(57)【要約】【課題】保護層を改質することにより、従来に比べて良好な耐スパッタ性を実現することが可能なガス放電表示パネルを提供することにある。【解決手段】本実施の形態におけるＰＤＰ１は、保護層１５をとして、母材となるＭｇＯなどの金属酸化物に対し、Ａｒなどの希ガス原子とＺｎを分散させた構造とする。これにより当該保護層の改質を行い、膜密度および結晶性の向上を図ることで、従来構成に比べて優れた耐スパッタ性を有する保護層が得られ、結果として、ＰＤＰの放電開始電圧の上昇を防止し、さらにパネルの長寿命化を実現する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、
前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、さらに希ガス原子とZnとが分散されてなるガス放電表示パネル。
【請求項２】
前記希ガス原子はＡｒ原子である請求項１に記載のガス放電表示パネル。
【請求項３】
前記Ar原子は母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下の割合で含有される請求項２に記載のガス放電表示パネル。
【請求項４】
前記Znは母材に対し、0.005質量%以上２０質量%以下の割合で含有される請求項１に記載のガス放電表示パネル。
【請求項５】
表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、
前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下のＡｒが分散されてなるガス放電表示パネル。
【請求項６】
表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、
前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、0.005質量%以上２０質量%以下のZnが分散されてなるガス放電表示パネル。
【請求項７】
前記金属酸化物はＭｇＯである請求項１から６のいずれかに記載のガス放電表示パネル。
【請求項８】
前記保護層の光学屈折率が波長500nmの光に対して１．６５以上である請求項１から７に記載のガス放電表示パネル。
【請求項９】
前記保護層は（２００）に配向している請求項１，２，３、４、６、７の何れかに記載のガス放電表示パネル。
【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などのガス放電表示パネル及びその製造方法に関し、特に保護層の構成及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス放電表示パネルは、ガス放電による紫外線を励起発光させて画像表示する表示装置であり、代表的なパネルとしてプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記す。）がある。ＰＤＰは、交流（AC）型と直流（DC）型に大別されるが、AC型が輝度、発光効率、寿命などの点で優れ、広く普及している。
【０００３】
AC型ＰＤＰは、複数の電極（表示電極またはアドレス電極）とこれを覆うように誘電体層を配した2枚の薄いパネルガラス（フロントパネルガラスとバックパネルガラス）の表面を、複数の隔壁を介して対向させ、当該複数の隔壁の間に蛍光体層を配し、マトリクス状に放電セル（サブピクセル）を形成した状態で、両パネルガラスの間に放電ガスを封入した構成を持つ。フロントパネルガラスの表示電極を覆う誘電体層の表面には保護層（膜）が形成される。
【０００４】
ＰＤＰでは、駆動時にはいわゆるフィールド内時分割階調表示方式に基づき、前記複数の電極に適宜給電して放電ガス中で放電を得ることにより蛍光発光させる。具体的には、ＰＤＰの駆動時はまず表示するフレームを複数のサブフレームに分け、各サブフレームをさらに複数の期間に分ける。各サブフレームでは、初期化期間で画面全体の壁電荷を初期化（リセット）した後、アドレス期間で点灯すべき放電セルのみに壁電荷を蓄積させるアドレス放電を行い、その後の放電維持期間ですべての放電セルに対して一斉に交流電圧（サステイン電圧）を印加することによって一定時間放電維持する。ＰＤＰで行われる各放電は確率現象に基づいて生じるため、個々の放電セルで放電が発生する率（放電確率と呼ばれる）が基本的にバラツキを有する性質を持つ。したがってこの性質によれば、例えばアドレス放電は、これを実行する印加パルス幅に比例して放電確率を高めることができることになる。
【０００５】
ＰＤＰの一般的な構成については、例えば特許文献１等に開示されている。
【０００６】
ここで、前記フロントパネルガラスの誘電体層を覆う保護層は、誘電体層を放電時のイオン衝撃から保護するために形成され、且つ放電空間に接した陰極電極材料としても機能するので、その膜質が放電特性に大きな影響を与える。当該保護層の材料としては、二次電子放出係数が大きく、これを用いることで放電開始電圧Ｖｆが低減され、且つ耐スパッタ性が高い性能を有していることから、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が母材として広く用いられている。ＭｇＯを用いた保護層は、アドレス期間における放電（以下、「アドレス放電」と記す。）によって生じた電荷を保持して維持期間における放電（以下、「維持放電」と記す。）に寄与させることで放電開始電圧を低減させる効果がある。さらに、２次電子を効率良く放出するのでＰＤＰの駆動に係る消費電力の低減にも有利である。当該保護層は通常、真空蒸着法により0.5〜1μm程度の膜厚に成膜されている。
【０００７】
ところで、近年のディスプレイデバイスにおける高精細化・大画面化の傾向に伴い、ＰＤＰにおいてもさらに消費電力の低減が臨まれるようになっている。この要望により、保護層においても改質を行い、放電開始電圧Ｖｆを低減することで、消費電力の低減を図る対策がなされている。
【０００８】
具体的には、例えば特許文献２に示すように、保護層の母材であるＭｇＯの結晶に対し、所定濃度の希ガス原子を添加する構成が開示されている。当該構成によれば、駆動中に当該結晶中に含まれた希ガス原子が放電空間中に拡散し、放電空間内に充填された別の希ガス原子の電離を容易化して放電に寄与する、いわゆるペニング効果が発揮される。このような方法によれば、純粋なＭｇＯ結晶からなる保護層に比べ、ある程度、放電開始電圧の低減が図れることが明らかになっている。
【０００９】
また、特許文献３には、保護層にＺｎを添加剤として分散させ、保護層の改質を行う技術が開示されている。当該技術によれば、保護層の電子放出特性を向上させることで放電開始電圧を低下させることができるとされている。
【特許文献１】特開平９−９２１３３号公報
【特許文献２】特開２００２−３５８８９８号公報
【特許文献３】特開２００４−２４１３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、本発明者らの鋭意検討によれば、上記各種の従来技術を用いても、十分な消費電力の低減効果を図ることは困難であることが分かった。具体的には、ＰＤＰの低消費電力化を図るために例えば放電ガス中のＸｅ分圧を高めるという手段が用いられる。そうすることによって発光効率は改善するけれども、その一方で保護層の耐スパッタ性が低下してしまうという問題がある。その結果、保護層の二次電子放出能力が低下し、放電開始電圧が上昇してしまう。したがってより効果的な低消費電力化を実現するには高Ｘｅ分圧下において耐スパッタ性が低下しないようにする必要がある。
【００１１】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来に比べて保護層の耐スパッタ性を向上させることにより、放電開始電圧の上昇を防ぎ、さらに表示特性の長寿命化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、さらに希ガス原子とZnとが分散されてなる構成とした。
【００１３】
ここで前記希ガス原子はＡｒ原子とすることができる。
【００１４】
ここで前記Ａｒ原子は、前記母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下の割合で分散されてなる。
【００１５】
さらに前記Ｚｎは、前記母材に対し、０．００５質量％以上２０質量％以下の割合で分散されてなる。
【００１６】
また本発明は表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下のＡｒが分散されてなる構成を有するものとした。
【００１７】
また本発明は表面に誘電体層および保護層が順次積層されたパネルを備えるガス放電表示パネルであって、前記保護層は、金属酸化物からなる母材に対し、0.005質量%以上２０質量%以下のZnが分散されてなる構成を有するものとした。
【００１８】
ここで前記金属酸化物はＭｇＯとすることができる。
【００１９】
また、前記保護層の光学屈折率は波長500nmの光に対して１．６５以上とすることができる。
【００２０】
さらに、前記保護層は（２００）に配向しているものとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、ガス放電表示パネルの保護層において、金属酸化物からなる母材に対し、さらに希ガス原子とZnとが分散されてなる構成とすることにより、従来に比べて保護層の耐スパッタ性を向上させることが可能となっている。
【００２２】
すなわち、本発明はまず保護層に希ガス原子を含有させることによって圧縮応力が働き、さらにＺｎを添加することによって保護層の結晶性が向上し、膜密度が増大する。その結果、保護層の耐スパッタ性が向上し、二次電子放出能力の低下を防止することができる。そうすることで、同時にパネルの低消費電力化と長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
＜実施の形態１＞
１−１.ＰＤＰの構成
図１は、本発明の実施の形態１に係るＡＣ型ＰＤＰ１の主要構成を示す部分的な断面斜視図である。図中、ｚ方向がＰＤＰ１の厚み方向、ｘｙ平面がＰＤＰ１のパネル面に平行な平面に相当する。ＰＤＰ１は、ここでは一例として４２インチクラスのＮＴＳＣ仕様に合わせた仕様にしているが、本発明のＰＤＰは、当然ながらＸＧＡやＳＸＧＡ等、この他の仕様・サイズに適用してもよい。
【００２５】
図１に示すように、ＰＤＰ１の構成は、互いに主面を対向させて配設されたフロントパネル１０およびバックパネル１６に大別される。
【００２６】
フロントパネル１０の基板となるフロントパネルガラス１１には、その一方の主面に複数対の表示電極１２、１３（スキャン電極１２、サステイン電極１３）が形成されている。各表示電極１２、１３は、ＩＴＯまたはＳｎＯ２等の透明導電性材料からなる帯状の透明電極１２０、１３０（厚さ０.１μm、幅１５０μm）に対して、Ａｇ厚膜（厚み２μm〜１０μm）、アルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み０.１μm〜１μm）またはＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒ積層薄膜（厚み０.１μm〜１μm）等からなるバスライン１２１、１３１（厚さ７μm、幅９５μm）が積層されてなる。このバスライン１２１、１３１によって透明電極１２０、１３０のシート抵抗が下げられる。
【００２７】
表示電極１２、１３を配設したフロントパネルガラス１１には、当該ガラス１１の主面全体にわたって、酸化鉛（ＰｂＯ）または酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）または酸化燐（ＰＯ４）を主成分とする低融点ガラス（厚み２０μm〜５０μm）の誘電体層１４が、マスクスクリーン印刷法等によって形成されている。誘電体層１４は、ＡＣ型ＰＤＰ特有の電流制限機能を有しており、ＤＣ型ＰＤＰに比べて長寿命化を実現する要素になっている。誘電体層１４の表面には、厚さ約１.０μmの保護層１５がコートされている。
【００２８】
ここで、本実施の形態１の特徴は保護層１５の構成にあるが、これについては詳細を後述する。
【００２９】
バックパネル１６の基板となるバックパネルガラス１７には、その一方の主面にＡｇ厚膜（厚み２μm〜１０μm）、アルミニウム（Ａｌ）薄膜（厚み０.１μm〜１μm）またはＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒ積層薄膜（厚み０.１μm〜１μm）等からなる幅６０μmの複数のアドレス電極１８が、ｘ方向を長手方向としてｙ方向に一定間隔毎（３６０μm）でストライプ状に並設され、このアドレス電極１８を内包するようにバックパネルガラス１７の全面にわたって厚さ３０μmの誘電体膜１９がコートされている。
【００３０】
誘電体膜１９の上には、さらに隣接するアドレス電極１８の間隙に合わせて隔壁２０（高さ約１５０μm、幅４０μm）が配設され、隣接する隔壁２０によってセルＳＵが区画され、ｘ方向での誤放電や光学的クロストークの発生を防ぐ役割をしている。そして隣接する２つの隔壁２０の側面とその間の誘電体膜１９の面上には、カラー表示のための赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のそれぞれに対応する蛍光体層２１〜２３が形成されている。
【００３１】
なお、誘電体膜１９を用いずにアドレス電極１８を直接蛍光体層２１〜２３で内包するようにしてもよい。
【００３２】
フロントパネル１０とバックパネル１６は、アドレス電極１８と表示電極１２、１３の互いの長手方向が直交するように対向させながら配置され、両パネル１０、１６の外周縁部をガラスフリットで封着されている。この両パネル１０、１６間にはＨｅ、Ｘｅ、Ｎｅなどの不活性ガス成分からなる放電ガス（封入ガス）が所定の圧力（通常５３.２ｋＰａ〜７９.８ｋＰａ程度）で封入されている。
【００３３】
隣接する隔壁２０間は放電空間２４であり、隣り合う一対の表示電極１２、１３と１本のアドレス電極１８が放電空間２４を挟んで交叉する領域が、画像表示にかかるセル（「サブピクセル」とも言う。）ＳＵに対応する。セルピッチはｘ方向が１０８０μm、ｙ方向が３６０μmである。隣り合うＲＧＢ３つのセルＳＵで１画素（１０８０μm×１０８０μm）が構成される。
【００３４】
１−２.ＰＤＰの駆動方法について
上記構成のＰＤＰ１は、不図示の駆動部によって、一対の表示電極１２、１３の間隙には数十ｋHｚ〜数百ｋHｚのＡＣ電圧が印加されることにより、セルＳＵ内で放電を発生させ、励起されたＸｅ原子からの紫外線によって蛍光体層２１〜２３を励起し可視光発光するように駆動される。
【００３５】
その駆動方法例としては、いわゆるフィールド内時分割階調表示方式がある。当該方式は、表示するフィールドを複数のサブフィールドに分け、各サブフィールドをさらに複数の期間に分ける。各サブフィールドでは、初期化期間で画面全体の壁電荷を初期化（リセット）した後、アドレス期間で点灯すべき放電セルのみに壁電荷を蓄積させるアドレス放電を行い、その後の放電維持期間ですべての放電セルに対して一斉に交流電圧（サステイン電圧）を印加することによって一定時間放電維持することで発光表示するものである。
【００３６】
この駆動時において、前記駆動部では、各セルでの発光をＯＮ/ＯＦＦの２値制御によって階調表現するために、外部からの入力画像である時系列の各フィールドＦを、例えば６個のサブフィールドに分割する。各サブフィールドにおける輝度の相対比率が例えば１：２：４：８：１６：３２となるように重み付けをして、各サブフィールドのサステイン（維持放電）の発光回数を設定する。
【００３７】
ここで図２は、本ＰＤＰ１の駆動波形プロセスの一例である。当図２ではフィールド中の第ｍ番目のサブフィールドの駆動波形を示している。当図２が示すように、各サブフィールドには、初期化期間、アドレス期間、放電維持期間、消去期間がそれぞれ割り当てられる。
【００３８】
初期化期間とは、それ以前のセルの点灯による影響（蓄積された壁電荷による影響）を防ぐため、画面全体の壁電荷の消去（初期化放電）を行う期間である。当図２に示す波形例では、すべての表示電極１２、１３に放電開始電圧Ｖｆを超える正極性の下りランプ波形のリセットパルスを印加する。これとともに、バックパネル１６側の帯電とイオン衝撃を防ぐために、すべてのアドレス電極１８に正極性パルスを印加する。印加パルスの立ち上がりと立ち下がりの差動電圧によって、すべてのセルで弱い面放電である初期化放電が生じ、すべてのセルにおいて壁電荷が蓄積され、画面全体が一様な帯電状態となる。
【００３９】
アドレス期間は、サブフィールドに分割された画像信号に基づいて選択されたセルのアドレッシング（点灯/不点灯の設定）を行う期間である。当該期間では、スキャン電極１２を接地電位に対して正電位にバイアスし、すべてのサステイン電極１３を負電位にバイアスする。この状態で、パネル上部最先におけるライン（一対の表示電極に対応する横一列のセル）から１ラインずつ順に各ラインを選択し、該当するスキャン電極１２に負極性のスキャンパルスを印加する。また、点灯すべきセルに対応したアドレス電極１８に対して、正極性のアドレスパルスを印加する。これにより前記初期化期間での弱い面放電を受け継ぎ、点灯すべきセルのみでアドレス放電が行われ、壁電荷が蓄積される。
【００４０】
放電維持期間は、階調準位に応じた輝度を確保するために、アドレス放電により設定された点灯状態を拡大して放電維持する期間である。ここでは不要の放電を防止するため、全てのアドレス電極１８を正極性の電位にバイアスし、全てのサステイン電極１３に正極性のサステインパルスを印加する。その後、スキャン電極１２とサステイン電極１３とに対して交互にサステインパルスを印加し、所定期間放電を繰り返す。
【００４１】
消去期間では、スキャン電極１２に漸減パルスを印加し、これによって壁電荷を消去させる。
【００４２】
なお初期化期間およびアドレス期間の長さは、輝度の重みに関わらず一定であるが、放電維持期間の長さは輝度の重みが大きいほど長い。つまり、各サブフィールドの表示期間の長さは互いに異なる。
【００４３】
ＰＤＰ１ではサブフィールドで行われる各放電によって、Ｘｅに起因する１４７ｎｍに鋭いピークを有する共鳴線と、１７３ｎｍを中心とする分子線からなる真空紫外線が発生する。この真空紫外線が各蛍光体層２１〜２３に照射され、可視光が発生する。そして、ＲＧＢ各色ごとのサブフィールド単位の組み合わせにより、多色・多階調表示がなされる。
【００４４】
ここにおいて、本発明の特徴は保護層１５の構成にある。本実施の形態におけるＰＤＰ１は、保護層１５として、母材となる金属酸化物に対し、さらに希ガス原子とZnを分散させた構造を持つ。
【００４５】
このような保護層の構成とすることによって、当該保護層の改質を行い、結晶性および膜密度の向上を図ることで、従来構成に比べて耐スパッタ性の向上効果が得られ、結果として、ＰＤＰの低消費電力化および長寿命化が実現されるようになっている。
【００４６】
＜実施の形態１の特徴および効果について＞
ＰＤＰの消費電力の低減対策とする保護層の改質については、特許文献２〜３等に記載されているように、電子放出特性の向上による放電開始電圧の低減などの対策が講じられているが、発光効率を向上させるために放電ガス中のＸｅ分圧を増大させると、耐スパッタ性の問題からいずれも有効な効果が得難い実情にある。これに対し本発明では、保護層に希ガス原子とＺｎを分散させることによって、後述の図３に示すように従来に比べてに耐スパッタ性を向上させることが可能となっている。
【００４７】
このような性能が得られる理由としては、本発明は保護層に添加された希ガス原子とＺｎが保護層におけるＭｇＯの結晶構造に分散された状態を維持することにある。具体的には、分散された希ガス原子により膜に圧縮応力が働いて膜密度が増大することと、ＭｇサイトにＺｎが置換されることにより、結晶の配向が（１１１）から（２００）に変化し結晶性が向上することとの相乗効果により、耐スパッタ性の大幅な向上が図れるものと考えられる。
【００４８】
（保護層の形成方法について）
ここでは、本実施の形態に係る保護層１５の形成方法の一例について説明する。
【００４９】
先ず、形成された誘電体層１３の表面をターゲットとし、当該表面に成膜を行う方法として、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法を用いる。成膜に用いる蒸着源としては、例えばペレット状または粉末状のＭｇＯ、もしくはその焼結体を用いる。Ｚｎを添加する方法はペレット状のＭｇＯに対し、ペレット状または粉末状のＺｎ化合物を混合したものを用いるか、粉末状のＭｇＯと粉末状のＺｎ化合物とを混合したもの、あるいはその混合物の焼結体を用いる。このときのＺｎ化合物の濃度は０．００５質量％〜２０質量％とした。
【００５０】
そして酸素雰囲気中において、ピアス式電子ビームガンを加熱源として上記蒸着源を加熱することで保護層を形成する。ここで保護層に希ガス原子を添加させる方法としては、基板表面に希ガスイオンを照射しながら上述したように蒸着源を加熱し成膜を行う。
【００５１】
なお、このとき成膜時の電子ビーム電流量、酸素分圧量、基板温度等は直接本発明の構成に影響を及ぼすことがないため、従来の設定条件に適応させることが可能となる。
【００５２】
また、上記成膜方法としては、電子ビーム蒸着法に限らず、スパッタ法、イオンプレーティング法などを用いても構わない。
【００５３】
（本実施の形態に関する比較実験及び実験結果について）
次に、本発明の実施例を作製し、当該実施例を比較例とともに性能比較実験した。この実験結果について以下に説明する。
【００５４】
各種実施例、比較例における保護層の構成は以下の通りとした。
【００５５】
（比較例）：ＭｇＯからなる母材に対して、希ガス原子やＺｎなどの不純物添加を行わない保護層を構成した。
【００５６】
（実施例１）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍで添加された保護層を構成した。
【００５７】
（実施例２）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｚｎが０．５質量％添加された保護層を用いた。
【００５８】
（実施例３）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｚｎが１質量％添加された保護層を用いた。
【００５９】
（実施例４）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｚｎが３質量％添加された保護層を用いた。
【００６０】
（実施例５）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｚｎが５質量％添加された保護層を用いた。
【００６１】
（実施例６）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｚｎが１０質量％添加された保護層を用いた。
【００６２】
（実施例７）：ＭｇＯからなる母材に対して、Ａｒ原子が２００質量ｐｐｍ、Ｚｎが１５質量％添加された保護層を用いた。
【００６３】
まず、比較例、実施例１、および実施例３に対して、耐スパッタ性の評価を行った。実験方法としては、各試料をワックスを用いて６インチウェハ上に固定し、Ａｒイオンエッチング装置の電極上に設置する。そして、チャンバ内を排気した後、Ａｒガスを１００ｓｃｃｍ導入し圧力が０．６７Ｐａになるように調整する。その状態でＩＣＰおよび電極にそれぞれ７００Ｗおよび３００ＷのＲＦ電力を印加して５分間エッチングを行う。このようにして得られた各試料の単位時間当たりのスパッタ量（スパッタレート）を図３に示す。
【００６４】
この図から分かるように、Ａｒ原子やＺｎを添加していないＭｇＯ（比較例）のスパッタレートは３２．０ｎｍ/ｓであるのに対して、Ａｒ原子を２００質量ｐｐｍ含むＭｇＯ（実施例１）のスパッタレートは２３．５ｎｍ/ｓ、Ａｒ原子を２００質量ｐｐｍ、Ｚｎを１質量％含むＭｇＯ（実施例３）のスパッタレートは１８．６ｎｍ/ｓとなりいずれも比較例に比べて耐スパッタ性が向上した。すなわち、ＭｇＯ膜にＡｒを添加することによって耐スパッタ性を改善することができ、そこにさらにＺｎを添加することによって更なる耐スパッタ性の向上を図ることができた。
【００６５】
次に、比較例、実施例１、および実施例３〜５に対して、分光エリプソメトリ装置を用いて屈折率の測定を行った。ここで、膜密度と屈折率に、
n = (1−p)nν+ pns      （n：膜の屈折率、  nν：空隙の屈折率、  ns：バルクの屈折率、  p：膜密度）
で表される関係があることが知られている。
【００６６】
上記の関係によれば、緻密な膜ほど屈折率が高くなるので、大きい屈折率を有する膜ほど耐スパッタ性が優れていることが言える。ここで各試料の屈折率のデータを図４に示す。
【００６７】
この図から分かるように、Ａｒ原子やＺｎを添加していないＭｇＯ（比較例）の屈折率は１．６１０であるのに対して、Ａｒ原子を２００質量ｐｐｍ含むＭｇＯ（実施例１）の屈折率は１．６９５となった。そこにさらにＺｎを所定量添加したＭｇＯ（実施例３〜５）の屈折率はそれぞれ１．７０３、１．７１１、および１．７０７となった。すなわちＭｇＯ膜にＡｒを添加することによって膜密度を改善することができ、そこにさらにＺｎを添加することによって更なる膜密度の向上が図られることが分かった。これらの結果より、耐スパッタ性を向上するためには，屈折率は１．６５以上であることが必要である。また、屈折率が大きくなりすぎる、すなわち膜密度が大きくなりすぎると膜の空隙率が小さくなり、柱状構造であるＭｇＯ膜の表面積が小さくなってしまうことから電子放出能力が低下することが予測される。したがって、屈折率は２．００以下であることが望ましい。
【００６８】
次に、比較例、および実施例１〜７に対してＸ線回折（ＸＲＤ）測定を実施し、結晶性の評価を行った。得られた各試料のＸＲＤパターンを図５（a）〜（h）に示す。まず、図５（a）と図５（b）では、３６．９°と７８．６°にピークが現れており、これはそれぞれ（１１１）および（２２２）のピークである。これに対し、図５(c)〜（h）では、４２．９°にピークが現れており、これは（２００）のピークである。ここで図６に比較例、および各実施例のピーク強度のグラフを示す。図６から、Ｚｎの濃度が高くなるにつれてピーク強度が強くなることがわかる。このことからＺｎ添加により結晶性が良化していると考えられる。
【００６９】
以上の実験結果を踏まえると、ＭｇＯに所定量のＺｎを含有させると結晶の配向が（１１１）から充填率の高い（２００）に変化し、その結果として膜密度が高くなることで耐スパッタ性が向上したものと考えられる。また、ＭｇＯに所定量のＡｒを添加することで膜に圧縮応力が働き、膜密度が高くなって同様に耐スパッタ性が向上する。さらに、ＭｇＯにＺｎとＡｒをそれぞれ所定量だけ含有させることによって、それぞれの効果が重なって現れ、非常に優れた耐スパッタ性を有する保護層を実現することが出来る。
【００７０】
次に、本発明において必要なＡｒ原子とＺｎの添加量について具体的に説明する。
【００７１】
＜酸化マグネシウムに対するＡｒ原子とＺｎの添加量について＞
次に、本願発明者らが本発明の効果を有効に得られる保護層の成分について検討した結果を示す。
【００７２】
ここで、保護層１５中のＡｒ原子の含有量については、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ；Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ  Ｂａｃｋｗａｒｄ  Ｓｃａｔｔｉｎｇ）によって調べることができる。
【００７３】
一方、上記保護層１５中のＺｎの含有量は二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ；Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）によって調べることができる。
【００７４】
まずＲＢＳに基づき調査したところ、酸化マグネシウムに対しＡｒ原子の添加量範囲は、１０質量ｐｐｍ以上１０００質量ｐｐｍ以下が望ましいことが分かった。
【００７５】
なおＡｒ含有量が１０質量ｐｐｍより少ない場合では、膜に働く圧縮応力が小さく、膜密度の増大効果が非常に小さくなってしまうことが分かった。反対に、Ａｒ含有量が１０００質量ｐｐｍより大きくなると、保護層の結晶性に悪影響を及ぼすことが明らかになった。このことから、Ａｒ含有量が所定の範囲にない場合は、保護膜としての耐スパッタ性が向上しない、もしくは逆に低下してしまう。
【００７６】
一方、ＳＩＭＳに基づき調査したところ、添加すべきＺｎの添加量範囲としては、0.005質量％以上２０質量％以下の範囲が望ましいことが分かった。
【００７７】
またこの場合において、Ｚｎ含有量が0.005質量％より小さくなると、Ｚｎの添加効果が非常に小さくなるので望ましくない。反対に、Ｚｎの添加量が２０質量％より大きくなると、Ａｒ原子の場合と同様に保護層の結晶性に悪影響を及ぼしてしまうので、これも望ましくない。このことから、Ｚｎ含有量が所定の範囲にない場合は、保護膜としての耐スパッタ性が向上しない、もしくは逆に低下してしまう。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明のガス放電表示パネルは、例えば交通機関・公共施設或いは家庭用のテレビジョン装置に用いられるＰＤＰを用いた表示装置等に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態１におけるＰＤＰの構成を模式的に示す断面斜視図
【図２】ＰＤＰの駆動プロセス例を示す図
【図３】保護層の耐スパッタ性についてのデータを示すグラフ
【図４】保護層の屈折率についてのデータを示すグラフ
【図５】保護層のＸ線回折パターンについてのデータを示す図
【図６】保護層のＸ線回折ピーク強度についてのデータを示すグラフ
【符号の説明】
【００８０】
１    ＰＤＰ
１０    フロントパネル
１２    スキャン電極
１３    サステイン電極
１５    保護層
１８    アドレス電極
【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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