期間は、ＰＤＰのスキャンライン数とアドレスパルス幅で決定される。アドレスパルス幅は、アドレス電圧を印加してからアドレス放電が起こるまでのアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ（以下、放電遅れ時間とも記す）を考慮して設定される。このとき、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄに対してアドレスパルス幅が不十分であると、アドレス電圧を印加している間にアドレス放電が起こらない。そのため、その後のサステイン放電が行われないといった誤放電による黒ノイズが発生する。更に高精細化では画素数の増加に伴いスキャンライン数が増加する。これにより、高精細なＰＤＰでは、各ＴＶフィールドにおけるアドレス期間の割合が増加し、高輝度化、高コントラスト化において重要であるサステイン期間の割合が減少する。

　アドレス期間を短くするには、大きく２つの方法がある。１つはデータドライバＩＣを増加させる方法である。例えばデータドライバＩＣを２倍にし、パネルの上下でスキャンラインを２分割して同時にスキャンをするデュアルスキャン方式に変えると、見かけ上のアドレス期間が半減する。しかし、デュアルスキャン方式ではデータドライバＩＣ等の駆動に関係する回路数の増加や配線が複雑となり、生産性やコストの点で問題がある。

　もう１つはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮し、アドレスパルス幅を短くする方法である。アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔ_ｆ、並びに、放電の種火となる電子（プライミング電子）が保護層から放出されるまでの統計遅れ時間（以下、プライミング電子の放出時定数とも記す）ｔ_ｓの和で構成される。保護層のプライミング電子放出特性が良好であるならば、統計遅れ時間ｔ_ｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することができ、安定したアドレス放電を行うことができる。

　このアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮するために、保護層のＭｇＯに不純物元素を添加する技術の開発が行われている。例えば、特許文献１では不純物元素としてＳｉが、特許文献２、特許文献３では不純物元素としてＳｃが記載されている。

　［第２の技術の背景技術］
　プラズマディスプレイパネルは、他のディスプレイデバイスに比べ、動画性能が良い、視野角が広い、大型化が容易という特徴を有する。

　図２３は典型的なＰＤＰの分解斜視図である。また、プラズマディスプレイ装置の概略構成を図２４に示す。プラズマディスプレイ装置２－２３は、プラズマディスプレイパネル２－２０とこのプラズマディスプレイパネル２－２０に電圧を印加する駆動電源２－２１と映像信号を生成する映像源２－２２から構成される。

　プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ２－１００）は、前面基板２－１と背面基板２－６を貼り合わせた構造であり、これら基板間に複数の放電セルが形成されている。放電セルには、電圧を印加するための３種類の電極が形成されている。前面基板２－１上には、維持放電のための表示電極対２－１４が形成され、それら表示電極対２－１４は誘電体層２－４と保護層２－５により覆われている。表示電極対２－１４は、サステイン電極（以下、Ｘ電極とも称す）２－１２とスキャン電極（以下、Ｙ電極とも称す）２－１３で構成される。サステイン電極２－１２、スキャン電極２－１３はそれぞれ、透明電極２－２（２－２ａ、２－２ｂ）とバス電極２－３（２－３ａ、２－３ｂ）からなる。

　一方、背面基板２－６上には、アドレス電極（以下、Ａ電極とも称す）２－９が形成され、アドレス電極２－９は誘電体層２－８で覆われている。さらに誘電体層２－８上には、隔壁（リブとも称す）２－７が構成され、隔壁間には赤、青、緑色の蛍光体層２－１０が形成されている。図２３からも分かるように隔壁２－７及び誘電体層２－８は、蛍光体層２－１０に直接接しており、蛍光体層２－１０の保持手段としての機能も有している。

　前面基板２－１側の表示電極対２－１４と背面基板２－６側のアドレス電極２－９とが互いに概略直交するように（場合によっては、単に互いに交差するように）、前面基板２－１と背面基板２－６の向きを合わせて、前面基板２－１と背面基板２－６とが封着され、両基板間の空隙部分である放電空間２－１１にはＮｅ＋Ｘｅの混合ガス、またはＨｅ＋Ｎｅ＋Ｘｅの混合ガスなどの放電ガスが封入され、両基板間に複数の放電セルが形成されている。放電ガスは放電により真空紫外線（１４６ｎｍ及び１７２ｎｍ）を発生する。このときに発生した真空紫外線が背面基板２－６に配置した蛍光体層２－１０を励起し、可視光を発する。ＰＤＰ装置では各表示セルに用いられる蛍光体層２－１０としてそれぞれ、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光する蛍光体を用い、これらを塗り分けることにより、フルカラー表示を行うことが出来る。

　ＰＤＰの保護層２－５は、一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯと称す）を用いて形成されている。保護層２－５の役割は、大きく三つある。まず、放電の際に発生するプラズマから誘電体層２－４を保護し、誘電体層２－４がスパッタリングされるのを防ぐ役割である。次に、イオン入射による二次電子の放出による放電開始電圧を低下させる作用である。最後に、放電の種火となる電子を放出してプラズマを発生・持続させる役割、特に荷電粒子であるプライミング電子を放出して放電開始を促進する役割がある。プライミング電子とは放電の種火となる電子のことである。

　近年、プラズマディスプレイを取り巻く市場においては、液晶ディスプレイなど他のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ（Flat Panel Display））も含めた性能競争が激しく、プラズマディスプレイにおいても、高輝度化（高効率化）、高コントラスト化が要求されている。また、今後の高解像度デジタル放送に向けてフルＨＤ（High Definition）対応化（高精細化）が必要となっている。

　ＰＤＰの高品位の画質を実現するために、ＰＤＰの高精細化、高効率化等の高性能化が要求されている。しかし、上記要求に伴い、セルサイズの縮小化、セル構造の高精細化に伴う走査線数の増加、高Ｘｅ濃度化のために、放電遅れと呼ばれる問題がある。

　このＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置は、デジタル放送等の高品位な画質に対応した画像表示装置としての期待が高まっており、高精細化、高輝度化、高コントラスト化等の高画質化と高効率化が要求されている。また、黒ノイズの発生率低減といった表示画像の信頼性も要求されている。

　各サブフィールドのアドレス期間は、ＰＤＰのスキャンライン数とアドレスパルス幅で決定される。アドレスパルス幅は、アドレス電圧を印加してからアドレス放電が起こるまでのアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ（以下、放電遅れ時間とも記す）を考慮して設定される。アドレスパルス幅が不十分であると、アドレス電圧を印加している間にアドレス放電が起こらない。そのため、その後のサステイン放電が行われないといった誤放電による黒ノイズが発生する。更に高精細化では画素数の増加に伴いスキャンライン数が増加する。これにより、高精細なＰＤＰでは、各ＴＶフィールドにおけるアドレス期間の割合が増加し、高輝度化、高コントラスト化において重要であるサステイン期間の割合が減少する。

　このアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄはＰＤＰの高効率化にも関係する。高性能のテレビ装置としてＰＤＰ装置の高発光効率化を目的とするＰＤＰ構造の改善検討が進められており、Ｎｅを主成分とする放電ガス中のＸｅガスの組成比を増加させ、発生するＸｅ_２分子線を積極的に利用しようとする検討が盛んに行われている。通常、放電ガス中のキセノンガス組成比（５％程度）より多い組成比領域でこうしたＰＤＰの発光高効率化を達成する検討がなされている。しかし、Ｘｅ分圧を増大させると、放電開始電圧の上昇と放電遅れ時間の増大といった問題が起こることも知られている。

　以上から、ＰＤＰの高性能化を実現するためにはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及びアドレス期間を短縮することが必須である。この放電遅れ時間及びアドレス期間を短縮するには、大きく２つの方法がある。１つは、データドライバＩＣを増加させる方法である。例えばデータドライバＩＣを２倍にし、パネルの上下でスキャンラインを２分割して同時にスキャンをするデュアルスキャン方式に変えると、見かけ上のアドレス期間が半減する。しかし、デュアルスキャン方式ではデータドライバＩＣ等の駆動に関係する回路数の増加や配線が複雑となり、生産性やコストの点で問題がある。

　もう１つは、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮をＰＤＰの保護層であるＭｇＯを改良することで実現する方法である。アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔ_ｆ、並びに、プライミング電子がＭｇＯから放出されるまでの統計遅れ時間ｔ_ｓの和で構成される。リセット放電後の残留壁電荷量に揺らぎが存在するとすれば、形成遅れ時間ｔ_ｆに揺らぎが生じる。プライミング電子とは、放電形成に寄与する電子のことである。このうち、統計遅れは保護層であるＭｇＯからのプライミング電子放出頻度に大きく依存している。ＭｇＯのプライミング電子放出頻度は、電子放出源となるトラップ準位の数やエネルギー状態密度といったＭｇＯの準位構造に大きく関係している。プライミング電子放出源として有効なトラップ準位は、トラップされた電子が室温付近で伝導帯へ熱励起可能な深さにあり、アドレスパルス幅内に放電を発生するのに十分な準位構造を持たなければならない。このＭｇＯの準位構造は、室温付近での放電遅れのみならず、広い温度範囲における放電遅れ時間の温度特性や、高温状態での壁電圧変動等の様々なパネル駆動特性に影響を与える。

　このようなＰＤＰの保護層であるＭｇＯに対し、非特許文献３に記載されるように、プライミング電子の放出源としてＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）等の不純物を添加する手法が報告されている。また、特許文献１に記載されるように、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）を添加することによって黒ノイズの発生率を低減する手法が報告されている。また、特許文献２及び特許文献３に記載されるように、スカンジウム（Ｓｃ）等の元素をＭｇＯに添加することによって放電応答性を改善する手法が報告されている。

　［第３の技術の背景技術］
　ＰＤＰは、動画性能が良い、視野角が広い、大型化が容易という特徴を有するフラットパネルディスプレイの一つである。ＰＤＰは、その構造と駆動方法の違いからＤＣ（直流）型とＡＣ（交流）型に分類される。このうちＡＣ型のＡＣ面放電型ＰＤＰは、構造の単純さと高信頼性のため、最も実用化の進んでいる方式である。

　一般的なボックス構造を有するＡＣ面放電型ＰＤＰは大きく前面板と背面板で構成され、放電空間を挟んで前面板と背面板が対向配置され、放電空間には放電ガスが封入されている。放電ガスには、Ｈｅ－Ｘｅ、Ｎｅ－Ｘｅ、Ｈｅ－Ｎｅ－Ｘｅ等の混合ガスが用いられる。

　背面板は背面基板上に形成されたストライプ状のアドレス電極（以下、Ａ電極とも称す）と、アドレス電極を覆う誘電体層と、誘電体層上に形成されて放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止し放電セルを形成する隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色と青色の各色に発光する蛍光体層とでなる。蛍光体層は放電により発生した紫外線で励起し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に発光する蛍光体からなる。

　前面板は前面基板上にアドレス電極と交差するようにストライプ状のサステイン電極（以下、Ｘ電極とも称す）とスキャン電極（以下、Ｙ電極とも称す）の対からなる表示電極が複数形成される。表示電極は透明電極、とバス電極、とで構成される。表示電極は誘電体層で覆われ、誘電体層の表面上には保護層が形成される。

　以上から、ＰＤＰの高性能化を実現するためにはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及びアドレス期間を短縮することが必須である。この放電遅れ時間及びアドレス期間を短縮するには、大きく２つの方法がある。アドレス期間を短くするには、大きく２つの方法がある。１つはデータドライバＩＣを増加させる方法である。例えばデータドライバＩＣを２倍にし、パネルの上下でスキャンラインを２分割して同時にスキャンをするデュアルスキャン方式に変えると、見かけ上のアドレス期間が半減する。しかし、デュアルスキャン方式ではデータドライバＩＣ等の駆動に関係する回路数の増加や配線が複雑となり、生産性やコストの点で問題がある。

　このアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮を実現するために、保護層であるＭｇＯの技術開発が行われている。ＭｇＯの技術開発は、ＭｇＯ中に不純物元素を添加する技術と、保護層上にＭｇＯ結晶体等の微粒子からなる層を設ける技術の二つに大きく分けることができる。

　ＭｇＯ中に不純物元素を添加する技術としては、例えば特許文献１では不純物元素としてシリコン（以下、Ｓｉと記す）が、特許文献２、特許文献３では不純物元素としてスカンジウム（以下、Ｓｃと記す）が記載されており、最適とされるＭｇＯに対する各添加元素の濃度についても記載されている。

　保護層上にＭｇＯ結晶体等の微粒子からなる層を設ける技術としては、例えば、特許文献５に記載されている。

　［第４の技術の背景技術］
　プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）は、例えばＨｅ－Ｘｅ、Ｎｅ－Ｘｅ、Ｈｅ－Ｎｅ－Ｘｅ等の混合ガスで構成される放電ガスを封入したセルと呼ばれる放電空間内で、気体放電を発生させ、この際に発生する紫外線で蛍光体を励起して、画像を表示する表示パネルである。

　ＰＤＰには、その構造と駆動方法の違いからＤＣ（直流）型とＡＣ（交流）型に分類される。特に、ＡＣ面放電型ＰＤＰは、構造の単純さと高信頼性のため、もっとも実用化の進んでいる方式である。

　現在、ＡＣ面放電型ＰＤＰでは、カラー表示のための蛍光体を表示電極対からパネルの厚さ方向に遠ざけて配置することができ、それによって放電時のイオン衝撃（スパッタ）による蛍光体の特性劣化を低減することができる。したがって、面放電型ＰＤＰは、対を成す表示電極（Ｘ電極およびＹ電極と呼ばれる）を前面基板と背面基板とに振り分けて配置する対向放電型に比べて、長寿命化に適している。

　上記ＡＣ面放電型ＰＤＰの前面板では、内面側に配置された表示電極対を覆う誘電体層が放電時のイオンの衝撃により劣化することを防ぐため保護膜を設ける。この保護膜は、誘電体層が放電時のイオンの衝撃により劣化するのを防ぐため耐スパッタ性（耐イオン衝撃性）が要求される。また、該保護膜にイオンが衝突することにより、２次電子を放出し、放電を成長させる機能も要求される。上記保護膜として、耐スパッタ性や２次電子の放出のしやすさから、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の薄膜が一般に用いられる。

　特に最近は、アドレス放電の高速化のため、放電のトリガとなる種電子を供給するプライミング電子放出性能を向上させるためＭｇＯへの添加材料となる元素添加やＭｇＯの結晶粒散布が行われつつある。例えば、特開平１０－３３４８０９号公報（特許文献１）では、添加材料の元素としてＳｉを用いる構成が記載されている。また、例えば、特開２００７-２８０７３０号公報（特許文献６）では、保護膜の表面にＭｇＯの結晶粒子を散布して付着させる構成が記載されている。

　［第５の技術の背景技術］
　プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）は、例えばＨｅ－Ｘｅ、Ｎｅ－Ｘｅ、Ｈｅ－Ｎｅ－Ｘｅ等の混合ガスで構成される放電ガスを封入したセルと呼ばれる放電空間内で、気体放電を発生させ、この際に発生する紫外線で蛍光体を励起して、画像を表示する表示パネルである。

　上記ＡＣ面放電型ＰＤＰの前面板では、内面側に配置された表示電極対を覆う誘電体層が放電時のイオンの衝撃により劣化することを防ぐため保護膜を設ける。この保護膜は、誘電体層が放電時のイオンの衝撃により劣化する耐スパッタ性（耐イオン衝撃性）が要求される。また、該保護膜にイオンが衝突することにより、２次電子を放出し、放電を成長させる機能も要求される。上記保護膜として、耐スパッタ性や２次電子の放出のしやすさから、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の薄膜が一般に用いられる。

　特に最近は、アドレス放電の高速化のため、放電のトリガとなる種電子を供給するプライミング電子放出性能を向上させるためＭｇＯへの不純物元素添加やＭｇＯの結晶粒散布が行われつつある。例えば、特開平１０－３３４８０９号公報（特許文献１）では、不純物元素としてＳｉを用いる構成が記載されている。また、例えば、特開２００７-２８０７３０号公報（特許文献６）では、保護膜の表面にＭｇＯの結晶粒子を散布して付着させる構成が記載されている。

　［第６の技術の背景技術］
　近年、大型かつ厚みの薄いカラー表示装置として、プラズマディスプレイ装置が期待されている。ＰＤＰには、その構造と駆動方法の違いからＤＣ（直流）型とＡＣ（交流）型に分類される。特に、ＡＣ面放電型ＰＤＰは、構造の単純さと高信頼性のため、もっとも実用化の進んでいる方式である。

　一般的なボックス構造を有するＡＣ面放電型ＰＤＰの分解斜視図を図１１１に、図１１１において破線で囲まれた一つの放電セルの断面構造図を図１１２、図１１３に示す。図中のｘｙｚ座標軸は図１１１、図１１２、図１１３において共通である。

　放電空間６－１４を挟んで前面板６－１２と背面板６－１３が対向配置され、放電空間６－１４には放電ガスが封入されている。放電ガスとして、Ｈｅ－Ｘｅ、Ｎｅ－Ｘｅ、Ｈｅ－Ｎｅ－Ｘｅ等の混合ガスが用いられる。

　背面板６－１３は背面基板６－１１上に形成されたストライプ状のアドレス電極（以下、Ａ電極とも称す）６－１０と、アドレス電極６－１０を覆う誘電体層６－９と、誘電体層６－９上に形成されて放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止し放電セルを形成する隔壁６－７と、各隔壁６－７間に形成された赤色、緑色と青色の各色に発光する蛍光体層６－８とでなる。蛍光体層６－８は放電により発生した紫外線で励起し、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に発光する蛍光体からなる。

　前面板６－１２は前面基板６－１上にアドレス電極６－１０と交差するようにストライプ状のサステイン電極（以下、Ｘ電極とも称す）６－４とスキャン電極（以下、Ｙ電極とも称す）６－５の対からなる表示電極６－６が複数形成される。表示電極６－６は透明電極６－４ａ、６－５ａとバス電極６－４ｂ、６－５ｂとで構成される。表示電極６－６は誘電体層６－２で覆われ、誘電体層６－２の表面上には保護層６－３が形成される。

　ＰＤＰにおける一般的な画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）がある。ＡＤＳ方式では、１ＴＶフィールド（１６．６７ｍｓ、あるいは、１／６０ｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割し、それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。さらにサブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。リセット期間では、マトリクス配列された全ての放電セル内の壁電圧をほぼ均一に揃えるため、サステイン放電電極対間に放電開始電圧以上のサステイン電圧を印加し、全ての放電セルでリセット放電を行う。アドレス期間では、全ての放電セルのうちの点灯すべき放電セルのみに、適量の壁電荷を生成するアドレス放電を行う。サステイン期間では、その壁電荷を利用して表示データの階調値に応じた回数のサステイン放電（表示放電）を行う。

　ＰＤＰの高精細化は画素ピッチ及び放電セルサイズを小さくすることにより達成される。高輝度化は発光効率の増加やサステイン放電の回数を多くすることにより達成される。高コントラスト化のためには、サステイン放電回数が異なるサブフィールド数を増加させることと、リセット放電等の表示放電に寄与しない放電を低減して黒表示時の輝度を低下させることにより達成される。

　各サブフィールドのアドレス期間は、ＰＤＰのスキャンライン数とアドレスパルス幅で決定される。アドレスパルス幅は、アドレス電圧を印加してからアドレス放電が起こるまでのアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ（以下、放電遅れ時間とも記す）を考慮して設定される。アドレスパルス幅が不十分であると、アドレス電圧を印加している間にアドレス放電が起こらない。そのため、その後のサステイン放電が行われないといった誤放電による黒ノイズが発生する。更に高精細化では画素数の増加に伴いスキャンライン数が増加する。これらにより、各サブフィールドにおけるアドレス期間の割合が大きくなり、高輝度化、高コントラスト化において重要であるサステイン期間の割合が減少する。

特開平１０－３３４８０９号公報特開２００６－１６９６３６号公報特開２００６－２０７０１３号公報ＷＯ２００５／０９８８９０Ａ特開２００６－５４１６０号公報特開２００７-２８０７３０号公報

ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ２－４　２００６年、p３５９～３６２ＩＤＷ‘０８、ＰＤＰ３－３　２００８年、p１８６９～１８７２ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ１－１　２００６年、ｐ３３３～３３６

　［第１の技術の発明が解決しようとする課題］
　しかしながら、前記従来技術はアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮に特化しており、その他のＰＤＰ駆動に対する影響についてはあまり考慮されていない。

　特許文献１記載のＳｉをＭｇＯに添加する技術は、ある程度のアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することが可能であるが、特許文献４においてＰＤＰの面内においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮される割合にバラツキが生じることが記載されている。更に、本発明者らが検討した結果、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄに温度依存性があることも分かっている。ＰＤＰに要求される動作保証温度は製造メーカによって異なるが、好ましくは－１０～６０℃より広い温度範囲である。この温度範囲において、Ｓｉを添加したＭｇＯを保護層に用いたＰＤＰでは、低温域でアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄが著しく増大し、黒ノイズの発生により表示品位が低下することがある。

　また、特許文献２及び特許文献３のＳｃをＭｇＯに添加する技術はアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することが可能であると記載されている。しかし、本発明者らが検討した結果、ＭｇＯに対するＳｃの濃度が閾値以上であると、ＰＤＰの通常動作中のある時点において、黒ノイズの発生率の増加や不点灯ライン出現といった現象が発生することが明らかになっているこれらの現象は、ＰＤＰの温度が高温である場合によくみられる。

　この原因の一つとして、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの休止期間ｔ_ｉ中に、アドレス電極（Ａ電極）を覆う誘電体層及び蛍光体層の放電空間側表面とスキャン電極（Ｙ電極）を覆う誘電体層及び保護層の放電空間側表面との電圧差（即ち、Ａ－Ｙ電極間の放電空間に印加される電圧）Ｖ_ＡＹが減少することが挙げられる。以下、休止期間ｔ_ｉ中の電圧差Ｖ_ＡＹの減少量を電圧変動ΔＶ_ＡＹと記す。

　この電圧変動ΔＶ_ＡＹにより、アドレス電圧印加時に放電空間に印加される実効的な電圧は減少する。そのため、所定の電圧が放電空間に印加されなくなり、アドレス放電を失敗して誤放電が発生し易くなる。

　電圧変動ΔＶ_ＡＹの要因として、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの間に保護層から放出されたプライミング電子が、放電空間側表面の壁電荷を打ち消していると考えられている。非特許文献１によれば、プライミング電子による休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹは、３００～１００００Ｖ／ｓであると記載されている。

　このような問題を解決する方法の一つとして、電圧変動ΔＶ_ＡＹを想定してアドレス電圧を予め高めに設定する方法がある。しかし、この方法では使用する駆動回路や制御回路に実装される電子部品を高電圧に対応したものに変更する必要があり、コストの点で問題がある。また、消費電力の増加や、コントラストの低下といった問題も生じる。

　したがって、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮するだけでなく、休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹを抑制する保護層技術が必要である。

　本発明の目的は、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮と、休止期間ｔ_ｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶ_ＡＹの抑制を両立することにより、安定したアドレス放電と高コントラストなＰＤＰを実現する保護層技術を提供することにある。

　本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

　［第２の技術の発明が解決しようとする課題］
　しかしながら、放電遅れに関する対策は、未だ十分になされているとは言い難い現状にある。具体的には、特許文献１の技術では、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）を添加することで、ある程度不点灯領域の発生を抑制できるが、一方で各セルにおける放電遅れのバラツキが顕著になるという新たに問題が生じることが、例えば、特許文献４に記載されている。

　特許文献２及び特許文献３の技術では、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで放電遅れが改善することが示されている。ＰＤＰの保証温度は製造メーカによっては、最低温度０℃、更に好ましくは－１５℃、最高温度で６０℃、更に好ましくは８０℃と上下温度幅がある。そこで、本発明者らは、－１０℃～６０℃の広い温度範囲で放電遅れ時間の評価を行った。本発明者らが検討した結果、放電遅れ時間には温度依存性があり、高温領域では放電遅れ時間が悪化することが明らかになっている。そのため、広い温度範囲で安定したアドレス放電を行うためには、アドレス期間を十分に長くする必要があり、高画質化において重要であるサステイン期間の確保が困難となる。

　また、特許文献２の技術では、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）、カルシウム（Ｃａ）及びシリコン（Ｓｉ）を共ドープすることが示されている。しかしながら、本発明者らが検討した結果、これら不純物元素を閾値以上に添加すると、ＭｇＯのアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの休止期間依存性、つまり放電が生起されてから次の放電が生起されるまでの時間間隔の依存性が悪化するという問題があることが明らかになっている。

　以上のＭｇＯへのスカンジウム（Ｓｃ）、シリコン（Ｓｉ）といった不純物元素の添加は放電遅れ時間の改善に着目した技術であるが、本発明者らが検討した結果、ＭｇＯに対するＳｃ及びＳｉの濃度が閾値以上であると、ＰＤＰの通常動作中のある時点において、黒ノイズの発生率の増加や不点灯ラインの出現といった現象が発生することが明らかになっている。この現象は、ＰＤＰのパネル表面温度が高温である場合によくみられる。

　以上より、ＭｇＯへ不純物元素を添加する技術に関しては、優れた表示性能を得る上で十分な効果が有るとは言い難いのが現状である。このため、放電特性を一層向上させることが可能なＭｇＯ膜の実現が望まれている。

　本発明の目的は、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮して放電応答性を向上させ、休止期間ｔ_ｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶ_ＡＹの抑制を両立することにより、安定したアドレス放電と高画質なＰＤＰを実現する保護層技術を提供することにある。

　本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述と添付図面によって明らかにする。

　［第３の技術の発明が解決しようとする課題］
　しかしながら、保護層であるＭｇＯによる放電遅れの対策は、未だ十分になされているとは言い難い現状にある。ＭｇＯ中に不純物元素を添加する技術に関して、特許文献１ではＭｇＯにＳｉを添加することで誤放電の発生がある程度抑制できるが、ＰＤＰ特性の改善において不十分であることが、例えば、特許文献４に記載されている。

　更に、ＰＤＰの動作保証温度は製造メーカによっては、最低温度０℃、更に好ましくは－１５℃、最高温度で６０℃、更に好ましくは８０℃と温度幅がある。そこで、本発明者らは、－１０℃～６０℃の広い温度範囲で放電遅れ時間の評価を行った。本発明者らがＭｇＯにＳｉを添加する技術について検討した結果、放電遅れ時間には温度依存性があり、低温領域では放電遅れ時間が増大することが明らかになっている。そのため、ＭｇＯへのＳｉ添加方法が適当でない場合、広い温度範囲で安定したアドレス放電を行うためには、アドレス期間を十分に長くする必要があり、高画質化において重要であるサステイン期間の確保が困難となる。

　本発明者らは、ＭｇＯにＳｃを添加する技術についても－１０℃～６０℃の広い温度範囲で放電遅れ時間を評価した結果、放電遅れ時間には温度依存性があり、特に放電遅れ測定前の最後の放電から放電遅れ測定までの時間（以下、休止期間またはｔ_ｉと称す）が長く、高温で駆動させると、放電遅れ時間が増大することが明らかになっている。そのため、ＭｇＯにＳｉを添加する技術と同様に、ＭｇＯへのＳｃ添加方法が適当でない場合、広い温度範囲で安定したアドレス放電を行うためには、アドレス期間を十分に長くする必要がある。

　以上の特許文献１から３の技術では、これらのＭｇＯに添加する不純物元素の濃度についても示している。しかし、本発明者らが検討した結果、同じような濃度であっても、成膜条件によって放電遅れ時間が異なることが分かっている。成膜条件がＭｇＯ中の不純物元素の活性化率、即ち、不純物元素がＭｇＯ中に統計遅れに関係するプライミング電子放出源を形成する確率に大きく作用していることが分かる。

　そのため、活性化率が低い成膜条件では、所望の放電遅れ時間を実現するために不純物元素を多量にＭｇＯへ添加する必要がある。しかしながら、ＭｇＯへの不純物元素の多量添加は、ＭｇＯ中での欠陥や偏析、クラックの発生原因となり、ＭｇＯの結晶構造及びスパッタ耐性や電気特性等に悪影響を及ぼす場合がある。更に、多量の不純物元素の使用は、不純物元素に関係する材料コストを増大させることになる。

　保護層上にＭｇＯ結晶体等の微粒子からなる層を設ける技術に関しては、特許文献５で微粒子の特性や粒径を制御することで放電遅れが改善することが示されている。

　しかしながら、このような技術では、保護層上に微粒子からなる層を形成するために、ＰＤＰの製造工程において複雑なプロセスを追加する必要があり、材料を含む製造コストや歩留まりの面で課題がある。

　更に、本発明者らが評価した結果、保護層上にＭｇＯ結晶体等の微粒子からなる層を設ける技術は放電遅れを改善するが、ＰＤＰの発光高効率化を目的として放電ガス中のキセノンガス組成比を高めた場合に、放電時のイオン衝撃による保護層であるＭｇＯのスパッタが促進され、ＰＤＰの動作保証時間（製品寿命）の短縮や各特性に関する信頼性を著しく低下させる場合がある。また、２０℃以上の高温動作時において、黒ノイズや不点灯ラインの出現といった現象の発生頻度が増加することが明らかになっている。この高温動作時のＰＤＰ特性の悪化は、ＭｇＯ中に不純物元素を添加する技術に関しても、ＭｇＯに対する不純物元素の濃度が閾値以上であると同様に生じる。

　この原因の一つとして、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの休止期間ｔ_ｉ中に、アドレス電極（Ａ電極）を覆う誘電体層及び蛍光体層の放電空間側表面とスキャン電極（Ｙ電極）を覆う誘電体層及び保護層の放電空間側表面との電圧差（即ち、Ａ－Ｙ電極間の放電空間に印加される電圧）Ｖ_ＡＹが減少することが考えられ、この現象について非特許文献１などで報告されている。以下、休止期間ｔ_ｉ中の電圧差Ｖ_ＡＹの減少量を電圧変動ΔＶ_ＡＹと記す。

　この電圧変動ΔＶ_ＡＹは、アドレス電圧印加時に放電空間に印加される実効的な電圧を低下させる。そのため、所定の電圧が放電空間に印加されなくなることでアドレス放電を失敗し、誤放電が発生し易くなる。

　［第４の技術の発明が解決しようとする課題］
　地球温暖化防止への配慮などから、ＰＤＰの消費電力の低減を一層進める必要がある。消費電力を低減する手段として、ＰＤＰの発光効率を向上させる方法がある。例えば、放電ガスに含まれるＸｅの分圧を高くすると、蛍光体の励起源である紫外線（真空紫外線）の発生効率が向上するので、ＰＤＰの発光効率を向上させることができる。

　しかしながら、駆動電圧の上昇などの副作用により放電ガスのイオン衝撃による保護膜のスパッタが大きくなるため、保護膜の耐スパッタ性の向上が必要となってくる。

　一方、ＰＤＰの大幅な低コスト化のためには、ドライバコストを半減させるため、ＰＤＰの画面の上下両側に配置したアドレスドライバＩＣを用いて上下２方向から表示画面全体を走査する上下２分割駆動（デュアルスキャン）から、ＰＤＰの画面の上または下の片側のみに配置したアドレスドライバＩＣを用いて、１方向から表示画面全体を走査するシングルスキャンを可能にする必要がある。そのためにはアドレス放電を高速化する必要があり、前記特許文献６に記載のようにＭｇＯ膜表面への結晶ＭｇＯ粉体の散布が行われている。しかし、この構成では、散布された結晶ＭｇＯ粉体が、スパッタされたＭｇＯの再堆積を邪魔するため、結晶ＭｇＯ粉体の下地部分のＭｇＯ膜がスパッタにより削れ易く、従来のＭｇＯ膜に比べ、ＭｇＯからなる保護膜の耐スパッタ性が低下するという課題が生じる。また、前記特許文献１に示されるように、ＭｇＯ膜中へのＳｉなどの添加材料ドーピングによりアドレス放電を高速化する方法も行われているが、Ｓｉドープ量が少ない領域では、従来のＭｇＯ膜に対し、耐スパッタ性は特に改善されず、また過剰なＳｉドープは、Ｍｇ欠損を生じやすいため、従来のＭｇＯ膜に比べ、耐スパッタ性は劣化しやすい。

　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＤＰ装置の消費電力を低減することができる技術を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ＰＤＰ装置を安価に製造することができる技術を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ＰＤＰ装置の長寿命化を達成する技術を提供することにある。

　本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

　［第５の技術の発明が解決しようとする課題］
　地球温暖化防止や資源枯渇など、環境への配慮などから、ＰＤＰの消費電力の低減や材料の使用量削減を一層進める必要がある。本発明者らは、ＰＤＰの消費電力や材料の使用量低減について検討し、以下の課題を見出した。

　消費電力を低減する手段として、ＰＤＰの発光効率を向上させる方法がある。例えば、放電ガスに含まれるＸｅの分圧を高くすると、蛍光体の励起源である紫外線（真空紫外線）の発生効率が向上するので、ＰＤＰの発光効率を向上させることができる。

　しかしながら、駆動電圧の上昇などの副作用により放電ガスのイオン衝撃による保護膜のスパッタが大きくなるため、保護膜の耐スパッタ性の向上が必要となってくる。またＸｅ分圧上昇に伴う高電圧化を抑制するため、保護膜の２次電子放出係数を高めることにより放電電圧を下げることも必要となる。

　また、消費電力を低減する別の手段として、ＰＤＰを駆動するドライバＩＣの使用量を低減する方法がある。ドライバＩＣの使用量を低減すれば、ドライバＩＣの消費電力を低減でき、またドライバＩＣ自体やＰＤＰに実装するための材料の使用量も低減することができる。例えば、保護膜のプライミング電子放出性能向上により、アドレス放電時間を短縮すると、ＰＤＰの画面の上下に配置したアドレスドライバＩＣを用いて上下２方向から表示画面全体を走査する上下２分割駆動（デュアルスキャン）から、ＰＤＰの画面の片側のみに配置したアドレスドライバＩＣを用いて、１方向から表示画面全体を走査するシングルスキャンが可能となる。この結果、ＰＤＰに取り付けるアドレスドライバＩＣの数や実装材料を、例えば半減することができる。

　しかしながら、特にアドレス放電時間の短縮のため、例えば前記特許文献１あるいは前記特許文献６に記載される構成では、従来のＭｇＯ膜に比べ、ＭｇＯからなる保護膜の耐スパッタ性が低下するという課題が生じる。

　また、放電電圧を下げて低消費電力化するために、ＭｇＯよりも高い２次電子放出係数を有するＣａＯやＳｒＯ、ＢａＯ、ＳｒｘＣａｙＯなどを保護膜として用いる構成も考えられる。しかしこれらの材料を用いた場合、放電電圧を下げることはできるが、ＭｇＯより耐スパッタ性が劣る、あるいは、プライミング電子放出が不十分でアドレス放電時間が長くなるという課題がある。

　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＤＰ装置の消費電力を低減することができる技術を提供することにある。

　［第６の技術の発明が解決しようとする課題］
　しかしながら、前記従来技術はアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮に特化しており、その他のＰＤＰへの影響についてはあまり考慮されていない。

　特許文献１記載のＳｉをＭｇＯに添加する技術は、ある程度のアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することが可能であるが、ＰＤＰの面内においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮される割合にバラツキが生じることが知られている。更に、本発明者らが検討した結果、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄに温度依存性があることも分かっている。ＰＤＰに要求される動作保証温度は製造メーカによって異なるが、好ましくは－２０℃から６０℃である。この温度範囲において、Ｓｉを添加したＭｇＯを保護層に用いたＰＤＰでは、低温でアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄが著しく増大し、黒ノイズの発生により表示品位が低下することがある。

　また、特許文献２及び特許文献３のＳｃをＭｇＯに添加する技術はアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮することが可能であると記載されている。しかし、本発明者らが検討した結果、ＭｇＯに対するＳｃの濃度が閾値以上であると、ＰＤＰの通常動作中のある時点において、黒ノイズの発生率が増加することが明らかになっている。この現象は、ＰＤＰの温度が高温である場合によくみられる。

　この原因の一つとして、リセット放電終了後からアドレス電圧を印加するまでの休止期間ｔ_ｉ中に、アドレス電極（Ａ電極）を覆う誘電体層及び保護層の放電空間側表面とスキャン電極（Ｙ電極）を覆う誘電体層及び蛍光体層の放電空間側表面との電圧差（即ち、Ａ－Ｙ電極間の放電空間に印加される電圧）Ｖ_ＡＹが減少することが挙げられる。以下、休止期間ｔ_ｉ中の電圧差Ｖ_ＡＹの減少量を電圧変動ΔＶ_ＡＹと記す。

　このような問題を解決する方法の一つとして、電圧変動ΔＶ_ＡＹを想定してアドレス電圧を予め高めに設定する方法がある。しかし、使用する駆動回路や制御回路に実装される電子部品を高電圧に対応するのものに変更する必要があり、コストの点で問題がある。また、消費電力の増加や、コントラストの低下といった問題も生じる。

　本発明の目的は、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮と、休止期間ｔ_ｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶ_ＡＹの抑制を両立することにより、安定したアドレス放電を行うことができる保護層技術を提供することにある。

　［第１の技術の課題を解決するための手段］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

　すなわち、代表的な実施の形態によるプラズマディスプレイ装置は、一対の基板が対向に配置されて放電空間を形成し、一方の基板上に複数の電極と前記電極上に誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層が形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたＰＤＰと、前記ＰＤＰの表示面全体の帯電状態を揃えるリセット期間、表示放電を行う放電セルを選択するアドレス期間、表示放電を行うサステイン期間からなる駆動方法を実現する駆動装置とを有する。

　前記ＰＤＰは具体的には、前面板とそれに対向する背面板との間の空間が前記背面板に設けられた隔壁によって区画され、前記空間には放電ガスが充填されている。前記前面板は、第１基板と、前記第１基板上に設けられた表示電極対と、前記表示電極対を覆う第１誘電体層と、前記第１誘電体層上に保護層を設けている。また、前記背面板は、第２基板と、前記第２基板上に設けられたアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う第２誘電体層と、前記第２誘電体層上に設けられた前記隔壁と、前記空間に接し、前記第２誘電体層上に設けられた蛍光体層とを有している。

　ここで、前記保護層は、上記課題を解決するために、主成分であるＭｇＯに対して、所定量のＳｃを含んでいる。前記保護層中のＭｇＯに対するＳｃの濃度は、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを構成する統計遅れ時間ｔ_ｓと、電圧変動ΔＶ_ＡＹを両立する１０質量ｐｐｍ以上７４０質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（１－Ｉ）を満たすことを特徴とした。

　０．２２ｘ＋１２≦ｙ≦１／（８．０×１０^－４ｌｎｘ＋１．９×１０^－３）…（１－Ｉ）
　但し、式（１－Ｉ）において、ｙは主成分であるＭｇＯに対して含まれるＳｃの濃度であり、単位は質量ｐｐｍで示され、ｘは駆動方法においての最大リセット間隔で、単位はｍｓであり、０．５≦ｘ≦５０の範囲の値が適当である。

　スキャンライン数が多く高精細なＰＤＰ、例えば解像度がフルＨＤ（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）のＰＤＰにおいて、十分なリセット期間とサステイン期間を確保しつつ、全スキャンラインを１つのデータドライバＩＣでスキャンを行うシングルスキャン方式を実現するには、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓの統計遅れ時間ｔ_ｓを従来品のＭｇＯの１／３以下にする必要がある。そこでＳｃ濃度範囲の下限値は、－２０～６０℃の温度範囲における統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値が、従来品のＭｇＯの１／３以下となるＳｃ濃度である。

　この統計遅れ時間ｔ_ｓは、保護層のプライミング電子放出特性（以下、電子放出特性とも記す）に関係していることから、測定する以外にも保護層中のプライミング電子放出源のエネルギー状態密度からも得ることができる。

　エネルギー状態密度は、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄから統計遅れ時間ｔ_ｓを分離し、プライミング電子放出特性の計測条件依存性を解析することにより決定される。解析システム及び解析方法の概略は以下のとおりであり、解析方法は非特許文献２に記載されている。詳細については後で説明する。

　（１）休止期間ｔ_ｉ、温度Ｔの計測条件に対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを入力する。

　（２）各休止期間ｔ_ｉと温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ毎の累積数を計算し、放電確率頻度と既放電確率を算出する。

　（３）統計遅れ時間ｔ_ｓに関係するプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

　（４）電子放出源のエネルギー状態密度の関数を設定し、エネルギー状態密度に対する活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を設定する。

　（５）電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギーに対する重なり積分によりプライミング電子の電子放出時定数ｔ_s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

　（６）休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件の総数に対して、計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）の平均二乗誤差が最小となる活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数を決定する。

　これにより、一つまたは複数の電子放出源のエネルギー状態密度を解析することができる。更に、（５）により電子放出源のエネルギー状態密度から各計測条件に対するプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出することもできる。

　休止期間ｔ_ｉの間の電圧変動ΔＶ_ＡＹは、保護層から放出されるプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍに関係する。単位時間当たりに放出されるプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、プライミング電子の放出時定数ｔ_ｓの逆数で与えられる。ＰＤＰの温度Ｔを一定として休止期間ｔ_i中のプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、

で与えられる。放出される電荷Ｑ_ｅｍは電気素量ｑを用いて、

で与えられる。リセット放電により形成される壁電荷が、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面が正で、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面が負であるとすると、保護層から放出される電荷Ｑ_ｅｍは、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面に到達すると考える。この結果、Ａ電極側の誘電体層及び蛍光体層表面の壁電荷が－Ｑ_ｅｍだけ、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面の壁電荷がＱ_ｅｍだけ減少する。

　１つの放電セルにおけるＡ電極側とＹ電極側の静電容量をＣ_Ａ、Ｃ_Ｙとすると、プライミング電子放出による壁電荷の変動に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹは、

で表され、プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍに関係する。更に、電圧差Ｖ_ＡＹが大きければ、放出されたプライミング電子は、放電空間において放電ガスを電離し、保護層から二次電子が放電空間へ放出され、電圧変動ΔＶ_ＡＹを増大させることもある。

　プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、ＭｇＯ中のトラップ準位に起因するプライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊに依存する。ＳｃはＭｇＯに対してドナーであることから、プライミング電子放出源となるトラップ準位を形成する。そのため、Ｓｃを添加したＭｇＯを用いた保護層では、プライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊはＭｇＯに対するＳｃ濃度で決定される。

　従来品のＭｇＯでは、高温で動作させたときに、１ＴＶフィールドに相当する休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題のない程度である。そこでＳｃ濃度範囲の上限値、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおける電圧変動ΔＶ_ＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下となるＳｃ濃度である。

　［第２の技術の課題を解決するための手段］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

　すなわち、代表的なものの概要は、プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置について、広い温度範囲でのアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの改善と、休止期間ｔ_ｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶ_ＡＹの抑制を両立するために、以下の手段を用いる。

　上記課題を解決するために、代表的な実施の形態によるプラズマディスプレイ装置は、間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配置された電極とを備え、前記電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層を覆う保護層が配置されたＰＤＰと、前記ＰＤＰを駆動し、リセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される駆動方法を実現する駆動装置とを有する。

　本発明者らは、広い温度範囲においてアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮して放電応答性を向上させ、休止期間ｔ_ｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶ_ＡＹの抑制を両立する方法について、ＭｇＯを主成分とする保護層に対し、所定の成分比の範囲でスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加する構成により、この問題が解決できることを見出した。

　すなわち、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（２－I）を満たすことを特徴とする。

　ｙ≦－３．５ｘ＋１８４５…（２－I）
　但し、式（２－I）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍであり、駆動方法においての最大リセット間隔は１ｍｓである。

　また、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（２－II）を満たすことを特徴とする。

　－７４ｘ＋８８７≦ｙ≦－１．９ｘ＋４１８…（２－II）
　但し、式（２－II）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍであり、駆動方法においての最大リセット間隔は１／６０ｓである。

　さらに、前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（２－III）、（２－IV）を満たすことを特徴とする。

　－６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦－１．５ｘ＋３０６…（２－III）
　－１．５ｘ＋８７≦ｙ≦－１．５ｘ＋３０６…（２－IV）
　但し、式（２－III）及び（２－IV）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度で、単位は質量ｐｐｍであり、スカンジウム（Ｓｃ）濃度ｘは式（２－III）において１５≦ｘ＜１９、式（２－IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲が適当である。このとき、駆動方法においての最大リセット間隔は１／２０ｓである。

　また、前記プラズマディスプレイ装置において、前記放電ガスは、組成比１０％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスであることを特徴とする。ここで、組成比とは、放電ガスがＸｅガスを含み、前記放電ガスのモル濃度をｎｇとし、前記Ｘｅガスのモル濃度をｎＸｇとし、前記放電ガス中のＸｅモル濃度比をａＸｅとし、Ｘｅモル濃度比ａＸｅ＝ｎＸｇ／ｎｇとして表される。

　スキャンライン数が多く高精細なＰＤＰ、例えば解像度がフルＨＤ（High Definition）のＰＤＰにおいて、十分なリセット期間とサステイン期間を確保しつつ、全スキャンラインを１つのデータドライバＩＣでスキャンを行うシングルスキャン方式を実現するには、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓの統計遅れ時間ｔ_ｓを従来品のＭｇＯの１／３以下にする必要がある。そこでスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度範囲の下限値は、－２０～６０℃の温度範囲における統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値が、従来品のＭｇＯの１／３以下となるスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度である。

　（２）各休止期間ｔ_ｉと温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度と既放電確率を算出する。

　休止期間ｔ_ｉの間の電圧変動ΔＶ_ＡＹは、保護層から放出されるプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍに関係する。単位時間当たりに放出されるプライミング電子量Ｎ_ｅｍは、プライミング電子の放出時定数ｔ_ｓの逆数で与えられる。ＰＤＰの温度Ｔを一定として休止期間ｔ_i中のプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、

　プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）中のトラップ準位に起因するプライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊに依存する。スカンジウム（Ｓｃ）はＭｇＯに対してドナーであることから、プライミング電子放出源となるトラップ準位を形成する。シリコン（Ｓｉ）についてもプライミング電子放出源となるトラップ準位を形成するため、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加したＭｇＯを用いた保護層では、プライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊはＭｇＯに対するＳｃ濃度で決定される。

　従来品のＭｇＯでは、高温で動作させたときに、１ＴＶフィールドに相当する休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題のない程度である。そこでＳｃ濃度範囲の上限値、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおける電圧変動ΔＶ_ＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下となるスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度である。

　［第３の技術の課題を解決するための手段］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

　前記ＰＤＰは具体的には、前面板とそれに対向する背面板との間の空間が背面板に設けられた隔壁によって区画され、前記空間には放電ガスが充填されている。前記前面板は、第１基板と、前記第１基板上に設けられた表示電極対と、前記表示電極対を覆う第１誘電体層と、前記第１誘電体層上に保護層を設けている。また、前記背面板は、第２基板と、前記第２基板上に設けられたアドレス電極と、前記アドレス電極を覆う第２誘電体層と、前記第２誘電体層上に設けられた前記隔壁と、前記空間に接し、前記第２誘電体層上に設けられた蛍光体層とを有している。

　ここで、上記課題を解決するために、前記保護層が伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さ（即ち、伝導帯底部から価電子帯に向かって４００～１２００ｍｅＶのエネルギー範囲）に、本質的な物性値であるプライミング電子放出源の実効数（以下、単に実効数とも記す）の総数Ｎ_ｅｅを１．１×１０^６個／セル以上８．１×１０^６個／セル以下（具体的には、１．１×１０^６個／セル以上５．４×１０^６個／セル以下、または、１．４×１０^６個／セル以上８．１×１０^６個／セル以下）含むことを特徴とした。

　この前記プライミング電子放出源は、前記保護層の主成分をＭｇＯとして、前記ＭｇＯに不純物元素を添加することで形成される。この主成分である前記ＭｇＯ中に含まれる前記不純物元素の少なくとも１種がＳｃであることを特徴とした。ここで、主成分であるＭｇＯ中に含まれるＳｃ濃度は４５質量ｐｐｍ以上７３５質量ｐｐｍ以下（具体的には、４５質量ｐｐｍ以上５２０質量ｐｐｍ以下、または、５５質量ｐｐｍ以上７３５質量ｐｐｍ以下）であることを特徴とした。

　また、前記保護層の主成分をＭｇＯとして、前記ＭｇＯに不純物元素を添加することで形成される。ここで、主成分である前記ＭｇＯ中に含まれる前記不純物元素は、Ｓi、アルミニウム（以下、Ａｌと記す）、イットリウム（以下、Ｙと記す）、セリウム（以下、Ｃｅと記す）、カルシウム（以下、Ｃａと記す）、ランタン（以下、Ｌａと記す）、サマリウム（以下、Ｓｍと記す）、錫（以下、Ｓｎと記す）及び水素（以下、Ｈと記す）で構成される材料群の中から選択される少なくとも１種の元素であることを特徴とした。

　また、前記保護層が前記不純物元素を添加した蒸着源ペレットを、圧力勾配型プラズマガン（以下、プラズマガンとも記す）で蒸着することにより形成されることを特徴とした。ここで、前記蒸着を水（Ｈ_２Ｏ）を含む雰囲気下で行うことを特徴とした。更に、前記蒸着を酸素（Ｏ_２）を含む雰囲気下で行うことを特徴とした。

　また、前記ＰＤＰにおいて、前記放電ガスは、組成比８％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスであることを特徴とした。組成比とは、放電ガスがＸｅガスを含み、前記放電ガスのモル濃度をｎｇとし、前記Ｘｅガスのモル濃度をｎＸｇとし、前記放電ガス中のＸｅモル濃度比をａＸｅとし、Ｘｅモル濃度比ａＸｅ＝ｎＸｇ／ｎｇとして表される。

　上記課題において、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは形成遅れ時間ｔ_ｆとの統計遅れ時間ｔ_ｓの和で表されることから、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの短縮は統計遅れ時間ｔ_ｓを短縮することで実現される。

　休止期間ｔ_ｉの間の電圧変動ΔＶ_ＡＹは、保護層から放出されるプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍに関係する。単位時間当たりに放出されるプライミング電子量は、プライミング電子の放出時定数ｔ_ｓの逆数で与えられる。ＰＤＰの温度Ｔを一定として休止期間ｔ_i中のプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、

　プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、ＭｇＯ中のトラップ準位に起因するプライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅに依存する。プライミング電子放出源となるトラップ準位は、不純物元素をＭｇＯ中に添加することで形成できることから、プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは実効数Ｎ_ｅｅ及び不純物濃度を調整することで制御できる。

　従来品のＭｇＯでは、高温で動作させたときに、１ＴＶフィールドに相当する休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題のない程度である。そこでプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍの上限値は、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおける電圧変動ΔＶ_ＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下となる値である。

　［第４の技術の課題を解決するための手段］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

　すなわち、本発明の一つの実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルは、対向配置される前面板および背面板の間に形成され、内部に放電ガスが充填された放電空間を有している。また、前記前面板の内面側には、複数の表示電極対、前記複数の表示電極対を覆う誘電体層、および前記誘電体層を覆う保護膜が順次積層され、前記保護膜は、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ等の添加材料を１０～１０００atom ｐｐｍ含み、かつ波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．７２以上（膜密度換算３．４７ｇ/ｃｍ^３以上）の膜とするものである。この膜は、例えば、Ｈ_２Ｏを添加した雰囲気中でＳｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｉ等の添加材料をドープしたペレットを蒸着することにより形成するものである。

　［第５の技術の課題を解決するための手段］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

　すなわち、本発明の一つの実施の形態におけるプラズマディスプレイパネルは、対向配置される前面板および背面板の間に形成され、内部に放電ガスが充填された放電空間を有している。また、前記前面板の内面側には、複数の表示電極対、前記複数の表示電極対を覆う誘電体層、および前記誘電体層を覆う保護膜が順次積層され、前記保護膜は、アルカリ土類金属酸化物からなる母材、および前記母材に添加される添加元素を有している。また、前記添加元素は、１価のイオン価数を有する第１添加元素、および３価乃至５価のイオン価数を有する第２添加元素からなり、前記第１および第２添加元素の６配位イオン半径は、それぞれ、前記母材を構成するアルカリ土類金属のイオン半径±０．１Å以内とするものである。

　［第６の技術の課題を解決するための手段］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

　すなわち、代表的な実施の形態によるＰＤＰは、一対の基板が対向配置されて放電空間を形成し、一方の基板上には、表示放電を行う複数の電極と、前記複数の電極を覆う誘電体層と、前記複数の電極および前記誘電体層を保護するための保護層とが形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたパネルである。

　ここで、前記保護層は、上記課題を解決するために、保護層のウインドウ関数のエネルギー領域が４００ｍｅＶ～１０００ｍｅＶ（より望ましくは５００ｍｅＶ～８５０ｍｅＶ）の範囲内に、１種類以上の電子放出源のエネルギー状態密度関数が分布することを特徴とする。主成分であるＭｇＯに対して、所定量の不純物（これ以後、Ｓｃを不純物の一例として説明する。）を含んでいる。前記保護層中のＭｇＯに対するＳｃ濃度は、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを構成する統計遅れ時間ｔ_ｓと、電圧変動ΔＶ_ＡＹを評価することで決定される。

　スキャンライン数が多く高精細なＰＤＰにおいて、十分なリセット期間とサステイン期間を確保しつつ、全スキャンラインを１つのデータドライバＩＣでスキャンを行うシングルスキャン方式を実現するには、休止期間ｔ_ｉ＝１７ｍｓの統計遅れ時間ｔ_ｓを従来品のＭｇＯの１／３以下にする必要がある。そこで、－２０℃から６０℃の広い温度範囲における統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値が、従来品のＭｇＯの１／３以下となるＳｃ濃度範囲を評価した。

　この統計遅れ時間ｔ_ｓは、保護層のプライミング電子の放出特性に関係していることから、測定する以外にも保護層中のプライミング電子放出源のエネルギー状態密度からも得ることができる。

　エネルギー状態密度は、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄから統計遅れ時間ｔ_ｓを分離し、プライミング電子放出特性の計測条件依存性を解析することにより決定される。解析システム及び解析方法の概略は以下のとおりであり、詳細については後で説明する。

　（１）休止時間ｔ_ｉ、温度Ｔの計測条件に対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを入力する。

　（２）各休止時間ｔ_ｉと温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度と既放電確率を算出する。

　（３）プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

　（６）休止時間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件の総数に対して、計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）の平均二乗誤差が最小となる活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数を決定する。

で表され、プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍに比例する。

　プライミング電子放出量Ｎ_ｅｍは、ＭｇＯ中のトラップ準位に起因するプライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊに依存する。ＳｃはＭｇＯに対してドナーであることから、プライミング電子放出源となるトラップ準位を形成する。そのため、保護層としてＳｃを添加したＭｇＯを用いた場合、プライミング電子放出源の実行数Ｎ_ｅｅ,ｊはＭｇＯに対する不純物ドープ濃度（Ｓｃなどの濃度）で決定される。

　従来品のＭｇＯでは、高温で動作させたときに、休止期間ｔ_ｉ＝１ｍｓでの電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズは発生しない。また、１フィールドに相当する休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題のない程度である。そこで、休止期間ｔ_ｉ＝１ｍｓと１６ｍｓでの電圧変動ΔＶ_ＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎ_ｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下となるＳｃ濃度を決定した。

　［第１の技術の発明の効果］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

　すなわち、代表的な実施の形態によれば、本願において開示される濃度のＳｃを添加したＭｇＯからなる保護層をＰＤＰに用いることにより、広い温度範囲において統計遅れ時間ｔ_ｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮し、休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹを抑制することにより、高精細なＰＤＰにおいて安定したアドレス放電と高コントラストを実現することができる。

　［第２の技術の発明の効果］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

　すなわち、代表的な実施の形態によるＰＤＰによれば、保護層として、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分として、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を所定の成分比の範囲で含むことにより、広い温度範囲において統計遅れ時間ｔ_ｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮し、休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹを抑制することができ、広い温度範囲において、安定したアドレス放電と高画質なＰＤＰを実現することができる。

　［第３の技術の発明の効果］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

　すなわち、代表的な実施の形態によれば、本願において開示されるプライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ、ｊで形成された保護層をＰＤＰに用いることにより、広い温度範囲において統計遅れ時間ｔ_ｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮し、休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹを抑制することで、高精細なＰＤＰにおいて安定したアドレス放電と高コントラストを実現することができる。

　［第４の技術の発明の効果］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

　すなわち、ＰＤＰの消費電力を低減することができる。

　［第５の技術の発明の効果］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

　すなわち、ＰＤＰの消費電力を低減することができる。

　［第６の技術の発明の効果］
　本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

　すなわち、代表的な実施の形態によれば、本願において開示される濃度の不純物（Ｓｃなど）を添加したＭｇＯからなる保護層をＰＤＰに用いることにより、広い温度範囲において統計遅れ時間ｔ_ｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを短縮し、更に休止期間ｔ_ｉ中の電圧変動ΔＶ_ＡＹを抑制することにより、高精細なＰＤＰにおいて安定したアドレス放電を行うことができる保護層を実現することができる。

［第１の技術］本発明者らが検討したＡＣ面放電型ＰＤＰの要部を模式的に示す分解斜視図である。［第１の技術］図１の放電セルのｘ－ｚ平面の断面図である。［第１の技術］図１の放電セルのｙ－ｚ平面の断面図である。［第１の技術］図１のＰＤＰにおいて、階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。［第１の技術］図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。［第１の技術］図１のＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。［第１の技術］本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データに対する累積数、及び、既放電確率を用いた統計遅れ時間と形成遅れ時間の解析方法を示す図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、既放電確率を用いたプライミング電子の電子放出時定数解析の説明図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、休止期間と温度に対するウインドウ関数が最大となるエネルギーを示す図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギー重なり積分の説明図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を示す図である。［第１の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法により得られたＳｃを含むＭｇＯ中の電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。［第１の技術］本発明の実施の基本形態のプラズマディスプレイ装置において、良好なアドレス放電を行うことができるＳｃ濃度範囲を示すグラフである。［第１の技術］本発明の実施の形態１による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と統計遅れ時間の関係を表すグラフである。［第１の技術］本発明の実施の形態１による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と高温での電圧変動により発生する黒ノイズの表示品質許容範囲を表すグラフである。［第１の技術］本発明の実施の形態２による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と統計遅れ時間の関係を表すグラフである。［第１の技術］本発明の実施の形態２による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と高温での電圧変動により発生する黒ノイズの表示品質許容範囲を表すグラフである。［第１の技術］本発明の実施の形態３による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と統計遅れ時間の関係を表すグラフである。［第１の技術］本発明の実施の形態３による保護層において、ＭｇＯに対するＳｃ濃度と高温での電圧変動により発生する黒ノイズの表示品質許容範囲を表すグラフである。［第２の技術］典型的なＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。［第２の技術］典型的なＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の概略構成を示す図である。［第２の技術］本発明の実施の形態によるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。［第２の技術］図２５のＰＤＰにおいて、階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。［第２の技術］図２６中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。［第２の技術］図２５のＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。［第２の技術］本発明の前提として検討したＰＤＰのパネル表面温度に対する統計遅れ時間の関係を示す図である。［第２の技術］本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データに対する累積数、及び、既放電確率を用いた統計遅れ時間と形成遅れ時間の解析方法を示す図である。［第２の技術］本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。［第２の技術］本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。［第２の技術］本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、既放電確率を用いたプライミング電子の電子放出時定数解析の説明図である。［第２の技術］本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、休止期間と温度に対するウインドウ関数が最大となるエネルギーを示す図である。［第２の技術］本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギー重なり積分の説明図である。［第２の技術］本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法において、活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を示す図である。［第２の技術］本発明の実施の形態による電子放出特性の解析システム及び解析方法により得られたＭｇＯ中に含まれるスカンジウム、シリコンに起因した各電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。［第２の技術］本発明の実施の形態により統計遅れ時間と電圧変動が改善されるスカンジウム濃度とシリコン濃度の関係を示す図である。［第３の技術］本発明者らが検討したＡＣ面放電型ＰＤＰの要部を模式的に示す分解斜視図である。［第３の技術］図３９の放電セルのｘ－ｚ平面の断面図である。［第３の技術］図３９の放電セルのｙ－ｚ平面の断面図である。［第３の技術］図３９のＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。［第３の技術］図３９のＰＤＰにおいて、階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。［第３の技術］図４２中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。［第３の技術］本発明の前提としてアドレス放電遅れ時間の計測に用いた電圧波形を示す図である。［第３の技術］本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データに対する累積数、及び、既放電確率を用いた統計遅れ時間と形成遅れ時間の解析方法を示す図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、既放電確率を用いたプライミング電子の電子放出時定数解析の説明図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、休止期間と温度に対するウインドウ関数が最大となるエネルギーを示す図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギー重なり積分の説明図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を示す図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源に対して計算（実線）から求めたプライミング電子の電子放出時定数と計測データ（プロット）から求めたプライミング電子の電子放出時定数の比較に関する説明図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、複数種類の電子放出源が存在する場合での、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、複数種類の電子放出源が存在する場合での、計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、複数種類の電子放出源が存在する場合での、第１種の電子放出源に対して計算（実線）から求めたプライミング電子の電子放出時定数と計測データ（プロット）から求めたプライミング電子の電子放出時定数の比較図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、第１種の電子放出源に対するエネルギー状態密度を示す図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、第１種と第２種の電子放出源に対して計算（実線）から求めたプライミング電子の電子放出時定数と計測データ（プロット）から求めたプライミング電子の電子放出時定数の比較に関する図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、第１種と第２種の電子放出源に対するエネルギー状態密度を示す図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態１の計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態１について第１種と第２種の電子放出源に対して計算（実線）から求めたプライミング電子の電子放出時定数と計測データ（プロット）から求めたプライミング電子の電子放出時定数の比較に関する図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態１の電子放出源に対するエネルギー状態密度を示す図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、保護層中のＭｇＯに対するＳｃ濃度とプライミング電子放出源の実効数の関係について示す図である。［第３の技術］本発明の実施の形態１のプラズマディスプレイ装置において、良好なアドレス放電を行うことができるプライミング電子放出源の実効数の総数の範囲を示すグラフである。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態２の計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態２について第１種と第２種の電子放出源に対して計算（実線）から求めたプライミング電子の電子放出時定数と計測データ（プロット）から求めたプライミング電子の電子放出時定数の比較に関する図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態２の電子放出源に対するエネルギー状態密度を示す図である。［第３の技術］本発明の実施の形態２のプラズマディスプレイ装置において、良好なアドレス放電を行うことができるプライミング電子放出源の実効数の総数の範囲を示すグラフである。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態３の計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態３について第１種と第２種の電子放出源に対して計算（実線）から求めたプライミング電子の電子放出時定数と計測データ（プロット）から求めたプライミング電子の電子放出時定数の比較に関する図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態３の電子放出源に対するエネルギー状態密度を示す図である。［第３の技術］本発明の実施の形態３のプラズマディスプレイ装置において、良好なアドレス放電を行うことができるプライミング電子放出源の実効数の総数の範囲を示すグラフである。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態４のＭｇＯに対してＳｉを添加したＰＤＰでの計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態４のＭｇＯに対してＳｉを添加したＰＤＰでの第１種と第２種の電子放出源に対して計算（実線）から求めたプライミング電子の電子放出時定数と計測データ（プロット）から求めたプライミング電子の電子放出時定数の比較に関する図である。［第３の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、実施の形態４のＭｇＯに対してＳｉを添加したＰＤＰの電子放出源に対するエネルギー状態密度を示す図である。［第４の技術］本発明の一実施の形態であるＰＤＰの要部を拡大して示す要部拡大分解斜視図である。［第４の技術］図７８に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｘ－ｚ平面の断面図である。［第４の技術］図７８に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｙ－ｚ平面の断面図である。［第４の技術］ＭｇＯ膜の膜密度を屈折率の関係を示す説明図である。［第４の技術］ＭｇＯ膜の添加材料ドープ種、濃度と屈折率の関係を示す説明図である。［第４の技術］ＭｇＯ膜の添加材料ドープ種、濃度と放電遅延時間の関係を示す説明図である。［第４の技術］ＭｇＯ膜の添加材料ドープ種、濃度と放電電圧の関係を示す説明図である。［第４の技術］ＰＤＰの電流電圧特性のヒステリシス曲線のマージンセンタＶｓ_ｃを定義を示す説明図である。［第４の技術］３価元素、および４価元素をドープしたＭｇＯ膜の耐スパッタ性を評価した結果を示す説明図である。［第４の技術］Ｏ_２とＨ_２Ｏを添加して蒸着したＳｃドープＭｇＯ膜の屈折率の測定結果を示す説明図である。［第４の技術］導入ガスなし、およびＯ_２とＨ_２Ｏを添加して蒸着したＭｇＯ膜とＳｃドープＭｇＯ膜の屈折率、放電遅延時間ｔｓ、放電電圧Ｖｓ_ｃの測定結果を示す説明図である。［第４の技術］従来のＳｃドープＭｇＯ膜と、本発明のＨ_２Ｏを添加したＳｃドープＭｇＯ膜の耐スパッタ性の測定結果を示す説明図である。［第４の技術］Ｈ_２Ｏ流量を変化させて蒸着した屈折率の異なるＳｃドープＭｇＯ膜の耐スパッタ性の評価結果である。［第５の技術］本発明の一実施の形態であるＰＤＰの要部を拡大して示す要部拡大組み立て斜視図である。［第５の技術］図９１に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｘ－ｚ平面の断面図である。［第５の技術］図９１に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｙ－ｚ平面の断面図である。［第５の技術］添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜のバンド構造を示す模式図である。［第５の技術］図９４に示す保護膜に１価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のバンド構造を示す模式図である。［第５の技術］図９４に示す保護膜に３価乃至５価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のバンド構造を示す模式図である。［第５の技術］ＰＤＰの放電電圧を定量比較するための定義を説明する説明図である。［第５の技術］添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に１価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜の放電電圧の比較結果を示す説明図である。［第５の技術］添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に１価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のアドレス放電遅れの比較結果を示す説明図である。［第５の技術］添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に３価あるいは４価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜の放電電圧の比較結果を示す説明図である。［第５の技術］添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に３価あるいは４価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のアドレス放電遅れの比較結果を示す説明図である。［第５の技術］母材に添加する添加元素のイオン半径と、添加元素により形成されるトラップ準位の熱発光スペクトルのピーク強度の関係を示す説明図である。［第５の技術］図１０２に示す熱発光スペクトルの発生機構についてバンド構造を用いて模式的に示す説明図である。［第５の技術］添加元素の添加量（ａｔ％）をパラメータとし、保護膜の耐スパッタ性を評価した説明図である。［第５の技術］添加元素の添加量を変化させた場合の放電電圧の変化を示す説明図である。［第５の技術］添加元素の添加量を変化させた場合のアドレス放電遅れの変化を示す説明図である。［第５の技術］保護膜を構成する母材中に、１価あるいは３価の添加元素を添加した場合の結晶中の欠損の状態を模式的に示す説明図である。［第５の技術］保護膜を構成する母材中に、１価および３価の添加元素をそれぞれ等量ずつ添加した場合の結晶中の状態を模式的に示す説明図である。［第５の技術］第１添加元素と第２添加元素を共に添加した場合の放電電圧についての評価結果を示す説明図である。［第５の技術］第１添加元素と第２添加元素を共に添加した場合のアドレス放電遅れの評価結果を示す説明図である。［第６の技術］本発明者らが検討したＡＣ面放電型ＰＤＰの要部を模式的に示す分解斜視図である。［第６の技術］図１１１の放電セルのｘ－ｚ平面の断面図である。［第６の技術］図１１１の放電セルのｙ－ｚ平面の断面図である。［第６の技術］図１１１のＰＤＰにおいて、階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。［第６の技術］図１１４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。［第６の技術］図１１１のＰＤＰを用いたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。［第６の技術］本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データに対する累積数、及び、既放電確率を用いた統計遅れ時間と形成遅れ時間の解析方法を示す図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、既放電確率を用いたプライミング電子の電子放出時定数解析の説明図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、本発明の前提として検討したアドレス放電遅れ時間の計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数を示すプロット図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、休止期間と温度に対するウインドウ関数が最大となるエネルギーを示す図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、電子放出源のエネルギー状態密度とウインドウ関数のエネルギー重なり積分の説明図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法において、活性化エネルギーの平均値、分散値と実効数の探索範囲と探索幅を示す図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法により得られたＳｃを含むＭｇＯ中の電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。［第６の技術］本発明で用いた電子放出特性の解析システム及び解析方法により得られた水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯを主成分とする保護層の電子放出源のエネルギー状態密度を示す図である。［第６の技術］本発明の実施の形態１による保護層において、－２０℃から６０℃（２５３．１５Ｋから３３３．１５Ｋ）の管面温度での統計遅れ時間の温度依存性を示す図である。［第６の技術］本発明の実施の形態２による保護層において、エネルギー準位に対して３種類の不純物をドープした場合の離散的な状態密度分布を示す図である。［第６の技術］本発明の実施の形態２による保護層において、－２０℃から６０℃（２５３．１５Ｋから３３３．１５Ｋ）の管面温度での統計遅れ時間の温度依存性を示す図である。［第６の技術］本発明の実施の形態３による保護層の断面構造を示す図である。［第６の技術］本発明の実施の形態３による保護層を形成する蒸着装置の構成を示す図である。［第６の技術］本発明の実施の形態４による保護層の断面構造を示す図である。［第６の技術］本発明の実施の形態１から４のいずれかの保護層のＰＤＰを用いた画像表示装置を示す図である。

　［第１の技術の発明を実施するための形態］
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

　（実施の基本形態）
　まず、本発明の理解を容易にするために、本発明者らが検討したＰＤＰの一例としてＡＣ面放電型ＰＤＰの基本構造などについて説明する。なお、本願においてＰＤＰを構成する２つの基板の「前面板」と「背面板」は、両者を組み立ててパネル化した際に、蛍光体による発光が通過して表示面となる方を前面板、表示面とならない方を背面板として説明する。また、本願では、「前面板」および「背面板」はそれぞれガラス基板から構成される前面基板および背面基板をベースとして説明する。

　図１は本発明者らが検討したいわゆるボックス型のＡＣ面放電型のＰＤＰ１－１５の要部を模式的に示す分解斜視図である。ＰＤＰ１－１５は、パネルサイズが５０インチであり、表示画素数が１９２０×１０８０のフルＨＤで検討しているが、パネルサイズが３２インチ以上、表示画素数がＨＤ以上の高精細なＰＤＰであっても構わない。図２は組み立て後の図１の放電セル１－ＣＬのｘ－ｚ平面の断面図である。図３は組み立て後の図１の放電セル１－ＣＬのｙ－ｚ平面の断面図である。

　まず、前面板１－１２およびその形成方法について説明する。前面基板１－１上にストライプ状の透明電極１－４ａ、１－５ａとバス電極１－４ｂ、１－５ｂとで構成される表示電極１－６が配設され、表示電極１－６はサステイン電極（Ｘ電極）１－４とスキャン電極（Ｙ電極）１－５の対からなる。透明電極１－４ａ、１－５ａは透明導電体である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる膜で形成され、その上に銀の単層膜からなるバス電極１－４ｂ、１－５ｂが透明電極１－４ａ、１－５ａより狭い幅で付設されている。なお、透明電極１－４ａ、１－５ａとして酸化スズや酸化亜鉛等、バス電極１－４ｂ、１－５ｂとしてアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成しても構わない。

　表示電極１－６を構成する透明電極１－４ａ、１－５ａとバス電極１－４ｂ、１－５ｂは誘電体層１－２により覆われる。誘電体層１－２は誘電体ガラス膜で形成される。そして誘電体層１－２の表面上に保護層１－３が形成される。この保護層１－３の形成方法の詳細については、後で詳しく説明する。

　次に、背面板１－１３およびその形成方法について説明する。背面基板１－１１上に表示電極１－６と直交したストライプ状のアドレス電極（Ａ電極）１－１０が配設される。背面基板１－１１はガラス基板であり、アドレス電極（Ａ電極）１－１０はアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成される。

　アドレス電極（Ａ電極）１－１０は誘電体層１－９によって覆われ、その上には放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止する隔壁１－７が形成される。誘電体層１－９は誘電体ガラス膜で形成される。隔壁１－７は前面板１－１２の表示電極１－６とアドレス電極（Ａ電極）１－１０と平行に配設されており、アドレス電極（Ａ電極）１－１０は隔壁１－７間に位置する。表示電極１－６と対向する各隔壁１－７で囲まれた領域（空間）は放電空間１－１４であり、この放電空間１－１４に接するように誘電体層１－９上には蛍光体層１－８が形成される。蛍光体層１－８は赤色が（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_４：Ｅｕ^２+、青色がＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、緑色がＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋で形成される。

　表示電極１－６とアドレス電極（Ａ電極）１－１０を直交するように前面板１－１２と背面板１－１３を対向配置させ、両板の非表示領域を封着剤により封着する。これにより外気と隔離された放電空間１－１４が形成される。放電空間１－１４には、放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）－キセノン（Ｘｅ）をガス基体とした混合ガスが所定の圧力及び分圧で封入される。

　保護層１－３の形成方法について説明する。本発明の保護層１－３の主成分はＭｇＯであり、所定量のＳｃを含んでいる。本発明では、この保護層１－３を電子ビーム蒸着法により成膜する。このとき、膜質を制御するために、酸素ガスや水素ガス、水蒸気等を供給しても構わない。また、ＭｇＯの成膜方法として、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等を用いても構わない。これらの成膜方法により保護層１－３は３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

　蒸着源には、粉末状のＭｇＯにＳｃ化合物を混合してペレット状に成型したものを用いるか、ペレット状のＭｇＯとペレット状のＳｃ化合物を混合して用いるか、あるいはこれらのペレット状に成型したものの焼結体を用いる。この蒸着源中のＳｃ濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上５０００質量ｐｐｍ以下である。

　これらの蒸着源は、ＭｇＯとＳｃ化合物を出発材料として作製されるが、本発明者らが検討した結果、出発材料に用いるＭｇＯ中の不純物の濃度は、多くてもＭｇＯに対して２００質量ｐｐｍ以下であることが望ましい。これは、出発材料に用いるＭｇＯの純度が低いと、Ｓｃを添加することにより得られる効果が低減するためである。本発明で用いたＭｇＯに含まれる不純物元素とその濃度を表１に示す。表１に示される不純物の濃度は高周波誘導結合プラズマ質量分析（以下、ＩＣＰ－ＭＳと記す）による分析結果である。Ｚｎ、Ｍｎ以外の不純物元素は、検出限界未満であった。

　Ｓｃ化合物としては、酸化スカンジウム、炭酸スカンジウム、酢酸スカンジウム、硝酸スカンジウム、シュウ酸スカンジウム、ハロゲン化スカンジウム（ＳｃＸ_３；Ｘ＝Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）等を用いることができ、これらについても、出発材料に用いるＭｇＯと同様に高純度なものが望ましい。

　以上の方法により形成される保護層１－３のＭｇＯに対するＳｃ濃度は、ＩＣＰ－ＭＳ、または二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて測定することができる。

　このＰＤＰ１－１５に画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）を適用した場合について説明する。図４は階調表示方式であるＡＤＳにおける１ＴＶフィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。図５は図４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。なお、図５中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。

　図４（Ｉ）で示されるように１フィールド（１／６０ｓ≒１６．６７ｍｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割している。それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。各サブフィールドは、図４（ＩＩ）で示されるリセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。

　リセット期間では、表示電極間に放電開始電圧以上の電圧が印加され、全ての放電セルでリセット放電が起こる。これにより、全ての放電セル内の壁電圧、即ち帯電状態をほぼ均一に揃えることができる。

　アドレス期間では、画像データに基づき選択された放電セルのアドレス電極（Ａ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧が印加される。図５は、３つの連続したスキャン電極（Ｙ電極）であり、（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）が選択され、（Ｙ_ｉ＋１電極）が選択されない時の、各電極に印加される電圧波形である。選択された放電セルの（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）には、－Ｖｙのスキャンパルスが印加されるのと同期してアドレス電極（Ａ電極）に電圧Ｖａのアドレス電圧が印加されてアドレス放電（選択放電）が起こる。選択されアドレス放電が起こった放電セルでは、サステイン期間で行われるサステイン放電（表示放電）を行うのに必要な壁電荷が形成される。一方、選択されない放電セルの（Ｙ_ｉ＋１電極）では、－Ｖｙのスキャンパルスが印加される時にアドレス電極(Ａ電極)にアドレス電圧が印加されないため、アドレス放電が起こらない。これにより表示放電を行うのに必要な壁電荷が形成されず、サステイン期間でサステイン放電が起こらない。スキャンパルスの幅は、各サブフィールドのアドレス期間を表示電極対数によらず一定とすると、表示電極対数が増加するとスキャンパルス幅が短くなる。そのため、表示電極対数に応じて許容されるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは異なる。

　サステイン期間では、サステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）にサステインパルスが交互に印加され、選択された放電セルにおいてサステイン放電が起こる。例えば、２進法に基づく輝度の重みを持った８個のサブフィールドを設けると、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の放電セルはそれぞれ２^８（＝２５６）階調の輝度表示が得られ、約１６７８万色の色表示が可能となる。

　図６は、ＰＤＰ１－１５を備えたプラズマディスプレイ装置１－２０の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置１－２０は、アドレス電極（Ａ電極）１－１０、スキャン電極（Ｙ電極）１－５、サステイン電極（Ｘ電極）１－４を有するＰＤＰ１－１５と、アドレス電極（Ａ電極）１－１０を駆動するためのアドレス駆動回路１－２１と、スキャン電極（Ｙ電極）１－５を駆動するためのスキャンパルス出力回路１－２２と、サステイン電極（Ｘ電極）１－４を駆動するためのサステインパルス出力回路１－２３と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路１－２４と、入力信号の処理を行う信号処理回路１－２５と、ＰＤＰ１－１５などに電圧を印加する駆動電源１－２６と映像信号を生成する映像源１－２７からなる駆動装置を備えている。

　プラズマディスプレイ装置１－２０は、ＰＤＰ１－１５が完成した後、ＰＤＰ１－１５の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、ＰＤＰ１－１５の変形を防ぎ、放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源１－２６やアドレス駆動回路１－２１などの駆動装置が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置１－２０が完成する。

　次に、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。

　アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔ_ｆ、並びに、放電の種火となるプライミング電子が保護層から放出されるまでの統計遅れ時間ｔ_ｓの和で構成される。

　保護層からプライミング電子が放電空間に放出されることは統計現象であるため、統計遅れ時間ｔ_ｓには揺らぎが生じる。図７は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを繰り返し計測した計測データを、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ毎に累積数（１－２００１）で表示した放電遅れ時間の頻度分布の一例である。なお、１－２００２は既放電確率Ｇを示す。同一放電セルにもかかわらず、約５００ｎｓをピークに、放電時間が早い場合は４００ｎｓ、放電時間が遅い場合は１０００ｎｓ以上を示しており、左右非対称な形状を示している。この繰り返し計測した計測データを用いて以下の方法により、統計遅れ時間ｔ_ｓに関係する保護層のプライミング電子放出特性を解析し、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

　図８はプライミング電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図、図９はその解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

　まず、図８及び図９により、本発明に用いたプライミング電子放出特性の解析システムの構成を説明する。本発明に用いた解析システムは、保護層中の電子放出源に対する電子放出特性の解析システムとされ、パーソナルコンピュータ１－２２００と、計算装置１－１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ１－２２００は、記憶装置を含む入力装置１－１０１と、画像処理装置を含む出力装置１－１０３などから構成される。計算装置１－１０２は、ＣＰＵ装置１－２２０１と、記憶装置１－２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置１－２２０１と記憶装置１－２２０２は、データ転送用結合バス１－２２０４により接続されている。

　なお、図９では、複数の計算装置１－１０２が、データ転送用結合バス１－２２０５によりマトリクス状に接続される構成となっているが、これに限定されず、計算装置１－１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ１－２２００内に設けてもよい。

　次に、図８及び図９により、本発明で用いた電子放出特性の解析システムについて、その動作例を説明する。計算装置１－１０２において、記憶装置１－２２０２には電子放出特性の解析プログラムが記憶（保持）されており、パーソナルコンピュータ１－２２００からの指示により、ＣＰＵ装置１－２２０１がそのプログラムを読み出して演算処理を行う。その演算処理の結果は、記憶装置１－２２０２に保存される。演算処理に必要なデータ類は、パーソナルコンピュータ１－２２００から、データ転送用結合バス１－２２０５を介して送信される。また、計算装置１－１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス１－２２０５を介して、パーソナルコンピュータ１－２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ１－２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置１－１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置１－１０３で出力・表示される。

　図８に示すように、計算装置１－１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。

　まず、ステップＳ１－１０２－１において、ＰＤＰに対して計測した、サステイン電圧印加後からアドレス電圧印加までの休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを、入力装置１－１０１から計算装置１－１０２に入力する。

　次に、ステップＳ１－１０２－２において、計算装置１－１０２では、各休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）を算出する。

　図１０に、放電確率頻度の最大値を１に規格化した放電確率頻度Ｐ（ｔ）１－２０１を示した。放電確率頻度Ｐ（ｔ）は、短時間側ではガウス関数型であるが、長時間側はテールを引いた非対称な形状である。この放電確率頻度Ｐ（ｔ）と式（１－１）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図１０には、既放電確率Ｇ（ｔ）１－２０２を示した。既放電確率Ｇ（ｔ）は、下に凸から上に凸の形状を示し、長時間側で傾きはなだらかになっている。

　ステップＳ１－１０２－３において、形成遅れ時間ｔ_ｆの揺らぎを取り除き、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めるために、

を満たす長時間領域における既放電確率Ｇ（ｔ）とその時刻ｔを用いる。ここで、ｔ_ｆ ^aveは形成遅れ時間ｔ_ｆの平均値、σ_tfは形成遅れ時間ｔ_ｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^aveと形成遅れ時間の分散値σ_tfは、アドレス電圧印加時にプライミング電子が存在するような短い休止期間ｔ_ｉの計測データに対して、そのアドレス放電遅れ時間の平均値と分散値から求めることができる。図１０に示すように、

の長時間領域１－２０３を満たすｔ_a、ｔ_b、その既放電確率Ｇ（ｔ_a）とＧ（ｔ_b）、並びに、式（１－２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを算出する。

　例えば、ｔ_ｉ＝０．１ｍｓ、Ｔ＝２５℃の短い休止期間に対するアドレス放電遅れ時間の計測データでは、形成遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^ave＝０．５９μｓ、分散値σ_tf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ_63.2とｔ₉₅は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（１－２）を用いて得られたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、

は０．７１μｓになることから、

の長時間領域の条件を満たすことが分かる。

　同様にして、図１１には、ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓとＴ＝－１０℃（２６３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）の１２個の計測条件に対する計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expをプロット１－３０１で示した。このようにして、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔにおける電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めることができる。

　次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）を解析する方法を述べる。計算から求められるプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈは、式（１－３）と（１－４）によりエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）と関係付けられる。

ここで、Ｅはプライミング電子放出源のエネルギー深さ（以下、エネルギーとも称する）、ｆ_ｐｈは電子放出源のフォノン振動数、ｋ_Ｂはボルツマン定数である。また、Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）は、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件に対して、

を中心に最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1とエネルギー幅±数ｋ_ＢＴを有するウインドウ関数である。計測条件として、休止期間ｔ_ｉを一定、ＭｇＯの温度Ｔを変化させた計測では、ウインドウ関数は、最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1を一定としてエネルギーＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）が推移する。一方、ＭｇＯの温度Ｔを一定、休止期間ｔ_ｉを変化させた計測では、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）が推移しながら、最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1も変化する。

　図１２に、休止期間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓ、０．１ｍｓ、１ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝－１０℃（２６３．１５Ｋ）、０℃（２７３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、４０℃（３１３．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）におけるウインドウ関数が最大となるエネルギー

を示した。ここで、電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈは３．１×１０^１３Ｈｚとした。休止期間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝－１０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは４４３ｍｅＶである。また、休止期間ｔ_ｉ＝１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝６０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは８９２ｍｅＶを表している。

　図１３に示すように、電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）１－４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）１－４０２のエネルギーに対する重なり積分を計算し、全電子放出源の種類ｊについて和を取ることに等しいことが分かる。

　本発明の実施の形態のＳｃを含むＭｇＯの電子放出源のエネルギー状態密度解析について以下に記す。

　図８に示したステップＳ１－１０２－４において、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）として、式（１－５）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力する探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　第１種の電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈ,１を１．２６×１０^１３Ｈｚとして、計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－２０℃、－１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは５０７ｍｅＶ～７８０ｍｅＶの範囲となる。ウインドウ関数のエネルギー幅の３ｋ_ＢＴは約７５ｍｅＶなので、エネルギー領域は４３０ｍｅＶ～８６０ｍｅＶとなる。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jの探索範囲として、計測条件により決定するＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最小値－３ｋ_ＢＴからＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最大値＋３ｋ_ＢＴを包含する４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶとした。活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jと活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の５ｍｅＶとした。

　次に、実効数Ｎ_ｅｅ,１は、計測条件の時間オーダー幅が２桁程度なので、実効数の探索範囲はその時間オーダー幅である２桁として、１×１０^ｎ個／セル～１×１０^ｎ＋２個／セル（ｎ＝０～４）を離散化した２０１個とした。以上より、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１に対する探索範囲は４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１に対する探索範囲は５～１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,１に対する探索範囲は１×１０^４個／セル～１×１０^６個／セルを離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

　ステップＳ１－１０２－５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１と実効数Ｎ_ｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（１－５）を式（１－３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_１（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

　ステップＳ１－１０２－６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝４２に対して、式（１－６）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を求める。

　Σ_Ｎ＝４２　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　　　　　（１－６）
　このようにして、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を出力装置１－１０３から出力・表示する。

　次に、新しい電子放出源が存在すると考えられる場合は、図８に示したステップＳ１－１０２－７に従って、ステップＳ１－１０２－４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）として、式（１－７）のガウス関数を設定した場合において、図１４に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　第２種の電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈ,２を１．２×１０^１３Ｈｚとして、計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－２０℃、－１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、第１種の電子放出源に対して述べたと同様に、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２に対する探索範囲は４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２に対する探索範囲は５ｍｅＶ～１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,２に対する探索範囲は１×１０^ｎ個／セル～１×１０^ｎ＋２個／セル（ｎ＝０～４）を離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

　ステップＳ１－１０２－５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２と実効数Ｎ_ｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（１－７）を式（１－３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_２（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

　ステップＳ１－１０２－６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（１－８）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)とｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の和に対する平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を求める。

　Σ_Ｎ＝１８　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ） -ｔ_２,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　（１－８）
　このようにして、第１種と第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とＤ_２（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を出力装置１－１０３から出力・表示する。

　ＭｇＯの温度ＴをＰＤＰの温度として、以上の実験方法と解析手法により得られた、本発明によるＳｃを含むＭｇＯからなる保護層のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）１－５０１とＤ_２（Ｅ）１－５０２を図１５に示す。図１５の破線１－５０３内は、ＰＤＰに要求される前記の動作保証温度範囲－２０～６０℃と休止期間ｔ_ｉ＝０．５～５０ｍｓにおけるウインドウ関数のエネルギー領域４３０～８６０ｍｅＶである。つまり、このウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度が広く分布していることが望ましい。

　本発明の実施の形態のＳｃを含むＭｇＯでは、ウインドウ関数のエネルギー領域に少なくとも２つの電子放出源が存在している。１つはウインドウ関数のエネルギー領域の中心付近である伝導帯底部から６６０ｍｅＶの深さを中心に分布しており、エネルギー状態密度が非常に大きい。もう一つはウインドウ関数のエネルギー領域の高エネルギー側の７８５ｍｅＶを中心に分布している。

　図１６は本発明の実施の基本形態のプラズマディスプレイ装置について、前記の動作保証温度範囲－２０～６０℃と最大リセット間隔ｘ、即ち休止期間ｔ_ｉ＝０．５～５０ｍｓにおいて、良好なアドレス放電を行うことができるＳｃ濃度範囲をハッチングで表している。このハッチングした部分は、評価及び解析結果に加え、保護層の結晶性等に起因したプライミング電子放出源の生成率によるＳｃ濃度に対する特性の分布も加味している。

　Ｓｃ濃度範囲は１０質量ｐｐｍ以上７４０質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（１－Ｉ）を満たすことで良好なアドレス放電を行うことができる。

　０．２２ｘ＋１２≦ｙ≦１／（８．０×１０^－４ｌｎｘ＋１．９×１０^－３）　（１－Ｉ）
　但し、式（１－Ｉ）において、ｙは主成分であるＭｇＯに対して含まれるＳｃの濃度であり単位は質量ｐｐｍで示され、最大リセット間隔ｘの単位はｍｓであり０．５≦ｘ≦５０の範囲の値が適当である。従って、ＭｇＯに対するＳｃ濃度を調製し、所定量以上のエネルギー状態密度とすれば、－２０～６０℃という広い温度範囲と休止期間ｔ_ｉ＝５０ｍｓという３ＴＶフィールド以上黒表示を行ったとしても安定したアドレス放電を行うことができ、高精細で高コントラストなＰＤＰを得ることができる。

　以下において、前記実施の基本形態に基づいた、各実施の形態を具体的に説明する。

　（実施の形態１）
　実施の形態１におけるＰＤＰ及びプラズマディスプレイ装置において、保護層とＰＤＰの駆動方法について説明する。

　本実施の形態のＰＤＰの駆動方法は図４のＡＤＳに対応している。各サブフィールドのリセット期間では全放電セルで必ずリセット放電を行う。また、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間は、１ｍｓ以内としている。即ち、最後のスキャンラインの休止期間ｔ_ｉは１ｍｓであり、本実施の形態での休止期間ｔ_ｉの最大値である。

　以上の駆動方法を用いて、休止期間ｔ_ｉの最大値である１ｍｓでの－２０～６０℃の温度範囲におけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及び統計遅れ時間ｔ_ｓを評価した。統計遅れ時間ｔ_ｓはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの複数回計測結果及び式（１－２）か、図１５のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）１－５０１とＤ_２（Ｅ）１－５０２を基にして、休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件より式（１－３）から得られる。

　図１７に、－２０～６０℃での統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値と保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を示す。図１７での統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために必要な休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３で規格化した相対値で表している。

　図１７から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が１０質量ｐｐｍ以上において、統計遅れ時間ｔ_ｓが本実施の形態の駆動方法に対応可能であることがわかる。

　一方、高温で動作させたときにおいて、休止期間ｔ_ｉ＝１ｍｓでの壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹと保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を図１８に示す。図１８では高温で休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおいて、黒ノイズが実用上問題のない従来品のＭｇＯの電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば黒ノイズの発生が実用上問題ない。

　図１８から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が５２５質量ｐｐｍ以下であれば、本実施の形態の駆動方法では黒ノイズが実用上問題にならないことがわかる。

　以上から、本実施の形態の駆動方法において、保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度が１０質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下では、広い温度範囲で、高精細なＰＤＰをシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題ない。

　（実施の形態２）
　実施の形態２では、前記実施の形態１に対して、保護層とＰＤＰの駆動方法が異なるＰＤＰ及びプラズマディスプレイ装置について説明する。本実施の形態のＰＤＰの駆動方法も図４のＡＤＳに対応しており、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間も１ｍｓ以内である。

　本実施の形態のＰＤＰでは、コントラスト向上のためにリセット回数を減らしており、黒表示時における放電セルのリセット回数が１ＴＶフィールド（１／６０ｓ）に１回である。即ち、本実施の形態では、リセット期間の最大間隔が１／６０ｓであり、休止期間ｔ_ｉは最大でも１６ｍｓ以内である。

　以上の駆動方法を用いて、休止期間ｔ_ｉの最大値である１６ｍｓでの－２０～６０℃の温度範囲におけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及び統計遅れ時間ｔ_ｓを評価した。統計遅れ時間ｔ_ｓはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測結果と前記実施の形態１と同様に式（１－２）か、図１５のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）１－５０１とＤ_２（Ｅ）１－５０２を基にして、休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件より式（１－３）から得られる。

　図１９に、－２０～６０℃での統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値と保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を示す。図１９での統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために必要な休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３で規格化した相対値で表している。

　図１９から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が１５質量ｐｐｍ以上において、統計遅れ時間ｔ_ｓが本実施の形態の駆動方法に対応可能であることがわかる。

　一方、高温で動作させたときにおいて、休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹと保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を図２０に示す。図２０では、黒ノイズが発生しない電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば黒ノイズが発生しない。また、図２０では高温で休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおいて、黒ノイズが実用上問題のない従来品のＭｇＯの電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば黒ノイズの発生が実用上問題ない。

　図２０から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が２４０質量ｐｐｍ以下であれば、本実施の形態の駆動方法では黒ノイズが実用上問題にならないことがわかる。

　以上から、本実施の形態の駆動方法では、保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度が１５質量ｐｐｍ以上２４０質量ｐｐｍ以下で、広い温度範囲において、高精細なＰＤＰをシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題ない。また、前記実施の形態１よりも単位時間当たりのリセット放電回数が少なくなるため、前記実施の形態１よりも高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。

　（実施の形態３）
　実施の形態３では、前記実施の形態１及び２に対して、保護層とＰＤＰの駆動方法が異なるＰＤＰ及びプラズマディスプレイ装置について説明する。本実施の形態のＰＤＰの駆動方法も図４のＡＤＳに対応しており、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間も１ｍｓ以内である。

　本実施の形態のＰＤＰでは、前記実施の形態２と同様にコントラスト向上のためにリセット回数を減らしており、黒表示時における放電セルのリセット回数が３ＴＶフィールド（１／２０ｓ）に最少で１回となる。即ち、本実施の形態では、リセット期間の最大間隔が１／２０ｓであり、休止期間ｔ_ｉは最大でも５０ｍｓ以内である。

　以上の駆動方法を用いて、休止期間ｔ_ｉの最大値である５０ｍｓでの－２０～６０℃の温度範囲におけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ及び統計遅れ時間ｔ_ｓを評価した。統計遅れ時間ｔ_ｓはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測結果と前記実施の形態１、２と同様に式（１－２）か、図１５のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）１－５０１とＤ_２（Ｅ）１－５０２を基にして、休止期間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件より式（１－３）から得られる。

　図２１に、－２０～６０℃での統計遅れ時間ｔ_ｓの最大値と保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を示す。図２１での統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために必要な休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓでの従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３で規格化した相対値で表している。

　図２１から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が２５質量ｐｐｍ以上において、統計遅れ時間ｔ_ｓが本実施の形態の駆動方法に対応可能であることがわかる。

　一方、高温で動作させたときにおいて、休止期間ｔ_ｉ＝５０ｍｓでの壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹと保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度の関係を図２２に示す。図２２では、高温で休止期間ｔ_ｉ＝１６ｍｓにおいて、黒ノイズが実用上問題のない従来品のＭｇＯの電圧変動ΔＶ_ＡＹで規格化しており、電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下であれば実用可能である。

　図２２から、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が２００質量ｐｐｍ以下であれば、本実施の形態の駆動方法では黒ノイズが実用上問題にならないことがわかる。

　以上から、本実施の形態の駆動方法では、保護層のＭｇＯに対するＳｃ濃度が２５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下では、広い温度範囲で、高精細なＰＤＰをシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題ない。また、前記実施の形態１、２よりも単位時間当たりのリセット放電回数が少なくなるため、前記実施の形態１、２よりも更に高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。

　以上、本発明者によってなされた発明を、実施の基本形態、実施の形態１～３に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の基本形態および実施の形態１～３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

　［第２の技術の発明を実施するための形態］
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は以下の実施の形態に限定されるものではい。なお、実施の形態を説明する全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

　（実施の形態）
　まず、図２５に示した放電セルで構成されるプラズマディスプレイパネルを作製した。図２５は本実施の形態によるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。

　発明者らは、パネルサイズが５０インチで、表示画素数が１９２０×１０８０のフルＨＤの高精細なＰＤＰで検討しているが、パネルサイズが３２インチ以上、表示画素数がＨＤ以上の高精細なＰＤＰであっても構わない。

　本実施の形態のようなＡＣ面放電型カラープラズマディスプレイパネルのＰＤＰ２－２００は、間隔をあけて対向配置された一対の前面基板２－１及び背面基板２－６と、前面基板２－１及び背面基板２－６の基板間に設けられ基板間の間隔を保持する隔壁２－７と、基板間に形成された放電空間２－１１内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前面基板２－１及び背面基板２－６の対向面の少なくとも一方の前面基板２－１上に配置されたサステイン電極（Ｘ電極）２－１２とスキャン電極（Ｙ電極）２－１３とからなる表示電極対２－１４と、他方の背面基板２－６上に配置されたアドレス電極（Ａ電極）２－９とを備えている。前面基板２－１上には、表示電極対２－１４を覆う誘電体層２－４と、この誘電体層２－４を覆う保護層２－５が配置されている。背面基板２－６上には、アドレス電極２－９を覆う誘電体層２－８と、この誘電体層２－８上に隔壁２－７及び蛍光体層２－１０が配置されている。

　本実施の形態のようなＡＣ面放電型カラープラズマディスプレイパネルのＰＤＰ２－２００では、例えば、サステイン電極２－１２とスキャン電極２－１３で構成される表示電極対２－１４のうちの一方（一般にスキャン電極２－１３）に負の電圧を、アドレス電極２－９ともう一方の残りの表示電極に正の電圧（前記一方の表示電極に印加される電圧に比して正の電圧）を印加することによりアドレス放電が発生し、これにより、一対の表示電極の間で放電を開始するための補助となる壁電荷が形成される。この状態で一対の表示電極の間に、適当な逆の電圧を印加すると、誘電体層２－４及び保護層２－５を介して、表示電極対２－１４の間の放電空間２－１１で放電が発生する。

　放電終了後、前記表示電極対２－１４に印加する電圧を逆にすると、新たに放電が発生する。これを繰り返すことにより継続的に放電が発生する。これをサステイン放電又は表示放電と呼ぶ。このサステイン放電により、放電空間２－１１内に封入された放電ガスが紫外線を発生し、その紫外線で蛍光体層２－１０を励起することで、蛍光体層２－１０が可視発光してカラー表示を行う。

　本実施の形態のＰＤＰ２－２００は、前面基板２－１上に、複数対のサステイン電極２－１２とスキャン電極２－１３がストライプ状に形成され、一対の表示電極対２－１４が構成される。なお、表示電極対２－１４を構成するサステイン電極２－１２とスキャン電極２－１３の材料には、透明電極２－２（２－２ａ、２－２ｂ）の材料に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ、酸化インジウムスズ）、あるいは酸化亜鉛（ＺｎＯ）など、バス電極２－３（２－３ａ、２－３ｂ）の材料に、銀（Ａｇ）の他、アルミニウム（Ａｌ）などからなる金属膜、または、クロム（Ｃｒ）／銅（Ｃｕ）／クロム（Ｃｒ）の積層膜なども適用可能である。

　上記表示電極対２－１４上には覆うようにしてガラス系の材料で構成される誘電体層２－４が形成される。当該誘電体層２－４を覆うようにして保護層２－５が形成される。保護層２－５は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてシリコン（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）を添加して構成される。この保護層２－５の構成と形成方法については後述する。

　背面基板２－６上には、銀などで構成されている複数並設されたアドレス電極２－９と、前記アドレス電極２－９を覆うようにして、ガラス系の材料で構成される誘電体層２－８が形成される。当該誘電体層２－４上には、同じくガラス系の材料で構成される隔壁材を厚膜印刷し、ブラストマスクを用いたブラスト除去により隔壁２－７が形成される。

　次に、この隔壁２－７上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各蛍光体層２－１０を該当する隔壁２－７間の溝面を被覆する形で、順次ストライプ状に形成する。各蛍光体層２－１０は、赤、緑及び青にそれぞれ対応し、赤蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）、緑蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）、青蛍光体粒子を３５重量部（ビヒクルを６５重量部）とし、それぞれビヒクルと混ぜて蛍光体ペーストとし、スクリーン印刷により塗布した後、乾燥及び焼成工程により蛍光体ペースト内の揮発成分の蒸発と有機物の燃焼除去を行って形成する。また、各蛍光体層２－１０の材料については、例えば、赤蛍光体は（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ蛍光体、緑色蛍光体はＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ、青蛍光体はＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ蛍光体を用いる。

　次に、上記表示電極対２－１４、誘電体層２－４、及び保護層２－５を形成した前面基板２－１と、アドレス電極２－９、誘電体層２－８、隔壁２－７、及び蛍光体層２－１０を形成した背面基板２－６を表示電極対２－１４とアドレス電極２－９とが直交するように対向配置され、非表示領域をシール材でフリット封着することで、ボックス型に隔壁２－７で区分けされてなる放電空間２－１１が複数形成される。その後、当該放電空間２－１１を真空状態にし、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｈｅ等からなる放電用の混合ガスが封入されＰＤＰ２－２００が完成する。放電ガスの封入圧力は、例えば、５０～８０ｋＰａ程度である。

　本実施の形態では放電ガスのＸｅ組成比が１２％以上を用いた。これは、プラズマディスプレイ装置の発光効率を増大させるためには、放電による紫外線の発生効率を増大させることが非常に重要なためであり、そのためにはＸｅ組成比を高める必要がある。従来技術ではＸｅ組成比が通常４％～１０％である。本実施の形態では、さらにＸｅ組成比を１２％以上に高めて効率を上げている。

　次に、上述した保護層２－５の形成方法について説明する。本発明の保護層２－５の主成分はＭｇＯであり、所定量のスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含んでいる。本発明では、この保護層２－５を電子ビーム蒸着法により成膜する。このとき、膜質を制御するために、酸素ガスや水素ガス、水蒸気等を供給しても構わない。また、ＭｇＯの成膜方法として、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等を用いても構わない。これらの成膜方法により保護層２－５は３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

　この保護層２－５の膜厚は７００ｎｍである。ただし、膜厚はこれに限定されるものではなく、保護層としての機能を有することができるものであれば構わない。保護層の膜厚に関しては、本実施の形態に記載されているものだけに限定されず、保護層は５００ｎｍ以上から２０００ｎｍ以下であれば構わない。上述した膜厚範囲の場合、誘電体層２－４などの下地層の影響や、保護層２－５に発生する膜応力の影響などを受けない。５００ｎｍ未満では耐スパッタ性が不十分なため、良好な放電応答性を得ることができない。また、２０００ｎｍを越える厚さでは、ＭｇＯの柱状結晶構造が成長し、その構造間に隙間ができるため、クラックの発生や不純物ガスの吸着といった問題が生じることもある。

　蒸着源には、粉末状のＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を混合してペレット状に成型したものを用いるか、ペレット状のＭｇＯとペレット状のスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を混合して用いるか、あるいはこれらのペレット状に成型したものの焼結体を用いる。この蒸着源中のスカンジウム（Ｓｃ）濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上５０００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｃ）濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下である。ここで不純物濃度を５質量ｐｐｍ以上に限定したのは、５ｐｐｍ未満では濃度の安定制御が困難なためである。

　これらの蒸着源は、ＭｇＯとスカンジウム（Ｓｃ）化合物、シリコン（Ｓｉ）化合物を出発材料として作製されるが、本発明者らが検討した結果、出発材料に用いるＭｇＯ中の不純物の濃度は、多くてもＭｇＯに対して２００質量ｐｐｍ以下であることが望ましい。これは、出発材料に用いるＭｇＯの純度が低いと、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を添加することにより得られる効果が低減するためである。本発明で用いたＭｇＯに含まれる不純物元素とその濃度を表２に示す。表２に示される不純物の濃度は高周波誘導結合プラズマ質量分析（以下、ＩＣＰ－ＭＳと記す）による分析結果である。Ｚｎ、Ｍｎ以外の不純物元素は、検出限界未満であった。

　上記スカンジウム化合物及びシリコン化合物は、それらの酸化物及び塩化物、硝酸塩または炭酸塩などの塩よりなる群から選択された１つ以上から由来する成分を含むことが出来る。例えば、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｓｃ（ＮＯ_３）_３、ＳｃＦ_３、ＳｃＣｌ_３、ＳｉＯ_２などが含まれるが、これらに限定されるものではない。

　以上の方法により形成される保護層５のＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）の濃度は、ＩＣＰ－ＭＳ、または二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）を用いて測定することができる。

　このＰＤＰに画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）を適用した場合について説明する。図２６は階調表示方式であるＡＤＳにおける１ＴＶフィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。図２７は図２６中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。なお、図２７中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。

　図２６（i）で示されるように１フィールド（１／６０ｓ≒１６．６７ｍｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割している。それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。各サブフィールドは、図２６（ii）で示されるリセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。

　アドレス期間では、画像データに基づき選択された放電セルのアドレス電極（Ａ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧が印加される。図２７は、３つの連続したスキャン電極（Ｙ電極）であり、（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）が選択され、（Ｙ_ｉ＋１電極）が選択されない時の、各電極に印加される電圧波形である。選択された放電セルの（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）には、－Ｖｙのスキャンパルスが印加されるのと同期してアドレス電極（Ａ電極）に電圧Ｖａのアドレス電圧が印加されてアドレス放電（選択放電）が起こる。選択されアドレス放電が起こった放電セルでは、サステイン期間で行われるサステイン放電（表示放電）を行うのに必要な壁電荷が形成される。一方、選択されない放電セルの（Ｙ_ｉ＋１電極）では、－Ｖｙのスキャンパルスが印加される時にアドレス電極(Ａ電極)にアドレス電圧が印加されないため、アドレス放電が起こらない。これにより表示放電を行うのに必要な壁電荷が形成されず、サステイン期間でサステイン放電が起こらない。各サブフィールドのアドレス期間を表示電極対数によらず一定とすると、表示電極対数が増加するとスキャンパルス幅が短くなる。そのため、表示電極対数が増加すると、許容されるアドレス遅れ時間ｔ_ｄも短くなる。

　図２８は、ＰＤＰを備えたプラズマディスプレイ装置の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置２－２３は、アドレス電極（Ａ電極）２－９、サステイン電極（Ｘ電極）２－１２、スキャン電極（Ｙ電極）２－１３を有するＰＤＰ２－２０と、アドレス電極（Ａ電極）２－９を駆動するためのアドレス駆動回路２－２４と、サステイン電極（Ｘ電極）２－１２を駆動するためのサステインパルス出力回路２－２５と、スキャン電極（Ｙ電極）２－１３を駆動するためのスキャンパルス出力回路２－２６と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路２－２７と、入力信号の処理を行う信号処理回路２－２８と、ＰＤＰ２－２０などに電圧を印加する駆動電源２－２１と映像信号を生成する映像源２－２２からなる駆動装置を備えている。

　プラズマディスプレイ装置２－２３は、ＰＤＰ２－２０が完成した後、ＰＤＰ２－２０の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、ＰＤＰ２－２０の変形を防ぎ、放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源２－２１やアドレス駆動回路２－２４などの駆動装置が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置２－２３が完成する。

　次に、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。前述したように、ＭｇＯにシリコン（Ｓｉ）のみを添加した場合、各セルにおける放電遅れのバラツキが顕著になるという問題が生じることが知られている。また、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで放電遅れが改善することが示されているが、放電遅れの高温領域では温度依存性が悪化するという問題があることが明らかになっている。アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔ_ｆ、並びに、プライミング電子がＭｇＯから放出されるまでの統計遅れ時間ｔ_ｓの和で構成される。

　図２９にスカンジウム（Ｓｃ）のみを添加したＭｇＯを主成分とする保護層で構成されたＰＤＰのパネル表面温度Ｔに対する統計遅れ時間ｔ_ｓの結果を示す。スカンジウム（Ｓｃ）が多くなるに従い、統計遅れ時間ｔ_ｓが改善されていることが分かる。しかしながら、パネル表面温度Ｔが上昇するに従い、統計遅れ時間ｔ_ｓは悪化していることが分かる。上記問題解決のため、ＭｇＯに高濃度にスカンジウム（Ｓｃ）を添加することで改善できる可能性はあるが、プライミング電子放出源数が許容限度を越えて多くなり、電圧変動ΔＶ_ＡＹが増大して表示特性に支障をきたす場合がある。

　また、ＭｇＯにスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）を共ドープすることが提案されているが、シリコン（Ｓｉ）の濃度が１０００質量ｐｐｍを超えると、放電遅れの休止期間依存性が悪化し、共ドープの効果が得られないことが明らかになっている。そのため、スカンジウム（Ｓｃ）濃度及びシリコン（Ｓｉ）濃度の制御が重要となっており、本実施の形態において、スカンジウム（Ｓｃ）濃度及びシリコン（Ｓｉ）濃度の最適化を行う。

　まず、本発明者らが本発明に至った実験方法と解析手法について説明する。尚、以下の解析手法については前述したように非特許文献２にも記載されている。

　保護層からプライミング電子が放電空間に放出されることは、統計現象のため、統計遅れ時間ｔ_ｓには揺らぎが生じる。図３０は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間を繰り返し計測した計測データを、アドレス放電遅れ時間毎に累積数（２－２００１）で表示した放電遅れ時間の頻度分布の一例である。なお、２－２００２は既放電確率Ｇを示す。同一放電セルにもかかわらず、約５００ｎｓをピークに、放電時間が早い場合は４００ｎｓ、放電時間が遅い場合は１０００ｎｓ以上を示しており、左右非対称な形状を示している。この繰り返し計測した計測データを用いて、以下の方法により保護層のプライミング電子放出特性を解析する。

　図３１はプライミング電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図、図３２はその解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

　まず、図３１及び図３２により、本発明に用いたプライミング電子放出特性の解析システムの構成を説明する。本発明に用いた解析システムは、保護層中の電子放出源に対する電子放出特性の解析システムとされ、パーソナルコンピュータ２－２２００と、計算装置２－１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ２－２２００は、記憶装置を含む入力装置２－１０１と、画像処理装置を含む出力装置２－１０３などから構成される。計算装置２－１０２は、ＣＰＵ装置２－２２０１と、記憶装置２－２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置２－２２０１と記憶装置２－２２０２は、データ転送用結合バス２－２２０４により接続されている。

　なお、図３２では、複数の計算装置２－１０２が、データ転送用結合バス２－２２０５によりマトリクス状に接続される構成となっているが、これに限定されず、計算装置２－１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ２－２２００内に設けてもよい。

　次に、図３１及び図３２により、本発明で用いた電子放出特性の解析システムについて、その動作例を説明する。計算装置２－１０２において、記憶装置２－２２０２には電子放出特性の解析プログラムが記憶（保持）されており、パーソナルコンピュータ２－２２００からの指示により、ＣＰＵ装置２－２２０１がそのプログラムを読み出して演算処理を行う。その演算処理の結果は、記憶装置２－２２０２に保存される。演算処理に必要なデータ類は、パーソナルコンピュータ２－２２００から、データ転送用結合バス２－２２０５を介して送信される。また、計算装置２－１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス２－２２０５を介して、パーソナルコンピュータ２－２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ２－２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置２－１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置２－１０３で出力・表示される。

　図３１に示すように、計算装置２－１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。

　まず、ステップＳ２－１０２－１において、ＰＤＰに対して計測した、サステイン電圧印加後からアドレス電圧印加までの休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを、入力装置２－１０１から計算装置２－１０２に入力する。尚、上記ＭｇＯの温度Ｔはパネル表面温度としている。

　次に、ステップＳ２－１０２－２において、計算装置２－１０２では、各休止期間ｔ_ｉとＭｇＯ温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）を算出する。

　図３３に、放電確率頻度の最大値を１に規格化した放電確率頻度Ｐ（ｔ）２－２０１を示した。放電確率頻度Ｐ（ｔ）は、短時間側ではガウス関数型であるが、長時間側はテールを引いた非対称な形状である。この放電確率頻度Ｐ（ｔ）と式（２－１）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図３３には、既放電確率Ｇ（ｔ）２－２０２を示した。既放電確率Ｇ（ｔ）は、下に凸から上に凸の形状を示し、長時間側で傾きはなだらかになっている。

　ステップＳ２－１０２－３において、形成遅れ時間ｔ_ｆの揺らぎを取り除き、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めるために、

を満たす長時間領域における既放電確率Ｇ（ｔ）とその時刻ｔを用いる。ここで、ｔ_ｆ ^aveは形成遅れ時間ｔ_ｆの平均値、σ_tfは形成遅れ時間ｔ_ｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^aveと形成遅れ時間の分散値σ_tfは、アドレス電圧印加時にプライミング電子が存在するような短い休止期間ｔ_ｉの計測データに対して、そのアドレス放電遅れ時間の平均値と分散値から求めることができる。図３３に示すように、

の長時間領域２－２０３を満たすｔ_a、ｔ_b、その既放電確率Ｇ（ｔ_a）とＧ（ｔ_b）、並びに、式（２－２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを算出する。

　例えば、ｔ_ｉ＝０．１ｍｓ、Ｔ＝２５℃の短い休止期間に対するアドレス放電遅れ時間の計測データでは、アドレス放電遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^ave＝０．５９μｓ、分散値σ_tf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ_63.2とｔ₉₅は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（２－２）を用いて得られたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、

は０．７１μｓになることから、

の長時間領域の条件を満たすことが分かる。

　次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）を解析する方法を述べる。計算から求められるプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈは、式（２－３）と（２－４）によりエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）と関係付けられる。

ここで、Ｅはプライミング電子放出源のエネルギー深さ（以下、エネルギーもしくはエネルギー準位とも称する）、ｆ_ｐｈは電子放出源のフォノン振動数、ｋ_Ｂはボルツマン定数である。また、Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）は、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件に対して、

　図３４に、休止期間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓ、０．１ｍｓ、１ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝－１０℃（２６３．１５Ｋ）、０℃（２７３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、４０℃（３１３．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）におけるウインドウ関数が最大となるエネルギー

　図３５に示すように、電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）２－４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）２－４０２のエネルギーに対する重なり積分を計算し、全電子放出源の種類ｊについて和を取ることに等しいことが分かる。

　図３１に示したステップＳ２－１０２－４において、Ｓｃを含むＭｇＯについて、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）として、式（２－５）のガウス関数を設定した場合において、図３６に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力する探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　第１種の電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈ,１を１．２６×１０^１３Ｈｚとして、計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－２０℃、－１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、ウインドウ関数のエネルギー領域は５０７ｍｅＶ～７８０ｍｅＶの範囲となる。ウインドウ関数のエネルギー幅の３ｋ_ＢＴは約７５ｍｅＶなので、エネルギー領域は４３０ｍｅＶ～８６０ｍｅＶとなる。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jの探索範囲として、計測条件により決定するＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最小値－３ｋ_ＢＴからＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最大値＋３ｋ_ＢＴを包含する４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶとした。活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jと活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の５ｍｅＶとした。

　ステップＳ２－１０２－５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１と実効数Ｎ_ｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（２－５）を式（２－３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_１（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

　ステップＳ２－１０２－６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝４２に対して、式（２－６）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を求める。

　Σ_Ｎ＝４２　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　　　　　　（２－６）
　このようにして、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を出力装置２－１０３から出力・表示する。

　次に、第２種の電子放出源について、図３１に示したステップＳ２－１０２－７に従って、ステップＳ２－１０２－４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）として、式（２－７）のガウス関数を設定した場合において、図３６に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　第２種の電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈ,２を１．２×１０^１３Ｈｚとして、計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、４ｍｓ、１０ｍｓ、１６ｍｓ、２６ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－２０℃、－１０℃、０℃、１０℃、２０℃、４０℃、６０℃に対して、第１種の電子放出源に対して述べたと同様に、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２に対する探索範囲は４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２に対する探索範囲は５～１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,２に対する探索範囲は１×１０^ｎ個／セル～１×１０^ｎ＋２個／セル（ｎ＝０～４）を離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

　ステップＳ２－１０２－５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２と実効数Ｎ_ｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（２－７）を式（２－３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_２（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

　ステップＳ２－１０２－６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（２－８）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)とｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の和に対する平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を求める。

　Σ_Ｎ＝１８　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ） -ｔ_２,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　（２－８）
　このようにして、第１種と第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とＤ_２（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を出力装置２－１０３から出力・表示する。

　スカンジウム（Ｓｃ）を含むＭｇＯを基にして、更にシリコン（Ｓｉ）を含むＭｇＯについては、第３種の電子放出源として、第２種の電子放出源と同様に、図３１に示したステップＳ２－１０２－７に従って、ステップＳ２－１０２－４に戻り、第３種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_３（Ｅ）として、式（２－７）のガウス関数を設定した場合において、図３６に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,３、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，３、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，３を求める。

　ＭｇＯの温度ＴをＰＤＰの温度として、以上の実験方法と解析手法により得られた、本発明によるＭｇＯからなる保護層のスカンジウム（Ｓｃ）、シリコン（Ｓｉ）に起因した電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）２－５０１、Ｄ_２（Ｅ）２－５０２、Ｄ_３（Ｅ）２－５０３を図３７に示す。これらのエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）はＭｇＯからなる保護層に含まれる各元素の濃度に依存する。図３７の破線２－５０４は、ＰＤＰに要求される前記の動作保証温度範囲－２０～６０℃と休止期間ｔ_ｉ＝１～５０ｍｓにおけるウインドウ関数のエネルギー領域４３０～８６０ｍｅＶである。つまり、このウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度が広く分布していることが望ましい。

　解析の結果、スカンジウム（Ｓｃ）を含む酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は第１種の電子放出源であるエネルギー準位（浅いエネルギー準位と称す）と第２種の電子放出源である第１種の電子放出源より比較的深いエネルギー準位（深いエネルギー準位と称す）のトラップ準位で構成されていることが明らかである。また、第１種の電子放出源である浅いエネルギー準位と第２種の電子放出源である深いエネルギー準位では、第１種の電子放出源である浅いエネルギー準位のエネルギー状態密度が大きい。そのため、パネル表面温度が上昇するに従い、エネルギー状態密度が減少することとなり統計遅れ時間ｔ_ｓは悪化する。

　一方、シリコン（Ｓｉ）を含む酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、第３種の電子放出源である深いエネルギー準位で構成される。そのため、パネル表面温度が上昇するに従い、統計遅れ時間は改善されることが明らかである。また、スカンジウム（Ｓｃ）の第２種の電子放出源とシリコン（Ｓｉ）の第３種の電子放出源はほぼ同じ活性化エネルギーである。

　このことから、スカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）に起因する第１種、第２種及び第３種の電子放出源を組み合わせ、更にＭｇＯからなる保護層に含まれる各元素の濃度を制御することにより、統計遅れ時間ｔ_ｓと電圧変動ΔＶ_ＡＹを制御できることが明らかである。

　図３８は本発明の実施の形態のプラズマディスプレイ装置について、前記の動作保証温度範囲－１０～６０℃と最大リセット間隔、即ち休止期間ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１６．６７ｍｓ（＝１／６０ｓ）、５０ｍｓ（＝１／２０ｓ）の駆動方法において、良好なアドレス放電を行うことができる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に対するスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）の濃度範囲をハッチングで表している。このハッチングした部分は、評価及び解析結果に加え、保護層の結晶性等に起因したプライミング電子放出源の生成率によるスカンジウム（Ｓｃ）とシリコン（Ｓｉ）の濃度に対する特性の分布も加味している。

　ハッチングした部分の（１）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（２－I）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔ_ｉ＝１ｍｓにおいて良好な放電特性を得ることができる。

　ｙ≦－３．５ｘ＋１８４５　（２－I）
　但し、式（２－I）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍである。

　また、ハッチングした部分の（２）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（２－II）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔ_ｉ＝１６．６７ｍｓ（＝１／６０ｓ）において良好な放電特性を得ることができる。

　－７４ｘ＋８８７≦ｙ≦－１．９ｘ＋４１８　（２－II）
　但し、式（２－II）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度を示し、単位は質量ｐｐｍである。式（２－II）を満たす（２）の範囲では、休止期間ｔ_ｉ、即ち最大リセット間隔を１ＴＶＦに相当する１６．６７ｍｓとする駆動が可能であり、輝度とコントラスト向上のためにリセット回数を減らした駆動方法を実現することが出来る。これにより、高輝度、高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。

　さらに、ハッチングした部分の（３）の範囲は、スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、下記式（２－III）、（２－IV）を満たすことを特徴とすることにより、休止期間ｔ_ｉ＝５０ｍｓ（＝１／２０ｓ）において良好な放電特性を得ることができる。

　－６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦－１．５ｘ＋３０６　（２－III）
　－１．５ｘ＋８７≦ｙ≦－１．５ｘ＋３０６　（２－IV）
　但し、式（２－III）及び（２－IV）において、ｙはシリコン（Ｓｉ）濃度、ｘはスカンジウム（Ｓｃ）濃度で、単位は質量ｐｐｍであり、スカンジウム（Ｓｃ）濃度ｘは式（２－III）において１５≦ｘ＜１９、式（２－IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲が適当である。式（２－III）及び（２－IV）を満たす（３）の範囲では、休止期間ｔ_ｉ、即ち最大リセット間隔を３ＴＶＦに相当する５０ｍｓとする駆動が可能であり、輝度とコントラスト向上のためにリセット回数を大きく減らした駆動方法を実現することが出来る。これにより、更に高輝度、高コントラストなプラズマディスプレイ装置が得られる。

　以上から、本実施の形態において、保護層５のＭｇＯに対するスカンジウム（Ｓｃ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、シリコン（Ｓｉ）の濃度を５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下とすることにより、－１０～６０℃の広い温度範囲で最大リセット間隔を１～５０ｍｓとしたときに、高精細なＰＤＰを低コストなシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹによる黒ノイズが実用上問題のないプラズマディスプレイ装置が得られる。

　本実施の形態では、不純物添加元素として、スカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を挙げている。この放電遅れ改善の効果は、ＭｇＯに不純物元素を添加したことによる伝導帯から０．６ｅＶ程度の深さの浅いところに存在するトラップ準位の形成により、プライミング電子が増大したためと考えられており、同様にトラップ準位を形成するその他、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）、イットリウム（Ｙ）、水素（Ｈ）の内の少なくとも一種を含んだ不純物元素を含有させても構わない。

　以上、本発明者によってなされた発明を、実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

　［第３の技術の発明を実施するための形態］
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

　＜実施の基本形態＞
　（ＰＤＰ基本構造）
　まず、本発明の理解を容易にするために、本発明者らが検討したＰＤＰの一例としてＡＣ面放電型ＰＤＰの基本構造などについて説明する。なお、本願においてＰＤＰを構成する２つの基板の「前面板」と「背面板」は、両者を組み立ててパネル化した際に、蛍光体による発光が通過して表示面となる方を前面板、表示面とならない方を背面板として説明する。また、本願では、「前面板」および「背面板」はそれぞれガラス基板から構成される前面基板および背面基板をベースとして説明する。

　図３９は本発明者らが検討したいわゆるボックス型のＡＣ面放電型のＰＤＰ３－１５の要部を模式的に示す分解斜視図である。図４０は組み立て後の図３９の放電セル３－ＣＬのｘ－ｚ平面の断面図である。図４１は組み立て後の図３９の放電セル３－ＣＬのｙ－ｚ平面の断面図である。

　まず、前面板３－１２およびその形成方法について説明する。前面基板３－１上にストライプ状の透明電極３－４ａ、３－５ａとバス電極３－４ｂ、３－５ｂとで構成される表示電極３－６が配設され、表示電極３－６はサステイン電極（Ｘ電極）３－４とスキャン電極（Ｙ電極）３－５の対からなる。透明電極３－４ａ、３－５ａは透明導電体である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる膜で形成され、その上に銀の単層膜からなるバス電極３－４ｂ、３－５ｂが透明電極３－４ａ、３－５ａより狭い幅で付設されている。なお、透明電極３－４ａ、３－５ａとして酸化スズや酸化亜鉛等、バス電極３－４ｂ、３－５ｂとしてアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成しても構わない。

　表示電極３－６を構成する透明電極３－４ａ、３－５ａとバス電極３－４ｂ、３－５ｂは誘電体層３－２により覆われる。誘電体層３－２は誘電体ガラス膜で形成される。そして誘電体層３－２の表面上に保護層３－３が形成される。この保護層３－３の詳細については、各実施の形態で説明する。

　次に、背面板３－１３およびその形成方法について説明する。背面基板３－１１上に表示電極３－６と直交したストライプ状のアドレス電極（Ａ電極）３－１０が配設される。背面基板３－１１はガラス基板であり、アドレス電極（Ａ電極）３－１０はアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成される。

　アドレス電極（Ａ電極）３－１０は誘電体層３－９によって覆われ、その上には放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止する隔壁３－７が形成される。誘電体層３－９は誘電体ガラス膜で形成される。隔壁３－７は前面板３－１２の表示電極３－６とアドレス電極（Ａ電極）３－１０と平行に配設されており、アドレス電極（Ａ電極）３－１０は隔壁３－７間に位置する。表示電極３－６と対向する各隔壁３－７で囲まれた領域（空間）は放電空間３－１４であり、この放電空間３－１４に接するように誘電体層３－９上には蛍光体層３－８が形成される。蛍光体層３－８は赤色が（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_４：Ｅｕ^２+、青色がＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、緑色がＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋で形成される。

　表示電極３－６とアドレス電極（Ａ電極）３－１０を直交するように前面板３－１２と背面板３－１３を対向配置させ、両板の非表示領域を封着剤により封着する。これにより外気と隔離された放電空間３－１４が形成される。放電空間３－１４には、放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）－キセノン（Ｘｅ）をガス基体とした混合ガスが所定の圧力及び分圧で封入される。本発明での放電ガスは、全圧が４５０Ｔｏｒｒであり、組成比８％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスである。

　（ＰＤＰ装置）
　図４２は、ＰＤＰ３－１５を備えたプラズマディスプレイ装置（以下、ＰＤＰ装置とも記す）３－２０の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置３－２０は、アドレス電極（Ａ電極）３－１０、スキャン電極（Ｙ電極）３－５、サステイン電極（Ｘ電極）３－４を有するＰＤＰ３－１５と、アドレス電極（Ａ電極）３－１０を駆動するためのアドレス駆動回路３－２１と、スキャン電極（Ｙ電極）３－５を駆動するためのスキャンパルス出力回路３－２２と、サステイン電極（Ｘ電極）３－４を駆動するためのサステインパルス出力回路３－２３と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路３－２４と、入力信号の処理を行う信号処理回路３－２５と、ＰＤＰ３－１５などに電圧を印加する駆動電源３－２６と映像信号を生成する映像源３－２７からなる駆動装置を備えている。

　プラズマディスプレイ装置３－２０は、ＰＤＰ３－１５が完成した後、ＰＤＰ３－１５の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、ＰＤＰ３－１５の変形を防ぎ、放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源３－２６やアドレス駆動回路３－２１などの駆動装置が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置３－２０が完成する。

　（ＰＤＰ駆動方法）
　ＰＤＰ３－１５に画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）を適用した場合について説明する。図４３は階調表示方式であるＡＤＳにおける１ＴＶフィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。図４４は図４３中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。なお、図４４中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。

　図４３（I）で示されるように１フィールド（１／６０ｓ≒１６．６７ｍｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割している。それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。各サブフィールドは、図４３（II）で示されるリセット期間、アドレス期間、サステイン期間で基本的に構成されている。

　アドレス期間では、画像データに基づき選択された放電セルのアドレス電極（Ａ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧が印加される。図４３は、３つの連続したスキャン電極（Ｙ電極）であり、（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）が選択され、（Ｙ_ｉ＋１電極）が選択されない時の、各電極に印加される電圧波形である。選択された放電セルの（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）には、－Ｖｙのスキャンパルスが印加されるのと同期してアドレス電極（Ａ電極）に電圧Ｖａのアドレス電圧が印加されてアドレス放電（選択放電）が起こる。選択されアドレス放電が起こった放電セルでは、サステイン期間で行われるサステイン放電（表示放電）を行うのに必要な壁電荷が形成される。一方、選択されない放電セルの（Ｙ_ｉ＋１電極）では、－Ｖｙのスキャンパルスが印加される時にアドレス電極(Ａ電極)にアドレス電圧が印加されないため、アドレス放電が起こらない。これにより表示放電を行うのに必要な壁電荷が形成されず、サステイン期間でサステイン放電が起こらない。スキャンパルスの幅は、各サブフィールドのアドレス期間を表示電極対数によらず一定とすると、表示電極対数が増加するに従い短くなる。そのため、表示電極対数に応じて許容されるアドレス遅れ時間ｔ_ｄは異なる。

　次に、本発明者らが本発明に至ったアドレス放電遅れ時間測定方法と解析手法について説明する。

　（アドレス放電遅れ時間測定方法）
　アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを図４５に示す測定用駆動波形を用いて、ＰＤＰの管面温度Ｔを－１０～６０℃として測定する。この測定用駆動波形の繰返し周期は１００ｍｓである。また、リセット放電期間と予備放電期間の各パルスの幅は３０μｓである。

　リセット放電期間では表示電極対を構成するサステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）間でリセット放電を発生させ、放電セル内の壁電圧、即ち帯電状態をほぼ均一に揃える。これにより、以前の放電による影響を除去する。予備放電期間では、測定する放電セルを選択するためにアドレス電極（Ａ電極）に電圧を印加した後にサステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧を印加し、サステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）間で４回放電を発生させる。このとき、その後、サステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に印加する電圧は、予備放電期間で測定する放電セルで安定した放電が発生する電圧値である。休止期間開始時に一度サステイン電極（Ｘ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）間で放電を発生させ、電圧を印加した状態で１０μｓ～５０ｍｓの休止期間ｔ_ｉを経過した後に、アドレス放電期間にアドレス電極（Ａ電極）に電圧を印加し、この電圧印加時から実際に放電が開始されるまでの時間を１０００回測定する。このアドレス放電期間にアドレス電極（Ａ電極）に印加する電圧は、測定セルで安定した放電が発生する電圧値である。

　この測定用駆動波形において、保護層は各放電により励起されることで電子がトラップ準位に捕捉され、この電子の一部がプライミング電子として放電空間に放出される。

　（解析方法）
　アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄは、Ｙ電極、Ｘ電極とＡ電極の印加電圧とリセット放電後の残留壁電荷に依存する形成遅れ時間ｔ_ｆ、並びに、放電の種火となるプライミング電子が保護層から放出されるまでの統計遅れ時間ｔ_ｓの和で構成される。

　保護層からプライミング電子が放電空間に放出されることは統計現象であるため、統計遅れ時間ｔ_ｓには揺らぎが生じる。図４６は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを繰り返し計測した計測データを、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ毎に累積数（３－２００１）で表示した放電遅れ時間の頻度分布の一例である。なお、３－２００２は既放電確率Ｇを示す。同一放電セルにもかかわらず、約５００ｎｓをピークに、放電時間が早い場合は４００ｎｓ、放電時間が遅い場合は１０００ｎｓ以上を示しており、左右非対称な形状を示している。この繰り返し計測した計測データを用いて以下の方法により、統計遅れ時間ｔ_ｓに関係する保護層のプライミング電子放出特性を解析し、プライミング電子の放出時定数ｔ_s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を算出する。

　図４７はプライミング電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図、図４８はその解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

　まず、図４７及び図４８により、本発明に用いたプライミング電子放出特性の解析システムの構成を説明する。本発明に用いた解析システムは、保護層中の電子放出源に対する電子放出特性の解析システムとされ、パーソナルコンピュータ３－２２００と、計算装置３－１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ３－２２００は、記憶装置を含む入力装置３－１０１と、画像処理装置を含む出力装置３－１０３などから構成される。計算装置３－１０２は、ＣＰＵ装置３－２２０１と、記憶装置３－２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置３－２２０１と記憶装置３－２２０２は、データ転送用結合バス３－２２０４により接続されている。

　なお、図４８では、複数の計算装置３－１０２が、データ転送用結合バス３－２２０５によりマトリクス状に接続される構成となっているが、これに限定されず、計算装置３－１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ３－２２００内に設けてもよい。

　次に、図４７及び図４８により、本発明で用いた電子放出特性の解析システムについて、その動作例を説明する。計算装置３－１０２において、記憶装置３－２２０２には電子放出特性の解析プログラムが記憶（保持）されており、パーソナルコンピュータ３－２２００からの指示により、ＣＰＵ装置３－２２０１がそのプログラムを読み出して演算処理を行う。その演算処理の結果は、記憶装置３－２２０２に保存される。演算処理に必要なデータ類は、パーソナルコンピュータ３－２２００から、データ転送用結合バス３－２２０５を介して送信される。また、計算装置３－１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス３－２２０５を介して、パーソナルコンピュータ３－２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ３－２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置３－１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置３－１０３で出力・表示される。

　図４７に示すように、計算装置３－１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。

　まず、ステップＳ３－１０２－１において、ＰＤＰに対して計測した、サステイン電圧印加後からアドレス電圧印加までの休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを、入力装置３－１０１から計算装置３－１０２に入力する。尚、上記ＭｇＯの温度Ｔはパネル表面温度としている。

　次に、ステップＳ３－１０２－２において、計算装置３－１０２では、各休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）を算出する。

　図４９に、放電確率頻度の最大値を１に規格化した放電確率頻度Ｐ（ｔ）３－２０１を示した。放電確率頻度Ｐ（ｔ）は、短時間側ではガウス関数型であるが、長時間側はテールを引いた非対称な形状である。この放電確率頻度Ｐ（ｔ）と式（３－１）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図４９には、既放電確率Ｇ（ｔ）３－２０２を示した。既放電確率Ｇ（ｔ）は、下に凸から上に凸の形状を示し、長時間側で傾きはなだらかになっている。

　ステップＳ３－１０２－３において、形成遅れ時間ｔ_ｆの揺らぎを取り除き、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めるために、

を満たす長時間領域における既放電確率Ｇ（ｔ）とその時刻ｔを用いる。ここで、ｔ_ｆ ^aveは形成遅れ時間ｔ_ｆの平均値、σ_tfは形成遅れ時間ｔ_ｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^aveと形成遅れ時間の分散値σ_tfは、アドレス電圧印加時にプライミング電子が存在するような短い休止期間ｔ_ｉの計測データに対して、そのアドレス放電遅れ時間の平均値と分散値から求めることができる。図４９に示すように、

の長時間領域３－２０３を満たすｔ_a、ｔ_b、その既放電確率Ｇ（ｔ_a）とＧ（ｔ_b）、並びに、式（３－２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを算出する。

　例えば、ｔ_ｉ＝０．１ｍｓ、Ｔ＝２５℃の短い休止期間に対するアドレス放電遅れ時間の計測データでは、アドレス放電遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^ave＝０．５９μｓ、分散値σ_tf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ_63.2とｔ₉₅は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（３－３）を用いて得られたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、

は０．７１μｓになることから、

の長時間領域の条件を満たすことが分かる。

　同様にして、図５０には、ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓとＴ＝－１０℃（２６３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）の１２個の計測条件に対する計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expをプロット３－３０１で示した。このようにして、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔにおける電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めることができる。

　次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）を解析する方法を述べる。計算から求められるプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈは、式（３－４）と（３－５）によりエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）と関係付けられる。

　図５１に、休止期間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓ、０．１ｍｓ、１ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝－１０℃（２６３．１５Ｋ）、０℃（２７３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、４０℃（３１３．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）におけるウインドウ関数が最大となるエネルギー

　図５２に示すように、電子放出時定数ｔ_ｓ ^ｔｈの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）３－４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）３－４０２のエネルギーに対する重なり積分を計算し、全電子放出源の種類ｊについて和を取ることに等しいことが分かる。

　ステップＳ３－１０２－４において、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）として、式（３－６）のガウス関数を設定した場合において、図５３の条件に従って、一つの電子放出源の種類ｊに対して、実効数Ｎ_ｅｅ,j、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，j、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，jを求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－１０℃、１０℃、２５℃、６０℃に対して、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは５２６ｍｅＶ～７７８ｍｅＶの範囲となる。ウインドウ関数のエネルギー幅の３ｋ_ＢＴは約７５ｍｅＶなので、エネルギー領域は４５１ｍｅＶ～８５３ｍｅＶとなる。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jの探索範囲として、計測条件により決定するＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最小値－３ｋ_ＢＴからＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）の最大値＋３ｋ_ＢＴを包含する４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶとした。また、計測条件により決定するＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギー間隔は、最小間隔は１０．１ｍｅＶ、最大間隔は５２．２ｍｅＶ、平均間隔は３１．５ｍｅＶなので、実験精度は高々３０ｍｅＶ程度である。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jと活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の１０ｍｅＶとした。さらに、実効数Ｎ_ｅｅ,ｊは、計測条件ｔ_ｉの時間オーダー幅が２桁程度なので、実効数の探索範囲はその時間オーダー幅である２桁として、１×１０^５個／セル～１×１０⁷個／セルとした。そこで、実効数Ｎ_ｅｅ,ｊの探索点として、１×１０^５個／セル、１.１×１０^５個／セル、２×１０^５個／セル、２.１×１０^５個／セル、１×１０⁶個／セル、１.１×１０⁶個／セル、２×１０⁶個／セル、２.１×１０⁶個／セル、１×１０^７個／セルの２０１個とした。以上より、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，ｊに対する探索範囲は４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶを１０ｍｅＶ幅で離散化した５１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，ｊに対する探索範囲は５～１００ｍｅＶを１０ｍｅＶ幅で離散化した１０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,ｊに対する探索範囲は１×１０^５個／セル～１×１０⁷個／セルを離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

　ステップＳ３－１０２－５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，ｊ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，ｊと実効数Ｎ_ｅｅ,ｊの各パラメータ値を設定した式（３－６）を式（３－４）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_ｓ ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。ここで、一つの電子放出源の種類ｊのフォノン振動数ｆ_ｐｈ，ｊを１.１９×１０^１３Ｈｚとした。

　ステップＳ３－１０２－６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１２個に対して、式（３－７）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ_ｓ ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，ｊ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，ｊ、実効数Ｎ_ｅｅ,ｊを求める。

　Σ_Ｎ＝１２　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　　　　　　　　　（３－７）
　図５４に、計測データから求めたｔ_ｓ ^exｐ（ｔ_ｉ，Ｔ）をプロット３－３０１で、計算から求めたｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を実線３－５０１で示した。両者は極めて良い一致を示している。結果的に、平均二乗誤差ＲＭＳＤは最小値１６５ｎｓであり、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，ｊ＝７６０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，ｊ＝５５ｍｅＶ、実効数Ｎ_ｅｅ,ｊ＝１．３×１０^６個/セルであることが求められた。

　このようにして、図５５に示すように、未知の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）３－６０１として、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，ｊ＝７６０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，ｊ＝５５ｍｅＶ、実効数Ｎ_ｅｅ,ｊ＝１．３×１０^６個／セルを出力装置３－１０３から出力・表示する。

　次に、前記図４７および図４８に対し、保護層中に複数の電子放出源が存在すると考えられる場合の解析システム及び解析方法について述べる。図５６は、このときの電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図である。但し、電子放出特性の解析システムのハードウエア構成、及びその動作例は、前記図４８に示した単一の電子放出源の解析システムと同一であるので、その説明を省略する。

　図５６に示すように、複数の電子放出源の解析システムによる計算装置３－１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。

　ステップＳ３－１０２－１～Ｓ３－１０２－３は、前記実施の形態１と同じである。ステップＳ３－１０２－１において、ＰＤＰパネルに対して計測した、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを入力装置３－１０１から計算装置３－１０２に入力する。ステップＳ３－１０２－２において、各休止期間ｔ_ｉとＭｇＯ温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）と既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。ステップＳ３－１０２－３において、

の長時間領域を満たすｔ_a、ｔ_b、その既放電確率Ｇ（ｔ_a）とＧ（ｔ_b）、並びに、式（３－３）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exｐを算出する。

　図５７に、計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－１０℃、０℃、１０℃、２５℃、４０℃、６０℃において、１８個の計測条件に対する計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expをプロット３－８０１で示した。

　ステップＳ３－１０２－４において、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）として、式（３－７）のガウス関数を設定した場合において、図５３に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－１０℃、０℃、１０℃、２５℃、４０℃、６０℃に対して、ウインドウ関数のエネルギー領域は４５１ｍｅＶ～８５３ｍｅＶの範囲となる。前記単一の電子放出源と同様に、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，1の探索範囲として、４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶとした。また、計測条件により決定するＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギー間隔は、最小間隔は０．５ｍｅＶ、最大間隔は４６．２ｍｅＶ、平均間隔は１４．８ｍｅＶなので、実験精度は高々１０ｍｅＶ程度である。そこで、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，jと活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の５ｍｅＶとした。

　次に、実効数Ｎ_ｅｅ,１は、計測条件の時間オーダー幅が２桁程度なので、実効数の探索範囲はその時間オーダー幅である２桁として、１×１０^５個／セル～１×１０⁷個／セルを離散化した２０１個とした。以上より、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１に対する探索範囲は４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１に対する探索範囲は５～１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,１に対する探索範囲は１×１０^５個／セル～１×１０⁷個／セルを離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

　ステップＳ３－１０２－５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１と実効数Ｎ_ｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（３－８）を式（３－４）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_１（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。ここで、第１種の電子放出源のフォノン振動数を１.１９×１０^１３Ｈｚとした。

　ステップＳ３－１０２－６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８に対して、式（３－９）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を求める。

　Σ_Ｎ＝１８　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　　　　　　　（３－９）
　図５８に、計測データから求めたｔ_ｓ ^exo（ｔ_ｉ，Ｔ）をプロット３－８０１、計算から求めたｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）を実線３－９０１で示した。両者は比較的良い一致を示している。結果的に、平均二乗誤差ＲＭＳＤは最小値１１５ｎｓであり、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１＝７８０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１＝９５ｍｅＶ、実効数Ｎ_ｅｅ,１＝１．０×１０^６個／セルであることが求められた。

　このようにして、図５９に示すように、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）の実線３－１００１に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１＝７８０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１＝９５ｍｅＶ、実効数Ｎ_ｅｅ,１＝１．０×１０^６個／セルを出力装置３－１０３から出力・表示する。

　次に、新しい電子放出源が存在すると考えられる場合は、図５６に示したステップＳ３－１０２－７に従って、ステップＳ３－１０２－４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）として、式（３－１０）のガウス関数を設定した場合において、図５３に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　計測条件ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓ、Ｔ＝－１０℃、０℃、１０℃、２５℃、４０℃、６０℃に対して、第１種の電子放出源に対して述べたと同様に、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２に対する探索範囲は４００ｍｅＶ～９００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した１０１個の探索点、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２に対する探索範囲は５～１００ｍｅＶを５ｍｅＶ幅で離散化した２０個の探索点、実効数Ｎ_ｅｅ,２に対する探索範囲は１×１０^５個／セル～１×１０⁷個／セルを離散化した２０１個の探索点から構成され、探索範囲と探索幅、及び、全ての組み合わせとして約４．１×１０^５個のパラメータ値を入力する。

　ステップＳ３－１０２－５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２と実効数Ｎ_ｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（３－１０）を式（３－４）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_２（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。ここで、第２種の電子放出源のフォノン振動数を３．１×１０^１３Ｈｚとした。

　ステップＳ３－１０２－６において、休止期間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（３－１１）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)とｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の和に対する平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を求める。

　Σ_Ｎ＝１８　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ） -ｔ_２,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　（３－１１）
　図６０に、計測データから求めたｔ_ｓ ^exｐ（ｔ_ｉ，Ｔ）をプロット３－８０１、計算から求めたｔ_ｓ ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）＝ｔ_２,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）＋ｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を実線３－１００１で示した。両者は極めて良い一致を示している。結果的に、平均二乗誤差ＲＭＳＤは最小値９５ｎｓに減少しており、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２＝５００ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２＝２０ｍｅＶ、実効数Ｎ_ｅｅ,２＝２．０×１０^５個／セルであることが求められた。

　このようにして、図６１に示すように第１種と第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）の実線３－１００１と、Ｄ_２（Ｅ）の実線３－１２０１に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１＝７８０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１＝９５ｍｅＶ、実効数Ｎ_ｅｅ,１＝１．０×１０^６個／セル、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２＝５００ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２＝２０ｍｅＶ、実効数Ｎ_ｅｅ,２＝２．０×１０^５個／セルを出力装置３－１０３から出力・表示する。

　更に電子放出源が存在する場合には、第２種の電子放出源と同様に、図５６に示したステップＳ３－１０２－７に従って、ステップＳ３－１０２－４に戻り、第ｎ種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_ｎ（Ｅ）として、式（３－８）のガウス関数を設定した場合において、図５３に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,ｎ、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，ｎ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，ｎを求める。

　＜実施の形態１＞
　本発明の実施の形態１のＰＤＰについて説明する。本実施の形態１ではパネルサイズが５０インチで、表示画素数が１２８０×１０８０のＨＤのＰＤＰで検討している。本実施の形態１のＰＤＰに充填されている放電ガスは、全圧が４５０Ｔｏｒｒであり、組成比１８％となる量でＸｅを含んで構成されたガスである。また、本実施の形態１のＰＤＰの駆動方法は図５のＡＤＳに対応しており、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間も１ｍｓ以内である。

　本実施の形態１のＰＤＰでは、コントラスト向上のためにリセット放電回数を減らしており、放電セルが黒表示時においてはリセット放電回数が２ＴＶフィールド（１／６０ｓ）に１回である。即ち、本実施の形態１での休止期間ｔ_ｉは最大でも３３．３ｍｓ以内である。

　本実施の形態１の保護層３－３の主成分はＭｇＯであり、所定量のＳｃを含んでいる。本実施の形態１では、この保護層３－３を通常の電子ビーム蒸着法により成膜する。このとき、蒸着は結晶性といった膜質を制御するために、酸素雰囲気下で行う。これらの成膜方法により、保護層３－３は成膜速度５～６Å／ｓとして３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

　この保護層３－３の膜厚は７００ｎｍであり、保護層中のＳｃ濃度は６０質量ｐｐｍである。但し、膜厚はこれに限定されるものではなく、保護層としての機能を有することができるものであれば構わない。保護層の膜厚に関しては、本実施の形態１に記載されているものだけに限定されず、保護層は５００ｎｍ以上から２０００ｎｍ以下であれば構わない。上述した膜厚範囲の場合、誘電体層３－４などの下地層の影響や、保護層３－５に発生する膜応力の影響などが小さい。５００ｎｍ未満では耐スパッタ性が不十分なため、良好な放電応答性を長時間駆動させた場合に得ることができない。また、２０００ｎｍを越える厚さでは、ＭｇＯの柱状結晶構造が成長し、その構造間に隙間ができるため、クラックの発生や不純物ガスの吸着といった問題が生じることもある。

　図６２はアドレス放電遅れ時間測定方法から、式（３－２）を満たす本実施の形態１のＰＤＰの統計遅れ、即ちプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）の計測データである。

　図６３は本実施の形態１のｔ_ｓ ^expの計測データについて、本実施の形態１の保護層３－３を２種類の電子放出源とし、フォノン振動数ｆ_ｐｈ，jについて第一の電子放出源（ｊ＝１）を１．２６×１０^１３Ｈｚ、第二の電子放出源（ｊ＝２）を１．２×１０^１３Ｈｚとして解析して求められたｔ_ｓ ^ｔｈ（ｔ_ｉ，Ｔ）を実線にて示している。図６３から両者は極めて良い一致を示している。

　このようにして、図６４に示すように第一種と第二種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）の実線３－５０１と、Ｄ_２（Ｅ）の実線３－５０２に対して、第一の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１＝６４５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１＝２０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，１＝６．０×１０^４個／セル、第二の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２＝８７５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２＝９５ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，２＝４．５×１０^５個／セルである。

　また図６４に示すように、Ｓｃは保護層であるＭｇＯ中に伝導帯底部から５００～９００ｍｅＶの実用動作条件に相当するエネルギー範囲３－５０３に熱励起可能な深さにプライミング電子放出源を形成する。

　保護層中の伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さに存在するプライミング電子放出源の実効数の総数のＮ_ｅｅは５．１×１０^５個／セルである。本実施の形態１では表示画素数が１２８０×１０８０である５０インチのＨＤのＰＤＰで検討しており、放電セルにおいて隔壁との交差部分を除く保護層の放電空間に接する面積が１．３×１０^－７ｍ^２であり、単位面積あたりの実効数の総数Ｎ_ｅｅは４．０×１０^１２個／ｍ^２となる。更に、保護層の厚さは７００ｎｍであるから、単位体積あたりの実効数の総数Ｎ_ｅｅは５．７×１０^１８個／ｍ^３となる。

　図６５に示すように保護層の主成分であるＭｇＯに対するＳｃ濃度とプライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，ｊには濃度依存性がある。この関係は原点を含めて、Ｓｃ濃度が増加するとプライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，ｊが増加するという関係にある。そのため、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，ｊ及び実効数の総数Ｎ_ｅｅは、例えば保護層中のＳｃ濃度等の膜質を制御することで調節することができる。

　図６６は本実施の形態１のＰＤＰを用いたＰＤＰ装置について、前記の動作保証温度範囲－２０～６０℃としたとき、良好なアドレス放電を行うことのできる保護層中のプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅの範囲を表している。尚、このときのプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅは前記実施の基本形態に示した実験方法と解析方法に従って求められる値である。このとき、実効数の総数Ｎ_ｅｅの上限値は、電圧変動ΔＶ_ＡＹに起因するとみられる黒ノイズや不灯ラインが出現しない条件である。

　保護層中の伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さに存在するプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅは５．４×１０^５個／セル以上　１．５×１０^６個／セル以下で良好なアドレス放電を行うことができる。

　従って、ＭｇＯに対するＳｃ濃度を調製し、所定量以上のエネルギー状態密度とすれば、－２０～６０℃という広い温度範囲という１ＴＶフィールド以上黒表示を行ったとしても安定したアドレス放電を行うことができる。

　＜実施の形態２＞
　本発明の実施の形態２のＰＤＰについて説明する。本実施の形態２ではパネルサイズが５０インチで、表示画素数が１９８０×１０８０のフルＨＤのＰＤＰで検討している。本実施の形態２のＰＤＰの駆動方法も図４３のＡＤＳに対応しており、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間も１ｍｓ以内である。

　本実施の形態２のＰＤＰでは、コントラスト向上のためにリセット放電回数を減らしており、放電セルが黒表示時においてはリセット放電回数が３ＴＶフィールド（１／６０ｓ）に１回である。即ち、本実施の形態２での休止期間ｔ_ｉは最大でも５０ｍｓ以内である。

　本実施の形態２の保護層３－３の主成分はＭｇＯであり、所定量のＳｃを含んでいる。本実施の形態２では、この保護層３－３をプラズマガンにより成膜する。蒸着は、結晶性といった膜質を制御するために、Ｏ_２を２５０ｓｃｃｍから３５０ｓｃｃｍで蒸着装置内に流通させてＯ_２雰囲気下で行う。これらの成膜方法により、保護層３は成膜速度を２０Å／ｓから１４０Å／ｓとして３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

　この保護層３－３の膜厚は７００ｎｍであり、保護層中のＳｃ濃度は４０質量ｐｐｍである。但し、膜厚はこれに限定されるものではなく、保護層としての機能を有することができるものであれば構わない。

　図６７はアドレス放電遅れ時間測定方法から、本実施の形態２のＰＤＰの統計遅れ、即ちプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）について、式（３－２）を満たす計測データである。図６７に示すように本実施の形態２のＰＤＰのライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expは、管面温度Ｔが室温付近で減少する傾向がある。

　図６８は本実施の形態２のｔ_ｓ ^expの計測データについて、前記実施の形態１と同じく、保護層３－３を２種類の電子放出源とし、フォノン振動数ｆ_ｐｈ，jについて第一の電子放出源（ｊ＝１）を１．２６×１０^１３Ｈｚ、第二の電子放出源（ｊ＝２）を１．２×１０^１３Ｈｚとして解析して求められたｔ_ｓ ^ｔｈ（ｔ_ｉ，Ｔ）を実線にて示している。図６８から両者は極めて良い一致を示している。

　このようにして、図６９に示すように第一種と第二種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）の実線３－５０４と、Ｄ_２（Ｅ）の実線３－５０５に対して、第一の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１＝６５０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１＝３０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，１＝７．４×１０^５個／セル、第二の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２＝７８５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２＝４５ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，２＝２．１×１０^５個／セルである。

　図６９に示すように本実施の形態２の保護層は、前記実施の形態１と同様に伝導帯底部から５００～９００ｍｅＶの実用動作条件に相当するエネルギー範囲３－５０３に熱励起可能な深さにＳｃに起因したプライミング電子放出源を形成する。

　保護層中の伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さに存在するプライミング電子放出源の実効数の総数のＮ_ｅｅは９．５×１０^５個／セルである。実効数の総数Ｎ_ｅｅは、本実施の形態２では表示画素数が１９８０×１０８０である５０インチのフルＨＤのＰＤＰで検討しており、放電セルにおいて隔壁との交差部分を除く保護層の放電空間に接する面積が７．７×１０^－８ｍ^２であり、単位面積あたりの実効数の総数Ｎ_ｅｅは１．２×１０^１３個／ｍ^２となる。更に、保護層の厚さは７００ｎｍであるから、単位体積あたりの実効数の総数Ｎ_ｅｅは１．７×１０^１９個／ｍ^３となる。

　しかしながら本実施の形態２は保護層中のＳｃ濃度が４０質量ｐｐｍであり、前記実施の形態１の６０質量ｐｐｍと低いにもかかわらず、前記実施の形態１よりもプライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，ｊが極めて多い。このことから、本実施の形態２の保護層は、保護層中のＳｃのプライミング電子放出源の形成効率が極めて高いことが分かる。

　図７０は本実施の形態２のＰＤＰを用いたＰＤＰ装置について、前記の動作保証温度範囲－２０～６０℃としたとき、良好なアドレス放電を行うことのできる保護層中のプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅの範囲を表している。尚、このときのプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅは前記実施の基本形態に示した実験方法と解析方法に従って求められる値である。このとき、実効数の総数Ｎ_ｅｅの上限値は、電圧変動ΔＶ_ＡＹに起因するとみられる黒ノイズや不灯ラインが出現しない条件である。

　保護層中の伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さに存在するプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅは１．１×１０^６個／セル以上５．４×１０^６個／セル以下で良好なアドレス放電を行うことができる。

　従って、ＭｇＯに対するＳｃ濃度を調製し、所定量以上のエネルギー状態密度とすれば、－２０～６０℃という広い温度範囲と休止期間ｔ_ｉ＝５０ｍｓ以上、即ち３ＴＶフィールド以上黒表示を行ったとしても安定したアドレス放電を行うことができ、高精細で高コントラストなＰＤＰを得ることができる。

　このとき、主成分であるＭｇＯに対する保護層中のＳｃ濃度は４５質量ｐｐｍ以上５２０質量ｐｐｍ以下である。

　＜実施の形態３＞
　本発明の実施の形態３のＰＤＰについて説明する。本実施の形態３ではパネルサイズが５０インチで、表示画素数が１９８０×１０８０のフルＨＤのＰＤＰで検討している。本実施の形態３のＰＤＰの駆動方法も図４３のＡＤＳに対応しており、アドレスパルス幅とスキャンライン数で決定されるアドレス期間も１ｍｓ以内である。

　本実施の形態３のＰＤＰでは、コントラスト向上のためにリセット放電回数を減らしており、放電セルが黒表示時においてはリセット放電回数が３ＴＶフィールド（１／６０ｓ）に１回である。即ち、本実施の形態３での休止期間ｔ_ｉは最大でも５０ｍｓ以内である。

　本実施の形態３の保護層３－３の主成分はＭｇＯであり、所定量のＳｃを含んでいる。本実施の形態３では、この保護層３－３をプラズマガンにより成膜する。蒸着は、結晶性といった膜質を制御するためにＨ_２Ｏを２５０ｓｃｃｍから３５０ｓｃｃｍで流通させてＨ_２Ｏ雰囲気下で行う。これらの成膜方法により、保護層３－３は成膜速度を２０Å／ｓから１４０Å／ｓとして３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

　この保護層３－３の膜厚は７００ｎｍであり、保護層中のＳｃ濃度は５０質量ｐｐｍである。但し、膜厚はこれに限定されるものではなく、保護層としての機能を有することができるものであれば構わない。

　図７１はアドレス放電遅れ時間測定方法から、本実施の形態３のＰＤＰの統計遅れ、即ちプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）について、式（３－２）を満たす計測データである。図７１に示すように本実施の形態３のＰＤＰのライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expは、管面温度Ｔが室温付近で減少する傾向がある。

　図７２は本実施の形態３のｔ_ｓ ^expの計測データについて、前記実施の形態１と同じく、保護層３－３を２種類の電子放出源とし、フォノン振動数ｆ_ｐｈ，jについて第一の電子放出源（ｊ＝１）を１．２６×１０^１３Ｈｚ、第二の電子放出源（ｊ＝２）を１．２×１０^１３Ｈｚとして解析して求められたｔ_ｓ ^ｔｈ（ｔ_ｉ，Ｔ）を実線にて示している。図７２から両者は極めて良い一致を示している。

　このようにして、図７３に示すように第一種と第二種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）の実線３－５０６と、Ｄ_２（Ｅ）の実線３－５０７に対して、第一の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１＝６５０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１＝２０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，１＝７．３×１０^５個／セル、第二の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２＝８４５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２＝１１０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，２＝５．２×１０^５個／セルである。

　図７３に示すように本実施の形態３の保護層は、前記実施の形態１と同様に伝導帯底部から５００～９００ｍｅＶの実用動作条件に相当するエネルギー範囲３－５０３に熱励起可能な深さにＳｃに起因したプライミング電子放出源を形成する。

　保護層中の伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さに存在するプライミング電子放出源の実効数の総数のＮ_ｅｅは１．３×１０^６個／セルである。実効数の総数Ｎ_ｅｅは、本実施の形態３では表示画素数が１９８０×１０８０である５０インチのフルＨＤのＰＤＰで検討しており、放電セルにおいて隔壁との交差部分を除く保護層の放電空間に接する面積が７．７×１０^－８ｍ^２であり、単位面積あたりの実効数の総数Ｎ_ｅｅは１．６×１０^１３個／ｍ^２となる。更に、保護層の厚さは７００ｎｍであるから、単位体積あたりの実効数の総数Ｎ_ｅｅは２．３×１０^１９個／ｍ^３となる。

　しかしながら本実施の形態３は保護層中のＳｃ濃度が５０質量ｐｐｍであり、前記実施の形態１の６０質量ｐｐｍと低いにもかかわらず、前記実施の形態１よりもプライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，ｊが極めて多い。このことから、本実施の形態３の保護層は、保護層中のＳｃのプライミング電子放出源の形成効率が極めて高いことが分かる。

　図７４は本実施の形態３のＰＤＰを用いたＰＤＰ装置について、前記の動作保証温度範囲－２０～６０℃としたとき、良好なアドレス放電を行うことのできる保護層中のプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅの範囲を表している。尚、このときのプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅは前記実施の基本形態に示した実験方法と解析方法に従って求められる値である。このとき、実効数の総数Ｎ_ｅｅの上限値は、電圧変動ΔＶ_ＡＹに起因するとみられる黒ノイズや不灯ラインが出現しない条件である。

　保護層中の伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さに存在するプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅは１．４×１０^６個／セル以上８．１×１０^６個／セル以下で良好なアドレス放電を行うことができる。

　更に本実施の形態３では、前記実施の形態２よりも安定したアドレス放電を行えるプライミング電子放出源の実効数の総数Ｎ_ｅｅの最大値が大きく、保護層の壁電荷保持力及び壁電荷の形成状態が優れているとみられる。

　このとき、主成分であるＭｇＯに対する保護層中のＳｃ濃度は５５質量ｐｐｍ以上７３５質量ｐｐｍ以下である。

　＜実施の形態４＞
　本発明の実施の形態４のＰＤＰについて説明する。本実施の形態４では保護層３－３の主成分はＭｇＯであるが、所定量の不純物元素を含んでいる。

　前記実施の形態１～３で記したように放電遅れを改善するには、保護層中の伝導帯底部から４００～１２００ｍｅＶの深さ、特に改善を期するには５００～９００ｍｅＶの実用動作条件で熱励起可能な深さにプライミング電子放出源を形成しなければならない。

　このような、伝導帯底部から５００～９００ｍｅＶ付近にプライミング電子放出源を形成する不純物元素として、前記実施の形態１～３で示したＳｃ以外に、Ｓi、Ａｌ、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｈが挙げられ、これらの保護層中の濃度を制御することで、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，ｊ及びその総数Ｎ_ｅｅを調整することができる。選定方法として、前記実施の形態１～３と同様に放電遅れ時間を測定し、プライミング電子放出源を解析する方法がある。

　保護層３－３の主成分がＭｇＯであり、最大で５０質量ｐｐｍのＳｉを含んでいるＰＤＰについて解析する。Ｓｉを含む保護層３は電子ビーム蒸着法により３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

　蒸着源にはペレット状に成型したものの焼結体を用い、蒸着源中のＳｉ濃度はＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下である。

　図７５はアドレス放電遅れ時間測定方法から、本実施の形態４のＰＤＰの統計遅れ、即ちプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）について、式（３－２）を満たす計測データである。図７５に示すように本実施の形態４のＰＤＰでは、全休止期間についてプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expは、管面温度Ｔが上昇すると減少する。

　図７６は本実施の形態４のｔ_ｓ ^expの計測データについて、保護層３－３をＨとＳｉの電子放出源とし、フォノン振動数ｆ_ｐｈ，jについてＨに起因した電子放出源（ｊ＝１）を３．１×１０^１３Ｈｚ、Ｓｉに起因した電子放出源（ｊ＝２）を１．１９×１０^１３Ｈｚとして解析して求められたｔ_ｓ ^ｔｈ（ｔ_ｉ，Ｔ）を実線にて示している。尚、電子放出源の一つをＨとしたのは、Ｈが浅い準位を形成するのと、蒸着といったＰＤＰ作製過程で保護層中に含まれるからである。図７６から両者は極めて良い一致を示している。

　このようにして解析により求められた２種類の電子放出源の準位構造は図７７に示すように、Ｈに起因した電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１＝５７０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１＝５ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，１＝２．０×１０^３個／セル、Ｓｉに起因した電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２＝８４５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２＝９０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，２＝５．２×１０^５個／セルである。

　この解析結果からＳｉとＨは、本実施の形態４の保護層は、前記実施の形態１～３と同様に伝導帯底部から５００～９００ｍｅＶの実用動作条件で熱励起可能な深さにプライミング電子放出源を形成するため、プライミング電子放出源の実効数Ｎ_ｅｅ，ｊ及び実効数の総数Ｎ_ｅｅは、例えば保護層中のＳｉとＨの濃度、空孔等の欠陥濃度や結晶性等の膜質を制御することで調節することができる。これにより、放電遅れをといった各種特性を良好なものとすることが可能となる。

　このような、伝導帯底部から５００～９００ｍｅＶの実用動作条件で熱励起可能な深さにプライミング電子放出源を形成する不純物元素としては、ＭｇＯ以外にもＡｌ、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｓｎがある。このことから、Ａｌ、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｌａ、Ｓｍ、ＳｎもＳｃ、Ｓｉと保護層中のＳｉとＨの濃度、空孔等の欠陥濃度や結晶性等の膜質を制御することでプライミング電子放出源を調節することができ、放電遅れを改善することが可能となる。

　以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の基本形態、前記実施の形態１～４に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の基本形態および前記実施の形態１～４に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

　［第４の技術の発明を実施するための形態］
　本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。

　ＰＤＰとは、対向配置される一対の基板の間に形成された放電セル内で気体放電を発生させ、この際に発生する励起光で蛍光体を励起させて、所望の画像を形成する略平面板状の表示パネルである。ＰＤＰの内部構造や構成材料は、要求性能あるいは駆動方式に応じて種々の構成例があるが、原理的に明らかに適用できない構成を除き、これら全ての構成例を含む。

　プラズマディスプレイモジュール（ＰＤＰモジュール）は、ＰＤＰと、ＰＤＰの表示面の反対側に配置されてＰＤＰを支持するシャーシと、シャーシの背面（ＰＤＰとの対向面の反対側に位置する面）側に配置され、ＰＤＰを駆動、制御する、あるいはＰＤＰに電源を供給するための各種電気回路が形成された回路基板とを備えたモジュールであって、各種電気回路とＰＤＰとが電気的に接続されたものである。なお、ＰＤＰモジュールの実施態様としては、上記した各種電気回路が形成された回路基板の一部または全部が取り付けられず、該回路基板の取り付け予定位置に取り付け用治具が形成された構造もある。本願では、このような実施態様もＰＤＰモジュールに含まれる。

　プラズマディスプレイセット（ＰＤＰセット）は、ＰＤＰモジュールを外部筐体でカバーした表示装置である。また、ＰＤＰモジュールを例えばスタンドなどの支持構造物に固定した表示装置もこれに含まれる。また、ＰＤＰセットをテレビ受像機として用いる場合には、ＰＤＰモジュールとチューナとが電気的に接続されるが、このチューナを含むものもＰＤＰセットに含まれる。

　プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ装置）には、上記したＰＤＰ、ＰＤＰモジュールおよびＰＤＰセットが含まれる。

　以下の実施の形態では、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。また、本実施の形態を説明するための全図においては、各部材の構成をわかりやすくするために、平面図あるいは斜視図であってもハッチングや模様を付す場合がある。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

　＜ＰＤＰの基本構造および製造方法＞
　まず、本発明者らが検討したＰＤＰの一例としてＡＣ面放電型ＰＤＰの基本構造などについて説明する。なお、本実施の形態においてＰＤＰを構成する一対の基板である「前面板」および「背面板」は、両者を組み立ててパネル化した際に、蛍光体による発光が通過して表示面となる側を前面板、表示面の反対側に位置する側を背面板として説明する。また、「前面板」および「背面板」は、それぞれガラス基板からなる前面基板および背面基板を基材とし、基材に後述する各部材を形成した基板構造体として説明する。

　図７８は本発明者らが検討したいわゆるボックス型のＡＣ面放電型のＰＤＰの要部を模式的に示す要部拡大分解斜視図である。図７９は図７８に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｘ－ｚ平面の断面図である。図８０は図７８に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｙ－ｚ平面の断面図である。

　まず、前面板４－１２およびその形成方法について説明する。前面板４－１２の基材となる前面基板４－１の内面側には、ストライプ状に延在する透明電極４－４ａ、４－５ａと、透明電極４－４ａ、４－５ａ上に接合されるバス電極４－４ｂ、４－５ｂとで構成される複数の表示電極対４－６が配設される。表示電極対４－６はサステイン電極（Ｘ電極）４－４とスキャン電極（Ｙ電極）４－５の対からなり、サステイン電極４－４－スキャン電極４－５間で、維持放電（表示放電）を行う。つまり、表示電極対４－６はＰＤＰ４－１５における行方向（図７８に示すｙ方向）の表示ラインを構成する。したがって、図７８では、２対の表示電極対４－６を示しているが、表示ライン数に応じた本数の表示電極対４－６が形成されている。

　透明電極４－４ａ、４－５ａは透明導電体である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる膜で形成され、その上に銀の単層膜からなるバス電極４－４ｂ、４－５ｂが付設されている。このバス電極４－４ｂ、４－５ｂは、ＰＤＰ４－１５を駆動する際の電気抵抗を低減する観点から、銀など、透明電極４－４ａ、４－５ａよりも電気伝導率の高い金属材料で構成される。

　一方、透明電極４－４ａ、４－５ａは、表示電極対４－６の電極間距離を近づけて維持放電を形成し易くする観点から、バス電極４－４ｂ、４－５ｂよりも広い幅で形成されている。このため、透明電極４－４ａ、４－５ａを可視光に対して透明な材料で構成することにより、放電セル４－ＣＬ内で発生した光を効率的に前面基板４－１側に取り出す構造となっている。なお、表示電極対４－６の形状や材質には種々の変形例を適用することができる。例えば、透明電極４－４ａ、４－５ａとして酸化スズや酸化亜鉛等、バス電極４－４ｂ、４－５ｂとして黒色銀と銀の積層膜、アルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成することができる。

　前面基板４－１上に表示電極対４－６を形成する工程は例えば以下のように行う。すなわち、スクリーン印刷のような厚膜形成技術、あるいは、蒸着法やスパッタ法などの薄膜形成技術とエッチング技術とを用いることにより、所定の本数、厚さ、幅および間隔で形成することができる。

　また、複数の表示電極対４－６（サステイン電極４－４、スキャン電極４－５）は、主にＳｉＯ_２などの誘電体ガラス材料で構成される誘電体層４－２で被覆されている。表示電極対４－６を被覆するように誘電体層４－２を形成する工程は例えば以下のように行う。すなわち、誘電体層４－２は、例えば低融点ガラス粉末を主成分とするフリットペーストを、前面基板４－１上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成している。他に、いわゆるグリーンシートと呼ばれるシート状の誘電体シートを貼り付けて焼成する方法で形成することもできる。あるいは、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ_２膜を成膜することにより形成してもよい。

　誘電体層４－２の内面側には、表示の際の放電（主に維持放電）により生じるイオンの衝突による衝撃から誘電体層４－２を保護する、保護膜４－３が形成されている。このため保護膜４－３は誘電体層４－２の表面を被覆するように形成されている。この保護膜４－３の詳細な構造、機能、および誘電体層４－２の表面に保護膜４－３を形成する工程の詳細については後述する。

　次に、背面板４－１３およびその形成方法について説明する。背面板４－１３は、例えばガラス基板である背面基板４－１１を有している。背面基板４－１１の内面（前面板４－１２と対向する面）側には、表示電極対４－６と交差（直交）する方向に延在する複数のアドレス電極（Ａ電極）４－１０が配設される。このアドレス電極４－１０と、前面板４－１２に形成されたスキャン電極４－５は、放電セル４－ＣＬの点灯／非点灯を選択するための放電であるアドレス放電を行うための電極対を構成する。つまり、スキャン電極４－５は維持放電用の電極としての機能とアドレス放電用の電極（走査電極）としての機能とを併せ持っている。このようにアドレス電極４－１０と、表示電極対４－６を交差させることにより、放電セル４－ＣＬ毎に点灯／非点灯を選択することができる。つまり、ＰＤＰ４－１５は、表示電極対４－６とアドレス電極４－１０の交差毎に放電セル４－ＣＬを有している。

　アドレス電極４－１０は銀、アルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成される。背面基板４－１１上にアドレス電極４－１０を形成する工程は、前記したバス電極４－４ｂ、４－５ｂを形成する方法と同様であるため、説明は省略する。

　アドレス電極４－１０は、誘電体層４－９で被覆されている。誘電体層４－９は前面基板４－１上の誘電体層４－２と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。誘電体層４－９上には背面板４－１３の内面側を複数の放電セル４－ＣＬに区画する複数の隔壁４－７が形成されている。この複数の隔壁４－７は、前面基板４－１と背面基板４－１１の間に配置され、各放電セル４－ＣＬにおける放電距離を維持する機能を有している。また、隣り合って配置される放電セル４－ＣＬ間におけるクロストークを防止ないしは抑制する機能を有している。本実施の形態では、隔壁４－７は、図７８に示すｘ方向（アドレス電極４－１０の延在方向）に沿って延在する隔壁４－７ａと、ｙ方向（表示電極対４－６の延在方向）に沿って延在する隔壁４－７ｂとを有している。複数の隔壁４－７ａ、４－７ｂはそれぞれ交差し、背面板４－１３の内面側に形成される放電空間４－１４をマトリクス状（格子状）に区画している。このように各放電セル４－ＣＬをマトリクス状に区画するように複数の隔壁４－７を形成した構造は、ボックスリブ構造と呼ばれ、ｘ方向に沿って隣り合う放電セル４－ＣＬの間に隔壁４－７ｂを形成することにより、当該放電セル４－ＣＬ間でのクロストークを効果的に防止ないしは抑制することができるので、ＰＤＰの高精細化に好適な構造である。

　なお、隔壁４－７の形成方法は、図７８に示す構造に限定されず、例えば、図７８に示すｘ方向（アドレス電極４－１０の延在方向）に沿って延在する複数の隔壁４－７ａをストライプ状に形成し、隔壁４－７ｂは形成しない構造（ストライプリブ構造と呼ばれる）とすることもできる。このストライプリブ構造の場合、背面板４－１３に形成される隔壁４－７の数が少ないので、放電空間４－１４内のガスを給排気する際のコンダクタンスを低減することができる。

　隔壁４－７を形成する工程は、サンドブラスト法、フォトエッチング法などにより形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒などからなるフリットペーストを誘電体層４－９上に塗布して乾燥させた後、そのフリットペースト層上に隔壁パターンの開口を有する切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹き付けて、マスクの開口部に露出したフリットペースト層を切削し、さらに焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光および現像の後、焼成することにより形成する。

　アドレス電極４－１０上の誘電体層４－９の上面、および隔壁４－７の側面には、真空紫外線により励起されて可視光を発光する蛍光体４－８が形成されている。本実施の形態のＰＤＰ４－１０は、カラー表示を行うＰＤＰなので、蛍光体４－８は、真空紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の可視光を発生する蛍光体４－８ｒ、４－８ｇ、４－８ｂがそれぞれ所定の放電セル４－ＣＬに形成されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する蛍光体の構成材料としては、例えば、蛍光体４－８ｒとして（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_４：Ｅｕ^２+、蛍光体４－８ｇとしてＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋、蛍光体４－８ｂとしてＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋を例示することができる。カラー表示ＰＤＰにおいては、蛍光体４－８ｒ、４－８ｇ、４－８ｂが形成された放電セル４－ＣＬのセットにより画素（ピクセル）が構成される。

　隔壁４－７で区画された領域に蛍光体４－８ｒ、４－８ｇ、４－８ｂを形成する工程は例えば以下のように行う。まず、各色の発光特性を有する蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストをそれぞれ準備する。この蛍光体ペーストを隔壁で区切られた放電空間内にスクリーン印刷またはディスペンサを用いた方法などで塗布し、これを発光色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。

　ＰＤＰ４－１５は、上記した前面板４－１２の表示電極対４－６を形成した面と、背面板４－１３を、放電空間４－１４を介して対向配置して組み立てることにより得られる。つまり、ＰＤＰ４－１５は、放電ガスを封入して形成された放電空間４－１４を介して対向する一対の基板構造体である前面板４－１２と背面板４－１３とを有している。この組み立て工程には、前面板４－１２と背面板４－１３の位置合わせ工程、各板（前面板４－１２および背面板４－１３）の外周に配置される非表示領域を例えばシールフリットと呼ばれる低融点ガラス材料からなる封着剤を用いて封着する封着工程、ＰＤＰ４－１５の内部空間（放電空間４－１４など）に残るガスを排気して、放電ガスを導入する工程が含まれる。

　放電空間４－１４に導入する放電ガスとしては、希ガスを含む混合ガス、例えばＨｅ－Ｘｅ、Ｎｅ－Ｘｅ、Ｈｅ－Ｎｅ－Ｘｅ等の混合ガスで構成することができる。本実施の形態では、放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）－キセノン（Ｘｅ）をガス基体とした混合ガスを例えばＸｅの分圧比が数％～数十％に調整して封入している。

　ＰＤＰ４－１５では、蛍光体４－８を発光させるための励起源として、主に１４７ｎｍと１７２ｎｍの波長を有する真空紫外線を用いている。１４７ｎｍの真空紫外線は、放電によりイオン化されたＸｅイオンが基底状態に遷移する際に発生する。１７２ｎｍの紫外線は主にＸｅ_２エキシマから発生し、放電ガス中のＸｅの分圧を高くすることにより紫外線発生効率が高くなり、蛍光体４－８を励起する紫外線を多く発生させることができるので、ＰＤＰ４－１５の発光効率を向上させることができる。

　なお、図７８ではアドレス電極４－１０を背面板４－１３に形成する例について示したが、アドレス電極４－１０を前面板４－１２に形成することもできる。この場合、図７８に示す誘電体層４－２を複数層構造として、第１層目の誘電体層で表示電極対４－６を被覆し、この第１層目と第２層目の誘電体層の間にアドレス電極４－１０を形成することができる。

　＜保護膜の詳細構造、機能および形成方法＞
　次に、図７８～図８０に示す保護膜４－３の詳細構造、機能および形成方法について説明する。図７８～図８０において、放電時に電離したイオンが、直接、誘電体層４－２に衝突すると、誘電体層４－２が劣化してＰＤＰ４－１５は所定の特性が得られなくなる。保護膜４－３は、誘電体層４－２の劣化を防止するため、放電時のイオンの衝撃から誘電体層４－２を保護する機能を有している。したがって、保護膜４－３自体がイオンの衝撃により削られてしまうと、誘電体層４－２が露出してしまうこととなるので、保護膜４－３には、放電時のイオンの衝撃に対する耐スパッタ性が要求される。特に紫外線発生効率を高めるため、Ｘｅ分圧を高くした場合は、放電開始電圧が上昇するため、保護膜４－３の更なる耐スパッタ性が要求される。

　保護膜４－３には、蒸着法により作製したＭｇＯ蒸着膜が一般に用いられる。ＭｇＯは耐スパッタ性に優れた材料であるが、その蒸着膜はＭｇＯ単結晶に比べて密度が低く、耐スパッタ性をさらに向上させるためには、膜密度をより高めることが求められる。

　ここで、ＭｇＯ膜の膜密度ρと屈折率ｎには、ローレンツ・ローレンスの式から、
ρ＝Ｋ（ｎ^２－１）/（ｎ^２+２）　　　　　　　　　（４－１）
の関係があることが知られている。ここでＫは比例定数である。本式で求められるＭｇＯ膜の膜密度と屈折率（波長６３２．８ｎｍにおける値）の関係を図８１に示す。ＰＤＰの保護膜として一般に用いられるＭｇＯ膜は、図８１に比較例のＭｇＯ膜として示すように、屈折率は１．６～１．７程度であり、膜密度で３．０～３．４ｇ/ｃｍ^３程度である。これに対し、ＭｇＯ単結晶の密度３．６５ｇ/ｃｍ^３に対応する屈折率は１．７６である。つまり、比較例のＭｇＯ膜の膜密度、および屈折率は、ＭｇＯ単結晶のそれよりも低い。また、図８１、あるいは（４－１）式に示すように、ＭｇＯ膜の膜密度と屈折率には、比例関係が成り立っており、膜密度の改善効果を確認する指標として、屈折率による評価を用いることができることが判る。

　また、保護膜４－３は放電空間４－１４に露出して形成されるため、保護膜４－３を放電空間４－１４に電子を放出しやすい材料で構成すると、放電電圧の低減、あるいはアドレス放電の高速化の観点から好ましい。

　例えば、放電時に、電離したイオンが保護膜４－３に衝突することにより、放電空間４－１４に２次電子を放出すると、該２次電子が放電空間４－１４内の放電ガスに衝突してイオン化させ易くなる。つまり、２次電子放出係数が高い程、放電させるために必要な電圧（放電電圧）を低減することができる。

　また、例えば、保護膜４－３中にＳｉなどの添加材料をドープすることで、ＰＤＰ４－１５の周囲温度や駆動時の熱により保護膜４－３の添加材料起因のトラップ準位から励起された電子を放電空間４－１４に放出し、放電（アドレス放電）のトリガとなる種電子（プライミング電子）を供給する。アドレス放電を行う際に、放電空間４－１４内に存在するプライミング電子の量が増加すると、各放電セル４－ＣＬにおいて、電圧を印加してからアドレス放電が形成されるまでの時間（形成遅れと呼ばれる）を短くすることができる。また、複数の放電セル４－ＣＬについて、順次スキャンしながらアドレス放電を発生させる場合に、放電セル４－ＣＬ毎のアドレス放電が形成されるまでの時間のばらつき（統計遅れと呼ばれる）を小さくすることができる。つまり、保護膜４－３のプライミング電子の放出性能を向上させることにより、形成遅れと統計遅れの和として表わされるアドレス放電遅れを低減し、アドレス放電を高速化することができる。

　このように、保護膜４－３は、耐スパッタ性とプライミング電子放出能力を併せ持つ必要がある。本発明者はこの点を鑑み、屈折率すなわち膜密度が高く、かつ良好なプライミング電子放出能力を持つ保護膜４－３を得る方法について検討した。

　まず、ＭｇＯ膜中にプライミング電子源となる添加材料、ここではＳｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、あるいは、Ｓｉをドープした膜をガラス基板上に蒸着し、それぞれ形成した。蒸着源は上記添加材料を添加したＭｇＯ焼結ペレットを用いた。蒸着装置はＥＢ（Electron Beam:電子ビーム）ガンを用いており、ベース真空度１×１０^－４Ｐａで、蒸着を行った。図８２にＭｇＯ膜のドープ元素種とその濃度（原子量ｐｐｍ、ａｔｏｍ　ｐｐｍ）を振り、屈折率を測定（波長６３２ｎｍで測定）した結果を示す。添加材料をドープしていないｐｕｒｅＭｇＯ膜に比べ、添加材料をドープすると屈折率が向上し、特に１００００ａｔｏｍ　ｐｐｍ添加した場合は、屈折率が軒並み１．７以上となる。

　しかしながら、図８３に示す放電遅延時間の測定結果を見ると、添加材料ドープ量が１０ａｔｍ　ｐｐｍ以上～１０００ａｔｏｍ　ｐｐｍ以下であれば、ｐｕｒｅＭｇＯ膜に比べてアドレス放電が高速化しているが、１００００ａｔｏｍ　ｐｐｍでは、いずれもｐｕｒｅＭｇＯ膜に比べて却ってアドレス放電遅延が大きくなっており、１．７以上への屈折率向上による膜密度向上とアドレス放電遅延の改善が両立していないことが分かる。

　また、図８４に示す放電電圧の測定結果も、添加材料ドープ量が１０ａｔｏｍ　ｐｐｍ以上～１０００ａｔｏｍ　ｐｐｍ以下であればｐｕｒｅＭｇＯ膜に比べて放電電圧が低下しているが、１００００ａｔｏｍ　ｐｐｍ以上では、ｐｕｒｅＭｇＯ膜と同程度に放電電圧が高く、やはり膜密度向上と放電電圧低下が両立していない。ここで、放電電圧は図８５に図示したＰＤＰの電流電圧特性のヒステリシス曲線のマージンセンタＶｓ_ｃで定義した。

　さらに図８６にＳｃ、Ｇａ、Ｉｎ等の３価元素、およびＧｅ、Ｓｉ等の４価元素をドープしたＭｇＯ膜の耐スパッタ性を評価した結果を示す。評価はＲＦマグネトロンスパッタ装置を用い、１００Ｗ/４インチφの投入電力で１ＰａのＡｒ放電雰囲気で行った。この結果、３価元素をドープしたＭｇＯ膜では１００００ａｔｏｍ・ｐｐｍを超えた辺り、４価元素をドープしたＭｇＯ膜では５０００ａｔｏｍ　ｐｐｍを超えた辺りから、スパッタ耐性が劣化している。これは、過剰な添加材料ドープによりＭｇＯ膜の電荷中性条件を保つための欠陥が増えていくためと考えられている。屈折率が高いにも関わらず、耐スパッタ性が劣化するのは、１０００ａｔｏｍ　ｐｐｍを超える過剰な添加材料ドープ条件では（４－１）式が成立しておらず、大量の添加材料の添加による材料の変質により屈折率が変化していると考えられる。

　そこで、本発明者は、添加材料の添加量はアドレス放電遅延の低減、放電電圧の低減に効果のある１０～１０００ａｔｏｍ　ｐｐｍとし、かつ屈折率を高め、膜密度が向上する方法について種々検討を行った。その結果、蒸着方法を工夫することで、添加材料の添加によるアドレス放電性能や放電電圧性能を維持しつつ、かつ屈折率を１．７（波長６３２．８ｎｍにおける値）より大きくする手法を見出した。

　具体的には、保護膜４－３となるＭｇＯ膜を形成する工程において、蒸着方法としてＨ_２Ｏを添加した雰囲気中で、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｉ等の添加材料をドープしたペレットを蒸着することにより、保護膜４－３を形成する。蒸着雰囲気中にＨ_２Ｏを添加すると、電子線の照射等によりＨ_２Ｏから解離したＯイオンやＯＨイオンが蒸着膜であるＭｇＯの酸化を促進するため、酸素欠損ができにくくなり、密度が向上する。また、ＥＢガンの代わりに圧力勾配型プラズマガンを用いれば、プラズマ中でＨ_２Ｏの解離が促進され、より多くのＯイオンやＯＨイオンが発生し蒸着膜のＭｇＯの酸化を促進するため、さらに密度が向上する。

　次に、図８３に示すように本実施の形態で用いた添加材料のなかでも放電遅延低減効果が特に大きいＳｃドープペレットを用い、蒸着時に酸素、またはＨ_２Ｏを添加したＳｃドープＭｇＯ膜（保護膜４－３）を作成し、屈折率およびパネルの放電遅延、放電電圧の測定を行った結果を示す。Ｓｃで特に放電遅延抑制効果が大きいのは、Ｓｃのイオン半径が母体のＭｇのイオン半径と非常に近く、効果的に添加材料起因の準位を形成するためである。

　図８７は屈折率の測定結果である（波長６３２．８ｎｍの光を用いて測定した値）。酸素添加した膜、Ｈ_２Ｏ添加した膜をそれぞれ３枚測定した。酸素添加の場合は、図８１に示した比較例のＭｇＯ膜の平均的な屈折率である１．６２～１．６６程度であるが、Ｈ_２Ｏを添加した場合は１．７５以上でほぼ単結晶ＭｇＯと同等の高い屈折率を得ることができた。

　図８８は、蒸着時にＯ_２またはＨ_２Ｏを添加した雰囲気中で作製したｐｕｒｅＭｇＯ蒸着膜と５０ａｔｏｍ　ｐｐｍのＳｃ添加ＭｇＯ蒸着膜、および比較例として、ガスを添加しないで成膜したｐｕｒｅＭｇＯ蒸着膜と５０ａｔｏｍ　ｐｐｍのＳｃ添加ＭｇＯ蒸着膜の屈折率ｎと、それらの膜を用いたＰＤＰ装置の放電遅延時間ｔｓおよび放電電圧Ｖｓ_ｃ（維持放電電圧のマージンセンタ）を比較測定した結果をまとめた表である。

　図８８において、Ｏ_２添加して成膜したｐｕｒｅＭｇＯ膜およびＳｃドープＭｇＯ蒸着膜、およびガスを添加せずに蒸着したＳｃドープＭｇＯ蒸着膜の屈折率（波長６３２．８ｎｍで測定した値）は１．６３～１．６５であるのに対し、Ｈ_２Ｏ添加したｐｕｒｅＭｇＯ蒸着膜およびＳｃドープＭｇＯ蒸着膜の屈折率（波長６３２．８ｎｍで測定した値）は１．７５～１．７７と高い。

　一方、アドレス放電遅延時間は今回の成膜条件には関わらず、ｐｕｒｅＭｇＯ膜に比べ、ＳｃドープＭｇＯ膜が６～７％まで短縮しており、大幅に改善している。また放電電圧Ｖｓマージンセンタ（Ｖｓ_ｃ）は、Ｓｃを添加した方が低い傾向があり、Ｏ_２を添加して成膜した膜より、Ｈ_２Ｏを添加した膜の方が低い傾向がある。以上の結果から、Ｓｃをドープしたペレットを用い、かつ、Ｈ_２Ｏを添加した雰囲気中で蒸着したＭｇＯ膜とすることにより、屈折率を向上させ、かつ、アドレス放電遅延時間および放電電圧を低減することができることが判った。

　図８９は、図８８に示す比較例のＳｃドープＭｇＯ蒸着膜と、Ｈ_２Ｏ添加したＳｃドープＭｇＯ蒸着膜の耐スパッタ性を比較した結果である。評価はＲＦマグネトロンスパッタ装置を用い、１００Ｗ/４インチφの投入電力で１ＰａのＡｒ放電雰囲気で行った。横軸にスパッタ時間、縦軸にスパッタ膜厚（膜削れ量）をプロットしたものである。この図から、Ｈ_２Ｏを添加したＳｃドープＭｇＯ蒸着膜は、比較例のＳｃドープＭｇＯ蒸着膜に比べ、スパッタレートが５０～７５％程度と低く、耐スパッタ性が向上していることが判る。つまり、図８８では、耐スパッタ性の評価指標として、屈折率（波長６３２．８ｎｍで測定した値）を用いた結果を示したが、図８９に示す結果より、耐スパッタ性が向上していることを実験的に確認した。

　図９０は、ＳｃドープＭｇＯ蒸着膜を成膜する際に添加するＨ_２Ｏ流量（ＳＣＣＭ：ｓｔａｎｄａｒｄｃｃ／ｍｉｎ、１気圧、２５℃の流量）を変え、屈折率を種々変化させて上記と同じ実験方法でスパッタレートを測定した結果である。Ｈ_２Ｏ流量を３００ＳＣＣＭ（本実施例で用いた真空チャンバにおけるＨ_２Ｏ分圧は３×１０^－３Ｐａ）、屈折率は１．７２を境に、スパッタレートが急激に低下することが判る。ＳｃドープＭｇＯ蒸着膜の屈折率を１．７２（膜密度換算３．４７ｇ/ｃｍ^３）以上とすることで、耐スパッタ性を大幅に向上させることができることを実験的に確認した。また、保護膜４－３を形成する工程において、蒸着法を用いる場合には、蒸着雰囲気中のＨ_２Ｏ分圧を３×１０^－３Ｐａとすることにより、特に耐スパッタ性を向上させることができることが判る。

　なお、図９０では、Ｓｃドープを用いた場合の実験結果を示したが、１０～１０００ａｔｏｍ　ｐｐｍの範囲のＧａ、Ｉｎ、Ｓｉ，ＧｅをドープしたＭｇＯ膜を用いた場合も同様に、屈折率（波長６３２．８ｎｍで測定した値）を１．７２（膜密度換算３．４７ｇ/ｃｍ^３）以上とすることで、耐スパッタ性を大幅に向上させることができることを確認した。また、屈折率（波長６３２．８ｎｍで測定した値）が１．７２となる際の、蒸着雰囲気中のＨ_２Ｏ分圧を３×１０^－３Ｐａであったことから、前記した、屈折率およびＨ_２Ｏ分圧の条件は、Ｓｃ以外の添加材料（Ｇａ、Ｉｎ、ＳｉあるいはＧｅ）を添加する場合にも適用することができる。

　このように、蒸着時にＨ_２Ｏを添加して作製した添加材料ドープＭｇＯ膜は、添加材料ドープによるアドレス放電遅延の低減、放電電圧低減の効果を損なうことなく、屈折率の高い、すなわち膜密度の高い膜を形成することができ、耐スパッタ性を向上させることができる。従って、消費電力が低く、低コストで、長寿命のＰＤＰ装置を作製することができる。

　以上、本願発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

　例えば、本実施の形態では、ＰＤＰ装置の例として、ＰＤＰを例示して説明したが、例えば図７８に示すＰＤＰ４－１５にＰＤＰ４－１５を支持するシャーシ、およびＰＤＰ４－１５を駆動、あるいは制御する回路基板を取り付けて、ＰＤＰモジュール、あるいはＰＤＰセットとして適用することもできる。

　ここで、ＰＤＰモジュールあるいは、ＰＤＰセットにおいては、ＰＤＰを駆動するための駆動回路が取り付けられる。例えば、アドレス放電を駆動するためのアドレスドライバＩＣなどである。アドレス放電動作では、ＰＤＰ４－１５の表示ライン（走査線）と交差する方向に、図７８に示す表示ライン（スキャン電極４－５）を順次スキャンしながら、画像情報に従ってアドレス電極４－１０にアドレスパルスを印加し、各放電セルの点灯／非点灯を選択する。しかし、近年、ＰＤＰ装置の高精細化が進み、例えばＨＤ（High Definition）と呼ばれる規格では、表示ラインが１０８０本以上となる。このように表示ラインが増加すると、１本の表示ライン当たりのアドレス時間が短くなるため、アドレス放電遅延が長いＰＤＰでは、所定のアドレス時間内にアドレス動作を行うことができないため、点灯/非点灯の選択を失敗し、ちらつきなどの画像不良を起こす。そこで１０８０本の表示ラインをパネルの上下で２分割してそれぞれ５４０本ずつの２ブロックとし、それぞれのブロックから１本ずつ、計２本を同時にスキャンしてアドレス時間を２倍確保する必要が生じる（デュアルスキャンと呼ばれる）。この場合、アドレスドライバＩＣは、上下で２分割した表示ライン毎に必要となるため、パネルの上下に配置しなければならず、２倍の数のアドレスドライバが必要となる。そのため、アドレスドライバの消費電力が２倍になる分、ＰＤＰ装置の消費電力が上昇し、またアドレスドライバやその実装材料等の材料の使用量も増加する。

　しかし、本実施の形態で説明したＰＤＰ４－１５を組み込んだＰＤＰモジュール、あるいはＰＤＰセットにおいては、アドレス放電時間を短縮することができるので、表示ラインを分割することなく、全ての表示ラインをスキャンすることができる（シングルスキャン）。したがってアドレスドライバＩＣは、パネルの上下いずれか片側にのみ配置すれば良い。したがって、アドレスドライバＩＣの数を、デュアルスキャンの場合と比較して、半減することができるので消費電力を低減し、実装材料等の材料の使用量も半減することができる。

　［第５の技術の発明を実施するための形態］
　本願発明を詳細に説明する前に、本願における用語の意味を説明すると次の通りである。

　図９１は本発明者らが検討したいわゆるボックス型のＡＣ面放電型のＰＤＰの要部を模式的に示す分解斜視図である。図９２は図９１に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｘ－ｚ平面の断面図である。図９３は図９１に示すＰＤＰを組み立てた後の放電セルのｙ－ｚ平面の断面図である。

　まず、前面板５－１２およびその形成方法について説明する。前面板５－１２の基材となる前面基板５－１の内面側には、ストライプ状に延在する透明電極５－４ａ、５－５ａと、透明電極５－４ａ、５－５ａ上に接合されるバス電極５－４ｂ、５－５ｂとで構成される複数の表示電極対５－６が配設される。表示電極対５－６はサステイン電極（Ｘ電極）５－４とスキャン電極（Ｙ電極）５－５の対からなり、サステイン電極５－４－スキャン電極５－５間で、維持放電（表示放電）を行う。つまり、表示電極対５－６はＰＤＰ５－１５における行方向（図９１に示すｙ方向）の表示ラインを構成する。したがって、図９１では、２対の表示電極対５－６を示しているが、表示ライン数に応じた本数の表示電極対５－６が形成されている。

　透明電極５－４ａ、５－５ａは透明導電体である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる膜で形成され、その上に銀の単層膜からなるバス電極５－４ｂ、５－５ｂが付設されている。このバス電極５－４ｂ、５－５ｂは、ＰＤＰ５－１５を駆動する際の電気抵抗を低減する観点から、銀など、透明電極５－４ａ、５－５ａよりも電気伝導率の高い金属材料で構成される。

　一方、透明電極５－４ａ、５－５ａは、表示電極対５－６の電極間距離を近づけて維持放電を形成し易くする観点から、バス電極５－４ｂ、５－５ｂよりも広い幅で形成されている。このため、透明電極５－４ａ、５－５ａを可視光に対して透明な材料で構成することにより、放電セル５－ＣＬ内で発生した光を効率的に前面基板５－１側に取り出す構造となっている。なお、表示電極対５－６の形状や材質には種々の変形例を適用することができる。例えば、透明電極５－４ａ、５－５ａとして酸化スズや酸化亜鉛等、バス電極５－４ｂ、５－５ｂとして黒色銀と銀の積層膜、アルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成することができる。

　前面基板５－１上に表示電極対５－６を形成する工程は例えば以下のように行う。すなわち、スクリーン印刷のような厚膜形成技術、あるいは、蒸着法やスパッタ法などの薄膜形成技術とエッチング技術とを用いることにより、所定の本数、厚さ、幅および間隔で形成することができる。

　また、複数の表示電極対５－６（サステイン電極５－４、スキャン電極５－５）は、主にＳｉＯ_２などの誘電体ガラス材料で構成される誘電体層５－２で被覆されている。表示電極対５－６を被覆するように誘電体層５－２を形成する工程は例えば以下のように行う。すなわち、誘電体層５－２は、例えば低融点ガラス粉末を主成分とするフリットペーストを、前面基板５－１上にスクリーン印刷法で塗布し、焼成することにより形成している。他に、いわゆるグリーンシートと呼ばれるシート状の誘電体シートを貼り付けて焼成する方法で形成することもできる。あるいは、プラズマＣＶＤ法でＳｉＯ_２膜を成膜することにより形成してもよい。

　誘電体層５－２の内面側には、表示の際の放電（主に維持放電）により生じるイオンの衝突による衝撃から誘電体層５－２を保護する、保護膜５－３が形成されている。このため保護膜５－３は誘電体層５－２の表面を被覆するように形成されている。この保護膜５－３の詳細な構造、機能、および誘電体層５－２の表面に保護膜５－３を形成する工程の詳細については後述する。

　次に、背面板５－１３およびその形成方法について説明する。背面板５－１３は、例えばガラス基板である背面基板５－１１を有している。背面基板５－１１の内面（前面板５－１２と対向する面）側には、表示電極対５－６と交差（直交）する方向に延在する複数のアドレス電極（Ａ電極）５－１０が配設される。このアドレス電極５－１０と、前面板５－１２に形成されたスキャン電極５－５は、放電セル５－ＣＬの点灯／非点灯を選択するための放電であるアドレス放電を行うための電極対を構成する。つまり、スキャン電極５－５は維持放電用の電極としての機能とアドレス放電用の電極（走査電極）としての機能とを併せ持っている。このようにアドレス電極５－１０と、表示電極対５－６を交差させることにより、放電セル５－ＣＬ毎に点灯／非点灯を選択することができる。つまり、ＰＤＰ５－１５は、表示電極対５－６とアドレス電極５－１０の交差毎に放電セル５－ＣＬを有している。

　アドレス電極５－１０は銀、アルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成される。背面基板５－１１上にアドレス電極５－１０を形成する工程は、前記したバス電極５－４ｂ、５－５ｂを形成する方法と同様であるため、説明は省略する。

　アドレス電極５－１０は、誘電体層５－９で被覆されている。誘電体層５－９は前面基板５－１上の誘電体層５－２と同じ材料、同じ方法を用いて形成することができる。誘電体層５－９上には背面板５－１３の内面側を複数の放電セル５－ＣＬに区画する複数の隔壁５－７が形成されている。この複数の隔壁５－７は、前面基板５－１と背面基板５－１１の間に配置され、各放電セル５－ＣＬにおける放電距離を維持する機能を有している。また、隣り合って配置される放電セル５－ＣＬ間におけるクロストークを防止ないしは抑制する機能を有している。本実施の形態では、隔壁５－７は、図９１に示すＸ方向（アドレス電極５－１０の延在方向）に沿って延在する隔壁５－７ａと、Ｙ方向（表示電極対５－６の延在方向）に沿って延在する隔壁５－７ｂとを有している。複数の隔壁５－７ａ、５－７ｂはそれぞれ交差し、背面板５－１３の内面側に形成される放電空間５－１４をマトリクス状（格子状）に区画している。このように各放電セル５－ＣＬをマトリクス状に区画するように複数の隔壁５－７を形成した構造は、ボックスリブ構造と呼ばれ、Ｘ方向に沿って隣り合う放電セル５－ＣＬの間に隔壁５－７ｂを形成することにより、当該放電セル５－ＣＬ間でのクロストークを効果的に防止ないしは抑制することができるので、ＰＤＰの高精細化に好適な構造である。

　なお、隔壁５－７の形成方法は、図９１に示す構造に限定されず、例えば、図９１に示すＸ方向（アドレス電極５－１０の延在方向）に沿って延在する複数の隔壁５－７ａをストライプ状に形成し、隔壁５－７ｂは形成しない構造（ストライプリブ構造と呼ばれる）とすることもできる。このストライプリブ構造の場合、背面板５－１３に形成される隔壁５－７の数が少ないので、放電空間５－１４内のガスを給排気する際の排気抵抗を低減することができる。

　隔壁５－７を形成する工程は、サンドブラスト法、フォトエッチング法などにより形成することができる。例えば、サンドブラスト法では、低融点ガラスフリット、バインダー樹脂、溶媒などからなるフリットペーストを誘電体層５－９上に塗布して乾燥させた後、そのフリットペースト層上に隔壁パターンの開口を有する切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹き付けて、マスクの開口部に露出したフリットペースト層を切削し、さらに焼成することにより形成する。また、フォトエッチング法では、切削粒子で切削することに代えて、バインダー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを用いた露光および現像の後、焼成することにより形成する。

　アドレス電極５－１０上の誘電体層５－９の上面、および隔壁５－７の側面には、真空紫外線により励起されて可視光を発光する蛍光体５－８が形成されている。本実施の形態のＰＤＰ５－１５は、カラー表示を行うＰＤＰなので、蛍光体５－８は、真空紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の可視光を発生する蛍光体５－８ｒ、５－８ｇ、５－８ｂがそれぞれ所定の放電セル５－ＣＬに形成されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する蛍光体の構成材料としては、例えば、蛍光体５－８ｒとして（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_４：Ｅｕ^２＋、蛍光体５－８ｇとしてＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋、蛍光体５－８ｂとしてＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋を例示することができる。カラー表示ＰＤＰにおいては、蛍光体５－８ｒ、５－８ｇ、５－８ｂが形成された放電セル５－ＣＬのセットにより画素（ピクセル）が構成される。

　隔壁５－７で区画された領域に蛍光体５－８ｒ、５－８ｇ、５－８ｂを形成する工程は例えば以下のように行う。まず、各色の発光特性を有する蛍光体粉末とバインダー樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストをそれぞれ準備する。この蛍光体ペーストを隔壁で区切られた放電空間内にスクリーン印刷またはディスペンサを用いた方法などで塗布し、これを発光色毎に繰り返した後、焼成することにより形成している。

　ＰＤＰ５－１５は、上記した前面板５－１２の表示電極対５－６を形成した面と、背面板５－１３を、放電空間５－１４を介して対向配置して組み立てることにより得られる。つまり、ＰＤＰ５－１５は、放電ガスを封入して形成された放電空間５－１４を介して対向する一対の基板構造体である前面板５－１２と背面板５－１３とを有している。この組み立て工程には、前面板５－１２と背面板５－１３の位置合わせ工程、各板（前面板５－１２および背面板５－１３）の外周に配置される非表示領域を例えばシールフリットと呼ばれる低融点ガラス材料からなる封着剤を用いて封着する封着工程、ＰＤＰ５－１５の内部空間（放電空間５－１４など）に残るガスを排気して、放電ガスを導入する工程が含まれる。

　放電空間５－１４に導入する放電ガスとしては、希ガスを含む混合ガス、例えばＨｅ－Ｘｅ、Ｎｅ－Ｘｅ、Ｈｅ－Ｎｅ－Ｘｅ等の混合ガスで構成することができる。本実施の形態では、放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）－キセノン（Ｘｅ）をガス基体とした混合ガスを例えばＸｅの分圧比が数％～数十％に調整して封入している。

　ＰＤＰ５－１５では、蛍光体５－８を発光させるための励起源として、主に１４７ｎｍと１７２ｎｍの波長を有する真空紫外線を用いている。１４７ｎｍの真空紫外線は、放電によりイオン化されたＸｅイオンが基底状態に遷移する際に発生する。１７２ｎｍの紫外線は主にＸｅ２エキシマから発生し、放電ガス中のＸｅの分圧を高くすることにより紫外線発生効率が高くなり、蛍光体５－８を励起する紫外線を多く発生させることができるので、ＰＤＰ５－１５の発光効率を向上させることができる。

　なお、図９１ではアドレス電極５－１０を背面板５－１３に形成する例について示したが、アドレス電極５－１０を前面板５－１２に形成することもできる。この場合、図９１に示す誘電体層５－２を複数層構造として、第１層目の誘電体層で表示電極対５－６を被覆し、この第１層目と第２層目の誘電体層の間にアドレス電極５－１０を形成することができる。

　＜保護膜の詳細構造、機能および形成方法＞
　次に、図９１～図９３に示す保護膜５－３の詳細構造、機能および形成方法について説明する。図９１～図９３において、放電時に電離したイオンが、直接、誘電体層５－２に衝突すると、誘電体層５－２が劣化してＰＤＰ５－１５は所定の特性が得られなくなる。保護膜５－３は、誘電体層５－２の劣化を防止するため、放電時のイオンの衝撃から誘電体層５－２を保護する機能を有している。したがって、保護膜５－３自体がイオンの衝撃により削られてしまうと、誘電体層５－２が露出してしまうこととなるので、保護膜５－３には、放電時のイオンの衝撃に対する耐スパッタ性が要求される。

　また、保護膜５－３は、放電空間５－１４に露出して形成されるため、保護膜５－３を放電空間５－１４に電子を放出しやすい材料で構成すると、放電電圧の低減、あるいはアドレス放電の高速化の観点から好ましい。

　例えば、放電時に、電離したイオンが保護膜５－３に衝突することにより、放電空間５－１４に２次電子を放出すると、該２次電子が放電空間５－１４内の放電ガスに衝突してイオン化させ易くなる。つまり、２次電子放出係数が高い程、放電させるために必要な電圧（放電電圧）を低減することができる。

　また、例えば、ＰＤＰ５－１５の周囲温度や駆動時の熱により保護膜５－３で励起された電子が放電空間５－１４に放出される場合、この放出された電子は放電（アドレス放電）のトリガとなる種電子（プライミング電子）となる。アドレス放電を行う際に、放電空間５－１４内に存在するプライミング電子の量が増加すると、各放電セル５－ＣＬにおいて、電圧を印加してからアドレス放電が形成されるまでの時間（形成遅れと呼ばれる）を短くすることができる。また、複数の放電セル５－ＣＬについて、順次スキャンしながらアドレス放電を発生させる場合に、放電セル５－ＣＬ毎のアドレス放電が形成されるまでの時間のばらつき（統計遅れと呼ばれる）を小さくすることができる。つまり、保護膜５－３のプライミング電子の放出性能を向上させることにより、形成遅れと統計遅れの和として表わされるアドレス放電遅れを低減し、アドレス放電を高速化することができる。

　前記した通り、放電電圧の低減、あるいは、アドレス放電の高速化は、ＰＤＰ５－１５の消費電力や材料の使用量を低減する観点から特に有効な手段である。

　本実施の形態では、保護膜５－３は、アルカリ土類金属酸化物からなる母材、および母材に添加される添加元素を有している。また、添加元素は、母材を構成するアルカリ土類金属酸化物と異なるイオン価数を有している。また、添加元素の６配位イオン半径は、それぞれ、母材を構成する金属のイオン半径±０．１Å以内としている。

　このように、アルカリ土類金属酸化物からなる母材に母材と異なるイオン価数を有する添加元素を添加することにより、母材の結晶中に不純物準位が形成されるので、添加元素を添加しない場合と比較して保護膜５－３の２次電子放出係数を向上させることができる。あるいは、放電のトリガとなるプライミング電子の放出性能を向上させることができる。以下、そのメカニズムを説明するが、まず、母材中に、母材を構成するアルカリ土類金属と異なるイオン価数を有する１種類の添加元素を添加した場合について、図９４～図９６を用いて説明する。なお、以下の説明において、母材を構成するアルカリ土類金属酸化物の例としてＭｇＯを取り上げて説明する。

　図９４～図９６は、保護膜のバンド構造を示す模式図であって、図９４は、添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜のバンド構造、図９５は、図９４に示す保護膜に１価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のバンド構造、図９６は図９４に示す保護膜に３価乃至５価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のバンド構造を示している。

　まず、図９４に示すように、母材に添加元素を添加しない場合には、保護膜（母材）のフェルミ準位５－２４の位置はバンドギャップ５－２０の略中央となる。

　ここで、母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数よりも低いイオン価数、すなわち、１価のイオン価数を有する添加元素を添加した場合、ＭｇＯの金属イオンであるＭｇを添加元素に置換し、かつ、酸素欠損形成による電荷補償がされないと電子が１個不足する。したがって、図９５に示すように、２価酸化物であるＭｇＯのバルクのバンドギャップ５－２０中において、価電子帯５－２１側にアクセプタ準位５－２５を形成しやすい。アクセプタ準位５－２５が形成されると、フェルミ準位５－２４がアクセプタ準位５－２５まで低下する。このため、バンドギャップ５－２０の略中央に存在した（図９４参照）表面準位５－２６から、アクセプタ準位５－２５に向かって電子が移動するので、母材の表面は正に帯電する。それにより伝導帯５－２２のバンドも湾曲するため、それに引きずられて真空準位５－２８が低下する。この結果、真空準位５－２８とバルク中の伝導帯５－２２底の間の障壁高さ、すなわち、電子親和力５－２９が実質的に図９４に示す場合と比較して低下した状態となる（例えば、電子親和力５－２９が負となる場合もある）。この場合に、例えば、放電により発生した紫外線５－２３などの励起源が照射されると、伝導帯５－２２に励起された電子が真空中に放出されやすくなる。つまり、図９２および図９３に示す保護膜５－３から放電空間５－１４中に電子が放出されやすくなる。

　また、１価の添加元素のうち、特に、アルカリ金属イオンを添加する場合には、表面で電子を放出しやすいアルカリ金属イオンからＭｇＯ表面への電子が移動することにより真空側が正でＭｇＯ側が負の電気二重層が形成されるので、前記効果に加えて、さらに表面の電子親和力（仕事関数）の低減する効果が得られる。このため、さらに電子放出が容易となる。

　そのため、イオン中和やイオン脱励起による２次電子放出を容易にするので、２次電子放出係数が向上し、放電電圧（放電を発生、あるいは維持するために必要な電圧）を低減することができる。また、放電空間中に電子を放出しやすくすることにより、アドレス放電の種電子となる、プライミング電子が増加することとなるので、アドレス放電の高速化（放電遅れの低減）が可能となる。

　一方、母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数よりも高いイオン価数、すなわち、３価乃至５価のイオン価数を有する添加元素を添加した場合、ＭｇＯの金属イオンであるＭｇを置換し、かつ金属欠損形成による電荷補償がされないと電子が１個以上余る。このため図９６に示すように、２価酸化物であるＭｇＯのバンドギャップ中の伝導帯５－２２側にドナー準位５－２７を形成しやすい。このドナー準位５－２７は、それ自身が電子放出源となる。また、放電により発生した紫外線５－２３などの励起源が照射された場合に、価電子帯５－２１から伝導帯５－２２に励起された電子のトラップ源ともなる。

　このうちドナー準位（トラップ準位）の伝導帯５－２２底からの深さが１ｅＶ以下の浅いドナー準位５－２７ａの場合は、熱励起により徐々に電子を放出するため、良好なプライミング電子源となり、アドレス放電の高速化が可能となる。また深さが１ｅＶ以上の深いドナー準位５－２７ｂの場合には、価電子帯よりも高いエネルギー準位からのイオン中和やイオン脱励起が起こるため良好な２次電子放出源となり、放電電圧を低減させることができる。一般に、１種の添加元素を添加した場合であっても複数のトラップ準位深さを形成することができるので、アドレス放電の高速化と放電電圧の低減を両立することができる。

　次に図９７～図１０１を用いて、母材に一種類の添加元素を添加した場合における放電電圧の低減効果、およびアドレス放電の高速化（アドレス放電遅れの短縮化）効果について本発明者が実験的に確認した結果について説明する。図９７は、ＰＤＰの放電電圧を定量比較するための定義を説明する説明図、図９８は、添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に１価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜の放電電圧の比較結果を示す説明図、図９９は、添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に１価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のアドレス放電遅れの比較結果を示す説明図である。また、図１００は、添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に３価あるいは４価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜の放電電圧の比較結果を示す説明図、図１０１は、添加元素を有しない母材のみで構成される保護膜と、母材に３価あるいは４価のイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜のアドレス放電遅れの比較結果を示す説明図である。

　なお、図９８～図１０１において、母材としては、ＭｇＯを用いている。また、図９８および図９９では、添加物として、Ｌｉ_２Ｏを０．０１原子量％（以下ａｔ％と記す）ドープしたもの、図９９および図１００では、添加物として、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２を０．０１ａｔ％添加した４種の実験区について示している。保護膜の形成方法としては、電子ビーム蒸着法を用い、ターゲット材（蒸着源）として、粉末状のＭｇＯと添加元素の化合物を混合した後、ペレット状に成形したものを用いた。また、ＰＤＰに電圧を印加した際には、電流電圧特性が、図９７に示すようなヒステリシス曲線を描くので、図９８および図１００では、ヒステリシスのマージンセンタＶｓ_ｃで評価した。また、図９９および図１０１においては、放電後の休止時間を１ｍｓとし、休止時間後のアドレス放電遅れ（アドレス放電電圧印加後に放電が発生するまでの時間）を母材のみで構成されるＰＤＰ（図９９および図１０１ではｐｕｒｅとして示す）における値で規格化した比で示している。

　図９８および図１００に示す結果より、母材であるＭｇＯに母材と異なるイオン価数を有する添加元素を０．０１ａｔ％添加した保護膜を形成することにより、放電電圧は７Ｖ～１０Ｖ程度低減できることが判った。また、図９９および図１０１に示す結果より、母材であるＭｇＯに母材と異なるイオン価数を有する添加元素を０．０１ａｔ％添加した保護膜を形成することにより、母材のみで保護膜を形成した場合と比較してアドレス放電遅れを１／３～１／１００とすることができる。このように、母材であるＭｇＯに母材と異なるイオン価数を有する添加元素を添加した保護膜を形成することは、放電電圧低減、アドレス放電遅れの低減に有効であることが判った。

　しかし、本発明者がさらに検討した結果、添加元素の選択、あるいは、添加量によっては、十分に、放電電圧低減、あるいはアドレス放電遅れの低減の効果が得られない場合があることが判明した。

　例えば、母材を構成するアルカリ土類金属であるＭｇと比較して添加元素のイオン半径が小さすぎる場合、ＭｇＯ格子間に添加元素が挿入され、得られる保護膜の結晶構造が歪んでしまう原因となる。一方、母材を構成するアルカリ土類金属であるＭｇと比較して添加元素のイオン半径が大きすぎる場合、母材の結晶に取り込まれず、結晶粒界に析出してしまい、やはり得られる保護膜の結晶構造が乱され、耐スパッタ性の低下を招く。また、このような格子間元素や析出元素は失活してしまうため、ＭｇＯのバンドギャップ内に２次電子放出源やプライミング電子放出源となるような有効な不純物準位を形成し難い。

　また、添加量については、添加量を過剰に多くすると十分な効果が得られず、逆に性能が低下する場合もある。また、不純物の添加量が増加すると、保護膜の結晶構造が乱され、耐スパッタ性の低下を招く場合もある。

　したがって、放電電圧低減、アドレス放電遅れの低減などの効果が十分に得られ、かつ、耐スパッタ性の低下を抑制するためには、母材の結晶をできるだけ歪ませず、有効な不純物準位を形成する観点から、Ｍｇイオンのサイトを置換できる元素の選定が重要である。そこで、本発明者は、この点を鑑み、まず、Ｍｇイオンを効率よく置換できる添加元素イオンの条件を検討した。図１０２は母材に添加する添加元素のイオン半径と、添加元素により形成されるトラップ準位の熱発光スペクトルのピーク強度の関係を示す説明図、図１０３は図１０２に示す熱発光スペクトルの発生機構についてバンド構造を用いて模式的に示す説明図である。

　図１０２では、母材としてＭｇＯを用い、これに様々な元素を一定原子量添加した際のトラップ準位の熱発光スペクトルの強度を純粋なＭｇＯの発光強度を１として縦軸に、添加元素の６配位イオン半径とＭｇイオン半径の差を横軸にプロットしている。イオン半径は配位数により異なるが、母材のアルカリ土類金属酸化物は岩塩型の結晶構造をしているので、６配位のイオン半径差を横軸にとった。また、熱発光スペクトルは図１０３に示すように、母材のバンドギャップ中のトラップ準位５－３０から熱励起された電子が緩和する際の発光５－ＴＬを観察するもので、その強度はトラップ準位密度や発光中心密度等に関係し、母材のバンドギャップ中の不純物準位がどの程度効率よく形成されているかを表す。

　図１０２から分かるように、添加元素の６配位イオン半径を母材であるＭｇＯのＭｇイオン半径（０．７２Å）±０．１Å以内とすると、母材のみで構成される保護膜の１０倍以上の高いスペクトル強度が得られることから、効率よく不純物準位を形成していることが分かる。特にＳｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、は高いスペクトル強度が得られ、特に好ましい。

　このように、添加元素の６配位イオン半径を、母材を構成するアルカリ土類金属の６配位イオン半径と近づけることで、添加元素を効率よく、かつ、母材の結晶構造に発生する歪みを抑制して導入することが可能である。しかし、母材に１種類の添加元素を添加する場合には、添加量が多くなると、スパッタ耐性が低下する。また、放電電圧が上昇する、あるいは、アドレス放電時間が増大し、性能が低下する。以下、図１０４～図１０６を用いて、母材に１種類の添加元素を添加する場合における、添加量の変化に応じた耐スパッタ性、放電電圧、アドレス放電遅れの特性変化について説明する。

　図１０４は添加元素の添加量（ａｔ％）をパラメータとし、保護膜の耐スパッタ性を評価した説明図である。評価はＲＦマグネトロンスパッタ装置を用い、１００Ｗ/４インチφの投入電力で１ＰａのＡｒ放電雰囲気で行った。また、保護膜の母材としては、ＭｇＯを用い、イオン価数の異なる添加元素を添加した５種類の保護膜を形成し、評価した。各添加元素の６配位イオン半径は、それぞれ、Ｍｇの６配位イオン半径±０．１Å以内のものを用いている。

　図１０４に示すように、添加元素の添加量が一定量を超えると、耐スパッタ性が劣化することが判る。添加元素が１価（Ｌｉ）や３価（Ｓｃ）のイオン価数を有する場合、添加量が１ａｔ％を超えると、耐スパッタ性が劣化していくことから、添加量は１ａｔ％以下に抑える必要がある。また、添加元素が、４価（Ｓｎ）や５価（Ｔａ）のイオン価数を有する場合、１価（Ｌｉ）や３価（Ｓｃ）の場合と比較して母材を構成するＭｇのイオン価数（２価）との価数差が大きい。したがって、１価（Ｌｉ）や３価（Ｓｃ）の場合と同様に、例えば、１ａｔ％の添加元素を添加した場合であっても、欠陥数が増えるため、耐スパッタ性が劣化する。そこで、４価（Ｓｎ）や５価（Ｔａ）の場合には、添加元素量は１／（母材と添加元素イオンの価数差）ａｔ％の範囲とする必要がある。

　図１０５は、添加元素の添加量を変化させた場合の放電電圧の変化を示す説明図、図１０６は添加元素の添加量を変化させた場合のアドレス放電遅れの変化を示す説明図である。なお、図１０５および図１０６に示す実験において採用した添加元素および母材の種類、放電電圧、アドレス放電遅れの評価方法、および保護膜の形成方法については、図９８～図１０１に示す実験と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、図１０５および図１０６においては、Ｌｉ_２Ｏの添加量を０．０００１ａｔ％～５ａｔ％の範囲で、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２については０．０００１ａｔ％～１ａｔ％の範囲で変化させた。

　図１０５において、１価のイオン価数を有するＬｉを添加した場合、０．００１ａｔ％～１ａｔ％の範囲では、添加量の増加とともに放電電圧を低減することができる。しかし、添加量が０．０００１ａｔ％の場合には、母材であるＭｇＯのみで構成される保護膜（ｐｕｒｅ）と比較して放電電圧の低減効果を確認することができず、５ａｔ％の場合には、逆に放電電圧が１ａｔ％の場合よりも上昇することが判った。また、３価あるいは４価のイオン価数を有するＧａ、Ｉｎ、Ｓｎを添加した場合には、０．００１ａｔ％～０．１％の範囲で放電電圧低減効果が確認され、０．０１ａｔ％の場合が最も放電電圧が低くなることが判った。しかし、添加量が０．０００１ａｔ％の場合には、母材であるＭｇＯのみで構成される保護膜（ｐｕｒｅ）と比較して放電電圧の低減効果を確認することができず、１ａｔ％の場合にも、放電電圧が母材のみで構成される保護膜と同程度まで上昇してしまうことが判った。

　また、図１０６に示す結果より、アドレス放電遅れについても、放電電圧の変化と略同様な変化を示すことが判った。すなわち、Ｌｉを添加した場合、０．００１ａｔ％～１ａｔ％の範囲では、アドレス放電遅れを低減する効果が確認できたが、０．０００１ａｔ％、あるいは５ａｔ％の場合には、母材であるＭｇＯのみで構成される保護膜（ｐｕｒｅ）と比較してアドレス放電遅れを低減する顕著な効果は確認できなかった。また、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎを添加した場合には、０．０１ａｔ％の場合にアドレス放電遅れが最も低くなり、添加量の増加とともにアドレス放電遅れが増大することが判った。

　図１０４～図１０６に示す結果となる理由について図１０７を用いて説明する。図１０７は、保護膜を構成する母材中に、１価あるいは３価の添加元素を添加した場合の結晶中の欠損の状態を模式的に示す説明図である。

　図１０７に示すように、保護膜５－３を構成する母材に含まれるアルカリ土類金属であるＭｇイオン５－３１と異なるイオン価数を有する添加元素（１価イオン５－３２、あるいは３価イオン５－３３）を添加すると、電荷中性条件を保つために酸素欠損５－３４、あるいは金属欠損５－３５が発生し易くなる、この酸素欠損５－３４、あるいは金属欠損５－３５は、以下の理由により発生し易くなる。すなわち、異なるイオン価数の添加元素を添加すると、電荷中性条件を保とうとする。この電荷中性条件を保つ手段は、単純にＭｇイオン５－３１を置換して、ホールあるいは電子を放出してアクセプタ準位あるいはドナー準位を形成する方法のみではなく、酸素欠損５－３４、あるいは金属欠損５－３５を形成することにより電荷中性条件を保とうとする場合に発生する。

　例えば、母材であるＭｇＯに１価の金属イオン酸化物であるＬｉ_２Ｏを添加し、ホールの生成がないとすると、
（ＭｇＯ）_１－ｘ＋（Ｌｉ_２Ｏ）_ｘ／２＝（Ｍｇ）_１－ｘ（Ｌｉ）_ｘ（Ｏ）_{１－ｘ／２}
となり、金属イオン（ＭｇイオンおよびＬｉイオン）の合計量が１－Ｘ＋Ｘ＝１であるのに対し、酸素イオン５－３６の合計量は１－ｘ／２となって、Ｘ／２だけ不足する。すなわち、ホールの放出がなければ酸素欠損５－３４が発生し易い。

　一方、母材であるＭｇＯに３価の金属イオン酸化物であるＳｃ_２Ｏ_３を添加し、自由電子の生成がないとすると、
（ＭｇＯ）_１－ｘ＋（Ｓｃ_２Ｏ_３）_ｘ／２＝（Ｍｇ）_１－ｘ（Ｓｃ）_ｘ（Ｏ）_{１＋ｘ／２}
となり、金属イオン（ＭｇイオンおよびＳｃイオン）の合計量が１－Ｘ＋Ｘ＝１であるのに対し、酸素イオンの合計量は１＋ｘ／２となって、金属イオンがｘ／２だけ不足する。すなわち、電子の放出がなければ金属欠損５－３５が発生しやすい。

　このように、母材の金属イオンの価数とは異なる価数のイオンを添加する場合、酸素欠損５－３４や金属欠損５－３５などの欠陥が発生し易く、この結果、保護膜の結晶構造が乱され、耐スパッタ性の低下を招く。また、このような欠陥が増加すると、添加元素によって形成した２次電子放出源、プライミング電子源からの電子が失活しやすくなるため、逆に放電電圧の上昇、放電遅延の増大を招くこととなる。

　なお、図１０４～図１０６に示す結果から１価のイオン価数を有するＬｉを添加する場合、３価あるいは４価のイオン価数を有する元素を添加した場合よりも、多く添加しても性能低下が少ないが、これは以下の理由による。すなわち、第１に、添加量を増加させることにより、表面電子親和力を低減させることができるからである。また、第２に、保護膜５－３の酸素欠損５－３４は、負に帯電し易いため、正に帯電する金属欠損５－３５と比較して、２次電子放出源、プライミング電子放出源から放出される電子が失活し難いからである。

　以上より、保護膜５－３を母材と、母材に添加する添加元素で構成し、添加元素の６配位イオン半径を母材の金属イオン半径＋０．１Å以内とし、かつ、母材を構成するアルカリ土類金属と異なるイオン価数を有する添加元素を添加することにより、放電電圧の低減効果、あるいはアドレス放電遅れの低減効果が得られることが判った。しかし、１種類の添加元素を添加する場合、耐スパッタ性の低下を抑制しつつ、上記効果を得るためには、添加元素の添加量は所定の範囲に限定されることが判った。例えば、添加元素が１価のイオン価数を有するＬｉである場合には、添加量は０．００１ａｔ％～１ａｔ％の範囲である。また、例えば、添加元素が３価あるいは４価のイオン価数を有する場合には、０．００１～０．１ａｔ％の範囲である。つまり、１種類の添加元素のみを添加する方法では、材料の選択および、添加量を調整することにより、放電電圧やアドレス放電遅れなどの性能向上をさせることができるが、性能向上の程度には限界がある。

　そこで、本発明者は、耐スパッタ性の低下を抑制しつつ、放電電圧をさらに低減する、あるいは、アドレス放電遅れをさらに低減することのできる技術について検討した。具体的には、前述の実験結果から、耐スパッタ性を劣化させる要因、および放電電圧やアドレス放電遅れの低減効果の阻害要因である、酸素欠損や金属欠損などの欠陥を減らすことが重要である点に着目し、特に好ましい以下の構成を見出した。すなわち、保護膜５－３は、アルカリ土類金属酸化物からなる母材、および母材に添加される添加元素を有している。また、添加元素は、１価のイオン価数を有する第１添加元素、および３価乃至５価のイオン価数を有する第２添加元素からなる。換言すれば、母材に添加される添加元素は、母材を構成するアルカリ土類金属よりも小さいイオン価数を有する第１添加元素と、母材を構成するアルカリ土類金属よりも大きいイオン価数を有する第２添加元素からなる。

　前記した通り、１価のイオン価数を有する第１添加元素は、保護膜５－３表面の電子親和力を低減する効果が大きく、一方、３価乃至５価のイオン価数を有する第２添加元素は、プライミング電子源あるいは２次電子放出源となるトラップ準位（ドナー準位）を形成し易い。このため、これらを同時に添加することにより、放電電圧、あるいはアドレス放電遅れをさらに低減することができる。

　また、第１添加元素と第２添加元素は、母材を構成する２価のイオンに対して電荷を補償し合うため、電荷中性条件を保ちやすくすることができる。この結果、各々を単独で添加する場合と比較して添加量を増やしても欠陥（酸素欠損や金属欠損）の生成を抑制することが可能である。図１０８は、保護膜を構成する母材中に、１価および３価の添加元素をそれぞれ等量ずつ添加した場合の結晶中の状態を模式的に示す説明図である。図１０８に示すように１価イオン５－３２と３価イオン５－３３を等量添加した場合、母材の金属イオン（Ｍｇイオン５－３１）も含めた陽イオンの平均価数は２となり、電荷中性条件を完全に保つことができる。

　また、第１添加元素と第２添加元素を同時に添加すると、欠陥の発生を抑制することができるが、添加量を増やすと、第１添加元素を添加すると酸素欠損が、第２添加元素を添加すると金属欠損が発生する場合がある。酸素欠損は金属欠損と比較して、２次電子放出源やプライミング電子放出源から放出された電子を失活し難い。したがって、添加量を増やす場合には、第１添加元素の添加量を第２添加元素の添加量よりも多くすることにより、放電電圧やアドレス放電遅れの低減効果に対する阻害要因を抑制することができる。また、この場合、第１添加元素の添加量の方が多いので、金属欠損が相殺されて極めて発生し難くなる。したがって、第２添加元素の添加量を、例えば、１ａｔ％程度まで増やした場合であっても、前記したような金属欠損に伴う性能（放電電圧やアドレス放電遅れ）劣化を防止し、さらに多くのトラップ準位が形成されることにより、トラップ準位の高密度化が行われ、放電電圧やアドレス放電遅れを低減することができる。

　また、第１添加元素と第２添加元素を異なる添加量で添加する場合には、耐スパッタ性の劣化を防止する観点から、母材を構成する金属イオン（Ｍｇイオン５－３１）を含めた陽イオンの平均イオン価数を、母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数（２価）に近づけることが好ましい。本発明者が検討した所、第１添加元素、第２添加元素、および母材を構成するアルカリ土類金属を含めた平均イオン価数が、＋１．９９～＋２．０の範囲内であれば、少なくとも、図１０４に示した１価（Ｌｉ）イオンを１ａｔ％添加した場合と同程度の耐スパッタ性が得られることが判った。

　次に、図１０９および図１１０を用いて、第１添加元素と第２添加元素を共に添加した場合の性能向上について実験的に確認した結果について説明する。図１０９は、第１添加元素と第２添加元素を共に添加した場合の放電電圧についての評価結果を示す説明図、図１１０は、第１添加元素と第２添加元素を共に添加した場合のアドレス放電遅れの評価結果を示す説明図である。なお、図１０９および図１１０に示す実験において採用した放電電圧、アドレス放電遅れの評価方法、および保護膜の形成方法については、図９８～図１０１に示す実験と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、図１０９および図１１０に示す実験において、保護膜を構成する母材にはＭｇＯを用い、第１添加元素としては、Ｌｉ（Ｌｉ_２Ｏ）を２ａｔ％添加した。また、第２添加元素として、Ｓｃ（Ｓｃ_２Ｏ_３）、Ｇａ（Ｇａ_２Ｏ_３）、Ｉｎ（Ｉｎ_２Ｏ_３）、を１ａｔ％添加したもの、および、Ｓｎ（ＳｎＯ_２）を０．５ａｔ％添加したものをそれぞれ準備した。

　図１０９に示すように、放電電圧については、母材のみで構成した保護膜（ｐｕｒｅ）に対して、準備した全ての実験区について約２０Ｖ程度の低減効果を確認した。これは、図９８あるいは図９９に示す１種類の添加元素を添加した場合と比較しても、２倍以上の低減効果である。したがって、母材中に、第１添加元素と第２添加元素を共に添加することにより、保護膜中の欠陥（酸素欠損や金属欠損）の発生を抑制しつつ、表面電子親和力の低減、およびトラップ準位密度の高密度化が行われたことを実験的に確認できた。

　また、図１１０に示すように、アドレス放電遅れについては、母材のみで構成した保護膜に対して、１／５０～１／２００に短縮できる効果を確認した。これは、図１００および図１０１に示す、１種類の添加元素を添加した場合と比較してもさらに低減されており、１種類の添加元素を添加する場合の性能向上の限界を超えて、さらに向上していることがわかる。したがって、図１１０に示す実験によっても、母材中に、第１添加元素と第２添加元素を共に添加することにより、保護膜中の欠陥（酸素欠損や金属欠損）の発生を抑制しつつ、表面電子親和力の低減、およびトラップ準位密度の高密度化が行われたことを確認した。

　また、図１０９および図１１０に示す各実験区について保護膜の耐スパッタ性の評価を行った。耐スパッタ性の評価方法は、図１０４を用いて説明した方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。図１０９および図１１０に示す各実験区の保護膜は、何れも第１添加元素、第２添加元素、および母材を構成するアルカリ土類金属を含めた平均イオン価数が、＋１．９９～＋２．０の範囲内となっている。したがって、準備した全ての実験区について、少なくとも、図１０４に示した１価（Ｌｉ）イオンを１ａｔ％添加した場合と同等以上の耐スパッタ性が確認できた。なお、耐スパッタ性の劣化を抑制する観点からは、前記の通り、添加元素の６配位イオン半径を母材の６配位イオン半径±０．１Å以内とすることが好ましい。母材の結晶構造に発生する歪みを抑制して導入することができるからである。図１０９および図１１０に示す各実験区で用いた添加元素は、何れも母材を構成するアルカリ土類金属であるＭｇの６配位イオン半径（０．７２Å）±０．１Å以内となっている。したがって、この点も各実験区の耐スパッタ性の劣化防止に寄与している。

　以下に本発明者の検討および各種実験により見出した保護膜の構成およびその効果のうち、代表的なものの概要をまとめる。

　すなわち、保護膜を、アルカリ土類金属酸化物からなる母材、および母材に母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数と異なるイオン価数を有する添加元素を添加することにより、ＰＤＰの放電電圧、あるいはアドレス放電遅れを低減することができる。

　また、添加元素の６配位イオン半径を、母材を構成するアルカリ土類金属のイオン半径±０．１Å以内とすることにより、保護膜の結晶構造の歪みを抑制することができるので、耐スパッタ性の劣化を抑制することができる。

　ただし、母材に１種類の添加元素のみを添加する場合、添加元素の添加量を増やしすぎると保護膜中に酸素欠損や金属欠損などの欠陥が多く発生するため、放電電圧、あるいはアドレス放電遅れが逆に増大してしまう場合もある。また、欠陥が多く発生すると、保護膜の耐スパッタ性も劣化する。したがって、この場合には、添加元素の添加量は限定される。添加元素のイオン価数が母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数よりも小さい場合には、０．００１ａｔ％以上、１ａｔ％以下である。また、添加元素のイオン価数が母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数よりも大きい場合には、０．００１ａｔ％以上、０．１ａｔ％以下である。この結果、母材に１種類の添加元素のみを添加する場合には、放電電圧あるいはアドレス放電遅れを低減する効果の程度に限界がある。

　ところが、母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数よりも小さい第１添加元素と、母材を構成するアルカリ土類金属のイオン価数よりも小さい第２添加元素とを共に母材に添加した場合には、母材を構成する２価のイオンに対して電荷を補償し合うため、電荷中性条件を保ちやすくすることができる。この結果、添加量を増加させた場合であっても、酸素欠損や金属欠損などの欠陥が発生し難くなり、耐スパッタ性の劣化を抑制することができる。また、欠陥が発生し難い環境下においては、放電電圧あるいはアドレス放電遅れを低減する効果は、添加量増加に伴って増大するので、前記した１種類の添加元素のみを添加する場合の限界を超えて、さらに大幅に低減することができる。

　また、第１添加元素を添加することに起因して発生する酸素欠損は、第２添加元素を添加することに起因して発生する金属欠損と比較して、２次電子、あるいはプライミング電子を失活し難いので、放電電圧あるいはアドレス放電遅れを低減に対する阻害要因となり難い。そこで、第１添加元素の添加量を第２添加元素の添加量よりも多くすることで、金属欠損の発生を抑制しつつ、第２添加元素の添加量を増やすことができる。ただし、第２添加元素の添加量が極端に多くなると、保護膜の結晶構造が乱れる場合があるので、第２添加元素の添加量は、１／（前記母材を構成するアルカリ土類金属と前記第２添加元素のイオン価数差）ａｔ％以下とすることが好ましい。したがって、第２添加元素として３価のイオン価数を有する元素とした場合、添加量を増やせるという点で好ましい。

　また、耐スパッタ性の劣化を抑制するという観点から、保護膜を構成する第１添加元素、第２添加元素、および母材を構成するアルカリ土類金属を含めた陽イオンの平均イオン価数を２に近づけることが好ましい。具体的には、＋１．９９～＋２．０の範囲内とすることが特に好ましい。なお、第２添加元素の添加量を１／（前記母材を構成するアルカリ土類金属と前記第２添加元素のイオン価数差）ａｔ％とした場合に、平均イオン価数を＋１．９９～＋２．０の範囲内とする場合、第１添加元素の添加量は２ａｔ％以下となる。

　また、第１および第２添加元素の添加量が極端に少なすぎる場合、２次電子源、あるいはプライミング電子源となるトラップ準位を十分に形成できない場合があるので、第１および第２添加元素の添加量はそれぞれ０．０１ａｔ％以上とすることが好ましい。

　このように、本実施の形態によれば、耐スパッタ性の劣化を抑制しつつ、放電電圧、あるいはアドレス放電遅れを低減することができるので、ＰＤＰ５－１５は消費電力を低減することができる。

　また、消費電力低減の観点からは、放電ガスに含まれるＸｅの分圧を増やすことも好ましい。Ｘｅガスの分圧を増やすと、放電によって保護膜が削られやすくなるため、ＰＤＰの製品寿命の観点から耐スパッタ性が悪いＰＤＰにおいては、十分に増やすことができず、例えば数％程度である。しかし、ＰＤＰ１５では、耐スパッタ性の劣化を抑制することができるので、例えば、Ｘｅの分圧を１０％以上とした場合であっても、十分な製品寿命が得られることとなる。また、Ｘｅガスの分圧を増やすと放電電圧が上昇することとなるが、ＰＤＰ５－１５では、放電電圧を大幅に低減することができるので、Ｘｅの分圧上昇に伴う放電電圧の上昇を軽減することができる。そして、Ｘｅの分圧を１０％以上とすることにより、ＰＤＰ５－１５の発光効率を上昇させることができるので、ＰＤＰ装置全体の消費電力を大幅に低減することができる。

　なお、本実施の形態では、保護膜を構成する各材料について、母材をＭｇＯとし、添加元素として、Ｌｉ、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎを例として取り上げて説明したが、本実施の形態で説明した放電電圧やアドレス放電遅れを低減するメカニズム、あるいは耐スパッタ性の劣化を抑制するメカニズムは、他の材料にも適用することができる。

　例えば、母材となるアルカリ土類金属酸化物としては、ＭｇＯの他、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどを用いることができる。ＭｇＯは、他のアルカリ土類金属酸化物と比較すると、水分や炭酸ガスなどの不純物を吸着し難い特性を有している。したがって、製造工程中の不純物ガスの吸着を抑制することができるので、ＰＤＰ装置の信頼性という観点から好ましい。一方、ＣａＯやＳｒＯは、ＭｇＯよりも２次電子放出係数がさらに高いので、放電電圧をさらに低減することができる点で好ましい。

　また、本実施の形態では、母材を構成するアルカリ土類金属は、１種類のアルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ）を用いる場合について説明したが、複数種類のアルカリ土類金属酸化物を含む複合酸化物とすることもできる。ただし、保護膜中の金属イオンの６配位イオン半径を揃える観点からは、１種類のアルカリ土類金属酸化物で母材を構成する方がより好ましい。なお、保護膜の母材を１種類のアルカリ土類金属酸化物で構成する、とは、母材に含まれる、主なアルカリ土類金属酸化物が１種類であるという意味である。したがって、例えば、原料由来などで、添加元素の添加量よりも少ない微量の不純物が含まれることを排除するものではない。

　次に、添加元素について説明する。本実施の形態では、本発明者が実験を行った結果、放電電圧やアドレス放電遅れを低減する効果が特に高かった材料を示している。しかし、以下に示す材料についても、添加元素を添加しないＭｇＯのみからなる保護膜と比較すると、放電電圧やアドレス放電遅れを低減することができる。

　まず、母材がＭｇＯあるいはＭｇＯを含む複合酸化物の場合、１価のイオン価数を有する第１添加元素は、Ｌｉ、Ｃｕの群から選ばれた１種または複数種の元素である。また、第２添加元素としては、イオン価数が３価であれば、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｎ、Ｓｂ、４価であれば、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｓｎ、Ｔｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｐｂ、５価であれば、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ、Ｂｉの群から選ばれた１種または複数種の元素である。

　また、母材がＣａＯあるいはＣａＯを含む複合酸化物の場合、１価のイオン価数を有する第１添加元素は、Ｎａである。また、また、第２添加元素としては、イオン価数が３価であれば、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｂｉ、４価であれば、Ｔｅ、５価であれば、Ｉの群から選ばれた１種または複数種の元素である。

　また、母材がＳｒＯあるいはＳｒＯを含む複合酸化物の場合、１価のイオン価数を有する第１添加元素は、Ａｇである。また、第２添加元素としては、イオン価数が３価であるＬａ、Ｂｉの群から選ばれた１種または複数種の元素である。

　また、母材がＢａＯあるいはＢａＯを含む複合酸化物の場合、１価のイオン価数を有する第１添加元素は、Ｋである。ただし、ＢａＯの場合、３価乃至５価のイオン価数を有する添加元素として、母材を構成するＢａＯのイオン半径±０．１Å以内の条件を満たす材料が見つかっていないため、ＢａＯを用いる場合には、Ｋを添加することとなる。

　最後に、図９１～図９３に示す保護膜５－３の形成方法について母材をＭｇＯとする場合を例に取り上げて説明する。本実施の形態では保護膜５－３は例えば、電子ビーム蒸着法により成膜することができる。また、得られる保護膜５－３の膜質を制御するために、酸素ガスや水素ガス、水蒸気等を供給することもできる。また、成膜方法としては、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等を用いることもできる。ただし、母材に添加する添加元素の添加量を容易に調整する観点から、蒸着源となるターゲット材を気化させて誘電体層５－２上に堆積させる方法を用いることが特に好ましい。ターゲット材に含まれる添加元素の添加量を予め調整することにより、得られる保護膜５－３中の添加元素の添加量を容易に調整することができるからである。

　蒸着源となるターゲット材は、母材の原料となるアルカリ土類金属酸化物と、添加元素の原料となる化合物（例えば前記した各種添加元素の金属酸化物）を予め混合しておく。ターゲット材の性状は、例えば、粉末状のＭｇＯに添加元素の化合物を混合してペレット状に成形したものを用いることができる。また、ペレット状のＭｇＯとペレット状の添加元素の化合物を混合して用いる方法、あるいはこれらのペレット状に成型したものを焼結した焼結体を用いる方法とすることもできる。

　本実施の形態では、上記成膜法により、保護膜５－３を、例えば３００ｎｍ～１０００ｎｍ程度の厚さで形成する。なお、保護膜５－３を構成するアルカリ土類金属酸化物は雰囲気中の水分などを吸着しやすい性質を有している。このため、保護膜５－３を形成する工程は、真空（減圧）雰囲気中で行い、保護膜５－３への水分の付着を防止ないしは抑制することが好ましい。

　以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

　例えば、本実施の形態では、ＰＤＰ装置の例として、ＰＤＰを例示して説明したが、例えば図９１に示すＰＤＰ５－１５にＰＤＰ５－１５を支持するシャーシ、およびＰＤＰ５－１５を駆動、あるいは制御する回路基板を取り付けて、ＰＤＰモジュール、あるいはＰＤＰセットとして適用することもできる。

　ここで、ＰＤＰモジュールあるいは、ＰＤＰセットにおいては、ＰＤＰを駆動するための駆動回路が取り付けられる。例えば、アドレス放電を駆動するためのアドレスドライバＩＣなどである。アドレス放電動作では、ＰＤＰ５－１５の表示ライン（走査線）と交差する方向に、図９１に示す表示ライン（スキャン電極５－５）を順次スキャンしながら、画像情報に従ってアドレス電極５－１０にアドレスパルスを印加し、各放電セルの点灯／非点灯を選択する。しかし、近年、ＰＤＰ装置の高精細化が進み、例えばＨＤ（High Definition）と呼ばれる規格では、表示ラインが１０８０本以上となる。このように表示ラインが増加すると、１本の表示ライン当たりのアドレス時間が短くなるため、アドレス放電遅延が長いＰＤＰでは、所定のアドレス時間内にアドレス動作を行うことができないため、点灯/非点灯の選択を失敗し、ちらつきなどの画像不良を起こす。そこで１０８０本の表示ラインをパネルの上下で２分割してそれぞれ５４０本ずつの２ブロックとし、それぞれのブロックから１本ずつ、計２本を同時にスキャンしてアドレス時間を２倍確保する必要が生じる（デュアルスキャンと呼ばれる）。この場合、アドレスドライバＩＣは、上下で２分割した表示ライン毎に必要となるため、パネルの上下に配置しなければならず、２倍の数のアドレスドライバが必要となる。そのため、アドレスドライバの消費電力が２倍になる分、ＰＤＰ装置の消費電力が上昇し、またアドレスドライバやその実装材料等の材料の使用量も増加する。

　しかし、本実施の形態で説明したＰＤＰ５－１５を組み込んだＰＤＰモジュール、あるいはＰＤＰセットにおいては、アドレス放電時間を短縮することができるので、表示ラインを分割することなく、全ての表示ラインをスキャンすることができる（シングルスキャン）。したがってアドレスドライバＩＣは、パネルの上下いずれか片側にのみ配置すれば良い。したがって、アドレスドライバＩＣの数を、デュアルスキャンの場合と比較して、半減することができるので消費電力を低減し、実装材料等の材料の使用量も半減することができる。

　［第６の技術の発明を実施するための形態］
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

　図１１１は本発明者らが検討したいわゆるボックス型のＡＣ面放電型のＰＤＰ６－１５の要部を模式的に示す分解斜視図である。図１１２は組み立て後の図１１１の放電セル６－ＣＬのｘ－ｚ平面の断面図である。図１１３は組み立て後の図１１１の放電セル６－ＣＬのｙ－ｚ平面の断面図である。

　まず、前面板６－１２およびその形成方法について説明する。前面基板６－１上にストライプ状の透明電極６－４ａ、６－５ａとバス電極６－４ｂ、６－５ｂとで構成される表示電極６－６が配設され、表示電極６－６はサステイン電極（Ｘ電極）６－４とスキャン電極（Ｙ電極）６－５の対からなる。透明電極６－４ａ、６－５ａは透明導電体である酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる膜で形成され、その上に銀の単層膜からなるバス電極６－４ｂ、６－５ｂが透明電極６－４ａ、６－５ａより狭い幅で付設されている。なお、透明電極６－４ａ、６－５ａとして酸化スズや酸化亜鉛等、バス電極６－４ｂ、６－５ｂとしてアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成しても構わない。

　表示電極６－６を構成する透明電極６－４ａ、６－５ａとバス電極６－４ｂ、６－５ｂは誘電体層６－２により覆われる。誘電体層６－２は誘電体ガラス膜で形成される。そして誘電体層６－２の表面上に保護層６－３が形成される。この保護層６－３の形成方法の詳細については、後で詳しく説明する。

　次に、背面板６－１３およびその形成方法について説明する。背面基板６－１１上に表示電極６－６と直交したストライプ状のアドレス電極（Ａ電極）６－１０が配設される。背面基板６－１１はガラス基板であり、アドレス電極（Ａ電極）６－１０はアルミニウムの単層膜、またはクロム／銅／クロムの積層膜で形成される。

　アドレス電極（Ａ電極）６－１０は誘電体層６－９によって覆われ、その上には放電距離維持と隣接セル間のクロストークを防止する隔壁６－７が形成される。誘電体層６－９は誘電体ガラス膜で形成される。隔壁６－７は前面板６－１２の表示電極６－６とアドレス電極（Ａ電極）６－１０と平行に配設されており、アドレス電極（Ａ電極）６－１０は隔壁６－７間に位置する。表示電極６－６と対向する各隔壁６－７で囲まれた領域（空間）は放電空間６－１４であり、この放電空間６－１４に接するように誘電体層６－９上には蛍光体層６－８が形成される。蛍光体層６－８は赤色が（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_４：Ｅｕ^２+、青色がＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋、緑色がＺｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ^２＋で形成される。

　表示電極６－６とアドレス電極（Ａ電極）６－１０を直交するように前面板６－１２と背面板６－１３を対向配置させ、両板の非表示領域を封着剤により封着する。これにより外気と隔離された放電空間６－１４が形成される。放電空間６－１４には、放電ガスとしてネオン（Ｎｅ）－キセノン（Ｘｅ）をガス基体とした混合ガスが所定の圧力及び分圧で封入される。

　保護層６－３の形成方法について説明する。本発明の保護層６－３の主成分はＭｇＯであり、所定量のＳｃを含んでいる。本発明では、この保護層６－３を電子ビーム蒸着法により成膜する。このとき、膜質を制御するために、酸素ガスや水素ガス、水蒸気等を供給しても構わない。また、ＭｇＯの成膜方法として、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等を用いても構わない。これらの成膜方法により保護層６－３は３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。

　これらの蒸着源は、ＭｇＯとＳｃ化合物を出発材料として作製されるが、本発明者らが検討した結果、出発材料に用いるＭｇＯの純度が低く、不純物を多く含んでいると、Ｓｃを添加することにより得られる効果が低減することが分かっている。そのため、出発材料に用いるＭｇＯ中の不純物の濃度は、耐スパッタ性や低コスト化のニーズに対応するため、多くてもＭｇＯに対して２００質量ｐｐｍ以下であることが望ましい。従って、Ｓｃ濃度は、ＭｇＯに対して５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下が望ましい。表３は、本発明で用いたＭｇＯに含まれる不純物元素とその濃度の高周波誘導結合プラズマ質量分析（以下、ＩＣＰ－ＭＳと記す）による分析結果である。Ｚｎ、Ｍｎ以外の不純物元素は、検出限界未満であった。

　Ｓｃ化合物としては、酸化スカンジウム、炭酸スカンジウム、酢酸スカンジウム、硝酸スカンジウム、シュウ酸スカンジウム、ハロゲン化スカンジウム（ＳｃＸ_３；Ｘ＝Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）等を用いることができ、これらについても、高純度なものが望ましい。

　以上の方法により形成される保護層６－３のＭｇＯに対するＳｃ濃度は、ＩＣＰ－ＭＳを用いて測定することができる。

　このＰＤＰ６－１５に画像の階調表示方式としてＡＤＳ（Address Display-Period Separation）を適用した場合について説明する。図１１４は階調表示方式であるＡＤＳにおける１フィールドとサブフィールドの構成を説明するための図である。図１１５は図１１４中のアドレス期間において、放電セルを選択してアドレス放電させる駆動方法を説明するための図である。なお、図１１５中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。

　図１１４（I）で示されるように１フィールド（１６．６７ｍｓまたは１／６０ｓ）を所定の輝度比を有する複数のサブフィールドに分割している。それらのサブフィールドを画像に応じて選択的に発光させ、輝度の違いにより階調を表現している。各サブフィールドは、図１１４（II）で示されるリセット期間、アドレス期間、サステイン期間で構成される。

　リセット期間では、表示電極間に放電開始電圧以上の電圧が印加され、全ての放電セルでリセット放電が起こる。これにより、全ての放電セル内の壁電圧をほぼ均一に揃えることができる。

　アドレス期間では、画像データに基づき選択された放電セルのアドレス電極（Ａ電極）とスキャン電極（Ｙ電極）に電圧が印加される。図１１５は、３つの連続したスキャン電極（Ｙ電極）であり、（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）が選択され、（Ｙ_ｉ＋１電極）が選択されない時の、各電極に印加される電圧波形である。選択された放電セルの（Ｙ_ｉ電極）と（Ｙ_ｉ＋２電極）には、－Ｖｙのスキャンパルスが印加されるのと同期してアドレス電極（Ａ電極）に電圧Ｖａのアドレス電圧が印加されてアドレス放電（選択放電）が起こる。選択されアドレス放電が起こった放電セルでは、サステイン期間で行われるサステイン放電（表示放電）を行うのに必要な壁電荷が形成される。一方、選択されない放電セルの（Ｙ_ｉ＋１電極）では、－Ｖｙのスキャンパルスが印加される時にアドレス電極(Ａ電極)にアドレス電圧が印加されないため、アドレス放電が起こらない。これにより表示放電を行うのに必要な壁電荷が形成されず、サステイン期間でサステイン放電が起こらない。スキャンパルスの幅は、各サブフィールドのアドレス期間を表示電極対数によらず一定とすると、表示電極対数が増加するとスキャンパルス幅が短くなる。そのため、表示電極対数に応じて許容されるアドレス遅れ時間ｔ_ｄは異なる。

　図１１６は、ＰＤＰ６－１５を備えたプラズマディスプレイ装置６－２０の構成を示す説明図である。プラズマディスプレイ装置６－２０は、アドレス電極（Ａ電極）６－１０、スキャン電極（Ｙ電極）６－５、サステイン電極（Ｘ電極）６－４を有するＰＤＰ６－１５と、アドレス電極（Ａ電極）６－１０を駆動するためのアドレス駆動回路６－２１と、スキャン電極（Ｙ電極）６－５を駆動するためのスキャンパルス出力回路６－２２と、サステイン電極（Ｘ電極）６－４を駆動するためのサステインパルス出力回路６－２３と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路６－２４と、入力信号の処理を行う信号処理回路６－２５とを備えている。また、プラズマディスプレイ装置６－２０は、ＰＤＰ６－１５などに電圧を印加する駆動電源６－２６と映像信号を生成する映像源６－２７を備えている。

　プラズマディスプレイ装置６－２０は、ＰＤＰ６－１５が完成した後、ＰＤＰ６－１５の電極とフレキシブル基板とを異方性導電フィルムによって接合する。その後、ＰＤＰ６－１５の変形を防ぎ、放熱性を良くするために例えばアルミニウムなどの板が取り付けられ、この板の上に、駆動電源６－２６やアドレス駆動回路６－２１などの駆動回路が組み込まれ、プラズマディスプレイモジュールが完成する。その後、さらに検査などを行い、外装ケースを取り付けることによって、プラズマディスプレイ装置６－２０が完成する。

　保護層からプライミング電子が放電空間に放出されることは統計現象であるため、統計遅れ時間ｔ_ｓには揺らぎが生じる。図１１７は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを繰り返し計測した計測データを、アドレス放電遅れ時間ｔ_ｄ毎に累積数で表示した放電遅れ時間の頻度分布の一例である。同一放電セルにもかかわらず、約５００ｎｓをピークに、放電時間が早い場合は４００ｎｓ、放電時間が遅い場合は１０００ｎｓ以上を示しており、左右非対称な形状を示している。この繰り返し計測した計測データを用いて、以下の方法により保護層のプライミング電子放出特性を解析する。

　図１１８はプライミング電子放出特性の解析システム及び解析方法において、その構成及び手順の一例を示すブロック図、図１１９はその解析システムのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。

　まず、図１１８及び図１１９により、本発明に用いたプライミング電子放出特性の解析システムの構成を説明する。本発明に用いた解析システムは、保護層中の電子放出源に対する電子放出特性の解析システムとされ、パーソナルコンピュータ６－２２００と、計算装置６－１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ６－２２００は、記憶装置を含む入力装置６－１０１と、画像処理装置を含む出力装置６－１０３などから構成される。計算装置６－１０２は、ＣＰＵ装置６－２２０１と、記憶装置６－２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置６－２２０１と記憶装置６－２２０２は、データ転送用結合バス６－２２０４により接続されている。

　なお、図１１９では、複数の計算装置６－１０２が、データ転送用結合バス６－２２０５によりマトリクス状に接続される構成となっているが、これに限定されず、計算装置６－１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ６－２２００内に設けてもよい。

　次に、図１１８及び図１１９により、本発明で用いた電子放出特性の解析システムについて、その動作例を説明する。計算装置６－１０２において、記憶装置６－２２０２には電子放出特性の解析プログラムが記憶（保持）されており、パーソナルコンピュータ６－２２００からの指示により、ＣＰＵ装置６－２２０１がそのプログラムを読み出して演算処理を行う。その演算処理の結果は、記憶装置６－２２０２に保存される。演算処理に必要なデータ類は、パーソナルコンピュータ６－２２００から、データ転送用結合バス６－２２０５を介して送信される。また、計算装置６－１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス６－２２０５を介して、パーソナルコンピュータ６－２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ６－２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置６－１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置６－１０３で出力・表示される。

　図１１８に示すように、計算装置６－１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。

　まず、ステップＳ６－１０２－１において、ＰＤＰに対して計測した、サステイン電圧印加後からアドレス電圧印加までの休止時間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄの計測データを、入力装置６－１０１から計算装置６－１０２に入力する。

　次に、ステップＳ６－１０２－２において、計算装置６－１０２では、各休止時間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔに対する計測データをもとに、アドレス放電遅れ時間毎の累積数を計算し、放電確率頻度Ｐ（ｔ）を算出する。

　図１２０に、放電確率頻度の最大値を１に規格化した放電確率頻度Ｐ（ｔ）６－２０１を示した。放電確率頻度Ｐ（ｔ）は、短時間側ではガウス関数型であるが、長時間側はテールを引いた非対称な形状である。この放電確率頻度Ｐ（ｔ）と式（６－１）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図１２０には、既放電確率Ｇ（ｔ）６－２０２を示した。既放電確率Ｇ（ｔ）は、下に凸から上に凸の形状を示し、長時間側で傾きはなだらかになっている。

　ステップＳ６－１０２－３において、形成遅れ時間ｔ_ｆの揺らぎを取り除き、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めるために、

を満たす長時間領域における既放電確率Ｇ（ｔ）とその時刻ｔを用いる。ここで、ｔ_ｆ ^aveは形成遅れ時間ｔ_ｆの平均値、σ_tfは形成遅れ時間ｔ_ｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^aveと形成遅れ時間の分散値σ_tfは、アドレス電圧印加時にプライミング電子が存在するような短い休止時間ｔ_ｉの計測データに対して、そのアドレス放電遅れ時間の平均値と分散値から求めることができる。図１２０に示すように、

の長時間領域６－２０３を満たすｔ_a、ｔ_b、その既放電確率Ｇ（ｔ_a）とＧ（ｔ_b）、並びに、式（６－２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを算出する。

　例えば、ｔ_ｉ＝０．１ｍｓ、Ｔ＝２５℃の短い休止時間に対するアドレス放電遅れ時間の計測データでは、アドレス放電遅れ時間の平均値ｔ_ｆ ^ave＝０．５９μｓ、分散値σ_tf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ_63.2とｔ₉₅は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（６－２）を用いて得られたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、

は０．７１μｓになることから、

の長時間領域の条件を満たすことが分かる。

　同様にして、図１２１には、ｔ_ｉ＝１ｍｓ、１０ｍｓ、５０ｍｓとＴ＝－１０℃（２６３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）の１２個の計測条件に対する計測データから求めたプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^expをプロット６－３０１で示した。このようにして、休止時間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔにおける電子放出時定数ｔ_ｓ ^expを求めることができる。

　次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）を解析する方法を述べる。計算から求められるプライミング電子の電子放出時定数ｔ_ｓ ^thは、式（６－３）と（６－４）によりエネルギー状態密度Ｄ_ｊ（Ｅ）と関係付けられる。

ここで、ｆ_ｐｈは電子放出源のフォノン振動数、ｋ_Ｂはボルツマン定数である。また、Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）は、休止時間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件に対して、

を中心に最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1とエネルギー幅±数ｋ_ＢＴを有するウインドウ関数である。計測条件として、休止時間ｔ_ｉを一定、ＭｇＯの温度Ｔを変化させた計測では、ウインドウ関数は、最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1を一定としてエネルギーＥ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）が推移する。一方、ＭｇＯの温度Ｔを一定、休止時間ｔ_ｉを変化させた計測では、Ｅ_ｍ（ｔ_ｉ，Ｔ）が推移しながら、最大値e^-1ｔ_ｉ ^-1も変化する。

　図１２２に、休止時間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓ、０．１ｍｓ、１ｍｓ、１０ｍｓ、１００ｍｓ、１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝－１０℃（２６３．１５Ｋ）、０℃（２７３．１５Ｋ）、１０℃（２８３．１５Ｋ）、２５℃（２９８．１５Ｋ）、４０℃（３１３．１５Ｋ）、６０℃（３３３．１５Ｋ）におけるウインドウ関数が最大となるエネルギー

を示した。ここで、電子放出源のフォノン振動数ｆ_ｐｈは３．１×１０^１３Ｈｚとした。休止時間ｔ_ｉ＝０．０１ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝－１０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは４４３ｍｅＶである。また、休止時間ｔ_ｉ＝１０００ｍｓとＭｇＯの温度Ｔ＝６０℃では、ウインドウ関数が最大となるエネルギーは８９２ｍｅＶを表している。

　図１２３に示すように、電子放出時定数ｔ_ｓ ^thの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_j（Ｅ）６－４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗ_ｊ（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）６－４０２のエネルギーに対する重なり積分を計算し、全電子放出源の種類ｊについて和を取ることに等しいことが分かる。

　図１１８に示したステップＳ６－１０２－４において、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）として、式（６－５）のガウス関数を設定した場合において、図１２４に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力する探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　ステップＳ６－１０２－５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１と実効数Ｎ_ｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（６－５）を式（６－３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_１（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

　ステップＳ６－１０２－６において、休止時間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝４２に対して、式（６－６）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を求める。

　Σ_Ｎ＝４２　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　　　　　（６－６）
　このようにして、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１を出力装置６－１０３から出力・表示する。

　次に、新しい電子放出源が存在すると考えられる場合は、図１１８に示したステップＳ６－１０２－７に従って、ステップＳ６－１０２－４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）として、式（６－７）のガウス関数を設定した場合において、図１２４に従って、実効数Ｎ_ｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２を求める。このとき、これらパラメータ値を探索するために入力すべき探索範囲と探索幅、及び、個数について述べる。

　ステップＳ６－１０２－５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２と実効数Ｎ_ｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（６－７）を式（６－３）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ_２（Ｅ，ｔ_ｉ，Ｔ）のエネルギーに対する重なり積分を計算し、その逆数からｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)を求めることができる。

　ステップＳ６－１０２－６において、休止時間ｔ_ｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（６－８）で表された計測データから求めたｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ_１,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)とｔ_２,s ^th(ｔ_ｉ，Ｔ)の和に対する平均二乗誤差ＲＭＳＤが最小となる活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を求める。

　Σ_Ｎ＝１８　{ｔ_ｓ ^exp（ｔ_ｉ，Ｔ）-ｔ_１,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ） -ｔ_２,s ^th（ｔ_ｉ，Ｔ）}^２　（６－８）
　このようにして、第１種と第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）とＤ_２（Ｅ）に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，１、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，１、実効数Ｎ_ｅｅ,１、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥ_ａ，２、活性化エネルギーの分散値σ_Ｅ，２、実効数Ｎ_ｅｅ,２を出力装置６－１０３から出力・表示する。

　ＭｇＯの温度ＴをＰＤＰの温度として、以上の実験方法と解析手法により得られた、本発明によるＳｃを含むＭｇＯからなる保護層のエネルギー状態密度Ｄ_１（Ｅ）６－５０１とＤ_２（Ｅ）６－５０２を図１２５に示す。図１２５の破線６－５０３は、ＰＤＰに要求される前記の動作保証温度範囲－２０℃から６０℃と休止期間ｔ_ｉ＝１～５０ｍｓにおけるウインドウ関数のエネルギー領域４３０～８６０ｍｅＶである。つまり、このウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度が広く分布していることが望ましい。

　本発明の実施の形態のＳｃを含むＭｇＯは、ウインドウ関数のエネルギー領域に少なくとも２つの電子放出源が存在している。１つはウインドウ関数のエネルギー領域の中心付近である伝導帯底部から６６０ｍｅＶの深さを中心に分布しており、エネルギー状態密度が非常に大きい。もう一つはウインドウ関数のエネルギー領域の高エネルギー側の７８５ｍｅＶを中心に分布している。

　従って、ＭｇＯに対するＳｃ濃度を調製し、所定量以上のエネルギー状態密度とすれば、－２０℃から６０℃という広い温度範囲と休止期間ｔ_ｉ＝５０ｍｓという３ＴＶフィールド以上黒表示を行ったとしても安定したアドレス放電を行うことができる。

　以上、不純物としてＳｃを挙げて説明したが、エネルギー状態密度の形状は電圧変動ΔＶ_ＡＹが１以下となる条件と、アドレス放電遅れ時間が所望の駆動条件を満足する条件であれば、他の不純物材料でも可能となり、数種類の不純物の組み合わせでウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度を広く分布させることも可能となる。

　一方、ＭｇＯを主成分とする保護層の寿命、即ち、スパッタ耐性を維持させるため、不純物のドープ量は出来るだけ全体としては少なくした方が良い。そのため、ＭｇＯ膜中の不純物の組み合わせで必要なウインドウ関数のエネルギー領域にエネルギー状態密度が分布するように設計する必要がある。

　（実施の形態１）
　本実施の形態では、最適な不純物の組み合わせにおけるエネルギー状態密度形状について説明する。

　ＰＤＰではコントラスト向上のためにリセット放電回数を減らして駆動する方法がとられている。本実施の形態では、一例として、リセット放電回数は３ＴＶフィールドあたり最少で一回である場合について、即ち、休止期間ｔ_ｉの最大値である５０ｍｓでの－２０℃から６０℃の温度範囲におけるアドレス放電遅れ時間駆動条件を満足し、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹにより黒ノイズが発生しない形態について説明する。

　図１２６はエネルギー準位に対して３種類の不純物をドープした場合の状態密度分布を示す。図中のエネルギー状態密度Ｄ_３（Ｅ）６－５０３とＤ_４（Ｅ）６－５０４、Ｄ_５（Ｅ）６－５０５は、水素（Ｈ）、スカンジウム（Ｓｃ）、珪素（Ｓｉ）を不純物としてドープした結果である。統計遅れ時間ｔ_ｓはアドレス放電遅れ時間ｔ_ｄを複数回計測結果より式（６－２）と、図１２６のエネルギー状態密度Ｄ_３（Ｅ）６－５０３とＤ_４（Ｅ）６－５０４、Ｄ_５（Ｅ）６－５０５を基にして、休止時間ｔ_ｉと温度Ｔの計測条件より式（６－３）から得られる。なお、本実施の形態では、水素、スカンジウム、珪素を不純物としてドープしたが、同じようなエネルギー状態密度の形状をとる不純物であれば、他の不純物でも代用できる。

　図１２７に、－２０℃から６０℃（２５３．１５Ｋから３３３．１５Ｋ）の管面温度Ｔでの統計遅れ時間ｔ_ｓの温度依存性を示す。図１２７において、統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３となる０．３５μｓ（３．０Ｅ－０７ｓ）以下になる必要がある。図１２７でわかるように、休止期間ｔ_ｉが１ｍｓから５０ｍｓにおいて統計遅れ時間が０．３５μｓ以下になっていることがわかる。また、統計遅れ時間の温度依存性が－２０℃から６０℃の範囲において良好であることがわかる。一方、高温で動作させたときにおいて、壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹは、黒ノイズが発生しない、従来品と同等もしくはそれ以下になっていることがわかった。統計遅れ時間は、図１２６で示す状態密度をエネルギー準位で積分した値（面積）を増加させるほど短くなるが、状態密度の積分値が増加するほど、電圧変動ΔＶ_ＡＹが大きくなるため、出来るだけ少ない状態密度の積分値で、シングルスキャン方式を実現でき、温度特性を満足する統計遅れ時間になる必要があり、本実施の形態は状態密度の形状を最適化することにより実現している。

　以上から、本実施の形態では、保護層のウインドウ関数のエネルギー領域４００ｍｅＶ～１０００ｍｅＶにおいて、１種類以上の電子放出源のエネルギー状態密度関数が分布することによって、広い温度範囲において、高精細なＰＤＰをシングルスキャン方式で駆動することができ、高温で動作させても電圧変動ΔＶ_ＡＹにより黒ノイズが発生しないことが実現できた。特に、本実施の形態では３種類の電子放出源になりうる不純物をドープしたものである。ＭｇＯを主成分とする保護層へ実施し、ウインドウ関数のエネルギー領域５００ｍｅＶ～８５０ｍｅＶにおいて、電子放出源のエネルギー状態密度関数の形状がウインドウ関数のエネルギー領域において、状態密度が最大値の５０％以上の値をもって一定であることで、統計遅れ時間の温度特性が良好な保護層を実現できた。

　尚、本実施の形態では、一例としてリセット放電回数は３ＴＶフィールドあたり最少で一回（休止期間ｔ_ｉが５０ｍｓ程度）である場合について説明したが、コントラスト向上できるブラックマトリックス技術等を導入することにより、休止期間ｔ_ｉが短い条件で最適解を求めてもよい。その場合は、エネルギー状態密度の数は少なくて済み、より電圧変動ΔＶ_ＡＹも少なく済む。不純物のドープ量が少なくて済むと、ＭｇＯを主成分とする保護層の結晶性（より硬い保護層となる）が良好となり、ＰＤＰの寿命を長くできる利点がある。

　（実施の形態２）
　前記実施の形態１では連続的にエネルギー状態密度が分布した場合であるが、本実施の形態では離散的に分布した場合について説明する。

　図１２８にはエネルギー準位に対して３種類の不純物をドープした場合の状態密度分布を示す。図中のエネルギー状態密度Ｄ_６（Ｅ）６－５０６とＤ_７（Ｅ）６－５０７、Ｄ_８（Ｅ）６－５０８は、電子放出源のエネルギー状態密度関数の形状がウインドウ関数のエネルギー領域において、状態密度が最大値の１０％以上の値をもってピークを少なくとも２種類以上もって、離散的に分布している。

　図１２９は、図１２８の状態密度分布を持ったＭｇＯを主成分とする保護層において、－２０℃から６０℃（２５３．１５Ｋから３３３．１５Ｋ）の管面温度Ｔでの統計遅れ時間ｔ_ｓの温度依存性を示す。図１２９において、統計遅れ時間ｔ_ｓは、シングルスキャン方式を実現するために従来品のＭｇＯの統計遅れ時間ｔ_ｓの１／３となる０．３５μｓ（３．０Ｅ－０７ｓ）以下になる必要がある。図１２９でわかるように、休止期間ｔ_ｉが１ｍｓから５０ｍｓにおいて統計遅れ時間が０．３５μｓ以下になっていることがわかる。また、統計遅れ時間の温度依存性が－２０℃から６０℃の範囲において良好であることがわかる。一方、高温で動作させたときにおいて、壁電荷の減少に伴う電圧変動ΔＶ_ＡＹは、黒ノイズが発生しない、従来品と同等もしくはそれ以下になっていることがわかった。

　前記実施の形態１の図１２６では連続的に状態密度を分布させることにより、統計遅れ時間と電圧変動ΔＶ_ＡＹの両方を満足させていたが、本実施の形態では、離散的に分布した場合でもウインドウ関数のエネルギー領域４００ｍｅＶ～１０００ｍｅＶにおいて、１種類以上の電子放出源のエネルギー状態密度関数が分布することによって実現している。但し、統計遅れ時間の温度特性は図１２９では、図１２７と比較すると、休止時間が大きい方（５０ｍｓと２６ｍｓ）では変動が少しある。これはエネルギー状態密度関数が離散的に分布している影響である。

　（実施の形態３）
　前記実施の形態１と２における前面板の構成と形成方法が異なるＰＤＰについて、図１３０を用いて説明する。

　前面板６－１２は前面基板６－１上にアドレス電極（Ａ電極）６－１０と直交したストライプ状のサステイン電極（Ｘ電極）６－４とスキャン電極（Ｙ電極）６－５の対からなる表示電極６－６が複数形成される。表示電極６－６は透明電極６－４ａ、６－５ａとバス電極６－４ｂ、６－５ｂとで構成される。表示電極６－６上には誘電体層６－２が形成される。この誘電体層６－２の表面上には、第１の保護層６－１６と第２の保護層６－１７からなる保護層６－３が３００から１０００ｎｍの厚さで形成される。

　第１の保護層６－１６は水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含まないＭｇＯからなり、１５０ｎｍから８５０ｎｍの厚さに形成してある。なお、第１の保護層６－１６は不純物元素を含むＭｇＯやその他の金属酸化物で形成しても構わない。

　第２の保護層６－１７は水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯからなり、第１の保護層６－１６上に５０ｎｍから１５０ｎｍ積層される。この第２の保護層６－１７は、ＭｇＯに対するＳｃ濃度が１０質量ｐｐｍ以上２４０ｐｐｍ以下である。

　次に、本実施の形態の保護層を形成する手法について図１３１を用いて説明する。本実施の形態による保護層は、２つの蒸着室６－３１ａ、６－３１ｂを有する真空蒸着装置を用いて、電子ビーム蒸着により形成される。まず、表示電極と誘電体層が形成された前面板６－１２を、誘電体層が形成された面が蒸着源に対向する向きで所定のホルダーに装着し、準備室６－３２に水平に配置する。次に、仕切り扉６－３３を閉じて準備室６－３２を真空ポンプにより排気し、１×１０^－３Ｐａ以下の真空状態にし、ヒーターにより前面板６－１２を約２５０℃まで加熱して表面に吸着された水分等を除去する。

　次に、準備室６－３２と第１の蒸着室６－３１ａの仕切り扉６－３４を開け、温度と真空状態を維持しながら前面板６－１２を第１の蒸着室６－３１ａに導入する。導入後、準備室６－３２と第１の蒸着室６－３１ａの仕切り扉６－３４を閉じる。第１の蒸着室６－３１ａのハース６－３０ａには、Ｓｃを含まないＭｇＯのペレット状の蒸着源が充填される。蒸着は、熱電子を蒸着源に照射して加熱、蒸発させて誘電体層上に第１の保護層６－１６が形成される。このとき、前面板６－１２はヒーターにより２００～３００℃に加熱されている。また、第１の蒸着室６－３１ａには酸素ガスが約１×１０^－２Ｐａの圧力となるように導入される。

　第１の保護層６－１６を形成後、第１の蒸着室６－３１ａと搬送室６－３５の仕切り扉６－３６を開け、搬送室６－３５に前面板６－１２を移動させた後に仕切り扉６－３６を閉め、搬送室６－３５と第２の蒸着室６－３１ｂの仕切り扉６－３７を開けて前面板６－１２を第２の蒸着室６－３１ｂに導入する。第２の蒸着室６－３１ｂは第１の蒸着室６－３１ａと基本的に同構造であるが、蒸着源のハース６－３０ｂには基本形態と同じくＳｃを含むＭｇＯからなるペレット状の蒸着源が充填され、第１の保護層６－１６と同様な条件で第１の保護層６－１６上に第２の保護層６－１７が形成される。

　第２の保護層６－１７を形成後、前面板６－１２を冷却室６－３８に導入し、第２の蒸着室６－３１ｂと冷却室６－３８の仕切り扉６－３９を閉め、前面板６－１２を室温付近まで冷却し、冷却室６－３８に不活性ガスを導入して真空状態から大気圧にする。冷却室６－３８が大気圧になったら前面板６－１２を搬出する。

　本実施の形態では、第１の保護層６－１６と第２の保護層６－１７を電子ビーム蒸着法により形成したが、イオンアシスト蒸着法、スパッタリング法、化学蒸着（ＣＶＤ）法等により形成しても構わない。

　統計遅れ時間ｔ_ｓ及び電圧変動ΔＶ_ＡＹは保護層６－３のプライミング電子の放出特性に関係する。本実施の形態では、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯからなる第２の保護層６－１７が選択的に放電空間に面して形成されており、所望のプライミング電子の放出特性を得ることができる。さらに、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどが第２の保護層６－１７にしか含まれておらず、コストを低減することが可能となる。

　（実施の形態４）
　前記実施の形態１から３における前面板の構成と形成方法が異なるＰＤＰについて、図１３２を用いて説明する。

　前面板６－１２は前面基板６－１上にアドレス電極（Ａ電極）６－１０と直交したストライプ状のサステイン電極（Ｘ電極）６－４とスキャン電極（Ｙ電極）６－５の対からなる表示電極６－６が複数形成される。表示電極６－６は透明電極６－４ａ、６－５ａとバス電極６－４ｂ、６－５ｂとで構成される。表示電極６－６上には誘電体層６－２が形成される。この誘電体層６－２の表面上には、第１の保護層６－１６と第２の保護層６－１７からなる保護層６－３が形成される。

　第１の保護層６－１６はＭｇＯを主成分としており、基本形態と同様に誘電体層６－２上に３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さで形成される。第２の保護層６－１７は、第１の保護層６－１６上にＳｃを含むＭｇＯの粒子を付着させることにより形成される。

　この第２の保護層６－１７の形成方法について説明する。第２の保護層６－１７は、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯの粒子を分散媒に分散させた懸濁液を第１の保護層６－１６の表面に散布し、その後、前記分散媒を蒸発させることにより形成される。

　最初に、ＭｇＯに対してＳｃ濃度が１０００ｐｐｍとなるように、ＭｇＯ粉末とＳｃ化合物の粉末を秤量して十分混合する。このＭｇＯ粉末は、不純物の濃度が多くても２００重量ｐｐｍ以下であることが望ましい。Ｓｃ化合物の粉末についても、高純度なものが望ましい。また、Ｓｃ化合物としては、酸化スカンジウム、炭酸スカンジウム、酢酸スカンジウム、硝酸スカンジウム、シュウ酸スカンジウム、ハロゲン化スカンジウム（ＳｃＸ_３；Ｘ＝Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）等を用いることができる。

　このＭｇＯとＳｃ化合物の混合粉末をアルミナ坩堝に入れ、１０００から１６００℃で焼成を大気雰囲気下で行う。焼成後に得られた焼成物をアルミナ坩堝から取り出し、ほぐすことによりＳｃを含むＭｇＯ粉末が得られる。

　なお、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯ粉末を本実施の形態のような固相法ではなく、溶液法、気相法を用いて作製しても構わない。

　水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯ粒子は、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯ粉末を分散媒に入れて攪拌により分散させるか、超音波により分散させることによって得られる。分散させる分散媒の種類は、第１の保護層６－１６との反応性が低く、揮発性の高いエタノール、特に炭素数１～５の低級アルコールが望ましい。

　この水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯ粒子が分散した懸濁液をスプレー法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、ディスペンサ法、インクジェット法、ロールコート法、静電塗布法等により第１の保護層６－１６上へ散布することにより、第２の保護層６－１７が得られる。

　保護層６－３の形成には、一般に蒸着法が用いられている。しかし、蒸着源と保護層６－３とでは目的とする不純物元素の濃度が異なることがあり、濃度を制御することが困難である。本実施の形態では、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯからなる第２の保護層６－１７を蒸着法ではなく前面板に直接散布しており、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯ粒子のＳｃ濃度や第２の保護層６－１７による被覆率を制御することで、所望の効果を容易に得ることができる。

　また、本発明者らが検討した結果、水素、Ｓｃ、Ｓｉなどを含むＭｇＯを蒸着する場合、Ｓｃ濃度が蒸着源よりも保護層６－３の方が少なくなることがわかっている。本実施の形態では、保護層６－３中のＳｃ濃度を考慮して、高コストなＳｃを蒸着源に過剰に添加する必要がなく、コストを低減することが可能となる。

　（実施の形態５）
　図１３３に本実施の形態１から４のいずれかの保護層のＰＤＰを用いた画像表示装置の一例を示す。本実施の形態の保護層のＰＤＰを用いた画像表示装置６－１６０２は、プラズマディスプレイパネル６－１６００、駆動回路６－１６０１、映像源６－１６０３等から構成され、プラズマディスプレイパネル６－１６００へ駆動回路６－１６０１を経由して映像源６－１６０３から信号を送信することによって駆動することができる。

　以上、本発明者によってなされた発明を、実施の基本形態、実施の形態１から５に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の基本形態および形態１から５に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

　［第１の技術の産業上の利用可能性］
　本発明は、プラズマディスプレイ装置、特に、高精細なＡＣ面放電型ＰＤＰに有効で、映像機器産業、宣伝機器産業、医療機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用されるものである。

　［第２の技術の産業上の利用可能性］
　本発明は、プラズマディスプレイパネル及びプラズマディスプレイ装置に関し、特に、高画質で高効率なプラズマディスプレイパネルに適用して有効で、映像機器産業、宣伝機器産業、医療機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用されるものである。すなわち、広い温度範囲で放電応答性が良好なプラズマディスプレイ装置を提供することができ、さらには、放電応答性が良好なプラズマディスプレイ装置の製造方法を提供することができるため、高画質と低コストを両立する高品位なＰＤＰ表示装置への適用効果が大きい。

　［第３の技術の産業上の利用可能性］
　本発明は、プラズマディスプレイ装置、特に、高精細なＡＣ面放電型ＰＤＰに有効で、映像機器産業、宣伝機器産業、医療機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用されるものである。

　［第４の技術の産業上の利用可能性］
　本発明は、プラズマディスプレイ装置、特に、高精細なＡＣ面放電型ＰＤＰに適用して有効であり、映像機器産業、宣伝機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用することができる。

　［第５の技術の産業上の利用可能性］
　本発明は、プラズマディスプレイ装置、特に、高精細なＡＣ面放電型ＰＤＰに適用して有効であり、映像機器産業、宣伝機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用することができる。

　［第６の技術の産業上の利用可能性］
　本発明は、プラズマディスプレイ装置、特に、高精細なＡＣ面内放電型ＰＤＰに有効で、映像機器産業、宣伝機器産業、プラズマディスプレイ装置の製造業といった産業に幅広く利用されるものである。

　［第１の技術の符号の説明］
　１－１　前面基板
　１－２　誘電体層
　１－３　保護層
　１－４　サステイン電極（Ｘ）
　１－４ａ　透明電極
　１－４ｂ　バス電極
　１－５　スキャン電極（Ｙ）
　１－５ａ　透明電極
　１－５ｂ　バス電極
　１－６　表示電極
　１－７　隔壁
　１－８　蛍光体層
　１－９　誘電体層
　１－１０　アドレス電極（Ａ）
　１－１１　背面基板
　１－１２　前面板
　１－１３　背面板
　１－１４　放電空間
　１－１５　ＰＤＰ
　１－２０　プラズマディスプレイ装置
　１－２１　アドレス駆動回路
　１－２２　スキャンパルス出力回路
　１－２３　サステインパルス出力回路
　１－２４　駆動制御回路
　１－２５　信号処理回路
　１－２６　駆動電源
　１－２７　映像源
　１－１０１　入力装置
　１－１０２　計算装置
　１－１０３　出力装置
　１－２２００　パーソナルコンピュータ
　１－２２０１　ＣＰＵ装置
　１－２２０２　記憶装置
　１－２２０４　データ転送用結合バス
　１－２２０５　データ転送用結合バス
　１－ＣＬ　放電セル
　［第２の技術の符号の説明］
　２－１　　前面基板
　２－２、２－２ａ、２－２ｂ　　透明電極
　２－３、２－３ａ、２－３ｂ　　バス電極
　２－４　　誘電体層
　２－５　　保護層
　２－６　　背面基板
　２－７　　隔壁
　２－８　　誘電体層
　２－９　　アドレス電極（Ａ電極）
　２－１０　　蛍光体層
　２－１１　　放電空間
　２－１２　　サステイン電極（Ｘ電極）
　２－１３　　スキャン電極（Ｙ電極）
　２－１４　　表示電極対
　２－２０　　プラズマディスプレイパネル
　２－２１　　駆動電源
　２－２２　　映像源
　２－２３　　プラズマディスプレイ装置
　２－２４　　アドレス駆動回路
　２－２５　　サステインパルス出力回路
　２－２６　　スキャンパルス出力回路
　２－２７　　駆動制御回路
　２－２８　　信号処理回路
　２－１００、２－２００　　ＰＤＰ
　２－１０１　入力装置
　２－１０２　計算装置
　２－１０３　出力装置
　２－２２００　パーソナルコンピュータ
　２－２２０１　ＣＰＵ装置
　２－２２０２　記憶装置
　２－２２０４、２２０５　データ転送用結合バス
　［第３の技術の符号の説明］
　３－１　前面基板
　３－２　誘電体層
　３－３　保護層
　３－４　サステイン電極（Ｘ）
　３－４ａ　透明電極
　３－４ｂ　バス電極
　３－５　スキャン電極（Ｙ）
　３－５ａ　透明電極
　３－５ｂ　バス電極
　３－６　表示電極
　３－７　隔壁
　３－８　蛍光体層
　３－９　誘電体層
　３－１０　アドレス電極（Ａ）
　３－１１　背面基板
　３－１２　前面板
　３－１３　背面板
　３－１４　放電空間
　３－１５　ＰＤＰ
　３－２０　プラズマディスプレイ装置
　３－２１　アドレス駆動回路
　３－２２　スキャンパルス出力回路
　３－２３　サステインパルス出力回路
　３－２４　駆動制御回路
　３－２５　信号処理回路
　３－２６　駆動電源
　３－２７　映像源
　３－１０１　入力装置
　３－１０２　計算装置
　３－１０３　出力装置
　３－２２００　パーソナルコンピュータ
　３－２２０１　ＣＰＵ装置
　３－２２０２　記憶装置
　３－２２０４　データ転送用結合バス
　３－２２０５　データ転送用結合バス
　３－ＣＬ　放電セル
　［第４の技術の符号の説明］
　４－１　前面基板
　４－２　誘電体層
　４－３　保護膜
　４－４　サステイン電極（Ｘ電極）
　４－４ａ、４－５ａ　透明電極
　４－４ｂ、４－５ｂ　バス電極
　４－５　スキャン電極（Ｙ電極）
　４－６　表示電極対
　４－７、４－７ａ、４－７ｂ　隔壁
　４－８、４－８ｂ、４－８ｇ、４－８ｒ　蛍光体
　４－９　誘電体層
　４－１０　アドレス電極
　４－１１　背面基板
　４－１２　前面板
　４－１３　背面板
　４－１４　放電空間
　４－１５　ＰＤＰ（プラズマディスプレイ装置）
　４－ＣＬ　放電セル
　Ｖｓ_ｃ　マージンセンタ
　［第５の技術の符号の説明］
　５－１　前面基板
　５－２　誘電体層
　５－３　保護膜
　５－４　サステイン電極（Ｘ電極）
　５－４ａ、５－５ａ　透明電極
　５－４ｂ、５－５ｂ　バス電極
　５－５　スキャン電極（Ｙ電極）
　５－６　　表示電極対
　５－７、５－７ａ、５－７ｂ　隔壁
　５－８、５－８ｂ、５－８ｇ、５－８ｒ　蛍光体
　５－９　誘電体層
　５－１０　アドレス電極
　５－１１　背面基板
　５－１２　前面板
　５－１３　背面板
　５－１４　放電空間
　５－１５　ＰＤＰ（プラズマディスプレイ装置）
　５－２０　バンドギャップ
　５－２１　価電子帯
　５－２２　伝導帯
　５－２３　紫外線
　５－２４　フェルミ準位
　５－２５　アクセプタ準位
　５－２６　表面準位
　５－２７　ドナー準位
　５－２７ａ　浅いドナー準位
　５－２７ｂ　深いドナー準位
　５－２８　真空準位
　５－２９　電子親和力
　５－３０　トラップ準位
　５－３１　Ｍｇイオン（アルカリ土類金属イオン）
　５－３２　１価イオン（第１添加元素イオン）
　５－３３　３価イオン（第２添加元素イオン）
　５－３４　酸素欠損
　５－３５　金属欠損
　５－３６　酸素イオン
　５－ＣＬ　放電セル
　５－ＴＬ　発光
　Ｖｓ_ｃ　マージンセンタ
　［第６の技術の符号の説明］
　６－１　前面基板
　６－２　誘電体層
　６－３　保護層
　６－４　サステイン電極（Ｘ）
　６－４ａ　透明電極
　６－４ｂ　バス電極
　６－５　スキャン電極（Ｙ）
　６－５ａ　透明電極
　６－５ｂ　バス電極
　６－６　表示電極
　６－７　隔壁
　６－８　蛍光体層
　６－９　誘電体層
　６－１０　アドレス電極（Ａ）
　６－１１　背面基板
　６－１２　前面板
　６－１３　背面板
　６－１４　放電空間
　６－１５　ＰＤＰ
　６－１６　第１の保護層
　６－１７　第２の保護層
　６－２０　プラズマディスプレイ装置
　６－２１　アドレス駆動回路
　６－２２　スキャンパルス出力回路
　６－２３　サステインパルス出力回路
　６－２４　駆動制御回路
　６－２５　信号処理回路
　６－２６　駆動電源
　６－２７　映像源
　６－３０ａ、６－３０ｂ　ハース
　６－３１ａ、６－３１ｂ　蒸着室
　６－３２　準備室
　６－３３、６－３４、６－３６、６－３７、６－３９　仕切り扉
　６－３５　搬送室
　６－３８　冷却室
　６－１０１　入力装置
　６－１０２　計算装置
　６－１０３　出力装置
　６－１６００　プラズマディスプレイパネル
　６－１６０１　駆動回路
　６－１６０２　画像表示装置
　６－１６０３　映像源
　６－２２００　パーソナルコンピュータ
　６－２２０１　ＣＰＵ装置
　６－２２０２　記憶装置
　６－２２０４、６－２２０５　データ転送用結合バス
　６－ＣＬ　放電セル

Claims

　一対の基板が対向に配置されて放電空間を形成し、一方の基板上に複数の電極と前記電極上に誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層が形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたプラズマディスプレイパネルと、
　前記プラズマディスプレイパネルの表示面全体の帯電状態を揃えるリセット期間、表示放電を行う放電セルを選択するアドレス期間、表示放電を行うサステイン期間からなる駆動方法を実現する駆動装置とを有し、
　前記保護層は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度が１０質量ｐｐｍ以上７４０質量ｐｐｍ以下であり、且つ、０．２２ｘ＋１２≦ｙ≦１／（８．０×１０^－４ｌｎｘ＋１．９×１０^－３）…（１－Ｉ）、（但し、式（１－Ｉ）において、ｙは前記ＭｇＯに対して含まれる前記Ｓｃの濃度であり、単位は質量ｐｐｍで示され、ｘは前記駆動方法においての最大リセット間隔で、単位はｍｓであり、０．５≦ｘ≦５０の範囲の値である）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
　一対の基板が対向に配置されて放電空間を形成し、一方の基板上に複数の電極と前記電極上に誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層が形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたプラズマディスプレイパネルであって、
　前記保護層は、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度は、１０質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項２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、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度は、１５質量ｐｐｍ以上２４０質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項２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、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度は、２５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項２から４のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動装置とからなることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
　間隔をあけて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に設けられ前記一対の基板間の間隔を保持する隔壁と、前記一対の基板間に形成された空間内に封入され放電により紫外線を発生する放電ガスと、前記一対の基板の対向面の少なくとも一方の上に配置された電極とを備え、前記電極を覆う誘電体層と、前記誘電体層を覆う保護層が配置されたプラズマディスプレイパネルであって、
　前記保護層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を主成分とし、不純物元素としてスカンジウム（Ｓｃ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上５２５質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下であり、且つ、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度をｘ（単位は質量ｐｐｍ）、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度をｙ（単位は質量ｐｐｍ）とした場合に、ｙ≦－３．５ｘ＋１８４５…（２－I）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項６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、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が７質量ｐｐｍ以上２１７質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上４０５質量ｐｐｍ以下であり、且つ、－７４ｘ＋８８７≦ｙ≦－１．９ｘ＋４１８…（２－II）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項６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、前記スカンジウム（Ｓｃ）の濃度が１５質量ｐｐｍ以上２００質量ｐｐｍ以下であり、前記シリコン（Ｓｉ）の濃度が５質量ｐｐｍ以上２８４質量ｐｐｍ以下であり、且つ、－６３ｘ＋１２２７≦ｙ≦－１．５ｘ＋３０６…（２－III）、－１．５ｘ＋８７≦ｙ≦－１．５ｘ＋３０６…（２－IV）、（但し、式（２－III）において１５≦ｘ＜１９、式（２－IV）において１９≦ｘ≦２００の範囲である）、を満たすことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項６～８のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
　前記放電ガスを封入する工程は、組成比１０％以上となる量でＸｅを含んで構成されたガスを封入する段階を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
　請求項６～８のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動装置とからなることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
　一対の基板が対向に配置されて放電空間を形成し、一方の基板上に複数の電極と前記電極上に誘電体層と前記誘電体層を覆う保護層が形成され、前記放電空間には放電ガスが充填されたプラズマディスプレイパネルであって、
　前記保護層は、プライミング電子放出源の実効数の総数を１．１×１０^６個／セル以上、８．１×１０^６個／セル以下含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項１１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、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素として少なくともＳｃを含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項１１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、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳｃを含み、
　前記ＭｇＯに対する前記Ｓｃの濃度は、４５質量ｐｐｍ以上、７３５質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項１１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、ＭｇＯを主成分とし、不純物元素としてＳi、Ａｌ、Ｙ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｈの中から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項１１～１４のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
　前記放電ガスは、組成比８％以上となる量でＸｅを含んで構成されることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
　請求項１１～１５のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルを製造するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
　前記保護層を形成する工程においては、プラズマガンを使用することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
　請求項１６記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法において、
　前記保護層を形成する工程においては、蒸着室内にＯ_２を流通させながら蒸着することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
　請求項１６記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法において、
　前記保護層を形成する工程においては、蒸着室内にＨ_２Ｏを流通させながら蒸着することを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
　請求項１１～１５のいずれか１項に記載のプラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルを駆動する駆動装置とからなることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
　対向配置される前面板および背面板の間に形成され、内部に放電ガスが充填された放電空間を有し、
　前記前面板の内面側には、複数の表示電極対、前記複数の表示電極対を覆う誘電体層、および前記誘電体層を覆う保護膜が順次積層され、
　前記保護膜は、Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅの群から選ばれる少なくとも１種の添加材料を１０～１０００ａｔｏｍ　ｐｐｍの範囲で含むＭｇＯ膜で、かつ、波長６３２．８ｎｍにおける屈折率が１．７２以上であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
　請求項２０に記載のプラズマディスプレイ装置において、
　前記添加材料には、Ｓｃが含まれることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
　請求項２０または請求項２１に記載のプラズマディスプレイ装置において、
　前記保護膜は、膜密度が３．４７ｇ/ｃｍ^３以上であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
　前面板の第１の面に、複数の表示電極対、前記複数の表示電極対を覆う誘電体層、および前記誘電体層を覆う保護膜を順次積層する工程、
　背面板を準備して、前記前面板の前記第１の面と前記背面板の第２の面を、放電空間を介して対向配置する工程、
　前記放電空間内に放電ガスを充填する工程、を有し、
　前記保護膜を形成する工程では、
　Ｓｃ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅの群から選ばれる少なくとも１種の添加材料を１０～１０００ａｔｏｍ　ｐｐｍの範囲で含むＭｇＯからなる蒸着源ペレットを、Ｈ_２Ｏを含む雰囲気で蒸着することにより、前記保護膜を形成することを特徴とするプラズマディスプレイ装置の製造方法。
　請求項２３に記載のプラズマディスプレイ装置の製造方法において、
　前記保護膜を蒸着する際の雰囲気中のＨ_２Ｏの分圧は、３×１０^－３Ｐａ以上であることを特徴とするプラズマディスプレイ装置の製造方法。