JP4952790B2

JP4952790B2 - プラズマディスプレイ装置

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Publication number: JP4952790B2
Application number: JP2009512782A
Authority: JP
Inventors: 裕子佐藤; 孝佐々木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-04-17
Also published as: JPWO2008136043A1; WO2008136043A1

Description

本発明は、表示デバイス等に用いられるプラズマディスプレイパネルに関し、特に、放電開始時間の遅れを抑制したプラズマディスプレイパネルに関する。

プラズマディスプレイパネル（Plasma
Display Panel; 以下、PDPと略す）では、放電によって紫外線が生成され、蛍光体層に照射される。紫外線の照射された蛍光体層は可視光を放射し、その可視光によって画素が光り、画像が表示される。

このように、ＰＤＰにとって、放電は必要不可欠なものである。しかし、ＰＤＰの内部、特に放電電極（維持電極及び走査電極）を覆う被覆層は、放電中の陽イオンによってスパッタされ、徐々に劣化していく。また、スパッタされた分子は、放電電極に対向する蛍光体層に付着し、蛍光体層の発生する光量やその色特性（スペクトル）を劣化させる（特許文献１）。

このような放電電極被覆層の劣化や蛍光体層の色特性の劣化を防ぐため、ＰＤＰ内部で放電に晒される部分すなわち前面基板に設けられた誘電体層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなる保護層によって覆われている。

ＭｇＯは、耐スパッタ性に優れ、更に、二次電子放出係数が大きいという利点を有している。誘電体層は、このＭｇＯ保護層によって放電による劣化を免れている。更に、放電に晒されたＭｇＯは、大量の二次電子を放出して、ＰＤＰにおける放電の発生及び維持を促進している。このようにＭｇＯ保護層は、ＰＤＰを構成する上で重要な部材である。
特開２００２−３５２７３２号公報特開２００６−１３９９９９号公報

上述したように、ＭｇＯは、耐スパッタ性と高い二次電子放出係数を備えた、ＰＤＰの保護膜としては最適の材料である。しかし、ＭｇＯには、大気中に存在する水分（Ｈ_２Ｏ）等を吸着し易いという難点がある。従って、水等の除去（脱ガス処理）は、ＰＤＰの製造において、欠くことのできない重要な工程の一つである。例えば、ＰＤＰに放電ガスを封入する前にＰＤＰ全体が加熱され、ＭｇＯに吸着した水等が除去されている。

このような脱ガス処理を行っても、ＭｇＯに吸着した水等は完全には除去されない。その結果、ＰＤＰ内に残留した水等によって、一部の画素が発光しなくなる表示抜けという現象が起こる。以下、この問題について説明する。

図１は、ＭｇＯからなる保護層を具備したＡＣ（Alternating
Current）型ＰＤＰの分解斜視図である。

ＰＤＰ１は、前面基板２と背面基板４とによって構成されている。そして、前面基板２と背面基板４は、背面基板４の外周部に設けられた封着材５によって貼り合わされ且つ密封されている。

前面基板２は、透明な第１の基板６と、第１の基板上に平行に配置された複数の第１の電極８（例えば、維持電極及び走査電極）からなる第１の電極群１０と、第１の電極群１０の上に形成された透明な第１の誘電体層１２を備えている。

更に、前面基板２は、透明な第１の誘電体層１２の上に形成され、隣接した第１の電極の間に繰り返し印加される電圧（以下、維持パルスと呼ぶ）で維持される放電（以下、維持放電と呼ぶ）に晒される保護膜１４によって構成されている。

背面基板４は、第２の基板１６と、第１の電極８に直交するように第２の基板１６の上に配置された、複数の第２の電極１８（アドレス電極）からなる第２の電極群２０を備えている。

更に、背面基板４は、第２の電極群２０の上に形成された第２の誘電体層２２と、第２の誘電体層２２の上に配置された複数の隔壁２４と、隔壁２４の側面と第２の誘電体層２２の表面を覆う蛍光体層２６を備えている。

そして、ＰＤＰ１は、前記電圧（維持パルス）が繰り返し印加される一対の第１の電極８と第２の電極１８に挟まれた空間（放電セル）で放電を発生させて紫外線を生成し、紫外線が照射された蛍光体層２６が発生した光を放射する。

背面基板４には、カラー表示のため、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体１８が、順に繰り返し設けられている。すなわち、ＲＧＢ夫々に対する放電セルが集まって一画素を構成し、このような画素が集合して画像を構成する。尚、前面基板２と背面基板４の間には、Ｎｅ−Ｘｅ等の放電ガスが封入されている。

ところで、維持パルスの印加方式には、２つの方式がある。第１の方式は、隣接した第１の電極８の間に、繰り返し維持パルスを印加する方式である。この場合、一方の電極が維持電極と呼ばれ、他方の電極が走査電極と呼ばれる。

第２の方式では、先ず、ある第１の電極（電極Ａとする）と、その右隣の第１の電極８の間に維持パルスが印加される。次に、最初に述べた第１の電極（電極Ａ）と、その左隣の第１の電極１８の間に維持パルスが印加される。第２の方式は、このようなサイクルが繰り返される方式（Alternate Lighting of Surfaces Method；ALIS）である。

ＰＤＰ１では、以下にようにして、放電が励起される。図２に、走査電極８、維持電極８、及びアドレス電極１８に印加される駆動電圧の波形の一例を示す。（ａ）〜（c）は、それぞれリセット期間から表示期間（サステイン期間）にＸ電極（維持電極）、Ｙ電極（走査電極）、アドレス電極に印加される駆動波形を示している。

まず、（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ，Ｙ電極に全セルに壁電荷を形成するＹ書き込み鈍波１５１とＸ書き込み電圧１４１が印加される。続いてセル内に形成された壁電荷を必要量残して消去するＹ補償鈍波１５２と１４２が印加される。

次のアドレス期間において印加される電圧波形は、各行の表示するセルを決める放電を行なう走査パルス１５３と、本放電により壁電荷を形成するためのＸ走査電圧１４３である。この走査パルス１５３は、行毎にタイミングをずらして印加される。その後の表示期間（サステイン期間）には、サステインパルス１４５、１４６、１４７、１４８、１５６、１５７、１５８、１５９が印加される。

（ｃ）に示すように、アドレス期間においてアドレス電極１８に印加される電圧波形は、列方向の表示するセルを決める放電を行なうアドレスパルス１８０である。尚、アドレスパルスは行毎に印加される走査パルスに合わせ、Ｙ電極８とアドレス電極１８の交点に位置する表示させたいセルにアドレス放電を起こすタイミングで印加される。

以上の駆動波形に加え、表示期間の最後に壁電荷消去のための電圧波形を加えることもある。このように、アドレス放電は、画素の発光を開始させるスタータとして機能する。

ところで、ＭｇＯには、大気中の水等を吸着し易いという性質がある。このため前面基板２に形成されたＭｇＯ保護層１４は、成膜後、大気中の水等を大量に吸着してしまう。

そこで、前面基板２と背面基板４の貼り合わせ後に行われる放電ガスの封入に先立ち、貼り合わされたパネルを約３００℃に加熱しながら、ＭｇＯを離脱した水等を排気する。この加熱処理によって、ＭｇＯ保護層等に吸着した水等は除去される（脱ガス処置）。

しかし、このような脱ガス処理を行っても、ＭｇＯ膜に吸着した水等を完全に除去することはできない。このため、完成したＰＤＰの内部には、大気中の水等が残留してしまう。原因は明らかでないが、ＰＤＰ中に水等が残留していると、書込みパルスが印加されてからアドレス放電が開始するまでに要する時間（アドレス放電遅れ）が、ＰＤＰを使用している間に漸次増加ししまう。

図３は、アドレス放電遅れの一例を示したものである。横軸は、維持放電を継続した時間である。縦軸は、アドレス放電遅れ（任意目盛り）である。図３に示すように、アドレス放電遅れは、ＰＤＰの使用開始後数十時間で４割程度増加し、その後も除々に増加して行く。

アドレス放電遅れの平均値は数μｓ程度である。しかし、ＰＤＰを構成する多くの放電セルの中には、アドレス放電遅れがこれより長いもの発生する。このような放電セルでは、アドレス放電が始まる前に、アドレスパルス１８０が終了してしまう。

その結果、このような放電セルでは、その放電セルに対応する画素が点灯しないか、又はＲＧＢの一部が欠けてしまう。この現象は、表示抜けと呼ばれている。

そこで、本発明の目的は、ＰＤＰ内部に残留する水等を少なくして、表示抜けを起こさないＰＤＰを提供することである。

（第１の側面）
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、第１の基板上に配置された複数の電極と、該電極を覆う誘電体層と、該誘電体層の上に形成された第１の保護層３２と、前記第１の保護層の上に形成された第２の保護層３４と、前記第１の基板との間にガスが封入されて、放電空間を形成するように、前記第１の基板に対向して配置される第２の基板と、前記第２の基板上に形成された隔壁および蛍光体層とを備え、前記第１の保護層は放電空間に露出した前記第２の保護層よりも２次電子放出係数が高いことを特徴とする。
（第２の側面）
本発明の第２の側面は、第１の基板上に配置された複数の電極と、該電極を覆う誘電体層と、該誘電体層の上に形成された第１の保護層３２と、前記第１の保護層の上に形成された第２の保護層３４と、前記第１の基板との間にガスが封入されて、放電空間を形成するように、前記第１の基板に対向して配置される第２の基板と、前記第２の基板上に形成された隔壁および蛍光体層とを備え、放電空間に露出した前記第２の保護層は前記第１の保護層よりも硬度が大きいことを特徴とする。
（第３の側面）
本発明の第３の側面は、第１又は２の側面において、前記第１の保護層３２が、酸化マグネシウム、アルカリ土類金属の酸化物、及びマグネシウム又はアルカリ土類金属元素を含む複合材料の何れかからなり、前記第２の保護層３４は、ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ダイヤモンドライクカーボン、ＣＮ、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＮＯ、ＡｌＮ、及びＨｆＯ_２からなる群から選択された材料又は前記群から選択された材料の複合材料からなることを特徴とする。
（第４の側面）
本発明の第３の側面は、第１又は２の側面において、
前記第２の保護層３４は前記第１の保護層３２より厚さが薄く、かつ、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下であることを特徴とする。
（第５の側面）
本発明の第５の側面は、プラズマディスプレイ装置において、透明な第１の基板と、前記第１の基板上に平行に配置された複数の第１の電極からなる第１の電極群と、前記第１の電極群の上に形成された透明な第１の誘電体層と、前記透明な第１の誘電体層の上に形成され、隣接した第１の電極の間に繰り返し印加される電圧で維持される放電によって二次電子を放出する二次電子放出層と、前記二次電子放出層の上に形成され、大気に晒された場合に吸着する水の量が、前記二次電子放出層が前記大気に晒された場合に吸着する水の量より少ない表面保護層を備えた前面基板と、第２の基板と、前記第１の電極に直交するように前記第２の基板の上に配置された複数の第２の電極からなる第２の電極群と、前記第２の電極群の上に形成された第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に、前記第２の電極を挟むように平行に配置された複数の隔壁と、前記隔壁の側面と前記第２の誘電体層の表面を覆う蛍光体層を備えた背面基板とを具備し、前記電圧が繰り返し印加される前記第１の電極と前記第２の電極に挟まれた空間で前記放電を発生させて紫外線を生成し、前記紫外線が照射された前記蛍光体層が発生した可視光を放射することを特徴とする。

第５の側面によれば、水を吸着し易い二次電子放出層を、水を吸着し難い表面保護層で覆うので、ＰＤＰ内部に残留する水が少なくなる。その結果、アドレス放電遅れが短くなり、ＰＤＰの表示抜けが無くなる。

（第６の側面）
本発明の第６の側面は、第５の側面において、前記表面保護層が、大気に晒された場合に吸着する炭素化合物の量が、前記二次電子放出層が前記大気に晒された場合に吸着する炭素化合物の量より少ないことを特徴とする。

第６の側面によれば、炭素化合物を吸着し易い二次電子放出層を、炭素化合物を吸着し難い表面保護層で覆うので、ＰＤＰ内部に残留する炭素化合物が少なくなる。その結果、アドレス放電遅れが短くなり、ＰＤＰの表示抜けが無くなる。

（第７の側面）
本発明の第７の側面は、第５の側面において、前記表面保護層の硬度が、ＭｇＯより高いことを特徴とする。

第７の側面によれば、ＭｇＯよりスパッタ耐性の高い表面保護層によって、二次電子放出層を覆うので、従来のＭｇＯ保護層より効果的に、前面基板を放電から保護することができる。

（第８の側面）
本発明の第８の側面は、第５の側面において、前記表面保護層が、前記放電に晒されても可視光を放射しない材料であることを特徴とする。
第８の側面によれば、表面保護層が発光することがないので、ＰＤＰの色特性が劣化しない。

（第９の側面）
本発明の第９の側面は、第１の側面において、前記表面保護層が、ランタノイドを構成元素とする化合物以外の材料からなることを特徴とする。
第９の側面によれば、表面保護層が発光することがないので、ＰＤＰの色特性が劣化しない。

（第１０の側面）
本発明の第１０の側面は、第５の側面において、前記表面保護層が、ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ダイヤモンドライクカーボン、ＣＮ、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＮＯ、ＡｌＮ、及びＨｆＯ_２からなる群から選択された材料又は前記群から選択された材料の複合材料からなることを特徴とする。

第１０の側面によれば、水を吸着し易い二次電子放出層を、水を吸着し難いＢＮ等からなる表面保護層で覆うので、ＰＤＰ内部に残留する水が少なくなり。その結果、アドレス放電遅れが短くなり、ＰＤＰの表示抜けが無くなる。

（第１１の側面）
本発明の第１１の側面は、第５の側面において、前記二次電子放出層が、酸化マグネシウム又はアルカリ土類金属の酸化物からなる材料或いは前記材料からなる複合材料からなることを特徴とする。

第１１の側面によれば、酸化マグネシウム又はアルカリ土類金属の酸化物からなる材料或いは前記材料からなる複合材料で二次電子放出層を構成するので、放電に大量の二次電子を供給することができる。

（第１２の側面）
本発明の第１２の側面は、第５の側面において、前記二次電子放出層が、酸化マグネシウム又は酸化ストロンチウムからなることを特徴とする。

第１２の側面によれば、ＭｇＯ又はＳｒＯによって二次電子放出層を構成するので、放電に大量の二次電子を供給することができる。

（第１３の側面）
本発明の第１３の側面は、プラズマディスプレイ装置において、透明な第１の基板と前記第１の基板上に、平行且つ交互に配置された複数の維持電極と複数の走査電極と、前記維持電極及び前記走査電極の上に形成された透明な第１の誘電体層と、前記透明な第１の誘電体層の上に形成されたＭｇＯからなる、前記放電によって二次電子を放出する二次電子放出層と、前記二次電子放出層の上に形成されたＢＮからなる表面保護層を備えた前面基板と、第２の基板と、前記走査電極及び前記維持電極に直交するように、前記第２の基板の上に配置された複数のアドレス電極と、前記アドレス電極の上に形成された第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層上に、前記アドレス電極を挟むように平行に配置された複数の隔壁と、前記隔壁の側面と前記誘電体層の表面を覆う蛍光体層を備えた背面基板を具備し、前記維持電極、前記走査電極、及びアドレス電極に挟まれた空間で前記放電を発生させて紫外線を生成し、前記紫外線が照射された前記蛍光体層が発生した可視光を放射することを特徴とする。

第１３の側面によれば、水を吸着し易いＭｇＯからなる二次電子放出層を、水を吸着し難いＢＮからなる表面保護層で覆うので、ＰＤＰ内部に残留する水が少なくなり。その結果、アドレス放電遅れが短くなり、ＰＤＰの表示抜けが無くなる。

（第１４の側面）
本発明の第１４の側面は、透明な第１の基板と、前記第１の基板の上に平行に配置された複数の第１の電極からなる第１の電極群と、前記第１の電極群の上に形成された透明な第１の誘電体層と、前記透明な第１の誘電体層の上に形成され、隣接した第１の電極の間に繰り返し印加される電圧で維持される放電によって二次電子を放出する二次電子放出層と、前記二次電子放出層の上に形成され、大気に晒された場合に吸着する水の量が、前記二次電子放出層が前記大気に晒された場合に吸着する水の量より少ない表面保護層を備えた前面基板と、第２の基板と、前記第１の電極に直交するように前記第２の基板の上に配置された複数の第２の電極からなる第２の電極群と、前記第２の電極群の上に形成された第２の誘電体層と、前記第２の誘電体層の上に、前記第２の電極を挟むように平行に配置された複数の隔壁と、前記隔壁の側面と前記第２の誘電体層の表面を覆う蛍光体層を備えた背面基板とを具備し、前記電圧が繰り返し印加される前記第１の電極と前記第２の電極に挟まれた空間で前記放電を発生させて紫外線を生成し、前記紫外線が照射された前記蛍光体層が発生した可視光を放射するプラズマディスプレイ装置の製造方法であって、前記第１の基板の上に、前記第１の電極群と、前記第１の誘電体層を形成する第１の工程と、前記な第１の誘電体層の上に、前記二次電子放出層を形成する第２の工程と、真空中で、前記二次電子放出層から水を離脱させる第３の工程と、前記真空中から前記第１の基板を大気中に取り出す前に、前記二次電子放出層の上に、前記表面保護層を形成する第４の工程と、前記第２の基板の上に、前記第２の電極群と、前記第２の誘電体層と、前記隔壁と、前記蛍光体層を形成する第５の工程を具備することを特徴とする。

第１４の側面によれば、水を吸着し易い二次電子放出層を、水を吸着し難い表面保護層で覆うので、ＰＤＰ内部に残留する水を少なくすることができる。その結果、アドレス放電遅れが短くなり、ＰＤＰの表示抜けが無くなる。

（第１５の側面）
本発明の第１５の側面は、第１４の側面において、前記第３の工程が、前記真空中で、前記二次電子放出層の表面をイオンスパッタする工程であることを特徴とする。

第１５の側面によれば、二次電子放出層に吸着した水等をより効果的に除去することができる。

本発明では、二次電子放出係数は大きいが水等を吸着し易いＭｇＯ等からなる二次電子放出層を、水等を吸着し難い表面保護層（例えばＢＮ等）で覆う。従って、本発明によれば、ＰＤＰ内部に残留する水等が少なくなり、その結果アドレス放電遅れが短くなるので、ＰＤＰの表示抜けが無くなる。

ＭｇＯからなる保護層を具備したＡＣ（AlternatingCurrent）型ＰＤＰの分解斜視図である。走査電極、維持電極、及びアドレス電極に印加される駆動電圧の波形を説明する図である。放電時間とアドレス放電遅れの関係を示す図である。実施の形態に係るプラズマディスプレイパネルの拡大断面図である。実施例１におけるＰＤＰの分解斜視図である。表面保護層（ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＺｒＯ_２）と、二次電子放出層（ＭｇＯ、ＣａＯ、及びＳｒＯ）の水の吸着性を定性的に表した図のである。表面保護層（ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＺｒＯ_２）と従来のＭｇＯの硬度比（ビッカスー硬度の比）を示した図である。ＢＮからなる表面保護層のバルクに対する密度比を示す図である。実施例１のＰＤＰにおける放電時間とアドレス放電遅れの関係を示す図である。実施例２におけるＰＤＰの前面基板の製造工程図である。

符号の説明

１ＰＤＰ
２前面基板
４背面基板
５封着材
６第１の基板
８第１の電極８（維持電極、走査電極）
１０第１の電極群
１２第１の誘電体層
１４保護層
１６第２の基板
１８第２の電極（アドレス電極）
２０第２の電極群
２２第２の誘電体層
２４隔壁
２６蛍光体層
３０実施例１のＰＤＰ
３２二次電子放出層（第１の保護層）
３４表面保護層（第２の保護層）
３６透明電極
３８バス電極

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。なお、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

（１）表面保護層（水の吸着）
本実施例は、ＰＤＰ内部に残留する水等を少なくして、表示抜けを無くしたＰＤＰ（プラズマディスプレイ装置）に係るものである。

図４は、本実施の形態に係るＰＤＰの拡大断面図である。

本実施の形態に係るＰＤＰは、前面基板２内側の表面構造に特徴がある。前面基板２の表面近傍には、透明な第１の誘電体層１２の上に形成され、隣接した第１の電極８（例えば、維持電極及び走査電極）の間に繰り返し印加される電圧で維持される放電（維持放電）によって二次電子を放出する、二次電子放出係数の大きい二次電子放出層３２（例えばＭｇＯ）と、この二次電子放出層３２の上に形成され、大気に晒された場合に吸着する水の量が、二次電子放出層３２が大気に晒された場合に吸着する水の量より少ない表面保護層３４（例えば、ＢＮ）が配置されている。すなわち、本実施の形態では、従来のＭｇＯ保護層に代わって、二次電子放出層３２と二次電子放出係数の小さい表面保護層３４が、ＰＤＰ１の内面を覆っている。

ＭｇＯ保護層は、大気に晒されると水（Ｈ_２Ｏ）を吸着する。一方、本実施の形態では、二次電子放出層３２（例えば、ＭｇＯ）は、表面保護層３４（例えば、ＢＮ）で覆われ大気には晒されないので、水を吸着しない。更に、表面保護層３４は、水の吸着量が二次電子放出層３２より少ない材料によって構成される。すなわち、本実施の形態では、前面基板２の内面が、ＭｇＯより水の吸着量が少ない被膜によって覆われる。従って、本実施の形態によれば、ＰＤＰ中に残留する水の量を少なくすることができる。その結果、ＰＤＰの表示抜けが無くなる。

従来のＰＤＰでも、ＭｇＯに吸着した水等を除去するため、脱ガス処理が行われている。

脱ガス処理は、水等の再吸着を防ぐため、前面基板２と背面基板４の貼り合せ後、放電ガスの封入直前に行われる。しかし、前面基板２と背面基板４を貼り合わせる封着材５の融点が低いため、３００℃より高い温度で脱ガス処理を行うことは困難である。このような加熱処理では、ＭｇＯ保護層に吸着した水等を完全に離脱させることは困難である。

ＰＤＰ１は、周囲が封着層（図示せず）によって密封されている。一方、背面基板４には、細い排気管が装着される。加熱処理によってＭｇＯ保護層から離脱した水等は、この排気管を通して排気される。しかし、細い排気管を通して、ＭｇＯ保護層から離脱した水等の全部を排気することは困難である。このため、加熱処理によってＭｇＯから離脱した水等の一部は、排気されずにＰＤＰ１の内部に残留してしまう。

すなわち、ＭｇＯ保護層を用いたＰＤＰでは、加熱温度を十分に高くすることができないので、ＭｇＯ保護層から水等を十分に離脱させることができない。しかも離脱した水等も、その一部は排気されずにＰＤＰ内に残留してしまう。従って、ＭｇＯ保護層を用いたＰＤＰの内部には、完成後も一定量の水等が残留している。

一方、本実施の形態におけるＰＤＰでは、ＭｇＯ等の二次電子放出層３２から、水等を十分に離脱させることが可能である。

例えば、前面基板２と背面基板４を貼り合わせ前に、前面基板２をスパッタ装置に装着し、前面基板に負のバイアスを印加して、例えばＭｇＯからなる二次電子放出層３２の表面を真空中でイオンスパッタする。ＭｇＯに吸着した水等は、このスパッタによって殆ど除去されてしまう。すなわち、真空中で、二次電子放出層から水等を離脱させる。

次に、真空から前面基板２（すなわち、第１の基板６）を大気中に取り出す前に、同一装置内で、二次電子放出層３２の上に、表面保護層３４（例えば、ＢＮ膜）をスパッタ法によって形成する。

このようにすれば、前面基板２を大気に晒しても、表面保護層（例えば、ＢＮ膜）３４に覆われた二次電子放出層３２に水等が吸着することはない。

一方、表面保護層３４は、水の吸着量が二次電子放出層より少ない材料（例えば、ＢＮ）で構成されている。従って、放電ガス封入前の脱ガス処理を行う以前に、すでにＰＤＰの水の吸着量が少なくなっている。故に、脱ガス処理によって、表面保護層３４や蛍光体層２４に僅かに吸着した水等を除去することによって、ＰＤＰ内に残留する水を殆ど無くすことができる。

尚、表面保護層３４は、真空装置内で二次電子放出層３２を３００℃以上の高温で加熱して水等を離脱させた後、同一真空装置で二次電子放出層３２の上に形成してもよい。或いは、前面基板２に二次電子放出層３２を真空蒸着により形成した後、直ちに、同一真空装置中で表面保護層３４を形成してもよい。

ところで、「大気に晒された場合に吸着する水の量が、二次電子放出層が大気に晒された場合に吸着する水の量より少ない表面保護層」とは、二次電子放出層３２と表面保護層３４を夫々成膜後同一条件で大気に晒した場合（例えば、同一面積の二次電子放出層３２と表面保護層３４を、成膜後工場内の大気に同時に１時間晒す）に、二次電子放出層に吸着した水の量より少ない量の水が吸着した表面保護層を意味する。水の吸着量は、昇温脱離法 TPD（Temperature Programmed Desorption）によって測定可能である。

表面保護層の水の吸着量（大気に晒された場合に吸着する水の量）は、少ないほど好ましい。すなわち、表面保護層の水の吸着量は、二次電子放出層の水の吸着量より少ないことが好ましい。また、表面保護層の水の吸着量が、二次電子放出層の水の吸着量の１/３より少ないことが更に好ましい。また、表面保護層の水の吸着量が、二次電子放出層の水の吸着量の１/１０より少ないことが最も好ましい。例えば、表面保護層の水の吸着量は零であってもよい。
ところで、ＭｇＯ保護層は直接維持放電に晒され、その衝撃によって二次電子が放出される。一方、本実施の形態では、二次電子放出層３２は、表面保護層３４で覆われていて維持放電には直接晒されない。しかし、放電中のイオン又は電子は、表面保護層３４を貫通し二次電子放出層３２に衝撃を与える。その結果、大量の二次電子が発生するので、アドレス放電及び維持放電の発生及び成長が、表面保護層３４によって妨げられることはない。

（２）表面保護層（炭素化合物の吸着）
二次電子放出層３２に適した材料としては、Ｍｇと同じ第２族元素に属するアルカリ土類金属（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａ）の酸化物がある。ＭｇＯを含めこれらの酸化物には、水（Ｈ_２Ｏ）だけでなく大気中の炭素化合物（例えば、ＣＯ_２）も吸着し易い。このような炭素化合物も、放電遅れを生じる原因となる。従って、二次電子放出層３２の表面保護層３４としては、大気に晒された場合に吸着する炭素化合物の量が、二次電子放出層が大気に晒された場合に吸着する炭素化合物の量より少ないものほどことが好ましい。

すなわち、二次電子放出層３２の表面保護層３４としては、大気に晒された場合に吸着する炭素化合物の量が、二次電子放出層が大気に晒された場合に吸着する炭素化合物の量より少ないことが好ましい。また、表面保護層の炭素化合物の吸着量が、二次電子放出層の炭素化合物の吸着量の１/３より少ないことが更に好ましい。また、表面保護層の炭素化合物の吸着量が、二次電子放出層の炭素化合物の吸着量の１/１０より少ないことが最も好ましい。例えば、表面保護層の炭素化合物の吸着量は、零であってもよい。

（３）耐スパッタ性
また、表面保護層３４としては、二次電子放出層３２を、放電によるスパッタから保護するものであることが好ましい。従って、隣接した第１の電極８の間に繰り返し印加される電圧で維持される放電（維持放電）によってスパッタされる表面保護層３４膜の厚さは、表面保護層３４が形成されない場合に、維持放電によってスパッタされる二次電子放出層３２の厚さより薄いことが望ましい。

ここで、「放電によってスパッタされる表面保護層の厚さ」及び「表面保護層が形成されない場合に、放電によってスパッタされる二次電子放出層の厚さ」とは、二次電子放出層の上に形成された表面保護層と表面保護層で覆われていない二次電子放出層を、夫々が組み込まれたＰＤＰによって、同一の駆動条件（放電電圧、放電周期等）の下で生成される維持放電に同じ時間晒した場合にスパッタされる夫々の厚さをいう。

従って、「放電によってスパッタされる表面保護層の厚さ」は、薄いほど好ましい。すなわち、「放電によってスパッタされる表面保護層の厚さ」は、「表面保護層が形成されない場合に、放電によってスパッタされる二次電子放出層の厚さ」より薄いことが好ましい。または、「放電によってスパッタされる表面保護層の厚さ」は、「表面保護層が形成されない場合に、放電によってスパッタされる二次電子放出層の厚さ」の１/３より薄いことが更に好ましい。または、「放電によってスパッタされる表面保護層の厚さ」は、「表面保護層が形成されない場合に、放電によってスパッタされる二次電子放出層の厚さ」の１/１０より薄いことが最も好ましい。例えば、「放電によってスパッタされる表面保護層の厚さ」は、零であってもよい。

（４）非発光性
また表面保護層３４が、維持放電に晒されても可視光を放射しないことが望ましい。二次電子放出層の上に、耐スパッタ性に優れた保護膜を設けることは既に提案されている（特許文献２）。この提案で用いられている保護膜は、Ｌａ_２Ｏ_３等のランタノイド酸化物又はＹ_２Ｏ_３である。ランタノイドの酸化物は、放電に晒されると可視光を放射する。この可視光によって、ＰＤＰに表示される画像は劣化する。従って、表面保護層３２が、ランタノイドを構成元素とする化合物以外の材料からなることが好ましい。すなわち、表面保護層は、維持放電に晒されても可視光を放射しない材料で構成されることが好ましい。従って、表面保護層は、ランタノイドを構成元素とする化合物以外の材料からなることが好ましい。

一方、Ｙ_２Ｏ_３が、放電に晒せれると可視光を放射するとの報告はない。ただし、Ｙ_２Ｏ_３は水の吸着量が多く表面保護層には適さない。

（５）表面保護層の材料
以上のような点を総合すると、表面保護層３４は、ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ダイヤモンドライクカーボン、ＣＮ、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＮＯ、ＡｌＮ、及びＨｆＯ_２からなる群から選択された材料からなることが好ましい。または、ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ダイヤモンドライクカーボン、ＣＮ、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＮＯ、ＡｌＮ、及びＨｆＯ_２からなる群から選択された材料からなる複合材料（混合物）であることが好ましい。

図６は、表面保護層３４の材料として好ましいＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＺｒＯ_２と、二次電子放出層３２の材料として好ましいＭｇＯ、ＣａＯ、及びＳｒＯの水の吸着性（大気に晒された場合に吸着する水の量）を定性的に表したものである。

横軸は材料であり、縦軸は水の吸着性である。図６に示すように、二次電子放出層に適した酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及びアルカリ土類金属の酸化物（ＣａＯ、ＳｒＯ）は、水の吸着性が大きい。特に、アルカリ土類金属酸化物（ＣａＯ、ＳｒＯ）の水の吸着性は大きく、現在保護層として使用されているＭｇＯの更に３倍以上である。

一方、ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＺｒＯ_２には、殆ど水は吸着しない。これらの材料は化学的に安定であり、水を構成する水酸基（ＯＨ）とは殆ど反応しない。このため、これらの材料は大気中の水を殆ど吸着しない。

図７は、表面保護層３４の材料として好ましいＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＺｒＯ_２と、従来のＰＤＰで保護膜として利用されているＭｇＯの硬度比（ビッカスー硬度の比）を示したものである。横軸は材料であり、縦軸は硬度比である。

放電に対する耐性と硬度は相関関係があり、硬度が大きいほど放電に対する耐性も強くなる。図７に示したように、ＢＮ、Ａｌ_２Ｏ_３、及びＺｒＯ_２は、ＭｇＯより硬度が高く、スパッタ耐性がＭｇＯより優れている。

すなわち、表面保護層の硬度は、ＭｇＯより大きいことが好ましい。特に、ＢＮは、ＭｇＯより６倍以上硬度が大きい。従って、ＢＮが放電によってスパッタされる厚さは、ＭｇＯより相当程度薄い。

このように、ＢＮは、非吸水性及びスパッタ耐性何れをとっても、表面保護層の材料として優れている。

（６）二次電子放出層の材料
第２族元素の酸化物、特に、酸化マグネシウム及びアルカリ土類金属の酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＲａＯ）は、二次電子放出係数が大きい（特許文献１）。従って、二次電子放出層３２は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）又はアルカリ土類金属の酸化物（ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＲａＯ）からなる材料或いはこれら材料からなる複合材料（混合物）であることが好ましい。特に、二次電子放出層は、酸化マグネシウム又は酸化ストロンチウムであることが好ましい。

本実施例は、ＰＤＰ内部に残留する水等を少なくして、表示抜けが起こさないようにしたＰＤＰ（プラズマディスプレイ装置）の構造に係るものである。

図５は、本実施例におけるＰＤＰ３０の分解斜視図である。

本実施例に係るプラズマディスプレイパネル３０は、前面基板２と背面基板４とによって構成されている。そして、前面基板２と背面基板４は、背面基板４の外周部に設けられた封着材（図示せず）によって貼り合わされ且つ密封されている。

前面基板２は、透明な第１の基板６（ガラス基板）と、第１の基板上に平行に配置された複数の第１の電極８（維持電極及び走査電極）からなる第１の電極群１０と、前記第１の電極群１０の上に形成された透明な第１の誘電体層１２を備えている。ここで、第１の電極８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極と、この透明電極の上に形成されたＣｒ/Ｃｕ/Ｃｒからなるバス（ＢＵＳ）電極によって構成されている。

更に、前面基板２は、透明な第１の誘電体層１２の上に形成され、隣接した第１の電極８（維持電極及び走査電極）の間に繰り返し印加される電圧で維持される放電（維持放電）によって二次電子を放出する、厚さ７００ｎｍのＭｇＯからなる二次電子放出層３２と、この二次電子放出層３２の上に形成され、大気に晒された場合に吸着する水の量が、二次電子放出層３２が大気に晒された場合に吸着する水の量より少ない、厚さ５０ｎｍのＢＮからなる表面保護層３４を備えている。ここで二次電子放出層３２は、表面保護層３４を貫通した放電によって二次電子を放出する。

一方、背面基板４は、第２の基板１６（ガラス基板）と、第１の電極８に直交するように第２の基板１６の上に配置された複数の第２の電極１８（アドレス電極）からなる第２の電極群２０と、第２の電極群２０の上に形成された第２の誘電体層２２と、第２の誘電体層２２の上に、前記第２の電極を挟むように平行に配置された複数の隔壁２４と、隔壁２４の側面と第２の誘電体層２２の表面を覆う蛍光体層２６を備えている。

そして、ＰＤＰ３０は、電圧が繰り返し印加される前記第１の電極８と第２の電極１８に挟まれた空間（放電セル）で放電（維持放電）を発生させて紫外線を生成し、紫外線が照射された前記蛍光体層が発生した可視光を放射する。このようにして発光した放電セルによって画素が構成される。そして、多数の画素が集まって画像が表示される。

ＢＮからなる表面保護層３２の厚さは、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下が好ましい。表面保護層３４が厚すぎると、放電に晒されても二次電子放出層３２から二次電子が放出されなくなる。また、作業効率を考えると、表面保護層３２の厚さは、二次電子放出層の１割以下が好ましい。従って、表面保護層３２の厚さは、７０ｎｍ以下が好ましい。

ＢＮ膜は、下記実施例２で述べるようにスパッタによって成膜する。このようにして成膜したＢＮは、図８に示すように、膜厚が１０ｎｍ以下では密度が安定していない。このためる１０ｎｍ以下のＢＮ膜は表面保護層３２として使用するには、不適当である。尚、図８の縦軸は、バルクＢＮに対するＢＮ膜の密度比（薄膜密度/バルク密度）である。横軸は、成膜したＢＮ膜の膜厚である。

図９は、以上のように構成したＰＤＰのアドレス放電遅れと放電時間の関係を示した図である。横軸は、維持放電の継続時間である。縦軸は、アドレス放電遅れ（任意目盛り）である。図９に、「■」で示した点が、本実施例におけるＰＤＰのアドレス放電遅れである。図９には、表面保護層３４を設けなかった場合のアドレス放電遅れも、「○」で示してある。維持放電パルスの振幅は１８０Ｖであり、その周波数は４５ｋＨｚである。アドレス放電遅れの計測は、最初のアドレス放電後横軸に示した時間維持放電を継続した後、放電を１０ｍｓ休止し、再度アドレス放電を行ってその放電遅れを測定した。

図９に示すように、表面保護層３４を設けなかった場合（○）、アドレス放電遅れは、ＰＤＰの使用開始後数十時間で４割程度増加し、その後も除々に増加して行く。一方、表面保護層３４を設けた場合（■）、アドレス放電遅れは、使用時間が増すにつれて減少する。このため、本実施例におけるＰＤＰでは、表示抜けは殆ど起こさない。

なお、本実施例におけるＰＤＰでは、維持電極と走査電極が対をなし、両者の間に繰り返し維持パルスが印加される。しかし、本実施例のＰＤＰに対する維持パルスの印加方法は、このような方法に限られない。例えば、維持パルスの印加される電極対が交互に変化するＡＬＩＳのような方式であってもよい。

本実施例は、ＰＤＰ内部に残留する水等を少なくして、表示抜けを起こさないようにしたＰＤＰ（プラズマディスプレイ装置）の製造方法に係るものである。本実施例で製造されるＰＤＰの構造は、実施例１で説明したＰＤＰと同じである。ＰＤＰの製造は、以下の手順で製造される。

まず、前面基板２を製造する。

図１０は、前面基板の製造工程を示した図である。まず、第１の基板６の上に、第１の電極群１０と第１の誘電体層１２を形成する。これらの製造工程は、例えば特許文献１に記載された従来のＡＣ型ＰＤＰと同じである。

即ち、第１の基板の上にＩＴＯかなる透明電極３６を形成する（ステップ１）。次に、透明電極の上に、Ｃｒ/Ｃｕ/Ｃｒからなるバス（ＢＵＳ）電極３８を形成する（ステップ２）。以上の工程により、第１の電極群１０が完成する。次に、第１の誘電体層１２を、第１の電極群１０の上に形成する（ステップ３）。

次に、透明な第１の誘電体層１２の上に、二次電子放出層３２となるＭｇＯ膜を７００ｎｍ真空蒸着装置内で蒸着する（ステップ４）。

次に、ＭｇＯ膜の蒸着された第１の基板６を真空蒸着装置から取り出し、ＢＮ膜形成のためのスパッタ装置に装着する。次に、ＭｇＯ膜に負の電圧を印加して、ＭｇＯ膜の表面をスパッタする。このスパッタにより、ＭｇＯ膜に吸着した水等が除去される。すなわち、真空中で、二次電子放出層３２から水等を離脱させる（ステップ５）。

次に、同一装置内で、ＢＮ焼結体をターゲットとして、ＭｇＯ膜上に、ＢＮ膜からなる表面保護層３４を５０ｎｍスパッタで堆積する。すなわち、水等を離脱させた真空から第１の基板６を大気中に取り出す前に、二次電子放出層３２の上に、表面保護層３４を形成する（ステップ６）。

なお、二次電子放出層３２は、液体状の有機金属塩を用いるスプレー法やＭｇＯ微粉末からなるペーストを塗布する微粉末塗布法を用いて形成してもよい。また、表面保護層は、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition Method）や蒸着法等の気相成長法で形成してもよい。

次に、背面基板４を製造する。背面基板の製造方法は、例えば特許文献１に記載された従来のＡＣ型ＰＤＰの背面基板４の製造方法と同じである。

最後に、前面基板２と背面基板４を、第１の電極１０（維持電極及び走査電極）と第２の電極２０（アドレス電極）が直交するように位置合わせをして、背面基板４の外縁に設けた封着材によって両者を貼り合せる。

その後、貼り合された前面基板２と背面基板４を熱処理し、表面保護層３４等に僅かに吸着した水等を、背面基板４に設けられた排気管を通して排気する。その後、この排気管を通して、Ｎｅ−Ｘｅからなる放電ガスを、ＰＤＰ内に充填する。最後に、この排気管を塞いでＰＤＰを完成する。

本発明は、電子機器の製造業、特にＰＤＰの製造業で利用可能である。

Claims

透明な第１の基板と、
前記第１の基板上に、平行且つ交互に配置された複数の維持電極と複数の走査電極と、
前記維持電極及び前記走査電極の上に形成された透明な第１の誘電体層と、
前記透明な第１の誘電体層の上に形成されたＭｇＯからなる、前記放電によって二次電子を放出する二次電子放出層と、
前記二次電子放出層の上に形成されたＢＮからなる表面保護層を備えた前面基板と、
第２の基板と、
前記走査電極及び前記維持電極に直交するように、前記第２の基板の上に配置された複数のアドレス電極と、
前記アドレス電極の上に形成された第２の誘電体層と、
前記第２の誘電体層上に、前記アドレス電極を挟むように平行に配置された複数の隔壁と、
前記隔壁の側面と前記誘電体層の表面を覆う蛍光体層を備えた背面基板を具備し、
前記維持電極、前記走査電極、及びアドレス電極に挟まれた空間で前記放電を発生させて紫外線を生成し、前記紫外線が照射された前記蛍光体層が発生した可視光を放射するプラズマディスプレイ装置。