本発明において、一対の基板としては、� ��ラス、石英、セラミックス等の基板や、こ� ��らの基板上に、電極、絶縁膜、誘電体層、� ��護膜等の所望の構成要素を形成した基板が� ��まれる。

 上記の基板上には、電極が形成されていて� ��よい。この電極は、当該分野で公知の各種� ��電極を適用することができる。これらの電� ��に用いられる材料としては、例えば、ITO、S nO ₂ などの透明な導電性材料や、Ag、Au、Al、Cu、C rなどの金属の導電性材料が挙げられる。電� �の形成方法としては、当該分野で公知の各� �の方法を適用することができる。たとえば� �印刷などの厚膜形成技術を用いて形成して� �よいし、物理的堆積法または化学的堆積法� �らなる薄膜形成技術を用いて形成してもよ� �。厚膜形成技術としては、スクリーン印刷� �などが挙げられる。薄膜形成技術の内、物� �的堆積法としては、蒸着法やスパッタ法な� �が挙げられる。化学的堆積方法としては、� �CVD法や光CVD法、あるいはプラズマCVD法など� �挙げられる。

 誘電体層は、当該分野で公知の各種の材料� ��方法を用いて形成することができる。たと� ��ば、誘電体層は、低融点ガラスフリット(ガ ラス粉末)、バインダー樹脂、および溶媒か� �なるガラスペーストをスクリーン印刷法で� �布して、焼成することで形成することがで� �る。あるいは、ガラス粉末のグリーンシー� �(未焼結の誘電体シート)を貼り付けて、焼成 することで形成することができる。誘電体層 は、この他に、SiO ₂ 膜のような薄膜を成膜することで形成するこ ともできる。

 保護膜は、上記電極間の面放電により生� ��るイオンの衝突による損傷から、保護膜の� ��層にある例えば誘電体層などを保護するも� ��である。保護膜は、酸化マグネシウムを用� ��て、電子ビーム蒸着法やスパッタ法のよう� ��、当該分野で公知の薄膜形成プロセスによ� ��て形成することができる。

 本発明において、保護膜は、酸化マグネ� ��ウムの〈111〉配向膜である主保護膜と、そ� ��主保護膜上に形成され、主保護膜よりも膜� ��度の高い酸化マグネシウム膜である上部保� ��膜とからなる。酸化マグネシウムの〈111〉� ��向膜とは、〈111〉配向結晶(膜厚方向の結晶 方位が〈111〉であり膜平面と平行な面が{111}� ��の結晶)が他の結晶に対してその数の上で優 勢な酸化マグネシウム膜を意味する。同様に 、〈110〉配向の酸化マグネシウム膜、〈220〉 配向の酸化マグネシウム膜、および〈330〉配 向の酸化マグネシウム膜も、これらの配向結 晶が他の結晶に対してその数の上で優勢な酸 化マグネシウム膜を意味する。

 これらの酸化マグネシウム膜は、適当な� ��素分圧の酸素雰囲気中での真空蒸着や、適� ��なイオン照射量のイオンアシスト蒸着等に� ��って形成することができる。具体的には、� ��化マグネシウムの〈111〉配向膜については� ��たとえば、特開平5-234519号公報に記載の方� �などを適用することができる。

 本発明において、上部保護膜は、主保護� ��に不純物ガスが吸着されることを防止する� ��めに設けられる。この観点から、上部保護� ��は、主保護膜よりも膜密度の高い膜であれ� ��、どのような酸化マグネシウム膜であって� ��よい。主保護膜よりも膜密度が高い酸化マ� ��ネシウム膜としては、たとえば、〈110〉配� ��、〈220〉配向、または〈330〉配向の酸化マ� ��ネシウム膜などが挙げられる。

 上記の膜密度とは、成膜した膜中に占め� ��、水分や炭素化合物などの不純物ガス以外� ��結晶成分の割合を意味し、膜密度が高いと� ��、膜中の結晶成分の割合が高いことを意味� ��る。

 本発明においては、膜密度を酸化マグネ� ��ウ(MgO)のバルクに対する相対膜密度で定義� �た。膜密度は屈折率の関数であるので、成� �したMgO膜の屈折率をエリプソメータ等で測� �することで、そのMgO膜の相対膜密度を知る� �とができる。すなわち、不純物ガスを含ま� �い膜密度100%のMgOの単結晶(純度100%のMgOのバ� �ク)の屈折率を1.74(化学便覧等参照)とし、不� ��物ガスの屈折率を1.0とすると、成膜したMgO� ��の屈折率を調べることで、以下の式から成� ��したMgO膜の相対膜密度を知ることができる� ��

  成膜したMgO膜の屈折率(測定値):n
  成膜したMgO膜の相対膜密度:ρ
  MgO単結晶の屈折率(既知):α(1.74)
  不純物ガスの屈折率(既知):β(1.0)
  不純物ガスの相対膜密度:1-ρ
とすると、
  n=α×ρ+β×(1-ρ)
上記の式にα=1.74、β=1.0を代入すると、
  n=0.74ρ+1
  ρ=(n-1)/0.74
上記の式から、成膜したMgO膜の屈折率:nを測� ��し、その屈折率が例えば1.6であった場合に� ��、ρ≒0.81となり、成膜したMgO膜の相対密度� ��約81%であることがわかる。

 主保護膜として形成する酸化マグネシウ� ��の〈111〉配向膜の屈折率は1.48~1.63であり、� ��対膜密度は65~85%である。これに対し、上部� ��護膜として形成する酸化マグネシウムの〈1 10〉配向膜、〈220〉配向膜、または〈330〉配� ��膜の屈折率は1.63~1.74であり、相対膜密度は8 5~100%である。したがって、上部保護膜として は、酸化マグネシウムの〈110〉配向膜、〈220 〉配向膜、及び〈330〉配向膜のいずれを形成 してもよい。

 本発明において、上部保護膜は、主保護� ��に不純物ガスが吸着されることを防止でき� ��程度の膜厚であればよい。この観点から、� ��部保護膜は、主保護膜の膜厚よりも薄い膜� ��であればよく、具体的には、主保護膜の17~5 0%の膜厚とすることが望ましい。主保護膜お� ��び上部保護膜は、それぞれ200nm以上の膜厚� �有することが望ましい。これは結晶性が安� �するためである。主保護膜と上部保護膜の� �計の膜厚は、400~1500nm程度の膜厚を有するこ� ��が望ましい。これは、保護膜全体の膜厚を4 00nm以下にした場合には、保護膜は、平行す� �2本の表示電極間の面放電時にスパッタされ� ��が、そのスパッタにより保護膜の寿命に影� ��を与えるからである。また、保護膜全体を1 500nm以上の膜厚で成膜する場合には、製造コ� ��トの上昇を招くからである。

 これらの観点から、主保護膜の膜厚は200~ 1000nm程度、上部保護膜の膜厚は200~500nm程度、 主保護膜と上部保護膜の合計の膜厚は400~1500n m程度の膜厚とすることが望ましい。

 以下、図面に示す実施形態に基づいて本� ��明を詳述する。なお、本発明はこれによっ� ��限定されるものではなく、各種の変形が可� ��である。

 図1(a)および図1(b)は本発明のPDPの一実施� �態の構成を示す説明図である。図1(a)はパネ� ��全体を示す斜視図であり、図1(b)は図1(a)の� �分分解斜視図である。このPDPはカラー表示� �のAC駆動方式の3電極面放電型で、かつ蛍光� �層を背面側に設けた反射型パネル構造のPDP� �ある。

 PDPは、前面側基板構体と背面側基板構体� ��で構成されている。前面側基板構体は、前� ��側の基板11にPDPとして機能する各種の構成� �素が形成されたものである。背面側基板構� �は、背面側の基板21にPDPとして機能する各種 の構成要素が形成されたものである。前面側 の基板11と背面側の基板21としては、透光性� �ガラス基板を用いているが、ガラス基板以� �に、石英基板、セラミックス基板等も使用� �ることができる。

 前面側の基板11の内側面には、水平方向に� �示電極Xと表示電極Yが交互に等間隔で配置さ れている。隣接する表示電極Xと表示電極Yと� ��間が全て表示ラインLとなる。各表示電極X,Y は、ITO、SnO ₂ などの幅の広い透明電極12と、例えばAg、Au、 Al、Cu、Cr及びそれらの積層体(例えばCr/Cu/Crの 積層構造)等からなる金属製の幅の狭いバス� �極13から構成されている。表示電極X,Yは、Ag� ��Auについてはスクリーン印刷のような厚膜� �成技術を用い、その他については蒸着法、� �パッタ法等の薄膜形成技術と、サンドブラ� �トやエッチング技術を用いることにより、� �望の本数、厚さ、幅及び間隔で形成するこ� �ができる。

 なお、本PDPでは、表示電極Xと表示電極Y� �交互に等間隔で配置され、隣接する表示電� �Xと表示電極Yとの間が全て表示ラインLとな� �、いわゆるALIS構造のPDPとなっているが、対� ��なる表示電極X,Yが放電の発生しない間隔(非 放電ギャップ)を隔てて配置された構造のPDP� �あっても、本発明を適用することができる� �

 表示電極X,Yの上には、表示電極X,Yを覆う� ��うに低融点ガラス等からなるAC駆動のため� �電荷を蓄積できる誘電体層17が形成されてい る。

 誘電体層17の上には、表示の際の放電に� �り生じるイオンの衝突による損傷から当該� �電体層17を保護するための保護膜18が形成さ� ��ている。この保護膜は酸化マグネシウム(MgO )で形成されている。保護膜は、蒸着法やス� �ッタ法のような、当該分野で公知の薄膜形� �プロセスによって形成することができる。� �の保護膜の詳細については後述する。

 背面側の基板21の内側面には、平面的に� �て表示電極X,Yと交差する方向に複数のアド� �ス電極Aが形成され、そのアドレス電極Aを覆 って誘電体層24が形成されている。アドレス� ��極Aは、表示電極Yとの交差部で発光セルを� �択するためのアドレス放電を発生させるも� �であり、Cr/Cu/Crの3層構造で形成されている� �このアドレス電極Aは、その他に、例えばAg� �Au、Al、Cu、Cr等で形成することもできる。ア ドレス電極Aも、表示電極X,Yと同様に、Ag、Au� ��ついてはスクリーン印刷のような厚膜形成� ��術を用い、その他については蒸着法、スパ� ��タ法等の薄膜形成技術とエッチング技術を� ��いることにより、所望の本数、厚さ、幅及� ��間隔で形成することができる。誘電体層24� �、前面基板側の誘電体層17と同じ材料、同じ 方法を用いて形成することができる。

 なお、アドレス電極Aを前面側の基板11側� ��表示電極X,Yと共に配置することも可能で、� ��の場合アドレス電極Aは誘電体層17と保護膜1 8との間に配置される。

 隣接するアドレス電極Aとアドレス電極A� �の間の誘電体層24上には、放電空間を表示電 極X,Yの延伸方向にセルごとに区画するストラ イプ状の隔壁29が形成されている。隔壁29は� �サンドブラスト法、フォトエッチング法等� �より形成することができる。例えば、サン� �ブラスト法では、ガラスフリット、バイン� �ー樹脂、溶媒等からなるガラスペーストを� �電体層上に塗布して乾燥させた後、そのガ� �スペースト層上にリブパターンの開口を有� �る切削マスクを設けた状態で切削粒子を吹� �つけて、マスクの開口に露出したガラスペ� �スト層を切削し、さらに焼成することによ� �形成する。また、フォトエッチング法では� �切削粒子で切削することに代えて、バイン� �ー樹脂に感光性の樹脂を使用し、マスクを� �いた露光及び現像の後、焼成することによ� �形成する。

 各隔壁29で区分けされた領域(溝)の側面及 び底面には、紫外線により励起されて赤(R)、 緑(G)、青(B)の可視光をそれぞれ発生する蛍光 体層28R,28G,28Bが順番に繰り返し形成されてい� ��。この隔壁29により隔てられ、前面側の基� �の保護膜18と背面側の基板の蛍光体層28R,28G,2 8Bで囲われて放電空間30が形成されている。� �光体層28R,28G,28Bは、蛍光体粉末とバインダー 樹脂と溶媒とを含む蛍光体ペーストを隔壁29� ��囲まれたセル内にスクリーン印刷、又はデ� ��スペンサーを用いた方法などで塗布し、こ� ��を各色毎に繰り返した後、焼成することに� ��り形成している。この蛍光体層28R,28G,28Bは� �蛍光体粉末と感光性材料とバインダー樹脂� �を含むシート状の蛍光体層材料(いわゆるグ� ��ーンシート)を使用し、フォトリソグラフィ ー技術で形成することもできる。この場合、 所望の色のシートを基板上の表示領域全面に 貼り付けて、露光、現像を行い、これを各色 毎に繰り返すことで、対応するセル内に各色 の蛍光体層を形成することができる。

 PDPは、上記した前面側基板構体と背面側� ��板構体とを、表示電極X,Yとアドレス電極Aと が交差するように対向配置し、周囲をガラス フリット等のシール材により封着し、隔壁29� ��囲まれた放電空間30にXeとNeとを含む放電ガ� ��を充填することにより作製されている。こ� ��PDPでは、表示電極Xと表示電極Yとの間の表� �ラインとアドレス電極Aとの交差部の放電空� ��30が、表示の最小単位である1つのセル(単位 発光領域)となる。1画素はR、G、Bの3つのセル で構成される。

 図2は保護膜の詳細構成を示す説明図であ る。この図は保護膜の断面を拡大した図であ る。保護膜18は、前述したように、誘電体層1 7の上に、誘電体層17を覆うように形成されて いる。この保護膜は、誘電体層17の上に、〈1 11〉配向のMgO膜を主保護膜18aとして形成し、� ��の上に、主保護膜18aよりも膜密度の高い〈1 10〉配向のMgO膜を上部保護膜18bとして形成し� ��構造であり、二層構造の保護膜となってい� ��。

 上記の実施形態では、上部保護膜18bを〈1 10〉配向のMgO膜としているが、この上部保護� ��18bは、主保護膜18aに不純物ガスが吸着され� ��ことを防止する役割を果たすものであり、� ��保護膜18aよりも膜密度が高いMgO膜であれば� ��どのようなMgO膜であってもよい。主保護膜1 8aよりも膜密度が高い他のMgO膜としては、た� ��えば、〈220〉配向のMgO膜、または〈330〉配� ��のMgO膜などが挙げられる。したがって、他� ��実施形態としては、上部保護膜18bに〈220〉� ��向のMgO膜、または〈330〉配向のMgO膜を成膜� ��た形態などがある。

 上部保護膜18bは、主保護膜18aに不純物ガ� ��が吸着されることを防止できる程度の膜厚� ��あればよく、主保護膜18aよりも薄い膜厚で� ��成されている。主保護膜18aおよび上部保護� ��18bは、結晶性の安定のためには、それぞれ2 00nm以上の膜厚で成膜することが望ましい。� �保護膜と上部保護膜の合計の膜厚は、膜寿� �の観点から400nm以上、製造コストの観点から 1500nm以下の厚みで成膜することが望ましい。

 上記の理由から、主保護膜18aの膜厚は200~ 1000nm程度、上部保護膜18bの膜厚は200~500nm程度 、主保護膜18aと上部保護膜18bの合計の膜厚は 400~1500nm程度で成膜する。上部保護膜18bは主� �護膜18aの17~50%の膜厚とすることが望ましい� �

 このように、二次電子放出特性が良好な� ��111〉配向のMgO膜を主保護膜18aとして形成し� ��その上に膜密度の高いMgO膜を上部保護膜18b� ��して成膜した二層構造の保護膜とすること� ��、保護膜が大気中に暴露された場合でも、� ��保護膜18aに不純物ガスGが吸着されにくい構 造とする。これにより、保護膜を、二次電子 放出特性が良好で、かつ不純物ガスの吸着量 が少ない保護膜とすることができる。

 図3は保護膜として主保護膜のみを形成し た場合の比較例である。本比較例では、誘電 体層37の上に、主保護膜として、〈111〉配向� ��MgO膜38だけを成膜している。

 〈111〉配向のMgO膜は、他の配向のMgO膜と� ��較して、平行する2本の電極間で面放電を発 生させた際の二次電子放出特性が良好であり 、この理由から一般によく用いられている。 しかし、成膜後、大気中に暴露すると、結晶 と結晶との隙間に水分(水蒸気)や二酸化炭素� ��ような不純物ガスGが取り込まれやすく、PDP の製造後、この不純物ガスがPDPの表示放電に 悪影響を与える。

 すなわち、〈111〉配向のMgO膜を基板に成� ��した後、チャンバーから出して大気中に暴� ��すると、〈111〉配向のMgO膜に不純物ガスGが 吸着される。したがって、このような不純物 ガスが吸着された基板を用いてPDPを製造する と、PDPの表示放電によるスパッタで保護膜か ら不純物ガスが放出され、この不純物ガスに よって放電空間内が汚染され、二次電子放出 特性が悪化する。

 これに対し、本発明では、図2に示したよ うに、主保護膜18aへの不純物ガスGの吸着量� �低減することができ、これにより、良好な� �次電子放出特性を維持したまま、放電空間� �への不純物ガスの持ち込み量を低減させる� �とができる。

 図4(a)~図4(e)はPDPの製造方法を示す説明図で� ��る。
 まず、前面側の基板11に透明電極12とバス電 極13を形成し(図4(a)参照)、透明電極12とバス� �極13を覆って誘電体層17を形成する(図4(b)参� �)。

 次に、誘電体層17上に、〈111〉配向のMgO� �を主保護膜18aとして成膜し(図4(c)参照)、こ� �主保護膜18aの上に、〈110〉配向のMgO膜を上� �保護膜18bとして成膜する(図4(d)参照)。

 そして、背面側の基板21にアドレス電極A� ��誘電体層24、隔壁29、および蛍光体層を形成 した背面側基板構体に、上記の工程で製造し た前面側基板構体を対向させて位置合わせを 行い、基板の周辺を封着材で封着して、パネ ル(放電空間)内の排気および放電ガスの封入� ��行った後、エージングを行うことでPDPを製� ��する(図4(e)参照)。

 主保護膜18aと上部保護膜18bは、誘電体層1 7を形成した前面側の基板11をチャンバー内に 搬入し、誘電体層17上に蒸着法やスパッタ法� ��よって形成する。上部保護膜18bの成膜に際� ��ては、主保護膜18aを成膜した後、いったん� ��膜を停止し、成膜条件を変えて上部保護膜1 8bを成膜してもよいし、主保護膜18aの成膜の� ��終段階で、成膜条件を変え、そのまま継続� ��て上部保護膜18bを成膜してもよい。主保護� ��18aの成膜は比較的高い温度で行われるため� ��主保護膜18aに吸着される不純物ガスの量は� ��れほど多くないが、主保護膜18aを成膜した� ��、基板をチャンバーの外へ出すと、主保護� ��18aに不純物ガスが吸着されてしまう。この� ��め、主保護膜18aと上部保護膜18bは、同一の� ��ャンバー内で継続して成膜することが望ま� ��い。

 〈110〉配向のMgO膜は、〈111〉配向のMgO膜� ��成膜中に、チャンバー内に水素ガスまたは� ��を10sccm以上導入することで、成膜すること� ��できる。水素ガスまたは水の導入量は、〈1 10〉配向、又は〈220〉配向のMgO膜を効率よく� ��膜するためには、100~5000sccm程度とすること� ��望ましい。上限を5000sccmとしたのは、入れ� �ぎるとチャンバー内圧力が悪くなり、結晶� �が悪化するためである。

 前述したように、上部保護膜18bは、主保� ��膜18aよりも薄い膜厚で成膜する。主保護膜1 8aの膜厚は200~1000nm程度、上部保護膜18bの膜厚 は200~500nm程度、主保護膜18aと上部保護膜18bの 合計の膜厚は400~1500nm程度で成膜する。

 上記の〈111〉配向のMgO膜の成膜や、〈110� ��配向のMgO膜の成膜は、従来公知の成膜方法� ��て行うこともできる。たとえば、特開2003-31 136号公報や、特開平9-295894号公報に記載の成� ��方法などを適用することができる。

 図5および図6はTDS装置を用いたパネル表面� �ガス特性を示すグラフであり、保護膜から� �不純物ガスの脱ガス量を示したものである� �図5は水分(H ₂ O)の脱ガス量を示し、図6は二酸化炭素(CO ₂ )の脱ガス量を示している。いずれもTDS(昇温� ��脱分析)装置を用いて測定したものである。

 これらのグラフは、ガラス基板に保護膜を� ��膜した後、保護膜からの不純物ガスの脱ガ� ��量を測定したものである。これらのグラフ� ��示すように、本発明の保護膜の場合、つま� ��主保護膜と上部保護膜の二層構造の保護膜� ��成膜した場合には、保護膜として主保護膜( 〈111〉配向のMgO膜)だけを成膜した場合と比� �して、パネルからの水分(H ₂ O)の脱ガス量と、二酸化炭素(CO ₂ )の脱ガス量は、いずれも減少しており、こ� �により、本発明の二層構造の保護膜であれ� �、不純物ガスが吸着されにくいことがわか� �。

 なお、以上の実施形態は、蛍光体層を背� ��側基板に設けた反射型パネル構造を対象と� ��たものであるが、本発明は、蛍光体層を前� ��側基板に設け、表示電極、誘電体層、保護� ��を背面側基板に設けた、いわゆる透過型パ� ��ル構造に対しても適用可能である。