JP2006049167A

JP2006049167A - プラズマディスプレイパネル

Info

Publication number: JP2006049167A
Application number: JP2004230262A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Kamiya; 一夫上谷; Kaname Mizogami; 要溝上; Kazuyuki Hasegawa; 和之長谷川; Yoshihisa Oe; 良尚大江
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】保護層形成中に保護層用材料から脱離する水分の影響を低減し、安定した膜質の保護層を形成することで、プラズマディスプレイパネルの高品質化を実現することを目的とする。
【解決手段】走査電極３と維持電極４とからなる表示電極５を覆う誘電体層６上に保護層７を備えるプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層７は、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０の酸化マグネシウムを保護層用材料として用いて形成したものであることを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

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（以下、ＰＤＰと示す）に関するものである。

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。

ここで保護層は、放電で生じるイオン衝撃から誘電体層を保護するもので、耐イオン衝撃性の高い物質を用いて形成されている。また、このイオン衝撃により、保護層そのものが２次電子を放出し、このことにより駆動電圧を低下させるという役割も持つ。ここで保護層は、一般的に、単結晶の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が用いられており、真空成膜技術によって形成される（例えば、非特許文献１参照）。
内池平樹、御子柴茂生共著、「プラズマディスプレイのすべて」（株）工業調査会、１９９７年５月１日、ｐ８５、ｐ９０

ＭｇＯは吸湿性の強い材料であり、吸着した水分のために、効率的に安定した品質の保護層を形成することが困難になるという課題があった。これは、保護層は真空成膜技術によって形成されるが、真空雰囲気下でＭｇＯ原料に吸着していた水分が多量に脱離し、これが成膜された保護層に再吸着することに起因するものと考えられる。

すなわち、再吸着した水分によってＭｇＯ保護層の結晶性が安定しなくなり、これにより、耐イオン衝撃性および二次電子放出特性が悪化し、ＰＤＰの寿命および放電特性に悪影響を及ぼすものと考えられる。さらに、真空雰囲気下での成膜中にＭｇＯ原料から脱離して放出される多量の水分は、真空装置である保護層製造装置の運用において、脱ガス工程が必要となり、効率性・安全性の面での課題となる。

本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、保護層形成中に保護層用材料から脱離する水分の影響を低減し、安定した膜質の保護層を形成することで、ＰＤＰの高品質化を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明のＰＤＰ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上に保護層を備えるプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０の酸化マグネシウムを保護層用材料として用いて形成したものであることを特徴とするものである。

また、本発明のＰＤＰ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上に保護層を備えるプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、保護層用材料として、酸化マグネシウムと金属マグネシウムの混合体を、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０となるようにして用いて形成したものであることを特徴とするものである。

本発明のＰＤＰによれば、保護層形成中に保護層用材料から脱離する水分の影響を低減し、安定した膜質の保護層を形成することにより、ＰＤＰの高品質化を実現することが可能となる。

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上に保護層を備えるプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０の酸化マグネシウムを保護層用材料として用いて形成したものであることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。

また、請求項２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上に保護層を備えるプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、保護層用材料として、酸化マグネシウムと金属マグネシウムの混合体を、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０となるようにして用いて形成したものであることを特徴とするプラズマディスプレイパネルである。

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、前記酸化マグネシウムは、過還元状態下で製造された酸化マグネシウムであることを特徴とするものである。

また、請求項４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、前記保護層は、物理気相法を用いて形成されたものであることを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。

図１は、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（ＰＤＰ）の概略構成を示す部分斜視断面図である。

前面パネル１は、前面ガラス基板２上に走査電極３と維持電極４とからなる表示電極５がストライプ状に複数対配設され、表示電極５を覆うように誘電体ガラス層６が形成されている。更に、この誘電体ガラス層６を覆うように保護層７が形成されている。

背面パネル８は、背面ガラス基板９上にアドレス電極１０を、表示電極５と直交するようにストライプ状に配されている。また電極保護層１１は、アドレス電極１０を覆うように形成され、アドレス電極１０を保護し、可視光を前面パネル１側に反射する作用を担う。この電極保護層１１上にアドレス電極１０と同じ方向に向けて伸び、アドレス電極１０を挟むように隔壁１２が設けられ、隔壁１２間に蛍光体層１３が設けられている。

走査電極３および維持電極４からなる表示電極５が１つのラインを構成し、表示電極５とアドレス電極１０とが交差する部分に発光単位となる放電セルが形成される。

そして各電極にパルス状の電圧を印加することで各放電セルにおいて、放電空間１４で放電が発生し、この放電に伴って発生する紫外線により蛍光体層１３が赤、緑、青の３色の可視光を発し、これが前面パネル１を透過することにより、画像の表示が行われる。

ここで、保護層７についてさらに説明する。

まず、上記の保護層７は物理気相法により形成する。物理気相法とは、低圧力下で固体原料を加熱し、蒸発もしくは昇華させることにより、原料の薄膜を、対象とする物体上に形成する方法である。物理気相法には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などがある。このうち、真空蒸着法を例として、一般的なＭｇＯ保護層形成方法を説明する。図２は真空蒸着装置の概略構成を模式的に示す断面図であり、真空ポンプ２１が接続された密閉容器２２内に、主にＭｇＯ蒸発部と基板保持部からなる機器が設置されている。ＭｇＯからなる保護層原料２３は、水冷されたハース２４中に供給され、酸素雰囲気下で電子銃２５から放出された熱電子ビーム２６を照射することにより、加熱・蒸発させる。蒸発したＭｇＯは、基板ヒータ２７により所定温度まで加熱された前面パネル１上に付着し、ＭｇＯによる所望の保護層７が形成される。このとき、保護層用材料２３であるＭｇＯ蒸着源としては、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０になるように混合されたペレット状の蒸着材料を用い、保護層７を形成する。ここで、保護層７の成膜条件の一例を示す。

到達圧力：５．０×１０^-4Ｐａ以下、蒸着時基板温度：２５０℃、電子銃エミッション電流：２５０ｍＡ、蒸着時圧力：２．０×１０^-2Ｐａ
ここで、上記のペレット状の蒸着材料は、例えば、高純度ＭｇＯ粉末と、Ｍｇ粉末とを混合した材料を高温高圧下で成型、焼結することにより得られる。

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７を形成することが可能であり、この場合にも保護層用材料２３としてのターゲット材料、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。また、ＭｇＯ蒸着源として、所定の酸素原子／マグネシウム原子比のＭｇＯ結晶体を用いて成膜を行ってもよい。さらに、図３に、同じく真空蒸着装置の概略構成の断面図を模式的に示すように、ハース２４に供給する保護層用材料として、例えば、ＭｇＯ２８ａおよび金属マグネシウム２８ｂの２源とし、２源系蒸着により成膜を行ってもよい。

次に、上述したように形成した保護層７を備えるＰＤＰにより得られる効果について述べる。

まず、保護層用材料２３として、酸素原子／マグネシウム原子比が０．１、０．３、０．５、０．７、１．０となるように高純度ＭｇＯ粉末と金属マグネシウムを混合した蒸着材料を用いて、シリカ基板上に薄膜を形成したときの可視光領域（波長５５０ｎｍ）における屈折率および消衰係数を求めた。このときの結果をそれぞれ図４および図５に示す。

図４によると、酸素原子／マグネシウム原子比が低下するにしたがって、ＭｇＯ薄膜の屈折率が上昇することがわかる。屈折率は、薄膜の充填密度と密接な関係があり、一般的に、屈折率の高いものは充填密度が高くなる。蒸着材料中の酸素原子を減らすことで、純ＭｇＯ蒸着材料を用いたときよりも、緻密なＭｇＯ薄膜が得られる。一方、図５を参照すると、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３以下になると、急激に消衰係数が上昇している。消衰係数は光の吸収を表すもので、消衰係数が大きいと光の吸収が大きくなり、透過光が減少することを意味する。蒸着材料中の酸素原子を少なくした場合、蒸着中に酸素ガスを導入してもマグネシウム原子が酸化されずに膜中の酸素欠損が多くなり、可視光領域においても透過率の低い膜になったと推測される。このようなＭｇＯ膜の透過率の低下は、表示画像の輝度の低下につながることから、ＰＤＰにおいて使用することができない。すなわち、上記の結果から、蒸着材料中に含有する酸素原子／マグネシウム原子比は０．３乃至１．０が好ましい。

上記のように、ＭｇＯ蒸着材料中の酸素原子／マグネシウム原子比を０．３乃至１．０にすることで、緻密で結晶性の良い保護層が容易に得られる。その結果、たとえば保護層の耐イオン衝撃性が向上し、ＰＤＰの寿命を長くすることができる。また、ＭｇＯ膜質の向上によって、二次電子が効率的に放出され、放電電圧を低下することができる。

本発明においては、保護層としてＭｇＯ膜を使用したが、Ａｌ₂Ｏ₃、ＣａＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ₂、Ｙ₂Ｏ₃、Ｌａ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、ＨｆＯ₂などの金属酸化物や混合酸化物で、耐イオン衝撃性に優れ、それによる二次電子放出係数の大きい材料であれば種類を問わない。

以上述べたように本発明のＰＤＰによれば、保護層形成中に保護層用材料から脱離する水分の影響を低減することができるので、安定した膜質の保護層を形成することが可能となり、もってＰＤＰの高品質化を実現できる。

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概略構成を示す部分斜視断面図真空蒸着装置の概略構成を模式的に示す断面図真空蒸着装置の概略構成を模式的に示す断面図蒸着原料中の酸素原子／マグネシウム原子比に対する保護層の屈折率変化を示す図蒸着原料中の酸素原子／マグネシウム原子比に対する保護層の消衰係数変化を示す図

符号の説明

１前面パネル
２前面ガラス基板
３走査電極
４維持電極
５表示電極
６誘電体ガラス層
７保護層（ＭｇＯ膜）
８背面パネル
９背面ガラス基板
１０アドレス電極
１１電極保護層
１２隔壁
１３蛍光体層

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上に保護層を備えるプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０の酸化マグネシウムを保護層用材料として用いて形成したものであることを特徴とする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上に保護層を備えるプラズマディスプレイパネルであって、前記保護層は、保護層用材料として、酸化マグネシウムと金属マグネシウムの混合体を、酸素原子／マグネシウム原子比が０．３乃至１．０となるようにして用いて形成したものであることを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
前記酸化マグネシウムは、過還元状態下で製造された酸化マグネシウム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。
前記保護層は、物理気相法を用いて形成されたもの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。