JP2000057939A - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

プラズマディスプレイパネルの製造方法

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JP2000057939A
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plasma
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Koichi Moriya
宏一 森谷
Akitsuna Yuhara
章綱 湯原
Yasuhiro Ota
康博 太田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】対向3電極面放電型AC型プラズマディスプレ
イパネルにおいて、誘電体層を保護するための保護膜に
起因する放電特性の変化を抑制し、表示の安定化を図
る。 【解決手段】保護膜の形成後に、保護膜表面をプラズマ
処理することで、保護膜表層に形成される炭化による変
質層を除去し清浄化する。以上により、表示の安定化を
図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネル、特に対向3電極面放電型AC型プラズマデ
ィスプレイパネルに関するものであり、特に薄型軽量な
大画面フラット型フルカラー表示装置として表示の安定
化を図る技術に関するものである。
【従来の技術】PDPの製造に際しては、電極、誘電体
層、保護膜などを順次形成した一対のガラス基板を対向
配置し、封止ガラスによって周囲を密封する。次に、排
気処理により内部の空間を清浄化し、放電ガスを所定圧
力導入し、パネルの作製は終了する。誘電体層の劣化を
防止し、放電開始電圧を下げる効果を持つ保護膜には、
酸化マグネシウム(MgO)が使われる。この酸化マグ
ネシウム(MgO)は、電子ビーム蒸着法などにより形
成されるが、この膜中には、大気などから混入した炭素
化合物により、炭酸マグネシウム(MgCO3)のよう
な炭酸塩が生成する。この炭酸塩は、プラズマ中で化学
変化し、炭素、酸素などの不純物ガスとなって放電ガス
純度を劣化させ、放電特性を変化させる。そこで従来か
ら、特開平3-230447号公報にあるように、排気処理の一
部の工程として、酸素、窒素などの清浄用ガスの充填、
排気を繰り返す処理を行ったり、特開平5-190096号公報
にあるように、酸素を含んだ清浄用ガスをパネル内に充
填し、放電させることで、内部の清浄化を図る方法が提
案されている。
【発明が解決しようとする課題】保護膜表層には、炭素
化合物により炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムが
形成される。筆者は、この酸化マグネシウム等のいわば
酸化マグネシウムの変質層が、成膜後の封着、排気工程
で形成され、酸化マグネシウム表層に数十〜百オングス
トロームもの厚さで形成されることを新規に見いだし
た。この変質層からは、放電により炭素、酸素分子、酸
素原子等の不純物ガスが放出され、蛍光体を励起するX
eなどからの発光を阻害し、最終的にPDPの輝度の低
下をもたらす。筆者は、実験により以下の結果を得てい
る。図3には、点灯時間と相対輝度、パネル温度変化率
の関係を示す。パネル温度変化率は、各時間におけるパ
ネル温度TxとT0との差を、パネルの飽和温度Tsと
点灯直後のパネル温度T0の差で割ったもののパーセン
ト表示である。点灯時間経過により、相対輝度は約15
%低下し飽和する。この輝度低下は、消灯しパネル温度
を室温まで冷却することで、初期値に回復する。以上の
結果は、蛍光体の温度特性もあるが、支配的な要因は上
述の不純物ガスによる蛍光体励起光の減少と考えられ
る。すなわち、保護膜である酸化マグネシウム表面に形
成される変質層を除去し、清浄な酸化マグネシウム表面
を形成する必要がある。
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係わる
製造方法は、上述の問題を解決するために、保護膜を形
成した前面板の保護膜表面をプラズマ処理するものであ
る。この処理は、前面板単体で行うものである。請求項
2の発明に係わる製造方法は、請求項1記載のプラズマ
処理が、安定化ガス雰囲気中で、前面板に形成された電
極に通電し、これにより生じるプラズマによる保護膜表
面の処理である。請求項3の発明に係わる製造方法は、
請求項2記載の安定化ガスとして、ペニングガスに酸素
を含有したガスを用いる。請求項4の発明に係わる製造
方法は、請求項1記載のプラズマ処理として、前面板保
護膜表面のスパッタエッチング処理を行うものである。
請求項5の発明に係わる製造方法は、請求項4記載の安
定化ガスとして、アルゴン、キセノンなどの不活性ガス
と窒素、酸素のうち少なくとも1種類以上含有したガス
を用いる。
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて説明する。図5は本発明に係わるPDPの構造を示
す図である。(a)はPDPの要部断面図、(b)は
(a)のA−A‘線に沿った断面図である。前面側のガ
ラス基板(以下前面板と記す)5上にX,Y2本の平行
な表示電極8を対として形成し、この平行電極間に交流
電圧を印加し面放電を行う。各表示電極はITO等の透
明電極9とAgなどからなるバス電極10により構成さ
れ、これらの表示電極上8に誘電体層11と保護膜12
を設ける。一方、対向する背面側のガラス基板(以下背
面板と記す)13上には、表示電極8と直交する方向に
アドレス電極14を構成する。これらのアドレス電極1
4上に誘電体層15を設け、その上に各アドレス電極間
に位置するように隔壁16を形成する。隔壁の側面と底
にはR,G,Bの蛍光体17を塗り分けて形成する。こ
の2枚のガラス基板間の放電空間にはNe−Xeのペニ
ングガスを封入する。このようなPDPの製造に際して
は、まず前面側のガラス基板上にスパッタ法によりクロ
ム、銅、クロムを順に積層し、三層構造の金属薄膜を形
成し、この金属薄膜をフォトリソグラフィによりパター
ンニングして、X,Y電極を形成する。続いて、この電
極の上に、鉛ガラスなどの低融点ガラスペーストを塗布
し、これらを焼成して、誘電体層を形成する。次に、こ
の誘電体表面に保護膜として酸化マグネシウムをイオン
ビーム蒸着法により形成する。保護膜の厚さは、500
0〜6000オングストロームである。この前面側の基
板を、背面側の基板とを封止ガラスを介して重ね合せ、
約450℃で熱処理し、両者を密着させ、両者により形
成された空間を真空排気すると同時に、350℃で3時
間熱処理し、放電ガスを封入してPDPを完成する。図
1は本発明を実施するためのプラズマ処理装置の構成を
模式的に示したものである。真空容器1には真空排気用
のポンプ2、安定化ガス3、リーク用ガス4が接続され
ている。更に前面板5に電圧を印加するための電極7、
7’が容器内に配置されており、この電極には、交流電
源が接続されている(図示せず)。まず大気圧の真空容
器1内に、保護膜の形成された前面板5をセットする。
この時、前面板5のX,Y電極が、真空容器内の電極
7、7’と接触するように配置する。次に真空容器を1
×10-5(Torr)以下に真空排気する。続いて安定化ガス
を導入し電圧を印加する。そして放電を例えば3時間維
持する。これにより、安定化ガス中の酸素が活性化し、
保護膜表面の炭素化合物を分解し、炭素をガス化する。
これにより保護膜表面は清浄化される。さらにこの炭素
のガス化反応と同時に、表層に残存する低密度の層もス
パッタ除去され、安定した酸化マグネシウム表面が露出
される。こうして得られた前面板を用い、前述の工程で
作製したPDPでは、点灯による輝度の時間変化がほと
んどない。図4には、上記処理時間と相対輝度低下の飽
和値の関係を示す。酸素を含有しない安定化ガスによる
処理では、その効果は処理時間を長くしても、相対輝度
は、12%低下で飽和するが、酸素含有の安定化ガスで
は、短い処理時間でも相対輝度低下の飽和値が4%とな
る。第2の実施例について説明する。保護膜の形成され
た前面板を、図2に模式的に示したスパッタエッチング
装置により処理する。スパッタエッチング処理は、対向
する電極7、7’に高周波電圧を印加する。この一方の
電極7に前面板5を配置し、その電極にイオンが照射さ
れるように電圧を印可する。処理を行う真空容器1に
は、真空排気用のポンプ2、安定化ガス3、リーク用ガ
ス4が接続されている。安定化ガス3とリーク用ガス4
の導入には、流量計を介して行う。なお安定化ガス3に
は、アルゴンに酸素を5原子%含有したガスを用いる。
以下に処理の手順を示す。まず真空容器の一方の電極7
に、保護膜の形成された前面板5を設置する。真空容器
を密閉し、真空ポンプ2により容器内を真空排気する。
真空容器が1×10-5(Torr)になったら、安定化ガス3
を真空容器1内に導入する。この時、真空容器1の真空
度は、133(Torr)とする。この状態で高周波電圧を印
加し放電を開始する。この放電を約3分行い、処理は完
了する。この保護膜表面のスパッタエッチング処理によ
り、安定化ガス中の酸素が活性化し保護膜表面の炭素化
合物を分解し、炭素をガス化する。これと同時に、表層
の変質層がエッチングされる。さらに、酸化マグネシウ
ムが例えば化学量論組成からずれている場合には、化学
量論組成に定着する効果もある。このようにして処理し
た前面板を、実施例1と同様に組立てたPDPにおいて
も、点灯による輝度の時間変化がなく、清浄な保護膜表
面が形成されているものと考えられる。本実施例では、
アルゴンに酸素を含有した安定化ガスを用いたが、窒素
をさらに含有させることで、保護膜表面は窒化され、よ
り安定な表面が形成される。また、不活性ガスは、アル
ゴンにかぎらず、キセノン、ネオンなどを用いて、これ
に酸素、窒素などを添加した安定化ガスによっても、そ
の効果は変わらない。また本処理を、保護膜形成後の前
面板を例えば熱処理した後に行っても、その効果はかわ
らない。更に、本発明は、従来のように前面板と背面板
を組み立てPDPとしてから行う放電処理に比べ、保護
膜表面を一様にしかも効率的に処理できるという効果を
有する。
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保護膜表面に形成される変質層の形成を抑止し、放電特
性の変化を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る1実施例の前面板のプラズマ処理
装置の模式図。
【図2】本発明に係る1実施例の前面板のプラズマ処理
装置の模式図。
【図3】PDPの点灯による輝度の時間変化、PDP温
度上昇の図。
【図4】本発明に係る1実施例のプラズマ処理を施した
PDPにおける処理時間と点灯による相対輝度低下の飽
和値の関係を示す特性図。
【図5】(d)及び(b)は従来の対向3電極面放電型
AC型プラズマディスプレイパネル構造の要部断面図お
よび同図(a)のA−A‘線断面図。
【符号の説明】
1,9…ガラス基板、2…透明電極、3…バス電極、
4,7…誘電体層、5,12…保護膜、 6…隔壁、
8…表示電極、10…蛍光体、11…誘電体層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 康博 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 Fターム(参考) 5C027 AA05 AA10 5C040 AA04 AA07 BB04 BB18 DD11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガス空間を挟んで対向配置する基板におい
    て、一方の前面板には誘電体層により被覆された複数の
    X電極及びY電極からなる表示電極と該誘電体層を被覆
    する保護膜を形成し、他方の背面板には前記表示電極と
    直交する方向にアドレス電極,隔壁,蛍光体を形成した
    プラズマディスプレイパネルにおいて、該保護膜の成膜
    後の前面板に、プラズマ処理を行うことを特徴とするプ
    ラズマディスプレイパネルの製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1におけるプラズマ処理が、安定化
    ガス雰囲気中で、前面板に形成されている電極に通電す
    ることで生じるプラズマによる該保護膜表面の処理であ
    ることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造
    方法。
  3. 【請求項3】請求項2における安定化ガスが、ペニング
    ガスに酸素を含有したガスであることを特徴とするプラ
    ズマディスプレイパネルの製造方法。
  4. 【請求項4】請求項1におけるプラズマ処理が、安定化
    ガス雰囲気における前面板に形成された保護膜表面のス
    パッタエッチング処理であることを特徴とするプラズマ
    ディスプレイパネルの製造方法。
  5. 【請求項5】請求項4における安定化ガスが、アルゴ
    ン、キセノンなどの不活性ガス、窒素、酸素のうち少な
    くとも1種類以上含有したガスであることを特徴とする
    プラズマディスプレイパネルの製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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