JP4507694B2 - プラズマディスプレイパネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像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（ＰＤＰ）の製造方法に関するものである。

交流面放電型のＰＤＰは、特許文献１に示すように、走査電極および維持電極からなる主電極対を複数対形成した前面基板と、その主電極対に直交するようにアドレス電極を複数形成した背面基板とを、基板間に放電空間を形成するように対向配置して周囲を封着し、放電空間にネオンおよびキセノンなどの放電ガスを封入して構成されており、主電極対は誘電体層で覆われ、この誘電体層上には保護層が形成されている。そして、各電極に所定の電圧を印加して放電空間で放電を発生させて背面基板上に設けられた蛍光体層を発光させることにより画像表示が行われる。

保護層は、一般的に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のような耐スパッタ性の高い物質を用いて形成されており、放電で生じるイオン衝撃から誘電体層を保護している。さらに酸化マグネシウムは、二次電子放出係数の大きい金属酸化物であり、これを保護層として用いることで、放電開始電圧が下がって駆動が容易になるという利点をもつ。

通常、主電極対とアドレス電極の交差する単位発光領域により構成される表示領域は、ガス放出により放電が不安定になる封着層の近傍を避けるように設けられる。つまり、表示領域の外側に例えば２〜３ｃｍ程度の幅の非表示領域が設けられる。
特開２００２−８３５４７号公報

従来では、前面基板と背面基板とを基板間に放電空間を形成するように対向配置して周囲を封着した後、放電空間にネオンおよびキセノンなどの放電ガスを封入する際に、水分等の不純物ガスが混入してしまい、放電空間の内面の保護層や蛍光体層の表面に不純物ガスが付着してしまうという問題がある。このように不純物ガスが付着してしまった放電空間内においては、放電特性や蛍光体輝度・色度の劣化、経時変化等の問題が生じてしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、表示領域の放電空間内に不純物ガスが混入しないようにして、表示領域において良好な放電特性を得ることができるＰＤＰを製造することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明のＰＤＰの製造方法は、複数対並設された走査電極および維持電極からなる主電極対を覆うように誘電体層を形成しかつ前記誘電体層上に保護層が設けられた第１基板と、この第１基板に対向配置されかつ前記主電極と交差する方向の複数のアドレス電極および放電空間を区画するための隔壁が設けられた第２基板とからなり、前記主電極対とアドレス電極とが交差する位置にそれぞれ単位発光領域が構成される表示領域と、この表示領域の外側に位置する非表示領域とを有するＰＤＰの製造方法であって、酸化マグネシウムからなる保護層を成膜する工程において、成膜中に基板の非表示領域の表面の酸素分圧を表示領域の表面よりも高くした状態で成膜を行なうことを特徴とするもので、非表示領域における保護層を不純物ガスを吸着しやすい膜質の膜にして、放電ガスを封入する際に混入する不純物ガスを非表示領域の保護層表面に吸着させることで、表示領域の放電空間内に不純物ガスが混入しないようにするものである。

また、本発明は、保護層を成膜する工程において、成膜中に基板の非表示領域に酸素を吹き付けることによって、基板の非表示領域の表面の酸素分圧を表示領域の表面よりも高くした状態で成膜することを特徴とする。

また、保護層を成膜する工程において、基板の非表示領域と表示領域の保護層を成膜条件を変えて別々に成膜することを特徴とする。

本発明においては、成膜工程が、蒸着法、スパッタリング法およびイオンプレーティング法の中から選ばれる方法を用いた工程であることを特徴とする。

本発明によれば、表示領域の放電空間内の不純物ガスに起因した放電特性や蛍光体輝度・色度の劣化、経時変化を抑えることができ、長寿命で信頼性の高い表示品質を得ることができる。

以下、本発明の一実施の形態によるＰＤＰの製造方法について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態による交流面放電型のＰＤＰの一部を切り欠いて示す斜視図である。このＰＤＰは、前面パネル１と背面パネル２とを対向配置してそれらの間に放電空間３を形成し、放電空間３にネオンおよびキセノンなどからなる放電ガスを封入して構成されている。

前面パネル１は次のような構成である。すなわち、ガラス製の基板である前面基板４上に、ストライプ状の走査電極５とストライプ状の維持電極６とからなる主電極対７を複数対形成し、隣接する主電極対７の間に遮光層８を形成している。そして、主電極対７および遮光層８を覆うように誘電体層９を形成し、誘電体層９上に、ＭｇＯからなる保護層１０を形成しているが、後述するように、非表示領域における保護層１０ａは、表示領域における保護層１０と異なる膜質を有する。

また、背面パネル２は次のような構成である。すなわち、ガラス製の基板である背面基板１１上に、走査電極５および維持電極６と直交するようにストライプ状のアドレス電極１２を複数形成し、アドレス電極１２を覆うように電極保護層１３を形成している。そして、この電極保護層１３上であってアドレス電極１２の間に位置するように、アドレス電極１２と平行な隔壁１４を設け、隔壁１４の間に蛍光体層１５を形成している。電極保護層１３は、アドレス電極１２を保護し、蛍光体層１５が発生する可視光を前面パネル１側に反射する作用を有している。

各主電極対７は１つのラインを構成し、主電極対７とアドレス電極１２とが交差する部分に単位発光領域としてのセルが形成される。各セルの放電空間３内で放電を発生させ、放電に伴って蛍光体層１５から発生する赤、緑、青の３色の可視光が、前面パネル１を透過することにより、表示が行われる。

図２は、図１に示すＰＤＰに駆動回路を接続して構成した画像表示装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、ＰＤＰ１６のアドレス電極１２にアドレス電極駆動部１７が接続され、ＰＤＰ１６の走査電極５に走査電極駆動部１８が接続され、ＰＤＰ１６の維持電極６に維持電極駆動部１９が接続されている。

図３は、図２に概略構成を示した画像表示装置の駆動方法を説明するための図である。一般に交流面放電型のＰＤＰでは、１フィールドの映像を複数のサブフィールドに分割することによって階調表現を行う方式が用いられている。そして、この方式では、各セルでの放電を制御するために、１サブフィールドをセットアップ期間、アドレス期間、サステイン期間およびイレース期間からなる４つの期間によって構成する。図３は、１サブフィールド中の駆動波形を示すタイムチャートである。

図３において、セットアップ期間では、放電を生じやすくするために、ＰＤＰ内の全セルに均一に壁電荷を蓄積させる。アドレス期間では、点灯させるセルの書き込み放電を行う。サステイン期間では、アドレス期間で書き込まれたセルを点灯させ、その点灯を維持させる。イレース期間では、壁電荷を消去させることによってセルの点灯を停止させる。

セットアップ期間では、走査電極５に初期化パルスを印加することにより、走査電極５に、アドレス電極１２および維持電極６よりも高い電圧を印加し、セル内で放電を発生させる。その放電によって発生した電荷は、アドレス電極１２、走査電極５および維持電極６間の電位差を打ち消すようにセルの壁面に蓄積される。その結果、走査電極５付近の保護層１０表面には負の電荷が壁電荷として蓄積され、また、アドレス電極１２付近の蛍光体層１５表面および維持電極６付近の保護層１０表面には、正の電荷が壁電荷として蓄積される。この壁電荷により、走査電極５−アドレス電極１２間、走査電極５−維持電極６間には所定の値の壁電位が生じる。

アドレス期間では、セルを点灯させる場合、走査電極５に走査パルスを印加し、アドレス電極１２にデータパルスを印加することにより、走査電極５に、アドレス電極１２および維持電極６に比べて低い電圧を印加する。すなわち、走査電極５−アドレス電極１２間に、壁電位と同方向に電圧を印加するとともに、走査電極５−維持電極６間にも壁電位と同方向に電圧を印加することにより、書き込み放電を発生させる。その結果、蛍光体層１５表面と維持電極６付近の保護層１０表面には負の電荷が蓄積され、走査電極５付近の保護層１０表面には正の電荷が壁電荷として蓄積される。これにより維持電極６−走査電極５間には、所定の値の壁電位が生じる。

サステイン期間では、まず走査電極５に維持パルスを印加することにより、維持電極６に比べて高い電圧を走査電極５に印加する。すなわち、維持電極６−走査電極５間に、壁電位と同方向に電圧を印加することにより維持放電を生じさせる。その結果、セル点灯を開始させることができる。続いて、維持電極６−走査電極５間の極性が交互に入れ替わるように維持パルスを印加することで、断続的にパルス発光させることができる。

イレース期間では、幅の狭い消去パルスを維持電極６に印加することで不完全な放電が発生し、壁電荷が消滅するため、消去が行われる。

本発明によるＰＤＰは、保護層１０の構成に特徴があり、次にその内容について、具体例を用いて説明する。

図４に本実施の形態の保護層を成膜したＰＤＰを示し、図４のａ−ａにおける断面図を図５に示す。走査電極５、維持電極６から構成される主電極対７と、主電極対７に対して垂直に交差するアドレス電極１２により画定される表示領域の外側に、排気および放電ガス導入用の導入口２０を含む非表示領域Ａが存在する。この非表示領域Ａにおける保護層１０ａが、表示領域における保護層１０と異なる膜質を有している。なお、図５において、２１は封着層である。

まず、上述したような保護層１０を形成する際の真空蒸着法に用いる装置は、一般に仕込み室、加熱室、蒸着室、冷却室から構成され、基板はこの順に搬送され、ＭｇＯからなる保護層が蒸着により形成される。ＭｇＯ蒸着源（保護層用材料）を酸素雰囲気中でピアス式電子ビームガンを加熱源として加熱し、所望の膜を形成する成膜工程により保護層１０を形成する。このとき、非表示領域の保護層１０ａを、表示領域の保護層１０と比較して不純物ガスを吸着しやすい膜にするためには、非表示領域の保護層１０ａの表面積を大きくすればよい。

酸素分圧の高い雰囲気で成膜した膜は、酸素分圧の低い雰囲気で成膜した膜と比較して表面積が大きく、不純物ガスを吸着しやすいと報告されている（例えば、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｏｃ．Ｊｐｎ．Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．１０，２０００参照）。

ＭｇＯを加熱蒸着する場合、蒸着源のＭｇＯはＭｇクラスタとＯクラスタに分解されて蒸気化し、その後再結合するため、一般的に膜は酸素欠損の多い膜になる。そのため、酸素分圧を高めることで結晶性の良い、結晶粒の大きい膜が成膜される。結晶粒の大きい膜は結晶界（結晶粒の間隙）が多いため表面積が大きく、不純物ガスが吸着しやすい膜となる。

成膜時に、基板の非表示領域の保護層表面に酸素をふきつけて酸素分圧を高くする方法としては、成膜装置内を基板を搬送するためのキャリアの外周部に酸素噴出口を設けて、そこから酸素を基板の非表示領域にふきつけるという方法が考えられる。

また、非表示領域と表示領域の保護層を別々に成膜し、異なる膜質の膜を成膜する方法も考えられる。つまり、非表示領域の膜を成膜する際は、酸素分圧の高い雰囲気で、表示領域に遮蔽板などを用いて成膜を行い、表示領域の膜を成膜する際は、酸素分圧の低い雰囲気で、非表示領域に遮蔽板などを用いて成膜を行う。

なお、上記の真空蒸着法に限らず、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いて保護層を形成することも可能である。

本発明によれば、長寿命で信頼性の高い表示品質を有するＰＤＰを得る上で有用な発明である。

本発明の一実施の形態によるプラズマディスプレイパネルの一部を示す斜視図 同プラズマディスプレイパネルを用いた画像表示装置の一例を示すブロック図 同プラズマディスプレイパネルの駆動波形を示すタイムチャート 本発明の保護層を成膜したプラズマディスプレイパネルの模式図 本発明の保護層を成膜したプラズマディスプレイパネルの断面図

符号の説明

１ 前面パネル
２ 背面パネル
３ 放電空間
４ 前面基板
５ 走査電極
６ 維持電極
７ 主電極対
８ 遮光層
９ 誘電体層
１０、１０ａ 保護層
１１ 背面基板
１２ アドレス電極
１３ 電極保護層
１４ 隔壁
１５ 蛍光体層

Claims (3)

1. 複数対並設された走査電極および維持電極からなる主電極対を覆うように誘電体層を形成しかつ前記誘電体層上に保護層が設けられた第１基板と、この第１基板に対向配置されかつ前記主電極と交差する方向の複数のアドレス電極および放電空間を区画するための隔壁が設けられた第２基板とからなり、前記主電極対とアドレス電極とが交差する位置にそれぞれ単位発光領域が構成される表示領域と、この表示領域の外側に位置する非表示領域とを有するプラズマディスプレイパネルの製造方法であって、酸化マグネシウムからなる保護層を成膜する工程において、成膜中に基板の非表示領域の表面の酸素分圧を表示領域の表面よりも高くした状態で成膜を行なう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。
2. 保護層を成膜する工程において、成膜中に基板の非表示領域に酸素を吹き付けることによって、基板の非表示領域の表面の酸素分圧を表示領域の表面よりも高くした状態で成膜することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。
3. 保護層を成膜する工程において、基板の非表示領域と表示領域の保護層を成膜条件を変えて別々に成膜することを特徴とする請求項１に記載のプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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