JP2003059412A - プラズマ表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電開始電圧を低く設定することが可能であ
り、誘電体層の厚さを薄くしても異常放電が生じ難く、
放電安定性および信頼性に優れたプラズマ表示装置およ
びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 内側に放電維持電極１２と誘電体層１４
とが形成された第１パネル１０と、第１パネル１０の内
側に放電空間４が形成されるように張り合わされる第２
パネル２０とを有し、誘電体層１４の比誘電率が４．０
より小さい、および／または誘電体層１４の原子密度が
６．２５×１０^２２atoms／cm^３以下であることを特徴
とするプラズマ表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ表示装置
およびその製造方法に係り、さらに詳しくは、維持電極
上に形成される誘電体層の材料に特徴を持つプラズマ表
示装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在主流の陰極線管（ＣＲＴ）に代わる
画像表示装置として、平面型（フラットパネル形式）の
表示装置が種々検討されている。このような平面型の表
示装置として、液晶表示装置（ＬＣＤ）、エレクトロル
ミネッセンス表示装置（ＥＬＤ）、プラズマ表示装置
（ＰＤＰ：プラズマ・ディスプレイ）を例示することが
できる。中でも、プラズマ表示装置は、大画面化や広視
野角化が比較的容易であること、温度、磁気、振動等の
環境要因に対する耐性に優れること、長寿命であること
等の長所を有し、家庭用の壁掛けテレビの他、公共用の
大型情報端末機器への適用が期待されている。

【０００３】プラズマ表示装置は、希ガスから成る放電
ガスを放電空間内に封入した放電セルに電圧を印加し
て、放電ガス中でのグロー放電に基づき発生した紫外線
で放電セル内の蛍光体層を励起することによって発光を
得る表示装置である。つまり、個々の放電セルは蛍光灯
に類似した原理で駆動され、放電セルが、通常、数十万
個のオーダーで集合して１つの表示画面が構成されてい
る。プラズマ表示装置は、放電セルへの電圧の印加方式
によって直流駆動型（ＤＣ型）と交流駆動型（ＡＣ型）
とに大別され、それぞれ一長一短を有する。

【０００４】ＡＣ型プラズマ表示装置は、表示画面内で
個々の放電セルを仕切る役割を果たす隔壁を、たとえば
ストライプ状に形成すればよいので、高精細化に適して
いる。しかも、放電のための電極の表面が誘電体層で覆
われているので、かかる電極が磨耗し難く、長寿命であ
るといった長所を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在商品化されている
ＡＣ型プラズマ表示装置では、第１基板の内面に形成さ
れた維持電極上に、誘電体層を形成してあり、その誘電
体層は、通常、ペースト印刷されて焼成されたシリコン
酸化物で構成してある。ＡＣ型プラズマ表示装置では、
この誘電体層表面に電荷を蓄積させ、維持電極に逆向き
の電圧を印加することで、蓄積された電荷を放出し、プ
ラズマを発生させている。

【０００６】ところが、ペースト印刷法で誘電体層を形
成したＡＣ型プラズマ表示装置では、明るさや発光効率
の点で問題があり、その対応策として、シリコン酸化物
などの誘電体層を、スパッタリング法、蒸着法、化学気
相成長（ＣＶＤ）法などの真空成膜法により形成する方
法が提案されている。

【０００７】しかしながら、シリコン酸化物から成る誘
電体層を、通常の真空成膜法で形成する従来のＡＣ型プ
ラズマ表示装置では、放電開始電圧が高く、プラズマ表
示装置の駆動電圧を高く設定する必要があるという課題
を有している。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みて成さ
れ、本発明の目的は、放電開始電圧を低く設定すること
が可能であり、誘電体層の厚さを薄くしても異常放電が
生じ難く、放電安定性および信頼性に優れたプラズマ表
示装置およびその製造方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明者は、
本発明の目的を達成すべく鋭意検討した結果、放電開始
電圧が、誘電体層の比誘電率および／または原子密度と
関係することを見出し、本発明を完成させるに至った。

【００１０】すなわち、本発明に係るプラズマ表示装置
は、内側に放電維持電極と誘電体層とが形成された第１
パネルと、前記第１パネルの内側に放電空間が形成され
るように張り合わされる第２パネルとを有し、前記誘電
体層の比誘電率が４．０より小さい、および／または誘
電体層の原子密度が６．２５×１０^２２atoms／cm^３以
下であることを特徴とする。

【００１１】好ましくは、誘電体層の比誘電率が４．０
より小さく１．０以上である。誘電体層の比誘電率が高
すぎると、放電開始電圧が高くなる傾向にあり、低すぎ
ると、耐電圧特性が低くなる傾向にある。

【００１２】好ましくは、前記誘電体層が、３．０×１
０^２２atoms／cm^３以上で６．２５×１０^２２atoms／cm
^３以下の原子密度を有する。さらに好ましくは、前記誘
電体層が、６．１×１０^２２atoms／cm^３よりも低い原
子密度、特に、３．０×１０^２２atoms／cm^３以上で
６．１×１０^２２atoms／cm^３より低い原子密度を有す
る。

【００１３】前記誘電体層は、たとえばシリコン酸化物
膜、フッ素を含有するシリコン酸化物膜、多孔質のシリ
コン酸化物膜、あるいは有機物膜である。フッ素を含有
するシリコン酸化物膜としては、フロロシリケートガラ
ス膜が例示され、ＴＥＯＳ−ＣＶＤ、ＨＤＰ−ＣＶＤ、
ＰＥ−ＣＶＤなどのＣＶＤ法などで成膜される。フロロ
シリケートガラスの比誘電率は、３．５〜３．８であ
る。

【００１４】多孔質のシリコン酸化物膜としては、たと
えば多孔質シリカが例示され、コーティング法またはゾ
ルゲル法により成膜される。この多孔質シリカの比誘電
率は、１．３〜２．５である。

【００１５】有機物膜としては、パーフロロ・オキシ・
アリファティック樹脂膜、フッ化ポリイミド膜、パーフ
ロロ・シクロ・ブタン膜などが例示され、コーティング
法により成膜される。これらの有機物膜の比誘電率は
２．１〜２．６である。

【００１６】本発明の誘電体層は、単層であっても、多
層構造であっても良い。また、誘電体層の厚さは、特に
限定されないが、通常、１〜２０μｍ、好ましくは１〜
１０μｍである。

【００１７】本発明のプラズマ表示装置は、交流駆動型
のプラズマ表示装置であり、前記第２パネルの内側に
は、アドレス電極と、前記放電空間を仕切る隔壁と、前
記隔壁間に配置された蛍光体層とが形成してあることが
好ましい。

【００１８】本発明のプラズマ表示装置では、誘電体層
が、所定の比誘電率または原子密度を有するため、放電
開始電圧を、従来に比べて、１０〜３０％程度低減する
ことが可能になり、プラズマ表示装置の低電圧駆動が可
能になると共に、放電の安定性が図られ、装置の信頼性
が向上する。

【００１９】本発明に係るプラズマ表示装置の製造方法
は、内側に放電維持電極と誘電体層とが形成された第１
パネルと、前記第１パネルの内側に放電空間が形成され
るように張り合わされる第２パネルとを有するプラズマ
表示装置を製造する方法であって、前記誘電体層をシリ
コン酸化物膜で形成する際に、スパッタリング装置に導
入される雰囲気ガス中の酸素ガスの濃度が５体積％より
少なくなるように、スパッタリング法を用いて成膜を行
い、比誘電率が４．０より小さいまたは原子密度が６．
２５×１０^２２atoms／cm^３以下のシリコン酸化物層を
形成することを特徴とする。スパッタリングにおける酸
素ガスの濃度が高すぎると、高原子密度のシリコン酸化
物膜となり、低い比誘電率の誘電体膜を得ることが困難
になる傾向にある。

【００２０】なお、雰囲気ガスとしては、アルゴンガス
などの不活性ガスを主成分とするガスが用いられる。不
活性ガスとして、アルゴン（Ａｒ）ガスが用いられる場
合には、雰囲気ガスに対する酸素（Ｏ_２）ガスの体積濃
度は、Ｏ_２／（Ａｒ＋Ｏ_２）として表される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係
るプラズマ表示装置の要部概略断面図である。

【００２２】プラズマ表示装置の全体構成 まず、図１に基づき、交流駆動型（ＡＣ）型プラズマ表
示装置（以下、単に、プラズマ表示装置と呼ぶ場合があ
る）の全体構成について説明する。

【００２３】図１に示すＡＣ型プラズマ表示装置２は、
いわゆる３電極型に属し、１対の放電維持電極１２の間
で放電が生じる。このＡＣ型プラズマ表示装置２は、フ
ロントパネルに相当する第１パネル１０と、リアパネル
に相当する第２パネル２０とが貼り合わされて成る。第
２パネル２０上の蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの発
光は、たとえば、第１パネル１０を通して観察される。
すなわち、第１パネル１０が、表示面側となる。

【００２４】第１パネル１０は、透明な第１基板１１
と、第１基板１１上にストライプ状に設けられ、透明導
電材料から成る複数の一対の放電維持電極１２と、放電
維持電極１２のインピーダンスを低下させるために設け
られ、放電維持電極１２よりも電気抵抗率の低い材料か
ら成るバス電極１３と、バス電極１３および放電維持電
極１２上を含む第１の基板１１上に形成された誘電体層
１４と、その上に形成された保護層１５とから構成され
ている。なお、保護層１５は、必ずしも形成されている
必要はないが、形成されていることが好ましい。

【００２５】一方、第２パネル２０は、第２基板２１
と、第２基板２１上にストライプ状に設けられた複数の
アドレス電極（データ電極とも呼ばれる）２２と、アド
レス電極２２上を含む第２基板２１上に形成された誘電
体膜（図示省略）と、誘電体膜上であって隣り合うアド
レス電極２２の間の領域に形成された絶縁性の隔壁２４
と、誘電体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って設けら
れた蛍光体層とから構成されている。蛍光体層は、赤色
蛍光体層２５Ｒ、緑色蛍光体層２５Ｇ、および青色蛍光
体層２５Ｂから構成されている。

【００２６】図１は、表示装置の一部分解斜視図であ
り、実際には、第２パネル２０側の隔壁２４の頂部が第
１パネル１０側の保護層１５に当接している。一対の放
電維持電極１２と、２つの隔壁２４の間に位置するアド
レス電極２２とが重複する領域が、単一の放電セルに相
当する。そして、隣り合う隔壁２４と蛍光体層２５Ｒ，
２５Ｇ，２５Ｂと保護層１５とによって囲まれた放電空
間４内には、放電ガスが封入されている。第１パネル１
０と第２パネル２０とは、それらの周辺部において、フ
リットガラスを用いて接合されている。放電空間４内に
封入される放電ガスとしては、特に限定されないが、キ
セノン（Ｘｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、ヘリウム
（Ｈｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ_２）ガ
ス等の不活性ガス、あるいはこれらの不活性ガスの混合
ガスなどが用いられる。封入されている放電ガスの全圧
は、特に限定されないが、６×１０^３Ｐａ〜８×１０^４
Ｐａ程度である。

【００２７】放電維持電極１２の射影像が延びる方向と
アドレス電極２２の射影像が延びる方向とは略直交（必
ずしも直交する必要はないが）しており、一対の放電維
持電極１２と、３原色を発光する蛍光体層２５Ｒ，２５
Ｇ，２５Ｂの１組とが重複する領域が１画素（１ピクセ
ル）に相当する。グロー放電が一対の放電維持電極１２
間で生じることから、このタイプのプラズマ表示装置は
「面放電型」と称される。このプラズマ表示装置の駆動
方法については、後述する。

【００２８】本実施形態のプラズマ表示装置２は、いわ
ゆる反射型プラズマ表示装置であり、蛍光体層２５Ｒ，
２５Ｇ，２５Ｂの発光は、第１パネル１０を通して観察
されるので、アドレス電極２２を構成する導電性材料に
関して透明／不透明の別は問わないが、放電維持電極１
２を構成する導電性材料は透明である必要がある。な
お、ここで述べる透明／不透明とは、蛍光体層材料に固
有の発光波長（可視光域）における導電性材料の光透過
性に基づく。即ち、蛍光体層から射出される光に対して
透明であれば、放電維持電極やアドレス電極を構成する
導電性材料は透明であると言える。

【００２９】不透明な導電性材料として、Ｎｉ，Ａｌ，
Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｐｄ／Ａｇ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｂ
ａ，ＬａＢ_６，Ｃａ_０．２Ｌａ_０．８ＣｒＯ_３等の材料
を、単独または適宜組み合わせて用いることができる。
透明な導電性材料としては、ＩＴＯ（インジウム・錫酸
化物）やＳｎＯ_２を挙げることができる。放電維持電極
１２またはアドレス電極２２は、スパッタ法、蒸着法、
スクリーン印刷法、メッキ法等によって形成することが
でき、フォトリソグラフィ法、サンドブラスト法、リフ
トオフ法などによってパターン加工される。放電維持電
極１２の電極幅は、特に限定されないが、２００〜４０
０μｍ程度である。また、これらの対となる電極１２相
互間の距離は、特に限定されないが、好ましくは５〜１
５０μｍ程度である。また、アドレス電極２２の幅は、
たとえば５０〜１００μｍ程度である。

【００３０】バス電極１３は、典型的には、金属材料、
たとえば、Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｃｒ
などの単層金属膜、あるいはＣｒ／Ｃｕ／Ｃｒなどの積
層膜などから構成することができる。かかる金属材料か
ら成るバス電極１３は、反射型のプラズマ表示装置にお
いては、蛍光体層から放射されて第１基板１１を通過す
る可視光の透過光量を低減させ、表示画面の輝度を低下
させる要因となり得るので、放電維持電極全体に要求さ
れる電気抵抗値が得られる範囲内で出来る限り細く形成
することが好ましい。具体的には、バス電極１３の電極
幅は、放電維持電極１２の電極幅よりも小さく、たとえ
ば３０〜２００μｍ程度である。バス電極１３は、放電
維持電極１２などと同様な方法により形成することがで
きる。

【００３１】放電維持電極１２の表面に形成される誘電
体層１４は、本実施形態では、単層のシリコン酸化物層
で構成してあり、その原子密度は、６．１×１０^２２at
oms／cm^３よりも小さい。また、その比誘電率は、４．
０より小さく、３．８〜３．９である。このシリコン酸
化物層から成る誘電体層１４は、本実施形態では、後述
するように、スパッタリング法により形成される。誘電
体層１４の厚みは、特に限定されないが、本実施形態で
は、１〜１０μｍである。

【００３２】誘電体層１２を設けることによって、放電
空間４内で発生するイオンや電子が、放電維持電極１２
と直接に接触することを防止することができる。その結
果、放電維持電極１２の磨耗を防ぐことができる。誘電
体層１４は、アドレス期間に発生する壁電荷を蓄積して
放電状態を維持するするメモリ機能、過剰な放電電流を
制限する抵抗体としての機能を有する。

【００３３】誘電体層１４の放電空間側表面に形成して
ある保護層１５は、イオンや電子と放電維持電極との直
接接触を防止する作用を奏する。その結果、放電維持電
極１２の磨耗を効果的に防ぐことができる。また、保護
層１５は、放電に必要な２次電子を放出する機能も有す
る。保護層１５を構成する材料として、酸化マグネシウ
ム（ＭｇＯ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、フッ
化カルシウム（ＣａＦ _２）を例示することができる。中
でも酸化マグネシウムは、化学的に安定であり、スパッ
タリング率が低く、蛍光体層の発光波長における光透過
率が高く、放電開始電圧が低い等の特色を有する好適な
材料である。なお、保護層１５を、これらの材料から成
る群から選択された少なくとも２種類の材料から構成さ
れた積層膜構造としてもよい。

【００３４】第１基板１１および第２基板２１の構成材
料として、高歪点ガラス、ソーダガラス（Ｎａ_２Ｏ・Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ_２）、硼珪酸ガラス（Ｎａ_２Ｏ・Ｂ_２Ｏ_３
・ＳｉＯ_２）、フォルステライト（２ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ_２）、鉛ガラス（Ｎａ_２Ｏ・ＰｂＯ・ＳｉＯ_２）を例
示することができる。第１基板１１と第２基板２１の構
成材料は、同じであっても異なっていてもよいが、熱膨
張係数が同じであることが望ましい。

【００３５】蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、たと
えば、赤色を発光する蛍光体層材料、緑色を発光する蛍
光体層材料および青色を発光する蛍光体層材料から成る
群から選択された蛍光体層材料から構成され、アドレス
電極２２の上方に設けられている。プラズマ表示装置が
カラー表示の場合、具体的には、たとえば、赤色を発光
する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（赤色蛍光体
層２５Ｒ）がアドレス電極２２の上方に設けられ、緑色
を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光体層（緑色
蛍光体層２５Ｇ）が別のアドレス電極２２の上方に設け
られ、青色を発光する蛍光体層材料から構成された蛍光
体層（青色蛍光体層２５Ｂ）が更に別のアドレス電極２
２の上方に設けられており、これらの３原色を発光する
蛍光体層が１組となり、所定の順序に従って設けられて
いる。そして、前述したように、一対の放電維持電極１
２と、これらの３原色を発光する１組の蛍光体層２５
Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが重複する領域が、１画素に相当
する。赤色蛍光体層、緑色蛍光体層および青色蛍光体層
は、ストライプ状に形成されていてもよいし、格子状に
形成されていてもよい。

【００３６】蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを構成す
る蛍光体層材料としては、従来公知の蛍光体層材料の中
から、量子効率が高く、真空紫外線に対する飽和が少な
い蛍光体層材料を適宜選択して用いることができる。カ
ラー表示を想定した場合、色純度がＮＴＳＣで規定され
る３原色に近く、３原色を混合した際の白バランスがと
れ、残光時間が短く、３原色の残光時間がほぼ等しくな
る蛍光体層材料を組み合わせることが好ましい。

【００３７】蛍光体層材料の具体的な例示を次に示す。
たとえば赤色に発光する蛍光体層材料として、（Ｙ_２Ｏ
_３：Ｅｕ），（ＹＢＯ_３Ｅｕ），（ＹＶＯ_４：Ｅｕ），
（Ｙ _０．９６Ｐ_０．６０Ｖ_０．４０Ｏ_４：Ｅ
ｕ_０．０４），［（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕ］，（Ｇｄ
ＢＯ_３：Ｅｕ），（ＳｃＢＯ_３：Ｅｕ），（３．５Ｍｇ
Ｏ・０．５ＭｇＦ_２・ＧｅＯ_２：Ｍｎ）、緑色に発光す
る蛍光体層材料として、（ＺｎＳｉＯ_２：Ｍｎ），（Ｂ
ａＡ１_１２Ｏ_１９：Ｍｎ），（ＢａＭｇ_２Ａ１_１６Ｏ
_２７：Ｍｎ），（ＭｇＧａ_２Ｏ_４：Ｍｎ），（ＹＢ
Ｏ_３：Ｔｂ），（ＬｕＢＯ_３：Ｔｂ），（Ｓｒ_４Ｓｉ_３
Ｏ_８Ｃｌ_４：Ｅｕ）、青色に発光する蛍光体層材料とし
て、（Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ），（ＣａＷＯ_４：Ｐｂ），
ＣａＷＯ_４，ＹＰ_０．８５Ｖ_０．１５Ｏ_４，（ＢａＭｇ
Ａ１_１４Ｏ_２３：Ｅｕ），（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｅｕ），
（Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｓｎ）などが例示される。

【００３８】蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの形成方
法として、厚膜印刷法、蛍光体層粒子をスプレーする方
法、蛍光体層の形成予定部位に予め粘着性物質を付けて
おき、蛍光体層粒子を付着させる方法、感光性の蛍光体
層ペーストを使用し、露光および現像によって蛍光体層
をパターニングする方法、全面に蛍光体層を形成した後
に不要部をサンドブラスト法により除去する方法を挙げ
ることができる。

【００３９】なお、蛍光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは
アドレス電極２２の上に直接形成されていてもよいし、
アドレス電極２２上から隔壁２４の側壁面上に亘って形
成されていてもよい。あるいはまた、蛍光体層２５Ｒ，
２５Ｇ，２５Ｂは、アドレス電極２２上に設けられた誘
電体膜上に形成されていてもよいし、アドレス電極２２
上に設けられた誘電体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘
って形成されていてもよい。更には、蛍光体層２５Ｒ，
２５Ｇ，２５Ｂは、隔壁２４の側壁面上にのみ形成され
ていてもよい。誘電体膜の構成材料として、たとえば低
融点ガラスやＳｉＯ_２ を挙げることができる。

【００４０】第２基板２１には、前述したように、アド
レス電極２２と平行に延びる隔壁２４（リブ）が形成さ
れている。なお、隔壁（リブ）２４は、ミアンダ構造を
有していてもよい。誘電体膜が第２基板２１およびアド
レス電極２２上に形成されている場合には、隔壁２４は
誘電体膜上に形成されている場合もある。隔壁２４の構
成材料として、従来公知の絶縁材料を使用することがで
き、たとえば広く用いられている低融点ガラスにアルミ
ナ等の金属酸化物を混合した材料を用いることができ
る。隔壁２４は、たとえば幅が５０μｍ以下程度で、高
さが１００〜１５０μｍ程度である。隔壁２４のピッチ
間隔は、たとえば１００〜４００μｍ程度である。

【００４１】隔壁２４の形成方法として、スクリーン印
刷法、サンドブラスト法、ドライフィルム法、感光法を
例示することができる。ドライフィルム法とは、基板上
に感光性フィルムをラミネートし、露光および現像によ
って隔壁形成予定部位の感光性フィルムを除去し、除去
によって生じた開口部に隔壁形成用の材料を埋め込み、
焼成する方法である。感光性フィルムは焼成によって燃
焼、除去され、開口部に埋め込まれた隔壁形成用の材料
が残り、隔壁２４となる。感光法とは、基板上に感光性
を有する隔壁形成用の材料層を形成し、露光および現像
によってこの材料層をパターニングした後、焼成を行う
方法である。なお、隔壁２４を黒くすることにより、い
わゆるブラック・マトリックスを形成し、表示画面の高
コントラスト化を図ることができる。隔壁２４を黒くす
る方法として、黒色に着色されたカラーレジスト材料を
用いて隔壁を形成する方法を例示することができる。

【００４２】第２基板２１上に形成された一対の隔壁２
４と、一対の隔壁２４によって囲まれた領域内を占める
放電維持電極１２とアドレス電極２２と蛍光体層２５
Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂによって１つの放電セルが構成され
る。そして、かかる放電セルの内部、より具体的には、
隔壁によって囲まれた放電空間の内部に、混合ガスから
成る放電ガスが封入されており、蛍光体層２５Ｒ，２５
Ｇ，２５Ｂは、放電空間４内の放電ガス中で生じた交流
グロー放電に基づき発生した紫外線に照射されて発光す
る。

【００４３】プラズマ表示装置の製造方法 次に、本発明の実施形態に係るプラズマ表示装置の製造
方法について説明する。 第１パネル１０は、以下の方
法で作製することができる。先ず、高歪点ガラスやソー
ダガラスから成る第１基板１１の全面にたとえばスパッ
タリング法によりＩＴＯ層を形成し、フォトリソグラフ
ィ技術およびエッチング技術によりＩＴＯ層をストライ
プ状にパターニングすることによって、一対の放電維持
電極１２を、複数、形成する。放電維持電極１２は、第
１の方向に延びている。

【００４４】次に、第１基板１１の内面全面に、たとえ
ば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグ
ラフィ技術およびエッチング技術によりアルミニウム膜
をパターニングすることによって、各放電維持電極１２
の縁部に沿ってバス電極１３を形成する。その後、バス
電極１３が形成された第１基板１１の内面全面にシリコ
ン酸化物（ＳｉＯ_２ ）層から成る誘電体層１４を形成
する。

【００４５】本実施形態では、誘電体層１４の形成に際
しては、スパッタリング法を用い、しかも、比誘電率が
４．０より小さく、低原子密度のシリコン酸化物層を形
成するために、スパッタリング装置に導入される雰囲気
ガス（Ａｒガスを主成分）中の酸素（Ｏ_２）ガスの濃度
（Ｏ_２／（Ａｒ＋Ｏ_２））が５体積％より少なくなるよ
うに制御する。スパッタリングにおける酸素ガスの濃度
が高すぎると、高原子密度のシリコン酸化物膜となり、
低い比誘電率の誘電体膜を得ることが困難になる傾向に
ある。

【００４６】次に、誘電体層１４の上に、電子ビーム蒸
着法またはスパッタリング法により厚さ０．６μｍの酸
化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形成す
る。以上の工程により第１パネル１０を完成することが
できる。

【００４７】また、第２パネル２０を以下の方法で作製
する。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第２
の基板２１上に、たとえば蒸着法によりアルミニウム膜
を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技
術によりパターニングすることで、アドレス電極２２を
形成する。アドレス電極２２は、第１の方向と直交する
第２の方向に延びている。次に、スクリーン印刷法によ
り全面に低融点ガラスペースト層を形成し、この低融点
ガラスペースト層を焼成することによって誘電体膜を形
成する。

【００４８】その後、隣り合うアドレス電極２２の間の
領域の上方の誘電体膜上に、たとえばスクリーン印刷法
により低融点ガラスペーストを印刷する。その後、この
第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４を形成す
る。この時の焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、
焼成温度は、５６０°Ｃ程度である。焼成時間は、２時
間程度である。

【００４９】次に、第２基板２１に形成された隔壁２４
の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷する。その
後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４
の間の誘電体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って、蛍
光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを形成する。その時の焼
成（蛍光体焼成工程）温度は、５１０°Ｃ程度である。
焼成時間は、１０分程度である。

【００５０】次に、プラズマ表示装置の組み立てを行
う。即ち、先ず、たとえばスクリーン印刷により、第２
パネル２０の周縁部にシール層を形成する。次に、第１
パネル１０と第２パネル２０とを貼り合わせ、焼成して
シール層を硬化させる。その後、第１パネル１０と第２
パネル２０との間に形成された空間を排気した後、放電
ガスを封入し、かかる空間を封止し、プラズマ表示装置
２を完成させる。

【００５１】かかる構成を有するプラズマ表示装置の交
流グロー放電動作の一例を説明する。先ず、たとえば、
全ての一方の放電維持電極１２に、放電開始電圧Ｖｂｄ
よりも高いパネル電圧を短時間印加する。これによって
グロー放電が生じ、双方の放電維持電極の近傍の誘電体
層１４の表面に相互に反対極の電荷が付着して、壁電荷
が蓄積し、見掛けの放電開始電圧が低下する。その後、
アドレス電極２２に電圧を印加しながら、表示をさせな
い放電セルに含まれる一方の放電維持電極１２に電圧を
印加することによって、アドレス電極２２と一方の放電
維持電極１２との間にグロー放電を生じさせ、蓄積され
た壁電荷を消去する。この消去放電を各アドレス電極２
２において順次実行する。一方、表示をさせる放電セル
に含まれる一方の放電維持電極には電圧を印加しない。
これによって、壁電荷の蓄積を維持する。その後、全て
の一対の放電維持電極１２間に所定のパルス電圧を印加
することによって、壁電荷が蓄積されていたセルにおい
ては一対の放電維持電極１２の間でグロー放電が開始
し、放電セルにおいては、放電空間内における放電ガス
中でのグロー放電に基づき発生した真空紫外線の照射に
よって励起された蛍光体層が、蛍光体層材料の種類に応
じた特有の発光色を呈する。なお、一方の放電維持電極
と他方の放電維持電極に印加される放電維持電圧の位相
は半周期ずれており、電極の極性は交流の周波数に応じ
て反転する。

【００５２】本実施形態に係るプラズマ表示装置２およ
びその製造方法では、誘電体層１４が、所定の比誘電率
または原子密度を有するため、放電開始電圧を、従来に
比べて、１０〜３０％程度低減することが可能になり、
プラズマ表示装置の低電圧駆動が可能になると共に、放
電の安定性が図られ、装置の信頼性が向上する。

【００５３】その他の実施形態 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。

【００５４】たとえば、上述した実施形態では、単層の
シリコン酸化物層から成る誘電体層１４をスパッタリン
グ法により形成してあるが、本発明では、比誘電率が
４．０より小さい誘電体層を形成できれば、その材質ま
たは成膜法は限定されない。また、本発明では、誘電体
層１４は、必ずしも単層のシリコン酸化物層で構成する
必要はなく、多層膜で構成してもよい。

【００５５】また、本発明では、プラズマ表示装置の具
体的な構造は、図１に示す実施形態に限定されず、その
他の構造であっても良い。たとえば図１に示す実施形態
では、いわゆる３電極型のプラズマ表示装置を例示した
が、本発明のプラズマ表示装置は、いわゆる２電極のプ
ラズマ表示装置であっても良い。この場合には、一対の
放電維持電極の一方を第１基板に形成し、他方を第２基
板に形成する構成となる。また、一方の放電維持電極の
射影像は第１の方向に延び、他方の放電維持電極の射影
像は、第１の方向とは異なる第２の方向（好ましくは第
１の方向と略垂直）に延び、一対の放電維持電極が対面
するごとく対向して配置されている。２電極型のプラズ
マ表示装置にあっては、必要に応じて、上述した実施形
態の説明における「アドレス電極」を「他方の放電維持
電極」と読み替えればよい。

【００５６】また、上述した実施形態のプラズマ表示装
置は、第１パネル１０が表示パネル側となり、いわゆる
反射型のプラズマ表示装置であるが、本発明のプラズマ
表示装置は、いわゆる透過型のプラズマ表示装置であっ
ても良い。ただし、透過型のプラズマ表示装置では、蛍
光体層の発光は第２パネル２０を通して観察されるの
で、放電維持電極を構成する導電性材料に関して透明／
不透明の別は問わないが、アドレス電極２２を第２基板
２１上に設けるので、アドレス電極は透明である必要が
ある。

【００５７】

【実施例】以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づ
き説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。

【００５８】実施例１ 第１パネル１０は、以下の方法で作製した。先ず、高歪
点ガラスやソーダガラスから成る第１基板１１の全面に
たとえばスパッタリング法によりＩＴＯ層を形成し、フ
ォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりＩＴ
Ｏ層をストライプ状にパターニングすることによって、
一対の放電維持電極１２を、複数、形成した。

【００５９】次に、第１基板１１の内面全面に、たとえ
ば蒸着法によりアルミニウム膜を形成し、フォトリソグ
ラフィ技術およびエッチング技術によりアルミニウム膜
をパターニングすることによって、各放電維持電極１２
の縁部に沿ってバス電極１３を形成した。

【００６０】その後、バス電極１３が形成された第１基
板１１の内面全面にシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）層から
成る誘電体層１４を形成した。誘電体層１４の形成に際
しては、ＳｉＯ_２ターゲットを用いたＲＦスパッタリン
グ法を用い、しかも、スパッタリング装置に導入される
雰囲気ガス（Ａｒガスを主成分）中の酸素（Ｏ_２）ガス
の濃度（Ｏ_２／（Ａｒ＋Ｏ_２））が０体積％となるよう
に制御した。また、スパッタリングにおけるＲＦパワー
は、９００Ｗであり、Ａｒ分圧は、３．３×１０^−１Ｐ
ａ、成膜速度は０．５μｍ／時間であった。

【００６１】このシリコン酸化物（ＳｉＯ_２ ）層の厚
みは、約６μｍであった。また、このシリコン酸化物層
の原子密度を、ラザフォード後方散乱分析法により測定
したところ、６．１×１０^２２atoms／cm^３であった。
また、このシリコン酸化物層の比誘電率を測定したとこ
ろ、３．９であった。

【００６２】次に、このシリコン酸化物層から成る誘電
体層１４の上に電子ビーム蒸着法により厚さ０．６μｍ
の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）から成る保護層１５を形
成した。以上の工程により第１パネル１０を完成するこ
とができた。

【００６３】また、第２パネル２０を以下の方法で作製
した。先ず、高歪点ガラスやソーダガラスから成る第２
の基板２１上に、アドレス電極２２を形成した。アドレ
ス電極２２は、第１の方向と直交する第２の方向に延び
ている。次に、スクリーン印刷法により全面に低融点ガ
ラスペースト層を形成し、この低融点ガラスペースト層
を形成し、この低融点ガラスペースト層を焼成すること
によって誘電体膜を形成した。

【００６４】その後、隣り合うアドレス電極２２の間の
領域の上方の誘電体膜上に、たとえばスクリーン印刷法
により低融点ガラスペーストを印刷した。その後、この
第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４を形成し
た。この時の焼成（隔壁焼成工程）は、空気中で行い、
焼成温度は、５６０°Ｃ程度、焼成時間は、２時間程度
であった。

【００６５】次に、第２基板２１に形成された隔壁２４
の間に３原色の蛍光体層スラリーを順次印刷した。その
後、この第２基板２１を、焼成炉内で焼成し、隔壁２４
の間の誘電体膜上から隔壁２４の側壁面上に亘って、蛍
光体層２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを形成し、５１０°Ｃお
よび１０分の焼成を行い、第２パネル２０を完成させ
た。

【００６６】次に、プラズマ表示装置の組み立てを行っ
た。即ち、先ず、スクリーン印刷により、第２パネル２
０の周縁部にシール層を形成した。次に、第１パネル１
０と第２パネル２０とを貼り合わせ、焼成してシール層
を硬化させた。その後、第１パネル１０と第２パネル２
０との間に形成された空間を排気した後、放電ガスを封
入し、かかる空間を封止し、プラズマ表示装置２を完成
させた。放電ガスとしては、Ｘｅ１００％を用い、３０
ｋＰａの圧力で封入した。

【００６７】このプラズマ表示装置２について、放電開
始電圧を測定したところ、１７０〜１８０ボルトであっ
た。

【００６８】比較例１ 誘電体層１４の形成に際して、スパッタリング条件を、
Ｏ_２分圧：７．２×１０^−２Ｐａ、Ａｒ分圧：２．９×
１０^−１Ｐａ、成膜速度：０．１２μｍ／時間とした以
外は、実施例１と同様にして、プラズマ表示装置を製作
し、実施例１と同様な測定を行った。誘電体層１４の原
子密度は、６．４×１０^２２atoms／cm ^３であり、比誘
電率は、４．１であった。また、放電開始電圧を測定し
たところ、２３０〜２５０ボルトであった。

【００６９】評価１ 実施例１と比較例１とを比較して分かるように、放電ガ
スがＸｅ１００％である場合に、誘電体層１４の比誘電
率を４．０よりも小さくすることで、放電開始電圧を、
約３０％程度低くできることが確認できた。

【００７０】実施例２ 放電ガスとして、Ｎｅ−Ｘｅ（４体積％）混合ガスを用
い、６６ｋＰａの圧力で封入した以外は、実施例１と同
様にして、プラズマ表示装置を製作し、実施例１と同様
な測定を行った。放電開始電圧を測定したところ、１３
０〜１３３ボルトであった。

【００７１】比較例２ 放電ガスとして、Ｎｅ−Ｘｅ（４体積％）混合ガスを用
い、６６ｋＰａの圧力で封入した以外は、比較例１と同
様にして、プラズマ表示装置を製作し、実施例１と同様
な測定を行った。放電開始電圧を測定したところ、１４
２〜１４６ボルトであった。

【００７２】評価２ 実施例２と比較例２とを比較して分かるように、放電ガ
スがＮｅ−Ｘｅ（４体積％）混合ガスである場合に、誘
電体層１４の比誘電率を４．０よりも小さくすること
で、放電開始電圧を、約１０％程度低くできることが確
認できた。

【００７３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、放電開始電圧を低く設定することが可能であり、誘
電体層の厚さを薄くしても異常放電が生じ難く、放電安
定性および信頼性に優れたプラズマ表示装置およびその
製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の一実施形態に係るプラズマ表
示装置の要部概略断面図である。

【符号の説明】

２… プラズマ表示装置 ４… 放電空間 １０… 第１パネル １１… 第１基板 １２… 放電維持電極 １３… バス電極 １４… 誘電体層 １５… 保護層 ２０… 第２パネル ２１… 第２基板 ２２… アドレス電極 ２４… 隔壁 ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ… 蛍光体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中田 諭 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C027 AA05 5C040 FA01 GD01 KA04 MA08 MA30

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側に放電維持電極と誘電体層とが形成
   された第１パネルと、 前記第１パネルの内側に放電空間が形成されるように張
   り合わされる第２パネルとを有し、 前記誘電体層の比誘電率が４．０より小さいことを特徴
   とするプラズマ表示装置。
2. 【請求項２】 前記誘電体層の比誘電率が４．０より小
   さく１．０以上であることを特徴とする請求項１に記載
   のプラズマ表示装置。
3. 【請求項３】 内側に放電維持電極と誘電体層とが形成
   された第１パネルと、 前記第１パネルの内側に放電空間が形成されるように張
   り合わされる第２パネルとを有し、 前記誘電体層が、６．２５×１０^２２atoms／cm^３以下
   の原子密度を有することを特徴とするプラズマ表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記誘電体層が、３．０×１０^２２atom
   s／cm^３以上で６．２５×１０^２２atoms／cm^３以下の原
   子密度を有することを特徴とする請求項３に記載のプラ
   ズマ表示装置。
5. 【請求項５】 前記誘電体層が、６．１×１０^２２atom
   s／cm^３よりも低い原子密度を有することを特徴とする
   請求項３に記載のプラズマ表示装置。
6. 【請求項６】 前記誘電体層が、３．０×１０^２２atom
   s／cm^３以上で６．１×１０^２２atoms／cm^３より低い原
   子密度を有することを特徴とする請求項３に記載のプラ
   ズマ表示装置。
7. 【請求項７】 前記誘電体層が、フッ素を含有するシリ
   コン酸化物層であることを特徴とする請求項１〜６のい
   ずれかに記載のプラズマ表示装置。
8. 【請求項８】 前記誘電体層が、多孔質のシリコン酸化
   物膜であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
   記載のプラズマ表示装置。
9. 【請求項９】 前記誘電体層が、有機物膜であることを
   特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ表
   示装置。
10. 【請求項１０】 前記第２パネルの内側には、アドレス
    電極と、前記放電空間を仕切る隔壁と、前記隔壁間に配
    置された蛍光体層とが形成してある請求項１〜９のいず
    れかに記載の交流駆動型のプラズマ表示装置。
11. 【請求項１１】 内側に放電維持電極と誘電体層とが形
    成された第１パネルと、前記第１パネルの内側に放電空
    間が形成されるように張り合わされる第２パネルとを有
    するプラズマ表示装置を製造する方法であって、 前記誘電体層をシリコン酸化物膜で形成する際に、スパ
    ッタリング装置に導入される雰囲気ガス中の酸素ガスの
    濃度が５体積％より少なくなるように、スパッタリング
    法を用いて成膜を行い、比誘電率が４．０より小さいま
    たは原子密度が６．２５×１０^２２atoms／cm^３以下の
    シリコン酸化物層を形成することを特徴とするプラズマ
    表示装置の製造方法。