(57)【要約】  複数の表示電極（４）が形成されると共に、表示電極（４）を第１の誘電体層（６）及び保護膜（７）で覆った前面板（２２）と、表示電極（４）と直交する方向に形成され、第２の誘電体層（下地誘電体層（９））で覆われた複数のアドレス電極（１０）を有する背面板（２３）とを備えるＰＤＰ（２１）において、保護膜（７）は粒状の結晶が集合した構造を有し、結晶の粒径が大きく、かつ隣接する結晶間の空隙が小さく形成された構成である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、
第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを備え、
前記第１の基板と前記第２の基板とが放電空間を挟んで対向配置され、
前記保護膜は、粒状の結晶が集合した構造を有し、
前記保護膜の表面において、前記保護膜の面積に対する前記結晶間の空隙の占める面積が０％より大きくかつ１０％未満の範囲であるプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記保護膜の前記粒状の結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲にある請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうち、少なくとも１種類により形成されている請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうちの少なくとも２種類の材料を混合した化合物により形成されている請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記保護膜が酸化マグネシウムにより形成され、かつ前記保護膜の膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きい請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを放電空間を挟んで対向配置させて構成される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において、
前記第１の誘電体層が形成された前記第１の基板を真空容器内に搬入し、
前記真空容器内にスパッタガスと共にＨ２Ｏガスを供給し、
前記真空容器内のＨ２ガス分圧を監視して前記Ｈ２Ｏガスの流量を制御しながら前記第１の基板に前記保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
前記真空容器内に供給する前記スパッタガスのガス圧を０．５Ｐａとすると共に、前記第１の基板を２５０℃から３５０℃の範囲の所定の温度に加熱し、前記Ｈ２Ｏガスの前記真空容器内の全圧に対するＨ２Ｏガスの圧力比を１０−４以上でかつ１０−１以下に設定してスパッタリング法により前記保護膜を形成する請求項６に記載の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】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、平板型表示装置（フラットパネルディスプレイともいう）として大型のテレビジョンや広告・情報等の公衆表示用への利用が拡大してきているプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）及びその製造方法に関する。特に、本発明は、低出力でしかも長時間動作をしても優れた表示品質を維持することを可能にする保護膜を有するプラズマディスプレイパネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、大型の平板型表示装置として希ガス放電による紫外線で蛍光体を励起発光させて画像・映像表示に利用するＰＤＰは、対角１ｍ以上になるような大型製品を目標に開発されてきた。ＰＤＰの開発は加速してきており、コンピューター等に代表される情報処理装置の表示機器として、あるいは大型のテレビジョン受信機や公衆表示用モニタとして、高性能化、低価格化、最適量産化等を目指して次々と新しい技術が開発されてきている。【０００３】  ＰＤＰには交流駆動方式と直流駆動方式があるが、ここでは一般的な交流駆動方式のＰＤＰ（以下、交流駆動方式のＰＤＰをＡＣ型ＰＤＰと記す）の構造を概略的に説明する図を図９Ａ及び図９Ｂに示す。ＡＣ型ＰＤＰには各種の方式があり、図９Ａは面放電型と呼ばれる方式の一例として、その構造の一部を立体的に描いた斜視図で、また図９Ｂは図９ＡのＡＡ部を拡大して断面図で示している。ＰＤＰは、ガラス製の前面ガラス基板１０１、背面ガラス基板１０８にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素（ピクセル）となる行及び列の両電極の交点及び両基板１０１，１０８間にある隔壁１１１により放電空間１２４を形成する構造となっている。【０００４】  図１０は、一般的なＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に示す製造工程の流れ図である。図１０において、一般的なＡＣ型ＰＤＰの製造工程は、前面板の形成工程Ｓ１１０、背面板の形成工程Ｓ１２０、及びこれらの組立工程Ｓ１３０に大別される。前面板形成工程Ｓ１１０は、走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１１と、誘電体層形成工程Ｓ１１２と、誘電体保護膜形成工程（以下、単に保護膜形成工程とも記す）Ｓ１１３とからなる。一方、背面板形成工程Ｓ１２０は、データ電極形成工程Ｓ１２１と、下地誘電体層形成工程Ｓ１２２と、隔壁形成工程Ｓ１２３と、蛍光体層形成工程Ｓ１２４とからなり、組立工程Ｓ１３０は、封着工程Ｓ１３１、排気工程Ｓ１３２、放電ガス封入工程Ｓ１３３、エージング工程Ｓ１３４と、ＰＤＰパネル完成工程Ｓ１３５の各工程とからなっており、これらの工程を経てＰＤＰ１２１が完成する。【０００５】  以下、図９Ａ及び図９Ｂに示した一般的な面放電型のＡＣ型ＰＤＰの前面板１２２及び背面板１２３の構成について、図１０に示した工程と対応させながら説明する。【０００６】  前面板１２２は、前面ガラス基板１０１上に、放電の維持信号を入力するための維持電極１０３及び順次表示用の走査信号を入力するための走査電極１０２が、図１０に示した走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１１を経て、それぞれ対をなして平行に複数形成されて表示電極１０４となる行電極が構成されている。次いで、これらの表示電極１０４上に放電による壁電荷を形成するための透明な誘電体層１０６が誘電体層形成工程Ｓ１１２を経て成膜される。さらに、誘電体層１０６上に放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護するための保護膜（以下、保護膜とも記す）１０７が保護膜形成工程Ｓ１１３を経て形成されている。また、隣り合う維持電極１０３と走査電極１０２とで構成する１対の電極間に、表示面のコントラストを高めるため、遮光層となるブラックマトリクスを必要に応じて形成することもあるが、この形成工程は図１０には示し��いない。【０００７】  次に、背面板１２３は、背面ガラス基板１０８上に複数の表示データ信号を入力するための列電極となるアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）１１０が、前面板１２２の表示電極１０４を構成する維持電極１０３及び走査電極１０２とそれぞれ交差する方向に、図１０に示したデータ電極形成工程Ｓ１２１を経て複数形成されている。アドレス電極１１０の上にやはり放電による壁電荷を形成するための下地誘電体層１０９が下地誘電体層形成工程Ｓ１２２を経て成膜され、さらにその上にアドレス電極１１０と平行して隔壁１１１が隔壁形成工程Ｓ１２３により形成され、隔壁１１１間には赤色、緑色及び青色をそれぞれ発光する蛍光体層１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂが蛍光体層形成工程Ｓ１２４を経て設けられている。【０００８】  そして、前面板１２２と背面板１２３とをその電極形成面側を対向させながら貼りあわせてフリットガラス等のシール材を用いて封着パネル化（封着工程Ｓ１３１）して、加熱しながら脱ガス処理（排気工程Ｓ１３２）を行った後、放電ガスとしてＨｅ又はＮｅ又はＸｅなどの希ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入（放電ガス封入工程Ｓ１３３）して、パネルの各電極に所定の電圧、波形の駆動パルスを印加して放電を行うエージングを実施（エージング工程Ｓ１３４）し、放電空間１２４が形成されたＰＤＰ１２１が完成する（ＰＤＰパネル完成工程Ｓ１３５）。【０００９】  完成したＰＤＰ１２１には、走査電極１０２と維持電極１０３及び列電極であるアドレス電極１１０とに電気信号を供給するため、これらの電極の電極端子に駆動用のドライバＩＣが搭載された回路基板が接続され、制御信号回路や電源回路と共に筐体に組み込んで表示装置として完成する。維持電極１０３及び走査電極１０２からなる表示電極１０４及びアドレス電極１１０に所定の信号の電圧パルスを印加することにより封入された希ガスが励起され、紫外線を放出し、その紫外線により隔壁１１１間に設けられた各色蛍光体層１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂが可視光を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせて、カラー画像などからなる情報を表示することができる。【００１０】  特に、前面板１２２の形成工程Ｓ１１０において、前面ガラス基板１０１上に維持電極１０３、走査電極１０２と誘電体層１０６を形成し、その上に、放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護すると共に、２次電子放出による蛍光体の発光を促進する目的で、保護膜１０７が所定の条件下で電子ビーム蒸着などによって形成されているが、この保護膜１０７は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が広く用いられている。このような電子ビーム蒸着で形成されたＭｇＯ膜は、結晶性が高く緻密な膜であり、耐スパッタリング性に優れ、かつ２次電子放出係数が高いという優れた特徴を有している。そして、ガス放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護する保護性能と、放電電圧を下げて応答性の速い放電を実現するため、保護膜１０７の結晶学的構造や各種物理的特性を改善する提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。【００１１】
【特許文献１】特開平１１−５４０４５号公報
【特許文献２】特開２００２−７５２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  前述したように、ＰＤＰはより高精細で低消費電力への要望が高まっており、放電ガスの高エネルギー化又は走査線数の増加等の開発が進められている。ＰＤＰの高精細化を図ろうとすると、ＰＤＰのパネル容器内の放電セルにおいて、イオン衝突エネルギーの増加に伴い誘電体保護膜のスパッタリングが加速され、保護膜の寿命が減少するおそれがあり、さらなる保護膜の耐スパッタリング性向上が課題の１つとして浮上してくる。また、高精細化に伴う走査線数の増加に伴って、アドレス電極に印加するアドレスパルスのパルス幅を狭くして高速駆動を行う必要があるが、実際に製造した高精細化ＰＤＰでは、印加パルスの立ち上がりから、かなり遅れて放電が行われるという放電遅れ現象のために、印加されたパルス幅内で放電が終了する確率が低くなり、本来、点灯すべきセルに書き込みができない、などといった現象が出現し、この現象により、ＰＤＰの放電セルの点灯不良が生じる。この放電遅れの期間を短くするには、保護膜の高い電子放出性能が要求される。しかしながら、前述したガス放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護する保護性能と、放電電圧を下げて応答性の速い放電を実現するため、保護膜１０７の結晶学的構造や各種物理的特性を改善する提案では、未だ満足のできる性能、特性が得られているとはいい難い。【００１３】  本発明の目的は、前記の課題を解決するためになされたものであり、ＰＤＰの高精細化に対応可能で耐スパッタリング性に優れた密度の高い誘電体保護膜を作製することができ、高精細表示が可能で長寿命なプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明は、前記目的を達成するため、以下のように構成している。【００１５】  本発明の第１態様によれば、第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、
第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを備え、
前記第１の基板と前記第２の基板とが放電空間を挟んで対向配置され、
前記保護膜は、粒状の結晶が集合した構造を有し、
前記保護膜の表面において、前記保護膜の面積に対する前記結晶間の空隙の占める面積が０％より大きくかつ１０％未満の範囲であるプラズマディスプレイパネルを提供する。【００１６】  本発明の第２態様によれば、前記保護膜の前記粒状の結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲にある第１態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。【００１７】  本発明の第３態様によれば、前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうち、少なくとも１種類により形成されている第１又は２態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。【００１８】  本発明の第４態様によれば、前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうちの少なくとも２種類の材料を混合した化合物により形成されている第１又は２態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。【００１９】  本発明の第５態様によれば、前記保護膜が酸化マグネシウムにより形成され、かつ前記保護膜の膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きい第１又は２態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。【００２０】  これらの構成により、ＰＤＰの前面板に形成する保護膜の空隙率が０％より大きくかつ１０％未満の範囲に設定すれば、エッチングレートが改善され、耐スパッタリング性が向上して密度の高い誘電体保護膜を作製することができ、長寿命化が期待でき、高精細化に対応可能なＰＤＰを使用するＰＤＰ表示装置を実現できる。【００２１】  さらに、保護膜の粒状の結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲に設定すれば、エッチングレートがより改善され、またこのような前面板で製造したＰＤＰは、放電遅れ時間（アドレス期間に走査電極とアドレス電極間に電圧を印加してから放電が起こるまでの時間）を短縮化できるので、耐スパッタリング性がより向上して長寿命化が期待でき、放電特性が改善されて表示品質に優れたＰＤＰを使用するＰＤＰ表示装置を実現できる。【００２２】  また、前記目的を達成するために本発明のＰＤＰの製造方法としては、本発明の第６態様によれば、第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを放電空間を挟んで対向配置させて構成される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において、
前記第１の誘電体層が形成された第１の基板を真空容器内に搬入し、
前記真空容器内にスパッタガスと共にＨ２Ｏガスを供給し、
前記真空容器内のＨ２ガス分圧を監視して前記Ｈ２Ｏガスの流量を制御しながら第１の基板に保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。【００２３】  また、本発明の第７態様によれば、前記真空容器内に供給する前記スパッタガスのガス圧を０．５Ｐａとすると共に、前記第１の基板を２５０℃から３５０℃の範囲の所定の温度に加熱し、前記Ｈ２Ｏガスの前記真空容器内の全圧に対するＨ２Ｏガスの圧力比を１０−４以上でかつ１０−１以下に設定してスパッタリング法により保護膜を形成する第６態様に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。【００２４】  これらの工程を有するＰＤＰの製造方法により、前面板に形成する保護膜のエッチングレートが改善され、またこのような前面板で製造したＰＤＰは放電遅れ時間を短縮化できるので、耐スパッタリング性が向上して長寿命化が期待でき、放電特性が改善されて表示品質に優れたＰＤＰを使用するＰＤＰ表示装置の実現が可能になる。
【発明の効果】
【００２５】  本発明によれば、前記保護膜は粒状の結晶が集合した構造を有し、前記保護膜の表面において、前記保護膜の面積に対する前記結晶間の空隙の占める面積が０％より大きくかつ１０％未満の範囲にあるように構成しているため、耐スパッタリング性が優れた保護膜を得ることが可能となる。その結果、高精細で画質が優れ、長寿命のＰＤＰを実現するといった、大きな効果を有する。【００２６】  また、前記保護膜の粒状の前記結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲にあるように構成すれば、放電遅れ時間が減少することができ、電子放出特性が良好で、なおかつ耐スパッタリング性がより優れた保護膜を得ることが可能となる。その結果、高精細で画質がより優れ、長寿命のＰＤＰを実現するといった、大きな効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】  本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの一部を拡大して構造を示す分解斜視図であり、
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡＡ部を拡大して示す断面図であり、
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に説明する製造工程の流れ図であり、
【図２】図２は、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰの前面板の保護膜を形成する装置の概略構成図であり、
【図３】図３は、比較参照用試料と本発明の前記実施形態の実例の試料を含む合計６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率と放電遅れ時間の関係を示すグラフであり、
【図４】図４は、前記試料のＭｇＯ膜の最小粒径と放電遅れ時間の関係を示すグラフであり、
【図５】図５は、前記試料のＭｇＯ膜の膜密度と放電遅れ時間の関係を示すグラフであり、
【図６】図６は、前記試料のＭｇＯ膜の空隙率とエッチングレートの関係を示すグラフであり、
【図７】図７は、前記試料のＭｇＯ膜の最小粒径とエッチングレートの関係を示すグラフであり、
【図８】図８は、前記試料のＭｇＯ膜の膜密度とエッチングレートの関係を示すグラフであり、
【図９Ａ】図９Ａは一般的なＡＣ型ＰＤＰの構造を概略的に説明する図であり、
【図９Ｂ】図９Ｂは、一般的なＡＣ型ＰＤＰの構造を概略的に説明する図であり、
【図１０】図１０は、一般的なＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に説明する製造工程の流れ図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】  本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。【００２９】  以下、図面を参照して本発明の実施形態におけるＰＤＰ及びその製造方法について、図面を参照しつつ説明する。【００３０】  （実施形態）
本発明の１つの実施形態について、図１Ａ〜図８を用いて説明する。【００３１】  図１Ａは、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの一部を拡大して構造を示す分解斜視図、図１Ｂは図１ＡのＡＡ部を拡大して示す断面図であり、図１Ｃは、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に説明する製造工程の流れ図である。既に、背景技術として図９Ａ及び図９Ｂを用いて一般的なＡＣ型ＰＤＰの構造を説明したが、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰは、ガラス製の前面ガラス基板１、背面ガラス基板８にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素（ピクセル）となる行及び列の両電極の交点及び両基板１，８間にある隔壁１１により放電空間２４を形成する構造と類似するが、再度、図１Ａ及び図１Ｂを基に説明する。【００３２】  次いで、図２は、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰの前面板の保護膜７の形成に用いる成膜装置の概略構成図、図３は、比較参照用試料と本発明の前記実施形態の実例の試料を含む合計６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率と放電遅れ時間の関係を示すグラフ、図４は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径と放電遅れ時間の関係を示すグラフ、図５は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度と放電遅れ時間の関係を示すグラフ、図６は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率とエッチングレートの関係を示すグラフ、図７は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径とエッチングレートの関係を示すグラフ、図８は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度とエッチングレートの関係を示すグラフである。【００３３】  図１Ａ、図１Ｂにおいて、前面板２２には、透明な前面ガラス基板１上に、放電ギャップをあけて平行に対向する順次表示用の走査電極２と、放電の維持信号を入力するための維持電極３とで対をなして、ストライプ状に（いわゆる、行電極に相当する）表示電極４が複数対形成されている。この走査電極２及び維持電極３は、それぞれＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＳｎＯ２等によって構成される透明電極２ａ、３ａと、この透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された、例えば、銀等の厚膜、又は、例えばアルミニウム（Ａｌ）薄膜、又は、クロム（Ｃｒ）−銅（Ｃｕ）−クロム（Ｃｒ）の積層薄膜による補助電極（バス電極ともいう）２ｂ、３ｂによって構成されている。また、隣り合う維持電極３と走査電極２とで構成する１対の電極間に、表示面のコントラストを高めるため、ブラックマトリクスとなる遮光層（ＢＳ膜ともいう）５を必要に応じて形成することもある。そして、前面ガラス基板１には、複数対の表示電極４の群の上に、複数対の表示電極４の群を覆うように低融点ガラスによって構成されかつ放電による壁電荷を形成するための透明な誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）によって構成されかつ放電によるイオン衝撃から誘電体層６を保護するための保護膜７が形成され、これらの各構成要素により、前面板２２が構成されている。なお、表示電極４の補助電極２ｂ、３ｂは、前面ガラス基板１上に透明電極２ａ、３ａを形成した後、コントラスト向上のため、先に、暗色導電層を形成し、次いで、所定の導体材料で導体層を形成する２層構造にして���よい。【００３４】  また、前記前面ガラス基板１に対向配置される背面ガラス基板８上には、前面ガラス基板１上の表示電極４と直交する方向に、下地誘電体層９で覆われて複数の（いわゆる、列電極に相当する）表示データ信号を入力するためのアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）１０がストライプ状に形成されている。このデータ電極１０上には、放電による壁電荷を形成するための下地誘電体層９が形成され、さらに、データ電極１０上の下地誘電体層９の上には、データ電極１０と平行してストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、隔壁１１間の側面及び下地誘電体層９の表面上にＲ（ｒｅｄ：赤色）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ：緑色）、Ｂ（ｂｌｕｅ：青色）の３色を発光する蛍光体を塗布して蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが形成されて、背面板２３が構成されている。【００３５】  そして、前記構成の前面板２２と背面板２３とは、走査電極２及び維持電極３によって構成される行電極に相当する表示電極４と、列電極に相当するデータ電極１０とが互いに直交するように、微小な放電空間（又は、複数の微小な放電セル）２４を挟んで対向配置されると共に、前面板２２と背面板２３とが対向配置された状態でそれらの周囲部分が封止され、例えば真空度１×１０−４Ｐａ程度の圧力で高真空排気した後、放電空間２４には、放電ガスとして、Ｈｅ、Ｎｅ又はＸｅなどの希ガス成分によって構成される混合ガスが所定の圧力（例えば、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力）で封入充填されている。例えば、放電ガスとして、９０体積％ネオン（Ｎｅ）−１０体積％キセノン（Ｘｅ）の混合ガスを圧力６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）で封入している。また、放電空間２４は、隔壁１１によって複数の細長い区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル２４ａが設けられ、各放電セル２４ａには、前述したように青色、緑色及び赤色の各蛍光体層１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒが順次配置されて、ＰＤＰ２１が構成される。そして、維持電極３及び走査電極２、データ電極１０に所定の信号の電圧パルスを印加することにより、各放電セル２４ａに封入された放電ガス中の希ガス成分が励起されて波長の短い真空紫外線（１４７ｎｍ）を放出し、その紫外線により下地誘電体層９、及び隔壁１１上に設けられた蛍光体層１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒが可視光を励起して青色、緑色、赤色の発光をさせて、情報（例えばカラー画像などによって構成される情報）をＰＤＰ２１に表示することができる。なお、このようなＰＤＰ２１を駆動する場合、任意のタイミングにおいて同じ駆動波形が全ての維持電極３に印加されるので、隣接して配置された維持電極３は前面ガラス基板１上で互いに接続されている。【００３６】  次に、ＰＤＰ２１の製造方法の全体について簡単に説明するが、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１は、図１Ｃに示されるように、既に背景技術において図１０に示した製造工程の流れ図を用いて説明した手順に類似した手順に従って製造される。図１Ｃにおいて、前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰ２１の製造工程は、前面板の形成工程Ｓ１０、背面板の形成工程Ｓ２０、及びこれらの組立工程Ｓ３０に大別される。前面板形成工程Ｓ１０は��走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１と、誘電体層形成工程Ｓ１２と、誘電体保護膜形成工程（以下、単に保護膜形成工程とも記す）Ｓ１３とによって構成されている。一方、背面板形成工程Ｓ２０は、データ電極形成工程Ｓ２１と、下地誘電体層形成工程Ｓ２２と、隔壁形成工程Ｓ２３と、蛍光体層形成工程Ｓ２４とによって構成されている。組立工程Ｓ３０は、封着工程Ｓ３１、排気工程Ｓ３２、放電ガス封入工程Ｓ３３、エージング工程Ｓ３４と、ＰＤＰパネル完成工程Ｓ３５の各工程とによって構成されており、これらの工程を経て前記ＰＤＰ２１が完成する。【００３７】  具体的には、まず、前面ガラス基板１上に、表示電極４の走査電極２及び維持電極３をそれぞれ構成する透明電極２ａ、３ａを形成した後（走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１）、透明電極２ａ、３ａと共に走査電極２及び維持電極３をそれぞれ構成する補助電極２ｂ、３ｂと、遮光層５を形成する。ここで、補助電極２ｂ、３ｂは、透明電極２ａ、３ａ上にコントラスト向上のために暗色導電層と、その上に所定の導電体で導電層とで構成する２層構造で形成する方法も可能である。これらの形成方法については後述する。【００３８】  次に、透明電極２ａ、３ａ、補助電極２ｂ、３ｂ、及び遮光層５を覆うように前面ガラス基板１上に、ガラスペーストを例えばスクリーン印刷法等を用いて塗布した後、所定温度で所定時間（例えば５６０℃で２０分）焼成することによって、所定の厚み（例えば約２０μｍ）の誘電体層６を形成する（誘電体層形成工程Ｓ１２）。誘電体層６を形成するときに使用するガラスペーストとしては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）、Ｂ２Ｏ３（１５ｗｔ％）、ＳｉＯ２（１０ｗｔ％）、及びＡｌ２Ｏ３（５ｗｔ％）と有機バインダ（例えば、α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶解したもの）との混合物が使用される。ここで、有機バインダとは、樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルローズ以外に、樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトール等も使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入させてもよい。また、ペーストを用いてスクリーン印刷する代わりに、成型されたフィルム状の誘電体前駆体をラミネートして焼成することによって、誘電体層６を形成してもよい。【００３９】  次に、誘電体層６上に保護膜７を形成する（保護膜形成工程Ｓ１３）。保護膜７は例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯとも記す）によって構成され、例えば真空蒸着法等の成膜プロセスにより、保護膜７が所定の厚み（例えば約０．５μｍ）となるように形成する。このような方法により、前面ガラス基板１上に、構造物である走査電極２、維持電極３、遮光層５、誘電体層６、保護膜７を形成して、前面板２２が作製される。なお、保護膜７の成膜形成法及び条件については、別に詳しい説明を後述する。【００４０】  また、背面ガラス基板８上に、データ電極１０をストライプ状に形成する（データ電極形成工程Ｓ２１）。具体的には、背面ガラス基板８上に、データ電極１０の材料、例えば感光性Ａｇペーストを用い、例えばスクリーン印刷法等により膜を形成し、その後、例えばフォトリソグラフィー法等によってパターニングし、焼成することで形成することができる。【００４１】  次に、以上のようにして形成したデータ電極１０を覆うように下地誘電体層９を形成する（下地誘電体層形成工程Ｓ２２）。下地誘電体層９は、例えば、鉛系のガラス材料を含むガラスペーストを、例えば、スクリーン印刷で塗布した後、所定温度、所定時間（例えば５６０℃で２０分）焼成することによって、所定の層の厚み（例えば約２０μｍ）となるように形成する。また、ガラスペーストをスクリーン印刷する代わりに、例えば、成型されたフィルム状の下地誘電体層前駆体をラミネートして焼成することによって形成してもよい。【００４２】  次に、隔壁１１を、例えばストライプ状に形成する（隔壁形成工程Ｓ２３）。隔壁１１は、例えばＡｌ２Ｏ３等の骨材とフリットガラスとを主剤とする感光性ペーストを例えばスクリーン印刷法やダイコート法等により成膜し、例えばフォトリソグラフィー法によりパターニングし、焼成することで形成することができる。又は、例えば、鉛系のガラス材料を含むペーストを、例えば、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形成してもよい。ここで、隔壁１１の間隙の寸法は、例えば、３２インチ〜５０インチのＨＤ−ＴＶ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ−ＴＶ）の場合、１３０μｍ〜２４０μｍ程度である。【００４３】  そして、隔壁１１と隔壁１１との間の溝（放電セル）２４ａには、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に発光する蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを形成する（蛍光体層形成工程Ｓ２４）。この工程では、各色の蛍光体粒子と有機バインダとによって構成されるペースト状の蛍光体インキを塗布し、これを例えば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１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとして形成する。このような方法により、背面ガラス基板８上に、構造物であるデータ電極１０、下地誘電体層９、隔壁１１、蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを形成して、背面板２３が作製される。【００４４】  続いて、蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ等の構造物を背面ガラス基板８に形成した背面板２３の周辺部に、例えば低融点フリットガラスを塗布して乾燥させ、この背面板２３と、保護膜７等を前面ガラス基板１に形成した前面板２２とを対向配置して加熱処理を行うことにより、前面板２２と背面板２３とを低融点フリットガラスにより封着する（封着工程Ｓ３１）。【００４５】  その後、前面板２２と背面板２３との間の放電空間２４内を高真空（例えば１．１×１０−４Ｐａ）に加熱しながら排気して脱ガス処理を行う（排気工程Ｓ３２）。【００４６】  次いで、放電空間２４に、放電ガスとしてＨｅ又はＮｅ又はＸｅなどの希ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入して封じ切る（放電ガス封入工程Ｓ３３）。【００４７】  次いで、パネルの各電極に所定の電圧、波形の駆動パルスを印加して放電を行うエージングを実施する（エージング工程Ｓ３４）。【００４８】  この結果、放電空間２４が形成されたＰＤＰ２１が製造される（ＰＤＰパネル完成工程Ｓ３５）。【００４９】  引き続き、以下に、本発明の前記実施形態におけ��ＰＤＰ２１の前面板２２の誘電体層６上に形成される保護膜７について、その形成方法を含めて詳しく説明する。【００５０】  通常、前面板２２の誘電体層６上に保護膜７を成膜形成する方法は、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法が用いられる。ここでは、図２に示したスパッタリング法による成膜装置で保護膜７を成膜形成する方法について説明する。図２において、成膜装置３０の真空容器３１内の載置台３２に、前面板２２用の前面ガラス基板１を搬送して載置する。載置台３２は、例えば、抵抗加熱ヒータ等の加熱装置４２により、前面板２２を加熱昇温させることが可能である。真空容器３１には排気孔３３が設けられ、排気装置３５により真空容器３１内を排気しながら圧力調整装置３６で真空容器３１内の圧力を所定の圧力に保つ。また、真空容器３１にはガス導入口３４が排気孔３３とは別に設けられ、Ａｒ等の希ガスを主成分とするスパッタガスを供給するガス供給装置３８から、ガス導入装置３７を経て、さらにガス導入孔３４を通って、前記スパッタガスが真空容器３１内に導入され、真空容器３１内が所定の圧力に保持される。また、真空容器３１には四重極質量分析計（ｑｕａｄｒｕｐｏｌ  ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）（Ｑ−ｍａｓｓ）４１が取り付けられており、真空容器３１内のガス種とその分圧のモニタリング観測することを可能にしている。加熱装置４２により前面板２２を所定の温度に加熱し、スパッタリング用のターゲット３９を固定保持するターゲット保持台４３に接続された高周波電源４０により、所定の高周波電力をターゲット３９に印加すると、真空容器３１内のターゲット３９の近傍でＡｒ等の希ガスの放電が起こり、放電により生ずるプラズマイオンがＭｇＯのターゲット３９をスパッタし、ターゲット３９に対向して配置された前面ガラス基板１上にＭｇＯ保護膜７を成膜形成する。ここで、前記所定の高周波電力は、例えば、量産性を考慮すると、２ｋＷ以上とするのが好ましい。なお、図２の１００は成膜装置３０の成膜動作を制御する制御装置であり、制御装置１００により、四重極質量分析計４１で真空容器３１内のガス種とその分圧のモニタリング観測されたデータが入力され、加熱装置４２と排気装置３５と圧力調整装置３６とガス供給装置３８とガス導入装置３７と高周波電源４０とのそれぞれの動作を制御するようにしている。【００５１】  実際にＭｇＯ保護膜７を成膜形成するにあたり、成膜に必要な各種条件を求める実験を行った。ここでは、前面板２２，１２２の製造に用いる複数のソーダライムガラス製の前面ガラス基板１，１０１を準備し、実験に供した。また、電子ビーム蒸着法を用いるＭｇＯの保護膜１０７の成膜形成法は、従来の一般的な方法であり、ここでは詳しい説明を省略する。【００５２】  あらかじめ、それぞれの前面ガラス基板１，１０１に、表示電極４，１０４及び誘電体層６，１０６を順次形成した後、成膜装置３０又は図示しない電子ビーム蒸着法用の従来の成膜装置を用いて、６種類のＭｇＯによって構成される保護膜７，１０７を、スパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で成膜形成した。６種類のＭｇＯによって構成される保護膜７，１０７のうちの１種類のＭｇＯによって構成されるの保護膜���０７すなわち試料Ｔ１Ｒｅｆ．は、比較参照用として、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法により成膜形成した。これを比較参照用試料Ｔ１Ｒｅｆ．とする。そして、他の５種類のＭｇＯによって構成されるの保護膜７すなわち試料Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６については、ＭｇＯ膜の各種特性が成膜時の雰囲気ガス中のＨ２Ｏガスの影響を大きく受けることがこれまでの実験結果から知られているので、図２に示した成膜装置３０のガス供給装置３８でＡｒガスとＨ２Ｏガスを混合させて、混合されたガスを、ガス導入装置３７を経てガス導入孔３４を通して真空容器３１内に供給するときに、前面ガラス基板１の基板温度とＨ２Ｏガス流量を変化させて、異なる条件でＭｇＯ膜を成膜形成した。成膜時の条件は次の通りである。【００５３】  真空容器３１内のスパッタガス圧力＝０．５Ｐａ、
Ａｒガス流量＝１００ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ・ｍ（以下、ｓｃｃｍと略記する）、
Ｈ２Ｏガス流量＝０ｓｃｃｍより大きく３０ｓｃｃｍ以下、
前面ガラス基板１の基板温度：２５０℃〜３５０℃、
ＭｇＯ膜の成膜厚さ：６００ｎｍ〜７００ｎｍ。【００５４】  このうち、Ｈ２Ｏガス流量及び基板温度を順次増加させて、５種類のＭｇＯを成膜した試料を作製した。５種類の試料をＴ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６とする。【００５５】  前記の条件のうち、Ｈ２Ｏガス流量については、成膜装置３０又は図示しない電子ビーム蒸着法用の従来の成膜装置に設けた四重極質量分析計４１を用いると、質量数１８のＨ２Ｏよりもの質量数２のＨ２のイオン電流の感度が高く、Ｈ２分圧をモニタすることでＨ２Ｏガス流量を精度良く制御できる。従って、例えば、前記実施形態の成膜装置３０では、ＭｇＯの保護膜７の成膜プロセス中に、成膜装置３０の真空容器３１に取り付けた四重極質量分析計４１を用いて成膜中のＨ２分圧を制御装置１００により観測し、制御装置１００によりガス導入装置３７及びガス供給装置３８をそれぞれ制御してＨ２Ｏガス流量を制御した。従来の成膜装置では実験者がＨ２Ｏガス流量を制御した。なお、Ｈ２Ｏガス流量は０ｓｃｃｍより大きく３０ｓｃｃｍ以下と明記しているが、Ｈ２Ｏガス流量は、成膜装置に依存しないパラメータであるため、成膜装置の真空容器３１の全圧に対するＨ２Ｏの圧力比が１０−４〜１０−１であるように設定することが望ましい。【００５６】  以下に示す表１に、各試料（サンプル）（Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）のＨ２分圧の値を示す。【００５７】
【表１】
2006109719.tif 000002
【００５８】  なお、上述した本発明の前記実施形態に関連する試料Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の成膜方法には、スパッタ成膜法を用い、そして、比較参照用試料Ｔ１Ｒｅｆ．の成膜方法には従来多用されている電子ビーム蒸着法を用いたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、Ｈ２分圧を制御することが可能な方法であれば、他の成膜方法、例えばＣＶＤ法、ゾルゲル法等で成膜してＭｇＯの保護膜７を形成するものであってもよい。また、得られたＭｇＯの保護膜７の特性はＨ２分圧のみで決まるわけではなく、後述する他のパラメータにも依存しているが、代表的なパラメータとしてＨ２分圧の値を取り上げて表１に示し、Ｈ２分圧の種々の値に対するＭｇＯの保護膜１０７，７の特性を分類した。【００５９】  前面板１２２，２２として形成するために準備したこれらの試料において、それぞれ成膜したＭｇＯの保護膜１０７，７の密度、最小粒径、空隙率を求めた。密度は、成膜面積と、膜厚と、前面板１２２，２２の成膜による増加重量とから、計算により得られる。成膜したＭｇＯの保護膜１０７，７は、誘電体層１０６，６の表面上に略垂直に成長した柱状の結晶の集合体として膜状に形成されるので、最小粒径、空隙率については、成膜したＭｇＯの保護膜１０７，７の表面を拡大観察することにより得られる。空隙率は、成膜した面積から、柱状の結晶の占める面積を差し引いたものを、空隙の面積とみなし、この空隙の面積を成膜面積で除して求めた。なお、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１のＭｇＯ膜では、平均粒径ではなく、後述するように最小粒径を求めているところが重要である。【００６０】  そして、耐スパッタリング性の尺度となるエッチングレートは、以下のようにして評価を行った。比較参照用の試料Ｔ１Ｒｅｆ．を含む６種類の各試料（Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）として形成されたこれらの前面板２２を、それぞれ、ＭｇＯの保護膜７の成膜に用いた成膜装置３０と同様な成膜装置３０の真空容器３１内の載置台３２に載置し、真空容器３１内で、高周波電源４０によりバイアス電圧を印加して前面板２２をＡｒプラズマ中にそれぞれ曝すことにより、ＭｇＯ膜のドライエッチングをそれぞれ行い、単位時間当たりのエッチング量を算出してエッチングレートをそれぞれ求めた。これらのエッチングレートは、ＰＤＰ２１の放電において、イオンによって削られるＭｇＯ膜の量を擬似的に評価するものであり、ＭｇＯ膜の性能特性を示す重要な尺度となる。【００６１】  また、比較参照用を含む６種類の各試料Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の前面板１２２，２２を加熱炉（図示せず）でそれぞれ所定の温度で加熱した後、別に試作した背面板１２３，２３とそれぞれ組み合わせた上で封着し、前述した製造工程に沿って排気、放電ガス封入、エージングを行い、ＰＤＰを完成させた。６種類の各試料Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の前面板を用いて完成させた各ＰＤＰをＰＤＰパネル特性検査台（図示せず）に載置し、それぞれの放電遅れ時間を測定した。電子放出性能が高いＭｇＯ膜を使用した場合、ＰＤＰの放電遅れ時間が減少することから、放電遅れ時間もＭｇＯ膜の性能特性を示す重要なパラメータ���ある。【００６２】  今回作製した６種類のＭｇＯ膜の各試料について、空隙率、密度、最小粒径とエッチングレート、及び放電遅れ時間の各特性値を、以下に示す表２にまとめた。表２において、試料Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の放電遅れ時間及びエッチングレートの特性値は、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法によりＭｇＯ膜を成膜形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．の値を基準（言い換えれば、試料Ｔ１Ｒｅｆ．の値を１．００）とした相対値で示している。【００６３】
【表２】
2006109719.tif 000003
【００６４】  表２に示すデータに基づき、各特性のデータをグラフにプロットし（図３〜図８参照）、その相関関係に注目して、試作した各試料のＭｇＯ膜の評価を行った。【００６５】  図３は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率（％）と放電遅れ時間（相対値）の関係を示すグラフである。図３は、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に形成されたＭｇＯ膜において、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法により成膜形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．のＭｇＯ膜に比べて、放電遅れ時間が大幅に減少していることを示している。このことから、空隙率が減少するにしたがって、放電遅れ時間は急激に減少していることがわかる。そして、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．より放電遅れ時間特性の改善が認められるのは、試料Ｔ１Ｒｅｆ．の空隙率が１３％であることから、空隙率１３％未満である。したがって、空隙率１３％未満のＭｇＯ膜を形成することにより、高精細化に対応可能な高い電子放出性能を有するＭｇＯ膜の作製が可能になるといえる。【００６６】  図４は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径（ｎｍ）と放電遅れ時間（相対値）の関係を示すグラフである。図４に示すように、最小粒径の大きさが３０ｎｍ以上で放電遅れ時間は急激に減少し、１００ｎｍを超えると再度上昇する。このことから、粒度分布の最小粒径が、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲で放電遅れ時間が減少する、すなわち、ＭｇＯ膜の電子放出性能が向上していることがわかる。【００６７】  また、図５は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度（ｇ／ｃｍ３）と放電遅れ時間（相対値）の関係を示すグラフである。図５に示すように、ＭｇＯ膜の膜密度が増加するにしたがって、放電遅れ時間は急激に減少しており、膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいときに、この傾向が顕著であった。【００６８】  このように、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．に比べて、高い電子放出性能を有するＭｇＯ膜（試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のＭｇＯ膜）が得られた要因として、空隙率の減少と、ＭｇＯ膜の最小粒径の大きさと、高密度化が影響していると考えられる。以下、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度が放電遅れ時間に影響することについて考察を加えて説明する。【００６９】  ＰＤＰの放電方式は、誘電体を介して放電するいわゆる「誘電体バリア放電」である。誘電体バリア放電は、誘電体部分の誘電率などの状況が変化すると、放電状態が変化することはよく知られている（例えば、内田龍男、内池平樹監修「フラットパネルディスプレイ大事典」５１２頁、工業調査会、２００１年、参照）。ここに着目すると、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度が放電遅れ時間に影響することについて以下のように説明できる。【００７０】  すなわち、ＭｇＯ膜の表面の空隙が大きい場合は、表面付近の凹凸の影響で様々な放電経路ができる。これにより、空隙率が大きくなると、放電遅れ時間が大きくなる。これに対し、ＭｇＯ膜が高密度化して、表面に空隙が少ない場合は、放電の経路が比較的揃うので、放電のばらつきは小さく、放電遅れ時間が短縮される。また、最小粒径も３０ｎｍ未満といった小さいものがあると、特に、ＭｇＯ膜の表面付近の粒径が不均一になり、不要な放電パスが���ずるために、放電遅れ時間が大きくなる。また、１００ｎｍを超えて最小粒径が拡大すると、ＭｇＯ膜の表面の隙間が増加し、空隙率が上昇するために、放電遅れ時間が大きくなる。一方、ＭｇＯ膜の空隙率が増加し、膜密度が減少すると、ＭｇＯ膜の比表面積が増加し、表面への水分や不純物の吸着が増すことになり、このことも放電遅れ時間が増加した要因の１つになる。【００７１】  したがって、上述した説明から、前記保護膜の表面（例えば、最表面から５０ｎｍの深さまでの部分）において、ＭｇＯ膜の空隙率が０％より大きく、１３％未満であり、粒度分布における最小粒径（例えば、最表面から５０ｎｍの深さまでの部分の表面積相当円の直径）が３０ｎｍ以上で、１００ｎｍ以下の範囲にあり、膜材料がＭｇＯ膜の場合には膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいことにより、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．のＭｇＯ膜に比べて、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６で示すように、放電遅れ時間特性が大きく改善したことが理解できる。なお、膜密度の上限値は、例えば、Ｃ軸配向ＭｇＯ膜の場合には、３．５８ｇ／ｃｍ３とすることが、実用上、好ましい。【００７２】  続いて、表１に示すエッチングレートについて、放電遅れ時間と同様にデータをグラフにプロットし、その相関関係に注目して試作した各試料のＭｇＯ膜を評価する。図６は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率（％）とエッチングレート（相対値）の関係を示すグラフである。図６は、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に形成されたＭｇＯ膜において、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法により成膜形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．のＭｇＯ膜に比べて、エッチングレートが大幅に減少していることを示している。このことから、空隙率が減少するにしたがって、エッチングレートは急激に減少していることがわかる。すなわち、具体的には、空隙率１０％に変曲点があることがわかる。よって、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．より、エッチングレート特性の改善が認められるのは、空隙率１０％未満である。したがって、空隙率１０％未満のＭｇＯを形成することにより、耐スパッタリング性に優れた密度の高いＭｇＯ膜（誘電体保護膜）の作製が可能になるといえる。【００７３】  また、図７は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径（ｎｍ）とエッチングレート（相対値）の関係を示すグラフである。図７に示すように、最小粒径の大きさが３０ｎｍ以上でエッチングレートは急激に減少し、１００ｎｍを超えると再度上昇する。このことから、粒度分布の最小粒径が、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲でエッチングレートが減少する、すなわち、ＭｇＯ膜の放電におけるイオン衝撃に対し、スパッタされにくくなっていることがわかる。【００７４】  図８は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度（ｇ／ｃｍ３）とエッチングレート（相対値）の関係を示すグラフである。図８に示すように、ＭｇＯ膜の膜密度が増加するにしたがって、エッチングレートは急激に減少しており、膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいときに、この傾向が顕著であった。【００７５】  これらの結果は、耐スパッタリング性に優れた密度の高いＭｇＯ膜（誘電体保護膜）を作製でき、高精細表示が可能で長寿命なＰＤＰの実現が可能になることを示している。このように、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．に比べて、高い耐スパッタリング性を有するＭｇＯ膜が得られた要因として、空隙率の減少と、ＭｇＯ膜の最小粒径の大きさ、高密度化が影響していると考えられる。以下、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度がエッチングレート（すなわち、耐スパッタリング性）に影響することについて考察を加えて説明する。【００７６】  通常、バルクのＭｇＯは単結晶で最も強固な構造体となり、耐スパッタリング性が最大となるのに対し、薄膜状のＭｇＯについては、成膜後のＭｇＯ膜が柱状構造をした細かい結晶が粒状に集合していることは、よく知られている。ここに着目すると、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度がエッチングレート（耐スパッタリング性）に影響することについて以下のように説明できる。【００７７】  すなわち、薄膜状に成膜したＭｇＯ膜は粒状の結晶が集合した柱状構造を有しており、粒状結晶の粒界間が隙間となり、イオンの衝突により崩れやすく、削られやすいと考えられる。そこで、粒径を大きくし、空隙を小さくし、高密度にすることで、ＭｇＯ膜の表面が単結晶に近い構造になっているためにエッチングレートが減少し、耐スパッタリング性が向上すると考えられる。そして、最小粒径が大きくなり過ぎる（例えば、１００ｎｍを超える）と、このときは、ＭｇＯ膜表面の隙間、すなわち空隙部の面積も増加し、削られやすくなると考えられる。また、逆に、最小粒径が小さい（例えば、３０ｎｍ未満）と、粒径分布のばらつきが大きくなり、柱状構造をした粒状結晶が不均一になり、エッチングされやすく、その部分が選択的に削られて壊れやすくなっていると考えられる。いずれにしろ、ＭｇＯ膜は柱状構造であることが望ましい。【００７８】  したがって、上述した説明から、ＭｇＯ膜の空隙率が０％より大きく、１０％未満であり、粒度分布における最小粒径が３０ｎｍ以上で、１００ｎｍ以下の範囲にあり、膜材料がＭｇＯの場合には膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいことで、従来の電子ビーム蒸着法で形成したＭｇＯ膜（試料Ｔ１Ｒｅｆ．）に比べて、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のエッチングレート（耐スパッタリング性）がより改善したことを理解できる。【００７９】  以上、説明したように本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１は、その前面板２２に形成するＭｇＯ膜（保護膜７）の空隙率、最小粒径、膜密度を適宜設定する（具体的には、空隙率が０％より大きく、耐スパッタリング性（空隙率が１０％未満が好ましい）と放電遅れ時間特性（空隙率が１３％未満が好ましい）の両方を向上させるためには空隙率が１０％未満であり、粒度分布における最小粒径が３０ｎｍ以上でかつ１００ｎｍ以下の範囲にあり、膜材料がＭｇＯの場合には膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいように設定する）ことにより、放電遅れ時間を短縮して耐スパッタリング性をより改善できるので、放電特性のより優れた長寿命のＰＤＰを実現できることになる。【００８０】  なお、上述した本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１の前面板２２に形成する誘電体保護膜７では、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも��ではなく、誘電体保護膜７に、例えば、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、炭酸化物、あるいは、これらの混合化合物等も用いることができる。【００８１】  また、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１の前面板２２に形成する誘電体保護膜７の形成方法は、比較参照用の試料作成の電子ビーム蒸着法と共にスパッタリング法を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸着法、スパッタリング法に加えて、ＣＶＤ法やゾルゲル法等を利用することができるし、あるいは、これらの方法を２つ以上組み合わせて保護膜を形成する方法も適用できる。【００８２】  なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】  本発明に係るプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）及びその製造方法により製造されるＰＤＰの前面板に形成される保護膜は、電子放出特性が良好で、なおかつ耐スパッタリング性が優れているので、この保護膜を用いることで、高精細で優れた画質を有し、長寿命のＰＤＰの製造が可能になり、このようなＰＤＰを利用した大型・薄型のフラットパネルディスプレイ装置は、大型テレビジョン受信機や公衆表示用モニタに適用することができる。【００８４】  本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【図１Ａ】
2006109719.tif 000004
【図１Ｂ】
2006109719.tif 000005
【図１Ｃ】
2006109719.tif 000006
【図２】
2006109719.tif 000007
【図３】
2006109719.tif 000008
【図４】
2006109719.tif 000009
【図５】
2006109719.tif 000010
【図６】
2006109719.tif 000011
【図７】
2006109719.tif 000012
【図８】
2006109719.tif 000013
【図９Ａ】
2006109719.tif 000014
【図９Ｂ】
2006109719.tif 000015
【図１０】
2006109719.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月6日(2006.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、
第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを備え、
前記第１の基板と前記第２の基板とが放電空間を挟んで対向配置され、
前記保護膜は、粒状の結晶が集合した構造を有し、
前記保護膜の表面において、前記保護膜の面積に対する前記結晶間の空隙の占める面積が０％より大きくかつ１０％未満の範囲であるプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記保護膜の前記粒状の結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲にある請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうち、少なくとも１種類により形成されている請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうちの少なくとも２種類の材料を混合した化合物により形成されている請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記保護膜が酸化マグネシウムにより形成され、かつ前記保護膜の膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きい請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項６】
第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを放電空間を挟んで対向配置させて構成される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において、
前記第１の誘電体層が形成された前記第１の基板を真空容器内に搬入し、
前記真空容器内にスパッタガスと共にＨ２Ｏガスを供給し、
前記真空容器内のＨ２ガス分圧を監視して前記Ｈ２Ｏガスの流量を制御しながら前記第１の基板に前記保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【請求項７】
前記真空容器内に供給する前記スパッタガスのガス圧を０．５Ｐａとすると共に、前記第１の基板を２５０℃から３５０℃の範囲の所定の温度に加熱し、前記Ｈ２Ｏガスの前記真空容器内の全圧に対するＨ２Ｏガスの圧力比を１０−４以上でかつ１０−１以下に設定してスパッタリング法により前記保護膜を形成する請求項６に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板型表示装置（フラットパネルディスプレイともいう）として大型のテレビジョンや広告・情報等の公衆表示用への利用が拡大してきているプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）及びその製造方法に関する。特に、本発明は、低出力でしかも長時間動作をしても優れた表示品質を維持することを可能にする保護膜を有するプラズマディスプレイパネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型の平板型表示装置として希ガス放電による紫外線で蛍光体を励起発光させて画像・映像表示に利用するＰＤＰは、対角１ｍ以上になるような大型製品を目標に開発されてきた。ＰＤＰの開発は加速してきており、コンピューター等に代表される情報処理装置の表示機器として、あるいは大型のテレビジョン受信機や公衆表示用モニタとして、高性能化、低価格化、最適量産化等を目指して次々と新しい技術が開発されてきている。
【０００３】
ＰＤＰには交流駆動方式と直流駆動方式があるが、ここでは一般的な交流駆動方式のＰＤＰ（以下、交流駆動方式のＰＤＰをＡＣ型ＰＤＰと記す）の構造を概略的に説明する図を図９Ａ及び図９Ｂに示す。ＡＣ型ＰＤＰには各種の方式があり、図９Ａは面放電型と呼ばれる方式の一例として、その構造の一部を立体的に描いた斜視図で、また図９Ｂは図９ＡのＡＡ部を拡大して断面図で示している。ＰＤＰは、ガラス製の前面ガラス基板１０１、背面ガラス基板１０８にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素（ピクセル）となる行及び列の両電極の交点及び両基板１０１,１０８間にある隔壁１１１により放電空間１２４を形成する構造となっている。
【０００４】
図１０は、一般的なＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に示す製造工程の流れ図である。図１０において、一般的なＡＣ型ＰＤＰの製造工程は、前面板の形成工程Ｓ１１０、背面板の形成工程Ｓ１２０、及びこれらの組立工程Ｓ１３０に大別される。前面板形成工程Ｓ１１０は、走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１１と、誘電体層形成工程Ｓ１１２と、誘電体保護膜形成工程（以下、単に保護膜形成工程とも記す）Ｓ１１３とからなる。一方、背面板形成工程Ｓ１２０は、データ電極形成工程Ｓ１２１と、下地誘電体層形成工程Ｓ１２２と、隔壁形成工程Ｓ１２３と、蛍光体層形成工程Ｓ１２４とからなり、組立工程Ｓ１３０は、封着工程Ｓ１３１、排気工程Ｓ１３２、放電ガス封入工程Ｓ１３３、エージング工程Ｓ１３４と、ＰＤＰパネル完成工程Ｓ１３５の各工程とからなっており、これらの工程を経てＰＤＰ１２１が完成する。
【０００５】
以下、図９Ａ及び図９Ｂに示した一般的な面放電型のＡＣ型ＰＤＰの前面板１２２及び背面板１２３の構成について、図１０に示した工程と対応させながら説明する。
【０００６】
前面板１２２は、前面ガラス基板１０１上に、放電の維持信号を入力するための維持電極１０３及び順次表示用の走査信号を入力するための走査電極１０２が、図１０に示した走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１１を経て、それぞれ対をなして平行に複数形成されて表示電極１０４となる行電極が構成されている。次いで、これらの表示電極１０４上に放電による壁電荷を形成するための透明な誘電体層１０６が誘電体層形成工程Ｓ１１２を経て成膜される。さらに、誘電体層１０６上に放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護するための保護膜（以下、保護膜とも記す）１０７が保護膜形成工程Ｓ１１３を経て形成されている。また、隣り合う維持電極１０３と走査電極１０２とで構成する１対の電極間に、表示面のコントラストを高めるため、遮光層となるブラックマトリクスを必要に応じて形成することもあるが、この形成工程は図１０には示していない。
【０００７】
次に、背面板１２３は、背面ガラス基板１０８上に複数の表示データ信号を入力するための列電極となるアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）１１０が、前面板１２２の表示電極１０４を構成する維持電極１０３及び走査電極１０２とそれぞれ交差する方向に、図１０に示したデータ電極形成工程Ｓ１２１を経て複数形成されている。アドレス電極１１０の上にやはり放電による壁電荷を形成するための下地誘電体層１０９が下地誘電体層形成工程Ｓ１２２を経て成膜され、さらにその上にアドレス電極１１０と平行して隔壁１１１が隔壁形成工程Ｓ１２３により形成され、隔壁１１１間には赤色、緑色及び青色をそれぞれ発光する蛍光体層１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂが蛍光体層形成工程Ｓ１２４を経て設けられている。
【０００８】
そして、前面板１２２と背面板１２３とをその電極形成面側を対向させながら貼りあわせてフリットガラス等のシール材を用いて封着パネル化（封着工程Ｓ１３１）して、加熱しながら脱ガス処理（排気工程Ｓ１３２）を行った後、放電ガスとしてＨｅ又はＮｅ又はＸｅなどの希ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入（放電ガス封入工程Ｓ１３３）して、パネルの各電極に所定の電圧、波形の駆動パルスを印加して放電を行うエージングを実施（エージング工程Ｓ１３４）し、放電空間１２４が形成されたＰＤＰ１２１が完成する（ＰＤＰパネル完成工程Ｓ１３５）。
【０００９】
完成したＰＤＰ１２１には、走査電極１０２と維持電極１０３及び列電極であるアドレス電極１１０とに電気信号を供給するため、これらの電極の電極端子に駆動用のドライバＩＣが搭載された回路基板が接続され、制御信号回路や電源回路と共に筐体に組み込んで表示装置として完成する。維持電極１０３及び走査電極１０２からなる表示電極１０４及びアドレス電極１１０に所定の信号の電圧パルスを印加することにより封入された希ガスが励起され、紫外線を放出し、その紫外線により隔壁１１１間に設けられた各色蛍光体層１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂが可視光を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせて、カラー画像などからなる情報を表示することができる。
【００１０】
特に、前面板１２２の形成工程Ｓ１１０において、前面ガラス基板１０１上に維持電極１０３、走査電極１０２と誘電体層１０６を形成し、その上に、放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護すると共に、２次電子放出による蛍光体の発光を促進する目的で、保護膜１０７が所定の条件下で電子ビーム蒸着などによって形成されているが、この保護膜１０７は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が広く用いられている。このような電子ビーム蒸着で形成されたＭｇＯ膜は、結晶性が高く緻密な膜であり、耐スパッタリング性に優れ、かつ２次電子放出係数が高いという優れた特徴を有している。そして、ガス放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護する保護性能と、放電電圧を下げて応答性の速い放電を実現するため、保護膜１０７の結晶学的構造や各種物理的特性を改善する提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−５４０４５号公報
【特許文献２】特開２００２−７５２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述したように、ＰＤＰはより高精細で低消費電力への要望が高まっており、放電ガスの高エネルギー化又は走査線数の増加等の開発が進められている。ＰＤＰの高精細化を図ろうとすると、ＰＤＰのパネル容器内の放電セルにおいて、イオン衝突エネルギーの増加に伴い誘電体保護膜のスパッタリングが加速され、保護膜の寿命が減少するおそれがあり、さらなる保護膜の耐スパッタリング性向上が課題の１つとして浮上してくる。また、高精細化に伴う走査線数の増加に伴って、アドレス電極に印加するアドレスパルスのパルス幅を狭くして高速駆動を行う必要があるが、実際に製造した高精細化ＰＤＰでは、印加パルスの立ち上がりから、かなり遅れて放電が行われるという放電遅れ現象のために、印加されたパルス幅内で放電が終了する確率が低くなり、本来、点灯すべきセルに書き込みができない、などといった現象が出現し、この現象により、ＰＤＰの放電セルの点灯不良が生じる。この放電遅れの期間を短くするには、保護膜の高い電子放出性能が要求される。しかしながら、前述したガス放電によるイオン衝撃から誘電体層１０６を保護する保護性能と、放電電圧を下げて応答性の速い放電を実現するため、保護膜１０７の結晶学的構造や各種物理的特性を改善する提案では、未だ満足のできる性能、特性が得られているとはいい難い。
【００１３】
本発明の目的は、前記の課題を解決するためになされたものであり、ＰＤＰの高精細化に対応可能で耐スパッタリング性に優れた密度の高い誘電体保護膜を作製することができ、高精細表示が可能で長寿命なプラズマディスプレイパネル及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記目的を達成するため、以下のように構成している。
【００１５】
本発明の第１態様によれば、第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、
第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを備え、
前記第１の基板と前記第２の基板とが放電空間を挟んで対向配置され、
前記保護膜は、粒状の結晶が集合した構造を有し、
前記保護膜の表面において、前記保護膜の面積に対する前記結晶間の空隙の占める面積が０％より大きくかつ１０％未満の範囲であるプラズマディスプレイパネルを提供する。
【００１６】
本発明の第２態様によれば、前記保護膜の前記粒状の結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲にある第１態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。
【００１７】
本発明の第３態様によれば、前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうち、少なくとも１種類により形成されている第１又は２態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。
【００１８】
本発明の第４態様によれば、前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうちの少なくとも２種類の材料を混合した化合物により形成されている第１又は２態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。
【００１９】
本発明の第５態様によれば、前記保護膜が酸化マグネシウムにより形成され、かつ前記保護膜の膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きい第１又は２態様に記載のプラズマディスプレイパネルを提供する。
【００２０】
これらの構成により、ＰＤＰの前面板に形成する保護膜の空隙率が０％より大きくかつ１０％未満の範囲に設定すれば、エッチングレートが改善され、耐スパッタリング性が向上して密度の高い誘電体保護膜を作製することができ、長寿命化が期待でき、高精細化に対応可能なＰＤＰを使用するＰＤＰ表示装置を実現できる。
【００２１】
さらに、保護膜の粒状の結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲に設定すれば、エッチングレートがより改善され、またこのような前面板で製造したＰＤＰは、放電遅れ時間（アドレス期間に走査電極とアドレス電極間に電圧を印加してから放電が起こるまでの時間）を短縮化できるので、耐スパッタリング性がより向上して長寿命化が期待でき、放電特性が改善されて表示品質に優れたＰＤＰを使用するＰＤＰ表示装置を実現できる。
【００２２】
また、前記目的を達成するために本発明のＰＤＰの製造方法としては、本発明の第６態様によれば、第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを放電空間を挟んで対向配置させて構成される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において、
前記第１の誘電体層が形成された第１の基板を真空容器内に搬入し、
前記真空容器内にスパッタガスと共にＨ２Ｏガスを供給し、
前記真空容器内のＨ２ガス分圧を監視して前記Ｈ２Ｏガスの流量を制御しながら第１の基板に保護膜を形成するプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【００２３】
また、本発明の第７態様によれば、前記真空容器内に供給する前記スパッタガスのガス圧を０．５Ｐａとすると共に、前記第１の基板を２５０℃から３５０℃の範囲の所定の温度に加熱し、前記Ｈ２Ｏガスの前記真空容器内の全圧に対するＨ２Ｏガスの圧力比を１０−４以上でかつ１０−１以下に設定してスパッタリング法により保護膜を形成する第６態様に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【００２４】
これらの工程を有するＰＤＰの製造方法により、前面板に形成する保護膜のエッチングレートが改善され、またこのような前面板で製造したＰＤＰは放電遅れ時間を短縮化できるので、耐スパッタリング性が向上して長寿命化が期待でき、放電特性が改善されて表示品質に優れたＰＤＰを使用するＰＤＰ表示装置の実現が可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、前記保護膜は粒状の結晶が集合した構造を有し、前記保護膜の表面において、前記保護膜の面積に対する前記結晶間の空隙の占める面積が０％より大きくかつ１０％未満の範囲にあるように構成しているため、耐スパッタリング性が優れた保護膜を得ることが可能となる。その結果、高精細で画質が優れ、長寿命のＰＤＰを実現するといった、大きな効果を有する。
【００２６】
また、前記保護膜の粒状の前記結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲にあるように構成すれば、放電遅れ時間が減少することができ、電子放出特性が良好で、なおかつ耐スパッタリング性がより優れた保護膜を得ることが可能となる。その結果、高精細で画質がより優れ、長寿命のＰＤＰを実現するといった、大きな効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態におけるＰＤＰ及びその製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（実施形態）
本発明の１つの実施形態について、図１Ａ〜図８を用いて説明する。
【００３０】
図１Ａは、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの一部を拡大して構造を示す分解斜視図、図１Ｂは図１ＡのＡＡ部を拡大して示す断面図であり、図１Ｃは、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に説明する製造工程の流れ図である。既に、背景技術として図９Ａ及び図９Ｂを用いて一般的なＡＣ型ＰＤＰの構造を説明したが、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰは、ガラス製の前面ガラス基板１、背面ガラス基板８にそれぞれ行電極、列電極が直交配置され、画素（ピクセル）となる行及び列の両電極の交点及び両基板１，８間にある隔壁１１により放電空間２４を形成する構造と類似するが、再度、図１Ａ及び図１Ｂを基に説明する。
【００３１】
次いで、図２は、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰの前面板の保護膜７の形成に用いる成膜装置の概略構成図、図３は、比較参照用試料と本発明の前記実施形態の実例の試料を含む合計６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率と放電遅れ時間の関係を示すグラフ、図４は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径と放電遅れ時間の関係を示すグラフ、図５は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度と放電遅れ時間の関係を示すグラフ、図６は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率とエッチングレートの関係を示すグラフ、図７は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径とエッチングレートの関係を示すグラフ、図８は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度とエッチングレートの関係を示すグラフである。
【００３２】
図１Ａ、図１Ｂにおいて、前面板２２には、透明な前面ガラス基板１上に、放電ギャップをあけて平行に対向する順次表示用の走査電極２と、放電の維持信号を入力するための維持電極３とで対をなして、ストライプ状に（いわゆる、行電極に相当する）表示電極４が複数対形成されている。この走査電極２及び維持電極３は、それぞれＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＳｎＯ２等によって構成される透明電極２ａ、３ａと、この透明電極２ａ、３ａに電気的に接続された、例えば、銀等の厚膜、又は、例えばアルミニウム（Ａｌ）薄膜、又は、クロム（Ｃｒ）−銅（Ｃｕ）−クロム（Ｃｒ）の積層薄膜による補助電極（バス電極ともいう）２ｂ、３ｂによって構成されている。また、隣り合う維持電極３と走査電極２とで構成する１対の電極間に、表示面のコントラストを高めるため、ブラックマトリクスとなる遮光層（ＢＳ膜ともいう）５を必要に応じて形成することもある。そして、前面ガラス基板１には、複数対の表示電極４の群の上に、複数対の表示電極４の群を覆うように低融点ガラスによって構成されかつ放電による壁電荷を形成するための透明な誘電体層６が形成され、その誘電体層６上には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）によって構成されかつ放電によるイオン衝撃から誘電体層６を保護するための保護膜７が形成され、これらの各構成要素により、前面板２２が構成されている。なお、表示電極４の補助電極２ｂ、３ｂは、前面ガラス基板１上に透明電極２ａ、３ａを形成した後、コントラスト向上のため、先に、暗色導電層を形成し、次いで、所定の導体材料で導体層を形成する２層構造にしてもよい。
【００３３】
また、前記前面ガラス基板１に対向配置される背面ガラス基板８上には、前面ガラス基板１上の表示電極４と直交する方向に、下地誘電体層９で覆われて複数の（いわゆる、列電極に相当する）表示データ信号を入力するためのアドレス電極（データ電極とも呼ばれる）１０がストライプ状に形成されている。このデータ電極１０上には、放電による壁電荷を形成するための下地誘電体層９が形成され、さらに、データ電極１０上の下地誘電体層９の上には、データ電極１０と平行してストライプ状の複数の隔壁１１が配置され、隔壁１１間の側面及び下地誘電体層９の表面上にＲ（ｒｅｄ：赤色）、Ｇ（ｇｒｅｅｎ：緑色）、Ｂ（ｂｌｕｅ：青色）の３色を発光する蛍光体を塗布して蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが形成されて、背面板２３が構成されている。
【００３４】
そして、前記構成の前面板２２と背面板２３とは、走査電極２及び維持電極３によって構成される行電極に相当する表示電極４と、列電極に相当するデータ電極１０とが互いに直交するように、微小な放電空間（又は、複数の微小な放電セル）２４を挟んで対向配置されると共に、前面板２２と背面板２３とが対向配置された状態でそれらの周囲部分が封止され、例えば真空度１×１０−４Ｐａ程度の圧力で高真空排気した後、放電空間２４には、放電ガスとして、Ｈｅ、Ｎｅ又はＸｅなどの希ガス成分によって構成される混合ガスが所定の圧力（例えば、４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力）で封入充填されている。例えば、放電ガスとして、９０体積％ネオン（Ｎｅ）−１０体積％キセノン（Ｘｅ）の混合ガスを圧力６６．５ｋＰａ（５００Ｔｏｒｒ）で封入している。また、放電空間２４は、隔壁１１によって複数の細長い区画に仕切ることにより、表示電極４とデータ電極１０との交点が位置する複数の放電セル２４ａが設けられ、各放電セル２４ａには、前述したように青色、緑色及び赤色の各蛍光体層１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒが順次配置されて、ＰＤＰ２１が構成される。そして、維持電極３及び走査電極２、データ電極１０に所定の信号の電圧パルスを印加することにより、各放電セル２４ａに封入された放電ガス中の希ガス成分が励起されて波長の短い真空紫外線（１４７ｎｍ）を放出し、その紫外線により下地誘電体層９、及び隔壁１１上に設けられた蛍光体層１２Ｂ、１２Ｇ、１２Ｒが可視光を励起して青色、緑色、赤色の発光をさせて、情報（例えばカラー画像などによって構成される情報）をＰＤＰ２１に表示することができる。なお、このようなＰＤＰ２１を駆動する場合、任意のタイミングにおいて同じ駆動波形が全ての維持電極３に印加されるので、隣接して配置された維持電極３は前面ガラス基板１上で互いに接続されている。
【００３５】
次に、ＰＤＰ２１の製造方法の全体について簡単に説明するが、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１は、図１Ｃに示されるように、既に背景技術において図１０に示した製造工程の流れ図を用いて説明した手順に類似した手順に従って製造される。図１Ｃにおいて、前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰ２１の製造工程は、前面板の形成工程Ｓ１０、背面板の形成工程Ｓ２０、及びこれらの組立工程Ｓ３０に大別される。前面板形成工程Ｓ１０は、走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１と、誘電体層形成工程Ｓ１２と、誘電体保護膜形成工程（以下、単に保護膜形成工程とも記す）Ｓ１３とによって構成されている。一方、背面板形成工程Ｓ２０は、データ電極形成工程Ｓ２１と、下地誘電体層形成工程Ｓ２２と、隔壁形成工程Ｓ２３と、蛍光体層形成工程Ｓ２４とによって構成されている。組立工程Ｓ３０は、封着工程Ｓ３１、排気工程Ｓ３２、放電ガス封入工程Ｓ３３、エージング工程Ｓ３４と、ＰＤＰパネル完成工程Ｓ３５の各工程とによって構成されており、これらの工程を経て前記ＰＤＰ２１が完成する。
【００３６】
具体的には、まず、前面ガラス基板１上に、表示電極４の走査電極２及び維持電極３をそれぞれ構成する透明電極２ａ、３ａを形成した後（走査電極／維持電極形成工程Ｓ１１）、透明電極２ａ、３ａと共に走査電極２及び維持電極３をそれぞれ構成する補助電極２ｂ、３ｂと、遮光層５を形成する。ここで、補助電極２ｂ、３ｂは、透明電極２ａ、３ａ上にコントラスト向上のために暗色導電層と、その上に所定の導電体で導電層とで構成する２層構造で形成する方法も可能である。これらの形成方法については後述する。
【００３７】
次に、透明電極２ａ、３ａ、補助電極２ｂ、３ｂ、及び遮光層５を覆うように前面ガラス基板１上に、ガラスペーストを例えばスクリーン印刷法等を用いて塗布した後、所定温度で所定時間（例えば５６０℃で２０分）焼成することによって、所定の厚み（例えば約２０μｍ）の誘電体層６を形成する（誘電体層形成工程Ｓ１２）。誘電体層６を形成するときに使用するガラスペーストとしては、例えば、ＰｂＯ（７０ｗｔ％）、Ｂ２Ｏ３（１５ｗｔ％）、ＳｉＯ２（１０ｗｔ％）、及びＡｌ２Ｏ３（５ｗｔ％）と有機バインダ（例えば、α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶解したもの）との混合物が使用される。ここで、有機バインダとは、樹脂を有機溶媒に溶解したものであり、エチルセルローズ以外に、樹脂としてアクリル樹脂、有機溶媒としてブチルカービトール等も使用することができる。さらに、こうした有機バインダに分散剤（例えば、グリセルトリオレエート）を混入させてもよい。また、ペーストを用いてスクリーン印刷する代わりに、成型されたフィルム状の誘電体前駆体をラミネートして焼成することによって、誘電体層６を形成してもよい。
【００３８】
次に、誘電体層６上に保護膜７を形成する（保護膜形成工程Ｓ１３）。保護膜７は例えば酸化マグネシウム（ＭｇＯとも記す）によって構成され、例えば真空蒸着法等の成膜プロセスにより、保護膜７が所定の厚み（例えば約０．５μｍ）となるように形成する。このような方法により、前面ガラス基板１上に、構造物である走査電極２、維持電極３、遮光層５、誘電体層６、保護膜７を形成して、前面板２２が作製される。なお、保護膜７の成膜形成法及び条件については、別に詳しい説明を後述する。
【００３９】
また、背面ガラス基板８上に、データ電極１０をストライプ状に形成する（データ電極形成工程Ｓ２１）。具体的には、背面ガラス基板８上に、データ電極１０の材料、例えば感光性Ａｇペーストを用い、例えばスクリーン印刷法等により膜を形成し、その後、例えばフォトリソグラフィー法等によってパターニングし、焼成することで形成することができる。
【００４０】
次に、以上のようにして形成したデータ電極１０を覆うように下地誘電体層９を形成する（下地誘電体層形成工程Ｓ２２）。下地誘電体層９は、例えば、鉛系のガラス材料を含むガラスペーストを、例えば、スクリーン印刷で塗布した後、所定温度、所定時間（例えば５６０℃で２０分）焼成することによって、所定の層の厚み（例えば約２０μｍ）となるように形成する。また、ガラスペーストをスクリーン印刷する代わりに、例えば、成型されたフィルム状の下地誘電体層前駆体をラミネートして焼成することによって形成してもよい。
【００４１】
次に、隔壁１１を、例えばストライプ状に形成する（隔壁形成工程Ｓ２３）。隔壁１１は、例えばＡｌ２Ｏ３等の骨材とフリットガラスとを主剤とする感光性ペーストを例えばスクリーン印刷法やダイコート法等により成膜し、例えばフォトリソグラフィー法によりパターニングし、焼成することで形成することができる。又は、例えば、鉛系のガラス材料を含むペーストを、例えば、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形成してもよい。ここで、隔壁１１の間隙の寸法は、例えば、３２インチ〜５０インチのＨＤ−ＴＶ（High Definition−ＴＶ）の場合、１３０μｍ〜２４０μｍ程度である。
【００４２】
そして、隔壁１１と隔壁１１との間の溝（放電セル）２４ａには、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に発光する蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを形成する（蛍光体層形成工程Ｓ２４）。この工程では、各色の蛍光体粒子と有機バインダとによって構成されるペースト状の蛍光体インキを塗布し、これを例えば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１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂとして形成する。このような方法により、背面ガラス基板８上に、構造物であるデータ電極１０、下地誘電体層９、隔壁１１、蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを形成して、背面板２３が作製される。
【００４３】
続いて、蛍光体層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ等の構造物を背面ガラス基板８に形成した背面板２３の周辺部に、例えば低融点フリットガラスを塗布して乾燥させ、この背面板２３と、保護膜７等を前面ガラス基板１に形成した前面板２２とを対向配置して加熱処理を行うことにより、前面板２２と背面板２３とを低融点フリットガラスにより封着する（封着工程Ｓ３１）。
【００４４】
その後、前面板２２と背面板２３との間の放電空間２４内を高真空（例えば１．１×１０−４Ｐａ）に加熱しながら排気して脱ガス処理を行う（排気工程Ｓ３２）。
【００４５】
次いで、放電空間２４に、放電ガスとしてＨｅ又はＮｅ又はＸｅなどの希ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒの圧力で封入して封じ切る（放電ガス封入工程Ｓ３３）。
【００４６】
次いで、パネルの各電極に所定の電圧、波形の駆動パルスを印加して放電を行うエージングを実施する（エージング工程Ｓ３４）。
【００４７】
この結果、放電空間２４が形成されたＰＤＰ２１が製造される（ＰＤＰパネル完成工程Ｓ３５）。
【００４８】
引き続き、以下に、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１の前面板２２の誘電体層６上に形成される保護膜７について、その形成方法を含めて詳しく説明する。
【００４９】
通常、前面板２２の誘電体層６上に保護膜７を成膜形成する方法は、電子ビーム蒸着法やスパッタリング法が用いられる。ここでは、図２に示したスパッタリング法による成膜装置で保護膜７を成膜形成する方法について説明する。図２において、成膜装置３０の真空容器３１内の載置台３２に、前面板２２用の前面ガラス基板１を搬送して載置する。載置台３２は、例えば、抵抗加熱ヒータ等の加熱装置４２により、前面板２２を加熱昇温させることが可能である。真空容器３１には排気孔３３が設けられ、排気装置３５により真空容器３１内を排気しながら圧力調整装置３６で真空容器３１内の圧力を所定の圧力に保つ。また、真空容器３１にはガス導入口３４が排気孔３３とは別に設けられ、Ａｒ等の希ガスを主成分とするスパッタガスを供給するガス供給装置３８から、ガス導入装置３７を経て、さらにガス導入孔３４を通って、前記スパッタガスが真空容器３１内に導入され、真空容器３１内が所定の圧力に保持される。また、真空容器３１には四重極質量分析計（quadrupol mass spectrometer）（Ｑ−ｍａｓｓ）４１が取り付けられており、真空容器３１内のガス種とその分圧のモニタリング観測することを可能にしている。加熱装置４２により前面板２２を所定の温度に加熱し、スパッタリング用のターゲット３９を固定保持するターゲット保持台４３に接続された高周波電源４０により、所定の高周波電力をターゲット３９に印加すると、真空容器３１内のターゲット３９の近傍でＡｒ等の希ガスの放電が起こり、放電により生ずるプラズマイオンがＭｇＯのターゲット３９をスパッタし、ターゲット３９に対向して配置された前面ガラス基板１上にＭｇＯ保護膜７を成膜形成する。ここで、前記所定の高周波電力は、例えば、量産性を考慮すると、２ｋＷ以上とするのが好ましい。なお、図２の１００は成膜装置３０の成膜動作を制御する制御装置であり、制御装置１００により、四重極質量分析計４１で真空容器３１内のガス種とその分圧のモニタリング観測されたデータが入力され、加熱装置４２と排気装置３５と圧力調整装置３６とガス供給装置３８とガス導入装置３７と高周波電源４０とのそれぞれの動作を制御するようにしている。
【００５０】
実際にＭｇＯ保護膜７を成膜形成するにあたり、成膜に必要な各種条件を求める実験を行った。ここでは、前面板２２，１２２の製造に用いる複数のソーダライムガラス製の前面ガラス基板１，１０１を準備し、実験に供した。また、電子ビーム蒸着法を用いるＭｇＯの保護膜１０７の成膜形成法は、従来の一般的な方法であり、ここでは詳しい説明を省略する。
【００５１】
あらかじめ、それぞれの前面ガラス基板１，１０１に、表示電極４，１０４及び誘電体層６，１０６を順次形成した後、成膜装置３０又は図示しない電子ビーム蒸着法用の従来の成膜装置を用いて、６種類のＭｇＯによって構成される保護膜７，１０７を、スパッタリング法又は電子ビーム蒸着法で成膜形成した。６種類のＭｇＯによって構成される保護膜７，１０７のうちの１種類のＭｇＯによって構成されるの保護膜１０７すなわち試料Ｔ１Ｒｅｆ．は、比較参照用として、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法により成膜形成した。これを比較参照用試料Ｔ１Ｒｅｆ．とする。そして、他の５種類のＭｇＯによって構成されるの保護膜７すなわち試料Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６については、ＭｇＯ膜の各種特性が成膜時の雰囲気ガス中のＨ２Ｏガスの影響を大きく受けることがこれまでの実験結果から知られているので、図２に示した成膜装置３０のガス供給装置３８でＡｒガスとＨ２Ｏガスを混合させて、混合されたガスを、ガス導入装置３７を経てガス導入孔３４を通して真空容器３１内に供給するときに、前面ガラス基板１の基板温度とＨ２Ｏガス流量を変化させて、異なる条件でＭｇＯ膜を成膜形成した。成膜時の条件は次の通りである。
【００５２】
真空容器３１内のスパッタガス圧力＝０．５Ｐａ、
Ａｒガス流量＝１００ｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｃ・ｍ（以下、ｓｃｃｍと略記する）、
Ｈ２Ｏガス流量＝０ｓｃｃｍより大きく３０ｓｃｃｍ以下、
前面ガラス基板１の基板温度：２５０℃〜３５０℃、
ＭｇＯ膜の成膜厚さ：６００ｎｍ〜７００ｎｍ。
【００５３】
このうち、Ｈ２Ｏガス流量及び基板温度を順次増加させて、５種類のＭｇＯを成膜した試料を作製した。５種類の試料をＴ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６とする。
【００５４】
前記の条件のうち、Ｈ２Ｏガス流量については、成膜装置３０又は図示しない電子ビーム蒸着法用の従来の成膜装置に設けた四重極質量分析計４１を用いると、質量数１８のＨ２Ｏよりもの質量数２のＨ２のイオン電流の感度が高く、Ｈ２分圧をモニタすることでＨ２Ｏガス流量を精度良く制御できる。従って、例えば、前記実施形態の成膜装置３０では、ＭｇＯの保護膜７の成膜プロセス中に、成膜装置３０の真空容器３１に取り付けた四重極質量分析計４１を用いて成膜中のＨ２分圧を制御装置１００により観測し、制御装置１００によりガス導入装置３７及びガス供給装置３８をそれぞれ制御してＨ２Ｏガス流量を制御した。従来の成膜装置では実験者がＨ２Ｏガス流量を制御した。なお、Ｈ２Ｏガス流量は０ｓｃｃｍより大きく３０ｓｃｃｍ以下と明記しているが、Ｈ２Ｏガス流量は、成膜装置に依存しないパラメータであるため、成膜装置の真空容器３１の全圧に対するＨ２Ｏの圧力比が１０−４〜１０−１であるように設定することが望ましい。
【００５５】
以下に示す表１に、各試料（サンプル）（Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）のＨ２分圧の値を示す。
【００５６】
【表１】
2006109719.tif 000017
【００５７】
なお、上述した本発明の前記実施形態に関連する試料Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の成膜方法には、スパッタ成膜法を用い、そして、比較参照用試料Ｔ１Ｒｅｆ．の成膜方法には従来多用されている電子ビーム蒸着法を用いたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、Ｈ２分圧を制御することが可能な方法であれば、他の成膜方法、例えばＣＶＤ法、ゾルゲル法等で成膜してＭｇＯの保護膜７を形成するものであってもよい。また、得られたＭｇＯの保護膜７の特性はＨ２分圧のみで決まるわけではなく、後述する他のパラメータにも依存しているが、代表的なパラメータとしてＨ２分圧の値を取り上げて表１に示し、Ｈ２分圧の種々の値に対するＭｇＯの保護膜１０７，７の特性を分類した。
【００５８】
前面板１２２，２２として形成するために準備したこれらの試料において、それぞれ成膜したＭｇＯの保護膜１０７，７の密度、最小粒径、空隙率を求めた。密度は、成膜面積と、膜厚と、前面板１２２，２２の成膜による増加重量とから、計算により得られる。成膜したＭｇＯの保護膜１０７，７は、誘電体層１０６，６の表面上に略垂直に成長した柱状の結晶の集合体として膜状に形成されるので、最小粒径、空隙率については、成膜したＭｇＯの保護膜１０７，７の表面を拡大観察することにより得られる。空隙率は、成膜した面積から、柱状の結晶の占める面積を差し引いたものを、空隙の面積とみなし、この空隙の面積を成膜面積で除して求めた。なお、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１のＭｇＯ膜では、平均粒径ではなく、後述するように最小粒径を求めているところが重要である。
【００５９】
そして、耐スパッタリング性の尺度となるエッチングレートは、以下のようにして評価を行った。比較参照用の試料Ｔ１Ｒｅｆ．を含む６種類の各試料（Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）として形成されたこれらの前面板２２を、それぞれ、ＭｇＯの保護膜７の成膜に用いた成膜装置３０と同様な成膜装置３０の真空容器３１内の載置台３２に載置し、真空容器３１内で、高周波電源４０によりバイアス電圧を印加して前面板２２をＡｒプラズマ中にそれぞれ曝すことにより、ＭｇＯ膜のドライエッチングをそれぞれ行い、単位時間当たりのエッチング量を算出してエッチングレートをそれぞれ求めた。これらのエッチングレートは、ＰＤＰ２１の放電において、イオンによって削られるＭｇＯ膜の量を擬似的に評価するものであり、ＭｇＯ膜の性能特性を示す重要な尺度となる。
【００６０】
また、比較参照用を含む６種類の各試料Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の前面板１２２，２２を加熱炉（図示せず）でそれぞれ所定の温度で加熱した後、別に試作した背面板１２３，２３とそれぞれ組み合わせた上で封着し、前述した製造工程に沿って排気、放電ガス封入、エージングを行い、ＰＤＰを完成させた。６種類の各試料Ｔ１Ｒｅｆ．、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の前面板を用いて完成させた各ＰＤＰをＰＤＰパネル特性検査台（図示せず）に載置し、それぞれの放電遅れ時間を測定した。電子放出性能が高いＭｇＯ膜を使用した場合、ＰＤＰの放電遅れ時間が減少することから、放電遅れ時間もＭｇＯ膜の性能特性を示す重要なパラメータである。
【００６１】
今回作製した６種類のＭｇＯ膜の各試料について、空隙率、密度、最小粒径とエッチングレート、及び放電遅れ時間の各特性値を、以下に示す表２にまとめた。表２において、試料Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の放電遅れ時間及びエッチングレートの特性値は、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法によりＭｇＯ膜を成膜形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．の値を基準（言い換えれば、試料Ｔ１Ｒｅｆ．の値を１．００）とした相対値で示している。
【００６２】
【表２】
2006109719.tif 000018
【００６３】
表２に示すデータに基づき、各特性のデータをグラフにプロットし（図３〜図８参照）、その相関関係に注目して、試作した各試料のＭｇＯ膜の評価を行った。
【００６４】
図３は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率（％）と放電遅れ時間（相対値）の関係を示すグラフである。図３は、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に形成されたＭｇＯ膜において、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法により成膜形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．のＭｇＯ膜に比べて、放電遅れ時間が大幅に減少していることを示している。このことから、空隙率が減少するにしたがって、放電遅れ時間は急激に減少していることがわかる。そして、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．より放電遅れ時間特性の改善が認められるのは、試料Ｔ１Ｒｅｆ．の空隙率が１３％であることから、空隙率１３％未満である。したがって、空隙率１３％未満のＭｇＯ膜を形成することにより、高精細化に対応可能な高い電子放出性能を有するＭｇＯ膜の作製が可能になるといえる。
【００６５】
図４は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径（ｎｍ）と放電遅れ時間（相対値）の関係を示すグラフである。図４に示すように、最小粒径の大きさが３０ｎｍ以上で放電遅れ時間は急激に減少し、１００ｎｍを超えると再度上昇する。このことから、粒度分布の最小粒径が、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲で放電遅れ時間が減少する、すなわち、ＭｇＯ膜の電子放出性能が向上していることがわかる。
【００６６】
また、図５は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度（ｇ／ｃｍ３）と放電遅れ時間（相対値）の関係を示すグラフである。図５に示すように、ＭｇＯ膜の膜密度が増加するにしたがって、放電遅れ時間は急激に減少しており、膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいときに、この傾向が顕著であった。
【００６７】
このように、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．に比べて、高い電子放出性能を有するＭｇＯ膜（試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のＭｇＯ膜）が得られた要因として、空隙率の減少と、ＭｇＯ膜の最小粒径の大きさと、高密度化が影響していると考えられる。以下、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度が放電遅れ時間に影響することについて考察を加えて説明する。
【００６８】
ＰＤＰの放電方式は、誘電体を介して放電するいわゆる「誘電体バリア放電」である。誘電体バリア放電は、誘電体部分の誘電率などの状況が変化すると、放電状態が変化することはよく知られている（例えば、内田龍男、内池平樹監修「フラットパネルディスプレイ大事典」５１２頁、工業調査会、２００１年、参照）。ここに着目すると、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度が放電遅れ時間に影響することについて以下のように説明できる。
【００６９】
すなわち、ＭｇＯ膜の表面の空隙が大きい場合は、表面付近の凹凸の影響で様々な放電経路ができる。これにより、空隙率が大きくなると、放電遅れ時間が大きくなる。これに対し、ＭｇＯ膜が高密度化して、表面に空隙が少ない場合は、放電の経路が比較的揃うので、放電のばらつきは小さく、放電遅れ時間が短縮される。また、最小粒径も３０ｎｍ未満といった小さいものがあると、特に、ＭｇＯ膜の表面付近の粒径が不均一になり、不要な放電パスが生ずるために、放電遅れ時間が大きくなる。また、１００ｎｍを超えて最小粒径が拡大すると、ＭｇＯ膜の表面の隙間が増加し、空隙率が上昇するために、放電遅れ時間が大きくなる。一方、ＭｇＯ膜の空隙率が増加し、膜密度が減少すると、ＭｇＯ膜の比表面積が増加し、表面への水分や不純物の吸着が増すことになり、このことも放電遅れ時間が増加した要因の１つになる。
【００７０】
したがって、上述した説明から、前記保護膜の表面（例えば、最表面から５０ｎｍの深さまでの部分）において、ＭｇＯ膜の空隙率が０％より大きく、１３％未満であり、粒度分布における最小粒径（例えば、最表面から５０ｎｍの深さまでの部分の表面積相当円の直径）が３０ｎｍ以上で、１００ｎｍ以下の範囲にあり、膜材料がＭｇＯ膜の場合には膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいことにより、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．のＭｇＯ膜に比べて、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６で示すように、放電遅れ時間特性が大きく改善したことが理解できる。なお、膜密度の上限値は、例えば、Ｃ軸配向ＭｇＯ膜の場合には、３．５８ｇ／ｃｍ３とすることが、実用上、好ましい。
【００７１】
続いて、表１に示すエッチングレートについて、放電遅れ時間と同様にデータをグラフにプロットし、その相関関係に注目して試作した各試料のＭｇＯ膜を評価する。図６は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率（％）とエッチングレート（相対値）の関係を示すグラフである。図６は、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６に形成されたＭｇＯ膜において、従来の一般的な方法である電子ビーム蒸着法により成膜形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．のＭｇＯ膜に比べて、エッチングレートが大幅に減少していることを示している。このことから、空隙率が減少するにしたがって、エッチングレートは急激に減少していることがわかる。すなわち、具体的には、空隙率１０％に変曲点があることがわかる。よって、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．より、エッチングレート特性の改善が認められるのは、空隙率１０％未満である。したがって、空隙率１０％未満のＭｇＯを形成することにより、耐スパッタリング性に優れた密度の高いＭｇＯ膜（誘電体保護膜）の作製が可能になるといえる。
【００７２】
また、図７は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の最小粒径（ｎｍ）とエッチングレート（相対値）の関係を示すグラフである。図７に示すように、最小粒径の大きさが３０ｎｍ以上でエッチングレートは急激に減少し、１００ｎｍを超えると再度上昇する。このことから、粒度分布の最小粒径が、３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下の範囲でエッチングレートが減少する、すなわち、ＭｇＯ膜の放電におけるイオン衝撃に対し、スパッタされにくくなっていることがわかる。
【００７３】
図８は、前記６種類の試料のＭｇＯ膜の膜密度（ｇ／ｃｍ３）とエッチングレート（相対値）の関係を示すグラフである。図８に示すように、ＭｇＯ膜の膜密度が増加するにしたがって、エッチングレートは急激に減少しており、膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいときに、この傾向が顕著であった。
【００７４】
これらの結果は、耐スパッタリング性に優れた密度の高いＭｇＯ膜（誘電体保護膜）を作製でき、高精細表示が可能で長寿命なＰＤＰの実現が可能になることを示している。このように、従来の電子ビーム蒸着法で形成した試料Ｔ１Ｒｅｆ．に比べて、高い耐スパッタリング性を有するＭｇＯ膜が得られた要因として、空隙率の減少と、ＭｇＯ膜の最小粒径の大きさ、高密度化が影響していると考えられる。以下、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度がエッチングレート（すなわち、耐スパッタリング性）に影響することについて考察を加えて説明する。
【００７５】
通常、バルクのＭｇＯは単結晶で最も強固な構造体となり、耐スパッタリング性が最大となるのに対し、薄膜状のＭｇＯについては、成膜後のＭｇＯ膜が柱状構造をした細かい結晶が粒状に集合していることは、よく知られている。ここに着目すると、ＭｇＯ膜の空隙率、最小粒径、膜密度がエッチングレート（耐スパッタリング性）に影響することについて以下のように説明できる。
【００７６】
すなわち、薄膜状に成膜したＭｇＯ膜は粒状の結晶が集合した柱状構造を有しており、粒状結晶の粒界間が隙間となり、イオンの衝突により崩れやすく、削られやすいと考えられる。そこで、粒径を大きくし、空隙を小さくし、高密度にすることで、ＭｇＯ膜の表面が単結晶に近い構造になっているためにエッチングレートが減少し、耐スパッタリング性が向上すると考えられる。そして、最小粒径が大きくなり過ぎる（例えば、１００ｎｍを超える）と、このときは、ＭｇＯ膜表面の隙間、すなわち空隙部の面積も増加し、削られやすくなると考えられる。また、逆に、最小粒径が小さい（例えば、３０ｎｍ未満）と、粒径分布のばらつきが大きくなり、柱状構造をした粒状結晶が不均一になり、エッチングされやすく、その部分が選択的に削られて壊れやすくなっていると考えられる。いずれにしろ、ＭｇＯ膜は柱状構造であることが望ましい。
【００７７】
したがって、上述した説明から、ＭｇＯ膜の空隙率が０％より大きく、１０％未満であり、粒度分布における最小粒径が３０ｎｍ以上で、１００ｎｍ以下の範囲にあり、膜材料がＭｇＯの場合には膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいことで、従来の電子ビーム蒸着法で形成したＭｇＯ膜（試料Ｔ１Ｒｅｆ．）に比べて、試料Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のエッチングレート（耐スパッタリング性）がより改善したことを理解できる。
【００７８】
以上、説明したように本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１は、その前面板２２に形成するＭｇＯ膜（保護膜７）の空隙率、最小粒径、膜密度を適宜設定する（具体的には、空隙率が０％より大きく、耐スパッタリング性（空隙率が１０％未満が好ましい）と放電遅れ時間特性（空隙率が１３％未満が好ましい）の両方を向上させるためには空隙率が１０％未満であり、粒度分布における最小粒径が３０ｎｍ以上でかつ１００ｎｍ以下の範囲にあり、膜材料がＭｇＯの場合には膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きいように設定する）ことにより、放電遅れ時間を短縮して耐スパッタリング性をより改善できるので、放電特性のより優れた長寿命のＰＤＰを実現できることになる。
【００７９】
なお、上述した本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１の前面板２２に形成する誘電体保護膜７では、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、誘電体保護膜７に、例えば、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、炭酸化物、あるいは、これらの混合化合物等も用いることができる。
【００８０】
また、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰ２１の前面板２２に形成する誘電体保護膜７の形成方法は、比較参照用の試料作成の電子ビーム蒸着法と共にスパッタリング法を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸着法、スパッタリング法に加えて、ＣＶＤ法やゾルゲル法等を利用することができるし、あるいは、これらの方法を２つ以上組み合わせて保護膜を形成する方法も適用できる。
【００８１】
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）及びその製造方法により製造されるＰＤＰの前面板に形成される保護膜は、電子放出特性が良好で、なおかつ耐スパッタリング性が優れているので、この保護膜を用いることで、高精細で優れた画質を有し、長寿命のＰＤＰの製造が可能になり、このようなＰＤＰを利用した大型・薄型のフラットパネルディスプレイ装置は、大型テレビジョン受信機や公衆表示用モニタに適用することができる。
【００８３】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの一部を拡大して構造を示す分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＡＡ部を拡大して示す断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の前記実施形態におけるＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に説明する製造工程の流れ図である。
【図２】図２は、本発明の前記実施形態におけるＰＤＰの前面板の保護膜を形成する装置の概略構成図である。
【図３】図３は、比較参照用試料と本発明の前記実施形態の実例の試料を含む合計６種類の試料のＭｇＯ膜の空隙率と放電遅れ時間の関係を示すグラフである。
【図４】図４は、前記試料のＭｇＯ膜の最小粒径と放電遅れ時間の関係を示すグラフである。
【図５】図５は、前記試料のＭｇＯ膜の膜密度と放電遅れ時間の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、前記試料のＭｇＯ膜の空隙率とエッチングレートの関係を示すグラフである。
【図７】図７は、前記試料のＭｇＯ膜の最小粒径とエッチングレートの関係を示すグラフである。
【図８】図８は、前記試料のＭｇＯ膜の膜密度とエッチングレートの関係を示すグラフである。
【図９Ａ】図９Ａは一般的なＡＣ型ＰＤＰの構造を概略的に説明する図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、一般的なＡＣ型ＰＤＰの構造を概略的に説明する図である。
【図１０】図１０は、一般的なＡＣ型ＰＤＰの製造方法を概略的に説明する製造工程の流れ図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ａ】
2006109719.tif 000019
【図１Ｂ】
2006109719.tif 000020
【図１Ｃ】
2006109719.tif 000021
【図２】
2006109719.tif 000022
【図３】
2006109719.tif 000023
【図４】
2006109719.tif 000024
【図５】
2006109719.tif 000025
【図６】
2006109719.tif 000026
【図７】
2006109719.tif 000027
【図８】
2006109719.tif 000028
【図９Ａ】
2006109719.tif 000029
【図９Ｂ】
2006109719.tif 000030
【図１０】
2006109719.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月19日(2008.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガラス基板上に第１の電極と第１の誘電体層と保護膜とが形成された第１の基板と、
第２のガラス基板上に第２の電極と第２の誘電体層と隔壁と蛍光体層とが形成された第２の基板とを備え、
前記第１の基板と前記第２の基板とが放電空間を挟んで対向配置され、
前記保護膜は、粒状の結晶が集合した構造を有し、
前記保護膜の表面において、前記保護膜の面積に対する前記結晶間の空隙の占める面積が０％より大きくかつ１０％未満の範囲であるプラズマディスプレイパネル。
【請求項２】
前記保護膜の前記粒状の結晶の最小粒径が３０ｎｍ以上で１００ｎｍ以下の範囲にある請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項３】
前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうち、少なくとも１種類により形成されている請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項４】
前記保護膜が、アルカリ土類金属の酸化物、フッ化物、水酸化物、及び、炭酸化物のうちの少なくとも２種類の材料を混合した化合物により形成されている請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【請求項５】
前記保護膜が酸化マグネシウムにより形成され、かつ前記保護膜の膜密度が３．３ｇ／ｃｍ３より大きい請求項１又は２に記載のプラズマディスプレイパネル。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、平板型表示装置（フラットパネルディスプレイともいう）として大型のテレビジョンや広告・情報等の公衆表示用への利用が拡大してきているプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）に関する。特に、本発明は、低出力でしかも長時間動作をしても優れた表示品質を維持することを可能にする保護膜を有するプラズマディスプレイパネルに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の目的は、前記の課題を解決するためになされたものであり、ＰＤＰの高精細化に対応可能で耐スパッタリング性に優れた密度の高い誘電体保護膜を作製することができ、高精細表示が可能で長寿命なプラズマディスプレイパネルを提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
本発明に係るプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面板に形成される保護膜は、電子放出特性が良好で、なおかつ耐スパッタリング性が優れているので、この保護膜を用いることで、高精細で優れた画質を有し、長寿命のＰＤＰの製造が可能になり、このようなＰＤＰを利用した大型・薄型のフラットパネルディスプレイ装置は、大型テレビジョン受信機や公衆表示用モニタに適用することができる。
【国際調査報告】
2006109719.tif 000032
2006109719.tif 000033
2006109719.tif 000034
2006109719.tif 000035
2006109719.tif 000036
2006109719.tif 000037
2006109719.tif 000038
2006109719.tif 000039