JP2004342606A - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラズマディスプレイパネルの誘電体ガラス層上の保護膜において、放電維持電圧の安定化と蛍光体の輝度劣化の低減を図ることを目的とする。
【解決手段】プラズマディスプレイパネルにおいて、誘電体ガラス層１３上に形成される酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４として、電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物を添加した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４を形成することによって、保護膜１４の不純ガス吸着を抑制し、放電維持電圧の安定化と、パネル輝度劣化の低減を図ることができる。
【選択図】図１
【解決手段】プラズマディスプレイパネルにおいて、誘電体ガラス層１３上に形成される酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４として、電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物を添加した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４を形成することによって、保護膜１４の不純ガス吸着を抑制し、放電維持電圧の安定化と、パネル輝度劣化の低減を図ることができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、表示デバイスなどに用い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し、特に、高性能な酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜に関する。
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またはパネルという）を用いたプラズマディスプレイ装置は、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。
ＡＣ型として代表的な交流面放電型ＰＤＰは、面放電を行う走査電極および維持電極を配列して形成したガラス基板からなる前面板と、データ電極を配列して形成したガラス基板からなる背面板とを、両電極がマトリックスを組むように、しかも間隙に放電空間を形成するように平行に対向配置され、その外周部をガラスフリットなどの封着材によって封着することにより構成されている。そして、基板間には、隔壁によって区画された放電セルが設けられ、この隔壁間のセル空間に蛍光体層が形成された構成である。このような構成のＰＤＰにおいては、ガス放電により紫外線を発生させ、この紫外線でＲ、Ｇ、Ｂの各色の蛍光体を励起して発光させることによりカラー表示を行っている。
このような交流面放電型ＰＤＰにおいては、前面板の電極を覆って誘電体層が設けられ、さらに誘電体層を保護するために酸化マグネシウム（ＭｇＯ）よりなる保護膜が設けられている。保護膜には電子放出能を高めることや耐スパッタ性が要求され、保護膜の表面を改質処理する技術が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。
特開平９−２５５５６２号公報
特開平８−２３６０２８号公報
特開２０００−５７９３９号公報
特開２０００−７６９８９号公報
このような交流面放電型ＰＤＰにおいて、保護膜としての酸化マグネシウム（ＭｇＯ）には次のような課題がある。すなわち、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は電気陰性度が小さいためその結晶はイオン性が強く、プラス帯電性を有しやすい。通常、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）界面には多くの凹凸や結晶欠陥が多く存在し、界面欠陥のいたる所にＭｇイオンのプラス電荷がむき出しとなっている。そのため、ＰＤＰ製造過程での色々な処理に伴って発生するＨ2ＯやＣＯ2あるいは色々な炭化水素系ガス（主に有機バインダー類の分解物）が、その欠陥を中心に吸着し放電が不安定になったり、放電電圧が上昇したりするという課題がある。また、これらの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に吸着したＨ2Ｏ、ＣＯ2、炭化水素系ガスが、パネル作成後の放電中にパネル内に放出され、蛍光体表面に吸着して酸化反応や還元反応を起し蛍光体粒子表面を非結晶化して輝度低下をもたらすという課題がある。
そこで、本発明は、ガス吸着の少ない酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜を実現することによって、放電特性が安定で輝度劣化の少ないＰＤＰを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、第１の基板上に、第１の電極と、第１電極を覆って設けた誘電体ガラス層と、誘電体ガラス層上に設けられた電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物が添加された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）よりなる保護膜とを備えた前面パネルと、第２の基板上に少なくとも第２の電極と、隔壁と、蛍光体層とが配設された背面パネルとを有し、保護膜と蛍光体層とを対向させた状態で配置し、前面パネルと背面パネルとの間に隔壁で仕切られた放電空間を形成している。
このように構成することにより、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）よりも電気陰性度の大きい酸化物によって、保護膜のプラス帯電性を弱めることができ、保護膜にＨ2ＯやＣＨxが吸着するのを低減し、放電特性が安定で輝度劣化の少ないＰＤＰを実現することができる。
さらに、酸化物はマイナスに帯電する酸化物である。そのため、保護膜は帯電がほぼゼロとなるためガス吸着をさらに抑制することができ、より安定した放電特性のＰＤＰを実現できる。
さらに、酸化物が、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）のいずれか１種以上である。これらの酸化物はマイナス帯電の帯電性を有するため、確実に保護膜の帯電性を改善できる。
また、本発明のＰＤＰの製造方法は、少なくとも第１の基板に電極を形成する工程と、電極を覆って誘電体ガラス層を形成する工程と、誘電体ガラス層を覆って電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物が添加された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）よりなる保護膜を形成する工程とを含み、保護膜を形成する工程が、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法およびイオンプレーティングのうちのいずれかである。
そのため、電気陰性度が１．４以上の酸化物の添加を低コストで確実に実現することができる。
さらに、保護膜を形成する工程が、３０Ｐａ〜３００Ｐａの反応容器内で、マグネシウムの有機金属化合物と電気陰性度が１．４以上の酸化物が含む金属の有機金属化合物とを、酸素（Ｏ2）およびアルゴン（Ａｒ）を用いて反応させるプラズマＣＶＤ法である。
そのため、酸化物と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）との反応を制御することが容易となり、確実に保護膜の帯電性を制御することが可能となる。
以上のように、本発明によれば、保護膜の不純ガス吸着の課題を解決し、放電維持電圧が上昇する変化を抑えるとともに、輝度劣化を大幅に低減することができるＰＤＰを提供することが可能となる。
本発明のＰＤＰについて図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰの断面斜視図である。
ＰＤＰは、前面ガラス基板１１上に、放電維持および表示スキャンの働きをする一対の第１の電極である放電電極１２と誘電体ガラス層１３が設けられている。さらに誘電体ガラス層１３上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）よりなる保護膜１４が設けられ前面パネル１０を形成している。背面ガラス基板２１上には第２の電極であるアドレス電極２２、下地誘電体ガラス層２３、隔壁２４、蛍光体層２５が設けられ背面パネル２０を形成している。前面パネル１０と背面パネル２０とを貼り合わせ、前面パネル１０と背面パネル２０との間に形成される放電空間３０内に放電ガスが封入された構成となっている。
前面パネル１０は、以下のようにして作製される。すなわち、前面ガラス基板１１上に、透明電極をスパッタ法などによって製膜した後にパターンニングし、さらに銀電極ペーストをスクリーン印刷法などによって塗布して放電電極１２を形成する。次に放電電極１２を覆うように、酸化鉛（ＰｂＯ）７５重量％、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）１５重量％、酸化硅素（ＳｉＯ2）１０重量％などよりなる誘電体ガラスペーストをスクリーン印刷法などによって塗布し、誘電体ガラス層１３を形成する。ここで、スクリーン印刷をしたペーストは焼成工程を経て固化される。次に、電気陰性度が１．４以上でマイナス帯電を有する元素を含む酸化物を添加した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４を、プラズマＣＶＤ法、高周波スパッタ法、真空蒸着法、あるいはイオンプレーティング法などを用いて誘電体ガラス層１３上に形成する。
一方、背面パネル２０は以下のようにして作製される。すなわち、背面ガラス基板２１上に、銀電極ペーストをスクリーン印刷してアドレス電極２２を形成する。そのアドレス電極２２を覆うように鉛系ガラスペーストをスクリーン印刷法などによって塗布し、下地誘電体ガラス層２３を形成する。次に、隔壁２４を所定のピッチで形成するために、絶縁性材料ペーストを塗布した後パターンニングして隔壁２４を形成する。なお、前面パネル１０の形成と同様に、ペーストは焼成工程を経て固化される。次に、隔壁２４に挟まれた各空間内に、赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を配設し蛍光体層２５を形成する。各色の蛍光体としては、一般的にＰＤＰに用いられている蛍光体を用いることができるが、ここでは赤色蛍光体としては（ＹxＧｄ1-x）ＢＯ3：Ｅｕ3+、緑色蛍光体としてはＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ2+、青色蛍光体としてはＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+を用いている。
次に、このようにして作製した前面パネル１０と背面パネル２０とを封着用ガラスを用いて放電電極１２とアドレス電極２２とが直交するように貼り合わせる。その後、隔壁２４で仕切られた放電空間３０内を高真空（８×１０-7Ｔｏｒｒ）に排気した後、所定の組成からなる放電ガスを所定の圧力で封入することによってＰＤＰを作製する。
なお、本実施の形態における、ＰＤＰのセルサイズは、４０インチクラスのハイビジョンテレビに適合するように、セルピッチを０．２ｍｍ以下とし、放電電極１２の電極間距離を０．１ｍｍ以下で形成している。隔壁２４は輝度向上のためアドレス電極２２方向に直交するセル間にも隔壁２４を有する井桁構造としている。
また、封入する放電ガスの組成は、従来から用いられているＮｅ−Ｘｅ系であるが、Ｘｅの含有量を１０体積％以上に設定するとともに、封入圧力を４００Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒの範囲に設定することによりＸｅの濃度を高め、セルの発光輝度の向上を図っている。
次に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜の形成方法について述べる。まず、プラズマＣＶＤ法によって形成する方法について述べる。図２は、保護膜を形成する際に用いるプラズマＣＶＤ装置の概略図である。
プラズマＣＶＤ装置４０は、プラズマＣＶＤ装置本体４５の中に、放電電極１２および誘電体ガラス層１３を形成した前面ガラス基板１１よりなるガラス基板４７を加熱するヒータ部４６が設けられている。プラズマＣＶＤ装置本体４５内は排気装置４９で減圧にすることができるようになっており、さらに、プラズマＣＶＤ装置本体４５の中にプラズマを発生させるための高周波電源４８が設置されている。また、ガラス基板４７をマイナス電極にして、バイアスをかけるための電源５０が設置されている。外部にはアルゴン（Ａｒ）ボンベ４１ａ、４１ｂが設けられ、キャリアガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを気化器４２、４３を経由してプラズマＣＶＤ装置本体４５に供給している。気化器４２内には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）やそれに添加する酸化物の原料となる金属キレートが加熱されて蓄えられている。アルゴン（Ａｒ）ボンベ４１ａからアルゴン（Ａｒ）ガスを吹き込むことによって、この金属キレートを蒸発させ、プラズマＣＶＤ装置本体４５に送り込むことができるようになっている。また、気化器４３内には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や添加物の原料となるアセチルアセトンやシクロペンタジェニル化合物が加熱されて蓄えられている。アルゴン（Ａｒ）ボンベ４１ｂからアルゴン（Ａｒ）ガスを吹き込むことによって、このアセチルアセトンやシクロペンタジェニル化合物を蒸発させてプラズマＣＶＤ装置本体４５に送り込むことができるようになっている。また、酸素（Ｏ2）ボンベ４４は、反応ガスである酸素（Ｏ2）をプラズマＣＶＤ装置本体４５に供給するものである。
上記構成のプラズマＣＶＤ装置４０を用いて、プラズマＣＶＤを行う場合、ヒータ部４６によるガラス基板４７の加熱温度は２５０℃〜３８０℃の範囲内の一定温度に設定するとともに、排気装置４９を用いて反応炉の内圧を３０Ｐａ〜３００Ｐａに減圧する。高周波電源４８を駆動して、例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電界を印加することにより、プラズマＣＶＤ装置本体４５内にプラズマを発生させ、炉内に送り込まれた原料ガスから化学的にきわめて活性なラジカル原子を発生させ、基板上に化学反応生成物を堆積しながら保護膜１４を成膜する。
ここで、気化器４２あるいは気化器４３から供給する金属キレートおよびシクロペンタジェニル化合物としては、例えば、Ｍｇの原料としてはＭａｇｎｅｓｉｕｍ Ｄｉｐｉｖａｌｏｙｌ Ｍｅｔｈａｎｅ［Ｍｇ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2）2］、Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ｍｇ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）2］、Ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｙｌ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ［Ｍｇ（Ｃ5Ｈ5）2］、Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ｍｇ（Ｃ5Ｈ5Ｆ3Ｏ2）2］を用いることができる。また電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物を添加するための元素ＭであるＴｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｎ、Ｂ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｍｎの原料としては、Ｄｉｐｉｖａｌｏｙｌ Ｍｅｔｈａｎｅ［Ｍ（Ｃ11Ｈ19Ｏ2）n］、Ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ｍ（Ｃ5Ｈ7Ｏ2）n］、Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ［Ｍ（Ｃ5Ｈ5Ｆ3Ｏ2）n］などを用いることができる。このような原料を用いて、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に酸化物を添加する場合、ＭｇとＭの原料を１対０．０００００５〜０．００５のモル比になるよう混合して原料とする。酸化物の添加量のコントロールはＭのモル比や気化器の温度をコントロールすることによって行う。このような原料を用いて基板にマイナスのバイアスを印加したプラズマＣＶＤ法で保護膜１４を形成することにより、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４中に電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物を添加することができる。
なお、添加する酸化物の元素の電気陰性度を１．４以上とした理由は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）中のマグネシウムの電気陰性度が１．２５でありそれよりも大とすることによって、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４の電気陰性度を上げることができる。また、電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物は一般的にマイナス帯電を示すため、その添加量を制御することによって保護膜１４の帯電性を制御することが容易となる。
次に、保護膜１４を高周波スパッタ法によって形成する方法について述べる。図３は、保護膜１４を形成する際に用いる高周波スパッタ装置の概略図である。
スパッタ装置７０は、スパッタ装置本体６５の中には、放電電極１２および誘電体ガラス層１３を形成した前面ガラス基板１１よりなるガラス基板６７を加熱するヒータ部６６が設けられ、スパッタ装置本体６５内が排気装置６９で減圧できるように構成されている。また、スパッタ装置本体６５の中にプラズマを発生させるための高周波電源６８が設置されている。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物が０．０００５モル％〜０．５モル％添加されたターゲット６１が高周波電源６８に取り付けられている。また、ガラス基板６７にマイナスのバイアスをかけるための電源６４が設置されている。アルゴン（Ａｒ）ボンベ６２はスパッタガスであるアルゴン（Ａｒ）ガスを、酸素（Ｏ2）ボンベ６３は反応ガスとしての酸素（Ｏ2）をスパッタ装置本体６５に供給するようになっている。
上記構成のスパッタ装置７０を用いてスパッタを行う場合、誘電体ガラス層１３を上にしてガラス基板６７を置き、ガラス基板６７を２５０℃〜３８０℃に加熱する。さらに、アルゴン（Ａｒ）ガスや酸素（Ｏ2）ガスをスパッタ装置本体６５に導入しながら排気装置６９を用いて圧力を０．１Ｐａ〜１０Ｐａに減圧する。高周波電源６８を駆動して、スパッタ装置本体６５にプラズマを発生させながら酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護膜１４を成膜する。ここで、電源６４を用いて、−１００Ｖ〜−１５０Ｖの電位をガラス基板６７に印加しながらターゲット６１をスパッタし、保護膜１４を形成すると成膜速度や成膜特性はさらに向上する。なお酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜中への電気陰性度の大きい元素を含む酸化物の添加量のコントロールは、ターゲット６１に入れる酸化物の添加量と高周波電力でコントロールすることができる。
次に、保護膜１４を真空蒸着法によって形成する方法について述べる。図４は保護膜１４を形成する際に用いる真空蒸着装置の概略図である。
真空蒸着装置８０では、真空蒸着装置本体８５の中に、放電電極１２および誘電体ガラス層１３を形成した前面ガラス基板１１よりなるガラス基板８７を加熱するヒータ部８１が設けられている。さらに内部を排気装置８９で減圧にすることができるようになっている。また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や添加物である酸化物を蒸発させるための電子ビームやホローカソードの蒸発源８６が設置されている。酸素（Ｏ2）ボンベ８２は反応ガスとして使用するためのものであり、真空蒸着装置本体８５内に酸素（Ｏ2）ガスを供給するようになっている。
上記構成の真空蒸着装置８０を用いて、蒸着を行う場合、誘電体ガラス層１３を下にしてガラス基板８７を置き、酸素（Ｏ2）ガスを真空蒸着装置本体８５内に導入しながら、排気装置８９を用いて圧力を０．０１Ｐａ〜１．０Ｐａに減圧する。さらに、電子ビームやホローカソードの蒸発源８６によって、添加物が０．０００５モル％〜０．５モル％添加された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を蒸発させて保護膜１４を形成することができる。
従来の真空蒸着法（ＥＢ法）によって形成した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜は、純度の高い９９．９９％程度の高純度の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いて成膜されている。しかし、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）自体は電気陰性度が小さく、イオン性が大きい物質である。そのため、その表面のＭｇ+イオンは局所的には帯電性が露出した不安定なエネルギの高い状態を示し、水酸基（ＯＨ-基）などイオン性の物質を吸着して安定化する。また、成膜された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のカソードルミネッセンス測定結果によると、酸素欠陥に基づく多くのルミネッセンスのピークが観測されるとともに、これらの欠陥がＨ2ＯやＣＯ2あるいは炭化水素系ガスの吸着点にもなっている。
これらの局所的なプラス帯電性に基づく吸着点を減らすためには、電気陰性度の小さい酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の強いイオン性結合を低減する必要がある。そのためには電気陰性度が大きく、共有結合性が強い、すなわちイオン性結合の低い元素を含む酸化物、特に、電気陰性度が１．４以上でマイナス帯電性を有する元素を含む酸化物を添加し、強いイオン性結合を低減することができる。すなわち、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）結晶の一部に、イオン性結合の強いＭｇ−Ｏ結合と異なる共有性結合のＭ−Ｏ結合を入れることによって、Ｈ2ＯやＣＯ2あるいはＣＨxの吸着特性が変化するのは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の欠陥が制御されてガス吸着点が少なくなったためと思われる。
このようにして酸化マグネシウム（ＭｇＯ）に対する種々のガスの吸着を減らすことにより、放電維持電圧の安定化と、不純ガス（Ｈ2Ｏ、ＣＯ2、ＣＨxなど）による蛍光体の酸化、還元反応による輝度劣化の問題を解決することができる。
なお、電気陰性度が１．４以上２．５５以下である元素を含む酸化物であればガス吸着の減少と、放電維持電圧の安定化、輝度劣化の抑制に効果のあることを確認している。
以下、上記手法で作製したサンプルによる評価結果の実施例について述べる。
表１は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜に電気陰性度の大きい元素を含む種々の酸化物を、その成膜方法を変えて添加した場合のＰＤＰの特性を示している。表１に示した試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６のＰＤＰは、上記実施の形態に基づいてプラズマＣＶＤ法にて作製した電気陰性度１．４以上の酸化物を添加した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜を有するものである。ＰＤＰのセルサイズは、４２インチのハイビジョンテレビ用のディスプレイに合わせ、隔壁２４の高さは０．１２ｍｍ、隔壁２４の間隔（セルピッチ）は０．１５ｍｍに設定し、セルごとに隔壁２４を配した井桁隔壁構造とし、放電電極１２の電極間距離を０．０６ｍｍとした。また、鉛系の誘電体ガラス層１３は、６５重量％の酸化鉛（ＰｂＯ）と２５重量％の酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）と１０重量％の酸化硅素（ＳｉＯ2）と有機バインダー（α−ターピネオールに１０％のエチルセルローズを溶解したもの）とを混合してなる組成物を、スクリーン印刷法で塗布した後、５２０℃で１０分間焼成することによって形成し、その膜厚は３０μｍとした。
プラズマＣＶＤ装置は反応容器の圧力を３０ｐａ〜３００Ｐａとし、アルゴン（Ａｒ）ガスの流量は１Ｌ／分、酸素（Ｏ2）の流量は０．５Ｌ／分としてともに１分間流し、高周波の印加は３００Ｗ〜５００Ｗで１分間行い、成膜速度は０．９μｍ／分に調整した。電気陰性度１．４以上の元素を含む酸化物が添加された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜の厚さは０．９μｍであり、酸化物の添加量は０．５モル％以下（５０００ｐｐｍ以下）、好ましくは０．００５モル％〜０．５モル％の範囲に設定した。実際に添加する酸化物の量は上記範囲内であれば、それ程敏感ではなく明らかな効果を見出している。なお、表１には添加した酸化物の元素の電気陰性度およびその帯電傾向も示している。
試料Ｎｏ．７〜試料Ｎｏ．９は、高周波スパッタ法で作成した保護膜であり、試料Ｎｏ．１０〜試料Ｎｏ．１４は、真空蒸着法で作成した保護膜である。また、試料Ｎｏ．１５＊、試料Ｎｏ．１６＊は、比較例として電気陰性度の大きい元素を含む酸化物を添加しない従来の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜を真空蒸着法および高周波スパッタ法で成膜したものである。
表１にはＰＤＰの評価結果として、放電維持電圧の変化率と輝度の変化率を示している。放電維持電圧は放電電極を覆う酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜の性能に大きく影響されるもので、ＰＤＰの放電開始後に放電維持電圧を下げてゆき、放電が消滅する直前の電圧である。また、輝度については、一定の駆動条件下で、定められた色温度の白色に設定する際に得られるパネル全体の輝度に相当する。すなわち、白色を表現する三原色蛍光体のうち輝度劣化が最も大きい蛍光体で律速される全面白色表示の輝度であり、周波数２００ＫＨｚで駆動させた時の値として測定している。また、放電維持電圧および輝度の変化率は、ＰＤＰに電圧１７５Ｖ、周波数２００ＫＨｚの放電維持パルスを１０００時間連続して印加し、その前後における放電維持電圧と輝度の変化を測定し、それぞれの変化率を（印加後の値−印加前の値）／印加前の値＊１００として求めている。
表１より、本発明に係る酸化物を添加した試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１４のＰＤＰは、１０００時間点灯後の放電維持電圧の変化率が１％〜２％と少ないのに比べて、従来の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）保護膜である試料Ｎｏ．１５＊、試料Ｎｏ．１６＊のＰＤＰでは膜面の吸着汚染により放電維持電圧が１０％近く上昇しているのが分る。また、パネルの１０００時間点灯後の輝度の変化率も試料Ｎｏ．１５＊、試料Ｎｏ．１６＊では１３％近く劣化しているのに対して、酸化物を添加した試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１４のＰＤＰでは、−４％〜−６％と劣化が抑えられているのが分る。これは試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１４のＰＤＰでパネル内における酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の不純ガス吸着が少なくなったことを裏付けている。
本発明のＰＤＰおよびその製造方法によれば、保護膜の不純ガス吸着の課題を解決し、放電維持電圧が上昇する変化を抑えるとともに、輝度劣化を大幅に低減することができるＰＤＰを提供し、大画面、高画質のプラズマディスプレイ装置などに有用である。
１０ 前面パネル
１１ 前面ガラス基板
１２ 放電電極
１３ 誘電体ガラス層
１４ 保護膜
２０ 背面パネル
２１ 背面ガラス基板
２２ アドレス電極
２３ 下地誘電体ガラス層
２４ 隔壁
２５ 蛍光体層
３０ 放電空間
４０ プラズマＣＶＤ装置
４１ａ，４１ｂ，６２ アルゴン（Ａｒ）ボンベ
４２，４３ 気化器
４４，６３，８２ 酸素（Ｏ2）ボンベ
４５ プラズマＣＶＤ装置本体
４６，６６，８１ ヒータ部
４７，６７，８７ ガラス基板
４８，６８ 高周波電源
４９，６９，８９ 排気装置
５０，６４ 電源
６１ ターゲット
６５ スパッタ装置本体
７０ スパッタ装置
８０ 真空蒸着装置
８５ 真空蒸着装置本体
８６ 蒸発源
１１ 前面ガラス基板
１２ 放電電極
１３ 誘電体ガラス層
１４ 保護膜
２０ 背面パネル
２１ 背面ガラス基板
２２ アドレス電極
２３ 下地誘電体ガラス層
２４ 隔壁
２５ 蛍光体層
３０ 放電空間
４０ プラズマＣＶＤ装置
４１ａ，４１ｂ，６２ アルゴン（Ａｒ）ボンベ
４２，４３ 気化器
４４，６３，８２ 酸素（Ｏ2）ボンベ
４５ プラズマＣＶＤ装置本体
４６，６６，８１ ヒータ部
４７，６７，８７ ガラス基板
４８，６８ 高周波電源
４９，６９，８９ 排気装置
５０，６４ 電源
６１ ターゲット
６５ スパッタ装置本体
７０ スパッタ装置
８０ 真空蒸着装置
８５ 真空蒸着装置本体
８６ 蒸発源
Claims (5)
- 第１の基板上に、第１の電極と、前記第１電極を覆って設けた誘電体ガラス層と、前記誘電体ガラス層上に設けられた電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物が添加された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）よりなる保護膜とを備えた前面パネルと、第２の基板上に、少なくとも第２の電極と、隔壁と、蛍光体層とが配設された背面パネルとを有し、前記保護膜と前記蛍光体層とを対向させた状態で配置し、前記前面パネルと前記背面パネルとの間に隔壁で仕切られた放電空間を形成したプラズマディスプレイパネル。
- 酸化物がマイナスに帯電する酸化物であ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。
- 酸化物が、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ5）、酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）、酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、酸化硼素（Ｂ2Ｏ3）、酸化珪素（ＳｉＯ2）、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）のいずれか１種以上であることを特徴とする請求項２に記載のプラズマディスプレイパネル。
- 少なくとも第１の基板に電極を形成する工程と、前記電極を覆って誘電体ガラス層を形成する工程と、前記誘電体ガラス層を覆って電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物が添加された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）よりなる保護膜を形成する工程とを含み、前記保護膜を形成する工程が、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法およびイオンプレーティングのうちのいずれかであ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。
- 保護膜を形成する工程が、３０Ｐａ〜３００Ｐａの反応容器内で、マグネシウムの有機金属化合物と電気陰性度が１．４以上の元素を含む酸化物が含む金属の有機金属化合物とを、酸素（Ｏ2）およびアルゴン（Ａｒ）を用いて反応させるプラズマＣＶＤ法であ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。
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