JP2004047193A

JP2004047193A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2004047193A
Application number: JP2002200721A
Authority: JP
Inventors: Akira Kato; 加藤　　明; Hiroshi Kajiyama; 梶山　博司; Kenichi Kizawa; 鬼沢　賢一; Tatsuya Miyake; 三宅　竜也
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルに用いられる電極用保護膜について、耐スパッタ性を改良し、寿命を向上する。
【解決手段】表示電極が配線されている前面板とアドレス電極が配線されている背面板を有し、両基板の間隙に形成された微小な放電空間での放電により画像を表示するプラズマディスプレイパネルにおいて、電極保護膜が主成分として酸化マグネシウムを含有し、第二成分として酸化ホウ素，酸化アルミニウム，酸化ケイ素，酸化ランタン，酸化イットリウム，酸化セリウムの少なくとも１種以上を含有することを特徴とする保護膜を用いる。
【効果】保護膜の耐スパッタ性が向上し、長寿命化につながる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示デバイスとして用いられるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと称する）に関するもので、特にＰＤＰの電極用保護膜材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＤＰは２枚のガラス基板の間隙に密閉された微小な放電空間を多数設けた表示デバイスである。たとえば、マトリックス表示方式のＰＤＰでは、多数の電極が格子状に配列され、各電極の交差部の放電セルを選択的に発光させて画像を表示する。代表的な面放電型のＡＣ型ＰＤＰでは前面板の表示電極は誘電体層で被覆され、さらに誘電体層上に保護膜が形成されている。ここで、誘電体層は電極への電圧印加により生じた電荷を蓄積するために設けられており、保護膜は放電ガス中のイオンの衝突による誘電体層の損傷を防ぐため、及び二次電子の放出により放電開始電圧を低減するために設けられている。従来、保護膜としては、蒸着などの薄膜法を用いて形成された厚さ数百ｎｍ程度の酸化マグネシウム膜が主に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＣ型ＰＤＰにおける保護膜としては寿命の長いことが求められている。すなわち、ＰＤＰでは放電時に希ガスイオンにより保護膜がスパッタされる。
【０００４】
保護膜がスパッタされ誘電体層が露出すると放電電圧の大幅な上昇が起こり、画像の表示に問題が生じる。またスパッタされた保護膜は一部対面の蛍光体層に付着し色特性の低下を引き起こすことがある。このように保護膜のスパッタによる損傷はＰＤＰの寿命を左右する主原因の一つである。
【０００５】
本発明は上記した従来技術の課題に対応するためになされたものであり、耐スパッタ性が高く長寿命のＰＤＰ電極用保護膜及びその保護膜を備えたＰＤＰを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を解決するためにＰＤＰ用保護膜として、主成分として酸化マグネシウムを含有し、第二成分として酸化ホウ素，酸化アルミニウム，酸化ケイ素，酸化ランタン，酸化イットリウム，酸化セリウムの少なくとも１種以上を含有するＰＤＰ電極用保護膜を用いることを特徴としている。
【０００７】
従来、保護膜には主に酸化マグネシウムを主成分とする酸化物膜が用いられており、電子ビーム蒸着法等により厚さ数百ｎｍ程度の薄膜を形成していた。
【０００８】
本発明者らは、保護膜の寿命に関連して放電時の希ガスイオンによる保護膜のスパッタ現象を詳細に調べ、酸化マグネシウムにある種の第二成分を添加すると耐スパッタ性が向上することを見出し本発明に至った。この耐スパッタ性の向上に効果のある添加物として酸化ホウ素，酸化アルミニウム，酸化ケイ素，酸化ランタン，酸化イットリウム，酸化セリウムを見出した。これら第二成分の添加量としては第二成分の含有量が重量で０．０１％　以上５％未満の範囲が耐スパッタ性の向上効果が高く好ましい。添加量が０．０１％　未満では添加による耐スパッタ性の改良が顕著でなく、一方５％を超えると放電特性が悪くなる等の悪影響がある。
【０００９】
これら第二成分添加によるＭｇＯの耐スパッタ性向上の原因は必ずしも明確でないが、ＭｇＯ結晶格子のＭｇイオンをこれら第二成分の金属イオンが置換したり、Ｍｇイオン欠陥を第二成分の金属イオンが埋めることによりＭｇＯの結合力が強めたりしていることが考えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の保護膜を適用したＰＤＰについて、その一画素を構成する部分を表す拡大図である。
【００１１】
ＰＤＰは図１に示されるように、前面板９と背面板４とが対向するように設けられている。背面板４には、一画素の表示のための三種類の蛍光体１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが互いに隔壁２で隔てて備えられている。この三種類の蛍光体１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにより、一つの画素を各色で表示できるように構成されている。
【００１２】
また、背面板４には、Ｙ軸方向に沿って配線されたアドレス電極３が設けられている。また、前面板９には表示電極７が前記アドレス電極と直交するようにＸ軸方向に沿って配線されている。また、表示電極７にはこれに沿うようにバス電極８が配線されている。表示電極７及びバス電極８は、誘電体層６で被覆されている。さらに誘電体層６の表面に保護膜５が設けられる。
【００１３】
前面板９と背面板４との間には、放電ガスとして、所定の圧力の希ガスが封入される。そして、前記アドレス電極３，表示電極７，バス電極８に所定の電圧が印加されると、前記希ガスのプラズマ放電に伴う紫外線により蛍光体が発光し、前面板９より外部に可視光が放射され、当該画素による表示が行われる。
【００１４】
ＰＤＰの放電時には励起された希ガスイオンが保護膜表面に衝突し、保護膜表面をスパッタしてしまう。経過時間とともにこの保護膜のスパッタ深さが進展していき、やがて誘電体層に至ると放電電圧が極端に増加して正常な画像表示が困難になる。この保護膜のスパッタ現象がＰＤＰの寿命を支配する重要な因子である。
【００１５】
本発明による耐スパッタ性の高い保護膜によれば保護膜寿命が向上し、その結果ＰＤＰ寿命を向上できる。
【００１６】
本発明におけるＰＤＰ用保護膜は成膜方法に特に限定されない。電子ビーム蒸着法，スパッタ法，イオンプレーティング法，ＣＶＤ法等が使用できる。酸化マグネシウム膜に第二成分を含有させるために予め酸化マグネシウム原料に第二成分を所定の割合に混合した成膜原料を用いることも可能であるし、それぞれ別の蒸着源あるいはスパッタ源を用いても良い。また酸化マグネシウムの成膜時に第二成分をイオン化して打ち込む方法もある。
【００１７】
本発明におけるＰＤＰでは放電空間内にガス媒体が封入されている。このガス媒体には、通常希ガス元素の混合体が使用される。具体的には、ヘリウム，ネオン，アルゴン，キセノン，クリプトンの中から選ばれた１種以上のガスが用いられる。
【００１８】
その封入圧力は特に限定されないが、４００Ｔｏｒｒから７６０Ｔｏｒｒの間が望ましい。
【００１９】
（実施例）
本実施例では電子ビーム蒸着法により本発明の保護膜を成膜した例を述べる。すなわち、本発明の保護膜５の成膜は、電子ビーム照射によって蒸発した膜原料が基板上に堆積する方式の真空成膜装置を用いて実施した。成膜原料には酸化マグネシウム粉に第二成分の酸化物粉を所定量混合し、直径５ｍｍ，長さ３ｍｍのペレットに成型後８００℃で焼成したものを用いた。成膜時には酸素ガスを２×１０^−２Ｐａの圧力で真空装置内に供給して、酸化マグネシウムと第二成分からなる保護膜を形成した。成膜時の基板加熱設定温度は２００℃、成膜速度は毎秒２ｎｍとした。基板は３０ｍｍΦの石英であり、膜厚は７００ｎｍとした。
【００２０】
第二成分として酸化ホウ素（実施例保護膜１），酸化アルミニウム（実施例保護膜２），酸化ケイ素（実施例保護膜３），酸化ランタン（実施例保護膜４），酸化イットリウム（実施例保護膜５），酸化セリウム（実施例保護膜６）を用い、第二成分の添加量を変化して膜を作製した。また、比較例として酸化マグネシウム粒のみを成膜原料に用いた保護膜も形成した。
【００２１】
各種保護膜の寿命の指標となる耐スパッタ性評価を以下のように行った。
【００２２】
すなわち真空チャンバー内に設置した各種の膜試料に、イオンガンによりＡｒを加速電圧１ｋＶの条件で１０時間照射し、スパッタ量（深さ）を測定した。このイオンガンによるエッチング方法でプラズマディスプレイパネルの放電によるスパッタを模擬し、短時間で膜の耐スパッタ性の相対評価を行うことができる。
【００２３】
本発明になる各種保護膜の耐スパッタ性の評価結果を表１に示す。表中の数字は１０時間後の膜のスパッタ量をｎｍ単位で示したものである。なお、比較例の酸化マグネシウム単独の膜でのスパッタ量は１２０ｎｍ／１０ｈであった。
【００２４】
表１からも明らかなように本発明になる第二成分として酸化ホウ素，酸化アルミニウム，酸化ケイ素，酸化ランタン，酸化イットリウム，酸化セリウムの少なくとも１種を添加した膜のスパッタ量は全て１００ｎｍ以下であり、比較例の酸化マグネシウム単独の膜でのスパッタ量１２０ｎｍに比較して顕著に小さくなっている。このことから本発明の保護膜は耐スパッタ性が大幅に向上することがわかる。したがって本発明の保護膜を用いたプラズマディスプレイパネルは寿命の向上が期待できる。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による膜をＡＣ型ＰＤＰの保護膜として用いることにより耐スパッタ性を向上する効果があり、保護膜寿命の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】交流型ＰＤＰの一画素に対応する部分を表す図である。
【符号の説明】
１Ｒ…赤色蛍光体、１Ｇ…緑色蛍光体、１Ｂ…青色蛍光体、２…隔壁、３…アドレス電極、４…背面板、５…保護膜、６…誘電体層、７…表示電極、８…バス電極、９…前面板。

Claims

表示電極が配線されている前面板と、アドレス電極が配線されている背面板とを有し、両基板の間隙に形成された微小な放電空間での放電により画像を表示するプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記前面板に設けられる誘電体層を覆う金属酸化物の保護膜を有し、
該保護膜は、主成分として酸化マグネシウムを含有していることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
請求項１のプラズマディスプレイパネルにおいて、
前記保護膜は、第二成分として酸化ホウ素，酸化アルミニウム，酸化ケイ素，酸化ランタン，酸化イットリウム，酸化セリウムの少なくとも１種を含有することを特徴とするプラズマディスプレイパネル。