JP3593026B2 - プラズマ情報表示素子の製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、PDP(プラズマディスプレイパネル)やPALC(プラズマアドレス液晶ディスプレイパネル)に代表されるプラズマ情報表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
PDPにはDCタイプとACタイプとが知られている。これらのうち、放電の安定性や長期信頼性の観点から、現在ではACタイプが主流となっており、既に市販されている。
【0003】
以下に、ACタイプPDPの構造について、図6を参照しながら説明する。なお、この図6では表示電極とアドレス電極を平行に示しているが、図中の矢印に示すようにフロントパネル9を90゜回転させて後述する図7のように直交させて配置する。以下の図1および図4についても同様である。
【0004】
このPDPは、フロントパネル基板9とバックパネル基板10とが組み合わされて構成されている。フロントパネル基板9は、ガラスからなる透明基板1上に透明電極2とバス電極3とからなる一対の表示電極、誘電体膜4および保護膜5が形成されている。バックパネル基板10は、ガラスからなる透明基板1上にストライプ状のアドレス電極8とその上を覆う誘電体膜4が形成され、隣合うアドレス電極8の間の誘電体膜4上に隔壁6が形成されている。さらに、各セル(放電空間)毎に赤、緑、青の蛍光材料7がアドレス電極8上に塗布されている。この蛍光材料7としては、赤には(Y、Ga)BO:Eu、緑にはZnSiO:Mn、青にはBaMgAl1423:Eu等が用いられている。フロントパネル基板9とバックパネル基板10とは、数百μmのギャップを空けて貼り合わせられ、両基板9、10と隔壁6で囲まれた空間(セル)にNeとXeの混合ガスが封入されている。
【0005】
次に、このPDPの駆動原理について、図7を参照しながら説明する。このPDPは、一対の表示電極2、3とこれに直交するアドレス電極8との3種類の電極を有している。一方の表示電極2、3は共通に結線されてドライバーにより駆動され、他方の表示電極2、3は表示に使用されると共にPDPに情報を書き込むときのスキャン電極としても使用される。アドレス電極8は情報を書き込むときにのみ使用される。アドレス時には1本のスキャン電極2、3とアドレス電極8とにより放電(図7中に斜線で示す)が発生するが、アドレス電極8には同時に1セル分の放電電流しか流れない。また、セルに印加される電圧はスキャン電極2、3の電位とアドレス電極8の電位との組み合わせで決まり、低電圧での駆動が可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したPDPにおいて、フロントパネル基板9の保護膜4としては、MgOが用いられている。例えば特開平5−234519号公報に開示されているように、駆動電圧(放電開始電圧)を下げることを目的とする場合にはMgO(111)面が用いられる。また、特開平10−106441号公報に開示されているように、耐スパッタリング性能を重視する場合にはMgO(220)面が用いられる。なお、特開平10−106441号公報には(110)面と記載されているが、正しくは(220)面である。
【0007】
しかしながら、面方位が揃ったMgO膜を用いた場合には、駆動電圧を下げると共に、耐スパッタリング性能に優れた保護膜を得ることは困難であった。このことは、PALCについても同様である。
【0008】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、駆動電圧を下げると共に、耐スパッタリング性能に優れた保護膜を得ることができるプラズマ情報表示素子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ情報表示素子の製造方法は第1の透明基板上に、それぞれが平行になったストライプ状の複数のアドレス電極と、各アドレス電極が間に位置するように各アドレス電極に沿って配置された絶縁体からなる複数の隔壁と、隣り合う隔壁間に形成されるそれぞれの空間に接して設けられた蛍光体とを有するバックパネル基板と、第2の透明基板上に、一対の表示電極が複数対設けられるとともに、該複数対の表示電極を覆う非晶質MgO膜が設けられたフロントパネル基板と、前記バックパネル基板の前記各空間に前記フロントパネル基板の非晶質MgO膜が接するように、前記バックパネル基板およびフロントパネル基板とが相互に貼り合わされて、前記各空間に放電可能な気体がそれぞれ封入されたプラズマ情報素子の製造方法であって、前記フロントパネルの前記非晶質MgO膜を、イオンプレーティング成膜装置によって成膜するようになっており、該イオンプレーティング成膜装置において、前記第1の透明基板を、蒸着源に対して30度以上の角度を持たせて設置することを特徴とする。
【0010】
また、本発明のプラズマ情報表示素子の製造方法は、第1の透明基板と、該第1の透明基板上に相互に平行に設けられた絶縁体からなる複数の隔壁と、隣接する隔壁間において各隔壁に沿ってそれぞれ設けられた一対のストライプ状電極と、隣接する隔壁間において前記一対の電極をそれぞれ覆う非晶質MgO膜とを有する第1基板と、前記隔壁とは直交する方向に沿った複数の透明電極が設けられた第2の透明基板と、該第2の透明基板における前記透明電極側に設けられた液晶材料と、該液晶材料に積層された透明薄板基板とを有する第2基板とを備え、前記第1基板と前記第2基板とが相互に組み合わされて、相互に隣接する隔壁と前記第1基板の非晶質MgO膜とによって形成される空間に放電可能な気体が封入されたプラズマ情報表示素子の製造方法であって、前記第1基板の前記非晶質MgO膜をイオンプレーティング成膜装置によって成膜するようになっており、該イオンプレーティング成膜装置において、前記第1の透明基板を、蒸着源に対して30度以上の角度を持たせて設置することを特徴とする。
【0012】
本発明にあっては、PDPやPALC等のプラズマ情報表示素子において、保護膜に非晶質MgO膜を用いることにより、後述する実施の形態に示すように、MgOの(111)面による電圧低減効果と共に、MgOの(220)面による優れた耐スパッタリング特性が得られる。
【0013】
MgO膜の成膜時に、基板を蒸着源に対して角度を持たせて設置することにより、従来から汎用的に使用されている成膜装置を用いて非晶質MgO膜を成膜することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0015】
(実施の形態1)
図1は本実施形態のプラズマ情報表示素子(PDP)の構成を説明するための図である。このPDPは、フロントパネル基板9とバックパネル基板10とが組み合わされて構成されている。フロントパネル基板9は、ガラスからなる透明基板1上に透明電極2とバス電極3とからなる一対の表示電極、誘電体膜4および保護膜5が形成されている。バックパネル基板10は、ガラスからなる透明基板1上にストライプ状のアドレス電極8とその上を覆う誘電体膜4が形成され、隣合うアドレス電極8の間の誘電体膜4上に低融点ガラス等からなる隔壁6が形成されている。さらに、各セル(放電空間)毎に赤、緑、青の蛍光材料7がアドレス電極8上に塗布されている。この蛍光材料7としては、赤には(Y、Ga)BO:Eu、緑にはZnSiO:Mn、青にはBaMgAl1423:Eu等が用いられている。フロントパネル基板9とバックパネル基板10とは、数百μmのギャップを空けて貼り合わせられ、両基板9、10と隔壁6で囲まれた空間にNeとXeの混合ガスが封入されている。このPDPは、図6に示した従来のPDPと同様の駆動原理で動作するものである。
【0016】
このPDPにおいて、保護膜5は非晶質MgOからなる。この非晶質MgO膜は、図2に示すような中外炉工業社製イオンプレーティング成膜装置によって成膜した。保護膜5を形成していない誘電体膜4形成後のフロントパネル基板11を真空チャンバー内に入れて蒸着源12に対して斜めにセッティングした後、投入電力7kW、酸素/水素=10/3の混合ガスを導入し、室温で約0.1Paの条件により15min成膜することにより、1μmのMgO膜が得られた。なお、この図2において、13はプラズマガンであり、これによりイオンビーム14が蒸着源12に照射される。
【0017】
図3に、基板を蒸着源に対して水平(0deg)にセッティングした場合(図3(a))と、斜め(45deg)にセッティングした場合(図3(b))とについて、得られるMgO膜のX線回折結果を示す。この図から、斜めにセッティングした場合に、非晶質MgOが得られていることが分かる。
【0018】
さらに、基板の蒸着源に対するセッティング角度とMgO膜の面方位との関係を下記表1に示す。この表から、基板を蒸着源に対して約30deg以上傾けることにより、非晶質MgO膜が得られることが分かる。
【0019】
【表1】
Figure 0003593026
さらに、保護膜として非晶質MgO膜を形成した本実施形態のPDPでは、MgO(111)面による電圧低減効果とMgO(220)面による優れた耐スパッタリング特性が得られた。
【0020】
(実施の形態2)
図4は本実施形態のプラズマ情報表示素子(PALC)の構成を説明するための図である。このPALCは、カラー部を構成する基板(カラーフィルタ(CF)基板)15と、プラズマアドレス部を構成する基板(PL基板)16と透明薄板基板22とが組み合わされ、CF基板15と透明薄板基板22との間に液晶材料20が注入された構造となっている。
【0021】
CF基板15は、厚み0.5mm〜2.0mmのガラスからなる透明基板1上にCF層18、ITOからなる透明電極19および高分子からなる配向膜(図示せず)が形成されている。CF基板15と、高分子からなる配向膜(図示せず)を形成した厚み10μm〜100μmのガラスからなる透明薄板基板22との間隔はスペーサー21によって保持され、両者の間に液晶材料20が注入されている。PL基板16は、厚み0.5mm〜3.0mmのガラスからなる透明基板1上にストライプ状の電極23とその上を覆う誘電体膜4および保護膜5が形成され、隣合う2本の電極23を1組としてその両側に隔壁6が形成されている。PL基板16、透明薄板基板22および隔壁6で囲まれた空間(セル)には、不活性ガスとしてXeが約4000Paのガス圧で封入されている。また、CF基板15の前面側(液晶材料20とは反対側)、およびPL基板16の背面側(隔壁6とは反対側)には偏光板17が配置されている。さらに、PL基板16の背面側には、図5に示すようにバックライト24が設けられている。
【0022】
次に、このPALCの駆動原理について、図5を参照しながら説明する。このPALCにおいて、情報の書き込みおよび保持を行う際には、まず、電極23間に100V〜500Vの電圧を印加することによりセルに放電(図5中に斜線で示す)を起こす。そして、カラー部の透明電極19に+50V〜+100Vの電圧Edを印加することにより情報を書き込み、放電を止めることにより透明薄板基板22界面(放電空間と基板22の界面)をマイナスに帯電させて情報を保持させる。また、透明薄板基板22界面をプラスに帯電させたい場合には、カラー部の透明電極19に−50V〜−100Vの電圧Edを印加する。
【0023】
本実施形態のPALCは、保護膜5が実施の形態1と同様に非晶質MgOからなるので、MgO(111)面による電圧低減効果とMgO(220)面による優れた耐スパッタリング特性が得られた。
【0024】
なお、上記実施の形態1および実施の形態2では、誘電体膜4上に非晶質MgOからなる保護膜5を形成しているが、放電電圧が低い場合やMgO膜の膜厚が充分に厚い場合には、誘電体膜は不要であり、電極上に直接MgO膜を設けてもよい。さらに、図2に示した製造装置は基板を斜めにセッティングする構成であるが、特に大型パネルの場合には、基板を水平にセッティングしてプラズマガンおよび蒸着源を斜めにセッティングしてもよい。
【0025】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、プラズマ放電部に設けられる保護膜として非晶質MgO膜を用いることにより、MgO(111)面による電圧低減効果とMgO(220)面による優れた耐スパッタリング特性を得ることができる。さらに、MgO膜の成膜時に、基板を蒸着源に対して角度を持たせて設置することにより、従来から汎用的に使用されている成膜装置を用いて非晶質MgO膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1のプラズマ情報表示素子(PDP)の構成について説明するための図である。
【図2】実施の形態1で用いたMgO成膜装置を説明するための図である。
【図3】(a)および(b)は実施の形態1で得られたMgO膜のX線回折結果を示す図である。
【図4】実施の形態2のプラズマ情報表示素子(PALC)の構成について説明するための図である。
【図5】実施の形態2のプラズマ情報表示素子(PALC)の動作原理について説明するための図である。
【図6】従来のプラズマ情報表示素子(PDP)の構成について説明するための図である。
【図7】従来のプラズマ情報表示素子(PDP)の動作原理について説明するための図である。
【符号の説明】
1 基板
2、19 透明電極
3 バス電極
4 誘電体膜
5 保護膜
6 隔壁
7 蛍光材料
8 アドレス電極
9、11 フロントパネル基板
10 バックパネル基板
12 蒸着源
13 プラズマガン
14 イオンビーム
15 CF基板
16 PL基板
17 偏光板
18 CF層
20 液晶材料
21 スペーサー
22 透明薄板基板
23 電極
24 バックライト

Claims (2)

  1. 第1の透明基板上に、それぞれが平行になったストライプ状の複数のアドレス電極と、各アドレス電極が間に位置するように各アドレス電極に沿って配置された絶縁体からなる複数の隔壁と、隣り合う隔壁間に形成されるそれぞれの空間に接して設けられた蛍光体とを有するバックパネル基板と、
    第2の透明基板上に、一対の表示電極が複数対設けられるとともに、該複数対の表示電極を覆う非晶質MgO膜が設けられたフロントパネル基板と、
    前記バックパネル基板の前記各空間に前記フロントパネル基板の非晶質MgO膜が接するように、前記バックパネル基板およびフロントパネル基板とが相互に貼り合わされて、前記各空間に放電可能な気体がそれぞれ封入されたプラズマ情報素子の製造方法であって、
    前記フロントパネルの前記非晶質MgO膜を、イオンプレーティング成膜装置によって成膜するようになっており、該イオンプレーティング成膜装置において、前記第1の透明基板を、蒸着源に対して30度以上の角度を持たせて設置することを特徴とするプラズマ情報表示素子の製造方法。
  2. 第1の透明基板と、該第1の透明基板上に相互に平行に設けられた絶縁体からなる複数の隔壁と、隣接する隔壁間において各隔壁に沿ってそれぞれ設けられた一対のストライプ状電極と、隣接する隔壁間において前記一対の電極をそれぞれ覆う非晶質MgO膜とを有する第1基板と、
    前記隔壁とは直交する方向に沿った複数の透明電極が設けられた第2の透明基板と、該第2の透明基板における前記透明電極側に設けられた液晶材料と、該液晶材料に積層された透明薄板基板とを有する第2基板とを備え、
    前記第1基板と前記第2基板とが相互に組み合わされて、相互に隣接する隔壁と前記第1基板の非晶質MgO膜とによって形成される空間に放電可能な気体が封入されたプラズマ情報表示素子の製造方法であって、
    前記第1基板の前記非晶質MgO膜をイオンプレーティング成膜装置によって成膜するようになっており、該イオンプレーティング成膜装置において、前記第1の透明基板を、蒸着源に対して30度以上の角度を持たせて設置することを特徴とするプラズマ情報表示素子の製造方法。
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