(57)【要約】【課題】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。【解決手段】本発明では、不純物元素を含むＭｇＯからなる保護層とし、ＭｇＯ中のプライミング電子放出源の実効数を１．４×１０６個／セル以上８．１×１０６個／セル以下とする。この範囲でのプライミング電子放出源を含む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。【選択図】図３６
2011014286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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１．１×１０６個／セル以上、８．１×１０６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２】
請求項１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３】
請求項１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４】
請求項１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５】
請求項１〜４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６】
請求項１〜５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７】
請求項６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Ｏ２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８】
請求項６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Ｈ２Ｏ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９】
請求項１〜５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。
【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（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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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ｔｄ（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ｔｄ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。
【００１１】
このアドレス放電遅れ時間ｔｄ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Ｘｅ２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。
【００１２】
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ｔｄ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。
【００１３】
もう１つはアドレス放電遅れ時間ｔｄ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ｔｄ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ｔｆ、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）ｔｓ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ｔｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔｄ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。
【００１４】
このアドレス放電遅れ時間ｔｄ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。
【００１５】
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。
【００１６】
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４に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平１０−３３４８０９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９６３６号公報
【特許文献３】特開２００６−２０７０１３号公報
【特許文献４】特開２００６−５４１６０号公報
【特許文献５】ＷＯ２００５／０９８８９０Ａ
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】ＩＤＷ‘０６、ＰＤＰ２−４  ２００６年、p３５９〜３６２
【非特許文献２】ＩＤＷ‘０８、ＰＤＰ３−３  ２００８年、p１８６９〜１８７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
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５に記載されている。
【００２０】
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。
【００２１】
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ｔｉ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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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４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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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ｔｉ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）ＶＡＹ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ｔｉ中の電圧差ＶＡＹの減少量を電圧変動ΔＶＡＹと記す。
【００２８】
電圧変動ΔＶＡＹ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ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹは、３００〜１００００Ｖ／ｓであると記載されている。
【００２９】
この電圧変動ΔＶＡＹ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。
【００３０】
したがって、アドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮するだけでなく、休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹを抑制する保護層技術が必要である。
【００３１】
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ｔｄの短縮と、休止期間ｔｉ中の壁電荷の減少及び電圧変動ΔＶＡＹ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。
【００３２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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Ｎｅｅを１．１×１０６個／セル以上８．１×１０６個／セル以下（具体的には、１．１×１０６個／セル以上５．４×１０６個／セル以下、または、１．４×１０６個／セル以上８．１×１０６個／セル以下）含むことを特徴とした。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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（Ｈ２Ｏ）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（Ｏ２）を含む雰囲気下で行うことを特徴とした。
【００４０】
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。
【００４１】
上記課題において、アドレス放電遅れ時間ｔｄは形成遅れ時間ｔｆとの統計遅れ時間ｔｓの和で表されることから、アドレス放電遅れ時間ｔｄの短縮は統計遅れ時間ｔｓを短縮することで実現される。
【００４２】
この統計遅れ時間ｔｓ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。
【００４３】
エネルギー状態密度は、アドレス放電遅れ時間ｔｄから統計遅れ時間ｔｓ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。
【００４４】
（１）休止期間ｔｉ、温度Ｔの計測条件に対するアドレス放電遅れ時間ｔｄの計測データを入力する。
【００４５】
（２）各休止期間ｔｉ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。
【００４６】
（３）統計遅れ時間ｔｓに関係するプライミング電子の電子放出時定数ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）を算出する。
【００４７】
（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。
【００４８】
（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ｔsth（ｔｉ，Ｔ）を算出する。
【００４９】
（６）休止期間ｔｉ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ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）と計算から求めたｔｓth（ｔｉ，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。
【００５０】
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ｔｓth（ｔｉ，Ｔ）を算出することもできる。
【００５１】
休止期間ｔｉの間の電圧変動ΔＶＡＹは、保護層から放出されるプライミング電子放出量Ｎｅｍ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ｔｓの逆数で与えられる。ＰＤＰの温度Ｔを一定として休止期間ｔi中のプライミング電子放出量Ｎｅｍは、
【００５２】
【数１】
2011014286.tif 000003
【００５３】
で与えられる。放出される電荷Ｑｅｍは電気素量ｑを用いて、
【００５４】
【数２】
2011014286.tif 000004
【００５５】
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Ｑｅｍ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−Ｑｅｍだけ、Ｙ電極側の誘電体層及び保護層表面の壁電荷がＱｅｍだけ減少する。
【００５６】
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ＣＡ、ＣＹ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ΔＶＡＹは、
【００５７】
【数３】
2011014286.tif 000005
【００５８】
で表され、プライミング電子放出量Ｎｅｍに関係する。更に、電圧差ＶＡＹ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ΔＶＡＹを増大させることもある。
【００５９】
プライミング電子放出量Ｎｅｍ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Ｎｅｅ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Ｎｅｍは実効数Ｎｅｅ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ｔｉ＝１６ｍｓでは、電圧変動ΔＶＡＹ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Ｎｅｍの上限値は、休止期間ｔｉ＝１６ｍｓにおける電圧変動ΔＶＡＹ及びプライミング電子放出量Ｎｅｍについて従来品のＭｇＯで規格化し、各条件での電圧変動ΔＶＡＹが１以下となる値である。
【発明の効果】
【００６０】
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。
【００６１】
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Ｎｅｅ、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ｔｓ及びアドレス放電遅れ時間ｔｄを短縮し、休止期間ｔｉ中の電圧変動ΔＶＡＹ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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】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。
【図２】図１の放電セルのｘ−ｚ平面の断面図である。
【図３】図１の放電セルのｙ−ｚ平面の断面図である。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】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。
【図２３】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。
【図２４】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。
【図２５】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。
【図２６】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。
【図２７】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。
【図２８】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。
【図２９】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。
【図３０】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。
【図３１】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。
【図３２】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。
【図３３】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。
【図３４】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。
【図３５】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。
【図３６】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。
【図３７】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。
【図３８】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。
【図３９】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。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
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。
【００６４】
＜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。
【００６５】
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ＰＤＰ１５の要部を模式的に示す分解斜視図である。図２は組み立て後の図１の放電セル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ＣＬのｙ−ｚ平面の断面図である。
【００６６】
まず、前面板１２およびその形成方法について説明する。前面基板１上にストライプ状の透明電極４ａ、５ａとバス電極４ｂ、５ｂとで構成される表示電極６が配設され、表示電極６はサステイン電極（Ｘ電極）４とスキャン電極（Ｙ電極）５の対からなる。透明電極４ａ、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４ｂ、５ｂが透明電極４ａ、５ａより狭い幅で付設されている。なお、透明電極４ａ、５ａとして酸化スズや酸化亜鉛等、バス電極４ｂ、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。
【００６７】
表示電極６を構成する透明電極４ａ、５ａとバス電極４ｂ、５ｂは誘電体層２により覆われる。誘電体層２は誘電体ガラス膜で形成される。そして誘電体層２の表面上に保護層３が形成される。この保護層３の詳細については、各実施の形態で説明する。
【００６８】
次に、背面板１３およびその形成方法について説明する。背面基板１１上に表示電極６と直交したストライプ状のアドレス電極（Ａ電極）１０が配設される。背面基板１１はガラス基板であり、アドレス電極（Ａ電極）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。
【００６９】
アドレス電極（Ａ電極）１０は誘電体層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７が形成される。誘電体層９は誘電体ガラス膜で形成される。隔壁７は前面板１２の表示電極６とアドレス電極（Ａ電極）１０と平行に配設されており、アドレス電極（Ａ電極）１０は隔壁７間に位置する。表示電極６と対向する各隔壁７で囲まれた領域（空間）は放電空間１４であり、この放電空間１４に接するように誘電体層９上には蛍光体層８が形成される。蛍光体層８は赤色が（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ４：Ｅｕ２+、青色がＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、緑色がＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋で形成される。
【００７０】
表示電極６とアドレス電極（Ａ電極）１０を直交するように前面板１２と背面板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１４が形成される。放電空間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。
【００７１】
（ＰＤＰ装置）
図４は、ＰＤＰ１５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）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２０は、アドレス電極（Ａ電極）１０、スキャン電極（Ｙ電極）５、サステイン電極（Ｘ電極）４を有するＰＤＰ１５と、アドレス電極（Ａ電極）１０を駆動するためのアドレス駆動回路２１と、スキャン電極（Ｙ電極）５を駆動するためのスキャンパルス出力回路２２と、サステイン電極（Ｘ電極）４を駆動するためのサステインパルス出力回路２３と、これらの出力回路を制御する駆動制御回路２４と、入力信号の処理を行う信号処理回路２５と、ＰＤＰ１５などに電圧を印加する駆動電源２６と映像信号を生成する映像源２７からなる駆動装置を備えている。
【００７２】
プラズマディスプレイ装置２０は、ＰＤＰ１５が完成した後、ＰＤＰ１５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、ＰＤＰ１５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２６やアドレス駆動回路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２０が完成する。
【００７３】
（ＰＤＰ駆動方法）
ＰＤＰ１５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５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６は図５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６中のＧＮＤは基準電圧（基準電位）である。
【００７４】
図５（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５（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。
【００７５】
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。
【００７６】
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、（Ｙｉ電極）と（Ｙｉ＋２電極）が選択され、（Ｙｉ＋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（Ｙｉ電極）と（Ｙｉ＋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（Ｙｉ＋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ｔｄは異なる。
【００７７】
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２８（＝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。
【００７８】
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。
【００７９】
（アドレス放電遅れ時間測定方法）
アドレス放電遅れ時間ｔｄを図７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。
【００８０】
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ｔｉ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。
【００８１】
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。
【００８２】
（解析方法）
アドレス放電遅れ時間ｔｄ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ｔｆ、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ｔｓの和で構成される。
【００８３】
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ｔｓには揺らぎが生じる。図８は、同一放電セルにおけるアドレス放電遅れ時間ｔｄ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ｔｄ毎に累積数（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、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ｔｓ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ｔsth（ｔｉ，Ｔ）を算出する。
【００８４】
図９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１０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。
【００８５】
まず、図９及び図１０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２２００と、計算装置１０２などから構成されている。パーソナルコンピュータ２２００は、記憶装置を含む入力装置１０１と、画像処理装置を含む出力装置１０３などから構成される。計算装置１０２は、ＣＰＵ装置２２０１と、記憶装置２２０２などから構成され、ＣＰＵ装置２２０１と記憶装置２２０２は、データ転送用結合バス２２０４により接続されている。
【００８６】
なお、図１０では、複数の計算装置１０２が、データ転送用結合バス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１０２は１つであってもよく、また、パーソナルコンピュータ２２００内に設けてもよい。
【００８７】
次に、図９及び図１０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１０２において、記憶装置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２２００からの指示により、ＣＰＵ装置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２２００から、データ転送用結合バス２２０５を介して送信される。また、計算装置１０２における演算処理の結果は、データ転送用結合バス２２０５を介して、パーソナルコンピュータ２２００に送信される。また、パーソナルコンピュータ２２００において、演算処理に必要なデータは入力装置１０１から入力され、演算処理の結果は出力装置１０３で出力・表示される。
【００８８】
図９に示すように、計算装置１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。
【００８９】
まず、ステップＳ１０２−１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ｔｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔｄの計測データを、入力装置１０１から計算装置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。
【００９０】
次に、ステップＳ１０２−２において、計算装置１０２では、各休止期間ｔｉ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。
【００９１】
図１１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）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）を用いて、既放電確率Ｇ（ｔ）を算出する。図１１には、既放電確率Ｇ（ｔ）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。
【００９２】
【数４】
2011014286.tif 000006
【００９３】
ステップＳ１０２−３において、形成遅れ時間ｔｆ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ｔｓexpを求めるために、
【００９４】
【数５】
2011014286.tif 000007
【００９５】
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、ｔｆaveは形成遅れ時間ｔｆの平均値、σtfは形成遅れ時間ｔｆの分散値である。形成遅れ時間の平均値ｔｆaveと形成遅れ時間の分散値σtf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ｔｉ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１１に示すように、
【００９６】
【数６】
2011014286.tif 000008
【００９７】
の長時間領域２０３を満たすｔa、ｔb、その既放電確率Ｇ（ｔa）とＧ（ｔb）、並びに、式（２）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔｓexpを算出する。
【００９８】
【数７】
2011014286.tif 000009
【００９９】
例えば、ｔｉ＝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ｔｆave＝０．５９μｓ、分散値σtf＝０．０９μｓである。そして、解析対象の計測条件ｔｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃における既放電確率Ｇ（ｔ）が６３．２％と９５％となる時刻ｔ63.2とｔ95は夫々に０．８４μｓと１．４５μｓである。式（３）を用いて得られたｔｓexp（ｔｉ＝５０ｍｓ、Ｔ＝２５℃）は０．３１μｓである。よって、
【０１００】
【数８】
2011014286.tif 000010
【０１０１】
は０．７１μｓになることから、
【０１０２】
【数９】
2011014286.tif 000011
【０１０３】
の長時間領域の条件を満たすことが分かる。
【０１０４】
同様にして、図１２には、ｔｉ＝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ｔｓexpをプロット３０１で示した。このようにして、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔにおける電子放出時定数ｔｓexpを求めることができる。
【０１０５】
次に、電子放出源の種類ｊのエネルギー状態密度Ｄｊ（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ｔｓｔｈは、式（４）と（５）によりエネルギー状態密度Ｄｊ（Ｅ）と関係付けられる。
【０１０６】
【数１０】
2011014286.tif 000012
【０１０７】
【数１１】
2011014286.tif 000013
【０１０８】
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）、ｆｐｈは電子放出源のフォノン振動数、ｋＢはボルツマン定数である。また、Ｗｊ（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）は、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件に対して、
【０１０９】
【数１２】
2011014286.tif 000014
【０１１０】
を中心に最大値e-1ｔｉ-1とエネルギー幅±数ｋＢＴ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ｔｉ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-1ｔｉ-1を一定としてエネルギーＥｍ（ｔｉ，Ｔ）が推移する。一方、ＭｇＯの温度Ｔを一定、休止期間ｔｉを変化させた計測では、Ｅｍ（ｔｉ，Ｔ）が推移しながら、最大値e-1ｔｉ-1も変化する。
【０１１１】
図１３に、休止期間ｔｉ＝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
【０１１２】
【数１３】
2011014286.tif 000015
【０１１３】
を示した。ここで、電子放出源のフォノン振動数ｆｐｈは３．１×１０１３Ｈｚとした。休止期間ｔｉ＝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ｔｉ＝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。
【０１１４】
図１４に示すように、電子放出時定数ｔｓｔｈの逆数は、未知なる電子放出源のエネルギー状態密度Ｄj（Ｅ）４０１と計測条件で決定するウインドウ関数Ｗｊ（Ｅ，ｔｉ，Ｔ）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。
【０１１５】
ステップＳ１０２−４において、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄj（Ｅ）として、式（６）のガウス関数を設定した場合において、図１５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Ｎｅｅ,j、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，j、活性化エネルギーの分散値σＥ，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。
【０１１６】
【数１４】
2011014286.tif 000016
【０１１７】
計測条件ｔｉ＝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３ｋＢＴ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ΔＥａ，jの探索範囲として、計測条件により決定するＥｍ（ｔｉ，Ｔ）の最小値−３ｋＢＴからＥｍ（ｔｉ，Ｔ）の最大値＋３ｋＢＴを包含する４００ｍｅＶ〜９００ｍｅＶとした。また、計測条件により決定するＥｍ（ｔｉ，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ΔＥａ，jと活性化エネルギーの分散値σＥ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅｍ（ｔｉ，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Ｎｅｅ,ｊは、計測条件ｔｉ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、１×１０５個／セル〜１×１０7個／セルとした。そこで、実効数Ｎｅｅ,ｊの探索点として、１×１０５個／セル、１.１×１０５個／セル、２×１０５個／セル、２.１×１０５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、１×１０７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ΔＥａ，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σＥ，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Ｎｅｅ,ｊに対する探索範囲は１×１０５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１×１０５個のパラメータ値を入力する。
【０１１８】
ステップＳ１０２−５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，ｊ、活性化エネルギーの分散値σＥ，ｊと実効数Ｎｅｅ,ｊの各パラメータ値を設定した式（６）を式（４）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄj（Ｅ）とウインドウ関数Ｗｊ（Ｅ，ｔｉ，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ｔｓth(ｔｉ，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ｆｐｈ，ｊを１.１９×１０１３Ｈｚとした。
【０１１９】
ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１２個に対して、式（７）で表された計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ、Ｔ）と計算から求めたｔｓth(ｔｉ，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ΔＥａ，ｊ、活性化エネルギーの分散値σＥ，ｊ、実効数Ｎｅｅ,ｊを求める。
【０１２０】
ΣＮ＝１２  {ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）-ｔｓth（ｔｉ，Ｔ）}２                  （７）
図１６に、計測データから求めたｔｓexｐ（ｔｉ，Ｔ）をプロット３０１で、計算から求めたｔｓth（ｔｉ，Ｔ）を実線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ΔＥａ，ｊ＝７６０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，ｊ＝５５ｍｅＶ、実効数Ｎｅｅ,ｊ＝１．３×１０６個/セルであることが求められた。
【０１２１】
このようにして、図１７に示すように、未知の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄj（Ｅ）６０１として、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，ｊ＝７６０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，ｊ＝５５ｍｅＶ、実効数Ｎｅｅ,ｊ＝１．３×１０６個／セルを出力装置１０３から出力・表示する。
【０１２２】
次に、前記図９および図１０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１８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１０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。
【０１２３】
図１８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１０２における演算処理は、以下の手順で実行される。
【０１２４】
ステップＳ１０２−１〜Ｓ１０２−３は、前記実施の形態１と同じである。ステップＳ１０２−１において、ＰＤＰパネルに対して計測した、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔに対するアドレス放電遅れ時間ｔｄの計測データを入力装置１０１から計算装置１０２に入力する。ステップＳ１０２−２において、各休止期間ｔｉ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Ｓ１０２−３において、
【０１２５】
【数１５】
2011014286.tif 000017
【０１２６】
の長時間領域を満たすｔa、ｔb、その既放電確率Ｇ（ｔa）とＧ（ｔb）、並びに、式（３）を用いて、プライミング電子の電子放出時定数ｔｓexｐを算出する。
【０１２７】
図１９に、計測条件ｔｉ＝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ｔｓexpをプロット８０１で示した。
【０１２８】
ステップＳ１０２−４において、第１種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）として、式（７）のガウス関数を設定した場合において、図１５に従って、実効数Ｎｅｅ,１、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，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。
【０１２９】
【数１６】
2011014286.tif 000018
【０１３０】
計測条件ｔｉ＝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ΔＥａ，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Ｅｍ（ｔｉ，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ΔＥａ，jと活性化エネルギーの分散値σＥ，jのエネルギーの探索幅を、Ｅｍ（ｔｉ，Ｔ）のエネルギー間隔の平均値以下の５ｍｅＶとした。
【０１３１】
次に、実効数Ｎｅｅ,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、１×１０５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ΔＥａ，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σＥ，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Ｎｅｅ,１に対する探索範囲は１×１０５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４．１×１０５個のパラメータ値を入力する。
【０１３２】
ステップＳ１０２−５では、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１と実効数Ｎｅｅ,１の各パラメータ値を設定した式（８）を式（４）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ１（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ１（Ｅ，ｔｉ，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ｔ１,sth(ｔｉ，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１.１９×１０１３Ｈｚとした。
【０１３３】
ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８に対して、式（９）で表された計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）と計算から求めたｔ１,s th(ｔｉ，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ΔＥａ，１、活性化エネルギーの分散値σＥ，１、実効数Ｎｅｅ,１を求める。
【０１３４】
ΣＮ＝１８  {ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）-ｔ１,s th（ｔｉ，Ｔ）}２              （９）
図２０に、計測データから求めたｔｓexo（ｔｉ，Ｔ）をプロット８０１、計算から求めたｔ１,s th（ｔｉ，Ｔ）を実線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ΔＥａ，１＝７８０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，１＝９５ｍｅＶ、実効数Ｎｅｅ,１＝１．０×１０６個／セルであることが求められた。
【０１３５】
このようにして、図２１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Ｄ１（Ｅ）の実線１００１に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１＝７８０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，１＝９５ｍｅＶ、実効数Ｎｅｅ,１＝１．０×１０６個／セルを出力装置１０３から出力・表示する。
【０１３６】
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１８に示したステップＳ１０２−７に従って、ステップＳ１０２−４に戻り、第２種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ２（Ｅ）として、式（１０）のガウス関数を設定した場合において、図１５に従って、実効数Ｎｅｅ,２、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，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。
【０１３７】
【数１７】
2011014286.tif 000019
【０１３８】
計測条件ｔｉ＝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ΔＥａ，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σＥ，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Ｎｅｅ,２に対する探索範囲は１×１０５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４．１×１０５個のパラメータ値を入力する。
【０１３９】
ステップＳ１０２−５において、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２と実効数Ｎｅｅ,２の各パラメータ値を設定した式（１０）を式（４）に代入し、電子放出源のエネルギー状態密度Ｄ２（Ｅ）とウインドウ関数Ｗ２（Ｅ，ｔｉ，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ｔ２,sth(ｔｉ，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３．１×１０１３Ｈｚとした。
【０１４０】
ステップＳ１０２−６において、休止期間ｔｉとＭｇＯの温度Ｔの計測条件の総数Ｎ＝１８個に対して、式（１１）で表された計測データから求めたｔｓexp（ｔｉ、Ｔ）と計算から求めたｔ１,s th(ｔｉ，Ｔ)とｔ２,sth(ｔｉ，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ΔＥａ，２、活性化エネルギーの分散値σＥ，２、実効数Ｎｅｅ,２を求める。
【０１４１】
ΣＮ＝１８  {ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）-ｔ１,s th（ｔｉ，Ｔ） -ｔ２,s th（ｔｉ，Ｔ）}２  （１１）
図２２に、計測データから求めたｔｓexｐ（ｔｉ，Ｔ）をプロット８０１、計算から求めたｔｓ th（ｔｉ，Ｔ）＝ｔ２,s th（ｔｉ，Ｔ）＋ｔ２,s th(ｔｉ，Ｔ)を実線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ΔＥａ，２＝５００ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，２＝２０ｍｅＶ、実効数Ｎｅｅ,２＝２．０×１０５個／セルであることが求められた。
【０１４２】
このようにして、図２３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Ｄ１（Ｅ）の実線１００１と、Ｄ２（Ｅ）の実線１２０１に対して、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，１＝７８０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，１＝９５ｍｅＶ、実効数Ｎｅｅ,１＝１．０×１０６個／セル、並びに、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２＝５００ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，２＝２０ｍｅＶ、実効数Ｎｅｅ,２＝２．０×１０５個／セルを出力装置１０３から出力・表示する。
【０１４３】
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１８に示したステップＳ１０２−７に従って、ステップＳ１０２−４に戻り、第ｎ種の電子放出源のエネルギー状態密度Ｄｎ（Ｅ）として、式（８）のガウス関数を設定した場合において、図１５に従って、実効数Ｎｅｅ,ｎ、活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，ｎ、活性化エネルギーの分散値σＥ，ｎを求める。
【０１４４】
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。
【０１４５】
＜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。
【０１４６】
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ｔｉは最大でも３３．３ｍｓ以内である。
【０１４７】
本実施の形態１の保護層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は成膜速度５〜６Å／ｓとして３００ｎｍから１０００ｎｍの厚さに形成される。
【０１４８】
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。
【０１４９】
この保護層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４などの下地層の影響や、保護層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。
【０１５０】
図２４はアドレス放電遅れ時間測定方法から、式（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ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）の計測データである。
【０１５１】
図２５は本実施の形態１のｔｓexpの計測データについて、本実施の形態１の保護層３を２種類の電子放出源とし、フォノン振動数ｆｐｈ，jについて第一の電子放出源（ｊ＝１）を１．２６×１０１３Ｈｚ、第二の電子放出源（ｊ＝２）を１．２×１０１３Ｈｚとして解析して求められたｔｓｔｈ（ｔｉ，Ｔ）を実線にて示している。図２５から両者は極めて良い一致を示している。
【０１５２】
このようにして、図２６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Ｄ１（Ｅ）の実線５０１と、Ｄ２（Ｅ）の実線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ΔＥａ，１＝６４５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，１＝２０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，１＝６．０×１０４個／セル、第二の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２＝８７５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，２＝９５ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，２＝４．５×１０５個／セルである。
【０１５３】
また図２６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。
【０１５４】
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Ｎｅｅは５．１×１０５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１．３×１０−７ｍ２であり、単位面積あたりの実効数の総数Ｎｅｅは４．０×１０１２個／ｍ２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Ｎｅｅは５．７×１０１８個／ｍ３となる。
【０１５５】
図２７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Ｎｅｅ，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Ｎｅｅ，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Ｎｅｅ，ｊ及び実効数の総数Ｎｅｅ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。
【０１５６】
図２８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Ｎｅｅ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Ｎｅｅ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Ｎｅｅの上限値は、電圧変動ΔＶＡＹ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。
【０１５７】
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Ｎｅｅは５．４×１０５個／セル以上  １．５×１０６個／セル以下で良好なアドレス放電を行うことができる。
【０１５８】
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。
【０１５９】
＜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。
【０１６０】
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ｔｉは最大でも５０ｍｓ以内である。
【０１６１】
本実施の形態２の保護層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、Ｏ２を２５０ｓｃｃｍから３５０ｓｃｃｍで蒸着装置内に流通させてＯ２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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
この保護層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。
【０１６４】
図２９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ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）について、式（２）を満たす計測データである。図２９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ｔｓexpは、管面温度Ｔが室温付近で減少する傾向がある。
【０１６５】
図３０は本実施の形態２のｔｓexp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を２種類の電子放出源とし、フォノン振動数ｆｐｈ，jについて第一の電子放出源（ｊ＝１）を１．２６×１０１３Ｈｚ、第二の電子放出源（ｊ＝２）を１．２×１０１３Ｈｚとして解析して求められたｔｓｔｈ（ｔｉ，Ｔ）を実線にて示している。図３０から両者は極めて良い一致を示している。
【０１６６】
このようにして、図３１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Ｄ１（Ｅ）の実線５０４と、Ｄ２（Ｅ）の実線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ΔＥａ，１＝６５０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，１＝３０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，１＝７．４×１０５個／セル、第二の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２＝７８５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，２＝４５ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，２＝２．１×１０５個／セルである。
【０１６７】
図３１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。
【０１６８】
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Ｎｅｅは９．５×１０５個／セルである。実効数の総数Ｎｅｅ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７．７×１０−８ｍ２であり、単位面積あたりの実効数の総数Ｎｅｅは１．２×１０１３個／ｍ２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Ｎｅｅは１．７×１０１９個／ｍ３となる。
【０１６９】
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Ｎｅｅ，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。
【０１７０】
図３２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Ｎｅｅ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Ｎｅｅ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Ｎｅｅの上限値は、電圧変動ΔＶＡＹ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。
【０１７１】
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Ｎｅｅは１．１×１０６個／セル以上５．４×１０６個／セル以下で良好なアドレス放電を行うことができる。
【０１７２】
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ｔｉ＝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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
＜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。
【０１７５】
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ｔｉは最大でも５０ｍｓ以内である。
【０１７６】
本実施の形態３２の保護層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Ｈ２Ｏを２５０ｓｃｃｍから３５０ｓｃｃｍで流通させてＨ２Ｏ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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
この保護層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。
【０１７９】
図３３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ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）について、式（２）を満たす計測データである。図３３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ｔｓexpは、管面温度Ｔが室温付近で減少する傾向がある。
【０１８０】
図３４は本実施の形態３のｔｓexp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を２種類の電子放出源とし、フォノン振動数ｆｐｈ，jについて第一の電子放出源（ｊ＝１）を１．２６×１０１３Ｈｚ、第二の電子放出源（ｊ＝２）を１．２×１０１３Ｈｚとして解析して求められたｔｓｔｈ（ｔｉ，Ｔ）を実線にて示している。図３４から両者は極めて良い一致を示している。
【０１８１】
このようにして、図３５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Ｄ１（Ｅ）の実線５０６と、Ｄ２（Ｅ）の実線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ΔＥａ，１＝６５０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，１＝２０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，１＝７．３×１０５個／セル、第二の電子放出源が活性化エネルギーの平均値ΔＥａ，２＝８４５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，２＝１１０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，２＝５．２×１０５個／セルである。
【０１８２】
図３５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。
【０１８３】
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Ｎｅｅは１．３×１０６個／セルである。実効数の総数Ｎｅｅ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７．７×１０−８ｍ２であり、単位面積あたりの実効数の総数Ｎｅｅは１．６×１０１３個／ｍ２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Ｎｅｅは２．３×１０１９個／ｍ３となる。
【０１８４】
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Ｎｅｅ，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。
【０１８５】
図３６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Ｎｅｅ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Ｎｅｅ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Ｎｅｅの上限値は、電圧変動ΔＶＡＹ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。
【０１８６】
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Ｎｅｅは１．４×１０６個／セル以上８．１×１０６個／セル以下で良好なアドレス放電を行うことができる。
【０１８７】
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ｔｉ＝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。
【０１８８】
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Ｎｅｅ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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
＜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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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Ｎｅｅ，ｊ及びその総数Ｎｅｅ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。
【０１９３】
保護層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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
図３７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ｔｓexp（ｔｉ，Ｔ）について、式（２）を満たす計測データである。図３７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ｔｓexpは、管面温度Ｔが上昇すると減少する。
【０１９６】
図３８は本実施の形態４のｔｓexpの計測データについて、保護層３をＨとＳｉの電子放出源とし、フォノン振動数ｆｐｈ，jについてＨに起因した電子放出源（ｊ＝１）を３．１×１０１３Ｈｚ、Ｓｉに起因した電子放出源（ｊ＝２）を１．１９×１０１３Ｈｚとして解析して求められたｔｓｔｈ（ｔｉ，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３８から両者は極めて良い一致を示している。
【０１９７】
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３９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ΔＥａ，１＝５７０ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，１＝５ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，１＝２．０×１０３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ΔＥａ，２＝８４５ｍｅＶ、活性化エネルギーの分散値σＥ，２＝９０ｍｅＶ、プライミング電子放出源の実効数Ｎｅｅ，２＝５．２×１０５個／セルである。
【０１９８】
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Ｎｅｅ，ｊ及び実効数の総数Ｎｅｅ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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【産業上の利用可能性】
【０２０１】
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。
【符号の説明】
【０２０２】
１  前面基板
２  誘電体層
３  保護層
４  サステイン電極（Ｘ）
４ａ  透明電極
４ｂ  バス電極
５  スキャン電極（Ｙ）
５ａ  透明電極
５ｂ  バス電極
６  表示電極
７  隔壁
８  蛍光体層
９  誘電体層
１０  アドレス電極（Ａ）
１１  背面基板
１２  前面板
１３  背面板
１４  放電空間
１５  ＰＤＰ
２０  プラズマディスプレイ装置
２１  アドレス駆動回路
２２  スキャンパルス出力回路
２３  サステインパルス出力回路
２４  駆動制御回路
２５  信号処理回路
２６  駆動電源
２７  映像源
１０１  入力装置
１０２  計算装置
１０３  出力装置
２２００  パーソナルコンピュータ
２２０１  ＣＰＵ装置
２２０２  記憶装置
２２０４  データ転送用結合バス
２２０５  データ転送用結合バス
ＣＬ  放電セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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