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。

 (実施の形態)
 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に示� �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ている。PDP1の外 周部はガラスフリットなどからなる封着材に よって気密封着されている。封着されたPDP1� �部の放電空間16には、NeおよびXeなどの放電� �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が形成されている。さらに、誘電体� ��8の表面に酸化マグネシウム(MgO)などからな� ��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ている。そして、アド� ��ス電極12を下地誘電体層13が被覆している。 さらに、アドレス電極12間の下地誘電体層13� �には放電空間16を区切る所定の高さの隔壁14� ��形成されている。

 隔壁14間の溝には、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� ��れている。走査電極4および維持電極5がア� �レス電極12と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、� �色の蛍光体層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を覆うように設けた第1誘電体� ��81と、第1誘電体層81上に形成された第2誘電� ��層82の少なくとも2層構成としている。さら� ��第2誘電体層82上に保護層9を形成している。 保護層9は、誘電体層8上に形成された下地膜9 1と、その下地膜91上に付着させた凝集粒子92� ��ら構成している。

 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とを形成する。これらの 透明電極4a、5aと金属バス電極4b、5bは、フォ� ��リソグラフィ法などを用いてパターニング� ��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、5 bは銀(Ag)材料を含むペーストを所定の温度で� ��成して固化している。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、焼成する方法により形成 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)を形成する。� ��電体ペーストを塗布した後、所定の時間放� ��することによって塗布された誘電体ペース� ��表面がレベリングされて平坦な表面になる� ��その後、誘電体ペースト層を焼成固化する� ��とにより、走査電極4、維持電極5および遮� �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(Mg O)からなる保護層9を真空蒸着法により形成す る。以上のステップにより前面ガラス基板3� �に所定の構成物、すなわち走査電極4、維持� ��極5、遮光層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� �、金属膜を全面に形成した後、フォトリソ� �ラフィ法を用いてパターニングする方法な� �によりアドレス電極12の構成物となる材料層 を形成する。そして、その材料層を所望の温 度で焼成することによりアドレス電極12を形� ��する。

 次に、アドレス電極12が形成された背面� �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を覆うように誘電体ペーストを塗� ��して誘電体ペースト層を形成する。その後� ��誘電体ペースト層を焼成することにより下� ��誘電体層13を形成する。なお、誘電体ペー� �トはガラス粉末などの誘電体材料とバイン� �および溶剤を含んだ塗料である。

 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� �形成する。その後、隔壁材料層を焼成する� �とにより隔壁14を形成する。ここで、下地誘 電体層13上に塗布した隔壁形成用ペーストを� ��ターニングする方法としては、フォトリソ� ��ラフィ法やサンドブラスト法を用いること� ��できる。次に、隣接する隔壁14間の下地誘� �体層13上および隔壁14の側面に蛍光体材料を� ��む蛍光体ペーストを塗布し、焼成すること� ��より蛍光体層15が形成される。以上のステ� �プにより、背面ガラス基板11上に所定の構成 部材を有する背面板10が完成する。

 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 粉末を作製する。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を 作製する。

 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、ペースト中には、必要に応� ��て可塑剤としてフタル酸ジオクチル、フタ� ��酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸� ��リブチルの少なくとも1つ以上を添加し、分 散剤としてグリセロールモノオレート、ソル ビタンセスキオレヘート、ホモゲノール(Kao� �ーポレーション社製品名)、アルキルアリル� ��のリン酸エステルの少なくとも1つ以上を添 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用い 、表示電極6を覆うように前面ガラス基板3に� ��イコート法あるいはスクリーン印刷法で印� ��して乾燥させ、その後、誘電体材料の軟化� ��より少し高い温度の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、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、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 )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 粉末を作製する。次にこの誘電体材料粉末55� ��量%~70重量%と、バインダ成分30重量%~45重量%� ��を三本ロールでよく混練してダイコート用� ��または印刷用の第2誘電体層用ペーストを作 製する。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、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 ン酸トリブチルを添加し、分散剤としてグリ セロールモノオレート、ソルビタンセスキオ レヘート、ホモゲノール(Kaoコーポレーショ� �社製品名)、アルキルアリル基のリン酸エス� ��ルなどを添加して印刷性を向上させてもよ� ��。

 次に、この第2誘電体層用ペーストを用い て第1誘電体層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、可視光透 過率を確保するためには41μm以下が好ましい� ��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(Bi 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、40重量%を超えると着色� �生じやすくなり透過率を上げる目的には好� �しくない。

 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。したがっ� ��、絶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。すなわち、酸化ビス� ��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� �生が極めて少なく透過率の高いPDPを実現す� �ことが可能となる。

 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では、図3 に示すように、保護層9を構成している。保� �層9は、前記誘電体層8上に、不純物としてAl� ��含有するMgOからなる下地膜91を形成する。� �して、その下地膜91上に、金属酸化物である MgOの結晶粒子92aが複数個凝集した凝集粒子92� ��離散的に散布させ、全面に亘ってほぼ均一� ��分布するように複数個付着させることによ� ��、保護層9を構成している。また、MgOの結晶 粒子92aからなる凝集粒子92は、下地膜91上に� �着させる場合、1%以上15%以下の範囲の被覆率 でかつ全面に亘って分布するように付着させ ている。

 ここで、本発明における被覆率とは、1個 の放電セルの領域において、MgOの結晶粒子92a からなる凝集粒子92が付着している面積aを、 1個の放電セルの面積bの比率で表したもので� ��る。すなわち、被覆率(%)=a/b×100の式により� ��めたものである。実際に測定する場合の方� ��としては、例えば、図4に示すように、まず 、隔壁14により区切られた1個の放電セルに相 当する領域をカメラにより画像を撮影する。 そして、x×yの1セルの大きさにトリミングし� ��後、トリミング後の撮影画像を白黒データ� ��2値化する。その後、その2値化したデータ� �基づきMgOの凝集粒子92の付着により黒エリア と判別される面積aを求める。このようにし� �、上述した、被覆率(%)=a/b×100の式に基づい� �、被覆率を演算により求めることができる� �

 また、凝集粒子92とは、図5に示すように� ��所定の一次粒径の結晶粒子92aが凝集または� ��ッキングした状態のものである。固体とし� ��大きな結合力を持って結合しているのでは� ��く、静電気やファンデルワールス力などに� ��って複数個の一次粒子が集合体の体をなし� ��いるものである。すなわち、結晶粒子92aが� ��超音波などの外的刺激により、その一部ま� ��は全部が一次粒子の状態になる程度で結合� ��ているものである。凝集粒子92の粒径とし� �は、約1μm程度のもので、結晶粒子92aとして� ��、14面体や12面体などの7面以上の面を持つ� �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程度に制御する ことが可能である。さらに、MgO前駆体を加熱 して結晶粒子92aを得ることにより、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が生じ、結合し た凝集粒子92を得ることができる。

 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などの不 純物をドープしたMgOによる保護層を形成した PDPである。試作品3は、MgOによる下地膜上に� �属酸化物からなる結晶粒子の一次粒子のみ� �散布し、付着させたPDPである。試作品4は、� ��発明品で、MgOによる下地膜上に、上述した� ��うに、複数個の結晶粒子を凝集させた凝集� ��子を全面に亘ってほぼ均一に分布するよう� ��付着させたPDPである。なお、試作品3、4に� �いて、金属酸化物としては、MgOの単結晶粒� �を用いている。また、この本発明の実施の� �態による試作品4について、下地膜上に付着� ��せた結晶粒子について、カソードルミネッ� ��ンスを測定したところ、図6に示すような波 長に対する発光強度の特性を有していた。な お、発光強度は相対値で表示している。

 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する。初期電子放� ��量については表面にイオン、あるいは電子� ��ームを照射して表面から放出される電子電� ��量を測定する方法で測定できるが、パネル� ��前面板表面の評価を非破壊で実施すること� ��困難を伴う。そこで、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を測定している。そ して、その数値の逆数を積分することで、初 期電子放出量と線形に対応する数値が得られ る。ここではこのようにして得られた数値を 用いて初期電子放出量を評価している。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 意味し、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� ��値を用いた。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、利点となる。すなわち、PDPの電 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程度の素子が使用されて� �る。そのため、Vscn点灯電圧としては、温度� ��よる変動を考慮し、120V以下に抑えるのが望 ましい。

 これらの電子放出性能と電荷保持性能に� ��いて調べた結果を図7に示している。この図 7から明らかなように、試作品4は、電荷保持� ��能の評価において、Vscn点灯電圧を120V以下� �することができ、しかも電子放出性能は6以� ��の良好な性能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� ��PDPの保護層に対して、電子放出性能と電荷� ��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� ��層に用いた結晶粒子の粒径について説明す� ��。なお、以下の説明において、粒径とは平� ��粒径を意味であり、体積累積平均径(D50)の� �とを意味している。

 図8は、上記図7で説明した本実施の形態� �おける試作品4において、MgOの結晶粒子の粒� ��を変化させて電子放出性能を調べた実験結� ��を示すものである。なお、図8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8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、下地層上の単位面積あ� ��りの結晶粒子数は多い方が望ましい。本発� ��者らの実験によれば、前面板の保護層と密� ��に接触する背面板の隔壁の頂部に相当する� ��分に結晶粒子が存在することで、隔壁の頂� ��を破損させることになる。その結果、その� ��料が蛍光体の上に乗るなどによって、該当� ��るセルが正常に点灯消灯しなくなる現象が� ��生することがわかった。この隔壁破損の現� ��は、結晶粒子が隔壁頂部に対応する部分に� ��在しなければ発生しにくいことから、付着� ��せる結晶粒子数が多くなれば、隔壁の破損� ��生確率が高くなる。

 図9は、上記図7で説明した本実施の形態� �おける試作品4において、単位面積当たりに� ��径の異なる同じ数の結晶粒子を散布し、隔� ��破損の関係を実験した結果を示す図である� ��

 この図9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、 2.5μm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、本発明における� ��施の形態のPDPの保護層においては、結晶粒� ��として、粒径が0.9μm以上2.5μm以下のものが� ��ましいと考えられる。しかし、PDPとして実� ��に量産する場合には、結晶粒子の製造上で� ��ばらつきや保護層を形成する場合の製造上� ��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、粒度分布の異なる結晶� ��子を用いて実験を行った。図10は本発明の� �施の形態によるPDPにおいて、凝集粒子の粒� �分布の一例を示す特性図である。縦軸の頻� �(%)は、横軸に示されている凝集粒子の粒径� �範囲を分割し、それぞれの範囲に存在する� �集粒子の量の全体に対する割合(%)を示して� �る。実験の結果、図10に示すように、平均粒 径が0.9μm以上2μm以下の範囲にある凝集粒子� �使用すれば、上述した本発明の効果を安定� �に得られることがわかった。

 以上のように本実施の形態における保護� ��を形成したPDPにおいては、電子放出性能と� ��ては、6以上の特性で、電荷保持性能として はVscn点灯電圧が120V以下のものを得ることが� ��きる。すなわち、高精細化により走査線数� ��増加し、かつセルサイズが小さくなる傾向� ��あるPDPの保護層として、電子放出性能と電� ��保持性能の両方を満足させることができる� ��これにより高精細で高輝度の表示性能を備� ��、かつ低消費電力のPDPを実現することがで� ��る。

 ところで、本実施の形態におけるPDPにお� ��ては、上述したように、MgOの結晶粒子92aか� ��なる凝集粒子92は、1%以上15%以下の範囲の被 覆率で、かつ全面に亘って分布するように付 着させている。これは、本発明者らがMgOの凝 集粒子92の被覆率を変化させたサンプルを試� ��し、それらのサンプルの特性を調べた結果� ��基づいている。

 すなわち、MgOの凝集粒子の被覆率が高く� ��るにしたがって、Vscn点灯電圧が大きくなっ て悪化する。また、逆にMgOの凝集粒子の被覆 率が小さくなるにしたがって、Vscn点灯電圧� �小さくなる特性を示すことがわかった。こ� �らの結果に基づき、実験と検討を繰り返し� �結果、上述したようなMgOの凝集粒子を付着� �せたことによる効果を十分に発揮させるた� �には、MgOの凝集粒子の被覆率は15%以下とす� �ば良いことがわかった。

 一方、Vscn点灯電圧の特性のばらつきを小 さくするためには、MgOの凝集粒子は、各放電 セルに存在していることが必要である。その ためには、MgOの凝集粒子を下地膜上に全面に 亘ってほぼ均一に分布するように付着させる 必要がある。MgOの凝集粒子の被覆率が小さい 場合、下地膜の面内での凝集粒子の分布にお けるばらつきが大きくなる傾向を示す。その 結果、凝集粒子の放電セル間における付着状 態のばらつきが大きくなってしまうことがわ かった。本発明者らが実験した結果では、被 覆率が4%以上になるようにMgOの凝集粒子を付� ��させると、下地膜の面内での凝集粒子の分� ��におけるばらつきを約4%以下に抑えること� �できることがわかった。また、被覆率が1%以 上になるようにMgOの凝集粒子を付着させた場 合も、下地膜の面内での凝集粒子の分布にお けるばらつきを約6%程度に抑えることができ� ��実用上は問題ないことがわかった。

 これらの結果より、本発明においては、� ��覆率が1%以上15%以下の範囲になるようにMgO� �凝集粒子を付着させるのが望ましい。さら� �は、被覆率が4%以上12%以内の範囲になるよう にMgOの凝集粒子を付着させるのがより望まし い。

 次に、本実施の形態におけるPDPにおいて� ��保護層を形成する製造ステップについて、� ��11を用いて説明する。

 図11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A1を行う。その� �、次の下地膜蒸着ステップA2において、アル ミニウム(Al:Aluminium)を含むMgOの焼結体を原材� ��とした真空蒸着法によって、誘電体層8の第 2誘電体層82上にMgOからなる下地膜を形成する 。

 その後、下地膜蒸着ステップA2において� �成した未焼成の下地膜上に、複数個の凝集� �子を離散的に付着させる凝集粒子ペースト� �形成ステップA3を行う。

 このステップA3においては、まず、所定� �粒度分布を持つ凝集粒子92を樹脂成分ととも に溶剤に混合した凝集粒子ペーストを作成し 、その凝集粒子ペーストをスクリーン印刷法 などの印刷により、未焼成の下地膜上に塗布 して凝集粒子ペースト膜を形成する。なお、 凝集粒子ペーストを未焼成の下地膜上に塗布 して凝集粒子ペースト膜を形成するための方 法として、スクリーン印刷法以外に、スプレ ー法、スピンコート法、ダイコート法、スリ ットコート法等も用いることができる。

 この凝集粒子ペースト膜を形成した後、� ��集粒子ペースト膜を乾燥させる乾燥ステッ� ��A4を行う。

 その後、下地膜蒸着ステップA2において� �成した未焼成の下地膜と、凝集粒子ペース� �膜形成ステップA3において形成し、乾燥ステ ップA4を実施した凝集粒子ペースト膜とを、� ��成ステップA5において、数百℃の温度で同� �に加熱焼成する。この焼成ステップA5におい て、凝集粒子ペースト膜に残っている溶剤や 樹脂成分を除去することにより、下地膜91上� ��金属酸化物からなる複数個の結晶粒子92aが� ��集した凝集粒子92を付着させた保護層9を形� ��することができる。

 この方法によれば、下地膜91に複数個の� �集粒子92を全面に亘って均一に分布するよう に付着させることが可能である。

 なお、このような方法以外にも、溶媒な� ��を用いずに、粒子群を直接にガスなどと共� ��吹き付ける方法や、単純に重力を用いて散� ��する方法などを用いてもよい。

 なお、以上の説明では、保護層として、MgO� ��例に挙げたが、下地に要求される性能はあ� ��までイオン衝撃から誘電体を守るための高� ��耐スパッタ性能を有することであり、あま� ��電子放出性能が高くなくてもよい。従来のP DPでは、一定以上の電子放出性能と耐スパッ� ��性能という二つを両立させるため、MgOを主� ��分とした保護層を形成する場合が非常に多� ��った。しかし、電子放出性能が金属酸化物� ��結晶粒子によって主に制御される構成を取� ��ため、MgOである必要は全くなく、Al ₂ O ₃ 等の耐衝撃性に優れる他の材料を用いても構 わない。

 また、本実施例では、単結晶粒子としてM gO粒子を用いて説明したが、この他の単結晶� ��子でもよい。すなわち、MgO同様に高い電子� ��出性能を持つSr,Ca,Ba,Al等の金属の酸化物に� �る結晶粒子を用いても同様の効果を得るこ� �ができる。したがって、粒子種としてはMgO� �限定されるものではない。