JP2005005086A

JP2005005086A - 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: JP2005005086A
Application number: JP2003166177A
Authority: JP
Inventors: Kaname Mizogami; 要溝上; Kazuyuki Hasegawa; 和之長谷川; Yoshihisa Oe; 良尚大江; Yuichi Nakagami; 裕一中上; Hiroyuki Kado; 博行加道
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】酸化マグネシウムからなる保護層に珪素が含まれたプラズマディスプレイパネルにおいて、保護層の耐スパッタ性を高めて寿命を向上させる。
【解決手段】基板（前面基板４）上に形成した走査電極５および維持電極６を覆うように誘電体層９を形成し、この誘電体層９上に保護層１０を形成したプラズマディスプレイパネルであって、保護層１０は０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウムである。このような構成とすることにより、プラズマディスプレイパネルの寿命を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像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（ＰＤＰ）およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
交流面放電型のＰＤＰは、走査電極および維持電極からなる表示電極を複数形成した前面基板と、その表示電極に直交するようにアドレス電極を複数形成した背面基板とを、基板間に放電空間を形成するように対向配置して周囲を封着し、放電空間にネオンおよびキセノンなどの放電ガスを封入して構成されており、表示電極は誘電体層で覆われ、この誘電体層上には保護層が形成されている。そして、各電極に所定の電圧を印加して放電空間で放電を発生させて背面基板上に設けられた蛍光体層を発光させることにより画像表示が行われる。保護層は、一般的に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のような耐スパッタ性の高い物質を用いて形成されており、放電で生じるイオン衝撃から誘電体層を保護している。
【０００３】
このようなＰＤＰにおいて、ＭｇＯからなる保護層に珪素（Ｓｉ）を含ませることにより、表示品質を高めることができると報告されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３３４８０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、保護層の耐スパッタ性が悪いと、放電で生じるイオン衝撃により保護層の表面が変質して放電特性に悪影響を与えることがある。さらに、保護層がスパッタされるとスパッタされた保護層材料が周囲の蛍光体層に付着して輝度劣化を引き起こすことになる。このように、保護層の耐スパッタ性はＰＤＰの寿命に大きく影響を及ぼすため、長寿命のＰＤＰを得るためには耐スパッタ性に優れた保護層を形成することが重要となる。
【０００６】
しかしながら、ＭｇＯからなる保護層中に含まれるＳｉの濃度が大きくなるとＰＤＰの寿命が短くなるという課題があった。これは、保護層中のＳｉの濃度が大きくなると、保護層の結晶性が悪化して耐スパッタ性が低下することによるものと考えられる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ＭｇＯからなる保護層にＳｉが含まれたＰＤＰにおいて、保護層の耐スパッタ性を高めてＰＤＰの寿命を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰは、保護層が０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウムであることを特徴とするものである。
【０００９】
【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、基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウムであることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウムからなる保護層用材料を用いた成膜工程を有することを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、成膜工程が、蒸着法、スパッタリング法およびイオンプレーティング法の中から選ばれる方法を用いた工程であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルの保護層用材料であって、前記保護層用材料は０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウムであることを特徴とする。
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は、交流面放電型のＰＤＰの一部を切り欠いて示す斜視図である。このＰＤＰは、前面パネル１と背面パネル２とを対向配置してそれらの間に放電空間３を形成し、放電空間３にネオンおよびキセノンなどからなる放電ガスを封入して構成されている。
【００１５】
前面パネル１は次のような構成である。すなわち、ガラス製の基板である前面基板４上に、ストライプ状の走査電極５とストライプ状の維持電極６とからなる表示電極７を複数形成し、隣接する表示電極７の間に遮光層８を形成している。そして、表示電極７および遮光層８を覆うように誘電体層９を形成し、誘電体層９上に、０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含むＭｇＯからなる保護層１０を形成している。
【００１６】
また、背面パネル２は次のような構成である。すなわち、ガラス製の基板である背面基板１１上に、走査電極５および維持電極６と直交するようにストライプ状のアドレス電極１２を複数形成し、アドレス電極１２を覆うように電極保護層１３を形成している。そして、この電極保護層１３上であってアドレス電極１２の間に位置するように、アドレス電極１２と平行な隔壁１４を設け、隔壁１４の間に蛍光体層１５を形成している。電極保護層１３は、アドレス電極１２を保護し、蛍光体層１５が発生する可視光を前面パネル１側に反射する作用を有している。
【００１７】
各表示電極７は１つのラインを構成し、表示電極７とアドレス電極１２とが交差する部分にセルが形成される。各セルの放電空間３内で放電を発生させ、放電に伴って蛍光体層１５から発生する赤、緑、青の３色の可視光が、前面パネル１を透過することにより、表示が行われる。
【００１８】
図２は、図１に示すＰＤＰに駆動回路を接続して構成した画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＰＤＰ１６のアドレス電極１２にアドレス電極駆動部１７が接続され、ＰＤＰ１６の走査電極５に走査電極駆動部１８が接続され、ＰＤＰ１６の維持電極６に維持電極駆動部１９が接続されている。
【００１９】
図３は、図２に概略構成を示した画像表示装置の駆動方法を説明するための図である。一般に交流面放電型のＰＤＰでは、１フィールドの映像を複数のサブフィールドに分割することによって階調表現を行う方式が用いられている。そして、この方式では、各セルでの放電を制御するために、１サブフィールドをセットアップ期間、アドレス期間、サステイン期間およびイレース期間からなる４つの期間によって構成する。図３は、１サブフィールド中の駆動波形を示すタイムチャートである。
【００２０】
図３において、セットアップ期間では、放電を生じやすくするために、ＰＤＰ内の全セルに均一に壁電荷を蓄積させる。アドレス期間では、点灯させるセルの書き込み放電を行う。サステイン期間では、アドレス期間で書き込まれたセルを点灯させ、その点灯を維持させる。イレース期間では、壁電荷を消去させることによってセルの点灯を停止させる。
【００２１】
セットアップ期間では、走査電極５に初期化パルスを印加することにより、走査電極５に、アドレス電極１２および維持電極６よりも高い電圧を印加し、セル内で放電を発生させる。その放電によって発生した電荷は、アドレス電極１２、走査電極５および維持電極６間の電位差を打ち消すようにセルの壁面に蓄積される。その結果、走査電極５付近の保護層１０表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、また、アドレス電極１２付近の蛍光体層１５表面および維持電極６付近の保護層１０表面には、正の電荷が壁電荷として蓄積される。この壁電荷により、走査電極５−アドレス電極１２間、走査電極５−維持電極６間には所定の値の壁電位が生じる。
【００２２】
アドレス期間では、セルを点灯させる場合、走査電極５に走査パルスを印加し、アドレス電極１２にデータパルスを印加することにより、走査電極５に、アドレス電極１２および維持電極６に比べて低い電圧を印加する。すなわち、走査電極５−アドレス電極１２間に、壁電位と同方向に電圧を印加するとともに、走査電極５−維持電極６間にも壁電位と同方向に電圧を印加することにより、書き込み放電を発生させる。その結果、蛍光体層１５表面と維持電極６付近の保護層１０表面には負の電荷が蓄積され、走査電極５付近の保護層１０表面には正の電荷が壁電荷として蓄積される。これにより維持電極６−走査電極５間には、所定の値の壁電位が生じる。
【００２３】
サステイン期間では、まず走査電極５に維持パルスを印加することにより、維持電極６に比べて高い電圧を走査電極５に印加する。すなわち、維持電極６−走査電極５間に、壁電位と同方向に電圧を印加することにより維持放電を生じさせる。その結果、セル点灯を開始させることができる。続いて、維持電極６−走査電極５間の極性が交互に入れ替わるように維持パルスを印加することで、断続的にパルス発光させることができる。
【００２４】
イレース期間では、幅の狭い消去パルスを維持電極６に印加することで不完全な放電が発生し、壁電荷が消滅するため、消去が行われる。
【００２５】
本発明によるＰＤＰは、保護層１０の構成に特徴があり、次にその内容について、具体例を用いて説明する。
【００２６】
まず、上述したような保護層１０を形成する際の真空蒸着法に用いる装置は、一般に仕込み室、加熱室、蒸着室、冷却室から構成され、基板はこの順に搬送され、ＭｇＯからなる保護層が蒸着により形成される。このとき、本実施の形態では、所定濃度のＳｉを含むＭｇＯ蒸着源（保護層用材料）を用い、酸素雰囲気中でピアス式電子ビームガンを加熱源として加熱することで所望の膜を形成する成膜工程により保護層１０を形成する。ここで、成膜時における電子ビーム電流量、酸素分圧量、基板温度等は、成膜後の保護層の組成には大きな影響を及ぼさないため任意設定でよい。以下に成膜時の条件設定の一例を示す。
【００２７】
到達真空度：５．０×１０^−４Ｐａ以下
蒸着時基板温度：２００℃以上
蒸着時圧力：３．０×１０^−２Ｐａ〜８．０×１０^−２Ｐａ
なお、上記の真空蒸着法に限らず、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いて保護層を形成することが可能であり、この場合にもターゲット材料、および原材料の成分制御を行い、その材料を用いて成膜すればよい。
【００２８】
次に、本実施の形態による保護層を形成してＰＤＰを構成することによって得られる効果について述べる。
【００２９】
まず、保護層用材料として、含有するＳｉの濃度が０．１重量ｐｐｍ〜１００００重量ｐｐｍの範囲にある複数種類のＭｇＯ蒸着源を用意した。そして、各種のＭｇＯ蒸着源をそれぞれ用いて保護層を形成し、この保護層を有するＰＤＰの寿命試験を行い、寿命を測定した。このときの結果を図４に示す。
【００３０】
図４では、含有するＳｉの濃度が５００重量ｐｐｍのＭｇＯ蒸着源を用いて保護層を形成したＰＤＰを従来例として、この従来例のＰＤＰの寿命を１としたときの、それぞれのＰＤＰの寿命を相対値で示している。図４からわかるように、Ｓｉ濃度が２０重量ｐｐｍ以下のとき、従来例のＰＤＰに比べて寿命が向上しており、Ｓｉ濃度を２０重量ｐｐｍ以下とすることで保護層表面の結晶性が良化して耐スパッタ性が向上しているものと考えられる。また、図４の横軸に示すＳｉ濃度は保護層用材料に含まれるＳｉの濃度であるが、図４に示したＳｉ濃度の保護層用材料を用いて蒸着した保護層中には、ほぼ同値のＳｉ濃度が確認できている。
【００３１】
また、保護層中に含まれるＳｉの濃度が０．１重量ｐｐｍよりも小さいＰＤＰでは、保護層中のＳｉ濃度が０．１重量ｐｐｍ以上のＰＤＰに比べて駆動電圧がかなり高くなり駆動しにくくなることから、ＭｇＯからなる保護層中に含まれるＳｉの濃度範囲を０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍとすることにより、駆動が容易であり寿命が向上したＰＤＰを得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＭｇＯからなる保護層にＳｉが含まれたＰＤＰにおいて、保護層中のＳｉの濃度範囲を０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍとすることにより、耐スパッタ性に優れた保護層を得ることができ、ＰＤＰの寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの一部を示す斜視図
【図２】同プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置の一例を示すブロック図
【図３】同プラズマディスプレイパネルの駆動波形を示すタイムチャート
【図４】ＭｇＯ蒸着源中のＳｉ濃度に対するプラズマディスプレイパネルの寿命を示す図
【符号の説明】
１前面パネル
２背面パネル
４前面基板
５走査電極
６維持電極
９誘電体層
１０保護層

Claims

基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウムであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウムからなる保護層用材料を用いた成膜工程を有す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。
成膜工程が、蒸着法、スパッタリング法およびイオンプレーティング法の中から選ばれる方法を用いた工程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の製造方法。
基板上に形成した走査電極および維持電極を覆うように誘電体層を形成し、前記誘電体層上に保護層を形成したプラズマディスプレイパネルの保護層用材料であって、前記保護層用材料は０．１重量ｐｐｍ〜２０重量ｐｐｍの濃度範囲の珪素を含む酸化マグネシウム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保護層用材料。