プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法ならびにこれを用いたプラズマディスプレイ装置
【課題】ＰＤＰのアドレス電圧変化量の増大を抑制する。
【解決手段】基板上に配置された表示電極対であるＸ、Ｙ電極１４、１５と、Ｘ、Ｙ電極１４、１５を被覆する誘電体層１７と、この誘電体層１７を被覆する保護層１８とを有する。保護層１８は誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとを備えている。また、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向が（１１０）配向となっているＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、ＭｇＯ膜１８ａの結晶密度を高くすることができるので、アドレス電圧変化量の増大を抑制することができる。
【解決手段】基板上に配置された表示電極対であるＸ、Ｙ電極１４、１５と、Ｘ、Ｙ電極１４、１５を被覆する誘電体層１７と、この誘電体層１７を被覆する保護層１８とを有する。保護層１８は誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとを備えている。また、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向が（１１０）配向となっているＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、ＭｇＯ膜１８ａの結晶密度を高くすることができるので、アドレス電圧変化量の増大を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびその製造技術に関し、特に、保護膜の表面に複数のＭｇＯ結晶粒子が付着した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。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）は、例えば希ガスなどの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、この際に発生する真空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。
【０００３】
現在、一般に商品化されているＡＣ（交流）駆動方式のＰＤＰは面放電型である。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。
【０００４】
前記一般の面放電型ＡＣ型ＰＤＰの前面基板では、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に保護膜を設ける。また、この保護膜は、誘電体層を放電時のスパッタから誘電体層を保護する機能の他、該保護膜にイオンが衝突することにより、二次電子を放出し、放電を成長させる機能も有する。
【０００５】
前記保護膜として、耐イオン衝撃性や二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。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３２４７６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＤＰでは所定のフレーム時間（フィールド）を、複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドで行う維持放電（表示放電）の回数の組み合わせにより階調表示を行う。また、画像を形成するために、サブフィールド毎に、点灯するセルを選択する動作（アドレス動作）を行う。アドレス動作には、アドレス放電を発生させたセルで表示放電をさせる選択書き込み方式と、アドレス放電を発生させないセルで表示放電をさせる選択消去方式がある。例えば、選択書き込み放電では、選択するセルの走査電極とアドレス電極へパルスを印加して放電（アドレス放電）を発生させて壁電荷を形成する。その後、セル群に対して駆動波形の印加により選択セルで維持放電（表示放電）を発生させる動作（維持動作）を行う。
【０００７】
＜放電遅れについての検討＞
前記ＭｇＯの保護膜は二次電子放射係数が高く、放電開始電圧を低減するには有効である。しかし近年、ＰＤＰの高精細化の要求に伴ってアドレス速度を向上させる必要が生じ、この結果、放電遅れの改善が新たに重要な課題となっている。
【０００８】
放電遅れとは、一般に形成遅れと統計遅れの和として考えられる。形成遅れは、電極間に生成した初電子が発生してから明確な放電が形成されるまでの時間であり、多数回放電を実施したときの略最小放電時間と見なされている。一方、統計遅れは、電圧印加から電離が始まって放電が開始するまでの時間であり、表示セル毎の放電遅れのばらつきは、この時間によりほぼ支配されるため、一般に統計遅れと呼ばれている。
【０００９】
これらの放電遅れが長いと、表示ミス防止のためにアドレス時間を長くせざるを得ず、画像形成に寄与する表示期間が短くなるなどの悪影響を与える。したがって、ＰＤＰにとって、放電遅れが短いことが望ましい。
【００１０】
ガス放電では、空間（放電空間）中の荷電粒子が外部電界によって加速され、他のガス分子に衝突し、該ガス分子が電離することで電離粒子の数を増やし成長するが、最初に荷電粒子が供給されないと放電は始まらず、荷電粒子が供給されるまで放電開始が遅れる。したがって放電の種火となるプライミング電子（初期荷電粒子）を放電空間内により多く供給する程、放電遅れを短くすることができる。
【００１１】
近年、放電空間内のプライミング電子の数を供給する手段として、保護膜上に単結晶のＭｇＯ粉末を付着させる構造が提案されている。この単結晶のＭｇＯ粉末を付着させることにより、プライミング電子の供給量が増加する原理は、完全に解明された訳ではないが、放電遅れを改善することができることが、実験的に確認されている。
【００１２】
＜単結晶のＭｇＯ粉末を付着することにより生じる新たな課題の検討＞
ところが、本願発明者が検討した結果、保護膜上に単結晶のＭｇＯ粉末を付着させたＰＤＰにおいては、以下に示す新たな課題が生じることを見出した。
【００１３】
すなわち、アドレス放電を行うために必要な印加電圧であるアドレス電圧にばらつきが大きくなるという課題である。詳しく説明すると、アドレス動作では、表示電極対の延在方向に沿って並べて配置されるアドレス電極にアドレス電圧を印加する。一方、ＰＤＰの表示ラインを構成する複数の表示電極対の一方は走査電極と呼ばれ、アドレス動作においては、この走査電極毎に順次スキャンしながら走査パルスを印加する。
【００１４】
アドレス放電は、アドレス電圧が印加されたアドレス電極と、走査パルスが印加された走査電極が交差するセルで発生することとなる。したがって、アドレス電極にアドレス電圧を印加するのみでは、アドレス放電は開始されず、走査パルスが印加されることにより開始されるので、アドレス放電が開始されるタイミングは、表示ライン毎に異なっている。
【００１５】
ここで、前記した保護膜上に単結晶のＭｇＯ粉末を付着させたＰＤＰにおいては、アドレス動作の初期段階で印加するアドレス電圧と、アドレス動作の後半で印加するアドレス電圧の必要電圧量の差（以下アドレス電圧変化量と呼ぶ）が非常に大きくなることが判明した。
【００１６】
また、前記アドレス電圧変化量は、ＰＤＰの温度にも依存し、ＰＤＰの温度が高くなるほど、アドレス電圧変化量が増大することが判明した。
【００１７】
アドレス放電において放電不良が発生すると、表示不良の原因となるので、アドレス電圧変化量が増大するＰＤＰにおいては、高い側の電圧にあわせて印加するアドレス電圧を設定することとなる。この結果、アドレス電圧を制御するマージンが狭くなる。
【００１８】
また、アドレス電圧の上昇により、ＰＤＰの消費電力の上昇を招くこととなる。
【００１９】
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のアドレス電圧変化量の増大を抑制することができる技術を提供することにある。
【００２０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
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。
【００２２】
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、放電ガスを封入して形成された放電空間を介して対向する一対の基板構造体を備え、前記一対の基板構造体の一方は、基板上に配置された複数の表示電極対と、前記複数の表示電極対を被覆する誘電体層と、この誘電体層を被覆する保護層とを有し、前記保護層は、前記誘電体層の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜と、前記ＭｇＯ膜上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子とを備え、前記ＭｇＯ膜の結晶配向が（１１０）配向となっているものである。
【発明の効果】
【００２３】
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のアドレス電圧変化量の増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）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。
【００２６】
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部材と、シャーシ部材の背面（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。
【００２７】
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。
【００２８】
プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ装置）には、上記したＰＤＰモジュールおよびＰＤＰセットが含まれる。
【００２９】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００３０】
また、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。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。
【００３１】
＜ＰＤＰの基本構造＞
まず、図１および図２を用いて本実施の形態のＰＤＰの構造の一例についてカラー表示用のＡＣ駆動型の３電極面放電型ＰＤＰを例に説明する。図１は本実施の形態のＰＤＰの要部を拡大して示す要部拡大組み立て斜視図、図２は図１に示す前面基板構造体の上下を反転させて保護層の表面状態を示す要部拡大斜視図である。
【００３２】
図１において、ＰＤＰ１は放電ガスを封入して形成された放電空間２４を介して対向する一対の基板構造体である前面基板構造体１１と背面基板構造体１２とを有している。
【００３３】
前面基板構造体１１は、前面基板１３（第１基板）上に配置された複数の表示電極対であるＸ電極１４およびＹ電極１５と、これらの表示電極対を被覆する誘電体層１７と、この誘電体層を被覆する保護層１８とを有している。また、保護層１８は、図２に示すように誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとを備えている。
【００３４】
前面基板構造体１１と背面基板構造体１２とは対向配置された状態で重ね合わされ、その間に放電空間２４を有している。つまり、前面基板構造体１１と背面基板構造体１２とは放電空間２４を介して対向配置されている。
【００３５】
前面基板構造体１１はＰＤＰ１の表示面となる第１の面１３ａを有し、例えばガラス基板である前面基板１３を有している。前面基板１３の第１の面１３ａの反対側の面（内面）にはＰＤＰ１の表示電極であるＸ電極（表示電極）１４と、Ｙ電極（表示電極、走査電極）１５とがそれぞれ複数形成されている。
【００３６】
Ｘ電極１４およびＹ電極１５は維持放電（表示放電）を行うための一対の表示電極対を構成し、例えば、行方向ＤＸに沿って帯状に延在するようにそれぞれ交互に配置されている。この一対のＸ電極１４とＹ電極１５とがＰＤＰ１における行方向ＤＸの表示ラインを構成する。なお、図１では、Ｘ電極１４およびＹ電極１５の一部を拡大して示しているが、ＰＤＰ１は、この表示ラインの行数に応じて複数のＸ電極１４およびＹ電極１５を有している。
【００３７】
このＸ電極１４およびＹ電極１５は一般に例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＳｎＯ２などの透明な電極材料で構成されるＸ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａと、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、あるいはこれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層体）などからなるＸバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂとで構成される。
【００３８】
Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａは主に維持放電に寄与し、蛍光体の発光を前面基板１３側から観察することができるように光透過性がＸバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂよりも高い。一方Ｘバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂは駆動用の電流を低抵抗で流すため、Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａよりも抵抗の低い金属材料を用いる。
【００３９】
前面基板（第１基板）１３の一方の面（第１の面１３ａの反対側に位置する面）に表示電極対（Ｘ電極１４およびＹ電極１５）を形成する工程は例えば以下のように行う。すなわち、透明な電極材料やＡｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用いて、またその他の金属について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。
【００４０】
図１では、Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａが帯状に延びる形状を示しているが、Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａの電極構造はこれに限定されない。例えば、維持放電の安定化や放電効率の向上のため、一対の電極対間の最短距離（放電ギャップと呼ばれる）がセルに対応して近づくようにＸバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂと重なる位置からそれぞれ対向する方向に突出部を形成する構造としても良い。また、突出部の形状もストレート形、Ｔ字形又は梯子形等種々の変形例を用いることができる。また、Ｘ電極１４とＹ電極１５の電極構造も図１に示す形状には限定されず、例えば、これらの表示電極対を等間隔に配置して、隣接するＸ電極１４とＹ電極１５との間がすべて表示ラインになる、いわゆるＡＬＩＳ（Alternate Lighting of Surface Method）と呼ばれる構造としても良い。
【００４１】
これらの電極群（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５）は、主にＳｉＯ２などのガラス材料で構成される誘電体層１７で被覆されている。表示電極対を被覆するように誘電体層１７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１７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１３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ＳｉＯ２膜を成膜することにより形成してもよい。
【００４２】
誘電体層１７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１７を保護するための保護層１８が形成されている。このため保護層１８は誘電体層１７の表面を被覆するように形成されている。保護層１８は、図２に示すように誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとで構成されている。この保護層１８の詳細な構造、機能、および誘電体層１７の表面に保護層１８を形成する工程の詳細については後述する。
【００４３】
一方、背面基板構造体１２は、例えばガラス基板である背面基板１９を有している。背面基板１９の前面基板構造体１１と対向する面（内側面）上には、複数のアドレス電極２０が形成されている。各アドレス電極２０は、Ｘ電極１４およびＹ電極１５が延在する方向と交差する（略直交する）列方向ＤＹに沿って延在するように形成されている。また、各アドレス電極２０は、互いに略平行となるように所定の配置間隔を持って配置されている。
【００４４】
アドレス電極２０を構成する材料としては、Ｘバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂと同様に例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、あるいはこれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層体）などを用いることができる。また、アドレス電極２０に用いる材料に応じて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。
【００４５】
このアドレス電極２０と、前面基板構造体１１に形成されたＹ電極１５とは、セル２５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、Ｙ電極１５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。
【００４６】
アドレス電極２０は、誘電体層２１で被覆されている。誘電体層２１は前面基板１３上の誘電体層１７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２１上には背面基板構造体１２の厚さ方向に伸びる複数の隔壁２２が形成されている。
【００４７】
背面基板１０の前面（内面）側は隔壁２２により複数の放電空間２４に区画されている。図１に示すように、放電空間２４をセル２５毎に格子状に区画する隔壁２２の配置構造はボックス構造と呼ばれる。隔壁２２の配置構造は、ボックスリブ構造の他、セル２５毎にアドレス電極２０の延在する列方向ＤＹに沿って帯状に区画するストライプリブ構造と呼ばれる構造としても良い。
【００４８】
隔壁２２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２１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。
【００４９】
アドレス電極２０上の誘電体層２１の上面、および隔壁２２の側面には、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２３ｒ、２３ｇ、２３ｂがそれぞれ所定の位置に形成されている。隔壁２２で区画された領域に蛍光体２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ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、これを色（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。
【００５０】
また、蛍光体２３ｒ、２３ｇ、２３ｂは、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所定の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色ごとに繰り返すことで、対応する隔壁２２間に各色の蛍光体２３を形成することができる。
【００５１】
また、各放電空間２４には、放電ガスと呼ばれる希ガスなどのガスが所定の圧力で封入されている。放電ガスとしては、例えばＸｅの分圧比が数％〜数十％に調整されたＸｅ−Ｎｅなどの混合ガスを用いることができる。
【００５２】
ＰＤＰ１は、上記した前面基板１３の表示電極対を形成した面と、背面基板１９とを放電空間２４を介して対向配置して組み立てることにより得られる。この組み立てる工程には、前面基板１３と背面基板１９との位置合わせ工程、各基板（前面基板１３および背面基板１９）の間の外周部を例えばシールフリットと呼ばれる低融点ガラス材料を用いて封止する封止工程、ＰＤＰ１の内部空間に残るガスを排気して、放電ガスを充填する工程などが含まれる。
【００５３】
ＰＤＰ１では、一対のＸ電極１４、Ｙ電極１５とアドレス電極２０との交差に対応して１個のセル２５が構成される。つまり、セル２５は表示電極対（Ｘ電極１４とＹ電極１５の対）とアドレス電極２０の交差毎に形成される。セル２５の平面積は一対のＸ電極１４とＹ電極１５の配置間隔と、隔壁２２の配置間隔により規定される。また、各セル２５には、赤用の蛍光体２３ｒ、緑用の蛍光体２３ｇ、または青用の蛍光体２３ｂのいずれかがそれぞれ形成されている。
【００５４】
このＲ、Ｇ、Ｂの各セル２５のセットにより画素（ピクセル）が構成される。つまり、各蛍光体２３ｒ、２３ｇ、２３ｂはＰＤＰ１の発光素子であり維持放電によって発生する所定波長の真空紫外線に励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の可視光を発光する。
【００５５】
なお、図１ではアドレス電極２０を背面基板構造体１２に形成する例について示したが、アドレス電極２０を前面基板構造体１１に形成することもできる。この場合、図１に示す誘電体層１７を複数層構造として、第１層目の誘電体層で表示電極対を被覆し、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２０を形成することができる。
【００５６】
＜ＰＤＰモジュールの全体構成と駆動方式＞
次に、図３〜図５を用いて図１に示すＰＤＰ１を組み込んだＰＤＰモジュールの駆動方式の一例について説明する。図３は図１に示すＰＤＰを組み込んだＰＤＰモジュールの全体構成を概略的に示すブロック図である。また、図４は図３に示すＰＤＰモジュールにおける階調駆動シーケンスの一例を示す説明図、図５は図３に示すＰＤＰモジュールにおける駆動波形の一例を示す説明図である。
【００５７】
図３において、ＰＤＰモジュール３０に組み込まれるＰＤＰ１は、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、アドレス電極２０、等より構成されている。また、ＰＤＰモジュール３０は、それぞれの電極（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、アドレス電極２０）間に電圧を印加するために、アドレス駆動回路ＡＤＲＶ、ＹスキャンドライバＹＳＣＤＲＶ、Ｙ駆動回路ＹＳＵＳＤＲＶ、Ｘ駆動回路ＸＳＵＳＤＲＶが電気的に接続されている。また、ＰＤＰモジュール３０は、各駆動回路（ドライバ）を制御するための制御回路ＣＮＴを備えている。
【００５８】
ＰＤＰ１は、サステイン放電（維持放電、表示放電）を行うＸ電極（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，・・・Ｘｎ）１４とＹ電極（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，・・・Ｙｎ）１５とが交互に配置されて表示ラインを構成し、Ｘ電極１４およびＹ電極１５の対で構成される表示電極対と該表示電極対（表示ライン）と略直交するアドレス電極（Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・Ａｎ）２０との交差毎にマトリクス状のセルが構成されている。
【００５９】
ＹスキャンドライバＹＳＣＤＲＶは、アドレス過程ＴＡ（図４参照）において、電圧を制御して順次Ｙ電極（表示ライン）１５を選択し、アドレス駆動回路ＡＤＲＶに電気的に接続されたアドレス電極２０と各Ｙ電極１５との間で、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎ（図４参照）に対するセルの点灯／非点灯を選択するアドレス放電を生じさせる。
【００６０】
また、Ｙ駆動回路ＹＳＵＳＤＲＶおよびＸ駆動回路ＸＳＵＳＤＲＶは、表示過程ＴＳ（図４参照）において、アドレス放電により選択されたセルに対して各サブフィールドの重みに応じた数の維持放電（サステイン放電）を生じさせる。
【００６１】
また、制御回路ＣＮＴは、例えば、ＴＶチューナやコンピュータ等の外部装置から入力される画像データや信号からそれぞれの駆動回路（ドライバ）に適した制御信号を出力して所定の画像表示を行う役割を果たしている。
【００６２】
また、図４に示されるように、ＰＤＰモジュール３０における階調駆動シーケンスは、１フィールド（フレーム）Ｆ１をそれぞれ所定の輝度の重みを有する複数のサブフィールド（サブフレーム）ＳＦ１〜ＳＦｎで構成し、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎの組み合わせにより所望の階調表示を行うようになっている。
【００６３】
複数のサブフィールドの構成例を説明すると、例えば、２の巾乗の輝度重みを有する８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８（維持放電の回数の比が１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８）により２５６階調の表示を行うようになっている。なお、サブフィールドの数および各サブフィールドの重みは様々な組み合わせが可能なのはいうまでもない。
【００６４】
また、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎは、それぞれ表示領域における全てのセルの壁電荷を均一にする初期化過程（リセット期間）ＴＲ、点灯セルを選択するアドレス過程（アドレス期間）ＴＡ、および、選択されたセルを輝度（各サブフィールドの重み）に応じた回数だけ放電（点灯）させる表示過程（維持放電期間）ＴＳで構成され、各サブフィールドの表示毎に輝度に応じてセルを点灯させ、例えば、８つのサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ８）を表示することで１フィールドの表示を行うようになっている。
【００６５】
次に、図５では図４に示す各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎにおける図１に示す各電極（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、アドレス電極２０）に印加する駆動波形例（ＰＸ，ＰＹ，ＰＡ）を示している。
【００６６】
まず、第１のステップとして、初期化過程ＴＲでは、Ｘ電極１４（図１参照）とＹ電極１５（図１参照）との間でリセット放電を発生させることにより、全てのセルに電荷（壁電荷）を形成して全セルの初期化（次のアドレス動作期間に備える状態にすること）を行う。
【００６７】
この初期化過程ＴＲでは例えば、図４に示すように、それぞれＰＤＰ１の表示電極対を構成するＸ電極１４に正のＹ書き込み鈍波ＰＹ１を、Ｙ電極１５に負のＸ電圧ＰＸ１を印加する。これにより、Ｘ電極１４が陰極、Ｙ電極１５が陽極となって両電極間でリセット放電が発生し、全てのセルに壁電荷が形成される。
【００６８】
続いてセル内に形成された壁電荷を必要量残して消去するＹ補償鈍波ＰＹ２とＸ補償電圧ＰＸ２が印加される。これにより、全セルに形成された壁電荷の量が略一様になる。この時、全てのセル形成されている壁電荷は、アドレス過程ＴＡにおいてアドレス放電を発生させるために必要な電荷量であれば良い。したがって、後述する表示過程ＴＳにおいて、維持放電を発生させるために必要な壁電荷の電荷量よりは小さい。
【００６９】
このように初期化過程ＴＲにおいて、リセット放電を発生させるための電圧波形として、Ｙ書き込み鈍波ＰＹ１やＸ電圧ＰＸ１のように後述する繰り返し維持パルスＰＸ５、ＰＸ６、ＰＸ７、ＰＹ５、ＰＹ６、ＰＹ７と比較して緩やかな波形を印加することにより、リセット放電が過大な放電状態となることを防止することができる。
【００７０】
次に、第２のステップとして、アドレス過程ＴＡでは、点灯させることを選択するセルに対し、アドレス電極２０（図１参照）とＹ電極１５との間でアドレス放電を発生させることにより、セルの点灯／非点灯を選択する。また、及びそれに続く表示電極（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５）対での放電（維持放電、表示放電）を発生させる。
【００７１】
このアドレス過程ＴＡでは、例えば、図５に示すように、表示するセルを行方向に順次決定していく放電を行うため、Ｙ電極１５に走査パルスＰＹ３が、Ｘ電極１４にＸ電圧ＰＸ３が印加される。この走査パルスＰＹ３は行毎にタイミングをずらして印加される。
【００７２】
本実施の形態では、点灯させることを選択したセルでアドレス放電を発生させる、所謂アドレス書き込み方式を用いている。したがって、アドレス放電が発生したセルには、後述する表示過程ＴＳにおいて、維持放電を発生させるために必要な電荷量の壁電荷を形成する。
【００７３】
一方、アドレス電極２０には、列方向の表示するセルを決める放電を行うため、アドレスパルスＰＡ１が印加される。このアドレスパルスＰＡ１は、行毎に印加される走査パルスＰＹ３に合わせて印加され、Ｙ電極１５とアドレス電極２０との交点に形成される表示させたいセルに放電を発生させるタイミングで印加される。
【００７４】
ただし、アドレス電極２０は図３に示すようにＹ電極１５と交差して配置されているため、各Ｙ電極１５に走査パルスＰＹ３を印加する度に、アドレス電極２０には、アドレスパルスＰＡ１が印加される。つまり、走査パルスＰＹ３を各Ｙ電極１５に印加する回数に応じて、アドレス電極２０にはアドレスパルスＰＡ１が複数回印加される。
【００７５】
次に、第３のステップとして、表示過程ＴＳでは、点灯させることを選択したセルのＸ電極１４、Ｙ電極１５の間で維持放電（表示放電、サステイン放電）を維持させ、当該セルを所定期間の間発光させる。
【００７６】
この表示過程ＴＳでは、例えば、図５に示すように、異なる電気的極性を有する第１の維持パルスＰＸ４、ＰＹ４をそれぞれＸ電極１４とＹ電極１５に印加する。これにより、表示電極対間の放電状態が維持される。
【００７７】
続いて、Ｘ電極１４およびＹ電極１５に、互いに電気的極性の異なる繰り返し維持パルスＰＸ５、ＰＸ６、ＰＸ７、ＰＹ５、ＰＹ６、ＰＹ７が繰り返し印加されることにより、表示電極対間の放電状態がさらに維持される。
【００７８】
図５に示すように、維持パルスＰＸ４、ＰＸ５、ＰＸ６、ＰＸ７および維持パルスＰＹ４、ＰＹ５、ＰＹ６、ＰＹ７はその電気的極性が交互に入れ替わる。つまり、Ｘ電極１４とＹ電極１５とは、維持放電の際に、交互に陰極あるいは陽極となって繰り返し放電がなされる。
【００７９】
以上本実施の形態のＰＤＰ装置の全体構成と、階調駆動方法の例について説明したが、種々の変形例が存在することは言うまでもない。例えば、図５で説明した駆動波形において、印加するパルスあるいは電圧の電気的極性を反転させても良い。この場合、図５に示す初期化過程ＴＲでは、Ｘ電極１４が陽極に、Ｙ電極１５が陰極になる。また、例えば、図５に示す駆動波形に加え、表示過程ＴＳの最後に壁電荷消去のための電圧波形を加えることもある。またアドレス放電の方式として、点灯させないことを選択したセルでアドレス放電を発生させる、所謂アドレス消去方式を用いることもできる。この場合、初期化過程ＴＲにおいて、全てのセルに維持放電を行うために必要な電荷量の壁電荷を形成し、アドレス放電により、該壁電荷をセル毎に消去することとなる。
【００８０】
＜保護層の詳細構造および機能＞
次に図１および図２に示す保護層１８の詳細な構造および機能について説明する。図２において、保護層１８は誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとを備えている。ＭｇＯ結晶粒子１８ｂはＭｇＯの単結晶粒子であり、各粒子の形状は、例えばそれぞれ立方形である。なお、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着するＭｇＯ結晶粒子１８ｂは、図２に示すように１個の粒子が独立して付着している場合と、複数の粒子が凝集した状態で付着している場合がある。本実施の形態では、これらが混在した状態で付着している。
【００８１】
ＭｇＯ膜１８ａには、誘電体層１７が放電時のイオンの衝撃により劣化することを防ぐ機能とともに、二次電子を放出して放電の成長、維持を促進する機能が要求される。このため、ＭｇＯ膜１８ａには二次電子放出係数の高いＭｇＯが用いられる。
【００８２】
また、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂは、アドレス放電あるいは表示放電などを行う際に放電の種火となるプライミング電子（初期荷電粒子）を放電空間２４により多く供給する機能を有している。つまり、複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂをＭｇＯ膜１８ａ上に付着させることにより、放電空間２４内のプライミング電子を増加させることができる。放電空間２４内のプライミング電子が増加すると、放電のための電圧を印加してから放電が開始されるまでの時間を短縮することができる。例えば、アドレス放電の場合であれば、図１に示すアドレス電極２０とＹ電極１５との間に電圧が印加してからアドレス放電が開始されるまでの時間を短縮することができるので、アドレス放電における放電遅れを短くすることができる。
【００８３】
ところで、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向は、二次電子放出係数が、（１００）配向よりも高い（１１１）配向が一般に用いられるが、本実施の形態では、（１１０）配向としている。以下、ＭｇＯ膜の結晶配向を（１１１）配向とした場合の問題点、およびその解決策について本発明者が検討した経緯に沿って順に説明する。
【００８４】
本発明者は、まず、図２に示すＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１１）配向とした比較例１のＰＤＰモジュールを作成した。この比較例１のＰＤＰモジュールについてアドレス電圧（アドレス放電を発生させるために必要なアドレスパルスの電位）の測定試験を行ったところ、アドレス動作の初期段階（詳しくは、順次パルスを印加する走査の初期段階）で印加するアドレス電圧と、アドレス動作の後半（詳しくは順次パルスを印加する最終段階）で印加するアドレス電圧の必要電圧量の差（アドレス電圧変化量）が非常に大きくなることが判明した。
【００８５】
この現象は以下の理由により発生したと考えられる。すなわち、図５に示すアドレス過程ＴＡでは、走査パルスＰＹ３を各Ｙ電極１５に印加する回数に応じて、アドレス電極２０にはアドレスパルスＰＡ１が複数回印加される。ここで、アドレスパルスＰＡ１が印加されても、走査パルスＰＹ３が印加されなければ、設計上放電は発生しない。ところが、図２に示すようにＭｇＯ膜１８ａ上に複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させると、前述の通り、放電空間２４中のプライミング電子の量が増加する。このプライミング電子が増加すると、放電が発生し易くなるため、意図しない微弱放電が発生してしまう。とくに、アドレス電極２０にアドレスパルスＰＡ１が印加されると、走査パルスＰＹ３が印加されていない場合でも、微弱放電が発生してしまう場合がある。
【００８６】
このように意図しない微弱放電が発生すると、アドレス放電を発生させるために形成された壁電荷が減少してしまう。この結果、壁電荷が不足した状態でアドレス放電を発生させるためには、より高いアドレスパルスＰＡ１を印加する必要が生じる。とくに、走査パルスＰＹ３を印加するまでの期間（アドレス待機時間と呼ぶ）が長くなる後半のセルにおいては、走査パルスＰＹ３を印加する前に、複数回アドレスパルスＰＡ１が印加されることとなるので、壁電荷が減少しやすくなる。
【００８７】
そこで、本発明者はアドレス電圧変化量の増大を抑制するためには、意図しない微弱放電が発生した場合に、壁電荷の減少を抑制する技術について検討した結果、図２に示すＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより微弱放電の発生を抑制できることを見出した。
【００８８】
図６〜図９は、本実施の形態であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、図６は、（１１０）配向の結晶構造を示すモデル図、図７はＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図、図８は、図７に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図、図９は、図８に示すＭｇＯ膜の表面の一部を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Scanning Electron Microscope）により撮影した画像を示す拡大平面図である。一方、図１４〜図１７は本実施の形態に対する比較例であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、図１４は、（１１１）配向の結晶構造を示すモデル図、図１５はＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図、図１６は、図１５に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図、図１７は、図１６に示すＭｇＯ膜の表面の一部をＳＥＭにより撮影した画像を示す拡大平面図である。
【００８９】
（１１１）配向は、図１４に示すように三角錐型の結晶構造であり、（１１１）配向の結晶を成長させると、図１５から図１７に示すように各結晶柱３１の間に多くの隙間３２が形成される。一方、（１１０）配向は、図６に示すように三角柱型の結晶構造であり、（１１０）配向の結晶を成長させると、図７〜図９に示すように、（１１１）配向の場合と比較して各結晶柱３１の間の隙間３２を小さくすることができる。つまり、各結晶柱３１の密度（結晶密度と呼ぶ）を向上させることができる。
【００９０】
ここで、図２に示すＭｇＯ膜１８ａに壁電荷を形成し、該壁電荷を保持する観点からは、結晶密度を向上させる方が好ましい。つまり、本実施の形態では、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、意図しない微弱放電が発生した場合であっても、壁電荷の減少を抑制することができる。このため、アドレス放電を発生させるために必要なアドレス電圧変化量の増大を抑制することができる。
【００９１】
ところで、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすると、（１１１）配向の場合と比較すると、二次電子放出係数は低下する。しかし、本実施の形態では、ＭｇＯ膜１８ａ上に複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させているので、プライミング電子が増加する。また、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂからも二次電子が放出されるので、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを有しない保護層１８と比較すると、二次電子放出係数を向上させることができる。
【００９２】
なお、ＭｇＯ膜１８ａの表面の配向は主として（１１０）面を有しているが、ＭｇＯ膜１８ａの表面が（１１０）面以外の配向面を含んだ実施態様を排除するものではない。ただし、本発明者の検討によれば、（１１０）面以外の配向面が多く含まれるＭｇＯ膜１８ａにおいては、アドレス電圧変化量がＰＤＰ１の温度に依存して変化することが判明した。以下、アドレス放電変化量の温度依存特性の詳細、およびその解決策について説明する。
【００９３】
＜アドレス放電変化量の温度依存特性＞
本発明者は、ＰＤＰ１の温度が常温の２５℃である場合に、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、アドレス電圧変化量の増大を抑制することができることを見出した。ところが、ＰＤＰ１の温度が上昇するにつれて、アドレス放電電圧変化量が増大することが判明した。また、アドレス放電電圧変化量が増大する程度は、ＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合、あるいはＭｇＯ膜１８ａに含まれる不純物の割合に応じて異なることが判明した。
【００９４】
図１０は、本実施の形態の各実施例および比較例１におけるアドレス放電電圧の温度依存特性を測定した結果を示す説明図である。図１０において、実施例１〜実施例５は、それぞれＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合、あるいはＭｇＯ膜１８ａに含まれる不純物であるＳｉの割合を変化させている。
【００９５】
ＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合については、Ｘ線回折（ＸＲＤ；X-Ray Diffract meter）を用いて評価することができる。すなわち、保護層１８について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面の信号強度と（２００）面の信号強度を比較することにより評価する。なお、（２２０）面と（１１０）面、（２００）面と（１００）面はそれぞれ等価であり、（２２０）面の信号強度は、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向が（１１０）面で揃っている場合に強くなる。また、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂは単結晶の粒子であり（１００）面を有している。したがって、（２００）面の信号は、主にＭｇＯ結晶粒子１８ｂからの信号である。
【００９６】
また、（２２０）面の信号強度と（２００）面の信号強度の比較は、（２２０）面のピーク強度をＭｇＯ膜１８ａの膜厚で規格化した値と、（２００）面のピーク強度をＭｇＯ膜１８ａ上における複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂによる被覆率で規格化した値とを比較する。（２２０）面の信号強度は、ＭｇＯ膜１８ａの膜厚に、（２００）面の信号強度はＭｇＯ膜１８ａの被覆率に影響を受けるため、これらの要素を排除し、ＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合を評価する指標として用いるためである。
【００９７】
具体的には、（２２０）面のピーク強度／ＭｇＯ膜の膜厚[単位：μｍ]の値Ｐ２２０と（２００）面のピーク強度／被覆率の値Ｐ２００とを比較して、図１０にはＰ２２０／Ｐ２００を示している。ここで、「被覆率」とは、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを分散配置したＭｇＯ膜１８ａの面に対して垂直方向に観察した際の、下地となるＭｇＯ膜１８ａの面積に対するＭｇＯ結晶粒子１８ｂの面積の割合である。本実施の形態では、０．６ｍｍ×０．６ｍｍの正方形の視野範囲について複数の測定点毎に被覆率を測定し、例えば直線的に１０ｍｍ間隔で１０点の測定点について測定した。視野範囲を０．６ｍｍ×０．６ｍｍの正方形としたのは、ＭｇＯ結晶粒子の累積粒度分布と被覆率の測定精度の関係から特に好ましい範囲を設定した。また、測定点の数および測定間隔については、特に限定されるものではないが、精度を向上させるため、測定点は少なくとも１０点以上は測定することが好ましい。
【００９８】
また、図１０では２５℃におけるアドレス放電電圧変化量をＶａ１、６０℃におけるアドレス放電電圧変化量をＶａ２とし、Ｖａ２−Ｖａ１で表わされる温度依存変化量をΔＶａとしている。なお、Ｖａ２の値をＰＤＰ１が６０℃の時の値としたのは、ＰＤＰ１が実際に駆動する際のＰＤＰの到達温度を考慮して、高温域の平均的な温度が約６０℃程度となるためである。
【００９９】
また、図１０では、ＭｇＯ膜１８ａ中に含まれる不純物であるＳｉ（シリコン）の濃度をＳｉ濃度として示している。ＭｇＯ膜１８ａ中に含まれるＳｉの濃度の測定は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ;Secondary Ion Mass Spectrometry）により測定した結果を示している。
【０１００】
図１０において、実施例１〜実施例３を比較すると、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなる程ΔＶａが小さくなっていることが判る。例えば、実施例１においては、Ｖａ１は２０．７Ｖと比較例１の２２．１ｖよりも低いが、ΔＶａが２５．５Ｖと非常に高いため、高温域では、Ｖａ２は、比較例１よりも大幅に高くなってしまっている。
【０１０１】
しかし、Ｐ２２０／Ｐ２００の値を大きくする、すなわち、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向で揃えることにより、ΔＶａの値は改善し、実施例２に示すようにＰ２２０／Ｐ２００の値が０．８となると、Ｖａ２の値も比較例１のＶａ２の値よりも約１Ｖ改善することができる。さらに、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が１となっている実施例３では、ΔＶａの値も比較例１よりも小さくなり、結果として高温域においてもアドレス電圧変化量Ｖａ２を大幅に改善することができる。
【０１０２】
なお、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなる程ΔＶａはが小さくなる現象は、ＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を変化させた（薄くした）場合にも同様の傾向があり、実施例４と実施例５を比較するとＰ２２０／Ｐ２００の値が大きい実施例５の方が実施例４よりもΔＶａの値が小さくなる。
【０１０３】
このように、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなる程ΔＶａが小さくなる現象は以下の理由によると考えられる。Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなるということは、ＭｇＯ膜１８ａを構成する各結晶柱３１（図７参照）の結晶配向が、（１１０）配向で揃うことを意味する。したがって、ＭｇＯ膜１８ｂの結晶密度が高くなる。また、図７に示す各結晶柱３１の結晶構造も（１１０）配向で揃うことにより、安定化する。ＰＤＰ１の温度が上昇すると、ＭｇＯ膜１８ａに形成された壁電荷が熱影響により放出されやすくなる。しかし、結晶配向を（１１０）で揃えた場合には、結晶密度が上昇する、あるいは結晶構造が安定化する結果、ＰＤＰ１の温度が上昇した場合であっても、壁電荷が熱影響により放出されることを抑制することができる。
【０１０４】
次に、アドレス放電変化量の温度依存特性とＭｇＯ膜中のＳｉ濃度との関係について説明する。図１０に示す実施例１と実施例４の比較、および実施例３と実施例５の比較から、ΔＶａの値は、Ｓｉ濃度を低くすることにより小さくなる。詳しくは、実施例４に示すように、ＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とすることによりＶａ２の値も比較例１のＶａ２の値よりも約２．５Ｖ改善することができる。また、実施例５に示すようにＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とし、かつ、Ｐ２２０／Ｐ２００の値を１以上とすることにより、ΔＶａの値は、実施例３よりもさらに改善することができる。
【０１０５】
このようにＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とすることにより、ΔＶａが小さくなる現象は以下の理由によると考えられる。ＭｇＯ膜１８ａ中に不純物としてＳｉが含まれている場合、例えばＭｇＯ膜１８ａの結晶構造においてＭｇとＳｉが置換する。Ｍｇは２価の陽イオンで、Ｓｉは４価の陽イオンであるため、置換によって酸素欠損が生じる。この酸素欠損は正孔（ホール）の役割を担うことで、ＭｇＯ膜１８ａのインピーダンスに影響を与える。したがって、ＰＤＰ１の温度が高温になるとホールに存在する電子がクーロン引力による束縛から解放されやすくなり、ＭｇＯ膜１８ａのインピーダンスが低下する。また、例えば、ＳｉがＭｇＯ膜１８ａの結晶格子間に侵入すると、ＭｇＯ膜１８ａ中に不純物準位が形成される。この不純物準位はキャリアとしての役割を果たす。この場合においても、ＰＤＰ１の温度が高温になるとキャリアがクーロン引力による束縛から解放されやすくなり、ＭｇＯ膜のインピーダンスが低下する。
【０１０６】
つまり、本実施の形態では、高温特性（高温領域でのアドレス放電電圧Ｖａ２が上昇する現象）を改善する観点から、不純物であるＳｉの濃度を低減し、高温でのＭｇＯ膜１８ａのインピーダンス低下を抑えている。
【０１０７】
＜保護層の形成方法＞
次に、図１および図２に示す保護層を形成する工程について説明する。図１１は本実施の形態のＭｇＯ膜を成膜する装置の概要を示す要部断面図である。また、図１２は、図１０に示す実施例１〜実施例５、および比較例１の成膜条件を示す説明図である。
【０１０８】
図１および図２に示す誘電体層１７の表面に保護層１８を形成する工程には、誘電体層１７の表面にＭｇＯ膜１８ａを形成（成膜）する工程と、ＭｇＯ膜１８ａの表面に複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させる工程とが含まれる。
【０１０９】
誘電体層１７の表面にＭｇＯ膜１８ａを形成する工程は、図１１に示すように、成膜材料であるＭｇＯのターゲット材３３を減圧雰囲気下で加熱蒸発（気化）させ、前面基板１３の表面（詳しくは図１に示す誘電体層１７の表面）に堆積する、所謂真空蒸着法により形成する。
【０１１０】
図１１に示すように成膜装置３４は減圧チャンバ３４ａ、ターゲット材３３を載置するルツボ３４ｂ、およびターゲット材３３を気化させるための加熱源３４ｃを有している。加熱源３４ｃは例えば、電子ビームを照射する電子銃である。加熱源３４ｃから発射された電子ビームが、ターゲット材３３に照射されると、照射された領域のターゲット材３３が蒸発（気化）する。一方、ルツボ３４ｂの上部には、前面基板１３が図１に示す誘電体層１７の表面をルツボ３４ｂ側に向けた状態で配置され、ルツボ３４ｂ上を通過する。これにより、前面基板１３の誘電体層１７の表面にＭｇＯ膜１８ａが形成される。
【０１１１】
ここで、図１０において比較例１として示した結晶配向が（１１１）配向となっているＭｇＯ膜を形成する場合、減圧チャンバ３４ａ内に酸素ガスを導入しながらＭｇＯを蒸着させる。詳しくは、ＭｇＯを蒸着する際の減圧チャンバ３４ａ内の全圧は、例えば０．１Ｐａ〜０．１１Ｐａ程度であるが、このうち、酸素ガスの分圧を０．８Ｐａ以上とすることにより、図１４に示すような（１１１）配向の結晶構造を有するＭｇＯ膜を比較的安定的に形成することができる。
【０１１２】
一方、本実施の形態では、ＭｇＯを蒸着する際の減圧チャンバ３４ａ内に酸素ガス以外の第１ガスを導入する。詳しくは、本実施の形態ではＭｇＯを蒸着する際の減圧チャンバ３４ａ内に水蒸気を導入する。ここで、本発明者が検討を行った結果、少なくとも減圧チャンバ３４ａ内（すなわち、減圧雰囲気中）の酸素ガスの分圧を、減圧雰囲気中に導入される水蒸気（第１ガス）の分圧よりも低くすることにより、形成されるＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることができる。また、図１２に示すように、水蒸気の分圧を０．０８Ｐａ以上とすることにより、Ｐ２２０／Ｐ２００の値を１以上、すなわち、（１１０）配向で揃えることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態１では、ＭｇＯ膜１８ａをイオンプレーティング法により形成している。つまり、減圧雰囲気中に導入される水蒸気、および気化したＭｇＯの一部をイオン化させて、誘電体層１７（図１参照）の表面で結晶化する。イオンプレーティング法を用いることにより、得られるＭｇＯ膜１８ａは、より均一な膜質となる。また、イオンプレーティング法において、導入する反応ガスとして水蒸気を用いると水蒸気から水素イオンおよび酸素イオンが供給される。この水素イオンは、ＭｇＯ膜１８ａの結晶化を促進する効果を有し、酸素イオンは、ＭｇＯ膜１８ａの原料イオンとなるので、導入するガスとしては水蒸気が特に好適である。
【０１１４】
ところで、ターゲット材３３はＭｇＯを主成分として構成されているが、このターゲット材３３は海水、あるいは鉱物を精製することにより形成するので、ＭｇＯ以外の不純物が含まれる。この不純物には、前記したＳｉの他、例えばＣａなどが含まれる。ここで、ターゲット材３３に不純物が含まれている場合、成膜されるＭｇＯ膜１８ａ中にも不純物が含まれることとなるので、ＭｇＯ膜１８ａ中Ｓｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とするためには、このターゲット材３３に含まれるＳｉ濃度を図１２に示すように５０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。これにより、ＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とすることができる。
【０１１５】
＜ＭｇＯ膜の被覆率について＞
本実施の形態では、以下の理由からＭｇＯ結晶粒子１８ｂによるＭｇＯ膜の被覆率を１０％以下としている。
【０１１６】
前記の通り、複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂをＭｇＯ膜１８ａ上に付着させることにより、放電空間２４内のプライミング電子を増加させることができる。しかし、本発明者の検討によれば、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量を過剰に多くしすぎるとＰＤＰ１の表示色に異常が生じる。すなわち、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させると、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させない場合と比較して、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂが放電空間に露出する表面積が大きくなる。ＭｇＯはＣＯ２やＨ２Ｏなどの不純物を吸着し易い性質を有しており、表面積の増大に伴って増加した不純物により蛍光体（特に緑色の発光特性を有する蛍光体）が劣化して緑色の発光が弱くなり、表示色に赤みが増す色ムラ（いわゆる画面内における赤ムラ）が発生する場合がある。ＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量が少ない場合、この現象は実効上無視できる程小さいが、付着量が増加するにしたがってこの現象が増大する。本発明者がこの臨界点について実験的に検討を行った結果、ＭｇＯ膜１８ａの被覆率が１０％を超えると、この現象が特に顕著になる。そこで、本実施の形態ではＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量を低減し、ＭｇＯ膜１８ａの被覆率を１０％以下とした。なお、「被覆率」の説明は前記した通りなので、重複する説明は省略する。
【０１１７】
本実施の形態のＰＤＰ１は前記した全ての視野範囲において、被覆率が１０％以下となっている。また、ＰＤＰ１が有する全てのセル２５において被覆率が１０％以下となっている。したがって、本実施の形態におけるＰＤＰ１は、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂが略均一に分散配置されている。
【０１１８】
このようにＰＤＰ１が有する全てのセル２５において被覆率が１０％以下となるようにＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量を低減することにより、ＰＤＰ１の表示色の異常（赤ムラ）を抑制することができる。
【０１１９】
また、このように被覆率を１０％以下とすると、相対的にＭｇＯ膜１８ａの露出面積が増加する。したがって、本実施の形態のようにＭｇＯ膜１８ａの被覆率を１０％以下としたＰＤＰ１においては、ＭｇＯ膜１８ａの結晶構造や組成がアドレス放電電圧変化量に与える影響が大きくなる。
【０１２０】
＜耐スパッタ性について＞
前述の通り、本実施の形態によれば、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、（１１１）配向の場合と比較してＭｇＯ膜１８ａの結晶密度を高くすることができる。このため、ＭｇＯ膜１８ａの耐スパッタ性を向上させることができる。
【０１２１】
ところで、ＰＤＰ１の発光効率（投入電力量に対する発光量の割合）を向上させるため、放電ガス中のＸｅ（キセノン）の濃度を高くする技術がある。放電によりイオン化されたＸｅは、電子を捕獲して基底状態に遷移する際に、蛍光体の励起源である真空紫外線を発する。したがって、放電ガス中のＸｅの濃度を高めることにより、発光効率を向上させることができる。
【０１２２】
しかし、放電ガス中のＸｅの濃度を高くすると、ＭｇＯ膜の耐スパッタ性が低下するという問題がある。そこで、本発明者は、ＭｇＯ膜１８ａを（１１０）配向とすることにより、耐スパッタ性の低下を抑制する効果について検証実験を行った。図１３は、本実施の形態の実施例、および比較例であるＰＤＰについて、それぞれＸｅガスの濃度を変化させた場合のスパッタレートの変化を示す説明図である。
【０１２３】
図１３では、図１２においてアドレス放電電圧変化量が最も小さかった実施例５と比較例１についてスパッタレートを比較している。実施例５および比較例１では、いずれも放電ガス中のＸｅの濃度は１８％としている。また。比較例２〜比較例５ではＸｅの濃度を８％とした場合のスパッタレートについて示している。なお、比較例２〜比較例５では、ＭｇＯ膜の結晶配向、および結晶配向が揃っている程度がスパッタレートに与える影響を確認するため、図２に示すＭｇＯ結晶粒子１８ｂは付着させない状態でスパッタレートを確認した。また、スパッタレートは、比較例２のスパッタレートを基準として、これに対する相対値として示し、数値が小さい程スパッタされ難いということを意味する。
【０１２４】
比較例２〜比較例５において、（１１１）配向である比較例２よりも（１１０）配向である比較例３〜比較例５の方がスパッタレートは低くなることが判った。また、比較例３〜比較例５において、成膜中の水蒸気分圧を上げる程（つまり、結晶配向を（１１０）配向で揃える程）、スパッタレートは改善される。特に、比較例５に示すように水蒸気の分圧を０．０８Ｐａとした場合には、スパッタレートの改善効果が顕著であり、比較例２に対して７５％に低減されることが判った。
【０１２５】
一方、比較例１、実施例５では、Ｘｅの濃度を１８％にした影響によりスパッタレートはいずれも１より大きくなる。しかし、実施例５のスパッタレートは、比較例１に対して約６６％である。つまり、（１１０）配向とすることにより、スパッタレートの上昇を抑制することができることが判った。
【０１２６】
図１３に示す結果から、図２に示すＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向で揃えることにより、スパッタレートを改善する効果が得られる。また、このスパッタレートの改善効果は、放電ガスに含まれるＸｅの濃度を１８％とした場合に特に顕著となることが判った。
【０１２７】
つまり、本実施の形態のＰＤＰは、発光効率を向上させるため、１０％を超えるＸｅ濃度の放電ガスを封入した場合であっても、スパッタレートの上昇を抑制することができるので、ＰＤＰを長寿命化することができる。
【０１２８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型のテレビ受像器、あるいは、広告や情報等を表示するための装置として利用されるプラズマディスプレイ装置に幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】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。
【図２】図１に示す前面基板構造体の上下を反転させて保護層の表面状態を示す要部拡大斜視図である。
【図３】図１に示すＰＤＰを組み込んだＰＤＰモジュールの全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図３に示すＰＤＰモジュールにおける階調駆動シーケンスの一例を示す説明図である。
【図５】図３に示すＰＤＰモジュールにおける駆動波形の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、（１１０）配向の結晶構造を示すモデル図である。
【図７】本発明の一実施の形態であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、ＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図である。
【図８】図７に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図である。
【図９】図８に示すＭｇＯ膜の表面の一部を走査型電子顕微鏡により撮影した画像を示す拡大平面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態の各実施例および比較例におけるアドレス放電電圧の温度依存特性を測定した結果を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態のＭｇＯ膜を成膜する装置の概要を示す要部断面図である。
【図１２】図１０に示す実施例１〜実施例５、および比較例１の成膜条件を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態の各実施例および比較例であるＰＤＰについて、それぞれＸｅガスの濃度を変化させた場合のスパッタレートの変化を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に対する比較例であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、（１１１）配向の結晶構造を示すモデル図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に対する比較例であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、ＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図である。
【図１６】図１５に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図である。
【図１７】図１６に示すＭｇＯ膜の表面の一部を走査型電子顕微鏡により撮影した画像を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１１ 前面基板構造体（第１基板構造体）
１２ 背面基板構造体（第２基板構造体）
１３ 前面基板（第１基板）
１３ａ 第１の面（表面）
１４ Ｘ電極（表示電極）
１４ａ Ｘ透明電極
１４ｂ Ｘバス電極
１５ Ｙ電極（表示電極）
１５ａ Ｙ透明電極
１５ｂ Ｙバス電極
１７ 誘電体層
１８ 保護層
１８ａ ＭｇＯ膜
１８ｂ ＭｇＯ結晶粒子
１９ 背面基板（第２基板）
２０ アドレス電極
２１ 誘電体層
２２ 隔壁
２３、２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ 蛍光体
２４ 放電空間
２５ セル
３０ ＰＤＰモジュール
３１ 結晶柱
３２ 隙間
３３ ターゲット材
３４ 成膜装置
３４ａ 減圧チャンバ
３４ｂ ルツボ
３４ｃ 加熱源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびその製造技術に関し、特に、保護膜の表面に複数のＭｇＯ結晶粒子が付着した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。
【背景技術】
【０００２】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）は、例えば希ガスなどの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、この際に発生する真空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。
【０００３】
現在、一般に商品化されているＡＣ（交流）駆動方式のＰＤＰは面放電型である。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。
【０００４】
前記一般の面放電型ＡＣ型ＰＤＰの前面基板では、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に保護膜を設ける。また、この保護膜は、誘電体層を放電時のスパッタから誘電体層を保護する機能の他、該保護膜にイオンが衝突することにより、二次電子を放出し、放電を成長させる機能も有する。
【０００５】
前記保護膜として、耐イオン衝撃性や二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。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３２４７６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＰＤＰでは所定のフレーム時間（フィールド）を、複数のサブフィールドに分割し、各サブフィールドで行う維持放電（表示放電）の回数の組み合わせにより階調表示を行う。また、画像を形成するために、サブフィールド毎に、点灯するセルを選択する動作（アドレス動作）を行う。アドレス動作には、アドレス放電を発生させたセルで表示放電をさせる選択書き込み方式と、アドレス放電を発生させないセルで表示放電をさせる選択消去方式がある。例えば、選択書き込み放電では、選択するセルの走査電極とアドレス電極へパルスを印加して放電（アドレス放電）を発生させて壁電荷を形成する。その後、セル群に対して駆動波形の印加により選択セルで維持放電（表示放電）を発生させる動作（維持動作）を行う。
【０００７】
＜放電遅れについての検討＞
前記ＭｇＯの保護膜は二次電子放射係数が高く、放電開始電圧を低減するには有効である。しかし近年、ＰＤＰの高精細化の要求に伴ってアドレス速度を向上させる必要が生じ、この結果、放電遅れの改善が新たに重要な課題となっている。
【０００８】
放電遅れとは、一般に形成遅れと統計遅れの和として考えられる。形成遅れは、電極間に生成した初電子が発生してから明確な放電が形成されるまでの時間であり、多数回放電を実施したときの略最小放電時間と見なされている。一方、統計遅れは、電圧印加から電離が始まって放電が開始するまでの時間であり、表示セル毎の放電遅れのばらつきは、この時間によりほぼ支配されるため、一般に統計遅れと呼ばれている。
【０００９】
これらの放電遅れが長いと、表示ミス防止のためにアドレス時間を長くせざるを得ず、画像形成に寄与する表示期間が短くなるなどの悪影響を与える。したがって、ＰＤＰにとって、放電遅れが短いことが望ましい。
【００１０】
ガス放電では、空間（放電空間）中の荷電粒子が外部電界によって加速され、他のガス分子に衝突し、該ガス分子が電離することで電離粒子の数を増やし成長するが、最初に荷電粒子が供給されないと放電は始まらず、荷電粒子が供給されるまで放電開始が遅れる。したがって放電の種火となるプライミング電子（初期荷電粒子）を放電空間内により多く供給する程、放電遅れを短くすることができる。
【００１１】
近年、放電空間内のプライミング電子の数を供給する手段として、保護膜上に単結晶のＭｇＯ粉末を付着させる構造が提案されている。この単結晶のＭｇＯ粉末を付着させることにより、プライミング電子の供給量が増加する原理は、完全に解明された訳ではないが、放電遅れを改善することができることが、実験的に確認されている。
【００１２】
＜単結晶のＭｇＯ粉末を付着することにより生じる新たな課題の検討＞
ところが、本願発明者が検討した結果、保護膜上に単結晶のＭｇＯ粉末を付着させたＰＤＰにおいては、以下に示す新たな課題が生じることを見出した。
【００１３】
すなわち、アドレス放電を行うために必要な印加電圧であるアドレス電圧にばらつきが大きくなるという課題である。詳しく説明すると、アドレス動作では、表示電極対の延在方向に沿って並べて配置されるアドレス電極にアドレス電圧を印加する。一方、ＰＤＰの表示ラインを構成する複数の表示電極対の一方は走査電極と呼ばれ、アドレス動作においては、この走査電極毎に順次スキャンしながら走査パルスを印加する。
【００１４】
アドレス放電は、アドレス電圧が印加されたアドレス電極と、走査パルスが印加された走査電極が交差するセルで発生することとなる。したがって、アドレス電極にアドレス電圧を印加するのみでは、アドレス放電は開始されず、走査パルスが印加されることにより開始されるので、アドレス放電が開始されるタイミングは、表示ライン毎に異なっている。
【００１５】
ここで、前記した保護膜上に単結晶のＭｇＯ粉末を付着させたＰＤＰにおいては、アドレス動作の初期段階で印加するアドレス電圧と、アドレス動作の後半で印加するアドレス電圧の必要電圧量の差（以下アドレス電圧変化量と呼ぶ）が非常に大きくなることが判明した。
【００１６】
また、前記アドレス電圧変化量は、ＰＤＰの温度にも依存し、ＰＤＰの温度が高くなるほど、アドレス電圧変化量が増大することが判明した。
【００１７】
アドレス放電において放電不良が発生すると、表示不良の原因となるので、アドレス電圧変化量が増大するＰＤＰにおいては、高い側の電圧にあわせて印加するアドレス電圧を設定することとなる。この結果、アドレス電圧を制御するマージンが狭くなる。
【００１８】
また、アドレス電圧の上昇により、ＰＤＰの消費電力の上昇を招くこととなる。
【００１９】
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のアドレス電圧変化量の増大を抑制することができる技術を提供することにある。
【００２０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
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。
【００２２】
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、放電ガスを封入して形成された放電空間を介して対向する一対の基板構造体を備え、前記一対の基板構造体の一方は、基板上に配置された複数の表示電極対と、前記複数の表示電極対を被覆する誘電体層と、この誘電体層を被覆する保護層とを有し、前記保護層は、前記誘電体層の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜と、前記ＭｇＯ膜上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子とを備え、前記ＭｇＯ膜の結晶配向が（１１０）配向となっているものである。
【発明の効果】
【００２３】
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のアドレス電圧変化量の増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma Display Panel）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。
【００２６】
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部材と、シャーシ部材の背面（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。
【００２７】
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。
【００２８】
プラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ装置）には、上記したＰＤＰモジュールおよびＰＤＰセットが含まれる。
【００２９】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００３０】
また、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。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。
【００３１】
＜ＰＤＰの基本構造＞
まず、図１および図２を用いて本実施の形態のＰＤＰの構造の一例についてカラー表示用のＡＣ駆動型の３電極面放電型ＰＤＰを例に説明する。図１は本実施の形態のＰＤＰの要部を拡大して示す要部拡大組み立て斜視図、図２は図１に示す前面基板構造体の上下を反転させて保護層の表面状態を示す要部拡大斜視図である。
【００３２】
図１において、ＰＤＰ１は放電ガスを封入して形成された放電空間２４を介して対向する一対の基板構造体である前面基板構造体１１と背面基板構造体１２とを有している。
【００３３】
前面基板構造体１１は、前面基板１３（第１基板）上に配置された複数の表示電極対であるＸ電極１４およびＹ電極１５と、これらの表示電極対を被覆する誘電体層１７と、この誘電体層を被覆する保護層１８とを有している。また、保護層１８は、図２に示すように誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとを備えている。
【００３４】
前面基板構造体１１と背面基板構造体１２とは対向配置された状態で重ね合わされ、その間に放電空間２４を有している。つまり、前面基板構造体１１と背面基板構造体１２とは放電空間２４を介して対向配置されている。
【００３５】
前面基板構造体１１はＰＤＰ１の表示面となる第１の面１３ａを有し、例えばガラス基板である前面基板１３を有している。前面基板１３の第１の面１３ａの反対側の面（内面）にはＰＤＰ１の表示電極であるＸ電極（表示電極）１４と、Ｙ電極（表示電極、走査電極）１５とがそれぞれ複数形成されている。
【００３６】
Ｘ電極１４およびＹ電極１５は維持放電（表示放電）を行うための一対の表示電極対を構成し、例えば、行方向ＤＸに沿って帯状に延在するようにそれぞれ交互に配置されている。この一対のＸ電極１４とＹ電極１５とがＰＤＰ１における行方向ＤＸの表示ラインを構成する。なお、図１では、Ｘ電極１４およびＹ電極１５の一部を拡大して示しているが、ＰＤＰ１は、この表示ラインの行数に応じて複数のＸ電極１４およびＹ電極１５を有している。
【００３７】
このＸ電極１４およびＹ電極１５は一般に例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＳｎＯ２などの透明な電極材料で構成されるＸ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａと、例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、あるいはこれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層体）などからなるＸバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂとで構成される。
【００３８】
Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａは主に維持放電に寄与し、蛍光体の発光を前面基板１３側から観察することができるように光透過性がＸバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂよりも高い。一方Ｘバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂは駆動用の電流を低抵抗で流すため、Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａよりも抵抗の低い金属材料を用いる。
【００３９】
前面基板（第１基板）１３の一方の面（第１の面１３ａの反対側に位置する面）に表示電極対（Ｘ電極１４およびＹ電極１５）を形成する工程は例えば以下のように行う。すなわち、透明な電極材料やＡｇ、Ａｕについてはスクリーン印刷のような厚膜形成技術を用いて、またその他の金属について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。
【００４０】
図１では、Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａが帯状に延びる形状を示しているが、Ｘ透明電極１４ａ、Ｙ透明電極１５ａの電極構造はこれに限定されない。例えば、維持放電の安定化や放電効率の向上のため、一対の電極対間の最短距離（放電ギャップと呼ばれる）がセルに対応して近づくようにＸバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂと重なる位置からそれぞれ対向する方向に突出部を形成する構造としても良い。また、突出部の形状もストレート形、Ｔ字形又は梯子形等種々の変形例を用いることができる。また、Ｘ電極１４とＹ電極１５の電極構造も図１に示す形状には限定されず、例えば、これらの表示電極対を等間隔に配置して、隣接するＸ電極１４とＹ電極１５との間がすべて表示ラインになる、いわゆるＡＬＩＳ（Alternate Lighting of Surface Method）と呼ばれる構造としても良い。
【００４１】
これらの電極群（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５）は、主にＳｉＯ２などのガラス材料で構成される誘電体層１７で被覆されている。表示電極対を被覆するように誘電体層１７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１７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１３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ＳｉＯ２膜を成膜することにより形成してもよい。
【００４２】
誘電体層１７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１７を保護するための保護層１８が形成されている。このため保護層１８は誘電体層１７の表面を被覆するように形成されている。保護層１８は、図２に示すように誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとで構成されている。この保護層１８の詳細な構造、機能、および誘電体層１７の表面に保護層１８を形成する工程の詳細については後述する。
【００４３】
一方、背面基板構造体１２は、例えばガラス基板である背面基板１９を有している。背面基板１９の前面基板構造体１１と対向する面（内側面）上には、複数のアドレス電極２０が形成されている。各アドレス電極２０は、Ｘ電極１４およびＹ電極１５が延在する方向と交差する（略直交する）列方向ＤＹに沿って延在するように形成されている。また、各アドレス電極２０は、互いに略平行となるように所定の配置間隔を持って配置されている。
【００４４】
アドレス電極２０を構成する材料としては、Ｘバス電極１４ｂ、Ｙバス電極１５ｂと同様に例えば、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、あるいはこれらの積層体（例えばＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒの積層体）などを用いることができる。また、アドレス電極２０に用いる材料に応じて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。
【００４５】
このアドレス電極２０と、前面基板構造体１１に形成されたＹ電極１５とは、セル２５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、Ｙ電極１５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。
【００４６】
アドレス電極２０は、誘電体層２１で被覆されている。誘電体層２１は前面基板１３上の誘電体層１７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２１上には背面基板構造体１２の厚さ方向に伸びる複数の隔壁２２が形成されている。
【００４７】
背面基板１０の前面（内面）側は隔壁２２により複数の放電空間２４に区画されている。図１に示すように、放電空間２４をセル２５毎に格子状に区画する隔壁２２の配置構造はボックス構造と呼ばれる。隔壁２２の配置構造は、ボックスリブ構造の他、セル２５毎にアドレス電極２０の延在する列方向ＤＹに沿って帯状に区画するストライプリブ構造と呼ばれる構造としても良い。
【００４８】
隔壁２２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２１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。
【００４９】
アドレス電極２０上の誘電体層２１の上面、および隔壁２２の側面には、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２３ｒ、２３ｇ、２３ｂがそれぞれ所定の位置に形成されている。隔壁２２で区画された領域に蛍光体２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ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、これを色（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。
【００５０】
また、蛍光体２３ｒ、２３ｇ、２３ｂは、蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂とを含むシート状の蛍光体層材料（いわゆるグリーンシート）を使用し、フォトリソグラフィー技術で形成することもできる。この場合、所定の色のシートを基板上の表示領域全面に貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色ごとに繰り返すことで、対応する隔壁２２間に各色の蛍光体２３を形成することができる。
【００５１】
また、各放電空間２４には、放電ガスと呼ばれる希ガスなどのガスが所定の圧力で封入されている。放電ガスとしては、例えばＸｅの分圧比が数％〜数十％に調整されたＸｅ−Ｎｅなどの混合ガスを用いることができる。
【００５２】
ＰＤＰ１は、上記した前面基板１３の表示電極対を形成した面と、背面基板１９とを放電空間２４を介して対向配置して組み立てることにより得られる。この組み立てる工程には、前面基板１３と背面基板１９との位置合わせ工程、各基板（前面基板１３および背面基板１９）の間の外周部を例えばシールフリットと呼ばれる低融点ガラス材料を用いて封止する封止工程、ＰＤＰ１の内部空間に残るガスを排気して、放電ガスを充填する工程などが含まれる。
【００５３】
ＰＤＰ１では、一対のＸ電極１４、Ｙ電極１５とアドレス電極２０との交差に対応して１個のセル２５が構成される。つまり、セル２５は表示電極対（Ｘ電極１４とＹ電極１５の対）とアドレス電極２０の交差毎に形成される。セル２５の平面積は一対のＸ電極１４とＹ電極１５の配置間隔と、隔壁２２の配置間隔により規定される。また、各セル２５には、赤用の蛍光体２３ｒ、緑用の蛍光体２３ｇ、または青用の蛍光体２３ｂのいずれかがそれぞれ形成されている。
【００５４】
このＲ、Ｇ、Ｂの各セル２５のセットにより画素（ピクセル）が構成される。つまり、各蛍光体２３ｒ、２３ｇ、２３ｂはＰＤＰ１の発光素子であり維持放電によって発生する所定波長の真空紫外線に励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の可視光を発光する。
【００５５】
なお、図１ではアドレス電極２０を背面基板構造体１２に形成する例について示したが、アドレス電極２０を前面基板構造体１１に形成することもできる。この場合、図１に示す誘電体層１７を複数層構造として、第１層目の誘電体層で表示電極対を被覆し、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２０を形成することができる。
【００５６】
＜ＰＤＰモジュールの全体構成と駆動方式＞
次に、図３〜図５を用いて図１に示すＰＤＰ１を組み込んだＰＤＰモジュールの駆動方式の一例について説明する。図３は図１に示すＰＤＰを組み込んだＰＤＰモジュールの全体構成を概略的に示すブロック図である。また、図４は図３に示すＰＤＰモジュールにおける階調駆動シーケンスの一例を示す説明図、図５は図３に示すＰＤＰモジュールにおける駆動波形の一例を示す説明図である。
【００５７】
図３において、ＰＤＰモジュール３０に組み込まれるＰＤＰ１は、Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、アドレス電極２０、等より構成されている。また、ＰＤＰモジュール３０は、それぞれの電極（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、アドレス電極２０）間に電圧を印加するために、アドレス駆動回路ＡＤＲＶ、ＹスキャンドライバＹＳＣＤＲＶ、Ｙ駆動回路ＹＳＵＳＤＲＶ、Ｘ駆動回路ＸＳＵＳＤＲＶが電気的に接続されている。また、ＰＤＰモジュール３０は、各駆動回路（ドライバ）を制御するための制御回路ＣＮＴを備えている。
【００５８】
ＰＤＰ１は、サステイン放電（維持放電、表示放電）を行うＸ電極（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，・・・Ｘｎ）１４とＹ電極（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，・・・Ｙｎ）１５とが交互に配置されて表示ラインを構成し、Ｘ電極１４およびＹ電極１５の対で構成される表示電極対と該表示電極対（表示ライン）と略直交するアドレス電極（Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・Ａｎ）２０との交差毎にマトリクス状のセルが構成されている。
【００５９】
ＹスキャンドライバＹＳＣＤＲＶは、アドレス過程ＴＡ（図４参照）において、電圧を制御して順次Ｙ電極（表示ライン）１５を選択し、アドレス駆動回路ＡＤＲＶに電気的に接続されたアドレス電極２０と各Ｙ電極１５との間で、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎ（図４参照）に対するセルの点灯／非点灯を選択するアドレス放電を生じさせる。
【００６０】
また、Ｙ駆動回路ＹＳＵＳＤＲＶおよびＸ駆動回路ＸＳＵＳＤＲＶは、表示過程ＴＳ（図４参照）において、アドレス放電により選択されたセルに対して各サブフィールドの重みに応じた数の維持放電（サステイン放電）を生じさせる。
【００６１】
また、制御回路ＣＮＴは、例えば、ＴＶチューナやコンピュータ等の外部装置から入力される画像データや信号からそれぞれの駆動回路（ドライバ）に適した制御信号を出力して所定の画像表示を行う役割を果たしている。
【００６２】
また、図４に示されるように、ＰＤＰモジュール３０における階調駆動シーケンスは、１フィールド（フレーム）Ｆ１をそれぞれ所定の輝度の重みを有する複数のサブフィールド（サブフレーム）ＳＦ１〜ＳＦｎで構成し、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎの組み合わせにより所望の階調表示を行うようになっている。
【００６３】
複数のサブフィールドの構成例を説明すると、例えば、２の巾乗の輝度重みを有する８つのサブフィールドＳＦ１〜ＳＦ８（維持放電の回数の比が１：２：４：８：１６：３２：６４：１２８）により２５６階調の表示を行うようになっている。なお、サブフィールドの数および各サブフィールドの重みは様々な組み合わせが可能なのはいうまでもない。
【００６４】
また、各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎは、それぞれ表示領域における全てのセルの壁電荷を均一にする初期化過程（リセット期間）ＴＲ、点灯セルを選択するアドレス過程（アドレス期間）ＴＡ、および、選択されたセルを輝度（各サブフィールドの重み）に応じた回数だけ放電（点灯）させる表示過程（維持放電期間）ＴＳで構成され、各サブフィールドの表示毎に輝度に応じてセルを点灯させ、例えば、８つのサブフィールド（ＳＦ１〜ＳＦ８）を表示することで１フィールドの表示を行うようになっている。
【００６５】
次に、図５では図４に示す各サブフィールドＳＦ１〜ＳＦｎにおける図１に示す各電極（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５、アドレス電極２０）に印加する駆動波形例（ＰＸ，ＰＹ，ＰＡ）を示している。
【００６６】
まず、第１のステップとして、初期化過程ＴＲでは、Ｘ電極１４（図１参照）とＹ電極１５（図１参照）との間でリセット放電を発生させることにより、全てのセルに電荷（壁電荷）を形成して全セルの初期化（次のアドレス動作期間に備える状態にすること）を行う。
【００６７】
この初期化過程ＴＲでは例えば、図４に示すように、それぞれＰＤＰ１の表示電極対を構成するＸ電極１４に正のＹ書き込み鈍波ＰＹ１を、Ｙ電極１５に負のＸ電圧ＰＸ１を印加する。これにより、Ｘ電極１４が陰極、Ｙ電極１５が陽極となって両電極間でリセット放電が発生し、全てのセルに壁電荷が形成される。
【００６８】
続いてセル内に形成された壁電荷を必要量残して消去するＹ補償鈍波ＰＹ２とＸ補償電圧ＰＸ２が印加される。これにより、全セルに形成された壁電荷の量が略一様になる。この時、全てのセル形成されている壁電荷は、アドレス過程ＴＡにおいてアドレス放電を発生させるために必要な電荷量であれば良い。したがって、後述する表示過程ＴＳにおいて、維持放電を発生させるために必要な壁電荷の電荷量よりは小さい。
【００６９】
このように初期化過程ＴＲにおいて、リセット放電を発生させるための電圧波形として、Ｙ書き込み鈍波ＰＹ１やＸ電圧ＰＸ１のように後述する繰り返し維持パルスＰＸ５、ＰＸ６、ＰＸ７、ＰＹ５、ＰＹ６、ＰＹ７と比較して緩やかな波形を印加することにより、リセット放電が過大な放電状態となることを防止することができる。
【００７０】
次に、第２のステップとして、アドレス過程ＴＡでは、点灯させることを選択するセルに対し、アドレス電極２０（図１参照）とＹ電極１５との間でアドレス放電を発生させることにより、セルの点灯／非点灯を選択する。また、及びそれに続く表示電極（Ｘ電極１４、Ｙ電極１５）対での放電（維持放電、表示放電）を発生させる。
【００７１】
このアドレス過程ＴＡでは、例えば、図５に示すように、表示するセルを行方向に順次決定していく放電を行うため、Ｙ電極１５に走査パルスＰＹ３が、Ｘ電極１４にＸ電圧ＰＸ３が印加される。この走査パルスＰＹ３は行毎にタイミングをずらして印加される。
【００７２】
本実施の形態では、点灯させることを選択したセルでアドレス放電を発生させる、所謂アドレス書き込み方式を用いている。したがって、アドレス放電が発生したセルには、後述する表示過程ＴＳにおいて、維持放電を発生させるために必要な電荷量の壁電荷を形成する。
【００７３】
一方、アドレス電極２０には、列方向の表示するセルを決める放電を行うため、アドレスパルスＰＡ１が印加される。このアドレスパルスＰＡ１は、行毎に印加される走査パルスＰＹ３に合わせて印加され、Ｙ電極１５とアドレス電極２０との交点に形成される表示させたいセルに放電を発生させるタイミングで印加される。
【００７４】
ただし、アドレス電極２０は図３に示すようにＹ電極１５と交差して配置されているため、各Ｙ電極１５に走査パルスＰＹ３を印加する度に、アドレス電極２０には、アドレスパルスＰＡ１が印加される。つまり、走査パルスＰＹ３を各Ｙ電極１５に印加する回数に応じて、アドレス電極２０にはアドレスパルスＰＡ１が複数回印加される。
【００７５】
次に、第３のステップとして、表示過程ＴＳでは、点灯させることを選択したセルのＸ電極１４、Ｙ電極１５の間で維持放電（表示放電、サステイン放電）を維持させ、当該セルを所定期間の間発光させる。
【００７６】
この表示過程ＴＳでは、例えば、図５に示すように、異なる電気的極性を有する第１の維持パルスＰＸ４、ＰＹ４をそれぞれＸ電極１４とＹ電極１５に印加する。これにより、表示電極対間の放電状態が維持される。
【００７７】
続いて、Ｘ電極１４およびＹ電極１５に、互いに電気的極性の異なる繰り返し維持パルスＰＸ５、ＰＸ６、ＰＸ７、ＰＹ５、ＰＹ６、ＰＹ７が繰り返し印加されることにより、表示電極対間の放電状態がさらに維持される。
【００７８】
図５に示すように、維持パルスＰＸ４、ＰＸ５、ＰＸ６、ＰＸ７および維持パルスＰＹ４、ＰＹ５、ＰＹ６、ＰＹ７はその電気的極性が交互に入れ替わる。つまり、Ｘ電極１４とＹ電極１５とは、維持放電の際に、交互に陰極あるいは陽極となって繰り返し放電がなされる。
【００７９】
以上本実施の形態のＰＤＰ装置の全体構成と、階調駆動方法の例について説明したが、種々の変形例が存在することは言うまでもない。例えば、図５で説明した駆動波形において、印加するパルスあるいは電圧の電気的極性を反転させても良い。この場合、図５に示す初期化過程ＴＲでは、Ｘ電極１４が陽極に、Ｙ電極１５が陰極になる。また、例えば、図５に示す駆動波形に加え、表示過程ＴＳの最後に壁電荷消去のための電圧波形を加えることもある。またアドレス放電の方式として、点灯させないことを選択したセルでアドレス放電を発生させる、所謂アドレス消去方式を用いることもできる。この場合、初期化過程ＴＲにおいて、全てのセルに維持放電を行うために必要な電荷量の壁電荷を形成し、アドレス放電により、該壁電荷をセル毎に消去することとなる。
【００８０】
＜保護層の詳細構造および機能＞
次に図１および図２に示す保護層１８の詳細な構造および機能について説明する。図２において、保護層１８は誘電体層１７の表面に積層されるＭｇＯ膜１８ａと、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂとを備えている。ＭｇＯ結晶粒子１８ｂはＭｇＯの単結晶粒子であり、各粒子の形状は、例えばそれぞれ立方形である。なお、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着するＭｇＯ結晶粒子１８ｂは、図２に示すように１個の粒子が独立して付着している場合と、複数の粒子が凝集した状態で付着している場合がある。本実施の形態では、これらが混在した状態で付着している。
【００８１】
ＭｇＯ膜１８ａには、誘電体層１７が放電時のイオンの衝撃により劣化することを防ぐ機能とともに、二次電子を放出して放電の成長、維持を促進する機能が要求される。このため、ＭｇＯ膜１８ａには二次電子放出係数の高いＭｇＯが用いられる。
【００８２】
また、ＭｇＯ膜１８ａ上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂは、アドレス放電あるいは表示放電などを行う際に放電の種火となるプライミング電子（初期荷電粒子）を放電空間２４により多く供給する機能を有している。つまり、複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂをＭｇＯ膜１８ａ上に付着させることにより、放電空間２４内のプライミング電子を増加させることができる。放電空間２４内のプライミング電子が増加すると、放電のための電圧を印加してから放電が開始されるまでの時間を短縮することができる。例えば、アドレス放電の場合であれば、図１に示すアドレス電極２０とＹ電極１５との間に電圧が印加してからアドレス放電が開始されるまでの時間を短縮することができるので、アドレス放電における放電遅れを短くすることができる。
【００８３】
ところで、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向は、二次電子放出係数が、（１００）配向よりも高い（１１１）配向が一般に用いられるが、本実施の形態では、（１１０）配向としている。以下、ＭｇＯ膜の結晶配向を（１１１）配向とした場合の問題点、およびその解決策について本発明者が検討した経緯に沿って順に説明する。
【００８４】
本発明者は、まず、図２に示すＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１１）配向とした比較例１のＰＤＰモジュールを作成した。この比較例１のＰＤＰモジュールについてアドレス電圧（アドレス放電を発生させるために必要なアドレスパルスの電位）の測定試験を行ったところ、アドレス動作の初期段階（詳しくは、順次パルスを印加する走査の初期段階）で印加するアドレス電圧と、アドレス動作の後半（詳しくは順次パルスを印加する最終段階）で印加するアドレス電圧の必要電圧量の差（アドレス電圧変化量）が非常に大きくなることが判明した。
【００８５】
この現象は以下の理由により発生したと考えられる。すなわち、図５に示すアドレス過程ＴＡでは、走査パルスＰＹ３を各Ｙ電極１５に印加する回数に応じて、アドレス電極２０にはアドレスパルスＰＡ１が複数回印加される。ここで、アドレスパルスＰＡ１が印加されても、走査パルスＰＹ３が印加されなければ、設計上放電は発生しない。ところが、図２に示すようにＭｇＯ膜１８ａ上に複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させると、前述の通り、放電空間２４中のプライミング電子の量が増加する。このプライミング電子が増加すると、放電が発生し易くなるため、意図しない微弱放電が発生してしまう。とくに、アドレス電極２０にアドレスパルスＰＡ１が印加されると、走査パルスＰＹ３が印加されていない場合でも、微弱放電が発生してしまう場合がある。
【００８６】
このように意図しない微弱放電が発生すると、アドレス放電を発生させるために形成された壁電荷が減少してしまう。この結果、壁電荷が不足した状態でアドレス放電を発生させるためには、より高いアドレスパルスＰＡ１を印加する必要が生じる。とくに、走査パルスＰＹ３を印加するまでの期間（アドレス待機時間と呼ぶ）が長くなる後半のセルにおいては、走査パルスＰＹ３を印加する前に、複数回アドレスパルスＰＡ１が印加されることとなるので、壁電荷が減少しやすくなる。
【００８７】
そこで、本発明者はアドレス電圧変化量の増大を抑制するためには、意図しない微弱放電が発生した場合に、壁電荷の減少を抑制する技術について検討した結果、図２に示すＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより微弱放電の発生を抑制できることを見出した。
【００８８】
図６〜図９は、本実施の形態であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、図６は、（１１０）配向の結晶構造を示すモデル図、図７はＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図、図８は、図７に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図、図９は、図８に示すＭｇＯ膜の表面の一部を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Scanning Electron Microscope）により撮影した画像を示す拡大平面図である。一方、図１４〜図１７は本実施の形態に対する比較例であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、図１４は、（１１１）配向の結晶構造を示すモデル図、図１５はＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図、図１６は、図１５に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図、図１７は、図１６に示すＭｇＯ膜の表面の一部をＳＥＭにより撮影した画像を示す拡大平面図である。
【００８９】
（１１１）配向は、図１４に示すように三角錐型の結晶構造であり、（１１１）配向の結晶を成長させると、図１５から図１７に示すように各結晶柱３１の間に多くの隙間３２が形成される。一方、（１１０）配向は、図６に示すように三角柱型の結晶構造であり、（１１０）配向の結晶を成長させると、図７〜図９に示すように、（１１１）配向の場合と比較して各結晶柱３１の間の隙間３２を小さくすることができる。つまり、各結晶柱３１の密度（結晶密度と呼ぶ）を向上させることができる。
【００９０】
ここで、図２に示すＭｇＯ膜１８ａに壁電荷を形成し、該壁電荷を保持する観点からは、結晶密度を向上させる方が好ましい。つまり、本実施の形態では、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、意図しない微弱放電が発生した場合であっても、壁電荷の減少を抑制することができる。このため、アドレス放電を発生させるために必要なアドレス電圧変化量の増大を抑制することができる。
【００９１】
ところで、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすると、（１１１）配向の場合と比較すると、二次電子放出係数は低下する。しかし、本実施の形態では、ＭｇＯ膜１８ａ上に複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させているので、プライミング電子が増加する。また、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂからも二次電子が放出されるので、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを有しない保護層１８と比較すると、二次電子放出係数を向上させることができる。
【００９２】
なお、ＭｇＯ膜１８ａの表面の配向は主として（１１０）面を有しているが、ＭｇＯ膜１８ａの表面が（１１０）面以外の配向面を含んだ実施態様を排除するものではない。ただし、本発明者の検討によれば、（１１０）面以外の配向面が多く含まれるＭｇＯ膜１８ａにおいては、アドレス電圧変化量がＰＤＰ１の温度に依存して変化することが判明した。以下、アドレス放電変化量の温度依存特性の詳細、およびその解決策について説明する。
【００９３】
＜アドレス放電変化量の温度依存特性＞
本発明者は、ＰＤＰ１の温度が常温の２５℃である場合に、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、アドレス電圧変化量の増大を抑制することができることを見出した。ところが、ＰＤＰ１の温度が上昇するにつれて、アドレス放電電圧変化量が増大することが判明した。また、アドレス放電電圧変化量が増大する程度は、ＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合、あるいはＭｇＯ膜１８ａに含まれる不純物の割合に応じて異なることが判明した。
【００９４】
図１０は、本実施の形態の各実施例および比較例１におけるアドレス放電電圧の温度依存特性を測定した結果を示す説明図である。図１０において、実施例１〜実施例５は、それぞれＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合、あるいはＭｇＯ膜１８ａに含まれる不純物であるＳｉの割合を変化させている。
【００９５】
ＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合については、Ｘ線回折（ＸＲＤ；X-Ray Diffract meter）を用いて評価することができる。すなわち、保護層１８について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面の信号強度と（２００）面の信号強度を比較することにより評価する。なお、（２２０）面と（１１０）面、（２００）面と（１００）面はそれぞれ等価であり、（２２０）面の信号強度は、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向が（１１０）面で揃っている場合に強くなる。また、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂは単結晶の粒子であり（１００）面を有している。したがって、（２００）面の信号は、主にＭｇＯ結晶粒子１８ｂからの信号である。
【００９６】
また、（２２０）面の信号強度と（２００）面の信号強度の比較は、（２２０）面のピーク強度をＭｇＯ膜１８ａの膜厚で規格化した値と、（２００）面のピーク強度をＭｇＯ膜１８ａ上における複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂによる被覆率で規格化した値とを比較する。（２２０）面の信号強度は、ＭｇＯ膜１８ａの膜厚に、（２００）面の信号強度はＭｇＯ膜１８ａの被覆率に影響を受けるため、これらの要素を排除し、ＭｇＯ膜１８ａに含まれる（１１０）面以外の結晶面が含まれる割合を評価する指標として用いるためである。
【００９７】
具体的には、（２２０）面のピーク強度／ＭｇＯ膜の膜厚[単位：μｍ]の値Ｐ２２０と（２００）面のピーク強度／被覆率の値Ｐ２００とを比較して、図１０にはＰ２２０／Ｐ２００を示している。ここで、「被覆率」とは、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを分散配置したＭｇＯ膜１８ａの面に対して垂直方向に観察した際の、下地となるＭｇＯ膜１８ａの面積に対するＭｇＯ結晶粒子１８ｂの面積の割合である。本実施の形態では、０．６ｍｍ×０．６ｍｍの正方形の視野範囲について複数の測定点毎に被覆率を測定し、例えば直線的に１０ｍｍ間隔で１０点の測定点について測定した。視野範囲を０．６ｍｍ×０．６ｍｍの正方形としたのは、ＭｇＯ結晶粒子の累積粒度分布と被覆率の測定精度の関係から特に好ましい範囲を設定した。また、測定点の数および測定間隔については、特に限定されるものではないが、精度を向上させるため、測定点は少なくとも１０点以上は測定することが好ましい。
【００９８】
また、図１０では２５℃におけるアドレス放電電圧変化量をＶａ１、６０℃におけるアドレス放電電圧変化量をＶａ２とし、Ｖａ２−Ｖａ１で表わされる温度依存変化量をΔＶａとしている。なお、Ｖａ２の値をＰＤＰ１が６０℃の時の値としたのは、ＰＤＰ１が実際に駆動する際のＰＤＰの到達温度を考慮して、高温域の平均的な温度が約６０℃程度となるためである。
【００９９】
また、図１０では、ＭｇＯ膜１８ａ中に含まれる不純物であるＳｉ（シリコン）の濃度をＳｉ濃度として示している。ＭｇＯ膜１８ａ中に含まれるＳｉの濃度の測定は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ;Secondary Ion Mass Spectrometry）により測定した結果を示している。
【０１００】
図１０において、実施例１〜実施例３を比較すると、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなる程ΔＶａが小さくなっていることが判る。例えば、実施例１においては、Ｖａ１は２０．７Ｖと比較例１の２２．１ｖよりも低いが、ΔＶａが２５．５Ｖと非常に高いため、高温域では、Ｖａ２は、比較例１よりも大幅に高くなってしまっている。
【０１０１】
しかし、Ｐ２２０／Ｐ２００の値を大きくする、すなわち、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向で揃えることにより、ΔＶａの値は改善し、実施例２に示すようにＰ２２０／Ｐ２００の値が０．８となると、Ｖａ２の値も比較例１のＶａ２の値よりも約１Ｖ改善することができる。さらに、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が１となっている実施例３では、ΔＶａの値も比較例１よりも小さくなり、結果として高温域においてもアドレス電圧変化量Ｖａ２を大幅に改善することができる。
【０１０２】
なお、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなる程ΔＶａはが小さくなる現象は、ＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を変化させた（薄くした）場合にも同様の傾向があり、実施例４と実施例５を比較するとＰ２２０／Ｐ２００の値が大きい実施例５の方が実施例４よりもΔＶａの値が小さくなる。
【０１０３】
このように、Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなる程ΔＶａが小さくなる現象は以下の理由によると考えられる。Ｐ２２０／Ｐ２００の値が大きくなるということは、ＭｇＯ膜１８ａを構成する各結晶柱３１（図７参照）の結晶配向が、（１１０）配向で揃うことを意味する。したがって、ＭｇＯ膜１８ｂの結晶密度が高くなる。また、図７に示す各結晶柱３１の結晶構造も（１１０）配向で揃うことにより、安定化する。ＰＤＰ１の温度が上昇すると、ＭｇＯ膜１８ａに形成された壁電荷が熱影響により放出されやすくなる。しかし、結晶配向を（１１０）で揃えた場合には、結晶密度が上昇する、あるいは結晶構造が安定化する結果、ＰＤＰ１の温度が上昇した場合であっても、壁電荷が熱影響により放出されることを抑制することができる。
【０１０４】
次に、アドレス放電変化量の温度依存特性とＭｇＯ膜中のＳｉ濃度との関係について説明する。図１０に示す実施例１と実施例４の比較、および実施例３と実施例５の比較から、ΔＶａの値は、Ｓｉ濃度を低くすることにより小さくなる。詳しくは、実施例４に示すように、ＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とすることによりＶａ２の値も比較例１のＶａ２の値よりも約２．５Ｖ改善することができる。また、実施例５に示すようにＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とし、かつ、Ｐ２２０／Ｐ２００の値を１以上とすることにより、ΔＶａの値は、実施例３よりもさらに改善することができる。
【０１０５】
このようにＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とすることにより、ΔＶａが小さくなる現象は以下の理由によると考えられる。ＭｇＯ膜１８ａ中に不純物としてＳｉが含まれている場合、例えばＭｇＯ膜１８ａの結晶構造においてＭｇとＳｉが置換する。Ｍｇは２価の陽イオンで、Ｓｉは４価の陽イオンであるため、置換によって酸素欠損が生じる。この酸素欠損は正孔（ホール）の役割を担うことで、ＭｇＯ膜１８ａのインピーダンスに影響を与える。したがって、ＰＤＰ１の温度が高温になるとホールに存在する電子がクーロン引力による束縛から解放されやすくなり、ＭｇＯ膜１８ａのインピーダンスが低下する。また、例えば、ＳｉがＭｇＯ膜１８ａの結晶格子間に侵入すると、ＭｇＯ膜１８ａ中に不純物準位が形成される。この不純物準位はキャリアとしての役割を果たす。この場合においても、ＰＤＰ１の温度が高温になるとキャリアがクーロン引力による束縛から解放されやすくなり、ＭｇＯ膜のインピーダンスが低下する。
【０１０６】
つまり、本実施の形態では、高温特性（高温領域でのアドレス放電電圧Ｖａ２が上昇する現象）を改善する観点から、不純物であるＳｉの濃度を低減し、高温でのＭｇＯ膜１８ａのインピーダンス低下を抑えている。
【０１０７】
＜保護層の形成方法＞
次に、図１および図２に示す保護層を形成する工程について説明する。図１１は本実施の形態のＭｇＯ膜を成膜する装置の概要を示す要部断面図である。また、図１２は、図１０に示す実施例１〜実施例５、および比較例１の成膜条件を示す説明図である。
【０１０８】
図１および図２に示す誘電体層１７の表面に保護層１８を形成する工程には、誘電体層１７の表面にＭｇＯ膜１８ａを形成（成膜）する工程と、ＭｇＯ膜１８ａの表面に複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させる工程とが含まれる。
【０１０９】
誘電体層１７の表面にＭｇＯ膜１８ａを形成する工程は、図１１に示すように、成膜材料であるＭｇＯのターゲット材３３を減圧雰囲気下で加熱蒸発（気化）させ、前面基板１３の表面（詳しくは図１に示す誘電体層１７の表面）に堆積する、所謂真空蒸着法により形成する。
【０１１０】
図１１に示すように成膜装置３４は減圧チャンバ３４ａ、ターゲット材３３を載置するルツボ３４ｂ、およびターゲット材３３を気化させるための加熱源３４ｃを有している。加熱源３４ｃは例えば、電子ビームを照射する電子銃である。加熱源３４ｃから発射された電子ビームが、ターゲット材３３に照射されると、照射された領域のターゲット材３３が蒸発（気化）する。一方、ルツボ３４ｂの上部には、前面基板１３が図１に示す誘電体層１７の表面をルツボ３４ｂ側に向けた状態で配置され、ルツボ３４ｂ上を通過する。これにより、前面基板１３の誘電体層１７の表面にＭｇＯ膜１８ａが形成される。
【０１１１】
ここで、図１０において比較例１として示した結晶配向が（１１１）配向となっているＭｇＯ膜を形成する場合、減圧チャンバ３４ａ内に酸素ガスを導入しながらＭｇＯを蒸着させる。詳しくは、ＭｇＯを蒸着する際の減圧チャンバ３４ａ内の全圧は、例えば０．１Ｐａ〜０．１１Ｐａ程度であるが、このうち、酸素ガスの分圧を０．８Ｐａ以上とすることにより、図１４に示すような（１１１）配向の結晶構造を有するＭｇＯ膜を比較的安定的に形成することができる。
【０１１２】
一方、本実施の形態では、ＭｇＯを蒸着する際の減圧チャンバ３４ａ内に酸素ガス以外の第１ガスを導入する。詳しくは、本実施の形態ではＭｇＯを蒸着する際の減圧チャンバ３４ａ内に水蒸気を導入する。ここで、本発明者が検討を行った結果、少なくとも減圧チャンバ３４ａ内（すなわち、減圧雰囲気中）の酸素ガスの分圧を、減圧雰囲気中に導入される水蒸気（第１ガス）の分圧よりも低くすることにより、形成されるＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることができる。また、図１２に示すように、水蒸気の分圧を０．０８Ｐａ以上とすることにより、Ｐ２２０／Ｐ２００の値を１以上、すなわち、（１１０）配向で揃えることができる。
【０１１３】
なお、本実施の形態１では、ＭｇＯ膜１８ａをイオンプレーティング法により形成している。つまり、減圧雰囲気中に導入される水蒸気、および気化したＭｇＯの一部をイオン化させて、誘電体層１７（図１参照）の表面で結晶化する。イオンプレーティング法を用いることにより、得られるＭｇＯ膜１８ａは、より均一な膜質となる。また、イオンプレーティング法において、導入する反応ガスとして水蒸気を用いると水蒸気から水素イオンおよび酸素イオンが供給される。この水素イオンは、ＭｇＯ膜１８ａの結晶化を促進する効果を有し、酸素イオンは、ＭｇＯ膜１８ａの原料イオンとなるので、導入するガスとしては水蒸気が特に好適である。
【０１１４】
ところで、ターゲット材３３はＭｇＯを主成分として構成されているが、このターゲット材３３は海水、あるいは鉱物を精製することにより形成するので、ＭｇＯ以外の不純物が含まれる。この不純物には、前記したＳｉの他、例えばＣａなどが含まれる。ここで、ターゲット材３３に不純物が含まれている場合、成膜されるＭｇＯ膜１８ａ中にも不純物が含まれることとなるので、ＭｇＯ膜１８ａ中Ｓｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とするためには、このターゲット材３３に含まれるＳｉ濃度を図１２に示すように５０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。これにより、ＭｇＯ膜１８ａ中のＳｉ濃度を１５０ｐｐｍ以下とすることができる。
【０１１５】
＜ＭｇＯ膜の被覆率について＞
本実施の形態では、以下の理由からＭｇＯ結晶粒子１８ｂによるＭｇＯ膜の被覆率を１０％以下としている。
【０１１６】
前記の通り、複数のＭｇＯ結晶粒子１８ｂをＭｇＯ膜１８ａ上に付着させることにより、放電空間２４内のプライミング電子を増加させることができる。しかし、本発明者の検討によれば、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量を過剰に多くしすぎるとＰＤＰ１の表示色に異常が生じる。すなわち、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させると、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂを付着させない場合と比較して、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂが放電空間に露出する表面積が大きくなる。ＭｇＯはＣＯ２やＨ２Ｏなどの不純物を吸着し易い性質を有しており、表面積の増大に伴って増加した不純物により蛍光体（特に緑色の発光特性を有する蛍光体）が劣化して緑色の発光が弱くなり、表示色に赤みが増す色ムラ（いわゆる画面内における赤ムラ）が発生する場合がある。ＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量が少ない場合、この現象は実効上無視できる程小さいが、付着量が増加するにしたがってこの現象が増大する。本発明者がこの臨界点について実験的に検討を行った結果、ＭｇＯ膜１８ａの被覆率が１０％を超えると、この現象が特に顕著になる。そこで、本実施の形態ではＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量を低減し、ＭｇＯ膜１８ａの被覆率を１０％以下とした。なお、「被覆率」の説明は前記した通りなので、重複する説明は省略する。
【０１１７】
本実施の形態のＰＤＰ１は前記した全ての視野範囲において、被覆率が１０％以下となっている。また、ＰＤＰ１が有する全てのセル２５において被覆率が１０％以下となっている。したがって、本実施の形態におけるＰＤＰ１は、ＭｇＯ結晶粒子１８ｂが略均一に分散配置されている。
【０１１８】
このようにＰＤＰ１が有する全てのセル２５において被覆率が１０％以下となるようにＭｇＯ結晶粒子１８ｂの付着量を低減することにより、ＰＤＰ１の表示色の異常（赤ムラ）を抑制することができる。
【０１１９】
また、このように被覆率を１０％以下とすると、相対的にＭｇＯ膜１８ａの露出面積が増加する。したがって、本実施の形態のようにＭｇＯ膜１８ａの被覆率を１０％以下としたＰＤＰ１においては、ＭｇＯ膜１８ａの結晶構造や組成がアドレス放電電圧変化量に与える影響が大きくなる。
【０１２０】
＜耐スパッタ性について＞
前述の通り、本実施の形態によれば、ＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向とすることにより、（１１１）配向の場合と比較してＭｇＯ膜１８ａの結晶密度を高くすることができる。このため、ＭｇＯ膜１８ａの耐スパッタ性を向上させることができる。
【０１２１】
ところで、ＰＤＰ１の発光効率（投入電力量に対する発光量の割合）を向上させるため、放電ガス中のＸｅ（キセノン）の濃度を高くする技術がある。放電によりイオン化されたＸｅは、電子を捕獲して基底状態に遷移する際に、蛍光体の励起源である真空紫外線を発する。したがって、放電ガス中のＸｅの濃度を高めることにより、発光効率を向上させることができる。
【０１２２】
しかし、放電ガス中のＸｅの濃度を高くすると、ＭｇＯ膜の耐スパッタ性が低下するという問題がある。そこで、本発明者は、ＭｇＯ膜１８ａを（１１０）配向とすることにより、耐スパッタ性の低下を抑制する効果について検証実験を行った。図１３は、本実施の形態の実施例、および比較例であるＰＤＰについて、それぞれＸｅガスの濃度を変化させた場合のスパッタレートの変化を示す説明図である。
【０１２３】
図１３では、図１２においてアドレス放電電圧変化量が最も小さかった実施例５と比較例１についてスパッタレートを比較している。実施例５および比較例１では、いずれも放電ガス中のＸｅの濃度は１８％としている。また。比較例２〜比較例５ではＸｅの濃度を８％とした場合のスパッタレートについて示している。なお、比較例２〜比較例５では、ＭｇＯ膜の結晶配向、および結晶配向が揃っている程度がスパッタレートに与える影響を確認するため、図２に示すＭｇＯ結晶粒子１８ｂは付着させない状態でスパッタレートを確認した。また、スパッタレートは、比較例２のスパッタレートを基準として、これに対する相対値として示し、数値が小さい程スパッタされ難いということを意味する。
【０１２４】
比較例２〜比較例５において、（１１１）配向である比較例２よりも（１１０）配向である比較例３〜比較例５の方がスパッタレートは低くなることが判った。また、比較例３〜比較例５において、成膜中の水蒸気分圧を上げる程（つまり、結晶配向を（１１０）配向で揃える程）、スパッタレートは改善される。特に、比較例５に示すように水蒸気の分圧を０．０８Ｐａとした場合には、スパッタレートの改善効果が顕著であり、比較例２に対して７５％に低減されることが判った。
【０１２５】
一方、比較例１、実施例５では、Ｘｅの濃度を１８％にした影響によりスパッタレートはいずれも１より大きくなる。しかし、実施例５のスパッタレートは、比較例１に対して約６６％である。つまり、（１１０）配向とすることにより、スパッタレートの上昇を抑制することができることが判った。
【０１２６】
図１３に示す結果から、図２に示すＭｇＯ膜１８ａの結晶配向を（１１０）配向で揃えることにより、スパッタレートを改善する効果が得られる。また、このスパッタレートの改善効果は、放電ガスに含まれるＸｅの濃度を１８％とした場合に特に顕著となることが判った。
【０１２７】
つまり、本実施の形態のＰＤＰは、発光効率を向上させるため、１０％を超えるＸｅ濃度の放電ガスを封入した場合であっても、スパッタレートの上昇を抑制することができるので、ＰＤＰを長寿命化することができる。
【０１２８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーション等のディスプレイ装置、平面型のテレビ受像器、あるいは、広告や情報等を表示するための装置として利用されるプラズマディスプレイ装置に幅広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】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。
【図２】図１に示す前面基板構造体の上下を反転させて保護層の表面状態を示す要部拡大斜視図である。
【図３】図１に示すＰＤＰを組み込んだＰＤＰモジュールの全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】図３に示すＰＤＰモジュールにおける階調駆動シーケンスの一例を示す説明図である。
【図５】図３に示すＰＤＰモジュールにおける駆動波形の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、（１１０）配向の結晶構造を示すモデル図である。
【図７】本発明の一実施の形態であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、ＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図である。
【図８】図７に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図である。
【図９】図８に示すＭｇＯ膜の表面の一部を走査型電子顕微鏡により撮影した画像を示す拡大平面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態の各実施例および比較例におけるアドレス放電電圧の温度依存特性を測定した結果を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態のＭｇＯ膜を成膜する装置の概要を示す要部断面図である。
【図１２】図１０に示す実施例１〜実施例５、および比較例１の成膜条件を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態の各実施例および比較例であるＰＤＰについて、それぞれＸｅガスの濃度を変化させた場合のスパッタレートの変化を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に対する比較例であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、（１１１）配向の結晶構造を示すモデル図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に対する比較例であるＭｇＯ膜の結晶構造を説明するための図であって、ＭｇＯ膜の断面のイメージを示す拡大断面図である。
【図１６】図１５に示すＭｇＯ膜の表面のイメージを示す拡大平面図である。
【図１７】図１６に示すＭｇＯ膜の表面の一部を走査型電子顕微鏡により撮影した画像を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
１１ 前面基板構造体（第１基板構造体）
１２ 背面基板構造体（第２基板構造体）
１３ 前面基板（第１基板）
１３ａ 第１の面（表面）
１４ Ｘ電極（表示電極）
１４ａ Ｘ透明電極
１４ｂ Ｘバス電極
１５ Ｙ電極（表示電極）
１５ａ Ｙ透明電極
１５ｂ Ｙバス電極
１７ 誘電体層
１８ 保護層
１８ａ ＭｇＯ膜
１８ｂ ＭｇＯ結晶粒子
１９ 背面基板（第２基板）
２０ アドレス電極
２１ 誘電体層
２２ 隔壁
２３、２３ｒ、２３ｇ、２３ｂ 蛍光体
２４ 放電空間
２５ セル
３０ ＰＤＰモジュール
３１ 結晶柱
３２ 隙間
３３ ターゲット材
３４ 成膜装置
３４ａ 減圧チャンバ
３４ｂ ルツボ
３４ｃ 加熱源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ガスを封入して形成された放電空間を介して対向する一対の基板構造体を備え、前記一対の基板構造体の一方は、基板上に配置された複数の表示電極対と、前記複数の表示電極対を被覆する誘電体層と、前記誘電体層を被覆する保護層とを有し、
前記保護層は、前記誘電体層の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜と、前記ＭｇＯ膜上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子とを備え、
前記ＭｇＯ膜の結晶配向が（１１０）配向となってい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】
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記複数のＭｇＯ結晶粒子の結晶配向は、（１００）配向を有し、
前記保護層について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜の膜厚で規格化した値は、（２００）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜上における前記複数のＭｇＯ結晶粒子による被覆率で規格化した値に対して、０．８倍以上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３】
請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜の膜厚で規格化した値は、（２００）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜上における前記複数のＭｇＯ結晶粒子による被覆率で規格化した値に対して、等倍以上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４】
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ＭｇＯ膜の表面の被覆率は１０％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５】
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ＭｇＯ膜には不純物としてＳｉ（シリコン）が含まれ、前記Ｓｉの濃度は１５０ｐｐｍ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６】
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜の膜厚で規格化した値は、（２００）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜上における前記複数のＭｇＯ結晶粒子による被覆率で規格化した値に対して、等倍以上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７】
請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ＭｇＯ膜の表面の被覆率は１０％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８】
第１基板の一方の面に表示電極対を形成する工程と、
前記表示電極対を被覆するように誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層の表面に保護層を形成する工程と、を有し、
前記保護層を形成する工程には、
前記誘電体層の表面にＭｇＯ膜を形成する工程と、
前記ＭｇＯ膜の表面に前記複数のＭｇＯ結晶粒子を付着させる工程と、が含まれ、
前記誘電体層の表面に前記ＭｇＯ膜を形成する工程は、
前記ＭｇＯ膜の成膜材料を減圧雰囲気化で気化させて前記誘電体層の表面に堆積させることにより形成され、
前記減圧雰囲気中の酸素ガスの分圧は、前記減圧雰囲気中に導入される第１ガスの分圧よりも低い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９】
請求項８に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ＭｇＯ膜は、イオンプレーティング法により形成され、
前記第１ガスは、水蒸気であ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１０】
請求項９に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、
前記第１ガスの分圧は、０．０８Ｐａ以上であ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】
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回路と、を有し、
前記プラズマディスプレイパネルは、
放電ガスを封入して形成された放電空間を介して対向する一対の基板構造体を備え、前記一対の基板構造体の一方は、基板上に配置された複数の表示電極対と、前記複数の表示電極対を被覆する誘電体層と、前記誘電体層を被覆する保護層とを有し、
前記保護層は、前記誘電体層の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜と、前記ＭｇＯ膜上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子とを備え、
前記ＭｇＯ膜の結晶配向が（１１０）配向となっていることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項１】
放電ガスを封入して形成された放電空間を介して対向する一対の基板構造体を備え、前記一対の基板構造体の一方は、基板上に配置された複数の表示電極対と、前記複数の表示電極対を被覆する誘電体層と、前記誘電体層を被覆する保護層とを有し、
前記保護層は、前記誘電体層の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜と、前記ＭｇＯ膜上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子とを備え、
前記ＭｇＯ膜の結晶配向が（１１０）配向となってい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】
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記複数のＭｇＯ結晶粒子の結晶配向は、（１００）配向を有し、
前記保護層について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜の膜厚で規格化した値は、（２００）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜上における前記複数のＭｇＯ結晶粒子による被覆率で規格化した値に対して、０．８倍以上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３】
請求項２に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜の膜厚で規格化した値は、（２００）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜上における前記複数のＭｇＯ結晶粒子による被覆率で規格化した値に対して、等倍以上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４】
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ＭｇＯ膜の表面の被覆率は１０％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５】
請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ＭｇＯ膜には不純物としてＳｉ（シリコン）が含まれ、前記Ｓｉの濃度は１５０ｐｐｍ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６】
請求項５に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護層について、Ｘ線回折信号強度測定を行い、（２２０）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜の膜厚で規格化した値は、（２００）面のピーク強度を前記ＭｇＯ膜上における前記複数のＭｇＯ結晶粒子による被覆率で規格化した値に対して、等倍以上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７】
請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記ＭｇＯ膜の表面の被覆率は１０％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８】
第１基板の一方の面に表示電極対を形成する工程と、
前記表示電極対を被覆するように誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層の表面に保護層を形成する工程と、を有し、
前記保護層を形成する工程には、
前記誘電体層の表面にＭｇＯ膜を形成する工程と、
前記ＭｇＯ膜の表面に前記複数のＭｇＯ結晶粒子を付着させる工程と、が含まれ、
前記誘電体層の表面に前記ＭｇＯ膜を形成する工程は、
前記ＭｇＯ膜の成膜材料を減圧雰囲気化で気化させて前記誘電体層の表面に堆積させることにより形成され、
前記減圧雰囲気中の酸素ガスの分圧は、前記減圧雰囲気中に導入される第１ガスの分圧よりも低い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９】
請求項８に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ＭｇＯ膜は、イオンプレーティング法により形成され、
前記第１ガスは、水蒸気であ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１０】
請求項９に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、
前記第１ガスの分圧は、０．０８Ｐａ以上であ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】
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回路と、を有し、
前記プラズマディスプレイパネルは、
放電ガスを封入して形成された放電空間を介して対向する一対の基板構造体を備え、前記一対の基板構造体の一方は、基板上に配置された複数の表示電極対と、前記複数の表示電極対を被覆する誘電体層と、前記誘電体層を被覆する保護層とを有し、
前記保護層は、前記誘電体層の表面に積層されるＭｇＯ（酸化マグネシウム）膜と、前記ＭｇＯ膜上に付着する複数のＭｇＯ結晶粒子とを備え、
前記ＭｇＯ膜の結晶配向が（１１０）配向となっていることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図９】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図９】
【図１７】
【公開番号】特開２０１０−８０３００（Ｐ２０１０−８０３００Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４８１１９（Ｐ２００８−２４８１１９）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（５９９１３２７０８）日立プラズマディスプレイ株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（５９９１３２７０８）日立プラズマディスプレイ株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
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