PDPにおいて、前面板の誘電体層上に形成� ��れる保護層は、放電によるイオン衝撃から� ��電体層を保護すること、アドレス放電を発� ��させるための初期電子を放出することなど� ��機能を有する。イオン衝撃から誘電体層を� ��護することは、放電電圧の上昇を防ぐ重要� ��役割であり、またアドレス放電を発生させ� ��ための初期電子を放出することは、画像の� ��らつきの原因となるアドレス放電ミスを防� ��重要な役割である。

 保護層からの初期電子の放出数を増加さ� ��て画像のちらつきを低減するためには、た� ��えばMgOにSiやAlを添加するなどの試みが行わ れている。

 近年、テレビは高精細化がすすんでおり� ��市場では低コスト・低消費電力・高輝度の� ��ルHD(ハイディフィニション)(1920×1080画素:プ ログレッシブ表示)PDPが要求されている。保� �層からの電子放出特性はPDPの画質を決定す� �ため、電子放出特性を制御することは非常� �重要である。

 本発明はこのような課題に鑑みなされた� ��ので、高精細で高輝度の表示性能を備え、� ��つ低消費電力のPDPを実現する。

 以下、本発明の一実施の形態におけるPDP� ��ついて図面を用いて説明する。

 図1は本発明の実施の形態におけるPDPの構 造を示す斜視図である。PDPの基本構造は、一 般的な交流面放電型PDPと同様である。図1に� �すように、PDP1は前面ガラス基板3などよりな る前面板2と、背面ガラス基板11などよりなる 背面板10とが対向して配置され、その外周部� ��ガラスフリットなどからなる封着材によっ� ��気密封着されている。封着されたPDP1内部の 放電空間16には、NeおよびXeなどの放電ガスが 400Torr~600Torrの圧力で封入されている。

 前面板2の前面ガラス基板3上には、走査� �極4および維持電極5よりなる一対の帯状の表 示電極6とブラックストライプ(遮光層)7が互� �に平行にそれぞれ複数列配置されている。� �面ガラス基板3上には表示電極6と遮光層7と� �覆うようにコンデンサとしての働きをする� �電体層8が形成され、さらに誘電体層8の表面 に酸化マグネシウム(MgO)などからなる保護層9 が形成されている。

 また、背面板10の背面ガラス基板11上には 、前面板2の走査電極4および維持電極5と直交 する方向に、複数の帯状のアドレス電極12が� ��いに平行に配置され、下地誘電体層13がア� �レス電極12を被覆している。さらに、アドレ ス電極12間の下地誘電体層13上には放電空間16 を区切る所定の高さの隔壁14が形成されてい� ��。隔壁14間の溝にアドレス電極12毎に、紫外 線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ 発光する蛍光体層15が順次塗布して形成され� ��いる。走査電極4および維持電極5とアドレ� �電極12とが交差する位置に放電セルが形成さ れ、表示電極6方向に並んだ赤色、緑色、青� �の蛍光体層15を有する放電セルがカラー表示 のための画素になる。

 図2は、本発明の一実施の形態におけるPDP1� �前面板2の構成を示す断面図であり、図2は図 1と上下反転させて示している。図2に示すよ� ��に、フロート法などにより製造された前面� ��ラス基板3に、走査電極4と維持電極5よりな� ��表示電極6と遮光層7がパターン形成されて� �る。走査電極4と維持電極5はそれぞれインジ ウムスズ酸化物(ITO)や酸化スズ(SnO ₂ )などからなる透明電極4a、5aと、透明電極4a� �5a上に形成された金属バス電極4b、5bとによ� �構成されている。金属バス電極4b、5bは透明� ��極4a、5aの長手方向に導電性を付与する目的 として用いられ、銀(Ag)材料を主成分とする� �電性材料によって形成されている。

 誘電体層8は、前面ガラス基板3上に形成� �れたこれらの透明電極4a、5aと金属バス電極4 b、5bと遮光層7を覆うように設けられた第1誘� ��体層81と、第1誘電体層81上に形成された第2� ��電体層82の少なくとも2層の構成である。さ� ��に第2誘電体層82上に保護層9が形成されてい る。保護層9は、誘電体層8上に形成された下� ��膜91と、下地膜91上に付着された凝集粒子92� ��構成されている。

 次に、PDPの製造方法について説明する。� ��ず、前面ガラス基板3上に、走査電極4およ� �維持電極5と遮光層7とが形成される。これら の透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bは、フ� ��トリソグラフィ法などを用いてパターニン� ��して形成される。透明電極4a、5aは薄膜プロ セスなどを用いて形成され、金属バス電極4b� ��5bは銀(Ag)材料を含むペーストを所定の温度� ��焼成して固化されている。また、遮光層7も 同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリー ン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全 面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用 いてパターニングし、焼成することにより形 成される。

 次に、走査電極4、維持電極5および遮光� �7を覆うように前面ガラス基板3上に誘電体ペ ーストをダイコート法などにより塗布して誘 電体ペースト層(誘電体材料層)が形成される� ��誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間� ��置することによって塗布された誘電体ペー� ��ト表面がレベリングされて平坦な表面にな� ��。その後、誘電体ペースト層を焼成固化す� ��ことにより、走査電極4、維持電極5および� �光層7を覆う誘電体層8が形成される。なお、 誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材 料、バインダおよび溶剤を含む塗料である。 次に、誘電体層8上に酸化マグネシウム(MgO)か らなる保護層9が真空蒸着法により形成され� �。以上のステップにより前面ガラス基板3上� ��所定の構成物(走査電極4、維持電極5、遮光� ��7、誘電体層8、保護層9)が形成され、前面板 2が完成する。

 一方、背面板10は次のようにして形成さ� �る。まず、背面ガラス基板11上に、銀(Ag)材� �を含むペーストをスクリーン印刷する方法� �どで、金属膜を全面に形成した後、フォト� �ソグラフィ法を用いてパターニングする方� �などによりアドレス電極12用の構成物となる 材料層が形成される。そうして、その材料層 を所定の温度で焼成することによりアドレス 電極12が形成される。次に、アドレス電極12� �形成された背面ガラス基板11上にダイコート 法などによりアドレス電極12を覆うように誘� ��体ペーストを塗布して誘電体ペースト層が� ��成される。その後、誘電体ペースト層を焼� ��することにより下地誘電体層13が形成され� �。なお、誘電体ペーストはガラス粉末など� �誘電体材料とバインダおよび溶剤を含んだ� �料である。

 次に、下地誘電体層13上に隔壁材料を含� �隔壁形成用ペーストを塗布して所定の形状� �パターニングすることにより、隔壁材料層� �形成した後、焼成することにより隔壁14が形 成される。ここで、下地誘電体層13上に塗布� ��た隔壁用ペーストをパターニングする方法� ��しては、フォトリソグラフィ法やサンドブ� ��スト法を用いることができる。次に、隣接� ��る隔壁14間の下地誘電体層13上および隔壁14� ��側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを� ��布し、焼成することにより蛍光体層15が形� �される。以上のステップにより、背面ガラ� �基板11上に所定の構成部材を有する背面板10� ��完成する。

 このようにして所定の構成部材を備えた� ��面板2と背面板10とを走査電極4とアドレス電 極12とが直交するように対向配置して、その� ��囲をガラスフリットで封着し、放電空間16� �Ne、Xeなどを含む放電ガスを封入することに� ��りPDP1が完成する。

 ここで、前面板2の誘電体層8を構成する第1� ��電体層81と第2誘電体層82について詳細に説� �する。第1誘電体層81の誘電体材料は、次の� �料組成より構成されている。すなわち、酸� �ビスマス(Bi ₂ O ₃ )を20重量%~40重量%を含み、酸化カルシウム(CaO )、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バリウム(Ba O)から選ばれる少なくとも1種を0.5重量%~12重� �%含み、酸化モリブデン(MoO ₃ )、酸化タングステン(WO ₃ )、酸化セリウム(CeO ₂ )、二酸化マンガン(MnO ₂ )から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量% 含んでいる。

 なお、酸化モリブデン(MoO ₃ )、酸化タングステン(WO ₃ )、酸化セリウム(CeO ₂ )、二酸化マンガン(MnO ₂ )に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr ₂ O ₃ )、酸化コバルト(Co ₂ O ₃ )、酸化バナジウム(V ₂ O ₇ )、酸化アンチモン(Sb ₂ O ₃ )から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量% 含ませてもよい。

 また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO )を0重量%~40重量%、酸化硼素(B ₂ O ₃ )を0重量%~35重量%、酸化硅素(SiO ₂ )を0重量%~15重量%、酸化アルミニウム(Al ₂ O ₃ )を0重量%~10重量%など、鉛成分を含まない材� �組成が含まれていてもよく、これらの材料� �成の含有量に特に限定はない。

 これらの組成成分からなる誘電体材料を� ��湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径� ��0.5μm~2.5μmとなるように粉砕して誘電体材料 粉末が作製される。次にこの誘電体材料粉末 55重量%~70重量%と、バインダ成分30重量%~45重� �%とを三本ロールでよく混練してダイコート� ��、または印刷用の第1誘電体層用ペーストが 作製される。

 バインダ成分はエチルセルロース、また� ��アクリル樹脂1重量%~20重量%を含むターピネ� ��ール、またはブチルカルビトールアセテー� ��である。また、第1誘電体層用ペースト中に は、必要に応じて可塑剤としてフタル酸ジオ クチル、フタル酸ジブチル、リン酸トリフェ ニル、リン酸トリブチルの少なくとも1つを� �加し、分散剤としてグリセロールモノオレ� �ト、ソルビタンセスキオレヘート、ホモゲ� �ール(Kaoコーポレーション社製品名)、アルキ ルアリル基のリン酸エステルの少なくとも1� �を添加して印刷性を向上させてもよい。

 次に、この第1誘電体層用ペーストを、表 示電極6を覆うように前面ガラス基板3にダイ� ��ート法あるいはスクリーン印刷法で印刷し� ��乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化点よ� ��少し高い温度の575℃~590℃で焼成する。

 次に、第2誘電体層82について説明する。第2 誘電体層82の誘電体材料は、次の材料組成よ� ��構成されている。すなわち、第2誘電体層82� ��誘電体材料は、酸化ビスマス(Bi ₂ O ₃ )を11重量%~20重量%を含み、さらに、酸化カル� ��ウム(CaO)、酸化ストロンチウム(SrO)、酸化バ リウム(BaO)から選ばれる少なくとも1種を1.6重 量%~21重量%含み、酸化モリブデン(MoO ₃ )、酸化タングステン(WO ₃ )、酸化セリウム(CeO ₂ )から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量% 含んでいる。

 なお、第2誘電体層82の誘電体材料は、酸化� ��リブデン(MoO ₃ )、酸化タングステン(WO ₃ )、酸化セリウム(CeO ₂ )に代えて、酸化銅(CuO)、酸化クロム(Cr ₂ O ₃ )、酸化コバルト(Co ₂ O ₃ )、酸化バナジウム(V ₂ O ₇ )、酸化アンチモン(Sb ₂ O ₃ )、酸化マンガン(MnO ₂ )から選ばれる少なくとも1種を0.1重量%~7重量% 含んでもよい。

 また、上記以外の成分として、酸化亜鉛(ZnO )を0重量%~40重量%、酸化硼素(B ₂ O ₃ )を0重量%~35重量%、酸化硅素(SiO ₂ )を0重量%~15重量%、酸化アルミニウム(Al ₂ O ₃ )を0重量%~10重量%など、鉛成分を含まない材� �組成が含まれていてもよく、これらの材料� �成の含有量に特に限定はない。

 これらの組成成分からなる誘電体材料を� ��湿式ジェットミルやボールミルで平均粒径� ��0.5μm~2.5μmとなるように粉砕して誘電体材料 粉末が作製される。次にこの誘電体材料粉末 55重量%~70重量%と、バインダ成分30重量%~45重� �%とを三本ロールでよく混練してダイコート� ��、または印刷用の第2誘電体層用ペーストが 作製される。バインダ成分はエチルセルロー ス、またはアクリル樹脂1重量%~20重量%を含む ターピネオール、またはブチルカルビトール アセテートである。また、第2誘電体層用ペ� �スト中には、必要に応じて可塑剤としてフ� �ル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、リン� �トリフェニル、リン酸トリブチルを添加し� �分散剤としてグリセロールモノオレート、� �ルビタンセスキオレヘート、ホモゲノール(K aoコーポレーション社製品名)、アルキルアリ ル基のリン酸エステルなどを添加して印刷性 を向上させてもよい。

 次にこの第2誘電体層用ペーストを第1誘� �体層81上にスクリーン印刷法であるいはダイ コート法で印刷して乾燥させ、その後、誘電 体材料の軟化点より少し高い温度の550℃~590� �で焼成する。

 なお、誘電体層8の膜厚については、第1誘� �体層81と第2誘電体層82とを合わせて、可視光 透過率を確保するためには41μm以下が好まし� ��。第1誘電体層81は、金属バス電極4b、5bの銀 (Ag)との反応を抑制するために酸化ビスマス(B i ₂ O ₃ )の含有量を第2誘電体層82の酸化ビスマス(Bi ₂ O ₃ )の含有量よりも多くし、20重量%~40重量%とし� ��いる。そのため、第1誘電体層81の可視光透� ��率が第2誘電体層82の可視光透過率よりも低� ��なるので、第1誘電体層81の膜厚を第2誘電体 層82の膜厚よりも薄くしている。

 なお、第2誘電体層82において酸化ビスマス( Bi ₂ O ₃ )が11重量%以下であると着色は生じにくくな� �が、第2誘電体層82中に気泡が発生しやすく� �ましくない。また、第1誘電体層81の酸化ビ� �マス(Bi ₂ O ₃ )の含有量が40重量%を超えると着色が生じや� �くなり透過率を上げる目的には好ましくな� �。

 また、誘電体層8の膜厚が小さいほどパネ ル輝度の向上と放電電圧を低減するという効 果は顕著になるので、絶縁耐圧が低下しない 範囲内であればできるだけ膜厚を小さく設定 するのが望ましい。このような観点から、本 発明の実施の形態では、誘電体層8の膜厚を41 μm以下に設定し、第1誘電体層81を5μm~15μm、� �2誘電体層82を20μm~36μmとしている。

 このようにして製造されたPDPは、表示電� ��6に銀(Ag)材料を用いても、前面ガラス基板3� ��着色現象(黄変)が少なくて、なおかつ、誘� �体層8中に気泡の発生などがない。従って、� ��縁耐圧性能に優れた誘電体層8を実現するこ とができる。

 次に、本発明の実施の形態におけるPDPにお� ��て、これらの誘電体材料によって第1誘電体 層81において黄変や気泡の発生が抑制される� ��由について考察する。酸化ビスマス(Bi ₂ O ₃ )を含む誘電体ガラスに酸化モリブデン(MoO ₃ )、または酸化タングステン(WO ₃ )を添加することによって、Ag ₂ MoO ₄ 、Ag ₂ Mo ₂ O ₇ 、Ag ₂ Mo ₄ O ₁₃ 、Ag ₂ WO ₄ 、Ag ₂ W ₂ O ₇ 、Ag ₂ W ₄ O ₁₃ といった化合物が580℃以下の低温で生成しや すいことが知られている。本発明の実施の形 態では、誘電体層8の焼成温度が550℃~590℃で� ��ることから、焼成中に誘電体層8中に拡散し た銀イオン(Ag ⁺ )は誘電体層8中の酸化モリブデン(MoO ₃ )、酸化タングステン(WO ₃ )酸化セリウム(CeO ₂ )、酸化マンガン(MnO ₂ )と反応し、安定な化合物を生成して安定化� �る。すなわち、銀イオン(Ag ⁺ )が還元されることなく安定化されるために� �凝集してコロイドを生成することがない。� �たがって、銀イオン(Ag ⁺ )が安定化することによって、銀(Ag)のコロイ� ��化に伴う酸素の発生も少なくなるため、誘� ��体層8中への気泡の発生も少なくなる。

 一方、これらの効果を有効にするためには� ��酸化ビスマス(Bi ₂ O ₃ )を含む誘電体ガラス中に酸化モリブデン(MoO ₃ )、酸化タングステン(WO ₃ )、酸化セリウム(CeO ₂ )、酸化マンガン(MnO ₂ )の含有量を0.1重量%以上にすることが好まし� ��が、0.1重量%以上7重量%以下がさらに好まし� ��。特に、0.1重量%未満では黄変を抑制する効 果が少なく、7重量%を超えるとガラスに着色� ��起こり好ましくない。

 すなわち、本発明の実施の形態におけるP DPの誘電体層8は、銀(Ag)材料よりなる金属バ� �電極4b、5bと接する第1誘電体層81では黄変現� ��と気泡発生を抑制している。また、誘電体� ��8は第1誘電体層81上に設けた第2誘電体層82に よって高い光透過率を実現している。その結 果、誘電体層8全体として、気泡や黄変の発� �が極めて少なく透過率の高いPDPを実現する� �とが可能となる。

 次に、本発明の実施の形態におけるPDPの� ��徴である保護層の構成及び製造方法につい� ��説明する。

 本発明の実施の形態におけるPDPにおいて� ��、図3に示すように、保護層9は、誘電体層8� ��に、不純物としてAlを含有するMgOからなる� �地膜91を形成するとともに、その下地膜91上� ��、金属酸化物であるMgOの結晶粒子92aが数個� ��集した凝集粒子92を離散的に散布させ、全� �に亘ってほぼ均一に分布するように付着さ� �ることにより構成している。

 ここで、凝集粒子92とは、図4に示すよう� ��、所定の一次粒径の結晶粒子92aが凝集また� ��ネッキングした状態のものである。固体と� ��て大きな結合力を持って結合しているので� ��なく、静電気やファンデルワールス力など� ��よって複数の一次粒子が集合体の体をなし� ��いるもので、超音波などの外的刺激により� ��その一部または全部が一次粒子の状態にな� ��程度で結合している。凝集粒子92の粒径と� �ては、約1μm程度のもので、結晶粒子92aとし� ��は、14面体や12面体などの7面以上の面を持� �多面体形状を有するのが望ましい。

 また、このMgOの結晶粒子92aの一次粒子の� ��径は、結晶粒子92aの生成条件によって制御� ��きる。例えば、炭酸マグネシウムや水酸化� ��グネシウムなどのMgO前駆体を焼成して生成� ��る場合、焼成温度や焼成雰囲気を制御する� ��とで、粒径を制御できる。一般的に、焼成� ��度は700℃程度から1500℃程度の範囲で選択で きるが、焼成温度が比較的高い1000℃以上に� �ることで、一次粒径を0.3~2μm程度に制御可能 である。さらに、MgO前駆体を加熱して結晶粒 子92aを得ることで、生成過程において、複数 個の一次粒子同士が凝集またはネッキングと 呼ばれる現象により結合した凝集粒子92を得� ��ことができる。

 次に、本発明の実施の形態による保護層� ��有するPDPの効果を確認するために行った実� ��結果について説明する。

 まず、構成の異なる保護層を有するPDPを� ��作した。試作品1は、MgOによる保護層のみを 形成したPDPである。試作品2は、Al、Siなどの� ��純物をドープしたMgOによる保護層を形成し� ��PDPである。試作品3は、MgOによる下地膜91上� ��金属酸化物からなる結晶粒子の一次粒子の� ��を散布し、付着させたPDPである。試作品4は 本発明品で、MgOによる下地膜上に、上述した ように、凝集粒子と分散溶剤とからなる結晶 粒子ペーストを塗布することにより結晶粒子 ペースト膜を形成し、その後下地膜と結晶粒 子ペースト膜を焼成することにより、結晶粒 子を凝集させた凝集粒子を全面に亘ってほぼ 均一に分布するように付着させたPDPである。 凝集粒子は、金属酸化物からなる複数個の結 晶粒子が凝集したものである。分散溶剤は、 凝集粒子を分散させるための溶剤であって、 エーテル結合を有する脂肪族アルコール系溶 剤または2価以上のアルコール系溶剤のいず� �かに分類されるものである。なお、試作品3� ��4において、金属酸化物としては、MgOの単結 晶粒子が用いられている。また、この実施の 形態による試作品4に用いた結晶粒子につい� �、カソードルミネッセンスを測定したとこ� �、図5に示すような波長に対する発光強度の� ��性を有していた。なお、発光強度は相対値� ��表示されている。

 これらの4種類の保護層の構成を有するPDP について、その電子放出性能と電荷保持性能 を調べた。

 なお、電子放出性能は、大きいほど電子� ��出量が多いことを示す数値で、放電の表面� ��態及びガス種とその状態によって定まる初� ��電子放出量をもって表現される。初期電子� ��出量については表面にイオン或いは電子ビ� ��ムを照射して表面から放出される電子電流� ��を測定する方法で測定できるが、パネルの� ��面板表面の評価を非破壊で実施することが� ��難を伴う。そこで、ここでは、特開2007-48733 号公報に記載されているように、放電時の遅 れ時間のうち、統計遅れ時間と呼ばれる放電 の発生しやすさの目安となる数値が測定され る。そうして、その数値の逆数を積分するこ とで、初期電子の放出量と線形に対応する数 値が算出される。そのため、ここではこの算 出された数値を用いて電子放出量が評価され ている。この放電時の遅れ時間とは、パルス の立ち上がりから放電が遅れて行われる放電 遅れの時間を意味する。放電遅れは、放電が 開始される際にトリガーとなる初期電子が保 護層表面から放電空間中に放出されにくいこ とが主要な要因として考えられている。

 また、電荷保持性能は、その指標として� ��PDPとして作製した場合に電荷放出現象を抑� ��るために必要とする、走査電極に印加する� ��圧(以下Vscn点灯電圧と呼称する)の電圧値が� ��いられた。すなわち、Vscn点灯電圧の低い方 が電荷保持性能が高いことを示す。このこと は、PDPのパネル設計上でも低電圧で駆動でき るため、電源や各電気部品として、耐圧およ び容量の小さい部品を使用することが可能と なる。現状の製品において、走査電圧を順次 パネルに印加するためのMOSFETなどの半導体ス イッチング素子には、耐圧150V程度の素子が� �用されている。そのため、Vscn点灯電圧とし� ��は、温度による変動を考慮し、120V以下に抑 えるのが望ましい。

 図6は、これらの電子放出性能と電荷保持 性能について調べた結果を示している。この 図6から明らかなように、試作品4は、電荷保� ��性能の評価において、Vscn点灯電圧を120V以� �にすることができ、しかも電子放出性能は6� ��上の良好な特性を得ることができる。

 すなわち、一般的にはPDPの保護層の電子� ��出性能と電荷保持性能は相反する。例えば� ��保護層の製膜条件を変更したり、また、保� ��層中にAlやSi、Baなどの不純物をドーピング� ��て製膜することにより、電子放出性能を向� ��することは可能であるが、副作用としてVscn 点灯電圧も上昇してしまう。

 本発明の実施の形態による保護層9を形成 したPDPにおいては、電子放出性能としては6� �上の特性で、電荷保持性能としてはVscn点灯� ��圧が120V以下のものを得ることができる。そ うして、高精細化により走査線数が増加し、 かつセルサイズが小さくなる傾向にある、PDP の保護層に対しては、電子放出性能と電荷保 持性能の両方を満足させることができる。

 次に、本発明の実施の形態によるPDPの保� ��層9に用いた結晶粒子の粒径について説明す る。なお、以下の説明において、粒径とは平 均粒径を意味し、平均粒径とは、体積累積平 均径(D50)のことを意味している。

 図7は、上記図6で説明した本発明の試作� �4において、MgOの結晶粒子の粒径を変化させ� ��電子放出性能を調べた実験結果を示す。な� ��、図7において、MgOの結晶粒子の粒径は、結 晶粒子をSEM観察することで測定した。

 この図7に示すように、粒径が0.3μm程度に 小さくなると、電子放出性能が低くなり、ほ ぼ0.9μm以上であれば、高い電子放出性能が得 られることがわかる。

 ところで、放電セル内での電子放出数を� ��加させるためには、下地膜91上の単位面積� �たりの結晶粒子92aの数は多い方が望ましい� �本発明者らの実験によれば、前面板2の保護� ��9と密接に接触する背面板10の隔壁14の頂部� �相当する部分に結晶粒子92aが存在すること� �、隔壁14の頂部を破損させる可能性がある。 その破損した材料が蛍光体層15の上に乗るな� ��によって、該当するセルが正常に点灯消灯� ��なくなる現象が発生することがわかった。� ��の隔壁破損の現象は、結晶粒子が隔壁頂部� ��対応する部分に存在しなければ発生しにく� ��ことから、付着させる結晶粒子数が多くな� ��ば、隔壁の破損発生確率が高くなる。

 図8は、上記図6で説明した本発明の実施� �形態の試作品4において、下地膜91の単位面� �当たりに粒径の異なる同じ数の結晶粒子を� �布し、隔壁破損の関係を実験した結果を示� �図である。

 この図8から明らかなように、結晶粒子径 が2.5μm程度に大きくなると、隔壁破損の確率 が急激に高くなる。しかし、結晶粒子径が2.5 μmより小さければ、隔壁破損の確率は比較的 小さく抑えることができることがわかる。

 以上の結果に基づくと、本発明の実施の� ��態のPDPにおける保護層においては、結晶粒� ��92aとして、粒径が0.9μm以上で2.5μm以下のも� ��が望ましいと考えられる。しかし、PDPとし� ��実際に量産する場合には、結晶粒子92aの製� ��上でのばらつきや保護層9を形成する場合の 製造上でのばらつきを考慮する必要がある。

 このような製造上でのばらつきなどの要� ��を考慮するために、結晶粒子の粒径を変化� ��せて実験を行った。図9は、一例としての結 晶粒子の粒径とその粒系を有する結晶粒子が 存在する頻度を示している。図9に示す結晶� �子の例において、平均粒径が0.9μm以上で2μm� ��下の範囲にある結晶粒子を使用すれば、上� ��した本発明の効果を安定的に得られること� ��わかった。

 以上のように本発明による保護層を形成� ��たPDPにおいては、電子放出性能としては、6 以上の特性で、電荷保持性能としてはVscn点� �電圧が120V以下のものを得ることができる。� ��たがって、高精細化により走査線数が増加� ��、かつセルサイズが小さくなる傾向にあるP DPの保護層として、電子放出性能と電荷保持� ��能の両方を満足させることができる。これ� ��より、高精細で高輝度の表示性能を備え、� ��つ低消費電力のPDPを実現することができる� ��

 次に、本発明によるPDPにおいて、保護層� ��形成する方法としては、誘電体層上に下地� ��を蒸着した後、その下地膜上に、金属酸化� ��からなる複数個の結晶粒子を溶剤に分散さ� ��た結晶粒子ペーストを塗布することにより� ��晶粒子ペースト膜を形成し、その後結晶粒� ��ペースト膜を加熱して溶剤を除去する工程� ��より、結晶粒子を付着させることができる� ��その製造工程の一例について、図10を用い� �説明する。

 図10に示すように、第1誘電体層81と第2誘� ��体層82との積層構造からなる誘電体層8を形� ��する誘電体層形成ステップS11が行われる。� ��の後、次の下地膜蒸着ステップS12において� ��Alを含むMgOの焼結体を原材料とした真空蒸� �法によって、MgOからなる下地膜が誘電体層8� ��第2誘電体層82上に形成される。

 その後、下地膜蒸着ステップS12において� ��成された未焼成の下地膜上に、複数個の結� ��粒子を離散的に付着させる結晶粒子ペース� ��膜形成ステップS13が行われる。

 この工程においては、まず、所定の粒径� ��布を持つ凝集粒子92を、樹脂成分とともに� �エチレングリコール、ジエチレングリコー� �、プロピレングリコール、グリセリン、ジ� �チレングリコールモノブチルエーテル、ジ� �チレングリコールジエチルエーテル、ジエ� �レングリコールモノブチルエーテルアセテ� �ト、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、ベン ジルアルコール、テルビネオールなどのエー テル結合を有する脂肪族アルコール系溶剤ま たは2価以上のアルコール系溶剤のいずれか� �分類される分散溶剤を単一または混合溶媒� �して使用して混合した結晶粒子ペーストが� �備される。結晶粒子ペースト膜形成ステッ� �S13において、その結晶粒子ペーストをスク� �ーン印刷法などの印刷により、未焼成の下� �膜上に塗布して結晶粒子ペースト膜が形成� �れる。

 なお、結晶粒子ペーストを未焼成の下地� ��上に塗布して結晶粒子ペースト膜を形成す� ��ための方法として、スクリーン印刷法以外� ��、スプレー法、スピンコート法、ダイコー� ��法、スリットコート法等も用いることがで� ��る。

 この結晶粒子ペースト膜を形成した後、� ��燥ステップS14で、結晶粒子ペースト膜は乾� ��される。

 その後、下地膜蒸着ステップS12において� ��成した未焼成の下地膜と、結晶粒子ペース� ��膜形成ステップS13において形成し乾燥ステ� ��プS14を実施した結晶粒子ペースト膜とが、� ��熱ステップS15において数百℃の温度で加熱� ��れる。同時に焼成を行い、結晶粒子ペース� ��膜に残っている溶剤や樹脂成分を除去する� ��とにより、下地膜91上に複数個の凝集粒子92 を付着させた保護層9を形成することができ� �。

 なお、樹脂成分は、塗布方法により必要� ��応じて使用すればよく、スプレー法、スリ� ��トコート法などのように樹脂成分が必ずし� ��必要のない場合は、使用せずとも良い。

 ところで、本発明の方法においては、所� ��の結晶粒子を含む結晶粒子ペーストを、ス� ��レー法やスピンコート法、スクリーン印刷� ��、ダイコート法、スリットコート法等の薄� ��あるいは厚膜を生成する方法で塗布し、そ� ��後乾燥または焼成等の加熱する方法によっ� ��溶媒成分を除去する方法を用い、結晶粒子� ��均一に分布するように付着させる。一方、� ��燥または焼成は、ペーストの溶媒成分とし� ��の溶剤により決定される。すなわち、溶媒� ��分が、エタノールなどの揮発温度の低い溶� ��からなっている際には、80℃から120℃程度� �乾燥工程により溶媒成分を揮発除去させる� �とができる。しかし、溶媒にターピネオー� �やエチルセルロース系などの揮発温度が比� �的高い、または蒸気圧が低い成分が混合さ� �ている場合には、250℃から500℃程度の最高� �度を有する焼成ステップを経ることが必要� �なる。

 また、スクリーン印刷法によって膜形成� ��る場合、スクリーンのメッシュ粗さなどに� ��ってその膜厚を制御することができる。と� ��ろで、メッシュの面内バラツキの観点から� ��ると、その膜厚は薄すぎても、バラツキが� ��きくなるし、また、粒子濃度を薄くし膜厚� ��厚くして膜形成すると、ペースト中の粒子� ��分布に関してバラツキが大きくなる傾向が� ��る。さらに、粘度によって、そのペースト� ��の粒子の沈降速度が定まり粘度が高いほど� ��降速度が遅くなるため安定した生産を期待� ��きるが、ペースト中の粒子の分布を一定に� ��るため、3本ローラーなどで撹拌をする時間 が長くなり、ペースト生産上の効率が非常に 悪くなる。

 PDPのような、大きな面積を一様にスクリー� ��印刷法によって印刷する場合には、これま� ��の種々の結果から、膜厚を10μm程度にする� �とが最も安定して生産できることが分かっ� �いる。そのため、膜厚中心目標を10μmとして 、周辺の環境を考えると、ペーストとして、 剪断速度1.0s ^-1 の粘度が20Pa・s以上で30Pa・s以下の範囲で良� �な分布にて塗布することができた。また、� �降が最も大きいと考えられる粒径最大の場� �にも、1Pa・s以上であれば充分な時間安定し� ��使用することができた。そのため、剪断速� ��1.0s ^-1 での粘度として20Pa・s以上で30Pa・s以下の範� �であれば、問題なく印刷法による散布を実� �することができる。

 一方、ダイコーターやスリットコーター� ��どと呼ばれるコーター類では、比較的低粘� ��で、蒸発温度の低い溶剤を用いたペースト� ��も膜形成が可能である。しかしながら、粘� ��が低くなると言うことで、非常に大きな速� ��で粒子が沈降し、そのため、安定した生産� ��するためには、粘度及びその粒径の調整を� ��なければならない。結果として、前述した� ��刷法の場合とほぼ同じ出来上がりの粒子面� ��布にするためには、沈降によるバラツキが� ��述した印刷によるバラツキ以下にしなけれ� ��ならない。しかし、最大の粒径の場合を考� ��ると、ペースト粘度は30Pa・s以下にする必� �がある。一方、最低の粒径で、実際のペー� �ト運用である数日のポットライフを考えた� �には、同様に1Pa・s以上あればよい。

 以上の説明では、保護層9として、MgOを例に 挙げたが、下地に要求される性能はあくまで イオン衝撃から誘電体を守るための高い耐ス パッタ性能を有することであり、高い電荷保 持性能、すなわちあまり電子放出性能が高く なくてもよい。従来のPDPでは、一定以上の電 子放出性能と耐スパッタ性能という二つを両 立させるため、MgOを主成分とした保護層9を� �成する場合が非常に多かった。しかし、電� �放出性能が金属酸化物単結晶粒子によって� �配的に制御される構成を取るため、MgOであ� �必要は全くなく、Al ₂ O ₃ 等の耐衝撃性に優れる他の材料を用いても全 く構わない。

 また、本発明の実施の形態実施例では、� ��結晶粒子92aとしてMgO粒子を用いて説明した� ��、この他の単結晶粒子でも、MgO同様に高い� ��子放出性能を持つSr、Ca、Ba、Al等の金属の� �化物による結晶粒子を用いても同様の効果� �得ることができる。そのため、単結晶粒子� �粒子種としてはMgOに限定されるものではな� �。

 従来のPDPにおいては、保護層に不純物を� ��在させることで電子放出特性を改善しよう� ��する試みが行われている。しかし、保護層� ��不純物を混在させ、電子放出特性を改善し� ��場合、これと同時に保護層表面に電荷が蓄� ��され、メモリー機能として使用しようとす� ��際の電荷が時間と共に減少する減衰率が大� ��くなってしまう。そのため、これを抑える� ��めの印加電圧を大きくする等の対策が必要� ��なる。このように保護層の特性として、高� ��電子放出能を有すると共に、メモリー機能� ��しての電荷の減衰率を小さくする、すなわ� ��高い電荷保持特性を有するという、相反す� ��二つの特性を併せ持たなければならないと� ��う課題がある。

 しかし、以上の説明から明らかな通り、� ��発明は、電子放出特性を改善するとともに� ��電荷保持特性も併せ持ち、高画質と、低コ� ��ト、低電圧を両立することのできるPDPを提� ��できる。このことにより、低消費電力で高� ��細で高輝度の表示性能を備えたPDPを実現す� ��ことができる。

 また、本発明の製造方法によれば、下地� ��に複数個の凝集粒子を全面に亘ってほぼ均� ��に分布するように付着させることが可能で� ��る。