JPH10162743A - プラズマディスプレイパネル及び保護膜の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘電体層の保護膜の耐久性を高め、長寿命化を
図ることを目的とする。 【解決手段】表示電極Ｘ，Ｙを被覆する誘電体層１７を
有したＰＤＰ１において、誘電体層１７の上に、真空蒸
着法により第１の酸化マグネシウム層１８１を形成し、
さらに第１の酸化マグネシウム層１８１の上にスパッタ
リング法により第２の酸化マグネシウム層１８２を形成
し、保護膜１８を複層構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示電極を被覆す
る誘電体層を有したプラズマディスプレイパネル（ＰＤ
Ｐ）及び誘電体層の保護膜の形成方法に関する。

【０００２】近年、ＰＤＰは、液晶デバイスよりも動画
表示に適していることから、カラー画面が実用化された
ことと相まって、テレビジョン映像やコンピュータのモ
ニターなどの用途で広く用いられるようになってきた。
また、ハイビジョン用の大画面フラット型デバイスとし
て注目されている。このような状況の中で、長寿命化が
進められている。

【０００３】

【従来の技術】ＡＣ型ＰＤＰでは、セルで放電を生じさ
せるための一対の電極が低融点ガラスなどの誘電体層で
被覆され、さらに誘電体層の表面に放電時のイオン衝撃
による損傷を防止するための耐熱性の保護膜が設けられ
ている。保護膜は放電空間に接することから、その材質
及び膜質が放電特性に大きな影響を与える。一般に、保
護膜材料として酸化マグネシウム（ＭｇＯ：マグネシ
ア）が用いられている。ＭｇＯは二次電子放出係数の大
きい金属酸化物であり、これを用いることにより放電開
始電圧が下がって駆動が容易になる。

【０００４】ＭｇＯ膜の形成方法としては、真空蒸着
法、印刷法、スプレー法、スパッタリング法が知られて
いる。これらの方法のうち、従来では、一般に真空蒸着
法が用いられていた。印刷法及びスプレー法は大面積の
膜形成が容易であるものの、放電特性の安定の妨げとな
る有機溶剤成分などの不純物が残留し易く、信頼性の点
で不利である。スパッタリング法は、真空蒸着法と同様
の真空成膜法の一種であって信頼性が高く、真空蒸着法
と比べて緻密な膜の形成が可能であるものの、材料のＭ
ｇＯがスパッタリングされにくい物質であるため、成膜
速度が小さく量産性の点で劣る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように真空蒸着
法を用いて厚さ１μｍ程度のＭｇＯ膜で誘電体層を被覆
することにより、１００００時間の寿命が実現されてい
る。しかし、寿命はより長い方が望ましい。また、高精
細化を図ろうとすると、放電ギャップの縮小にともなっ
てイオン衝撃が増大するので、ＭｇＯ膜のスパッタの進
行が速まって寿命が短くなってしまう。ＭｇＯ膜が削れ
て薄くなる膜減りが進行して誘電体層が露出すると、放
電開始電圧が大幅に上昇して駆動不能になる。寿命を延
ばすために膜厚を増大すると、クラックが発生し易くな
る。

【０００６】本発明は、誘電体層の保護膜の耐久性を高
め、長寿命化を図ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】誘電体層の保護膜として
酸化マグネシウム膜を設ける際に、成膜方法として真空
蒸着法とスパッタリング法とを用いる。真空蒸着法を用
いることにより、成膜速度がスパッタリングに比べて大
きいことから、十分に厚く膜減りの許容量が大きい膜を
比較的に短時間で形成することができる。また、スパッ
タリング法を用いることにより、耐スパッタ性に優れた
緻密な膜を形成することができる。まず真空蒸着法で成
膜し、続いてスパッタリング法で成膜すれば、成膜時間
の長期化を避けつつ所定の膜厚を確保し、且つ表層部を
緻密にして全体として保護膜の耐久性を高めることがで
きる。真空蒸着法による膜を設けた後にそれを下地とし
てスパッタリング法で成膜すると、誘電体層の上に直に
スパッタリング法で成膜する場合と比べて、結晶性及び
緻密性により優れた膜を得ることができる。さらに、真
空蒸着とスパッタリングとを真空中で連続的に行うこと
により、すなわち真空蒸着で得られた膜を真空外に晒す
ことなく真空蒸着に引き続いてスパッタリングを行うこ
とにより、不純物吸着や表面変質などの不具合の発生を
避け、結晶方位のそろった良質の膜を形成することがで
きる。

【０００８】請求項１の発明のＰＤＰは、表示電極を被
覆する誘電体層の上に、真空蒸着法により形成された第
１の酸化マグネシウム層と当該第１の酸化マグネシウム
層の上にスパッタリング法により形成された第２の酸化
マグネシウム層とを含む複層構造の保護膜が設けられた
ものである。

【０００９】請求項２の発明の方法は、プラズマディス
プレイパネルにおける誘電体層の保護膜の形成方法であ
って、前記誘電体層の上に前記保護膜の一部となる第１
の酸化マグネシウム層を真空蒸着法によって形成し、形
成された前記第１の酸化マグネシウム膜を真空雰囲気外
に晒すことなく、引き続き前記保護膜の他の部分となる
第２の酸化マグネシウム層を前記第１の酸化マグネシウ
ム層の上にスパッタリング法によって形成するものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るＰＤＰ１の内
部構造を示す分解斜視図である。例示のＰＤＰ１は面放
電形式のＡＣ型ＰＤＰである。前面側のガラス基板１１
の内面に、マトリクス表示のライン毎に一対のサステイ
ン電極Ｘ，Ｙが配列されている。サステイン電極Ｘ，Ｙ
は、それぞれが透明導電膜４１と金属膜４２とからな
り、ＡＣ駆動のための厚さが５０μｍ程度の誘電体層１
７によって放電空間３０に対して被覆されている。誘電
体層１７の材料はＰｂＯ系低融点ガラスである。誘電体
層１７の表面には保護膜１８として本発明に特有の２層
構造のＭｇＯ膜が形成されている。一方、背面側のガラ
ス基板２１の内面には、アドレス電極Ａ、隔壁２９、及
びカラー表示のための３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の蛍光体層２
８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが設けられている。隔壁２９によ
って放電空間３０がライン方向にサブピクセルＥＵ毎に
区画され、且つ放電空間３０の間隙寸法が一定値に規定
されている。放電空間３０には、ネオンに微量のキセノ
ンを混合したペニングガスが充填されている。

【００１１】表示の１ピクセル（画素）ＥＧは、ライン
方向に並ぶ３つのサブピクセルＥＵからなる。隔壁２９
の配置パターンがストライプパターンであることから、
放電空間３０のうちの各列に対応した部分は、全てのラ
インに跨がって列方向に連続している。各列内のサブピ
クセルＥＵの発光色は同一である。ＰＤＰ１では、サブ
ピクセルＥＵの点灯（発光）／非点灯の選択（アドレッ
シング）に、アドレス電極Ａとサステイン電極Ｙとが用
いられる。すなわち、ライン順次に画面走査が行われ、
サステイン電極Ｙと表示内容に応じて選択されたアドレ
ス電極Ａとの間での放電によって所定の帯電状態が形成
される。アドレッシングの後、サステイン電極Ｙとサス
テイン電極Ｘとに交互に所定波高値のサステインパルス
を印加すると、アドレッシング終了時点で所定量の壁電
荷が存在したセルで、基板面に沿った面放電が生じる。
面放電で発生した紫外線により蛍光体層２８Ｒ，２８
Ｇ，２８Ｂが局部的に励起されて発光する。蛍光体層２
８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂで発光しガラス基板１１を透過す
る可視光が表示光となる。

【００１２】図２はＰＤＰ１の要部の構造を示す図、図
３は保護膜１８の耐久性を示すグラフである。図３の実
線は本実施例における経時変化を示し、鎖線は従来例に
おける経時変化を示している。

【００１３】ＰＤＰ１において、誘電体層１７の保護膜
１８は、厚さが約１μｍの第１のＭｇＯ層１８１と厚さ
が約１０００Åの第２のＭｇＯ層１８２とからなる２層
構造の薄膜である。第１のＭｇＯ層１８１は真空蒸着法
によって形成されている。第２のＭｇＯ層１８２はスパ
ッタリング法によって形成されており、第１のＭｇＯ層
１８１に比べて緻密である。放電空間３０と接する第２
のＭｇＯ層１８２が緻密であることから、保護膜１８の
耐スパッタ性は従来の真空蒸着法による単層構造の膜よ
り高い。つまり、ＰＤＰ１では、使用開始から寿命に達
するまでの使用期間の初期の段階での保護膜１８の膜減
りの進行が遅く、その結果として寿命が延びる。具体的
には、図３のように従来例では使用期間が６０００時間
を越えた頃から残存する保護膜の厚さが不十分となって
放電開始電圧が徐々に高くなり、駆動不能になる寿命が
約１００００時間であった。これに対して、本発明を適
用すると、１００００時間まで放電開始電圧の上昇はみ
られず、寿命は約２００００時間と約２倍になる。な
お、第２のＭｇＯ膜１８２の厚さをさらに大きくすれ
ば、２倍以上の長寿化も可能である。

【００１４】第１のＭｇＯ層１８１は、第２のＭｇＯ層
１８２が削れて消失した後も一定の期間は保護膜１８が
残存するように必要な膜厚を確保する役割をもつ。ま
た、スパッタリング成膜の結晶性を良好にして第２のＭ
ｇＯ層１８２の耐スパッタ性をより高める下地として作
用する。保護膜１８の全体をスパッタリング法によって
形成することが考えられるが、そうすると、スパッタリ
ングの成膜速度は真空蒸着に比べて桁違いに小さいので
生産性が大幅に低下してしまう。生産性の低下を避けな
おかつ耐久性を高めるには、真空蒸着とスパッタリング
とを併用する必要がある。

【００１５】保護膜１８の形成の要領は以下のとおりで
ある。まず、誘電体層１７の上に真空蒸着法によって第
１のＭｇＯ膜１８１を形成する。このとき、特開平７−
２９６７１８号公報に開示されているように、蒸着室に
酸素を導入し、酸素イオンを形成面に照射する手法を用
いて結晶性及び配向性を制御する。成膜速度は３０Å／
秒程度であり、１μｍの成膜を５〜６分で終えることが
できる。第１のＭｇＯ膜１８１を外気などの非真空環境
に晒すことなく、ワークを蒸着室からスパッタリング室
へ搬送し、第２のＭｇＯマトリクスク１８２を形成す
る。このとき、酸素ガスをプラズマ化する反応性ＲＦス
パッタリング法を用いる。成膜速度は１Å／秒程度であ
り、１０００Åの成膜の所要時間は約２０分である。ス
パッタリングにおいては、ワークを搬送しながら結晶成
長をさせるいわゆる通過成膜手法を採用し、ＭｇＯター
ゲットの枚数を増やすことにより、成膜時間を短縮する
ことができる。真空蒸着とスパッタリングとを真空中で
連続的に行うことにより、ＭｇＯ膜１８１への不純物の
吸着が防止され、保護膜１８の膜質が良好になる。

【００１６】図４は本発明に係る成膜装置９０の構成図
である。成膜装置９０は、仕込み室９１、加熱室９２、
蒸着室９３、調圧室９４、スパッタリング室９５、及び
取り出し室９６を順にＵ字状に配置したインライン型設
備であり、ワークであるガラス基板１１の搬入口９８と
搬出口９９とが隣接するように構成されている。搬入口
９８、搬出口９９、及び隣接する室の間には、ゲートバ
ルブ９７Ａ〜Ｆが設けられている。ＰＤＰ１の製造に用
いるクリーンルーム１００の汚染を防止するため、成膜
装置９０はクリーンルーム１００の外側に設置されて使
用される。搬入口９８及び搬出口９９はクリーンルーム
１００の壁面に設けられており、ワークはクリーンルー
ム１００の内側から成膜装置９０に搬入されて、成膜後
にクリーンルーム１００へ搬出される。Ｕ字形状は、ク
リーンルーム１００の省スペース化に好適である。蒸着
室９３とスパッタリング室９５とを水平方向に並べて調
圧室９４内でワークを水平に搬送してもよいし、垂直方
向に並べて調圧室９４内でワークを垂直に搬送してもよ
い。

【００１７】上述の実施形態においては、面放電型のＰ
ＤＰ１を例示したが、本発明は対向放電型のＰＤＰにも
適用することができる。保護膜１８を構成する各ＭｇＯ
膜１８１，１８２の膜厚は例示の値に限定されない。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、誘電体層の保
護膜の耐スパッタ性を高め、長寿命化を図ることができ
る。

【００１９】請求項２の発明によれば、不純物の吸着を
防止してより良質の保護膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＰＤＰの内部構造を示す分解斜視
図である。

【図２】ＰＤＰの要部の構造を示す図である。

【図３】保護膜の耐久性を示すグラフである。

【図４】本発明に係る成膜装置の構成図である。

【符号の説明】

１ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル） １７ 誘電体層 １８ 保護膜（保護膜） １８１ 第１の酸化マグネシウム膜 １８２ 第２の酸化マグネシウム膜 Ｘ，Ｙ サステイン電極（表示電極）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示電極を被覆する誘電体層の上に、真空
   蒸着法により形成された第１の酸化マグネシウム層と当
   該第１の酸化マグネシウム層の上にスパッタリング法に
   より形成された第２の酸化マグネシウム層とを含む複層
   構造の保護膜が設けられてなることを特徴とするプラズ
   マディスプレイパネル。
2. 【請求項２】プラズマディスプレイパネルにおける誘電
   体層の保護膜の形成方法であって、 前記誘電体層の上に前記保護膜の一部となる第１の酸化
   マグネシウム層を真空蒸着法によって形成し、形成され
   た前記第１の酸化マグネシウム膜を真空雰囲気外に晒す
   ことなく、引き続き前記保護膜の他の部分となる第２の
   酸化マグネシウム層を前記第１の酸化マグネシウム層の
   上にスパッタリング法によって形成することを特徴とす
   る誘電体層の保護膜の形成方法。