JP3991504B2 - Pdp又はpalc用保護膜の製造方法及びそのpdp又はpalc用保護膜並びにこれを用いたpdp又はpalc - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、PDP(plasma display panel:プラズマディスプレイパネル),PALC(plasma addressed liquid crystal display)等の保護膜を製造する方法,その保護膜及びこれを用いたPDP又はPALCに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
PDPの保護膜は放電空間に露出しているため、放電特性に最も重要な役割を担う。そのため、従来より保護膜として、2次電子放出能が高く、耐スパッタ性,光透過性及び絶縁性に優れたMgO膜が使用されている。
しかし、このMgO膜はPDPの製造工程途中で大気中に曝されると、容易にCO2やH2Oと反応して変質することから、パネル封着後、真空加熱下での長時間の脱ガス排気処理が必要である。この排気処理工程は最もタクトタイムが長く、かつ技術的に多くの課題を残している。
そこで、MgOの変質を防止するために、MgO保護膜表面を他の透湿性の少ない材料でコーティングすることが提案されている(特開平10−149767号、W.T.Lee et al;”LaF3 coated MgO protecting layer in AC-Plasma Display Panels”,IDW '99,p.72-75)。
【0003】
上記特開平10−149767号公報には、保護膜を形成した後に、この保護膜上に透湿性の低い一時保護膜を形成し、更にPDPを組立てた後に、PDP内部にプラズマを発生させて上記一時保護膜を除去するPDPの製造方法が提案されている。
この方法により製造されたPDPでは、保護膜の表面が一時保護膜により保護されるので、保護膜の表面に変質層が形成されない。この結果、放電特性の良好な保護膜を得ることができるとともに、保護膜の変質層の熱分解処理が不要になる。
一方、W.T.Leeらの上記文献では、MgO保護膜上に透湿性の低いLaF3をコーティングすることで、MgO保護膜の変質を抑えるとともに、より高い2次電子放出特性と、より低い放電特性とを実現できることが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の特開平10−149767号公報及び上記W.T.leeらの文献に記載されたPDPの製造方法では、一時保護膜を形成する際に、この一時保護膜を保護膜と整合させることが難しく、このため一時保護膜にクラックが発生したり或いは一時保護膜が剥離する場合があり、一時保護膜による保護膜の変質防止効果が不十分であった。
一方、一時保護膜の変質防止効果を十分に得るために、一時保護膜を保護膜に厚く積層すると、上記公報に記載された発明では、この一時保護膜の除去時に多量の不純物(一時保護膜の分解物)が生成する問題点があった。
更に、上記文献では、MgO保護膜上に5〜90nmのLaF3を積層しており、このような2層膜構造では、上層膜のLaF3がPDP使用時のスパッタにより除去される場合がある。このため、放電電圧が変化し、十分な寿命が得られ難いという問題点があった。
【0005】
本発明の第1の目的は、PDP又はPALC製造工程における保護膜の表面が炭酸塩,水酸化物に変質するのを防止することができる、PDP又はPALC用保護膜の製造方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は、フッ化物層の保護膜との整合性を良好にすることにより、PDP又はPALC製造工程におけるフッ化物層へのクラックの発生及びフッ化物層の剥離を防止することができ、フッ化物層による保護膜の変質防止効果を向上することができる、PDP又はPALC用保護膜の製造方法を提供することにある。
本発明の第3の目的は、PDP又はPALC組立て後にフッ化物層を除去することにより、放電特性を向上することができる、PDP又はPALC用保護膜及びこれを用いたPDP又はPALCを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、図1に示すように、基板13の表面にアルカリ土類金属酸化物,アルカリ土類金属複合酸化物,希土類金属酸化物,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合酸化物からなる保護膜14を形成する工程と、保護膜14をガス状フッ素化剤にて表面処理することにより保護膜14の表面にフッ化物層15を形成する工程と、上記基板13を用いてPDP10又はPALCを組立てた後にフッ化物層15を除去する工程とを含むPDP又はPALC用保護膜の製造方法であって、フッ化物層15がMO X F Y (但し、Mはアルカリ土類金属,アルカリ土類金属の複合金属,希土類金属,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合金属であり、0<X<2,0<Y≦4である。)であることを特徴とする。
この請求項1に記載されたPDP又はPALC用保護膜の製造方法では、保護膜14とガス状フッ素化剤との直接反応により保護膜14表面にフッ化物層15が形成され、保護膜14の表面がフッ化物層15により被覆される。このため、PDP10の製造過程において保護膜14が大気中に長時間曝されても、保護膜14が大気中のCO2ガスや水蒸気と殆ど反応しない。この結果、保護膜14がPDP10の機能を損なうおそれのあるアルカリ土類金属酸化物等の炭酸塩や水酸化物に変質することは殆どない。一方、フッ化物層15の保護膜14との整合性は良好であるため、フッ化物層15へのクラックの発生やフッ化物層15の剥離を防止することができ、保護膜15の変質保護効果を向上することができる。
【0007】
またフッ化物層をガス状フッ素化剤と、アルカリ土類金属酸化物,アルカリ土類金属複合酸化物,希土類金属酸化物,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合酸化物との反応により得ることが好ましい。
更にガス状フッ素化剤としてフッ素ガス、フッ化水素ガス、BF3、SbF5又はSF4のいずれか、特にフッ素ガス又はフッ化水素ガスを用いることが好ましく、フッ化物層の厚さを0.1〜1000nmの範囲内に設定することが好ましい。
【0008】
請求項5に係る発明は、図1に示すように、請求項1ないし4いずれか1項の方法により製造されたPDP用保護膜14である。
請求項6に係る発明は、図1(d)に示すように、請求項5記載の保護膜14を用いたPDP10である。
これらの請求項5又は6に記載されたPDP又はPALC用保護膜では、PDP10の組立て後にフッ化物層15が除去されるので、PDP10の放電特性を向上することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明のPDP及びPALCのうち、この実施の形態ではPDPについて説明する。
図1に示すように、AC型のPDP10は背面ガラス基板11上に所定の間隔をあけて形成された隔壁12を介して前面ガラス基板13を被せることにより構成される。前面ガラス基板13の両面のうち背面ガラス基板11に対向する面には表示電極16及び透明誘電体層17を介して保護膜14が形成される。背面ガラス基板11と前面ガラス基板13と隔壁12とにより多数の放電セル18が区画形成され、背面ガラス基板11上には放電セル18内に位置しかつ上記表示電極16に対向するようにアドレス電極19が形成される。また放電セル18内には隔壁12の側面から背面ガラス基板11の上面にかけて蛍光体層21が形成される。更に放電セル18内には放電ガス(図示せず)が注入される。
【0010】
上記保護膜14はアルカリ土類金属酸化物,アルカリ土類金属複合酸化物,希土類金属酸化物,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合酸化物からなる。アルカリ土類金属酸化物としては、MgO,CaO,SrO又はBaOが挙げられ、アルカリ土類金属複合酸化物としては、(Ca・Sr)O,(Mg・Sr)O又は(Sr・Ba)Oが挙げられる。また希土類金属酸化物としては、Y2O3,Gd2O3,Dy2O3,Yb2O3,Nd2O3,Ho2O3,Er2O3,La2O3,Sc2O3,CeO2,Pr6O11,Sm2O3,Eu2O3,Tb4O7,Tm2O3又はLu2O3が挙げられ、アルカリ土類金属及び希土類金属の複合酸化物としては、MRe2O4(MはMg,Ca,Sr又はBaのアルカリ土類金属であり、ReはGd,Y又はLa等の希土類金属である。)や、アルカリ土類金属酸化物に数モル%の希土類金属化合物を添加したもの[MO:Re2O3(具体例:MgO:La2O3,MgO:Sc2O3,MgO:Y2O3等)]が挙げられる。
【0011】
また保護膜14の表面にはフッ化物層15を形成し、このフッ化物層15が形成された保護膜14を用いてPDPを組立てた後に、上記フッ化物層15が除去されるように構成される。このフッ化物層15はMOXFY(但し、Mはアルカリ土類金属,アルカリ土類金属の複合金属,希土類金属,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合金属であり、0<X<2,0<Y≦4である。)である。アルカリ土類金属としては、Mg,Ca,Sr又はBaが挙げられ、アルカリ土類金属の複合金属としては、(Ca・Sr),(Mg・Sr)又は(Sr・Ba)が挙げられる。また希土類金属としては、Y,Gd,Dy,Yb,Nd,Ho,Er,La,Sc,Ce,Pr,Sm,Eu,Tb,Tm又はLuが挙げられ、アルカリ土類金属及び希土類金属の複合金属としては、MRe(MはMg,Ca,Sr又はBaのアルカリ土類金属であり、ReはGd,Y又はLa等の希土類金属である。)や、アルカリ土類金属に数モル%の希土類金属を添加したもの[M:Re(具体的にはMg:La,Mg:Sc,Mg:Y等)]が挙げられる。
【0012】
上記フッ化物層の具体例としては、MO0.5F層,MO0.25F1.5層,MOF2層,MOF層又はMOF0.66層が挙げられる。またフッ化物層15は保護膜14を形成するMgOとガス状フッ素化剤との反応によって得ることができ、ガス状フッ素化剤としては反応性の高さや汎用性の観点からフッ素ガス、フッ化水素ガス、BF3、SbF5又はSF4のいずれか、特にフッ素ガス又はフッ化水素ガスを用いることが好ましい。またフッ化物層15の厚さはアルカリ土類金属酸化物等のCO2ガスや水蒸気との反応阻止向上と、アルカリ土類金属酸化物等とガス状フッ素化剤との反応時間とのバランスにより決定され、好ましくは0.1〜1000nmの範囲内、更に好ましくは0.1〜100nmの範囲内に形成される。フッ化物層15の厚さを0.1〜1000nmの範囲内に限定したのは、1000nmを越えるとアルカリ土類金属酸化物等とガス状フッ素化剤との反応時間が長くなって作業性が悪くなるためである。
【0013】
このように構成されたPDPの保護膜の製造方法を説明する。
[1]蒸着法による保護膜の形成
先ず図1(a)に示すように、前面ガラス基板13の表面に表示電極16となるAgやAu等の電極用ペーストをスクリーン印刷法により所定の間隔をあけて塗布し乾燥・焼成した後に、上記前面ガラス基板13の表面に透明誘電体層17となる透明ガラスペーストをスクリーン印刷法により前面ガラス基板13の表面全体に塗布し乾燥する。上記前面ガラス基板13を大気中で100〜200℃に10〜60分間保持して乾燥した後に、大気中で500〜600℃に10〜60分間保持して焼成する。
【0014】
次いで純度が99.5%以上のアルカリ土類金属酸化物等(例えばMgO)の焼結体ペレットを電子ビーム蒸着法等の蒸着法により上記ガラス基板13の透明誘電体層17表面を覆うように蒸着して保護膜14を形成する(図1(a))。この保護膜14の成膜条件は、加速電圧が5〜30kV、蒸着圧力が0.1×10-2〜10×10-2Pa、蒸着距離が100〜1000mmの範囲内にあることが好ましい。次にこの前面ガラス基板13をガス状フッ素化剤雰囲気中(温度10〜100℃)に0.1〜120分間保持して保護膜14の表面を改質し、保護膜14の表面にフッ化物層15を形成する(図1(b))。上記ガス状フッ素化剤の圧力は好ましくは1〜760Torr、更に好ましくは10〜300Torrの範囲内に設定される。ガス状フッ素化剤の圧力を1〜760Torrの範囲内に限定したのは反応進行度、即ちフッ化物層の厚さの制御を容易にするためである。
【0015】
上記ガラス基板13をPDP10に組込み(図1(c))、このPDP10の各セル18に除去用放電ガスを封入した後に、表示電極16間に所定の電圧を印加して面放電を開始させ、この放電によるエッチングにより上記フッ化物層15を除去する(図1(d))。更に上記除去用放電ガスを各放電セル18から排出した後に、表示用放電ガスを各放電セル18に封入する。なお、上記フッ化物層15の除去は、除去用放電ガスとしてCF4,SF6等のフッ素を含むガスを用いてプラズマエッチングにより行うことが好ましい。また、上記フッ化物層15の除去処理後には、隔壁と保護膜との間に隔壁上面と略同一面積のフッ化物層15の一部が残る場合がある(図1(d))。
【0016】
[2]スパッタリング法による保護膜の形成
先ず上記[1]と同様に電極付ガラス基板を作製した後、純度が99.5%以上の5インチサイズのMgOターゲットを用いてスパッタリング法によりガラス基板に透明誘電体層表面を覆うように保護膜を形成する。この保護膜の成膜条件は、高周波出力が1kW、スパッタ圧力が0.50〜3.0Pa、アルゴンガスに対する酸素濃度が5〜50%、基板温度が20〜300℃の範囲内であることが好ましい。
次に上記[1]と同様にガス状フッ素化剤雰囲気中に保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成し、更にこのガラス基板をPDPに組込んだ後に、上記フッ化物層を除去する。
【0017】
[3]スクリーン印刷法による保護膜の形成
予め気相法や液中合成法等により平均粒径が50〜2000Åのアルカリ土類金属酸化物等(例えば、MgO)の粉末を作製しておく。先ず前面ガラス基板の表面に表示電極となるAgやAu等の電極用ペーストをスクリーン印刷法により所定の間隔をあけて塗布し乾燥・焼成した後に、上記前面ガラス基板の表面に透明誘電体層となる透明ガラスペーストをスクリーン印刷法により前面ガラス基板の表面全体に塗布し乾燥する。次いで保護膜となる上記粉末,バインダ及び溶媒を所定の割合で混合してペーストを調製し、このペーストをスクリーン印刷法により上記透明誘電体層の表面全体に塗布し乾燥する。
【0018】
上記バインダとしては有機酸マグネシウム,マグネシウムアルコキシド,マグネシウムアセチルアセトネート,エチルセルロース,エチルシリケート等が用いられ、溶媒としてはα−テルピネオール,ブチルカルビトール,ブチルカルビトールアセテート,テレピン油等が用いられる。また上記粉末,バインダ及び溶媒の混合割合は0〜10重量%,10〜100重量%及び0〜30重量%に設定されることが好ましい。
次に上記前面ガラス基板を大気中で100〜200℃に10〜60分間保持して乾燥した後に、大気中で500〜600℃に10〜60分間保持して焼成する。更に上記[1]と同様に前面ガラス基板をガス状フッ素化剤雰囲気中に保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成し、このガラス基板をPDPに組込んだ後に、上記フッ化物層を除去する。
【0019】
[4]スピンコート法による保護膜の形成
上記[3]と同様に、前面ガラス基板の表面に電極用ペースト及び誘電体層用ペーストを塗布し乾燥・焼成した後に、保護膜となるアルカリ土類金属酸化物等(例えばMgO)の粉末,バインダ及び溶媒を所定の割合で混合して分散液を調製し、この分散液をスピンコート法により上記透明誘電体層の表面全体に成膜し乾燥する。上記バインダとしてはマグネシウムアルコキシド,有機酸マグネシウム,マグネシウムアセチルアセトネート,エチルシリケート等が用いられ、溶媒としてはアルコール,セロソルブ等が用いられる。また上記MgO粉末,バインダ及び溶媒の混合割合は0〜40重量%,0.1〜10重量%及び55〜99.9重量%に設定されることが好ましい。この前面ガラス基板を大気中で40〜100℃に5〜60分間保持して乾燥した後に、大気中で500〜600℃に10〜60分間保持して焼成し、更に上記[1]と同様にガス状フッ素化剤雰囲気中に保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成し、このガラス基板をPDPに組込んだ後に、上記フッ化物層を除去する。
【0020】
このように製造されたPDPの保護膜では、保護膜14の表面がフッ化物層15により被覆されるため、PDP10の製造過程において保護膜14が大気中に長時間曝されても、保護膜14が大気中のCO2ガスや水蒸気と殆ど反応しない。この結果、保護膜14がPDP10の機能を損なうおそれのあるアルカリ土類金属酸化物等の炭酸塩や水酸化物に変質することは殆どないので、保護膜14の耐環境性を向上できる。
また保護膜14とガス状フッ素化剤との直接反応によりフッ化物層15が形成されるため、フッ化物層15の保護膜14との整合性は良好である。この結果、フッ化物層15へのクラックの発生やフッ化物層15の剥離を防止することができ、保護膜15の変質保護効果を向上することができる。
更に上記方法により製造された前面ガラス基板13をPDP10に組込んだ後に、フッ化物層15が除去されるので、PDP10の放電特性を向上することができる。
なお、この実施の形態では、PDPを挙げたが、前面ガラス基板の表面に保護膜を形成するものであれば、PALCでもよい。
【0021】
【実施例】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
<実施例1>
先ず図1に示すように、厚さ3mmの前面ガラス基板13の表面にAgの表示電極16(膜厚5μm)をスクリーン印刷法により形成した後に、ガラスからなる透明誘電体層17(膜厚20μm)をスクリーン印刷法により形成した。次いでこのガラス基板13を大気中で150℃に30分間保持して乾燥した後に、大気中で550℃に30分間保持して焼成した。
次に純度が99.8%のMgO焼結体ペレットを電子ビーム蒸着法により上記ガラス基板13の透明誘電体層17表面を覆うように蒸着してMgOからなる保護膜14を形成した。この保護膜14の成膜条件は、加速電圧が15kV、蒸着圧力が1×10-2Pa、蒸着距離が600mmであった。更にこのガラス基板13を圧力が152TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜14の表面を改質し、保護膜14の表面にフッ化物層15を形成した。このガラス基板13を実施例1とした。
【0022】
<実施例2>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が76TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例2とした。
<実施例3>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が38TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に1分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例3とした。
【0023】
<実施例4>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が38TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例4とした。
<実施例5>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が38TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に60分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例5とした。
【0024】
<実施例6>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が7.6TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例6とした。
<実施例7>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を分圧が7.6TorrのF2ガスと分圧が752TorrのN2ガスとの混合ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例7とした。
【0025】
<実施例8>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が7.6TorrのF2ガス雰囲気中(温度100℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例8とした。
<実施例9>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が38TorrのHFガス雰囲気中(温度25℃)に1分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例9とした。
<実施例10>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を分圧が7.6TorrのHFガスと分圧が752TorrのN2ガスとの混合ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例10とした。
【0026】
<実施例11>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が7.6TorrのBF3ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例11とした。
<実施例12>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を圧力が7.6TorrのSbF5ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例12とした。
<実施例13>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成した後に、このガラス基板を分圧が7.6TorrのSF4ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例13とした。
【0027】
<実施例14>
先ず実施例1と同様に電極付ガラス基板を作製した後、純度が99.99%(4N)の5インチサイズのMgOターゲットを用いてスパッタリング法によりガラス基板に透明誘電体層表面を覆うように保護膜を形成する。この保護膜の成膜条件は、高周波出力が1kW、スパッタ圧力が1.33Pa、アルゴンガスに対する酸素濃度が10%、基板温度が150℃であった。
次に上記実施例1と同様にガラス基板をF2ガス雰囲気中保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例14とした。
<実施例15>
実施例14と同様にガラス基板の表面に保護膜をスパッタリング法により形成した後に、このガラス基板を圧力が38TorrのHFガス雰囲気中(温度25℃)に1分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例15とした。
【0028】
<実施例16>
先ず厚さ3mmの前面ガラス基板13の表面にAgの表示電極16(膜厚5μm)をスクリーン印刷法により形成した後に、ガラスからなる透明誘電体層(膜厚20μm)をスクリーン印刷法により形成した。次いでMgO成分を含むバインダとして有機酸マグネシウム(日化産製、ナフテックスマグネシウム)を79重量%と、MgO成分を含まないバインダとしてエチルセルロースを2重量%と、溶媒としてα−テルピネオールを19重量%を混合してMgOペーストを調製し、このMgOペーストを上記ガラス基板上にスクリーン印刷法により塗布して保護膜を形成した。
次に上記ガラス基板を大気中で150℃に30分間保持して乾燥した後に、大気中で550℃に30分間保持して焼成した。更にこのガラス基板を圧力が152TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例16とした。
【0029】
<実施例17>
実施例16と同様にガラス基板の表面に保護膜をスクリーン印刷法により形成し乾燥・焼成した後に、このガラス基板を圧力が38TorrのHFガス雰囲気中(温度25℃)に1分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例17とした。
<実施例18>
気相法により作製した平均粒径が100ÅのMgO粉末(宇部マテリアルズ製)を5重量%と、MgO成分のバインダとして有機酸マグネシウム(日化産製、ナフテックスマグネシウム)を75重量%及びエチルセルロースを2重量%と、溶媒としてα−テルピネオールを18重量%を混合して粉末含有MgOペーストを調製した。この粉末含有MgOペーストを用いて実施例16と同様にガラス基板の表面に保護膜を形成し、更に保護膜の表面を改質して保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例18とした。
【0030】
<実施例19>
先ず厚さ3mmのガラス基板の表面にAgの表示電極16(膜厚5μm)をスクリーン印刷法により形成した後に、ガラスからなる透明誘電体層(膜厚20μm)をスクリーン印刷法により形成した。次いでMgO成分を含むバインダとしてマグネシウムジエトキシドを1.25重量%と、溶媒としてメチルセロソルブを98.75重量%とを混合して均一なMgOコーティング液を調製し、このコーティング液を上記ガラス基板上にスピンコート法により塗布して保護膜を成膜した。
次に上記ガラス基板を大気中で60℃に30分間保持して乾燥した後に、大気中で580℃に10分間保持して焼成した。更にこのガラス基板を圧力が152TorrのF2ガス雰囲気中(温度25℃)に10分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例19とした。
【0031】
<実施例20>
実施例19と同様にガラス基板の表面に保護膜をスピンコート法により形成し乾燥・焼成した後に、このガラス基板を圧力が38TorrのHFガス雰囲気中(温度25℃)に1分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例20とした。
<実施例21>
気相法により作製した平均粒径が100ÅのMgO粉末(宇部マテリアルズ製)を5重量%と、MgO成分のバインダとしてマグネシウムジエトキシドを1.25重量%と、溶媒としてメチルセロソルブを93.75重量%を混合して均一な粉末含有MgOコーティング液を調製した。このコーティング液を用いて実施例19と同様にガラス基板の表面に保護膜を形成し、更に保護膜の表面を改質して保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例21とした。
【0032】
<実施例22>
実施例1と同様に純度が99.5%以上のCaOの焼結体ペレットを電子ビーム蒸着法によりガラス基板の透明誘電体層表面を覆うように蒸着してCaOからなる保護膜を形成した。次にこのガラス基板を実施例9と同様にして圧力が38TorrのHFガス雰囲気中(温度25℃)に1分間保持して保護膜の表面を改質し、保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例22とした。<実施例23>
純度が99.5%以上のSrOの焼結体ペレットを用いてSrOからなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例23とした。<実施例24>
純度が99.5%以上のBaOの焼結体ペレットを用いてBaOからなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例24とした。
【0033】
<実施例25>
純度が99.5%以上の(Ca・Sr)Oの焼結体ペレットを用いて(Ca・Sr)Oからなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例25とした。
<実施例26>
純度が99.5%以上の(Mg・Sr)Oの焼結体ペレットを用いて(Mg・Sr)Oからなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例26とした。
<実施例27>
純度が99.5%以上の(Sr・Ba)Oの焼結体ペレットを用いて(Sr・Ba)Oからなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例27とした。
【0034】
<実施例28>
純度が99.5%以上のY2O3の焼結体ペレットを用いてY2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例28とした。<実施例29>
純度が99.5%以上のGd2O3の焼結体ペレットを用いてGd2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例29とした。
<実施例30>
純度が99.5%以上のDy2O3の焼結体ペレットを用いてDy2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例30とした。
【0035】
<実施例31>
純度が99.5%以上のCeO2の焼結体ペレットを用いてCeO2からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例31とした。
<実施例32>
純度が99.5%以上のLa2O3の焼結体ペレットを用いてLa2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例32とした。
<実施例33>
純度が99.5%以上のYb2O3の焼結体ペレットを用いてYb2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例33とした。
【0036】
<実施例34>
純度が99.5%以上のMgGd2O4の焼結体ペレットを用いてMgGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例34とした。
<実施例35>
純度が99.5%以上のMgY2O4の焼結体ペレットを用いてMgY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例35とした。
<実施例36>
純度が99.5%以上のMgLa2O4の焼結体ペレットを用いてMgLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例36とした。
【0037】
<実施例37>
純度が99.5%以上のCaGd2O4の焼結体ペレットを用いてCaGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例37とした。
<実施例38>
純度が99.5%以上のCaY2O4の焼結体ペレットを用いてCaY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例38とした。
<実施例39>
純度が99.5%以上のCaLa2O4の焼結体ペレットを用いてCaLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例39とした。
【0038】
<実施例40>
純度が99.5%以上のSrGd2O4の焼結体ペレットを用いてSrGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例40とした。
<実施例41>
純度が99.5%以上のSrY2O4の焼結体ペレットを用いてSrY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例41とした。
<実施例42>
純度が99.5%以上のSrLa2O4の焼結体ペレットを用いてSrLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例42とした。
【0039】
<実施例43>
純度が99.5%以上のBaGd2O4の焼結体ペレットを用いてBaGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例43とした。
<実施例44>
純度が99.5%以上のBaY2O4の焼結体ペレットを用いてBaY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例44とした。
<実施例45>
純度が99.5%以上のBaLa2O4の焼結体ペレットを用いてBaLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例45とした。
【0040】
<実施例46>
純度が99.5%以上のMgO:LaB6の焼結体ペレットを用いてMgO:LaB6からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例46とした。
<実施例47>
純度が99.5%以上のMgO:La2O3の焼結体ペレットを用いてMgO:La2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例47とした。
【0041】
<実施例48>
純度が99.5%以上のMgO:Sc2O3の焼結体ペレットを用いてMgO:Sc2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例48とした。
<実施例49>
純度が99.5%以上のMgO:Y2O3の焼結体ペレットを用いてMgO:Y2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、実施例22と同様にして保護膜の表面を改質し、この保護膜の表面にフッ化物層を形成した。このガラス基板を実施例49とした。
【0042】
<比較例1>
実施例1と同様にガラス基板の表面に保護膜を電子ビーム蒸着法により形成したが、この保護膜の表面は改質しなかった。このガラス基板を比較例1とした。<比較例2>
実施例14と同様にガラス基板の表面に保護膜をスパッタリング法により形成したが、この保護膜の表面は改質しなかった。このガラス基板を比較例2とした。
<比較例3>
実施例16と同様にガラス基板の表面に保護膜をスクリーン印刷法により形成し乾燥・焼成したが、この保護膜の表面は改質しなかった。このガラス基板を比較例3とした。
【0043】
<比較例4>
実施例18と同様にガラス基板の表面に保護膜をスクリーン印刷法により形成し乾燥・焼成したが、この保護膜の表面は改質しなかった。このガラス基板を比較例4とした。
<比較例5>
実施例19と同様にガラス基板の表面に保護膜をスピンコート法により形成し乾燥・焼成したが、この保護膜の表面を改質しなかった。このガラス基板を比較例5とした。
<比較例6>
実施例21と同様にガラス基板の表面に保護膜をスピンコート法により形成し乾燥・焼成したが、この保護膜の表面を改質しなかった。このガラス基板を比較例6とした。
【0044】
<比較例7>
実施例1と同様に純度が99.5%以上のCaOの焼結体ペレットを電子ビーム蒸着法によりガラス基板の透明誘電体層表面を覆うように蒸着してCaOからなる保護膜を形成したが、この保護膜の表面は改質しなかった。このガラス基板を比較例7とした。
<比較例8>
純度が99.5%以上のSrOの焼結体ペレットを用いてSrOからなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例8とした。
<比較例9>
純度が99.5%以上のBaOの焼結体ペレットを用いてBaOからなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例9とした。
【0045】
<比較例10>
純度が99.5%以上の(Ca・Sr)Oの焼結体ペレットを用いて(Ca・Sr)Oからなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例10とした。
<比較例11>
純度が99.5%以上の(Mg・Sr)Oの焼結体ペレットを用いて(Mg・Sr)Oからなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例11とした。
<比較例12>
純度が99.5%以上の(Sr・Ba)Oの焼結体ペレットを用いて(Sr・Ba)Oからなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例12とした。
【0046】
<比較例13>
純度が99.5%以上のY2O3の焼結体ペレットを用いてY2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例13とした。
<比較例14>
純度が99.5%以上のGd2O3の焼結体ペレットを用いてGd2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例14とした。
<比較例15>
純度が99.5%以上のDy2O3の焼結体ペレットを用いてDy2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例15とした。
【0047】
<比較例16>
純度が99.5%以上のCeO2の焼結体ペレットを用いてCeO2からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例16とした。
<比較例17>
純度が99.5%以上のLa2O3の焼結体ペレットを用いてLa2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例17とした。
<比較例18>
純度が99.5%以上のYb2O3の焼結体ペレットを用いてYb2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例18とした。
【0048】
<比較例19>
純度が99.5%以上のMgGd2O4の焼結体ペレットを用いてMgGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例19とした。
<比較例20>
純度が99.5%以上のMgY2O4の焼結体ペレットを用いてMgY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例20とした。
<比較例21>
純度が99.5%以上のMgLa2O4の焼結体ペレットを用いてMgLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例21とした。
【0049】
<比較例22>
純度が99.5%以上のCaGd2O4の焼結体ペレットを用いてCaGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例22とした。
<比較例23>
純度が99.5%以上のCaY2O4の焼結体ペレットを用いてCaY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例23とした。
<比較例24>
純度が99.5%以上のCaLa2O4の焼結体ペレットを用いてCaLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例24とした。
【0050】
<比較例25>
純度が99.5%以上のSrGd2O4の焼結体ペレットを用いてSrGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例25とした。
<比較例26>
純度が99.5%以上のSrY2O4の焼結体ペレットを用いてSrY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例26とした。
<比較例27>
純度が99.5%以上のSrLa2O4の焼結体ペレットを用いてSrLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例27とした。
【0051】
<比較例28>
純度が99.5%以上のBaGd2O4の焼結体ペレットを用いてBaGd2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例28とした。
<比較例29>
純度が99.5%以上のBaY2O4の焼結体ペレットを用いてBaY2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例29とした。
<比較例30>
純度が99.5%以上のBaLa2O4の焼結体ペレットを用いてBaLa2O4からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例30とした。
【0052】
<比較例31>
純度が99.5%以上のMgO:LaB6の焼結体ペレットを用いてMgO:LaB6からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例31とした。
<比較例32>
純度が99.5%以上のMgO:La2O3の焼結体ペレットを用いてMgO:La2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例32とした。
【0053】
<比較例33>
純度が99.5%以上のMgO:Sc2O3の焼結体ペレットを用いてMgO:Sc2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例33とした。
<比較例34>
純度が99.5%以上のMgO:Y2O3の焼結体ペレットを用いてMgO:Y2O3からなる保護膜を形成したことを除いて、比較例7と同様にしてガラス基板を作製した。このガラス基板を比較例34とした。
【0054】
<比較試験及び評価>
実施例1〜49の前面ガラス基板上の保護膜表面に形成されたフッ化物層の厚さをX線光電子分光法により深さ方向の元素分析を行って測定した。
また実施例1〜49及び比較例1〜34の保護膜の耐環境性はMgOが炭酸塩(MgCO3)に変化する困難性で評価した。具体的には、炭酸塩層は温度が40℃で湿度が90%の大気中に2週間放置した後に、X線光電子分光法により保護膜の深さ方向の元素分析を行い、炭酸マグネシウム(MgCO3)に由来するカーボンの確認される深さで評価した。この深さが浅い、即ち炭酸塩層の厚さが薄いほど、保護膜が耐環境性に優れていることになる。
【0055】
更に実施例1〜49及び比較例1〜34の保護膜の放電開始電圧(Vf)は次のようにして測定した。
実施例1〜49においては、先ず前面ガラス基板をPDPに組込み、このPDPの各放電セルに除去用放電ガス(CF4を含むガス)を封入した後に、表示電極間で面放電を開始させ、この放電により上記フッ化物層をエッチングして除去した。次に除去用放電ガスを除去した後に、表示用放電ガスとして400TorrのHe−2%Xe混合ガスをパネル内に満たし、この状態で表示電極間に10kHzの交流電圧を印加して放電開始電圧を測定した。
比較例1〜34においては、先ず前面ガラス基板をPDPに組込み、このPDPの各放電セルに表示用放電ガスとして400TorrのHe−2%Xe混合ガスをパネル内に満たし、この状態で表示電極間に10kHzの交流電圧を印加して放電開始電圧を測定した。
これらの測定結果を表1〜表5に示した。
【0056】
【表1】
【0057】
【表2】
【0058】
【表3】
【0059】
【表4】
【0060】
【表5】
【0061】
表1〜表5から明らかなように、比較例1〜3,5及び7〜34では炭酸塩(MgCO3)が10〜30nmと比較的厚く保護膜表面に形成され、MgO粉末を含んだ比較例4及び6では炭酸塩(MgCO3)がほぼ保護膜全体に形成されたのに対し、実施例1〜49では、1〜18nmと薄くなった。また保護膜の表面に形成されたフッ化物層の厚さが厚いほど、炭酸塩の厚さが薄くなることが判った。
また放電開始電圧は比較例1及び2では172及び165Vであったのに対し、比較例1及び2に対応する実施例1〜15では151〜168Vと若干低くなり、比較例3〜6では195〜201Vであったのに対し、比較例3〜6に対応する実施例16〜21では170〜180Vと低くなり、更に比較例7〜34では176〜213Vであったのに対し、比較例7〜34に対応する実施例22〜49では150〜190Vと低くなった。これにより二次電子放出能が大きくなり、PDPの性能が向上したことが判った。
【0062】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、基板の表面にアルカリ土類金属酸化物等からなる保護膜を形成し、この保護膜をガス状フッ素化剤にて表面処理することにより保護膜の表面にフッ化物層を形成し、更に上記基板を用いてPDP又はPALCを組立てた後にフッ化物層を除去したので、PDP又はPALCの製造過程において保護膜が大気中に長時間曝されても、保護膜が大気中のCO2ガスや水蒸気と殆ど反応しない。この結果、保護膜がPDP又はPALCの機能を損なうおそれのあるアルカリ土類金属酸化物等の炭酸塩や水酸化物に変質することが殆どないので、保護膜の耐環境性を向上できる。一方、フッ化物層の保護膜との整合性は良好であるため、フッ化物層へのクラックの発生やフッ化物層の剥離を防止することができ、保護膜の変質保護効果を向上することができる。
【0063】
またフッ化物層がMOXFY(但し、Mはアルカリ土類金属等であり、0<X<2,0<Y≦4である。)であったり、フッ化物層をガス状フッ素化剤と、アルカリ土類金属酸化物等との反応にて得たり、ガス状フッ素化剤としてフッ素ガス、フッ化水素ガス、BF3、SbF5又はSF4等を用いたり、或いはフッ化物層の厚さを0.1〜1000nmの範囲内に設定すれば、上記効果を更に顕著に奏することができる。
更に上記方法により製造された保護膜及びPDP又はPALCでは、このPDP又はPALCの組立て後にフッ化物層が除去されるので、PDP又はPALCの放電特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施形態の保護膜を用いたPDPの製造手順を示す工程図。
【符号の説明】
10 PDP
13 前面ガラス基板(基板)
14 保護膜
15 フッ化物層
Claims (6)
- 基板(13)の表面にアルカリ土類金属酸化物,アルカリ土類金属複合酸化物,希土類金属酸化物,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合酸化物からなる保護膜(14)を形成する工程と、
前記保護膜(14)をガス状フッ素化剤にて表面処理することにより前記保護膜(14)の表面にフッ化物層(15)を形成する工程と、
前記基板(13)を用いてPDP(10)又はPALCを組立てた後に前記フッ化物層(15)を除去する工程と
を含むPDP又はPALC用保護膜の製造方法であって、
前記フッ化物層 (15) がMO X F Y (但し、Mは前記保護膜 (14) に含まれる金属と同一金属であり、アルカリ土類金属,アルカリ土類金属の複合金属,希土類金属,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合金属であり、0<X<2,0<Y≦4である。)であることを特徴とするPDP又はPALC用保護膜の製造方法。 - フッ化物層(15)がガス状フッ素化剤と、アルカリ土類金属酸化物,アルカリ土類金属複合酸化物,希土類金属酸化物,又はアルカリ土類金属及び希土類金属の複合酸化物との反応により得られる請求項1記載のPDP又はPALC用保護膜の製造方法。
- ガス状フッ素化剤がフッ素ガス、フッ化水素ガス、BF3、SbF5又はSF4のいずれかである請求項2記載のPDP又はPALC用保護膜の製造方法。
- フッ化物層(15)の厚さが0.1〜1000nmである請求項1ないし3いずれか1項に記載のPDP又はPALC用保護膜の製造方法。
- 請求項1ないし4いずれか1項に記載の方法により製造されたPDP又はPALC用保護膜。
- 請求項5記載の保護膜を用いたPDP又はPALC。
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