JP2003242889A

JP2003242889A - プラズマ表示装置

Info

Publication number: JP2003242889A
Application number: JP2002035819A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nakada; 諭中田; Kazuyuki Ejima; 一行江嶋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高い歩留まりで製造することが可能なプラズ
マ表示装置を提供する。【解決手段】前面ガラス基板１１と誘電体層２０との
間には剥離防止層１９Ａが設けられ、誘電体層２０と保
護層２１の間には剥離防止層１９Ｂが設けられている。
剥離防止層１９は、誘電体層２０とは異質な誘電体から
構成され、誘電体層２０と他の構成要素との間の接合界
面における密着性を向上させる。剥離防止層１９は、例
えば原子密度が６．１×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以上
であるＳｉＯ₂からなり、その厚みは誘電体層２０の厚
みの２分の１以下、好ましくは１０分の１以下と十分に
薄く形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマ放電を利
用して表示を行うプラズマ表示装置に関する。

【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、フラットパネルディスプレイが種
々検討されている。そのうち、プラズマディスプレイ
（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）は、ガス放電により
発生した真空紫外線を蛍光体に照射させて発光させるこ
とにより画像表示を行うものである。ＰＤＰは、ＣＲＴ
では実現が難しいとされる薄型・大画面化に加え、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
などの長所を有し、家庭用の壁掛けテレビの他、大型デ
ィスプレイへの今後の展開が期待されている。

【０００３】従来のＡＣ型プラズマ表示装置では、表示
面側にあたる前面ガラス基板の上に、対をなして並列す
る維持電極が形成され、更にその上から、シリコン酸化
物からなる誘電体層，酸化マグネシウム（ＭｇО）から
なる保護層が順に形成されている。通常は、維持電極に
電圧を印加し、この誘電体層上に電荷を蓄積することに
より、電極間の放電開始電圧を制御するようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように誘電体層
は、一面側で前面ガラス基板および維持電極に接し、他
面側で保護層と接するようになっている。その形成方法
としては、ペースト印刷の後焼成してシリコン酸化物と
して形成するのが一般的であるが、明るさや発光効率を
改善する方策として、スパッタリング法，蒸着法，ＣＶ
Ｄ（Chemical VaporDeposition ）法などの真空成膜法
を用いることも提案されている。しかしながら、いずれ
の方法においても、製造中に誘電体層とガラス基板ある
いは保護層との接合界面に剥がれが生じることがあり、
歩留まりを低下させていた。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、高い歩留まりで製造することが可能
なプラズマ表示装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるプラズマ表
示装置は、誘電体層とは異質な誘電体からなり、誘電体
層と基板との間および誘電体層と保護層との間の少なく
とも一方に形成される剥離防止層を備えたものである。

【０００７】本発明によるプラズマ表示装置では、剥離
防止層を介して誘電体層を基板または保護層と密着さ
せ、その界面における剥離を抑制する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【０００９】〔第１の実施の形態〕図１は、本発明の一
実施の形態に係るプラズマ表示装置の概略を示す構成図
であり、図２は、前面ガラス基板側の構成を示す部分断
面図である。表示面側に位置する前面ガラス基板１１
は、プラズマ表示装置内部で生じた光を透過させて外部
へ取り出すために透明性の高い材料からなる必要があ
り、例えば高歪点ガラスやソーダライムガラスが用いら
れる。この前面ガラス基板１１の上には、線形状の維持
電極１７（１７Ｘ，１７Ｙ）が対をなして並列するよう
に配置され、各維持電極１７の長手方向の一方の縁部に
は、抵抗低減のためのバス電極１８が付設されている。
維持電極１７は、例えば透明電極材料であるＩＴＯから
なり、バス電極１８は例えばＡｌ膜、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒ
膜などの金属薄膜からなる。

【００１０】ここでは、維持電極１７およびバス電極１
８の上には、剥離防止層１９Ａを介して誘電体層２０が
設けられ、更に、誘電体層２０の上に剥離防止層１９Ｂ
を介して保護層２１が設けられている。

【００１１】誘電体層２０は、壁電荷を蓄積する機能、
過剰な放電電流を制限する抵抗体としての機能、放電状
態を維持するメモリ機能を有しており、例えば低融点ガ
ラスあるいはＳｉＯ₂を塗布もしくは印刷するか、Ｓｉ
Ｏ₂を真空成膜することにより形成される。保護層２１
は、従来同様、例えばＭｇОからなる。

【００１２】一方、剥離防止層１９（１９Ａ，１９Ｂ）
は、誘電体層２０をその他の構成要素（前面ガラス基板
１１，維持電極１７および保護層２１）と密着させるた
めに、前面ガラス基板１１側と保護層２１側の少なくと
も一面側（ここでは両面）に形成されるようになってい
る。この剥離防止層１９は、これら他の構成要素に対し
て誘電体層２０よりも親和性が高く、しかも、装置の放
電特性には影響を与えないよう、誘電体層２０とは異質
な誘電体から構成されている。剥離防止層１９の材料と
してはＳｉＯ₂を用いることができるが、その場合に
は、原子密度が６．１×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以上
であることが望ましい。ちなみに、誘電体層２０を密度
６．１×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³未満のＳｉＯ₂薄膜
とすると、放電開始電圧が低下するので好ましく、こう
した誘電体層２０と剥離防止層１９とで材質を異なるも
のとすることができる。

【００１３】すなわち、誘電体としての機能は誘電体層
２０のみが担うものとし、剥離防止層１９は専ら誘電体
層２０をその他の構成要素との界面を密着させるものと
して機能する。よって、装置の放電特性については、従
来通り、誘電体層として誘電体層２０のみを考慮すれば
良い。また、そのため、剥離防止層１９は誘電体層２０
に比べて十分に薄く形成され、その厚みは誘電体層２０
の２分の１以下、更に好ましくは１０分の１以下とされ
る。

【００１４】これにより、誘電体層２０の下面を剥離防
止層１９Ａを介して前面ガラス基板１１，維持電極１７
に密着させると共に、その上面を剥離防止層１９Ｂを介
して保護層２１に密着させることができる。

【００１５】より具体的には、剥離防止層１９および誘
電体層２０を、電子ビーム蒸着法，スパッタリング法，
蒸着法等の真空成膜法により形成された単層のＳｉＯ₂
薄膜とし、剥離防止層１９は密度が６．１×１０²²ａｔ
ｏｍｓ／ｃｍ³以上、厚みが０．１μｍ〜１μｍ、誘電
体層２０は密度が６．１×１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³未
満、厚みが１μｍ〜１０μｍとする。

【００１６】なお、維持電極１７は、背面基板１２の側
のアドレス電極１３に対して、互いの長手方向を表示面
側から見て直交させる向きに並列しており、両者により
電極マトリクスが形成されている。これらの対となった
維持電極１７とアドレス電極１３とが直交して形成され
る個々の領域が、画素に相当する発光領域となってい
る。

【００１７】背面ガラス基板１２は、例えば前面ガラス
基板１１と同様の材料からなり、その上には、例えばア
ルミニウム（Ａｌ）などの金属薄膜からなる線形状のア
ドレス電極１３が並列して配設されている。更に、アド
レス電極１３の上には、例えばＳｉＯ₂からなる誘電体
層１４が設けられ、その上には、放電空間を発光領域毎
に区画するための隔壁１５が設けられている。隔壁１５
は、例えばストライプ状に形成され、アドレス電極１３
毎に空間を区画するようになっている。これにより、ア
ドレス電極１３の幅方向に隣接する各発光領域は、互い
の発光のクロストークが防止される。また、隔壁１５と
誘電体層１４の放電空間に面する部分には、例えば、赤
（Ｒ），緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３原色の蛍光体１６
が周期的に配列するように設けられており、各発光領域
はこの配色で発光するようになっている。

【００１８】蛍光体１６の材料としては、公知の材料の
中から量子効率が高く、真空紫外線に対する飽和が少な
い蛍光体材料を適宜選択して用いることができる。カラ
ー表示の場合は、色純度がＮＴＳＣで規定される３原色
に近い材料であって、３色を混合した際に白バランスが
とれ、残光時間が短く、かつ、３色の残光時間がほぼ等
しくなる蛍光体材料を組み合わせて用いることが好まし
い。真空紫外線の照射によって赤色に発光する蛍光材料
として、例えば（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ），（ＹＢＯ ₃：Ｅ
ｕ），（ＹＶＯ₄：Ｅｕ），（Ｙ_0.96Ｐ_0.60Ｖ
_0.40Ｏ₄：Ｅｕ_0.04），［（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ₃：Ｅ
ｕ］，（ＧｄＢＯ₃：Ｅｕ），（ＳｃＢＯ₃：Ｅｕ），
（3.5 ＭｇＯ・0.5 ＭｇＦ₂・ＧｅＯ₂：Ｍｎ）が挙げ
られる。真空紫外線の照射によって緑色に発光する蛍光
材料として、例えば（ＺｎＳｉＯ₂：Ｍｎ），（ＢａＡ
ｌ₁₂Ｏ₁₉：Ｍｎ），（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｍｎ），
（ＭｇＧａ₂Ｏ₄：Ｍｎ），（ＹＢＯ₃：Ｔｂ），（Ｌ
ｕＢＯ₃：Ｔｂ），（Ｓｒ₄Ｓｉ₃Ｏ₈Ｃｌ₄：Ｅｕ）
が挙げられる。また、真空紫外線の照射によって青色に
発光する蛍光材料として、例えば（Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃ
ｅ），（ＣａＷＯ₄：Ｐｂ），（ＢａＭｇＡｌ₁₄Ｏ₂₃：
Ｅｕ），（Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ），（Ｓｒ₂Ｐ
₂Ｏ₇：Ｓｎ）を挙げることができる。

【００１９】なお、前面ガラス基板１１と背面ガラス基
板１２は、放電空間を介して対向配置され、周縁部にお
いてフリットガラスにより気密封止されている。放電空
間には、例えばＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｘｅ，Ｋｒの希ガス
のうちの１種以上からなる放電ガスが封入されている。

【００２０】このプラズマ表示装置は、剥離防止層１９
を設けたことを除けば通常と同様に作製することがで
き、例えば以下のようにして製造される。

【００２１】まず、前面ガラス基板１１を用意し、その
上に、例えば、ＩＴＯ等の透明電極材料をスパッタリン
グあるいは真空蒸着によって成膜してパターン形成を行
い、対をなす維持電極１７をストライプ状に形成する。
続いて、これら維持電極１７の対をなす側と反対側の縁
部において、所定の幅のバス電極１８を所定位置に形成
する。バス電極１８は、例えば、Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，ＭｏまたはＣｒ等の良導性の金属材料を、単体、も
しくはＭｏ／Ａｌのように積層させて成膜することによ
り形成される。なお、その成膜方法としては、スクリー
ン印刷法のほか、スパッタリング法、真空蒸着法または
ＣＶＤ法等を用いることができる。

【００２２】そののち、例えば、スパッタリング法等の
真空成膜またはスクリーン印刷法によりＳｉＯ₂からな
る剥離防止層１９Ａ，誘電体層２０、および剥離防止層
１９Ｂを連続して形成する。ここでは、スパッタリング
を用い、成膜装置の雰囲気中の酸素濃度を、例えば、剥
離防止層１９の形成時には２０ｗｔ％、誘電体層２０の
形成時には０ｗｔ％と変化させる。これにより、剥離防
止層１９，誘電体層２０をそれぞれ、密度が６．１×１
０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以上のものと、この値より低い
ものとに分けて形成することができる。なお、このと
き、剥離防止層１９は０．１μｍ〜１μｍの厚みに形成
し、誘電体層２０は１μｍ〜１０μｍの厚みに形成す
る。形成された誘電体層２０は、剥離防止層１９Ａを介
して前面ガラス基板１１および維持電極１８等に接する
ので、その界面における密着性が向上し、剥がれが防止
される。

【００２３】更に、剥離防止層１９Ｂの上に、電子ビー
ム蒸着法によりＭｇОからなる保護層２１を形成する。
保護層２１と誘電体層２０は、剥離防止層１９Ｂを介し
て接するので、その界面における密着性が向上し、剥が
れが防止される。

【００２４】次に、背面ガラス基板１２を用意し、その
上に、例えばバス電極１８と同様の良導性の金属材料、
具体的にはＡｌ，Ｍｎを、バス電極１８と同様の方法に
より成膜して積層させ、ストライプ状にパターン形成を
行い、アドレス電極１３を形成する。次に、例えばＳｉ
Ｏ₂を蒸着法または印刷法により成膜し、誘電体層１４
を形成する。次に、誘電体層１４の上の所定の領域にガ
ラスペーストをパターニングし、これを焼成することに
より所定形状の隔壁１５を形成する。具体的には、ペー
スト状の低融点ガラスをスクリーン印刷法により塗布形
成した後、サンドブラスト法によりストライプ状に整形
し、焼成する。次に、隣り合う隔壁１５の側面からその
間の誘電体層１４にかけて、例えば蛍光体スラリーを印
刷することにより、蛍光体１６を所定の配置で形成す
る。

【００２５】次に、前面ガラス基板１１および背面ガラ
ス基板１２を組み立てる。例えば、スクリーン印刷によ
り前面ガラス基板１１の周縁部に低融点ガラスからなる
シール層を形成する。その後、維持電極１７とアドレス
電極１３の向きが直交するように前面ガラス基板１１と
背面ガラス基板１２とを貼り合わせ、焼成してシール層
を焼成・硬化させる。更に、２つの基板１１，１２の間
に設けられ、隔壁１５によって区切られた放電空間に対
し、排気、混合ガスの封入を行う。これにより、本実施
の形態のプラズマ表示装置が完成する。

【００２６】このプラズマ表示装置は、サブフィールド
駆動法により以下のように動作させることができる。す
なわち、一般的な画像表示における１フィールドの表示
画面を、発光時間により輝度の重み付けをしたサブフィ
ールドで構成し、サブフィールド毎の発光制御により中
間調を表示する。また、サブフィールドは、リセット期
間，アドレス期間および表示期間の３つの動作期間に分
けられる。

【００２７】まず、リセット期間中に全ての維持電極１
７に電圧を印加して予備放電を行うと、全ての発光領域
の保護層２０上に電荷（壁電荷）が一様に形成される。
次に、アドレス期間において、発光させない画素に対応
する維持電極１７Ｙ，アドレス電極１３に駆動電圧を印
加し、アドレス放電を行うと、発光させない画素の発光
領域から選択的に壁電荷が消去される。これにより、発
光させたい画素位置にのみ壁電荷が残り、表示画素の選
択が行なわれる。次に、表示期間において、対をなす維
持電極１７の間に交流パルスの駆動電圧を印加すると、
壁電荷が残っている発光領域では、パルスに壁電荷の電
位が重畳されて、維持電極１７の対間で放電開始電圧に
達し、放電が生じる。この放電は高周波放電であり、同
時に電荷の蓄積が行なわれるために持続的に放電が発生
し、放電状態が維持される（維持放電）。この放電によ
って放電ガスが放つ紫外線が蛍光体１６に照射され、蛍
光体１６が発光し、この発光領域に対応する画素が点灯
する。このようにして、１つのサブフィールド内におい
て所定のパターンとなるように発光が生じ、このサブフ
ィールドが時系列的に重ね合わせられることにより、階
調制御された１フィールドの画像が表示される。

【００２８】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、誘電体層２０と前面ガラス基板１１との間および誘
電体層２０と保護層２１との間に、誘電体層２０とは異
質な誘電体からなる剥離防止層１９Ａ，１９Ｂをそれぞ
れ形成するようにしたので、誘電体層２０は前面ガラス
基板１１，保護層２１と剥離防止層１９を介して密着
し、その界面での剥離が抑制される。よって、装置の製
造歩留まりを向上させることができる。また、剥離防止
層１９を誘電体、とりわけ誘電体層２０とは異質な誘電
体により構成するようにしたので、剥離防止層１９は、
装置の放電特性に影響を与えることなく、誘電体層２０
と他の構成要素との接合界面の剥離を防止することがで
きる。更に、剥離防止層１９および誘電体層２０は、雰
囲気ガスの組成を変化させるだけでスパッタリングによ
り共にＳｉＯ₂薄膜として形成することができ、剥離防
止層１９は極めて簡便に誘電体層２０の両面に付設する
ことができる。

【００２９】

【実施例】更に、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。

【００３０】（実施例）実施例として、まず、ガラス基
板上にＩＴＯの維持電極、Ａｌのバス電極を形成し、次
にその上から、ＳｉＯ₂ターゲットを用いたＲＦスパッ
タによりＳｉＯ ₂薄膜を１０μｍの厚みで成膜し、誘電
体層とした。その際、Ａｒ雰囲気、圧力３．３×１０^-1
Ｐａとし、雰囲気中にＯ₂ガスは導入しなかった。ま
た、ＲＦパワー９００Ｗ，成膜速度０．５μｍ／ｈとし
た。

【００３１】次に、誘電体層の上から更にＳｉＯ₂ター
ゲットを用いたＲＦスパッタによりＳｉＯ₂薄膜を０．
１μｍの厚みで成膜し、剥離防止層を形成した。このと
きには、Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａｒ）が２０ｗｔ％となるよう
にＡｒと共にＯ₂を導入しながら行った。Ａｒ分圧は
２．９×１０^-1Ｐａ、Ｏ₂分圧は７．２×１０^-2Ｐａで
あった。また、ＲＦパワー９００Ｗ，成膜速度０．１２
μｍ／ｈとした。

【００３２】次に、誘電体層の上に、電子ビーム蒸着法
によりＭｇＯ薄膜を０．６μｍの厚みに成膜し、保護層
を形成した。このようにして前面ガラス基板を複数作製
し、表面の剥離の有無を観察し、剥離についての評価を
行った。更に、これらの前面ガラス基板を、別途作製し
た背面ガラス基板と重ね合わせてプラズマ表示装置を完
成させ、各々に対しその放電特性を評価した。

【００３３】（比較例）上記実施例の比較例として、剥
離防止層を形成しなかったことを除いては実施例と同様
にして、前面ガラス基板を複数作製し、表面の剥離の有
無を調べると共に、放電特性の評価を行った。

【００３４】比較例では、保護層の剥離が認められた基
板が発生したが、実施例では全てのサンプルにおいて剥
離は認められなかった。これにより、剥離防止層は、保
護層が誘電体層から剥離するのを防止する効果を有して
いることが明らかとなった。

【００３５】更に、実施例のプラズマ表示装置は、比較
例のうち保護層の剥離していないもの（従来の装置）と
比較して、放電特性に変化は見られなかった。これによ
り、剥離防止層は、装置の放電特性に影響を与えないこ
とがわかった。従って、剥離防止層を設けたプラズマ表
示装置は、誘電体層などの設計を変更する必要がなく、
剥離防止層がない場合と同等の放電特性を有するものと
なることがわかる。

【００３６】なお、本発明は、上記実施の形態および実
施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例え
ば、上記実施の形態では、誘電体層２０は単層として説
明したが、多層膜であってもよい。その場合には、最外
層とこれに接する前面ガラス基板，保護層との接合界面
のうち少なくとも一方に、剥離防止層を挿入するように
して形成するとよい。

【００３７】また、上記実施の形態では、剥離防止層１
９，誘電体層２０の厚みをそれぞれ０．１μｍ〜１μ
ｍ，１μｍ〜１０μｍとする具体例を挙げたが、これら
の数値はあくまで一例であって、両者の厚みを限定する
ものではない。

【００３８】また、上記実施の形態では、一般的な構造
のプラズマ表示装置に本発明を適用した場合について説
明したが、本発明は、前面ガラス基板に誘電体層と保護
層とを備えたプラズマ表示装置について適用可能であ
り、装置のその他の構成については何ら限定することも
のではない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るプラズ
マ表示装置によれば、誘電体層とは異質な誘電体からな
り、誘電体層と基板との間および誘電体層と保護層との
間の少なくとも一方に形成される剥離防止層を備えるよ
うにしたので、放電特性を低下させたり、誘電体層の設
計を変更することなく、誘電体層と基板もしくは保護層
との接合界面における剥離が抑制される。従って、簡便
に製造歩留まりの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るプラズマ表示装置
の構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示したプラズマ表示装置の要部構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１１…前面ガラス基板、１２…背面ガラス基板、１３…
アドレス電極、１４…誘電体層、１５…隔壁、１６…蛍
光体、１７…維持電極、１８…バス電極、１９，１９
Ａ，１９Ｂ…剥離防止層、２０…誘電体層、２１…保護
層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5C040 FA01 FA04 GB03 GD02 GD07 GD10 GE10 JA07 KB19 KB30 MA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板の一面側に並列するよう配置されている維持電
極と、前記基板および前記維持電極の上に形成されている誘電
体層と、前記誘電体層の上に形成されている保護層と、前記誘電体層とは異質な誘電体からなり、前記誘電体層
と前記基板との間および前記誘電体層と前記保護層との
間の少なくとも一方に形成される剥離防止層を備えたこ
とを特徴とするプラズマ表示装置。
【請求項２】前記剥離防止層の厚みは、前記誘電体層
の厚みの２分の１以下であることを特徴とする請求項１
記載のプラズマ表示装置。
【請求項３】更に、前記剥離防止層の厚みは、前記誘
電体層の厚みの１０分の１以下であることを特徴とする
請求項２記載のプラズマ表示装置。
【請求項４】前記剥離防止層は、二酸化珪素（ＳｉＯ
₂）からなることを特徴とする請求項１記載のプラズマ
表示装置。
【請求項５】前記剥離防止層の原子密度は、６．１×
１０²²ａｔｏｍｓ／ｃｍ³以上であることを特徴とする
請求項１記載のプラズマ表示装置。
【請求項６】前記剥離防止層は、真空成膜法により形
成された薄膜からなることを特徴とする請求項１記載の
プラズマ表示装置。