JP3555711B2

JP3555711B2 - Ａｃ型プラズマディスプレイパネル及びその製造方法

Info

Publication number: JP3555711B2
Application number: JP35213295A
Authority: JP
Inventors: 雅朗浅野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JPH09185945A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自発光形式のフラットディスプレイであるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと記す）に係り、詳しくは保護膜として酸化マグネシウム膜を有するＡＣ型ＰＤＰ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１にＡＣ型ＰＤＰの一構成例を示してある。この図は前面板と背面板を離した状態で示したもので、図示のように２枚のガラス基板１，２が互いに平行に且つ対向して配設されており、両者は背面板となるガラス基板２上に互いに平行に設けられたストライプ状の障壁３により一定の間隔に保持されるようになっている。前面板となるガラス基板１の背面側には透明電極４と金属電極であるバス電極５とで構成される表示電極が互いに平行に形成され、これを覆って誘電体層６が形成されており、さらにその上に保護層として酸化マグネシウム膜７が形成されている。また、背面板となるガラス基板２の前面側には前記表示電極と直交するように障壁３の間に位置してアドレス電極８が互いに平行に形成されており、これを覆って誘電体層９が形成されており、さらに障壁３の壁面とセル底面を覆うようにして所定発光色の蛍光体１０が設けられている。このＡＣ型ＰＤＰは面放電型であって、前面板上の表示電極間に交流電圧を印加し、空間に漏れた電界で放電させる構造である。この場合、交流をかけているために電界の向きは交流周期に対応して変化する。そしてこの放電により生じる紫外線により蛍光体１０を発光させ、前面板を透過する光を観察者が視認するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般にＡＣ型ＰＤＰにおいては、ガラス基板上に形成した電極をガス放電空間から絶縁するための誘電体層の表面に、該誘電体層をイオン衝撃から保護するとともにガスに接する表面の２次電子放射特性を改善して動作電圧を低くするために上記したように酸化マグネシウム膜の保護層を設けるのが普通である。そして、このような酸化マグネシウム膜の保護層は、低融点ガラスの厚膜誘電体層を用いた従来のパネルにおいてはもちろん、最近の薄膜技術で形成した電極や誘電体層を有する高密度表示パネルにおいても採用が必須とされている。
【０００４】
上記した酸化マグネシウム膜は、通常酸化マグネシウムを蒸着材料に使用してＥＢ蒸着法により形成されており、このような蒸着薄膜法によって酸化マグネシウム膜を構成したＡＣ型ＰＤＰでは、動作電圧特性が高く、しかも不安定であり、また加速ライフ試験によって動作マージンが減少し、放電パネルの寿命が短くなる傾向を生じていた。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、動作特性が安定するとともに、低電圧での駆動が可能でしかも寿命特性を改善したＡＣ型ＰＤＰ及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【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、本発明は、基板上に形成した電極を誘電体層で被覆してガス放電空間から絶縁し、さらにこの誘電体層上に表面層として酸化マグネシウム膜を形成した構造の前面板を有するＡＣ型ＰＤＰにおいて、前記酸化マグネシウム膜がマグネシウム酸化物の結晶粒を有し、その結晶粒のＸ線回折法による（２２０）面のピーク強度Ｉ₁と他の（１１１）面、（２００）面及び（３１１）面の各ピーク強度の総和Ｉ₂との比Ｉ₁／Ｉ₂が１以上であることを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成のＡＣ型ＰＤＰは、蒸着源と基板との間に放電場を形成させながら、該放電場の電子温度が５．０ｅＶ以上でかつ電子密度が３．０×１０^１１ｃｍ^−３以上からなる条件で成膜するイオンプレーティング法により、前記誘電体層上に前記酸化マグネシウム膜を形成することで製造される。ここで、イオンプレーティング法は、不活性ガスであるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅと場合によっては酸素ガスの少なくとも１種類からなるガスを導入し、該ガスをイオン化させ、蒸着空間中にプラズマを発生させながら、蒸着源である酸化マグネシウムを蒸発させる方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この実施形態では、簡易的に酸化マグネシウム膜の特性を評価するために、図２及び図３に示す電極パターンの評価用前面板を使用する。図２は電極パターンの全体図、図３はその一部拡大図であり、それぞれ寸法を入れて実寸が分かるようにしている。
【０００９】
評価用前面板を作製するに際して、まず０．０５ｍｍのギャップのある一対構成の表示電極（幅０．５ｍｍの電極Ｘ１、幅０．５ｍｍの電極Ｘ２）を１ｍｍ間隔で１９本形成してなるガラス基板を準備した。なお、図３の斜線部でその一つを示す両端部分は、リード部をベタに繋ぐための取出し電極であり、電極パターンとは直接関係はない。そして、取出し電極部を除いて表示電極を覆うように誘電体層を所定の厚みで形成した。さらに保護層を被着すべき部分以外をマスクした状態で、ホロカソード型イオンプレーティング装置によって酸化マグネシウム膜を形成した。具体的な成膜条件は次のようである。すなわち、蒸着材料として高純度化学研究所製の溶融型酸化マグネシウムを使用し、Ａｒを導入ガスとして成膜時の圧力が６．０×１０^−４Ｔｏｒｒになるように調整した。また、基板温度は室温〜３００℃である。そして、放電電流を６５〜１０８アンペアに調整しながら、成膜レートを５〜２６Å／ｓｅｃとした。形成する酸化マグネシウム膜の膜厚は５０００Åに設定した。
【００１０】
上記の成膜装置では、その放電場の電子温度が５．０ｅＶ以上でかつ電子密度が３．０×１０^１１ｃｍ^−３以上の条件で成膜が行われた。そして、形成された酸化マグネシウム膜の表面における凹凸の大きさは１００Å以下であった。
【００１１】
ここで、従来の蒸着装置（ＥＢ蒸着）により誘電体上に成膜した酸化マグネシウム膜と上記で成膜した酸化マグネシウム膜を構成するそれぞれのマグネシウム酸化物の結晶粒について、Ｘ線回折装置により計測したチャートを図４及び図５に示す。この測定条件は次のようである。管球：Ｃｕ、管電圧：６０ｋＶ、管電流：３００ｍＡ、ゴニオメータ：広角ゴニオメータ、サンプリング角度：０．０２０°、スキャンスピード：４．００°／ｍｉｎ、走査軸：２θ／θ、モノクロメータ：使用、モノクロ受光スリット：０．８０ｍｍ、発散スリット：１°、散乱スリット１°、受光スリット０．３０ｍｍ。これらのチャートにおけるバックグラウンドを０としてピーク強度を単に長さ（ｍｍ）で測定した結果と、その数値から（２２０）面のピーク強度Ｉ_１と他の（１１１）面、（２００）面及び（３１１）面の各ピーク強度の総和Ｉ_２との比Ｉ_１／Ｉ_２を計算した結果を表１に示す。ＥＢ蒸着による酸化マグネシウム膜ではその値が０．３となり、本発明の酸化マグネシウム膜ではその値が３．８となった。
【００１２】
【表１】

【００１３】
また、従来の蒸着装置（ＥＢ蒸着）により形成した酸化マグネシウム膜と本発明での酸化マグネシウム膜を撮影した走査型電子顕微鏡写真（加速電圧５ｋｖ、５０倍）をそれぞれ図６及び図７に示す。これらの写真から分かるように、従来のＥＢ蒸着による酸化マグネシウム膜は、表面における凹凸の大きさが１００Åを超えており表面が非常に荒れているのに対し、本発明での酸化マグネシウム膜は非常に平坦である。
【００１４】
上述のようにして評価用前面板を作製し、真空放電評価装置にて動作特性評価を行った。評価方法としては、まず評価用前面板を真空放電評価装置に挿入し、１×１０^−６Ｔｏｒｒ以下まで減圧する。次いで減圧状態のまま、５℃／ｍｉｎの昇温速度で３５０℃に昇温し、２時間保持するような活性化処理を行う。次に自然冷却により８０℃まで降温させてから、Ａｒ＝０．５％、Ｎｅ＝９５．５％からなる混合ガスを５００Ｔｏｒｒまで導入する。その後、前面側のガラス基板に設けられている表示電極間に交流電圧を加えて放電状態を観察する。具体的には、電圧を徐々に増加させて行き放電が開始した電圧をＶｍａｘとし、次に電圧を徐々に減少させて行き０．５ｍｍのギャップ保った一対の電極間の放電が１本でも途切れる電圧をＶｍｉｎとする。さらに電圧を下げて行き、すべての電極間の放電が消える電圧をＶｄｅｌとする。従来の蒸着装置（ＥＢ蒸着）により成膜した酸化マグネシウム膜を有する前面板と本発明の酸化マグネシウム膜を有する前面板とを比較したものを表２に示す。
【００１５】
【表２】

【００１６】
この表２を見れば、動作電圧の最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差で定まる動作マージンは、従来の膜のものが１０Ｖであるのに対して、本発明の膜のものでは１９Ｖと広くなっており優れていることがわかる。また、動作電圧に関しては、Ｖｍｉｎの値が低い程、ＡＣ型ＰＤＰの低消費電力化さらには駆動方法や駆動回路設計の自由度を高めることができる。その意味で、Ｖｍｉｎは従来の膜のものと比較して１４Ｖも低減できている。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＡＣ型ＰＤＰは、従来のものに比べて動作電圧の安定性、低電圧駆動化が可能となり、寿命特性に関しても飛躍的な改善がなされるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＣ型プラズマディスプレイパネルの一構成例をその前面板と背面板を離間した状態で示す構造図である。
【図２】評価用前面板に設ける電極パターンを示す全体図である。
【図３】図２の電極パターンの一部拡大図である。
【図４】従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネルで用いている酸化マグネシウム膜の結晶粒をＸ線回折装置により計測した結果を示すチャートである。
【図５】本発明のＡＣ型プラズマディスプレイパネルで用いた酸化マグネシウム膜の結晶粒をＸ線回折装置により計測した結果を示すチャートである。
【図６】従来のＡＣ型プラズマディスプレイパネルで用いている酸化マグネシウム膜表面の金属組織を示す写真である。
【図７】本発明のＡＣ型プラズマディスプレイパネルで用いた酸化マグネシウム膜表面の金属組織を示す写真である。
【符号の説明】
１，２ガラス基板
３障壁
４透明電極
５バス電極
６誘電体層
７酸化マグネシウム膜
８アドレス電極
９誘電体層
１０蛍光体
Ｘ１，Ｘ２電極

Claims

基板上に形成した電極を誘電体層で被覆してガス放電空間から絶縁し、さらにこの誘電体層上に表面層として酸化マグネシウム膜を形成した構造の前面板を有するＡＣ型プラズマディスプレイパネルにおいて、前記酸化マグネシウム膜がマグネシウム酸化物の結晶粒を有し、その結晶粒のＸ線回折法による（２２０）面のピーク強度Ｉ₁と他の（１１１）面、（２００）面及び（３１１）面の各ピーク強度の総和Ｉ₂との比Ｉ₁／Ｉ₂が１以上であることを特徴とするＡＣ型プラズマディスプレイパネル。
基板上に形成した電極を誘電体層で被覆してガス放電空間から絶縁し、さらにこの誘電体層上に表面層として酸化マグネシウム膜を形成した構造の前面板を有するＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法において、蒸着源と基板との間に放電場を形成させながら、該放電場の電子温度が５．０ｅＶ以上でかつ電子密度が３．０×１０¹¹ｃｍ^-3以上からなる条件で成膜するイオンプレーティング法により、前記誘電体層上に前記酸化マグネシウム膜を成膜することを特徴とするＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法。
表面における凹凸の大きさが１００Å以下である酸化マグネシウム膜を成膜するようにした請求項２に記載のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法。
Ｘ線回折法による（２２０）面のピーク強度Ｉ₁と他の（１１１）面、（２００）面及び（３１１）面の各ピーク強度の総和Ｉ₂との比Ｉ₁／Ｉ₂が１以上である酸化マグネシウムの結晶粒からなる酸化マグネシウム膜を成膜するようにした請求項２に記載のＡＣ型プラズマディスプレイパネルの製造方法。