JP2004087433A

JP2004087433A - プラズマディスプレイパネルパネルの製造方法

Info

Publication number: JP2004087433A
Application number: JP2002250343A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Hidaka; 日高　総一郎; Takahiro Takamori; 高森　孝宏; Hiroshi Miyashita; 宮下　洋; Kenji Yoshida; 吉田　健二; Kanji Kawano; 川野　寛治
Original assignee: Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd
Current assignee: Hitachi Plasma Display Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】プラズマディスプレイパネルの保護膜の膜質の改善を図ることにより、放電電圧およびパネル輝度を維持可能なプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【解決手段】保護膜１４を成膜後に当該保護膜１４を酸素雰囲気下で焼成する。こうすることでＭｇＯ保護膜の場合、元素Ｍｇと元素Ｏとの結合を促進して保護膜１４の完全な結晶化による表面欠陥を抑制できる。即ち、蒸着等で保護膜１４を成膜すると、ＭｇＯの酸化物の結晶から構成される保護膜１４の一部が結晶となっておらず反応性の高い状態で存在しているが、この保護膜１４を酸素雰囲気下で焼成することで保護膜１４の結晶化を確実に実行でき、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【選択図】　図１

Description

【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の製造方法に関し、特にプラズマディスプレイパネルの保護膜の改善を図るプラズマディスプレイパネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとする）の製造方法を、図５に基づいて説明する。図５は従来のＰＤＰの製造方法により製造したカラー表示用面放電型３電極ＰＤＰの要部斜視図である。
【０００３】
従来のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、前面板１０を作成する工程と背面板２０を作成する工程とに分かれ、それぞれの工程により作成された前面板１０と背面板２０とを貼り合わせて封着し、前面板１０と背面板２０との間に形成された放電空間を排気してから放電空間に放電ガスを封入し、最後にエージングする構成である。
【０００４】
前記前面板１０を作成する工程は、まず、前面板１０の基材であるガラス基板１１の全面にＩＴＯの薄膜をスパッタリング法により形成してフォトエッチング法により所定部分のみの形状として透明電極１２ａを形成した後、透明電極１２ａが形成されたガラス基板１１の全面にＣｒ−Ｃｕ−Ｃｒの３層を蒸着またはスパッタリング法により形成してさらにフォトエッチング法により所定部分のみの形状としてバス電極１２ｂを形成し、透明電極１２ａとバス電極１２ｂからなる表示電極（サステイン電極ともいう）を形成する。その後ペースト状の低融点ガラスを印刷により表示電極形成済みのガラス基板１１上に塗布して乾燥・焼成することで誘電体層１３を形成し、最後に、誘電体層１３表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を電子ビーム蒸着または真空蒸着により蒸着させて保護膜１４を形成する。
【０００５】
次に、前記背面板２０を作成する工程は、まず、ＡｇまたはＡｌが材料となってパターン印刷、リフトオフ法により前面板で使用したガラス基板１１と同様のガラス基板２１上にアドレス電極２２を形成した後、アドレス電極２２を覆う誘電体層（図示せず）を形成し、さらにその誘電体層全面にリブ材を数回塗布して所定厚みにしてサンドブラスト法により所定形状に切削してリブ２３を形成する。最後に、リブ２３とリブ２３との間に色分けされた三原色の蛍光体ペーストをディスペンサにより塗布して蛍光体層２４を形成する。
このように作成された前面板１０と背面板２０とを前述したように貼り合わせ（パネル組立）等してプラズマディスプレイパネルが図５に示すように完成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプラズマディスプレイパネルの製造方法は上記のように行われるが、前面板１０を作成する工程において保護膜１４を形成した後、作成された前面板１０が大気暴露されるため、反応性の高い前面板１０の保護膜１４が大気中の種々の気体と反応し、この保護膜１４の表面が変質する。この変質した保護膜１４は、ＭｇＯの結晶の一部でなく、例えば、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）または炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）からなる。このように変質した保護膜１４は、加熱排気時に分解して気体を発生させる。発生したガス量および加熱排気時における温度・時間・排気によっては、製造されたＰＤＰに必要でない残存物質が所定量となって、このＰＤＰの動作時に放電電圧の上昇またはパネル輝度低化が生じるという課題を有する。
【０００７】
また他に、従来のプラズマディスプレイパネルの製造方法として特開２０００−１１８８８号に開示されるものがある。この従来のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、ＭｇＯ膜を形成している基板を３００℃〜４００℃の温度で熱処理し、ＭｇＯ膜の加熱脱ガスによる緻密化を行ってから、前面板と背面板を組み立てるものであるが、このような方法により保護膜に対して単に熱処理を施しても十分な膜質の改善が得られないという課題を有する。
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、プラズマディスプレイパネルの保護膜の膜質の改善を図ることにより、放電電圧およびパネル輝度を維持可能なプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、前面板の誘電体層上に酸化物の保護膜を持つプラズマディスプレイパネルの保護膜を製造する工程において、当該保護膜の成膜後に保護膜を酸素雰囲気下で焼成するものである。このように本発明においては、保護膜を成膜後に保護膜を酸素雰囲気下で焼成しているので、ＭｇＯからなる保護膜の場合元素Ｍｇと元素Ｏとの結合を促進して保護膜の完全な結晶化による表面欠陥を抑制できる。即ち、蒸着等で保護膜を成膜すると、ＭｇＯの酸化物の結晶から構成される保護膜の一部が結晶となっておらず反応性の高い状態で存在しているが、この保護膜を酸素雰囲気下で焼成することで保護膜の結晶化を確実に実行でき、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【００１０】
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は必要に応じて、前記酸素雰囲気下での焼成が成膜装置内若しくは成膜後大気開放以前に行われるものである。このように本発明においては、保護膜を成膜後成膜装置内若しくは大気暴露前に当該保護膜を酸素雰囲気下で焼成しているので、保護膜の結晶化の促進により高い反応性を押えた保護膜を形成することができ、パネル組立後の排気工程の排気後に変質部分の略ない保護膜となり、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【００１１】
蒸着等で保護膜を成膜すると、ＭｇＯの酸化物の結晶から構成される保護膜の一部が結晶となっておらず反応性の高い状態で存在しており、本発明と異なって大気暴露後にこの保護膜を酸素雰囲気下で焼成する場合でも、保護膜の結晶化の促進および変質部分からの気体の発生により反応性を押えた保護膜を形成することができるが、既に変質部分を有している保護膜に対して焼成を行うため十分に結晶化することができずに変質部分を多少残し、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が若干生じる。
【００１２】
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は必要に応じて、前記酸素雰囲気下での焼成の最高温度が３００℃以上であるものである。このように本発明においては、保護膜を成膜後に当該保護膜を酸素雰囲気下で３００℃以上で焼成しているので、保護膜の膜内および表面の変質部分が改善され、変質部分を構成するＭｇＯを構成する物質以外の物質の結合力が弱まり放出温度が低化すると共に、格子定数が小さくなり非結晶部が結晶化し、プラズマディスプレイパネルをの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【００１３】
また、本発明に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は必要に応じて、前記酸素雰囲気下での焼成工程のガス圧が１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］以上であるものである。このように本発明においては、保護膜を成膜後に当該保護膜をガス圧が１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］以上の酸素雰囲気下で焼成しているので、保護膜の変質部分が十分な酸素によって酸化が促進され、非結晶部が結晶化して変質部分の略ない保護膜となり、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（本発明の第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法について説明する。本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法は、従来のＰＤＰの製造方法と同様に、前面板１０を作成する工程と背面板２０を作成する工程とに分かれ、それぞれの工程により作成された前面板１０と背面板２０とを貼り合わせて封着し、前面板１０と背面板２０との間に形成された放電空間を排気してから放電空間に放電ガスを封入し、最後にエージングしてＰＤＰを製造するが、本発明の特徴に従って、前面板１０の保護膜１４作成後前面板１０を大気に暴露する前に、所定量の酸素雰囲気下で焼成することを異にする構成である。
【００１５】
まず、前面板を作成する工程は、従来のＰＤＰの製造方法における前面板の作成する工程と同様に、順次、ガラス基板１１に透明電極１２ａ、バス電極１２ｂ、誘電体層１３を形成する。
次に、誘電体層１３が形成されたガラス基板１１を蒸着装置３に搬入する。この蒸着装置３は図１に示すように、チャンバー３１と、チャンバー３１内に配設された電子ビーム加熱型の蒸発源３２、ヒーター３３等から構成される。蒸発源３２は、熱電子を放出するフィラメント３２ａ、保護膜材料となる蒸発物質としての酸化マグネシウムを収納する耐熱容器３２ｂ、熱電子流ＥＢを偏向してターゲットに導く磁束発生部３２ｃからなり、熱電子流ＥＢのエネルギーによって酸化マグネシウムを加熱して蒸発させる。
【００１６】
蒸着装置３に搬入されたガラス基板１１は、誘電体層１３が蒸発源と対向するように配置する。真空ポンプ（図示しない）によりチャンバー３１内を排気し、チャンバー３１内を１．００Ｅ^−６［ｔｏｒｒ］程度の真空状態とする。チャンバー３１内の排気完了後に、ヒータ３３によりガラス基板１１を加熱し、誘電体層１３が所定温度に到達すると同時に、耐熱容器内３２ｂの酸化マグネシウムを蒸発させ、蒸発した酸化マグネシウムが蒸気流となってガラス基板１１の誘電体層１３の表面に堆積していく。この酸化マグネシウムの堆積と共に、ガスボンベから酸素ガスを供給し、チャンバー３１内が酸素雰囲気下となって堆積が進行する。酸化マグネシウムが所定以上堆積することで保護膜１４が形成されることとなる。
【００１７】
ガラス基板１１の誘電体層１３の表面に保護膜１４が形成された後、チャンバー３１内を再び排気して１．００Ｅ^−６［ｔｏｒｒ］程度の真空状態にする。さらに、このチャンバー３１内に酸素ガスを供給して１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］程度の真空状態にし、この真空状態で保護膜１４の形成されたガラス基板１１を３００℃ないし４００℃で所定時間焼成する。焼成後、ガラス基板１１の温度低下を待って、チャンバー３１内を大気圧に戻し、ガラス基板１１を搬出する。この時点で前面板１０として完成する。
【００１８】
一方、背面板２０を作成する工程は、従来のＰＤＰの製造方法における背面板の作成する工程と同様に構成される。続けて、作成された前面板１０と背面板２０を貼り合わせて封着し、前面板１０と背面板２０との間の放電空間を排気後、浄化された放電空間に放電ガスを封入し、最後にエージングして、ＰＤＰを製造する。
【００１９】
本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法によれば、蒸着等で保護膜１４を成膜すると、ＭｇＯの酸化物の結晶から構成される保護膜１４の一部が結晶となっておらず反応性の高い状態で存在しているが、保護膜１４を成膜後大気暴露前に当該保護膜１４を酸素雰囲気下で焼成しているので、保護膜１４の結晶化を促進して高い反応性を抑えた保護膜１４を形成することができ、この高い反応性を抑えた保護膜１４を有する前面板１０を次工程のため大気に暴露しても、反応性が低くなっているためＭｇＯが他の気体と反応して他物質に変化する割合が減り、ＰＤＰの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができる。
【００２０】
なお、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法においては、プラズマＣＶＤ法等他の成膜法を用いて保護膜１４を形成することもできる。
また、本実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法においては、蒸着装置内で保護膜１４を焼成したが、保護膜１４形成後蒸着装置から搬出して焼成炉で焼成することもできる。
【００２１】
【実施例】
従来例の比較例としては、成膜温度１５０℃でＭｇＯ膜５００ｎｍを成膜後、完成した前面板と背面板とを貼り合わせ、加熱排気後Ｎｅ−Ｘｅガス４００［ｔｏｒｒ］を封入してＡＣ−ＰＤＰを作成した。
次に、本発明に係る実施例１としては、成膜温度１５０℃でＭｇＯ膜５００ｎｍを成膜後、同真空チャンバー内で酸素を導入し、１００℃ないし４００℃で１０分間加熱を行った。このときチャンバー内圧力は１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］であった。完成した前面板と背面板とを貼り合わせ、加熱排気後Ｎｅ−Ｘｅガス４００［ｔｏｒｒ］を封入してＡＣ−ＰＤＰを作成した。
【００２２】
次に、本発明に係る実施例２としては、成膜温度１５０℃でＭｇＯ膜５００ｎｍを成膜後、同真空チャンバー内で酸素を導入し、１００℃、２００℃、３００℃および４００℃のそれぞれの温度でチャンバー内圧力を１．００Ｅ^−５［ｔｏｒｒ］ないし１．００Ｅ^＋１［ｔｏｒｒ］の間で変化させて１０分間加熱を行った。完成した前面板と背面板とを貼り合わせ、加熱排気後Ｎｅ−Ｘｅガス４００［ｔｏｒｒ］を封入してＡＣ−ＰＤＰを作成した。
【００２３】
次に、本発明に係る実施例３としては、成膜温度１５０℃でＭｇＯ膜５００ｎｍを成膜後、同真空チャンバー内で窒素を導入し、１００℃ないし４００℃で１０分間加熱を行った。このときチャンバー内圧力は１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］であった。完成した前面板と背面板とを貼り合わせ、加熱排気後Ｎｅ−Ｘｅガス４００［ｔｏｒｒ］を封入してＡＣ−ＰＤＰを作成した。
【００２４】
実施例１の結果として図２に示す表１が得られた。この表１は、縦軸が第２放出ピーク温度（℃）となり、横軸が加熱温度（℃）となり、各プロットが実施例１の結果を示すが、横軸上で最小の値を示すプロットが従来例の結果を示す。この表により、加熱温度が略３００℃以下である場合は第２放出ピーク温度の変化はおおまかにみるとないに等しいが、加熱温度が略３００℃付近から急激に第２放出ピーク温度が下がり始め、略４００℃以上になるとそれ以上変化がなくなることが見て取れる。保護膜の膜内および表面の変質部分が改善され、変質部分を構成するＭｇＯを構成する物質以外の物質の結合力が弱まり放出温度が低化したことによると考えられる。
【００２５】
次に、同様に、実施例１の結果として図３に示す表２が得られた。この表１は、縦軸が格子定数（ｎｍ）となり、横軸が加熱温度（℃）となり、各プロットが実施例１の結果を示すが、横軸上で最小の値を示すプロットが従来例の結果を示す。この表より、加熱温度が略３００℃以下である場合は格子定数の変化は大まかにみるとないに等しいが、加熱温度が略３００℃付近から格子定数が小さくなり始めていることがわかる。格子定数が小さくなるということは、非結晶部が結晶化したことを示す。
【００２６】
したがって、以上図２および図３に示す表１および表２から、第２放出温度が低く、且つ、格子定数が小さくなるには、３００℃ないし４００℃の加熱温度が適しているという結論となる。
【００２７】
一方、実施例２の結果として図４に示す表３が得られた。この表３は、縦軸が第２放出ピーク温度（℃）となり、横軸がチャンバー内ガス圧（ｔｏｒｒ）となり、各プロットが実施例２の結果を示すが、それぞれの曲線上のプロットの形状毎に加熱温度が異なり、保護膜を加熱温度１００℃で焼成した場合のチャンバー内ガス圧に対する第２放出ピーク温度を示す曲線が、ひし形の形状のプロットを有する曲線であり、保護膜を加熱温度２００℃で焼成した場合のチャンバー内ガス圧に対する第２放出ピーク温度を示す曲線が、正方形の形状のプロットを有する曲線であり、この２つの曲線はチャンバー内ガス圧が１．００Ｅ^−５［ｔｏｒｒ］ないし１．００Ｅ^＋１［ｔｏｒｒ］の間で変化しても第２放出ピーク温度の変化は生じなかった。これは前記実施例１で結論付けられた範囲の加熱温度の範囲外にあるためである。
【００２８】
保護膜を加熱温度３００℃で焼成した場合の曲線が三角の形状のプロットを有する曲線であり、保護膜を加熱温度４００℃で焼成した場合の曲線が丸の形状のプロットを有する曲線であり、この２つの曲線から、おおよそ１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］のチャンバー内ガス圧から第２放出ピーク温度の変化が急激に生じていることがわかり、１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］以上ではそれ以上の変化は著しくはみられなかった。
したがって、第２放出温度が低くなるには、チャンバー内ガス圧は１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］以上であることが適していることが結論付けられる。
最後に、実施例３を実施した結果、著しい第２放出ピーク温度の低温への移動はみられなかった、これは酸素雰囲気下でないため、変質部分が酸化することができずに、変質部分を残存させたままとなっているからである。
【００２９】
（その他の実施形態）
前記第１の実施形態に係るプラズマディスプレイパネルの製造方法においては、保護膜の酸化物としてＭｇＯを用いたが、Ｍｇと同じアルカリ土類金属の元素であるＣａ、ＳｒおよびＢａ等の酸化物を用いることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、保護膜を成膜後に保護膜を酸素雰囲気下で焼成しているので、例えばＭｇＯの場合元素Ｍｇと元素Ｏとの結合を促進して保護膜の完全な結晶化による表面欠陥を抑制できる。即ち、蒸着等で保護膜を成膜すると、ＭｇＯの酸化物の結晶から構成される保護膜の一部が結晶となっておらず反応性の高い状態で存在しているが、この保護膜を有する前面板を酸素雰囲気下で焼成することで保護膜の結晶化を確実に実行でき、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができるという効果を奏する。
【００３１】
また、本発明においては、保護膜を成膜後成膜装置内若しくは大気暴露前に当該保護膜を酸素雰囲気下で焼成しているので、保護膜の結晶化の促進により高い反応性を押えた保護膜を形成することができ、パネル組立後の排気工程の排気後に変質部分の略ない保護膜となり、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができるという効果を有する。
【００３２】
また、本発明においては、保護膜を成膜後に当該保護膜を酸素雰囲気下で３００℃以上で焼成しているので、保護膜の膜内および表面の変質部分が改善され、変質部分を構成するＭｇＯを構成する物質以外の物質の結合力が弱まり放出温度が低化すると共に、格子定数が小さくなり非結晶部が結晶化し、プラズマディスプレイパネルをの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができるという効果を有する。
【００３３】
また、本発明においては、保護膜を成膜後に当該保護膜をガス圧が１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］以上の酸素雰囲気下で焼成しているので、保護膜の変質部分が十分な酸素によって酸化が促進され、非結晶部が結晶化して変質部分の略ない保護膜となり、プラズマディスプレイパネルの動作時に放電電圧の上昇および輝度特性の低下が生じることなく、所定の表示品質を有するプラズマディスプレイパネルを提供することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＰＤＰの製造方法における蒸着装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＰＤＰの製造方法における酸素雰囲気下での焼成の加熱温度と第２放出ピーク温度との関係を示す表である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＰＤＰの製造方法における酸素雰囲気下での焼成の加熱温度と格子定数との関係を示す表である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＰＤＰの製造方法における酸素雰囲気下での焼成のチャンバー内ガス圧と第２放出ピーク温度との関係を示す表である。
【図５】従来のＰＤＰの製造方法により製造したＰＤＰの要部斜視図である。
【符号の説明】
１０　前面板
１１　ガラス基板
１２　維持電極
１２ａ　透明電極
１２ｂ　バス電極
１３　誘電体層
１４　保護膜
２０　背面板
２１　ガラス基板
２２　バス電極
２３　リブ
２４　蛍光体層
３　蒸着装置
３１　チャンバー
３２　蒸発源
３３　ヒーター
３２ａ　フィラメント
３２ｂ　耐熱容器
３２ｃ　磁束発生部

Claims

基板上の電極を覆う誘電体層上に酸化物の保護膜を持つプラズマディスプレイパネルの保護膜を製造する工程において、
当該保護膜の成膜後に保護膜を酸素雰囲気下で焼成することを
特徴とするプラズマディスプレイパネルパネルの製造方法。
前記請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルパネルの製造方法において、
前記酸素雰囲気下での焼成が成膜装置内若しくは成膜後大気開放以前に行われることを
特徴とするプラズマディスプレイパネルパネルの製造方法。
前記請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネルパネルの製造方法において、
前記酸素雰囲気下での焼成の最高温度が３００℃以上であることを
特徴とするプラズマディスプレイパネルパネルの製造方法。
前記請求項１ないし３に記載のプラズマディスプレイパネルパネルの製造方法において、
前記酸素雰囲気下での焼成工程のガス圧が１．００Ｅ^−２［ｔｏｒｒ］以上であることを
特徴とするプラズマディスプレイパネルパネルの製造方法。