JP3015093B2 - プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 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、 発光のための放電ガスの組成変化を抑え、表示動作の
安定化を図ることを目的とし、 放電空間に露出する耐熱性酸化膜を有したプラズマデ
ィスプレイパネルであって、前記耐熱性酸化膜がアモル
ファス膜とされて構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、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。

プラズマディスプレイパネル（PDP）は、薄い奥行き
で大型の表示画面を実現できるため、各種機器の表示手
段として広く利用されつつある。これにともなって、よ
り表示品質が安定し且つ長寿命であることが望まれてい
る。

〔従来の技術〕 マトリクス表示方式のPDPは、表示側及び背面側の一
対の透明基板を放電空間を設けて対向配置し、格子状に
対向する電極の交点で画定される放電セルを選択的に発
光可能に構成されている。

AC型のPDPでは、電極の表面は低融点ガラスなどの誘
電体層で覆われ、さらにその表面には誘電体層を放電時
のイオン衝撃から保護するための保護膜が設けられる。

この保護膜は、放電開始電圧を下げるために２次電子
放出係数の大きな膜とされ、一般に、MgO（酸化マグネ
シウム）などの耐熱性酸化物の蒸着によって形成され
る。

また、放電空間には、例えばNe（ネオン）に少量のXe
（キセノン）を加えた混合ガスが放電ガスとして充填さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来においては、放電空間に露出する保護膜は、電子
ビーム蒸着などによって形成された結晶質の蒸着膜であ
り、蒸着時の結晶成長によって生じた多数の粒界（結晶
粒の間隙）を有している。

粒界には、大気中や製造段階での封入ガスなどに含ま
れる酸素、窒素、二酸化炭素などの不純ガスが残留す
る。

このため、PDPを使用するにつれて、粒界に残留する
不純ガスが放電空間に漏れ出ることによって放電ガス組
成が変化し、放電特性が影響を受けて表示動作が不安定
になるという問題があった。

また、蒸着時の真空度や残留酸素含有量などの結晶成
長条件の微妙な差異によって、粒界の状態（大きさや数
など）にバラツキが生じ、放電特性が受ける影響にも差
が生じるという問題があった。つまり、同じ経時特性を
もつPDPを製造することが困難であった。

本発明は、上述の問題に鑑み、発光のための放電ガス
の組成変化を抑え、表示動作の安定化を図ることを目的
としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述の課題を解決するため、請求項１の発明に係るPD
P1は、第１図に示すように、放電空間19に露出する耐熱
性酸化膜21を有したプラズマディスプレイパネル１であ
って、前記耐熱性酸化膜21がアモルファス膜からなる。

請求項２の発明に係る製造方法は、第２図に示すよう
に、蒸着中にイオン照射を行うイオンアシスト蒸着法に
よってアモルファス膜からなる耐熱性酸化膜21を形成す
る工程を含む。

〔作 用〕

プラズマディスプレイパネル１の放電空間19に露出す
る耐熱性酸化膜21は、イオンアシスト蒸着法によってア
モルファス膜として形成される。

イオンアシスト蒸着法による膜形成では、イオンの照
射量（照射強度）が所定量以下であれば、被蒸着面が浄
化されて結晶成長性が高まるが、所定量を越えると、逆
にスパッタリング作用によって結晶成長性が損なわれ、
アモルファス状の蒸着膜が得られる。

アモルファス膜（非晶質膜）は、粒界の無い均質な膜
であり、結晶膜に比べて不純ガスの残留が極めて少な
い。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明に係るPDP1の構造を示す要部断面図で
ある。

PDP1は、表示側のガラス基板11、背面側のガラス基板
12、各ガラス基板11,12の表面に形成された複数の帯状
のＸ電極13及びＹ電極14、各電極13,14を覆う誘電体15
と保護膜21、球状のスペーサ18、スペーサ18で反射した
光を遮光する遮光マスク20、及び周囲を密封する封止ガ
ラス17などから構成されている。第１図において、ガラ
ス基板11の上面が表示面11Hとなる。

スペーサ18によって間隙寸法が規定された放電空間19
には、NeとXeとを混合した放電ガス30が500〜600［Tor
r］程度の圧力となるように充填されている。PDP1で
は、放電ガス30中のXeの濃度は0.2％以下とされてい
る。

このようなPDP1の製造に際しては、まず、表示側のガ
ラス基板11上に、スパッタリング蒸着によってクロム、
銅、クロムを順に積層し、三層構造の金属薄膜（膜厚は
5000〜10000Å）を形成し、この金属薄膜をフォトリソ
グラフィ法によってパターンニングしてＸ電極13を形成
する。このとき、スペーサ18を設ける位置に対応させて
遮光マスク20を形成しておく。

続けて、Ｘ電極13を覆うようにガラス基板上に鉛ガラ
スなどの低融点ガラスペーストを塗布し、580℃程度の
温度で低融点ガラスペーストを焼成して誘電体15（厚さ
は20μｍ程度）を形成する。

次に、スクリーン印刷法によって誘電体15上の適所に
スペーサ18を点在させて載置し、熱処理を行って誘電体
15を軟化させ、スペーサ18を融着によって固定する。

そして、後述する蒸着装置２を用いて誘電体15を覆う
ようにガラス基板11の表面に酸化マグネシウムからなる
保護膜21を蒸着する。保護膜21は、スペーサ18の上部を
も覆うが、保護膜21の厚みは4000〜6000Åであってスペ
ーサ18の直径（80〜100μｍ）に比べて極めて小さいの
で、放電空間19の間隙寸法にほとんど影響を与えない。

その後、保護膜21を蒸着したガラス基板11と、別にＹ
電極14、誘電体15、及び保護膜21を設けた背面側のガラ
ス基板12とを、各Ｘ電極13と各Ｙ電極14とが格子状に対
向するように重ね合わせ、封止ガラス17による密封、及
び放電ガス30の封入などを行ってPDP1を完成する。

第２図は本発明に係る蒸着装置２の概略の構成を示す
図である。

蒸着装置２は、チャンバー40と、その内部に設けられ
た電子ビーム加熱型の蒸発源41、ヒーター45、及びカウ
フマン型のイオン銃48などから構成されている。

蒸発源41は、熱電子を放出するフィラメント42、蒸発
物質（ターゲット）としてのMgOを収納する耐熱容器
（るつぼ）43、熱電子流EBを偏向してターゲットに導く
磁束発生部44からなり、熱電子流EBのエネルギーによっ
てMgOを加熱して蒸発させる。

一方、イオン銃48は、ガスボンベ50から調圧弁51を介
して流入されるAr（アルゴン）をイオン化し、Arのイオ
ンビームIBを射出する。

次に、蒸着装置２を用いて行う保護膜21の蒸着につい
て説明する。

まず、誘電体15を設けた後の所定数のガラス基板11又
は12を、誘電体15が蒸発源41と対向するようにチャンバ
ー40内にて固定する。以下ではガラス基板11に対して保
護膜21の蒸着を行うものとする。

次に、図外の真空ポンプによりチャンバー40の排気を
行った後に、一旦、チャンバー40の内部を酸素雰囲気状
態とし、再び排気を行ってチャンバー40内を５×10
^-5［Torr］程度の真空状態とする。

この真空状態の形成と並行して、又は真空状態が形成
された後に、ヒーター45の熱輻射によってガラス基板11
を加熱する。

誘電体15の表面温度が150℃程度に達すると、蒸発源4
1を作動させてMgOを蒸発させる。蒸発したMgOは、蒸気
流MBとなってガラス基板11に到達し、誘電体15の表面15
a（被蒸着面）に堆積するように蒸着する。このとき、
堆積速度が毎秒20Åとなるように、蒸発源41の制御を行
う。

このようなMgOの蒸着と並行して、イオン銃48に10〜2
0［sccm］の流量でArガス31を供給し、1000〜1500［e
V］のエネルギーをもつイオンビームIBを誘電体15の表
面15aに向けて照射する。このとき、照射イオン電流値
は例えば100〜200［mA］程度とされる。

これにより、蒸着中のMgOに、その結晶成長性を妨げ
る程度のイオン束密度でイオンビームIBが入射し、MgO
はアモルファス膜として成長する。

このように蒸着中にイオン照射を行うイオンアシスト
蒸着法によって形成されるMgO膜の膜厚が上述の所定値
に達して保護膜15の形成が終了すると、蒸発源41、イオ
ン銃48、及びヒーター45の作動を停止し、ガラス基板11
の温度がある程度下がるのを待ってチャンバー40内を大
気圧に戻し、ガラス基板11を取り出す。そして、取り出
したガラス基板11を後工程へ送る。

なお、イオンアシスト蒸着法に代えて、一般にアモル
ファス膜の形成手法として知られるスパッタリング蒸着
法によって保護膜21を形成することが考えられるが、現
状ではスパッタリングのターゲットとして利用可能なMg
Oを入手することは困難である。

以上のようにして形成された保護膜15は、PDP1の完成
段階では、放電空間19に露出して放電ガスと接すること
になるが、保護膜15は粒界の無い均質なアモルファス膜
であって不純ガスの残留がほとんど無いので、保護膜15
からの不純ガスの流出による放電ガス組成の変化が起こ
らない。

第３図（ａ）及び（ｂ）はPDP1の耐久試験の結果を示
すグラフである。なお、第３図では、本実施例のPDP1の
放電特性を実線で示すとともに、比較のために従来のPD
Pの放電特性を破線で示してある。

一般にPDPの耐久試験は、表示面の一部の領域を常時
放電させ、その他の領域を常時は放電させないように
し、これら常時放電領域及び非放電領域のそれぞれにつ
いて、適時に放電開始電圧Vf及び放電維持電圧Vsを測定
することによって行われる。なお、ここでの耐久試験
は、放電特性の経時変化を短時間で確認するためのいわ
ゆる加速試験であり、表示領域に印加する駆動電圧は、
実際にPDPを使用するときの駆動電圧に比べて電圧値又
は周波数が10〜20％程度高く設定されている。

第３図（ａ）は常時放電領域の放電開始電圧Vf及び放
電維持電圧Vsの経時変化を示し、第３図（ｂ）は非放電
領域の各電圧Vf,Vsの経時変化を示している。

第３図から明らかなように、本発明に係るPDP1では、
常時放電領域のみならず、従来において経時変化が顕著
であった非放電領域についても、放電開始電圧Vf及び放
電維持電圧Vsが共にほぼ一定であって、放電特性が安定
であることがわかる。

また、保護膜21をアモルファス膜とした場合にも、従
来とほぼ等しい値の駆動電圧を印加することによって表
示を行うことができる。つまり、電気的特性に関して
は、アモルファス膜からなる保護膜21と従来の結晶質の
保護膜との間に差異がほとんどない。

上述の実施例において、Arに代えてXeのイオンビーム
を照射してもよい。また、イオン銃48の形式、イオンエ
ネルギー、照射イオン電流、イオン束密度などのイオン
照射条件は、アモルファス膜の形成が可能な範囲で適宜
選定することができる。その他、蒸発源41の形式、チャ
ンバー40の構造、蒸発の制御条件は、ガラス基板11,12
の大きさや数などに応じて適宜変更することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、発光のための放電ガスの組成変化を
抑えることができ、表示動作の安定化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るPDP1の構造を示す要部断面図、 第２図は本発明に係る蒸着装置の概略の構成を示す図、 第３図はPDPの耐久試験の結果を示すグラフである。 図において、 １はPDP（プラズマディスプレイパネル）、 19は放電空間、 21は保護膜（耐熱性酸化膜）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 11/02 H01J 11/00 H01J 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電空間に露出する耐熱性酸化膜を有した
   プラズマディスプレイパネルであって、 前記耐熱性酸化膜がアモルファス膜からなる ことを特徴とするプラズマディスプレイパネル。
2. 【請求項２】放電空間に露出する耐熱性酸化膜を有した
   プラズマディスプレイパネルの製造方法であって、 蒸着中にイオン照射を行うイオンアシスト蒸着法によっ
   て前記耐熱性酸化膜をアモルファス膜として形成する工
   程を含む 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。