(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１パネルおよび第２パネルがギャップ材を介して対向配置され、前記第１パネルおよび第２パネルの一方には複数の電極が列設されるとともに、当該複数の電極を覆うように誘電体層、保護層とが順に積層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、真空蒸着法により形成された種結晶からなる第１層と、当該第１層における種結晶の上に成長した複数の柱状結晶からなる第２層によって構成されており、
前記第１層は、前記誘電体層表面に付着した複数の粒状結晶を、前記複数の粒状結晶を加熱することによって合体させた種結晶であり、
前記種結晶は、前記保護層の厚み方向に（１１１）面配向した構造を有し、
前記柱状結晶は、幅が３０ｎｍ〜４５ｎｍである、
ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
基板上に電極を形成する第１の工程と、前記第１の工程において形成された電極上を覆うように誘電体層を形成する第２の工程と、前記第２の工程において形成された誘電体層を被覆する保護層を形成する第３の工程とを備えたパネル形成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、
前記第３の工程は、
前記誘電体層上に保護層材料を真空蒸着して粒状結晶の形態で付着させる保護層材料付着ステップと、
前記保護層材料付着ステップにおいて付着された複数の粒状結晶を加熱処理して、前記複数の粒状結晶を合体させ、前記保護層の厚み方向に（１１１）面配向した構造を有する種結晶を形成する加熱処理ステップと、
前記種結晶上に保護層材料を成長させる保護層形成ステップとを有する、
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法、ならびにプラズマディスプレイパネル表示装置に関し、特に、その放電特性を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータやテレビなどの画像表示に用いられているカラー表示デバイスの中で、プラズマディスプレイパネル（Plasma Display Panel 、以下、「ＰＤＰ」という。）は、薄型のパネルを実現することのできる表示デバイスとして注目されており、特に、高速応答性や高視野角などの優れた特徴を備えるため、各企業や研究機関においてその普及に向けた開発が活発に行われている。
【０００３】
このようなＰＤＰにおいては、複数のライン状の電極が列設される前面ガラス基板および背面ガラス基板とがギャップ材を介して各基板の電極が直交するように対向配置され、各基板間の空間には放電ガスが封入された構成となっている。前面ガラス基板には、その背面ガラス基板と対向する側の面に各電極を覆う誘電体層が被覆されており、さらにこの誘電体層の上にＭｇＯからなる保護層が被覆されている。
【０００４】
ＰＤＰの駆動時には、前面ガラス基板と背面ガラス基板の電極間においてアドレス放電を行うことにより、点灯したいセルの保護層表面に電荷を形成し、その電荷の形成されたセルにおける前面ガラス基板の隣接する電極間で維持放電を行っている。このアドレス放電によって電荷が形成される保護層は、アドレス放電および維持放電時に生じるイオン衝撃（スパッタリング）から誘電体層および電極を保護する役割と、アドレス放電時に２次電子を放出し電荷を保持するいわゆるメモリ機能の役割を果たす。そのため、保護層は、耐スパッタ性と２次電子放出性に優れる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が一般的に用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のＰＤＰにおいては、長寿命化への要求が高まってきており、この要求に対応する技術として、水蒸気を含む雰囲気において保護層を蒸着する技術（特開平１０−１０６４４１号公報）が開示されている。この技術によれば、形成された保護層は、その厚み方向に＜１１０＞配向、すなわち保護層の厚み方向に、耐スパッタ性に優れる（１１０）面が配向した膜となるので、スパッタによる保護層の削れ方も少なく、ＰＤＰを長寿命化することができる。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術においては、保護層蒸着時における雰囲気に水蒸気が含まれているので、形成される保護層には水が取り込まれてしまう可能性が大きい。そのため、ＰＤＰの駆動時間とともに削れていく保護層からは、不純物である水が次第に放出されるので、ＰＤＰの放電特性が駆動時間とともに変動し、放電特性が安定化しにくいと考えられる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、従来に比べて駆動時間に対する放電特性が安定し、かつ耐スパッタ性にも優れるＰＤＰおよびその製造方法、ならびに当該ＰＤＰを用いたＰＤＰ表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るＰＤＰは、第１パネルおよび第２パネルがギャップ材を介して対向配置され、前記第１パネルおよび第２パネルの一方には複数の電極が列設されるとともに、当該複数の電極を覆うように誘電体層、保護層とが順に積層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、種結晶からなる第１層と、当該第１層における種結晶の上に成長した複数の柱状結晶からなる第２層によって構成されており、前記第１層は、その形成初期に前記誘電体層表面に付着した粒状結晶を複数合体した種結晶、もしくはその形成初期に前記誘電体層に付着したアモルファス層を多結晶化した種結晶からなることを特徴としている。
【０００９】
これによれば、保護層を形成する柱状結晶が、保護層材料を粒状結晶のままからなる層上に成長させる従来の場合に比べて太いものが形成され、保護層全体においては露出面積が減るので、保護層に吸着される不純物量を減らすことができる。したがって、不純物に起因するＰＤＰの放電特性の変動を安定化させることができる。さらに、粒状結晶がほとんどなく、保護層の緻密度も向上するので、耐スパッタ性にも優れる。
【００１０】
この保護層は、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属フッ化物、もしくはこれらの混合物を用いることができ、特に、電子放出性および耐スパッタ性に優れるＭｇＯから構成することが望ましく、この保護層を構成する柱状結晶が、その厚み方向に（１１１）面配向していれば、電子放出性に優れる。
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルは、第１パネルおよび第２パネルがギャップ材を介して対向配置され、前記第１パネルおよび第２パネルの一方には複数の電極が列設されるとともに、当該複数の電極を覆うように誘電体層が積層され、かつ当該誘電体層の上方に保護層が配されたプラズマディスプレイパネルであって、前記誘電体層と保護層との間には、前記保護層を構成する柱状結晶が成長する基材となる中間層が配されていることを特徴としている。
【００１１】
これによれば、中間層上に従来よりも太い柱状結晶が形成されるので、保護層全体における露出面積を減少させて、不純物の吸着量を従来よりも低減することができる。したがって、不純物に起因するＰＤＰの放電特性の変動を安定化させることができる。
ここで、前記中間層は、面心立方構造、最密六方構造、ウルツ鉱型構造、閃亜鉛鉱型構造のいずれかの結晶構造を有していれば、この上に形成される保護層の柱状結晶を従来に比べて太くしやすくなる。
【００１２】
また、具体的には前記中間層を構成する物質としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｂｅ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｔｃ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒからなる第一元素群から選択される元素の単体結晶、あるいは前記第一元素群から選択される２以上の元素からなる合金、ならびに前記第一元素群から選択される１以上の元素と、Ａｓ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅからなる第二元素群から選択される１以上の元素とからなる化合物結晶のいずれかを用いることができる。
【００１３】
柱状結晶を太くするのに最適な中間層としては、これを構成する物質と、前記保護層を構成する物質とのミスフィットが１５％以下であることが好ましい。
ここで、前記保護層を構成する柱状結晶は、その層の厚み方向に（１１１）面配向したＭｇＯであれば、電子放出性に優れた保護層となる。
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルは、第１パネルおよび第２パネルがギャップ材を介して対向配置され、前記第１パネルおよび第２パネルの一方には複数の電極が列設されるとともに、当該複数の電極を覆うように誘電体層、保護層とが順に積層されたプラズマディスプレイパネルであって、前記誘電体層は、前記保護層側の主面において、当該保護層を単結晶状に成長させるための溝が形設されていることを特徴とする。
【００１４】
これによれば、保護層が単結晶状、すなわち保護層を構成する柱状結晶が従来に比べて太くなっており、そのため不純物が保護層に吸着される量が従来に比べて減少し、ＰＤＰの放電特性を安定化することができる。
実際には、前記溝をストライプ状に並行に列設することによって保護層全体を単結晶状に近づけることができ、溝の幅が１６０〜３８００ｎｍの範囲内において、保護層が単結晶状になることを確認している。
【００１５】
ここで、前記保護層は、その厚み方向に（１００）面もしくは（１１１）面配向して形成され、これを構成する物質としては電子放出性、耐スパッタ性に優れるＭｇＯが好ましい。
上述したようなＰＤＰを用いたＰＤＰ表示装置においては、耐スパッタ性に優れるとともに、放電特性が安定化する。
【００１６】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上に電極を形成する第１の工程と、前記第１の工程において形成された電極上を覆うように誘電体層を形成する第２の工程と、前記第２の工程において形成された誘電体層を被覆する保護層を形成する第３の工程とを備えたパネル形成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記第３の工程は、前記誘電体層上に保護層材料を付着させる保護層材料付着ステップと、前記保護層材料付着ステップにおいて付着された保護層材料を加熱処理して、種結晶を形成する加熱処理ステップと、前記加熱処理ステップにおいて形成された種結晶上に保護層材料を成長させる保護層形成ステップとを有することを特徴としている。
【００１７】
一般的に保護層に用いられるＭｇＯは、イオン結晶性の強い材料でＮａ−Ｃｌ型の結晶構造を有するため、アモルファスの誘電体層上に形成する場合には、表面が理論上（１００）面配向するはずである。しかしながら、実際の保護層表面は、（１１１）面配向しており、なんらかの影響によって配向面が変化していると考えられる。そのため、ＭｇＯの柱状結晶においては配向の不連続に伴なう結晶欠陥を有する可能性があり、柱状結晶の太さが太くなりにくく、表面積が大きくなり、不純物ガスを吸着する量が多くなりがちである。
【００１８】
しかしながら、上記製造方法によれば、柱状結晶の太さを従来に比べて太くすることができるので、柱状結晶の露出面積を低減し、保護層に吸着する不純物の量を低減することができるので、ＰＤＰの放電特性を安定化することができる。
ここで、前記加熱処理ステップは、前記保護層材料付着ステップにおいて付着されたものが粒状結晶であれば当該粒状結晶の融点Ｔ（Ｋ）以上の温度（Ｋ）まで加熱するようにすれば、複数の粒状結晶を合体させて、柱状結晶の太さを太くすることができる。また、保護層材料付着ステップにおいてアモルファス層が付着した場合には、当該物質の結晶融点Ｔ（Ｋ）の２／３以上の温度（Ｋ）で結晶化するため、比較的低い温度で加熱すれば良い。
【００１９】
具体的に前記加熱処理ステップは、レーザ照射装置、ランプ照射装置、およびイオン照射装置のいずれかから射出されるエネルギービームを前記保護層材料に走査しながら照射して加熱処理を行うことができる。
ここで、前記加熱処理ステップは、酸素を含む減圧雰囲気下において行うようにすれば、保護層に酸素欠陥が発生することを抑制することができる。
【００２０】
ここで、前記保護層材料付着ステップから前記加熱処理ステップを通しての期間は、大気開放しないで処理を行ったり、前記加熱処理ステップから前記保護層形成ステップを通しての期間は、大気開放しないで処理を行ったりするようにすれば、保護層形成時に水分などの不純物の付着を抑制することができ、ＰＤＰの放電特性を安定化させることができる。また、保護層材料付着ステップと加熱処理ステップとを並行して行うことによって、付着された保護層材料の表面を活性な状態に保持できるので、種結晶の大きさを容易に大きくすることができる。さらに、加熱処理ステップで種結晶が活性な状態のまま、保護層形成ステップに移行すると、エピタキシーしやすく、保護層の結晶性が向上するため、種結晶を室温以上の温度に保持することが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係るプラズディスプレイの製造方法は、基板上に電極を形成する第１の工程と、前記第１の工程において形成された電極上を覆うように誘電体層を形成する第２の工程と、前記第２の工程において形成された誘電体層の上方に保護層を形成する第３の工程とを備えたパネル形成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記パネル形成工程は、前記第２の工程と第３の工程の間において、前記誘電体層上に、前記保護層材料を柱状結晶状に成長させる基材となる中間層を被覆する第４の工程を備えることを特徴とする。
【００２２】
これによれば、上記のような加熱処理を行うことなく、保護層の柱状結晶を従来に比べて太くすることができ、ＰＤＰの放電特性を安定化させることができる。
ここで、前記第３の工程においては、酸素を含む減圧雰囲気下において保護層材料を蒸着させるようにすれば、保護層を構成する柱状結晶の太さを太く形成し易くなる。加えて、第４の工程では、減圧雰囲気下において前記中間層を被覆することが好ましく、中間層の材料によっては、Ｏ2あるいはＮ2などを含む減圧雰囲気下が望ましいこともある。
【００２３】
また、前記第４の工程から前記第３の工程が終了するまでの期間は、大気開放しないで処理を行うようにすれば、保護層形成時に水分などの不純物の付着を抑制することができ、ＰＤＰの放電特性を安定化させることができる。
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、基板上に電極を形成する第１の工程と、前記第１の工程において形成された電極上を覆うように、誘電体層を形成する第２の工程と、前記第２の工程において形成された誘電体層を被覆する保護層を形成する第３の工程とを備えたパネル形成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、前記第２の工程は、前記第１の工程において形成された電極上に誘電体層を被覆する誘電体層被覆ステップと、前記誘電体層被覆ステップにおいて被覆された誘電体層表面に、前記第３の工程において被覆される保護層材料を単結晶状に成長させるための溝を形設する溝形設ステップとを有することを特徴としている。
【００２４】
これによれば、保護層を単結晶状に形成することができるので、従来に比べて保護層の露出面積が低減するとともに保護層の吸着される不純物量が低減するので、プラズマディスプレイパネルの放電特性を安定化することができる。
具体的に誘電体層に溝を形成するには、前記溝形設ステップにおいて、機械的切削法、化学エッチング法、もしくはエキシマレーザ法を用いて溝を形設することができる。
【００２５】
また、前記第３の工程は、前記誘電体層上に保護層材料からなる複数の粒状結晶もしくはアモルファス層を付着させる保護層材料付着ステップと、前記保護層材料付着ステップにおいて付着された粒状結晶もしくはアモルファス層を加熱して、複数の粒状結晶を合体させる加熱処理ステップと、前記加熱処理ステップにおいて合体された粒状結晶もしくはアモルファス層が多結晶化された結晶上に保護層材料を成長させる保護層形成ステップとを有するようにすれば、さらに保護層を単結晶ライクに形成することができる。
【００２６】
前記加熱処理ステップは、前記保護層材料付着ステップにおいて付着されたものが粒状結晶の場合は、当該結晶融点Ｔ（Ｋ）以上、アモルファス層の場合には当該物質の融点Ｔ（Ｋ）の２／３以上の温度（Ｋ）まで加熱すればよい。
具体的には、前記加熱処理ステップは、レーザ照射装置、ランプ照射装置、およびイオン照射装置のいずれかから出射されるエネルギービームを前記保護層材料に照射して加熱処理を行うことができる。
【００２７】
ここで、前記加熱処理ステップは、酸素を含む減圧雰囲気下において行うようにすれば、保護層における酸素欠陥の発生を抑制することができる。
また、保護層材料付着ステップと加熱処理ステップとを並行して行うことによって、付着された保護層材料の表面を活性な状態に保持できるので、種結晶の大きさを容易に大きくすることができる。
【００２８】
また、前記加熱処理ステップから前記保護層形成ステップを通しての期間は、大気開放せず、もしくは減圧雰囲気下において処理を行えば、保護層形成時に水分などの不純物の付着を抑制することができ、ＰＤＰの放電特性を安定化させることができる。さらに、前記保護層材料付着ステップから前記保護層形成ステップを通した期間においては、大気開放しないで処理を行えば、保護層に吸着される不純物量をさらに低減することができるので、ＰＤＰの放電特性がさらに安定化する。
【００２９】
さらに、加熱処理ステップで種結晶が活性な状態のまま、保護層形成ステップに移行すると、エピタキシーしやすく、保護層の結晶性が向上するため、種結晶を室温以上の温度に保持することが好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本第１の実施の形態に係るＰＤＰおよびＰＤＰ表示装置について、図面を参照しながら説明する。
＜ＰＤＰ１０の構成＞
図１は、ＰＤＰ１０における前面ガラス基板１１を取り除いた概略平面図であり、図２は、ＰＤＰ１０の部分断面斜視図である。なお、図１においては表示電極１３、表示スキャン電極１４、アドレス電極１７の本数などについては分かり易くするため一部省略して図示している。両図を参照しながらＰＤＰ１０の構造について説明する。
【００３１】
図１に示すように、ＰＤＰ１０は、前面ガラス基板１１（不図示）、背面ガラス基板１２、ｎ本の表示電極１３、ｎ本の表示スキャン電極１４、ｍ本のアドレス電極１７、および斜線で示す気密シール層２１などを備え、各電極１３，１４，１７が３電極構造の電極マトリックスを形成し、表示電極１３および表示スキャン電極１４とアドレス電極１７との交点にセルが形成されるように構成されている。
【００３２】
このＰＤＰ１０は、図２に示すように、前面パネルとしての前面ガラス基板１１と背面パネルとしての背面ガラス基板１２とが、ストライプ状に列設されている隔壁１９を介して、互いに平行に配設されて構成されている。
前面パネルは、前面ガラス基板１１の一方の主面に、表示電極１３、表示スキャン電極１４、誘電体層１５、および保護層１６を備える。
【００３３】
表示電極１３および表示スキャン電極１４は、前面ガラス基板１１上に交互かつ平行に並んでストライプ状に配設されており、ともに銀などの導電性物質からなる電極である。
誘電体層１５は、前面ガラス基板１１および各電極１３、１４を覆うように形成されており、鉛ガラスなどからなる層である。
【００３４】
保護層１６は、誘電体層１５表面上に被覆されており、２次電子放出性および耐スパッタ性に優れる、層の厚み方向に（１１１）面配向した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる。この保護層１６を構成する物質としては、電子放出性を有するアルカリ土類金属（Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａ）の酸化物やフッ化物、あるいはこれらの混合物であって、結晶を形成するものであれば使用することができる。
【００３５】
一方、背面パネルには、背面ガラス基板１２の一主面上にアドレス電極１７、下地誘電体層１８、隔壁１９、蛍光体層２０Ｒ，Ｇ，Ｂが配されている。
アドレス電極１７は、背面ガラス基板１２上に平行に列設されており、銀などの導電性物質からなる電極である。
下地誘電体層１８は、アドレス電極１７を被覆するように形成されており、例えば、酸化チタンを含む誘電体ガラスからなる層であって、各蛍光体層２０Ｒ，Ｇ，Ｂで発生する可視光を反射する機能と、誘電体層としての機能を併せ持つ。
【００３６】
隔壁１９は、下地誘電体層１８の表面上においてアドレス電極１７と平行に列設されている。この隔壁１９と隔壁１９の間の凹部および隔壁１９の側壁には、各蛍光体層２０Ｒ，Ｇ，Ｂが順に形成されている。
蛍光体層２０Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を発光する蛍光体粒子が結着した層である。
【００３７】
ＰＤＰ１０は、上記前面パネルと背面パネルとが貼り合わされるとともにそのパネル周囲が気密シール層２１により封着され、その間に形成される放電空間２２内に放電ガス（例えば、ネオン９５ｖｏｌ％とキセノン５ｖｏｌ％の混合ガス）が所定の圧力（例えば、６６．５ｋＰａ程度）で封入された構成となっている。
【００３８】
図３は、ＰＤＰ表示装置４０の構成を示す図である。
ＰＤＰ表示装置４０は、ＰＤＰ１０、ＰＤＰ駆動装置３０を備え、ＰＤＰ１０がＰＤＰ駆動装置３０に接続された構成を有する。
ＰＤＰ駆動装置３０は、ＰＤＰ１０の表示電極１３に接続されるとともにこれを駆動する表示ドライバ回路３１と、表示スキャン電極１４に接続されるとともにこれを駆動する表示スキャンドライバ回路３２と、アドレス電極１７に接続されるとともにこれを駆動するアドレスドライバ回路３３、および各ドライバ回路３１，３２，３３の駆動を制御するコントローラ３４とを備える。
【００３９】
ＰＤＰ表示装置４０の駆動時には、コントローラ３４の制御に従い、点灯させようとするセルにおける表示スキャン電極１４とアドレス電極１７に放電開始電圧以上の電圧を印加することにより、その電極間でアドレス放電を行って壁電荷を貯めた後に、表示電極１３と表示スキャン電極１４とに一括してパルス電圧を印加することによって、壁電荷の貯まったセルにおいて維持放電を行う。この維持放電時において放電空間２２（図２）内の放電ガスから紫外線が発生し、この紫外線により励起された各蛍光体層２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ（図２）が発光することによってセルが点灯する。この各色セルの点灯、非点灯の組み合わせによって画像を表示することができる。
【００４０】
＜前面パネルの構成＞
（従来の前面パネルについて）
本発明に特徴的な前面パネルの保護層について説明する前に、従来の前面パネルの保護層の構造について説明する。
図４は、従来の前面パネルの要部断面図である。なお、この従来の前面パネルは、上記図１〜図３を用いて説明した前面パネルと略同様の構成をしており、保護層２６の構造が異なるのみであるので、同じ番号を付したものについては説明を省略する。
【００４１】
同図に示すように、従来の前面パネルは、前面ガラス基板１１上に列設された表示電極１３、表示スキャン電極１４を覆うように誘電体層１５が積層され、その上にＭｇＯからなる保護層２６が形成されている。
保護層２６は、誘電体層１５表面に対して垂直方向に伸びた柱状結晶２６１（幅約１５ｎｍ）からなる層と、誘電体層１５表面に付着した粒状結晶２６２からなる層とから構成され、ＭｇＯを真空蒸着法によって誘電体層１５上に被覆することによって形成される。この柱状結晶２６１は、いわゆるデッドレイヤーとよばれる粒状結晶２６２上に成長されたものなので太く成長せず、また、粒状結晶２６２の存在によって露出されるので、各柱状結晶２６１における露出面積は比較的大きくなると考えられる。したがって、その柱状結晶２６１の露出面において水分などの不純物が吸着される確率が高く、保護層２６は、水分などの不純物を含み易い構成となっている。
【００４２】
この不純物ガス、特に水分は、ＰＤＰの放電特性に悪影響を与える。すなわち、ＰＤＰの駆動時においては、プラズマのスパッタによって活性化された保護層２６の結晶界面から水などの不純物が次第に放出され、放電空間内に水分が増加するにしたがってアドレス放電に必要な電圧が高まり、アドレスを行ったとしても点灯しないセルが発生しやすくなる。そのため、ＰＤＰにおいては放電特性が安定しにくくなると考えられる。
【００４３】
この放電特性を上げるため、柱状結晶２６１の粒径を大きくするとともに粒状結晶２６２の発生を抑制することによって柱状結晶２６１の露出面積を小さくすることが望まれており、そのために蒸着時の前面パネルの温度を高める方法が考えられる。しかし、この方法でも柱状結晶の粒径を大きくするのにも限度があり、完全に粒状結晶を無くすことはできない上、前面パネル温度を３５０℃以上に高くし過ぎると、化学量論的な組成の保護層が得にくくなるとともに、酸素欠陥の多い層が形成されるため、従来の技術では、ＰＤＰの放電特性を安定化させることが困難である。
【００４４】
また、保護層２６は、柱状結晶２６１の径が小さく、粒状結晶２６２が存在すれば、保護層２６においては緻密度が小さくなるので、耐スパッタ性に劣ると考えられ、その向上の余地がまだあると考えられる。
（本実施の形態の前面パネル）
次に、本実施の形態に係るＰＤＰに特徴的な前面パネルの構成について説明する。
【００４５】
図５は、本実施の形態に係る前面パネルの要部断面図である。
同図に示すように、前面パネルには、前面ガラス基板１１の一方の主面上に列設された表示電極１３および表示スキャン電極１４を覆うように誘電体層１５が積層され、この上に保護層１６が形成されている。
保護層１６は、種結晶１６３からなる層と、これを基材として誘電体層１５表面に対して垂直方向に延伸した柱状結晶１６１（保護層１６の厚み方向に（１１１）面配向している。）が複数形成された層とからなり、従来の保護層に見られた粒状結晶からなるデッドレイヤーは形成されていない。
【００４６】
ここで、種結晶１６３は、その上に配設される柱状結晶１６１の結晶配向を促すための基材の役割を果たしており、種結晶１６３と柱状結晶１６１とが同じＭｇＯから構成されているため区別しにくいが、約２００ｎｍの厚みで形成されている。
他方、この柱状結晶１６１の幅Ｗは、３０〜４５ｎｍ程度と従来の柱状結晶（１５ｎｍ）と比較して約２〜３倍以上太くなっている。これによって、保護層１６における露出面積は、従来の保護層２６（図４）に比べて少なくなる。さらに、従来のような粒状結晶が２６２（図４）が存在しないため、柱状結晶１６１が露出される面積も減少する。そのため、保護層１６に吸着される不純物の量も従来に比べて減少する。したがって、本実施の形態におけるＰＤＰは、維持放電時に放出される不純物量も従来に比べて低下するので、放電特性も安定する。また、デッドレイヤーが形成されておらず、柱状結晶１６１も太く形成されるので、保護層１６における緻密度も向上し、耐スパッタ性も向上する。
【００４７】
＜ＰＤＰ１０の製造方法＞
次に、上述したＰＤＰ１０の製造方法について説明する。
まず、その前面パネルの製造方法の一例を、図６（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
図６（ａ）〜（ｅ）は、各製造段階における前面パネルの要部断面図であり、番号順に進行する。
【００４８】
▲１▼前面パネルの作製
前面パネルは、前面ガラス基板１１上にまず、各ｎ本の表示電極１３および表示スキャン電極１４を交互かつ平行にストライプ状に形成した後、その上を誘電体層１５で被覆し、さらにその表面に保護層１６を形成することによって作製される。
【００４９】
表示電極１３および表示スキャン電極１４は、例えばそれぞれ銀からなる電極であって、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷により所定の間隔（例えば約８０μｍ）をおいて前面ガラス基板１１上に塗布した後、焼成することによって、図６（ａ）に示すように形成される。
次に、誘電体層１５となる酸化鉛（ＰｂＯ）を含むペーストを、スクリーン印刷法を用いて塗布、乾燥後、焼成することによって、図６（ｂ）に示すような誘電体層を厚みが約２０μｍとなるように形成する。
【００５０】
次に、本実施の形態において特徴的な保護層１６の形成方法について説明する。
図６（ｃ）に示すように、誘電体層１５表面上に真空蒸着法、例えばＥＢ蒸着法を用いて、保護層材料からなる粒状結晶１６２を例えば２００ｎｍの厚さとなるまで付着させる。このような蒸着初期段階においては、誘電体層１５表面上に保護層を形成する物質が誘電体層１５表面にくっついたり離れたりするため、粒状結晶１６２のような径の小さい結晶しか形成することができない。なお、ここでは図示しないが、粒状結晶１６２が形成されず、アモルファスからなる層状のものが形成される場合もある。
【００５１】
次に、このように被膜された粒状結晶１６２に対して、水分などの付着を防止するためこれを大気開放することなく加熱処理を行う。これによって隣接する粒状結晶１６２同士が合体し、図６（ｄ）に示すように、粒状結晶１６２よりも大きな径を有する種結晶１６３が複数形成される。上記アモルファス層が形成された場合には加熱処理によって多結晶化が起こり、この層の面内において種結晶が複数存在する状態に形成される。この加熱処理においては、例えば、アルゴンレーザなどのレーザ照射装置、加熱ランプ照射装置、あるいはイオン照射装置を用い、これらから出射されるエネルギービームを集束させて、これを前面パネルに対して相対的に移動させながら照射して加熱する方法を用いることが好ましい。前面パネル全体を１２７３Ｋ近くまで加熱すれば、前面ガラス基板が歪む可能性があるが、スポット的に加熱を行えばそのような問題が発生しにくく、少ないエネルギーで処理できるからである。
【００５２】
この加熱処理について簡単に説明する。レーザなどを粒状結晶１６２表面に照射すると、粒状結晶１６２には高エネルギーの電子、正孔が生成されたり、格子振動が励起されたりする。この電子、正孔は、フォノンを放出しながらエネルギーを失い再結合する。この過程において、温度上昇が起こって粒状結晶１６２は溶融するとともに、隣接する粒状結晶１６２と合体し、レーザ光の照射を止めると再結晶化を起こす。この再結晶化によって、複数の粒状結晶１６２が合体して結晶径が拡大した種結晶１６３が形成され、この種結晶１６３は保護層１６の厚み方向に（１１１）面配向したＭｇＯ単結晶構造を有するようになる。
【００５３】
この加熱処理を粒状結晶１６２に対して行う場合には、当該物質の結晶融点である１２７３（Ｋ）以上の高い温度で加熱処理を行っており、そのため、高温、かつ再結晶化の進行速度を高めることができるような短時間（ｎｓｅｃオーダー）のレーザを照射することができるパルスレーザを加熱源として用いることが好ましい。なお、上記アモルファス層に対して加熱処理を行う場合には、当該物質の融点以上の高い温度で溶融する。
【００５４】
ここで、加熱処理を減圧雰囲気下で行えば、ガスに吸収される熱量が低く抑えられ、さらに、酸素を含む減圧雰囲気下において加熱処理を行えば、酸素欠陥が少なくなるとともに、再結晶化されたものが電子放出性に優れる（１１１）面配向に選択的に形成されるようになるため、その条件で加熱処理を行うことが好ましい。また、保護層材料を誘電体層１５表面上に付着させる処理と、加熱処理とを並行して行えば、付着された保護層材料の表面が活性な状態のまま加熱処理されるので、処理効果が高まると考えられる。
【００５５】
このように、種結晶１６３は、面配向した単結晶となっているので、この結晶を基板とした結晶成長（保護層１６の厚み方向に（１１１）面配向する。）も起こり易い。そのため、種結晶１６３の上に再度真空蒸着法を用いて保護層１６全体の厚みが１０００ｎｍとなるまで蒸着することによって、図６（ｅ）に示すように、粒状結晶が残ることなく、従来の柱状結晶２６１（図４）よりも太く成長した柱状結晶１６１が得られる。ここで、加熱処理後の種結晶１６３の活性状態を保持することによって結晶成長を起こし易くするため、種結晶１６３の形成された前面パネルを室温以上に保持することが好ましい。
【００５６】
なお、上記各真空蒸着法を用いる場合には、酸素を含む減圧雰囲気下で行うことが好ましい。酸素が雰囲気中に含まれていれば、蒸着される物質の結晶構造において、酸素欠陥の発生が抑制することができる。また、粒状結晶を付着させるＥＢ蒸着から加熱処理を通しての期間、加熱処理からＥＢ蒸着を通しての期間、ならびにこれらの期間全般を通しての期間においては、前面パネルを大気開放することなく処理を行うようにすれば、大気中に含まれる水分（不純物）が保護層１６に吸着されることを抑制することができ、ＰＤＰの放電特性を安定化させると言う点において好ましい。
【００５７】
▲２▼背面パネルの作製
次に、背面パネルの製造方法の一例について、図１，２を参照しながら説明する。
背面パネルは、まず、背面ガラス基板１２上に、電極用の銀ペーストをスクリーン印刷し焼成することによって、ｍ本のアドレス電極１７を列設された状態に形成する。その上にＴｉＯ2粒子と誘電体ガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法を用いて塗布することにより下地誘電体層１８を形成する。その後、同じく誘電体ガラス材料を含むペーストをスクリーン印刷法により所定のピッチで繰り返し塗布した後焼成することによって隔壁１９を形成する。この隔壁１９により、放電空間２２は、ｘ軸方向にセル（単位発光領域）毎に区画される。
【００５８】
そして、この隔壁１９と隔壁１９の間の溝に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各蛍光体粒子と有機バインダとからなるペースト状の蛍光体インキを塗布する。これを４００〜５９０℃の温度で焼成して有機バインダを焼失させることによって、各蛍光体粒子が結着してなる蛍光体層２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂが形成される。
【００５９】
▲３▼パネル貼り合わせによるＰＤＰの作製
このようにして作製された前面パネルと背面パネルは、前面パネルの各電極と背面パネルのアドレス電極とが直交するように重ね合わせられるとともに、パネル周縁に封着用ガラスを介挿させ、これを例えば４５０℃程度で１０〜２０分間焼成して気密シール層２１（図１）を形成させることにより封着される。そして、一旦放電空間２２（図２）内を高真空（例えば、１．１×１０-4Ｐａ）に排気したのち、放電ガス（例えば、Ｈｅ−Ｘｅ系、Ｎｅ−Ｘｅ系の不活性ガス）を所定の圧力（例えば、６６．５ｋＰａ）で封入することによってＰＤＰ１０が作製される。
【００６０】
＜効果について＞
以上述べたように、本第１の実施の形態においては、保護層１６を形成する際に、まず、粒状結晶１６２を真空蒸着によって付着させた後、これに加熱処理を施すことによって、大径化するとともに単結晶化された種結晶１６３を形成しておく。次に、この種結晶１６３上に真空蒸着を行うことによって、従来よりも径の大きな柱状結晶１６１ができるとともに粒状結晶からなるデッドレイヤーが形成されにくくなる。そのため、耐スパッタ性に優れ、放電特性の安定する保護層１６を得ることができる。
【００６１】
すなわち、このような方法で得られた保護層１６は、単結晶性に優れた柱状結晶１６１が密集した層であり、保護層１６における緻密度が従来よりも高まるので、従来に比べて耐スパッタ性に優れると考えられる。他方、この保護層１６を形成する柱状結晶１６１が従来に比べて太く形成されて保護層１６全体における露出面積が少なくなり、保護層１６に吸着される不純物量を従来に比べて少なくすることができるので、ＰＤＰにおける放電特性を安定化することができると考えられる。
【００６３】
＜実施例＞
（１）実施例サンプルＳ１
上記実施の形態で説明したＥＢ蒸着法を用いてＭｇＯからなる保護層（１００ｎｍ）を形成し、加熱処理を行った後、再度ＥＢ蒸着法を用いてＭｇＯからなる保護層を１０００ｎｍまで成長させた前面パネルを形成した。この前面パネルを用いて、プラズマディスプレイパネルを作製し、実施例サンプルとした。ここで、放電ガスとして、Ｎｅの含有量を９５ｖｏｌ％、Ｘｅの含有量を５ｖｏｌ％とし、封入圧力を６６．５ｋＰａとした。
【００６４】
（２）比較例サンプルＲ１
上記従来の保護層の形成方法を用いて形成した前面パネルを用いたプラズマディスプレイパネルを作製し、比較例サンプルとした。ここで、保護層の厚み、放電ガスの種類、封入圧力等は実施例サンプルと同様に形成した。
（３）実験
実験方法
上記実施例サンプルＳ１および比較例サンプルＲ１について、上記図３で説明したＰＤＰ駆動装置３０を接続し、連続的に白表示を行い、駆動時間に対するアドレス電圧（Ｖｄａ）を測定した。なお、アドレス電圧とは、表示したい放電セルを選択するためにアドレス電極に印加する電圧であって、ここでは、アドレス放電を起こすために必要な電圧の最小値を示す。
【００６５】
（４）結果と考察
実験結果を図７に示す。
図７は、実施例サンプルＳ１および比較例サンプルＲ１の駆動時間に対するアドレス電圧（Ｖｄａｔａ）を示したものである。
同図に示すように、実施例サンプルＳ１においては、駆動時間に対するアドレス電圧（Ｖｄａｔａ）は略安定しているが、比較例サンプルＲ１においては、駆動時間が４０００時間を越えると、急激にアドレス電圧が高まっていることがわかる。これは、実施例サンプルＳ１のように保護層の形成過程において加熱処理を行うことにより、保護層を形成する柱状結晶が従来に比べて太くなり、保護層全体の露出面積が減少することから、水分などの不純物が保護層に吸着されにくく、駆動に伴なって放出される不純物量が従来に比べて減少しているからであると考えられる。
【００６６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の一適用例としてのＰＤＰおよびＰＤＰ表示装置の第２の実施の形態について説明する。なお、本第２の実施の形態に係るＰＤＰおよびＰＤＰ表示装置は、第１の実施の形態において図１，２，３を用いて説明したものと、中間層および保護層の構成が異なる以外は略同じ構成であるので、同じ構成については説明を省略する。
【００６７】
上記第１の実施の形態においては、ＭｇＯからなる粒状結晶を形成し、これを加熱処理することによって、その上に形成される柱状結晶の基材となる種結晶を形成していたが、この基材としてはＭｇＯ以外の物質から構成しても良い。
図８は、本第２の実施の形態に係る前面パネルの要部断面図である。
同図に示すように、第２の実施の形態に係る前面パネルは、前面ガラス基板１１の一方の主面上に列設された表示電極１３および表示スキャン電極１４を覆うように誘電体層１５が積層され、この上に中間層３６２および保護層３６が形成されている。
【００６８】
中間層３６２は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる層である。この酸化亜鉛からなる中間層３６２についてＸ線回折法を用いて解析すると、この層は、ウルツ鉱型構造を有するとともに、その膜の厚み方向に（１００）面配向するようになっている。この中間層３６２の表面上には、保護層３６がエピタキシャル成長して形成されており、この界面はＴＥＭ観察によっても格子整合していることが確認される。
【００６９】
一般的に、エピタキシャル成長においては、基板となる結晶と、その上に形成される別種の結晶における原子間隔との差の絶対値を、基板となる結晶の原子間隔で割って百分率で示したものをミスフィット（ｍｉｓｆｉｔ）と呼び、この値が経験的に１０〜１５％以内でなければならないとされている。このため、中間層３６２を構成する物質と、保護層３６を構成する物質（ＭｇＯ）とのミスフィットが１５％以下、好ましくは１０％以下となる物質であれば、保護層３６を構成する物質をエピタキシャル成長させることができる。なお、本第２の実施の形態において用いた酸化亜鉛のミスフィットは１２％である。
【００７０】
保護層３６は、中間層３６２表面に対して略垂直方向にエピタキシャル成長したＭｇＯからなる柱状結晶３６１が複数形成された層であり、基本的には第１の実施の形態のところで述べた柱状結晶１６１（図３）と同じく、従来の柱状結晶にくらべて太く形成されている。これによって、上記第１の実施の形態と同様の理由により、保護層３６における不純物の吸着量が従来に比べて抑制される。したがって、ＰＤＰの放電特性を安定させることができる。
【００７１】
このＭｇＯの柱状結晶３６１についてＸ線回折法を用いて解析すると、柱状結晶３６１は、Ｎａ−Ｃｌ型構造を有するとともに、保護層３６の厚み方向において、中間層３６２との界面から保護層３６表面に到るまで均一に（１１１）面配向するようになっている。なお、保護層３６としては上記第１の実施の形態のところで述べたアルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属フッ化物およびこれらの混合物などを用いることもできる。
【００７２】
＜前面パネルの形成方法＞
本第２の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法は、上記第１の実施の形態において説明した方法と基本的には同じであり、前面パネルの形成方法のみが異なるので、その形成方法について主に説明する。
図９は、本第２の実施の形態に係る前面パネルの形成方法を示す。
【００７３】
図９（ａ）〜（ｃ）は、前面パネルの各製造段階における要部断面図であり、番号順に製造段階が進行する。なお、前面ガラス基板１１上に表示電極１３、表示スキャン電極１４、および誘電体層１５を形成する方法については、上記第１の実施の形態において、図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明した方法と同じ方法であるので説明を省略する。
【００７４】
前面パネルは、前面ガラス基板１１上に列設された表示電極１３および表示スキャン電極１４を被覆する誘電体層１５上に、中間層３６２および保護層３６を形成することによって作製される。
まず、図９（ａ）に示すように、誘電体層１５が形成された基板を加熱し、酸素を含む減圧雰囲気下において真空蒸着法、例えばＥＢ蒸着法を用いて、誘電体層１５表面上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）を約１００ｎｍの厚さとなるまで付着させ、図９（ｂ）に示すような、層の厚み方向に（１００）面配向した中間層３６２を形成する。
【００７５】
中間層３６２への不純物の付着を防止するため、減圧状態を保持したまま、中間層３６２が形成された基板に対して真空蒸着法、例えばＥＢ蒸着法を用いてＭｇＯが９００ｎｍの厚さとなるまでエピタキシャル成長させる。これにより、図９（ｃ）に示すような、従来の柱状結晶にくらべて太く、その厚み方向に均一に（１１１）面配向した柱状結晶３６１からなる保護層３６が形成される。
【００７６】
＜柱状結晶３６１が太く形成される理由＞
ここで、柱状結晶３６１が太く形成される理由について説明するために、その成長速度について説明する。
柱状結晶３６１は、結晶面の表面エネルギーに異方性を有しているため、各結晶面において成長速度が異なっている。結晶面の表面エネルギーとは、結晶面の安定性を示す物理量であって、この値が大きいと、その結晶面における単位面積当たりの原子間結合数が多いことを示し、その結晶面が原子を吸着する能力が大きいことを示すと考えられている。
【００７７】
ここで、ＭｇＯについての表面エネルギー（相対値）は、
（１００）面：１．０００
（１１１）面：１．７３２
となる。
これからも分かるとおり、ＭｇＯにおいては（１１１）面が（１００）面に比べて原子を吸着し易いと考えられる。
【００７８】
ただし実際には、ＭｇＯ保護層を真空蒸着によって製膜する場合には、結晶に酸素欠陥が発生することを抑制するために、Ｏ2を含む雰囲気下で結晶成長させているが、このＯ2は、ＭｇＯ結晶の（１１１）面に吸着され易く、一旦吸着されるとその（１１１）面は安定化するとともに表面エネルギーが減少する。その結果、ＭｇＯにおける（１００）面の表面エネルギーが相対的に増加し、蒸着源として用いているＭｇＯは、ＭｇＯ結晶の（１００）面に吸着され易くなり、その結果（１００）面の結晶成長速度が高まる。
【００７９】
ここで、中間層３６２の表面上における結晶核が保護層３６の厚み方向に（１１１）面配向をしていれば、結晶核の（１００）面が成長することによって、保護層３６の厚み方向と直交する＜１００＞方向へも結晶が成長し、その結果柱状結晶３６１が太く形成される。したがって、中間層３６２の表面上に形成される結晶核を保護層３６の厚み方向に（１１１）面配向させることによって、柱状結晶３６１を太く形成することができる。そのためには、以下の方法を採ることが望ましい。
【００８０】
ＭｇＯは、Ｎａ−Ｃｌ構造であるため、アモルファスの誘電体膜上に真空蒸着によって形成しようとすると、最稠密原子面（１００）が誘電体膜面と平行になり、膜の厚み方向に（１００）面配向して成長するのが通常である。ところが、結晶基板上にＭｇＯを真空蒸着する場合には、その結晶基板の構造の違いを利用して、ＭｇＯの結晶配向面を制御することができる。
【００８１】
この結晶基板の結晶構造としては、面心立方格子および最密六方格子を挙げることができる。この面心立方格子は、その最稠密原子面が（１１１）面であり、最密六方格子は、その最稠密原子面が（００１）面である。各格子構造においては、それぞれ（１１１）面、（００１）面が基板に対して平行になりやすい性質を持っており、これらの面においては、いずれも原子が正三角形の頂点に配列された構造となっている。
【００８２】
他方、Ｎａ―Ｃｌ構造の（１１１）面においても同様の構造となっており、Ｎａ―Ｃｌ構造の（１１１）面は、面心立方格子の（１１１）面や最密六方格子の（００１）面と同じ配列になる。したがって、中間層３６２を構成する結晶が、その厚み方向において、面心立方格子の（１１１）面配向、もしくは最密六方格子の（００１）面配向となっていれば、Ｎａ−Ｃｌ構造を有するＭｇＯは容易に（１１１）面配向したまま結晶成長することができる。
【００８３】
このようにＭｇＯを（１１１）面配向させたまま結晶成長させるには、面心立方格子や最密六方格子以外に、閃亜鉛鉱型構造や、ウルツ鉱型構造の２元系化合物、あるいは多元素の混晶化合物も用いることができる。
ここで、上記説明してきた保護層（ＭｇＯ）の結晶成長について一旦まとめる。
【００８４】
従来のように、アモルファスの誘電体層上にＭｇＯを蒸着する場合、その結晶核は、誘電体層と平行な最稠密原子面（１００）面配向したものが比較的多く形成される。その後、Ｏ2雰囲気中でＭｇＯを製膜すると、（１１１）のみが選択的に成長し、最終的には成長初期層がデッドレイヤーとなった（１１１）面配向の膜が得られる。
【００８５】
一方、本第２の実施の形態のように、誘電体層１５上に形成される中間層３６２をその厚み方向に（１１１）面配向した結晶で形成すると、それが結晶核としての機能を果たし、その上にＭｇＯを製膜することによってデッドレイヤーが形成されない単一配向（１１１）面の大きな径の柱状結晶３６１が得られる。
この柱状結晶３６１は、エピタキシャル成長によって形成されるので、中間層３６２を構成する物質とのミスフィットに関する条件を満たすようにすれば、大きな径の柱状結晶を形成し易い。
【００８６】
ここで、ミスフィットの求め方について説明する。
中間層３６２を構成する物質に面心立方格子および閃亜鉛鉱型構造を有する結晶を用いる場合には、両者とも面心立方格子に基づく構造であるため、格子定数を最近接原子間隔距離として用い、柱状結晶３６１とのミスフィットを求めることができる。
【００８７】
他方、最密六方格子およびウルツ鉱型構造を有する結晶を中間層３６２に用いる場合、格子定数をａとすると最近接原子間距離は、ａ／√２となり、これを用いて柱状結晶３６１とのミスフィットを求めることができる。このミスフィットは、エピタキシーが成立するためには低い値となるほど好ましく、許容量としては１５％以内、さらに好ましくは１０％以内の値が望まれる。
【００８８】
ここで、中間層３６２に用いることができる、面心立方格子、最密六方格子、閃亜鉛鉱型構造、およびウルツ鉱型構造を有する物質を以下に挙げる。
図１０は、中間層３６２に用いることができる物質名、およびＭｇＯとのミスフィットの値を示す。
同図に示すように、中間層３６２として用いることができる物質としては、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｂｅ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｔｃ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒからなる第一元素群から選択される元素の単体結晶や、上記第一元素群から選択される２以上の元素からなる合金や、上記第一元素群から選択される１以上の元素と、Ａｓ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｓ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｔｅからなる第二元素群から選択される１以上の元素とからなる化合物結晶等が考えられる。具体的には、面心立方格子を形成するＡｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃａ，Ｃｅ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｂ，Ｐｄ，Ｐｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｓｃ，Ｔｈ，Ｙｂ、最密六方格子を形成するＢｅ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｃｐ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｇｄ，Ｈｆ，Ｈｏ，Ｌａ，Ｍｇ，Ｎｄ，Ｏｓ，Ｒｅ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｉ，Ｔｌ，Ｔｍ，Ｙ，Ｚｎ，Ｚｒ、閃亜鉛鉱型を形成するＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ，ＢｅＳ，ＡｌＡｓ，ＡｌＰ，ＡｌＳｂ，ＧａＡｓ，ＧａＰ，ＧａＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＰ，ＩｎＳｂ、ウルツ鉱型を形成するＺｎＯ，ＢｅＯ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＡｌＮ，ＧａＮなどを挙げることができる。この中で、ＭｇＯに対するミスフィットが１５％以下の物質に対してアンダーラインを示した、Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｃｄ，Ｃｏ，Ｈｆ，Ｍｇ，Ｏｓ，Ｒｅ，Ｔｃ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒ，ＺｎＯ，ＢｅＯ，ＡｌＮ，ＧａＮ等の物質がエピタキシーの観点から特に中間層３６２に適していると考えられる。なお、上記中間層３６２を構成することのできる物質の中から選択される２種類以上の合金あるいは多元素化合物の結晶であっても中間層に適用することができる。
【００８９】
上述したように、厚み方向に（１１１）面配向させた中間層３６２を形成し、その上に保護層３６を構成するＭｇＯを蒸着することにより、ＭｇＯからなる柱状結晶３６１が従来に比べて太く形成される。これによって、従来の保護層に比べて保護層３６全体における露出面積を低減することができ、水などの不純物が保護層３６に吸着される量を抑制することができる。したがって、ＰＤＰにおける放電特性の安定化を図ることができる。
【００９０】
なお、エピタキシャル成長のように、異なる格子定数を有する結晶をヘテロ接合した場合、このヘテロ接合面におけるそれぞれの結晶において、互いに他の格子定数に近づけるように結晶構造に歪みを生じさせることがある。この歪み量は、各結晶の膜厚に依存することがわかっており、結晶構造の変化を吸収できなくなるほどミスフィットが大きくなると、結晶内部には原子の転移が生じる。この転移が生じると、ＭｇＯの柱状結晶３６１は、格子構造が不均一になるが、エネルギー状態が若干変化する程度であり、保護層の機能、すなわち、電子放出性能などにおいてはあまり大きな影響は受けない。
【００９１】
また、保護層を形成するときにおいて、真空蒸着時におけるＯ2の分圧が大きくなりすぎると、却って結晶核の成長速度が低下するとともに、核形成密度が増加し、柱状結晶が小さくなったり、粒状結晶になったりする傾向がある。したがって、Ｏ2の分圧については最適な分圧を選択することが望ましい。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の一適用例としてのＰＤＰおよびＰＤＰ表示装置の第３の実施の形態について説明する。なお、本第３の実施の形態に係るＰＤＰおよびＰＤＰ表示装置は、第１の実施の形態において図１，２，３を用いて説明したものと、誘電体層および保護層の構成が異なる以外は略同じ構成であるので、同じ構成については説明を省略する。
【００９２】
上記第１の実施の形態においては、ＭｇＯからなる粒状結晶を形成し、これを加熱処理することによって、その上に形成される柱状結晶の配向面の方向を決定付ける種結晶を形成していたが、この種結晶の代わりに誘電体層の形状を変更することによってその上に形成される柱状結晶の配向面を決定付けるようにしてもよい。
【００９３】
図１１は、本第３の実施の形態に係る前面パネルの要部断面図である。
同図に示すように、第３の実施の形態に係る前面パネルは、前面ガラス基板１１の一方の主面上に列設された表示電極１３および表示スキャン電極１４を覆うように誘電体層４５が積層され、この上に保護層４６が形成されている。
誘電体層４５は、上記第１の実施の形態と同様、鉛ガラスなどの非晶質物質からなり、保護層４６と接する側の主面において、複数の溝４５１がストライプ状に並行に列設されている。ここで、溝４５１は、周期Ｗ：３８００ｎｍ、（溝の幅：１９００ｎｍ）、深さＨ：１００ｎｍとなるように形成されている。この溝によって、誘電体層４５上に蒸着される保護層４６は、単結晶ライク、すなわち柱状結晶の数が少なく、各柱状結晶の結晶径が大きく形成される。ここで、溝４５１は、その幅が１６０〜３８００ｎｍの範囲において、保護層４６を単結晶ライクに形成できることを確認している。
【００９４】
保護層４６は、ＭｇＯからなる柱状結晶４６１が複数本形成された層であり、基本的には第１の実施の形態のところで述べた柱状結晶１６１（図３）と同じく、第１および第２の実施の形態における柱状結晶にくらべてもその径が太く形成されている。これによって、上記第１の実施の形態と同様の理由により、保護層４６における不純物の吸着量を従来に比べて抑制することができる。したがって、ＰＤＰの放電特性を安定させることができる。
【００９５】
この柱状結晶４６１についてＸ線回折法を用いて解析すると、柱状結晶４６１は、Ｎａ−Ｃｌ型構造を有するとともに、保護層４６の厚み方向において、（１００）面配向するようになっている。なお、柱状結晶４６１を構成する物質として、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属フッ化物、およびこれらの混合物なども用いることができる。
【００９６】
＜前面パネルの形成方法＞
本第３の実施の形態におけるＰＤＰの製造方法は、上記第１の実施の形態において説明した方法と基本的には同じであり、前面パネルの形成方法のみが異なるので、その形成方法について主に説明する。
図１２（ａ）〜（ｄ）は、本第３の実施の形態に係る前面パネルの形成方法を示すための前面パネルの各製造段階における要部断面図であり、番号順に製造段階が進行する。なお、前面ガラス基板１１上に表示電極１３、表示スキャン電極１４、および誘電体層１５を形成する方法については、上記第１の実施の形態において、図６（ａ）、（ｂ）を用いて説明した方法と同じ方法であるので説明を省略する。
【００９７】
前面パネルは、前面ガラス基板１１上に列設された表示電極１３および表示スキャン電極１４を被覆する誘電体層１５上に、保護層３６を形成することによって作製される。
まず、図１２（ａ）に示すように、誘電体層１５が形成された基板に対して、図１２（ｂ）に示すように、複数の溝４５１をストライプ状に形成する。この溝４５１の形成方法としては、化学エッチング法等のエッチングを用いたり、エキシマレーザ法を用いたりして、誘電体層１５の一部を溶解・溶融させて溝を形成したり、もしくは先端の尖った針状の切削具を用いてこれを誘電体層１５に押し当ててこれを相対的に移動させ、機械的に誘電体層１５表面上の一部を削りとったりする方法がある。
【００９８】
次に、この溝が形成された基板を加熱し、誘電体層１５表面上に真空蒸着法、例えばＥＢ蒸着法を用いて、保護層材料となるＭｇＯを誘電体層１５表面全体に付着させる。
図１３は、本第３の実施の形態に係る前面パネルの要部断面斜視図であり、柱状結晶４６１については、便宜上一つのみを示している。
【００９９】
誘電体層４５は、それ自体が非晶質物質であるので、図１３に示すように、この上に蒸着されるＭｇＯは理論上＜１００＞方向に成長する。このため、凸部４５２の表面は勿論、溝４５１の底面および側面においても、各面と略垂直方向に＜１００＞配向しながら成長する。したがって、溝４５１内部においては、ＭｇＯが溝に沿った方向に＜００１＞配向しながら成長し、結果として、溝４５１に沿って２軸配向した、単結晶ライクな保護層前駆体４６０（図１２）となる。この保護層前駆体４６０に、さらに蒸着を続けることによって、その厚み方向に（１００）面配向した柱状結晶４６１が得られる。この柱状結晶４６１の径は、保護層４６をほぼ単結晶とみなすことができる程度まで大きくなる。（なお、図１１および図１２（ｄ）では３つの柱状結晶４６１が形成された場合を示している。）
ここで、保護層前駆体４６０が、ＭｇＯ蒸着の初期の段階において、ＭｇＯが粒状結晶となっていたりアモルファス層となっていたりしても、第１の実施の形態と同様の加熱装置を用いて酸素を含む減圧雰囲気下で加熱処理を行えば、第１の実施の形態と同様、多結晶化されるとともに、種結晶となる保護層前駆体４６０の径を従来よりもさらに大きくすることができる。この加熱処理としては、約３８０μｍのスポット径で照射することのできる６〜７Ｗ程度のアルゴンレーザを用い、これを１２μｍピッチでずらしながら走査させて、結晶融点Ｔ（Ｋ）以上（アモルファス層の場合は２／３Ｔ（Ｋ）以上）まで昇温し、これを何回か繰り返す方法が適している。
【０１００】
そして、最終的に保護層４６は、その厚み方向に（１００）面配向するとともに、上記各実施の形態よりも大きな径を有する柱状結晶４６１から形成され、単結晶に近づく。この処理後の保護層前駆体４６０の結晶性については、電子線回折によって確認することができる。
上述したように、この保護層前駆体４６０を種結晶として、ＭｇＯを結晶成長させることによって、図１２（ｄ）に示すように、粒状結晶からなるデッドレイヤーが存在することなく、上記各実施の形態よりも太い柱状結晶４６１が形成された前面パネルを得ることができる。このため、上記各実施の形態と同様の理由により、ＰＤＰにおける放電特性を安定化させることができる。
【０１０１】
なお、本第３の実施の形態においては、（１００）面配向した保護層４６を形成したが、上記第１、第２の実施の形態においては（１１１）面配向した保護層が形成されている。このように、保護層の配向面が異なるものが形成されたとしても、放電特性の安定化と言う点では両者ともあまり違いがない。ただし、電子放出性と言う点では、（１１１）面配向の方が若干優れており、その点では（１１１）面配向の方が好ましい。誘電体層に溝を形成することによって、（１１１）面配向の保護層を形成する場合には、溝形状が三角錐となるように形成すれば、保護層の厚み方向に（１１１）面配向した保護層を形成することができる。
【０１０２】
また、本第３の実施の形態においては、上記第１の実施の形態と同様の理由によって、保護層材料を付着する期間から保護層を形成する期間を通して大気開放しないで処理すること、および加熱処理から保護層形成にかけては前面パネルを室温以上の温度に保持することが好ましい。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明に係るＰＤＰは、保護層が、種結晶からなる第１層と、当該第１層における種結晶の上に成長した複数の柱状結晶からなる第２層によって構成されており、前記第１層は、その形成初期に前記誘電体層表面に付着した粒状結晶を複数合体した種結晶、もしくはその形成初期に前記誘電体層に付着したアモルファス層を多結晶化した種結晶からなるので、保護層を形成する柱状結晶が、保護層材料を粒状結晶のままからなる層上に成長させる従来の場合に比べて太いものが形成される。そのため、保護層全体においては露出面積が減り、保護層に吸着される不純物量を減らすことができるので、不純物に起因するＰＤＰの放電特性の変動を安定化させることができる。さらに、粒状結晶がほとんどなく、保護層の緻密度も向上するので、耐スパッタ性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るＰＤＰの前面ガラス基板を取り除いた平面図である。
【図２】図１におけるＰＤＰの一部概略断面斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係るＰＤＰ表示装置の構成を示す図である。
【図４】従来のＰＤＰの前面パネルの要部断面図である。
【図５】図２におけるＰＤＰをｙ軸方向から見た前面パネルの要部断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る前面パネルの各製造段階における要部断面図であり、（ａ）〜（ｅ）の番号順に進行する。
【図７】本発明に係るＰＤＰおよび従来のＰＤＰの駆動時間に対するアドレス電圧をプロットしたグラフである。
【図８】第２の実施の形態に係るＰＤＰにおける前面パネルの要部断面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る前面パネルの各製造段階における要部断面図であり、（ａ）〜（ｃ）の番号順に進行する。
【図１０】中間層に用いることができる物質の格子定数およびＭｇＯに対するミスフィットを計算した値を表にしたものである。
【図１１】第３の実施の形態に係るＰＤＰにおける前面パネルの要部断面図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る前面パネルの各製造段階における要部断面図であり、（ａ）〜（ｄ）の番号順に進行する。
【図１３】第３の実施の形態に係る前面パネルを模式的に示した要部断面斜視図である。
【符号の説明】
１０    ＰＤＰ
１１    前面ガラス基板
１２    背面ガラス基板
１３    表示電極
１４    表示スキャン電極
１５    誘電体層
１６    保護層
１７    アドレス電極
１８    下地誘電体層
１９    隔壁
２０    蛍光体層
２１    気密シール層
２２    放電空間
３０    ＰＤＰ駆動装置
３１    表示ドライバ回路
３２    表示スキャンドライバ回路
３３    アドレスドライバ回路
３４    コントローラ
４０    ＰＤＰ表示装置
１６１    柱状結晶
１６２    粒状結晶
１６３    種結晶
【図１】
0004878425.tif 000002
【図２】
0004878425.tif 000003
【図３】
0004878425.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004878425.tif 000008
【図８】
0004878425.tif 000009
【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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