JP2013097948A - Plasma display panel manufacturing method - Google Patents

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Takeshi Ogura
健 小倉
Hieppu Hoan
ヒェップ ホアン
Kengo Kiue
憲吾 木上
Yoshihisa Oe
良尚 大江
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a PDP (plasma display panel) which comes with high definition and high luminance display performance and also can save on power consumption.SOLUTION: In a PDP manufacturing method of the present invention, a protective layer is formed on a transported substrate by evaporating a raw material by electron beams, characterized in that an angle α formed, in a plane including a line in the substrate transport direction and a perpendicular line from the evaporation point of the raw material by electron beams to the substrate surface, by the perpendicular line and a line running from the evaporation point to a protective film formation terminated point on the downstream side of the substrate transport direction is 60° or more, and evaporation in the perpendicular direction is included in a direction incident on the substrate on which the raw material is evaporated, and that the protective film is formed with metal oxide consisting of magnesium oxide and calcium oxide, and in X-ray diffraction analysis on the protective film surface, a peak exists between a diffraction angle at which a peak of crystal orientation face (111) of magnesium oxide occurs and a diffraction angle at which a peak of calcium oxide in the same orientation as the former peak occurs, the calcium concentration of the protective film being 3 to 15 atom%, both ends inclusive.

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の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a plasma display panel used for a display device or the like.

プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）は、基本的には、前面板と背面板とで構成されている。前面板は、フロート法により製造された硼硅酸ナトリウム系ガラスのガラス基板と、ガラス基板の一方の主面上に形成されたストライプ状の透明電極とバス電極とで構成される表示電極と、表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、誘電体層上に形成された酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層とで構成されている。   A plasma display panel (hereinafter referred to as PDP) is basically composed of a front plate and a back plate. The front plate is a glass substrate of sodium borosilicate glass produced by the float process, a display electrode composed of a striped transparent electrode and a bus electrode formed on one main surface of the glass substrate, A dielectric layer that covers the display electrode and functions as a capacitor, and a protective layer made of magnesium oxide (MgO) formed on the dielectric layer.

一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の主面上に形成されたストライプ状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成された隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色及び青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。前面板と背面板とはその電極形成面側を対向させて気密封着され、隔壁によって仕切られた放電空間に放電ガスが所定の圧力で封入されている。   On the other hand, the back plate is a glass substrate, stripe-shaped address electrodes formed on one main surface thereof, a base dielectric layer covering the address electrodes, a partition formed on the base dielectric layer, The phosphor layer is formed between the barrier ribs and emits red, green and blue light. The front plate and the back plate are hermetically sealed with their electrode forming surfaces facing each other, and a discharge gas is sealed at a predetermined pressure in a discharge space partitioned by a partition wall.

このようなＰＤＰにおいて、前面板の誘電体層上に形成される保護層は、アドレス放電を発生させるための初期電子を放出するという重要な役割がある。   In such a PDP, a protective layer formed on the dielectric layer of the front plate has an important role of emitting initial electrons for generating an address discharge.

保護層からの初期電子の放出数を増加させて画像のちらつきを低減するために、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護層に不純物を添加する例や、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粒子を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護層上に形成した例が開示されている（例えば、特許文献１など参照）。   In order to reduce the flickering of the image by increasing the number of initial electrons emitted from the protective layer, for example, an example of adding impurities to the protective layer of magnesium oxide (MgO), or magnesium oxide (MgO) particles with magnesium oxide ( An example formed on a protective layer of (MgO) is disclosed (for example, see Patent Document 1).

特開２００２−２６０５３５号公報JP 2002-260535 A

高精細化された画像を表示するためには、１フィールドの時間が一定であるにもかかわらず書き込みを行う画素の数が増えるため、サブフィールド中の書き込み期間において、アドレス電極へ印加するパルスの幅を狭くする必要が生じる。しかしながら、電圧パルスの立ち上がりから放電空間内で放電が発生するまでには放電遅れと呼ばれるタイムラグの存在があるため、パルスの幅が狭くなれば書き込み期間内で放電を終了できる確率が低くなってしまう。その結果、点灯不良が生じ、ちらつきといった画質性能の低下という問題も生じてしまう。   In order to display a high-definition image, the number of pixels to be written increases even though the time of one field is constant. Therefore, in the writing period in the subfield, the pulse applied to the address electrode It is necessary to reduce the width. However, since there is a time lag called discharge delay from the rise of the voltage pulse to the occurrence of discharge in the discharge space, if the pulse width is narrowed, the probability that the discharge can be finished within the writing period is lowered. . As a result, lighting failure occurs, and the problem of deterioration in image quality performance such as flickering occurs.

また、消費電力低減のために放電による発光効率を向上させることを目的として、蛍光体の発光に寄与する放電ガスの一成分であるキセノン（Ｘｅ）の放電ガス全体における含有率をあげると、やはり放電電圧が高くなるとともに、放電遅れが大きくなって点灯不良などの画質低下が発生するという問題が生じてしまう。   Further, for the purpose of improving the luminous efficiency by discharge for reducing power consumption, the content of xenon (Xe), which is one component of the discharge gas contributing to the light emission of the phosphor, in the entire discharge gas is also increased. As the discharge voltage becomes higher, the discharge delay becomes larger, resulting in a problem that the image quality is deteriorated such as lighting failure.

このようにＰＤＰの高精細化や低消費電力化を進めるにあたっては、放電電圧が高くならないようにすることと、さらに、点灯不良を低減して画質を向上させることを、同時に実現させなければならないという課題があった。   As described above, in order to advance the high definition and low power consumption of the PDP, it is necessary to simultaneously realize that the discharge voltage is not increased and that the image quality is improved by reducing defective lighting. There was a problem.

保護層に不純物を混在させることで電子放出特性を改善しようとする試みが行われている。しかしながら、保護層に不純物を混在させて電子放出特性を改善した場合には、保護層表面に電荷を蓄積させてメモリー機能として使用しようとする際に、電荷が時間とともに減少する減衰率が大きくなってしまうため、これを抑えるための印加電圧を大きくするなどの対策が必要になる。   Attempts have been made to improve the electron emission characteristics by mixing impurities in the protective layer. However, when the electron emission characteristics are improved by mixing impurities in the protective layer, when the charge is accumulated on the surface of the protective layer and used as a memory function, the attenuation rate at which the charge decreases with time increases. Therefore, it is necessary to take measures such as increasing the applied voltage to suppress this.

一方、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の保護層上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）結晶粒子を形成する例では、放電遅れを小さくして点灯不良を低減することは可能であるが、放電電圧を低減することができないといった課題を有していた。   On the other hand, in the example in which magnesium oxide (MgO) crystal particles are formed on the protective layer of magnesium oxide (MgO), it is possible to reduce the discharge delay and reduce the lighting failure, but the discharge voltage can be reduced. I had a problem that I couldn't.

また、保護層は、一般的に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）といった金属酸化物のペレット状固体を材料として、薄膜成膜方法によって形成されるが、成膜時に、材料の密度が低いと、材料の飛散（スプラッシュ）発生の程度に悪影響を及ぼすことが判明した。つまり、ペレット状固体材料の密度低下に従ってスプラッシュ発生数は増大し、スプラッシュ発生数の増大は点灯不良の原因となるため、点灯不良が発生するといった課題を有していた。   The protective layer is generally formed by a thin film deposition method using a metal oxide pellet solid such as magnesium oxide (MgO) as a material. If the density of the material is low at the time of deposition, the material is scattered. (Splash) was found to have an adverse effect on the degree of occurrence. That is, the number of occurrences of splash increases as the density of the pellet-shaped solid material decreases, and the increase in the number of occurrences of splash causes a lighting failure.

さらに、保護層の材料となる金属酸化物のペレット状固体材料は、材料中に不純物ガスを持っており、この不純物ガスは成膜中の雰囲気に影響を与え、真空度悪化、成膜中不純物ガスの増大により、点灯不良の原因となる。またこの不純物ガスは成膜装置の真空排気時間の増大や材料脱ガス時間の増大により、成膜装置稼働率悪化の原因となっていた。そのため、材料中に元素を添加するなどして、材料の密度を増加させて、材料中の不純物ガスを減らす試みが行われているが、保護層形成時に、添加元素が材料中の金属酸化物と結合して複合酸化物を形成するなどして、保護層形成時の成膜レートが低下するといった課題があった。   Furthermore, the metal oxide pellet solid material used as the material for the protective layer has an impurity gas in the material, and this impurity gas affects the atmosphere during film formation, resulting in deterioration of the degree of vacuum and impurities during film formation. An increase in gas causes lighting failure. Further, this impurity gas has caused a deterioration in the operating rate of the film forming apparatus due to an increase in the evacuation time of the film forming apparatus and an increase in the material degassing time. For this reason, attempts have been made to reduce the impurity gas in the material by increasing the density of the material by adding an element to the material, etc., but when the protective layer is formed, the added element is a metal oxide in the material. There is a problem that the film formation rate at the time of forming the protective layer decreases due to the formation of a composite oxide by combining with the.

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、高輝度の表示性能を備え、かつ低電圧駆動が可能なＰＤＰを実現し、さらに、歩留まり及び生産性が良好なＰＤＰを実現することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and aims to realize a PDP having a high luminance display performance and capable of being driven at a low voltage, and further realizing a PDP having a good yield and productivity. It is said.

上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、保護層は、電子ビームによって原材料を蒸発させて、搬送した前記基板に形成し、前記基板搬送方向の線と前記電子ビームによる前記原材料の蒸発地点から前記基板面への垂線とを含む面内において、前記垂線と前記蒸発地点から前記基板搬送方向下流側の前記保護膜形成終期地点を結ぶ線とがなす角度αが６０°以上であり、前記原材料の蒸発の前記基板への入射する方向に、前記垂線方向の蒸発が含まれており、前記保護層は、酸化マグネシウムと酸化カルシウムからなる金属酸化物により形成され、前記保護層面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウムの結晶方位面（１１１）のピークが発生する回折角と、当該ピークと同一方位の前記酸化カルシウムのピークが発生する回折角との間にピークが存在するとともに、前記保護層のカルシウムの濃度は３ａｔｏｍ％以上１５ａｔｏｍ％以下である、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the method of manufacturing a PDP according to the present invention, the protective layer is formed on the transported substrate by evaporating the raw material by the electron beam, and the substrate transport direction line and the electron beam are used. In a plane including a perpendicular line from the evaporation point of the raw material to the substrate surface, an angle α formed by the perpendicular line and a line connecting the protective film formation final point downstream of the evaporation direction from the evaporation point is 60 °. The vertical direction evaporation is included in the direction in which the evaporation of the raw material is incident on the substrate, and the protective layer is formed of a metal oxide composed of magnesium oxide and calcium oxide, and the protection In the X-ray diffraction analysis on the layer surface, the diffraction angle at which the peak of the crystal orientation plane (111) of magnesium oxide occurs and the peak of the calcium oxide in the same orientation as the peak are A peak exists between the generated diffraction angle and the calcium concentration of the protective layer is 3 atom% or more and 15 atom% or less.

本発明によれば、高輝度の表示性能を備えた低電圧駆動が可能なＰＤＰを実現し、さらには、歩留まり及び、生産性が良好なＰＤＰを実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a PDP capable of driving at a low voltage with high luminance display performance, and further, it is possible to realize a PDP with good yield and productivity.

本発明の実施の形態におけるＰＤＰの構造を示す斜視図The perspective view which shows the structure of PDP in embodiment of this invention 同ＰＤＰの前面板の構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the front plate of the PDP 同ＰＤＰの保護層におけるＸ線回折結果を示す図The figure which shows the X-ray-diffraction result in the protective layer of the PDP 同ＰＤＰの保護層である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電維持電圧との関係を示す図The figure which shows the relationship between the density | concentration of calcium (Ca) in the metal oxide which is a protective layer of the PDP, and the discharge sustain voltage 同ＰＤＰの保護層である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電開始電圧との関係を示す図The figure which shows the relationship between the density | concentration of calcium (Ca) in the metal oxide which is a protective layer of the PDP, and the discharge start voltage 同ＰＤＰの保護層製造における製造装置の断面図および平面図Sectional view and plan view of manufacturing apparatus in manufacturing protective layer of same PDP 同製造装置の断面図Cross-sectional view of the manufacturing equipment 同製造装置の基板への入射角に対する保護層スパッタレートの関係を示す図The figure which shows the relationship of the protective layer sputter rate with respect to the incident angle to the board | substrate of the same manufacturing apparatus 同入射角に対する材料利用効率の関係を示す図Diagram showing the relationship of material utilization efficiency to the same incident angle 同入射角に対する放電維持電圧の関係を示す図The figure which shows the relationship of the discharge maintenance voltage with respect to the same incident angle

以下、本発明の実施の形態におけるＰＤＰについて図面を用いて説明する。   Hereinafter, a PDP according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の構造を示す斜視図である。ＰＤＰ１の基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図１に示すように、ＰＤＰ１は前面ガラス基板３などよりなる前面板２と、背面ガラス基板１１などよりなる背面板１０とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ１内部の放電空間１６には、キセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などの放電ガスが所定の圧力で封入されている。 (Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of PDP 1 in the embodiment of the present invention. The basic structure of the PDP 1 is the same as that of a general AC surface discharge type PDP. As shown in FIG. 1, the PDP 1 has a front plate 2 made of a front glass substrate 3 and a back plate 10 made of a back glass substrate 11 facing each other, and its outer peripheral portion is sealed with a glass frit or the like. The material is hermetically sealed. The discharge space 16 inside the sealed PDP 1 is filled with discharge gas such as xenon (Xe) and neon (Ne) at a predetermined pressure.

前面板２の前面ガラス基板３上には、走査電極４及び維持電極５よりなる一対の帯状の表示電極６とブラックストライプ（遮光層）７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板３上には表示電極６と遮光層７とを覆うように電荷を保持してコンデンサとしての働きをする誘電体層８が形成され、さらにその上に保護層９が形成されている。   On the front glass substrate 3 of the front plate 2, a pair of strip-shaped display electrodes 6 each composed of the scanning electrodes 4 and the sustain electrodes 5 and a plurality of black stripes (light shielding layers) 7 are arranged in parallel to each other. A dielectric layer 8 is formed on the front glass substrate 3 so as to cover the display electrodes 6 and the light-shielding layer 7 so as to hold charges and function as a capacitor. A protective layer 9 is further formed thereon. .

また、背面板１０の背面ガラス基板１１上には、前面板２の走査電極４及び維持電極５と直交する方向に、複数の帯状のアドレス電極１２が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層１３が被覆している。さらに、アドレス電極１２間の下地誘電体層１３上には放電空間１６を区切る所定の高さの隔壁１４が形成されている。隔壁１４間の溝ごとに、紫外線によって赤色、緑色及び青色にそれぞれ発光する蛍光体層１５が順次塗布して形成されている。走査電極４及び維持電極５とアドレス電極１２とが交差する位置に放電空間が形成され、表示電極６方向に並んだ赤色、緑色、青色の蛍光体層１５を有する放電空間がカラー表示のための画素になる。   On the back glass substrate 11 of the back plate 10, a plurality of strip-like address electrodes 12 are arranged in parallel to each other in a direction orthogonal to the scanning electrodes 4 and the sustain electrodes 5 of the front plate 2. Layer 13 is covering. Further, a partition wall 14 having a predetermined height is formed on the base dielectric layer 13 between the address electrodes 12 to divide the discharge space 16. In each groove between the barrier ribs 14, a phosphor layer 15 that emits red, green, and blue light by ultraviolet rays is sequentially applied. A discharge space is formed at a position where the scan electrode 4 and the sustain electrode 5 intersect with the address electrode 12, and a discharge space having red, green, and blue phosphor layers 15 arranged in the direction of the display electrode 6 is used for color display. Become a pixel.

図２は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の前面板２の構成を示す断面図であり、図２は図１と上下反転させて示している。図２に示すように、フロート法などにより製造された前面ガラス基板３に、走査電極４と維持電極５よりなる表示電極６と遮光層７がパターン形成されている。走査電極４と維持電極５はそれぞれインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ2）などからなる透明電極４ａ、５ａと、透明電極４ａ、５ａ上に形成された金属バス電極４ｂ、５ｂとにより構成されている。金属バス電極４ｂ、５ｂは透明電極４ａ、５ａの長手方向に導電性を付与する目的として用いられ、銀（Ａｇ）材料を主成分とする導電性材料によって形成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the front plate 2 of the PDP 1 in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 is shown upside down from FIG. As shown in FIG. 2, a display electrode 6 and a light shielding layer 7 including scanning electrodes 4 and sustain electrodes 5 are formed in a pattern on a front glass substrate 3 manufactured by a float method or the like. Scan electrode 4 and sustain electrode 5 are made of transparent electrodes 4a and 5a made of indium tin oxide (ITO) or tin oxide (SnO 2 ), respectively, and metal bus electrodes 4b and 5b formed on transparent electrodes 4a and 5a. It is comprised by. The metal bus electrodes 4b and 5b are used for the purpose of imparting conductivity in the longitudinal direction of the transparent electrodes 4a and 5a, and are formed of a conductive material whose main component is a silver (Ag) material.

誘電体層８は、前面ガラス基板３上に形成されたこれらの透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂと遮光層７を覆って設けた第１誘電体層８１と、第１誘電体層８１上に形成された第２誘電体層８２の少なくとも２層構成とし、さらに第２誘電体層８２上に保護層９が形成されている。   The dielectric layer 8 includes a first dielectric layer 81 provided on the front glass substrate 3 so as to cover the transparent electrodes 4a and 5a, the metal bus electrodes 4b and 5b, and the light shielding layer 7, and a first dielectric. The second dielectric layer 82 formed on the layer 81 has at least two layers, and the protective layer 9 is formed on the second dielectric layer 82.

保護層９は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる金属酸化物にアルミニウムを含有させた材料により形成している。さらに、その保護層９上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａが複数個凝集した凝集粒子９２を付着形成してもよい。   The protective layer 9 is formed of a material in which aluminum is contained in a metal oxide composed of magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO). Furthermore, aggregated particles 92 in which a plurality of magnesium oxide (MgO) crystal particles 92 a are aggregated may be formed on the protective layer 9.

次に、このようなＰＤＰ１の製造方法について説明する。まず、前面ガラス基板３上に、走査電極４及び維持電極５と遮光層７とを形成する。走査電極４と維持電極５とを構成する透明電極４ａ、５ａと金属バス電極４ｂ、５ｂは、フォトリソグラフィ法などを用いてパターニングして形成される。透明電極４ａ、５ａは薄膜プロセスなどを用いて形成され、金属バス電極４ｂ、５ｂは銀（Ａｇ）材料を含むペーストを所定の温度で焼成して固化している。また、遮光層７も同様に、黒色顔料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や黒色顔料をガラス基板の全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングし、焼成することにより形成される。   Next, a method for manufacturing such a PDP 1 will be described. First, the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7 are formed on the front glass substrate 3. Transparent electrodes 4a and 5a and metal bus electrodes 4b and 5b constituting scan electrode 4 and sustain electrode 5 are formed by patterning using a photolithography method or the like. The transparent electrodes 4a and 5a are formed using a thin film process or the like, and the metal bus electrodes 4b and 5b are solidified by baking a paste containing a silver (Ag) material at a predetermined temperature. Similarly, the light shielding layer 7 is also formed by screen printing a paste containing a black pigment or by forming a black pigment on the entire surface of the glass substrate and then patterning and baking using a photolithography method.

次に、走査電極４、維持電極５及び遮光層７を覆うように前面ガラス基板３上に誘電体ペーストをダイコート法などにより塗布して誘電体ペースト（誘電体材料）層を形成する。誘電体ペーストを塗布した後、所定の時間放置することによって塗布された誘電体ペースト表面がレベリングされて平坦な表面になる。その後、誘電体ペースト層を焼成固化することにより、走査電極４、維持電極５及び遮光層７を覆う誘電体層８が形成される。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料、バインダ及び溶剤を含む塗料である。同図では誘電体層８を第１誘電体層８１と第２誘電体層８２の二層構造としたがこれに限らず単層構造でも良い。   Next, a dielectric paste is applied on the front glass substrate 3 by a die coating method or the like so as to cover the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7, thereby forming a dielectric paste (dielectric material) layer. After the dielectric paste is applied, the surface of the applied dielectric paste is leveled by leaving it to stand for a predetermined time, so that a flat surface is obtained. Thereafter, the dielectric paste layer is formed by baking and solidifying the dielectric paste layer to cover the scan electrode 4, the sustain electrode 5, and the light shielding layer 7. The dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent. In the figure, the dielectric layer 8 has a two-layer structure of a first dielectric layer 81 and a second dielectric layer 82, but is not limited to this and may have a single-layer structure.

次に、誘電体層８上に保護層９を形成する。本発明の実施の形態においては、保護層９を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる金属酸化物にアルミニウムを含有させ形成している。   Next, the protective layer 9 is formed on the dielectric layer 8. In the embodiment of the present invention, the protective layer 9 is formed by containing aluminum in a metal oxide composed of magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO).

保護層９は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）を混合し、アルミニウムを含有させたペレット状の固体の材料を用いて薄膜成膜方法によって形成される。薄膜成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの公知の方法を適用できる。一例として、スパッタリング法では１Ｐａ、蒸着法の一例である電子ビーム蒸着法では０．１Ｐａが実際上取り得る圧力の上限と考えられる。   The protective layer 9 is formed by a thin film deposition method using a pellet-shaped solid material in which magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO) are mixed and aluminum is contained. As a thin film forming method, a known method such as an electron beam evaporation method, a sputtering method, or an ion plating method can be applied. As an example, 1 Pa is considered as the upper limit of the pressure that can actually be taken in the sputtering method and 0.1 Pa in the electron beam evaporation method, which is an example of the evaporation method.

また、保護層９の成膜時の雰囲気としては、水分付着や不純物の吸着を防止するために外部と遮断された密閉状態とし、成膜時の雰囲気を調整することにより、所定の電子放出特性を有する金属酸化物よりなる保護層９を形成することができる。   Further, the atmosphere at the time of film formation of the protective layer 9 is a sealed state that is shut off from the outside in order to prevent moisture adhesion and impurity adsorption, and by adjusting the atmosphere at the time of film formation, predetermined electron emission characteristics are obtained. It is possible to form the protective layer 9 made of a metal oxide having

次に、保護層９上に付着形成する酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａの凝集粒子９２について述べる。これらの結晶粒子９２ａは、以下に示す気相合成法または前駆体焼成法のいずれかで製造することができる。   Next, the aggregated particles 92 of the magnesium oxide (MgO) crystal particles 92a formed on the protective layer 9 will be described. These crystal particles 92a can be manufactured by any one of the following vapor phase synthesis method or precursor baking method.

気相合成法では、不活性ガスが満たされた雰囲気下で純度が９９．９％以上のマグネシウム金属材料を加熱し、さらに、雰囲気に酸素を少量導入することによって、マグネシウムを直接酸化させ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを作製することができる。   In the gas phase synthesis method, a magnesium metal material having a purity of 99.9% or more is heated in an atmosphere filled with an inert gas, and a small amount of oxygen is introduced into the atmosphere to directly oxidize magnesium, thereby oxidizing the material. Magnesium (MgO) crystal particles 92a can be produced.

一方、前駆体焼成法では、以下の方法によって結晶粒子９２ａを作製することができる。前駆体焼成法では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の前駆体を７００℃以上の高温で均一に焼成し、これを徐冷して酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得ることができる。前駆体としては、例えば、マグネシウムアルコキシド（Ｍｇ（ＯＲ）2）、マグネシウムアセチルアセトン（Ｍｇ（ａｃａｃ）2）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ2）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ2）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）、硝酸マグネシウム（Ｍｇ（ＮＯ3）2）、シュウ酸マグネシウム（ＭｇＣ2Ｏ4）のうちのいずれか１種以上の化合物を選ぶことができる。なお選択した化合物によっては、通常、水和物の形態をとることもあるがこのような水和物を用いてもよい。 On the other hand, in the precursor firing method, the crystal particles 92a can be produced by the following method. In the precursor firing method, a magnesium oxide (MgO) precursor is uniformly fired at a high temperature of 700 ° C. or higher, and this is gradually cooled to obtain magnesium oxide (MgO) crystal particles 92a. Examples of the precursor include magnesium alkoxide (Mg (OR) 2 ), magnesium acetylacetone (Mg (acac) 2 ), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), magnesium carbonate (MgCO 2 ), magnesium chloride (MgCl 2 ). ), Magnesium sulfate (MgSO 4 ), magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 ), or magnesium oxalate (MgC 2 O 4 ). Depending on the selected compound, it may usually take the form of a hydrate, but such a hydrate may be used.

これらの化合物は、焼成後に得られる酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の純度が９９.９５％以上、望ましくは９９.９８％以上になるように調整する。これらの化合物中に、各種アルカリ金属、硼素（Ｂ）、硅素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）などの不純物元素が一定量以上混じっていると、熱処理時に不要な粒子間癒着や焼結を生じ、高結晶性の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを得にくいためである。このため、不純物元素を除去することなどにより予め前駆体を調整することが必要となる。   These compounds are adjusted so that the purity of magnesium oxide (MgO) obtained after firing is 99.95% or more, preferably 99.98% or more. If these compounds contain a certain amount or more of impurity elements such as various alkali metals, boron (B), silicon (Si), iron (Fe), aluminum (Al), This is because sintering occurs and it is difficult to obtain crystal grains 92a of highly crystalline magnesium oxide (MgO). For this reason, it is necessary to adjust the precursor in advance by removing the impurity element.

上記いずれかの方法で得られた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを、溶媒に分散させ、その分散液をスプレー法やスクリーン印刷法、静電塗布法などによって保護層９の表面に分散散布させる。その後、乾燥・焼成工程を経て溶媒除去を図り、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の結晶粒子９２ａを保護層９の表面に定着させることができる。   The magnesium oxide (MgO) crystal particles 92a obtained by any of the above methods are dispersed in a solvent, and the dispersion is dispersed and dispersed on the surface of the protective layer 9 by spraying, screen printing, electrostatic coating, or the like. Let Thereafter, the solvent is removed through a drying / firing process, and the magnesium oxide (MgO) crystal particles 92 a can be fixed on the surface of the protective layer 9.

このような一連の工程により前面ガラス基板３上に所定の構成物（走査電極４、維持電極５、遮光層７、誘電体層８、保護層９）が形成されて前面板２が完成する。   Through such a series of steps, predetermined components (scanning electrode 4, sustaining electrode 5, light shielding layer 7, dielectric layer 8, and protective layer 9) are formed on front glass substrate 3, and front plate 2 is completed.

一方、背面板１０は次のようにして形成される。まず、背面ガラス基板１１上に、銀（Ａｇ）材料を含むペーストをスクリーン印刷する方法や、金属膜を全面に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いてパターニングする方法などによりアドレス電極１２用の構成物となる材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することによりアドレス電極１２を形成する。次に、アドレス電極１２が形成された背面ガラス基板１１上にダイコート法などにより、アドレス電極１２を覆うように誘電体ペーストを塗布して誘電体ペースト層を形成する。その後、誘電体ペースト層を焼成することにより下地誘電体層１３を形成する。なお、誘電体ペーストはガラス粉末などの誘電体材料とバインダ及び溶剤を含んだ塗料である。   On the other hand, the back plate 10 is formed as follows. First, the structure for the address electrode 12 is formed by a method of screen printing a paste containing silver (Ag) material on the rear glass substrate 11 or a method of patterning using a photolithography method after forming a metal film on the entire surface. A material layer to be a material is formed. Thereafter, the address electrode 12 is formed by firing at a predetermined temperature. Next, a dielectric paste is applied on the rear glass substrate 11 on which the address electrodes 12 are formed by a die coating method or the like so as to cover the address electrodes 12 to form a dielectric paste layer. Thereafter, the base dielectric layer 13 is formed by firing the dielectric paste layer. The dielectric paste is a paint containing a dielectric material such as glass powder, a binder and a solvent.

次に、下地誘電体層１３上に隔壁材料を含む隔壁形成用ペーストを塗布し、所定の形状にパターニングすることにより隔壁材料層を形成する。その後、所定の温度で焼成することにより隔壁１４を形成する。ここで、下地誘電体層１３上に塗布した隔壁用ペーストをパターニングする方法としては、フォトリソグラフィ法やサンドブラスト法を用いることができる。そして、隣接する隔壁１４間の下地誘電体層１３上及び隔壁１４の側面に蛍光体材料を含む蛍光体ペーストを塗布し、焼成することにより蛍光体層１５が形成される。以上の工程により、背面ガラス基板１１上に所定の構成部材を有する背面板１０が完成する。   Next, a partition wall forming paste containing a partition wall material is applied on the base dielectric layer 13 and patterned into a predetermined shape to form a partition wall material layer. Then, the partition 14 is formed by baking at a predetermined temperature. Here, as a method of patterning the partition wall paste applied on the base dielectric layer 13, a photolithography method or a sand blast method can be used. Then, the phosphor layer 15 is formed by applying and baking a phosphor paste containing a phosphor material on the base dielectric layer 13 between the adjacent barrier ribs 14 and on the side surfaces of the barrier ribs 14. Through the above steps, the back plate 10 having predetermined components on the back glass substrate 11 is completed.

所定の構成部材を備えた前面板２と背面板１０とを走査電極４とアドレス電極１２とが直交するように対向配置し、その周囲をガラスフリットで封着して放電空間１６にキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）などを含む放電ガスを封入してＰＤＰ１が完成する。   A front plate 2 and a rear plate 10 having predetermined constituent members are arranged so as to face each other so that the scanning electrodes 4 and the address electrodes 12 are orthogonal to each other, and the periphery thereof is sealed with a glass frit, and xenon (Xe ) And neon (Ne) and the like are enclosed, and the PDP 1 is completed.

次に本発明の実施の形態における保護層９の詳細について説明する。   Next, the detail of the protective layer 9 in embodiment of this invention is demonstrated.

本発明の実施の形態では、保護層９を、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）にアルミニウムを含有させたペレット状固体を原材料として電子ビーム蒸着法で形成した金属酸化物で構成している。さらに、金属酸化物は、保護層９面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のピークが発生する回折角と、そのピークと同一方位の酸化カルシウム（ＣａＯ）のピークが発生する回折角との間にピークが存在するとともに、カルシウム（Ｃａ）の濃度を１ａｔｍ％以上２１ａｔｍ％以下とし、かつ、結晶方位面（１１１）のピークを有している。   In the embodiment of the present invention, the protective layer 9 is composed of a metal oxide formed by electron beam evaporation using a pellet-like solid containing magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO) as aluminum as a raw material. Yes. Further, the metal oxide has a diffraction angle at which a peak of magnesium oxide (MgO) is generated and a diffraction angle at which a peak of calcium oxide (CaO) having the same orientation as the peak is generated in the X-ray diffraction analysis on the surface of the protective layer 9. And a concentration of calcium (Ca) between 1 atm% and 21 atm% and a crystal orientation plane (111) peak.

図３は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１の保護層９におけるＸ線回折結果と、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と酸化カルシウム（ＣａＯ）単体のＸ線回折分析の結果を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an X-ray diffraction result in the protective layer 9 of the PDP 1 and an X-ray diffraction analysis result of the magnesium oxide (MgO) simple substance and the calcium oxide (CaO) simple substance in the embodiment of the present invention.

図３において、横軸はブラッグの回折角（２θ）であり、縦軸はＸ線回折波の強度である。回折角の単位は１周を３６０度とする度で示し、強度は任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ）で示している。また、図３中にはそれぞれの結晶方位面を括弧付けで示している。図３に示すように、結晶方位面（１１１）を例にとると、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体の回折角は３２．２度にピークを有し、また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の回折角は３６．９度にピークを有していることがわかる。   In FIG. 3, the horizontal axis represents the Bragg diffraction angle (2θ), and the vertical axis represents the intensity of the X-ray diffraction wave. The unit of the diffraction angle is shown in degrees when one round is 360 degrees, and the intensity is shown in an arbitrary unit. Further, in FIG. 3, each crystal orientation plane is shown in parentheses. As shown in FIG. 3, taking the crystal orientation plane (111) as an example, the diffraction angle of calcium oxide (CaO) alone has a peak at 32.2 degrees, and the diffraction angle of magnesium oxide (MgO) alone. Has a peak at 36.9 degrees.

同様に、結晶方位面（２００）では、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体は３７．３度にピークを有し、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体は４２．８度にピークを有していることがわかる。   Similarly, in the crystal orientation plane (200), it can be seen that the calcium oxide (CaO) simple substance has a peak at 37.3 degrees, and the magnesium oxide (MgO) simple substance has a peak at 42.8 degrees.

一方、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）や酸化カルシウム（ＣａＯ）の単独材料のペレットや、それらの材料を混合したペレットを用いて薄膜成膜方法によって形成した本発明の実施の形態における保護層９のＸ線回折結果の特徴は、結晶方位面（１１１）のＡ点にそのピークを有しているものである。   On the other hand, X-rays of the protective layer 9 in the embodiment of the present invention formed by a thin film deposition method using pellets of a single material of magnesium oxide (MgO) or calcium oxide (CaO) or pellets obtained by mixing those materials. The characteristic of the diffraction result is that it has its peak at point A of the crystal orientation plane (111).

すなわち、本発明の実施の形態である保護層９を構成する金属酸化物は、少なくとも結晶方位面（１１１）に配向した金属酸化物であり、そのＸ線回折結果は、酸化カルシウム（ＣａＯ）単体と酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の回折角の間の回折角３６．１度にピークが存在している。   That is, the metal oxide composing the protective layer 9 according to the embodiment of the present invention is a metal oxide oriented at least in the crystal orientation plane (111), and the X-ray diffraction result is calcium oxide (CaO) simple substance. And a peak at a diffraction angle of 36.1 degrees between the diffraction angles of magnesium oxide (MgO) alone.

また、図３に示すように、保護層９を構成する金属酸化物のＸ線回折結果が、ピークとしてＡ点（３６．１度）とＢ点（４１．９度）を有していてもよい。すなわち、金属酸化物が結晶方位面（１１１）と結晶方位面（２００）の両方に配向してもよい。その場合には、金属酸化物としては、結晶方位面（１１１）のピークＡ点の強度Ｄａが、結晶方位面（２００）のピークＢ点の強度Ｄｂよりも大きくなるようにしている。   In addition, as shown in FIG. 3, even if the X-ray diffraction result of the metal oxide constituting the protective layer 9 has A point (36.1 degrees) and B point (41.9 degrees) as peaks. Good. That is, the metal oxide may be oriented in both the crystal orientation plane (111) and the crystal orientation plane (200). In that case, as the metal oxide, the intensity Da at the peak A point of the crystal orientation plane (111) is made larger than the intensity Db of the peak B point of the crystal orientation plane (200).

すなわち、本発明の実施の形態である保護層９を構成する金属酸化物のＸ線回折結果は、結晶方位面（１１１）のそれぞれ単体の回折角の間のＡ点である回折角３６．１度にピークが存在し、結晶方位面（２００）では、それぞれ単体の回折角の間のＢ点である回折角４１．９度にピークが存在している。   That is, the X-ray diffraction result of the metal oxide constituting the protective layer 9 according to the embodiment of the present invention is a diffraction angle 36.1 that is a point A between the single diffraction angles of the crystal orientation plane (111). In the crystal orientation plane (200), there is a peak at a diffraction angle of 41.9 degrees, which is a point B between the single diffraction angles.

したがって、このような特性を有する金属酸化物のエネルギー準位も酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と酸化カルシウム（ＣａＯ）単体との間に存在する。その結果、保護層９では、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体と比較して、良好な二次電子放出特性を発揮する。そのため、特に輝度を高めるために放電ガスとしてのキセノン（Ｘｅ）分圧を高めた場合でも、放電電圧を低減して低電圧で高輝度のＰＤＰ１を実現することが可能となる。   Therefore, the energy level of the metal oxide having such characteristics also exists between the magnesium oxide (MgO) simple substance and the calcium oxide (CaO) simple substance. As a result, the protective layer 9 exhibits better secondary electron emission characteristics compared to magnesium oxide (MgO) alone. Therefore, even when the xenon (Xe) partial pressure as the discharge gas is increased in order to increase the luminance, it is possible to reduce the discharge voltage and realize a low-voltage and high-luminance PDP1.

図４は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）よりなる保護層９である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電維持電圧との関係を示す図である。なお、カルシウム（Ｃａ）の濃度は、金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）とマグネシウム（Ｍｇ）成分をＸＲＤのピークシフト幅から見積もり、それらからカルシウム（Ｃａ）の濃度をａｔｍ％で表示している。なお、縦軸の放電維持電圧は、保護層９として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のみで構成した場合の放電維持電圧を基準として示している。放電維持電圧の測定はキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）の混合ガス中（キセノン（Ｘｅ）分圧は１５％）で実施した。   FIG. 4 shows the concentration of calcium (Ca) in the metal oxide that is the protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO) in the PDP 1 according to the embodiment of the present invention, and the discharge sustaining voltage. It is a figure which shows a relationship. The calcium (Ca) concentration is calculated from the XRD peak shift width of the calcium (Ca) and magnesium (Mg) components in the metal oxide, and the calcium (Ca) concentration is expressed as atm%. . The discharge sustain voltage on the vertical axis is shown with reference to the discharge sustain voltage when the protective layer 9 is composed of only magnesium oxide (MgO). The discharge sustaining voltage was measured in a mixed gas of xenon (Xe) and neon (Ne) (xenon (Xe) partial pressure was 15%).

図４より明らかなように、保護層９中である金属酸化物のカルシウム（Ｃａ）の濃度によって、ＰＤＰ１の放電維持電圧が変化することがわかる。すなわち、カルシウム（Ｃａ）の濃度を増加させると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のみで構成した保護層９の場合に比べて、放電維持電圧は低下する傾向となり、所定の濃度を超えると増加する傾向となる。図４より明らかなように、カルシウム（Ｃａ）濃度を１ａｔｍ％〜２１ａｔｍ％の範囲となるようにすると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、放電維持電圧の値を約５％以上低減することができる。   As can be seen from FIG. 4, the discharge sustaining voltage of the PDP 1 varies depending on the concentration of calcium (Ca) of the metal oxide in the protective layer 9. That is, when the concentration of calcium (Ca) is increased, the discharge sustaining voltage tends to be lower than that of the protective layer 9 composed only of magnesium oxide (MgO), and tends to increase when the concentration exceeds a predetermined concentration. Become. As is clear from FIG. 4, when the calcium (Ca) concentration is in the range of 1 atm% to 21 atm%, the value of the discharge sustaining voltage is higher than that of the PDP using the protective layer 9 of magnesium oxide (MgO) alone. Can be reduced by about 5% or more.

一方、カルシウム（Ｃａ）濃度を３ａｔｍ％〜１５ａｔｍ％の範囲となるようにすると、放電維持電圧をさらに低減することが可能となり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、放電維持電圧の値を約１０％以上低くすることができる。   On the other hand, when the calcium (Ca) concentration is in the range of 3 atm% to 15 atm%, the discharge sustaining voltage can be further reduced, as compared with the PDP using the protective layer 9 of magnesium oxide (MgO) alone. The value of the sustaining voltage can be lowered by about 10% or more.

したがって、例えば、放電ガスとしてキセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）の混合ガスを用いた場合に、キセノン（Ｘｅ）の分圧を高めて輝度を上昇させ、その際の放電維持電圧の上昇を本発明の実施の形態における保護層９によって低減することができる。その結果、高輝度で低電圧駆動の可能なＰＤＰ１を実現することが可能となる。   Therefore, for example, when a mixed gas of xenon (Xe) and neon (Ne) is used as the discharge gas, the luminance is increased by increasing the partial pressure of xenon (Xe), and the increase in the discharge sustaining voltage at this time is increased. It can be reduced by the protective layer 9 in the embodiment of the invention. As a result, it is possible to realize a PDP 1 that can be driven with high brightness and low voltage.

また、図５は、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１において、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）よりなる保護層９である金属酸化物中のカルシウム（Ｃａ）の濃度と、放電開始電圧との関係を示す図である。図５より明らかなように、放電開始電圧も放電維持電圧と同様の傾向を示し、カルシウム（Ｃａ）濃度を１ａｔｍ％〜２１ａｔｍ％の範囲となるようにすると、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、放電開始電圧の値を約５％以上低減することができる。また、カルシウム（Ｃａ）濃度を３ａｔｍ％〜１５ａｔｍ％の範囲となるようにすると、放電開始電圧をさらに低減することが可能となり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）単体の保護層９を用いたＰＤＰに比べて、約１０％以上低くすることができる。   5 shows the concentration of calcium (Ca) in the metal oxide, which is the protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO), and the discharge start voltage in the PDP 1 according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship. As is apparent from FIG. 5, the discharge start voltage shows the same tendency as the discharge sustain voltage, and when the calcium (Ca) concentration is in the range of 1 atm% to 21 atm%, the protective layer of magnesium oxide (MgO) alone. Compared with the PDP using 9, the value of the discharge start voltage can be reduced by about 5% or more. Further, when the calcium (Ca) concentration is in the range of 3 atm% to 15 atm%, the discharge start voltage can be further reduced, compared with a PDP using a protective layer 9 made of magnesium oxide (MgO) alone. About 10% or more.

次に、本実施の形態における保護層９の製造方法および、製造装置について説明する。   Next, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the protective layer 9 in this Embodiment are demonstrated.

図６は本実施の形態にかかる保護層を製造する基板搬送型真空蒸着装置の構成図である。図６（ａ）は装置全体の側面断面図を示し、図６（ｂ）は蒸着源の平面図を示す。装置は基板搬入チャンバ２０、基板加熱チャンバ２１、減圧成膜チャンバ２２、冷却チャンバ２３、基板搬出チャンバ２４より構成されており、前面ガラス基板３が基板搬入チャンバ２０より投入されて各チャンバを通過して搬送される。減圧成膜チャンバ２２の下部には蒸着源室２５が設けられて、薄膜原材料２６が収納された蒸着ハース２７と、電子ビームガン２８が設置されている。また、減圧成膜チャンバ２２には、搬送される前面ガラス基板３の下部に蒸着規制板２９が設けられている。蒸着源室２５の平面図である図６（ｂ）に示すように、ＰＤＰの基板サイズに応じて、蒸着ハース２７および電子ビームガン２８は複数設けられて大面積の基板サイズに対応している。   FIG. 6 is a configuration diagram of a substrate transfer vacuum deposition apparatus for manufacturing a protective layer according to the present embodiment. FIG. 6A shows a side sectional view of the whole apparatus, and FIG. 6B shows a plan view of the vapor deposition source. The apparatus comprises a substrate carry-in chamber 20, a substrate heating chamber 21, a reduced pressure film forming chamber 22, a cooling chamber 23, and a substrate carry-out chamber 24. A front glass substrate 3 is introduced from the substrate carry-in chamber 20 and passes through each chamber. Are transported. A vapor deposition source chamber 25 is provided below the decompression film forming chamber 22, and a vapor deposition hearth 27 containing a thin film raw material 26 and an electron beam gun 28 are installed. Further, the vacuum film forming chamber 22 is provided with a vapor deposition regulating plate 29 below the front glass substrate 3 to be transported. As shown in FIG. 6B, which is a plan view of the vapor deposition source chamber 25, a plurality of vapor deposition hearts 27 and electron beam guns 28 are provided corresponding to the substrate size of a large area according to the substrate size of the PDP.

ＰＤＰの前面板２である誘電体層８までが形成された前面ガラス基板３を基板搬入チャンバ２０から投入し、基板搬送方向３０に搬送する。電子ビームガン２８より出射された電子ビーム３１を偏向させるとともにそれぞれ２ポイントに分岐集光して電子ビーム照射部３２の蒸着ハース２７に収納されたペレット状の固体の材料群よりなる薄膜原材料２６に照射する。これによって薄膜原材料２６であるペレットが局所的に加熱昇温されて保護層材料が蒸発し、移動する前面ガラス基板３の誘電体層８上に保護層９が形成される。   The front glass substrate 3 on which the dielectric layer 8 which is the front plate 2 of the PDP is formed is introduced from the substrate carry-in chamber 20 and is conveyed in the substrate conveyance direction 30. The electron beam 31 emitted from the electron beam gun 28 is deflected and condensed at two points to irradiate the thin film raw material 26 made of a pellet-like solid material group housed in the evaporation hearth 27 of the electron beam irradiation unit 32. To do. As a result, the pellets as the thin film raw material 26 are locally heated and heated to evaporate the protective layer material, and the protective layer 9 is formed on the dielectric layer 8 of the moving front glass substrate 3.

蒸着ハース２７は低速度で回転し、薄膜原材料２６における加熱位置が常に移動するようにして局所的蒸発消失を防止しているとともに、所定位置に設けられた原材料供給装置３５より薄膜原材料２６を供給し電子ビーム照射部３２の蒸発面高さを一定にしている。前面ガラス基板３の下部に設けられた蒸着規制板２９には蒸着開口領域３３が設定されて前面ガラス基板３への成膜領域を規制するとともに、蒸発粒子の前面ガラス基板３への入射角度を制限する。   The deposition hearth 27 rotates at a low speed to prevent the local evaporation from disappearing so that the heating position in the thin film raw material 26 always moves, and the thin film raw material 26 is supplied from a raw material supply device 35 provided at a predetermined position. The height of the evaporation surface of the electron beam irradiation unit 32 is made constant. A vapor deposition opening area 33 is set in the vapor deposition regulating plate 29 provided at the lower part of the front glass substrate 3 to regulate the film formation area on the front glass substrate 3 and to adjust the incident angle of the evaporated particles to the front glass substrate 3. Restrict.

保護層９にはＰＤＰ点灯時のイオン衝撃に対する耐スパッタ性が要求されるが、これらはこのような薄膜プロセスで形成される保護層９の結晶構造に大きく影響される。さらに、保護層９の結晶構造は、減圧成膜チャンバ２２内の真空度や基板温度あるいは成膜速度などの成膜条件に影響を受けるが、基板への蒸発粒子の入射条件によって大きく影響を受ける。本発明によれば、基板を搬送しながら成膜する際の蒸発粒子の終期の入射角度を規制することなく、優れた耐スパッタ性を実現している。   The protective layer 9 is required to have sputtering resistance against ion bombardment when the PDP is turned on, but these are greatly influenced by the crystal structure of the protective layer 9 formed by such a thin film process. Further, the crystal structure of the protective layer 9 is influenced by film forming conditions such as the degree of vacuum in the reduced pressure film forming chamber 22, the substrate temperature, or the film forming speed, but is greatly influenced by the incident conditions of the evaporated particles on the substrate. . According to the present invention, excellent sputtering resistance is realized without restricting the final incident angle of evaporated particles when forming a film while transporting the substrate.

図７には本実施の形態における減圧成膜チャンバ２２の構成の詳細を示している。図７に示すように、前面ガラス基板３の下部に設けられた蒸着規制板２９の蒸着開口領域３３が、蒸着ハース２７の電子ビーム３１の照射面に立てた垂線３４に対して、角度を規定し設けられている。この構成により、薄膜原材料２６の蒸発粒子の前面ガラス基板３への照射角度は蒸着の初期ではβ°となり、蒸着が進むに従い垂直入射となり蒸着の終期でα°の照射角度となる。本実施の形態ではαの角度を６０°以上に設定している。   FIG. 7 shows details of the configuration of the reduced pressure film forming chamber 22 in the present embodiment. As shown in FIG. 7, the vapor deposition opening region 33 of the vapor deposition restriction plate 29 provided at the lower part of the front glass substrate 3 defines an angle with respect to the perpendicular 34 standing on the irradiation surface of the electron beam 31 of the vapor deposition hearth 27. Is provided. With this configuration, the irradiation angle of the evaporated particles of the thin film raw material 26 to the front glass substrate 3 is β ° at the initial stage of vapor deposition, and becomes vertical incidence as the vapor deposition progresses to an irradiation angle of α ° at the end of the vapor deposition. In the present embodiment, the angle α is set to 60 ° or more.

電子ビームガン２８における加速電圧を２０ｋＶ、電流を５００ｍＡとした電子ビーム３１を、ペレット状の固体の保護層材料群よりなる薄膜原材料２６に照射させ、任意に設定された蒸着初期の照射角度βと蒸着終期の照射角度αを６０°以上に設定し、搬送される前面ガラス基板３に薄膜の保護層９を膜厚７００ｎｍ形成した。   An electron beam 31 having an acceleration voltage of 20 kV and a current of 500 mA in the electron beam gun 28 is irradiated to the thin film raw material 26 made of a pellet-shaped solid protective layer material group, and an irradiation angle β and vapor deposition at an initial stage set arbitrarily. The final irradiation angle α was set to 60 ° or more, and a thin protective layer 9 was formed to a thickness of 700 nm on the conveyed front glass substrate 3.

図８に同ＰＤＰの角度αに対する保護層スパッタレートの変化を示す図を示す。保護層スパッタレートとは、ＰＤＰ点灯時のイオン衝撃に対する保護層の耐スパッタ性を示しており、保護層スパッタレートが高いと保護層がイオン衝撃によりスパッタされやすく、寿命の短いＰＤＰとなり、保護層スパッタレートが低いと保護層がイオン衝撃によりスパッタされにくく、長寿命のＰＤＰを実現できることとなる。   FIG. 8 is a diagram showing changes in the protective layer sputtering rate with respect to the angle α of the PDP. The protective layer sputter rate indicates the sputter resistance of the protective layer against ion bombardment when the PDP is lit. When the protective layer sputter rate is high, the protective layer is easily sputtered by ion bombardment, resulting in a short-life PDP. If the sputtering rate is low, the protective layer is not easily sputtered by ion bombardment, and a long-life PDP can be realized.

従来例の保護層９の材料が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の場合、角度αを大きくすると、保護層スパッタレートが高くなることがわかる。従来例では、保護層の耐スパッタ性を維持するため、角度αを４５°以下に設定することが一般的である。本発明の実施例の保護層９の材料が酸化マグネシウム（ＭｇＯ）と酸化カルシウム（ＣａＯ）との混合の場合、角度αを大きくしても、保護層スパッタレートは低い状態を維持していることがわかる。   When the material of the protective layer 9 of the conventional example is magnesium oxide (MgO), it can be seen that when the angle α is increased, the protective layer sputtering rate is increased. In the conventional example, in order to maintain the sputtering resistance of the protective layer, the angle α is generally set to 45 ° or less. When the material of the protective layer 9 of the embodiment of the present invention is a mixture of magnesium oxide (MgO) and calcium oxide (CaO), the protective layer sputter rate remains low even when the angle α is increased. I understand.

これは本発明の実施例の保護層９中の酸化カルシウム（ＣａＯ）により、保護層９の結晶性には大きく依存せず、スパッタが抑制されているためと考えられる。   This is presumably because the sputtering is suppressed by calcium oxide (CaO) in the protective layer 9 of the embodiment of the present invention, without depending largely on the crystallinity of the protective layer 9.

図９に同ＰＤＰの角度αに対する保護層材料の利用効率を示す図を示す。材料利用効率とは、ペレット状固体の保護層材料が電子ビーム加熱により蒸発した際、前面ガラス基板３にどの程度付着するかを示しており、材料利用効率が低いと材料消費が大きくコストアップとなり、また薄膜成膜装置のスループットを悪化させる。   FIG. 9 is a diagram showing the utilization efficiency of the protective layer material with respect to the angle α of the PDP. The material utilization efficiency indicates how much the solid protective layer material in the form of pellets adheres to the front glass substrate 3 when evaporated by electron beam heating. If the material utilization efficiency is low, the material consumption increases and the cost increases. In addition, the throughput of the thin film deposition apparatus is deteriorated.

逆に材料利用効率が高いと材料消費を抑えられコストダウンとなり、また効率よく薄膜を成膜できることから薄膜成膜装置のスループットの向上も可能となる。従来例と本発明の実施例ともに角度αを大きくした場合、材料利用効率が向上していることがわかる。   On the other hand, if the material utilization efficiency is high, the material consumption can be suppressed, the cost can be reduced, and the thin film can be efficiently formed, so that the throughput of the thin film forming apparatus can be improved. It can be seen that when the angle α is increased in both the conventional example and the embodiment of the present invention, the material utilization efficiency is improved.

また任意に設定される角度βも角度αと同様に材料利用率を考慮すると角度を大きくした方がよく、望ましくは、薄膜成膜装置で可能となりうる最大の角度に設定するのがよい。   In addition, the angle β that is arbitrarily set is preferably set to a larger angle in consideration of the material utilization rate in the same manner as the angle α, and is preferably set to the maximum angle that can be achieved by the thin film deposition apparatus.

図１０に同ＰＤＰの角度αに対する放電維持電圧の変化を示す図を示す。放電維持電圧は、従来例と本発明の実施例ともに角度αには依存しないことがわかる。これは、放電維持電圧は、保護層９の材料組成によるところが大きく、保護層９の結晶性には大きく依存しないためと考えられる。   FIG. 10 is a diagram showing a change in the sustaining voltage with respect to the angle α of the PDP. It can be seen that the discharge sustaining voltage does not depend on the angle α in both the conventional example and the embodiment of the present invention. This is presumably because the discharge sustaining voltage largely depends on the material composition of the protective layer 9 and does not depend greatly on the crystallinity of the protective layer 9.

以上の結果より、本発明の実施の形態におけるＰＤＰ１においては、電子ビームによって原材料を蒸発させて、搬送した前記基板に形成し、前記基板搬送方向の線と前記電子ビームによる前記原材料の蒸発地点から前記基板面への垂線とを含む面内において、前記垂線と前記蒸発地点から前記基板搬送方向下流側の前記保護膜形成終期地点を結ぶ線とがなす角度αを６０°以上にしても、保護層の耐スパッタ性を維持することが可能となり、これにより保護層薄膜成膜工程における材料の利用効率が向上し、低価格で生産性の高いＰＤＰを実現することができる。   From the above results, in the PDP 1 according to the embodiment of the present invention, the raw material is evaporated by the electron beam and formed on the transported substrate. From the substrate transport direction line and the evaporation point of the raw material by the electron beam. Even if the angle α formed by the perpendicular line and the line connecting the protective film formation end point on the downstream side in the substrate transport direction from the evaporation point in a plane including the perpendicular line to the substrate surface is 60 ° or more, protection is performed. It becomes possible to maintain the sputter resistance of the layer, thereby improving the material utilization efficiency in the protective layer thin film forming step, and realizing a low-priced and highly productive PDP.

以上のように本発明は、高画質の表示性能を備え、低消費電力で、かつ歩留まり及び、生産性の良好なＰＤＰを実現する上で有用な発明である。   As described above, the present invention is useful for realizing a PDP having high-quality display performance, low power consumption, high yield, and good productivity.

１ ＰＤＰ
２ 前面板
３ 前面ガラス基板
４ 走査電極
４ａ、５ａ 透明電極
４ｂ、５ｂ 金属バス電極
５ 維持電極
６ 表示電極
７ ブラックストライプ（遮光層）
８ 誘電体層
９ 保護層 1 PDP
2 Front plate 3 Front glass substrate 4 Scan electrode 4a, 5a Transparent electrode 4b, 5b Metal bus electrode 5 Sustain electrode 6 Display electrode 7 Black stripe (light shielding layer)
8 Dielectric layer 9 Protective layer

Claims (1)

前面板に保護層を形成し、前記前面板と背面板と封着する、プラズマディスプレイパネルの製造方法において、
前記保護層は、電子ビームによって原材料を蒸発させて、搬送した前記基板に形成し、前記基板搬送方向の線と前記電子ビームによる前記原材料の蒸発地点から前記基板面への垂線とを含む面内において、
前記垂線と前記蒸発地点から前記基板搬送方向下流側の前記保護膜形成終期地点を結ぶ線とがなす角度αが６０°以上であり、
前記原材料の蒸発の前記基板への入射する方向に、前記垂線方向の蒸発が含まれており、
前記保護層は、酸化マグネシウムと酸化カルシウムからなる金属酸化物により形成され、
前記保護層面におけるＸ線回折分析において、酸化マグネシウムの結晶方位面（１１１）のピークが発生する回折角と、当該ピークと同一方位の前記酸化カルシウムのピークが発生する回折角との間にピークが存在するとともに、
前記保護層のカルシウムの濃度は３ａｔｏｍ％以上１５ａｔｏｍ％以下である、プラズマディスプレイパネルの製造方法。 In the method for manufacturing a plasma display panel, a protective layer is formed on the front plate, and the front plate and the back plate are sealed.
The protective layer is formed on the substrate transported by evaporating the raw material by an electron beam, and includes an in-plane including a line in the substrate transport direction and a perpendicular line from the evaporation point of the raw material by the electron beam to the substrate surface. In
An angle α formed by the perpendicular and a line connecting the protective film formation end point on the downstream side in the substrate transport direction from the evaporation point is 60 ° or more,
The direction of incidence of the evaporation of the raw material on the substrate includes evaporation in the perpendicular direction,
The protective layer is formed of a metal oxide composed of magnesium oxide and calcium oxide,
In the X-ray diffraction analysis on the surface of the protective layer, there is a peak between the diffraction angle at which the peak of the crystal orientation plane (111) of magnesium oxide occurs and the diffraction angle at which the peak of calcium oxide having the same orientation as the peak occurs. Exist and
The method for manufacturing a plasma display panel, wherein the protective layer has a calcium concentration of 3 atom% or more and 15 atom% or less.
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