JP2001332175A - 交流型プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

交流型プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より低い電圧で放電を開始できるようにす
る。 【解決手段】 ガラス基板上に対となる表示電極と誘電
体層を形成してなる前面側パネル10を真空チャンバ3
1内の基板ホルダー32にセットし、真空チャンバ31
の内部を排気し、ヒータ35にてパネル10を加熱し、
るつぼ38内の膜材料(MgO)にフィラメント37よ
り熱電子流36を照射させてMgOを蒸発させて前面側
パネル10の誘電体層上にMgO膜を成膜する。MgO
膜の成膜後、膜表面に対して、酸素イオン銃34により
酸素イオンを注入して、MgO膜内に酸素欠損を生じさ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交流型プラズマディス
プレイパネルおよびその製造方法に関し、特に誘電体層
上を覆う酸化マグネシウムからなる保護膜とその形成方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】交流型プラズマディスプレイパネルは、
前面パネルと背面パネルとを貼り合わせ両パネル間に形
成される放電空間内に放電ガスを封入して作製される。
前面パネルは、前面ガラス基板上に対を成す電極を形成
しその上を誘電体層によって被覆し、さらにその上に保
護膜を形成して作製され、背面パネルは、背面ガラス基
板上に電極を形成し、その上を誘電体層で被覆した後、
その上に隔壁と蛍光体層とを形成して作製される(例え
ば、特開平9−92133号公報など)。
【0003】而して、前面パネルの誘電体層を覆う保護
膜は、誘電体層を放電時のイオン衝撃から保護するため
に形成されるものであるところ、放電空間に接し実際の
電極として動作していることから、その膜質が放電特性
に大きな影響を与える。一般に、保護膜材料としては酸
化マグネシウムが用いられており、通常真空蒸着法によ
り0.5〜1μm程度の膜厚に成膜している。酸化マグ
ネシウムは、二次電子放出係数の大きな材料であるため
これを用いることにより放電開始電圧が低減されること
およびスパッタ耐性が高いことにより、この材料が選定
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のとおり低電圧動
作を実現するために酸化マグネシウムを主成分とする保
護膜が用いられているが、しかしながら液晶表示装置な
どに比較して動作電圧は非常に高く、そのため駆動回路
集積回路には高耐圧トランジスタが必要となり、これが
プラズマディスプレイのコストを引き上げる要因の一つ
になっていた。従って、本発明の課題は、放電開始電圧
のより低減された誘電体層の保護膜を提供できるように
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、対を成して平行に配設された第1
の電極と、前記第1の電極上を覆う第1の誘電体層と、
前記第1の誘電体層上を覆う酸化マグネシウムからなる
保護膜とが形成された第1のパネルと、前記第1の電極
と交差するように配設された第2の電極と、前記第2の
電極上を覆う誘電体層と、前記第2の誘電体層上を被覆
する蛍光体層とが形成された第2のパネルと、を備え、
前記第1、第2の電極に印加する電圧を操作することに
よって第1、第2のパネル間に形成された放電空間内に
放電を生じさせ、放電に伴って発生する紫外線を前記蛍
光体層によって可視光に変換する交流型プラズマディス
プレイパネルにおいて、前記保護膜は、禁制帯中に伝導
帯寄りの準位を有していることを特徴とする交流型プラ
ズマディスプレイパネル、提供される。そして、好まし
くは、上記禁制帯中の準位は、酸化マグネシウム中に酸
素欠損を生じさせることによって形成される。
【0006】また、上記の課題を解決するため、本発明
によれば、基板上に電極を形成する工程と、前記電極上
を覆う誘電体層を形成する工程と、前記誘電体層上に酸
化マグネシウムからなる保護膜を形成する工程と、を有
する交流型プラズマディスプレイパネル製造方法におい
て、前記保護膜の形成工程は、酸化マグネシウム膜を成
膜する第1の過程と、前記酸化マグネシウム膜に欠陥を
生じさせる第2の過程と、を含んでいることを特徴とす
る交流型プラズマディスプレイパネルの製造方法、が提
供される。そして、好ましくは、前記第2の過程が、酸
素のイオン注入により行われる。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に則して詳細に説明する。図1、図2は、本発明の実
施例を説明するためのプラズマディスプレイパネルの断
面図と斜視図である。前面側パネル10では、前面ガラ
ス基板11の内面に、マトリクス表示のラインごとに一
対の表示電極12、13が配置されている。表示電極1
2、13は、それぞれITO(indium tin oxide)など
からなる透明導電膜とこれを裏打ちする金属膜からな
り、AC駆動のための厚さ50μm程度の誘電体層14
によって、放電空間30に対して被覆されている。誘電
体層14の材料は鉛系低融点ガラスである。誘電体層1
4の表面には保護膜15として厚さ1μm程度の酸化マ
グネシウム膜が形成されている。
【0008】一方、背面側パネル20では、背面ガラス
基板21の内面に、アドレス電極22が表示電極12、
13と直交して形成されており、その上は、誘電体層1
4と同等の材料からなる誘電体層23によって覆われて
いる。さらに、誘電体層23上には、放電空間30をラ
イン方向に分割する隔壁24と、紫外線を可視光に変換
する蛍光体層25が設けられている。そして、前面側パ
ネル10と背面側パネル20は、放電空間30の間隙寸
法が一定値になるように貼り合わされている。放電空間
30は、ネオンガスに微量のキセノンガスを添加したペ
ニングガスにより充填されている。
【0009】各画素の点灯、非点灯の選択には、アドレ
ス電極22と表示電極12とが用いられる。すなわち、
ラインに順次画面走査が行われ、表示電極12と選択さ
れたアドレス電極22との間の放電により、保護膜15
上および蛍光体層25上に所定の帯電状態が形成され
る。次に、表示電極12と表示電極13とに交互に所定
のパルスを印加することによって、帯電状態が形成され
たことにより所定量の壁電荷が蓄積されている画素にお
いて、基板面に沿った面放電が生じる。面放電により発
生した紫外光により蛍光体層25が局部的に励起され発
光する。この発光が前面ガラス基板11を透過して表示
光となる。上記構造の交流型プラズマディスプレイパネ
ルは、各ガラス基板について所定の構成要素を設ける工
程、各ガラス基板を対向配置した後に周囲を封止する工
程および放電ガスを封入する工程などを経て製造され
る。その際、保護膜は例えば蒸着法などにより成膜され
る。以下、本発明による保護膜の成膜方法について説明
する。
【0010】図3は、本発明にしたがって保護膜を成膜
するための蒸着装置の概略の構成を示す断面図である。
同図に示されるように、真空チャンバ31内には、前面
側パネル10が搭載される基板ホルダー32と、酸化マ
グネシウム(MgO)を蒸発する蒸発源33と、前面側
パネルに成膜された酸化マグネシウム膜に酸素イオンを
注入するための酸素イオン銃34と、前面側パネル10
を加熱するヒータ35が配置されている。蒸発源33
は、熱電子流36を放出するフィラメント37と、膜材
料である酸化マグネシウムを収容するるつぼ38と、こ
れらを支持する支持台39と、フィラメント37の放出
する熱電子流36を偏向してるつぼ38内の膜材料に導
く磁束発生部(図示なし)から構成され、熱電子流36
を制御して酸化マグネシウムを蒸発させる。
【0011】次に、この蒸着装置を用いた保護膜の成膜
方法について説明する。まず、ガラス基板上に対となる
表示電極と誘電体層を形成してなる前面側パネル10を
真空チャンバ31内の基板ホルダー32にセットした。
次いで、真空チャンバ31の内部を図示しない真空ポン
プによりチャンバ内圧が6.6×10-5Pa(5×10
-7Torr)以下になるまで排気した。ヒータ35によ
り加熱して基板温度を250℃とした後に、るつぼ38
内の膜材料にフィラメント37より熱電子流36を照射
させて酸化マグネシウムを蒸発させて前面側パネル10
の誘電体層上に酸化マグネシウム膜を約1μmの膜厚に
成膜した。酸化マグネシウム膜の成膜後、膜表面に対し
て、酸素イオン銃34より、酸素イオンを、エネルギ
ー:10keV、ドーズ量:5×1014/cm2 の条件
で注入して、酸化マグネシウム膜内に酸素欠損を生じさ
せた。
【0012】酸素イオン注入を行っていない酸化マグネ
シウムにおけるカソードルミネッセンス測定結果を図4
に、酸素イオン注入を行った酸化マグネシウムにおける
カソードルミネッセンス測定結果を図5に示す。酸素イ
オン注入を行わなかった場合には500ナノメートル近
傍に発光極大のピークが現れるのに対し、酸素イオン注
入により400ナノメートル近傍に発光極大をもつピー
クが形成されている。この発光ピークは、酸素イオン注
入の結果酸化マグネシウム中に生じた酸素欠損に起因す
るものと考えられる。この発光の発光強度は、500ナ
ノメートル近傍に発光極大をもつピークよりも大きくな
っている。酸化マグネシウムを保護膜として用いた交流
型プラズマディスプレイパネルにおいて、アドレス電極
と表示電極との間に電圧を印加し、放電を開始する電圧
を測定したところ、酸素イオンの注入を行わないものと
比較して10パーセント低い電圧において放電が発生し
た。
【0013】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能
なものである。例えば、実施例では、特に酸化マグネシ
ウムの結晶配向については言及しなかったが、<111
>配向膜を形成するようにしてもよい。また、酸化マグ
ネシウムの禁制帯中に準位を形成できる方法であれば酸
素イオン注入に限定されず他の手段を採用してもよい。
そして、その準位に基づくカソードルミネッセンスの発
光ピークの波長は400nmに限定されることなくその
近傍、例えば300〜500nmであれば同様の効果が
期待できる。また、酸化マグネシウムに対するイオン注
入は、蒸着装置とは異なる装置を用いて行ってもよい。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
ディスプレイパネルは、禁制帯中に伝導帯寄りの準位を
有する酸化マグネシウム膜を誘電体層の保護膜として用
いるものであるので、交流型プラズマディスプレイの放
電開始電圧を低減させることができる。したがって、本
発明によれば、駆動電圧の低電圧化が可能となりドライ
バICをより安価に作製することが可能になり交流型プ
ラズマディスプレイのコストを引き下げることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の交流型プラズマディスプレイパネル
の構造を示す断面図。
【図2】 本発明の交流型プラズマディスプレイパネル
の構造を示す斜視図。
【図3】 本発明の交流型プラズマディスプレイパネル
の保護膜の成膜装置の概略の構成を示す断面図。
【図4】 酸素イオン注入前の酸化マグネシウムのカソ
ードルミネッセンス測定結果を示す図。
【図5】 酸素イオン注入後の酸化マグネシウムのカソ
ードルミネッセンス測定結果を示す図。
【符号の説明】
10 前面側パネル 11 前面ガラス基板 12、13 表示電極 14 誘電体層 15 保護膜 20 背面側パネル 21 背面ガラス基板 22 アドレス電極 23 誘電体層 24 隔壁 25 蛍光体層 30 放電空間 31 真空チャンバ 32 基板ホルダー 33 蒸発源 34 酸素イオン銃 35 ヒータ 36 熱電子流 37 フィラメント 38 るつぼ 39 支持台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C027 AA10 5C040 FA01 GE09 GE10 JA07 KA03 MA12 MA17 MA26 5C094 AA24 AA43 AA44 BA31 CA19 DA14 DB01 EA04 EA05 EA10 EB02 FA02 FB02 FB14 FB15 GB10 JA11 JA20

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対を成して平行に配設された第1の電極
    と、前記第1の電極上を覆う第1の誘電体層と、前記第
    1の誘電体層上を覆う酸化マグネシウムからなる保護膜
    とが形成された第1のパネルと、前記第1の電極と交差
    するように配設された第2の電極と、前記第2の電極上
    を覆う誘電体層と、前記第2の誘電体層上を被覆する蛍
    光体層とが形成された第2のパネルと、を備え、前記第
    1、第2の電極に印加する電圧を操作することによって
    第1、第2のパネル間に形成された放電空間内に放電を
    生じさせ、放電に伴って発生する紫外線を前記蛍光体層
    によって可視光に変換する交流型プラズマディスプレイ
    パネルにおいて、前記保護膜は、禁制帯中に伝導帯寄り
    の準位を有していることを特徴とする交流型プラズマデ
    ィスプレイパネル。
  2. 【請求項2】 禁制帯中の前記準位が、酸化マグネシウ
    ム中の欠陥に起因していることを特徴とする請求項1記
    載の交流型プラズマディスプレイパネル。
  3. 【請求項3】 前記酸化マグネシウム中の欠陥が酸素欠
    損であることを特徴とする請求項2記載の交流型プラズ
    マディスプレイパネル。
  4. 【請求項4】 禁制帯中の準位の発するピーク蛍光の波
    長が300〜500nmの範囲にあることを特徴とする
    請求項1〜3の何れかに記載の交流型プラズマディスプ
    レイパネル。
  5. 【請求項5】 前記保護膜が、酸化マグネシウムの<1
    11>配向膜であることを特徴とする請求項1〜5の何
    れかに記載の交流型プラズマディスプレイパネル。
  6. 【請求項6】 基板上に電極を形成する工程と、前記電
    極上を覆う誘電体層を形成する工程と、前記誘電体層上
    に酸化マグネシウムからなる保護膜を形成する工程と、
    を有する交流型プラズマディスプレイパネルの製造方法
    において、前記保護膜の形成工程は、酸化マグネシウム
    膜を成膜する第1の過程と、前記酸化マグネシウム膜に
    欠陥を生じさせる第2の過程と、を含んでいることを特
    徴とする交流型プラズマディスプレイパネルの製造方
    法。
  7. 【請求項7】 前記第1の過程が、蒸着法により行われ
    ることを特徴とする請求項6記載の交流型プラズマディ
    スプレイパネルの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記蒸着法が、電子ビーム蒸着法である
    ことを特徴とする請求項7記載の交流型プラズマディス
    プレイパネルの製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第2の過程が、イオン注入により行
    われることを特徴とする請求項6〜8の何れかに記載の
    交流型プラズマディスプレイパネルの製造方法。
  10. 【請求項10】 前記イオン注入が、酸素イオンの注入
    であることを特徴とする請求項9記載の交流型プラズマ
    ディスプレイパネルの製造方法。
  11. 【請求項11】 前記第1の過程と前記第2の過程とを
    同一真空チャンバ内において連続して行うことを特徴と
    する請求項6〜10の何れかに記載の交流型プラズマデ
    ィスプレイパネルの製造方法。
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