JP2000011893A - ガス放電表示パネルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はガス放電表示パネルとその製造方法
に関し、基板上の表示電極上に設けて放電ガスから絶縁
するための保護膜として、放電ガス中の不活性ガス以外
のガスの吸着や化学反応のない安定な保護膜を用いるこ
とによって、不活性ガス以外のガスの減少を解消し、発
光量や輝度の向上と表示パネルの長寿命化を図ることを
目的とする。 【解決手段】 一対の基板の少なくとも一方の基板上に
配設された電極が、絶縁層で被覆され、前記一対の基板
内に充填される放電ガスから絶縁されてなるガス放電表
示パネルにおいて、前記一対の基板内に不活性ガス以外
のガスを含む放電ガスを用いる場合、前記絶縁層として
は、少なくともその上部を構成する保護膜が、前記不活
性ガス以外のガスと同じ元素を有する膜を用いた構成と
することによって上記した目的を達成することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータの表示
端末や表示装置等に用いられるガス放電表示パネルとそ
の製造方法に係り、特に前記表示パネルに用いられる放
電ガスと基板上に設けられた電極を被覆して放電ガスか
ら絶縁する絶縁層の少なくともその上部の保護膜に関す
るものである。

【０００２】ガス放電表示パネルとして知られているプ
ラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）は、一般に表示の
輝度及びコントラストの点で優れていることから、ＯＡ
機器の表示手段として広く用いられ、近年ではカラー表
示化に伴ってテレビジョン表示が可能な大型フルカラー
フラットパネルディスプレイとして注目されており、該
フラットパネルとしては、更に鮮明な高表示品質の画面
の実現と、長寿命化が要望されている。

【０００３】

【従来の技術】従来の例えばＡＣ駆動型のガス放電表示
パネルとして、カラー表示用面放電型のプラズマディス
プレイパネル（ＰＤＰ）の基本的な構造としては、図２
の要部分解斜視図に示すようにマトリクス表示の単位発
光領域ＥＵに一対のＸ，Ｙからなる表示電極12とアドレ
ス電極Ａとが対向する３電極構造を有している。

【０００４】この表示ラインを形成する面放電のための
一対のＸ，Ｙからなる表示電極12は、放電空間24に対し
て表示面Ｈ側のガラス基板11上に設けられており、表示
光の遮光を最小限にするためにネサ膜やＩＴＯ（Indium
Tin Oxide) 膜などの透明導電膜からなる透明電極12a
とその導電性を補う (低抵抗化) ための金属膜からなる
金属バス電極12b とを積層した構成からなっている。

【０００５】また、その表示電極12上は壁電荷を利用し
てガス放電を維持するＡＣ駆動のための絶縁層15によっ
て放電空間24に対して絶縁状態に被覆されており、その
絶縁層15は、前記表示電極12を直接被覆する誘電体層13
と、該誘電体層13の表面に更に該誘電体層13を放電時の
イオン衝撃から保護すると共に、放電ガスと接する表面
の二次電子放射特性を改善して動作電圧を低くするよう
に数千Å程度の厚さのMgO 膜からなる保護膜14が設けら
れた構成からなっている。

【０００６】一方、単位発光領域ＥＵを選択的に発光さ
せるためのアドレス電極Ａは、背面側のガラス基板21上
に、前記一対のＸ，Ｙからなる表示電極12と直交するよ
うに一定のピッチで配列され、各アドレス電極Ａの間に
は 100〜150 μｍ程度の高さを有するストライプ状の隔
壁22が設けられ、これによって放電空間24がライン方向
(表示電極12の延長方向) に単位発光領域ＥＵ毎に区画
され、かつ放電空間24の間隔寸法が規定されている。

【０００７】更に、前記ガラス基板21には、アドレス電
極Ａの上面及び隔壁22の側面を含めた背面側の内面を被
覆するように、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色
の蛍光体23が設けられている。そしてこのような構成の
ＰＤＰ１では各色の蛍光体23は面放電時に放電空間24内
のガス放電より放射される紫外線により励起されて発光
し、Ｒ，Ｇ，Ｂの組合せによるフルカラー表示が可能で
あり、その表示に際して隔壁22により単位発光領域ＥＵ
間のクロストークが防止されている。

【０００８】以上の構成のＰＤＰ１は、上述のように各
ガラス基板11と21に対して個別に所定の構成要素を設け
た後、該ガラス基板11と21とを対向配置してその間隙の
周囲を気密に封止して内部を一旦真空に排気すると共
に、放電ガスを封入する一連の工程によって製造されて
いる。

【０００９】なお、上記した従来のカラー表示用面放電
型のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に充填され
ている放電ガスとしては、紫外線を発生するキセノン(X
e)を数％含むネオン(Ne)ガス、またはヘリウム(He)とネ
オン(Ne)との混合ガス等が主に用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のＰＤＰ１に用いられている放電ガスは不活性ガスで
あり、この不活性ガスを用いる所以はパネルの構成材料
であり、かつガス放電に直接曝される酸化マグネシウム
(MgO）等からなる保護膜との化学反応が少ないためであ
る。

【００１１】そして、上記したような、例えばキセノン
(Xe)を数％含むネオン(Ne)ガス、または、およびヘリウ
ム(He)ガス等からなる放電ガスの放電によって発生する
真空紫外線の励起波長は、図３に示すようにキセノン(X
e)の共鳴線である１４７ｎｍであり、この真空紫外線励
起での蛍光体の量子効率は、水銀の蒸気の放電で発生す
る紫外線の励起波長の２５４ｎｍに比べて効率が悪い。

【００１２】しかも、前記１４７ｎｍの励起波長の真空
紫外線をＢＡＭ系の蛍光体、特に青色蛍光体（BaMgAl₁₀
O₁₇:Eu）に照射すると輝度劣化を示す。なお、図３は前
記カラー表示用面放電型のプラズマディスプレイパネル
に用いられる代表的な３色の蛍光体、例えばは赤色の
(Y,Gd)BO₃:Eu、は緑色のZn₂SiO₄:Mn、は青色のBaMg
Al₁₀O₁₇:Euの励起スペクトルを示し、この図を見ると、
前記キセノン(Xe)の共鳴線（１４７ｎｍ）よりも長波長
の１９０〜３５０ｎｍの範囲の真空紫外線の方が励起効
率が良いことが分かる。

【００１３】しかし、１９０〜３５０ｎｍの範囲の長波
長の真空紫外線を発生させる放電ガスとしては、不活性
ガスだけでは不可能であることから、不活性ガス以外の
ガス、或いは不活性ガスと不活性ガス以外のガスとの混
合ガスを用いることによって実現することができ、例え
ば、不活性ガス以外の窒素(N₂)を数％程度の割合で含ま
せたネオン(Ne)からなる放電ガスを用いて放電させるこ
とにより、３３７ｎｍの励起波長の真空紫外線を発生さ
せることができる。

【００１４】ところが、上記のような不活性ガス以外の
ガス、例えばN₂ガスを用いた放電ガスを封入した前記ガ
ス放電表示パネルでは、前記放電ガス中のN₂ガスが、該
表示パネルの加速ライフ試験中に、誘電体層上のMgO か
らなる保護膜内に吸着、或いは該保護膜と化学的に反応
して一部が窒化物に変化され、ガス放電部での放電ガス
中のN₂ガスが過度に減少することから、発光量が著しく
減少してガス放電表示パネルの寿命が短くなるという問
題があった。

【００１５】本発明は上記した従来の問題点に鑑み、基
板上の表示電極を放電ガスから絶縁するために表示電極
上に設ける絶縁層の少なくともその上部の放電ガスと直
接接触する保護膜として、放電ガス中の不活性ガス以外
のガスの吸着や化学的な反応のない安定な保護膜を用い
ることにより、放電ガス中の不活性ガス以外のガスの減
少を解消し、発光輝度の向上と、パネルの長寿命化を図
った新規なガス放電表示パネルとその製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、一対の基板の少なくとも一方の基板上に
配設された電極が、絶縁層で被覆され、前記一対の基板
内に充填される放電ガスから絶縁されてなるガス放電表
示パネルにおいて、前記放電ガスは不活性ガス以外のガ
スを含み、前記絶縁層は、少なくともその上部が、前記
不活性ガス以外のガスと同じ元素を有する保護膜を備え
て成る構成とする。

【００１７】例えば、ネオン(Ne)からなる不活性ガスに
窒素(N₂)ガスを数％程度の割合で含ませた放電ガスを用
いる場合、前記電極保護膜としては従来の酸化マジネシ
ウム(MgO) 膜の代わりに窒化アルミニウム膜等の窒素化
合物からなる膜を用いることにより、前記放電ガス中の
ネオン(Ne)からなる不活性ガス以外の窒素(N₂)ガスが前
記窒化アルミニウム膜等の窒素化合物からなる電極保護
膜に吸着、または化学的な反応により減少するようなこ
とが極めて僅少となり、発光量及び輝度の向上と、表示
パネルの寿命を著しく改善することが可能となる。

【００１８】また、一対の基板の少なくとも一方の基板
上に配設された電極が絶縁層で被覆され、該絶縁層は少
なくともその上部が不活性ガス以外のガスと同じ元素を
有してなるガス放電表示パネルの中に放電ガスを充填す
るに際し、前記不活性ガス以外のガスを含む放電ガスを
充填し、かつ所定時間の放電を行う工程と、前記放電ガ
スを排出した後、新たに前記不活性ガス以外のガスを含
む放電ガスを充填する工程とを行うことによって、更に
発光量及び輝度の向上と、表示パネルの寿命を効果的に
改善することが可能になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明のガス放
電表示パネルとその製造方法の実施例について詳細に説
明する。

【００２０】先ず、第１実施例のガス放電表示パネルに
ついては、例えば前記図２に示すようなカラー表示用面
放電型のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）１の表
示面Ｈ側のガラス基板11上に設けた表示電極12を保護す
る絶縁層15の上部を構成する放電ガスと直接接触する保
護膜14として、従来の酸化マグネシウム(MgO) 膜の代わ
りに窒化アルミニウム膜からなる保護膜を用い、かつ放
電空間24には、放電ガスとしてネオン(Ne)からなる不活
性ガスに窒素(N₂)ガスを２％の割合で含ませた混合ガス
からなる放電ガスを３００torrほど充填した構成とす
る。

【００２１】また、第２実施例のガス放電表示パネルに
ついても、前記したと同様に表示面Ｈ側のガラス基板11
上に設けた表示電極12を保護する絶縁層15の上部を構成
する保護膜14として、従来の酸化マグネシウム(MgO) 膜
の代わりに窒化硼素(BN)膜からなる保護膜を用い、かつ
放電空間24には、放電ガスとしてネオン(Ne)からなる不
活性ガスに窒素(N₂)ガスを２％の割合で含ませた混合ガ
スからなる放電ガスを３００torrほど充填した構成とす
る。

【００２２】そして、この第１実施例及び第２実施例の
ガス放電表示パネルのそれぞれの放電電極対（表示電
極)12 に２７０Ｖで、１５ｋＨz の短波形の電圧を印加
して放電させ、1 時間のエージング後に測定したＮ
₂ （波長：３３７ｎｍ）の発光ピーク（発光量）を１０
０％とし、その後の連続放電１０時間後の発光量及び１
００時間後の発光量をそれぞれ測定した結果を図１に示
している。

【００２３】この測定結果によれば、この第１実施例及
び第２実施例の何れのガス放電表示パネルにおいても、
連続放電１０時間後の発光量が８５％に減少し、連続放
電１００時間後の発光量は８０％に減少されてほぼ飽和
されることが判明した。

【００２４】次に、このような第１実施例及び第２実施
例のガス放電表示パネルと比較するためのガス放電表示
パネルとして、例えば前記図２に示すようにガス放電表
示パネル（ＰＤＰ）１の表示面Ｈ側のガラス基板11上に
設けた表示電極12を保護する絶縁層15の上部を構成する
保護膜14、の材料と、放電空間24に３００torr充填する
放電ガス組成とをそれぞれ図１に示すように組合せた比
較例１〜３、参考例１〜４及び従来例の各ガス放電表示
パネルを用意し、これらの各ガス放電表示パネルのそれ
ぞれの放電電極対( 表示電極)12 に２７０Ｖで、１５ｋ
Ｈz の短波形の電圧を印加して放電させ、1 時間のエー
ジング後に測定したＮ₂ （波長：３３７ｎｍ）、Ｏ
₂ （波長：７７７ｎｍ）及びＸe （波長：８８１ｎｍ）
の発光ピーク（発光量）を１００％とし、その後の連続
放電１０時間後の発光量及び１００時間後の発光量をそ
れぞれ測定した結果を図１に併せて示した。

【００２５】その測定結果によれば、この比較例１及び
２のガス放電表示パネルにおいては、前記保護膜の材料
が、放電ガスに含まれる不活性ガス（Ｎe)以外のガス
(Ｎ₂)と同じ元素を含んだものでないために、連続放電
１０時間後の発光量が８０％に減少し、連続放電１００
時間後の発光量は２０〜３０％と著しく減少されている
ことが判明した。比較例３については、当初のエージン
グ工程を２時間ほど行って MgO膜からなる保護膜の表面
の一部を窒素化合物に変化させていることに起因するも
のか、比較例１及び比較例２に比べて連続放電１０時間
後の発光量は８５％と多少減少率が少なくなっている
が、連続放電１００時間後の発光量では６５％とかなり
減少することが判明した。

【００２６】また、参考例１及び2 のガス放電表示パネ
ルにおいては、連続放電１０時間後の発光量が８０％に
減少し、連続放電１００時間後の発光量は、前記保護膜
の材料が、放電ガスに含まれる不活性ガス（Ｎe)以外の
ガス (Ｏ₂)と同じ元素を含んだ酸化物であるので、その
保護膜に対する酸素 (Ｏ₂)ガスの吸着や化学的な反応が
軽減されて６５％と多少減少率が少なくなっている。

【００２７】更に、参考例３及び４のガス放電表示パネ
ルでは、前記保護膜の材料が、放電ガスに含まれる不活
性ガス（Ｎe)以外のガス (Ｏ₂)と同じ元素を含んだ酸化
物でないために、連続放電１０時間後の発光量が７５〜
８０％と減少し、連続放電１００時間後の発光量は３５
〜４０％と大きく減少されることが判明した。

【００２８】更に、従来例のガス放電表示パネルでは、
放電ガスが不活性ガス (Ｘe-Ｎe)であり、 MgO膜からな
る保護膜とは化学的に反応しないので連続放電１０時間
後、及び１００時間後の発光量に殆ど変化は無く、数％
程度増加しているのは前記保護膜の表面が放電時のスパ
ッタ現象による自己浄化による効果と考えられるが、前
述したようにカラー表示用の蛍光体の励起効率は悪いと
いう欠点がある。

【００２９】そして真空紫外線 (Ｘe 共鳴線) で励起す
るとＢＡＭ系蛍光体は、比較的短時間で輝度が劣化する
という寿命の点でも欠点がある。従って、上記した本実
施例、比較例及び参考例の測定結果から、本実施例のガ
ス放電表示パネルとして、ガス放電空間で放電する放電
ガスとして不活性ガス以外のガス、または不活性ガスと
該不活性ガス以外のガスとの混合ガスを用いる場合に、
表示電極をガス放電空間から絶縁するために表示電極上
に設ける絶縁層の上部を構成する保護膜（放電と直接接
触する保護膜）として、前記不活性ガス以外のガスと同
じ元素を少なくとも一つ含む化合物からなる膜を用いる
ことにより、該保護膜への放電ガス中の不活性ガス以外
のガスの吸着や化学的な反応が極めて僅少となり、放電
ガス中の不活性ガス以外のガスの減少が著しく低減され
ることから、当該表示パネルの発光量及び輝度の向上
と、長寿命化を図ることが可能となる。

【００３０】次に本発明のガス放電表示パネルの製造方
法の一実施例を説明する。例えば前記図２に示すような
カラー表示用面放電型のプラズマディスプレイパネル
（ＰＤＰ）１の表示面Ｈ側のガラス基板11上に設けた表
示電極12を保護する絶縁層15の上部を構成する放電ガス
と直接接触する保護膜14として、窒化アルミニウム膜か
らなる保護膜を用い、かつ放電空間24には、放電ガスと
してネオン(Ne)からなる不活性ガスに窒素(N₂)ガスを２
％の割合で含ませた混合ガスからなる放電ガスを充填し
た構成とする。

【００３１】次に、このようなガス放電表示パネルのそ
れぞれの放電電極対( 表示電極)12に所定の電圧を印加
して放電させた状態でエージングし、このエージング中
に充填された前記放電ガス、主に該放電ガスに含まれる
不活性ガス以外の窒素(N₂)ガスが前記保護膜に吸着され
る等に起因して減少する状態が緩和し、前記保護膜への
ガス吸着等が略飽和状態となった時点で前記エージング
を停止する。

【００３２】次に、前記パネル内の放電ガスを一旦排気
した後、新たに前記放電ガスと同様な組成の放電ガスを
再び充填した構成とすることにより、ガス放電表示パネ
ル中のガス組成の経時変化が防止されて、ガス放電表示
パネルの発光量及び輝度の向上と長寿命化とを、更に効
果的に改善することが可能になる。

【００３３】その他の実施例として、前記第１実施例に
よるガス放電表示パネルの構成において、例えば前記パ
ネル内に充填する放電ガスとして、該放電ガスに含まれ
る不活性ガス以外の窒素(N₂)ガスを所定のガス分圧より
も、エージング等により前記不活性ガス以外の窒素(N₂)
ガス等が前記保護膜などへ吸着されて減少する分量を見
越して多めに含ませておくことによっても、エージング
後のガス放電表示パネル中のガス組成の経時変化が防止
されて、ガス放電表示パネルの発光量及び輝度の向上と
長寿命化を効果的に改善することが可能になる。

【００３４】なお、以上の実施例ではカラー表示用面放
電型のプラズマディスプレイを対象としたガス放電表示
パネルについて説明しているが、本発明はそのようなカ
ラー表示用面放電型のプラズマディスプレイに限定され
るものではなく、一般的なカラー表示用のプラズマディ
スプレイやモノクロ表示用のプラズマディスプレイ等の
ガス放電表示パネルにも適用することができることはい
うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のガス放電表示パネルとその製造方法によれば、対向す
る一対の基板のガス放電空間で放電する放電ガスとし
て、不活性ガス以外のガス、または不活性ガスと該不活
性ガス以外のガスとの混合ガスを用いる場合に、前記一
対の基板の少なくとも一方の基板上に設けた表示電極を
放電ガスから絶縁するために被覆する絶縁層の上部を構
成する保護膜（放電と直接接触する保護膜）として、前
記放電ガス中の不活性ガス以外のガスと同じ元素を有す
る化合物からなる膜を用いる構成としているので、前記
放電ガス中の不活性ガス以外のガスが、そのガスと同一
の元素を有する化合物からなる保護膜に吸着、または化
学的に反応して減少させるようなことが極めて僅少とな
り、発光量及び輝度の向上と、表示パネルの寿命を著し
く改善することが可能となる利点を有し、カラー表示用
のガス放電表示パネルに適用して極めて有利であり、実
用上優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のガス放電表示パネルの実施例と比較
例及び参考例とを説明するための図である。

【図２】 ガス放電表示パネルの一例を示す要部分解斜
視図である。

【図３】 代表的なＰＤＰ用の蛍光体の励起スペクトル
を示す図である。

【符号の説明】

１ ＰＤＰ １１，２１ ガラス基板 １２ 放電電極対（表示電極） １２ａ 透明電極 １２ｂ 金属バス電極 １３ 誘電体層 １４ 保護膜 １５ 絶縁層 ２２ ストライプ状の隔壁 ２３ 蛍光体 ２４ 放電空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板の少なくとも一方の基板上に
   配設された電極が、絶縁層で被覆され、前記一対の基板
   内に充填される放電ガスから絶縁されてなるガス放電表
   示パネルにおいて、 前記放電ガスは不活性ガス以外のガスを含み、 前記絶縁層は、少なくともその上部が、前記不活性ガス
   以外のガスと同じ元素を有する保護膜を備えていること
   を特徴とするガス放電表示パネル。
2. 【請求項２】 前記不活性ガス以外のガスが窒素ガスで
   あり、 前記保護膜が窒素化合物からなることを特徴とする請求
   項１に記載のガス放電表示パネル。
3. 【請求項３】 一対の基板の少なくとも一方の基板上に
   配設された電極が絶縁層で被覆され、該絶縁層は少なく
   ともその上部が不活性ガス以外のガスと同じ元素を有し
   てなるガス放電表示パネルの中に放電ガスを充填するに
   際し、 前記不活性ガス以外のガスを含む放電ガスを充填し、か
   つ所定時間の放電を行う工程と、 前記放電ガスを排出した後、新たに前記不活性ガス以外
   のガスを含む放電ガスを充填する工程とを含むことを特
   徴とするガス放電表示パネルの製造方法。