JP2004103273A

JP2004103273A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2004103273A
Application number: JP2002259789A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kado; 加道　博行; Koichi Kodera; 小寺　宏一; Kazuyuki Hasegawa; 長谷川　和之; Yuichi Nakagami; 中上　裕一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-05
Also published as: JP4042502B2

Abstract

【課題】長期的にもアドレスミスのない安定な表示特性を有するプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルを、走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に、珪素、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの元素を有する酸化マグネシウム層を形成し、前記元素の濃度は酸化マグネシウム層の厚み方向で変化する構成とする。
このことにより、Ｓｉを含有するＭｇＯ層の表面が画像表示の放電により削られ、その削られたＭｇＯの一部が再度ＭｇＯ層表面に再付着しても、ＭｇＯ層表面でのＳｉ濃度は、常に初期の値以上を維持することができることとなり、２次電子放出係数の低下はなく、その結果、ライフ特性の良好なプラズマディスプレイパネルが実現できる。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビなどの画像表示に用いられるプラズマディスプレイパネルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータやテレビなどの画像表示に用いられているカラー表示デバイスにおいて、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰという）を用いたプラズマディスプレイ装置（ＰＤＰ装置）は、大型で薄型軽量を実現することのできるカラー表示デバイスとして注目されている。
【０００３】
ＰＤＰは、いわゆる３原色（赤、緑、青）を加法混色することにより、フルカラー表示を行っている。このフルカラー表示を行うために、ＰＤＰには３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を発光する蛍光体層が備えられ、この蛍光体層を構成する蛍光体はＰＤＰの放電セル内で発生する紫外線により励起され、各色の可視光を生成している。
【０００４】
ここで、ＰＤＰの課題の１つとして、点灯すべき放電セルが点灯しないというものがある。これは、放電セルにおいてアドレス放電が生じないというアドレスミスが発生するためであるが、保護膜（ＭｇＯ）の２次電子放出係数が十分に大きくないためと考えられる。
【０００５】
珪素（Ｓｉ）やアルミニウム（Ａｌ）を含んだＭｇＯを用いることで２次電子放出係数が増大し、良好な表示特性を示すという報告がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３３４８０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＭｇＯにＳｉやＡｌを添加したＰＤＰを点灯し続けた場合、点灯初期は良好な表示特性を示すが、時間とともにアドレスミスが増加してしまうという課題が発生し、長期的な信頼性の面では不十分であった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、長期的にもアドレスミスのない安定な表示特性を有するＰＤＰおよびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイパネルは、走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に、珪素、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの元素を有する酸化マグネシウム層を形成し、前記元素の濃度は酸化マグネシウム層の厚み方向に変化する構成としたものである。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明のプラズマディスプレイパネルの製造方法は、走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に酸化マグネシウム層を形成する酸化マグネシウム形成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、酸化マグネシウム形成工程は、酸化マグネシウムに珪素、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの元素を含有する材料を用いた成膜工程を複数回行い、後の成膜工程ほど、前記元素を含有する量が少ない材料を用いることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の請求項１に記載の発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に、珪素、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの元素を有する酸化マグネシウム層を形成し、前記元素の濃度は酸化マグネシウム層の厚み方向に変化する構成としたものである。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記元素の濃度は、酸化マグネシウム層の表面が最小で、酸化マグネシウム層の表面から深くなるにしたがって増加することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、酸化マグネシウム層表面での前記元素の濃度が、１０ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ未満であり、酸化マグネシウム層内での前記元素の濃度が、１０ｐｐｍを超え３０００ｐｐｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に酸化マグネシウム層を形成する酸化マグネシウム形成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、酸化マグネシウム形成工程は、酸化マグネシウムに珪素、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの元素を含有する材料を用いた成膜工程を複数回行い、後の成膜工程ほど、前記元素を含有する量が少ない材料を用いる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である。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、複数回行う前記成膜工程は、その前後する成膜工程の一部が重複して切り替ることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の発明において、前記成膜工程が、真空蒸着工程およびスパッタ工程の中から選ばれる一つの工程であることを特徴とするものである。
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態のＰＤＰの画像表示領域について一部を断面で示す斜視図である。
【００１９】
ＰＤＰ１００は、前面ガラス基板１０１の１主面上に表示電極１０３、表示スキャン電極１０４、誘電体ガラス層１０５、酸化マグネシウム（以下、ＭｇＯと記す）層１０６が配設された前面パネルと、背面ガラス基板１０２の１主面上にアドレス電極１０７、誘電体ガラス層１０８、隔壁１０９、及び蛍光体層１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂが配設された背面パネルとが張り合わされ、前面パネルと背面パネルとの間に形成される放電空間１１１内に放電ガスが封入され放電セル１１２が形成された構成となっており、図２に示すＰＤＰの駆動装置に接続することによりプラズマディスプレイ装置を構成する。
【００２０】
プラズマディスプレイ装置は、図２に示すように、ＰＤＰ１００に表示ドライバ回路１５３、表示スキャンドライバ回路１５４、アドレスドライバ回路１５５を有しており、コントローラ１５２の制御に従い点灯させようとする放電セルにおいて表示スキャン電極１０４とアドレス電極１０７に電圧を印加することによりその間でアドレス放電を行い、その後、表示電極１０３、表示スキャン電極１０４間にパルス電圧を印加して維持放電を行う。この維持放電により、当該放電セルにおいて波長の短い真空紫外線（波長１４７ｎｍ）が発生し、この真空紫外線により励起された蛍光体層（図１での１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ）が発光することで放電セルが点灯するもので、各色放電セル１１２の点灯、非点灯の組み合わせによって画像が表示される。
【００２１】
そして、上記構成におけるＭｇＯ層は、図３に示すように、珪素（以下、Ｓｉと記す）元素を有し、そのＳｉ元素の濃度はＭｇＯ層の表面から深さ方向、すなわち厚み方向に変化する、例えば深さ方向に増加するものとなっている。
【００２２】
ここで、図３に示す特性のＭｇＯ層を備えた本発明の一実施の形態のＰＤＰと、ＭｇＯ層の深さ方向に均一に２００ｐｐｍのＳｉを有する従来のＰＤＰとをそれぞれ作製し、表示状態に対するライフ評価を行った結果について述べる。
【００２３】
従来のＰＤＰでは、点灯初期にはアドレスミスがなく良好な表示状態であったが、１０００ｈ程度の連続点灯で一部アドレスミスが発生し、不灯によるちらつきが生じた。さらに点灯時間が増すにしたがってアドレスミスの発生箇所や発生確率が増加し、ちらつきが顕著となった。
【００２４】
一方、本実施の形態のＰＤＰでは、５０００ｈの連続点灯でもアドレスミスは発生せずに、点灯初期と同様の良好な表示状態を維持できることを確認した。
【００２５】
従来のＰＤＰが、点灯時間が増すにしたがってアドレスミスが発生する原因は次のように考えられる。すなわち、画像表示のためのＰＤＰ内部での放電により、Ｓｉを含有するＭｇＯ層の表面が削られ、その削られたＭｇＯの一部が再度ＭｇＯ層表面に再付着することを確認しており、このＭｇＯ層表面へのＭｇＯの再付着により、ＭｇＯ表面ではＳｉ濃度が減少してしまうと考えられる。この結果、ＭｇＯ層の２次電子放出係数が低下し、アドレスミスが生じやすくなるものと考えられる。
【００２６】
ここで、本実施の形態のＰＤＰでは、Ｓｉを含有するＭｇＯ層の表面が削られ、その削られたＭｇＯの一部が再度ＭｇＯ層表面に再付着しても、Ｓｉ元素の濃度はＭｇＯ層の厚み方向に深くなるにしたがって増加するようにしているため、ＭｇＯ層表面でのＳｉ濃度は、常に初期の値以上を維持することができることとなり、２次電子放出係数の低下はなく、その結果、ライフ特性の良好なＰＤＰが得られるものと考えられる。
【００２７】
なお、表示状態のライフ特性は、ＭｇＯ膜表面でのＳｉ濃度に大きく影響されるため、ＭｇＯ層の厚み方向のＳｉ濃度は、再付着するＭｇＯの量を考慮した上で、常に、必要な２次電子放出係数より低くならないことが重要である。そこで、Ｓｉ元素の濃度は、ＭｇＯ層の表面が最小で、ＭｇＯ層の表面から深くなるにしたがって増加する、図３のような特性であれば好ましい。
【００２８】
ここで、アドレスミスの発生を抑制する効果は、Ｓｉ元素の濃度が１０ｐｐｍ以上、３０００ｐｐｍ以下で現れ、５０ｐｐｍ以上５００ｐｐｍ以下で顕著となることを確認している。
【００２９】
次に、上述したようなＭｇＯ層形成工程について説明する。
【００３０】
図４に、本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの製造方法において用いる真空蒸着工程の流れを示すブロック図を示す。
【００３１】
真空蒸着装置は、仕込み室１２１、加熱室１２２、蒸着室１２３、冷却室１２４から構成され、基板１２５はこの順に搬送されＭｇＯが蒸着される。蒸着室１２３では、例えば２箇所の蒸着源１２６、１２７が基板進行方向に、蒸着源１２６からの蒸着物と蒸着源１２７からの蒸着物とが、その一部が重なり合う（領域１２８）ような位置関係に並んで設置されている。ここで、先の蒸着工程で使用される蒸着源１２６としてはＳｉが３００ｐｐｍ添加されたＭｇＯを用い、後の蒸着工程で使用される蒸着源１２７としてはＳｉが１００ｐｐｍ添加されたＭｇＯを用いる。
【００３２】
基板１２５は、仕込み室１２１に搬送され真空引きされた後に、加熱室１２２に搬送され所定の温度まで加熱される。その後、蒸着室１２３に搬送され、電子ビームで加熱された蒸着源１２６、１２７により順次、ＭｇＯが蒸着される。その後、冷却室１２４で冷却された後に、取り出される。ＭｇＯ膜の厚さは６００ｎｍとした。
【００３３】
上述の真空蒸着装置によれば、蒸着源１２６を用いた蒸着工程と、蒸着源１２７を用いた蒸着工程とは、基板１２５の進行によって切り替り、このことにより形成されるＭｇＯ層が含有するＳｉ元素の濃度も変化するのであるが、蒸着源１２６からの蒸着物と蒸着源１２７からの蒸着物との一部が重なり合う領域１２８が存在することから、Ｓｉ元素の濃度の変化状態は階段状（蒸着源が２つなら２段）のものではなく、図３に示すような、滑らかなＳｉ濃度変化状態を得ることができる。また、蒸着源の数を増やすことで、さらに滑らかなＳｉ濃度変化状態を得ることができる。
【００３４】
ここで、図４に示す装置では、蒸着源１２６、１２７の位置関係により、蒸着工程の切り替りに際して、一部が重複するようにしてＳｉ元素の濃度変化を滑らかにする例を示したが、蒸着源からの蒸着物を飛散させるタイミングをずらすことで、すなわち先の蒸着源により第一の蒸着を行い、その後、後の蒸着源による第二の蒸着に切り替える際に、第一の蒸着が完全に終了してから第二の蒸着に切り替えるのではなく、第一の蒸着による蒸着物の飛散が行われている間に、第二の蒸着を開始し、その後、第一の蒸着を止めるというような、第一の蒸着工程と第二の蒸着工程とのそれぞれの一部が重複して切り替るように構成しても、図４に示す装置による効果と同様の効果を得ることができる。この場合も、後の蒸着工程ほど、Ｓｉ元素を含有する量が少ない蒸着源を用いることが必要であることは当然である。
【００３５】
また、以上に示すＭｇＯ膜は、真空蒸着工程だけではなくスパッタリング工程の場合でも、同様の効果を得ることができる。
【００３６】
また、Ｓｉ元素の代わりにアルミニウム（Ａｌ）元素を有するＭｇＯ層の場合でも、上述した同様の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、長期的にもアドレスミスのない安定な表示特性を有するＰＤＰおよびその製造方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの画像表示領域の構造の一部を示す断面斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルを用いたプラズマディスプレイ装置のブロック図
【図３】本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの、酸化マグネシウム層における、深さ方向のＳｉ元素の濃度分布を示す図
【図４】本発明の一実施の形態のプラズマディスプレイパネルの製造方法において用いる真空蒸着工程の流れを示すブロック図
【符号の説明】
１００　ＰＤＰ
１０１　前面ガラス基板
１０２　背面ガラス基板
１０３　表示電極
１０４　表示スキャン電極
１０５　誘電体ガラス層
１０６　ＭｇＯ保護層
１０７　アドレス電極
１０８　誘電体ガラス層
１０９　隔壁
１１０Ｒ　蛍光体層（赤）
１１０Ｇ　蛍光体層（緑）
１１０Ｂ　蛍光体層（青）
１１１　放電空間
１１２　放電セル

Claims

走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に、珪素、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの元素を有する酸化マグネシウム層を形成し、前記元素の濃度は酸化マグネシウム層の厚み方向に変化する構成としたプラズマディスプレイパネル。
前記元素の濃度は、酸化マグネシウム層の表面が最小で、酸化マグネシウム層の表面から深くなるにしたがって増加することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネル。
酸化マグネシウム層表面での前記元素の濃度が、１０ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ未満であり、酸化マグネシウム層内での前記元素の濃度が、１０ｐｐｍを超え３０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマディスプレイパネル。
走査電極と維持電極とからなる表示電極を覆う誘電体層の表面に酸化マグネシウム層を形成する酸化マグネシウム層形成工程を有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、酸化マグネシウム層形成工程は、酸化マグネシウムに珪素、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも１つの元素を含有する材料を用いた成膜工程を複数回行い、後の成膜工程ほど、前記元素を含有する量が少ない材料を用いる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。
複数回行う前記成膜工程は、その前後する成膜工程の一部が重複して切り替ることを特徴とする請求項４に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
前記成膜工程が、真空蒸着工程およびスパッタ工程の中から選ばれる一つの工程である請求項４または５に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。