JP2002117758A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマディスプレイパネルのエージング処
理の時間を短縮する方法を提供する。 【解決手段】 本発明では、プラズマディスプレイパネ
ルの誘電体保護層に酸素欠損部を形成することによっ
て、保護層に捕獲できる電子の量を増大することがで
き、プラズマディスプレイパネルの放電特性を安定させ
るためのエージング処理を省く、あるいは大幅に短縮す
ることを可能としている。さらに画像表示時の放電特性
を良化することができ、放電遅れ時間を短くすることが
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマディスプ
レイパネルおよびその製造工程に関し、特に、誘電体保
護層の製造方法およびエージング工程に関するもので、
エージング処理の時間を短縮する方法および、放電遅れ
を解消するための方法を提供する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラズマディスプレイパネルは、
図５に示すような構成のものが一般的である。

【０００３】このプラズマディスプレイパネルは、前面
パネル１００と背面パネル２００とからなる。前面パネ
ル１００は、前面ガラス基板１０１上に走査電極１０２
ａ、維持電極１０２ｂが交互にストライプ状に形成さ
れ、さらにそれが誘電体ガラス層１０３及び酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）からなる保護層１０４により覆われて
形成されたものである。

【０００４】背面パネル２００は、背面ガラス基板２０
１上に、ストライプ状にアドレス電極２０２が形成さ
れ、これを覆うように電極保護層２０３が形成され、更
にアドレス電極２０２を挟むように電極保護層２０３上
にストライプ状に隔壁２０４が形成され、更に隔壁２０
４間に蛍光体層２０５が設けられて形成されたものであ
る。そして、このような前面パネル１００と背面パネル
２００とが貼り合わせられ、隔壁２０４で仕切られた空
間２１０に放電ガスを封入することで放電空間が形成さ
れる。前記蛍光体層はカラー表示のために通常、赤、
緑、青の３色の蛍光体層が順に配置されている。

【０００５】そして、放電空間２１０内には例えばネオ
ン及びキセノンを混合してなる放電ガスが通常、０．６
７×１０⁵Ｐａ程度の圧力で封入されている。

【０００６】このようにＰＤＰの従来の作成は、表面基
板・背面基板それぞれ作成後、アセンブリ工程として、
貼り合わせ・封着、排気・ガス封入・封止がおこなわれ
パネルとなる。しかしこのアセンブリ直後の状態では、
パネル点灯には非常に高電圧が必要である。これは、保
護層・蛍光体表面に不純物ガスが吸着しているためと考
えられている。このためアセンブリ工程後、この吸着し
ている不純物ガスを除去し、パネルの放電特性を安定化
させるために、ある一定の時間全放電領域を放電させる
エージングがおこなわれる。

【０００７】エージング処理は、以上のようにして作製
したＰＤＰに図３に示すようにアドレス駆動部２２０、
走査電極駆動部２３０、維持電極駆動部２４０を接続し
て、アドレス電極２０２を接地（ＧＮＤ）し、走査電極
１０２ａ、維持電極１０２ｂに所定の周期で交互に電圧
を印加することにより行う。このとき印加する駆動波形
は従来のエージング処理では電圧値は処理期間常に一様
である。

【０００８】次に、前記プラズマディスプレイパネルの
駆動方式について説明する。

【０００９】図６は、前記プラズマディスプレイパネル
の駆動回路の構成を示したブロック図である。

【００１０】前記駆動回路は、アドレス電極駆動部２２
０と、走査電極駆動部２３０と、維持電極駆動部２４０
とから構成されている。

【００１１】プラズマディスプレイパネルのアドレス電
極２２０にアドレス電極駆動部２２０が接続され、走査
電極１０２ａに走査電極駆動部２３０が接続され、維持
電極１０２ｂに維持電極駆動部２４０が接続されてい
る。

【００１２】一般に交流型のプラズマディスプレイパネ
ルでは１フレームの映像を複数のサブフィールド（Ｓ．
Ｆ．）に分割することによって階調表現をする方式が用
いられている。そして、この方式ではセル中の気体の放
電を制御するために１Ｓ．Ｆ．を更に４つの期間に分割
する。この４つの期間について図７を使用して説明す
る。図７は、１Ｓ．Ｆ．中の駆動波形である。

【００１３】この図７においてセットアップ期間２５０
では放電が生じやすくするためにＰＤＰ内の全セルに均
一的に壁電荷を蓄積させる。アドレス期間２６０では点
灯させるセルの書き込み放電を行う。サステイン期間２
７０では前記アドレス期間２６０で書き込まれたセルを
点灯させその点灯を維持させる。イレース期間２８０で
は壁電荷を消去させることによってセルの点灯を停止さ
せる。

【００１４】セットアップ期間２５０では走査電極１０
２ａにアドレス電極２０２および維持電極１０２ｂに比
べ高い電圧を印加しセル内の気体を放電させる。それに
よって発生した電荷はアドレス電極２０２、走査電極１
０２ａおよび維持電極１０２ｂ間の電位差を打ち消すよ
うにセルの壁面に蓄積されるので、走査電極１０２ａ付
近の保護層表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、
またアドレス電極付近の蛍光体層表面および維持電極付
近の保護層表面には正の電荷が壁電荷として蓄積され
る。この壁電荷により走査電極−アドレス電極間、走査
電極−維持電極間には所定の値の壁電位が生じる。

【００１５】アドレス期間２６０ではセルを点灯させる
場合には走査電極１０２ａにアドレス電極２０２および
維持電極１０２ｂに比べ低い電圧（これを以下、書き込
み電圧とする）を印加させることにより、つまり走査電
極−アドレス電極間には前記壁電位と同方向に電圧を印
加させるとともに走査電極−維持電極間に壁電位と同方
向に電圧を印加させることにより書き込み放電を生じさ
せる。これにより蛍光体層表面、保護層表面には負の電
荷が蓄積され走査側電極付近の保護層表面には正の電荷
が壁電荷として蓄積される。これにより維持−走査電極
間には所定の値の壁電位が生じる。

【００１６】サステイン期間２７０では走査電極１０２
ａに維持電極１０２ｂに比べ高い電圧を印加させること
により、つまり維持電極−走査電極間に前記壁電位と同
方向に電圧を印加させることにより維持放電を生じさせ
る。これによりセル点灯を開始させることができる。そ
して、維持電極−走査電極交互に極性が入れ替わるよう
にパルスを印加することにより断続的にパルス発光させ
ることができる。

【００１７】イレース期間２８０では、幅の狭い消去パ
ルスを維持電極１０２ｂに印加することによって不完全
な放電が発生し壁電荷が消滅するため消去が行われる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この従来の
エージング処理では、目的とする放電電圧の安定までに
は約３０時間程度という長時間の放電時間が必要であ
り、かつパネルの全面を表示させるため高電圧・高電流
値を必要としていた。そのため、このエージング処理時
の電力が膨大になり、ＰＤＰの製造時のランニングコス
ト増加の問題となっていた。また長時間の処理のため、
工場の敷地面積、パネル発熱による空調設備などの製造
時の環境に関する種種の問題があった。さらに、こうい
った問題点はＰＤＰの大画面化、大量生産化が進むにつ
れてより一層大きな問題となることは明白である。

【００１９】またさらにセル構造の高精細化に伴って走
査線数が増加するためにテレビ映像を表示する場合には
１フィールド＝１／６０（ｓ）内で全てのシーケンスを
終了させる必要がある。これに応えるには、書き込み期
間に印加するアドレスパルスのパルス幅を狭くして高速
駆動を行なう必要があるが、パルスの立ち上がりからか
なり遅れて放電が行われるという「放電遅れ」が存在す
るために、印加されたパルス幅内で放電が終了する確率
が低くなり、本来点灯すべきセルに書き込みなどが出来
ずに点灯不良が生じてしまう。

【００２０】本発明は上記二点の問題点に鑑みてなされ
た発明であって、エージング処理時間を短縮し、「放電
遅れ」を防止するのに効果的な構造を備えたプラズマデ
ィスプレイパネル並びにその製造方法を提供することを
目的としてなされたものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】先に述べたようにエージ
ング処理とは、放電によって保護層がスパッタされる、
あるいは蛍光体がプラズマにさらされる、ことによって
吸着していた不純物ガスが除去され、放電開始電圧が低
くなる現象である。そして、電圧の安定までにかかるエ
ージング処理時間は、先に述べた維持電圧の安定にかか
る時間よりも、書き込み電圧の安定にかかる時間の方が
長く、エージング処理時間を決定していた。すなわち、
この書き込み電圧をより早く低下させることでエージン
グ処理時間を短縮することが可能となる。

【００２２】そこで発明者らはエージング処理による保
護層のスパッタ効果による保護層形状の変化が書き込み
電圧値に影響を及ぼしていると考え、エージング処理前
後の保護層の膜質について調べた。その結果、エージン
グ処理をすることによって、酸素欠損での電子捕獲量が
大きく増大していることがわかった。これはエージング
処理の放電によって、保護層全体がスパッタされたため
酸素欠損部が形成され、それに伴い電子捕獲量が増加し
たと考えられる。

【００２３】そしてさらに発明者らは、あらかじめ酸素
欠損部を形成した保護層を用いたＰＤＰと、通常のＰＤ
Ｐとのエージング処理時間の比較をおこなった。その結
果、酸素欠損部を形成した保護層を用いた場合の書き込
み電圧安定化までの時間が大きく短縮でき、かつ放電遅
れが良好になる（短くなる）ことがわかった。

【００２４】これは、イオン衝撃等のエネルギーにより
処理前と比較し、保護層表面の酸素欠損部が形成され電
子が捕獲されやすくなり、壁電荷の蓄積が容易になる。
その結果書き込み電圧が低下するものと考えられる。

【００２５】そこで、本発明ではこのように、書き込み
電圧の低下を容易にする誘電体保護層を形成するため
に、保護層作製直後に、上記のような、酸素欠損部を形
成する処理を施し、エージング時間を大きく短縮し、放
電遅れを良化させる手法を提供する。

【００２６】

【発明の実施の形態】従来では、先に述べたように図２
に示すような保護層成膜装置にておこなわれていた。電
極・誘電体が形成された表面基板を、成膜装置のチャン
バー内に設置し、例えば蒸着による保護層の形成である
ならば、チャンバー内をある高真空後、蒸着をおこな
い、基板温度の低下を待ち取り出していた。

【００２７】図１に本発明についての保護層成膜装置の
一例について示す。成膜エリアでの工程は従来通りにな
る。基板は成膜後、保護層表面に酸素欠損部を形成する
ためのチャンバーへ移行する。この際にパネル面内の基
板温度の勾配によってパネル割れが発生することを考慮
して、室温程度までの冷却が望ましい。

【００２８】ここでは請求項３に示した、イオンシャワ
ーによる酸素欠損部の形成手法について説明する。ここ
ではＡｒ等の質量の重い不活性なイオン材料のスパッタ
リングによって、保護層表面の酸素欠損部を形成する。

【００２９】上記の酸素欠損部形成室への移行後、ある
高真空状態にする。これは、スパッタ効率を考えてより
高真空状態であることが望ましい。その後、ガスを導入
しチャンバー内をロータリーポンプ等で定常的に排気し
つつ、チャンバー内の圧力を１０^-3〜１０^-1Ｐａ程度に
減圧する。加速電圧は０．８〜１ｋＶでおこない、加速
されたイオンは収束させずに、シャワー状にし、なるべ
く広径にておこなう。シャワーの角度は保護層膜面に対
してほぼ垂直にて入射し、イオン源全体を駆動させ、表
面基板面内を走査し、面内を均一に加工する。このとき
の走査する駆動側は、イオン源全体ではなく表面基板側
でもかまわない。

【００３０】これにより、保護層表面にはＡｒ⁺イオン
の衝撃により酸素欠損部が生じ、電子捕獲量が多くな
る。

【００３１】上記の処理終了後の、保護層表面は非常に
活性化しているため、背面基板との封着・封止は真空中
あるいは窒素ガス雰囲気中にておこなうことが望まし
い。

【００３２】このようにして作製したプラズマディスプ
レイパネルでは、エージング処理による書き込み電圧安
定までの時間が短く、かつ放電遅れが良好な特性が得ら
れた。

【００３３】また、ここでは酸素欠損部の形成手法とし
て、不活性イオンを用いた物理反応によるエッチングに
よる手法について挙げたが、ＣＦ４等の反応ガスを用い
た反応性イオンエッチングや、高周波電源を用いＲＦス
パッタ法にておこなう手法も可能である。あるいは酸素
を含まないガス雰囲気中で熱処理によっても酸素欠損部
を形成することは可能であり、同様の効果が得られる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、プラ
ズマディスプレイパネルの誘電体保護層に酸素欠損部を
形成することによって、保護層に捕獲できる電子の量を
増大することができ、プラズマディスプレイパネルの放
電特性を安定させるためのエージング処理を省く、ある
いは大幅に短縮することを可能としている。また、同様
の理由から、画像表示時の放電特性を良化することがで
き、放電遅れ時間を短くすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体保護層作製装置の模式図

【図２】従来の誘電体保護層作製装置の構成図

【図３】従来のエージング処理時のプラズマディスプレ
イパネルと駆動回路との接続状態を示すブロック図

【図４】従来のエージング装置の模式図

【図５】従来のプラズマディスプレイパネルを示す部分
斜視図

【図６】プラズマディスプレイパネルと駆動回路との従
来及び本発明に共通な接続状態を示すブロック図

【図７】従来及び本発明に共通なプラズマディスプレイ
パネルの駆動波形を示すタイムチャート

【符号の説明】

１００ 前面パネル ２００ 背面パネル １０１ 前面ガラス基板 １０２ａ 走査電極 １０２ｂ 維持電極 １０３ 誘電体ガラス層 １０４ ＭｇＯ保護層 ２０１ 背面ガラス基板 ２０２ アドレス電極 ２０３ 電極保護層 ２０４ 隔壁 ２０５ 蛍光体層 ２１０ 放電空間 ２２０ アドレス駆動部 ２３０ 走査電極駆動部 ２４０ 維持電極駆動部 ３０１ 搬入室 ３０２ 保護層成膜室 ３０３ 冷却室 ３０４ 酸素欠損部形成室 ３０５ 搬出室 ３０６ 真空ポンプ ３０７ 保護層用蒸発源 ３０８ イオンシャワー源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電極と前記第１の電極を覆う誘電
   体ガラス層と前記誘電体ガラス層を覆う保護層を配した
   表面基板と、第２の電極と蛍光体層とを配した背面基板
   とが対向してなるプラズマディスプレイパネルにおい
   て、前記保護層形成後に前記保護層表面に酸素欠損部を
   形成するための処理をおこな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】 前記酸素欠損部を形成するための処理が
   前記保護層にイオン衝撃を与えることによっておこなう
   ことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプレイ
   パネルの製造方法。
3. 【請求項３】 前記酸素欠損部を形成するための処理が
   前記保護層に電場変動を利用したプラズマによっておこ
   なうことを特徴とする請求項１記載のプラズマディスプ
   レイパネルの製造方法。
4. 【請求項４】 前記酸素欠損部を形成するための処理が
   前記保護層を酸素を含まないガス雰囲気中にて焼成する
   ことによっておこなうことを特徴とする請求項１記載の
   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１〜４のいずれかに記載のプラズ
   マディスプレイパネルの製造方法を用いて製造したこと
   を特徴とするプラズマディスプレイパネル。